JP2008004347A

JP2008004347A - 押釦装置

Info

Publication number: JP2008004347A
Application number: JP2006171957A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kato; 啓介加藤
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】配線基板上に電子部品を配置する際の自由度を向上させるとともに、コネクタ実装の作業性を向上させることができる押釦装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る押釦装置１００は、接点部材１２６が実装された配線基板１２１と、配線基板１２１に電気的に接続されるコネクタ１３０と、配線基板１２１の裏面側に配置された板状のベース部材１１２と、配線基板１２１の表面側に押動操作可能に配置された釦部１２５ｂとを具え、釦部１２５ｂが押動操作されることによって、配線基板１２１に実装された接点部材１２６が押圧される。ベース部材１１２は突起状の保持部材１４０を具え、配線基板１２１は保持部材１４０を挿通するための挿通孔１１３を具えており、挿通孔１１３に保持部材１４０を挿通して、挿通孔１１３に保持部材１４０を保持させることにより、ベース部材１１２に対して配線基板１２１を固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、押釦装置に関し、特に、自動販売機等の機器に用いられる押釦装置に関するものである。

一般に、自動販売機の前面パネルには、左右方向に沿って商品見本を陳列した陳列棚が複数段設けられており、それぞれの陳列棚に対応して押釦装置が配設されており、その一例が特許文献１に開示されている。
特許文献１に示された押釦装置は、釦挿通孔を有したケース部材をベース部材に組み合わせることによって形成された所定の空間内に、スイッチと発光素子とを実装した配線基板と、この配線基板を水密に保護するパッキンと、押動操作可能に配設され発光素子からの光が透過する釦部とを具えたものであり、ベース部材に突設されたソケット部に、配線基板に電気的に接続されるコネクタが装着される。

ところで、上記のような押釦装置において、コネクタを配線基板の部品実装面の裏側に直に装着した場合、相手コネクタをコネクタに差込接続する際、又は、コネクタから相手コネクタを抜取る際にコネクタに掛かる応力が直接配線基板に掛かるため、配線基板が変形し、配線基板上に実装された電子部品のはんだ部分にクラック等の不良が発生するおそれがある。
そこで、上記の押釦装置では、挿入実装型のコネクタを適用し、ベース部材と配線基板にそれぞれ形成された複数の貫通孔にそれぞれピン端子を挿通して、配線基板の部品実装面にこのピン端子を突出させ、コネクタと配線基板との間にベース部材を挟み込む態様で、配線基板の部品実装面にピン端子をはんだ付けすることによりコネクタをベース部材に固定し、これにより相手コネクタの差込・抜取時に生じる配線基板の変形を抑制し、配線基板上のはんだ部分のクラック発生を防止している。

特開２０００−１４９１０３号公報

しかしながら、特許文献１の押釦装置のように挿入実装型のコネクタを適用した場合、配線基板の部品実装面に複数のピン端子のはんだ部が形成される。従って、コネクタ設置部の裏側、すなわち、コネクタ設置部に対応する部品実装面には電子部品を配置することができないことになり、配線基板上の部品配置が制約される。
また、配線基板とコネクタとでベース部材を挟み込みながらピン端子のはんだ付けを行わなければならないため、ピン端子のはんだ付けを手作業で行わざるを得ず、組立作業の効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑み、配線基板上に電子部品を配置する際の自由度を向上させるとともに、コネクタ実装の作業性を向上させることができる押釦装置を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に係る押釦装置は、接点部材が実装された配線基板と、該配線基板に電気的に接続されるコネクタと、該配線基板の裏面側に配置された板状のベース部材と、該配線基板の表面側に押動操作可能に配置された釦部とを具え、前記釦部を押動操作することによって、前記配線基板に実装された接点部材を押圧するようにした押釦装置において、前記ベース部材が突起状の保持部材を具えるとともに、前記配線基板が該保持部材を挿通するための挿通孔を具え、前記挿通孔に前記保持部材を挿通して、前記挿通孔に前記保持部材を保持させることにより、前記ベース部材に対して前記配線基板を固定したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る押釦装置は、上記請求項１において、前記挿通孔に前記保持部材を挿通した後に、前記挿通孔から突出した先端部をかしめることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る押釦装置は、上記請求項１において、前記保持部材が先端に一対の係止爪を有する弾性片を具え、該弾性片を弾性変形させて前記挿通孔に挿通し、前記係止爪を前記挿通孔から突出させた後に前記弾性片を復元させ、前記係止爪を前記配線基板表面に係止させることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る押釦装置は、上記請求項１において、前記保持部材が、先端に向けて拡径したテーパ状の外周面を有し、先端の直径を前記挿通孔の内径よりも大きく形成し、該外周面を前記挿通孔の内面に押し付けることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする。

本発明の押釦装置によれば、ベース部材に形成された突起状の保持部材を、配線基板に形成された挿通孔に挿通して、この挿通孔に保持部材を保持させることにより、ベース部材に対して配線基板を固定するようにしたので、コネクタに相手コネクタを差込接続する際あるいはコネクタから相手コネクタを抜取る際に配線基板に応力が掛かった場合に、配線基板が変形するのを抑制することができる。その結果、配線基板とコネクタとの間にベース部材を介さずに、コネクタを配線基板に直接実装した場合であっても、配線基板上のはんだ部分のクラック発生が防止されるから、表面実装型のコネクタを適用することが可能となる。
表面実装型のコネクタを配線基板の部品実装面の裏面に実装すれば、コネクタのピン端子が部品実装面に突出することがなくなるため、コネクタ設置部分の裏側に相当する部位にも電子部品を実装することができるようになり、配線基板に電子部品を配置する際の自由度を向上させることができる。
また、本発明の押釦装置では、従来のように配線基板とコネクタとの間でベース部材を挟み込む態様ではなく、配線基板の裏面に直接コネクタを配置するようにしたので、従来手作業で行わざるを得なかったピン端子のはんだ付け作業を自動化することが可能であり、その結果、コネクタ実装の作業性を向上させることができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る押釦装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である押釦装置を適用した自動販売機を示したものである。ここで例示する自動販売機１は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を冷却もしくは加熱した状態で販売するもので、本体キャビネット２及び外扉３を具えている。

本体キャビネット２は、複数の鋼板を組み合わせることによって構成され、前面が開口した断熱構造の箱状を成している。図には明示していないが、この本体キャビネット２の内部には、商品収納ラックを介して複数の商品が収納されている。外扉３は、本体キャビネット２の前面開口を閉塞するためのもので、開閉可能となる態様で本体キャビネット２の一側縁部に保持させてある。

この外扉３の前面パネルには、紙幣投入口４、硬貨投入口５、表示部６、商品取出口７が設けられている。紙幣投入口４は、利用者が紙幣を投入するための開口であり、また硬貨投入口５は、利用者が硬貨を投入するための開口であり、それぞれ前面パネルの高さ方向中間位置に設けられている。これら紙幣投入口４や硬貨投入口５を通じて投入された貨幣は、図示せぬ貨幣処理装置において適宜処理される。貨幣処理装置は、紙幣投入口４や硬貨投入口５を通じて投入された貨幣が正規なものであるか否かを判別し、正規なものとして判別した貨幣を内部に取り込む一方、正規な貨幣として判別できなかった場合、並びに投入操作の後に返却レバー８が操作された場合、それぞれ貨幣を返却するためのものである。なお、紙幣投入口４は、利用者に対して紙幣を返却する際の紙幣返却口としても機能する。これに対して硬貨投入口５から投入された硬貨は、硬貨返却口９を通じて利用者に返却される。表示部６は、利用者が投入した貨幣の入金額や釣銭の金額等、商品を販売する上で必要となる各種情報を外部に表示するためのものであり、例えば液晶表示器によって構成されている。商品取出口７は、本体キャビネット２から払い出された商品を利用者が取り出すための開口であり、前面パネルの最下部に設けられている。

また、外扉３の前面パネルには、その上方部にディスプレイウィンドウ１０が設けられている。ディスプレイウィンドウ１０は、前面が透明板１１によって覆われた窓であり、その内部に左右方向に沿って商品見本１２を陳列した陳列棚１３が複数段設けられており、各陳列棚１３の商品見本１２は、透明板１１を通じて外部から視認することができる。

透明板１１の前面には、それぞれの陳列棚１３に対応して販売商品を選択するための押釦装置１００が設けられている。押釦装置１００は、ケーシング１１０と、ケーシング１１０に対して押動操作可能に配設された複数の押釦スイッチ１２０、及び、押釦スイッチ１２０を構成する配線基板に電気的に接続するコネクタ１３０とを具え、支持部材（図示せず）によって透明板１１に支持させることにより、利用者に対して各商品見本１２に対応した押釦スイッチ１２０を個別に提供するためのものである。

図２は、図１に示した自動販売機１に適用する押釦装置１００の部分断面図である。なお、図１では１個のケーシング１１０に６個の押釦スイッチ１２０が配設されているが、図２では、その内の１個の押釦スイッチ１２０と、それに対応するケーシング１１０の一部を示している。

まず、ケーシング１１０及びコネクタ１３０について説明する。図２に示すように、ケーシング１１０は、カバー部材１１１とベース部材１１２とを具える。

カバー部材１１１は、ベース部材１１２の表面を覆うためのもので、前板部１１１ａ及び一対の側板部１１１ｃを具える。前板部１１１ａは、長手方向に沿う軸心を中心とした円弧状の横断面を有し、釦挿通孔１１１ｄを有している。釦挿通孔１１１ｄは、後述する押釦スイッチ１２０の操作部材１２５を外部に露出させるためのものである。このカバー部材１１１は、前板部１１１ａ及び側板部１１１ｃによって構成される矩形状の開口をベース部材１１２によって閉塞することのできる大きさに構成されている。なお、カバー部材１１１には、裏面側から光を照射した場合に、その光が表面側に透過しないように、遮光性を有した材料により成形する、又は、遮光性を有した塗装を施す等の処理がなされる。

ベース部材１１２は、合成樹脂等の絶縁材料からなる矩形の板状を成すもので、基部１１２ａ、枠部１１２ｂ、装着溝１１２ｃ、ソケット部１１２ｄ、コネクタ挿通孔１１２ｅ及び保持部材１４０とから構成される。

基部１１２ａは、押釦スイッチ１２０を構成する各部材が配置される矩形状を成す領域であり、基部１１２ａの表面には後述する配線基板１２１が配置されている。
枠部１１２ｂは、基部１１２ａの周縁に設けられた矩形枠状を成すもので、基部１１２ａの表面から表面側に向けて突設されている。また、装着溝１１２ｃは、枠部１１２ｂの突出端面に形成された狭幅の凹所であり、無端の矩形状に形成されている。

ソケット部１１２ｄは、内部にコネクタ１３０を装着させて雨水等からコネクタ１３０を保護するためのものであり、基部１１２ａの裏面中央部分に基部１１２ａから延在する態様で突設され、コネクタ１３０を基部１１２ａの表面側に挿通するためのコネクタ挿通孔１１２ｅを有する。

保持部材１４０は、基部１１２ａの表面から延在する態様で円柱状に突設された突起を、図２に示すように配線基板１２１に形成された挿通孔１１３に挿通する態様で配置し、挿通孔１１３から突出した先端部分をかしめることにより形成されるものである。なお、先端部分をかしめるとは、保持部材１４０の先端部分をつぶして先端部分の径を拡大させ、配線基板１２１の表面に圧着させることである。
保持部材１４０を挿通孔１１３に挿通して、先端部をかしめることにより挿通孔１１３に保持部材１４０が保持され、ベース部材１１２に対して配線基板１２１が固定される。これにより、コネクタ１３０に相手コネクタ（図示せず）を差込接続する際あるいはコネクタ１３０から相手コネクタを抜取る際に配線基板１２１に応力が掛かった場合に、配線基板１２１の変形が抑制される。保持部材１４０は、図２に示すようにソケット側壁部１１２ｆの反対側の、基部１１２ａ表面に形成されるか、又は、ソケット側壁部１１２ｆ近傍の、基部１１２ａ表面に形成されるのが好ましい。

コネクタ１３０は、コネクタ側部から複数のピン端子１３１が突出した表面実装型コネクタであり、各ピン端子１３１の先端部が配線基板１２１の裏面１１５にはんだ付けされることにより配線基板１２１に固定されている。なお、図２では一本のピン端子１３１のみを示すとともに、ピン端子１３１のはんだ部を省略して示している。図２に示すように、コネクタ１３０は、ベース部材１１２の裏面に突設されたソケット部１１２ｄの内部に装着され、このコネクタ１３０に、自動販売機１のメインコントローラに接続された相手側コネクタを嵌合接続させる。

次に、押釦スイッチ１２０について説明する。ここで例示する押釦スイッチ１２０は、配線基板１２１と、光源からの光を拡散させるリフレクタ部材１２２と、配線基板１２１を密閉して防塵性及び水密性を確保するためのパッキン１２３と、「売切」「準備中」等の抜き文字が構成された表示板１２４、及び、押動操作可能に配置された釦部１２５ｂを具えた操作部材１２５を順次重ね合わせて構成されたものである。

配線基板１２１は、ベース部材１１２に設けられた保持部材１４０に対応する部位に、保持部材１４０の孔径よりもわずかに大きく形成され保持部材１４０を挿通するための挿通孔１１３が設けられている。配線基板１２１の表面は部品実装面１１４となっており、接点部材１２６及び光源１２７，１２８が実装され、実装面１１４の図示されていない領域には複数の押釦スイッチ１２０で共通に用いられる集積回路素子が実装されている。接点部材１２６は、押圧された場合に配線基板１２１に構成された所望の電子回路をＯＮ状態に切り換えるものである。また、配線基板１２１の裏面１１５の中央部には、上述したコネクタ１３０が面実装されている。

次に、押釦装置１００の組立手順の一例について説明する。まず、配線基板１２１に挿通孔１１３を形成する。孔あけの手段としては、例えばプリント基板用のドリルを用いることができる。次に、配線基板１２１の部品実装面１１４に各種電子部品を実装する一方、裏面１１５にコネクタ１３０の複数のピン端子１３１の先端部をはんだ付けすることにより、コネクタ１３０を裏面１１５に固定する。

この後、図３−１〜図３−３に示す手順により、ベース部材１１２に対して配線基板１２１を固定する。なお、図３−１〜図３−３では、部品実装面１１４の各種電子部品を省略して示している。まず、コネクタ１３０をベース部材１１２に突設されたソケット部１１２ｄに装着するとともに、配線基板１２１に形成された挿通孔１１３に保持部材１４０を挿通する（図３−１及び図３−２）。この状態で、配線基板１２１がベース部材１１２の基部１１２ａの表面に配置される。次いで、超音波溶着機等を用いて、挿通孔１１３から突出した保持部材１４０の先端部をかしめ、かしめ部１４１を形成する（図３−３）。これにより、挿通孔１１３に保持部材１４０が保持され、ベース部材１１２に対して配線基板１２１が固定される。

パッキン１２３内部にリフレクタ部材１２２を嵌挿させるとともに、パッキン表面に表示板１２４を重ね合わせた状態でこれらを操作部材１２５の裏面側から釦部１２５ｂの内部に嵌挿させ、ハウジング１２２、パッキン１２３、表示板１２４及び操作部材１２５を一体化させておく。

ベース部材１１２に配線基板１２１を収容させた状態で装着溝１１２ｃにパッキン１２３の突条部１２３ｂを圧入することにより、ベース部材１１２に操作部材１２５が保持される。次に、カバー部材１１１の釦挿通孔１１１ｄに操作部材１２５の釦部１２５ｂを挿通させる態様でベース部材１１２をカバー部材１１１によって覆い、両者の間をレーザ溶着等の方法によって互いに接合することにより、ケーシング１１０が構成され、ケーシング１１０の内部に複数の押釦スイッチ１２０が操作可能に配設された押釦装置１００が構成される。

上記の押釦装置１００によれば、ベース部材１１２に形成された保持部材１４０を、配線基板１２１に形成された挿通孔１１３に挿通して、挿通孔１１３に保持部材１４０を保持させることにより、ベース部材１１２に対して配線基板１２１を固定したので、コネクタ１３０に相手コネクタを差込接続する際あるいはコネクタ１３０から相手コネクタ１３２を抜取る際に配線基板１２１に応力が掛かった場合に、配線基板１２１が変形するのを抑制することができる。その結果、配線基板１２１とコネクタ１３０との間にベース部材１１２を介さずに、コネクタ１３０を配線基板１２１に直接実装した場合であっても、配線基板１２１上のはんだ部分のクラック発生が防止されるから、表面実装型のコネクタを適用することが可能となる。

表面実装型のコネクタ１３０を配線基板１２１の裏面１１５に実装することにより、コネクタ１３０のピン端子１３１が部品実装面１１４に突出することがなくなるため、コネクタ設置部分の裏側に相当する部位にも電子部品を実装することができるようになり、配線基板１２１に電子部品を配置する際の自由度を向上させることができる。

例えば、本実施形態では２種類の光源１２７，１２８を配置したが、コネクタ１３０設置部の裏側、すなわち、光源１２７と光源１２８との間にもうひとつの光源を配置することも可能となる。また、光源１２７，１２８を配置する替わりに、コネクタ１３０設置部の裏側、すなわち、釦の中央に光源を配置することもできる。この場合、釦中央に配置された光源に対応するリフレクタ部材を適用することで、ひとつの釦全体を均一に光らせることが可能になる。

また、本発明の押釦装置１００では、従来のように配線基板１２１とコネクタ１３０との間でベース部材１１２を挟み込む態様ではなく、配線基板１２１の裏面１１５に直接コネクタ１３０を実装するようにしたので、従来手作業で行わざるを得なかったピン端子１３１のはんだ付け作業を自動化することが可能であり、その結果、コネクタ実装の作業性を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、ベース部材１１２に突設された円柱状の突起を配線基板１２１に形成された挿通孔１１３に挿通した後に、挿通孔１１３から突出した突起の先端部をかしめることにより保持部材１４０を形成したが、これに限定されるものではない。

例えば、保持部材１４０として、図４に示すように先端に一対の係止爪１４２ａ，１４２ｂを有する弾性片１４３を具えた突起を適用することもできる。この弾性片１４３を具えた突起を保持部材１４０に適用する場合、保持部材１４０の弾性片１４３を内側に弾性変形させて挿通孔１１３に挿通し、係止爪１４２ａ，１４２ｂを挿通孔１１３から突出させた後に弾性片１４３を復元させ、係止爪１４２ａ，１４２ｂを配線基板１２１の部品実装面１１４に係止させることにより、挿通孔１１３に保持部材１４０が保持される。
この弾性片１４３を具えた突起を保持部材１４０に適用した場合、上記実施形態のように挿通孔１１３に突起を挿通した後に先端部をかしめる作業が不要となるから、上記実施形態よりも組立作業を簡略化することができる。

また、保持部材１４０として、図５に示すように、先端に向けて拡径したテーパ状の外周面１４５を有する突起を適用することもできる。この保持部材１４０の外周面１４５における先端１４６の直径は、挿通孔１１３の内径よりもわずかに大きく形成されている。この突起を保持部材１４０に適用する場合、保持部材１４０を挿通孔１１３に嵌入させ、保持部材の外周面１４５を挿通孔１１３の内壁に押し付けることにより、挿通孔１１３に保持部材１４０が保持される。
この先端に向けて拡径したテーパ状の外周面を有する突起を保持部材１４０に適用した場合においても、上記実施形態のように挿通孔１１３に突起を挿通した後に先端部をかしめる作業が不要となるから、上記実施形態よりも組立作業を簡略化することができる。

また、上記実施形態では、保持部材１４０を１個設け、１箇所で配線基板を保持するようにしたが、保持部材１４０を複数個設けて、複数個所で配線基板１２１を保持する態様としてもよい。例えば、上記実施形態の保持部材に加えて、ソケット部１１２ｄを隔てた反対側の基部１１２ａ表面にもうひとつの保持部材１４０を形成するとともに、配線基板１２１の上記保持部材１４０に対応する部位にもうひとつの挿通孔１１３を形成し、保持部材１４０を挿通孔１１３に挿通して、コネクタ１３０の両端で配線基板１２１を保持するようにすれば、ベース部材１１２に対して配線基板１２１をより強固に保持することができる。

さらに、上記実施形態では、保持部材１４０挿通用の挿通孔１１３をドリルであけたが、配線基板１２１の配線パターンに元々形成されているスルーホールを、挿通孔１１３に代用した場合には、配線基板１２１の孔あけ作業を省略することができ、押釦装置の組立作業が簡略化される。

さらに、上記実施形態では、自動販売機１において販売商品を選択するための押釦装置１００を例示しているが、その他の用途にも適用することが可能である。

本発明の実施の形態である押釦装置を適用した自動販売機の正面図である。図１に示した押釦装置の要部断面図である。ベース部材に対して配線基板を固定する手順を示す断面図である。ベース部材に対して配線基板を固定する手順を示す断面図である。ベース部材に対して配線基板を固定する手順を示す断面図である。図２に示した押釦装置の別の実施形態を示す要部断面図である。図２に示した押釦装置の別の実施形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１００押釦装置
１１２ベース部材
１１３挿通孔
１１４配線基板表面
１１５配線基板裏面
１２１配線基板
１２５ｂ釦部
１２６接点部材
１３０コネクタ
１４０保持部材
１４１かしめ部
１４２ａ，１４２ｂ係止爪
１４３弾性片
１４５外周面
１４６（保持部材）先端

Claims

接点部材が実装された配線基板と、
該配線基板に電気的に接続されるコネクタと、
該配線基板の裏面側に配置された板状のベース部材と、
該配線基板の表面側に押動操作可能に配置された釦部とを具え、
前記釦部を押動操作することによって、前記配線基板に実装された接点部材を押圧するようにした押釦装置において、
前記ベース部材が突起状の保持部材を具えるとともに、前記配線基板が該保持部材を挿通するための挿通孔を具え、
前記挿通孔に前記保持部材を挿通して、前記挿通孔に前記保持部材を保持させることにより、前記ベース部材に対して前記配線基板を固定したことを特徴とする押釦装置。
前記挿通孔に前記保持部材を挿通した後に、前記挿通孔から突出した先端部をかしめることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする請求項１に記載の押釦装置。
前記保持部材が先端に一対の係止爪を有する弾性片を具え、該弾性片を弾性変形させて前記挿通孔に挿通し、前記係止爪を前記挿通孔から突出させた後に前記弾性片を復元させ、前記係止爪を前記配線基板表面に係止させることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする請求項１に記載の押釦装置。
前記保持部材が、先端に向けて拡径したテーパ状の外周面を有し、先端の直径を前記挿通孔の内径よりも大きく形成し、該外周面を前記挿通孔の内面に押し付けることにより、前記挿通孔に前記保持部材を保持させたことを特徴とする請求項１に記載の押釦装置。