专利名称：聚氨酯树脂小键盘及其制造设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种小键盘，尤其是涉及用聚氨酯树脂制作的小键盘，及其制造设备和方法。
按键组可以用橡胶制作，因此按键表面不光滑。然而，当按键组由橡胶制成时，存在一个问题，即印在按键组上的数字与字符可能被磨掉。
为了解决上述问题，数字与字符被印制在按键组的后表面。此时，包含按键组的常规小键盘用透明的聚碳酸酯树脂制作。参见图2，图中所示为生产蜂窝电话的常规小键盘的设备。在具有凹面15的下部模具11和具有凸起13的上部模具12间插入一个被印制的聚碳酸酯膜。上部模具12向下运动将印制的聚碳酸酯膜压制成聚碳酸酯树脂制成的常规小键盘。附图标记“17”表示控制器。
参见图3，图中所示为常规小键盘在拉伸状态下的示意图。其中上部与下部模具12和11形成了用聚碳酸酯树脂制成的常规小键盘，按键的侧壁S被拉伸，而顶面和底面T与B未被拉伸。因此，存在一个问题即按键的边缘C可能被损伤。
用聚碳酸酯树脂制成的常规小键盘坚硬而且光滑。此外，诸如化妆品之类的外来物质很容易附着在由聚碳酸酯树脂制成的常规小键盘上。因为聚碳酸酯树脂制成的常规小键盘是光滑的，可能会引起按键的误操作。
根据本发明的第一方面，提供具有按键的小键盘，包括用聚氨酯树脂制作的小键盘表面。
根据本发明的第二方面，提供了制造小键盘的设备，其包括用压缩空气压制聚氨酯膜的第一个模具；用于吸附聚氨酯膜的第二个模具，在其凹面上利用印刷聚氨酯膜与第二个模具之间的空气吸力产生吸附作用；连结到第一个模具上的压缩机，为其提供压缩空气；连结到第二个模具上的真空泵，用于抽出第二个模具外的空气产生吸力。
根据本发明的第三个特点，提供生产小键盘的方法，包括如下步骤(a)在聚氨酯膜上的按键部分印刷数字和字符，制作出印刷聚氨酯膜；(b)将印刷聚氨酯膜插入第一个模具于第二个模具之间；(c)通过向与压缩机相连的第一个模具内注入压缩空气，压制印刷聚氨酯膜；(d)通过印刷聚氨酯膜与同真空泵相连的第二个模具之间的空气吸力，将印刷聚氨酯膜吸附在第二个模具的凹面上，从而制成在按键部分形成凸起的小键盘基片(base keypad)；和(e)向凸起中注入硅树脂。
本发明的上述及其它目标和特点将通过下述对优选施例以及附图的描述显而易见，其中
图1为描述根据本发明的蜂窝电话的示例透视图；图2所示为制造蜂窝电话常规小键盘的设备；图3为拉伸状态下常规小键盘的解释图；图4所示为生产如图1所示的蜂窝电话小键盘的制造设备；图5为图4中移动上部模具的垂直移动部分的示例剖面图；图6为包含在如图4所示设备中的固定夹具设备示例剖面视图；图7为图4所示的上下部模具的示例剖面视图；图8为图4中移动下部模具的水平移动部分的示例剖面图；图9为制造根据本发明的用聚氨酯薄膜制成的小键盘的示例方法流程图；图10为根据本发明的印刷聚氨酯薄膜的示例透视图；图11为代表根据本发明的印刷聚氨酯薄膜的小键盘基片的示例透视图；图12为用于后面工序的独立的上下部模具的示例剖面视图；图13为经过后面工序后形成的由聚氨酯树脂制成的小键盘的示例后视图；和图14为另一幅根据本发明的由聚氨酯树脂制成的小键盘示例透视图。
参见图4，图示为制造图1所示的蜂窝电话小键盘的设备。如图所示，该设备包括成型设备200和冷却设备300。成型设备200形成在按键部分具有突出外形的小键盘基片。冷却设备300将成型设备形成的小键盘基片进行冷却。当冷却设备对小键盘基片进行了冷却，就不会发生小键盘的收缩，同时，印制在小键盘基片上的印刷油墨也得到保护。
成型设备200包括工作台31，导轨33，水平移动部分35，下部平板37，下部模具40，上部模具47，上部平板53，垂直移动部分57，压缩机81和真空泵83。导轨33安装在工作台31上。下部平板37可以在导轨33上运动。水平移动部分35使下部平板37做水平移动。下部加热板39安装在下部平板37上。具有凹面的下部模具40安装在加热板39上。
上部模具47为与下部模具40上方。上部加热板51安装在上部模具47上。上部平板53安装在上部加热板51上。垂直移动部分57使上部平板53上下移动。此外，压缩机81与真空泵83分别与上部模具47和下部模具40连接。
冷却设备300包括冷却剂循环板85，独立的冷却模具87，控制器400，冷却风扇91，冷却剂容箱93，泵95和热交换板97。冷却剂循环板85固定在工作台31上。独立的冷却模具87具有凹面。冷却风扇91位于独立的冷却模具87上方，与控制器400连接，其中冷却风扇91为独立的冷却模具87提供冷却空气。冷却剂容箱93位于工作台31上方。泵95连接至冷却剂容箱93，将冷却剂抽至冷却剂循环板85。热交换板97位于冷却剂循环板85与冷却剂容箱93之间，其中热交换板97对冷却剂循环板85中循环的冷却剂进行热交换。由冷却剂容箱93提供的冷却剂通过热交换板97流入冷却剂循环板85。风扇99位于热交换板97的对面，其中风扇99为热交换板97提供冷却空气。控制器400控制驱动马达。
参见图5，图示为用于移动图4所示的上部模具47的垂直移动部分57的剖面视图示例。如图所示，垂直移动部分57包括支撑平板101，减速器105，驱动齿轮107，从动齿轮109，固定平板111和螺钉113。驱动马达103安装在支撑平板101上，且与控制器400电连接。减速器105与驱动马达103连接。驱动齿轮107与轴106连接，位于支撑平板101下并在其下旋转。从动齿轮109围绕在驱动齿轮107外。此外，齿轮109与驱动齿轮107互相啮合。固定平台111按照预设的间隔与支撑平板101隔开。螺钉113穿越支撑平板101和固定平板111，定焦在从动齿轮109的旋转中心。
参考图6，图示为包含在如图4所示设备中的固定夹具设备剖面视图示例。如图所示，固定夹具设备55包括气缸115，移动杆117，夹具119，驱动马达121，压缩空气输送管61，和制动器凸起45。移动杆117分别安装在气缸的两侧。压缩空气输送管61位于气缸115中间。夹具119由通过压缩空气输送管传送的压缩空气推动。与移动杆117连接的夹具119朝下运动，扣紧上部模具47与下部模具40。驱动马达121与控制器400相连接。制动器凸起45位于下部模具40的两个末端。
参见图7，图示为图4所示的上下部模具47和40的剖面视图示例。如图所示，压缩空气输送管63连接至压缩机81并从上部模具47中通过，将用于压制的压缩空气从压缩机81中传送至上部模具47。压缩空气注射管125位于上部模具47内且与压缩空气输送管63连接，向下部模具40方向注入用于进行压制的压缩空气。此外，真空吸气管127位于下部模具40内且与真空泵管65连接，通过吸取在印制聚氨酯膜与下部模具40间的空气将聚氨酯膜吸附于下部模具40的凹面上。真空泵管65与真空泵83连接且穿越下部模具40，将吸附空气抽出下部模具40外部。
参见图8，图示为图4中移动下部模具40的水平移动部分35的剖面图示例。如图所示，水平移动部分35包括滚轴129，导轨33，压缩空气输送管67，下部平板37和固定部分131。滚轴129位于下部平板下方。导轨33沿工作台31的纵向排列。压缩空气输送管67连接至气缸133。固定部分131固定在下部平板37上。此外，固定部分131沿气缸133的沟槽水平运动。
图4所示的压缩空气输送管59连接至压缩机81。注射喷嘴56安装在压缩空气输送管59的一侧。注射喷嘴56将用于冷却的压缩空气喷向下部模具40。
制造根据本发明的用聚氨酯树脂制造小键盘的方法如下，其中聚氨酯树脂为由NIHON MARAI CO，LTD.生产的“ESMA-URS XTYPE”聚氨酯树脂。
参见图9，图示为制造根据本发明的用聚氨酯薄膜制成的小键盘的方法示例流程图。如图所示，在步骤S100中，通过印制工艺在聚氨酯薄膜的按键部分印制数字和字符。此时，生产出如图10所示的印刷聚氨酯薄膜P1，它代表印制工艺的结果。
之后，在步骤S200中，通过成型工艺，将在下部模具40和上部模具47之间的印刷聚氨酯薄膜P1，形成小键盘基片。
成型工艺详述如下。
将刷聚氨酯薄膜P1放在具有凹面的下部模具之上。当操作者按下运行按钮，控制器400启动包含于图5中垂直移动部分57内的驱动马达103。驱动马达启动减速器105。减速器105通过轴106使驱动齿轮107转动。驱动齿轮107使与之啮合的从动齿轮109转动。从动齿轮109使螺钉113转动以将支撑平板101与上部平板53拉下。
同时，连接到压缩机81上的第二个阀门73打开。压缩空气通过压缩空气输送管67由第二个阀门73传送至气缸115。随后，传送至气缸115的压缩空气推动移动杆117使其与夹具119间的距离扩大。
如果上部模具47到达下部模具40，上部模具47与下部模具40上的传感器敏感出上部模具47与下部模具40的当前位置，使得向控制器400发送敏感信号。作为敏感信号的响应，压缩空气输送管61将压缩空气传送至气缸115。此时，气缸115中的移动杆117被推动使夹具119之间的距离缩小。
此后，连接至夹具119的驱动马达121被启动。然后，驱动马达121将夹具119与制动器凸出45扣紧，使得上部模具47与下部模具40扣紧。
当上部模具47与下部模具40扣紧后，控制器400控制并打开与图4中真空泵83连接的第四个阀门77。在步骤S210中，印刷聚氨酯膜P1与下部模具40之间的空气通过真空吸管127被吸出。此外，在吸气工艺中，印刷聚氨酯膜P1通过图7的真空吸管127被吸附在下部模具40的凹面上。吸出的空气通过第四个阀门77被抽入真空泵83中。
同时，控制器400控制并打开与图4的压缩机81连接的第三个阀门75。在步骤S230中，用于压制的压缩空气通过第三个阀门75传送，由压制成型工艺，通过图7的压缩空气输送管63和压缩空气注射管125，压制位于下部模具40上的印刷聚氨酯膜P1。
换句话说，当通过上部模具47传送的压缩空气压制印刷聚氨酯膜P1时，印刷聚氨酯膜P1被吸附于下部模具40的凹面上。结果，形成了如图11所示的在按键K组上形成凸起的小键盘基片。
此时，可以通过上部加热板51和温度传感器52，将压缩空气的温度在60℃到180℃之间调节。此外，下部模具40的温度可以由下部加热板39和另一个温度传感器调节。因此，印刷聚氨酯膜的吸附和压制成型工艺可以被精确执行。
在步骤S210和S230的吸附及压制成型工艺之后，控制器400控制并打开连接至图4的压缩机81上的第五个阀门79。压缩空气自第五个阀门79传送，通过图8中压缩空气输送管133推动气缸133上的固定部分131。固定部分131推动下部平板37和下部模具40沿导轨33运动。
当下部模具40被推动后，控制器400控制并打开连接至图4的压缩机81上的第一个阀门71。从第一个阀门71传送的用于冷却的压缩空气，通过压缩空气输送管59传送至注射喷嘴56。传送至注射喷嘴56的用于冷却的压缩空气，朝沿着导管33运动的下部模具40喷射。此时，位于下部模具40上的小键盘基片被冷却二至三秒。
此后，小键盘基片从成型设备200中的下部模具40分离。然后，将小键盘基片放在独立的冷却模具87上。冷却设备300中独立的冷却模具87的凹面形状与成型设备200中下部模具40的相同。
在步骤S250中，当操作者或机器人将小键盘基片从下部模具40上移送至独立的冷却模具87上，图4中位置传感器敏感小键盘基片的位置以产生敏感信号。作为对敏感信号的响应，控制器400控制并打开第四个阀门77和与真空泵83连接的控制阀门68。为了将小键盘基片吸附在独立的冷却模具87的凹面上，通过第四个阀门77和控制阀门68，由真空泵83将小键盘基片与独立的冷却模具87之间的空气吸出。在小键盘基片吸附于独立的冷却模具87的凹面上的状态下，位于独立的冷却模具87上方的冷却风扇91开始转动，以向独立的冷却模具87提供冷却空气。
控制器400控制并驱动位于工作台31下方的泵95。泵95推动冷却剂容箱93内的冷却剂(例如冷水)进行循环。冷却剂与单独的冷却模具87的下表面接触。此外，冷却剂在冷却剂循环板85内进行循环，因此降低了独立的冷却模具87的温度。
由于聚氨酯树脂制成的小键盘基片由冷却剂和通过冷却风扇91的冷却空气被冷却三到八秒，可以避免发生小键盘基片的收缩。同时，保护了印制在小键盘基片的数字和字符上的印刷油墨。
此后，在步骤S300中，通过后面处理工艺，向图9中小键盘基片P2内的凸起空间中注入硅树脂。因此，在小键盘基片P2的凸起空间内部形成了硅树脂部分137。然后，可以有选择性地在硅树脂部分上形成小凸起139，使得小凸起139能与蜂窝电话的按键开关接触。按照蜂窝电话的尺寸对小键盘基片进行切割。
参见图12，图示为用于后面处理的独立的上下部模具的示例剖面视图。如图所示，小键盘基片P2放在独立的下部模具151上。硅树脂被注入小键盘基片P2上按键K的内部空间153中。独立的上部模具155压缩注入的硅树脂，因此形成聚氨酯树脂制成的小键盘，其中独立的上部模具155具有与硅树脂形成的一组小凸起对应的凹面。
由于如上描述制成的小键盘的按键侧壁和表面都被拉伸了，降低了按键边缘的损伤。
参见图14，图示为另一幅根据本发明的由聚氨酯树脂制成的小键盘透视图示例。如图所示，小键盘还包含与按键K接触的按键表层141。按键表层141用胶粘在按键K上。在向按键K上涂胶之前，需要在真空炉中对按键K进行等离子处理。
如前所述，根据本发明的由聚氨酯树脂制成的小键盘是软的，而且不易附着诸如化妆品之类的外部物质。
尽管为了解释的目的公开了本发明的优选施例，应当理解，在不背离权利要求书中公开的本发明的精神和范围内，本领域技术人员可以对其进行各种修改、增加和替代。
权利要求
1.一种含有按键的小键盘，包括由聚氨酯树脂制成的小键盘表面。
2.如权利要求1中所述的小键盘，其中所述按键包括在所述按键内部形成的硅树脂部分，该硅树脂部分上有与电路板按键开关接触的凸起。
3.如权利要求1或2中所述的小键盘，其中所述按键分别与按键盖粘连在一起。
4.一种制造小键盘的设备，包括用压缩空气压制聚氨酯膜的第一个模具；在其凹面吸附聚氨酯膜的第二个模具，吸附作用通过吸取在聚氨酯膜与第二个模具之间的空气来实现；与第一个模具连接，并向第一个模具提供压缩空气的压缩机；和与第二个模具连接，用于将所述吸取的空气从抽出的第二个模具真空泵。
5.如权利要求4中所述的设备，还包括用于垂直移动第一个模具的垂直移动部分；用于水平移动第二个模具的水平移动部分；和用于控制所述垂直移动部分、所述水平移动部分、所述压缩机和所述真空泵的控制器。
6.如权利要求5中所述的设备，还包括与第一个模具连接并用于调节压缩空气温度的温度调节装置。
7.如权利要求5中所述的设备，还包括与第二个模具连接并用于调节第二个模具温度的温度调节装置。
8.所述权利要求5中所述的设备，还包括用于夹紧第一个模具和第二个模具的夹具。
9.如权利要求4中所述的设备，还包括用于传送由所述压缩机提供的冷却压缩空气的压缩空气输送管；和连接至所述压缩空气输送管并用于向第二个模具注射冷却压缩空气的注射喷嘴。
10.如权利要求4到9之一所述的设备，还包括第二个压缩空气输送管，连接至所述压缩机并穿越第一个模具，其作用是从压缩机向第一个模具传送用于压制的空气；压缩空气注射管，位于第一个模具内并与第二个压缩空气输送管相连，其作用是向第二个模具注射用于压制的压缩空气；位于第二个模具内的真空吸管，其作用是通过吸出聚氨酯膜与第二个模具凹面间的空气，实现第二个模具凹面上聚氨酯膜的吸附作用；和真空泵输送管，连接在所述真空泵上并穿越第二个模具，其作用是将吸出的空气抽出第二个模具外。
11.如权利要求4到9之一所述的设备，还包括与所述真空泵连接的冷却模具，其作用是冷却从第二个模具分离出的小键盘基片，该小键盘基片代表由所述压缩空气压制出的聚氨酯膜；用于循环冷却剂以调整所述冷却模具温度的冷却剂循环板；与所述冷却剂循环板连接的热交换板，其作用是实现在所述冷却剂循环板内进行循环的冷却剂的热交换；和位于所述冷却模具上方的风扇，其作用是为所述冷却模具提供冷空气。
12.如权利要求10所述的设备，还包括与所述真空泵连接的冷却模具，其作用是冷却从第二个模具分离出的小键盘基片，该小键盘基片代表由所述压缩空气压制出的聚氨酯膜；用于循环冷却剂以调整所述冷却模具温度的冷却剂循环板；与所述冷却剂循环板连接的热交换板，其作用是实现在所述冷却剂循环板内进行循环的冷却剂的热交换；和位于所述冷却模具上方的风扇，其作用是为所述冷却模具提供冷空气。
13.一种制造小键盘的方法，包括如下步骤(a)在聚氨酯膜的按键部分印制数字和字符，以制作出印刷聚氨酯膜；(b)将所述印刷聚氨酯膜插入第一个模具于第二个模具之间；(c)通过向与压缩机相连的第一个模具内注入压缩空气，压制所述印刷聚氨酯膜；(d)通过所述印刷聚氨酯膜与同真空泵相连的第二个模具之间的空气吸力，将所述印刷聚氨酯膜吸附在第二个模具的凹面上，从而制成在所述按键部分形成凸起的小键盘基片；和(e)向所述凸起中注入硅树脂。
14.如权利要求13所述的方法，其中压缩空气的温度可以通过与第一个模具连接的上部加热板在60℃到180℃之间调节。
15.如权利要求13所述的方法，其中第二个模具的温度可以通过与第二个模具连接的下部加热板在60℃到180℃之间调节。
16.如权利要求13到15之一所述的方法，还包括如下步骤(f)在步骤(c)和(d)后，用低温空气冷却所述小键盘基片3到8秒。
17.如权利要求16所述的方法，还包括如下步骤在步骤(f)前，用常温空气对小键盘基片进行二到四秒的冷却。
18.如权利要求13到15之一所述的方法，其中步骤(e)还包括如下步骤将按键盖粘连到所述按键部分。
19.如权利要求17所述的方法，其中步骤(e)还包括如下步骤将按键盖粘连到所述按键部分。
全文摘要
本发明提供了一种具有聚氨酯树脂制成的小键盘的电子产品。作为一种电子产品，蜂窝电话(100)中含有用聚氨酯树脂作键盘表面的小键盘(P)，小键盘位于蜂窝电话(100)的电路板(6)上。制造小键盘(P)的方法，包括如下步骤(a)在聚氨酯膜上的按键部分印刷数字和字符，制作出印刷聚氨酯膜；(b)将印刷聚氨酯膜插入第一个模具于第二个模具之间；(c)通过向与压缩机相连的第一个模具内注入压缩空气，压制印刷聚氨酯膜；(d)通过印刷聚氨酯膜与同真空泵相连的第二个模具之间的空气吸力，将印刷聚氨酯膜吸附在第二个模具的凹面上，从而制成在按键部分形成凸起的小键盘基片；和(e)向凸起中注入硅树脂。用聚氨酯树脂作键盘表面的小键盘(P)的优点是不光滑而且软。
文档编号B29C35/16GK1411653SQ01804991
公开日2003年4月16日 申请日期2001年2月14日 优先权日2000年2月14日
发明者闵丙宽 申请人:闵丙宽