CN102282637B - 金属等网触点和开关及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种像金属网那样的能够多点接触的触点等，该触点考虑了该金属网的防锈以及防止向键式开关的键顶安装时的不良等。本发明的触点(1)包括：由弹性材料构成的、具有表面、背面以及侧面的中芯部(3)；铺设在该中芯部(3)的表面和侧面的金属网层(5)；以及对金属网层(5)的位于中芯部(3)侧面的端部进行覆盖的接合层(7)。通过在中芯部(3)的表面(触点面)设置金属网层(5)，而与对方的触点面多点接触。此外，通过形成接合层(7)，能够使金属网(5)的端面(切断面)不易曝露，防止在切断面上容易产生的锈蚀。此外，在将触点(1)接合到键顶的工序中，接合层(7)还具有防止键顶材料延伸到触点表面上的作用。

Description

金属等网触点和开关及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电阻低且较少发生接触不良的触点，以及采用该触点的、被使用于车载用操作开关等操作开关中的键式开关等。
背景技术
通常，设于键式开关中的可动触点采用金属薄板触点。该金属薄板触点中的具有代表性的金属薄板触点是经过如下工序形成的：在镍银或磷青铜上镀镍然后再镀金之后，使其与橡胶接合，之后，压制为规定形状。
另一方面，人们还提出不采用金属薄板触点，而采用在键顶(key top)的表面埋设金属线、金属带或者金属网的触点(例如，参照专利文献1、2和3)。上述的薄板状的触点的触点面较为平坦且柔软性较差，所以当在对方的触点面上附着有灰尘或存在凹凸时，有时薄板状的触点会被这些灰尘或凹凸所妨碍，从而以倾斜的状态与对方的触点接触。在此情况下，有可能无法确保充分的接触，而发生电连接不良。另一方面，在采用金属线、金属带或者金属网的触点时，由于在表面形成具有导电性的凹凸，与对方的接触面多点接触，所以容易确保良好的接触。然而，上述情况却没有提及关于带有镀的金属网等的剪切端面的防锈以及与键顶接合时的操作性的改善的方案。
专利文献1：日本实开昭57-109532
专利文献2：日本实开昭62-54433
专利文献3：日本特开2004-342539
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种像金属网那样的能够多点接触的触点等，该触点考虑了该金属网的防锈，以及防止向键式开关的键顶接合时的不良等。
本发明的触点的特征在于，包括：由弹性材料构成的，具有表面、背面以及侧面的中芯部；铺设在该中芯部的表面和侧面的金属网层；以及用于对上述金属网层的位于上述中芯部侧面的端部进行覆盖的接合层。
通过在中芯部的表面(触点面)设有金属网层，从而在表面形成具有导电性的凹凸面，与对方的触点面多点接触。因此，在对方侧的触点面上存在凹凸、附着有灰尘等的情况下，能够沿着该凹凸、附着物的形状变形，从而确保两触点的接触。并且，通过将该金属网层设置为不仅仅铺设在中芯部的表面，还铺设在中芯部的侧面，并且，在中芯部的侧面形成接合层，从而使金属网的端面(切断面)不易曝露。在将为了提高导电性而实施了镀金或镀银等镀的铜网或不锈钢网等剪切成适当尺寸而使用的情况下，当不带有镀的金属网的切断面曝露在空气中时，有时会在接触空气的部分产生锈蚀，因而通过由接合层覆盖切断面，从而能够防锈。
其中，所谓金属网层铺设在中芯部的表面以及侧面(或者覆盖)，不单指铺设在整个表面和整个侧面，还包括例如从表面铺设到侧面的一部分的情况。
另外，本发明中所采用的金属网的材质可以全部为金属制，也可以一部分为镀过了的树脂网，一部分为金属制。作为后者的例子，能够列举出将金属线和树脂线(PP、PE、PA)交替地编织而成的网。后者从材料成本的角度来看比较有利。
另外，在制作键顶时，接合层用于强化键顶主体和触点之间的粘接。此外，在将触点固定于键顶的工序中，接合层还有防止键顶材料延伸到触点的表面的作用。作为接合层，在键顶材料为硅橡胶的情况下，能够使用例如RTV(RoomTemperature Vulcanization：室温硫化)橡胶等硅类材料，在键顶材料为软质弹性树脂的情况下，能够使用热塑性的树脂。
在本发明中，上述金属网层优选折到上述中芯部的背面。
一般情况下，触点的背面固定于键顶。因此，通过将金属网层折到背面，金属网的切断面就不会在中芯部的表面和侧面曝露，而能够更可靠地防锈。
在本发明中，如果对形成上述金属网层的金属层进行冲压而将其压扁，则金属网层就会变薄，网就会变得柔软从而变得易于处理。另外，触点的厚度能够变薄。并且，金属网的接触面积会增加，触点的电连接面积也会变大。
本发明的键式开关包括：键顶以及粘附于该键顶的一部分上的可动触点，按压上述键顶，使上述可动触点与配置在同该可动触点相对的部分上的固定触点接触从而电连接，其特征在于：上述可动触点是上述的触点。
本发明的第一实施方式的触点的制造方法的特征在于，包括以下步骤：将金属网切割成规定的形状；将该切割后的金属网成形为杯状从而制作金属网层；将中芯部的材料***该金属网层的中空部；在上述金属网层的侧面，或者在上述金属网层的侧面和背面形成接合层。
本发明的第二实施方式的触点的制造方法的特征在于：包括以下步骤：将金属网切割成规定的形状；将该切割后的金属网成形为杯状从而制作金属网层；将中芯部的材料***该金属网层的中空部；将上述金属网层的端缘压到上述中芯部的背面；在上述金属网层的侧面，或者在上述金属网层的侧面和背面形成接合层。
本发明的开关的制造方法的特征在于，将由上述所记载的触点的制造方法所制作出的触点放置于模具之中，成型橡胶或软质弹性树脂制的键顶并使其与该触点接合。
由以上说明可知，根据本发明，由于在中芯部的表面上(触点面)设有金属网层，所以能够在表面上形成具有导电性的许多凹凸，能够与对方触点面多点接触。通过将该金属网层设置成不仅仅铺设在中芯部的表面，还铺设在侧面，并且，在金属网层的侧面形成接合层，从而金属网的端面(切断面)不易曝露，能够防止从切断面产生锈蚀。此外，在将触点接合到键顶的工序中，能够防止键顶材料延伸到触点的表面上。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的触点的构造的图，图1的(A)是侧视图，图1的(B)是侧剖视图，图1的(C)是仰视图；
图2是表示本发明的实施方式的开关的构造的侧视图；
图3是表示本发明的实施方式的触点的制作方法的流程图；
图4是对图3的流程图的一部分进行示意性地说明的图；
图5是对图3的流程图的一部分进行示意性地说明的图；
图6是对图3的流程图的一部分进行示意性地说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的触点的构造的图，图1的(A)是侧视图，图1的(B)是侧剖视图，图1的(C)是仰视图(触点面的俯视图)。
触点1包括：由弹性材料构成的、盘状的中芯部3，铺设在该中芯部3的表面和侧面的金属网层5，以及对金属网层5的位于中芯部3侧面的端部进行覆盖的接合层7。
中芯部3为盘状的形状，包括侧面以及圆形的表面和背面，由例如硅橡胶制作而成。此外，中芯部3的形状也可为椭圆或倒成圆角的多边形。
金属网层5的形状呈杯状，在本例中，金属网层5覆盖中芯部3的整个表面和整个侧面，并且还延伸到中芯部3的背面的外周部。用于形成金属网层5的金属网是将金属纤维(例如不锈钢、钛、镍、铜等)编织为网状而成。例如能够使用将线直径：0.1mm的金属纤维以编织间距：0.18mm进行编织而成的金属网。并且，也可以对该金属网的表面镀金，从而进行防锈处置和电连接改良处理。对不锈钢网镀金后的电阻值的一个例子为0.6Ω。此外，亦可以使用镀金后的金属网来制作网。镀金的厚度例如为0.1μm以上。此外，在该例中，金属网层5形成为延伸到中芯部3的背面的外周部，然而，也可以设置成不延伸到背面，而是铺设在中芯部的整个表面和侧面的一部分上。
此外，作为金属网，也能够采用将金属线和树脂线(PP、PE、PA)交替地编制而成的结构(hybrid mesh：混合材料编制网)。该情况下，以材料成本的角度来看是有利的。
接合层7形成为覆盖金属网层5的位于中芯部3侧面的大部分以及金属网层5的延伸到中芯部3背面的端部。当制作后述的键顶时，接合层7用于强化键顶主体和触点的粘接。此外，在该工序中，该接合层7还有防止键顶材料延伸到触点的表面的作用；并且，如图1的(B)所示，通过使接合层7形成为覆盖金属网层5的端部5a(切断面)，接合层7还有防止金属网层5的端部5a曝露于空气中的作用。由于金属网5的切断面不带有镀，所以当该切断面曝露于空气中时，有时会从接触空气的部分发生锈蚀，因而通过由接合层7覆盖切断面，能够防止锈蚀。作为这样的接合层7，在键顶材料为硅橡胶的情况下，能够使用RTV橡胶(例如，RTV橡胶KE1204(产品名称)，信越化学工业株式会社制造)。
如上所述，在该触点1中，通过在中芯部3的表面(触点面)设置金属网层5，从而在表面形成具有导电性的凹凸，而与对方的触点面多点接触。因此，在对方一侧的触点面上存在凹凸或附着有灰尘等的情况下，能够沿着该凹凸、附着物的形状变形从而确保接触。另外，由于金属网层5的端部5a由接合层7覆盖，没有曝露于空气中，所以能够防止金属网层的锈蚀。
图2是表示本发明的实施方式的开关的构造的侧视图。
开关10具有键顶11和设于键顶11上的图1中所示的可动触点1。在与可动触点1相对的基板S上设有固定触点C。键顶11由橡胶(例如硅橡胶)或软质弹性树脂(例如，聚氨酯类弹性体、苯乙烯类弹性体、酯类弹性体等)制作而成。键顶11包括：用于按压操作的动作部11a；固定于基板S上的支持部11b；以及从动作部11a连接到支持部11b的、向斜下方伸出形成的裙部(弯曲部)11c。可动触点1设在动作部11a的下表面。当压下动作部11a时，裙部11c就会向外鼓起变形，设于动作部11a下表面的可动触点1就会抵接到基板S上的相邻的固定触点C，从而电连接。
接下来，对图1的触点的制造方法进行说明。
图3是表示本发明的实施方式的触点的制作方法的流程图。在该例中，对键顶材料为硅橡胶的情况进行说明。
图4、图5、图6是对图3的流程图的一部分进行示意性地说明的图。
首先，在步骤S1中，准备带有镀的金属网，从上下对该金属网冲压，从而将其压扁。当金属网被压扁、变薄时，就会获得较好的柔软性，在后述的工序中，容易成形。此外，金属网的接触面积增加，触点的电连接面积也会变大。然而，冲压操作不一定是必要的。而后，在步骤S2中，将该金属网切割为规定的形状(例如，外接圆直径为4mm的正八边形)(也可以将金属网成形为杯状后，再分离切割)。此后，在步骤S3中，如图4的(A)所示，利用压力机将切割后的网5成形为具有圆形的底部以及从底部的周围大致垂直地立起的侧部的杯状。底部的直径的一个例子是3mm。该例中，对金属网层以如下方式设置的情况进行说明：该金属网层未延伸到中芯部的背面，而是铺设在中芯部的整个表面以及侧面的一部分或大部分(对于图1所示的金属网层延伸到中芯部的背面的情况，会在后面描述)。
而后，在步骤S4中，将成为中芯部3的、成型为规定的形状的橡胶***金属网杯5的中空部。该例中，中芯部3为直径为2.5mm、厚为0.4mm的盘状，如图4的(A)所示，在该中芯部3的一个面上形成有当将其安装到治具上时用于定位的凹部3a。中芯部3以其形成有凹部3a的面向上的方式***到金属网杯5的中空部。此时，中芯部3下侧的面被金属网5覆盖，该面成为触点的表面。
另一方面，在步骤S5中，为了形成接合层，在治具中注入RTV橡胶。如图4的(B)所示，在治具20中形成有圆形的凹部21，在凹部21的中央位置形成有用于定位的突起22。在该突起22周围的凹部21中注入RTV橡胶R。而后，在步骤S6中，如图4的(B)所示，将插有中芯部3的金属网杯5以被金属网5所覆盖的面(表面)位于上侧的方式安装到治具20中。此时，将中芯部3的用于定位的凹部3a和治具20的用于定位的突起22进行位置对准。而后，在步骤S7中，将插有中芯部3的金属网5与治具20一起放入硫化炉中使橡胶硬化。此时REV橡胶R在中芯部3的侧面和未被金属网5覆盖的面(背面)的周围硬化，金属网5的切断面被RTV橡胶覆盖。之后，将其从炉中取出，自治具取下。由此完成了触点1(参照图1)(S8)。
此后，如图(4C)所示，将该触点1装填到由下模D1和上模D2组成的嵌入成型模具的下模D1中。此时，使触点1的表面1a(被金属网5覆盖的面)位于下侧。而后，注入作为键顶材料的硅橡胶30(含有硫化剂)，或者将作为键顶材料的硅橡胶30(含有硫化剂)夹在上下模具之间，从而进行嵌入成型。此时，一边在触点1的背面1b将中芯部3的硅橡胶和形成接合层7的RTV橡胶，同作为键顶材料的硅橡胶30这两者中的任意一方或者两方都加热到开始反应的温度以上的温度一边成型。其中，此时一般会对两者施加压力。这样一来，一方或者两方的橡胶都发生反应，两橡胶在边界面开始发生接合反应。此时，由于在触点1的侧面1c存在由RTV橡胶构成的接合层7，所以能够避免键顶材料的硅橡胶30从触点1的侧面1c延伸到表面1a(被金属网层5所覆盖的面)。在该状态下，两橡胶在边界面以粘接的状态硬化，键顶材料的硅橡胶30和触点1的橡胶粘接。由此，制作出键式开关10(参照图2)(S9)。
另外，在将图1所示的金属网层形成为延伸到中芯部的背面的外周部的情况下，在步骤S 3中，如图5的(A)所示，将网5成形为具有圆形的底部以及从底部的周围向外倾斜立起的侧部的杯状。而后，在步骤S4中，将成为中芯部3的橡胶(例如，直径为2.5mm)***网5中。然而，在此情况下，未在中芯部3的一个面上设置用于定位的凹部。在通过零件搬运(handling)机构的位置控制来进行零件定位的情况下，也可以像这样不设置用于定位的凹部。
此后，如图5的(B)所示，将网5成形为网5的侧部沿着中芯部3的侧面大体垂直地立起，然后，如图5的(C)所示，将网5的端部从中芯部3的背面的周围压向内侧，对上表面加压。由此，金属网5的端部折回中芯部3的背侧。该折回面成为触点的背面。而后，如图5的(D)所示，与步骤S6同样地，将插有中芯部3的金属网杯5，以被金属网5所覆盖的面(表面)位于上侧的方式，安装到注入了RTV橡胶的治具20A中。在治具20A的圆形凹部21A中形成有用于对中芯部3进行上下定位的凸部22A。中芯部3被放置于该凸部22A上。另外，也可以采用其它的方法对中芯部3的上下位置进行控制\定位。而后，在步骤S 7中，当使橡胶硬化时，RTV橡胶R在中芯部3的侧面和未被金属网5覆盖的面(背面)的周围硬化，金属网5的切断面被RTV橡胶覆盖。之后的工序与步骤S8以后的工序相同。
另外，在此例中，也能够通过丝网印刷来形成接合层7。在该情况下，如图6所示，将插有中芯部3的金属网杯5以被金属网5覆盖的面(表面)位于下侧的方式，安装到治具20A的凹部21A。此后，在治具20A的上表面配置SUS丝网S，从该丝网S的上部印刷RTV橡胶R。由此，将RTV橡胶延伸到插有中芯部3的金属网杯5的上侧的整个面(金属网的端部折回的面、背面)和侧面的一部分，从而成型接合层7。
实施例
首先，准备了金属网。该金属网以如下方式形成：将直径为0.1mm的不锈钢线以编织间距为0.18mm编织成网状并对其镀金(镀金厚度：0.1μm以上)。镀金后的网的电阻值为0.6Ω。接下来，利用压力机从上下将该金属网压扁。而后，将该金属网切割为外接圆直径为4mm的正八边形。将切割后的金属网设置于压力机上，利用直径为3mm的凸模(ピン)成形成杯状。
另一方面，将硅橡胶(KE9710U(产品名称)，信越化学工业株式会社制造)成型为直径为2.5mm，厚度为0.4mm的盘状。其中，在橡胶的一个面上形成有深度为0.2mm左右的用于定位的凹部。将该橡胶以形成有凹部的面位于上侧的方式，***到金属网杯的中空部。
将RTV橡胶(RTV橡胶KE1204(产品名称)，信越化学工业株式会社制造)注入上述治具20(参照图4的(B))的凹部21。之后，将插有橡胶的金属网杯以被金属网覆盖整个面的面位于上侧(用于定位的凹部朝向下侧)的方式，安装到治具上。此时，对中芯橡胶的用于定位的凹部和治具的用于定位的突起进行了位置对准。而后，将该治具放入硫化炉，在100℃的条件下加热15分钟使橡胶硬化。
附图标记说明
1、触点；3、中芯部；5、金属网；7、接合层；10、开关；11、键顶；20、治具；21、凹部；22、用于定位的突起；30、硅橡胶。

Claims (9)

1.一种触点，其特征在于，该触点包括：由弹性材料构成的，具有表面、背面以及侧面的中芯部；铺设在该中芯部的表面和侧面的金属网层；以及对上述金属网层的位于上述中芯部侧面的端部进行覆盖的接合层，该接合层在将触点固定于键顶的工序中防止键顶材料延伸到触点的表面。
2.一种触点，其特征在于，该触点包括：由弹性材料构成的，具有表面、背面以及侧面的中芯部；铺设在该中芯部的表面和侧面的金属网层，该金属网层折到上述中芯部的背面；以及对上述金属网层的位于上述中芯部侧面和折到上述中芯部的背面的端部进行覆盖的接合层，该接合层在将触点固定于键顶的工序中防止键顶材料延伸到触点的表面。
3.根据权利要求1或2所述的触点，其特征在于：上述金属网由金属线材和树脂制线材编织而成。
4.根据权利要求1或2所述的触点，其特征在于：形成上述金属网层的金属网通过冲压而被压扁。
5.一种键式开关，包括：键顶以及粘附于该键顶的一部分上的可动触点，按压上述键顶，使上述可动触点与配置在同该可动触点相对的部分上的固定触点接触而电连接，其特征在于：上述可动触点是上述权利要求1、2或3所述的触点。
6.根据权利要求5所述的键式开关，其特征在于：上述金属网由金属线材和树脂制线材编织而成。
7.一种触点的制造方法，其特征在于，
该制造方法包括以下步骤：
将金属网切割成规定的形状；
将该切割后的金属网成形为杯状从而制作金属网层；
将中芯部的材料***该金属网层的中空部；
在上述金属网层的侧面或者在上述金属网层的侧面和背面上形成在将触点固定于键顶的工序中防止键顶材料延伸到触点的表面的接合层。
8.一种触点的制造方法，其特征在于，
该制造方法包括以下步骤：
将金属网切割成规定的形状；
将该切割后的金属网成形为杯状从而制作金属网层；
将中芯部的材料***该金属网层的中空部；
将上述金属网层的端缘压到上述中芯部的背面上；
在上述金属网层的侧面或者在上述金属网层的侧面和背面上形成在将触点固定于键顶的工序中防止键顶材料延伸到触点的表面的接合层。
9.一种开关的制造方法，其特征在于，将通过权利要求7或8所述的触点的制造方法所制作出的触点放置于模具中，成型橡胶或软质弹性树脂制的键顶并使该键顶与该触点接合。
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