JP2011138702A - キートップ構造、電子機器およびキートップ構造の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キートップ構造60は、紫外線硬化型樹脂を硬化することによりシート状部61bと複数のキートップ61aとが形成されると共に、キートップ61aはシート状部61bよりも厚み寸法Tが大きく設けられ、かつ複数のキートップ61aが所定の間隔を有する状態で列状に配置されている部分を有するキートップ部材61と、基材に対して紫外線硬化型樹脂を硬化させてキートップ部材61を形成する際に、キートップ部材61の硬化後の収縮による変形を抑制するための変形抑制手段と、を具備する。
【選択図】図2
Description
本実施の形態における携帯端末10は、図1に示すように、筐体部20と、表示部30と、カーソルキー部40と、キー配列部50とを備えている。なお、図1を始めとして、以下の説明においては、携帯端末10の長手方向をX方向、携帯端末10の短手方向をY方向、携帯端末10の厚み方向をZ方向として説明する。
続いて、キートップ構造60の詳細について説明する。なお、以下の説明においては、キートップ構造60の一例として、キー配列部50に具現化されている、キートップ構造に関して、当該キー配列部50の構成の詳細も含めて説明する。また、カーソルキー部40の構成の詳細に関しては、キー配列部50の構成と同様であるため、その説明は省略する。
続いて、本実施の形態に係る、キートップ構造60の製造方法について説明する。図3は、キートップ構造60の製造方法の概略を説明するためのフローチャートである。また、図4は、キートップ構造60の製造方法について、成形金型101を中心として説明するための模式図である。
[1.紫外線硬化型樹脂の必要性について]
射出成型によりキートップ構造を形成する場合、樹脂を金型に流し込んだ後に硬化させるが、当該成型上の制約から、たとえば0.3mm以下の厚み寸法でキートップを成型することは困難である、という成型上の制約がある。また、キートップ部材においては、金型における注入口およびそれ以降の流路等の樹脂を流し込むための部位の設計制約から、多数のキートップが連続している形状を成型することが難しく、千鳥状のキートップを形成し、その後、当該キートップを分離し、さらに組み立てることが必要となっている。
ところで、現状、紫外線硬化型樹脂を用いて、キートップ部材としての成型品を作製する場合、基材とキートップ部材とが接着していることが必要となっている。これは、上述した製造方法にて述べたように、キートップ部材の窪みが存在している金型の上部に、フィルム状の基材を位置させ、必要とするキートップ部材の樹脂量よりも多めの液体状の紫外線硬化型樹脂を充填させ、その後、フィルム状の基材にスキージを接触させつつ移動させ、キートップ部材の裏面側となる部位において余分な液体状の紫外線硬化型樹脂を押し出すようにして形状を整え、その後硬化させ、キートップ部材として固化した成型品を成形金型から取り出している。
なお、基材の厚み寸法を0.05mm〜0.15mmの間で変化させて、それぞれの厚み寸法のときに押圧に要する荷重、およびクリック感について測定した実験結果を、表1に示す。ここで、クリック感を示す指標値であるクリック率(%)とは、同一の皿バネ状部材を使用したときに、以下の式で定義される値(%)である。なお、Cはクリック率(%)、Pはピーク荷重(単位:グラム)、Bはボトム荷重(単位:グラム)を示す。また、ピーク荷重は、皿バネ状部材が座屈する前の最大荷重を示し、ボトム荷重は、皿バネ状部材が座屈した後にその座屈状態を保てる最小の荷重を示す。また、このときの基材の材質はポリエチレンテレフタレート(PET)である。
C=100×(P−B)/P
以上の表1〜表3の実験結果によると、基材の厚み寸法が0.05mmの場合、比較的良好なクリック感(操作感)を得ることができた。一方、基材の厚み寸法が0.1mmから0.125mmと、厚み寸法が大きくなるにつれて、クリック感(操作感)は悪化している。特に、0.125mm以上の厚み寸法を有する基材においては、皿バネ状部材での荷重の変化をさほど感じさせないまでに、クリック時に要する合計荷重が増大している。
そこで、これまでの手法とは発想を変えて、全く別のアプローチを採る手法を模索した。この模索の中で、理論的に基材の厚み寸法が最も薄くなる、基材を無くする、という手法を採ることが検討された。なお、現状、キートップ構造において、このアプローチを他人が採用している事実は確認されなかった。これは、現状の紫外線硬化型樹脂を用いた成型品の作製においては、紫外線硬化型樹脂の硬化に際して、基準となる部位が定まらない等の原因により基材の存在が必須であることに加えて、上述の表2等から分かるように、基材の厚み寸法を大きくするというアプローチを採ると反りがある程度低減可能であるため、基材の厚み寸法を大きくする、という発想に縛られる可能性があるためとも思われる。
この検討において、紫外線硬化型樹脂の成型品であるキートップ部材のシート状部の厚み寸法を0.03mm〜0.15mmの間で変化させて、それぞれの厚み寸法のときに押圧に要する荷重、およびクリック感について測定した実験結果を、表4に示す。なお、この実験においては、紫外線硬化型樹脂の材料として、ノガワケミカル製のショアーD硬度が50度であるH17(商品名)を用いている。
続いて、キートップ構造を実機に搭載する場合、その耐久性も考慮する必要がある。特に、最も薄いシート状部の厚み寸法が薄くなればなる程、耐久性には不安が残る状態となる。そこで、上述の表4におけるそれぞれの厚み寸法のものに対して、打鍵試験を実施して、最も薄いシート状部の破れが生じる打鍵回数を確認する実験を行った。なお、かかる打鍵試験において用いた皿バネ状部材の座屈荷重も、併せて記している。また、本実験においては、3.3回/秒の打鍵タイミングで行っており、打鍵時の荷重を750gとし、またキートップの上面にキーシートを配置し、このキーシートを介して打鍵試験を行っている。また、座屈荷重が170gの皿バネ状部材を用いて、打鍵試験を行った。
続いて、上述の表5に基づいて、0.03mm〜0.15mmの厚み寸法の範囲内で、紫外線硬化型樹脂の成分構成を変化させて、実際の製品として使用可能か否か(製品へ適用可能か否か)を検討した結果、以下の表6のようになった。なお、表6中の「750g荷重下の打鍵試験で製品へ適用可能か否か」については、25万回の打鍵試験を行ってもなお破れが生じない場合に、製品へ適用可能であるとして「○」で示し、25万回以内の打鍵試験にて破れが生じた場合には、製品へ適用可能でないとして「×」で示している。また、表6中の「10kg荷重下の打鍵試験で製品へ適用可能か否か」については、5千回の打鍵試験を行ってもなお破れが生じない場合に、製品へ適用可能であるとして「○」で示し、5千回以内の打鍵試験にて破れが生じた場合には、製品へ適用可能でないとして「×」で示している。
以上の実験結果、考察結果に基づいて、成形金型101を作製し、製品となるキートップ構造の製造を実施している。この製造においては、上述の表4、表5の結果に基づき、クリック感(操作感)を良好にするために、シート状部の厚み寸法を0.03mmとしている。また、キートップの厚み寸法は、要求されるキートップの高さと図7等に鑑みて、0.4mmとしている。また、かかるキートップ構造を製造する場合、フィルム状の基材として、厚み寸法が0.05mmのものを用いている。また、図3のS04においては、液状の紫外線硬化型樹脂に対して、20秒ほど紫外線を照射して硬化させている。また、図3のS06においては、セパレーター機を用いて、フィルム状の基材を、剥がす前の状態に対して35度の角度をなすように引っ張って剥離させている。
続いて、上述のような構成を有するキートップ構造60の、押し込む際の動作に関する評価(実施例)について説明する。
まず、キートップ部材61を製造するために、紫外線硬化型樹脂として、上述したノガワケミカル製のショアーD硬度が50度であるH17(商品名)を準備した。かかる紫外線硬化型樹脂を、上述の図3、図4に示す製造方法によって硬化させて、キートップ部材61を作製した。このとき、基材110として、ポリエチレンテレフタレート(PET)を材質とするもの(厚み寸法0.05mm)を用いて、キートップ61aを作製している。作製されたキートップ部材61は、ショアーD硬度が50度のものである。また、このキートップ部材61の裏面側に、ポリエステル系のインクを材質として、厚み寸法が10μmの着色層62を形成した。
このような状態において、シート状部61bの厚み寸法Sを変化させつつ、キートップ61aの厚み寸法Tは変化させずに固定値0.4mmとし、かつキートップ61a同士の間隔Lは変化させずに固定値0.2mmとして、キートップ構造60の操作感および誤動作の状況を以下の基準で評価した。
◎・・・押し込み易く、誤動作がない。
○・・・押し込む際に違和感があるが誤動作はない。
△・・・押し込む際に誤動作がある。
次に、キートップ61a同士の間隔Lを変化させつつ、キートップ61aの厚み寸法Tは変化させずに固定値0.4mmとし、かつシート状部61bの厚み寸法Sは変化させずに固定値0.05mmとして、キートップ構造60の操作感および誤動作の状況を以下の基準で評価した。
◎・・・押し込み易く、誤動作がない。
○・・・押し込む際に違和感があるが誤動作はない。
△・・・押し込む際に誤動作がある。
次に、キートップ部材61のショアーD硬度を変化させた場合の実施例を、以下に示す。この実施例では、キートップ61aの厚み寸法Tは変化させずに固定値0.4mmとし、シート状部61bの厚み寸法Sは変化させずに固定値0.05mmとすると共に、キートップ61a同士の間隔Lも変化させずに固定値0.2mmとしている。そして、キートップ構造60の操作感および誤動作の状況を以下の基準で評価した。
◎・・・押し込み易く、誤動作がない。
○・・・押し込む際に違和感があるが誤動作はない。
△・・・押し込む際に誤動作がある。
以上のような構成のキートップ構造60、携帯端末10(電子機器)およびキートップ構造60の製造方法によれば、紫外線硬化型樹脂は、その硬化に際して収縮するが、キートップ部材61から基材110を剥がすことによって、変形抑制手段が具現化されているため、キートップ部材61の硬化後の収縮による変形を抑制することが可能となる。そのため、キートップ構造60の表面側(天面側)が凹となるように変形することを抑えることが可能となる。
以上、本発明の一実施の形態に係る、キートップ構造60、電子機器の一例としての携帯端末10およびキートップ構造60の製造方法について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。
20…筐体部
30…表示部
40…カーソルキー部
50…キー配列部
60…キートップ構造
61…キートップ部材
61a…キートップ
61b…シート状部
62…着色層
70…押圧子
71…基板
72a、72b…固定接点
73…皿バネ状部材(押し込み対象物の一例に対応)
100…製造装置
101…成形金型
101a…成形面
102…送りローラ
103…凹部
105…紫外線照射装置
M…紫外線硬化型樹脂
Claims (10)
- 液体状の紫外線硬化型樹脂を成型金型の凹部に注入し、
上記凹部に注入された上記紫外線硬化型樹脂を覆い、かつ紫外線硬化型樹脂に密着する状態で基材を位置させ、
液体状の上記紫外線硬化型樹脂に対して紫外線の照射を行って、上記紫外線硬化型樹脂を硬化させ、
上記成型金型から上記基材と上記キートップ部材の一体物を取り外し、
その後、上記基材と上記キートップ部材の一体物から上記基材を剥がすことにより、シート状部と、所定の間隔で列状に配置されると共に上記シート状部よりも厚み寸法が大きいキートップ部材を構成し、
上記キートップ部材を有することを特徴とするキートップ構造。 - 請求項1記載のキートップ構造であって、
液体状の前記紫外線硬化型樹脂のうち前記キートップに対応する部分の少なくとも一辺について、その辺の端部よりも中央寄りの部位が、前記キートップの内部から離間する側に突出していて、
硬化後の前記キートップ部材においては、前記キートップを構成する上記一辺は、前記キートップの内部から離間する側への突出が硬化収縮により解消されて直線状を為している、
ことを特徴とするキートップ構造。 - 紫外線硬化型樹脂を硬化することによりシート状部と複数のキートップとが形成されると共に、上記キートップは上記シート状部よりも厚み寸法が大きく設けられ、かつ複数の上記キートップが所定の間隔を有する状態で列状に配置されている部分を有するキートップ部材と、
基材に対して上記紫外線硬化型樹脂を硬化させて上記キートップ部材を形成する際に、上記キートップ部材の硬化後の収縮による変形を抑制するための変形抑制手段と、
を具備することを特徴とするキートップ構造。 - 請求項3記載のキートップ構造であって、
前記変形抑制手段は、前記キートップ部材の硬化後の収縮が収まる前に、前記基材を前記キートップ部材から剥がすことにより構成されている、
ことを特徴とするキートップ構造。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のキートップ構造であって、
前記シート状部の厚み寸法は、0.03mm〜0.15mmの範囲内であると共に、複数の前記キートップの間の所定の間隔は、0.2mm〜1.0mmの範囲内であることを特徴とするキートップ構造。 - 紫外線硬化型樹脂を硬化することによりシート状部と複数のキートップとが形成されると共に、上記キートップは上記シート状部よりも厚み寸法が大きく設けられ、かつ複数の上記キートップが所定の間隔を有する状態で列状に配置されている部分を有するキートップ部材を具備し、
上記シート状部の厚み寸法は、0.03mm〜0.15mmの範囲内であると共に、複数の上記キートップの間の所定の間隔は、0.2mm〜1.0mmの範囲内である、
ことを特徴とするキートップ構造。 - 請求項5または6に記載のキートップ構造であって、
前記キートップ部材は、ショアーD硬度が、40度〜80度の範囲内に設けられていることを特徴とするキートップ構造。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のキートップ構造であって、
前記キートップ部材は、いずれかの前記キートップをその天面側から押し込んだ場合に、押し込まれた前記キートップの押し込み対象物のみを押し込み、かつ押し込まれた前記キートップ以外の他の前記キートップが上記押し込み対象物を押し込むことがない程度に独立して押し込ませるための変形許容手段を備える、
ことを特徴とするキートップ構造。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のキートップ構造を備えると共に、
前記キートップ部材を設置するための設置部位を有し、
この設置部位は、前記キートップ部材に直接的に接触または間接的に接触することにより、前記変形抑制手段の構成要素の一部となる、
ことを特徴とする電子機器。 - 液体状の紫外線硬化型樹脂を上記成型金型の凹部に注入する注入工程と、
上記凹部に注入された上記紫外線硬化型樹脂を覆い、かつ紫外線硬化型樹脂に密着する状態で基材を位置させる設置工程と、
液体状の上記紫外線硬化型樹脂に対して紫外線の照射を行って、上記紫外線硬化型樹脂を所定だけ硬化させてキートップ部材を作製する硬化工程と、
上記成型金型から上記基材と上記キートップ部材の一体物を取り外す取り外し工程と、
上記基材と上記キートップ部材の一体物から上記基材を剥がす剥がし工程と、
を有することを特徴とするキートップ構造の製造方法。
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