专利名称：控制用面板的装配方法
技术领域：
本发明涉及具有多个通称为按钮及被称作操作部分的控制面板的装配方法。更为详细地说，是涉及在各种民用器具、工业机械、汽车、计算机、携带式电子设备例如携带式电话等的控制装置上用于输入输出的控制面板的装配方法，尤其是其一部分采用注射模塑成形的控制面板的装配方法。
电子机器等电气机械器具的控制面板用于构成从NC(数控)机床等生产机械到携带式电话等民用器具的各种领域的机器设备，预计今后将日益渗透到各个领域。特别是个人用的携带式个人计算机、携带式多媒体装置的控制面板，除了要求防水、防滴、防尘、电绝缘等对外壳内部所必需的密封性、操作按纽的复原性、操作的灵敏性等功能外，越来越要求批量生产性及降低成本。
用于控制具有各种各样功能的携带电话机的各种功能的控制面板设有接通、关断电源用的通断开关、设定动作时间等用的时间开关、给出操作指令用的指令开关、输入通信信息用的文字显示按钮等及其他多种按钮。
作为既满足上述多种按钮的可操作性同时又保持密封性的控制面板的批量生产技术，已知有很多的批量生产技术。例如，在开有多个孔的壳体也称控制面板本体的外表面或内表面上粘结用弹性材料制成的薄片并相对于多个孔的位置将按钮本体粘接在薄片上的控制面板，已知用于水洗涤机、工作在油蒸气环境下的机床等。这种控制面板被称作平面板，在全世界是众所周知的。
还已知一种不用薄片的控制面板，其每个按钮都接合在控制面板本体上。在这种控制面板中，将各接合构件作为支承构件。利用各支承构件在控制面板本体中支承各个按钮。该支承构件用具有弹性的合成橡胶注射模塑成形制成，在注射模塑成形过程中热熔接在控制面板本体上。如采用这种注射模塑成形法，所形成的支承构件为圆锥形状。
当按压以圆锥形状支承构件支承的按钮时，在其弯曲而使圆锥部分的圆周部分折叠的过程中，应力对时间的微分系数达到极大值，因而在按压及复原时，有一种在英语中所说的″click″(喀嗒)的感觉。
这种″click″(喀嗒)感是用户最喜欢的。作为产生这种复原力的材料，可采用硅橡胶(例如，USP4818829号说明书、USP4636593号说明书等)。已知还可采用除硅橡胶以外的各种热可塑性弹性体，作为产生这种复原力的材料。
具有多个按钮的控制面板，环绕多个孔的的周围具有方格状的本体。这种方格状的本体通常采用硬质工程塑料。因此，作为上述热可塑性弹性体应采用容易热熔接在所用工程塑料上的材料。这种材料也是已知的。
通过本发明者的研究已判明，在适当的温度及压力条件下，工程塑料与弹性体可完全热熔接。
图10(b)是本发明者对由法国合作者用电子显微镜将本发明者制作的样品摄影后得到的照片抽象化后所得的抽象图。弹性体是聚醚弹性体，工程塑料是聚碳酸酯。
将在适当的高压及高温下模塑制成的聚碳酸酯成形体嵌入铸模内并用成形体构成模腔，将在适当高压及高温下的聚醚弹性体注入到该模腔内，以其熔融热使聚碳酸酯熔化，从形成了两种材料的熔融层的样品中用适当的溶剂只将聚碳酸酯溶解除去，然后用电子显微镜对露出的聚醚弹性体的表面摄影，将所得照片抽象化后的图，即为图10(b)。在得到了这种抽象图之后，可正确推断出弹性体如图10(a)所示凸起进入到聚碳酸酯中。
如用断面观察，则如图10(c)所示，可推断出凸起进入就象齿条齿轮啮合一样。这种凹凸嵌合的形态，通常被认为是海岛状。虽在名称上偶然相似，但也很象海岛绵的断面。在本说明书中，将形成弹性体与工程塑料的熔融层的立体凹凸状态称作「海岛状」。从图12已判明，这种熔融层具有1微米～10微米的厚度。
图12是受本发明者的委托由法国的研究所将用电子显微镜摄影所得照片以有专利权的专用描图器绘图后得到的斜轴投影图。图12表示出弹性体的凸起形态。很象沿斜的走向的某些山(或谷)。在山与山之间，散布着无数个呈凸起状的小山峰。在原来的照片中通过良好的摄影也显现出小的圆柱状的凸起。从这样的山中在垂直方向有小的山挺出，再从小山生出更小的山，要经过若干层，即按嵌套状态产生凸起。这样的状态图样，与其说是海岛状，不如说近似于海岛绵。图13示出同一研究室在同样条件下的摄影结果。图中示出的是在压力低及材质不适当的情况下的结合结构，没有显示出熔接结构。已经弄清这种所谓的熔接是在2层之间有两层聚合体按嵌套形式啮合的状态。
这种用弹性体模压成形后的薄膜，在弹性上具有优异的强度，对反复变形的耐久性也是极好的，具有作为按钮使用的绝好的物理性质，但已经判明，在样品的制作过程中在模腔内成形时的流动性方面存在着重大的问题。聚氨基甲酸酯、烯烃等弹性体，在熔融状态下体积随压力大幅度变化。这种体积变化显示出象气体一样的现象。但是，由于在粘度高的熔融液中压力不能均匀传递，所以不适用帕斯卡原理。因此，熔融的弹性体决不是具有象气体一样的变化特性的理想流体。由于这种特殊的物理性质，使熔融的弹性材料难以通过模腔的狭窄部分，因而使压力急剧下降，容易发生气泡、气穴而在薄膜成形体中产生缺陷。如施加过大的压力，在非对称流部分中将造成紊流，则更加容易产生缺陷。即使不发生明显的缺陷，因紊流而使压力分布不均匀，所以成形体的密度分布也不稳定。由上述现象产生的缺陷，在非各向同性的(非均质的)模腔中更为显著。
特别是在希望密度达到一定值以上的成形体的注射模塑成形过程中，必须将注射压力提高到一定值以上，此时上述的物理现象将导致严重问题。此外，在注射模塑成形时，为了进行使弹性体熔融于工程塑料的多色成形、异种材质成形、夹物模压成形，就必须将注射压力提高到一定值以上，但上述物理现象又会造成严重缺陷，因而陷入自相矛盾之中。
图11是将作为产生这种自相矛盾的原因的物理现象抽象化后的抽象图。图中抽象化地表示出弹性体的熔融液从2个注射口喷出的情况。在各注射口附近所喷出的熔融液在以同心形式扩散流动的点A及点B位置上并不发生明显的紊流，但在相对于L线非各向同性的2个圆重合在一起的区域C上发生紊流。这种紊流的发生阻碍材料的平滑流动并破坏压力、密度的均匀性。在通过薄膜成形进行生产和装配的批量生产工序中将造成很大的困难。
在通过批量生产降低成本的同时，当然要求提高质量。在高性能化的现代电子设备中，在防滴对策的水平上尚未臻完善，要求防止1个电子的侵入。对于象集合按钮这样的密封部位较多的电子设备要求确立在防止泄漏的同时达到以批量生产来降低成本的技术。
本发明以确立控制面板的装配方法为课题，达到下述目的。
本发明的目的是提供一种制造工序、装配工序极少且能批量生产而降低成本的控制面板装配方法。
本发明的另一目的是提供一种防止1个电子侵入的控制面板装配方法。
本发明的另一目的是提供一种通过熔合层使弹性体与工程塑料接合的控制面板装配方法。
本发明的另一目的是提供一种使弹性材料在薄的模腔内平滑流动的控制面板装配方法。
本发明的另一目的是提供一种能保持足够压力使弹性材料能够到达模腔的末端部的控制面板装配方法。
本发明的另一目的是确立一种按照完全密封的结构使按钮动作的控制面板装配方法的批量生产技术。
为解决上述课题，采用如下的方法。
本发明1的控制面板装配方法，控制面板由组装在电子设备本体上的控制面板本体及设置在上述控制面板本体即支承体上的按钮集合体组成，由在相对于上述控制面板本体的面板表面的法线方向上独立进行位置变化的多个位置变化部分及与上述控制面板本体接合并形成薄的表面层用于相对于上述控制面板本体弹性地支承上述位置变化部分的周边部的面状体构成上述按钮集合体单位，上述面状体与上述控制面板本体接合的接合部分实际上整个一周是封闭的，上述面状体利用从上述位置变化部分中与每个上述单位对应的独立注射口喷出的弹性材料成形，上述位置变化部分及上述面状体利用从与每个上述单位对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，在形成上述弹性位移部分及上述面状体的注射模塑成形过程中，利用熔融热进行上述面状体与上述控制面板本体的接合。
本发明2的控制面板装配方法由聚集着多个单位按钮的集合体及形成聚集着多个上述单位按钮的集合面并支承上述按钮集合体的支承体的装配工序组成，上述单位按钮由在上述集合面的法线方向上相对于上述支承体进行位置变化的位置变化部分、与上述支承体熔合的熔合部分、及连接上述熔合部分及上述位置变化部分并弹性地支承上述位置变化部分而其自身也发生弹性位移的弹性位移部分构成，上述弹性位移部分及上述熔合部分在上述位置变化部分周围实际上整个一周是封闭的，上述弹性位移部分及上述熔合部分利用从与每个上述单位按钮对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，从公用浇注管向上述单位注射口供给弹性材料，在使上述弹性位移部分成形的注射模塑成形过程中形成上述熔合部分。
本发明3的控制面板装配方法是在上述发明权利要求1或2中，上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上是对称的。
本发明4的控制面板装配方法是在上述发明3中，将上述单位注射口的安装位置实际上设置在上述对称轴上。
本发明5的控制面板装配方法是在上述发明2中，使上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述面状体呈部分圆锥状本发明6的控制面板装配方法是在上述发明2中，使上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述面状体呈部分圆锥状，上述接合是熔合的。
本发明7的控制面板装配方法是在上述发明1或2中，上述弹性材料为热可塑性弹性体，上述支承体的材料为工程塑料，上述熔合是利用上述弹性材料的熔融热使两种材料熔合为形成海岛状的适当物理状态。
本发明8的控制面板装配方法由聚集着多个单位按钮的集合体及形成聚集着多个上述单位按钮的集合面并支承上述按钮集合体的支承体的装配工序组成，上述单位按钮由沿上述集合面的法线方向相对于上述支承体进行位置变化的位置变化部分、与上述支承体熔合的熔合部分、及连接上述熔合部分及上述位置变化部分并弹性地支承上述位置变化部分而其自身也发生弹性位移的弹性位移部分构成，上述弹性位移部分及上述熔合部分在上述位置变化部分周围实际上整个一周是封闭的，上述弹性位移部分及上述熔合部分利用从与每个上述单位按钮对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，从公用浇注管向上述单位注射口供给弹性材料，在使上述弹性位移部分成形的注射模塑成形过程中形成上述熔合部分，上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述熔合部分为圆环形。
本发明9的控制面板装配方法是在上述发明8中，上述熔合部分为椭圆形，上述单位注射口对每个单位按钮设置在2个位置，上述2个位置设置在上述椭圆的2个焦点附近。
本发明10的控制面板装配方法包括以下工序使构成电子设备的支承体成形的工序、将上述支承体插入组合模的工序、利用上述组合模及上述支承体形成由实际上独立的单位模腔构成的集合模腔的工序、从单位注射口将每个单位的弹性材料注入到上述单位模腔内并一直压送到形成上述单位模腔的上述支承体的模腔壁面的工序、由在上述模腔内流动扩散的上述弹性材料形成薄膜时以上述弹性材料的熔融热使上述模腔壁面熔化并形成使上述弹性材料与壁面材料熔合的实际上整个一周都封闭的熔合层的工序、及进行上述组合模的开模并将林立状的不必要部分切除的工序，上述单位模腔相对于每1单位的对称轴近似对称，粘度高的上述弹性材料相对于上述对称轴近似对称地在上述单位模腔内扩散流动，并在上述壁面上以均匀压力到达上述壁面，上述单位注射口的集合与公用浇注管连接。
本发明11的控制面板装配方法是在上述发明10中，上述弹性材料为一种弹性体，上述壁面材料是工程塑料，上述熔合层是利用上述弹性材料的熔融热使上述弹性材料与上述壁面材料熔合为形成海岛状的适当物理状态。
本发明12的控制面板装配方法是在上述发明11中，与上述单位模腔连接的注射口的安装位置实际上设置在上述对称轴上。
本发明13的控制面板装配方法是在上述发明12中，上述弹性材料从上述单位注射口按同心状扩散流动且沿着上述对称轴方向流动。
本发明14的控制面板装配方法是在上述发明13中，相邻的单位模腔仅在周边部具有公共部分。
本发明15的控制面板装配方法是在上述发明10中，上述模腔的集合至少由2部分集合组成，一部分集合的单位注射口与一个公用分支浇注管连接，另一部分集合的单位注射口与另一个公用分支浇注管连接，而上述2个浇注管与上述公用浇注管连接。
本发明16的控制面板装配方法是在上述发明15中，调整上述分支浇注管的长度及截面积，使上述弹性材料在多个单位注射口位置上的压力均等。
本发明的控制面板装配方法是将弹性材料在适当的压力和温度下独立地注入在沿控制面板表面法线方向作微小移动的位移部分周围形成各弹性面状体或各支承体的各个模腔内并使其流动扩散。即使在向位移方向即面状体的法线方向弯曲的模腔内也能平滑流动。这种流动相对于对称轴对称地扩散。从仅设置在对称轴上的1个注射口按同心状扩散。即使设有2个注射口，因2个注射口相对于一个对称轴设置在对称的位置上，所以是对称的扩散流动。由于这种对称性，使紊流难以形成。
因此，由于抑制了压力下降，在薄的模腔部分中也能平滑流动。这样，熔融的弹性材料保持适当的压力一直到达模腔的末端，使形成模腔的工程塑料熔融。具有适当温度的弹性材料通过10微米左右大小的聚合体的热运动熔融并侵入到对方一侧的材料中。
由这种侵入形成的立方形状，如用电子显微镜观察，则呈现海岛状。从一个凸起体进一步产生微细的针状凸起，两种材料呈错综复杂的嵌套形状。这种1微米～10微米厚的混合层整个一周是封闭的，所以能阻止每1单位的1个电子的出入。由于利用每一单位的弹性体支承位移部分，所以在弹性位移中产生出舒适的″click″(喀嗒)感。
在成形后与单位注射口连接的林立体则重复利用。当在位移部分设有硬质部分时，在将弹性的支承体熔合于面板本体等支承体成形的同时，使弹性的支承体与硬质部分热熔合。
图1是表示实施例1的断面图。
图2是表示应用本发明实施例1的携带式电话机的俯视图。
图3是用实施例1的装配方法装配的控制面板的局部断面图。
图4是表示按钮操作状态的断面图。
图5是表示实施例2的断面图。
图6是表示实施例3的断面图。
图7是表示实施例4的断面图。
图8是表示本发明实施例1的工序状态的斜轴投影图。
图9是模腔形状的说明图。
图10(a)、(b)、(c)分别是抽象地表示熔合的斜轴投影图、俯视断面图、正视断面图。
图11是抽象化表示弹性熔融材料的扩散流动状态的俯视图。
图12是观察电子显微镜照片手描再现熔接状态的斜轴投影图。
图13是观察电子显微镜照片手描再现非熔接状态的斜轴投影图。6…可位移部分7…控制面板本体11…面状体(位置变化部分)12…熔接部分14…斜面部分33…注射口(注入口)(实施例1)图1表示本发明的控制面板装配方法的实施例1，表示一种装配工序。图2是表示作为应用实施例1的对象的携带式电话机1的俯视图。电话机本体5由送受话器2、控制面板3、液晶显示部4各部分构成。控制面板3由控制面板本体7及控制面板操作部8构成。图3是表示利用本发明的控制面板装配方法装配的携带式电话机1的一部分控制面板的断面图。
控制面板7是电话机本体5的一部分，即所谓的壳体的一部分。控制面板本体7采用硬质工程塑料例如ABS、PP、EVA、PC等经常用作壳体构件的树脂材料。控制面板操作部8是含有多个按钮6、6…6的按钮集合体。各个按钮6，如图3所示，备有沿控制面板3的表面S的近似法线方向作微小距离位移的可位移部分或位置移动部分。
各个按钮6被弹性地支承在控制面板本体7上，因而可相对于包含壳体的电话机本体5的表面自由地沿法线方向位移即自由地按下弹出。按钮6为圆柱形、椭圆柱形、四棱柱形。有时也不构成明确的所谓按钮形状。各个按钮6单个地插入控制面板本体7的方格之间的按钮插入孔23中(参照图1)。通常作为与手指接触的部分明显地设有凸起状的部分，而这种凸起状部分用硬质材料制作。因有时也不构成这种明确的按钮形状，所以在本说明书中以下将按钮本体称作位置变化部分6或可位移部分6。
如图3所示，各个可位移部分6由面状体11弹性地支承设置在控制面板本体7上。控制面板操作部8是可位移部分6与面状体11构成的组的集合。面状体11被形成薄的平面状，相对于控制面板本体7弹性地支承着可位移部分6的圆周部，并且整个一周是封闭的。在本实施例1中，面状体11由熔接在控制面板本体7背面的第1熔接部12、熔接在可位移部分6背面的第2熔接部13、及将两个熔接部12、13连续结合的斜面部14构成。
第2溶接部13相对于第1熔接部12位于沿法线方向的外侧。所谓外侧是指在谈到控制面板本体7即壳体的内外时的外侧。可位移部分6位于与第2熔接部13相对的外侧。斜面部14是支承可位移部分6的整个圆周部的圆锥形面状体。第1熔接部12为环形。即，第1溶接部12整个一周是封闭的。第2熔接部13为盘形。第1熔接部12、斜面部14、及第2熔接部13是整体的成形体。邻接的第1熔接部12从控制面板本体7的方格部的一部分15断开，但有时也如后文所述是连续的。
将可位移部分6压向内侧的状态示于图4。弯曲而折叠起来的圆锥形斜面部14，使按压力对时间的微分即按压力的微分值在某一瞬间突然达到极大值。这种达到极大值的状态，已清楚地知道是不稳定状态。如使压在可位移部分6上的按压力松开，将有极大的应力作用，快速地返回图3所示的状态。在可位移部分6按下弹出时传递到手指的那种感觉，在英语中被称为″click″(喀嗒)感。
面状体11用弹性材料制作。弹性材料为其弹性优于橡胶的合成树脂这种热可塑性弹性体。这种热可塑性弹性体从聚酯弹性体、聚醚弹性体、尼龙弹性体、聚氨酯类弹性体、烯烃类弹性体等树脂中选用，但在控制面板本体7采用ABS树脂的本实施例中，选用的是对ABS树脂的熔接性优良的聚酯弹性体。对追求硬度的用户，可选用硬质热可塑性树脂。面状体11的膜厚为0.2mm～0.3mm。斜面部14的膜厚并未作统一规定。与第1熔接部12邻接的斜面部14，应比其中央部形成得厚一些。
根据图1说明图3所示的控制面板的装配方法。图1表示3模板式注射模塑成形模具。ABS树脂制控制面板本体7已在另一工序中成形。在可动侧模具板21(以下称可动侧成形模21)上设有方格形的凸起部22。在方格形凸起部22上从外侧嵌入控制面板本体7的按钮插入孔23。按钮本体即可位移部分6的一部分被嵌入的按钮本体插入孔24呈岛状设在可动侧成形模21上。
在控制面板本体7上设有与面状体11的第1熔接部12相当的环形凹部28(参照图3)。在与可动侧成形模21一起构成组合模的固定侧模具板25(以下称固定侧成形模25)的下表面侧，呈岛状设置着多个圆锥体部26。在各圆锥体部26的下表面与可位移部分6的上表面之间开有与面状体11的第2熔接部13相当的盘形空间27。在圆锥体部26的圆锥面与可动侧成形模21的圆锥面部之间开有圆锥面状空间29。
在固定侧成形模25的下表面与控制面板本体7的凹部28(参照图3)的凹面之间形成与第1熔接部12相当的空间31。由空间27、空间29、空间31构成与面状体11相当的模腔32。这样的模腔32对应于一个个的面状体11独立设置。连接在模腔32的空间27中央的注射口33、…33设在固定侧成形模25上。
由可动侧成形模21、固定侧成形模25、按钮本体6、控制面板本体7形成的模腔32即与面状体11相当的模腔32，相对于各模腔固有的轴近似对称。注射口33的安装位置近似地设置在作为轴对称基准的各个轴上。也可将注射口设置在稍微离开对称轴的位置。
注射口33对应于一个个的模腔32独立设置。1个注射口33与1个面状体11相对应地独立设置。与1个注射口连接的1条分支浇注管34有若干条，在固定侧成形模25内通过。1组分支浇注管34的上端连接着1条浇注管37。这样的浇注管37设有多条。多条浇注管37通过1个直浇道38与1个注入孔(图中未示出)连接。分支浇注管34、…34、浇注管37、…37是相当粗的流动用孔道。从注入孔注入的熔融弹性材料经直浇道38分流流入多条浇注管37、多条分支浇注管34。熔融弹性材料在各个注射口33的出口处具有大致相同的温度和压力，并在相同压力、相同温度的条件下，以每单位时间相同的流量流入各个模腔32。一组分支浇注管与另一组浇注管的长度、截面积不同，可以进行调节，以使熔融弹性材料在各个注射口33的出口处具有大致相同的温度和压力，并在相同压力、相同温度的条件下，以每单位时间相同流量流入各个模腔32。
这样，流入的熔融弹性材料，以大致相同的速度在各模腔32内流动。熔融弹性材料一面充满空间27一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间29。同样，一面充满空间29一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间31。这种流动方向相对于通过单位注射口的对称轴近似对称。
由于这种各向同性，能使熔融弹性材料完全充满模腔32。到达由控制面板本体7的树脂形成的壁面即单位模腔的末端部附近的熔融弹性材料，即使是在这种末端部仍具有适当的压力。所谓适当的压力，是指使两种材料充分地形成熔合层的压力。该压力是在特定的温度下定义的。
以这样的方式注入弹性材料时，有微细的气泡潜入模腔32。可动侧成形模也称下模，固定侧成形模也称上模。从第2熔接部13流入斜面部14的气泡，因斜面部14向上倾斜，所以在斜面部14中迅速上升，并聚集在第1熔接部12的外周边缘附近。这种模具也可在旋转90°的状态下使用。在这种情况下，气泡将聚集在第1熔接部12的上方部附近。
流入空间27的熔融聚酯弹性体树脂与以熔融热使可位移部分6的表面层熔化后的该表面层熔融ABS树脂生成厚度约为1个分子层(或10微米左右)的混合层，冷却时两种树脂凝聚并热熔接成固溶体从而形成熔合层。同时，流入空间31的熔融聚酯弹性体树脂与以熔融热使控制面板本体7的表面层熔化后的该表面层的熔融ABS树脂形成同样的热熔接层。
固定侧成形模25为可分成上下两部分的剖分式结构。如将下半部25a的位置保持不动而使上半部25b上升，则将呈现出聚酯弹性体树脂在注射口33、分支浇注管34、浇注管37中冷却固化后形成的如图8所示的林立体41。形成林立体41后，与各注射口的尖锐针状部分相当的各树脂部分，很容易从各第2熔接部13切去。从面状体11切离后的林立体41与上半部25b一起拿掉后，如将下半部25a升起，则可从可动侧成形模21取出如图3所示的控制面板3。
为使面状体11的弹性及强韧性保持恒定而不再重复使用的林立体41，可以废弃或重新用于制作其他产品。重复使用的次数可在10次左右。因此，即使被废弃的林立体41的体积远大于面状体11的体积因而使成本增加，但由于对每个按钮都成形一个独立的面状体11，所以能使弹性及强韧性保持恒定并能使质量稳定。
(实施例2)图5表示本发明的控制面板装配方法的实施例2。本实施例2的面状体11与实施例1的面状体11的唯一不同点在于，实施例1的面状体11具有圆锥形状部分，与此不同，实施例2的面状体11没有圆锥形状部分而是平的。在实施形态2中，将面状体改称为弹性位移部分。多个单位按钮形成一个集合。与实施例1相同，单位按钮排列在一个集合面上。控制面板本体7是支承按钮集合体的公用支承体。单位按钮由在集合面的法线方向上作位置变化的位置变化部分、与支承体熔合的熔合部分、及连接熔合部分和位置变化部分并弹性地支承上述位置变化部分而其自身也发生弹性位移的弹性位移部分构成。
弹性位移部分及熔合部分在位置变化部分的周围整个一周是封闭的，弹性位移部分及熔合部分利用从与每个单位按钮对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，从公用浇注管向单位注射口供给弹性材料，在使弹性位移部分成形的注射模塑成形过程中形成熔合部分这一点上，与实施例1相同。
在固定侧成形模25的下表面与可位移部分6的上表面之间开有与弹性位移部分11、第1熔接部12、第2熔接部13相当的盘形空间27。在固定侧成形模25的下表面与可动侧成形模21的凸起部22之间开有环形空间29。在固定侧成形模25的下表面与控制面板本体7的凹部28的凹面之间形成与第1熔接部12相当的空间31。空间27、空间29、空间31连通形成一个空间。
由空间27、空间29及空间31构成与包含弹性位移部分11的盘状体相当的模腔32。这样的模腔32对应于一个个的弹性位移部分11独立设置。连接在模腔32的空间27中央的注射口33设在固定侧成形模25上。
由可动侧成形模21、固定侧成形模25、按钮本体6、控制面板本体7形成的模腔32即与弹性位移部分11相当的模腔32，相对于各模腔固有的轴近似对称。注射口33的安装位置近似地设置在作为轴对称基准的各个轴上。也可将注射口设置在稍微离开对称轴的位置。
该实施例2的操作部的操作缺乏Click(喀嗒)感，但弹力感反而增大。可位移部分6的位移量可以减小，适用于电子设备的控制面板。
装配工序与实施例1的大致相同。控制面板本体7采用ABS树脂，但作为弹性材料则采用聚酯弹性体。可位移部分6与弹性位移部分11的接合部以及控制面板本体7与弹性位移部分11的接合部，同样形成热熔接层。在图8所示的林立体41重复使用约10次后废弃这一点也与实施例1相同。
(实施例3)与实施例1、2相同，利用实施形态3的装配方法装配的控制面板3由组装在电子设备本体上的控制面板本体7及设在控制面版本体7上的按钮集合体构成，按钮集合体备有相对于控制面板本体7的面板表面沿法线方向独立进行位置变化的多个可位移部分6及在控制面板本体7上形成薄的表面层，用于弹性地支承相对于控制面板本体7位移的可位移部分的周边部或其全部的面状体11(图中未示出)。
图6表示实施例3的控制面板装配方法的一个工序。由图6说明实施例3的控制面板装配方法。ABS树脂制控制面板本体7已在另一工序中成形。在可动侧成形模21上设有岛状的凹部51。在与可动侧成形模21一起构成组合模的固定侧成形模25的下表面侧，呈岛状设置着多个圆锥体部26。
在可动侧成形模21上呈岛状设置着圆柱形的凸起部22。在凸起部22上嵌入控制面板本体7的按钮插入孔23。由凸起部22、岛状凹部51、及圆锥体部26的下表面形成与可位移部分6相当的空间52。在本实施例中明显地不存在与实施例1的面状体11的第2熔接部13相当的部分。按扭本体6与第2熔接部13是同一整体。
与面状体11的第1熔接部12相当的环形偏斜部53设在控制面板本体7上。在与可动侧成形模21一起构成组合模的固定侧成形模25的下表面与偏斜部53的锥面54之间形成与第1熔接部12(相当于实施例1的第1熔接部12)相当的空间31。该空间31为环形这一点与实施例1相同，但外侧尖锐这一点与实施例1不同。
由凸起部22的锥面55与圆锥体部26的圆锥面56形成与面状体11的斜面部14相当的空间57。由空间27和空间57形成与面状体11相当的模腔32。由空间52形成与可位移部分6相当的模腔62。模腔32和模腔62形成一个空间，并构成一个模腔61。这样的模腔61只根据按钮的个数设置。
与模腔61连通的注射口33设置在固定侧成形模25上。注射口33对应于一个个的模腔61独立设置。1个注射口33与1个面状体11相对应地独立设置，这一点与实施例1、2相同。
由可动侧成形模21、固定侧成形模25、及控制面板本体7形成的模腔32即与面状体11相当的模腔32，相对于各模腔固有的轴近似对称。注射口33的安装位置近似地设置在作为轴对称基准的各个轴上。也可将注射口设置在稍微离开对称轴的位置。
图中虽未示出，但与1个注射口连接的1条分支浇注管34有若干条，在固定侧成形模25内通过，1组分支浇注管34的上端连接着1条浇注管37，这样的浇注管37设有多条，多条浇注管37连接着1条直浇道38，这种结构与实施例1、2是同样的。
分支浇注管34、浇注管37、直浇道38是相当粗的流动用孔道。从注入孔注入的熔融弹性材料从1条直浇道38分流流入多条浇注管37、多条分支浇注管34。熔融弹性材料在各个注射口33的出口处具有大致相同的温度和压力，并在相同压力、相同温度的条件下，以每单位时间相同的流量流入各个模腔61。
这样，流入的熔融弹性材料，以大致相同的速度在各模腔62内流动。熔融弹性材料一面充满空间52一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间57。同样，一面充满空间57一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间31。
由于这种各向同性，能使熔融弹性材料完全充满模腔32。熔融弹性材料大致同时到达邻接空间31、31外侧的尖锐部，仅在对接的尖锐部稍微混合后，就流入并成形为面状体之间的一部分共同部分，几乎没有回转流。以这样的方式注入弹性材料时，有微细的气泡潜入模腔32。流入斜面部14的气泡，因斜面部14向上倾斜，所以在斜面部14中迅速上升，并聚集在第1熔接部12的外周边缘的尖锐部。
热熔接层由流入空间31的熔融聚酯弹性体树脂与以熔融热使控制面板本体7的表面层后的该表面层熔化的熔融ABS树脂形成。可位移部分6与斜面部14是一完全的整体。如图8所示的林立体41的针状部分很容易从可位移部分6切去。从面状体11切离后的林立体41与上半部25b一起拿掉后，如将下半部25a升起，则可从可动侧成形模21取出如图3所示的控制面板3。
为使面状体11的弹性及强韧性保持恒定而不再重复使用的林立体41，可以废弃或重新用于制作其他产品。被废弃的林立体41的体积虽远大于面状体11的体积因而使成本增加，但由于对每个按钮成形一个独立的面状体11，所以能使弹性及强韧性保持恒定并能使质量稳定。
(实施例4)与实施例1、2、3相同，利用本发明的装配方法装配的控制面板3由组装在电子设备本体上的控制面板本体7及设在控制面版本体7上的按钮集合体构成，按钮集合体备有相对于控制面板本体7的面板表面沿法线方向独立进行位置变化的多个可位移部分6及在控制面板本体7上形成薄的表面层，用于弹性地支承相对于控制面板本体7位移的可位移部分周边部或其全部的面状体11或弹性位移部分11(图中未示出)。
根据图7说明控制面板的装配方法。ABS树脂制控制面板本体7已在另一工序中成形。在可动侧模具板21(以下称可动侧成形模21)上设有方格形的凸起部22。在方格形凸起部22上从外侧嵌入控制面板本体7的按钮插入孔23。嵌入按钮本体即可位移部分6的一部分的按钮本体插入孔24呈岛状设在可动侧成形模21上。与实施例1不同，本实施例的按钮本体6a由头部6a1及颈部6a2构成(在图7的模腔形状中如用虚线引出线表示头部6a1及颈部6a2的形状则便于理解)。
在控制面板本体7上设有与面状体11的第1熔接部12相当的环形凹部28(参照图3)。在与可动侧成形模21一起构成组合模的固定侧成形模25的下表面侧，呈岛状设置着多个圆锥体部26。在各圆锥体部26的下表面与可位移部分6的上表面之间开有与面状体11的第2熔接部13相当的环形空间27a。在圆锥体部26的圆锥面与可动侧成形模21的圆锥面部之间开有圆锥面状空间29。
在固定侧成形模25的下表面与控制面板本体7的凹部28(参照图3)的凹面之间形成与第1熔接部12相当的空间31。在固定侧成形模25的下端面侧形成与颈部6a2相当的凹部71。
由空间27、空间29、空间31、及按钮本体6a构成与面状体11相当的模腔32。这样的模腔32对应于一个个的面状体11独立设置。在按钮本体6a的颈部6a2的下端面(图7中为其上端面)开有进口的按钮内浇注管72沿轴向通过。按钮内浇注管72在其上端(图中的下端)向半径方向分成3条分支浇注管73、73、73。分支浇注管73、73、73的各个前端连通着空间27a。分支浇注管34下端的注射口33与按钮内浇注管72的下端连接。
由可动侧成形模21、固定侧成形模25、按钮本体6、控制面板本体7形成的模腔32即与面状体11相当的模腔32，相对于各模腔固有的轴近似对称。注射口33的安装位置近似地设置在作为轴对称基准的各个轴上。注射口33对应于一个个的模腔32独立设置。
熔融弹性材料在各个注射口33的出口处具有大致相同的温度和压力，并在相同压力、相同温度的条件下，以每单位时间相同的流量通过3条分支浇注管73、73、73流入各个模腔32。这样，流入的熔融弹性材料，以大致相同的速度在各模腔32内流动。熔融弹性材料一面充满空间27一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间29。同样，一面充满空间29一面各向同性地扩散流动，并各向同性地流入空间31。
由于这种各向同性，能使熔融弹性材料完全充满模腔32。以这样的方式注入弹性材料时，有微细的气泡潜入模腔32。可动侧成形模也称下模，固定侧成形模也称上模。从第2熔接部13流入斜面部14的气泡，因斜面部14向上倾斜，所以在斜面部14中迅速上升，并聚集在第1熔接部12的外周边缘附近。
流入空间27的熔融聚酯弹性体树脂与以熔融热使可位移部分6的表面层熔化后的该表面层熔融ABS树脂生成厚度约为1个分子层的混合层，冷却时两种树脂凝聚并热熔接成固溶体从而形成熔合层。同时，流入空间31的熔融聚酯弹性体树脂与以熔融热使控制面板本体7的表面层熔化后的该表面层的熔融ABS树脂形成同样的热熔接层。
(其他实施例)本发明的实施例并不限于上述的实施例，可以按照用途、成本、材料的变更、尺寸大小等变更设计，自由改变。本发明的装配方法不限于携带式电话机，可应用于一般的电子设备。作为热可塑性弹性材料，采用软质、硬质热可塑性弹性体，如尼龙弹性体、聚氨酯类弹性体、烯烃类弹性体等合成树脂，但可采用透光性的。
作为按钮本体6的材料，对于供喜欢硬质材料的用户在室外使用的携带式电话机，可使用从透光性的ABS树脂、尼龙、聚碳酸酯、PBT、聚丙烯等选择的工程塑料。
以其他工序生产的控制面板本体7，可同时使用可动侧成形模21通过夹物模压方法成形。当成形为椭圆形按钮时，将注射口设在椭圆形模腔的2个焦点附近。这时，2个注射口形成单位注射口。使用透明材料、各种彩色树脂，形成与手指接触的硬质部分，并可在硬质部分上形成文字、符号。此外，也可使用将荧光涂料混合在透明树脂中的材料。
(电子显微镜照片的说明)图12是在一定的温度条件下以一定压力将聚酯弹性体注入用工程塑料中的聚碳酸酯形成的模腔进行异材质夹物模压成形后，用溶剂将聚碳酸酯溶化并由专利绘图专家尽可能真实地再现用电子显微镜对露出的弹性体表面摄得的照片所得到的斜轴投影图。从左下部到右上部形成清晰的宽约数微米的2种形状的带状凸起。可推断出这种带是半径为1cn～10cm的圆的一部分。在整个表面上形成宽1微米左右的细的带状凸起。从带生出无数的针状凸起。可推断出这些带是通过一定大小的聚合体的热振动使弹性材料错综复杂地进入对方一侧材料而形成的。图13是将烯烃类树脂注入用聚碳酸酯形成的模腔进行异材质夹物模压成形后用溶剂将聚碳酸酯溶化并由专利绘图专家尽可能真实地再现用电子显微镜对露出的烯烃类树脂表面摄得的照片所得到的斜轴投影图。对该比较例，设定了低的注射压力。在比较例中，没有出现大的带状凸起，实际上也没有针状凸起。在所进行的其他比较实验中，在压力低的情况下，在弹性体-硬质树脂之间不产生海岛状的熔合。一般的所谓熔接只不过是在范·德·瓦尔斯力作用下的表面接合。
如采用本发明的控制面板装配方法，可在相同的质量下形成用于弹性地支承按钮的薄的支承体。能充分地发挥异材质注射热熔接成形的优点。
权利要求
1.一种控制面板的装配方法，控制面板由组装在电子设备本体上的控制面板本体(7)及设置在上述控制面板本体(7)即支承体上的按钮集合体组成，由相对于上述控制面板本体(7)的面板表面的法线方向独立进行位置变化的多个位置变化部分(6)及与上述控制面板本体(7)接合并形成薄的表面层用于相对于上述控制面板本体(7)弹性地支承上述位置变化部分(6)的周边部的面状体(11)构成上述按钮集合体的单位，上述面状体与上述控制面板本体接合的接合部分实际上整个一周是封闭的，上述面状体(11)利用从上述位置变化部分(6)中与每个上述单位对应的独立注射口(33)喷出的弹性材料成形，上述位置变化部分及上述面状体利用从与每个上述单位对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，在形成上述弹性位移部分及上述面状体的注射模塑成形过程中，利用熔融热进行上述面状体(11)与上述控制面板本体(7)的接合。
2.一种控制面板的装配方法，由聚集着多个单位按钮的集合体及形成聚集着多个上述单位按钮的集合面并支承上述按钮集合体的支承体的装配工序组成，上述单位按钮由在上述集合面的法线方向上相对于上述支承体进行位置变化的位置变化部分、与上述支承体熔合的熔合部分、及连接上述熔合部分及上述位置变化部分并弹性地支承上述位置变化部分而其自身也发生弹性位移的弹性位移部分构成，上述弹性位移部分及上述熔合部分在上述位置变化部分周围实际上整个一周是封闭的，上述弹性位移部分及上述熔合部分利用从与每个上述单位按钮对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，从公用浇注管向上述单位注射口供给弹性材料，在使上述弹性位移部分成形的注射模塑成形过程中形成上述熔合部分。
3.根据权利要求1或2所述的控制面板装配方法，其特征在于上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上是对称的。
4.根据权利要求3所述的控制面板装配方法，其特征在于上述单位注射口的安装位置实际上设置在上述对称轴上。
5.根据权利要求2所述的控制面板装配方法，其特征在于上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述面状体(11)呈部分圆锥状。
6.根据权利要求2所述的控制面板装配方法，其特征在于上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述面状体(11)呈部分圆锥状，上述接合是熔合的。
7.根据权利要求1或2所述的控制面板装配方法，其特征在于上述弹性材料为热可塑性弹性体，上述支承体的材料为工程塑料，上述熔合是利用上述弹性材料的熔融热使两种材料熔合为形成海岛状的适当物理状态。
8.一种控制面板装配方法，由聚集着多个单位按钮的集合体及形成聚集着多个上述单位按钮的集合面并支承上述按钮集合体的支承体的装配工序组成，上述单位按钮由沿上述集合面的法线方向相对于上述支承体进行位置变化的位置变化部分、与上述支承体熔合的熔合部分、及连接上述熔合部分及上述位置变化部分并弹性地支承上述位置变化部分而其自身也发生弹性位移的弹性位移部分构成，上述弹性位移部分及上述熔合部分在上述位置变化部分周围实际上整个一周是封闭的，上述弹性位移部分及上述熔合部分利用从与每个上述单位按钮对应的单位注射口喷出的弹性材料成形，从公用浇注管向上述单位注射口供给弹性材料，在使上述弹性位移部分成形的注射模塑成形过程中形成上述熔合部分，上述单位按钮相对于朝向上述法线方向的对称轴实际上对称，上述熔合部分为圆环形。
9.根据权利要求8所述的控制面板装配方法，其特征在于上述熔合部分为椭圆形，上述单位注射口对每个单位按钮设置在2个位置，上述2个位置设置在上述椭圆的2个焦点附近。
10.一种控制面板装配方法，它包括以下工序使构成电子设备的支承体成形的工序、将上述支承体插入组合模(21、25)的工序、利用上述组合模(21、25)及上述支承体形成由实际上独立的单位模腔(32)构成的集合模腔的工序、从单位注射口将每个单位的弹性材料注入到上述单位模腔(32)内并一直压送到形成上述单位模腔的上述支承体的模腔壁面的工序、由在上述模腔(32)内流动扩散的上述弹性材料形成薄膜时以上述弹性材料的熔融热使上述模腔壁面熔化并形成使上述弹性材料与壁面材料熔合的实际上整个一周都封闭的熔合层的工序、及进行上述组合模的开模并将林立状的不必要部分切除的工序，上述单位模腔相对于每1单位的对称轴近似对称，粘度高的上述弹性材料相对于上述对称轴近似对称地在上述单位模腔内扩散流动，并在上述壁面上以均匀压力到达上述壁面，上述单位注射口的集合与公用浇注管连接。
11.根据权利要求10所述的控制面板装配方法，其特征在于上述弹性材料为一种弹性体，上述壁面材料为工程塑料，上述熔合层是利用上述弹性材料的熔融热使上述弹性材料与上述壁面材料熔合为形成海岛状的适当物理状态。
12.根据权利要求11所述的控制面板装配方法，其特征在于与上述单位模腔(32)连接的上述单位注射口(33)的安装位置实际上设置在上述对称轴上。
13.根据权利要求12所述的控制面板装配方法，其特征在于上述弹性材料从上述单位注射口按同心状扩散流动而且沿着上述对称轴方向流动。
14.根据权利要求13所述的控制面板装配方法，其特征在于相邻的单位模腔仅在周边部具有公共部分。
15.根据权利要求10所述的控制面板装配方法，其特征在于上述模腔的集合至少由2部分集合组成，一部分集合的单位注射口与一个公用分支浇注管连接，另一部分集合的单位注射口与另一个公用分支浇注管连接，而上述2个浇注管与上述公用浇注管连接。
16.根据权利要求15所述的控制面板装配方法，其特征在于调整上述分支浇注管的长度及截面积，使上述弹性材料在多个单位注射口位置上的压力均等。
全文摘要
将成型后的控制面板本体7插入组合模21、25，利用组合模21、25和控制面板本体7形成独立的多个模腔32，从对称轴上的注射口将弹性材料注入到多个模腔32内，并由在模腔32内流动扩散的弹性材料形成薄的面状体11，同时将面状体11热熔合在控制面板本体7上，并使熔融材料从注射口对称且各向同性地扩散流动直到控制面板本体7的壁面，实现能使按钮进行弹性动作的面状体11的端部熔合的稳定化。
文档编号H01H13/705GK1148536SQ9610793
公开日1997年4月30日 申请日期1996年6月4日 优先权日1995年6月9日
发明者成富正德 申请人:大成普拉斯株式会社