KR20120062797A - 누름버튼 스위치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

누름버튼 스위치의 제조방법에 있어서, 누름자(25)의 키탑측 단부를 하틀 표면의 누름자용 하틀 오목부로 삽입하고, 보강판(28)을, 그 판측 관통공에 누름자(25)를 통과시키도록 하여 하틀에 설치하며, 누름자(25)의 타단을 상틀 하면에 형성한 누름자용 상틀 오목부로 삽입하도록 하여 상틀 및 하틀을 서로 근접시키고, 캐비티 내에, 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 누름자(25)에는 접착되는 성분을 함유한 액상 실리콘 고무(27)를 주입하여, 소정온도에서 소정시간 가압 및 유지한 후, 금형을 열어 판측 관통공 내에 누름자(25)의 축방향 중간부가 실리콘 고무(27)에 의해 지지된 성형품을 꺼내고, 성형품에 있어서 누름자(25)의 키탑측 단부에 키탑(26)의 뒷면을 장착한다. 이로써, 간단하면서도 확실하게 누름자 및 보강판을 탄성부재에 의해 일체성형 하여, 누름버튼 스위치의 내구성을 향상시킨다.

Description

누름버튼 스위치의 제조방법{PUSH-BUTTON SWITCH MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 휴대전화기 등의 전자기기에 사용되는 누름버튼 스위치의 제조방법에 관한 것이다.
종래부터, 손목시계, 휴대전화기 등의 방수구조의 전자기기가 사용되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1과 같은 방수구조 전자기기의 누름버튼 스위치는 고정구조부와, 이 고정구조부에 대하여 출몰 가능하게 장착된 조작체를 가지며, 이 조작체에는, 고정구조부에 대하여 슬라이드 가능하게 구성된 습동부와, 이 습동부 외측에 접속되며 습동부보다 지름이 크며 팽출(膨出)형상을 갖는 조작 머리부가 형성된다. 그리고 조작 머리부의 팽출부분과 고정구조부 사이에 유지되며, 습동부를 둘러싸는 통형상의 탄성변형 가능한 탄성부재가 배치된다. 이 탄성부재는, 조작 머리부의 팽출부분 내면에 접하는 제 1 접촉부와, 고정구조부의 팽출부분에 대향하는 부분에 접하는 제 2 접촉부와, 습동부에 접하는 제 3 접촉부를 구비한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 일본 특허공개 2002-352662호 공보(제 14 쪽, 제 6 도)
그러나 상기 특허문헌 1의 누름버튼 스위치는, 탄성부재와 조작체가 별개 개체이므로 조립성이 나쁘며, 더욱이 조작체의 조작성을 확보하기 위해서는 탄성부재의 두께를 얇게 할 수밖에 없고, 그렇게 하면, 조작체를 조작할 때마다 탄성부재가 광범위에 걸쳐 압축되므로 탄성부재가 열화(劣火)되기 쉬우며, 경우에 따라서는 파단(破斷)되어 방수 성능이 악화된다는 문제가 있다.
그래서 탄성부재에 보강판을 배치하는 것도 생각할 수 있으나, 보강판과 조작체(누름자)가 별개 재료이면, 이들을 조작성을 악화시키지 않고 일체성형 하는 것이 어려운 경우가 많다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 간단하면서도 확실하게 누름자 및 보강판을 탄성부재로 일체성형 하여, 누름버튼 스위치의 조작성을 악화시키지 않고 그 내구성을 향상시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 이 발명에서는, 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 누름자에는 접착되는 성분을 함유한 탄성부재로 누름자 및 보강판을 일체성형 하여 누름자의 중간부를 보강판의 관통공에 지지시키도록 한다.
구체적으로 제 1 발명에서는, 누름버튼 스위치의 제조방법을 전제로 하며, 상기 제조방법은, 키탑과, 이 키탑의 뒷면에 장착되는 누름자와, 이 누름자의 외주(外周)보다 큰 판측 관통공을 갖는 보강판을 준비하는 준비공정과, 상기 누름자의 축방향 일단을 하틀 표면의 누름자용 하틀 오목부로 삽입하는 누름자 삽입공정과, 상기 보강판을 이 보강판의 판측 관통공으로 상기 누름자를 통과시키도록 하여 상기 하틀에 보강판을 설치하는 보강판 설치공정과, 상기 누름자의 타단(他端)을 상기 상틀 하면에 형성한 누름자용 상틀 오목부로 삽입하도록 하여, 상기 상틀 및 하틀을 서로 근접시키는 형조임 공정과, 상기 상틀 및 하틀 사이에 형성된 캐비티 내에, 이 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 상기 누름자에는 접착되는 성분을 함유한 탄성부재를 주입하는 주입공정과, 상기 주입공정 후, 소정온도에서 소정시간 가압 및 유지한 후, 금형을 열어, 상기 판측 관통공 내에 상기 누름자의 축방향 중간부가 상기 탄성부재에 의해 지지된 성형품을 꺼내는 성형공정과, 상기 성형품에 있어서 누름자의 일단에 상기 키탑의 뒷면을 장착하는 장착공정을 포함한다.
상기 구성에 의하면, 누름자를 하틀에 삽입한 상태에서 그 누름자에 판측 관통공을 통과시키고 보강판을 하틀에 설치하여, 하틀 및 상틀 사이에 누름자를 위치시키고 형성한 캐비티에 대하여, 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 누름자에는 접착되는 성분을 함유한 탄성부재를 주입함으로써, 탈형성(脫型性)을 유지하면서 누름자가 탄성부재에 확실하게 접착되며, 누름자가 보강판의 판측 관통공에 탄성부재에 의해 높은 정밀도로 접합된다. 이 누름자에 키탑을 장착함으로써, 누름버튼 스위치가 간단하게 제조된다. 게다가 누름자의 중간부가 보강판의 판측 관통공에 탄성부재에 의해 높은 정밀도로 접합되므로, 누름자의 조작에 따라 탄성부재는 압축되는 것이 아니라 굴곡되므로, 탄성부재의 두께를 두껍게 해도 조작성이 악화되기 어렵다. 이로써, 조작성을 확보하면서 내구성을 향상시킬 수 있다.
제 2 발명에서는, 제 1 발명에 있어서 상기 보강판은 금속이며, 이 보강판에는 질화처리가 실시된다.
상기 구성에 의하면, 보강판에 질화처리를 실시함으로써, 표면에 질화피막이 생성되어 보강판의 강도가 향상됨과 동시에, 화학적으로 안정되어 내부식성이 향상된다.
제 3 발명에서는, 제 2 발명에 있어서 상기 보강판은, 질화처리 후의 표면과 상기 탄성부재와의 접착성을 높이는 프라이머 처리가 실시된다.
상기 구성에 의하면, 질화처리 후의 보강판 표면에 프라이머 처리를 실시함으로써 보강판과 탄성부재가 더 확실하게 접착되므로, 누름버튼 스위치의 내구성이 더욱 향상된다.
제 4 발명에서는, 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 누름자는 열가소성 수지로 이루어지며, 상기 성형공정에서는 상기 누름자가 용해되지 않는 온도에서 성형이 수행된다.
상기 구성에 의하면, 누름자가 용해되지 않는 온도에서 탄성부재를 성형하므로, 누름자가 열의 영향 때문에 변형되는 일없이, 보강판과 함께 탄성부재에 일체성형 된다.
제 5 발명에서는, 제 1 내지 제 4 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 누름자는 폴리카보네이트로 이루어지며, 상기 탄성부재는, 상기 성형공정에서 상기 폴리카보네이트에 화학접합 되는 실리콘 고무이다.
상기 구성에 의하면, 누름자를 폴리카보네이트로 성형함으로써, 금속으로 성형하는 경우보다 누름자에 의해 눌리는 단자가 쉽게 손상되지 않으며, 또 폴리카보네이트에 탄성부재가 확실하게 화학접합 되므로, 방수성 및 내구성이 확보됨과 동시에, 탈형도 용이하게 행해진다.
제 6 발명에서는, 제 1 내지 제 5 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 누름자의 일단 및 타단은, 바깥형상이 서서히 작아지는 원형 단면이며 테이퍼링(tapering)형이고, 상기 누름자용 하틀 오목부 및 상기 누름자용 상틀 오목부의 적어도 한쪽은, 안지름이 2개소 이상에서 단차적으로 작아지는 원형 단면으로 오목하게 함몰되며, 상기 단차적으로 작아진 복수의 코너부에 상기 누름자의 외주가 각각 접함과 동시에, 상기 탄성부재의 유입(流入)이 방지된다.
상기 구성에 의하면, 누름자용 하틀 오목부 또는 상기 누름자용 상틀 오목부의 단차적으로 작게 형성된 복수의 코너부에 의해 누름자의 외주가 확실하게 눌리므로, 누름자가 틀 안에서 기울어지지 않는다. 이로써 치수 정밀도가 향상되며, 조작성이 확보된다. 게다가 코너부에 의해 틀과의 사이에 틈새가 없어지므로, 누름자의 외주에 탄성부재가 유입되지 않아, 얇은 피막이 부착되는 일은 없으므로, 불필요한 버어(burr)가 발생하지 않는다. 이에 따라 버어 처리가 경감됨과 동시에, 누름자의 일단에 키탑을 장착할 시에 버어가 장해가 되지 않는다.
제 7 발명에서는, 제 1 내지 제 6 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 누름자에서 상기 탄성부재의 접착부위는, 상기 성형공정보다 전에 조면(粗面) 처리가 실시되는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 누름자의 탄성부재가 접착되는 부분에 조면처리가 실시되므로 탄성부재의 접촉면적이 늘어나, 더 확실하게 탄성부재가 누름자에 접착된다.
제 8 발명에서는, 제 1 내지 제 7 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 누름자는, 상기 성형공정보다 전에 이 성형공정에서의 상기 소정온도 이상에서 가열처리 된다.
상기 구성에 의하면, 누름자를 미리 성형공정의 틀 온도 이상으로 열처리해 둠으로써, 성형 시에 열을 가해도 변형이 발생되기 어려워지고, 성형 후의 치수가 안정되므로, 조작성이 좋은 고품질의 누름버튼 스위치가 얻어진다.
제 9 발명에서는, 제 1 내지 제 8 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 상틀 하면의 상기 보강판을 누르는 적어도 한 쌍의 누름핀에 의해 이 보강판 상면과 상틀 하면 사이의 거리가 일정하게 유지되는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상틀 하면의 누름핀에 의해 보강판이 기울어지지 않도록 유지되므로, 누름자가 높은 정밀도로 판측 관통공에 배치됨과 동시에, 탄성부재의 두께도 일정해지므로, 치수 정밀도가 높고 조작성이 좋은 누름버튼 스위치가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 누름자에는 접착되는 성분을 함유한 탄성부재로 일체성형 하여, 누름자의 중간부를 보강판의 판측 관통공에 접합함으로써, 간단하면서도 확실하게 누름버튼 스위치를 일체성형하고, 그 조작성을 확보하면서 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 누름버튼 스위치의 제조방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 하측 케이싱의 정면도.
도 3은 도 2의 III-III선 단면도.
도 4는 도 3의 IV부 확대 단면도.
도 5는 도 4의 V-V선 단면도.
도 6은 스위치용 관통공 및 그 주변을 확대시켜 나타내는 사시도.
도 7은 스위치 어셈브리를 확대시켜 나타내는 사시도이며, (a)는 키탑측에서, (b)는 실리콘 고무측에서 각각 본 것이다.
도 8은 스위치 어셈브리를 확대시켜 나타내며, (a)는 측면도이고, (b)는 저면도이다.
도 9는 스위치 어셈브리의 확대 분해 사시도.
도 10은 사출성형 과정을 나타내는 금형의 확대 단면도.
도 11은 도 10의 XI부 확대 단면도.
도 12는 누름자의 성형 틀을 폐쇄한 상태를 측방에서 본 단면도.
도 13은 누름자의 성형 틀을 개방한 상태를 측방에서 본 단면도.
도 14는 도 12의 XIV-XIV선 확대 단면도.
도 15는 도 13의 XV-XV선 확대 단면도.
도 16은 그 밖의 실시형태에 있어서 중판이 없는 금형의 도 10 상당도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 2는, 본 발명의 실시형태의 누름버튼 스위치를 구비한 휴대전화기의 하측 케이싱(5)을 나타내며, 이 하측 케이싱(5)은 표면에 조작부(4)를 갖는다. 조작부(4)로서 텐키, 기능키 등 복수의 조작키(7)가 형성된다. 이들 조작키(7)와는 별도로 하측 케이싱(5) 측면에 사이드키(20)가 형성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이 하측 케이싱(5)은 앞쪽 캐비닛(5a)과, 이 앞쪽 캐비닛(5a)의 뒷면측을 피복하며, 충전기(9)가 내장됨과 동시에 이 충전지(9)를 덮는 전지덮개(10)가 배치되는 뒤쪽 캐비닛(5b)을 구비한다. 이들 앞쪽 캐비닛(5a) 및 뒤쪽 캐비닛(5b)에는, 조작부(4)를 구성하는 주기판(11)과, 이 주기판(11)의 표면을 피복하는 플렉시블 기판(12)이 배치된다. 플렉시블 기판(12) 상에는 복수의 돔형 스위치(13)가 형성되며, 이 돔형 스위치(13)에 대응하여, 앞쪽 캐비닛(5a)에서 상기 조작키(7)가 노출된다. 여기서 본 실시형태의 휴대전화기는 방수기능을 구비하므로, 하측 케이싱(5) 내에는 복수의 방수용 실부재(14)가 배치된다.
그리고 도 4 및 도 5에 확대시켜 나타내는 바와 같이, 사이드키(20)는 플렉시블 기판(12)에 전기적으로 접속된 누름형 스위치(21)를 구비한다. 이 누름형 스위치(21)는, 표면 중앙을 누름으로써 스위치가 ON되며, 누르지 않을 때에는 OFF되도록 설정된다. 도 6에도 나타내는 바와 같이, 이 누름형 스위치(21)에 대향하는 위치의 앞쪽 캐비닛(5a)에는 원형의 스위치용 관통공(22)이 형성된다. 스위치용 관통공(22)의 주연(周緣)은 앞쪽 캐비닛(5a) 측면의 다른 영역보다 1단 낮게 형성되며, 하측 케이싱(5)의 측면에서 보아 대략 직사각형 모양의 바닥면(23a)을 갖는 스위치용 오목부(23)가 함몰되어 있다. 이 스위치용 오목부(23)의 거의 중심에 스위치용 관통공(22)이 배치된다. 사이드키(20)를 구성하는, 누름버튼 스위치로서의 스위치 어셈블리(24)는, 이 스위치용 오목부(23)로 끼워 넣어진다.
도 7~도 9에도 나타내는 바와 같이, 스위치 어셈블리(24)는 축방향 일단측(도 2의 왼쪽)의 누름측 단부(25b)에 의해 누름형 스위치(21)를 누르는 누름자(25)를 구비한다. 이 누름자(25)는, 예를 들어 원형 단면인 막대형의 폴리카보네이트(PC)로 구성되며, 축방향 중간에서 멀어짐에 따라 그 양단의 단면(斷面)이 작아지도록 형성된다. 또 누름측 단부(25b)의 선단 외주는 둥글게 형성된다. 누름자(25)는 폴리카보네이트 이외의 열가소성 수지로 성형해도 된다. 누름자(25)를 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지로 성형하는 것이, 금속으로 성형하는 경우보다 누름형 스위치(21)가 쉽게 손상되지 않으므로 바람직하다. 그리고 축방향 중간 외주에는, 단면이 원호형으로 함몰된 접합용 오목부(25a)가 형성된다. 누름자(25) 축방향 타단측의 키탑측 단부(25c)에는, 키탑(26)이 접착 등에 의해 결합된다. 이 키탑(26)은, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 앞쪽 캐비닛(5a)의 전지덮개(10)측 측면은 뒤쪽 캐비닛(5b)으로 피복되며, 이 뒤쪽 캐비닛(5b)에서 스위치용 관통공(22)에 대응하는 위치에는 외장측 관통공(5c)이 형성된다. 키탑(26)은, 하측 케이싱(5)의 두께를 억제하면서 조작성을 향상시키기 위하여 표면(하측 케이싱(5) 측면에서 본 면)이 반원형으로 형성되며, 그 주연에는 플랜지(26a)가 형성된다. 키탑(26) 뒷면의 누름자 끼움 오목부(26b)에 키탑측 단부(25c)를 끼워 맞춘 상태에서, 이 플랜지(26a)가, 앞쪽 캐비닛(5a)의 측면을 뒤쪽 캐비닛(5b)으로 피복했을 때에 외장측 관통공(5c)의 뒷면 주연에 접하게 된다. 이로써, 키탑(26)이 하측 케이싱(5)으로부터 빠지는 것이 방지됨과 동시에, 키탑(26)의 플랜지(26a)보다 앞쪽만이 하측 케이싱(5)에서 노출되므로, 외관이 좋아진다.
그리고 누름자(25)의 접합용 오목부(25a)에는 탄성부재로서의 실리콘 고무(27)가 일체성형에 의해 들어가 있다. 이 실리콘 고무(27)는, 스위치용 오목부(23)에 대응한, 평면에서 보아 거의 사각형상을 가지며, 그 내부에는 스테인리스 합금(예를 들어 SUS304)으로 된 보강판(28)이 매입(埋入)된다. 보강판(28)은 스위치용 오목부(23)에 대응한, 평면에서 보아 거의 사각형 판상이고, 중앙에 누름자(25)가 삽입되는 판측 관통공(28a)을 가지며, 이 판측 관통공(28a) 주연에는, 누름형 스위치(21)측으로 절곡된 고리형의 종(縱)벽부(28b)가 형성된다. 그리고 종벽부(28b)의 내주(內周)와 누름자(25) 외주(外周)의 사이는, 소정의 틈새가 유지되는 치수의 관계가 된다. 여기서 도 9에 나타내는 바와 같이 보강판(28)은 실리콘 고무(27)와의 일체성형 시에 위치를 결정하기 위한 위치결정공(28c)이 형성된다. 보강판(28)은, 예를 들어 스테인리스 합금의 프레스가공에 의해 성형된다. 누름자(25)의 누름형 스위치(21)측은 실리콘 고무(27)로 피복되지 않으며, 누름자(25)가 직접 누름형 스위치(21)를 누르도록 구성된다. 또 실리콘 고무(27)의 키탑(26)측 면에는 한 쌍의 융기부(27a)가 형성되며, 키탑(26)을 세게 눌렀을 때에 키탑(26) 뒷면이 접하도록 구성된다.
한편, 도 4~도 6에 나타내는 바와 같이 스위치용 오목부(23)의 바닥면(23a)에는 스위치용 관통공(22)을 둘러싼 탄성부재 끼움용 오목부(23b)가 형성된다. 이 탄성부재 끼움용 오목부(23b)는, 하측 케이싱(5)의 측면에서 보아 고리형으로 함몰된 홈으로 이루어진다. 마찬가지로 실리콘 고무(27)의 탄성부재 끼움용 오목부(23b)에 대응한 위치에는, 탄성부재 끼움용 오목부(23b)의 내주측 벽면(23c) 및 스위치용 관통공(22)의 내주 벽면(22a)을 사이에 두도록 탄성부재측 고리형 오목부(27b)가 형성된다. 그리고 스위치 어셈브리(24)를 스위치용 오목부(23)로 끼워 넣었을 시에, 보강판(28)의 종벽부(28b)와 판측 관통공(28a) 주연(周緣)에 의해 형성되는 코너부(28d)에 의해, 보강판(28)의 뒷면측에 일체성형된 실리콘 고무(27)의 탄성부재측 고리형 오목부(27b) 부분이, 탄성부재 끼움용 오목부(23b)의 내주측 벽면(23c)과 스위치용 관통공(22)의 내주벽면(22)으로 밀어붙여져, 방진 및 방수 효과를 발휘하게 된다. 또 스위치용 관통공(22) 내주벽면(22a)의 누름형 스위치(21)측에는, 키탑(26)측보다 오목하게 형성된 걸림용 오목부(22b)가 형성된다. 예를 들어 이 걸림용 오목부(22b)는, 누름형 스위치(21)측의 내주벽면(22a) 전체를 키탑(26)측보다 낮게 들어가도록 하여 안지름을 확대시키고, 종벽부(28b)로 눌려 넣어진 실리콘 고무(27)의 돌기(barb)부(27d)가 걸려, 빠짐 방지효과를 발휘하게 된다. 걸림용 오목부(22b)는 반드시 연속된 오목부일 필요는 없으며, 오목부를 이산적(離散的)으로 형성해도 된다.
-스위치 어셈브리의 제조방법-
다음은 본 실시형태의 스위치 어셈브리(24) 제조방법의 일례에 대하여 도 1을 이용하여 구체적으로 설명한다.
먼저 준비공정에 대하여 설명한다.
우선 키탑(26)의 가공에 대하여 설명한다. 단계 S01에서, 알루미늄 합금의 블록을 준비한다.
다음은 단계 S02에서, 알루미늄 합금의 블록으로부터 플랜지(26a), 누름자 끼움 오목부(26b), 뒷면 등을 가공한다. 누름자 끼움 오목부(26b)는, 누름자(25)의 형상에 맞추어 서서히 안지름이 작아지도록 절삭 가공한다. 이로써 키탑측 단부(25c)의 삽입 시에 덜거덕거림이나 기울어짐이 방지된다.
다음은 단계 S03에서, 키탑(26) 표면의 외관 향상을 위해 스핀가공을 한다.
다음은 단계 S04에서, 촉감 향상과 안전을 위해 표면 코너부를 베벨링 가공한다.
다음은 단계 S05에서, 표면에 양극 산화처리를 실시하여 내구성을 향상시켜, 키탑(26)을 완성시킨다.
이어서, 누름자(25)의 성형에 대하여 설명한다. 먼저 단계 S06에서, 고유동(高流動) 타입의 범용 폴리카보네이트 재료의 펠릿을 준비한다.
다음은 단계 S07에서, 도 12 및 도 14에 나타내는 바와 같이 사출성형 틀의 캐비티(40a)에 용융시킨 폴리카보네이트를 사출시켜, 누름자(25)를 성형한다. 누름자(25)의 축방향 중간에 접합용 오목부(25a)를 형성하기 위하여, 이 부분에 한 쌍의 슬라이드 코어(43, 44)를 배치한다. 또 게이트(45)를 이 슬라이드 코어(43, 44)의 맞붙임면 위치에 형성한다. 도 13 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 탈형 시에는 접합용 오목부(25a)에 게이트(45)가 이어진 상태가 된다. 또 이와 같은 사출성형 틀(40)의 구성에 의해, 파팅라인(46)(도 12에 파선 및 도 13에 실선으로 나타냄)이 형성된다. 게이트(45)가 이어진 상태이므로, 이후, 소형 누름자(25)의 취급이 용이해진다.
다음은 단계 S08에서, 어닐링을 실시한다. 예를 들어 120℃ 이상에서 30분간, 도시하지 않는 건조기 내로 넣는다. 여기서 접합용 오목부(25a) 및 그 주변의 실리콘 고무(27)가 접착되는 부분에 적절하게 조면(粗面)처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 접착면적이 늘어 실리콘 고무(27)의 접착성이 더욱 향상된다. 실리콘 고무(27)와의 접착성을 향상시키기 위한 프라이머 처리는 특별히 필요 없다.
이어서, 보강판(28)의 성형에 대하여 설명한다. 먼저 단계 S09에서, 예를 들어 SUS304 경도 1/2H의 스테인리스 시트를 준비한다. 경도가 1/2H이면 가공성이 좋으므로 바람직하다. 보강판은 SUS304 경도 1/2H 이외의 금속이어도 되며, 수지 성형품이어도 된다.
다음은 단계 S10에서, 도시하지 않는 프레스기로 프레스가공을 실시한다. 프레스 시에, 도 9 등에 나타낸 위치에 위치결정공(28c)을 개구시킴과 동시에, 중앙의 판측 관통공(28a)을 성형한다. 판측 관통공(28a)은 원호형 단면으로 굽힘가공 되어 뒷면측으로 밀어내어지며, 원통형의 종벽부(28b)가 형성된다. 이로써, 종벽부(28b)와 뒷면 사이에 약간 둥근 모양의 코너부(28d)가 형성된다.
다음은 단계 S11에서, 세척을 실시하여 오일, 절삭 부스러기 등의 불순물을 제거한다.
다음은 단계 S12에서, 표면에 질화처리를 실시한다. 예를 들어 침탄 질화법에 의해, 철의 변태온도 이하의 저온에서 질소, 탄소 및 산소 원소를 침투시켜, 안정되고 균질한 질화피막을 형성시킨다. 이 층은 흑색이며, 미관도 향상된다. 이로써, 보강판(28)의 경도가 향상되고, 결과적으로 내구성이 향상된다. 또 화학적으로 안정되어 내부식성이 향상된다.
다음은 단계 S13에서, 질화처리에서의 불순물을 세척한다.
다음은 단계 S14에서, 프라이머 처리를 실시한다. 이 프라이머 처리는 필수적인 것은 아니나, 이 프라이머 처리에 의해 질화처리 후의 보강판(28)과 실리콘 고무(27)와의 접착성이 향상된다. 예를 들어 유기재료와 무기재료를 잇는 역할을 하는 실란 커플링제가 사용된다.
또 단계 S15에서, 선택접착성 미가황 액상의 실리콘 고무(27)를 준비한다. 이 실리콘 고무(27)는, 예를 들어 크롬을 함유한 금형(30)에는 접착되지 않으나, 폴리카보네이트에는 접착되는 성분이 함유되어 있다.
다음은, 이와 같이 성형한 누름자(25) 및 보강판(28)을, 도 10에 나타내는 하틀(31)에 설치한다. 구체적으로는, 먼저 누름자 삽입공정에서, 단계 S20에서 누름자(25)의 키탑측 단부(25c)를 하틀 표면(31a)의 누름자용 하틀 오목부(32)로 삽입시킨다. 이때, 누름자(25)에 부착된 게이트(45)도 동시에 절단된다. 도 11에 나타내는 바와 같이 이 누름자용 하틀 오목부(32)는, 안지름이 2개소 이상에서 단차적으로 작아지는 단차부가 있는 원형 단면으로 함몰되어 있다. 따라서 복수의 단차부 코너부(32a)(본 실시형태에서는 2개소)에 의해 키탑측 단부(25c)의 외주(外周)가 확실하게 눌리므로, 누름자(25)가 하틀(31) 내에서 기울어지지 않는다.
다음은, 단계 S21의 보강판 설치공정에서, 보강판(28)을, 그 판측 관통공(28a)에 누름자(25)를 통과시키도록 하여 하틀(31)에 설치한다. 이때, 도시하지 않는 하틀 표면(31a)의 위치결정핀에 위치결정공(28c)의 위치를 맞추므로, 수평방향의 위치결정이 이루어지며, 접합용 오목부(25a)와 종벽부(28b) 사이에 일정한 틈새가 확보된다.
다음은, 단계 S22의 형조임 공정에서, 상틀(33) 및 하틀(31) 사이에 배치된 중판(中板)(34)을 하틀(31)을 향해 하강시킨다. 여기서 이 중판(34)은, 돌기부(27d)가 언더컷 형상이 되므로, 상틀(33)로부터 분할시켜 배치한 것이며, 언더컷 부분이 없을 시에는 필요 없다. 이때, 도 10에는 나타내지 않으나, 중판(34) 하면(34a)의 보강판(28)을 누르는 적어도 한 쌍의 누름핀에 의해 상하방향의 위치결정이 이루어지고, 보강판(28) 상면과 중판(34) 하면(34a) 사이의 거리가 일정하게 유지된다. 이로써, 실리콘 고무(27)의 두께도 일정해진다. 여기서 이 누름핀의 눌림흔적(27c)은 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 오목형상으로 나타난다.
다음은, 상틀(33)을 닫는다. 상틀(33)의 하면(33a)에도, 누름측 단부(25b)가 삽입되는 누름자용 상틀 오목부(35)가 형성된다. 누름자용 상틀 오목부(35) 또한 마찬가지로 안지름이 단차적으로 작아지는 단차부가 있는 원형 단면으로 함몰되어 있다. 상틀(33)을 닫으면, 단차적으로 작아진 단차부의 코너부(35a)에 누름측 단부(25b)의 외주가 접한다. 여기서 하틀(31)의 복수의 코너부(32a)에 의해, 누름자(25)가 기울어지지 않으므로, 상틀(33)의 코너부(35a)가 적어도 1개만 있으면 실리콘 고무(27)의 유입은 방지된다. 또 누름측 단부(25b)의 선단을 미리 내열성이 있는 고무 등으로 덮어 실리콘 고무(27)가 유입되지 않도록 해도 된다. 이와 같이 중판(34)을 이용함으로써, 실리콘 고무(27) 표면에 형성되는 파팅 라인(38)을 중판(34)과 상틀(33)과의 경계로 특정할 수 있다. 이로써, 방진 및 방수 효과를 발휘시키는 탄성부재측 고리형 오목부(27b)에는 버어(burr)가 전혀 형성되지 않는다.
다음은, 단계 S23의 사출공정(주입공정)에서, 상틀(33), 하틀(31) 및 중판(34) 사이에 형성된 캐비티(36) 내로, 상기 단계 S15에서 준비한 액상의 실리콘 고무(27)를 게이트부(37)로부터 사출시킨다. 이때, 코너부(32a, 35a)에 의해 키탑측 단부(25c) 및 누름측 단부(25b)의 외주가 각각 확실하게 눌리므로, 키탑측 단부(25c) 및 누름측 단부(25b)의 외주로 실리콘 고무(27)가 유입되지 않아, 얇은 피막이 부착되는 일은 없으므로, 불필요한 버어가 발생하지 않는다. 게다가 누름자(25)가 기울어지지 않고 판측 관통공(28a) 내에 높은 정밀도로 배치된다.
다음은 성형공정에서, 소정온도에서 소정시간 가압 및 유지시킨다. 예를 들어 금형(30)의 온도를 120℃로 하고, 120초간 가압하여 유지시킨다. 금형(30)의 온도가 누름자(25)가 용해되지 않는 온도로 설정되므로, 누름자(25)가 열의 영향 때문에 변형되는 일은 없다. 게다가 누름자(25)를 단계 S08에서 금형(30)의 온도 이상으로 미리 열처리하므로, 성형 시에 변형이 발생되기 어려워지고, 성형 후의 치수가 안정된다. 실리콘 고무(27)는 폴리카보네이트에 대하여 접착성이 높은 재료이므로, 누름자(25)에 확실하게 화학접합 된다.
다음은, 캐비티(36) 내로 사출된 실리콘 고무(27)에 의해 누름자(25) 및 보강판(28)이 접합된 성형품을 꺼낸다. 이때, 실리콘 고무(27)가 폴리카보네이트에는 접착되지만 금형(30)에는 접착되지 않는 재료이므로, 두께가 얇은 부분이라도 찢어지는 일없이 탈형이 용이하게 이루어진다. 또 파팅 라인(38)이 중판(34)과 상틀(33)의 경계에 설정되므로, 돌기부(27d)와 같은 언더컷부가 있어도 탈형이 용이하다.
다음은, 단계 S24에서, 포스트큐어 처리를 실시한다. 예를 들어, 120℃에서 10분간 가열함으로써, 실리콘 고무 중에 잔류되는 저분자 실록산을 휘발 제거시킨다. 또 응력 완화에 의해 재료를 안정화시키는 효과도 있다.
다음은, 단계 S25의 마무리공정에서, 버어의 제거가 실행된다. 방진 및 방수 효과를 발휘하는 탄성부재측 고리형 오목부(27b)에는 버어가 전혀 형성되지 않으므로, 버어 제거가 용이하다.
다음은, 단계 S26의 끼움결합공정(취부(取付)공정)에서 성형품을, 도시하지 않는 지구(Jig)에 세트한다.
다음에, 단계 S27에서, 성형품의 키탑측 단부(25c) 선단에 접착제를 도포한다. 이때, 양면 테이프를 점착시켜 두어도 된다.
다음으로, 단계 S28에서, 키탑(26)의 누름자 끼움 오목부(26b)를 끼움결합 시킨다. 이때, 키탑측 단부(25c)에 불필요한 버어가 없으므로, 키탑(26)이 간단하면서도 확실하게 누름자(25)에 접합된다.
이와 같이 하여 성형된 스위치 어셈브리(24)를, 단계 S29에서, 앞쪽 캐비닛(5a)의 스위치용 오목부(23)로 끼워 넣는다. 이 위에서부터, 뒤쪽 캐비닛(5b)에 의해 끼움으로써, 외장측 관통공(5c)으로부터 키탑(26)이 노출된 상태에서 스위치 어셈브리(24)가 조립된다.
하측 케이싱(5)에 조립된 스위치 어셈브리(24)를 조작하면, 누름자(25)가 축방향으로 눌려 넣어지고, 실리콘 고무(27)가 굴곡되면서 누름형 스위치(21)가 눌린다. 이때, 누름자(25)의 축방향은 보강판(28)에 대하여 확실하게 수직으로 유지되므로, 조작성이 좋다. 게다가 누름자(25)의 중간부가 보강판(28)의 판측 관통공(28a)에 실리콘 고무(27)에 의해 지지되기 때문에, 누름자(25)의 조작에 따라 실리콘 고무(27)는 압축되는 것이 아니라 굴곡 되므로, 실리콘 고무(27)의 두께를 두껍게 해도 조작성이 악화되기 어렵다. 이로써, 조작성을 확보하면서 내구성의 향상이 도모된다. 게다가 탄성부재측 고리형 오목부(27b)에는 버어가 전혀 형성되지 않으므로, 매우 높은 방진 및 방수 효과를 발휘할 수 있다.
따라서 본 실시형태에 의하면, 간단하면서도 확실하게 누름자(25) 및 보강판(28)을 일체성형 하여, 스위치 어셈브리(24)의 조작성을 악화시키는 일없이 내구성을 향상시킬 수 있다.
(그 밖의 실시형태)
본 발명은 상기 실시형태에 대하여 이하와 같은 구성으로 해도 된다.
즉, 상기 실시형태에서 탄성부재는 실리콘 고무로 했으나 이에 한정되지 않으며, 사출성형이 가능한 엘라스토머, 고무 등이라도 된다. 이 경우도, 금형(30)에는 접착되지 않지만 누름자(25)에는 접착되는 성분을 함유시키면 된다.
상기 실시형태에서 누름자(25)는 폴리카보네이트로 구성했으나, 다른 수지재료라도 된다. 예를 들어 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌옥시드(PPO), 폴리아미드(PA)여도 된다. 이 경우도 탄성부재와의 조합에 의해, 탄성부재가 금형(30)에는 접착되지 않지만 누름자에는 접착되도록 하는 것이 바람직하다. 누름자(25)의 형상은 특별히 상기 실시형태에 한정되지 않으나, 축방향 중간에 접합용 오목부(25a)나 관통공을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 실시형태에서 보강판(28)은 SUS304로 했으나, 티탄 등의 다른 금속이라도 되며, 강성(剛性)이 높은 다른 수지재료라도 된다. 탄성부재와의 조합에 의해, 탄성부재가 금형(30)에는 접착되지 않지만 보강판에는 접착되도록 하는 것이 바람직하다. 보강판(28)의 형상은 상기 실시형태에 한정되지 않으나, 적어도 스위치용 관통공(22)의 주연을 키탑(26)측에서 피복하는 형상을 갖는 것이 강도면에서 바람직하다.
상기 실시형태에서는, 누름자(25)의 누름형 스위치(21)측을 실리콘 고무(27)로 피복하지 않고 누름자(25)가 직접 누름형 스위치(21)를 누르도록 구성했으나, 실리콘 고무(27)로 피복하여 누름형 스위치(21)가 손상되기 어렵게 해도 된다. 이 경우, 누름자용 상틀 오목부(35)에는 코너부(35a)를 형성하지 않도록 하여 실리콘 고무(27)가 유입되도록 하면 된다.
상기 실시형태에서 키탑(26)은 알루미늄 합금으로 이루어진 것으로 했으나, 스테인리스, 티탄, 구리, 마그네슘 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 것으로 해도 된다. 또 키탑(26)을 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에스터, 폴리스틸렌, ABS 등의 열가소성 수지나, 페놀, 에폭시, 알키드, 우레탄, 폴리이미드, 실리콘 등의 열경화성 수지로 형성해도 된다.
상기 실시형태에서는 키탑(26)의 뒷면에 누름자 끼움 오목부(26b)를 형성했으나, 이 누름자 끼움 오목부(26b)는 필수적인 것은 아니며, 키탑(26)의 뒷면은 평탄해도 되며, 반대로 이 뒷면측에 볼록부를 형성하고, 누름자(25)측에 오목부를 형성해도 된다.
상기 실시형태에서는 단일의 보강판(28) 중앙에 판측 관통공(28a)을 형성했으나, 단일의 보강판에 2 이상의 관통공을 형성하여, 각 관통공별로 누름자(25)를 배치해도 된다.
또 2매 이상의 보강판(28)을, 성형공정에 있어서 탄성부재에 의해 각 보강판(28)끼리 접속함으로써, 결과적으로 복수의 누름자(25)를 형성하는 구조로 해도 된다.
또한 2 이상의 누름자(25)가 근접된 부위에 있는 경우, 각 누름버튼 스위치의 누름자(25)별로 키탑(26)을 개별적으로 장착해도 되며, 누름자(25)의 수에 대응하는 키탑(26)을 연접시켜도 된다.
상기 실시형태에서는, 주입공정이 액상 탄성부재를 사출하는 사출공정인 사출성형의 예를 나타냈으나, 이른바 트랜스퍼(transfer)성형이라도 된다. 상세하게는 도시하지 않으나, 이 경우에는 주입공정에서, 예열된 점토상(미러블형)의 탄성부재가 트랜스퍼 포트로 주입되고, 플런저에 의해 눌려 캐비티(36) 내로 이송된다. 여기서, 압축성형에 의해 성형하는 것도 가능하나, 누름자(25)의 고정을 높은 정밀도로 수행하는 점에서는 사출성형 또는 트랜스퍼성형이 바람직하다.
상기 실시형태에서는, 상틀(33)이 중판(34)을 포함하는 구조로 하여, 돌기부(27d)와 같은 언더컷부가 있어도 탈형이 용이해지도록 했으나, 도 16에 나타내는 바와 같이 돌기부(27d)와 같은 언더컷부가 없는 경우에는 상틀(33)과 중판(34)이 일체인 상틀(133)을 이용하면 된다. 이 경우에는 상틀(133) 하면(133a)에 한 쌍의 누름핀을 배치하면 된다.
상기 실시형태에서 누름버튼 스위치는 휴대전화기의 사이드키(20)에 이용하는 스위치 어셈브리(24)로 했으나 그 용도는 한정되지 않으며, 게다가 PHS(Personal Handy-phone System), PDA(Personal Digital Assistant), PC, 모바일 툴, 전자사전, 전자계산기, 게임기기, 시계 등의 전자기기용이더라도 된다. 이들 전자기기는 반드시 방수기능을 가질 필요는 없으며, 본 발명에 의해 뛰어난 조작성과 방진기능을 발휘한다.
그리고 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물이나 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
[산업상 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 휴대전화기 등의 전자기기에 사용하는 누름버튼 스위치의 제조방법에 대하여 유용하다.
24 : 스위치 어셈블리(누름버튼 스위치)
25 : 누름자
25a : 접합용 오목부 25b : 누름측 단부(타단)
25c : 키탑측 단부(일단) 26 : 키탑
27 : 실리콘 고무(탄성부재) 28 : 보강판
28a : 판측 관통공 31 : 하틀
31a : 하틀 표면 32 : 누름자용 하틀 오목부
32a, 35a : 코너부 33, 133 : 상틀
33a, 133 a : 상틀 하면 34 : 중판
34a : 하면 35 : 누름자용 상틀 오목부
36 : 캐비티

Claims (9)

  1. 누름버튼 스위치의 제조방법에 있어서,
    키탑과, 이 키탑의 뒷면에 장착되는 누름자와, 이 누름자의 외주(外周)보다 큰 판측 관통공을 갖는 보강판을 준비하는 준비공정과,
    상기 누름자의 축방향 일단(一端)을 하틀 표면의 누름자용 하틀 오목부로 삽입하는 누름자 삽입공정과,
    상기 보강판을 이 보강판의 판측 관통공에 상기 누름자를 통과시키도록 하여 상기 하틀에 보강판을 설치하는 보강판 설치공정과,
    상기 누름자의 타단(他端)을 상기 상틀 하면에 형성한 누름자용 상틀 오목부로 삽입하도록 하여, 상기 상틀 및 하틀을 서로 근접시키는 형조임 공정과,
    상기 상틀 및 하틀 사이에 형성된 캐비티 내에, 이 상틀 및 하틀에는 접착되지 않고 상기 누름자에는 접착되는 성분을 함유한 탄성부재를 주입하는 주입공정과,
    상기 주입공정 후, 소정온도에서 소정시간 가압 및 유지한 후, 금형을 열어, 상기 판측 관통공 내에 상기 누름자의 축방향 중간부가 상기 탄성부재에 의해 지지된 성형품을 꺼내는 성형공정과,
    상기 성형품에서 누름자의 일단에 상기 키탑의 뒷면을 장착하는 장착공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강판은 금속이며, 이 보강판에는 질화처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보강판은, 질화처리후의 표면과 상기 탄성부재와의 접착성을 높이는 프라이머 처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,
    상기 누름자는 열가소성 수지로 이루어지며,
    상기 성형공정에서는, 상기 누름자가 용해되지 않는 온도에서 성형이 수행되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 누름자는 폴리카보네이트로 이루어지며,
    상기 탄성부재는, 상기 성형공정에서 상기 폴리카보네이트에 화학접합 되는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
    상기 누름자의 일단 및 타단은, 바깥형상이 서서히 작아지는 원형 단면이며 테이퍼링(tapering)형이고,
    상기 누름자용 하틀 오목부 및 상기 누름자용 상틀 오목부의 적어도 한쪽은, 안지름이 2개소 이상에서 단차적으로 작아지는 원형 단면으로 오목하게 함몰되며,
    상기 단차적으로 작아진 복수의 코너부에 상기 누름자의 외주가 각각 접함과 동시에, 상기 탄성부재의 유입(流入)이 방지되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
    상기 누름자에서 상기 탄성부재의 접착부위는, 상기 성형공정보다 전에 조면(粗面)처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
    상기 누름자는, 상기 성형공정보다 전에 이 성형공정에서의 상기 소정온도 이상에서 가열처리 되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서,
    상기 상틀 하면의 상기 보강판을 누르는 적어도 한 쌍의 누름핀에 의해 이 보강판 상면과 상틀 하면 사이의 거리가 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 누름버튼 스위치의 제조방법.
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