CN112154525A - 金属触点构件和橡胶开关构件 - Google Patents

金属触点构件和橡胶开关构件 Download PDF

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CN112154525A CN201980033938.4A CN201980033938A CN112154525A CN 112154525 A CN112154525 A CN 112154525A CN 201980033938 A CN201980033938 A CN 201980033938A CN 112154525 A CN112154525 A CN 112154525A
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Abstract

一种金属触点构件(10),具备金属板(15),在金属板(15)的表面(15A)上具有多个并行的条状凸部。一种橡胶开关构件(12),具备金属触点构件(10)以及与金属触点构件(10)接合的橡胶开关主体(11)。

Description

金属触点构件和橡胶开关构件
技术领域
本发明涉及用于开关触点的金属触点构件、以及具备该金属触点构件的橡胶开关构件。
背景技术
在家用、车载用、便携电话等电子设备中,广泛使用按钮开关等各种开关。构成按钮开关等的开关构件中,在由弹性材料构成的开关主体上接合有成为与固定触点的接触部的触点构件的结构是众所周知的。触点构件例如使用在铜镍锌合金板等金属板的表面镀金的构件。另外,在构成触点构件的金属板的背面侧,为了提高与开关主体的粘接性等,大多设置橡胶层。作为构成开关主体或橡胶层的橡胶,广泛使用硅橡胶。
金属触点的表面一般多为平滑的,但有时形成凹凸。例如专利文献1中公开了金属触点具有与开关主体接合的连接分隔膜和突出设置在连接分隔膜上的接触部,并形成能够使微小异物进入接触部的独立或连续的凹部。专利文献1中,通过设置凹部,即使在与固定触点之间存在灰尘或尘埃等异物,通过该异物进入凹部,也能够确保与固定触点的接触面积,由此,难以发生导电不良。
另外,已知开关主体由橡胶弹性体构成的开关例如专利文献2所公开的那样,通过将由金属板和橡胶层构成的层叠体安装到模具内部,并且在模具内部装入构成开关主体的硅橡胶等橡胶而一体成形,通过所谓嵌件成形来制造。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2004-134241号公报
专利文献2:日本特开昭63-096822号公报
发明内容
但是,如专利文献2所示,通过将橡胶和金属板一体成形来制造开关时,有时即使在构成触点构件的金属板的表面不存在灰尘或尘埃等异物,金属板的表面电阻值也上升,从而导电性降低。导电性的降低在橡胶为硅橡胶的情况下变得比较大。
本发明是鉴于以上问题而完成的,其目的在于即使在将硅橡胶等橡胶与金属板一体成形来制造开关构件的情况下,也能够抑制构成金属触点构件的金属板的表面电阻值上升。
本发明人对于与橡胶一体化的开关构件中金属板的表面电阻值上升的原因进行研究后,发现在金属板表面存在来自橡胶的成分,该成分使金属板表面的表面电阻值上升。并且,进一步深入研究后发现,通过在金属板表面形成特定形状的凹凸,可抑制基于上述来自橡胶的成分的表面电阻值上升,从而完成了以下的本发明。
[1]一种金属触点构件,具备金属板,在所述金属板的表面具有多个并行的条状凸部。
[2]根据上述[1]所述的金属触点构件,所述条状凸部以断续的方式形成。
[3]根据上述[1]或[2]所述的金属触点构件,在所述金属板的表面,算术平均高度(Sa)为0.1~0.5μm,峰顶点的算术平均曲率(Spc)为960~20000(1/mm),并且界面的展开面积比(Sdr)为0.02~3.0。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的金属触点构件,还具备层叠在所述金属板的背面的橡胶层。
[5]根据上述[4]所述的金属触点构件,所述橡胶层含有硅橡胶。
[6]一种橡胶开关构件,具备:上述[1]~[5]中任一项所述的金属触点构件、以及与所述金属触点构件接合的橡胶开关主体。
[7]根据上述[6]所述的橡胶开关构件,所述橡胶开关主体含有硅橡胶。
根据本发明,能够抑制构成金属触点构件的金属板的表面电阻值上升。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的橡胶开关构件的整体结构的截面图。
图2表示用激光显微镜观察第1实施方式(实施例1)的金属板表面而得到的放大图像。
图3表示用激光显微镜观察第2实施方式(实施例2)的金属板表面而得到的放大图像。
图4表示用激光显微镜观察第3实施方式(实施例3)的金属板表面而得到的放大图像。
图5是将颜色深浅化为等高线来描绘图2所示图像的图。
图6是将颜色深浅化为等高线来描绘图3所示图像的图。
图7是将颜色深浅化为等高线来描绘图4所示图像的图。
具体实施方式
以下,参照实施方式更详细地说明本发明。
(橡胶开关构件)
图1是表示具有本发明一实施方式的橡胶开关构件的开关的整体结构的截面图。开关25具有安装有金属触点构件10的橡胶开关构件12和设在基板21上的固定触点22,金属触点构件10与固定触点22相对配置。
橡胶开关构件12具备橡胶开关主体11。橡胶开关主体11具备:按压部11A、从按压部11A扩展而延伸存在的裙状可挠部11B、以及与可挠部11B的顶端连接的基座部11C。橡胶开关主体11中,基座11C被安装到基板21等设置面时,按压部11A经由可挠部11B被基座部11C支持,以使得按压部11A从基板21(设置面)离开地配置。按压部11A在与基板21相对的面上接合金属触点构件10,由此,金属触点构件10与固定触点22相对。
按压部11A经由形成为薄壁的可挠部11B由基座部11C弹性地支持,能够相对于固定触点22移位。按压部11A以从上方按压时接近于基板21的方式下沉,金属触点构件10与固定触点22接触,开关被输入。另一方面,按压状态放开时,按压部11A浮起,金属触点构件10从固定触点22离开,开关输入被断开。
金属触点构件10具备金属板15。金属板15由铜、铝、铁等金属或含有它们的合金形成。作为合金,优选作为铜合金的铜镍锌合金。通过使用铜镍锌合金,金属板15的导电性和耐蚀性变得良好。金属触点构件10通过使金属板15的表面15A与固定触点22接触而与固定触点22导通。如后所述,在表面15A形成有并行的多个条状凸部。多个条状凸部例如通过平行地形成多个槽状凹部而形成。金属板15的厚度例如为10~300μm,优选为20~200μm。
金属触点构件10的形状可以是圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形等中的任一种,优选为圆形。
金属板15的表面15A优选进行镀敷处理而形成镀层。作为构成镀层的金属,可举镍、铬、锡、铜、金、银、锌或含有它们的合金等。作为镀层,可举在金属板的表面直接形成的基底镀层、用于使金属表面粗糙化的粗糙面镀层、用于保护金属表面的保护镀层等。在基底镀层上,通常可以形成粗糙面镀层、保护镀层等。
在金属板15的表面15A上,作为基底镀层,优选形成镍镀层。作为镍镀层,由镍或含镍合金形成。而且,与形成于表面的保护镀层的密合性提高,金属触点构件10的耐久性提高。
在基底镀层的表面,作为保护镀层,优选形成金镀层。金镀层由金或含金合金形成。通过在表面15A形成金镀层,金属触点构件10的导电性和耐久性提高。金镀层等保护镀层通常形成于表面15A的最外面。
如后所述,粗糙面镀层通过在基底镀层上形成粗糙面镀层、或将基底镀层本身形成为粗糙面,由此使条状凸部断续地形成。在形成粗糙面镀层的情况下,优选进一步形成金镀层作为保护镀层,该情况下,可以将粗糙面镀层作为基底层,在该基底层上形成金镀层。粗糙面镀层由上述金属或含有该金属的合金形成,优选由镍形成。
金属触点构件10还具备橡胶层16。橡胶层16层叠于金属板15的背面15B。由于金属板15隔着橡胶层16与橡胶开关主体11接合,所以金属板15以高的粘合力与橡胶开关主体11接合。橡胶层16的厚度例如为5~3000μm,优选为10~1000μm。
作为构成橡胶层16的橡胶,可举硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶、腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、热塑性弹性体等,其中优选硅橡胶。
在使用硅橡胶的情况下,构成橡胶层16的橡胶可以是硅橡胶单体,但只要含有硅橡胶,也可以含有其他橡胶成分。另外,橡胶层16可以直接层叠于金属板15的背面15B,也可以通过底漆等层叠。
橡胶开关主体11中,按压部12、基座部13和可挠部14成为一体地由橡胶形成。构成橡胶开关主体11的橡胶可举硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶、腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、热塑性弹性体等。从高耐久性和低压缩永久变形的观点出发,它们之中优选硅橡胶。
如后所述,硅橡胶容易导致由来自橡胶的成分引起的表面电阻值上升,但本实施方式中,通过后述的凹部来抑制那样的表面电阻值上升,难以发生导电不良。在使用硅橡胶的情况下,构成橡胶开关主体11的橡胶可以是硅橡胶单体,但只要含有硅橡胶,也可以含有其他橡胶成分。
再者,橡胶开关主体和橡胶层中的橡胶也可以由上述橡胶成分构成,但一般除了橡胶成分之外还含有各种添加剂。
(金属板的表面形状)
接着,示出实施方式对本发明的金属板的表面15A的形状进行说明。以下,使用第1~第3实施方式进行说明,但本发明并不限定于此。
图2是表示第1实施方式的金属板15的表面15A的放大图像。如图2所示,在金属板15的表面15A,形成有多个并行的槽状凹部31。在凹部31与凹部31之间形成条状凸部32,由此,表面15A成为凹凸面。各槽状凹部31和条状凸部32形成为细长线状。多个条状凸部32可以彼此平行,也可以不严格地平行,只要沿着大致同一方向延伸即可。在表面15A,凹部31与凹部31之间的凸部32成为与固定触点22接触的接触部。
构成橡胶开关20的橡胶开关主体11等的橡胶,在将金属触点构件10和橡胶开关主体11一体成形时,由于成形时的加热,有时成分的一部分游离。特别是硅橡胶,有机硅氧烷化合物等有机硅化合物、二氧化硅化合物等含硅原子化合物容易从橡胶开关主体11游离。这些游离出的来自橡胶的成分在金属板15的表面15A析出时,会使金属板15的表面电阻值上升,但本实施方式中,通过在表面15A形成多个槽状凹部31和条状凸部32,可抑制这样的表面电阻值上升,防止导电性降低。
虽然表面电阻值上升受到抑制的原理尚不明确,但推测是由于成形时等游离的有机硅化合物、二氧化硅化合物等来自橡胶的成分进入到槽状凹部31,在凸部(接触部)32析出的来自橡胶的成分减少的缘故。另外,推测由于凹部31为槽状,在金属板15的表面15A产生一定的对流,来自橡胶的成分变为气态或液滴状的状态,在凹部31流动,难以停留在表面15A上的缘故。
图3是观察本发明第2实施方式的金属板15的表面15A的放大图像。在第2实施方式中,在金属板15的表面15A也形成有多个并行的槽状凹部41。在凹部41与凹部41之间形成条状凸部42,由此,表面15A成为凹凸面。
本实施方式中,条状凸部42以断续的方式形成。即,条状凸部42以细长线状的凸部在中途被断开的方式形成。被断开的各个凸部42不需要为线状,只要通过连接各凸部而成为线状即可。在表面15A,凸部42成为与固定触点22接触的接触部。凸部42可以通过利用后述的蚀刻等将连续形成为线状的槽即凹部41与凹部41之间的凸部42断开而形成。
在第2实施方式的金属板的表面,也与第1实施方式同样地,推测来自橡胶的成分进入到凹部41,停留在凸部(接触部)42的来自橡胶的成分减少。另外,推测通过凸部42断续,是相邻的凹部41部分地连接而成的槽状,由此在金属板15的表面15A产生一定的对流,液状或液滴状的来自橡胶的成分难以停留在表面15A上,由此,防止表面电阻值上升。
另外,推测通过相邻的槽状凹部41部分地连接,在金属板15的表面15A纵横地产生对流,在表面15A上的凸部42更难以停留来自橡胶的成分,表面电阻值变得更难上升。
图4是观察本发明第3实施方式的金属板15的表面15A的放大图像。在第3实施方式中,在金属板15的表面15A也形成有多个并行的槽状凹部51。在凹部51与凹部51之间形成条状凸部52,由此,表面15A成为凹凸面。
在第3实施方式中,多个槽状凹部51之间的凸部52进一步粗糙化而形成凸起。即,条状凸部52是在细长线状的凸部52的上表面具有进一步粗糙化的凸起而形成的,由此,变为断续。各个凸起不需要是线性的,可以通过连接各凸起而形成线状。在表面15A,由凹部51以外的部分构成的凸起成为与固定触点22接触的接触部。凸起可以通过在连续形成为线状的槽即凹部51之间的凸部52上形成的基底镀层上,形成后述的粗糙面镀层等进行粗糙化而形成。或者,可以通过基底层镀层本身形成为粗糙面来形成。
在第3实施方式的金属板表面,也与第1实施方式同样地,推测来自橡胶的成分进入到凹部51,停留在凸起(接触部)的来自橡胶的成分减少。另外,推测通过凸起断续存在于凸部52上,从而没有凸起而露出的凸部52成为将相邻的凹部51之间部分连接的槽,所以在金属板15的表面15A产生一定的对流,液状或液滴状的来自橡胶的成分难以停留在表面15A上,由此,防止表面电阻值上升。
另外,推测通过相邻的槽状凹部51部分地连接,从而在金属板15的表面15A纵横地产生对流,在表面15A上的凸起更难以停留来自橡胶的成分,表面电阻值变得更难上升。
(金属板的表面性状)
金属板15的表面15A优选如上述第1~第3实施方式那样,通过形成槽状凹部31、41、51和条状凸部32、42、52,具有以下(1)~(3)所示的表面特性。
(1)算术平均高度(Sa)为0.1~0.5μm
(2)峰顶点的算术平均曲率(Spc)为960~20000(1/mm)、以及
(3)界面的展开面积比(Sdr)为0.02~3.0
在此,算术平均高度(Sa)是表示表面15A的粗糙程度的指标。峰顶点的算术平均曲率(Spc)是表示凸部形状的指标,其越大表示凸部越尖锐的形状。界面的展开面积比(Sdr)是表示将凹凸展开时的展开面积与将原来的表面15A假定为平坦面时的面积相比增加了多少的指标。
通过金属板的表面15A具有上述(1)、(3)的表面性状,表示在表面15A上有一定量的适度粗糙度的槽状凹部,可通过槽状凹部有效地防止表面电阻值上升。另外,通过具有上述(2)的表面性状,位于凹部之间的凸部在一定程度上变得尖锐。因此,来自橡胶的成分难以在凸部析出,表面电阻值难以上升。
为了更有效地防止表面15A的表面电阻值上升,算术平均高度(Sa)更优选为0.10~0.45μm,进一步优选为0.20~0.35μm。
为了更有效地防止表面15A的表面电阻值上升,界面的展开面积比(Sdr)更优选为0.10以上,进一步优选为0.20以上。另一方面,从凸部的强度、耐久性的观点出发,界面的展开面积比(Sdr)更优选为2.0以下,进一步优选为1.0以下。
峰顶点的算术平均曲率(Spc)更优选为3000以上,进一步优选为4000以上。通过增大峰顶点的算术平均曲率(Spc),凸部变为更尖锐的形状。因此,在凸部(接触部)难以析出并停留来自橡胶的成分,在金属板表面的表面电阻值上升被更有效地防止。另一方面,从凸部的强度、耐久性的观点出发,峰顶点的算术平均曲率(Spc)更优选为20000以下,进一步优选为10000以下。
再者,为了增大算术平均高度(Sa)、界面的展开面积比(Sdr)和峰顶点的算术平均曲率(Spc),条状凸部优选如第2和第3实施方式那样断续地形成。
本发明中,并行的多个槽状凹部和条状凸部通过存在于金属板表面而具有一定的各向异性。作为表示凹凸各向异性的指标,有纵横比(Str)。各向异性越高,纵横比(Str)的值越接近于0,各向异性越低,纵横比(Str)越接近于1。
因此,为了体现一定的各向异性,金属板表面的纵横比(Str)优选为0.01~0.80,为了进一步提高各向异性,更优选为0.01~0.30。另外,从更有效地抑制表面电阻值上升的观点出发,条状凸部优选为断续的,但使条状凸部为断续时各向异性降低。因此,金属板的表面15A的纵横比(Str)更优选为0.10以上。
再者,算术平均高度(Sa)、峰顶点的算术平均曲率(Spc)、界面的展开面积比(Sdr)和纵横比(Str)可以依据ISO 25178的表面性状(面粗糙度测定)来测定。
另外,本发明的金属板的表面15A的维氏硬度(HV)优选为100~550,更优选为120~400。通过将维氏硬度(HV)设在该范围内,在金属板的加工性良好的同时,在金属板的表面15A形成的凹凸的机械强度变良好,使耐久性等良好。
再者,在以上的实施方式的说明中,对于在金属板15的背面15B层叠橡胶层16的结构进行了说明,但也可以省略橡胶层。当省略橡胶层时,金属板15的背面15B直接与橡胶开关主体11接合。另外,也可以设置由粘接剂等构成的粘接层来代替橡胶层。
另外,说明了仅在金属板15的表面15A形成槽状凹部和/或条状凸部的方式,但也可以在金属板15的背面15B也形成槽状凹部和/或条状凸部。当在背面15B形成槽状凹部和/或条状凸部时,可提高金属板15的背面15B与橡胶层16和橡胶开关主体11的粘接性。形成于背面15B的槽状凹部和条状凸部的详细情况与形成于金属板15的表面15A的槽状凹部和条状凸部的详细情况相同,因此省略其说明。
(触点构件的制造方法)
接着,详细说明本发明的触点构件的制造方法。
(第1工序)
本发明一实施方式中的触点构件的制造方法包括在金属板表面形成彼此并行的多个槽状凹部的第1工序。凹部的形成可以通过轧制、研磨等进行。
具体而言,构成金属触点构件的金属板一般通过轧制辊进行轧制而成形为板状,但在该轧制时,通过使辊的表面成为粗糙面等,转印轧制辊的凸部,来在轧制方向上形成槽状凹部即可。另外,金属板的轧制例如依次进行热轧、冷轧、箔轧制,并且使箔轧制时使用的轧制辊的表面成为粗糙面,由此形成槽状凹部即可。
另外,在通过研磨进行的情况下,可以通过沿单一方向研磨预先形成为板状的金属板的表面来形成槽状凹部。研磨可以使用研磨磨粒、磨削磨石、研磨布纸、线刷、研磨用带、研磨用轮、抛光等。在研磨中,也可以并用研磨剂。另外,研磨可以是湿式也可以是干式。为了形成具有上述表面性状的凹部,金属板的研磨条件优选使用抛光辊等沿单一方向研磨。
通过如上所述的轧制或研磨,如第1实施方式所示,在金属板的表面形成多个连续的槽状凹部。
再者,在第1工序中使用的金属板准备与金属触点构件中的金属板相同厚度的金属板即可。另外,金属板可以如后所述地被切割,从而加工成与触点构件相同的形状。因此,在第1工序中使用的金属板,只要使用面积与金属触点构件中的金属板相比足够大的金属板即可。
(第2工序)
本制造方法优选还包括第2工序,该工序对通过上述轧制或研磨等形成的连续的条状凸部进行适当加工,形成断续的条状凸部。通过形成断续的条状凸部,能够使金属板表面的形状如第2和第3实施方式那样。
作为从第1工序中得到的条状凸部形成断续的条状凸部的方法,可举将条状凸部部分地断开的方法。作为将条状凸部部分地断开的方法,可以对金属板表面进行蚀刻,使其粗糙化。如果通过蚀刻使其粗糙化,则如第2实施方式所示,条状凸部被部分地削掉,条状凸部被断开。另外,通过粗糙化,蚀刻后与蚀刻前相比,金属板表面的算术平均高度(Sa)、峰顶点的算术平均曲率(Spc)和界面的展开面积比(Sdr)都变大。在确保凹凸的强度,同时容易将这些Sa、Spc及Sdr调整到预期范围内这点上,优选通过蚀刻进行粗糙化。
蚀刻处理是通过使例如蚀刻液与金属板接触预定时间来进行的。作为使蚀刻液与金属板接触的方法,可举将金属板浸渗到蚀刻液中的方法、向金属板涂布和/或喷涂蚀刻液后放置预定时间的方法等。另外,蚀刻液可以根据构成金属板的金属的种类进行适当变更,可以使用酸性蚀刻液、碱性蚀刻液中的任一种。
不过,构成金属板的金属,如上所述,优选为铜或铜镍锌合金等含铜合金,在上述金属为铜或含铜合金的情况下,优选使用酸性蚀刻液。作为蚀刻液,除了硫酸、硝酸、氢氟酸、盐酸等酸水溶液以外,还优选氯化铁溶液。
作为由第1工序中得到的条状凸部形成断续的条状凸部的另一方法,可举将凸部粗糙化而进一步形成凸起的方法。作为这样的方法,可举对金属板表面进行镀敷处理而形成镀层的方法。在本制造方法中,镀敷处理是粗糙面镀敷处理,在金属板表面形成的镀层成为粗糙面镀层。通过在条状凸部上形成作为基底镀层的粗糙面镀层,或者通过在基底镀层上形成粗糙面镀层,如第3实施方式所示,条状凸部进一步部分地具有凸起。金属板的表面通过形成粗糙面镀层,与形成镀层之前相比,金属板表面的算术平均高度(Sa)、峰顶点的算术平均曲率(Spc)和界面的展开面积比(Sdr)都变大。
作为形成粗糙面镀层的金属,没有特别限定,可举镍、铬、锡、铜、金、银、锌或含有它们的合金等,它们之中优选镍。另外,镀敷处理优选通过电解镀进行。镀液没有特别限定,在由镍形成镀层的情况下,可以优选使用含有硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍等的镀液等。
(保护镀层的形成)
也可以在金属板表面形成保护镀层。保护镀层的形成例如上述那样,可以在形成连续或断续的条状凸部后,对金属板表面进行。即,在第1工序之后进行第2工序的情况下,可以在第2工序之后进行。另外,在不进行第2工序的情况下,也可以在第1工序之后进行。
作为保护镀层,如上所述,优选由金或含有金的合金形成的金镀层。通过形成金镀层,金属板的导电性变高,耐久性也良好。
(橡胶层的形成)
另外,本制造方法中,可以在金属板的背面侧层叠橡胶层。橡胶层的形成可以通过将橡胶片重叠在金属板的背面进行压接等来进行。在压接橡胶片之前,可以将底漆涂布到金属板背面。橡胶层的形成可以在形成连续或断续的条状凸部之后,对金属板背面进行。即,在第1工序之后进行第2工序的情况下,可以在第2工序之后进行。另外,在不进行第2工序的情况下,也可以在第1工序之后进行。另外,在形成保护镀层的情况下,可以在形成保护镀层后进行。
不过,形成橡胶层的时机没有特别限定,橡胶层的形成可以在形成连续或断续的条状凸部之前进行,也可以在形成条状凸部之后、形成保护镀层之前等进行。
橡胶层和金属板的层叠体被切割成预定形状,由此得到具有预定形状的金属触点构件。层叠体的切割没有特别限定,可以通过冲裁加工等进行。
(橡胶开关构件的制造方法)
本发明的橡胶开关构件,可以将如上所述得到的金属触点构件与构成橡胶开关主体的橡胶一体化来制造。作为该方法没有特别限定,但优选嵌件成形。用于嵌件成形的模具具有与橡胶开关构件对应的形状的模腔。嵌件成形中,在模腔内部配置金属触点构件,并且注入或设置橡胶,并加热模具,由此使橡胶硬化、硫化、交联等,得到橡胶开关构件。模具的加热温度没有特别限定,例如为100~200℃左右。
在橡胶开关构件的制造中,为了使橡胶硬化、硫化、交联等,如上述那样进行加热。由于该加热而气化或液化的来自橡胶的成分的一部分附着在金属板的表面上,可能使金属板的表面电阻值上升,但本发明中,由于在金属板的表面形成多个槽状凹部和条状凸部,所以可抑制表面电阻值的上升。
再者,在以上的各制造方法的说明中,对具有橡胶层的金属触点构件进行了说明,但如上所述,可以省略橡胶层,也可以代替橡胶层而在金属板的背面层叠粘接剂层等。
实施例
通过实施例更详细地说明本发明,但本发明并不受这些例子的任何限定。
再者,本实施例中的各物性的测定方法如下。
[算术平均高度(Sa)、峰顶点的算术平均曲率(Spc)、界面的展开面积比(Sdr)及纵横比(Str)]
算术平均高度(Sa)、峰顶点的算术平均曲率(Spc)、界面的展开面积比(Sdr)及纵横比(Str)是利用株式会社基恩士制的激光显微镜“LASER MICROSCOPE VK-X150”,以透镜50倍(监测器上倍率1200倍)观察金属板表面,依据ISO 25178进行测定的。
[维氏硬度]
维氏硬度是依据JIS Z 2244:2009测定金属板表面而得到的。
[表面电阻值]
表面电阻是准备1根线状电极的宽度为300μm,在相邻的线状电极彼此之间具有300μm间隙的0.6mm间距的梳状电极基板,以10mm/min的速度和9.8N的载荷按压金属板(直径3mm的金属触点构件),测定了此时的线状电极间的电阻值。
[与橡胶层的密合性]
将橡胶层和金属板的厚度变更为各1.5mm,除此以外从依据各实施例、比较例的方法制作出的层叠体截断为试验片形状,通过JIS K 6256-2:2013的90°剥离试验测定剥离强度,用以下评价标准评价了橡胶层与金属板的密合性。
A:80N以上(/25mm宽),橡胶层与金属板的密接性极佳。
B:30N以上且低于80N(/25mm宽),橡胶层与金属板的密合性良好。
[实施例1]
将厚度70μm的由铜镍锌合金构成的金属板的两面利用抛光辊沿单一方向研磨,形成了与金属板的两面并行的多个槽状凹部和条状凸部。
然后,在金属板的一面形成金镀层。在与形成有金镀层的金属板的一面相反侧的面上涂布底漆,并且重叠厚度500μm的硅橡胶片,对它们进行加压加热,得到金属板与橡胶层的层叠体。对该叠层体进行冲裁加工,得到直径3mm的金属触点构件。
将得到的金属触点构件安置在嵌件成形用模具的内部,向模具注入硅橡胶。然后,将模具在170℃下加热5分钟,由此使硅橡胶交联,使金属触点构件和橡胶开关主体一体化,得到图1所示橡胶开关构件。
再者,对实施例1中得到的金属板表面用激光显微镜(基恩士制(LASERMICROSCOPE VK-X150)以透镜50倍(监测器上倍率1200倍)观察金属板表面,进行在高度方向上变为不同颜色的图像分析处理。在高度方向越高红色越深,越低蓝色越深,在图2中以黑白表示。另外,图5表示将颜色深浅化为等高线对图2所示图像进行描绘的图。图5中,用粗线、细线、虚线表示等高线,从高到低的顺序用粗线、细线、虚线表示。
[实施例2]
与实施例1同样地对金属板进行研磨,在两面形成槽状凹部,然后浸渗到酸性蚀刻处理液(氯化铁溶液)中进行蚀刻处理,使金属板的两面粗糙化,由此使条状凸部断开,在金属板的两面形成了断续的条状凸部。然后,与实施例1同样,在金属板的一面形成金镀层,之后也进行与实施例1同样的操作,得到金属触点构件和橡胶开关构件。
再者,在与实施例1同样的条件下观察实施例2中得到的金属板表面并将其图像示于图3。另外,图6表示与图5同样地描绘图3所示图像的图。
[实施例3]
与实施例1同样地研磨金属板,在两面形成槽状凹部,然后浸渗到氯化镍镀液中进行电解镀处理,在金属板的两面形成镍粗糙面镀层,使凸部粗糙化而进一步形成凸起,由此形成断续的条状凸部。然后,与实施例1同样,在金属板的一面形成金镀层,之后也进行同样的操作,得到金属触点构件和橡胶开关构件。
再者,在与实施例1同样的条件下观察实施例3中得到的金属板表面并将其图像示于图4。另外,图7表示与图5同样地描绘图4所示图像的图。
[比较例1]
采用抛光研磨对厚度70μm的由铜镍锌合金构成的金属板的两面沿多方向研磨,接着,与实施例1同样地在金属板的一面形成金镀层,之后进行与实施例1同样的操作,得到金属触点构件和橡胶开关构件。在构成金属触点构件的金属板的表面,沿多方向形成微细的槽状凹部,具有接近于平滑面的形状。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1
Sa(μm) 0.11 0.27 0.43 0.03
Str 0.04 0.21 0.62 0.32
Spc(1/mm) 1116 7725 17672 576
Sdr 0.04 0.54 2.85 0.01
表面电阻值(Ω) 0.12 0.07 0.04 0.39
维氏硬度(HV) 400 400 400 400
与橡胶层的密合性 A A A B
如上所述,实施例1~3中,通过在金属板表面形成彼此并行的槽状凹部,能够抑制在成形橡胶开关构件时游离的、来自橡胶的成分引起的表面电阻值上升。
附图标记说明
10 金属触点构件
11 橡胶开关主体
11A 按压部
11B 可挠部
11C 基座部
12 橡胶开关构件
15 金属板
15A 表面
15B 背面
16 橡胶层
21 基板
22 固定触点
25 开关
31、41、51 凹部
32、42、52 凸部

Claims (7)

1.一种金属触点构件,具备金属板,在所述金属板的表面具有多个并行的条状凸部。
2.根据权利要求1所述的金属触点构件,所述条状凸部以断续的方式形成。
3.根据权利要求1或2所述的金属触点构件,在所述金属板的表面,算术平均高度Sa为0.1~0.5μm,峰顶点的算术平均曲率Spc为960~20000,并且界面的展开面积比Sdr为0.02~3.0,其中峰顶点的算术平均曲率Spc的单位为1/mm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的金属触点构件,还具备层叠在所述金属板的背面的橡胶层。
5.根据权利要求4所述的金属触点构件,所述橡胶层含有硅橡胶。
6.一种橡胶开关构件,具备:权利要求1~5中任一项所述的金属触点构件、以及与所述金属触点构件接合的橡胶开关主体。
7.根据权利要求6所述的橡胶开关构件,所述橡胶开关主体含有硅橡胶。
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