JP4137464B2

JP4137464B2 - スイッチ操作部支持機構

Info

Publication number: JP4137464B2
Application number: JP2002039944A
Authority: JP
Inventors: 拓哉蔭山
Original assignee: クロイ電機株式会社
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003242861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、操作者の手指による押圧操作を電気製品に対する設定信号の切換や電源ラインのオン／オフ等を行うスイッチに伝達するスイッチ操作部支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、調光照明器具に対して光量の設定入力や電源のオン／オフを行う際の操作方法として、従来より、ボリューム摘みを回転させるものや直線方向にスライドさせるようにしたものがある。ところが、手指を用いてボリューム摘み等の操作部材を回転させたりスライドさせたりする作業は操作者にとって煩雑で、操作性が悪い。また、内部にカム機構等を備えたタンブラースイッチを用いると、取付に比較的大きなスペースが必要になり、取付スペースが狭小な壁面等に使用することができない。
【０００３】
そこで、電気製品に対する設定内容の変更や電源のオン／オフを受け付けるスイッチとしてプッシュ型スイッチを備え、操作者の手指による押圧操作をプッシュ型スイッチの動作部に伝達するスイッチ操作部材を用いることが考えられる。例えば、調光照明器具の光量の設定入力については、光量の増加及び減少の指示入力を受け付ける２個のスイッチを備え、それぞれのスイッチの押圧操作回数及び連続押圧操作時間に応じて、光量を増減する。また、電源のオン／オフの指示入力については、接点のオン状態を保持することができる自己保持型のスイッチ、又は、非自己保持型のスイッチをそのオン／オフ状態を保持する機構とともに備え、押圧操作される毎にスイッチのオン状態又はオフ状態を交互に保持する。
【０００４】
このように、スイッチに押圧操作を伝達するためのスイッチ操作部として最も単純な構成は、操作者の手指によって押圧される操作部を樹脂平板内に片持ち支持して形成することによって得られる。このように構成すると、押圧操作によって樹脂平板の背面側に移動した操作部を、押圧力が解除された後に樹脂平板の弾性力によって樹脂平板の前面側に復帰させることができ、操作部を介してスイッチを繰り返し押圧操作することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂平板内に形成した操作部を単一の支持部材によって片持ち支持すると、樹脂平板の面方向（操作部の押圧操作方向に直交する方向）における支持部材の幅によって支持部材の強度が大きく変化し、操作部の操作力を適切にするための支持部材の幅の決定が困難になる問題がある。即ち、支持部の幅を大きくすると操作部の繰り返し操作に耐えうる十分な強度を得ることはできるが、スイッチの動作を切り換えるための操作部の操作力も大きくなり、操作性が低下する。逆に、支持部材の幅を小さくするとスイッチの動作を切り換えるための操作力は小さくなるが、支持部材の強度が不足し、特に、スイッチの動作を切り換えるために必要な操作部の変位量が大きくなると、操作部が繰り返し操作された際に比較的早期に破断を生じる。また、支持部材の幅が小さくなると、押圧時に操作部が支持部材を中心として傾きを生じ易く、スイッチの動作を円滑に切り換えることができなくなるだけでなく、支持部材に捩じりモーメントが作用して支持部材の破断が助長される。
【０００６】
この発明の目的は、樹脂平板内に形成した操作部を２つの支持部材によって片持ち支持することにより、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができるスイッチ操作部支持機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、この発明は、以下の構成を備えている。
【０００８】
（１）請求項１に記載した発明は、スイッチの前面側に配置された樹脂製平板からなる支持体内に、支持体内の１箇所から支持体の平板面方向に延出した支持部材であって延出方向の中間部で且つ延出方向に直交する方向の中央部に長手方向を前記延出方向に直交する方向に平行にした矩形の孔部を有する支持部材によって片持ち支持された操作部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、樹脂製平板の支持体内に形成された操作部が樹脂製平板からなる１つの支持部材であって、延出方向に直交する方向の中央部に孔部を形成した支持部材によって支持される。したがって、操作部の押圧操作方向の変位が孔部によって構造上２つに分割された単一の支持部材によって支持され、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力が過大になることなく支持部材に十分な強度が与えられるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことがない。
【００１２】
（２）前記支持体内に、前記操作部が押圧操作された際に前記操作部の自由端の背面側が当接するストッパを形成したことを特徴とする。
この構成においては、押圧操作された際の操作部の変位量がストッパとの当接によって規定される。
（３）前記孔部は、操作部から押圧操作が伝達されるスイッチの状態に応じて点灯する光源に対向することを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、スイッチの状態に応じて点灯する光源が、支持部材に形成された孔部を介して支持体の前面側から視認される。したがって、支持部材を構造上２分割に構成するための孔部を用いて、スイッチの状態が表示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係るスイッチ操作部支持機構を適用したスイッチボックスの組立図である。また、図２は、同スイッチボックスを収納したスイッチの正面図である。図１において、各部品は前面側を上方にし、背面側を下方にして配置されている。この実施形態に係るスイッチボックス１０は、図２に示すように、建築物の壁面に密着して配置されるスイッチプレート２０における開口部２１の長手方向の長さを単位モジュールとして、２／３モジュール内に収納される調光機能を備えた照明器具（以下、調光照明器具という。）用のスイッチボックスである。なお、スイッチプレート２０の残る１／３モジュールには、別の電気製品のためのスイッチボックス９０が収納される。
【００１５】
このように、単一のスイッチモジュール内に複数のスイッチボックスを収納するのは、単一の室内において、複数の照明器具が配置される場合や照明器具が換気扇等の他の電気製品とともに設置される場合に、これら複数の電気製品をオン／オフするスイッチを壁面の１箇所に集中配置することにより、操作性の向上を図るためである。
【００１６】
また、スイッチボックス１０は、壁面に固定される取付板３０に形成された開口部３１から３個の操作ボタン１１〜１３が形成された補助プレート１の前面側を露出した状態で取付板３０の背面側に取り付けられ、壁面の内部に収納される。補助プレート１はこの発明の支持体である。スイッチプレート２０は、開口部２１の位置を開口部３１に一致させた状態で飾りプレート４０を挟んで取付板３０の前面に嵌着する。飾りプレート４０には、操作ボタン１１〜１３に対向する位置に孔部４１〜４３が形成されている。したがって、取付板３０の開口部３１から露出した補助プレート１の操作ボタン１１〜１３は、カバープレート２０の開口部２１内において飾りプレート４０の孔部４１〜４３から壁面の外部に露出する。これによって、操作者が補助プレート１の前面部分に形成された３個の操作ボタン１１〜１３を押圧操作することができる。
【００１７】
スイッチボックス１０は、上述の補助プレート１の背面に取り付けられるケース２内に、制御用プリント基板３及び電源用プリント基板４を端子金具５０、絶縁シート５１、端子押え板５２、放熱板５３等の他の部品とともに収納している。制御用プリント基板３には、プッシュスイッチ６１ａ，６１ｂ及びＬＥＤ６２ａ〜６２ｅが、図示しないＩＣ等の電子部品とともに実装されている。電源用プリント基板４には、マイクロスイッチ６、ロックスイッチ７及びネオン管７５が前面側に、チョークコイル７１、コンデンサ７２，７３及びトライアック７４が背面側に、それぞれ図示しない他の電子部品とともに実装されている。
【００１８】
制御用プリント基板３に構成された制御回路は、プッシュスイッチ６１ａ又は６１ｂの操作に応じてトライアック７４を介して調光照明器具に供給する電力量を増加又は減少させて調光照明器具の光量を増減変化させるとともに、調光照明器具に供給している電力量をＬＥＤ６２ａ〜６２ｅの点灯数によって表示する。制御用プリント基板３に実装されたプッシュスイッチ６１ａ及び６１ｂの上面には、保持プレート１に形成された操作ボタン１１及び１２のそれぞれの背面が当接する。してたがって、操作ボタン１１又は１２を操作することにより、調光照明器具の光量が増減変化する。
【００１９】
また、補助プレート１においてＬＥＤ６２ａ〜６２ｅの上面に対向する位置には透光性のＬＥＤカバー１４が配置されており、さらに、飾りプレート４０においてＬＥＤカバー１４に対向する位置に孔部４４が形成されている。これによって、調光照明器具に対する電力供給量に応じたＬＥＤ６２ａ〜６２ｅの点灯状態が、ＬＥＤカバー１４を介して飾りプレート４０の前面から視認される。
【００２０】
電源用プリント基板４の前面に構成されたマイクロスイッチ６を含む主電源回路は、調光照明器具に対する電源ラインをオン／オフする。また、電源用プリント基板４の背面に構成されたチョークコイル７１及びコンデンサ７２，７３を含む整流回路は、商用交流電源を直流電源に整流して制御用プリント基板３に供給する。マイクロスイッチ６は、オン／オフ状態を固定的に保持することができない非自己保持型のマイクロスイッチである。この発明の光源であるネオン管７５は、マイクロスイッチ６の操作により、又は、３路配線された他のスイッチの操作により、調光照明器具の電源がオフされた際に点灯し、オンされた際に消灯する。
【００２１】
比較的大型の部品であるチョークコイル７１及びコンデンサ７２，７３が実装される電源用プリント基板４の背面には、トライアック７４を保持する放熱板５３が装着される。また、電源用プリント基板４の背面には、３路配線を実現するために設けられた３組の端子部品５０のそれぞれに接続される図示しないコネクタが備えられる。これらのことから、ケース２内には、電源用プリント基板４の背面側に前後方向の比較的広いスペースが必要となる。
【００２２】
また、スイッチボックス１は、２／３モジュール内に収納する必要があるため、ケース２内において制御用プリント基板３及び電源用プリント基板４を基板面方向に並べて配置することはできず、制御用プリント基板３は電源用プリント基板４の前面側に所定の間隔を設けて積層した状態で配置されている。ここで、制御用プリント基板３を電源用プリント基板４の前面側に配置しているのは、制御用プリント基板３に実装されたプッシュスイッチ６１ａ及び６１ｂを補助プレート１に形成された操作ボタン１１及び１２に近接して対向させるためである。
【００２３】
したがって、電源用プリント基板４の前面側には制御用プリント基板３が位置しており、電源用プリント基板４の前面において調光照明器具の電源をオン／オフするマイクロスイッチ６を配置するために残されたスペースは僅かである。一方、調光照明器具に供給すべき最大の電力量は、調光機能を備えていない照明器具に比較して大きくなる場合が多く、一例として最大で５００Ｗの電力を供給する必要がある場合には、マイクロスイッチ６は少なくとも５Ａの接点容量を備えている必要がある。
【００２４】
また、調光照明器具の電源をオン／オフする場合の操作性を考慮すると、操作部材を回転させたりスライドさせる操作よりも、押圧操作の繰り返しによってオン状態とオフ状態とを順次切り換えることが望ましいことから、このスイッチボックス１０では、補助プレート１に形成されたもう一つの操作ボタン１３の押圧操作によって調光照明器具の電源をオン／オフするようにしている。このため、調光照明器具の電源をオン／オフすべく電源用プリント基板４に実装されたマイクロスイッチ６は、補助プレート１の操作ボタン１３が押圧操作される毎にオン状態とオフ状態とを交互に保持する必要がある。
【００２５】
この場合に、オン状態とオフ状態とを交互に保持する機能を備えた５Ａの接点容量の既存の自己保持型のマイクロスイッチは、電源用プリント基板４に残されたマイクロスイッチ６の配置スペースに比較して大きいため、使用することができない。また、制御用プリント基板３の面積を十分に小さくすることができたとしても、５Ａの接点容量の既存の自己保持型のマイクロスイッチは、前後方向にも長く、ケース２の奥行きが増加して壁面内に収納できなくなる。
【００２６】
そこで、この実施形態に係るスイッチボックス１０では、電源用プリント基板４の前面に、自己保持型のマイクロスイッチに比較して十分に小さい既存の非自己保持型のマイクロスイッチ６を実装するとともに、このマイクロスイッチ６に並設してロックスイッチ７を実装し、ロックスイッチ７のロック軸７ａの上端部に操作ボタン１３の背面に当接し、かつ、マイクロスイッチ６のレバー部６ａの上面に当接する延出部９ａを形成したアダプタ９を係止した。なお、アダプタ９は、電源用プリント基板４の上面に装着されるホルダ８によって前後方向の移動範囲を規定されている。
【００２７】
ロックスイッチ７は、ロック軸７ａをその軸方向に移動自在にして備えた市販品であり、ロック軸７ａを軸方向に繰り返し押圧操作すると、その押圧操作毎にロック軸７ａは押圧操作方向（軸方向）の２位置のそれぞれに交互に停止する。ロックスイッチ７は、ロック軸の押圧操作方向（軸方向）がマイクロスイッチ６のレバー部６ａの移動方向に平行になるようにして、マイクロスイッチ６に並設されている。このため、ロックスイッチ７におけるロック軸７ａの移動方向、及び、マイクロスイッチ６におけるレバー部６ａの移動方向は、スイッチボックス１０の前後方向、即ち、補助プレート１における操作ボタン１３の押圧操作方向に一致する。
【００２８】
したがって、補助プレート１に形成された操作ボタン１３の押圧操作はアダプタ９を介してロックスイッチ７のロック軸７ａに伝達され、操作ボタン１３が押圧操作される毎にアダプタ９はロックスイッチ７のロック軸７ａとともに操作ボタン１３の押圧操作方向（スイッチボックス１０の前後方向）の２位置のそれぞれに交互に停止し、このアダプタ９の変位が延出部９ａからマイクロスイッチ６のレバー部６ａに伝達される。
【００２９】
図３（Ａ）は上記スイッチ操作部支持機構の構成を示す正面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ部の断面図である。この実施形態に係るスイッチ操作部材は、この発明の支持体に相当する補助プレート１内に、この発明の操作部に相当する操作ボタン１１〜１３を形成したものである。補助プレート１は樹脂成形によって形成されており、この発明の樹脂製平板としての前面部１ａを備えている。操作ボタン１１〜１３は、この前面部１ａにおいて、略コの字型の切欠き１１ａ〜１３ａの内側に、正面から見て略矩形に形成されている。
【００３０】
操作ボタン１１〜１３の一方の短辺には、補助プレート１の前面部１ａ内の一部から延出した支持部材である支持部１５〜１７が連続している。この支持部１５〜１７のそれぞれは、互いに平行で、かつ、切欠き１１ａ〜１３ａの端部に連続する２本の切欠き１５ａ〜１７ａ及び１５ｂ〜１７ｂによって形成されている。これによって、各操作ボタン１１〜１３は、支持部１５〜１７のそれぞれを介して、一方の短辺のみにおいて補助プレート１の前面部１ａに連続している。
【００３１】
補助プレート１の内部において、各切欠き１１ａ〜１３ａにおける短辺の背面側には、ストッパ１ｂが形成されている。このストッパ１ｂは、後述する操作ボタン１３の押圧操作時に、操作ボタン１３の背面側に当接して操作ボタン１３の変位量を規定する。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、各操作ボタン１１〜１３は背面側において開放した凹状体であり、各操作ボタン１１〜１３の背面の周囲４辺には側面が存在している。したがって、各操作ボタン１１〜１３は、前面側から押圧された際にも背面側に容易に変形することがない。
【００３３】
また、各支持部１５〜１７において、操作ボタン１１〜１３のそれぞれに対する延出方向の中間部であって、切欠き１５ａ〜１７ａ及び１５ｂ〜１７ｂに直交する方向の中央部には、長手方向を切欠き１５ａ〜１７ａ及び１５ｂ〜１７ｂに直交する方向にした矩形の孔部１５ｃ〜１７ｃが形成されている。これによって、各支持部１５〜１７は、延出方向の中間部において孔部１５ｃ〜１７ｃを挟んで上下二分割に構成されている。したがって、操作ボタン１１〜１３のそれぞれは、矩形形状の一辺の２箇所において支持体１５〜１７によって片持ち支持されていることになる。
【００３４】
なお、補助プレート１の前面部１ａには、操作ボタン１１〜１５及び支持部１５〜１７の他に、長手方向を上下方向にした開口部１８が形成されている。この開口部１８には、背面において前述のＬＥＤカバー１４に対向する透明カバー１９が補助プレート１の背面側から嵌入する。また、透明カバー１９には、背面において前述のネオン管７４に対向する延出部１９ａが形成されており、この延出部１９ａの前面側がレバー部１７の孔部１７ｃに背面側から嵌入する。前述の飾りプレート４０には、孔部１７ｃに対向する位置に窓部４５が形成されており、ネオン管７４の点灯状態によって調光照明器具の電源のオン／オフ状態が延出部１９ａを介して窓部４５においてスイッチの前面側から視認される。
【００３５】
図４は、上記補助プレートの動作状態を説明する断面図である。なお、同図は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ部の断面図であり、以下においては、操作ボタン１３についての動作状態を説明するが、残る操作ボタン１２及び１３も同様に動作する。補助プレート１の前面部１ａに形成された操作ボタン１３が前面側から押圧された際には、前述のように凹状体を呈する操作ボタン１３には変形を生じず、操作ボタン１３に加わえられた押圧力は平板状の支持部１７に背面側への変形を生じさせるように作用する。これによって、図４に示すように、操作ボタン１３は押圧される前と同一の形状を保ったまま支持部１７の変形によってストッパ１ｂに当接するまで背面側に変位し、アダプタ９を介してロックスイッチ７のロック軸７ａ及びマイクロスイッチ６のレバー部６ａを背面側に押圧する。
【００３６】
このとき、支持部１７の延出方向について、孔部１７ｃが形成された支持部１７の中間部では、延出方向に直交する方向の断面積が孔部１７ｃによって減少していることから、最も大きい変形を生じる。これに対して、支持部１７における延出方向の両端部では、孔部１７ｃが形成されていないため、十分な強度が確保される。これによって、操作ボタン１３を前面側から押圧した場合に、支持部１７の変形によって操作ボタン１３を背面側に変位させることができるとともに、支持部１７における延出方向の両端部において十分な強度を確保しつつ、断面積が減少した延出方向の中間部において大きく変形させることができ、操作ボタン１３の変位量としてアダプタ９を介してマイクロスイッチ６のレバー部６ａを背面側に変位させることができる程度の大きさを確保できる。
【００３７】
また、操作ボタン１３は、支持部１７が孔部１７ｃによって２分割に構成されていることから一辺の２箇所において支持されているとともに、この一辺は支持部１７の延出方向に直交する方向、即ち、支持部１７の変形の軸方向に平行である。したがって、操作ボタン１３は、支持部１７の変形により背面側に変位する際に、支持部１７の変形の軸方向に平行な２箇所で支持されていることになり、操作ボタン１３が支持部１７の延出方向を中心として傾くことがない。これによって、操作ボタン１３の押圧操作によってマイクロスイッチ６を正確にオン／オフすることができるとともに、支持部１７に捩じりモーメントが作用することがなく、支持部１７自体が十分な強度を備えていることと相まって操作ボタン１３の押圧操作の繰り返しによる支持部１７の破断を防止することができる。
【００３８】
例えば、同一材料によって単一の支持部によって操作ボタンを片持ち支持した構成では、押圧操作を１６０００回繰り返した時点で支持部に破断を生じた。これに対して、上記実施形態に係るスイッチ操作部支持機構では、操作ボタン１１〜１３の押圧操作を２４０００回繰り返しても支持部１５〜１７が破断することはなかった。一方、押圧操作を２４０００回繰り返しても破断することのない単一の支持部によって操作ボタンを片持ち支持した場合には、支持部の変形に大きな操作力が必要になり、操作ボタンの操作性が劣化した。これらのことから、上記実施形態に係るスイッチ操作部支持機構の支持部１５〜１７が、操作ボタン１３の軽快な操作性を確保しつつ十分な強度を備えていることが判る。
【００３９】
なお、上記の実施形態では、この発明を２／３モジュール内に収納される３路配線に対応しうる調光照明器具に用いられるスイッチボックスに適用した場合を例にあげて説明したが、他の電気製品に用いられるスイッチボックスにおいてもこの発明を同様に実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４１】
（１）樹脂製平板の支持体内に形成した操作部を樹脂製平板からなる２つの支持部材によって片持ち支持することにより、操作部の押圧操作方向の変位を２つの支持部材によって支持することができ、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力が過大になることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時における操作部の傾きを防止することができる。これによって、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができる。
【００４２】
（２）樹脂製平板の支持体内に形成した操作部を樹脂製平板からなる１つの支持部材であって、延出方向に直交する方向の中央部に孔部を形成した支持部材によって支持することにより、操作部の押圧操作方向の変位を孔部によって構造上２つに分割された単一の支持部材によって支持することができ、操作部の変位量が比較的大きい場合でも操作力を過大にすることなく支持部材に十分な強度を与えることができるとともに、押圧操作時に操作部が傾くことを防止でき、操作性を低下させることなく、支持部材の破断を防止することができる。
【００４３】
（３）スイッチの状態に応じて点灯する光源を、支持部材に形成した孔部を介して支持体の前面側から視認できるようにすることにより、支持部材を構造上２分割に構成するための孔部を用いて、スイッチの状態を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るスイッチ操作部支持機構を適用したスイッチボックスの組立図である。
【図２】同スイッチボックスを収納したスイッチの正面図である。
【図３】上記スイッチ操作部支持機構の構成を示す正面図及び断面図である。
【図４】上記スイッチ操作部支持機構における操作ボタン及び支持部の動作を説明する断面図である。
【符号の説明】
１−補助プレート（支持体）
２−ケース
６−マイクロスイッチ
６ａ−レバー部
１０−スイッチボックス
１１〜１３−操作ボタン（操作部）
１５〜１７−支持部（支持部材）
１５ｃ〜１７ｃ−孔部
７５−ネオン管（光源）

Claims

スイッチの前面側に配置された樹脂製平板からなる支持体内に、支持体内の１箇所から支持体の平板面方向に延出した支持部材であって延出方向の中間部で且つ延出方向に直交する方向の中央部に長手方向を前記延出方向に直交する方向に平行にした矩形の孔部を有する支持部材によって片持ち支持された操作部を形成したことを特徴とするスイッチ操作部支持機構。
前記支持体内に、前記操作部が押圧操作された際に前記操作部の自由端の背面側が当接するストッパを形成したことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ操作部支持機構。
前記孔部は、操作部から押圧操作が伝達されるスイッチの状態に応じて点灯する光源に対向することを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ操作部支持機構。