JPH0346716A

JPH0346716A - 故障予知機能付スイツチ

Info

Publication number: JPH0346716A
Application number: JP18221189A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Sudo; 清隆須藤; Shinichiro Suzuki; 慎一郎鈴木
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083456B2

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】〔発明の利用技術分野〕この発明は故障状態をあらかじめ知ることの！きるスイ
ッチに関し、とくに復帰不良に重点をおくスイッチに適
するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

従来、ハウジング内にスナップアクションスイッチを内
蔵し、このハウジング外に突出する操作プランジャーを
有するプランジャー形リミットスイッチやローラーレバ
ーの回転運動を直線運動に変えるローラーレバー形のリ
ミットスイッチがある。

ところがこれらのスイッチにおい℃は操作プランジャー
とヘッドとの間あるいはローラーレバーを支持する回転
軸とヘッドとの間に切削油が付着し、これが固化したり
、あるいは切り粉の付着することにより操作プランジャ
ーやローラーレバーおよびこれらを含む可動部分が復帰
不良を起すおそれがある。

一方、内蔵スイッチにおい℃は接点の溶着ヤ接点に塵埃
が付着することによる接点不良あるいは可動接点板の折
損などが発生するばあいかあり、そのスイッチを用いた
機械装置におい工は製品不良を起したり、そのスイッチ
の補修のため生産ラインを停止しなければならなくなる
ことがある。

〔発明の目的〕

この発明はこのような従来の問題点にかんがみ内蔵スイ
ッチと（にスナップアクションスイッチの有する種々の
欠点を改善するとともに、スイッチの操作プランジャー
やレバー等の可動部における復帰不良をあらかじめ知る
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明はその目的を達成するために、ハウジングに内
蔵されるスイッチをスナップアクションスイッチに変え
、光センサーを用いるとともに、この光センサーはこれ
を光学的に開閉する作動子の移動方向に沿って２組配設
し、この２組の光センサーの中、後に動作する光センサ
ーにより動作出力を得、また後に復帰する光センサーに
より復帰出力を得５両光センサーの復帰時間の差を測定
することにより可動部の復帰不良を予知するもので、両
光センサーの中、いずれか一方が故障したばあいでもス
イッチの出力信号は確保される。

〔実施例〕

以下図によってこの発明の１実施例について説明する。

すなわち第１図および第２図において、ハウジングＩＫ
はその軸心線上におい℃、その一端すなわち頭部にヘッ
ド３が着脱自在に取付けられる。

このヘッドには回転軸４がハウジングｌの軸心線と交差
する方向に延びるように配設される。そしてこの回転軸
４の一端すなわちヘッド３かも突出する部分には操作子
５すなわちレバーの一端が連結され、さらにこのレバー
の自由端にはローラー６が回転自在に支持される。回転
軸４のヘッド３内に位置する部分には平坦面を有するカ
ム部７が形成され、このカム部の一方の面にはカッププ
ランジャー８がスプリング９によって当接しているまた
カム部７の他方の面には内部プランジャー１）の一端が
当接し、その他端はハウジング１内に延び工いる。この
内部グランジャーは操作子５すなわち回転軸４０回転運
動をハウジングｌの軸心線に沿う直線運動に変換する。

ハウジング１とヘッド３との間にはそれら両者間のシー
ルを司るタイヤフラムシール１２が設けられ、このシー
ルの中央部を内部プランジャー１）が気密に貫通し℃い
る。またハウジング１内には内蔵スイッチ１３が収容さ
れる。このスイッチは第３図に示すようにケース１４を
有し、このケースには作動子１５がその軸心線上に沿っ
て配設される。この作動子は非透光性の材料により細長
い板状に形成され、ケースエ４の軸心線に沿う第１の位
置すなわち移動前の自由位置と、第２の位置すなわち移
動優の動作位置との間で往復動自在に支持される。そし
てその作動子の一端にはプランジャー１７が連結され、
このプランジャーはケース１４の外部に突出する。この
プランジャーとケース１４間にはそれら両者間のシール
を司るキャップ状のシール部材１８が設けられる。さら
に作動子１５の他端とケース１４間にはスプリング１９
が設けられ、このスプリングによって作動子１５は常時
第１の位置すなわち自由位置側に付勢される。

またハクソング１内には作動レバー２１の一端がビン２
２により回動自在に支持され、その自由湯部はプランジ
ャー１７と衝合し、さらにその中間部は内部プランジャ
ー１）の他湖と衝合する。

これによって作動子１５は操作子５の勧きと連動する。

ケース１４内には２個の光センサ−２３すなりち２３ａ
　、２３ｂが収容される。この光センサーはたがいは光
学的に対向する投光素子２５と受光素子２６とにより＃
＃成され、かつ画素子閾には所定の間隔が設けられる。

そして両光センサー２３ａ、２３ｂは作動子１５がそれ
ぞれの投光素子２５と受光素子２６とを光学的に分離す
るように、かつ作動子１５の移動方向においてたがいに
所定の間隔を維持するように配設される。

一方、作動子１５には光セン？−２３ａ、２３ｂのそれ
ぞれの投光素子２５から受光素子２６への光を選択的に
導く１対の透光窓２７．２８がその移動方向すなわちケ
ース１４の軸心線方、向においてたがいに離間し℃設け
られる。そしてこれら両透光窓と両光センサー２３ａ、
２３ｂとは作動子１５の移動時に一方の光センサ−２３
ａの動作開始時点と他方の光センサ−２３ｂの動作開始
時点とがたがいに異なるような位置関係を有しているな
お第４図においてケース１４はカバー２９により橿われ
、さらＫこのカバーには電子回路を形成する電子回路基
板３ｏが取付けられる。

またハタジングｌの開口部はカバー３１により覆われる
。

上記構成において操作子５すなわちレバーが自由状態か
ら回転軸４を中心として回転するとその１司転量は内部
プランジャー１）の直巌的な変化量に変えられ、さらに
そのレバーを介して作動子１５が押圧される。この作動
子が自由位置忙あるときには第５図げ）に示すように両
光センサー２３ａ。

２３ｂの投光素子２５から出た光はいずれも作動子１５
により遮られるため受光菓子２６には到達しない。

次に作動子１５がスプリング１９に抗して自由位置から
動作位置方向に移動する過程において。

第５図（ロ）に示す位置に達すると、第１の透光窓２７
によってｍｌの光センサ−２３ａの投光素子２５から出
た光はその受光菓子２６に達する。このとき第６図の時
点１．で示すように第１の元センサー２３ａがオンとな
るがスイッチとしての動作出力は出されない。

さらに操作子５が十分な動作量すなわち所定の回転蓋に
達すると作動子１５は第５図←号に達し、第２の透光窓
２８によって第２の光センサ−２３ｂの投光素子２５か
も出た光はその受光素子２６に至り、第６図の時点型、
で示すように第２の光センサ−２３ｂがオンし、スイッ
チとしての動作出力を発する。この状態においては両光
センサー２３ａ、２３ｂが動作し又いる。

次に操作子５が十分な動作位置すなわち作動子１５が第
２の位置に、ある状態で、操作子５に対する外力を取除
くとこの操作子はスプリング９とカップグジンジャー８
によって元の位置に戻り始める。同時に作動子１５は第
５図（ロ）に示すようにスプリング１９の付勢力によっ
て第２の位置すなわち動作位置からｍｌの位置すなわち
自由位置に向って移動を開始する。これによって前とは
逆にその作動子１５が第６図の時点ｔ、で第２の光セン
サ−２３ｂの投光素子２５から受光素子２６に至る光を
遮る。すなわち第２の光センサ−２３ｂは復帰し、その
出力信号はオフとなるが、スイッチの復帰出力は出され
ない。この時点において図に示してない復帰不良用のタ
イマーカウンターがカウントを開始する。

そして操作子５が完全に元の位置に戻り、これとともに
作動子１５が第１の位置すなわち自由位置に戻ると、第
６図の時点ｔ、で作動子１５は第１の元センサー２３ａ
の投光素子２５からその受光素子２６に至る光を遮り、
オフとなる。これによってスイッチの復帰出力が出され
る。このときタイマーカウンターはカウントを停止する
。

このとぎタイマーカウンターのカウント数があらかじめ
初期設定した値以上になると、故障予知信号を出力する
。逆にそのカウント数が初期設定の値よりも小さければ
タイマーカウンターを初期化する。

これらスイッチの出力信号の制御や故障予知制御は計算
機たとえばマイクロコンピューターヲ用いて行うことが
できる。

このようにスイッチの出力信号としては２つの光センサ
ーの中、後に動作した方でスイッチの動作出力を、また
後に復帰した方でスイッチの復帰出力を得工いるので、
すなわち第６図の時点ｔ２で動作出力を、また同図の時
点ｔ４で復帰出力を得ているので、仮にいずれか一方の
元センサーが故障したばあいでも外部へのスイッチ出力
は確保される。

さらに操作子５すなわちレバーや回転軸４、カッププラ
ンジャー８、内部プランジャー１）、作動レバー２１あ
るいは作動子１５等の可動部の復帰不良は後に復帰した
光センサーの出力時点からのカウント数で検出されるっなお上述の光センサ−２３は第２の光センサ−２３ｂが
先に動作するように光センサ−２３ａ。

２３ｂと透光窓２７，２８との相対的な位置関係を設定
することができ、このばあいの作用は上述の実施例と実
質的に等しい。

また操作子５とし℃ローラーレバー形のものを示したが
これは通常のレバー形にあってはレバーを用いることが
でき、またプランジャー用にあっては外部プランジャー
を使用可能である。

第７図に示すブロック図は周知のコンピューターを用い
てスイッチの故障予知を行うもので、ＣＰＵ３４は演算
部、制御部、メモリ、タイマーカウンターを含む通常の
ＣＰＵの機能をすべて有している。七し工このＣＰＵに
は投光素子２５．２５を駆動するドライバー回路３５．
３５および受光素子２６．２６からの光信号を電気信号
に変える受光回路３６．３６がそれぞれ接続される。ま
たＣＰＵ３４には定電圧回路３７．制御出力ドライバー
回路３８、制御出力表示回路３９、出力トランジスタ診
断回路４０．故障子知出カドライバー回路４１．故障子
知表示回路４２等が接続され、さらに制御出力表示回路
３９には表示灯４３が、また故障予知表示回路４２には
表示灯４４が、さらに制御出力ドライバー回路３８には
トランジスタ４５が、かつ故障子知出カドライバー回路
４１にはトランジスタ４６がそれぞれ接続される。

なお電源４７は端子ａとアース０間に接続されまた負荷
４８は端子ａ、ｂ間に、さらに負荷４９は端子ａ、Ｃ間
にそれぞれ接続される。

〔発明の効果〕

この発明は上述のように内部スイッチとし℃機械的な接
点に代え、光学的な接点すなわち光開閉素子を用いてい
るので、スナップアクションスイッチのように接点浴着
や可動接点板の折損あるいは塵埃等の接点に対する付着
により接触不良などを招（おそれがない。

またこの発明は２つの元センサーと２つの透光窓とが、
一方の光センサーの動作開始時点と、他方の光センサー
の動作開始時点とがたがいに異なるような位置関係に配
列され、かつ後に動作する光センサーにより動作出力を
得、また後に復帰する光センサーによって復帰出力を得
るようにしているので、いずれかの光センサーが故障し
九ばあいでもスイッチ出力は確保することができる。

しかも両センサーの復帰時間差を測定することによシ可
動部の復帰不良を検出するようにしているので、可動部
の動きが設定値よりも遅ぐなシ始めた時点で、すなわち
完全な復帰不良に至る前にその状態を知ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるスイッチをカバーを増外して
示す正面図、第２図は側断面図、第３図は内蔵スイッチ
の拡大正面図、第４図は内蔵スイッチの分解斜視図、第
５図は内蔵スイッチの動作状態を示す正面図、第６図は
内蔵スイッチの出力状態を示す波形図、第７図はブロッ
ク回路図である。１・・・ハウジング、３・・・ヘッド、４・・・回転軸
％　５・・・操作子、６・・・ローラー　７・・・カム
部、８・・・カッププランジャー　９・・・スプリング
、１）・・・内部グランジャー　１２・・・ダイヤフラ
ムシール、１３・・・内蔵スイッチ、１４・・・ケース
、１５・・・作動子、１７・・・グランジャー　１８・
・・シール部本４．１９・・・スプリング、２１・・・
作動レバー　２２・・・ビン、２３・・・光センサ−２
５・・・投光素子、２６・・・受光素子、２７・・・透
光窓、２８・・・透光窓、２９・・・カバー、３０・・
・電子回路基板、３１・・・カバー　３４・・・ＣＰＵ
。３５・・・ドライバー回路、３６・・・受光回路、３７
・・・定電圧回路、３８・・・制御出力ドライバー回路
、３９・・・制御出力表示回路、４１・・・故障子知出
カドライバー回路、４２・・・故障予知表示回路、４３
・・・表示灯、４４・・・表示灯、４５・・・トランジ
スタ、４６・・・トランジスタ、４７・・・電源、４８
・・・負荷、４９・・・負荷。特　許　出　願　人　　　山武ノ・ネウエル株式会社第４図第図ｔ＋　ｔｚ３４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外力によつて駆動される操作子（５）をハウジン
グ（１）に対して相対運動するように支持するとともに
、上記ハウジング（１）内には非透光性の材料により形
成され、かつ上記操作子（５）と連動する作動子（１５
）を第１の位置と第２の位置との間で往復動自在に支持
し、また上記ハウジング（１）内にはたがいに所定の間
隔をおいて、かつ光学的に対向する投光素子（２５）と
受光素子（２６）とにより構成された光センサー（２３
）を２個収容するとともに、これらの光センサーは上記
作動子（１５）によつてそれぞれの投光素子と受光素子
が光学的に分離されるように、かつ上記作動子（１５）
の移動方向においてたがいに所定の間隔をおいて配設し
、さらに上記作動子（１５）には上記それぞれの投光素
子から上記それぞれの受光素子へ光を選択的に導く１対
の透光窓（２７）（２８）をその移動方向においてたが
いに離間して設け、これら両透光窓と上記両光センサー
（２３）とは上記作動子（１５）の移動時に一方の光セ
ンサーの動作開始時点と他方の光センサーの動作開始時
点とがたがいに異なるような位置関係を有し、上記作動
子（１５）が第１の位置から第２の位置に移動する過程
において、後に動作する光センサーにより動作出力を得
、また上記作動子（１５）が第２の位置から第１の位置
に移動する過程において、後に復帰する光センサーによ
り復帰出力を得るとともに、上記作動子（１５）が第２
の位置から第１の位置に復帰するときの上記両光センサ
ー（２３）の復帰時間差を測定することにより可動部の
復帰不良を検出することを特徴とする故障予知機能付ス
イッチ。
（２）上記両光センサー（２３）は上記ハウジング（１
）内に収容されたケース（１４）内に配設し、かつ上記
作動子（１５）は上記ケース（１４）に支持した特許請
求の範囲第１項記載の故障予知機能付スイッチ。