制造电气开关元件的方法
【专利摘要】一种制造电气开关元件的方法，该方法包括：(a)提供具有至少一个开口（16）的一个外壳（10）；(b)通过将一种导电材料注射模制到所述外壳（10）中来形成至少一个连接器元件（30），这样使得该连接器元件延伸穿过所述外壳的该开口（16），并且包括位于该外壳的内部的一个第一末端（32）和终止于该外壳的外部的一个第二末端（34）；(c)将包括一个传感器元件（40）的一个电路板（20）安装到该外壳（10）上，这样使得该连接器元件（30）的该第一末端（32）接触该传感器元件（40）。
【专利说明】制造电气开关元件的方法
[0001]本发明涉及一种制造电气开关元件的方法。
[0002]在其中传感器元件被安装在印刷电路板上的电气开关元件中，必须在电路板与使用者接口(如操作面板)之间提供导电通路。如果传感器是电容式触摸传感器，则传感器包括被安装在印刷电路板上的若干单独的传感器元件，必须提供从使用者接口到这些传感器元件的分开的导电通路，从而使得触摸使用者接口引起传感器电容的改变。
[0003]在已知的开关安排中，当存在多个传感器或者还对于包括多个单独传感器元件的单一传感器时，需要提供多个单独的导电通路，但由于不得不组装多个单独零件，这常常是难以实现的。
[0004]本发明的一个目标在于提供一种能够以成本有效的方式实施的制造电气开关元件的方法
[0005]遵照本发明，这个目标是通过一种制造电气开关元件的方法来解决的，该方法包括:
[0006](a)提供具有至少一个开口的一个外壳，
[0007](b)通过将一种导电材料注射模制到所述外壳中来形成至少一个连接器元件，这样使得该连接器元件延伸穿过所述外壳的第一开口，并且包括位于该外壳的内部的一个第一末端和终止于该外壳的外部的一个第二末端；
[0008](C)将包括一个传感器元件的一个电路板安装到该外壳上，这样使得该连接器元件的该第一末端接触该传感器元件。
[0009]由于在本发明的方法中该连接器元件(或者如果该安排包括多个连接器元件，所有的连接器元件)是通过注射模制形成的这一事实，所以不需要单独的组装步骤来安装连接器元件。此外，在这种方法中，因为注射模制该导电材料以使得连接器元件延伸穿过外壳的第一开口提供了包括外壳和一个或多个连接元件的整体结构，因此外壳内的该一个或多个连接器元件的位置是固定的。
[0010]本发明的多个优选实施例在从属权利要求中进行限定。
[0011]提供具有至少一个开口的外壳的步骤优选包括注射模制一种塑料材料以便形成该外壳。不仅注射模制连接器元件而且注射模制外壳提供了一种允许以成本有效的方式来制造同样复杂的外壳形状的廉价且有效的方法。虽然可以使用不同的模制装置来一方面制造塑料外壳并且另一方面形成连接器元件，但这些步骤也可以在单一模制装置中进行，只要这种模制装置装备有用于向模具的选定区域选择性地供应模制材料的装置，如用于关闭模具的选定区域的浇口，或者包括旋转台或移位板以便顺序地模制有待制造的部件的选定区域的模制装置。
[0012]优选地，外壳的尺寸被确定成用于容纳电路板，从而使得外壳和电路板可以被组合以形成单一组件。
[0013]在优选实施例中，外壳配备有用于将电路板与外壳对准的装置以便于电气开关元件的组装。这类对准装置可以包括例如在外壳和电路板之一处提供的多个对准销或凸出部，在电气开关元件的组装好的状态下，这些对准销或凸出部与在外壳和电路板中的相应另一处提供的相应的凹陷相配合。
[0014]为防止电路板相对于外壳错位，外壳和电路板优选被设计成使得只能以单一取向将电路板安排在所述外壳内。这可以通过将对准装置设计成不对称来实现。
[0015]在一个特别优选的实施例中,外壳与印刷电路板的对准是通过将外壳和电路板的尺寸确定为使得外壳配合围绕在电路板的周边来提供的。在这种方法中，这些连接器元件与在印刷电路板上固有地提供的这些传感器元件的对准是简单地通过使电路板配合在外壳中来提供的。
[0016]可以通过经由卡扣配合连接而将电路板安装在外壳内来进一步便于电气开关元件的组装。这可以通过在外壳的接触印刷电路板的外边缘的壁中提供当印刷电路板被插入到外壳中时必须经过的多个凸出部来实现。在电路板的插入过程中，外壳壁的相应区域暂时变形，但一旦印刷电路板已经过凸出部，外壳壁的相应区域就呈现其初始形状。
[0017]在优选的实施例中，在外壳中形成多个开口并且多个连接器元件被注射模制到外壳中，以便提供通向在电路板上提供的多个传感器元件的导电通路。与已知的组装包括多个传感器元件的电气开关元件的方法(其中使用连接器元件如导电弹簧来在提供在电路板上的每个传感器元件与使用者接口之间提供导电通路)相反，在本方法的这类实施例中，所有的所需连接器元件可以在单一制造步骤中通过将一种导电材料注射模制到外壳中形成。本方法的这个实施例特别适合用于形成以下开关安排:这些开关安排包括多个传感器，或者包括由多个传感器元件组成的、当使用者靠近或触摸相应的使用者接口时其电容改变的一个电容式传感器。
[0018]优选地，当组装该开关元件时，提供使用者接口的一个面板元件被安装成使得这些连接器元件的第二末端(即，这些连接器元件的终止于外壳的外部的末端)终止于该面板元件处。依赖于所使用的传感器元件的类型，面板元件可以由导电材料或非导电材料制成。因此，例如，如果传感器包括一个电容式传感器，那么面板元件可以包括一个薄的材料层，如玻璃薄片或塑料箔片(如PMMA箔片)，该薄的材料层具有足以允许这些传感器元件检测到由使用者靠近或触摸面板元件处的使用者接口所致的电容改变的介电常数(permitivity)。
[0019]虽然可以使用各种材料来形成连接器元件，但优选的材料包括导电橡胶或导电塑料材料。
[0020]下面将通过参照附图来描述本发明的优选实施例，在附图中
[0021]图1是一个电开关元件在制造过程中的垂直截面视图；
[0022]图2是图1的开关元件处于完全组装好的状态下的垂直截面视图；并且
[0023]图3是通过本发明的方法制造的电气开关元件的水平截面视图。
[0024]在图1中不出了一个外壳10,该外壳包括多个侧壁12和一个顶壁14,在该顶壁中提供了多个开口 16。虽然外壳10可以具有任何形状，但在图1中所示的实施例中，侧壁12和顶壁14被配置成用于形成一个总体上矩形的箱形外壳，该箱形外壳具有一个用于容纳印刷电路板20的开放底部。电路板20包括多个传感器元件40以及任何所需的多个另外的部件22和24，它们一起形成一个传感器电路。
[0025]为了在使用者接口(在图1中该使用者接口将位于外壳10的顶壁14处)之间提供一个导电通路，多个连接器元件30被提供成使得该连接器元件30的第一末端32位于外壳12的内部并且第二末端34终止于外壳12的外部。
[0026]由于连接器元件30是通过将一种导电材料注射模制到外壳12中形成的，所以连接器元件30填充提供在外壳10的顶壁14中的这些开口 16，并且因此与外壳12形成一个
整体单元。
[0027]图2示出当印刷电路板20处于完全安装好的状态下，即，已被进一步插入到外壳12的内部使得连接器元件30的第一末端32接触提供在印刷电路板20上的传感器元件40时图1的组件。
[0028]为了将印刷电路板20保持在完全组装好位置的适当位置，侧壁12配备有限定印刷电路板20可以插入到外壳12中多远的多个停止件42。印刷电路板20在外壳12内的固定是由当电路20被插入到外壳12中时必须经过的多个凸出部44来提供的。因此多个停止件42和多个凸出部44配合来限定一个用于容纳印刷电路板20的间隙46。代替提供多个单独的停止件42和凸出部44(这些停止件和凸出部可以位于外壳10内的任何所希望的位置)，侧壁12可以配备有一个连续凹槽或多个凹槽以用于容纳印刷电路板20的外周缘。
[0029]在图2中所示的实施例中，多个凸出部44提供了外壳10与印刷电路板20之间的卡入连接，其中，将印刷电路板20经过凸出部44推压到外壳10中引起外壳10的暂时变形，其中一旦电路板20已经过凸出部44则外壳10呈现其初始形状。
[0030]在图2中进一步示出了一个面板元件50，该面板元件提供了用于激活多个传感器元件40的一个使用者接口。面板元件50可以被设计成用于覆盖多个电气开关元件和/或容纳多个另外的操作元件，如开关、显示器等。为了向使用者提供有关开关元件的操作的信息，面板元件50可以配备有光学指示。因此，如果面板元件50包括例如一层PMMA箔片并且尤其是透明PMMA箔片的话，那么该箔片可以印刷在例如面板元件的底侧，以便提供使用者应该在何处触摸面板元件50以便激活电气开关元件的一个指示。
[0031]图3是一个电气开关安排的水平截面视图，该电气开关安排包括安装在印刷电路板20上的若干传感器，该印刷电路板包括由电气线路28连接的多个电子元件26。如图3中所示，该安排包括两个传感器元件40以及一个圆形传感器元件50，这两个传感器元件以及该圆形传感器元件与一个同心环形传感器元件52 —起形成一个电容式传感器。
[0032]印刷电路板20具有一个总体上矩形的形状，以便防止当将电路板配合到外壳12中时电路板的错位，电路板在其一侧包括一个凹陷部60，该凹陷部与外壳侧壁12的向内伸出到凹陷部60中的相应部分62接合。
【权利要求】
1.制造电气开关元件的方法，该方法包括: (a)提供具有至少一个开口(16)的一个外壳(10)， (b)通过将一种导电材料注射模制到所述外壳(10)中来形成至少一个连接器元件(30)，这样使得该连接器元件延伸穿过所述外壳的该开口( 16)，并且包括位于该外壳的内部的一个第一末端(32)和终止于该外壳的外部的一个第二末端(34)； (c)将包括一个传感器元件(40)的一个电路板(20)安装到该外壳(10)上，这样使得该连接器元件(30 )的该第一末端(32 )接触该传感器元件(40 )。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括注射模制一种塑料材料以便形成所述外壳(10)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述外壳(10)的尺寸被确定为用来容纳所述电路板(20)。
4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中，所述外壳(10)配备有用于将所述电路板(20)与所述外壳(10)对准的装置(12 ;62)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述外壳(10)和所述电路板(20)被设计成使得可以按单一取向将所述电路板(20)安排在所述外壳内。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述外壳(10)的尺寸被确定为用于配合围绕所述电路板(20)的周边。
7.如权利要求6所述的方法，其中在步骤(c)中，所述电路板(20)是通过卡扣配合连接而安装在所述外壳(10)内。
8.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中 -步骤(a)包括在所述外壳(10)中形成多个开口( 16)， -步骤(b)包括注射模制多个连接器元件(30)，每一个连接器元件都延伸穿过所述开口(16)中的一个并且包括位于该外壳的内部的第一末端(32)和终止于该外壳的外部的一个第二末端(34);并且 -步骤(c)包括将包括多个传感器元件(40)的一个电路板(20)安装到该外壳(10)，这样使得每个连接器元件(30)都接触所述传感器元件中的一个。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述传感器元件(40)被安排成用于形成一个电容式传感器元件。
10.如以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括安装提供了一个使用者接口的一个面板元件(50)，这样使得所述连接器元件(30)中的每一个的第二末端(34)终止于所述面板元件。
11.如权利要求10所述的方法，其中该面板元件(50)包括覆盖该或这些连接器元件(30)的一层塑料箔片。
12.如权利要求11所述的方法，其中该面板元件(50)包括一层PMMA箔片。
13.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括注射模制一种导电橡胶或一种导电塑料材料。
【文档编号】H01H13/06GK103748790SQ201280040214
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2011年7月1日
【发明者】T·魏德纳 申请人:伊莱克斯家用产品公司