JP2004139999A

JP2004139999A - 機器の操作部構造

Info

Publication number: JP2004139999A
Application number: JP2003432032A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Okura; 大蔵　通孝
Original assignee: Toyotomi Kogyo Co Ltd; Toyotomi Co Ltd
Current assignee: Toyotomi Kogyo Co Ltd; Toyotomi Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】　　　　　　機器の表面に操作部を貼付けによって構成する為の入力・表示機能付シートプレートに関する。
【解決手段】　　　　機器の表面に両面接着テープで貼り付けられるプレート８には、隙間形成部材５によって浮かされて押すと導通する配線パターンｈ・ｊによるスイッチと、薄膜抵抗体３による可変抵抗入力機能と、薄厚の半透明部材１１に対向するＬＥＤチップ１０による発光表示機能とを備える。また、プレート８には、スイッチの導通データと抵抗データとを出力し、かつ、ＬＥＤチップ１０の駆動信号を入力する配線プレート６を連続して取付ける。このプレート８の貼り付けによって、スイッチと可変抵抗器とＬＥＤ発光表示を備えた操作部が、機器の表面に構成される。
【選択図】　　　　　図１

Description

　この発明は機器の表面に入力・表示機能のついた操作部を貼付けによって構成する為の入力・表示機能付シートプレートに関する。

　例えば石油暖房器などの機器の操作部には、暖房器を駆動する為のスイッチ類や可変抵抗器、また、機器の動作状態を表示をする為のランプやＬＥＤなどの発光素子が取付けられている。そして、これらの電装部品はベークライトやエポキシ樹脂からなるプリント基板上に、または、合成樹脂製の操作部枠体に配置され、該プリント基板は操作部枠体を介して機器に固着している。

　即ち、プリント基板などに取付けられる電装部品である、市販されているＬＥＤなどの表示器具やスイッチ類は一定の大きさと形状が必要であり、機器の表面付近に操作部分や表示部分を位置させるには、プリント基板の固定位置は機器の内部になるものである。この為、石油暖房器などの機器の表面には操作部枠体を取付ける為の開口を設け、この操作部枠体を機器の表面に固定すると共に、機器の操作部の表面は各種の操作表示が印刷された表示板で覆うものである。

　一方、最近のカードタイプの計算機などでは、柔軟なシートプレートの上に操作部であるスイッチを構成し、また、表示部として発光機能のないＬＣＤ表示器を組み込んだものがあり、石油暖房器でも操作部や表示部をシート状に構成できれば、機器の枠体の表面に両面接着テープなどで貼付けすることによって、簡単に操作部が構成でき、石油暖房器などではロット当たりの製造数が多いから、大きなコストダウンの可能性がある。

　ところで、カードタイプの計算機などに使われる表示器は、蛍光表示管やＬＥＤに代わって反射光を使うＬＣＤ表示器である。このＬＣＤ表示器の厚さは非常に薄く製造でき、消費電力も少ないから、カードタイプの計算機はこのＬＣＤ表示器を使うことによってはじめて実用になったものであり、現在もこのようなカードタイプの計算機にＬＣＤ以外のＬＥＤなどの表示器を使う技術は完成されていない。

　また、石油暖房器では特に重要な操作方法として、最小燃焼量から最大燃焼量の間でマニュアル操作で燃焼量を固定した使い方があり、この為にはスライドボリュウムが使われる。そして、従来のボリュウムは必ず機械的な構造を必要としており、可動部を構成できないカードタイプにこの種のボリュウムを組み込むことは全く不可能であった。

　最近の石油暖房器は大型の操作スイッチに発光ランプを組み込んだものを使い、少しばかり薄暗い部屋の隅に置いても運転状態が一目でわかるものが好まれており、操作や運転状態の表示部としてカードタイプの計算機などに使われるＬＣＤ表示器を使うことは事実上不可能である。この為、操作表示とボリュウム入力の両面からカードタイプの計算機などに使われる柔軟なシートプレートを基板とするプレート状の操作部を、石油暖房器の操作部に直ちに使うことは非常に難しかしいことであった。

　この発明は上記課題を解決して、はじめて可変抵抗入力と発光表示機能を持った操作部に適するプレートを実用化したもので、このプレートの貼り付けによって、操作部が機器の表面に構成されることを特徴としており、その実施例として、柔軟なシートプレート１の表面に配線パターンｈを設け、該配線パターンｈと対峙する第二シートプレート４の表面には隙間形成部材５を介して配線パターンｊを設け、該隙間形成部材５によって浮かされた配線パターンｊの指定個所を押すと配線パターンｈ・ｊが導通してスイッチを形成し、シートプレート１または第二シートプレート４と連続する配線プレート６に設けた配線パターンｃは配線パターンｈ・ｊと接続して導通データを出力せしめ、一方、配線パターンの二つの離れた端子ｄ・ｅ間に微小間隙を介して多数の独立した導電体２を配置し、二つの離れた端子ｄ・ｅ間で多数の導電体２の端部の上に薄膜抵抗体３を形成し、かつ、柔軟な第二シートプレート４の表面には隙間形成部材５を介して多数の導電体２と対峙する配線パターンｉを形成し、隙間形成部材５によって浮かされた配線パターンｉの一部を押すと配線パターンｉと導電体２とが接触し、シートプレート１または第二シートプレート４と連続する配線プレート６に設けた配線パターンａには、前記配線パターンｄ・ｅ・ｉから抵抗データを出力せしめ、更に、配線パターンｆ・ｇの適所にＬＥＤチップ１０を取付け、ＬＥＤチップ１０と対向して薄厚の半透明部材１１を配置し、該半透明部材１１の周囲を薄厚の不透明部材１２を配置し、シートプレート１と連続する配線プレート６には、ＬＥＤチップ１０の駆動用の配線パターンｆ・ｇと接続する配線パターンｂを設け、シートプレート１と、第二シートプレート４と、半透明部材１１及び不透明部材１２と、透明体に各種操作表示７ａを印刷した印刷シート７は、接着によって一枚のプレート８に構成し、該プレート８を機器の操作部９に貼付けすることによって、可変抵抗入力機能と発光表示機能とを持ったシートプレートを構成するものである。

　このように柔軟なシートプレート１の表面に配線パターンを形成し、配線パターンの二つの離れた端子ｄ・ｅ間に微小間隙を介して多数の独立した導電体２を配置し、二つの離れた端子ｄ・ｅ間で多数の導電体２の端部の上に薄膜抵抗体３を形成したから、多数の導電体２の一本一本と配線パターンの端子ｄ・ｅとの間に固有の抵抗値が得られるようになり、一方、柔軟な第二シートプレート４の表面には隙間形成部材５を介して多数の導電体２と対峙する配線パターンｉを形成したから、シートプレート１・４のいずれかを押すと配線パターンｉが導電体２の一部と接触して導通し、Ａ／Ｄ変換器を介在すれば極めて簡単に薄膜抵抗体３の端から何パーセントのところが押されたのか判定ができるものである。

　また、表示機能について、薄厚の半透明部材１１は所定長に構成し、かつ、半透明部材１１を発光させるから、配線パターンｆ・ｇに取付けるＬＥＤチップ１０の配置は、７セグメントの数字配置とすることで、単なる点灯・消火による運転状態の表示ではなく、数字表示によって機器の情報の表示ができるようにしたものである。

　即ち、柔軟なシートプレート１の表面に駆動電流を流す配線パターンｆ・ｇを形成し、この配線パターンｆ・ｇの適所にＬＥＤチップ１０を取付けることによって、柔軟なシートプレート１の上でＬＥＤが発光できるようになり、そして、ＬＥＤチップ１０と対向して薄厚の半透明部材１１を配置して素子の接合部から発光する強い光を吸収し、半透明部材１１の周囲に薄厚の不透明部材１２を配置して、半透明部材１１に吸収された光をＬＥＤチップ１０の上方へ誘導する構成とし、更に、これらをセットして柔軟性のシートプレート１と、表示説明を示す印刷シート７との間で、半透明部材１１や不透明部材１２挟着してプレート８に構成できたものである。

　また、ＬＥＤチップ１０の素子の接合部から発光する光を吸収する半透明部材１１は所定長さで構成したから、これを組み合わせることで７セグメントの数字配置にすることができ、単なる点灯・消灯だけでなく数字情報を表示できるようになるものである。

　従って、従来のカードタイプの計算機で公知のスイッチ機構と組み合わせることによって、一枚の薄いプレート８にＬＥＤによる発光タイプの表示と、可変抵抗に係る抵抗入力とを構成できるようになり、このプレート８を貼付ける石油暖房器などの操作部９が非常に簡単に構成できたものである。

　以上のようにこの発明では、はじめて可変抵抗入力とＬＥＤによる発光タイプの表示機構とを一枚のシート状のプレート８に仕上げることができたから、石油暖房器などの操作部９がプレート８の貼付けによって構成できるようになったものである。そして、配線パターンを形成した柔軟なシートプレート１・４は大量生産すれば非常に安価になり、部品価格が安くなって大幅なコストダウンが可能になったものである。

　また、石油暖房器などの操作部９には従来使用していたプリント基板と合成樹脂の操作部枠体が不要になり、また、操作部枠体を取付ける為に機器に設けた大きな取付け用の開口が不要になり、機器の操作部９にはプレート８を貼付ける位置ぎめ用の凹部を設けるだけでよく、機器の操作部９は極めて製造し易くなり、かつ、プレート８を貼付けるだけであるから、操作部９の組付けが非常に簡単になるものである。

　一方、機器をマニュアル操作する為には、アナログ入力であるボリュウムを使った入力が必要とされるが、柔軟なシートプレート１の表面に配線パターンの端子ｄ・ｅと、多数の導電体２と、薄膜抵抗体３と、導電体２と対峙する配線パターンｉとを配置するだけで、ごく普通の電気回路に使われるＡ／Ｄ変換を介在すれば、取扱者が選択した抵抗値が容易に読み取ることができ、全体形状をプレート８に仕上げることが可能になるだけでなく、従来のボリュウムのように可動する摺動部がないから、耐久性が非常に優れたものになったものである。

　また、チップ実装のプリント基板にＩＣなどと共に装着して、信号の流れを光で確認する為に使われるチップＬＥＤを、柔軟なシートプレート１の配線パターンｆ・ｇに取付け、素子の接合部から発生する光を半透明部材１１に吸収させながら不透明部材１２で光を誘導し、更に、機器の各種操作表示を印刷した印刷シート７とシートプレート１との間に挟着して、印刷シート７の透明部からＬＥＤチップ１０の光を照射する構成としたものであるから、貼付け可能のプレート８で始めて発光タイプの表示が実現できたものである。

　更に、ＬＥＤチップ１０の光を吸収する半透明部材１１を所定長の長さを持つ部材で構成したから、この部材の並べ方が７セグメント数字配置となるようにＬＥＤチップ１０を配置すれば、単なる点灯・消灯による表示だけでなく、意味のある数字表示が可能となり、石油暖房器の操作部として、室温を表示したり、発熱量のランクを表示したり、異常で安全装置が作動した時にはエラーナンバーの表示を行なうことができ、操作部として充分な機能が得られるようになったものである。

　図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１はポリエステルフィルムなどの柔軟な素材を使ったシートプレート、４はシートプレート１とは一部分で連続する第二シートプレート、６はシートプレート１もしくは第二シートプレート４の一部から伸ばした配線プレート、ａ〜ｊはシートプレート１・４と配線プレート６の表面に蒸着によって形成した導電性の配線パターンであり、実施例の配線プレート６はシートプレート１から連続しており、該第二シートプレート４に形成した配線パターンｉ・ｊはシートプレート１との間の連続部４ａを介してシートプレート１に配線してある。１３はシートプレート１・４や配線プレート６の配線パターンの露出したくない部分を覆う絶縁層であり、配線パターンａ〜ｊを保護している。

　２はシートプレート１の配線パターンの二つの離れた端子ｄ・ｅ間に微小間隙を介して多数の独立した導電体、３は二つの離れた端子ｄ・ｅ間で多数の導電体２の端部の上に形成した薄膜抵抗体であり、該薄膜抵抗体３は導電体２と導通しており、多数の導電体３の一本一本と配線パターンの端子ｄ・ｅとの間に固有の抵抗値を得ている。

　５はシートプレート１の一部を変形させてシートプレート１の表面よりも盛り上げて形成した隙間形成部材、１４は第二シートプレート４を連続部４ａで折曲げてシートプレート１と重ね合わせる時の接着性を有するスペーサであり、第二シートプレート４の配線パターンｉは折曲げた時に前記導電体２と対峙しながら隙間形成部材５によって接触しないように保持し、また、他の部分はスペーサ１４で重ね合わせた二枚のシートプレート１・４の厚みが揃うようにしている。

　この為、第二シートプレート４の配線パターンｉを押すと、配線パターンｉは導電体２と接触して、端子ｄ・ｅとの間で固有の抵抗値を出力するものであり、配線プレート６に引き出された配線パターンａの端から、この可変抵抗データを出力して直接機器をコントロールすることができる。また、配線プレート６に引き出された配線パターンａの端にＡ／Ｄ変換器を介在すれば、薄膜抵抗体３の端子ｄ・ｅ間の抵抗データに対して、押された位置が薄膜抵抗体３の端から何パーセントのところであるのか、ディジタルデータとしてマイクロコンピュータに取り込んで処理することができる。

　また、配線パターンの端子ｄ・ｅの形状をＬ型として、多数の独立した導電体２の両側の部分が直接端子ｄ・ｅと導通すれば、両端では押す位置が多少狂っても確実に最小抵抗値と最大抵抗値が入力できるようになった。

　１０はシートプレート１の表面に形成した配線パターンｆ・ｇの適所に取付けたＬＥＤチップであり、チップ状のＬＥＤはチップ実装のプリント基板にＩＣや抵抗やコンデンサなどと一緒に装着してプリント基板上で発光させ、信号の流れやハイ・ロウレベルの状態を光で確認する為に使われているもので、通電すると素子の接合部から直接発光する。該ＬＥＤチップ１０はシートプレート１の表面に多数配置してあり、ＬＥＤチップ１０の駆動用の信号は配線パターンｆ・ｇと接続するシートプレート６の配線パターンｂから供給されている。

　１１はＬＥＤチップ１０と対向して配置した半透明部材、１２は半透明部材１１の周囲に配置した不透明部材であり、半透明部材１０と不透明部材１２は薄厚の合成樹脂で形成している。１５はシートプレート１の上に重合される第二シートプレート４に形成した抜き孔であり、半透明部材１１や不透明部材１２はこの抜き孔１５から露出しており、ＬＥＤチップ１０の素子の接合部から発生する強い光は半透明部材１１に吸収され、不透明部材１２は半透明部材１１に吸収した光が逃げないようにＬＥＤチップ１０の上方へ誘導し、第二シートプレート４抜き孔１５部分から外部へ照射される。

　ＬＥＤチップ１０と対向する薄膜の半透明部材１１は所定長に構成し、ＬＥＤチップ１０は半透明部材１１の並び方が７セグメントの数字を表示するように配置すれば、単にＬＥＤチップ１０の点灯・消灯だけではなく、意味のある室温や、燃焼中の発熱量のランクや、安全装置が作動した時のエラー番号が表示できるようになり、石油暖房器などの機器の操作部として、充分な機能が得られるものである。

　シートプレート１の配線パターンｈと、第二シートプレート４の配線パターンｊとは、シートプレート１に第二シートプレート４を重合した時に対峙する位置関係に形成してある。そして、導電性で可撓性を持つ皿状の薄板金属板によって形成する隙間形成部材５は前記シートプレート１の絶縁層１３の上に位置しており、また、第二シートプレート４の配線パターンｊは皿状の薄板金属板で形成する隙間形成部材５と接触している。

　この為、二枚のシートプレート１・４を隙間形成部材５やスペーサ１４を介して重合すると、配線パターンｈ・ｊは否導通の状態で保持されており、第二シートプレート４の配線パターンｊの部分を押すと、皿状の隙間形成部材５が反転して配線パターンｈと接触し、両配線パターンｈ・ｊが導通するのでスイッチを構成することができた。

　一方、シートプレート１と連続する配線プレート６には、両シートプレート１・４の配線パターンｈ・ｊと接続する配線パターンｃが形成してあり、該配線プレート６の配線パターンｃによって、スイッチの開閉信号を取り出すことができる。

　７は透明なポリエステルフィルムの一部に透明部を残して印刷で不透明部を作ると共に、合せて各種操作表示７ａを印刷した印刷シート、７ｂは印刷シート７の裏面に塗布した透明な接着材、１６は主として半透明部材１１や不透明部材１２と、前記第二シートプレート４との高さを調節する接着性の上部スペーサである。印刷シート７は第二シートプレート４の上に上部スペーサ１６を配置してから第二シートプレート４や半透明部材１１や不透明部材１２をシートプレート１との間に挾んだまま接着することによって、全体が一枚のプレート８に仕上がるものである。

　従って、柔軟なシートプレート１と印刷プレート７を外表面とするプレート８の中に、可変抵抗データを入力する部分と、７セグメント数字表示を含む発光性を持った各種データの表示部分と、また、ＯＮ・ＯＦＦ入力部であるスイッチ部分とを構成できたものである。

　１ａはシートプレート１の裏面に付着した接着剤、１７は柔軟なシートプレート１・４や印刷シート７のコシを強くして、必要以上変形しないようにする裏シートであり、シートプレート１に接着剤１ａによって固定され、該裏シート１７を含めてプレート８を構成している。尚、シートプレート１・４や印刷シート７のコシが期待した強さであれば、裏シート１７を使わないでプレート８を構成してもよい。また、裏シート１７をアルミ製の薄膜で構成して接地すれば、シールド体として機能するものである。

　９は石油暖房器で構成する機器の操作部であり、該操作部９は機器の外表面の一部に平面状の凹部を構成し、該凹部に接着剤もしくは両面接着シートによって前記プレート８を固着することによって構成している。この為、例えば機器の金属製の天板にプレス加工によって凹部と配線プレート６を引き込む透孔をあけ、プレート８を凹部に貼付ければ完成するものである。従って、従来の合成樹脂製の操作部枠体や、表示操作用のプリント基板や、操作部表面のパネルなどの部品は全く必要がなくなり、機器の枠体に操作部枠体を取付ける構造も不要になり、大幅なコストダウンが可能になったものである。

　実施例の石油暖房器の操作部９は、運転の開始と停止を行なう運転スイッチと、ルームサーモによる自動運転・暖房器の出力を指定するマニュアル操作運転とを切換る自動／手動切換スイッチとを備え、自動運転の為の室温設定スイッチを設け、また、マニュアル操作運転の為の可変抵抗値の入力部分を設けている。更に、ＬＥＤの点灯・消灯による動作表示部と７セグメントの数字表示部を設け、数字表示部には自動運転時の室温を表示したり、マニュアル操作運転時の暖房器の出力ランクを表示することができる。また、自動で運転を開始するまたは運転を停止するタイマースイッチを設けることもできる。

この発明の各種部品を装着した状態の実施例を示すシートプレートの平面図である。この発明の可変抵抗による入力部の実施例を示す要部断面図である。この発明のＬＥＤ発光による表示部の実施例を示す要部断面図である。この発明の押しボタン操作によるスイッチ入力部の実施例を示す要部断面図である。この発明のプレート状の操作部の実施例を示す平面図である。この発明の実施例を示すプレート状の操作部を装着した石油暖房器の斜視図である。

符号の説明

　１　　シートプレート
　２　　導電体
　３　　薄膜抵抗体
　４　　第二シートプレート
　５　　隙間形成部材
　６　　配線プレート
　７　　印刷シート
　７ａ　操作表示
　８　　プレート
　９　　操作部
１０　　ＬＥＤチップ
１１　　半透明部材
１２　　不透明部材
ａ〜ｊ　配線パターン

Claims

　機器の表面に両面接着テープで貼り付けられるプレート８には、
隙間形成部材５によって浮かされて押すと導通する配線パターンｈ・ｊによるスイッチと、
薄膜抵抗体３による可変抵抗入力機能と、
薄厚の半透明部材１１に対向するＬＥＤチップ１０による発光表示機能とを備え、
　前記プレート８には、スイッチの導通データと抵抗データとを出力し、かつ、ＬＥＤチップ１０の駆動信号を入力する配線プレート６を連続して取付けるとともに、
　前記プレート８の貼り付けによって、スイッチと可変抵抗器とＬＥＤ発光表示を備えた操作部が、機器の表面に構成されることを特徴とする機器の操作部構造。