JP6437254B2 - イネーブルスイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、クレーンやホイストのペンダントスイッチや各種装置、ロボット、工作機械等のリモートコントロールボックス等に使用されて好適なイネーブルスイッチに関し、特に、オフ−オン−オフの3ポジション動作が可能なイネーブルスイッチに関するものである。
例えば、クレーンやホイストを動作させる場合、作業者はペンダントスイッチを操作しながら積荷に近づいた状態で作業を行うことが一般的である。
イネーブルスイッチは、スイッチがオンしているときのみクレーンやホイストの動作が可能であり、クレーンやホイストの異常な動作に対して、スイッチをオフにするとクレーンやホイストの動作が止まるというもので、安全作業の一つの手段となっている。
従来のイネーブルスイッチとしては、押している間はオン、手を離すとオフとなる押釦スイッチが用いられており、作業中に瞬間的に指を離したり、ペンダントスイッチを手放したりしてしまえば、クレーンやホイストは停止するという機能を持っていた。
しかし、クレーンやホイストの異常な動作に対して作業者が逆に押釦を更に押し込んでしまう場合がある。
そこで、手を離しても停止し、また逆に押し込んでも停止するという3ポジションのイネーブルスイッチが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
なお、当該スイッチの機能に関しては、日本工業規格(JIS C8201−5−8:2009)として規定され、更に厚生労働省の「機械の包括的な安全基準に関する指針」にも使用が推奨されている。
特開2006−244853号公報
上記特許文献1に係るイネーブルスイッチは、固定接点が配設された接点台に押釦を第1ポジションからイネーブル位置である第2ポジションを経て第3ポジションに押込可能に組み込んでなるものであって、押釦の下部に揺動可能に枢着され、接点用ばねに抗して可動接点を固定接点側から離れた状態に支持するとともに、押釦と共に下降して可動接点を固定接点に接触させる揺動レバーと、押釦が接点閉じ位置(第2ポジション)を越えて押し込まれた際に、揺動レバーの下部に当接して該揺動レバーを押し上げる突起部とを備え、押釦を離した状態(第1ポジション)では揺動レバーが可動接点を支持することによりオフとなり、押釦を1段押し込んだ状態(第2ポジション)では揺動レバーが固定接点の位置まで下がることによりオンとなり、押釦を2段押し込んだ状態(第3ポジション)では突起部が揺動レバーを押し上げることにより、該揺動レバーが可動接点を固定接点から引き離してオフとすることができるようになっている。
この特許文献1に係るイネーブルスイッチによっても、所期の目的を達成することができるが、押釦をイネーブル位置から更に押し込んだ瞬間に、より速やかに通電状態を解除することができる3ポジションのイネーブルスイッチが望まれるようになっている。
本発明は、上記のような事情に鑑み、押釦をイネーブル位置から更に押し込んだ瞬間に、より速やかに通電状態を解除することができる3ポジションのイネーブルスイッチを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のイネーブルスイッチは、固定接点が配設された接点台に押釦を第1ポジションからイネーブル位置である第2ポジションを経て第3ポジションに押込可能に組み込んでなるイネーブルスイッチにおいて、
押釦の内部における押釦の押込方向側に臨ませた通常位置とその通常位置から押釦の押込方向と反対側に所定距離押し上げた非常位置との間で往復動可能に押釦に組み込まれる往復可動台と、往復可動台を非常位置へと移動させる移動機構と、往復可動台に配設される可動接点と、押釦が第2ポジションから第3ポジションへと押し込まれる際に往復可動台を通常位置から非常位置に向けて押し上げ可能に接点台に設けられる突起物とを備え、
移動機構は、往復可動台の往復経路に沿う押釦の内面に当接可能に往復可動台に形成された貫通孔内に組み込まれた2個のスチールボールからなる当接部材と、該2個のスチールボールからなる当接部材の間に配置され、当該当接部材を押釦の内面に押し付けるように付勢する圧縮コイルばねからなるばね部材と、往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられる際に当接部材が乗り越えるように押釦の内面に、2個のスチールボールからなる当接部材がそれぞれ当接するように突設される山部とを備えてなり、当接部材が山部を乗り越える際にばね部材に蓄勢力が蓄えられるようにし、当接部材が山部を乗り越えると、ばね部材に蓄えられた蓄勢力を当接部材を介して山部の断面が直線状をなす斜面に作用させて往復可動台を非常位置へと跳ね上げるようにしてなり、
押釦を第1ポジションから第2ポジションへと押し込むと、通常位置にある往復可動台に配設された可動接点が接点台の固定接点に接触して通電するようにし、押釦を第2ポジションから第3ポジションへと更に押し込むと、接点台に設けられた突起物によって往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられるに伴い移動機構の作動で往復可動台が非常位置へと移動されることにより、固定接点に接触していた可動接点が離れて通電状態を解除するようにしたことを特徴とする。
本発明のイネーブルスイッチによれば、押釦をイネーブル位置である第2ポジションから第3ポジションへと押し込むと、接点台に設けられた突起物によって往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられるに伴い動機構の作動で往復可動台が非常位置へと動されて可動接点が固定接点から瞬時に引き離されるので、押釦をイネーブル位置から更に押し込んだ瞬間に、より速やかに通電状態を解除することができる。
この移動機構は、往復可動台の往復経路に沿う押釦の内面に当接可能に往復可動台に組み込まれる当接部材と、当接部材を押釦の内面に押し付けるように付勢するばね部材と、往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられる際に当接部材が乗り越えるように押釦の内面に突設される山部とを備えてなり、当接部材が山部を乗り越える際にばね部材に蓄勢力が蓄えられるようにし、当接部材が山部を乗り越えると、ばね部材に蓄えられた蓄勢力を当接部材を介して山部の斜面に作用させて往復可動台を非常位置へと跳ね上げるようにすることにより、簡単な構造で往復可動台を非常位置へと動させることができる。
本発明の一実施形態に係るイネーブルスイッチを示す外形図で、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は平面図、(d)は底面図である。 図1(a)のA−A線断面図である。 同イネーブルスイッチの分解斜視図である。 押釦の押し込み操作時の動作説明図で、(a)〜(c)は図1(a)のA−A線断面図であり、(d)〜(f)は図1(b)のB−B線断面図であり、(a)及び(d)は押釦が第1ポジションにある場合、(b)及び(e)は押釦が第2ポジションにある場合、(c)及び(f)は押釦が第3ポジションにある場合である。 押釦の復帰時の動作説明図で、(a)〜(c)は図1(a)のA−A線断面図であり、(d)〜(f)は図1(b)のB−B線断面図であり、(a)及び(d)は押釦の第3ポジションから第2ポジションへの復帰過程を示す図、(b)及び(e)は押釦の第2ポジションから第1ポジションへの復帰過程を示す図、(c)及び(f)は押釦の第1ポジションへの復帰後を示す図である。 (a)〜(c)は図1(b)のC−C線断面図でクリック機構の動作説明図であり、(d)〜(f)は図1(b)のD−D線断面図で補助接点動作説明図であり、(a)及び(d)は押釦が第1ポジションにある場合、(b)及び(e)は押釦が第2ポジションにある場合、(c)及び(f)は押釦が第3ポジションにある場合である。 同イネーブルスイッチをペンダントスイッチに組み込む一例を示す分解斜視図である。 同イネーブルスイッチをペンダントスイッチに組み込む他の例を示す分解斜視図である。
次に、本発明のイネーブルスイッチの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
<イネーブルスイッチの概略説明>
図1(a)〜(d)に示されるイネーブルスイッチ1は、例えば、クレーンやホイスト等に装備されるペンダントスイッチに組み込まれて使用されるものであって、接点台2と押釦3とを備え、オフ−オン−オフの3ポジション動作が可能とされている。
<接点台の説明>
図3に示されるように、接点台2は、箱形構造を呈しており、中央には、押釦3を上下に往復摺動可能に収容する押釦収容部4が形成され、上部には、左右に張り出すように左右の取付用フランジ5が形成され、左右両側部には、取付用フランジ5の下方で左右に張り出すように左右一対の接点金具取付部6が形成されるとともに、該接点金具取付部6の後側に位置するように同様の左右一対の接点金具取付部6´が形成されている。
図1(b)に示されるように、接点台2において、左右の取付用フランジ5と前側の左右一対の接点金具取付部6との間の部位には、左右に貫通する第1貫通孔7が形成され、同様に、左右の取付用フランジ5と後側の左右一対の接点金具取付部6´との間の部位には、左右に貫通する第2貫通孔8が形成されている。
また、後側の左右一対の接点金具取付部6´と対向する左右の取付用フランジ5の下面には、取付用フランジ5と一体化した所定肉厚のストッパ部9が形成されている。
<固定接点の説明>
図3に示されるように、前側の左右一対の接点金具取付部6には、補助接点用の固定接点台金11が端子ねじ13によって締結固定され、後側の左右一対の接点金具取付部6´には、主接点用の固定接点台金12が同様に端子ねじ13によって締結固定されている。
補助接点用の固定接点台金11には、導電性に優れる金属製の接点リベットよりなる補助接点用の固定接点14がかしめられて固定され、主接点用の固定接点台金12には、同様にして主接点用の固定接点15が固定されている。
なお、本例においては、接点台2の右側で前後に並んで配置される2つの固定接点台金11,12が短絡板16によって通電可能状態に接続されている。
<押釦の説明>
押釦3は、接点台2の押釦収容部4内で前後に配設される押釦復帰用ばね17によって上方に付勢された状態でその押釦収容部4の内部に上下に摺動自在に差し込まれ、押釦3を押していない状態の第1ポジションから押釦3をイネーブル位置である中間位置に押している状態の第2ポジションを経て押釦3を完全に押している状態の第3ポジションに押込可能に接点台2に組み込まれている。
押釦3における前後方向中間には、上方が閉鎖される一方で左右及び下方に開放された所要の収容スペースを有する往復可動台収容部18が形成されている。
押釦3の上部には、往復可動台収容部18の天面から上方に所要奥行寸法で非貫通に掘り込まれたガイド穴19が形成されている。
押釦3の前部には、上方及び下方が閉鎖される一方で左右に開放された所要の収容スペースを有するばね収容部20が形成されている。
<押釦のクリック機構の説明>
イネーブルスイッチ1には、使用者が押釦3の第1、第2及び第3ポジションの各位置を自覚することができるようにするために、押釦3の押し込みの際にクリック感を付与するクリック機構21が装備されている。
クリック機構21は、主に、左右に配されるスチールボール22、ばね部材(圧縮コイルばね)23、上側の段差部24及び下側の段差部25により構成されている。
左右のスチールボール22及びばね部材23は、それぞれ押釦3の後部に左右方向に形成された貫通孔26内に組み込まれており、ばね部材23の付勢力で左右のスチールボール22を、押釦3の第1、第2及び第3ポジションの往復経路に沿う押釦収容部4の内面に押し付けることができるようになっている。
上側の段差部24は、押釦3が第1ポジションにあるときに左右一対のスチールボール22と係合するように押釦収容部4の内面に左右に対称に形成され、下側の段差部25は、押釦3が第2ポジションにあるときに左右一対のスチールボール22と係合するように押釦収容部4の内面に左右に対称に形成されている。
クリック機構21においては、押釦3を第1ポジションから第2ポジションへと押し込む際に左右のスチールボール22が、いわゆる回転摩擦の原理で、上側の段差部24を乗り越えようとしてクリック感が発生するとともに、押釦3を第2ポジションから第3ポジションへと押し込む際に左右のスチールボール22が下側の段差部25を乗り越えようとしてクリック感が発生するようになっている。
<往復可動台の説明>
往復可動台収容部18の内部には、往復可動台30が上下に摺動自在に組み込まれている。
往復可動台30は、可動台本体部30aと、可動台本体部30aの上面に一体的に立設されるガイドロッド部30bとよりなり、ガイドロッド部30bが押釦3のガイド穴19に差し込まれ、可動台本体部30aが往復可動台収容部18内に納められている。
往復可動台30は、ガイド穴19とガイドロッド部30bとによる案内によって、押釦3の押込方向側に臨ませた通常位置とその通常位置から押釦3の押込方向と反対側に所定距離押し上げた非常位置との間でスムーズに往復運動することができる。
可動台本体部30aには、上方及び下方が閉鎖される一方で左右に開放された所要の収容スペースを有するばね収容部31が形成されている。
<往復可動台を押し上げる突起物の説明>
図2に示されるように、接点台2における押釦収容部4の底面には、往復可動台30(可動台本体部30a)と対向するように突起物32が突設されており、押釦3が第2ポジションから第3ポジションへと押し込まれる際に、往復可動台30が突起物32によって通常位置から非常位置に向けて押し上げられるようになっている。
移動機構の説明>
イネーブルスイッチ1には、往復可動台30を非常位置へと動させる動機構35が装備されている。
動機構35は、主に、前後に配されるスチールボール36(本発明の「当接部材」に相当する。)、ばね部材(圧縮コイルばね)37及び山部38により構成されている。
前後のスチールボール36及びばね部材37は、それぞれ可動台本体部30aの下部に前後方向に形成された貫通孔39内に組み込まれており、ばね部材37の付勢力で前後のスチールボール36を、往復可動台30の往復経路に沿う往復可動台収容部18の内面に押し付けることができるようになっている。
山部38は、往復可動台30が通常位置から非常位置に向けて押し上げられる際に前後のスチールボール36が乗り越えるように往復可動台収容部18の内面に前後に対称に形成されている。
動機構35においては、前後のスチールボール36が山部38を乗り越える際に、前後のスチールボール36を介してばね部材37が圧縮されて該ばね部材37に蓄勢力が蓄えられるようにし、前後のスチールボール36が山部38を乗り越えると、ばね部材37に蓄えられた蓄勢力を前後のスチールボール36を介して山部38の上側の斜面38aに作用させて往復可動台30を非常位置へと跳ね上げるようにし、簡単な構造で往復可動台30を非常位置へと動させることができるようにされている。
<可動接点の説明>
押釦3の前部には、補助接点用の可動接点台金40が組み込まれ、往復可動台30には、主接点用の可動接点台金41が組み込まれている。
図2及び図1(b)に示されるように、補助接点用の可動接点台金40は、押釦3のばね収容部20内を通り抜けた状態で接点台2に配設された前側の左右一対の固定接点14に跨るように接点台2の第1貫通孔7内に配され、ばね収容部20内に組み込まれたばね部材(圧縮コイルばね)42によってばね収容部20の底面を押し付けるように下向きに付勢されている。
また、主接点用の可動接点台金41は、可動台本体部30aのばね収容部31内を通り抜けた状態で接点台2に配設された後側の左右一対の固定接点15に跨るように接点台2の第2貫通孔8内に配され、ばね収容部31内に組み込まれたばね部材(圧縮コイルばね)43によってばね収容部31の底面を押し付けるように下向きに付勢された状態で組み込まれている。
図3に示されるように、補助接点用の可動接点台金40の両端部には、導電性に優れる金属製の接点リベットよりなる補助接点用の可動接点44がかしめられて固定され、主接点用の可動接点台金41の両端部には、同様にして主接点用の可動接点45が固定されている。
<スイッチング動作の説明>
以上に述べたように構成されるイネーブルスイッチ1の押釦3の操作に伴うスイッチング動作について、主に、図4〜図6を用いて以下に説明する。
<主接点の動作説明>
図4(a)及び(d)に示されるように、押釦3が第1ポジションにあるときには、往復可動台30は通常位置で待機しており、このとき、可動接点45と固定接点15とは離れており、これらの接点15,45で構成される主接点50は開いている。
図4(b)及び(e)に示されるように、押釦3をイネーブル位置である第2ポジションにまで押し込むと、往復可動台30は通常位置で待機したままの状態で押釦3と共に押し込まれ、往復可動台30は突起物32に接触する位置まで下降されるとともに、可動接点45が固定接点15に接触して主接点50が閉じる。
図4(c)及び(f)に示されるように、押釦3を第2ポジションから第3ポジションへと更に押し込むと、突起物32によって往復可動台30が通常位置から非常位置に向けて押し上げられる。
このとき、図2に示されるように、前後のスチールボール36が山部38を乗り越える際に前後のスチールボール36を介してばね部材37が圧縮されて該ばね部材37に蓄勢力が蓄えられ、前後のスチールボール36が山部38を乗り越えると、ばね部材37に蓄えられた蓄勢力が前後のスチールボール36を介して山部38の上側の斜面38aに作用して往復可動台30が非常位置へと跳ね上げられて動される。
こうして、往復可動台30が非常位置へと速やかに移動する動作用により、図4(f)に示されるように、可動接点45が固定接点15から瞬時に離れて主接点50が開く。
図5(a)〜(c)に示されるように、押釦3から手を離すと、押釦復帰用ばね17の作用により、押釦3は、第3ポジションから第2ポジションを経て第1ポジションに自動的に復帰する。
図5(a)及び(d)に示されるように、押釦3が第3ポジションから第2ポジションへと復帰する過程において、初期の段階では押釦3と共に往復可動台30が上昇するが、押釦3が第2ポジションに位置されると、往復可動台30に配設された可動接点台金41が接点台2のストッパ部9に衝突して往復可動台30の上昇動作が止められる。
図5(b)及び(e)に示されるように、押釦3が第2ポジションから第1ポジションへと復帰する過程においては、ストッパ部9によって可動接点台金41を介して往復可動台30の上昇動作が止められる一方で押釦3は単体でそのまま上昇を続けるため、押釦3に対し往復可動台30が相対的に下降されることとなり、往復可動台30が非常位置から通常位置に向けて移動する。
図5(c)及び(f)に示されるように、押釦3が第1ポジションに完全に復帰すると、往復可動台30が通常位置に復帰する。
<補助接点の動作説明>
図6(d)及び(e)に示されるように、押釦3が第1ポジション及び第2ポジションにあるときには、いずれも可動接点44と固定接点14とが離れており、これらの接点14,44で構成される補助接点51は開いている。
図6(f)に示されるように、押釦3が第3ポジションにまで押し込まれると、可動接点44が固定接点14に接触して補助接点51が閉じる。
<押釦のポジションの識別の説明>
図4(d)及び図6(d)に示されるように、押釦3が第1ポジションにあるときには、主接点50及び補助接点51の両方が開いているので、主接点50及び補助接点51のいずれの通電信号も無ければ、押釦3が第1ポジションに位置していると識別することができる。
図4(e)及び図6(e)に示されるように、押釦3が第2ポジションにあるときには、主接点50が閉じる一方で、補助接点51が開いたままなので、主接点50の通電信号がある一方で、補助接点51の通電信号が無ければ、押釦3が第2ポジションに位置していると識別することができる。
図4(f)及び図6(f)に示されるように、押釦3が第3ポジションにあるときには、主接点50が開く一方で、補助接点51が閉じるので、主接点50の通電信号が無い一方で、補助接点51の通電信号があれば、押釦3が第3ポジションに位置していると識別することができる。
こうして、押釦3が第3ポジションにあるときに接点が閉じるようにした補助接点51を備えるものとすることにより、押釦3が3つのポジションのいずれのポジションに位置するかを識別することができる。
なお、図6(a)〜(b)に示されるように、押釦3を第1ポジションから第2ポジションへと押し込む際にスチールボール22が上側の段差部24を乗り越えようとしてクリック感が発生するので、使用者は、押釦3を第1ポジションから第2ポジションに押し込んだことを認識することができる。
また、図6(b)〜(c)に示されるように、押釦3を第2ポジションから第3ポジションへと押し込む際にスチールボール22が下側の段差部25を乗り越えようとしてクリック感が発生するので、使用者は、押釦3を第2ポジションから第3ポジションに押し込んだことを認識することができる。
<作用効果の説明>
本実施形態のイネーブルスイッチ1によれば、押釦3を第2ポジションから第3ポジションへと押し込むと、接点台2に突設された突起物32によって往復可動台30が通常位置から非常位置に向けて押し上げられるに伴い動機構35の作動で往復可動台30が非常位置へと動されて可動接点45が固定接点15から瞬時に引き離されるので、押釦3をイネーブル位置(第2ポジション)から更に押し込んだ瞬間に、より速やかに通電状態を解除することができる。
イネーブルスイッチ1は、往復可動台30等を押釦3に組み込み、該押釦3を接点台2に組み込む構成の採用によってコンパクトにユニット化されているので、様々な種類のペンダントスイッチに容易に組み付けることができる。
例えば、図7に示されるようなペンダントスイッチ60において、他のスイッチ61と取付構造を共通化することにより、ペンダントスイッチ60の一番上にイネーブルスイッチ1を装着するようにしたり、図8に示されるように、イネーブルスイッチ1を一番下に装着するようにしたりする等、使い勝手に応じた自由なレイアウトが可能となる。
以上、本発明のイネーブルスイッチについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明のイネーブルスイッチは、押釦をイネーブル位置から更に押し込んだ瞬間に、より速やかに通電状態を解除することができるという特性を有していることから、クレーンやロボットをはじめとする様々な3ポジションのイネーブルスイッチの用途に好適に用いることができる。
1 イネーブルスイッチ
2 接点台
3 押釦
14 固定接点(補助接点用)
15 固定接点(主接点用)
30 往復可動台
32 突起物
35 動機構
36 スチールボール(当接部材)
37 ばね部材
38 山部
44 可動接点(補助接点用)
45 可動接点(主接点用)
50 主接点
51 補助接点

Claims (1)

  1. 固定接点が配設された接点台に押釦を第1ポジションからイネーブル位置である第2ポジションを経て第3ポジションに押込可能に組み込んでなるイネーブルスイッチにおいて、
    押釦の内部における押釦の押込方向側に臨ませた通常位置とその通常位置から押釦の押込方向と反対側に所定距離押し上げた非常位置との間で往復動可能に押釦に組み込まれる往復可動台と、往復可動台を非常位置へと移動させる移動機構と、往復可動台に配設される可動接点と、押釦が第2ポジションから第3ポジションへと押し込まれる際に往復可動台を通常位置から非常位置に向けて押し上げ可能に接点台に設けられる突起物とを備え、
    移動機構は、往復可動台の往復経路に沿う押釦の内面に当接可能に往復可動台に形成された貫通孔内に組み込まれた2個のスチールボールからなる当接部材と、該2個のスチールボールからなる当接部材の間に配置され、当該当接部材を押釦の内面に押し付けるように付勢する圧縮コイルばねからなるばね部材と、往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられる際に当接部材が乗り越えるように押釦の内面に、2個のスチールボールからなる当接部材がそれぞれ当接するように突設される山部とを備えてなり、当接部材が山部を乗り越える際にばね部材に蓄勢力が蓄えられるようにし、当接部材が山部を乗り越えると、ばね部材に蓄えられた蓄勢力を当接部材を介して山部の断面が直線状をなす斜面に作用させて往復可動台を非常位置へと跳ね上げるようにしてなり、
    押釦を第1ポジションから第2ポジションへと押し込むと、通常位置にある往復可動台に配設された可動接点が接点台の固定接点に接触して通電するようにし、押釦を第2ポジションから第3ポジションへと更に押し込むと、接点台に設けられた突起物によって往復可動台が通常位置から非常位置に向けて押し上げられるに伴い移動機構の作動で往復可動台が非常位置へと移動されることにより、固定接点に接触していた可動接点が離れて通電状態を解除するようにしたことを特徴とするイネーブルスイッチ。
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