JPH10199360A

JPH10199360A - メンブレンスイッチ用電極シートのエンボス成形方法及び装置

Info

Publication number: JPH10199360A
Application number: JP9001712A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Motoki; 和行元木; Yasushi Ono; 靖尾野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】生産性が高く、エンボス成形の加工コストを
低減することができると共に、クッションシートの使用
を回避してエンボス成形後の電極シートの品質を向上さ
せることができるメンブレンスイッチ用電極シートのエ
ンボス成形方法及び装置を提供する。【解決手段】２段プレス方式の金型は、上金型１０、
中間金型１２及び下金型１１から構成される。上金型１
０及び下金型１１における中間金型１２に対向する面に
はエンボス形状に倣う凸部１３が設けられており、中間
金型１２における上金型１０及び下金型１１に重ね合わ
される面には凸部１３が嵌入される箱形状の凹部１４が
形成されている。なお、凸部１３は所定のエンボス形状
に倣う頭部を有するピンが金型に圧入されて固定されて
いる。加熱下でＰＥＴフィルム１を挟圧すると、ＰＥＴ
フィルム１がエンボス成形され、その後、水冷定盤間で
コールドプレスすると、メンブレンスイッチ用電極シー
トが製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ、食器
乾燥機、洗濯機、ビデオデッキ等の家電機器、コンピュ
ータ、ワープロ等のキーボード用スイッチ又は計測器の
操作パネルスイッチ等に使用されるメンブレンスイッチ
用電極シートのエンボス成形方法及び装置に関し、特
に、製造コストの低減及び品質の向上を可能としたメン
ブレンスイッチ用電極シートのエンボス成形方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メンブレンスイッチは、ＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）からなる電極シートの接点部を
凸ドーム状に加工し、この凸ドーム部の内側に印刷接点
を設けることにより、ドームの反転動作により、クリッ
ク感触とスイッチのオンオフとを同時に得るように構成
されている。

【０００３】このＰＥＴシートのエンボス加工は、従
来、図５及び図６に示すようなエンボス成形装置を使用
してホット・コールドプレス法により行われている。即
ち、このエンボス成形装置においては、下部定盤７と上
部定盤６とが相互に接近離隔可能に配置されている。そ
して、下部定盤７上にはプレート型ヒータ４が固定され
ており、上部定盤６の下面にもプレート型ヒータ４が固
定されている。これにより、対象物を加熱しながら、所
謂、ホットプレスを行なうことができる。このホットプ
レス機において、その下定盤７上のプレート型ヒータ４
上に、所定のエンボス形状に倣う凸部を有する金型９を
取付け、上定盤６の下面に固定されたヒータ４に接触す
るように、前記凸部に整合する形状の凹部を有する金型
８を取付ける。そして、両金型８、９間にＰＥＴフィル
ム１を配置し、このＰＥＴフィルム１と凹部金型８との
間にクッションシート３を配置して、上定盤６を下降さ
せる等して上定盤６と下定盤７との間でＰＥＴフィルム
１及びクッションシート３をプレスする。なお、金型
８、９は硬質アルミニウム製であり、クッションシート
はシリコンラバー製である。

【０００４】このホットプレス工程における加圧力は例
えば３０トンであり、プレート型ヒータ４による加熱温
度は例えば１７０℃である。

【０００５】そして、図６に示すように、上定盤６を下
定盤７に押圧し、ＰＥＴフィルム１及びクッションシー
ト３を金型８、９間で挟圧する。そして、このホットプ
レスを約３分間保持する。そうすると、ＰＥＴフィルム
１は金型８、９を介してヒータ４により加熱され、熱変
形により複数個の凸部が形成される。

【０００６】次いで、このＰＥＴフィルム１及びクッシ
ョンシート３を金型８、９間に挟持したまま、ヒータ４
を具備しない内部水冷型の定盤６、７間に配置し、例え
ば加圧力３０トン、保持時間約３分の条件で内部水冷型
定盤６、７により押圧し、コールドプレスする。これに
より、ＰＥＴフィルム１はホットプレスにより熱変形し
た凸形状が保持される。従って、コールドプレス機から
ＰＥＴフィルム１を取り出すと、図７に示すように、エ
ンボス２が形成されたＰＥＴフィルム１が得られ、電極
シート製品が製造される。

【０００７】なお、クッションシート３は、金型９の凸
部形状と金型８の凹部形状との間でＰＥＴフィルム１を
押圧する際に、形状精度の限界等によりＰＥＴフィルム
１が均一に押圧されなくなることを防止するためのもの
である。クッションシート３を介装することにより、Ｐ
ＥＴフィルム１は均一に押圧される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来装置
においては、金型の大きさが１回の加工サイクルで製造
できる製品の数を決定している。このため、金型を大き
くしなければ製品の加工面付数を多くすることができな
い。しかし、金型を大きくしすぎれば、重量も重くな
り、取り扱いが難しくなる。また、金型の容量が大きく
なることで、熱伝導効率が悪くなってしまうという欠点
がある。

【０００９】更に、従来装置で使用されるクッションシ
ートは、熱伝導率が低いので、エンボス加工で最も重要
な熱の制御が困難になってしまい、製品の荷重特性にバ
ラツキが生じてしまう。特に、コールドプレスでの断熱
効果は、残留歪をつくりやすい方向に働くので、コール
ドプレスにおいて十分な冷却時間を必要とする。

【００１０】更にまた、クッションシートの弾力性は、
プレスの圧力を吸収してしまうために、ホットプレスで
の熱変形を十分行なわせるためには、プレス圧力として
高圧を必要とする。このため、従来の汎用的なプレス機
（４５トン限界値）で３５トンのプレスを行なってお
り、機械の寿命を短めてしまっている。

【００１１】また、このような高圧においても、圧力分
布にはどうしてもバラツキが生じてしまう。これらの圧
力分布のバラツキは、熱伝導のバラツキとも密接に係わ
っているので、この方法では良い製品を製造するための
条件を設定するのが極めて難しい。実際金型の外縁部側
になるほどクッションシートの圧力が逃げてしまうの
で、製品の荷重特性はよくない。

【００１２】以上のように、従来装置では、金型の大き
さはあまり大きくできないため、生産性が悪く、また、
クッションシートを使用するため、加圧サイクルタイム
が長く、製品の特性が劣化し、品質が低下するという欠
点がある。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、生産性が高く、エンボス成形の加工コスト
を低減することができると共に、クッションシートの使
用を回避してエンボス成形後の電極シートの品質を向上
させることができるメンブレンスイッチ用電極シートの
エンボス成形方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明に係
るメンブレンスイッチ用電極シートのエンボス成形方法
は、３個以上の複数個の金型を積み重ね、相互間に電極
シート素材を挟んでプレス成形するメンブレンスイッチ
用電極シートのエンボス成形方法であって、前記金型の
うち、中間に配置された中間金型は、その両側の他の金
型が重ねられる面にエンボス成形用の凸部又は凹部が形
成されており、前記他の金型の前記中間金型に重ねられ
る面には、前記凸部又は凹部に対応する凹部又は凸部が
形成されており、前記凸部は所定のエンボス形状に倣う
形状を有し、前記凹部は前記凸部が嵌入される箱形状を
有することを特徴とする。

【００１５】本願請求項２の発明に係るメンブレンスイ
ッチ用電極シートのエンボス成形装置は、下金型と、こ
の下金型上に配置される中間金型と、この中間金型上に
配置される上金型とを有し、前記中間金型における前記
下金型及び上金型に対向する面にはエンボス成形用の凸
部又は凹部が形成されており、前記下金型の前記中間金
型に対向する面にはその凸部又は凹部に対応する凹部又
は凸部が形成されていると共に、前記上金型の前記中間
金型に対向する面にはその凸部又は凹部に対応する凹部
又は凸部が形成されており、前記凸部は所定のエンボス
形状に倣う形状を有し、前記凹部は前記凸部が嵌入され
る箱形状を有することを特徴とする。

【００１６】なお、前記凸部は前記金型本体に着脱可能
に嵌合された凸部材により構成されることが好ましい。

【００１７】本発明においては、少なくとも３個の金型
を積み重ね、各金型間に電極シート素材を挟んでプレス
成形するので、１回のプレス工程で同時に多数のエンボ
スを成形することができる。即ち、金型の投影面積は従
来と同一であっても、３個以上の金型を積み重ね、２以
上のプレス成形面で同時に複数枚又は複数部位の電極シ
ートをエンボス加工するので、エンボス加工の生産性を
従来よりも格段に向上させることができる。金型を積み
重ねるので高さ方向の装置寸法は大きくなるが、これは
各金型の厚さを十分に薄くすることにより吸収すること
ができ、結果として本発明においては装置の大型化を回
避することができる。また、本発明においては、金型の
プレス面に形成される凸部は所定のエンボス形状に倣う
形状を有しているが、この凸部が嵌入される対応凹部は
エンボス形状ではなく、単なる箱形状を有している。従
って、電極シートは凸部からは押圧されるが、凹部の内
面には接触しない。このため、本発明においては、従来
のクッションシートが不要である。これにより、金型と
電極シートとの間の熱伝導効率が向上し、生産性が更に
向上すると共に、加圧力として従来のような高圧は不要
である。また、金型の凹部は箱形であるので、その加工
が容易であり、金型の製造コストも低減することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明
を２段プレス方式に適用した第１の実施例に係るエンボ
ス成形装置を示す断面図である。なお、図１は金型部分
のみ図示するものであり、定盤及びプレート型ヒータの
構造は従来の図５、６に示すものと同様である。上金型
１０の下面には所定のエンボス形状に整合する形状の凸
部１３が設けられており、下金型１１の上面にも同様に
所定のエンボス形状に整合する形状の凸部１３が設けら
れている。また、中間金型１２の上面及び下面には、夫
々上金型１０の凸部１３及び下金型１１の凸部１３に整
合する位置に箱形の凹部１４が形成されている。この凹
部１４は３段の金型１０〜１２が積み重ねられたとき
に、凸部１３が凹部１４内に非接触で嵌入されるもので
あればよく、その形状は任意である。なお、図示例は、
凹部底部に凹部加工時に生じた曲面が残存している。

【００１９】図２は図１の二点鎖線Ａにて示す部分を拡
大して示す断面図である。この図２に示すように、上金
型１０の凸部１３を配置すべき部分に、例えば円柱状の
孔１７を形成し、この孔１７内に円柱状のエンボスピン
１５を嵌合する。なお、孔１７の底部には空気抜き用の
孔１６が設けられている。そして、エンボスピン１５は
その頭部がエンボス形状に倣う曲面を有している。

【００２０】従って、ピン１５を孔１７内に圧入するこ
とにより、ピン１５が上金型１０に固定され、ピン１５
の頭部の曲面によりエンボス加工用の凸部１３が形成さ
れる。下金型１１の凸部１３も同様に構成されている。

【００２１】なお、エンボス加工工程の後、電極シート
製品に耐熱特性をもたせるため、エンボス加工後の電極
シートを約１１０〜１２０℃の温度で約３０分間加熱し
て、焼鈍することにより、残留歪を完全に取り除く。

【００２２】このように構成されたエンボス成形装置に
おいては、金型１０と金型１２との間、及び金型１２と
金型１１との間に夫々ＰＥＴフィルム１を配置し、上定
盤及び下定盤（図示せず）を相互に接近移動させ、ヒー
タ（図示せず）により加熱された金型１０〜１２間でＰ
ＥＴフィルム１を挟圧する。そうすると、金型１０、１
１の凸部１３がＰＥＴフィルム１を押圧し、ＰＥＴフィ
ルム１の所定位置をエンボス形状に熱変形させる。この
ホットプレスを所定時間保持した後、金型１０〜１２及
びＰＥＴフィルム１からなる積層体を、内部水冷型の定
盤間に移し、この水冷定盤により再度金型１０〜１２を
押圧し、ＰＥＴフィルム１を挟圧する。これにより、Ｐ
ＥＴフィルム１にはエンボス形状が定着する。

【００２３】而して、本実施例においては、ＰＥＴフィ
ルム１は凹部１４には接触しないので、従来のようなク
ッションシートは不要である。このため、クッションシ
ートにより阻害されてきた金型とＰＥＴフィルムとの間
の熱伝導性が向上し、ＰＥＴフィルムに対する熱付与及
び抜熱が迅速に高効率でなされ、保持時間の短縮により
生産性が向上する。また、特に、コールドプレスでのＰ
ＥＴフィルムの抜熱が十分になされるため、ＰＥＴフィ
ルムの残留歪を有効に除去することができる。従って、
エンボス加工後の焼鈍工程において、荷重特性のバラツ
キの発生が抑制される。また、プレス圧力として、従来
のような高圧が不要となり、加圧力低減によりプレス機
の寿命を延長させること可能である。

【００２４】また、本実施例のように、エンボス加工す
る凸部１３を、金型に圧入されるエンボスピン１５によ
り構成することにより、使用につれて凸部１３が劣化し
てきた場合に、ピン１５のみを交換すればよく、金型１
０、１１の寿命を著しく延長することができる。

【００２５】而して、本発明においては、３個の金型１
０〜１２を積み重ね、ＰＥＴフィルム１のプレス面を２
段に構成している。このため、１回のプレス工程（ホッ
トプレス及びコールドプレス）でエンボス加工すべきＰ
ＥＴフィルム１の面積を従来の同様の大きさの金型を使
用した場合に比して、２倍に増大させることができる。
このため、エンボス加工を高効率化することができ、生
産性を著しく増大させることができる。

【００２６】このように、本実施例においては、１回の
プレス工程で加工できるエンボス加工面積を従来の２倍
にすることができるが、金型の数を４個又はそれ以上に
増大させることにより、このエンボス加工面積を従来の
３倍又はそれ以上に増大させることができる。

【００２７】この場合に、金型１０〜１１の厚さを例え
ば約７ｍｍというように十分に薄くすることにより、高
さ方向、即ち金型積み重ね方向の加工装置の大型化を回
避できると共に、このように金型を薄くすることによ
り、中央に配置された金型（図１の場合は、金型１２）
に対しても、ヒータからの加熱及び内部水冷定盤からの
抜熱の熱伝導効率を十分高く保持することができる。

【００２８】図３は本発明の第２の実施例に係るエンボ
ス成形装置を示す断面図である。本実施例は、図１、２
に示す熱伝導を利用したホット・コールドプレス方式で
はなく、コールド方式のクランクプレス加工によりＰＥ
Ｔフィルム１をエンボス加工するものである。中間金型
２２には、貫通孔２３が穿孔されており、この貫通孔２
３と整合する位置の下金型２０には、エンボスピン２１
が下金型２０に設けた孔に圧入されて配設されている。
また、中間金型２２の上方には、下金型２０と同様に、
エンボスピン２５を圧入により固定した上金型２４が配
置されている。

【００２９】このように構成されたエンボス成形装置に
おいては、上金型２４と中間金型２２との間、中間金型
２２と下金型２０との間に夫々ＰＥＴフィルム１を配設
し、金型２０、２２、２４を相互に押圧して、それらの
間にてＰＥＴフィルム１を挟圧する。そうすると、上金
型２４及び下金型２０のピン２５及びピン２１の各凸部
が貫通孔２３間に嵌入し、２枚のＰＥＴフィルム１が同
時にエンボス加工される。

【００３０】本実施例はコールドプレスであるので、エ
ンボス加工後の焼鈍工程で、取り除くべき残留歪が大き
い。このため、ピン２１、２５の高さｈとピン２１、２
５の径φ_bと貫通孔２３のφ_aとのクリアランスとを残留
歪が可及的に小さくなるように適切に設定する必要があ
る。

【００３１】図４は本発明の第３の実施例に係るエンボ
ス成形装置を示す図である。極めて薄い５個の金型３０
〜３４に対し、その上面に凸部３５が成形され、その下
面に凹部３６が成形されている。

【００３２】そして、これらの金型間にＰＥＴフィルム
１を配設し、金型３０〜３４を積み重ね、これをクラン
プ４０により加圧下で固定する。このＰＥＴフィルム１
及び金型３０〜３４をクランプ４０を固定したまま、加
熱炉に装入し、ＰＥＴフィルム１を熱変形させる。その
後、加熱炉から取り出し、クランプ４０による圧力を開
放することなく、常温まで冷却し、常温に十分保持す
る。これにより、エンボス加工された電極シートが得ら
れる。本実施例によれば、極めて簡単な治具（クランプ
４０）を使用して高生産性でエンボス加工することがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、３個以上の金型を積み
重ね、２段以上のプレス面を構成するから、１回のプレ
スにより従来の２倍以上の面積のエンボス加工が可能と
なり、生産性が著しく向上する。

【００３４】また、本発明はクッションシートが不要で
あるので、消耗品コストの低減が可能となり、更に、ク
ッションシートカット工程を不要とすることができる。

【００３５】更に、クッションシートを使用しないの
で、熱伝導性が向上し、品質のバラツキがない高品質の
電極シートを迅速に製造することができる。更にまた、
クッションシートの削れにより発生するゴミがなくな
り、電極シート製品の疵の発生を回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を２段プレス方式に適用した第１の実施
例に係るエンボス成形装置を示す断面図である。

【図２】図１の二点鎖線Ａにて示す部分を拡大して示す
断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係るエンボス成形装置
を示す断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の第３の実施例に係るエンボス
成形装置を示す断面図、（ｂ）は金型を積み重ねてクラ
ンプした状態を示す模式図である。

【図５】従来のエンボス成形装置を示す断面図である。

【図６】同じく従来の他のエンボス成形装置を示す断面
図である。

【図７】エンボス成形されたＰＥＴフィルムを示す断面
図である。

【符号の説明】

１；ＰＥＴフィルム２；エンボス３；クッションシート４；プレート型ヒータ６；上部定盤７；下部定盤８、１０、２４；上金型９、１１、２０；下金型１２；中間金型１３、３５；凸部１４、３６；凹部１５、２１、２５；エンボスピン１６、１７；孔２３；貫通穴４０；クランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３個以上の複数個の金型を積み重ね、相
互間に電極シート素材を挟んでプレス成形するメンブレ
ンスイッチ用電極シートのエンボス成形方法であって、
前記金型のうち、中間に配置された中間金型は、その両
側の他の金型が重ねられる面にエンボス成形用の凸部又
は凹部が形成されており、前記他の金型の前記中間金型
に重ねられる面には、前記凸部又は凹部に対応する凹部
又は凸部が形成されており、前記凸部は所定のエンボス
形状に倣う形状を有し、前記凹部は前記凸部が嵌入され
る箱形状を有することを特徴とするメンブレンスイッチ
用電極シートのエンボス成形方法。
【請求項２】前記凸部は前記金型本体に着脱可能に嵌
合された凸部材により構成されていることを特徴とする
請求項１に記載のメンブレンスイッチ用電極シートのエ
ンボス成形方法。
【請求項３】下金型と、この下金型上に配置される中
間金型と、この中間金型上に配置される上金型とを有
し、前記中間金型における前記下金型及び上金型に対向
する面にはエンボス成形用の凸部又は凹部が形成されて
おり、前記下金型の前記中間金型に対向する面にはその
凸部又は凹部に対応する凹部又は凸部が形成されている
と共に、前記上金型の前記中間金型に対向する面にはそ
の凸部又は凹部に対応する凹部又は凸部が形成されてお
り、前記凸部は所定のエンボス形状に倣う形状を有し、
前記凹部は前記凸部が嵌入される箱形状を有することを
特徴とするメンブレンスイッチ用電極シートのエンボス
成形装置。
【請求項４】前記凸部は前記金型本体に着脱可能に嵌
合された凸部材により構成されていることを特徴とする
請求項３に記載のメンブレンスイッチ用電極シートのエ
ンボス成形装置。