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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Tastenfeld, welches als Bauteil für einen
Drucktastenschalter geeignet ist, der dafür vorgesehen ist, in den Eingabeabschnitt
eines elektronischen Gerätes
eingebaut zu werden, wie zum Beispiel ein Telefon, ein Audiogerät, ein Fernsehgerät, einen
Videorekorder, ein Faxgerät,
ein Kopiergerät
oder ein in einem Fahrzeug eingebautes Gerät, und insbesondere ein Tastenfeld,
welches als Bauteil für
einen Drucktastenschalter für
ein tragbares Gerät
geeignet ist, bei dem eine Verringerung der Dicke und der Größe erforderlich
ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Spritzgießwerkzeug
für eine Harztastenabdeckung
und ein Verfahren zur Herstellung einer Harztastenabdeckung.
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2. Zugehöriger Stand
der Technik
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Die
DE 201 17 019 U1 beschreibt
eine Tastenabdeckung mit einer Bohrung und einer unter der Tastenabdeckung
angeordneten LED, so dass eine LED in Verbindung mit einer Taste
vorgesehen ist. Weil die Bohrung in der Tastenabdeckung gebildet
ist und die LED von innerhalb der Bohrung beleuchtet wird, bedingt
diese Konstruktion, statt die Tastenabdeckung zu beleuchten, dass
helles Licht nach außen
abgestrahlt wird, während
die Bereiche der lichtdurchlässigen
Tastenabdeckungen gemieden werden.
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Aus
der
US 4,670,633 ist
eine Tastatur bekannt, die in der Lage ist, Druckknöpfe mit
einer geringen Anzahl an Lichtquellen auf effektive Weise zu beleuchten.
Die Tastatur weist eine Vielzahl von pyramidenförmigen Reflektoren zum Reflektieren
von Licht zu den Seiten der Druckknöpfe auf.
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Die
JP 2002/052566 A beschreibt ein Verfahren zum Gießen einer
Tastenabdeckung, bei welcher Buchstaben und Muster, die auf einem
Grundmaterial gedruckt sind, durch das Gießen nicht deformiert werden.
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Ein
Tastenabdeckungswerkzeug ist in der
DE 100 28 222 A1 beschrieben, welches bewegliche Kerne
aufweist, die in Hohlräumen
des Werkzeugs angeordnet sind.
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Bis
zum jetzigen Zeitpunkt ist ein Tastenfeld der Beleuchtungs-Bauart,
welches mit einer lichtdurchlässigen,
elastischen Tastaturfolie und einer lichtdurchlässigen Harztastenabdeckung
ausgestattet ist, hauptsächlich
als Bauteil für
einen Drucktastenschalter verwendet worden, der dafür vorgesehen ist,
in den Eingabebereich eines tragbaren Geräts, wie zum Beispiel eines
Mobiltelefons, eingebaut zu werden. 12 zeigt
ein spezifisches Beispiel eines solchen Tas tenfelds. In der Zeichnung
ist ein Tastenfeld 1 aus einer Tastaturfolie 2,
die durch Gießen
eines lichtdurchlässigen
Silikongummis oder eines lichtdurchlässigen, thermoplastischen Elastomers
in eine Folie erhalten wird, und Harztastenabdeckungen 3 zusammengesetzt,
die durch Spritzgießen
eines lichtdurchlässigen,
thermoplastischen Harzes erhalten und durch das Dazwischenwirken
von lichtdurchlässigen
Klebeschichten 4 an der Tastaturfolie 2 angebracht
werden. Dieses Tastenfeld 1 wird auf einer Substratfläche 7a angeordnet,
auf der sich Tellerfedern 5, Chipbauteile 6 mit
als Beleuchtungsquellen dienenden LEDs oder ähnlichem usw. befinden, und
ist mit einem Substrat 7 usw. integriert, um einen Drucktastenschalter
für einen
Eingabebetrieb zu bilden.
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In
vielen Fällen
weist jede Harztastenabdeckung 3 in einem solchen Drucktastenschalter
an dem äußeren Umfang
des unteren Endes ihrer Seitenfläche
einen nach außen
hervorstehenden Flanschabschnitt 8 auf. Dieser Flanschabschnitt 8 ist
dafür vorgesehen,
mit der hinteren Fläche
eines Gehäuses 9 in
Eingriff zu gehen, um zu verhindern, dass die Tastenabdeckung von
dem Gerät
(Gehäuse 9)
gelöst wird.
Des weiteren kann, wenn die LEDs oder ähnliches, die in den Chipbauteilen 6 eingebaut
sind, dazu gebracht werden, Licht zu emittieren, um die Harztastenabdeckung
von innerhalb des Gehäuses 9 zu
beleuchten, ein Lecken beziehungsweise Austreten von Licht durch
die Spalte zwischen den Harztastenabdeckungen 3 und dem
Gehäuse 9 dadurch
verhindert werden, dass die Flanschabschnitte 8 mit Schutzschichten ausgestattet
werden, wodurch die Beleuchtungseigenschaften für die Harztastenabdeckung 3 verbessert
werden.
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Im
allgemeinen besteht eine Notwendigkeit für eine weitere Verringerung
der Dicke und der Größe von tragbaren
Geräten,
wie zum Beispiel Mobiltelefonen. In Anbetracht dessen wird bei dem
in 12 dargestellten Tastenfeld 1 eine weitere
Verringerung der Dicke und Größe der Bauteile
einschließlich
der Tastenfolie 2, der Harztastenabdeckungen 3 und
der Klebeschichten 4 in Erwägung gezogen. Eine weitere Verringerung
der Dicke und Größe des Tastenfelds würde jedoch
zu einer Verringerung des Abstands zwischen den einander zugerichteten
Harztastenabdeckungen 3 und einer Verringerung des vertikalen Abstands
zwischen der Harztastenabdeckung 3 und dem Substrat 7 führen. Es
wurde daher daraus gefolgert, dass die Flanschabschnitte 8 der
Harzabdeckungen 3 zwangsläufig in Kontakt mit den Chipbauteilen 6 kommen
würden,
die von der Substratfläche 7 hervorstehen.
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Es
könnte
möglich
sein, dieses Problem zum Beispiel durch Verringerung der Anzahl
an Chipbauteilen 6 zu vermeiden. Dies würde jedoch dazu führen, dass
einige der Harztastenabdeckungen 3 nicht ausreichend beleuchtet
wären,
wodurch es unmöglich
wäre, alle
Harztastenabdeckungen 3 gleichmäßig und in ausreichender Weise
zu beleuchten. Es könnte
auch möglich
sein, die Größe der Harztastenabdeckungen 3 zu
verringern. Dies würde
jedoch eine Verschlechterung bezüglich
der Bedienbar keit beim Drücken
der Harztastenabdeckungen 3 mit sich ziehen, was zu einer
eher ungenauen Eingabe führen würde, was
mit Unannehmlichkeiten für
den Benutzer verbunden ist.
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In
diesem Zusammenhang hat der vorliegende Erfinder ein Verfahren zum
teilweisen Anpassen beziehungsweise Beschneiden der Flanschabschnitte 8 der
Harztastenabdeckungen 3 in Betracht gezogen. Wie in 13 dargestellt,
sind jedoch bei dem Verfahren, bei dem die Flanschabschnitte 8 teilweise mittels
eines Beschneidstempels nach dem Gießen der Harztastenabdeckungen 3 zugeschnitten
werden, die Schneidkanten a bis c der Gefahr einer Positionsveränderung
ausgesetzt, so dass die Breitenausdehnung der verbleibenden Flanschabschnitte 8 eher
unterschiedlich ist, was zu einem häufigen Auftauchen von Lichtaustritten
zum Zeitpunkt der Beleuchtung führt.
Insbesondere sind die Harztastenabdeckungen eines tragbaren Geräts, welches
im allgemeinen eine sehr geringe Gesamtgröße aufweist, einer solchen
Veränderung
der Schneidkanten a bis c ausgesetzt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wie
oben beschrieben, wurde die vorliegende Erfindung gemacht, nachdem
die Art und Weise geprüft
wurde, wie das Problem des Kontakts vermieden werden kann, das auftritt,
wenn das konventionelle Tastenfeld 1 in Dicke und Größe verringert
werden soll. Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Tastenfeld zur Verwendung in einem tragbaren elektronischen Gerät oder ähnlichem
zu schaffen, bei welchem die Harztastenabdeckungen 3 und
die Chipbauteile, wie zum Beispiel LEDs, nicht in Kontakt miteinander
kommen, welches Lichtaustritte zum Zeitpunkt der Beleuchtung eliminiert
und bei welchem die Harztastenabdeckungen sich nicht leicht von
dem Gerät
lösen.
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Des
weiteren zielt die vorliegende Erfindung auch darauf ab, eine Harztastenabdeckung
zur Verwendung bei einem solchen Tastenfeld, ein Spritzgießwerkzeug
für diese
Harztastenabdeckung und ein Verfahren zum Herstellen einer Harztastenabdeckung
zu schaffen.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Tastenfeld gemäß Anspruch
1 zur Verfügung
gestellt.
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In Übereinstimmung
mit dieser Erfindung weisen die Harztastenabdeckungen in ihren Seitenflächen ausgesparte
Bereiche mit einer Konfiguration in Übereinstimmung mit der äußeren Konfiguration von
Eingriffselementen auf, von denen zumindest die oberen Bereiche
in Verschiebebereichen an den unteren Rändern der Fläche der
Harztastenabdeckungen angeordnet sind, wodurch deren Verschiebung ermöglicht wird,
wenn sie gedrückt
werden, so dass die Harztastenabdeckungen nicht in Kontakt mit den Eingriffselementen
kommen, und zwar ob die Tastenabdeckungen zur Eingabe gedrückt werden
oder nicht. Auf diese Weise ist es möglich, mit der Verringerung
des Abstands zwischen den Seitenflächen der Harztastenabdeckungen
und der Verringerung des verti kalen Abstands zwischen den Harztastenabdeckungen
und dem Substrat aufgrund der Verringerung der Dicke und Größe zurecht
zu kommen. Insbesondere besteht in dem Fall eines Tastenfelds, bei dem
die Harztastenabdeckungen auf ihren Seitenflächen nach außen hervorstehende
Flanschabschnitte mit darin gebildeten ausgesparten Bereichen aufweisen,
praktisch keine Gefahr, dass Licht durch die Spalte zwischen dem
Gerätegehäuse und
den Harztastenabdeckungen austritt, wenn die Hintergrundbeleuchtung
eingeschaltet ist. Somit ist eine solche Harztastenabdeckung mit
einem ausgesparten Bereich in der Lage, mit einer Verringerung der
Dicke und Größe des Geräts zurecht
zu kommen und ist optimal bei einem Tastenfeld des Beleuchtungstyps und
dabei verwendeten Harztastenabdeckungen anwendbar.
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Das
oben genannte Eingriffselement ist der Abschnitt, welcher nach dem
Drücken
der Harztaste in Kontakt mit der Harztastenabdeckung kommen würde, um
dadurch das Absinken der Harztastenabdeckung zu verhindern, wenn
nicht der ausgesparte Bereich in der Harztastenabdeckung vorhanden
wäre. In
vielen Fällen
ist sie aus einem "Vorsprung" von einer allgemeinen
Fläche
einer Fläche
der Tastenfolie gebildet; in einigen Fällen kann es ein Beinbereich oder ähnliches
sein, welcher den Harztastenabdeckungsanbringbereich der Tastenfolie
schwimmend trägt,
um in der Lage zu sein, in Richtung der gegenüberliegend von der hinteren
Fläche
der Tastenfolie angeordneten Substratfläche und weg von derselben zu
bewegen. Des weiteren ist mit dem oben genannten "Vorsprung" ein Element gemeint,
welches von der Fläche
der Tastenfolie vorsteht; es handelt sich um einen Ausdruck, welcher
sowohl die Tastenfolie selbst als auch ein von der Tastenfolie verschiedenes Objekt
umfasst. Genauer gesagt bedeutet es zuerst ein Schaltungsbauteil,
welches mit der Substratschaltung in einem hervorstehenden Zustand
bezüglich
der Substratfläche,
die der hinteren Fläche
der Tastenfolie gegenüberliegt,
verbunden ist. Wie oben angegeben, ist die jüngste Tendenz in Richtung einer Verringerung
der Dicke und Größe von tragbaren
Geräten
bemerkenswert. Es bestehen jedoch Beschränkungen bezüglich einer Verringerung in
der Dicke und Größe des Chipbauteils,
wie zum Beispiel der LED, d. h. des Schaltungsbauteils selbst, und
eine Verringerung des vertikalen Abstands zwischen demselben und
der Harztastenabdeckung ist unausweichlich. Demzufolge muss das
Schaltungsbauteil von einer allgemeinen Fläche der Tastenfolienfläche durch
eine in der Tastenfolie gebildete Einführungsbohrung hervorstehen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, auch in solch einem
Fall, den oben genannten Kontakt aufgrund des ausgesparten Abschnitts
der Harztastenabdeckung zu vermeiden. Des weiteren ist die Tastenfolie
häufig
mit einem "Aufnahmeabschnitt" zum Schutz eines
solchen Schaltungsbauteils ausgestattet. Als ein zweites spezifisches
Beispiel davon, was durch die Bezeichnung "Vorsprung" gemeint ist, wird dieser "Aufnahmeabschnitt" eingesetzt. In einigen
Fällen
ist, unabhängig davon,
ob das Schaltungsbauteil von der allgemeinen Fläche der Tastenfolie hervorsteht
oder nicht, der Aufnahmeabschnitt so gebildet, dass er von der allgemeinen
Fläche
hervor steht. Insbesondere wenn die Tastenfolie auf so perfekte Weise
wasserdicht und staubdicht ist, steht sie von der allgemeinen Fläche der
Tastenfolie in einer domartigen oder kastenartigen Weise hervor,
um das Schaltungsbauteil auf perfekte Weise abzudecken. Wenn eine
solche wasserdichte und staubdichte Eigenschaft nicht erforderlich
ist, wird der Aufnahmeabschnitt so gebildet, dass er in einer zylindrischen
Form nach oben von der Folie absteht. Dann ist es bei der vorliegenden
Erfindung in jedem Fall möglich,
zu verhindern, dass die Harztastenabdeckung in Kontakt mit dem Aufnahmeabschnitt
kommt.
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Des
weiteren kann dieses Tastenfeld in beiden nachfolgenden Fällen angewendet
werden: Dem Fall, in welchem, falls kein ausgesparter Abschnitt vorgesehen
ist, die Seitenfläche
der Harztastenabdeckung nicht mit dem Eingriffselement überlappt, wenn
die Tastenabdeckung nicht zur Eingabe gedrückt wird, wohingegen, wenn
sie zur Eingabe gedrückt
wird, die Seitenfläche
der Harztastenabdeckung das Eingriffselement überlappt, und dem Fall, in
welchem die Seitenfläche
der Harztastenabdeckung das Eingriffselement überlappt, ob es gedrückt wird
oder nicht. Somit ist es in jedem Fall möglich, zu verhindern, dass
die Harztastenabdeckung in Kontakt mit dem Eingriffselement kommt.
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Des
weiteren kann der "ausgesparte
Abschnitt" der Harztastenabdeckung
von einer Konfiguration sein, in welcher die Wanddicke vollständig entlang
der Höhenrichtung
des Abschnitts der Harztastenabdeckung (z. B. der Flanschbereich),
wo sie gebildet ist, reduziert ist, oder von einer Konfiguration, in
welcher die Wanddicke nur in dem unteren Abschnitt entlang der Höhenrichtung
desselben verringert ist. Des weiteren impliziert die Bezeichnung "Konformität" nicht, dass die
Konfiguration des ausgesparten Abschnitts perfekt mit der äußeren Konfiguration
des Eingriffselements übereinstimmt;
es ist nur notwendig, dass die Harztastenabdeckung in der Lage ist,
einen Kontakt mit dem Eingriffselement zu vermeiden, so dass es
ausreicht, wenn deren Konfigurationen im wesentlichen in Übereinstimmung
miteinander sind. Zum Beispiel kann, wenn die äußere Konfiguration des Eingriffselements
im Querschnitt polygonal ist, die Konfiguration des ausgesparten Abschnitts
bogenförmig
mit einem Krümmungsradius sein,
der etwas größer ist
als was er begrenzt.
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Die
Ansprüche
3 und 4 beschreiben alternative Harztastenabdeckungen.
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Des
weiteren wird in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ein Spritzgießwerkzeug für eine Harztastenabdeckung
gemäß Anspruch
5 geschaffen.
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Bei
diesem Spritzgießwerkzeug
für die
Harztastenabdeckung ist der mit dem Formabschnitt der Tastenabdeckung
in Verbindung stehende Zulaufabschnitt in dem Hohlraum vorgesehen.
Des weiteren ist in dem Hohlraum der Harzentlastungsvorsprung vorgesehen,
welcher eine Gießfläche aufweist,
die sich von dem Eingang des Formabschnitts für die Tastenabdeckung und dem
Zulauf abschnitt in Richtung des Formabschnitts für die Tastenabdeckung vergrößert, wobei
die Gießfläche in der
Breite kleiner als der Eintritt und von einer Konfiguration ist,
welche in Übereinstimmung
mit der äußeren Konfiguration des
Eingriffselements ist, von dem zumindest der obere Abschnitt in
dem Verschiebebereich des unteren Oberflächenrands der Harztastenabdeckung
angeordnet ist, welche bei einem Drücken verschoben werden soll.
Somit ist es allein durch das Abschneideverfahren des Zulaufabschnitts
möglich,
einen ausgesparten Abschnitt einer Konfiguration in Übereinstimmung
mit der äußeren Konfiguration
des Eingriffselements in einfacher Weise zu bilden, welches beispielsweise
von einer V-förmigen
oder bogenförmigen
Konfiguration ist, und zwar auf der Harztastenabdeckung und einem
Teil des Flanschabschnitts davon. Des weiteren ist es, weil der
Harzentlastungsvorsprung in der Breite kleiner als der Eingang ist, möglich, dass
ein geschmolzenes Harz fließt,
ohne dass sich Luft auf jeder Seite des Harzentlastungsvorsprungs
ansammelt, wodurch es möglich
gemacht wird, eine Harztastenabdeckung zu erhalten, die bezüglich ihrer
Dimensionseigenschaften und Qualität überlegen ist, sowie ein Tastenfeld,
welches dieselbe verwendet.
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Des
weiteren kann dieses Spritzgießwerkzeug
als eines ohne Stiftbohrungen gebildet werden, was die abnehmbare
Anbringung einer Vielzahl von Stiftelementen erlaubt, die Harzentlastungsvorsprünge bilden
und bezüglich
der Konfiguration der Gießfläche unterschiedlich
sind. Durch dieses Bilden von Stiftbohrungen, welche eine abnehmbare
Anbringung einer Vielzahl von Stiftelementen erlaubt, die sich bezüglich der
Konfiguration der Gießfläche unterscheiden,
ist eine schnelle Adaption an ein Produkt mit einem Eingriffselement
möglich,
welches eine unterschiedliche äußere Flächenkonfiguration aufweist,
und zwar lediglich durch Ersetzen der Stiftelemente, ohne dass jegliches
Umgestalten des Werkzeugs selbst erforderlich ist, wodurch es möglich ist,
ein Spritzgießwerkzeug
für eine
Harztastenabdeckung zu erhalten, welches bezüglich der Kompatibilität der Produkte überlegen
ist.
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Des
weiteren findet bei einem Spritzgießwerkzeug für eine Harztastenabdeckung,
bei dem der Eingang auf der Seite, an der die Tastenabdeckung gebildet
wird, breiter und auf der Seite des Zulaufabschnitts schmäler ist,
das Strömen
eines geschmolzenen Harzes in den Hohlraum schnell statt und es
ist möglich,
das Auftreten einer Ansammlung von Luft zu reduzieren oder zu eliminieren.
Des weiteren ist es bei einem Spritzgießwerkzeug für eine Harztastenabdeckung
mit einem Entlüftungsöffnungsabschnitt,
der mit einem Teil des Zulaufabschnitts kommuniziert, möglich, jegliche
Erzeugung von Strömungsmarkierungen
auf den Harztastenabdeckungen zu eliminieren.
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Die
vorliegende Erfindung stellt des weiteren ein Verfahren zum Herstellen
einer Harztastenabdeckung gemäß Anspruch
10 zur Verfügung.
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Bei
diesem Verfahren zur Herstellung einer Harztastenabdeckung ist es
möglich,
einen ausgesparten Abschnitt mit einer Konfiguration in Übereinstimmung
mit der äußeren Konfiguration
des Eingriffselements auf einem Teil des Flanschabschnitts durch
einen auf normale Art und Weise durchgeführten Eliminierungsprozess
des Zulaufabschnitts in einfacher Weise zu bilden, ohne jeglichen überflüssigen Schritt
zu dem konventionellen Verfahren zum Herstellen einer Harztastenabdeckung
hinzuzufügen.
Des weiteren kann, weil ein geschmolzenes Harz in den Hohlraum des
Spritzgießwerkzeugs,
welches den Zulaufabschnitt und den Harzentlastungsvorsprung aufweist,
gegossen wird, der auf der Harztastenabdeckung durch diesen gebildete
ausgesparte Ausschnitt auf zuverlässige Art und Weise in einer Konfiguration
in Übereinstimmung
mit der äußeren Konfiguration
des Aufnahmeabschnitts der Tastenfolie sein und kein fehlerhaftes
Gießen
aufgrund eines Auftretens einer Ansammlung von Luft oder ähnlichem
ist involviert. Des weiteren wird die Erzeugung von Strömungsmarkierungen
auf der Harztastenabdeckung verhindert und es ist möglich, eine
Harztastenabdeckung von hoher Qualität zu erhalten, bei welcher,
auch wenn ein Anzeigeabschnitt mit einem Buchstaben, einem Symbol
oder ähnlichem
darauf auf der Rückseite
der Harztastenabdeckung vorgesehen ist, der Anzeigeabschnitt nicht
durch Strömungsmarkierungen
entstellt wird.