JPWO2019087627A1 - 接点部材および接点ゴムスイッチ並びに接点部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点部材と、この接点部材を備える接点ゴムスイッチを提供すること。回路基板Ｐの電極Ｃと導通接触する接点部材１について、複数の島状の凸部１６と、前記凸部１６を囲む凹部１７と、前記各凸部１６の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面１７ｃとを表面に有する金属板１２を備え、前記凸部１６の何れもが前記金属板１２の外周縁Ｅを避けた内側に配置しているものとした。【選択図】図２

Description

本発明は回路基板上に設けた電極に対して接触したり離れたりしてスイッチのオンオフを行う接点部材と、その接点部材を有する接点ゴムスイッチに関する。

従来、電子機器や車載機器には接点ゴムスイッチやコンタクトラバーと呼ばれる押釦スイッチ用部材が広く用いられている。この押釦スイッチ用部材は、押圧部と、ベース部と、押圧部の側面を囲んでベース部に繋がる薄肉可撓部とを有し、押圧部を押圧すると薄肉可撓部が撓み変形する。そして、押圧部の下方に形成された導電性の接点部が回路基板に設けた電極（または基板接点）に対して接触したり離れたりすることで回路のオンオフを行なっている。

こうした押釦スイッチ用部材自体は古くから用いられているが、近年では小型化の要求のみならず、大電流に対応することができる接点部の高い導電性と、様々な悪条件下や長期間に亘る使用でも安定した性能を発揮し得る信頼性と耐久性が重要視されるようになってきた。

しかしながら、劣悪な使用環境や長期間の使用により、粉塵等の異物が紛れ込めば繰り返し打鍵が不良になるというスイッチとしての安定性が失われるおそれがある。また、高導電性の観点から導電性の接点部として銅板や洋白板などの金属板を用いると、使用条件によっては湿気や様々な腐食性ガス（例えば、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）や亜硫酸ガス（硫黄酸化物）（ＳＯ_２）、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ_２）、フッ化水素（ＨＦ）、二酸化窒素（窒素酸化物）（ＮＯ_２）、アンモニア（ＮＨ_３）、オゾン（Ｏ_３））、潮風などにさらされ腐食する可能性があり導電性を保つことができなくなる。

こうした課題のうち異物の混入に対し接点部を工夫して信頼性を高めた技術が特開２００４−１３４２４１号公報（特許文献１）や、特開平７−２８８０５４号公報（特許文献２）に記されている。

特開２００４−１３４２４１号公報（特許文献１）では、接点部としての金属板にエッチングによって独立した凹部または連続した凹部を形成することで、凹部の横断面積より小さい異物は、凹部に入り込ませることで導通を確保し、凹部の横断面積より大きい異物は、凹部の形成による５０μｍ以下の薄肉部分の作用によって金属板を容易に変形させることで導通を確保できるとしている。

また、特開平７−２８８０５４号公報（特許文献２）では、接点部に０．０１〜１μｍの金属膜を設け、その金属膜上に５０〜５００μｍの独立した厚肉金属部を設けることで、金属膜の可撓性により異物があっても柔軟に変形することができ、接点との接触は厚肉金属部で行うことで繰り返し使用にも損傷せず長期使用に耐えるとしている。

特開２００４−１３４２４１号公報 特開平７−２８８０５４号公報

しかしながら、特開２００４−１３４２４１号公報（特許文献１）記載の技術は、異物の混入に対する解決手段が示されているものの、金属の腐食問題とその解決策については特に記されていない。実際には凸部の先端表面に金メッキを行う技術が示されているのでその先端部分については金属の腐食に対抗し得るが、凹溝の内部が腐食される懸念がある。また、異物混入対策についても、技術思想的には独立した凹部と連続した凹部を同等に捉えており、凹凸部分の形状の差異の影響については何ら言及されず、実施例や比較例を参酌すると明らかなように、金属板の変形の要因を凹部の形成による５０μｍ以下の薄肉部分の形成に帰着しているにすぎない。

但し、特開２００４−１３４２４１号公報（特許文献１）では繰り返し使用に対する導電障害の試験として、打鍵試験を５００回の打鍵回数で行っており、この文献の出願当時に想定される使用期間はさほど長くはなく、長期間使用による安定性や、耐腐食性に対する要求が現在ほど厳しくはない。

一方、特開平７−２８８０５４号公報（特許文献２）記載の技術にも同様に、異物の混入に対する解決手段が示されていても金属の腐食問題とその解決策については特に記されていない。実際には厚肉金属部は金メッキで形成されるためこの部分については腐食の問題が無い。しかしながら金属膜の部分には用途に応じた金属が使用されるため、やはり腐食が生じる懸念がある。また、異物混入対策に関する導通性確保の原因についても厚肉金属部の形状による影響は何ら示されず、この文献でも薄膜に形成される金属膜の可撓性に言及しているにすぎない。

さらに上記何れの文献にも、接点部の凹凸表面の忌避すべき態様や、繰り返し使用による接点部の変形や脱落等については一切記載されておらず、信頼性や耐久性に耐えうる技術が十分に開示されているとはいえない。

そこで本発明は、長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点部材と、この接点部材を備える接点ゴムスイッチを提供することを目的になされたものである。

上記目的を達成するために本発明は以下のように構成される。即ち本発明は、回路基板の電極と導通接触する接点部材について、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを表面に有する金属板を備え、前記凸部の何れもが前記金属板の外周縁を避けた内側に配置されていることを特徴とする接点部材により構成される。

回路基板の電極と導通接触する接点部材について、前記金属板の前記表面には、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを有する。鋭角的に切り立った凹部では回路基板の電極と凹部との間に異物が挟まり易くなるが、本発明の金属板は傾斜面を有するため、電極と凹部の間に異物が混入しても、異物は傾斜面によって凹部の中央部分に移動し易くなる。これによって異物を挟んでも金属板を変形させ易くして、電極に対して接点部材を接触させ易くすることができる。また金属板の表面を被覆する導電性被膜は、その剥離や脱落等の不具合を生じにくくすることができる。そして、接点部材は、こうした金属板を備えるため高い導電性を確保することができる。

また、本発明においては前記凸部の何れもが前記金属板の外周縁を避けた内側に配置されているが、こうした形態に反し、金属板の外周縁にも凸部が存在する場合には、外周縁に凸部と凹部とで形成される凹凸が生じ、場所によっては薄く尖った突片が出現する場合もある。こうした場合には、接点ゴムスイッチの打鍵によって回路基板の電極を傷つけたり、金属突片が破損して細かな脱落異物が生じたりするおそれがある。また、回路基板の電極とこの金属突片との間で電流が一気に放電されてスパークするおそれもある。しかしながら、前記凸部の何れもが前記金属板の外周縁を避けた内側に配置されているため、金属突片が生じることもなく、金属板の外周縁に凸部が存在する場合に生じ得る様々な接点障害を未然に防止することができる。

前記接点部材は、金属板の前記表面を被覆する導電性被膜を備えるものとして構成できる。接点部材が金属板の表面を被覆する導電性被膜を備えるため、導電性被膜により金属板の表面が保護されて、金属板の耐腐食性を高めて、長期間使用に対する信頼性を高めることができる。

また、前記外周縁に沿う方向では隣接する前記凸部どうしが略等間隔で配置されている接点部材として構成できる。前記外周縁に沿う方向では隣接する凸部どうしが略等間隔で配置されているため、金属板の表面の何れの部分に対しても異物が入り込もうとする確率は等しくなる。このため、仮に異物が入り込んだとしても特定の箇所に集中して入り込むことはなく分散されることで、回路基板に対する接点部材の接触が妨げられる状態までには至らず導通が可能である。そして、接点障害が生じる可能性を低下させることができる。

前記本発明は、前記凸部が平面視で円状、楕円状、長円状、または、三又形状、四又形状若しくはＶ字形状であって線端が丸みを帯びた形状に形成するように構成できる。金属板表面の凸部の形状が平面視で円状、楕円状、長円状、または、三又形状、四又形状若しくはＶ字形状であって線端が丸みを帯びた形状であるため、形状的に凸部の幅を狭くすることができる。そのため、異物が存在しても凸部に留まらず凹部に転がり込み易く金属板の変形を生じさせ易い。また、角のある形状とすると回路基板の電極に対してスパークが生じる可能性があるが、前記何れの形状も丸みのある形状であるため、こうしたスパークは生じ難い。

前記凹部については、前記金属板の前記外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝を有するように構成できる。凹部に前記金属板の外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝を設けたため、この直線凹部を折り込み線として金属板を折り曲げるように変形させて、できるだけ多くの凸部を接続対象物の電極に接触させ易くすることができる。

前記１以上の直線凹溝については、相互に平行でない複数本の前記直線凹溝を有するものとして構成できる。これによれば、直線凹溝ごとに折り込み線を生じさせ、複数の折り込み線を境に金属板を折り曲げるように変形可能とすることで、できるだけ多くの凸部を接続対象物の電極に接触させ易くすることができる。

前記本発明は、前記金属板の前記凹部の前記底面部分における板厚が１０〜９０μｍに構成できる。金属板の凹部の底面部分における板厚が１０〜９０μｍであるため、金属板が柔軟に折れ曲がり易く、異物が混入しても金属板の撓み変形性を維持し導通不良を起こしにくい接点部材とすることができる。

前記本発明については金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ−Ａ硬度が７０以下であるように構成できる。金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ−Ａ硬度が７０以下としたため、金属板の裏面を柔軟なゴム部で保護することができる。また、ゴム部を有することで異物に接触して金属板が変形しても異物から離れれば元の状態に金属板を戻すことができる。さらに、低硬度で撓み易い接点部材となり、回路基板上の電極に接触し易くすることができる。加えて接点ゴムスイッチに組み込む場合の製造が容易である。

また本発明は、押圧部と、ベース部と、当該押圧部の側面を囲んで当該ベース部に繋がる薄肉可撓部と、前記何れかの接点部材とを有する接点ゴムスイッチとして構成できる。押圧部と、ベース部と、前記押圧部から前記ベース部に繋がる薄肉可撓部とを備えるため、押圧部を押すことでスイッチをオンオフさせる押しボタンスイッチとして利用することができる。また、前記何れかの接点部材を有するため、長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点ゴムスイッチとすることができる。

そしてまた本発明は、回路基板の電極に導通接触する金属板を備える接点部材の製造方法について、前記金属板を複数個取りできる金属板材の一方側の表面に、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面に至る傾斜面とを形成し、前記金属板材から前記金属板を切り出す切断位置が前記凸部にかからないように前記凹部を切断して前記金属板材から前記金属板を抜き加工することを特徴とする接点部材の製造方法を提供する。

前記本発明の製造方法では、金属板の一方表面に、複数の島状の凸部の外周縁からなだらかに底面に連続する傾斜面を有する凹部を形成したため、その後の導電性塗膜形成が容易で、凹部内にも均一に導電性塗膜が入り込み易く、繰り返し使用で剥がれ易い導電性塗膜の薄肉部分を生じさせ難い。また、前記金属板材から前記金属板を切り出す切断位置が前記凸部にかからないように前記凹部を切断して前記金属板材から前記金属板を抜き加工するため、凸部を切断する場合に生じ易い抜きバリの発生を防止することができる。そのため、抜きバリ等に起因する異形が生じることで、回路基板を傷つけたり、異形部分が回路基板に接することで電流が一気に放電されてスパークが生じたりすることを防止可能な接点部材を製造することができる。

さらにまた本発明では、前記複数の島状の凸部となるマスキングを施し、薬液エッチング処理し、前記凸部の前記外周縁からなだらかに前記底面に連続する前記傾斜面を有する前記凹部を形成し、前記マスキングを除去した後、さらに前記金属板の前記表面全体を薬液エッチング処理し、前記凸部の表面から前記凹部に転じる境界に丸みを形成する接点部材の製造方法を提供する。

前記本発明の製造方法では、薬液エッチング処理により、前記凸部の外周縁からなだらかに底面に連続する傾斜面を有する凹部を形成したため、その後の導電性塗膜形成が容易で、凹部内にも均一に導電性塗膜が入り込み易く、繰り返し使用で剥がれ易い導電性塗膜の薄肉部分を生じさせ難い。また、薬液エッチングにより凹部を形成するため、凹部の側面は深く切り立った形状ではなく、なだらかな傾斜面を形成し易い。

そして、マスキングを除去した後、さらに金属板表面を薬液エッチング処理するため、凸部の角を丸みがかった形状に形成でき、異物がより入り難い形状になるとともに、繰り返し使用によっても回路基板を傷つけ難い。

本発明の接点部材および接点ゴムスイッチによれば、金属板を有し高い導電性を有すると共に、柔軟性があり塵埃等の異物が挟まっても折れ曲がり易く、多くの凸部を電極と導通接触させることが可能である。さらに、電流が一気に放電されることによるスパークが発生し難い。

接点ゴムスイッチの模式縦断面図である。 接点部材の表面方向から見た（平面視）金属板部分の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。 金属板の他の形態を示す図２相当の拡大説明図である。

本発明の接点部材およびこれを備える接点ゴムスイッチ、さらに接点部材の製造方法について実施形態に基づいて詳しく説明する。図１は、一の実施形態による接点部材及び接点ゴムスイッチの模式的縦断面図を示す。この接点ゴムスイッチ１０は、回路基板Ｐ上の電極（基板電極）Ｃへの接触と非接触とを繰り返す接点部材１と、スイッチ操作のための押圧を受ける押圧部２と、回路基板Ｐに対して載置するベース部３と、押圧部２の側面を囲んでベース部３に繋がる薄肉可撓部４と、を有している。

接点ゴムスイッチ１０のうち接点部材１を除く押圧部２、ベース部３、薄肉可撓部４はシリコーンゴム等のゴム状弾性体から形成される。これに対し接点部材１は、図１の部分拡大図で示すように、金属板１２と、その金属板１２の表面を覆う導電性被膜１３と、そして場合によりゴム部１４とで形成される。

＜金属板１２＞

接点部材１を構成する金属板１２は、表面形状を回路基板Ｐ側から見たとき（平面視）に円板形状であり、電極Ｃに対向する表面に島状に形成した複数の凸部１６と「凹部」としての凹溝１７とを有している。凹溝１７は、凸部１６と共有する側面１７ａからなだらかに底面１７ｂに連続する傾斜面１７ｃを有している。また、凸部１６の何れも金属板１２の外周縁Ｅを避けた内側に配置されている。

金属板１２の中でも一例としての金属板１２ａの表面形状を図２で示す。本実施形態では凸部１６（１６ａ）が三又形状のものと十字形状のものとで形成され、その周囲の部分が凹溝１７となっている。凸部１６が三又形状や十字形状であれば、例えばその中心から最端までの長さが同じ円形状の凸部と比較した場合に、幅方向の広がりは同等であるのに対し、その面積を小さくできるため、異物が凸部１６の表面Ｓに残るよりも凹溝１７に転がり込む可能性（確率）が高くなり、導通不良を起こしにくい。また、三又形状や十字形状の凸部１６の線端は丸みを帯びた形状をしており、先鋭な凸部が回路基板Ｐに当たることでスパークが生じるようなことを防止し、また繰り返し使用に対する耐久性も向上する。

凸部１６の何れも金属板１２の外周縁Ｅを避けた内周側に配置されており、また、金属板１２の外周縁Ｅに沿う方向では、隣接する三又形状の凸部１６どうしが等間隔で配置されており、複数の凸部１６が断続的に配置されている。凸部１６が金属板１２の外周縁Ｅから一定間隔を隔てていることで、金属板１２の外周縁Ｅに凸部１６と凹溝１７との境界部分が形成されることがないことから、外周縁Ｅに凸部を有することでスパークが起きたり、外周縁Ｅの凸部が変形して耐久性が悪くなったりすることを防止できる。また、凸部が外周に沿って連続して繋がった形状である場合には異物が入り込むと接点部材１の外側に排出され難くなるが、外周に沿って断続して設けられているため、そうした不都合がない。また、凸部が外周に沿って連続すると、凸部表面の面積が大きくなり、回路基板Ｐとの間で異物を挟み込む可能性が大きくなるが、凸部１６が外周に沿って断続しているため、凸部表面の面積が大きくなりすぎることがない。

また、金属板１２の凹溝１７は、金属板１２の外周縁Ｅの一端から他端にかけて何れの凸部１６にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝１７ｄを有する。こうした直線凹溝１７ｄの本数は、１本以上であり複数本あることが好ましい。直線凹溝１７ｄが１本も存在しなければ金属板１２の折り曲げ中心が存在せず金属板１２が撓み変形し難くなるため、大きな異物が混入した際に導通不良を起こし易い。一方で、直線凹溝１７ｄが１本でも存在すると好ましい理由は、その直線凹溝１７ｄを折り込み線として金属板１２を二分するように変形させることができ、さらに複数本存在すれば、金属板１２を二分する箇所も複数存在することになり挟まった異物の数や大きさが異なる様々な態様に対して柔軟に対応し易くなるからである。

金属板１２の大きさは、円板形状の直径を２．０〜５．０ｍｍとすることができる。また、凸部１６の大きさはその平面視における最大長さ方向の長さを０．１ｍｍ〜２．０ｍｍとするか、又は金属板１２の直径に対して５．０〜４０％の長さとすることができる。そして、金属板１２の外周縁Ｅから金属板１２の中心に向かう方向の最短距離を０．０５ｍｍ以上とすることができる。この図２で示す金属板１２ａは、その一態様として、金属板１２ａの直径を３．０ｍｍとし、金属板１２ａの外周縁Ｅから三又形状の凸部１６ａまでの最短距離を０．１５ｍｍとすることができ、それは好ましい形態である。

金属板１２の凹部の底面部分における板厚、換言すれば凹溝１７部分の金属板１２の板厚は１０〜９０μｍであることが好ましく、金属板１２における凹溝１７の深さ（凸部１６の高さ）と、この凹溝１７の板厚との比は、２５：７５〜７５：２５であることが好ましく、４０：６０〜６０：４０であることがより好ましい。凹溝１７部分の金属板１２の板厚が１０μｍより薄いと金属板１２に穴が開くおそれがあり、５０μｍを超えるものとすることができるが、９０μｍより厚いと金属板１２が曲がり難くなる。

また、凹溝１７の深さが金属板１２の板厚の２５％よりも浅くなると、凹溝１７を形成する効果が生じなくなるおそれがあり、凹溝１７の深さが金属板１２の板厚の７５％よりも深くなると、凹溝１７の厚みが薄くなりすぎ金属板１２が折れるおそれがある。即ち、凹溝１７の深さと凹溝１７の板厚との比を２５：７５〜７５：２５、より好ましくは４０：６０〜６０：４０とすることで金属板１２の耐久性維持と折り曲がり易さの両方を良くすることができる。

そして、金属板１２の凸部１６の高さと凹溝１７部分の板厚を加えた金属板１２の最も厚い部分での厚さは、厚くても１００μｍ迄とすることが好ましい。その理由は、金属板１２の厚みを１００μｍ以下とすることで、柔軟に撓ませることができるからである。

金属板１２の表面形状の異なる例を図３〜図１１で示す。これらの図のうち、図３〜図７で示す金属板１２の表面形状は、凸部１６を平面視で円形に形成した例である。これらのうち図３で示す金属板１２ｂは、金属板１２ｂの中心に１個、外周縁Ｅに沿って等間隔に６個の凸部１６ｂを有している。また、図４で示す金属板１２ｃは、金属板１２ｃの中心に凸部はなく、外周縁Ｅに沿って等間隔に３個の凸部１６ｃを有している。図５，図６で示す金属板１２ｄ，１２ｅも金属板１２の中心に凸部はなく、外周縁Ｅに沿って等間隔にそれぞれ８個の凸部１６ｄ，１６ｅを有するとともに、それよりも内周側にそれぞれ４つの凸部１６ｄ，１６ｅを有している。金属板１２ｄと１２ｅとの相違点は、外周側の８つの凸部１６ｄ，１６ｅに対する内周側の４つの凸部１６ｄ，１６ｅの配置がそれぞれ異なっている点である。図７で示す金属板１２ｆは、金属板１２ｆの中心に凸部はなく、外周縁Ｅに沿って等間隔に１６個の凸部１６ｆを有し、またその内側に８個の凸部１６ｆ、さらにその内側に４個の凸部１６ｆを有している。

これらの図３〜図７で示す金属板１２は、その一態様として、金属板１２の直径を３．０ｍｍとし、金属板１２の外周縁Ｅから外周側の円形の凸部１６までの最短距離を０．１５ｍｍとしたとき、円形の一つの凸部１６の直径は、０．１〜２．０ｍｍの範囲、又は金属板１２の直径に対して３〜３５％の大きさの範囲の直径とすることが好ましい。その理由は、凸部１６の直径が大きくなりすぎると、凸部１６と回路基板Ｐとの間に異物を挟み込む易くなり、直径が小さすぎると凹溝１７も浅くなり金属板１２が曲がり難くなるからである。図３の金属板１２ｂでは一つの凸部１６ｂの直径を０．３ｍｍ、図４の金属板１２ｃでは一つの凸部１６ｃの直径を１．０ｍｍ、図７の金属板１２ｆでは一つの凸部１６ｆの直径を０．１ｍｍとすることは好ましい態様の一である。

図５で示す金属板１２ｄと図６で示す金属板１２ｅとを比較すると、金属板１２ｄの凸部１６ｄどうしの間隔がほぼ同一であるのに対し、金属板１２ｅは凸部１６ｅどうしの間隔に大小がある。凸部１６間の間隔に大小があると、異物が入り易い箇所と入り難い箇所の差が生じることから異物が比較的入り易くなる。そのため、凸部１６間の間隔がより等間隔である金属板１２ｄの方が金属板１２ｅよりも、異物の入り込み易さと排出し易さが向上するため好ましい。

図８の金属板１２ｇは、円形状の凸部１６ｇの他に４個の長円形状の凸部１６ｇを有する例である。また、図９の金属板１２ｈは、四又形状の凸部１６ｈと長円形状の凸部１６ｈとを有する例である。図１０の金属板１２ｉは、中心に四又形状の凸部１６ｉと周囲にＶ字形状の凸部１６ｉを有する例である。図１１の金属板１２ｊも図１０の金属板１２ｉと同様に中心に四又形状の凸部１６ｊと周囲にＶ字形状の凸部１６ｊを有するが、Ｖ字状の凸部１６ｊは、Ｖ字の長辺が外周縁Ｅに沿う形状をしている。図８〜図１１に示す何れの金属板１２もまた、外周に沿う凸部１６はそれぞれ等間隔で外周縁Ｅからは隔てて設けられている。

そして、図９〜図１１で示す何れの凸部１６もそれらの線端は丸みを帯びており、図３〜図８で示す円形又は長円形の凸部１６も含め、接点部材１が回路基板Ｐの電極Ｃに対して様々な角度に傾斜して接しても、金属板１２の外周縁Ｅが多点で接触でき、局所的に大電流が流れてショートするようなことが生じ難くなる。

金属板１２の材質には、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、錫、クロム、チタン、金、銀などの導電性のある金属や、またはそのいずれかを少なくとも含む合金を用いることができる。合金としては、ステンレス鋼等の鉄合金、洋白や黄銅、ベリリウム銅等の銅合金、ジュラルミン等のアルミニウム合金や、ニッケル合金等が挙げられる。金属板１２を用いることで、接点部材１と電極Ｃとの間に異物が存在しても金属板１２の撓みにより接点部材１を電極Ｃに接触し導通させることができる。金属以外にも炭素や黒鉛、導電性樹脂等の導電性を有する材料はあるが、金属に比べて導電性が低く、繰り返し使用による削れや脱落のおそれがあるため、金属板１２の材料を金属としている。

＜導電性被膜１３＞

導電性被膜１３は、金属板１２の耐候性や耐腐食性を高めるため、金属板１２の表面に設けるものである。導電性被膜１３としてより具体的には金属膜や導電性樹脂被膜を挙げることができる。金属膜の材料としては、耐候性や耐腐食性のある金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛等を挙げることができ、メッキや蒸着法によりこれらの材料による被膜を形成することができる。金属膜の厚さは、０．１〜２μｍであることが好ましい。金属膜は、２μｍよりも厚いと、接点部の可撓性を悪化させ、またコスト高になる。一方、金属膜は、０．１μｍより薄いと摩耗のし易さによって金属板１２が露出して腐食し易くなる。例えば金属板１２に洋白を用い、ニッケルメッキをした後に金メッキをすることで、密着性の高い金属膜が形成できる。

導電性樹脂被膜には、高分子材料中に金属やカーボン等の導電性粉末を配合して導電性を持たせた樹脂被膜や、ポリチオフェン系のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（poly (3,4-ethylenedioxythiophene) doped with poly (styrenesulfonate)）やポリアニリン等の導電性高分子被膜などを挙げることができる。前記高分子材料としては、アクリル系やウレタン系、シリコーン系、エポキシ系、ポリエステル系などの樹脂材料を用いることができる。導電性粉末としては、カーボンブラックや黒鉛、カーボンナノチューブ等の導電性カーボン粉末を用いることができる。これらの導電性樹脂被膜の中では炭素系の導電性粉末を配合した樹脂被膜が、金属系の導電性粉末を配合した樹脂被膜よりも、耐腐食性があり低コストであるため好ましい。

導電性樹脂被膜は、膜厚が３〜１５μｍであることが好ましい。導電性樹脂被膜の膜厚が１５μｍよりも厚いと、接点部材１の導電性が導電性被膜１３を設けない金属板１２だけの場合よりも大きく低下する。一方、導電性樹脂被膜の膜厚が３μｍより薄いとピンホールの発生や摩耗のし易さによって金属板１２が露出して腐食し易くなる。

接点部材１の抵抗値は、２．４Ω以下とすることが好ましく、２．０Ω以下がより好ましい。その理由は、１２Ｖ電源を用いている自動車用機器に流れる電流は２〜１００Ａの範囲であり、５Ａ程度が良く用いられるからである。なおこの抵抗値は、１本の線状電極の幅が３００μｍで、隣接する線状電極どうしの間に３００μｍの間隙を有する０．６ｍｍピッチの櫛目電極基板を準備し、これに対して接点部を速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、荷重９．８Ｎで押し付けた際の抵抗値である。

＜ゴム部＞

接点部材１は導電性被膜１３を有する金属板１２で構成しても良いが、ゴム部１４を備えることが好ましい。ゴム部１４は、金属板１２と積層することで金属板１２が変形しても元の形状に戻し、また押圧力を吸収して金属板１２が過荷重を受けることを防止する。また、予めゴム部１４を金属板１２の裏面に固着しておくことで、その後に接点ゴムスイッチ１０となるゴム状弾性体と一体化し易く接点ゴムスイッチ１０の製造が容易になる。

ゴム部１４は、接点ゴムスイッチ１０の材料となるゴム状弾性体と同じ材質でも良いが、異なった材質を用いることもできる。但し、異なった材質の場合は一体成形による固着が可能な種類の合成ゴム同士を用いることが好ましい。ゴム部１４に用いる材質としては、シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。シリコーンゴムは圧縮永久歪みが小さい点でゴム部１４の材質として好ましい。

ゴム部１４の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度７０以下の低硬度のゴムとすると撓み易い接点部材１となり、電極Ｃに接触し易くなる点で好ましく、ＪＩＳ−Ａ硬度３０程度とするとより好ましい。このＪＩＳ−Ａ硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにより測定する硬度である。

＜製造方法＞

金属板１２の凹溝１７の形成方法には、平坦な金属板材に対して切削や鍛造、プレス、放電加工のほか、酸やアルカリ等の薬液で行う薬液エッチング（ウェットエッチング）が挙げられる。逆に、平坦な金属板１２上に凸部１６を形成しても良いが、メッキ法や蒸着、電鋳等により凹溝１７の底面１７ｂとなる部分からなだらかに側面１７ａに連続するなだらかな傾斜面１７ｃを形成するのが困難であり平坦な金属板材から凹溝１７を形成する方が好ましい。

さらに凹溝１７を形成する方法の中でも、なだらかな傾斜面１７ｃとし、精度良く凹溝１７と凸部１６を形成するためには、マスキング手法を用いて凸部１６を非加工部分として残るようにした薬液エッチングを行う手法が好ましい。なお、レーザーエッチングや、フォトエッチング、反応性のあるガスを含んだプラズマエッチング等のドライエッチングを用いるとなだらかな傾斜面１７ｃが得られず、特開２００４−１３４２４１号公報の図２で示されたような切り立ったシャープな凹溝が形成されるため、こうしたエッチング手法を採用することは難しい。一方、マスキング手法を用いて凸部１６を残すと、凸部１６の表面Ｓは金属板材の平坦で滑らかな表面が維持されるため、この表面Ｓが電極Ｃに対して接する際の面接触を確保することができ、確実な導通を得ることができる。

薬液エッチングは、金属板材の中で予め凸部１６として残す箇所にマスキングを施してから薬液に浸してエッチングを行うものであるが、マスキングのかかった縁部分はエッチング液がかからず、凸部１６の外縁には角が立つ。これに対して、エッチング処理の後にマスキングを除去してから、さらに全面をエッチング処理することで、凸部１６の表面Ｓから凹溝１７に転じる境界に丸みを形成することが可能である。凸部１６の外周縁に丸みを形成することで、異物が凸部１６の表面Ｓから凹溝１７に滑り込み易くなり、凸部１６の表面Ｓに留まって導通不良を起こすことを防止できる。

導電性樹脂被膜の形成は、導電性樹脂に溶剤等を加えて塗料化したものを塗布する方法で行うことが好ましい。その理由は、薄い導電性樹脂被膜を形成することができるからである。塗布の方法としてはスプレー塗装など各種の塗装方法や、スクリーン印刷やバーコーター塗布などの各種の印刷方法を採用することができる。

金属板１２とゴム部１４との固着は、ゴム部１４等のゴム部材の成形金型に金属板材を配するインサート成形で行うことができる。この両者の固着は、金属板材の表面に対し、酸アルカリを用いる薬液エッチング処理をした後に行うことが好ましい。その理由は、ゴム部１４が薬液に触れるなどの悪影響を防ぐためである。金属板材とゴム部１４との間にはプライマーや接着剤が塗布されていても良い。なお、金属板材から金属板１２が切り出された後、ゴム部１４と固着されても良い。

金属板材から金属板１２を所定の形状に切り出すには、抜き型や截断刃を用いた切断、レーザー加工などを利用することができる。その際には、位置決め用の治具等が併せて利用されても良い。この切り出し加工の際は、抜き型や裁断刃、金属板材から前記金属板を切り出す切断位置が凸部１６にかからないように前記凹溝１７を切断して前記金属板材から前記金属板を抜き加工することが好ましい。その理由は、切り抜いた金属板１２の外周縁Ｅに凸部１６が形成されることを防ぐためである。

こうして得られる接点部材１を接点ゴムスイッチ成形用の金型に入れ、一体成形（インサート成形等）することで接点ゴムスイッチ１０が得られる。この際、金属板１２の裏面にゴム部１４が積層してあると、金型内でゴム部１４が潰れてパッキン効果を生じ、金属板１２の表面側に接点ゴムスイッチ成形のための未硬化のゴム状弾性体が回り込むのを防止することができる。

凹溝１７は、側面１７ａから底面１７ｂに至るまでなだらかに連続するため、導電性被膜１３が凹溝１７内に均一に形成される。また、凸部１６の表面Ｓと側面１７ａとの境界も緩やかになり凸部１６の表面Ｓの端部での導電性被膜１３の剥がれが生じ難い。そのため耐久性が高く、導電性能にばらつきの少ない接点部材１とすることができる。

上記実施形態は本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更または公知技術の付加や、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。

１０ 接点ゴムスイッチ
１ 接点部材
２ 押圧部
３ ベース部
４ 薄肉可撓部
１２，１２ａ〜１２ｊ 金属板
１３ 導電性被膜
１４ ゴム部
１６，１６ａ〜１６ｊ 凸部
１７ 凹溝
１７ａ 側面
１７ｂ 底面
１７ｃ 傾斜面
１７ｄ 直線凹溝
Ｃ 電極（基板電極）
Ｐ 回路基板
Ｓ 凸部の表面
Ｅ （金属板の）外周縁

Claims (11)

1. 回路基板の電極と導通接触する接点部材において、
   複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを表面に有する金属板を備え、
   前記凸部の何れもが前記金属板の外周縁を避けた内側に配置していることを特徴とする接点部材。
   
2. 前記金属板の前記表面を被覆する導電性被膜を備える請求項１記載の接点部材。
   
3. 前記外周縁に沿う方向では隣接する前記凸部どうしが略等間隔で配置している請求項１または請求項２記載の接点部材。
   
4. 前記凸部が平面視で円状、楕円状、長円状、または、三又形状、四又形状若しくはＶ字形状であって線端が丸みを帯びた形状に形成されている請求項１〜請求項３何れか１項記載の接点部材。
   
5. 前記凹部は、前記金属板の前記外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝を有する請求項１〜請求項４何れか１項記載の接点部材。
   
6. 前記１以上の直線凹溝として、相互に平行ではない複数本の前記直線凹溝を有する請求項１〜請求項５何れか１項記載の接点部材。
   
7. 前記金属板の前記凹部の前記底面部分における板厚が１０〜９０μｍである請求項１〜請求項６何れか１項記載の接点部材。
   
8. 前記金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ−Ａ硬度が７０以下である請求項１〜請求項７何れか１項記載の接点部材。
   
9. 押圧部と、
   ベース部と、
   前記押圧部から前記ベース部に繋がる薄肉可撓部と、
   請求項１〜請求項８何れか１項記載の前記接点部材とを有する接点ゴムスイッチ。
   
10. 回路基板の電極に導通接触する金属板を備える接点部材の製造方法において、
    前記金属板を複数個取りできる金属板材の一方側の表面に、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面に至る傾斜面とを形成し、前記金属板材から前記金属板を切り出す切断位置が前記凸部にかからないように前記凹部を切断して前記金属板材から前記金属板を抜き加工することを特徴とする接点部材の製造方法。
    
11. 前記複数の島状の凸部となるマスキングを施し、薬液エッチング処理し、前記凸部の前記外周縁からなだらかに前記底面に連続する前記傾斜面を有する前記凹部を形成し、前記マスキングを除去した後、さらに前記金属板の前記表面全体を薬液エッチング処理し、前記凸部の表面から前記凹部に転じる境界に丸みを形成する請求項１０記載の接点部材の製造方法。

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