JPS6342426A - 押釦スイツチの感触測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、押釦スイッチの操作性能の試験に用いられ、
特に押釦スイッチを押圧したとき操作者が受ける感触の
良否を客観的に示すことが可能な押釦スイッチの感触測
定器に関する。

〈従来技術〉 ワードプロセッサを始めとする各種ＯＡ機器の入力装置
に用いられるキーボードでは押釦スイッチ（キー）の操
作性が作業能率や疲労に大きく影響する。この為、コイ
ルバネや板バネを含む押釦スイッチの機械可動部の作動
具合が所定の最適状態になっているか否かチエツクする
必要がある。

従来、押釦スイッチの操作性能試験のうち、キーストロ
ークに対する押圧力や移動量の試験において、荷重セン
サを用いた測定器が実用化され一般に使用されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 押釦スイッチの良否の目安としては、かかる押圧力や移
動量に加又て押釦スイ・ソチの感触フィーリングがある
。かかる感触フィーリングは、押釦スイッチを押圧した
とき、操作部材（キーステム）が内部のコイルバネや板
バネと摺接することによって生じる振動に関係がある。

しかし、従来振動センサはあっても、このセンサから出
力される振動信号の処理が困難で感触検査装置として実
用化されたものはない。

このため、従来は作業者が実際に押釦スイッチを１つづ
つ押圧し、手の感触により、場合によって聴感覚を合わ
せながら良否判定をしていた。

けれども、作業者が手で１つづつ検査することは作業に
大変な手間が掛かると共に、数値化できない主観的な基
準に基づき判定されるので基準となるレベルが不安定と
なっている。又、検査には個人差があるのは勿論のこと
同一作業者でも体調等で個々にバラツキを生しやすく、
従って熟練者でないと一定したレベルでの判定が困難で
ある。

以上から、本発明の目的は作業者の手作業による感触の
判断を不要とし、かつ押釦スイッチを押圧した際の感触
を数量的に把握できるようにして所定の一定した基準に
基づく客観的な良否判定を可能とした押釦スイッチの感
触測定器を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明の１実施例にかかる押釦スイッチの感触
測定器の構成を示すブロック図である。

１６は振動加速度センサ、５２は良否表示ランプ部、５
４は被検査対称であろ押釦スイッチ、９０はバイパスフ
ィルタ、９４はコンパレータ、１０４はカウンタである
。

く作用〉 振動加速度センサ１６で押釦スイッチ５４が押下される
と、押下中に押釦スイッチ５４で発生した振動が振動加
速度センサ１６で検出される。

検出された振動信号（よ増幅されたのちバイパスフィル
タ９０で所定の周波数帯域成分が抽出され、しかる後コ
ンパレータ９４で所定の比較基準レベルＥ２１と比較さ
れ、感触に悪影響を与えろレベルを越えた振動波形に対
応するデジタル的なパルスが出力されろ。

そして、コンパレータ９４の出力パルスがカウンタ１０
４で計数され、しかる後練計数値が感触良否を判定する
ために予め定められた値と比較されて良否判定が行われ
ろ。すなわち、計数値が所定値以上で不良、以下では良
とみなし、判定結果を良否表示ランプ部５２に表示する
と共に、良否信号を良否判定信号出力部１２０へ出力す
る。

〈実施例〉 以下、本発明の１実施例を図面を参照しながら説明する
。

第２図には本発明にがかる押釦スイッチの感触測定器の
外観が示されておや、各種の操作スイッチや表示器等が
前面パネル１０に配設されている。

この前面パネル１０に配設されたピックアップ端子１４
には、振動加速度センサ１６と信号伝達用のケーブル１
８から成るプローブ２０がコネクタ２２によって接続さ
れている。

又、前面パネル１０には、Ｍ源スイッチ２４、接地端子
２６、入力信号チエツク端子２８のほか、検出された振
動信号から所定の高域成分を取り出すためのカットオフ
周波数ｆ　　［ＫＨｚ］設定用の２桁可変のデジタルス
イッチ３０、フィルタ通過後の振動信号の中からトリが
制御で所定の時間範囲を取り出すための第１タイマ時間
Ｔ１と第２タイマ時間Ｔ２の可変タイマ時間設定器３２
，３４、これらの設定器３２．３４に対応した第１、第
２タイマ時間チエツク端子３６，３８、トリガＥＸＴ／
ＩＮＴ切替スイッチ４０、外部トリガ端子４２、Ｔ２の
期間に抽出された振動信号を所定の基準レベルとコンパ
レータで比較し、この基準を越えた信号部分をデジタル
的に取ゆ出すためのアナログで可変の比較基準レベル（
０〜１０ｖ）設定ボリューム４４、この比較基準レベル
設定ボリューム４４に対応した設定レベルチエツク端子
４６、コンパレータの出力パルス数を表示する７セグメ
ント４桁の計数表示器４８、感触の良否を判定するため
の基準パルス数を１０パルス単位で３桁設定する可変の
デジタルスイッチ５０、良否判定結果を表示する良否表
示ランプ部５２、良否判定信号出力部１２０などが設け
られている。

被検査対東であろ押釦スイッチ５４は、第３図に示すよ
うに、パーツフィーダ（図示せず）によって自動検査８
１５８のガイドレール５９に供給されたあと、カム駆動
機構（図示せず）により横送りされて所定位置にセット
されるようになっている。

この所定位置にセットされた押釦スイッチ５４の上方に
は、自動検査機５８のアーム６ｏが圧縮エア油圧あるい
はカム駆動等で昇降自在に装備されている。

このアーム６０の下端に前記振動加速度センサ１６が装
備される。そして、アーム６０の降下で振動加速度セン
サ１６が上方所定の待機位置から所定速度で降下し、押
釦スイッチ５４のキーステム６２の上面に接触して該キ
ーステム６２を最大キーストローク位置まで押下し、こ
こで一旦停止したあと前記上方待機位置迄上昇するよう
になっている。

振動加速度センサ１６の降下速度は押釦スイッチ５４に
対するキー操作者の平均的なキー操作速度と同程度に設
定されている。そして、振動加速度センサ１６がキース
テム６２の上面に接触して離れろ迄の間が感触検査期間
とされている。

所定位置への押釦スイッチ５４のセットと振動加速度セ
ンサ１６の昇降は、各押釦スイッチ５４に繰り返されろ
。

押釦スイッチ５４は、例えば第４図に示すように、下ケ
ース６４に上ケース６６が嵌着され、上ケース６６の開
口６８にキーステム６２が上下にスライド自在に嵌合さ
れている。キーステム６２と下ケース６４の間に圧縮コ
イルバネ７０が介装されておりキーステム６２を常時上
方へ付勢している。キーステム６２の上方移動は該キー
ステム６２に設けたストッパ（図示せず）が上ケース６
６に当接することで制限され（ストローク零の状態）、
下方移動はキーステム６２の下端が下ケース６４に当接
することで制限される（最大ストロークの状態）。

下ケース６４と上ケース６６の間には、可動接点７４が
形成された板バネ７６と、可動接点７４に対向する固定
接点７８が形成されたスイッチ基板８０と、先端に半円
状突曲部８２を有するクリック用板バネ８４が装備され
ている。

そして、キーステム６２が圧縮コイルバネ７０に付勢さ
れて上方に復帰している状態では第４図に示すように、
板バネ７６の下部とクリック用板バネ８４の下部がとも
にケースの中心側に復帰し、可動接点７４と固定接点７
８が離間しスイッチ開となっていると共に、キーステム
６２の下端が半円状突曲部８２の首８２Ａに係合してい
る。

キー操作者等によりキーステム６２がバネ力に抗して押
下されると、キーステム６２の下端との当接で受ける押
圧力によりクリック用板バネ８４の下部と板バネ７６の
下部が随時ケースの外側に屈曲し、クリック用板バネ８
４側においては半円状突曲部８２の頭８２Ｂがキーステ
ム６２の側壁に摺接する。一方、板バネ７６側において
は最大ストロークの手前で可動接点７４が固定接点７８
と接してスイッチ閉【こなる。

キーステム６２自体はスイッチ閉後も下端が下ケース６
４に当接する最大ストローク位置迄移動可能である（第
５図参照）。

次に、最大ストローク位置にある状態から押圧力が解放
されるとキーステム６２は圧縮コイルバネ７０のバネ力
を受けて上方へ移動し、移動途中でまずキーステム６２
の下端から受ける押圧力が弱まることにより板バネ７６
の下部がケース中心側に伸張し可動接点７４が固定接点
７８がら離れる。

又、キーステム６２が押下されキーステム６２の下端が
クリック用板バネ８４の半円状突曲部８２の頭８２Ｂを
通過した瞬間または、上方復帰位置近くにきて下端が半
円状突曲部８２の頭８２Ｂを通過した瞬間に、それぞれ
半円状突曲部８２の曲面がキーステム６２に急激な下降
力、上昇力を与丸るので操作者はクリック感を得ること
になる。

半円状突曲部８２の首８２Ａにキーステム６２の下端が
係合したところで図示しないストッパが上ケース６６に
当接しキーステム６２の上昇が止まる。

このような押釦スイッチ５４において、操作者がキース
テム６２を押下すると、該キーステムが板バネ７６やク
リック用板バネ８４、コイルバネ７０と接触して振動が
生じる。この振動はキーステム６２を介して操作者の指
に伝わり、キー操作に特有な感触が得られろ。この感触
が悪いと不快感や奇異感が生じ、キーボードで長時間キ
ー人力換作を行う場合疲労や作業能率を低下させろ原因
となる。

本実施例は前記第３図の自動検査機５Ｂに第２図の押釦
スイッチの感触測定器を組み合わせて自動的かつ客観的
に押釦スイッチ５４を押下したときに感触の良否を判定
しようとするものである。

次に、押釦スイッチの感触測定器の回路構成を第１図に
基づいて説明すると、まずアーム６０の下端に装着され
た振動加速度センサ１６は、圧電素子から成り、押釦ス
イッチ５４を押下している間にキーステム６２から振動
が加わると、振動に応した電荷を時間遅れな（発生する
。振動加速度センサ１６の出力側はケーブル１８を介し
て測定器本体１２のピックアップ端子１４に接続されて
おり、振動加速度センサ１６から検出信号が入力される
。

このピックアップ端子１４はチャージアンプ８６の入力
側と接続されており、振動加速度センサ１６に発生した
電荷の増幅が行われろ。このチャージアンプ８６の出力
側には、更に、ＡＣアンプ８８が接続されており、ここ
で増幅された振動信号はバイパスフィルタ９０に入力さ
れ、該ｔｚイパスフィルタより所定の高域成分が取り出
される。

ＡＣアンプ８８の出力側は入力信号チエツク端子２８と
も接続されており、外部出力出来ろようになっている。

又、デジタルスイッチ３０により押釦スイッチ５４の種
類に応じた振動周波数帯域を設定できろようになってお
り、バイパスフィルタ９０は該周波数をカットオフ周波
数とした寓域通渦動作を行う。

バイパスフィルタ９０の出力側はアナログスイッチ９２
を介してアナログのコンパレーク９４と接続されている
。

アナログスイッチ９２はトリガ回路９６と接続されてお
り、このトリガ回路９６から入力するトリガ制御信号に
従いゲートの開閉を行い、フィルタ９０通過後の振動信
号の中から所定の時間範囲の信号を取り出すようになっ
ている。

トリガ回路９６では、まず、ボリュームから成るタイマ
時間設定器３２．３４が各々第１タイマ９８、第２タイ
マ１００と接続されており、第１タイマ９８で計時する
第１タイマ時間Ｔ１と第２タイマ１００で計時する第２
タイマ時間Ｔ２とを任意に設定出来ろようになっている
。

第１タイマ９８．第２タイマ１００はトリガコントロー
ラ１０２と接続されている。このトリガコントローラ１
０２は、又、バイパスフィルタ９０の出力側及び外部ト
リガ入力端子４２、更に、トリガＥＸＴ／ＩＮＴ切替ス
イッチ４０が接続されている。

予め、トリガＥＸＴ／ＩＮＴ切替スイッチ４０がＩＮＴ
側に切替えられている場合、トリがコントローラ１０２
はバイパスフィルタ９０から入力する振動イ＝号の最初
の立上がり　（立下がり）変化で起動し、また、ＥｘＴ
側に切替えられている場合には外部トリガ入力端子４２
よりＴＴＬレベルの立下がり（立上がり）により太動す
る。

まず第１タイマ９８へタイマスタート信号を出力して計
時を開始させる。

そして、この第１タイマ９８が第１タイマ時間Ｔ１の計
時を終わりタイムアツプ信号を出力すると、このタイム
アツプ信号に付勢されてトリガコントローラ１０２は、
スイッチ閉を指示するトリガ制御信号をアナログスイッ
チ９２へ出力しバイパスフィルタ９０から入力した振動
信号をコンパレータ９４側へ導くと同時に、第２タイマ
１００ヘタイマスタート信号を出力して計時を開始させ
る。

最後に、第２タイマ１００が第２タイマ時間の計時を終
わりタイムアツプ信号を出力すると、このタイムアツプ
信号に付勢されてトリガコントローラ１０２はスイッチ
開を指示するトリガ制御信号をアナログスイッチ９２へ
出力し、その後の振勤信号のコンパレータ９４への出力
を阻止せしめる。

従って、コンパレータ９４には、振ｅＪ信号のスタート
からＴ１時間経過した時点よりＴ２時間の間のイ＝号部
分が入力されることになる（第６図（ａ）参照）。

ここで押釦スイッチ５４の操作中におけるバイパスフィ
ルタ９０の出力信号につき説明すると、この信号は第６
図（ａｌの如くなる。すなわち、フィルタ出力信号は （ｉｔ振動加速度センサ１６が押釦スイッチ５４のキー
ステム６２上面に接触したときの衝撃で生じろ比較的振
幅の大きな無効振動部Ａと、（１１）振動加速度センサ
１６がキーステム６２の上面から離れたときの衝撃で生
じる比較的振幅の大きな無効振動部Ｃと、 ６１０無効振動部ＡとＢの間に有りキーステム６２の移
動中に押釦スィッチ５４内部の板バネ７６゜８４や圧縮
コイルバネ７０に帰因した比較的振幅の小さな有効振動
部Ｂとから成る。

押釦スイッチ５４の操作中に操作者が受ける感触は有効
振動部Ｂと関連することから、ｌ・リガ回路９６の１−
リガ制御で、バイパスフィルタ９０がらの振動検出出力
開始後、無効振動ｉ！ＦＩＩＡの期間に第１タイマ時間
Ｔ１を対応させ、その間はアナログスイッチ９２を開き
、続く有効振動部Ｂに第２タイマ時間Ｔ２を対応させ、
この間はアナログスイッチ９２を閉じ、Ｔ２経過後再び
アナログスイッチ９２を閉じることで有効振動部Ｂのみ
を取り出そうとするものである。

ＴＩ、Ｔ２１！押釦スイッチ５４の種類等に応じて実験
的に決定すればよい。

なお、予めトリガＥＸＴ／ＩＮＴ切替スイッチ４０がＥ
ＸＴ側に切替えられている場合、トリガコントローラ１
０２は外部トリガ入力端子４２から入力されるトリガ信
号に従いアナログスイッチ９２の開閉制御を行う。

第１タイマ９８．第２タイマ１００の出力側は各々第１
．第２タイマ時間チエツク端子３６゜３８と接続されて
おり、外部出力によるタイマ一時間のチエツクが可能に
なっている。

前記コンパレータ９４には比較基準レベル設定ボリュー
ム４４が接続されている。このコンパレータ９４は、比
較基準レベル設定ボリューム４４で感触に悪影響を与え
る振動の抽出に必要な任意のレベルが設定されると、こ
れを比較基準レベルＥｒｅｆとして入力され、アナログ
スイッチ９２からの入力信号が当該比較基準レベルＥｒ
ｅｆを越える毎にへイレベル出力を行うことでＥｒ５ｆ
を越えた振動波形を整形したデジタルパルスを発生する
。

比較基準レベル設定ボリューム４４の出力側は設定レベ
ルチエツク端子４６と接続されており、外部出力可能に
なっている。

コンパレータ９４の出力側にはカウンタ１０４及びプリ
セットカウンタ１０６が接続されており、コンパレータ
９４から入力したパルスの計数がなされろ。

カウンタ１０４は、コンパレータ９４の出力パルス数を
全て計数するためのもので、計数結果が出力側に接続さ
れた計数表示器４８に表示されろようになっている。

一方、プリセットカウンタ１０６にはデジタルスイッチ
５０が接続されており、このデジタルスイッチ５０で設
定された数値が測定開始前にプリセットカウンタ１０６
にプリセットされるようになっている。そして、１回の
測定でコンパレータ９４から入力したパルス数がプリセ
ット数値よ抄少ないときは良、同じか多いときは不良と
する判定信号を出力側に接続された良否表示ランプ部５
２へ出力し判定結果の表示を行わせ良否４ｚ号を良否判
定信号出力部１２０を介して外部へ出力する。

この良否判定信号出力部１２０にはコネクター等が接続
され（図示せず）、このコネクターは自動検査機５８に
接続され、良否信号により押釦スイッチ５４の良否選別
を行うものである。

ここで、押釦スイッチ５４の操作中に成るレベルを越丸
な振動が多数発生したときは必然的に感触が悪くなる。

一般的には、コンパレータ９４の出力パルス数が数個程
度のとき感触良好であり、数十個以上になると感触不良
である。従って、前記デジタルスイッチ５０により、押
釦スイッチ５４０種類に応じ実験的に定めた感触良否の
判定用の基準パルス数ＰＣ３を設定すればよい。

次に上記実施例の全体的な動作につき説明する。

予め、被検査対象であろ押釦スイッチ５４の種類に応じ
実験的に定めた前記カットオフ周波数ｆｃ、比較基準レ
ベルＥｒ　ｅ　ｆ、所定の基準パルス数ｐｃｓ、並びに
第１タイマ時間ＴＩ、第２り？マ時間Ｔ２が測定器本体
１２に設定されており、またトリガＥＸＴ／ＴＮＴ切替
スイッチ４０はＴＮＴ側に切替えられ、カウンタ１０４
．プリセットカウンタ１０６はクリアされているものと
する。

自動検査機５８側でガイドレール５９の所定位置にセッ
トされた押釦スイッチ５４に向けて、アーム６０に装着
された振動加速度センサ１６が所定速度で上方待機位置
から降下すると、振動加速度センサ１６はキーステム６
２に接触したのち所定速度でこれを押下していき、最大
キーストローク位置で止まる。この後振動加速度センサ
１６は元の上方待機位置まで戻る。

キーステム６２との接触中、押釦スィッチ５４内部等で
生じｔ二振動がキーステム６２を介して振動加速度セン
サ１６に伝わり、ここで振動に比例した電荷が生じケー
ブル１８を介して測定器本体１２に振動信号として伝え
られろ。

この振動信号はチャージアンプ８６．ＡＣアンプ８８で
増幅されたのち、感触に関連するｆｃ以上の所定の高域
成分がバイパスフィルタ９０て取出されろ。

モしてトリガ制御を受けたアナログスイッチ９２により
キーステム６２の押下中に押釦スイッチ５４で生じた振
動信号に係る期間だけが有効振動部Ｂ（第６図（ａ）参
照）として取出され、更に、コンパレーク９４により感
触に影響するＥｒｅｆ以上の所定レベル以上の振動成分
がデジタル的に取出される　（第６図（ｂ）、（ｃ）参
照）。

コンパレーク９４から出たパルスはプリセットカウンタ
１０６で計数され、予め良否判定用に設定されたＰＯ２
より小さいときは測定後良否表示ランプ部５２の良ラン
プが表示され、これにより不快を感する大レベルの振動
の数が少なく感触良好であることが示され、２０８以上
になったときは不良ランプが表示されて不快を感する大
レベルの振動の数が多く感触不良であることが示される
。

また、コンパレータ９４からの出力パルス数は全てカウ
ンタ１０４で計数され計数表示器４８に表示されるので
作業者は実際の発生パルス数をその場で読み取ることが
できる。

以後、自動検査機５８側でガイドレール５９の所定位置
に新たな被検査用の押釦スイッチ５４がセットされる度
に同様の処理が繰り返される。

尚、第６図は説明の都合上概略的な波形図を示している
が、第７図Ｔａ）に良好時における正確な振動波形図が
、また第７図（ｂｌに不良時における正確な振動波形図
がそれぞれ示されている。

上記実施例によれば、振動加速度センサが時間遅れなく
振動に比例した電荷信号を発生するので実時間で速やか
に感触の検査を行え、これが為検査に要する時間が短く
て済み、良否を判定するための各種基準を客観的に設定
出来るので作業者によるバラツキがなく、また良否の判
定結果がランプ表示されろため良否の把握が簡単である
。

また、バイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを変え
て測定を行うことで振動の周波数分析が可能になるとと
もに、コンパレータの比較基準電圧Ｅｒｅｔを変えて測
定を行うことで振動のレベル分析も可能である。更に、
振動信号の中から検査を行う任意の期間の振動を抽出出
来るので、キーステム押圧中の初期や終期など必要の時
間範囲の測定が可能となる。

また、装置を定期点検する際、各チエツク端子から信号
を取出しオシロスコープ等で波形観測することにより、
ＥｒｅｆやＴＩ、７２などの実際の設定値とボリューム
位置のチエツクを容易に出来ろ。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明に係る押釦スイッチの感触測
定器によれば、押釦スイッチを押下したときの振動が電
気的に検出され、感触に影響を与えろレベルの振動が抽
出されて計数されるので、押釦スイッチの感触を量的に
表わすことができ、従って、予め良否の判定基準値を実
験的に定めておくことで、作業者の手作業による感触判
断を要しない、省力的、かっ、客観的な良否判定ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る押釦スイッチの感触測
定器の構成を示すブロック図、第２図は押釦スイッチの
感触測定器の外観図、第３図は測定方法を示す概略構成
図、 第４図は復帰状態における押釦スイッチの概略断面図、 第５図は最大ストロークまで押下された状態の押釦スイ
ッチの概略断面図、 第６図は第１図の動作説明波形図、 第７図は実際の良／不良時における振動波形であり、同
図（ａ）は良の場合、同図（ｂ）は不良の場合の振動波
形である。 １６、、、振動加速度センサ、 ５４、、、押釦スイッチ、 ９０、、、バイパスフィルタ１ ９４、、、コンパレーク、 １０４０．、カウンタ 特許出願人　　　アルプス電気株式会社（外２名）代理
人　　　　　　弁理±　　１１Ｆ藤千幹第３図 第６図 （ａ） （ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 押釦スイッチを操作する部材に取り付けられると共に、
   操作時に生じる振動を検出する振動検出手段と、 振動検出手段で検出した振動信号から所定周波数帯域の
   振動成分を抽出する抽出手段と、 該抽出手段から出力される振動成分のうち所定レベルを
   越える振動波形を抽出し対応するパルス信号を出力する
   比較手段と、 この比較手段の出力パルスを計数する計数手段と、 出力パルスの計数値に基づいて感触の良否を判別する判
   別手段と を備えたことを特徴とする押釦スイッチの感触測定装置
   。