JP3648415B2

JP3648415B2 - Pushbutton switch member and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3648415B2
Application number: JP30401399A
Authority: JP
Inventors: 均安藤; 登中藤
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001126587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、携帯端末、自動車用部品に使用される押釦スイッチ用部材及びこれに用いて押圧時にクリック感を発生させる逆椀状バネ部材並びに押釦スイッチ用部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、携帯端末など軽薄短小を求められる電子機器のスイッチ部には、確実なクリック感を最小厚みで得るために、金属製や樹脂製の皿バネ（逆椀状バネ部材）をクリック感発生用部材として用いられており、これを用いた押釦スイッチ用部材も使用されている。
図７は、従来から薄形携帯電話に使用されている押釦スイッチ用部材６０を示している。この押釦スイッチ用部材６０は、キートップ部材６１と金属製皿バネ６３とは別部品としてそれぞれ筐体に組み込まれている。すなわち、金属製皿バネ６３は、固定基板６４上に配置された接着剤付き孔あきＰＥＴシート６５の孔の部分に金属製皿バネ６３の逆椀状部が対応するように配置され、その上から皿バネ固定用シート６６で覆われた状態に構成されて、キートップ部材６１とは別体となっており、この金属製皿バネ６３の上側にキートップ部材６１を重ね合わせて用いるように構成されている。
【０００３】
この場合、組み込み時の組み込み公差や部品の持つ寸法公差により、２部品の位置ずれが発生し、キートップ部材６１の底面に設けられた突起である押圧力伝達子６２が金属製皿バネ６３の中心部を押圧せず、クリック感の不良を発生させることがあった。
【０００４】
そこで、本出願人は、特願平１０−３６４９１９号にて、ドーム状の金属製皿バネを接着剤を用いて直接キートッブ部材の押圧力伝達子に接着固定する組付け方法を提案して、位置ずれに対する対策を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案でキートップ部材とクリック感発生用の金属製皿バネとの位置ずれは防止できるのであるが、金属製皿バネをクリック感発生用部材として使用した場合、金属製皿バネが極めて硬いため、上方から押圧した際に固定基板の接点と点接触をする特性がある。
このため、部品の組み込み際に、金属製皿バネに形成された可動接点部に微細な異物の混入や付着があると、接触不良を起こすと言う問題が有った。
この異物の具体例は、ガラスエポキシ製などからなる固定基板の切削時の紛体であったり、外部から進入する挨や砂状物であったりする。その大きさは、０．１ｍｍ径以下の物も多く、組み込み環境に注意を払っても肉眼で判別することが難しいため、問題の解決ができないの現実であった。
【０００６】
このため、最近では、図８に示すように、導電性接点６７をポリエステルシート６５に印刷し、更にポリエステルシート６５とスペーサー６８とを一体化し固定基板６４上に粘着フィルムで固定して、上方にキートップ部材６１を配置する事例や、押釦スイッチに要求されるクリック感を犠牲にして、金属製皿バネ内面や固定基板側に繊維組織を含む異方性導電弾性体シートを追加組み込む例も見られるようになっている。
【０００７】
いずれにしても、組み込み工数が増加することや、押釦スイッチとしての入力認識機能（クリック感）が減少すること、さらに部品の薄形化に対し悪影響を及ぼすなど、押釦スイッチ用部材としては不十分であった。
【０００８】
本発明は、薄形軽量で、かつ良好なクリック感を損なわず、微少異物による導通不良の発生しにくい逆椀状バネ部材を用いた押釦スイッチ用部材及びその製造方法の提供を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、キートップ部底面より下方に突設した押圧力伝達子の先端部に、キートップ部の押圧の際にその変形によりクリック感を発生させる逆椀状バネ部材が接着剤により接着一体化された押釦スイッチ用部材であって、
該逆椀状バネ部材は、その中心部に逆椀状バネ部材直径の５％〜２０％の径の貫通孔を有し、前記逆椀状バネ部材の内面の少なくとも中央部所定範囲に導電性弾性体層が形成され、該導電性弾性体層は、該逆椀状バネ部材を押圧力伝達子に接着する際に、逆椀状バネ部材の外表面頂点より貫通孔を通じて逆椀状バネ部材の内に流出硬化した導電性接着剤で形成したものである。
【００１０】
請求項２に記載の押釦スイッチ用部材は、前記導電性弾性体層は、前記逆椀状バネ部材の中心部に全面にわたり所定の厚さで形成されていることを特徴としていある。
【００１１】
請求項３に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法は、キートップ部底面より下方に突設した押圧力伝達子の先端部に、押圧の際にその変形によりクリック感を発生させる逆椀状バネ部材が接着剤により接着一体化された押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
前記押圧力伝達子の先端部に導電性接着剤を塗布し、この先端部に、中心部に直径の５％〜２０％の径の貫通孔を有する前記逆椀状バネ部材の頂点を位置決め当接し、続いて、中心部を外して表面に微細突起を設けた治具の先端部を、前記逆椀状バネ部材の内面に嵌合させて所定の圧力で押圧し、該押圧力伝達子の先端部に塗布された前記導電性接着剤の一部を、前記貫通孔から前記逆椀状バネ部材内面側に流出させてこれを硬化させることにより、該逆椀状バネ部材の曲面と同一曲面の略凸状に導電性ゴム弾性体層を形成することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る押釦スイッチ用部材の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る押釦スイッチ用部材の第１の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
この押釦スイッチ用部材１０は、図に示すように、キートップ部１１を有しており、該キートップ部１１底面より下方に設けられた押圧力伝達子１２の先端部には、押圧の際にその変形によりクリック感を発生させる金属製皿バネ（逆椀状バネ部材）１３が導電接着剤１４により接着されている。また、金属製皿バネ１３の内面中央部の所定範囲、すなわち直径でいうと、金属製皿バネ１３直径の少なくとも８％、好ましくはほぼ全面にわたって導電接着剤により構成された厚さ０．０３７〜０．１５ｍｍの導電性ゴム弾性体層１５が形成されている。
【００１８】
この金属製皿バネ１３には、その中心部に金属製皿バネ１３直径の５％〜２０％径の貫通孔１３ａが設けられており、金属製皿バネ１３の内面に形成された導電性ゴム弾性体層１５と押圧力伝達子１２に塗布された導電性接着剤１４とは、貫通孔１３ａを介して連通している。これは、金属製皿バネ１３を押圧力伝達子１２に接着する際に生じさせたものである。
【００１９】
この製造方法について説明する。
先ず、押圧力伝達子１２の先端部に、シリコーン系ゴム弾性体に導電性粒子を配合した導電性接着剤１４を塗布する。次に、この先端部に、金属製皿バネ１３の頂点を位置決めして当接する。続いて、図４に示すような、先端部４０ａが金属製皿バネ１３のドーム状の曲面と同一曲面の略凸状に形成され、かつ表面に直径が０．２ｍｍ程の複数の、好ましくは３点（図示した数）ないしは４点の微細突起４１を有する治具４０の先端部４０ａを、金属製皿バネ１３の内面に嵌合させて、所定の圧力で押圧する。これにより、押圧力伝達子１２の先端部に塗布された導電性接着剤１４の一部が、金属製皿バネ１３の中心部の貫通孔１３ａから内面に流出して導電性ゴム弾性体層１５として形成される。
【００２０】
なお、治具４０はアルミニウム又はＳＵＳで構成され、先端部４０ａ及びその近傍の表面にはテフロン（登録商標）コートが施されている。また、金属製皿バネ１３を押圧する圧力は、５００ｇｒで、その時の温度は１００℃、押圧時間は３０ｓｅｃとしている。微細突起４１の高さｔを例えば０．０４ｍｍに設定した場合、導電性ゴム弾性体層１５の厚さも０．０４ｍｍ（４０μｍ）に形成される。細突起４１の高さｔを、０．０３７〜０．１５ｍｍの範囲に設定すれば、導電性ゴム弾性体層１５の厚さも０．０３７〜０．１５ｍｍの範囲にすることができる。この場合、微細突起４１を設ける場所は、治具４０の先端部の中央部分以外とする。なお、微細突起４１の高さｔの設定は、厳密には導電性ゴム弾性体層１５の熱硬化に伴う収縮を考慮して行うことになる。なお、導電性ゴム弾性体層１５の厚さを０．０３７〜０．１５ｍｍの範囲にした理由については後述する。
【００２１】
次に、本発明に押釦スイッチ用部材の第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
この押釦スイッチ用部材２０は、図に示すように、キートップ部２１を有しており、該キートップ部２１底面に突設された押圧力伝達子２２の先端部には、押圧の際にその変形によりクリック感を発生させる金属製皿バネ（逆椀状バネ部材）２３が接着剤２４により接着されている。また、金属製皿バネ２３の内面（内面）中央部の所定範囲、すなわち直径でいうと、金属製皿バネ２３直径の少なくとも８％以上の範囲に厚さ０．０３７ｍｍ〜０．１５ｍｍの導電性ゴム弾性体層２５が形成されている。この押釦スイッチ用部材２０が、第１の実施形態と異なる部分は、金属製皿バネ２３の中心部に貫通孔が設けられていない点である。
【００２２】
この製造方法について説明する。
先ず、金属製皿バネ２３の内面中央に液体状の導電性ゴム弾性体を供給し、さらに続いて、図５に示すような、先端部５０ａが金属製皿バネ２３のドーム状の曲面と同一曲面の凸状に形成され、かつ表面に微細突起５１を有する治具５０の先端部５０ａを、金属製皿バネ２３の内面に嵌合させて、所定の圧力で押圧する。これにより、金属製皿バネ２３の内面所定範囲に導電性ゴム弾性体層２５が形成される。次に、押圧力伝達子２２の先端部に、接着剤２４を塗布し、金属製皿バネ２３の頂点を位置決めして接着する。この場合の治具５０も、アルミニウム又はＳＵＳで構成され、先端部５０ａ及びその近傍の表面にはテフロンコートが施されている。また、金属製皿バネ２３を押圧する圧力は、５００ｇｒで、その時の温度は１００℃、押圧時間は３０ｓｅｃとしている。この場合も、微細突起４１の高さｔを例えば０．０４ｍｍに設定した場合、導電性ゴム弾性体層１５の厚さも０．０４ｍｍ（４０μｍ）に形成される。細突起４１の高さｔを、０．０３７〜０．１５ｍｍの範囲に設定すれば、導電性ゴム弾性体層１５の厚さも０．０３７〜０．１５ｍｍの範囲にすることができる。
【００２３】
第２の実施形態の押釦スイッチ用部材２０では、金属製皿バネ２３の内面に形成した導電性ゴム弾性体層２５の範囲は、図２に示すように、金属製皿バネ２３の中心部の一定範囲（金属製皿バネ２３直径の少なくとも８％以上）であるが、供給する導電性ゴム弾性体の量を増やして、図３に示すように、内面全範囲に導電性ゴム弾性体層２５を形成させるようにしてもよい。このようにすると、キートップ部２１を押圧して、金属製皿バネ２３を変形させると、金属製皿バネ２３の裾部が当接している固定基板の固定接点面を摺動して、わずかに傷を生じさせることもあるが、このように金属製皿バネ２３の内面全面にわたって導電性ゴム弾性体層２５が形成されていると、導電性ゴム弾性体層２５自体が固定接点面に当接摺動するので、傷が付きにくい。
【００２４】
金属製皿バネ１３（２３）の表面に導電性ゴム弾性体を付与するには、印刷、塗装、転写などの技術手法が考えられるが、目視確認できない異物の大きさを０．１ｍｍ以下として、この異物が該導電性ゴム弾性体層１５に確実に潜り込み固定基板との導通が取れる厚みが必要であること、また、金属製皿バネ１３（２３）の基本要求特性であるクリック感を確保しながら、荷重値１８０ｇrから２８０ｇｒを確保し、しかも異物に対し効果を示すこと、さらに導電性ゴム弾性体は、金属製皿バネ１３の逆椀状曲面に対し均一に付与されていることが要求される。
【００２５】
次に、検証した結果であるが、０．１ｍｍ以下の異物に対し導通を損なわない導電性ゴム弾性体１５（２５）の厚みは、０．０３７ｍｍから０．０５ｍｍあればよいことが判明し、好ましくは０．０４ｍｍでよいことがわかった。なお、前提である０．１ｍｍ以下の大きさの異物に対し電気的導通を損なわない範囲とした場合は、０．０３７ｍｍ以上であれば特に厚みは問わないが、厚みを厚くすれば、それだけ金属製皿バネのクリック感を損なうこととなる。そこで、上述のように厚みを０．０４ｍｍとするのが好ましい。
【００２６】
次に、導電性ゴム弾性体１５（２５）の厚みを０．０４ｍｍとして、金属製皿バネ１３（２３）の直径を３，４，５ｍｍと変え、クリック感を損なわないドーム状部の高さについて検証した結果を表１に記す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１から、逆椀状部の高さは０．１９ｍｍ〜０．３５ｍｍで実現可能で、好ましくは最も良好なクリック感を示したのは０．２２ｍｍであることがわかった。なお、クリック感について説明すると、キートップ部を押し下げていくと、図６に示すように、はじめはストローク変化とともに荷重は徐々に増加して行くが、所定のストロークポイントＳ１に至り、逆椀状部が下方向に急激に反転変形する。逆椀状部が下方向に急激に反転変形した直後は、ストロークが増加しても荷重はかえって低下する。さらにストロークＳ２に至り、逆椀状部に設けられた可動接点が下方に設けられた固定接点に接触するようになると、逆椀状部の変形が終わり、その後にストロークを増加させると、格別の変形を伴わずに荷重だけが急激に増加する。なお、クリック感の良好性の指標といわれているクリック率は、
（Ｆ１−Ｆ２）／Ｆ１×１００（％）
Ｆ１：ストロークＳ１のときの荷重
Ｆ２：ストロークＳ２のときの荷重
であらわされる。
ここで、良好なクリック感とは上記式の数値が３０％以上である場合とした。
【００２９】
以上のように、この実施形態では、スイッチ用装置における最大荷重要求の一般的値である１８０ｇｒから２８０ｇｒの値で、かつ金属製皿バネ径４ｍｍから６ｍｍの範囲での検証をしたが、金属製皿バネ径６ｍｍ以上、最大荷重２８０ｇｒ以上の場合は、金属製皿バネの内面に設けられる導電性ゴム弾性体の厚みは、クリック感が得られるドーム状部高さの変化と共に増すことができる。その場合、必要に応じて、治具４０，５０の微細突起の高さｔを０．０３７〜０．１５ｍｍに変えて、導電性ゴム弾性体層１５の厚さを０．０３７ｍｍ〜０．１５ｍｍにすればよい。
【００３０】
次に、導電性ゴム弾性体層１５（２５）の厚みを０．０４ｍｍとし、異物の径を０．０４ｍｍ〜０．１５０ｍｍと変えて、キートップ部材１１（２１）を押し込み、金属製皿バネのみの場合と比較して、オンするまでの時間を検証したものを表２に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
表２からわかるように、導電性ゴム弾性体層１５（２５）を設けた場合に比べ、金属製皿バネ１３（２３）のみの場合は反応時間がかかり、かつ異物の径が０．０９ｍｍでは接点をオンすることができなかった。導電性ゴム弾性体層１５（２５）を設けた場合は、異物の径が０．０９ｍｍでも接点はオンすることがわかった。
【００３３】
ところで、導電性ゴム弾性体層１５（２５）の厚さを０．０３７ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とした理由を、ここで説明する。
先ず、下限である０．０３７ｍｍについてであるが、表２から、金属製皿バネのみの場合は、異物の径が０．０９ｍｍでは導通が得られず、異物の径が０．０６３ｍｍのときにはオンするまでの時間がかかるもののオンするので、ここがほぼ限界点と考えられる。したがって、目視不能な異物の最大径を０．１ｍｍとすると、これが導電性ゴム弾性体層１５（２５）の中に埋まった場合に、外部に突出する部分の高さを０．０６３ｍｍにするには、導電性ゴム弾性体層１５（２５）の厚さを、
０．１−０．０６３＝０．０３７ｍｍ
にすれば良いことがわかる。
【００３４】
次に、上限である０．１５ｍｍについて説明する。導電性ゴム弾性体１５（２５）の厚さは、厚い方向に振れるほど異物対策の点に対しては良好な結果をもたらすが、スイッチとしての基本性能である明瞭なクリック感の発生という点では、ストロークが減少するため、好適とはいえない。一般的に、金属製皿バネは、その断面形状が略台形状の上底部になだらかな半球を乗せたような形状をしており、ストロークは０．１８ｍｍから０．７ｍｍ、多くは０．２ｍｍから０．３５ｍｍである。この０．３５ｍｍストローク時においても、クリック感を損なわないようにするには、クリック感を損なわない最低ストローク０．２ｍｍを差し引いて、
０．３５−０．２＝０．１５ｍｍ
となることがわかる。
したがって、径が０．１ｍｍ以下の異物全てに対し効果を満たすために必要な導電性ゴム弾性体層は、０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍということになる。なお、０．１ｍｍを超える異物は、製造・組立工程における目視検査にて除去されうる。
【００３５】
次に、同様にして、接触抵抗値を測った結果を表３に記す。
【００３６】
【表３】

【００３７】
表３からわかるように、金属製皿バネ１３（２３）のみのときの方が、抵抗値の低いことが当然の結果として現れたが、特に問題となる差ではなく、導電性ゴム弾性体層１５（２５）も十分接点部材として使用することができることが表示されている。導電性ゴム弾性体層１５（２５）の接触抵抗値としては、５０Ω以下であれば問題なく、弾性率と抵抗値の関連で、所望の弾性体を選べる。
但し、導電性を上げ抵抗値を下げる事を念頭に検証した場合、導電性炭素粒子や金属粒子をゴム弾性体に過分に配合すると、物理的強度から接点寿命に支障をきたすのみならず、接点粉による接点間の短絡を引き起こす可能性もある。
ゴム弾性体原材料の材料部数の１０％から４５％以内が可能で、より好ましくは１５％から３５％の範囲とする。
【００３８】
【実施例】
実施例１）
金属製皿バネは、ステンレス０．０５ｍｍ厚のＳＵＳ３０１製を逆椀状にプレス金型にて逆椀状部径５ｍｍ、逆椀状部高さ０．２６ｍｍ、最大荷重２３０ｇｒの逆椀状形状に成形する。
逆椀状部内面にＫＥ−３４９０導電性ＲＴＶ接着剤(信越化学工業製)を０．１５ｇｒ供給、逆椀状部形状と同じく先端形状を加工され、テフロン処理されたアルミニュウム製円筒形治具を（図５参照）１００℃に加熱後、金属製皿バネ内面に５００ｇｒにて３０秒間加圧形成する。
ここで得られた金属製皿バネを押圧力伝達子に接着固定することにより、押釦スイッチ用部材２０を得た。
【００３９】
実施例２）
金属製皿バネは、ステンレス０．０５ｍｍ厚のＳＵＳ３０１製を逆椀状にプレス金型にて逆椀状部径５ｍｍ、逆椀状部高さ０．２８ｍｍ、最大荷重２５０ｇｒの逆椀状部形状を成形する。この際、金属製皿バネ中央には０．７ｍｍの貫通孔を設けておく。
押圧力伝達子と金属製皿バネを接着固定する際に使用されるシリコーン系接着剤スーパーＸ（セメダイン社製）に炭素系導電粒子５材料部数、銀粒子１０材料部数配合し接着固定する。
その際、金属製皿バネ中心部から吐出した導電性接着剤を逆椀状形状と同じく先端形状を加工され、テフロン処理されたアルミニュウム製円筒形治具を（図４参照）１００℃に加熱後、金属製皿バネ内面に５００ｇｒにて３０秒間加圧形成することにより硬化した導電性ゴム弾性体層を付与された押釦スイッチ用部材１０を得た。
【００４０】
なお、上記実施形態及び実施例において、本発明にいう逆椀状バネ部材としてＳＵＳ等による金属製皿バネ１２（２３）を用いているが、クリック感を得られる部材であれば金属に変わってプラスチックなども用いることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の逆椀状バネ部材及び押釦スイッチ用部材によれば、構造が薄形でかつ軽量なのに、良好なクリック感を損なわず、微少異物による導通不良の発生しにくい効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る押釦スイッチ用部材の第１の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】本発明に係る押釦スイッチ用部材の第２の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】第２の実施形態の押釦スイッチ用部材の変形例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
【図４】第１の実施形態に係る押釦スイッチ用部材を製造するときの治具及び製造方法を示し、（ａ）は治具の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は導電性ゴム弾性体層の成形方法を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る押釦スイッチ用部材を製造するときの治具及び製造方法を示し、（ａ）は治具の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は導電性ゴム弾性体層の成形方法を示し、（ｄ）は金属製皿バネをキートップ部材の押圧力伝達子に接着した状態を示す図である。
【図６】押圧荷重とストロークとの関係を示すスイッチ特性曲線である。
【図７】従来の押釦スイッチ用部材の縦断面図である。
【図８】同じく、従来の押釦スイッチ用部材の縦断面図である。
【符号の説明】
１０、２０押釦スイッチ用部材
１１、２１キートップ部材
１２、２２押圧力伝達子
１３、２３金属製皿バネ
１４導電性接着剤
１５、２５導電性ゴム弾性体層
２４接着剤
４０、５０治具
４１、５１微細突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a member for a push button switch used for an electronic device, a portable terminal, and an automotive part, a reverse saddle-shaped spring member that generates a click feeling when pressed, and a method for manufacturing the member for a push button switch. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, switch parts of electronic devices that are required to be light and thin, such as mobile terminals, have a click feeling generated by a metal or resin disc spring (reverse hook-shaped spring member) in order to obtain a reliable click feeling with a minimum thickness. A member for a push button switch using this is also used.
FIG. 7 shows a push button switch member 60 conventionally used in a thin mobile phone. The push button switch member 60 is incorporated in the casing as a separate part from the key top member 61 and the metal disc spring 63. That is, the metal disc spring 63 is arranged so that the reverse saddle-shaped portion of the metal disc spring 63 corresponds to the hole portion of the holey PET sheet 65 with adhesive arranged on the fixed substrate 64, and And is covered with a disc spring fixing sheet 66, and is separate from the key top member 61. The key top member 61 is used in an overlapping manner on the metal disc spring 63. It is configured.
[0003]
In this case, the positional deviation of the two parts occurs due to the assembling tolerance at the time of assembling and the dimensional tolerance of the parts, and the pressing force transmitter 62, which is a protrusion provided on the bottom surface of the key top member 61, is attached to the metal disc spring 63. In some cases, the center portion is not pressed and a click feeling is poor.
[0004]
In view of this, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 10-364919 a method of assembling and fixing the dome-shaped metal disc spring directly to the pressing force transmitter of the key top member using an adhesive, Measures against misalignment are taken.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Although the above-mentioned proposal can prevent the misalignment between the key top member and the metal disc spring for generating click feeling, the metal disc spring is extremely hard when used as a member for generating click feeling. When pressed from above, there is a characteristic of making point contact with the contact of the fixed substrate.
For this reason, there has been a problem in that, when a component is assembled, if there is a minute foreign matter mixed in or attached to the movable contact portion formed on the metal disc spring, contact failure occurs.
Specific examples of the foreign matter are powders at the time of cutting a fixed substrate made of glass epoxy or the like, and dust or sandy substances entering from the outside. In many cases, the size is 0.1 mm or less, and it is difficult to determine with the naked eye even if attention is paid to the installation environment.
[0006]
Therefore, recently, as shown in FIG. 8, the conductive contact 67 is printed on the polyester sheet 65, and the polyester sheet 65 and the spacer 68 are integrated and fixed on the fixing substrate 64 with an adhesive film. See examples of arranging the key top member 61 and examples of additionally incorporating an anisotropic conductive elastic sheet including a fiber structure on the inner surface of the metal disc spring or the fixed substrate side at the expense of the click feeling required for the pushbutton switch. It is supposed to be.
[0007]
In any case, it is not enough as a pushbutton switch member because it increases the number of assembly steps, reduces the input recognition function (click feeling) as a pushbutton switch, and adversely affects the thinning of parts. Met.
[0008]
An object of the present invention is to provide a pushbutton switch member using a reverse saddle-shaped spring member that is thin and lightweight, does not impair a good click feeling, and is unlikely to cause poor conduction due to minute foreign matter, and a method for manufacturing the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a reverse saddle-shaped spring that generates a click feeling when the key top portion is deformed at the tip portion of the pressing force transmitter projecting downward from the bottom surface of the key top portion. A member for a push button switch in which the member is bonded and integrated with an adhesive,
The reverse saddle spring member has a through hole having a diameter of 5% to 20% of the diameter of the reverse saddle spring member at the center thereof, and is electrically conductive at least in a predetermined range of the inner surface of the reverse saddle spring member. An elastic body layer is formed, and the conductive elastic body layer has a reverse saddle-like spring member through a through hole from the outer surface apex of the reverse saddle-like spring member when the reverse saddle-like spring member is bonded to the pressing force transmitter. It is formed with a conductive adhesive that has flowed out and cured.
[0010]
The member for a push button switch according to claim 2 is characterized in that the conductive elastic body layer is formed with a predetermined thickness over the entire center portion of the reverse saddle spring member.
[0011]
The method for manufacturing a member for a pushbutton switch according to claim 3 is a reverse saddle-shaped spring that generates a click feeling by the deformation of the tip of the pressing force transmitter projecting downward from the bottom surface of the key top portion. A method for manufacturing a member for a push button switch in which a member is bonded and integrated with an adhesive,
A conductive adhesive is applied to the tip of the pressing force transmitter, and the apex of the reverse saddle-shaped spring member having a through hole having a diameter of 5% to 20% of the diameter at the center is positioned at the tip. Next, the tip of the jig provided with fine protrusions on the surface with the center part removed is fitted to the inner surface of the reverse saddle-shaped spring member and pressed with a predetermined pressure. The same curved surface as the curved surface of the reverse saddle-shaped spring member is obtained by allowing a part of the conductive adhesive applied to the tip portion to flow out from the through hole to the inner surface of the reverse saddle-shaped spring member and curing it. The conductive rubber elastic body layer is formed in a substantially convex shape.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a member for a push button switch according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B show a first embodiment of a push button switch member according to the present invention, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view and FIG. 1B is a bottom view.
As shown in the drawing, the push button switch member 10 has a key top portion 11, and the tip of the pressing force transmitter 12 provided below the bottom surface of the key top portion 11 is not pressed. Further, a metal disc spring (reverse hook-like spring member) 13 that generates a click feeling due to the deformation is bonded by a conductive adhesive 14. Further, a predetermined range of the inner central portion of the metal disc spring 13, that is, in terms of diameter, at least 8% of the diameter of the metal disc spring 13, and preferably a thickness of 0.037˜ A 0.15 mm conductive rubber elastic body layer 15 is formed.
[0018]
The metal disc spring 13 is provided with a through hole 13 a having a diameter of 5% to 20% of the diameter of the metal disc spring 13 at the center thereof, and a conductive rubber formed on the inner surface of the metal disc spring 13. The elastic body layer 15 and the conductive adhesive 14 applied to the pressing force transmitter 12 communicate with each other through the through hole 13a. This is generated when the metal disc spring 13 is bonded to the pressing force transmitter 12.
[0019]
This manufacturing method will be described.
First, a conductive adhesive 14 in which conductive particles are blended with a silicone rubber elastic body is applied to the tip of the pressing force transmitter 12. Next, the apex of the metal disc spring 13 is positioned and brought into contact with the tip. Subsequently, as shown in FIG. 4, the tip 40 a is formed in a substantially convex shape having the same curved surface as the dome-shaped curved surface of the metal disc spring 13, and a plurality of, preferably 0.2 mm in diameter on the surface, preferably A tip 40a of a jig 40 having three (number shown) or four fine projections 41 is fitted to the inner surface of the metal disc spring 13 and pressed with a predetermined pressure. As a result, a part of the conductive adhesive 14 applied to the distal end portion of the pressing force transmitter 12 flows out from the through hole 13a in the central portion of the metal disc spring 13 to the inner surface, and the conductive rubber elastic layer 15 Formed as.
[0020]
The jig 40 is made of aluminum or SUS, and a Teflon (registered trademark) coat is applied to the front end portion 40a and the surface in the vicinity thereof. The pressure for pressing the metal disc spring 13 is 500 gr, the temperature at that time is 100 ° C., and the pressing time is 30 sec. When the height t of the fine protrusions 41 is set to 0.04 mm, for example, the thickness of the conductive rubber elastic body layer 15 is also formed to 0.04 mm (40 μm). If the height t of the fine protrusion 41 is set in the range of 0.037 to 0.15 mm, the thickness of the conductive rubber elastic body layer 15 can also be set in the range of 0.037 to 0.15 mm. In this case, the place where the fine protrusion 41 is provided is other than the central portion of the tip of the jig 40. Strictly speaking, the setting of the height t of the fine protrusion 41 is performed in consideration of the shrinkage associated with the thermosetting of the conductive rubber elastic body layer 15. The reason why the thickness of the conductive rubber elastic layer 15 is in the range of 0.037 to 0.15 mm will be described later.
[0021]
Next, a second embodiment of the push button switch member according to the present invention will be described. FIG. 2 shows a second embodiment, where (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a bottom view.
As shown in the figure, the push button switch member 20 has a key top portion 21, and the distal end portion of the pressing force transmitter 22 projecting from the bottom surface of the key top portion 21 is pressed. A metal disc spring (reverse hook-shaped spring member) 23 that generates a click feeling due to the deformation is bonded by an adhesive 24. In addition, a predetermined range of the central portion of the inner surface (inner surface) of the metal disc spring 23, that is, a diameter of 0.037 mm to 0.15 mm in the range of at least 8% of the diameter of the metal disc spring 23. A rubber elastic body layer 25 is formed. This push button switch member 20 is different from the first embodiment in that a through hole is not provided in the central portion of the metal disc spring 23.
[0022]
This manufacturing method will be described.
First, a liquid conductive rubber elastic body is supplied to the center of the inner surface of the metal disc spring 23, and then the tip 50a is the same as the dome-shaped curved surface of the metal disc spring 23 as shown in FIG. A tip 50a of a jig 50 that is formed in a curved convex shape and has fine protrusions 51 on the surface is fitted to the inner surface of the metal disc spring 23 and pressed with a predetermined pressure. Thereby, the conductive rubber elastic body layer 25 is formed in a predetermined range on the inner surface of the metal disc spring 23. Next, an adhesive 24 is applied to the tip of the pressing force transmitter 22, and the apex of the metal disc spring 23 is positioned and bonded. The jig 50 in this case is also made of aluminum or SUS, and the tip portion 50a and the surface in the vicinity thereof are coated with Teflon. The pressure for pressing the metal disc spring 23 is 500 gr, the temperature at that time is 100 ° C., and the pressing time is 30 sec. Also in this case, when the height t of the fine protrusion 41 is set to 0.04 mm, for example, the thickness of the conductive rubber elastic body layer 15 is also formed to 0.04 mm (40 μm). If the height t of the fine protrusion 41 is set in the range of 0.037 to 0.15 mm, the thickness of the conductive rubber elastic body layer 15 can also be set in the range of 0.037 to 0.15 mm.
[0023]
In the pushbutton switch member 20 of the second embodiment, the range of the conductive rubber elastic body layer 25 formed on the inner surface of the metal disc spring 23 is the center of the metal disc spring 23 as shown in FIG. Although it is in a certain range (at least 8% or more of the diameter of the metal disc spring 23), the amount of the conductive rubber elastic body to be supplied is increased, and as shown in FIG. May be formed. In this way, when the key top portion 21 is pressed to deform the metal disc spring 23, the fixed contact surface of the fixed substrate with which the hem portion of the metal disc spring 23 abuts is slid slightly. If the conductive rubber elastic body layer 25 is formed over the entire inner surface of the metal disc spring 23 in this way, the conductive rubber elastic body layer 25 itself contacts the fixed contact surface. Because it slides in close contact, it is hard to be damaged.
[0024]
In order to give the conductive rubber elastic body to the surface of the metal disc spring 13 (23), technical techniques such as printing, painting, and transfer are conceivable, but the size of the foreign matter that cannot be visually confirmed is 0.1 mm or less. The foreign material must have a thickness that allows the conductive rubber elastic body layer 15 to surely sink into the conductive rubber elastic layer 15 and can be electrically connected to the fixed substrate. Further, the click feeling that is a basic required characteristic of the metal disc spring 13 (23) is ensured. However, it is required that a load value of 180 gr to 280 gr is ensured and that the load is effective against foreign matter, and that the conductive rubber elastic body is uniformly applied to the inverted saddle-shaped curved surface of the metal disc spring 13. The
[0025]
Next, as a result of verification, it has been found that the thickness of the conductive rubber elastic body 15 (25) that does not impair conduction with respect to a foreign object of 0.1 mm or less may be 0.037 mm to 0.05 mm. It has been found that 0.04 mm is preferable. In addition, when it is set as a range that does not impair the electrical continuity with respect to a foreign material having a size of 0.1 mm or less as a premise, the thickness is not particularly limited as long as it is 0.037 mm or more. This will impair the click feeling of the disc spring. Therefore, the thickness is preferably 0.04 mm as described above.
[0026]
Next, the thickness of the conductive rubber elastic body 15 (25) is set to 0.04 mm, the diameter of the metal disc spring 13 (23) is changed to 3, 4, and 5 mm, and the height of the dome-shaped portion that does not impair the click feeling. Table 1 shows the results of the verification.
[0027]
[Table 1]

[0028]
It can be seen from Table 1 that the height of the reverse saddle-shaped portion can be realized at 0.19 mm to 0.35 mm, and preferably 0.22 mm that showed the best click feeling. The click feeling will be described. When the key top portion is pushed down, as shown in FIG. 6, the load gradually increases with the stroke change, but reaches a predetermined stroke point S1, and has a reverse saddle shape. The part suddenly reverses and deforms downward. Immediately after the reverse saddle-shaped portion suddenly reversely deforms downward, the load is reduced even if the stroke increases. Further, when the stroke S2 is reached and the movable contact provided in the reverse saddle-shaped portion comes into contact with the fixed contact provided below, the deformation of the reverse saddle-shaped portion ends, and when the stroke is subsequently increased, Only the load increases rapidly without deformation. The click rate, which is said to be an indicator of good click feeling,
(F1-F2) / F1 × 100 (%)
F1: Load at the time of the stroke S1 F2: Expressed by the load at the time of the stroke S2.
Here, the favorable click feeling is defined as a case where the numerical value of the above formula is 30% or more.
[0029]
As described above, in this embodiment, verification was performed in the range of 180 to 280 gr, which is a general value of the maximum load requirement in the switch device, and in the range of the metal disc spring diameter from 4 mm to 6 mm. When the disc spring diameter is 6 mm or more and the maximum load is 280 gr or more, the thickness of the conductive rubber elastic body provided on the inner surface of the metal disc spring can be increased with a change in the height of the dome-shaped portion where a click feeling can be obtained. In that case, if necessary, the height t of the fine protrusions of the

jigs

40 and 50 is changed to 0.037 to 0.15 mm, and the thickness of the conductive rubber elastic body layer 15 is set to 0.037 mm to 0.15 mm. You can do it.
[0030]
Next, the thickness of the conductive rubber elastic layer 15 (25) is set to 0.04 mm, the diameter of the foreign matter is changed from 0.04 mm to 0.150 mm, the key top member 11 (21) is pushed in, and the metal disc spring is pressed. Table 2 shows the results of verifying the time to turn on compared to the case of only the case.
[0031]
[Table 2]

[0032]
As can be seen from Table 2, compared to the case where the conductive rubber elastic body layer 15 (25) is provided, the reaction time is longer when only the metal disc spring 13 (23) is used, and the foreign matter diameter is 0.09 mm. The contact could not be turned on. When the conductive rubber elastic layer 15 (25) was provided, it was found that the contact point was turned on even when the diameter of the foreign material was 0.09 mm.
[0033]
Now, the reason why the thickness of the conductive rubber elastic layer 15 (25) is set in the range of 0.037 mm to 0.15 mm will be described here.
First, regarding the lower limit of 0.037 mm, from Table 2, when only a metal disc spring is used, conduction is not obtained when the diameter of the foreign object is 0.09 mm, and on when the diameter of the foreign object is 0.063 mm. Although it takes time to do, it turns on, so this is considered to be almost the limit point. Therefore, if the maximum diameter of a foreign object that cannot be seen is 0.1 mm, the height of the portion protruding to the outside is set to 0.063 mm when this is buried in the conductive rubber elastic layer 15 (25). Is the thickness of the conductive rubber elastic layer 15 (25),
0.1-0.063 = 0.037mm
You can see that
[0034]
Next, the upper limit of 0.15 mm will be described. As the thickness of the conductive rubber elastic body 15 (25) swings in the thicker direction, a better result is obtained in terms of measures against foreign matters, but in terms of generating a clear click feeling, which is a basic performance as a switch. Since the stroke is reduced, it is not preferable. In general, a metal Belleville spring has a cross-sectional shape in which a gentle hemisphere is placed on the upper base of a substantially trapezoidal shape, with a stroke of 0.18 mm to 0.7 mm, many 0.2 mm. To 0.35 mm. In order not to impair the click feeling even at this 0.35 mm stroke, the minimum stroke of 0.2 mm that does not impair the click feeling is subtracted.
0.35-0.2 = 0.15mm
It turns out that it becomes.
Therefore, the conductive rubber elastic body layer necessary for satisfying the effect on all foreign matters having a diameter of 0.1 mm or less is 0.03 mm to 0.15 mm. In addition, the foreign material exceeding 0.1 mm can be removed by visual inspection in the manufacturing / assembly process.
[0035]
Next, the results of measuring the contact resistance values are shown in Table 3.
[0036]
[Table 3]

[0037]
As can be seen from Table 3, it is obvious that the resistance value is lower when only the metal disc spring 13 (23) is used, but this is not a particularly problematic difference. 15 (25) is also shown to be sufficient as a contact member. As a contact resistance value of the conductive rubber elastic body layer 15 (25), if it is 50Ω or less, there is no problem, and a desired elastic body can be selected in relation to the elastic modulus and the resistance value.
However, when verifying with the aim of increasing the conductivity and decreasing the resistance value, adding conductive carbon particles or metal particles to the rubber elastic body excessively will not only affect the contact life from the physical strength, but also contact points. There is also the possibility of causing a short circuit between the contacts due to powder.
It can be within 10% to 45% of the number of material parts of the rubber elastic body raw material, and more preferably within the range of 15% to 35%.
[0038]
【Example】
Example 1)
Stainless steel disc spring made of SUS301 with a thickness of 0.05 mm in a reverse bowl shape is formed into a reverse bowl shape with a reverse bowl shape part diameter of 5 mm, a reverse bowl part height of 0.26 mm, and a maximum load of 230 gr. Mold.
Supply 0.15gr of KE-3490 conductive RTV adhesive (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to the inner surface of the inverted bowl-shaped part, and then use a Teflon-treated aluminum cylindrical jig whose tip shape is the same as the inverted bowl-shaped part shape. (See FIG. 5) After heating to 100 ° C., pressure is formed on the inner surface of the metal disc spring at 500 gr for 30 seconds.
The pushbutton switch member 20 was obtained by bonding and fixing the metal disc spring obtained here to the pressing force transmitter.
[0039]
Example 2)
The metal disc spring is made of stainless steel 0.05 mm thick made of SUS301 in a reverse saddle shape with a reverse die shape with a reverse saddle shape part diameter of 5 mm, reverse saddle shape part height of 0.28 mm, and a maximum load of 250 gr. Is molded. At this time, a 0.7 mm through hole is provided in the center of the metal disc spring.
5 parts of carbon-based conductive particles and 10 parts of silver particles are blended and fixed in a silicone-based adhesive Super X (manufactured by Cemedine Co., Ltd.) used when the pressing force transmitter and a metal disc spring are bonded and fixed.
At that time, after the conductive adhesive discharged from the central part of the metal disc spring was heated to 100 ° C. (see FIG. 4), an aluminum cylindrical jig whose tip shape was processed in the same manner as the inverted saddle shape and which was treated with Teflon. Then, a member 10 for a push button switch provided with a conductive rubber elastic body layer cured by press forming at 500 gr for 30 seconds on the inner surface of the metal disc spring was obtained.
[0040]
In addition, in the said embodiment and Example, although the metal disc spring 12 (23) by SUS etc. is used as a reverse saddle-like spring member said to this invention, if it is a member which can obtain a click feeling, it will change into a metal. Plastic or the like can also be used.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the reverse saddle spring member and the push button switch member of the present invention, the structure is thin and light, but the effect of preventing a poor conduction due to a minute foreign object without impairing a good click feeling. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of a pushbutton switch member according to the present invention, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a bottom view;
2A and 2B show a second embodiment of a member for a push button switch according to the present invention, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view, and FIG. 2B is a bottom view.
3A and 3B show a modification of the push button switch member according to the second embodiment, wherein FIG. 3A is a longitudinal sectional view, and FIG. 3B is a bottom view.
FIGS. 4A and 4B show a jig and a manufacturing method for manufacturing a pushbutton switch member according to the first embodiment, wherein FIG. 4A is a plan view of the jig, FIG. 4B is a side view, and FIG. FIG.
FIGS. 5A and 5B show a jig and a manufacturing method for manufacturing a pushbutton switch member according to the first embodiment. FIG. 5A is a plan view of the jig, FIG. 5B is a side view, and FIG. FIG. 4D is a view showing a state in which a metal elastic plate is bonded to a pressing force transmitter of a key top member.
FIG. 6 is a switch characteristic curve showing a relationship between a pressing load and a stroke.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional push button switch member.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional push button switch member.
[Explanation of symbols]
10, 20

Pushbutton switch members

11, 21 Key

top members

12, 22 Pressing

force transmitters

13, 23 Metal disc springs 14

Conductive adhesives

15, 25 Conductive rubber elastic layer 24

Adhesives

40, 50 Jig 41 51 fine projections

Claims

A push button in which a reverse saddle-shaped spring member that generates a click feeling when the key top part is deformed is bonded and integrated to the tip of the pressing force transmitter projecting downward from the bottom surface of the key top part. A switch member,
The reverse saddle spring member has a through hole having a diameter of 5% to 20% of the diameter of the reverse saddle spring member at the center thereof, and is electrically conductive at least in a predetermined range of the inner surface of the reverse saddle spring member. An elastic body layer is formed, and the conductive elastic body layer has a reverse saddle-like spring member through a through hole from the outer surface apex of the reverse saddle-like spring member when the reverse saddle-like spring member is bonded to the pressing force transmitter. A member for a pushbutton switch, characterized in that it is formed of a conductive adhesive that flows out and hardens .

2. The member for a push button switch according to claim 1, wherein the conductive elastic body layer is formed with a predetermined thickness over the entire surface at the center of the reverse saddle-shaped spring member .

A pushbutton switch member in which a reverse saddle-shaped spring member that generates a click feeling due to deformation thereof is bonded and integrated with an adhesive at the tip of a pressing force transmitter projecting downward from the bottom surface of the key top portion. A manufacturing method comprising:
A conductive adhesive is applied to the tip of the pressing force transmitter, and the apex of the reverse saddle-shaped spring member having a through hole having a diameter of 5% to 20% of the diameter at the center is positioned at the tip. Next, the tip of the jig provided with fine protrusions on the surface with the center part removed is fitted to the inner surface of the reverse saddle-shaped spring member and pressed with a predetermined pressure. The same curved surface as the curved surface of the reverse saddle-shaped spring member is obtained by allowing a part of the conductive adhesive applied to the tip portion to flow out from the through hole to the inner surface of the reverse saddle-shaped spring member and curing it. A method for manufacturing a member for a push button switch, characterized in that a conductive rubber elastic body layer is formed in a substantially convex shape .