JP7174585B2

JP7174585B2 - イネーブルスイッチ

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Publication number: JP7174585B2
Application number: JP2018183375A
Authority: JP
Inventors: 正毅延廣; 雅丈山野; 孝男福井
Original assignee: Idec Corp
Current assignee: Idec Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020053327A

Description

本発明は、操作部による操作対象の操作を許可するイネーブルスイッチに関連する。

従来より、スイッチの可動部材の押し込み量に従って、スイッチの状態がＯＦＦからＯＮに変化し、さらにＯＮからＯＦＦに変化するスイッチが知られている。このようなスイッチは、ロボットや機械を操作する際に作業者が入力を行う端末である操作部に「イネーブルスイッチ」として用いられる。作業者は、入力を行う間、スイッチをＯＮ状態に維持する。スイッチがＯＦＦ状態になると、作業者による入力は遮断され、ロボット等の操作対象には伝わらない。これにより、作業者が操作部から手を離した場合や、驚く等して力強く操作部を把持した場合に、操作部への入力は操作対象には伝わらず、作業者の安全が確保される。このようなイネーブルスイッチの例として、特許文献１ないし４に開示されたものを挙げることができる。

また、特許文献５に開示されるスイッチは、上記スイッチと同様に、ＯＦＦ－ＯＮ－ＯＦＦの３ポジション動作を行う。最初のＯＦＦ動作からＯＮ動作への切り替わりはスイッチ作動手段のスナップアクションにより行われ、次のＯＮ動作からＯＦＦ動作への切り替わりもスイッチ作動手段のスナップアクションにより行われる。これにより、状態の切り替わり時に、操作者に操作感触が与えられる。

特開２００１－３５３００号公報特開２００２－４２６０６号公報国際公開第２００２／０６１７７９号特開２００５－５６６３５号公報特開２００２－７５１２１号公報

ところで、特許文献５のスイッチでは、可動部材であるプランジャを押し込んでＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する際に、押し込み量に対して押し込み力である荷重が徐々に増加する。そのため、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する際のクリック感が小さく、ＯＮ状態に移行後も作業者は可動部材を徐々に押し込むことになる。その結果、ＯＮ状態からＯＦＦ状態にさらに移行する直前に押し込み量に対して荷重が増加しても、この増加を明瞭に感じ取ることができない虞がある。

本発明は上記課題に鑑み成されたものであり、ＯＮ状態からさらに押し込んでＯＦＦ状態に移行する前の段階において、押し込み量に対する荷重の増加を明瞭に感じ取ることができるイネーブルスイッチを提供することを目的としている。

本発明は、操作部に設けられ、前記操作部による操作対象の操作を許可するイネーブルスイッチに向けられている。

イネーブルスイッチは、保持部と、前記保持部に向かって押し込まれる可動部材と、接点と、前記可動部材が前記保持部に向かって押し込まれるに従って、前記接点の状態を、開から閉に移行し、さらに閉から開へと移行する接点機構とを備える。前記可動部材が押し込まれていない状態における前記保持部に対する前記可動部材の位置を第１ポジション、前記可動部材が最も押し込まれた状態における前記保持部に対する前記可動部材の位置を第３ポジション、前記第１ポジションと第３ポジションとの間において押し込み量に対する荷重の増加割合が増大することにより前記可動部材の押し込みに要する荷重が立ち上がって最大に至る最大立ち上がりの立ち上がり開始位置を第２ポジションとして、前記可動部材が押し込まれる際に、前記第１ポジションと前記第２ポジションとの間のＯＮ切替位置にて前記接点が開から閉に移行し、前記第２ポジションと前記第３ポジションとの間のＯＦＦ切替位置にて前記接点が閉から開に移行する。前記第１ポジションと前記第２ポジションとの間に、前記可動部材が押し込まれる際に荷重が一旦立ち上がって減少する小ピークがあり、前記ＯＮ切替位置は、前記小ピークの立下り開始位置と前記第２ポジションとの間に位置する。前記小ピークの最大荷重は、前記ＯＮ切替位置における荷重以上であり、かつ、前記ＯＦＦ切替位置における荷重よりも小さい。

好ましくは、前記小ピークの最大荷重は、前記ＯＦＦ切替位置の直前の位置における荷重よりも小さく、かつ、前記第２ポジションにおける荷重よりも大きい。

好ましい一の形態では、イネーブルスイッチでは、前記ＯＮ切替位置近傍において、前記可動部材が前記保持部に押し込まれる従って、前記接点に含まれる２つの端子が漸次近づいて接触することにより、前記接点が閉になる。

好ましくは、イネーブルスイッチは、第１係合部と、前記可動部材の移動により、前記第１係合部に対して相対的に移動する第２係合部とをさらに備える。前記可動部材が前記保持部に向かって押し込まれる際に、荷重の前記小ピークにおいて前記第１係合部と前記第２係合部との係合が解除される。

好ましくは、前記小ピークの立ち上がりは、ほぼ垂直である。好ましくは、前記小ピークの最大荷重位置は、前記第１ポジションと前記第２ポジションとの中間位置よりも前記第１ポジションに近い。

本発明によれば、ＯＮ状態からさらに押し込んでＯＦＦ状態に移行する前の段階において、押し込み量に対する荷重の増加を明瞭に感じ取ることができるイネーブルスイッチを提供することができる。

イネーブルスイッチの縦断面図である。イネーブルスイッチの押し込み量と荷重との関係の概略を示す図である。抵抗機構近傍を示す縦断面図である。抵抗機構近傍を示す縦断面図である。可動部材が第２ポジションに位置するイネーブルスイッチの縦断面図である。ＯＦＦ切替機構が上昇する際のイネーブルスイッチの縦断面図である。可動部材が第３ポジションに位置するイネーブルスイッチの縦断面図である。抵抗機構の他の例を示す図である。抵抗機構のさらに他の例を示す図である。

図１は、ロボットの教示ペンダントや作業機械のコントローラ等の操作部に設けられるイネーブルスイッチ１の縦断面図である。ロボットや作業機械等は操作部の操作対象である。イネーブルスイッチ１は、操作部からの操作対象の操作を許可する。イネーブルスイッチ１がＯＮ状態の間、操作対象の操作が許可され、作業者が操作部に入力を行うと、入力に従った操作部からの信号が操作対象に伝わる。イネーブルスイッチ１がＯＦＦ状態の場合は、操作対象の操作が許可されず、作業者の入力は操作対象に伝わらない。

図１では、細部および説明上重要でない部材の断面における平行斜線を省略している。イネーブルスイッチ１は、保持部１１と、可動部材１２とを含む。可動部材１２は、イネーブルスイッチ１を操作する際に、作業者により保持部１１内に向かって図１の下方へと押し込まれる。図１の上下方向は重力方向に一致する必要はない。保持部１１は、イネーブルスイッチ１の保持部１１以外の部材を支持する。保持部１１内のコイルバネ１２１により、可動部材１２に図１の上方に向かう力が与えられる。図１では、コイルバネ１２１および他のコイルバネを破線にて簡略化して示している。作業者の指が可動部材１２を保持部１１内へ押し込んだ後に可動部材１２から指を離すと、可動部材１２はコイルバネ１２１の力により、元の位置に復帰する。

イネーブルスイッチ１は、保持部１１内に、２つの接点１３と、接点１３の状態を開および閉とする接点機構２０とを含む。各接点１３は、上端子１３１と、下端子１３２との組合せである。接点１３が開の状態では、上端子１３１と下端子１３２とが離間する。接点１３が閉の状態では、上端子１３１と下端子１３２とが接する。接点１３が開の状態においてイネーブルスイッチ１はＯＦＦ状態であり、接点１３が閉の状態においてイネーブルスイッチ１はＯＮ状態である。

可動部材１２は、上方の向かって窪む穴１２２を有する。穴１２２は、図１の横方向内方に向かうに従って上方に向かう傾斜面１２３を含む。穴１２２内には、ＯＦＦ切替機構１４が配置される。ＯＦＦ切替機構１４は、支持部１４１と、２つの係合部１４２と、２つのコイルバネ１４３と、下当接部１４４と、コイルバネ１４５とを含む。支持部１４１と下当接部１４４とは、連結部１４６を介して接続された１つの部材の一部である。支持部１４１は、左右に向かって開口する支持穴を有する。係合部１４２およびコイルバネ１４３は支持穴内に位置し、コイルバネ１４３は、係合部１４２を支持穴内から横方向外方に向かって押す。

図１の初期状態では、ＯＦＦ切替機構１４は、コイルバネ１４５から上に向かう力を受け、係合部１４２と傾斜面１２３とが当接するようにして係合する。これにより、支持部１４１は、およそ傾斜面１２３の高さに位置する。

上端子１３１は、下当接部１４４に接する金属板１７１上に設けられる。金属板１７１と支持部１４１との間にはコイルバネ１５１が配置される。コイルバネ１５１は、金属板１７１を下方に向かって下当接部１４４に押しつける役割を果たす。コイルバネ１５１と長い金属板１７２のバネ性により、上端子１３１と下端子１３２とが接触した際の接触力が調整される。下端子１３２は、長い金属板１７２の上端に設けられる。金属板１７２の下端は保持部１１の底面に固定される。金属板１７２は湾曲しており、板バネとして機能する。

ＯＦＦ切替機構１４および金属板１７１，１７２は、後述するように、可動部材１２が保持部１１に向かって押し込まれるに従って、接点１３の状態を開から閉に移行し、さらに閉から開へと移行する接点機構２０を構成する。後述するように、可動部材１２の下部１２４は、可動部材１２が最も押し込まれてから元の位置に復帰する際に接点１３の開状態を維持する役割を有することから、下部１２４も接点機構２０に含まれると捉えられてもよい。イネーブルスイッチ１は、２つの接点１３を有するため、これらを「第１接点１３」および「第２接点１３」と区別した場合、接点機構２０は、可動部材１２が保持部１１に向かって押し込まれるに従って、第１接点１３および第２接点１３の状態を、開から閉に移行し、さらに閉から開へと移行する。

保持部１１内において可動部材１２の側方には、２つの抵抗機構１６が設けられる。抵抗機構１６は、保持部１１内において横方向外方に向かって窪む穴内に設けられる。抵抗機構１６は、係合部１６１と、コイルバネ１６２とを含む。正確には、係合部１６１およびコイルバネ１６２近傍の保持部１１の部位も抵抗機構１６の一部である。コイルバネ１６２は、係合部１６１を保持部１１の横方向内方に向かって、すなわち、可動部材１２に向かって押す。図１に示す初期状態では、係合部１６１の先端は、可動部材１２の外側面の下端の下側に位置する。抵抗機構１６は、後述するように、可動部材１２の押し込みの初期の段階において、可動部材１２の移動に抵抗する力を可動部材１２に作用させる。

次に、可動部材１２が押し込まれる際のイネーブルスイッチ１の押し込みに要する力である荷重の好ましい変化について説明する。図２は、可動部材１２の移動量、すなわち、イネーブルスイッチ１の押し込み量と、荷重との関係の概略を示す図である。以下、押し込み量に対応する可動部材１２の位置を、図２に付す符号を参照しつつ説明する。

図２において、位置３０１は初期位置である。以下、位置３０１を「第１ポジション」と呼ぶ。第１ポジション３０１は、可動部材１２が押し込まれていない状態における保持部１１に対する可動部材１２の位置である。位置３０３は、可動部材１２が最も押し込まれた状態における保持部１１に対する可動部材１２の位置である。以下、位置３０３を「第３ポジション」と呼ぶ。第３ポジション３０３では、イネーブルスイッチ１はＯＦＦ状態である。

位置３０２は、可動部材１２をある程度押し込んで作業者がある程度の抵抗力を感じつつ可動部材１２を安定して保持することができる位置である。これにより、イネーブルスイッチ１はＯＮ状態に安定して保持される。以下、位置３０２を「第２ポジション」と呼ぶ。第２ポジション３０２は、第１ポジション３０１と第３ポジション３０３との間において押し込み量に対する荷重の増加割合が増大することにより可動部材１２の押し込みに要する荷重が立ち上がって最大に至る最大立ち上がり３４３の立ち上がり開始位置である。

位置３１１は、押し込む際に接点１３が開から閉へと移行し、イネーブルスイッチ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと移行する「ＯＮ切替位置」である。位置３１２は、接点１３が閉から開へと移行し、イネーブルスイッチ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態へと移行する「ＯＦＦ切替位置」である。したがって、イネーブルスイッチ１では、可動部材１２が押し込まれる際に、第１ポジション３０１と第２ポジション３０２との間のＯＮ切替位置３１１にて接点１３が開から閉に移行し、第２ポジション３０２と第３ポジション３０３との間のＯＦＦ切替位置３１２にて接点１３が閉から開に移行する。

正確には、イネーブルスイッチ１は２つの接点１３を有するため、これらを「第１接点１３」および「第２接点１３」と区別した場合、可動部材１２が押し込まれる際に、第１ポジション３０１と第２ポジション３０２との間の第１ＯＮ切替位置にて第１接点１３が開から閉に移行し、第２ポジション３０２と第３ポジション３０３との間の第１ＯＦＦ切替位置にて第１接点１３が閉から開に移行し、第１ポジション３０１と第２ポジション３０２との間の第２ＯＮ切替位置にて第２接点１３が開から閉に移行し、第２ポジション３０２と第３ポジション３０３との間の第２ＯＦＦ切替位置にて第２接点１３が閉から開に移行する。

図２の位置３１１は、第１接点１３の場合、第１ＯＮ切替位置に対応し、位置３１２は第１ＯＦＦ切替位置３１２に対応する。第２接点１３の場合は、位置３１１は第２ＯＮ切替位置に対応し、位置３１２は第２ＯＦＦ切替位置３１２に対応する。そして、第１ＯＮ切替位置と第２ＯＮ切替位置とは一致または近接し、第１ＯＦＦ切替位置と第２ＯＦＦ切替位置とは一致または近接する。

イネーブルスイッチ１では、第１ポジション３０１と第２ポジション３０２との間に、可動部材１２が押し込まれる際に荷重が一旦立ち上がって減少する小ピーク３４１が存在する。図２では、小ピーク３４１の立ち上がりが開始する位置に符号３２１、立ち上がりが終了してある程度の荷重の維持が開始する位置に符号３２２、立ち下がりが開始する位置に符号３２３、立ち下がりが終了する位置に符号３２４を付している。ただし、これらの位置は明瞭に現れる必要はなく、明瞭に現れない場合は、様々な方法にてこれらの位置が特定されてよい。例えば、立ち上がり開始位置３２１や立ち下がり終了位置３２４が曲線上に位置する場合、曲率が最も大きくなる位置が、位置３２１，３２４として特定されてよい。位置３２２および位置３２３も同様に定められてよく、また、これらの位置３２２，３２３は一致してもよい。例えば、小ピーク３４１の頂部が鋭い場合、位置３２２と位置３２３とは同じ位置として特定される。

他の手法として、例えば、押し込み量を増加させた際の荷重の勾配が、正のある値を超える位置が立ち上がり開始位置３２１として特定され、ある値を下回った位置が立ち上がり終了位置３２２として特定され、さらに負のある値を下回った位置が立ち下がり開始位置３２３として特定され、ある値を上回った位置が立ち下がり終了位置３２４として特定される。

同様に、第２ポジション３０２と第３ポジション３０３との間のピークの立ち上がり開始位置（第２ポジション３０２）、立ち上がり終了位置３３２、立ち下がり開始位置３３３、立ち下がり終了位置３３４は、およそその意味を示す位置であれば、様々な手法で定められてよい。立ち上がり終了位置３３２と立ち下がり開始位置３３３とは一致してもよい。以下、位置３０２から位置３３４に至るピークを「主ピーク３４２」と呼ぶ。

図１のイネーブルスイッチ１では、ＯＮ切替位置３１１（２つの接点１３が存在する場合は、第１ＯＮ切替位置および第２ＯＮ切替位置、以下同様）は、小ピーク３４１の立ち下がり終了位置３２４と、第２ポジション３０２との間に位置する。また、小ピークの最大荷重Ａ１は、ＯＮ切替位置３１１における荷重Ａ２（２つの接点１３が存在する場合は、第１ＯＮ切替位置における荷重および第２ＯＮ切替位置における荷重のうち大きい方の荷重）以上であり、かつ、ＯＦＦ切替位置３１２における荷重Ａ３（２つの接点１３が存在する場合は、第１ＯＦＦ切替位置における荷重および第２ＯＦＦ切替位置における荷重のうち小さい方の荷重）よりも小さい。

これにより、可動部材１２を押し始めると、可動部材１２は少し引っかかるようなクリック感の後に一気に押し込まれて第２ポジション３０２に移行する。すなわち、通常の操作では小ピーク３４１を超えると可動部材１２を途中で止めることができず、可動部材１２が何かに当たるような感覚で第２ポジション３０２に迅速に移行する。その結果、作業者は、可動部材１２が第２ポジション３０２に位置したことを明瞭に感じ取ることができる。換言すれば、作業者は、第２ポジション３０２のＯＮ状態からさらに押し込んで第３ポジション３０３のＯＦＦ状態に移行する前の段階において、押し込み量に対する荷重の増加を明瞭に感じ取ることができる。

上記観点からは、ＯＮ切替位置３１１は、図２に示す位置には限定されない。ＯＮ切替位置３１１は、小ピーク３４１の立下り開始位置３２３と第２ポジション３０２との間に位置すればよい。また、可動部材１２を小ピーク３４１から速やかに第２ポジション３０２に移行させるという観点からは、小ピーク３４１の最大荷重Ａ１は、第２ポジション３０２における荷重Ａ４よりも大きいことが好ましい。さらに、小ピーク３４１を超えた後、第２ポジション３０２を超えてＯＦＦ状態に移行しないために、小ピーク３４１の最大荷重は、好ましくは、ＯＦＦ切替位置３１２の直前の位置における荷重（２つの接点１３が存在する場合は、第１ＯＦＦ切替位置および第２ＯＦＦ切替位置の直前の位置における荷重であり、通常は、位置３３２における荷重）よりも小さい。

小ピーク３４１の立ち上がり開始位置３２１は、第１ポジション３０１とほぼ一致してもよく、第１ポジション３０１と一致してもよい。このような場合であっても、作業者は可動部材１２を押し込む際に引っ掛かりを感じ取ることができる。特に、小ピーク３４１の立ち上がりがほぼ垂直である、すなわち、位置３２１と位置３２２とがほぼ一致する場合、作業者は引っ掛かりをさらに明瞭に感じ取ることができる。もちろん、小ピーク３４１の立ち上がり開始位置３２１が第１ポジション３０１から離れている場合においても、小ピーク３４１の立ち上がりは、ほぼ垂直であることが好ましい。

さらに、作業者が可動部材１２を押し込む際に引っ掛かりを感じた後、第２ポジション３０２に移行したことを明瞭に感じ取るには、小ピーク３４１と第２ポジション３０２とが十分に離れていることが好ましい。具体的には、小ピーク３４１の最大荷重位置は、第１ポジション３０１と第２ポジション３０２との中間位置よりも第１ポジション３０１に近いことが好ましい。小ピーク３４１が第２ポジション３０２に近いと、小ピーク３４１が主ピーク３４２であると勘違いする可能性があるからである。

図２の特性を有するイネーブルスイッチ１では、小ピーク３４１を設けても第２ポジション３０２に可動部材１２を保持する際に必要な荷重を設計上変更する必要はないため、イネーブルスイッチ１を有する操作部を長時間第２ポジション３０２で把持しても作業者の負担は増加しない。また、小ピーク３４１を設けることにより、誤って可動部材１２に触れたときや可動部材１２に他の物体が接触したときに意図せずイネーブルスイッチ１がＯＮ状態になることを防ぐ効果も得られる。

なお、図２では、小ピーク３４１が立ち下がってから第２ポジション３０２までの荷重の変化を直線にて示しているが、大きな変化が存在しなければよく、直線には限定されない。例えば、ＯＮ切替位置３１１で荷重の変化率が変化して荷重曲線が折れ曲がったり、ＯＮ切替位置３１１で段差状に荷重が微小に変化してもよい。

次に、図１に示すイネーブルスイッチ１が、図２に示す特性を実現する様子について説明する。

第１ポジション３０１から可動部材１２を押し始めると、コイルバネ１２１およびコイルバネ１４５が圧縮されつつ、図３に示すように、可動部材１２の下部に位置する傾斜面１２６と、抵抗機構１６の係合部１６１の先端にある傾斜面１６３とが当接する。以下、可動部材１２の傾斜面１２６近傍の部位１２５を「係合部」と呼ぶ。これにより、可動部材１２を押し込む荷重が上昇する。図３に示す可動部材１２の位置は、小ピーク３４１の立ち上がり開始位置３２１である。図１に示すように、第１ポジション３０１では、傾斜面１２６と傾斜面１６３とは僅かだけ離れており（図１では符号省略）、第１ポジション３０１と位置３２１とは近い。

傾斜面１２６は、横方向外方に向かうに従って上方に向かうように傾斜する。傾斜面１６３は、横方向内方に向かうに従って下方に向かうように傾斜する。したがって、可動部材１２に加える荷重を増加させると、図４に示すように、係合部１６１はコイルバネ１６２からの力に逆らって横方向外方に向かって移動を開始する。この状態が、位置３２１から位置３２３に向かう状態である。

傾斜面１２６の端部と傾斜面１６３の端部とが一致すると、係合部１６１と係合部１２５との係合が解除され、可動部材１２の外側面が係合部１６１の先端に擦れるようにして可動部材１２が下方に移動する。このとき、荷重は一気に減少する。すなわち、位置３２３から位置３２４に速やかに到達する。図１のイネーブルスイッチ１の場合、位置３２３と位置３２４とはほぼ一致する。図５に示すように、可動部材１２がさらに下降すると、位置３１１にて接点１３が閉じ、可動部材１２がさらに下降すると、下当接部１４４の下端が保持部１１の内底面の中央に接する。図５に示す可動部材１２の位置は第２ポジション３０２である。金属板１７２が撓むことにより、下端子１３２は、下方に移動する。

図５の状態で可動部材１２に下方に向かう力を加えると、可動部材１２に対して相対的に上方に向かう力がＯＦＦ切替機構１４に作用する。既述のように、可動部材１２の穴１２２の下部には、横方向内方に向かうに従って上方に向かう傾斜面１２３が存在する。係合部１４２の先端は、横方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面１４７を有する。

したがって、可動部材１２に加える荷重を増加させると、可動部材１２に対して相対的に上方に向かうようにＯＦＦ切替機構１４に作用する力が増大し、係合部１４２はコイルバネ１４３からの力に逆らって横方向内方に向かって移動を開始する。この状態が、位置３０２から位置３３２を経由して位置３３３に向かう状態である。傾斜面１２３の端部と傾斜面１４７の端部とが一致すると、係合部１４２の先端が穴１２２の内側面に擦れるようにしてＯＦＦ切替機構１４はコイルバネ１４５により速やかに上方に移動する。このとき、荷重は一気に減少する。そして、図６の左側に示す状態から右側に示す状態へと瞬時に変化する。すなわち、位置３３３から位置３３４に速やかに到達する。図１のイネーブルスイッチ１の場合、位置３３３と位置３３４とはほぼ一致する。以上の動作により、主ピーク３４２が得られる。

図６に示すように、ＯＦＦ切替機構１４が上昇すると支持部１４１の上面と穴１２２の天井とが接する。接点１３は閉から開になる。一方、金属板１７２の先端は、可動部材１２の下部１２４の下端に接し、金属板１７２がある程度撓んだ状態が維持される。

可動部材１２がさらに押し込まれると、図７に示すように、コイルバネ１４５は再度圧縮され、下当接部１４４が保持部１１の底面に再度接触する。この状態が第３ポジション３０３であり、可動部材１２は下方に移動不可能となる。このとき、接点１３の上端子１３１と下端子１３２とは強制的に離れた位置となることから、仮に、上端子１３１と下端子１３２とが溶着していたとしても、可動部材１２を第３ポジション３０３まで押し込むことにより、溶着状態が解消されてイネーブルスイッチ１が強制的にＯＦＦ状態になる。コイルバネ１４５が破損して下当接部１４４が十分に上昇しない場合においても、同様に、可動部材１２を強く押し込むことによりイネーブルスイッチ１を強制的にＯＦＦ状態にすることができる。

図７に示す状態から作業者がイネーブルスイッチ１から指を離すと、金属板１７２の先端が可動部材１２の下部１２４に接した状態と、支持部１４１と可動部材１２とが上下に接した状態とが維持されたままコイルバネ１２１とコイルバネ１４５により可動部材１２の上昇が始まり、可動部材１２が図１の第１ポジション３０１に戻るまで接点１３は開の状態が維持される。すなわち、第３ポジション３０３からの可動部材１２の復帰時には、イネーブルスイッチ１のＯＦＦ状態が維持される。なお、第２ポジション３０２から作業者が可動部材１２から指を離すと、可動部材１２は第１ポジション３０１に戻ってイネーブルスイッチ１はＯＦＦ状態に戻る。

以上に説明したように、イネーブルスイッチ１では、小ピーク３４１の存在により、通常の操作では小ピーク３４１と第２ポジション３０２との間において操作を止めることができず、作業者は、可動部材１２が第２ポジション３０２に到達したことを明瞭に感じ取ることができる。なお、イネーブルスイッチ１では２つの接点１３が直列接続され、１組の両切り接点として設けられているが、紙面に垂直な方向に２組以上の両切り接点を設けてもよい。この場合、小ピーク３４１から第２ポジション３０２に速やかに移行することにより、可動部材１２が傾いても２組の両切り接点の状態が相違する時間を非常に短くすることができる。すなわち、２組の両切り接点の切り替わりタイミングのずれを低減することができる。その結果、２つの接点１３の状態が一定時間以上相違することに起因するエラーの誤検出を防止することができる。

また、イネーブルスイッチ１では、ＯＮ切替位置３１１近傍において、可動部材１２が保持部１１に押し込まれる従って、接点１３に含まれる２つの端子１３１，１３２が漸次近づいて接触することにより、接点１３が閉になる。この場合、小ピーク３４１から第２ポジション３０２に速やかに移行することにより、接点１３が閉になる際の放電を抑制することができ、接点１３の溶着を抑制することができる。

イネーブルスイッチ１における抵抗機構１６は、様々に変形が可能である。係合部１６１とコイルバネ１６２との組合せは、可動部材１２と保持部１１との間であれば様々な場所に設けることができる。例えば、図８の部分拡大図に示すように、可動部材１２に係合部１６１とコイルバネ１６２とを設けることも可能である。この場合、保持部１１に係合部１６１の先端の傾斜面１６３と摺接する傾斜面１１２が設けられる。

抵抗機構１６は、ＯＦＦ切替機構１４に設けることも可能である。図９は、下当接部１４４に抵抗機構１６を設けた例を示す図である。このように、第１ポジション３０１から可動部材１２が移動する際に、可動部材１２と共に移動する様々な部位に抵抗機構１６を設けることが可能である。係合部１６１およびコイルバネ１６２の配列方向も、図１、図８、図９に示すように紙面の左右方向には限定されず、紙面に垂直な方向に配列することも可能である。

以上のように、抵抗機構１６の係合構造は様々に変更可能である。係合部１６１を第１係合部と捉え、係合部１６１と係合する部位（図３の場合、係合部１２５）を第２係合部と捉えた場合、第２係合部は、可動部材１２の移動により、第１係合部に対して相対的に移動する。そして、可動部材１２が保持部１１に向かって押し込まれる際に、第１係合部と第２係合部との係合が解除されることにより、荷重の小ピーク３４１が生じる。第１係合部と第２係合部とは、第１ポジション３０１では離間し、可動部材１２を押すと一旦係合してから解除されてもよいし、第１ポジション３０１で既に係合していてもよい。係合部同士の係合を利用することにより、簡単な構造で小ピーク３４１を得ることができる。

なお、第１係合部は、必ずしもバネ等の弾性体から力を受ける必要はなく、例えば、可動部材１２が位置３２１に位置する際に、重力や磁力を利用して第１係合部と第２係合部とが係合してもよい。

第１係合部が弾性体から力を受ける場合、コイルバネ以外の弾性体として、板バネ、樹脂の可撓部等が利用可能である。弾性体は様々な手法により第１係合部と第２係合部との間に係合するための力を作用させてよい。一般的に表現すれば、可動部材１２および保持部１１の一方に弾性体は直接的または間接的に固定される。第２係合部は弾性体に直接的または間接的に取り付けられ、第１係合部は、可動部材１２および保持部１１の他方に直接的または間接的に固定される。そして、可動部材１２が押し込まれる際に弾性体からの力に逆らって第２係合部が移動して係合が解除されることにより、小ピーク３４１が得られる。

イネーブルスイッチ１では、係合部を利用せずに小ピーク３４１が得られてもよい。例えば、押し込むことにより急激に凹むラバーパッドを可動部材１２とコイルバネ１２１との間に設けてもよい。互いに反発または吸引し合う一対の磁石の一方を、他方の近傍を通過させることにより小ピーク３４１が得られてもよい。

上記イネーブルスイッチ１は様々な変更が可能である。

イネーブルスイッチ１では、１組の両切り接点であるが、既述のように２組以上の両切り接点を設けてもよい。４つの端子からなる１組の両切り接点は２つの端子からなる１つの片切り接点でもよい。片切り接点の数は１でも２以上でもよい。可動部材１２は、押し込まれることにより回動するレバーでもよい。可動部材１２が回動するタイプの場合、可動部材１２の押し込み量は回動角に対応し、可動部材１２の位置は、回転位置または可動部材１２の特定の部位の位置である。

図２に示すイネーブルスイッチ１の特性は、様々な構造のイネーブルスイッチに適用することができる。例えば、従来文献として挙げた、特開２００２－４２６０６号公報、国際公開第２００２／０６１７７９号、特開２００５－５６６３５号公報に開示されたイネーブルスイッチにも適用することができる。これらの文献に開示されるように、接点機構２０として様々な構造が採用可能である。

イネーブルスイッチ１が設けられる操作部は、教示ペンダントには限定されず、ホイスト等の重機の操作部、車両の操作部、電動車いすの操作部等の様々な操作部に利用可能である。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明は、産業ロボット、ホイスト、車いす等の多岐に亘る操作対象の操作に利用される操作部のイネーブルスイッチとして利用可能である。

１イネーブルスイッチ
１１保持部
１２可動部材
１３接点
２０接点機構
１２５，１６１係合部
１３１上端子
１３２下端子
３０１第１ポジション
３０２第２ポジション
３０３第３ポジション
３１１ＯＮ切替位置
３１２ＯＦＦ切替位置
３２３（小ピークの）立下り開始位置
３４１小ピーク

Claims

操作部に設けられ、前記操作部による操作対象の操作を許可するイネーブルスイッチであって、
保持部と、
前記保持部に向かって押し込まれる可動部材と、
接点と、
前記可動部材が前記保持部に向かって押し込まれるに従って、前記接点の状態を、開から閉に移行し、さらに閉から開へと移行する接点機構と、
第１係合部と、
前記可動部材の移動により、前記第１係合部に対して相対的に移動する第２係合部と、
を備え、
前記可動部材が押し込まれていない状態における前記保持部に対する前記可動部材の位置を第１ポジション、前記可動部材が最も押し込まれた状態における前記保持部に対する前記可動部材の位置を第３ポジション、前記第１ポジションと第３ポジションとの間において押し込み量に対する荷重の増加割合が増大することにより前記可動部材の押し込みに要する荷重が立ち上がって最大に至る最大立ち上がりの立ち上がり開始位置を第２ポジションとして、
前記可動部材が押し込まれる際に、前記第１ポジションと前記第２ポジションとの間のＯＮ切替位置にて前記接点が開から閉に移行し、前記第２ポジションと前記第３ポジションとの間のＯＦＦ切替位置にて前記接点が閉から開に移行し、
前記第１ポジションと前記第２ポジションとの間に、前記可動部材が押し込まれる際に荷重が一旦立ち上がって減少する小ピークがあり、
前記ＯＮ切替位置は、前記小ピークの立下り開始位置と前記第２ポジションとの間に位置し、
前記小ピークの最大荷重が、前記ＯＮ切替位置における荷重以上であり、かつ、前記ＯＦＦ切替位置における荷重よりも小さく、
前記可動部材が前記保持部に向かって押し込まれる際に、荷重の前記小ピークにおいて前記第１係合部と前記第２係合部との係合が解除されることを特徴とするイネーブルスイッチ。
請求項１に記載のイネーブルスイッチであって、
前記小ピークの最大荷重が、前記ＯＦＦ切替位置の直前の位置における荷重よりも小さく、かつ、前記第２ポジションにおける荷重よりも大きいことを特徴とするイネーブルスイッチ。
請求項１または２に記載のイネーブルスイッチであって、
前記ＯＮ切替位置近傍において、前記可動部材が前記保持部に押し込まれる従って、前記接点に含まれる２つの端子が漸次近づいて接触することにより、前記接点が閉になることを特徴とするイネーブルスイッチ。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のイネーブルスイッチであって、
前記小ピークの立ち上がりが、ほぼ垂直であることを特徴とするイネーブルスイッチ。
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のイネーブルスイッチであって、
前記小ピークの最大荷重位置が、前記第１ポジションと前記第２ポジションとの中間位置よりも前記第１ポジションに近いことを特徴とするイネーブルスイッチ。