JP6435292B2 - 平面スイッチ - Google Patents

Description

本発明は平面スイッチに関する。

壁に埋め込まれた状態で取付けて使用するとともに、壁から取外してリモコンとしても使用可能な照明用スイッチが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１の照明用スイッチでは、静電容量センサを用いてスイッチを構成しているのでスイッチ部分が平面である。

特開２０１２−０５９５８０号公報

特許文献１のような静電容量センサを用いたスイッチの場合、スイッチ面を平らに構成することが可能である。
このため、例えば、建物の壁に設置する場合、スイッチ面を壁と面一（例えば、スイッチ面と壁面が同一平面状）になるように設置できれば、スイッチ面が突出しないため、部屋等の美観を高めることが可能である。

しかしながら、建物の内壁と外壁との間の距離寸法は建物ごとに様々であるため、スイッチ面が平らであったとしても、スイッチを内壁に取付けたときに、必ずしも、スイッチ面が外壁と面一になるとは言えない。

このように、スイッチ面が外壁から突出しないように設置することは、スイッチ面が平らであったとしても、簡単に行えるものではないという問題がある。
したがって、例えば、スイッチ面を開口部とほぼ面一にするといったように開口部に対して適切にスイッチを配置することができるスイッチの出現が望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、開口部に埋め込まれる平面スイッチであって、簡単に、平面スイッチを開口部に対して適切に配置することができる平面スイッチを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の平面スイッチは、前面板に設けられた開口部に設置される平面スイッチであって、平面スイッチ本体と、前記平面スイッチ本体を前記開口部に対して取り付ける取付体と、を備え、前記取付体は、前記開口部の表側の周縁部に当接する枠状のフレーム部を有する取付本体部と、前記開口部の裏側の周縁部に当接して前記フレーム部とで前記前面板を挟持する挟持部と、を備え、前記取付本体部は、前記フレーム部から前記開口部の奥側に延在し、前記挟持部が取り付けられる複数の受け部を備え、前記挟持部は、前記取付本体部とで前記前面板を挟持するときに、弾性変形する。

（２）上記（１）の構成において、前記受け部が、前記フレーム部の対向する位置に一対設けられている。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記取付体は、前記平面スイッチ本体を前記開口部の外側に向けて付勢する付勢部と、前記開口部に対する前記平面スイッチ本体の位置を調節可能に、前記平面スイッチ本体を前記付勢部の付勢力に抗して前記取付体に係留する係留部と、を備えている。

（４）上記（３）の構成において、前記受け部は、前記フレーム部から前記開口部の奥側に延びるアーム部と、前記アーム部から前記前面板とほぼ平行に延在し、前記挟持部が取り付けられる被取付部と、を備え、前記挟持部は、前記被取付部に取り付けられる取付部と、前記取付部に取り付けられ、前記前面板を挟持するときに弾性変形する前記開口部の裏側の前記周縁部に当接する当接部と、を備え、前記付勢部は、圧縮コイルばねを備え、前記取付部は、前記圧縮コイルばねが配置される前記圧縮コイルばねの一端側を受けるばね受け部と、前記ばね受け部に設けられたネジ螺合孔と、を備え、前記係留部は、前記ネジ螺合孔に螺合し、前記平面スイッチ本体を係留する係留ネジを備え、前記平面スイッチ本体は、前記ネジ螺合孔に対応する部分に前記係留ネジを通すネジ孔を有している。

（５）上記（４）の構成において、前記取付部は、一対の前記ばね受け部と、それぞれの前記ばね受け部に設けられた前記ネジ螺合孔と、を備え、前記係留部は、それぞれの前記ネジ螺合孔に螺合し、前記平面スイッチ本体を係留する一対の係留ネジを備え、前記付勢部は、それぞれの前記ばね受け部に受けられる前記圧縮コイルばねを備えている。

（６）上記（１）から（５）のいずれか１つの構成において、前記平面スイッチ本体は、制御ユニットと、前記開口部側に配置され、前記制御ユニット上に設けられるセンサユニットと、を備え、前記センサユニットが静電容量式である。

（７）上記（１）から（６）のいずれか１つの構成において、前記平面スイッチ本体に取り付けられ、前記開口部を覆うカバーを備えている。

本発明によれば、開口部に埋め込まれる平面スイッチであって、簡単に、平面スイッチを開口部に対して適切に配置することができる平面スイッチを提供することができる。

本発明に係る実施形態の平面スイッチが部屋等の壁内に埋め込まれて設置されている状態を示す斜視図である。 図１のＡ方向から見た平面図である。 本発明に係る実施形態のカバー以外の平面スイッチの構成を示した斜視図である。 本発明に係る実施形態の取付本体部を前面板の開口部に配置したところを示した斜視図である。 本発明に係る実施形態の取付本体部を前面板に固定する作業を説明するための斜視図である。 本発明に係る実施形態の挟持部を示す斜視図である。 本発明に係る実施形態の平面スイッチ本体を示す分解斜視図である。 本発明に係る実施形態のセンサユニットの静電容量式のセンサ部分の構成を説明するための断面図であり、（ａ）はスイッチの操作が行われていない状態を示す図であり、（ｂ）はスイッチの操作が行われている状態を示す図である。 本発明に係る実施形態の平面スイッチ本体を付勢部上に配置したところを示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

図１は本発明に係る実施形態の平面スイッチ１が部屋等の壁内に埋め込まれて設置されている状態を示す斜視図であり、図２は図１のＡ方向から見た平面図である。
なお、図１及び図２では、室内側に位置する前面板Ｗ（例えば、外壁）の一部だけを図示しており、以降の図においても前面板Ｗを図示する場合は、前面板Ｗの一部だけを図示するものとする。

例えば、平面スイッチ１は、照明装置等の操作を行うためのスイッチであり、図２に示すように、平面スイッチ１は、図示しないスイッチ操作のための各部品や前面板Ｗ（外壁等）に設けられた開口部２（図２では図示せず）が見えないようにするために、開口部２を覆うように設けられるカバー１０を備えている。

図３は、カバー１０を省略して、カバー１０以外の平面スイッチ１の構成を示した斜視図である。
図３に示すように、平面スイッチ１は、カバー１０以外に、平面スイッチ本体２０と、平面スイッチ本体２０を開口部２に対して取り付ける取付体３０と、を備えている。

取付体３０は、取付本体部３１と、取付本体部３１とで前面板Ｗを挟持する挟持部３６（図２参照）と、を備えており、平面スイッチ本体２０は、取付体３０が備える付勢部３８で開口部２の外側に向けて付勢されるとともに、後述する係留部によって取付体３０に係留されている。

以下、具体的に平面スイッチ１を設置する作業について説明を行いながら、より詳細に、平面スイッチ１の各部の構成について説明を行う。
図４は、取付本体部３１を前面板Ｗの開口部２に配置したところを示した斜視図である。

図４に示すように、取付本体部３１は、開口部２の表側Ｗ１の周縁部に当接する枠状のフレーム部３２と、フレーム部３２から開口部２の奥側に延在し、挟持部３６（図２参照）が取り付けられる複数の受け部３３と、を備えている。

フレーム部３２は、開口部２の形状に沿った枠状に形成されており、フレーム部３２の内側形状は、ほぼ平面スイッチ本体２０の外形に合わせた形状になっている。

受け部３３は、本実施形態では、フレーム部３２の対向する位置に一対設けられている。
より具体的には、フレーム部３２の長さの短い２つの対向する辺に設けられている。

そして、受け部３３は、フレーム部３２から開口部２の奥側に延びるアーム部３３ａと、アーム部３３ａから前面板Ｗとほぼ平行に延在し、挟持部３６が取り付けられる被取付部３３ｂと、を備えている。

また、フレーム部３２には、フレーム部３２の外周の一部に開口部２側に折り返した折り返し部３２ａが設けられており、この折り返し部３２ａによって、開口部２に対してフレーム部３２がガタつくことが抑制されている。

なお、フレーム部３２の長さの短い２つの対向する辺においては、上述した受け部３３のアーム部３３ａが開口部２に対するフレーム部３２のガタつきを抑制する役目を果たしている。

このように、前面板Ｗの開口部２に取付本体部３１を配置したら、次に、この取付本体部３１が前面板Ｗから外れないように、取付本体部３１と挟持部３６（図２参照）とで前面板Ｗを挟持して取付本体部３１を前面板Ｗに固定する。

図５は、取付本体部３１を前面板Ｗに固定する作業を説明するための斜視図である。
なお、図５は前面板Ｗの裏側Ｗ２を見るようにした図になっている。
また、図６は、挟持部３６を示す斜視図である。

図６に示すように、挟持部３６は、取付本体部３１の被取付部３３ｂ（図５参照）に取り付けられる取付部３６ａと、取付部３６ａに一端側がネジ固定されることで取り付けられた当接部３６ｂと、を備えている。

なお、本実施形態では、取付本体部３１の対向する位置に一対の被取付部３３ｂが設けられているので、それぞれの被取付部３３ｂに対応する一対の挟持部３６を備えている。

そして、当接部３６ｂは、取付本体部３１の被取付部３３ｂ（図５参照）に取付部３６ａが固定されたときに、取付部３６ａにネジ固定される一端側に対して、他端側が前面板Ｗの裏側Ｗ２に当接するように曲げられている。

本実施形態では、挟持部３６を２つの部材で形成するようにしているが、挟持部３６は、取付部３６ａと当接部３６ｂを一体成形したものであってもよい。
しかしながら、理由については後述するが、本実施形態のように、挟持部３６を２つの部材で形成するようにすると、取付部３６ａの厚みを厚くし、取付部３６ａの剛性を高くする一方、当接部３６ｂの厚みを薄くして、当接部３６ｂに弾性力を与えることができる。

このように、当接部３６ｂに弾性力を与えるようにしておくと、取付本体部３１と挟持部３６とで前面板Ｗを挟持するときに、当接部３６ｂが前面板Ｗの裏側Ｗ２の開口部２の周縁部に当接すると、当接部３６ｂが弾性変形できる。

このため、前面板Ｗの厚さが異なる場合でも、挟持部３６（当接部３６ｂ）が弾性変形することで、図５に示すように、被取付部３３ｂのネジ３７を通すネジ孔３３ｂａを通じて取付部３６ａのネジ螺合孔３６ａａにネジ３７を螺合させ、被取付部３３ｂに対して取付部３６ａを固定したときに、被取付部３３ｂと取付部３６ａが面接触する安定した固定状態となる。

そして、図５に示すように、被取付部３３ｂよりも挟持部３６が開口部２の奥側に位置するように配置し、被取付部３３ｂの裏側に挟持部３６の取付部３６ａの表側が面接触するようにネジ３７で固定を行い、取付本体部３１と挟持部３６とで前面板Ｗの開口部２の周縁部を狭持するようにして、取付本体部３１が前面板Ｗに固定されると、次に、平面スイッチ本体２０を開口部２に対して適切な位置に位置するように取り付ける作業を行う。

図３に示すように、取付体３０には、平面スイッチ本体２０を開口部２の外側に向けて付勢する付勢部３８が設けられており、その付勢部３８上に平面スイッチ本体２０を配置する。

ここで、付勢部３８について、具体的に説明すると、図６に示すように、挟持部３６の取付部３６ａには、対向する位置に曲げ加工によって一対の圧縮コイルばね３８ａ（図３参照）の一端側を受ける一対のばね受け部３６ｃが設けられており、そのばね受け部３６ｃ上には、図３に示すように、それぞれ付勢部３８となる圧縮コイルばね３８ａが配置されている。

上述したように、挟持部３６の取付部３６ａは、厚みを厚くして剛性を高くしているため、圧縮コイルばね３８ａの付勢力によって、ばね受け部３６ｃが形成された取付部３６ａが変形することがなく、平面スイッチ本体２０は、圧縮コイルばね３８ａを介して取付部３６ａに安定して支持された状態となる。

また、図６に示すように、一対のばね受け部３６ｃには、それぞればね受け部３６ｃの中央（圧縮コイルばね３８ａの中央）に対応する位置に後述する係留ネジ２４（図９参照）を螺合させるネジ螺合孔３６ｃａが設けられており、図３に示すように、平面スイッチ本体２０の四隅には、ネジ螺合孔３６ｃａに対応する部分に係留ネジ２４を通すネジ孔２１が設けられている。

図７は、平面スイッチ本体２０を示す分解斜視図である。
図７に示すように、具体的には、平面スイッチ本体２０は、制御ユニット２２と、開口部２（図示せず）側に配置され、制御ユニット２２上に設けられるセンサユニット２３と、を備えており、制御ユニット２２及びセンサユニット２３の四隅には、図６に示した挟持部３６のネジ螺合孔３６ｃａに対応する部分に係留ネジ２４（図９参照）を通すネジ孔２１が設けられている。

ここで、平面スイッチ本体２０について簡単に説明すると、制御ユニット２２は、ケース２２ａと、ケース２２ａ用の蓋２２ｂと、ケース２２ａ内に収容される、図示しない電源部や制御回路（回路基板）を有しており、蓋２２ｂには、センサユニット２３と制御回路（回路基板）とを接続する図示しないコネクタ部が設けられる開口２２ｂａが形成されている。

一方、センサユニット２３は、ユーザがスイッチ操作を行うときに操作部となる部分であり、本実施形態では、静電容量式のセンサで構成されており、図８を参照して簡単にセンサユニット２３のセンサの構成を説明すると、スイッチ操作のためにユーザが指Ｆを近付けるセンサ基板４３の部分には、図８（ａ）に示すように、操作側となる前面４３ａ側にドライブライン６１及びセンターライン６２が設けられ、センサ基板４３の後面４３ｅ側にグランド６３が設けられている。

そして、図８（ａ）では、電界の様子を電気力線として矢印で示しているが、ドライブライン６１とセンターライン６２及びグランド６３との間には電界が生じるようになっている。

この状態のところに、図８（ｂ）に示すように、ユーザの指Ｆが近づくと電気力線が指Ｆ側に引っ張られ、センターライン６２への電気力線の本数が減少する。

この電気力線の減少、つまり、静電容量の変化を検知することで、スイッチの操作が行われたか否かを検出するようになっている。

なお、センサユニット２３を、その他一般的な他の構成からなる静電容量式のセンサで構成するようにしてもよいが、本実施形態のように、電気力線の変化を検知する構成の場合、センサの表面から指Ｆが離れていても、指Ｆが近づくだけで検知することが可能であるため、例えば、図１に示したカバー１０等を設けたりしても良好なスイッチ操作の検知が可能である。

このため、センサユニット２３は、電気力線の変化を検知するタイプの静電容量式のセンサで構成されることが好ましい。

このような制御ユニット２２と操作面側がほぼ平坦なセンサユニット２３を備えた平面スイッチ本体２０を、上述したように、付勢部３８上に配置すると、図９に示すように、取付本体部３１のフレーム部３２内に配置された状態となり、平面スイッチ本体２０の四隅のネジ孔２１と、ばね受け部３６ｃ（図６参照）のネジ螺合孔３６ｃａ（図６参照）との位置が合った状態となる。

したがって、このネジ孔２１を通して係留ネジ２４をばね受け部３６ｃ（図６参照）のネジ螺合孔３６ｃａ（図６参照）に螺合させることで、平面スイッチ本体２０は取付体３０に取り付けられる。

ここで、上述したように、平面スイッチ本体２０は、付勢部３８の備える圧縮コイルばね３８ａで開口部２側に付勢されているので付勢力に抗して係留ネジ２４のネジ螺合孔３６ｃａ（図６参照）への螺合量を変えることで、開口部２の外側方向及び奥方向への平面スイッチ本体２０の位置の調節が可能である。

このため、例えば、平面スイッチ本体２０の開口部２の外側に向く表面が前面板Ｗの表側Ｗ１の面とほぼ面一に調整する等、簡単に、平面スイッチ本体２０を開口部２に対して適切に配置することができる。

そして、適切な位置に平面スイッチ本体２０が配置されると、図１に示したように、開口部２等が見えないようにカバー１０を取り付けるようにする。
なお、図７に示すように、平面スイッチ本体２０のセンサユニット２３の外周には、カバー１０を係合させるほぼＬ字状の係合溝２３ａが形成されており、カバー１０には、裏面側にその係合溝２３ａに係合するほぼＬ字状の係合突起（図示せず）が設けられているので、係合溝２３ａに係合突起を係合させるだけでカバー１０を平面スイッチ本体２０に取り付けられるようになっている。

以上のように、本実施形態の平面スイッチ１によれば、取付本体部３１と、取付本体部３１とで前面板Ｗを挟持するときに弾性変形する挟持部３６と、で前面板Ｗの厚みに関係なく、良好に前面板Ｗに対して取付体３０が取り付けられており、そして、その取付体３０の取付本体部３１は、前面板Ｗの表側Ｗ１の面を基準にして設けられている。

このため、前面板Ｗと内壁の間の距離に関係なく、平面スイッチ本体２０の位置を決めることができ、また、前面板Ｗの厚みの違いにも影響を受けることなく、平面スイッチ本体２０の位置を決めることができる。

したがって、上記では、圧縮コイルばね３８ａを備える付勢部３８と、係留ネジ２４を備える係留部とで平面スイッチ本体２０の位置の調整ができるようにしていたが、例えば、常に、平面スイッチ本体２０の開口部２の外側に向く表面が前面板Ｗの表側Ｗ１の面とほぼ面一であればよい場合、圧縮コイルばね３８ａを設けている部分を平面スイッチ本体２０に当接する受け部となるように曲げ加工を行い、その受け部に平面スイッチ本体２０が受けられることで、平面スイッチ本体２０が前面板Ｗの表側Ｗ１の面とほぼ面一に位置するようにしてもよい。
この場合には、付勢部３８を省略して、平面スイッチ本体２０をその受け部に係留ネジ２４で固定するだけでよい。

ただし、平面スイッチ本体２０のセンサユニット２３の感度の調節等を目的として、平面スイッチ本体２０の位置を微調整したい場合等も考えられることから、本実施形態のように、平面スイッチ本体２０の位置の調整ができるほうが好ましい。

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記では、圧縮コイルばね３８ａを受けるばね受け部３６ｃを挟持部３６側に設けるようにしていたが、取付本体部３１側に設けるようにすることも可能である。
ただし、ばね受け部３６ｃに求められる剛性が得られる厚みの板材をプレス加工して、取付本体部３１を形成すると、前面板Ｗの表側Ｗ１上に乗る部分の厚みが厚くなり、出っ張り感が出てしまうことから、挟持部３６側に圧縮コイルばね３８ａを受けるばね受け部３６ｃを設けるようにするほうがよい。

また、上記では、圧縮コイルばね３８ａを用いているが、圧縮コイルばね３８ａをゴム弾性を有するような部材に変えてもよく、また、Ｖ字状に弾性部が形成された板バネで一対の圧縮コイルばね３８ａの代わりをするようにしてもよい。

さらに、上記では、前面板Ｗが部屋等の外壁である場合について示したが、平面スイッチ１の設置場所は、机等であってもよく、平面スイッチ１の操作の対象とする機器類は、上記のように照明機器に限らず、空調設備、家電製品、シャッターやカーテン等といったスイッチ操作を伴うようなものであればよい。

加えて、上記では、平面スイッチ１がカバー１０を備える場合について示したが、開口部２をカバー１０で覆う代わりに壁紙で開口部２を覆うようにしてもよく、したがって、カバー１０も必須の構成要件ではない。

このように開口部２を壁紙で覆う場合には、平面スイッチ１の部分だけ透明にした壁紙を張るようにして、センサユニット２３に光源を設け、このセンサユニット２３の表面上にスイッチを示す図や記号等を印刷したハーフミラーのシートやプレートを設けるようにする。

そうすると、夜間等の平面スイッチ１の周囲が暗いときにセンサユニット２３に設けた光源を点灯させることで、その図や記号等が浮かび上がるような演出ができ、極めて斬新なスイッチを構成することができる。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであることは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…平面スイッチ、２…開口部、１０…カバー、２０…平面スイッチ本体、２１…ネジ孔、２２…制御ユニット、２２ａ…ケース、２２ｂ…蓋、２２ｂａ…開口、２３…センサユニット、２３ａ…係合溝、２４…係留ネジ、３０…取付体、３１…取付本体部、３２…フレーム部、３２ａ…折り返し部、３３…受け部、３３ａ…アーム部、３３ｂ…被取付部、３３ｂａ…ネジ孔、３６…挟持部、３６ａ…取付部、３６ａａ…ネジ螺合孔、３６ｂ…当接部、３６ｃ…ばね受け部、３６ｃａ…ネジ螺合孔、３７…ネジ、３８…付勢部、３８ａ…圧縮コイルばね、４３…センサ基板、４３ａ…前面、４３ｅ…後面、６１…ドライブライン、６２…センターライン、６３…グランド、Ｆ…指、Ｗ…前面板、Ｗ１…表側、Ｗ２…裏側

Claims (5)

1. 前面板に設けられた開口部に設置される平面スイッチであって、
   平面スイッチ本体と、
   前記平面スイッチ本体を前記開口部に対して取り付ける取付体と
   を備え、
   前記取付体は、
   前記開口部の表側の周縁部に当接する枠状のフレーム部を有する取付本体部と、
   前記開口部の裏側の周縁部に当接して前記フレーム部とで前記前面板を挟持する挟持部と、
   前記平面スイッチ本体を前記開口部の外側に向けて付勢する付勢部と、
   前記開口部に対する前記平面スイッチ本体の位置を調節可能に、前記平面スイッチ本体を前記付勢部の付勢力に抗して前記取付体に係留する係留部と
   を備え、
   前記付勢部は、圧縮コイルばねを備え、
   前記取付本体部は、前記フレーム部から前記開口部の奥側に延在し、前記挟持部が取り付けられる複数の受け部を備え、
   前記受け部は、前記フレーム部から前記開口部の奥側に延びるアーム部と、前記アーム部から前記前面板とほぼ平行に延在し、前記挟持部が取り付けられる被取付部とを備え、
   前記挟持部は、前記被取付部に取り付けられる取付部と、前記取付部に取り付けられ、前記前面板を挟持するときに弾性変形する前記開口部の裏側の前記周縁部に当接する当接部とを備え、
   前記取付部は、前記圧縮コイルばねが配置される前記圧縮コイルばねの一端側を受けるばね受け部と、前記ばね受け部に設けられたネジ螺合孔とを備え、
   前記係留部は、前記ネジ螺合孔に螺合し、前記平面スイッチ本体を係留する係留ネジを備え、
   前記平面スイッチ本体は、前記ネジ螺合孔に対応する部分に前記係留ネジを通すネジ孔を有しており、
   前記挟持部は、前記取付本体部とで前記前面板を挟持するときに、弾性変形することを特徴とする平面スイッチ。
2. 前記受け部が、前記フレーム部の対向する位置に一対設けられていることを特徴とする請求項１に記載の平面スイッチ。
3. 前記取付部は、一対の前記ばね受け部と、それぞれの前記ばね受け部に設けられた前記ネジ螺合孔とを備え、
   前記係留部は、それぞれの前記ネジ螺合孔に螺合し、前記平面スイッチ本体を係留する一対の係留ネジを備え、
   前記付勢部は、それぞれの前記ばね受け部に受けられる前記圧縮コイルばねを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の平面スイッチ。
4. 前記平面スイッチ本体は、
   制御ユニットと、
   前記開口部側に配置され、前記制御ユニット上に設けられるセンサユニットと
   を備え、
   前記センサユニットが静電容量式であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の平面スイッチ。
5. 前記平面スイッチ本体に取り付けられ、前記開口部を覆うカバーを備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の平面スイッチ。

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