CN103688296B - 通过壳体保护内置开关元件的便携式装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式装置（10），其用于激活至少一个开关元件（40），开关元件设置在壳体（11）之内，便携式装置具有按键单元（20）和设置在壳体（11）中的容座（13），按键单元具有至少一个接触机构（21），其中，接触机构（21）指向壳体（11）的内部（12），以便激活开关元件（40），按键单元（20）固定在容座上。根据本发明规定，容座（13）具有力传递区域（14），力传递区域如此设置在按键单元（20）和开关元件（40）之间，即，壳体（11）的内部（12）相对外部区域（2）受到保护。

Description

通过壳体保护内置开关元件的便携式装置

技术领域

本发明涉及一种便携式装置，其用于激活至少一个开关元件，该开关元件设置在壳体之内，该便携式装置具有按键单元和设置在壳体上的容座，该按键单元具有至少一个接触机构，其中，该接触机构指向壳体内部以便激活开关元件，该按键单元固定在容座上。

背景技术

DE 101 21 045 C2公开了一种ID发送器，其中，键区固定在壳体之内。挺杆形成在键区上。该挺杆在操作时用于激活开关元件，在开关元件中，弹性按键利用挺杆抵靠开关元件运动。键区固定在支座边缘上。支座具有卡止元件，其用于固定在壳体上。ID发送器按照有利方式显示其为可靠和易于安装的，其中，同时得到可靠的密封，这是因为键区利用支座完全封闭壳体开口。

发明内容

本发明任务是实现一种便携式装置，在所述便携式装置中进一步降低了制造和/或装配成本，其中，同时确保了尤其是在按键单元的壳体区域上的可靠密封。

利用具有本发明的实施例所述特征的便携式装置来解决该任务。从如下描述中说明了本发明可行实施方式。

根据本发明规定，容座具有力传递区域，所述力传递区域如此设置在按键单元和开关元件之间，即，壳体内部相对外部区域受到了保护。当使用者从外部激活按键单元时，尤其是当使用者按压按键单元时，接触机构相应朝向壳体内部方向运动，其中，同时接触机构作用于力传递区域。因而力传递区域暂时朝向位于壳体内部的至少一个开关元件的方向变形，尤其是弹性和/或弯曲变形，由此出现开关元件的相应接触。因为力传递元件将便携式装置的外部区域与壳体内部区域完全隔开，排除了在按键单元所处的壳体区域中可能有湿气、污物颗粒等渗入便携式装置内部。因而可以简单有效地相对于外部区域密封通常位于便携式装置之内的电子器件，包括电路板、开关元件、传感器、电池等，其中，同时简化了按键单元装配至容座内，这是因为按键单元的固定完全位于便携式装置的外部区域，因而对按键单元固定在壳体上以确保密封壳体内部没有特别高的要求。

在本发明一个可行实施方式中，壳体和力传递区域可以构成一个共同的双组分构件。力传递区域至少局部位于壳体容座中。在本发明该实施方式中，按照有利方式，壳体和力传递区域构成一个整体构件，从而壳体内部通过所述整体构件完全与便携式装置的外部区域分隔开。因而双组分构件完全包封尤其包括电子器件的便携式装置内部区域。由此可以获得可靠密封。

本发明一个有利实施方式可以是，力传递区域由第一材料实施，壳体由第二材料实施，其中，第一材料与第二材料相比具有更小的机械抗力。第一材料和/或第二材料可以是塑料混合物。在便携式装置的一个有利实施方式中，第一材料可以是硅树脂或者热塑性聚合物。容座的力传递区域例如可以由热塑性弹性体(TPE)或聚氨酯热塑性弹性体(TPU)来实现。

改进本发明的一个措施可以是，按键单元至少由支座和可弯曲和/或弹性的触摸元件构成，支座至少在局部被可弯曲的触摸元件包围。在此，按键单元包括至少两个构件，它们由支座和触摸元件组成。触摸元件又可以包括多个单键，尤其具有单键区。按照有利方式，给各个单键分配一个接触机构，该接触机构又与相应的开关元件交互，或者说它在使用者相应操作按键单元时作用于相应的开关元件。按照有利方式，支座是一种用于触摸元件的框架，其中，就朝向外部区域而言，触摸元件完全紧箍和覆盖支座，从而支座以使用者不可见的方式固定在壳体容座中。

有利的可以是，触摸元件撑紧在支座上，尤其是触摸元件长筒袜状地套装和/或卷装在支座上。在施加柔性触摸元件时，触摸元件的材料被如此拉伸，以使触摸元件可以完全包围支座的几何形状。在已套装状态下，触摸元件在支座上撑紧，其中，触摸元件的内侧接触支座表面。在本发明一个可行实施方式中，支座的内置区域(其背离便携式装置的外部区域)至少局部不被触摸元件包围。这意味着，触摸元件不接触支座的至少一个局部区域(其面对力传递区域)。因而该局部区域可以实现为没有触摸元件。

此外按照有利方式可以规定，触摸元件具有至少一个接触机构，其延伸穿过支座的缺口，其中，尤其是设有多个接触机构，它们延伸穿过支座的相应不同的缺口。一个缺口或多个缺口可以呈现不同的几何形状，例如圆形，方形，有角的，多边形。接触机构按照适当方式匹配于缺口的几何形状，其中，在本发明一个可行实施方式中，接触机构呈挺杆状并且朝向力传递区域的方向延伸穿过相应缺口。按照有利方式，接触机构的自由端部可以与力传递区域保持间距，其中，所述间距按照有利方式是很小的。直到相应操作按键单元时，接触机构的自由端部才与力传递区域接触，由此通过力传递区域的变形操作开关元件。同样可以想到的是，在不操作按键单元时，接触机构的自由端部已经接触力传递区域。

此外还可以想到，支座具有至少一个凹腔，凹腔中分别设有一个缺口，其中，凹腔的至少一个部分区域具有针对触摸元件的止挡功能。在此特别有利的是，各个缺口的凹腔具有特殊的几何形状，它们充当触摸元件尤其是各个单键的止挡，以便尤其是在开关元件中在触摸元件可能进一步压入时避免出现破坏。

按照适当方式，力传递区域将壳体内部与外部区域完全分隔。因而阻止任何的颗粒尤其是湿气、污物等可能渗入便携式装置的内部空间，在所述内部空间中可能设有例如易受干扰的电子部件。

在本发明一个可行实施方式中，力传递区域可以是激光可穿透的，其中，按键单元激光焊接在力传递区域上，尤其是支座激光焊接在力传递区域上。另选可以想到是，触摸元件的至少一个可以延伸直至力传递区域的区域是与力传递区域激光焊接的。按照有利方式，力传递区域的材料对激光束而言是透明的。要与力传递区域接合的对象，尤其是触摸元件或者支座具有被实现为能吸收激光束的材料。在本发明一个可行实施方式中，激光束的能量穿过对激光束而言透明的接合对象(尤其是力传递区域)进入接合平面，接合对象的有待连接的接合表面位于该接合平面中。接合平面是两个接合对象(在此是力传递区域和支座或者说触摸元件)之间的边界层区域。在那里，电磁能量可以被吸收性的接合对象几乎无损失地转换成热能。所施加的能量导致吸收性的接合对象塑化成形。通过热传导也可以使透明的接合对象塑化成形。按照有利方式，在这两个接合对象之间出现材料配合的接触。在边界层区域中按照有利方式形成10μm～400μm的薄熔融膜。通过无接触且位置局限的激光束能量输入，避免了接合对象的热损伤。也阻止了机械负荷，这是因为接合对象在能量输入和冷却过程中彼此不会发生相对运动。可获得的材料配合连接的优点在于其密封性、无气孔性和高质量观感，并且对于有待连接的接合对象的材料配对而言，位于基本材料强度范围内。

已经证实的是，CO2激光器、Nd:YAG激光器和二级管激光器尤其适用于接合对象的接合。CO2激光器的波长规定了非常短的接合对象穿透深度，该接合对象对二级激光器而言是透明的。已经证实的是，通过接合对象的大的色素可以很好地调节穿透深度。按照有利方式，激光焊接的优点在于，与其他连接工艺如粘合(其中会出现蒸汽)相比工位负荷可以忽略。在使用高功率二级管激光器时，激光束的发射波长在约800nm～1000nm范围内，这种发射波长例如可以通过光学玻璃纤维传送。使用玻璃纤维可以实现将激光器和光学处理元件简单集成在例如机器人系统中，该机器人系统一方面可以调准壳体容座中的触摸元件、壳体和/或按键单元，另一方面同时可以通过激光束将相应能量施加给接合对象。

可以想到，容座被实施为壳体上的凹部，按键单元位于凹部中。此外按照有利方式，按键单元的上表面可以相对于壳体表面几乎齐平地延伸。由此可以确保特别令人满意的触觉特性。

整个系统的装配成本可以由此得到简化，即，触摸元件以无粘合剂的方式固定在支座上。触摸元件仅在支座上张紧和/或套装。随后，触摸元件位于支座上并且不会打滑地保持在其上。

此外还可以规定，壳体具有上部分和下部分，其中，按键单元固定在上部分上。上部分和下部分可以形状配合和/或力配合和/或材料配合地彼此相连。便携式装置的内部通过上部分和下部分可靠封闭。

按照有利方式，触摸元件如此有弹性地实施，即，在通过接触机构相应激活开关元件之后，如果再没有外力施加到触摸元件，则触摸元件弹性变形返回其初始位置。可以彼此并排设置的触摸元件的单键可以通过相应触觉件彼此分隔。按照有利方式，触觉件具有对这些单键而言彼此不同的材料特性。按照有利方式，触觉件与单键构成一个共同的构件，尤其是在此处为触摸元件。触觉件例如可以被实施为单键之间的肋形件或者槽状凹部。

按照有利方式，触摸元件在其外侧涂有保护漆。该保护漆可以保护免受气候状况、刮伤等影响。

在本发明一个有利实施方式中，所述便携式装置是ID发送器，其用于无钥匙激活机动车的锁闭装置。在此，ID发送器可以与机动车的被动进入授权系统，尤其是进入和驾驶授权系统通信。机动车和ID传感器例如可以彼此交换代码，其中，ID传感器和机动车之间的通信可以通过无线电信号实施。尤其是可以电感式发送信号。按照有利方式，可以基于安全原因以加密方式编码信号。所述通信可以手动通过按压ID传感器尤其是触摸元件上的按键启动，另选的是无激活操作，即，被动控制。为了在ID传感器内电子器件失灵时也可以使用机动车，ID传感器按照适当方式还具有纯机械的应急钥匙。

该任务还通过独立权利要求15的方法解决。在从属方法权利要求中要求保护本发明的可行实施方式。

在此，本发明涉及一种装配便携式装置的方法，所述便携式装置用于激活至少一个开关元件，所述开关元件设置在壳体之内，所述便携式装置具有按键单元和设置在壳体中的容座，按键单元具有至少一个接触机构，其中，接触机构指向壳体内部以便激活所述开关元件，按键单元固定在所述容座上。在此特别有利的是，在第一步骤，将柔性触摸元件撑紧在支座上，由此构成按键单元。在另一步骤，将按键单元安装至容座。随后激光焊接按键单元，其中，容座的至少一个局部区域是激光可穿透的。除了便携式装置的安装简单之外，所述便携式装置的优点还在于，壳体的内部区域相对外部区域可靠密封。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节由如下说明得到，在如下说明中结合附图详细说明了本发明。在此，本发明装置和本发明方法的权利要求和说明书中所述的特征在单独或任意组合的情况下均可以构成本发明要点。图中：

图1是便携式装置的示意图，所述便携式装置被实施为ID传感器并且用于无钥匙激活机动车锁闭装置；

图2是根据图1的ID传感器的一个可行变形方式；

图3是根据图1的ID传感器的另一变形方式；

图4是支座的示意性俯视图，所述支座根据图2或图3安装在按键单元中；以及

图5是根据图4的示意性剖视图。

具体实施方式

图1示出便携式装置10，其中，该装置10具有壳体11，该壳体由上部分11a和下部分11b组成。上部分11a和下部分11b是彼此固定在一起的壳瓣在壳体11内部设有图2和图3示范示出的开关元件40。通过使用者按压按键单元20，开关元件40就可以被按键单元20激活，以下将对此进行说明。按键单元20由图2和图3所示的触摸元件22和支座23构成。触摸元件22包围支座23。在此，触摸元件22在其边缘处翻卷包围支座23。在本实施例中，触摸元件23具有多个单键26.1、26.2、26.3。

根据图2和图3，按键单元20具有三个接触机构21，其中，各个接触机构23指向壳体11的内部12。当使用者向按键单元20，尤其向各个单键26施力时，触摸元件22的材料发生变形，其中，接触机构21朝向内部空间12的方向运动。

按键单元20被内置并固定在壳体11的容座13中。在此，容座13具有力传递区域14，该力传递区域14在按键单元20和设在壳体11内部12的开关元件40之间延伸。在此，壳体11的内部12与便携式装置10的外部区域2是完全隔开的。壳体11和力传递区域14构成一个共同的双组分构件，其中，力传递区域14由第一材料来实施，而壳体11由第二材料来实施，其中，与第二材料相比，第一材料具有更小的机械抗力。在此，力传递区域在其第一材料中具有软性组分。与之相反，其余壳体区域是更硬地实施的。

根据图4和图5，支座23具有多个缺口24，分别有一个接触机构21穿过缺口24延伸。在此，支座23在各个缺口24处分别形成一个凹腔25。凹腔25具有弯曲的几何形状，其中，未操作触摸元件22时，相对于凹腔25的弯曲区域存在间隔。当现在操作相应单键26上的触摸元件22时，就会发生变形，从而接触机构21朝向力传递区域14的方向运动或者说朝向开关元件40运动。从单键26的一个规定的运动行程开始，单键26与凹腔25的弯曲区域接触，该凹腔25充当止挡。由此可以有效阻止单键26的进一步压入，从而可以排除尤其在开关元件40上的可能发生的损坏。

根据图2，柔性的触摸元件20在支座23上撑紧。图3的主要区别是，支座23在其侧面具有至少一个凸起27，该凸起27穿过触摸元件22的开口延伸。借此可以得到触摸元件20进一步固定在支座23上的效果。

根据所有实施例的按键单元20是激光焊接在壳体11的力传递区域14上的。在此，力传递区域14的材料是可激光穿透的。因而，在有待彼此焊接的接合对象中，一方是力传递区域14，另一方是支座23。根据图3，支座23的凸起27与力传递区域14是激光焊接在一起的。

如图2和图3所示，容座13被实施为壳体11上的凹部，按键单元20位于该凹部中。在此，按键单元20的上表面几乎与壳体11的上表面齐平。

图2示范性示出，力传递区域14可以具有各种不同的突出部16，它们沿支座23或者说沿相应接触机构21的方向凸起状延伸。这些开关元件40位于力传递区域14下方。各个开关元件40对应于一个规定的单键26。这些开关元件40可以是机械开关、电动机械开关等。这些开关元件40设置在壳体11内部12的未示出的电路板上(无附图标记)。通过激活开关元件40可以触发信号，由此又可以启用不同的功能，例如根据图1，机动车1中的锁闭装置的上锁过程或者解锁过程。

根据图1，在单键26之间分别设有触觉件15，该触觉件15在材料特性方面与单键26是如此区别实施的，即，给使用者提供相应单键26的令人满意的触觉能力和触觉特性。触觉件15尤其在使用者相应操作之后使得单键26运动返回其原始位置。单键26构成键区，其中，单键26与触觉件15构成一个共同的整体构件，该整体构件根据图2或图3固定在支座23上。

在装配便携式装置10期间，在第一步骤，将触摸元件10在支座23上撑紧，支座23由比触摸元件22更硬的材料制成，从而触摸元件22可靠固定在支座23上。在此，触摸元件22的固定在支座23上是以无粘合剂的方式实施的。随后将按键单元20安装在容座13中。在下一步骤，将支座23尤其是凸起27与力传递区域14激光焊接在一起。

附图标记列表

1 机动车

2 外部区域

10 便携式装置，ID传感器

11 壳体

11a 上部分

11b 下部分

12 壳体内部，内部空间

13 容座

14 力传递区域

15 触觉件

16 突出部

20 按键单元

21 接触机构

22 触摸元件

23 支座

24 缺口

25 凹腔

26 单键

26.1 单键

26.2 单键

26.3 单键

27 凸起

40 开关元件

Claims (17)

1.一种便携式装置(10)，其用于激活至少一个开关元件(40)，所述开关元件设置在壳体(11、12)之内，所述便携式装置具有：

按键单元(20)，其具有至少一个接触机构(21)，其中，所述接触机构(21)指向所述壳体(11)的内部(12)，以便激活所述开关元件(40)，和

设置在所述壳体(11)上的容座(13)，所述按键单元(20)固定在所述容座上，

其特征在于，

所述容座(13)具有力传递区域(14)，所述力传递区域如此设置在所述按键单元(20)与所述开关元件(40)之间：所述壳体(11)的所述内部(12)相对外部区域(2)受到了保护，其中所述按键单元(20)至少由支座(23)和柔性和/或弹性的触摸元件(22)构成，所述支座至少部分被所述柔性的触摸元件(22)包围，其中所述按键单元(20)包括至少两个构件，所述构件由所述支座(23)和所述触摸元件(22)组成，

其中所述支座(23)具有至少一个凹腔(25)，在所述凹腔中分别设有一个缺口(24)，其中，所述凹腔(25)的至少一个部分区域具有针对所述触摸元件(22)的止挡功能。

2.根据权利要求1所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述壳体(11)和所述力传递区域(14)构成一个共同的双组分构件。

3.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述力传递区域(14)是由第一材料来实施的，所述壳体(11)是由第二材料来实施的，其中，与所述第二材料相比，所述第一材料具有更小的机械抗力。

4.根据权利要求1所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述触摸元件(22)在所述支座(23)上撑紧。

5.根据权利要求4所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述触摸元件(22)长筒袜状地套装和/或卷装在所述支座(23)上。

6.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述触摸元件(22)具有至少一个接触机构(21)，所述接触机构延伸穿过所述支座(23)的缺口(24)。

7.根据权利要求6所述的便携式装置(10)，其特征在于，设有多个接触机构(21)，它们分别延伸穿过所述支座(23)的相应不同的缺口(24)。

8.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述力传递区域将所述壳体(11)的所述内部(12)与所述外部区域(2)完全隔开。

9.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述力传递区域(14)是激光可穿透的，其中，所述按键单元(20)激光焊接在所述力传递区域(14)上。

10.根据权利要求9所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述支座(23)激光焊接在所述力传递区域(14)上。

11.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述容座(13)被实施为所述壳体(11)上的凹部，所述按键单元(20)位于所述凹部中。

12.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述按键单元(20)的上表面相对于所述壳体(11)的上表面几乎齐平地延伸。

13.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述触摸元件(22)以无粘合剂的方式固定所述支座(23)上。

14.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述壳体(11)具有上部分(11a)和下部分(11b)，其中，所述按键单元(20)固定在所述上部分(11a)上。

15.根据权利要求1或2所述的便携式装置(10)，其特征在于，所述装置(10)是ID发送器，其用于无钥匙地激活机动车(1)的锁闭装置。

16.一种装配便携式装置(10)的方法，所述便携式装置用于激活至少一个开关元件(40)，所述开关元件设置在壳体(11)之内，所述便携式装置具有：

按键单元(20)，其具有至少一个接触机构(21)，其中，所述接触机构(21)指向所述壳体(11)的内部(12)，以便激活所述开关元件(40)，和

设置在所述壳体(11)上的容座(13)，所述按键单元(20)固定在所述容座上，

其特征在于，

1)将柔性的触摸元件(22)撑紧在支座(23)上，由此构成所述按键单元(20)，

2)将所述按键单元(20)安装到所述容座(13)中，并且

3)将所述按键单元(20)激光焊接在所述容座(13)中，其中，所述容座(13)的至少一个局部区域是激光可穿透的，

其中所述支座(23)具有至少一个凹腔(25)，在所述凹腔中分别设有一个缺口(24)，其中，所述凹腔(25)的至少一个部分区域具有针对所述触摸元件(22)的止挡功能。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述便携式装置(10)是根据权利要求1至15之一所述的便携式装置。