(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも異種の材料からなるキー同士が隣接配置され、かつ、ベース部、薄肉可動部を被覆部材により被覆して使用されるシート状押釦スイッチ部材であって、被覆部材から露出する複数のキー間のベース部に、ブロック状もしくは線条の異材料混入防止用凸部を設け、一方のキーから他方のキーに異種の材料が流入することを防止し、かつ、該異材料混入防止用凸部の外周裾部の幅０．５〜１ｍｍにおいては、残りベース部の厚さの０．２５〜０．７５倍の厚さとしたことを特徴とするシート状押釦スイッチ部材。
【請求項２】
請求項１記載のシート状押釦スイッチ部材を回路基板上に配置し、被覆部材で異材料混入防止用凸部を含むベース部及び薄肉可動部を被覆してなるスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話、リモコン、ＯＡ機器等の入力装置として使用されるシート状押釦スイッチ部材、特には各キーの色や硬度が異なるシート状押釦スイッチ部材とそれを用いたスイッチ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シート状押釦スイッチ部材は、メカニカルシート状押釦スイッチ部材に替わるものとして、１９５０年頃より製造されている。シート状押釦スイッチ部材は、図１６に示すように、押圧操作のためのキートップ部７２、スプリングの役割を果たす薄肉可動部７３、薄肉可動部を介して複数のキートップ部を支持するシート状のベース部７４、及び回路基板上の固定接点に直接接触したり、離れたりすることにより電気回路の開閉を行う可動接点部７０等からなる。
シート状押釦スイッチ部材は、ゴム状弾性体、具体的には、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム等の合成ゴムや天然ゴム又はポリエステル系やポリウレタン系等の熱可塑性エラストマーを主原料とし、必要に応じて着色剤、架橋剤、補強剤等を添加したものを成形することにより得ている。成形方法としては、一般に、金属金型を用いた射出成形や圧縮成形等の方法が知られている。
また、可動接点部の形成は、予め準備したゴム製導電チップを、金型の可動接点部形成用彫り込み部に配しておき、後に充填する絶縁性ゴム材料と複合一体成形するか、あるいは、可動接点部がないシート状押釦スイッチ部材を先に成形し、それから可動接点部を形成する部位に導電ペーストや導電インク等を用いて印刷形成する。なお、キートップ天面には装置の入力動作を表す符号、文字等が印刷される。
そして、シート状押釦スイッチ部材は、導電パターンを配した回路基板上に載置した後、ケース中に収納され、スイッチ装置として用いられる。
【０００３】
従来、広く使用されてきたメカニカルスイッチ装置は、多数の部品、例えば、複数のキーキャップ、ステム、スプリング等を必要とするのに対して、シート状押釦スイッチ部材を組込んだスイッチ装置は、必要な部品が少なくて済むため低コスト化が実現できる。そのため、該装置は大半の用途において、メカニカルスイッチ装置に取って代ってきている。
なお、シート状押釦スイッチ部材の主要な構成部は、キートップ部、薄肉可動部、ベース部、可動接点部であるが、その他には、キートップ部の押圧操作時に薄肉可動部内の空気を逃がすための幅２〜３ｍｍ、深さ０．３ｍｍ程度の、エア溝と呼ばれる、製品の外周まで延設された溝（図示せず）をベース部裏面に設けたものや、ベース部裏側面にシート状押釦スイッチ部材自体を回路基板やフレームに位置決め及び固定するための、くびれを有したり、図１６に示すように逆テーパー形状の小円錐体を設けたもの（実開昭５８−１８４８８５号公報、以下、「固定用リブ」７１という。）や、図１５に示すように防水・防塵や補強の目的で、製品の外周から幅１ｍｍ程度の部位をベース部よりも０．５〜１．５ｍｍ程度高くしたもの（以下、「外周リブ」６５という。）、更には、回路基板上にＬＥＤや大きな半導体素子等を収納するスペースを設けるために、ベース部の一部をコの字状に屈曲させた仕様のもの（図示せず）等がある。しかしながら、キートップ部以外の部分はケース等で隠れることもあり、材料の節約、金型製作費用の節約を図る意味で、シート状押釦スイッチ部材のベース部のデザインはシンプルなもの、つまりは平らなものとするのが一般的とされてきた。
【０００４】
ところが、近年、キートップデザインの多様化を実現するために、異なった複数の色や触感等をもったキートップを有するシート状押釦スイッチ部材が要求されるようになってきた。
そこで、例として複数の色のキートップ部を有するシート状押釦スイッチ部材の製造方法について説明する。該製造方法としては従来、大きくわけて以下の２種類の方法がある。
１つの方法は、得ようとするシート状押釦スイッチ部材の原料、例えば、ゴムコンパウンド、架橋剤、着色剤をニーダー装置やロール装置で充分、混練分散する。そして、カレンダー装置、シーティング装置や裁断装置等で所定のサイズの未硬化着色シート体（リボン材料）とする。この未硬化シート体のサイズ（長さ、幅、厚さ）は、圧縮成形用金型のキャビティーのサイズ、未硬化シート体自体の比重や流動性、オペレーターの材料配置誤差等を考慮して理論的に求め、最終的には数回の試行錯誤によって決定する。
こうして、複数の未硬化着色シート体を予め準備し、所定の配色に合わせて、これらを貼合わせ、未硬化シート体自体を多色にしておく。金型は予め、未硬化シート体が硬化する所定の温度に加熱したものを用い、当該金型の所定の位置にできるだけ正確に当該未硬化シート体を載置する。その後、金型を閉じ、所定の成形時間、加圧加熱した後、再び金型を開くと、バリをもった成形体が得られる。この成形体からバリを手や治具で除去することにより、所望のシート状押釦スイッチ部材が得られる。
【０００５】
もう１つの方法は、所定の成形温度に加熱した金型のキートップ部形成用彫込み部に、ディスペンサーやシリンジ等の吐出装置を用いて、液状材料を所定の配色に合わせて充填し、流動性が概ね失われた時点で、薄肉可動部やベース部を構成する未硬化ゴム弾性材料（単一色の未硬化シート体）を充填する。なお、流動性が概ね失われた時点とは、試行錯誤により予め求めた待機時間を指す。液状材料が流動性に富んだままの状態で、ベース部を形成する未硬化ゴム弾性材料を充填すると、液状材料とゴム弾性材料は再現性のある明確な状態の境界線を形成することなくランダムに混ざりあい、また、液状材料が完全に硬化してから未硬化ゴム状弾性体材料を充填すると、両材料同士の接合力が低下する。
次に、金型を閉じ、所定の成形時間経過後、金型を開くと、バリをもった成形体が得られる。この成形体からバリを手や治具で除去することにより、所望のシート状押釦スイッチ部材が得られる。
なお、以上は、複数の色のキートップ部を持つシート状押釦スイッチ部材の製造方法を示したが、複数の硬度を有するシート状押釦スイッチ部材を得る場合も上記の方法、特に後者の方法を利用している（当然ながら材料等は異なる）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の製造方法で得られる、複数の異なった色や触感等をもったキートップ部を有するシート状押釦スイッチ部材には、以下に示すような問題がある。
すなわち、未硬化シート体を用いて製造する方法は、未硬化シート体自体が外気の影響や自重により容易に形状変化を生じ、高精度の寸法を維持できない。また、成形工程においても、金型への未硬化シート体の配置は、手作業によるため、正確な位置に常に配置することは不可能である。したがって、本方法により得られるシート状押釦スイッチ部材には、図１４に示すような色混じり等の不良品がかなり発生してしまう。そのため、結果的に原料の無駄となり、また、不良を選別する検査が必要になる。
【０００７】
一方、液状材料を充填した後に、未硬化のゴム弾性材料を載置し、圧縮一体化成形する方法は、理論的には材料混じりの不良をなくすことができる。しかしながら、シート状押釦スイッチ部材自体のキーの数は通常１２個以上あり、製造効率のよい多数キャビティー取り金型を採用すると６０個以上のキートップ部形成用彫込み部が存在する。材料混じりの不良を避けるためには、すべての彫込み部に短時間に高精度で液状材料を充填できる装置を使用する必要があるが、そのような装置は極めて高価であり、設置スペース、段取り替え等の点でも不利である。そのため、本方法による場合でも、通常の装置を使用して得られるシート状押釦スイッチ部材には材料混じりの不良品がかなり発生する。
【０００８】
なお、所定のキートップ部のみに硬質の指触感をもたせる場合は、液状材料の特に精密な充填が要求される。これは、単に着色の異なる材料を充填する場合は、装置に組込んだ際に、露出しているキートップ部の色が所定の配色となっていればよく、異種の材料同士の境界はケースに被覆される範囲に設けられていれば足りる。ところが、硬度の違う材料を所定のキートップ部のみに使用する場合、スプリングの役割をもつ薄肉可動部に用いた材料と異種の材料が混入すると、押圧操作感（クリック感）が設計通りとならなくなるからである。
すなわち、複数の材料を用いて、上記の従来方法により、通常の構造をしたシート状押釦スイッチ部材を、該材料が互いに混ざることなく製造するのは困難な状況にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、複数の材料を用いて、従来方法により製造しても該材料が混ざることのないシート状押釦スイッチ部材とそれを用いたスイッチ装置を開発するために鋭意研究を重ねた結果、ベース部に凸部を設けることに着目し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも異種の材料からなるキー同士が隣接配置され、かつ、ベース部、薄肉可動部を被覆部材により被覆して使用されるシート状押釦スイッチ部材であって、被覆部材から露出する複数のキー間のベース部に、ブロック状もしくは線条の異材料混入防止用凸部を設け、一方のキーから他方のキーに異種の材料が流入することを防止したことを特徴とするシート状押釦スイッチ部材である。該凸部は、隣接対向する２つのキーの概ね中間位置に、それぞれの薄肉可動部膨出部位から少なくとも０．５ｍｍ以上離間して設けられており、該凸部の長さは、隣接配置される異材料キーの一方の対向断面長さ以上で、かつ、該キーの薄肉可動部全高以下の高さで、該凸部の表面は、薄肉可動部及びキートップ部の各表面粗さＲa に比較して１．１〜１．５倍の表面粗さをもち、かつ、表面粗さＲMax が４０μｍ以下がよい。また、上記のシート状押釦スイッチ部材は、異種の材料が隣接配置される予定の２つのキー形成用彫込み部間のベース部形成用彫込み部の概ね中間位置に、異種の材料の一体成形時に一方のキー形成用彫込み部から他方のキー形成用彫込み部への、異種の材料の混入を防止するための溝状彫込み部が設けられ、該溝状彫込み部の接触角度（純水に対する濡れ角度）が、他部位の彫込み部の接触角度よりも５〜２５°低く（すなわち濡れ特性が悪い。）表面加工された成形用金型を用いて成形し、上記凸部の外周裾部の幅０．５〜１ｍｍにおいては、残りベース部の厚さの０．２５〜０．７５倍であり、隣接するキー同士が異種の材料で形成される場合、それら２つの異種の材料のメルトフロー・インデックス比（メルトフローインデックス数値小／メルトフローインデックス数値大）が０．８〜１．０であるのが好ましい。更に、本発明は、上記のシート状押釦スイッチ部材を回路基板上に配置し、上記凸部を含むベース部及び薄肉可動部を被覆したスイッチ装置及び該凸部を除去したシート状押釦スイッチ部材を、回路基板上に配置し、該凸部切断除去痕を含むベース部及び薄肉可動部を被覆したスイッチ装置からなるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明について詳細に説明する。
図１は本発明に係るシート状押釦スイッチ部材１の一例の斜視図を示す。図１に示すように、該シート状押釦スイッチ部材の基本的な構成は従来のものと大きく変わるものでなく、キートップ部２、薄肉可動部３、ベース部４、可動接点部等の主要な構成要素は，そのままの仕様で採用できる。また、固定用リブ、外周リブ，あるいはエア溝を併設してもよい。しかしながら、該シート状押釦スイッチ部材の製造時に、一方のキー５から他方のキーに異なった材料が混入することを防止するためのブロック状もしくは線条の異材料混入防止用凸部６の配置が優先する。したがって、異材料混入防止用凸部の配置に支障が生じる場合は、固定用リブ等の配置場所を変更することが必要である。その場合、固定用リブ等の配置変更に伴い、固定用リブ等の機能が充分に果たせなくなった場合は、固定用リブ等の数を増やすことで対応すればよい。
【００１１】
また、図２は本発明に係るスイッチ装置の一例の斜視図を示す。ここで、被覆部材１１とは、具体的にはケーシング、フレーム、パネル、カバー等、様々な呼び名を指すものの総称として用いたもので、シート状押釦スイッチ部材のキートップ部のみを露出させ、それ以外の薄肉可動部、ベース部等を被覆するものである。被覆部材の材質は、特に限定されるものではないが、一般的には、ＡＢＳ樹脂やエポキシ樹脂等の硬質樹脂、アルミニウムやチタン等の軽金属、あるいは稀ではあるが、木、ゴム、合皮等、従来からのものを使用すればよい。
【００１２】
本発明のシート状押釦スイッチ部材の成形は、従来から知られている圧縮成形、射出成形、押出成形、射出圧縮成形、注型成形と圧縮成形とのコンビネーション成形、注型成形と射出成形とのコンビネーション成形等の方法を用いて行えばよい。
したがって、例えば、圧縮成形のみでシート状押釦スイッチ部材を得る場合は従来通り、異なった着色をした未硬化シート部材を成形し、目的とする製品のレイアウトに従って該シート部材を貼合わせ、未硬化シート体（図６及び図１１参照）を準備すればよい。また、注型成形と圧縮成形とのコンビネーション成形を採用する場合は、所望の着色を施した、複数のキートップ部形成用の液状材料と単一着色もしくは無着色の未硬化シート体を準備すればよい。
なお、未硬化シート体における複数の未硬化着色部材の貼り合わせ状態については、例えば、未硬化着色部材の端部側面同士を密着させたもの、両未硬化着色部材の端部を１〜３ｍｍ程度重ねたもの、又は、得ようとする未硬化シート体とサイズ（ここでは幅と長さ）が概ね同じで、厚さが０．２〜０．５ｍｍ程度の未硬化薄シートに複数の未硬化着色部材を貼りあわせたものでよい。
【００１３】
本発明で言うところの異材料混入防止用凸部の「異材料」とは広義的には、正に材質が異なる二種の材質（ここでは分かりやすくするため二種としているが、本発明のシート状押釦スイッチ部材においてはそれ以上の数の材質からなるものでも適用される）で一体複合成形ができる材質の一方を指す。例えば、シリコーンゴムと不飽和ポリエステル樹脂の複合成形体について異材料とは、それらのうちのシリコーンゴムもしくは不飽和ポリエステル樹脂のいずれか一方を指すものである。同様に、シリコーンゴムとエポキシ樹脂、ＥＰＤＭとイソプレンゴム、フッ素ゴムとアクリルゴム等、複合一体成形可能な材料の組合せのうち、いずれか一方を指す。一方、狭義には、材料を構成する主成分は同一であっても、着色剤、硬化剤、補強剤等の添加剤の種類や添加量が異なるもの、高分子であれば重合度等が異なる材料も指す。具体例としては、材料が同じシリコーンゴムであっても着色剤の種類が異なるもの、補強剤の添加量が異なることにより、硬度が異なるもの等が代表的である。更には、透明度、屈曲性能、濡れ特性、発泡性等に差を持つ材料が二種類以上ある場合、そのうちの一方を指す。なお、当然ながら、以上の異なった物性が組合わさったものでもよい。
【００１４】
上記異材料混入防止用凸部は、ベース部の上面（キートップ膨出側）、即ち、スイッチ装置にシート状押釦スイッチ部材を組込んだ場合、被覆部材により覆われ、スイッチ装置の外部からは視認できない位置に設けることが必須である。異材料混入防止用凸部の配置位置は固定用リブのように、基板もしくはケースの固定用孔の位置、一般的には製品の四隅、中央といった製品全体に均一配置を要求されるものではなく、多数の同一材質からなるキー（以下、「Ａキー」という）に混在して、異なる材質のキー（以下、「Ｂキー」という）が配置されている場合、Ｂキーの周囲に設けるものである。したがって、異なるＢキーがＡキー群中に複数個点在する場合は、それらＢキーの周辺に各々設けることになる。しかし、大多数のＡキー群の、概ね中間部にＢキーが複数個、連続して配列されている場合にはＢキー個々の周囲に設けるのではなく、Ｂキー群の周囲、より具体的にはＡキー群とＢキー群との概ね中間部に設けることが好ましい。
【００１５】
異材料混入防止用凸部の配置位置は、薄肉可動部に接触しない位置が望ましい。薄肉可動部に異材料混入防止用凸部が連接するように設けた場合、当該キーを押圧しても薄肉可動部が下方に垂直降下せず、異材料混入防止用凸部配設側の部位が下降しない、いわゆる片押しといわれる現象を招く。したがって、それぞれの薄肉可動部より０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上間隔を空けて配設することが望ましい。また、隣接するキーの間隔が１０ｍｍ以下の場合、特に好ましい異材料混入防止用凸部の配設位置は、Ａキーから異材料混入防止用凸部までの距離（厳密には異材料混入防止用凸部膨出開始部分までの距離）とＢキーから異材料混入防止用凸部までの距離とが等しくなるように配設することである。これは両方のキーの押圧力に差を生じさせないようにするためである。一方、隣接するキー同士の距離が１０ｍｍを超える場合は、特に異材料混入防止用凸部を両キーの間に設けなくてもかまわない。これは材料となる既存の未硬化シート体作製用カレンダー装置の制御精度や液状樹脂充填用吐出装置の吐出精度でも問題が生じないためである。
なお、異種の材料からなるキーがシート状押釦スイッチ部材の隅等の実質的に製品の外周に位置する場合は、製品の外周側には必ずしも異材料混入防止用凸部を設ける必要はない。更に、本発明でいうところの「隣接するキーの」の「隣接」の度合いであるが、これは通常の押釦スイッチ装置であれば、３〜１５ｍｍであるので、本発明でもその範囲とする。
【００１６】
異材料混入防止用凸部の形状は、くびれ状や逆テーパー状の形状が要求される固定用リブや、充分なシール性を得るために複雑形状や精密密着性が要求される外周リブとは異なり、縦断面形状が長方形やかまぼこ形に代表されるブロック状もしくはこれをある程度延長させた線条とする。
また、異材料混入防止用凸部は必ずしも直線形状に限るものではなく、例えば、薄肉可動部の周囲を囲むように曲線成分を含んだものでもよい（図１０参照）。更に、隣接する２つのキーの間に必ずしも一本のみに限定されるわけではなく、例えば、２〜３本並行に設けるなどしてもよい（図示せず）。その場合であっても、薄肉可動部の膨出開始部分から近接の異材料混入防止用凸部までの各距離は均一であることが望ましい。なお、異材料混入防止用凸部の長さは隣接するキーの断面の長さ以上が効果的である。また、異材料混入防止用凸部の高さは、後工程で、該シート状押釦スイッチ部材の上方を被覆する被覆部材とのクリアランスに左右される。つまり、被覆部材の下面に接触しない限りにおいては高さを高くできる。この代表例が図３に示すものである。しかしながら、例えば、図４に示すように被覆部材２３の一部にくぼみ２４を設けたり、図５に示すように被覆部材２９自体を一部屈曲させてもよい。しかしながら、好ましくは、図３に示すようにキーの薄肉可動部１５の高さ以下に設定すれば、得られるスイッチ装置全体の厚さを薄くでき、押圧感を損なうこともないので望ましい。異材料混入防止用凸部の高さの下限値であるが、少なくとも０．５ｍｍ以上でないと、材料の混入防止効果が弱い。これはおそらく、未硬化シート体の加工精度、液状樹脂吐出装置の吐出精度等に起因するものと推定される。
【００１７】
異材料混入防止用凸部の表面は表面粗さＲa がシート状押釦スイッチ部材のその他の部分、具体的にはキートップ、薄肉可動部、ベース部の各表面粗さＲa と比較して、１．１〜１．５倍の表面粗さＲa になるように成形用金型表面を調整しておくことが材料混入防止効果の点で望まれる。なお、異材料混入防止用凸部の表面粗さＲa が１．５倍を超えるように成形用金型表面を調整すると、成形工程において成形体を金型より離型しようとすると異材料混入防止用凸部のみが金型に強く密着して作業効率が悪くなる不利が生じる。また、異材料混入防止用凸部の表面粗さＲMax は最大でも４０μｍとしておかないと、やはり離型作業効率が低下する不利が生じる。更に、表面粗さＲa の差を形成するためには、金型表面に、粒子径が小さいブラスト剤を用いてブラスト処理を行った後、異材料混入防止用凸部形成彫込み部のみ更に粗いブラスト剤、具体的には、先に用いたブラスト剤の粒子の１．１〜１．３倍、かつ、径が４０μｍ未満のものを用いて処理を行う。
【００１８】
本発明のシート状押釦スイッチ部材を成形するための金型については、異材料混入防止用凸部を形成するための彫込み部の接触角度（純水を用いての濡れ角測定）が、その他の彫込み部表面の接触角度よりも５〜２５°大きいことが望ましい。５°未満では材料の混合防止効果が薄く、２５°を超えると、成形工程において、離型作業の際にシート状押釦スイッチ部材で最も機械強度が低い薄肉可動部に破損を生じやすくなるからである。金型表面の接触角に差をつける方法としては、専用治具を用いて部分的に異材料混入防止用凸部形成彫込み部のみ離型剤を高濃度に塗布する方法を用いてもよいし、金型表面全体を無電解ニッケルメッキもしくはクロムメッキした後、更に異材料混入防止用凸部形成彫込み部のみに選択的にフッ素樹脂分散ニッケルメッキを施すなどしてもよい。
【００１９】
異材料混入防止用凸部の外周裾部のみ、詳しくは異材料混入防止用凸部の膨出開始部の周囲に、図７及び図８に示すように、幅０．５〜１ｍｍの溝４０、４３を設けるなどして、異材料混入防止用凸部の外周裾部の厚さのみベース部の厚さに対して０．７５倍以下、好ましくは０．２５〜０．７５倍の厚さ（一般的なシート状押釦スイッチ部材では、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍとされる）となるようにする。上記部分の厚さがその他のベース部の厚さに対して０．７５倍を超えると手作業では成形体を損傷してしまうおそれが生じ、０．２５倍未満の場合は金型内に異材料混入防止用凸部のみが残ってしまい、かえって作業が煩雑になる。
上記の溝は必ずしも異材料混入防止用凸部膨出側に限って設けるものではなく、異材料混入防止用凸部の外周裾部の厚さがベース部の厚さの０．２５〜０．７５倍となる範囲であれば、異材料混入防止用凸部膨出側の反対面のみに設けてもよいし、両面に設けてもよい。
【００２０】
本発明のシート状押釦スイッチ部材を製造する際に用いる、未硬化シート体の構成要素、すなわち、複数種の未硬化シート部材はいずれもメルトフロー・インデックスに差があまりないものを使うことが望ましい。
具体的には、得ようとするシート状押釦スイッチ部材の複数の構成材料中において、メルトフロー・インデックスの最小値を最大値で割った数値（メルトフロー・インデックス比）が０．８〜１．０の範囲の材料を用いれば、未硬化シート体の加工精度のばらつきや成形工程における材料配置精度のばらつきによる材料の混合が発生しにくくなり好ましい。なお、メルトフロー・インデックス比が０．８未満になると、材料である未硬化シート体の加工精度、その配置精度を高めることに留意が必要となる。更に、材料準備後から成形作業開始までに至る経過時間や保存状態（温度、湿度等）も厳重に管理する必要が生じる。
メルトフロー・インデックスとは、狭義には熱可塑性樹脂等、加熱して溶融する樹脂の流動性能を示すものとされるが、本発明においては広義な意味として使用し、所定の加熱温度においても溶融状態を示す材料の流動性能を示す指標としている。すなわち、必ずしも熱可塑性樹脂だけでなく、熱硬化性樹脂も含むものとする。
【００２１】
金型の彫込み部に液状材料を吐出して、先にキートップを形成し、その後、薄肉可動部やベース部形成用彫込み部に未硬化シート体を配置し、加熱加圧して成形体を得る場合に用いる各液状材料も、好ましくはメルトフロー・インデックスが近い数値のものを用いる。この場合、キートップを形成する複数の液状材料のメルトフロー・インデックスはそれぞれ近い数値が望ましいが、液状材料と未硬化シート体とのメルトフロー・インデックスの近似は必ずしも要求されるものではない。
【００２２】
本発明のスイッチ装置は、上記シート状押釦スイッチ部材を回路基板上に配置し、必要に応じて、ＬＥＤに代表される発光ランプ、乾電池に代表される電源類、液晶ディスプレイ、外部アダプター、ボリューム部材等と共に被覆部材で被覆したものである。
また、シート状押釦スイッチ部材をスイッチ装置に組込む前、具体的には回路基盤上に配置する前に予め、異材料混入防止用凸部を切断し除去しておいてもよい。切断する場合は、カット機やはさみ等でベース部の厚さと概ね同じ厚さになるように、異材料混入防止用凸部の頭を切断すればよい。異材料混入防止用凸部の周囲に溝等を設けた場合は、手作業でも容易に除去することができる。なお、図９に示すように異材料混入防止用凸部を除去することにより生じた異材料混入防止用凸部除去痕４６は、回路基板やケースへの組込みの際の位置決めマークもしくは固定孔として活用してもよい。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２４】
［参考例１］
２０個のキーを有する計算機用のスイッチ部材を下記の工程により製造した。なお、製品仕様の詳細（図１２参照）は次の通りである。
製品寸法：８０ｍｍ×６５ｍｍ
キー配列：縦４キー×横５キー
キートップサイズ：φ７ｍｍ（高さ６ｍｍ）
キーピッチ：１２ｍｍ（縦横とも）
キー隣接距離：４．２ｍｍ（縦横とも）
ベース厚さ：１．５ｍｍ
薄肉可動部最大外径：φ７．８ｍｍ
薄肉可動部厚さ：０．１８ｍｍ
異材料混入防止用凸部配置位置：隣接する白キーと黒キーとの中間位置に５箇所異材料混入防止用凸部サイズ：幅２ｍｍ、長さ８ｍｍ、高さ２．５ｍｍ
符号印刷：キーの天面には０〜９までの整数、『・』、『ＣＥ』、『Ｃ』、『＋』、『−』、『×』、『÷』、『＝』、『√』、『％』の符号を有する。数字と『・』は白色のキーに黒色の印刷を施したものとし、それ以外の符号は黒色のキーに白色の印刷を施したものとする。
【００２５】
製造方法
１．未硬化シート体の準備
黒キー形成用原料及び白キー形成用原料を下記の通り計量、配合し、分散混練した。
0003776175.tif 000002
上記▲１▼、▲２▼の材料は不定形、あえて表現すれば「餅状」であるので、これらをそれぞれシート状態にすべく、シーティングロール（未硬化材料を所定の厚さ、所定の幅に加工する装置で、分出しロールともいう）により、▲１▼の材料については厚さ２．５ｍｍ、幅４５ｍｍ（長さはここでは規定されない）の巻体▲１▼ａ及び厚さ２．５ｍｍ、幅３０ｍｍの巻体▲１▼ｂとし、▲２▼の材料については厚さ２．５ｍｍ、幅４５ｍｍの巻体▲２▼とした。
更に、巻体▲１▼ａを裁断機で、長さ４５ｍｍに裁断することにより、厚さ２．５ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ４５ｍｍの未硬化白色部材▲１▼ａを得た。同様に裁断機で、厚さ２．５ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ１５ｍｍの未硬化白色部材▲１▼ｂ、厚さ２．５ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ３０ｍｍの未硬化黒色部材▲２▼ａ、厚さ２．５ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ１５ｍｍの未硬化黒色部材▲２▼ｂをそれぞれ得た。
これらの未硬化着色（黒色又は白色）部材はラミネート装置で図１１に示すように貼り合わせ、未硬化シート体とした。
【００２６】
２．成形作業
未硬化シート体は、シート体作製後、４０〜５０分経過したものであって、設定に対して寸法ばらつきが、長さ寸法、幅寸法ともに±１ｍｍのもののみを選択準備した（なお、厚さのばらつきは±０．３ｍｍ以内とした）。
製品成形用金型は従来のスイッチ部材成形用金型とは異なり、キー形成彫り込み部に加えて、異材料混入防止用凸部形成彫込み部（位置については省略する）も有するものを用いた。
該金型を１７５℃に加熱裁置した圧縮成形機により、成形作業を１００ショット行った。成形条件は以下の通りであった。
成形温度：１７５℃
成形時間：３分
成形圧力：２００ｋｇ／ｃｍ2
未硬化シート体の金型キャビティー内への載置は手作業で行い、上下左右のずれがともに±１ｍｍ以内となるように心掛けた。
【００２７】
３．符号形成作業
符号形成はシリコーン系インクを用いて、半自動スクリーン印刷機で行い、スイッチ部材とした。
４．スイッチ装置への組込み
導電パターンを有する回路基板（フェノール樹脂製）上に得られたスイッチ部材を載置し、ケーシング（ＡＢＳ樹脂製）でベース部を覆うように組込み、スイッチ装置を得た。
以上のようにして製造したスイッチ装置１００個は、いずれもケーシングから露出するキートップに、色混じり不良は発生していなかった。
【００２８】
［参考例２］
参考例１で使用した金型のキャビティーと同様のものを１０個有するテスト用金型を用意し、各キャビティーに対して、異材料混入防止用凸部彫込み部以外をマスキングテープでいったん被覆し、粒子径を変えた市販の金型ブラスト材（＃１００、＃１５０、＃２００、＃２５０、＃３００）で、それぞれ２キャビティーずつブラスト加工した。次に、マスキングテープを除去し、参考例１で使用したものと基本的には同仕様の未硬化シート体を使用して、それぞれ表面粗さの異なる成形体を製造した。なお、未硬化シート体は加工して４０〜５０分のものを使用した。また、未硬化シート体のサイズのばらつき（ここでは、長さ寸法又は幅寸法のばらつきのうち大きなものを指す。なお、厚さについてのばらつきはいずれも±０．３ｍｍ以内のものとした。）を±１ｍｍ、±２ｍｍ、±３ｍｍの３ランクに選別し、更に、所定キャビティーに載置する時のばらつきも±１ｍｍ以内にして１２０ショット成形（未硬化シート体のばらつきレベル毎に、各４０ショット）を行った。
【００２９】
次に、本金型のキャビティー面全体をいったん、＃１００のブラスト材でブラスト処理し、更に、異材料混入防止用凸部彫込み部を＃１８０、＃２００、＃３００等のブラスト材で処理し、この金型により同様に１２０ショットの成形を行った（計２４０ショット、３０条件（ｎ＝８０））。
それぞれ種類の異なる３０条件のサンプルについて、ベース部と異材料混入防止用凸部の表面粗さを表面粗さ計で測定し、その比率に対する作業性、及び外観品質を確認したところ、以下の通りであった（なお、比率表示は少数点第一位を四捨五入して表している）。
外観品質
【００３０】
【表１】
0003776175.tif 000003
【００３１】
なお、表面粗さＲMax が４００μｍを超えても離型作業性が劣る不利が生じる。
［参考例３］
参考例１で使用した金型のキャビティーと同様のものを１０個有するテスト用金型を用意し、キャビティー各２個ずつに対して、接触角度がベース部、キートップ部形成彫込み部と、異材料混入防止用凸部彫込み部とで異なるようにメッキ処理もしくは離型剤塗布処理した金型を用いて、成形体を作製した。なお、金型の表面はブラスト処理＃１００により全面均一にしている。また、未硬化シート体については加工後４０〜６０分のものでサイズのずれが±１ｍｍ、±２ｍｍ、±３ｍｍの３ランクに選別した。成形時の未硬化シート体の載置については、キャビティー位置に対して±１ｍｍ以内に抑えて作業を行った。その結果は以下の通りであった。なお、下表の接触角の角度差の算出にあたっては、５ｃｍ×５ｃｍのテストプレートに同様の表面処理を施し、予め求めた数値としている。
外観品質
【００３２】
【表２】
0003776175.tif 000004
【００３３】
※：ベース部、キートップ部形成用彫込み部の略表示
●：異材料混入防止用凸部形成用彫込み部の略表示
◇：日本カニゼン社製メッキ液「カニフロン」（商品名）
★：旭ガラス社製フッ素系離型剤「モールド・スパット、Ｗ−８３３」（商品名）
％は純水に対する原液の配合量
なお、純水に対する接触角度差が２５°を超える場合、離型作業性が劣る不利が発生した。
【００３４】
［参考例４］
１６個のキーを有する電話用スイッチ部材を下記の工程により製造した。
製品仕様詳細（図１３参照、但し異材料混入防止用凸部除去前のもの）
製品寸法：１１０ｍｍ×７０ｍｍ
キー配列：縦４キー×横３キー（以上長方形キー）＋２キー（大円キー）＋２キー（小円キー）（詳細は図１３参照）
なお、長方形キーのみ集中配設している部位を長方形キーブロックと呼称する。
キートップサイズ：高さはキー種に限らず７ｍｍ
長方形キー：２０ｍｍ×１０ｍｍ
大円キー：φ１５ｍｍ
小円キー：φ８ｍｍ
キーピッチ：長方形キーブロック…縦１５ｍｍ、横２０ｍｍ（大円キー、小円キーについては省略）
キー隣接距離：長方形ブロック内…５ｍｍ
大円キー間…４ｍｍ
小円キー間…５ｍｍ
大円キー−小円キー間…４ｍｍ
長方形ブロックと大円キー（小円キー）間…８ｍｍ
ベース厚さ：１．５ｍｍ
薄肉可動部最大外寸（外径）：各キーサイズ＋１ｍｍ
薄肉可動部厚さ：０．１８ｍｍ
異材料混入防止用凸部配置位置：２つの大円キー（ピンク色キーと灰色キー）間ベース部の中間位置
異材料混入防止用凸部サイズ：幅１．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、高さ３．０ｍｍ
符号印刷：長方形キー天面には０〜９までの整数、『＊』，『＃』の符号を有し（以上は、灰色キーに白文字印刷）、小円キー（灰色キー）には特に符号を設けず（スイッチ装置のケーシングに表示を設けるため）、灰色大円キーに『再発信』、ピンク色大円キーには『保留』と印刷した。
材質：灰色大円キーと小円キーはシリコーンゴム製、ピンク色大円キーと長方形キーは不飽和ポリエステル樹脂製（ここでは、主成分で簡略的に呼称する。詳細は後述する。）
【００３５】
製造方法
１．未硬化シート体、長方形キー、及びピンク色大円キー形成用液状樹脂の準備
▲１▼製品ベース部及び小円キー形成用未硬化シート体
実施例１で示した製造方法とほぼ同様ではあるが、一部仕様を替えて未硬化シート体を準備した。
0003776175.tif 000005
▲２▼長方形キー形成用液状樹脂
以下の記載の液状体、ペースト体を撹拌装置で３０分撹拌、脱泡して準備し
た。
0003776175.tif 000006
▲３▼ピンク色大円キー形成用液状樹脂
▲２▼と同様に以下のものを準備した。
0003776175.tif 000007
【００３６】
２．成形作業
未硬化シート体は、シート体作製後、６〜１０分経過したもので、設定寸法に対してサイズのばらつきが±１ｍｍ以内のもののみを選択、準備した。
製品成形用金型には、従来のシート状押釦スイッチ部材成形用金型とは異なり、キー形成彫込み部に加えて、異材料混入防止用凸部形成彫込み部（位置については省略する。）を有するものを用いた。
該金型を１７５℃に加熱載置した圧縮成形機により、成形作業を１００ショット行った。まず、吐出装置であるエアディスペンサー「ＡＤ３０００ＶＨ」（岩下エンジニアリング社製、商品名）を用いて予め準備したピンク色大円形成用液状樹脂を金型のピンク色大円キー形成用彫込み部及び長方体キートップ部形成用彫込み部（全深さは７ｍｍ）に対して５±１ｍｍの精度で注入した。なお、注入作業は１分で完了した。次に、未シート硬化体を金型のキャビティー内に手作業で載置した（載置ずれは±１ｍｍ以内とした）。
次に、金型を閉じ圧縮成形した。成形条件は以下の通りであった。
成形温度：１７５℃
成形時間：２分４０秒
成形圧力：２００ｋｇ／ｃｍ2
なお、未硬化シート体の金型キャビティー内への載置は手作業で、上下左右のずれが±１ｍｍ以内となるように心掛けた。
【００３７】
３．異材料混入防止用凸部の除去
次に、専用の打抜き治具を用いて異材料混入防止用凸部を除去した。
４．符号形成作業
符号形成はシリコーンゴム製の大円キーについてはシリコーン系インクを、不飽和ポリエステル製のキーについてはウレタン系インクをそれぞれ用いて、半自動スクリーン印刷機により、スイッチ部材とした。
なお、このときに、打抜き除去してできた孔を、成形体を印刷用治具に位置決めするのに用いた。
５．スイッチ装置への組込み
導電パターンを有する回路基板（フェノール樹脂製）上に、得られたスイッチ部材を載置し、ケーシング（ＡＢＳ樹脂製）でベース部を覆うように組込み、スイッチ装置を得た。
以上のようにして製造したスイッチ装置１００個はいずれもケーシングから露出するキートップに、色混じり不良、材料混じり不良は発生していなかった。
【００３８】
［実施例１］
参考例４で用いた金型を改造し、得られるスイッチ部材の異材料混入防止用凸部の外周部に幅０．８ｍｍで厚さが０．５ｍｍ（ベース部の厚さ１．５ｍｍの０．３倍相当）の溝を設け、その他の条件は参考例４と同様にして１００ショット成形した。得られた成形体のいずれからも手作業により容易に異材料混入防止用凸部が除去でき、作業効率が良かった。これらについてもスイッチ装置に組込んで、外観を確認したが、色混じり不良、材料混じり不良は発生していなかった。
【００３９】
［参考例５］
原料のみを下記の通りに種々変更し、他は同一にして参考例１で用いた金型、同一成形条件で試作を行った（各条件でｎ＝３０とした）。なお、原料の一部については形成作業の１５分前にメルトフローインデックスを測定し、その比（メルトフローインデックス数値小／メルトフローインデックス数値大）を求めた。なお、未硬化シート体は前記までの参考例同様、３ランクに選別したものを用いて外観を観察した。
外観検査
【００４０】
【表３】
0003776175.tif 000008
【００４１】
以上の通り、メルトフローインデックス比が０．８〜１．０であれば準備する未硬化シート体のばらつきが大きくても、材料が混ざらないことがわかった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、製造者の意図した通りの配色、硬度等をもった、異種の材料からなるキーを有するスイッチ部材を容易に製造でき、それを用いたスイッチ装置も外観的に優れたものとなる。しかも、スイッチ部材を構成する未硬化シート体のメルトフローインデックスを所定の範囲に揃えて用いれば、未硬化シート体自体の加工サイズに、ばらつきが多少あっても不都合が生じない利点を有する。つまり、このことは、例えば、シーティング装置や裁断装置等の制御に過大な負担を強いる必要がないことから安価な装置でも採用可能であることを意味し、逆に精密寸法の制御可能な装置を導入すれば、生産計画上、一部の未硬化部材を予め数週間先に製造しておいても、材料混入不良が発生しない利点がある。
また、異材料混入防止用凸部の周囲のみ、その他のベース部よりも０．２５〜０．７５倍薄くなるように、幅０．５〜１ｍｍの溝を設ければ製造能率も高まる。更に、異材料混入防止用凸部を除去することにより生じた異材料混入防止用凸部除去孔を後加工における位置決めやケースへの固定に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチ部材の一態様を示す斜視図である。
【図２】本発明のスイッチ装置の一態様を示す斜視図である。
【図３】本発明のスイッチ部材の一態様と被覆部材との位置関係を示す縦断面図である。
【図４】本発明のスイッチ部材の一態様と被覆部材との位置関係を示す縦断面図である。
【図５】本発明のスイッチ部材の一態様と被覆部材との位置関係を示す縦断面図である。
【図６】本発明のスイッチ部材の製造に用いる未硬化シート体の一態様を示す斜視図である。
【図７】本発明のスイッチ部材異材料混入防止用凸部の外周裾部に溝を有する一態様の縦断面図である。
【図８】本発明のスイッチ部材異材料混入防止用凸部の外周裾部に溝を有する一態様の斜視図である。
【図９】本発明のスイッチ部材の異材料混入防止用凸部除去後の一態様を示す斜視図である。
【図１０】３種類の材料を用いた場合の本発明のスイッチ部材の斜視図である。
【図１１】実施例１で用いた未硬化シート体の平面図である。
【図１２】実施例１で得られたスイッチ部材の平面図である。
【図１３】実施例４で得られたスイッチ部材の平面図である。
【図１４】従来のスイッチ部材で材料混じり不良の一例を示す斜視図である。
【図１５】従来のスイッチ部材の一態様を示す斜視図である。
【図１６】従来のスイッチ部材の他の態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１０、４１、４５、５５、６０、６４、８０  スイッチ部材
２、１４、２０、２６、３６、７２  キートップ部
３、１５、２１、２７、３７、７３  薄肉可動部
４、７４  ベース部
５  キー
６、１８、２５、３１、３９、４２、５６、６１  異材料混入防止用凸部
７  固定用孔
８  符号
１１、１７、２３、２９  被覆部材
１２  絶縁スペーサー
１３、７６  回路基板
１６、２２、２８、３８、７０  可動接点部
２４、３０  くぼみ
３２、４９  未硬化シート体
４０、４３  溝
４６  異材料混入防止用凸部除去痕
４７  線状異材料混入防止用凸部
４８  ブロック状異材料混入防止用凸部
５０  未硬化白色部材▲１▼ａ
５１  未硬化白色部材▲１▼ｂ
５２  未硬化黒色部材▲２▼ａ
５３  未硬化黒色部材▲２▼ｂ
６５  外周リブ
７１  固定用リブ
７５  固定接点
【図１】
0003776175.tif 000009
【図２】
0003776175.tif 000010
【図３】
0003776175.tif 000011
【図４】
0003776175.tif 000012
【図５】
0003776175.tif 000013
【図６】
0003776175.tif 000014
【図７】
0003776175.tif 000015
【図８】
0003776175.tif 000016
【図９】
0003776175.tif 000017
【図１０】
0003776175.tif 000018
【図１１】
0003776175.tif 000019
【図１２】
0003776175.tif 000020
【図１３】
0003776175.tif 000021
【図１４】
0003776175.tif 000022
【図１５】
0003776175.tif 000023
【図１６】
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