(57)【要約】  本発明は、工業用操作パネル（１）を駆動する方法に関し、工業用操作パネル（１）は以下の構成要素、即ちハウジング（２）、ディスプレイ（３）の表示面（４）に重畳された操作者用のタッチセンサー式入力手段（５）、工業用操作パネル（１）のタッチ表面（７）を形成する少なくとも部分的に透明なカバーガラス（６）、圧電素子（３１）によってカバーガラス（６）のタッチ表面（７）が動くようにカバーガラス（６）に作用する少なくとも１つの圧電素子（３１）、カバーガラス（６）と連結された少なくとも１つの力検出手段（３２）を含む。本方法は、以下の方法ステップ、即ち少なくとも１つの圧電素子（３１）によってカバーガラス（６）を動かすこと、圧電素子（３１）により引き起こされたカバーガラス（６）の動きを力検出手段（３２）によって検出すること、力検出手段（３２）によって把握された値を保存されている目標値範囲と比較すること、力検出手段（３２）によって把握された値が保存されている目標値の範囲外にある場合は安全措置を導入する。【選択図】図２
2020529062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業設備又は機械を操作、監視又はプログラミングするための電子制御システムの工業用操作パネル（１）を駆動する方法であって、
前記工業用操作パネル（１）は、
ハウジング（２）と、
システム関連の状態及び／又はユーザーインターフェースを視覚化するための表示面（４）を備えた、グラフィック対応のディスプレイ（３）と、前記グラフィック対応のディスプレイ（３）は前記ハウジング（２）に収容されており、
前記ディスプレイ（３）の前記表示面（４）に重畳された操作者用のタッチセンサー式入力手段（５）と、
前記工業用操作パネル（１）のタッチ表面（７）を形成する少なくとも部分的に透明なカバーガラス（６）と、
圧電素子（３１）によりカバーガラス（６）のタッチ表面（７）が動くように前記カバーガラス（６）に作用する少なくとも１つの圧電素子（３１）と、
前記カバーガラス（６）と連結された少なくとも１つの力検出手段（３２）、特にひずみゲージとを有する、方法において、
前記方法は、
前記少なくとも１つの圧電素子（３１）によって前記カバーガラス（６）を動かす段階と、
前記少なくとも１つの圧電素子（３１）により引き起こされた前記カバーガラス（６）の動きを前記少なくとも１つの力検出手段（３２）によって検出する段階と、
前記少なくとも１つの力検出手段（３２）によって把握された値を保存されている目標値範囲と比較する段階と、
前記少なくとも１つの力検出手段（３２）によって把握された値が保存されている目標値の範囲外にある場合は安全措置を導入する段階とを特徴とする方法。
【請求項２】
前記安全措置は、前記工業用操作パネル（１）内の高電圧素子の非アクティブ化を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記安全措置は、可聴警告信号及び／又は視覚的警告信号の出力を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
力検出手段によって把握された値を前記工業用操作パネル（１）に保存されている目標値範囲と比較する際に、操作者によって前記カバーガラス（６）のタッチ表面（７）に加えられる力が考慮されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
操作者によって前記カバーガラス（６）のタッチ表面（７）に加えられる力が、前記カバーガラス（６）が動き始める前に少なくとも１つの力検出手段（３２）によって検出され、力検出手段（３２）によって検出された値と目標値範囲とを比較する際に補正値として考慮するために用いられることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
複数の圧電素子（３１）によって前記カバーガラス（６）を動かす際に、個々の圧電素子（３１）が互いに同期して動くことを、ソフトウェア又は相応のハードウェアによって確保することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの圧電素子（３１）によって前記カバーガラス（６）を動かす際に、少なくとも１つの圧電素子が前記カバーガラス（６）の共振周波数で振動しないことを、ソフトウェア又は相応のハードウェアによって確保することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの圧電素子（３１）によって前記カバーガラス（６）を動かすこと、及び圧電素子（３１）により引き起こされた前記カバーガラス（６）の動きを力検出手段（３２）によって検出することは、周期的な時間間隔で行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
圧電素子（３）により引き起こされた前記カバーガラス（６）の動きを力検出手段（３２）によって検出する際に、前記カバーガラス（６）の時間的振動挙動が把握されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
圧電素子（３１）によって引き起こされた前記カバーガラス（６）の動きを検出する際に、複数の力検出手段（３２）の検出値がモデル計算において互いに組み合わされることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載されているように、工業設備又は機械を操作、監視又はプログラミングするための電子制御システムの工業用操作パネルを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれのプロセスフロー又は制御フローに影響を与え、監視し又はプログラムできるようにするために、工業設備又は機械に制御技術的に組み込まれた定置操作パネルは、従来技術から知られている。新世代の操作パネルは通常、高解像度のグラフィックディスプレイに、タッチパネル若しくはその他の、好ましくは静電容量方式タッチセンサー式入力手段が重畳されたタッチスクリーンを備えている。このような操作パネルは、全体制御システムの部分構成要素、特に分散型制御ユニットと構造的に組み合わされ若しくは構造単位にまとめられる傾向にある。これらの操作パネルは用途に応じて若しくは機械のタイプに応じて、機械ハウジングに取り付けられるか、又は別個に配置されたコントロールキャビネット又はコンソールに、表示面及び操作面が見え若しくは接近できるように組み入れられる。この場合必要に応じて操作パネルの長方形のディスプレイは縦型又は横型で固定的に組み入れられている。さらに、操作面若しくは表示面は垂直に位置合わせでき、特にコンソールと組み合わせて水平面に対して９０°未満の傾斜を持ち、特にわずかに傾けて位置合わせできる。そのような工業用操作パネルは、例えば特許文献１（独国実用新案第２０２０１５００４１４９号明細書）により知られている。
【０００３】
このような工業用操作パネルのタッチ表面は、しばしば強い力にさらされ、カバーガラスの破損や工業用操作パネルのその他の損傷を引き起こすことがある。工業用操作パネルの内部構成要素は高電圧を持っていることが多いため、操作者は安全上のリスクにさらされることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国実用新案第２０２０１５００４１４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来技術の欠点を克服し、工業用操作パネルの動作安定性を向上させることができる、工業用操作パネルを駆動する方法を提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、特許請求項に記載の工業用操作パネルを駆動する方法によって解決される。
【０００７】
本発明によれば、工業設備又は機械を操作、監視又はプログラミングするための電子制御システムの工業用操作パネルを駆動する方法が提供されており、工業用操作パネルは以下の構成要素、即ち
ハウジングと、
システム関連の状態及び／又はユーザーインターフェースを視覚化するための表示面を備えたグラフィック対応ディスプレイと、ここで、グラフィック対応ディスプレイはハウジングに収容されており、
ディスプレイの表示面に重畳された操作者用のタッチセンサー式入力手段と、
工業用操作パネルのタッチ表面を形成する少なくとも部分的に透明なカバーガラスと、
圧電素子によりカバーガラスのタッチ表面が動くようにカバーガラスに作用する少なくとも１つの圧電素子と、
カバーガラスと連結された少なくとも１つの力検出手段、特にひずみゲージと、を有する。
本方法は、以下の方法ステップ、即ち
少なくとも１つの圧電素子によってカバーガラスを動かすことと、
圧電素子により引き起こされたカバーガラスの動きを力検出手段によって検出することと、
力検出手段によって把握された値を保存されている目標値範囲と比較することと、
力検出手段によって把握された値が保存されている目標値の範囲外にある場合は安全措置を導入することと、を含む。
【０００８】
本発明による方法の利点は、力検出手段によって把握された値を保存されている目標値範囲と比較することにより、カバーガラスの損傷若しくはハウジング内におけるカバーガラスの固定部の損傷を検出できることである。それにより例えば記載された方法によってカバーガラス内の亀裂を把握することが可能である。これにより工業用操作パネルの機械的安全性を著しく改善できる。工業用操作パネルの内部に発生する高い電圧ピークのために、工業用操作パネルに取り付けた構成要素との可能なフラッシュオーバー若しくは導電性接触により、生命にかかわる負傷を招くこともあろう。
【０００９】
さらに、安全措置が工業用操作パネル内の高電圧素子の非アクティブ化を含むと好適であろう。この場合の利点は、高電圧素子を非アクティブ化することにより危険の原因が除去されることである。
【００１０】
さらに、安全措置が可聴警告信号又は視覚的警告信号の出力を含むようにすることができる。この場合の利点は、可聴警告信号又は視覚的警告信号の送出により操作者は可能な危険性について知ることができ、それにより相応の手順を講じることができる点である。
【００１１】
さらに、力検出手段によって把握された値を工業用操作パネルに保存されている目標値範囲と比較する際に、操作者によってカバーガラスのタッチ表面に加えられる力が考慮されるようにすることができる。この場合の利点は、この方策により操作者によってカバーガラスに加えられる力によって、力検出手段で把握された値が歪められないことである。それにより操作者によってタッチ表面に加えられる力が、補正値で考慮される。
【００１２】
また、操作者によってカバーガラスのタッチ表面に加えられる力が、カバーガラスが動き始める前に少なくとも１つの力検出手段によって検出され、力検出手段によって検出された値と目標値範囲とを比較する際に補正値として考慮するために用いられる形態も有利である。
【００１３】
一変形例によれば、複数の圧電素子によってカバーガラスを動かす際に、個々の圧電素子が互いに同期して動くことを、ソフトウェア又は相応のハードウェアによって確保することが可能である。この場合の利点は、この方策によりカバーガラスは過度の変形によって負荷されず、そのためカバーガラスの寿命が長くなることである。したがってこの方策はカバーガラスの損傷を防ぐ働きをする。
【００１４】
さらに、少なくとも１つの圧電素子によってカバーガラスを動かす際に、少なくとも１つの圧電素子がカバーガラスの共振周波数で振動しないことを、ソフトウェア又は相応のハードウェアによって確保すると好適であろう。この場合の利点は、この方策によりカバーガラスは過度の変形によって負荷されず、そのためカバーガラスの寿命が長くなることである。したがってこの方策はカバーガラスの損傷を防ぐ働きをする。
【００１５】
さらにまた、少なくとも１つの圧電素子によってカバーガラスを動かすこと、及び圧電素子により引き起こされたカバーガラスの動きを力検出手段によって検出することが、周期的な時間間隔で行われるようにすることができる。この場合の利点は、この方策によりカバーガラス又は接着部の破損若しくは損傷がないか定期的にチェックできることである。
【００１６】
追加的又は代替的に、圧電素子をプログラムに従ってアクティブ化する都度、同時に本発明による安全クエリも実行されるようにすることができる。この圧電素子の計画的なアクティブ化は、例えば利用者が制御命令を入力する際に行われてよい。
【００１７】
さらに、圧電素子により引き起こされたカバーガラスの動きを力検出手段によって検出する際に、カバーガラスの時間的振動挙動が把握されるようにすることができる。
【００１８】
特別の形態によれば、圧電素子によって引き起こされたカバーガラスの動きを検出する際に、複数の力検出手段の検出値がモデル計算において互いに組み合わされることが可能である。
【００１９】
カバーガラスは、タッチセンサー式入力手段の一体的な構成要素として形成されてよい。代替として、カバーガラスが独自の構成要素として設計され、タッチセンサー式入力手段はカバーガラスの下側に配置されるか又はカバーガラスの上に接着されている。
【００２０】
本発明を理解しやすくするために、以下の図を参照してより詳細に説明する。
【００２１】
図は、いずれも非常に単純化された概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、工業用操作パネルの実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、工業用操作パネルの分解図である。
【図３】図３は、工業用操作パネルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
最初に確認しておくと、記載された種々の実施形態において同じ部材には同じ参照符号若しくは同じ部材名称を付す。この場合、説明全体に含まれている開示内容は同じ参照符号若しくは同じ部材名称を有する同じ部材に準用され得る。説明において選択された位置を表す言葉、例えば上、下、横なども直接説明及び表示された図を基準としており、位置が変化した場合には新しい位置に準用されるものとする。
【００２４】
図１は、工業設備の操作、監視又はプログラミングに使用される工業用操作パネル１の実施形態の概略図を示す。工業用操作パネル１は、電子制御システムに連結されているか、又は操作される設備若しくは機械と連結された電子制御装置を含むことができる。
【００２５】
工業用操作パネル１は、工業用操作パネル１の個々の構成要素を収容するように設計されたハウジング２を有する。特にハウジング２は、工業用操作パネル１の成形のため、及び工業用操作パネル１に実装された構成要素の保護のために用いられるようにすることができる。ハウジング２は、基本的に工業用操作パネル１に十分な寸法安定性を与え、工業用操作パネル１の個々の構成要素を環境の影響から保護するのに十分な強度を有する任意の材料から作ることができる。特に、工業用操作パネル１のハウジングは、例えばステンレス鋼やアルミニウムなどの金属材料で形成されてもよい。
【００２６】
ハウジング２は、一体的に形成されても、複数の構成要素から組み立てられてもよい。
【００２７】
工業用パネル１は、比較的大きいサイズで形成されることが好ましく、したがって定置使用のため、若しくはプラスチック加工機械などの機械のハウジング若しくは壁要素内に定置するために設けられている。
【００２８】
図２は、工業用操作パネル１の個々の構成要素が見えるように、工業用操作パネル１の実施形態を分解図で示している。
【００２９】
図２から分かるように、工業用操作パネル１は、設備又は機械の状態情報を表示するためのグラフィック対応ディスプレイ３を備えている。グラフィック対応ディスプレイ３は、特に制御可能な技術装置の動作状態又はプロセス状態に関するステータス情報を表示面４に出力するために用いられる。グラフィック対応ディスプレイ３と並んで、その他の視覚的に検出可能な出力手段、例えば信号灯、指針計器及び同種のものが形成されてもよい。
【００３０】
特にグラフィックディスプレイ３は、システム関連の状態及び操作面の視覚化のために設けられた表示面４を操作者に見えるように備えている。タッチセンサー式入力手段５はディスプレイ３の表示面４に重畳されて、少なくとも部分的に透明又は半透明に作製されている。それによりタッチセンサー式入力手段５は、操作者が制御技術プロセス又はディスプレイ３の表示内容に影響を与えるために設けられている。それは好ましくは静電容量検出原理に従って動作する。しかしまた代替として、従来技術から知られている入力技術又は位置検出技術も可能である。
【００３１】
第１の実施形態では、カバーガラス６は独自の構成要素として設計され、ディスプレイ３の表示面４とカバーガラス６との間にタッチセンサー式入力手段５が配置されている。特にこの場合、タッチセンサー式入力手段５がカバーガラス６の下側８に固定されているようにすることができる。
【００３２】
カバーガラス６は外側に位置する構成要素であり、操作者が指で命令を入力するために用いるタッチ表面７を備えている。このような構造は、特に投影型静電容量方式タッチスクリーンに見られる。この場合、タッチセンサー式入力手段５は導電性パターン、特に縞又は菱形を付けた２つの平面を使用する。これらの平面は互いに隔離されて取り付けられている。１つの平面はセンサーとして働き、もう１つの平面はドライバーのタスクを引き受ける。このシステムの本質的な利点は、入力手段５をカバーガラス６のタッチ表面７とは反対側の下側８に配置でき、検出がカバーガラス６を通して投影されることである。そうすることによって入力手段５及びディスプレイ３はカバーガラス６によって保護されている。
【００３３】
別の実施形態では、タッチセンサー式入力手段５が同時にカバーガラス６として働くようにすることができる。カバーガラス６はグラフィックディスプレイ３の表示面４の前伊に置かれ、それによってタッチ表面７を画定している。
【００３４】
特に図２から分かるように、ディスプレイ３はハウジング２に収容されている。特に、ハウジングはディスプレイ３が収容されている凹部９を有するようにされている。
【００３５】
好ましくは、凹部９の辺の長さは、ディスプレイ３の表示面４の辺の長さよりも大きくなるように設定されている。それぞれの辺の長さは、ディスプレイ３の表示面４に対して平行な平面を基準とする。
【００３６】
特に、ディスプレイ３は長方形の延長部を持つようにすることができる。それによりディスプレイ３は、幅１０と長さ１１を有する。これに合わせてハウジング２の凹部９も同様に幅１２と長さ１３を有する。ディスプレイの幅１０は、凹部９の幅１２よりも小さいことが好ましい。ディスプレイ３の長さ１１は、凹部９の長さ１３よりも小さいことが好ましい。
【００３７】
図２にさらに見られるように、カバーガラス６は透明な部分領域１４と不透明な部分領域１５を備えている。透明な部分領域１４は、好ましくはカバーガラス６の中央に配置されて、不透明な部分領域１５に囲まれている。特に、カバーガラス６の透明な部分領域１４の長さ１６は、ディスプレイ３の長さ１１とほぼ同じ大きさであるようにすることができる。これと同様にカバーガラス６の透明な部分領域１４の幅１７は、ディスプレイ３の幅１０とほぼ同じ大きさにすることができる。
【００３８】
さらに、カバーガラス６は、両面接着タブ１８によってハウジング２に固定されているようにすることができる。特にこの場合、ハウジング２は、両面接着タブ１８が付着する１９を備えるようにされている。特に、接着面１９はハウジング２の凹部２０に形成されているようにすることができ、凹部２０はカバーガラス６を収容するために形成されている。特にここではタッチ表面７がハウジング２と同一平面で終わるようにされてよい。カバーガラス６の長さ２１若しくはカバーガラス６の幅２２は、好ましくは凹部２０の寸法よりも小さい。それによってカバーガラス６は凹部２０に容易に挿入することができる。両面接着タブ１８は、カバーガラス６の不透明な部分領域１５に配置されている。
【００３９】
図２の分解図において、ハウジング２内の内部構成要素若しくはディスプレイ３が見えるように、カバーガラス６と両面接着タブ１８はハウジング２から離間して示されている。ここではハウジング２とディスプレイ３が斜め上方から見た図で示されているため、ディスプレイ３の表示面４が見える。カバーガラス６と両面接着タブ１８は、図２の表現では上方に旋回されているので、カバーガラス６の下側８と両面接着タブ１８が見える。
【００４０】
図３は、図１及び図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに従う工業用操作パネル１の断面図を詳細に示している。
【００４１】
以下、図２と図３を一緒に参照して、工業用操作パネル１の構造について説明する。
【００４２】
カバーガラス６がハウジング２の凹部２０よりも小さい寸法を有することにより、カバーガラス６を取り付けた状態では側面２３がハウジング２からわずかな間隔に配置され、それによりハウジング２と側面２３との間に隙間２４が生じる。この隙間２４は、好ましくはシーリング材２５で満たされている。シーリング材２５は、例えば高い柔軟性を有し、良好なシーリング効果を達成するシリコーン様材料であってよい。
【００４３】
カバーガラス６の凹部２０の深さ２６は、好ましくはカバーガラス６の厚さ２７と両面接着タブ１８の厚さ２８を合計した大きさにほぼ等しい。それによりカバーガラス６のタッチ表面７がハウジング２とほぼ同一平面で終わることが達成できる。
【００４４】
さらに、不透明な部分領域１５がカバーガラス６の下側８に配置された不透明層２９によって形成されているようにすることができる。この場合、不透明層２９は直接カバーガラス６上に塗布されてもよい。特に、不透明層２９は特別な印刷方法によってカバーガラス６に塗布されるようにすることができる。
【００４５】
特に図３からよく分かるように、不透明な部分領域１５はカバーガラス６の側面２３の１つを起点として、ディスプレイ３が配置されている領域まで延びているようにすることができる。以下、これを不透明な部分領域１５の延長部３０と呼ぶ。
【００４６】
図２から分かるように、工業用操作パネル１はカバーガラス６に作用する圧電素子３１を持つようにすることができる。さらにまた、カバーガラス６の変形を検出する力検出手段３２を設けることができる。圧電素子３１若しくは力検出手段３２がカバーガラス６の縁部領域に配置されているようにすることができる。圧電素子３１若しくは力検出手段３２が配置されているカバーガラス６の側面２３における不透明な部分領域１５の延長部３０は、カバーガラス６の残りの側面２３における不透明な部分領域１５の延長部３０よりも大きいと考えられる。この方策により、圧電素子３１若しくは力検出手段３２は不透明層２９によって覆われることができ、したがって工業用操作パネル１を組み立てた状態で操作者の視線から隠すことができる。
【００４７】
圧電素子３１は、カバーガラス６を動かすアクチュエータとして、したがって、カバーガラス６のタッチ表面７に触覚フィードバックを生成するために用いられる。この場合、圧電素子３１は、接着剤によってカバーガラス６の下面８に固定されているようにすることができる。言い換えれば。圧電素子３１はカバーガラス６とハウジング２との間に配置されてよい。
【００４８】
圧電素子３１は、例えば収縮又は膨張によって長さを変えることによりカバーガラス６内に曲げモーメントを導入できる。特に、圧電素子３１は電圧が印加されるとその長さを変えるようにすることができる。この圧電素子３１の長さの変化により、カバーガラス６に湾曲を生じさせることができる。特に、個々の圧電素子３１は、側面２３との間隔３４で配置され、且つ、相互の間隔３５で配置されるようになっている。圧電素子３１の側面２３との間隔３４は、関連する側面２３における両面接着タブ１８の幅３６よりも大きい。そうすることにより圧電素子３１は両面接着タブ１８から離間している。この方策により、圧電素子３１がカバーガラス６に作用すると、カバーガラス内に湾曲を生み出すことができ、それにより触覚フィードバックを与えることができる。
【００４９】
特に、圧電素子３１の側面２３との間隔３４は、５ｍｍ〜２００ｍｍ、特に３５ｍｍ〜７０ｍｍであるようにすることができる。
【００５０】
さらに図２から分かるように、圧電素子３１が配置されている側面２３における両面接着タブ１８の幅３６は、これと９０度の角度をなす側面２３における接着タブ１８の第２の幅３９よりも大きくすることができる。
【００５１】
さらに両面接着タブ１８には、接着層３８を受容するのに用いられる切り抜き部３７が形成されているようにすることができる。切り抜き部３７は、圧電素子３１の領域に形成されている。追加の接着層３８は、圧電素子３１によってカバーガラス６に力が加えられたときにカバーガラス６がハウジング２から剥がれないようにする役割を果たす。接着層３８は、工業用パネル１に液体状態で導入された後に硬化する接着剤によって形成されることが好ましい。特に、接着層３８は高い強度を有するようにされている。さらに、接着層３８はわずかな弾性を持たせてもよい。
【００５２】
工業用パネル１に接着層３８を導入するために、接着面１９に充填孔４０が配置されており、これを通して接着層３８を切り抜き部３７に導入することができる。これは例えばシリンジを使って行うことができる。さらに接着面１９に検査孔４１を形成することができ、これを通して接着層３８の正しい導入を検査することができる。特に複数の充填孔４０若しくは検査孔４１が設けられているようにすることができる。さらに、両面接着タブ１８内の切り抜き部３７は、カバーガラス６の下側８及び接着面１９と共に接着層３８を受容するための閉じた空洞部を形成することができる。
【００５３】
図３から特によく分かるように、圧電素子３１若しくは力検出手段３２がカバーガラス６の不透明な部分領域１５に配置されているようにすることができる。力検出手段３２は、カバーガラスの変形を検出する働きをするひずみゲージの形態で構成されてよい。さらに、力検出手段３２が接着剤によりカバーガラス６に固定されているようにすることができる。
【００５４】
さらに、力検出手段３２と圧電素子３１は、カバーガラス６に互いに並んで配置されていることが考えられる。
【００５５】
図２を参照して、工業用操作パネル１を製造するための可能な方法手順について説明する。
【００５６】
第１の方法ステップで、工業用操作パネル１の個々の構成要素を用意することができる。次の方法ステップでは、カバーガラス６の下側８に不透明層２９を設けることができる。
【００５７】
さらに次の方法ステップで、圧電素子３１と力検出手段３２を接着剤によってカバーガラス６の下側８に固定することができる。加えてタッチセンサー式入力手段５をカバーガラス６の下側８に取り付けることができる。これは例えば光学接着剤によって行うことができる。特に、透明な部分領域１４が形成されているカバーガラス６の下側８の領域にタッチセンサー式入力手段５を固定するようになっている。
【００５８】
続いてカバーガラス６の下側８に、両面接着タブ１８を貼り付けることができる。この場合、両面接着テープ１８は、切り抜き部３７が圧電素子３の近傍にあるようにカバーガラス６に配置される。もちろん、最初に両面接着テープ１８をカバーガラス６の下面８に貼り付け、続いて圧電素子３１と力検出手段３２をカバーガラス６に固定することも考えられる。
【００５９】
続いて、カバーガラス６はそれに配置された圧電素子３１及び力検出手段３２と共にハウジング２に挿入することができ、その際に両面接着テープ１８がカバーガラス６をハウジング２内に、特にその接着面１９に保持する。この場合、カバーガラス６は、カバーガラス６とハウジング２の間に隙間２４が形成されるようにハウジング２内に挿入される。
【００６０】
続く方法ステップで、カバーガラス６とハウジング２との間に生じた隙間２４にシーリング材２５を導入することができる。
【００６１】
さらに次の方法ステップで、充填孔４０を通して接着層３８を切り抜き部３７に導入することができ、検査孔４１によって接着層３８の正しい導入を確認することができる。
【００６２】
接着層３８は、例えばエポキシ樹脂によって形成されてよい。
【００６３】
図３から分かるように、工業用パネル１を組み立てた状態で、タッチセンサー式入力手段５がカバーガラス６の下面８に直接接するようにすることができる。カバーガラス６が動いている間の衝突を回避するために、タッチセンサー式入力手段５はディスプレイの表示面４との間隔４２に配置されているようにすることができる。
【００６４】
図３には、圧電素子３１がアクティブ化された状態も破線で示されており、その際に生じるカバーガラス６の湾曲が見える。
【００６５】
工業用操作パネル１の操作中は、操作者がカバーガラス６のタッチ表面７に指を置く位置が、タッチセンサー式入力手段５によって検出されるようにすることができる。操作者の指がタッチ表面７に作用する強さを、力検出手段３２によって把握できる。このために力検出手段３２によってカバーガラス６の変形が検出され、同時に指がタッチ表面７に触れる位置がタッチセンサー式入力手段５によって把握される。カバーガラス６の幾何学的寸法若しくはカバーガラス６の剛性、作用する力の位置、及び力検出手段３２で把握された力測定値を知ることにより、指によってカバーガラス６に加えられた作用力を逆算できる。
【００６６】
操作者から出された制御命令に関する触覚フィードバックを操作者に与えることができるようにするために、カバーガラス６が圧電素子３１によって変形するようにされている。圧電素子３１がカバーガラス６の側面２３との間隔３４に配置されていることによって、カバーガラス６は力を加えると圧電素子３１によって変形し、特に湾曲する。
【００６７】
この場合、圧電素子３１は所定の周波数でカバーガラス６に作用できる。
【００６８】
操作者によって加えられる作用力の他に、圧電素子３１によってカバーガラス６内に導入される変形も、力検出手段３２によって検出することができる。特に、圧電素子３１は、力検出手段３２によって検出された値を考慮して制御されることが考えられる。それにより、例えば圧電素子３１を適当に制御することにより、カバーガラス６内で発生する自励振動を補正することが可能である。そうすることによってカバーガラス６のタッチ表面７に操作者にとって明瞭に識別可能な触覚フィードバックを生成することができる。
【００６９】
さらに、工業用操作パネルの製造の過程で、カバーガラス６が圧電素子３１によって様々な周波数で動かされ、そのとき発生する力が力検出手段３２によって検出され記録されることも考えられる。力検出手段３２により検出されたこれらの値は、いわゆる目標値範囲として工業用操作パネル１の制御に保存することができ、それにより工業用パネル１若しくはカバーガラス６の新品状態における挙動が保存される。
【００７０】
工業用操作パネル１の動作中、力検出手段３２によって把握された値を保存されている目標値範囲と比較でき、それによりカバーガラス６の損傷若しくはカバーガラス６の接着の損傷、又はハウジング２の損傷を推定できる。
【００７１】
工業用操作パネル１の構成要素の損傷の検査は、例えば周期的な間隔で実行でき、操作者が工業用操作パネル１のタッチ表面７に触れていない状態で圧電素子３１によってカバーガラス６を動かす。代替的又は追加的に、触覚フィードバックが与えられている間に力検出手段３２によって把握された値と保存されている公称値範囲との比較が行われ、その際に目標値の範囲との比較において操作者の指でタッチ表面７に及ぼされる接触力が考慮される。
【００７２】
上記の安全措置が必要となり得るのは、特に圧電素子３１は動作中に高い電圧を有し、したがってカバーガラス６若しくは工業用操作パネル１の他の構成要素の破損が、操作者に高い危険を招く恐れがあるためである。特に湿気と結合すると、欠陥のある構成要素の場合、工業用サービスパネル１の高電圧素子から操作者への電圧フラッシュオーバーが発生する可能性がある。
【００７３】
以上の実施形態は可能な変形例を示すものであり、この箇所で言っておくと、本発明は特別に図示された本発明の実施態様に制限されておらず、個々の実施態様を互いに種々組み合わせることが可能であり、この変形可能性は本発明による技術的行為に関する教示に基づき当該技術分野に従事する当業者の能力の範囲内にある。
【００７４】
保護の範囲は請求項によって規定されている。しかしながら請求項を解釈するために詳細な説明と図面が援用される。図示及び説明された種々の実施例に基づく個別特徴又は特徴の組合せは、それ自体で独自の発明による解決をなすことができる。独自の発明による解決の根底にある課題は、詳細な説明から読み取ることができる。
【００７５】
本発明の説明において値の範囲に関するすべての指示は、当該範囲内のすべての任意の部分範囲を含むものと理解すべきである。例えば１〜１０という指示には、下限１を起点として上限１０に至るまでのすべての部分範囲が含まれていると理解すべきである。即ち、すべての部分範囲は、例えば１〜１．７又は３．２〜８．１又は５．５〜１０のように、下限の１又はそれ以上から始まって上限の１０又はそれ以下で終わる。
【００７６】
念のため最後に指摘しておくと、構造を理解しやすくするために、構成要素は一部縮尺通りではなく、及び／又は拡大及び／又は縮小して表現された。
【符号の説明】
【００７７】
１    工業用パネル
２    ハウジング
３    ディスプレイ
４    表示面
５    タッチセンサー式入力手段
６    カバーガラス
７    タッチ表面
８    下側
９    ディスプレイ用凹部
１０    ディスプレイの幅
１１    ディスプレイの長さ
１２    凹部の幅
１３    凹部の長さ
１４    透明な部分領域
１５    不透明な部分領域
１６    透明な部分領域の長さ
１７    透明な部分領域の幅
１８    両面接着テープ
１９    接着面
２０    カバーガラス用凹部
２１    カバーガラスの長さ
２２    カバーガラスの幅
２３    側面
２４    隙間
２５    シーリング材
２６    カバーガラス用凹部の深さ
２７    カバーガラスの厚さ
２８    両面接着テープの厚さ
２９    不透明層
３０    不透明な部分領域の延長部
３１    圧電素子
３２    力検出手段
３４    圧電素子と側面の間隔
３５    圧電素子相互の間隔
３６    接着テープの幅
３７    切り抜き部
３８    接着層
３９    接着テープの第２の幅
４０    充填孔
４１    検査孔
４２    間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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