JP2005174638A - 押釦スイッチ用カバー部材の製造方法、キートップの整列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型電気・電子機器で使用される押釦スイッチを製作する場合に有効な、押釦スイッチ用カバー部材の製造方法及びその製造方法に使用するキートップの整列装置を提供する。
【解決手段】 隣り合う複数のキートップ１が予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する接続片２にて一体化されたキートップ群３を成形し、キートップ群３の接続片２を切断して複数のキートップ１を独立させた後、キートップ群３の隣り合う複数のキートップ１同士の間隔を狭めるエアースータ（整列装置）１６を介して、使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされた凹部１２ｂを有する整列治具１３に独立した複数のキートップ１をセットし、別途成形したシート状の弾性部材５と整列治具１３に納められた独立した複数のキートップ１とを接着固定して、シート状の弾性部材５の表面に複数のキートップ１を配置固定する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、複数のキートップが一体成形されたキートップ群からキートップ同士を接続する接続片を切断して得られる独立した複数のキートップを、成形時の間隔より狭い使用形態の間隔でシート状の弾性部材に接着固定して押釦スイッチ用カバー部材を完成するための製造方法とその製造方法に使用するキートップの整列装置に関する。

複数のキートップが一体成形されたキートップ成形体を使用形態と同じ配列同じ間隔に組み立てる方法としては、情報処理機器の入力装置として用いられるキーボードにおける事例が知られている（特許文献１を参照のこと）。

代表的には、キーボードにおいては、押釦スイッチが上下左右１９．０５ｍｍピッチで配列され、それぞれの押釦スイッチに嵌着されたキートップの天面には入力できる信号を示す文字や記号が表示されており、その配列には一定の順序がある。また、キーボードは可動部とスイッチ素子部とで構成されてなる複数の押釦スイッチと可動部を上下動可能に抱持するパネルとスイッチ素子部を背面から支承する基板とを備えている。

そこで、この従来の技術では、キーボードを構成する押釦スイッチが有する可動部のそれぞれに嵌着される複数のキートップが、キートップの間を所定の間隔で連結する連結桟とともに同一樹脂を用いて一体成形され、連結桟がキートップの嵌着に際してキートップとの連結部及び中間において折り曲げが可能で、かつ、嵌着後はキートップとの連結部から折り取り可能な形状を備えることで、嵌着に先立ってキートップを順序通り配置する配慮の必要がなく嵌着時の押釦スイッチの可動部との位置合わせが容易になる。しかも、嵌着に際しキートップの向きを確認する必要がなく嵌着後のキートップの向きや配列順序の確認が不要になるとともに、キートップの嵌着後に連結桟に捻りを加えることによって連結桟を折り取ってしまうことができるので、結果として、所望する順序で文字や記号が予め配列され組立を容易にできる利点がある。
特開平７−７８０４６号公報

しかしながら、上述した従来の技術にあっては、隣り合うキートップ同士を連結する連結桟のキートップとの連結部及び中間において折り曲げが可能で、かつ、嵌着後はキートップとの連結部から折り取り可能な形状を実現するために十分な空間が必要となり、隣り合うキートップの間隔が小さくてキートップの高さ方向の大きさも制限される携帯電話、携帯端末、携帯ゲーム機器、リモコン等の小型電気・電子機器で使用される押釦スイッチに適用することができないといった問題がある。また、押釦スイッチが上下左右１９．０５ｍｍピッチで配列されるキーボードでは、隣り合うキートップを連結する連結桟を折り取る操作を行うための空間は存在するが、小型電気・電子機器で使用される押釦スイッチでは大きさの制限からそのための空間も確保できないといった問題がある。

そこで、この発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消した、小型電気・電子機器で使用される押釦スイッチを製作する場合に有効な、押釦スイッチ用カバー部材の製造方法及びその製造方法に使用するキートップの整列装置を提供することを課題とする。

この発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採った。

請求項１に記載の押釦スイッチ用カバー部材の製造方法の発明は、隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する接続片にて一体化されたキートップ群を成形し、該キートップ群の前記接続片を切断して前記複数のキートップを独立させた後、前記キートップ群の隣り合うキートップ同士の間隔を狭める整列装置を介して使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされた凹部を有する整列治具に前記独立した複数のキートップをセットし、別途成形したシート状の弾性部材と前記整列治具に納められた前記独立した複数のキートップとを接着固定して、前記シート状の弾性部材の表面に複数のキートップが配置固定された一体物としての押釦スイッチ用カバー部材を形成するようにしたことを特徴としている。

請求項２に記載のキートップの整列装置の発明は、隣り合う複数のキートップが一体化されたキートップ群の接続片を切断することのできるカット治具から、前記複数のキートップを納めることのできる凹部を有する整列治具へ、前記接続片の切断された独立した複数のキートップを搬送するキートップの整列装置において、前記キートップ群は、前記隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する前記接続片にて一体化されたものであって、前記整列治具の前記凹部は使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされたものであり、前記カット治具から前記整列治具への前記独立した複数のキートップの搬送が３次元に移動可能なロボットハンドで行うものであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、隣り合う複数のキートップが一体化されたキートップ群の接続片を切断することのできるカット治具から、前記複数のキートップを納めることのできる凹部を有する整列治具へ、前記接続片の切断された独立した複数のキートップを搬送するキートップの整列装置において、前記キートップ群は、前記隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する前記接続片にて一体化されたものであって、前記整列治具の前記凹部は使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされたものであり、前記カット治具から前記整列治具への前記独立した複数のキートップの搬送が３次元に移動可能なエアーシュータで行うものであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて、前記整列治具の前記凹部と前記カット治具の前記独立した複数のキートップが納められている凹部とは一対一で対応しており、前記エアーシュータにおける前記独立した複数のキートップの搬送力は、前記整列治具の前記凹部に形成されている吸引口に接続された吸引装置の吸引力により発生させていることを特徴としている。

この発明は、以上の構成により、以下のような作用を生じる。

請求項１に記載の発明は、隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置にされているキートップ群から不要な接続片を切断した後に、隣り合うキートップ同士の間隔を整列装置を介して使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされた整列治具の凹部に複数のキートップがセットされ、その後、整列治具の凹部から露出しているキートップの底面部に接着剤を塗布して別途成形したシート状の弾性部材との接着を可能とする。

請求項２に記載の発明は、隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置にされているキートップ群から不要な接続片を切断した後に、高い精度で３次元方向の制御が可能なロボットハンドにより隣り合う複数のキートップ同士の間隔を使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされるので、正確な位置決めが実行される。

請求項３に記載の発明は、隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置にされているキートップ群から不要な接続片を切断した後に、エアーシュータに接続されている吸引装置の吸引力により複数のキートップが使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされている整列治具の凹部に吸引されて所定の位置に納まる。

請求項４に記載の発明は、請求項３の作用に加えて、整列治具の凹部に設けた吸引口に接続された吸引装置の吸引力により、最短距離を移動して、使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされている整列治具の凹部まで搬送されて所定の位置に納められる。

請求項１に記載の発明によれば、複数のキートップの一体成形時のキートップ同士の大きな間隔を使用形態時のキートップ同士の小さな間隔に変更する整列装置を採用しているため、キートップの材料である樹脂の性質や金型の製作上の問題から必要となる隣り合う複数のキートップ同士の成形時の間隔を守りながら、押釦スイッチを使用する使用形態における極めて小さな間隔の配置を実現した小型電気・電子機器で使用する押釦スイッチ用カバー部材が完成する。

請求項２に記載の発明によれば、ロボットハンドによって独立した複数のキートップをカット治具からシート状の弾性部材を接着するための整列治具へ搬送する際に３次元での正確な移動が可能となるから、最適な搬送経路を決定することができるので、短時間で正確な使用形態の間隔への整列が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、エアーシュータによって独立した複数のキートップをカット治具からシート状の弾性部材を接着するための整列治具へ搬送する際に複雑な機構を使わずに３次元の移動が可能となるから、高価な設備を必要とせずに使用形態の極めて小さな間隔への整列が可能となり、押釦スイッチ用カバー部材のコスト上昇を抑制できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加えて、カット治具から整列治具へのキートップの搬送に際して、整列治具の凹部に固定するために使用している吸引力発生のための設備を使用できるので、独立した複数のキートップを整列治具へ搬送するための構造を一から構築する手間が省けるため、押釦スイッチ用カバー部材のコスト上昇をより一層抑制できる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を示すが、これに限定されることなく、課題を解決するための手段に記載した範囲で種々の設計変更が可能である。

まず、この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の製造方法について説明する。

図１は、この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材を製作する際の中間材であるキートップ群の平面図である。図２は、この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の製造方法によって得られた押釦スイッチ用カバー部材の平面図である。図３は、図２に示した押釦スイッチ用カバー部材のＡ−Ａ断面図である。

小型電気・電子機器に使用する押釦スイッチに必要とされる押釦スイッチ用カバー部材を製作するには、まず、複数のキートップ１，１，１，・・・が予め使用形態と同じ配置にレイアウトされ、かつ成形に適した間隔を保持する接続片２，２，２，・・・にて一体化されたキートップ群３が成形される。通常この一体化されている段階で、キートップ１の天面には必要とされる入力信号を示す文字や記号等の表示部４が印刷等の手段により形成される。また、その表示部４が形成された個々のキートップ１は使用状態の配置と同じであって、一体成形された段階では、成形性の問題から隣り合うキートップ同士の間隔が使用状態の間隔よりも大きめになっている。

一方、キートップ１を押圧したときの適度な操作感を発生するためや防水性を考慮して、シート状の弾性部材５が必要な大きさに成形される。このシート状の弾性部材５は、個々のキートップ１に対応する位置の裏面側には、個々のキートップ１が独立して上下動可能となるようにするための薄肉可動部６を有しており、薄肉可動部６を有するドーム状部の中央部には図示しない基板上に配置された接点部材を押圧することのできる押圧凸部７が設けられている。押圧凸部７には、例えば導電性材料が印刷され、基板上の接点部材とその導電性材料が接触することで所望の回路の開閉を実現することができるものとなっている。

次に、シート状の弾性部材５とキートップ１とを一体化して押釦スイッチ用カバー部材８を完成するには、両者の位置決めを行ってから両者を一対にするための接着加工が行われる。

そこで、以下に接着加工の前に行われる位置決め作業について説明する。

図４は、複数のキートップを一体成形したキートップ群から接続片及び一体成形に必要なゲートを切断した状態の平面図である。図５は、キートップ群から切り離された複数のキートップを使用状態の間隔に整列し直した状態の平面図である。

キートップ群３から接続片２及び一体成形に必要なゲート９やランナー１０等を切断すると、図４に示したように、複数のキートップが使用状態と同じ配置のまま、独立した状態となる。

次に、図４に示した状態から図５の使用状態と同じ配置同じ間隔の状態にするために、隣り合うキートップ同士の間隔を狭める整列工程が必要となる。

図４に示した１２個のキートップ１，１，１，・・・を整列する場合には、例えば、数字の「５」が表示されているキートップ１を基準にして、隣り合うキートップ同士の間隔が図５のような使用形態の極めて間隔の狭い配列になるように、数字の「５」が表示されているキートップ１の回りに寄せ集めることが必要となる。

次に、整列工程で使用する整列装置について説明する。

図６は、整列装置としてロボットハンドを使用した場合の整列工程を示した概念図である。

隣り合う複数のキートップ１，１，１，・・・が一体化されたキートップ群３の接続片２及びゲート９やランナー１０を切断した状態では、カット治具１１の凹部１２ａ内にキートップ１が納められている。そこで、カット治具１１の凹部１２ａから先端に吸着具を備えたロボットハンド（図示せず）によってキートップ１を取り出した後、使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされた凹部１２ｂを形成した整列治具１３まで搬送し、それぞれのキートップ１が対応する整列治具１３の凹部１２ｂへ移し替える。このとき、キートップ１がロボットハンドの吸着具から離脱して整列治具１３の凹部１２ｂへ納まって凹部１２ｂ内に固定された状態にすることが必要になる。そのためには、整列治具１３の凹部１２ｂの底面には、予め外部の吸引装置（図示せず）に接続するための吸入孔１４を設けておき、整列治具１３の凹部１２ｂにキートップ１が納まった時点で外部の吸引装置からの吸引力を吸引孔１４へ導入することとし、その後、ロボットハンドの吸着具の吸引力を停止させるようにすればよい。

以上のように、整列装置としてロボットハンドを使用した場合には、隣り合う複数のキートップ１，１，１，・・・が予め使用形態と同じ配置にされているキートップ群３から不要な接続片２を切断した後に、高い精度で３次元方向の制御が可能なロボットハンドにより隣り合う複数のキートップ１，１，１，・・・同士の間隔を使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされるので、正確な位置決めが実行される。

図７は、整列装置としてエアーシュータを使用した場合の整列工程を示した概念図である。

隣り合う複数のキートップ１，１，１，・・・が一体化されたキートップ群３の接続片２及びゲート９やランナー１０を切断して、複数の独立したキートップ１，１，１，・・・がカット治具１１の凹部１２ａ内に納められている点は、ロボットハンドによる整列工程と同じである。

ロボットハンドによる整列工程と異なるのは、カット治具１１の凹部１２ａと整列治具１３の凹部１２ｂとが互いに向かい合うように配置し、カット治具１１と整列治具１３との間にキートップ１の平面形状より僅かに大きな横断面を有する搬送通路１５を備えたエアーシュータ１６を介在させている点である。

カット治具１１の凹部１２ａと整列治具１３の凹部１２ｂとは一対一に対応しており、カット治具１１のすべての凹部１２ａが整列治具１３のすべての凹部１２ｂと搬送通路１５を介して繋がっている。

そこで、凹部１２ａ内に複数の独立したキートップ１，１，１，・・・が納められているカット治具１１に対向させて、キートップ１が凹部１２ｂに納められていない整列治具１３を配置させた状態で、整列治具１３の凹部１２ｂに設けている吸引孔１４に外部の吸引装置（図示せず）からの吸引力を導入する。すると、吸引装置の吸引力がエアーシュータ１６の搬送通路１５を介してカット治具１１の凹部１２ａに納められているキートップ１に作用し、その結果、カット治具１１の凹部１２ａ内のキートップ１が整列治具１３側に引き寄せられて、整列治具１３の凹部１２ｂに納められることとなる。

以上のように、整列装置としてエアーシュータ１６を使用した場合には、隣り合う複数のキートップ１，１，１，・・・が予め使用形態と同じ配置にされているキートップ群３から不要な接続片２を切断した後に、エアーシュータ１６に接続されている吸引装置の吸引力により、最短距離を移動して、複数のキートップ１，１，１，・・・が使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされている整列治具１３の凹部１２ｂに吸引されて所定の位置に納まる。

次に、キートップとシート状の弾性部材との接着工程について説明する。

図８は、複数の独立したキートップとシート状の弾性部材とを一体化する接着工程を示した概念図である。

カット治具１１からロボットハンドやエアーシュータ１６等の整列装置を介して整列治具１３の凹部１２ｂに納められた複数の独立したキートップ１，１，１，・・は、整列治具１３と対向した状態で位置決めされるシート状の弾性部材５の固定治具１７と組み合わせることで、別途必要な形状に成形されたシート状の弾性部材５と一体化させる接着工程が施される。

固定治具１７には、予めシート状の弾性部材５の裏面側形状に対応する形状を有する嵌合部１８が形成されており、シート状の弾性部材５の押圧凸部７に対応した位置には、シート状の弾性部材５を真空吸着するするための吸着孔１９が形成されている。

整列治具１３と固定治具１７とは、キートップ１の中心とシート状の弾性部材５の薄肉可動部６を有するドーム状部の中心（押圧凸部７）とが一致するように、整列治具１３の凹部１２ｂと固定治具１７の嵌合部１８が向き合った状態で、整列治具１３と固定治具１７とに設けたガイドピン（図示せず）とこのガイドピンに嵌合するブッシュ（図示せず）との案内作用により、水平方向での位置関係が変わることなく互いに近づけたり離したりできるようになっている。

そこで、キートップ１の底面部又はシート状の弾性部材５の薄肉可動部６を有するドーム状部の外表面に接着剤を塗布してから、キートップ１の底面部とシート状の弾性部材５の薄肉可動部６を設けたドーム状部の外表面とを圧着させることで、キートップ１とシート状の弾性部材５とが接着剤を介して一体化される。そして、シート状の弾性部材５を吸着していた固定治具１４の吸着孔１９から空気を噴出して、シート状の弾性部材５を固定治具１４から解放し、固定治具１４を整列治具１３から退避させる。その後、接着剤の硬化を待って、複数のキートップ１，１，１，・・・とシート状の弾性部材５とが一体化された押釦スイッチ用カバー部材８が整列治具１３から取り出す。

なお、表示部４の視認性及び押圧した際の指の感触を良好なものとするため、一般に、キートップ１にはポリカーボネート等の硬質樹脂が使用されるとともに、シート状の弾性部材５には弾性特性を考慮してシリコーンゴムが使用されることが多い。このような異種材料同士の接着にあっては、接着剤のみで十分な接着力を付与することが難しいので、必要に応じて、接着剤を塗布する前に接着表面の改質及び接着力の向上を図るために、プライマーを塗布することが好ましい。

複数のキートップ１，１，１，・・・がシート状の弾性部材５の所定の位置に接着固定されて両者が一体化された状態で、押釦スイッチ用カバー部材８の一態様が完成する。また、別の態様としては、その後に、押圧凸部７の表面に導電性材料を塗布することで可動接点を形成することも考えられる。

この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材を製作する際の中間材であるキートップ群の平面図である。 この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の製造方法によって得られた押釦スイッチ用カバー部材の平面図である。 図２に示した押釦スイッチ用カバー部材のＡ−Ａ断面図である。 この発明に係るキートップ群から接続片及び一体成形に必要なゲートを切断した状態の平面図である。 この発明に係るキートップ群から切り離された複数のキートップを使用状態の間隔に整列し直した状態の平面図である。 この発明に係る整列装置としてロボットハンドを使用した場合の整列工程を示した概念図である。 この発明に係る整列装置としてエアーシュータを使用した場合の整列工程を示した概念図である。 この発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の製造方法による複数の独立したキートップとシート状の弾性部材とを一体化する接着工程を示した概念図である。

符号の説明

１ キートップ
２ 接続片
３ キートップ群
５ シート状の弾性部材
６ 薄肉可動部
７ 押圧凸部
８ 押釦スイッチ用カバー部材
１１ カット治具
１２ａ，１２ｂ 凹部
１３ 整列治具
１４ 吸入孔
１５ 搬送通路
１６ エアーシュータ（整列装置）

Claims (4)

1. 隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する接続片にて一体化されたキートップ群を成形し、該キートップ群の前記接続片を切断して前記複数のキートップを独立させた後、前記キートップ群の隣り合うキートップ同士の間隔を狭める整列装置を介して使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされた凹部を有する整列治具に前記独立した複数のキートップをセットし、別途成形したシート状の弾性部材と前記整列治具に納められた前記独立した複数のキートップとを接着固定して、前記シート状の弾性部材の表面に複数のキートップが配置固定された一体物を形成するようにしたことを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材の製造方法。
2. 隣り合う複数のキートップが一体化されたキートップ群の接続片を切断することのできるカット治具から、前記複数のキートップを納めることのできる凹部を有する整列治具へ、前記接続片の切断された独立した複数のキートップを搬送するキートップの整列装置において、
   前記キートップ群は、前記隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する前記接続片にて一体化されたものであって、前記整列治具の前記凹部は使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされたものであり、前記カット治具から前記整列治具への前記独立した複数のキートップの搬送が３次元に移動可能なロボットハンドで行うものであることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材の製造方法に使用するキートップの整列装置。
3. 隣り合う複数のキートップが一体化されたキートップ群の接続片を切断することのできるカット治具から、前記複数のキートップを納めることのできる凹部を有する整列治具へ、前記接続片の切断された独立した複数のキートップを搬送するキートップの整列装置において、
   前記キートップ群は、前記隣り合う複数のキートップが予め使用形態と同じ配置でかつ成形に適した間隔を保持する前記接続片にて一体化されたものであって、前記整列治具の前記凹部は使用形態と同じ配置同じ間隔で位置決めされたものであり、前記カット治具から前記整列治具への前記独立した複数のキートップの搬送が３次元に移動可能なエアーシュータで行うものであることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材の製造方法に使用するキートップの整列装置。
4. 前記整列治具の前記凹部と前記カット治具の前記独立した複数のキートップが納められている凹部とは一対一で対応しており、前記エアーシュータにおける前記独立した複数のキートップの搬送力は、前記整列治具の前記凹部に形成されている吸引孔に接続された吸引装置の吸引力により発生させていることを特徴とする請求項３に記載の押釦スイッチ用カバー部材の製造方法に使用するキートップの整列装置。

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