製造電氣開關元件的方法
2023-05-03 12:40:56 1
製造電氣開關元件的方法
【專利摘要】一種製造電氣開關元件的方法，該方法包括：(a)提供具有至少一個開口（16）的一個外殼（10）；(b)通過將一種導電材料注射模製到所述外殼（10）中來形成至少一個連接器元件（30），這樣使得該連接器元件延伸穿過所述外殼的該開口（16），並且包括位於該外殼的內部的一個第一末端（32）和終止於該外殼的外部的一個第二末端（34）；(c)將包括一個傳感器元件（40）的一個電路板（20）安裝到該外殼（10）上，這樣使得該連接器元件（30）的該第一末端（32）接觸該傳感器元件（40）。
【專利說明】製造電氣開關元件的方法
[0001]本發明涉及一種製造電氣開關元件的方法。
[0002]在其中傳感器元件被安裝在印刷電路板上的電氣開關元件中，必須在電路板與使用者接口(如操作面板)之間提供導電通路。如果傳感器是電容式觸摸傳感器，則傳感器包括被安裝在印刷電路板上的若干單獨的傳感器元件，必須提供從使用者接口到這些傳感器元件的分開的導電通路，從而使得觸摸使用者接口引起傳感器電容的改變。
[0003]在已知的開關安排中，當存在多個傳感器或者還對於包括多個單獨傳感器元件的單一傳感器時，需要提供多個單獨的導電通路，但由於不得不組裝多個單獨零件，這常常是難以實現的。
[0004]本發明的一個目標在於提供一種能夠以成本有效的方式實施的製造電氣開關元件的方法
[0005]遵照本發明，這個目標是通過一種製造電氣開關元件的方法來解決的，該方法包括:
[0006](a)提供具有至少一個開口的一個外殼，
[0007](b)通過將一種導電材料注射模製到所述外殼中來形成至少一個連接器元件，這樣使得該連接器元件延伸穿過所述外殼的第一開口，並且包括位於該外殼的內部的一個第一末端和終止於該外殼的外部的一個第二末端；
[0008](C)將包括一個傳感器元件的一個電路板安裝到該外殼上，這樣使得該連接器元件的該第一末端接觸該傳感器元件。
[0009]由於在本發明的方法中該連接器元件(或者如果該安排包括多個連接器元件，所有的連接器元件)是通過注射模製形成的這一事實，所以不需要單獨的組裝步驟來安裝連接器元件。此外，在這種方法中，因為注射模製該導電材料以使得連接器元件延伸穿過外殼的第一開口提供了包括外殼和一個或多個連接元件的整體結構，因此外殼內的該一個或多個連接器元件的位置是固定的。
[0010]本發明的多個優選實施例在從屬權利要求中進行限定。
[0011]提供具有至少一個開口的外殼的步驟優選包括注射模製一種塑料材料以便形成該外殼。不僅注射模製連接器元件而且注射模製外殼提供了一種允許以成本有效的方式來製造同樣複雜的外殼形狀的廉價且有效的方法。雖然可以使用不同的模製裝置來一方面製造塑料外殼並且另一方面形成連接器元件，但這些步驟也可以在單一模製裝置中進行，只要這種模製裝置裝備有用於向模具的選定區域選擇性地供應模製材料的裝置，如用於關閉模具的選定區域的澆口，或者包括旋轉臺或移位板以便順序地模製有待製造的部件的選定區域的模製裝置。
[0012]優選地，外殼的尺寸被確定成用於容納電路板，從而使得外殼和電路板可以被組合以形成單一組件。
[0013]在優選實施例中，外殼配備有用於將電路板與外殼對準的裝置以便於電氣開關元件的組裝。這類對準裝置可以包括例如在外殼和電路板之一處提供的多個對準銷或凸出部，在電氣開關元件的組裝好的狀態下，這些對準銷或凸出部與在外殼和電路板中的相應另一處提供的相應的凹陷相配合。
[0014]為防止電路板相對於外殼錯位，外殼和電路板優選被設計成使得只能以單一取向將電路板安排在所述外殼內。這可以通過將對準裝置設計成不對稱來實現。
[0015]在一個特別優選的實施例中,外殼與印刷電路板的對準是通過將外殼和電路板的尺寸確定為使得外殼配合圍繞在電路板的周邊來提供的。在這種方法中，這些連接器元件與在印刷電路板上固有地提供的這些傳感器元件的對準是簡單地通過使電路板配合在外殼中來提供的。
[0016]可以通過經由卡扣配合連接而將電路板安裝在外殼內來進一步便於電氣開關元件的組裝。這可以通過在外殼的接觸印刷電路板的外邊緣的壁中提供當印刷電路板被插入到外殼中時必須經過的多個凸出部來實現。在電路板的插入過程中，外殼壁的相應區域暫時變形，但一旦印刷電路板已經過凸出部，外殼壁的相應區域就呈現其初始形狀。
[0017]在優選的實施例中，在外殼中形成多個開口並且多個連接器元件被注射模製到外殼中，以便提供通向在電路板上提供的多個傳感器元件的導電通路。與已知的組裝包括多個傳感器元件的電氣開關元件的方法(其中使用連接器元件如導電彈簧來在提供在電路板上的每個傳感器元件與使用者接口之間提供導電通路)相反，在本方法的這類實施例中，所有的所需連接器元件可以在單一製造步驟中通過將一種導電材料注射模製到外殼中形成。本方法的這個實施例特別適合用於形成以下開關安排:這些開關安排包括多個傳感器，或者包括由多個傳感器元件組成的、當使用者靠近或觸摸相應的使用者接口時其電容改變的一個電容式傳感器。
[0018]優選地，當組裝該開關元件時，提供使用者接口的一個面板元件被安裝成使得這些連接器元件的第二末端(即，這些連接器元件的終止於外殼的外部的末端)終止於該面板元件處。依賴於所使用的傳感器元件的類型，面板元件可以由導電材料或非導電材料製成。因此，例如，如果傳感器包括一個電容式傳感器，那麼面板元件可以包括一個薄的材料層，如玻璃薄片或塑料箔片(如PMMA箔片)，該薄的材料層具有足以允許這些傳感器元件檢測到由使用者靠近或觸摸面板元件處的使用者接口所致的電容改變的介電常數(permitivity)。
[0019]雖然可以使用各種材料來形成連接器元件，但優選的材料包括導電橡膠或導電塑料材料。
[0020]下面將通過參照附圖來描述本發明的優選實施例，在附圖中
[0021]圖1是一個電開關元件在製造過程中的垂直截面視圖；
[0022]圖2是圖1的開關元件處於完全組裝好的狀態下的垂直截面視圖；並且
[0023]圖3是通過本發明的方法製造的電氣開關元件的水平截面視圖。
[0024]在圖1中不出了一個外殼10,該外殼包括多個側壁12和一個頂壁14,在該頂壁中提供了多個開口 16。雖然外殼10可以具有任何形狀，但在圖1中所示的實施例中，側壁12和頂壁14被配置成用於形成一個總體上矩形的箱形外殼，該箱形外殼具有一個用於容納印刷電路板20的開放底部。電路板20包括多個傳感器元件40以及任何所需的多個另外的部件22和24，它們一起形成一個傳感器電路。
[0025]為了在使用者接口(在圖1中該使用者接口將位於外殼10的頂壁14處)之間提供一個導電通路，多個連接器元件30被提供成使得該連接器元件30的第一末端32位於外殼12的內部並且第二末端34終止於外殼12的外部。
[0026]由於連接器元件30是通過將一種導電材料注射模製到外殼12中形成的，所以連接器元件30填充提供在外殼10的頂壁14中的這些開口 16，並且因此與外殼12形成一個
整體單元。
[0027]圖2示出當印刷電路板20處於完全安裝好的狀態下，即，已被進一步插入到外殼12的內部使得連接器元件30的第一末端32接觸提供在印刷電路板20上的傳感器元件40時圖1的組件。
[0028]為了將印刷電路板20保持在完全組裝好位置的適當位置，側壁12配備有限定印刷電路板20可以插入到外殼12中多遠的多個停止件42。印刷電路板20在外殼12內的固定是由當電路20被插入到外殼12中時必須經過的多個凸出部44來提供的。因此多個停止件42和多個凸出部44配合來限定一個用於容納印刷電路板20的間隙46。代替提供多個單獨的停止件42和凸出部44(這些停止件和凸出部可以位於外殼10內的任何所希望的位置)，側壁12可以配備有一個連續凹槽或多個凹槽以用於容納印刷電路板20的外周緣。
[0029]在圖2中所示的實施例中，多個凸出部44提供了外殼10與印刷電路板20之間的卡入連接，其中，將印刷電路板20經過凸出部44推壓到外殼10中引起外殼10的暫時變形，其中一旦電路板20已經過凸出部44則外殼10呈現其初始形狀。
[0030]在圖2中進一步示出了一個面板元件50，該面板元件提供了用於激活多個傳感器元件40的一個使用者接口。面板元件50可以被設計成用於覆蓋多個電氣開關元件和/或容納多個另外的操作元件，如開關、顯示器等。為了向使用者提供有關開關元件的操作的信息，面板元件50可以配備有光學指示。因此，如果面板元件50包括例如一層PMMA箔片並且尤其是透明PMMA箔片的話，那麼該箔片可以印刷在例如面板元件的底側，以便提供使用者應該在何處觸摸面板元件50以便激活電氣開關元件的一個指示。
[0031]圖3是一個電氣開關安排的水平截面視圖，該電氣開關安排包括安裝在印刷電路板20上的若干傳感器，該印刷電路板包括由電氣線路28連接的多個電子元件26。如圖3中所示，該安排包括兩個傳感器元件40以及一個圓形傳感器元件50，這兩個傳感器元件以及該圓形傳感器元件與一個同心環形傳感器元件52 —起形成一個電容式傳感器。
[0032]印刷電路板20具有一個總體上矩形的形狀，以便防止當將電路板配合到外殼12中時電路板的錯位，電路板在其一側包括一個凹陷部60，該凹陷部與外殼側壁12的向內伸出到凹陷部60中的相應部分62接合。
【權利要求】
1.製造電氣開關元件的方法，該方法包括: (a)提供具有至少一個開口(16)的一個外殼(10)， (b)通過將一種導電材料注射模製到所述外殼(10)中來形成至少一個連接器元件(30)，這樣使得該連接器元件延伸穿過所述外殼的該開口( 16)，並且包括位於該外殼的內部的一個第一末端(32)和終止於該外殼的外部的一個第二末端(34)； (c)將包括一個傳感器元件(40)的一個電路板(20)安裝到該外殼(10)上，這樣使得該連接器元件(30 )的該第一末端(32 )接觸該傳感器元件(40 )。
2.如權利要求1所述的方法，其中步驟(a)包括注射模製一種塑料材料以便形成所述外殼(10)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述外殼(10)的尺寸被確定為用來容納所述電路板(20)。
4.如以上權利要求中任一項所述的方法，其中在步驟(a)中，所述外殼(10)配備有用於將所述電路板(20)與所述外殼(10)對準的裝置(12 ;62)。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述外殼(10)和所述電路板(20)被設計成使得可以按單一取向將所述電路板(20)安排在所述外殼內。
6.如權利要求4或5所述的方法，其中所述外殼(10)的尺寸被確定為用於配合圍繞所述電路板(20)的周邊。
7.如權利要求6所述的方法，其中在步驟(c)中，所述電路板(20)是通過卡扣配合連接而安裝在所述外殼(10)內。
8.如以上權利要求中任一項所述的方法，其中 -步驟(a)包括在所述外殼(10)中形成多個開口( 16)， -步驟(b)包括注射模製多個連接器元件(30)，每一個連接器元件都延伸穿過所述開口(16)中的一個並且包括位於該外殼的內部的第一末端(32)和終止於該外殼的外部的一個第二末端(34);並且 -步驟(c)包括將包括多個傳感器元件(40)的一個電路板(20)安裝到該外殼(10)，這樣使得每個連接器元件(30)都接觸所述傳感器元件中的一個。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述傳感器元件(40)被安排成用於形成一個電容式傳感器元件。
10.如以上權利要求中任一項所述的方法，進一步包括安裝提供了一個使用者接口的一個面板元件(50)，這樣使得所述連接器元件(30)中的每一個的第二末端(34)終止於所述面板元件。
11.如權利要求10所述的方法，其中該面板元件(50)包括覆蓋該或這些連接器元件(30)的一層塑料箔片。
12.如權利要求11所述的方法，其中該面板元件(50)包括一層PMMA箔片。
13.如以上權利要求中任一項所述的方法，其中步驟(b)包括注射模製一種導電橡膠或一種導電塑料材料。
【文檔編號】H01H13/06GK103748790SQ201280040214
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年6月19日 優先權日:2011年7月1日
【發明者】T·魏德納 申請人:伊萊克斯家用產品公司