JP3893678B2 - 可変抵抗入力機能付プレート - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は機器の表面に入力機能のついた操作部を貼付けによって構成する為の可変抵抗入力機能付プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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が、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、一般的な構成として入力部や表示部を構成する電装部品が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配置され、このプリント基板が合成樹脂製の操作部枠体に取付けられ、操作部枠体が石油暖房器などの操作部として機器の枠体に固着されるものである。
【０００３】
即ち、プリント基板などの操作部に使用する可変抵抗器やスイッチ、表示器として使用するＬＥＤなどの市販品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・表示部を取付ける為の開口を設け、この開口に操作部・表示部を固定している。
【０００４】
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る。この為、石油暖房器などでもカードタイプの計算機のように、ＬＣＤ表示器を用いて表示し、操作装置としてのスイッチにプレートタイプを用いることによって、従来技術の範囲内で操作部や表示部をシート状に構成することができ、機器の枠体の形状を複雑にしなくとも、簡単に操作表示部が取付できると思われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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、反射光を使うＬＣＤ表示器であり、このＬＣＤ表示器の厚さは非常に薄く製造できて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る。そして、このようなカードタイプの計算機のように操作部や表示部を作ることができれば、貼付けによって機器の操作部が形成できるものである。
【０００６】
しかし、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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決して、はじめて可変抵抗入力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、シートプレート１の表面に配線パターンａ・ｂと、該配線パターンａ・ｂに導通する二つの離れた端子２・３を形成し、かつ、端子２・３の間には間隙を介して多数の独立した第一導電体４を並設する。多数の第一導電体４の端部と二つの離れた端子２・３に薄膜抵抗体５を配置して導通せしめ、前記多数の第一導電体４の隣り合う二つの第一導電体４間に、否導通状態で多数の第二導電体６を配置する。多数の第二導電体６の端部は、二つの配線パターンａ・ｂの一方と導通する１本の配線パターンｃに接続し、シートプレート１の上方に配置した上部シートプレート７には多数の第一導電体４及び第二導電体６と対峙する導通面９を形成する。可変抵抗入力の制御手段１１とシートプレート１の前記配線パターンａ・ｂとを接続する配線パターンｄを、例えば配線プレート１２の上に設ける。上部シートプレート７の操作面１３を加圧時に第一導電体４と第二導電体６とが導電面９により接触し、端子２・３と配線パターンｃ間で抵抗データを得るようにすることで、可変抵抗入力機能付きのシート状のプレート１０を構成する。シートプレート１と上部シートプレート７とはスペーサ１５を介して接着して一枚のプレート１０を構成することができる。また導電面９は、隙間形成部材８を介して第一及び第二導電体４・６と対峙することができる。
また、配線パターンｄから可変抵抗データを取込む制御手段１１にはタイミング手段１１ａと出力判定手段１１ｂとを設け、該タイミング手段１１ａによって間隔をあけて複数の可変抵抗データを取込み、該出力判定手段１１ｂは連続する複数の可変抵抗データが等しいときに可変抵抗データを決定出力することによって、入力された可変抵抗値の安定化を実現したものである。
【０００８】
【作用】
この発明は端部が薄膜抵抗体５に導通する多数の第一導電体４と、該第一導電体４の間隔に導電体４とは否導通状態で配置した第二導電体６をシートプレート１の上に設け、該第二導電体６の端部は配線パターンｃに接続すると共に、上部シートプレート７の表面に多数の第一導電体４・第二導電体６と対峙する導通面９を形成したから、上部シートプレート７の上の操作面１３から導通面９を押すと、第一導電体４と第二導電体６とが導通面９によってショートし、端子２・３と配線パターンｃとの間に抵抗データが得られるものである。
【０００９】
この抵抗データは制御手段１１に入力し、該制御手段１１にはタイミング手段１１ａを内装して間隔をあけて複数の可変抵抗データを読み込む構成となっており、連続する複数の可変抵抗データが等しくなった時に取扱者が期待する抵抗データとして、出力判定手段１１ｂが抵抗データを決定している。
【００１０】
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表示機構と、この発明の可変抵抗入力機構とを組み合わせることによって、一枚の薄いプレート１０にスイッチや表示器や、可変抵抗に係る抵抗入力とが構成できるようになり、このプレート１０を貼付けることによって石油暖房器などの操作表示が非常に簡単にかつ安価に構成できたものである。
【００１１】
【実施例】
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、１２はシートプレート１の一部を伸ばして形成した配線プレート、ａ〜ｄはシートプレート１及び配線プレート１２の上に銀ベースの導電性インクによって印刷形成した配線パターンであり、配線パターンａ〜ｄの他の実施例としては、印刷に代えて良電導性の素材を蒸着によって付着させても良い。
【００１２】
１４はシートプレート１や配線プレート１２の配線パターンａ〜ｄ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〜ｄの上から不導電性インクを使って印刷によって形成している。また、この絶縁層１４は印刷によって形成する代わりに、薄膜のポリエステルフィルムを貼付けて形成しても良く、配線パターンａ〜ｄを保護する働きがある。
【００１３】
２・３はシートプレート１のアース側の配線パターンａと制御側の配線パターンｂとの間に接続された二つの離れた端子、４はこの端子２・３間に間隙を介して独立して並べた多数の導電体、５は二つの離れた端子２・３間で多数の導電体２の端部に導通配置した薄膜抵抗体であり、多数の導電体４の一本一本との端子２・３との間に固有の抵抗値を得ている。６は導電体４とは否導通状態で多数の導電体４の間隔に配置した第二導電体であり、制御側の配線パターンｂと導通する１本の配線パターンｃに第二導電体６の端が接続してある。
【００１４】
導電体４及び第二導電体６は配線パターンａ〜ｃと一緒に印刷によって形成されており、薄膜抵抗体５も通常のボリュウムと同様にカーボン抵抗の印刷もしくは蒸着によって形成されている。この為、導電体４や配線パターンａ〜ｂの上に薄膜抵抗体５を印刷する時には、シートプレート１に印刷した導電体４を乗り越える部分で薄膜抵抗体５の抵抗膜が切断する恐れがあり、シートプレート１にあらかじめ薄膜抵抗体５を形成した後で配線パターンａ〜ｂや導電体４及び第二導電体６を印刷によって形成するとよい。
【００１５】
１５はシートプレート１の配線パターンａ〜ｃなどに形成した絶縁層１４の上に配置する柔軟性あるポリプロピレンによるスペーサ、１５ａはシートプレート１の導電体４や第二導電体６などを露出する為にスペーサ１５に形成した開口、７はスペーサ１５の上に配置する上部シートプレートであり、シートプレート１とスペーサ１５と上部シートプレート７は接着層によって一枚のプレート１０を形成している。
【００１６】
９は多数が並列に配置した導電体４及び第二導電体６と対峙するように、上部シートプレート７に形成した導通面、１６は上部シートプレート７の導通面９の外周などの露出したくない部分を覆う上部絶縁層、８は多数の導電体４及び第二導電体６と導通面９とが接触しないように設けた隙間形成部材であり、図に示す実施例に於て絶縁層１４や上部絶縁層１６は絶縁塗料によって形成し、この時、隙間形成部材８はこの絶縁塗料を点状に付着することで同時に形成している。この為、導電体４及び第二導電体６と導通面９とはスペーサ１５と点状の隙間形成部材８によって離開位置を保っている。
【００１７】
１３は上部シートプレート７の導通面９の反対側の露出表面部分に形成した操作面であり、該操作面１３を押すと上部シートプレート７はシートプレート１に接近し、強く押された時には隙間形成部材８のない部分で離開位置を保っている導電体４及び第二導電体６と導電面９とが接触するので、端子２・３と配線パターンｃとの間に薄膜抵抗体５による抵抗データが出力されるものである。そして、この抵抗データは薄膜抵抗体５のどの部分と導通するかによって任意に選択できるものであり、例えば端子２・３の間に対応する操作面１３を暖房器の発熱量の設定位置としておけば、出力する抵抗値によって自由にバーナの発熱量が選択できるものである。
【００１８】
尚、配線パターンａ〜ｂに接続される端子２・３の形状をＬ型とすれば、多数の独立して並べた導電体４の両側の部分はＬ形の端子２・３と導通し、両端の複数個の導電体４は同じ抵抗値に接続するから、両端の操作面１３では押す位置が多少狂っても、確実にあらかじめ定めた最小抵抗値と最大抵抗値が入力できるようになる。
【００１９】
１７は可変抵抗入力の押し位置データを取り込む為の制御基板、１７ａはシートプレート１から引き出される配線プレート１２の配線パターンｄに接続するコネクタ、１１は制御基板１７に組込んだ制御手段であり、該制御手段１１にはタイミング手段１１ａと出力判定手段１１ｂを内装している。
【００２０】
制御手段１１の働きを図６に示すフローチャートによって説明すると、制御手段１１に起動信号が入ると、端子２・３と配線パターンｃとの間の抵抗データは配線パターンｄからコネクタ１７ａを介して制御手段１１に抵抗値として取込まれ、この取込んだ抵抗値が薄膜抵抗体５の抵抗値よりも高い時には操作面１３が押されていない時であり、タイミング手段１１ａで時間調整をした後、決定した抵抗データとして無限大をセットする。
【００２１】
また、制御手段１１に取込んだ抵抗値が薄膜抵抗体５の抵抗値以下の時には取扱者によって操作面１３が押されたことは明らかであり、この抵抗値を一時記憶しておく。次に、タイミング手段１１ａによって微少時間経過後、再び、端子２・３と配線パターンｃの抵抗値を取込んで、出力判定手段１１ｂはこの取込んだ抵抗値と、先に記憶した抵抗値とを比較する。そして、この時の抵抗値が大きく違っている時には、まだ操作面１３は押す動作中であり、この抵抗値を一時記憶し直して、タイミング手段１１ａによって微少時間経過後、再度抵抗値を取込む動作を繰り返す。
【００２２】
この新たに取込んだ抵抗値と一時記憶した抵抗値とを出力判定手段１１ｂによって比較した結果、この新たに取込んだ抵抗値が記憶中の抵抗値とほとんど同じの時には、押動作が完了した時であり、決定した抵抗値として比較した抵抗値の片方、もしくは両抵抗値の平均を決定抵抗データとして出力するものである。
【００２３】
ところで、この発明のように手動の押動作によって抵抗値をセットする時には、多数の導電体４もしくは第二導電体６のどの部分を押されたかによって抵抗値が異なるものであり、しかも、押し動作後はすぐに手を離すからこの抵抗値の決定はかなりばらつくものである。
【００２４】
この為、制御手段１１が起動した後に取込んだ抵抗値をそのまま抵抗データとして出力すると、取扱者の希望する位置ではない時があり、特に隙間形成部材８を挾んで導通面９と導電体４及び第二導電体６とが接触する構成であるから、軽く触れた状態では接触抵抗が大きくなり、希望する抵抗値とかけ離れた抵抗値を抵抗データとして決定することがある。
【００２５】
従って、バーナの燃焼量の設定にこの発明を使う時には、とんでもない燃焼量による燃焼を開始して大きなクレームになることがまれに発生することがあるが、この発明では確実に押された時を判定して正しい抵抗データを決定する機能を付加したから、はじめてばらつきのない抵抗データの出力が可能になったものである。
【００２６】
一方、ｅ・ｆはシートプレート１の表面に設けた配線パターンａ・ｃとは別の配線パターン、１８は接近した配線パターンｅ・ｆの端と対峙する導電性で可撓性を持つ皿状導電体であり、該皿状導電体１８は上に凸の状態で上部シートプレート７の下面に位置し、周縁はシートプレート１の絶縁層１４の上に位置している。
【００２７】
尚、上部シートプレート７の素材が比較的堅くて皿状部を一体に形成保持できる時には、配線パターンｅ・ｆと対峙する上部シートプレート７に皿状部を設け、該皿状部内に導電性インクを塗布して皿状導電体１８を印刷によって形成してもよく、皿状導電体１８は必ずしも金属板で製造しなければならないといったものではない。
【００２８】
１３ａは上部シートプレート７の皿状導電体１８の反対側の露出表面に形成したスイッチ操作面であり、上に凸となったスイッチ操作面１３ａを押すと皿状導電体１８は反転して配線パターンｅ・ｆと接触して導通状態となる。また、該スイッチ操作面１３ａから手を離すと皿状導電体１８は反転して復帰し、配線パターンｅ・ｆは否導通状態となるのでスイッチを構成することができた。
【００２９】
１９はシートプレート１の下側に接着層で貼り付けた表示シートプレート、２０は表示シートプレート１９の一部を伸ばして形成した第二配線プレート、ｇ・ｈ・ｉは表示シートプレート１９及び第二配線プレート２０の表面に形成した配線パターン、２１は表示シートプレート１９の配線パターンｇ・ｈの適所に取付けたＬＥＤやＬＣＤからなる表示器であり、該表示器２１は７セグメントによる数字表示や所定面積の表示ができるものを適宜選択使用している。また、表示器２１は第二配線プレート２０の配線パターンｉによって送られる信号によって点燈・消燈の制御している。
【００３０】
１ａは表示シートプレート１９に取付けた表示器２１の表示が外部から見えるようにシートプレート１に設けた抜き孔、１５ｂはシートプレート１と上部シートプレート７との間のスペーサ１５に設けた抜き孔、２２は表示シートプレート１９とシートプレート１との間に介在した厚さ調節用の表示器用スペーサであり、実施例の上部シートプレート７は透明なポリエステルフィルムで形成されており、抜き孔１ａ・１５ｂ内に位置した表示器２１は上部シートプレート７を透過して表示できる。また、表示用スペーサ２２は抜き孔１ａ・１５ｂ内に位置した表示器２１によってプレート１０の外表面に凹凸が現われないようにしている。
【００３１】
２３は透明なポリエステルフィルムで形成した印刷シート、２４は印刷シート２３の裏面に形成した印刷面であり、該印刷面２４によって印刷シート２３には一部に透明部２３ａを残してその他の部分に不透明部を作り、上部シートプレート７の表面を覆うと共に、印刷面２４には各種名称や操作方法などの操作表示２３ｂを形成している。そして、印刷シート２３の裏面に接着剤を塗布して、上部シートプレート７の表面に貼り付けており、全体を一枚のプレート１０に仕上げている。
【００３２】
２５は柔軟なシートプレート１や上部シートプレート７や印刷シート２３やスペーサ１５などのコシを強くして、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の裏面に接着剤によって固定され、該裏シート２５を含めて一枚のプレート１０を構成している。尚、シートプレート１や上部シートプレート７や印刷シート２３やスペーサ１５のコシが期待した強さであれば、裏シート２５を使わないでプレート１０を構成してもよい。また、裏シート２５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。
【００３３】
上記のように可変抵抗入力やスイッチ入力機能を持ったシートプレート１・上部シートプレート７の他に表示シートプレート１９を設けて一枚のプレート１０を形成すれば、このプレート１０の中に動作状態を表わす点燈・消燈する表示は勿論、７セグメントの数字表示によって意味のある室温や、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った。
【００３４】
従って、シート状に非常に薄く仕上がった一枚のプレート１０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り、一枚のシート状のプレート１０を石油暖房器などの機器の表面に貼り付けるだけで操作部として充分な機能が得られるものである。
【００３５】
即ち、操作部は従来の石油暖房器の操作部と同様な印刷面として、これを薄厚のプレート１０によってすべて構成しており、機器の外表面の一部に平面状の凹部をプレス加工によって構成し、かつ、このプレス加工による凹部の製造時に一緒に透孔を形成し、透孔に配線プレート１２・２０を引き込みながら、この発明のプレート１０を凹部に接着剤もしくは両面接着シートによって貼付ければ完成するものである。
【００３６】
この為、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ると共に、従来では枠体内部構造のために設置できない部分にも操作部を設けることができるようになり、使用範囲が広がるものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、はじめて可変抵抗入力のある操作部とＬＣＤなどの表示部とを一枚のシート状のプレート１０に仕上げることができたから、石油暖房器などの操作・表示部がプレート１０の貼付けによって構成できるようになったものであり、完成した状態は従来の操作部の表面と変りなく、取扱者に何等違和感を与えないものである。
【００３８】
このような石油暖房器などの操作部を構成するに当たり、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などの部品が不要になり、また、操作部枠体を取付ける為に機器の形状を特別なものにする加工が不要になったものである。また、機器の操作部枠体にはプレート１０を貼付ける位置ぎめ用の凹部を設けるだけであるから、操作部枠体は極めて製造し易くなり、かつ、この部分にプレート１０を貼付けるだけであるから、操作・表示部の組付け作業が非常に簡単になったものである。
【００３９】
また、シートプレート１や上部シートプレート７に形成する配線パターンａ〜ｄや薄膜抵抗体５や導電体４・６や隙間形成部材８などは、通電状態の異なるインクを使って印刷形成することが可能であり、印刷するための版を作ればシートプレート１・７は大量生産が可能になり、部品価格が安くなって大幅なコストダウンが実現できるようになった。
【００４０】
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であるが、この発明ではシートプレート１の表面の端子２・３と配線パターンｃ間の抵抗値が通常は無限大であるところが、押した位置によって薄膜抵抗体５の全抵抗の何パーセントかの抵抗データが出力されるから、この出力信号を制御手段１１が解析することによって、簡単に入力された抵抗値を知ることができ、暖房器などではリニアに燃焼量の可変が可能になるものである。しかも、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。
【００４１】
更に、この発明では第二シートプレート７の上には一定の面積を持った導電面９を形成するだけでよく、主たる配線パターンａ〜ｃや端子２・３や導電体４や薄膜抵抗体５などは、すべてシートプレート１の上に形成できるから、複雑な製造工程は片側のシートプレート１だけでよく、シートプレート１と第二シートプレート７との間に配線が必要なくなったから、非常に製造し易く、全体形状を接着などで、プレート１０に仕上げることが可能になったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例である制御手段と接続したシートプレートの平面図である。
【図２】 この発明の実施例である上部シートプレートの平面図である。
【図３】 この発明の実施例である可変抵抗による入力部の要部断面図である。
【図４】 押しボタン操作によるスイッチ入力部と外部への表示部との実施例を示す要部断面図である。
【図５】 この発明のシートプレートと上部シートプレートの間に配置するスペーサの実施例を示す平面図である。
【図６】 この発明の制御手段の動作の実施例を示すフローチャート図である。
【図７】 外部への表示部を搭載した表示シートプレートの実施例を示す平面図である。
【図８】 操作・表示を印刷した印刷シートを表面に貼り付けて完成したプレートの平面図である。
【符号の説明】
１ シートプレート
２ 端子
３ 端子
４ 導電体
５ 薄膜抵抗体
６ 第二導電体
７ 上部シートプレート
８ 隙間形成部材
９ 導通面
１０ プレート
１１ 制御手段
１１ａ タイミング手段
１１ｂ 出力判定手段
１２ 配線プレート
１３ 操作面
ａ〜ｄ 配線パターン

Claims (4)

1. シートプレート（１）の表面に、二つの配線パターン（ａ・ｂ）と、該配線パターン（ａ・ｂ）に導通する二つの離れた端子（２・３）を形成し、
   かつ、前記二つの端子（２・３）の間には間隙を介して独立した多数の第一導電体（４）を並設し、
   前記多数の第一導電体（４）の端部と前記二つの端子（２・３）に薄膜抵抗体（５）を配置してこれらを互いに導通せしめ、
   前記多数の第一導電体（４）の隣り合う二つの前記第一導電体（４）間にそれぞれ前記第一導電体（４）とは否導通状態で多数の第二導電体（６）を配置し、
   前記多数の第二導電体（６）の端部を前記二つの配線パターン（ａ・ｂ）の一方と導通する１本の配線パターン（ｃ）に接続し、
   前記シートプレート（１）の上方に配置した上部シートプレート（７）には、前記多数の第一導電体（４）及び前記多数の第二導電体（６）と間隔をあけ、かつ、前記第一及び第二導電体（４・６）と全体的に対峙する導通面９を形成し、
   可変抵抗入力の制御手段（１１）と前記シートプレート（１）の前記配線パターン（ａ・ｂ）とを接続する別の配線パターン（ｄ）を設け、
   前記上部シートプレート（７）の操作面（１３）を加圧時に前記第一導電体（４）と前記第二導電体（６）とが前記導電面（９）により接触し、前記二つの端子（２・３）と前記別の配線パターン（ｃ）との間で抵抗データを得ることを特徴とする可変抵抗入力機能付プレート。
2. 前記シートプレート（１）と、前記上部シートプレート（７）とは、スペーサ（１５）を介して接着されて一枚のプレート（１０）を構成しており、
   前記導電面（９）は、隙間形成部材（８）を介して前記第一及び第二導電体（４・６）と対峙していることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗入力機能付プレート。
3. 前記別の配線パターン（ｄ）から可変抵抗データを取込む前記制御手段（１１）にはタイミング手段（１１ａ）と出力判定手段（１１ｂ）とを設け、
   前記タイミング手段（１１ａ）によって間隔をあけて複数の可変抵抗データを取込み、
   前記出力判定手段（１１ｂ）は連続する前記複数の可変抵抗データが等しいときに、前記可変抵抗データを決定出力することを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗入力機能付プレート。
4. 前記薄膜抵抗体（５）は、シートプレート（１）に形成され、前記二つの配線パターン（ａ・ｂ）と、前記第一導電体（４）とが前記薄膜抵抗体（５）の上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗入力機能付プレート。

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