(57)【要約】【課題】  少ないキーストロークのロスと明確なクリック感を伴ってスイッチ要素を押下できる押し子を備え、しかも、従来の樹脂製押し子（樹脂チップ）を用いるインサート成型法よりも工程を簡略化できるような、新たなたエラストマー製キーパッドの構成、材料及び製造方法を見出すこと。【解決手段】  キーパッド製造用金型５１、５２、６１、６２内の所定位置に、キーパッド２、２１に付属するシリコーンレジン製の押し子４１、４２を形成するための凹部７１、７２を設け、この凹部にシリコーンレジン９を充たして硬化を開始させた後に、前記金型にシリコーンゴム材料を供給してキーパッド本体２、２１を形成し、シリコーンレジン製押し子４１、４２が一体化されたキーパッド２、２１を得る。【選択図】図４
2005079036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性液状レジンをもって形成した、スイッチ要素押圧用の押し子を備えるエラストマー製キーパッド。
【請求項２】
前記熱硬化性液状レジンが、メチルフェニルシリコーンレジン又はシリコーン変性エポキシレジンのいずれかであり、前記エラストマーがシリコーンゴムである請求項１記載のキーパッド。
【請求項３】
請求項１記載のキーパッドを製造する方法であって、キーパッド成型金型内の押し子形成用凹部に熱硬化性液状レジンを充たして硬化を開始させた後、前記金型にエラストマーを供給してキーパッド本体を形成する前記製造方法。
【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）等モバイル機器用キーユニットを構成する、押し子を備えるキーパッドの構成、材料及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キーユニットはモバイル機器を構成する部品の一種であって、多数のスイッチ操作用キー（押釦）を一枚のシート面に集合・配列したものである。図１は、このようなキーユニットの一例を斜め上方から見た斜視図である。図の右上方にやや大きい円形に見えている部分は多方向キーなどと呼ばれる集合キーで、周縁のリング状の部分において通常４箇所、中央の小さい円盤状の部分において１箇所の、合計５箇所（方向）のスイッチを操作するキーが、１つにまとめられたものである。その左方に３列に並んでいるキーはテンキーなどと呼ばれ、それぞれ１個のスイッチを操作するキーである。
【０００３】
各キーは、１枚の柔軟なエラストマー（例えばシリコーンゴム）製のキーパッドと、キーパッドの表面に取り付けられた１個の硬質材料（例えばポリカーボネート樹脂、以下「ＰＣ樹脂」）製のキートップから構成される。図１では見えないキーパッドの裏面には、各キートップの中心線上の位置又は中心線を外れた所要の位置に、１個又は複数個のスイッチ押圧突起（いわゆる「押し子」）が設けられる。このような複数のキーが一つの面内に配列されて１個のキーユニットを構成する。キーユニットの下面に、各キーの押し子に対応する位置にスイッチ要素を備えた回路基板を密着させれば、一連のキースイッチ群が形成される。
【０００４】
従来のキーユニットでは、押し子は、キーパッドと同一材料で一体的に形成される。しかし、或る用途のキー（例えば、多方向キーなど）においては、押し子の弾性変形のためにキーストロークにロスを生じ、また、キー押下時のクリック感が明瞭でないなどの欠点が指摘されていた。
【０００５】
そこで、そのような特定のキーを対象として、押し子部分だけをキーパッドとは別に硬質樹脂（例えばＰＣ樹脂）で形成し（以下、これを「樹脂チップ」と呼ぶ。）、この樹脂チップを予めキーパッド成型用金型内にセットして行うインサート成型法により、キーパッドの所定位置へ植え込む方法が考えられた。このようなキーパッドの構成及びその製造方法については、先に本出願人が特許出願を行った（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７９８６０号公報
【０００７】
図２及び図３に、特許文献１の方法により作成した、キーパッド中に樹脂チップを植え込んだ多方向キーの例２件を示す。図２のものは、中央とその周り４個の、合計５個のドーム型スイッチを１個のキートップで操作する確定キー付４方向キーである。図の中央に見えている、先端に突起を有する倒立円錐台形状の物体が樹脂チップである。図３も確定キー付４方向キーであるが、キーの厚さを減らすため、キートップ、キーパッドとも薄く形成され、樹脂チップの形状も円盤状とされている。この場合はキーパッドと樹脂チップの接合面積が狭く、接合力に問題があった。
【０００８】
上記の問題以外に、特許文献１に開示したキーパッドの構成と製造方法においては、樹脂チップを作成する工程、シリコーンゴムと樹脂チップとを確実に接合するために樹脂チップを金型内に配置する前にアニール及びプライマー処理を施す工程、及び、樹脂チップを１個づつ金型内にセットする工程など、キーパッドと押し子をシリコーンゴムで一体的に形成する方法に較べて、工程数の増加が不可避であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、少ないキーストロークのロスと明瞭なクリック感を伴ってスイッチ要素を押下できる押し子を備え、しかも、従来の樹脂チップを用いるインサート成型法よりも工程を簡略化できるような、新たなたエラストマー製キーパッドの構成、材料及び製造方法を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、熱硬化性液状レジンをもって形成した、スイッチ要素押圧用の押し子を備えるエラストマー製キーパッド、及びその製造方法により達成される。
【００１１】
本発明において採用する熱硬化性液状レジンはエポキシ樹脂、フェノール系樹脂などの一般的な熱硬化性樹脂や、分子内に３官能性(Ｔ単位)、あるいは４官能性（Ｑ単位）シロキサン単位を含有するポリオルガノシロキサンであるシリコーンレジンなどが適する。シリコーンレジン中では特に分子内にメチル基とフェニル基を含有するメチルフェニル系のストレートシリコーンレジンや、各種のシリコーン変性有機レジン（例えば、シリコーン変性エポキシレジン）を使用することができる。
【００１２】
また、キーパッド本体を構成するエラストマーとしては、熱硬化性液状レジンとしてシリコーンレジンを採用する場合と、それ以外の熱硬化性樹脂を採用する場合とでは材質の系統が異なるが、前者ではシリコーンゴムが望ましく、後者ではポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系などの各種熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が望ましい。  
【００１３】
キーパッド本体をシリコーンゴム、押し子をシリコーンレジンで形成する場合では、キーパッド成型金型内の押し子形成用凹部に、触媒を添加し（１液式の場合）、又はＡ液とＢ液を触媒と共に混合した（２液式の場合）シリコーンレジンを滴下し、これを所定温度に加温することで、架橋硬化反応が進行してシリコーンレジンが硬化し始め、キーパッド成型金型内にシリコーンレジン製の押し子が形成され、そのままインサート成型法における挿入物となる。そして、押し子のシリコーンレジンが半硬化状態のときに、キーパッド成型金型へシリコーンゴムを供給し、圧縮成型法又は液状射出成型法（ＬＩＭ）で成型を行う。
【００１４】
また、キーパッド本体を熱可塑性エラストマー、押し子を熱硬化性樹脂で形成する場合では、キーパッド成型金型内の押し子形成用凹部に熱硬化性樹脂を滴下し、これを所定温度の加温することで熱硬化性樹脂が硬化し始め、キーパッド成型金型内に熱硬化性樹脂製の押し子が形成され、そのままインサート成型法における挿入物となる。そして、押し子の熱硬化性樹脂が半硬化状態のときに、熱可塑性エラストマーを射出すれば押し子とキーパッド本体が一体となったキーパッドが形成される。なお、この場合では、例えば二色成型法によって押し子だけでなくキートップも同時に一体成形することも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
（１）特許文献１の方法では、キーパッド成型工程とは全く別の樹脂チップ成型工程を要したのに対して、本発明の方法では、熱硬化性液状レジン製押し子とキーパッド本体を同一金型を用いて形成するので遙かに効率的である。
（２）特許文献１の方法では、成型済みの樹脂チップを１個づつ金型内にセットする必要があったのに対して、本発明の方法では、金型内の凹部へ熱硬化性液状レジンを滴下するだけで良く、自動化も容易である。
（３）熱硬化性液状レジンとしてシリコーンレジンを用い、キーパッド本体をシリコーンゴムで形成する場合は、両者に共通するシロキサン結合によって、シリコーンレジン製押し子とシリコーンゴムとの接合性が極めて良好であるので、特別なプライマー処理等を要しない。
これらにより、キーパッド製造工程を大幅に簡略化することができる。
（４）さらに、シリコーンレジン製押し子はＰＣ樹脂製のものより柔らかく、適度な弾力があるので、クリック感がＰＣ樹脂製のものよりも柔らかく、しかもクリック感の明瞭さは変わらないという特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、二つの実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図４及び図５は、押し子を形成する熱硬化性液状レジンとしてシリコーンレジン、キーパッド本体を形成するエラストマーとしてシリコーンゴムを使用した実施例1を示すものである。
【００１８】
図４は、図２に示した確定キー付４方向キーを、本発明の方法で作成するための金型５１、５２の構成を示す断面図である。下金型５２のキャビティ５３に臨む表面には、シリコーンレジン製押し子形成用の凹部７１が設けられており、この凹部７１へ注入器８からシリコーンレジンのＡ・Ｂ混合液９を滴下する。
【００１９】
シリコーンレジンは、ストレートシリコーンレジンに属するメチルフェニルシリコーンレジンを用いた。そのＡ液とＢ液を１：１の割合で混合し、脱泡後、注入器８から受け皿７１へ滴下し、約３０秒放置し、シリコーンレジンが硬化し始めたら、シリコーンゴム生地を金型キャビティ５３の面に載せ、金型５１、５２を閉じ、１７０℃で約３分間一次加硫し、次いで２００℃で約１時間二次加硫を行った。なお、本実施例では、シリコーンゴム生地を用いる圧縮成型法によったが、液状シリコーンゴムを金型内へ注入する、いわゆる液体射出成型法（ＬＩＭ）を用いても良い。
【００２０】
図５は、図４の金型５１、５２を用いて作成した確定キー付４方向キーの断面図である。一体的に形成された押し子３を有するシリコーンゴム製のキーパッド２の上に、硬質樹脂製のキートップ１が載置される構成は、図２のものと同一であるが、樹脂チップの代わりに、シリコーンレジン製押し子４１が設けられている。押し子４１の形状は先端を丸めた倒立円錐台状とし、その天面をキーパッド２の裏面に接合する構造とした。図２の樹脂チップは先端が欠け易かったのと、クリック感を改善するため、押し子４１の天面と硬質樹脂製のキートップ１の間にシリコーンゴム層を介在させるべく、このように改めたものである。
【実施例２】
【００２１】
図６及び図７は、上記実施例１と同様に、押し子を形成する熱硬化性液状レジンとしてシリコーンレジン、キーパッド本体を形成するエラストマーとしてシリコーンゴムを使用した実施例２を示すものである。
【００２２】
図６は、図３に示した確定キー付４方向キーを、本発明の方法で作成するための金型６１、６２の構成を示す断面図である。下金型６２のキャビティ６３に臨む表面には、シリコーンレジン製押し子形成用の凹部７２が設けられており、この凹部７２へ注入器８からシリコーンレジンのＡ・Ｂ混合液９を滴下する。シリコーンレジンの種類、取り扱い方法等は実施例１と同様である。
【００２３】
図７は、図６の金型６１、６２を用いて作成した確定キー付４方向キーの断面図である。一体的に形成された押し子３を有するシリコーンゴム製のキーパッド２１の上に、硬質樹脂製のキートップ１１が載置される構成は図３のものと同一であるが、樹脂チップの代わりに、シリコーンレジン製押し子４２が設けられている。クリック感を改善するためと、接合面積を大きくするために、シリコーンレジン製押し子４２の天面をキーパッド２１の裏面に接着する構造とした。
【００２４】
実施例１に記載したシリコーンゴム製のキーパッド２における、シリコーンレジンとシリコーンゴムの接合剥離強度評価試験の結果について述べる。
【００２５】
（１）一次加硫後のシリコーンレジンとシリコーンゴムの接合物（プライマー処理なし）に加えた力が、第１試料において2.482kgf、第２試料において2.549kgfのとき、レジン／ゴム接合面で剥離が生じた。このときの剥離度はそれぞれ25%、30%であった。これらの結果から第1資料及び第２資料におけるレジン／ゴム接合面の接着強度を計算すると、それぞれ1.92N/cm2、1.97N/cm2である。
（２）二次加硫後のシリコーンレジンとシリコーンゴムの接合物（プライマー処理なし）に加えた力が、第１試料において2.270kgf、第２試料において2.158kgfのとき、ゴム部分に破断が生じた。これらの結果から第1資料及び第２資料におけるレジン／ゴム接合面の接着強度を計算すると、それぞれ1.75N/cm2、1.67N/cm2である。
（３）比較例として、従来例のPC樹脂製チップとシリコーンゴムの接合物（プライマー処理あり）に加えた力が、第１試料において2.397kgf、第２試料において1.954kgfのとき、ゴム部分に破断が生じた。これらの結果から第1資料及び第２資料におけるレジン／ゴム接合面の接着強度を計算すると、それぞれ1.27N/cm2、1.03N/cm2である。
【００２６】
上に見るように、二次加硫後のシリコーンレジンとシリコーンゴムの接合物（プライマー処理なし）は、従来のPC樹脂製チップとシリコーンゴムの接合物（プライマー処理あり）よりも、良好な接合力を示す。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、情報産業及び通信機器製造業において重要な地位を占める携帯電話機や携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等モバイル機器に関連する発明であり、さらに詳細には、モバイル機器用のキーユニットを構成する押し子を備えるキーパッドの、改良された構成、材料及び製造方法に関するものであるから、これらの産業の発達に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】多方向キーを含むキーユニットの全体形状を示す斜視図である。
【図２】インサート成型法で樹脂チップを植え込んだ多方向キーの一例を示す断面図である。
【図３】インサート成型法で樹脂チップを植え込んだ多方向キーの他の例を示す断面図である。
【図４】実施例１のインサート成型法を実施するための、凹部を備えた金型の構造を示す断面図である。
【図５】図４の金型を用いて作成された多方向キーを示す断面図である。
【図６】実施例２のインサート成型法を実施するための、凹部を備えた金型の構造を示す断面図である。
【図７】図６の金型を用いて作成された多方向キーを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１１…キートップ
２、２１…キーパッド
３…シリコーンゴム製の押し子
４１、４２…シリコーンレジン製の押し子
５１、６１…上金型
５２、６２…下金型
５３、６３…金型キャビティ
７１、７２…金型内の押し子形成用凹部
８…注入器
９…シリコーンレジン液滴
【図１】
2005079036.tif 000003
【図２】
2005079036.tif 000004
【図３】
2005079036.tif 000005
【図４】
2005079036.tif 000006
【図５】
2005079036.tif 000007
【図６】
2005079036.tif 000008
【図７】
2005079036.tif 000009