JP2001126577A - シート成形押ボタンを備えた制御パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】密閉性、明瞭性、操作性を満たし低廉化を図
る。 【構成】光透過性の熱可塑性合成樹脂製の単体シートが
基体として使用され、この単体シートの印刷層の表示部
１３が底面内側に位置するようにシート凹状部を形成し
て成形シートを作る。これに合成樹脂を充填させて押し
ボタン４を備えたキーシートを作る。キーシートをレー
ザ光で切断して連結部２１を残してキー群７を作る。キ
ー群７に押ボタン支持体を一体に接着して制御パネルを
作り、これを携帯電話のケースカバーの裏面に超音波に
より熱溶着をして組み立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野 】本発明は、汎用のシートを
成形して作られたシート成形押ボタンを備えた制御パネ
ルとその製造方法に関する。更に詳しくは、熱可塑性の
合成樹脂シートを熱成形して作った成形シートにより作
られたシート成形押ボタンを備えた制御パネルとその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータ関連機器、通信機器
の普及に伴い、これらに情報を入出力するための制御パ
ネルなどの入力操作部は、操作性を犠牲にすることなく
しかも極端な低コスト化が要請されている。他方では電
子部品の高精度化とともに、防塵、静電気による電子部
品の破壊を防ぐために密封性が要求されている。例え
ば、携帯用電話器等の電子機器に使用される部品の制御
パネルは、これらの機器を低コストで普及を図るために
究極的なコストダウンが求められ、しかも前記した機械
的、電気的な諸機能の向上も要求されている。

【０００３】本出願人は、このためにシートを使用した
電子機器の制御パネルを提案した（特開平９−２５９６
９６号公報、特開平９−２５９６９７号公報）。提案し
たものは、制御パネルと押ボタンとの組立は機械的な組
立構造が採用されている。この機械的な組立構造を採用
すると、構造が複雑になるのと部品点数が増加する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
技術的背景に基づいてなされたもので、下記の目的を達
成するものである。本発明の目的は、シートを熱成形し
て製造され表皮を備えた押ボタンを組み込んだ制御パネ
ルとその製造方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、低廉化を図ることができるシート成形押ボタン
を備えた制御パネルとその製造方法を提供することにあ
る。本発明の更に他の目的は、量産性に優れたシート成
形押ボタンを備えた制御パネルとその製造方法を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。本発明のシート成形押ボタン
を備えた制御パネルは、シート（１０）を成形して外皮
とした複数の押ボタン（４）と、前記押ボタン（４）を
互いに連結するために前記シート（１０）の一部を残し
た連結部（２１）と、前記押ボタン（４）を弾性的に撓
んで支持し前記押ボタン（４）と一体化された押ボタン
支持体（３５）とからなる。

【０００６】前記押ボタン（４）と前記押ボタン支持体
（３５）とは、接着剤、超音波溶着等の固着手段でも良
いが、望ましくは射出成形による熱溶着により一体に固
定されていると、生産性の上からは良い。

【０００７】本発明のシート成形押ボタンを備えた制御
パネルの製造方法は、シート（１０）を熱成形により、
押ボタン外皮となる複数の凹部からなる成形シート（１
９）を成形し、前記成形シート（１９）を射出成形金型
（２０，２５）内に挿入して前記凹部に溶融樹脂を充填
してキーシート（２４）を成形し、前記キーシート（２
４）を押ボタン（４）の１個単位に連結部（２１）を残
してキー群（７）とするために切断し、前記キー群
（７）の各前記押ボタン（４）を弾性的に撓んで支持す
るための押ボタン支持体（３５）とを一体にしたもので
ある。

【０００８】前記押ボタン支持体の一体工程は、接着
剤、超音波溶着等の固着手段でも良いが、望ましくは射
出成形で行うと良い。前記切断は、押し刃で切断する方
法であっても良いが、レーザ光で切断すると能率的であ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 ［実施の形態１］本発明の電子機器の制御パネルを携帯
用電話器に採用した例を説明する。図１に示すものは、
本発明の制御パネルを備えた携帯用電話器の斜視図であ
る。携帯用電話器１は、合成樹脂製の電話器本体２から
構成されており、この電話器本体２内には電話の機能を
実現するＩＣ等の電子機器が内装されている。

【００１０】電話器本体２は、ケースカバー３と裏面本
体５の２体からなりその厚さ方向の中心の分割面６で２
分割される。電話器本体２の上面にはケースカバー３が
配置され、この裏面には裏面本体５が配置固定されてい
る。ケースカバー３は、制御パネルの機能と電話器本体
２としての両方の機能を果たすものであり、複数の押ボ
タン４が配置されキー群７を構成する。ケースカバー３
と裏面本体５とは、ビス又はノッチ等の公知の固定手段
で一体に固定される。

【００１１】（表示部の印刷）ケースカバー３には、後
述する方法で作られた押ボタン４が配設されている。以
下、この構造と製造方法について詳述する。押ボタン４
の外皮として図２の平面図に示されるような均一な厚さ
の平面で一層のシートである単体シート１０を使用す
る。単体シート１０は、例えば厚さ０．２５ｍｍ〜０．
８ｍｍ程度の透明体、又は半透明体、すなわち光透過性
の矩形状にカットされた薄いフィルム状の熱可塑性合成
樹脂である。

【００１２】具体的には、ポリカーボネート（PC）、ポ
リブチレンテレフタレート（PBT）とPCの混合物、ポリ
エチレンテレフタレート（PET）、PBT、ABS樹脂、ポリ
ウレタン（PUR）等を用いると良い。単体シート１０
は、引張り強度が高く破れにくいものが多くのメーカー
によって量産されおり極めて安価に市販されている汎用
品が望ましい。単体シート１０の表面には、複数の数
字、文字、記号等の表示部１３が配置されている。表示
部１３は、押ボタン４の表側から見ると裏面から印刷さ
れて印刷層１１として形成されている。

【００１３】図２に示されるように、単体シート１０の
各印刷層１１を上面にした状態（図示上）で、押ボタン
４の指接触部９の裏面に必要な表示部１３を印刷して印
刷層１１とする。ただし、この印刷層１１は、数字、文
字、記号等の表示部１３のみを印刷せずに生地のままと
し、単体シート１０の全面に地色として印刷してもよい
し、表示部１３の色と地色を変えて重ねて印刷するもの
であっても良い。単体シート１０は、透明材料であるか
ら裏面から印刷のインクの色を表示部１３として使用で
きる。

【００１４】この印刷層１１の印刷は、シルク印刷等の
公知の印刷手段で行う。単体シート１０は、平板である
ためにこの表面上への印刷は特別な治具が必要でなく容
易に印刷できるメリットがある。単体シート１０の上下
位置には、位置決め孔１２が配置されている。単体シー
ト１０の各印刷層１１の表示部１３をキー群７として使
用するために、各表示部１３を裏面側から後述する熱成
形により凸状に熱成形される。単体シート１０の裏側か
ら凸状に熱成形された部分は、押ボタン４となりこの表
側は指接触部９となる。

【００１５】（熱成形）次に、キーシートの成形を圧空
成形（プレッシャ成形）で行った場合の成形手順につき
説明する。図３は単体シート１０に突状の裏面側となる
凹状部を成形する工程の説明図である。印刷が完了した
単体シート１０の印刷層１１を下面になるように、下金
型１５上に載置する。この下金型１５への単体シート１
０の載置は、印刷層１１の表示部１３に対応して熱成形
用凸部１６が形成された位置に配置する。

【００１６】下金型１５の直上には、下金型１５の熱成
形用凸部１６に対応して加熱板（別部材で構成しても良
い。）を兼用した上金型１７が配置されている。単体シ
ート１０の下金型１５への位置決めは、単体シート１０
の位置決め孔１２に位置決めピン（図示せず）を係合さ
せて行う。次に単体シート１０に上金型１７を圧接させ
ると共に、単体シート１０を加熱し軟化させる。

【００１７】軟化された状態の単体シート１０の上面
に、上金型１７側から１ｋｇ／ｃｍ²以下の圧縮空気
（図示せず）を供給しつつ、下金型１５の下方からは熱
成形用凸部１６内の空気を排気させて単体シート１０の
下面側を吸引する。この吸引と加熱により、各表示部１
３に対応した複数のシート凹状部１４が形成される。こ
れにより、単体シート１０の各表示部１３がシート凹状
部１４の底面内側（凸状の裏面）に位置し、その反対側
の表面が押ボタン４の指接触部９、すなわち押ボタン４
の外皮となる成形シート１９として形成される。

【００１８】なお、この指接触部９は、押ボタン４の形
状に合わせて成形されるものであり、四角形状、円形状
又は楕円形状等の任意の形に形成される。また、単体シ
ート１０の熱成形は、前述した圧空成型ではなく、熱可
塑性合成樹脂である単体シート１０を金型上に固定し、
ヒータで加熱して軟化したシートを真空で型に吸付けて
成形する真空成形であっても良い。単体シート１０から
成形シート１９を成形する熱成形方法は、各種の方法が
周知であり前述したような成形が可能であれば、いかな
る成形方法であっても良い。

【００１９】（キー内部の射出成形）図４は、成形シー
ト１９に形成された各シート凹状部１４内に射出成形に
より樹脂が充填される工程の説明図である。可動側型板
２０のキャビティ１８に形成されたキャビィティ凹部２
２に、成形シート１９の指接触部９を挿入配置する。成
形シート１９をキャビィティ凹部２２に挿入させた状態
で可動側型板２０に載置し、この状態で固定側型板２５
を圧接させる。可動側型板２０と固定側型板２５とを圧
着した状態で、成形シート１９の各シート凹状部１４に
固定側型板２５で空間が形成されキャビティ１８を構成
する。

【００２０】このキャビティ１８にゲート２６を介して
溶融樹脂２７が供給され、これが成形シート１９の面と
面一に充填されて凸状のキー群７を配設したキーシート
２４が完成する（図５の切断線２３がない状態のも
の）。なお、必要に応じて一部のシート凹状部１４は、
内部が空洞の状態にしておくこともある。シート凹状部
１４に充填される合成樹脂は、エンジニアリングプラチ
チック又は合成樹脂エラストマー等の押ボタンに要求さ
れる特性によって任意に選択する。好ましくは、成形シ
ート１９と射出される溶融樹脂２７とは、相互に熱溶着
する合成樹脂材料を選択して用いた方が望ましい。

【００２１】キーシート２４は、余分な部分を切断して
１個単位の押ボタン４として切断する必要がある。しか
しながら、キーシート２４を押ボタン４として１個単位
に切断してしまうと、バラバラになるのでこの押ボタン
４をこの後の工程である射出成形金型内で整列させるの
に人手、ロボットで整列させる必要がある。このとき押
ボタン４が入れ替わったりすることもあり、これをチェ
ックする等の余分な工程が必要となる。

【００２２】図５は、キーシート２４をレーザ光で切断
した後の平面図である。キーシート２４は、レーザ切断
装置（図示せず）によりレーザ光で切断線２３に沿って
溶断により切断される。切断線２３は、一定の溝幅を有
しており成形された押ボタン４の外周に沿って切断され
る。切断線２３の形状は、レーザ切断装置に備えられた
ＮＣ装置により制御されるので、任意の形状に選択でき
る。

【００２３】ただし、切断線２３の一部は切断されずに
残っており、各押ボタン４間は連結部２１として残され
ている。図６は、レーザ切断装置により切断線２３に沿
って切断され、切屑を除去した後のものであり、連結部
２１に連結されたキー群７のみとなる。

【００２４】（制御パネルへのキーの組立）次に、この
切断されたキー群７を一体にして制御パネル３６をつく
る。図７に示すように、前述したキー群７は、射出成形
金型３０の移動側型板３１内に挿入される。移動側型板
３１と固定側型板３２との間のキャビティ３３には、ゲ
ート３４を通して溶融樹脂が射出される。キャビティ３
３は、キー群７を弾性的に支持するための押ボタン支持
体３５を構成する。押ボタン支持体３５は、合成樹脂弾
性体（エラストマー）で構成される。望ましくは、押ボ
タン支持体３５はキー群７と一体に射出成形金型３０内
で熱融着される素材から選択されたものが良い。こうし
て作られたキー群７と押ボタン支持体３５とが一体に組
立てられて制御パネル３６を作る。

【００２５】制御パネル３６を前述した携帯用電話器１
に組み込むときの組立方法を示す。図８は、制御パネル
３６を携帯電話のケースカバー３に固定したときの状態
を示す断面図である。制御パネル３６の各押ボタン４が
ケースカバー３の開口部８から突出するように挿入配置
される。ケースカバー３の内部の裏面には、各開口部８
を囲むようにリブ４０が形成されている。

【００２６】リブ４０の端面４１には、制御パネル３６
の連結部２１及び押ボタン支持体３５が熱溶着されてい
る。この熱溶着は超音波溶着であり、超音波溶着は超音
波振動エネルギを連結部２１及び押ボタン支持体３５に
与えると、リブ４０の端面４１と制御パネル３６の接合
面で機械的振動に変化し、接合面に摩擦熱を発生させ、
その部分を溶融させて溶着して、両者を溶着する。

【００２７】なお、この制御パネル３６とケースカバー
３との連結は、超音波溶着に限らず他の方法であっても
良い。例えば、リブ４０の端面４１に突起を形成し、こ
の突起に制御パネル３６に形成した孔を挿入し、突起を
熱かしめする方法である。

【００２８】ケースカバー３と制御パネル３６とは、一
体にユニット化され、しかもリブ４０の端面４１と制御
パネル３６の押ボタン支持体３５の接合が熱溶着されて
いるので、外部から電子機器の内部に異物、湿気等が侵
入することがない。押ボタン４は、アクチュエータ４２
を介してプリント基板４３上に搭載されたスイッチング
素子４４等を駆動する。このとき、主に合成樹脂弾性体
で作られている押ボタン支持体３５の部分が弾性変形す
る。

【００２９】［その他の実施の形態］前記実施の形態で
は、携帯電話のケースカバーに押ボタンが配置されてい
る例を説明したが、他の部材であっても押ボタンを支持
するものであれば同様の機能を果たすものであれば良
い。従って、本発明ではこれらの部材を総称して制御パ
ネルとも称する。前記実施の形態では、キーシート２４
を切断した後のキー群７と押ボタン支持体３５とは、射
出成形金型内で一体に熱融着するものであった。

【００３０】しかしながら、シート状の押ボタン支持体
３５とキー群７とを接着剤、又は超音波により溶着させ
て一体とする方法であっても良い。同様に、制御パネル
３６とケースカバー３との連結は、前述した超音波溶
着、熱かしめに限らず接着剤、ネジ固定等の方法であっ
ても良い。前述したキーシート２４の切断は、レーザ光
で切断するものであったが、紙の型切断等で使用されて
ナイフ作用によって切断する押し刃による切断であって
も良い。

【００３１】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明は、比較的
少ない工程で機密性の良い制御パネルが製造できる。ま
た、押ボタンをバラバラにせずに１群のものとしてユニ
ット単位で取り扱いができるので、生産性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のが採用された携帯用電話器の
斜視図である。

【図２】図２は、押ボタンの外皮となる印刷された単体
シートの平面図である。

【図３】図３は、単体シートから成形シートに熱成形す
る工程の説明図である。

【図４】図４は、成形シートからキーシートの製造プロ
セスを示す射出成形金型の断面図である。

【図５】図５は、切断されたキーシートの平面図であ
る。

【図６】図６は、複数の押ボタンが連結部により連結さ
れたキー群を示す平面図である。

【図７】図７は、キー群から制御パネルを射出成形によ
り成形するときの射出成形金型の断面図である。

【図８】図８は、制御パネルをケースカバー取付けた状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…携帯用電話器 ２…電話器本体 ３…ケースカバー ４…押ボタン ７…キー群 ８…開口部 ９…指接触部 １０…単体シート １１…印刷層 １３…表示部 １４…シート凹状部 １５…金型 １８…キヤビテイ １９…押ボタン外皮 １９…成形シート ２１…連結部 ２３…切断線 ２４…キーシート ３５…押ボタン支持体 ３６…制御パネル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート（１０）を成形して外皮とした複数
   の押ボタン（４）と、 前記押ボタン（４）を互いに連結するために前記シート
   （１０）の一部を残した連結部（２１）と、 前記押ボタン（４）を弾性的に撓んで支持し前記押ボタ
   ン（４）と一体化された押ボタン支持体（３５）とから
   なるシート成形押ボタンを備えた制御パネル。
2. 【請求項２】請求項１に記載のシート成形押ボタンを備
   えた制御パネルにおいて、 前記押ボタン（４）と前記押ボタン支持体（３５）とは
   射出成形による熱溶着により一体に固定されていること
   を特徴とするシート成形押ボタンを備えた制御パネル。
3. 【請求項３】シート（１０）を熱成形により、押ボタン
   外皮となる複数の凹部からなる成形シート（１９）を成
   形し、 前記成形シート（１９）を射出成形金型（２０，２５）
   内に挿入して前記凹部に溶融樹脂を充填してキーシート
   （２４）を成形し、 前記キーシート（２４）を押ボタン（４）の１個単位に
   連結部（２１）を残してキー群（７）とするために切断
   し、 前記キー群（７）の各前記押ボタン（４）を弾性的に撓
   んで支持するための押ボタン支持体（３５）とを一体に
   したことを特徴とするシート成形押ボタンを備えた制御
   パネルの製造方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載のシート成形押ボタンを備
   えた制御パネルの製造方法において、 前記押ボタン支持体の一体工程は、射出成形で行うこと
   を特徴とするシート成形押ボタンを備えた制御パネルの
   製造方法。
5. 【請求項５】請求項３又は４に記載のシート成形押ボタ
   ンを備えた制御パネルの製造方法において、 前記切断は、レーザ光で切断するものであることを特徴
   とするシート成形押ボタンを備えた制御パネルの製造方
   法。