シリコンキーパッド防水・防塵設計

少しの水やほこりのせいでデバイスが動作しなくなったことはありませんか？キーパッドの設計が間違っていると、製品の信頼性が損なわれる可能性があります。

シリコン キーパッドは、シーリング リブ、圧縮設計、湿気や粒子を遮断する膜オーバーレイを使用して、防水性と防塵性を実現します。

多くの業界では、過酷な環境での性能を確保するためにシリコンキーパッドが頼りになっています。私は医療機器、産業機器、屋外機器のシーリング設計に携わってきました。最高のキーパッドがどのように保護されているか、ご紹介します。

防水・防塵はなぜ重要なのでしょうか？

製品の強さは、最も弱い部分によって決まります。侵入は電子機器をあっという間にダメにします。

防水性と防塵性を備えたシリコン キーパッドは、湿気、汚れ、ゴミが侵入して内部の電子機器に損傷を与えるのを防ぎます。

キーパッドはデバイスの最前線に位置するインターフェースであることが多いため、ボタンを押すたびに汚染物質が侵入する可能性があります。これは、医療機器、アウトドア用品、工場設備などでは特に危険です。

適切な密閉がないと、液体がこぼれると回路基板がショートする可能性があります。埃は接点を塞いだり、タッチ感を損なったりする可能性があります。そのため、IP65、IP67などのIP保護等級の達成が不可欠です。キーパッドは常に完璧な密閉性を備えていなければなりません。

シリコンキーパッドはどのようにして防水性を実現するのでしょうか?

シリコンを使うだけではありません。どのように形を整え、取り付けるかが重要です。

防水シリコン キーパッドは、周囲のリブや圧縮ゾーンなどの成形されたシーリング機能を使用して、ハウジングに押し付けられたときに液体の浸入を防ぎます。

ほとんどのデザインは、外縁にガスケットのようなリブを設けることから始まります。このリブは、取り付け時にプラスチック製のハウジングにしっかりと圧縮されます。シリコンは、しっかりと密閉できるほど柔らかく、かつ長年にわたり形状を維持できるほどの弾力性を備えていなければなりません。

デザイン要素には次のものが含まれます。

• 周辺シーリングリブ: ハウジングの溝に押し込む隆起したリップ。
• 圧縮パッド: 圧力によって変形し、隙間を埋める領域。
• オーバーモールドメンブレン: スイッチ領域に追加のシリコン層。

その結果、表面に水がかかったり、通気口からほこりが吹き込んだりしても、キーパッドが内部のコンポーネントを安全に保ちます。

IP 等級とは何ですか? なぜ重要なのですか?

防水性能はすべて同じではありません。IP 等級によってテストされます。

IP（侵入保護）等級は、キーパッドの固体および液体の侵入に対する耐性を分類します。シリコン製キーパッドの一般的な目標はIP65からIP67です。

以下に簡単なガイドを示します。

防水等級の取得には、実験室での試験が必要です。また、製造工程における厳格な公差管理も必要です。製品が屋外や水辺で使用される場合は、IP67を最低目標とすべきです。

どのような材料とコーティングが使用されていますか?

ベースシリコンはほんの始まりに過ぎません。追加パーツにより保護力がさらに強化されます。

シリコン キーパッドには、耐薬品性を高め、密閉性を向上させるために、PU スプレー、パリレン、コンフォーマル フィルムなどのコーティングが施されていることがよくあります。

生のシリコンは防水性がありますが、コーティングを施すことで寿命が延び、油、洗浄剤、紫外線に対する耐性が向上します。一般的に使用される仕上げには以下のようなものがあります。

• PUコーティング: 傷に対する耐性を高めます。
• パリレンコーティング: 電子機器に超薄型の防水保護を追加します。
• シリコンオーバーモールディング: 接触頻度の高い部分に第二の皮膚を追加します。

適切な組み合わせを選択すると、キーパッドは水やほこりに耐えられるだけでなく、通常の使用にも耐えることができます。

デザインは防水にどのような影響を与えますか?

良好なシールには良好な形状が求められます。

リブの形状、壁の厚さ、キーの移動距離、ハウジングのフィット感などの設計要素によって、シリコン キーパッドの耐水性と耐塵性が決まります。

数ミリの違いが大きな違いを生みます。シーリングリブは筐体に均等に押し付けられなければなりません。圧力が低すぎると隙間ができ、高すぎるとシリコンが変形して摩耗してしまいます。

キーストロークも密閉性に影響します。ストロークが短いほど密閉性は高くなりますが、キーの感触は損なわれる可能性があります。バランスが重要です。ハウジングの公差は厳密に、多くの場合±0.1 mm以内に抑える必要があります。

シーリングリブの設計では、常に20%の圧縮比を念頭に置いています。つまり、リブは組み立て時に高さの5分の1まで圧縮されるということです。これにより、疲労することなく永続的なシールが確保されます。

密閉型キーパッドから最も恩恵を受ける業界はどれですか?

環境によっては、より多くの保護が求められる場合があります。

医療、工業、海洋、屋外用電子機器は、防水性と防塵性を備えたシリコン キーパッドから最大の恩恵を受けます。

さまざまな業界で密閉設計を適用する方法は次のとおりです。

私の経験上、最も難しかったけれど最もやりがいがあったプロジェクトの一つは、船舶無線機用のキーパッドの設計でした。IP67の防水性、耐紫外線性、そして手袋をしたままでも操作しやすいことをバランスよく考慮する必要がありましたが、適切な形状とコーティングを施すことで、見事に成功しました。

結論

シリコン製キーパッドは、スマートなデザイン、適切な素材、そして精密なシーリング形状により、防水性と防塵性を維持します。細部までこだわった設計が、お客様の製品を守ります。