BR112020005925A2 - unidade de painel de toque capacitivo com uma chapa portadora interna - Google Patents
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Abstract
A presente invenção se relaciona a uma unidade de painel de toque capacitivo (1) de um sistema de controle, compreendendo uma tampa (2) marcada com pelo menos uma área de ativação externa (21), um suporte rígido (4) disposto a uma distância pré-determinada abaixo da tampa (2), e provido com uma interface elétrica para conectar referida unidade com outros componentes do sistema de controle, pelo menos uma área capacitiva condutiva (383) que une referida tampa no lado interno desta, abaixo de referida área de ativação (21), e eletricamente conectada com referida interface elétrica de referido suporte (4). De modo a proporcionar uma unidade de painel de toque, que seria de custo eficiente e simples de manufaturar e montar, ela compreende uma chapa portadora (3) revestida com um padrão condutivo (38), e tendo pelo menos uma linha de dobra (A) que define uma seção dianteira (31) disposta em um lado de referida linha de dobra (A), e uma seção traseira (32) disposta no outro lado de referida linha de dobra (A), no qual na referida seção dianteira (31), referido padrão (38) compreende a área capacitiva (383), e na referida seção traseira (32), o padrão (38) compreende pelo menos uma almofada de conexão (381) conectada com referida área capacitiva (383), e no qual referida almofada de conexão (381) está apta a ser conectada com uma almofada de conexão (41) de referida interface elétrica de referido suporte (4), enquanto que referida chapa portadora (3) é dobrada ao longo de referida pelo menos uma linha de dobra (A), e a unidade de painel de toque capacitivo (1) é montada.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “UNIDA- DE DE PAINEL DE TOQUE CAPACITIVO COM UMA CHAPA POR- TADORA INTERNA”.
[0001] A presente invenção se relaciona a uma unidade de painel de toque capacitivo de um sistema de controle, compreendendo uma tampa marcada com pelo menos uma área de ativação externa, um suporte rígido disposto a uma distância pré-determinada abaixo da tampa, e provido com uma interface elétrica para conectar referida unidade com outros componentes do sistema de controle, pelo menos uma área capacitiva condutiva que une referida tampa no lado interno desta, abaixo de referida área de ativação, e eletricamente conectada com referida interface elétrica de referido suporte. Antecedentes da Invenção
[0002] Painéis de toque capacitivos deste tipo são frequentemente usados na indústria automotiva como painéis que controlam vários componentes e subsistemas de um veículo. Eles usualmente formam unidades pré-montadas compactas que, na linha de montagem do veí- culo, são mecanicamente fixadas ao painel de instrumentos do veículo e eletricamente fixados aos cabos do veículo. Para esta finalidade, o suporte tem usualmente a forma de um painel de circuito impresso provido com uma borda que capacita conectar eletricamente tal unida- de pré-montada com um soquete ranhurado apropriado, enquanto que a área capacitiva é usualmente impressa em uma folha flexível posici- onada diretamente abaixo da tampa.
[0003] A publicação US2015268756 revela uma estrutura de mi- cro-fio de multi-área incluindo um substrato e uma camada de micro-fio tendo primeira e segunda áreas separadas e distintas e primeira e se- gunda bordas de camada, respectivamente. A segunda borda de ca- mada é diferente da primeira borda de camada, e a segunda área é maior do que a primeira área. Um ou mais primeiros eletrodos de mi-
cro-fio e uma ou mais primeiras almofadas de conexão estão localiza- dos na camada de micro-fio na primeira área. Um ou mais segundos eletrodos de micro-fio e uma ou mais segundas almofadas de conexão estão localizados na camada de micro-fio na segunda área. Cada ele- trodo de micro-fio inclui um ou mais micro-fios eletricamente conecta- dos. Cada primeira ou segunda almofada de conexão está localizada adjacente à primeira ou segunda borda de camada, e eletricamente conectada a um correspondente primeiro ou segundo eletrodo de mi- cro-fio, respectivamente. Em uma concretização, o substrato e a ca- mada de micro-fio são dobrados na área de espaçamento de modo que o substrato esteja entre a primeira área e as segundas áreas. Nesta concretização, a porção de espaçamento dobrada é cortada por corte ao longo da linha de corte.
[0004] A publicação US2017139511 revela um sensor de toque incluindo uma chapa de sensor com uma pluralidade de eletrodos de sensor, fios que se extendem a partir dos eletrodos de sensor, e uma porção de conexão para conexão a um substrato. A chapa de sensor é formada com uma porção de corpo em que os eletrodos de sensor são formados, e uma porção de cauda que se projeta a partir da porção de corpo, e que inclui um terminal. Uma camada protetora é empilhada em pelo menos uma parte da porção de cauda. Uma porção dobrada em que a chapa de sensor tenha sido encurvada permanentemente é formada na porção de cauda na qual a camada protetora é empilhada.
[0005] Portanto, tem sido o objetivo da presente invenção propor- cionar uma unidade de painel de toque capacitivo, que seria de custo eficiente e simples de manufaturar e montar. Resumo da Invenção
[0006] Uma unidade de painel de toque capacitivo do tipo mencio- nado no começo, de acordo com a presente invenção, é caracterizada pelo fato de que compreende uma chapa portadora revestida com um padrão condutivo, e tendo pelo menos uma linha de dobra que define uma seção dianteira disposta em um lado de referida linha de dobra, e uma seção traseira disposta no outro lado de referida linha de dobra, no qual na referida seção dianteira, referido padrão compreende a área capacitiva, e na referida seção traseira, o padrão compreende pelo menos uma almofada de conexão conectada com referida área capacitiva, e no qual referida almofada de conexão está apta a ser co- nectada com uma almofada de conexão de referida interface elétrica de referido suporte, enquanto que referida chapa portadora é dobrada ao longo de referida pelo menos uma linha de dobra, e a unidade de painel de toque capacitivo é montada.
[0007] A invenção minimiza o número de partes distintas, desse modo, abaixando os custos, visto que as almofadas de conexão coo- peram com o suporte rígido sob pré-tensão, e nenhum conector adici- onal é requerido. A montagem é também um processo linear simples, à medida que os componentes particulares são montados um por um sem a necessidade de usar bastões propensos a erro convencionais em (folha) conectores.
[0008] De preferência, referido padrão condutivo é revestido com uma tinta condutiva, tinta, ou verniz, em uma tampografia, impressão por laser, impressão com tinta, impressão por pulverização, ou pro- cesso de impressão com tela.
[0009] De preferência, referida chapa portadora é elastomérica e, de preferência, pelo menos parcialmente transparente.
[0010] Tal chapa portadora elastomérica pode ser conveniente- mente e de custo eficientemente manufaturada de borracha ou silico- ne, enquanto que a transparência capacita a transferência da lumino- sidade para as áreas de ativação.
[0011] De preferência, a espessura de referida chapa portadora substancialmente corresponde a uma metade da distância entre referi-
da tampa e referido suporte.
[0012] De preferência, referida seção dianteira e referida seção traseira de referida chapa portadora são conectadas na área de referi- da linha de dobra com pelo menos um ponte de dobra.
[0013] De preferência, em tal caso, a espessura de referida ponte de dobra é mais estreita do que a espessura de referida seção diantei- ra e referida seção traseira de referida chapa portadora.
[0014] De preferência, referido suporte rígido tem uma forma de um painel de circuito impresso fixado à referida tampa.
[0015] De preferência, referida padrão condutivo adicionalmente compreende um padrão de proteção.
[0016] De preferência, referida seção dianteira e referida seção traseira de referida chapa portadora são providas com pelo menos uma abertura iluminada, e referido suporte rígido é provido com pelo menos uma fonte de luz, de preferência, em uma forma de um diodo de emissão de luz, disposto na referida abertura iluminada de referida chapa portadora dobrada.
[0017] De preferência, em tal caso, referida pelo menos uma aber- tura iluminada é coberta com uma lente, diafragma, e/ou camada de filtro.
[0018] De preferência, referida seção dianteira e referida seção traseira de referida chapa portadora são providas com projeções e re- cessões correspondentes entre si, enquanto que referida chapa porta- dora é dobrada ao longo de referida pelo menos uma linha de dobra.
[0019] De preferência, referida seção dianteira e/ou referida seção traseira de referida chapa portadora é provida pelo menos parcialmen- te com um flange de vedação circunferencial.
[0020] Flanges deste tipo facilitam o posicionamento da camada de suporte e a tampa, e proporcionam proteção adicional de água e poeira.
Breve descrição dos desenhos
[0021] A invenção deve ser descrita e explanada abaixo em con- junto com os desenhos em anexo no qual:
[0022] A Fig. 1 é uma vista de topo (Fig. 1a) e vista de fundo (Fig. 1b), em perspectiva esquemática, de um painel de toque capacitivo, de acordo com a presente invenção;
[0023] A Fig. 2 ilustra uma camada de suporte elástica em estado desdobrado e respectivamente em uma vista externa (Fig. 2a), lateral (Fig. 2b), interna (Fig. 2c) e de fundo (Fig. 2d);
[0024] A Fig. 3 ilustra uma camada de suporte elástica em estado dobrado e respectivamente em uma vista frontal (Fig. 3a), lateral (Fig. 3b), traseira (Fig. 3c), e de fundo (Fig. 3d);
[0025] A Fig. 4 é uma vista em perspectiva esquemática de uma camada de suporte elástica em estado desdobrado (Fig. 4a) e dobrado (Fig. 4b); e
[0026] A Fig. 5 é uma vista em corte transversal esquemática de outra concretização do painel de toque capacitivo. Descrição detalhada de concretizações preferidas
[0027] As concretizações apresentadas de uma unidade de painel de toque capacitivo 1 e 1a, de acordo com a presente invenção, po- dem ser empregadas para controle de vários componentes e subsis- temas de um veículo automotivo.
[0028] Conforme mostrado na Fig. 1, a unidade de painel 1 com- preende uma tampa plástica 2, uma chapa portadora elastomérica 3, e um suporte rígido 4 em uma forma de um painel de circuito impresso. A tampa 2 é marcada, em seu lado externo, com áreas de ativação esquematicamente mostradas 21 disponíveis para serem tocadas por um motorista ou um passageiro do veículo de modo a ligar e desligar ou mudar a funcionalidade dos subsistemas de uma veículo, tais como acessórios do veículo, navegação, comunicação, etc. À medida que as áreas de ativação 21 servem somente para distinguir as regiões da tampa 2 que podem ser tocadas (ativadas), elas podem ser pintadas com uma tinta regular, gravadas, estampadas, projetadas, iluminadas, clareadas, ou, de outro modo, marcadas em uma maneira conhecida do estado da técnica.
[0029] A placa 4 é fixada à tampa por meio de um número de para- fusos de montagens 24 (cf. Fig. 5) aparafusados no lado interno dos furos de montagem 22 da tampa 2 de tal modo que a distância T (cf. Fig. 5) entre a placa 4 e superfície interna 23 da tampa permanece a mesma. A chapa portadora elastomérica 3 moldada de uma chapa elastomérica é disposta neste espaço entre a placa 4 e a tampa 2, conforme deve ser explanado abaixo.
[0030] Conforme mostrado nas Figs. 2-4, a chapa portadora elas- tomérica 3 tem uma espessura substancialmente constante t, e com- preende duas seções paralelas substancialmente retangulares: uma seção dianteira 31 e uma seção traseira 32 conectadas entre si ao longo de uma linha de dobra A por meio de duas pontes de dobra 33 projetadas dos lados mais longos das seções 31 e 32.
[0031] A seção dianteira 31 da concretização apresentada com- preende duas aberturas 34 para recebimento dos parafusos de mon- tagem 24 aparafusados nos furos de montagem 22 da tampa 2. A se- ção dianteira 31 também compreende dois pinos de fixação 35 molda- dos para se projetarem perpendicularmente à sua superfície no lado interno desta, e configurados para cooperarem com duas fendas de fixação 36 moldadas como uma porção com recessos no lado interno da seção traseira 32. Além disso, a chapa 3 compreende quatro pares de aberturas iluminadas 37 dispostas em duas colunas na seção dian- teira 31 e na seção traseira 32. A funcionalidade dos pinos 35, fendas 36 e as aberturas 37 deve ser explanada abaixo.
[0032] O lado externo da chapa 3 foi revestida com uma tinta con-
dutiva em um processo de tampografia (também conhecido como tam- po-impressão) para formar um padrão impresso 38. Na seção dianteira 31, o padrão 38 compreende quatro áreas capacitivas em forma de anel 383, cada circundando uma correspondente abertura iluminada 37, e um terreno, padrão de proteção 384 disposto em espaços entre as áreas capacitivas 383. Na seção traseira 32, o padrão 38 compre- ende cinco almofadas de conexão substancialmente colineares 381, no qual cada almofada de conexão 381 é conectada com uma das quatro áreas capacitivas 383, ou o padrão de proteção 384 revestido na seção dianteira 31 da chapa portadora 3 por meio de um circuito de conexão 382 que passa através das pontes de dobra 33. Na concreti- zação apresentada, três circuitos 382 correspondentes às duas áreas capacitivas 383 mais acima (com relação ao desenho) e o padrão de proteção 384, são conduzidos através da ponte de dobra de topo 33, enquanto que as remanescentes umas através das pontes de dobra de fundo 33.
[0033] A chapa portadora 3 é dobrada antes da montagem ao lon- go da linha de dobra A, usando um suporte dobrável 5 mostrado na Fig. 2d, para formar um componente compacto tendo uma espessura T sendo a soma das espessuras t d seção dianteira 31 ou seção tra- seira 32, conforme mostrado na Fig. 3. Para facilitar a operação de dobramento, a espessura das pontes de dobra 33 é mais estreita do que a espessura t da chapa portadora 3 em suas áreas de seção dian- teira 31 e seção traseira 32. Após dobramento, os pinos de fixação 35 são recebidos em fendas de fixação 36 que pré-tensionam a chapa portadora dobrada 3.
[0034] A chapa portadora dobrada 3 é fixada entre a tampa 2 e o painel de circuito impresso 4 com as almofadas de conexão 381 que unem as almofadas de conexão 41 providas na placa 4.
[0035] Na concretização apresentada, o painel de circuito impresso
4 é provido com quatro diodos de emissão de luz 42 correspondentes às áreas de ativação 21 da tampa 2. Cada diodo 42 é disposto na abertura iluminada 37 da chapa portadora dobrada 3, permite a pas- sagem de uma luz através das aberturas 37 para iluminação da super- fície interna 23, e também das áreas de ativação 21 da tampa 2.
[0036] Um toque da tampa 2 por um motorista ou um passageiro do veículo influencia o campo elétrico, a capacitância da qual pode ser facilmente medida. O padrão de proteção 384 capacita à eliminação de uma capacitância parasítica, especialmente em áreas entre as áreas de ativação particulares 21 da tampa 2.
[0037] As aberturas iluminadas 37 podem ser cobertas com uma lente 371, conforme mostrado em uma concretização do painel 1a mostrado na Fig. 5. Aqui as lentes 371 são moldadas na seção diantei- ra 31 e, conforme esquematicamente ilustrado, extendem o cone de luz gerado pelo LED 42 que aumenta a iluminação da área de ativação
21. Obviamente tal camada de lente pode ser configurada separada- mente para cada abertura iluminada 37. Além disso, nesta concretiza- ção do painel 1a, a seção traseira 32 é provida com um flange de ve- dação 321 que facilita o posicionamento do PCB 4.
[0038] Obviamente a unidade de painel de toque capacitivo da presente invenção pode compreender mais do que uma chapa porta- dora, 3 e cada chapa portadora pode ser provida com mais do que uma linha de dobra A que define seção dianteira múltipla e seção tra- seira múltipla 31 e 32.
[0039] Além disso, referidas seção dianteira e seção traseira 31 e 32 não tem que se unirem entre si no lado interno da chapa portadora dobrada 3, e podem ser separadas por alguma camada adicional, em particular, uma camada de lente nas áreas das aberturas iluminadas
37.
[0040] Também, as almofadas de conexão 41 do suporte 4 podem ser providas com projeções opcionais que aumentam a condutividade.
[0041] Estas e outras concretizações da presente invenção são, portanto, meramente exemplares. As figuras não estão necessaria- mente em escala, e algumas características podem ser exageradas ou minimizadas. Estes e outros fatores, contudo, não devem ser conside- rados como limitando o espírito da invenção, o escopo previsto de pro- teção do qual é indicado nas reivindicações em anexo.
[0042] Lista de numerais de referência
[0043] 1. unidade de painel de toque capacitivo
[0044] 2. tampa
[0045] 21. área de ativação
[0046] 22. furo de montagem
[0047] 23. superfície interna
[0048] 24. parafuso de montagem
[0049] 3. chapa portadora elastomérica
[0050] 31. seção dianteira
[0051] 32. seção traseira
321. flange de vedação
[0052] 33. ponte de dobra
[0053] 34. abertura de montagem
[0054] 35. pino de fixação
[0055] 36. fenda de fixação
[0056] 37. abertura iluminada
371. camada de lente
[0057] 38. padrão impresso
381. almofada de conexão
382. circuito de conexão
383. área capacitiva
384. padrão de proteção
[0058] 4. suporte rígido (painel de circuito impresso)
[0059] 41. almofada de conexão
[0060] 42. fonte de luz (LED)
[0061] 5. suporte dobrável
Claims (12)
1. Uma unidade de painel de toque capacitivo (1) de um sistema de controle, compreendendo uma tampa (2) marcada com pelo menos uma área de ativação externa (21), um suporte rígido (4) disposto a uma distância pré-determinada abaixo da tampa (2), e provido com uma interface elétrica para conectar referida unidade com outros componentes do sistema de controle, pelo menos uma área capacitiva condutiva (383) que une referida tampa no lado interno desta, abaixo de referida área de ativação (21), e eletricamente conectada com referida interface elétrica de referido suporte (4), caracterizada pelo fato de que compreende uma chapa portadora (3) revestida com um padrão condutivo (38), e tendo pelo menos uma linha de dobra (A) que define uma seção dianteira (31) disposta em um lado de referida linha de dobra (A), e uma seção traseira (32) disposta no outro lado de referida linha de dobra (A), no qual na referida seção dianteira (31), referido padrão (38) compreende a área capacitiva (383), e na referida seção traseira (32), o padrão (38) compreende pelo menos uma almofada de conexão (381) conectada com referida área capacitiva (383), e no qual referida almofada de conexão (381) está apta para ser conectada com uma almofada de conexão (41) de referida interface elétrica de referido suporte (4), enquanto que referida chapa portadora (3) é dobrada ao longo de referida pelo menos uma linha de dobra (A), e a unidade de painel de toque capacitivo (1) é montada, no qual referida seção dianteira (31) e referida seção traseira (32) de referida chapa portadora (3) são providas com pelo menos uma abertura iluminada (37), e referido suporte rígido (4) é provido com pelo menos uma fonte de luz (42), de preferência, em uma forma de um diodo de emissão de luz (LED), disposto na referida abertura iluminada (37) da referida chapa portadora dobrada (3).
2. O painel de toque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido padrão condutivo (38) é revestido com uma tinta condutiva, tinta, ou verniz, em uma tampografia, impressão por laser, impressão com tinta, impressão por pulverização, ou processo de impressão com tela.
3. O painel de toque, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, referida chapa portadora (3) é elastomérica.
4. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referida chapa portadora (3) é pelo menos parcialmente transparente.
5. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a espessura (t) de referida chapa portadora (3) corresponde substancialmente a uma metade da distância (T) entre referida tampa (2) e referido suporte (4).
6. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referida seção dianteira (31) e referida seção traseira (32) de referida chapa portadora (3) são conectadas na área de referida linha de dobra (A) com pelo menos uma ponte de dobra (33).
7. O painel de toque, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a espessura de referida ponte de dobra (33) é mais estreita do que a espessura (t) de referidas seção dianteira (31) e referida seção traseira (32) de referida chapa portadora (3).
8. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referido suporte rígido (4) tem uma forma de um painel de circuito impresso fixado à referida tampa (2).
9. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referido padrão condutivo (38) adicionalmente compreende um padrão de proteção (384).
10. O painel de toque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida pelo menos uma abertura iluminada (37) é coberta com uma lente (371), diafragma e/ou camada de filtro.
11. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referida seção dianteira (31) e referida seção traseira (32) de referida chapa portadora (3) são providas com projeções (35) e recessões (36) correspondentes entre si, enquanto que referida chapa portadora (3) é dobrada ao longo de referida pelo menos uma linha de dobra (A).
12. O painel de toque, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que referida seção dianteira (31) e/ou referida seção traseira (32) de referida chapa portadora (3) é provida pelo menos parcialmente com um flange de vedação circunferencial (321).
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