JPH0547263A

JPH0547263A - 操作モニタパネル

Info

Publication number: JPH0547263A
Application number: JP3203148A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kirino; 秀樹桐野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1991-08-14
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】配線本数を削減し、スイッチや発光ダイオード
のレイアウト変更に容易に対応させる。【構成】プリント基板４にスイッチＳＷ、発光ダイオー
ドＬＤ、あるいは両者を実装してモジュール１を複数形
成する。これら各モジュール１を縦横に配置して着脱自
在にパネル枠２に取り付ける。パネル枠２にモジュール
を配置すると、パネル枠２上に夫々縦横に走る１対のマ
トリックス状の配線経路が形成される。スイッチＳＷの
操作状態を時分割でダイナミック検知し、発光ダイオー
ドＬＤを時分割でダイナミック点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプログラマブル
コントローラなどに用いる操作モニタパネルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図９に示す機械の調整や操作を行う機械
装置などでは、スイッチＳＷなどをパネルＡ’に直接に
組み込み、同図（ｂ）に示すようにパネルＡ’の背面に
おいてスイッチＳＷをリード線９で個別に機械装置の制
御回路などに接続するようにしていた。

【０００３】しかし、この場合にはスイッチＳＷの数が
多くなると、リード線９の本数が非常に多くなるという
問題がある。そこで、図１０に示す工場などにおける作
業の進捗状況を確認するモニタパネルＡ”などに見られ
るように、発光ダイオードＬＤをプリント基板４上に実
装し、電源ラインやアースラインを共通化して配線の本
数を削減する方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合に削減できる本数には限界があるという問題があり、
しかも例えば発光ダイオードＬＤのレイアウトなどが異
なる場合には、それに応じてプリント基板４を製作する
必要があるという問題もあった。本発明は上述の点に鑑
みて為されたものであり、その目的とするところは、配
線本数を削減でき、しかもスイッチや発光ダイオードの
レイアウトを変更する場合にも容易に対応できる操作モ
ニタパネルを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、操作手段としてのスイッチ、
表示手段としての発光ダイオード、あるいは両者を備え
るプリント基板からなる複数のモジュールと、これら各
モジュールを縦横に配置して着脱自在に取り付けるパネ
ル枠とからなり、パネル枠にモジュールを配置すると、
パネル枠上に夫々縦横に走る１対のマトリックス状の配
線経路が形成され、縦横の配線経路のうちのいずれか一
方の１つの配線経路に時分割で電圧を印加し、縦横の配
線経路のうちのいずれか他方の１つの配線経路の電圧印
加状態を検知するか、あるいはアースすることにより、
スイッチの操作状態を検知し、発光ダイオードを点灯さ
せている。

【０００６】なお、請求項２の発明では、同一の目的を
達成するために、スイッチの固定接点に対応するパター
ンが形成されるか、発光ダイオードの素子部が実装され
るか、あるいは両者を形成及び実装されたプリント基板
からなる複数のモジュールと、これら各モジュールを縦
横に位置決めして配置する複数の開口が形成された中枠
と、この中枠上に配置され、スイッチの固定接点に対応
するパターンが形成されたモジュール上にキー部が配置
されると共に、キー部の下面側にスイッチの可動接点に
対応する導電部が形成されたキーシートと、中枠の下方
に配置され、縦横に走る１対のマトリックス状の配線パ
ターンが形成され、夫々のモジュールのプリント基板上
の回路が縦横の配線パターンの適所に弾性的に接触する
マトリックスマザーボードと、上記中枠、キーシート及
びマトリックスマザーボードを収納するケースとで構成
され、縦横の配線パターンのうちのいずれか一方の１つ
の配線パターンに時分割で電圧を印加し、縦横の配線パ
ターンのうちのいずれか他方の１つの配線パターンの電
圧印加状態を検知するか、あるいはアースすることによ
り、スイッチの操作状態を検知し、発光ダイオードを点
灯させてもよい。

【０００７】

【作用】請求項１の発明では、上述のように構成するこ
とにより、パネル枠上のモジュールを入替えて、スイッ
チや発光ダイオードのレイアウト変更を容易に行えるよ
うにし、しかも各モジュールのスイッチや発光ダイオー
ドをモジュールを組み込むことによりマトリックス状に
配線された配線経路を用いて、スイッチの操作状態を時
分割で検出すると共に、発光ダイオードを時分割で駆動
することにより、配線本数を削減することができるよう
にしたものである。

【０００８】また、請求項２の発明では、中枠内に配置
されるモジュールを入替えたり、あるいはキーシートを
変えることにより、スイッチや発光ダイオードのレイア
ウト変更を容易に行えるようにし、しかもマトリックス
マザーボード上にマトリックス状に配線された配線パタ
ーンを用いて、スイッチの操作状態を時分割で検出する
と共に、発光ダイオードを時分割で駆動することによ
り、配線本数を削減することができるようにしたもので
ある。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）図１乃至図６に本発明の一実施例を示す。
本実施例では、図１に示すように、操作手段としてのス
イッチＳＷ、表示手段としての発光ダイオードＬＤ、あ
るいは両者を備える複数のモジュール１と、これら各モ
ジュール１を縦横に配置して着脱自在に取付可能なパネ
ル枠２と、パネル枠２の上面に取り付けられる記銘銘板
３とで構成してある。

【００１０】上記各モジュール１は、図２に示すよう
に、縦横に２列に走る配線パターン５ ₁〜５₄が形成さ
れた例えばプリント基板４を用いて構成してある。ここ
で、各配線パターン５₁〜５₄は夫々接触しないよう
に、例えば、配線パターン５₁，５₂と配線パターン５
₃，５₄とを夫々プリント基板４の表裏に形成してあ
る。そして、これらモジュール１は、夫々実装される部
品に応じて入力モジュール１ ₁、出力モジュール１₂及
び入出力モジュール１₃となる。

【００１１】入力モジュール１₁の場合には、図２
（ａ）に示すように、スイッチＳＷを回り込み防止用の
ダイオードＤを介して配線パターン５₂，５₃間に接続
して形成され、出力モジュール１₂は、図２（ｂ）に示
すように、発光ダイオードＬＤなどの表示素子を限流抵
抗Ｒを介して配線パターン５₁，５₄の間に接続して形
成され、さらに入出力モジュール１₃の場合には、図２
（ｃ）に示すように、スイッチＳＷを回り込み防止用の
ダイオードＤを介して配線パターン５₂，５₃間に接続
し、発光ダイオードＬＤなどの表示素子を限流抵抗Ｒを
介して配線パターン５₁，５₄の間に接続して形成され
ている。

【００１２】パネル枠２は成型品で形成され、縦横に複
数の開口部２１を形成してあり、これら開口部２１内に
所望のモジュール１₁〜１₃を収納自在としてある。そ
して、各モジュール１₁〜１₃を開口部２１内に収めた
際に、互いに隣合う配線パターン５₁〜５₄同士が接続
される構造としてある。但し、配線パターン５₁〜５ ₄
は夫々対応するもの同士が共に接続される。なお、上述
のようにモジュール１は必ずしも埋め込む必要はなく、
埋め込むことなく取付自在とする方法を採用しても構わ
ない。

【００１３】このように各モジュール１₁〜１₃を開口
部２１内に収めた際に、互いに隣合う配線パターン５₁
〜５₄同士を接続するためには次のようにすればよい。
つまり、モジュール１のプリント基板４の各配線パター
ン５の端部に、図５（ａ），（ｂ）に示すいずれかの導
電部材をＵ字状に極性して形成したばね接点６₁，６ ₂
を取り付け、各モジュール１を開口部２１内に収めたと
きに、隣合う開口部２１に収められたばね接点６同士が
弾性接触する構造にしておけばよい。ここで、互いに弾
性接触するばね接点６同士は、ばね接点６₁，６₂とな
るようにすることが好ましい。これは、接点ばね６₂，
６₃では接点６２，６３の形成方向を縦横に異ならせて
あるので、互いに接点６２，６３同士が弾性接触する
と、夫々は互いにクロスする形で接触して、良好な接触
信頼性を得られるからである。なお、このようにした場
合にモジュール１同士の機械的な固定強度が落ちるとき
には、図４に示す固定具１０を用いればよい。

【００１４】そして、パネル枠２の最外周部には、図５
（ｃ）に示す一端にリード線を接続する接続部６１を形
成したばね接点６₃を埋設しておき、このばね接点６₃
と最外周部に設置されるモジュール１のばね接点６₁，
６₂が弾性接触する構造としてある。なお、このばね接
点６₃に弾性接触するばね接点６は接触の信頼性をよく
するためにばね接点６₂とすることが好ましい。

【００１５】この操作モニタパネルでは、例えば図３に
示すように、各モジュール１を縦横に複数個取り付ける
ことができる。なお、図３の場合には、縦に４個、横に
８個、計３２個のモジュール１を取り付けることができ
るようになっている。ところで、上記操作モニタパネル
は、パネル枠２に各モジュール１を混在させて取り付け
るものであるが、入力モジュール１₁だけを取り付けた
操作パネル、あるいは出力モジュール１₂だけを取り付
けたモニタパネルとしてもよい。そして、すべてのモジ
ュール１を配置した場合には、シート状あるいは板状の
記銘銘板３をパネル枠２の上面に貼り付けるかあるいは
取り付ける。

【００１６】ところで、上記開口部２１に各モジュール
１を取り付けると、配線パターン６は縦横にマトリック
ス状に連結されることになる。いま、操作パネルとした
場合の１つの入力モジュール１₁に対して、図６（ａ）
に示すスイッチＳＷの操作状態を検出する回路を設け
る。この回路は、プログラマブルコントローラのＣＰＵ
などの制御回路から供給されるストローブ信号を、イン
ターフェース回路７₁を介して縦の列の配線パターン５
₁，５₂に与えると共に、同時に横の列の配線パターン
５₃，５₄の出力をインターフェース回路７₂を介して
制御回路に送るようにしてある。このようにすれば、何
列目の配線パターン５にストローブ信号が与えられたと
きに、何列目の配線パターンからスイッチＳＷの操作出
力が得られたかにより、操作されたスイッチがどれであ
るかを特定できる。つまり、ディジタル装置でよく用い
られる所謂マトリックスキーの操作検知回路の構成と
し、スイッチＳＷの操作状況を時分割でダイナミック検
知するようにしたものである。

【００１７】また、モニタパネルの場合には、図６
（ｂ）に示すように、インターフェース回路７₃で、縦
と配線パターン５のいずれかに電圧を印加し、横の配線
パターン５のいずれかをアースすれば、交差する点の発
光ダイオードＬＤを点灯することができることになる。
つまり、発光ダイオードＬＤを時分割でダイナミック駆
動するようにしたものである。なお、この場合には発光
ダイオードＬＤはストローブ信号を用いて間欠的に発光
させている。但し、間欠的といっても、人の目では連続
点灯しているように見れるようになっていること言うま
でもない。

【００１８】なお、実際の操作モニタパネルの場合には
上記インターフェース回路７₁〜７ ₃が混在する形にな
る。このようなマトリックス構造とすれば、スイッチＳ
Ｗや発光ダイオードＬＤの数の割に配線本数を削減でき
る。ここで、操作モニタパネルと、各インターフェース
回路７₁〜７₃との接続は、リード線をばね接点６₃の
接続部６１に半田付けして行う。但し、配線作業を容易
とするために、コネクタ接続としてもよいことは言うま
でもない。

【００１９】ところで、全部の開口部２１に上記モジュ
ール１を取り付けることもあるが、スイッチＳＷや発光
ダイオードＬＤのレイアウトによっては、開口部２１が
余ることがある。この場合に、配線パターン５だけを形
成された図２（ｄ）に示すダミーモジュール１₄を開口
部２１に取り付ける。このようにすれば、スイッチＳＷ
や発光ダイオードを用途に応じて自在に変更しても、モ
ジュール１の取替だけ対応させることができる。

【００２０】（実施例２）図７及び図８に本発明の他の
実施例を示す。本実施例ではモジュール１を通常の部品
を用いて構成せず、例えば入力モジュール１₁である場
合には、プリント基板４にスイッチＳＷの固定接点に対
応する１対のパターン４１とチップ部品からなる回り込
み防止用のダイオードＤを実装する。そして、出力モジ
ュール１₂である場合には、チップ発光ダイオードＬＤ
（あるいは素子部だけもよい）をプリント基板４に実装
し、限流用のチップ抵抗を実装する。また、入出力モジ
ュール１₃である場合には、上記入力モジュール１₁と
出力モジュール１₂との各構成を実装あるいは形成して
おく。

【００２１】そして、パネル枠２は、ケース２２，２３
内に中枠２４、キーシート２５及び中継シート２６及び
マトリックスマザーボード２７を収める構造としてあ
る。なお、ケース２２は上下ケース２２₁，２２₂で構
成してある。中枠２４は各モジュール１のプリント基板
４を位置決めして取り付けるためのものである。

【００２２】また、キーシート２５は、スイッチＳＷの
操作釦が取り付けられたゴム製のものであり、夫々のキ
ー部２８の中央下面には図８（ａ）に示すようにカーボ
ン接点２９を取り付けてあり、このカーボン接点２９は
プリント基板４に形成されたパターン４１間に位置する
ようにしてある。なお、本実施例の場合には夫々のモジ
ュール１としてすべて入出力モジュール１₃を用いてあ
るために、キーシート２５にはすべてモジュール１に対
応する部分にキー部２８を設けてある。しかし、各種モ
ジュール１が混在する場合には、入力モジュール１₁及
び入出力モジュール１₃に対応させてキー部２８を設け
ればよい。

【００２３】ここで、上記キーシート２５と中枠２４と
プリント基板４とにより、通常のスイッチＳＷが構成さ
れることになる。ここで、キーシート２５のカーボン接
点２９とパターン４１とは中枠２４により開離状態に保
持されており、キー部２８を押圧すると、カーボン接点
２９がパターン４１間を連結するようにしてある。マト
リックスマザーボード２７には、縦横に走る実施例１の
配線パターン５に対応するパターンを形成してある。な
お、各パターンの端部は、このマトリックスマザーボー
ド２７の背面に取り付けられるコネクタ８に接続してあ
る。

【００２４】ところで、上記モジュール１を構成するプ
リント基板４の裏面には、上面側の回路に導通した金メ
ッキパターンを形成してあり、この金メッキパターンと
マトリックスマザーボード２７の配線パターンとを中継
シート２７を介して接続するようにしてある。ここで、
上記中継シート２７としては、図８（ｃ）に示すように
ゴム製のシートにカーボン接点３０を埋め込んであり、
このカーボン接点３０によりプリント基板４の金メッキ
パターンとマトリックスマザーボード２７の配線パター
ンとの接続が行われる。なお、接触信頼性を高くするた
めに、対応するプリント基板４の金メッキパターンとマ
トリックスマザーボード２７の配線パターンの１つに付
き複数のカーボン接点３０を用いることが好ましい。

【００２５】本実施例の場合にも、実質的には実施例１
の場合と同様の構造であるので、配線本数を削減するこ
とができ、スイッチＳＷや発光ダイオードを用途に応じ
て自在に変更しても、部分的な取替だけ対応させること
ができる。つまり、本実施例の場合にはモジュール１と
キーシート２５との取替だけで対応させることができ
る。なお、本実施例の場合には、製品としてのスイッチ
ＳＷを用いていないので、場合によっては実施例１の場
合よりもさらにコストを低減できることもある。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、操作手
段としてのスイッチ、表示手段としての発光ダイオー
ド、あるいは両者を備えるプリント基板からなる複数の
モジュールと、これら各モジュールを縦横に配置して着
脱自在に取り付けるパネル枠とからなり、パネル枠にモ
ジュールを配置すると、パネル枠上に夫々縦横に走る１
対のマトリックス状の配線経路が形成され、縦横の配線
経路のうちのいずれか一方の１つの配線経路に時分割で
電圧を印加し、縦横の配線経路のうちのいずれか他方の
１つの配線経路の電圧印加状態を検知するか、あるいは
アースすることにより、スイッチの操作状態を検知し、
発光ダイオードを点灯させているので、パネル枠上のモ
ジュールを入替えて、スイッチや発光ダイオードのレイ
アウト変更を容易に行え、しかも各モジュールのスイッ
チや発光ダイオードをモジュールを組み込むことにより
マトリックス状に配線された配線経路を用いて、スイッ
チの操作状態を時分割で検出すると共に、発光ダイオー
ドを時分割で駆動して、配線本数を削減することができ
る。

【００２７】また、請求項２の発明では、スイッチの固
定接点に対応するパターンが形成されるか、発光ダイオ
ードの素子部が実装されるか、あるいは両者を形成及び
実装されたプリント基板からなる複数のモジュールと、
これら各モジュールを縦横に位置決めして配置する複数
の開口が形成された中枠と、この中枠上に配置され、ス
イッチの固定接点に対応するパターンが形成されたモジ
ュール上にキー部が配置されると共に、キー部の下面側
にスイッチの可動接点に対応する導電部が形成されたキ
ーシートと、中枠の下方に配置され、縦横に走る１対の
マトリックス状の配線パターンが形成され、夫々のモジ
ュールのプリント基板上の回路が縦横の配線パターンの
適所に弾性的に接触するマトリックスマザーボードと、
上記中枠、キーシート及びマトリックスマザーボードを
収納するケースとで構成され、縦横の配線パターンのう
ちのいずれか一方の１つの配線パターンに時分割で電圧
を印加し、縦横の配線パターンのうちのいずれか他方の
１つの配線パターンの電圧印加状態を検知するか、ある
いはアースすることにより、スイッチの操作状態を検知
し、発光ダイオードを点灯させているので、中枠内に配
置されるモジュールを入替えたり、あるいはキーシート
を変えたりして、スイッチや発光ダイオードのレイアウ
ト変更を容易に行え、しかもマトリックスマザーボード
上にマトリックス状に配線された配線パターンを用い
て、スイッチの操作状態を時分割で検出すると共に、発
光ダイオードを時分割で駆動して、配線本数を削減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す説明図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は夫々入力モジュール、出力モ
ジュール、入出力モジュール及びダミーモジュールの回
路構成の説明図である。

【図３】操作モニタパネルの組立後の平面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は夫々モジュール間あるいはモ
ジュールとパネル枠との間の接続方法を示す説明図であ
る。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は夫々接続のために用いるばね
接点の斜視図である。

【図６】（ａ），（ｂ）はスイッチの操作状況の検出を
行う回路構成及び発光ダイオードを駆動する回路構成を
示す説明図である。

【図７】他の実施例の分解斜視図である。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は同上の組立後の断面図、背面
図及び要部を拡大した側面図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は従来例としての操作パネルを
備える機械装置の斜視図及び同上の操作パネルの配線方
法を示す説明図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は他の従来例としてのモニタ
パネルを示す斜視図及び同上の内部構造を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１モジュール２パネル枠４プリント基板５配線パターン２４中枠２５キーシート２７マトリックスマザーボード２２ケースＳＷスイッチＬＤ発光ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作手段としてのスイッチ、表示手段と
しての発光ダイオード、あるいは両者を備えるプリント
基板からなる複数のモジュールと、これら各モジュール
を縦横に配置して着脱自在に取り付けるパネル枠とから
なり、パネル枠にモジュールを配置すると、パネル枠上
に夫々縦横に走る１対のマトリックス状の配線経路が形
成され、縦横の配線経路のうちのいずれか一方の１つの
配線経路に時分割で電圧を印加し、縦横の配線経路のう
ちのいずれか他方の１つの配線経路の電圧印加状態を検
知するか、あるいはアースすることにより、スイッチの
操作状態を検知し、発光ダイオードを点灯させて成るこ
とを特徴とする操作モニタパネル。
【請求項２】スイッチの固定接点に対応するパターン
が形成されるか、発光ダイオードの素子部が実装される
か、あるいは両者を形成及び実装されたプリント基板か
らなる複数のモジュールと、これら各モジュールを縦横
に位置決めして配置する複数の開口が形成された中枠
と、この中枠上に配置され、スイッチの固定接点に対応
するパターンが形成されたモジュール上にキー部が配置
されると共に、キー部の下面側にスイッチの可動接点に
対応する導電部が形成されたキーシートと、中枠の下方
に配置され、縦横に走る１対のマトリックス状の配線パ
ターンが形成され、夫々のモジュールのプリント基板上
の回路が縦横の配線パターンの適所に弾性的に接触する
マトリックスマザーボードと、上記中枠、キーシート及
びマトリックスマザーボードを収納するケースとで構成
され、縦横の配線パターンのうちのいずれか一方の１つ
の配線パターンに時分割で電圧を印加し、縦横の配線パ
ターンのうちのいずれか他方の１つの配線パターンの電
圧印加状態を検知するか、あるいはアースすることによ
り、スイッチの操作状態を検知し、発光ダイオードを点
灯させて成ることを特徴とする操作モニタパネル。