JP2023016568A - スイッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押下型の既設のスイッチを、操作者の手かざし等による非接触操作により押下することができるスイッチ操作装置を提供すること。【解決手段】スイッチ操作装置（１）は、第１スイッチ（３０１）を押下する押下部（１４）と、物体の有無を検出する非接触センサー（１２）と、非接触センサー（１２）が物体を検出したとき、第１スイッチ（３０１）を押下するように押下部（１４）を駆動する駆動モータ（１３）と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、既設のスイッチを操作するスイッチ操作装置に関する。

特許文献１には、既設のスイッチを非接触で駆動させるスイッチ操作装置が開示されている。この技術を使用すれば、既設のスイッチを利用するため、特別な工事（電気工事等）は不要である。

特開２０２１－５７１７７号

しかしながら、特許文献１に開示されたスイッチ操作装置は、無線を利用してスイッチのＯＮとＯＦＦとを切替えるため、無線通信を行う装置を別途用意する必要があり、高齢者等にとって利便性が高いものではない。

本発明の一態様は、押下型の既設のスイッチを、操作者の手かざし等による非接触操作により押下することができるスイッチ操作装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスイッチ操作装置は、押下されることによりＯＮとＯＦＦとを切替えるスイッチを押下する押下部と、物体の有無を検出する非接触センサーと、前記非接触センサーが物体を検出したとき、前記スイッチを押下するように前記押下部を駆動する駆動部と、を備える。

本発明の一態様によれば、押下型の既設のスイッチを、操作者の手かざし等による非接触操作により押下することができる。

本発明の実施形態に係るスイッチ操作装置の斜視図である。 図１に示すスイッチ操作装置の操作対象となるスイッチの平面図である。 図１に示すスイッチ操作装置の背面側から見た斜視図である。 図１に示すスイッチ操作装置の内部構造の概略を示す斜視図である。 図１に示すスイッチ操作装置の機能ブロック図である。 図１に示すスイッチ操作装置による第１スイッチを操作する際の動作の説明図である。 図１に示すスイッチ操作装置による第２スイッチを操作する際の動作の説明図である。 図１に示すスイッチ操作装置の壁面への取り付け手順を示す図である。 取り付け金具を用いたスイッチ操作装置を壁面に取り付ける手順を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本実施形態に係るスイッチ操作装置１は、押下されることによりＯＮとＯＦＦとを切替えるスイッチを、操作者の手かざし等による非接触操作により押下するための装置である。操作対象となるスイッチは、壁面２００に設置されている既設のスイッチである。スイッチ操作装置１は、スイッチを覆うようにして壁面２００に設置される。なお、操作対象となるスイッチの用途は限定されるものではなく、例えば、照明用スイッチであってもよいし、換気扇用スイッチであってもよい。

（スイッチ操作装置１の概略）
図１は、スイッチ操作装置１が壁面２００に設置された状態の斜視図である。図２は、スイッチ操作装置１の操作対象となるスイッチ（第１スイッチ３０１または第２スイッチ４０１）の平面図である。図３は、スイッチ操作装置１の背面側から見た斜視図である。図４は、スイッチ操作装置１の要部構成の配置関係を示す斜視図である。なお、図４では、説明の便宜上、スイッチ操作装置１の筐体１０１を破線で示し、要部構成のみを実線で示している。図５は、スイッチ操作装置１の機能ブロック図である。

図１に示すように、スイッチ操作装置１は、筐体（カバー体）１０１と、筐体１０１の表面１０１ａに形成されたセンサー窓１０２と、筐体１０１を壁面２００に固定するためのビス１０３と、を含む。

筐体１０１には、図５に示す制御部１１、非接触センサー１２、駆動モータ（駆動部）１３、押下部１４、設定部１５、電源１６が内蔵されている。非接触センサー１２は、物体の有無を非接触で検出するセンサーであり、センサー窓１０２の内側に設置されている。従って、センサー窓１０２に例えば操作者の手をかざすことで、非接触センサー１２が物体有りと検出する。そして、非接触センサー１２が物体を検出したとき、駆動モータ１３により押下部１４を駆動させることで、壁面２００に設置されたスイッチを押下する。

操作対象となるスイッチの種類としては、例えば、図２の符号１０２１に示す第１スイッチ３０１、および、図２の符号１０２２に示す第２スイッチ４０１がある。第１スイッチ３０１は、いわゆるフルカラースイッチである。具体的には、第１スイッチ３０１は、壁面２００に設置された化粧カバー３０２のほぼ中央に設けられ、一端である第１端部３０１ａが押下されることによりＯＮに切替えるとともに他端である第２端部３０１ｂが突出し、第２端部３０１ｂが押下されることによりＯＦＦに切替えるとともに第１端部３０１ａが突出するスイッチである。一方、第２スイッチ４０１は、いわゆるワイドスイッチである。具体的には、第２スイッチ４０１は、壁面２００に設置された化粧カバー４０２の中心部に設けられた縦長形状のスイッチであり、被押下部４０１ａを１つ有し、被押下部４０１ａが押下される毎にＯＮとＯＦＦとを切替えるスイッチである。

筐体１０１の背面１０１ｂには、図３に示すように、蓋１０が設けられている。蓋１０には、３つの開口部（第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃ）が形成されている。

第１開口部１０ａは、蓋１０のほぼ中央に形成されており、押下部１４の操作部１４１の押下面１４１ａを露出させるための開口部である。第１開口部１０ａの大きさは、少なくとも押下面１４１ａが全て露出し、押下部１４の回動を阻害しない大きさに設定されている。第１開口部１０ａの形成位置は、スイッチ操作装置１を壁面２００に設置したときに、押下部１４がスイッチを押下できる位置である。

第２開口部１０ｂは、設定部１５を操作者が操作可能なように露出させるための開口部である。第３開口部１０ｃは、電源１６である電池を収容するための開口部である。第２開口部１０ｂおよび第３開口部１０ｃの形成位置は、特に限定されるものではなく。スイッチ操作装置１の設計に合わせて適宜決めればよい。

筐体１０１内において、非接触センサー１２、駆動モータ１３、押下部１４、電源１６は、図４に示すように配置されている。なお、図４では、スイッチとの位置関係を示すために、例として第１スイッチ３０１および化粧カバー３０２を併せて図示した。押下部１４は、スイッチと対向する位置に設ける必要があるが、非接触センサー１２、駆動モータ１３、電源１６の配置についてはスイッチ操作装置１の設計に応じて適宜決めればよい。

（スイッチ操作装置１の要部）
次に、スイッチ操作装置１の要部について説明する。

制御部１１は、非接触センサー１２の検出結果および設定部１５の設定内容に基づき、駆動モータ１３を制御する。これにより、駆動モータ１３は、非接触センサー１２が物体（操作者の手等）を検出したとき、設定部１５の設定内容に応じてスイッチ（第１スイッチ３０１または第２スイッチ４０１）を押下するように押下部１４を駆動する。

非接触センサー１２は、物体の有無を非接触で検出するセンサーである。非接触センサー１２としては、例えば、被検出体とセンサーの間に生じる静電容量の変化を測定し、被検出体の有無を検出する静電容量型の近接センサーを用いる。なお、非接触センサー１２としては、静電容量型の近接センサーに限定されるものではなく、例えば光電センサーであってもよい。

駆動モータ１３は、押下部１４を正逆両方向に回動させるためのモータである。駆動モータ１３としては、例えばステッピングモータ等の回転角度が制御可能なモータを用いる。なお、回転角度が制御可能なモータであれば、どのようなモータであってもよいが、小型、低コストを考慮した場合、ステッピングモータを駆動モータ１３として使用するのが好ましい。

押下部１４は、スイッチを押下する部材である。押下部１４は、第１スイッチ３０１を押下する場合と第２スイッチ４０１を押下する場合とで回動動作が異なる。押下部１４の動作については後述する。

設定部１５は、操作対象となるスイッチがいずれであるかを設定するため部材である。具体的には、操作対象となるスイッチが第１スイッチ３０１であるか第２スイッチ４０１であるかを設定する。設定部１５は、例えばトグルスイッチとして実現され得る。設定部１５の設定内容に応じて、制御部１１による駆動モータ１３の制御が切替る。

電源１６は、制御部１１、非接触センサー１２、駆動モータ１３に電源を供給するものであり、乾電池等の一次電池、充電可能な二次電池等である。なお、電源１６として電池を用いた場合、電池残量を筐体１０１の表面１０１ａのいずれかの場所に設けたＬＥＤ光源により報知してもよい。一例として、センサー窓１０２の内側に報知用のＬＥＤ光源を配置することにより、センサー窓１０２越しに操作者が視認できるようになっていてもよい。

また、電池残量の報知方法としては、例えば、電池残量に応じて、ＬＥＤ光源の点灯色を切替えるようにしてもよい。あるいは、複数のＬＥＤ光源を設けて、電池残量に応じてＬＥＤ光源の点灯数を切替えるようにしてもよい。なお、電池残量の報知方法については、上記の例に限定されるものではない。

（押下部１４の動作）
図６は、押下部１４が第１スイッチ３０１を押下する際の動作を示す説明図である。図７は、押下部１４が第２スイッチ４０１を押下する際の動作を示す説明図である。

押下部１４は、駆動モータ１３によって回動駆動され、押下部１４の回転軸１４２ａに垂直な方向の押下面１４１ａの両端部のうち少なくとも一方の端部が、押下部１４の回動に伴って第１スイッチ３０１または第２スイッチ４０１を押下するようになっている。押下部１４の動作を詳細に説明すれば、以下の通りである。

押下部１４は、スイッチを操作する操作部１４１と駆動モータ１３からの駆動力を受けて回動する回動部１４２とで形成されている。操作部１４１は、スイッチに接触して押下する押下面１４１ａを有している。押下面１４１ａは、長方形状を成している。押下面１４１ａの長手方向の長さは、第１スイッチ３０１の長手方向の長さ、および、第２スイッチ３０１の短手方向の長さよりも長くなるように設定されている。これにより、押下面１４１ａによって、第１スイッチ３０１の第１端部３０１ａまたは第２端部３０１ｂの何れかを確実に押下することができるとともに、第２スイッチ４０１の被押下部４０１ａを確実に押下することができる。回動部１４２は、駆動モータ１３の駆動軸１３ａに接続される回転軸１４２ａを有している。これにより、押下部１４は、駆動モータ１３の駆動軸１３ａから回動部１４２の回転軸１４２ａに伝わる駆動力によって回動し、押下面１４１ａによりスイッチを押下する。

なお、押下部１４は、上記説明した構成に限定されるものではなく、第１スイッチ３０１または第２スイッチ４０１を押下できる構成であればよい。したがって、押下部１４の動作は、必ずしも回動に限られるものではない。

（押下部１４による第１スイッチ３０１の操作）
押下部１４による第１スイッチ３０１の操作について説明する。第１スイッチ３０１は、上述した通り、第１端部３０１ａが押下されることによりＯＮに切替えるとともに第２端部３０１ｂが突出し、第２端部３０１ｂが押下されることによりＯＦＦに切替えるとともに第１端部３０１ａが突出するスイッチである。従って、押下部１４は、第１スイッチ３０１の動きに合うように駆動される。すなわち、図６の符号１０６１に示すように、第１スイッチ３０１の第１端部３０１ａが突出した状態であるときは、押下部１４を矢印Ａ方向に回動させることで、押下面１４１ａが第１端部３０１ａを押下する。これにより、第１スイッチ３０１は、図６の符号１０６２に示すように、第２端部３０１ｂが突出する状態となる。また、図６の符号１０６２に示すように、第２端部３０１ｂが突出した状態であるとき、押下部１４を矢印Ｂ方向に回動させることで、押下面１４１ａが第２端部３０１ｂを押下する。これにより、第１スイッチ３０１は、図６の符号１０６１に示すように、第１端部３０１ａが突出する状態となる。このように、第１スイッチ３０１の状態に応じて押下部１４を矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に回動させることで、第１スイッチ３０１のＯＮとＯＦＦとが切替わる。

（押下部１４による第２スイッチ４０１の操作）
押下部１４による第２スイッチ４０１の操作について説明する。第２スイッチ４０１は、上述した通り、被押下部４０１ａを１つ有し、被押下部４０１ａが押下される毎にＯＮとＯＦＦとを切替えるスイッチである。従って、押下部１４は、第２スイッチ４０１の動きに合うように駆動される。すなわち、図７に示すように、被押下部４０１ａが突出した状態で、押下部１４を矢印Ａ方向に回動させることで、被押下部４０１ａを押下する。これにより、第２スイッチ４０１は、ＯＮとＯＦＦとが切替る。被押下部４０１ａは、押下されても再び元の状態（被押下部４０１ａが突出した状態。つまり、図７に示す状態）に戻るため、押下部１４を矢印Ａ方向に回動させた後、直ちに押下前の姿勢に戻るように矢印Ｂ方向に回動させる。

（押下部１４の動作のまとめ）
上記の押下部１４の動作は、駆動モータ１３によって制御されている。具体的には、駆動モータ１３は、設定部１５によって第１スイッチ３０１が設定されている場合、非接触センサー１２が物体を検出する毎に、第１スイッチ３０１の第１端部３０１ａおよび第２端部３０１ｂを交互に押下するように、押下部１４を回動させる。一方、駆動モータ１３は、設定部１５によって第２スイッチ４０１が設定されている場合、非接触センサー１２が物体を検出する毎に、第２スイッチ４０１の被押下部４０１ａを押下するように、押下部１４を回動させ、続けて、押下前の姿勢に戻るように押下部１４を回動させる。このように、スイッチ操作装置１は、駆動モータ１３による押下部１４の回動パターンを制御するだけで２種類のスイッチ（第１スイッチ３０１、第２スイッチ４０１）に対応できる。

（効果）
上記構成のスイッチ操作装置１によれば、非接触センサー１２が物体（操作者の手等）を検出したとき、押下部１４が駆動されてスイッチ（第１スイッチ３０１または第２スイッチ４０１）が押下され、その結果としてスイッチのＯＮとＯＦＦとが切替る。よって、操作者は、スイッチに直接触れることなく、手かざし等の操作を行うだけでスイッチのＯＮとＯＦＦとを切替えることができる。しかも、スイッチ押下のトリガに非接触センサー１２を用いるため、スマートフォンを用いる場合と比べて高齢者等にとって利便性が高い。また、既設のスイッチを直接押下する構成となっているので、既設のスイッチを取り外す等の工事を必要としない。また、他者と共用するスイッチを、直接触れることなく押下することができるので、ウィルス感染症対策にもなる。

（スイッチ操作装置１の取り付け）
図８は、スイッチ操作装置１の壁面２００への取り付け手順を示す図である。図９は、取り付け金具（固定部）１０４を用いたスイッチ操作装置１を壁面２００に取り付ける手順を示す図である。

まず、図８の符号１０８１に示すように、スイッチ操作装置１を固定するための取り付け金具１０４を、壁面２００に既設された第１スイッチ３０１の化粧カバー３０２における短手方向の両端部それぞれに挿入する。具体的には、図９の符号１０９１に示すように、断面略Ｌ字状に形成された取り付け金具１０４の一方の面である第１面１０４ａを、化粧カバー３０２の背面３０２ａと壁面２００との隙間ｄに挿入する。なお、第１面１０４ａは、隙間ｄに挿入・抜去自在である。つまり、取り付け金具１０４は、壁面２００に対して着脱自在に設けられている。

一方、取り付け金具１０４における他方の面である第２面１０４ｂには、ビス１０３が挿入可能な孔１０４ｃが形成されている。孔１０４ｃの形成位置は、筐体１０１を壁面２００の所定の位置に位置合わせした際に、当該筐体１０１の側面に形成された孔１０１ｃと連通できる位置である。なお、取り付け金具１０４側の孔１０４ｃの大きさは、筐体１０１側の孔１０１ｃよりも大きく、且つ、壁面２００に平行に縦長に形成されている。これにより、筐体１０１を壁面２００に取り付ける際に、取り付け金具１０４の挿入位置が多少ずれても、筐体１０１を取り付けることが可能となる。

次に、図８の符号１０８２に示すように、スイッチ操作装置１の筐体１０１を、壁面２００の第１スイッチ３０１に対して位置合わせをした後、取り付け金具１０４の第２面１０４ｂが筐体１０１の背面１０１ｂに入り込むように、筐体１０１を壁面２００に向けて移動させる。図８の符号１０８３に示すように、筐体１０１が壁面２００に当接した後、ビス１０３を孔１０１ｃに挿入して、筐体１０１に固定する。ビス１０３は、筐体１０１内に設けられたナット１０６によって固定される。筐体１０１がビス１０３によって固定された状態では、図９の符号１０９２に示すように、筐体１０１内の押下部１４の押下面１４１ａが第１端部３０１ａに接触または近接している。

上記のように、筐体１０１を固定する取り付け金具１０４を、第１スイッチ３０１の化粧カバー３０２の背面３０２ａと設置面である壁面２００との間に形成される隙間ｄを利用して固定しているので、スイッチ操作装置１の取り付け、取り外しを簡単に行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ スイッチ操作装置、１０ａ 第１開口部、１０ｂ 第２開口部、１０ｃ 第３開口部、１１ 制御部、１２ 非接触センサー、１３ 駆動モータ（駆動部）、１３ａ 駆動軸、１４ 押下部、１５ 設定部、１６ 電源、１０１ 筐体（カバー体）、１０１ａ 表面、１０１ｂ、３０２ａ 背面、１０２ センサー窓、１０３ ビス（固定部）、１０４ 取り付け金具（固定部）、１４１ 操作部、１４１ａ 押下面、１４２ 回動部、１４２ａ 回転軸、２００ 壁面、３０１ 第１スイッチ、３０１ａ 第１端部、３０１ｂ 第２端部、３０２、４０２ 化粧カバー、４０１ 第２スイッチ、４０１ａ 被押下部、ｄ 隙間

Claims (5)

1. 押下されることによりＯＮとＯＦＦとを切替えるスイッチを押下する押下部と、
   物体の有無を検出する非接触センサーと、
   前記非接触センサーが物体を検出したとき、前記スイッチを押下するように前記押下部を駆動する駆動部と、を備えるスイッチ操作装置。
2. 前記押下部は、前記駆動部によって回動駆動され、
   前記押下部の回転軸に垂直な方向の両端部のうち少なくとも一方の端部が、前記押下部の回動に伴って前記スイッチを押下する、請求項１に記載のスイッチ操作装置。
3. 前記スイッチが、両端部のうちの一端が押下されることによりＯＮに切替えるとともに他端が突出し、前記他端が押下されることによりＯＦＦに切替えるとともに前記一端が突出する第１スイッチ、および、被押下部を１つ有し、当該被押下部が押下される毎にＯＮとＯＦＦとを切替える第２スイッチの何れであるかを設定する設定部を備え、
   前記駆動部は、
   前記第１スイッチが設定されている場合、前記非接触センサーが物体を検出する毎に、前記第１スイッチの前記一端および前記他端を交互に押下するように前記押下部を回動させ、
   前記第２スイッチが設定されている場合、前記非接触センサーが物体を検出する毎に、前記第２スイッチの前記被押下部を押下するように前記押下部を回動させ、続けて、押下前の姿勢に戻るように前記押下部を回動させる、請求項２に記載のスイッチ操作装置。
4. 前記スイッチを覆うカバー体と、
   前記カバー体を固定する固定部と、をさらに備え、
   前記カバー体には、前記非接触センサー、前記押下部、および前記駆動部が設けられ、
   前記固定部は、前記スイッチの設置面に着脱自在に設けられている、請求項１から３の何れか１項に記載のスイッチ操作装置。
5. 前記固定部は、断面略Ｌ字状に形成されており、当該断面略Ｌ字状の一方の面を、前記スイッチの化粧カバーと当該スイッチの設置面との間に形成される隙間に挿入することで、当該固定部を固定し、他方の面で、前記カバー体を固定する、請求項４に記載のスイッチ操作装置。

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