專利名稱：鍵座及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成攜帶電話機、攜帶信息末端裝置(PDA)等移動機器中使用的電鍵部件(key unit)的、具有按壓塊(pressing elements)的鍵座(keypad)的結(jié)構(gòu)、材料和制造方法。
背景技術(shù)：
電鍵部件是構(gòu)成移動機器的部件的一種，是將多個開關(guān)操作用鍵(按鈕)集合、排列在一塊薄板面上而形成的元件。圖1是從斜上方觀察這種電鍵部件4的一個例子的立體圖。在圖的右上方顯得稍大的圓形部分是被稱為多方向鍵等的集合鍵，是將對下述的共計五個位置(方向)的開關(guān)進行操作的鍵集中為一體的構(gòu)件，所述五個位置通常包括周邊的環(huán)狀部分中的四個位置、中央的小圓盤狀部分中的一個位置。在其左方并列為3列的鍵稱為0-9數(shù)字鍵，是分別操作一個開關(guān)的鍵。
各個鍵由一塊柔軟的彈性體(例如硅酮橡膠)制的鍵座和安裝在鍵座表面的一個硬質(zhì)材料(例如聚碳酸酯樹脂，以下為“PC樹脂”)制的鍵頂組成。在圖1中看不到的鍵座的背面，在各鍵頂?shù)闹行木€上的位置或者離開中心線的所需的位置上，設(shè)置有一個或者多個開關(guān)按壓突起(所謂的“按壓塊3”)。這樣的多個鍵被排列在一個面內(nèi)而構(gòu)成一個電鍵部件4。在電鍵部件的下面，在對應(yīng)于各鍵的按壓塊3的位置上粘貼具有開關(guān)元件的電路基板，就可以形成一系列的鍵開關(guān)組。
在以往的電鍵部件中，按壓塊是由與鍵座相同的材料一體形成的。但是，在有些用途的鍵(例如，多方向鍵等)中，已被指出了如下的缺點，如由于按壓塊的彈性變形而會在擊鍵過程中產(chǎn)生損耗，另外，按下鍵時的卡搭聲感不清晰。
因此，可考慮在那種特定的鍵中僅將按壓塊部分由與鍵座不同的硬質(zhì)樹脂(例如PC樹脂)形成(以下，把它稱為“樹脂片(chip)5”)，并通過把樹脂片預(yù)先放置在鍵座成形用模具內(nèi)進行的嵌入成形法，將鍵座嵌入規(guī)定位置。對于這種鍵座的結(jié)構(gòu)及其制造方法，之前本申請人已經(jīng)進行了專利申請(參考專利文獻1)。
專利文獻1特開2002-279860號公報在圖2和圖3中，示出了由專利文獻1的方法制作的、在鍵座中嵌入有樹脂片的多方向鍵的兩個例子。圖2的多方向鍵是使中央和其周圍四個、總計五個的圓頂型開關(guān)用一個鍵頂操作的帶有確定鍵的四方向鍵。被視為圖的中央的、在頂端具有突起的倒圓錐臺形狀的物體就是樹脂片5。圖3也是帶有確定鍵的四方向鍵，但是為了降低鍵的厚度，所以鍵頂、鍵座都較薄地形成，樹脂片的形狀也為圓盤狀。這時鍵座和樹脂片的接合面積窄，從而在接合力方面存在問題。
除了上述問題以外，在專利文獻1中公開的鍵座的結(jié)構(gòu)和制造方法中，與使鍵座和按壓塊由硅酮橡膠一體形成的方法相比較，工序數(shù)的增加是不可避免的，所述工序是指制作樹脂片的工序、為了使硅酮橡膠和樹脂片確切地進行接合而在模具內(nèi)設(shè)置樹脂片之前進行退火和底漆處理的工序、以及在模具內(nèi)一個一個地設(shè)置樹脂片的工序等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供新的彈性體制鍵座2的結(jié)構(gòu)、材料和制造方法，所述鍵座具有擊鍵損耗小且可以隨著清晰的卡搭聲感按下開關(guān)元件的按壓塊3，而且與使用以往樹脂片的嵌入成形法相比，可以簡化工序。
上述目的可通過具有以熱固化性液狀樹脂形成的開關(guān)元件按壓用按壓塊的彈性體制鍵座、及其制造方法來實現(xiàn)。
作為本發(fā)明中采用的熱固化性液狀樹脂，可以使用環(huán)氧樹脂、酚系樹脂等通常的熱固化性樹脂、或作為在分子內(nèi)含有3官能性(T單元)、或者4官能性(Q單元)硅氧烷單元的聚硅氧烷的硅酮樹脂等。在硅酮樹脂中尤其可以使用在分子內(nèi)含有甲基和苯基的甲基苯基系的線性硅酮樹脂或各種硅酮改性有機樹脂(例如，硅酮改性環(huán)氧樹脂)。
另外，作為構(gòu)成鍵座主體的彈性體，在作為熱固化性液狀樹脂采用硅酮樹脂的情況和采用其以外的熱固化性樹脂的情況下，使用的材質(zhì)系統(tǒng)不同，前者優(yōu)選為硅酮橡膠，后者優(yōu)選為聚酯系、尿烷系、聚酰胺系等各種熱塑性彈性體(TPE)。
當(dāng)鍵座2的主體由硅酮橡膠形成、按壓塊3由硅酮樹脂形成時，通過向鍵座成形用模具內(nèi)的按壓塊形成用凹部中，加入催化劑(1液式的情況)，或者滴下將A液和B液與催化劑一起混合(2液式的情況)的硅酮樹脂，并將其加熱至規(guī)定的溫度，由此進行交聯(lián)固化反應(yīng)來使硅酮樹脂開始固化，在鍵座成形用模具內(nèi)形成硅酮樹脂制的按壓塊，從而直接成為嵌入成形法下的插入物。然后，當(dāng)按壓塊的硅酮樹脂處于半固化狀態(tài)時，向鍵座成形模具供給硅酮橡膠，通過壓縮成形法或者液狀注射成形法(LIM)進行成形。
另外，當(dāng)鍵座主體由熱塑性彈性體形成、按壓塊由熱固化性樹脂形成時，向鍵座成形用模具內(nèi)的按壓塊形成用凹部滴下熱固化性樹脂，并將其加熱至規(guī)定的溫度而使熱固化性樹脂開始固化，由此在鍵座成形用模具內(nèi)形成熱固化性樹脂制的按壓塊，從而直接成為嵌入成形法下的插入物。然后，如果在按壓塊的熱固化性樹脂處于半固化狀態(tài)時射出熱塑性彈性體，則可形成按壓塊和鍵座主體成為一體的鍵座。另外，此時，可以利用例如二色成形法，由此不僅可以一體成形按壓塊，而且鍵頂也可以同時一體成形。
(1)在專利文獻1的方法中，需要進行完全不同于鍵座成形工序的樹脂片成形工序，與此相反，在本發(fā)明的方法中，由于使用相同模具形成熱固化性液狀樹脂制按壓塊和鍵座主體，所以效率非常高。
(2)在專利文獻1的方法中，需要將成形完的樹脂片一個一個放置在模具內(nèi)，與此相反，在本發(fā)明的方法中，只要向模具內(nèi)的凹部滴下熱固化性液狀樹脂即可，也容易實現(xiàn)自動化。
(3)當(dāng)使用硅酮樹脂作為熱固化性液狀樹脂，由硅酮橡膠形成鍵座主體時，由于兩者都具有硅氧烷鍵，硅酮樹脂制按壓塊和硅酮橡膠的接合性非常好，所以不需要特別的底漆處理等。
因此，可以大幅度地簡化鍵座制造工序。
(4)另外，由于硅酮樹脂制按壓塊比PC樹脂制的柔軟，具有適度的彈力，所以其卡搭聲感比PC樹脂制的柔軟，而且卡搭聲感的清晰性沒有變化。


圖1是表示包括多方向鍵的電鍵部件的整體形狀的立體圖。
圖2是表示通過嵌入成形法嵌入了樹脂片的多方向鍵的一個例子的截面圖。
圖3是表示通過嵌入成形法嵌入了樹脂片的多方向鍵的另一個例子的截面圖。
圖4是表示用于實施實施例1的嵌入成形法的、具有凹部的模具結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是表示使用圖4的模具制作的多方向鍵的截面圖。
圖6是表示用于實施實施例2的嵌入成形法的、具有凹部的模具結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖7是表示使用圖6的模具制作的多方向鍵的截面圖。
具體實施例方式
下面，用兩個實施例說明用于實施本發(fā)明的最佳方式。
實施例1圖4和圖5是表示實施例1的圖，其中使用硅酮樹脂作為形成按壓塊的熱固化性液狀樹脂，使用硅酮橡膠作為形成鍵座主體的彈性體。
圖4是表示用于通過本發(fā)明方法制作示于圖2的帶有確定鍵的四方向鍵的模具51、52的結(jié)構(gòu)的截面圖。在下模具52的面臨模穴53的表面上，設(shè)置有硅酮樹脂制按壓塊形成用的凹部71，并由注入器8向該凹部71滴下硅酮樹脂的A·B混合液9。
作為硅酮樹脂使用了屬于線性硅酮樹脂的甲基苯基硅酮樹脂。將該A液和B液按照1∶1的比例混合并脫泡后，由注入器8滴入接收皿71中，放置約30秒，硅酮樹脂一開始固化，就將硅酮橡膠坯料載在模具模穴53的表面上，關(guān)閉模具51、52，在170℃下進行一次硫化約3分鐘，接著在200℃下進行二次硫化約1小時。另外，雖然在本實施例中采用了使用硅酮橡膠坯料的壓縮成形法，但是也可以使用將液狀硅酮橡膠注入模具內(nèi)的所謂的液體注射成形法(LIM)。
圖5是表示使用圖4的模具51、52制作的帶有確定鍵的四方向鍵的截面圖。在具有一體形成的按壓塊3的硅酮橡膠制的鍵座2上，載有硬質(zhì)樹脂制的鍵頂1，其結(jié)構(gòu)與圖2的相同，但是設(shè)置硅酮樹脂制按壓塊41代替了樹脂片4。按壓塊41的形狀為將頂端弄圓的倒立圓錐臺狀，其頂面與鍵座2的背面進行接合。為了改善圖2的樹脂片的頂端易碎和卡搭聲感，而使硅酮橡膠層介于按壓塊41的頂面和硬質(zhì)樹脂制的鍵頂1之間，由此完成了改良。
實施例2圖6和圖7與上述實施例1相同，是表示使用硅酮樹脂作為形成按壓塊的熱固化性液狀樹脂、使用硅酮橡膠作為形成鍵座主體的彈性體的實施例2的圖。
圖6是表示用于通過本發(fā)明方法制作示于圖3的帶有確定鍵的四方向鍵的模具61、62的結(jié)構(gòu)的截面圖。在下模具62的面臨模穴63的表面上，設(shè)置有硅酮樹脂制按壓塊形成用的凹部72，并由注入器8向該凹部72滴下硅酮樹脂的A·B混合液9。硅酮樹脂的種類、操作方法等與實施例1相同。
圖7是表示使用圖6的模具61、62制作的帶有確定鍵的四方向鍵的截面圖。在具有一體形成的按壓塊3的硅酮橡膠制的鍵座21上，載有硬質(zhì)樹脂制的鍵頂11，其結(jié)構(gòu)與圖3的相同，但是設(shè)置硅酮樹脂制按壓塊42代替了樹脂片。為了改善卡搭聲感并增大接合面積，而形成為硅酮樹脂制按壓塊42的頂面與鍵座21的背面接合的結(jié)構(gòu)。
對實施例1中記載的硅酮橡膠制的鍵座2中的、硅酮樹脂和硅酮橡膠的接合剝離強度評價實驗的結(jié)果如下所述。
(1)當(dāng)向一次硫化后的硅酮樹脂和硅酮橡膠的接合物(沒有進行底漆處理)施加的力，在第1試樣中為2.482kgf，在第2試樣中為2.549kgf時，在樹脂/橡膠接合面上發(fā)生了剝離。此時的剝離度分別為25％、30％。由這些結(jié)果計算第1試樣和第2試樣中的樹脂/橡膠接合面的接合強度時，分別為1.92N/cm2、1.97N/cm2。
(2)當(dāng)向二次硫化后的硅酮樹脂和硅酮橡膠的接合物(沒有進行底漆處理)施加的力在第1試樣中為2.270kgf，在第2試樣中為2.158kgf時，在橡膠部分發(fā)生了破裂。由這些結(jié)果計算第1試樣和第2試樣中的樹脂/橡膠接合面的接合強度時，分別為1.75N/cm2、1.67N/cm2。
(3)作為比較例，當(dāng)向以往例子的PC樹脂制片和硅酮橡膠的接合物(進行了底漆處理)施加的力在第1試樣中為2.397kgf，在第2試樣中為1.954kgf時，在橡膠部分發(fā)生了破裂。由這些結(jié)果計算第1試樣和第2試樣中的樹脂/橡膠接合面的接合強度時，分別為1.27N/cm2、1.03N/cm2。
由上述可見，二次硫化后的硅酮樹脂和硅酮橡膠的接合物(沒有進行底漆處理)的接合力優(yōu)于以往的PC樹脂制片和硅酮橡膠的接合物(進行了底漆處理)。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明有關(guān)于在信息產(chǎn)業(yè)和通信裝置制造業(yè)中占據(jù)重要地位的攜帶電話機、攜帶信息末端裝置(PDA)等移動機器，更加詳細地講，涉及構(gòu)成移動機器用電鍵部件的具有按壓塊的鍵座的改良結(jié)構(gòu)、材料和制造方法，所以可以有助于這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種彈性體制鍵座，其是用硅酮橡膠或熱塑性彈性體等柔軟的彈性體制成的鍵座，其具有形成為薄片狀的主體和被設(shè)置在該主體上的多個開關(guān)元件按壓用的按壓塊，且所述按壓塊的全部或其一部分是以熱固化性液狀樹脂形成的。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵座，其中，所述熱固化性液狀樹脂是甲基苯基硅酮樹脂或者硅酮改性環(huán)氧樹脂中的任一種，且所述彈性體是硅酮橡膠。
3.一種鍵座的制造方法，其中的鍵座由硅酮橡膠或熱塑性彈性體等柔軟的彈性體構(gòu)成，且具有形成為薄片狀的主體和被設(shè)置在該主體上的多個開關(guān)元件按壓用的按壓塊，所述按壓塊的全部或其一部分是以熱固化性液狀樹脂形成的，其中向鍵座成形模具內(nèi)的按壓塊形成用凹部填充熱固化性液狀樹脂并使之開始固化之后，向所述模具供給彈性體而形成鍵座主體。
權(quán)利要求
1.一種彈性體制鍵座，其具有以熱固化性液狀樹脂形成的開關(guān)元件按壓用的按壓塊。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵座，其中，所述熱固化性液狀樹脂是甲基苯基硅酮樹脂或者硅酮改性環(huán)氧樹脂中的任一種，且所述彈性體是硅酮橡膠。
3.一種制造鍵座的方法，用于制造權(quán)利要求1所述的鍵座，其中向鍵座成形模具內(nèi)的按壓塊形成用凹部填充熱固化性液狀樹脂并使之開始固化之后，向所述模具供給彈性體而形成鍵座主體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新的彈性體制鍵座的結(jié)構(gòu)、材料和制造方法，所述鍵座具有擊鍵損耗小且可以隨著清晰的卡搭聲感按下開關(guān)元件的按壓塊，而且與使用以往樹脂制按壓塊(樹脂片)的嵌入成形法相比，可以簡化工序。在本發(fā)明中，在鍵座制造用模具(51、52、61、62)內(nèi)的規(guī)定位置上設(shè)置用于形成附屬于鍵座(2、21)的硅酮樹脂制的按壓塊(41、42)的凹部(71、72)，在向該凹部填充硅酮樹脂(9)而使其開始固化后，向上述模具供給硅酮橡膠材料形成鍵座主體(2、21)，從而獲得與硅酮樹脂制按壓塊(41、42)一體化的鍵座(2、21)。
文檔編號B29K21/00GK1836300SQ200480023648
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者高橋宏宜 申請人:三箭株式會社