JP3812980B2

JP3812980B2 - シート状キートップ構造

Info

Publication number: JP3812980B2
Application number: JP34042996A
Authority: JP
Inventors: 村剛中
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JPH10172379A; EP0847067A3; US5873454A; DE69731168T2; EP0847067A2; DE69731168D1; EP0847067B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器・機器制御部等の入力部に使用する、スイッチ接点の上部に配置され、該スイッチ接点を上部より押圧してこれをオンオフする押し釦スイッチであるシート状キートップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシート状キートップは、表示部を印刷したフィルムとモールドにより成形されたキートップ本体の熱可塑性物からなり、該フィルムには前記キートップ本体の上面形状と同形状の湾曲部を設け、この湾曲部内に前記キートップ本体の上面を収納し、フィルムとキートップ本体とを一体化せしめた押し釦スイッチの構造が、実開平２−１４７２６号公報などに記載されているように公知である。
【０００３】
また、特開昭５４ー１５４４６１号公報および特公平７ー５４６５６号公報に見られるように、射出成形による樹脂フィルムへの熱可塑性樹脂の埋め込みを行なう製造技術も公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の実開平２−１４７２６号公報などに記載されているような押し釦スイッチの構造は、防水性を特徴とするための構造であって、実使用において課題となるフィルムとキー本体の非接着によるチャタリング誤動作や、隣接キーの連動による誤入力の発生、またはフィルムがキー本体の形状に追従するための材質や特性については何ら明記されていない。
【０００５】
特開昭５４ー１５４４６１号公報および特公平７ー５４６５６号公報に見られ射出成形による樹脂フィルムへの熱可塑性樹脂の埋め込みを行なう製法にて製造されたキートップは、フィルムに樹脂を用いているため、深絞り成形に限界があり、例えば携帯電話用キートップにおいて重要な要素であるキーの高さ・形状を見た場合、特公平７ー５４６５６号公報に明記されているごとく、携帯電話のキー形状設計に大きな制約を与えてしまう。
【０００６】
また、特公平７ー５４６５６号公報の段落［００３１］に記載されているように、携帯電話筐体デザインにおいてもキー高さに制限があるため、図４に側面および底面より透視で示すような３次元的形状に対応できない。これに対応するため図５のように筐体面ａの曲面に沿うように配置することが考えられるが、フィルムが樹脂のためやはり限界があり、フィルムに無理な応力をかけなければならず、そのため実装時にキーの歪みが発生してしまう。以上の理由から携帯電話キー入力部は、ほぼフラットでなければならないので、携帯電話全体のデザインが制限されてしまっている。
【０００７】
さらに、例えば携帯電話に使用した場合、車内に携帯電話を放置してしまう事が考えられるが、一般的に車載部品の規格とされている８５℃雰囲気中放置試験において、熱により樹脂フィルムが成形前の状態に戻ろうとする残留応力にて変形し、キートップとしての役目を負えない事例がある。
【０００８】
またフィルムにエラストマーフィルム等の弾性体フィルムを使用し成形したキートップ部品を入力部に使用した場合、キー操作時に爪が当たったり、鞄等に収納する時に、弾性体フィルムでは、硬さが足りずキートップ表面に傷がつきやすく、外観上見栄えが悪くなってしまうことがある。さらに、フィルムの湾曲部に収納されている熱可塑性物が樹脂の場合は、キートップ硬度が固く、またその傾向を強くする方向になっているとともに、機器入力時のキートップ感触が樹脂感のみであるため、ゴムスイッチ等の柔らかな感触が得られない。
【０００９】
一体成形時にフィルムに接着剤を使用し文字等の表示部を印刷したり、表示部印刷を施した後に接着層を設ける場合、射出成形時の熱を印刷部におよぼさないようにする周知技術はあるが、成形時または成形後に接着するものであるため、接着剤が未硬化でなければならず、そのため射出成型時のフィルムの伸長に追随した伸長を起こしている。したがって、印刷部に熱はかからないもののフィルムの伸長を制限することができず、印刷表示体の歪み・伸びを抑制することができない。したがって射出成形条件やキートップ形状の制限を余儀なくされている。
【００１０】
樹脂フィルムを使用して２個以上のキーを構成した場合、もしくはフィルム端部を他部材にて固定（接着・融着・保持）した場合、キー操作時にある一つのキーを押し込んだ時に、フィルムの押し込み方向への引き込みのために隣接するキートップが連動し、同時にキーの入力がおこなわれてしまい、機器の誤動作または希望する動作等が得られないという問題点がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キートップ形状の自由度を高めること、押圧した場合に隣接するキートップに応力を及ぼさないこと、さらには、成形後におけるキートップ部品の耐熱性の向上を目的としてなされたものである。すなわち、モールドにより成形された熱可塑性樹脂からなるキートップ本体の上面側に、前記キートップ本体と同形状に湾曲させた表示部を印刷したフィルムが一体形成されてなる押し釦スイッチのシート状キートップにおいて、前記フィルムは、前記キートップ本体を形成した部分および当該部分の外周を含む全面に渡って、弾性フィルムと、該弾性フィルムよりも硬質のフィルムと、からなる２層以上の複層弾性フィルムであり、該複層弾性フィルムのキートップ本体側に表示部が印刷されて表示部印刷層が形成され、該表示部印刷層は前記表示部の延伸を抑制する保護層で覆われていることを特徴とするシート状キートップ構造である。さらに、前記複層弾性フィルムは、弾性フィルムが熱可塑性エラストマーフィルムでなり、かつ、少なくとも外側面が前記弾性フィルムよりも硬質のフィルムで形成されるシート状キートップ構造である。さらに、前記複層弾性フィルムは、弾性フィルムの両面に、該弾性フィルムよりも硬質のフィルムが積層されたシート状キートップ構造である。さらに、表示部印刷層および／または保護層に熱可塑性微粉末を添加したシート状キートップ構造である。さらに、隣接するキートップ間の複層弾性フィルムに凹または凸形状の応力遮断層を設けたシート状キートップ構造である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
そこで本発明は、複層弾性フィルムの素材として、弾性フィルムには、ポリエステル系熱可塑性フィルム、ポリオレフィン系熱可塑性フィルム、ポリスチレン系熱可塑性フィルム、ポリウレタン系熱可塑性フィルム、ポリアミド系熱可塑性フィルム、シリコーン系熱可塑性フィルム、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性フィルム、ポリエチレンビニルアセテート系熱可塑性フィルム、ポリビニルクロライド系熱可塑性フィルム、ポリビニルアルコール系熱可塑性フィルム等の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー樹脂からなるフィルムを用いることができる。前記弾性フィルムよりも硬質のフィルムには、上述した弾性フィルムとして用いる熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー樹脂よりも硬質のフィルムを用いることができ、本発明の複層弾性フィルムは、弾性フィルムとその弾性フィルムよりも硬質のフィルムとを２層以上に複層したものである。従って、弾性フィルムには熱可塑性エラストマーからなるフィルムを、弾性フィルムよりも硬質のフィルムには、例えば、ポリアミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリビニルクロライドフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、セロハンフィルム等の硬質のフィルムを用いるのが好適である。なお、キートップ表面の傷つき防止を目的として、弾性フィルムの片面もしくは両面に、弾性フィルムよりも硬質のフィルムをラミネートするなど、少なくとも外側面が硬質のフィルムであることが好適である。キートップ本体の熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリルスチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１３】
本発明は、これらからなる複層弾性フィルムＡを使用し、モールド成形した熱可塑性樹脂からなるキートップ本体５の収納側の面に表示部３を印刷した後、必要に応じて表示部を完全に覆うように保護層４を形成して表示部以外に延伸応力をかけさせることで、複層弾性フィルムの湾曲変形による表示部延伸を抑制するようにし、さらにその表示部印刷層およびまたは保護層に、キートップ本体の熱可塑性樹脂と熱融着する熱可塑性微粉末を添加し、複層弾性フィルムとキートップ本体が強固に接着し、そして複層弾性フィルムと熱可塑性樹脂の温度や湿度に起因する経時的な接着剥離を回避できるようにしたシート状キートップである。
また押圧した時に隣接するキートップに応力を及ぼし、入力時の誤動作の発生または希望する動作等が得られないことを防止するために隣接するキートップ間に凹または凸形状の応力遮断層を設けた。
【００１４】
この凹または凸形状の形成は、キートップを成型する金型に加工を加え、成型と同時に形成する方法や、キートップ成型後に治具を用いて形成する方法などを用いた。
【００１５】
本発明のシート状キートップ構造は、公知の製造技術で製造する。例えば、所望の目的に応じて印刷を施した複層弾性フィルムを、予め金型や治具を用いてキートップ部の湾曲形状を形成し、その後キートップ本体を成形する金型に、キートップ部の湾曲形状を形成した複層弾性フィルムをインサートし、キートップ本体を樹脂の射出によって成形したシート状キートップの製造方法。所望の目的に応じて印刷を施した複層弾性フィルムを、キートップ本体を成形する金型にインサートし、キートップ本体用樹脂を射出する際、その溶融している樹脂の熱や圧力により複層弾性フィルムをキートップ部の湾曲形状に変形させるシート状キートップの製造方法などを用いて製造することができる。
【００１６】
【実施例１】
図１に示す実施例に従って説明する。
【００１７】
ポリエステル系熱可塑性エラストマーフィルム１の両面にナイロンフィルム２をラミネートした複層弾性フィルムＡを、キートップ部の形状に形成し、キートップ本体を成形する金型にインサートし、熱可塑性樹脂のポリカーボネート（三菱エンプラ製
ユーピロン）５を射出成形機にて射出しキートップ本体を成形し、一体形成してシート状キートップを作製した。
【００１８】
比較例１として、フィルムをポリエステル系熱可塑性エラストマーフィルム（ＤＩＣ社
グリラックスフィルム）の単層弾性フィルムとしたもの、および比較例２としてポリカーボネートフィルム（三菱化学製
ユーピロン）の単層樹脂フィルムを用いて、実施例と同様にシート状キートップを作製した。各フィルム厚は、０．１mmのものを使用した。
製品の比較
実施例１（複層弾性フィルム）：フィルムの破れ無し、成形可能
比較例１（単層弾性フィルム）：フィルムの破れ無し、成形可能
比較例２（単層樹脂フィルム）：フィルムの破れ有り、成形不可
また、筐体に実装する目的にて２種類の成形型にて評価した。
金型ａ筐体裏面同形状型（三次元形状）（図４）
実施例１：形状通りに成形、反転しない、実装可能
比較例１：形状通りに成形、反転しない、実装可能
比較例２：成形後のフィルムに歪み有り、反転（形状が逆になる）する実装不可
金型ｂ強制的にフラットにした型（フラットで成形し成形品を三次元形状の筐体に入れ込む）（図５）
実施例１：成形可能・筐体形状に沿うことが可能。
【００１９】
比較例１：成形可能・筐体形状に沿うことが可能。
【００２０】
比較例２：成形可能、ただし、三次元筐体に入れ込むとフィルムの剛性により筐体形状にはまらない（デザインが変わる）
以上の結果より、複層弾性フィルムを用いることにより、今迄不可能であったデザイン形状が実現可能であることが分かる。単層弾性フィルムでも加工は可能であったが、次の測定により実使用において課題が生じることが分かる。
キートップ部の傷つき易さの測定（ＪＩＳＫ５４００）
実施例１：鉛筆硬度２Ｈ
比較例１：鉛筆硬度４Ｂ
複層弾性フィルムＡを用いることによりキー表面に傷つく鉛筆硬度は高くなった。
【００２１】
【実施例２】
図２に示す実施例２に従って説明する。
【００２２】
実施例１の複層弾性フィルムＡにスクリーン印刷にて表示部３を印刷し、この表示部のみを覆うように保護層としてナイロン膜４を貼り合わせしたフィルムを作製し、実施例１と同様にキートップ本体５に熱可塑性ポリカーボネートを用いて射出成型機にて一体成形した。
【００２３】
比較例３として、前記比較例２の樹脂フィルムにスクリーン印刷にて表示部を印刷し、実施例２と同様にキートップ本体に熱可塑性ポリカーボネートを用いて射出成型機にて成形した。
文字変形度（１ｍｍ四方の格子印刷を行い成形後の寸法変化のバラツキにて評価）
実施例２：寸法変化倍率 1.7〜1.8
バラツキ小差0.1ポイント
比較例３：寸法変化倍率 1.5〜1.9
バラツキ大差0.4ポイント
ナイロン膜の保護層によって格子の変形が抑えられた。
【００２４】
【実施例３】
実施例１の複層弾性フィルムＡにポリカーボネート系微粉末（三菱エンジニアプラスチック製ユーピロン）を添加したウレタン系インキ（帝国インキ製ＥＸＧ）をスクリーン印刷にて膜厚１２μにて印刷を施し、実施例１と同様にキートップ本体に熱可塑性物ポリカーボネートを用いて射出成型機にて成形した。
【００２５】
比較例４として、樹脂フィルムにスクリーン印刷にて表示部を印刷し、上記同様にキートップ本体に熱可塑性物ポリカーボネートを用いて射出成型機にて成形した。
【００２６】
高温雰囲気中にて湾曲部に収納した熱可塑性物の脱落の有無を確認した。

比較例４の樹脂フィルムは、８０℃雰囲気にてキーシートが反転するためキートップ本体樹脂が脱落した。実施例１の複層弾性フィルムＡでは８０℃雰囲気にてキーシートが反転しないためキートップ本体樹脂の脱落は無いが、１００℃雰囲気にてキートップ本体樹脂が脱落した。実施例３の複層弾性フィルムＡにポリカーボネート系微粉末を添加すると１００℃雰囲気でも脱落しなかった。
【００２７】
【実施例４】
シート状キートップを成形した後に、図３に示すようにキートップの外径より０．２ｍｍ離れた隣接するキートップとの間にキートップ外周に沿って凹状（イ）あるいは凸状（ロ）の応力遮断層６を治具を用いて加工した。
【００２８】
この成形品を携帯電話筐体にセットし、指で押し込んだ際の隣接するキーの挙動をみたところ、応力遮断層を形成したものは、押したキーと隣接キーとの連動は見られないが、応力遮断層の無いものは押したキーの隣接キーが動いてしまった。
【００２９】
【発明の効果】
キートップ本体上面のフィルムとして、熱可塑性エラストマーフィルム等の弾性フィルムの片面もしくは両面に基材となる弾性フィルムよりも硬質のフィルムをラミネートするなど２層以上の構成をもつ複層弾性フィルムを用いることにより、キートップ高さ・形状の自由度を高められるとともに、フィルム自体が弾性体であるためキートップデザインの多様化が図れ、３次元的形状の筐体デザインの場合でも図５のように配置することが可能となり、筐体デザインの多様化も図れることとなる。また、一般的車載部品規格である８５℃雰囲気中放置による熱に対しても、残留応力が弾性体ゆえに分散され変形を抑制することができ、押圧した場合に隣接するキートップに応力を及ぼさず、さらには、成形後のキートップ部品の耐熱性の向上を図ることができる。
【００３０】
複層弾性フィルムを用いることにより、熱可塑性エラストマーフィルムの弾性フィルムを使用した場合に問題となる入力時に爪が当たったり、鞄等に収納した際に硬質物との接触により発生するキートップ表面の傷つきを防止し外観上の損失を防ぐとともに、破れた場合に問題となる防水・防滴効果の低減を防止することができる。
【００３１】
表示部印刷層を完全に覆うように保護層を形成することにより、表示部以外に延伸応力をかけさせ、湾曲変形によるフィルムの延伸にともなう表示部延伸を抑制することができる。すなわち、キーの形状に対する表示の歪みが小さい。
【００３２】
表示部印刷層または保護層に収納する熱可塑性物と熱融着可能な熱可塑性微粉末を添加することにより、モールド成形時の熱で熱可塑性物と熱可塑性微粉末を融着させ強固に一体化することができ、自然的・人的な応力による複層弾性フィルムとキートップ本体の熱可塑性物の剥がれに対する強さを格段に向上させることができる。
【００３３】
複層弾性フィルムのキートップ外周部に凹または凸形状の応力遮断層を設けることにより、押圧した場合に隣接するキートップに、応力による入力時の誤動作を発生させることを防止することができ、入力操作の確実性さらには機器取り扱いの安全性をも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のキートップ構造断面図
【図２】実施例２のキートップ構造断面図
【図３】応力遮断層を形成したキートップの断面図
【図４】携帯電話の概略図
【図５】携帯電話の概略図
【符号の説明】
１弾性フィルム
２硬質のフィルム
３表示部
４保護層
５キートップ本体
６応力遮断層
Ａ複層弾性フィルム

Claims

モールドにより成形された熱可塑性樹脂からなるキートップ本体の上面側に、前記キートップ本体と同形状に湾曲させた表示部を印刷したフィルムが一体形成されてなる押し釦スイッチのシート状キートップにおいて、
前記フィルムは、前記キートップ本体を形成した部分および当該部分の外周を含む全面に渡って、弾性フィルムと、該弾性フィルムよりも硬質のフィルムと、からなる２層以上の複層弾性フィルムであり、該複層弾性フィルムのキートップ本体側に表示部が印刷されて表示部印刷層が形成され、該表示部印刷層は前記表示部の延伸を抑制する保護層で覆われていることを特徴とするシート状キートップ構造。
前記複層弾性フィルムは、前記弾性フィルムが熱可塑性エラストマーフィルムでなり、かつ、少なくとも外側面が前記弾性フィルムよりも硬質のフィルムで形成される請求項１に記載のシート状キートップ構造。
前記複層弾性フィルムは、弾性フィルムの両面に、該弾性フィルムよりも硬質のフィルムが積層されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状キートップ構造。
表示部印刷層および／または保護層に熱可塑性微粉末を添加し、前記複層弾性フィルムと前記キートップ本体とを強固に接着してなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシート状キートップ構造。
隣接するキートップ間の複層弾性フィルムに凹または凸形状の応力遮断層を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシート状キートップ構造。