专利名称：备有片材成形按键单元的控制面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及备有使通用的片材成形而做成的片材成形按键单元的控制面板及其制造方法。更详细地说，涉及备有由把热塑性合成树脂片材热成形而做成的成形片材做成的片材成形按键单元的控制面板及其制造方法。
随着近年来计算机关联装置、通信装置的普及，要求向这些装置输入输出信息用的控制面板等输入操作部，不牺牲操作性而且极端的低成本化。另一方面，在电子元件的高精度化的同时，为了防尘、防止静电引起的电子元件的破损而要求密封性。例如，便携式电话机等电子装置中所使用的元件的控制面板，就为了以低成本普及这些电子装置而要求其极端的降低成本，而且还要求前述的机械方面、电气方面诸功能的提高。
本申请人，为此提出过使用片材的电子装置的控制面板(日本专利公开特开平9-259696号公报，特开平9-259697号公报)。在所提出的方案中，控制面板与按键的组装采用机械组装结构。如果采用此一机械组装结构，则结构变得复杂，而且零件数增加。
本发明，是基于这种技术背景而做成的，是实现下述目的的。
本发明的目的在于提供一种控制面板及其制造方法，它备有把对片材热成形所制造的成形片与控制面板制成一体、使工序数减少的片材成形按键单元。
本发明的另一个目的在于提供一种控制面板及其制造方法，它备有可以实现低廉化的片材成形按键单元。
本发明的又一个目的在于提供一种控制面板及其制造方法，它备有批量生产性优良的片材成形按键单元。
为了解决前述课题而采用以下手段。
本发明第一方案的备有片材成形按键单元的控制面板，其构成包括插入电子装置等的控制面板部件(3)的开口部(8)中的按键(4)；以及固定于前述控制面板部件(3)，靠弹性地挠曲来把前述按键支持于前述控制面板部件(3)，而且成为前述按键的外皮地成形的热塑性合成树脂的成形片(23)。
前述成形片(23)与前述控制面板部件(3)可以通过热粘接固定成一体。所谓热粘接，是指从热塑性合成树脂的内部或外部进行加热，把两个部件连接固定。具体地说，是推压加热了的构件使之变形而铆接的方法，借助于超声波振动能量的超声波焊接。
本发明第二方案的备有片材成形按键单元的控制面板，其构成包括插入电子装置等的控制面板部件(3)的开口部(8)中的按键主体(45)；以及固定于前述控制面板部件(3)，靠弹性地挠曲来把前述按键主体(45)支持于前述控制面板部件(3)，而且前述按键主体(45)被固定成形的热塑性合成树脂的成形片(42)。
前述成形片与前述控制面板部件(3)可以通过热粘接固定成一体。所谓热粘接，是与前述含义同样的含义。
本发明第一方案的备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，由以下工序构成。也就是说，通过热成形，在单体片材(10)上形成多个成为按键外皮的凹部，而做成成形片(23)；把前述成形片(23)插入注射成形金属模(20、25)内，把熔融树脂填充到前述凹部，制成按键片(24)；通过热粘接把前述按键片(24)整体地固定于控制面板(3)。
本发明第二方案的备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，由以下工序构成。也就是说，通过热成形，在单体片材(10)上做成成形片(42)；通过热粘接把前述成形片(42)、按键主体(45)以及前述控制面板(3)固定在一起。所谓前述热粘接，是与前述含义同样的含义。
对附图简单说明如下
图1是采用本发明的便携式电话机的透视图。
图2是成为按键的外皮的印刷了的单体片材的俯视图。
图3(a)～(d)是由单体片材热成形为成形片的工序的说明图。
图4(a)～(c)是表示由成形片制造按键片的过程的剖视图。
图5是表示作为第1实施例的电子装置的控制面板的结构的剖视图。
图6(a)～(b)是表示通过热铆接把按键片与壳体盖固定在一起的结构的剖视图。
图7是表示作为第2实施例的电子装置的控制面板的结构的剖视图。
下面说明本发明的实施例。
〔第1实施例〕说明把本发明的电子装置的控制面板用于便携式电话机的例子。图1中所示者，是备有本发明的控制面板的便携式电话机的透视图。便携式电话机1由合成树脂制的电话机主体2构成，在此一电话机主体2内，内装着实现电话的功能的集成电路等电子装置。
电话机主体2由两体组成，靠在其厚度的中心的分割面6一分为二。在电话机主体2的正面配置着壳体盖3，在其背面配置着背面主体5。壳体盖3是实现控制面板的功能和作为电话机主体2两者的功能者，配置多个按键4而构成按键群7。壳体盖3和背面主体5，靠小螺钉或缺口等固定机构固定成一体。
(显示部的印刷)在壳体盖3内，设置着下文述及的按键4。下面，就此一制造方法进行详细描述。作为按键4的外皮使用图2的俯视图中所示的那种作为均一的片材的单体片材10。单体片材10是例如厚度0.25mm～0.8mm左右的透明体，或半透明体，也就是透光性的切割成矩形的薄膜状的热塑性合成树脂。具体地说，可以用聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与PC的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PBT、ABS树脂、聚氨酯(PUR)等树脂。单体片材10最好是抗拉强度高而不容易破损的、由众多的制造商批量生产并且极其廉价地市场上销售的通用品。
在单体片材10的表面上，配置着多个数字、文字、符号等的显示部13。显示部13，从背面印刷而作为印刷层11来形成。如图3(a)中所示，在把单体片材10的各印刷层11朝向上面的状态(图示上)下，在手指接触部9的背面的位置上印刷必要的显示部13作为印刷层11。但是，此一印刷层11，可以仅空出数字、文字、符号等的显示部13而在单体片材10的整个表面上作为底色进行印刷，也可以是多色的。因为单体片材10为透明材料，所以可以从背面用合成树脂材料的颜色来显示显示部13。
此一印刷层11的印刷，用丝网印刷等公知的印刷手段来进行。因为单体片材10是平板，所以存在着对此一表面的印刷不需要特别的装置而可以容易地进行的优点。在单体片材10的上下位置上，配置着定位孔12。为了把单体片材10的与各印刷层11相对应的部分作为按键群来使用，当各印刷层11的背面侧作为按键4被形成时，通过下文述及的热成形来凸状地热成形为手指接触部9。
(热成形)下面，就通过压力真空成形(压力成形)进行按键片的成形时的成形步骤进行说明。图3(a)～(d)是在单体片材10上形成成为凸状的背面侧的凹状部的工序的说明图。使印刷结束后的单体片材10的印刷层11朝上地放置在金属模15上。此一在金属模15上的放置，如图3(b)中所示，热成形用凹部16被形成之后与各印刷层11相对应地配置在单体片材10的正下面。在金属模15的正上方配置着接合面为平面状的加热板17。
如图3(c)中所示，把定位销(未画出)配合在单体片材10的定位孔12中，使金属模15的热成形用凹部16分别与单体片材10的印刷层11相对应地放置在金属模15的上面。在把加热板17压接在单体片材10的上面的状态下，加热单体片材10使之软化。
在软化了的状态的单体片材10的上面，一边从加热板17一侧供给1kg/cm2以下的压缩空气，一边从金属模15的下方排出热成形用凹部16内的空气，来吸引单体片材10的下面侧。通过此一吸引和加热，形成与各印刷层11相对应的多个片材凹状部14。借此，如图3(d)中所示，形成单体片材10的各印刷层11位于片材凹状部14的底面内侧(凸状的背面)，其对峙侧的正面成为按键4的手指接触部9，也就是成为按键4的外皮的成形片23。
再者，此一手指接触部9按照按键4的形状来成形，可以形成为矩形、圆形或椭圆形等任意形状。此外，单体片材10的热成形，也可以不是压力真空成形，而是把热塑性片材固定在金属模上，用加热器加热，靠真空把软化了的片材吸附到模上而成形的真空成形。也可以是把加热板17制成凸型，插入金属模15的凹部者。
(按键内部的注射成形)图4(a)～(c)是树脂通过注射成形填充到在成形片23上所形成的各片材凹状部14内的工序的说明图。如图4(a)中所示，把形成了多个片材凹状部14的成形片23的手指接触部9插入配置在可动侧模板20空腔18中所形成的空腔凹部22中。在插入空腔凹部22的状态下，把成形片23放置在可动侧模板20或固定侧模板25上，在此一状态下使两模压接。这样构成，即在把可动侧模板20与固定侧模板25压合的状态下，使固定侧模板25的浇口26与成形片23的各片材凹状部14相对应地连通。
图4(b)示出可动侧模板20的接合面。如图4(c)中所示，熔融树脂27经由浇口26供给到成形片23的各片材凹状部14内，这些填充到与成形片23的表面平齐而完成配置了凸状的按键群7的按键片24。但是，一部分片材凹状部14制成内部空洞的状态。
填充到片材凹状部14中的合成树脂，根据对工程塑料或合成树脂弹性体等按键所要求的特性任意地选择。最好是，成形片23和所注射的熔融树脂27选择使用相互热焊接的合成树脂材料。
(按键对控制面板的组装)下面，说明把此一完成了的按键片24装入控制面板时的组装方法。图5是表示把作为第1实施例的按键片24固定于电子装置的控制面板时的状态的剖视图。按键片24的各按键4从壳体盖3的开口部8突出地插入配置着。在壳体盖3的内部的背面，包围各开口部8地形成加强肋30。
在加强肋30的端面31上，热焊接着按键片24的固定部32。此一热焊接为超声波焊接，如果超声波焊接把超声波振动能量赋予固定部32，则在加强肋30的端面31与按键片24的接合面处机械的振动上变化，在接合面上产生摩擦热，使该部分熔融并焊接之，把两者焊接起来。
图6是用热铆接来进行加强肋30的端面31与按键片24的接合的例子。在加强肋30的端面31上形成突起35。在按键片24的固定部32上预先形成孔36。当把按键片24组装于壳体盖3时，把按键片24的孔36套在突起35上。接着，把加热了的铆接工具37靠上去把突起35的前端压扁，形成铆接部38，使壳体盖3与按键片24相接合。
铆接部38，在各开口部8的周围多个部位配置着。由于壳体盖3与按键片24被整体地单元化，而且加强肋30的端面31与按键片24的接合被热焊接，所以异物、湿气等不能从外部侵入到电子装置的内部。在按键片24的未填充树脂的片材凹状部14中，插入配置着操作器39。按键4经由操作器39驱动安置在印刷基板40上的开关元件41等。
〔第2实施例〕图7表示第2实施例，是表示把另一个按键片固定于电子装置的控制面板时的状态的剖视图。前述第1实施例的按键片24，通过注射成形把主体部分填充到了按键4的内部。本第2实施例，按键主体45是把在另外的工序中做成的东西通过焊接固定于成形片42者。通过像前述那样的热成形，把单体片材10热成形成图7中所示的截面结构那样的形状，制成容易变形的成形片42。
另一方面，预先用工程合成树脂这样的材料成形按键主体45之后，制成单个的按键主体45。在按键主体45的下面，整体地形成圆筒形的操作器46。在热成形的成形片42上，根据按键主体45的配置开有孔43。按键主体45的操作器46插入此一孔43中。成形片42的固定部44，与加强肋30的端面31被热焊接。同样，按键主体45的下表面与成形片42的上表面也被热焊接。这些热焊接，虽然最好是超声波焊接，但是也可以如前所述为通过热铆接进行的方法。
〔其他实施例〕虽然在前述实施例中，说明了按键配置在便携式电话机的壳体盖中的例子，但是其他的构件也可以实现支持按键的同样的功能。因而，在本发明中，也把这些构件统称为控制面板。再者，本第2实施例的显示部，用前述方法印刷在成形片42上，或者印刷在按键主体45的上表面或下表面上。
把显示部配置在成形片42上，按键主体45可以为透明材料，在有印刷层的成形片42与按键主体45的超声波焊接的场合，为了提高焊接性能可以使底色剂混入印刷层。
进而，在前述实施例中，壳体盖3的加强肋30的端面31与按键片24的固定部32为超声波焊接。可是，也可以不是热焊接而是预先在加强肋30上涂布硅类底漆等底色剂，夹着它们热焊接。进而，也可以当在注射成形的熔融树脂的温度低的状态下注射成形时，不是热焊接而是借助于粘接作用使两者结合。
在此一场合，预先把粘接剂涂布在壳体盖3的加强肋30上，并与按键片24的固定部32粘接。此时，按键片24与壳体盖3不是热焊接，而是成为两者主要通过粘接作用结合起来。因而，壳体盖3不仅是工程塑料，也可以是通过注射成形来成形的镁合金，通过塑性加工来成形的金属板，用压铸法做成的压铸用合金等。
前述者是把加热了的铆接工具37靠上去来把突起35的前端压扁，形成铆接部38，使壳体盖3与按键片24相接合者。在壳体盖3为金属的场合，铆接工具37也可以不是加热了的，而是通常的铆接工具37。借助于铆接工具37，突起35的一部分塑性变形，把按键片24固定于壳体盖3。
像以上详细描述的那样，本发明可以以较少的工序实现机密性良好的控制面板及其制造。此外，由于按键的显示部被外皮所覆盖，或者配置在背面，所以可以防止手指的接触引起的污染、剥离等。
权利要求
1.一种备有片材成形按键单元的控制面板，其构成包括插入电子装置等的控制面板部件(3)的开口部(8)中的按键(4)；固定于前述控制面板部件(3)，靠弹性地挠曲来把前述按键支持于前述控制面板部件(3)，而且成为前述按键的外皮地成形的热塑性合成树脂的成形片(23)。
2.权利要求1中所述的备有片材成形按键单元的控制面板，其特征在于前述控制面板部件(3)为热塑性合成树脂，前述成形片(23)和前述控制面板部件(3)，借助于通过加热来塑性变形而进行的热粘接固定成一体。
3.权利要求1中所述的备有片材成形按键单元的控制面板，其特征在于前述控制面板部件(3)为金属制，前述成形片(23)和前述控制面板部件(3)，借助于使前述控制面板部件(3)塑性变形而进行的铆接固定成一体。
4.权利要求2中所述的备有片材成形按键单元的控制面板，其特征在于前述热粘接的部分是借助于超声波振动能量的超声波焊接者。
5.一种备有片材成形按键单元的控制面板，其构成包括插入电子装置等的控制面板部件(3)的开口部(8)中的按键主体(45)；固定于前述控制面板部件(3)，靠弹性地挠曲来把前述按键主体(45)支持于前述控制面板部件(3)，而且前述按键主体(45)被固定成形的热塑性合成树脂的成形片(42)。
6.权利要求5中所述的备有片材成形按键单元的控制面板，其特征在于前述控制面板部件(3)为热塑性合成树脂，前述成形片和前述控制面板部件(3)，借助于通过加热来塑性变形而进行的热粘接固定成一体。
7.权利要求6中所述的备有片材成形按键单元的控制面板，其特征在于前述热粘接的部分是借助于超声波振动能量的超声波焊接者。
8.一种备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，其特征在于通过热成形，在热塑性合成树脂的单体片材(10)上成形多个成为按键外皮的凹部，而做成成形片(23)；把前述成形片(23)插入注射成形金属模(20、25)内，把熔融树脂填充到前述凹部，制成按键片(24)，通过热粘接把前述按键片(24)整体地固定于控制面板部件(3)。
9.一种备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，其特征在于通过热成形，在热塑性合成树脂的单体片材(10)上做成成形片(42)；通过热粘接，把前述成形片(42)、按键主体(45)以及热塑性合成树脂的控制面板(3)固定在一起。
10.权利要求8或9中所述的备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，其特征在于前述热粘接是借助于超声波振动能量的超声波焊接者。
11.权利要求8或9中所述的备有片材成形按键单元的控制面板的制造方法，其特征在于前述控制面板部件(3)为金属制，前述成形片(23、42)和前述控制面板部件(3)，借助于使前述控制面板部件(3)塑性变形而进行的铆接固定成一体。
全文摘要
一种备有片材成形按键单元的控制面板及其制造方法,以市场上销售的透光性的热塑性合成树脂的单体片材(10)为基体来使用,在此一单体片材(10)的正面上形成所形成的各印刷层(11)位于背面内侧的片材凹状部(14)而做成成形片。把合成树脂填充到这些片材凹状部做成备有按键(4)的按键片(24)。借助于超声波把按键片(24)热焊接到壳体盖(3)的背面而把两者制成整体的单元。采用本发明,满足密闭性、明了性、操作性,并实现廉价化。
文档编号B29C45/14GK1262989SQ00101610
公开日2000年8月16日 申请日期2000年1月20日 优先权日1999年1月27日
发明者成富正德 申请人:大成普拉斯株式会社