專利名稱：用于封閉便攜物體的殼體的頂部的表面件和焊接這類表面件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封閉便攜物體的殼體的頂部的表面件(窗件，表玻璃，glace)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于超聲波焊接到便攜物體的殼體上的、由透明塑料材料制成的表面件。
背景技術(shù)：
出于本發(fā)明的目的，“便攜物體”是例如能夠被佩戴在用戶的手腕上的小規(guī)格物體，例如腕表。其也可以是移動(dòng)電話或便攜計(jì)算機(jī)。簡(jiǎn)而言之，這類物體包括容納電子元件或電子機(jī)械構(gòu)件的殼體，該殼體的基部由后蓋封閉且其頂部由表面件或屏幕封閉。在此考慮具有電容觸摸按鍵的腕表的特定情形。這些觸摸按鍵通過(guò)在手表的表面件的底部表面(即面對(duì)手表的表盤側(cè)的表面)上沉積由透明導(dǎo)電材料制成的電極而形成。通過(guò)將手指放置在靠近手表的表面件的表面處，用戶將產(chǎn)生其手指與相對(duì)的電極之間的電容變化。該電容變化通過(guò)手表的控制電路檢測(cè)并由控制電路解釋為指令的輸入。手表的控制電路然后執(zhí)行與所輸入的指令相關(guān)的操作。用于感測(cè)電容變化的電極由諸如氧化銦錫(ΙΤ0)的透明導(dǎo)電材料制成。這些電極構(gòu)造在表面件的底部表面上并一直延伸到表面件的周緣，以允許這些電極連接至位于表殼中的電子控制電路。所述表面件由透明塑料材料制成并被超聲波焊接至也由塑料制成的表殼上。更具體地，稱為波導(dǎo)的元件布置在表面件的周緣上。該波導(dǎo)集中超聲波并通過(guò)熔化表面件和表殼而產(chǎn)生引起焊接的局部加熱。由于電極緊鄰表面件的周緣延伸，因此它們?cè)诔暡ê附悠陂g承受很大的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。由于電極是剛性的，因此電極難以耐受這些會(huì)損壞它們或甚至使它們與它們的基底分離的應(yīng)力。此外，即使試圖超聲波焊接這類表面件，透明導(dǎo)電路徑的存在也將使該操作難以執(zhí)行，這是因?yàn)橹瞥赏该鲗?dǎo)電路徑的材料比制成表面件的塑料材料硬得多。因此，通常用于將塑料表面件固定至手表的中間部分的方案是借助粘合劑結(jié)合。已知該方案的缺點(diǎn)是:粘合劑隨著時(shí)間推移而老化，這導(dǎo)致密封問(wèn)題和甚至機(jī)械阻力的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)提供一種由透明塑料材料制成的表面件來(lái)克服上述缺點(diǎn)以及其它缺點(diǎn)，所述表面件設(shè)置有遠(yuǎn)離表面件的底部表面的超聲波焊接表面。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于封閉便攜物體的殼體的頂部的表面件，所述表面件由透明塑料材料制成并通過(guò)超聲波焊接固定至便攜物體的殼體，所述表面件具有頂部表面和帶有一個(gè)或多個(gè)由透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑的底部表面，所述表面件的特征在于，其具有沿表面件的外周的至少一部分延伸的周沿，所述周沿提供至少一個(gè)用于將表面件超聲波焊接至便攜物體的殼體的表面。
作為這些特征的結(jié)果，本發(fā)明提供了一種用于封閉便攜物體的殼體的表面件，該表面件具有用于將超聲波焊接位置轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離表面件的底部表面在其中延伸的平面的區(qū)域的周沿。這避免了損壞由被承載在表面件的底部表內(nèi)上的諸如ITO的透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑。實(shí)際上，這些導(dǎo)電路徑是不可延展的并因此具有當(dāng)溫度由于超聲波焊接而升高時(shí)由于層離效應(yīng)而被剝離的趨勢(shì)。由于周沿的存在，超聲波焊接發(fā)生在沒(méi)有透明導(dǎo)電層并充分遠(yuǎn)離所述透明導(dǎo)電層的表面上，使得超聲波焊接所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力對(duì)這些層在表面件的底部表面上的粘附?jīng)]有影響。此外，設(shè)置周沿一其截面小于表面件在該周沿連接到表面件的區(qū)域內(nèi)的截面一能夠通過(guò)減小所需的超聲波能量的量而使超聲波焊接更容易。這也有助于保護(hù)被承載在表面件的底部表面上的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)補(bǔ)充特征，所述周沿包括頂部表面和底部表面，周沿的底部表面接近表面件的頂部表面的程度高于接近所述表面件的底部表面的程度。因此，焊接區(qū)域盡可能遠(yuǎn)離了表面件的其上構(gòu)成有對(duì)熱和熱誘發(fā)的機(jī)械應(yīng)力敏感的元件的底部表面，這盡可能地保護(hù)了這些元件。本發(fā)明涉及一種用于用來(lái)封閉便攜物體的殼體的頂部的表面件的超聲波裝配方法，所述表面件由透明塑料材料制成并在與頂部表面相對(duì)的底部表面上帶有由透明導(dǎo)電材料制成的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電路徑，所述方法的特征在于，所述表面件包括沿表面件的外周的至少一部分延伸的周沿，所述周沿提供用于將表面件超聲波焊接到便攜物體的殼體上的底部表面，所述底部焊接表面接近表面件的頂部表面的程度高于接近所述表面件的底部表面的程度。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下對(duì)根據(jù)本發(fā)明的表面件的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述而更清楚地顯現(xiàn)，該示例僅通過(guò)參照附圖的非限制性的說(shuō)明的方式給出，在附圖中:-圖1是手表表面件在表面件被連接到中間部分和手表的外圈的區(qū)域內(nèi)的局部截面圖，該表面件設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的大致正方形截面的周沿，該表面件經(jīng)由由周沿提供的第一底部焊接表面被超聲波焊接至手表的中間部分。-圖2是與圖1相似的視圖，其中周沿提供大致垂直于第一焊接表面的第二周邊焊接表面，表面件經(jīng)由所述第二周邊焊接表面被超聲波焊接至外圈，該外圈也被焊接至中間部分以確保手表的密封。-圖3是與圖1相似的視圖，其中該周沿提供大致平行于第一底部焊接表面的第三頂部焊接表面，表面件經(jīng)由所述第三表面被超聲波焊接到外圈上且該外圈也被超聲波焊接至中間部分以確保手表的密封。-圖4是與圖3相似的視圖，其中表面件經(jīng)由第二和第三焊接表面被同時(shí)超聲波焊接到外圈上且外圈也被焊接到中間部分上。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明從提供由透明塑料材料制成并例如封閉表殼的表面件的一般發(fā)明思想入手，提出使表面件帶有周邊突肩，該周邊突肩的截面小于表面件在周邊突肩被連接到表面件的區(qū)域內(nèi)的截面。因此，該突肩提供至少一個(gè)用于表面件的超聲波焊接的區(qū)域，該區(qū)域由于其減小的厚度而需要提供較少的超聲波能量并因此降低了在焊接期間損壞表面件的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該突肩使焊接位置移離表面件的底部表面，這也在焊接期間保護(hù)了表面件。這些特征在如下情況下特別有利:即，在表面件的底部表面上構(gòu)造有由諸如ITO的透明導(dǎo)電材料制成并形成例如用于將數(shù)據(jù)輸入到手表或天線的控制電路中的電容觸摸按鍵的導(dǎo)電路徑。實(shí)際上，ITO堅(jiān)硬且因此易碎，從而不耐受在超聲波焊接期間的局部加熱所導(dǎo)致的溫度升高和機(jī)械應(yīng)力。此外，覆蓋有ITO的表面不能被超聲波焊接。從而，使焊接位置移離由ITO制成的導(dǎo)電路徑除了避免損壞由ITO制成的導(dǎo)電路徑的任何風(fēng)險(xiǎn)外，還極大地提高了焊接質(zhì)量。因此，本發(fā)明提出了對(duì)使用粘合劑來(lái)結(jié)合表面件的替代方案，所述粘合劑結(jié)合的缺點(diǎn)是公知的:粘合劑隨著時(shí)間推移而老化，存在密封缺陷的風(fēng)險(xiǎn)和具有不良的機(jī)械抗力。將參考用于封閉表殼的頂部的表面件來(lái)描述本發(fā)明。毋容置疑，本發(fā)明并不受限于此實(shí)施例且其可以適用于其它便攜物體，例如移動(dòng)電話或計(jì)算機(jī)屏幕。在此些情況下，表面件可以是用于保護(hù)下方的顯示單元的元件或者是顯示單元的實(shí)際基底之一?，F(xiàn)將參照?qǐng)D1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的手表表面件的局部截面圖。總體上通過(guò)總附圖標(biāo)記I表不的手表表面件包括面對(duì)用戶側(cè)的頂部表面2和面對(duì)手表機(jī)芯6側(cè)的底部表面
4。在查看附圖時(shí)可注意到，頂部表面2和底部表面4是彎曲的并彼此以大致恒定的距離延伸。當(dāng)然，根據(jù)未示出的實(shí)施例，表面件I的頂部表面2和底部表面4也可以是平坦的或彼此以變化的距離延伸。表面件I由可以被超聲波焊接的透明塑料材料制成。根據(jù)本發(fā)明，表面件I具有沿表面件I的外周的至少一部分延伸的周沿8。在手表表面件的情況下，優(yōu)選該周沿在表面件的整個(gè)周邊上延伸。如在圖1中可見(jiàn)，周沿8與表面件I的在周沿8被連接到表面件I的區(qū)域內(nèi)的截面s相比具有較小的厚度e。在圖1所示的示例中，周沿8具有大致正方形截面并因此提供了第一底部焊接表面10和第二頂部焊接表面12，它們彼此平行并相隔一定距離延伸且通過(guò)第三焊接表面14彼此連接，所述第三焊接表面14大致垂直于第一頂部焊接表面10和第二頂壁焊接表面12延伸。在此選擇以具有正方形截面的突肩形式示出周沿8。當(dāng)然，此示例僅通過(guò)說(shuō)明的方式給出，并且該周沿可具有不同截面，例如矩形、三角形、圓形或其它截面。周沿8的底部焊接表面10接近表面件I的頂部表面2的程度高于接近所述表面件I的底部表面4的程度。如以下將更詳細(xì)地描述的，當(dāng)由諸如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑或電極16被構(gòu)造在表面件I的底部表面4上時(shí)，這種布置結(jié)構(gòu)特別有利。這些電極16可適用于用于通過(guò)改變輕觸表面件I的頂部表面2的用戶手指與給定電極16之間的電容來(lái)將數(shù)據(jù)輸入到手表的控制電路18中的觸摸按鍵的制造。裝配由特別是容納表控制電路18的殼環(huán)20完成。外圈22也抵靠表面件I的頂部表面2，使得由表面件I和外圈22形成的組件被安裝在中間部分24上以形成手表的殼體25。在圖1的示例中，表面件I經(jīng)由抵靠在中間部分24的對(duì)應(yīng)臺(tái)肩26上的第一底部焊接表面10被焊接到手表的中間部分24上。焊接區(qū)域在圖1中提供圓圈表示。該第一底部焊接表面10與構(gòu)造在表面件I的底部表面上的電極16平行且隔開(kāi)一定距離地延伸。這種布置結(jié)構(gòu)使得可以超聲波焊接表面件I。實(shí)際上，迄今為止，其底部表面涂覆有由ITO或其它透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑的這類表面件僅可借助粘合劑來(lái)粘合，這是因?yàn)镮TO導(dǎo)電路徑使得幾乎不可能超聲波焊接表面件。ITO是一種堅(jiān)硬的材料，其妨礙沉積有ITO的塑料材料層的超聲波焊接熔融。此外，由于其堅(jiān)硬，ITO易碎并因此不耐受由超聲波焊接誘發(fā)的溫度升高和機(jī)械應(yīng)力。因此，使ITO導(dǎo)電路徑移離進(jìn)行超聲波焊接的區(qū)域避免了損壞導(dǎo)電路徑的風(fēng)險(xiǎn)。外圈22經(jīng)由環(huán)28簡(jiǎn)單地扣合到表面件I上，所述環(huán)28在其底部具有凸出部30，該凸出部30被鎖定在表面件I的直徑相應(yīng)局部增大的部分32下方。這種情況下，夕卜圈22具有純裝飾功能且不參與通過(guò)表面件I與中間部分24之間的焊接所確保的手表的密封。在圖2中，表面件I經(jīng)由第三焊接表面14被超聲波焊接到外圈22上，所述第三焊接表面14大致垂直于第一底部焊接表面10和第二頂部焊接表面12、即垂直于殼環(huán)20在其中延伸的平面延伸。焊接區(qū)域在圖2中通過(guò)圓圈表示?？梢?jiàn)表面件I在環(huán)28的內(nèi)表面28a上被焊接至外圈22，而外圈22在環(huán)28的外表面28b上被焊接至中間部分24以確保手表的密封。在圖3中，表面件I經(jīng)由與第一底部焊接表面10平行并在其上方延伸的第二頂部焊接表面12被焊接至外圈22。焊接區(qū)域在圖3中通過(guò)圓圈表示。為了確保手表的密封，夕卜圈22通過(guò)抵靠在臺(tái)肩36上的環(huán)形邊沿34焊接至中間部分24。根據(jù)圖4所示的本發(fā)明的變型，可以同時(shí)經(jīng)由第二焊接表面12和第三焊接表面14將表面件I焊接至外圈22。焊接區(qū)域在圖4中通過(guò)圓圈表示。因此，可見(jiàn)表面件I 一方面在環(huán)28的內(nèi)表面28a上而另一方面在與第一底部焊接表面10平行并在其上方延伸的第二頂部焊接表面12上被焊接至外圈22。出于密封目的，外圈22在其環(huán)形邊沿34上被焊接至中間部分24。顯然，也可以設(shè)想將表面件I 一方面如圖1所示經(jīng)由第一底部焊接表面10焊接至中間部分24，而另一方面經(jīng)由第二焊接表面12或第三焊接表面14焊接至外圈22。
權(quán)利要求
1.一種用于封閉便攜物體的殼體(25)的頂部的表面件，所述表面件(I)由透明塑料材料制成并通過(guò)超聲波焊接被固定至所述便攜物體的殼體(25)，所述表面件(I)具有頂部表面(2)和帶有一個(gè)或多個(gè)由透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑(16)的底部表面(4)，所述表面件的特征在于，其具有沿所述表面件(I)的外周的至少一部分延伸的周沿(8)，所述周沿(8)提供用于將所述表面件(I)超聲波焊接至所述便攜物體的所述殼體的至少一個(gè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面件，其特征在于，所述周沿(8)與所述表面件(I)的在所述周沿(8)連接到所述表面件(I)的區(qū)域內(nèi)的截面(s)相比具有較小的厚度(e)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面件，其特征在于，所述周沿(8)的截面為矩形或正方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的表面件，其特征在于，所述周沿(8)包括頂部表面(12)和底部表面(10)，所述周沿(8)的底部表面(10)接近所述表面件(I)的頂部表面(2)的程度高于接近所述表面件(I)的底部表面(4)的程度，所述周沿(8)的頂部表面(12)和底部表面(10)通過(guò)第三焊接表面(14)彼此連接。
5.用于封閉腕表的殼體(25)的根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面件,所述殼體(25)包括抵靠在所述表面件(I)的頂部表面(2 )上的外圈(22 )，由所述表面件(I)和所述外圈(22 )形成的組件被安裝在中間部分(24)上以形成所述表殼(25)，其特征在于，所述表面件(I)經(jīng)由由所述周沿(8)提供的焊接表面(10，12，14)中的至少一個(gè)被超聲波焊接至所述中間部分(24)或所述外圈(22)。
6.一種用于用來(lái)封閉便攜物體的殼體的頂部的表面件的超聲波裝配方法，所述表面件(O由透明塑料材料制成并在與頂部表面(2)相對(duì)的底部表面(4)上帶有一個(gè)或多個(gè)由透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑(16)，所述方法的特征在于，所述表面件(I)包括沿所述表面件(I)的外周的至少一部分延伸的周沿(8)，所述周沿(8)提供用于將所述表面件(I)超聲波焊接到所述便攜物體的殼體上的底部表面(10)，所述底部焊接表面(10)接近所述表面件(I)的頂部表面(2)的程度高于接近所述表面件(I)的底部表面(4)的程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝配方法，其特征在于，所述便攜物體的所述殼體(25)包括外圈(22)，所述外圈(22)抵靠在所述表面件(I)的頂部表面(2)上，由所述表面件(I)和所述外圈(22)形成的組件被安裝在中間部分(24)上，所述周沿(8)提供通過(guò)第三焊接表面(14)被連接到所述底部超聲波焊接表面(10)上的頂部超聲波焊接表面(12)，所述表面件(I)通過(guò)其底部焊接表面(10)被焊接至所述便攜物體的所述殼體(25)的所述中間部分(24)并通過(guò)其頂部焊接表面(12)或第三焊接表面(14)中的至少一者被焊接至所述外圈(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝配方法，其特征在于，所述周沿(8)與所述表面件(I)的在所述周沿(8)連接到所述表面件(I)的區(qū)域內(nèi)的截面(s)相比具有較小的厚度(e)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于，所述周沿(8)的截面為矩形或正方形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于封閉便攜物體的殼體(25)的表面件，所述表面件(1)由透明塑料材料制成并被超聲波焊接至便攜物體的殼體(25)，所述表面件(1)具有頂部表面(2)和帶有一個(gè)或多個(gè)由透明導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑(16)的底部表面(6)，所述表面件還包括沿所述表面件(1)的外周的至少一部分延伸的周沿(8)，所述周沿(8)具有至少一個(gè)使表面件(1)能夠被超聲波焊接至便攜物體的殼體的區(qū)域。本發(fā)明還涉及一種超聲波焊接這類表面件的方法。
文檔編號(hào)G04G21/08GK103180787SQ201180051809
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
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