JPH069878B2 - 操作ボタンとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、操作ボタンとその製造法に関する。更に詳
しくは、各種民生機器、産業機械、自動車などの制御機
器への入出力に使われる制御操作用の操作ボタンとその
製造方法に関する。

［従来技術］ 家庭用の各種民生機器、例えば電気洗濯機は、種々の機
能を有し、これらの機能を制御するため制御パネルを有
している。この制御パネルは、ＯＮ、ＯＦＦ用、時間な
どをセットするためのスイッチ、ボタン類が設けてあ
る。水を使うのでこの制御パネルは、防水性、防塵性が
要求される。屋外で使用するトランシーバの操作ボタン
なども同様な機能が要求される。一方、実開昭６０−６
７２４１号、実開昭６２−１６７３２３号公報には、車
両用操作盤において、操作スイッチ、ツマミ、ジャック
などのスイッチ部分と、このスイッチ部分のパネルを軟
質材により一体成形した被覆膜でカバーしたものが開示
されている。

一体成形されてすきまがないので雨、ほこり、ごみなど
が制御部分に入るのを防止している。また、工場内で使
用される産業ロボット、工作機械などは、電子化が進み
電子制御装置が設けられている。通常これらの電子制御
装置にプログラムの変更、データの入力などをするため
に操作パネルが設けられている。工場内は、一般的に環
境が悪く紛塵、油などが飛散し、操作パネル内の電気回
路、スイッチの接点などに入り障害が発生することがあ
る。

このため、最近ではスイッチなどの電子部品を実装した
プリント基板を制御箱に納め、制御箱をパネルで覆い、
スイッチの上部を露出するようにパネルを開口し、更に
パネル全体を合成樹脂製の薄いシートでカバーしてい
る。この平面状のカバー上部から、前記パネルの開口の
スイッチを駆動するフラット型の操作パネルが知られて
いる。このフラット型の操作パネルは、水、紛塵、油を
防ぐという点では優れたものである。

このフラット型の制御パネルは、指で押して押圧するス
イッチ部分と、パネル部分との位置を明確にするために
シート表面に記号・文字などを印刷して区別している。
また、スイッチ部分をパネル部分より多少凸型にして区
別するもの、シート表面の指接触部分の外周に小さな突
起に設ける外周突起タイプなども知られている。一方、
フラット型でなく記号・文字を印刷によらないで、操作
ボタンを２種類の色の合成樹脂で成形して表示部分を製
造するものも知られている。

音響機器、電話器、電子卓上計算機など比較的小型の操
作ボタンを有するものは、スイッチ動作後の戻り力は、
プリント基板上に設けたシリコンゴムの突部のスプリン
グ力を利用しているものもある（例えば、特開昭５７−
１３０３０５号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ 操作ボタンの戻り力をシリコンゴムの力を利用するもの
は、操作ボタンの製造工程、シリコンゴムの製造工程、
これらを組み立てる工程など多段階の工程と、多くの部
品が必要である。前記フラット型の制御パネルは、スイ
ッチ部分とパネル部分の境界を示す表示、キーの種類な
どの文字・記号がシート表面に印刷加工してある。しか
し、この印刷加工した文字・記号は、アルコールなどの
油性溶剤で消えることがある。合成樹脂製のパネルは、
指の汚れなどが付着しやすく印刷加工または焼付塗装し
た文字・記号が見えなくなる。

この汚れをアルコールなどの溶剤で拭き取ると、または
強く擦ると印刷した文字が消えてしまう。パネルの上表
面は、制御パネルの構造、デザインによって凹凸を有
し、必ずしも同一の平面ではなく、複数の平面を有して
いる。複数の表面を同時に印刷加工ができないので、印
刷加工が多工程にわたる。更に、前記印刷加工した制御
パネルの製造には、多工程を必要とする。例えば、制御
パネルのフレームであるモールドフレームを成形し、こ
のフレーム上にシートを張り付け固定し、この後シート
表面の印刷加工など多くの工程が必要である。

フラットタイプの制御ボックスが金属フレームの場合
は、更に、ゴムシートをシートと金属フレームとの間に
介在させて人間が指でスイッチを押したときの接触感覚
を向上させている。フラットタイプでないボタン式の制
御パネルの表示部は、簡単に消えることはないが、多段
階の加工工程、組立工程が必要となる。この発明は、こ
れらの問題点に着目したものであり、次の課題を達成す
る。

この発明の目的は、製造工程、組立工数をきわめて少な
くできる操作ボタンの構造を提供することにある。

この発明の他の目的は、タッチ感覚の良い制御パネルの
表示部を提供することにある。

この発明の目的は、容易に文字・記号が消えることがな
い制御パネルの表示部を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段および作用］ 前記課題を解決するために、次のような手段を採る。

ａ．制御機器などへの入出力用の操作ボタンにおいて、 ｂ．一面に指を接触させてスイッチング動作するための
指接触部を有し硬質の合成樹脂からなるボタン本体と、 ｃ．このボタン本体の合成樹脂より軟質で、かつ異なる
材質の熱可塑性エラストマからなり前記ボタン本体に一
体に熱融着し前記ボタン本体を弾性的に支持するボタン
支持体と、 ｄ．このボタン支持体と前記ボタン本体との境界面に形
成された熱融着面と、 ｅ．前記ボタン支持体の一部が一体に熱融着された前記
制御機器を収納するケース本体と ｆ．を有することを特徴とする操作ボタンである。

更に、前記ボタン本体がＡＢＳ、ナイロン、ポリカーボ
ネート、ＰＢＴ、ポリプロピレンから選択される一種で
あり、前記ボタン支持体がナイロンエラストマ、ポリウ
レタン系エラストマ、オレフィン系エラストマの中の一
種から選択されると良い。

更に、前記ボタン支持体が、 (i)熱可塑性弾性体……１００重量部 (i)ポリエーテルブロックアミド……２５〜１８５重量
部 とからなると良い。

更に、前記ボタン本体を支持するために前記ボタン支持
体に肉厚を薄く形成した薄肉部を形成すると良い。

更に、前記ボタン本体の表面に前記ボタン支持体を一部
露出させて表示部を構成すると良い。

前記操作ボタンは次の製造方法で作られる。

前記ボタン本体及び前記ケース本体または前記ボタン支
持体を射出成形金型内に入れ、 この射出成形金型に入れたものが前記ボタン本体及び前
記ケース本体のときは前記ボタン支持体の加熱溶融した
合成樹脂材料を前記ボタン支持体のときは前記ボタン本
体の加熱融着した合成樹脂材料を前記射出成形金型内の
キャビティ部に圧入し、 前記ボタン本体及び前記ケース本体と前記ボタン支持体
とを前記合成樹脂自身の溶融熱で一体に融着接合し、 前記ボタン本体及び前記ケース本体と前記ボタン支持体
を一体に成形して前記熱融着面を形成したことを特徴と
する操作ボタンの製造方法である。

［実施例１］ 以下、この発明の第１の実施例を図面にしたがって説明
する。第１図（ａ）は、卓上電話器１の平面図である。
卓上電話器１の本体上面には、受話器２、複数のダイヤ
ル用のボタン３を備えている。ボタン３は、直方体状の
形状を有している。ボタン３上には、記号・数字などか
らなる表示部４を有している。第１図（ｂ）は、第１図
のｂ−ｂ線切断断面図である。

ボタン３は、箱型のボタン本体９からなり、内部は空洞
で下端は開放している。このボタン本体９は、ＡＢＳ樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂などの比較的硬い樹脂から作られている。ボタン
本体９の上表面は、指の接触部１１であり、接触部１１
を指で押すための面である。ボタン本体９の内部は、ア
クチュエータ１０が形成されている。このアクチュエー
タ１０は、ゴム弾性に優れた熱可塑性弾性体の合成樹脂
でできている。

この熱可塑性弾性体は、ナイロンエラストマ、ポリウレ
タン系エラストマ、オレフィン系エラストマからなる。
また円筒状のアクチュエータ１０の上方には、文字・記
号などの表示部、すなわち***部１２が設けられてい
る。接触部１１は、比較的硬いプラスチックのため、硬
い感覚の指の接触を望むユーザーに対してタッチ感覚が
良く効果的である。ボタン本体９とアクチュエータ１０
との間には、熱融着面８を持っている。

熱融着面８は、ボタン本体９の高分子とアクチュエータ
１０の高分子が互いに分子間引力で混合あるいは凝着し
ている面である。アクチュエータ１０の底面部には押圧
突起１３が設けてある。アクチュエータ１０の外周は、
前記アクチュエータ１０と同様のゴム弾性に優れた熱可
塑性弾性体の合成樹脂でできた薄肉部１５を有し、この
薄肉部１５はアクチュエータ１０と一体に成形され連結
されている。薄肉部１５は、肉厚部１７より台形状に高
くなっている。

薄肉部１５は上から押すと変形しやすものである。すな
わち、接触部１１の上表面を指で押すと、薄肉部１５は
下方にへこむ。薄肉部１５がへこむときの時間と加圧力
の関係は、次のようになっている。所定の加圧力を接触
部１１に加えて行くと、急激に加圧力に対する薄肉部１
５の反力は低下する。このときの指の感触は、クリック
感と呼ばれているものである。加圧力のピーク値は、人
間の指にとって最適な値に決める必要がある。この加圧
力のピーク値は、薄肉部１５の厚さ、形状によって決ま
る。

一方、プリント板２０上には、導電材料からなる接点回
路２１が形成してある。接点回路２１は、印刷、メッキ
など通常プリント板上に電気回路を作る周知の手段で作
られる。プリント板２０上には、合成樹脂製またはゴム
板からなる絶縁板２２が載せてある。絶縁板２２は、接
点回路２１部分のみは開口している。絶縁板２２上に
は、導電材料で作られ薄い板状の導電シート２３が載せ
られている。導電シート２３は、内部に導電性の材料を
含有するゴム材、合成樹脂などで作られ、電気を通す導
電体である。

以上のような構成で、ボタン本体９の接触部１１を押し
て行くと、薄肉部１５が下方にたわみ、アクチュエータ
１０が下降する。アクチュエータ１０の押圧突起１３の
下端面１６が導電シート２３を押す。導電シート２３
は、わずかにたわみ接点回路２１を電気的に導通させ
る。接触部１１への押圧を止めると、薄肉部１５は元の
形状に復元し、下端面１６は上方の位置に戻る。

［実施例２］ 第２図（ａ），（ｂ）は、第２の実施例を示す。第２図
（ａ），（ｂ）に示すように各ボタン３ごとにマトリッ
クス状の枠組２５を設けた実施例である。マトリックス
状の枠組２５の材質は前記ボタン本体９と同様の硬いプ
ラスチック樹脂でできている。この実施例の場合には、
各ボタン３ごとにマトリックス状の枠組２５を設けたこ
とによって、ボタン１つ１つが独立したものとなる。こ
のため、誤って隣接する他のボタン３を押して誤動作さ
せることが少ない。

また、枠組２５を有しているのでデザイン上アクセント
にもなり、かつ成形加工時のひずみも少なくて済む。こ
の例のプリント板２０上には、タクトスイッチ２６が設
けてある。タクトスイッチ２６は、上部を押すと電気的
にＯＮ、ＯＦＦを行うものである。タクトスイッチ２６
はスプリングを内部に持っており、そのスプリングのバ
ネ力で元の位置に復元する。ボタン３を押すと、薄肉部
１５も前記実施例と同様に変形し、動作する。

［実施例３］ 第３図は第３の実施例を示す。第３の実施例は、第２の
実施例に設けたマトリックス状の枠組２５を肉厚部１６
とプリント板２０の間に設けたものである。枠組２５の
上部と肉厚部１６は前記同様に熱融着させてあり、熱融
着面を有している。本例は、枠組２５が見えないので外
観上よりシンプルな装いとなる。

［実施例４］ 第４図（ａ）は、卓上電子計算機３０の概観を示す。第
４図（ｂ）は、第４図（ａ）をｂ−ｂ線で切断した断面
図であり、第４の実施例を示す。本体ケース３１は、液
晶表示部３２、データ入力するための複数のボタン３３
などを備えている。本体ケース３１は、ボタン本体９と
同様の材質であり比較的硬質の樹脂からなる。この本体
ケース３１の下面には、一体成形した軟質樹脂からなる
肉厚部３４、薄肉部３５が融着接合してある。本体ケー
ス３１と肉厚部３４との境界面には、前記実施例と同様
に熱融着面３６を有している。

薄肉部３５の上端は、ボタン３３の下端面３６が融着接
合している。ボタン３３のボタン本体３７は、前記実施
例と同様の材質の硬質の樹脂から作られている。ボタン
本体３７の内部には、更に他の樹脂が充填されていて、
この樹脂でアクチュエータ３８を構成する。ボタン本体
３７とアクチュエータ３８の樹脂の色を相違させるた
め、別の顔料が混入されている。このため、ボタン本体
３７上に露出した部分は、文字・記号を示す表示部とな
る。アクチュエータ３８の下端面には、導電材料３９が
印刷、接着などの周知の手段で設けられている。

プリント板２０上には、接点回路２１が形成してあるの
で前記実施例と同様にボタン３５を下方に駆動すること
により回路を構成する。

［制御パネルの製造方法］ 以上、この発明の制御パネルの操作ボタンの４つの実施
例を詳記したが、次にこの発明の製造方法を説明する。
まず、実施例１を例にとり詳記する。周知の射出成形法
によりボタン本体９を成形する。このボタン３の成形の
とき、表示部は、空洞として形成される。ボタン本体の
材質は、ＡＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）、ＰＢＴ、ナイロンなど機械的強度、成
形性が良いものあればどんな合成樹脂でも良い。

更に、軟質材である熱可塑性のエラストマーが融着する
ものであれば、金属板でも良い。両者が熱融着するか否
かは、後述する本発明者らが発明したものを除いて公知
でありこれらの中から選択して使う。例えば、ナイロン
エラストマ、ポリウレタン系エラストマ、オレフィン系
エラストマなどから選択する。したがって、前記ボタン
本体９は、ここでは金属板も含む概念である。これらの
熱可塑性エラストマ樹脂に顔料を混合して、表示部が鮮
明に見えるようにする。

ボタン本体９を射出成形（金属の場合は曲げ、刻印など
の塑性加工）後、次の金型に入れる。第５図は、ボタン
支持体部分を射出成形する金型の例を示す断面図で、こ
の例の金型６０は、スリープレート金型と呼ばれるもの
で射出成形で良く用いられる周知の金型構造である。成
形時には第５図の断面図に示すように金型は閉じられて
いる。キャビティ部は、アクチュエータ１０、薄肉部１
５、肉厚部１７、***部１２となり成形前はこれらの部
分は空間である。この状態で、スプルー６１から熱可塑
性の弾性体を流入させる。

流入された樹脂は、スプルー６１からランナ６２を通つ
てゲート７６を通りキャビティ部を満たす。アクチュエ
ータ１０、薄肉部１５、肉厚部１６の材料は、熱融着接
合する熱可塑性の弾性体から選択する。この熱可塑性体
に顔料を入れ前記ボタン本体９の色と相違させ、表示部
４ができる限り鮮明に表示されるように行う。表示部４
の***部１２の部分のみ、ボタン本体９の表面から露出
する。この露出した部分はそのまま表示部４を形成す
る。

加熱融着した熱可塑性弾性体は、スプルー６１から（ノ
ズル（図示せず））加圧されて注入される。熱可塑性弾
性体は、ランナ６２、ゲート７６を通ってキャビティ部
７４に流入する。キャビティ部７４に流入した熱可塑性
弾性体は、それ自身の溶融熱力でモールドフレーム１の
表面部分を一部溶かして、両者は混合または凝着して熱
融着面８を作る。この成形が終了すると、金型６０は、
固定側取付板６５とライナストリッパプレート６８との
間の面６７がガイドピン６６により案内され開く。同時
にランナストリッパプレート６８と型板７０との間の面
６９が開く。更に、型板７０と可動受板７２との間の分
割面７１が開く。

この結果、ランナストリッパプレート６８は、ランナ６
２を押し出し、金型６０から外す。同時に、型板７０も
可動受板７２から離れる。このとき、エジエクタピン７
５、７５の先端は、一体成形されたボタン３を可動コア
７２から押し出して金型６０から外す。以上のように、
制御パネルの成形と組立は、主にこの射出成形の２〜３
工程のみで完了する。以下の実施例も実施例１とほぼ同
様に製造できるので省略する。

なお、この製造方法は、射出成形法であるが、ボタン本
体９とボタン支持体を熱融着する方法は、他の公知の手
段でも良い。例えば、超音波溶接法、押出成形、ブロー
成形、カレンダ成形、圧縮成形、トランスファ成形など
熱的に融着する条件であれば、他の方法でも良い。

［その他の熱可塑性弾性体］ 前記ボタン本体９は、通常の合成樹脂を用いた。通常合
成樹脂製品は、高い耐熱性および機械的強度が必要なと
きは、ポリカーボネート、ナイロンなどの熱可塑性のエ
ンジニアリングプラスチックを使用している。従来用い
られている熱可塑性弾性体をこれらのエンジニアリング
プラスチックスに接合するには、比較的硬い熱可塑性弾
性体に限られている。弾力性に優れた合成樹脂製の熱可
塑性の弾性体を、エンジニアリングプラスチックに熱融
着する方法がなかった。本出願人は、この方法を特許出
願第６２−３０００３６号（特開平１−１３９２４０
号）として出願した。その発明の要旨は、次のようなも
のである。

あらかじめ成形された比較的硬度が高い合成樹脂成形体
に、この合成樹脂成形体より硬度（ＪＩＳショアー高度
Ａ）の低い成形体の熱可塑性体組成物を熱融着により接
合させるか、あるいはこの熱可塑性弾性体組成物からな
る成形体にこの熱可塑性弾性体組成物からの成形体より
硬度が高い前記成形体を与えて両者を熱融着により接合
させて複合成形体を製造する方法である。

この熱可塑性弾性体組成物は、 （ｉ）熱可塑性弾性体……１００重量部 （ii）ポリエーテルブロックアミド……２５〜１８５重
量部 からなる複合成形体の製造方法である。

前記熱可塑性弾性体の硬度が、７０〜３５度であり、こ
の熱可塑性弾性体は、水添ＳＢＳブロックコポリマー、
オレフィン系エラストマー、ジエン系エラストマー、ウ
レタン系エラストマー、可塑化ポリ塩化ビニルから選ば
れる。

熱可塑性弾性体組成物からなる成形体より硬度が高い形
成体の硬度が７０度以上である。この合成樹脂は、ポリ
カーボネート、ナイロン１１、ナイロン１２、ＡＢＳ樹
脂、メタクリル樹脂から選ばれる一種である。この熱融
着により接合させる手段は、射出成形法が生産性の点で
望ましい。

この製造方法を前記実施例の制御パネルの表示部に用い
れば、機械的強度に優れかつ弾性があるのでクリック感
の良い制御パネルを製造できる。すなわち、ボタン本
体、制御パネル本体部分を前記熱可塑性弾性体組成物を
用いて、ボタン本体部分と、アクチュエータを前記した
硬度が高い成形部分に用いるのである。

［発明の効果］ 以上、詳記したように、この発明の操作ボタンとその製
造方法は、次のような効果がある。

ａ．一体にボタン本体とボタン支持体が熱融着されてい
るので、操作時にクリック感が良い。

ｂ．ボタン本体、ボタン支持体及びケース本体とを射出
成形の金型内で組立と成形を行うので、製造工程数が少
なくて済む。

ｃ．ボタン本体及びケース本体とボタン支持体とをすべ
て一体で熱融着させているので、防水性、防塵性、耐衝
撃性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は第１の実施例を示す図、第２図
（ａ），（ｂ）は第２の実施例を示す図、第３図は第３
の実施例を示す図、第４図（ａ），（ｂ）は第４の実施
例を示す図、第５図は射出成形金型の例を示す断面図で
ある。 ４……表示部、３，４０……ボタン、９，５０……ボタ
ン本体、１０，３８……アクチュエータ、１１……接触
部、３５，１５……薄肉部、３４，１７……肉厚部、２
０……プリント板、２２……絶縁板、２３……導電シー
ト、２５……枠組、６０……金型

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ．制御機器などへの入出力用の操作ボタ
   ンにおいて、 ｂ．一面に指を接触させてスイッチング動作するための
   指接触部を有し硬質の合成樹脂からなるボタン本体と、 ｃ．このボタン本体の合成樹脂より軟質で、かつ異なる
   材質の熱可塑性エラストマからなり前記ボタン本体に一
   体に熱融着し前記ボタン本体を弾性的に支持するボタン
   支持体と、 ｄ．このボタン支持体と前記ボタン本体との境界面に形
   成された熱融着面と、 ｅ．前記ボタン支持体の一部が一体に熱融着された前記
   制御機器を収納するケース本体と ｆ．を有することを特徴とする操作ボタン。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ボタン本体がＡＢＳ、ナイロン、ポリカーボネー
   ト、ＰＢＴ、ポリプロピレンから選択される一種であ
   り、前記ボタン支持体がナイロンエラストマ、ポリウレ
   タン系エラストマ、オレフィン系エラストマの中の一種
   から選択されることを特徴とする操作ボタン。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記ボタン支持体が、 (i)熱可塑性弾性体……１００重量部 (i)ポリエーテルブロックアミド……２５〜１８５重量
   部 とからなるものであることを特徴とする操作ボタン。
4. 【請求項４】請求項１ないし３から選択される１項にお
   いて、 前記ボタン本体を支持するために前記ボタン支持体に肉
   厚を薄く形成した薄肉部を形成したことを特徴とする操
   作ボタン。
5. 【請求項５】請求項１ないし３から選択される１項にお
   いて、 前記ボタン本体の表面に前記ボタン支持体を一部露出さ
   せて表示部を構成したことを特徴とする操作ボタン。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記ボタン本体及び前記ケース本体または前記ボタン支
   持体を射出成形金型内に入れ、 この射出成形金型に入れたものが前記ボタン本体及び前
   記ケース本体のときは前記ボタン支持体の加熱溶融した
   合成樹脂材料を前記ボタン支持体のときは前記ボタン本
   体の加熱融着した合成樹脂材料を前記射出成形金型内の
   キャビティ部に圧入し、 前記ボタン本体及び前記ケース本体と前記ボタン支持体
   とを前記合成樹脂自身の溶融熱で一体に融着接合し、 前記ボタン本体及び前記ケース本体と前記ボタン支持体
   を一体に成形して前記熱融着面を形成したことを特徴と
   する操作ボタンの製造方法。