JPH079314Y2

JPH079314Y2 - スイツチ機構

Info

Publication number: JPH079314Y2
Application number: JP17014386U
Authority: JP
Inventors: 圭介小西; 憲雄岩切; 広幸山田; 正憲石井
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2001-11-05
Also published as: JPS6375912U

Description

【考案の詳細な説明】（考案の分野）本考案は、例えば、無人化工場の生産ラインにおいて、
加工すべき製品等の物体が所定位置に移送されたことを
検出して、加工機械を自動的に起動するなど、各種物体
を検出して各種機械や装置を起動するなどに用いられる
スイッチ機構に関する。

（従来技術とその問題点）この種のスイッチ機構としては、従来一般に、リミット
スイッチを用い、物体との接触に伴なって変位するアク
チュエータに連動し、物体からの押圧力によるアクチュ
エータの変位やスプリング等の付勢機構による復帰に伴
なってリミットスイッチを導通状態と非導通状態とに相
互に切り換えるように構成していた。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合で
は、アクチュエータの変位に対する摩擦力が増大したと
きに、アクチュエータの所定位置への復帰が不良になる
とか、シール不良に起因して水が侵入し、ショートして
しまうとか、更には、溶着や折損、切り粉や塵芥の接点
間への噛み込みなどに起因する接点不良などを発生し、
その結果、物体が所定位置に移送されていながら、所定
の機械や装置を起動できず、製品の加工不良を発生し、
リミットスイッチの補修のために生産ラインを停止せざ
るを得なくなる欠点があった。このように、一時的であ
れ、生産ラインをストップすることは、他の生産工程に
も影響を及ぼすものであり、生産効率の著しい低下を招
く欠点があった。

そこで、リミットスイッチを確実に導通状態から非導通
状態に切り換えるために、接点の溶着を防止する機構と
か、溶着しても強制的に非導通状態にするための引きは
がし機構などを付設したものもあるが、使用に伴なって
アクチュエータの変位に対する摩擦力が増大して復帰不
良を生じたような場合とか、切り粉や塵芥などがリミッ
トスイッチの接点間に噛み込まれて非導通状態から導通
状態に切り換えられないような場合などには対処でき
ず、やはり、生産ラインをストップして補修せざるを得
ないものであった。

また、リミットスイッチの耐久性などに鑑みて、リミッ
トスイッチの耐用時間をコンピュータなどの外部制御装
置に記憶させておき、生産ラインの稼動時間を積算する
とともに、その積算稼動時間と耐用時間とを比較して、
積算稼動時間が耐用時間を越えたときに、故障予知信号
を出力するようにしたものもあるが、外部制御装置が大
型で高価になる欠点があり、しかも、故障予知を適切に
行なうことができないために、故障予知信号が出力され
るまでに異常を発生してしまったり、良好に作動してい
るのに故障予知信号を出力することになるといった不都
合があった。

（考案の目的）本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、物体検出に伴なう各種機械や諸装置の起動不良の発
生を予知することにより適宜補修を加えられるようにし
て、起動不良発生を未然に防止できるようにすることを
目的とする。

（考案の構成と効果）本考案のスイッチ機構は、このような目的を達成するた
めに、物体との接触による押圧力によって変位動作するアクチ
ュエータと、前記アクチュエータの変位に伴なって、導通状態または
非導通状態に切り換えられるスイッチと、前記アクチュエータまたはそれに連動の部材に物体が接
触したことを検出する接触検出手段と、前記スイッチの導通状態、非導通状態、ならびに、前記
接触検出手段による接触、離間を検出する検出回路と、前記検出回路の出力により、前記スイッチによる導通状
態または非導通状態の検出と前記接触検出手段による接
触検出との少なくとも一方と、前記スイッチによる非導
通状態または導通状態の検出と前記接触検出手段による
離間検出との少なくとも一方とによって接点出力を出す
接点出力回路と、前記検出回路の出力により、前記スイッチおよび前記接
触検出手段どちらか一方の異常を検出して異常発生予知
信号を出力する異常発生予知回路とを備えて構成する。

この構成によれば、生産ラインなどにおいて、移送され
てくる物体がアクチュエータまたはそれに連動の部材に
接触すると、接触検出手段がその接触を検出し、更に、
物体が移送されて、その押圧力を受けてアクチュエータ
が変位すると、そのアクチュエータにより、スイッチが
導通状態から非導通状態、あるいは、非導通状態から導
通状態に切り換えられる。そして、物体が移送してアク
チュエータに対する押圧力の付与が解除されていくと、
スイッチが非導通状態から導通状態、あるいは、導通状
態から非導通状態に切り換えられ、更に、物体が移送さ
れてアクチュエータまたはそれに連動の部材から離間す
ると、そのことを接触検出手段が検出する。

このような接触検出手段による接触検出と、スイッチの
切り換えとにより、検出回路からの出力によって接点出
力回路から接点出力を出し、各種機械や諸装置を停止ま
たは起動しながらも、検出回路では、接触検出手段によ
る接触と離間、ならびに、スイッチの導通状態と非導通
状態とを検出して相互の切り換え状況を監視し、摩擦力
増大や切り粉噛み込み等に起因するアクチュエータの復
帰不良とか、水侵入等に起因するシール不良、更には、
接点の溶着や折損、切り粉の噛み込み等に起因する接点
不良などにより、接触検出手段とスイッチのどちらか一
方に異常が発生したときには、異常発生予知回路におい
てその異常を検出して異常発生予知信号を出力し、スイ
ッチ機構に対する補修を促すことができる。

したがって、アクチュエータの復帰不良、シール不良、
接点不良等が発生しても、接触検出手段による接触検出
と、スイッチの導通状態と非導通状態相互の切り換えの
いずれか一方、ならびに、接触検出手段により離間検出
と、スイッチの導通状態と非導通状態相互の切り換えの
いずれか一方それぞれが行なわれさえすれば、各種機械
や諸装置に対する所定の起動ならびに停止を行なうこと
ができ、このようにして生産ラインの稼動は継続しなが
らも、接触検出手段とスイッチのいずれかにおける動作
不良に基づいて、いずれは生産ラインの突然の停止を余
儀なくされるであろう異常発生を予知し、例えば、その
異常発生の予知に伴なって、生産ラインを停止する夜間
などにおいて補修を行なうなど、適当な処置を施すこと
ができ、生産ラインの突然の停止を未然に良好に防止し
て生産効率を向上できるようになった。

（実施例の説明）以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第２図は、本考案の実施例に係るスイッチ機構の一部切
欠正面図である。この図において、１は、生産ラインに
おいて移送される製品などの物体との接触による押圧力
によって変位動作するアクチュエータであり、物体との
接触箇所に遊転自在にローラ２を取り付けたレバー３
と、レバー３に一体回転自在に連結された回転軸４と、
その回転軸４の回転変位を直線方向の変位に変換するプ
ランジャ５とから構成されている。

前記回転軸４はケーシング６に回転自在に軸支されると
ともに、そのケーシング６内において、回転軸４の長手
方向の一端側が断面形状小判型に切欠かれ、その平面部
の一方に、回転軸４を所定の位相に付勢維持する圧縮コ
イルスプリング７が設けられ、そして、平面部の他方
に、プランジャ５の軸5aに一体の被操作部材5bが当接さ
れ、かつ、この被操作部材5bが、皿バネ８によって回転
軸４との当接側に変位するように付勢されている。

前記プランジャ５に対応位置させて、スイッチ操作部材
９が設けられるとともに、そのスイッチ操作部材９に対
応位置させてスイッチ10の操作軸11が設けられている。

スイッチ10は、圧縮コイルスプリング12によって常時接
点を閉じる側に付勢されている。また、図示しないが、
スイッチ操作部材９も、圧縮コイルスプリングによって
スイッチ10から遠ざかる側に変位するように付勢されて
いる。

これらの構成により、スイッチ操作部材９がアクチュエ
ータ１の変位に伴なって押圧変位するときに、スイッチ
10が１個の圧縮コイルスプリング12の付勢力に抗して導
通状態から非導通状態に切り換えられ、そして、アクチ
ュエータ１が初期位置に復帰するに伴ない、スイッチ10
が非導通状態から導通状態に切り換えられるように構成
されている。

図中、13,13はプリント基板であり、そのプリント基板1
3,13それぞれに各種の電子回路部品14…が付設されてい
る。

前記ローラ２、レバー３および回転軸４それぞれが導電
性材料で構成され、また、移送物体も導電性を有してお
り、かつ、回転軸４と前記電子部品14…のうちの所定の
ものとが接続され、物体と接触するに伴なって接地さ
せ、それにより“H"レベルの出力を出させるように接触
検出手段15（第１図参照）が構成されている。この接触
検出手段15としては、例えば、ローラ２とレバー３との
間とか、レバー３と回転軸４との間などにロードセルや
歪みゲージなどを付設して、物体が接触ならびに離間し
たことを検出するなど、各種の変形が可能である。

前記接触検出手段15には、第１図に示すように、第１出
力検出回路17が接続され、また、スイッチ10には、第２
出力検出回路18が接続されている。これらの第１および
第２出力検出回路17,18から検出回路Ａが構成されてい
る。

前記第１および第２出力検出回路17,18には、接点出力
回路19が接続されるとともに、論理回路群20、および、
NANDゲートで構成されるOR回路21を介して異常発生予知
回路22が接続されている。23は電源回路である。

前記第１出力検出回路17は、第３図に示すように、４個
の第１ないし第4Dフリップフロップ24,25,26,27と、２
個の第１および第2ANDゲート28,29とから構成され、接
触検出手段15による離間検出状態から接触検出状態への
変化に応答して出力される立上り出力を検出して立上り
信号を出力し、逆に、接触検出状態から離間検出状態へ
の変化に応答して出力される立下り出力を検出して立下
り信号を出力するようになっている。

前記第２出力検出回路18は、４個の第５ないし第8Dフリ
ップフロップ30,31,32,33と、２個の第３および第4AND
ゲート34,35とから構成され、スイッチ10の導通状態か
ら非導通状態への切り換えに応答して出力される立上り
出力を検出して立上り信号を出力し、逆に、非導通状態
から導通状態への切り換えに応答して出力される立下り
出力を検出して立下り信号を出力するようになってい
る。

前記接点出力回路19は、ORゲート36、NORゲート37、NAN
Dゲート38およびスイッチングトランジスタ39から成る
スイッチ回路19aと、フォトカプラー40を有する出力回
路19bとから構成され、第１出力検出回路17から立上り
信号が出力されたときに、その立上り信号に応答して、
また、その立上り信号が出力されずに第２出力検出回路
18から立上り信号が出力されたときには、その立上り信
号に応答して、各種機械や諸装置を駆動するスイッチ出
力を出し、また、第２出力検出回路18から立下り信号が
出力されたときには、その立下り信号に応答して、ま
た、その立下り信号が出力されずに、第１出力検出回路
17から立下り信号が出力されたときには、その立下り信
号に応答して、各種機械や諸装置の駆動を停止するスイ
ッチ停止出力を出すようになっている。

前記スイッチ回路19aとしては、NORゲート37に代えてOR
ゲートを用いるとともにNANDゲート38に代えてRSフリッ
プフロップを用い、そのRSフリップフロップのセット入
力端子にORゲート36からの信号を入力し、一方、RSフリ
ップフロップのリセット入力端子にNORゲート37に代え
たORゲートからの信号を入力するなど各種の回路構成が
可能である。

前記OR回路21は、４個のNANDゲートで構成されている。

前記異常発生予知回路22は、３個の第９ないし第11Dフ
リップフロップ41、42、43、第5ANDゲート44およびスイ
ッチングトランジスタ45,46から成る異常予知出力回路2
2aと、フォトカプラー47を有する出力回路22bとから構
成され、第１出力検出回路17からの立上り信号と立下り
信号、ならびに、前記第２出力検出回路18からの立上り
信号と立下り信号の４種の信号のうち、少なくともひと
つが欠落したときに異常発生予知信号を出力するように
なっている。

図中、48は、設定周期のクロックパルスを発振する発振
回路である。

49は、カウンタ50で構成されるタイマ回路であり、前記
第２出力検出回路18からの立下り信号出力に応答して起
動されるようになっている。

次に、この実施例の作用について説明する。

正常時第４図（ａ）および（ｂ）に示すように、物体との接触
ならびに離間に伴なって接触検出手段15から検出出力が
出されると、それに応答して立上り出力a₁が出され、発
振回路48からのクロックパルスb₁により、第１および第
2Dフリップフロップ24,25を介して（c₁，d₁）、第1AND
ゲート28から立上り信号e₁が出力されるとともに、第2A
NDゲート29から立下り信号f₁が出力される。

これに対して、アクチュエータ１が操作されてスイッチ
10が導通状態から非導通状態に切り換えられるととも
に、非導通状態から導通状態に切り換えられると、これ
に応答して、前述と同様の動作により（a₂，b₂，c₂，
d₂）、第3ANDゲート34から立上り信号e₂が出力されると
ともに、第4ANDゲート35から立下り信号f₂が出力され
る。

前記立上り信号e₁，e₂および立下り信号f₁，f₂に応答し
て、第３、第４、第７および第8Dフリップフロップ26,2
7,32,33それぞれから所定の出力（g₁，h₁，i₁，j₁，
g₂，h₂，i₂，j₂）が出され、それらの組み合わせによっ
て、論理回路群20からOR回路21への出力（k,l,m,n）の
いずれもが“H"レベルとなり、タイマ回路49へのリセッ
ト出力ｏのみが“H"レベルのパルス出力を出す。このリ
セット出力ｏとタイマ回路49からのオーバーフロー出力
ｐとにより、タイマ回路49は、設定時間経過後に停止す
る。

OR回路21では、論理回路群20からの出力がいずれも“H"
レベルであるために、出力（q,r）が“H"レベルで出力
（ｓ）が“L"レベルとなって、異常発生予知回路22では
異常を検出せず（t,u,v,w）、スイッチングトランジス
タ45,46が導通して異常予知信号は出力されない。

一方、接点出力回路19では、第３、第４、第７および第
8Dフリップフロップ26,27,32,33それぞれからの出力（g
₁，i₁，g₂，i₂）によるORゲート36からの出力ｘと、NOR
ゲート37からの出力ｙとに基づいてNANDゲート38から所
定の出力ｚを出し、第１出力検出回路17からの立上り信
号e₁の出力時から第２出力検出回路18からの立下り信号
f₂の出力時までの間は、スイッチングトランジスタ39を
導通せず、フォトカプラー40を介して接点出力としてス
イッチ出力を出し、所定の機械、装置を駆動する。

アクチュエータの復帰不良発生時第４図（ｃ）および（ｄ）に示すように、物体と離間す
るタイミングが早くなるために、スイッチ10が非導通状
態から導通状態に切り換えられるタイミングと上記離間
タイミングとの間隔が短かくなり、第8Dフリップフロッ
プ33からの出力（i₂，j₂）がほとんど出ず、AND回路群2
0からのタイマ回路49への出力のうちの１個（ｌ）が
“H"レベルを維持し、また、リセット出力ｏが“H"レベ
ルとなる。これらの結果、接点出力は正常時と同様に出
力されながらも、OR回路21から異常発生予知回路22に
“H"レベルの出力ｓが出され、出力ｗが“L"レベルとな
り、スイッチングトランジスタ45,46が非導通状態にな
り、フォトカプラー47を介して異常予知信号を出力す
る。

また、シール不良や接点不良発生時にあっても、接点出
力を正常時と同様に出力できながら、異常予知信号を出
力することができる。

上記実施例では、物体との接触に伴ない、レバー３を揺
動し、その揺動によってスイッチ10を切り換え操作する
ように構成しているが、本考案としては、例えば、物体
との接触に伴なってレバー３を直線方向に変位させ、そ
の直線変位によってスイッチ10を切り換え操作するよう
に構成するものでも良い。

また、上記実施例では、スイッチ10を接触式に構成して
いるが、本考案としては、例えば、スイッチ10をフォト
トランジスタによって非接触式に構成し、そのフォトト
ランジスタを導通状態と非導通状態とに切り換える仕切
り板を前記スイッチ操作部材９によって操作するように
構成するものでも良い。

また、スイッチ10としては、その導通状態で立上り出力
を、そして、非導通状態で立下り出力をそれぞれ出すよ
うに、一方、接触検出手段15としては、接触によって立
下り出力を、そして、離間によって立上り出力をそれぞ
れ出すように構成するものでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例のスイッチ機構を示す概略ブ
ロック図、第２図は、スイッチ機構の一部切欠正面図、
第３図は詳細回路図、第４図はタイムチャートである。１……アクチュエータ、10……スイッチ、15……接触検
出手段、19……接点出力回路、22……異常発生予知回
路、Ａ……検出回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者石井正憲京都府京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (56)参考文献特開昭56−7319（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−186316（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】物体との接触による押圧力によって変位動
作するアクチュエータと、前記アクチュエータの変位に伴なって、導通状態または
非導通状態に切り換えられるスイッチと、前記アクチュエータまたはそれに連動の部材に物体が接
触したことを検出する接触検出手段と、前記スイッチの導通状態、非導通状態、ならびに、前記
接触検出手段による接触、離間を検出する検出回路と、前記検出回路の出力により、前記スイッチによる導通状
態または非導通状態の検出と前記接触検出手段による接
触検出との少なくとも一方と、前記スイッチによる非導
通状態または導通状態の検出と前記接触検出手段による
離間検出との少なくとも一方とによって接点出力を出す
接点出力回路と、前記検出回路の出力により、前記スイッチおよび前記接
触検出手段どちらか一方の異常を検出して異常発生予知
信号を出力する異常発生予知回路とを備えたことを特徴
とするスイッチ機構。