(57)【要約】  スイッチキーの肉厚、密度、組成、形状のばらつきを小さくしてそれのＦ−Ｓ特性の偏差を小さくして、スイッチキーごとに同一又は異なる所望のＦ−Ｓ特性を得ることができ、製造の際の歩留まりが良好なコンタクトスイッチを提供する。コンタクトスイッチ（１０）は、ベースシート（３０）に開けられた複数の孔（３１）の夫々を覆いつつベースシート（３０）に接着されており弾性を有する複数のスイッチキー（２０）が、導電接触部（２２）を露出している押圧部（２１）と、押圧部（２１）から延び押圧部（２１）への押圧の荷重に応じて弾性により撓ませ導電接触部（２２）を押し込んで孔（３１）で基板の両電極（４１）に接触させるスカート部（２３）とを、有するものである。
2014199957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースシートに開けられた複数の孔の夫々を覆いつつ前記ベースシートに接着されており弾性を有する複数のスイッチキーが、導電接触部を露出している押圧部と、前記押圧部から延び前記押圧部への押圧の荷重に応じて前記弾性により撓ませ前記導電接触部を押し込んで前記孔で基板の両電極に接触させるスカート部とを、有することを特徴とするコンタクトスイッチ。
【請求項２】
前記複数のスイッチキーが夫々、前記導電接触部を押し込む閾荷重に応じた硬度を有する複数のエラストマーから選択されて成形されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトスイッチ。
【請求項３】
前記複数のスイッチキーが夫々、前記導電接触部を押し込む閾荷重に応じ、前記スカート部の肉厚に調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクトスイッチ。
【請求項４】
金属、カーボン、導電性ポリマー、及び導電性金属酸化物から選ばれる少なくとも１種の導電材が、前記導電接触部で露出していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトスイッチ。
【請求項５】
前記ベースシートが、エラストマー、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、及びポリイミドから選ばれる少なくとも１種の材料で成形されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコンタクトスイッチ。
【請求項６】
前記スカート部の末端の脚部が、共有結合を介して前記ベースシートに接着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のコンタクトスイッチ。
【請求項７】
前記ベースシートが、共有結合を介して接着された複数のベースシート片からなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコンタクトスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や家電製品に実装されるもので電子機器の電気的信号入力操作に用いられるコンタクトスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトスイッチは、自動車や家電製品のコントロールパネルのような電子機器に実装されるもので、その操作パネル内部に設置された基板に載せられて、この電子機器を操作する際の電気的信号入力に用いられる。コンタクトスイッチは、弾性を有し、その上面に操作ボタンや表示板等を有する操作パネルが取り付けられて使用される。【０００３】
従来のコンタクトスイッチ７０は、図９（ａ）に示すように、シート状のベース部７２と、このベース部７２の表面から突き出した複数のキー部７１とが一体成形されているものである。このキー部７１の模式断面図を図９（ｂ）に示す。押圧部７３が押圧されるとスカート部７４が撓み遂には折り返されて、導電接触部７５が両電極４１に接触することにより、電気的信号が入力される。【０００４】
コンタクトスイッチは、シリコーンゴムのような弾性を示す熱硬化性材料のプリフォーム又は熱硬化性材料を金型に置き、圧縮成形機で加圧・加熱して成形する所謂コンプレッション成形やトランスファー成形によって、成形される。このため、複雑な形状の金型であると、キャビティ内における材料の流れが、不均一になる。このことは、特にキー部７１を多数配した複雑な形状の大型のコンタクトスイッチを成形する際に顕著であり、ベース部７２やキー部７１の肉厚、密度、形状の不均質を生じさせていた。【０００５】
操作者によって操作ボタンが押圧されると、キー部７１へ押圧の荷重が加わる。この荷重と、これに応じたキー部７１の行程（ストローク）との関係は、Ｆ−Ｓ特性と呼ばれ、操作ボタンが押圧されて、キー部７１のスカート部７４の撓みが耐えられなくなりキー部７１が急激に押し込まれ操作ボタンがＯＮ状態にクリックされたことを操作者に感知させる指標として用いられる。キー部７１の肉厚、密度、組成、形状の不均質は、このＦ−Ｓ特性の規格から逸脱した不良のキー部の比率を増大させてしまう。加えて、複数のキー部７１のうち、１つでも不良であると、残りのキー部７１が規格の範囲内であっても、従来のコンタクトスイッチ７０全体を不良と判断せざるを得なかった。これらのことは、従来のコンタクトスイッチ７０の製造における歩留まりを悪化させていた。【０００６】
さらに、従来のコンタクトスイッチ７０は、ベース部７２とキー部７１とが一体で成形されているため、顧客の要求に応じ複数のキー部７１のうち１つだけに形状やＦ−Ｓ特性の変更がなされる都度、コンタクトスイッチ７０全体の金型の作製を要していた。このことは、コンタクトスイッチの製品化までの時間を長引かせたり、製造コストの高騰を招来したりする原因となっていた。また、ベース部７２及びキー部７１を同一の材料で成形しなければならないため、硬さの異なる複数の材料を用いて、キー部７１ごとにＦ−Ｓ特性を調整し、顧客の要求に応じたコンタクトスイッチを供給することが困難であった。【０００７】
ベース部を用いないコンタクトスイッチとして、特許文献１にスイッチキーを単独で成形し、複数のスイッチキーを、接着剤又は粘着剤によって基板上に直接固定するキーボードの製造方法が開示されている。特許文献１に開示された製造方法であると、基板上に接着剤塗布スペース又は粘着剤貼付スペースが必要である。これらのスペースは、回路配置設計上の大きな制約となってしまう。【０００８】
また、接着剤によって、スイッチキーを直接基板に固定すると、余剰の接着剤が回路上にはみ出し、微細な回路配置がなされている基板に不良品を頻出させる原因になってしまう。一方、両面テープのような粘着材によってスイッチキーを固定すると、粘着力の弱い粘着材中の粘着剤の分子間力で接合されただけである。そのため、特に車載用電子機器のように高温下、振動に長時間曝されると、スイッチキーが基板から容易に剥離してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２２７６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、スイッチキーの肉厚、密度、組成、形状のばらつきを小さくしてそれのＦ−Ｓ特性の偏差を小さくして、スイッチキーごとに同一又は異なる所望のＦ−Ｓ特性を得ることができ、製造の際の歩留まりが良好なコンタクトスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するためになされた、本発明のコンタクトスイッチは、ベースシートに開けられた複数の孔の夫々を覆いつつ前記ベースシートに接着されており弾性を有する複数のスイッチキーが、導電接触部を露出している押圧部と、前記押圧部から延び前記押圧部への押圧の荷重に応じて前記弾性により撓ませ前記導電接触部を押し込んで前記孔で基板の両電極に接触させるスカート部とを、有するものである。【００１２】
コンタクトスイッチは、前記複数のスイッチキーが夫々、前記導電接触部を押し込む閾荷重に応じた硬度を有する複数のエラストマーから選択されて成形されているものであることが好ましい。【００１３】
コンタクトスイッチは、前記複数のスイッチキーが夫々、前記導電接触部を押し込む閾荷重に応じ、前記スカート部の肉厚に調整されているものであってもよい。【００１４】
コンタクトスイッチは、金属、カーボン、導電性ポリマー、及び導電性金属酸化物から選ばれる少なくとも１種の導電材が、前記導電接触部で露出しているものであることが好ましい。【００１５】
コンタクトスイッチは、前記ベースシートが、エラストマー、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、及びポリイミドから選ばれる少なくとも１種の材料で成形されているものであってもよい。【００１６】
コンタクトスイッチは、前記スカート部の末端の脚部が、共有結合を介して前記ベースシートに接着されているものであることが好ましい。【００１７】
コンタクトスイッチは、前記ベースシートが、共有結合を介して接着された複数のベースシート片からなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコンタクトスイッチは、スイッチキーとベースシートとが別体で成形されているので、スイッチキーごとに肉厚、密度、組成、形状のばらつきが小さく、高品質である。また、スイッチキーごとに設計変更等への対応が容易である。【００１９】
このコンタクトスイッチは、簡素な構造の金型で成形できるので、歩留まり良く、かつ安価に製造できる。【００２０】
このコンタクトスイッチは、各スイッチキーの材質・硬さとそのスカート部の肉厚・形状とを適宜調整することにより、スイッチキーごとに同一又は異なる所望のＦ−Ｓ特性を付与することができる。それにより、互いに異なる形状やＦ−Ｓ特性を有する複数種類のスイッチキーを予め用意し、顧客の要求・設計に応じ任意のスイッチキーをその中から選択することによって、所望のコンタクトスイッチを得ることができる。【００２１】
このコンタクトスイッチは、スイッチキーがベースシートに共有結合を介して接着されている場合、基板上に接着剤を塗布したり、粘着剤を貼付したりする必要がない。それにより、基板に設けられた微細な回路に不良を生じない。さらに基板上にスイッチキーを固定するためのスペースが不要なので、回路配置に制約を与えない。【００２２】
このコンタクトスイッチは、スイッチキーが共有結合で直接かつ強固にベースシートに接着されていると、高温下で振動の多い箇所で使用されてもスイッチキーがベースシートから剥離しない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用するコンタクトスイッチの一形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明を適用するコンタクトスイッチの別な形態を示す模式断面図である。
【図３】本発明を適用するコンタクトスイッチの一形態を示す分解斜視図である。
【図４】本発明を適用するコンタクトスイッチの一形態を示す模式断面図である。
【図５】本発明を適用するコンタクトスイッチの別な実施形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明を適用するコンタクトスイッチにおけるスイッチキーのストロークと、荷重との相関関係を示すグラフ、及び各ストロークでのコンタクトスイッチの状態を示す模式断面図である。
【図７】本発明を適用するコンタクトスイッチの別な実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】本発明を適用するコンタクトスイッチに用いられるスイッチキーの別な実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明を適用外の従来のコンタクトスイッチを示す斜視図及び模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００２５】
本発明のコンタクトスイッチ１０の一形態の断面図を図１に示す。コンタクトスイッチ１０は、スイッチキー２０がベースシート３０に接着されているものである。スイッチキー２０は、シリコーンゴムで成形されていることによって、弾性を有している。
【００２６】
スイッチキー２０は、略円柱形の押圧部２１と、それの下方から末広がりに延びたスカート部２３と、スカート部２３の下端面で繋がっている脚部２４とが、一体成形されているものである。押圧部２１の下端表面で導電接触部２２が露出している。導電接触部２２、スカート部２３、及び脚部２４で囲まれた空間は、空洞である。導電接触部２２は、金属膜からなる導電材で形成されている。導電接触部２２は、金属膜が押圧部２１の下部に接着されているものである。
【００２７】
ベースシート３０は、スイッチキー２０と別体に成形されており、スイッチキー２０ごとに複数の孔３１が開けられているものである。スイッチキー２０は、ベースシート３０に開けられた孔３１を覆いつつ、脚部２４の下端面の少なくとも一部の表面部位が、ベースシート３０に接着されている。
【００２８】
スイッチキー２０の脚部２４とベースシート３０との接着は、シランカップリング剤のような化学結合剤の分子を介した共有結合である分子接着結合によるものであってもよく、接着剤のように分子間力を介した非共有結合である化学接合によるものであってもよい。
【００２９】
コンタクトスイッチ１０は、基板４０上の回路配線の端子である両電極４１が孔３１に取り囲まれるように位置決めされて基板４０上に載置される。それによって導電接触部２２は、孔３１を通して両電極４１と対向する。
【００３０】
スイッチキー２０が夫々ベースシート３０に接着されるので、ベースシート３０及び複数のスイッチキー２０ごとに互いに同一又は異なる硬さを有する材料を、コンタクトスイッチ１０に用いることができる。それによって、顧客の要求に応じて互いに同一又は異なるＦ−Ｓ特性、形状及び色彩等を有するスイッチキー２０を予め用意しておき、その中から適宜選択してベースシート３０に接着することができる。それにより、スイッチキー２０を撓ませるほど押圧した後に孔３１に押し込ませクリックし得る所望の閾荷重のような要求項目を満たしたコンタクトスイッチ１０を製造することができる。閾荷重は、スイッチキー２０を撓ませるほどの押圧によって導電接触部２２が孔３１に押し込まれるというスイッチキー２０のクリックが可能な荷重である。スイッチキー２０のＦ−Ｓ特性は、材料の硬さの他、材料の種類、スカート部２３の肉厚を適宜選択又は設定することによっても変えることができる。
【００３１】
コンタクトスイッチ１０は、スイッチキー２０とベースシート３０とが別体で成形されているものであるので、スイッチキー２０の製造時に必要な金型は、スイッチキー２０の要求項目及び形状に合わせて個別に簡素な構造に形成するだけで済む。また、スイッチキーの簡素な金型とベースシートの簡素な金型だけで、コンタクトスイッチ１０を製造することができる。そのためこれらのコンプレッション成形の際に熱可塑性材料や熱硬化性材料が金型のキャビティ内を均一に流れ易くなり、均質な厚さで高品質なスイッチキー２０を成形することができる。このことは、スイッチキー２０ごとのＦ−Ｓ特性のばらつきを減じ、成形不良を頻出させないので、コンタクトスイッチ１０の製造工程において、歩留まりを向上させる。
【００３２】
さらに複数のスイッチキー２０のうち、幾つかにのみ形状やＦ−Ｓ特性等の仕様に変更があった場合でも、それに応じたスイッチキー２０ごとに小型の金型を作製しスイッチキー２０を調製してストックしておけば足りる。そのため、スイッチキー２０の仕様変更の都度、コンタクトスイッチ１０全体の金型を作製する必要がなく、金型作製に要するコストや時間を抑え、安価なコンタクトスイッチ１０を、速やかに製造することができる。
【００３３】
スイッチキー２０の材料は、エラストマーであることが好ましく、シリコーンゴムがより好ましく、三次元化シリコーンゴムであるとより一層好ましい。このシリコーンゴムとして具体的に、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フロロメチルシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、及びジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）が挙げられる。三次元化シリコーンゴムとして、具体的に、主としてパーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴム、紫外線架橋型シリコーンゴムで例示されるシリコーンゴム、これらのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物を、成形金型等に入れて、架橋させることにより製造された、立体的な架橋構造を有する三次元化シリコーンゴム弾性体が挙げられる。
【００３４】
三次元化シリコーンゴム弾性体の素材のパーオキサイド架橋型シリコーンゴムは、パーオキサイド系架橋剤で架橋できるシリコーン原料化合物を用いて合成されたものであれば特に限定されないが、具体的には、ポリジメチルシロキサン（分子量：５０万〜９０万）、ビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサン、メタアクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、（メタアクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、（アクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。
【００３５】
三次元化シリコーンゴム弾性体の素材の付加型シリコーンゴムは、Ｐｔ触媒存在下で合成したビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサンなどのビニル基含有ポリシロキサンと、Ｈ末端ポリシロキサン（分子量：０．０５万〜１０万）、メチルＨシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルＨシロキサン、ポリエチルＨシロキサン、Ｈ末端ポリフェニル（ジメチルＨシロキシ）シロキサン、メチルＨシロキサン／フェニルメチルシロキサンコポリマー、メチルＨシロキサン／オクチルメチルシロキサンコポリマーのようなＨ基含有ポリシロキサンの組成物、
アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、アミノプロピルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノプロピルメトキシシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ジメチルアミノ末端ポリジメチルシロキサンのようなアミノ基含有ポリシロキサンと、エポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなエポキシ基含有ポリシロキサン、琥珀酸無水物末端ポリジメチルシロキサンのような酸無水物基含有ポリシロキサン及びトルイルジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナートなどのイソシアナート基含有化合物との組成物から得られるものである。
【００３６】
三次元化シリコーンゴム弾性体の素材の縮合型シリコーンゴムは、スズ系触媒の存在下で合成されたシラノール末端ポリジメチルシロキサン（分子量：０．０５万〜２０万）、シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、シラノール末端ポリトリフロロメチルシロキサン、シラノール末端ジフェニルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなシラノール基末端ポリシロキサンからなる単独縮合成分の組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、テトラアセトキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、ジｔ−ブトキシジアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエノキシメチルシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトキシイミノ）シラン、ビニルトリイソプロペノイキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリ（エチルメチル）オキシムメチルシラン、ビス（Ｎ−メチルベンゾアミド）エトキシメチルシラン、トリス（シクロヘキシルアミノ）メチルシラン、トリアセトアミドメチルシラン、トリジメチルアミノメチルシランのような架橋剤との組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、クロル末端ポリジメチルシロキサン、ジアセトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、末端ポリシロキサンのような末端ブロックポリシロキサンの組成物から得られるものである。
【００３７】
三次元化シリコーンゴム弾性体の素材のシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物に用いられるオレフィン系ゴムは、１，４‐シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。
【００３８】
シリコーンゴム以外のエラストマーとして、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びウレタン系熱可塑性エラストマーを挙げることができる。これらのエラストマーは、単独で用いられてもよいし、複数の種類が混合されて用いられてもよい。
【００３９】
ベースシート３０の材料は、上記のエラストマーの他、セルロース及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、二酢酸セルロース、表面ケン化酢酸ビニル樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ｉ−ポリプロピレン、石油樹脂、ポリスチレン、ｓ‐ポリスチレン、クロマン・インデン樹脂、テルペン樹脂、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ポリシアノアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・プロピレン共重合体、１，４‐トランスポリブタジエン、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フェノール・ホルマリン樹脂、クレゾール・フォルマリン樹脂、レゾルシン樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グリプタル樹脂、変性グリプタル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、ポリカーボネート、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアミドイミド、ケイ素樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイドとトリアリルイソシアヌルブレンド物、（ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイド、トリアリルイソシアヌル、パーオキサイド）ブレンド物、ポリキシレン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＰＩ、カプトン；カプトンは登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、液晶樹脂、ケブラー繊維（ケブラーは登録商標）、炭素繊維とこれら複数材料のブレンド物のような高分子材料、その架橋物が挙げられる。樹脂で成形されたベースシート３０は、フィルム、板、曲面形状体のような立体成形体、これらの加工製品であってもよい。
【００４０】
ベースシート３０の材料は、加硫ゴム、例えば、天然ゴム、１，４‐シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリクロロプレン、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、水素添加スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリルニトリル・ブタジエン共重合ゴム、水素添加アクリルニトリル・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン‐ジエンゴム、エチレンオキサイド−エピクロロヒドリン共重合体ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、塩素化アクリルゴム、臭素化アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンとその共重合ゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプピレン、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロロエチレンなどの単独重合体ゴム及びこれらの二元及び三元共重合体ゴム、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、プロピレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、エチレンアクリルゴム、パーオキサイド型シリコーンゴム、付加型シリコーンゴム、縮合型シリコーンゴム、紫外線架橋型シリコーンゴム、エポキシゴム、ウレタンゴム、両末端不飽和基エラストマー等の線状重合体のような原料ゴム状物質の配合物を架橋させたものであってもよい。これらの配合物を架橋させ、形成したものである。
【００４１】
ベースシート３０は、積層されたものであってもよい。この場合、積層されたベースシート３０の材料は、夫々異なるものとすることが好ましい。例えば２枚のベースシート３０を積層させた場合、シリコーンゴムとポリエチレンテレフタレートとの組合せ、シリコーンゴムとポリプロピレンとの組合せを挙げることができる。これらの材料が積層されていると、シリコーンゴム同士であることによりスイッチキー２０と接着し易く、かつ剛性を高めてコンタクトスイッチ１０を実装する際のハンドリング性を良くしたベースシート３０を得ることができる。また、例えばシリコーンゴムの厚さを０．０１〜０．５ｍｍとし、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンの厚さを０．１〜０．４ｍｍとすると、スイッチキー２０との接着性と剛性とを両立させつつ、厚さを薄くしたベースシート３０を得ることができる。
【００４２】
導電接触部２２は、金属の他、カーボン、導電性ポリマー、及び導電性金属酸化物のような導電材であってもよい。
【００４３】
また導電接触部２２は、図２に示すように、スイッチキー２０が導電材２５を混合させたシリコーンゴムで成形されていることにより、スイッチキー２０と同一の材料で形成されたものであってもよい。この導電材２５として、金、銀、銅、ニッケルの粉末のような金属粉末、グラファイト、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、カーボンブラックのようなカーボン粉末、亜鉛華や酸化チタンのような金属酸化物粉末、金属がメッキされたシリカ粉末、及び金属がメッキされたガラスビーズを挙げることができる。また導電接触部２２は、スイッチキー２０がエピクロロヒドリンゴム、エチレンオキサイド−エピクロロヒドリンゴム状共重合体、アリルグリシジルエーテル−エピクロロヒドリンゴム状共重合体、エチレンオキサイド−エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテルゴム状共重合体のようなイオン導電性ゴムで成形されていることにより、導電性を有していてもよい。このように導電材２５が混合されているシリコーンゴム等でスイッチキー２０が成形されていると、導電接触部２２を形成する導電材を押圧部２１に接着する工程を要しない。それにより、少ない工程数で速やかにコンタクトスイッチ１０を製造することができる。
【００４４】
コンタクトスイッチ１０は、次のようにして製造される。スイッチキー２０の材料であるシリコーンゴムのプリフォームを、圧縮成形機にセットされた高温の金型上に置く。このプリフォームを高温条件下、加硫しつつ高圧で圧縮成形してスイッチキー２０を成形する。この際、１回の圧縮成形当たり多数個のスイッチキー２０が成形される。ベースシート３０も同様の方法によって成形する。
【００４５】
なお、スイッチキー２０及びベースシート３０は、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴムを熱成形したり、シリコーンゴム原材料やモノマーを金型内で加硫したり高分子量化したりして架橋させて成形されてもよい。例えば金型内で、射出成形、トランスファー成形、液状シリコーンゴム射出成形（ＬＩＭＳ）、又は押し出し成形によって成形されてもよい。押し出し成形による場合、ベースシート３０は、電子線が照射されて架橋させることによって成形されてもよい。孔３１は、打抜きやレーザー加工によって形成されてもよい。
【００４６】
スイッチキー２０をベースシート３０に接着する際、それらの接着面同士を、予め紫外線照射処理、コロナ放電処理又はプラズマ処理する。それにより生成したヒドロキシ基同士を脱水反応させ、共有結合であるエーテル基を形成することによって、スイッチキー２０がベースシート３０に接着される。
【００４７】
スイッチキー２０及びベースシート３０の接着表面に予め施すコロナ放電処理としては、例えば大気圧コロナ表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名コロナマスター）を用いて、電源：ＡＣ１００Ｖ、ギャップ長：１〜４ｍｍ、出力電圧：５〜４０ｋＶ（表面電圧）、電力：５〜４０Ｗ、発振周波数：０〜４０ｋＨｚで０．１秒〜６０秒、温度：０〜６０℃、移動速度：０．１〜１０ｍ／分、移動回数：１〜２０回の条件で行われる。このようなコロナ放電処理は、水、アルコール類、アセトン類、エステル類等で濡れている状態で、行われてもよい。
【００４８】
スイッチキー２０及びベースシート３０の接着表面に予め施す大気圧プラズマ処理としては、例えば、大気圧プラズマ発生装置（パナソニック株式会社製、製品名Ａｉｐｌａｓｕｍａ）を用いて、プラズマ処理速度１０〜１００ｍｍ／秒、電源：２００又は２２０Ｖ  ＡＣ（３０Ａ）、圧縮エア：０．５ＭＰａ（１ＮＬ／分）、１０ｋＨｚ／３００Ｗ〜５ＧＨｚ、電力：１００Ｗ〜４００Ｗ、照射時間：０．１秒〜６０秒の条件で行われる。
【００４９】
これらの処理により生成したヒドロキシ基のような反応性基を、増幅させて強固な接着とするのに、スイッチキー２０及びベースシート３０の処理表面に、シランカップリング剤のような機能性シラン化合物を用いてもよい。このような機能性シラン化合物は、単分子膜層としてスイッチキー２０及びベースシート３０の表面に付される。
【００５０】
このような機能性シラン化合物は、ヒドロキシ基との反応性が高い反応性基を含有するポリシロキサンが挙げられる。機能性シラン化合物は、単分子膜層として、付されている。
【００５１】
このような反応性基含有ポリシロキサンとして、下記化学式（１）
【化１】
2014199957.tif 000003
（式（１）中、ｐ及びｑは０又は２〜２００の数でｒは０又は２〜１００の数であってｐ＋ｑ＋ｒ＞２である。-Ａ１，-Ａ２及び-Ａ３は、-ＣＨ３、-Ｃ２Ｈ５、-ＣＨ＝ＣＨ２、-ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-Ｃ(ＣＨ３)３、-Ｃ６Ｈ５又は-Ｃ６Ｈ１２と、-ＯＣＨ３、-ＯＣ２Ｈ５、-ＯＣＨ＝ＣＨ２、-ＯＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣ(ＣＨ３)３、-ＯＣ６Ｈ５及び-ＯＣ６Ｈ１２から選ばれヒドロキシ基と反応し得る反応性基との何れかである。-Ｂ１及び-Ｂ２は、-Ｎ(ＣＨ３)ＣＯＣＨ３又は-Ｎ(Ｃ２Ｈ５)ＣＯＣＨ３と、-ＯＣＨ３、-ＯＣ２Ｈ５、-ＯＣＨ＝ＣＨ２、-ＯＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣＨ２ＣＨ(ＣＨ３)２、-ＯＣ(ＣＨ３)３、-ＯＣ６Ｈ５、-ＯＣ６Ｈ１２、-ＯＣＯＣＨ３、-ＯＣＯＣＨ(Ｃ２Ｈ５)Ｃ４Ｈ９、-ＯＣＯＣ６Ｈ５、-ＯＮ＝Ｃ(ＣＨ３)２及び-ＯＣ(ＣＨ３)＝ＣＨ２から選ばれヒドロキシ基と反応し得る反応性基との何れかである。ｐ，ｑ及びｒを正数とする-{Ｏ-Ｓｉ(-Ａ１)(-Ｂ１)}p-と-{Ｏ-Ｔｉ(-Ａ２)(-Ｂ２)}ｑ-と-{Ｏ-Ａｌ(-Ａ３)}ｒ-との繰返単位中の-Ａ１，-Ａ２，-Ａ３，-Ｂ１及び-Ｂ２の少なくとも何れかが前記反応性基であり、三次元化シリコーンゴム弾性体のようなスイッチキー２０及びベースシート３０の表面のヒドロキシ基と反応するものである）
で模式的に示される化合物が挙げられる。この化合物は、繰返単位が、ブロック共重合、又はランダム共重合したものであってもよい。
【００５２】
このようなヒドロキシ基と反応する反応性基含有ポリシロキサンの溶液に、スイッチキー２０やベースシート３０を、浸漬し、その後熱処理すると、そのスイッチキー２０やベースシート３０の表面のヒドロキシ基に、反応性基含有ポリシロキサンが結合し、単層の分子膜を形成する結果、他方のヒドロキシ基との反応性基が増幅される。スイッチキー２０とベースシート３０とを当接させると、スイッチキー２０やベースシート３０の一方の表面上のヒドロキシ基が、反応性基含有ポリシロキサンに化学的結合する結果、スイッチキー２０とベースシート３０のヒドロキシ基が反応性基含有ポリシロキサンを介して間接的に結合して、スイッチキー２０とベースシート３０が接着される。
【００５３】
反応性基含有ポリシロキサンの溶液に用いられる溶媒は、そのポリシロキサンに反応しないものであることが必要である。そのような溶媒として、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、カルビトール、セルソルブ、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールのようなアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンのようなケトン類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、アニソールのようなエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチルのようなエステル類、トルエン、キシレンのような芳香族、ヘキサン、ガソリンのような炭化水素類が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いられてもよく、複数混合して用いられてもよい。
【００５４】
反応性基含有ポリシロキサンの溶液は、これら溶媒１００ｍｌに対して、反応性基含有ポリシロキサンを０．００１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０１〜１ｗｔ％と、必要に応じ添加剤とを、溶解させて調製する。反応性基含有ポリシロキサンが０．００１ｗｔ％未満であると、ヒドロキシ基の反応性増幅効果が不十分となってしまい、一方１０ｗｔ％を超えても反応性増幅効果が増強しないので、反応性基含有ポリシロキサンが無駄になってしまう。
【００５５】
反応性基含有ポリシロキサンの溶液に添加される添加剤として、樹脂や加硫ゴムの表面の有機基結合性ヒドロキシ基と、反応性基含有ポリシロキサンとの反応を促進する第三級アミンや有機酸、スイッチキー２０やベースシート３０上でその溶液中の溶剤が揮発することに起因して斑が生じるのを防止する界面活性剤が、挙げられる。
【００５６】
反応性基含有ポリシロキサン溶液への浸漬処理は、この溶液に、有機基反応性ヒドロキシ基などを表面に有するスイッチキー２０とベースシート３０とを、０〜１００℃、好ましくは２０℃〜８０℃で、１秒〜１２０分間、好ましくは１分〜３０分間浸漬させて、反応させるというものである。この温度範囲を下回ると、反応時間がかかり過ぎて生産性が低下し、この温度範囲を上回ると、これらスイッチキー２０やベースシート３０に溶剤が染込んでしまい、溶媒除去などの面倒な後処理が必要になってしまう。この反応時間を下回ると反応が不十分になって十分なヒドロキシ基反応性増幅効果が得られず、一方この反応時間を越えると、生産性が悪化してしまう。
【００５７】
反応性基含有ポリシロキサン溶液への浸漬処理だけでは、ヒドロキシ基の反応性増幅効果が不十分な場合、加熱処理を施してもよい。好ましい加熱処理条件は、スイッチキー２０とベースシート３０の素材の種類・材質や、コンタクトスイッチ１０の製品としての特性によって異なるので、一概に限定できないが、高温で熱変形するなどの製品の機能上に高温での加熱を避けるべきである場合には、比較的低温で長時間をかけて加熱処理する必要があり、一方、高温でも熱変形せず製品の機能上問題がない場合には、生産性を重視し比較的高温条件で、加熱が行われる。
【００５８】
反応性基含有ポリシロキサン溶液へ室温程度で浸漬し、これらのスイッチキー２０やベースシート３０へこの溶液が吸着された後、加熱すると、溶剤が揮発して固体状態の反応性基含有ポリシロキサンが付着したことになり、反応性が向上する。加熱温度は、０〜３００℃、好ましくは８０℃〜２００℃である。この範囲を下回ると反応時間がかかり過ぎ生産性が低下してしまい、一方、この範囲を上回るとこれらスイッチキー２０やベースシート３０が分解してしまう。加熱時間は、１秒〜１２０分間、好ましくは１分〜３０分間である。この加熱時間範囲を下回ると、反応が不十分となり十分なヒドロキシ基反応性増幅効果が得られず、一方、この加熱時間範囲を上回ると、生産性が低下してしまう。２０〜１６０℃で１分〜６０分間加熱すると、なお一層好ましい。
【００５９】
反応性基含有ポリシロキサン溶液への浸漬処理に代えて、反応性基含有ポリシロキサン溶液の噴霧処理、引続く乾燥処理、及び必要に応じて加熱処理するものであってもよい。
【００６０】
このような噴霧、乾燥、加熱処理は、反応性基含有ポリシロキサン溶液を噴霧器に入れ、スイッチキー２０やベースシート３０の表面に、噴霧器を用いた反応性基含有ポリシロキサン溶液の噴霧と、乾燥とを繰り返して、反応性基含有ポリシロキサンを、これら基板に、効率よく付着させた後、これを０〜３００℃、好ましくは８０℃〜２００℃で、１秒〜１２０分間、好ましくは１分〜３０分間、加熱して、反応させるというものである。この温度範囲を下回ると、反応時間がかかり過ぎて生産性が低下してしまい、一方この温度範囲を上回るとこれらスイッチキー２０やベースシート３０が分解してしまう。この加熱時間範囲を下回ると、反応が不十分となり十分なヒドロキシ基反応性増幅効果が得られず、一方、この加熱温度時間を上回ると、生産性が低下してしまう。
【００６１】
反応性基含有ポリシロキサン溶液へスイッチキー２０とベースシート３０との何れかを処理することが好ましいが、同様にヒドロキシ基の反応性を増幅させるために、スイッチキー２０とベースシート３０との両方を処理してもよい。
【００６２】
有機基結合性ヒドロキシ基との反応性を促進する目的で、接着速度を向上させたり低い反応温度で反応させたりエーテル結合の縮合反応を促進させたりできるビス（２−エチルヘキサノエート）スズ、ジ−ｎ−ブチルビス（２−エチルヘキシルマレート）スズ、ジブチルジアセトキシスズ、ジオクチルジラウリル酸スズのようなスズ系触媒、チタンジブトキサイド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジプロポキサイド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタン−２−エチルヘキシオキシドのようなチタン系触媒が、用いられる。これらの触媒は、例えば反応性基含有ポリシロキサン溶液に混合して用いられる。
【００６３】
反応性基含有ポリシロキサンで処理した後、スイッチキー２０とベースシート３０とを不活性溶媒中で超音波洗浄すると、スイッチキー２０とベースシート３０との表面に残存する未反応の反応性基含有ポリシロキサンや未結合残渣が除去され、スイッチキー２０とベースシート３０との表面のヒドロキシ基が一層活性化される。
【００６４】
スイッチキー２０とベースシート３０との接着は、両者間の接触界面で化学反応が起こり、共有結合が生成して接着するというものである。その共有結合は、スイッチキー２０やベースシート３０のヒドロキシ基と反応性官能基とが、直接、エーテル結合し、又は反応性基含有ポリシロキサンを介してエーテル結合したものである。
【００６５】
このような接着は、高分子が低分子モノマー同士の重合により生じる化学結合の連結と同様に、高分子物質同士、又は高分子物質と非高分子物質との共有結合、特にエーテル結合の形成により、生成されたものである。
【００６６】
このような共有結合は、スイッチキー２０とベースシート３０との表面ヒドロキシ基同士が、脱水してエーテル結合したものであることが好ましい。それらの表面ヒドロキシ基は、予め分解性官能基でブロック化されて保護されており、用時に、紫外線のような光照射、加熱、加水分解等により脱ブロック化されて再生されたものであってもよい。
【００６７】
このような官能基は、スイッチキー２０とベースシート３０との表面ヒドロキシ基や分解性官能基、例えば、−ＳｉＡ1ｍ(ＯＢ1)３−ｍ（但し、Ａ1はシリコーンポリマーの一般的な官能基、例えばＣＨ３−、ＣＨ２＝ＣＨ−、Ｃ６Ｈ５−、Ｆ３Ｃ３Ｈ６−であり、Ｂ1はアルキル基、ｍは１〜３の数）、−ＳｉＡ2[ＯＳｉ(ＯＢ2)２]２ＯＢ（但し、Ａ2はシリコーンポリマーの一般的な官能基、例えばＣＨ３−、ＣＨ２＝ＣＨ−、Ｃ６Ｈ５−、Ｆ３Ｃ３Ｈ６−であり、Ｂ2はアルキル基）、−ＮＣＯ、−ＣＨ(Ｏ)ＣＨ２、−ＣＨＯ、−(ＣＨ(＋Ｈ)ＣＯ)２Ｏ、−ＳＯ２Ｃｌ、−ＣＯＣｌ、−ＮＨＣＯＯＣ（ＣＨ３）３、−ＮＨＣＯＯＣＨ（ＣＨ３）２、−ＮＨＣＯＯＣＨ３、−ＮＨＣＯＯＣ６Ｈ５、−ＮＨＣＯＯＣ６Ｈ４ＮＯ２、−ＮＨＣＯＯＣ６Ｈ４ＣＮ、−ＳＯ２Ｃ１０Ｈ５Ｎ２Ｏなどが挙げられる。
【００６８】
スイッチキー２０の表面ヒドロキシ基やベースシート３０の表面ヒドロキシ基が反応するためには、スイッチキー２０とベースシート３０とが接触したとき、反応が起こる範囲まで接近する必要がある。反応が起こる範囲とは、例えば分子間力が及ぶ範囲である０．５ｎｍ以下である。
【００６９】
スイッチキー２０とベースシート３０との接近を阻む因子は、それらの材料の表面粗さであり、両者の接近を促進する因子は、分子鎖の運動性である。一般に、表面粗さの高い材料は、反応が起こる範囲まで到達できない場合がある。しかし、三次元化シリコーンゴム弾性体のような弾性体は、分子鎖の運動性を有するので、スイッチキー２０とベースシート３０とがある程度の表面粗さを有していても、ヒドロキシ基と、それに反応する反応性官能基とが、十分に接近することができる。
【００７０】
したがって、スイッチキー２０は、非流動性であっても表面粗さを相殺する機能を有するため、種々の素材で成形されたベースシート３０と、接着することができるようになる。
【００７１】
ヒドロキシ基と、それに反応する反応性官能基との接近は、減圧条件下、好ましくは真空条件下で、その接触界面の気体媒体を除去することによって、又はその接触界面に応力（荷重）を加えることによって、さらに接触界面を加熱することによって、促進される。
【００７２】
このようにスイッチキー２０は、共有結合を介してベースシート３０に接着されているので、高温で振動の多い環境で使用されるカーオーディオのような車載用電子機器に用いられても、容易に剥離しない。
【００７３】
なおスイッチキー２０が、ヒドロキシ基のような活性基同士の化学反応によるエーテル結合でベースシート３０に接着されている例を示したが、ケイ素−炭素結合、及びケイ素−酸素結合のような共有結合によって接着されていてもよく、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤のような接着剤で物理的に接着されていてもよい。
【００７４】
スイッチキー２０とベースシート３０とが、共有結合を介して接着された例を示したが、ベースシート３０と基板４０とが、同様にそれぞれの表面で紫外線照射処理やコロナ放電処理やプラズマ処理により生じたヒドロキシ基同士で、直接、エーテル結合を介して、又は機能性シラン化合物であるポリシロキサンによる共有結合を介して、接着されていてもよい。
【００７５】
スイッチキー２０の接着が完了したコンタクトスイッチ１０を、電子機器に組み込む工場へ搬送し、電子機器に実装する。
【００７６】
コンタクトスイッチ１０は、次のように実装して使用される。図３に示すように、コンタクトスイッチ１０は、基板４０上に載置される。ベースシート３０は、孔３１の他に、基板４０上に配置された発光ダイオード４２やタクタイルスイッチ４３のような部材を通す部材孔３３を有している。ベースシート３０は、それの周縁及び部材孔３３の周縁で抉れた凹部３２を有している。この凹部３２が基板４０上で出っ張った突起４４に嵌められることによって、コンタクトスイッチ１０は、基板４０に位置決めされつつ載置される。それにより孔３１に両電極４１が取り囲まれ、導電接触部２２（図１参照）は、両電極４１と正確に対向する。コンタクトスイッチ１０は、その上に操作ボタン５１が嵌められた操作パネル５２が重ねられて電子機器等に取付けられて実装される。
【００７７】
コンタクトスイッチ１０は、螺子止めされて基板４０に固定されてもよい。
【００７８】
図４に、コンタクトスイッチ１０と、それに重ねられた操作ボタン５１及び操作パネル５２との一部断面図を示す。操作ボタン５１は、２つのスイッチキー２０に架けられている。操作ボタン５１は軽いので、スイッチキー２０のスカート部２３は撓まない。操作ボタン５１の上端面は、操作パネル５２の上端面から出っ張っており、指先で押圧して操作することができる。操作ボタン５１の上端面の一部に、透明部５１ａが形成されている。この透明部５１ａは、任意の文字や図形をなしており、発光ダイオード４２から発せられる光を透過するものである。それによって、操作ボタン５１が押圧された旨の表示や、操作ボタン５１の機能等が、操作者に示される。
【００７９】
なお、コンタクトスイッチ１０は、顔料を含有する材料で成形されていたり、塗装によって着色されていたりすることによって、所望の色彩を有していてもよい。例えば白色とすることにより、発光ダイオード４２が発する光を反射させて、透明部５１ａをより明るく照らすことができる。一方黒色として遮光性を持たせることにより、操作ボタン５１内で乱反射した発光ダイオード４２の光がベースシート３０を導光して外周端面から光漏れしてしまうのを、防止することができる。
【００８０】
この光漏れを防止するため、図５に示すように、両端が開口した筒形状の遮光リブ３５が、発光ダイオード４１の側面を取り囲んでいてもよい。遮光リブ３５は、水平方向に広がっている下端周縁の下面で、ベースシート３０に接着されている。遮光リブ３５は、発光ダイオード４２から発せられた光が、操作ボタン５１内で乱反射し難くして、光漏れしてしまうのを、防止している。遮光リブ３５の材料、成形方法、及びベースシート３０への接着方法は、スイッチキー２０と同様である。
【００８１】
コンタクトスイッチ１０は、以下のように動作する。操作ボタン５１の押圧により、２つのスイッチキー２０のスカート部２３が同時に撓むことで導電接触部２２と電極４１とが接触し、電子機器へ電気的信号が入力される。押圧を開放するとスカート部２３が復元し、導電接触部２２と電極４１とが離反する。
【００８２】
図６を参照しながらスイッチキー２０の押圧時、及びそれの解放時における挙動を説明する。同図は、スイッチキー２０の荷重とストロークとの相関関係であるＦ−Ｓ特性のグラフ、及びグラフ中の各点におけるスイッチキー２０の挙動を示す断面図である。グラフ中、縦軸は押圧部２１への押圧の荷重（Ｎ）を示し、横軸は荷重０（Ｎ）時点の荷重を基準とした押圧部２１のストロークを示している。また太線は押圧時、細線は押圧の解放時を示している。Ｆ−Ｓ特性のグラフは、自動荷重試験機の圧子６０で、押圧部２１を押圧し、そのときの荷重及びストロークをロードセルで検知することにより測定された値に基づくものである。
【００８３】
荷重を掛けて押圧部２１が押圧されると、スカート部２３は大きな荷重が掛るにつれ徐々に撓み、図６（０）から同図（Ｓ１）の形状へ変化する。このときスカート部２３の内部に、押圧部２１に加えられた荷重に抵抗する応力が生じている。さらに押圧部２１が押圧されると、押圧の荷重がスカート部２３の閾荷重を超える。その時の閾荷重はピーク荷重とも呼ばれ、同図のグラフ中、Ｆ０の値である。ピーク荷重Ｆ０を超えると同図（Ｓ３）に示すように、スカート部２３は、撓みに耐えられなくなって急激に折り返され、導電接触部２２が電極４１に接触する。ピーク荷重Ｆ０を超えた瞬間に操作者は、それまで指先で感知していた応力を、突如として感知できなくなるとともに、導電接触部２２が電極４１に接触したことを感知する。操作者は、当接直後の荷重ＦＢ以上の力を掛け続けているので、それによってスイッチキー２０がクリックされてＯＮ状態となったことを認識できる。
【００８４】
押圧部２１はさらに押圧されると、図６（Ｓ０）に示すように導電接触部２２が電極４１に強く押し付けられて歪み、横方向に膨らむ。ピーク荷重Ｆ０の１．５倍の荷重を押圧部２１に加えた時のストロークの値は、オーバーストロークＳ０と呼ばれる。
【００８５】
その後、荷重を徐々に解放すると、スカート部２３は、図６（Ｓ３）のように折り返りが解消され始め、導電接触部２２が電極４１から離反した後、同図（Ｓ１）のように折り返りが完全に解消され高々撓みの応力を検知する程度となるので、操作者はクリックが解除されＯＦＦ状態となったことを認識できるようになる。このとき同図のグラフ中、細線で示すように、スイッチキー２０は、ヒステリシスによって押圧時と異なる曲線を描いて、同図（Ｓ３）・（Ｓ１）を経て、同図（０）の形状に戻る。
【００８６】
Ｆ−Ｓ特性は、導電接触部２２が電極４１に丁度接触した時点の押圧部２１の移動量であるボトムストロークＳ３（ｍｍ）、クリック率（％）、及びピーク荷重Ｆ０（Ｎ）によって、主に評価される。クリック率は、（Ｆ０−ＦＢ）／Ｆ０×１００（％）によって求められる。
【００８７】
例えば、スイッチキー２０のピーク荷重Ｆ０を２〜３Ｎ、クリック率を３０〜６０％、ボトムストロークＳ３を１．４〜１．７ｍｍとする場合、タイプＡデュロメータ硬さ（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３準拠）が１０〜９０の範囲である数種類のシリコーンゴムを選択し、それらのシリコーンゴムで、スカート部２３の肉厚が、０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．２〜０．６ｍｍ、一層好ましくは０．３〜０．５ｍｍの範囲となり、下端面からのスカート部２３の仰角を１０〜８５°とするスイッチキー２０を、複数種類成形する。このように、特定のＦ−Ｓ特性を有する複数種類のスイッチキー２０を、シリコーンゴムの種類や硬さ及びスカート部２３の肉厚、下端面からのスカート部２３の仰角等を、任意の種類や値とすることによって得ることができる。このとき、シリコーンゴムの硬さが硬いほどピーク荷重Ｆ０は大きくなり、逆に軟らかいほどピーク荷重Ｆ０は小さくなる。また、スカート部２３の肉厚が厚いほどピーク荷重Ｆ０は大きくなり、逆に薄いほどピーク荷重Ｆ０は小さくなる。さらに下端面からのスカート部２３の仰角が小さいほど鈍角な末広がりとなっているのでピーク荷重Ｆ０は小さくなり、逆に仰角が大きいほど鋭角な末広がりとなっているのでピーク荷重Ｆ０は大きくなる。それらにより、Ｆ−Ｓ特性の異なったバリエーションのスイッチキー２０を予め用意しておき、その中から所定の孔３１ごとに所望のピーク荷重Ｆ０、クリック率及びボトムストロークＳ３を有するスイッチキー２０を選択して、ベースシート３０に接着することができる。
【００８８】
図７にコンタクトスイッチ１０の別な実施形態を示す。コンタクトスイッチ１０のベースシート３０が、複数のベースシート片３０ａの端部同士で接着されていることによって、連結しているものである。例えば、ベースシート３０の縦横夫々が２００ｍｍ超である大型のコンタクトスイッチ１０を製造する場合、１つの金型で成形されるベースシート３０の大きさを小さくできるので、大型の圧縮成形機を必要とせず、製造コストを抑えることができるとともに、ベースシート３０内及びベースシート片３０ａごとにおける厚さのばらつきを小さくできる。なおこの場合、ベースシート３０は、接着面３４同士が接着された際、全体の厚さが均一になるように、接着面３４の領域が他の領域よりも薄く形成されていることが好ましい。ベースシート片３０ａ同士の接着は、スイッチキー２０のベースシート片３０ａへの接着前後を問わない。ベースシート片３０ａ同士の接着は、シランカップリング剤のような化学結合剤の分子を介した共有結合である分子接着結合によるものであってもよく、接着剤のように分子間力を介した非共有結合である化学接合によるものであってもよい。
【００８９】
図８にスイッチキー２０の別な実施形態を示す。押圧部２１は、略円柱形をなしているものの他、同図（ａ）に示すように中空の円筒形をなしていてもよく、同図（ｂ）に示すようにリブ状の凸形を有していてもよい。円筒形の周壁部やリブ状の凸形をなしている押圧部２１は、円柱形である場合に比較して、押圧の荷重で大きく歪む。それにより、オーバーストロークＳ０を大きくしてボトムストロークＳ３との差を大きくでき、スイッチキー２０が押されたことを、操作者に一層確実に感知させることができる。
【実施例】
【００９０】
以下に、本発明のコンタクトスイッチを作製した実施例と、本発明を適用外のコンタクトスイッチを作製した比較例とを示す。【００９１】
（実施例１）
本発明を適用するコンタクトスイッチ１０のサンプルを作製した。このコンタクトスイッチ１０は、ベースシート３０ごとに１２個のスイッチキー２０を有するものである。このスイッチキー２０は、押圧部２１の外径が４ｍｍ、脚部２４の外径が８ｍｍ、スカート部の肉厚が０．３３ｍｍである。【００９２】
まず、混練工程を行った。１００質量部のミラブル型シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、製品名ＫＥ−９６１Ｕ）と、加硫剤である０．５質量部の２，５−ジメチル−２，５−ジヘキサン（信越化学工業株式会社製、製品名Ｃ−８Ａ）とを、ミキシングロールに投入し、均一に混合するまで混練した後、取り出した。これを、金型上における大きさの円柱形状に切り揃え、シリコーンゴムのプリフォームを調製した。【００９３】
次いで成形工程を行った。圧縮成形機にスイッチキー２０の上下金型をセットした。この金型は、スイッチキー２０を１回の成型工程当たり９６個成形できるものである。【００９４】
圧縮成形機にセットされた上下金型の表面温度を、加硫温度である１７０℃に予め設定した。シリコーンゴムと導電材２５とからなり、予め成形された導電接触部２２を、雌型である下金型の上に並べ、その上に円柱形状のプリフォームを、キャビティの列ごとに並べた。圧縮成形機を起動させて上金型と下金型とを合わせ、１８ＭＰａ、１０分圧縮成形した。圧縮成形終了後、下金型からスイッチキー２０を取り出し、手仕上にてばりを除去した。この成形工程を１０回繰り返して、９６０個のスイッチキー２０を作製した。その後、スイッチキー２０に２００℃で４時間の二次加硫を施した。【００９５】
次いで、ベースシート３０を作製した。成形工程において４個取り金型を使用したこと以外は、スイッチキー２０と同様にベースシート３０を成形した。成形工程を１０回繰り返し、４０枚のベースシート３０を作製した。その後、ベースシート３０に２００℃で４時間の二次加硫を施した。【００９６】
最後に接着工程を行った。スイッチキー２０を、成形工程におけるキャビティの配列に従った順序で選択し、ベースシート３０に接着した。スイッチキー２０及びベースシート３０の接着面にコロナ放電を施した。それにより接着面にヒドロキシ基を生じさせた。スイッチキー２０及びベースシート３０の接着面同士を当接させつつ、それらの外形状に掘り込まれている圧縮治具で挟んだ。８０℃で圧縮治具内を脱気し、減圧条件下で、各接着面のヒドロキシ基同士を脱水反応させ、スイッチキー２０をベースシート３０に接着した。それによって、合計４０枚のコンタクトスイッチ１０を作製した。【００９７】
（比較例）
従来のコンタクトスイッチ７０（図９参照）を４０枚作製した。成形工程において４個取り金型を使用した。実施例１と異なる点は、一体成形により形成し、接着工程を行っていない点のみである。【００９８】
（ピーク荷重Ｆ０の測定）
実施例１及び比較例のサンプルについて、自動荷重試験機（日本計測システム株式会社製、製品名ＭＡＸ−１ＫＮ−Ｈ−１）を用いてスイッチキーのピーク荷重Ｆ０を測定した。自動荷重試験機の測定台にコンタクトスイッチを載せ、隣り合う２個のスイッチキーの上端面を、８０ｍｍ／分の押圧速度にて圧子で同時に押圧し、このときのピーク荷重Ｆ０（Ｎ）を記録した。コンタクトスイッチ１枚当たり６箇所を、実施例１及び比較例の夫々４０枚について測定を繰り返した。実施例１及び比較例の夫々について、ピーク荷重Ｆ０の全測定値の平均値、最大値、最小値を記録するとともに標準偏差、工程能力指数を計算した。計算結果を表１に示す。表１中、工程能力指数のうちＣｐは、ＪＩＳ  Ｚ  ８１０１−２に準拠し、下記数式１に従って算出した。またＣｐｋは、下記数式２に従って算出した。ただし、ＵＳＬ：規格の上限値、ＬＳＬ：規格の下限値、σ：測定値の標準偏差、μ：測定値の平均値であり、規格の上限値は３．４５、規格の下限値は２．５５である。【００９９】
Ｃｐ及びＣｐｋは、生産した製品の特定の測定値が、所定の規格範囲をどれほど満足するかを示す統計的値である。Ｃｐは、測定値の平均値が規格の中央値と一致していることを前提とした値である。これに対しＣｐｋは、測定値の平均値が規格の中央値と異なっていることを前提とし、その差を考慮した値である。Ｃｐ及びＣｐｋは、数値が大きいほど、規格内に収まる製品を製造できる能力が高い、すなわち歩留まりが良好であることを示す。【０１００】
【数１】
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【０１０１】
【数２】
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【０１０２】
【表１】
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【０１０３】
表１から明らかな通り、実施例１のＣｐ及びＣｐｋは、比較例よりも高い値を示している。したがって、実施例１のコンタクトスイッチ１０は、比較例のコンタクトスイッチ７０に比較して、良好な歩留まりで製造することができる。【０１０４】
また成形工程毎及び成形工程相互間におけるピーク荷重Ｆ０の偏差を評価するため、夫々の平均値及び標準偏差を求めた。結果を表２及び表３に示す。【０１０５】
【表２】
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【０１０６】
【表３】
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【０１０７】
表１及び表２の標準偏差の値から明らかな通り、実施例１のコンタクトスイッチ１０は、Ｆ−Ｓ特性の一つであるピーク荷重Ｆ０の偏差が、比較例である従来のコンタクトスイッチ７０に比較して、成形工程毎においても成形工程相互間においても小さかった。【０１０８】
表１〜３から実施例１のコンタクトスイッチ１０は、比較例である従来のコンタクトスイッチ７０に比較してＦ−Ｓ特性のばらつきが小さく、製造の際の歩留まりが高く、製造効率が良好であった。【０１０９】
スイッチキー２０とベースシート３０とをより強固に接着させるため、コロナ放電処理によって生成した反応性基に増幅処理を施したサンプルを作製した。【０１１０】
（実施例２）
スイッチキー２０及びベースシート３０の接着面に、コロナ放電を施した後、スイッチキー２０に反応性増幅処理を施した。ポリエトキシシロキサン（アヅマックス株式会社製、製品名ＰＳＩ−０２１）１ｇとテトラエトキシチタネート０．１ｇとのアルコール溶液である反応性基含有ポリシロキサン溶液５００ｍｌに、スイッチキー２０を４０℃で３０分間浸漬後、８０℃で２０分間加熱処理した。それにより反応性を増幅させたスイッチキー２０を得た。【０１１１】
（実施例３）
スイッチキー２０及びベースシート３０の接着面に、コロナ放電を施した後、ベースシート３０に反応性増幅処理を施した。ポリエトキシシロキサン（アヅマックス株式会社製、製品名ＰＳＩ−０２１）１ｇとテトラエトキシチタネート０．１ｇとのアルコール溶液である反応性基含有ポリシロキサン溶液５００ｍｌに、ベースシート３０を４０℃で３０分間浸漬後、８０℃で２０分間加熱処理した。それにより反応性を増幅させたベースシート３０を得た。【０１１２】
（実施例４）
スイッチキー２０及びベースシート３０の接着面に、コロナ放電を施した後、スイッチキー２０及びベースシート３０に反応性増幅処理を施した。ポリエトキシシロキサン（アヅマックス株式会社製、製品名ＰＳＩ−０２１）１ｇとテトラエトキシチタネート０．１ｇとのアルコール溶液である反応性基含有ポリシロキサン溶液５００ｍｌに、スイッチキー２０及びベースシート３０を４０℃で３０分間浸漬後、８０℃で２０分間加熱処理した。それにより反応性を増幅させたスイッチキー２０及びベースシート３０を得た。【０１１３】
なお、実施例２〜４にて施したコロナ放電処理の条件は、電源：ＡＣ１００Ｖ、ギャップ長：３ｍｍ、出力電圧：９ｋＶ（表面電圧）、電力：１８Ｗ、発信周波数：２０ｋＨｚ、温度：２０℃、移動速度：２ｍ／分、移動回数：３回である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明のコンタクトスイッチは、自動車や家電製品等の各種電子機器の電気的信号入力に用いられる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０はコンタクトスイッチ、２０はスイッチキー、２１は押圧部、２２は導電接触部、２３はスカート部、２４は脚部、２５は導電材、３０はベースシート、３０ａはベースシート片、３１は孔、３２は凹部、３３は部材孔、３４は接着面、３５は遮光リブ、４０は基板、４１は電極、４２は発光ダイオード、４３はタクタイルスイッチ、４４は突起、５１は操作ボタン、５１ａは透明部、５２は操作パネル、６０は圧子、７０は従来のコンタクトスイッチ、７１はキー部、７２はベース部、７３は押圧部、７４はスカート部、７５は導電接触部である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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