JP2022161724A - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、エレベータの操作用スイッチとして、押込操作及び非接触での操作を可能とする押しボタンスイッチを提供する。【解決手段】押しボタンスイッチ１は、押込可能な押しボタン１０、押しボタン１０に連動する可動接点、及び可動接点の動作により可動接点が接離する固定接点を備える。押しボタンスイッチ１は、光を発する発光素子１３０と、光を検出する受光素子１３１とを備える。発光素子１３０から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び受光素子１３１が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で押しボタン１０の縁部の外側に配置されている。受光素子１３１は、発光素子１３０から発せられた光が、押しボタン１０の押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、動作機構を有する押しボタンスイッチに関する。

エレベータ等の様々な機械に押しボタンスイッチが用いられている。例えば、本願出願人は、特許文献１に、エレベータの操作用に適用することが可能な押しボタンスイッチを提案している。特許文献１に記載の押しボタンスイッチは、操作者が、直接押下することでエレベータの操作を行う。

特開２０１６－４７６７号公報

しかしながら、昨今では、利便性の向上、公衆衛生の確保等の目的で、非接触で操作可能な押しボタンスイッチに対する需要が高まっている。ただし、特許文献１に記載されているように、直接押下することで操作を行う押しボタンスイッチへの需要も依然として高いものである。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、押下操作だけでなく、非接触でも操作可能な押しボタンスイッチの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本願記載の押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタン、前記押しボタンに連動する可動接点、及び前記可動接点の動作により前記可動接点が接離する固定接点を備える押しボタンスイッチであって、光を発する発光素子と、光を検出する受光素子とを備え、前記発光素子から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び前記受光素子が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で、前記押しボタンの縁部の外側に配置されており、前記受光素子は、前記発光素子から発せられた光が、前記押しボタンの押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されていることを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、押込方法を視る視点で、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、前記押しボタン上に位置することを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、押込方向を視る視点での、前記押しボタンの外縁の形状は回転対称であり、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致することを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光素子から発せられた光を通す発光光路と、前記発光位置に配置され、前記発光光路を通った光を屈折させる発光レンズと、前記受光素子が検出する光を通す受光光路と、前記受光位置に配置され、外部からの光を屈折させて前記受光光路を通す受光レンズとを備えることを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側又は入射側に、光を屈折させる屈折面が形成されていることを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側及び入射側の両面に、光を屈折させる屈折面が形成されていることを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光光路及び前記受光光路のうち少なくとも一方は、内側に突出する突出部が形成された筒状をなすことを特徴とする。

また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光素子を所定の発光パターンで発光させる手段と、前記受光素子が検出した光の受光パターンを、前記発光パターンと比較する手段と、前記受光パターンが、前記発光パターンと合致した場合に、前記発光素子から発した光の反射光を検出したと判定する手段とを備えることを特徴とする。

本願記載の押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタンと、発光素子から発せられて反射した光を検出する受光素子とを備える。

本発明に係る押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタンと、発光素子及び受光素子とを備えている。受光素子は、発光素子から発せられて検出領域内の対象物で反射した光を検出する。これにより、本発明に係る押しボタンスイッチは、押込操作だけでなく、検出領域内の対象物による反射光の検出による非接触での操作を可能とする等、優れた効果を奏する。

本願記載の押しボタンスイッチが適用されたエレベータの一例を示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の制御構成の概略を示す機能ブロック図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の動作の一例を示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の動作の一例を示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る押しボタンの表面からの距離と受光量との関係の一例を示すグラフである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の発光処理の一例を示すフローチャートである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の受光処理の一例を示すフローチャートである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

＜適用例＞
本願記載の押しボタンスイッチは、例えば、エレベータの操作用スイッチとして用いられる。以下では、図面を参照しながら図面に例示された押しボタンスイッチ１について説明する。図１は、本願記載の押しボタンスイッチ１が適用されたエレベータの一例を示す概略図である。図１は、エレベータとして昇降するかご内の操作盤に配置された複数の押しボタンスイッチ１を示している。本願記載の押しボタンスイッチ１は、行き先となる階数を示す数字が表記された押しボタンスイッチ１、扉の開閉操作に用いられる記号が表記された押しボタンスイッチ１等の各種押しボタンスイッチ１に適用される。なお、本願記載の押しボタンスイッチ１は、エレベータのかご内の操作盤に配置された押しボタンスイッチ１だけでなく、エレベータの昇降場所の操作盤にて、かごを呼び寄せるための押しボタンスイッチ１等の様々な押しボタンスイッチ１に適用することが可能である。

＜押しボタンスイッチ１の構成例＞
図２は、本願記載の押しボタンスイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０と、押しボタン１０が配置された筐体１１とを備えている。本願では、筐体１１に対して押しボタン１０が配置された方向を前方とし、押しボタン１０を押し込む方向を後方として表現するが、説明の便宜上の方向であり、本願記載の押しボタンスイッチ１の配置方向を限定するものではない。押しボタン１０は、略円板状をなしている。図２に例示した押しボタンスイッチ１は、扉の開閉操作に用いられる押しボタン１０であり、扉を開けることを示す開扉記号等の形状を模した表記部１００が略中央に形成されている。表記部１００は、例えば、半透明の樹脂等の材料を用いて形成されており、押しボタンスイッチ１内部に設けられた照射部（図示せず）から発せられた可視光を透過させる。押しボタン１０の後方には、後述する機械接点機構１２が配置されており、押しボタン１０の周囲の後方には、後述する非接触接点機構１３が配置されている。機械接点機構１２及び非接触接点機構１３は、押しボタンスイッチ１の回路を開閉する接点機構となっている。

押込方向を視る前方からの視線で押しボタン１０の縁部の外側には、後述する発光素子１３０（図４等参照）から発せられた光を屈折させる発光レンズ１３２と、後述する受光素子１３１（図４等参照）が検出する光を屈折する受光レンズ１３３とが配置されている。発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、押しボタン１０の縁部の外側に配置されているため、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがないため、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である。

発光レンズ１３２は、発光素子１３０から発せられた光を外部へ照射する発光位置に配置されており、受光レンズ１３３は、受光素子１３１が検出する光を外部から受光する受光位置に配置されている。押込方向を視る前方からの視線で、押しボタン１０の外縁の形状は、回転対象となる略円形であり、発光レンズ１３２が配置された発光位置及び受光レンズ１３３が配置された受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致する。操作者は、押しボタン１０を押す場合、押しボタン１０の表記部１００の中心を目標として押下操作を行う。非接触で検知する場合も同様であり、操作者は、表記部１００の中心を目標として、指先を押しボタン１０に近付ける。本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対称の中心と一致させることにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる。

図３は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える機械接点機構１２の一例を模式的に示す概略断面図である。図３は、機械接点機構１２の断面を、図中上方が押しボタンスイッチ１の前方となるように、模式的に図示している。機械接点機構１２は、押しボタン１０を押下することにより信号を出力する機構であり、可動接点１２０、固定接点１２１、付勢部材１２２等の各種部材を備えている。可動接点１２０は、押しボタン１０の後部に取り付けられ、押しボタン１０に連動する接点であり、固定接点１２１は、筐体１１内に固定された接点である。付勢部材１２２は、押しボタン１０を前方へ付勢する圧縮コイルバネ等の部材である。

図４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の断面を、図中上方が押しボタンスイッチ１の前方となるように図示している。図４には、非接触接点機構１３の機能の把握を容易にするため、発光素子１３０から発せられ、受光素子１３１にて検出される光を示す矢印と、光を反射させる指先等の対象物とを模式的に示している。非接触接点機構１３は、光を発するＬＥＤ（Light emitting diode：発光ダイオード）等の発光素子１３０と、光を検出するＰＤ（Photo Diode ：フォトダイオード）、ＰＴ（Photo Transistor：フォトトランジスタ）等の受光素子１３１とを備えている。更に、非接触接点機構１３は、前述の発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、光の光路となる光路部材１３４、発光素子１３０及び受光素子１３１を制御する制御部１３５等の各種構成を備えている。

発光素子１３０及び受光素子１３１は、２段の略円筒状をなす光路部材１３４に覆われている。発光素子１３０を覆う光路部材１３４は、半径が大きい円筒の前方に、半径が小さい円筒を重ねた形状をなしている。発光素子１３０を覆う光路部材１３４の後部の円筒は、主に光を遮蔽する遮光部１３４ａとして機能し、光路部材１３４の前部の円筒は、主に発光素子１３０から発せられた光を通す発光光路１３４ｂとなっている。受光素子１３１を覆う光路部材１３４は、半径が大きい円筒の上に、半径が小さい円筒を重ねた形状をなしている。受光素子１３１を覆う光路部材１３４の後部の円筒は、主に光を遮蔽する遮光部１３４ａとして機能し、光路部材１３４の前部の円筒は、主に受光素子１３１が検出する光を通す受光光路１３４ｃとなっている。光路部材１３４は、発光素子１３０及び受光素子１３１を覆うようにして筐体１１内に配置されている。光路部材１３４は、発光素子１３０及び受光素子１３１を覆うことにより、発光素子１３０が発する光の出射方向を限定し、受光素子１３１が目的とする光以外の光を検出することを防止する。目的とする光以外の光としては、例えば、押しボタンスイッチ１の内部に配置され、押しボタン１０の表記部１００を照射する照射部から発せられた可視光を例示することができる。

発光素子１３０を覆う光路部材１３４の前端には、発光レンズ１３２が配置されている。発光レンズ１３２は、凸レンズ等の光学部材にて構成されている。発光レンズ１３２は、発光素子１３０から発せられ、発光光路１３４ｂを通った光の入射を受け、入射した光を屈折させて、外部へ出射する。受光素子１３１を覆う光路部材１３４の前端には、受光レンズ１３３が配置されている。受光レンズ１３３は、凸レンズ等の光学部材にて構成されている。受光レンズ１３３は、外部から入射した光を屈折させて、受光光路１３４ｃを通って受光素子１３１へ向けて出射する。

発光素子１３０から発せられた光は、発光光路１３４ｂを通り、発光レンズ１３２にて屈折し、外部へ出射される。外部へ出射された光は、押しボタンスイッチ１の前方に設定された検出領域内に、人の指先等の対象物が存在する場合、対象物にて反射される。対象物にて反射した光は、外部から受光レンズ１３３に入射し、受光レンズ１３３にて屈折し、受光光路１３４ｃを通り、受光素子１３１にて検出される。

図５は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の制御構成の概略を示す機能ブロック図である。押しボタンスイッチ１の非接触接点機構１３は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale IC）、ＶＬＳＩ（Very Large Scale IC ）等の集積回路を用いた制御部１３５を備え、制御部１３５により、発光素子１３０及び受光素子１３１を含む機構全体を制御している。制御部１３５は、予め設定されている発光パターンの発光信号を発光素子１３０へ出力することにより、発光信号に基づく発光パターンで発光素子１３０を発光させる。更に、制御部１３５は、受光素子１３１による光の検出を検知する。制御部１３５は、発光素子１３０から発せられた光の反射光を受光素子１３１が検出したと判定した場合、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。なお、制御部１３５は、筐体１１内に収容するようにしてもよく、また、筐体１１外へ配置するようにしてもよい。

＜動作＞
次に、本願記載の押しボタンスイッチ１の動作について説明する。先ず機械接点機構１２について説明する。図６及び図７は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える機械接点機構１２の動作の一例を示す概略断面図である。図６は、押しボタンスイッチ１の押しボタン１０が押下されていない状態を示しており、図７は、押しボタン１０が押下された状態を示している。図６に例示するように、押しボタン１０が押されていない場合、押しボタン１０の後部（図６及び図７では下方）に取り付けられた可動接点１２０は、固定接点１２１から離隔しており、回路が開かれた状態となる。図７に例示するように、操作者により押しボタン１０が押下されると、押しボタン１０に連動する可動接点１２０は後方へ移動し、固定接点１２１と接触して、回路が閉じられる。機械接点機構１２は、回路が閉じられた場合、エレベータ本体の制御回路へ、オン信号を出力する。操作者が押下を解除すると、付勢部材１２２は、押しボタン１０を前方へ付勢し、押しボタン１０の前方への移動に連動して可動接点１２０が固定接点１２１から離隔し、回路が開かれた状態となる。

図８及び図９は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。図８は、図４等を用いて説明した実施形態に係る押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の形態を例示している。図９は、比較のために示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備えない他の実施形態を示している。図８中に示すように、非接触接点機構１３が備える発光レンズ１３２は、発光素子１３０が発した光を屈折させて、光の照射範囲を限定している。また、受光レンズ１３３は、受光素子１３１が受光する光の範囲を限定している。図８及び図９では、発光素子１３０が発した光の照射範囲及び受光素子１３１が受光する光の範囲を実線で示し、照射範囲及び受光範囲が重なる領域を検出領域として点描で示している。検出領域は、押しボタン１０の押込の反対方向側となる前方の空間に設定される。

照射範囲及び受光範囲が重なる検出領域に、人の指先等の対象物が存在すると、受光素子１３１は、発光素子１３０が発した光の反射光を検出することができる。図８に例示する実施形態の押しボタンスイッチ１は、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３にて照射範囲及び受光範囲を限定することにより、図９に例示する他の実施形態と比べて対象物の検出領域を限定している。詳細には、図８に例示する実施形態の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の前面近傍が検出領域から外れ、また、押しボタン１０から所定距離以上離れると、検出領域から外れる。更に、正面方向に対して直交する上下左右方向も図９に例示する他の実施形態と比べて検出領域が狭くなっている。押しボタン１０の表面を含む前面近傍が検出領域から外れていることにより、例えば、触覚にて押しボタン１０の位置を認識する視覚障害者等の人の操作に対して、誤検出を防止することが可能である。押しボタン１０から所定距離以上離れると検出領域から外れることにより、接近していない対象物に反応した誤検出を防止することが可能である。上下左右方向の検出領域を狭めることにより、他の押しボタン１０に接近する指先に反応する等の誤検出を防止することが可能である。

図１０は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３に係る押しボタン１０の表面からの距離と受光量との関係の一例を示すグラフである。図１０中において、実線は、図８等に例示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備える実施形態に係るグラフを示しており、破線は、図９に例示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備えない他の実施形態に係るグラフを比較用として示している。図１０では、押しボタン１０の表面からの距離を横軸にとり、反射光として受光素子１３１が検出する受光量を縦軸にとって、その関係を示している。受光量は、押しボタン１０の表面から遠ざかるに従い漸増し、所定距離でピークを迎えた後、漸減する。図１０に一点鎖線で例示するように、閾値を適宜設定することにより、受光量が閾値を超える距離の範囲が、実装上の検出領域として設定される。発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を設けることにより、受光量のピークは狭く、かつ高くなるので、検出精度及び検出感度を向上させることが可能となる。

なお、本願記載の押しボタンスイッチ１は、凸レンズを用いた発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備える構成とすることで、検出領域の限定等の様々な効果を奏するが、凸レンズを備えない構成とすることも可能である。

次に、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の制御について説明する。図１１は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の発光処理の一例を示すフローチャートである。非接触接点機構１３は、電源の起動、エレベータ本体の制御回路からの起動信号の入力等の起動条件をトリガとし、発光処理を開始する。非接触接点機構１３は、制御部１３５から予め設定されている所定の発光パターンに基づく発光信号を発光素子１３０へ出力し（Ｓ１０１）、発光素子１３０は、入力された発光信号に基づく発光パターンで発光する（Ｓ１０２）。制御部１３５からの発光パターンに基づく発光信号の出力とは、例えば、所定時間の発光を所定間隔で所定回数繰り返す等の適宜設定可能なパルスパターンの出力である。予め設定されている所定の発光パターンでの発光信号による発光素子１３０の発光は繰り返し実行される。

図１２は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の受光処理の一例を示すフローチャートである。非接触接点機構１３は、電源の起動、エレベータ本体の制御回路からの起動信号の入力等の起動条件をトリガとし、受光処理を開始する。制御部１３５は、受光素子１３１を受光待機状態とする（Ｓ２０１）。受光素子１３１が、受光を検出すると（Ｓ２０２）、制御部１３５は、受光素子１３１が検出した受光パターンと、発光素子１３０を発光させた予め設定されている所定の発光パターンとを比較する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３にて発光パターン及び受光パターンを比較することにより、検出した光が発光素子１３０から発した光の反射光か否かを判断する。特に、押しボタンスイッチ１毎に異なる発光パターンを設定することにより、他の押しボタンスイッチ１から発せられた光の反射光の誤検出を防止することができる。

制御部１３５は、ステップＳ２０３の比較に基づいて、受光素子１３１による光の検出が、発光素子１３０から発した光の反射光の検出か否かを判定する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０３の比較の結果、発光パターン及び受光パターンが合致する場合、ステップＳ２０４では、反射光を検出したと判定し、合致しない場合、検出した光は反射光ではないと判定する。ステップＳ２０４において、反射光を検出したと判定した場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、制御部１３５は、オン信号を出力する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、非接触接点機構１３は、制御部１３５により、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。ステップＳ２０５のオン信号の出力を終了後、非接触接点機構１３は、受光待機状態に戻る。

ステップＳ２０４において、発光パターン及び受光パターンが合致しないと判定した場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０１の受光待機状態に戻る。

以上のようにして、非接触接点機構１３は、制御部１３５が、押しボタンスイッチ１の非接触接点機構１３を制御し、非接触接点機構１３が発光素子１３０から発せられた光の反射光を受光素子１３１が検出したと判定した場合、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。

＜変形例＞
本願記載の押しボタンスイッチ１は、仕様、規格、用途等の諸条件に応じて適宜変形した実施形態として実現することが可能である。本願記載の押しボタンスイッチ１の無数にある変形例の一部の数例について説明する。

図１３及び図１４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１３及び図１４は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１３及び図１４では、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３として、凸レンズを使用した形態を例示している。図１３に例示する形態において、発光レンズ１３２は、発光光路１３４ｂ側となる入射側にのみ光を屈折させる屈折面が形成された凸レンズである。また、受光レンズ１３３は、受光光路１３４ｃ側となる出射側にのみ屈折面が形成された凸レンズである。図１４に例示する形態において、発光レンズ１３２は、発光光路１３４ｂ側となる入射側及び外部側となる出射側の両面に光を屈折させる屈折面が形成された凸レンズである。また、受光レンズ１３３は、外部側となる入射側及び受光光路１３４ｃ側となる出射側の両面に屈折面が形成された凸レンズである。図１３及び図１４の比較で明らかなように、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の形態により、光の光路が異なるものとなり、これにより設定される検出領域も変化する。図１３に例示する形態に比べて、図１４に例示する形態は、押しボタン１０に近い位置に検出領域を設定することができる。例えば、押しボタン１０の外形が大きく、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の配置間隔が長くなる場合、検出領域は、押しボタン１０から遠い位置に設定される。設定された検出領域が、実用上、押しボタン１０に近付けることが好ましい場合、図１４に例示するように、両面に屈折面が形成された凸レンズを用いることで、検出領域の設定範囲を押しボタン１０側に近付けることが可能である。特に、図１４に例示する発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、外部側が斜面として形成されているため、斜面の角度を適宜設定することにより、最適な検出領域を設定することが可能となる。

図１５は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１５は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１５に例示する形態において、発光側は、発光素子１３０から発せられた光のうち正面方向から角度を付けて出射された光が発光光路１３４ｂ内で反射を重ね、発光レンズ１３２を通過せずに外部に出射している。また、受光側は、受光レンズ１３３を通過せずに外部から入射した光が、受光光路１３４ｃ内で反射を重ね受光素子１３１にて検出している。発光レンズ１３２を通過せずに出射した光及び受光レンズ１３３を通過せずに入射した光が多いと検出領域の設定精度が低下する。そこで、発光レンズ１３２及び発光光路１３４ｂ並びに受光レンズ１３３及び受光光路１３４ｃの大きさ、配置位置等の設計要素を調整することにより、図１５に例示する状況の発生が抑制され、検出領域の設定精度を高めることができる。

図１６は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１６は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１６は、押しボタンスイッチ１の設計上、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を通過しない光の発生を避けられない場合の変形例を示している。図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、筒状をなす発光光路１３４ｂの内壁の中央近傍に、内側に向けて突出する階段状の突出部１３４ｄが形成されている。発光素子１３０から発せられた光のうち、正面方向へ向けて出射された光は、発光レンズ１３２を通過して外部へ出射し、正面方向から角度を付けて出射された光は突出部１３４ｄにより遮断される。図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、発光光路１３４ｂの突出部１３４ｄにより、発光レンズ１３２を通過せずに外部へ出射する方向の光を遮断することができる。また、図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、筒状をなす受光光路１３４ｃの内壁の中央近傍に、内側に向けて突出する階段状の突出部１３４ｄが形成されている。受光レンズ１３３を通過せずに受光路に入射した光は、突出部１３４ｄにより遮断される。以上のように、図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、検出領域の設定精度を高めることができる。

図１７は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１７は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１７は、図１６に例示した突出部１３４ｄの他の形態である。図１７に例示する突出部１３４ｄは、正面方向に対する傾斜面として形成されている。図１７に例示する傾斜面として形成された突出部１３４ｄでも、図１６に例示した突出部１３４ｄと同様の効果を奏する。

図１８は、本願記載の押しボタンスイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。図８は、押しボタンスイッチ１の外形状を変形した他の形態である。なお、図１８では、開扉記号等の形状を模した表記部１００を省略して示している。図１８に例示する押しボタンスイッチ１は、筐体１１が略直方体状に形成されており、筐体１１の前面に配置された押しボタン１０の形状は、押込方向を視る前方からの視線で略正方形状に形成されている。筐体１１の前面の右上側の頂点近傍は、発光レンズ１３２が配置された発光位置となっており、左下側の頂点近傍は、受光レンズ１３３が配置された受光位置となっている。図１８に例示する形態においても、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、押しボタン１０の縁部の外側に配置されているため、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがなく、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である。また、押しボタン１０の外縁の形状が、回転対称形状の略正方形状であるため、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致するように形成されている。従って、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対称の中心と一致させることにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる。押しボタン１０の外縁の形状を長方形等の他の回転対称の形状に形成した場合でも同様の効果が得られる。また、押しボタン１０の外縁の形状を線対称の形状とし、線対称の対称軸が押しボタン１０上に位置するように設計する等、様々な形態に展開することが可能である。

以上のように、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押込可能な押しボタン１０を用いた機械接点機構１２と、発光素子１３０及び受光素子１３１を用いた非接触接点機構１３とを備え、受光素子１３１は、発光素子１３０から発せられて人の指先等の対象物で反射した光を検出する。これにより、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の押込操作だけでなく、対象物による反射光の検出による非接触での操作を可能とする等、優れた効果を奏する。非接触接点機構１３による検出は、利便性の向上の他、直接接触を回避することによる衛生面の向上、更には、機械の動作回数の低減による故障の抑制等の様々な効果を奏する。

また、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の配置及び形状により、発光素子１３０が発した光の照射範囲を限定し、更に、受光素子１３１が受光する光の範囲を限定する。本願記載の押しボタンスイッチ１は、照射範囲及び受光範囲を限定することにより、対象物の検出領域を設定する。具体的には、押しボタン１０の前面近傍が検出領域から外れ、また、押しボタン１０から所定距離以上離れると、検出領域から外れるように設定する。更に、正面方向に対して直交する上下左右方向も検出領域が狭くなっている。押しボタン１０の表面を含む前面近傍が検出領域から外れていることにより、例えば、触覚にて押しボタン１０の位置を認識する視覚障害者等の人の操作に対して、誤検出を防止することが可能である。押しボタン１０から所定距離以上離れると検出領域から外れることにより、接近していない対象物に反応した誤検出を防止することが可能である。本願記載の押しボタンスイッチ１は、上下左右方向の検出領域を狭めることにより、他の押しボタン１０に接近する指に反応する等の誤検出を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。

更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の縁部の外側に発光位置及び受光位置を配置する。これにより、本願記載の押しボタンスイッチ１は、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがないため、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。

更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対象の中心と一致させるように設計することにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる等、優れた効果を奏する。

更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、筒状をなす発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃの内側に突出する突出部１３４ｄが形成することにより、検出領域の設定精度を高めることが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、以上説明したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態に展開することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

例えば、前記実施形態では、エレベータの操作用スイッチとして適用する形態を示したが、本発明はこれに限るものではなく、エレベータの操作用スイッチ以外の押しボタンスイッチ１、例えば、産業用ロボットの操作用スイッチ等の様々な押しボタンスイッチ１として適用することが可能である。

１ 押しボタンスイッチ
１０ 押しボタン
１００ 表記部
１１ 筐体
１２ 機械接点機構
１２０ 可動接点
１２１ 固定接点
１２２ 付勢部材
１３ 非接触接点機構
１３０ 発光素子
１３１ 受光素子
１３２ 発光レンズ
１３３ 受光レンズ
１３４ 光路部材
１３４ａ 遮光部
１３４ｂ 発光光路
１３４ｃ 受光光路
１３４ｄ 突出部
１３５ 制御部

Claims (8)

1. 押込可能な押しボタン、前記押しボタンに連動する可動接点、及び前記可動接点の動作により前記可動接点が接離する固定接点を備える押しボタンスイッチであって、
   光を発する発光素子と、
   光を検出する受光素子と
   を備え、
   前記発光素子から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び前記受光素子が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で、前記押しボタンの縁部の外側に配置されており、
   前記受光素子は、前記発光素子から発せられた光が、前記押しボタンの押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されている
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
2. 請求項１に記載の押しボタンスイッチであって、
   押込方法を視る視点で、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、前記押しボタン上に位置する
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
3. 請求項２に記載の押しボタンスイッチであって、
   押込方向を視る視点での、前記押しボタンの外縁の形状は回転対称であり、
   前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致する
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
   前記発光素子から発せられた光を通す発光光路と、
   前記発光位置に配置され、前記発光光路を通った光を屈折させる発光レンズと、
   前記受光素子が検出する光を通す受光光路と、
   前記受光位置に配置され、外部からの光を屈折させて前記受光光路を通す受光レンズと
   を備えることを特徴とする押しボタンスイッチ。
5. 請求項４に記載の押しボタンスイッチであって、
   前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側又は入射側に、光を屈折させる屈折面が形成されている
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
6. 請求項４に記載の押しボタンスイッチであって、
   前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側及び入射側の両面に、光を屈折させる屈折面が形成されている
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
7. 請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
   前記発光光路及び前記受光光路のうち少なくとも一方は、内側に突出する突出部が形成された筒状をなす
   ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
   前記発光素子を所定の発光パターンで発光させる手段と、
   前記受光素子が検出した光の受光パターンを、前記発光パターンと比較する手段と、
   前記受光パターンが、前記発光パターンと合致した場合に、前記発光素子から発した光の反射光を検出したと判定する手段と
   を備えることを特徴とする押しボタンスイッチ。

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