KR20130054365A - 용량성 거리 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용량성 거리 센서(2)에 관한 것이다. 거리 센서(2)는 전기전도성이고, 기다랗고, 편평한 센서 표면(16)을 포함하는 센서 부재(4)를 구비하고, 상기 센서 표면(16)은 다수의 홀(18)들을 포함한다. 센서 표면(16)은 비전기전도성 절연체(14)에 의해 완전히 둘러싸이며, 그 결과 절연체(14)는 홀(18)들의 가장자리 영역(22)들을 완전히 덮는다. 센서 부재(4)는 특히 센서 표면(16)에 홀(18)들을 먼저 형성함으로써 제조된다. 후속 단계에서, 센서 표면(16)은 절연체(14)에 의해 완전히 둘러싸이고, 상기 절연체(14)는 또한 센서 표면(16)의 홀(18)들을 완전히 충진한다

Description

용량성 거리 센서{CAPACITIVE DISTANCE SENSOR}
본 발명은 특히 자동차 업계에서 사용하기 위한 기다란 센서 부재를 구비한 용량성 거리 센서에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 센서 부재를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
자동차 업계에서, 이러한 센서들은 예컨대 전기 조절 가능한 윈도우 또는 도어용 트랩-방지(anti-trapping) 장치의 일부로서 또는 주차 보조 장치의 일부로서 차량 또는 차량 부품에 접근하는 물체를 감지하기 위해 특히 사용된다. 이러한 용량성 거리 센서의 다른 응용 분야는 항공 우주 산업 또는 산업 시스템에서의 사용이다.
US005166679A호에는, 보호될 부재 상에 장착되며 센서 표면을 포함하는 센서 부재를 구비한 용량성 거리 센서가 개시되어 있다. 센서 표면은 실질적으로 편평하고, 넓고, 얇고, 전기전도성인 표면이고, 커패시터의 전극을 형성한다. 센서에 의해 감시되는 영역에 침입하는 물체가 커패시터의 대향 전극 역할을 한다. 물체가 센서 부재에 접근할 때, 센서 표면과 대향 전극 사이에 형성된 커패시터의 커패시턴스가 변화된다. 커패시턴스의 변화는 직접 측정되고/측정되거나 전자 기기에 의해 간접 측정된다. 물체와 센서 부재 사이의 거리는 측정 데이터에 의해 판단된다.
DE　602　05　520　T2호에는, 기다란 센서 부재를 구비한 다른 용량성 거리 센서가 개시되어 있다. 센서 부재는 여기서 자동차의 차체 부분 위에 접합된다
본 발명의 목적은, 객체에 용이하게 그리고 견고하게 부착될 수 있으며 쉽게 부식 또는 오염되지 않는 기다란 센서 부재를 구비한 용량성 거리 센서를 상술하려는 목적에 기반하고 있다. 또한, 본 발명은 이러한 센서 부재를 제조하기 위한 특히 적합한 방법을 상술하려는 목적에 기반하고 있다.
거리 센서에 관하여, 본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 센서 부재를 제조하기 위한 방법에 관하여, 상기 목적은 청구범위 제8항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 개선과 개량은 종속항들의 주제이다.
본 발명에 따르면, 용량성 거리 센서는, 전기전도성이고, 기다랗고, 편평한 센서 표면을 포함하는 기다란 센서 부재를 구비한다. 다수의 홀들이 특히 스트립 형상의 센서 표면에 형성된다. 예컨대, 홀들은 나사 또는 클립과 같은 부착 수단을 수용하는 역할을 하고, 이들에 의해 센서 부재가 자동차의 차체와 같은 객체에 부착될 수 있다. 이러한 부착은 센서 부재의 비교적 빠른 장착을 가능하게 한다. 예컨대 날씨의 영향과 같은 기계적 또는 화학적 손상으로부터 센서 표면을 보호하기 위해, 센서 부재가 본 발명에 따라 자동차의 외부 영역에 장착될 때, 센서 표면은 절연체에 의해 완전히 둘러싸인다. 이러한 맥락에서, 홀들의 가장자리 영역들 역시 절연체에 의해 둘러싸이게 되어, 센서 표면의 어떤 영역도 환경과 접촉하지 않는다.
센서 표면의 모든 홀들의 기하형상은 유리하게 동일하다. 홀들의 중심점들은 센서 부재의 길이 방향으로 연장된 직선 상에 편리하게 위치한다. 특히, 센서 표면의 홀들은 기다란 홀들로 구현되며, 기다란 홀들의 비교적 긴 축들은 센서 표면의 길이 방향을 따라 연장된다. 이러한 기다란 홀들 덕분에, 센서 부재는 장착 공정 중에 부착 수단을 수용하기 위해 홀들을 재가공할 필요 없이, 자동차에 부착 수단을 배치하는 동안 높은 공차를 허용한다.
본 발명의 하나의 적절한 실시예에서, 센서 부재는 가요성이다. 센서 표면은 유리하게 구리로 이루어지며, 편리하게 리본 케이블 라인으로 형성된다. 절연체는 예컨대 본질적으로 PVC로 이루어진다. 절연체는 바람직하게 입방형이며, 특히 10㎝ 내지 200㎝의 길이, 0.1㎝ 내지 10㎝의 폭, 및 0.1㎜ 내지 20㎜의 두께를 가진다.
비장착 상태에서, 절연체는 센서 표면의 홀들을 완전히 충진할 수 있다. 예컨대, 이 경우, 장착 공정 중에, 부착 기능을 위한 나사들이 절연체에 직접 나사결합된다. 그러나, 하나의 바람직한 실시예에서는, 특히 객체 상에 센서 부재를 쉽게 장착할 수 있도록, 다수의 절개부들이 절연체에 미리 구비된다. 여기서, 절개부는 절연체 내부의 관통 개구인 것으로 일반적으로 이해된다. 절연체는 바람직하게는 센서 표면의 홀들의 개수와 정확히 상응하는 개수의 절개부들을 가진다. 따라서, 각각의 경우, 정확하게는, 하나의 절개부가 하나의 홀 내에 배치되는데, 절개부의 가장자리는 각각의 홀의 가장자리와 접촉하지 않고, 그 결과 센서 부재가 밀폐된다. 절개부의 가장자리 및 연관된 홀의 가장자리 사이의 거리는 유리하게는 본질적으로 일정하고, 그 결과 절개부의 횡단면 영역은 연관된 홀의 형상을 가지며, 횡단면 영역의 표면적(surface content)은 홀의 크기보다 작다. 모든 절개부들의 형상은 편리하게 동일하다.
밀폐식으로 절연층에 연결되는 말단부가 센서 부재의 적어도 하나의 길이 방향 단부에 위치한다. 말단부는 특히 마크로멜트(macromelt)로 제조된 폴리아미드에 기반한 용융성 접착제로 바람직하게 이루어지고, 이는 센서 부재 위에 사출 성형 또는 주조된다. 말단부는 대안으로 센서 부재의 단부 위에 플러깅되고, 시일-형성 방식으로 절연층에 융합 또는 접합될 수 있다. 센서 표면이 전기 연결 라인과 접촉하는 접점이 바람직하게는 적어도 하나의 말단부에 내장된다.
본 발명의 제조 방법에 따르면, 홀들이 센서 표면에 먼저 형성된다. 이는 예컨대 펀칭에 의해 이행될 수 있다.
후속 가공 단계에서, 센서 표면은 절연체에 의해 완전히 둘러 쌓이고, 센서 표면의 홀들이 절연체에 의해 먼저 충진된다. 절연체는 예컨대 사출 성형에 의해 센서 표면을 봉지함으로써 제공될 수 있다. 절연체를 형성하고, 센서 표면보다 더 큰 범위를 가지며, 센서 표면의 가장자리 위로 완전히 돌출되도록 서로 융합 또는 접합되는 2개의 플라스틱 스트립들 사이에 센서 표면을 적층하는 것도 생각해 볼 수 있다.
본 방법의 유리한 실시예에서는, 추가 가공 단계에서, 각각의 절개부의 가장자리가 연관된 홀의 가장자리와 접촉하지 않도록, 정확하게는 하나의 절개부가 각각의 홀의 영역에서 각각의 경우 절연체에 형성(바람직하게는 펀칭)되고, 따라서 센서 부재가 밀폐식으로 마무리된다.
예시적인 실시예가 도면을 참조하여 이하에 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 기다란 센서 부재를 구비한 용량성 거리 센서의 개략도이다.
도 2는 센서 부재의 세부 사시도를 도시한다.
모든 도면에서 대응하는 부분들에는 동일한 도면 부호들이 제공된다.
도 1은 용량성 거리 센서(2)의 개략도이다. 거리 센서(2)는 기다란 가요성 센서 부재(4), 전자 기기(6), 및 센서 부재(4)를 전자 기기(6)에 전기적으로 연결하는 연결 라인(8)을 포함한다. 예컨대, 거리 센서(2)는 자동차 내부에 위치한다. 특히, 키리스 자동 시동 시스템(Keyless-Go)의 범주 내에서, 주차된 자동차에 대한 사람의 접근이 거리 센서(2)에 의해 감시된다. 하나의 편리한 응용 사례에서, 센서 부재(4)는 자동차의 후방 영역에, 예컨대 후방 범퍼(10) 상에 장착된다. 센서 부재(4)의 길이 방향(12)은 적절하게는 차량의 휠 축과 평행하게 진행된다.
전자 기기(6)는 센서 부재(4)에 전류를 공급하고, 센서 부재(4)의 측정 데이터를 평가한다. 특히, 거리 센서(2)에 의해 방출된 신호에 기반하여, 자동차의 후방 테일게이트를 열 수 있고, 그 결과 접근 중인 사람은 테일게이트를 열기 위한 수동 조작을 수행할 필요가 없다.
도 2는 센서 부재(4)를 보다 상세히 도시한다. 도면에서 명백한 바와 같이, 센서 부재(4)는 절연체(14)를 포함하는데, 센서 표면(16)이 절연체(14)에 의해 완전히 둘러 쌓이도록 센서 표면(16)이 절연체(14)에 내장된다. 예컨대, 절연체(14)에 대한 센서 표면(16)의 변위를 방지하고/방지하거나 센서 부재(4)의 안정성을 증가시키기 위해, 절연체(14)는 완전한 잠금 방식으로 센서 표면(16)을 지지한다. 예컨대 구리로 이루어진 센서 표면(16)은 기다랗고 편평하며, 특히 스트립 형상이다. 다수의 홀(18)들이 센서 표면(16)에 펀칭된다. 홀(18)들은 기다란 홀의 형상이고, 기다란 홀들의 장축들은 센서 표면(16)의 길이 방향(12)을 따라 연장된다. 홀(18)들의 중심점들은, 센서 표면(16)의 길이 방향(12)으로 연장되며 센서 표면(16)의 중앙에 위치하는 직선 상에 위치한다.
특히 PVC로 이루어진 절연체(14)는 편평한 입방형 형상이고, 두 표면이 센서 표면(16)과 평행하다. 절연체(14)는 예컨대 대략 63㎝의 길이, 대략 3㎝의 폭, 및 대략 0.2㎝의 두께를 가진다. 절연체(14)의 절개부(20)가 센서 표면(16)의 각각의 홀(18) 내에서 진행된다. 절개부(20)들의 형상은 홀(18)들의 형상에 본질적으로 상응한다. 홀(18)들의 가장자리 영역(22)은 절연체(14)에 의해 충진된다. 거리 센서(2)의 장착 상태에서, 예컨대 각각의 경우, 나사(24)가 절개부(20)들 내에 위치할 수 있고, 상기 나사(24)는 객체에 센서 부재(4)를 부착하기 위해 사용된다.
말단부(26, 도 1)가 센서 부재(4)의 일 단에 위치한다. 말단부(26)의 몸체는 마크로멜트로 이루어지고, 센서 부재(4) 위에 주조된다. 센서 부재(4)가 연결 라인(8)과 전기 접촉하는 연결점(28)이 말단부(26)에 내장된다.
홀(18)들은 센서 부재(4)의 제조 중에 센서 표면(16)에 먼저 펀칭된다. 후속 가공 단계에서, 센서 표면(16)은 절연체(14)에 의해 완전히 둘러싸인다. 절개부(20)들이 이어서 절연체(14)에 형성된다.
2 거리 센서
4 센서 부재
6 전자 기기
8 연결 라인
10 후방 범퍼
12 길이 방향
14 절연체
16 센서 표면
18 홀
20 절개부
22 가장자리 영역
24 나사
26 말단부
28 연결점

Claims (9)

  1. 전기전도성이고, 기다랗고, 편평한 센서 표면(16)을 포함하는 센서 부재(4)를 구비한 용량성 거리 센서(2)로서,
    상기 센서 표면(16)은 다수의 홀(18)들을 포함하고, 상기 센서 표면(16)은 비전기전도성 절연체(14)에 의해 완전히 둘러싸이며, 그 결과 상기 절연체(14)는 상기 홀(18)들의 가장자리 영역(22)들을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀(18)들은 기다란 홀들로서 구현되고, 상기 기다란 홀들의 비교적 긴 축들은 상기 센서 표면(16)의 길이 방향(12)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서 부재(4)는 가요성인 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 표면(16)은 구리로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연체(14)는 본질적으로 PVC로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연체(14)는 상기 홀(18)들의 개수에 상응하는 다수의 절개부(20)들을 포함하고, 각각의 절개부(20)는 상기 홀(18)들 중 하나의 홀 내에서 연장되는 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 절개부(20)의 횡단면 영역은 상기 절개부(20)가 관통 연장되는 각각의 대응하는 홀(18)의 형상과 본질적으로 동일한 형상을 가진 것을 특징으로 하는 용량성 거리 센서(2).
  8. 센서 부재(4), 특히 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 용량성 거리 센서(2)용 센서 부재(4)를 제조하기 위한 방법으로서,
    다수의 홀(18)들이 전기전도성 재료로 이루어진 편평하고 기다란 센서 표면(16)에 형성되며, 후속 가공 단계에서, 상기 센서 표면(16)은 절연체(14)에 의해 완전히 둘러싸이고, 상기 절연체(14)는 비전기전도성 재료로 이루어지며, 또한 상기 센서 표면(16)의 홀(18)들을 완전히 충진하는 것을 특징으로 하는 센서 부재(4)를 제조하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    후속 가공 단계에서, 각각의 절개부(20)가 상기 홀(18)들 중 하나의 홀 내에서 진행되도록, 상기 홀(18)들의 개수에 상응하는 다수의 절개부(20)들이 상기 절연체(14)에 형성되고, 상기 절개부(20)의 가장자리는 상기 연관된 홀(18)의 가장자리로부터 일정한 거리에 있는 것을 특징으로 하는 센서 부재(4)를 제조하기 위한 방법.
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