(57)【要約】【課題】信頼性の高い無接点式押ボタンスイッチを簡易な構成にて提供すること。【解決手段】本発明の無接点式押ボタンスイッチは、ボディ５と、コイルボビン３１と、コイル４と、一端にコイルボビン３１及びコイル４を収納し得る収納凹部７１ａが形成され他端に押ボタン部７２が形成されボディ５の長手方向に移動可能な略柱状の可動部７と、可動部７を非操作位置に戻す方向に付勢するバネ６と、固定台１と、固定台１に固着される端子２と、を有し、押ボタン部７２の押下操作によりコイル４を収納凹部７１ａに収納しコイル４に磁気的変化を与えてスイッチ動作するものであって、コイルボビン３１は、検出基板３と一体に形成し、この検出基板３に磁気変化を検出する検出回路９及びこの検出回路９と電気的に接続する基板パッド３２ｂを設け、基板パッド３２ｂと端子２の一端とを電気的に接続したことを特徴としている。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に所定の空間を有するボディと、ボディの内部空間に収納するコイルボビンと、コイルボビンに巻回するコイルと、一端にコイルボビン及びコイルを収納し得る収納凹部が形成され他端に押ボタン部が形成されボディの長手方向に移動可能な略柱状の可動部と、可動部を非操作位置に戻す方向に付勢するバネと、ボディを固定する固定台と、固定台に固着されると共に一端が固定台の一方側からボディの内部空間に向かって突出し他端が固定台の他方側から外方に向かって突出する端子と、を有し、押ボタン部の押下操作によりコイルを収納凹部に収納しコイルに磁気的変化を与えてスイッチ動作する無接点式押ボタンスイッチであって、
前記コイルボビンは、検出基板と一体に形成し、この検出基板に前記磁気変化を検出する検出回路及びこの検出回路と電気的に接続する基板パッドを設け、基板パッドと前記端子の一端とを電気的に接続したことを特徴とする無接点式押ボタンスイッチ。
【請求項２】
前記端子の一端は、バネ性を有する接触バネ部を設け、前記固定台は、前記検出基板を支持する基板支持部を設け、検出基板を基板支持部に支持すると共に接触バネ部が基板パッドに弾性押圧力を与えた状態で検出基板を固定台に固定したものである請求項１記載の無接点式押ボタンスイッチ。
【請求項３】
前記検出回路は、押ボタン部を押下操作したときに収納凹部に発生する渦電流がコイルの高周波磁界に与える磁気変化を検出するものである請求項１又は２記載の無接点式押ボタンスイッチ。
【請求項４】
前記検出回路は、その出力端子を、外部電源の高電位側に接続する電源端子と、コイルに与えられた磁気的変化に応じた信号を出力する信号端子と、により構成したものである請求項１乃至３のいずれかに記載の無接点式押ボタンスイッチ。
【請求項５】
前記ボディは、少なくともその表面を金属材料にて形成したものである請求項１乃至４のいずれかに記載の無接点式押ボタンスイッチ。
【請求項６】
前記金属材料は、メッキ処理にて形成したものである請求項５記載の無接点式押ボタンスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミューズメント機器等に使用される無接点式押ボタンスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の無接点式押ボタンスイッチとして、例えば図９に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照。）。同図において、１１０はコイルボビンで、銅線が巻装されてコイル１１１を形成し、コイル１１１の両端はコイルボビン１１０に植設した端子ピン１１２に接続されている。このコイルボビン１１０はプリント基板１１３に端子ピン１１２によって固着されている。また、上記コイルボビン１１０の中央部には中心孔１１４が形成され、その下部にはねじコア１１６が螺合している。さらに、この中心孔１１４の上部には操作軸１１７がはまり合っている。すなわち、中心孔１１４の段部１１８にスプリング１１９の一端を係止させ、その他端を操作軸１１７の中間に形成した大径ねじ部１２０の下部に係止させて、操作軸１１７を浮いた状態で保持している。また、上記操作軸１１７の大径ねじ部１２０の上部は緩衝材１２１を介してフレーム１２２に当接している。このフレーム１２２より突出する部分にはストッパー１２３、さらに、その先端には操作ボタン１２４が設けられている。また、上記大径ねじ部１２０にはキャップ状コア１２５が螺合されている。
【０００３】
このような構成において、微調整ねじコア１１６はキャップ状コア１２５が上動している状態において共振周波数がｆ０になるように調整し、操作ボタン１２４を押圧して操作軸１１７を下動させ、ストッパー１２３で規制される最大ストロークにおいて、反共振周波数がｆ０になるようにキャップ状コア１２５の大径ねじ部１２０に螺合する位置を調整する。
【０００４】
この無接点式押ボタンスイッチは、コイル１１１のインダクタンスを変えることによって共振周波数と反共振周波数をその都度一致させ、交流信号を断続して負荷を駆動するようにしたものである。
【０００５】
また、従来の押ボタンスイッチとして、例えば図１０に示すようなものもある。この押ボタンスイッチは、一端２１ａが弾性変形可能な可動接点端子２１、固定接点端子２２、及びボディ５が固定台１に固定され、可動部７が押ボタン部７２をボディ５から突出させた状態でボディ５の内部空間に移動可能に収納されると共に、押ボタン部７２をボディから突出させる方向、すなわち非操作位置に戻す方向にバネ６が可動部７を付勢している。さらに、可動部７には、可動接点端子２１の一端２１ａに当接してこれを押圧する凸部７４が設けられ、可動接点端子２１の一端２１ａには、可動接点２１ｂが固着され、固定接点端子２２の一端２２ａには、固定接点２２ｂが固着されている。
【０００６】
かくして、この押ボタンスイッチは、押ボタン部７２がボディ５の内方に向かって押し込まれる押下操作されると、凸部７４が可動接点端子２１の一端２１ａに当接してこれを押圧するので、一端２１ａが固定接点２２ｂの方に弾性変形し、可動接点２１ｂが固定接点２２ｂと当接する。その結果、可動接点端子２１と固定接点端子２２との間が電気的に接続するのである。
【０００７】
また、従来の無接点式押ボタンスイッチとして、例えば図１１に示すようなものもある。この無接点式押ボタンスイッチは、図１０における可動接点端子２１及び固定接点端子２２に代えて、端子２，２が設けられているものである。そして、固定台１には、ＬＥＤ等の発光素子１５ａが固着される発光素子保持部１５、及びフォトトランジスタ等の受光素子１６ａが固着される受光素子保持部１６が設けられ、全体としてフォトインタラプタを構成している。なお、図示を省略しているが、受光素子１６ａの出力電極は、受光素子保持部１６及び固定台１等に設けられる電気配線によって、端子２，２に電気的に接続されている。
【０００８】
かくして、この無接点式押ボタンスイッチは、押ボタン部７２が押下操作されると、凸部７４が発光素子１５ａと受光素子１６ａとの間の光路を遮るので、端子２，２間が電気的に開放されるのである。
【０００９】
【特許文献１】
特公昭５１−３０６６８号公報（第１−２頁、第３図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示す押ボタンスイッチによれば、オン・オフ動作を多数回、繰り返した場合、可動部７の凸部７４、及び可動接点端子２１の一端２１ａの形状が摩耗等によって変形したり、可動接点２１ｂ及び固定接点２２ｂの接点寿命が到来することなどによって、やがてスイッチ機能を果たせなくなることが懸念されていた。
【００１１】
一方、図９及び図１１に示す無接点式押ボタンスイッチによれば、上述したような問題は発生しない。しかしながら、図９に示すものは、微調整ねじコア１１６及び大径ねじ部１２０によって、共振周波数及び反共振周波数がｆ０になるように調整しなければならないので、ねじ込み位置を調節する作業が面倒である。また、図１１に示すものは、可動部７の摺動などによって発生する成形クズ等の異物が光路内に侵入した場合、スイッチ機能を正常に果たせなくなってしまう恐れがある、という問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、信頼性の高い無接点式押ボタンスイッチを簡易な構成にて提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、内部に所定の空間を有するボディと、ボディの内部空間に収納するコイルボビンと、コイルボビンに巻回するコイルと、一端にコイルボビン及びコイルを収納し得る収納凹部が形成され他端に押ボタン部が形成されボディの長手方向に移動可能な略柱状の可動部と、可動部を非操作位置に戻す方向に付勢するバネと、ボディを固定する固定台と、固定台に固着されると共に一端が固定台の一方側からボディの内部空間に向かって突出し他端が固定台の他方側から外方に向かって突出する端子と、を有し、押ボタン部の押下操作によりコイルを収納凹部に収納しコイルに磁気的変化を与えてスイッチ動作する無接点式押ボタンスイッチであって、前記コイルボビンは、検出基板と一体に形成し、この検出基板に前記磁気変化を検出する検出回路及びこの検出回路と電気的に接続する基板パッドを設け、基板パッドと前記端子の一端とを電気的に接続したことを特徴としている。
【００１４】
請求項２に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１の構成において、前記端子の一端は、バネ性を有する接触バネ部を設け、前記固定台は、前記検出基板を支持する基板支持部を設け、検出基板を基板支持部に支持すると共に接触バネ部が基板パッドに弾性押圧力を与えた状態で検出基板を固定台に固定したものとしている。
【００１５】
請求項３に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１又は２の構成において、前記検出回路は、押ボタン部を押下操作したときに収納凹部に発生する渦電流がコイルの高周波磁界に与える磁気変化を検出するものとしている。
【００１６】
請求項４に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１乃至３の構成において、前記検出回路は、その出力端子を、外部電源の高電位側に接続する電源端子と、コイルに与えられた磁気的変化に応じた信号を出力する信号端子と、により構成したものとしている。
【００１７】
請求項５に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１乃至４の構成において、前記ボディは、少なくともその表面を金属材料にて形成したものとしている。
【００１８】
請求項６に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項５の構成において、前記金属材料は、メッキ処理にて形成したものとしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図８は、本発明に係る無接点式押ボタンスイッチの実施の形態を示す図であり、図１は無接点式押ボタンスイッチの側面断面図、図２は無接点式押ボタンスイッチの分解斜視図、図３は端子と基板パッドとの接続部分の拡大図、図４は検出基板及びコイルの拡大図、図５は可動部及び有底筒体の断面図、図６は可動部及び有底筒体の斜視図、図７は検出回路のブロック図、図８は無接点式押ボタンスイッチの動作説明図である。
【００２０】
無接点式押ボタンスイッチは、固定台１、端子２，２、検出基板３、コイル４、ボディ５、バネ６、及び可動部７を備え、以下のように構成してある。
【００２１】
固定台１は、端子２，２、検出基板３、ボディ５等を固定するものであって、比較的厚手の略円盤状をした基台１１と、この基台１１の一方側に突設され図外、メスコネクタ等と接続可能なオスコネクタ１２と、基台１１の他方側周縁部から突設する一対の薄板片持ち梁状の支持片１３，１３と、一対のガイド壁が立設され上端に形成した爪部と共に検出基板３を支持して固定する一対の基板支持部１４，１４と、を設けてある。支持片１３，１３は、ボディ５を両側から挟み込んで位置決め保持する支持ガイド１３ａと、この支持ガイド１３ａから断面略く字状に延設され、図外、機器筐体等に穿孔された取付用丸孔に嵌め込まれた状態で弾性変形しスイッチを筐体に固定する支持バネ片１３ｂと、から構成してある。
【００２２】
端子２，２は、図外、メスコネクタのコンタクト等と電気的に接続可能なものであって、長手方向の略中央部２ｂを基台１１に貫通させて固着し、一端２ａを基台１１の一方側からボディ５の内部空間に向かって突出させると共にその先端を略へ字状に折曲して接触バネ部を形成し、他端２ｃを基台１１の他方側から外方、すなわちオスコネクタ１２の内方に向かって突出させてある。つまり、端子２，２は、検出基板３が固定台１に取り付けられた状態において、一端２ａの先端が基板パッド３２ｂに接触して、この基板パッド３２ｂに弾性押圧力を与えた状態で電気的に接続し得るように構成してある（図３参照）。
【００２３】
検出基板３は、後述する検出回路９を設けるものであって、矩形薄板状の検出回路形成部３２、及びこの検出回路形成部３２と一体的に形成され、検出回路形成部３２の一側縁から側方に突出する略Ｔ字状のコイルボビン３１を有している。そして、コイルボビン３１先端のコイルストッパ３１ａによって、コイル４が抜脱することを防止しているのである。また、検出回路形成部３２には、端子２の接触バネ部２ｄと電気的に接続させる基板パッド３２ｂ，３２ｂを設けている（図３参照）。さらに、検出回路形成部３２には、コイル線末端を絡げる突起３２ａを設けて、検出回路の配線パターンに半田付け等により電気的に接続している（図４参照）。
【００２４】
コイル４は、後述する検出回路９によって高周波電圧を与えられ可動部７が押し込まれたときの磁気変化を検出するものであって、コイルボビン３１に巻回すると共に、そのコイル線末端を突起３２ａに絡げてある（図４参照）。
【００２５】
ボディ５は、その内部空間に可動部７を長手方向に移動可能に収納するものであって、略円筒状をしたボディ本体５１と、このボディ本体５１の上端縁の全周に亘って内側及び外側に突出して設けられ、可動部７が外方側へ抜脱することを防止するフランジ部５２と、ボディ本体５１の軸方向における略中央近傍で内側に突出して設けられ、バネ６を圧縮懸架状態で保持するバネ保持片５３と、を有している。そして、ボディ５の内壁表面には、例えばＣｕ又はＮｉ又はＣｒを含む金属材料等にて、メッキ処理を施してある。これにより、メッキ層がシールドとなって、コイル４、検出回路９等が、ボディ５周辺の外来ノイズの影響を受けにくくなるので、無接点式押ボタンスイッチの信頼性が高められる。なお、ボディ５自体を金属材料により形成しても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００２６】
バネ６は、可動部７の押ボタン部７２がボディ５の内方に押し込まれる押下操作がされた後、押ボタン部７２がボディ５の外部に突出した状態、すなわち押下操作されていない非操作位置に復帰させるものであって、バネ保持片５３と当接片７３との間に圧縮懸架状態で保持され、可動部７の押ボタン部７２がボディ５から突出する方向に可動部７を付勢している。
【００２７】
可動部７は、押ボタンを構成するものであって、略円柱状に形成した可動部本体７１と、この可動部本体７１よりやや大きい直径を有する略円柱状に形成した押ボタン部７２と、上方側がフランジ部５２に当接して可動部７がスイッチの外側へ抜脱することを抑制すると共に下方側がバネ６に圧接して可動部７が押し込まれたときにバネ６を圧縮する当接片７３，７３と、可動部７を押し込んだときにコイル４が収納される収納凹部７１ａと、を形成してある。そして、可動部７は、ボディ５の長手方向に移動可能な状態でボディ５の内部空間に収納してあり、押ボタン部７２の押下操作によりバネ６の長さが最も短くなるところまで押下することができるようにしてある。さらに、収納凹部７１ａの壁面には、例えばＣｕ又はＮｉ又はＣｒを含む金属材料等にて、メッキ処理を施してある。こうすると、可動部７が押し込まれたときに、収納凹部７１ａの壁面に発生する渦電流が大きくなるので、コイル４に与える磁力が大きくなって無接点式押ボタンスイッチの検出感度が高められるのである。なお、このメッキ処理に代えて、金属材料等にて形成した有底筒体８を、収納凹部７１ａに嵌め込んで構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない（図５、図６参照）。
【００２８】
検出回路９は、コイル４に高周波電圧を与えると共にその高周波電圧の変動を検出して所定の信号出力を行なうものであって、図７に示すように、コイル４に接続する一対のコイル接続端子と、外部電源の高電位側に接続する電源端子９ａと、コイル４に与えられた磁気的変化に応じた信号を出力する信号端子９ｂと、を備えた専用ＩＣ９１により構成してある。さらに、コイル４と専用ＩＣ９１との間には、コンデンサ９２をコイル４と並列に接続し、信号端子９ｂとＧＮＤとの間には外付け抵抗９３を接続してある。専用ＩＣ９１は、コイル４に高周波電圧を与える発振駆動回路９１ａと、その高周波電圧の検波を行なう検波回路９１ｂと、検波した波形を比較する比較回路９１ｃと、波形の振幅が減少したときに所定の信号を出力する出力回路９１ｄと、を備えている。
【００２９】
かくして、上記構成による無接点式押ボタンスイッチは、以下のように動作するのである。可動部７の押ボタン部７２がボディ５から突出している状態（図８（ａ）参照）から押ボタン部７２をボディ５の内方に押し込むと、コイル４が収納凹部７１ａの内部に収納され、収納凹部７１ａの内壁に覆われる（（図８（ｂ）参照）。この過程において収納凹部７１ａの内壁に渦電流が発生し、この渦電流による磁界がコイル４に磁気的影響を与えるので、あらかじめコイル４に与えていた高周波電圧の振幅が減少する。すると、専用ＩＣ９１が所定の信号処理を行ない、電源端子９ａと信号端子９ｂとの間のインピーダンスを高インピーダンス状態から低インピーダンス状態に切り替える。その結果、信号端子９ｂが低電位（アース電位）から高電位に変化するので、その電位の変化を信号端子９ｂを介して検知することによって、可動部７の押ボタン部７２が押下されたことを検出することができるのである。
【００３０】
したがって、上記構成によれば、無接点式押ボタンスイッチは、コイルボビン３１を、検出基板３と一体に形成し、この検出基板３に磁気変化を検出する検出回路９及びこの検出回路９と電気的に接続する基板パッド３２ｂ，３２ｂを設け、基板パッド３２ｂと端子２の一端２ａとを電気的に接続したことを特徴としているので、部品点数が少なくなり、簡易に構成させられるものとなる。
【００３１】
また、端子２の一端２ａにはバネ性を有する接触バネ部２ｄを設け、固定台１には、検出基板３を支持する基板支持部１４を設け、検出基板３を基板支持部１４に支持すると共に接触バネ部２ｄが基板パッド３２ｂに弾性押圧力を与えた状態で検出基板３を固定台１に固定したものとしているので、容易に組み立てることができるものとなる。
【００３２】
また、検出回路９は、押ボタン部７２を押下操作したときに収納凹部７１ａに発生する渦電流がコイル４の高周波磁界に与える磁気変化を検出するものとしているので、可動部７の摺動によって発生する成形クズ等の異物が侵入してもスイッチ特性に影響を与えないため、信頼性が向上させられるものとなる。また、検出回路９は、その出力端子を、外部電源の高電位側に接続する電源端子９ａと、コイル４に与えられた磁気的変化に応じた信号を出力する信号端子９ｂと、により構成した２線式のものとしているので、外部回路と接続するときに省配線が実現させられるものとなる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、コイルボビンを、検出基板と一体に形成し、この検出基板に磁気変化を検出する検出回路及びこの検出回路と電気的に接続する基板パッドを設け、基板パッドと端子の一端とを電気的に接続したことを特徴としているので、部品点数が少なくなり、簡易に構成させられるものとなる。
【００３４】
請求項２に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１の構成において、端子の一端は、バネ性を有する接触バネ部を設け、固定台は、検出基板を支持する基板支持部を設け、検出基板を基板支持部に支持すると共に接触バネ部が基板パッドに弾性押圧力を与えた状態で検出基板を固定台に固定したものとしているので、容易に組み立てることができるものとなる。
【００３５】
請求項３に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１又は２の構成において、検出回路は、押ボタン部を押下操作したときに収納凹部に発生する渦電流がコイルの高周波磁界に与える磁気変化を検出するものとしているので、可動部の摺動によって発生する成形クズ等の異物が侵入してもスイッチ特性に影響を与えないため、信頼性が向上させられるものとなる。
【００３６】
請求項４に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１乃至３の構成において、検出回路は、その出力端子を、外部電源の高電位側に接続する電源端子と、コイルに与えられた磁気的変化に応じた信号を出力する信号端子と、により構成した２線式のものとしているので、外部回路と接続するときに省配線が実現させられるものとなる。
【００３７】
請求項５に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項１乃至４の構成において、ボディは、少なくともその表面を金属材料にて形成したものとしているので、その金属材料がシールドとなって、コイル、検出回路等が、ボディ周辺の外来ノイズの影響を受けにくくなるので、無接点式押ボタンスイッチの信頼性が一層、向上させられるものとなる。
【００３８】
請求項６に係る発明の無接点式押ボタンスイッチは、請求項５の構成において、金属材料は、メッキ処理にて形成したものとしているので、部品点数が低減させられるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無接点式押ボタンスイッチの実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】同上の端子と基板パッドとの接続部分の拡大図である。
【図４】同上の検出基板及びコイルの拡大図である。
【図５】同上の可動部及び有底筒体の断面図である。
【図６】同上の可動部及び有底筒体の斜視図である。
【図７】同上の検出回路のブロック図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】従来の無接点式押ボタンスイッチの断面図である。
【図１０】従来の押ボタンスイッチの断面図である。
【図１１】別の従来の無接点式押ボタンスイッチの断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　固定台
１４　　　基板支持部
２　　　　　端子
２ａ　　　端子の一端
２ｂ　　　端子の長手方向の略中央部
２ｃ　　　端子の他端
２ｄ　　　接触バネ部
３　　　　　検出基板
３１　　　コイルボビン
３２ｂ　　基板パッド
４　　　　　コイル
５　　　　　ボディ
６　　　　　バネ
７　　　　　可動部
７１ａ　　収納凹部
７２　　　押ボタン部
９　　　　　検出回路
９ａ　　　電源端子
９ｂ　　　信号端子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004146285.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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