KR102525726B1

KR102525726B1 - 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품

Info

Publication number: KR102525726B1
Application number: KR1020207029053A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 도이
Original assignee: 가부시키가이샤 니프코
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2023-04-25
Also published as: DE112019002357T5; US11495423B2; JP6932670B2; KR20200127247A; US20210035756A1; JP2019197651A; CN112055884B; CN112055884A; WO2019216215A1

Abstract

조작면의 내측이 되는 내부면에 상기 조작면에 대한 접촉 조작에 의해 발생하는 정전 용량의 변화량에 따른 전기 신호를 출력하는 열가소성 합성 수지제 시트를 기재로 하여 이루어지는 전극 시트의 일면을 밀착시킨 상태에서 상기 전극 시트를 인서트물로 하여 성형된 수지 성형품이다. 적어도, 상기 내부면의 전부 또는 일부를 삼차원 곡면으로 하여 이루어짐과 함께, 상기 전극 시트에, 성형시에 상기 전극 시트의 타면에 접하는 금형에 형성한 게이트로부터 유입되는 용융 수지를 상기 전극 시트의 일면측에 통과시키는 통과부를 형성시켜 이루어진다.

Description

정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품

이 발명은, 각종 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품의 개량에 관한 것이다.

정전 용량식 조작 장치에 있어서, 접촉 조작을 위한 조작면을 형성하는 조작 플레이트의 조작면과 반대측에 전극 시트를 인서트 성형한 것이 있다 (특허문헌 1 참조).

그런데, 조작 플레이트가, 삼차원 곡면을 갖는 경우, 전극 시트에 아무런 가공을 하지 않는다고 하면, 성형의 과정에서 전극 시트에 주름이나 접힘이 발생하여, 전극 시트의 감도의 저하 등의 문제를 발생시킨다.

이러한 문제는, 전극 시트에 복수의 슬릿을 미리 형성하는 것, 혹은, 전극 시트 자체를 미리 삼차원 곡면을 따르도록 진공 압공 성형 등에 의해 부형해 둠으로써 시정은 가능하지만, 전자의 수법에는 전극 시트의 설계 자유도가 슬릿에 의해 제한되는 문제가 있고, 후자의 수법에는 부형 공정 증가에 의한 비용 증가 및 부형 공정 부가에 의한 불량품 증가, 요컨대 수율의 저하의 문제가 있다.

일본 공개특허공보 2015-130269호

이 발명이 해결하고자 하는 주된 문제점은, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품에, 인서트 성형에 의해, 전극 시트를, 전극 시트의 설계의 자유도를 저해하지 않고, 또한, 제조 공정의 증가를 초래하지 않고, 적절히 구비시킬 수 있도록 하는 점에 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 이 발명에 있어서는, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품을, 조작면의 내측이 되는 내부면에 상기 조작면에 대한 접촉 조작에 의해 발생하는 정전 용량의 변화량에 따른 전기 신호를 출력하는 열가소성 합성 수지제 시트를 기재로 하여 이루어지는 전극 시트의 일면을 밀착시킨 상태에서 상기 전극 시트를 인서트물로 하여 성형된 수지 성형품으로서,

적어도, 상기 내부면의 전부 또는 일부를 삼차원 곡면으로 하여 이루어짐과 함께,

상기 전극 시트에, 성형시에 상기 전극 시트의 타면에 접하는 금형에 형성한 게이트로부터 유입되는 용융 수지를 상기 전극 시트의 일면측에 통과시키는 통과부를 형성시켜 이루어지는 것으로 하였다.

상기 통과부를 관통공으로 해 두는 것이, 이 발명의 형태의 하나가 된다. 이 경우, 상기 관통공을 상기 전극 시트의 대략 중앙에 형성해 두는 것이, 이 발명의 형태의 하나가 된다. 또, 상기 내부면의 전부 또는 일부를, 상기 조작면 측을 만곡 외측으로 하는 삼차원 곡면, 또는, 상기 조작면 측을 만곡 내측으로 하는 삼차원 곡면으로 해두는 것이, 이 발명의 형태의 하나가 된다.

이 발명에 의하면, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품에, 인서트 성형에 의해, 전극 시트를, 전극 시트의 설계의 자유도를 저해하지 않고, 또한, 제조 공정의 증가를 초래하지 않고, 적절히 구비시킬 수 있다. 즉, 이 발명에 의하면, 상기 전극 시트에는 상기 통과부 이외의 슬릿 등을 형성할 필요가 없고, 또, 상기 통과부를 통하여 금형 내에 유입되는 용융 수지에 의해 전극 시트를 삼차원 곡면을 따르게 할 수 있어, 제조 공정의 증가를 초래하는 경우도 없다.

도 1 은 이 발명의 일 실시형태에 관련된 수지 성형품의 사시도이고, 조작면 측에서 보아 나타내고 있다.
도 2 는 상기 수지 성형품의 사시도이고, 내부면측에서 보아 나타내고 있다.
도 3 은 상기 수지 성형품의 인서트물이 되는 전극 시트이다.
도 4 는 도 2 에 있어서의 A-A 선 위치에서의 단면도 (상측 도면) 및 그 주요부 확대 구성도 (하측 도면) 이고, 금형을 함께 나타내고 있다.
도 5 는 도 2 에 있어서의 B-B 선 위치에서의 단면도 (상측 도면) 및 그 주요부 확대 구성도 (하측 도면) 이고, 금형을 함께 나타내고 있다.

이하, 도 1 ∼ 도 5 에 기초하여, 이 발명의 전형적인 실시형태에 대해 설명한다. 이 실시형태에 관련된 수지 성형품 (1) 은, 전극 시트 (2) 를 인서트물로 하여 인서트 성형에 의해 형성되는 것으로서, 상기 전극 시트 (2) 의 기능에 의해 각종 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 것이다. 보다 구체적으로는, 이러한 수지 성형품 (1) 은, 접촉 조작 가능한 조작면 (1a) 을 갖고, 그 내측이 되는 내부면 (1c) 에 상기 전극 시트 (2) 를 인서트물로서 구비하고, 전형적으로는, 각종 정전 용량식 조작 장치의 주요부를 구성하는 것이다. 상기 전극 시트 (2) 는, 상기 조작면 (1a) 에 대한 접촉 조작에 의해 발생하는 정전 용량의 변화량에 따른 전기 신호를 출력하는 것이고, 열가소성 합성 수지제 시트를 기재로 하고, 전형적으로는 이 기재에 상기 전기 신호를 얻기 위한 전극을 포함한 회로를 도전 페이스트 (전극 재료) 에 의해 형성시킴으로써 구성된다.

도 1 및 도 2 에 나타나는 바와 같이, 상기 수지 성형품 (1) 은, 실질적으로 사각형의 판상부 (1d) 의 가장자리부에, 주회 상승부 (1e) 를 형성시킨 구성으로 되어 있다. 상기 수지 성형품 (1) 의 판상부 (1d) 에 있어서의 주회 상승부 (1e) 의 형성측이 상기 내부면 (1c) 이 되고, 그 반대측이 상기 조작면 (1a) 으로서의 외부면 (1b) 이 되고 있다. 상기 전극 시트 (2) 는, 그 일면 (2a) 을, 인서트 성형에 의해 상기 내부면 (1c) 에 밀착시키고 있다. 도시의 예에서는, 상기 수지 성형품 (1) 은, 상기 외부면 (1b) 을 정전 용량식 조작 장치의 의장면으로 하도록 구성되어 있고, 특히, 자동차 등의 실내 장비품으로서의 각종 수납체의 리드로서 이용 가능한 구성으로 되어 있다. 상기 외부면 (1b) 에는, 필요에 따라, 후술하는 가식 시트 (5) 등에 의해 원하는 색이나 모양, 아이콘 등의 도형 등이 부여된다. 예를 들어, 상기 외부면 (1b) 에는 전원을 나타내는 아이콘 등을 부여하고, 이 아이콘 부분이 접촉 조작 (손가락으로 만지는 등) 되었을 때에, 상기 내부면 (1c) 에 일면 (2a) 을 밀착시키도록 구비되어 있는 상기 전극 시트 (2) 가 소정의 전기 신호를 출력하도록 함으로써, 상기 리드를 자동차 등의 실내에 장비되는 각종 전기 기기, 전자 기기의 접촉 조작 단말로서도 이용할 수 있게 된다.

상기 수지 성형품 (1) 은, 적어도, 상기 내부면 (1c) 의 전부 또는 일부를 삼차원 곡면으로 한 것으로 되어 있다. 도시의 예에서는, 상기 판상부 (1d) 가 삼차원 곡면을 따른 형상으로 되어 있고, 상기 판상부 (1d) 에 있어서의 상기 내부면 (1c) 이 되는 부분, 및, 외부면 (1b) 이 되는 부분의 쌍방이 삼차원 곡면으로 되어 있다 (도 4, 도 5). 도시의 예에서는, 상기 내부면 (1c) 을, 상기 조작면 (1a) 측을 만곡 외측 (x) 으로 하고, 이것과 반대측을 만곡 내측 (y) 으로 하는 삼차원 곡면으로 하고 있다. 이것과는 반대로, 상기 내부면 (1c) 을, 상기 조작면 (1a) 측을 만곡 내측으로 하는 삼차원 곡면으로 해 두는 경우도 있다.

한편, 상기 전극 시트 (2) 에는, 성형시에 상기 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 에 접하는 금형 (3) 에 형성한 게이트 (3a) 로부터 유입되는 용융 수지를 상기 전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 측에 통과시키는 통과부 (2c) 가 형성되어 있다. 도시의 예에서는, 전극 시트 (2) 는, 도시되지 않은 전극 및 회로를 갖고, 상기 판상부 (1d) 내에 들어가는 크기의 것으로 되어 있다. 도면 중 부호 2d 로 나타내는 것은, 수지 성형품 (1) 의 내부면 (1c) 측으로부터 연장 돌출되는 전극 시트 (2) 의 일부이고, 상기 전기 기기, 전자 기기 등과 전극 시트 (2) 내의 회로를 전기적으로 접속시키기 위한 접속용 설편부이다.

상기 통과부 (2c) 는, 수지 성형품 (1) 의 성형시에, 상기 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 에 접하는 금형 (3) 에 형성한 게이트 (3a) 로부터 유입되는 용융 수지를 상기 전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 측에 통과시키는 형태의 것이면 충분하고, 그 구체적인 형태는 문제되지 않는다. 도시의 예에서는, 통과부 (2c) 는 관통공이고, 관통공은 원형의 구멍으로 되어 있다. 또, 관통공은 상기 전극 시트 (2) 의 대략 중앙에 형성되어 있다. 관통공의 크기는, 게이트 (3a) 의 개구보다 약간 크고 (도 4, 도 5), 전극 시트 (2) 를 금형 내에 인서트물로서 세트할 때에 위치 결정을 엄밀하게 실시할 필요가 없게 되어 있다.

전극 시트 (2) 는, 상기 내부면 (1c) 에, 일면 (2a) 측을 박아 넣고, 타면 (2b) 을 노출시킨 상태에서, 상기 내부면 (1c) 과 일체화되어 있다.

전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 을 수지 성형품 (1) 의 삼차원 곡면에 밀착시킨 상태에서 이 전극 시트 (2) 를 인서트물로 하여 수지 성형품 (1) 을 인서트 성형하는 경우, 아무런 가공이 없는 전극 시트 (2) 는 성형되는 수지 성형품 (1) 의 삼차원 곡면에 대응한 금형의 삼차원 곡면 형상에 추종할 수 없기 때문에, 금형의 삼차원 곡면 형상에 전극 시트 (2) 를 적절히 밀착시킬 수 없다. 아무런 가공이 없는 전극 시트 (2) 를 인서트물로 한 경우, 전극 시트 (2) 에 주름, 접힘 등을 발생시킨다. 또, 성형시에 금형 내의 소정의 위치에 전극 시트 (2) 를 자리잡게 하기 어려워지기 때문에, 수지 성형품 (1) 에 있어서의 전극 시트 (2) 의 배치 예정 위치에 적절히 전극 시트 (2) 를 배치 형성할 수 없게 된다. 이러한 사태는, 전극 시트 (2) 의 감도의 저하 등의 문제, 나아가서는 정전 용량식 조작 장치의 문제의 원인이 된다. 또, 경년 열화에 의해, 수지 성형품 (1) 의 내부면 (1c) 으로부터의 전극 시트 (2) 의 벗겨짐을 발생시키기 쉬워진다. 이와 같은 사태는, 상기 수지 성형품 (1) 이 자동차의 실내 장비품 등의 환경 부하가 큰 상황하에 놓여지는 정전 용량식 조작 장치에 사용되는 경우, 보다 현저해질 것으로 생각된다.

이 실시형태에 관련된 수지 성형품 (1) 은, 전극 시트 (2) 에 형성한 통과부 (2c) 에 의해, 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 에 접하는 금형 (3) 에 있어서의 성형되는 수지 성형품 (1) 의 삼차원 곡면에 대응한 삼차원 곡면 형상 (3b) 에 대해, 상기 통과부 (2c) 를 통하여 전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 측에 유입되는 용융 수지의 압력에 의해 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 을 꽉 누른 상태에서, 상기 통과부 (2c) 를 중심으로 하여 전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 측에 있어서 흘러 퍼지는 용융 수지의 흐름에 의해 상기 삼차원 곡면 형상 (3b) 을 따르도록 기재를 열가소성 합성 수지제 시트로 한 전극 시트 (2) 를 연신시키면서 전극 시트 (2) 에 주름 등을 발생시지키 않고 성형할 수 있다. 이로써, 이 실시형태에 관련된 수지 성형품 (1) 은, 성형되는 수지 성형품 (1) 의 내부면 (1c) 의 삼차원 곡면에 전극 시트 (2) 의 일면 (2a) 을 밀착 일체화시킨 것으로서, 용이하게 또한 적절히 제조 가능해진다.

도 4 및 도 5 는, 상기 수지 성형품 (1) 과, 이것을 성형하는 금형 (3, 4) 을 편의상 함께 나타내고 있다. 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 에 접하는 금형 (3) 은, 금형 내부에 수지 성형품 (1) 의 내부면 (1c) 을 성형하는 삼차원 곡면 형상 (3b) 을 갖고 있다. 도면 중 부호 4 는, 수지 성형품 (1) 의 외부면 (1b) 을 성형하는 금형이다. 도시의 예에서는, 수지 성형품 (1) 의 외부면 (1b) 도 삼차원 곡면으로 되어 있는 점에서, 수지 성형품 (1) 의 외부면 (1b) 을 성형하는 금형 (4) 도 금형 내부에 삼차원 곡면 형상 (4a) 을 갖고 있다. 게이트 (3a) 는 전극 시트 (2) 의 타면 (2b) 에 접하는 금형 (3) 에 있어서의 금형 내부의 실질적으로 중앙에 형성되어 있고, 금형의 이형 방향 (z) 을 따르는 방향으로 금형 내부에 용융 수지를 유입시키도록 되어 있다. 전극 시트 (2) 에 형성된 상기 통과부 (2c) 로서의 상기 관통공도 상기 전극 시트 (2) 의 실질적으로 중앙이 되는 위치에 형성되어 있고, 게이트 (3a) 로부터 유입되는 용융 수지에 의해 전극 시트 (2) 는, 통과부 (2c) 를 주회하는 어느 위치에 있어서도, 전극 시트 (2) 의 중앙측으로부터 전극 시트 (2) 의 외측 가장자리부를 향하여 용융 수지의 흐름에 의해 동일하게 연신되도록 되어 있다.

도시의 예에서는, 수지 성형품 (1) 의 외부면 (1b) 을 성형하는 금형 (4) 측에는 가식 시트 (5) 가 인서트물로서 세트되고, 수지 성형품 (1) 의 외부면 (1b) 은 가식 시트 (5) 에 의해 덮이도록 되어 있다.

또한, 당연한 일이지만, 본 발명은 이상에 설명한 실시양태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 모든 실시양태를 포함하는 것이다.

또한, 2018년 5월 9일에 출원된 일본 특허출원 제2018-090844호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.

1 : 수지 성형품
1a : 조작면
1c : 내부면
2 : 전극 시트
2a : 일면
2b : 타면
2c : 통과부
3 : 금형
3a : 게이트

Claims

조작면의 내측이 되는 내부면에 상기 조작면에 대한 접촉 조작에 의해 발생하는 정전 용량의 변화량에 따른 전기 신호를 출력하는 열가소성 합성 수지제 시트를 기재로 하여 이루어지는 전극 시트의 일면을 밀착시킨 상태에서 상기 전극 시트를 인서트물로 하여 성형된 수지 성형품으로서,
적어도, 상기 전극 시트의 상기 일면이 밀착하는 상기 내부면의 전부 또는 일부를 삼차원 곡면으로 하여 이루어짐과 함께,
상기 전극 시트에 있어서 상기 삼차원 곡면에 밀착되는 부분에, 성형시에 상기 전극 시트의 타면에 접하는 금형에 형성한 게이트로부터 유입되는 용융 수지를 상기 전극 시트의 일면측에 통과시키는 관통공을 형성시켜 이루어지는, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품.
제 1 항에 있어서,
상기 관통공을 상기 전극 시트의 대략 중앙에 형성하여 이루어지는, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내부면의 전부 또는 일부를, 상기 조작면 측을 만곡 외측으로 하는 삼차원 곡면, 또는, 상기 조작면 측을 만곡 내측으로 하는 삼차원 곡면으로 하여 이루어지는, 정전 용량식 조작 장치를 구성하는 수지 성형품.
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