力响应检测器和装置 本发明涉及力响应检测器和装置。
下面只是作为实例要更详细地说明的体现本发明的传感器和装置应用于机动车辆,以检测在可由机动窗玻璃关闭的窗口中存在的障碍。然而,这种传感器和装置可用于许多其它地场合。
按照本发明,设有力响应纵向延伸传感器,包括具有预定宽度的一挠性纵向延伸底层,安装在该底层上的条状力响应传感装置,其特征在于该传感装置包括第一和第二传感装置,沿底层宽度间隔并沿基本平行的外形延伸,以使每一传感装置按照一相应的施加力产生一相应的信号。
现在参照简略附图,仅作为例子说明体现本发明的力响应传感器和装置和用于机动车的体现本发明的车窗安全装置,其中:
图1是该传感器之一的透视图;
图2是在图1传感器中的传感组件的放大透视图;
图3是另一传感器的一部分的透视图;
图4是又一传感器的一部分的透视图;
图5是一机动车的透视图,表示在那里可安置一个窗玻璃安全装置。
图6是沿图5Ⅵ-Ⅵ线的横剖面。
在图1中所示的传感器具有不确定的长度L和预定的宽度W。按照一种有待说明的方式,根据沿其表面各预定点上施加于该传感器的力,并沿垂直于或至少横向于平面Lw的方向,它产生一个在电学上可检测的信号。
该传感器有一矩形覆盖层10,它由挠性和弹性电绝缘材料制成,并沿传感器的整个上表面延伸(如在图1中所看到的)。
底层11沿传感器的底面配置;它由类同于覆盖层10的材料制成。在这两层10,11之间安装3个单独的条状传感组件12,13和14。组件12和14沿传感器两相反的纵边安装,组件13安装在它们之间。图1仅示意地表示这些组件。在图2中以放大的比例表示一个这样的组件。
如图2中所示,该组件包括一个安装在该覆盖层11上的导电层15。导电层15仅相对于小部分宽度沿长度L延伸。该层15有利地采取导电膜的形式,这可以覆盖层11上利用印刷电路技术来形成。在导电层15上固定一系列各为窄条形式的电绝缘间隔件16。该间隔件16大致横向延伸,但与导电层15倾斜,并沿其长度以等间隔配置,每一间隔件16以一α角与该条状板相交。该间隔件16能借助于印刷电路技术贴敷上。
另一导电层18处在导电层15上,以便置于绝缘间隔件16的顶部。覆盖层10叠置在导电层18上。
导电层18可以采取导电膜的形式,通过印刷电路技术来贴覆。
覆盖层10、11和导电层15与18是挠性的。然而这些导电层的弹性变形能使各传感组件12、13、14的导电层15和18通过绝缘间隔件16来通常保持分隔,即电绝缘。
在工作中,在箭头F1、F2或F3(图1)方向施加的力会使覆盖层10挠曲,这又会使传感组件12、13、14中相称一个导电层18挠曲,从而将它弯曲成与导电层15中的相应一个电接触。这一电接触能进行电检测,以产生一输出信号。
很清楚,若将力F1、F2或F3直接施加在绝缘间隔件16之一上,则可能会不产生电信号。因此,在实践中,将绝缘件16之间的间隔选得相对于间隔件16的尺寸要充分的大,以产生所需要的检测力的灵敏度。
施加于传感组件12、13、14之间的间域20、22之一内的覆盖层10上的力通常不会产生电信号,除非它与导电层18之一足够的靠近,将该层压入与相应的导电层15产生电接触。
通常,该传感器的结构是这样的,使相应于F1、F2和F3配置的,但从相反方向施加于底层11的也会产生电信号。
图3表示图1传感器的一种变型。为便于图示,图3省去了覆盖层10。如图所示,图3的传感器不同于图1的传感器在于,在传感器的一端,传感组件12有一整体部分12A,横跨该传感器延伸,与传感组件14成整体连接,因此,这两传感组件的导电层15被连接,如同它们的导电层18一样连接。
图4中所示的传感器基本上与图3中所示的传感器一样。唯一的区别在于图1、2和3中的条状间隔件16已被多个小圆柱形或圆盘形绝缘子24所代替,在该图中仅显示了若干个。在其它方面,该结构与图1、2和3中的一样。间隔件24可通过印刷电路技术来贴敷。
图4中所示的传感器大致以与图1、2和3相同的方式来工作。当将力(类同于图1中的力F1、F2或F3)施加于图4的传感器时,覆盖层10产生挠曲,并相应使导电层18中的相当一个产生挠曲,这样,在相邻绝缘圆盘24之间,它被压至与该相当的导电层14接触,产生一个电信号。
图5表示具有带机动窗玻璃32的门30的机动车透视图。窗玻璃32在一个总的以34表示的密封和导向槽条内上、下滑动。图6以放大的形式表示图1、3和4中所示结构形式的传感器如何也可与这种窗玻璃槽混用,以检测当窗玻璃提升到封闭位置时检测窗口中阻碍的存在。
图6表示靠近车身门洞的内、外车身板材36和38。这些车身板材被弯曲,以支承一刚性槽条40(通常由钢或类同材料制成),构成门框。槽条40支承窗玻璃密封和导向槽条34,没有最好由挤压的橡胶或塑料制成,限定与底部48成一体的侧壁44和46,并具有用以接纳窗玻璃32的口部50。侧壁44、46的远侧经弯曲以形成唇部52,它伸过车身板材36、38的弯曲边缘,以包藏和密封它们。此外,侧壁44,46形成整体唇54,当窗玻璃32进入玻璃窗槽条时,这些整体唇与窗玻璃32的相反两侧发生弹性接触,并与窗玻璃密封。侧壁44额外地设有一唇56,靠近该槽条的底部48。与窗玻璃32接触的唇54和56的表面可覆盖毛絮或其它的低摩擦材料。
侧壁44、46支承肩部58、59,它们与弯过的车身板材36、38的远侧接合,将玻璃窗槽条42保持在门框槽条40适当位置。
玻璃窗槽条34的底部48制有纵向延伸空心腔60,传感器之一(在图6中总的以62表示)被安置在其内。传感器62仅仅被示意地表示。表示出3个传感组件12、13和14,但在图6中看不到它们的细节。在图6中传感器62可以是图1至4中所示的形式。
随着窗玻璃32的提高,玻璃窗缝的障碍(如手指或人体的另一部分)会与提升的窗玻璃一起被向上携带,并被窗玻璃最终强迫与壁44、46之一(或两者)进入接触。这由箭头F4所示。其合力会由相当的侧壁传递并施加于该传感器62的相当的传感组件12或14,引起一个按图1、2、3和4所示的方式所产生的电信号。该信号经适当的检测和控制电路被用来立即中止窗玻璃的移动。最好,使该窗玻璃随后沿下降方向移动。
当窗玻璃32经咀部50进入槽条34时,它与玻璃窗槽条的底部48接触,并对传感器62的传感组件13施加一个力,使该组件产生一个电信号。该信号被用来指示窗玻璃已完成其关闭行程,并对马达断电。
图3和4的传感器中所示的整体连接部12A能使传感部件12和14的电连续性有传感器62的一端连续地受到监测。这样,小电流能连续地自传感组件12的A端(见图3)通至传感组件14的B端。若传感组件12或14的任一部件出现损坏,便会导致该电流中断和随后检测到故障。若省去了连接部件12A(如在图1中所示的传感器的情况中),各传感组件12、14的电连续性便更难于监测。将电流馈送到各组件的一端并自另一端监测它是必要的,这需要电连接到玻璃窗槽条的各端。或者,可在传感器的远端增加一单独的导电连接,相当于连接部12A。然而,这需要一额外的制造步骤。该整体连接部12A的形成是非常简单的。
为检测窗玻璃的全闭合位置,在该传感器中加入传感组件13是有利的,因为它提供了简单而便宜的检测该状态的装置。它仅要求对该传感器的结构作一小的修改。这样,与检测窗玻璃全闭位置的已知装置相比它是有利的,这种已知装置当马达转动停止在窗玻璃移动端时,可依靠监测马达电流的增加。然而,若设有某些其它探测窗玻璃全闭位置的装置,则传感器13可以省去。
因为传感器62埋置于腔60内,所以它不受损伤。因为它安置在槽条34底部下面,所以槽条材料因其存在而引起的任何变形不会从外部看见。它加入一空心腔内,使该槽条的总体尺寸保持最小。