JP2906593B2 - スイッチ機構 - Google Patents

スイッチ機構

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JP2906593B2
JP2906593B2 JP2160365A JP16036590A JP2906593B2 JP 2906593 B2 JP2906593 B2 JP 2906593B2 JP 2160365 A JP2160365 A JP 2160365A JP 16036590 A JP16036590 A JP 16036590A JP 2906593 B2 JP2906593 B2 JP 2906593B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/20Interlocking, locking, or latching mechanisms
    • HELECTRICITY
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    • H03K17/18Modifications for indicating state of switch

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  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば無人化工場の生産ラインにおいて、
加工すべき製品等の物体が所定位置に移送されたことを
検出して、加工機械を自動的に起動するなど、各種物体
を検出して各種機械や装置を起動するなどに用いるスイ
ッチ機構に関する。
(従来の技術) これまでのこの種のスイッチ機構としては、従来一般
にリミットスイッチを用いている。
リミットスイッチは、物体との接触に伴って変位する
作動体と、その作動体に連動してスイッチをON,OFFする
スイッチ部とから構成されている。このようなリミット
スイッチにおいては、例えば、スイッチの復帰不良の問
題がある。スイッチの復帰動作は作動体から物体が離れ
た際にスプリングの力により行われるが、長く使用した
場合にはスプリングのバネ力の低下により作動体の復帰
動作がスムーズに行われなくなるものである。復帰不良
が発生すると、リミットスプリングにおける物体の検出
が正常に行われなくなる。
したがって、従来においては、この復帰不良を検知す
るために、例えば、実際の復帰時間を測定し、その復帰
時間を入力した設定時間と比較して、復帰時間が設定時
間を越える場合に復帰不良と判定した。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような構成を有する従来例の場合
では、物体の作動体に接触する時間の違いにより同じ構
成のリミットスイッチであっても復帰時間がそれぞれ異
なるので、使用状況に対応して上記設定時間をそれぞれ
入力する必要があり、非常に手間がかかる問題点があっ
た。
また、予測される復帰時間に対応して設定時間を入力
し、実際の復帰時間が長かった場合は、復帰不良の判定
が行われてしまう問題点もあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、スイッチの復帰不良等の故障検知が簡単な構成に
おいて確実に行えるスイッチ機構を提供することを目的
としている。
(発明の構成と効果) 本発明は、このような目的を達成するために、物体と
の接触による作動体の変位動作によりON/OFFスイッチ信
号を出力するスイッチ機構において、前記作動体の変位
量を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号
のレベルに対応してスイッチのON/OFFスイッチ信号を出
力するスイッチ信号出力手段と、前記検出手段からの検
出信号のレベルと複数の設定値とを比較することによ
り、作動体の状態を判定して少なくとも3種以上の異常
を検出して対応する作動異常信号を出力する作動異常報
知手段とを備え、前記作動異常報知手段は、前記作動体
が作動して前記スイッチ信号出力手段からONスイッチ信
号が出力される作動状態および前記作動体が復帰して前
記スイッチ信号出力手段からOFFスイッチ信号が出力さ
れる復帰状態の各状態における異常をそれぞれ検出する
ものである。
(作用) この構成によれば、一方においては、検出手段からの
検出信号レベルに対応してスイッチ信号出力手段からは
ON/OFFスイッチ信号が出力され、他方においては、作動
異常報知手段によって3種以上の異常が検出されて作動
異常信号が出力されることになり、しかも、ONスイッチ
信号が出力される作動状態における異常、例えば作動不
良が報知されるとともに、OFFスイッチ信号が出力され
る復帰状態における異常、例えば復帰不良が報知される
ことになる。
(実施例) 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。第1図は本発明のスイッチ機構を示すブロック
図である。
図において、符号50はリミットスイッチ、60はリミッ
トスイッチ50で得られる信号に基づいてON/OFFスイッチ
信号と作動異常信号(検出信号レベルの報知)とを出力
する信号出力器であり、回路構成としてはリミットスイ
ッチ50に作動量検出手段としての光電スイッチ51と電流
制御回路52とが備えられ、信号出力器60に状態判定回路
61と出力制御回路62とが備えられている。上記の電流制
御回路52、状態判定回路61、出力制御回路62のそれぞれ
により、スイッチ信号出力手段及び作動異常報知手段の
それぞれが構成される。
上記光電スイッチ51は、リミットスイッチ50の作動体
の変位量に伴う受光量変化に対応して受光量信号を出力
し、電流制御回路52は与えられるその受光量信号の大き
さに対応する電流信号を出力する。すなわち、作動体の
変位量と電流信号とは相関し、その関係を第4図の特性
図に示している。そして、その電流信号が与えられる
と、状態判定回路61は、一方ではその電流信号レベルに
対応してON/OFF状態の判定を行い、その判定信号を出力
制御回路62に送り、他方ではその電流信号レベルに対応
して作動体の作動状態の判定を行い、その判定信号を出
力制御回路62に送る。そして、出力制御回路62からは与
えられるそれぞれの判定信号に対応するON/OFFスイッチ
信号と作動異常信号とを出力する。
このようにして得られるON/OFFスイッチ信号は物体の
検出信号として利用され、作動異常信号はスイッチ故障
警報のために用いられる。
第2図によりリミットスイッチ50の構成を説明する。
1は金属製のケーシングであり、その上面には、作動
体(アクチュエータ)4の装着用ブロック5が取り付け
られ、作動体4はその装着用ブロック5に側方から嵌入
されるロッド7端に固着されて取り付けられている。8
は筒状の押圧部材で、装着用ブロック5内において上記
回転ロッド7の偏平部9を内部に装着されるコイルバネ
10により上方から押圧し、回転ロッド7及び作動体4を
所定の回転位置に位置決めする。11はプランジャであ
り、上端が回転ロッド7の偏平部9の下面に当接し、回
転ロッド7の回転に伴って上下動するようになってい
る。
光電スイッチ51は、第3図に示すように、スイッチケ
ーシング21とそのスイッチケーシング21の上面から突出
し、かつ、コイルバネ22により上方に付勢されて上下動
可能に設けられる上下作動体24と、下降位置にある上下
作動体24の下部両側に相対して配置される発光部26及び
受光部28からなる。発光部26はボックス30内に4個の発
光素子32のそれぞれが上下方向に配置されるとともに、
ボックス30の前面に照射用スリット34が形成され、受光
部28はブロック36の前面の上記スリット34に相対する位
置に、4個の受光素子38が上下方向に取り付けられてい
る。
そして、光電スイッチ51は上記のプランジャ11の下端
が上下作動体24の上端に当接する状態に設けられ、これ
により作動体4の回動に伴ってプランジャ11が下降する
と、それに伴って上下作動体24も下降してその下部が発
光部26と受光部28間に位置する。すなわち、作動体4が
回動せず上下作動体24が下降しない状態(第3図の状
態)では、発光部26のスリット34はその全体が受光素子
38のほぼ全体に相対して受光素子38の受光量合計が最大
受光量の95%程度となり、作動体4の回動に伴って発光
部26と受光部28間を上下作動体24が下降するに伴なって
受光量合計が減少し、上下作動体24が最も下降した状態
では、受光量合計が最大受光量の20%程度となるように
構成されている。
そして、上記したようにこの受光量信号に基づいて電
流信号が生成されるもので、この実施例では、電流信号
は受光量信号に対して反比例の相関関係を有するように
出力されるもので、受光量信号が減少するのに伴って増
大し、これにより、電流信号の大きさは作動体4の動作
量と比例するようになっている。
以下、各図を参照して動作を説明する。
第4図において、電流信号における電流量Aの位置が
作動体4に物体が接触しないフリーな位置であり、作動
体4に物体が接触して作動するに伴って電流量は増大
し、電流量Bの位置が作動体4が最も変位した位置とな
り、作動体4への物体の接触が解除されると電流量はB
からAに減少していく。そして、電流量がAから増大し
ていく途中において、設定電流量Cまでの間がOFF信号
出力レベルとされ、設定電流量D以上をON信号出力レベ
ルとしている。したがって、検出電流量がC以下と状態
判定回路61で判定される場合はその判定信号に基づいて
出力制御回路62からOFFスイッチ信号が出力され、検出
電流量がD以上になるとONスイッチ信号が出力される。
このようにして、物体が作動体4に接触し、次にその接
触が解除されることにより、物体の検出信号としてのON
スイッチ信号が一度出力される。
一方状態判定回路61では、上記の設定電流量A,B,C,D
に加えてさらに設定電流量E,F,G,H,Iを持ち、これら設
定電流量との比較により作動体4の作動状態を判定す
る。すなわち、作動体4がフリーの状態において電流量
が設定電流量E,C間にある場合は作動体4の復帰が不良
となっており、ONスイッチ信号が設定電流量D,F間で得
られている場合には作動体4の作動が不十分であり、設
定電流量G以上の電流量が検出される場合は作動体4の
作動が過剰となっており、さらに、検出電流量が設定電
流量Hにまで減少する場合は回路の断線、検出電流量が
設定電流量Iにまで達する場合は回路の短絡とみなされ
るもので、それら状態判定信号に基づく少なくとも3種
以上の種々異なる作動異常信号が出力制御回路62から出
力される。このように、ONスイッチ信号が出力される作
動状態において、作動不十分、作動過剰および短絡の各
異常を検出して対応する作動異常信号を出力し、OFFス
イッチ信号が出力される復帰状態において、復帰不良、
断線の各異常を検出して対応する作動異常信号を出力す
る。これにより、例えばそれら作動異常信号により各種
作動異常表示が行われ、現場作業者は容易にリミットス
イッチの不良状態の予知及び把握ができる。作動量検出
手段は、上記の光電スイッチの他に磁気式近接スイッチ
等の作動体の作動量を検出してその検出信号を出力する
ものであれば適宜のものであってよく、スイッチ信号出
力手段はその検出信号に基づいてON/OFF信号を出力する
ものであれば適宜の回路構成により構成されればよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、検出手段から
の検出信号のレベルに基づいて、少なくとも3種以上の
異常を検出し、対応する作動異常信号を出力してそれを
報知し、しかも、作動状態における作動不良や作動過剰
などの異常および復帰状態における復帰不良などの異常
をそれぞれ検出して報知するので、スイッチの各種異常
を容易に把握して適宜の措置をとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るスイッチ機構の回路構成図、第
2図はリミットスイッチの断面図、第3図は光電スイッ
チの一部切欠斜視図、第4図は作動体の作動量と電流量
との相関を示すグラフ図である。 4…作動体、51…光電スイッチ(作動量検出手段)、50
…電流制御回路(スイッチ信号出力手段、検出信号レベ
ル報知手段)、61…状態判定回路(スイッチ信号出力手
段、検出信号レベル報知手段)、62…出力制御回路(ス
イッチ信号出力手段、検出信号レベル報知手段)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体との接触による作動体(4)の変位動
    作によりON/OFFスイッチ信号を出力するスイッチ機構に
    おいて、 前記作動体(4)の変位量を検出する検出手段(51)
    と、 前記検出手段(51)からの検出信号のレベルに対応して
    スイッチのON/OFFスイッチ信号を出力するスイッチ信号
    出力手段(52)(61)(62)と、前記検出手段(51)か
    らの検出信号のレベルと複数の設定値とを比較すること
    により、作動体(4)の状態を判定して少なくとも3種
    以上の異常を検出して対応する作動異常信号を出力する
    作動異常報知手段(52)(61)(62)とを備え、 前記作動異常報知手段(52)(61)(62)は、前記作動
    体(4)が作動して前記スイッチ信号出力手段(52)
    (61)(62)からONスイッチ信号が出力される作動状態
    および前記作動体(4)が復帰して前記スイッチ信号出
    力手段(52)(61)(62)からOFFスイッチ信号が出力
    される復帰状態の各状態における異常をそれぞれ検出す
    ることを特徴とするスイッチ機構。
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