JPS63279531A

JPS63279531A - 打鍵感触性を有するスイツチ部材

Info

Publication number: JPS63279531A
Application number: JP62114979A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kawaguchi; 河口　明義; Takio Tasaka; 田坂　多希雄; Masumi Hara; 真澄原
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1988-11-16
Also published as: EP0291056A3; EP0291056A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はタイプライタ−、パソコン、オフコン、銀行端
末機等の各種機器における操作部に装着されるスイッチ
部材に関し、更に詳しくはオペレーターが使用する際、
打鍵感触性の繰作性とか、打鍵耐久性の動作寿命が要求
される高信頼性のフルストロークキーボードスイッチに
使用されるスイッチ部材に関するものである。

（従来の技術）従来この種のキーボードスイッチは、主として第１図に
示すように、キートップ（１）、ステム（２）或いはス
テムと一体型のキートップ、りん青銅アクチュエーター
、導電性ゴム接点、導電性フィルム等の電気接点部（３
）、コイルスプリング、ゴム、発泡体等の弾性体ｆｆｌ
５（５）、ハウジング（４）から枯戊されている。

該キートップ（１）、ステム（２）及びハウジング（４
）は、生産性、コスト、機能性のために、各種熱可塑性
樹脂、例えばポリアセタール（ＰＯＭ＞、ポリブチレン
テレ７タレー）（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリカーボネート（
ｐｃ）、ポリフェニレンオキサイド、ＡＢ８等が用いら
れている。

キースイッチの打鍵タッチ感触性を発揮するためには、
ステム（２）と電気後、α部（３）、ステム（２）とハ
ウジング（４）との静摩擦係数及び動摩擦係数が小さい
こと、非粘着性（接触角が大きいこと）であること、及
び成形体表面が平滑であることが望ましい。又、動作寿
命即ち打鍵耐久性の点では、ステム（２）と電気接点部
（３）、ステム（２）とハウジング（４）との摩耗量が
少ないことが望ましい。

従来打鍵タッチ感触性を向上する目的で、フッ素樹脂を
ステム（２）及び／又はハウジング（４）の成形体表面
にコーティングすることが用いられている。フッ素樹脂
コーティングとは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、７ツ素化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥ
Ｐ）、テトラブルオロエチレンーパーフルオロビニルエ
ーテルコボリマー（Ｐ　Ｆ　Ａ　）、エチレン−テトラ
フルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）＃の７ツ索樹
脂の微粒子を、有機溶剤に分散させたディスパージョン
、或いはバイングーとなる他の樹脂塗料の中に分散させ
たものの形態で、基材であるスイッチ部材表面に塗装す
るものである。フッ素樹脂は非常に摩擦係数が低く、又
低粘着性であり、その接触角は成膜条件にもよるが、水
に対して１１０°前後であり（ポリアミドは５０〜６０
°）、その効果は甚大であった。

しかしながら、フッ素樹脂コーティングは高価であり、
塗装方法及び条件により、基材との密着性、コーティン
グ膜厚のバラツキが多く、コーティングフリーに寄せら
れる期待は大きがった。

かかるコーティングフリーの試みは、例えばＰＯＭ、Ｐ
ＢＴ１ＰＡ％ＰＣ等の熱可塑性樹上にＰＴＦＥ、グラフ
ァイト、二硫化モリブデン、オイル、グリース等を用い
て摺動改善を行うなどの各種の検討がなされているが不
充分であるのが実状である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は従来用いられていたフッ素樹脂コーティ
ングを省略し、且つ従来と同等以上の打鍵タッチ感触と
打鍵耐久性を有するスイッチ部材を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段）本発明は射出成形用超高分子量ポリエチレン樹脂射出成
形してなる打鍵感触性を有するスイッチ部材に係る。

本発明に用いる超高分子量ポリエチレンとは、デカリン
溶媒中、１３５℃で測定した極限粘度〔η〕から算出し
た粘度平均分子量が４０万〜１００万の範囲で、メルト
７０−レート（ＭＦＲ：＾ＳＴＭ　Ｄ１２３８゜Ｆ）が
Ｉｇ／１０ｍ１ｎ以上のエチレンの単独重合体もしくは
、エチレンと少量の他のａ−オレフィン、例えばプロピ
レン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−
メチル−１−ペンテン等とのエチレンを主成分とした共
重合体で、結晶性樹脂である。粘度平均分子量が４０万
未満のものは耐摩乾性、機械的強度、耐熱性が劣り、一
方、１００万を越えるものは流動性が悪く射出成形が困
難となる。

超高分子量ポリエチレン樹脂は、摩擦係数が低く、又、
低粘着性で、その接触角は水に対して約９０°であり、
フッ素０（脂コーティングの効果に匹敵する。

本発明においでは更に上記超高分子ポリエチレン樹脂に
チタン酸カリウム繊維を配合した場合、耐摩耗性、強度
、剛性、耐熱性、寸法精度等の面で一層優れたスイッチ
部材を得ることができる。

この場合、他の強化材、例えばガラス繊維、タル　゛り
、マイカ等を配合すると、樹脂の表面性が悪くなり、こ
れと摺動する相手材が摩耗し、摩耗粉によって回路の作
動不良が生じたり、摩擦係数が上がり、打鍵感触性が劣
り好ましくない。

本発明に用いるチタン酸カリウム繊維とは一般式％式％（ここでｎ＝２〜１２の整数、には０又は１以下の小数
）で示される単結晶繊維であり、その平均繊維径は約０
８１〜２μ転平均繊維長は約５〜１００μ１６゜アスペ
クト比（平均繊維長／平均繊維径）は約１０〜１００の
ものが好ましく、超高分子量ポリエチレンの強化材とし
て有効である。なかでも　ｎ＝６゜Ｋ＝Ｏの６チタン酸
力リウムＭ＆維は耐薬品性、補強効果共に良好で最適で
ある。

又、このチタン酸カリウム繊維にニッケルメッキ、銀メ
ッキ（無電解メッキ）Ｖを施した表面導電性ウィスカー
も使用可能であり、またに２０・ｎＴｉｏ　２を還元性
雰囲気下に焼成して得られるに２０・ｎＴｉ０２−ｙ（
ｙは１以下の小数）殊にｙ＝ｏ、１〜０．５の青色〜黒
色の格子欠陥による導電性ウィスカーも適用可能である
。ここでｙが１を越えると、本来の繊維形状がくずれて
しまい、補強効果が殆どみられない。

これらのチタン酸カリウム繊維は表面処理を行わないま
までも充分補強効果を発揮するが、チタネート系カップ
リング剤、シラン系カップリングＭ等で表面処理を行う
と、機械物性、場合によっては成形加工性の改善効果が
みられる。チタン酸カリウム繊維の添加量は全組成物に
対して１〜４０重量％重量適であり、１重量％未満では
Ｉ（脂の強化を行うのに充分でなく、４０重量％を越え
ると摩擦摩耗特性の点から好ましくない。

本発明のスイッチ部材は例えば押下刃を下方に伝達する
キートップ（１）と、該キートップと一体化された及び
／又は連結される摺動軸（ステム）（２）と、電気接、
αと、該摺動軸（ステム）をガイドし、且つ内包するハ
ウジング（４）とからなるキースイッチの、ステム（２
）の部材として使用される。

又、前記キーボードの構成部材として、ステム（２）に
超高分子量ポリエチレン樹脂組成物を、ハウジング（４
）にＰＢＴ、チタン酸カリウムｙＪ、ｍ及び高密度ポリ
エチレン（ＨＤＰＣ）を含有せしめたＰ　Ｂ　Ｔ　ｔｊ
ｌ脂組成物を適用する組合せが最も効果的である。

本発明に用いるＰＢＴとはツメチルテレフタレート若し
くはテレフタル酸と、１，４−ブタンジオールとを重縮
合させて得られる熱可塑性エンシュアリング樹脂である
。本発明に用いるＨ　Ｄ　Ｐ　Ｅはエチレンを重合して
得られる密度０．９４ｇ／Ｃｍ３程度以上のものである
が、少量のプロピレン、ブテン、ペンテン、スチレンな
どのエチレンと共重合しうるａ−オレフィンとの共重合
物であってもよい。

上記ＨＤＰＥは平均粒子径２００μ−以下、分子量５０
．０００−３００．０００（ｎモｆ）Ｍ好適テアル。Ｐ
　Ｂ　７０５脂組成物に於いて、チタン酸カリウム繊維
及Ｃ／ＨＤＰＥの配合量としては、全組成物中チタン酸
カリウム繊維が５〜４０重量％重量ＤＰＥが２〜ｌＯ重
量％が好適である。本発明の部材は、種々の方法によっ
て製造することができる。−例を挙げれば、樹脂成分と
チタン酸カリウム＃ａ維及びＩ（Ｄ　Ｐ　Ｅとをプリブ
レンドし、押出機で押し出してペレット化し、その後射
出成形機を用いて成形品とすればよい。尚本発明の超高
分子量ポリエチレン樹脂組成物には、目的に応じて耐熱
安定剤、耐候性安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、
Ｐ′ｒＦＥ、ＨＤＰＥ等を本発明の目的を損なわない範
囲で添加してもよい。

（実　施　例）以下に実施例及び比較例を挙げて説明する。

実施例１〜６及び比較例１〜６超高分子量ポリエチレン樹脂として、平均分子量８０万
、ＶＦＲ（ＡＳＴＭ　　Ｄ１２３８．　　Ｆ）１２ｇ／
１０ｗ１ｎのベレット〔三井石油化学工業（株）、ＬＵ
ＢＭＥＲＬＯ２５）を用い、又はこれにチタン酸カリウ
ム繊維を第１表に示す割合で添加して得た組成物Ａ−Ｃ
を押出機で押し出した後、射出成形により試験片を作成
した。

又、ＰＢＴ（ポリプラスチックス（株）、ジュラネツク
ス２００２　）にチタン酸カリウムａ維及びＨｒ）ＰＥ
パウダー〔三井石油化学工業（株）、ハイゼックス３３
００Ｆ　Ｐ　）を、第１表に示す割合で加えて得た組成
物りを押出機で押し出した後、射出成形により試験片を
作成した。

これについて静摩ｍ係数、動摩擦係数、比摩耗量、曲げ
強さ、曲げ弾性率、熱変形温度、成形収縮率を測定した
。結果は第１〜３表に示す通りである。

静摩擦係数はＡＳＴＭ　Ｄ１８９４に準じて測定し、垂
直荷重５０ｇ、移動速度５０ｍｍ／ｗｉｎとし、動摩擦
係数、比摩耗量は、相手材が金メッキを施したリン青銅
の場合、加圧力３．５ｋＨ／ａｍ”、すべり線速度３０
ｃｖｎ／Ｓｅｃ、走行距離１０　ｋ　１ｎとし、相手材
が樹脂組成物の場合、加圧力０．６ｋｇ／ｃａ＋２、す
べり線速度３０ｃｍ／ｓｅｅ、走行距離１０１ｈａとし
てスラストタイプにて測定した。

曲げ強さ、曲げ弾性率はＡＳＴＭ　　ｒ）７９０に準じ
、又熱変形温度はＡＳＴＭＤ６４８に準じて、荷重４．
０ｋＨ／　０ｍ２又は１８．５ｋＨ／　０ｍ２とし、成
形収縮率はＡＳＴＭＤ６３８の引張試験片の流れ方向に
ついて測定した。

能力、同様の測定を第１表に示す樹脂組成物Ｅ〜Ｆ及び
フッ素樹脂コーティングを行った場合についても行い、
その結果を併せて示した。

第１表第　２　表　（討リン青銅摩擦摩耗結果）第　３　表　
　（樹脂量摩擦摩耗結果）第１〜３表から本発明部材を
用いると、対リン青銅及び樹脂量摩擦摩耗結果で明らか
なように、比較例３〜６のフッ素コーティングと同等の
静摩擦係数及び動摩擦係数であり、比摩耗量についても
少い。

実施例７〜８及び比較例７〜８第１図に示すキーボードスイッチにおいて、ステム用材
料として本発明の組成物Ａ及びＣを用い、ハウジング用
材料としてＤを用いて、射出成形して部材を作成した。

該部材をキーボードスイッチ。

に組み込み、５Ｈｚのスピードにて２，０００万回まで
打鍵試験を行い、その結果を第４表に示す。池方、比較
例としてステム用及びハウジング用として各々Ｅ、Ｆを
用い、フッ素樹脂コーティングを行った場合についても
行い、その結果を併せて示した。

第　４　表　（打鍵結果）判定　　◎　全くひっかかり無し、Ｏひつかかり無し、 Δ　少々ひっかかる、 ×　ひっかかる。

第４表から比較例７の無フッ素コート部材は、初期感触
性が劣り、耐久性にも問題があるが、本発明部材は初期
及び耐久性に優れている。そして実施例８は、耐久性に
おいて比較例８より優れる。

（発明の効果）本発明のキースイッチを用いれば、従来用いられていた
フッ素樹脂コーティングと同等以上の打鍵タッチ感触性
が得られると同時に、フッ素樹脂コート層が打＠　５０
０万回を越えると剥離して、感触性に問題が生じてくる
のに対して、打鍵ライフ耐久性に信頼性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はキーボードスイッチの概略図である。（１）キートップ、（２）ステム、（３）電気接点部、
（４）ハウジング、（５）弾性体部、（６）端子。（以　上）出　願　人　大塚化学株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）射出成形用超高分子量ポリエチレン樹脂を射出成
形してなる打鍵感触性を有するスイッチ部材。
（２）射出成形用超高分子量ポリエチレン樹脂にチタン
酸カリウム繊維を全組成物中１〜４０重量％配合した成
形材料を射出成形してなる打鍵感触性を有するスイッチ
部材。
（３）押下刃を下方に伝達するキートップ（１）と、該
キートップと一体化された及び／又は連結される摺動軸
（ステム）（２）と、電気接点と、該摺動軸（ステム）
をガイドし、且つ内包するハウジング（４）とからなる
キースイッチに於いて、ステムとして特許請求の範囲第
１項又は第２項記載のスイッチ部材を使用する打鍵感触
性を有するキースイッチ。
（４）特許請求の範囲第３項記載のハウジング（４）と
してポリブチレンテレフタレート樹脂にチタン酸カリウ
ム繊維及び高密度ポリエチレンを含有せしめてなるポリ
ブチレンテレフタレート樹脂組成物を射出成形してなる
ハウジングを使用する特許請求の範囲第３項記載のキー
スイッチ。