JP4235005B2

JP4235005B2 - フィルムキーシート

Info

Publication number: JP4235005B2
Application number: JP2003019708A
Authority: JP
Inventors: 伸一小林
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP2004234936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、キーボード、コントローラなどのキー入力機能を備える各種機器の押釦スイッチに使用される、熱可塑性樹脂からなるキートップ本体と、樹脂フィルムとを一体化したフィルムキーシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キー入力機能を備える機器の押釦スイッチには、図６、図７に示すように、押釦１として機能する熱可塑性樹脂からなる複数のキートップ本体２と、このキートップ本体２の表面を覆う樹脂フィルム３とを一体化したフィルムキーシート４が多く用いられている。このフィルムキーシート４は、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマーでなるゴムシート５を介して回路基板６上に載置されており、押釦１を回路基板６に向けて押圧すると、押し子５ａが金属皿ばね６ａを座屈させ回路基板６の図外の接点と導電接触し、入力操作ができるようになっている。回路基板６上にＬＥＤ等の内部光源（図示せず）が設けられていれば、押釦１が照光するいわゆる照光式フィルムキーシート４とすることもできる。
【０００３】
このフィルムキーシート４を製造するには、樹脂フィルム３の裏面側に、印刷等により文字・記号等を表す表示部７や、押釦１に彩りを与えたり、ＬＥＤからの光を遮光する着色層８を予め施しておく。そして、絞り成形にて押釦１と同形状に樹脂フィルム３を凸状に湾曲変形させ、その凸状の内部に溶融樹脂を射出して固化させる。これによって、樹脂フィルム３とキートップ本体２とを一体化した押釦１が形成される。
【０００４】
このような従来技術として、例えば、特開平８−１５６０２０号公報（特許公報１）には、樹脂フィルムの表面に表示部を予め印刷しておき、それを射出成形金型に設置して、表示部の上にキートップを形成する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１５６０２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車載用電子機器やＡＶ機器などに用いられる押釦スイッチの中には、押釦の存在を際立たせて操作性を良くするために、従来の押釦１と比べて背を高くした、一般的には５ｍｍ程度以上とした高背型押釦が要求されることがある。ところが、前述の構造とした従来の押釦１を高背型押釦とする場合には、樹脂フィルム３を大きく深絞りしなければならないため、樹脂フィルム３に予め形成した表示部７や着色層８に亀裂を生じるおそれがある。また、樹脂フィルム３の伸び不足により樹脂フィルム３自体が破れるおそれもある。すなわち、押釦１の背の高さは、樹脂フィルム３の絞り加工性に依存するため、この方法で従来の押釦１を高背型押釦とすることは困難である。
【０００７】
一方、図８に示すように、樹脂フィルム１３の絞り加工が不要なものとして、表面に表示部１０や着色層１１を設けたキートップ本体１２を、基材フィルム（樹脂フィルム）１３に対して接着剤１４で一体化したフィルムキーシート１５が考えられる。しかしながら、このフィルムキーシート１５を製造するには、接着剤１４を接着面からはみ出さないようにキートップ本体１２の裏面全体に均一に薄く塗布しなければならないため、作業が困難で生産効率が悪い。また、接着面積を充分に確保できない場合もあり、キートップ本体１２が脱落する問題がある。そして、フィルムキーシート１５は、キートップ本体１２の下部全体を基材フィルム１３に接着することが困難であるため、キートップ本体１２の着色層１１と基材フィルム１３の着色層１６との間に隙間が生じてしまう。このためフィルムキーシート１５を内部光源で照光させると、その隙間から光が漏れ出ることで着色層１１，１６とは異なるように照光するという照光不良が生じる問題がある。
【０００８】
そこで、このような問題を解決するためになされたのが本発明であって、本発明の目的は、押釦の背が高く、かつ、樹脂フィルムと押釦とを覆う着色層に光漏れが生じないフィルムキーシートを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成すべく本発明のフィルムキーシートは、樹脂フィルムに形成したフィルム除去孔に樹脂フィルムの表面から立ち上がる孔縁部を設けるとともに該孔縁部をキートップ本体の外周面と固着し、且つ樹脂フィルムとキートップ本体とを覆う着色層を設けた高背型押釦を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明のフィルムキーシートに備える高背型押釦は、樹脂フィルムの孔縁部をキートップ本体の外周面と固着したものである。したがって、従来のフィルムキーシート(4)のように、押釦(1)の全面を覆う樹脂フィルム(3)を無くすことができるので、樹脂フィルムの絞り加工性に依存されずにキートップ本体の背を任意の高さにすることができる。しかも、高背型押釦には樹脂フィルムとキートップ本体とを覆う着色層を設けてあるので、着色層が樹脂フィルムとキートップで分断されず一連である。したがって、これを照光式とした場合には、分断された着色層(11)と着色層(16)の隙間での光漏れによる照光不良がある従来のフィルムキーシート（15）とは異なり、キートップ本体と樹脂フィルムとの間に分断された隙間での光漏れによる照光不良が生じない構造となる。
【００１１】
また、このフィルムキーシートでは、着色層が、キートップ本体と樹脂フィルムを覆うものとして形成しているので、着色層を遮光性材料で形成すれば、光透過を遮断することができるし、着色層を透光性材料で形成すれば、押釦全面から照光させることもできるため、デザインの多様化に適応可能である。また、フィルムキーシートの表面に着色層が施されるため、着色層が簡単に形成でき、加飾が容易なフィルムキーシートとすることができる。
【００１２】
本発明のフィルムキーシートについては、着色層に文字、記号などを表示する表示部を形成することができる。着色層が、キートップ本体と樹脂フィルムを覆うものであることから、表示部がフィルムキーシートの表面に形成されることとなり、樹脂フィルムやキートップ本体の内部に形成されるものではないため、視認性の良い表示部を得ることができる。すなわち、キートップ本体の裏面に表示部が形成されるものではないため、背の高い高背型押釦を有するフィルムキーシートであっても、肉厚の高背型押釦を通して表示部を視認する必要がなく、明瞭に表示部を視認することができる。
【００１３】
さらに、本発明のフィルムキーシートについては、キートップ本体の裏面に肉抜き部を設けることとすれば、キートップ本体の背を高くしてもヒケの発生を回避でき、高背型押釦に歪みや凹みのないフィルムキーシートとすることができる。また、肉抜き部によってフィルムキーシートの軽量化を達成することができる。
【００１４】
また、本発明のフィルムキーシートについては、キートップ本体が透光性樹脂でなり、着色層を透光性着色層として形成することによって、いわゆる照光式のフィルムキーシートとすることができる。このフィルムキーシートは、キートップ本体が樹脂フィルムで被われていないため、透明性が高く、デザイン性に優れたフィルムキーシートとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のフィルムキーシートをさらに詳しく説明する。図１は、本発明のフィルムキーシート３１の一実施形態を示す部分断面図である。図１では、１つの高背型の押釦３２しか示されていないが、通常はこのような押釦３２が図６で示すように樹脂フィルム３３に複数個形成される。
【００１６】
フィルムキーシート３１は、樹脂フィルム３３と、高背型のキートップ本体３４とが一体化して形成されたものである。押釦３２が形成される樹脂フィルム３３の対応箇所には、その表面から上方に立上る孔縁部３３ａが形成されている。キートップ本体３４は、孔縁部３３ａに対して熱融着により一体に固着されており、その側面３４ａは孔縁部３３ａの外周面３３ｂと略面一とされている。したがって、孔縁部３３ａの縁端部３３ｃがキートップ本体３４の側面３４ａから突出しないため、孔縁部３３ａが筐体に設けた孔縁と引っ掛かったりすることが無いようにされている。また、キートップ本体３４の裏面３４ｂには肉抜き部３４ｃが形成されており、高背型としたキートップ本体３４にヒケが発生しないようにしてある。
【００１７】
樹脂フィルム３３とキートップ本体３４の表面にはフィルムキーシート３１の全体を覆う着色層３５が設けられている。また、キートップ本体３４の上面（天面）には、着色層３５が抜き文字状に削り取られて表示部３６を形成している。
【００１８】
このフィルムキーシート３１は、高背型の押釦３２を形成するキートップ本体３４と、樹脂フィルム３３とが、孔縁部３３ａの内周面３３ｄで広く固着されている。そのため、押釦３２の動作方向（上下方向）に対して強い接着力を発揮する。したがって、押釦３２を繰り返し押圧操作しても、樹脂フィルム３３とキートップ本体３４との境界部分３７が剥離しにくくなっている。したがって、この境界部分３７の上に形成される着色層３５の割れや剥離も生じにくくなっている。
【００１９】
また、キートップ本体２の上面を樹脂フィルム３が覆い、その樹脂フィルム３の裏面に表示部７が形成されているような従来型のフィルムキーシート４と異なり、樹脂フィルム３３がキートップ本体３４の上面を覆っていないため、樹脂フィルムを通して表示部を視認することがなく、明瞭な表示部３６が得られている。
【００２０】
次に、このフィルムキーシート３１の製造方法の一形態を説明する。
【００２１】
まず、プレス成形機によって、樹脂フィルム３３の押釦３２に対応する位置にフィルム除去孔を貫通形成する工程を実行する。このときに樹脂フィルム３３が穿設されて得るフィルム除去孔は、押釦３２の外径よりも若干小さめの大きさとしておく。続いて、プレス成形機によって、このフィルム除去孔近傍の絞り成形を行う。すなわち、押釦３２に対応する位置に形成した前記フィルム除去孔から、水平な樹脂フィルム３３の表面から上方に立上がる孔縁部３３ａを形成する。
【００２２】
そして、キートップ本体３４の射出成形工程を実行する。押釦３２の形状に対応するキャビティが形成された第１金型に、孔縁部３３ａの外周面３３ｂがキャビティを成す面に臨むようにして、絞り成形された樹脂フィルム３３を載置し、載置される樹脂フィルム３３との対向面が平坦面となる第２金型を重ね合わせる。そして溶融樹脂を第２金型のピンゲートから注入して、孔縁部３３ａの内周面３３ｄを通じてキャビティ内に流し込む。このとき溶融樹脂の流圧によって、樹脂フィルム３３の孔縁部３３ａはキャビティを成す面と接触状態となり、孔縁部３３ａの外周面３３ｂに溶融樹脂が回り込まない。そして、溶融樹脂がキャビティに充填されると、余分な樹脂は、第２金型にあるエアーベントに流れ込む。その後、溶融樹脂を硬化させ、第１金型と第２金型を開いてフィルムキーシート３１を取り出す。
【００２３】
溶融した樹脂の注入から固化までの過程で、樹脂フィルム３３の孔縁部３３ａの内周面３３ｄ及び縁端部３３ｃと、キートップ本体３４が熱融着して固着されることになる。したがって、本形態のキートップ本体３４は、樹脂フィルム３３と一体化されており、実用に耐えうる固着力が得られている。
【００２４】
以上の射出成形工程を経たフィルムキーシート３１については、その表面に塗装や印刷などの手法により、遮光性を有するとともに色彩を与える着色層３５を形成する工程が実行される。その後、レーザー加工等によって押釦３２の着色層３５を抜き文字形状に削り取り、文字や記号等を表す表示部３６を形成する。そして、ゲートカット等を行って余分な部分を取り除き完成したフィルムキーシート３１を得る。
【００２５】
次に、フィルムキーシート３１を構成する各部について説明する。
【００２６】
フィルムキーシート３１の一部となる樹脂フィルム３３には、複数の押釦３２が形成されるが、１つの押釦３２の押圧動作は他の押釦３２の押圧動作に連動しないような弾性を有するものである。樹脂フィルム３３は、各押釦３２間での光漏れ防止や、機器内部への水分やゴミの進入防止に機能する。
【００２７】
樹脂フィルム３３に用いられる材料は、成形加工性、キートップ本体３４との固着性などを考慮すると、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＢＴ樹脂やこれらのアロイ系が好ましい。照光式のフィルムキーシート３１として用いるときは、透光性の樹脂フィルムを用いることが好ましい。また、キートップ本体３４と一体化するため寸法安定性の高い樹脂フィルムが好ましい。
【００２８】
樹脂フィルム３３の厚みは、キートップ本体３４と一体化する際の成形性や、押釦スイッチとしての操作性、機能性、耐久性などを考慮して決定し、通常、２５μｍ〜２００μｍ、好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍである。
【００２９】
キートップ本体３４に用いられる材料は、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などから適宜選択されるが、成形加工性、透明性、樹脂フィルム３３との固着性などを考慮すると、熱可塑性樹脂が好ましい。特にポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＢＴ樹脂やこれらのアロイ系が好ましい。照光式とする場合は、透光性の樹脂とすることが好ましく、無色透明の樹脂とすることがさらに好ましいが、適用する場合に応じて有色透明や、有色または無色の半透明、有色不透明のものを用いることもできる。
【００３０】
キートップ本体３４と樹脂フィルム３３の素材の組合せの決定も重要である。キートップ本体３４と樹脂フィルム３３の材料を同一もしくは同系統の材料とすれば、両者の固着力が増し、耐久性が向上する点で好ましい。その意味で、樹脂フィルム３３とキートップ本体３４との組み合わせを、共にポリカーボネート樹脂とすることは好ましい。その他の組み合わせとしては、例えばポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートのアロイフィルムとポリカーボネート樹脂、ポリカーボネートフィルムとアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル系フィルムとアクリル樹脂などでも可能である。
【００３１】
また、キートップ本体３４に、樹脂フィルム３３との固着性を向上させる配合剤を添加しておいてもよいし、逆に樹脂フィルム３３に固着性を向上させる接着剤などを塗布するような前処理を予め行っておいてもよい。また、成形性などを良くするために、配合剤の添加や各種の前処理を行ってよいのは勿論である。
【００３２】
表示部３６は、文字や記号などを表す部分である。本実施形態では押釦３２上面の着色層３５が抜き文字状に削り取られ、キートップ本体３４がむき出しになることにより表示部３６が形成されている。
【００３３】
着色層３５は、フィルムキーシート３１に彩りを与えたり、ＬＥＤからの光を遮光したりするために形成される層である。そのため、フィルムキーシート３１の種々の利用態様に即して着色層３５を形成することができる。例えば、着色層３５を、遮光性とせず、光透過性（透光性）とすることもできる。遮光性とすれば、フィルムキーシート３１下方に設けたＬＥＤ等からの照光に対して、着色層３５が無い部分のみが照光する照光式フィルムキーシート３１とすることができるが、有色の光透過性とすれば、所定の色彩で押釦３２全面が光るタイプのフィルムキーシート３１とすることができる。
【００３４】
着色層３５には、溶剤蒸発型などの未架橋性の樹脂や、加熱硬化型、紫外線硬化型、湿気硬化型、電子線硬化型などの架橋性樹脂から形成されるインキや塗料などを用いることができる。樹脂フィルム３３やキートップ本体３４との接着性が良く、作業性も好ましいからである。なかでも、表示部３６形成のため不要部分をレーザー加工によって除去する場合の加工性に優れるなどの観点から、アクリルウレタン系やポリエステルウレタン系などのウレタン硬化型、アクリルシリコーン系などのインキや塗料を用いることがより好ましい。また、作業性、キートップ本体３４との密着性の観点から、ビニル系やアクリル・ＰＣ系、ポリカーボネート系等の溶剤蒸発型、未架橋性の樹脂からなるインキや塗料を用いることがより好ましい。また、着色層３５は、樹脂インキから形成するだけでなく、蒸着層とすることや、金属薄膜などを転写して形成することもできるし、めっき層とすることもできる。そして、色彩や材質の異なる層を２層以上積層して形成したものであっても良い。したがって、着色層３５の形成には、スクリーン印刷やパッド印刷などの印刷、塗装法による他、ポッティングやディッピング法などを含めた種々の方法によって形成することができる。
【００３５】
本発明のフィルムキーシートでは、着色層と表示部の設けかたによってフィルムキーシート上に種々の加飾を施すことができる。例えば、図２に示したフィルムキーシート３８のように、有色透光性のインキによって着色層３９を設け、有色遮光性のインキによって文字形状に表示部４０を設けることもできる。また、図３に示したフィルムキーシート４１のように、有色遮光性の着色層４２の下に予め有色透光性インキ等にて、着色層４２と色の異なる補助着色層４３を形成することができる。着色層４２を抜き文字形状に削り取れば、文字形状に補助着色層４３が表出するため、表示部４４を様々な文字色で実現でき、デザイン性に優れたフィルムキーシート４１となる。補助着色層４３には、着色層４２と同様なインキや塗料を用いることができる。また、表示部４４は、予め補助着色層４３の上に透明性樹脂で文字形状にマスキングし、その後、着色層４２を施すことにより形成することもできる。
【００３６】
着色層や表示部が磨耗したり汚れたりしないように、図４、図５に示すようにさらに保護層を設けることが可能である。図４に示したフィルムキーシート５１は、図１に示したフィルムキーシート３１に保護層５２を設けたものである。また、図５に示したフィルムキーシート５５は、図３に示したフィルムキーシート４１に保護層５６を設けたものである。保護層５２，５６の材料としては、着色層３５，４２や補助着色層４３への密着性、耐摩耗性、塗装や印刷などの作業性などが良いことが好ましいことから、加熱硬化型、紫外線硬化型、湿気硬化型、電子線硬化型などの架橋性樹脂が好ましく、特にアクリルウレタン系やポリエステルウレタン系などのウレタン硬化やアクリル系などのインキや塗料を用いることが好ましい。保護層５２，５６の形成方法も着色層３５，４２と同様な方法を選択することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者によってなされる種々の変更を含むものである。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、孔縁部３３ａをキートップ本体３４の側面３４ａの下端に固着するようにしているが、上端寄りの位置まで側面３４ａを覆うように孔縁部３３ａを立上げて固着するようにしてもよい。ただし、押釦３２全面を照光させる場合には、あまり長く立上げると、側面３４ａから照光する光量が減少して押釦３２の外周がはっきりと際立たなくなるような不都合もあるので、この場合には上記実施形態のようにキートップ本体３４側面３４ａの下端に固着した方が好ましい。
【００３９】
なお、上記実施形態で示したフィルムキーシートの製造方法も一例であり、例えば、フィルム除去孔を貫通形成する工程を行わずに、予め開口が形成されている樹脂フィルムを使うようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のフィルムキーシートによれば、従来、キートップ本体の上面や底面と固着させていた樹脂フィルムを無くしても、キートップ本体を樹脂フィルムに強固に固着でき、また、樹脂フィルムの成形加工性の影響を受けないので、高背型押釦を有するフィルムキーシートを実現できる。
【００４１】
また、本発明のフィルムキーシートによれば、高背型押釦の表面に表示部が形成されており、肉厚のキートップ本体を通して表示部を視認するようなことがないため、また、樹脂フィルムを通して表示部を視認するようなことがないため、表示部について十分明瞭な視認性を得ることができる。
【００４２】
また、本発明のフィルムキーシートによれば、キートップ本体の裏面に肉逃げ部を形成することで、高背型押釦でもキートップ本体表面にヒケが生ぜず、さらにフィルムキーシートの軽量化が図れる。
【００４３】
さらに、本発明のフィルムキーシートによれば、押釦の一部にしか樹脂フィルムが及んでいないため、複雑な形状を有する押釦をもつフィルムキーシートの作製も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるフィルムキーシートの部分断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるフィルムキーシートの部分断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態によるフィルムキーシートの部分断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態によるフィルムキーシートの部分断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態によるフィルムキーシートの部分断面図である。
【図６】従来のフィルムキーシートの概略斜視図である。
【図７】従来のフィルムキーシートの設置状態を示す部分断面図であり、図６のＳＡ−ＳＡ線断面図である。
【図８】従来の別のフィルムキーシートの部分断面図である。
【符号の説明】
１，３２押釦
２，１２，３４キートップ本体
３，３３樹脂フィルム
３３ａ孔縁部
３３ｂ外周面
３３ｃ縁端部
３３ｄ内周面
４，１５，３１，３８，４１，５１，５５フィルムキーシート
５ゴムシート
５ａ押し子
６回路基板
６ａ金属皿ばね
７，１０，３６，４０，４４表示部
８，１１，１６，３５，３９，４２着色層
１３基材フィルム
１４接着剤
３７境界部分
４３補助着色層
５２，５６保護層

Claims

押圧操作を受ける樹脂製のキートップ本体を樹脂フィルムに一体形成したフィルムキーシートにおいて、
樹脂フィルムに形成したフィルム除去孔の孔縁部を絞り成形にて樹脂フィルム表面から上方に立ち上げて、樹脂フィルムの表面から押圧操作側に突き出したキートップ本体の外周面に沿わせて固着して、該孔縁部とキートップ本体との境界部分が前記外周面に表れるものとし、且つ樹脂フィルムとキートップ本体とを覆う着色層を設けて樹脂フィルムとキートップ本体との境界部分に着色層の隙間を生じさせないようにした高背型押釦を有するフィルムキーシート。
着色層に文字、記号などを表示する表示部が形成されている請求項１記載のフィルムキーシート。
キートップ本体の裏面に肉抜き部を形成した請求項１または請求項２記載のフィルムキーシート。
キートップ本体が透光性樹脂でなり、着色層を透光性着色層として形成した請求項１〜請求項３の何れか１項記載のフィルムキーシート。