JP5121943B2 - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Description

この発明は、例えばエレベータの乗場ボタン装置やかご操作盤等に用いられる押しボタンスイッチに関するものである。

目的階の指定あるいはドアの開閉などを行うエレベータスイッチに利用される押しボタンスイッチとしては、押し操作時におけるクリック感を得るためにタクタイルスイッチを用い、かつ、押しボタンを内側から照明してスイッチ操作状態を表示するための照明部を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来のエレベータの操作盤では、操作ボタンの機能を視覚障害者に判別させるために、操作ボタンの機能を表すシンボルがボタン表面に突起して形成されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２７２４７３号公報 特開２００３−１２２４８号公報

エレベータスイッチには、壁面に埋め込む形式と、壁面に取り付けられる壁面パネルに装着する壁掛け形式とがある。壁掛け形式においては、操作パネルの張り出し量を小さくする上で、押しボタンスイッチをできるだけ薄型に構成することが望まれる。

また、エレベータスイッチを、クリック感をもたらすものに構成することで、スイッチ操作を触感として認識することができ、使い勝手に優れたものとすることができる。この場合、タクタイルスイッチは、クリック感をもたらす点でエレベータスイッチとしても有用なものである。しかし、ドーム状に形成された可動接点を反転変形させることでクリック感を出すよう構成されているので、耐久性を高めて長寿命化を図るためには大型の可動接点を用いる必要があり、薄型化と耐久性との両立が困難であり、壁掛け形式のエレベータスイッチとしての利用に難点がある。

さらに、エレベータスイッチでは、操作面全面を、視覚上違和感のないレベルで均一に照明することにより、意匠面で高級感を出すことができる。上記した従来構造においては、押しボタンスイッチ全体の薄型化と、操作面全面の均一照光とを図るために、導光板とＬＥＤとを利用した扁平な照明部が使用されているが、この照明部がケース側に固定されているため、照明部を避けるように可動部品を配置する必要があり、その分、押しボタンの厚みが厚くなるか、外形が両側に拡がり、エレベータスイッチとしての利用に難点がある。

さらにまた、上記のような従来のエレベータの操作盤では、弱視の利用者にとって、シンボルがどこにあるのかがわかりにくく、シンボルを探すのに時間がかかり、結果として操作に時間がかかってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、クリック感を確保しながら薄型化を図り、かつ、操作面全面の均一な照光を実現し、かつ、弱視の利用者にも速やかに機能を判別させることができ、操作性を向上させることができる押しボタンスイッチを得ることを目的とする。

この発明による押しボタンスイッチは、透光材からなる押しボタンを備えたプランジャ、プランジャを平行移動させるレバーリンク機構、及びプランジャの押し込み作動に伴って操作されるスイッチ本体をベースに装備し、レバーリンク機構は、ベースに中間支点周りに揺動可能に突き合わせ配置された一対のレバーリンクと、レバーリンクの突き合わせ端部同士を連結するジョイント部材とを備え、レバーリンクをプランジャによって操作可能とし、スイッチ本体に対向する操作片を両レバーリンク同士に亘って架設するとともに、各レバーリンクの外端部に係止したばねによって両レバーリンクを引き寄せ付勢し、プランジャの変位に伴うレバーリンクの揺動操作に伴ってレバーリンク機構がプランジャの移動方向へスナップ作動可能とし、レバーリンク機構の作動に伴ってプランジャの移動方向へ移動する操作片によってスイッチ本体を押圧操作するよう構成し、押しボタンを背面から照明する扁平な照明部を、プランジャと一体移動可能に装備してあるものであって、押しボタンの一部には、利用者に情報を伝えるためのマークが設けられており、照明部は、スイッチ本体と押しボタンとの間に設けられた導光板と、マーク用光源部とを有しており、導光板のマークに対向する部分には、入射された光を拡散するマーク用拡散部が設けられており、マーク用光源部からマーク用拡散部に向けて導光板内に光が入射される。

この発明の実施の形態１による押しボタンスイッチを示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１の押しボタンスイッチを示す分解斜視図である。 図５のベース部分をさらに分解して示す斜視図である。 図５の照明部をさらに分解して示す斜視図である。 図５の照明部の要部断面図である。 この発明の実施の形態２による押しボタンスイッチの要部断面図である。 この発明の実施の形態３による押しボタンスイッチの照明部を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態４による押しボタンスイッチの照明部を示す分解斜視図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による押しボタンスイッチを示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は図１の押しボタンスイッチを示す分解斜視図、図６は図５のベース部分をさらに分解して示す斜視図であり、この例では、エレベータのかご操作盤に用いられる押しボタンスイッチを示している。

図において、ベース１には、回路基板２、スイッチ本体３、プランジャ４、プランジャ４を平行移動させるためのレバーリンク機構５、及びスイッチ本体３を押圧操作する操作片６等が組み込まれている。

ベース１は、長方形又は正方形の底面部の周囲に低い周壁１ａを立設した浅い箱形に構成されている。ベース１の底面部の中央には、開口１ｂが設けられている。周壁１ａには、開口１ｃが設けられている。

回路基板２は、開口１ｂに臨むようにベース１の底面部上に配置されている。また、回路基板２は、ベース１の裏面側から開口１ｂに挿入されベース１に固定されている。ベース１の裏面には、銘板３３が貼り付けられている。開口１ｂは、銘板３３により閉塞されている。

スイッチ本体３は、ベース１のほぼ中央に位置するように回路基板２上に実装されている。スイッチ本体３としては、薄型のリーフスイッチが使用されている。スイッチ本体３の上面には、操作突起７が設けられている。また、スイッチ本体３の側部からは、一対の板状の外部端子８ａ，８ｂが導出されている。これらの外部端子８ａ，８ｂは、回路基板２上の回路パターンに電気的に接続されている。

回路基板２上の端部には、外部配線が接続されるコネクタ９が実装されている。コネクタ９は、開口１ｃを通してベース１外に露出されている。

レバーリンク機構５は、金属線材をコ字形に屈曲した一対のレバーリンク１１ａ，１１ｂと、レバーリンク１１ａ，１１ｂの両端部同士を連結する一対のジョイント部材１２ａ，１２ｂと、スナップ作動用の一対の引張コイルばね１３ａ，１３ｂとを有している。レバーリンク１１ａ，１１ｂの一端部は、ジョイント部材１２ａに回動可能に挿入されている。また、レバーリンク１１ａ，１１ｂの他端部は、ジョイント部材１２ｂに回動可能に挿入されている。これにより、レバーリンク１１ａ，１１ｂ間の角度が変化可能になっている。

操作片６は、厚板金属材を打ち抜き加工することにより細長い形状にされている。操作片６の両端部には、係止部６ａ，６ｂが屈曲形成されている。係止部６ａは、レバーリンク１１ａの中間部に係止される。係止部６ｂは、レバーリンク１１ｂの中間部に係止される。

操作片６の中央部には、開口６ｃが設けられている。引張コイルばね１３ａは、開口６ｃの縁部と係止部６ａとの間に設けられている。引張コイルばね１３ｂは、開口６ｃの縁部と係止部６ｂとの間に設けられている。これにより、レバーリンク１１ａ，１１ｂが互いに引き寄せられている。また、操作片６には、引張コイルばね１３ａ，１３ｂを収容する切欠部６ｄ，６ｅが設けられている。

さらに、操作片６の中央部には、操作舌部６ｆが片持ち状に切り出し形成されている。操作舌部６ｆは、操作突起７の上面（操作面）に当接される。

周壁１ａの内面には、４組の上部突起１ｄ及び下部突起１ｅが形成されている。各レバーリンク１１ａ，１１ｂは、上部突起１ｄと下部突起１ｅとの間に挿入されており、挿入された部分を支点（図３のｐ）として揺動される。また、レバーリンク１１ａ，１１ｂの中間部は、プランジャ４に設けられた係止突起４ａ，４ｂに係止されている。

プランジャ４は、矩形の浅い箱状に構成されており、ベース１内に挿入されている。プランジャ４内には、矩形で偏平な照明部１４が嵌め込まれている。照明部１４上には、透明樹脂からなる矩形の押しボタン１５が設けられている。押しボタン１５は、照明部１４を覆うようにプランジャ４に嵌め込まれている。

照明部１４と押しボタン１５との間には、ユーザーの要望に応じた表示（ここでは階番号）が付された表示シート１６が介在されている。押しボタン１５の表面の一部には、触感により利用者に情報を伝えるためのマーク１７が設けられている。この例では、マーク１７は、押しボタン１５の表面から突出しており、対応する行先階の階番号を情報として示している。

図７は図５の照明部１４をさらに分解して示す斜視図である。照明部１４は、平板状の導光板１８、主光源部１９、マーク用光源部２０、第１の配線２１、第２の配線２２、光源側コネクタ２３、主拡散部２４、マーク用拡散部２５、第１の光源カバー２６及び第２の光源カバー２７を有している。

主光源部１９及びマーク用光源部２０は、導光板１８の互いに対向する側面から導光板１８内に光を入射する。主光源部１９は、細長い第１の光源基板２８と、第１の光源基板２８に互いに間隔をおいて配置された複数の第１のＬＥＤ２９とを有している。第１のＬＥＤ２９は、一直線上に整列されている。マーク用光源部２０は、細長い第２の光源基板３０と、第２の光源基板３０に互いに間隔をおいて配置された複数の第２のＬＥＤ３１とを有している。第２のＬＥＤ３１は、一直線上に整列されている。

第１のＬＥＤ２９は、導光板１８の幅方向の全体に渡って配置されており、導光板１８の全体に光を入射する。第２のＬＥＤ３１は、導光板１８の幅方向の一部、即ちマーク用拡散部２５が配置されている領域のみに配置されており、導光板１８に部分的に光を入射する。従って、第２のＬＥＤ３１の個数は、第１のＬＥＤ２９の個数よりも少ない。

主光源部１９及びマーク用光源部２０には、第１及び第２の配線２１，２２を介して光源側コネクタ２３が接続されている。光源側コネクタ２３は、回路基板２に設けられた基板側コネクタ３２に接続される。主光源部１９及びマーク用光源部２０は、それぞれ独立して点灯・消灯される。

主拡散部２４及びマーク用拡散部２５としては、導光板１８内に入射された光を拡散（散乱）する拡散シートが用いられている。主拡散部２４は、導光板１８の裏面全体と、光源部１９，２０が設けられていない側面とを覆っている。

マーク用拡散部２５は、導光板１８の前面のマーク１７が設けられた部分のみに設けられている。この例では、マーク用拡散部２５は、マーク１７の平面形状と同じ形状になっており、正面から見てマーク１７と重なるように配置されている。

第１及び第２の光源カバー２６，２７の両端部は、プランジャ４に係止される。これにより、導光板１８及び光源部１９，２０がプランジャ４に固定される。

図８は図５の照明部１４の要部断面図である。導光板１８の厚さ方向における第１のＬＥＤ２９の位置は、主拡散部２４と同じである。また、導光板１８の厚さ方向における第２のＬＥＤ３１の位置は、マーク用拡散部２５と同じである。即ち、主拡散部２４とマーク用拡散部２５とは導光板１８の厚さ方向の異なる位置に配置されており、これに対応して、主光源部１９から導光板１８への光の入射位置とマーク用光源部２０から導光板１８への光の入射位置とが導光板１８の厚さ方向にずらされている。

次に、動作について説明する。プランジャ４が復帰位置にある状態では、図３に示すように、レバーリンク１１ａ，１１ｂは、それらの両端部（突き合わせ端部）が中間部（外端部）よりも少しベース１の底面側に位置する谷折り姿勢となっている。このとき、操作舌部６ｆは、スイッチ本体３の操作突起７から離れており、スイッチ本体３はオフ状態にある。

押しボタン１５に押し込み操作力が加えられ、プランジャ４がベース１側へ移動されると、レバーリンク１１ａ，１１ｂの両端部もベース１側へ変位され、レバーリンク１１ａ，１１ｂは支点ｐを中心として揺動される。これにより、レバーリンク１１ａ，１１ｂの中間部の間隔が拡がり、引張コイルばね１３ａ，１３ｂが引張され、これに伴い操作抵抗が少し大きくなる。

レバーリンク１１ａ，１１ｂがさらに揺動され、レバーリンク１１ａ，１１ｂの中間部が支点ｐよりもベース１の底面側へ移動されると、引張コイルばね１３ａ，１３ｂの復元力によってレバーリンク１１ａ，１１ｂの中間部同士が引き寄せられる。これにより、レバーリンク１１ａ，１１ｂは、瞬時に山折り姿勢に変形される。このとき、付勢方向を反転させるスナップ動作により、押し込み操作に対する抵抗が瞬時に軽減され、これにより利用者の指にクリック感が与えられる。

レバーリンク機構５がスナップ動作して引張コイルばね１３ａ，１３ｂがベース１の底面側へ移動されることにより、操作片６も同方向へ変位され、操作舌部６ｆにより操作突起７が押し込まれ、スイッチ本体３がオン状態にされる。

この後、押しボタン１５に対する押し込み操作を解除すると、操作突起７の復帰力によって操作片６がベース１の底面から離れる方向へ移動され、逆のスナップ動作によりレバーリンク機構５が元の谷折り姿勢に復帰される。これに伴って、プランジャ４も元に位置に復帰されるとともに、スイッチ本体３はオフ状態となる。

ここで、スイッチ本体３がオン状態にされると、主光源部１９が点灯され、主光源部１９から導光板１８内に光が入射される。主光源部１９から導光板１８内に入射された光は、主拡散部２４で拡散される。これにより、押しボタン１５及び表示シート１６の全体が照明され、行先階登録が実行されたことが表示される。この後、エレベータのかごが行先階に到着すると、主光源部１９は消灯される。

一方、マーク用光源部２０は、主光源部１９の点灯・消灯に拘わらず、常時点灯されている。マーク用光源部２０から導光板１８内に入射された光は、マーク用拡散部２５で拡散される。これにより、マーク１７は、スイッチ本体３の操作状態によらず、常時照明される。

このような押しボタンスイッチでは、クリック感を確保しながら薄型化を図り、かつ、操作面全面の均一な照光を実現することができる。
また、押しボタン１５にマーク１７を設け、しかも導光板１８のマーク１７に対向する部分にマーク用拡散部２５を設け、マーク用拡散部２５に向けてマーク用光源部２０から導光板１８内に光を入射するようにしたので、マーク１７の視認性を向上させることができ、これにより弱視の利用者にも速やかに機能を判別させることができ、操作性を向上させることができる。

また、主拡散部２４とマーク用拡散部２５とが、導光板１８の厚さ方向の異なる位置に設けられているので、主光源部１９からの光とマーク用光源部２０からの光との干渉を容易に避けることができ、主拡散部２４を用いた照明とマーク用拡散部２５を用いた照明とをそれぞれ独立して制御できる。

さらに、主光源部１９とマーク用光源部２０とが導光板１８の互いに対向する側面に対向して配置されているので、照明部１４の薄型化を図ることができる。
さらにまた、主光源部１９及びマーク用光源部２０にＬＥＤ２９，３１を用いたので、小型化、省電力化及び長寿命化を図ることができる。
また、マーク用拡散部２５は、マーク１７の平面形状と同じ形状になっており、正面から見てマーク１７と重なるように配置されているので、マーク１７の形状をよりはっきりと見せることができ、視認性をさらに向上させることができる。

実施の形態２．
次に、図９はこの発明の実施の形態２による押しボタンスイッチの要部断面図である。この例では、マーク用光源部２０が導光板１８に対して傾斜して配置されている。これにより、マーク用光源部２０からの光は、マーク用拡散部２５に対して斜めに照射される。

また、第１のＬＥＤ２９と第２のＬＥＤ３１とは、導光板１８の厚さ方向のほぼ同じ位置に設けられている。即ち、実施の形態１では、導光板１８の厚さ方向における第１及び第２のＬＥＤ２９，３１の位置をずらすことで第１及び第２のＬＥＤ２９，３１からの光の干渉を避けたが、実施の形態２では、マーク用光源部２０から導光板１８内への光の入射角度を変えることにより光の干渉を避けている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような押しボタンスイッチでは、導光板１８の表面側からマーク用光源部２０が突出するのを防止することができ、全体をさらに薄型化することができる。

実施の形態３．
次に、図１０はこの発明の実施の形態３による押しボタンスイッチの照明部を示す分解斜視図である。第１及び第２のＬＥＤ２９，３１は、導光板１８の厚さ方向の位置をずらして共通の光源基板３４に設けられている。即ち、主光源部１９とマーク用光源部２０とは、一体化されている。そして、光源基板３４には、配線３５を介して光源側コネクタ２３が接続されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような押しボタンスイッチでは、主光源部１９とマーク用光源部２０とを一体化したので、部品点数を削減することができる。

実施の形態４．
次に、図１１はこの発明の実施の形態４による押しボタンスイッチの照明部を示す分解斜視図である。実施の形態３では、導光板１８の幅方向について第１及び第２のＬＥＤ２９，３１が同じ位置に配置されているが、実施の形態４では、導光板１８の幅方向について第１及び第２のＬＥＤ２９，３１の位置が互いにずらされている。言い換えると、実施の形態３では、第１及び第２のＬＥＤ２９，３１が導光板１８の厚さ方向に並べて配置されているが、実施の形態４では並んでいない。他の構成は、実施の形態３と同様である。

このような押しボタンスイッチでは、導光板１８の厚さ方向の第１及び第２のＬＥＤ２９，３１間の距離を短くすることができ、全体をさらに薄型化することができる。

なお、上記の例では、主拡散部２４及びマーク用拡散部２５として導光板１８とは別体の拡散シートを用いたが、主拡散部２４及びマーク用拡散部２５は導光板１８自体に形成してもよい。具体的には、主拡散部２４及びマーク用拡散部２５は、例えばレーザ加工（レーザマーキング加工）により導光板１８に形成された微小な凹凸であってもよい。また、光を拡散する塗料を塗布して拡散部を形成してもよい。

また、上記の例では、マーク１７を押しボタン１５の表面の１箇所にのみ設けたが、複数箇所に設けてもよい。この場合、マーク用拡散部２５も複数箇所に設けるのが好適である。
さらに、上記の例では、マーク用拡散部２５の形状をマーク１７と同じにしたが、マーク１７の視認性を向上できれば他の形状であってもよく、例えば単なる矩形や円形であってもよい。
さらにまた、上記の例では、マーク用光源部２０を常時点灯させたが、必要なときのみ点灯するようにしてもよい。

また、スイッチ本体３としては薄型化の容易なリーフスイッチを用いることが好適であるが、これに限定されるものではなく、クリック作動機能のない他の種類のスイッチを用いてもよい。
さらに、上記の例では、光源としてＬＥＤ２９，３１（点光源）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば小径の直管状のランプ（線光源）を用いてもよい。
さらにまた、上記の例では、配線２１，２２，３５及びコネクタ２３，３２を用いて光源基板２８，３０，３４と回路基板２とを接続したが、弾性変形可能な導通接触片を光源基板２８，３０，３４から回路基板２側へ突出させ、この導通接触片が接触する電極を回路基板２に設けてもよい。

また、上記の例では、２本の引張コイルばね１３ａ，１３ｂを用いたが、ばねの本数はこれに限定されず、例えば１本のコイルばねを係止部６ａ，６ｂ間に設けてもよい。
さらに、上記の例では、主拡散部２４を導光板１８の裏面に設け、マーク用拡散部２５を導光板１８の前面に設けたが、これらを導光板１８の内部に設けてもよい。
さらにまた、主拡散部２４を導光板１８の前面側に設け、マーク用拡散部２５を導光板１８の裏面側に設けてもよい。

また、上記の例では、マーク１７を押しボタン１５の表面から突出させたが、凹部として窪ませても平面状であってもよい。
さらに、この発明の押しボタンスイッチは、エレベータの乗場ボタン装置にも適用できる。
さらにまた、この発明の押しボタンスイッチは、エレベータ以外にも適用できる。

Claims (4)

1. 透光材からなる押しボタンを備えたプランジャ、上記プランジャを平行移動させるレバーリンク機構、及び上記プランジャの押し込み作動に伴って操作されるスイッチ本体をベースに装備し、
   上記レバーリンク機構は、上記ベースに中間支点周りに揺動可能に突き合わせ配置された一対のレバーリンクと、上記レバーリンクの突き合わせ端部同士を連結するジョイント部材とを備え、上記レバーリンクを上記プランジャによって操作可能とし、
   上記スイッチ本体に対向する操作片を上記両レバーリンク同士に亘って架設するとともに、上記各レバーリンクの外端部に係止したばねによって上記両レバーリンクを引き寄せ付勢し、上記プランジャの変位に伴う上記レバーリンクの揺動操作に伴って上記レバーリンク機構が上記プランジャの移動方向へスナップ作動可能とし、
   上記レバーリンク機構の作動に伴って上記プランジャの移動方向へ移動する上記操作片によって上記スイッチ本体を押圧操作するよう構成し、
   上記押しボタンを背面から照明する扁平な照明部を、上記プランジャと一体移動可能に装備してある押しボタンスイッチであって、
   上記押しボタンの一部には、利用者に情報を伝えるためのマークが設けられており、
   上記照明部は、上記スイッチ本体と上記押しボタンとの間に設けられた導光板と、上記導光板内に光を入射する主光源部と、マーク用光源部とを有しており、
   上記導光板には、上記主光源部から入射された光を拡散する主拡散部が設けられており、
   上記導光板の上記マークに対向する部分には、入射された光を拡散するマーク用拡散部が設けられており、
   上記マーク用拡散部と上記主拡散部とは、上記導光板の厚さ方向の異なる位置に設けられており、
   上記マーク用光源部から上記マーク用拡散部に向けて上記導光板内に光が入射される押しボタンスイッチ。
2. 上記マーク用光源部と上記主光源部とは、上記導光板の互いに対向する側面に対向して配置されている請求項１記載の押しボタンスイッチ。
3. 上記主光源部は、複数の第１のＬＥＤを含み、
   上記マーク用光源部は、上記第１のＬＥＤよりも少ない複数の第２のＬＥＤを含む請求項１記載の押しボタンスイッチ。
4. 透光材からなる押しボタンを備えたプランジャ、上記プランジャを平行移動させるレバーリンク機構、及び上記プランジャの押し込み作動に伴って操作されるスイッチ本体をベースに装備し、
   上記レバーリンク機構は、上記ベースに中間支点周りに揺動可能に突き合わせ配置された一対のレバーリンクと、上記レバーリンクの突き合わせ端部同士を連結するジョイント部材とを備え、上記レバーリンクを上記プランジャによって操作可能とし、
   上記スイッチ本体に対向する操作片を上記両レバーリンク同士に亘って架設するとともに、上記各レバーリンクの外端部に係止したばねによって上記両レバーリンクを引き寄せ付勢し、上記プランジャの変位に伴う上記レバーリンクの揺動操作に伴って上記レバーリンク機構が上記プランジャの移動方向へスナップ作動可能とし、
   上記レバーリンク機構の作動に伴って上記プランジャの移動方向へ移動する上記操作片によって上記スイッチ本体を押圧操作するよう構成し、
   上記押しボタンを背面から照明する扁平な照明部を、上記プランジャと一体移動可能に装備してある押しボタンスイッチであって、
   上記押しボタンの一部には、利用者に情報を伝えるためのマークが設けられており、
   上記照明部は、上記スイッチ本体と上記押しボタンとの間に設けられた導光板と、マーク用光源部とを有しており、
   上記導光板の上記マークに対向する部分には、入射された光を拡散するマーク用拡散部が設けられており、
   上記マーク用拡散部は、上記マークの平面形状と同じ形状になっており、正面から見て上記マークと重なるように配置されており、
   上記マーク用光源部から上記マーク用拡散部に向けて上記導光板内に光が入射される押しボタンスイッチ。

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