具有薄膜結(jié)構(gòu)壓力傳感器的控制元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種帶有壓力傳感器的控制元件。
【背景技術(shù)】
[0002]出于美學(xué)方面的考慮，以及為了獲得結(jié)構(gòu)上的活動(dòng)空間，人們通常追求的是，可以使操作面呈現(xiàn)任意形狀的控制元件。此外，為了避免灰塵進(jìn)入和液體滲入的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)選設(shè)計(jì)是，選用結(jié)構(gòu)盡可能封閉的隔板以及不可見(jiàn)的操作面，也就是這種在操作面和固定隔板之間無(wú)間隙的控制元件。所以說(shuō)，人們對(duì)這些控制元件的要求是，它們的操作面能夠盡可能地被集成到環(huán)繞的隔板的任意表面內(nèi)，其中，在隔板和操作面之間可以實(shí)現(xiàn)盡可能不可見(jiàn)或者說(shuō)無(wú)間隙的過(guò)渡。另外，在汽車(chē)行業(yè)內(nèi)，人們期望，控制元件的結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省空間，出于節(jié)省燃料方面的考慮，它們的重量也應(yīng)該比較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]此目的可通過(guò)本發(fā)明所要求保護(hù)的控制元件以及其中提供的方法解決。優(yōu)選實(shí)施例在本文中也得以描述。需要指出的是，在本文被單獨(dú)列舉出來(lái)的特征可以通過(guò)任意具有技術(shù)意義的方式，相互結(jié)合在一起，另外，這些特征也可以被用于描述本發(fā)明的其它實(shí)施例。另外，具體實(shí)施例，尤其是與附圖相結(jié)合的具體實(shí)施例用于描述以及詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特征。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的控制元件具有一個(gè)層結(jié)構(gòu)。所述的層結(jié)構(gòu)包括一個(gè)彈性可變形的第一層，其限定了面向操作人員的操作面。在所述操作面的范圍內(nèi)，所述的第一層具有一個(gè)弧形結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)，這樣的話(huà)，就可以產(chǎn)生一個(gè)不平整的操作面。所述弧形結(jié)構(gòu)可覆蓋整個(gè)操作面。根據(jù)本發(fā)明，在一個(gè)不平整的操作面內(nèi)，還可以有一個(gè)或多個(gè)弧形結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，所述弧形結(jié)構(gòu)可以對(duì)第一層兩側(cè)產(chǎn)生影響，它既可以對(duì)由操作面限定的表面，也可以對(duì)第一層背向操作面的后表面產(chǎn)生影響。
[0005]所述可彈性變形的第一層為，例如，所述層結(jié)構(gòu)的外層?；旧?，所述第一層的彈性可變形性被用于將元件從促動(dòng)位置復(fù)位到未促動(dòng)位置。所述的第一層可以是，例如，由金屬和/或塑料材料制成，優(yōu)選的，由熱塑性材料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。此夕卜，所述層結(jié)構(gòu)還包括位于背向操作人員一側(cè)的支撐物，與所述第一層相比，所述支撐物為剛性結(jié)構(gòu)。另外，所述控制元件還包括位于所述支撐物和第一層之間的壓力傳感器，其也被稱(chēng)為力傳感器，所述壓力傳感器具有彈性薄膜或彈性薄膜層結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)，它可以被集成到一個(gè)彈性薄膜或彈性薄膜層結(jié)構(gòu)中。根據(jù)本發(fā)明，所述壓力傳感器的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證，當(dāng)其在所述第一層和支撐物之間出現(xiàn)變形時(shí)，它可以檢測(cè)到作用于操作面的操作力。所述壓力傳感器可以是，例如，壓電壓力傳感器。
[0006]所述壓力傳感器，比如說(shuō)，可以通過(guò)電氣方式連接到評(píng)估單元上，在將測(cè)定壓力值與規(guī)定數(shù)值進(jìn)行比較時(shí)，如果超出規(guī)定數(shù)值，則觸發(fā)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)功能。
[0007]通過(guò)使用具有薄膜結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，幾乎可以使所述操作面的表面輪廓呈任意形狀，在所述壓力傳感器內(nèi)，通過(guò)所述傳感器的薄膜結(jié)構(gòu)，可形成可變形的第一層。通過(guò)采取適當(dāng)措施，所述支撐物的結(jié)構(gòu)可以保證，所述支撐物被填充到所述傳感器薄膜或所述傳感器薄膜結(jié)構(gòu)中。這樣一來(lái)，除了極高的自由度外，在控制元件重量非常小的情況下，還可以實(shí)現(xiàn)體積非常小的結(jié)構(gòu)，尤其是非常小控制元件。
[0008]優(yōu)選的，隸屬于所述壓力傳感器的薄膜或薄膜結(jié)構(gòu)完全由所述支撐物支撐。所述支撐物優(yōu)選為由澆注化合物經(jīng)澆注和固化形成。所述支撐物可以由，例如，一種固化樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂，或者一種雙組份粘合劑構(gòu)成，其中，處于非硬化可流動(dòng)狀態(tài)下的固化樹(shù)脂或粘合劑應(yīng)用在所述壓力傳感器上。這樣就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙的控制元件及其極精確的功能。
[0009]根據(jù)所述控制元件的另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明具有多個(gè)呈一排或呈矩陣排布的壓力傳感器結(jié)構(gòu)，以及多個(gè)隸屬于各個(gè)壓力傳感器并因此呈矩陣排布的操作面結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)，借助各個(gè)控制元件可使多功能控制元件實(shí)現(xiàn)非常緊湊的結(jié)構(gòu)。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，所述控制元件的大活動(dòng)空間也可以允許各個(gè)操作面實(shí)現(xiàn)非常靈活的排布，即，從原則上講，所述操作面相互之間幾乎可以達(dá)到任意相對(duì)對(duì)齊的狀態(tài)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，所述第一層可以直接在所述支撐物上，為操作面的外側(cè)提供支撐。這樣一來(lái)，就可以保證，在進(jìn)行控制時(shí)發(fā)生的變形以及第一層因此而產(chǎn)生的曲面，基本上可以被限制在操作面的范圍內(nèi)，特別是，在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的控制元件中，針對(duì)具有多個(gè)相鄰的壓力傳感器以及多個(gè)相關(guān)操作面的控制元件結(jié)構(gòu)，人們可以選擇相對(duì)緊密相鄰排布的操作面設(shè)計(jì)，這樣一來(lái)，就不會(huì)導(dǎo)致，各個(gè)被執(zhí)行控制元件對(duì)相鄰的未被執(zhí)行控制元件產(chǎn)生“串?dāng)_”。優(yōu)選的是，將環(huán)繞操作面的第一層的支撐體安裝在支撐物上。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于具有緊鄰的位于操作面外側(cè)的第一層支撐體的控制元件的實(shí)施例，在操作面方向上，位于支撐體區(qū)域上游的隱藏的環(huán)形緩沖部，由位于第一層和支撐物之間并且相對(duì)于支撐物而言較為柔軟的材料制成。這種相對(duì)柔軟的緩沖部，可以被用于減小第一層在與操作面緊鄰的支撐體邊緣上的過(guò)度負(fù)荷，如過(guò)度伸展等危險(xiǎn)。否則，這種拉伸過(guò)度會(huì)使第一層保持永久性的彈性變形，從而會(huì)影響第一層復(fù)位回到非促動(dòng)位置上。優(yōu)選的是，所述緩沖部的材料具有一個(gè)彈性模量，同時(shí)該彈性模量應(yīng)該大于支撐物的彈性模量，另夕卜，優(yōu)選的是，其彈性模量應(yīng)該大于支撐物以及第一層的彈性模量。
[0012]優(yōu)選的是，在操作面內(nèi)，第一層為至少局部呈透明或者半透明的結(jié)構(gòu)，這樣是為了，比如說(shuō)，在所述操作面內(nèi)安裝一個(gè)背面可發(fā)光的標(biāo)志面。
[0013]此外，優(yōu)選的是，壓力傳感器結(jié)構(gòu)為至少局部呈透明或者局部呈半透明的結(jié)構(gòu)或者為開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，這樣是為了通過(guò)安裝于支撐物側(cè)面上的一個(gè)照明裝置，為第一層結(jié)構(gòu)提供背面照明。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐物是至少局部呈透明或者半透明的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，與所述操作面緊密相鄰的支撐物區(qū)域，具有透明或者半透明的結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選的是，所述第一層是不平整的結(jié)構(gòu)。比如說(shuō)，在所述操作面的范圍內(nèi)，設(shè)有用于創(chuàng)建觸覺(jué)導(dǎo)向的三維測(cè)量結(jié)構(gòu)。
[0015]對(duì)壓力傳感器而言，優(yōu)選的是，在柔性薄膜層結(jié)構(gòu)中，設(shè)有電容式傳感器。比如說(shuō)，每個(gè)傳感器均具有兩個(gè)被一個(gè)彈性層分隔開(kāi)的金屬電極?？赏ㄟ^(guò)評(píng)估單元檢測(cè)由所述彈性層的形狀變化而引起的電極電容變化，并且，人們可以將其與某個(gè)預(yù)定指進(jìn)行比較。為了實(shí)現(xiàn)電極的電絕緣，還可以另外設(shè)計(jì)其它電極涂覆層。
【附圖說(shuō)明】
[0016]結(jié)合以下附圖，本文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。其中，這些附圖只是示例性圖示，僅表示優(yōu)選的實(shí)施例變形。其中:
[0017]圖1是按照本發(fā)明的控制元件的第一實(shí)施例的剖視圖；
[0018]圖2是圖1所示的第一實(shí)施例的另一個(gè)剖視圖；
[0019]圖3是按照本發(fā)明的控制元件的第二實(shí)施例