防水用押釦スイッチ部材
【課題】
防水性およびスイッチの押圧操作感が共に優れた防水用押釦スイッチ部材を提供する。
【解決手段】
本発明は、対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部２ａと、筒状部２ａの一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部２ｂとを連接して成り、それぞれの筒状部２ａにその外周に沿って連続形成されるループ状のリブ２１を１若しくは２以上備える第一弾性部材２と、筒状部２ａの両方の開口方向に開口し、第一弾性部材２の内側に固定される筒状の補強部材３０と、第一弾性部材２のフランジ部２ｂ側に開口すると共にフランジ部２ｂと反対側に有底であって、補強部材３０の内側に固定される第二弾性部材４０とを備え、第一弾性部材２は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、第二弾性部材４０は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成される防水用押釦スイッチ部材１に関する。
防水性およびスイッチの押圧操作感が共に優れた防水用押釦スイッチ部材を提供する。
【解決手段】
本発明は、対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部２ａと、筒状部２ａの一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部２ｂとを連接して成り、それぞれの筒状部２ａにその外周に沿って連続形成されるループ状のリブ２１を１若しくは２以上備える第一弾性部材２と、筒状部２ａの両方の開口方向に開口し、第一弾性部材２の内側に固定される筒状の補強部材３０と、第一弾性部材２のフランジ部２ｂ側に開口すると共にフランジ部２ｂと反対側に有底であって、補強部材３０の内側に固定される第二弾性部材４０とを備え、第一弾性部材２は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、第二弾性部材４０は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成される防水用押釦スイッチ部材１に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防水機能を持つ機器に設ける防水用押釦スイッチ部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、防水性の高い電子機器（例えば、携帯電話）の需要が高くなってきている。水の浸入口の多くは、押釦と筺体との隙間である。かかる隙間からの浸水を防止するための防水構造として、例えば、押釦と機器内部の回路基板上のスイッチとの間に弾性体を介在させた防水用押釦スイッチ部材の構造が知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に開示される防水構造は、開口側を機器の外側に向けるように貫通孔に装着される弾性材料から成るカップ部材と、当該カップ部材の開口に挿入される軸部を備える押釦とを備え、カップ部材の内側に樹脂若しくは金属製の筒状ホルダを装着したものである。筒状ホルダの存在によって、カップ部材の形状を保持して貫通孔とカップ部材との密着性を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４４５２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような従来の防水構造には、次のような解決すべき問題がある。上記のカップ部材は、ケースの貫通孔との密着性を高めるため、シリコーンゴムに代表されるエラストマーから構成されている。当該密着性を高めるには、比較的硬度の低いエラストマーを用いるのが好ましい。一方、カップ部材は、ドームスイッチを押す構成部材でもあり、低硬度のエラストマーにて形成すると、スイッチの操作感が悪くなる。スイッチの操作感を良くするためには、カップ部材を高硬度のエラストマーで形成するのが好ましいが、貫通孔との密着性が劣り、防水性が低くなる。防水性を維持しつつ、スイッチの操作感を向上させるために、カップ部材の底面部分の厚さを薄くする方法も考えられるが、押圧操作の繰り返しにより、カップ部材の底面部分が破れやすくなり、製品寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解消すべくなされたものであって、防水性およびスイッチの押圧操作感が共に優れた防水用押釦スイッチ部材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】
【０００７】
本発明者は、防水機能を持たせる部位を低硬度のエラストマーで構成すると共に、押圧操作感を高める部位を高硬度のエラストマーで構成することにより、防水性と押圧操作感とを共に高めることができることを見出し、本発明に至った。具体的な防水用押釦スイッチ部材の形態は、以下のとおりである。
【０００８】
本発明の実施形態は、対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部と、当該筒状部の一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部とを連接して成り、それぞれの筒状部にその外周に沿って連続形成されるループ状のリブを１若しくは２以上備える第一弾性部材と、筒状部の両方の開口方向に開口し、第一弾性部材の内側に固定される筒状の補強部材と、第一弾性部材のフランジ部側に開口すると共にフランジ部と反対側に有底であって補強部材の内側に固定される第二弾性部材とを備え、第一弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、第二弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成される防水用押釦スイッチ部材である。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、第一弾性部材および第二弾性部材を、ともにシリコーンゴムで構成した防水用押釦スイッチ部材である。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、補強部材の外側面および内側面の両面に、それぞれ、第一弾性部材および第二弾性部材との接着性を高めるためのプライマー処理がなされている防水用押釦スイッチ部材である。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、第二弾性部材の底部の外側および内側のいずれか一方に、底部から離れる方向に突出するプランジャを備える防水用押釦スイッチ部材である。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、第二弾性部材の開口部から底部に向かって第二弾性部材の内側に形成される空間内に挿入配置される押釦を、さらに備える防水用押釦スイッチ部材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、押釦スイッチ部材を備える電子機器の防水性および押釦スイッチの押圧操作感を共に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部の平面図である。
【図４】図４は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の底面図である。
【図５】図５は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図であり、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示したものである。
【図６】図６は、図５に示す状態から組み立てた状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示す防水用押釦スイッチ部材の筒状部の近傍を示す断面図である。
【図８】図８は、図７に示す防水用押釦スイッチ部材の製造工程を示し、補強部材と第二弾性部材とを一体成形する状態を示す断面図である。
【図９】図９は、図８に示す一体成形工程後に金型から取り出した成形体を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す成形体を金型に配置して、第一弾性部材と当該成形体とを一体成形する状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、防水用押釦スイッチ部材の第一の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、防水用押釦スイッチ部材の第二の変形例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、クリック率の評価方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の防水用押釦スイッチ部材の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜１．防水用押釦スイッチ部材の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の斜視図である。図２は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図である。図３は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部の平面図である。図４は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の底面図である。
【００１７】
この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材１は、弾性材料から構成されると共に、対向する双方向（図１において上下方向）に開口する３個の筒状部２ａと、弾性材料から構成されると共に当該筒状部２ａの一方の開口部（図１において下方の開口部）から筒状部２ａの径方向外側に延出して形成されるフランジ部２ｂとを連接して成る第一弾性部材２を備える。フランジ部２ｂの好適な厚さ（Ｔ）、幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）は、それぞれ、０．２〜１．５ｍｍ、３．０〜１０．０ｍｍおよび７．０〜６０.０ｍｍである。３個の筒状部２ａは、細長いフランジ部２ｂ上において、ほぼ直線上に配置されている。筒状部２ａは、フランジ部２ｂとの結合部分から筒状部２ａの先端部分までの途中に、筒状部２ａの外周に沿って連続形成されると共に筒状部２ａの径方向外側に突出するループ状のリブ２１を備える。フランジ部２ｂは、その両端近傍に、それぞれ１つの貫通孔４を備える。貫通孔４は、例えば、防水用押釦スイッチ部材１を機器の筐体等に固定するために利用される。第一弾性部材２は、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等の弾性材料から成り、好ましくはシリコーンゴムから成る。
【００１８】
図２に示すように、防水用押釦スイッチ部材１は、各筒状部２ａの両開口方向に開口し、各筒状部２ａの内側に固定される筒状の補強部材３０を備える。各補強部材３０の両開口端面は、筒状部２ａの両開口側において露出している。補強部材３０は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄等の金属； ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂； アルミナ、窒化珪素、ジルコニア等のセラミックス； 黒鉛から好適に構成される。ただし、補強部材３０の材料は、これらに限定されず、第一弾性部材２および後述の第二弾性部材４０より硬度の高い材料であれば、どのような材料でも良い。
【００１９】
各補強部材３０の内側には、第一弾性部材２のフランジ部２ｂ側に開口すると共に、フランジ部２ｂと反対側に有底である第二弾性部材４０が固定されている。各第二弾性部材４０は、その底部の外側に、当該底部より小径で外方向に突出する１個のプランジャ４２を備える。第二弾性部材４０は、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等の弾性材料から成り、好ましくはシリコーンゴムから成り、第一弾性部材２よりも高硬度の材料から構成される。第一弾性部材２および第二弾性部材４０の各硬度については、後で詳述する。
【００２０】
第二弾性部材４０の内側には、袋状の空間７が形成されており、防水用押釦スイッチ部材１は、第二弾性部材４０の内側に形成される各空間７にそれぞれ挿入設置可能な押釦１３を備える。押釦１３は、空間７に挿入する軸１５と、その軸１５の一端に形成され、空間７の開口面より大面積のフランジ部１４とを備える。フランジ部１４は、好適には、その厚さ方向に段を有し、上段が下段より小面積となる形状を持つ。押釦１３は、特に材料に限定されず、例えば、樹脂、金属、セラミックス、ガラス等から形成される。押釦１３を、補強部材３０の材料と同じ材料で形成することもできる。
【００２１】
防水用押釦スイッチ部材１は、第一弾性部材２、補強部材３０および第二弾性部材４０を最小限の構成部材とし、その他に、押釦１３を備えることができる。このため、押釦１３を設けていない状態の構成でも、防水用押釦スイッチ部材１と称する。
【００２２】
図５は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図であり、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示したものである。図６は、図５に示す状態から組み立てた状態を示す断面図である。図７は、図６に示す防水用押釦スイッチ部材の筒状部の近傍を示す断面図である。
【００２３】
機器（例えば、携帯電話、携帯端末、テレビ、ラジオ、オーディオ機器等に代表される押しボタンを備える機器）の筐体５０は、第一弾性部材２の筒状部２ａを挿入可能な貫通孔５１を有する。機器は、筐体５０の内方であって貫通孔５１の位置にドーム型スイッチ６０を備える。ドーム型スイッチ６０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）６１上にリング状の電極板６２と、当該電極板６２の内側に配置される電極板６３と、電極板６２と電気的に接続される一方で電極板６３と電気的に接続されていない導電性のドーム６４とを備え、固定部材６５上に固定される。ドーム６４は、筒状部２ａ側からの押圧を受けて弾性変形し、電極板６３と接触する。この結果、電極板６２と電極板６３とが導通する。ドーム６４は、導電性材料（金属など）のみから構成されても良く、また、非導電性材料から構成されていてその内面に導電性材料をコートしたものでも良い。また、電極板６２は、リング状以外の形状であっても良く、また、その個数も１個ではなく２個以上であっても良い。なお、ドーム６４の頂上部に、プランジャ４２と接触可能な樹脂製あるいは金属製等の突起を形成しても良い。
【００２４】
補強部材３０は、筒状部２ａの内側に挿入した状態で固定されており、第二弾性部材４０は、補強部材３０の内側に挿入した状態で固定されている。当該固定の方法は、接着剤を用いた接着、加熱による溶着、嵌め込み、挟持等のいずれの方法でも良いが、防水性を確実にするためには、接着剤を用いた接着により固定するのが好ましい。接着剤を用いる場合、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂには、それぞれ、第一弾性部材２の筒状部２ａおよび第二弾性部材４０と強固に接着できるように、プライマー層３１を形成するのが好ましい。プライマー層３１の材料（プライマー）としては、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層３１の好適な厚さは、０．１〜１０μｍ程度である。また、補強部材３０に樹脂を用いる場合には、プライマーを塗布する代わりに、樹脂の表面を荒らすブラスト処理の他、プラズマ処理、ＵＶ処理、四塩化ケイ素ガス等を酸化炎で酸化させて得られる酸化ケイ素を補強部材３０の表面に付し、酸化ケイ素膜を形成するいわゆるイトロ処理等の表面処理を行っても良い。
【００２５】
補強部材３０を金属製の筒とした場合、補強部材３０の外側面３０ａと内側面３０ｂをそれぞれ第一弾性部材２および第二弾性部材４０にて被覆しているので、補強部材３０の防錆を図ることができる。特に、第一弾性部材２および第二弾性部材４０をシリコーンゴムで構成すると、シリコーンの撥水性によりさらに補強部材３０の耐食性が高まる。
【００２６】
筒状部２ａの外周に沿って連続形成されるリブ２１は、筒状部２ａを筐体５０の貫通孔５１に押し込んで組み込んだ状態において、貫通孔５１の内壁から圧縮を受けて変形する。これによって、高い防水機能を実現できる。また、リブ２１は、筒状部２ａの可動域にて筺体５０の貫通孔５１から外れない位置と大きさにて筒状部２ａに形成されている。
【００２７】
第一弾性部材２は、筐体５０の貫通孔５１の内壁との密着性を高めることにより、高い防水性を維持する必要から、硬度の低い弾性体から成る。具体的には、第一弾性部材２として、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体が用いられる。当該硬度が６０を超えると、リブ２１の変形量が低下し、貫通孔５１の内壁との間に隙間が生じやすくなり、防水性が劣る。一方、当該硬度が６０以下の弾性体にて第一弾性部材２を構成すると、リブ２１が柔軟に変形しやすくなり、防水性を高く維持できる。
【００２８】
第二弾性部材４０は、その底部４１の外側に形成されるプランジャ４２にてドーム６４を押圧し、スイッチを入れる役割を持つ部材である。押圧操作感を高めるため、第二弾性部材４０は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から成る。当該硬度が７０未満の弾性体にて第二弾性部材４０を構成すると、ドーム６４を押すときに、第二弾性部材４０の押圧方向の変形量が大き過ぎ、押圧操作感が低下する。一方、当該硬度が７０以上の弾性体にて第二弾性部材４０を構成すると、第二弾性部材４０の押圧方向の変形量が小さく、押圧操作感が向上する。
【００２９】
第一弾性部材２および第二弾性部材４０の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ポリエーテル系共重合体、エピクロルヒドリン系共重合体等が用いることができ、これらを単体で用いても、２種以上を混合して用いることもできる。第一弾性部材２および第二弾性部材４０の材料として上記に例示列挙した材料の中でも特に好ましい材料は、シリコーンゴムである。弾性体の硬度は、用いる未架橋ゴム材料の種類、架橋の程度、フィラーの添加量などによって変化し得る。第一弾性部材２の硬度よりも第二弾性部材４０の硬度を大きくするには、各弾性部材２，４０の未架橋ゴム材料を変える他、同じ未架橋ゴム材料を用いる場合でも、第二弾性部材４０の架橋化をより促進させ、あるいは第二弾性部材４０中に混合するフィラーの添加量をより多くする方法を採ることができる。
【００３０】
＜２．防水用押釦スイッチ部材の製造方法＞
（１）プライマー層の形成工程
成形に先立ち、補強部材３０のプライマー処理を行う。補強部材３０へのプライマー層３１の形成は、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂにプライマーを塗装する方法、あるいは補強部材３０を網かごの中に入れてプライマー溶液中に浸漬する方法などにより、好適に行われる。プライマー処理の後、補強部材３０を、所定時間、乾燥することにより、プライマー層３１の形成が完了する。また、イトロ処理によってプライマー層３１を形成する場合には、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂに、四塩化ケイ素ガス等を酸化炎で酸化させて酸化ケイ素膜を形成する。
【００３１】
（２）第一次一体成形工程
図８は、図７に示す防水用押釦スイッチ部材の製造工程を示し、補強部材と第二弾性部材とを一体成形する状態を示す断面図である。図９は、図８に示す一体成形工程後に金型から取り出した成形体を示す断面図である。
【００３２】
第一の金型７０にプライマー処理後の補強部材３０をセットし、補強部材３０の内側に所定配合後シート状に分出し加工された未架橋状態のエラストマー組成物９０を入れ、その上から第二の金型８０を被せる。第二の金型８０は、空間７を形成するための突出部８１を備える。また、第一の金型７０は、プランジャ４２を形成するための凹部７１を備える。所望の温度・圧力にて所定時間、圧縮加熱することにより、図９に示すように、補強部材３０の内側に第二弾性部材４０を固定した状態の成形体１００が出来上がる。
【００３３】
なお、上述の第一次一体成形後に、補強部材３０の外側面３０ａに、再度、プライマー層３１を形成しても良い。また、プライマー層３１の形成を２段階に分け、第一次一体成形前に、補強部材３０の内側面３０ｂのみにプライマー層３１を形成し、第一次一体成形後に、補強部材３０の外側面３０ａのみにプライマー層３１を形成するようにしても良い。
【００３４】
（３）第二次一体成形工程
図１０は、図９に示す成形体を金型に配置して、第一弾性部材と当該成形体を一体成形する状態を示す断面図である。
【００３５】
第一次一体成形後、図９に示す成形体１００を、第三の金型１１０にセットし、補強部材３０の外側に、所定配合後シート状に分出し加工された未架橋状態のエラストマー組成物１３０を入れ、その上から第四の金型１２０を被せる。第三の金型１１０は、空間７に挿入するための突出部１１１を備える。第四の金型１２０は、リブ２１を形成するための凹部１２１を備える。所望の温度・圧力にて所定時間、圧縮加熱することにより、補強部材３０の外側に第一弾性部材２を一体成形した状態の防水用押釦スイッチ部材１が出来上がる。
【００３６】
（４）組み立て
第二次一体成形工程後、押釦１３を筒状部２ａ内の空間７に挿入し、防水用押釦スイッチ部材１の組み立てが完了する。
【００３７】
＜３．防水用押釦スイッチ部材の変形例＞
図１１は、防水用押釦スイッチ部材の第一の変形例を示す断面図である。図１２は、防水用押釦スイッチ部材の第二の変形例を示す断面図である。
【００３８】
図１１に示すように、第二弾性部材４０の底部４１の外側にプランジャを形成しない防水用押釦スイッチ部材１を製造することもできる。その場合、押圧操作感を向上させるために、ドーム６４の頂上部に、底部４１に向けて突出するプランジャを形成するのが好ましい。
【００３９】
また、図１２に示すように、第二弾性部材４０の底部４１の外側および内側の両方にプランジャ４２およびプランジャ４３を、それぞれ形成した防水用押釦スイッチ部材１を製造することもできる。
【００４０】
また、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材は、上述の実施の形態に限定されず、種々変形を施して実施することもできる。
【００４１】
上述の実施の形態では、補強部材３０は、フランジレスのスリーブ形状であるが、フランジ部２ｂ側の開口部分にフランジ部を備えても良い。同様に、第二弾性部材４０は、フランジ部２ｂ側の開口部分にフランジ部を備えていても良い。また、第一弾性部材２の筒状部２ａの外周部分に形成されるリブ２１は、筒状部２ａの長さ方向に２段以上形成しても良い。筒状部２ａのドーム６４方向の開口端を、補強部材３０の同方向の開口端よりもドーム６４方向に突出させ、あるいは補強部材３０のドーム６４方向の開口端を、筒状部２ａの同方向の開口端よりもドーム６４方向に突出するようにしても良い。
【００４２】
補強部材３０と第一弾性部材２あるいは第二弾性部材４０との一体成形において、未架橋ゴム材料の金型内への投入方法は、圧縮成型、射出成型、トランスファー成型、押出成型などにより行うことができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の防水用押釦スイッチ部材の実施例について説明する。
【００４４】
＜１．防水用押釦スイッチ部材の製造＞
ＳＵＳ３０４製の筒状の補強部材３０（内径：２．６５ｍｍ、外径：２．９５ｍｍ、長さ：１．５５ｍｍ）の外側面３０ａおよび内側面３０ｂに、信越化学工業株式会社製のプライマー（商品名：プライマーＮｏ．２３）を塗装し、３０分間風乾し、乾燥機にて１００℃、６０分間の加熱処理を行い、補強部材３０にプライマー層３１を形成した。
【００４５】
次に、図８に示す第一の金型７０および第二の金型８０を用意し、上述のプライマー層３１付きの補強部材３０を第一の金型７０にセットし、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ−９８１Ｕ）１００重量部に信越化学工業株式会社製の架橋剤（商品名：Ｃ−８）２重量部を混練しシート状に分出した未架橋状態のシリコーンゴムＡを補強部材３０の内側に投入し、第二の金型８０を被せて型締めした。その後、第一の金型７０および第二の金型８０を、１８０ｋｇ／ｃｍ２加圧下、１７０℃にて５分間、加熱した。次に、充分に冷却した後、第一の金型７０と第二の金型８０とを開き、第二弾性部材４０と補強部材３０とが一体となった成形体１００（図９を参照）を取り出した。第二弾性部材４０は、内径：２．５５ｍｍ、外径：２．６５ｍｍ、ベース厚み：０．３ｍｍ、押し子長さ：０．６ｍｍ、押し子径：０．２ｍｍの形状であった。
【００４６】
次に、図１０に示す第三の金型１１０および第四の金型１２０を用意し、成形体１００を第三の金型１１０にセットし、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ−９３１Ｕ）１００重量部に信越化学工業株式会社製の架橋剤（商品名：Ｃ−８）２重量部を混練しシート状に分出した未架橋状態のシリコーンゴムＢを補強部材３０の外側に投入し、第四の金型１２０を被せて型締めした。その後、第三の金型１１０および第四の金型１２０を、１８０ｋｇ／ｃｍ２加圧下、１７０℃にて５分間、加熱した。次に、充分に冷却した後、第三の金型１１０と第四の金型１２０とを開き、第一弾性部材２と補強部材３０と第二弾性部材４０とが一体となった成形体を取り出した。第一弾性部材２の筒状部２ａは、リブ２１以外の部分にて、内径：２．９５ｍｍ、外径：３．４５ｍｍであり、リブ２１の最も突出した部分にて、外径：３．８５ｍｍの形状であった。
【００４７】
上記の製造工程により製造した防水用押釦スイッチ部材１は、補強部材３０の内側にタイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）による硬度が８０の第二弾性部材４０を固着し、補強部材３０の外側にタイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）による硬度が３０の第一弾性部材２を固着している。この他、未架橋状態のシリコーンゴムＡのシリコーンゴムコンパウンドとして、別の５種類のシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−９３１Ｕ，ＫＥ−９４１Ｕ，ＫＥ−９５１Ｕ，ＫＥ−９６１Ｕ，ＫＥ−９７１Ｕ）を用い、未架橋状態のシリコーンゴムＢのシリコーンゴムコンパウンドとして、別の５種類のシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−９４１Ｕ，ＫＥ−９５１Ｕ，ＫＥ−９６１Ｕ，ＫＥ−９７１Ｕ，ＫＥ−９８１Ｕ）を用いた。この結果、各６種類のシリコーンゴムコンパウンドを用いた第一弾性部材２と第二弾性部材４０とを組み合わせた合計３６種類の防水用押釦スイッチ部材１を用意した。
【００４８】
＜２．特性評価＞
各防水用押釦スイッチ部材１は、それぞれ、次のような防水性と押圧操作性の評価に供した。
【００４９】
（１）防水特性の評価方法
エア回路による差圧式にて、各防水用押釦スイッチ部材１の防水性を評価した。この方法は、被検品を納めたタンクと基準タンクの圧力差によって判断する方法であり、両タンクは、同一回路でつながっている。装置内に、被検品を所定形状の治具に入れて加圧し、一定時間経過後の回路内の差圧が１ｋＰａ以内の場合に合格とし、それ以上の場合には不合格とした。
【００５０】
（２）押圧操作性の評価方法
アイコーエンジニアリニング株式会社製のフィーリングテスター（品番： ＭＯＤＥＬ１０１３）を用いて、下面直径が１．８ｍｍ以上で上面直径が２．２ｍｍ以下の略円柱状の軸を有する押釦１３を第二弾性部材４０の空間７内に装着し、押圧操作を行ったときのクリック率（％）にて、押圧操作感の良し悪しを評価した。クリック率とは、図１３に示すストローク−荷重曲線において、押釦１３を押し込んでいったときに、ドーム６４がへこむ直前の最大荷重（Ｆ１）と、ドーム６４がへこんで最も荷重が小さくなったときの最小荷重（Ｆ２）とを用いて表され、１００×（Ｆ１−Ｆ２）／Ｆ１で算出される値である。クリック率の数値が大きいほど、押圧操作感が良い。ドーム型スイッチ６０のドーム６４部分を押釦１３にて直接押圧したときのクリック率は３９％であった。したがって、第二弾性部材４０を介して押圧したときに、３９％に近くなるのが理想的な押圧操作感である。
【００５１】
＜３．評価結果＞
表１に、各６種類のシリコーンゴムコンパウンドを組み合わせて製造した３６種類の防水用押釦スイッチ部材の特性評価の結果を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示すように、第一弾性部材２の硬度が６０以下の場合に、良好な防水性を維持することができる一方、硬度が６０を超えると防水性が低下した。また、第二弾性部材４０の硬度が７０以上になると、クリック率が３０％以上となり、良好な押圧操作感が得られる一方、硬度が７０未満ではクリック率が２０％以下となり、良好な押圧操作感が得られなかった。以上より、補強部材３０の外側に固定される第一弾性部材２の硬度を６０以下の低硬度弾性材料で構成し、かつ補強部材３０の内側に固定される第二弾性部材４０の硬度を７０以上の高硬度弾性材料で構成することにより、防水性と押圧操作感の両特性を良好にすることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、防水機器に組み込まれる押釦スイッチ部材として利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 防水用押釦スイッチ部材
２ 第一弾性部材
２ａ 筒状部
２ｂ フランジ部
７ 空間
１３ 押釦
２１ リブ
３０ 補強部材
３０ａ 外側面
３０ｂ 内側面
３１ プライマー層
４０ 第二弾性部材
４１ 底部
４２ プランジャ
４３ プランジャ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防水機能を持つ機器に設ける防水用押釦スイッチ部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、防水性の高い電子機器（例えば、携帯電話）の需要が高くなってきている。水の浸入口の多くは、押釦と筺体との隙間である。かかる隙間からの浸水を防止するための防水構造として、例えば、押釦と機器内部の回路基板上のスイッチとの間に弾性体を介在させた防水用押釦スイッチ部材の構造が知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に開示される防水構造は、開口側を機器の外側に向けるように貫通孔に装着される弾性材料から成るカップ部材と、当該カップ部材の開口に挿入される軸部を備える押釦とを備え、カップ部材の内側に樹脂若しくは金属製の筒状ホルダを装着したものである。筒状ホルダの存在によって、カップ部材の形状を保持して貫通孔とカップ部材との密着性を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４４５２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような従来の防水構造には、次のような解決すべき問題がある。上記のカップ部材は、ケースの貫通孔との密着性を高めるため、シリコーンゴムに代表されるエラストマーから構成されている。当該密着性を高めるには、比較的硬度の低いエラストマーを用いるのが好ましい。一方、カップ部材は、ドームスイッチを押す構成部材でもあり、低硬度のエラストマーにて形成すると、スイッチの操作感が悪くなる。スイッチの操作感を良くするためには、カップ部材を高硬度のエラストマーで形成するのが好ましいが、貫通孔との密着性が劣り、防水性が低くなる。防水性を維持しつつ、スイッチの操作感を向上させるために、カップ部材の底面部分の厚さを薄くする方法も考えられるが、押圧操作の繰り返しにより、カップ部材の底面部分が破れやすくなり、製品寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解消すべくなされたものであって、防水性およびスイッチの押圧操作感が共に優れた防水用押釦スイッチ部材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】
【０００７】
本発明者は、防水機能を持たせる部位を低硬度のエラストマーで構成すると共に、押圧操作感を高める部位を高硬度のエラストマーで構成することにより、防水性と押圧操作感とを共に高めることができることを見出し、本発明に至った。具体的な防水用押釦スイッチ部材の形態は、以下のとおりである。
【０００８】
本発明の実施形態は、対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部と、当該筒状部の一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部とを連接して成り、それぞれの筒状部にその外周に沿って連続形成されるループ状のリブを１若しくは２以上備える第一弾性部材と、筒状部の両方の開口方向に開口し、第一弾性部材の内側に固定される筒状の補強部材と、第一弾性部材のフランジ部側に開口すると共にフランジ部と反対側に有底であって補強部材の内側に固定される第二弾性部材とを備え、第一弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、第二弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成される防水用押釦スイッチ部材である。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、第一弾性部材および第二弾性部材を、ともにシリコーンゴムで構成した防水用押釦スイッチ部材である。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、補強部材の外側面および内側面の両面に、それぞれ、第一弾性部材および第二弾性部材との接着性を高めるためのプライマー処理がなされている防水用押釦スイッチ部材である。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、第二弾性部材の底部の外側および内側のいずれか一方に、底部から離れる方向に突出するプランジャを備える防水用押釦スイッチ部材である。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、第二弾性部材の開口部から底部に向かって第二弾性部材の内側に形成される空間内に挿入配置される押釦を、さらに備える防水用押釦スイッチ部材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、押釦スイッチ部材を備える電子機器の防水性および押釦スイッチの押圧操作感を共に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部の平面図である。
【図４】図４は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の底面図である。
【図５】図５は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図であり、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示したものである。
【図６】図６は、図５に示す状態から組み立てた状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示す防水用押釦スイッチ部材の筒状部の近傍を示す断面図である。
【図８】図８は、図７に示す防水用押釦スイッチ部材の製造工程を示し、補強部材と第二弾性部材とを一体成形する状態を示す断面図である。
【図９】図９は、図８に示す一体成形工程後に金型から取り出した成形体を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す成形体を金型に配置して、第一弾性部材と当該成形体とを一体成形する状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、防水用押釦スイッチ部材の第一の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、防水用押釦スイッチ部材の第二の変形例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、クリック率の評価方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の防水用押釦スイッチ部材の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜１．防水用押釦スイッチ部材の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の斜視図である。図２は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図である。図３は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部の平面図である。図４は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の底面図である。
【００１７】
この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材１は、弾性材料から構成されると共に、対向する双方向（図１において上下方向）に開口する３個の筒状部２ａと、弾性材料から構成されると共に当該筒状部２ａの一方の開口部（図１において下方の開口部）から筒状部２ａの径方向外側に延出して形成されるフランジ部２ｂとを連接して成る第一弾性部材２を備える。フランジ部２ｂの好適な厚さ（Ｔ）、幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）は、それぞれ、０．２〜１．５ｍｍ、３．０〜１０．０ｍｍおよび７．０〜６０.０ｍｍである。３個の筒状部２ａは、細長いフランジ部２ｂ上において、ほぼ直線上に配置されている。筒状部２ａは、フランジ部２ｂとの結合部分から筒状部２ａの先端部分までの途中に、筒状部２ａの外周に沿って連続形成されると共に筒状部２ａの径方向外側に突出するループ状のリブ２１を備える。フランジ部２ｂは、その両端近傍に、それぞれ１つの貫通孔４を備える。貫通孔４は、例えば、防水用押釦スイッチ部材１を機器の筐体等に固定するために利用される。第一弾性部材２は、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等の弾性材料から成り、好ましくはシリコーンゴムから成る。
【００１８】
図２に示すように、防水用押釦スイッチ部材１は、各筒状部２ａの両開口方向に開口し、各筒状部２ａの内側に固定される筒状の補強部材３０を備える。各補強部材３０の両開口端面は、筒状部２ａの両開口側において露出している。補強部材３０は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄等の金属； ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂； アルミナ、窒化珪素、ジルコニア等のセラミックス； 黒鉛から好適に構成される。ただし、補強部材３０の材料は、これらに限定されず、第一弾性部材２および後述の第二弾性部材４０より硬度の高い材料であれば、どのような材料でも良い。
【００１９】
各補強部材３０の内側には、第一弾性部材２のフランジ部２ｂ側に開口すると共に、フランジ部２ｂと反対側に有底である第二弾性部材４０が固定されている。各第二弾性部材４０は、その底部の外側に、当該底部より小径で外方向に突出する１個のプランジャ４２を備える。第二弾性部材４０は、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等の弾性材料から成り、好ましくはシリコーンゴムから成り、第一弾性部材２よりも高硬度の材料から構成される。第一弾性部材２および第二弾性部材４０の各硬度については、後で詳述する。
【００２０】
第二弾性部材４０の内側には、袋状の空間７が形成されており、防水用押釦スイッチ部材１は、第二弾性部材４０の内側に形成される各空間７にそれぞれ挿入設置可能な押釦１３を備える。押釦１３は、空間７に挿入する軸１５と、その軸１５の一端に形成され、空間７の開口面より大面積のフランジ部１４とを備える。フランジ部１４は、好適には、その厚さ方向に段を有し、上段が下段より小面積となる形状を持つ。押釦１３は、特に材料に限定されず、例えば、樹脂、金属、セラミックス、ガラス等から形成される。押釦１３を、補強部材３０の材料と同じ材料で形成することもできる。
【００２１】
防水用押釦スイッチ部材１は、第一弾性部材２、補強部材３０および第二弾性部材４０を最小限の構成部材とし、その他に、押釦１３を備えることができる。このため、押釦１３を設けていない状態の構成でも、防水用押釦スイッチ部材１と称する。
【００２２】
図５は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図であり、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示したものである。図６は、図５に示す状態から組み立てた状態を示す断面図である。図７は、図６に示す防水用押釦スイッチ部材の筒状部の近傍を示す断面図である。
【００２３】
機器（例えば、携帯電話、携帯端末、テレビ、ラジオ、オーディオ機器等に代表される押しボタンを備える機器）の筐体５０は、第一弾性部材２の筒状部２ａを挿入可能な貫通孔５１を有する。機器は、筐体５０の内方であって貫通孔５１の位置にドーム型スイッチ６０を備える。ドーム型スイッチ６０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）６１上にリング状の電極板６２と、当該電極板６２の内側に配置される電極板６３と、電極板６２と電気的に接続される一方で電極板６３と電気的に接続されていない導電性のドーム６４とを備え、固定部材６５上に固定される。ドーム６４は、筒状部２ａ側からの押圧を受けて弾性変形し、電極板６３と接触する。この結果、電極板６２と電極板６３とが導通する。ドーム６４は、導電性材料（金属など）のみから構成されても良く、また、非導電性材料から構成されていてその内面に導電性材料をコートしたものでも良い。また、電極板６２は、リング状以外の形状であっても良く、また、その個数も１個ではなく２個以上であっても良い。なお、ドーム６４の頂上部に、プランジャ４２と接触可能な樹脂製あるいは金属製等の突起を形成しても良い。
【００２４】
補強部材３０は、筒状部２ａの内側に挿入した状態で固定されており、第二弾性部材４０は、補強部材３０の内側に挿入した状態で固定されている。当該固定の方法は、接着剤を用いた接着、加熱による溶着、嵌め込み、挟持等のいずれの方法でも良いが、防水性を確実にするためには、接着剤を用いた接着により固定するのが好ましい。接着剤を用いる場合、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂには、それぞれ、第一弾性部材２の筒状部２ａおよび第二弾性部材４０と強固に接着できるように、プライマー層３１を形成するのが好ましい。プライマー層３１の材料（プライマー）としては、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層３１の好適な厚さは、０．１〜１０μｍ程度である。また、補強部材３０に樹脂を用いる場合には、プライマーを塗布する代わりに、樹脂の表面を荒らすブラスト処理の他、プラズマ処理、ＵＶ処理、四塩化ケイ素ガス等を酸化炎で酸化させて得られる酸化ケイ素を補強部材３０の表面に付し、酸化ケイ素膜を形成するいわゆるイトロ処理等の表面処理を行っても良い。
【００２５】
補強部材３０を金属製の筒とした場合、補強部材３０の外側面３０ａと内側面３０ｂをそれぞれ第一弾性部材２および第二弾性部材４０にて被覆しているので、補強部材３０の防錆を図ることができる。特に、第一弾性部材２および第二弾性部材４０をシリコーンゴムで構成すると、シリコーンの撥水性によりさらに補強部材３０の耐食性が高まる。
【００２６】
筒状部２ａの外周に沿って連続形成されるリブ２１は、筒状部２ａを筐体５０の貫通孔５１に押し込んで組み込んだ状態において、貫通孔５１の内壁から圧縮を受けて変形する。これによって、高い防水機能を実現できる。また、リブ２１は、筒状部２ａの可動域にて筺体５０の貫通孔５１から外れない位置と大きさにて筒状部２ａに形成されている。
【００２７】
第一弾性部材２は、筐体５０の貫通孔５１の内壁との密着性を高めることにより、高い防水性を維持する必要から、硬度の低い弾性体から成る。具体的には、第一弾性部材２として、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体が用いられる。当該硬度が６０を超えると、リブ２１の変形量が低下し、貫通孔５１の内壁との間に隙間が生じやすくなり、防水性が劣る。一方、当該硬度が６０以下の弾性体にて第一弾性部材２を構成すると、リブ２１が柔軟に変形しやすくなり、防水性を高く維持できる。
【００２８】
第二弾性部材４０は、その底部４１の外側に形成されるプランジャ４２にてドーム６４を押圧し、スイッチを入れる役割を持つ部材である。押圧操作感を高めるため、第二弾性部材４０は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から成る。当該硬度が７０未満の弾性体にて第二弾性部材４０を構成すると、ドーム６４を押すときに、第二弾性部材４０の押圧方向の変形量が大き過ぎ、押圧操作感が低下する。一方、当該硬度が７０以上の弾性体にて第二弾性部材４０を構成すると、第二弾性部材４０の押圧方向の変形量が小さく、押圧操作感が向上する。
【００２９】
第一弾性部材２および第二弾性部材４０の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ポリエーテル系共重合体、エピクロルヒドリン系共重合体等が用いることができ、これらを単体で用いても、２種以上を混合して用いることもできる。第一弾性部材２および第二弾性部材４０の材料として上記に例示列挙した材料の中でも特に好ましい材料は、シリコーンゴムである。弾性体の硬度は、用いる未架橋ゴム材料の種類、架橋の程度、フィラーの添加量などによって変化し得る。第一弾性部材２の硬度よりも第二弾性部材４０の硬度を大きくするには、各弾性部材２，４０の未架橋ゴム材料を変える他、同じ未架橋ゴム材料を用いる場合でも、第二弾性部材４０の架橋化をより促進させ、あるいは第二弾性部材４０中に混合するフィラーの添加量をより多くする方法を採ることができる。
【００３０】
＜２．防水用押釦スイッチ部材の製造方法＞
（１）プライマー層の形成工程
成形に先立ち、補強部材３０のプライマー処理を行う。補強部材３０へのプライマー層３１の形成は、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂにプライマーを塗装する方法、あるいは補強部材３０を網かごの中に入れてプライマー溶液中に浸漬する方法などにより、好適に行われる。プライマー処理の後、補強部材３０を、所定時間、乾燥することにより、プライマー層３１の形成が完了する。また、イトロ処理によってプライマー層３１を形成する場合には、補強部材３０の外側面３０ａおよび内側面３０ｂに、四塩化ケイ素ガス等を酸化炎で酸化させて酸化ケイ素膜を形成する。
【００３１】
（２）第一次一体成形工程
図８は、図７に示す防水用押釦スイッチ部材の製造工程を示し、補強部材と第二弾性部材とを一体成形する状態を示す断面図である。図９は、図８に示す一体成形工程後に金型から取り出した成形体を示す断面図である。
【００３２】
第一の金型７０にプライマー処理後の補強部材３０をセットし、補強部材３０の内側に所定配合後シート状に分出し加工された未架橋状態のエラストマー組成物９０を入れ、その上から第二の金型８０を被せる。第二の金型８０は、空間７を形成するための突出部８１を備える。また、第一の金型７０は、プランジャ４２を形成するための凹部７１を備える。所望の温度・圧力にて所定時間、圧縮加熱することにより、図９に示すように、補強部材３０の内側に第二弾性部材４０を固定した状態の成形体１００が出来上がる。
【００３３】
なお、上述の第一次一体成形後に、補強部材３０の外側面３０ａに、再度、プライマー層３１を形成しても良い。また、プライマー層３１の形成を２段階に分け、第一次一体成形前に、補強部材３０の内側面３０ｂのみにプライマー層３１を形成し、第一次一体成形後に、補強部材３０の外側面３０ａのみにプライマー層３１を形成するようにしても良い。
【００３４】
（３）第二次一体成形工程
図１０は、図９に示す成形体を金型に配置して、第一弾性部材と当該成形体を一体成形する状態を示す断面図である。
【００３５】
第一次一体成形後、図９に示す成形体１００を、第三の金型１１０にセットし、補強部材３０の外側に、所定配合後シート状に分出し加工された未架橋状態のエラストマー組成物１３０を入れ、その上から第四の金型１２０を被せる。第三の金型１１０は、空間７に挿入するための突出部１１１を備える。第四の金型１２０は、リブ２１を形成するための凹部１２１を備える。所望の温度・圧力にて所定時間、圧縮加熱することにより、補強部材３０の外側に第一弾性部材２を一体成形した状態の防水用押釦スイッチ部材１が出来上がる。
【００３６】
（４）組み立て
第二次一体成形工程後、押釦１３を筒状部２ａ内の空間７に挿入し、防水用押釦スイッチ部材１の組み立てが完了する。
【００３７】
＜３．防水用押釦スイッチ部材の変形例＞
図１１は、防水用押釦スイッチ部材の第一の変形例を示す断面図である。図１２は、防水用押釦スイッチ部材の第二の変形例を示す断面図である。
【００３８】
図１１に示すように、第二弾性部材４０の底部４１の外側にプランジャを形成しない防水用押釦スイッチ部材１を製造することもできる。その場合、押圧操作感を向上させるために、ドーム６４の頂上部に、底部４１に向けて突出するプランジャを形成するのが好ましい。
【００３９】
また、図１２に示すように、第二弾性部材４０の底部４１の外側および内側の両方にプランジャ４２およびプランジャ４３を、それぞれ形成した防水用押釦スイッチ部材１を製造することもできる。
【００４０】
また、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材は、上述の実施の形態に限定されず、種々変形を施して実施することもできる。
【００４１】
上述の実施の形態では、補強部材３０は、フランジレスのスリーブ形状であるが、フランジ部２ｂ側の開口部分にフランジ部を備えても良い。同様に、第二弾性部材４０は、フランジ部２ｂ側の開口部分にフランジ部を備えていても良い。また、第一弾性部材２の筒状部２ａの外周部分に形成されるリブ２１は、筒状部２ａの長さ方向に２段以上形成しても良い。筒状部２ａのドーム６４方向の開口端を、補強部材３０の同方向の開口端よりもドーム６４方向に突出させ、あるいは補強部材３０のドーム６４方向の開口端を、筒状部２ａの同方向の開口端よりもドーム６４方向に突出するようにしても良い。
【００４２】
補強部材３０と第一弾性部材２あるいは第二弾性部材４０との一体成形において、未架橋ゴム材料の金型内への投入方法は、圧縮成型、射出成型、トランスファー成型、押出成型などにより行うことができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の防水用押釦スイッチ部材の実施例について説明する。
【００４４】
＜１．防水用押釦スイッチ部材の製造＞
ＳＵＳ３０４製の筒状の補強部材３０（内径：２．６５ｍｍ、外径：２．９５ｍｍ、長さ：１．５５ｍｍ）の外側面３０ａおよび内側面３０ｂに、信越化学工業株式会社製のプライマー（商品名：プライマーＮｏ．２３）を塗装し、３０分間風乾し、乾燥機にて１００℃、６０分間の加熱処理を行い、補強部材３０にプライマー層３１を形成した。
【００４５】
次に、図８に示す第一の金型７０および第二の金型８０を用意し、上述のプライマー層３１付きの補強部材３０を第一の金型７０にセットし、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ−９８１Ｕ）１００重量部に信越化学工業株式会社製の架橋剤（商品名：Ｃ−８）２重量部を混練しシート状に分出した未架橋状態のシリコーンゴムＡを補強部材３０の内側に投入し、第二の金型８０を被せて型締めした。その後、第一の金型７０および第二の金型８０を、１８０ｋｇ／ｃｍ２加圧下、１７０℃にて５分間、加熱した。次に、充分に冷却した後、第一の金型７０と第二の金型８０とを開き、第二弾性部材４０と補強部材３０とが一体となった成形体１００（図９を参照）を取り出した。第二弾性部材４０は、内径：２．５５ｍｍ、外径：２．６５ｍｍ、ベース厚み：０．３ｍｍ、押し子長さ：０．６ｍｍ、押し子径：０．２ｍｍの形状であった。
【００４６】
次に、図１０に示す第三の金型１１０および第四の金型１２０を用意し、成形体１００を第三の金型１１０にセットし、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ−９３１Ｕ）１００重量部に信越化学工業株式会社製の架橋剤（商品名：Ｃ−８）２重量部を混練しシート状に分出した未架橋状態のシリコーンゴムＢを補強部材３０の外側に投入し、第四の金型１２０を被せて型締めした。その後、第三の金型１１０および第四の金型１２０を、１８０ｋｇ／ｃｍ２加圧下、１７０℃にて５分間、加熱した。次に、充分に冷却した後、第三の金型１１０と第四の金型１２０とを開き、第一弾性部材２と補強部材３０と第二弾性部材４０とが一体となった成形体を取り出した。第一弾性部材２の筒状部２ａは、リブ２１以外の部分にて、内径：２．９５ｍｍ、外径：３．４５ｍｍであり、リブ２１の最も突出した部分にて、外径：３．８５ｍｍの形状であった。
【００４７】
上記の製造工程により製造した防水用押釦スイッチ部材１は、補強部材３０の内側にタイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）による硬度が８０の第二弾性部材４０を固着し、補強部材３０の外側にタイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）による硬度が３０の第一弾性部材２を固着している。この他、未架橋状態のシリコーンゴムＡのシリコーンゴムコンパウンドとして、別の５種類のシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−９３１Ｕ，ＫＥ−９４１Ｕ，ＫＥ−９５１Ｕ，ＫＥ−９６１Ｕ，ＫＥ−９７１Ｕ）を用い、未架橋状態のシリコーンゴムＢのシリコーンゴムコンパウンドとして、別の５種類のシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業株式会社製の商品名：ＫＥ−９４１Ｕ，ＫＥ−９５１Ｕ，ＫＥ−９６１Ｕ，ＫＥ−９７１Ｕ，ＫＥ−９８１Ｕ）を用いた。この結果、各６種類のシリコーンゴムコンパウンドを用いた第一弾性部材２と第二弾性部材４０とを組み合わせた合計３６種類の防水用押釦スイッチ部材１を用意した。
【００４８】
＜２．特性評価＞
各防水用押釦スイッチ部材１は、それぞれ、次のような防水性と押圧操作性の評価に供した。
【００４９】
（１）防水特性の評価方法
エア回路による差圧式にて、各防水用押釦スイッチ部材１の防水性を評価した。この方法は、被検品を納めたタンクと基準タンクの圧力差によって判断する方法であり、両タンクは、同一回路でつながっている。装置内に、被検品を所定形状の治具に入れて加圧し、一定時間経過後の回路内の差圧が１ｋＰａ以内の場合に合格とし、それ以上の場合には不合格とした。
【００５０】
（２）押圧操作性の評価方法
アイコーエンジニアリニング株式会社製のフィーリングテスター（品番： ＭＯＤＥＬ１０１３）を用いて、下面直径が１．８ｍｍ以上で上面直径が２．２ｍｍ以下の略円柱状の軸を有する押釦１３を第二弾性部材４０の空間７内に装着し、押圧操作を行ったときのクリック率（％）にて、押圧操作感の良し悪しを評価した。クリック率とは、図１３に示すストローク−荷重曲線において、押釦１３を押し込んでいったときに、ドーム６４がへこむ直前の最大荷重（Ｆ１）と、ドーム６４がへこんで最も荷重が小さくなったときの最小荷重（Ｆ２）とを用いて表され、１００×（Ｆ１−Ｆ２）／Ｆ１で算出される値である。クリック率の数値が大きいほど、押圧操作感が良い。ドーム型スイッチ６０のドーム６４部分を押釦１３にて直接押圧したときのクリック率は３９％であった。したがって、第二弾性部材４０を介して押圧したときに、３９％に近くなるのが理想的な押圧操作感である。
【００５１】
＜３．評価結果＞
表１に、各６種類のシリコーンゴムコンパウンドを組み合わせて製造した３６種類の防水用押釦スイッチ部材の特性評価の結果を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示すように、第一弾性部材２の硬度が６０以下の場合に、良好な防水性を維持することができる一方、硬度が６０を超えると防水性が低下した。また、第二弾性部材４０の硬度が７０以上になると、クリック率が３０％以上となり、良好な押圧操作感が得られる一方、硬度が７０未満ではクリック率が２０％以下となり、良好な押圧操作感が得られなかった。以上より、補強部材３０の外側に固定される第一弾性部材２の硬度を６０以下の低硬度弾性材料で構成し、かつ補強部材３０の内側に固定される第二弾性部材４０の硬度を７０以上の高硬度弾性材料で構成することにより、防水性と押圧操作感の両特性を良好にすることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、防水機器に組み込まれる押釦スイッチ部材として利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 防水用押釦スイッチ部材
２ 第一弾性部材
２ａ 筒状部
２ｂ フランジ部
７ 空間
１３ 押釦
２１ リブ
３０ 補強部材
３０ａ 外側面
３０ｂ 内側面
３１ プライマー層
４０ 第二弾性部材
４１ 底部
４２ プランジャ
４３ プランジャ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部と、当該筒状部の一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部とを連接して成り、それぞれの上記筒状部にその外周に沿って連続形成されるループ状のリブを１若しくは２以上備える第一弾性部材と、
上記筒状部の両方の開口方向に開口し、当該第一弾性部材の内側に固定される筒状の補強部材と、
上記第一弾性部材の上記フランジ部側に開口すると共に上記フランジ部と反対側に有底であって、上記補強部材の内側に固定される第二弾性部材と、
を備え、
上記第一弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、
上記第二弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成されることを特徴とする防水用押釦スイッチ部材。
【請求項２】
前記第一弾性部材および前記第二弾性部材は、ともに、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項３】
前記補強部材の外側面および内側面の両面に、それぞれ、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材との接着性を高めるためのプライマー処理がなされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項４】
前記第二弾性部材の底部の外側および内側のいずれか一方に、上記底部から離れる方向に突出するプランジャを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項５】
前記第二弾性部材の開口部から底部に向かって前記第二弾性部材の内側に形成される空間内に挿入配置される押釦を、さらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項１】
対向する双方向に開口する１または２以上の筒状部と、当該筒状部の一方の開口部からその径方向外側に延出して形成されるフランジ部とを連接して成り、それぞれの上記筒状部にその外周に沿って連続形成されるループ状のリブを１若しくは２以上備える第一弾性部材と、
上記筒状部の両方の開口方向に開口し、当該第一弾性部材の内側に固定される筒状の補強部材と、
上記第一弾性部材の上記フランジ部側に開口すると共に上記フランジ部と反対側に有底であって、上記補強部材の内側に固定される第二弾性部材と、
を備え、
上記第一弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が６０以下の弾性体から構成され、
上記第二弾性部材は、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳ Ｋ６２５３）により測定される硬度が７０以上の弾性体から構成されることを特徴とする防水用押釦スイッチ部材。
【請求項２】
前記第一弾性部材および前記第二弾性部材は、ともに、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項３】
前記補強部材の外側面および内側面の両面に、それぞれ、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材との接着性を高めるためのプライマー処理がなされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項４】
前記第二弾性部材の底部の外側および内側のいずれか一方に、上記底部から離れる方向に突出するプランジャを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の防水用押釦スイッチ部材。
【請求項５】
前記第二弾性部材の開口部から底部に向かって前記第二弾性部材の内側に形成される空間内に挿入配置される押釦を、さらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の防水用押釦スイッチ部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３９４５（Ｐ２０１２−３９４５Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８０２６（Ｐ２０１０−１３８０２６）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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