JP2005197109A - キートップ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 キートップとゴム製成形基体との間の接合強度を向上して、キートップとゴム製成形基体との間の剥離を防止し易く、耐久性に優れたキートップ構造体を提供する。
【解決手段】 突部１４を有する立体的形状に成形されたゴム製成形基体１５と、突部１４に配置された硬質樹脂製のキートップ１７とを備え、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６とキートップ１７の接合面１８とが接着剤１９により接着されており、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６に窪み部３０を備え、窪み部３０に接着剤１９を存在させることにより、接着剤１９とゴム製成形基体１５との接触面積を接着剤１９とキートップ１７との接触面積より大きくした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、各種の押釦スイッチ等に用いるキートップ構造体に係り、詳しくは、押圧面を構成する硬質樹脂製のキートップを、弾性変形可能なゴム製成形基体に接着剤を用いて接合一体化したキートップ構造体に関するものである。

従来、携帯電話、リモコンスイッチ等の各種の押釦スイッチには種々のキートップ構造体が用いられており、キートップ構造体として、突部を有する立体的形状に成形されたゴム製成形基体と、このゴム製成形基体の突部に接合された硬質樹脂製のキートップとを備えたものが多数知られている。

このようなキートップ構造体では、キートップが接着剤によりゴム製成形基体の突部に接合されているものが多く、例えば、下記特許文献１及び２に記載のキートップ構造体２０では、図５に示すように、キートップ２１の平坦な裏面２１ａとゴム製成形基体２２の突部（台座部）２３の平坦な頂面２３ａとが接着剤２４で接着されている。また、下記特許文献３及び４に記載のキートップ構造体２５では、図６に示すように、キートップ２６の裏面に形成された凹部２６ａにゴム製成形基体２７の突部（台座部）２８の頂部２８ａを嵌合させて、その内部が接着剤２９により接着されている。

また、両面テープを介在させることによりキートップとゴム製成形基体とを接着したものも知られている。

このようなキートップ構造体２０，２５は、キートップ２１，２６を押圧してゴム製成形基体２２，２７の突部を弾性変形させることによりキートップ２１，２６の下方に配置された図示しない回路を導通又は切断させるようにして使用される。
特開２００１−３１２９３４号公報 特開平１１−１６７８３５号公報 特開平１１−１４４５８４号公報 特開平１０−２９４０３７号公報

しかしながら、このようにキートップ２１，２６とゴム製成形基体２２，２７とを接着剤２４，２９により接着した従来のキートップ構造体２０，２５では、キートップ２１，２６とゴム製成形基体２２，２７との間の十分な接合強度が得にくく、キートップ２１，２６の押圧操作を繰り返すことにより、キートップ２１，２６とゴム製成形基体２２，２７とが剥離することがあった。

この剥離は、ゴム製成形基体２２，２７の材質に適した接着剤２４，２９を選択したとしても、接着剤２４，２９とゴム製成形基体２２，２７との接着力が不足して、その界面で起こり易かった。特に、ゴム製成形基体２２，２７にシリコーンゴムを用いた場合には、接着剤２４，２９とゴム製成形基体２２，２７との界面の接着力が不足し易かった。

そこで、この発明では、キートップとゴム製成形基体との間の接合強度を向上して、キートップとゴム製成形基体との間の剥離を防止し易く、耐久性に優れたキートップ構造体を提供することを課題とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、突部を有する立体的形状に成形されたゴム製成形基体と、前記突部に配置された硬質樹脂製のキートップとを備え、前記ゴム製成形基体の前記突部の接合面と前記キートップの接合面とが接着剤により接着されたキートップ構造体であって、前記ゴム製成形基体の前記突部の接合面に窪み部を備え、該窪み部に前記接着剤を存在させることにより、該接着剤と前記ゴム製成形基体との接触面積を該接着剤と前記キートップとの接触面積より大きくしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記窪み部は、開口部側の幅より底部側の幅を大きく形成したものであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記ゴム製成形基体の接着面に多数の凹凸を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記ゴム製成形基体がシリコーンゴムからなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ゴム製成形基体の接着剤に窪み部を設けて、この窪み部に接着剤を存在させることによって、接着剤とゴム製成形基体との接触面積を接着剤とキートップとの接触面積より大きくしているので、接着剤のゴム製成形基体に対する接着力がキートップに比べて低くても、ゴム製成形基体の接合面全体の接合強度を接触面積に応じて増加することができる。そのため、キートップ構造体の使用中にキートップとゴム製成形基体との間で剥離することを抑制でき、耐久性を向上することが可能である。

請求項２に記載の発明によれば、窪み部は開口部側の幅より底部側の幅を大きく形成したものであるので、接着剤が窪み部内に滞留して固化或いは硬化すると、接着剤とゴム製成形基体の表面とが接着されると同時に、接着剤がゴム製成形基体の窪み部に機械的に係合した状態となるため、接着剤とゴム製成形基体との間の接合強度をより増加することが可能である。

請求項３に記載の発明によれば、ゴム製成形基体の接着面に多数の凹凸を備えているので、ゴム製成形基体の接合面の接着剤との接触面積をより大きくすることができ、また、接着剤が各凹部に入り込んで固化又は硬化することにより、接着剤とそれぞれ凹部とが機械的に係合されるため、ゴム製成形基体と接着剤との接合強度をさらに増加することが可能である。

請求項４に記載の発明によれば、ゴム製成形基体がシリコーンゴムからなるものは接着剤との十分な接着力を得にくいが、上記のようにすれば、ゴム製成形基体と接着剤との接合強度を増加することができて好ましく適用できる。

以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
［実施の形態１］

図１はこの実施の形態１のキートップ構造体を示す。

このキートップ構造体１０は、例えば、携帯電話の押釦スイッチ、リモコンスイッチ等の操作部分に使用されるものであり、複数の押釦部１１が基部１２に設けられて、基板１３ｂの回路１３ｃ等の上方に配置されている。そして、各押釦部１１を押圧することにより、押釦部１１の裏面側に設けられた接触部１３ａで皿バネ１３ｄを変形させて回路１３ｃに接触させて、スイッチの離接が行なわれるようになっている。なお、図１には、一個の押釦部１１及びその周囲だけが示されている。

このようなキートップ構造体１０は、押釦部１１に対応する数の突部１４を有して立体的形状に成形されたゴム製成形基体１５と、各突部１４の頂部に配置された硬質樹脂製のキートップ１７とを備え、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６とキートップ１７の接合面１８との間が接着剤１９により接着されている。

ゴム製成形基体１５は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴム、天然ゴム、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどからなり、複数の突部１４が平坦な基部１２から面方向に突出した立体的形状に成形されている。このゴム製成形基材１５は、耐久性に優れるなどの理由から、シリコーンゴムからなるものが好適である。

そして、このゴム製成形基体１５の各突部１４では、頂面がキートップ１７を接着するための接合面１６となっており、この接合面１６に窪み部３０が設けられている。この窪み部３０は、ゴム製成形基体１５の突部１４の頂面に対して略直角な側壁面を有する形状に形成されている。

一方、キートップ１７は、ゴム製成形基体１５より硬質の樹脂から板状に形成されており、一方の面が使用時に押圧される押圧部１７ａであるとともに、他方の面が突部１４の接合面１６と対向して接合される平坦な接合面１８となっている。ここでは、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６に窪み部３０が設けられているため、キートップ１７の接合面１８とゴム製成形基体１５の接合面である窪み部３０の表面との間に間隙が設けられており、この部分に接着剤１９を存在させることができるように構成されている。

このようなキートップ１７を構成する硬質の樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン、シクロオレフィンなどを用いることが可能である。また、裏面側の接合面１８に印刷、メッキ、塗装、蒸着，ホットスタンプなどにより形成された加飾層を設ける場合には、加飾層をキートップ１７を通して外部から視認可能にするために、透明性を有する樹脂を用るのがよい。

これらのゴム製成形基体１５とキートップ１７とを接着する接着剤１９は、ゴム製成形基体１５の接合面１６の全面と、キートップ１７の接合面１８の全面に存在させている。なお、この接着剤１９は窪み部３０とこれに対向するキートップ１７の接合面１８の一部とに接する部分だけに存在させることもできる。このようにすれば、接着作業時に接着剤１９の供給量が過剰となった場合でも、ゴム製成形基体１５の接合面１６及びキートップ１７の接合面１８から外側に流出して押釦部１１の周囲から外側に接着剤がはみ出ることを防止しやすい。

このような接着剤１９としては、ゴム製成形基体１５及びキートップ１７の材質などにより適宜選択して使用することができ、例えば、シアノアクリレート系、ウレタン系、エポキシ系、ゴム系、シリコーン系などの接着剤を用いることができる。特に、シリコーンゴムからなるゴム製成形基体１５を用いる場合には、接着剤１９として、シアノアクリレート系、シリコーン系の接着剤を用いることができる。

この接着剤１９を用いて、ゴム製成形基体１５とキートップ１７とを接着するには、例えば、ゴム製成形基体１５の突部１４の窪み部３０に接着剤１９を窪み部３０の容積に応じた量を塗布して接着することができる。

また、接着剤１９の塗布方法としては、スクリーン印刷により、或いはディスペンサーにより供給するなど、状況に応じて適宜選択することが可能である。

このとき、接着力を上げるため、予め、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６にプラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、プライマー処理などの前処理を施しておくのが好ましい。

以上のような構成のキートップ構造体１０によれば、ゴム製成形基体１５の接合面１６に窪み部３０を設けて、この窪み部３０に接着剤１９を存在させることにより、接着剤１９とゴム製成形基体１５との接触面積を、接着剤１９とキートップとの接触面積より大きくしているので、接着剤１９のゴム製成形基体１５に対する接着力がキートップ１７に比べて低くても、ゴム製成形基体１５の接合面１６全体としての接合強度を接触面積に応じて増加することができる。そのため、キートップ構造体１０の使用中にキートップ１７とゴム製成形基体１５との間で剥離するようなことを抑制でき、耐久性を向上することが可能である。
［発明の実施の形態２］

図２はこの実施の形態１のキートップ構造体を示す。

このキートップ構造体１０では、窪み部３０が開口部３０ａ側の幅Ｗ１より底部３０ｂ側の幅Ｗ２が大きく形成されており、逆テ−パーをつけてアンダーカット部を設けた形状となっている。また、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６とキートップ１７の接合面１８の全面に接着剤１９が塗布されており、接着剤１９が両接合面１６、１８全面と接触している。その他は、上記実施の形態１と同様の構成となっている。

このような構成のキートップ構造体１０によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる上に、窪み部３０が開口部３０ａ側の幅より底部３０ｂ側の幅が大きく形成されているので、接着剤１９が窪み部３０内に滞留して固化或いは硬化すると、接着剤１９とゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６の表面とが接着されると同時に、接着剤１９がゴム製成形基体１５の窪み部３０に機械的に係合した状態となる。即ち、固化或いは硬化した接着剤１９がゴム製成形基体１５の接合面１６から離間する方向に移動し難くできる。そのため、接着剤１９とゴム製成形基体１５との間の接合強度をより増加することが可能である。
［発明の実施の形態３］

図３は、この発明の実施の形態３のキートップ構造体を示す図である。

このキートップ構造体１０では、窪み部３０が底部３０ｂ側から開口部３０ａ側に向けて拡開した形状に形成されており、側周面がテ−パー面となっている。また、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６とキートップ１７の接合面１８の全面に接着剤１９が塗布されており、接着剤１９が両接合面１６、１８全面と接触している。その他は、上記実施の形態１と同様の構成となっている。

このような構成のキートップ構造体１０によれば、上記実施の形態１と同じく、窪み部３０により、接着剤１９とゴム製成形基体１５との接触面積を、接着剤１９とキートップとの接触面積より大きくすることができ、ゴム製成形基体１５の接合面１６全体としての接合強度を接触面積に応じて増加することができる。

なお、この発明では、図４に示すように、窪み部３０の内表面に凹凸をつけることも好ましく、例えば、金型面にサンドブラストやエッチングにて多数の凹凸をつけることにより、ゴム製成形基体１５の接合面１６の表面積を更に増加することも可能である。このようにすれば、ゴム製成形基体１５の突部１４の接合面１６の接着剤１９との接触面積をより大きくすることができ、さらに、接着剤１９が各凹部に入り込んで固化又は硬化することにより、接着剤１９とそれぞれ凹部とを機械的に係合させることができ、ゴム製成形基体１５と接着剤１９との接合強度をさらに増加することができる。

以下、この発明の実施例及び比較例について説明する。
［実施例１］

先ず、型締めされた金型に溶融したポリカーボネート系樹脂カリバー３０１−２２〔住友ダウ株式会社製、商品名〕を射出して透明性を有する複数のキートップ１７を射出成形する。

そして、金型を型開きして各キートップ１７の平坦な裏面に、数字や記号等からなる加飾層を紫外線硬化型インキ、レイキュアーＰＦ４００〔十条ケミカル株式会社製、商品名〕で１０μｍの厚さに印刷し、紫外線硬化用ランプから加飾層に紫外線を積算光量５００ｍＪ／ｃｍ²の条件で照射して乾燥・硬化させた。紫外線硬化用ランプとしては、メタルハライドランプ〔Ｄ〕ｂｕｌｂ〔フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン株式会社製、商品名〕を用いた。

加飾層を乾燥・硬化後、複数のキートップ１７間のランナーやゲート等の余剰部分を刃具で切断除去してこれらを分割し、治具に複数のキートップを並べて吸着固定した。

次に、このキートップ１７と接着するゴム製成形基体１５の突部１４の頂面が４ｍｍ角の大きさで、直径２．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの凸面を有する金型を用い、シリコーンゴムコンパウンドＤＹ３２−６０１４Ｕ〔東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名〕１００重量部と架橋剤ＲＣ−８〔同社製、商品名〕０．５重量部とからなる成形材料を投入し、厚さ０．５ｍｍで透明のベース基材を成形温度１８０℃、成形時間５分、成形圧力１８０ｋｇ／ｃｍ²の条件で複数圧縮成形し、複数のゴム製成形基体１５が連結した成形体を成形した。

各ゴム製成形基体１５の突部１４の頂面には、前記凹面に対応する図１に示す形状の窪み部３０を形成した。

この成形体を金型から取り出し、乾燥機を用いて温度２００℃で６０分間熱処理を施して二次架橋を行った。熱処理後、複数のゴム製成形基体１５間の余剰部分を刃具で切断除去し、これらを分割することにより、複数のゴム製成形基体１５を得て、治具にこれらの複数のゴム製成形基体１５を並べて吸着固定した。

そして、前記のようにして、治具に固定された各ゴム製成形基体１５の窪み部３０側にシアノアクリレート系瞬間接着剤ＰＰＸ〔セメダイン株式会社製、商品名〕をディスペンサーで塗布し、各キートップ１７の接合面１８と接着してキートップ構造体を得た。
［実施例２］

キートップ１７を接着するゴム製成形基体１５の頂面が４ｍｍ角の大きさで、２．５ｍｍ角、深さ０．５ｍｍの凸面を持つ金型により、図２に示すような窪み部３０を有するゴム製成形基体１５を成形した。窪み部３０の対角する２面は逆テ−パー１５度の面で、残りがテ−パー２度の面であった。

このようなゴム製成形基体１５を用い、実施例１と同様にキートップ構造体を製造した。
［実施例３］

キートップ１７を接着するゴム製成形基体１５の頂面が４ｍｍ角の大きさで、２．５ｍｍ角、深さ０．５ｍｍの凸面を持つ金型により、図３及び図４に示すような窪み部３０を有するゴム製成形基体１５を成形した。また、金型の凸部にサンドブラストで微細な凹凸を形成して用いた。窪み部３０の各側面のテ−パーは３０度で、内表面全体に微細な凹凸が付与されていた。

このようなゴム製成形基体１５を用い、実施例１と同様にキートップ構造体を製造した。
［比較例１］

実施例１と同一のキートップ１７と、突部１４の頂面に窪み部３０が形成されておらず、平坦な頂面を有する他は、実施例１と同じゴム製成形基体を用いて、実施例１と同様にしてキートップ構造体を製造した。
［評価結果］

実施例１〜３及び比較例１により得られたキートップ構造体を所定の検査治具に載せて、ゴム製成形基体とキートップとの間の剥離強度を比較した。

測定には、荷重測定器ＦＧＣ−２〔日本電産シンポ株式会社製、商品名〕を用い、９０度剥離テストを行った。

結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜３のキートップ構造体では、ゴム製成形基体と接着剤との接合強度が上がり、シリコーンゴムが破壊する状態まで接着力を向上することがことができた。また、製造過程においても、ディスペンサーでの注入時に接着剤が流れ出すことがないため、作業性も良くなるとともに、接着剤のはみ出しも生じなかった。

一方、比較例１のキートップ構造体では、ゴム製成形基体と接着剤との接合強度が不足するため、ゴム製成形基体と接着剤との界面での剥離が生じた。また、接着剤のはみ出しが生じ易かった。

この発明の実施の形態１のキートップ構造体の押釦部の縦断面図である。 この発明の実施の形態２のキートップ構造体の押釦部の縦断面図である。 この発明の実施の形態３のキートップ構造体の押釦部の縦断面図である。 この発明の実施の形態３のキートップ構造体の押釦部の変形例を示す部分縦断面図である。 従来のキートップ構造体の押釦部の縦断面図である。 従来の他のキートップ構造体の押釦部の縦断面図である。

符号の説明

１０，２０，２５ キートップ構造体
１１ 押釦部
１２ 基部
１４，２３，２８ 突部（台座部）
１５，２２，２７ ゴム製成形基体
１６ 接合面
１７，２１，２６ キートップ
１８ 接合面
１９，２４，２９ 接着剤
３０ 窪み部
３０ａ 開口部
３０ｂ 底部

Claims (4)

1. 突部を有する立体的形状に成形されたゴム製成形基体と、前記突部に配置された硬質樹脂製のキートップとを備え、前記ゴム製成形基体の前記突部の接合面と前記キートップの接合面とが接着剤により接着されたキートップ構造体であって、
   前記ゴム製成形基体の前記突部の接合面に窪み部を備え、該窪み部に前記接着剤を存在させることにより、該接着剤と前記ゴム製成形基体との接触面積を該接着剤と前記キートップとの接触面積より大きくしたことを特徴とするキートップ構造体。
2. 前記窪み部は、開口部側の幅より底部側の幅を大きく形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のキートップ構造体。
3. 前記ゴム製成形基体の接着面に多数の凹凸を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のキートップ構造体。
4. 前記ゴム製成形基体がシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のキートップ構造体。
   

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