JP4151513B2 - 照光式押しボタンスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、照光式押しボタンスイッチに関する。

照光式押しボタンスイッチは、ボタンを押圧操作すると、ボタン部分が内部から照明されるように構成されており、例えば、エレベータホールの壁面に組付けられる移動方向指示用の押しボタンスイッチをはじめとして、各種の機械装置や機器の操作スイッチや停止スイッチなどに多用されている。

エレベータ用の照光式押しボタンスイッチでは、照明用の光源としてのチップＬＥＤが基板に実装されてスイッチケースに内装されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−９３３７６号公報

一般に、チップＬＥＤは、光度および色調によって特性ランク分けされており、ユーザの要求に応じた照明を行う特性ランクのチップＬＥＤを実装した基板が使用される。

この場合、ユーザの要求に応じた特性ランクのチップＬＥＤが、他の電子部品と共に基板に実装され、その後、基板へのコネクタの取付け工程などの後工程に移行することになるが、チップＬＥＤなどが実装された基板は、外観上からはどの特性ランクのチップＬＥＤが実装されているかを識別することができないものとなっており、ＬＥＤ実装後の基板が工程内で他の特性ランクのＬＥＤ実装済み基板に混入してしまうと、識別することができなくなっていた。

もちろん、実装されているチップＬＥＤの特性ランクに応じて、基板に対応するマークを付することによって、実装されているチップＬＥＤの特性ランクの違いを識別できるようにすることも考えられるが、これによると、特別なマーキング装置およびマーキング工程を必要とし、設備コストが高くなるのみならず、工程数が増えてしまうことになる。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、設備コストをかけることなく外観上からは識別が困難であった基板に実装されているチップＬＥＤの特性ランクの識別を可能にし、識別可能に構成された基板を使用して品質管理を容易化した照光式押しボタンスイッチを提供することを目的とする。

本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、光源としてのチップＬＥＤが実装された基板を備えるエレベータ用の照光式押しボタンスイッチであって、前記基板の識別用領域に、識別用素子が、前記チップＬＥＤの光度および色調の特性ランクに応じた実装状態で実装され、前記識別用領域は、電子部品が実装される回路パターンとは電気的に分離された複数のランドを有し、前記実装状態が、前記ランドにおける前記識別用素子の有無およびその配列である。

ここで、電子部品とは、トランジスタ、ダイオード、ＩＣなどの能動部品、あるいは、抵抗、コイル、コンデンサなどの受動部品などをいう。

本発明によると、識別用素子を識別用領域に、チップＬＥＤの光度および色調の特性ランクに応じた実装状態で実装することで、その後に目視あるいは撮影画像の解析等によって照光式押しボタンスイッチのケースに内装される基板に実装されているチップＬＥＤの光度および色調の特性ランクを識別することができる。

本発明の一実施態様においては、前記識別用素子が、短絡抵抗チップであり、
前記基板には、前記識別用領域の前記ランドに導体パターンを介して接続されるとともに、前記実装状態を識別するためのテストピンが接触されるテスト用ランドが形成されている。

この実施態様によると、基板に設けたテスト用ランドにテストピンを接触させてその導通の有無を検知することで、ランドにおける短絡抵抗チップの有無およびその実装配列などの実装状態を判別して、基板に実装されているチップＬＥＤの光度および色調の特性ランクを識別することができる。

本発明に係る照光式押しボタンスイッチによると、光度および色調の特性ランクの異なったチップＬＥＤを実装した複数種類の基板を容易に識別でき、基板の品質管理が容易となる。

しかも、本発明では、基板への電子部品実装工程において識別用素子を同時に実装することができ、種類の相違をマークの付設によって識別する手段のように、設備コストをかけることなく、かつ、工程数を増やすことなく実施することができ、実用上の利点が大きいものである。

以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係る照光式押しボタンスイッチの外観斜視図が、図２にその分解した斜視図が、図３にその断面図がそれぞれ示されている。

この照光式押しボタンスイッチは、エレベータホールの壁面に取付けてエレベータ移動方向指示用スイッチなどに好適に利用されるものであって、浅い箱型に成形されたベース部材１、これに被される開口２ａ付きのカバー２、ベース部材１の内部中央に組込まれる基板３、基板３の下面に取付けられるスイッチ本体４、カバー２の開口２ａに上下スライド自在に内方より組付けられる操作プランジャ５、操作プランジャ５の上端に配備されてカバー２の操作孔２ａに臨設される押しボタン６等から構成されている。

カバー２の左右両端にはＵ形に形成された係止爪２ｂが備えられており、この係止爪２ｂをベース部材１の左右両端部に形成した連結凹部１ａに挿入して係止することで、カバー２がベース部材１に固定されるとともに、連結凹部１ａの底部に形成したスリット１ｂからドライバなどの工具を差込んで係止爪２ｂを後退変形させることで連結を解除することができるようになっている。

図４に示すように、基板３の上面には、所要の回路を構成するチップ型の電子部品９が実装されるとともに、スイッチ操作状態を点灯表示する照明用光源として複数個（この例では９個）のチップＬＥＤ７が整列分散して実装され、さらに、図２に示すように、基板３の端部には信号入出力用のコネクタ８が取付けられ、ベース部材１の側面に形成された開口１ｃを介して外部配線用のコネクタが接続できるよう構成されている。

操作プランジャ５には、上広がりの導光孔５ｂが備えられており、この導光孔５ｂの上端を塞ぐように配備された押しボタン６は透光樹脂材で形成されるとともに、その上面には透光樹脂材の押圧操作板１０が嵌入装着されている。また、操作プランジャ５の四隅には下方に向けて操作突起５ａが突設されている。

図５に示すように、ベース部材１の底面には、スイッチ操作用の４個の操作片１１が配備されている。この操作片１１は、ベース部材１の中心部から四隅に向けて対角状に配置され、各操作片１１の外方端部が操作端ｘとして、前記操作プランジャ５の操作突起５ａに対向配備されるとともに、各操作片１１の内方端部が作動端ｙとして互いに突き合わされている。すなわち、ベース部材１の中央部から外方の四方に各操作片１１の操作端ｘが延びるように放射状に配置されている。

図６に示すように、４個のこれら操作片１１は、その長手方向中間部位において小幅の連結アーム１２で互いに連結されて一体化されており、この連結アーム１２の中間に形成した支持部１３が、ベース部材１の底面に突設された一対の支持ピン１４に差込み支持されて、操作片１１群全体がベース部材１の底面に沿って支持されている。また、ベース部材１の底面には、各操作片１１のアーム連結部位から操作端ｘに臨む凹部１５と、連結アーム１２の下方に沿う溝１６とが形成されており、図９に示すように、操作片１１の操作端ｘが下方に押圧されて凹部１５に入ると、操作片１１が溝１６のエッジｅを中心として天秤状に揺動して、内方の作動端ｙが上方に変位するよう構成されている。なお、各操作片１１の揺動支点部位を含む長さ範囲に補強リブ１１ａが膨出形成され、操作片１１が変形することなく適正に天秤揺動するよう考慮されている。

また、図３および図５に示すように、ベース部材１の内部には、ベース周壁近くから中心に亘る横長の復帰バネ板１８が配備されている。この復帰バネ板１８は、その幅広外端部１８ｄが周壁内面とベース底面から立設した位置決め突起１９との間に係入されて左右移動不能に係止されるとともに、復帰バネ板１８の外端側が一対の位置決め突起１９間に亘って架設固定したピン２０で押え込まれており、このピン２０による押え込み箇所を、後述の図７，図８に示される支点ｐとして遊端側が上下に弾性変位できるよう支持されている。そして、この復帰バネ板１８の遊端側が、図５に示されるように、前記操作片１１群の突き合せ部位の上に重複配置されており、操作片１１のいずれかが天秤揺動されて作動端ｘが上方変位することで、復帰バネ板１８の遊端側が突き上げ変位されるようになっている。なお、この復帰バネ板１８にも補強リブ１８ａが膨出形成されている。

従って、図９（ｂ）に示すように、押しボタン６の端部が押されて操作プランジャ５が押し込まれた場合には、押し込まれた側の操作片１１だけが天秤揺動されて、復帰バネ板１８が弾性変形されながらその遊端側が操作片１１の作動端ｙによって押上げ変位され、また、図９（ｃ）に示すように、押しボタン６の中央部が押されて操作プランジャ５が平行に押し込まれた場合には、全ての操作片１１が天秤揺動操作されて、復帰バネ板１８の遊端側が押上げ変位されるのである。そして、押しボタン６への押込み操作が解除されると、復帰バネ板１８の遊端側が弾性復元力によって下がることで、操作片１１の作動端ｙが押下げられるとともに操作片１１の操作端ｘが押上げられて、操作プランジャ５が上限まで復帰変位するのである。

また、前記スイッチ本体４は、図１０に示されるように、固定電極片２１とこれに下方から対向する可動電極片２２とを絶縁体２３に片持ち状に支持したリーフスイッチに構成されており、その可動電極片２２が更に延出されて、前記復帰バネ板１８の遊端部１８ｂの上に重複配置されている。従って、復帰バネ板１８が操作片１１の天秤揺動作動によって突き上げ操作されると、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、復帰バネ板１８の遊端部１８ｂで可動電極片２２が押上げ変形され、可動電極片２２の接点２２ａが固定電極片２１の接点２１ａに圧接されて、スイッチオン状態がもたらされ、これによってＬＥＤ７が点灯作動するとともに、スイッチ出力が取出されるのである。

また、前記復帰バネ板１８の遊端側には、クリック感を得るためにスナップアクション機構２５が連係されている。このスナップアクション機構２５は、図７および図８に示すように、クランク型に屈曲形成されたバネ線材からなるワイヤ２６の両端部２６ａをベース部材１に突設した支持部２７に係入して位置固定するとともに、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂを、復帰バネ板１８に切出し屈曲形成したワイヤ支持部１８ｃで係止するよう構成されており、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂは両端部２６ａを回動中心ｒとして回動可能になっている。

この構成によると、図１０（ａ）に示すように、復帰バネ板１８が復帰位置にあるスイッチオフ状態では、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂはワイヤ２６の回動中心ｒより下方にある。そして、この状態から操作プランジャ５が押し下げられて上記のように復帰バネ板１８の遊端側が上方変位されると、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂが持上げられてゆくのであるが、図７に示されるように、復帰バネ板１８のワイヤ支持部１８ｃがほとんど直線的な軌跡ｓに沿って変位するのに対してワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂの軌跡ｔは円弧状であり、ワイヤ支持部１８ｂが持上げられるに連れてワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂは回動支点ｒ側に弾性変形され、ワイヤ２６の弾性復元力はワイヤ支持部１８ｃを復帰バネ板１８の基部側に向けて押圧する。

この場合、中央偏芯部２６ｂが、復帰バネ板１８の支点ｐとワイヤ２６の回動支点ｒとを結ぶ仮想線Ｌよりも下側に在る間は、ワイヤ２６の弾性復元力の下向き成分によってワイヤ支持部１８ｃは下向きに付勢され、ワイヤ２６の弾性復元力は復帰バネ板１８の上方変位に対する抵抗、つまり、操作プランジャ５を押し込む操作抵抗となる。そして、中央偏芯部２６ｂが、復帰バネ板１８の支点ｐとワイヤ２６の回動支点ｒとを結ぶ仮想線Ｌ上方にを越えたとたんに、ワイヤ２６の弾性復元力にはワイヤ支持部１８ｃを上方に付勢する成分が発生し、ワイヤ２６の弾性復元力は復帰バネ板１８の上方変位を助長する付勢力に切換わる。

上記構成の照光式押しボタンスイッチに内装した基板３に搭載される照明用光源としてのチップＬＥＤ７は、光度および色調によって特性ランク、例えば、光度について、特性ランクＡ，Ｂ，Ｃ…にランク分けされ、また、色調について、特性ランクＡ，Ｂ，Ｃ…にランク分けされており、例えば、光度が３ランク、色調が３ランクの場合、その組合せによって９種類の特性ランクが設定され、ユーザの要求に応じた照光を行う特性ランクのチップＬＥＤが実装された基板３を組み込んだ製品が提供されることになる。

この場合、基板自体は共通のものが用いられるとともに、回路を構成するために実装する電子部品も共通であるために、外観上は実装したチップＬＥＤ７の特性ランクを容易に識別することが困難であり、本発明では、以下のような方法で部品実装後における基板３の種類を容易に識別できるようにしている。

図４に示すように、基板３の部品実装面には、電子部品９やチップＬＥＤ７によって形成される回路パターンとは電気的に分離された４対のランド３１を形成して、このランド３１群に識別用素子として短絡抵抗チップ３２を所定の配列で実装するようにしている。これによると、短絡抵抗チップ３２の実装の有無および実装配列の組合せによって１６（=２^４）通りの実装状態で短絡抵抗チップ３２を実装することが可能である。実装したチップＬＥＤ７の特性ランクに対応して予め規定してある配列で短絡抵抗チップ３２を実装することで、その後に目視あるいＣＣＤカメラで撮影した画像の解析、などによって、いかなる特性ランクのチップＬＥＤ７が実装された基板３であるかが容易に識別することができる。

また、本発明の他の実施の形態として、図１１に示すように、前記ランド３１に導体パターンを介して接続されたテスト用ランド３３を基板表面に形成しておき、テストピンをこれらテスト用ランド３３に接触させて各ランド３１での短絡導通の有無を検知することで、実装されているチップＬＥＤ７の特性ランクを識別することができる。

上述の実施の形態では、識別用素子として短絡抵抗チップを用いているが、本発明の他の実施の形態として、他のチップを用いてもよく、また、複数種類のチップを組み合わせて用いてもよい。

照光式押しボタンスイッチの全体を示す斜視図である。 照光式押しボタンスイッチの分解斜視図である。 照光式押しボタンスイッチの縦断面図である。 基板の斜視図である。 要部の平面図である。 操作片の斜視図である。 復帰バネ板とスナップアクション機構を示す斜視図である。 スナップアクション機構の作動を説明するための要部断面図である。 復帰バネ板の作動を説明する概略断面図である。 スイッチ作動を説明するための要部の断面図である。 別実施例の基板を示す斜視図である。

符号の説明

３ 基板
７ チップＬＥＤ
３１ ランド
３２ 識別用素子（短絡抵抗チップ）
３３ テスト用ランド

Claims (2)

1. 光源としてのチップＬＥＤが実装された基板を備えるエレベータ用の照光式押しボタンスイッチであって、
   前記基板の識別用領域に、識別用素子が、前記チップＬＥＤの光度および色調の特性ランクに応じた実装状態で実装され、
   前記識別用領域は、電子部品が実装される回路パターンとは電気的に分離された複数のランドを有し、前記実装状態が、前記ランドにおける前記識別用素子の有無およびその配列であることを特徴とする照光式押しボタンスイッチ。
2. 前記識別用素子が、短絡抵抗チップであり、
   前記基板には、前記識別用領域の前記ランドに導体パターンを介して接続されるとともに、前記実装状態を識別するためのテストピンが接触されるテスト用ランドが形成されている請求項１に記載の照光式押しボタンスイッチ。

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