JP2011529416A

JP2011529416A - 装飾インモールドフィルム上の容量性スイッチセンサ

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Publication number: JP2011529416A
Application number: JP2011513074A
Authority: JP
Inventors: マイケルジェイ．シムズ、; マイケルアール．カトリン、
Original assignee: Johnson Controls Technology Co
Current assignee: Johnson Controls Technology Co
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2011-12-08
Also published as: KR20110038031A; WO2009150546A2; WO2009150546A3; CN102089135A; EP2291273A2; US20110147051A1

Abstract

本発明は、フィルム層を提供するステップと、回線経路を提供するためにフィルム層の背面に導電性インク／塗料を適用するステップと、フィルム層の背面に基板を取り付けるステップとを備える内装トリム部材の製造工程に関する。さらに、本発明は、その背面に回線経路を有するフィルム層を備える内装トリム部材に関し、回線経路は導電性インク／塗料で作られる。

Description

内装トリム部材は、車両の室内に審美的な仕上げを提供する。フィルム層の背面に基板を射出成形することによって製造される内装トリム部材を提供することが知られている。また、車両の多様な電気及び／又は機械システムを制御するために電気回路、ボタン又はスイッチを有する内装トリム部材を提供することが知られている。例えば、車両のオーバヘッドコンソールは、車両の多様な窓のモータ又は室内照明を制御するために、電気回路、ボタンを有する場合がある。さらに、開閉状態として決められた静電容量又は静電容量の変化を利用するボタン又はスイッチを提供することが知られている。

車両の内装トリム部材における容量性スイッチの現在の設計は、二次部材上に提供される導電性被覆を必要とする。次に、導電性被覆を有する二次部材が、トリム部材に取り付けられる。導電性被覆を有するこの二次部材は、プリント回路基板、フレックス回路又はガラス上の導電性酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層であり、１つ以上の導電性経路又は回路を含む場合がある。

容量性スイッチは部品点数を減少させ且つ設計を簡略化させることが可能なため従来の機械スイッチより好ましいが、現在の容量性スイッチの設計は、その動作に悪影響を与える重大な設計上の欠陥を有する。容量性スイッチの現在の設計は、二次部材が車両の内装トリム部材に取り付けられると、導電性被覆と車両の装飾面（ｓｈｏｗｓｕｒｆａｃｅ）との間に実質的に大きな間隙を生ずる。この間隙は、感度及び信頼性を制限することで容量性スイッチの動作に悪影響を与える。さらに、内装トリム部材に取り付けられる二次部材の使用は、車両の部品点数と共にトリム部材の複雑性及び機能不全の機会又は製造誤差の発生を増加させる。

従って、本発明の目的は、内装トリム部材の製造工程及び現状の技術の欠陥を克服するトリム部材自体を提供することである。

この課題は、フィルム層を提供するステップと、電気回線経路を提供するためにフィルム層の背面に導電性インク／塗料を適用するステップと、フィルム層の背面に基板を取り付けるステップとを備える内装トリム部材の製造工程によって解決される。

本発明は、トリム部材の製造に関する。このトリム部材は、車両室内の任意の場所に設置され得る。トリム部材は、例えば、オーバヘッドコンソールの一部、ダッシュボードの一部又はドアパネルの一部であり得る。

このトリム部材は、好ましくは、可撓性の樹脂材料から作られるフィルム層を有する。このフィルム層は、車両室内に向けられる装飾面を備える。反対側のフィルム層の背面において、電気回線経路が提供される。この電気回線経路は、材料結合によってフィルム層に接続される。すなわち、電気回線経路は、フィルム層と直接接触する。電気回線経路とフィルム層との間に接着剤等は存在しない。電気回線経路は、例えば、センサ又はスイッチ等の電気構成要素を備え得る。

さらに、トリム部材は、フィルム層の背面に取り付けられる基板を備える。この基板は、電気回路が適用された後で、フィルム層に取り付けられる。基板は、好ましくは、フィルム層の上にある電気回路を保護し、フィルム層を所定の形状に維持し、及び／又はフィルム層に材料強度を与える。

本発明によれば、電気回線経路は、導電性インク及び／又は塗料で作られる。導電性インク及び／又は塗料は、導電性構成要素、例えば、炭素銀、好ましくは、有機溶剤及び／又は水溶性溶剤であり得る結合剤及び／又は溶剤を備える。好ましくは、電気回線経路の比抵抗は、１０^−１ｏｈｍｓ／ｃｍより小さい。電気被覆の厚みは、好ましくは、５０μｍより小さく、より好ましくは、３０μｍより小さい。好ましくは、導電性インク／塗料は熱的に安定しているので、基板は、フィルム層の背面に成形され得る。

好ましくは、導電性インク／塗料は、フィルム層に印刷され、噴霧され、成形され及び／又はスクリーン印刷される。導電性インク／塗料が乾燥した後、導電性インク／塗料とフィルム層の背面との間に材料結合が生じる。また、容量性スイッチのような電機構成部品が、こうした方法の１つによってフィルム層の後側に適用され得る。

基板は、当業者には周知の任意の方法によって、フィルム層の背面に適用され得る。しかし、好ましくは、基板は、その後側においてフィルム層の背後に成形される。それに加えて、電気回路と共に提供されるフィルム層は、好ましくは、モールドキャビティ（ｍｏｕｌｄ−ｃａｖｉｔｙ）に設置され、フィルム層の背面においてモールドキャビティの中に液体基板材料が満たされ、例えば注入される。

好ましくは、基板を適用する前に、好ましくは、導電性インク／塗料が適用された後で、フィルム層は所望の形状に予備成形される。本発明の好ましい実施形態では、基板は、フィルム層の背面の一部のみを覆う。特に、フィルム層の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）は覆われないままである。この突出部は、トリム部材を車載電子機器に接続するために使用され得る。

本発明の別の主題は、その背面に電子回線経路を有するフィルム層を備える内装トリム部材であり、この電子回線経路は導電性インク／塗料で作られる。

また、本発明の工程に関する開示は、本発明のトリム部材にも適用され、逆の場合も同じである。

この発明は、特に、トリム部材の中に又は上に組み込まれる容量性スイッチを有する車両の内装トリム部材に関する。様々な例示の実施形態では、トリム部材は、フィルム層及び、好ましくは、基板を有し、それはより好ましくは、フィルム層の少なくとも一部の背後で射出成形される。少なくとも１つの導電性経路が、より好ましくは、基板の形成前に、フィルム層の後部基板上に適用され、好ましくは、印刷される。この少なくとも１つの導電性経路は、フィルム層の背後で基板が適用される前、例えば射出成形される前に、フィルム層の背面に適用される。

本発明は、さらに、フィルム層の背面に提供される導電性経路を有するフィルム層の装飾面を有する内装トリム部材に関する。基板は、好ましくは、フィルム層の背面の少なくとも第１の部分において成形されるが、導電性経路の一部を有するフィルム層の少なくとも第２の部分には適用されない。

本発明によれば、トリム部材の電気回線経路は、導電性インク及び／又は塗料で作られる。導電性インク及び／又は塗料は、導電性構成要素、例えば、炭素、好ましくは、有機溶剤及び／又は水溶性溶剤であり得る結合剤及び／又は溶剤を備える。好ましくは、電気回線経路の比抵抗は、１０^−１ｏｈｍｓ／ｃｍより小さい。電気被覆の厚みは、好ましくは、５０μｍより小さく、より好ましくは、３０μｍより小さい。好ましくは、導電性インク／塗料は熱的に安定しているので、基板は、フィルム層の背面に成形され得る。

好ましくは、フィルム層は、可撓性プラスチック材料で作られる。

本発明の好ましい実施形態では、電気回線経路は、容量性スイッチに、又はその一部に接続される。好ましくは、容量性スイッチも同様に、フィルム層の背面に適用される導電性インク／塗料で作られる。

本発明の好ましい実施形態では、本発明のトリム部材は、可撓性突出部を備える。可撓性突出部は、好ましくは、フィルム層の一部であり、導電性回路の一部を含む。この突出部は、好ましくは、基板で覆われずに、本発明によるトリム部材を他の車載電子機器に接続するために使用され得る。

本発明によるシステム及び方法の多様な例示の実施形態のこうした特徴及び他の特徴並びに利点は、本発明による多様な装置、構造及び／又は方法の多様な例示の実施形態に関する以下の詳細な説明の中で記載され又は明らかになる。

本発明によるシステム及び方法の多様な例示の実施形態は、以下の図面を参照して詳細に説明される。
本発明による容量性スイッチの例示の実施形態を用いる車両用トリム部材のＡ表面又は装飾面の斜視図である。容量性スイッチの導電性経路を示す図１のトリム部材の背面の斜視図である。

本発明の多様な例示の実施形態と共に使用可能な例示の容量性スイッチの動作の間、導電性パッド（ｐａｄ）を横切って信号が送信されて、パッドの静電容量が決定される。例えば、方形波信号がパッドに提供されてもよい。通常状態の間、すなわちスイッチが接触されていないとき、パッドは低い静電容量を有する。このように、例えば抵抗器を横切って、方形波信号に同調するパッドを、迅速に充放電する回路が提供されてもよい。例えばユーザの指等の異物がスイッチに接触し又は接近すると、異物はパッドの静電容量を増加させる。増加された静電容量は、パッドが充放電する速度を遅らせ、適切な装置及び／又は電気回路によって検出されてもよい。

上記の例示の容量性スイッチは、容量性スイッチとして見なされ且つトリム部材の多様な例示の実施形態と共に有用な多くの装置の中の一種類に過ぎないことが理解されるべきである。他の例示の容量性スイッチは、複数のパッド及び／又は導電性経路を有しており、トリガされるために異物によって接触される必要がなくてもよい。また、このような例示の容量性スイッチは、電界効果スイッチ及び／又は近接容量性スイッチ（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄｃａｐａｃｉｔｉｖｅｓｗｉｔｃｈ）とも呼ばれる場合がある。

また、いくつかの容量性スイッチは、１つ以上の可動式、可撓性又は別の置換可能な部分を有することが理解されるべきである。例えば、プランジャが、第１の導電性材料を第２の導電性材料に接近させて、２つの導電性材料の間に反応を信号で伝える大きな静電容量を生成してもよい。同様に、他の容量性スイッチは、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／５０２８７号に記載されたような屈曲又は他の置換可能表面、波立ち又は他の機能的領域を有してもよい。こうした屈曲又は他の置換可能表面、波立ち又は他の機能的領域は、ユーザに触覚フィードバックを提供する。任意のこのような容量性スイッチ又は例えば電界効果スイッチ等の他の適切なスイッチがトリム部材の多様な例示の実施形態と共に使用され得ることが理解されるべきである。

図１は、車両用のトリム部材１００の装飾面を示す。トリム部材１００は、トリム部材１００用の装飾面を提供するフィルム層１１０、及びフィルム層１１０を支持及び担持する基板１２０を有する。図１に示されるように、トリム部材１００のフィルム層１１０は、複数のボタン又はスイッチ領域１１２を画定する。ボタン又はスイッチ領域１１２と関係付けられるスイッチは、車両の多様な側面を制御してもよい。例えば、多様な例示の実施形態では、２つのボタン又はスイッチ領域１１２は車両の室内照明を制御するために使用されるが、第３のボタン又はスイッチ領域１１２は車両のドアを制御するために使用される。ボタン又はスイッチ領域１１２は、車両の任意の所望の側面又は他の接続される電気装置を動作させるために使用可能であってもよいことが理解されるべきである。例えば、ボタン又はスイッチ領域１１２は、スピーカーホンシステムの様々な機能を動作させるために使用されてもよい。トリム部材１００のボタン又はスイッチ領域１１２は、可動式、可撓性又は別の置換可能な部分を含んでもよく、又は含まなくてもよい。

図２は、図１のトリム部材１００のフィルム層１１０の背面１１４を示す。図２に示されるように、３つの容量性スイッチ１３０が、トリム部材１００のフィルム層１１０の背面１１４に提供される。導電性回線経路１３２が、各容量性スイッチ１３０から延伸して、各容量性スイッチ１３０を制御回路の残部又は車両の他の電気構成要素に電気的に接続するために使用される。フィルム層１１０の突出部１１６は、トリム部材１００の一方側部から略横方向に延伸する。以下に説明されるように、基板１２０は、突出部１１６の背後には成形されないであろう。各導電性回線経路１３２は、フィルム層１１０の突出部１１６上に続く。

この例示の実施形態では、最初に、トリム部材１００が、フィルム層１１０を所望の形状に予備成形することによって作られる。次に、容量性スイッチ１３０及び導電性回線経路１３２が、フィルム層１１０の背面１１４に提供される。続いて、フィルム層１１０は、モールドに配置されて、基板１２０がフィルム層１１０の背面１１４に成形される。成形工程の間、少なくともフィルム層１１０の突出部１１６は、任意の適切な周知の又は後発の構造及び／又は方法を使用してモールドキャビティから除外される。このように、突出部１１６は、その背面に成形される基板を有さずに、可撓性を維持する。この例示の実施形態では、突出部１１６は、フレキシブル回路基板と同様であり、導電性回線経路１３２をトリム部材１００が取り付けられる車両に設けられる適切な配線に電気的に接続するために使用可能であってもよい。

また、例えば容量性スイッチ１３０及び導電性回線経路１３２等の導電性要素は、任意の適切な、例えば炭素系の導電性インク及び／又は塗料であることが理解されるべきである。同様に、例えば容量性スイッチ１３０及び導電性回線経路１３２等の導電性要素は、例えばシルクスクリーニング、塗装、金属付着、射出成形及び／又は任意の他の適切な周知の又は後発の方法を使用して、フィルム層１１０の背面１１４に設けられてもよい。

車両用のトリム部材を製造する本発明の方法は、前方装飾面及び背面を有するフィルム層を提供するステップと、フィルム層の背面に導電性電気回路を提供するステップと、フィルム層の背面の少なくとも第１の部分に基板を適用し、好ましくは、成形するステップとを備える。その間、基板は、フィルム層の背面の少なくとも第２の部分には成形されない。背面の第２の部分は、導電性電気回路の少なくとも一部を含む。この部分は、例えばトリム部材を車載電子機器に接続するために、可撓性突出部として使用され得る。

本発明の好ましい実施形態によれば、車両用のトリム部材は、前方装飾面を有するフィルム層を備えて、背面が提供される。フィルム層は、第１の部分及び第２の部分をさらに有する。導電性電気回路の少なくとも第１の部分がフィルム層の第１の部分に提供されて、導電性電気回路の少なくとも第２の部分がフィルム層の第２の部分に提供されるように、導電性電気回路がフィルム層の背面に提供される。基板は、フィルム層の背面よりも小さくなるように、フィルム層の少なくとも第１の部分の背面に成形される。

車両用のトリム部材は、好ましくは、容量性スイッチを備える。容量性スイッチは、トリム部材のフィルム層の上又は一面に提供される導電層を有する。導電層をトリム部材の上又は一面に提供することによって、トリム部材を組み立てるのに必要な構成要素の数が低減され得る。さらに、導電層は、車両のＡ表面又は装飾面に近接して配置可能である一方で、トリム部材の導電層と装飾面との間の空隙の大きさを低減又は排除する。これにより容量性スイッチの感度及び／又は信頼性が改善され得る。

１００トリム部材
１１０フィルム層
１１２スイッチ領域
１１４背面
１１６突出部
１２０基板
１３０容量性スイッチ
１３２回線経路、導電性インク

Claims

内装トリム部材（１００）の製造工程であって、
フィルム層（１１０）を提供するステップと、
電気回線経路（１３２）を提供するために前記フィルム層（１１０）の背面（１１４）に導電性インク／塗料（１３２）を適用するステップと、
前記フィルム層（１１０）の前記背面に基板（１２０）を取り付けるステップと
を備えることを特徴とする製造工程。
前記導電性インク／塗料（１３２）が、前記フィルム層（１１０）に印刷され、噴霧され、及び／又はスクリーン印刷されることを特徴とする、請求項１に記載の製造工程。
前記基板（１２０）が、前記フィルム層（１１０）の背後に成形されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の製造工程。
好ましくは、前記導電性インク／塗料（１３）が適用された後で、前記フィルム層（１１０）が所望の形状に予備成形されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製造工程。
前記基板が、前記フィルム層（１１０）の前記背面（１１４）の一部のみを覆うことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造工程。
背面に電子回線経路（１３２）を有するフィルム層（１１０）を備える内装トリム部材（１００）であって、前記電子回線経路（１３２）が、導電性インク／塗料で作られることを特徴とする内装トリム部材（１００）。
前記フィルム層（１１０）の前記背面（１１４）において少なくとも部分的に基板（１２０）を備えることを特徴とする、請求項６に記載の内装トリム部材（１００）。
フィルム層（１１０）部材が、可撓性材料で作られることを特徴とする内装トリム部材（１００）。
前記電子回線経路（１３２）が、容量性スイッチに接続されることを特徴とする、請求項１乃至８に記載の内装トリム部材（１００）。
前記容量性スイッチが、前記フィルム層（１００）の背面に適用される導電性インク／塗料で作られることを特徴とする、請求項８に記載の内装トリム部材（１００）。
可撓性突出部（１１６）を備えることを特徴とする、請求項１乃至１０に記載の内装トリム部材。