JP3199464B2 - 感圧スイッチ - Google Patents

感圧スイッチ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、走行クレーン
の車輪桁、無人搬送車或いは無人フォークリフト等の走
行車の車体やバンパー、ロボットやプレス機等の移動枠
等(以下、単に、「移動物体」という。)に取り付け
て、移動物体が人或いは物に接触したことを検知して移
動物体の作動をストップさせるために用いられる感圧ス
イッチに関するものである。
【0002】更には、ロボット等のアームの旋回領域に
人が立入ったときに、足で踏まれてロボット等の作動を
停止させるために床面に設置されるような或いは自動ド
アーに適用して、人が挟まれたことを検知して、自動ド
アーの作動を停止させるために使用される等種々の分野
においても使用可能な感圧スイッチに関するものであ
る。
【0003】
【従来の技術】従来より、例えば、移動物体に取り付け
られる感圧スイッチとしては、ウレタン発泡材等のクッ
ション材でスイッチ本体を形成し、その表面に加圧導電
ゴムを取り付けた構成のもの或いは2枚の電極でスペー
サーを挟んで構成した面状スイッチが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】例えば、移動物体が人
と接触した場合に、移動物体の作動をストップさせるた
めに用いられる感圧スイッチとしては、上記のようにス
イッチ本体をウレタン発泡材等のクッション材で形成
し、そして、その表面に加圧導電ゴムを取り付けた構造
のものが知られている。しかしながら、このような構造
のものは、クッション材が変形し、そして、加圧導電ゴ
ムに所定の圧力が加わり、スイッチが作動するまでの時
間が長く、しかも、移動物体が、例えば、クレーン或い
は無人搬送車等のように非常に重いものである場合に
は、スイッチが作動しても、慣性のため移動物体が即座
には止まらず、大きな事故を引き起こす可能性があっ
た。
【0005】また、空間部を有するスペーサーを、2枚
の板状電極で挟んで構成した面状の感圧スイッチも知ら
れているが、このような感圧スイッチのスペーサーの空
間部に物が接触した場合には、空間部を通して電極同志
が接触しスイッチオンの状態となるが、スペーサーの空
間部以外の部分に物が接触した場合或いは物の平面部或
いは人の体の一部等が面状にスイッチと接触した場合、
スペーサーがあるため電極がお互いに接触せず、したが
って、スイッチが作動しないことがあった。
【0006】更に、従来の感圧スイッチは、スイッチの
物との接触面と移動物体との間の距離が非常に短いた
め、スイッチが作動しても、移動物体の慣性により移動
物体が依然として動くような場合には、移動物体が物と
衝突して、結局は物が破損する結果を招いていた。
【0007】本発明の目的は、物が感圧スイッチのスペ
ーサーの空間部以外の部分に接触した場合でも或いは物
が感圧スイッチに面状に接触した場合でも、確実にしか
も即座にスイッチオンの状態となるような感圧スイッチ
を提供することにある。
【0008】また、本発明の目的は、移動物体に取り付
けて、感圧スイッチが物或いは人に面状に接触しても即
座に作動するような感圧スイッチを提供するとともに、
慣性により移動物体が更に移動しても、移動物体が、物
或いは人に接触しないような感圧スイッチを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】従来の感圧スイッチが有
する課題を解決し、上記のような目的を達成するための
手段を、図1乃至図6に示されている実施例に基づいて
説明する。なお、以下の実施例では、本発明の感圧スイ
ッチを、先ず細長いベルト状のスイッチとして構成した
例を用いて説明するが、後述するように、感圧スイッチ
を、例えば方形状の感圧スイッチとして形成し、床面等
に設置できるような構成とすることも可能であり、細長
いベルト状のスイッチに何ら限定されるものではない。
【0010】図1において、1は、例えば、クレーンの
車輪桁等の移動物体の一部であり、2は移動物体1にそ
の両端が留め具3で取り付けられた、ほぼ半円形状に湾
曲されている本発明の感圧スイッチを細長いベルト状に
形成したスイッチ(以下、単に、「ベルトスイッチ」と
いう。)である。該ベルトスイッチ2はその長さを適宜
設定することにより、移動物体1の先端部Aからベルト
スイッチ2の湾曲された先端部Bまでの距離を自由に調
節することができる。
【0011】図2は本発明の感圧スイッチをベルトスイ
ッチ2として形成した場合の具体的構成を示している。
6は上部電極5と下部電極7とで挟まれている絶縁物質
から成るスペーサーであり、該スペーサー6には、ベル
トスイッチ2が物(人との接触も含むが、以下、単に、
「物」という。)との接触により変形された際に、上部
電極5と下部電極7とがお互いに接触できるような空間
部10が設けられている。
【0012】8は下部電極7の下に配置されているスポ
ンジ等からなるクッション材である。9はクッション材
8の下に配置されているバネ鋼板であり、変形したベル
トスイッチ2を元の形状に復帰させるように作用するも
のである。このような作用をするものであれば、鋼板に
限定されることなく他の材質のものも利用可能である。
4は上部及び下部電極5、7、スペーサー6、クッショ
ン材8、バネ鋼板9を共に被覆するゴム等の柔軟な弾性
部材からなるカバー材である。
【0013】上部電極5及び下部電極7は、弾力性及び
屈曲耐久性のある導電性金属或いは導電性合成樹脂物質
等からなる薄板状体或いは箔状体で形成することができ
る。また、下部電極7には、図3に示されているよう
に、スペーサー6の空間部10の形状、例えば、円形状
に対応した下部電極7の輪郭R内を所定の形状に打ち抜
いて形成された、弾力性のある舌片11を所定数設け、
該舌片11がスペーサー6の空間部10を通して上方に
変移して、上部電極5と接触するように構成することも
できる。勿論、スペーサー6の空間部10の形状は図2
に示されている円形状の他に多角形状を含め種々の形状
とすることができるものであり、また、舌片11を図4
に示されているように適当数の切れ目12を入れて形成
することもできる。
【0014】次に、上記の実施例の作用について詳述す
る。移動物体1に取り付けられたベルトスイッチ2が物
に接触してベルトスイッチ2が変形すると、バネ鋼板9
の変形に伴ってバネ鋼板9上のクッション材8が、図6
に示されているように、下部電極7を押圧するように圧
縮変形する。このクッション材8の下からの押圧力によ
りスペーサー6の空間部10に対応する下部電極7の部
分が上方に変移し、空間部10を通して上部電極5と接
触しベルトスイッチ2がスイッチオンの状態となり、移
動物体1を停止させる。
【0015】ベルトスイッチ2が物との接触から解放さ
れると、主として、バネ鋼板9の弾性力により、ベルト
スイッチ2は図1に示されているような元の状態に復帰
し、したがって、クッション材8も図6に示されている
ような圧縮変形の状態から、図5に示されているような
元の状態に復帰する。従って、上部方向に変移され上部
電極5と接触していた下部電極7も図5に示されている
ような元の状態に戻ることになる。
【0016】本発明のベルトスイッチ2は、ベルトスイ
ッチ2の変形によるクッション材8の圧縮変形により、
下部電極7を上方に変移させて、スペーサー6の空間部
10を通して上部電極5と接触させるようにしたもので
あるので、物の突起部であろうが或いは平面部であろう
が、物がベルトスイッチ2に接触しクッション材8が圧
縮変形されれば、即座に、下部電極7が上方に変移され
上部電極5と接触しスイッチオンの状態となる。
【0017】また、移動物体1が重く、慣性が大きいた
めに停止距離が長くなる場合には、ベルトスイッチ2の
長さを長くして、移動物体1の先端部Aとベルトスイッ
チ2の湾曲した先端部Bとの距離を大きくし、物が移動
物体1と衝突し破損することを防止するように構成する
ことができる。
【0018】更に、クッション材8の物性を変えること
により、ベルトスイッチ2の感度を適宜調節することも
できる。例えば、クッション材8を適当な硬めの変形し
にくいものとすることにより、ベルトスイッチ2の多少
の変形では圧縮変形を起こさず、従って、スイッチオン
の状態になりにくいものにすることができ、また、反対
に、クッション材8を柔らかめの変形のし易いものとす
ることにより、ベルトスイッチ2の僅かな変形により圧
縮変形を起こし、下部電極7を上方に変移させスイッチ
オンの状態にすることができるように構成することも可
能である。
【0019】本発明は、下部電極7の下に配置されたク
ッション材8の圧縮変形により下部電極7を変移させ
て、下部電極7を、スペーサー6の空間部を通して上部
電極5と接触させるようにしたものであり、本発明のこ
のような構成は、上述したベルトスイッチ2に限らず、
例えば、方形或いは円形の形をした面状の感圧スイッチ
等種々の形状の感圧スイッチに適用することが可能であ
る。
【0020】例えば、本発明の感圧スイッチを、ロボッ
トのアームの旋回領域内に人が立入ったことを検知して
ロボットの作動を停止させるために、該感圧スイッチを
床面上に設置する場合には、図2に示されているような
ベルトスイッチ2をロボットを囲むようにして床面上に
配置する。必要に応じて、ベルトスイッチ2の幅を適宜
広げることもできる。更には感圧スイッチ自体を円形或
いは多角形状等適当な形状に形成して面状の感圧スイッ
チとし、床面上の適当な位置に配置することもできる。
【0021】このように感圧スイッチを床面上に設置す
る場合には、感圧スイッチは人の足で踏まれるので、特
に安全性を考慮して、感圧スイッチを、ゴム等の柔軟な
弾性部材で形成されたカバー4で被覆する必要はなく、
合成樹脂性の薄いフィルムで被覆することができ、場合
によっては、カバー4で被覆する必要もないものであ
り、更には、バネ鋼板9を省略することができる。
【0022】上記のように、カバー4を合成樹脂性の薄
いフィルムとし、バネ鋼板9を省略して構成した、例え
ば、方形状の感圧スイッチを床面上に設置した場合に
は、足で感圧スイッチが踏まれると、上述したベルトス
イッチ2の場合と同様に、クッション材8は押圧され圧
縮変形することになる。そして、圧縮変形されたクッシ
ョン材8の反発力による下からの押圧力により、図6に
示されているように、下部電極7のスペーサー6の空間
部10に対応する部分が上方に変移して、空間部10を
通して上部電極5と接触しスイッチオンの状態になる。
クッション材8から押圧力が除去されると、クッション
材8自体が有する弾性力により、図5に示されているよ
うな元のスイッチオフの状態に戻る。従って、このよう
な場合には、クッション材8の下にバネ鋼板9を配置す
る必要はないので、バネ鋼板9を省略することが可能で
ある。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上述したように、下部電極の
下にクッション材を配置したので、物の平坦な部分が、
感圧スイッチに面状に接触しても、クッション材の圧縮
変形により下部電極が変移し、スペーサーの空間部を通
して上部電極と接触することができるので、確実にしか
も即座に感圧スイッチがスイッチオンの状態となる。
【0024】また、スペーサーの空間部以外の部分に物
が接触しても、クッション材が圧縮変形されるので、下
部電極が変移しスペーサーの空間部を通して上部電極と
接触できスイッチオンの状態を作りだすことができる。
【0025】更に、クッション材の下にバネ鋼板を配し
てベルトスイッチを構成し、該ベルトスイッチを移動物
体にほぼ半円形状に湾曲して取り付け、該ベルトスイッ
チの変形に起因するクッション材の圧縮変形により下部
電極を変移させて上部電極と接触させるようにしたの
で、物の接触を確実にしかも即座に検知することができ
る。
【0026】更にまた、移動物体の慣性による停止距離
を勘案し、ベルトスイッチの長さを変え、該スイッチの
湾曲した先端部と移動物体の先端部の間隔を適宜調節す
ることにより、移動物体と物との衝突を確実に防止する
ことができる。
【0027】更には、クッション材の物性を適宜変える
ことにより、スイッチの感度を容易に変更することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベルトスイッチを移動物体に取り付けた状態を
示す斜視図である。
【図2】ベルトスイッチの具体的構造を示す斜視図であ
る。
【図3】下部電極の一実施例を示す平面図である。
【図4】下部電極の他の実施例を示す平面図である。
【図5】変形されていない状態のクッション材等を示す
一部断面図である。
【図6】変形された状態のクッション材等を示す一部断
面図である。
【符号の説明】
1 移動物体 2 ベルトスイッチ 4 カバー 5 上部電極 6 スペーサー 7 下部電極 8 クッション材 9 バネ鋼板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 13/52 H01H 13/18 H01H 13/70

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空間部を有するスペーサーを挟んで配置
    した上部電極及び下部電極と、前記下部電極の下に配置
    したクッション材と、前記クッション材の下に配置した
    バネ鋼板と、を備えた感圧スイッチを細長いベルトスイ
    ッチに形成したことを特徴とする感圧スイッチ。
  2. 【請求項2】 前記ベルトスイッチがほぼ半円形状に湾
    曲して移動物体に取り付けられていることを特徴とする
    請求項1に記載の感圧スイッチ。
  3. 【請求項3】 前記スペーサーの空間部の輪郭に対応す
    る下部電極部分に切れ目を入れることにより舌片を設け
    たことを特徴とする請求項1又は2に記載の感圧スイッ
    チ。
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