特開 2024-4249 操作用部品の製造方法、及び操作用部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024004249

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】操作用部品の製造方法、及び操作用部品

(51)【国際特許分類】

   H01H 11/00 20060101AFI20240109BHJP

   H01H 13/14 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

H01H11/00 E

H01H13/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103828

(22)【出願日】2022-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】318012780

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福永 寿行

【テーマコード（参考）】

5G023

5G206

【Ｆターム（参考）】

5G023AA12

5G023CA41

5G206AS11H

5G206CS04H

5G206ES01H

(57)【要約】

【課題】柔軟なシリコンラバーに硬質の部位を設けた成形物を良好に製造可能とする操作用部品の製造方法、及び操作用部品を提供する。
【解決手段】操作用部品の製造方法は、凹形状の隙間部分を有しており、電子機器の押しボタンに加わる押圧力により弾性変形可能な柔軟な弾性部材を成形する第１成形工程と、弾性部材と比較して硬度の高い樹脂を隙間部分に充填成形する第２成形工程と、を有する。また、操作用部品は、電子機器の押しボタンに加わる押圧力により弾性変形可能な柔軟な弾性部分と、弾性部分に充填成形された、弾性部分と比較して硬度の高い硬質部分と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹形状の隙間部分を有しており、電子機器の押しボタンに加わる押圧力により弾性変形可能な柔軟な弾性部材を成形する第１成形工程と、
前記弾性部材と比較して硬度の高い樹脂を前記隙間部分に充填成形する第２成形工程と、を有する、
操作用部品の製造方法。

【請求項2】

第１の金型の型枠内に前記弾性部材を配置する配置工程を更に有し、
前記第２成形工程では、前記隙間部分となる前記型枠内の前記弾性部材と前記型枠内との間の空間部分に前記樹脂を充填成形する、
請求項１に記載の操作用部品の製造方法。

【請求項3】

前記第１成形工程では、前記弾性部材の形状をかたどった前記弾性部材用の第２の金型を用いることによって、前記弾性部材を成形する、
請求項１または２に記載の操作用部品の製造方法。

【請求項4】

前記配置工程では、前記第１の金型の前記型枠内に、前記隙間部分のうち、所定の隙間部分と当該所定の隙間部分の反対に位置する隙間部分とを貫通して接続する貫通穴を有する前記弾性部材を配置し、
前記第２成形工程では、前記第１の金型を用いることによって、前記樹脂を前記貫通穴に充填成形する、
請求項２に記載の操作用部品の製造方法。

【請求項5】

前記樹脂は、前記樹脂を前記隙間部分に充填する際には流動性を有し、一定時間の経過後、または光を照射することによって硬化する、
請求項１から４の何れか一項に記載の操作用部品の製造方法。

【請求項6】

電子機器の押しボタンに加わる押圧力により弾性変形可能な柔軟な弾性部分と、
前記弾性部分に充填成形された、前記弾性部分と比較して硬度の高い硬質部分と、を備える、
操作用部品。

【請求項7】

前記硬質部分は、導電性を有する、
請求項６に記載の操作用部品。

【請求項8】

前記弾性部分は、防水性を有する、
請求項６または７に記載の操作用部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、操作用部品の製造方法、及び操作用部品に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器には、各種構造のスイッチが用いられている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０２８１７５号公報

【特許文献2】特開２０１４－００７０２７号公報

【特許文献3】特開２０１４－１３５１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

携帯端末等の電子機器に用いる操作用部品の製造方法として、例えば、柔軟なシリコンラバーに剛性を局所的に付与するために、インサート部品を金型に挿入した後にシリコンラバーを成形する方法がある。しかしながら、当該製造方法によれば、インサート部品の挿入に起因して厚みが設計以上に薄い部分がシリコンラバーに生じ、その薄い部分でシリコンラバーが破れる虞があった。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、柔軟なシリコンラバーに硬質の部位を設けた成形物を良好に製造可能とする操作用部品の製造方法、及び操作用部品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の技術の１つの側面は、次のような操作用部品の製造方法によって例示される。
凹形状の隙間部分を有しており、電子機器の押しボタンに加わる押圧力により弾性変形可能な柔軟な弾性部材を成形する第１成形工程と、
前記弾性部材と比較して硬度の高い樹脂を前記隙間部分に充填成形する第２成形工程と、を有する、
操作用部品の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、柔軟なシリコンラバーに硬質の部位を設けた成形物を良好に製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る操作用部品の製造方法を説明する図である。

【図2】図２は、電子機器に取り付けられた状態の操作用部品を示した第１の図である。

【図3】図３は、電子機器に取り付けられた状態の操作用部品を示した第２の図である。

【図4】図４は、比較例に係る操作用部品を取り付けた電子機器の一部の概略断面図である。

【図5】図５は、比較例に係る操作用部品を示した図である。

【図6】図６は、他の比較例に係る操作用部品を取り付けた電子機器の一部の概略断面図である。

【図7】図７は、変形例に係る操作用部品の製造方法を説明する図である。

【図8】図８は、操作用部品の機能を補足説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜実施形態＞
以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。図１は、実施形態に係る操作用部品の製造方法を説明する図である。以下では、図１に基づいて、実施形態に係る操作用部品１の製造方法を説明する。図１の（Ｆ）に示す操作用部品１は、当該製造方法により製造される部品である。ここでは、まず、操作用部品１について説明する。操作用部品１は、シリコンラバー１１（本願でいう「弾性部分」の一例である）と硬質樹脂１２（本願でいう「硬質部分」の一例である）とから構成される。

【0010】

シリコンラバー１１は、柔軟性を有し、押圧力等によって弾性変形が可能である。シリコンラバー１１は、絶縁性を有し、また、防水性を有する。一方、硬質樹脂１２は、シリコンラバー１１と比較して硬度が高い。硬質樹脂１２は、シリコンラバー１１と一体的に成形されることで、柔軟なシリコンラバー１１の適宜の箇所に剛性を付与する。硬質樹脂１２は、導電性を有する。操作用部品１は、電子機器に部品として用いられる。

【0011】

以下、各種の金型を使って成形される操作用部品１の製造方法について、図１を用いながら説明するが、図１に示す各種の金型は当然に適宜の箇所で２以上に分離可能であり、型枠内の成形物を金型から取り出し可能である。図１の（Ａ）は、最初にシリコンラバー１１（本願でいう「弾性部材」の一例である）を成形するにあたって用いるシリコンラバー１１用の金型２（本願でいう「第２の金型」の一例である）を示す。

【0012】

図１の（Ａ）に示す白抜きの部分は、成形するシリコンラバー１１の形状をかたどった型枠３の内部空間であり、型枠３は、第１の隙間成形部分３１と、二箇所の第１の隙間成形部分３１を接続するようにかたどった第２の隙間成形部分３２とを有する。シリコンラバー１１を成形する際には、この成形するシリコンラバー１１の形状をかたどった型枠３に、液状のモノマー（例えば液状ゴム）等の原材料を流し込み、冷却等により硬化させる。

【0013】

図１の（Ｂ）は、金型２の型枠３に成形された状態のシリコンラバー１１を示す。このような成形方法は、射出成形と言われ、短時間で大量のシリコンラバー１１を成形することができる。なお、金型２を使ったこの成型工程は、本願でいう「第１成形工程」の一例である。

【0014】

図１の（Ｃ）は、金型２から取り出した成形後のシリコンラバー１１を示す。成形後のシリコンラバー１１は、両端に脚部１１１を有する。脚部１１１は、凹形状の隙間部分を有する。また、成形後のシリコンラバー１１は、両端の脚部１１１の内側にある接続部１１２の両面においても凹形状の隙間部分を有する。このような形態のシリコンラバー１１は、図１の（Ａ）に示すように、第１の隙間成形部分３１に流し込んだ原材料が硬化することにより脚部１１１が成形され、第２の隙間成形部分３２に流し込んだ原材料が硬化することにより接続部１１２が成形される。

【0015】

図１の（Ｄ）は、シリコンラバー１１を金型２０（本願でいう「第１の金型」の一例である）の型枠３０に配置した状態を示す。金型２０の型枠３０は、金型２の型枠３と基本的に同じ形状であるが、第１の充填部分３０１と第２の充填部分３０２が形成されるようになっている点で、型枠３と異なる。すなわち、金型２を使って成形したシリコンラバー１１を金型２０の型枠３０にセットすると、型枠３０内には、シリコンラバー１１と型枠３０との隙間に生じる空間部分として、第１の充填部分３０１と第２の充填部分３０２が
形成される。なお、金型２０の型枠３０にシリコンラバー１１をセットするこの工程は、本願でいう「配置工程」の一例である。

【0016】

図１の（Ｅ）は、金型２０の型枠３０内で第１の充填部分３０１と第２の充填部分３０２に硬質樹脂が充填成形された状態のシリコンラバー１１を示す。金型２０の型枠３０にシリコンラバー１１をセットした後は、第１の充填部分３０１と第２の充填部分３０２に、硬化するとシリコンラバー１１よりも硬度が高くなる樹脂の液状の原材料を充填する。そして、一定時間経過させること、または光を照射させることによって、液状の原材料を固める。これにより、金型２０の型枠３０内には、シリコンラバー１１の凹形状の部位に硬質樹脂１２を充填成形した成形物が成形された状態になる。なお、金型２０を使ったこの成型工程は、本願でいう「第２成形工程」の一例である。

【0017】

図１の（Ｆ）は、操作用部品１を示す。金型２０の型枠３０内で、シリコンラバー１１の凹形状の部位に硬質樹脂１２を充填成形することにより、シリコンラバー１１と硬質樹脂１２とが一体化した操作用部品１の成形が完了する。最終成形物である操作用部品１では、シリコンラバー１１の脚部１１１と接続部１１２にあった凹形状の隙間部分に硬質樹脂１２が充填成形されている。

【0018】

上記一連の製造工程で操作用部品１を製造することによって、先に硬質樹脂１２を成形した後に硬質樹脂１２に密接するようにシリコンラバー１１を成形する場合と比較して、シリコンラバー１１を設計通りの形状に成形しやすい。これは、先に金型２を用いてシリコンラバー１１を成形することによって、シリコンラバー１１の形状に係る寸法に誤差が生じにくくなるためである。シリコンラバー１１の厚みが設計通りに良好に成形されれば、この操作用部品１が電子機器に使用された状態で操作用部品１に押圧力を与えた際にシリコンラバー１１が破れることを防止することができる。

【0019】

図２は、電子機器に取り付けられた状態の操作用部品１を示した第１の図である。また、図３は、電子機器に取り付けられた状態の操作用部品１を示した第２の図である。操作用部品１が用いられる電子機器としては、例えば携帯端末やテレビジョンのリモートコントローラが挙げられる。このような電子機器には、各種の押しボタンが搭載されている。操作用部品１は、このような押しボタンの部品として用いることが可能である。すなわち、例えば、図２の断面Ｘ―Ｘに示すように、操作用部品１は、硬質樹脂１２が基板７のスイッチ素子４に接触するように配置される。シリコンラバー１１は柔軟であるが、脚部１１１の部分である外周部分に硬質樹脂１２が充填成形されているため、操作用部品１を電子機器の取り付け部分に嵌合等させることが可能である。

【0020】

電子機器の押しボタンに操作用部品１を用いると、硬度の高い硬質樹脂１２がスイッチ素子４に接触するため、押しボタンを押す際の押し感を向上させることができる。また、シリコンラバー１１の弾性変形と柔軟性によって、押しボタンを操作する際の押圧力を阻害することを防止することができ、かつ、上述の通り、シリコンラバー１１も破れにくい。また、シリコンラバー１１は防水性を有するため、例えば水がかかったことや濡れた手で操作用部品１を触ったことによるスイッチ素子４への浸水を防止することができる。

【0021】

図４は、比較例に係る操作用部品１ａを取り付けた電子機器の一部の概略断面図である。比較例に係る電子機器は、例えばスマートフォンであり、詳細には、図４は、スマートフォンのメカニカルスイッチの周辺の拡大図である。操作用部品１ａは、電子機器の筐体フレーム４１ａに設けられた取付用の孔に嵌め込むように取り付けられる。操作用部品１ａは、電子機器の外装面に露出する押しボタン５ａが押されると、電子機器内部の基板に実装されたスイッチ素子４ａに押圧力を伝える。

【0022】

図５は、比較例に係る操作用部品１ａを示した図である。比較例に係る操作用部品１ａは、硬質樹脂１２ａとなるインサート部品を型枠内にセットした状態でシリコンラバー１１ａを成形することによって製造される。なお、本比較例においては、インサート部品としては樹脂以外のものであってもよく、そのため、シリコンラバー１１ａと一体的に成形される部品は硬質樹脂１２ａに限られない。この製法では、インサート部品が型枠内で位置ずれすることがあるため、例えば、図５に示す厚みＴ１等の箇所において、シリコンラバー１１ａの厚みが設計より薄くなる場合が生じ得る。また、インサート部品を型枠内で保持するために、例えば、図５に示す厚みＴ２等の箇所において、インサート部品にある程度の厚みが必要となる。接続部１１２ａに押圧力が加わった際、筐体フレーム４１ａに設けられた孔に嵌合している脚部１１１ａと接続部１１２ａとの相対的な変位により、厚みＴ１の部分に荷重が加わる。よって、厚みＴ１が設計より薄くなると、脚部１１１ａと接続部１１２ａとを繋いでいる部位が破断しやすくなる。

【0023】

また、図６は、他の比較例に係る操作用部品１ｂを取り付けた電子機器の一部の概略断面図である。操作用部品１ｂは、電子機器の筐体フレーム４１ｂ付近に取り付けられており、電子機器の外装面に露出する押しボタン５ｂが押されると、電子機器内部の基板に実装されたスイッチ素子４ｂに押圧力を伝える。図６においては、押しボタン５ｂを押した際にシリコンラバー１１ｂが破れることを防止するため、シリコンラバー１１ｂに硬質樹脂１２ｂを貼り付けている。しかしながら、このような場合、シリコンラバー１１ｂに対する硬質樹脂１２ｂの貼り付け位置がずれてしまう虞がある。

【0024】

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変形してもよい。図７は、変形例に係る操作用部品の製造方法を説明する図である。本変形例では、押しボタンの押圧力がスイッチ素子へ硬質樹脂を介して直接的に伝わるようにするため、上記実施形態におけるシリコンラバー１１の接続部１１２に相当する部位に貫通孔を形成する。すなわち、実施形態における型枠３にあった第２の隙間成形部分３２の型枠の形状が異なっており、図７の（Ａ）に示すように、金型２ａが、貫通孔を有する接続部１１２ａを形成するようになっている。本変形例では、このような金型２ａを用いて、成形するシリコンラバー１１ｃの形状をかたどった型枠３ａに液状ゴムを流し込み、液状ゴムを固めてシリコンラバー１１ｃを成形する。これによって成形されたシリコンラバー１１ｃは、接続部１１２ａの両面を貫通して接続する貫通穴を有する。なお、本変形例に係る操作用部品１ｃの製造の流れについて、シリコンラバー１１ｃの形状、及びシリコンラバー１１ｃの隙間部分を硬質樹脂１２ｃで充填することによって製造される操作用部品１ｃの形状、及び金型２ａの型枠３ａの形状以外については、上記実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0025】

図７の（Ｂ）は、金型２ａから取り出したシリコンラバー１１ｃを金型２０の枠内に配置した状態を示す。本変形例に係る金型２０は、上記実施形態の金型２０と同一であるが、金型２０に限らなくてもよい。シリコンラバー１１ｃを金型２０の枠内にセットすると、型枠３０内には、シリコンラバー１１ｃと型枠３０との隙間に生じる空間部分として、第１の充填部分３０１ａと第２の充填部分３０２ａが形成される。図７の（Ｃ）は、金型２０の型枠３０内で第１の充填部分３０１ａと第２の充填部分３０２ａに硬質樹脂が充填成形された状態のシリコンラバー１１ｃを示す。金型２０の型枠３０にシリコンラバー１１ｃをセットした後は、第１の充填部分３０１と第２の充填部分３０２に、硬化するとシリコンラバー１１ｃよりも硬度が高くなる樹脂の液状の原材料を充填する。そして、一定時間経過させること、または光を照射させることによって、液状の原材料を固める。これにより、金型２０の型枠３０内には、シリコンラバー１１ｃの凹形状の部位に硬質樹脂１２ｃを充填成形した成形物が成形された状態になる。図７の（Ｄ）は、変形例に係る操作用部品１ｃを示す。金型２０の型枠３０内で、シリコンラバー１１ｃの凹形状の部位に硬質樹脂１２を充填成形することにより、シリコンラバー１１ｃと硬質樹脂１２ｃとが一体
化した操作用部品１ｃの成形が完了する。

【0026】

本変形例に係る操作用部品１ｃは、シリコンラバー１１ｃの貫通穴の部分に硬質樹脂１２ｃが充填成形されているので、押しボタンの押圧力がシリコンラバーを介さずに硬質樹脂を介してスイッチ素子へ伝達される。このため、実施形態の操作用部品１に比べて、押し感を向上させることができる。

【0027】

＜その他の変形例＞
上記実施形態や変形例は、適宜変形してもよい。図８は、操作用部品の機能を補足説明する図である。例えば、図８の断面Ｘ―Ｘに示すように、操作用部品１が用いられる電子機器の基板６にはグランド６が形成されており、操作用部品１の脚部がグランド６に接するように、操作用部品１を電子機器に取り付けてもよい。これによれば、操作用部品１の帯電を防止することができるため、スイッチ素子４に電気的なノイズが加わるのを防ぐことができる。

【0028】

この場合、操作用部品１は、シリコンラバー１１を電気的に絶縁性の素材で形成し、硬質樹脂１２を電気的に導電性の素材で形成することが好ましい。これによれば、操作用部品１の帯電を可及的に抑制することが可能である。なお、このような形態は、実施形態の操作用部品１のみならず、変形例における操作用部品１ｃにおいても実現可能である。

【符号の説明】

【0029】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・操作用部品
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・シリコンラバー
１１１，１１１ａ・・脚部
１１２，１１２ａ・・接続部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・硬質樹脂
２，２０，２ａ・・金型
３，３０，３ａ・・型枠
３１・・第１の隙間成形部分
３２・・第２の隙間成形部分
３０１，３０１ａ・・第１の充填部分
３０２，３０２ａ・・第２の充填部分
４，４ａ，４ｂ・・スイッチ素子
４１ａ・・筐体フレーム
５ａ，５ｂ・・押しボタン
６・・グランド
７・・基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】