CZ2014168A3 - Dotykový interiérový plastový panel motorových vozidel a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Dotykový interiérový plastový panel motorových vozidel, určený zejména k ovládání jejich elektronického vybavení, se sestává ze 3D plastového dílu (1), který je ze své rubové strany (2) přímo na jejím povrchu opatřen natištěnými vrstvami vodivé barvy s vodivými částicemi a/nebo nanočásticemi, dispergovaným v rozpouštědle a vytvářejícími po koagulaci nejméně jeden vodivý obrazec (4), a to alespoň obrazec multifunkčního touchpadu (4.1) a/nebo obrazec slideru (4.2) a/nebo obrazec tlačítek (4.3). Každý vodivý obrazec (4) je natištěnými vodivými cestami (5) připojen ke komunikačnímu konektoru (6) vodivého obrazce (4) s hlavní řídící jednotkou motorového vozidla. Jednotlivé vodivé obrazce (4) se na rubovou stranu (2) 3D plastového dílu (1) nanáší tamponovým tiskem a/nebo technologií inkjet a/nebo technologií airbrush s následným gravírováním přebytečné vrstvy vodivé barvy pomocí laseru pro vytvoření požadovaných vodivých obrazců (4) a vodivých cest (5).

Description

Dotykový interiérový plastový panel motorových vozidel a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká dotykového interiérového plastového panelu motorových vozidel, určeného zejména k ovládání jejich elektronického vybavení, a způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

V současné době se u motorových vozidel nastavuje teplota v interiéru, pozice sedaček, ovládání rádia, volba jízdního stylu, intenzita podsvícení interiéru, nastavení ofukovačů, zamykání dveří apod. mechanickými ovladači, tzn. například tlačítky, která bývají umístěna obvykle na přístrojové desce vozidla nebo na jeho středovém panelu, případně i na jiných vhodných plastových dílech interiéru. Výroba a kompletace takovýchto dílů je časově náročná, složitá a vyžaduje i poměrně značné výrobní náklady.

Dotykové povrchy jsou již známé např. u mobilních telefonů a tabletu apod. U všech těchto zařízení se jedná o rovinné plochy, u kterých lze tohoto potisku docílit poměrně jednoduchým způsobem, který ale nelze použít u tvarově komplikovaných interiérových plastových dílů automobilů.

V současnosti jsou dotykové povrchy integrovány v omezené míře prostřednictvím fólií, které slouží jako nosič daného elektrického či elektronického obvodu. Tyto fólie jsou nejprve potiskovány a až následně implementovány do interiérových plastových dílů při jejich výrobě, tj. obvykle vlepovány, zastřikovány nebo zakomponovány dalšími technologiemi, což vyžaduje vyšší výrobní náklady a snižuje produktivitu výroby.

• · • · · ·

-2 Podstata vynálezu

Tyto nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny dotykovým interiérovým plastovým panelem motorových vozidel, určeným zejména k ovládání jejich elektronického vybavení, a způsobem jeho výroby.

Dotykový interiérový plastový panel podle vynálezu sestává ze 3D plastového dílu, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že 3D plastový díl je ze své rubové strany přímo na jejím povrchu opatřen natištěnými vrstvami vodivé barvy s vodivými částicemi a/nebo nanočásticemi, dispergovanými v rozpouštědle a vytvářejícími po koagulaci nejméně jeden vodivý obrazec, a to alespoň obrazec multifunkčního touchpadu a/nebo obrazec slideru a/nebo obrazec tlačítek. Takovými vodivými částicemi mohou být částice a/nebo nanočástice vodivých prvků, např. kovů tj. mědi (Cu), stříbra (Ag), zlata (Au), paladia (Pd), platiny (Pt), niklu (Ni) apod. ale i nekovů jako je uhlík (C). Každý jednotlivý vodivý obrazec je současně natištěnými vodivými cestami pak připojen ke komunikačnímu konektoru, komunikujícím pomocí datové sběrnice vozidla (např. CAN) s hlavní řídící jednotkou motorového vozidla, přičemž pohybem nebo přiložením prstu dojde ke změně kapacity, což připojená elektronika vyhodnotí jako ovládací impulz. Programováním vyhodnocovací elektroniky lze přiřadit výše uvedeným vodivým obrazcům konkrétní funkce. Pouhou změnou programu lze tyto funkce měnit.

Podstata vynálezu spočívá dále vtom, že obrazec multifunkčního touchpadu je tvořen nejméně dvěma na sebe natištěnými vrstvami vodivé barvy, vytvářejícími různé vodivé dílčí obrazce, přičemž mezi každými vodivými dílčími obrazci je uspořádána natištěná izolační vrstva. Ve většině případů jsou plně dostačující dvě na sebe natištěné vrstvy vodivé barvy, vytvářející tak dva vodivé dílčí obrazce, jejichž odlišnost spočívá v podstatě v tom, že jsou ve své části, tvořící aktivní plochu multifunkčního touchpadu, resp. jejich vodivými drahami, vůči sobě pootočeny o 90°.

Obrazce slideru a tlačítek se naproti tomu mohou natisknout v jedné vrstvě, v případě vicevrstevného tisku ale ovšem již bez jakékoli izolační vrstvy či mezivrstvy.

• · ·

-3Odpor použité vodivé barvy pro tisk vodivých obrazců je vhodný maximálně 10 Ω/sq, přičemž šíře vodivých cest resp. vodivých drah se obvykle pohybuje v rozmezí 0,1 až 2 mm.

Podstata vynálezu dále spočívá i v tom, že proti působení vzdušné vlhkosti, kolísání teplot ale i mechanickému poškození je každý vodivý obrazec společně s natištěnými vodivými cestami s výhodou opatřen svrchní ochrannou vrstvou, např. z nevodivé resp. izolační barvy, nanesené buď rovněž tampónovým tiskem nebo stříkáním apod..

Rovněž s výhodou je každý vodivý obrazec z lícové strany 3D plastového dílu označen příslušným dotykovým symbolem s např. lokálním osvětlením či rastrovaným povrchem.

Základním materiálem dotykového interiérového plastového panelu může přitom být jakýkoli termoplast, např. akrylonitrilbutadienstyren (ABS), polypropylen (PP), polykarbonát (PC), polyamidy (PA), polyvinylchloridové (PVC) i jiné (TPO, TPU) umělé kůže, a samozřejmě i kompozitní materiály, termosety, biomateriály (PI_A, PHA), případně i textil a sklo. Tloušťka dotykového interiérového plastového panelu podle vynálezu přitom smí být, a to alespoň v místech z jeho rubové strany natištěných vodivých obrazců, max. 8 mm.

Podstata způsobu výroby dotykového interiérového plastového panelu podle vynálezu pak spočívá v tom, že jednotlivé vodivé obrazce se na rubovou stranu 3D plastového dílu nanáší tampónovým tiskem a/nebo technologií inkjet a/nebo technologií airbrush s následným gravírováním přebytečné vrstvy vodivé barvy pomocí laseru pro vytvoření požadovaných vodivých obrazců a vodivých cest. Tyto tiskařské technologie lze v podstatě libovolně kombinovat. Při tampónovém tisku je přitom pro snížení tvrdosti možno využít například dutého tampónu, který se deformuje směrem do středu, čímž je měkčí, a jehož tvar odpovídá tvaru rubové strany 3D plastového dílu, na níž se tisk provádí, přičemž pro tisk vodivé barvy je vhodný tampón s tvrdostí 30 Shore a nižší.

Podstata tohoto způsobu spočívá dále i v tom, že před tiskem vodivého obrazce se rubová strana 3D plastového dílu podrobuje předúpravě jejího povrchu pro zvýšení • · ···· · · · ·· · ·· ··· ·»· • · · · · ·· ····· • · ···· · · ···· ··· · · · · ··· ·

-4adheze. Toto zvýšení adheze povrchu dílu před nánosem vodivé barvy probíhá buď fyzikálně pomocí ožehu plamenem a/nebo plazmou, nebo chemicky prostřednictvím aktivátorů povrchu, což jsou chemické látky na bázi např. isopropanolu, xylenu, cyklohexanu atd. Po této aktivaci vznikají na povrchu plastového dílu volné chemické vazby, které lépe na sebe navazují molekuly barvy.

Základním přínosem řešení dle vynálezu je zejména nahrazení konvenčních mechanických ovládacích prvků interiéru motorového vozidla za dotykové povrchy, a tím i snížení výrobních nákladů, zvýšení produktivity práce, jakož i rozšíření možnosti při zlepšování designu interiérů motorových vozidel.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn výkresy příkladného provedení dotykového interiérového plastového panelu motorových vozidel podle vynálezu, kde znázorňuje:

obr. 1 - dotykový interiérový plastový panel boční plochy sedáku automobilové sedačky obr. 2 - rubovou stranu dotykového interiérového plastového panelu z obr. 1 obr. 3 - detail multifunkčního touchpadu obr. 4 - detail slideru obr. 5 - detail tlačítka obr. 6 - řez natištěným multifunkčním touchpadem na 3D plastovém díle

Příklad provedení vynálezu

Dotykový interiérový plastový panel v tomto konkrétním příkladu provedení vynálezu je umístěn z boční strany sedadla motorového vozidla, jak je patrno z obr. 1, přičemž v tomto případě slouží k dotykovému ovládání polohy a celkovému nastavení sedačky. Dotykový interiérový plastový panel sestává z 3D plastového dílu 1_, který je, jak dále patrno z obr. 2, ze své rubové strany 2 přímo na jejím povrchu opatřen natištěnými vrstvami vodivé barvy, která obsahuje vodivé částice a nanočástice • · · · · · · ··· ·· ··· ♦ · · • · ·· · ·· ····« • · ···· « · ···· · · · ·· ·« ··· ·

-5stříbra (Ag), dispergované v rozpouštědle a vytvářející po koagulaci vodivé obrazce 4 multifunkčního touchpadu 4.1, slideru 4.2 a tlačítek £3, které změnou kapacity mezi jeho vodivými drahami mění napětí, čímž se z vodivých obrazců 4 po vyhodnocení signálů počítačem stává dotyková plocha. Vodivé obrazce 4 jsou rovněž natištěnými vodivými cestami 5 pak dále připojeny k ZIF FFC/FPC konektorům 6, které komunikují sjiž neznázorněnou hlavni řídící jednotkou vozu pomocí CAN datové sběrnice vozidla, resp. s dalšími již zde blíže neznázorněnými elektronickými a elektrickými částmi motorového vozidla, v tomto případě se všemi stavitelnými pohony automobilové sedačky. Každý vodivý obrazec 4 je z pohledové lícové strany 3 3D plastového dílu 1 označen příslušným dotykovým symbolem 8, v tomto případě s dezénovaným povrchem.

Z obr. 3 je dále patrný detail multifunkčního touchpadu 4.1, skládající se ze dvou vodivých dílčích obrazců 4.1.1, mezi nimiž je uspořádána natištěná izolační vrstva

4.1.2 tisknutých postupně přes sebe a tvořících jeden funkční ovládací prvek.

Z obr. 4 je pak patrný slider 4.2 s jednotlivými senzorovými plochami, které nejsou vodivě propojeny a mohou být orientovány v libovolném směru, a z obr. 5 uspořádání celkem tří nezávislých dotykových tlačítek 43.

Z obr. 6 je patrný detail dotykového interiérového plastového panelu v řezu v místě natištěného multifunkčního touchpadu 4.1 z obr. 3, který je opatřen natištěnou svrchní ochrannou vrstvou 7 z izolační barvy. Touto svrchní ochrannou vrstvou 7 jsou opatřeny i vodivé obrazce tlačítek 43, jakož i vodivý obrazec slideru 4.2 a vodivé cesty 5.

Multifunkčním touchpadem 4.1 na jeho dotykové ploše možno předprogramovanými gesty dotyku, a to v různých směrech, kroužením, pohybem jedním či více prsty, poklepáním apod., nastavovat seřízení sedačky, tj. výšku, pozici sedáku, nastavení bederní opěrky, sklon zad, sklon sedáku, dále i nastavení zrcátek atd. Sliderem 42 lze pak nastavit pozici sedáku směrem vpřed, vzad, nahoru, dolů atd., tlačítky 43 poté nastavit i vyhřívání sedačky, uložit do paměti uživatelské nastavení celé sedačky či zamykání dveří či otevírání kufru apod..

• · · · · · · ··· ·· ·····* • · · · · ······ • » ···· ·· ♦ · · ♦ ··· 9 · ····· ·

-6Veškeré jednotlivé vodivé obrazce 4 se na rubovou stranu 2 3D plastového dílu 1 v tomto případě nanáší tampónovým tiskem s následným gravírováním přebytečné vrstvy vodivé barvy pomocí laseru pro vytvoření požadovaných vodivých obrazců 4 a vodivých cest 5. Před tiskem vodivých obrazců 4 se rubová strana 2 3D plastového dílu 1 podrobuje předúpravě jejího povrchu ožehem plazmou a aktivátory povrchu, zlepšujícími adhezi.

Průmyslová využitelnost

Řešení dle vynálezu lze široce využít v automobilovém průmyslu pro výrobu přístrojových desek či jiných obdobných ovládacích panelů, jakož i v dalších oblastech techniky. Tisk vodivé barvy je možné použít na téměř jakýkoliv nevodivý, prostorově tvarovaný povrch, který dovoluje aplikovat tiskové technologie na rubovou stranu dílu a který po vhodné předúpravě povrchu zajišťuje dostatečnou adhezi k dílu. Takové zařízení může najít uplatnění místo dnešních konvenčních mechanických ovladačů.

-7 Seznam vztahových značek

3D plastový díl rubová strana lícová strana vodivý obrazec

4.1 multifunkční touchpad

4.1.1 vodivý dílčí obrazec

4.1.2 izolační vrstva

4.2 slider

4.3 tlačítko vodivá cesta konektor ochranná vrstva dotykový symbol

9

9· • · · · · · · • · 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

PV2W-168

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Dotykový interiérový plastový panel motorových vozidel, určený zejména k ovládání jejich elektronického vybavení a sestávající ze 3D plastového dílu (1), vyznačující se tím, že tento 3D plastový díl (1) je ze své rubové strany (2) přímo na jejím povrchu opatřen natištěnými vrstvami vodivé barvy s vodivými částicemi a/nebo nanočásticemi, dispergovanými v rozpouštědle a vytvářejícími po koagulaci nejméně jeden vodivý obrazec (4), a to alespoň obrazec multifunkčního touchpadu (4.1) a/nebo obrazec slideru (4.2) a/nebo obrazec tlačítek (4.3), přičemž každý vodivý obrazec (4) je natištěnými vodivými cestami (5) připojen ke komunikačnímu konektoru (6) vodivého obrazce (4) s hlavní řídící jednotkou motorového vozidla.
2. 2. Dotykový interiérový plastový panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že obrazec multifunkčního touchpadu (4.1) je tvořen nejméně dvěma na sebe natištěnými vrstvami vodivé barvy, vytvářejícími různé vodivé dílčí obrazce (4.1.1), přičemž mezi každými vodivými dílčími obrazci (4.1.1) je uspořádána natištěná izolační vrstva (4.1.2).
3. 3. Dotykový interiérový plastový panel podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že každý vodivý obrazec (4) je společně s natištěnými vodivými cestami (5) opatřen ochrannou vrstvou (7).
4. 4. Dotykový interiérový plastový panel podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že každý vodivý obrazec (4) je z lícové strany (3) 3D plastového dílu (1) označen příslušným dotykovým symbolem (8).

   « · • · • · · ·
5. 5. Způsob výroby dotykového interiérového plastového panelu podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotlivé vodivé obrazce (4) se na rubovou stranu (2) 3D plastového dílu (1) nanáší tampónovým tiskem a/nebo technologií inkjet a/nebo technologií airbrush s následným gravírováním přebytečné vrstvy vodivé barvy pomocí laseru pro vytvoření požadovaných vodivých obrazců (4) a vodivých cest (5).
6. 6. Způsob výroby podle nároku 5, vyznačující se tím, že před tiskem vodivého obrazce (4) se rubová strana (2) 3D plastového dílu (1) podrobuje předúpravé jejího povrchu ožehem plamenem a/nebo plazmou a/nebo aktivátory povrchu, zlepšujícími adhezi.