ボタン機能を備えたファンクショナルユニット
【課題】剛性支持構造体を備えた多機能ファンクショナルユニット及びその製造方法の提供。
【解決手段】０．０５〜０．４ｍｍの厚みを有する、平坦で可撓性のプラスチックフィルム３が位置決め手段を設けた射出成形金型に導入され、背面射出されて、第１の面に硬質プラスチック支持体５が形成され、制御要素７及び／又はディスプレイ要素９の領域では、背面射出されずに少なくとも２つの凹所１３の形で露出した状態のままであるように形成されており、次にＲＩＭ法にて、第１の面と反対側の第２の面を、同じ射出成形金型で、又は、さらなる射出成形金型へこのブランクを入れた後、透明な硬化性鋳造化合物を用いてコーティングされ、ファンクショナルユニット１１全体にわたり少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続透明表面層１が形成され、該制御要素及び／又は該ディスプレイ要素が該凹所に挿入され、該支持体に接合される。
【解決手段】０．０５〜０．４ｍｍの厚みを有する、平坦で可撓性のプラスチックフィルム３が位置決め手段を設けた射出成形金型に導入され、背面射出されて、第１の面に硬質プラスチック支持体５が形成され、制御要素７及び／又はディスプレイ要素９の領域では、背面射出されずに少なくとも２つの凹所１３の形で露出した状態のままであるように形成されており、次にＲＩＭ法にて、第１の面と反対側の第２の面を、同じ射出成形金型で、又は、さらなる射出成形金型へこのブランクを入れた後、透明な硬化性鋳造化合物を用いてコーティングされ、ファンクショナルユニット１１全体にわたり少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続透明表面層１が形成され、該制御要素及び／又は該ディスプレイ要素が該凹所に挿入され、該支持体に接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剛性支持構造体を備えた、車両又は装置用のコンソール構造物等の多機能ファンクショナルユニットであって、実質的にこのファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層の裏側に操作要素及び／又は表示要素が配置されるファンクショナルユニットを製造する方法に関する。さらに、本発明は、このようにして製造されるファンクショナルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、制御要素及び表示装置並びにあらゆる種類のボタンが、自動車の内装の、大きなパネルの凹所に組み込まれている。これにより、隙間や材料移行部が生じる。
【０００３】
現在知られている解決策をまとめると以下のようになる：
エンボス加工又はコーティングしたメンブレンキーボード： メンブレンキーボードは、連続面であるという条件を満たすが、エンボス加工又は選択的コーティング又はシリコーン塗布により上に形成されるボタンの形状が、平坦な基礎形状に常に制限される。例えば、特許文献１を参照。
【０００４】
熱成形フィルム： 熱成形の結果、フィルムを三次元形状に変形することができ、ボタンの形状も形成できる。必要な曲げ半径（鋭いエッジは不可能）とボタン同士の最小間隔（ボタン同士の間に熱成形のための十分な材料がなければならない）から制約が生まれる。このようなボタンの機能作動を得ることは、変形したフィルムが必然的にボタンストロークに影響を与えるため、簡単ではない。このようなフィルムはまた、作動耐久試験中、早くに機能しなくなる傾向が大きい。
【０００５】
シリコーン表面： シリコーンから、自由に成形した機能性オペレータ・インターフェースを製造できる。この解決策は、柔らかい表面という点では優れているが、シリコーンの色が輝度を制限する。こうした理由により、この解決策は、大抵の場合、大面積の用途には選ばれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ ２０ ２００５ ０１２ ０２１ Ｕ１
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、とりわけ、プラスチック製の、統合制御要素及び／又はディスプレイ要素を備えた、高品質アピアランスを有する連続的な三次元的形状パネルを製造することである。この点において、制御要素／ボタンは、好ましくは、動作信頼性に極めて重要な触覚フィードバックを示す。
【０００８】
従って、本発明は、第１に、クレーム１に記載の方法及びこれに対応して製造される多機能ファンクショナルユニットに関する。
【０００９】
具体的に、本発明は、一方には、剛性ユニット構造体を備えた多機能ファンクショナルユニットで、実質的にこのファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層の裏側に操作要素及び／又は表示要素が配置されるファンクショナルユニットを製造する方法に関する。本方法は、この点において、特に、少なくとも以下の工程が実行されることを特徴とする：
ｉ） ０．０５〜０．４又は０．１〜０．４ｍｍの範囲の厚みを有する、平坦で可撓性の、及び少なくとも所々が透明であるプラスチックフィルムが最初に導入され、好ましくは、この中に、射出成形金型内でフィルムを位置付けるための手段を、例えばプラスチックフィルムに開けた少なくとも１つの位置決め穴の形で、導入又は付ける工程、
ii） 前記平坦なプラスチックフィルムが、例えば、前記少なくとも１つの（複数も可能）位置決め穴を用いて、例えば、前記少なくとも１つの位置決め穴に係合するための要素の形をした対応する位置決め手段を設けた射出成形金型に、正確に位置決めして導入されるが、前記フィルム用のクランプ装置の形をとってもよく、前記プラスチックフィルムが背面射出されて（ｂａｃｋ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）、第１の面に実質的に連続な硬質プラスチックの支持体を形成し、前記射出成形金型は、制御要素及び／又はディスプレイ要素の領域では、前記プラスチックフィルムが少なくとも所々背面射出されずに少なくとも２つの凹所の形で露出した状態のままであるように形成されている工程、
iii） 前記プラスチックフィルムは、ＲＩＭ（反応射出成形）法にて、前記第１の面と反対側の（ｒｅｍｏｔｅ ｆｒｏｍ）第２の面を、同じ射出成形金型において、又は、さらなる射出成形金型へブランク（ｂｌａｎｋ）を入れた後このさらなる射出成形金型において、実質的に全体にわたって、透明な硬化性の（自己硬化、別の硬化剤の存在下での硬化、及び／又は熱硬化）鋳造化合物を用いて満たされ（ｆｌｏｏｄｅｄ）、コーティングされて、実質的にファンクショナルユニット全体にわたって少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続な透明表面層を形成し、少なくとも所々可撓性の膜領域が前記凹所の領域に形成される（この点において、金型を鋳造化合物の射出後さらに、いくらか閉じて、鋳造化合物の非常に薄い層を得られるようにもできる）工程、
iv） 制御要素及び／又はディスプレイ要素が前記凹所に挿入され、プラスチック支持体に接合される工程。
【００１０】
この方法の第１の好ましい実施形態は、前記プラスチックフィルムが、工程ｉ）の前、中又は後に、好ましくは第１の及び／又は第２の面に、好ましくは、スクリーン印刷法、レーザー印刷法、スタンプ印刷法、スプレー印刷法、オフセット印刷法又はデジタル印刷法を用いて、印刷及び／又は装飾されることを特徴とする。
【００１１】
さらに好ましい実施形態によると、代わりに又は付加的に、工程ii）の後に、好ましくは上述の方法の１つを用いて、少なくとも所々前記ブランクを印刷し、及び／又は前記ブランクを装飾することができる。代わりに、ブランクにレーザーマーキングすることもできる。製造方法のこの段階でのマーキングは、背面射出成形との関連で、フィルムの位置を、スイッチング要素／ディスプレイ要素の将来の位置の上に、完全に正確に配置することを保証できない場合、特に有利である。
【００１２】
さらなる好ましい実施形態は、プラスチックフィルムを、工程ii）によって少なくとも所々三次元的表面形状に変形させ、前記形状に安定化させることを特徴とする。言い換えれば、工程ii）との関連で、フィルムは平らな姿勢（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）のままであってもよいし、対応する形状で射出成形金型に導入されるか、又は背面射出成形の実際の処理過程によって、三次元表面形状に変形されてもよい。
【００１３】
制御要素は、好ましくは、触覚フィードバックを備える少なくとも１つのスイッチである。
【００１４】
さらなる好ましい実施形態は、ディスプレイ要素がＬＣＤディスプレイ、好ましくは、（抵抗膜方式又は静電容量方式の）タッチセンサー式ディスプレイであることを特徴とする。
【００１５】
さらなる好ましい実施形態は、ファンクショナル要素が、触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素と、少なくとも１つのディスプレイ要素、好ましくは、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチセンサー式ディスプレイ要素の両方を有することを特徴とする。
【００１６】
さらなる好ましい実施形態は、プラスチックフィルムが、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタンエラストマー）又はポリアミド、好ましくはポリアミド６又はポリアミド１２のプラスチックフィルムであることを特徴とする。
【００１７】
さらなる好ましい実施形態は、表面層を形成するための鋳造化合物が、硬化剤の存在下で硬化する、又は自己硬化性及び／又は熱硬化性の透明ポリウレタン樹脂であって、前記樹脂は、少なくとも制御要素の領域及びその周囲の少なくとも一部分に配置される膜領域では、せいぜい０．４ｍｍの厚みを有し、表面層は好ましくはこれらの領域で少なくとも０．２ｍｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、付加的に、また、少なくとも１つの制御要素及び好ましくは少なくとも１つのディスプレイ要素を備えた多機能ファンクショナルユニットに関し、少なくとも２つの凹所以外は連続する硬質プラスチックの支持体を用いて第１の面に直接背面射出された、０．０５〜０．４又は０．１〜０．４ｍｍの範囲の厚みのプラスチックフィルムであり、このプラスチックフィルムが第２の対向する面に、直接、硬化した鋳造化合物の実質的に連続する透明な表面層を有することを特徴とする。この場合、好ましくは触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素が、凹所の少なくとも１つに配置され、この要素の周囲には、ボタンストロークを可能にする少なくとも部分的に周囲を取り巻く可撓性膜領域が配置されており、この領域においては、可撓性の多層構造物が、任意で印刷されたプラスチックフィルム及び表面層からのみ成っている。
【００１９】
このようなファンクショナル要素の第１の好ましい実施形態は、上述の方法を用いて製造されることを特徴とする。
【００２０】
前記ファンクショナルユニットのさらなる好ましい実施形態は、ユニットが、さらに、少なくとも１つのディスプレイ要素を含み、前記少なくとも１つの制御要素と前記少なくとも１つのディスプレイ要素が、好ましくは、共通のプリント回路基板に固定され、このプリント回路基板が特に好ましくは、硬質プラスチックの支持体に固定されていることを特徴とする。この場合、好ましくは、ファンクショナルユニット全体の制御要素とディスプレイ要素の全てが、一枚の共通のプリント回路基板上に配置される。
【００２１】
さらなる好ましい実施形態によると、鋳造化合物の表面の上側に少なくとも一部突出する領域が、表面、特に制御要素の領域に形成される。しかしながら、スイッチの触覚フィードバックに十分な可動性を確保するため、上述の膜領域において、上述の表面層の厚みはそのままである。
【００２２】
制御要素及び／又はディスプレイ要素が配置される硬質プラスチック支持体及び／又はプリント回路基板は、ライトガイド、光源、及び／又は遮光体を含んでもよい。
【００２３】
このようなファンクショナルユニットは、車両用統合コンソール要素又はコンソール要素の一部、車両用ハンドル、医療機器、コンピュータマウス、ゲームコンソール、又は携帯電話又は卓上電話用のオペレータ・インターフェースであってよい。
【００２４】
さらなる実施形態を、従属請求項に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明によるファンクショナルユニットの略断面図を示し、例えば、図３の構造物のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図２は、提案する方法の個々の工程を表したものである。
【図３】図３は、自動車のセンターコンソールのパネルの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、以下、図を参照して説明するが、これらは、単に説明のためのものであって、制限するものとして解釈すべきではない。
【００２７】
図３は、自動車のセンターコンソールのパネルの一例であり、図１は、図３の構造物のＡ−Ａ線に沿った本発明のファンクショナルユニットの略断面図であり、図２は、提案する方法の個々の工程を表したものである。この方法の個々の工程を以下に説明する：
図２の工程１：周辺位置決め穴１２を柔らかいフィルム３（例えば２００μｍ厚さのＴＰＵ）に開ける。この場合、穴開けは不可欠ではなく、例えば、正確な位置決めのためにフィルムを射出成形金型内で引き伸ばしてもよい。その後、フィルム３の表及び／又は裏を印刷し装飾する。図１の断面図では、位置決め穴１２が、完成品１１でも残っており、例えばこの穴１２をその後領域５の硬質材料で満たすことに問題のない場所に、又はこの領域を、穴１２を硬質支持体５の材料で満たすのではなく図２の工程４において鋳造化合物で満たすという方法で金型に残される。しかしながら、このような位置決め補助具は、しばしば、位置決め穴１２がその後仕上げプロセス（図２のステップ５）の一部として取り除かれ、完成部品にはもはや存在しないように、具体的にはフィルム３の端に配置される。
【００２８】
図２の工程２において、フィルム３は、位置決め穴１２で射出成形金型に挿入され、硬質プラスチック支持体５が背面射出される。このプラスチック支持体５の材料は、ポリアミド、ポリカーボネート又はＡＢＳであってもよい。制御及びディスプレイ要素の領域では、フィルム３は、背面射出されず、すなわち、そのために、凹所１３が残り、この部分のフィルム３及び表面層２の層状構造は、膜６のように、可撓性及び弾力性のある薄膜（ｓｋｉｎ）を形成する。
【００２９】
プラスチック支持体５上のフィルム３は、その後、図２の工程３の内容において、再び（又は初めて）装飾することができ、例えば、印刷物の中から、シンボル部分に正確にレーザー光を当ててもよいし、他の要素を、例えばパッド印刷法を用いて印刷することもできる。
【００３０】
図２の番号４の次のステップでは、フィルム３が備わったプラスチック支持体５を金型に配置し、フィルムトップと金型の間に少なくとも０．１ｍｍの隙間を残してこの金型を閉じる。この隙間は、通常、高圧下、反応性ＰＵ鋳造化合物で埋める（低圧法も可能）、即ち、ＰＵ高圧系にて、透き通った、即ち実質的に透明又は少なくとも半透明のポリウレタンで埋める。一旦、ポリウレタンが硬化すると（付加的に入熱が可能）、パネルは好ましくはさらに、トリミング（周辺フィルムや湯口等）や任意に磨かれるなどして仕上げられる。制御要素７とディスプレイ要素９は、背後から取り付けることができ、これは好ましくは、要素７及び９を上に取り付けたプリント回路基板１０を構造体５に背後から挿入し取り付けるといった方法で行われる。
【００３１】
隆起したボタン要素２又は装飾要素が上に形成された透明な鋳造化合物１： 表面層１を製造するための鋳造化合物は、本発明の最も重要な材料である。それは、一方では、任意の所望する三次元的表面構造（金型面の負の形）を実質的に生み出す。他方では、実質的にボタン形状又は修飾ウェブ等の任意の所望する構造を、鋳造化合物を用いて表面上に取り付けることができる。これは、通常、０．１〜２．０ｍｍの最も薄い場所に、最小厚さ範囲内で行われる。この表面層１は、表面全体にわたって、又は、実際にはサブ領域でのみ連続していてもよい。この表面層１は以下の特徴を有する：
−弾力性があり、薄膜領域６にてボタン２／７の作動を可能にし、
−厚いボタン領域２は堅く、硬い感触を与え、
−適用される厚みでは透明であり、装飾が見え、
−フィルムへの接着がよく、
−耐摩耗性が良好で、
−引っかき抵抗性が高く、
−強い直射日光に晒されても黄ばまず、
−臭気がなく、ガスを発生しない。
【００３２】
ボタンの膜領域６では、触覚フィードバックを備えたボタンの作動を可能にするために、通常、鋳造化合物は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚みを有する。他の領域では、表面は、硬質の背面射出されたプラスチック５、下部のディスプレイ要素９、又は厚いボタン領域２のために、硬い感じがする。
【００３３】
鋳造化合物の硬さは、コーティング材料に混合する硬化剤の割合によって調整することができる。通常、この硬さは、ショアＡ７０〜１００の範囲、又はショアＤ８０〜１００、好ましくはショアＤ８０〜８５の範囲にあるのが好ましく、特に好ましくはショアＡ８０の領域である。
【００３４】
ボタン領域では、この膜６によりボタン７の触覚フィードバックが可能となり、これは、部品全体にわたって連続する３次元的表面１の場合可能である。ポリウレタンは、非常に適切な鋳造化合物材料であることが証明されている。ポリウレタンは、高圧又は低圧の反応射出成形（ＲＩＭ）によって、パネルに塗布され、プラスチックフィルム３と表面層２の間に密接な結合が自動的に形成される。この点においては、３つの可能なやり方がある：
１． 同じ機械での背面射出直後、第２の金型を、鋳造化合物で満たす。パネルは既に完全に位置合わせされている点が有利である。
２． 別の工程として、パネルをＲＩＭ金型に挿入し、この金型で、表面コーティングやボタン、装飾ウェブ等の隙間をポリウレタンで満たし、表面層１／２を形成する。金型を満たすための最低限のフィルム厚さは２００μｍである。
３． ２と同様であるが、金型を満たした後でフィルム厚さをエンボス加工によって１００μｍ（０．１ｍｍ）までさらに低減する。
【００３５】
離型剤が有利である。
【００３６】
注入（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）後、パネルは、好ましくは、トリミング等（フィルム及び湯口）をして仕上げられる。必要であれば、透明な鋳造化合物を第２の研磨にかけることもできる。
【００３７】
プラスチックフィルム３： フィルムは以下の特性を示さなければならない：
−変形可能で背面射出成形可能、
−ボタン機能（ストローク）を確実にするために、可撓性で柔軟、
−装飾のための印刷が可能、
−バックライト及びディスプレイ要素／ディスプレイゾーンのために透明、
−表面層への良好な（耐久性のある）接着性、
−硬い支持構造体への良好な（耐久性のある）接着性。
【００３８】
好ましくは、フィルム３は、５０〜３００μｍ厚のＴＰＵフィルムから成る。ＴＰＵは、この場合、脂肪族又は非脂肪族であってよい。好ましい厚さは２００μｍである。
【００３９】
フィルム３の硬さは、好ましくは、鋳造化合物の硬さと同様であり、ショアＡ７０〜１００の範囲、又はショアＤ８０〜１００、好ましくはショアＤ８０〜８５の範囲であるのが好ましく、特に好ましくはショアＡ８０の領域である。
【００４０】
背面射出成形要素５に対しより良い接着性を得るため、フィルム３をアルコールで洗浄し、プラズマ、コロナ又は炎で前処理をしたり、又は共押出オレフィン層を含むこともできる。
【００４１】
あるいは、ポリアミドＰＡ又はＴＰＥ等の他の材料もまた可能である。
【００４２】
装飾４： フィルム３は、表又は裏を印刷することができる（例えばスクリーン印刷）。シンボルは既にフィルムに付けられてあってもよい。しかしながら、柔らかいフィルム３の背面射出時に、シンボル及びその位置は、制御できずに歪むおそれがあるため、以下のやり方が好ましい：
１． フィルムの表をシンボルカラー（例えば白）で印刷し、
２． フィルムを表面カラー（例えば黒）で印刷し、
３． 印刷したフィルムを背面射出し、
４． 背面射出したコンポネント上のシンボルにレーザーをあて、形状及び位置合わせを確実に行う。
【００４３】
このやり方はまた、バックプリントしたフィルム３を用いて行ってもよいが、その際、印刷を表面カラーでのみ行い、シンボルには裏側からレーザーをあて、必要であればその後さらに、パッド印刷によってシンボルカラーで塗りつぶす。
【００４４】
硬質プラスチック支持体５： 支持体５は以下の機能を実行しなければならない：
１． ボタンのない領域に最大限に硬く及び堅い表面を生み出すための、フィルム３用の堅い基礎である、
２． フィルム３への良好な接着性、
３． 可撓性膜６の領域における開いた窓、
４． 透明材料が使用されなければ、又は透明な成分を用いた２成分法でなければ、ディスプレイ要素／ディスプレイ９の領域における開いた窓、
５． 制御及びディスプレイコンポネント、又はこれらの要素を裏側に備えたプリント回路基板のための締結オプション、
６． パネルを車両／装置に組み込むための締結オプション。
【００４５】
好ましくは、ＴＰＵフィルム３を背面射出するために、ＡＢＳ／ＰＣプラスチック材料が使用されるが、ＰＡ６又はＡＢＳ／ＰＡ又は類似の系を使用することもできる。
【００４６】
壁厚は、実質的に、コンポネントの大きさ及び取り付け奥行きに依存する。
【００４７】
プラスチック背面射出成形のない可撓性膜領域６：制御要素７の場合触覚フィードバックが可能になるように、又は抵抗膜方式ディスプレイ９を作動させるために、膜６が必要とされる。この膜６は、装飾されたフィルム３と、表面層１の鋳造化合物からのみ成る。膜６の厚みは、フィルム３の厚みと、膜領域の表面層１の鋳造化合物の厚みから生じる。この全体の厚みは６００μｍを越えてはいけない、というのも、これを越えると通常鋭い触覚スイッチ感覚がなくなるからである。
【００４８】
この膜領域６では、フィルム３は背面射出されない（窓／凹所）。
【００４９】
膜の長さ（上に形成されたボタン２の端と背面射出成形体５との間の距離）は、２〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは４〜６ｍｍの範囲、典型的にはおよそ５ｍｍでなければならないが、ボタンの形状及び得られるスイッチ感に依存する。
【００５０】
マイクロスイッチ／スナップドーム７： ボタン作動時に触覚フィードバックを得るため、マイクロスイッチ７又はスナップドームはボタン２の下側に取り付けられる。作動力及びスナップはスナップドームの選択によって影響を受ける。
【００５１】
連続するパネル表面で触覚ボタン感覚を得られることは、本発明の非常に大きな利点であり優れたセールスポイントの1つである。しかしながら、抵抗性（マイクロスイッチの代わりにシリコーンのスイッチングマット）及び容量性ボタンを製造することもでき、これらの技術を組み合わせることも可能である。
【００５２】
バックライト８： ボタンのバックライト、又は個々の領域の照明又は機能的照明は、通常のＬＥＤ及び／又は光ファイバを用いて得ることができる。しかしながら、光学照明フィルム又はＥＬフィルムを用いることもできる。
【００５３】
ディスプレイ要素／ディスプレイ９： ディスプレイはプラスチック支持体に取り付けることができる。ディスプレイ９の上の薄い可撓性の層１／３により、抵抗膜方式タッチスクリーン又は静電容量方式タッチスクリーンを用いることもできる。
【００５４】
プリント回路基板１０： プリント回路基板は、制御要素７及びディスプレイ要素９用のレセプタクルとして機能する。このため、堅くて可撓性のプリント回路基板１０又はリジッドフレックスプリント回路基板１０を使用することができる。表面が極度に湾曲している場合は、三次元ＭＩＤ技術等も使用可能である。
【００５５】
プリント回路基板１０は、プラスチック背面射出成形要素にねじ、接着、又はスナップ・オン接続することにより、パネルに直接取り付けることができる。
【００５６】
本発明による任意のコンポネントの一般的な利点：
三次元的に湾曲するパネルには、
・隙間のない連続面
・高品質で滑らかな外観
・統合制御要素及びディスプレイ要素
・触覚フィードバックを備えたボタン
・抵抗膜方式及び静電容量方式タッチディスプレイが可能
・プリント電子機器の上に容量性要素が可能
・ほぼどのような所望の形状のボタン及び装飾要素も可能
・複数の可能な表面質感（マット／グロス）
・平坦な構造
・部品数を減らせること
【００５７】
用途（例）
・統合ボタン及びディスプレイを備えた車両用センター・コンソール
・統合ボタンを備えたハンドル
・統合ボタンを備えたドア・パネル
・医療機器
・コンピュータマウス
・ゲームコンソール
・例えば携帯電話や卓上電話用の、様々なタイプのキーパッド
・様々なタイプのハンドヘルド機器
・屋内電気機器用のカバー
【００５８】
従って、本発明は、透明な鋳造化合物で、トップの少なくとも一部、好ましくは全体にわたってコートされた、背面射出されたフィルムからなるパネルに関する。制御及びディスプレイ要素は、このパネルに組み込まれる。さらに、表面層は、付加的に、上に形成された構造物を含む。制御要素は、触覚フィードバックを備えたボタンを含む。ディスプレイ要素は、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチディスプレイを含んでもよい。パネルは、背面射出された及び装飾された柔らかいＴＰＵフィルムを含み、このフィルムは、ＲＩＭ法にてポリウレタンで満たされる（ｆｌｏｏｄｅｄ）。スナップドーム又は接触ボールが、ボタンの下側に設けられ、これらが、ボタンの感触及び電気接触を生み出す。支持体は、ボタンストロークが可能となるように、ボタンの形状を取り囲む凹所を有する。マイクロスイッチ又は他の接触技術を、ボタンの下面に使用することもできる。支持体は、機能的照明を提供するために、ライトガイド又は遮光体を含んでよい。表面層は、実質的に、あらゆる任意の厚み、形状及び構造に適用することができる。つまり、連続面として設けることもできるし、個々の領域にのみ設けることもできるが、個々の領域にのみ設ける場合には、少なくとも機能的要素の領域では、隙間なく完全にこれらを覆うように設ける。通常、表面全体に、例えば、引っかき抵抗性を高めるため、保護層として、透明な表面層を設ける。光学レンズ効果を得るために、表面に、レンズ構造を導入することができる。この場合、鋳造化合物は、反応的に硬化するのではなく、熱又は他の外部エネルギー源によって硬化してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 薄い領域では可撓性の、パネル全体を覆う連続的な透明の鋳造化合物
２ 透明な鋳造化合物の上に形成されたボタン
３ 少なくとも所々透明な、可撓性フィルム
４ フィルムに付けられる印刷／装飾層
５ フィルム上に背面射出された硬質プラスチック支持体、支持構造体
６ プラスチックの背面射出のない可撓性の膜領域
７ ボタン機能用のマイクロスイッチ／スナップドーム
８ バックライト用ＬＥＤ
９ ディスプレイ要素／ディスプレイ
１０ プリント回路基板
１１ ファンクショナルユニット
１２ 位置決め穴
１３ ５の凹所
２１ 透明鋳造化合物で満たされた表面
２２ 透明な鋳造化合物の上に形成されたボタン構造物；作動時触覚フィードバックを備えたボタン
２３ 透明な鋳造化合物の上に形成されたジョイスティック構造物
２４ 透明な鋳造化合物の裏側のディスプレイ要素／ディスプレイ、例えばタッチパネル
２５ 透明な鋳造化合物の装飾要素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剛性支持構造体を備えた、車両又は装置用のコンソール構造物等の多機能ファンクショナルユニットであって、実質的にこのファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層の裏側に操作要素及び／又は表示要素が配置されるファンクショナルユニットを製造する方法に関する。さらに、本発明は、このようにして製造されるファンクショナルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、制御要素及び表示装置並びにあらゆる種類のボタンが、自動車の内装の、大きなパネルの凹所に組み込まれている。これにより、隙間や材料移行部が生じる。
【０００３】
現在知られている解決策をまとめると以下のようになる：
エンボス加工又はコーティングしたメンブレンキーボード： メンブレンキーボードは、連続面であるという条件を満たすが、エンボス加工又は選択的コーティング又はシリコーン塗布により上に形成されるボタンの形状が、平坦な基礎形状に常に制限される。例えば、特許文献１を参照。
【０００４】
熱成形フィルム： 熱成形の結果、フィルムを三次元形状に変形することができ、ボタンの形状も形成できる。必要な曲げ半径（鋭いエッジは不可能）とボタン同士の最小間隔（ボタン同士の間に熱成形のための十分な材料がなければならない）から制約が生まれる。このようなボタンの機能作動を得ることは、変形したフィルムが必然的にボタンストロークに影響を与えるため、簡単ではない。このようなフィルムはまた、作動耐久試験中、早くに機能しなくなる傾向が大きい。
【０００５】
シリコーン表面： シリコーンから、自由に成形した機能性オペレータ・インターフェースを製造できる。この解決策は、柔らかい表面という点では優れているが、シリコーンの色が輝度を制限する。こうした理由により、この解決策は、大抵の場合、大面積の用途には選ばれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ ２０ ２００５ ０１２ ０２１ Ｕ１
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、とりわけ、プラスチック製の、統合制御要素及び／又はディスプレイ要素を備えた、高品質アピアランスを有する連続的な三次元的形状パネルを製造することである。この点において、制御要素／ボタンは、好ましくは、動作信頼性に極めて重要な触覚フィードバックを示す。
【０００８】
従って、本発明は、第１に、クレーム１に記載の方法及びこれに対応して製造される多機能ファンクショナルユニットに関する。
【０００９】
具体的に、本発明は、一方には、剛性ユニット構造体を備えた多機能ファンクショナルユニットで、実質的にこのファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層の裏側に操作要素及び／又は表示要素が配置されるファンクショナルユニットを製造する方法に関する。本方法は、この点において、特に、少なくとも以下の工程が実行されることを特徴とする：
ｉ） ０．０５〜０．４又は０．１〜０．４ｍｍの範囲の厚みを有する、平坦で可撓性の、及び少なくとも所々が透明であるプラスチックフィルムが最初に導入され、好ましくは、この中に、射出成形金型内でフィルムを位置付けるための手段を、例えばプラスチックフィルムに開けた少なくとも１つの位置決め穴の形で、導入又は付ける工程、
ii） 前記平坦なプラスチックフィルムが、例えば、前記少なくとも１つの（複数も可能）位置決め穴を用いて、例えば、前記少なくとも１つの位置決め穴に係合するための要素の形をした対応する位置決め手段を設けた射出成形金型に、正確に位置決めして導入されるが、前記フィルム用のクランプ装置の形をとってもよく、前記プラスチックフィルムが背面射出されて（ｂａｃｋ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）、第１の面に実質的に連続な硬質プラスチックの支持体を形成し、前記射出成形金型は、制御要素及び／又はディスプレイ要素の領域では、前記プラスチックフィルムが少なくとも所々背面射出されずに少なくとも２つの凹所の形で露出した状態のままであるように形成されている工程、
iii） 前記プラスチックフィルムは、ＲＩＭ（反応射出成形）法にて、前記第１の面と反対側の（ｒｅｍｏｔｅ ｆｒｏｍ）第２の面を、同じ射出成形金型において、又は、さらなる射出成形金型へブランク（ｂｌａｎｋ）を入れた後このさらなる射出成形金型において、実質的に全体にわたって、透明な硬化性の（自己硬化、別の硬化剤の存在下での硬化、及び／又は熱硬化）鋳造化合物を用いて満たされ（ｆｌｏｏｄｅｄ）、コーティングされて、実質的にファンクショナルユニット全体にわたって少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続な透明表面層を形成し、少なくとも所々可撓性の膜領域が前記凹所の領域に形成される（この点において、金型を鋳造化合物の射出後さらに、いくらか閉じて、鋳造化合物の非常に薄い層を得られるようにもできる）工程、
iv） 制御要素及び／又はディスプレイ要素が前記凹所に挿入され、プラスチック支持体に接合される工程。
【００１０】
この方法の第１の好ましい実施形態は、前記プラスチックフィルムが、工程ｉ）の前、中又は後に、好ましくは第１の及び／又は第２の面に、好ましくは、スクリーン印刷法、レーザー印刷法、スタンプ印刷法、スプレー印刷法、オフセット印刷法又はデジタル印刷法を用いて、印刷及び／又は装飾されることを特徴とする。
【００１１】
さらに好ましい実施形態によると、代わりに又は付加的に、工程ii）の後に、好ましくは上述の方法の１つを用いて、少なくとも所々前記ブランクを印刷し、及び／又は前記ブランクを装飾することができる。代わりに、ブランクにレーザーマーキングすることもできる。製造方法のこの段階でのマーキングは、背面射出成形との関連で、フィルムの位置を、スイッチング要素／ディスプレイ要素の将来の位置の上に、完全に正確に配置することを保証できない場合、特に有利である。
【００１２】
さらなる好ましい実施形態は、プラスチックフィルムを、工程ii）によって少なくとも所々三次元的表面形状に変形させ、前記形状に安定化させることを特徴とする。言い換えれば、工程ii）との関連で、フィルムは平らな姿勢（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）のままであってもよいし、対応する形状で射出成形金型に導入されるか、又は背面射出成形の実際の処理過程によって、三次元表面形状に変形されてもよい。
【００１３】
制御要素は、好ましくは、触覚フィードバックを備える少なくとも１つのスイッチである。
【００１４】
さらなる好ましい実施形態は、ディスプレイ要素がＬＣＤディスプレイ、好ましくは、（抵抗膜方式又は静電容量方式の）タッチセンサー式ディスプレイであることを特徴とする。
【００１５】
さらなる好ましい実施形態は、ファンクショナル要素が、触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素と、少なくとも１つのディスプレイ要素、好ましくは、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチセンサー式ディスプレイ要素の両方を有することを特徴とする。
【００１６】
さらなる好ましい実施形態は、プラスチックフィルムが、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタンエラストマー）又はポリアミド、好ましくはポリアミド６又はポリアミド１２のプラスチックフィルムであることを特徴とする。
【００１７】
さらなる好ましい実施形態は、表面層を形成するための鋳造化合物が、硬化剤の存在下で硬化する、又は自己硬化性及び／又は熱硬化性の透明ポリウレタン樹脂であって、前記樹脂は、少なくとも制御要素の領域及びその周囲の少なくとも一部分に配置される膜領域では、せいぜい０．４ｍｍの厚みを有し、表面層は好ましくはこれらの領域で少なくとも０．２ｍｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、付加的に、また、少なくとも１つの制御要素及び好ましくは少なくとも１つのディスプレイ要素を備えた多機能ファンクショナルユニットに関し、少なくとも２つの凹所以外は連続する硬質プラスチックの支持体を用いて第１の面に直接背面射出された、０．０５〜０．４又は０．１〜０．４ｍｍの範囲の厚みのプラスチックフィルムであり、このプラスチックフィルムが第２の対向する面に、直接、硬化した鋳造化合物の実質的に連続する透明な表面層を有することを特徴とする。この場合、好ましくは触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素が、凹所の少なくとも１つに配置され、この要素の周囲には、ボタンストロークを可能にする少なくとも部分的に周囲を取り巻く可撓性膜領域が配置されており、この領域においては、可撓性の多層構造物が、任意で印刷されたプラスチックフィルム及び表面層からのみ成っている。
【００１９】
このようなファンクショナル要素の第１の好ましい実施形態は、上述の方法を用いて製造されることを特徴とする。
【００２０】
前記ファンクショナルユニットのさらなる好ましい実施形態は、ユニットが、さらに、少なくとも１つのディスプレイ要素を含み、前記少なくとも１つの制御要素と前記少なくとも１つのディスプレイ要素が、好ましくは、共通のプリント回路基板に固定され、このプリント回路基板が特に好ましくは、硬質プラスチックの支持体に固定されていることを特徴とする。この場合、好ましくは、ファンクショナルユニット全体の制御要素とディスプレイ要素の全てが、一枚の共通のプリント回路基板上に配置される。
【００２１】
さらなる好ましい実施形態によると、鋳造化合物の表面の上側に少なくとも一部突出する領域が、表面、特に制御要素の領域に形成される。しかしながら、スイッチの触覚フィードバックに十分な可動性を確保するため、上述の膜領域において、上述の表面層の厚みはそのままである。
【００２２】
制御要素及び／又はディスプレイ要素が配置される硬質プラスチック支持体及び／又はプリント回路基板は、ライトガイド、光源、及び／又は遮光体を含んでもよい。
【００２３】
このようなファンクショナルユニットは、車両用統合コンソール要素又はコンソール要素の一部、車両用ハンドル、医療機器、コンピュータマウス、ゲームコンソール、又は携帯電話又は卓上電話用のオペレータ・インターフェースであってよい。
【００２４】
さらなる実施形態を、従属請求項に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明によるファンクショナルユニットの略断面図を示し、例えば、図３の構造物のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図２は、提案する方法の個々の工程を表したものである。
【図３】図３は、自動車のセンターコンソールのパネルの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、以下、図を参照して説明するが、これらは、単に説明のためのものであって、制限するものとして解釈すべきではない。
【００２７】
図３は、自動車のセンターコンソールのパネルの一例であり、図１は、図３の構造物のＡ−Ａ線に沿った本発明のファンクショナルユニットの略断面図であり、図２は、提案する方法の個々の工程を表したものである。この方法の個々の工程を以下に説明する：
図２の工程１：周辺位置決め穴１２を柔らかいフィルム３（例えば２００μｍ厚さのＴＰＵ）に開ける。この場合、穴開けは不可欠ではなく、例えば、正確な位置決めのためにフィルムを射出成形金型内で引き伸ばしてもよい。その後、フィルム３の表及び／又は裏を印刷し装飾する。図１の断面図では、位置決め穴１２が、完成品１１でも残っており、例えばこの穴１２をその後領域５の硬質材料で満たすことに問題のない場所に、又はこの領域を、穴１２を硬質支持体５の材料で満たすのではなく図２の工程４において鋳造化合物で満たすという方法で金型に残される。しかしながら、このような位置決め補助具は、しばしば、位置決め穴１２がその後仕上げプロセス（図２のステップ５）の一部として取り除かれ、完成部品にはもはや存在しないように、具体的にはフィルム３の端に配置される。
【００２８】
図２の工程２において、フィルム３は、位置決め穴１２で射出成形金型に挿入され、硬質プラスチック支持体５が背面射出される。このプラスチック支持体５の材料は、ポリアミド、ポリカーボネート又はＡＢＳであってもよい。制御及びディスプレイ要素の領域では、フィルム３は、背面射出されず、すなわち、そのために、凹所１３が残り、この部分のフィルム３及び表面層２の層状構造は、膜６のように、可撓性及び弾力性のある薄膜（ｓｋｉｎ）を形成する。
【００２９】
プラスチック支持体５上のフィルム３は、その後、図２の工程３の内容において、再び（又は初めて）装飾することができ、例えば、印刷物の中から、シンボル部分に正確にレーザー光を当ててもよいし、他の要素を、例えばパッド印刷法を用いて印刷することもできる。
【００３０】
図２の番号４の次のステップでは、フィルム３が備わったプラスチック支持体５を金型に配置し、フィルムトップと金型の間に少なくとも０．１ｍｍの隙間を残してこの金型を閉じる。この隙間は、通常、高圧下、反応性ＰＵ鋳造化合物で埋める（低圧法も可能）、即ち、ＰＵ高圧系にて、透き通った、即ち実質的に透明又は少なくとも半透明のポリウレタンで埋める。一旦、ポリウレタンが硬化すると（付加的に入熱が可能）、パネルは好ましくはさらに、トリミング（周辺フィルムや湯口等）や任意に磨かれるなどして仕上げられる。制御要素７とディスプレイ要素９は、背後から取り付けることができ、これは好ましくは、要素７及び９を上に取り付けたプリント回路基板１０を構造体５に背後から挿入し取り付けるといった方法で行われる。
【００３１】
隆起したボタン要素２又は装飾要素が上に形成された透明な鋳造化合物１： 表面層１を製造するための鋳造化合物は、本発明の最も重要な材料である。それは、一方では、任意の所望する三次元的表面構造（金型面の負の形）を実質的に生み出す。他方では、実質的にボタン形状又は修飾ウェブ等の任意の所望する構造を、鋳造化合物を用いて表面上に取り付けることができる。これは、通常、０．１〜２．０ｍｍの最も薄い場所に、最小厚さ範囲内で行われる。この表面層１は、表面全体にわたって、又は、実際にはサブ領域でのみ連続していてもよい。この表面層１は以下の特徴を有する：
−弾力性があり、薄膜領域６にてボタン２／７の作動を可能にし、
−厚いボタン領域２は堅く、硬い感触を与え、
−適用される厚みでは透明であり、装飾が見え、
−フィルムへの接着がよく、
−耐摩耗性が良好で、
−引っかき抵抗性が高く、
−強い直射日光に晒されても黄ばまず、
−臭気がなく、ガスを発生しない。
【００３２】
ボタンの膜領域６では、触覚フィードバックを備えたボタンの作動を可能にするために、通常、鋳造化合物は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚みを有する。他の領域では、表面は、硬質の背面射出されたプラスチック５、下部のディスプレイ要素９、又は厚いボタン領域２のために、硬い感じがする。
【００３３】
鋳造化合物の硬さは、コーティング材料に混合する硬化剤の割合によって調整することができる。通常、この硬さは、ショアＡ７０〜１００の範囲、又はショアＤ８０〜１００、好ましくはショアＤ８０〜８５の範囲にあるのが好ましく、特に好ましくはショアＡ８０の領域である。
【００３４】
ボタン領域では、この膜６によりボタン７の触覚フィードバックが可能となり、これは、部品全体にわたって連続する３次元的表面１の場合可能である。ポリウレタンは、非常に適切な鋳造化合物材料であることが証明されている。ポリウレタンは、高圧又は低圧の反応射出成形（ＲＩＭ）によって、パネルに塗布され、プラスチックフィルム３と表面層２の間に密接な結合が自動的に形成される。この点においては、３つの可能なやり方がある：
１． 同じ機械での背面射出直後、第２の金型を、鋳造化合物で満たす。パネルは既に完全に位置合わせされている点が有利である。
２． 別の工程として、パネルをＲＩＭ金型に挿入し、この金型で、表面コーティングやボタン、装飾ウェブ等の隙間をポリウレタンで満たし、表面層１／２を形成する。金型を満たすための最低限のフィルム厚さは２００μｍである。
３． ２と同様であるが、金型を満たした後でフィルム厚さをエンボス加工によって１００μｍ（０．１ｍｍ）までさらに低減する。
【００３５】
離型剤が有利である。
【００３６】
注入（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）後、パネルは、好ましくは、トリミング等（フィルム及び湯口）をして仕上げられる。必要であれば、透明な鋳造化合物を第２の研磨にかけることもできる。
【００３７】
プラスチックフィルム３： フィルムは以下の特性を示さなければならない：
−変形可能で背面射出成形可能、
−ボタン機能（ストローク）を確実にするために、可撓性で柔軟、
−装飾のための印刷が可能、
−バックライト及びディスプレイ要素／ディスプレイゾーンのために透明、
−表面層への良好な（耐久性のある）接着性、
−硬い支持構造体への良好な（耐久性のある）接着性。
【００３８】
好ましくは、フィルム３は、５０〜３００μｍ厚のＴＰＵフィルムから成る。ＴＰＵは、この場合、脂肪族又は非脂肪族であってよい。好ましい厚さは２００μｍである。
【００３９】
フィルム３の硬さは、好ましくは、鋳造化合物の硬さと同様であり、ショアＡ７０〜１００の範囲、又はショアＤ８０〜１００、好ましくはショアＤ８０〜８５の範囲であるのが好ましく、特に好ましくはショアＡ８０の領域である。
【００４０】
背面射出成形要素５に対しより良い接着性を得るため、フィルム３をアルコールで洗浄し、プラズマ、コロナ又は炎で前処理をしたり、又は共押出オレフィン層を含むこともできる。
【００４１】
あるいは、ポリアミドＰＡ又はＴＰＥ等の他の材料もまた可能である。
【００４２】
装飾４： フィルム３は、表又は裏を印刷することができる（例えばスクリーン印刷）。シンボルは既にフィルムに付けられてあってもよい。しかしながら、柔らかいフィルム３の背面射出時に、シンボル及びその位置は、制御できずに歪むおそれがあるため、以下のやり方が好ましい：
１． フィルムの表をシンボルカラー（例えば白）で印刷し、
２． フィルムを表面カラー（例えば黒）で印刷し、
３． 印刷したフィルムを背面射出し、
４． 背面射出したコンポネント上のシンボルにレーザーをあて、形状及び位置合わせを確実に行う。
【００４３】
このやり方はまた、バックプリントしたフィルム３を用いて行ってもよいが、その際、印刷を表面カラーでのみ行い、シンボルには裏側からレーザーをあて、必要であればその後さらに、パッド印刷によってシンボルカラーで塗りつぶす。
【００４４】
硬質プラスチック支持体５： 支持体５は以下の機能を実行しなければならない：
１． ボタンのない領域に最大限に硬く及び堅い表面を生み出すための、フィルム３用の堅い基礎である、
２． フィルム３への良好な接着性、
３． 可撓性膜６の領域における開いた窓、
４． 透明材料が使用されなければ、又は透明な成分を用いた２成分法でなければ、ディスプレイ要素／ディスプレイ９の領域における開いた窓、
５． 制御及びディスプレイコンポネント、又はこれらの要素を裏側に備えたプリント回路基板のための締結オプション、
６． パネルを車両／装置に組み込むための締結オプション。
【００４５】
好ましくは、ＴＰＵフィルム３を背面射出するために、ＡＢＳ／ＰＣプラスチック材料が使用されるが、ＰＡ６又はＡＢＳ／ＰＡ又は類似の系を使用することもできる。
【００４６】
壁厚は、実質的に、コンポネントの大きさ及び取り付け奥行きに依存する。
【００４７】
プラスチック背面射出成形のない可撓性膜領域６：制御要素７の場合触覚フィードバックが可能になるように、又は抵抗膜方式ディスプレイ９を作動させるために、膜６が必要とされる。この膜６は、装飾されたフィルム３と、表面層１の鋳造化合物からのみ成る。膜６の厚みは、フィルム３の厚みと、膜領域の表面層１の鋳造化合物の厚みから生じる。この全体の厚みは６００μｍを越えてはいけない、というのも、これを越えると通常鋭い触覚スイッチ感覚がなくなるからである。
【００４８】
この膜領域６では、フィルム３は背面射出されない（窓／凹所）。
【００４９】
膜の長さ（上に形成されたボタン２の端と背面射出成形体５との間の距離）は、２〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは４〜６ｍｍの範囲、典型的にはおよそ５ｍｍでなければならないが、ボタンの形状及び得られるスイッチ感に依存する。
【００５０】
マイクロスイッチ／スナップドーム７： ボタン作動時に触覚フィードバックを得るため、マイクロスイッチ７又はスナップドームはボタン２の下側に取り付けられる。作動力及びスナップはスナップドームの選択によって影響を受ける。
【００５１】
連続するパネル表面で触覚ボタン感覚を得られることは、本発明の非常に大きな利点であり優れたセールスポイントの1つである。しかしながら、抵抗性（マイクロスイッチの代わりにシリコーンのスイッチングマット）及び容量性ボタンを製造することもでき、これらの技術を組み合わせることも可能である。
【００５２】
バックライト８： ボタンのバックライト、又は個々の領域の照明又は機能的照明は、通常のＬＥＤ及び／又は光ファイバを用いて得ることができる。しかしながら、光学照明フィルム又はＥＬフィルムを用いることもできる。
【００５３】
ディスプレイ要素／ディスプレイ９： ディスプレイはプラスチック支持体に取り付けることができる。ディスプレイ９の上の薄い可撓性の層１／３により、抵抗膜方式タッチスクリーン又は静電容量方式タッチスクリーンを用いることもできる。
【００５４】
プリント回路基板１０： プリント回路基板は、制御要素７及びディスプレイ要素９用のレセプタクルとして機能する。このため、堅くて可撓性のプリント回路基板１０又はリジッドフレックスプリント回路基板１０を使用することができる。表面が極度に湾曲している場合は、三次元ＭＩＤ技術等も使用可能である。
【００５５】
プリント回路基板１０は、プラスチック背面射出成形要素にねじ、接着、又はスナップ・オン接続することにより、パネルに直接取り付けることができる。
【００５６】
本発明による任意のコンポネントの一般的な利点：
三次元的に湾曲するパネルには、
・隙間のない連続面
・高品質で滑らかな外観
・統合制御要素及びディスプレイ要素
・触覚フィードバックを備えたボタン
・抵抗膜方式及び静電容量方式タッチディスプレイが可能
・プリント電子機器の上に容量性要素が可能
・ほぼどのような所望の形状のボタン及び装飾要素も可能
・複数の可能な表面質感（マット／グロス）
・平坦な構造
・部品数を減らせること
【００５７】
用途（例）
・統合ボタン及びディスプレイを備えた車両用センター・コンソール
・統合ボタンを備えたハンドル
・統合ボタンを備えたドア・パネル
・医療機器
・コンピュータマウス
・ゲームコンソール
・例えば携帯電話や卓上電話用の、様々なタイプのキーパッド
・様々なタイプのハンドヘルド機器
・屋内電気機器用のカバー
【００５８】
従って、本発明は、透明な鋳造化合物で、トップの少なくとも一部、好ましくは全体にわたってコートされた、背面射出されたフィルムからなるパネルに関する。制御及びディスプレイ要素は、このパネルに組み込まれる。さらに、表面層は、付加的に、上に形成された構造物を含む。制御要素は、触覚フィードバックを備えたボタンを含む。ディスプレイ要素は、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチディスプレイを含んでもよい。パネルは、背面射出された及び装飾された柔らかいＴＰＵフィルムを含み、このフィルムは、ＲＩＭ法にてポリウレタンで満たされる（ｆｌｏｏｄｅｄ）。スナップドーム又は接触ボールが、ボタンの下側に設けられ、これらが、ボタンの感触及び電気接触を生み出す。支持体は、ボタンストロークが可能となるように、ボタンの形状を取り囲む凹所を有する。マイクロスイッチ又は他の接触技術を、ボタンの下面に使用することもできる。支持体は、機能的照明を提供するために、ライトガイド又は遮光体を含んでよい。表面層は、実質的に、あらゆる任意の厚み、形状及び構造に適用することができる。つまり、連続面として設けることもできるし、個々の領域にのみ設けることもできるが、個々の領域にのみ設ける場合には、少なくとも機能的要素の領域では、隙間なく完全にこれらを覆うように設ける。通常、表面全体に、例えば、引っかき抵抗性を高めるため、保護層として、透明な表面層を設ける。光学レンズ効果を得るために、表面に、レンズ構造を導入することができる。この場合、鋳造化合物は、反応的に硬化するのではなく、熱又は他の外部エネルギー源によって硬化してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 薄い領域では可撓性の、パネル全体を覆う連続的な透明の鋳造化合物
２ 透明な鋳造化合物の上に形成されたボタン
３ 少なくとも所々透明な、可撓性フィルム
４ フィルムに付けられる印刷／装飾層
５ フィルム上に背面射出された硬質プラスチック支持体、支持構造体
６ プラスチックの背面射出のない可撓性の膜領域
７ ボタン機能用のマイクロスイッチ／スナップドーム
８ バックライト用ＬＥＤ
９ ディスプレイ要素／ディスプレイ
１０ プリント回路基板
１１ ファンクショナルユニット
１２ 位置決め穴
１３ ５の凹所
２１ 透明鋳造化合物で満たされた表面
２２ 透明な鋳造化合物の上に形成されたボタン構造物；作動時触覚フィードバックを備えたボタン
２３ 透明な鋳造化合物の上に形成されたジョイスティック構造物
２４ 透明な鋳造化合物の裏側のディスプレイ要素／ディスプレイ、例えばタッチパネル
２５ 透明な鋳造化合物の装飾要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性支持構造体（５）を備えた多機能ファンクショナルユニット（１１）で、実質的にファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層（１）の裏側に制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が配置されるファンクショナルユニット（１１）を製造する方法であって、
ｉ） ０．０５〜０．４ｍｍの範囲の厚みを有する、平坦で可撓性の、及び少なくとも所々が透明であるプラスチックフィルム（３）が最初に導入され、この中に、少なくとも１つの位置決め穴（１２）が任意に開けられており、
ii） 前記平坦なプラスチックフィルム（３）が、好ましくは前記少なくとも１つの位置決め穴（１２）を用いて、好ましくは前記位置決め穴（１２）に係合するための対応する位置決め手段を設けた射出成形金型に、正確に位置決めされて導入され、前記プラスチックフィルム（３）は背面射出されて（ｂａｃｋ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）、第１の面に実質的に連続な硬質プラスチックの支持体（５）が形成され、前記射出成形金型は、前記制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）の領域では、前記プラスチックフィルム（３）が少なくとも所々背面射出されずに少なくとも２つの凹所（１３）の形で露出した状態のままであるように形成されており、
iii） 前記プラスチックフィルム（３）は、ＲＩＭ法にて、前記第１の面と反対側の（ｒｅｍｏｔｅ ｆｒｏｍ）第２の面を、同じ射出成形金型において、又は、さらなる射出成形金型へこのブランク（ｂｌａｎｋ）を入れた後このさらなる射出成形金型において、実質的に全体にわたって、透明な硬化性鋳造化合物を用いて満たされ（ｆｌｏｏｄｅｄ）、及び、コーティングされて実質的にファンクショナルユニット（１１）全体にわたって少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続透明表面層が形成され、少なくとも所々可撓性の膜領域（６）が前記凹所（１３）の領域に形成され、
iv） 制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が、前記凹所（１３）に挿入され、前記プラスチック支持体（５）に接合される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プラスチックフィルム（３）は、工程ｉ）の前又は後に、好ましくは前記第１及び／又は第２の面に、好ましくは、スクリーン印刷法、レーザー印刷法、スタンプ印刷法、スプレー印刷法、オフセット印刷法又はデジタル印刷法を用いて、印刷及び／又は装飾されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラスチックフィルム（３）を、工程ii）によって少なくとも所々三次元的表面形状に変形させ、前記形状で安定化させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御要素（７）は、好ましくは、触覚フィードバックを備えるスイッチであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ディスプレイ要素（９）がＬＣＤディスプレイ、好ましくは、タッチセンサー式ディスプレイであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ファンクショナルユニット（１１）が、触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素（７）と、少なくとも１つのディスプレイ要素（９）、好ましくは、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチセンサー式ディスプレイ要素の両方を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記プラスチックフィルム（３）が、ＴＰＵ又はポリアミド、好ましくはポリアミド６又はポリアミド１２のプラスチックフィルムであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記表面層（１）を形成するための鋳造化合物が、硬化剤の存在下で硬化する、又は自己硬化性及び／又は熱硬化性の透明ポリウレタン樹脂であって、前記樹脂は、少なくとも前記制御要素（７）の領域及びその周囲の少なくとも一部分に配置される前記膜領域（６）では、せいぜい０．４ｍｍの厚みを有し、前記表面層（１）が好ましくはこれらの領域で少なくとも０．１ｍｍ又は少なくとも０．２ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
工程ii）の後に、前記ブランクを、好ましくは請求項２に記載の方法を用いて、少なくとも所々印刷し、及び／又は装飾し、及び／又はレーザーマーキングすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの制御要素（７）及び好ましくは少なくとも１つのディスプレイ要素（９）を備えた多機能ファンクショナルユニット（１１）であって、少なくとも２つの凹所（１３）以外は連続する硬質プラスチックの支持体（５）を用いて第１の面に直接背面射出された、０．０５〜０．４ｍｍの範囲の厚みのプラスチックフィルム（３）で、このフィルムは第２の対向する面に、直接、硬化した鋳造化合物の実質的に連続する透明な表面層（１）を有し、触覚フィードバックを備えたスイッチ（７）の形をした少なくとも１つの制御要素（７）が前記凹所（１３）の少なくとも１つに配置され、この要素の周囲には、ボタンストロークを可能にする少なくとも部分的に周囲を取り巻く可撓性膜領域が配置されており、この領域においては、前記可撓性多層構造物が、任意で印刷されたプラスチックフィルム（３）及び表面層（１）からのみ成っていることを特徴とするファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１１】
請求項１〜９に記載の方法を用いて製造されることを特徴とする、請求項１０に記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１２】
少なくとも１つのディスプレイ要素（９）を含み、且つ、前記少なくとも１つの制御要素（７）と前記少なくとも１つのディスプレイ要素（９）が共通のプリント回路基板（１０）に固定され、このプリント回路基板が前記硬質プラスチックの支持体（５）に固定されており、ファンクショナルユニット（１１）全体の前記制御要素（７）及びディスプレイ要素（９）全てが、好ましくは一枚の共通のプリント回路基板（１０）上に配置されていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１３】
前記鋳造化合物の表面の上側に少なくとも一部突出する領域（２）が、前記表面、特に前記制御要素（７）の領域に形成されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１４】
制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が配置される前記硬質プラスチック支持体（５）及び／又はプリント回路基板が、ライトガイド、光源、及び／又は遮光体を含むことを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１５】
車両用コンソール要素、車両用ハンドル、医療機器、コンピュータマウス、ゲームコンソール、又は携帯電話又は卓上電話用のオペレータ・インターフェースである、請求項１０〜１４のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１】
剛性支持構造体（５）を備えた多機能ファンクショナルユニット（１１）で、実質的にファンクショナルユニット全体にわたって連続する透明な表面層（１）の裏側に制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が配置されるファンクショナルユニット（１１）を製造する方法であって、
ｉ） ０．０５〜０．４ｍｍの範囲の厚みを有する、平坦で可撓性の、及び少なくとも所々が透明であるプラスチックフィルム（３）が最初に導入され、この中に、少なくとも１つの位置決め穴（１２）が任意に開けられており、
ii） 前記平坦なプラスチックフィルム（３）が、好ましくは前記少なくとも１つの位置決め穴（１２）を用いて、好ましくは前記位置決め穴（１２）に係合するための対応する位置決め手段を設けた射出成形金型に、正確に位置決めされて導入され、前記プラスチックフィルム（３）は背面射出されて（ｂａｃｋ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）、第１の面に実質的に連続な硬質プラスチックの支持体（５）が形成され、前記射出成形金型は、前記制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）の領域では、前記プラスチックフィルム（３）が少なくとも所々背面射出されずに少なくとも２つの凹所（１３）の形で露出した状態のままであるように形成されており、
iii） 前記プラスチックフィルム（３）は、ＲＩＭ法にて、前記第１の面と反対側の（ｒｅｍｏｔｅ ｆｒｏｍ）第２の面を、同じ射出成形金型において、又は、さらなる射出成形金型へこのブランク（ｂｌａｎｋ）を入れた後このさらなる射出成形金型において、実質的に全体にわたって、透明な硬化性鋳造化合物を用いて満たされ（ｆｌｏｏｄｅｄ）、及び、コーティングされて実質的にファンクショナルユニット（１１）全体にわたって少なくとも０．１ｍｍの厚みを有する連続透明表面層が形成され、少なくとも所々可撓性の膜領域（６）が前記凹所（１３）の領域に形成され、
iv） 制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が、前記凹所（１３）に挿入され、前記プラスチック支持体（５）に接合される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プラスチックフィルム（３）は、工程ｉ）の前又は後に、好ましくは前記第１及び／又は第２の面に、好ましくは、スクリーン印刷法、レーザー印刷法、スタンプ印刷法、スプレー印刷法、オフセット印刷法又はデジタル印刷法を用いて、印刷及び／又は装飾されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラスチックフィルム（３）を、工程ii）によって少なくとも所々三次元的表面形状に変形させ、前記形状で安定化させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御要素（７）は、好ましくは、触覚フィードバックを備えるスイッチであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ディスプレイ要素（９）がＬＣＤディスプレイ、好ましくは、タッチセンサー式ディスプレイであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ファンクショナルユニット（１１）が、触覚フィードバックを備えたスイッチの形をした少なくとも１つの制御要素（７）と、少なくとも１つのディスプレイ要素（９）、好ましくは、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチセンサー式ディスプレイ要素の両方を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記プラスチックフィルム（３）が、ＴＰＵ又はポリアミド、好ましくはポリアミド６又はポリアミド１２のプラスチックフィルムであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記表面層（１）を形成するための鋳造化合物が、硬化剤の存在下で硬化する、又は自己硬化性及び／又は熱硬化性の透明ポリウレタン樹脂であって、前記樹脂は、少なくとも前記制御要素（７）の領域及びその周囲の少なくとも一部分に配置される前記膜領域（６）では、せいぜい０．４ｍｍの厚みを有し、前記表面層（１）が好ましくはこれらの領域で少なくとも０．１ｍｍ又は少なくとも０．２ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
工程ii）の後に、前記ブランクを、好ましくは請求項２に記載の方法を用いて、少なくとも所々印刷し、及び／又は装飾し、及び／又はレーザーマーキングすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの制御要素（７）及び好ましくは少なくとも１つのディスプレイ要素（９）を備えた多機能ファンクショナルユニット（１１）であって、少なくとも２つの凹所（１３）以外は連続する硬質プラスチックの支持体（５）を用いて第１の面に直接背面射出された、０．０５〜０．４ｍｍの範囲の厚みのプラスチックフィルム（３）で、このフィルムは第２の対向する面に、直接、硬化した鋳造化合物の実質的に連続する透明な表面層（１）を有し、触覚フィードバックを備えたスイッチ（７）の形をした少なくとも１つの制御要素（７）が前記凹所（１３）の少なくとも１つに配置され、この要素の周囲には、ボタンストロークを可能にする少なくとも部分的に周囲を取り巻く可撓性膜領域が配置されており、この領域においては、前記可撓性多層構造物が、任意で印刷されたプラスチックフィルム（３）及び表面層（１）からのみ成っていることを特徴とするファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１１】
請求項１〜９に記載の方法を用いて製造されることを特徴とする、請求項１０に記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１２】
少なくとも１つのディスプレイ要素（９）を含み、且つ、前記少なくとも１つの制御要素（７）と前記少なくとも１つのディスプレイ要素（９）が共通のプリント回路基板（１０）に固定され、このプリント回路基板が前記硬質プラスチックの支持体（５）に固定されており、ファンクショナルユニット（１１）全体の前記制御要素（７）及びディスプレイ要素（９）全てが、好ましくは一枚の共通のプリント回路基板（１０）上に配置されていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１３】
前記鋳造化合物の表面の上側に少なくとも一部突出する領域（２）が、前記表面、特に前記制御要素（７）の領域に形成されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１４】
制御要素（７）及び／又はディスプレイ要素（９）が配置される前記硬質プラスチック支持体（５）及び／又はプリント回路基板が、ライトガイド、光源、及び／又は遮光体を含むことを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【請求項１５】
車両用コンソール要素、車両用ハンドル、医療機器、コンピュータマウス、ゲームコンソール、又は携帯電話又は卓上電話用のオペレータ・インターフェースである、請求項１０〜１４のいずれかに記載のファンクショナルユニット（１１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２５０５３３（Ｐ２０１２−２５０５３３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１２１６１７（Ｐ２０１２−１２１６１７）
【出願日】平成２４年５月２９日（２０１２．５．２９）
【出願人】（５０７３６４３６６）アバテーク インターナショナル アーゲー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２１６１７（Ｐ２０１２−１２１６１７）
【出願日】平成２４年５月２９日（２０１２．５．２９）
【出願人】（５０７３６４３６６）アバテーク インターナショナル アーゲー (3)
【Ｆターム（参考）】
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