CN104453493B - 一种压敏式门把手传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压敏式门把手传感器的封装结构，其压力敏感元件封装与传感器外壳内，仅外侧的防水面有局部外露于槽口内，门把手壳体上设有与槽口相对的通槽，通槽内安装微动按键，与门把手壳体相扣并存在按压间隙，按压微动按键，使其相对门把手壳体移动时，微动按键上的压力柱的端部可按压压力敏感元件的防水面一侧，使压力敏感元件受压变形，从而产生触发信号，唤醒汽车无钥匙启动系统。所述压敏式门把手传感器的封装结构，具有优良的防水性和抗压性，能够很好的适用于汽车PEPS无钥匙启动系统。

Description

一种压敏式门把手传感器的封装结构

技术领域

本发明涉及汽车的门把手结构，特别是一种采用压敏式传感器的汽车门把手结构。

背景技术

PEPS无钥匙启动系统（Passive Entry & Passive Start）的车门把手传感器实际上是系统的“唤醒开关”，当有人拉车门把手，试图打开车门时，车门把手传感器能向系统送出一个车门把手被碰触的信号，使PEPS系统被唤醒。目前实际应用的车门把手传感器有电容式和光电式两种。

电容式传感器，利用设置在车门把手内的金属片与人手之间的分布电容形成的高频电流通路来工作。通过探测流过两者之间高频电流的大小，可感知人手是否靠近。由于人手在门把手的外部，因而金属片必须设置在门把手的外表面，其检测系统对外开放，接收来自外部的高频信号，这导致系统无差别地接受所有的外界信号，其抗干扰要求十分高且难以实现。当干扰信号的频率与传感器的工作频率相近时，电磁干扰容易窜入而导致误动作，存在安全隐患。此外，在司机戴有厚手套进行操作时，因手套的隔离，导致传感器无法检测得到。

光电式传感器，是在门把手的内侧粘贴金属反射镜，光电单元安装在门上与门把手相对的部位，通过人手抓握车把手时阻挡光线而触发。然而，在车门上安装的光电单元会给产生，影响车辆不美观；而且在带白手套进行操作时，白手套对光线的反射有可能会导致光电传感器无反应，从而发生漏测。

此外，上述两种传感器都是主动式探测，即使在人手未靠近或者抓握门把手时，电容式传感器的高频振荡器和光电传感器的光信号发射器也必须一直开启，电流消耗较大，加重了停车时蓄电池供电的负担。

中国专利201210294058.2公开了一种门把手传感器，其在车把手的抓握部位设置凹槽，凹槽内安装受压变形时能够产生电压的压敏式传感器，通过抓握把手时，压敏式传感器受压变形产生的电压变化来感测人手，从而唤醒系统。其很好的克服了上述光电式和电容式传感器存在的缺陷，检测更加可靠，且其探测方式为被动式，耗电量也极低。但压敏式传感器及其附属电路非常怕水，不适用于潮湿环境，受潮后易发生故障；且压敏式传感器也不能承受巨大的压力和形变，在受压过大时容易被压破而损坏。而汽车无法避免处于潮湿环境中，且要求操作者控制抓握把手的力度也不大现实，因而上述门把手传感器结构还需完善，尚无法真正适用于汽车。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的缺陷提供一种压敏式车门把手封装结构，使压敏式传感器具有优良的防水性和抗压性，以使其真正适用于汽车。

本发明所述的压敏式门把手传感器的封装结构，包括门把手壳体和安装在门把手壳体内的压敏式传感器，所述的压敏式传感器包括传感器外壳和封装于传感器外壳内的传感器电路板和压力敏感元件；传感器外壳包括壳体和盖板，传感器电路板安装于壳体内，压力敏感元件则安装于传感器电路板上，所述压力敏感元件呈片状，其一面为导电面，导电面上的两个电极与传感器电路板电连接，并且导电面与传感器电路板间存在有供压力敏感元件受压变形的形变间隙，压力敏感元件的另一面为防水面，防水面朝外；盖板盖于壳体上，将传感器电路板和压力敏感元件密封于外壳内，盖板在压力敏感元件的防水面与门把手壳体之间的位置设置槽口，门把手壳体在与槽口相对的位置设置通槽，通槽内安装有微动按键，微动按键穿过通槽，与门把手壳体相扣并存在按压间隙，使微动按键在被按压时可相对门把手壳体移动，微动按键上设有压力柱，压力柱的端部与压力敏感元件的防水面相接触，按压微动按键使微动按键相对门把手壳体移动时，压力柱可按压压力敏感元件。

本发明所述的压敏式门把手传感器的封装结构，当拉动车门把手打开车门时，人手的抓握力能推动微动按键沿通槽向内移动，微动按键的压力柱按压压力敏感元件，使压力敏感元件受压变形产生电信号，从而唤醒汽车PEPS系统。所述门把手的封装结构，其压敏式传感器仅压力敏感元件的防水面位于槽口的部位朝外，传感器电路板、压力敏感元件的导电侧等均被封装在传感器壳体内，进入通槽的水份，受盖板及防水面的阻隔，无法进入到封装的压敏式传感器中，其使压敏式传感器具有非常优良的防水性能，能够避免压敏式传感器受潮损坏。同时，所述门把手的封装结构，其压力敏感元件的防水面由安装于通槽内的微动按键的压力柱按压变形产生信号，由于微动按键与门把手壳体相互扣接并存在按压间隙，微动按键受压时，受门把手壳体的限制，微动按键其仅能在按压间隙内移动，其移动距离受限，即使微动按键所受压力再大，压力柱按压压力敏感元件的变形量也不会过大，其压敏式传感器的抗压性极好，能够避免因压力过大而导致的压力敏感元件的损坏。所述压敏式门把手传感器的封装结构，使压敏式传感器具有优良的防水性和抗压性，能够很好的适用于汽车PEPS无钥匙启动系统。

附图说明

图1是压敏式门把手传感器的封装结构的结构示意图。

图2是图1所示压敏式门把手传感器的封装结构的压敏式传感器的结构示意图。

图3是图2所示压敏式门把手传感器的封装结构的压敏式传感器的爆炸图。

图4是图2所示压敏式门把手传感器的封装结构的压敏式传感器的A-A方向剖视图。

图5是图4所示压敏式门把手传感器的封装结构的压敏式传感器的局部放大图。

图6是图1所示压敏式门把手传感器的封装结构的微动按键的结构示意图。

图7是图1所示压敏式门把手传感器的封装结构的剖视结构图。

具体实施方式

如图1、图3、图7，一种压敏式门把手传感器的封装结构，包括门把手壳体1和安装在门把手壳体1内的压敏式传感器2，所述的压敏式传感器2，如图2-5，包括传感器外壳和封装于传感器外壳内的传感器电路板23和压力敏感元件21；传感器外壳包括壳体22和盖板25，传感器电路板安装于壳体内，压力敏感元件则安装于传感器电路板上，所述压力敏感元件21呈片状，其一面为导电面，另一面为防水面，其中导电面朝向电路板23平行设置，导电面上的两个电极与传感器电路板23电连接，并且导电面与传感器电路板23间形成有供压力敏感元件21受压变形的形变间隙27；盖板盖于壳体上，将传感器电路板和压力敏感元件密封于外壳内，盖板在压力敏感元件的防水面与门把手壳体之间的位置设置槽口，门把手壳体在与槽口相对的位置设置通槽11，通槽内安装有微动按键3，微动按键3穿过通槽11，其承受外部压力的承力板32与门把手壳体相扣并存在按压间隙13，微动按键3上设有压力柱31，压力柱31的端部与压力敏感元件21的防水面相对。按压微动按键3时，受门把手壳体1的限制，微动按键3仅能相对门把手壳体在按压间隙13范围内移动，带动压力柱31在此范围内按压压力敏感元件，使之变形。受间隙范围的限制，在微动按键3的承力板32与门把手壳体相抵时，即使施加再大按压力，压力柱下压压力敏感元件的变形量也不会变化，其很好的实现对压力敏感元件21的过压保护，避免压力敏感元件21因受压过大而破损。

微动按键承力板32与通槽11之间形成的有供微动按键3移动的按压间隙13，压力敏感元件21的导电面与传感器电路板23间形成有供压力敏感元件21受压变形的形变间隙27，按压间隙13的大小可等于形变间隙27的间隙大小，同时等于压力敏感元件21的两端导电胶24的厚度。通过按压间隙13的设置，当压力过大时，过大的压力可由门把手壳体承受，从而保护压力敏感元件21的安全；所述按压间隙13以0.1～0.2毫米为宜，实验证明该大小按压间隙带来的变形间隙的形变即可满足两极产生足够的电压，又能在满足使用需求的同时保证安全。

压力敏感元件21的两端可通过导电胶24与电路板23电连接；通过导电胶24将压力敏感元件21的中部架空，从而形成供压力敏感元件21受压变形的形变间隙27。

压力敏感元件21与传感器电路板之间的变形间隙27内还可填充弹性物质，如弹簧或弹性橡胶；其不仅能够提供压力敏感元件的变形空间，还能有助于压力敏感元件恢复原状态。

所述微动按键3，如图6、图7，包括承受外部压力的承力板32，对压力敏感元件施力的压力柱31，以及与通槽11内侧相扣的卡勾33，承力板32与卡勾33之间的距离大于通槽11的深度，从而形成微动按键3相对门把手壳体移动的按压间隙13。

微动按键3还可在承力板32的内侧设置导向结构，导向结构的外侧面能够同时与通槽11各内侧面相抵，使通槽11的四个内侧面均有导向结构的外侧面与其相抵。通过导向结构的限制，使微动按键3受力按压时，四侧能够同时沿通槽的侧面移动，保证微动按键3能够相对压力敏感元件21垂直移动，不会发生偏斜；从而保证手的触摸力可以转换为垂直的力，而垂直的力可以增加压力敏感器件的变形，从而增加敏感性。

所述导向结构可为四块导向块34，各导向块呈长条形，其外侧面分别与通槽的的四个内侧面相贴。导向结构也可为两块导向块，呈相对的U形，分别位于承力板的两端，各端的U形导向板的三个外侧面分别与通槽的三个内侧面相贴，如图6。无论导向结构包括几块导向块，各导向块为何形状，只需要其能够提供同时与通槽的四个内侧面相抵的接触面即可。

导向块34也可与卡勾一体设置，也即卡勾位于导向块的底端。此结构不需要单独设置卡勾，结构更加简单。

导向块34的侧面可以进行高度抛光和涂润滑油，以减小相对移动时产生的摩擦力。

门把手壳体1与承力板32对应处最好设置用于容纳承力板的凹坑，微动按键3的承力板32位于凹坑内，从而能够避免突出的承力板带来的异物感，使操作者更加舒适，同时也更加美观。承力板的外侧曲面形状最好能够与凹坑周围的门把手壳体的曲线形状一致并对接为整体，以更进一步的提高门把手的操作舒适性和美观度。

微动按键的压力柱31可以有一个，两个，甚至更多。图6中，微动按键3上的压力柱31为2个，对称设置，其可使压力敏感元件受力更加均匀，从而能够延长压力敏感元件的使用寿命。

所述传感器外壳的盖板可为由低流动性胶水凝固而成。低流动性胶水凝固而成的盖板覆盖并同时与外壳周围和压力敏感元件的防水面周围粘接，可方便可靠的实现压力敏感元件和传感器电路板23的密封，将压力敏感元件和传感器电路板可靠的封装在传感器壳体与盖板形成的密封空间内。低流动性胶水形成的盖板，密封方便可靠，但其强度较弱，在高温度或者受压时能够变形，从而影响门把手传感器的使用及精度。为了克服上述问题，可在低流动性胶水形成的盖板内侧槽口内侧设置支撑于防水面和门把手壳体之间的环形衬套26，衬套与低流动性胶水形成的盖板粘接密封，微动按键穿过通槽后，其底端插于衬套内。衬套可提供防水面与门把手壳体之间的支撑，从而可避免低流动性胶水形成的盖板受压变形，从而可靠的保证门把手传感器的精度。

衬套26的内轮廓尺寸大于卡勾33在通槽11内的宽度，且衬套26与卡勾33间存在间隙，两者互不接触，可避免衬套与卡勾接触产生的摩擦力，提高传感器的灵敏性。

衬套26的外轮廓要小于压力敏感元件21的外轮廓，以使衬套与压力敏感元件之间留有充足的密封空间。衬套26的外轮廓至少要小于压力敏感元器件21的外轮廓2—3毫米。

如图7，传感器壳体22的背面与门把手壳体之间可填充有泡棉4，其可保证压力微动按键与封装后的压力传感器轻轻的接触，减少公差和产品精度带来的影响，降低模具的精度要求，并使得结构更加紧凑、稳固。

传感器壳体与传感器电路板之间可填充低流动性胶水，低流动性胶水的填充，使得传感器壳体与传感器电路板之间不再存在空气及水蒸气，其可避免水蒸气存在给传感器电路板带来的不良影响，改善电路板的稳定性，提高使用寿命。

上述采用压敏式传感器的车门把手，在人拍打车辆或其非正常他方式使微动按键震动时，均有可能触发压敏式传感器，使PEPS被错误的唤醒，从而带来安全隐患。为了解决此问题，压敏式传感器2内可并排设置两个以上的压力敏感元件，盖板在各压敏式传感器的防水面与门把手壳体之间的位置均设置槽口，门把手壳体上的通槽11同时与各槽口相对，微动按键3上同样设有两个以上的压力柱31，各压力柱31分别抵于不同的压力敏感元件21的防水面上。当有人拍打车辆或其非正常他方式使微动按键振动时，两个压力柱会同时按压其分别对应的压敏式传感器，且两个压力柱所施加的压力相互均匀，此时控制系统可通过差分运算会默认为误操作而不执行开门任务。而当执行正常的开门任务，手握门把手时，由于人手对两个压力柱施加的压力不会绝对的均衡，所以两个压力柱接触压敏式传感器会存在一定的时间差，此时控制系统可通过差分运算会判断为正常开门操作，从而执行开门任务。通过上述结构设置，可减少因外界干扰导致的误操作，提高了系统的抗干扰能力和安全性能。

也可以，在门把手壳体内设有两个以上的所述的压敏式传感器，门把手壳体上设置同时与两个压敏式传感器的槽口相对的通槽，微动按键上设有两个以上的压力柱，各压力柱分别抵于不同的压敏式传感器的压力敏感元件21的防水面上。又或者，门把手壳体内设置两个以上的压敏式传感器, 门把手壳体上设置多个通槽与各压敏式传感器的槽口相对，各通槽内均安装的有微动按键3，各微动按键上均设置有压力柱31与相应的压敏式传感器2的压力敏感元件21的防水面相抵。其均可以解决上述问题，减少外界干扰导致的误操作，提高了系统的抗干扰能力和安全性能。

Claims (12)

1.一种压敏式门把手传感器的封装结构，包括门把手壳体（1）和安装在门把手壳体内的压敏式传感器（2），其特征在于：所述的压敏式传感器包括传感器外壳和封装于传感器外壳内的传感器电路板（23）和压力敏感元件（21）；传感器外壳包括壳体（22）和盖板（25），传感器电路板安装于壳体内，压力敏感元件则安装于传感器电路板上，所述压力敏感元件呈片状，其一面为导电面，导电面上的两个电极与传感器电路板电连接，并且导电面与传感器电路板间存在有供压力敏感元件受压变形的形变间隙（27），压力敏感元件的另一面为防水面，防水面朝外；盖板盖于壳体上，将传感器电路板和压力敏感元件密封于外壳内，盖板在压力敏感元件的防水面与门把手壳体之间的位置设置槽口，门把手壳体在与槽口相对的位置设置通槽（11），通槽内安装有微动按键（3），微动按键穿过通槽，与门把手壳体相扣并存在按压间隙（13），使微动按键在被按压时可相对门把手壳体移动，微动按键上设有压力柱（31），压力柱的端部与压力敏感元件的防水面相接触，按压微动按键使微动按键相对门把手壳体移动时，压力柱可按压压力敏感元件。

2.根据权利要求1所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：压力敏感元件（21）的两端通过导电胶（24）与电路板（23）电连接；导电胶（24）将压力敏感元件（21）的中部架空，从而形成供压力敏感元件（21）受压变形的形变间隙（27）。

3.根据权利要求1所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：微动按键（3）包括承受外部压力的承力板（32），对压力敏感元件施力的压力柱（31），以及与通槽（11）内侧相扣的卡勾（33），承力板（32）与卡勾（33）之间的距离大于通槽（11）的深度，从而形成微动按键（3）相对门把手壳体移动的按压间隙（13）。

4.根据权利要求3所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：微动按键（3）在承力板（32）的内侧设置两个或以上的导向结构，导向结构的外侧面能够同时与通槽（11）各内侧面相抵，使通槽（11）的四个内侧面均有导向结构的外侧面与其相抵。

5.根据权利要求1所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：门把手壳体（1）与承力板（32）对应处设有用于容纳承力板的凹坑，微动按键（3）的承力板（32）位于凹坑内。

6.根据权利要求1所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：传感器外壳的盖板（25）由低流动性胶水凝固而成。

7.根据权利要求6所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：盖板（25）内侧槽口的内侧设置支撑于防水面和门把手壳体之间的环形衬套（26），衬套与盖板粘接密封，微动按键（3）穿过通槽（11）后，其底端插于衬套内。

8.根据权利要求1-7中任何一项所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：所述按压间隙（13）为0.1～0.2毫米。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：压敏式传感器（2）内设置两个以上的压力敏感元件，盖板在各压敏式传感器的防水面与门把手壳体之间的位置均设置槽口，门把手壳体上的通槽（11）同时与各槽口相对，微动按键（3）上同样设有两个以上的压力柱（31），各压力柱（31）分别抵于不同的压力敏感元件（21）的防水面上。

10.根据权利要求1-7中任意一项所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：在门把手壳体（1）内设有两个以上的压敏式传感器（2），门把手壳体上的通槽同时与各压敏式传感器的槽口相对，微动按键（3）上设有两个以上的压力柱（31），各压力柱（31）分别抵于不同的压敏式传感器（2）上的压力敏感元件（21）的防水面上。

11.根据权利要求1-7中任何一项所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于: 门把手壳体内设置两个以上的压敏式传感器, 门把手壳体上设置多个通槽与各压敏式传感器的槽口相对，各通槽内均安装有微动按键（3），各微动按键上均设置有压力柱（31）与相应的压敏式传感器（2）的压力敏感元件（21）的防水面相抵。

12.根据权利要求1-7中任何一项所述的压敏式门把手传感器的封装结构，其特征在于：传感器壳体（22）与传感器电路板（23）之间可填充低流动性胶水。