ITMI20131877A1

ITMI20131877A1 - Interfaccia di comando di tipo capacitivo, in particolare per elettrodomestico, con sicurezza d'uso perfezionata

Info

Publication number: ITMI20131877A1
Application number: IT001877A
Authority: IT
Inventors: Leonardo Sergi
Original assignee: Whirlpool Co
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-05-13
Also published as: EP2874317A1; US9503084B2; US20150129408A1; BR102014028215A2

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un'interfaccia di comando di tipo capacitivo, secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Sono note diverse tipologie di interfaccia atte a consentire ad un utente di comandare un'apparecchiatura o dispositivo elettrico o elettronico. Con particolare riferimento al campo degli elettrodomestici ed ancora più in particolare, anche se non limitativamente a quello dei frigoriferi, sono note interfacce utente presentanti pulsanti di comando meccanici, capacitivi o a comando capacitivo. Ad esempio, i pulsanti meccanici comprendono parti mobili cooperanti con contatti elettrici, la cui chiusura o apertura genera un segnale di comando particolare per l'apparecchiatura o elettrodomestico. Tali pulsanti tuttavia sono soggetti ad usura e nel tempo non risultano completamente affidabili.

I comandi capacitivi operano sulla base della variazione di capacità tra due conduttori affacciati, uno dei quali associato ad una superficie dell'interfaccia su cui interviene l'utente. Tali comandi tuttavia soffrono in caso di accumulo di cariche elettrostatiche su detta superficie, specialmente quando utilizzati in elettrodomestici, quali frigoriferi, soggetti a operazioni di pulizia della superficie esterna eseguite con panni di lana o sintetici.

Altri comandi possono essere di tipo piezoelettrico o sfruttare dei segnali ottici (ad esempio, infrarossi). Tuttavia tali comandi sono costosi e non risultano adeguati all'utilizzo su elettrodomestici, in particolare un frigorifero.

Sono noti anche interfacce che utilizzano i comandi induttivi. Ad esempio WO2006/064234 descrive un rilevatore per misurare la posizione tra due corpi, un primo corpo comprendendo un dispositivo elettrico ed il secondo almeno due induttori alimentati in corrente alternata, almeno uno dei quali definiti da un avvolgimento piano a spirale. In tale documento, il movimento del primo corpo provoca il cambiamento dell'induttanza dell'avvolgimento piano e quindi il rapporto delle induttanze del secondo corpo indica la posizione del primo corpo.

US2011/0050626 descrive una interfaccia con pulsanti a comando induttivo e comprendente elementi di illuminazione (LED) associati ad ogni pulsante che è realizzato in modo da trasmettere la luce, generato da un LED sottostante, sull'esterno dell'interfaccia.

EP2028586 descrive un rilevatore induttivo sensibile alla pressione per interfaccia utente o interfaccia di comando con superficie metallica. Questo brevetto riguarda in particolare il fatto che un primo componente induttivo del rilevatore (definito da un conduttore come un disco di rame o materiale ad elevata permeabilità magnetica) è generalmente piano ed è disposto per sovrapporsi (a distanza) al secondo conduttore, anch'esso piano, in una relazione di affrontamento.

Con particolare riferimento alle interfacce utente metalliche provviste di rilevatori capacitivi le soluzioni note dello stato della tecnica non trattano e non risolvono, però, il problema relativo al fatto che tali rilevatori possano essere soggetti a scariche elettrostatiche, soprattutto se posti in ambienti particolarmente secchi e ventosi in cui sono presenti cariche elettrostatiche, o a causa di strofinamenti o per contatto con corpi elettrizzati.

Al fine di evitare la possibilità che tali scariche danneggino il rilevatore capacitivo, le suddette interfacce provviste di rilevatori o pulsanti di comando di tipo capacitivo devono essere collegate a terra al fine di disperdere tali scariche. Tuttavia, quando l'interfaccia utente è presente su una porta di un frigorifero, il suo collegamento a terra diventa molto complicato e richiede interventi sui componenti dell'elettrodomestico (come le cerniere della porta) che sono complicati ed aumentano i costi produttivi del frigorifero.

Scopo del presente trovato è quello di offrire un'interfaccia utente o interfaccia di comando di tipo capacitivo, con superficie esterno o di contatto metallica, che risolva il problema delle possibili scariche elettrostatiche che la possano danneggiare, senza richiedere la messa a terra del dispositivo.

In particolare, scopo del trovato è quello di offrire un'interfaccia di comando del tipo citato che sia di semplice realizzazione, di affidabile e sicuro impiego per un utente e che abbia costi di produzione contenuti tali da non incidere in modo significativo sul costo dell'elettrodomestico.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da una interfaccia di comando secondo le unite rivendicazioni.

Per una maggior comprensione del presente trovato si allegano a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, i seguenti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una vista dall'alto di una interfaccia di comando secondo il trovato;

la figura 2 mostra una sezione secondo la linea 2-2 di figura 1; e

la figura 3 mostra una vista ingrandita della parte indicata con A in figura 2.

Con riferimento alle citate figure, una interfaccia di comando o interfaccia utente secondo il trovato è genericamente indicata con 1. Essa è particolarmente da utilizzarsi in un elettrodomestico e in modo specifico in un frigorifero, ad esempio disposta sulla superficie esterna di una porta di quest'ultimo.

L'interfaccia 1 comprende un corpo 2, di tipo stratiforme ovvero presentante vari componenti piani associati tra loro. Tale corpo presenta un primo strato 3 avente una superficie libera metallica 3A presentante una pluralità di "pulsanti" 4. Va notato, tuttavia, che con questo termine si indica la presenza di zone identificate da scritte, numeri o altro (nell'esempio lettere dell'alfabeto) corrispondenti a varie funzioni dell'elettrodomestico (ad esempio, la selezione della temperatura del vano congelatore o la sua regolazione in aumento o diminuzione) e non si indica la presenza di veri e propri pulsanti ovvero corpi autonomi mobili singolarmente sulla superficie 3A.

Lo strato 3, in corrispondenza dei pulsanti 4, è cedevole, come indicato dalle linee tratteggiate di figura 3, quando un utente vi preme sopra (vedasi la mano nelle figure 2 e 3 e la freccia P).

Al di sotto di tale strato 3 è presente un primo strato 6 in materiale isolante, ad esempio il materiale noto col nome commerciale "ScotchTM 7995MP" che ad esempio è incollato ad una faccia inferiore 8 dello strato 3 suddetto. Anche tale strato 6 è cedevole.

Quest'ultimo è incollato su una faccia superiore 9 di un primo componente capacitivo 10 di forma piana e che definisce un ulteriore strato dell'interfaccia 1. Tale componente 10 è ad esempio una lastra in rame o in materiale ad elevata permeabilità magnetica ed è flessibile.

Il componente 10 può anche essere ottenuto mediante deposizione di uno strato di metallo su una faccia inferiore 30 del primo strato isolante.

Sulla faccia inferiore 12 del primo componente capacitivo è fissato, ad esempio incollato, un secondo strato 13 in materiale isolante quale, ad esempio quello noto col nome commerciale di "SchotchTM 795MP", che presenta una serie di fori passanti 14 in cui sono posti secondi componenti capacitivi 15 (come elementi spiraliformi) fissati su uno strato inferiore 16 dell'interfaccia 1 definito da un circuito stampato. Quest'ultimo è elettricamente collegato ai secondi componenti capacitivi 15 e ne rileva la variazione di induttanza che avviene, in modo in sè noto, a seguito della pressione sulla superficie o strato 3. Da notare che i secondi componenti capacitivi 15, posti nei fori 14 del secondo strato isolante 13, sono presenti sullo strato o circuito stampato 16 in corrispondenza dei pulsanti 4, in modo quindi discreto su tale circuito 15.

Quando un utente preme su un pulsante 4 (vedasi figura 3), tutti gli strati 3, 6, 10 e 13 del suo corpo 2 si deformano sotto la pressione P. Il primo componente capacitivo 10 si piega verso il secondo 15 all'interno del foro 14 e ne varia la capacità. Ciò viene rilevato in modo noto da un circuito logico preferibilmente posizionato sul circuito stampato 16 e viene eseguito il comando corrispondente al pulsante premuto.

Grazie alla presenza di due strati isolanti 6 e 13, e la particolare conformazione dello strato 13 (forato), la funzionalità dell'interfaccia 1 rimane identica a quella delle interfacce note. Tuttavia, la presenza di tali strati isola completamente la superficie esterna 3A dell'interfaccia dal circuito stampato 12 e da ogni corrente eventualmente indotta nel primo componente capacitivo 10, impedendo che eventuali cariche elettrostatiche raggiungano lo strato 3 e quindi il sensore. La superficie 3A può essere ricoperta da uno specifico substrato atto ad evitare la presenza di impronte o in altro materiale flessibile, come plastica.

Il trovato quindi risolve il problema di una possibile presenza di cariche elettriche sulla superficie esterna metallica dell'interfaccia, pur consentendo di realizzare quest'ultima con caratteristiche estetiche pregevoli legate proprio alla sua realizzazione in metallo. Tutto ciò senza alcuna necessità di collegare a terra tale superficie esterna, cosa che risulterebbe difficile e costosa negli elettrodomestici ed in particolare in frigoriferi.

E' stata descritta una forma specifica di realizzazione del trovato. Altre ancora sono tuttavia possibili pur restando nell'ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Interfaccia di comando (1) di tipo capacitivo, in particolare per un elettrodomestico, comprendente un corpo stratiforme (2) presentante uno strato esterno (3) atto ad essere contattato e premuto da un utente, un primo componente capacitivo (10) ed un secondo componente capacitivo (15) affacciati e separati tra loro, lo strato esterno (3) essendo flessibile a pressione e trasferendo ogni sua flessione al primo componente capacitivo (10), caratterizzata dal fatto che detto strato esterno (3) è metallico, tra detto strato esterno (3) e detto primo componente capacitivo (10) essendo presente un primo strato (6) di materiale isolante, un secondo strato (13) essendo disposto sotto il primo strato (6) ed essendo a contatto con detto primo componente capacitivo (10), detto secondo strato (13) presentando almeno un foro passante (14) in corrispondenza di detto secondo componente capacitivo (15), quest'ultimo affacciandosi direttamente al primo componente capacitivo (10) in corrispondenza di tale foro (14).
2. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il primo strato isolante (6) è incollato ad una faccia inferiore (8) di detto primo strato esterno (3) del corpo (2) dell'interfaccia (1) e ad una faccia superiore (9) di detto primo componente capacitivo (10), il secondo strato isolante essendo incollato ad una faccia inferiore (12) di detto primo strato capacitivo (10) e ad uno strato inferiore (16) di detto corpo (2) a cui è fissato il secondo componente capacitivo (15).
3. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo componente capacitivo (10) è un elemento piano.
4. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo componente capacitivo (10) è definito da un deposito di uno strato metallico su una faccia inferiore (30) di detto primo strato di materiale isolante (6).
5. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo strato di materiale isolante (6) e detto primo componente capacitivo (10) sono cedevoli e flessibili, almeno in corrispondenza del foro passante (14) del secondo strato di materiale isolante (13).
6. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo strato isolante (6} è realizzato in materiale noto col nome commerciale "SchtchTM 7995MP" o con equivalenti caratteristiche, detto secondo strato isolante (13) essendo realizzato in materiale noto col nome commerciale "Scotch TM 7957MP" o con equivalenti caratteristiche.
7. Interfaccia di cui alla rivendicazione 1, comprendente una pluralità di zone di comando (4) dell'elettrodomestico, caratterizzata dal fatto che il secondo strato isolante comprende un foro passante (14) in corrispondenza di ogni zona di comando (4) dell'interfaccia.