JP4137464B2 - スイッチ操作部支持機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、操作者の手指による押圧操作を電気製品に対する設定信号の切換や電源ラインのオン/オフ等を行うスイッチに伝達するスイッチ操作部支持機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、調光照明器具に対して光量の設定入力や電源のオン/オフを行う際の操作方法として、従来より、ボリューム摘みを回転させるものや直線方向にスライドさせるようにしたものがある。ところが、手指を用いてボリューム摘み等の操作部材を回転させたりスライドさせたりする作業は操作者にとって煩雑で、操作性が悪い。また、内部にカム機構等を備えたタンブラースイッチを用いると、取付に比較的大きなスペースが必要になり、取付スペースが狭小な壁面等に使用することができない。
【0003】
そこで、電気製品に対する設定内容の変更や電源のオン/オフを受け付けるスイッチとしてプッシュ型スイッチを備え、操作者の手指による押圧操作をプッシュ型スイッチの動作部に伝達するスイッチ操作部材を用いることが考えられる。例えば、調光照明器具の光量の設定入力については、光量の増加及び減少の指示入力を受け付ける2個のスイッチを備え、それぞれのスイッチの押圧操作回数及び連続押圧操作時間に応じて、光量を増減する。また、電源のオン/オフの指示入力については、接点のオン状態を保持することができる自己保持型のスイッチ、又は、非自己保持型のスイッチをそのオン/オフ状態を保持する機構とともに備え、押圧操作される毎にスイッチのオン状態又はオフ状態を交互に保持する。
【0004】
このように、スイッチに押圧操作を伝達するためのスイッチ操作部として最も単純な構成は、操作者の手指によって押圧される操作部を樹脂平板内に片持ち支持して形成することによって得られる。このように構成すると、押圧操作によって樹脂平板の背面側に移動した操作部を、押圧力が解除された後に樹脂平板の弾性力によって樹脂平板の前面側に復帰させることができ、操作部を介してスイッチを繰り返し押圧操作することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂平板内に形成した操作部を単一の支持部材によって片持ち支持すると、樹脂平板の面方向(操作部の押圧操作方向に直交する方向)における支持部材の幅によって支持部材の強度が大きく変化し、操作部の操作力を適切にするための支持部材の幅の決定が困難になる問題がある。即ち、支持部の幅を大きくすると操作部の繰り返し操作に耐えうる十分な強度を得ることはできるが、スイッチの動作を切り換えるための操作部の操作力も大きくなり、操作性が低下する。逆に、支持部材の幅を小さくするとスイッチの動作を切り換えるための操作力は小さくなるが、支持部材の強度が不足し、特に、スイッチの動作を切り換えるために必要な操作部の変位量が大きくなると、操作部が繰り返し操作された際に比較的早期に破断を生じる。また、支持部材の幅が小さくなると、押圧時に操作部が支持部材を中心として傾きを生じ易く、スイッチの動作を円滑に切り換えることができなくなるだけでなく、支持部材に捩じりモーメントが作用して支持部材の破断が助長される。
【0006】
この発明の目的は、樹脂平板内に形成した操作部を2つの支持部材によって片持ち支持することにより、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができるスイッチ操作部支持機構を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、この発明は、以下の構成を備えている。
【0008】
(1)請求項1に記載した発明は、スイッチの前面側に配置された樹脂製平板からなる支持体内に、支持体内の1箇所から支持体の平板面方向に延出した支持部材であって延出方向の中間部で且つ延出方向に直交する方向の中央部に長手方向を前記延出方向に直交する方向に平行にした矩形の孔部を有する支持部材によって片持ち支持された操作部を形成したことを特徴とする。
【0011】
この構成においては、樹脂製平板の支持体内に形成された操作部が樹脂製平板からなる1つの支持部材であって、延出方向に直交する方向の中央部に孔部を形成した支持部材によって支持される。したがって、操作部の押圧操作方向の変位が孔部によって構造上2つに分割された単一の支持部材によって支持され、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力が過大になることなく支持部材に十分な強度が与えられるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことがない。
【0012】
(2)前記支持体内に、前記操作部が押圧操作された際に前記操作部の自由端の背面側が当接するストッパを形成したことを特徴とする。
この構成においては、押圧操作された際の操作部の変位量がストッパとの当接によって規定される。
(3)前記孔部は、操作部から押圧操作が伝達されるスイッチの状態に応じて点灯する光源に対向することを特徴とする。
【0013】
この構成においては、スイッチの状態に応じて点灯する光源が、支持部材に形成された孔部を介して支持体の前面側から視認される。したがって、支持部材を構造上2分割に構成するための孔部を用いて、スイッチの状態が表示される。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施形態に係るスイッチ操作部支持機構を適用したスイッチボックスの組立図である。また、図2は、同スイッチボックスを収納したスイッチの正面図である。図1において、各部品は前面側を上方にし、背面側を下方にして配置されている。この実施形態に係るスイッチボックス10は、図2に示すように、建築物の壁面に密着して配置されるスイッチプレート20における開口部21の長手方向の長さを単位モジュールとして、2/3モジュール内に収納される調光機能を備えた照明器具(以下、調光照明器具という。)用のスイッチボックスである。なお、スイッチプレート20の残る1/3モジュールには、別の電気製品のためのスイッチボックス90が収納される。
【0015】
このように、単一のスイッチモジュール内に複数のスイッチボックスを収納するのは、単一の室内において、複数の照明器具が配置される場合や照明器具が換気扇等の他の電気製品とともに設置される場合に、これら複数の電気製品をオン/オフするスイッチを壁面の1箇所に集中配置することにより、操作性の向上を図るためである。
【0016】
また、スイッチボックス10は、壁面に固定される取付板30に形成された開口部31から3個の操作ボタン11〜13が形成された補助プレート1の前面側を露出した状態で取付板30の背面側に取り付けられ、壁面の内部に収納される。補助プレート1はこの発明の支持体である。スイッチプレート20は、開口部21の位置を開口部31に一致させた状態で飾りプレート40を挟んで取付板30の前面に嵌着する。飾りプレート40には、操作ボタン11〜13に対向する位置に孔部41〜43が形成されている。したがって、取付板30の開口部31から露出した補助プレート1の操作ボタン11〜13は、カバープレート20の開口部21内において飾りプレート40の孔部41〜43から壁面の外部に露出する。これによって、操作者が補助プレート1の前面部分に形成された3個の操作ボタン11〜13を押圧操作することができる。
【0017】
スイッチボックス10は、上述の補助プレート1の背面に取り付けられるケース2内に、制御用プリント基板3及び電源用プリント基板4を端子金具50、絶縁シート51、端子押え板52、放熱板53等の他の部品とともに収納している。制御用プリント基板3には、プッシュスイッチ61a,61b及びLED62a〜62eが、図示しないIC等の電子部品とともに実装されている。電源用プリント基板4には、マイクロスイッチ6、ロックスイッチ7及びネオン管75が前面側に、チョークコイル71、コンデンサ72,73及びトライアック74が背面側に、それぞれ図示しない他の電子部品とともに実装されている。
【0018】
制御用プリント基板3に構成された制御回路は、プッシュスイッチ61a又は61bの操作に応じてトライアック74を介して調光照明器具に供給する電力量を増加又は減少させて調光照明器具の光量を増減変化させるとともに、調光照明器具に供給している電力量をLED62a〜62eの点灯数によって表示する。制御用プリント基板3に実装されたプッシュスイッチ61a及び61bの上面には、保持プレート1に形成された操作ボタン11及び12のそれぞれの背面が当接する。してたがって、操作ボタン11又は12を操作することにより、調光照明器具の光量が増減変化する。
【0019】
また、補助プレート1においてLED62a〜62eの上面に対向する位置には透光性のLEDカバー14が配置されており、さらに、飾りプレート40においてLEDカバー14に対向する位置に孔部44が形成されている。これによって、調光照明器具に対する電力供給量に応じたLED62a〜62eの点灯状態が、LEDカバー14を介して飾りプレート40の前面から視認される。
【0020】
電源用プリント基板4の前面に構成されたマイクロスイッチ6を含む主電源回路は、調光照明器具に対する電源ラインをオン/オフする。また、電源用プリント基板4の背面に構成されたチョークコイル71及びコンデンサ72,73を含む整流回路は、商用交流電源を直流電源に整流して制御用プリント基板3に供給する。マイクロスイッチ6は、オン/オフ状態を固定的に保持することができない非自己保持型のマイクロスイッチである。この発明の光源であるネオン管75は、マイクロスイッチ6の操作により、又は、3路配線された他のスイッチの操作により、調光照明器具の電源がオフされた際に点灯し、オンされた際に消灯する。
【0021】
比較的大型の部品であるチョークコイル71及びコンデンサ72,73が実装される電源用プリント基板4の背面には、トライアック74を保持する放熱板53が装着される。また、電源用プリント基板4の背面には、3路配線を実現するために設けられた3組の端子部品50のそれぞれに接続される図示しないコネクタが備えられる。これらのことから、ケース2内には、電源用プリント基板4の背面側に前後方向の比較的広いスペースが必要となる。
【0022】
また、スイッチボックス1は、2/3モジュール内に収納する必要があるため、ケース2内において制御用プリント基板3及び電源用プリント基板4を基板面方向に並べて配置することはできず、制御用プリント基板3は電源用プリント基板4の前面側に所定の間隔を設けて積層した状態で配置されている。ここで、制御用プリント基板3を電源用プリント基板4の前面側に配置しているのは、制御用プリント基板3に実装されたプッシュスイッチ61a及び61bを補助プレート1に形成された操作ボタン11及び12に近接して対向させるためである。
【0023】
したがって、電源用プリント基板4の前面側には制御用プリント基板3が位置しており、電源用プリント基板4の前面において調光照明器具の電源をオン/オフするマイクロスイッチ6を配置するために残されたスペースは僅かである。一方、調光照明器具に供給すべき最大の電力量は、調光機能を備えていない照明器具に比較して大きくなる場合が多く、一例として最大で500Wの電力を供給する必要がある場合には、マイクロスイッチ6は少なくとも5Aの接点容量を備えている必要がある。
【0024】
また、調光照明器具の電源をオン/オフする場合の操作性を考慮すると、操作部材を回転させたりスライドさせる操作よりも、押圧操作の繰り返しによってオン状態とオフ状態とを順次切り換えることが望ましいことから、このスイッチボックス10では、補助プレート1に形成されたもう一つの操作ボタン13の押圧操作によって調光照明器具の電源をオン/オフするようにしている。このため、調光照明器具の電源をオン/オフすべく電源用プリント基板4に実装されたマイクロスイッチ6は、補助プレート1の操作ボタン13が押圧操作される毎にオン状態とオフ状態とを交互に保持する必要がある。
【0025】
この場合に、オン状態とオフ状態とを交互に保持する機能を備えた5Aの接点容量の既存の自己保持型のマイクロスイッチは、電源用プリント基板4に残されたマイクロスイッチ6の配置スペースに比較して大きいため、使用することができない。また、制御用プリント基板3の面積を十分に小さくすることができたとしても、5Aの接点容量の既存の自己保持型のマイクロスイッチは、前後方向にも長く、ケース2の奥行きが増加して壁面内に収納できなくなる。
【0026】
そこで、この実施形態に係るスイッチボックス10では、電源用プリント基板4の前面に、自己保持型のマイクロスイッチに比較して十分に小さい既存の非自己保持型のマイクロスイッチ6を実装するとともに、このマイクロスイッチ6に並設してロックスイッチ7を実装し、ロックスイッチ7のロック軸7aの上端部に操作ボタン13の背面に当接し、かつ、マイクロスイッチ6のレバー部6aの上面に当接する延出部9aを形成したアダプタ9を係止した。なお、アダプタ9は、電源用プリント基板4の上面に装着されるホルダ8によって前後方向の移動範囲を規定されている。
【0027】
ロックスイッチ7は、ロック軸7aをその軸方向に移動自在にして備えた市販品であり、ロック軸7aを軸方向に繰り返し押圧操作すると、その押圧操作毎にロック軸7aは押圧操作方向(軸方向)の2位置のそれぞれに交互に停止する。ロックスイッチ7は、ロック軸の押圧操作方向(軸方向)がマイクロスイッチ6のレバー部6aの移動方向に平行になるようにして、マイクロスイッチ6に並設されている。このため、ロックスイッチ7におけるロック軸7aの移動方向、及び、マイクロスイッチ6におけるレバー部6aの移動方向は、スイッチボックス10の前後方向、即ち、補助プレート1における操作ボタン13の押圧操作方向に一致する。
【0028】
したがって、補助プレート1に形成された操作ボタン13の押圧操作はアダプタ9を介してロックスイッチ7のロック軸7aに伝達され、操作ボタン13が押圧操作される毎にアダプタ9はロックスイッチ7のロック軸7aとともに操作ボタン13の押圧操作方向(スイッチボックス10の前後方向)の2位置のそれぞれに交互に停止し、このアダプタ9の変位が延出部9aからマイクロスイッチ6のレバー部6aに伝達される。
【0029】
図3(A)は上記スイッチ操作部支持機構の構成を示す正面図であり、図3(B)は図3(A)におけるX−X部の断面図である。この実施形態に係るスイッチ操作部材は、この発明の支持体に相当する補助プレート1内に、この発明の操作部に相当する操作ボタン11〜13を形成したものである。補助プレート1は樹脂成形によって形成されており、この発明の樹脂製平板としての前面部1aを備えている。操作ボタン11〜13は、この前面部1aにおいて、略コの字型の切欠き11a〜13aの内側に、正面から見て略矩形に形成されている。
【0030】
操作ボタン11〜13の一方の短辺には、補助プレート1の前面部1a内の一部から延出した支持部材である支持部15〜17が連続している。この支持部15〜17のそれぞれは、互いに平行で、かつ、切欠き11a〜13aの端部に連続する2本の切欠き15a〜17a及び15b〜17bによって形成されている。これによって、各操作ボタン11〜13は、支持部15〜17のそれぞれを介して、一方の短辺のみにおいて補助プレート1の前面部1aに連続している。
【0031】
補助プレート1の内部において、各切欠き11a〜13aにおける短辺の背面側には、ストッパ1bが形成されている。このストッパ1bは、後述する操作ボタン13の押圧操作時に、操作ボタン13の背面側に当接して操作ボタン13の変位量を規定する。
【0032】
図3(B)に示すように、各操作ボタン11〜13は背面側において開放した凹状体であり、各操作ボタン11〜13の背面の周囲4辺には側面が存在している。したがって、各操作ボタン11〜13は、前面側から押圧された際にも背面側に容易に変形することがない。
【0033】
また、各支持部15〜17において、操作ボタン11〜13のそれぞれに対する延出方向の中間部であって、切欠き15a〜17a及び15b〜17bに直交する方向の中央部には、長手方向を切欠き15a〜17a及び15b〜17bに直交する方向にした矩形の孔部15c〜17cが形成されている。これによって、各支持部15〜17は、延出方向の中間部において孔部15c〜17cを挟んで上下二分割に構成されている。したがって、操作ボタン11〜13のそれぞれは、矩形形状の一辺の2箇所において支持体15〜17によって片持ち支持されていることになる。
【0034】
なお、補助プレート1の前面部1aには、操作ボタン11〜15及び支持部15〜17の他に、長手方向を上下方向にした開口部18が形成されている。この開口部18には、背面において前述のLEDカバー14に対向する透明カバー19が補助プレート1の背面側から嵌入する。また、透明カバー19には、背面において前述のネオン管74に対向する延出部19aが形成されており、この延出部19aの前面側がレバー部17の孔部17cに背面側から嵌入する。前述の飾りプレート40には、孔部17cに対向する位置に窓部45が形成されており、ネオン管74の点灯状態によって調光照明器具の電源のオン/オフ状態が延出部19aを介して窓部45においてスイッチの前面側から視認される。
【0035】
図4は、上記補助プレートの動作状態を説明する断面図である。なお、同図は図3(A)におけるX−X部の断面図であり、以下においては、操作ボタン13についての動作状態を説明するが、残る操作ボタン12及び13も同様に動作する。補助プレート1の前面部1aに形成された操作ボタン13が前面側から押圧された際には、前述のように凹状体を呈する操作ボタン13には変形を生じず、操作ボタン13に加わえられた押圧力は平板状の支持部17に背面側への変形を生じさせるように作用する。これによって、図4に示すように、操作ボタン13は押圧される前と同一の形状を保ったまま支持部17の変形によってストッパ1bに当接するまで背面側に変位し、アダプタ9を介してロックスイッチ7のロック軸7a及びマイクロスイッチ6のレバー部6aを背面側に押圧する。
【0036】
このとき、支持部17の延出方向について、孔部17cが形成された支持部17の中間部では、延出方向に直交する方向の断面積が孔部17cによって減少していることから、最も大きい変形を生じる。これに対して、支持部17における延出方向の両端部では、孔部17cが形成されていないため、十分な強度が確保される。これによって、操作ボタン13を前面側から押圧した場合に、支持部17の変形によって操作ボタン13を背面側に変位させることができるとともに、支持部17における延出方向の両端部において十分な強度を確保しつつ、断面積が減少した延出方向の中間部において大きく変形させることができ、操作ボタン13の変位量としてアダプタ9を介してマイクロスイッチ6のレバー部6aを背面側に変位させることができる程度の大きさを確保できる。
【0037】
また、操作ボタン13は、支持部17が孔部17cによって2分割に構成されていることから一辺の2箇所において支持されているとともに、この一辺は支持部17の延出方向に直交する方向、即ち、支持部17の変形の軸方向に平行である。したがって、操作ボタン13は、支持部17の変形により背面側に変位する際に、支持部17の変形の軸方向に平行な2箇所で支持されていることになり、操作ボタン13が支持部17の延出方向を中心として傾くことがない。これによって、操作ボタン13の押圧操作によってマイクロスイッチ6を正確にオン/オフすることができるとともに、支持部17に捩じりモーメントが作用することがなく、支持部17自体が十分な強度を備えていることと相まって操作ボタン13の押圧操作の繰り返しによる支持部17の破断を防止することができる。
【0038】
例えば、同一材料によって単一の支持部によって操作ボタンを片持ち支持した構成では、押圧操作を16000回繰り返した時点で支持部に破断を生じた。これに対して、上記実施形態に係るスイッチ操作部支持機構では、操作ボタン11〜13の押圧操作を24000回繰り返しても支持部15〜17が破断することはなかった。一方、押圧操作を24000回繰り返しても破断することのない単一の支持部によって操作ボタンを片持ち支持した場合には、支持部の変形に大きな操作力が必要になり、操作ボタンの操作性が劣化した。これらのことから、上記実施形態に係るスイッチ操作部支持機構の支持部15〜17が、操作ボタン13の軽快な操作性を確保しつつ十分な強度を備えていることが判る。
【0039】
なお、上記の実施形態では、この発明を2/3モジュール内に収納される3路配線に対応しうる調光照明器具に用いられるスイッチボックスに適用した場合を例にあげて説明したが、他の電気製品に用いられるスイッチボックスにおいてもこの発明を同様に実施することができる。
【0040】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【0041】
(1)樹脂製平板の支持体内に形成した操作部を樹脂製平板からなる2つの支持部材によって片持ち支持することにより、操作部の押圧操作方向の変位を2つの支持部材によって支持することができ、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力が過大になることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時における操作部の傾きを防止することができる。これによって、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができる。
【0042】
(2)樹脂製平板の支持体内に形成した操作部を樹脂製平板からなる1つの支持部材であって、延出方向に直交する方向の中央部に孔部を形成した支持部材によって支持することにより、操作部の押圧操作方向の変位を孔部によって構造上2つに分割された単一の支持部材によって支持することができ、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができる。
【0043】
(3)スイッチの状態に応じて点灯する光源を、支持部材に形成した孔部を介して支持体の前面側から視認できるようにすることにより、支持部材を構造上2分割に構成するための孔部を用いて、スイッチの状態を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係るスイッチ操作部支持機構を適用したスイッチボックスの組立図である。
【図2】同スイッチボックスを収納したスイッチの正面図である。
【図3】上記スイッチ操作部支持機構の構成を示す正面図及び断面図である。
【図4】上記スイッチ操作部支持機構における操作ボタン及び支持部の動作を説明する断面図である。
【符号の説明】
1−補助プレート(支持体)
2−ケース
6−マイクロスイッチ
6a−レバー部
10−スイッチボックス
11〜13−操作ボタン(操作部)
15〜17−支持部(支持部材)
15c〜17c−孔部
75−ネオン管(光源)
Claims (3)
- スイッチの前面側に配置された樹脂製平板からなる支持体内に、支持体内の1箇所から支持体の平板面方向に延出した支持部材であって延出方向の中間部で且つ延出方向に直交する方向の中央部に長手方向を前記延出方向に直交する方向に平行にした矩形の孔部を有する支持部材によって片持ち支持された操作部を形成したことを特徴とするスイッチ操作部支持機構。
- 前記支持体内に、前記操作部が押圧操作された際に前記操作部の自由端の背面側が当接するストッパを形成したことを特徴とする請求項1に記載のスイッチ操作部支持機構。
- 前記孔部は、操作部から押圧操作が伝達されるスイッチの状態に応じて点灯する光源に対向することを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチ操作部支持機構。
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