JPH05192998A - エンボス用プレス金型、及びエンボススイッチ部の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短い間隔でエンボス部を形成するのに適した
エンボス用プレス金型、及び短い間隔でエンボススイッ
チ部を形成する際の方法を提供する。 【構成】 柱状のエンボスキー４を有する雄金型１と、
エンボスキー４の先端部分が遊挿可能な凹部１３が設け
られた雌金型２とから構成され、雄金型１には、エンボ
スキー４が挿入可能な貫通穴１２を有する可動板５が、
エンボスキー４に沿って上下動可能な状態で払出しバネ
７を介して取付けられ、エンボスキー４の先端部分は、
払出しバネ７が圧縮されて可動板５が移動した際に可動
板５の表面から突出し、雌金型２には、凹部１３の輪郭
周辺部分に隆起した段差部分３が設けられている。又、
上記の雄金型と雌金型との間にシート基材を挟み、加圧
してシート基材の表面にエンボススイッチ部を形成させ
る際、シート基材と金型との位置決めを数値制御により
行うことで、スイッチ部の位置精度が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート基材上に、短い
間隔で複数個のエンボススイッチ部を成形するのに適し
た構造を有するエンボス用プレス金型に関するものであ
る。又、本発明は、このエンボス用プレス金型を用い
て、エンボススイッチ部を形成する際の方法に関するも
のでもある。

【０００２】

【従来の技術】最近では、各種の産業機器のスイッチ部
に、エンボススイッチシートが利用されてきており、こ
のようなシートを製造する際の最も一般的な方法として
は、金型を用いたプレス加工方法が挙げられる。そし
て、この場合において主に使用されるエンボス用プレス
金型としては、複数個のエンボスキーが配列された雄金
型と、この各エンボスキーに対応する凹部が複数個配列
された雌金型とから構成される金型がある。ところが、
このようなプレス金型は比較的大きなものであり、又、
これを用いてエンボススイッチシートを製造する場合に
は、一つのパターンについて一台の専用金型が必要とな
る。従って、このようなプレス金型は、コストが高価で
あるために、少量生産品について適したものではない。
又、このようなプレス金型は、同一のエンボスキー配列
が複数個配列されたものを成形する場合には基準点を適
宜設け、これを基準に同一のエンボスキー配列を複数回
プレスすることによって対応可能であるが、最近ではパ
ターンが複雑化してきており、この方法によって対応不
可能な場合が多く、普及していないのが現状である。更
に、このようなプレス金型の場合には、成形時において
シート全体に熱が加わるので、エンボススイッチ部の位
置精度に問題があり、使用される基材シートの大きさに
も限界があった。

【０００３】そこで、このような問題を解決するエンボ
ス用プレス金型として、単一のエンボスキーを有する雄
金型と、これに対応した凹部が設けられた雌金型とから
構成される金型が提案され、このような構造の金型をス
テップ送りにより、リピート加工して複数個のエンボス
スイッチ部を形成させる方法が行われるようになってき
た。このようなエンボス用プレス金型としては、例えば
図６に示される構造のものが挙げられ、エンボスキー４
を有する雄金型１と、凹部１３が設けられた雌金型２と
の間には、成形に使用されるシート１０が挟まれる。
尚、移動側の雄金型１には、払出しバネ７によって支持
された可動板５が取付けられており、エンボスキー４
は、ヒーター１９によって加熱されるようになってい
る。そして、雄金型１を下方へ移動させると、図７に示
されるように可動板５がシート１０を介した状態で、固
定側の雌金型２と接触し、払出しバネ７が圧縮されるこ
とで、エンボスキー４の先端部分が、可動板５の表面か
ら下方へ突出してシート１０を押しながら、雌金型２の
凹部１３に挿入されることによってシート基材１０が変
形し、凸状のエンボススイッチ部が形成できる。尚、成
形が完了した後には、雄金型１を上方へ引き上げ、シー
ト１０の位置を移動させるか、あるいはエンボス用プレ
ス金型の位置を移動させて、次のプレス工程を行う。

【０００４】しかしながら、図６に示されるようなエン
ボス用プレス金型を使用した場合にあっては、近接する
位置にエンボススイッチ部を形成させる際、先に成形し
たエンボススイッチ部が、可動板５と雌金型２の間に挟
まれて破壊されるという問題点があり、このため、エン
ボススイッチ部間の距離を小さくすることに限界があ
り、比較的エンボス部間の距離の広いものしか製造でき
なかった。又、従来のエンボススイッチ部の形成方法に
あっては、ステップ加工精度に問題があり、位置精度の
高いエンボススイッチシートを得ることができなかっ
た。

【０００５】上述の如く、これまでに、基材シートの大
きさに左右されることなく複雑化したエンボススイッチ
の配列パターンにも適応でき、しかもシート基材上に短
い間隔で複数個のエンボススイッチ部を成形するのに適
した構造を有するエンボス用プレス金型は提案されてい
ない。又、凸状のエンボススイッチ部を、低価格で、簡
単に、しかも位置精度良く形成されるのに適した方法に
ついても、これまでに報告されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
るエンボス用プレス金型の問題点を解決し、シート基材
上に、短い間隔（２ｍｍ程度）で複数個のエンボススイ
ッチ部が設けられたエンボススイッチシートを製造する
のに適した構造を有する、エンボス用プレス金型を提供
することを課題とする。又、簡単に、位置精度良く、エ
ンボススイッチ部を形成させる際の方法を提供すること
も、本発明の課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のエンボス用プレ
ス金型は、柱状体のエンボスキーを有する雄金型と、上
記エンボスキーの先端部分が遊挿可能な凹部が設けられ
た雌金型とから構成されるものであって、上記雄金型に
は、上記エンボスキーが挿入可能な貫通穴を有する可動
板が、上記エンボスキーに沿って上下動可能な状態で払
出しバネを介して取付けられており、上記エンボスキー
の先端部分は、上記払出しバネが圧縮されて上記可動板
が移動した際に、上記可動板の表面から突出するように
なっていること、及び上記雌金型の、上記可動板側の表
面には、上記凹部の外周部分に、隆起した段差部が設け
られていることを特徴とする。

【０００８】まず、本発明のエンボス用プレス金型の一
例を図面に示し、本発明を詳細に説明する。図１は、本
発明のエンボス用プレス金型の構造を示す図であって、
同時に、プレス加工時におけるシート基材１０の位置関
係も表されている。

【０００９】図１に示されるように、本発明のエンボス
用プレス金型は、柱状体のエンボスキー４を有する雄金
型１と、上記エンボスキー４の先端部分が遊挿可能な凹
部１３が設けられた雌金型２とから構成されており、雄
金型１にあっては、平板状の取付け板６に柱状体のエン
ボスキー４が一体化され、平板状の可動板５が、上下動
可能な状態でコイル状の払出しバネ７を介して、取付け
板６に取付けられている。この場合において、払出しバ
ネ７の中心部を通るようにして吊りボルト８が設けられ
ている。しかも、この可動板５には、エンボスキー４が
挿入可能な大きさの貫通穴１２が設けられており、図１
に例示されるものにあっては、可動板５が移動する前の
状態において、エンボスキー４の先端部分が貫通穴１２
に一部挿入されている。本発明では、可動板５の移動と
共にエンボスキー４の先端部分が貫通穴１２に挿入され
るものとしても良い。そして、このエンボスキー４の先
端部分は、払出しバネ７が圧縮されて可動板５が移動し
た際、可動板５の表面から突出して、シート基材１０上
にエンボススイッチ部を形成する。取付け板６に設けら
れた固定用ボルト穴９は、雄金型１をエンボス加工用プ
レス機に取付ける際に使用されるものである。

【００１０】本発明では、柱状体のエンボスキー４の断
面形状が特に限定されるものではなく、円柱状のもので
あっても、角柱状のものであっても良く、成形するエン
ボススイッチ部の形状に応じて適宜選ぶことができる。
又、払出しバネ７は、図１に例示されるものでは２個描
かれているが、可動板５を安定して支持するためには４
箇所に設けられることが好ましい。更に、図１には表さ
れていないが、エンボスキー４はプレス加工時には加熱
されて使用されるために、エンボスキー４の背面側にヒ
ーターを取付けるための部分を設けても良い。もちろ
ん、本発明の雄金型１が取付けられる、プレス機の金型
固定板にヒーターを取付けることも可能である。

【００１１】一方、雌金型２には、上記のエンボスキー
４の先端部分が遊挿可能な大きさの凹部１３が設けら
れ、この凹部１３の形状は、エンボスキー４の断面形状
と同様のものであって、凹部１３の深さについては、形
成しようとするエンボススイッチ部の高さより深ければ
特に限定されるものではない。本発明では、エンボスキ
ー４の外径と、凹部１３の内径との差によって形成され
る隙間の大きさが特に重要であり、この隙間は、エンボ
ス加工を行うシート基材１０の厚み及び種類に応じて適
宜調整される。具体的な隙間の大きさとしては、例えば
厚さ０．３〜０．４ｍｍのポリウレタンシートを使用す
る場合には約０．４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのポリウレタ
ンシートでは約０．５ｍｍ、厚さ０．１〜０．２ｍｍの
ポリエステルシート、ポリカーボネートシート及び軟質
ポリ塩化ビニルシートでは約０．２ｍｍが好ましい。

【００１２】又、本発明における雌金型２の可動板５側
の表面には、図１に示されるようにエンボスキー４の先
端部分が遊挿可能な凹部１３の外周部分に、エンボスキ
ー４の移動方向に隆起した段差部３が設けられており、
このような枠体状の段差部３が存在することによって、
隣接するエンボススイッチ部間の距離を短くすることが
可能となる。即ち、本発明では、この段差部３の幅が、
エンボススイッチ部間の最小間隔に対応し、段差部３の
高さが、成形により得られるエンボススイッチ部の高さ
より大きいことで、先に成形されたエンボススイッチ部
が段差部によって保護され、隣接する部分にエンボスス
イッチ部を成形しても破壊されることがない。本発明で
は、段差部３の幅は最低２ｍｍ程度まで可能であり、段
差部３の高さは特に限定されるものではないが、一般的
には１ｍｍ程度である。尚、雌金型２についても、雄金
型１と同様、雌金型２をエンボス加工用プレス機に取付
けるための固定用ボルト穴９が設けられている。

【００１３】又、本発明は、上述の構造を有するエンボ
ス用プレス金型を用いて、エンボススイッチ部を形成す
る際の方法でもあり、この方法は、上述の構造を有する
エンボス用プレス金型を使用し、雄金型と雌金型との間
にシート基材を挟み、加圧してシート基材の表面に、エ
ンボスキーの先端部分の陰型形状を有したエンボススイ
ッチ部を形成させるもので、シート基材と、前述のエン
ボス用プレス金型との位置決めが数値制御により行われ
ることを特徴とする。

【００１４】図２には、本発明の方法において使用され
る数値制御付きエンボス用プレス機の構造が示されてお
り、前述のエンボス用プレス金型の雄金型１と雌金型２
は、それぞれプレス機の金型固定板１４及び金型固定台
１５に取付けられている。そして、図２に示されるプレ
ス機にあっては、雄金型１が取付けられた金型固定部１
４が、フレーム１８に取付けられたエアシリンダー１６
によって上下に移動する。又、このプレス機では、シー
ト基材１０が、数値制御駆動部１７、いわゆるＸ，Ｙテ
ーブルによって位置移動するようになっており、図２に
は表されていないが、この数値制御駆動部１７は、Ｘ，
Ｙテーブル数値制御コントローラに接続されている。
尚、本発明において一般的に使用されるエンボス用プレ
ス機は、エアー式又は油圧式のプレス機であって、可動
側の雄金型１の昇降速度、及びプレス時間が調整可能な
ものである。本発明では、シート基材１０がエンボス用
プレス金型に対して数値制御されて位置移動するもので
あっても良いし、あるいは上記のエンボス用プレス金型
がシート基材１０に対して数値制御されて位置移動する
ものであっても良い。

【００１５】このように本発明では、シート基材１０と
エンボス用プレス金型との位置決めが数値制御駆動部１
７により行われるために、プレス成形に形成されるエン
ボススイッチ部の位置精度を著しく向上させることがで
き、ステップ加工における精度は±０．１ｍｍの範囲内
まで可能である。従って、本発明のエンボス用プレス金
型を使用し、シート基材を順次数値制御によって移動さ
せることにより得られるエンボススイッチシートは、所
望の位置に精度良くエンボススイッチ部が形成されたも
のとなる。尚、本発明では、成形をテスト的に実施する
場合、数値制御駆動部１７の代わりに、エンボススイッ
チ部のピッチに相当する間隔で、シート基材にドリルを
用いて穴を開け、プレス機側にシート基材を固定するた
めのピンを設けて、この穴にピンを差し込んでも良く、
この場合にはプレス加工後、順にシート基材の位置を移
動させることで、簡単に、しかも安価に同一形状のエン
ボススイッチ部を複数個形成させることができる。

【００１６】本発明においては、一般に厚さが１００〜
５００μｍのプラスチックシートが使用でき、このよう
なシート基材上に、上述のエンボス用プレス金型でプレ
ス加工を行い、凸状のエンボススイッチ部を形成する。
本発明において使用可能なシート基材１０の具体的なも
のとしては、ポリエステルシート、ポリカーボネートシ
ート、ポリウレタンシート、軟質ポリ塩化ビニルシート
等が挙げられる。もちろん、これらのシートの大きさ
は、プレス機の大きさや数値制御駆動部の大きさに応じ
て適宜選ぶことができる。

【００１７】本発明では、エンボスプレス加工を行う
際、金型を加熱するが、この時の加熱方法は使用するシ
ート基材の種類によって異なる。即ち、ポリウレタンシ
ートを加工する場合には雄金型１及び雌金型２の両方を
加熱する必要があり、ポリエステルシート、ポリカーボ
ネートシート及び軟質ポリ塩化ビニルシートを加工する
場合には、雄金型１だけを加熱すれば良い。尚、エンボ
スキー４の加熱温度、及び接触時間（成型時間）につい
ては、シートの種類及び厚みによって適宜選ばれるもの
ではあるが、ポリエステルシート、ポリカーボネートシ
ート及び軟質ポリ塩化ビニルシートの場合には、６０〜
８０℃で５〜２０秒が好ましい。これに対して、シート
基材がポリウレタンシートである場合には、ステップ加
工中に隣接するエンボス部が変形し易い傾向があり、こ
れを防止するためには成型条件を選ぶ必要がある。一般
に、ポリウレタンシートの成型条件としては、８０〜１
２０℃で５〜６０秒が好ましい。

【００１８】次に、本発明によりエンボススイッチシー
トを製造する際の工程について図３及び図４を用いて説
明する。図３は、図１に示される本発明のエンボス用プ
レス金型を用いてプレス加工を行う前の状態を表したも
のであり、雄金型１と雌金型２との間には、成形に使用
されるシート基材１０が挟まれている。尚、シート基材
１０の、凹部１３より左側には、先に成形されたエンボ
ススイッチ部１１が表されており、移動側の雄金型１の
エンボスキー４は、ヒーター１９によって６０〜８０℃
に加熱されるようになっている。

【００１９】一方、図４は、図３に示される雄金型１が
下方へ移動し、シート基材１０にエンボススイッチ部１
１が形成される際の状態を示したものである。図４に示
される状態にあっては、可動板５がシート１０を介した
状態で、固定側の雌金型２と接触し、払出しバネ７が圧
縮されている。しかも、図３では可動板５の表面から突
出していなかったエンボスキー４の先端部分が、図４に
おいては可動板５の表面から下方へ突出して凹部１３側
に挿入され、シート１０を下方へ押して、凸状のエンボ
ススイッチ部１１を形成する。尚、この場合において、
先に成形されたエンボススイッチ部１１は、段差部３の
高さによって形状が保護され、エンボススイッチ部１１
間の幅が、段差部３の幅に対応したものとなる。そし
て、成形が完了した後、雄金型１を上方へ引き上げ、同
様の工程を繰り返し行うことで、種々のキー配列に応じ
たスイッチシートを製造することができる。この際、図
２に示されるようにして、シート基材１０の位置を数値
制御駆動部１７により制御することで、非常にエンボス
スイッチ部の位置精度の高いスイッチシートを得ること
ができる。

【００２０】尚、本発明において使用されるシート基材
１０は、単体のプラスチックフィルムであっても、複数
のフィルムが積層されたものであっても良いが、特に好
ましいシート基材１０としては、図５に示される断面構
造を有するものが挙げられる。この図５に示される積層
体においては、エンボスキー４が接触する最外層に、接
着剤塗布紙、又は接着剤塗布フィルム２４が設けられ、
中心基材２０の一方の面には印刷部２２が設けられて、
その両面が保護フィルム２１及び２３で保護されてい
る。接着剤塗布紙、又は接着剤塗布フィルム２４が設け
られるのは、印刷部２２を保護する保護フィルム２３側
である。

【００２１】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的
に説明するが、本発明は、これに限定されるものではな
い。

【実施例】

実施例 断面形状が実質的に１８．０ｍｍ角の正方形である角柱
状のエンボスキーを有し、このエンボスキーが貫通し得
る貫通穴が設けられた可動板が、払出しバネによって支
持された状態で取付けられている、図１に示される構造
の雄金型を作製した。この際、貫通穴の大きさは、エン
ボスキーの周囲に０．０５ｍｍのクリアランスができる
ようにし、払出しバネが圧縮されて可動板が移動した際
に、エンボスキーの先端部分が貫通穴を通って可動板の
表面から突出するようにした。一方、雌金型には、図１
に示されるような、雄金型のエンボスキーに対応する位
置に、エンボスキーの先端部分が遊挿可能な凹部を設
け、可動板側の表面には、凹部の外周部分に、隆起した
段差部を形成させた。尚、この段差部の幅及び高さは、
それぞれ約２ｍｍ、約１ｍｍとし、凹部の大きさとして
は、エンボスキーが挿入された際、その外周に０．２ｍ
ｍのクリアランスができるようにした。

【００２２】このようにして作製したエンボス用プレス
金型の、雄金型及び雌金型を、図２に示されるようにし
て、数値制御駆動部が設けられたエアー式エンボス用プ
レス機に取付け、雄金型が、フレームに取付けられたエ
アシリンダーによって上下動するようにした。尚、この
雄金型側の金型固定板の内部には、図３に示されるよう
に、エンボスキーを加熱するためのヒーターを設け、数
値制御駆動部を数値制御駆動コントローラと接続した。
そして、この数値制御駆動部に、シート基材として厚さ
約０．２ｍｍのポリエステルフィルムを取付け、約８０
℃に加熱されたエンボスキーが、シート基材と接触する
ように雄金型を移動させ、シート基材に、高さ約１ｍｍ
の凸状のエンボススイッチ部を形成させた。この際、成
形時間は５秒とした。

【００２３】このような本発明のエンボス用プレス金型
を用い、かつ、シート基材を数値制御して移動させるこ
とにより得られたエンボススイッチシートは、約１８ｍ
ｍ角の凸状のエンボススイッチ部が、約２ｍｍの間隔を
置いて形成されたものであって、各スイッチ部の位置精
度は±０．２ｍｍ以下であった。しかも、このようにし
て得られたエンボススイッチシートは、指が接触する側
の表面に凸状のエンボススイッチ部が形成されるため、
指の接触感覚によりスイッチの位置を容易に認識するこ
とができ、又、操作時における指の接触感覚にも優れた
ものであった。

【００２４】

【発明の効果】本発明のエンボス用プレス金型は、雌金
型側に段差部が設けられることによって、エンボススイ
ッチ部間の間隔を２ｍｍ程度にまで小さくすることがで
きる。又、このような構造の金型を用い、しかもシート
基材を数値制御により位置移動させる本発明の方法によ
り、エンボススイッチ部の位置精度が非常に優れたエン
ボススイッチシートを得ることができ、このスイッチシ
ートは、各種産業機器の操作盤、リモコンスイッチ、カ
ード電卓、電子手帳等に適したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるエンボスプレス用金型の構
造を示す図である。

【図２】図１に示されるエンボスプレス用金型を、数値
制御駆動部１７を有するエンボスプレス機に取り付けた
際の状態を示す図である。

【図３】図１に示されるエンボスプレス用金型を用いて
プレス加工を行う前の状態を示す図である。

【図４】図３に示される雄金型１が下方へ移動し、プレ
ス加工が完了した際の状態を示す図である。

【図５】本発明に使用されるシート基材１０の、好まし
い断面構造図である。

【図６】従来のエンボスプレス用金型を用いた場合の、
プレス加工前の状態を示す図である。

【図７】図６に示される雄金型が下方へ移動し、プレス
加工が完了した際の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 雄金型 ２ 雌金型 ３ 段差部 ４ エンボスキー ５ 可動板 ６ 取付け板 ７ 払出しバネ ８ 吊りボルト ９ 固定用ボルト穴 １０ シート基材 １１ エンボススイッチ部 １２ 貫通孔 １３ 凹部 １４ 金型固定板 １５ 金型固定台 １６ エアシリンダー １７ 数値制御駆動部 １８ フレーム １９ ヒーター ２０ 中心基材 ２１ 保護フィルム ２２ 印刷部 ２３ 保護フィルム ２４ 接着剤塗布紙、又は接着剤塗布フィルム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状体のエンボスキー４を有する雄金型
   １と、上記エンボスキー４の先端部分が遊挿可能な凹部
   １３が設けられた雌金型２とから構成されるものであっ
   て、 上記雄金型１には、上記エンボスキー４が挿入可能な貫
   通穴１２を有する可動板５が、上記エンボスキー４に沿
   って上下動可能な状態で払出しバネ７を介して取付けら
   れており、上記エンボスキー４の先端部分は、上記払出
   しバネ７が圧縮されて上記可動板５が移動した際に、上
   記可動板５の表面から突出するようになっていること、
   及び上記雌金型２の、上記可動板５側の表面には、上記
   凹部１３の外周部分に、隆起した段差部３が設けられて
   いることを特徴とするエンボス用プレス金型。
2. 【請求項２】 柱状体のエンボスキー４を有する雄金型
   １と、上記エンボスキー４の先端部分が遊挿可能な凹部
   １３が設けられた雌金型２とから構成されるエンボス用
   プレス金型を使用し、上記エンボス用プレス金型の雄金
   型１と雌金型２との間にシート基材１０を挟み、加圧し
   て上記シート基材１０の表面に、上記エンボスキー４の
   先端部分の陰型形状を有したエンボススイッチ部１１を
   形成させるものであって、 上記雄金型１には、上記エンボスキー４が挿入可能な貫
   通穴１２を有する可動板５が、上記エンボスキー４に沿
   って上下動可能な状態で払出しバネ７を介して取付けら
   れており、上記エンボスキー４の先端部分は、上記払出
   しバネ７が圧縮されて上記可動板５が移動した際に、上
   記可動板５の表面から突出するようになっていること、 上記雌金型２の、上記可動板５側の表面には、上記凹部
   １３の外周部分に、隆起した段差部３が設けられている
   こと、及び上記シート基材１０と、上記のエンボス用プ
   レス金型との位置決めが数値制御により行われることを
   特徴とする、エンボススイッチ部の形成方法。