JP5616699B2

JP5616699B2 - 押釦スイッチ

Info

Publication number: JP5616699B2
Application number: JP2010145367A
Authority: JP
Inventors: 糸長　雅文; 雅文糸長; 徳浩位田; 哲哉大橋; 繁郎奥村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP2012009344A

Description

本発明は、押釦スイッチに関し、特にパチンコ台やゲーム機などの遊戯装置の操作スイッチに好適な押釦スイッチに関する。

遊戯装置の操作スイッチは、遊戯中(ゲームのプレイ中)に頻繁且つ過度の力で操作されるので、耐久性の観点から、機械的な接点を持たない非接触式の押釦スイッチが用いられることがある(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１に記載されている従来の押釦スイッチは、押釦と一体に形成された遮光部材が発光素子から受光素子への光路を横切るように配置され、押釦が押操作されて遮光部材が移動したときに前記光路を遮断することでオン又はオフを判別している。さらに、この従来例では、遮光部材に二等辺三角形状の溝を設け、発光素子と遮光部材との相対的な位置関係に応じて、当該溝を通過して受光素子に受光される光量を変化させることにより、押釦の押し込み量を検出している。

特開平７−１７６２３７号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例は、単純にオン・オフを切り換える場合と、押釦の押し込み量を検出する場合とで異なる構造(遮光部材の二等辺三角形状の溝の有無)が必要になり、汎用性が低いという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、オン・オフの切換と押し込み量の検出とを同一の構造で実現することで汎用性を向上した押釦スイッチの提供を目的とする。

本発明の押釦スイッチは、押釦と、当該押釦の移動方向に巻軸方向が一致した検出コイルと、導電性を有するとともに前記押釦と一体に移動して前記検出コイルとの距離が変化する移動体と、前記押釦が押操作される向きと逆向きに前記移動体の軸孔の下端面を付勢し、前記検出コイルの外側に配置されるコイルばねと、当該移動体との距離に応じて前記移動体の軸孔が前記検出コイルに対して進退自在に外挿されることによる前記検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記押釦の移動量に比例したアナログ信号を作成する信号処理回路部とを備えたことを特徴とする。

本発明の押釦スイッチは、オン・オフの切換と押し込み量の検出とを同一の構造で実現することで汎用性が向上するという効果がある。

本発明に係る押釦スイッチの実施形態１を示す分解斜視図である。同上を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A線断面矢視図、(c)はカバーを外した状態の下面図である。同上における信号処理回路部の動作説明図である。本発明に係る押釦スイッチの実施形態２を示す分解斜視図である。同上を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A線断面矢視図、(c)はカバーを外した状態の下面図である。

(実施形態１)
本発明に係る押釦スイッチの実施形態１を、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の押釦スイッチは、図１および図２に示すように押釦１、ボディ２、カバー３、センシング部４、移動体ブロック５、信号処理回路部６、コイルばね７を備えている。なお、以下の説明では、図１において上下の向きを規定している。

押釦１は、略円盤形の合成樹脂成形体からなる。押釦１の中心部上面には平面視略円形の凹所１０が設けられるとともに当該凹所１０の中心には固定ねじ８が挿通されるねじ挿通孔１１が上下方向に貫設されている。

ボディ２は、扁平な有底円筒形状のベース２０と、ベース２０の上面中心部より上向きに突出し且つベース２０よりも小径である円筒形状の本体部２１とが合成樹脂成形体として一体に形成されている。ベース２０の内底面には、周方向に沿って４つの突起20aが下向きに突設されている(図２(b)参照）。本体部２１の上面には円形の孔２２が設けられている。

カバー３は略円盤形の合成樹脂成形体からなり、ベース２０の下面開口を塞ぐようにボディ２に取り付けられる(図２(b)参照)。なお、ボディ２とカバー３は接着あるいは溶着などの適宜の方法で固定される。

センシング部４は、略円盤形のフランジ４０と、フランジ４０の上面中心部より上向きに突設されたコイルボビン４１とが合成樹脂成形体として一体に形成されている。フランジ４０の下面側には略円筒形の支持部40aが下向きに突設されており、この支持部40aで信号処理回路部６が支持されている(図２(b)参照)。またコイルボビン４１は、円筒形の巻胴部41aと、巻胴部41aの上下両端にそれぞれ設けられた上鍔部41b並びに下鍔部41cとを有している。そして、巻胴部41aの外周面に巻線が巻回されることによって検出コイル４２が形成されている(図２(b)参照)。信号処理回路部６は円盤状のプリント配線板６０を有し、信号処理回路を構成する種々の電子部品(図示せず)がプリント配線板６０に実装されている。信号処理回路は、例えば、定電流回路から出力される定電流と、検出コイル４２のインピーダンスにより決まる検出コイルの両端電圧のピーク値に応じて、後述する移動体５０と検出コイル４２との距離情報を示す信号を作成したり、あるいは、発振回路から基準周波数（検出コイル４２のインダクタンスに対応した周波数）の発振信号を検出コイル４２に印加し、検出コイル４２と移動体５０との距離に応じて変化する検出コイル４２のインダクタンスに応じた信号を作成している。

移動体ブロック５は、歯車状の移動体５０と、移動体５０の軸方向一端側より突出する有底円筒形の連結部５１とが導電性を有する金属材料によって一体に形成されて構成されている。なお、連結部５１の上底部には固定ねじ８が螺合するねじ孔51aが設けられている(図２(b)参照)。

そして、本実施形態の押釦スイッチは、以下のような手順で組み立てられる。まず、センシング部４のフランジ４０下面に突設されている支持部40aに信号処理回路部６を支持固定させた後、コイルばね７をコイルボビン４１に外挿する。一方、ボディ２の本体部２１の孔２２に連結部５１を挿通するようにして移動体ブロック５をボディ２の本体部２１内に収納する。そして、移動体ブロック５が収納された本体部２１にコイルボビン４１を挿入し、ベース２０の内底面に突設されている４つの突起20aを、フランジ４０に設けられている４つの貫通孔40bにそれぞれ挿通した後に各突起20aの先端部分を溶融してボディ２にセンシング部４をかしめ固定(いわゆる、熱着)する(図２(b),(c)参照)。その後、ベース２０の下面にカバー３を被せて固定する。最後に、本体部２１の上面より突出した移動体ブロック５の連結部５１に、固定ねじ８を用いて押釦１をねじ止めすることで押釦スイッチの組立が完了する。

ここで、本体部２１内に収納されたコイルばね７は、上端部分が移動体５０の下端面に係合して圧縮されている。そのため、移動体ブロック５がコイルばね７のばね力によって上向きに弾性付勢され、押釦１が押操作されていない状態では、移動体５０の上端面が本体部２１の上部内底面に当接する位置(基準位置)で静止している。なお、この基準位置においては検出コイル４２が移動体５０の外に位置しており、検出コイル４２と移動体５０との距離が最も大きくなっている。但し、検出コイル４２と移動体５０との距離は、例えば、移動体５０の上端から検出コイル４２の下端までの距離である。

そして、コイルばね７のばね力よりも大きな力で押釦１が押操作されると、押釦１とともに移動体ブロック５が下向きに移動し、移動体５０の軸孔50aに検出コイル４２が進入して検出コイル４２に移動体５０が外挿される。さらに、押釦１の操作力が増大するにつれて移動体ブロック５の基準位置からの変位が大きくなり、反対に検出コイル４２と移動体５０との距離が短くなる。

ここで、信号処理回路部６では検出コイル４２と移動体５０との距離に応じて変化する検出コイル４２のインダクタンスに応じたアナログの電圧信号(以下、変位信号と呼ぶ。)を作成している。例えば、基準位置からの変位量ｘを横軸とし、変位信号レベルを縦軸とすれば、変位信号は、図３に示すように変位量ｘが大きくなるにつれてほぼ直線的に信号レベル(電圧)が低下する特性を有している。したがって、信号処理回路部６において、基準位置の変位信号レベルとのレベル比(電圧比)に基づいて移動体５０の変位量ｘ、すなわち、押釦１の押し込み量を検出し、当該押し込み量に対応したレベルを有する操作信号を出力することができる。

また、信号処理回路部６において、図３に破線で示すように任意の信号レベルをしきい値Vthに設定し、変位信号の信号レベルがしきい値Vth以上のときはオフ、変位信号の信号レベルがしきい値Vth未満のときはオンと判別してオン・オフの操作信号を出力することもできる。つまり、押釦１の押し込み量(移動体５０の変位量<移動量>)がしきい値xth以下であれば押釦スイッチはオフであり、押釦１の押し込み量がしきい値xthを越えれば押釦スイッチがオンとなる。

上述のように本実施形態の押釦スイッチでは、機械的な接点を持たないことで耐久性に優れ、しかも、オン・オフの切換と押し込み量の検出とを同一の構造で実現することができるために汎用性の向上が図れる。

(実施形態２)
本発明に係る押釦スイッチの実施形態２を、図３および図４を参照して説明する。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、形状や寸法に若干の違いがあっても同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態１の押釦スイッチでは、移動体ブロック５並びに押釦１を弾性付勢するコイルばね７がセンシング部４のコイルボビン４１に外挿される構造であるため、ボディ２の本体部２１の径(直径)がコイルボビン４１の収納スペースの分だけ大きくなっている。

これに対して本実施形態の押釦スイッチでは、コイルばね７を移動方向(図４における上下方向)に沿って検出コイル４２と並べて配置することにより、ボディ２の本体部２１を細くしている点に特徴がある。

センシング部４のコイルボビン４１は、上鍔部41bの上面に円筒形のばね支持部４３が上向きに突設されている。そして、図５(b)に示すように、移動体ブロック５の連結部５１内にコイルばね７が収納され、移動体５０内に挿入されたばね支持部４３の上面にコイルばね７の下端が当接して支持されている。また、コイルばね７の上端部が連結部５１の内底面より下向きに突出するボス５２に係合されている。そして、移動体ブロック５がコイルばね７のばね力によって上向きに弾性付勢され、押釦１が押操作されていない状態では、移動体５０の上端面が本体部２１の上部内底面に当接する基準位置で静止している(図５(b)参照)。

本実施形態においても、コイルばね７のばね力よりも大きな力で押釦１が押操作されると、押釦１とともに移動体ブロック５が下向きに移動し、移動体５０の内部に検出コイル４２が進入して検出コイル４２に移動体５０が外挿される。さらに、押釦１の操作力が増大するにつれて移動体ブロック５の基準位置からの変位が大きくなり、反対に検出コイル４２と移動体５０との距離が短くなる。そして、実施形態１と同様に、信号処理回路部６が検出コイル４２と移動体５０との距離に応じて変化する検出コイル４２のインダクタンスに応じた変位信号を作成する。

上述のように本実施形態の押釦スイッチでは、コイルばね７を移動方向に沿って検出コイル４２と並べて配置しているので、実施形態１と比較して、ボディ２の本体部２１を細くすることができる。

ここで、特許文献１記載の従来例では、押釦の押し込み量と受光素子の受光量との関係(出力特性)が遮光部材に形成される二等辺三角形状の溝の寸法精度に依存しており、出力特性をリニアに近付けることが困難である。それに対して上述した実施形態１，２の押釦スイッチによれば、移動体５０やコイルボビン４１の寸法精度を上げることは比較的に容易であり、特許文献１記載の従来例と比較して、出力特性を容易にリニアに近付けることができる。

１押釦
４センシング部
５移動体ブロック
６信号処理回路部
４１コイルボビン
４２検出コイル
５０移動体

Claims

押釦と、当該押釦の移動方向に巻軸方向が一致した検出コイルと、導電性を有するとともに前記押釦と一体に移動して前記検出コイルとの距離が変化する移動体と、前記押釦が押操作される向きと逆向きに前記移動体の軸孔の下端面を付勢し、前記検出コイルの外側に配置されるコイルばねと、当該移動体との距離に応じて前記移動体の軸孔が前記検出コイルに対して進退自在に外挿されることによる前記検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記押釦の移動量に比例したアナログ信号を作成する信号処理回路部とを備えたことを特徴とする押釦スイッチ。