JP3298062B2 - 薄型集合表示操作パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、制御盤或いは自
動販売機等に用いられる複数の表示操作スイッチの機能
を実現する薄型集合表示操作パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】工場等において装置の動作を制御する制
御盤の操作パネルには、オペレータの入力操作を受け付
ける操作スイッチが多数取り付けられる。この操作スイ
ッチとして、その操作スイッチの操作により設定入力さ
れる操作内容や操作スイッチのオン／オフ状態を表示す
る表示操作スイッチがある。例えば、図８に示す照光押
ボタンスイッチ９１では、操作ボタンを兼ねるレンズ９
２の内側に透明の記銘板９３、半透明の拡散板９４、Ｌ
ＥＤ９５およびスイッチ機構９６が備えられている。レ
ンズ９２の押圧操作によりスイッチ機構９６がオンする
と、ＬＥＤ９５が点灯し、ＬＥＤ９５の光が拡散板９
４、記銘板９３およびレンズ９２を介して外部に配光さ
れてスイッチ機構９６のオン状態が確認できる。

【０００３】このように表示操作スイッチ９１は、操作
方向に長く構成されているため、表示操作スイッチ９１
を操作パネル１００に取り付ける際には、操作パネル１
００に所定の大きさの取付孔を開け、この取付孔に操作
パネル１００の表面側からスイッチ機構９６等を操作パ
ネル１００の内部に挿入する。さらに、レンズ９２の外
枠９７と取付ネジ９８との間に操作パネル１００を挟持
して表示操作スイッチ９１を操作パネル１００に固定す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
操作パネルには多数の表示操作スイッチが必要である
が、従来の表示操作スイッチを操作パネルに多数取り付
けるためには、多数の取付孔を開ける必要があり、それ
ぞれの表示操作スイッチについて取付作業および配線作
業を行わなければならず、表示操作スイッチの取付数が
増加するにしたがって、その取付作業が著しく煩雑化す
る問題があった。

【０００５】また、タッチスイッチやメンブレンスイッ
チでは、操作方向の長さを短縮して取付作業を簡略化す
ることはできるが、クリック感やストローク感に乏し
く、特に、手袋を装着した状態で操作する場合が多い工
場内の操作パネルでは、充分な操作感を得られず、誤操
作を確実に防止することができない。

【０００６】この発明の目的は、操作方向の長さを充分
に短縮して操作パネルに対する取付時にスイッチ毎に取
付孔を開ける必要がなく、取付作業および配線作業が容
易にできるとともに、充分な操作感を得ることができる
薄型集合表示操作パネルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、複数の表示位置で操作内容を表示するための光を上
面方向に照射する該複数の表示位置に対向配置されたパ
ネル状光源と、パネル状光源の上面に載置され、前記複
数の表示位置での表示内容を表記した透明または半透明
の記名シートと、記名シートの上面に載置され、複数の
表示内容のそれぞれの表示位置における押圧操作を検出
して操作信号を出力する透光性の薄型スイッチと、薄型
スイッチの上面に載置され、複数の表示内容のそれぞれ
の表示位置に対向する位置に所定の間隙を設けて配置さ
れた薄板からなる複数の透光性操作部材を復帰手段を介
して上下方向に移動自在にした操作パネルと、少なくと
も薄型スイッチの操作信号の出力がなされる信号入出力
部と、を設け、パネル状光源と、記名シートと、薄型ス
イッチと、操作パネルとをこの順に下方から重ねること
によって、それぞれ相互に機構的に連結しない構造にす
るとともに、前記操作パネルは、表示位置毎に配置した
押しボタンと、押しボタンを他の押しボタンと隔離して
押圧に伴う動作をガイドするガイド部材とを備え、復帰
手段が、磁石と、磁石又は磁性体との磁気的作用を用い
たことを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載した発明においては、パネ
ル状光源の上に、薄型スイッチと操作パネルとがこの順
に載置される。パネル状光源は、複数の表示位置で操作
内容を表示するための光を上面に照射する。薄型スイッ
チおよび操作パネルは透光性であるため、パネル状光源
において発光した光は薄型スイッチおよび操作パネルを
介して上方に配光され、操作パネルの外側から可変光が
認識される。操作パネルの透光性操作部材は、薄型スイ
ッチの上面において、パネル状光源の複数の表示内容の
それぞれの表示位置に対向する位置に所定の間隙を設け
て配置されており、この透光性操作部材は、薄板で構成
されるとともに復帰手段を介して薄型スイッチの上下方
向に移動自在にされている。一方、薄型スイッチは、複
数の表示位置における押圧操作を検出して操作信号を出
力する。したがって、透光性操作部材を下方に押圧操作
すると、薄型スイッチがこの押圧操作を検出し、操作信
号が信号入出力部を介して外部に出力される。また、パ
ネル状光源の上面には、複数の表示位置での表示内容を
表記した透明または半透明の記名シートが配置される。
さらに、前記操作パネルは、表示位置毎に配置した押し
ボタンと、押しボタンを他の押しボタンと隔離して押圧
に伴う動作をガイドするガイド部材とを備え、磁石と、
磁石又は磁性体との磁気的作用により、各押しボタンが
独立して復帰動作するようにしている。

【０００９】請求項２に記載した発明は、前記パネル状
光源が、駆動信号により点滅する発光体、または、駆動
信号により開閉する液晶シャッタを備えた光源のいずれ
かであることを特徴とする。したがって、信号入出力部
を介して外部から若しくは内部にて入力される駆動信号
によってパネル状光源の表示内容が変更される。

【００１０】請求項３に記載した発明は、前記薄型スイ
ッチが、抵抗膜式タッチスイッチ、光電式タッチスイッ
チ、超音波式タッチスイッチ、または、静電容量式タッ
チスイッチのいずれかであることを特徴とする。したが
って、薄型スイッチの上面に所定の間隙を設けて配置さ
れた透光性操作部材の押圧操作が、薄型スイッチにより
確実に検出される。

【００１１】請求項４に記載した発明は、前記操作パネ
ルの復帰手段が、磁石と、磁石又は磁性体との磁気的作
用を用いたことを特徴とする。したがって、透光性操作
部材の押圧力を解除すると、透光性操作部材は、復帰手
段の磁気的作用ににより薄型スイッチから遠ざかり、薄
型スイッチとの間の所定の間隙を維持する状態で停止す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態の一
例である薄型集合表示操作パネルの上面側および底面側
の外観図である。薄型集合表示操作パネル１は、全体と
して平板状に形成され、一例として１０個の操作スイッ
チを集合したものである。薄型集合表示操作パネル１の
上面は、１０個の押しボタン２と枠体３とによって構成
されている。押しボタン２は、この発明の透光性操作部
材であり、例えば透明樹脂を素材とする矩形の薄板であ
る。枠体３は、例えば鉄板等の薄板を素材とし、打抜き
加工等により押しボタン２が配置される１０個の開口部
３ａを形成したものである。

【００１３】薄型集合表示操作パネル１の底面には、２
本の取付ネジ４が突出しており、中央部にコネクタ５が
露出している。コネクタ５は、この発明の信号入出力部
であり、図外の制御装置の入出力端子に接続される。こ
のコネクタ５としては、薄型集合表示操作パネル１の内
部における信号状態に応じて、アナログ信号用またはデ
ィジタル信号用のコネクタを用いることができる。

【００１４】薄型集合表示操作パネル１は、平板状に形
成されていることから、図外の操作パネルの表面に取り
付けることができる。この場合に、操作パネルには２個
の取付ネジ４と１個のコネクタ５とが対向する位置に、
ネジ孔および信号線用孔を形成するだけでよく、操作パ
ネルの加工は極めて簡単である。

【００１５】図２は、上記薄型集合表示操作パネルの概
略の構成を示す断面図である。また、図３は、上記薄型
集合表示操作パネルの拡大断面図である。図２および図
３は、図１に示すＸ−Ｘ線における断面図である。薄型
集合表示操作パネル１は、上面が開放した筐体１０内
に、ＥＬパネル１１、記名シート１２、タッチスイッチ
１３および操作パネルユニット１４をこの順に下から積
層して収納したものである。ＥＬパネル１１は、この発
明のパネル状光源を構成する発光体の一例であり、コネ
クタ５を介して入力される駆動信号により上面において
発光する。ＥＬパネル１１は、上面において発光領域を
１０分割に区分されており、それぞれの発光領域に対し
て個別に駆動信号を供給することができる。この発明の
パネル状光源を構成する発光体としては、ＥＬパネル１
１に代えてＬＥＤシートを用いることもできる。また、
駆動信号により点灯する発光体に代えて、外部光を受け
て生じた光を駆動信号により開閉するシャッタを介して
外部に配光する蛍光体によりパネル状光源を構成するこ
ともでき、これについては後述する。

【００１６】記名シート１２は、透明または半透明の樹
脂シートに、例えば、塗料等の遮光性物質を塗布するこ
とにより、ＥＬパネル１１の各発光領域の文字や図形等
の表示内容を表記したものである。記名シート１２は、
ＥＬパネル１１の上面に位置しており、ＥＬパネル１１
において上面に発光した光のうち記名シート１２に塗布
された遮光性物質に対向する部分以外の光が、記名シー
ト１２の上面に配光される。

【００１７】タッチスイッチ１３は、この発明の薄型ス
イッチの一例であり、透光性の弾力性を有する樹脂シー
ト内に、透光性の電極をマトリックス状に配置し、電極
の抵抗値変化により樹脂シート面における押圧位置を検
出する抵抗膜式スイッチである。タッチスイッチ１３は
透光性であるため、記銘シート１２を通過したＥＬパネ
ル１１の光は、タッチスイッチ１３の上面に配光され
る。この発明の薄型スイッチとしては、抵抗膜式スイッ
チのタッチスイッチ１３に代えて種々のタッチスイッチ
を用いることができ、これについては後述する。

【００１８】操作パネルユニット１４は、この発明の操
作パネルであり、薄型集合表示操作パネル１の上面を構
成する前述の押しボタン２および枠体３を含み、一例と
して請求項４に記載した発明に係る復帰部材を備えてい
る。１つの押しボタン２は、Ｔ字型断面を呈する非磁性
体のガイド部材３１により、他の押しボタン２と隔離さ
れている。押しボタン２の側面には突出部２ａが突出し
ており、ガイド部材３１の支柱部３１ａにより突出部２
ａの側面がガイドされる。支柱部３１ａの上下方向の長
さは、押しボタン２の側面の長さよりも０．５ｍｍ程度
長くされている。ガイド部材３１の平面部３１ｂの上面
には、磁性体の枠体３が位置している。押しボタン２の
突出部２ａの上面は、ガイド部材３１の平面部３１ｂに
おいて支柱部３１ａから水平方向に突出した部分に対向
する。また、押しボタン２の突出部２ａには磁石３２が
備えられている。

【００１９】以上の構成により操作パネルユニット１４
においては、押しボタン２は磁石３２の枠体３に対する
磁気吸着力により上方向に付勢され、押しボタン２の突
出部２ａと平面部３１ｂの支柱部３１ａから水平方向に
突出した部分とが当接する状態で停止している。この状
態で、押しボタン２とタッチスイッチ１３との間には
０．５ｍｍ程度の間隙が設けられる。押しボタン２を上
面から下方向に押圧すると、押しボタン２に作用する重
力と押圧力との和が磁石３２の磁気吸着力を上回った時
に押しボタン２が下方向に移動する。したがって、押し
ボタン２に対する押圧が継続されると、押しボタン２の
底面がタッチスイッチ１３に接触してこれを押圧する。
この状態から、押しボタン２に対する押圧力が解除され
ると、枠体３に対する磁石３２の磁気吸着力により押し
ボタン２は上方に移動し、タッチスイッチ１３との間に
間隙を設けた状態で停止する。

【００２０】このように、枠体３と枠体３に磁気吸着す
る磁石３２とにより押しボタン２の復帰部材を構成して
おり、磁石３２に生じる磁気吸着力は、枠体３との距離
の２乗に反比例して減少することから、押しボタン２を
押圧する際には、初めに大きな操作力を要し、一旦押し
ボタン２が下方向に移動し始めるとその操作力は急激に
減少する。これによって、押しボタン２の操作にクリッ
ク感を与えることができる。また、押しボタン２とタッ
チスイッチ１３との間には所定の間隙が設けられている
ため、押しボタン２を操作する際に一定のストローク感
を与えることができる。これらのクリック感およびスト
ローク感により、押しボタン２を確実に操作したことを
確認するに足る良好な操作感が得られる。

【００２１】なお、本実施例では、薄型集合表示操作パ
ネル１に対して外部から供給される駆動信号によりパネ
ル状光源の表示内容を変更するようにしたが、薄型集合
表示操作パネル１内に信号処理部を設け、薄型スイッチ
から出力された操作信号に基づいてパネル状光源の表示
内容を変更するようにしてもよい。この場合には、薄型
集合表示操作パネル１に対してパネル状光源の駆動信号
を外部から供給する必要がない。

【００２２】図４は、別の実施例に係る操作パネルユニ
ット１４の構成を示す拡大断面図である。同図は、図１
に示すＹ−Ｙ線における断面図である。この例では、押
しボタン２１の一方の端面側から下方に突出した支持部
２１ａを形成し、押しボタン２の他方の端面側に磁石３
２を取り付けている。支持部２１ａの下端はガイド部材
３４の一部に当接する。この構成により押しボタン２１
は支持部２１ａの下端を支点として回動し、押しボタン
２１の他方の端面側の底面部分の突起２１ｂによりタッ
チスイッチ１３を確実に押圧することができる。

【００２３】図５（Ａ）および（Ｂ）は、請求項２に記
載した発明の別の実施形態に係る薄型集合表示操作パネ
ルの別の実施形態のパネル状光源の構成を示す図であ
る。同図（Ａ）に示す例では、パネル状光源４１を光源
４２、拡散板４３および液晶シャッタ４４により構成し
た。常時点灯される蛍光灯等の光源４２の光を拡散板４
３の端面に入射すると、拡散板４３から略均一の照度の
光が上面に照射される。液晶シャッタ４４は、拡散板４
３の上面に位置し、駆動信号の有無により液晶配列を変
更して上下面についての光路を開閉する。したがって、
液晶シャッタ４４に対する駆動信号を切り換えることに
より、拡散板４３から照射された光を液晶シャッタ４４
の上面に選択的に配光できる。

【００２４】同図（Ｂ）に示す例では、パネル状光源５
１を蛍光集光板５２および液晶シャッタ５３により構成
した。蛍光集光板５２は、透明樹脂５２ａの内部に蛍光
性粒子５２ｂを拡散配置したものである。蛍光性粒子５
２ｂは、表面から透明樹脂５２ａに入射した外部光を受
けて光を照射する。透明樹脂５２ａの組成を適当に選択
すると、蛍光性粒子５２ｂから照射された光は、空気層
との境界面における出射角が一定の臨界角以上になると
透明樹脂５２ａの外部に出射しない。このため、出射角
が臨界角以上となる透明樹脂５２ａの上下面では、蛍光
性粒子５２ｂから照射された光の殆どが透明樹脂５２ａ
の内部で全反射を繰り返す。一方、出射角が臨界角以下
となる透明樹脂５２ａの端面からは透明樹脂５２ａの外
部に光が出射されるが、この端面には、全周にわたって
反射材５２ｄが貼付されており、蛍光性粒子５２ｂから
照射された光は、透明樹脂５２ａの端面においても透明
樹脂５２ａ内に反射する。

【００２５】この透明樹脂５２ａの下面の一部には反射
板５２ｃが密着して貼付されている。この反射板５２ｃ
が貼付された部分において透明樹脂５２ａは空気層との
境界を作らず、出射角が臨界角以上であっても全反射し
ない。したがって、蛍光性粒子５２ｂから照射された光
は、反射板５２ｃが貼付された部分から外部に照射さ
れ、反射板５２ｃにおいて反射した後、透明樹脂５２ａ
を透過して上面に照射される。

【００２６】蛍光集光板５２の上面において、反射板５
２ｃに対向する位置に、液晶シャッタ５３が配置されて
いる。この液晶シャッタ５３は、前述の液晶シャッタ４
４と同様に、駆動信号に応じて上下面についての光路を
開閉する。したがって、液晶シャッタ５３に対する駆動
信号を切り換えることにより、蛍光集光板５２から照射
された光を液晶シャッタ５３の上面に選択的に配光でき
る。

【００２７】なお、蛍光集光板５２に対して外部光を供
給するためのＬＥＤ等の光源を備えることにより、暗い
場所で薄型集合表示操作パネル１を操作する場合にも十
分な照度で操作状態を表示することができる。

【００２８】図６は、タッチスイッチの他の実施例を示
す図である。同図（Ａ）は、請求項３に記載した光電式
タッチスイッチにより薄型スイッチを構成した例であ
る。押しボタン２とパネル状光源３との間の間隙を挟ん
で、発光素子６１および受光素子６２を対向して配置す
る。押しボタン２が押下されると、押しボタン２により
発光素子６１の光が遮られて受光素子６２に受光されな
い。各押しボタン２について２対の発光素子６１および
受光素子６２を直交して配置し、各受光素子６２の受光
信号を読み取ることにより、複数の押しボタン２のうち
で操作された押しボタン２を特定できる。

【００２９】同図（Ｂ）は、超音波式タッチスイッチの
一種である表面弾性波式タッチスイッチにより薄型スイ
ッチを構成した例である。樹脂またはガラスの透明基体
７１の上面に接触する超音波発信器７２および超音波受
信器７３を、透明基体７１と押しボタン２との間隙を挟
んで対向して配置し、超音波発信器７２から指向性を有
する表面弾性波としての超音波を送信する。パネル状光
源３をこの透明基体７１とすることもできる。押しボタ
ン２を押圧すると、押しボタン２の一部が透明基体７１
に接触し、超音波発信器７２から発信された超音波は、
押しボタン２の一部によって遮断され、超音波受信器７
３は超音波を受信しなくなる。各押しボタン２について
２対の超音波発信器７２および超音波受信器７３を直交
して配置し、各超音波受信器７３における受信状態を読
み取ることにより、複数の押しボタン２のうちで操作さ
れた押しボタン２を特定できる。超音波式タッチスイッ
チは、表面弾性波に代えて透明基体７１の内部を伝播す
る捩じれ波を利用することにより、内面導波型のタッチ
スイッチとしてもよい。

【００３０】なお、透光性であって薄型に構成できるタ
ッチスイッチであれば、静電容量式等の、上述した構成
以外のものを用いることができる。

【００３１】また、図７に示すように、薄型集合表示操
作パネル１のコネクタ５に操作パネル８１から延出する
ケーブル８２を介して制御装置に接続するとともに、操
作パネル８１に薄型集合表示操作パネル１を収納する凹
部８３を形成し、操作時に操作パネル８１から薄型集合
表示操作パネル１を取り出して操作できるようにしても
よい。ケーブル８２は電線のみならず光ファイバを用い
ることができる。

【００３２】さらに、薄型集合表示操作パネル１の信号
入出力部を無線送受信装置により構成し、薄型集合表示
操作パネル１内にバッテリ電源を装備することにより、
操作パネル８１の設置場所が制御対象である装置から離
れている場合にも、装置の動作を確認しながら薄型集合
表示操作パネル１を操作できる。この場合に、操作パネ
ルまたは中継位置にある送信機から送信する電力搬送波
を介して薄型集合表示操作パネル１に電力を供給するよ
うにすれば、薄型集合表示操作パネル１に電源を装備す
る必要がない。また、無線信号としては電波や赤外線を
用いることもできる。

【００３３】以上の操作パネルを制御盤や自動販売機等
において使用する際には、卓上式や壁掛け方式等の種々
の方式を用いることができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、複数
の表示操作スイッチを一体にして平板状に構成すること
ができ、操作パネルに対する取付作業および各スイッチ
に対する配線作業を極めて容易にすることができる。ま
た、透光性操作部材の押圧操作により薄型スイッチをオ
ン／オフするため、確実な操作感を得ることができ、誤
操作を確実に防止できる。

【００３５】請求項２に記載した発明によれば、パネル
状光源を薄型に構成することができる。

【００３６】請求項３に記載した発明によれば、薄型ス
イッチの上面に所定の間隙を設けて配置された透光性操
作部材の押圧操作を、薄型スイッチにより確実に検出で
きる。

【００３７】請求項４に記載した発明によれば、操作パ
ネルの復帰手段を簡単な構造で薄型に形成できるととも
に、確実な操作感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である薄型集合表示操作パネ
ルの上面方向および底面方向の外観図である。

【図２】上記薄型集合表示操作パネルの概略の構成を示
す断面図である。

【図３】上記薄型集合表示操作パネルの拡大断面図であ
る。

【図４】別の実施例に係る操作パネルユニットの構成を
示す拡大断面図である。

【図５】パネル状光源の他の実施例を示す図である。

【図６】タッチスイッチの他の実施例を示す図である。

【図７】この発明の薄型集合表示操作パネルの使用状態
を示す図である。

【図８】従来の照光押しボタンスイッチの構成を示す図
である。

【符号の説明】

１−薄型集合表示操作パネル ２−押しボタン ３−枠体 ５−コネクタ １０−筐体 １１−ＥＬパネル １２−記名シート１２ １３−タッチスイッチ１３ １４−操作パネルユニット１４

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−234460（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242759（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−205570（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−212912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127927（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−31262（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−98222（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−88431（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−1227（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−33232（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−39830（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/02 G09F 9/00 366 H01H 13/70

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の表示位置で操作内容を表示するため
   の光を上面方向に照射する該複数の表示位置に対向配置
   されたパネル状光源と、パネル状光源の上面に載置さ
   れ、前記複数の表示位置での表示内容を表記した透明ま
   たは半透明の記名シートと、記名シートの上面に載置さ
   れ、複数の表示内容のそれぞれの表示位置における押圧
   操作を検出して操作信号を出力する透光性の薄型スイッ
   チと、薄型スイッチの上面に載置され、複数の表示内容
   のそれぞれの表示位置に対向する位置に所定の間隙を設
   けて配置された薄板からなる複数の透光性操作部材を復
   帰手段を介して上下方向に移動自在にした操作パネル
   と、少なくとも薄型スイッチの操作信号の出力がなされ
   る信号入出力部と、を設け、パネル状光源と、記名シー
   トと、薄型スイッチと、操作パネルとをこの順に下方か
   ら重ねることによって、それぞれ相互に機構的に連結し
   ない構造にするとともに、前記操作パネルは、表示位置
   毎に配置した押しボタンと、押しボタンを他の押しボタ
   ンと隔離して押圧に伴う動作をガイドするガイド部材と
   を備え、復帰手段が、磁石と、磁石又は磁性体との磁気
   的作用を用いたことを特徴とする薄型集合表示操作パネ
   ル。
2. 【請求項２】前記パネル状光源が、駆動信号により点滅
   する発光体、または、駆動信号により開閉する液晶シャ
   ッタを備えた光源のいずれかである請求項１に記載の薄
   型集合表示操作パネル。
3. 【請求項３】前記薄型スイッチが、抵抗膜式タッチスイ
   ッチ、光電式タッチスイッチ、超音波式タッチスイッ
   チ、または、静電容量式タッチスイッチのいずれかであ
   る請求項１または２に記載の薄型集合表示操作パネル。