DE60200385T2

DE60200385T2 - Den beweglichen Kontakt enthaltende Einheit, Schalter mit dieser Einheit und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60200385T2
Application number: DE60200385T
Authority: DE
Inventors: Naoki Tsuyama-shi Sera; Yuji Niimi-shi Okamoto; Tetsutaro Tsuyama-shi Nasu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2022-02-16
Also published as: CN1189908C; US20020112948A1; JP2002245898A; JP3931570B2; DE60200385D1; CN1371110A; EP1233435B1; EP1233435A1; US6604278B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beweglichen Kontakteinheit, die normalerweise im Bedienungsfeld verschiedener Arten von elektronischen Einrichtungen zum Einsatz kommt, sowie einen Bedienungsfeldschalter, der die bewegliche Kontakteinheit verwendet.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren haben Arten und Zahlen mobiler elektronischer Einrichtungen zugenommen. Da die elektronischen Einrichtungen kompakt und leicht geworden sind, ist auch ein kleinerer und leichterer Schalter als Bedienungsfeldschalter für das Bedienungsfeld der Einrichtungen verwendet worden.
Bevorzugt kommt insbesondere eine bewegliche Kontakteinheit zum Einsatz, die einen kuppelförmig gestalteten beweglichen Kontakt verwendet, der aus einer elastischen leitfähigen Metallfolie besteht. Der Grund für ihre Beliebtheit liegt darin, dass die bewegliche Kontakteinheit eine flache Bauform, ein gutes Berührungsverhalten beim Schalten und eine elektrisch zuverlässige Verbindung bieten kann.
Nachstehend werden eine herkömmliche bewegliche Kontakteinheit und ihr Herstellungsverfahren sowie ein Bedienungsfeldschalter, der die bewegliche Kontakteinheit verwendet, unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 beschrieben.
Die 8 und 9 zeigen eine Schnittansicht bzw. eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen beweglichen Kontakteinheit.
In 8 ist eine Trägerschicht 51 aus einer flexiblen Isolierschicht ausgebildet, deren äußerer Gestalt eine bestimmte Form verliehen wurde. Eine Klebeschicht 52, die über die gesamte Unterseite der Trägerschicht 51 ausgebildet ist, hält den oberen Teil jedes beweglichen Kontakts 53 klebend fest, um die einzelnen Kontakte getrennt zu halten. Der bewegliche Kontakt 53 besteht aus einer elastischen leitenden Metallfolie und hat eine kuppelähnliche Gestalt.
Wie in 8 gezeigt, hat der bewegliche Kontakt 53 einen kegelstumpfförmigen äußeren Rand 53A und einen im Großen und Ganzen kugelförmigen Mittelteil 53B mit einer leichten Aufwärtswölbung. Durch Ziehen erhält die elastische Metallfolie glatte Konturen zwischen dem Mittelteil 53B und dem äußeren Rand 53A. Ein Separator 54 besteht aus einer Isolierschicht 54B mit einer ablösbaren Schicht 54A auf ihrer Oberfläche. Der bewegliche Kontakt 53 ist zwischen den Separator 54 und die Trägerschicht 51 geschichtet. Der Separator 54 ist an der Klebeschicht 52, die unter der Trägerschicht 51 liegt, so befestigt, dass die Oberfläche, die einer Ablösungsbehandlung unterzogen wird (die ablösbare Schicht 54A), die gesamte Unterseite der Trägerschicht 51 bedeckt.
Der Separator 54 ist fest an der Trägerschicht 51 befestigt, sodass eine Korrosion o. Ä. des beweglichen Kontakts 53 vermieden wird. Der Separator 54 verhindert auch, dass die Klebeschicht 52 zufällig an anderen Teilen festklebt oder dass Fremdkörper bei Transport und/oder Lagerung auf die Klebeschicht gelangen.
Eine herkömmliche bewegliche Kontakteinheit hat den vorgenannten Aufbau. Wie in der Schnittansicht von 10 gezeigt, werden vor der Verwendung dieser beweglichen Kontakteinheit nach dem Abziehen des Separators 54 die beweglichen Kontakte 53 an einer Leiterplatte 56 befestigt, auf der mehrere feste Kontakte 55 (55A und 55B) so angeordnet sind, dass die einzelnen beweglichen Kontakte den festen Kontakten entsprechen. So ist ein Bedienungsfeldschalter aufgebaut.
Wie in 10 gezeigt, liegt jeder mittlere feste Kontakt 55A dem Mittelteil des beweglichen Kontakts 53 gegenüber, und die Unterkante des äußeren Teils des beweglichen Kontakts 53 ist jeweils an den äußeren festen Kontakten 55B montiert. So ist eine Bedienungsfeldschalteinheit aufgebaut.
Nachstehend wird die Arbeitsweise dieses Schalters beschrieben.
Wenn über die Trägerschicht 51 eine Druckkraft auf den beweglichen Kontakt 53 aufgebracht wird, wird der kuppelähnliche Teil des beweglichen Kontakts 53 mit einer Berührungsreaktion umgelegt. Durch das Umlegen berührt der Teil der Unterseite der Trägerschicht 51, der über dem oberen Teil des Kontakts bleibt, über den beweglichen Kontakt 53 den mittleren festen Kontakt 55A, sodass zwischen dem Kontakt 55A und dem Kontakt 55B eine elektrische Verbindung entsteht.
Wenn jedoch die Druckkraft nicht mehr aufgebracht wird, geht der bewegliche Kontakt 53 durch seine Rückfederung in seine ursprüngliche Form zurück, sodass die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 55A und 55B getrennt wird.
Wie vorstehend dargelegt, ist bisher die flexible Trägerschicht 51 in der herkömmlichen beweglichen Kontakteinheit und dem diese Einheit verwendenden Bedienungsfeldschalter eingesetzt worden. Wenn jedoch der bewegliche Kontakt 53 in einem Bereich angeordnet ist, der an den Außenrand der Trägerschicht 51, die eine bestimmte Form hat, angrenzt, hat die Seite des Außenrands der Trägerschicht 51 einen weniger fest befestigten Bereich. Daher kann der Außenrand der Klebeschicht 52 unter der Trägerschicht 51 keinen festen Kontakt mit dem Separator 54 oder der Leiterplatte 56 halten. Diese schlechte Haftung der Trägerschicht 51 hat oft zu einer mangelnden Abdichtung geführt.
Insbesondere wenn der bewegliche Kontakt 53 keine glatten Konturen zwischen dem im Großen und Ganzen kugelförmigen Mittelteil 53B und dem kegelstumpfförmigen äußeren Rand 53A hat, wenn er beispielsweise einen treppenförmigen Übergangsteil in der Kontur hat, hat die Trägerschicht 51 oft eine lufthaltige Stelle darunter. Dadurch sind die Hersteller zu einem zusätzlichen Schritt für die Kontrolle der Einheit auf Abdichtung durch Sichtprüfung gezwungen.
Die vorgenannte schlechte Abdichtung führt darüber hinaus zu einer unerwünschten Erscheinung: Sie beeinträchtigt die Verbindungszuverlässigkeit des Schaltteils des Bedienungsfeldschalters.
Und zwar besteht bei einer beweglichen Kontakteinheit mit einer solchen schlechten Abdichtung die Möglichkeit, dass bei Transport und/oder Lagerung der beweglichen Kontakteinheit Fremdkörper in eine zwischen der Klebeschicht 52 und dem Separator 54 entstehende Öffnung gelangen. Weiterhin ist es möglich, dass Fremdkörper über eine Öffnung zwischen der Klebeschicht 52 und der Leiterplatte 56 eindringen können, nachdem beide miteinander verbunden worden sind, wie es der Pfeil zeigt, der durch eine Strichlinie in der vergrößerten Teil-Schnittansicht der äußeren Gestalt in 11 dargestellt ist.
Das US-Patent Nr. 5.778.507 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer beweglichen Kontakteinheit mit den Schritten

a) Ausbildung einer Klebeschicht (44b) unter einer aus einer Isolierschicht bestehenden Trägerschicht (44a);
b) Bewirken, dass die Klebeschicht (44b) einen oberen Teil eines unten offenen, kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakts (46), der aus einer elastischen leitenden Metallfolie besteht, klebend festhält;
c) nach dem Schritt b) Befestigen einer ablösungsbehandelten Oberseite eines Separators (69) an der Klebeschicht, wobei der bewegliche Kontakt zwischen die Trägerschicht und den Separator geschichtet wird;
d) nach dem Schritt c) (I) Aufbringen von Druck auf beide Außenseiten der Trägerschicht und den Separator; (II) Ausbilden eines Teils, der dem beweglichen Kontakt auf der Trägerschicht entspricht, zu einem Vorsprung, der zu der kuppelähnlichen Form des beweglichen Kontakts passt; (III) sicheres Befestigen eines Fußteils des Vorsprungs auf der Trägerschicht an dem Separator durch Befestigen der Klebeschicht an dem Separator,

Das US-Patent Nr. 5.778.507 beschreibt auch ein Verfahren mit den vorgenannten Schritten a), b) und c), an die sich folgende weitere Schritte anschließen:

e) Anordnen eines festen Kontakts an einer Stelle auf einer Leiterplatte, die dem beweglichen Kontakt entspricht;
f) Entfernen des Separators von der beweglichen Kontakteinheit und
g) Befestigen der beweglichen Kontakteinheit mit der Klebeschicht an der Leiterplatte, sodass eine Position des beweglichen Kontakts einer Position eines festen Kontakts entspricht.

Kurze Darstellung der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Herstellungsverfahren für eine extrem staubdichte bewegliche Kontakteinheit und für einen Bedienungsfeldschalter, der die Kontakteinheit verwendet, zur Verfügung zu stellen.
Die erfindungsgemäße bewegliche Kontakteinheit weist einen beweglichen Kontakt, eine Trägerschicht und einen Separator auf.
Der bewegliche Kontakt besteht aus einer elastischen leitenden Metallfolie, die eine unten offene, kuppelähnliche Gestalt hat. Die Trägerschicht hält den beweglichen Kontakt mit der unter der Trägerschicht ausgebildeten Klebeschicht fest. Die Trägerschicht hat den beweglichen Kontakten entsprechende Abschnitte, die zu Vorsprüngen ausgebildet sind, die zu den kuppelähnlichen beweglichen Kontakten passen. Die ablösungsbehandelte Oberseite des Separators ist an der unter der Trägerschicht liegenden Klebeschicht befestigt. Der Fußteil des kuppelähnlichen Vorsprungs, der dem beweglichen Kontakt entspricht, ist mittels der unter der Trägerschicht liegenden Klebeschicht sicher am Separator befestigt.
Das Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäße bewegliche Kontakteinheit umfasst die Schritte nach Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße Bedienungsfeldschalter weist einen beweglichen Kontakt, eine Trägerschicht und eine Leiterplatte auf.
Der bewegliche Kontakt in der beweglichen Kontakteinheit besteht aus einer elastischen leitenden Metallfolie und hat eine unten offene, kuppelähnliche Form. Die Trägerschicht der Einheit hält den beweglichen Kontakt mit der unter der Trägerschicht ausgebildeten Klebeschicht fest. Die Trägerschicht hat den beweglichen Kontakten entsprechende Abschnitte, die zu Vorsprüngen ausgebildet sind, die zu den kuppelähnlichen beweglichen Kontakten passen. Auf der Leiterplatte sind feste Kontakte, die den einzelnen beweglichen Kontakten zugeordnet sind. Die Trägerschicht ist mit der darunter ausgebildeten Klebeschicht an der Leiterplatte befestigt.
Das Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Bedienungsfeldschalter hat die Schritte nach Anspruch 5.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht einer beweglichen Kontakteinheit gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht, die einen Schritt im Herstellungsverfahren der beweglichen Kontakteinheit zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die einen weiteren Schritt des Herstellungsverfahrens der beweglichen Kontakteinheit zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, die einen weiteren Schritt des Herstellungsverfahrens der beweglichen Kontakteinheit zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Bedienungsfeldschalters zeigt, der die bewegliche Kontakteinheit verwendet.
6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer beweglichen Kontakteinheit gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittansicht der beweglichen Kontakteinheit entlang der Linie 7-7.
8 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen beweglichen Kontakteinheit.
9 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen beweglichen Kontakteinheit.
10 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Bedienungsfeldschalters zeigt, der die bewegliche Kontakteinheit verwendet.
11 ist eine vergrößerte Teil-Schnittansicht des Außenrands des Bedienungsfeldschalters.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen 1 bis 7 beschrieben.
Erste bevorzugte Ausführungsform
Nachstehend wird ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, der sich auf die erste bevorzugte Ausführungsform bezieht, beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht einer beweglichen Kontakteinheit gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 besteht eine Trägerschicht 11 aus einer flexiblen Isolierschicht, deren äußere Gestalt eine bestimmte Form hat. Unter der Trägerschicht 11 ist über die gesamte Unterseite der Schicht 11 eine Klebeschicht 12 angeordnet. Mit der Klebeschicht 12 hält die Trägerschicht 11 eine Vielzahl von kuppelähnlich geformten beweglichen Kontakten 3 fest, um die einzelnen Kontakte getrennt zu halten.
Ein Separator 4 bedeckt die gesamte Unterseite der Trägerschicht 11, sodass der bewegliche Kontakt 3 zwischen den Separator 4 und die Trägerschicht 11 geschichtet ist. Der Separator 4 weist eine Isolierschicht 4B und eine ablösungsbehandelte ablösbare Schicht 4A auf, die auf der Schicht 4B liegt. Die ablösbare Schicht 4A ist mit der unter der Trägerschicht 11 befindlichen Klebeschicht 12 an der Trägerschicht 11 befestigt.
Der kuppelähnlich geformte bewegliche Kontakt 3 ist durch Ziehen aus einer elastischen Metallfolie zu folgender Form ausgebildet: Der äußere Teil 3A des beweglichen Kontakts 3 ist zu einem Kegelstumpf gestaltet, und der im Großen und Ganzen kugelförmige Mittelteil 53B hat eine leichte Aufwärtswölbung. Die Konturen zwischen dem äußeren Rand 3A und dem Mittelteil 3B zeigen eine gleichmäßige Krümmung.
Der bewegliche Kontakt 3 kann zu anderen kuppelähnlichen Formen gestaltet werden und ist nicht auf diese Form beschränkt.
Der Trägerschicht 11 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat Vorsprünge 13, die den beweglichen Kontakten entsprechen, die zu einer Form, die zu dem kuppelähnlichen beweglichen Kontakt passt, bleibend verformt sind. Der Fußteil 13A des Vorsprungs 13 auf der Trägerschicht 11 ist so gestaltet, dass er über die Klebeschicht 12 satt am Separator 4 anliegt. Der Fußteil 13A ist angrenzend an den äußeren Teil 3A des beweglichen Kontakts 3 angeordnet.
Nachstehend wird ein Herstellungsverfahren für die bewegliche Kontakteinheit der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die in den 2 bis 4 gezeigten Schnittansichten beschrieben.

(1) Zunächst, wie in 2 gezeigt, Befestigen der oberen Mitte des hergestellten unten offenen, kuppelähnlich geformten beweglichen Kontakts 3 an einer bestimmten Stelle auf der unter der Trägerschicht 11 ausgebildeten Klebeschicht 12.
(2) Dann, wie in 3 gezeigt, Befestigen der Oberseite des aus einer Isolierschicht bestehenden Separators 4, dessen Oberfläche die ablösbare Schicht 4A hat, an der gesamten Oberfläche der unter der Trägerschicht 11 befindlichen Klebeschicht, sodass der bewegliche Kontakt 3 dazwischengeschichtet wird.
(3) Anschließend, wie in 4 gezeigt, Aufbringen von Wärme und Druck auf die an dem Separator 4 befestigte Trägerschicht 11 mit dem dazwischengeschichteten beweglichen Kontakt mittels einer ersten Walze 14A und einer zweiten Walze 14B, die beide auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt sind. Die zwischen die beiden Walzen geschobene Trägerschicht 11 mit dem Separator 4 wird beim Durchgehen durch die Walzen erwärmt und gepresst.

In diesem Schritt besteht die erste Walze 14A aus einem Material, das biegsamer als das der zweiten Walze 14B ist. Dadurch kann sich der Teil der Trägerschicht 11, der dem beweglichen Kontakt 3 entspricht, zu einem Vorsprung 13 bleibend verformen, der mit der Form des kuppelähnlichen beweglichen Kontakts 3 übereinstimmt, während die Schicht zwischen den beiden Walzen hindurchgeht. Gleichzeitig wird der an den äußeren Teil des beweglichen Kontakts 3 angrenzende Fußteil 13A des Vorsprungs 13 mit der Klebeschicht 12 am Separator 4 befestigt.
Die nachstehende Einstellung für die erste Walze 14A erleichtert die Ausbildung des Vorsprungs 13 auf der Trägerschicht 11, sodass er entlang der kuppelähnlichen Gestalt des beweglichen Kontakts 3 anliegt.
Wenn die Trägerschicht 11 aus Polyethylenterephthalat (PET) besteht, erhält die Oberfläche der ersten Walze 14A, die entsprechend auf die Oberseite der Trägerschicht 11 drückt, eine entsprechende Biegsamkeit (Gummihärte 30 bis 60, Typ JIS-A). Die Oberflächentemperatur der ersten Walze 14A wird auf einen Bereich von 50 bis 150°C festgelegt, der Walzendruck wird auf einen Bereich von 490 bis 980 N/cm festgelegt, und die Walzengeschwindigkeit liegt im Bereich von 500 bis 1500 mm je Minute. Mit Walzen mit diesen Einstellwerten können Vorsprünge 13 hergestellt werden, die entlang der äußeren Form des beweglichen Kontakts 3 satt anliegen, und die Walzen pressen die Trägerschicht 11 mit dem beweglichen Kontakt 3 darunter.
Auch in dem schrägen Teil, der von einem Mittelteil 3B, der eine im Großen und Ganzen kugelförmige Gestalt mit einer leichten Aufwärtswölbung hat, bis zu einem kegelstumpfförmigen äußeren Teil 3A verläuft, entsteht ein stufenartiger Teil des beweglichen Kontakts 3. In dem stufenartigen Teil verformen die Walzen 14A und 14B die Trägerschicht 11 bleibend und verleihen ihr eine Form, die der Krümmung des beweglichen Kontakts 3 entspricht. Durch das Walzen wird die unter der Trägerschicht 11 liegende Klebeschicht 12 sicher am äußeren Teil 3A befestigt.
Gleichzeitig wird der Fußteil 13A des Vorsprungs 13 auf der Trägerschicht 11, der an die Außenseite des äußeren Teils 3A des beweglichen Kontakts 3 angrenzt, fest am Separator 4 mit der Klebeschicht 12 unter der Schicht 11 befestigt. So entsteht eine extrem staubdichte bewegliche Kontakteinheit.
Die vorstehend beschriebene biegsame Walze dient zum Ausbilden der Trägerschicht 11 zu Vorsprüngen 13, die zu der Form des beweglichen Kontakts 3 passen. Durch die Biegsamkeit der Walze kann der Vorsprung 13 auf der Trägerschicht 11 satt an der Form des beweglichen Kontakts 3 anliegen, ohne dass der bewegliche Kontakt selbst bleibend verformt wird. Die Trägerschicht 11 wird zwischen die beiden Walzen geschoben, die auf eine bestimmte Temperatur, die für das Material der Schicht 11 optimal ist, vorgewärmt sind. Durch das Pressen mit Wärme kann sich der Vorsprung 13 genau an die Form des beweglichen Kontakts 3 anpassen. Auf diese Weise kann eine extrem staubdichte bewegliche Kontakteinheit einfach und mit niedrigen Kosten realisiert werden.
Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich auf das Verfahren, bei dem die Trägerschicht 11 und der Separator 4 mit dem beweglichen Kontakt 3 dazwischen zwischen einer oberen und einer unteren Walze hindurchgehen, sodass sie von den beiden Walzen erwärmt und gepresst werden. Es ist auch möglich, eine Pressvorrichtung zum Erwärmen und Pressen einzusetzen.
Die vorstehend angegebenen detaillierten Einstellwerte für die Walzen gelten für den Fall, dass die Trägerschicht 11 aus PET besteht. Wenn andere Materialien für die Schicht verwendet werden, können die Erwärmungs- und Pressbedingungen entsprechend dem Material festgelegt werden.
Bei der beweglichen Kontakteinheit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wie vorstehend beschrieben, nicht nur der äußere Teil 3A des beweglichen Kontakts 3 fest an der Klebeschicht 12 befestigt, sondern es wird auch der Fußteil 13A des bleibend verformten Vorsprungs 13, und zwar der an den äußeren Teil 3A angrenzende Bereich, sicher an dem Separator 4 mit der Klebeschicht 12 befestigt. Dadurch wird die bewegliche Kontakteinheit gut abgedichtet, sodass eine vorteilhafte bewegliche Kontakteinheit realisiert wird, das heißt, eine Kontakteinheit, die mit einfachen Produktionsmitteln leicht herzustellen ist, einfach aufgebaut ist und extrem staubdicht ist.
Auf diese Weise kann die bewegliche Kontakteinheit vermeiden, dass der bewegliche Kontakt 3 korrodiert oder dass Fremdkörper bei Transport und/oder Lagerung in die Kontakteinheit gelangen.
Wenn der bewegliche Kontakt in dem Bereich angeordnet ist, der sich an den äußeren Rand einer Schicht anpasst, die eine bestimmte Form erhält, wird die Klebeschicht am äußeren Rand der Schicht fest am Separator befestigt. Daher wird auch in diesem Fall ein extrem staubdichter Aufbau erzielt.
Bei dem Herstellungsverfahren für die bewegliche Kontakteinheit der vorliegenden Erfindung geht die Trägerschicht 11, die an dem Separator 4 mit dem beweglichen Kontakt 3 dazwischen befestigt ist, zwischen den beiden Walzen, der oberen und unteren Walze, hindurch und wird dabei erwärmt und gepresst.
Wie vorstehend dargelegt, kann die erfindungsgemäße bewegliche Kontakteinheit mit einem einfachen Herstellungsverfahren hergestellt werden.
Weiterhin hat die Walze für die Seite des Vorsprungs 13 am beweglichen Kontakt 3 biegsameres Material als die andere Walze. Dadurch kann die Trägerschicht 11 gleichmäßig zu dem Vorsprung 13, der der Außenform des kuppelähnlichen Kontakts 3 entspricht, ausgebildet werden. Das erleichtert die kontinuierliche Fertigung der sehr preiswerten beweglichen Kontakteinheit.
Nachstehend wird der Bedienungsfeldschalter beschrieben, der die bewegliche Kontakteinheit der Ausführungsform verwendet.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Bedienungsfeldschalters zeigt, der die bewegliche Kontakteinheit verwendet.
Wie in 5 gezeigt, sind feste Kontakte 5A und 5B, die beweglichen Kontakten 3 entsprechen, auf einer Leiterplatte 6 angeordnet. Die in 1 gezeigte bewegliche Kontakteinheit, von der der Separator 4 entfernt worden ist, ist mit einer Klebeschicht 12 unter einer Trägerschicht 11 an der Leiterplatte 6 befestigt, um einen Bedienungsfeldschalter herzustellen.
Bei dem vorgenannten Bedienungsfeldschalter sind Vorsprünge 13 auf der Trägerschicht 11, die dem kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakt 3 entsprechen, bleibend verformt. Daher ist der Fußteil 13A mit der Leiterplatte 6 durch die Klebeschicht 12 unter der Schicht 11 dicht verbunden, um einen umschlossenen Raum darunter aufrechtzuerhalten. Durch den luftdichten Zustand entsteht ein extrem staubdichter Bedienungsfeldschalter, sodass der Schaltteil eine hohe Verbindungszuverlässigkeit erhält.
Selbst wenn sich der bewegliche Kontakt 3 am äußeren Rand der Trägerschicht 11 befindet, hat die Klebeschicht 12 auf der Seite des äußeren Rands des bleibend verformten Vorsprungs 13 einen sehr guten Kontakt mit der Leiterplatte 6, wie vorstehend beschrieben. Dadurch werden Einflüsse aus der Umgebungsluft auf den Kontaktteil des Schalters minimiert.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Bedienungsfeldschalters kurz beschrieben.
Wenn eine Druckkraft auf den Mittelteil 3B der einzelnen beweglichen Kontakte 3 aufgebracht wird, wird die Form der einzelnen Kontakte 3 teilweise umgedreht. Durch das Umdrehen kommt der Mittelteil 3B jeweils in Kontakt mit den festen Kontakten 5A und 5B, sodass zwischen den Kontakten 5A und 5B elektrische Verbindungen hergestellt werden.
Bei dem Bedienungsfeldschalter liegt der Fußteil 13A des Vorsprungs 13, der an den äußeren Teil 3A des beweglichen Kontakts 3 angrenzende Bereich, satt an der Leiterplatte 6 an. Daher hält der bewegliche Kontakt 3 auch dann eine wiederholte Benutzung aus, wenn er sich am äußeren Rand der Trägerschicht 11 befindet, und ermöglicht dadurch langfristig eine zuverlässige Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem festen Kontakt.
Zweite bevorzugte Ausführungsform
Nachstehend wird ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
Die Teile, die den in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Komponenten entsprechen, werden mit den gleichen Bezugssymbolen bezeichnet, und deren detaillierte Erläuterung wird weggelassen.
6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, und 7 ist eine Schnittansicht, die die bewegliche Kontakteinheit entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt.
In den 6 und 7 befindet sich unter einer Isolier-Trägerschicht 21, deren äußere Gestalt eine bestimmte Form erhalten hat, eine Klebeschicht 22. Die Unterseite der Trägerschicht 21 hält den oberen Teil des kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakts 3 klebend fest. Ein aus einer Isolierschicht bestehender Separator 4 bedeckt die gesamte Unterseite der Trägerschicht 21 mit dem darin gehaltenen beweglichen Kontakt 3.
Weiterhin hat die Trägerschicht 21 einen dem beweglichen Kontakt 3 auf der Trägerschicht 21 entsprechenden Teil, der zu einem Vorsprung 23 ausgebildet ist, der zu dem kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakt 3 passt. Wie bei dem in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Aufbau ist ein Fußteil 23A des Vorsprungs 23 am Separator 4 befestigt.
Unter der Trägerschicht 21 ist die Klebeschicht 22 ausgebildet, um die erforderliche Anzahl von beweglichen Kontakten 3 festzuhalten.
Der Aufbau dieser Ausführungsform weicht in zweierlei Hinsicht von dem der ersten Ausführungsform ab:

(1) An Stellen auf der Klebeschicht 22 sind nichtklebende ringförmige Teile 24 ausgebildet, die jeweils einem kegelstumpfförmig gestalten äußeren Teil 3A der einzelnen beweglichen Kontakte 3 entsprechen.
(2) Nichtklebende Luftkanäle 25 sind so angeordnet, dass sie eine Verbindung zwischen den ringförmigen Teilen 24, d. h. den einzelnen beweglichen Kontakten 3, herstellen.

Nachstehend wird die Funktionsweise der so aufgebauten beweglichen Kontakteinheit beschrieben.
Wenn eine Drückkraft auf die beweglichen Kontakte 3 aufgebracht wird, wird die Form der Kontakte 3 teilweise umgedreht. Beim Umdrehen wird die Luft in dem beweglichen Kontakt 3 komprimiert.
Die komprimierte Luft entweicht unter dem kegelstumpfförmigen äußeren Teil 3A des beweglichen Kontakts 3 in den nichtklebenden Luftkanal 25, der die beweglichen Kontakte 3 miteinander verbindet. Der Luftstrom verringert die Rückstoßung durch die komprimierte Luft auf den beweglichen Kontakt 3. So dreht sich der Kontakt 3 durch eine konstante, gleichmäßige Drückkraft um, was dem Bediener bei der Bedienung an angenehmes Gefühl gibt.
Beim Umdrehen des beweglichen Kontakts 3 wird der kegelstumpfförmige äußere Teil 3A einer konzentrierten Spannung ausgesetzt. Bei dem vorstehend beschriebenen beweglichen Kontakt 3 ist jedoch der äußere Teil 3A nicht an der Trägerschicht 21 befestigt. Daher unterbricht die Trägerschicht 21 nicht das Umdrehen des beweglichen Kontakts 3, sodass eine gute Tast-Rückmeldung an den Bediener erzielt wird.
Wenn eine Drückkraft auf den Kontakt 3 aufgebracht wird, werden durch das Umdrehen elektrische Verbindungen zwischen festen Kontakten 5, die einzelnen beweglichen Kontakten 3 entsprechen, d. h. zwischen dem mittleren festen Kontakt 5A und dem äußeren festen Kontakt 5B über den beweglichen Kontakt 3, hergestellt. Beim Lösen der Drückkraft springt der bewegliche Kontakt 3 in seine Ausgangsform zurück, sodass zwischen den entsprechenden festen Kontakten 5 wieder eine nichtleitende Verbindung entsteht.
Die beschriebenen nichtklebenden ringförmigen Teile 24 und nichtklebenden Luftkanäle 25, die die beweglichen Kontakte 3 miteinander verbinden, lassen sich leicht und gleichzeitig durch Siebdruck zu einem Muster ausbilden. Dadurch können die nichtklebenden Teile 24 und 25 mit hoher Produktivität und Flexibilität hergestellt werden und die Klebeschicht und nichtklebenden Teile können leicht zu einem gewünschten Muster angeordnet werden. Das trägt zu einer tastempfindlichen beweglichen „Klick"berührungs-Kontakteinheit bei, die mit hoher Produktivität und kostengünstig hergestellt werden kann.
Die bisherige Erläuterung bezieht sich zwar auf den Fall, dass sowohl die nichtklebenden Teile 24 als auch die nichtklebenden Teile 25 in der beweglichen Kontakteinheit angeordnet sind, aber es ist auch möglich, eine Einheit mit den Teilen 24 oder 25 herzustellen. In diesem Fall ist normalerweise die annehmbare Wirkung für die Verwendung von Teil 24 oder Teil 25 unterschiedlich.
Bei der beweglichen Kontakteinheit nach der ersten und zweiten Ausführungsform können die Trägerschicht und der Separator als verbundene Reifenform hergestellt werden. Dieser Aufbau erhöht die Produktivität, sodass eine preisgünstigere bewegliche Kontakteinheit realisiert wird.
Erfindungsgemäß kann, wie vorstehend dargelegt, eine extrem staubdichte bewegliche Kontakteinheit mit einem einfachen Aufbau bereitgestellt werden. Weiterhin kann ein die bewegliche Kontakteinheit verwendender Bedienungsfeldschalter einen staubdichten Aufbau erhalten, sodass ein Bedienungsfeldschalter mit einer hohen Verbindungszuverlässigkeit und positivem Berührungsverhalten realisiert wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer beweglichen Kontakteinheit mit den Schritten (a) Ausbildung einer Klebeschicht (12) unter einer aus einer Isolierschicht bestehenden Trägerschicht (11); (b) Bewirken, dass die Klebeschicht (12) einen oberen Teil eines unten offenen, kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakts (3), der aus einer elastischen leitenden Metallfolie besteht, klebend festhält; (c) nach dem Schritt (b) Befestigen einer ablösungsbehandelten Oberseite (4A) eines Separators (4) an der Klebeschicht (12), wobei der bewegliche Kontakt (3) zwischen die Trägerschicht (11) und den Separator (4) geschichtet wird; und (d) nach dem Schritt (c) (I) Aufbringen von Wärme und Druck auf beide Außenseiten der Trägerschicht (11) und des Separators (4); (II) Ausbilden eines Teils (13A), der dem beweglichen Kontakt auf der Trägerschicht (11) entspricht, zu einem Vorsprung, der zu einer kuppelähnlichen Form des beweglichen Kontakts passt; (III) sicheres Befestigen eines Fußteils des Vorsprungs (13A) auf der Trägerschicht (11) an dem Separator (4) durch Befestigen der Klebeschicht (12) an dem Separator (4), dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) eine erste Walze (14A), die aus einem biegsameren Material als das einer zweiten Walze (14B) besteht, auf eine Seite der Trägerschicht drückt und dass die erste und eine zweite Walze, die beide auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt sind, unter Aufbringung von Wärme und Druck auf die Trägerschicht und den Separator die Trägerschicht (11) und den Separator (4) miteinander verbinden.
Verfahren zur Herstellung der beweglichen Kontakteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontakt (3) einen kegelstumpfförmigen äußeren Teil und einen im Großen und Ganzen kugelförmigen Mittelteil mit einer leichten Aufwärtswölbung hat, dass durch Ziehen der elastischen Metallfolie eine gleichmäßige gekrümmte Kontur zwischen dem Mittelteil und dem äußeren Teil ausgebildet wird und dass im Schritt (a) die Klebeschicht in einem anderen Bereich als einem Teil, der dem äußeren Teil des beweglichen Kontakts entspricht, ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung der beweglichen Kontakteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (a) die Klebeschicht in einem anderen Bereich als an einer nichtklebenden Stelle für einen Luftkanal ausgebildet wird, der die einzelnen beweglichen Kontakte verbindet, und dass im Schritt (b) die Klebeschicht eine Vielzahl von beweglichen Kontakten so klebend festhält, dass die einzelnen beweglichen Kontakte in ihrer Position getrennt gehalten werden.
Verfahren zur Herstellung der beweglichen Kontakteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht durch Siebdruck im Schritt (a) ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Bedienungsfeldschalters mit den Schritten (a) Ausbildung einer Klebeschicht unter einer aus einer Isolierschicht bestehenden Trägerschicht; (b) Bewirken, dass die Klebeschicht einen oberen Teil eines unten offenen, kuppelähnlich gestalteten beweglichen Kontakts, der aus einer elastischen leitenden Metallfolie besteht, klebend festhält; (c) nach dem Schritt (b) Befestigen einer ablösungsbehandelten Oberseite eines Separators an der Klebeschicht, wobei der bewegliche Kontakt zwischen die Trägerschicht und den Separator geschichtet wird; und (d) nach dem Schritt (c) (I) Aufbringen von Wärme und Druck auf beide Außenseiten der Trägerschicht und den Separator; (II) Ausbilden eines Teils, der dem beweglichen Kontakt auf der Trägerschicht entspricht, zu einem Vorsprung, der zu einer kuppelähnlichen Form des beweglichen Kontakts passt; (III) sicheres Befestigen eines Fußteils des Vorsprungs auf der Trägerschicht an dem Separator durch Befestigen der Klebeschicht an dem Separator, (e) Anordnen eines festen Kontakts an einer Stelle auf einer Leiterplatte, die dem beweglichen Kontakt entspricht; (f) Entfernen des Separators von der beweglichen Kontakteinheit und (g) Befestigen der beweglichen Kontakteinheit mit der Klebeschicht an der Leiterplatte, sodass eine Position des beweglichen Kontakts einer Position eines festen Kontakts entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) eine erste Walze, die aus einem biegsameren Material als das einer zweiten Walze besteht, auf eine Seite der Trägerschicht drückt und dass die erste und eine zweite Walze, die beide auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt sind, unter Aufbringung von Wärme und Druck auf die Trägerschicht und den Separator die Trägerschicht und den Separator miteinander verbinden.