JP4305006B2 - スイッチの特性調整方法及び特性調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチの特性を調整する方法および装置に関し、更に詳しくは、スナップアクション式に接点の切り換えを行うマイクロスイッチの動作特性の調整に好適な特性調整方法および特性調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マイクロスイッチでは、アクチュエータに加える力（Ｆorce）とアクチュエータの変位（Ｓtroke）とは、図７の力―変位特性図に示されるように変化する。
【０００３】
すなわち、アクチュエータの移動によって動作位置ＯＰ（Ｏperating Ｐosition）に達すると、反転作動するが、復帰に際しては、アクチュエータが逆方向に移動して前記動作位置ＯＰを過ぎた戻りの位置ＲＰ（Ｒeleasing Ｐosition）に達して初めて反転復帰するものであり、動作位置ＯＰにアクチュエータを動かすのに必要な力が動作力ＯＦ（Ｏperating Ｆorce）であり、戻りの位置ＲＰにアクチュエータを動かすのに必要な力が戻りの力ＲＦ（Ｒeleasing Ｆorce）である。
【０００４】
また、動作位置ＯＰと戻りの位置ＲＰとの差がいわゆる応差の動きＭＤ（Ｍovement Ｄifferential）であり、ユーザの要求仕様を満足する応差の動きのマイクロスイッチが求められる。
【０００５】
かかる応差の動きの人手による調整作業を省略するようにしたスイッチの調整方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この調整方法では、可動接点支承部と固定接点との間隔が一定値になるように固定接点を設けたり、可動接点板の厚さを所要の厚さにするなどマイクロスイッチの構造を変更する必要があるとともに、適用できるスイッチも限定され、応差の動きの要求が厳しい超高感度のスイッチに適用するのは困難である。
【０００７】
ここで、具体的なマイクロスイッチの人手による調整作業について説明する。
【０００８】
図８は、マイクロスイッチの断面図であり、図９はその要部の分解斜視図である。
【０００９】
スイッチケースの下ケース２０には、共通固定端子２１、常閉固定端子２２および常開固定端子２３が設けられている。共通固定端子２１には、可動片８の基端側が支持されており、さらに、この共通固定端子２１には、前記可動片８のスナップアクション用の一対の圧縮ばね部８ａの基端側を係合溝４ａでそれぞれ係合支持する一対の受け金４が装備されている。
【００１０】
常閉固定端子２２および常開固定端子２３には、可動片８の遊端側の可動接点２４が接離する固定接点２５，２６をそれぞれ有する固定端子片５，２７がそれぞれ設けられている。
【００１１】
カバーケース２８には、可動片８の基端側に当接作用するアクチュエータとしての押しボタン２９が支持されている。
【００１２】
押しボタン２９に外力をかけない常態においては、図示のように、圧縮ばね部８ａの弾性復元力によって可動片８の遊端側が上方に付勢変位されて可動接点２４が固定端子片５の固定接点（常閉接点）２５に接触維持されている。
【００１３】
押しボタン２９が押し込み操作されて可動片８が下方変位して上述の図７の動作位置ＯＰに達すると、瞬時に圧縮ばね部８ａの弾性復元力が可動片８を下方に付勢変位するように反転し、可動接点２４が固定端子片２７の固定接点（常開接点）２６に接触されて接点切換が行われる。
【００１４】
また、復帰に際しては、押しボタン２９が上方に変位し、前記動作位置ＯＰを過ぎた戻りの位置ＲＰに達すると、圧縮ばね部８ａの弾性復元力が可動片８を上方に付勢変位するように反転し、可動接点２４が固定端子片５の固定接点２５に接触されて復帰する。
【００１５】
かかるマイクロスイッチ２の動作特性の調整は、次のようにして行われる。
【００１６】
すなわち、下ケース２０に、両固定端子片５，２７、一対の受け金４および可動片８を組み込みつけた後に、マイクロスイッチ２がオンするときの動作力ＯＦ（Ｏperating Ｆorce）およびオフするときの戻りの力ＲＦ（Ｒeleasing Ｆorce）の調整が行われる。ここで、図７に示されるように、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの力の差ＤＦ（Ｄifferential Ｆorce）は、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとを調整することによって、自ずと調整されることになる。
【００１７】
これら力ＯＦ，ＲＦの調整は、作業者が冶具などの工具を用いて一対の受け金４及び固定端子片５を押圧することによって行われる。
【００１８】
この調整によって、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦおよび力の差ＤＦが規格内の値になったことを検査して確認した後に、上述の応差の動きＭＤ（Ｍovement Ｄifferential）を検査している。この応差の動きＭＤが規格を満足しない場合には、再び作業者が、冶具などの工具を用いて受け金４及び固定端子片５を押圧して動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦを調整し、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦ、力の差ＤＦおよび応差の動きＭＤを検査することになる。なお、上記の作業者による動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦのみのを機械で調整することもできるが、応差の動きＭＤの要求が厳しいスイッチへの適用は困難であった。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−２０８８１３号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
かかる人手による特性の調整作業は、作業者の熟練や勘に依存する要素が強く、作業者によってばらつきが大きく、効率の悪いものである。
【００２１】
また、近年、特に応差の動きＭＤについては、μｍオーダの極めて高い精度のスイッチが要求されつつあるが、従来の特性調整作業では、動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦを、応差の動きＭＤとは独立して調整し、その後に応差の動きＭＤが規格を満足するか否かを検査するものである。
【００２２】
このため、例えば、可動片８などの材料ロットの変動や温度変化などによって、上述の図７の特性図の直線の傾きが変化すると、この傾きは、力の差ＤＦ／応差の動きＭＤであるために、同じ動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦ、すなわち、同じ力の差ＤＦに調整したとしても、応差の動きＭＤは異なったものとなって規格を満足できないことになり、調整不良となる。そのときの特性調整作業は、特性の微調整が必要であり、作業者の熟練や勘に依存する要素がさらに強くなる。
【００２３】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、人手によることなく、しかも、材料ロットなどによる変動に対しても高精度に特性を調整できるスイッチの特性調整方法およびそれを用いた特性調整装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００２５】
すなわち、本発明のスイッチの特性調整方法は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、調整装置は、動作力と戻りの力との力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶しており、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測ステップと、計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をするものである。
【００２６】
ここで、可動接点を有する可動片とばねとは、一体であってもよいし、別体であってもよい。
【００２７】
本発明によると、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測し、目標とする応差の動きとするための力の差の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した力の差の変化量および戻りの力の変化量から第１，２相関データに基づいて、固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、求めた操作量に従って固定端子片および前記受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００２８】
また、本発明のスイッチの特性調整方法は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、調整装置は、 動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを、予め記憶しており、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測ステップと、計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をするものである。
【００２９】
本発明によると、応差の動き、動作力、戻りの力を計測し、目標とする応差の動きとするための動作力の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した動作力の変化量および戻りの力の変化量から第１，第２相関データに基づいて固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、求めた操作量に従って固定端子片および受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００３０】
本発明の一実施態様では、前記算出ステップにおける力の差の変化量の算出は、計測した力の差 −（計測した力の差×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出してもよく、また、前記算出ステップにおける動作力の変化量の算出は、計測した動作力 −（計測した動作力×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出してもよい。
【００３１】
本発明の他の実施態様では、前記算出ステップにおける戻りの力の変化量の算出は、目標とする戻りの力と計測した戻りの力との差により算出してもよい。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める方法は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００３３】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００３４】
また、本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める工程は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００３５】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００３６】
本発明の他の実施態様では、前記相関データを、計測された実測値を用いて更新する更新ステップを備えている。
【００３７】
この実施態様によると、スイッチの特性を調整して実測値が得られると、その実測値を用いて相関データを更新する、すなわち、上述の変化量と操作量との関係を学習するので、より精度の高い調整を効率的に行える。
【００３８】
本発明のスイッチの特性調整装置は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整する装置であって、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測手段と、前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求めるものである。
【００３９】
本発明によると、計測手段によって、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測し、制御手段によって、目標とする応差の動きとするための力の差の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した力の差の変化量および戻りの力の変化量から第１，２相関データに基づいて、固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、加工手段によって、求めた操作量に従って固定端子片および前記受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、自動的に、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００４０】
また、本発明のスイッチの特性調整装置は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整する装置であって、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測手段と、前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求めるものである。
【００４１】
本発明によると、計測手段によって応差の動き、動作力、戻りの力を計測し、制御手段によって、目標とする応差の動きとするための動作力の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した動作力の変化量および戻りの力の変化量から第１，第２相関データに基づいて固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、加工手段によって、求めた操作量に従って固定端子片および受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、自動的に、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００４２】
本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記制御手段は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００４３】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００４４】
また、本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記制御手段は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００４５】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００４６】
本発明の他の実施態様では、前記制御手段は、前記相関データを、計測された実測値を用いて更新するものである。
【００４７】
この実施態様によると、スイッチの特性を調整して実測値が得られると、その実測値を用いて相関データを更新する、すなわち、上述の変化量と操作量との関係を学習するので、より精度の高い調整を効率的に行える。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４９】
この実施の形態では、上述の図８および図９に示されるマイクロスイッチ２の特性調整に適用して説明する。
【００５０】
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るスイッチの特性調整装置１の概略構成図である。
【００５１】
この実施の形態の特性調整装置１は、マイクロスイッチ２の力（Ｆorce）−変位（Ｓtroke）特性（以下「ＦＳ特性」ともいう）を計測するＦＳ特性計測装置３と、マイクロスイッチ２の受け金４および固定端子片５を押圧して加工する加工装置６と、それらを制御する制御装置７とを備えている。
【００５２】
ＦＳ特性計測装置３は、上述の押しボタン２９と同様に、マイクロスイッチ２の可動片８を押圧してその力−変位特性を計測するものであって、ロードセル９、変位センサ１０およびそれらを駆動する駆動装置１１を内蔵している。
【００５３】
加工装置６は、一対の受け金４および固定端子片５を、順番に下方に押圧して加工する加工部１２と、受け金４および固定端子片５の実際の加工量を、非接触で計測するレーザ計測部１３とを備えている。加工部１２は、加工部材１２ａを上下方向に駆動するモータ、例えば、パルスモータ等を内蔵し、制御装置７から指令される加工量になるように受け金４および固定端子片５を押圧して加工する。
【００５４】
制御装置７は、キーボードなどの入力部１４と、液晶モニタなどの出力部１５とを有するとともに、予め、後述の相関データなどが格納される記憶部１６などを備えており、例えば、パーソナルコンピュータによって構成される。
【００５５】
この実施の形態のスイッチの特性調整方法では、応差の動きＭＤの要求規格が、例えば、数μｍという超高感度タイプのマイクロスイッチの特性調整を効率的に行えるように次のようにしている。
【００５６】
先ず、調整するマイクロスイッチ２のＦＳ特性の初期特性をＦＳ特性計測装置３によって計測する。これによって、少なくとも応差の動きＭＤ、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの力の差ＤＦを計測する。
【００５７】
上述のように、材料ロットの変動や温度変化などによって、ＦＳ特性の直線の傾きが変化するので、応差の動きＭＤと力の差ＤＦとの関係は変化することになる。
【００５８】
そこで、この実施の形態では、計測した初期特性から目標となる応差の動きＭＤに対応する力の差ＤＦを算出するのである。
【００５９】
例えば、計測した初期特性における応差の動きＭＤが１０μｍであって、力の差ＤＦが６０ｇであったとし、規格で要求される目標とする応差の動きＭＤが６μｍであるとすると、この応差の動きＭＤを満足させるための目標とする力の差ＤＦは、３６ｇ（＝６×６０／１０）となる。
【００６０】
したがって、初期特性で計測された現在の力の差ＤＦ＝６０ｇと目標とする力の差ＤＦ＝３６ｇとの力の差の変化量ΔＤＦは、ΔＤＦ＝２４ｇとなる。
【００６１】
一方、戻りの力ＲＦは、予め定められている目標とする戻りの力ＲＦと初期特性で計測された現在の戻りの力ＲＦとの差が、戻りの力の変化量ΔＲＦとなる。
【００６２】
本件発明者は、力の差ＤＦは、固定端子片５によって、また、戻りの力ＲＦは、受け金４によってそれぞれ調整できることを見出した。
【００６３】
そこで、この実施の形態では、力の差ＤＦの変化量ΔＤＦと加工装置６による固定端子片５の操作量との関係を示す第１相関データおよび戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦと加工装置６による受け金４の操作量との関係を示す第２相関データを予め記憶部１６に格納している。
【００６４】
ここで、操作量とは、加工装置６の加工部１２による受け金４あるいは固定端子片５の押圧操作量をいい、後述のように、受け金４あるいは固定端子片５は、スプリングバックによって、押圧しても復元するために、押圧操作量が、そのまま受け金４あるいは固定端子片５の加工量とならない操作領域が存在する。なお、スプリングバックがなければ、操作量と加工量とは等しくなる。
【００６５】
図２および図３は、かかる相関データに基づく特性図であり、図２（ａ）は力の差ＤＦの変化量ΔＤＦと固定端子片５の加工量との関係を、図２（ｂ）は戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦと受け金４の加工量との関係をそれぞれ示す図である。
【００６６】
また、図３（ａ）は固定端子片５の加工量と加工装置６による固定端子片５の操作量との関係を、図３（ｂ）は受け金４の加工量と加工装置６による受け金４の操作量との関係を示す図である。
【００６７】
図２（ａ）から力の差ＤＦの変化量ΔＤＦ（目標とする力の差と現在の力の差との差）が分かれば、固定端子片５の加工量、すなわち、固定端子片５を何μｍ押圧加工すればよいかが分かり、図２（ｂ）から戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦ（目標とする戻りの力と現在の戻りの力との差）が分かれば、受け金４の加工量、すなわち、受け金４を何μｍ押圧加工すればよいかが分かる。
【００６８】
図３では、加工装置６による操作量は、その初期の操作領域では、固定端子片５あるいは受け金４のスプリングバックのために、押圧操作しても復帰して所望の加工量が得られないことを示している。
【００６９】
この図３（ａ）から固定端子片５を所望の加工量に押圧加工するためには、加工装置６の操作量を何μｍにすればよいかが分かり、図３（ｂ）から受け金４を所望の加工量に押圧加工するためには、加工装置６による操作量を何μｍにすればよいかが分かることになる。
【００７０】
したがって、目標とする力の差ＤＦおよび目標とする戻りの力ＲＦにするには、加工装置６による固定端子片５の操作量および受け金４の操作量を何μｍにすればよいかが分かることになり、この操作量になるように、固定端子片５および受け金４の加工操作が行われる。
【００７１】
この操作量の調整は、加工装置６のパルスモータの駆動量の調整によって行われる。
【００７２】
なお、加工装置６のレーザ計測部１３によって加工された後の実際の加工量の確認が行われる。
【００７３】
図４は、以上の調整動作を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
先ず、ＦＳ特性の初期特性を計測し、応差の動きＭＤ、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦ、力の差ＤＦが得られる（ステップｎ１）。
【００７５】
次に、応差の動きＭＤ、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦおよび力の差ＤＦの全てが規格を満足する所定値であるか否かを判断し（ステップｎ２）、所定値であれば、調整を完了する。
【００７６】
所定値でないときには、応差の動きＭＤ、力の差ＤＦが所定値であるか否かを判断し（ステップｎ３）、所定値であるときには、ステップｎ５に移り、所定値でないときには、上述のようにして算出した操作量に従って所定値になるように固定端子片５を押圧加工してステップｎ５に移る（ステップｎ４）。
【００７７】
ステップｎ５では、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦが所定値であるか否かを判断し、所定値であるときには、ステップｎ１に戻り、所定値でないときには、上述のようにして算出した操作量に従って所定値になるように受け金４を押圧加工してステップｎ１に移る（ステップｎ６）。
【００７８】
この実施の形態では、ＦＳ特性計測装置１１で実際に計測された力の差ＤＦおよび戻りの力ＲＦ並びに加工装置６のレーザ計測部１３で実際に計測された加工量を用いて上述の図２および図３の相関データを更新するようにしている。具体的には、実測値に基づいて、図２および図３に新たなプロットを行って、線形近似によって相関関係を示す直線を更新するのである。
【００７９】
このようにスイッチの特性の調整を行って実測値が得られる度に、得られた実測値で相関データを更新する、すなわち、学習するので、より精度よく、効率的に調整が行われる。
【００８０】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、図４に示されるように、固定端子片５を加工した後に、受け金４を加工したけれども、本発明の他の実施の形態として、図５のフローチャートに示されるように、受け金４を加工した後に、固定端子片５を加工してもよい。
【００８１】
あるいは、受け金４と固定端子片５とを同時に加工するようにしてもよい。
【００８２】
また、上述の実施の形態では、受け金４および固定端子片５の両方を加工したけれども、本発明の他の実施の形態として、要求されるスイッチの規格が比較的緩やかな汎用のスイッチでは、受け金４または固定端子片５のいずれか一方のみ、例えば、受け金４のみを加工して特性を調整するようにしてもよい。
【００８３】
上述の実施の形態では、可動片８は、圧縮ばね部８ａを一体的に備えていたけれども、本発明は、例えば、図６に示されるように、可動片３０と圧縮ばね３１とが別部材で構成されるマイクロスイッチやその他のスイッチにも同様に適用できるものである。
【００８４】
上述の実施の形態では、力の差ＤＦと戻りの力ＲＦとに基づいて、固定端子片５および受け金４の加工を行ったけども、上述のように力の差ＤＦは、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの差であるから動作力ＯＦと戻り力ＲＦとに基づいて、固定端子片５および受け金４の加工を行ってもよいのは勿論である。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を計測し、それに基づいて受け金及び固定端子片の操作量を算出し、算出した操作量に従って加工を行うので、材料ロットなどの変動によって特性が変化したときには、それに応じて操作量を変化させることができ、これによって、材料ロットなどによる変動に対しても高精度で特性を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る特性調整装置の概略構成図である。
【図２】 力の差の変化量あるいは戻りの力の変化量と加工量との関係を示す図である。
【図３】 加工量と操作量との関係を示す図である。
【図４】 調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】 本発明の他の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図６】 他のマイクロスイッチの断面図である。
【図７】 マイクロスイッチの力−変位特性を示す図である。
【図８】 マイクロスイッチの断面図である。
【図９】 図８のマイクロスイッチの要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 特性調整装置
２ マイクロスイッチ
３ ＦＳ特性計測装置
４ 受け金
５ 固定端子片
６ 加工装置
７ 制御装置
８ 可動片
８ａ 圧縮ばね部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチの特性を調整する方法および装置に関し、更に詳しくは、スナップアクション式に接点の切り換えを行うマイクロスイッチの動作特性の調整に好適な特性調整方法および特性調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マイクロスイッチでは、アクチュエータに加える力（Ｆorce）とアクチュエータの変位（Ｓtroke）とは、図７の力―変位特性図に示されるように変化する。
【０００３】
すなわち、アクチュエータの移動によって動作位置ＯＰ（Ｏperating Ｐosition）に達すると、反転作動するが、復帰に際しては、アクチュエータが逆方向に移動して前記動作位置ＯＰを過ぎた戻りの位置ＲＰ（Ｒeleasing Ｐosition）に達して初めて反転復帰するものであり、動作位置ＯＰにアクチュエータを動かすのに必要な力が動作力ＯＦ（Ｏperating Ｆorce）であり、戻りの位置ＲＰにアクチュエータを動かすのに必要な力が戻りの力ＲＦ（Ｒeleasing Ｆorce）である。
【０００４】
また、動作位置ＯＰと戻りの位置ＲＰとの差がいわゆる応差の動きＭＤ（Ｍovement Ｄifferential）であり、ユーザの要求仕様を満足する応差の動きのマイクロスイッチが求められる。
【０００５】
かかる応差の動きの人手による調整作業を省略するようにしたスイッチの調整方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この調整方法では、可動接点支承部と固定接点との間隔が一定値になるように固定接点を設けたり、可動接点板の厚さを所要の厚さにするなどマイクロスイッチの構造を変更する必要があるとともに、適用できるスイッチも限定され、応差の動きの要求が厳しい超高感度のスイッチに適用するのは困難である。
【０００７】
ここで、具体的なマイクロスイッチの人手による調整作業について説明する。
【０００８】
図８は、マイクロスイッチの断面図であり、図９はその要部の分解斜視図である。
【０００９】
スイッチケースの下ケース２０には、共通固定端子２１、常閉固定端子２２および常開固定端子２３が設けられている。共通固定端子２１には、可動片８の基端側が支持されており、さらに、この共通固定端子２１には、前記可動片８のスナップアクション用の一対の圧縮ばね部８ａの基端側を係合溝４ａでそれぞれ係合支持する一対の受け金４が装備されている。
【００１０】
常閉固定端子２２および常開固定端子２３には、可動片８の遊端側の可動接点２４が接離する固定接点２５，２６をそれぞれ有する固定端子片５，２７がそれぞれ設けられている。
【００１１】
カバーケース２８には、可動片８の基端側に当接作用するアクチュエータとしての押しボタン２９が支持されている。
【００１２】
押しボタン２９に外力をかけない常態においては、図示のように、圧縮ばね部８ａの弾性復元力によって可動片８の遊端側が上方に付勢変位されて可動接点２４が固定端子片５の固定接点（常閉接点）２５に接触維持されている。
【００１３】
押しボタン２９が押し込み操作されて可動片８が下方変位して上述の図７の動作位置ＯＰに達すると、瞬時に圧縮ばね部８ａの弾性復元力が可動片８を下方に付勢変位するように反転し、可動接点２４が固定端子片２７の固定接点（常開接点）２６に接触されて接点切換が行われる。
【００１４】
また、復帰に際しては、押しボタン２９が上方に変位し、前記動作位置ＯＰを過ぎた戻りの位置ＲＰに達すると、圧縮ばね部８ａの弾性復元力が可動片８を上方に付勢変位するように反転し、可動接点２４が固定端子片５の固定接点２５に接触されて復帰する。
【００１５】
かかるマイクロスイッチ２の動作特性の調整は、次のようにして行われる。
【００１６】
すなわち、下ケース２０に、両固定端子片５，２７、一対の受け金４および可動片８を組み込みつけた後に、マイクロスイッチ２がオンするときの動作力ＯＦ（Ｏperating Ｆorce）およびオフするときの戻りの力ＲＦ（Ｒeleasing Ｆorce）の調整が行われる。ここで、図７に示されるように、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの力の差ＤＦ（Ｄifferential Ｆorce）は、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとを調整することによって、自ずと調整されることになる。
【００１７】
これら力ＯＦ，ＲＦの調整は、作業者が冶具などの工具を用いて一対の受け金４及び固定端子片５を押圧することによって行われる。
【００１８】
この調整によって、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦおよび力の差ＤＦが規格内の値になったことを検査して確認した後に、上述の応差の動きＭＤ（Ｍovement Ｄifferential）を検査している。この応差の動きＭＤが規格を満足しない場合には、再び作業者が、冶具などの工具を用いて受け金４及び固定端子片５を押圧して動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦを調整し、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦ、力の差ＤＦおよび応差の動きＭＤを検査することになる。なお、上記の作業者による動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦのみのを機械で調整することもできるが、応差の動きＭＤの要求が厳しいスイッチへの適用は困難であった。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−２０８８１３号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
かかる人手による特性の調整作業は、作業者の熟練や勘に依存する要素が強く、作業者によってばらつきが大きく、効率の悪いものである。
【００２１】
また、近年、特に応差の動きＭＤについては、μｍオーダの極めて高い精度のスイッチが要求されつつあるが、従来の特性調整作業では、動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦを、応差の動きＭＤとは独立して調整し、その後に応差の動きＭＤが規格を満足するか否かを検査するものである。
【００２２】
このため、例えば、可動片８などの材料ロットの変動や温度変化などによって、上述の図７の特性図の直線の傾きが変化すると、この傾きは、力の差ＤＦ／応差の動きＭＤであるために、同じ動作力ＯＦおよび戻りの力ＲＦ、すなわち、同じ力の差ＤＦに調整したとしても、応差の動きＭＤは異なったものとなって規格を満足できないことになり、調整不良となる。そのときの特性調整作業は、特性の微調整が必要であり、作業者の熟練や勘に依存する要素がさらに強くなる。
【００２３】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、人手によることなく、しかも、材料ロットなどによる変動に対しても高精度に特性を調整できるスイッチの特性調整方法およびそれを用いた特性調整装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００２５】
すなわち、本発明のスイッチの特性調整方法は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、調整装置は、動作力と戻りの力との力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶しており、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測ステップと、計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をするものである。
【００２６】
ここで、可動接点を有する可動片とばねとは、一体であってもよいし、別体であってもよい。
【００２７】
本発明によると、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測し、目標とする応差の動きとするための力の差の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した力の差の変化量および戻りの力の変化量から第１，２相関データに基づいて、固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、求めた操作量に従って固定端子片および前記受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００２８】
また、本発明のスイッチの特性調整方法は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、調整装置は、 動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを、予め記憶しており、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測ステップと、計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をするものである。
【００２９】
本発明によると、応差の動き、動作力、戻りの力を計測し、目標とする応差の動きとするための動作力の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した動作力の変化量および戻りの力の変化量から第１，第２相関データに基づいて固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、求めた操作量に従って固定端子片および受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００３０】
本発明の一実施態様では、前記算出ステップにおける力の差の変化量の算出は、計測した力の差 −（計測した力の差×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出してもよく、また、前記算出ステップにおける動作力の変化量の算出は、計測した動作力 −（計測した動作力×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出してもよい。
【００３１】
本発明の他の実施態様では、前記算出ステップにおける戻りの力の変化量の算出は、目標とする戻りの力と計測した戻りの力との差により算出してもよい。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める方法は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００３３】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００３４】
また、本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める工程は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００３５】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００３６】
本発明の他の実施態様では、前記相関データを、計測された実測値を用いて更新する更新ステップを備えている。
【００３７】
この実施態様によると、スイッチの特性を調整して実測値が得られると、その実測値を用いて相関データを更新する、すなわち、上述の変化量と操作量との関係を学習するので、より精度の高い調整を効率的に行える。
【００３８】
本発明のスイッチの特性調整装置は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整する装置であって、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測手段と、前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求めるものである。
【００３９】
本発明によると、計測手段によって、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測し、制御手段によって、目標とする応差の動きとするための力の差の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した力の差の変化量および戻りの力の変化量から第１，２相関データに基づいて、固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、加工手段によって、求めた操作量に従って固定端子片および前記受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、自動的に、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００４０】
また、本発明のスイッチの特性調整装置は、固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整する装置であって、前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測手段と、前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求めるものである。
【００４１】
本発明によると、計測手段によって応差の動き、動作力、戻りの力を計測し、制御手段によって、目標とする応差の動きとするための動作力の変化量を算出するとともに、目標とする戻りの力とするための戻りの力の変化量を算出し、算出した動作力の変化量および戻りの力の変化量から第１，第２相関データに基づいて固定端子片および受け金の操作量をそれぞれ求め、加工手段によって、求めた操作量に従って固定端子片および受け金をそれぞれ加工するので、材料ロットの変動などに起因して特性が変化してもそれに応じて、固定端子片および受け金の操作量を変化させることができ、これによって、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、自動的に、予め定めた目標に高精度で調整できる。
【００４２】
本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、前記制御手段は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００４３】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００４４】
また、本発明の好ましい実施態様では、前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、前記制御手段は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである。
【００４５】
固定端子片および受け金は、初期の押圧操作領域では、いわゆるスプリングバックによって押圧操作しても復帰するのであるが、この実施態様では、このスプリングバックを考慮したデータを用いることによって、目標とする力の差および戻りの力にするために必要な押圧操作量を容易に求めることができる。
【００４６】
本発明の他の実施態様では、前記制御手段は、前記相関データを、計測された実測値を用いて更新するものである。
【００４７】
この実施態様によると、スイッチの特性を調整して実測値が得られると、その実測値を用いて相関データを更新する、すなわち、上述の変化量と操作量との関係を学習するので、より精度の高い調整を効率的に行える。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４９】
この実施の形態では、上述の図８および図９に示されるマイクロスイッチ２の特性調整に適用して説明する。
【００５０】
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るスイッチの特性調整装置１の概略構成図である。
【００５１】
この実施の形態の特性調整装置１は、マイクロスイッチ２の力（Ｆorce）−変位（Ｓtroke）特性（以下「ＦＳ特性」ともいう）を計測するＦＳ特性計測装置３と、マイクロスイッチ２の受け金４および固定端子片５を押圧して加工する加工装置６と、それらを制御する制御装置７とを備えている。
【００５２】
ＦＳ特性計測装置３は、上述の押しボタン２９と同様に、マイクロスイッチ２の可動片８を押圧してその力−変位特性を計測するものであって、ロードセル９、変位センサ１０およびそれらを駆動する駆動装置１１を内蔵している。
【００５３】
加工装置６は、一対の受け金４および固定端子片５を、順番に下方に押圧して加工する加工部１２と、受け金４および固定端子片５の実際の加工量を、非接触で計測するレーザ計測部１３とを備えている。加工部１２は、加工部材１２ａを上下方向に駆動するモータ、例えば、パルスモータ等を内蔵し、制御装置７から指令される加工量になるように受け金４および固定端子片５を押圧して加工する。
【００５４】
制御装置７は、キーボードなどの入力部１４と、液晶モニタなどの出力部１５とを有するとともに、予め、後述の相関データなどが格納される記憶部１６などを備えており、例えば、パーソナルコンピュータによって構成される。
【００５５】
この実施の形態のスイッチの特性調整方法では、応差の動きＭＤの要求規格が、例えば、数μｍという超高感度タイプのマイクロスイッチの特性調整を効率的に行えるように次のようにしている。
【００５６】
先ず、調整するマイクロスイッチ２のＦＳ特性の初期特性をＦＳ特性計測装置３によって計測する。これによって、少なくとも応差の動きＭＤ、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの力の差ＤＦを計測する。
【００５７】
上述のように、材料ロットの変動や温度変化などによって、ＦＳ特性の直線の傾きが変化するので、応差の動きＭＤと力の差ＤＦとの関係は変化することになる。
【００５８】
そこで、この実施の形態では、計測した初期特性から目標となる応差の動きＭＤに対応する力の差ＤＦを算出するのである。
【００５９】
例えば、計測した初期特性における応差の動きＭＤが１０μｍであって、力の差ＤＦが６０ｇであったとし、規格で要求される目標とする応差の動きＭＤが６μｍであるとすると、この応差の動きＭＤを満足させるための目標とする力の差ＤＦは、３６ｇ（＝６×６０／１０）となる。
【００６０】
したがって、初期特性で計測された現在の力の差ＤＦ＝６０ｇと目標とする力の差ＤＦ＝３６ｇとの力の差の変化量ΔＤＦは、ΔＤＦ＝２４ｇとなる。
【００６１】
一方、戻りの力ＲＦは、予め定められている目標とする戻りの力ＲＦと初期特性で計測された現在の戻りの力ＲＦとの差が、戻りの力の変化量ΔＲＦとなる。
【００６２】
本件発明者は、力の差ＤＦは、固定端子片５によって、また、戻りの力ＲＦは、受け金４によってそれぞれ調整できることを見出した。
【００６３】
そこで、この実施の形態では、力の差ＤＦの変化量ΔＤＦと加工装置６による固定端子片５の操作量との関係を示す第１相関データおよび戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦと加工装置６による受け金４の操作量との関係を示す第２相関データを予め記憶部１６に格納している。
【００６４】
ここで、操作量とは、加工装置６の加工部１２による受け金４あるいは固定端子片５の押圧操作量をいい、後述のように、受け金４あるいは固定端子片５は、スプリングバックによって、押圧しても復元するために、押圧操作量が、そのまま受け金４あるいは固定端子片５の加工量とならない操作領域が存在する。なお、スプリングバックがなければ、操作量と加工量とは等しくなる。
【００６５】
図２および図３は、かかる相関データに基づく特性図であり、図２（ａ）は力の差ＤＦの変化量ΔＤＦと固定端子片５の加工量との関係を、図２（ｂ）は戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦと受け金４の加工量との関係をそれぞれ示す図である。
【００６６】
また、図３（ａ）は固定端子片５の加工量と加工装置６による固定端子片５の操作量との関係を、図３（ｂ）は受け金４の加工量と加工装置６による受け金４の操作量との関係を示す図である。
【００６７】
図２（ａ）から力の差ＤＦの変化量ΔＤＦ（目標とする力の差と現在の力の差との差）が分かれば、固定端子片５の加工量、すなわち、固定端子片５を何μｍ押圧加工すればよいかが分かり、図２（ｂ）から戻りの力ＲＦの変化量ΔＲＦ（目標とする戻りの力と現在の戻りの力との差）が分かれば、受け金４の加工量、すなわち、受け金４を何μｍ押圧加工すればよいかが分かる。
【００６８】
図３では、加工装置６による操作量は、その初期の操作領域では、固定端子片５あるいは受け金４のスプリングバックのために、押圧操作しても復帰して所望の加工量が得られないことを示している。
【００６９】
この図３（ａ）から固定端子片５を所望の加工量に押圧加工するためには、加工装置６の操作量を何μｍにすればよいかが分かり、図３（ｂ）から受け金４を所望の加工量に押圧加工するためには、加工装置６による操作量を何μｍにすればよいかが分かることになる。
【００７０】
したがって、目標とする力の差ＤＦおよび目標とする戻りの力ＲＦにするには、加工装置６による固定端子片５の操作量および受け金４の操作量を何μｍにすればよいかが分かることになり、この操作量になるように、固定端子片５および受け金４の加工操作が行われる。
【００７１】
この操作量の調整は、加工装置６のパルスモータの駆動量の調整によって行われる。
【００７２】
なお、加工装置６のレーザ計測部１３によって加工された後の実際の加工量の確認が行われる。
【００７３】
図４は、以上の調整動作を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
先ず、ＦＳ特性の初期特性を計測し、応差の動きＭＤ、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦ、力の差ＤＦが得られる（ステップｎ１）。
【００７５】
次に、応差の動きＭＤ、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦおよび力の差ＤＦの全てが規格を満足する所定値であるか否かを判断し（ステップｎ２）、所定値であれば、調整を完了する。
【００７６】
所定値でないときには、応差の動きＭＤ、力の差ＤＦが所定値であるか否かを判断し（ステップｎ３）、所定値であるときには、ステップｎ５に移り、所定値でないときには、上述のようにして算出した操作量に従って所定値になるように固定端子片５を押圧加工してステップｎ５に移る（ステップｎ４）。
【００７７】
ステップｎ５では、動作力ＯＦ、戻りの力ＲＦが所定値であるか否かを判断し、所定値であるときには、ステップｎ１に戻り、所定値でないときには、上述のようにして算出した操作量に従って所定値になるように受け金４を押圧加工してステップｎ１に移る（ステップｎ６）。
【００７８】
この実施の形態では、ＦＳ特性計測装置１１で実際に計測された力の差ＤＦおよび戻りの力ＲＦ並びに加工装置６のレーザ計測部１３で実際に計測された加工量を用いて上述の図２および図３の相関データを更新するようにしている。具体的には、実測値に基づいて、図２および図３に新たなプロットを行って、線形近似によって相関関係を示す直線を更新するのである。
【００７９】
このようにスイッチの特性の調整を行って実測値が得られる度に、得られた実測値で相関データを更新する、すなわち、学習するので、より精度よく、効率的に調整が行われる。
【００８０】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、図４に示されるように、固定端子片５を加工した後に、受け金４を加工したけれども、本発明の他の実施の形態として、図５のフローチャートに示されるように、受け金４を加工した後に、固定端子片５を加工してもよい。
【００８１】
あるいは、受け金４と固定端子片５とを同時に加工するようにしてもよい。
【００８２】
また、上述の実施の形態では、受け金４および固定端子片５の両方を加工したけれども、本発明の他の実施の形態として、要求されるスイッチの規格が比較的緩やかな汎用のスイッチでは、受け金４または固定端子片５のいずれか一方のみ、例えば、受け金４のみを加工して特性を調整するようにしてもよい。
【００８３】
上述の実施の形態では、可動片８は、圧縮ばね部８ａを一体的に備えていたけれども、本発明は、例えば、図６に示されるように、可動片３０と圧縮ばね３１とが別部材で構成されるマイクロスイッチやその他のスイッチにも同様に適用できるものである。
【００８４】
上述の実施の形態では、力の差ＤＦと戻りの力ＲＦとに基づいて、固定端子片５および受け金４の加工を行ったけども、上述のように力の差ＤＦは、動作力ＯＦと戻りの力ＲＦとの差であるから動作力ＯＦと戻り力ＲＦとに基づいて、固定端子片５および受け金４の加工を行ってもよいのは勿論である。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を計測し、それに基づいて受け金及び固定端子片の操作量を算出し、算出した操作量に従って加工を行うので、材料ロットなどの変動によって特性が変化したときには、それに応じて操作量を変化させることができ、これによって、材料ロットなどによる変動に対しても高精度で特性を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る特性調整装置の概略構成図である。
【図２】 力の差の変化量あるいは戻りの力の変化量と加工量との関係を示す図である。
【図３】 加工量と操作量との関係を示す図である。
【図４】 調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】 本発明の他の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図６】 他のマイクロスイッチの断面図である。
【図７】 マイクロスイッチの力−変位特性を示す図である。
【図８】 マイクロスイッチの断面図である。
【図９】 図８のマイクロスイッチの要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 特性調整装置
２ マイクロスイッチ
３ ＦＳ特性計測装置
４ 受け金
５ 固定端子片
６ 加工装置
７ 制御装置
８ 可動片
８ａ 圧縮ばね部
Claims (13)
- 固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、
調整装置は、
動作力と戻りの力との力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶しており、
前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測ステップと、
計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、
求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をする
ことを特徴とするスイッチの特性調整方法。 - 固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整装置を用いて調整する方法であって、
調整装置は、
動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを、予め記憶しており、
前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測ステップと、
計測した応差の動きと目標とする応差の動きと計測した動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測した戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める算出ステップと、
求めた固定端子片の操作量に従って前記固定端子片を、求めた受け金の操作量に従って前記受け金を、それぞれ加工する加工ステップと、からなる動作をする
ことを特徴とするスイッチの特性調整方法。 - 前記算出ステップにおける力の差の変化量の算出は、
計測した力の差 −（計測した力の差×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出する請求項１に記載のスイッチの特性調整方法。 - 前記算出ステップにおける動作力の変化量の算出は、
計測した動作力 −（計測した動作力×目標とする応差の動き／計測した応差の動き）という式により算出する請求項２に記載のスイッチの特性調整方法。 - 前記算出ステップにおける戻りの力の変化量の算出は、目標とする戻りの力と計測した戻りの力との差により算出する請求項１または２に記載のスイッチの特性調整方法。
- 前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、
前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、
前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める方法は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、
前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである請求項１に記載のスイッチの特性調整方法。 - 前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、
前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、
前記算出ステップにおける固定端子片の操作量および受け金の操作量を求める工程は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、
前記加工ステップは、求めた固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、求めた受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである請求項２に記載のスイッチの特性調整方法。 - 前記相関データを、計測された実測値を用いて更新する更新ステップを備える請求項１または２記載のスイッチの特性調整方法。
- 固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を、予め定めた目標に調整する装置であって、
前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力と戻りの力、その力の差を計測する計測手段と、
前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、
力の差の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された力の差に基づいて前記目標とする力の差への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める
ことを特徴とするスイッチの特性調整装置。 - 固定接点を有する固定端子片と可動接点を有する可動片を反転動作させるばねの一端を係合支持する受け金とがケースに組み込まれたスイッチの応差の動き、動作力、戻りの力に関する特性を予め定めた目標に調整する装置であって、
前記スイッチの可動片を押圧することにより、応差の動き、動作力、戻りの力を計測する計測手段と、
前記固定端子片および前記受け金を、固定端子片の操作量および受け金の操作量に従ってそれぞれ加工する加工手段と、
動作力の変化量と固定端子片の操作量との第１相関データ、および戻り力の変化量と受け金の操作量との第２相関データを予め記憶する記憶部を有するとともに、前記予め定めた目標、前記計測手段の計測結果および前記第１，第２相関データに基づいて、固定端子片の操作量および受け金の操作量をそれぞれ求めて、前記加工手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、計測された応差の動きと目標とする応差の動きと計測された動作力に基づいて前記目標とする動作力への変化量を算出し、計測された戻りの力に基づいて前記目標とする戻りの力への変化量を算出し、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の操作量を、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の操作量をそれぞれ求める
ことを特徴とするスイッチの特性調整装置。 - 前記第１相関データは、力の差の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、
前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含み、
前記制御手段は、算出した力の差の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、
前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである請求項９に記載のスイッチの特性調整装置。 - 前記第１相関データは、動作力の変化量と固定端子片の加工量との関係を示すデータと、その固定端子片の加工量と該加工量で固定端子片を加工するためにスプリングバックを考慮した固定端子片の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、
前記第２相関データは、戻りの力の変化量と受け金の加工量との関係を示すデータと、その受け金の加工量と該加工量で受け金を加工するためにスプリングバックを考慮した受け金の押圧操作量との関係を示すデータとを含むものであり、
前記制御手段は、算出した動作力の変化量から前記第１相関データに基づいて固定端子片の押圧操作量を求め、算出した戻りの力の変化量から前記第２相関データに基づいて受け金の押圧操作量をそれぞれ求めるものであり、
前記加工手段は、固定端子片の押圧操作量に従って前記固定端子片を押圧加工し、受け金の押圧操作量に従って前記受け金を押圧加工するものである請求項１０に記載のスイッチの特性調整装置。 - 前記制御手段は、前記相関データを、計測された実測値を用いて更新する請求項９または１０記載のスイッチの特性調整装置。
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