KR20100085969A - Sensor assembly comprising a capacitive proximity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
관련 출원에 대한 상호 참조Cross Reference to Related Application
본 출원은 그 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2007년 10월 10일자로 출원된 영국 특허 출원 제0719807.0호의 우선권을 주장한다.This application claims the priority of British Patent Application No. 0719807.0, filed October 10, 2007, the disclosure content of which is incorporated herein by reference in its entirety.
본 발명은 외부 물체의 존재를 검출하기 위해 몸체에 정전용량형 근접 센서(capacitive proximity sensor)를 장착하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로 (그러나 배타적이지 않게) 차량, 특히 차량 범퍼에 정전용량형 근접 센서를 장착하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to mounting a capacitive proximity sensor on a body for detecting the presence of an external object. The present invention more specifically (but not exclusively) relates to the mounting of capacitive proximity sensors in vehicles, in particular in vehicle bumpers.
근접 센서는 물질의 존재를 찾아내고 물품과의 충돌을 피하기 위한 다양한 산업상 응용에 사용되어 왔다. 하나의 응용 분야에서, 근접 센서가 차량의 후방측 및/또는 범퍼에 설비되어, 차량이 후진할 때 차량이 물체에 접근하면 경고 신호를 제공하여, 여전히 운전자가 물체에 근접하게 차량을 편리하게 위치시키게 하면서 충돌이 안전하게 피해질 수 있도록 한다.Proximity sensors have been used in a variety of industrial applications to detect the presence of materials and to avoid collisions with articles. In one application, a proximity sensor is installed on the rear and / or bumper of the vehicle, providing a warning signal when the vehicle approaches an object when the vehicle is retracted, so that the driver still conveniently positions the vehicle close to the object. Make sure that the crash is safely avoided.
국제특허공개 WO 01/08925호(에이비 오토모티브 일렉트로닉스 엘티디.(AB Automotive Electronics Ltd.))는 서로 절연되어 차량의 범퍼의 내부에 제공된 금속 또는 다른 전도성 재료의 2개의 스트립(strip)으로 이루어진 차량용 정전용량형 근접 센서를 기술하고 있다. 차량으로부터 외측으로 향하는 하나의 스트립은 센서 플레이트(sensor plate)라 불리고, 차량을 향해 내측으로 향하는 다른 하나의 스트립은 가드 플레이트(guard plate)라 불린다. 2개의 플레이트들은 제어 유닛에 연결된다. 제어 유닛은 차량이 외부 물체에 접근할 때 센서 플레이트와 (전기) 접지 사이의 정전용량(capacitance)에서 발생하는 변화를 감시하고, 물체와 센서 플레이트(및 이에 따라 차량) 사이의 거리의 표시를 운전자에게 제공한다.International Patent Publication WO 01/08925 (AB Automotive Electronics Ltd.) is a vehicle in which two strips of metal or other conductive material are insulated from each other and provided inside the bumper of a vehicle. A capacitive proximity sensor is described. One strip facing outwards from the vehicle is called a sensor plate, and the other strip facing inwards towards the vehicle is called a guard plate. Two plates are connected to the control unit. The control unit monitors the changes that occur in the capacitance between the sensor plate and the (electrical) ground when the vehicle approaches an external object, and displays an indication of the distance between the object and the sensor plate (and thus the vehicle). To provide.
영국 특허 공개 제2 400 666호(또한 에이비 오토모티브 일렉트로닉스 엘티디.)는 플라스틱 필름 기판의 대향 면들 상에 전도성 잉크로 센서 플레이트와 가드 플레이트에 스크린-인쇄(screen-printing)함으로써 또는 플라스틱 필름 기판에 라미네이팅된 알루미늄 포일(foil)로부터 센서 플레이트와 가드 플레이트를 형성함으로써 국제특허공개 WO 01/08925호에 기술된 유형의 정전용량형 근접 센서를 제조하는 것을 언급하고 있다. 영국 특허 공개 제2 400 666호는 접착제에 대한 필요성 없이 차량 범퍼에 센서를 보유시키는 보유 시스템의 사용을 추가로 기술하고 있다.British Patent Publication No. 2 400 666 (also ABS Automotive Electronics ltd.) Is directed to screen-printing the sensor plate and the guard plate with conductive ink on opposite sides of the plastic film substrate or to the plastic film substrate. Reference is made to the manufacture of capacitive proximity sensors of the type described in WO 01/08925 by forming sensor plates and guard plates from laminated aluminum foil. British Patent Publication No. 2 400 666 further describes the use of a retaining system to hold a sensor in a vehicle bumper without the need for adhesives.
본 발명은 센서 도체 및 가드 도체가 유전체 필름 기판의 대향 면들 상에 배열된 유형의 정전용량형 근접 센서에 관한 것이다. 그 유형의 센서는 보관 및 취급이 비교적 용이한 평탄한 시트의 형태로 비용 효과적인 방식으로 제조될 수 있다는 이점을 제공한다. 센서는 평탄한 지지 표면에, 그리고 센서가 가요성이므로 어느 정도 비-평면인 표면(가장 전형적으로, 이 표면은 하나의 곡률 축만을 갖는 표면일 것이지만 제2 축을 중심으로 한 제한된 곡률을 또한 갖는 표면일 수 있음)에 또한 비교적 용이하게 적용될 수 있다. 그러나, 센서의 정확한 기능 및 내구성을 방해할 수 있는 접힘부 및 주름의 센서 기판에서의 형성을 피하는 것을 가능한 한 보장하기 위해, 그러한 센서가 더 복잡한 형상(예를 들어, 몇몇 차량 범퍼의 내측으로 만곡된(즉, 오목하게 만곡된) 내부 표면)을 갖는 지지 표면에 적용될 때 주의가 요구된다. 센서 기판에서의 접힘부 및 주름은 먼지 및/또는 물이 센서와 지지 표면 사이에 침입 및 보유되게 할 수 있다. 특히 센서 도체와 지지 표면 사이에서의 물의 축적은 센서의 정전용량 기능에 영향을 미칠 수 있는 반면, 센서와 지지 표면 사이의 어딘가에서의 먼지의 축적은 센서의 표면이 마모되게 하여 센서가 오작동하게 할 수 있다. 센서와 지지 표면 사이에 물이 보유될 때 센서가 물의 결빙의 결과로서 손상될 것이라는 추가적인 위험이 있다.The present invention relates to a capacitive proximity sensor of the type in which the sensor conductor and the guard conductor are arranged on opposite sides of the dielectric film substrate. Sensors of that type offer the advantage that they can be manufactured in a cost effective manner in the form of flat sheets which are relatively easy to store and handle. The sensor may be a flat support surface and a surface that is somewhat non-planar because the sensor is flexible (most typically, this surface will be a surface with only one axis of curvature but also with limited curvature about the second axis). Can be applied relatively easily as well). However, in order to ensure as much as possible avoiding the formation of folds and creases in the sensor substrate, which can interfere with the sensor's correct function and durability, such sensors are curved in more complex shapes (eg, inside of some vehicle bumpers). Care is required when applied to a support surface having a (ie concavely curved) inner surface. Folds and creases in the sensor substrate can cause dirt and / or water to invade and be retained between the sensor and the support surface. In particular, the accumulation of water between the sensor conductor and the support surface can affect the capacitive function of the sensor, while the accumulation of dust somewhere between the sensor and the support surface can cause the surface of the sensor to wear out and cause the sensor to malfunction. Can be. There is an additional risk that when water is retained between the sensor and the support surface the sensor will be damaged as a result of water freezing.
형상화된 지지 표면에 적용될 때 센서 기판에 형성되는 접힘부 및 주름의 개수를 감소시키는 하나의 방법은 기판을 지지 표면의 형상에 순응시키는 것을 더 용이하게 하기 위해 기판에서 적절한 지점들에 테이퍼형 절결부(tapered cut)를 만드는 것이다. 이는, 원하는 결과를 달성하기 위해 그리고 센서 기판에 너무 많은 취약 지점을 도입하는 것을 피하기 위해 지지 표면의 형상을 고려하여 절결부의 형상 및 위치가 신중히 선택되어야 하기 때문에, 부착 공정의 복잡성을 증가시킨다.One method of reducing the number of folds and creases formed in the sensor substrate when applied to the shaped support surface is tapered cutouts at appropriate points on the substrate to make it easier to conform the substrate to the shape of the support surface. to make a tapered cut. This increases the complexity of the attachment process because the shape and location of the cutout must be carefully selected in view of the shape of the support surface to achieve the desired result and to avoid introducing too many weak points in the sensor substrate.
본 발명은 그러한 문제를 피하는 것을 가능하게 하면서 사용시 처해질 수 있는 힘과 환경 조건을 견디기에 충분히 강건한, 정전용량형 근접 센서를 지지 표면에 부착하기 위한 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다. 센서가 차량의 후방측에 또는 차량 범퍼에 부착되어야 하는 특정한 경우에, 부착 시스템은 차량의 통상적인 사용에 의해 야기된 힘뿐만 아니라 온도 변화와, 먼지 및/또는 물 및/또는 기름에 대한 노출을 포함할 수 있는 환경 조건을 견딜 수 있어야 한다.The present invention is directed to providing a system for attaching a capacitive proximity sensor to a support surface that makes it possible to avoid such problems and is robust enough to withstand the forces and environmental conditions that may be encountered in use. In certain cases where the sensor must be attached to the rear of the vehicle or to the vehicle bumper, the attachment system can monitor temperature changes and exposure to dust and / or water and / or oil as well as forces caused by normal use of the vehicle. It must be able to withstand the environmental conditions it may contain.
본 발명은 외부 물체의 존재를 감지하기 위해 몸체의 표면에 장착되는 정전용량형 근접 센서를 포함하는 센서 조립체에 관한 것이다. 센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면(major surface)들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드(guard) 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함한다. 본 발명은 또한 센서가 장착되는 몸체의 표면이 적어도 센서 도체 구역에서의 센서의 직접 부착을 위한 실질적으로 평탄한 영역을 제공하지 않는 상황에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 센서에는 (적어도 통상적인 사용 동안에) 센서와 상기 표면 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유를 억제하고 적어도 센서 도체 구역에서 센서를 실질적으로 평탄한 상태로 유지하는, 표면에의 장착부가 구비된다.The present invention relates to a sensor assembly comprising a capacitive proximity sensor mounted to a surface of a body for sensing the presence of an external object. The sensor comprises front and rear major surfaces facing the outside and inside of the body, respectively, in use, sensor conductors on the front major surface, and guard conductors on the rear major surface providing electrical shields for the sensor conductors. And a dielectric film substrate having the same. The invention also relates to a situation in which the surface of the body on which the sensor is mounted does not provide a substantially flat area for direct attachment of the sensor at least in the sensor conductor zone. According to the invention, the sensor is mounted on a surface, which inhibits ingress and retention of water / dust between the sensor and the surface (at least during normal use) and keeps the sensor substantially flat at least in the sensor conductor zone. Is provided.
본 개시 내용과 관련하여 그리고 몸체의 상기 표면에 적용될 때, 용어 "실질적으로 평탄한"은 표면이 비-평면이지만 적어도 센서 도체 구역에서 접히고/접히거나 주름지는 것 없이 센서가 표면에 여전히 부착되게 하는 정도까지만 비-평면인 경우를 포함한다. 따라서, 표면에 적용될 때, "실질적으로 평탄한"은 단일의 곡률 축을 갖는 표면을 포함할 수 있고 심지어 제2 축을 중심으로 한 제한된 곡률을 또한 갖는 일부 표면을 포함할 수 있다. 센서에 적용될 때, 용어 "실질적으로 평탄한"은 센서가 비-평면이지만 적어도 센서 도체 구역에서 접히고/접히거나 주름지지 않는 정도까지만 비-평면인 경우를 포함한다.In connection with the present disclosure and when applied to the surface of the body, the term “substantially flat” means that the surface is non-planar but still causes the sensor to adhere to the surface without folding and / or crimping at least in the sensor conductor region. To the extent only non-planar. Thus, when applied to a surface, “substantially flat” may include a surface having a single axis of curvature and may even include some surface that also has a limited curvature about a second axis. When applied to a sensor, the term “substantially flat” includes the case where the sensor is non-planar but only non-planar to the extent that it does not fold and / or fold in the sensor conductor region.
일반적으로, 센서는 적어도 센서 도체 구역에서 센서에서의 접힘부 및/또는 주름의 형성 없이 직접 부착을 허용하지 않는 지지 표면에 장착된다. 그럼에도 불구하고, 센서는 적어도 센서 도체 구역에서 실질적으로 평탄한 상태로 유지되고, 센서와 지지 표면 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유지 (적어도 통상적인 사용 동안에) 억제된다. 몇몇 경우에, 통상적인 사용시, 센서의 성능이 영향을 받는 일 없이 센서와 지지 표면 사이에서의 물(예를 들어, 빗물)의 통과를 허용하는 것이 가능할 수 있다. 이는 예를 들어 영국 특허 공개 제2,374,422호에 기술되어 있는 바와 같이 센서에 수퍼가드 도체(superguard conductor)기 구비된 경우일 수 있다.In general, the sensor is mounted to a support surface that does not allow direct attachment at least in the sensor conductor zone without the formation of creases and / or folds in the sensor. Nevertheless, the sensor remains substantially flat at least in the sensor conductor zone and is inhibited (at least during normal use) of water / dust ingress between the sensor and the support surface. In some cases, in normal use, it may be possible to allow the passage of water (eg, rainwater) between the sensor and the support surface without affecting the sensor's performance. This may be the case, for example, with a superguard conductor in the sensor as described in British Patent Publication No. 2,374,422.
실시예에서, 몸체의 상기 표면은 내부 표면일 수 있고/있거나 내측으로 만곡(즉, 오목하게 만곡)될 수 있다. 표면은 예를 들어 차량의 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면일 수 있는데, 이 경우에 본 발명의 사용은 정전용량형 근접 센서가 편리하게 채용될 수 있는 차량 범퍼의 범위를 증가시킨다. 몇몇 실시예에서, 센서는 2개의 축(예를 들어, 수직 축 및 수평 축)을 중심으로 만곡된 차량 범퍼에서 용이하게 채용될 수 있다. 다시 말하면, 센서는 실질적으로 평탄하거나 단일 축만을 중심으로 만곡된 범퍼뿐만 아니라, 복합 곡률을 갖는 범퍼에서 채용될 수 있다. 유리하게는, 센서가 기판의 전방 주표면 상의 수퍼가드 도체를 추가로 포함할 때, 센서 장착부는 수퍼가드 도체가 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면에 비교적 가깝게 위치되도록 된다. 센서 조립체는 제조 후에 차량 범퍼에 제공될 수 있으나, 범퍼 제조 공정 동안에 또한 포함될 수 있다.In an embodiment, the surface of the body may be an inner surface and / or may be curved inwardly (ie concavely curved). The surface may for example be a curved inner surface of the bumper of the vehicle, in which case the use of the present invention increases the range of vehicle bumpers in which the capacitive proximity sensor may be conveniently employed. In some embodiments, the sensor can be easily employed in a vehicle bumper that is curved about two axes (eg, vertical axis and horizontal axis). In other words, the sensor can be employed in bumpers that have a compound curvature, as well as bumpers that are substantially flat or curved about a single axis only. Advantageously, when the sensor further comprises a superguard conductor on the front major surface of the substrate, the sensor mount allows the superguard conductor to be positioned relatively close to the curved inner surface of the bumper. The sensor assembly may be provided to the vehicle bumper after manufacture, but may also be included during the bumper manufacturing process.
본 발명은 외부 물체의 존재를 감지하기 위해 몸체의 표면에 장착되는 정전용량형 근접 센서로서, 센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하고, 센서 기판에는 몸체의 상기 표면에 대한 부착을 위해 센서를 형상화하도록 센서가 구부러질 수 있게 하는 굽힘선이 사전-형성되는 정전용량형 근접 센서를 추가로 제공한다. 본 발명의 이러한 태양에 따른 센서는 예를 들어 기계적 부착 수단을 사용하여 차량 범퍼에 장착될 수 있어 센서가 범퍼의 형상을 밀접하게 따르도록 한다.The present invention provides a capacitive proximity sensor mounted on a surface of a body for sensing the presence of an external object, the sensor comprising: front and rear major surfaces directed toward and outside the body, respectively, in use, and sensor conductors on the front major surface; A dielectric film substrate having a guard conductor on the rear major surface that provides an electrical shield for the sensor conductor, wherein the bend line allows the sensor to bend to shape the sensor for attachment to the surface of the body; It further provides this pre-formed capacitive proximity sensor. The sensor according to this aspect of the invention can be mounted to the vehicle bumper using, for example, mechanical attachment means such that the sensor closely follows the shape of the bumper.
본 발명은 차량 범퍼 조립체의 제조 방법으로서, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하는 정전용량형 근접 센서를 제공하는 단계; 차량 범퍼 - 상기 차량 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면은 적어도 센서 도체 구역에서의 센서의 직접 부착을 위한 실질적으로 평탄한 영역을 제공하지 않도록 형상화됨 - 를 제공하는 단계; 센서의 전방 및 후방 주표면들이 범퍼를 향해 그리고 범퍼로부터 멀리 각각 향하는 상태로 센서를 범퍼의 내부에 위치시키는 단계; 및 센서와 범퍼 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유가 억제되지만 센서가 적어도 센서 도체 구역에서 실질적으로 평탄한 상태로 유지되는 방식으로 센서를 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면에 장착하는 단계를 포함하는 방법을 추가로 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a vehicle bumper assembly, the method comprising providing a dielectric film substrate having a sensor conductor on the front major surface and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor. step; Providing a vehicle bumper, wherein the inwardly curved inner surface of the vehicle bumper is shaped so as not to provide a substantially flat area for at least the direct attachment of the sensor in the sensor conductor zone; Positioning the sensor inside the bumper with the front and rear major surfaces of the sensor facing towards and away from the bumper, respectively; And mounting the sensor to the inner curved surface of the bumper in such a manner that ingress and retention of water / dust between the sensor and the bumper is suppressed but the sensor remains at least substantially flat in the sensor conductor region. Provide additional methods.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 차량 범퍼 조립체의 제조 방법으로서, 차량 범퍼를 제공하는 단계; 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하는 정전용량형 근접 센서를 제공하는 단계; 범퍼의 만곡된 내부 표면에 맞도록 형상화되는 포머(former)를 제공하는 단계; 센서의 후방 주표면이 포머를 향하는 상태로 센서를 포머 상에 위치시키는 단계; 및 포머를 범퍼 내로 삽입하여 센서를 범퍼의 내부 표면 상에 위치시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 포머는 센서가 범퍼의 내부 표면 상에 위치된 후에 범퍼 내부의 제위치에 남아 있는 범퍼용 충전재(infill)일 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a vehicle bumper assembly, comprising: providing a vehicle bumper; Providing a capacitive proximity sensor comprising a dielectric film substrate having a sensor conductor on the front major surface and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor; Providing a former shaped to fit the curved inner surface of the bumper; Positioning the sensor on the former with the rear major surface of the sensor facing the former; And inserting the former into the bumper to position the sensor on the inner surface of the bumper. The former may be an infill for the bumper that remains in place inside the bumper after the sensor is positioned on the inner surface of the bumper.
따라서, 본 발명은 외부 물체의 존재를 감지하기 위해 몸체의 형상화된 표면에 장착되는 정전용량형 근접 센서로서, 센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하고, 센서는 몸체의 상기 형상화된 표면에 맞도록 형상화된 포머 상에 위치되며, 이에 의해 포머는 센서를 상기 형상화된 표면 상에 위치시키는 데 사용될 수 있는 정전용량형 근접 센서를 또한 제공한다.Accordingly, the present invention provides a capacitive proximity sensor mounted on a shaped surface of a body for sensing the presence of an external object, the sensor comprising front and rear major surfaces respectively facing outward and inward of the body and a front major surface in use. A dielectric film substrate having a sensor conductor on and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor, wherein the sensor is positioned on the former shaped to fit the shaped surface of the body; The former also provides a capacitive proximity sensor that can be used to position the sensor on the shaped surface.
예시만을 위하여, 본 발명에 따른 센서 조립체가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.For illustrative purposes only, a sensor assembly according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 정전용량형 근접 센서의 주표면의 개략 평면도.
도 2는 도 1의 선 2-2에서 취한, 센서의 개략 확대 횡단면도.
도 3은 차량 범퍼의 내부 표면 상에 장착된 센서의 개략 평면도.
도 4는 도 3의 선 4-4에서 취한 개략 횡단면도.
도 5는 도 3과 유사하지만, 차량 범퍼의 내부 표면 상에 대안적인 방식으로 장착된 센서를 도시하는 도면.
도 6은 도 5의 선 6-6에서 취한 개략 횡단면도.
도 7은 상이하게 형상화된 기판을 갖는, 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 정전용량형 근접 센서의 개략 평면도.
도 8은 선 8-8에서 취한, 범퍼의 내부 표면 상에 장착된 도 7의 센서의 개략 횡단면도.
도 9는 도 8의 조립체의 개략 종단면도.
도 10은 도 3과 유사하지만, 차량 범퍼의 내부 표면 상에 대안적인 방식으로 장착된 센서를 도시하는 도면.
도 11은 도 10의 선 11-11에서 취한 개략 횡단면도.
도 12는 도 11의 도면과 유사한 도면이지만, 차량 범퍼의 내부 표면 상에 대안적인 방식으로 장착된 센서를 도시하는 도면.
도 13 및 도 14는 도 3 및 도 4와 각각 유사한 도면이지만, 차량 범퍼의 내부 표면 상에 대안적인 방식으로 장착된 센서를 도시하는 도면.
도 15는 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 다른 정전용량형 근접 센서의 개략 평면도.
도 16은 선 16-16에서 취한, 범퍼의 내부 표면 상에 장착된 도 15의 센서의 개략 분해 횡단면도.
도 17은 도 1에 도시된 유형의 센서를 차량 범퍼에 장착하는 방법의 개략도.
도 18 내지 도 20은 본 발명에 따른 다른 센서 조립체의 부품들을 도시하는 개략 횡단면도.1 is a schematic plan view of a main surface of a capacitive proximity sensor;
2 is a schematic enlarged cross-sectional view of the sensor, taken at line 2-2 of FIG.
3 is a schematic plan view of a sensor mounted on an inner surface of a vehicle bumper;
4 is a schematic cross-sectional view taken at line 4-4 of FIG.
5 shows a sensor similar to that of FIG. 3 but mounted in an alternative manner on the inner surface of the vehicle bumper.
6 is a schematic cross sectional view taken at line 6-6 of FIG.
7 is a schematic plan view of a capacitive proximity sensor of the type shown in FIGS. 1 and 2 with a differently shaped substrate.
8 is a schematic cross-sectional view of the sensor of FIG. 7 mounted on the inner surface of the bumper, taken at lines 8-8.
9 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the assembly of FIG. 8.
10 shows a sensor similar to that of FIG. 3, but mounted in an alternative manner on the inner surface of the vehicle bumper.
FIG. 11 is a schematic cross sectional view taken at line 11-11 of FIG. 10;
FIG. 12 is a view similar to that of FIG. 11, but showing the sensor mounted in an alternative manner on the inner surface of the vehicle bumper. FIG.
13 and 14 are views similar to those of FIGS. 3 and 4, respectively, but showing sensors mounted in an alternative manner on the inner surface of the vehicle bumper.
15 is a schematic plan view of another capacitive proximity sensor of the type shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 16 is a schematic exploded cross-sectional view of the sensor of FIG. 15 mounted on the inner surface of the bumper, taken at lines 16-16.
FIG. 17 is a schematic diagram of a method of mounting a sensor of the type shown in FIG. 1 to a vehicle bumper; FIG.
18-20 are schematic cross-sectional views illustrating components of another sensor assembly in accordance with the present invention.
본 명세서에 사용된 용어 "필름 기판"은 2개의 방향으로의 연장부를 갖는 물품으로서, 그 연장부가 상기 2개의 방향에 대해 본질적으로 수직인 제3 방향으로의 연장부를 적어도 5배, 더 바람직하게 적어도 10배만큼 초과하는 물품을 말한다. 더 일반적으로, 용어 "필름"은 본 명세서에서 가요성의 시트형(sheet-like) 재료를 말하는 것으로 사용되며, 필름뿐만 아니라 시트류(sheeting), 포일(foil), 스트립, 라미네이트(laminate), 리본(ribbon) 등을 포함한다.The term "film substrate" as used herein refers to an article having extensions in two directions, at least five times, more preferably at least five extensions in which the extension is essentially perpendicular to the two directions. Refers to an article exceeding ten times. More generally, the term "film" is used herein to refer to a flexible sheet-like material, as well as film, as well as sheeting, foil, strip, laminate, ribbon ( ribbon) and the like.
본 명세서에 사용된 용어 "유전체"는 ASTM D 257에 따라 측정된 비 벌크 저항률(specific bulk resistivity)이 적어도 1 x 1012 Ω㎝, 더 바람직하게는 적어도 1 x 1013 Ω㎝인 재료를 말한다. 본 명세서에 사용된 용어 "전기-전도성"은 ASTM B193-01에 따라 측정된 표면 저항률(surface resistivity)이 1 Ω/㎠ 미만인 재료를 말한다.As used herein, the term "dielectric" refers to a material having a specific bulk resistivity of at least 1 x 10 12 Ωcm, more preferably at least 1 x 10 13 Ωcm, measured according to ASTM D 257. As used herein, the term “electrically-conductive” refers to a material having a surface resistivity of less than 1 Ω /
도 1 및 도 2의 정전용량형 근접 센서(1)는 그 주연부 형상이 이하에서 추가로 기술되는 센서의 의도된 위치에 의해 결정되는 유전체 필름 기판 층(2)을 포함한다. 도 1에서, 기판 층(2)은 형상이 대체로 직사각형인 것으로서 개략적으로 도시되어 있다.The
도 1에 도시된 기판 층(2)의 전방 주표면은 기판 층의 표면 상에서 이격되고 개재된 기판 재료에 의해 서로 전기적으로 절연된 센서 도체(6) 및 수퍼가드 도체(7)를 지지한다. 수퍼가드 도체(7)는 본질적으로 기판 층(2)의 길이를 따라 연장되는 평탄한 전기-전도성 스트립을 포함한다. 센서 도체(6)는 더 복잡한 디자인을 나타내며, 본질적으로 기판 층(2)의 길이를 따라 서로 평행하게 연장되는 수 개의 선택적으로 평탄화된 전도성 스트립(6a)과, 스트립(6a)의 양 단부에 인접하여, 로브(lobe) 유형의 구역을 형성하는 수 개의 추가의 평행한(그러나 더 짧은) 선택적으로 평탄화된 전기-전도성 스트립(6b)을 포함한다. 센서 도체의 스트립(6a, 6b)은 스트립(6a, 6b)의 전체 어레이를 가로질러 소정 각도로 연장되는 전기-전도성 스트립(6c)에 의해 2개의 로브 구역에서 함께 연결된다. 도 1에 도시된 스트립(6a, 6b, 6c)의 특정 형태 및 개수가 절대적인 것은 아니며 변경될 수 있음이 이해될 것이다. 도 2에서, 센서 도체(6)와 수퍼가드 도체(7) 둘 모두는 접착제(6', 7')에 의해 각각 기판 층(2)에 부착된 것으로서 도시되어 있다.The front major surface of the
도 1에서는 보이지 않는 기판 층(2)의 후방 주표면은 전기-전도성 층의 형태의 가드 도체(8)를 지지하는데, 가드 도체는 바람직하게는 다른 면에서 센서 도체(6)에 의해 점유되는 영역에 적어도 크기가 대응하는 기판의 영역을 덮는다. 도 1 및 도 2에 도시된 센서에서, 가드 도체(8)는 가드 도체가 (이 경우에, 접착제(8a)에 의해) 부착되는 기판 층(2)의 후방 표면을 본질적으로 완전히 덮는다. 가드 도체(8)는 개재된 유전체 기판 층(2)에 의해 센서 및 수퍼가드 도체(6, 7)들로부터 전기적으로 절연된다.The rear major surface of the
지금까지 기술된 바와 같이, 센서 도체(6), 가드 도체(8) 및 수퍼가드 도체(7)를 갖는 기판 층(2)은 몸체의 임의의 적합한 표면, 예를 들어 차량의 범퍼의 내부에 부착되어 정전용량형 근접 센서로서 기능할 수 있다. 그 목적을 위해, 차량 범퍼의 경우, 기판 층은 도 1의 전방 주표면(즉, 센서 및 수퍼가드 도체(6, 7)들을 지지하는 표면)이 차량으로부터 외측으로 향하고 후방 주표면(즉, 가드 도체(8)를 지지하는 표면)이 차량을 향해 내측으로 향하는 상태로 위치된다. 도체(6, 7, 8)는 차량이 외부 물체에 접근함에 따라 센서 도체(6)와 (전기) 접지 사이의 정전용량에서 발생하는 변화를 감시할 수 있는 전자 제어 유닛(도시되지 않음)에 연결되고, 이에 의해 물체와 센서 도체(및 이에 따라 차량) 사이의 거리의 표시를 운전자에게 제공한다. 감시 과정 동안, 가드 도체(8)는 차량의 차체의 방향으로 센서 도체의 뒤에 있는 어떠한 것에 대한 센서 도체(6)의 감도를 감소시키는 차폐부(shield)로서 작용하는 반면에, 전기 신호가 수퍼가드 도체(7)에 인가되어 가드 도체(8)가 더욱 더 두드러지게 보이게 하여서 우천 조건에서 범퍼의 외부 상에서 지나가는 물방울의, 센서 도체(6)로부터의 신호에 대한 영향을 최소화한다. 그 유형의 정전용량형 근접 센서의 작동에 관한 추가 정보가 예를 들어 전술된 국제특허공개 WO 01/08925호 및 영국 특허 공개 제2 400 666호로부터, 그리고 영국 특허 공개 제2 374 422호(또한 에이비 오토모티브 일렉트로닉스 엘티디.)로부터 얻어질 수 있다. 정전용량형 근접 센서로부터의 신호의 측정 및 처리가 예를 들어 국제특허공개 WO 02/19524호(또한 에이비 오토모티브 일렉트로닉스 엘티디.)에 기술되어 있다.As described so far, the
센서(1) 전체는 필요하다면 보호 커버 필름(도시되지 않음) 안에 넣어질 수 있다.The
몇몇 경우에, 특히 센서(1)가 장착될 몸체의 표면이 사실상 평탄할 때 또는 평탄하지 않다면 비교적 간단한 형상을 가질 때(예를 들어, 단 하나의 방향으로만 만곡되고/되거나 비교적 극소수의 불규칙부를 가질 때), 예를 들어 센서의 전방 표면의 전체에 걸쳐 적용된 접착제를 사용하여 표면에 직접 센서를 적용하는 것이 가능할 수도 있다. 그러나, 대부분의 경우에, 센서가 장착될 표면은 더 복잡한 형상을 가질 것이고(예를 들어, 상기 표면은 2개의 직교 방향들로 만곡되고/되거나 돌출 리브(rib)와 같은 불규칙부를 가질 수 있음), 센서가 표면에 직접 적용될 때 센서 기판 층(2)에서의 접힘부 및 주름이 형성되는 것을 방지하기 위해 상당한 주의가 요구될 것이다. 많은 경우에, 예를 들어 차량 범퍼의 내부의 오목하게 만곡된 표면 상에 센서를 사용함에 있어서, 접힘부 및/또는 주름이 기판 층(2)에 형성되게 함이 없이 또는 기판 층에 적합하게 형상화된 절결부를 만드는 것 없이 센서를 표면에 직접 적용하는 것이 불가능할 수도 있다. 이미 설명된 바와 같이, 예를 들어 물 및/또는 먼지가 센서(6)와 지지 표면 사이에 침투 및 보유되게 함으로써 센서의 정확한 기능 및 내구성을 방해할 수 있기 때문에, 특히 센서 도체(6)의 구역에서의 기판 층(2)의 접힘부 및/또는 주름은 바람직하지 않다. 기판 층이 지지 표면에 맞을 수 있도록 기판 층(2)을 절삭하는 것은 더 만족스러운 결과가 얻어지게 할 수 있지만, 복잡하고 시간 소모적이며 비용이 많이 든다.In some cases, especially when the surface of the body on which the
도 3 및 도 4는 기판 층(2)에서의 접힘부 및/또는 주름의 형성 없이 그리고 표면에 맞게 맞춤될 수 있도록 기판 층(2)을 절삭할 필요 없이 센서(1)가 몸체의 형상화된 표면에 부착될 수 있는 하나의 방식을 도시한다. 도 3 및 도 4에 도시된 예에서, 센서(1)는 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착되지만, 센서가 다른 형상화된 표면에 유사한 방식으로 부착될 수 있음이 이해될 것이다.3 and 4 show that the
도 3 및 도 4의 조립체에서, 센서(1)는 기판 층(2)의 주연부(12)에서만 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착되고, 범퍼 표면의 내향 만곡부를 따르는 대신에, 센서와 범퍼 표면 사이에 간극(13)이 있도록 만곡부를 가로질러 실질적으로 평탄한 상태로 연장된다. 범퍼 표면(10)에 대한 센서(1)의 주연부(12)의 부착은 기판 층(2) 및 기판 층이 부착되는 표면의 성질을 고려하여 (예를 들어 접착제 또는 용접에 의한 것을 비롯한) 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 기판 층(2)이 중합체 필름인 특정의 경우에, 센서(1)의 주연부(12)를 범퍼 표면(10)에 부착하기에 적합한 접착제에는 고온 용융 접착제, 예를 들어 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "제트-멜트™ 3748 어드히시브(Jet-melt™ 3748 Adhesive)"로 입수가능한 접착제; 및 수분/화학적 경화 접착제, 예를 들어 또한 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "스카치-웰드™ 구조 스트럭쳐럴 플라스틱 어드히시브즈(Scotch-Weld™ Structural Plastic Adhesives)" 및 "스카치-웰드™ 폴리우레탄 리액티브 어드히시브즈(Scotch-Weld™ Polyurethane Reactive Adhesives)"로 입수가능한 접착제가 포함되는 반면에, 적합한 용접에는 초음파 용접, 융접 및 레이저 용접이 포함된다. 범퍼 표면(10)에 대한 센서 주연부(12)의 상부 부분의 부착은 특히 물 및/또는 먼지가 센서와 범퍼 사이에 침투하는 것을 방지하는 시일(seal)을 형성하여야 한다. 범퍼 표면에 대한 센서 주연부(12)의 나머지 부분의 부착은 유사한 시일을 형성할 수 있지만, 몇몇 경우에 이격된 위치들에서만 센서 주연부의 나머지 부분을 범퍼 표면에 부착하는 것이 충분하거나 바람직할 수 있다.In the assembly of FIGS. 3 and 4, the
도 5 및 도 6은 더 큰 표면적을 갖는 비-금속성 캐리어 기판(15) 상에 센서(1)가 장착된 것을 제외하고는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 유사한 조립체를 도시하는데, 이때 센서의 후방 표면은 캐리어 기판에 인접하게 위치된다. 이러한 배열에서, 주연부(16)에서 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착되는 것은 센서 기판 층(2)이라기보다는 캐리어 기판이다. 그러한 배열은 센서 기판 층(2)의 크기, 형상 또는 재료가 범퍼에 대한 직접적인 센서(1)의 용이한 부착을 허용하지 않는 경우 바람직할 수 있다. 캐리어 기판(15)은 예를 들어 가요성 필름, 강성의 사출-성형된 구성요소, 기계가공된 구성요소 또는 압출된 중합체 시트일 수 있다.5 and 6 show an assembly similar to that shown in FIGS. 3 and 4 except that the
도 3과 도 4 및 도 5와 도 6의 조립체들에 적용가능한 변경에 따르면, 센서(1)(또는 센서가 장착되는 더 큰 기판(15))은 그 주연부에서 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 직접 부착되지 않는다. 대신에, 센서는 길이를 따라 연장되는 가요성 구역을 갖는 부착 스트립에 의해 범퍼에 부착되며, 가요성 구역에서 스트립은 센서의 정확한 위치설정을 보장하기 위해 구부러질 수 있다. 그 변경의 실시예가 도 18 내지 도 20에 도시되어 있다.According to a change applicable to the assemblies of FIGS. 3 and 4 and 5 and 6, the sensor 1 (or the
도 18에 도시된 실시예에서, 센서(1)는 스트립의 길이를 따라 기계적으로 상호맞물린 2개의 부분(61, 62)들을 포함하는 부착 스트립(60)에 의해 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착된다. 기계적 상호맞물림은 센서(1)가 필요에 따라 범퍼(11)에 부착되고 이로부터 제거되는 것을 허용하는 재폐쇄가능한 체결구(re-closable fastener, 63)를 포함한다. 게다가, 힌지(64)가 체결구(63)의 각각의 일 측을 따라서 하나씩 부착 스트립(60)에 형성되어 증가된 가요성을 제공한다. 재폐쇄가능한 체결구(63)는 임의의 적합한 유형의 것일 수 있는데, 일례는 플라스틱 보관 백에 사용되는 것으로 잘 알려진 "프레스-투-클로즈 지퍼(press-to-close zipper)"이다.In the embodiment shown in FIG. 18, the
부착 스트립(60)의 하나의 부분(61)은 센서(1)의 주연부(또는, 도 5 및 도 6에 도시된 조립체의 경우, 센서가 장착된 더 큰 기판(15)의 주연부) 둘레에 폼 테이프(65)에 의해 고정된다. 부착 스트립(60)의 다른 부분(62)은 도 3 내지 도 6을 참조하여 전술된 바와 같이 센서(1)가 범퍼의 만곡부를 가로질러 실질적으로 평탄한 상태로 연장되는 것을 보장하도록 선택된, 범퍼(11)의 내부 표면(10) 상의 적절한 위치에서 폼 테이프(66)에 의해 고정된다. 부착 스트립(60)의 힌지(64)는 추가의 가요성을 제공하여 부착 스트립이 많은 경우에 심지어 범퍼의 단부 섹션의 만곡부를 비롯한 범퍼의 만곡부를 수용하는 것을 가능하게 한다. 센서(1) 및/또는 범퍼(11)의 형상에 따라, 부착 스트립(60)이 센서의 주연부 전체 둘레에서 연장되는 것이 필요하지 않을 수 있고, 몇몇 경우에 예를 들어 센서의 주연부의 상부 부분을 따라서만 부착 스트립(60)을 제공하는 것이 충분할 수 있다.One
부착 스트립(60)은 임의의 적합한 중합체 재료로로부터 예를 들어 압출에 의해 형성될 수 있다. 힌지(64) 자체가 부착 스트립(60)에 충분한 가요성을 부여하여 부착 스트립이 범퍼(11)의 만곡부를 수용하는 것을 가능하게 한다면, 센서(1)를 범퍼로부터 제거할 필요가 없는 경우, 재폐쇄가능한 체결구(63)는 생략될 수 있다. 부착 스트립(60)을 센서에 그리고 범퍼에 고정하기 위해 사용되는 폼 테이프(65, 66)는 예를 들어 다른 형태의 접착 테이프, 접착제 층 및 용접을 비롯한 임의의 적합한 대안물로 대체될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이, 범퍼 표면(10)에 대한 센서 주연부의 상부 부분의 부착은 특히 물 및/또는 먼지가 센서와 범퍼 사이에 침투하는 것을 방지하는 시일을 형성하여야 한다.
도 19는 도 18의 부착 시스템의 변경을 도시한다. 이 경우에, 부착 스트립(60)의 부분(62)에는 폼 테이프(66)의 바로 맞은편에 안내 채널(70)이 형성되며, 안내 채널에는 어플리케이터 롤러(도시되지 않음)가 폼 테이프(66)를 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 적용하기 위해 위치될 수 있다. 게다가, 재폐쇄가능한 체결구(63)에 인접한 안내 채널의 측부(71)에는 체결구의 위로 돌출하여 체결구의 2개의 부분들 사이에서 센서(1)와 범퍼(11) 사이의 공간 내로 수분이 침투할 위험을 감소시키도록 형성된 립(lip, 72)이 형성된다. 안내 채널(70)의 사용이 재폐쇄가능한 체결구를 포함하는 부착 스트립(60)으로 제한되지 않으며, 유사한 안내 채널이 재폐쇄가능한 체결구를 포함하지 않는 부착 스트립에 사용될 수 있고, 도 5 및 도 6에 도시된 조립체의 기판(15)에 또한 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 이들 경우에, 립(72)은 필요하지 않을 것이다.FIG. 19 illustrates a modification of the attachment system of FIG. 18. In this case, a
도 20에 도시된 실시예에서, 도 18 및 도 19의 재폐쇄가능한 체결구(63)는 생략되고, 부착 스트립(60)(이번에는 단일편 구성요소임)에는 부착 스트립(60)이 도시된 바와 같이 그 길이를 따라서 절반으로 접히게 하는 힌지 섹션(75)이 형성됨으로써, 부착 스트립에 의해 점유되는 범퍼(11)의 내부 표면(10)의 면적을 감소시킨다.In the embodiment shown in FIG. 20, the
도 7 내지 도 9는 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 정전용량형 근접 센서(1)가 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 또는 다른 형상화된 표면에 부착될 수 있는 다른 방식을 도시한다. 이 경우에도, 센서(1)는 센서의 후방 표면이 캐리어 기판에 인접하게 위치된 상태로 캐리어 기판(20) 상에 장착(예를 들어, 라미네이팅)된다. 캐리어 기판(20)은, 캐리어 기판이 특수하게 형상화되고 캐리어 기판에 굽힘선(21)이 사전-형성되어 캐리어 기판이 수직 방향과 수평 방향 둘 모두에서 범퍼의 형상에 순응될 수 있게 된다는 점에서, 도 5 및 도 6의 캐리어 기판과는 상이하다. 굽힘선(21)은 센서 도체(6)에 의해 점유되는 캐리어 기판의 영역의 외부에(그리고, 바람직하게는 센서(1)에 의해 점유되는 영역의 외부 또는 그 영역의 에지에) 놓이도록 배치됨으로써, 센서 도체(그리고, 가능하게는, 센서의 전체 또는 센서의 적어도 주요 부분)가 실질적으로 평탄한 상태로 남아 있으면서 캐리어 기판이 범퍼의 형상에 밀접하게 순응되게 한다. 캐리어 기판(20)은 도 3 내지 도 6을 참조하여 전술된 바와 같이 접착제에 의해 또는 용접에 의해 범퍼 표면(10)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 이 경우의 캐리어 기판(20)은 범퍼의 형상을 매우 밀접하게 따를 수 있기 때문에, 캐리어 기판을 범퍼에 고정하기 위해 클립(22) 또는 몇몇 다른 형태의 기계적 부착 수단을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 기계적 부착 수단(22)은 범퍼(11)의 일체형 부분으로서 형성되어 캐리어 기판(20)의 사전-형성된 부착 구멍(23)에 위치하도록 배열됨으로써, 범퍼에 대한 센서(1)의 부착을 용이하게 할 수 있다.7 to 9 show other ways in which the
도 7 내지 도 9에 도시된 배열은 범퍼(11)의 내부 표면(10)과 센서(1) 사이에서 작은 간극을 생성하며, 이러한 배열은 범퍼의 구성이 물 및/또는 먼지가 그 간극 내에 들어가서 보유되는 위험을 감소시킬 때 적절하다. 범퍼의 구성은 몇몇 경우에 간극을 통한 물(전형적으로, 비)의 통과를 허용할 수 있지만, 이는 센서(1)가 전술된 바와 같은 수퍼가드 도체를 포함하는 경우에 특히 허용가능할 수 있다.The arrangement shown in FIGS. 7 to 9 creates a small gap between the
도 10 및 도 11은 센서(1)를 위한 사전-형성된 지지체(25)의 사용을 도시하는데, 지지체는 일 면(26)에서 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 맞도록 그리고 다른 면에서는 센서(1)가 장착되는 실질적으로 평탄한 표면(27)을 제공하도록 형상화된다. 지지체(25)는 원하는 형상이 제공될 수 있는 임의의 적합한 재료, 바람직하게는 폐쇄 셀 중합체 폼 재료와 같은 저밀도 재료로부터 형성될 수 있다. 적합한 재료는 폴리에틸렌, 폴리우레탄 및 폴리스티렌 폼이다. 지지체는 범퍼(11)와 동일한 형상을 갖는 주형 안에서 또는 기계가공에 의해 형성될 수 있다. 지지체(25)는 이어서 접착제에 의해 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착될 수 있고, 센서(1)도 마찬가지로 지지체에 접착식으로 접합될 수 있다. 대안적으로, (예를 들어, 도 3 및 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이) 센서(1)가 먼저 범퍼에 부착되고, 이어서 지지체용 재료가 센서와 범퍼 사이의 간극 내로 사출될 수 있다.10 and 11 illustrate the use of a
범퍼(11)의 내부 형상에 따라, 몇몇 경우에 도 10 및 도 11의 사전-형성된 지지체(25)를 생략하고 압축성 재료, 예를 들어 중합체 폼의 충분히 두꺼운 층을 센서(1)의 전방 면에 라미네이팅하여 센서가 범퍼의 내부에 매끄럽게 맞을 수 있게 하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 유형의 배열은, 예를 들어 범퍼의 내부 표면이 직립한 리브와 같은 약간의 불규칙부의 존재를 제외하고는 실질적으로 평탄할 때, 적절할 수 있다.Depending on the internal shape of the
도 12는 도 3 및 도 4에 도시된 배열의 추가적인 변경을 도시하는데, 여기서 센서(1)는 연속적이거나 또는 수 개의 단편일 수 있는 접착제 폼 스트립(30)에 의해 센서의 주변부에서 범퍼 표면(10)에 부착된다. 도시된 바와 같이, 폼 스트립(30)은 센서의 주변부 전체 둘레에서 연장되지만 이는 절대적인 것은 아니다. 필요하다면, 추가의 폼 스트립(31)이 센서에 추가의 지지를 제공하기 위해 센서(1)와 범퍼(11) 사이의 간극(13) 내에 위치될 수 있다. 필요하다면, 유사한 폼 스트립(31)이 도 3 내지 도 6에 도시된 배열의 센서(1)와 범퍼(11) 사이의 간극(13) 내에 제공될 수 있다. 폼 스트립(30, 31)은 예를 들어 구매가능한 접착 폼 테이프일 수 있다.FIG. 12 shows a further modification of the arrangement shown in FIGS. 3 and 4, wherein the
센서(1)를 범퍼(11)에 부착하는 폼 스트립의 추가 사용이 도 13 및 도 14에 도시되어 있다. 이 경우에, 더 넓은 접착 폼 테이프(35)가 센서 도체(6)가 위치된 영역에서 센서(1)의 상부 부분을 가로질러 채용되어, 센서를 범퍼의 내부 표면(10)에 부착시킨다. 폼 테이프(35)는 센서 도체의 영역에서 센서와 범퍼 표면(10) 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유를 억제하고, 또한 센서의 그 영역을 실질적으로 평탄한 상태로 유지한다. 한편, 센서의 하부 부분은 범퍼의 하부 부분을 향해 하방으로 연장되어, 실질적으로 자유롭게 매달려 범퍼 표면(10)의 윤곽을 따른다. 필요하다면, 센서(1)의 하부 부분은 범퍼 표면(10)에 그러나 이격된 위치(36)들에서만 부착될 수 있다. 이들 이격된 위치(36)에서의 부착은 접착 폼 테이프 패치(patch)들에 의해 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 이루어질 수 있다.Further use of a foam strip to attach the
도 15 및 도 16은 도 13 및 도 14에 도시된 배열의 변경을 도시하는데, 여기서 보강 스트립(40)이 센서의 후방 주표면 상에 센서(1)의 상부를 따라 추가로 제공된다. 보강 스트립(40)은 센서를 범퍼 내로 만곡시키고 폼 테이프(35)를 통한 범퍼 표면(10)에의 센서의 부착을 돕도록 유리하게 작용한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 보강 스트립은 각각의 단부에서 센서를 지나 연장되어 센서가 범퍼(11)에 독립적으로 부착될 수 있는 위치들을 제공한다. 도 16은 차량 범퍼(11)와 함께 도 15의 센서의 분해 단면도를 도시하며, 보강 스트립(40) 외에도, 폼 테이프(35)와, 스트립(40), 센서(1) 및 폼 테이프(35)가 서로에 그리고 범퍼에 부착되게 하는 접착제 층(42, 43, 44)을 도시한다. 도 16은 또한 센서(1)의 하부 부분을 범퍼(11)에 부착시키는 접착 테이프 패치(46)와, 센서(1)가 범퍼의 제위치에 배치될 때까지 폼 테이프(35) 상의 접착제(44)를 보호하는 이형 라이너(45)를 도시한다.15 and 16 show a modification of the arrangement shown in FIGS. 13 and 14, wherein a reinforcing
도 17은 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 센서(1)를 차량 범퍼(11)의 내부 표면(10) 상에 장착하는 방법을 도시한다. 본 방법은 포머(50)의 사용을 필요로 하는데, 포머의 전방 면(51)은 범퍼의 내부 표면(10)의 형상에 대응하도록 형상화된다. 포머(50)는 범퍼(11)와 동일한 형상을 갖는 주형 내에서, 또는 기계가공에 의해 형상화될 수 있다. 센서(1)는 센서의 후방 주표면(즉, 가드 도체(8))이 전방 면(51)에 인접한 상태로 포머(50)의 전방 면(51) 상에 위치되는데, 여기서 센서는 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 비교적 저-강도의 접착제에 의해 제위치에서 유지된다. 전방 면(51)이 볼록하기 때문에, 범퍼(11)의 내측으로 만곡된 내부 면보다는 이러한 전방 면에 센서를 접착식으로 위치시키는 것이 보다 쉽고, 필요하다면 이 절차는 전방 면(51) 상에 배치 지점들을 마련함으로써 보조될 수 있다. 센서(1)를 범퍼(11)의 내부 표면(10)에 부착하는 것이 필요할 때, 센서의 전방 주표면 또는 범퍼의 내부 표면이 접착제로 코팅되고 포머(50)가 이어서 범퍼 내로 삽입되어 센서를 요구되는 위치에 둔다. 포머의 전방 면(51)의 형상이 범퍼의 내부 표면(10)의 형상에 대응하기 때문에, 센서(1)의 정확한 배치가 비교적 용이하게 달성될 수 있다. 이어서, 포머(50)는 인출되고, 센서가 이제는 더 강한 접착제에 의해 범퍼(11)에 부착되기 때문에 비교적 용이하게 센서(1)로부터 분리된다.FIG. 17 shows a method of mounting a
포머(50)는 바람직하게는 재사용가능하며, 포머는 범퍼의 내부 형상으로 용이하게 성형될 수 있는 저비용의 재료로부터 형성된다. 유리하게는, 포머의 전방 면은 눈에 띄는 접힘부 및/또는 주름을 형성함이 없이 센서(1)를 부착시키는 것을 보조하는 소정 정도의 탄성을 적어도 갖는다. 포머에 적합한 재료는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체이다. 센서(1)가 사용 전에 요구되는 형상으로 포머(50) 상에 보관될 수 있다면 더 유리하다.The former 50 is preferably reusable and the former is formed from a low cost material that can be easily molded into the internal shape of the bumper. Advantageously, the front face of the former has at least some degree of elasticity to assist in attaching the
대안적으로, 포머(50)는 범퍼 내부에 남아 있도록 의도된 폼 충전재(infill)일 수 있는데, 이 경우에 포머와 센서 사이의 접합은 영구적인 성질을 가질 것이다.Alternatively, the former 50 may be a foam infill intended to remain inside the bumper, in which case the bond between the former and the sensor will have a permanent nature.
도 17에 도시된 방법에서, 센서가 범퍼(11)에 위치되기에 충분히 앞서서, 접착제가 센서(1)의 전방 면에 적용될 수 있는데, 이 경우에 접착제는 센서(1)가 범퍼의 내부 표면(10)에 막 부착되려고 할 때에만 제거되는 이형 라이너에 의해 보호될 수 있다.In the method shown in FIG. 17, the adhesive can be applied to the front face of the
전술된 배열들 각각에서, 센서(1)의 상부의 수퍼가드 도체(7)는 여전히 범퍼의 내부 표면에 비교적 가까이 위치되고, 결국은 우천 조건에서 범퍼의 외부 상에서 지나가는 물방울의, 센서에 대한 영향을 최소화하는 의도된 기능을 여전히 수행할 수 있다.In each of the above-described arrangements, the
상기 설명은 특히 차량의 내부 표면에 대한 센서(1)의 부착에 관한 것이지만, 정전용량형 근접 센서가 사용될 수 있고 형상화된 표면에 부착될 필요가 있을 수 있는 많은 다른 상황이 있다. 예를 들어, 차량의 경우, 근접 센서는 임박한 충돌을 검출하고 적절한 안전 기구(예를 들어, 에어백)를 작동시킬 목적을 위해 도어 패널 및 보닛 덮개(bonnet lid)와 같은 임의의 비-전도성 패널 상에 사용될 수 있다. 정전용량형 근접 센서는 이동을 제어하고 충돌을 방지하기 위하여 로봇 아암(robot arm)과 같은 이동 물체에 사용될 수 있거나, 이동 물체에 응답하기 위한 검출기(예를 들어, 사람 또는 물체의 접근에 응답하도록 자동문을 제어하기 위한 센서)에 사용될 수 있다. 정전용량형 근접 센서는 또한 공간이 점유되었는지 여부를 검출하는 데, 예를 들어 차량 내에서 개별 좌석이 점유되었는지 여부를 판단하고 필요하다면 해당 좌석 벨트가 사용되고 있지 않음을 나타내는 경고 신호를 활성화하는 데 사용될 수 있다. 정전용량형 근접 센서의 추가적인 용도는 사람 또는 물체가 직접적으로 또는 얇은 절연체 층을 통해 접촉할 때 활성화되는 터치 센서로서이다. 많은 다른 용도가 당업자에게 명백할 것이고, 전술된 특정 용도는 단지 예로서만 제공되었다.Although the above description relates in particular to the attachment of the
Claims (34)
(i) 센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면(major surface)들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드(guard) 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하고;
(ii) 몸체의 상기 표면은 적어도 센서 도체 구역에서의 센서의 직접 부착을 위한 실질적으로 평탄한 영역을 제공하지 않도록 형상화되며;
(iii) 센서 장착부는 센서와 상기 표면 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유가 억제되게 하고, 센서가 적어도 센서 도체 구역에서 실질적으로 평탄한 상태로 유지되도록 된 센서 조립체.A sensor assembly comprising a capacitive proximity sensor mounted on a surface of a body to detect the presence of an external object, the sensor assembly comprising:
(i) The sensor is a guard on the rear major surface which provides, in use, front and rear major surfaces respectively facing the outside and inside of the body, the sensor conductors on the front major surface, and an electrical shield for the sensor conductors. ) A dielectric film substrate having a conductor;
(ii) the surface of the body is shaped to provide at least a substantially flat area for direct attachment of the sensor in the sensor conductor zone;
(iii) a sensor assembly such that ingress and retention of water / dust between the sensor and the surface is suppressed and the sensor is kept at least substantially flat in the sensor conductor region.
센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하고,
센서 기판에는 몸체의 상기 표면에 대한 부착을 위해 센서를 형상화하도록 센서가 구부러질 수 있게 하는 굽힘선이 사전-형성되는 정전용량형 근접 센서.A capacitive proximity sensor mounted on the surface of the body to detect the presence of foreign objects,
The sensor comprises a dielectric film substrate having front and rear major surfaces respectively facing outward and inward of the body, a sensor conductor on the front major surface, and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor; ,
And the sensor substrate is pre-formed with a bend line that allows the sensor to bend to shape the sensor for attachment to the surface of the body.
(i) 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하는 정전용량형 근접 센서를 제공하는 단계;
(ii) 차량 범퍼 - 상기 차량 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면은 적어도 센서 도체 구역에서의 센서의 직접 부착을 위한 실질적으로 평탄한 영역을 제공하지 않도록 형상화됨 - 를 제공하는 단계;
(iii) 센서의 전방 및 후방 주표면들이 범퍼를 향해 그리고 범퍼로부터 멀리 각각 향하는 상태로 센서를 범퍼의 내부에 위치시키는 단계; 및
(iv) 센서와 범퍼 사이에서의 물/먼지의 침입 및 보유가 억제되지만 센서가 적어도 센서 도체 구역에서 실질적으로 평탄한 상태로 유지되는 방식으로 센서를 범퍼의 내측으로 만곡된 내부 표면에 장착하는 단계
를 포함하는 방법.A method of manufacturing a vehicle bumper assembly,
(i) providing a capacitive proximity sensor comprising a dielectric film substrate having a sensor conductor on the front major surface and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor;
(ii) providing a vehicle bumper, wherein the inwardly curved inner surface of the vehicle bumper is shaped to provide at least a substantially flat area for direct attachment of the sensor in the sensor conductor zone;
(iii) positioning the sensor inside the bumper with the front and rear major surfaces of the sensor facing towards and away from the bumper, respectively; And
(iv) mounting the sensor to the inner curved surface of the bumper in such a way that ingress and retention of water / dust between the sensor and the bumper is suppressed but the sensor remains substantially flat at least in the sensor conductor region;
How to include.
(i) 차량 범퍼를 제공하는 단계;
(ii) 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하는 정전용량형 근접 센서를 제공하는 단계;
(iii) 범퍼의 만곡된 내부 표면에 맞도록 형상화되는 포머(former)를 제공하는 단계;
(iv) 센서의 후방 주표면이 포머를 향하는 상태로 센서를 포머 상에 위치시키는 단계; 및
(v) 포머를 범퍼 내로 삽입하여 센서를 범퍼의 내부 표면 상에 위치시키는 단계
를 포함하는 방법.A method of manufacturing a vehicle bumper assembly,
(i) providing a vehicle bumper;
(ii) providing a capacitive proximity sensor comprising a dielectric film substrate having a sensor conductor on the front major surface and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor;
(iii) providing a former shaped to fit the curved inner surface of the bumper;
(iv) positioning the sensor on the former with the rear major surface of the sensor facing the former; And
(v) inserting the former into the bumper to position the sensor on the inner surface of the bumper
How to include.
센서는 사용시 몸체의 외측 및 내측으로 각각 향하는 전방 및 후방 주표면들과, 전방 주표면 상의 센서 도체와, 센서 도체를 위한 전기 차폐부를 제공하는 후방 주표면 상의 가드 도체를 갖는 유전체 필름 기판을 포함하고,
센서는 몸체의 상기 형상화된 표면에 맞도록 형상화된 포머 상에 위치되며, 이에 의해 포머는 센서를 상기 형상화된 표면 상에 위치시키는 데 사용될 수 있는 정전용량형 근접 센서.A capacitive proximity sensor mounted on a shaped surface of the body to detect the presence of foreign objects,
The sensor comprises a dielectric film substrate having front and rear major surfaces respectively facing outward and inward of the body, a sensor conductor on the front major surface, and a guard conductor on the rear major surface providing an electrical shield for the sensor conductor; ,
A sensor is positioned on the shaped former to fit the shaped surface of the body, whereby the former can be used to position the sensor on the shaped surface.
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