JPH02281512A - 無接点押釦スイッチにおける誤作動防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばホイスト・クレーン等のペンダントス
イッチとして用いられる無接点押釦スイッチスイッチに
おける誤作動防止方法に閏する。

〔従来の技術〕

上記ペンダントスイッチとしては、通常有接点方式の押
釦スイッチが用いられているが、操作の都度スパークが
発生し、接点を消耗しスイッチ寿命を短くしたり、また
低電圧操作では接触不良となりやすいと共に、多段操作
スイッチの場合には、スイッチ本体が大型となる欠点が
ある。

このため本発明者は、このペンダントスイッチとして好
適な無接点方式の押釦スイッチを提案した（特願昭５８
−７７８６０号、特願昭６０−９４２９４号）、これは
発光素子と受光素子及びその両者間に配備した遮光板を
備えた押釦とからなり、押釦の押下げ位置により受光素
子に対する投光を選択するようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ペンダントスイッチはホイスト・クレーンから吊り
下げられているため、取り付は環境は制御ボックスに比
較して衝撃、振動等を受は易く、過酷な条件下にある。

従って制御ボックス内の電子部品よりも押釦スイッチの
電子部品は故障し易い条件にある。この場合、スイッチ
が故障しても押釦を操作しても動作信号が発せられない
場合には暴走することはないが、押釦をＯＦＦに復元し
ても作動信号が継続して発せられる場合には、クレーン
等が暴走することとなり、きわめて危険である。

本発明はかかる点に鑑み、無接点押釦スイッチからの出
力信号を判別し、正常な動作信号発生時のみ駆動信号を
発することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の無接点押釦スイッチ
の誤作動防止方法は、無接点スイッチにパルス電力を印
加し、スイッチからの出力信号を判別回路において上記
印加パルス電力の波形と比較して出力信号の良否を判別
し、インバータまたは電磁接触器等の駆動回路に対し動
作信号を選択発信するようにしたものである。

この場合、スイッチの出力信号をスイッチの電子部品故
障判別回路と押釦のパルス出力信号を、押釦のＯＮ−Ｏ
ＦＦと同期した信号に変換する変換回路の信号を総合的
に判断した結果を駆動回路に印加するようにしてもよい
。

あるいは、パルス電力の形状はＨレベルの時間に比較し
てＬレベル時間を十分に小とすることにより、押釦をＯ
Ｎ状態としたとき、出力信号のＯＦＦ時間を１小とし、
この信号を増幅してリレーを駆動したとき、リレーは押
釦のＯＮの間ＯＮ状態を継続保持を可能とするようにし
てもよい。

なお前記無接点押釦スイッチは、投光素子と受光素子及
び両素子間に介入し受光素子に対する投光を選択する遮
光板を備えた押釦とよりなり、投光素子に対しパルス電
力を印加し、パルス発光させ、パルス信号を出力させる
ようにしたものである。

〔作　用〕

無接点押釦スイッチから発せられる出力信号を該スイッ
チに印加するパルス電力の波形と比較し、良否を判定す
る。これにより不良と判断したときは、動作信号を発し
ない回路構成とする。

〔実施例〕

図は本発明の実施例を示す、先ず第３図は本発明の誤作
動検出要領説明図で、無接点押釦スイッチに発光体と受
光体とを用い、印加する電源とスイッチ出力信号（抵抗
によりプルアップ）との関係を示す０図において（Ａ）
、　　（Ｂ）、　　（Ｃ）は電源が直流の場合、また（
Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）はパルス電源の場合を示す。

同図（Ａ）は押釦スイッチが正常に作動する場合を示す
もので、印加電力ａがハイレベル（以下Ｈレベルという
）のとき、スイッチＯＮの場合の出力信号すはローレベ
ル（以下Ｌレベルという）であり、スイッチＯＦＦの場
合には出力信号ＣはＨレベルである０図中ＧＮＤはＬレ
ベル位置を示す。

同図（Ｂ）は発光葉子が点灯しないとき、または受光素
子が作動しない場合を示す。この場合はスイッチのＯＮ
、ＯＦＦ何れの場合も出力信号ｄ、　　ｅはＨレベルで
ある。

同図（Ｃ）は押釦スイッチが故障し、ＯＦＦの状態にも
係わらず受光素子もしくはその回路が短絡した場合を示
す、この場合にはスイッチのＯＮ、ＯＦＦに係わらず出
力信号ｆ９ｇはＬレベルである。従って正常な場合（Ａ
図）のスイッチＯＮ状態と同一となり判別は不可能であ
り、装置は暴走するおそれがある。

次に同図（Ｄ）はパルス電源を印加し、押釦スイッチが
正常に作動する場合を示す。この場合には印加パルス電
力りに対し、スイッチＯＮの場合の出力信号ｊは位相が
逆のパルス信号、ＯＦＦの場合の出力信号にはｈレベル
である。

同図（Ｅ）は前記図（Ｂ）と同様に発光素子が点灯しな
いとき、または受光素子が作動しない場合を示す、この
場合にはスイッチのＯＮ、ＯＦＦの何れの場合にも出力
信号Ｑ、　　ｍはＨレベルである。

同図（Ｆ）は押釦スイッチがＯＦＦの状態にも係わらず
受光素子もしくはその回路が短絡した場合を示す、この
場合にはスイッチのＯＮ、ＯＦＦに係わらずスイッチの
出力信号ｎ＋　　ｐはＬレベルである。

即ち、スイッチへの印加電源をパルス電力とするときは
、どの電子部品が故障しても、電子部品の正常なＯＮＮ
信号上異なるもので、これの判別は容易であり、閏違う
ことはない。

従って本発明は押釦スイッチの電源にパルス電力を採用
し、押釦スイッチ出力信号を印加パルス電力と比較し判
別してスイッチ故障による誤作動を防止するようにした
ものである。

第１図は上記により押釦スイッチに対しパルス電力印加
により誤作動防止のための概略説明図である。無接点押
釦スイッチｌとして発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＴ（フ
ォトトランジスタ。

ＣＤセル、フォトダイオード等）とを対向し、その間に
押釦ＰＢを配した例を示す、押釦ＰＢは常時（ＯＦＦ位
置）は発光素子ＬＥＤからの投光を遮断し、押圧（ＯＮ
）Ｌ／たときのみ受光素子ＰＴへの投光を許容する。

上記無接点押釦スイッチ１に対する誤作動防止装置とし
ての制御ボックス２にはパルス電源３と判別回路４を備
える。

パルス電源３は発光素子ＬＥＤに対しパルス電力を印加
し、発光素子ＬＥＤはこれに応じたパルス発光を行なう
、従って押釦ＰＢを押圧（ＯＮ）することにより第２図
に示す如く押圧時間ｔの間は受光素子に投光され、押釦
スイッチの出力信号Ｊは位相を反転したパルス信号とし
て発せられる。

この出力信号ｊは判別回路４に印加される。

この判別回路４にはまた前記パルス電ｆＩ３からパルス
電圧が印加されており、これを基準として上記出力信号
を比較する。即ち、８３図における（Ｄ）、　　（Ｅ）
、　　（Ｆ）の押釦スイッチの出力信号（ＯＮ、　　Ｏ
Ｆ　Ｆ出力信号）を比較する。その比較要領を説明する
と、第３図における（Ｄ）。

（Ｅ）、　　（Ｆ）の押釦スイッチの出力信号を比較す
ると、（Ｆ）以外は押釦のＯＮ、ＯＦＦに係わらず、電
源がＬレベルのとき（発光素子が未点灯）は押釦スイッ
チの出力はＨレベル（受光素子が動作しない）である。

また、受光素子ＰＴの光に対する反応の遅れを考慮すれ
ば、第２図において電源パルスｈがＨレベルに立上る点
ｈ１において（発光素子が点灯開始時）、これに対応す
る押釦スイッチの出力信号ｊの点ｊｌがＨレベルであれ
ば正常であり、押釦スイッチの出力信号ｊがＬレベルで
あれば第３図（Ｆ）の故障と判断できる。

判別回路４は上記判別を行なうため例えばシフトレジス
タを用いるもので、その回路は第４図に示す。

この判別回路（以下シフトレジスタという）４の入力端
子ＩＡは受光素子ＰＴの出力端子と連結し、クロック入
力端子ＴＡにはパルス電源３から押釦スイッチに対する
パルスと同一パルスを入力する。これによりシフトレジ
スタ４は電源パルスの立ち上りで入力端子ＩＡに入力さ
れるデータを出力端子Ｑｌに伝達するため、出力端子Ｑ
ｌのデータは第３図（Ｄ　）（Ｅ　）のときはＨレベル
、（Ｆ）のときはＬレベルとなり、目的の判別が可能と
なる。

なお、押釦スイッチがＯＮのとき、出力はパルス信号で
ある。このパルス信号をそのまま後に続く論理回路また
は出力用リレー等の駆動回路６に印加することは好まし
くない。そのため押釦ＰＢのＯＮ−ＯＦＦに同期する信
号（第２図におけるｑ）に変換する必要がある。

第３１！ｒ（Ｄ）及び第４１！Ｉにおいて明らかなよう
に、出力用の受光素子ＰＴが動作する条件は押釦ＰＢが
ＯＮであり、かつ電源パルスがＨレベルの間である。光
に対する受光素子の遅れを考慮して、押釦スイッチに対
する電源パルスがＨレベル（発光素子点灯）からＬレベ
ルに移る点ｈ２に対する押釦スイッチの出力信号の点ｊ
２がＨレベルであれば押釦スイッチはＯＦＦであり、Ｌ
レベルであれば押釦スイッチはＯＮであると判断できる
。

従って上記押釦スイッチのＯＮ−ＯＦＦに同期する信号
ｑを得る同期信号変換回路６もシフトレジスタを使用し
て第４１！ｌに示す回路で構成できる。

即ち同期信号変換回路（以下シフトレジスタという）６
の入力端子ＩＢに押釦スイッチ１の出力信号を、またク
ロック端子ＴＢに押釦スイッチｌに印加する電源パルス
を反転したパルスを入力する。これによりシフトレジス
タ６は押釦１に印加する電源パルスのＨレベルからＬレ
ベルに移る点で入力端子ＩＢに人力されているデータを
出力端子Ｑ２に伝達する。その結果シフトレジスタ６の
出力は押釦ＰＢがＯＮのときＬレベル、押釦ＰＢがＯＦ
ＦのときＨレベルとなって目的とする出力信号（第２１
ｍＱ）を得ることができる。

なお押釦スイッチの電源パルスは、例えば第５１！Ｉに
示す如くＨレベル時間を長く、Ｌレベル時間をこれに比
べて極めて小さいパルスｈａとするときは、押釦スイッ
チ１の出力は同図ｊａ如くなる。この信号を増幅して直
接リレーのコイルに印加した場合でも押釦スイッチ１の
出力ｊａによるときは、うなりを生ぜず接触状態を保持
することができ、上記押釦のＯＮ−ＯＦＦに同期するた
めの同期信号変換回路６を省略することができる。

更にこの波形とするときは、ＣＲ積分回路を通すことに
より同ｒｌ！Ｉｊｂに示す如く変動は微小化され、更に
シュミット回路を通ずることにより波形は殆ど消去され
、押釦のＯＮ−ＯＦＦに同期する信号ｊｃを得ることが
できる。

次に第６図以下は本発明を適用した回路例を示す、第６
図及び第７図に示す第１実施例の操作回１８１０は無接
点押釦スイッチ１１として２組のスイッチユニット１２
．１３を備え、それぞれリレー１４．１５を操作するよ
うにしたものである。一方のスイッチユニット】２は発
光素子ＬＥＤＩと受光素子ＰＴＩ及びその間に介入する
押釦ＰＢＩよりなり、他方のユニット１３は発光素子Ｌ
Ｅ、Ｄ２．　　受光素子ＰＴ２及びその間に挿入される
押釦ＰＢ２とからなる０発光素子、受光素子はそれぞれ
前述のものと同一構造であり配備要領を第７図に示す、
押釦ＰＢＩは遮光板１６を備える。この遮光板１６は押
釦ＰＢＩを押圧しないとき（ＯＦＦ位置）は、発光素子
ＬＥＤＩから受光素子ＰＴＩへの投光を遮断し、他方の
発光素子ＬＥＤ２から受光素子ＰＴ２への投光は許容し
、押圧時（ＯＮ位置）にはその逆に受光素子ＰＴＩへの
投光は許容し、受光素子ＰＴ２への投光を遮断する。他
方の押釦ＰＢ２にも同様に遮光板１７を取り付ける。

但しこの遮光板１７は上記遮光板１６とは反対にそれぞ
れの投光を選択遮断する。これにより両押釦ＰＢ１．Ｐ
Ｂ２を押圧しないＯＦＦ位置では、何れの受光素子への
投光は遮断されると共に詔って両押釦を同時に押圧した
ときも投光は遮断され誤作動を防止する。

１８はパルス電源を示す、なお本実施例のパルスは前記
第５図に示すＨレベル時間を長く、Ｌレベル時間を極め
て短小とした波形のパルスｈａとする。

これにより押釦ＰＢ１．ＰＢ２の選択押圧により受光素
子ＰＴ１．ＰＴ２の出力は前述のシフトレジスタを使用
した判別回路１９．２０（以下シフトレジスタという）
に印加し、このシフトレジスタにより出力信号の良否を
判定し、その出力と押釦信号とをＮ０ＲＬ／、押釦ＰＢ
ＩのＯＮによる受光素子ＰＴＩからのＯＮ信号とにより
増幅回路２１を経てリレー１４を、また同様に受光素子
ＰＴ２からＯＮ信号が発せられたときは増幅回路２２を
経てリレー１５を作動する。

なお、Ｎ０Ｒ２３は押釦スイッチ１１の誤作動を防止す
るために設けたもので、２個の押釦信号をＮ０ＲＬ／た
出力をシフトレジスタ１９゜２０のリセット端子ＲＡ、
ＲＢに人力し、受光素子ＰＴＩ、ＰＴ２から同時にＯＮ
信号が発せられたときリセットし、シフトレジスタ１９
゜２０からの出力信号を不良信号と同一としてインター
ロックするようにしたものである。

次に第８図及び第９図は第２実施例を示す。

この操作回路３００篇接点押釦スイッチ３１は発光素子
ＬＥＤＩに対し２個の受光素子ＰＴＩ。

ＰＴ２を、また発光素子ＬＥＤ２に対し２個の受光素子
Ｐ　Ｔ３．　　Ｐ　ＴＡをそれぞれ対設し、かつ対をな
す押釦ＰＢ３．ＰＢ４を介入してなり、押釦ＰＢ３．Ｐ
Ｂ４の２段のステップ移行によりリレー３２，３３．３
４を選択作動するようにしたものである。

押釦ＰＢ３．ＰＢ４は第９図に示す如くそれぞれ遮光板
３５．３６を備える。一方の遮光板３５は、押釦ＰＢ３
を押圧しない位置（ＯＦＦ位置）では受光素子ＰＴＩ、
ＰＴ２に対する投光を遮断し、第１ステツプの押圧時に
は受光素子ＰＴＩに対してのみ投光を許容し、第２ステ
ツプの押圧時には両受光素子Ｐ　Ｔ　１．　　Ｐ　Ｔ２
への投光を許容する。なお他の受光素子ＰＴ３゜ＰＴ４
に対しては上記ＯＦＦ位置においてのみ投光を許容し、
第１．第２のステップ押圧時は遮光する。

他の押釦ＰＢ４に取り付けた遮光板３６はこれと反対に
受光素子ＰＴ３．ＰＴ４に対し同様手段にて選択投光す
るようにしたものである。

３７はパルス電源を示し、パルス形状は前例と同様にＨ
レベル時間を長く、Ｌレベル時間を極めて短小とした波
形とする。

これら各受光素子ＰＴ１．ＰＴ２．ＰＴ３゜ＰＴ４の出
力はそれぞれ前述のシフトレジスタを使った判別回路３
８に印加し、その出力と押釦スイッチ３１の各受光素子
ＰＴＩ〜　Ｐ７４カ）らの信号とをＮＯＲした出力信号
をそれぞれ増幅回路４０．４１．４２に印加してリレー
３２゜３３．３４を作動する。

なお受光素子ＰＴ１．ＰＴ３からの信号をＮ０Ｒ４４に
印加し、その出力を判別回路（シフトレジスタ）３８の
リセット端子ＲＡに人力する。これにより受光素子ＰＴ
Ｉ、ＰＴ３から同時にＯＮ信号が発せられたときシフト
レジスタ３８をリセットし、両信号のインターロックを
行なう。

また本実施例は受光素子ＰＴ２．ＰＴＡの出力信号は押
釦ＰＢ３．ＰＢ４のＯＮ−ＯＦＦに同期した信号に変換
するための同期信号変換回路４３に印加し、増幅回路４
２を介してリレー３４をそれぞれ作動する例を示す。

次に第１０図及び第１１図は第３実施例を示す、この回
路５０の無接点押釦スイッチ５１は発光素子ＬＥＤＩに
対し２個の受光素子ＰＴＩ。

ＰＴ２を、また発光素子ＬＥＤ２に対し２個の受光素子
Ｐ　Ｔ３．　　Ｐ　Ｔ４を対設し、かつ対をなす押釦Ｐ
Ｂ５．ＰＢ６を介入してなる。モして押釦の３段のステ
ップ移行により４個のリレー５２．５３，５４．５５を
選択作動するようにしたものである。

押釦ＰＢ５．ＰＢ６は第１１図に示す如くそれぞれ遮光
板５６．５７を備える。一方の遮光板５６は、押釦ＰＢ
５を押圧しない位置（ＯＦＦ位置）では受光素子ＰＴＩ
、ＰＴ２に対する投光を遮断し、第１ステツプの押圧時
には受光素子ＰＴ２に対してのみ投光を許容し、第２ス
テップの押圧時は両受光素子ＰＴ１．ＰＴ２への投光を
、また第３ステツプの押圧時には受光素子ＰＴＩのみに
投光をそれぞれ許容するようにしたもので、他の受光素
子ＰＴ３．ＰＴＡに対しては、ＯＦＦ位置にあるときの
み投光を許容し、第１ステツプ移行の押下げ時は遮光す
る如くなす。

他方の押釦ＰＢ８に取り付けた遮光板５７はこれと反対
に受光素子Ｐ　Ｔ３．　　Ｐ　ＴＡに同様手段により選
択投光するようにしたものである。

５８はパルス電源を示し、パルス形状は前記各例と同様
にＨレベル時間を長くし、Ｌレベル時間を極めて短小と
した波形とする。

各受光素子ＰＴ１．ＰＴ２．ＰＴ３．ＰＴ４の出力はＮ
ＡＮＤ７０．７１を経て、それぞれ前述の判別回路６０
に人力し、また受光素子ＰＴ２．ＰＴＡの出力信号はＮ
ＡＮＤ７２を経て前例と同様に同期信号変換回路６３に
人力し、押釦のＯＮ−ＯＦＦと同期した出力信号とし、
それぞれの出力信号と受光素子ＰＴＬ、ＰＴ２゜ＰＴ３
．ＰＴ４のＮＡＮＤを経た信号を選択回路６１．６２に
印加する。

この選択回路８１．６２は例えば２進−４道デコーダを
用い、Ｅ端子の入力ＯのときＡ、　　Ｂ端その人力変化
（０または１）により出力端子０１．０２，０３に選択
して出力するもので、押釦Ｐ　Ｂ５．　　Ｐ　Ｂ８の何
れを何段まで操作したかを判別し、その信号を増幅回路
６４，６５゜８６．６７により増幅し、リレー５２，５
３゜５４．５５を駆動する。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、無接点押釦スイッチの作動源とし
てパルス電力を印加し、該スイッチからの出力を上記パ
ルス形状と比較しスイッチ出力が正常のパルス形状を有
するものと判断したときのみ動作信号を発するようにし
たから、無接点押釦を構成する電子部品が故障等の原因
により押釦をＯＦＦ状態としてもスイッチから作動出力
が発せられても判別回路からは動作を意味する信号を発
しないため装置の暴走等を生しることがない。

なおこの場合、上記パルス形状をＨレバ２１時間を長く
、Ｌレベル時間を極めて短小とするときは、リレー等に
あっては駆動出力を該ノ（ノトス波形としても使用に差
し支えない場合があり、従ってパルス波形を用途に応じ
適宜選択するようにしてもよい。

更にまた、無接点押釦スイッチとして発光素子と受光素
子及びその間に介入する遮光板を備えた押釦とから構成
し、発光素子に）＜ルス電力を印加する構造とするとき
は、該押釦スイ・ソチと制御ボックス閏のケーブル内で
信号線と発光素子の電源線及びアース線が混触した場合
でも判別回路で判別でき、動作を意味する信号を発する
ことがなく安全である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に間し、第１図は原理説明図、第２
図はパルス信号の説明図、第３図りよ判別回路の判別要
領説明図、第４図は判別回路及び同期信号変換回路の作
動要領説明図、第５図は変形パルス信号説明図、第６図
以下乙よ本発明の適用回路を示すもので、第６図は第１
実施例の回路図、第７図はその無接点押釦スイ・ソチの
斜視説明図、第８図は第２実施例の回路図、第９図はそ
の無接点押釦スイ・ソチの斜視説明図、第１０図は第３
実施例の回路図、第１１図りよその無接点押釦スイッチ
の斜視説明図である。 １、　１１，３１．５１は無接点押釦スイ・ソチ、２、
　１Ｂ、３７．５８はパルス電源、４，１９゜２０．３
８．８０は判別回路、６．　４３．　６３は押釦ＯＮ−
ＯＦＦとの同期信号変換回路である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）無接点スイッチにパルス電力を印加し、スイッチ
   からの出力信号を判別回路において上記印加パルス電力
   の波形と比較して出力信号の良否を判別し、インバータ
   または電磁接触器等の駆動回路に対し動作信号を選択発
   信することを特徴とする無接点押釦スイッチにおける誤
   作動防止方法。
2. （２）スイッチの出力信号をスイッチの電子部品故障判
   別回路と押釦のパルス出力信号を、押釦のＯＮ−ＯＦＦ
   と同期した信号に変換する変換回路の信号を総合的に判
   断した結果を駆動回路に印加することを特徴とする請求
   項１記載の無接点押釦スイッチにおける誤作動防止方法
   。
3. （３）パルス電力の形状はＨレベルの時間に比較してＬ
   レベル時間を十分に小とすることにより、押釦をＯＮ状
   態としたとき、出力信号のＯＦＦ時間を僅小とし、この
   信号を増幅してリレーを駆動したとき、リレーは押釦の
   ＯＮの間ＯＮ状態を継続保持を可能としたことを特徴と
   する請求項１記載の無接点押釦スイッチにおける誤作動
   防止方法。
4. （４）無接点押釦スイッチは、投光素子と受光素子及び
   両素子間に介入し受光素子に対する投光を選択する遮光
   板を備えた押釦とよりなり、投光素子に対しパルス電力
   を印加し、パルス発光させ、パルス信号を出力させるこ
   とを特徴とする請求項１記載の無接点押釦スイッチにお
   ける誤作動防止方法。