JP2681064B2 - 押ボタンを含む制御パネルとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、押ボタンを含む制御パネルとその製造方
法に関する。更に詳しくは、各種民生機器、産業機械、
自動車などの制御機器への入出力に使われる制御操作用
の押ボタンを含む制御パネルとその製造方法に関する。

［従来の技術］ 家庭用の各種民生機器、産業機器、例えば電話機、テ
レビ、空調機器、電気洗濯機、工作機械、自動車など
は、種々の機能を有し、これらの機能を制御するために
制御パネルを有している。この制御パネルには、ON、OF
F用、時間などをセットするためのスイッチ、押ボタン
類が設けられている。この中で、押ボタンは、複数の金
属または合成樹脂部品、スプリングなどを組み立てて作
られているものがある。この押ボタンをパネルに組み付
けると制御パネルとなる。

比較的小型の制御パネルに用いられる押ボタンとし
て、シートとこのシートから島状に膨れ上がった複数の
指接触部からなり、シートと指接触部が一体に成形され
た集合ボタンが知られている。また、シリコンでできた
柔らかい指接触部に硬質のエンジニアリング・プラステ
ィックを多色・異材質成形により一体化したものも知ら
れている（例えば、特開昭59−157924号、米国特許4,77
5,574号等）。指接触部は、外装パネルの表面に露出さ
せられている。このようなタイプの集合ボタンでは、指
接触部を指で押して指接触部の裏面即ち内面側をプリン
ト基板上の回路動作部に押しつけてスイッチのオン・オ
フを行う。

シートと制御パネル本体をビスなどで固着すると、そ
の固着部の僅かな隙間から漏電が生じる。この漏電は、
静電気の流れである。電子１個の回路部への侵入は、電
子機器全体の破壊を招き、重要な情報を喪失させる。

押ボタンを押したときのクリック感を出すためのシー
ト材料として従来用いられているシリコンゴムは、焼成
成形、組立作業などのためにコストが高く、大量生産向
きの材料でなく、エンジニアリング・プラスティックと
の一体成形が困難であり、前記電子１個の漏洩を防止で
きない。

押ボタンシートと制御パネル本体との完全な密封構造
の開発及びその低廉な量産技術の確立が要請されてい
る。また、漏洩防止と同時に完全な動作確認のためのク
リック感の存在が必要である。

熱可塑性エラストマとをこれらのエンジニアリングプ
ラスチックスに接合するには、比較的硬い熱可塑性弾性
体（エラストマ）に限られている。弾力性に優れた合成
樹脂製の熱可塑性の弾性体をエンジニアリングプラスチ
ックに熱融着する方法がなかった。本出願人は、この方
法を特願昭62−300036号（特開平１−139240号）として
出願した。その発明の要旨を次に記述する。

あらかじめ成形された比較的硬度が高い合成樹脂成形
体に、この合成樹脂成形体より硬度（JISショアー硬度
Ａ）の低い成形体の熱可塑性体組成物を熱融着により接
合させるか、あるいはこの熱可塑性弾性体組成物からな
る成形体にこの熱可塑性弾性体組成物からの成形体より
硬度が高い前記成形体を与えて両者を熱融着により接合
させて複合成形体を製造する方法である。

この熱可塑性弾性体組成物は、 （ｉ）熱可塑性弾性体…100重量部 （ii）ポリエーテルブロックアミド…25〜185重量部 からなる複合成形体の製造方法である。

前記熱可塑性弾性体の硬度が、70〜35度（JIS,A硬
度）であり、この熱可塑性弾性体は、水添SBSブロック
コーポリマー、オレフィン系エラストマ、ジエン系エラ
ストマ、ウレタン系エラストマ、可塑性化ポリ塩化ビニ
ルから選ばれる。

熱可塑性弾性体組成物からなる成形体より硬度が高い
形成体の硬度は、70度以上である。この合成樹脂は、ポ
リカーボーネート、ナイロン11、ナイロン12、ABS樹
脂、メタクリル樹脂から選ばれる一種である。

この製造方法を押ボタンシートに用いれば、機械的強
度に優れかつ弾性があるのでクリック感の良い押ボタン
を製造できると予想できる。前記したポリエーテルブロ
ックアミドは、ポリエステルエラストマでも前記同様の
効果が得られるので、置き換えることは可能であろう。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、制御パネル表面から内部への電子１
個の侵入を阻止する押ボタンを含む制御パネルとその製
造方法を提供することにある。

本発明の目的は、生産工程数が少なく量産性が高く制
御パネル表面から内部への電子１個の侵入を防止できる
押ボタンを含む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、生産工程数が少なく量産性が高
く機械的強度が十分にあり制御パネル表面から内部への
電子１個の侵入を阻止する押ボタンを含む制御パネルと
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、生産工程数が少なく量産性
が高くクリック感・機械的強度が十分にあり制御パネル
表面から内部への電子１個の侵入を阻止する押ボタンを
含む制御パネルとその製造方法を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 本発明の押ボタンを含む制御パネル及びその製造方法
は、電子制御パネルのボタンの組立構造体又はその組立
方法であり、その組立は、制御パネル本体とボタンと称
される指接触部を備える弾性的シートの融着製造に基づ
いている。この融着構造は、材料の海島状の立体的構造
である。この立体構造は、キャビティーという閉じられ
た空間が規定する境界条件のもとで行われ、キャビティ
ー内に注入された圧力流体である弾性材料は、キャビテ
ィーの境界を定める制御パネルという固体の壁面の材料
をその溶融熱で溶解し、共に溶解した両液体がその時の
温度と圧力と境界条件のもとでクラスター化して共鳴振
動を起こしながら、無数に枝分かれした繊維、毛細根と
して互いに相手側に入り込み、両材料が立体的に絡み合
って決して離脱しない状態の一体構造を形成している。
液体と固体がその境界面で一方が融解され一方の固定表
面が境界条件として作用するので、融着構造が確実に形
成されている。

また、１格子単位でパネル本体に接合する押ボタンシ
ートの接合構造は、格子構造であるので全体の接合力が
大きい。指接触部を１格子単位で支持する押ボタンシー
トは、クリック感にすぐれている。硬質材料でできてい
るために形状が確定したパネル本体が、射出成形金型に
厳密な位置決め精度で挿入される。射出成形金型とパネ
ル本体とで形成されるキャビティーに、溶融状態のエラ
ストマが注入され、薄いシート状の押ボタンシートがパ
ネル本体に接合される。この成形量産技術のコストは、
低廉である。エラストマのシートは、丈夫である。

［発明の実施の形態］ （実施形態１） 以下、本発明の押ボタンを含む制御パネルとその製造
方法の実施の形態を説明する。第１図に示す実施形態１
は、本発明を適用したテレビのリモートコントローラを
示している。リモートコントローラ１は、薄い直方体状
のケース２を有している。

このケース２内にはプリント基板上にコントロールに
必要なICなどの電子部品が実装され、電子回路が形成さ
れている。ケース２のパネル面６又はパネル本体６に
は、開孔３が設けられている。開孔３には押ボタンの他
種類の指接触部又はボタン４の硬質部分が挿入されて設
けられている。

図示していないが、ケース２内にはプリント基板が収
納されている。プリント基板は、ビスまたははめ込みで
ケース２に固定されている。プリント基板の上面、下面
には、必要な素子、回路が作られ取り付けられている。

（実施形態２） 第２図は、第１図に示したボタン４である指接触部の
断面構造が示されている。指接触部18がボタンシーに形
成されている。ボタンシートは、厚圧部12を備えてい
る。指接触部18の裏面側にアクチュエータ15aが形成さ
れている。厚肉部12とアクチュエータ15aとの間即ち厚
肉部12と指接触部18との間には、薄肉部14が形成されて
いる。指接触部18は、カップ形状であり、内部に空洞部
を有している。

空洞部には、アクチュエータ15aが一体に成形されて
いる。アクチュエータ15aは、内実でなく空洞部20を有
している。空洞部20を有している分だけ、材料が少なく
て済む。第２図は、接触突起16、導電体17、プライマー
19が示されている。この構造、タイプは、比較的指接触
部が大きい場合に有効である。

（実施形態３） 第３図（ａ），（ｂ）は、本発明の押ボタンを含む制
御パネルの実施形態３特にボタンシートの実施形態３を
示す。実施形態３は、実施形態２と基本的な点において
相違しないが、指接触部18を透明な合成樹脂で構成した
点で異なる。指接触部18の底面には、あらかじめポリウ
レタンなどの公知のプライマー効果のある材料と顔料を
混合したものにより表示部21を印刷する。これにアクチ
ュエータ15を熱融着させると、プライマーは両材料を熱
融着させ、顔料は表示部21を構成する。

すなわち、指接触部18を上面から見ると、指接触部18
は透明な合成樹脂であるから表示部21がそのまま見える
ことになる。この指接触部18は、表示部21の印刷とプラ
イマーが同時に印刷でき表示部21が消えないなどの効果
がある。

この実施形態では、表示部21のみをプライマーで印刷
したが、ある融着部分には透明のプライマーを塗布し他
の融着部分はプライマーを塗布しない。実施形態３の指
接触部18とアクチュエータ15の材料は、厚肉部12を形成
するボタンシートに対して熱融着性がある材料から選択
される。

（実施形態4,5） 第4,5図は、ボタンシートに関する実施形態4,5を示
す。実施形態２〜３では、指接触部18には比較的硬い材
料が選択されている。第4,5図に示す指接触部18aは、押
ボタンシートと同一材料の熱可塑性エラストマで一体に
成形され作られている。したがって、指の接触感は柔ら
かい。図４に示す指接触部18a、アクチュエータ15bの形
状と構造は実施形態２と同一である。必要に応じてプラ
イマー19を塗布して成形する点も同一である。ボタンシ
ートが厚肉部12と薄肉部14とを備える点も、実施形態２
〜３と同じである。

（実施形態６） 第６図は、押ボタンシートの実施形態６を示す。熱可
塑性エラストマで成形された押ボタンシート11には、押
しボタン４（指接触部18ともいう）が多数連設されてい
る。このため、押ボタン４を作動させたとき、指接触部
４の作動のときの力で断面上で閉じた薄肉部14（番号の
記入なし）の外周に接続する肉厚部12が伸びる。この伸
びが大きいと、指接触部４を押したときのクリック感が
得られない。すなわち、薄肉部14の上から押すと厚肉部
は伸びにくいので、厚肉部は変形せずに薄肉部である円
錐形部分が変形する。薄肉部の硬さ次第では、薄肉部の
変形時にクリック感が得られる。

指接触部18の上表面を指で押すと、薄肉部14は下方に
へこむ。薄肉部14がへこむときの時間と加圧力の関係
は、次のようになっている。所定の加圧力を指接触部18
に加えて行くと、加圧力に対する反力は徐々に高まる
が、ある点から急に加圧力に対する薄肉部15の反力は低
下する。このときの指の感触は、クリック感と呼ばれて
いる。加圧力のピーク値は、人間の指にとって最適な値
に決める必要がある。この加圧力のピーク値は、薄肉部
14の肉厚部の厚さ、形状によって決まる。

指接触部４において、クリック感は重要な要素であ
る。実施形態６は、クリック感の低下を防ぐものであ
る。指接触部４の外周が、比較的硬くて剛性のあるフレ
ーム25で囲まれている。制御パネル本体の一部であるフ
レーム25は、格子状に形成されている。フレーム25は、
肉厚部12内に一体に成形されて埋め込まれている。フレ
ーム25と肉厚部12の接合部は閉じられて１周している
が、外観上は、フレーム25は見えない。フレーム25には
剛性があり、変形が少ないから、押ボタン４を作動させ
ても肉厚部12の伸びが少ないので、クリック感が得られ
る。

第７図に示す指接触部11は、フレーム25を肉厚部12の
上部に一体に設けた実施形態である。肉厚部12とフレー
ム25の下面とは、熱融着により接着されている。この融
着を有効に得るために、前記したプライマーを塗布して
も良い。第７図に示した例は、フレーム25の下面を肉厚
部12の上面に熱融着させたものであるが、肉厚部12の下
面をフレーム25の上面に熱融着させても良い。なお、前
記したフレーム25の格子は、ボタン４の形状にあわせて
自由に形成できる。格子形状としては、ボタン又は指接
触部の形状に対応して、角形状、円形状、楕円形状があ
り、任意である。

（実施形態８〜12） 実施形態１〜７は、いずれも指接触部４が押ボタンシ
ート11上に形成されている。第８〜12図に示す指接触部
40は、プリント基板10を収納したケース２の前面である
パネル面６を有する外装体である図１に示したケース２
に一体に形成した実施形態である。パネル面６には、開
孔41（開孔３と同一）が明けてある。開孔41に沿ったパ
ネル面６の外周の下面には、熱可塑性エラストマからな
る肉厚部47がプライマー50を介して熱融着している。

肉厚部47に連続して指接触部42の外周には断面Ｕ字状
の薄肉部46が形成されている。指接触部42は、パネル６
と同一または他の熱可塑性の比較的硬い材料から作られ
ている。指接触部42の下面には、薄肉部46と同一材質で
アクチュエータ43がプライマー50を介して熱融着してい
る。アクチュエータ43の下面には、接触突起44、導電体
45が貼り付けられている。これらの点は、実施形態１〜
７と変わらない。

第９図に示す実施形態９は、指接触部42aを薄肉部46
と同一の熱可塑性エラストマで一体に成形したものであ
る。指接触部42aは比較的柔らかい材料であるから指の
接触感覚も柔らかく感じる。プライマー50を介在させ
て、指接触部42aとアクチュエータ43の接合および肉厚
部47とパネル面６との接合させた点は前記実施形態と同
一である。

第10図に示す実施形態10は、実施形態８と基本的には
同一である。指接触部42の一部に文字または記号と同じ
スリットを形成し、このスリットにアクチュエータ43を
充填している。指接触部42とアクチュエータ43の樹脂の
色は、相違している。このため、指接触部42上に露出し
た部分は、文字・信号を示す表示部49となる。

第11図に示す実施形態11は、第９図に示した実施形態
９と基本的には同一である。表示部49aが比較的硬い樹
脂で作られている点で前記実施形態と相違する。プライ
マー50は、いずれも本実施形態の熱融着面に介在させら
れている。

第12図に示す実施形態12は、薄肉部46aが変形されて
いる。実施形態８〜11のいずれも薄肉部46は、クリック
感を出すために断面がＵ字形に形成されているが、本実
施形態では薄肉部46aが平面に形成されている。薄肉部4
6の変形量が少ない分だけクリック感が得にくいが、成
形が容易であるという特徴がある。

（実施形態13） 第13図は、実施形態13を示す。指接触部とケーシング
の実施形態を示す。前記した実施形態の指接触部は、押
ボタンシートまたはケースであるパネル面に設けられて
いるが、実施形態13では、指接触部が更に他のパネルに
設けられている。実施形態13のプリント基板10を入れる
ケースは、上ケース61と下ケース60の二つに分割されて
いる。上ケース61の上面には、パネル面62が形成されて
いる。

パネル面62には、指接触部を挿入するための押ボタン
穴63（開孔３に同等）、液晶など表示用素子を挿入する
表示穴64が形成されている。上ケース61の内周面には、
係止突起65が一体に形成されている。一方、下ケース60
は、プリント基板10および制御パネル本体の部分である
押ボタン支持体70を収納している。下ケース60の外周に
は、係止突起65が挿入される係止凹部66が形成されてい
る。

プリント基板10は、押ボタン支持体70の下面に係止爪
71により保持されている。押ボタン支持体70は、比較的
硬い合成樹脂製の板状材であり、必要箇所に指接触部80
が設けてある。指接触部80の取り付けは前記した実施形
態と同一であり、説明は省略する。

押ボタン支持体70には、固定足72が一体に設けられて
いる。固定足72には、係合段部73が形成されている。係
合段部73は、下ケース60に設けた係合段部67に挿入され
ている。係合段部73と係合段部67が組み立てられると、
押ボタン支持体70は下ケース60内に固定される。

この実施形態13は、指接触部80が成形された押ボタン
支持体70とプリント基板10が相互に固定されているので
コンパクトになる。この一体になった押ボタン支持体70
とプリント基板10を上下ケース61,60に収納するだけで
制御装置が完成する。

（押ボタンの製造方法） 次に、本発明の押ボタンを含む制御パネルの製造方法
の実施形態を説明する。まず、制御パネルの実施形態１
を例にとり説明する。周知の射出成形法により指接触部
18を成形する。この指接触部18を成形するとき、表示部
があるときは、空洞として形成される。指接触部18の材
質は、ABS、ポリカーボネート（PC）、ポリプロピレン
（PP）、PBT、ナイロンなど機械的強度、成形性が良い
ものであればどんな合成樹脂でも良い。

更に、軟質材である後記する熱可塑性のエラストマが
融着するものであれば、金属板でも良い。エラストマ
は、ナイロンエラストマ、ポリウレタン系エラストマ、
オレフィン系エラストマ、ポリエステルエラストマなど
から選択される。好ましくは、クリック感の関係上JISA
硬度で35〜70程度が望ましい。したがって、前記指接触
部18は、ここでは金属板も含む概念である。これらの熱
可塑性エラストマ樹脂に顔料を混合して、表示部が鮮明
に見えるようにしても良い。

指接触部18を射出成形（金属の場合は曲げ、刻印など
の塑性加工）後、プライマー加工を行う。プライマー
は、ウレタン系など公知のプライマー効果のあるものを
塗布、浸漬などで処理する。このプライマー処理後、次
の射出成形金型に入れる。ここで使う金型は、射出成形
でよく用いられる周知の金型構造を用いる（図示せ
ず）。金型内のキャビティ部は、アクチュエータ15、薄
肉部14、肉厚部12などに相当する部分であり、成形前は
これらの部分は空間である。この状態で、スプルーから
加熱溶融した熱可塑性の弾性体を流入させる。

流入された樹脂は、スプルー、ランナを通りゲートを
通ってキャビティ部を満たす。キャビティ部に流入した
熱可塑性弾性体は、それ自身の溶融熱で指接触部18の表
面部分を一部溶かし、またはプライマーを溶かして両者
は混合または凝着して熱融着面を作る。この後、金型か
ら押ボタンシート11を取り出し、導電体17を印刷などの
手段で張り付け、他の必要な処理を行って完成する。

（その他の熱可塑性弾性体） 指接触部18として、前記したように通常の合成樹脂を
用いた。しかし、通常の合成樹脂製品は、高い耐熱性お
よび機械的強度が必要なときは、ポリカーボネート、ナ
イロンなどの熱可塑性のエンジニアリングプラスチック
を使用している。

［発明の効果］ 以上、詳記したように、この発明の押ボタンを含む制
御パネルとその製造方法は、操作時にクリック感が良
い。また、シリコンゴムに代えて熱可塑性合成樹脂を用
いたので射出成形で、すなわち製造工程数が少なくて済
む効果がある。また、本発明の押ボタンは、パネル本体
とシートを熱融着させているので、防水性、防塵性、耐
衝撃性が高く、閉じた熱融着層により電子１個の侵入を
阻止する。電子顕微鏡写真によれば、熱融着は、エラス
トマとエンジニアリング・プラスティックとの相互の海
島綿状の（sea−islands−like）入り込み合いにより成
立している。従って、漏洩防止効果が抜群であると同時
に、接合力を抜群のもににする効果がある。耐久性があ
るエラストマのパネル本体への接合の耐久性も抜群であ
る。１格子単位でパネル本体に指接触部が支持されてい
るので、クリック感が安定してすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施形態１を示す平面図である。第２図は、
実施形態２を示す断面図である。第３図（ａ），（ｂ）
は、実施形態３を示す平面図、断面図である。第４図
は、実施形態４を示す断面図である。第５図は、実施形
態５を示す断面図である。第６図は、実施形態６を示す
斜軸投影図である。第７図は、実施形態７を示す斜軸投
影図である。第８図は、実施形態８を示す断面図であ
る。第９図は、実施形態９を示す断面図である。第10図
は、実施形態10を示す断面図である。第11図は、実施形
態11を示す断面図である。第12図は、第12実施形態を示
す断面図である。第13図は、ケーシングの例を示す斜軸
投影図である。 １……リモートコントローラ ３……開孔 4,18……指接触部 11……押ボタンシート 12……肉厚部 14……薄肉部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−130305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−157924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−243214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−199750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299026（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−139240（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−281797（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315911（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−126428（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−67241（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−103133（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−167323（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−50420（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の開孔（３）を有し格子状の制御パネ
   ル本体部分（25）を含む制御パネル本体と、 前記開孔（３）に設けられ一面に指を接触させてスイッ
   チング動作させ前記制御パネル本体内に設けられている
   制御機器に対して入出力するための指接触部（18）と、 前記指接触部を備え前記制御パネル本体に成形時にそれ
   ぞれに熱融着層を介して接合し前記制御パネル本体の材
   料よりも軟質の熱可塑性エラストマを材料とする押しボ
   タンシート（11）とからなり、 前記押しボタンシート（11）は、射出成形時に前記制御
   パネル本体部分（25）をその溶融状態の溶融熱で融解し
   て形成する１格子単位の熱融着層を介して前記制御パネ
   ル本体に接合している 押しボタンを含む制御パネル。
2. 【請求項２】格子状の制御パネル本体部分（25）を含む
   制御パネル本体を射出成形金型内に入れ、前記制御パネ
   ル本体よりも軟質である熱可塑性エラストマを前記射出
   成形金型内のキャビティ部に圧入し、前記制御パネル本
   体を前記エラストマの溶融熱で溶融して前記制御パネル
   本体に一体に融着接合させて押しボタンシート（11）を
   形成し、制御パネル本体と前記押しボタンシート（11）
   の融着接合部は１格子単位で形成され、前記融着接合部
   は、溶融状態の前記熱可塑性エラストマが前記制御パネ
   ル本体部分（25）を溶解し前記熱可塑性エラストマと前
   記制御パネル本体部分（25）の材料とで形成される融着
   層である 押しボタンを含む制御パネルの製造方法。