CN216231839U - 一种可加热和传感的夹层结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可加热和传感的夹层结构，其包括加热传感垫子总成、面套、发泡和控制模块，加热传感垫子总成被设置在面套和发泡之间并包括第一保护层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二保护层，其中，中间层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层连接于第一保护层，第二表面通过第二粘结层连接于第二保护层，中间层包括在同一平面的不同独立区域上的至少一个传感层和至少一个加热层，传感层与控制模块连接以提供传感功能，加热层与控制模块连接以提供加热功能。根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构，其中的传感和加热功能集成在同一平面上，一次装配，结构更简单，降低成本，且加热和传感互不干涉。

Description

一种可加热和传感的夹层结构

技术领域

本实用新型涉及汽车，更具体地涉及一种可加热和传感的夹层结构。

背景技术

在传统的汽车整椅上，安全带提醒装置(Safety Belt Reminder，SBR)的传感和坐垫的加热为分开的两个独立的功能样件，以两次装配的方式安装在座椅上，例如CN201210328347.X，较复杂，且加热和SBR干涉，加热丝会影响传感器灵敏度。为了简化该装配，SBR和加热可以为同一样件，其中的SBR的传感原理通常为压力式传感器，主要由三层组成(上下导电层和中间隔离)，压力施加后，上下导电层接触引起回路电阻变化，例如CN201320077689.9，灵敏度受发泡硬度、面套吊紧的影响；且不能区分重物和人。为了区分人和重物，SBR传感原理也可以是电容，但是与加热层采用黏贴组装成为上下层级关系，例如WO2019105923A1，由三层组成(感应层、绝缘层和屏蔽层)。显然，这种加热和传感是两个元件，两次装配，层结构较复杂，因有屏蔽层，加热和传感互不影响，而且这种上下层级的关系使得工艺和装配都较为复杂。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中的装配复杂等问题，本实用新型提供一种可加热和传感的夹层结构。

根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构，其包括加热传感垫子总成、面套、发泡和控制模块，加热传感垫子总成被设置在面套和发泡之间并包括第一保护层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二保护层，其中，中间层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层连接于第一保护层，第二表面通过第二粘结层连接于第二保护层，中间层包括在同一平面的不同独立区域上的至少一个传感层和至少一个加热层，传感层与控制模块连接以提供传感功能，加热层与控制模块连接以提供加热功能。

优选地，第一粘结层和第二粘结层是完全间隔开的两层；或者第一粘结层和第二粘结层通过中间层之间的空白区域粘连在一起。

优选地，传感层为U字形，加热层为容纳于U字形的中间的矩形且与传感层完全间隔开；或者加热层为U字形，传感层为容纳于U字形的中间的矩形且与加热层完全间隔开。

优选地，传感层和加热层均为矩形且两者完全间隔开。

优选地，中间层包括至少两个传感层，至少两个传感层通过导线连接或完全间隔开，传感层和加热层完全间隔开。

优选地，中间层包括至少两个加热层，至少两个加热层通过导线连接或完全间隔开，传感层和加热层完全间隔开。

优选地，该夹层结构还包括骨架，控制模块具有电容信号处理元件，电容信号处理元件通过导线分别与传感层和骨架连接以提供电容传感功能。

优选地，控制模块具有温度传感器，其通过导线与加热层连接以提供可调节的加热功能。

优选地，传感功能包括安全带提醒装置、乘员探测装置、离手检测装置和/或触控识别功能。

优选地，夹层结构安装于汽车座椅或汽车方向盘中。

根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构，其中的传感和加热功能集成在同一平面上，一次装配，结构更简单，降低成本，且加热和传感互不干涉，非上下层级关系，工艺和装配更为便捷，其中的传感功能采用电容原理，区别于压力式原理，具有区分人和重物的优势，且不受面套包覆和发泡硬度影响。根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构，具有集成加热和传感的功能，可以实现座椅加热和安全带提醒装置(SBR)、座椅加热和乘员探测装置(OCS)、方向盘加热和离手检测装置(HOD)等功能，即在实现加热的同时，具有传感功能，该传感功能可以是SBR、OCS、HOD、触控识别等。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构的一个应用环境；

图2示出了根据本实用新型的可加热和传感的夹层结构的另一个应用环境；

图3是根据本实用新型的实施例1的夹层结构的加热传感垫子总成的剖视图；

图4示出了图3的加热传感垫子总成的一个变形；

图5是图3的加热传感垫子总成的爆炸图；

图6示出了图5的加热传感垫子总成的传感层的传感原理；

图7示出了图5的加热传感垫子总成的加热层的加热原理；

图8是根据本实用新型的实施例2的夹层结构的加热传感垫子总成的剖视图；

图9是图8的加热传感垫子总成的爆炸图；

图10是根据本实用新型的实施例3的夹层结构的加热传感垫子总成的剖视图；

图11是图10的加热传感垫子总成的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

根据本实用新型的优选实施例的可加热和传感的夹层结构可用于汽车座椅，如图1所示，也可用于汽车方向盘，如图2所示，其分别包括加热传感垫子总成A，A’，A”、面套1，1’，1”、发泡2，2’，2”、控制模块3和骨架4。在图1所示的实施例中，面套1，1’，1”为汽车座椅的坐垫面套，发泡2，2’，2”为汽车座椅的坐垫发泡，加热传感垫子总成A，A’，A”被设置于坐垫面套和坐垫发泡之间，与加热传感垫子总成A，A’，A”连接的控制模块3和骨架4分别设置于坐垫的下方。在图2所示的实施例中，面套1，1’，1”为汽车方向盘的轮盘面套，发泡2，2’，2”为汽车方向盘的轮盘发泡，加热传感垫子总成A，A’，A”被设置于轮盘面套和轮盘发泡之间，与加热传感垫子总成A，A’，A”连接的控制模块3设置在方向盘的中心，而骨架4设置于方向盘的轮盘的发泡2，2’，2”的旁边。

实施例1

如图3所示，根据本实施例的加热传感垫子总成A被设置在面套1和发泡2之间，具体包括第一保护层L1、第一粘结层L2、中间层L3、第二粘结层L4和第二保护层L5，其中，中间层L3具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层L2连接于第一保护层L1，第二表面通过第二粘结层L4连接于第二保护层L5。应该理解，这里的第一粘结层L2和第二粘结层L4可以是完全间隔开的两层，也可以在制造或者实际使用中通过中间层L3之间的空白区域粘连在一起，如图4所示。在具体的实施例中，第一保护层L1和第二保护层L5的材料为无纺布类或塑料薄膜类，第一粘结层L2和第二粘结层L4的材料为聚酯类无基材胶或热熔胶，中间层L3为导电材料。特别地，中间层L3所用的导电材料，至少包括镀有铜或镍或银等的导电织物、金属丝、印刷有银浆和/或PEDOT和/或石墨烯浆料等碳基导电的薄膜。具体制作加热传感垫子总成A的步骤包括：S1，中间层L3在基底膜上设计并制备好，该制备包含流延成型、印刷、缝纫、贴合覆合等；S2，中间层L3与第一保护层L1或第二保护层L5通过第一粘结层L2或第二粘结层L4贴合后，去掉步骤S1的基底膜；该贴合包含热覆合、双面胶贴合等；S3，步骤S2的半成品再与第二保护层L5或第一保护层L1通过第二粘结层L4或第一粘结层L2贴合，该贴合包含热覆合、双面胶贴合等。

如图5所示，中间层L3包括在同一平面上彼此间隔开的传感层L3a和加热层L3b，从而通过位于同一平面且相互独立的传感层L3a和加热层L3b来集成传感功能和加热功能，在减少装配的同时互不干涉。在本实施例中，传感层L3a呈现为U字形，加热层L3b呈现为容纳于U字形的中间的矩形且与传感层L3a完全间隔开。传感层L3a用于提供传感功能：只需要一根电信号输入，且小电流即可，与控制模块3(参见图1和图2)连接，当人的身体或手等介入到(传感面-大地)电容区间时，引起了电容的变化，通过外部连接的模块处理该变化值，并转化成信号输出，从而判断人乘坐或触控的状态。加热层L3b用于提供加热功能：接入正负电源后，与控制模块3(参见图1和图2)连接，由温度传感器给出信号来控制加热的电源输出使达到所需温度。通过将传感功能和加热功能集成在中间层L3的一个元件中，具有减少装配工序的优点，传感层L3a和加热层L3b设计成同一平面的不同独立区域，传感功能和加热功能互不干涉的同时还可以减少工艺步骤，节省物料，降低成本。

传感层L3a上连接有导线L31(sensor+)，连接点可以是L3a上的任意位置，导线L31另一端连接到控制模块3(参见图1和图2)。图6示出了传感层L3a的电容传感原理，传感层L3a上的导线L31连接到加热控制装置，在加热控制模块中增加一个电容信号处理元件IC，例如电容芯片或振荡电路等，来记录和处理由导线L31和金属的骨架4(参见图1和图2)，例如座椅或方向盘或车身，组成的电容因人员乘坐或触控引起的电容变化，从而输出乘坐或触控的感应信号。显然，传感层L3a与接地的骨架4(参见图1和图2)之间形成的自电容，在人的身体或手等介入后，该自电容发生变化，通过控制系统判断人体触摸或乘坐信息，而重物不会引起自电容变换，故电容传感能准确的判断人和重物。也就是说，通过传感层L3a，人乘坐或触摸后，控制器处理电容变化的信号并输出信号到警报装置或其他控制模块，以实现提示作用或触发其他功能作用。

加热层L3b上连接有导线L32(Heat+)和L33(Heat–)，连接点可以是L3b上的任意位置，导线L32和L33的另一端分别连接到控制器。加热层L3b上还连接或粘接有温度传感器T，温度传感器T上连接有导线L34(temperature+)和L35(temperature–)，导线L34和L35的另一端分别连接到控制器；温度传感器T的布置在发热区的任意位置。图7示出了加热层L3b的加热原理，加热层L3b上的导线L32、L33、L34和L35分别连接到控制模块3(参见图1和图2)，工作时，装置通过导线L32和L33输出电压到加热层L3b，并通过温度传感器T的导线L34和L35反馈信号到控制装置，来调节输出电压，达到温控的效果。显然，加热层L3b在施加电压后，通过温度传感器T反馈加热垫的实时温度，控制电源输出，来达到目标温度。也就是说，加热层L3b连接到外部控制器后，通过温度传感器T的温度标定，实现一至多档温度调节，当电源施加后，由温度传感器给出信号来控制加热的电源输出使达到所需温度，使得加热更为舒适。

实施例2

如图8所示，根据本实施例的加热传感垫子总成A’被设置在面套1’和发泡2’之间，具体包括第一保护层L1’、第一粘结层L2’、中间层L3’、第二粘结层L4’和第二保护层L5’，其中，中间层L3’具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层L2’连接于第一保护层L1’，第二表面通过第二粘结层L4’连接于第二保护层L5’。

如图9所示，中间层L3’包括在同一平面上彼此间隔开的传感层L3a’和加热层L3b’，从而通过位于同一平面且相互独立的传感层L3a’和加热层L3b’来集成传感功能和加热功能，在减少装配的同时互不干涉。在本实施例中，加热层L3b’呈现为U字形，传感层L3a’呈现为容纳于U字形的中间的矩形且与加热层L3b’完全间隔开。传感层L3a’上连接有导线L31’，连接点可以是L3a’上的任意位置，导线L31’另一端连接到控制器。加热层L3b’上连接有导线L32’和L33’，连接点可以是L3b’上的任意位置，导线L32’和L33’的另一端分别连接到控制器。加热层L3b’上还连接或粘接有温度传感器T’，温度传感器T’上连接有导线L34’和L35’，导线L34’和L35’的另一端分别连接到控制器；温度传感器T’的布置在发热区的任意位置。

实施例3

如图10所示，根据本实施例的加热传感垫子总成A”被设置在面套1”和发泡2”之间，具体包括第一保护层L1”、第一粘结层L2”、中间层L3”、第二粘结层L4”和第二保护层L5”，其中，中间层L3”具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层L2”连接于第一保护层L1”，第二表面通过第二粘结层L4”连接于第二保护层L5”。

如图11所示，中间层L3”包括在同一平面上彼此间隔开的传感层L3a”和加热层L3b”，从而通过位于同一平面且相互独立的传感层L3a”和加热层L3b”来集成传感功能和加热功能，在减少装配的同时互不干涉。在本实施例中，传感层L3a”和加热层L3b”均呈现为矩形且两者完全间隔开。传感层L3a”上连接有导线L31”，连接点可以是L3a”上的任意位置，导线L31”另一端连接到控制器。加热层L3b”上连接有导线L32”和L33”，连接点可以是L3b”上的任意位置，导线L32”和L33”的另一端分别连接到控制器。加热层L3b”上还连接或粘接有温度传感器T”，温度传感器T”上连接有导线L34”和L35”，导线L34”和L35”的另一端分别连接到控制器；温度传感器T”的布置在发热区的任意位置。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。例如中间层包括两个或更多个传感层，各传感层通过导线连接或完全间隔开。又例如中间层包括两个或更多个加热层，各加热层通过导线连接或完全间隔开。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种可加热和传感的夹层结构，其特征在于，该夹层结构包括加热传感垫子总成、面套、发泡和控制模块，加热传感垫子总成被设置在面套和发泡之间并包括第一保护层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二保护层，其中，中间层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面通过第一粘结层连接于第一保护层，第二表面通过第二粘结层连接于第二保护层，中间层包括在同一平面的不同独立区域上的至少一个传感层和至少一个加热层，传感层与控制模块连接以提供传感功能，加热层与控制模块连接以提供加热功能。

2.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，第一粘结层和第二粘结层是完全间隔开的两层；或者第一粘结层和第二粘结层通过中间层之间的空白区域粘连在一起。

3.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，传感层为U字形，加热层为容纳于U字形的中间的矩形且与传感层完全间隔开；或者加热层为U字形，传感层为容纳于U字形的中间的矩形且与加热层完全间隔开。

4.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，传感层和加热层均为矩形且两者完全间隔开。

5.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，中间层包括至少两个传感层，至少两个传感层通过导线连接或完全间隔开，传感层和加热层完全间隔开。

6.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，中间层包括至少两个加热层，至少两个加热层通过导线连接或完全间隔开，传感层和加热层完全间隔开。

7.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，该夹层结构还包括骨架，控制模块具有电容信号处理元件，电容信号处理元件通过导线分别与传感层和骨架连接以提供电容传感功能。

8.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，控制模块具有温度传感器，其通过导线与加热层连接以提供可调节的加热功能。

9.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，传感功能包括安全带提醒装置、乘员探测装置、离手检测装置和/或触控识别功能。

10.根据权利要求1所述的夹层结构，其特征在于，夹层结构安装于汽车座椅或汽车方向盘中。

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