具有包括至少一個電容傳感器的電致動裝置的衛生配件的製作方法

2023-05-25 05:43:31

專利名稱：具有包括至少一個電容傳感器的電致動裝置的衛生配件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有電致動裝置的衛生配件，該電致動裝置具有至少 一個帶有至少一個致動區域的電容傳感器，其中，該致動區域具有由絕緣 材料製成的基底層和至少部分導電的傳感器層，該傳感器層在功能上與電 控單元相連接。
背景技術：
在已知的衛生配件中使用用於電容傳感器的層狀結構的致動區域/檢 測區域。用這些傳感器尤其可以調節從衛生配件中流出的水的溫度和/或體 積流量。也可以用這些傳感器致動衛生配件的其它功能件，例如照明裝置。 致動區域/檢測區域必須至少部分地由導電材料製成，這種材料與衛生配件 的外表面沒有電連接。此外，層式結構不應具有夾雜物，尤其是空氣夾雜 物，這些夾雜物會損害傳感器的致動靈敏度。另外，值得期待的是，帶有 致動區域/檢測區域的衛生配件具有吸引人的外觀。
已知在光滑表面尤其是玻璃或有機玻璃上鍍上傳感器面。然而，這些 傳感器面對於機械載荷比較靈敏。因此，不能直接接觸尤其是被氣相沉積 的鋁面。相反，這些鋁面甚至需要防接觸保護，因為否則它們會很容易被 損壞。因此，它們不適合用於衛生領域，在該領域內它們經常被致動並且 還承受變化的外部影響，尤其是潮溼、清潔劑和溫度波動。

發明內容
本發明的目的是，這樣設計一種開頭所述類型的衛生配件，使得傳感 器也經得起強烈的載荷尤其是^L械載荷，並且此外衛生配件具有視覺上吸引人的外觀。
按照本發明，所述目的這樣實現，即，傳感器層布置在基底層的背向致動區域的致動側的一側上，並且通過導電的傳導層與控制單元相連接。
按照本發明，傳感器對外^皮基底層保護不受電的和機械的外部影響。傳感器層優選地"緊靠"在基底層上。這具有這樣的優點，即，在傳感器 的外表面和傳感器層之間形成幾乎沒有空氣的連接，並且傳感器具有這樣 高的電容靈敏度，使得可以完全不接觸傳感器層而致動該傳感器。傳感器 層在控制單元的方向上的接觸通過傳導層進行。
在一個特別有利的實施形式中，傳感器層可以與傳導層以電容的形式連接。這具有這樣的優點，即，難以接觸的傳感器層被以電容的形式結合， 並因此具有至少一個與控制單元無接觸的非電流連接。
有利地，傳感器層可直接布置在基底層上，而傳導層布置在傳感器層背向基底層的一側上，並且傳感器層與傳導層電流隔斷。傳導層優選地與 傳感器層的輪廓相匹配，使得能實現最優的電容傳輸。
傳感器層和傳導層可形成電容器的極板，並且傳導層可與控制單元電連接。以這種方式，工廠方面可重複地預先給定電容。
為了提高傳感器的動作靈敏度，可在傳感器層與傳導層之間布置具有高的介電常數的電介質，尤其是凝膠體或高柔韌的膠粘劑。這具有這樣的 優點，即，空氣的含量由於其介電常數低而被保持得相對少，因為在任何 情況下都有一個小的氣隙。凝膠體和膠粘劑作為電介質具有這樣的優點， 即，從它們中不會產生機械載荷。
傳導層可由黃銅製成，黃銅是一種很好的導電體並能實現好的尤其是耐腐蝕的電連接。
在另一個特別有利的實施形式中，傳導層可與傳感器層電連接。這具有這樣的優點，即，實現了可靠的、尤其是儘可能不易受衛生配件中的電 磁幹擾影響的接觸。
為了實現小的傳感器總厚度，傳導層尤其是透明的導電玻璃鍍層可以直接布置在基底層上，而傳感器層布置在傳導層背向基底層的一側上。在
透明基底層上實現透明的傳導層，尤其是透明的玻璃鍍層例如ITO，那麼 可能反射金屬光澤的傳感器層從致動側是可見的，這積極地影響衛生配件 的視覺印象。
為了避免幹擾的空氣夾雜物，傳感器層可直接布置在傳導層上。此外， 這使得能夠可靠地接觸傳感器層。優選地，可在由玻璃或類似材料製成的 基底層上為玻璃或類似材料鍍上透明的導電鍍層，並導電地製得通向尤其 是氣相沉積在所述導電鍍層上的導電的傳感器層的連接。
由耐用的、具有用於鍍上傳感器層的光滑表面的材料，特別是由玻璃、 陶瓷或塑料、尤其是玻璃般透明的塑料例如有機玻璃或聚碳酸酯製成的基 底層，在視覺上特別吸引人並非常牢固。
為了減小起阻尼作用的空氣夾雜物，傳感器層可以是用金屬、尤其是 鋁或4艮氣相沉積形成的面。此外，氣相沉積的面不厚並在技術上簡單地實 現電容器極板。氣相沉積的金屬是優良的導體並能實現良好的電容耦合。 此外，通過在透明的基底層上氣相沉積由鋁或銀形成的傳導層，實現了視 覺上吸引人的有光澤的傳感器表面。也可以氣相沉積其它的金屬，這些被 相應地鍍上的金屬起例如濾色片的作用並因此僅反射相應的彩色光語。
作為附加的尤其是防氧化的保護，傳感器層可在其背向基底層的一側 上塗上保護層，尤其是介電保護漆。
尤其是利用至少 一個彈簧觸頭和/或至少 一個釺焊接頭和/或至少 一個 導電橡膠體和/或至少一種自粘的銅粘結劑(銅粘合帶)，傳導層可以間接 地尤其是通過印製電路板、或直接地與電控單元可靠地、牢固地並導電很 好地連接。尤其是導電的透明的玻璃鍍層，例如ITO面，能非常容易地與 導電橡膠體或自粘的銅粘結劑接觸。
為了獲得吸S1人的視覺設計，致動區域的表面可以是平的或彎曲的。 此外，彎曲的表面具有這樣的優點，即，它在觸覺上能更好地被感知。


下面根據附圖對本發明的一些實施例進行詳細說明。圖中示出
圖1以橫截面圖示意性示出用於衛生配件的具有彎曲的致動區域的致動裝置的電容傳感器，其中，傳感器層與傳導層以電容的形式連接；
圖2示意性示出按照圖1的區域II內的傳感器層和傳導層的詳細視圖3以橫截面圖示意性示出用於衛生配件的具有平的致動區域的致動裝置的電容傳感器，其中，傳感器層與傳導層電連接；
圖4示意性示出按照圖3的區域IV內的傳感器層和傳導層的詳細視圖。
具體實施例方式
圖1以橫截面圖示出一整體上用附圖標記l表示的衛生配件的未示出 的電致動裝置的電容傳感器。用該致動裝置通過未示出的混合閥可調節從 衛生配件中流出的水的溫度和/或體積流量。
傳感器1具有透鏡狀的傳感器罩3作為致動區域，該傳感器罩具有從 在圖l上部的致動側觀察凸出地彎曲的外表面。傳感器罩3在下部終止於 底面5。
傳感器罩3具有由多個不同的層組成的多層結構，每個層在傳感器罩 3的整個面上具有均勻的層厚，其中，所有在下面將詳細說明的層在傳感 器罩3的整個面上延伸。多層結構在圖2中詳細示出。
在圖1、 2中，作為最上面的外部保護層，布置有由絕緣的透明玻璃制 成的基底層7。在該基底層上，從下面，也即在背向傳感器罩3的致動側 的一側上，直接氣相沉積由鋁形成的導電傳感器層9。
在圖1中，從傳感器層9下面在該傳感器背向基底層7的一側塗上由 介電保護漆製成的層19。
保護漆19與由具有高的介電常數的介電凝膠體21製成的層鄰接，在 該層凝膠體上，從下面在傳感器層9的背向基底層層7的一側上布置有黃 銅製成的導電的傳導層23。
傳感器層9和傳導層23形成電容器的極板，這兩塊極板在電流上被作 為電介質的保護漆19和凝膠體21相互隔斷。因此，傳感器層9與傳導層 23以電容的形式連接。
在圖1右側，傳導層23通過釺焊接頭30與信號線32相連接。信號線 32通向平的印製電路板34的觸點33。
如圖1左側所示，傳導層23可以替代地從下面通過由導電材料製成的 彈簧37的彈簧觸頭36與印製電路板34的觸點38電連接。
在由傳感器罩3界定的區域的內部，印製電路板34布置在底面5上方 並平行於該底面。
未示出的控制線從印製電路板34通至電控單元，該電控單元在功能上 間接地與傳感器層9相連接。
在例如用手指接觸(傳感器1)時，控制單元檢測該傳感器1中的電 容變化並相應地控制混合閥。
為了致動傳感器l,例如用手指從致動側接觸傳感器罩3，是足夠的。
代替或除了凝膠體21，也可以在傳感器層9和傳導層23之間布置另 一種具有高介電常數的電介質，例如一種高柔韌的膠粘劑。除了或代替該 粘膠劑也可以設置極小的氣隙。
在圖3和圖4中詳細示出的第二個實施例中，與在圖1和圖2所述的 第一實施例中類似的元件設有增加了 100的同樣的附圖標記，因此對它們 的說明參見對第一實施例的說明。本實施例與第一實施例的不同之處在於， 傳感器101不是彎曲的而是平的。這裡也沒有如第一實施例中的底面5。 傳導層123與傳感器層109不是以電容的形式連接而是電連接。因此，也 不用在傳導層123與傳感器層109之間的電介質層。
傳導層123是一層透明的導電鍍層，優選為ITO層，該鍍層在圖3、 4 中從下面直接鍍在玻璃製成的基底層107上。
傳感器層109是直接氣相沉積在傳導層123的背向基底層107的一側 上的鋁。因此，傳感器層109和傳導層123形成電容傳感器101的電容器 極板。
在圖3、 4中，從傳感器層109下面在該傳感器背向基底層107的一側 塗上由保護漆119製成的層。傳感器層109沒有在傳導層123的整個下表 面上延伸，因此在傳導層下側留有未氣相地鍍上鋁的棵露邊緣131。
在該棵露邊緣131內，在圖3、 4左側， 一個基本上是正方形的由導電 材料製成的導電橡膠體132以其上端側形成與傳導層123的下側接觸的觸 點136。
導電橡膠體132豎直向下地通向平行於傳感器罩103布置的平的印製 電路板134上的觸點138。導電橡膠體132在傳導層123與印製電路板134 之間形成電連接。
類似於第一實施例，印製電路板134本身與未示出的控制單元相連接。 傳感器101的致動類似於第一實施例地進行。
在這兩個實施例中，代替玻璃，基底層7、 107也可以由其它絕緣的、 耐用的、具有用於鍍上傳感器層9、 109的光滑表面的材料製成，該材料特 別是陶瓷或塑料、尤其是玻璃般透明的塑料例如有機玻璃或聚碳酸酯。
代替平的或凸出彎曲的形狀，傳感器罩3、 103的表面也可以是任意其 它形狀的，例如凹形彎曲的。
代替氣相地鍍上鋁的表面，傳感器層9、 109也可以是其它傳導層，當 透過透明基底層7、 107觀看時，該傳導層能產生有美感的外觀。
代替鋁，也可以氣相沉積其它金屬例如銀，來作為傳感器層9、 109。 也可以氣相沉積在相應地鍍上後起例如濾色片作用並因而僅反射相應彩色 光語的金屬。
代替彈簧37的彈簧觸頭36、具有釺焊接頭30的信號線32或導電橡 膠體132，傳導層23、 123或傳感器層9也可以用自粘的銅粘結劑(銅粘 合帶)間接地、尤其是通過印製電路板34、 134與電控單元相連接，或者 也可在不用印製電路板時直接地與電控單元相連接。
代替用於調節水溫和/或水體積流量的混合閥，用致動裝置還可致動衛 生配件的其它構件，例如照明裝置和/或霧發生器。
權利要求
1.一種具有電致動裝置的衛生配件，所述電致動裝置具有至少一個帶有至少一個致動區域的電容傳感器，其中，所述致動區域具有由絕緣材料製成的基底層和至少部分導電並在功能上與電控單元連接的傳感器層，其特徵在於，傳感器層(9；109)布置在基底層(7；107)的背向致動區域(3；103)的致動側的一側上，並通過導電的傳導層(23；123)與控制單元相連接。
2. 如權利要求1所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層(9)與傳導 層(23)以電容的形式連接。
3. 如權利要求1或2所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層(9)直 接布置在基底層(7)上，傳導層(23)布置在傳感器層(9)背向基底層(7)的一側上，並且傳感器層(9)與傳導層(23)電流隔斷。
4. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層 (9)和傳導層(23)形成電容器的極板，並且傳導層(23)與控制單元電連接。
5. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，在傳感器 層(9)與傳導層(23)之間布置有具有高介電常數的電介質，尤其是凝膠 體(21)或高柔韌的膠粘劑。
6. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，傳導層(23 ) 由黃銅製成。
7. 如權利要求1所述的衛生配件，其特徵在於，傳導層(123)與傳感 器層(109 )電連接。
8. 如權利要求1或7所述的衛生配件，其特徵在於，傳導層(123 )尤 其是透明的導電玻璃鍍層直接布置在基底層(107)上，而傳感器層(109) 布置在傳導層(123)背向基底層(107)的一側上。
9. 如權利要求1、 7或8所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層(109 ) 直接布置在傳導層(123)上。
10. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，基底層 (7; 107)由耐用的、具有用於鍍上傳感器層(9， 109)的光滑表面的材料製成，該材料特別是玻璃、陶瓷或塑料，尤其是玻璃般透明的塑料例如有機玻璃或聚碳酸酯。
11. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層(9; 109)是用金屬、尤其是鋁或銀氣相地鍍上的面。
12. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，傳感器層(9; 109)在其背向基底層(7; 107)的一側上塗上保護層(19; 119)、 尤其是介電保護漆(19 )。
13. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，尤其是利用至少一個彈簧觸頭(36)和/或至少一個釺焊接頭(30)和/或至少一個導電橡膠體(132)和/或至少一種自粘的銅粘結劑(銅粘合帶)，傳導層(23; 123)間接地尤其是通過印製電路板(34; 134)、或直接地與電控 單元相連接。
14. 如上述權利要求中任一項所述的衛生配件，其特徵在於，致動區域(3; 103)的表面是平的或彎曲的。
全文摘要
本發明說明了一種具有電致動裝置的衛生配件，該致動裝置具有至少一個帶有至少一個致動區域(3)的電容傳感器(1)。致動區域(3)包括由絕緣材料製成的基底層(7)和至少部分導電的傳感器層(9)，所述傳感器層在功能上與電控單元相連接。傳感器層(9)布置在基底層(7)的背向致動區域(3)的致動側的一側上，並通過導電的傳導層(23)與控制單元相連接。
文檔編號H03K17/96GK101204011SQ200680022088
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月24日 優先權日2005年6月21日
發明者H·孔克爾 申請人:漢沙金屬工廠股份公司