JPH07254319A - 押しボタンスイッチの感触検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押しボタンスイッチの操作力の検査装置に関
し、高速かつ安定した検出能力を有した押しボタンスイ
ッチの感触検査装置を提供することを目的とする。 【構成】 押しボタンスイッチ１の操作部を押圧する圧
力センサ４の出力信号により検査を行う感触検査部５
が、圧力センサ４の出力電圧を増幅する増幅回路２１
と、増幅回路出力を分圧しピークホールドする行きピー
クホールド回路２６と、ピークホールド回路出力と増幅
回路出力を比較し増幅回路出力がピークホールド回路出
力以下になったものをひっかかり異常と判定するひっか
かり判定回路２８と、増幅回路出力が予め設定された値
以上になったものを重いと判定する最大値判定回路２４
からなる構成とすることにより、圧力センサ４の出力信
号によりひっかかりを高速で、かつ高信頼性で判定する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押しボタンスイッチの操
作部の操作力の異常を自動判定する際に使用される押し
ボタンスイッチの感触検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種機器の小型軽量化に伴い、機
器の動作状態を設定したり検出するために取り付けるス
イッチの小型化や操作力の軽量化が図られている。この
ため、操作部を押したときこれがひっかかる製品や操作
力が異常に重いものは製品として機能しないものであ
り、これらを検査する方法として従来の技術の中で最も
一般的に行われているものに人による官能検査が行われ
ていた。これは検査担当者が操作力の異常品を検査前に
操作し、この記憶をもとに検査工程での製品操作力を合
否判定するものであった。

【０００３】また、現在実用化されている自動検査装置
には特開昭６２−２１７５１６号公報に開示された押し
ボタン感触検査装置がある。これは、押しボタンスイッ
チの操作部をフルストロークの位置まで押し下げ、その
後もとの位置まで戻る機械機構と、機械機構の押し下げ
部に取り付けて操作力を検出する圧力センサと、この圧
力センサからの出力電圧を増幅する増幅回路と、増幅回
路出力をアナログ値よりデジタル値に変換するＡＤ変換
回路と、測定データを記憶するデータファイルと、予め
良品の製品より得た基準データをもつ辞書ファイルと、
測定データと基準データを比較判定する演算回路、判定
回路及び判定結果の表示回路を有する装置であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の検査方法や検査装置の構成では、人の官能にもとづく
操作力検査は判断を人の記憶と感覚に頼るため、検査担
当者の熟練度や検査担当者自身の体調等により判定レベ
ルにばらつきを生じ、また定量化された判定基準が決定
できず、安定した品質保証が行えないものであった。

【０００５】また、現在実用化されている自動検査装置
においては、圧力センサより得られた操作力に比例した
アナログ電圧をＡＤコンバータにてデジタル数値化して
サンプリングを行っているため、サンプリングしたデー
タは操作部のストロークに対し点のデータとなるため分
解能が操作力の異常検出能力に影響する。すなわち、分
解能を細かくすればデータファイルの容量が膨大となり
異常検出能力は向上するが演算判定時間がかかる。ま
た、逆に分解能を荒くすることは検出能力を下げること
につながるという課題を有したものであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明による押しボタンスイッチの感触検査装置は、
検査を行う押しボタンスイッチを載置する本体と、この
本体に取り付けられたモータと、このモータに結合され
たカムを介して昇降する圧力センサと、この圧力センサ
から出力される信号により駆動し上記押しボタンスイッ
チの感触検査を行う感触検査部からなり、この感触検査
部が上記圧力センサの出力電圧を増幅する増幅回路と、
増幅回路出力を分圧しピークホールドするためのピーク
ホールド回路と、ピークホールド回路出力と増幅回路出
力を比較し増幅回路出力がピークホールド回路出力以下
になったものをひっかかり異常と判定するひっかかり判
定回路と、増幅回路出力が予め設定された値以上になっ
たものを重いと判定する最大値判定回路と、判定結果を
出力する結果出力回路により構成されるようにしたもの
である。

【０００７】

【作用】この構成により、押しボタンスイッチの操作部
を押した時に発生する操作力を圧力センサの出力信号に
より判定して処理することができるため、リアルタイム
に操作力が重い、あるいはひっかかるなどの異常検査が
容易に行えるようになり、したがって、１個の製品検査
時間は操作部を押し込んで戻す１サイクルの時間だけと
なり、検査時間の短縮と高分解能な検出機能を両立させ
ることができる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面
を用いて説明する。図１は同実施例による押しボタンス
イッチの感触検査装置の全体構成を斜視図に示すと共
に、同装置の感触検査部の構成をブロック図で併記した
ものである。

【０００９】図１において１は検査を行う押しボタンス
イッチ、７は本体、２は本体７に取り付けられたモー
タ、３はこのモータ２の回転軸に結合されたカム、４は
このカム３を介して昇降し押しボタンスイッチ１の操作
部に当接する圧力センサ、５はこの圧力センサ４に取り
付けられ、圧力センサ４から出力される信号により駆動
し、押しボタンスイッチ１の感触検査を行う感触検査部
であり、この感触検査部５は同図の破線で示すブロック
図のように構成されている。

【００１０】また、図２は本実施例による装置で感触検
査を行う押しボタンスイッチを示した断面図であり、図
２において押しボタンスイッチ１は、操作部１１とバネ
１２と接点ＣＯＭ１３と接点ＮＯ１４で構成されてお
り、バネ１２の一端のＡ端は押しボタンスイッチ１に固
定されている。操作部１１を押し下げることにより、バ
ネ１２のもう一端のＢ端は押しボタンスイッチ１の底面
をこすりながら移動し、接点ＣＯＭ１３と接点ＮＯ１４
をショートして回路がつながる。この際、バネ１２は常
に操作部１１をもとの位置に戻そうとする操作力を発生
しており、したがって操作部１１を押さえる力を無くす
と押さえる場合とは逆の動作で操作部１１はもとに戻る
ようになる。

【００１１】このような構成の押しボタンスイッチ１を
上記図１の検査装置に搭載し、モータ２の１回転により
圧力センサ４は押しボタンスイッチ１の操作部１１を１
サイクル押す。圧力センサ４よりの出力電圧は感触検査
部５内に入力され増幅回路２１により信号レベルが増幅
される。増幅回路２１の出力が増加し、立ち上がり検出
回路２２に入力されている立ち上がり検出レベルＶ１以
上の電圧が検出されると結果出力回路３０に対し検査の
開始を知らせる。

【００１２】こうして検査を行った時の操作部１１の操
作力波形を図３に示す。図３において、工程１では、押
しボタンスイッチ１の操作部１１に圧力センサ４が接触
すると、それまで０を示していた出力電圧が急激に上昇
し、工程２では、さらに操作部１１を押し込むとバネ１
２の操作力と共にバネ１２のＢ端が移動する際に拾う振
動が操作部１１を通し観測され、工程３では、操作部１
１をフルストロークの位置まで押し込み、戻りの工程に
入ると行きの場合と同様に振動を伴った操作力波形が観
測され、工程４では、最後に圧力センサ４が操作部１１
から離れると操作力は０となり、１サイクルを完了す
る。

【００１３】また、図中にある立ち上がり検出レベルＶ
１は、立ち上がり検出回路２２が操作力波形の立ち上が
りを検出し検査開始を判定するポイントを示す。最大値
検出レベルＶ２は最大値設定部２３にて設定された操作
力の上限値を示す。なお、この１サイクルは約０．２８
秒で完了する。また、検出される操作力は通常約２０グ
ラム程度のものである。

【００１４】また、図４は上記図３に示した操作力波形
図の中で破線で囲んだ部分のみを拡大したものであり、
図４において、図中波形の内１つはひっかかり判定値Ｖ
３で行きピークホールド回路２６の出力電圧である。さ
らにもう一つは操作力を示し、増幅回路２１の出力であ
る。これは操作部１１のひっかかりにより大小のうねり
を生じている。

【００１５】操作力最大値の判定において、最大値設定
部２３は図３における最大値検出レベルＶ２を設定し、
最大値判定回路２４において最大値検出レベルＶ２以上
の入力があった場合操作力が重いと判定し、結果出力回
路３０へ不良信号を送る。

【００１６】ひっかかりの判定において、ひっかかり許
容値設定部２５は増幅回路２１の出力電圧を分圧し、ひ
っかかり判定値Ｖ３を設定する。ひっかかり判定のレベ
ルはこの抵抗分圧比を調整することで行う。行きピーク
ホールド回路２６及び戻りピークホールド回路２７では
判定基準とするため、この分圧された電圧のピークホー
ルドを行う。行きひっかかり判定回路２８及び戻りひっ
かかり判定回路２９において行きピークホールド回路２
６、戻りピークホールド回路２７の出力値と比較を行
い、ひっかかり有無判定を行う。この結果は結果出力回
路３０へ送られる。

【００１７】このひっかかり判定方法を図３及び図４に
おいて詳細に説明する。図３において操作力波形の変化
は行きの場合は増加、また戻りの場合は減少の傾向があ
る。行きピークホールド回路２６では増加する操作力の
最大値を、また戻りピークホールド回路２７では減少す
る操作力信号を反転処理し、オフセットを加えることに
より行きの場合と同様に最大値のピークホールドを行っ
ている。操作部１１またはバネ１２が何らかの理由でひ
っかかり、スムーズな動作を行わなかった場合、圧力セ
ンサ４は一定のストローク動こうとするため操作力が増
す。さらに大きな力が操作部１１に加わるとひっかかり
は解除され、操作力が急激に減少するため操作力は図４
に示す操作力波形のうねりとなって現れる。結果、操作
力波形のうねりの大きさはひっかかりの大小を示す。こ
の時のうねりの最大値はひっかかり許容値設定部２５に
て分圧され、行きピークホールド回路２６によりひっか
かり判定値Ｖ３として記憶される。ひっかかりによる操
作力の変化、すなわちうねりが小さい場合はひっかかり
判定値Ｖ３を下回らない。反対に、うねりが大きい場合
はひっかかり判定値Ｖ３を下回る操作力が測定されるた
め、これを不良と判定する。すなわち、うねりの大きい
物を判定することでひっかかりを検出することができ
る。結果出力回路３０は立ち上がり検出回路２２からの
検査開始信号により最大値判定回路２４、行きひっかか
り判定回路２８、戻りひっかかり判定回路２９の判定結
果を取り込み、製品の良否判定として表示出力する。

【００１８】このように本実施例による押しボタンスイ
ッチの感触検査装置は、押しボタンスイッチ１の操作部
１１を押した時に発生する操作力を圧力センサの出力信
号のうねりの大きさや変化量によりひっかかりを判定す
るため、製品ごとの操作力のばらつきや品種ごとの差に
対し安定した検出能力を有し、生産工程での組立、検査
工程の自動化を実現し、高速生産、かつ安定した品質保
証を行うことができるものである。

【００１９】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を用いて説明する。

【００２０】なお、本実施例は上記第１の実施例で説明
した押しボタンスイッチの感触検査装置の感触検査部５
の構成を変えたものであり、これ以外は実施例１と同様
の構成であるために詳細な説明は省略し、異なる部分の
み説明する。

【００２１】図５は同実施例による押しボタンスイッチ
の感触検査装置の全体構成を示す斜視図と、同装置の感
触検査部の構成を示すブロック図を併記したものであ
り、図５において６は感触検査部を示し、圧力センサ４
からの出力電圧は押しボタンスイッチ１の感触検査部６
内に入力され、増幅回路４１により信号レベルを増幅す
る。増幅回路４１の出力が増加し、立ち上がり検出回路
４２に入力されている立ち上がり検出レベルＶ１以上の
電圧が検出されると結果出力回路５１に対し検査の開始
を知らせる。

【００２２】操作力最大値の判定において、最大値設定
部４３は上記図３における最大値検出レベルＶ２を設定
し、最大値判定回路４４において最大値検出レベルＶ２
以上の入力があった場合操作力が重いと判定し、結果出
力回路５１へ不良信号を送る。

【００２３】ひっかかりの判定において、増幅回路４１
の出力電圧は微分回路４５において図６（ｂ）に示すよ
うにアナログ的に微分される。プラスピークホールド回
路４６においては微分回路４５の立ち上がり部分の電圧
をピークホールドし、マイナスピークホールド回路４７
においては立ち下がり部分のピークホールドを行う。

【００２４】加算回路４８は図６（ｃ）に示すようにプ
ラスピークホールド回路４６とマイナスピークホールド
回路４７の出力を加算し、変化量に応じ電圧出力を行
う。ひっかかり判定回路５０は予めひっかかり判定設定
回路４９にて設定された判定値Ｖ３と加算回路４８の出
力を比較し、ひっかかりの有無を判定出力する。

【００２５】図３において操作部１１にひっかかりが発
生した場合、増幅回路４１の出力は図６（ａ）に示すよ
うなうねりを生じる。微分回路４５にてこれを微分する
のは、人がひっかかりと感じる変化、すなわち急峻かつ
大きな操作力波形の変化を不良判定するためである。し
たがって、全体的な操作力波形の変化や小さな操作力波
形の変化は良品となる。結果出力回路５１は立ち上がり
検出回路４２からの検査開始信号により最大値判定回路
４４、ひっかかり判定回路５０の判定結果を取り込み、
製品の良否判定として表示出力する。

【００２６】このように本実施例による押しボタンスイ
ッチの感触検査装置は、押しボタンスイッチ１の操作部
１１を押した時に発生する操作力を連続したアナログ信
号で処理することができるため、リアルタイムに操作力
が重い、あるいはひっかかるなどの異常検査が容易に行
えるようになり、検査時間の短縮と高分解能な検出機能
を両立させることができる。

【００２７】

【発明の効果】このように本発明による押しボタンスイ
ッチの感触検査装置は、押しボタンスイッチの操作部を
圧力センサで押圧し、この圧力センサの出力信号のうね
りの大きさや変化量によりひっかかりを判定することが
できるため、製品ごとの操作力のばらつきや品種ごとの
差に対し安定した検出能力を有し、生産工程での組立、
検査工程の自動化を実現し高速生産かつ安定した品質保
証を可能とするものである。

【００２８】さらに、実施例２による構成の感触検査部
を用いることにより、押しボタンスイッチの操作部を押
した時に発生する操作力を連続したアナログ信号で処理
することができるため、リアルタイムに操作力が重い、
あるいはひっかかるなどの異常検査が極めて容易に、か
つ短時間で行えるようになり、生産性向上に大きく貢献
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による押しボタンスイッ
チの感触検査装置の構成を示す斜視図と同装置の感触検
査部の構成を示すブロック図とを組合わせた説明図

【図２】押しボタンスイッチの破断斜視図

【図３】押しボタンスイッチを操作した際の操作力波形
図

【図４】図３においてひっかかりが発生した場合の不良
波形の部分拡大（行きの場合）と実施例１に示す押しボ
タンスイッチの感触検査部のピークホールド回路出力信
号を示した波形図

【図５】本発明の第２の実施例による押しボタンスイッ
チの感触検査装置の構成を示す斜視図と同装置の感触検
査部の構成を示すブロック図とを組合わせた説明図

【図６】（ａ）同実施例によるひっかかりが発生した場
合の増幅回路出力の波形図 （ｂ）同微分回路出力の波形図 （ｃ）同加算回路出力の波形図

【符号の説明】

１ 押しボタンスイッチ ２ モータ ３ カム ４ 圧力センサ ５ 感触検査部 ６ 感触検査部 ７ 本体 １１ 操作部 １２ バネ １３ 接点ＣＯＭ １４ 接点ＮＯ ２１ 増幅回路 ２２ 立ち上がり検出回路 ２３ 最大値設定部 ２４ 最大値判定回路 ２５ ひっかかり許容値設定部 ２６ 行きピークホールド回路 ２７ 戻りピークホールド回路 ２８ 行きひっかかり判定回路 ２９ 戻りひっかかり判定回路 ３０ 結果出力回路 ４１ 増幅回路 ４２ 立ち上がり検出回路 ４３ 最大値設定部 ４４ 最大値判定回路 ４５ 微分回路 ４６ プラスピークホールド回路 ４７ マイナスピークホールド回路 ４８ 加算回路 ４９ ひっかかり判定設定回路 ５０ ひっかかり判定回路 ５１ 結果出力回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査を行う押しボタンスイッチを載置す
   る本体と、この本体に取り付けられたモータと、このモ
   ータに結合されたカムを介して昇降する圧力センサと、
   この圧力センサから出力される信号により駆動し上記押
   しボタンスイッチの感触検査を行う感触検査部からな
   り、この感触検査部が上記圧力センサの出力電圧を増幅
   する増幅回路と、増幅回路出力を分圧しピークホールド
   するためのピークホールド回路と、ピークホールド回路
   出力と増幅回路出力を比較し増幅回路出力がピークホー
   ルド回路出力以下になったものをひっかかり異常と判定
   するひっかかり判定回路と、増幅回路出力が予め設定さ
   れた値以上になったものを重いと判定する最大値判定回
   路と、判定結果を出力する結果出力回路により構成され
   た押しボタンスイッチの感触検査装置。
2. 【請求項２】 感触検査部の構成が、圧力センサの出力
   電圧を増幅する増幅回路と、増幅回路出力信号を微分す
   る微分回路と、微分回路出力の立ち上がり部分のピーク
   ホールドを行うプラスピークホールド回路と、微分回路
   出力の立ち下がり部分のピークホールドを行うマイナス
   ピークホールド回路と、二つのピークホールド回路出力
   をアナログ的に加算する加算回路と、加算回路出力電圧
   が予め設定された値以上になったものをひっかかり異常
   と判定するひっかかり判定回路と、増幅回路出力が予め
   設定された判定値以上になったものを重いと判定する最
   大値判定回路と、判定結果を出力する結果出力回路から
   なるものである請求項１記載の押しボタンスイッチの感
   触検査装置。