CN102714113A - 开关 - Google Patents

Abstract

在限位开关的柱塞中以使得入射到光接收元件上的光量随所述柱塞的位移而变化的方式形成缝。所述限位开关设有：设定处理单元(123)，用于在所述柱塞移位到一指定位置的状态下由用户输入设定指令时将从所述光接收元件输出的电压值设定为一个阈值；位置检测单元(113)，用于执行以下检测处理，即通过比较设定的阈值和从所述光接收元件输出的电压值来检测所述柱塞是更靠近所述参考位置还是更靠近所述指定位置；以及输出信号控制单元(119)，用于基于所述检测处理的结果来输出信号。因此，可以提供用于根据移位构件的位置来输出信号的开关，所述开关能够在不需要调整螺钉的情况下根据移位构件的期望位置容易地输出信号。

Description

开关

技术领域

本发明涉及一种开关，所述开关设有将根据外力而移位的移位构件，所述开关用于根据所述移位构件的位置来输出信号。

背景技术

通常，已知如下的限位开关：一旦检测到物体(诸如待加工的产品)移动到工厂的生产线中的一个预定位置，则所述限位开关就自动启动加工机器(参见非专利文献1)。

这种限位开关设有将根据外力而移位的移位构件，并且根据所述移位构件的位置来输出信号。因此，在专利文献1和2中，提供了如下的接触机构：一旦移位构件位于一个预定位置，则所述接触机构就会与所述移位构件形成接触，并且基于所述接触机构中是否存在电接触来检测所述移位构件的位置。在专利文献2中，提供了多个接触机构来检测移位构件的多个位置。

在移位构件的位置如专利文献1和2中一样由接触机构检测的情况下，由于组成接触机构的构件的尺寸多样性，所以在由接触机构检测到的移位构件位置和期望的移位构件位置之间可能会产生差异。因此，在专利文献2中，提供了一种调整螺钉以消除这种差异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查的专利公布2-281513(于1990年11月10日公开)

专利文献2：日本未审查的专利公布64-043934(于1989年2月16日公开)

非专利文献

非专利文献1：OMRON Corporation″Limit switch technicalguide″，http://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/commentary/limitswitch_apparatus_tg_j_3_1_1-5.pdf，2010年11月19日。

发明内容

技术问题

然而，调整螺钉的调整任务为重复以下任务：轻微地旋转调整螺钉，以及在旋转之后确定由接触机构可检测到的移位构件位置；因此，调整任务特别费力。

在要检测移位构件的多个位置的情况下，需要对与移位构件的多个位置相对应的每个接触机构执行调整任务。因此，一个问题就是调整任务费时。

为了解决上述问题，作出了本发明，本发明的一个目的就是提供一种开关，所述开关设有将根据外力而移位的移位构件，所述开关用于根据所述移位构件的位置来输出信号，所述开关能够在不需要调整螺钉的情况下根据所述移位构件的期望位置容易地输出信号。

技术手段

为了解决上述问题，本发明的开关包括：移位构件，将根据外力而移位；信号输出装置，用于根据所述移位构件的位置来输出信号；光发射元件，用于从光发射表面发光；以及光接收元件，具有面向所述光发射表面的光接收表面，所述光接收元件用于输出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量；其中所述移位构件布置在所述光发射表面和所述光接收表面之间，并且当不存在外力时位于参考位置；供光穿过的开口，所述开口在所述移位构件中以如下方式形成：使得在从所述光发射表面发射的光中入射到所述光接收表面上的光量根据所述移位构件的位移而变化，所述开关还包括：设定处理装置，用于在所述移位构件移位到一指定位置的状态下输入设定指令时将从所述光接收元件输出的特征量设定为一个阈值；以及位置检测装置，用于执行以下检测处理，即通过比较由所述设定处理装置设定的阈值和由所述光接收元件输出的特征量来检测所述移位构件是更靠近所述参考位置还是更靠近所述指定位置，并且所述信号输出装置基于由所述位置检测装置执行的检测处理的结果来输出信号。

根据上述结构，在所述移位构件中以如下方式形成供光穿过的开口：使得在从所述光发射表面发射的光中入射到所述光接收表面上的光量根据所述移位构件的位移而变化。因此，因为入射到所述光接收表面上的光量因所述移位构件的位置而不同，所以从所述光接收元件输出的特征量因所述移位构件的位置而变化。通过以下步骤来检测所述移位构件是更靠近所述参考位置还是更靠近所述指定位置或者所述移位构件是否位于所述指定位置：在所述移位构件移位到所述指定位置的状态下将从所述光接收元件输出的特征量设定为阈值；以及比较设定的阈值和从所述光接收元件输出的特征量。因此，当用户仅在所述移位构件移位到所述指定位置的状态下输入设定指令时，在该状态下的特征量被设定为阈值；并且所述移位构件的位置可以被检测。因此，可以根据所述移位构件的位置容易地输出信号。从而，可以提供在不需要调整螺钉的情况下根据移位构件的期望位置容易地输出信号的开关。

技术效果

根据本发明，利用这样的开关：所述开关设有将根据外力而移位的移位构件，以及所述开关用于根据所述移位构件的位置来输出信号，有如下技术效果：可以在不需要调整螺钉的情况下根据移位构件的位置容易地输出信号。

附图说明

图1是示出本实施方案的一个限位开关的立体图。

图2是示出设于该限位开关中的一个开关模块的视图。

图3是当该开关模块处于分解状态的立体图。

图4是示出设于该开关模块中的光中断器单元连同基板的立体图。

图5是示出设于该开关模块中的一个柱塞的视图。

图6是从前表面侧看到的该柱塞的立体图。

图7是示出该柱塞的后表面的视图。

图8是从后表面侧看到的该柱塞的立体图。

图9是示出该柱塞的截面的视图。

图10是第一视图，其示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图11是第二视图，其示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图12是第三视图，其示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图13是第四视图，其示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图14是第五视图，其示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图15是示出致动体的角度与光接收元件的输出电压之间的关系的视图。

图16是示出该开关模块的内部结构的框图。

图17是示出提取表的一个实施例的视图。

图18是示出致动体的角度与运行状态之间的关系的视图。

图19是示出从光接收元件输出的电压值、由设定处理单元设定的阈值以及从确定单元输出的信号之间的关系的视图。

图20是示出闪光样式的一个实施例的视图。

图21是示出一个改型实施例中的一个柱塞的前表面的视图。

图22是从前表面侧看到的该改型实施例中的柱塞的立体图。

图23是示出该改型实施例中的柱塞的后表面的视图。

图24是从后表面侧看到的该改型实施例中的柱塞的立体图。

图25是示出该改型实施例中的柱塞的截面的视图。

图26是第一视图，其示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图27是第二视图，其示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图28是第三视图，其示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图29是第四视图，其示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图30是第五视图，其示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系。

图31是示出在该改型实施例中从光接收元件输出的电压值、由设定处理单元设定的阈值以及从确定单元输出的信号之间的关系的视图。

具体实施方式

将参照附图来描述本发明的实施方案。在以下描述中，相同的部件具有相同的参考标记。所述部件的名称和功能也是相同的。因此，不会重复地详细描述所述部件。

<限位开关的整体结构>

图1是示出本实施方案的一个限位开关的立体图。限位开关是一种用于检测位置、变化、移动、通过等以及根据检测到或未检测到而输出开(ON)信号或关(OFF)信号的开关。鉴于本实施方案的限位开关被应用到需要机械强度和环境抵抗性的地方，该限位开关优选地被形成为免受外力、水、油、气体、砂粒和灰尘等。

如图1所示，限位开关1设有壳体3、安装块5以及致动体7。

壳体3的内部空间中布置有开关模块11，该壳体3将保护开关模块11免受外力、水、油、气体、砂粒以及灰尘等。壳体3包括：壳体主体3a，其具有用于将开关模块11组装进所述内部空间的开口；以及用于关闭所述开口的盖部3b。

安装块5附接到壳体3的上部。致动体7由螺钉9可旋转地附接到安装块5。

致动体7从安装块5突出，并且当没有施加外力时，所述致动体的位置因与物体的接触而是一个固定位置。致动体7的固定位置被示为致动体7朝向手表的0点的位置。在图1中，当从左侧施力时，致动体7在螺钉9上沿顺时针方向旋转，并且之后当撤力时回到该固定位置。同时，当从右侧施力时，致动体7在螺钉9上沿逆时针方向旋转，并且之后当撤力时回到该固定位置。应注意，在下文中，致动体的位置由与该固定位置的角度来表示。如稍后所述，以使得开关模块11通过致动体7的旋转而运行的方式来进行设定。

应注意，在壳体主体3a、盖部3b、安装块5以及致动体7的连接点处布置有密封构件，从而防止水、油、气体等侵入。

<开关模块的结构>

如上所述，开关模块布置在壳体3的内部空间中。开关模块11将根据致动体7的位置来输出不同的信号。

图2是示出该开关模块的外观的视图。如图2所示，开关模块11设有：用于控制整个开关模块11的微型计算机(未示出)；照明单元21，23，25；模开关27；以及端子31至34。

模开关27是一个用于将模式切换到正常模式和设定模式中的任一种模式的开关，并且具有供用户按压的按钮。设定模式是用于设定待检测的致动体7的位置的模式。正常模式是开关模块11根据在设定模式中设定的位置来输出各种信号的模式。

端子31，32是要连接到供电设备的端子。端子33，34是要连接到生产线中用于执行任务的设备的端子。设于开关模块11中的微型计算机控制整个开关模块11并且根据致动体7的位置从端子33，34输出各种信号。

该微型计算机也根据致动体7的位置来控制照明单元21，25的照明。应理解，照明单元21，23，25由一旦供电就发光的LED照明电路以及用于将从LED照明电路发射的光导向开关模块11的表面的导光棒构成。一旦从外部供电，照明单元23就发光，并且照明单元23具体地是一个电源灯。

图3是当该开关模块处于分解状态时的立体图。如图3所示，除了端子31至34以及照明单元21，23，25之外，开关模块11还设有：用作光学传感器的光中断器单元41；螺旋弹簧42；以及柱塞43。

光中断器单元41具有多个光发射元件和多个光接收元件。光发射元件发射具有高线性的光，并且例如是发光二极管。光接收元件例如是单光电晶体管、光电集成电路或光电二极管。

柱塞43是一个棒形部件，并且具有多个缝(开口)。随着致动体7的移动，柱塞43可以沿该柱塞43的纵向方向平行地移动。即，柱塞43是一个会根据外力而移位的移位构件。应注意，各种已知技术可以用作使柱塞43随着致动体7的移动而移动的机构。如在专利文献1中所述的，致动体7的旋转轴的一部分被成形为平坦形状，并且该平坦部分与柱塞43的纵向方向上的一端被成形为相互接触。在此，当致动体7位于固定位置(即，在致动体7不与物体接触且不旋转的状态下)并且该平坦部分和柱塞43相互接触时，柱塞43的位置是一个参考位置。在此情形中，所述平坦部分也因致动体7的旋转而旋转，以使得可以沿柱塞43的纵向方向给该柱塞43施力。因此，柱塞43沿其纵向方向从所述参考位置移位。由螺旋弹簧42向柱塞43施加用于回到参考位置的偏置力。因此，当致动体7回到固定位置时，柱塞43通过螺旋弹簧42的偏置力也回到参考位置。

图4是示出光中断器单元连同基板的立体图。如图4所示，光中断器单元41包括：具有相同形状和相同大小的光发射元件51-54，以及与光发射元件51-54具有相同形状和相同大小的光接收元件61-64。应注意，虽然光发射元件51-54和光接收元件61-64在这里具有相同形状和相同大小，但是形状和大小不必都相同。

光发射元件51-54以及光接收元件61-64沿柱塞43的纵向方向在相同的直线上排列成行。光发射元件51的光发射部分(光发射表面)面向光接收元件61的光接收部分(光接收表面)。类似地，光发射元件52的光发射部分(光发射表面)面向光接收元件62的光接收部分(光接收表面)，光发射元件53的光发射部分(光发射表面)面向光接收元件63的光接收部分(光接收表面)，以及光发射元件54的光发射部分(光发射表面)面向光接收元件64的光接收部分(光接收表面)。因此，光接收元件61-64可以通过一对一的关系接收由光发射元件51-54发射的光。即，光发射元件51和光接收元件61形成一个光中断器(光检测单元)，用于检测在光发射元件51和光接收元件61之间是否存在物体。类似地，光发射元件52和光接收元件62的组合、光发射元件53和光接收元件63的组合以及光发射元件54和光接收元件64的组合中的每一组合都用作一个光中断器(光检测单元)。

光发射元件51-54以及光接收元件61-64被布置为相互间隔开一距离，所述距离为柱塞43的短方向上的宽度或者稍大于所述宽度。因此，柱塞43可以被布置在光发射元件51-54和光接收元件61-64之间。通过这种布置，随着致动体7的移动，柱塞43沿与光发射元件51-54和光接收元件61-64分别互相面对的方向相垂直的方向平行地移动。

图5是示出该柱塞的前表面的视图。图6是从该柱塞的前表面侧看到的该柱塞的立体图。图7是示出该柱塞的后表面的视图。图8是从该柱塞的后表面侧看到的该柱塞的立体图。图9是示出该柱塞的截面的视图。如图5-9所示，柱塞43具有主体部分70和突出部分76。

突出部分76与主体部分70结合，并且比主体部分70更窄。突出部分76插入到螺旋弹簧42中。

主体部分70具有缝(开口)71-74。在本文中，由于缝71-74的形状相互相同，所以仅将描述缝71。缝71的开口分别对于柱塞43的前表面和后表面具有不同的大小。具体地，如图9所示，该截面中的缝71的开口的形状是在由虚线围绕的区域中未被斜线表示的区域的形状。缝71的开口在柱塞43的前表面上的大小被设定为大于该缝71的开口在柱塞43的后表面上的大小。

<光中断器与柱塞之间的位置关系>

图10-14是示出多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的一个截面中的位置关系的视图。应理解，图10是当致动体7位于固定位置时的视图，图11是当致动体7位于15度的位置(即，致动体7从固定位置旋转15度的位置)时的视图，图12是当致动体7位于22.5度的位置时的视图，图13是当致动体7位于30度的位置时的视图，以及图14是当致动体7位于42.5度的位置时的视图。在此，光发射元件51-54和光接收元件61-64布置的位置如图4所示。

如图10-14所示，开关模块11设有隔板81。隔板81是用于分隔光发射元件51-54、光接收元件61-64以及柱塞43的板。具体地，隔板81设有：第一隔板81a，用于分隔光发射元件51-54以及柱塞43；第二隔板81b，用于分隔光接收元件61-64以及柱塞43；以及第三隔板81c，位于第一隔板81a和第二隔板81b之间。柱塞43布置在第一隔板81a和第二隔板81b之间。柱塞43的后表面邻接第二隔板81b，并且柱塞43的前表面邻接第一隔板81a。即，柱塞43的前表面面向光发射元件51-54，并且柱塞43的后表面面向光接收元件61-64。应理解，如图5所示，柱塞43的主体部分70的除了缝71-74以外的部分是由斜线表示。下文中，具有斜线的部分会是光阻挡区域。

第一隔板81a分隔每个光发射元件51-54，第二隔板81b分隔每个光接收元件61-64。第一隔板81a具有多个开口，所述多个开口对应于分别布置光发射元件51-54的位置。具体地，设在第一隔板81a中的所述多个开口分别位于分别由光发射元件51-54发射的光可以穿过的位置。第二隔板81b具有多个开口，所述多个开口对应于分别布置光接收元件61-64的位置。具体地，设在第二隔板81b中的所述多个开口分别位于光接收元件61-64可以分别接收来自光发射元件51-54的光的位置。因此，将第一隔板81a中的开口和形成于第二隔板81b中的与上述开口对应的开口线性地连接的区域，是从所述光发射元件发射的光穿过的区域(光路区域)。

此外，第三隔板81c具有孔，柱塞43的仅突出部分76插入穿过所述孔。因此，其中插有突出部分76的螺旋弹簧42位于第三隔板81c和主体部分70之间。当柱塞43根据致动体7的移动而朝第三隔板81c平行地移动时，螺旋弹簧42在柱塞43的主体部分70和第三隔板81c之间受到压缩，从而给柱塞43施加使柱塞43回到参考位置的力。

如上所述，随着致动体7的移动，柱塞43沿其纵向方向移动。在该运动的中间阶段，缝71在柱塞43中以如下方式被形成：缝71与第一隔板81a的对应于光发射元件51的开口以及与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口重叠。类似地，缝72在柱塞43中以如下方式被形成：缝72与第一隔板81a的对应于光发射元件52的开口以及与第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口重叠。缝73在柱塞43中以如下方式被形成：缝73与第一隔板81a的对应于光发射元件53的开口以及与第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口重叠。另外，缝74在柱塞43中以如下方式被形成：缝74与第一隔板81a的对应于光发射元件54的开口以及与第二隔板81b的对应于光接收元件64的开口重叠。这样，缝71-74分别对应于光发射元件51-54和光接收元件61-64。

然而，在缝71-74的后表面侧上的每个开口和第二隔板81b的对应于所述缝的每个开口之间的距离在缝71-74之间是不同的。具体地，如图10所示，缝71-74的位置以如下方式被设定，当致动体7位于固定位置时(即，当柱塞43位于参考位置时)，所述距离按照如下顺序逐渐增大：缝71的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝71的开口之间的距离A；缝72的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝72的开口之间的距离B；缝73的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝73的开口之间的距离C；以及缝74的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝74的开口之间的距离D。

在此，在光接收元件61-64检测到穿过缝71-74的光时的柱塞43的多个位置中离参考位置的位移量为最小的一个位置，作为光检测开始位置。在这种情况下，上述距离A-D表示从参考位置到光检测开始位置的距离。

当这样的柱塞43随着致动体7的移动而平行地移动时，由光发射元件51-54发射的光根据该柱塞的位置而被阻挡或穿过。具体地，当设于第二隔板81b中的开口和柱塞43的光阻挡区域因柱塞43的位置变化而重叠时，柱塞43阻挡光到达与所述开口对应的光接收元件。当设于第二隔板81b中的开口和柱塞43的缝至少部分地重叠时，柱塞43允许光穿过到达与所述开口对应的光接收元件。换句话说，当从光发射元件51-54到光接收元件61-64的光路与缝71-74的至少一部分重叠时，光穿过它们。此时，入射到所述光接收元件上的光量，与设于第二隔板81b中的开口和所述缝的开口的重叠区域的大小成比例。

在分别由光发射元件51-54发射的光中会被柱塞43阻挡的光对应于柱塞43的位置，即致动体7与固定位置的角度。下文中，将参照图10-15来描述，随着致动体7与固定位置的角度的变化，入射到光接收元件61-64上的光是否存在以及入射光的量如何变化。

如图10所示，当致动体7位于0度的位置(固定位置)时，柱塞43阻挡由光发射元件51-54发射的所有光。具体地，柱塞43的光阻挡区域遮盖了第二隔板81b中的与光接收元件61-64的布置位置对应的所有开口。因此，分别由光发射元件51-54发射的光被柱塞43阻挡，而不能到达光接收元件61-64。

致动体7从图10中示出的状态旋转，并且柱塞43沿其纵向方向移动。此时，如上所述，缝71的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝71的开口之间的距离A短于其他距离B至D。因此，仅缝71的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口开始重叠。之后，当柱塞43的移动量随着致动体7的角度的增大而增大时，缝71的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口的重叠区域增大，并且缝72的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口开始重叠。

如图11所示，当致动体7位于15度的位置时，缝71的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口的整个区域重叠。换句话说，缝71的开口完全位于如下的空间(光路区域)中，所述空间线性地连接第一隔板81a中的对应于光发射元件51的布置位置的开口和第二隔板81b中的对应于光接收元件61的布置位置的开口。另外，缝72的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的一部分重叠。换句话说，缝72的开口仅有一部分位于如下的空间(光路区域)中，所述空间线性地连接第一隔板81a中的对应于光发射元件52的布置位置的开口和第二隔板81b中的对应于光接收元件62的布置位置的开口。因此，光接收元件61的光接收量具有最大值，并且光接收元件62仅接收从光发射元件52发射的光的一部分。在此阶段，柱塞43的光阻挡区域仍遮挡第二隔板81b的对应于光接收元件63，64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件63，64。

致动体7从图11中示出的状态进一步旋转，并且柱塞43沿其纵向方向移动。此时，当柱塞43的移动量随着致动体7的角度的增大而增大时，缝72的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的重叠区域增大，并且缝73的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口开始重叠。

如图12所示，当致动体7位于22.5度的位置时，缝71，72的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61，62的开口的整个区域分别重叠。换句话说，缝71的开口完全位于如下的空间(光路区域)中，所述空间线性地连接第一隔板81a中的对应于光发射元件51的布置位置的开口和第二隔板81b中的对应于光接收元件61的布置位置的开口。类似地，缝72的开口完全位于如下的空间(光路区域)中，所述空间线性地连接第一隔板81a中的对应于光发射元件52的布置位置的开口和第二隔板81b中的对应于光接收元件62的布置位置的开口。另外，缝73的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口的一部分重叠。换句话说，缝73的开口仅有一部分位于如下的空间(光路区域)中，所述空间线性地连接第一隔板81a中的对应于光发射元件53的布置位置的开口和第二隔板81b中的对应于光接收元件63的布置位置的开口。因此，光接收元件61，62的光接收量具有最大值，并且光接收元件63仅接收从光发射元件53发射的光的一部分。应注意，在此阶段，柱塞43的光阻挡区域仍遮挡第二隔板81b的对应于光接收元件64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件64。

当致动体7进一步旋转并且柱塞43从图12中示出的状态沿其纵向方向移动时，缝73的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口的重叠区域增大。

如图13所示，当致动体7位于30度的位置时，缝71，72，73的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61，62，63的开口的整个区域分别重叠。因此，光接收元件61，62，63的光接收量具有最大值。应注意，在此阶段，柱塞43的光阻挡区域仍遮挡第二隔板81b的对应于光接收元件64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件64。

当致动体7进一步旋转并且柱塞43从图13中示出的状态沿其纵向方向移动时，缝74的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件64的开口开始重叠。

如图14所示，当致动体7位于42.5度的位置时，缝71-74的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61-64的开口的整个区域分别重叠。因此，光接收元件61-64的光接收量具有最大值。

图15是示出致动体的角度与光接收元件的输出电压之间的关系的视图。如图15所示，四条序列线91-94表示分别由光接收元件61-64在分别从光发射元件51-54接收光时输出的电压与致动体7的位置之间的关系。序列线91对应于光接收元件61，序列线92对应于光接收元件62，序列线93对应于光接收元件63，并且序列线94对应于光接收元件64。

如图15所示，当致动体7的角度不小于0度且小于5度时，分别由光发射元件51-54发射的光被阻挡。当致动体7的角度不小于12.5度且小于20度时，分别由光发射元件51，52发射的光的至少一部分穿过，并且分别由光发射元件53，54发射的光被阻挡。当致动体7的角度不小于20度且小于32.5度时，分别由光发射元件51-53发射的光的至少一部分穿过，并且分别由光发射元件54发射的光被阻挡。当致动体7的角度不小于32.5度且小于50度时，分别由光发射元件51-54发射的光的至少一部分穿过。对于5-15度的角度，来自光接收元件61的输出电压与该角度成比例地连续增大。这是因为第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口与缝71的重叠区域的大小随着该角度的增大而增大。类似地，对于12.5-22.5度的角度，来自光接收元件62的输出电压与该角度成比例地连续增大；对于20-30度的角度，来自光接收元件63的输出电压与该角度成比例地连续增大；以及对于32.5-42.5度的角度，来自光接收元件64的输出电压与该角度成比例地连续增大。

这样，随着致动体7的角度增大，穿过柱塞43的光增多。相反，随着致动体7的角度减小，穿过柱塞43的光减少。这样，柱塞43的位置随着致动体7从固定位置的旋转角度而变化，并且分别由光接收元件61-64接收的光量随着柱塞43的位置而不同。当柱塞43的位置——在使得分别入射到光接收元件61-64的光量最大的柱塞43的多个位置中，离参考位置的位移量是最小的位置——作为一个光量最大位置时，光量最大位置在光接收元件61-64之间是不同的。应注意，光接收元件61的光量最大位置是致动体7处于15度时柱塞43的位置，光接收元件62的光量最大位置是致动体7处于22.5度时柱塞43的位置，光接收元件63的光量最大位置是致动体7处于30度时柱塞43的位置，以及光接收元件64的光量最大位置是致动体7处于42.5度时柱塞43的位置。

从图15可知，当光接收元件61-64开始检测光时柱塞43的位置(光检测开始位置)在光接收元件61-64之间是不同的。具体地，对应于光接收元件61的光检测开始位置是当致动体7位于5度的位置时柱塞43的位置，对应于光接收元件62的光检测开始位置是当致动体7位于12.5度的位置时柱塞43的位置，对应于光接收元件63的光检测开始位置是当致动体7位于20度的位置时柱塞43的位置，以及对应于光接收元件64的光检测开始位置是当致动体7位于32.5度的位置时柱塞43的位置。

这样，光量最大位置和光检测开始位置在光接收元件61-64之间是不同。因此，当光接收元件61-64检测到光时柱塞43的位置范围也是不同的。

应注意，在以上描述中，柱塞43的前表面面向光发射元件51-54，并且柱塞43的后表面面向光接收元件61-64。然而，相反，柱塞43的后表面可以面向光发射元件51-54，并且柱塞43的前表面可以面向光接收元件61-64。甚至在这种情况下，致动体的角度与光接收元件的输出电压之间的关系也与图15的相同。

<微型计算机与其周边结构之间的关系>

图16是示出开关模块的结构的框图。如图16所示，除了模开关27、光接收元件61-64以及照明单元(信号输出装置)21，25之外，开关模块11还包括：控制整个开关模块11的微型计算机100；低压电路101；ON/OFF信号输出单元(信号输出装置)103；以及故障预测/异常预测输出单元(信号输出装置)105。

低压电路101转换从外部输入的电压，并且输出低于输入电压的电压给微型计算机100。当电压从低压电路101输入时，微型计算机100点亮如图2所示的照明单元23。

光接收元件61根据从光发射元件51接收到的光量来输出电压至微型计算机100。光接收元件62根据从光发射元件52接收到的光量来输出电压至微型计算机100。光接收元件63根据从光发射元件53接收到的光量来输出电压至微型计算机100。光接收元件64根据从光发射元件54接收到的光量来输出电压至微型计算机100。在此，如下的电压作为最大电压：当在光接收元件61-64和光发射元件51-54之间的光路中不存在柱塞43的光阻挡区域时，分别从光接收元件61-64输出的电压。

如上所述，模开关27是用于将模式切换到正常模式和设定模式中任一种模式的开关，并且具有供用户按压的按钮。当按下按钮时，模开关27输出用于切换模式的低(LOW)信号给微型计算机100。同时，在没有按下按钮的情况下，模开关27总是输出高(HI GH)信号给微型计算机100。

ON/OFF信号输出单元103由微型计算机100控制，从而输出用于控制外部设备的驱动的ON信号或OFF信号，所述外部设备用作限位开关1的控制对象。

故障预测/异常预测输出单元105由微型计算机100控制，从而输出故障预测信号或异常预测信号，这表示给外界预测：限位开关1中出现了故障或异常。

照明单元21，25分别由微型计算机100控制，从而发射光。

接下来将描述微型计算机100的内部功能结构。应理解，微型计算机100设有CPU和储存程序的存储器，并且该CPU从该存储器读取程序，并且该微型计算机用来根据该程序执行操作。如图16所示，微型计算机100包括：A/D转换单元111；位置检测单元(位置检测装置)113；存储器115，117；输出信号控制单元119；模式切换单元121；以及设定处理单元(设定处理装置)123。

A/D转换单元111接收从光接收元件61-64输出的模拟电压，并且将该模拟电压的值转换为数字值。

位置检测单元113检测致动体7的位置(与固定位置的角度)。位置检测单元113设有第一确定单元113-1至第n确定单元113-n。应注意，因为第一确定单元113-1至第n确定单元113-n的功能是相同的，所以将仅描述第一确定单元113-1。

第一确定单元113-1从由A/D转换单元111输出的对应于光接收元件61-64的四个数字值中提取一个数字值。此提取是使用储存在存储器115中的提取表来进行的。该提取表是如下信息：对于第k确定单元(k＝1至n中的任一个)113-k，用于识别第k确定单元113-k的确定单元识别信息与如下的光接收元件识别信息相关：所述光接收元件识别信息用于在与光接收元件61-64对应的四个数字值中识别由第k确定单元113-k所使用的光接收元件。图17是该提取表的一个实例。在图17中示出的提取表的情况下，与表示第一确定单元113-1的确定单元识别信息对应的光接收元件识别信息表示的是光接收元件61。因此，第一确定单元113-1从光接收元件61提取数字值。

第一确定单元113-1将提取的数字值与储存在存储器117中的第一阈值进行比较，并且在提取的数字值不小于第一阈值的情况下输出高信号给输出信号控制单元119，或者在提取的数字值小于第一阈值的情况下输出低信号给输出信号控制单元119。应注意，储存在存储器117中的第k阈值对应于第k确定单元113-k，并且供第k确定单元113-k使用。

输出信号控制单元119根据从第一确定单元113-1至第n确定单元113-n输出的信号来控制：ON/OFF信号输出单元103；故障预测/异常预测输出单元105；以及照明单元21，25。后面将描述该控制的具体实施例。

当从模开关27接收到低信号时，模式切换单元121将模式切换到设定模式，并且输出设定指令至设定处理单元123。一旦从设定处理单元123接收到设定完成的通知，模式切换单元121就将模式切换到正常模式。应注意，在模式切换单元121将模式切换到正常模式的情况下，设定处理单元123的操作停止，并且输出信号控制单元119运行。

设定处理单元123执行以下处理：设定储存在存储器117中的第k阈值(k＝1至n中的任一个)以及储存在存储器115中的光接收元件识别信息。设定处理单元123储存用于识别第k-1确定单元(k＝1至n中的任一个)的在先设定对象信息，所述第k-1确定单元作为在先设定对象。一旦接收到设定指令，设定处理单元123就将第k确定单元113-k当作设定对象，所述第k确定单元113-k作为由在先设定对象信息表示的第k-1确定单元的下一个确定单元。应注意，如果在先设定对象信息表示第n确定单元113-n，则设定处理单元123将第一确定单元113-1当作设定对象。设定处理单元123执行以下设定处理：设定第k阈值以及与作为设定对象的第k确定单元113-k对应的光接收元件识别信息，并且当该设定处理完成时，设定处理单元123通知模式切换单元121该设定完成。因此，每次用户按下模开关27，就可以相继执行与第一确定单元113-1至第n确定单元113-n对应的设定处理。

设定处理单元123中的设定处理方法如下。首先，设定处理单元123在从A/D转换单元111输出的与光接收元件61-64对应的四个数字值中提取一个数字值，该数字值在从数字值的一范围内排除了至少最小电压(0V)和最大电压(5V)的一预定范围内(例如，0.5至4.5V的范围，作为最大电压5V的10％至90％)。应注意，如果有多个光接收元件输出的数字值在所述预定范围内，则可以提取与所述预定范围的中间值(即，表示作为最大电压的一半的电压的值)最接近的一个数字值。设定处理单元123更新存储器115的提取表，将用于对输出所提取的数字值的光接收元件进行识别的信息作为光接收元件识别信息，所述光接收元件识别信息对应于表示作为设定对象的第k确定单元113-k的确定单元识别信息。设定处理单元123更新存储器117，将所提取的数字值作为第k阈值，所述第k阈值对应于作为设定对象的第k确定单元113-k。一旦更新存储器117，设定处理单元123就确定该设定完成了，并通知模式切换单元121该设定完成。

根据上述设定处理，当在致动体7位于设定位置的状态下(即，在柱塞43被移位至与致动体7的设定位置对应的指定位置的状态下)用户按下模开关27的按钮时，设定处理单元123，将表示输出预定范围内(例如，0.5至4.5V的范围，作为最大电压5V的10％至90％)的一个数字值的光接收元件的信息设定为与作为设定对象的第k确定单元113-k对应的光接收元件识别信息。在此，所述预定范围是排除了最小电压和最大电压的范围。因此，在该范围中，从光发射元件发射的光的一部分被光阻挡区域阻挡，并且该光的其余部分入射在光接收元件上。在该范围中，该数字值根据柱塞43的位置而敏感地发生变化。设定处理单元123把在致动体位于设定位置时与由光接收元件识别信息表示的光接收元件对应的数字值设定为与作为设定对象的第k确定单元113-k对应的第k阈值。因此，第k确定单元113-k可以通过如下方法准确地检测设定位置：使用来自光接收元件的在所述设定位置附近具有良好灵敏性的数字值，以及在致动体7位于所述设定位置时作为所述光接收元件的数字值的第k阈值。

<位置检测和输出信号控制的具体实施例>

接下来，将描述通过使用本实施方案的限位开关1进行位置检测和输出信号控制的具体实施例。

如上所述，致动体7一旦与物体接触就旋转，并且限位开关1根据致动体7离固定位置的角度来输出ON信号给作为限位开关1的操作对象的外部设备。然而，物体并不总是在相同的状态下与致动体7接触。对于不同的物体，重量、大小、移动路线等会稍有变化。即使在存在这种变化的情况下，期望的是限位开关1在不出错的状态下正常运行。

同时，在限位开关1长期使用的情况下，由于诸如振动之类的一些原因，限位开关1和物体的移动路线之间的相对位置关系可能逐渐改变。由于长期存在这种改变，可以认为在物体与致动体7接触时致动体7的角度逐渐增大或逐渐减小。在物体与致动体7接触时的致动体7的角度长期逐渐增大的情况下，可能会给致动体7施加一个超出致动体7的角度限值的力，并由此产生机械故障。在物体与致动体7接触时的致动体7的角度长期逐渐减小的情况下，可能不能正常输出ON信号。当这种故障或异常在生产线的运行期间出现时，整个生产线不得不停止。因此，期望在故障或异常产生之前预测未来出现这种故障或异常的可能性。

另外，在限位开关长期使用的情况下，致动体7和其旋转轴之间的摩擦力因一些因素而可能逐渐增大。在这种情况下，在撤离物体后致动体7回到固定位置的回复速度逐渐变慢。当回复速度变慢时，可能不能正常检测下一个物体。在此，不能正常检测下一个物体时的回复速度为一个预定限制速度。此时，期望在回复速度变得不小于预定限制速度之前预测回复速度开始变慢。

图18是示出致动体的角度与运行状态之间的关系的视图。在此，物体的移动路线和限位开关1之间的相对位置关系被以如下方式设定：当一个一般物体与致动体7接触时，致动体7旋转约30至35度。另外，在此，致动体7的角度限值(图中示为TTP)为50度。

在这种情况下，为了允许限位开关1不论物体的个体差异(诸如重量、大小以及移动路线)如何都能在正常状态下输出ON信号，优选的是设定一个比致动体7的平均角度(30至35度)更小的角度(诸如15度)作为输出ON信号的运行角度。

为了预测物体与致动体7接触时的致动体7的角度长期逐渐增大，优选的是在该角度超过一个比致动体7的平均角度(30至35度)大且比限值(50度)小的角度(诸如40度)时输出故障预测信号。该故障预测信号表示可能因外力大而在未来发生故障。应注意，其中理想地输出故障预测信号的一个角度范围在该图中被示为“过度OT”。

另外，为了预测物体与致动体7接触时的致动体7的角度长期逐渐减小，优选的是在致动体仅旋转一比致动体7的平均角度(30至35度)小且比一大于输出ON信号的角度(诸如15度)的角度(诸如25度)小的角度时输出一不足旋转异常预测信号。该不足旋转异常预测信号表示可能因外力小而在未来出现异常。应注意，其中理想地输出不足旋转异常预测信号的一个角度范围在该图中被示为“不足OT”。

另外，为了预测回复速度开始变慢，测量表示回复时的速度的参数，例如在回复到固定位置时从该角度到达15度的时间点到该角度到达10度的时间点的一个回复时间。将预定时间与测量的回复时间比较，所述预定时间比与预定限制速度对应的时间短且比正常回复时的回复时间长。在测量的回复时间长于预定时间的情况下，优选的是输出回复速度异常预测信号。该回复速度异常预测信号是表示柱塞43(即，致动体7)的回复速度变慢的信号。

下面将参照图19描述设定以下角度的具体实施例：输出ON信号的运行角度(诸如15度)、输出故障预测信号的角度(40至50度)、输出异常预测信号的角度(15-25度)、以及用于输出回复速度异常预测信号的角度(诸如15度和10度)。

图19是示出从光接收元件输出的电压值、由设定处理单元设定的阈值以及从确定单元输出的信号之间的关系的视图。图19中，(a)部分示出致动体7的角度的变化实施例，(b)部分示出从光接收元件61-64输出的电压值和由设定处理单元123设定的阈值之间的关系，以及(c)部分示出从位置检测单元113输出的信号。

应注意，设定处理单元123储存表示第n确定单元113-n的信息作为在先设定对象信息。

光接收元件61-64可以输出0至5V作为输出电压(数字值)。因此，中间值为2.5V。

首先，用户把致动体7从固定位置仅旋转10度，保持柱塞43移位到与致动体7的该位置对应的指定位置(第四指定位置)的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，设定处理单元123把第一确定单元113-1作为设定对象。在致动体7位于10度的位置的情况下，如图19的(b)部分所示，光接收元件61的输出电压为约2.5V，并且其他光接收元件62-64的输出电压为0V。因此，设定处理单元123将表示光接收元件61的信息设定为与作为设定对象的第一确定单元113-1对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将在致动体7的角度为10度的状态下从光接收元件61输出的电压值(数字值)设定为与第一确定单元113-1对应的第一阈值。

因此，如图19的(c)部分所示，第一确定单元113-1在光接收元件61的输出电压值不小于第一阈值的情况下输出高信号，并且在光接收元件61的输出电压值小于第一阈值的情况下输出低信号。在致动体7的角度为10度的情况下从光接收元件61输出的电压值(数字值)被设定为第一阈值。因此，发现在从第一确定单元113-1输出高信号的情况下致动体7位于角度不小于10度的位置，并且在从第一确定单元113-1输出低信号的情况下致动体7位于角度小于10度的位置。当来自第一确定单元113-1的信号从低变为高或从高变为低时，发现致动体7的角度为10度。

接下来，用户把致动体7移位到15度的位置，保持柱塞43移位到与致动体7的该位置对应的指定位置(第一指定位置，第五指定位置)的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，设定处理单元123把第二确定单元113-2作为设定对象。在致动体7位于15度的位置的情况下，如图19的(b)部分所示，光接收元件62的输出电压为约1.2V，并且其他光接收元件61，63，64的输出电压为5V或0V。因此，设定处理单元123将表示光接收元件62的信息设定为与作为设定对象的第二确定单元113-2对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将在致动体7的角度为15度的状态下从光接收元件62输出的电压值(数字值)设定为与第二确定单元113-2对应的第二阈值。

因此，如图19的(c)部分所示，第二确定单元113-2在光接收元件62的输出电压值(数字值)不小于第二阈值的情况下输出高信号，并且在光接收元件62的输出电压值(数字值)小于第二阈值的情况下输出低信号。在致动体7的旋转角度为15度的情况下从光接收元件62输出的电压值(数字值)被设定为第二阈值。因此，发现在从第二确定单元113-2输出高信号的情况下致动体7位于角度不小于15度的位置，并且在从第二确定单元113-2输出低信号的情况下致动体7位于角度小于15度的位置。当来自第二确定单元113-2的信号从低变为高或从高变为低时，发现致动体7的角度为15度。

接下来，用户把致动体7移位到25度的位置，保持柱塞43移位到与致动体7的该位置对应的指定位置(第二指定位置)的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，设定处理单元123把第三确定单元113-3作为设定对象。在致动体7位于25度的位置的情况下，如图19的(b)部分所示，光接收元件63的输出电压为约2.5V，并且其他光接收元件61，62，64的输出电压为5V或0V。因此，设定处理单元123将表示光接收元件63的信息设定为与作为设定对象的第三确定单元113-3对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将在致动体7的角度为25度的状态下从光接收元件63输出的电压值(数字值)设定为与第三确定单元113-3对应的第三阈值。

因此，如图19的(c)部分所示，第三确定单元113-3在光接收元件63的输出电压值(数字值)不小于第三阈值的情况下输出高信号，并且在光接收元件63的输出电压值(数字值)小于第三阈值的情况下输出低信号。在致动体7的角度为25度的情况下从光接收元件63输出的电压值(数字值)被设定为第三阈值。因此，发现在从第三确定单元113-3输出高信号的情况下致动体7位于角度不小于25度的位置，并且在从第三确定单元113-3输出低信号的情况下致动体7位于角度小于25度的位置。当来自第三确定单元113-3的信号从低变为高或从高变为低时，发现致动体7的角度为25度。

最后，用户把致动体7移位到40度的位置，保持柱塞43移位到与致动体7的该位置对应的指定位置(第三指定位置)的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，设定处理单元123把第四确定单元113-4作为设定对象。在致动体7位于40度的位置的情况下，如图19的(b)部分所示，光接收元件64的输出电压为约3.8V，并且其他光接收元件61-63的输出电压为5V。因此，设定处理单元123将表示光接收元件64的信息设定为与作为设定对象的第四确定单元113-4对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将在致动体7的角度为40度的状态下从光接收元件64输出的电压值(数字值)设定为与第四确定单元113-4对应的第四阈值。

因此，如图19的(c)部分所示，第四确定单元113-4在光接收元件64的输出电压值(数字值)不小于第四阈值的情况下输出高信号，并且在光接收元件64的输出电压值(数字值)小于第四阈值的情况下输出低信号。在致动体7的角度为40度的情况下从光接收元件64输出的电压值(数字值)被设定为第四阈值。因此，发现在从第四确定单元113-4输出高信号的情况下致动体7位于角度不小于40度的位置，并且在从第四确定单元113-4输出低信号的情况下致动体7位于角度小于40度的位置。当来自第四确定单元113-4的信号从低变为高或从高变为低时，发现致动体7的角度为40度。

输出信号控制单元119被初步设定为一旦从第一确定单元113-1至第四确定单元113-4接收到信号就执行以下处理。

即，当来自第二确定单元113-2的信号表示高时，输出信号控制单元119以输出ON信号的方式控制ON/OFF信号输出单元103，并且控制照明单元21亮起来。

在此，如上所述，表示光接收元件62的信息被设定为与第二确定单元113-2对应的光接收元件识别信息，并且在致动体7的角度为15度时光接收元件62的输出电压(数字值)被设定为第二阈值。因此，输出ON信号时的运行角度可以是15度。

输出信号控制单元119确定在如下一时段期间来自第三确定单元113-3的信号是否从低变高，所述时段从来自第二确定单元113-2的信号从低变高的时间点到来自第二确定单元113-2的信号从高变低的时间点。在来自第三确定单元113-3的信号未从低变高的情况下，输出信号控制单元119以输出不足旋转异常预测信号的方式控制故障预测/异常预测输出单元105，并且控制照明单元25以第一样式闪烁。

在此，如上所述，表示光接收元件63的信息被设定为与第三确定单元113-3对应的光接收元件识别信息，并且在致动体7的角度为25度时光接收元件63的输出电压(数字值)被设定为第三阈值。因此，其中输出不足旋转异常预测信号的一个角度范围可以小于25度。

当来自第四确定单元113-4的信号表示高时，输出信号控制单元119以输出故障预测信号的方式控制故障预测/异常预测输出单元105，并且控制照明单元25以第二样式闪烁。

在此，如上所述，表示光接收元件64的信息被设定为与第四确定单元113-4对应的光接收元件识别信息，并且在致动体7的角度为40度时光接收元件64的输出电压(数字值)被设定为第四阈值。因此，其中输出故障预测信号的一个角度范围可以不小于40度。

另外，输出信号控制单元119测量从第二确定单元113-2的信号从高变低的时间点到第一确定单元113-1的信号从高变低的时间点的一时段，并且确定测量的时段是否长于预定时段。在测量的时段长于预定时段的情况下，输出信号控制单元119以输出回复速度异常预测信号的方式控制故障预测/异常预测输出单元105，并且控制照明单元25以第三样式闪烁。

在此，如上所述，表示光接收元件61的信息被设定为与第一确定单元113-1对应的光接收元件识别信息，并且在致动体7的角度为10度时光接收元件61的输出电压(数字值)被设定为第一阈值。因此，根据在致动体7回复时从15度角度移动到10度角度的时间，可以输出回复速度异常预测信号。

应注意，上述第一至第三样式在闪烁次数、周期等方面各不相同。例如，如图20所示，4秒作为一个周期，并且一个周期内的闪烁次数在所述样式之间有变化。

如上所述，本实施方案的限位开关1设有会根据外力而移位的柱塞(移位构件)43，以及用于根据柱塞43的位置输出信号的输出信号控制单元(信号输出装置)119。柱塞43位于光发射元件51-54的光发射表面和光接收元件61-64的光接收表面之间，并且在没有外力时位于参考位置。供光穿过的缝(开口)71-74以如下方式形成在柱塞43中：使得在从光发射元件51-54发射的光中入射在光接收元件61-64上的光量根据柱塞43的位移而变化。另外，限位开关1设有设定处理单元123，所述设定处理单元用于，当在用户将柱塞43移位到指定位置(例如，致动体7旋转10度、15度、25度或40度时柱塞43的位置)的情况下输入设定指令时，把从光接收元件61-64输出的数字值(特征量)设定为第k阈值。另外，限位开关1设有位置检测单元113，所述位置检测单元用于执行如下检测处理，即，通过比较设定的第k阈值和从光接收元件输出的数字值来检测柱塞43是更靠近参考位置还是更靠近指定位置。

这样，因为入射到光接收元件61-64上的光量因柱塞43的位置而不同，所以从光接收元件61-64输出的数字值是变化的。根据用户输入，在柱塞43移位到指定位置(例如，当致动体7旋转10度、15度、25度或40度时柱塞43的位置)的情况下从任一光接收元件61-64输出的数字值被设定为阈值，并且通过比较设定的阈值和从光接收元件输出的数字值，检测柱塞43是更靠近参考位置还是更靠近指定位置。因此，当用户仅在柱塞43移位到指定位置的情况下输入设定指令时，此状态下的数字值被设定为阈值，并且可以检测柱塞43是更靠近参考位置还是更靠近指定位置。因此，可以根据柱塞是更靠近参考位置还是更靠近指定位置的检测结果来容易地输出信号。因此，可以提供在不需要调整螺钉的情况下能够根据柱塞43的期望位置(即致动体7的期望位置)容易地输出信号的开关。

<改型实施例>

在本实施方案中，设于限位开关1中的柱塞43具有如图4中所示的缝71-74。然而，缝的形状不限于此。在本改型实施例中，具有多个与缝71-74形状不同的缝的柱塞代替柱塞43被设于限位开关1中。

图21是示出该改型实施例中的柱塞的前表面的视图。图22是从前表面侧看到的该改型实施例中的柱塞的立体图。图23是示出该改型实施例中的柱塞的后表面的视图。图24是从后表面侧看到的该改型实施例中的柱塞的立体图。图25是示出该改型实施例中的柱塞的截面的视图。如图21-25所示，柱塞43A具有主体部分70A和突出部分76A。

突出部分76A与主体部分70A结合，并且比主体部分70A更窄。突出部分76A插入螺旋弹簧42中。如同突出部分76，突出部分76A插入设于第三隔板81c中的孔中。当柱塞43A根据致动体7的移动而朝第三隔板81c平行地移动时，螺旋弹簧42被压缩在第三隔板81c和柱塞43A的主体部分70A之间，从而给柱塞43A施加用于使柱塞43A回复到参考位置的力。

主体部分70A具有缝71A-74A。由于缝71A-74A的形状相同，将描述缝71A。缝71A的开口对于柱塞43A的前表面和后表面分别具有不同的大小。具体地，如图25所示，该截面中的缝71A的开口的形状是在由虚线围绕的区域中未被斜线表示的区域的形状。缝71A的后表面上的开口的大小与第二隔板81b的开口的大小相同。

图26-30是示出该改型实施例中的多个光发射元件、多个光接收元件以及柱塞在开关模块的横截面中的位置关系的视图。应注意，图26是当致动体7位于固定位置时的视图，图27是当致动体7位于15度的位置时的视图，图28是当致动体7位于22.5度的位置时的视图，图29是当致动体7位于30度的位置时的视图，以及图30是当致动体7位于42.5度的位置时的视图。在此，光发射元件51-54、光接收元件61-64以及隔板81布置的位置与图10所示的相同。

如图26-30所示，柱塞43的前表面面向光发射元件51-54，并且柱塞43的后表面面向光接收元件61-64。应注意，如图25所示，柱塞43A的主体部分70A的除了缝71A-74A以外的部分由斜线表示。斜线的部分作为光阻挡区域。

与柱塞43相同，柱塞43A的位置随着致动体7的移动而变化，并且从光发射元件51-54发射的光根据该位置的变化而被阻挡或穿过。具体地，在柱塞43A中，在柱塞43A的移动过程中，缝71A-74A分别形成在柱塞43A中，从而与第一隔板81a的对应于光发射元件51-54的开口以及第二隔板81b的对应于光接收元件61-64的开口重叠。

如同缝71-74，缝71A-74A的后表面侧上的每个开口和第二隔板81b的对应于所述缝的每个开口之间的距离在缝71A-74A之间是不同的。具体地，如图26所示，缝71A-74A的位置被设定为，当致动体7位于固定位置时(即，当柱塞43A位于参考位置时)，所述距离按照如下顺序逐渐增大：缝71A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝71A的开口之间的距离；缝72A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝72A的开口之间的距离；缝73A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝73A的开口之间的距离；以及缝74A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝74A的开口之间的距离。

下文中，参照图26-30，将描述随着致动体7从固定位置的旋转角度变化，是否有光入射到光接收元件61-64上以及入射光的量如何变化。

如图26所示，当致动体7位于0度的位置(固定位置)时，柱塞43A阻挡由光发射元件51-54发射的所有光。因此，分别由光发射元件51-54发射的光被柱塞43A阻挡，并且不能到达光接收元件61-64。

致动体7从图26中示出的状态旋转，并且柱塞43A沿其纵向方向移动。此时，如上所述，缝71A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于缝71A的开口之间的距离短于对应于其他缝72A-74A的距离。因此，仅缝71A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口开始重叠。之后，当柱塞43A的移动量随着致动体7的角度增大而增大时，缝71A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口的重叠区域增大，并且缝72A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口开始重叠。

如图27所示，在致动体7位于15度的位置的情况下，缝71A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口匹配。换句话说，缝71A位于如下整个空间(光路区域)中，所述空间线性地连接了对应于光发射元件51在第一隔板81a中的布置位置的开口和对应于光接收元件61在第二隔板81b中的布置位置的开口。此时，缝72A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的一部分重叠。因此，光接收元件61的光接收量具有最大值，并且光接收元件62仅接收从光发射元件52发射的光的一部分。在此阶段，柱塞43A的光阻挡区域仍遮挡对应于光接收元件63，64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件63，64。

致动体7从图27中示出的状态进一步旋转，并且柱塞43A沿其纵向方向移动。此时，当柱塞43A的移动量增大时，缝71A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口的重叠区域减小，并且缝72A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的重叠区域增大。缝73A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口开始重叠。

如图28所示，当致动体7位于22.5度的位置时，缝72A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口匹配。缝71A，73A的后表面侧上的开口分别和第二隔板81b的对应于光接收元件61，63的开口的一部分重叠。因此，光接收元件62的光接收量具有最大值，并且由光发射元件51，53发射的光部分地穿过缝71A，73A，并到达光接收元件61，63。应注意，在此阶段，柱塞43A的光阻挡区域仍遮挡对应于光接收元件64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件64。

致动体7从图28中示出的状态进一步旋转，并且柱塞43A沿其纵向方向移动。此时，当柱塞43A的移动量增大时，光阻挡区域遮挡第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口。缝72A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的重叠区域减小。另外，缝73A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口的重叠区域增大。

如图29所示，当致动体7位于30度的位置时，第二隔板81b的对应于光接收元件61的开口又完全被光阻挡区域遮挡。缝72A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口的一部分重叠。另外，缝73A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口匹配。因此，光没有到达光接收元件61，光接收元件63的光接收量具有最大值，并且由光发射元件52发射的光部分地穿过缝72A，并且到达光接收元件62。应注意，在此阶段，柱塞43A的光阻挡区域仍遮挡对应于光接收元件64的布置位置的开口。因此，光没有到达光接收元件64。

致动体7从图29中示出的状态进一步旋转，并且柱塞43A沿其纵向方向移动。此时，当柱塞43A的移动量增大时，光阻挡区域遮挡第二隔板81b的对应于光接收元件62的开口。缝73A的后表面侧上的开口与第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口的重叠区域减小。另外，缝74A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件64的开口开始重叠。

如图30所示，当致动体7位于42.5度的位置时，第二隔板81b的对应于光接收元件61，62的开口又完全被光阻挡区域遮挡。缝73A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件63的开口的一部分重叠。另外，缝74A的后表面侧上的开口和第二隔板81b的对应于光接收元件64的开口匹配。因此，光没有到达光接收元件61，62，光接收元件64的光接收量具有最大值，并且由光发射元件53发射的光部分地穿过缝73A，并且到达光接收元件63。

应注意，致动体7可以移位从42.5度至50度的角度。然而，当致动体7位于42.5度的角度时，柱塞43A与固定构件83接触。因此，当致动体7位于从42.5度至50度的角度时，柱塞43A处于与图30相同的状态。

下文将描述在本改型实施例中的位置检测和输出信号控制的具体实施例。图31是示出从光接收元件输出的电压值、由设定处理单元123设定的阈值以及从确定单元输出的信号之间的关系的视图。图31中，(a)部分示出致动体的旋转角度的变化实施例，(b)部分示出从光接收元件61-64输出的电压值和由设定处理单元123设定的阈值之间的关系，(c)部分示出从位置检测单元113输出的信号，以及(d)部分示出在输出信号控制单元119中产生的信号的一个实施例。

应注意，在本改型实施例中，设定处理单元123把表示根据用户输入在光接收元件61-64中选择的且输出的输出电压(数字值)在预定范围(诸如0.5至4.5V)内的光接收元件的信息设定为光接收元件识别信息。或者，设定处理单元123可以初始储存光接收元件61-64的优先度，并且在光接收元件61-64中有多个光接收元件输出的输出电压(数字值)在预定范围内的情况下，可以在这多个光接收元件中选择具有最高优先度的光接收元件。

如图31的(b)部分所示，四条序列线91A-94A表示分别由光接收元件61-64在分别从光发射元件51-54接收光时输出的电压与致动体7所处的角度之间的关系。序列线91A对应于光接收元件61，序列线92A对应于光接收元件62，序列线93A对应于光接收元件63，并且序列线94A对应于光接收元件64。

如图31的(b)部分所示，光接收元件61在致动体7所处的角度不小于5度且小于25度时接收光。其光接收量在角度为15度时变得最大。光接收元件62在致动体7所处的角度不小于12.5度且小于32.5度时接收光。其光接收量在角度为22.5度时变得最大。光接收元件63在致动体7所处的角度不小于20度且小于50度时接收光。其光接收量在角度为30度时变得最大。光接收元件64在致动体7所处的角度不小于32.5度且小于50度时接收光。其光接收量在角度为42.5度至50度时变得最大。

首先，用户保持致动体7从固定位置仅旋转10度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，如同以上描述，设定处理单元123将表示光接收元件61的信息设定为与作为设定对象的第一确定单元113-1对应的光接收元件识别信息。如图31的(b)部分所示，设定处理单元123将当致动体7的角度为10度时从光接收元件61输出的电压值(数字值)设定为与第一确定单元113-1对应的第一阈值。

接下来，用户保持致动体7从固定位置仅旋转15度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，如同以上描述，设定处理单元123将表示光接收元件62的信息设定为与作为设定对象的第二确定单元113-2对应的光接收元件识别信息。如图31的(b)部分所示，设定处理单元123将当致动体7所处的角度为15度时从光接收元件62输出的电压值(数字值)设定为与第二确定单元113-2对应的第二阈值。

接下来，用户保持致动体7从固定位置仅旋转25度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，光接收元件62和光接收元件63输出0.5V至4.5V的输出电压(数字值)。然而，通过初步理解如图31的(b)部分所示的序列线92A，93A，用户可以选择其输出电压在角度不小于25度的情况下比在角度小于25的情况下增大的更多的光接收元件63。因此，设定处理单元123将表示光接收元件63的信息设定为与作为设定对象的第三确定单元113-3对应的光接收元件识别信息。如图31的(b)部分所示，设定处理单元123将当致动体7所处的角度为25度时从光接收元件63输出的电压值(数字值)设定为与第三确定单元113-3对应的第三阈值。

接下来，用户保持致动体7从固定位置仅旋转40度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，光接收元件63和光接收元件64输出0.5至4.5V的输出电压(数字值)。然而，通过初步理解如图31的(b)部分所示的序列线93A，94A，用户可以选择其输出电压在角度不小于40度的情况下比在角度小于40的情况下增大的更多的光接收元件64。因此，设定处理单元123将表示光接收元件64的信息设定为与作为设定对象的第四确定单元113-4对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将当致动体7所处的角度为40度时从光接收元件64输出的电压值(数字值)设定为与第四确定单元113-4对应的第四阈值。

接下来，用户保持致动体7从固定位置仅旋转22度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，光接收元件61和光接收元件63输出0.5至4.5V的输出电压(数字值)。然而，通过初步理解如图31的(b)部分所示的序列线91A，93A，用户可以选择其输出电压在角度不小于22度的情况下比在角度小于22度的情况下增大的更多的光接收元件63。因此，设定处理单元123将表示光接收元件63的信息设定为与作为设定对象的第五确定单元对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将当致动体7所处的角度为22度时从光接收元件63输出的电压值(数字值)设定为与第五确定单元相对应的第五阈值。

最后，用户保持致动体7从固定位置仅旋转35度的状态，并且按下模开关27的按钮。此时，光接收元件63和光接收元件64输出0.5至4.5V的输出电压(数字值)。然而，通过初步理解如图31的(b)部分所示的序列线93A，94A，用户可以选择其输出电压在角度不小于35度的情况下比在角度小于35的情况下增大的更多的光接收元件64。因此，设定处理单元123将表示光接收元件64的信息设定为与作为设定对象的第六确定单元对应的光接收元件识别信息。设定处理单元123将当致动体7所处的角度为35度时从光接收元件64输出的电压值(数字值)设定为与第六确定单元对应的第六阈值。

通过这样设定，第一确定单元113-1至第六确定单元输出如图31的(c)部分所示的信号。应注意，在图31的(c)部分中，水平轴线表示致动体7所处的角度，如同(b)部分。

输出信号控制单元119被初步设定为，一旦从第一确定单元113-1至第六确定单元收到信号就执行以下处理。

即，输出信号控制单元119通过对来自第二确定单元113-2的信号、来自第五确定单元的信号以及来自第六确定单元的信号执行“OR”处理来产生如图31的(d)部分所示的信号。应注意，在图31的(d)部分中，水平轴线表示致动体7所处的角度，如同(b)部分。即，当致动体7所处的角度不小于15度时，产生高信号。当产生的信号表示高时，输出信号控制单元119以输出ON信号的方式控制ON/OFF信号输出单元103，并且控制照明单元21亮起来。

输出信号控制单元119中的其他处理，包括不足旋转异常预测信号的输出处理、故障预测信号的输出处理以及回复速度异常预测信号的输出处理，与使用柱塞43的以上描述相同。

应注意，在图26-30的以上描述中，柱塞43A的前表面面向光发射元件51-54，并且柱塞43A的后表面面向光接收元件61-64。然而，相反地，柱塞43A的后表面可以面向光发射元件51-54，并且柱塞43A的前表面可以面向光接收元件61-64。即使在这种情况下，致动体的角度与光接收元件的输出电压之间的关系也与图31的相同。

这样，即使在本改型实施例中，因为入射到光接收元件61-64上的光量因柱塞43A的位置而不同，所以从光接收元件61-64输出的数字值是变化的。根据用户输入，在柱塞43A移位到指定位置(例如，当致动体7旋转10度、15度、25度或40度时柱塞43A的位置)的情况下从任一光接收元件61-64输出的数字值被设定为阈值，并且通过比较设定的阈值和从光接收元件输出的数字值，可以检测柱塞43A是更靠近参考位置还是更靠近指定位置。因此，当用户仅在柱塞43A移位到指定位置的情况下输入设定指令时，此状态下的数字值被设定为阈值，并且可以检测柱塞43A是更靠近参考位置还是更靠近指定位置。因此，可以根据柱塞是更靠近参考位置还是更靠近指定位置的检测结果来容易地输出信号。因此，可以提供在不需要调整螺钉的情况下能够根据柱塞43A的期望位置(即致动体7的期望位置)容易地输出信号的开关。

根据设于限位开关1中的致动体7的旋转操作，柱塞43，43A被移位。然而，本发明不限于随着致动体7的旋转运动来使柱塞43，43A移位的方法。可以使用通过除了旋转致动体7之外的其他操作来使柱塞43，43A移位的方法，例如在非专利文献1中描述的方法。

如上所述，本发明的开关包括：移位构件，会根据外力而移位；信号输出装置，用于根据所述移位构件的位置来输出信号；光发射元件，用于从光发射表面发射光；以及光接收元件，具有面向所述光发射表面的光接收表面，所述光接收元件用于输出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量，其中所述移位构件布置在所述光发射表面和所述光接收表面之间，并且当不存在外力时位于参考位置，在所述移位构件中以如下方式形成有供光穿过的开口：使得在从所述光发射表面发射的光中入射到所述光接收表面上的光量根据所述移位构件的位移而变化，所述开关还包括设定处理装置和位置检测装置，其中，所述设定处理装置用于在所述移位构件移位到一指定位置的状态下输入设定指令时将从所述光接收元件输出的特征量设定为阈值；以及所述位置检测装置用于执行以下检测处理，即通过比较由所述设定处理装置设定的阈值和由所述光接收元件输出的特征量来检测所述移位构件是更靠近所述参考位置还是更靠近所述指定位置；并且所述信号输出装置基于由所述位置检测装置执行的检测处理的结果来输出信号。

另外，在本发明的开关中，优选地，设有多个光发射元件和多个光接收元件，当相互面对的一对光发射元件和光接收元件作为一个光检测单元时，在所述移位构件中形成分别对应于这多个光检测单元的多个开口，并且，当对于多个光检测单元中的每个，在使得入射到所述光检测单元的光接收元件上的光量最大的所述移位构件的多个位置中离所述参考位置的位移量最小的所述移位构件的位置作为光量最大位置时，所述光量最大位置在所述多个光检测单元之间是不同的。

或者，在本发明的开关中，优选地，设有多个光发射元件和多个光接收元件，当相互面对的一对光发射元件和光接收元件作为一个光检测单元时，在所述移位构件中形成对应于这多个光检测单元的多个开口，并且，当对于所述光检测单元中的每个，在使得所述光检测单元检测到有光穿过所述开口的移位构件的多个位置中离所述参考位置的位移量最小的所述移位构件的位置作为光检测开始位置时，从所述参考位置到所述光检测开始位置的距离在所述多个光检测单元之间是不同的。

根据上述结构，当光接收元件从光发射元件接收光时移位构件的位置范围在多个光检测单元之间是不同的。因此，通过使用多个光检测单元，可以在一个宽范围内检测移位构件的位置。

另外，在本发明的开关中，优选地，设有多个指定位置，所述设定处理装置分别设定用于为所述多个指定位置检测指定位置的光检测单元，并且把从所述光检测单元的光接收元件输出的特征量设定为对应于所述多个指定位置的阈值，并且，所述位置检测装置通过以下方式为多个指定位置中的每一个指定位置执行检测处理：将由所述设定处理装置设定的与所述多个指定位置对应的阈值和由所述光检测单元的光接收元件输出的特征量进行比较，所述特征量由所述设定处理装置设定且与所述多个指定位置对应。

根据上述结构，位置检测装置可以容易地检测多个指定位置。因此，该开关可以根据多个指定位置输出各种信号。

另外，在本发明的开关中，优选地，在所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述指定位置的情况下，所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述信号。

根据上述结构，通过仅在移位构件移位到指定位置的状态下输出设定指令，用户可以在输出用于驱动外部设备的ON信号时容易地设定移位构件的指定位置。

另外，在发明的开关中，优选地，所述信号输出装置输出多个信号，所述指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更远离所述参考位置的第二指定位置，如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述多个信号中的一个，并且，如果在从所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置直到所述位置检测装置检测到所述移位构件是更靠近所述参考位置而不是更靠近所述第一指定位置的期间，所述位置检测装置未检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第二指定位置，那么所述信号输出装置输出故障预测信号作为所述多个信号中的一个，所述故障预测信号表示所述外力小。

当该开关长期连续使用时，认为，施加的外力因一些因素而逐渐减小。同时，在该开关安装在生产线中的情况下，即使在施加外力时也需要尽可能避免因没有正常输出ON信号的错误而停止生产线。根据上述结构，如果在从位置检测装置检测到移位构件不是更靠近参考位置而是更靠近第一指定位置直到该位置检测装置检测到移位构件更靠近参考位置而不是更靠近第一指定位置的期间，该位置检测装置未检测到移位构件不是更靠近参考位置而是更靠近第二指定位置，那么输出故障预测信号。在此，第一指定位置是输出ON信号的运行点，并且第二指定位置比第一指定位置更远离参考位置。因此，通过仅在因一些因素而产生错误之前确认故障预测信号，即，在即使当施加外力时移位构件未到达第一指定位置之前确认故障预测信号，用户可以容易地意识到施加的外力逐渐减小。

另外，在本发明的开关中，优选地，所述信号输出装置输出多个信号，所述多个指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更远离所述参考位置的第三指定位置，如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述多个信号中的一个，并且，如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第三指定位置，那么所述信号输出装置输出故障预测信号作为所述多个信号中的一个，所述故障预测信号表示所述外力大。

当该开关长期连续使用时，认为，施加的外力因一些因素而逐渐增大。当施加的外力超过一限值时，可能损坏该开关。根据上述结构，如果位置检测装置检测到移位构件不是更靠近参考位置而是更靠近第三指定位置，那么输出故障预测信号。在此，第三指定位置比第一指定位置更远离参考位置，所述第一指定位置作为输出ON信号时的运行点。因此，通过把在施加的力比该开关可能损坏的力更小时的移位构件的位置指定为第三指定位置，用户可以初步意识到施加的外力逐渐增大。

另外，在本发明的开关中，优选地，所述多个指定位置包括第四指定位置和比所述第四指定位置更远离所述参考位置的第五指定位置，并且，所述信号输出装置测量从所述位置检测装置检测到所述移位构件位于所述第五指定位置的时间点到所述位置检测装置检测到所述移位构件位于所述第四指定位置的时间点的一段时间，该段时间在所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第五指定位置之后，并且所述信号输出装置在测量到的时间大于预定时间的情况下输出故障预测信号作为所述信号。

当该开关长期连续使用时，认为，移位构件在移位后回复到参考位置的回复速度因诸如摩擦力的增大之类的一些因素而变慢。当回复速度变慢时，有时会出现在施加下一个外力时不能正常执行开关操作的情况。根据上述结构，如果从位置检测装置检测到移位构件位于第五指定位置的时间点到位置检测装置检测到移位构件位于第四指定位置的时间点的时间大于预定时间，那么输出故障预测信号作为上述信号。因此，用户可以初步意识到回复速度正变慢。

本发明不限于上述实施方案，而是在本权利要求所记载的范围内可以获得各种改型。通过将分别记载在不同模式中的技术恰当地组合而得到的实施方案也被包括在本发明的技术范围内。

工业实用性

本发明可以用作在生产线等中使用的限位开关。

符号说明

1：限位开关

3：壳体

5：安装块

7：致动体

11：开关模块

21，25：照明单元(信号输出装置)

41：光中断器单元

43，43A：柱塞(移位构件)

51-54：光发射元件

61-64：光接收元件

71-74，71A-74A：缝

100：微型计算机

103：ON/OFF信号输出单元(信号输出装置)

105：故障预测/异常预测输出单元(信号输出装置)

113：位置检测单元(位置检测装置)

113-1至113-n：第一确定单元至第n确定单元

115，117：存储器

119：输出信号控制单元(信号输出装置)

123：设定处理单元(设定处理装置)

Claims (8)

1.一种开关，包括：

移位构件，将根据外力而移位；

信号输出装置，用于根据所述移位构件的位置来输出信号；

光发射元件，用于从光发射表面发射光；以及

光接收元件，具有面向所述光发射表面的光接收表面，所述光接收元件用于输出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量，其中

所述移位构件布置在所述光发射表面和所述光接收表面之间，并且当不存在外力时位于参考位置，

供光穿过的开口，所述开口在所述移位构件中以如下方式形成：使得在从所述光发射表面发射的光中入射到所述光接收表面上的光量根据所述移位构件的位移而变化，

所述开关还包括：

设定处理装置，用于在所述移位构件移位到一指定位置的状态下输入设定指令时将从所述光接收元件输出的特征量设定为一个阈值；以及

位置检测装置，用于执行以下检测处理，即通过比较由所述设定处理装置设定的阈值和由所述光接收元件输出的特征量来检测所述移位构件是更靠近所述参考位置还是更靠近所述指定位置，并且

所述信号输出装置基于由所述位置检测装置执行的检测处理的结果来输出信号。

2.根据权利要求1所述的开关，其中：

设有多个光发射元件和多个光接收元件，

当相互面对的一对光发射元件和光接收元件作为一个光检测单元时，在所述移位构件中形成分别对应于这多个光检测单元的多个开口，并且

当对于所述多个光检测单元中的每个，在使得入射到所述光检测单元的光接收元件上的光量最大的所述移位构件的多个位置中离所述参考位置的位移量最小的所述移位构件的位置作为光量最大位置时，所述光量最大位置在所述多个光检测单元之间是不同的。

3.根据权利要求1所述的开关，其中：

设有多个光发射元件和多个光接收元件，

当相互面对的一对光发射元件和光接收元件作为一个光检测单元时，在所述移位构件中形成对应于这多个光检测单元的多个开口，并且

当对于所述多个光检测单元中的每个，在使得所述光检测单元检测到有光穿过所述开口的所述移位构件的多个位置中离所述参考位置的位移量最小的所述移位构件的位置作为光检测开始位置时，从所述参考位置到所述光检测开始位置的距离在所述多个光检测单元之间是不同的。

4.根据权利要求2或3所述的开关，其中：

设有多个指定位置，

所述设定处理装置分别设定用于为所述多个指定位置检测指定位置的所述光检测单元，并且把从所述光检测单元的光接收元件输出的特征量设定为对应于所述多个指定位置的阈值，并且

所述位置检测装置通过以下方式为所述多个指定位置执行检测处理：将由所述设定处理装置设定的与所述多个指定位置对应的阈值和由所述光检测单元的光接收元件输出的特征量进行比较，所述特征量由所述设定处理装置设定且与所述多个指定位置对应。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的开关，其中在所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述指定位置的情况下，所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述信号。

6.根据权利要求4所述的开关，其中：

所述信号输出装置输出多个信号，

所述多个指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更远离所述参考位置的第二指定位置，

如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述多个信号中的一个，并且

如果在从所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置到所述位置检测装置检测到所述移位构件是更靠近所述参考位置而不是更靠近所述第一指定位置的期间，所述位置检测装置未检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第二指定位置，那么所述信号输出装置输出故障预测信号作为所述多个信号中的一个，所述故障预测信号表示所述外力小。

7.根据权利要求4所述的开关，其中：

所述信号输出装置输出多个信号，所述多个指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更远离所述参考位置的第三指定位置，

如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信号输出装置输出用于驱动外部设备的ON信号作为所述多个信号中的一个，并且

如果所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第三指定位置，那么所述信号输出装置输出故障预测信号作为所述多个信号中的一个，所述故障预测信号表示所述外力大。

8.根据权利要求4所述的开关，其中：

所述多个指定位置包括第四指定位置和比所述第四指定位置更远离所述参考位置的第五指定位置，并且

所述信号输出装置测量从所述位置检测装置检测到所述移位构件位于所述第五指定位置的时间点到所述位置检测装置检测到所述移位构件位于所述第四指定位置的时间点的一段时间，该段时间在所述位置检测装置检测到所述移位构件不是更靠近所述参考位置而是更靠近所述第五指定位置之后，并且所述信号输出装置在测量到的时间大于一个预定时间的情况下输出故障预测信号作为所述信号。

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