(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形、レーザーエッチング、又は化学エッチング等により文字・記号等を表示するための貫通孔を有する厚み０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの金属板からなる複数個の薄型金属製キートップと、
前記キートップの裏面に付着され、且つ前記貫通孔内に充填された透光性を有する樹脂層と、
厚み０．２ｍｍ以下のシート状のベース部と、該ベース部と一体に形成された接点押圧突起を有する複数のキートップ配置部とから成るキーパッドとを含み、
前記複数個のキートップとキーパッドとは、前記キートップの裏面に付着された前記樹脂層を間に介して透明又は透光性を有する接着剤によって固定されており、
前記キートップ裏面には、プレス成形、レーザーエッチング又は化学エッチングによって複数の凹部が形成されており、該凹部にも樹脂が充填されるようにして前記キートップと前記樹脂層との密着性が高められており、
前記キーパッドは、前記ベース部が硬質樹脂によって形成されると共に、前記キートップ配置部がシリコーンゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性材によって形成されていることを特徴とするキーシート。
【請求項２】
前記キートップ裏面の樹脂層表面の全体又は一部に、裏面から照明されたときに文字等を着色する塗膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載のキーシート。
【請求項３】
前記キートップの裏面の樹脂層は、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム又は各種熱可塑性エラストマー等、透光性を有し、成形性及び流動性に優れる硬質又は軟質の樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキーシート。
【請求項４】
前記キートップ裏面の樹脂層の厚みは０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のキーシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機、携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等のハンディ、モバイル機器用の入力手段である複数のキーが集合配置されたキーシート全体を薄型化するため及び金属製のキートップを用いて従来の樹脂製のキートップを用いるキーシートとは異なる意匠性を得るための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キーシートは、携帯電話機、携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等のハンデイモバイル機器のキーボード部分を構成する部品（サブアセンブリ）であり、それぞれ文字及び／又は数字キーや機能キー等の押釦である樹脂製の複数のキートップを、キーパッドと称されるシートの上面に配列し接着して構成されている。上記キートップの樹脂材料は成形性や強度など点から、通常、ポリカーボネート等が多く使用され、また、キーパッドの材料は、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等の、ゴム弾性を有する柔軟な材料が使用される。このように構成されたキーシートの下面には、上記キートップ毎に、押し子（接点押圧突起）と呼ばれる小突起が設けられている。
【０００３】
このキーシートは、複数の常開接点を備えたプリント回路基板上に密接配置される。キーシートの上面に配列されたキートップのどれかが押されると、キーシート下面に設けられた押し子によって、その下側に配置されたメタルドームが押圧されプリント回路基板上に設けられた常開接点が閉成されることにより、押されたキートップに対応する閉回路が形成される。
【０００４】
キーシートは、このように複数の構成要素が層状に重なった状態に構成されるので、１つ１つの構成要素の厚みが累積されてかなりの厚みとなる。そのためハンデイモバイル機器の携帯性を一層向上させるように、全体を更に薄型化することが要請されている。
【０００５】
しかし、従来のキーシートのようにキートップに樹脂を用いている場合、キーシート全体を薄くするための一手法としてのキートップの薄型化には限界があった。例えば、ポリカーボネート樹脂のように強靱で耐衝撃性に優れる材料であっても、キートップに要求される各種強度条件を満たすためには、０．５ｍｍ乃至０．６ｍｍが薄型化の限界であった。そこで、樹脂よりも強度に優れ、過度の衝撃によっても割れたりすることがない金属をキートップに用いることが考えられる。
【０００６】
以下の例は、上記目的とは異なるが、金属をキートップに用いた従来例である。例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているような手法では、金属薄板を用いたとは言え、僅かにキートップのフランジ部分を金属で形成したに過ぎず、その他の部分には依然として樹脂が使用されている。このため、キーパッドの上に樹脂製のキートップ等を重ね合わせて形成した、従来の常識的な積層構造による構成を有するに過ぎないので、キートップの強度の向上は望めず、しかも構造上これ以上の薄型化には限界があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−００７６９１号公報
【特許文献２】特開平０９−０８２１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
機械的な強度を上げるために、金属薄板を用いてキートップ全体を金属化しようとすると別の問題に当面する。即ち、金属はシリコーンゴムや樹脂等の他の材料との接着性が良好とは言えず、十分な接着強度が得られないことがあった。金属は如何に薄型化しても透光性を有しないので、バックライトにより、文字、記号等を表示させるためには、文字、記号等の形状に光を透過させるための表面から裏面まで貫通した、所謂文字孔を刻設しなければならない。刻設されたこの文字孔の縁が、キートップを操作する操作者の指触り、手触りを損なうことになる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、金属製キートップのキーパッドへの接着性を改善すると共に、キートップの表面を均一化し、指触り、手触りを良くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、キートップ裏面に薄い樹脂層を積層することと、キートップに刻設された文字孔を樹脂で埋める手段を講じることによりキートップの接着性を改善することと、キートップの表面を均一化して、指触り、手触りを良くすることを意図した。
【００１１】
上記意図した接着性改善の対象は、金属製のキートップとキーパッドのキートップ固定部分のシリコーンゴムや熱可塑性エラストマーなどとの接着性である。さらに、、本発明の課題解決手段は、文字孔に樹脂を充填し、キーパッドとの接着時にこの文字孔を通じて接着剤がはみ出すことを防止するのにも役立つ。
【発明の効果】
【００１２】
１）接着対象が樹脂とシリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等、若しくは、印刷層とシリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等（キートップ裏面の樹脂層の表面に着色印刷層を設けた場合）であるため、樹脂製のキートップを用いた従来のキーシートと同様の手法で、キーパッド上にキートップを固着することができる。
２）キートップの文字孔を樹脂で埋めるようにしたので、キートップの表面を均一化し、指触り、手触りを良くすることができる。
３）人目に付き易いキートップ部分を全面金属にすることができるので、高級感を与えることができる。
４）キートップ裏面の樹脂層に重ねて文字着色用の印刷層を設けることができるので、文字孔によって表示される文字、記号等を着色することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明のキーシート１を装着した、携帯電話機の斜視図である。キーシート１は、薄い、例えば厚さ０．１５〜０．５ｍｍ程度（後述する樹脂層の厚みを含む）の複数個の金属製のキートップ２、２、…を含んでいる。各キートップ２にはそれぞれ機能が割り当てられ、その表面にはそれぞれの機能、例えば、所謂テンキー、カーソルキー、ファンクションキーなどの機能を示す、文字、数字、記号、図形等（以下、「文字、記号等」という）が、文字、記号等の形状の貫通孔（以下、単に「文字孔」という）２ａを設けることによって表示されている（一例として数字のみ図示）。さらに、各キートップ２の裏面には、薄い樹脂層３が積層されている（図７及び図８参照）。尚、キーシート１は、各キートップ２が０．２ｍｍ以下の間隔を開けて配置された、所謂狭ピッチキーが採用されている。
【００１４】
図２は、携帯電話機から本発明のキーシート１を取り外してキーシート単体を示すものである。キーシート１は、複数個のキートップ２、２、…と、その下側に配置されたキーパッド４とからなる、本発明のキーシート１の、アセンブリ（組立体）としての外観を、拡大して示す斜視図である。キートップ２、２、…は、キーパッド４上に所定の並びで配設され、透明接着剤によって相互に接着されている。図２の斜視図においては、キーパッド４の後述するベース部はキートップ２、２、…に殆どの部分が覆われ、その外周しか見えないので、樹脂製のものも金属製のものも、外観的には同じに見える。
【実施例１】
【００１５】
図３は、図２に示す本発明のキーシート１が、どのように構成されているかを概略的に拡大して示す分解図である。分解図の上半分は個々の中間部品としての金属製キートップ２、２、…の集合状態を示す。分解図の下半分は、個々の金属製キートップ２、２、…と組み合わせられるべき、薄いシート状をしたベース部５と、該ベース部５と一体に成形された複数のキートップ配置部６とを備えた、キーパッド４を示す。
【００１６】
キーパッド４のベース部５は、ポリカーボネート樹脂等の硬質樹脂５ａ又はＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属５ｂから成る平坦な板状を成す部分であり、複数の孔７、７、…が設けられている。キートップ配置部６は、上記ベース部５の孔７を塞ぐと共にベース部５に一体に接合されたシリコーンゴム、熱可塑性エラストマー等の弾性材から成る。また、各キートップ配置部６には、図８に示すように、それぞれ相対する方向に向かって突出した接点押圧突起（押し子）６ａ及び台座６ｂとを有する。接点押圧突起６ａは、その下側に配置されたメタルドーム（接点部材）８を押圧して図示しないプリント回路基板上に設けられた常開接点が閉成するものである。
【００１７】
台座６ｂは、その上面にキートップ２が接着されることによって、キートップ２を支持する部分である。キーパッド４は、ベース部５が硬質樹脂又は金属（後述）によって形成されているため殆ど変形することがないので、キーシート１に形状安定性を持たせることができる。すなわち、図１に示すように、キーシート１がその周囲だけで支持されていない状態で携帯電話機の筐体に取り付けられたとしても、その周囲の携帯電話機のケース形状に沿って所定の形状を保つことができる。このような構造を有するキーパッド４は、インサート成形や２色成形などによって形成される。
【実施例２】
【００１８】
実施例１におけるキーパッド４のベース部５を、樹脂製のもの５ａから金属製のもの５ｂに置換した場合の構造例を、実施例２として図９及び図１０に例示する。ベース部５ｂに使用する金属板の種類は、ＳＵＳ、アルミ、チタン等の任意の金属板を適宜選択すれば良い。金属板の厚みは、０．２ｍｍ以下である。この金属製のベース部５ｂとキートップ配置部６を形成するシリコーンゴム、熱可塑性エラストマー等の弾性材との密着性を良くするために、図１０に示すように、ベース部５ｂの上下の面において孔７の開口縁の周囲も弾性材で覆われるようにしている。すなわち、孔７の開口縁を、キートップ配置部６を構成する弾性材によって上下から挟み込むような構造となっている。尚、ベース部５ｂが金属製のキーパッド４は、通常はインサート成形によって形成される。
【００１９】
キーパッド４のベース部５を樹脂製５ａから金属製５ｂに置換しても、図２に示すように、キートップ２、２、…の部分が、目に付き易い大部分の面積を占めており、キーパッド４はその周辺部を囲む僅かな面積しか占めていないので、外観的には殆ど差を感じない。実施例２の利点は、金属は樹脂よりも機械的強度が高いので、ベース部５ｂの厚みを樹脂の場合よりもさらに薄くすることができるということである。具体的には、０．１ｍｍ程度とすることも可能である。
【実施例３】
【００２０】
次に、図４を参照して、本発明キーシート１におけるキートップ２の製造工程を示す。同図左側の（ａ）は、キートップ２の成形加工工程を示す流れ図であり、同図右側の（ｂ）は、左側に示す各工程により進行する個々のキートップ２の被加工状態を示す図である。各工程は、次のように進行する。
【００２１】
１）金属板の用意：
複数の各種キートップを配置し得る大きさ（面積）の、薄い金属板９を用意する。金属板９の種類は、ＳＵＳ、アルミ、チタン等のユーザーの好みに合いそうな任意の金属板を適宜選択すれば良く、何れかに特定する必要はない。金属板９は、キートップの厚みが０．０５〜０．２ｍｍのものを用いる。キートップの薄型化とキートップの強度とのバランスを考慮すると、この範囲の厚みとすることが望ましい。金属板９（キートップ２）は、通常、０．１ｍｍ以下となると強度が低下して応力の影響を受け易くなり、応力を受けて撓んだ状態から元の状態に戻らなくなってしまう。しかし、本発明キーシートは金属板９から形成された各キートップ２、２、…の裏面に樹脂層３が設けられるので、応力に対する強度も十分となって、応力によって撓み難くなる。
【００２２】
２）エッチング加工工程：
金属板９の上に、それぞれのキートップ２、２、…の機能を示す表面から裏面まで貫通した文字孔２ａ、２ａ、…を形成するためのフルエッチングを行う。各キートップ２の外形の大まかなハーフエッチング（孔を貫通させないで金属板の厚みの途中までエッチングを行うこと）も併せて行う。フルエッチングによる文字孔２ａの形成は、携帯電話機に組み込んだときに、裏からの照明光を透過させるように貫通孔にする必要があり、ブレス成形、レーザーエッチング、化学エッチング等によって行うことが可能である。
【００２３】
また、金属板９のキートップ裏面に相当する部分の数箇所に、ハーフエッチングで凹み２ｂを設ける。この凹み２ｂは、キートップ２における樹脂と金属との密着性を維持する、つまり、硬化時の樹脂の収縮により樹脂層３が金属板９から剥がれることを防止するものであり、後工程のインサート成形で形成される樹脂層３の樹脂の一部が、この凹み２ｂに入り込んでアンカーとして働くようにするために設ける。
【００２４】
３）面取り加工工程：
プレス加工により、個々のキートップ２の４周の面取りを行う（この工程は必須の要件ではないが、行うことが望ましい）。この面取り加工工程（斜矢印で示す）により、キートップ２の側面上部は、略テーパー状の斜面に加工される。
【００２５】
４）樹脂インサート成形工程：
例えば、図５に示す成形金型１０を使用して、金属板９をインサート成形することによりキートップ２の裏面に厚さ０．１〜０．３ｍｍの樹脂層３を設ける。図５において、（ａ）は、成形金型の型締め前でキャビティー内に金属板９を配設した状態を示し、（ｂ）は、型締め後、キャビティー内に液状の樹脂を射出した状態を示す。
【００２６】
この工程において、硬化後樹脂層３となる樹脂は、成形金型１０のゲート部１０ａからキャビティー１０ｂ内に射出され、インサートされている金属板９のキートップ２の樹脂層３となる部分に充填されると共に、各文字孔２ａ内にも充填される。尚、樹脂層３の厚みは、キーシート１が薄型キーであるので可能な限り薄くすることが必要であるが、インサート成形時に射出する樹脂の流動性の考慮すると、薄くすることには限界がある。すなわち、樹脂層３の厚みが０．１ｍｍ以下になるとキャビティーの樹脂層３となる部分全体に樹脂が行き渡らず不完全な形状になってしまう。また、樹脂層３の厚みが０．３ｍｍ以上であると、厚くなりすぎ、キーシート１の薄型化に支障が出てしまう。これらのことを考慮して、樹脂層３の厚みは０．１〜０．３ｍｍとした。
【００２７】
この工程で使用する樹脂（樹脂層３を構成する樹脂）は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メタル／アクリル）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、シリコーン樹脂、シリコーンゴム等硬質又は軟質の樹脂材料を使用することができる。少なくとも使用可能な樹脂は、透明（少なくとも、透光性があること）で、有色でも無色でも良いが、成形性、流動性が良いものを使用することができる。尚、成形性に若干難点はあるが、ＰＡ（ポリアミド）等の熱可塑性樹脂や、各種熱可塑性エラストマー等も使用することが可能である。
【００２８】
５）打抜き成形工程：
金属板８の上に形成された個々の文字・記号等の文字孔２ａ、２ａ、…を有するキートップ２、２、…を、打抜きによりその周囲のハーフエッチングされた部分２ｃと分離する。
【００２９】
図４の流れ図は、打抜き成形工程までを図示しているが、その後に続くキーシート組み立て工程を図６に示す。同図左側の（ａ）は、キーシート１の組み立て工程を示す流れ図であり、同図右側の（ｂ）は、左側に示す各工程により進行する個々のキーシート１の被加工状態を示す図である。各工程は、次のように進行する。
【００３０】
７）印刷工程：
個々の文字孔２ａ、２ａ、…を有する一組のキートップ２、２、…を、上記キーパッド４上に接着する前に、樹脂層３の表面（キートップ２の裏面側の面）に適宜な手法による表面処理を行い（この表面処理は必須ではない）、クリアー（無色透明）又は白色塗料によって塗膜１１を形成する。尚、文字への着色のためにカラー印刷を行う場合には、カラー（有色）塗料＋クリアー（又は白色）塗料（色によってはクリアーまたは白色塗料の層が不要になる場合もある）による塗膜１１となる。図７には、樹脂層３の表面の数字及びアルファベットの文字孔２ａ、２ａに対応した部分にそれぞれ着色のために設けたカラー印刷による塗膜１１のみが形成されている様子を示した。
【００３１】
該塗膜１１は、キートップ２裏面（樹脂の上）又はキーパッド４の台座６ｂのキートップ２との接着面となる。尚、文字への着色のために行うカラー印刷は樹脂層３の表面全体に行う必要はなく、キートップ２の文字孔２ａを十分に覆る大きさに行えばよい。また、この工程で用いられる印刷方法は特に限定されないが、パット（タンボ）印刷、スクリーン印刷など適宜なものを用いれば良く、また、印刷ではなくスプレー塗装などを用いることも可能である。
【００３２】
尚、キートップ配置部６の台座６ｂの接着面に、照光時にキートップ２、２、…の文字孔２ａに着色するための塗膜を設けると、上記台座６ｂの上面（接着面）がキートップ２の裏面よりも小さいので、特に、キートップ２に形成される文字、記号等が２の文字孔２ａが形成された部分から外れてしまい、文字孔２ａの大きさに対応できないことがあった。しかし、本発明キーシート１においては、キートップ２裏面の樹脂層３が、文字孔２ａが形成された部分を十分に覆う程度に大きいので、塗膜１１（特にカラー塗料の部分）を、文字孔２ａを覆うために必要十分な大きさに形成でき、このような問題が生じることがない。
【００３３】
８）接着剤塗布工程：
上記印刷工程の後、キートップ２、２、…の裏面又はキーパッド４の台座６の上面に、透明又は透光性を有する接着剤１２を塗布する。接着剤１２の塗布は、任意の方法で行えば良く、その手法は特に限定されないが、ディスペンサーを用いると効率的である。
【００３４】
９）圧着工程：
接着材塗布後の各キートップ２をキーパッド４上の所定の位置への位置合わせを行い、圧着固定する。これで、外見上はキーシート１となる。接着前（接着剤塗布前）にキートップ２表面（印刷層１１の表面）の改質工程を加えても良い。その改質工程は、キートップ２が金属製であるため、所謂大気圧プラズマによる表面改質処理を利用することが望ましい。また、キーパッド４、すなわち、キートップ配置部６の台座６ｂの接着面に大気圧プラズマによる表面改質処理のシリコーンラバー等の表面改質は、上記大気圧プラズマによる表面改質以外の方法やアニール剤の塗布によっても可能である。
【００３５】
１０）乾燥工程：
各キートップ２のキーパッド上への圧着固定後のキーシート１を、接着材１２を固化させ各キートップ２の固定を確実とするための乾燥工程を行う。この乾燥工程は、接着材１２の種類により内容が異なるが、例えば、溶剤気化型の接着材１２の場合では一定時間の放置、熱硬化型の接着剤１２の場合では一定時間キーシート全体を所定温度に熱する、ＵＶ効果型の接着材１２の場合では一定時間のＵＶ（紫外線）の照射等である。以上の各工程を経て、接着材１２が固化すると、キーパッド４上へのキートップ２、２、…の固定が確実になされ、キーシート１が完成する。
【００３６】
図１０の部分拡大図に示すように、特に化学エッチングによって形成された文字孔２ａや凹み２ｂの内部周壁が断面形状で直線ではなく、穴の深さ方向の中心部分の径が他の部分よりも大きい弧形状をしている（図には誇張して描かれている）ので、前記アンカー効果に加えて、この部分でも、キートップ２と樹脂層３との密着強度をさらに高めることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）等のモバイル機器に用いられる薄型キーシートに関するものであるから、電子機器及びその各種部品の製造業をはじめとして、キースイッチを備えたこれら機器の薄型化を求める産業分野において広範な利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のキーシートを装着した、携帯電話機の斜視図である。
【図２】携帯電話機から、本発明のキーシートを取り外して示す斜視図である。
【図３】本発明のキーシートを分解して金属キートップ部分と、その下のキーパッド部分とを示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明のキーシートの構成部品である金属製キートップの成形加工工程を示す流れ図であり、（ｂ）は前記各工程により加工される個々のキートップの状態を示す図である。
【図５】樹脂材料をインサート成形により充填する工程を示す拡大縦断面図であって、（ａ）は、成形金型の型締め前でキャビティー内に金属板を配設した状態を示し、（ｂ）は、型締め後、キャビティー内に液状の樹脂を射出した状態を示す。
【図６】（ａ）は、本発明のキーシートの組み立て工程を示す流れ図であり、（ｂ）は前記各工程により処理されるキーシートの状態を示す図である。
【図７】本発明のキーシートの構成部品である金属製キートップを裏側から見た状態を拡大して示す斜視図である。
【図８】本発明のキーシートの縦断面図であり、キートップの文字、記号等の孔及びその裏面の凹みをさらに拡大して示すものである。
【図９】図３に示すキーパッドの樹脂製のベース部を金属製に置換た実施例を示す斜視図である。
【図１０】図８に示すキーパッドを使用したキーシートの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  キーシート
２  キートップ
２ａ  文字、記号等の形状の貫通孔（文字孔）
２ｂ  凹み
２ｃ  外形エッチング
３  樹脂層
４  キーパッド
５  ベース部
５ａ  樹脂製ベース部
５ｂ  金属製ベース部
６  キートップ配置部
６ａ  接点押圧突起
６ｂ  台座
７  孔
８  メタルドーム
９  金属板
１０  成形金型
１０ａ  ゲート部
１０ｂ  キャビティー
１１  印刷層（インク）
１２  接着剤
【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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【図１０】
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