(57)【要約】【課題】簡単な機構で、かつ、複雑な制御手段も要せずに、ローラが正確な直線運動を行ないながら、キーを順次に押下することのできるキー順次押下装置およびキー順次押下方法を提供する【解決手段】ローラ７の最下端を、キー３１が押し込まれた状態でのキー３１の上面の高さと同じ高さになるように設定する。空気供給口４Ａから圧縮空気を送り込むことによってアーム２が繰り出され、ローラ７は、キーボード３０の左端から右端に向けてキー３１を順次に押下していき、逆に、空気供給口４Ｂから圧縮空気を送り込むことによって，ローラ７は、キーボード３０の右端から左端に向けてキー３１を順次に押下していく。【選択図】　　　　図２
2004102383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１列または複数列に並ぶキーを順次押下するキー順次押下装置であって、直進往復運動可能なアームと、前記アームを直進往復運動させる駆動源と、前記アームの先端に固定されたローラとを有し、前記ローラの車軸が前記アームの直進往復運動方向と直交するように配置されていることを特徴とするキー順次押下装置。
【請求項２】
前記駆動源が、空気圧を利用していることを特徴とする請求項１に記載のキー順次押下装置。
【請求項３】
前記ローラにより前記キーが押下される際の前記キーの押し下げ量を調節する押し下げ量調節手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のキー順次押下装置。
【請求項４】
前記アームの直進往復運動方向と直交する方向に前記アームを移動させる移動手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のキー順次押下装置。
【請求項５】
前記ローラが前記キーを押下する際の押圧力を調節する押圧力調節手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のキー順次押下装置。
【請求項６】
前記押圧力調節手段がばねを有していることを特徴とする請求項５に記載のキー順次押下装置。
【請求項７】
直進往復運動可能なアームと、前記アームを直進往復運動させる駆動源と、前記アームの先端に固定された押下部材とを有するキー順次押下装置で１列または複数列に並ぶ複数のキーを順次押下するキー順次押下方法であって、前記押下部材でキーを押下したままの状態で、任意の１列または複数列のキーの並ぶ方向に前記アームを直進させて、該任意の１列または複数列のキーを順次押下するキー順次押下方法。
【請求項８】
前記押下部材が、ローラであることを特徴とする請求項７に記載のキー順次押下方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータのキーボード等のキーを順次押下するキー順次押下装置およびキー順次押下方法に関し、特に押下部材をキーに押しつけ、キーの配置に沿って押下部材を一方向に移動させることによりキーを順次押下するキー順次押下装置およびキー順次押下方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータのキーボードの打鍵試験のように、一列に並ぶ複数のキーを順次押下する押下手段として、空気圧等で動作する押下ピンによりキーを押下し、キーの並ぶ方向に押下ピンを順次送る動作を繰り返す方式があるが、この方式には次のような問題があった。第１の問題は、多数並ぶキー上を押下ピンを移動させながら１キー毎に上下させてキーを押下させる機構およびその制御手段が必要となることである。第２の問題は、そのような押下運動を高速化させるためには、大きな駆動力をもった移動機構やそれを支える剛性の高い架台が必要となり、従って、装置が大型化するということである。
【０００３】
このような問題を解決するために、キーを押下する押下部材としてローラを用いたキー順次押下装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図５は、この従来のキー順次押下装置の斜視図である。図５に示すように、キーボード８０に対向してロボット５１が配置されており、ローラ５７が、その回転方向（進行方向）がロボットアーム５２の延びている方向に対して直交するように、ロボットアーム５２に固定されている。ローラ５７が例えばキーボード８０の右端のキーを押下した状態で、ロボットアーム５２がロボット５１の中心軸５１ａを中心として右から左に回転すると、ローラ５７は、何ら上下運動を行なうことなく、キーボード１の右から左に移動し、キー８１を順次に押下していくことが可能である。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−１５８８４２号公報　（第６−８頁、第１図、第２図）
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
上述の従来例においては、ローラ５７は、ロボットアーム５２がロボット５１の中心軸５１ａを中心として回転するにつれて、キーボード８０上を直線的に移動するのではなく、円弧を描いて移動することになる。キーボード８０は有限の幅を持っているから、キーボード８０の右端においてローラ５７がキー８１の中心を通るように設定されたとしても、キーボード８０の中央部においては、ローラ５７はキー８１の中心よりも上側を押すことになり、押下信号が正しく送られないこともある。また、極端な場合には、ローラ５７が１列上の並びのキーを押してしまうこともあり得る。
【０００６】
こうした問題が発生するのを避けるためには、ロボットアーム５２がロボット５１の中心軸５１ａを中心として回転すると同時に、ローラ５７が走査するキー列の並ぶ方向に直交する方向への変位を補正するように、ロボットアーム５２を伸縮させればよい。しかし、その場合には、ロボットアーム５２に回転運動を与える機構と伸縮運動を与える機構とが必要となり、機構が複雑になるとともに、それらの運動を制御する制御手段も必要となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な機構で、かつ、複雑な制御手段も要せずに、ローラが正確な直線運動を行ないながら、キーを順次に押下することのできるキー順次押下装置およびキー順次押下方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、１列または複数列に並ぶキーを順次押下するキー順次押下装置であって、直進往復運動可能なアームと、前記アームを直進往復運動させる駆動源と、前記アームの先端に固定されたローラとを有し、前記ローラの車軸が前記アームの直進往復運動方向と直交するように配置されていることを特徴とするキー順次押下装置、が提供される。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明によれば、直進往復運動可能なアームと、前記アームを直進往復運動させる駆動源と、前記アームの先端に固定された押下部材とを有するキー順次押下装置で１列または複数列に並ぶキーを順次押下するキー順次押下方法であって、前記押下部でキーを押下したままの状態で、任意のキー列の並ぶ方向に前記アームを直進させて、該キー列のキーを順次押下するキー順次押下方法、が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明のキー順次押下装置の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の矢印Ｂから見た側面図である。図１に示すように、本発明のキー順次押下装置は、エアシリンダ１、エアシリンダ１の内壁を滑らかに摺動するピストン３、ピストン３と連動するアーム２、アーム２に固定されたローラ支持部５、ローラ支持部５に支持された円盤状のローラ７を有している。エアシリンダ１の底面１ａには、設置床面からのエアシリンダ１の高さを調節する高さ調節手段（図示せず）が設けられており、この高さ調節手段でエアシリンダ１の高さを調節することによって、ローラ７の高さが調節される。
【００１１】
エアシリンダ１の空気供給口４Ａからエアシリンダ１内に圧縮空気を送り込むと、送り込まれた圧縮空気がピストン３を押し、アーム２が、エアシリンダ１から紙面右方に繰り出されていく。逆に、空気供給口４Ｂから圧縮空気を送り込むと、アーム２は、エアシリンダ１内に引き込まれていく。エアシリンダ１のアーム２の出口部は、すべり軸受けを形成している。アーム２の右端には、ローラ支持部５が固定されている。ローラ支持部５は、ローラ車軸６を介してローラ７を回転自在に支持している。このとき、ローラ７の軌跡とアーム２の繰り出される方向とが平行になるように、即ち、ローラ車軸６がアーム２の繰り出される方向に直交して配置されるように、ローラ支持部５がアーム２に固定されている。
【００１２】
図２は、本発明のキー順次押下装置のキー順次押下動作を説明するための断面図である。図２において、図１に示した部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。アーム２の繰り出される方向に複数のキー３１が並ぶように、キーボード３０が設置されている。
【００１３】
ローラ７の最下端が、キー３１が押し込まれた状態でのキー３１の上面の高さと同じ高さになるように、上述の高さ調節手段を用いてエアシリンダ１の高さが調節される。空気供給口４Ａから圧縮空気を送り込むことによってアーム２が繰り出され、ローラ７は、キーボード３０の左端から右端に向けてキー３１を順次に押下していき、逆に、空気供給口４Ｂから圧縮空気を送り込むことによって，ローラ７は、キーボード３０の右端から左端に向けてキー３１を順次に押下していく。
【００１４】
ローラ７が１つのキーの押下状態から隣のキーの押下状態に移るときに、キーに水平方向への偏荷重がかかるが、ローラ７が回転しているため、その偏荷重は回転していない場合よりも小さくなる。また、水平方向への偏荷重をできるだけ小さくするためには、ローラ７の半径を、キー３１が押し込まれる深さに比して十分大きくすることが望ましい。ただし、キー３１を１個ずつ押下したい場合には、ローラ７の半径は、キー３１を１個ずつ押下できる範囲に限定される。
【００１５】
以上説明したように、本発明のキー順次押下装置は、エアシリンダ内に圧縮空気を送り込むだけで、アームが直線的に繰り出される方向あるいは引き込まれる方向にローラが移動していくという単純な構成でありながら、また、複雑な制御も必要とせずに、１並びのキーを確実に順次押下していくことが可能である。また、ローラを移動させながら１キー毎に上下させてキーを押下させる機構や制御手段も必要ではなく、したがって、動作の高速化が可能になる。
【００１６】
〔実施例１〕
図３は、本発明の実施例１に係るキー順次押下装置の平面図である。図３において、図１、図２に示した部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施例が図１に示した実施の形態と異なる点は、エアシリンダ１が、パルスモータ２１によって駆動されるベルト２２と、ガイド２６が貫通しているすべり軸受け２７とに固定されているという点である。エアシリンダ１から突き出ているアーム部およびそれに固定されているローラ部を除いた部分は、１つの筐体（図示せず）内に格納されている。筐体の外側の底面には、キー順次押下装置全体の床面からの高さを調節する高さ調節手段が取り付けられている。ローラ７は、アーム２の横に引き出されているが、図１に示す実施の形態と同様に、アーム２の真下になるように取り付けられてもよい。
【００１７】
ベルト２２は、その両端でベルト車２３Ａ、２３Ｂに接している。ベルト車２３Ａの中心には、横断面が半円形や楕円形等の円形以外の形状をした貫通孔が形成されている。その貫通孔にパルスモータ２１の回転シャフト２４が嵌合されている。パルスモータ２１の回転シャフト２４は、ベルト車２３Ａの中心の貫通孔に嵌合するように加工されている。パルスモータ２１に通電することによって、ベルト車２３Ａが回転し、ベルト車２３Ａに連動してベルト２２も回転する。ベルト車２３Ｂは、回転自在にベルト車軸２５に取り付けられている。パルスモータ２１とベルト車軸２５とは、ベルト２２に弛みが生じないように、筐体に固定されている。ベルト２２とベルト車２３Ａとのすべりを最小限にするために、ベルト２２にＶベルトや溝付きベルトを用いることが可能である。すべり軸受け２７は、ガイド２６に沿って紙面上下方向に滑らかに移動可能である。ベルト２２およびすべり軸受け２７に固定されたエアシリンダ１は、パルスモータ２１への通電によって、ガイド２６を案内として紙面上下方向の任意の位置に移動し、停止することが可能である。
【００１８】
次に本実施例に係るキー順次押下装置によるキー順次押下方法を説明する。まず、アーム２の繰り出される方向にキーボード３０を配置する。キーボード３０には、紙面上下方向の複数列に渡って、複数のキー３１が紙面左右方向に直線状に配置されている。次に、ステップモータを駆動し、空気供給口４Ａまたは４Ｂに圧縮空気を送り込むことによって、ローラ７を、紙面最下列の左端のキー３１の上方の空間に配置させる。次に、筐体の底面に取り付けた高さ調節手段を用いてキー順次押下装置の高さを下げ、ローラ７に紙面最下列の左端のキー３１を押下させる。次いで、空気供給口４Ａに圧縮空気を送り込んでアーム２を繰り出させ、ローラ７で最下列のキー３１を左端から右端まで順次押下していく。その後、パルスモータ２１に通電して、エアシリンダ１を紙面上方に移動させ、ローラ７に紙面下から２列目の右端のキー３１を押下させる。次に、空気供給口４Ｂに圧縮空気を送り込んでアーム２をエアシリンダ１に引き込ませ、ローラ７で紙面下から２列目のキー３１を右端から左端まで順次押下していく。次いで、パルスモータ２１に通電して、ローラ７に紙面下から３列目の左端のキー３１を押下させた後、空気供給口４Ａに圧縮空気を送り込んで、ローラ７で紙面下から３列目のキー３１を左端から右端まで順次押下していく。以上の過程を繰り返すことによって、キーボード３０上の全てのキーを順次押下することが可能である。最下列の左端のキーから押下を開始しなくても、任意の列の任意のキーからそれと別の任意の列の任意のキーまで押下を行ってもよいし、紙面上方から下方に向って押下を行ってもよいし、また、任意の数の列毎に押下を行なってもよいことはいうまでもない。その際には、アーム２の繰り出し量を調整するための調整手段が備えられる。
本実施例によれば、複数列存在するキーを順次押下することが可能である。
【００１９】
〔実施例２〕
図４は、本発明の実施例２に係るキー順次押下装置の一部の正面図である。図３において、図１に示した部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施例が図１に示した実施の形態と異なる点は、ローラ支持部が上下スライドガイドとバネとを介してアームに固定されているという点である。
【００２０】
図４に示すように、アーム２の先端に、上下スライドガイド支持部１１が固定されている。上下スライドガイド支持部１１には、その上面から下面に達する複数（本実施例においては２個）の貫通孔が形成されており、各貫通孔にそれぞれ１本の上下スライドガイド８が貫通している。上下スライドガイド支持部１１の下面には、ばね９の１端が固定されている。ばね９の他端および上下スライドガイド８の１端が、支持プレート１０に固定されている。上下スライドガイド８の他端領域は雄ねじ（図示せず）になっており、上下スライドガイド８が上下スライドガイド支持部１１の貫通孔から抜脱しないように、この雄ねじ領域に雌めじ１２が螺合されている。上下スライドガイド８の雌めじ１２の直上および直下の部分には紙面左右方向に貫通する小径の孔が設けられ、それらの孔にピン１３が差し込まれており、雌めじ１２が振動等によって変位することが防止されている。支持プレート１０の、ばね９および上下スライドガイド８が固定されている側と反対側の面には、ローラ支持部５が固定されている。ローラ支持部５は、ローラ車軸６を介してローラ７を回転自在に支持している。このとき、ローラ７の軌跡とアーム２の繰り出される方向とが平行になるように、ローラ支持部５が支持プレート１０に固定されている。
【００２１】
本実施例においては、ローラ７とアーム２とが、上下スライドガイド８とばね９とを介して結合されているので、ローラ７に加わる負荷に応じてローラ７の位置が上下に変動でき、キーボードのキーの高さにばらつきがあった場合にも、ローラ７が確実に全てのキーを押下することが可能である。また、キーが何らかの理由で押下不能状態になっている場合でも、キーやキーを実装している基板に過剰な荷重が印加され、キーや基板が破損するというような事故を未然に防止することが可能である。さらに、アーム２に固定された上下スライドガイド支持部１１に複数本の上下スライドガイド８が貫通しており、その複数本の上下スライドガイド８が支持プレート１０に固定されているので、支持プレート１０、ローラ支持部５、および、ローラ７が、上下スライドガイド支持部１１の上下軸に関して回転することがない。
【００２２】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のキー順次押下装置およびキー順次押下方法は、上述した実施の形態のみに制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施したキー順次押下装置およびキー順次押下方法も、本発明の範囲に含まれる。例えば、アームを移動させる手段は、空気圧に限らず油圧であってもよく、また、電気的または／および磁気的手段であってもよい。また、エアシリンダを移動させる手段は、ベルトに限らず、各種カムなど、エアシリンダを、その長さに直交する方向に移動させることのできる手段であればどのような手段であってもよい。また、エアシリンダの空気供給口を１個にし、その空気供給口から圧縮空気を送り込んでピストンを繰り出した後、圧縮空気の供給を停止するとピストンが元の位置に戻る構成としてもよい。さらに、複数のローラで複数のキー列を同時に押下する構成にしてもよい。また、キーへの偏荷重が増加してもよい場合には、押下部材としてのローラは、進行方向に回転運動を行なわないものに代えられてもよい。さらに、本発明のキー順次押下装置によって押下される対象は、コンピュータのキーボードに限らず、複数のキーが配置された装置全てに及ぶ。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキー順次押下装置は、アームの繰り出される方向あるいは引き込まれる方向にローラが回転してキーを押下していくものであるから、直線的にキーを順次押下していくことが可能である。
また、本発明のキー順次押下装置は、ローラが順次キーを押下していく方向と直交する方向にもローラを移動させることができるものであるから、複数列に渡って並んでいるキーを押下することが可能である。
また、本発明のキー順次押下装置は、ローラを移動させながら１キー毎にローラを上下させてキーを押下させる機構や電気制御手段を必要としないものであるから、キー押下動作の高速化を可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキー順次押下装置の平面図〔（ａ）〕、Ａ−Ａ線に沿う断面図〔（ｂ）〕、矢印Ｂから見た側面図〔（ｃ）〕。
【図２】本発明のキー順次押下装置のキー順次押下動作を説明するための断面図。
【図３】本発明の実施例１に係るキー順次押下装置の平面図。
【図４】本発明の実施例２に係るキー順次押下装置の一部の正面図。
【図５】従来例のキー順次押下装置の斜視図。
【符号の説明】
１　エアシリンダ
１ａ　底面
２　アーム
３　ピストン
４Ａ、４Ｂ　空気供給口
５　ローラ支持部
６　ローラ車軸
７　ローラ
８　上下スライドガイド
９　ばね
１０　支持プレート
１１　上下スライドガイド支持部
１２　雌ねじ
１３　ピン
２１　パルスモータ
２２　ベルト
２３Ａ、２３Ｂ　ベルト車
２４　回転シャフト
２５　ベルト車軸
２６　ガイド
２７　すべり軸受け
３０　キーボード
３１　キー
５１　ロボット
５１ａ　ロボットの中心軸
５２　ロボットアーム
５７　ローラ
８０　キーボード
８１　キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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