JP2017126431A

JP2017126431A - コンタクトスイッチ

Info

Publication number: JP2017126431A
Application number: JP2016003785A
Authority: JP
Inventors: 宏樹伊東; Hiroki Ito; 鈴木　克典; Katsunori Suzuki; 克典鈴木
Original assignee: Asahi Rubber Inc
Current assignee: Asahi Rubber Inc
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-07-20

Abstract

【課題】ストロークが短く小型化及び薄型化が可能な上に明瞭なクリック感を生じ、さらにスイッチキーとベースシートとが高強度に接合され、製造が簡易で大量生産に適したコンタクトスイッチを提供する。【解決手段】コンタクトスイッチ１０は、ベースシート４０に開けられた孔４２に対向した導電接触部３２を有しつつ孔４２を覆っている弾性のドーム体３０を、覆いながらベースシート４０に接合しているスイッチキー２０が、下端をドーム体３０の頂部に対向させている押圧部２１と、そこから延び押圧部２１への押圧に応じて導電接触部３２を押し込んで孔４２で回路基板５０の両電極５１に接触させる脚部２３とを、有しているものである。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や家電製品に実装されるもので電子機器の電気的信号入力操作に用いられるコンタクトスイッチに関するものである。

コンタクトスイッチは、自動車や家電製品のコントロールパネルのような電子機器に実装されるもので、その操作パネル内部に設置された基板に載せられて、この電子機器を操作する際の電気的信号入力に用いられる。コンタクトスイッチは、その上面に操作ボタンや表示板等を有する操作パネルが取り付けられて使用される。

このようなコンタクトスイッチとして、従来から知られている押ボタンスイッチ７０は、その分解斜視図である図８に示すように、電極７１ａ及び回路基板に電気的に接続される端子７１ｂを有するケース７１と、電極７１ａに向かって凹んだドーム形状をなしており金属製で弾性を有する導電接触薄板７２と、この導電接触薄板７２を押圧するボタン７３と、ケース７１の内空に収容された導電接触薄板７２及びボタン７３を位置決めしているカバー７４とを、有している。電極７１ａに導電接触薄板７２が接触することにより、電子機器の電源等のオンオフが切り替えられるというものである。

操作者によって、ボタン７３が押圧されると、導電接触薄板７２の頂部に押圧力が加わる。すると導電接触薄板７２は、電極７１ａに向かって押し下げられて次第に撓む。さらに押圧され続けると、導電接触薄板７２は撓みに耐えられなくなり遂には凹んで、カチッというクリック音とともに急激にボタン７３が押し込まれてクリック感を生じる。それによって導電接触薄板７２が電極７１ａに接触し、電子機器のオンオフ切替のような電気的信号入力が行われると同時に、その動作が完全に行われたことを、操作者に感知させる。

従来の押ボタンスイッチ７０は、導電接触薄板７２が反転することによって明瞭なクリック感を生じるものの、複数の部材を組立てた後に、端子７１ｂを回路基板に半田付けして固定しなければならないので、工程が煩雑であり、構成部品が多数であるため、電子機器の生産性を向上させるのに適さない。また複数の部材を組立てる必要があるので、小型化したり、薄型化したりすることが困難である。

一方特許文献１に、絶縁性樹脂シートとその上に形成された電気接点とからなるベースシート（メンブレン）の電気接点を覆うように、ゴム製でドーム形状のスイッチキー（ラバーキャップ）が、接着剤又は粘着剤によって絶縁性樹脂シートに直接固定されたコンタクトスイッチが開示されている。スイッチキーのドーム内壁上面に導通電極が設けられている。このコンタクトスイッチは、スイッチキーが操作者によって押圧されると、ゴムの弾性によってドームが撓み、押圧の荷重に耐えられなくなると遂には折り返されて潰れ、電気接点と導通電極とが接触して電気的操作が行われるとともに、クリック感を操作者に感知させることができるというものである。

このコンタクトスイッチによれば、スイッチキーをベースシートに接着剤や粘着剤で固定するだけで済み、従来の押ボタンスイッチ７０のような煩雑な組立工程を要しないので、簡便に生産することができる。しかし、このメンブレンスイッチのクリック感は、スイッチキーの弾性によってのみ生じるものであるので、従来の押ボタンスイッチ７０のような明瞭なクリック感が得られない。

また、接着剤によって、スイッチキーを直接ベースシートに固定すると、余剰の接着剤が回路上にはみ出し、微細な回路配置がなされている回路基板に不良品を頻出させる原因になってしまう。一方、両面テープのような粘着材によってスイッチキーを固定すると、粘着力の弱い粘着材中の粘着剤の分子間力で接合されただけである。そのため、特に車載用電子機器のように高温下、振動に長時間曝されると、スイッチキーが基板から容易に剥離してしまう。

さらに、ゴムの弾性のみによってクリック感を生じさせるため、スイッチキーは、十分に撓んだ後に急激に折り返されるだけの高さを要する。そのため操作者によってコンタクトスイッチが押圧され始めてからスイッチキーの導通電極とベースシートの電気接点とが接触するまでの移動距離、すなわちストロークが長くなり、従来の押ボタンスイッチ７０と同様に、スイッチの小型化や薄型化が困難である。このことは、外装表面の凹凸が少なく意匠性に富んだデザインや、小さくかつ多くの操作ボタンを限られたスペースに配列することが要求されるカーオーディオのような電子機器の設計上の大きな制約となっている。

特開平８−２６４０６８号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、ストロークが短く小型化及び薄型化が可能な上に明瞭なクリック感を生じ、さらにスイッチキーとベースシートとが高強度に接合され、製造が簡易で大量生産に適したコンタクトスイッチを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、本発明のコンタクトスイッチは、ベースシートに開けられた孔に対向した導電接触部を有しつつ前記孔を覆っている弾性のドーム体を、覆いながら前記ベースシートに接合している弾性のスイッチキーが、下端を前記ドーム体の頂部に対向させ又は接触させている押圧部と、前記押圧部から延び前記押圧部への押圧に応じて前記導電接触部を押し込んで前記孔で基板の両電極に接触させる脚部とを、有しているものである。

コンタクトスイッチは、前記スイッチキーに向いた表面で酸化物、硫化物及び／又は窒化物を露出させており非ガラス素材で形成された前記ベースシートと、シリコーンゴムを含んで形成された前記スイッチキーとが、前記酸化物、前記硫化物及び／又は前記窒化物の表面の反応性官能基と前記スイッチキーの表面の反応性官能基との直接的な結合によって、接合されていることが好ましい。

コンタクトスイッチは、前記ベースシートと前記スイッチキーの前記脚部の末端のフランジ部とが、共有結合を介して接合していてもよい。

コンタクトスイッチは、前記ドーム体の少なくとも一部が粘着テープで覆われて前記ベースシートに貼り付けられていてもよい。

コンタクトスイッチは、前記ドーム体の下端部が前記ベースシートと前記スイッチキーの前記脚部の末端のフランジ部との間に挟まれていることにより固定されているものであってもよい。

コンタクトスイッチは、例えば、前記ベースシートが、表面酸化物層、表面硫化物層及び／又は表面窒化物層を有し、若しくは基材素材に前記酸化物、前記硫化物及び／又は前記窒化物を含有するものが挙げられる。

コンタクトスイッチは、前記表面酸化物層が、シリカ膜、アルミナ膜、酸化チタン膜、酸化ジルコニウム膜、及び硫化亜鉛−シリカ膜から選ばれる少なくとも何れかであり、前記表面硫化物層が硫化ケイ素膜、硫化アルミニウム膜、硫化チタン膜、硫化ジルコニウム膜、及び硫化亜鉛膜から選ばれる少なくとも何れかであり、前記表面窒化物層が、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜、窒化チタン膜、窒化ジルコニウム、及び窒化亜鉛から選ばれる少なくとも何れかであってもよい。

コンタクトスイッチは、前記表面酸化物層、前記表面硫化物層及び／又は前記表面窒化物層が、蒸着膜、スパッター膜、イオンプレティング膜、及び／又は化学気相沈積膜であることが好ましい。

コンタクトスイッチは、前記シリコーンゴムが、パーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴム、電磁波架橋型シリコーンゴム、これらの少なくとも何れかとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物であることが好ましい。電磁波架橋型シリコーンゴムは、例えば、エキシマ架橋型を包含する紫外線架橋型シリコーンゴム、電子線架橋型やγ線架橋型やＸ線架橋型を包含する放射線架橋型シリコーンゴムである。

コンタクトスイッチは、前記非ガラス素材が、金属、高分子樹脂、架橋ゴム、セラミックスであってもよい。

コンタクトスイッチは、前記スイッチキーの表面と、前記ベースシートの前記スイッチキーに向いた表面とが、コロナ放電処理表面、プラズマ処理表面、紫外線処理表面、及び／又はエキシマ処理表面であることが好ましい。

コンタクトスイッチは、前記ベースシートと、前記非ガラス素材と同種素材又は異種素材で形成された前記ドーム体とが、前記酸化物、前記硫化物、及び／又は前記窒化物の表面の反応性官能基と前記ドーム体の表面の反応性官能基との直接的な結合によって、接合されているものであってもよい。

本発明のコンタクトスイッチは、導電接触部を有するドーム体、これを覆っている弾性のスイッチキー、及びこれが接合されたベースシートという一体化した簡素な構成であるので、複雑な組み立て工程を経ずとも、簡易な製造工程で大量に、均質に、かつ効率良くスイッチキーを生産できる。しかも、スイッチキーがドーム体を覆っていることによって、スイッチキーのストロークを短くできるとともに、明瞭なクリック音とクリック感とを生じることができる。さらに小型化・薄型化が可能であるので、電子機器等の意匠性や設計の自由度を向上させることができる。さらに、多数のスイッチキー群を有しつつ効率良く生産することも可能であり、スイッチキー群を電気基板に直に一挙に実装できるので簡便である。

コンタクトスイッチは、ベースシートと、スイッチキーとが反応性官能基同士の直接的な結合によって接合されているものであると、両者が化学的な結合によって強固に接合しているので、高い耐熱性と耐震性とを発現できる。それによって、高温下で長期間の振動に曝される例えばカーオーディオのような電子機器の部品として好適に用いることができる。しかも接着剤や粘着剤が不要であるので、それらがスイッチキーとベースシートとの接合界面ではみ出したり、剥離したりしない。

コンタクトスイッチは、ベースシートとドーム体とが、化学的な結合によって接合しているものであると、より一層高い耐熱性と耐震性とを、発揮できる。

本発明を適用するコンタクトスイッチの一形態を示す模式断面図である。本発明を適用するコンタクトスイッチを実装した電子機器の一形態を示す分解斜視図である。本発明を適用するコンタクトスイッチを実装した電子機器の一形態を示す模式断面図である。本発明を適用するコンタクトスイッチにおけるスイッチキーのストロークと、荷重との相関関係を示すグラフ、及び各ストロークでのコンタクトスイッチの状態を示す模式断面図である。本発明を適用するコンタクトスイッチの別な形態を示す模式断面図である。本発明を適用するコンタクトスイッチに用いられるドーム体の別な実施形態を示す斜視図である。本発明を適用するコンタクトスイッチの別な形態を示す模式断面図である。本発明を適用外の押ボタンスイッチを示す分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明のコンタクトスイッチの一形態の模式断面図を図１に示す。コンタクトスイッチ１０は、スイッチキー２０とドーム体３０とがベースシート４０に接合されているものである。スイッチキー２０は、シリコーンゴムで成形されていることによって、弾性を有している。ドーム体３０は、弾性と可撓性とを有する１枚の金属薄板である。

スイッチキー２０は、略円柱形の押圧部２１と、それの下端面で凸状に出っ張った当接部２２と、押圧部２１の下方で水平方向に延びた水平部２３ａ、その先で下方へ向かって直角に折れ曲がった曲折部２３ｂ、及びそこから垂直に延びた垂直部２３ｃからなる脚部２３と、脚部２３の垂直部２３ｃの先に繋がっているフランジ部２４とが、一体成形されているものである。脚部２３が、水平部２３ａ、曲折部２３ｂ、及び水平部２３ｃを有していることによって、スイッチキー２０は、ベースシート４０の孔４２に被さるようにそれを覆っている。当接部２２、脚部２３、及びフランジ部２４で囲まれた空間は、空洞のキー内空Ｋである。

可撓性のドーム体３０はステンレス製で、当接部２２に向かって緩やかに膨らんだ一定の曲率を有する形状をなしている。ドーム体３０は、キー内空Ｋ内でベースシート４０の孔４２を覆いつつ、粘着テープ３１によって、ベースシート４０に貼付されて位置決めされている。ドーム体３０で囲まれた空間は、空洞のドーム内空Ｄである。ドーム体３０は、スイッチキー２０の押圧部２１が押圧されると、当接部２２による押圧の荷重がかかり、撓んだ後、ドーム内空Ｄ側に向かって凹み、クリック感及びカチッというクリック音を発生させるものである。これと同時に、ドーム体３０の内壁の一部である導電接触部３２が、両電極５１に接触して電子機器等に電気的信号が入力される（図４参照）。

ベースシート４０は、スイッチキー２０及びドーム体３０と別体に成形されており、孔４２が開けられているものである。回路基板５０の両電極５１が、孔４２で露出しており、導電接触部３２に対向している。ベースシート４０の素材は、高分子樹脂素材のような非ガラス素材である。さらにベースシート４０は、スイッチキー２０に向いた上面４１の表面に酸化物層を有しており、それによって酸化物分子又は粒子を露出させている。

スイッチキー２０のフランジ部２４の下端面に予めコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、又はエキシマ処理のような表面活性化処理が施され、またベースシート４０の上面４１に予めコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、又はエキシマ処理のような表面活性化処理が施される。それによって、それらの接合面にヒドロキシ基が反応性官能基として新たに生成されて増幅されつつ露出し、フランジ部２４の下端面の少なくとも一部の表面部位に存在するヒドロキシ基と酸化物層の酸化物の露出分子又は粒子上のヒドロキシ基との脱水反応による直接的なエーテル結合が形成されている。その結果、接着剤や粘着剤のように物理的なアンカー効果や分子間力による接合とは異なり、化学的な結合である共有結合によって、スイッチキー２０とベースシート４０とが強固に接合しているので、長期間に渡り、高温条件下で振動に曝されても両者の界面で剥離しない。そのため、このコンタクトスイッチ１０は、高い耐久性と信頼性とを有している。

上面４１はその表面に、酸化物層に代えて、硫化物層や窒化物層やこれら層の混合層を有していてもよい。

またコンタクトスイッチ１０は、一体に成形されたスイッチキー２０と、薄板状のドーム体３０と、ベースシート４０とが組み合わされているだけの簡素な構成であるので、小型化及び薄型化が可能であり、かつ短いストロークであっても明瞭なクリック音及びクリック感を生じることができる。それにより、小型で薄い厚さの電子機器等に実装することができ、かつ明瞭なクリック音とクリック感とによって、操作者にコンタクトスイッチ１０が確実に操作されたことの安心感を与えることができる。

スイッチキー２０の素材のシリコーンゴムは、例えば三次元化シリコーンゴム弾性体であり、具体的には、主としてパーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴム、紫外線架橋型シリコーンゴム、電子線架橋型シリコーンゴムで例示されるシリコーンゴム、これらのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物を、成形金型等に入れて、架橋させることにより、製造された立体的なシリコーンゴム弾性体である。

スイッチキー２０の素材のパーオキサイド架橋型シリコーンゴムは、パーオキサイド系架橋剤で架橋できるシリコーン原料化合物を用いて合成されたものであれば特に限定されないが、具体的には、ポリジメチルシロキサン（分子量：５０万〜９０万）、ビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサン、メタアクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、（メタアクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、（アクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。

パーオキサイド系架橋剤として、例えばケトンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類が挙げられ、より具体的には、ケトンパーオキサイド、ペルオキシケタール、ヒドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ペルオキシカルボナート、ペルオキシエステル、過酸化ベンゾイル、ジクミルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ（ジシクロベンゾイル）パーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン、ベンゾフェノン、ミヒラアーケトン、ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ベンゾインエチルエーテルが挙げられる。

パーオキサイド系架橋剤の使用量は、得られるシリコーンゴムの種類や、そのシリコーンゴムで成形されたスイッチキー２０に接合するベースシート４０の素材の性質や性能に応じて適宜選択されるが、シリコーンゴム１００部に対し、０．０１〜１０部、好ましくは０．１〜２部用いられることが好ましい。この範囲よりも少ないと、架橋度が低すぎてシリコーンゴムとして使用できない。一方、この範囲よりも多いと、架橋度が高すぎてシリコーンゴムの弾性が低減してしまう

スイッチキー２０の素材の付加型シリコーンゴムは、Ｐｔ触媒存在下で合成したビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフロロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサンなどのビニル基含有ポリシロキサンと、Ｈ末端ポリシロキサン（分子量：０．０５万〜１０万）、メチルＨシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルＨシロキサン、ポリエチルＨシロキサン、Ｈ末端ポリフェニル（ジメチルＨシロキシ）シロキサン、メチルＨシロキサン／フェニルメチルシロキサンコポリマー、メチルＨシロキサン／オクチルメチルシロキサンコポリマーのようなＨ基含有ポリシロキサンの組成物、
アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、アミノプロピルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノプロピルメトキシシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ジメチルアミノ末端ポリジメチルシロキサンのようなアミノ基含有ポリシロキサンと、エポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなエポキシ基含有ポリシロキサン、琥珀酸無水物末端ポリジメチルシロキサンのような酸無水物基含有ポリシロキサン及びトルイルジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナートなどのイソシアナート基含有化合物との組成物から得られるものである。

これらの組成物から付加型シリコーンゴムを調製する加工条件は、付加反応の種類及び特性によって異なるので一義的には決められないが、一般には０〜２００℃で、１分〜２４時間加熱するというものである。これによりシリコーンゴム接合基材として付加型シリコーンゴムが得られる。低温の加工条件の方が、シリコーンゴムの物性が良い場合には、反応時間が長くなる。物性よりも素早い生産性が要求される場合には、高温で短時間の加工条件で行われる。生産過程や作業環境によって、一定の時間内に加工しなければならない場合には、所望の加工時間に合わせ、加工温度を前記範囲内の比較的高い温度に設定して、行われる。

縮合型シリコーンゴムは、スズ系触媒又は亜鉛系触媒の存在下で合成されたシラノール末端ポリジメチルシロキサン（分子量：０．０５万〜２０万）、シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、シラノール末端ポリトリフロロメチルシロキサン、シラノール末端ジフェニルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなシラノール基末端ポリシロキサンからなる単独縮合成分の組成物；これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、テトラアセトキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、ジｔ−ブトキシジアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエノキシメチルシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトキシイミノ）シラン、ビニルトリイソプロペノイキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリ（エチルメチル）オキシムメチルシラン、ビス（Ｎ−メチルベンゾアミド）エトキシメチルシラン、トリス（シクロヘキシルアミノ）メチルシラン、トリアセトアミドメチルシラン、トリジメチルアミノメチルシランのような架橋剤との組成物；これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、クロル末端ポリジメチルシロキサン、ジアセトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、末端ポリシロキサンのような末端ブロックポリシロキサンの組成物から得られるものである。

これらの組成物からシリコーンゴム接合基材を調製する加工条件は、縮合反応の種類及び特性によって異なるので一義的には決められないが、一般には０〜２００℃で、１０分〜２４時間加熱するというものである。これによりシリコーンゴム接合基材として縮合型シリコーンゴムが得られる。低温の加工条件の方が、シリコーンゴムの物性が良い場合には、反応時間が長くなる。物性よりも素早い生産性が要求される場合には、高温で短時間の加工条件で行われる。生産過程や作業環境によって、一定の時間内に加工しなければならない場合には、所望の加工時間に合わせ、加工温度を前記範囲内の比較的高い温度に設定して、行われる。

スイッチキー２０の素材のシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物に用いられるオレフィン系ゴムは、１，４−シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。

スイッチキー２０は、弾性体としての補強性、絶縁性、熱伝導性、耐摩耗性、耐紫外線、耐放射線、耐熱性、耐候性、柔軟性、抗菌性などの機能を高めるために機能性添加剤を添加したり、増量させたりするために機能性充填剤が添加されていてもよい。またスイッチキー２０は、これらのシリコーンゴムを含む素材で形成されていてもよい。

一方、ベースシート４０の素材の高分子樹脂素材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート；ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、およびシリコーン（メタ）アクリレート、及びペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートのような(メタ)アクリル樹脂；前記と同様な付加架橋型シリコーン；ビニルメチルシリコーン（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーン（ＰＶＭＱ）、フルオロメチルシリコーン（ＦＶＭＱ）、及びジメチルシリコーン（ＭＱ）のようなシリコーン、パーオキサイド架橋型シリコーン、縮合架橋型シリコーン、紫外線架橋型シリコーン、電子線架橋型シリコーンゴムで例示されるシリコーン、これらのシリコーンとオレフィンとの共ブレンド物が挙げられる。

ベースシート４０の素材は、上記のような高分子樹脂素材の他、金属、架橋ゴム、セラミックスであってもよい。ベースシート４０の素材が金属のような導電性を有する素材である場合、ベースシート４０と同形状の絶縁シートを、ベースシート４０と回路基板５０との間に、絶縁性のシートを介在させたり、回路基板５０に向いた面に絶縁処理を施したりすることによって、ベースシート４０と回路基板５０との導通を避けることができる。さらにこの場合、ドーム体３０を、絶縁性の素材で形成するとともに、導電接触部材３７を用いて導電接触部３２を設けることが好ましい（図６（ｂ）参照）。

ベースシート４０の素材の金属として、例えば、金属分類上で通常の金属、機能性金属、アモロファス金属、繊維強化金属ブロック、形状記憶合金、超弾性合金が挙げられる。具体的に、周期律表上で、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム、スズ、鉛が挙げられる。また合金組成上で、鉄合金（鋼（スチール）、炭素鋼、鋳鉄）、銅合金（りん青銅、黄銅、キュプロニッケル、ベリリウム銅、チタン銅）、アルミニウム合金（銅、マンガン、珪素、マグネシウム、亜鉛、ニッケル合金など）、マグネシウム合金（Ｍｇ／Ｚｎ合金、Ｍｇ／Ｃａ合金など）、亜鉛合金、スズ及びスズ合金、ニッケル合金、金合金、銀合金、白金合金、パラジウム合金、鉛合金、チタン合金（α型、β型及びα＋β型合金）、カドミウム、ジルコニウム合金、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金、マンガン合金、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、オースチナイト系ステンレス、析出強化型ステンレス、ニッケル−チタン合金、鉄−マンガン−チタン合金、及び超弾性合金（ニッケル−チタン合金）が挙げられる。

ベースシート４０の素材の架橋ゴムとして、天然ゴム、１，４−シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリクロロプレン、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、水素添加スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム、水素添加アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレンオキサイド−エピクロロヒドリン共重合体ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロルスルフォン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、塩素化アクリルゴム、臭素化アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンとその共重合ゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレン、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレンなどの単独重合体ゴム及びこれらの二元及び三元共重合体ゴム、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、プロピレン／テトラフルオロエチレン共重合ゴム、エチレンアクリルゴム、エポキシゴム、ウレタンゴムが挙げられる。

ベースシート４０の素材のセラミックスとして、陶磁器、ガラス、セメント、石膏及びほうろうなど高温で固めたものであり、組成上は元素系（ダイヤモンド、Ｃ）、酸化物系（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア系、水酸化物系（ハイドロキシアパタイト）、炭化物系（炭化ケイ素、ＳｉＣ）、炭酸塩系、窒化物系（窒化ケイ素）（７ハロゲン化物系（蛍石）、リン酸塩系（アパタイト）も含み、具体的にはチタン酸バリウム、Ｂｉ_２Ｓｒ_２Ｃａ_２Ｃｕ_３Ｏ_１０、高温超伝導セラミックス、窒化ホウ素、フェライト、チタン酸ジルコン酸鉛、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ステアタイト（ＭｇＯＳｉＯ_２）、ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−δ、高温超伝導セラミックス、酸化亜鉛、チッ化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、チッ化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）、サイアロン（Ｓｉ_３Ｎ_４・Ａｌ_２Ｏ_３）、マシナブルセラミックス、ジルコン（ＺｒＯ_２・ＳｉＯ_２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、フェライト（Ｍ_２Ｏ・Ｆｅ_２Ｏ_３）、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）などが挙げられ、繊維強化セラミックス及び炭素繊維強化炭素などの複合材料も含まれる。

ベースシート４０は、素材中に、金属酸化物又は半金属酸化物である酸化物や、金属硫化物又は半金属硫化物である硫化物や、金属窒化物又は半金属窒化物である窒化物を含有していることにより、これら酸化物や硫化物や窒化物の分子又は粒子が接合側表面に露出したものであってもよい。またベースシート４０は、その上面４１に、金属酸化物層、半金属酸化物層、及び金属酸化物・半金属酸化物混合物層のような酸化物層；金属硫化物層、半金属硫化物層、及び金属硫化物・半金属硫化物混合物層のような硫化物層；金属窒化物層、半金属窒化物層、及び金属窒化物・半金属窒化物混合物層のような窒化物層を有するものであってもよい。このような酸化物層として、金属酸化物アルミナ、チタニア、ジルコニアが挙げられ、半金属酸化物として、シリカが挙げられる。Ａｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２及びＺｎＳとＳｉＯ_２との混合物からなる酸化物層であってもよい。

スイッチキー２０とベースシート４０とは、ベースシート４０自体に酸化物や硫化物や窒化物が含有され、又はベースシート４０の上面４１の表面に酸化物層や硫化物層や窒化物層が付されていることによって酸化物や硫化物や窒化物が露出していると、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、又はエキシマ処理のような表面活性化処理が施されることによって、それらの接合側表面にヒドロキシ基が反応性官能基として新たに生成及び増幅することが容易に可能であるから、酸化物や硫化物や窒化物が無い場合よりも生産性が高く、簡素な工程で精密に大量生産が可能である。

ベースシート４０自体に酸化物や硫化物や窒化物が含有されている場合、酸化物や硫化物や窒化物として、銀、銅、鉄、コバルト、シリコーン、鉛、マンガン、タングステン、タンタル、白金、カドミウム、スズ、パラジウム、ニッケル、クロム、インジウム、チタン、亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなどの金属の酸化物や硫化物や窒化物；ケイ素のような半金属の酸化物や硫化物や窒化物；それら金属の窒化物又は半金属の窒化物と同一又は異なる金属の酸化物又は半金属の酸化物との混合物；それら金属の硫化物又は半金属の硫化物と同一又は異なる金属の酸化物又は半金属との混合物が挙げられる。より好ましい具体例は、シリカ膜としてＳｉＯ_２膜、アルミナ膜としてＡｌ_２Ｏ_３膜、酸化チタン膜としてＴｉＯ_２膜、酸化ジルコニウム膜としてＺｒＯ_２膜、硫化亜鉛−シリカ膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２膜、硫化ケイ素膜としてＳｉＳ膜やＳｉＳ_２膜、硫化アルミニウム膜としてＡｌ_２Ｓ_３膜、硫化チタン膜としてＴｉ_２Ｓ膜やＴｉＳ膜やＴｉ_２Ｓ_３膜やＴｉＳ_２膜やＴｉＳ_３膜、硫化ジルコニウム膜としてＺｒＳ_２膜、硫化亜鉛膜としてＺｎＳ膜、窒化ケイ素膜としてＳｉ_２Ｎ_３膜やＳｉＮ膜やＳｉ_３Ｎ_４膜、窒化アルミニウム膜としてＡｌＮ膜、窒化チタン膜としてＴｉＮ膜やＴｉ_３Ｎ_４膜、窒化ジルコニウムとしてＺｒＮ膜やＺｒ_３Ｎ_２膜、及び窒化亜鉛としてＺｎ_３Ｎ_２膜で表わされるものが挙げられる。

ベースシート４０の素材として、上面４１の表面に酸化物層を有するものは、例えば、ＳｉＯ_２（シリカ）蒸着、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）蒸着、ＺｒＯ_２蒸着、又はＺｎＳ−ＳｉＯ_２蒸着した市販の非ガラス素材である。より具体的には、高分子樹脂、架橋ゴム、セラミックスの基板上に、これらシリカ蒸着又はアルミナ蒸着等をしたものが挙げられる。より具体的には、ベースフィルムであるＰＥＴフィルムやポリアミドフィルムにシリカ蒸着膜を形成したテックバリア（三菱樹脂株式会社製、商品名）例えばテックバリアＶＸ（ベースフィルムがＰＥＴフィルム）やテックバリアＡＸ（ベースフィルムがＰＥＴフィルム）、ＰＥＴフィルムやポリアミドフィルムにシリカ蒸着膜（ＣＶＤ）を形成したＩＢフィルム（大日本印刷株式会社製、商品名）、ポリエステルフィルムにセラミック（シリカ／アルミナ）蒸着膜を形成したエコシアール（東洋紡株式会社製、商品名）、ポリエステルにシリカ／アルミナ蒸着膜を形成したエコシアールＶＥ７０６（東洋紡株式会社製、商品名）、ベースフィルムがＰＥＴ，ＯＮＹであるＧＬフィルム（凸版印刷株式会社、商品名）、シリカ／アルミナ蒸着膜を形成した透明蒸着バリアフィルムＭＯＳ（尾池工業株式会社製、商品名）、透明蒸着フィルムファインバリヤー（株式会社麗光社製、商品名）が挙げられる。

ベースシート４０の上面４１の表面に、酸化物層や硫化物層や窒化物層を蒸着する場合、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition、化学蒸着法）や、ＰＥ−ＣＶＤ法（Plasma enhanced CVD）が用いられる。例えば、石英などで出来た反応管内で加熱した基板上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基板表面あるいは気相での化学反応により膜を堆積する方法である。熱ＣＶＤ−熱による分解反応や化学反応を利用する方式や、プラズマＣＶＤ−プラズマを用いて原料ガスの原子や分子を励起・反応させる方式であってもよい。このような蒸着法は、高真空を必要としないため、製膜速度や処理面積に比して装置規模を小さくでき経済的であるというメリットがある。しかも、製膜速度が速く、処理面積も大きくできる。このため大量生産に向いており、凹凸のある表面でも満遍なく製膜できるばかりか、基板表面と供給する気相の化学種を選ぶことで、基板表面の特定の部位にだけ選択的に成長することが可能であるという特長を有している。

上面４１の表面に、酸化物層や硫化物層や窒化物層を蒸着する別な方法として、気相中で物質の表面に物理的手法により目的とする物質の薄膜を堆積する方法であるＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition、物理蒸着法）が挙げられる。具体的には、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法が挙げられる。

酸化物層や硫化物層や窒化物層は、蒸着膜の他、前記の金属の酸化物層や硫化物層や窒化物層又は半金属の酸化物層や硫化物層や窒化物層として、スパッター膜、イオンプレティング膜、化学気相沈積膜であってもよい。

ドーム体３０の素材の一例としてステンレスを挙げたが、薄板のドーム形状に加工でき、可撓性を有する素材であれば特に限定されない。具体的にドーム体３０の素材は、スイッチキー２０の素材として挙げたシリコーンゴム、並びにベースシート４０の素材として挙げた高分子樹脂、金属、架橋ゴム、及びセラミックスであってもよい。またこれらを基材とし、導電性を有する金属が、電解めっきや無電解めっきによって基材の表面に付されたものであってもよい。ドーム体３０を低導電性や絶縁性の素材で形成する場合、カーボン、導電性ポリマー、及び導電性金属酸化物のような導電材を、導電接触部３２として設ける。この導電材は、ドーム体３０の内壁面の一部に貼付、めっき、埋め込み、又は嵌め込みによってドーム体３０に設けることができる。

ドーム体３０の位置決めをしている粘着テープ３１は、基材であるフィルムの片面に粘着剤が付されているものである。この基材の素材は、ベースシート４０の素材として挙げた高分子樹脂素材であることが好ましい。また粘着剤は、特に限定されないが、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリビニール系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、及びそれらの何れかの複合材料が挙げられる。これらは単独で用いてもよく複数組み合わせて用いてもよい。粘着テープ３１は、ドーム体３０に接着されていることにより、クリック時に生じるドーム体３０のクリック音を適度に吸収する。そのため、粘着テープ３１の基材や粘着剤を適宜に組み合わせることにより、クリック音の音量を調整することができる。

コンタクトスイッチ１０は、次のようにして製造される。スイッチキー２０の素材であるシリコーンゴムのプリフォームを、圧縮成形機にセットされた高温の金型上に置く。このプリフォームを高温条件下、加硫しつつ高圧で圧縮成形してスイッチキー２０を成形する。この際、１回の圧縮成形当たり多数個のスイッチキー２０を成形してもよい。ベースシート４０も同様の方法によって成形する。

なお、スイッチキー２０及びベースシート４０は、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴムを熱成形したり、シリコーンゴム原材料やモノマーを金型内で加硫したり高分子量化したりして架橋させて成形されてもよい。例えば金型内で、射出成形、トランスファー成形、液状シリコーンゴム射出成形（ＬＩＭＳ）、又は押し出し成形によって成形されてもよい。押し出し成形による場合、ベースシート４０は、電子線が照射されて架橋させることによって成形されてもよい。孔４２は、打抜きやレーザー加工によって形成されてもよい。この場合、ベースシート４０は、コンタクトスイッチ１０の製造時や、実装時の取扱性の観点から、タイプＡデュロメータ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３準拠）が１０〜９０の範囲であるエラストマーであることが好ましい。またベースシート４０の厚さは、１３０〜１５０μｍであることが好ましい。硬さや厚さの値がこれらの範囲未満であると、ベースシート４０の硬さや厚さが不足し、取扱性が劣化するだけでなく、裂け易くなったり、耐熱性が低下したりする。一方、硬さや厚さの値がこれらの範囲を超えると、コンタクトスイッチ１０の薄型化が困難になってしまう。

所定の直径を有する円形にステンレス板を打ち抜いた後、ドーム形状を模った金型に置いてプレスし、ドーム体３０を成形する。必要に応じてドーム体３０のエッジを研磨してばりを取り除いてもよい。

ドーム体３０を、孔４２を覆うようにベースシート４０の上面４１に置き、その上から粘着テープ３１を、上面４１とドーム体３０とに渡るように貼付して、ドーム体３０を位置決めしつつ仮止めする。

スイッチキー２０のフランジ部２４の下端面とベースシート４０の上面４１とに、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理又はエキシマ処理のような表面活性処理を施して、両者の接合面にヒドロキシ基を反応性官能基として新たに生成、増幅、及び露出させる。フランジ部２４の下端面と上面４１とを接触させて、それらを高温下で、プレスして圧着する。それにより、ヒドロキシ基同士が脱水により直接的なエーテル結合を形成し、フランジ部２４の下端面と上面４１とを化学的に結合させて、スイッチキー２０とベースシート４０とを接合する。それによってコンタクトスイッチ１０が得られる。得られたコンタクトスイッチ１０を、電子機器に組み込む工場へ搬送し、電子機器に実装する。

スイッチキー２０とベースシート４０とをより強固に接合させる場合、両者の接合表面上に十分な濃度の反応性官能基であるヒドロキシ基を生成させたり、僅かに生成したヒドロキシ基を利用して他方のヒドロキシ基との反応性基濃度を増幅させたりする必要がある。特に、両方の有機基結合性ヒドロキシ基と反応する官能基を導入してもよい。

スイッチキー２０やベースシート４０の接合表面であるフランジ部２４の下端面や上面４１に、十分な濃度の反応性官能基を生成させるため、例えば、両者の少なくとも一方に、コロナ放電処理やプラズマ処理や紫外線照射処理やエキシマ処理のような表面活性化処理を施すと、その接合表面で、有機又は無機材料上に、高反応性の反応性基、例えばヒドロキシ基を生成して、元来のヒドロキシ基と新たに形成されたヒドロキシ基とが露出して点在する点在ヒドロキシ基を、接合面に有することとなる。必要に応じスイッチキー２０及びベースシート４０の接合表面の両方に表面活性化処理を施すと、その接合表面で、有機基又は無機分子が高反応性の反応性基、例えばヒドロキシ基を生成する結果、元来のヒドロキシ基と新たに形成されたヒドロキシ基とが点在して露出したヒドロキシ基を、接合表面に有することになる。両者を当接させると、それらシロキサン化合物が共有結合によって、スイッチキー２０とベースシート４０とを、直接のエーテル結合を介して接合させるので、両者の接合強度を向上させることができる。

スイッチキー２０とベースシート４０とを接合する際、両者の接合面がコロナ放電処理やプラズマ処理や紫外線照射処理やエキシマ処理のような表面活性化処理されて、常圧で重ねられた後、常圧下のまま共有結合させてもよいが、減圧下又は加圧下で共有結合させてもよい。スイッチキー２０とベースシート４０とのヒドロキシ基のような反応活性基の接近は、減圧乃至真空条件下、例えば５０ｔｏｒｒ以下、より具体的には５０〜１０ｔｏｒｒの減圧条件、又は１０ｔｏｒｒ未満、より具体的には、１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０^−３ｔｏｒｒ、好ましくは１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０^−２ｔｏｒｒの真空条件下で、その接触界面の気体媒体を除去することによって、又はその接触界面に応力（荷重）、例えば１０〜２００ｋｇｆを加えることによって、さらに接触界面を加熱することによって、促進される。

スイッチキー２０とベースシート４０との接合表面に施す処理は、例えばコロナ放電処理が挙げられる。コロナ放電処理としては、例えば大気圧コロナ表面改質装置（信光電気計測株式会社製、製品名：コロナマスター）を用いて、例えば、電源：ＡＣ１００Ｖ、出力電圧：０〜２０ｋＶ、発振周波数：０〜４０ｋＨｚで０．１〜６０秒、温度０〜６０℃の条件で行われる。このようなコロナ放電処理は、水、アルコール類、アセトン類、エステル類等で濡れている状態で、行われてもよい。

スイッチキー２０とベースシート４０との接合表面を活性化させるのに施す処理は、大気圧プラズマ処理及び／又は紫外線照射処理（ＵＶ照射によりオゾンを生成させるような一般的なＵＶ処理やエキシマＵＶ処理）であってもよい。

大気圧プラズマ処理としては、例えば、大気圧プラズマ発生装置（パナソニック株式会社製、製品名：Ａｉｐｌａｓｍａ）を用いて、例えば、プラズマ処理速度１０〜１００ｍｍ／ｓ，電源：２００又は２２０ＶＡＣ（３０Ａ）、圧縮エア：０．５ＭＰａ（１ＮＬ／ｍｉｎ）、１０ｋＨｚ／３００Ｗ〜５ＧＨｚ、電力：１００Ｗ〜４００Ｗ、照射時間：０．１〜６０秒の条件で行われる。

紫外線照射処理としては、エキシマランプ光源（浜松ホトニクス株式会社製、製品名：Ｌ１１７５１−０１）を用いて、例えば、積算光量：５０〜１５００ｍJ／ｃｍ^２で行われる。

コンタクトスイッチ１０は、次のように実装して使用される。図２に示すように、コンタクトスイッチ１０は、回路基板５０上に載置される。ベースシート４０は、孔４２の他に、回路基板５０上に配置されたタクタイルスイッチ５３のような部材を通す部材孔４３を有している。ベースシート４０は、それの周縁及び部材孔４３の周縁で抉れた凹部４４を有している。この凹部４４が回路基板５０の周縁で出っ張った突起５２に嵌められることによって、コンタクトスイッチ１０は、回路基板５０に位置決めされつつ載置される。それにより孔４２に両電極５１が取り囲まれ、導電接触部３２（図１参照）は、両電極５１と正確に対向する。コンタクトスイッチ１０は、その上に操作ボタン５４が嵌められた操作パネル５５が重ねられて電子機器等に取付けて実装される。

コンタクトスイッチ１０は、螺子止めされて回路基板５０に固定されてもよい。

図３に、コンタクトスイッチ１０と、それに重ねられた操作ボタン５４及び操作パネル５５との一部模式断面図を示す。操作ボタン５４は、押圧部２１に載置されている。操作ボタン５４は樹脂製のため軽いので、スイッチキー２０の脚部２３は、操作ボタン５４の重さによって撓まない。操作ボタン５４の上端面は、操作パネル５５の上端面で出っ張っており、指先６１で押圧して操作することができる。操作ボタン５４の形状は、図２及び３に示すような略円柱形状に限られず、任意の形状とすることができる。

コンタクトスイッチ１０は、以下のように動作する。操作ボタン５４が指先６１によって押圧されると、スイッチキー２０の脚部２３が撓むことで当接部２２がドーム体３０の頂部に貼付されている粘着テープ３１に当接する。さらに操作ボタン５４が押圧されて押圧部２１に掛かる荷重が増すと、当接部２２を介した押圧の荷重によってドーム体３０がドーム内空Ｄに向かって凹んで導電接触部３２と両電極５１とが接触し、電気的に導通し、電子機器へ電気的信号が入力される。指先６１からの押圧を開放すると、ドーム体３０内に蓄積された弾性エネルギーに基く復元力によりドーム体３０と脚部２３とが元の形状及び位置に復元し、導電接触部３２と両電極５１とが離反して電気的に非導通となり、電子機器へ電気的信号が遮断される。

なお、コンタクトスイッチ１０は、顔料を含有する材料で成形されていたり、塗装によって着色されていたりすることによって、所望の色彩を有していてもよい。例えば白色とすることにより、回路基板５０上で電気的に接続された発光ダイオード（不図示）が発する光を反射させて、操作ボタン５４と操作パネル５５との隙間５６を、操作ボタン５４を縁取るイルミネーションのように光らせることができる。一方黒色として遮光性を持たせることにより、操作パネル５５内で乱反射した発光ダイオードの光がベースシート４０を導光して外周端面から光漏れしてしまうのを、防止することができる。

図４を参照しながらスイッチキー２０の押圧時、及び押圧の解放時における挙動を詳細に説明する。同図は、スイッチキー２０への荷重とそのストロークとの相関関係であるＦ−Ｓ特性のグラフ、及びグラフ中の各点におけるコンタクトスイッチ１０の挙動を示す断面図である。グラフ中、縦軸は押圧部２１への押圧の荷重（Ｎ）を示し、横軸は荷重０（Ｎ）時点の荷重を基準とした押圧部２１のストロークを示している。また太線は押圧時、細線は押圧の解放時を示している。Ｆ−Ｓ特性のグラフは、自動荷重試験機の圧子６２で、押圧部２１を押圧し、そのときの荷重及びストロークをロードセルで検知することにより測定されたものである。

荷重を掛けて押圧部２１が押圧されると、脚部２３は、押圧の荷重の大きさに応じて曲折部２３ｂで屈曲し、図４（０）から同図（Ｓ１）の形状へ変化する。当接部２２がドーム体３０の頂部を押圧する。このときの曲折部２３ｂの屈曲量に応じたストロークが、ストロークＡの範囲である。引き続き押圧部２１が押圧されることにより、ドーム体３０に、押圧部２１に加えられた押圧の荷重に抵抗する応力が生じ、ドーム体３０は徐々に潰されて若干撓む。さらに押圧部２１が押圧されると、押圧の荷重がドーム体３０の閾荷重を超える。その時の閾荷重はピーク荷重と呼ばれ、同図のグラフ中、Ｆ０の値である。

ピーク荷重Ｆ０を超えると、図４（Ｓ３）に示すように、ドーム体３０の応力は押圧の荷重に耐えられなくなり、ドーム体３０は急激にドーム内空Ｄに向かって凹み、カチッというクリクック音を生じつつ導電接触部３２が両電極５１に接触する。ピーク荷重Ｆ０を超えた瞬間に操作者は、クリック音とともに、それまで指先６１（図３参照）で感知していた応力を、突如として感知できなくなるクリック感と、導電接触部３２が電極５１に接触したこととを感知する。それによって操作者は、スイッチキー２０がクリックされて、コンタクトスイッチ１０が確実に操作されたことを認識できる。押圧の荷重によるドーム体３０の撓み及び凹みに応じたストロークが、ストロークＢの範囲である。また導電接触部３２と電極５１との接触直後の荷重が、ＦＢである。

押圧部２１はさらに押圧されると、図４（Ｓ０）に示すように導電接触部３２が電極５１に強く押し付けられて歪み、横方向に膨らむ。ピーク荷重Ｆ０の１．５倍の荷重を押圧部２１に加えた時のストロークの値は、オーバーストロークＳ０と呼ばれる。

その後、押圧の荷重が徐々に解放されると、押圧部２１は、図４（Ｓ３）のように歪みが解消され始める。さらに導電接触部３２が電極５１から離反した後、同図（Ｓ１）のようにドーム体３０の凹みが完全に解消され、高々曲折部２３ｂの屈曲の応力を検知する程度となるので、操作者はクリックが解除されたことを認識できるようになる。このとき同図のグラフ中、細線で示すように、スイッチキー２０は、ヒステリシスによって押圧時と異なる曲線を描いて、同図（Ｓ３）・（Ｓ１）を経て、同図（０）の形状に戻る。

Ｆ−Ｓ特性は、導電接触部３２が電極５１に丁度接触した時点の押圧部２１の移動量であるボトムストロークＳ３（ｍｍ）、クリック率（％）、及びピーク荷重Ｆ０（Ｎ）によって、主に評価される。クリック率は、（Ｆ０−ＦＢ）／Ｆ０×１００（％）によって求められる。コンタクトスイッチ１０が、３０〜６０％のクリック率を有していると、操作者が明瞭にかつ確実にクリックを感知することができる。

例えば、スイッチキー２０のピーク荷重Ｆ０を２〜３Ｎ、クリック率を３０〜４０％、ボトムストロークＳ３を０．６〜０．８ｍｍとする場合、直径３〜１０ｍｍ、ドーム内空Ｄの高さ０．１５〜０．６ｍｍでステンレス製（ＳＵＳ３０４）のドーム体３０の肉厚を、０．０５〜０．２ｍｍとすることが好ましい。このようにドーム体３０の素材、直径、及び肉厚、並びにドーム内空Ｄの高さを特定することによって、ストロークＢの範囲、及びピーク荷重Ｆ０を設定し、所望のＦ−Ｓ特性を有するコンタクトスイッチ１０を得ることができる。このとき、ドーム体３０の素材が硬く、また肉厚が厚いほど、ピーク荷重Ｆ０は大きくなる。一方、ドーム内空Ｄの高さを低く設定するほどストロークＢの範囲は狭くなり、スイッチキー２０のストロークを短くすることができる。

スイッチキー２０の素材は、タイプＡデュロメータ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３準拠）が１０〜９０の範囲であるシリコーンゴムであることが好ましい。このシリコーンゴムを用いて、脚部２３の厚さを薄くし、かつ垂直部２３ｃの長さを短くすることによって、ストロークＡの範囲を狭くし、スイッチキー２０のストロークを短くすることができる。また当接部２２とドーム体３０の頂部との距離を短くすることによっても、ストロークＡの範囲を狭くすることができる。なお当接部２２は、凸形状をなしていなくてもよく、図４（０）に示す状態でドーム体３０の頂部に貼付された粘着テープ３１に当接していてもよい。

またベースシート４０がシリコーンゴム、ポリエステル、及びポリイミドのような高分子樹脂素材で形成されている場合、その厚さは、１３０〜１５０μｍであることが好ましい。ベースシート４０がこの範囲よりも薄いと、表面活性化処理や回路基板５０への載置の際のハンドリングに劣る。一方この範囲よりも厚いと、コンタクトスイッチ１０を薄型化できない。

図５に、本発明のコンタクトスイッチの別な実施形態の模式断面図を示す。同図に示すコンタクトスイッチ１０は、ベースシート４０の回路基板５０側の面で、キー内空Ｋ及びドーム内空Ｄと外界とを連通させているチャネル４５を有している。チャネル４５は、一端がドーム内空Ｄキーに繋がっている連通チャネル４５ａと、この連通チャネル４５ａに合流しつつキー内空Ｋに連通した合流チャネル４５ｂと、連通チャネル４５ａと外界とを繋いでいる開放チャネル４５ｃとを有している。連通チャネル４５ａは、ベースシート４０の回路基板５０との接触面側で凹んでいる。

スイッチキー２０が押圧された際に、キー内空Ｋ及びドーム内空Ｄに溜まった空気は、図５のチャネル４５中の矢印に示されるように、チャネル４５を流れて外界へと排出する。一方、スイッチキー２０の押圧が解除された際、キー内空Ｋ及びドーム内空Ｄに、外界の空気が同図に示される矢印とは逆方向にチャネル４５を流れ、キー内空Ｋ及びドーム内空Ｄに取り込まれる。このようにこのコンタクトスイッチ１０は、スイッチキー２０の動作に応じてキー内空Ｋ及びドーム内空Ｄの空気を出し入れできるので、スイッチキー２０がスムーズに動作する。

図６にコンタクトスイッチ１０に用いられるドーム体３０の別な例を示す。同図（ａ）のドーム体３０は、それの周縁であるエッジでドーム体３０の頂部から離反するように水平方向に突き出た鍔３３と、この鍔３３から一定の傾斜角度でドーム体３０の曲率半径方向の内側に向かって上昇している傾斜部３４とを、有しているものである。それによって、ベースシート４０の上面４１とドーム体３０とが面接触するので、広い接触面積を確保できる。また傾斜部３４を有していることにより、ドーム体３０の高さを適切に調節できるので、極小径のドーム体３０であっても、曲率半径を変更することなく、一定のストロークを保ったまま、極めて小径のコンタクトスイッチ１０を作製できる。この場合、粘着テープ３１を用いることなく、鍔３３の下端面にコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理又はエキシマ処理のような表面活性処理を施して、上面４１と鍔３３の下端面とにヒドロキシ基を反応性官能基として新たに生成、増幅、及び露出させてから、両者を接触させることにより、ヒドロキシ基同士を脱水させて直接的なエーテル結合を形成する。それにより、ドーム体３０とベースシート４０とを化学的な結合によって接合することができる。

図６（ｂ）に示すドーム体３０は、その周縁であるエッジに数か所で出っ張った凸部３６を有しているものである。この場合、例えば脚部２３や押圧部２１の下端に、キー内空Ｋの中心に向かって迫出した爪部（不図示）を設けて、この爪部を凸部３６に係合させることにより、ドーム体３０をキー内空Ｋ内に嵌め込むことができる。それにより、ドーム体３０とベースシート４０とを接着又は接合させることなく、コンタクトスイッチ１０を製造することができる。また、ドーム体３０が絶縁性の素材で形成されている場合、貫通孔３５がドーム体３０の頂部に開いていることによって、例えば同図（ｂ）に示すように、この貫通孔３５の径に丁度嵌まる括れ部を有し、導電性の素材で形成された導電接触部材３７を嵌め込むことができる。導電接触部材３７の下端面は、導電接触部３２である。

図６（ｃ）に示すドーム体３０は、略半球形のドーム形状のエッジが四方で、頂部に向かって抉れた抉れ部３８を有している。それにより、キー内空Ｋとドーム内空Ｄとが、連通するので、図５に示すような合流チャネル４５ｂを設けずとも、キー内空Ｋ内の空気がドーム内空Ｄを通って外界に排出される。

図７に本発明のコンタクトスイッチの別な実施形態の模式断面図を示す。同図に示すコンタクトスイッチ１０のドーム体３０は、図６（ａ）に示したものと同一の形状をなしている。ベースシート４０の孔４２の周縁に、上面４１よりもドーム体３０の鍔３３の厚さ分だけ下がった段差部４６が設けられている。鍔３３が段差部４６に嵌り、かつフランジ部２４に挟まれていることによって、ドーム体３０は、位置決めされつつコンタクトスイッチ１０内に固定されている。この実施形態によれば、粘着テープ３１を用いずとも、ドーム体３０の位置決め及び固定をすることができる。なお鍔３３の下端表面と、フランジ部２４の下端表面及び／又は段差部４６の表面とに反応性官能基が露出しており、それらによってドーム体３０とスイッチキー２０及び／又はベースシート４０とが直接的な結合を介して接合されていてもよい。

以下に、本発明を適用するコンタクトスイッチを作製し、評価した実施例を示す。

（実施例１）
まず、１００質量部のミラブル型シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、製品名：ＫＥ−９６１Ｕ）と、加硫剤である０．５質量部の２，５−ジメチル−２，５−ジヘキサン（信越化学工業株式会社製、製品名：Ｃ−８Ａ）とを、二本ロールに投入し、均一に混合するまで混練した後、取り出した。これを、金型上に置ける大きさの円柱形状に切り揃え、シリコーンゴムのプリフォームを調製した。

次いで圧縮成形機にスイッチキー２０の上下金型をセットし、上下金型の表面温度を、加硫温度である１７０℃に予め設定した。雌型である下金型の上に、円柱形状のプリフォームを置いた。圧縮成形機を起動させて上金型と下金型とを合わせ、１０〜２０ＭＰａで１０分間圧縮成形した。圧縮成形終了後、下金型からスイッチキー２０を取り出し、手仕上にてばりを除去した。その後、スイッチキー２０に２００℃で４時間の二次加硫を施した。それにより、スイッチキー２０を作製した。

シリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（三菱樹脂株式会社製、テックバリアＶＸ（登録商標）、ｔ＝１２μｍ）／２液硬化型ウレタン接着剤（主剤：ポリエステルポリオール、硬化剤：脂肪族イソシアネート）／絶縁ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、ダイアホイル（登録商標）、ｔ＝８５μｍ）であるベースシート４０（シリカ蒸着ＰＥＴフィルム）を用いた。これを所定の外形に切出し、孔４２を打抜きによって開け、約１００μｍ厚のベースシート４０を作製した。

スイッチキー２０及びベースシート４０の接合すべき面に、夫々コロナ放電処理を施し、それらの面にヒドロキシ基を生成させた。直径５．６ｍｍ、肉厚０．２８ｍｍで３Ｎ仕様のステンレス製ドーム体（True Tone Industries Ltd 製、製品名：5.6-RNN-300）を、ベースシート４０に開けた孔４２を覆うように上面４１に置き、粘着テープを貼付してずれないように位置決めした。スイッチキー２０及びベースシート４０の接合面同士を当接させつつ、圧縮治具で挟んだ。８０℃で圧縮治具内を脱気し、減圧条件下で、各接着面のヒドロキシ基同士を脱水反応させ、スイッチキー２０とベースシート４０とを、接合した。それによって、コンタクトスイッチ１０を得た。

得られたコンタクトスイッチ１０について、自動荷重試験機（日本計測システム株式会社製、製品名：ＭＡＸ−１ＫＮ−Ｈ−１、ロードセル１０Ｎ仕様）を用いて、コンタクトスイッチ１０のピーク荷重Ｆ０を測定した。押圧部２１の上端面を、２０ｍｍ／分の押圧速度にて圧子６２で押圧し、このときのピーク荷重Ｆ０（Ｎ）、及びストローク（ｍｍ）を記録した。測定を３回行い、夫々のクリック率を算出した。結果を表１に示す。

表１から分かるように、実施例１のコンタクトスイッチ１０は、ストロークが短くても３０％以上という高いクリック率を示し、さらに押圧回数に対するクリック率及びストロークのばらつきが極めて小さいものであった。

本発明のコンタクトスイッチは、自動車、航空機、船舶、産業機械、及び家電製品のような各種電子機器を搭載する製品の電気的信号入力に用いられる。

１０はコンタクトスイッチ、２０はスイッチキー、２１は押圧部、２２は当接部、２３は脚部、２３ａは水平部、２３ｂは曲折部、２３ｃは垂直部、２４はフランジ部、３０はドーム体、３１は粘着テープ、３２は導電接触部、３３は鍔、３４は傾斜部、３５は貫通孔、３６は凸部、３７は導電接触部材、３８は抉れ部、４０はベースシート、４１は上面、４２は孔、４３は部材孔、４４は凹部、４５はチャネル、４５ａは連通チャネル、４５ｂは合流チャネル、４５ｃは開放チャネル、４６は段差部、５０は回路基板、５１は電極、５２は突起、５３はタクタイルスイッチ、５４は操作ボタン、５５は操作パネル、５６は隙間、６１は指先、６２は圧子、７０は押ボタンスイッチ、７１はケース、７１ａは電極、７１ｂは端子、７２は導電接触薄板、７３はボタン、７４はカバー、Ｄはドーム内空、Ｋはキー内空である。

Claims

ベースシートに開けられた孔に対向した導電接触部を有しつつ前記孔を覆っている弾性のドーム体を、覆いながら前記ベースシートに接合している弾性のスイッチキーが、下端を前記ドーム体の頂部に対向させ又は接触させている押圧部と、前記押圧部から延び前記押圧部への押圧に応じて前記導電接触部を押し込んで前記孔で基板の両電極に接触させる脚部とを、有していることを特徴とするコンタクトスイッチ。
前記スイッチキーに向いた表面で酸化物、硫化物及び／又は窒化物を露出させており非ガラス素材で形成された前記ベースシートと、シリコーンゴムを含んで形成された前記スイッチキーとが、前記酸化物、前記硫化物及び／又は前記窒化物の表面の反応性官能基と前記スイッチキーの表面の反応性官能基との直接的な結合によって、接合されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトスイッチ。
前記ベースシートと前記スイッチキーの前記脚部の末端のフランジ部とが、共有結合を介して接合していることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトスイッチ。
前記ドーム体の少なくとも一部が粘着テープで覆われて前記ベースシートに貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトスイッチ。
前記ドーム体の下端部が前記ベースシートと前記スイッチキーの前記脚部の末端のフランジ部との間に挟まれていることにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトスイッチ。
前記ベースシートが、表面酸化物層、表面硫化物層及び／又は表面窒化物層を有し、若しくは基材素材に前記酸化物、前記硫化物及び／又は前記窒化物を含有するものであることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトスイッチ。
前記表面酸化物層が、シリカ膜、アルミナ膜、酸化チタン膜、酸化ジルコニウム膜、及び硫化亜鉛−シリカ膜から選ばれる少なくとも何れかであり、前記表面硫化物層が硫化ケイ素膜、硫化アルミニウム膜、硫化チタン膜、硫化ジルコニウム膜、及び硫化亜鉛膜から選ばれる少なくとも何れかであり、前記表面窒化物層が、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜、窒化チタン膜、窒化ジルコニウム、及び窒化亜鉛から選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項６に記載のコンタクトスイッチ。
前記表面酸化物層、前記表面硫化物層及び／又は前記表面窒化物層が、蒸着膜、スパッター膜、イオンプレティング膜、及び／又は化学気相沈積膜であることを特徴とする請求項６に記載のコンタクトスイッチ。
前記シリコーンゴムが、パーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴム、電磁波架橋型シリコーンゴム、これらの少なくとも何れかとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物であることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトスイッチ。
前記非ガラス素材が、金属、高分子樹脂、架橋ゴム、セラミックスであることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトスイッチ。
前記スイッチキーの表面と、前記ベースシートの前記スイッチキーに向いた表面とが、コロナ放電処理表面、プラズマ処理表面、紫外線処理表面、及び／又はエキシマ処理表面であることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトスイッチ。
前記ベースシートと、前記非ガラス素材と同種素材又は異種素材で形成された前記ドーム体とが、前記酸化物、前記硫化物及び／又は前記窒化物の表面の反応性官能基と前記ドーム体の表面の反応性官能基との直接的な結合によって、接合されていることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトスイッチ。