JP2008251323A - パネル一体型押釦スイッチ部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型で、防水性・防塵性に優れると共に、耐久性が高く、接点不良の少ない押釦スイッチ部材を提供することを目的とする。
【解決手段】キートップ３を露出させる穴部１aを有するパネル２と、そのキートップ３の一部を構成するフィルムであって、パネル２の裏面に密着若しくは接着され、穴部１ａから突出する弾性フィルム４と、キートップ３の一部を構成し、穴部１ａから突出する弾性フィルム４の裏側に形成された凹部１２を埋める弾性体５と、を備え、その穴部１ａから突出する弾性フィルム４を押し込むと、穴部１ａの領域にあるキートップ３の下方への撓みにより、キートップ３が弾性体５の下方に配置されるスイッチに接するパネル一体型押釦スイッチ部材１とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、パネルとスイッチとが一体となったパネル一体型押釦スイッチ部材およびその製造方法に関する。

近年、携帯電話、携帯音楽プレーヤー、ＰＤＡ、リモートエントリーキーあるいはスマートエントリーキー等の電子機器は、更なる薄型化が要求されている。電子機器の薄型化を実現するためには、当該電子機器に設けられている押釦スイッチの薄型化が不可欠である。

以下、携帯電話を電子機器の一例に挙げ、説明する。従来の押釦スイッチ部材としては、例えば、次のような構造を有するものが知られている。図９は、従来から公知の押釦スイッチ部材５０の断面図である。押釦スイッチ部材５０は、パネル５１の所定位置にあけられた穴５２から、キートップ５３の上部を露出させた構造を有する。パネル５１の下方には、基板５４が配置されており、その基板５４のパネル５１に対向する面には、固定接点５５が配置されている。各キートップ５３のキートップ本体５６は、各固定接点５５の上方に配置されている。各キートップ５３は、固定接点５５を囲うスカート状の薄肉部５７により基板５４に接している。また、各キートップ本体５６の下面であって、固定接点５５の真上となる位置には、導通領域６５′を備える押圧子５８が形成されている。したがって、キートップ５３を押し下げると、薄肉部５７がたわむことにより、キートップ本体５６が下降し、押圧子６５の導通領域６５′が、固定接点５５に接触する。一方、キートップ５３の押し下げを解除すると、薄肉部５７の復元力により、キートップ５３は、元の高さまで戻る。その結果、押圧子５８は、固定接点５５から離れる（たとえば、特許文献１参照）。

また、次に示すような従来から公知の押釦スイッチ部材もある。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、それぞれ、従来から公知の押釦スイッチ部材６０の平面図および当該押釦スイッチ部材６０のＡ−Ａ線断面図である。押釦スイッチ部材６０の最上面のパネル６１には、キートップ６３の区分けとなるスリット６２が設けられている。スリット６２は、キートップ６３の一辺を残すように形成されている。図１０（Ｂ）に示すように、キートップ６３の裏面には、ゴム状弾性シート６４が配置されており、ゴム状弾性シート６４の一部がスリット６２に挿入されている。また、ゴム状弾性シート６４の裏面には、導通領域６５′を有する押圧子６５が形成されている。ゴム状弾性シート６４の下方には、固定接点６７を固着した基板６６が配置されている。キートップ６３は、スリット６２のない側の連接部６８を支点として上下に撓むことができるようになっている。このため、キートップ６３を押し込むと、キートップ６３は連接部６８を支点として図１０（Ｂ）に示す矢印Ｂのように撓み、押圧子６５の導通領域６５′が固定接点６７に接触する（たとえば、特許文献２参照）。
特開２００５−１８３０８０号公報（図２） 特開２００６−１５６３３３号公報（図１）

しかし、上述した従来の押釦スイッチ部材５０、６０は、以下のような問題を有している。押釦スイッチ部材５０は、上下可動とするために、スカート状の薄肉部５７を有しているため、基板５４とパネル５１との間の距離を、ある程度確保する必要がある。したがって、薄型化が難しいという問題がある。加えて、繰り返し使用するうちに、薄肉部５７が破損しやすいため、耐久性に劣るという問題がある。また、キートップ５３とパネル５１とが別体であるため、押釦スイッチ部材５０の内部が密閉化されず、防水性および防塵性に乏しいという問題もある。

一方、押釦スイッチ部材６０は、スカート状の薄肉部５７を有しておらず、パネル６１の一部がキートップ６３であるため、薄型化が可能である。また、ゴム状弾性シート６４がスリット６２に挿入されているので、ある程度の密閉性はある。しかし、キートップ６３を押し込むと、押圧子６５は、真下ではなく斜め下方に移動するため、確実に固定接点６７に接するとは限らず、接点不良となる場合もある。加えて、繰り返し使用しているうちに、キートップ６３の復元力が弱くなり、キートップ６３が完全に元の状態に復帰しにくくなるという問題もある。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、薄型で、防水性・防塵性に優れると共に、耐久性が高く、接点不良の少ない押釦スイッチ部材を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明は、キートップを露出させる穴部を有するパネルと、そのキートップの一部を構成するフィルムであって、パネルの裏面に密着若しくは接着され、穴部から突出する弾性フィルムと、そのキートップの一部を構成し、穴部から突出する弾性フィルムの裏側に形成された凹部を埋める弾性体と、を備え、穴部から突出する上記弾性フィルムを押し込むと、穴部の領域にあるキートップの下方への撓みにより、キートップが弾性体の下方に配置されるスイッチに接するパネル一体型押釦スイッチ部材としている。

このようなパネル一体型押釦スイッチ部材を採用すると、パネルの下方に可動部を設ける必要がなく、パネルの穴部から突出するキートップ自身の変形によってのみスイッチのオンオフができるため、押釦スイッチ部材の薄型化を図ることができると共に、可動部の破損が生じにくく、耐久性が高まる。また、パネルの裏面と弾性フィルムとが密着若しくは接着されているため、押釦スイッチ部材内部の密閉性が高く、防水・防塵性に優れたものとなる。さらに、このようなパネル一体型押釦スイッチ部材は、キートップを押し込む際に、キートップの下面が真下へ押し込まれるので、接触不良を起こしにくい。

また、別の本発明は、上述のパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法であって、キートップの場所に凹部を有する一方の金型内に、キートップを露出させる穴部の位置と凹部の位置とを合わせてパネルを配置し、そのパネルの上に弾性フィルムを重ねて配置する重ね合わせ工程と、その弾性フィルムの上に弾性体の原料を供給する弾性体原料供給工程と、金型内にある弾性フィルムおよび弾性体の原料に圧力を加えて、パネル、弾性フィルムおよび弾性体を一体に成形する成形工程と、を有するパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法としている。

この製造方法を採用すると、薄型で、防水性・防塵性に優れると共に、耐久性が高く、接点不良の少ない押釦スイッチ部材を得ることができる。また、弾性フィルムは、金型の凹部に充填される弾性体の成形圧力で延伸されるので、パネル、弾性フィルムおよび弾性体のそれぞれが密着した状態にて成形できる。したがって、弾性体が、パネルの表面側にはみ出すことはない。

本発明によれば、薄型で、防水性・防塵性に優れると共に、耐久性が高く、接点不良の少ない押釦スイッチ部材を提供することができる。

以下、本発明に係るパネル一体型押釦スイッチ部材およびその製造方法の好適な実施の形態について、携帯電話の押釦スイッチ部材を例に、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する各実施の形態に何ら限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材（以後、単に「押釦スイッチ部材」という。）１の平面図である。図２は、図１に示す押釦スイッチ部材１をＡ−Ａ線で切ったときの断面図である。図３は、パネル一体型押釦スイッチ部材１を構成するパネル２の斜視図である。図４は、キートップ３を押し込んだ際の押釦スイッチ部材１の状態を示す断面図である。

図３に示すように、本実施の形態に係る押釦スイッチ部材１は、パネル２と、弾性フィルム４と、弾性体５とから主に構成されている。パネル２から突出する弾性フィルム４と弾性体５により、キートップ３が形成されている。パネル２の裏面（図３中、パネル２の下面）と弾性フィルム４との間には、接着剤層６が介在する。また、弾性フィルム４と弾性体５との間は接着もしくは密着されている。したがって、パネル２、弾性フィルム４および弾性体５は一体となっている。

パネル２は、最終的に、携帯電話の箱体の一部となる。図２に示すように、パネル２には、裏面からキートップ３を突出させるための穴部１ａが設けられている。該パネル２としては、略長方形の平板状のポリメチルメタクリレート製の板を好適に用いることができる。しかし、パネル２は、略長方形の平板に限定されない。また、パネル２の材料は、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリプロピレンあるいはポリブチレンテレフタレート等のポリマー、あるいはステンレス、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウム等の金属若しくは各種金属から成る合金であってもよい。

パネル２の厚さは特に限定されないが、押釦の押圧操作による変形が生じにくく、かつ薄型の要求にも対応できる厚さが好ましい。具体的には、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚さのパネル２が特に好適である。パネル２は、射出成形あるいは押し出し成形等により、任意の形状に成形することができる。パネル２の穴部１ａは、成形時に成形する他、成形後に切削により形成されてもよい。また、パネル２は、その裏面若しくは表面に印刷等により装飾された化粧パネルとしてもよい。

弾性フィルム４は、パネル２の裏面に接着剤により接着されている。ただし、接着剤を使用せず、弾性フィルム４とパネル２の裏面とを密着させるようにしても良い。パネル２の穴部１ａから突出する弾性フィルム４の部分は、キートップ３の一部を形成している。弾性フィルム４の材料としては、上方から押した際に変形することのできる柔らかい材料を、好適に用いることができる。具体的には、厚さが約１０μｍ〜約２００μｍであり、かつショアーＡ硬度が２０〜９０である弾性フィルム４が特に好適である。そのような弾性フィルム４として、例えば、ウレタン樹脂、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴムあるいは天然ゴム等のフィルムが挙げられる。さらに、弾性フィルム４を、加飾してもよい。

穴部１ａから突出する弾性フィルム４の裏側には、キートップ３の一部を構成する弾性体５が充填されている。また、弾性体５の下面には、押圧子７が形成されている。したがって、キートップ３の部分を押し下げると、図４に示すように、キートップ３が下方へ沈むように変形し、キートップ３の下面に設けられた押圧子７は、その下方に配置される固定接点（不図示）に接触する。このように、キートップ３の押し込み時に下方に動くキートップ３以外の部分が存在しないため、押釦スイッチ部材１の薄型化を図ることができる。弾性体５の材料としては、指で押圧すると湾曲して撓むような柔らかい樹脂が好適に用いられる。弾性体５として、例えば、熱可塑性エラストマー、合成もしくは天然ゴム、シリコーンゴムあるいはウレタン樹脂等を用いることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る押釦スイッチ部材１の製造方法の一例について説明する。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る押釦スイッチ部材１の製造工程の主な工程の流れを示すフローチャートである。

押釦スイッチ部材１の製造工程は、パネル２および弾性フィルム４の少なくともいずれか一方に加飾する工程（ステップＳ１００）と、パネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせる重ね合せ工程（ステップＳ１０１）と、金型内にパネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせた積層体を挿入し、積層体における弾性フィルム４の上から弾性体５の原料を供給し、プレス成形を行う成形工程（ステップＳ１０２）と、金型から押釦スイッチ部材１を離型する離型工程（ステップＳ１０３）とを有する。以下、上記各工程について、図面を参照しながら詳しく説明する。

図６は、パネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせた積層体８を、図１のＡ−Ａ線と同様の線にて切断した際の断面図である。図７は、パネル２と弾性フィルム４とから成る積層体８および弾性体５の原料９を、金型１０に入れた状態を模式的に示す断面図である。

まず、パネル２および弾性フィルム４の少なくともいずれか一方に加飾を行う（ステップＳ１００）。弾性フィルム４およびパネル２の加飾は、例えば、着色、印刷、蒸着あるいは塗装等により行われる。加飾としては、キートップ３の位置に、種々の文字、記号および数字を表示するものでも良く、あるいは一部分若しくは全体に色、模様あるいは図柄等を施すものでもよい。弾性フィルム４は、平面の状態で加飾されるので、パネル２の境界部分まで加飾することができる。さらに、弾性フィルム４およびパネル２が共に透明である場合には、弾性フィルム４におけるパネル２と反対側の面に模様などを印刷することで、操作により模様が剥がれるのを防止できる。また、パネル２に透明性の高い素材を用いて、弾性フィルム４に印刷等を施すことで、一体感のある意匠を構成できる。

ステップＳ１００に続き、パネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせる（ステップＳ１０１）。このステップでは、接着剤層６を介して、パネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせて一体化する。パネル２と弾性フィルム４とを重ね合わせたものを、積層体８と称する。

次に、積層体８および弾性体５の原料９を、金型１０の所定の場所に配置する。金型１０は、各キートップ３の最終的な形状を作製するために、キートップ３の形状に合致する凹部１２と、押圧子７を作製するための凹部１３を備える。パネル２が凹部１２の側に、弾性フィルム４が凹部１３の側にそれぞれ面するように、積層体８が配置される。また、積層体８は、パネル２の穴部１ａの位置と、凹部１２の位置とを合わせて配置される。また、積層体８と凹部１３との間には、弾性体５の原料９が入れられる。

図８は、押釦スイッチ部材１がプレス成形されている状態を示す断面図である。

次に、金型１０を締めて、積層体８と弾性体５とを一体化するためのプレス成形を行う（ステップＳ１０２）。すると、まず、弾性フィルム４および弾性体５が軟化する。次に、弾性体５の圧力により、弾性フィルム４は、凹部１２の形状に沿って延伸される。さらに、弾性体５は、その弾性フィルム４の凹部に充填されて、固化若しくは硬化する。なお、弾性体５と弾性フィルム４とが容易に接着しない材料の組み合わせの場合、弾性体５と弾性フィルム４との接触箇所に、接着剤を塗布しておいてもよい。また、押圧子７を作製するための凹部１３にも、弾性体５が充填される。こうして、押圧子７が形成される。最後に、金型１０を開き、押釦スイッチ部材１を金型１０から離型する（ステップＳ１０３）。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材（以後、単に、「押釦スイッチ部材」という。）の製造方法について説明する。なお、先に示した図１〜図６の形態は、第２の実施の形態にも共通する。

第２の実施の形態に係る押釦スイッチ部材の製造方法により製造される押釦スイッチ部材１は、先に説明した第１の実施の形態に係る押釦スイッチ部材１と同じ構造を有している。このため、第２の実施の形態に係る押釦スイッチ部材１の構造について同じ符号を用いると共に、重複する説明を省略する。

第２の実施の形態に係る製造方法では、ステップＳ１０２において、弾性体の原料９を弾性フィルム４に向けて射出する射出成形を用いる。具体的には、弾性フィルム４側から、凹部１２に向けて、弾性体の原料９となる溶融樹脂等を高圧にて射出する（ステップＳ１０２）。この結果、弾性フィルム４は、穴部１ａに押し込まれるように延伸される。同時に、溶融樹脂が弾性フィルム４の凹部に充填される。溶融樹脂が固化して、キートップ３が形成された後、金型１０を開き、押釦スイッチ部材１を金型１０から離型する（ステップＳ１０３）。

溶融樹脂を射出する場合、射出圧力および樹脂流入速度を適宜調節することが可能であるため、弾性フィルム４が、穴部１ａに押し込まれるように延伸される際に破れるのを防止しやすい。

また、射出成形する弾性体の原料９としては、熱硬化性エラストマー、合成ゴム、シリコーンゴムあるいはウレタン樹脂等を用いることができる。さらに、弾性体の原料９として、熱可塑性エラストマー、たとえば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系あるいはポリアミド系の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

以上、本発明に係る押釦スイッチ部材１およびその製造方法の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の各実施の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。

例えば、各実施の形態にて、押圧子７は、弾性体５を成形してキートップ３を形成すると同時に形成されているが、押圧子７をキートップ３の形成と同時に形成しなくてもよい。金型１０から押釦スイッチ部材１を離型した後に、別に作製した押圧子７を接着しても良い。その場合には、金型１０に、押圧子７を作製するための凹部１３は必要なくなる。

また、ステップＳ１０１を省き、ステップＳ１０２にて、パネル２と弾性フィルム４とをそれぞれ配置しても良い。その際、パネル２と弾性フィルム４との間に接着剤を介在させても良い。

また、パネル２あるいは弾性フィルム４に加飾を施す必要がない場合には、ステップＳ１００を省いても良い。また、ステップＳ１０３の後に、パネル２またはキートップ３に対して加飾を施してもよい。

本発明は、スイッチ部材を搭載した電子機器を製造あるいは使用する産業において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材の平面図である。 図１に示すパネル一体型押釦スイッチ部材に用いられるパネルの斜視図である。 図１に示すパネル一体型押釦スイッチ部材をＡ−Ａ線にて切ったときの断面図である。 図３に示す状態からキートップを押し下げた時のパネル一体型押釦スイッチ部材の状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法の各工程の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法において製造される、パネルと弾性フィルムとを重ね合わせた積層体の断面図である。 パネルと弾性フィルムとから成る積層体および弾性体５の原料を金型に入れた状態を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るパネル一体型押釦スイッチ部材がプレス成形せれている状態を示すＡ−Ａ部線断面図である。 従来から公知の押釦スイッチ部材の断面図である。 図９に示す押釦スイッチ部材とは異なる、従来から公知の押釦スイッチ部材と平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。

符号の説明

１ パネル一体型押釦スイッチ部材
１ａ 穴部
２ パネル
３ キートップ
４ 弾性フィルム
５ 弾性体
９ 弾性体の原料
１０ 金型
１２ 凹部

Claims (2)

1. キートップを露出させる穴部を有するパネルと、
   上記キートップの一部を構成するフィルムであって、当該パネルの裏面に密着若しくは接着され、上記穴部から突出する弾性フィルムと、
   上記キートップの一部を構成し、上記穴部から突出する当該弾性フィルムの裏側に形成された凹部を埋める弾性体と、
   を備え、
   上記穴部から突出する上記弾性フィルムを押し込むと、上記穴部の領域にある上記キートップの下方への撓みにより、上記キートップが上記弾性体の下方に配置されるスイッチに接することを特徴とするパネル一体型押釦スイッチ部材。
2. 請求項１に記載のパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法であって、
   キートップの場所に凹部を有する一方の金型内に、キートップを露出させる穴部の位置と上記凹部の位置とを合わせてパネルを配置し、そのパネルの上に弾性フィルムを重ねて配置する重ね合わせ工程と、
   上記弾性フィルムの上に弾性体の原料を供給する弾性体原料供給工程と、
   金型内にある上記弾性フィルムおよび上記弾性体の原料に圧力を加えて、上記パネル、上記弾性フィルムおよび上記弾性体を一体に成形する成形工程と、
   を有することを特徴とするパネル一体型押釦スイッチ部材の製造方法。

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