JP4253525B2 - ３ポジションイネーブル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、産業用ロボットの教示ペンダントやグリップスイッチにおけるデッドマンスイッチ等に使用され、非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置まで操作された操作部材の復帰時に完全操作位置におけるオフ状態を維持し続けるようにした３ポジションイネーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボット等の機械装置の初期及び調整時等における動作の教示作業は、可搬型の教示ペンダントの操作によって行われる。教示作業時には作業者は、機械装置の可動部に近接した状態で把持した教示ペンダントを操作しなければならず、機械装置（被教示装置）の故障や教示ペンダントの操作ミス等が重大事故に繋がるような危険に晒される。
【０００３】
このような機械装置に対する教示作業中の異常発生時における作業者の危険を回避するための手段として、教示ペンダントには教示信号の出力を選択的に有効にするためのイネーブル装置が設けられている。このイネーブル装置は、機械装置に対する教示信号の出力の指示入力を受け付ける操作スイッチとともに教示ペンダントに配置されている操作可能スイッチを含む。この操作可能スイッチは、デッドマンスイッチとも呼ばれ、作業者が教示ペンダントを予め定められた姿勢で把持している間に限り、操作できるようにされている。即ち、デッドマンスイッチが操作されている状態でのみ、オンされた操作スイッチの操作に基づく教示信号が有効にされ、機械装置に対する教示作業が可能になる。
【０００４】
教示ペンダントにイネーブル装置を備えることにより、作業者がデッドマンスイッチの操作部材を押し込んでオンさせた状態で操作スイッチを押圧操作して機械装置に動作を教示している間に、機械装置の故障や教示操作装置の操作ミス等によって機械装置が作業者の意図しない動作を行った場合、作業者がデッドマンスイッチの操作部材から手指を離すか、又は、教示ペンダントを手放すことにより、デッドマンスイッチがオフし、機械装置に対する操作信号が無効にされ、機械装置を停止させることができる。
【０００５】
ところが、機械装置が作業者の意図しない動作を行った場合の作業者の行動としては、デッドマンスイッチの操作部材から手指を離したり、教示ペンダントを手放すことだけでなく、デッドマンスイッチの操作部材をさらに強く押し込んだり、教示ペンダントをさらに強く握り締めることもある。したがって、デッドマンスイッチとしては、操作部材の押圧の有無に応じて単にオン／オフする通常の２ポジションのスイッチでは不十分である。
【０００６】
このため、従来の教示ペンダントでは、オフ状態の非操作位置から操作部材が軽く押し込まれて中間操作位置に変位したときにオン状態となり、この中間操作位置から操作部材がさらに強く押し込まれて完全操作位置に達したときにオフ状態となる３ポジションイネーブルスイッチがデッドマンスイッチとして用いられている（例えば、特許文献１及び２参照。）。この３ポジションイネーブルスイッチは、操作部材が完全操作位置から中間操作位置を経由して非操作位置まで復帰する間には、中間操作位置においてオン状態となることなくオフ状態を維持し続ける。危険を回避すべくデッドマンスイッチの操作部材を完全操作位置まで押し込んだ作業者が機械装置の停止後にデッドマンスイッチの操作部材から手指を離し終えるまでの間において、機械装置が完全に動作を停止している必要があるからである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−０３５３００公報
【特許文献２】
特開２００２−０４２６０６公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の３ポジションイネーブルスイッチでは、構造が複雑になり、小型化及びコストダウンの要請に十分に対応することができない問題があった。
【０００９】
即ち、従来の３ポジションイネーブルスイッチは、固定接点と可動接点とを有する有接点式のスイッチを備えており、操作部材が非操作位置から完全操作位置まで押圧操作される間には固定接点に対して可動接点が非接触状態から接触状態を経由して非接触状態となるようにする一方、操作部材が完全操作位置から非操作位置まで復帰する間には固定接点に対して可動接点が非接触状態から接触状態を経由することなく非接触状態となるように、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構が必要になる。
【００１０】
つまり、操作部材の変位方向に応じて可動接点に対する操作部材の変位の伝達状態が変更されるように、操作部材の変位にともなって複数の部材を複雑に動作させる必要がある。
【００１１】
この発明の目的は、操作部材の変位にともなって第１及び第２のスイッチから出力されるオン／オフ信号をその組み合わせに応じて選択的に有効にすることにより、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構を不要にし、構造を簡略化して十分な小型化及びコストダウンを実現できる３ポジションイネーブル装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１３】
請求項１に記載した発明は、操作時に非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置まで移動するとともに、復帰時に完全操作位置から中間操作位置を経由して非操作位置まで移動する操作部材を備えた３ポジションイネーブル装置において、
前記操作部材の非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置のそれぞれで異なる組み合わせのオン／オフ状態となる複数のスイッチを含む少なくとも１つのスイッチ手段と、各スイッチ手段における複数のスイッチのオン／オフ状態の組み合わせに基づいて操作部材の操作時における中間操作位置でのみオン信号を出力し、操作部材の非操作位置、完全操作位置及び復帰時における中間操作位置でオフ信号を出力する信号出力回路と、を設け、
前記操作部材を前記非操作位置から前記完全操作位置まで直線状の移動方向に沿って往復移動自在に収納する筐体と、前記筐体内で前記移動方向に沿って立設された支柱であって側面における前記移動方向の位置が異なる２箇所のそれぞれに前記側面からの突出量が異なる小段部及び大段部が形成された支柱と、を備え、
前記操作部材は、前記側面に対向する係止片であって前記非操作位置と前記中間操作位置との間で前記小段部に当接し前記中間操作位置と前記完全操作位置との間で前記大段部に当接する係止片を、前記側面から離間する方向に向かって弾性的に変位自在に備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、スイッチ手段を構成する複数のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された複数のオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が複数のオン／オフ信号を選択的に有効にする。したがって、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構が不要になり、構造が簡略化される。
【００１５】
（２）前記スイッチ手段は、操作部材が非操作位置にあるときのオフ／オフ状態と操作部材が中間操作位置及び完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第１のスイッチ、及び、操作部材が非操作位置及び中間操作位置にあるときのオフ／オン状態と操作部材が完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第２のスイッチによって構成し、
前記信号出力回路は、操作部材の復帰時における中間操作位置で完全操作位置における前記第１又は第２のスイッチのオフ状態を維持することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された２つのオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が２つのオン／オフ信号を選択的に有効にする。したがって、最小の構成のスイッチ手段を用いて操作部材の非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置の何れにあるかが特定され、構造がより簡略化される。
【００１７】
（３）前記スイッチ手段は、複数の無接点式スイッチによって構成したことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号が出力される。したがって、スイッチ手段においてスイッチングの寿命が半永久的になる。
【００１９】
（４）前記スイッチ手段は、それぞれ発光素子及び受光素子からなる第１及び第２の光学式スイッチと、前記操作部材に連動して前記発光素子に対向する位置の透光状態又は反射状態が変化するシャッタと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが、発光素子及び受光素子からなる光学式スイッチによって構成され、操作部材に連動するシャッタによって発光素子から照射された光の受光素子による受光状態が操作部材の位置に応じて変化する。したがって、２個の光学式スイッチと操作部材の変位に連動するシャッタとによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段が簡易に構成される。
【００２１】
（５）前記スイッチ手段は、それぞれ磁気センサからなる第１及び第２のスイッチと、前記操作部材に連動して前記磁気センサに離間又は近接する磁石と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが、磁気センサと磁石との組み合わせによって構成され、磁石が操作部材に連動して磁気センサに近接又は離間することにより、磁気センサの出力状態が操作部材の位置に応じて変化する。したがって、２個のスイッチと操作部材の変位に連動する磁石とによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段が簡易に構成される。
【００２３】
（６）前記スイッチ手段は、複数の有接点式スイッチによって構成したことを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、操作部材の位置に応じて有接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号が出力される。したがって、スイッチ手段の信号処理のための構成が簡略化される。
【００２５】
（７）前記操作部材が、非操作位置、中間操作位置又は完全操作位置の何れの位置にあるかを識別する信号を出力する少なくとも１つのモニタスイッチを設けたことを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、操作部材の位置を識別する信号がモニタスイッチから出力される。したがって、操作部材の操作状態が正確に認識される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る３ポジションイネーブル装置であるイネーブルスイッチの構成を示す図である。図１（Ａ）は同イネーブルスイッチの正面断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＸ−Ｘ部の断面図であり、図１（Ｃ）は操作部材の操作に要求される操作荷重と操作部材のストロークとの関係を示す図である。この発明の実施形態に係るイネーブルスイッチ１０は、上下面が開放した筐体１内に、２つのスイッチ手段２ａ，２ｂのそれぞれに含まれる第１の光電センサ２１及び第２の光電センサ２２を実装した基板３を収納し、操作部材４を上下方向に移動自在にして備えている。第１及び第２の光電センサ２１、２２は、この発明の光学式スイッチである。
【００２８】
操作部材４は、筐体１の上面側に露出しており、筐体１内に備えられたスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって上方向に付勢されている。操作部材４の内側面からは下向きに係止片４１ａ，４１ｂが、一定の間隔を設けて平行に延出している。係止片４１ａ，４１ｂの各々において互いに対向する面の下端近傍には、突起４２ａ，４２ｂが突出している。また、操作部材４の内側面には、シャッタ６の上端が固定されている。シャッタ６の下端は開放している。
【００２９】
筐体１の下面を閉塞する底面部材７は、基板３の下端部を保持している。基板３に構成されている回路に導通する出力ピン８ａ〜８ｃは、底面部材７を貫通して筐体１の下面側に露出している。また、底面部材７の内側面からは上向きに支柱７１が延出している。支柱７１の上端部は、操作部材４から延出した係止片４１ａ，４１ｂの間に臨んでいる。支柱７１において係止片４１ａ，４１ｂに対向する２側面のそれぞれには、係止片４１ａ，４１ｂから突出した突起４２ａ，４２ｂのそれぞれが当接している。この支柱７１の２側面のそれぞれには、突出量の大きい大段部７１ａ，７１ｂ、及び、突出量の小さい小段部７２ａ，７２ｂが形成されている。
【００３０】
したがって、操作部材４を下方に押圧操作していく際の操作荷重Ｆは、スプリング５ａ，５ｂの弾性力により操作部材４のストロークＬの増加に比例して増加するとともに、突起４２ａ，４２ｂが小段部７２ａ，７２ｂ及び大段部７１ａ，７１ｂを越える際に小段部７２ａ，７２ｂ及び大段部７１ａ，７１ｂの突出量に応じて急激に増加する。小段部７２ａ，７２ｂは、操作部材４の中間操作位置に対応して形成されており、操作部材４を中間操作位置まで操作する際に比較的軽いクリック感を発生する。また、大段部７１ａ，７１ｂは、操作部材４の完全操作位置に対応して形成されており、操作部材４を完全操作位置まで操作する際に比較的重いクリック感を発生する。
【００３１】
光電センサ２１，２２は、発光素子２１ａ，２２ａ及び受光素子２１ｂ，２２ｂを所定の間隙を挟んで対向するように備えている。この発光素子２１ａ，２２ａ及び受光素子２１ｂ，２２ｂの間隙に、シャッタ６が上方から挿通されている。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、操作部材４に下向きの操作力が作用しておらず、操作部材４がスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって最も上方の位置である非操作位置にあるときは、突起４２ａ，４２ｂは支柱７１の２側面において小段部７２ａ，７２ｂよりも上側に当接している。図１に示す状態から操作部材４に下向きの操作力が作用すると、操作部材４が下方に移動し、操作部材４の中間操作位置において突起４２ａ，４２ｂが小段部７２ａ，７２ｂを越えて大段部７１ａ，７１ｂの上端に当接し、操作部材４の下方への移動が停止する。
【００３３】
中間操作位置にある操作部材４に対してより大きな操作力が作用すると、係止片４１ａ，４１ｂが互いに離間する方向に弾性変形し、突起４２ａ，４２ｂが大段部７１ａ，７１ｂを下向きに乗り越え、操作部材４は最も下方の位置である完全操作位置まで移動する。操作部材４が完全操作位置にある状態から操作部材４に操作力が作用しなくなると、操作部材４はスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって上方に押し上げられ、中間操作位置を経由して非操作位置まで復帰する。
【００３４】
以上のことから、図１（Ｃ）に示すように、操作部材４に作用する操作荷重は、スプリング５ａ，５ｂの弾性力によって操作部材４の非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置に至る間のストロークＬに比例して増加するともに、小段部７２ａ，７２ｂを越えて中間操作位置に達する際に小さく増加し、大段部７１ａ，７１ｂを越えて完全操作位置に達する際に大きく増加する。したがって、操作部材４を非操作位置から中間操作位置まで操作する際に比較的小さなクリック感が生じ、操作部材４を中間操作位置から完全操作位置まで操作する際に比較的大きなクリック感が生じる。
【００３５】
図２は、上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号出力回路の構成及び動作を示す図である。また、図３は、上記信号出力回路の各部（Ｃ１及びＣ２）における信号のタイミングチャートである。
【００３６】
図２に示すように、シャッタ６は、光学スイッチ２１に対向する下側部６ａと光学スイッチ２２に対向する上側部６ｂとを含む。下側部６ａには、下方から上方に向って遮光部６１ａ及び透光部６２ａ，６３ａが形成されている。上側部６ｂには、下方から上方に向って遮光部６１ｂ，６２ｂ及び透光部６３ｂが形成されている。
【００３７】
操作部材４が非操作位置Ｐａにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の遮光部６１ａ及び遮光部６１ｂのそれぞれが対向する。操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれが対向する。操作部材４が完全操作位置Ｐｃにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の透光部６３ａ及び透光部６３ｂのそれぞれが対向する。
【００３８】
イネーブルスイッチ１０において、この発明の信号出力回路は、光電センサ２１，２２とともに基板３上に実装されたＳＣＲ９によって構成されている。ＳＣＲ９のアノード端子９ａには光電センサ２１の受光素子２１ｂのエミッタ端子が接続されており、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂには光電センサ２２の受光素子２１ｂのエミッタ端子が接続されている。ＳＣＲ９のアノード電圧（アノード端子９ａとカソード端子９ｃとの間の電位）電圧が、イネーブルスイッチ１０のイネーブル信号Ｓ１として出力される。なお、ＳＣＲ９のカソード端子９ｃは、端子Ｇにおいて接地されている。
【００３９】
上述のように、操作部材４が非操作位置Ｐａ、中間操作位置Ｐｂ又は完全操作位置Ｐｃの何れに位置するかに応じて、シャッタ６の下側部６ａ及び上側部６ｂにおける光電センサ２１，２２との対向位置が変化する。この変化により光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態が変化し、これに応じてＳＣＲ９の動作状態も変化する。以下に、操作部材４の位置に応じたＳＣＲ９の動作状態を説明する。
【００４０】
まず、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時において、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合には、シャッタ６の遮光部６１ａ及び遮光部６１ｂのそれぞれにより、光電センサ２１，２２の発光素子２１ａ，２２ａの光は受光素子２１ｂ，２２ｂに受光されず、受光素子２１ｂ，２２ｂはともにオフしている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４１】
操作部材４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、シャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれにより、光電センサ２１の受光素子２１ｂは発光素子２１ａの光を受光してオンする一方、光電センサ２２の受光素子２２ｂは発光素子２２ａの光を受光せずにオフしたままである。したがって、ＳＣＲ９のアノード電圧がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４２】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、シャッタ６の透光部６３ａ及び６３ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂが発光素子２１ａ，２２ａの光を受光してオンする。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、受光素子２１ｂのエミッタ端子がＳＣＲ９を介して接地され、ＳＣＲ９のアノード電圧がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４３】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、シャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１の受光素子２１ｂは発光素子２１ａの光を受光してオンしたままである。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａと受光素子２１ｂのエミッタ端子との接続部の電位はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、受光素子２１ｂのエミッタ端子はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード電圧がローレベルになり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４４】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、シャッタ６の遮光部６１ａ及び６１ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂは発光素子２１ａ，２２ａの光を受光せずにオフしている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４５】
以上のようにして、イネーブルスイッチ１０では、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、完全操作位置Ｐｃまで移動させた後の操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にしている。
【００４６】
このように、イネーブルスイッチ１０は、操作部材４の移動にともなうシャッタ６の変位により、受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態の組み合わせを操作部材４の非操作位置Ｐａ、中間操作位置Ｐｂ又は完全操作位置Ｐｃの各々において異ならせ、操作時における操作部材４の中間操作位置Ｐｂにおいてのみイネーブル信号がオン状態となるように信号出力回路によって受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態を選択する。このため、操作部材４の動作を操作時と復帰時とで異なる状態でスイッチ手段に伝達するための複雑な機構を用いることなく、操作部材４が往復動作する間にイネーブル信号の状態を不可逆的に変化させ、操作部材４が中間操作位置Ｐｂにある時のイネーブル信号Ｓ１を操作部材４の封鎖時にはオン状態にするとともに操作部材４の復帰時にはオフ状態にすることができ、スイッチの小型化及びコストダウンを実現できる。
【００４７】
なお、図１〜３に示す構成では、イネーブルスイッチ１０において光電センサ２１，２２を上下方向に配置し、シャッタ６の下側部６ａ及び上側部６ｂを互いに異なる状態に遮光したが、図４（Ａ）に示すように、シャッタ６の左右側部のそれぞれに対向するように光電センサ２１，２２のそれぞれを左右方向に配置することもできる。この場合には、図４（Ｂ）に示すように、シャッタ６の左側部６ａ′及び右側部６ｂ′に遮光部６１ａ′，６１ｂ′，６２ｂ′及び透光部６２ａ′，６３ａ′，６３ｂ′を構成する。シャッタ６は光電センサ２１，２２に対して相対的に移動すればよく、筐体１内に固定されたシャッタ６に対して光電センサ２１，２２を操作部材４とともに移動させることもできる。
【００４８】
また、図１〜図４に示した構成では、信号検出回路をＳＣＲ９によって構成したが、トランジスタの組み合わせやロジック回路による等価回路によって構成することもできる。図５は、２個のトランジスタＴＲ１及びＴＲ２によるＳＣＲ９の等価回路を示す図である。また、光電スイッチ２１，２２のエミッタ端子を入力端子に接続したＩＣ回路によってＳＣＲ９と同様の動作をさせることもできる。
【００４９】
さらに、スイッチ手段及び信号検出回路は、例えば、図６に示すように構成することもできる。図６では、光電センサ２１，２２を上下方向に配置しているが、左右方向に配置することもできる。この場合、シャッタ６の上側部（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）及び下側部（６１ａ，６２ａ，６３ａ）を右側部及び左側部に配置する。
【００５０】
加えて、図１〜図６に示した構成では、光電センサ２１，２２として透過型フォトセンサを用いたが、図７に示すように、シャッタ６の透過部６２ａ，６３ａ，６１ｂ及び遮光部６１ａ，６１ｂ，６２ｂのそれぞれを反射部（白色部等）６２ａ″，６３ａ″，６１ｂ″及び無反射部（黒色部等）６１ａ″，６１ｂ″，６２ｂ″にした反射板６″を用いるとともに、反射型フォトセンサＰＳ１，ＰＳ２を用いることもできる。この場合、例えば、反射板６″をアルミニウム板の表面における無反射部に黒色インクを塗布して構成することができる。
【００５１】
また、光電センサ２１，２２に代えて、ホール素子等の磁気センサを用いることもできる。この場合、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように磁気センサに対向するマグネットを操作部材４の移動にともなって変位させる方法と、図８（Ｃ）に示すように磁気センサとマグネットとの間に操作部材４の移動にともなって変位する磁気遮蔽板を配置する方法と、が考えられる。
【００５２】
図８（Ａ）に示す構成では、操作部材４の移動にともなって移動する移動板１１６の上下方向（操作部材４の移動方向に平行な方向）における所定の位置にマグネット１１７ａ〜１１７ｃを固定し、このマグネット１１７ａ〜１１７ｃを上下方向に並設した磁気センサ１２１ａ，１２２ａのそれぞれに所定の間隙を設けて対向させている。
【００５３】
図８（Ｂ）に示す構成では、操作部材４の移動にともなって移動する移動板１１６の左右方向（操作部材４の移動方向に直交する方向）における所定の位置にマグネット１１７ａ〜１１７ｃを固定し、このマグネット１１７ａ〜１１７ｃを左右方向に並設した磁気センサ１２１ａ，１２２ａのそれぞれに所定の間隙を設けて対向させている。
【００５４】
また、図８（Ｃ）に示す構成では、部分的に切欠を形成した磁気遮蔽板１０６を磁気センサ１２１ａ，１２２ａとマグネット１２１ｂ，１２２ｂとの間において操作部材４の移動に伴って変位させる。
【００５５】
なお、図８（Ｄ）に示すように、磁気センサ１２１ａ，１２２ａを挟んでマグネット１２１ｂ，１２２ｂに対向するように磁性体１２３を配置することにより、マグネット１２１ｂ，１２２ｂからの磁界方向を規定して磁気センサ１２１ａ，マグネット１２１ｂ，１２２ｂの変位に応じて１２２ａを正確に動作させることができる。また、図８（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すマグネット１２１ｂ，１２２ｂ、及び、図８（Ｃ）に示す磁気遮蔽板１０６は、操作部材４の移動に伴って磁気センサ１２１ａ，１２２ａに対して相対的に移動すればよい。
【００５６】
図９は、図８（Ａ）に示すように構成されたスイッチ手段に適用される信号出力回路の構成及び要部における信号のタイミングチャートである。図８に示す例では、磁気センサ１２１ａ，１２２ａの出力端子のそれぞれをトランジスタ１１８及び１１９のそれぞれのベース端子に接続し、トランジスタ１１８のコレクタ端子をＳＣＲ９のゲート端子９ｂに接続し、トランジスタ１１９のコレクタ端子をＳＣＲ９のアノード端子９ａに接続し、トランジスタ１１９のコレクタ端子とＳＣＲ９のアノード端子９ｂとの間の電圧をイネーブル信号Ｓ１として出力する。
【００５７】
図９に示す構成において、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時には、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合、磁気センサ１２１ａにマグネット１１７ａが対向するとともに、磁気センサ１２２ａにマグネット１１７ｃが対向し、トランジスタ１１８，１１９の両方がオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００５８】
操作部材４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、磁気センサ１２１ａにはマグネット１１７ｂが対向するが、磁気センサ１２２ａにはマグネット１１７ｃが対向しなくなり、トランジスタ１１９がオフする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００５９】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、磁気センサ１２１ａ，１２２ａの両方にマグネットが対向しなくなり、トランジスタ１１８，１１９の両方がオフする。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、トランジスタ１１９のコレクタ端子がＳＣＲ９を介して接地され、トランジスタ１１９のコレクタ端子とＳＣＲ９のアノード端子９ａとの間がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６０】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、磁気センサ１２１ａのみにマグネット１１７ｂが対向し、トランジスタ１１８のみがオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、トランジスタ１１９のコレクタ端子はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間がローレベルのままにされ、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６１】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、磁気センサ１２１ａにマグネット１１７ａが対向するとともに、磁気センサ１２２ａにマグネット１１７ｃが対向し、トランジスタ１１８，１１９の両方がオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６２】
以上のようにして、磁気センサ１２１ａ，１２２ａを用いた場合にも、図９（Ｂ）に示すように、図１〜７に示した光電センサを用いた構成と同様、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にすることができる。
【００６３】
図１０は、この発明の別の実施形態に係るイネーブルスイッチの構成を示す正面断面図及び信号のタイミングチャートである。このイネーブルスイッチ２００は、図１０（Ａ）に示すように、筐体２０１の内部に光電センサ２１，２２及びシャッタ６からなるスイッチ手段を２組備えるとともに、操作部材４の位置を検出するための４個のモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄを備えている。モニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄは、一例として光電センサ（透過型フォトセンサ）である。
【００６４】
モニタスイッチ２１０ａ，２１０ｂのそれぞれの発光素子と受光素子との間には、操作部材２０４の内側面から下方に延出した検出片２２０が臨んでいる。モニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄのそれぞれの発光素子と受光素子との間には、操作部材２０４の内側面から下方に延出した検出片２２１が臨んでいる。検出片２２１は検出片２２０に比較して、操作部材４の非操作位置と中間操作位置との間の距離だけ短くされている。
【００６５】
図１０（Ｂ）に示すように、操作部材２０４が操作時における中間操作位置Ｐｂにある場合にのみ、基板２０３ａ，２０３ｂ上に構成された信号出力回路からオン状態のイネーブル信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが出力される。また、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合にはモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄの全ての出力信号（モニタ信号）がオンし、操作部材４が中間操作位置Ｐｂにある場合にはモニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄの出力信号がオンし、操作部材４が完全操作位置Ｐｃにある場合にはモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄの全ての出力信号がオフする。つまり、モニタスイッチ２１０ａ，２１０ｂとモニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄとは同一のモニタ信号を出力する。
【００６６】
このように、図１０に示す構成によれば、無接点式のスイッチ手段及び無接点式のモニタスイッチを２組ずつ備え、イネーブル信号及びモニタ信号が２重に出力されるため、スイッチ手段又はモニタスイッチの一方に故障を生じた場合にもイネーブル信号及びモニタ信号を確実に出力することができ、信頼性がさらに向上する。
【００６７】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明のさらに別の実施形態に係るイネーブルスイッチにおけるスイッチ手段の構成、信号出力回路の回路図、及び、操作部材の位置に応じたスイッチのオン／オフ状態を示す図である。また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、同スイッチ手段の動作状態を示す図である。この実施形態に係るイネーブルスイッチ３００は、下面に２つの導体３１３ａ，３１３ｂが当接する操作部材３０４を備えている。導体３１３ａ，３１３ｂの下面には導電性スプリング３１２ａ，３１２ｂの上端が固定されており、導電性スプリング３１２ａ，３１２ｂの下端に可動接点３１１ａ，３１１ｂが取り付けられている。可動接点３１１ａ，３１１ｂは、固定接点３１０ａ，３１０ｂに対向している。また、導電性スプリング３１２ａの有効長は、導電性スプリング３１２ｂの有効長に比較して、操作部材３０４の中間操作位置から完全操作位置までの移動距離だけ長くされている。可動接点３１１ａと固定接点３１０ａ、及び、可動接点３１１ｂと固定接点３１０ｂは、この発明の第１のスイッチ３２０及び第２のスイッチ３２１に相当する。
【００６８】
図１２（Ａ）に示すように操作部材３０４が非操作位置Ｐａにある場合には可動接点３１１ａ，３１１ｂの両方が固定接点３１０ａ，３１０ｂに接触せず、図１２（Ｂ）に示すように操作部材３０４が中間操作位置Ｐｂにある場合には可動接点３１１ａのみが固定接点３１０ａに接触し、図１２（Ｃ）に示すように操作部材３０４が完全操作位置Ｐｃにある場合には可動接点３１１ａ，３１１ｂの両方が固定接点３１０ａ，３１０ｂに接触する。これによって、操作部材３０４が非操作位置Ｐａ、中間装置位置Ｐｂ及び完全操作位置Ｐｃのそれぞれにある時には、第１のスイッチ３２０及び第２のスイッチ３２１は、図１１（Ｃ）に示すようにオン／オフする。
【００６９】
図１１（Ｂ）に示すように、スイッチ３２０がＳＣＲ９のアノード端子９ａに接続され、スイッチ３２１がＳＣＲ９のゲート端子９ｂに接続されて信号出力回路が構成されている。信号出力回路においてＳＣＲ９のアノード端子９ａの入力がイネーブル信号Ｓ１として出力される。
【００７０】
図１１に示す構成において、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時には、操作部材３０４が非操作位置Ｐａにある場合には、スイッチ３２０，３２１が共に開成されている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７１】
操作部材３０４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、スイッチ３２０のみが閉成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７２】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、スイッチ３２０，３２１が共に閉成される。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、スイッチ３２０がＳＣＲ９を介して接地され、スイッチ３２０とＳＣＲ９のアノード端子９ａとの間がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７３】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、スイッチ３２０のみが閉成され、スイッチ３２１は開成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、スイッチ３２０はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間がローレベルのままにされ、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７４】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、スイッチ３２０，３２１の両方が開成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７５】
以上のようにして、有接点式スイッチであるスイッチ３２０，３２１を用いた場合にも、図１〜１０に示した光電センサを用いた構成と同様に、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にすることができる。
【００７６】
なお、以上の何れの実施形態においても、信号出力回路をイネーブルスイッチの筐体内に配置したが、イネーブルスイッチの筐体内に設けられたスイッチ手段からオン／オフ信号をイネーブルスイッチの筐体外に設けられた信号出力回路に供給するようにしてもよい。この場合、内部にスイッチ手段を設けた筐体と筐体外の信号出力回路とにより、この発明の３ポジションイネーブル装置が構成される。
【００７７】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７８】
（１）第１及び第２のスイッチから操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力させ、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるようにオン／オフ信号を選択的に有効にする信号出力回路を設けることにより、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構を不要にすることができ、構造を簡略化して装置の小型化及びコストダウンを実現できる。
【００７９】
（２）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された２つのオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が２つのオン／オフ信号を選択的に有効にすることにより、最小の構成のスイッチ手段を用いて操作部材が非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置の何れにあるかを特定でき、構造をより簡略化することができる。
【００８０】
（３）操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号を出力することにより、スイッチ手段においてスイッチングの寿命を半永久的にすることができる。
【００８１】
（４）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチを、発光素子及び受光素子からなる光学式スイッチによって構成し、操作部材に連動するシャッタによって発光素子から照射された光の受光素子による受光状態を操作部材の位置に応じて変化させることにより、２個の光学式スイッチと操作部材の変位に連動するシャッタとによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段を簡易に構成することができる。
【００８２】
（５）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチを、磁気センサと磁石との組み合わせによって構成し、磁石が操作部材に連動して磁気センサに近接又は離間させることにより、磁気センサの出力状態が操作部材の位置に応じて変化させ、２個のスイッチと操作部材の変位に連動する磁石とによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段を簡易に構成することができる。
【００８３】
（６）操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号を出力することにより、スイッチ手段の信号処理のための構成を簡略化することができる。
【００８４】
（７）操作部材の位置を識別する信号をモニタスイッチから出力することにより、操作部材の操作状態が正確に認識されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る３ポジションイネーブル装置であるイネーブルスイッチの構成を示す断面図である。
【図２】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号出力回路の構成及び動作を示す図である。
【図３】上記信号出力回路の各部における信号のタイミングチャートである。
【図４】上記イネーブルスイッチのスイッチ手段の構成を示す図である。
【図５】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号検出回路の別の構成を示す図である。
【図６】上記イネーブルスイッチにおける別のスイッチ手段及び信号出力回路の構成を示す図である。
【図７】上記イネーブルスイッチにおけるさらに別のスイッチ手段及び信号出力回路の構成を示す図である。
【図８】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段として磁気センサを用いた構成を示す図である。
【図９】上記磁気センサを用いたスイッチ手段に適用される信号出力回路の構成及び要部における信号のタイミングチャートである。
【図１０】この発明の別の実施形態に係るイネーブルスイッチの構成を示す正面断面図及び信号のタイミングチャートである。
【図１１】この発明のさらに別の実施形態に係るイネーブルスイッチにおけるスイッチ手段の構成、信号出力回路の回路図、及び、操作部材の位置に応じたスイッチのオン／オフ状態である。
【図１２】同スイッチ手段の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
１−筐体
４−操作部材
６−シャッタ（スイッチ手段）
９−ＳＣＲ（信号出力回路）
２−光電センサ（スイッチ手段）
２１−フォトカプラ（第１のスイッチ）
２２−フォトカプラ（第２のスイッチ）
【発明の属する技術分野】
この発明は、産業用ロボットの教示ペンダントやグリップスイッチにおけるデッドマンスイッチ等に使用され、非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置まで操作された操作部材の復帰時に完全操作位置におけるオフ状態を維持し続けるようにした３ポジションイネーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボット等の機械装置の初期及び調整時等における動作の教示作業は、可搬型の教示ペンダントの操作によって行われる。教示作業時には作業者は、機械装置の可動部に近接した状態で把持した教示ペンダントを操作しなければならず、機械装置（被教示装置）の故障や教示ペンダントの操作ミス等が重大事故に繋がるような危険に晒される。
【０００３】
このような機械装置に対する教示作業中の異常発生時における作業者の危険を回避するための手段として、教示ペンダントには教示信号の出力を選択的に有効にするためのイネーブル装置が設けられている。このイネーブル装置は、機械装置に対する教示信号の出力の指示入力を受け付ける操作スイッチとともに教示ペンダントに配置されている操作可能スイッチを含む。この操作可能スイッチは、デッドマンスイッチとも呼ばれ、作業者が教示ペンダントを予め定められた姿勢で把持している間に限り、操作できるようにされている。即ち、デッドマンスイッチが操作されている状態でのみ、オンされた操作スイッチの操作に基づく教示信号が有効にされ、機械装置に対する教示作業が可能になる。
【０００４】
教示ペンダントにイネーブル装置を備えることにより、作業者がデッドマンスイッチの操作部材を押し込んでオンさせた状態で操作スイッチを押圧操作して機械装置に動作を教示している間に、機械装置の故障や教示操作装置の操作ミス等によって機械装置が作業者の意図しない動作を行った場合、作業者がデッドマンスイッチの操作部材から手指を離すか、又は、教示ペンダントを手放すことにより、デッドマンスイッチがオフし、機械装置に対する操作信号が無効にされ、機械装置を停止させることができる。
【０００５】
ところが、機械装置が作業者の意図しない動作を行った場合の作業者の行動としては、デッドマンスイッチの操作部材から手指を離したり、教示ペンダントを手放すことだけでなく、デッドマンスイッチの操作部材をさらに強く押し込んだり、教示ペンダントをさらに強く握り締めることもある。したがって、デッドマンスイッチとしては、操作部材の押圧の有無に応じて単にオン／オフする通常の２ポジションのスイッチでは不十分である。
【０００６】
このため、従来の教示ペンダントでは、オフ状態の非操作位置から操作部材が軽く押し込まれて中間操作位置に変位したときにオン状態となり、この中間操作位置から操作部材がさらに強く押し込まれて完全操作位置に達したときにオフ状態となる３ポジションイネーブルスイッチがデッドマンスイッチとして用いられている（例えば、特許文献１及び２参照。）。この３ポジションイネーブルスイッチは、操作部材が完全操作位置から中間操作位置を経由して非操作位置まで復帰する間には、中間操作位置においてオン状態となることなくオフ状態を維持し続ける。危険を回避すべくデッドマンスイッチの操作部材を完全操作位置まで押し込んだ作業者が機械装置の停止後にデッドマンスイッチの操作部材から手指を離し終えるまでの間において、機械装置が完全に動作を停止している必要があるからである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−０３５３００公報
【特許文献２】
特開２００２−０４２６０６公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の３ポジションイネーブルスイッチでは、構造が複雑になり、小型化及びコストダウンの要請に十分に対応することができない問題があった。
【０００９】
即ち、従来の３ポジションイネーブルスイッチは、固定接点と可動接点とを有する有接点式のスイッチを備えており、操作部材が非操作位置から完全操作位置まで押圧操作される間には固定接点に対して可動接点が非接触状態から接触状態を経由して非接触状態となるようにする一方、操作部材が完全操作位置から非操作位置まで復帰する間には固定接点に対して可動接点が非接触状態から接触状態を経由することなく非接触状態となるように、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構が必要になる。
【００１０】
つまり、操作部材の変位方向に応じて可動接点に対する操作部材の変位の伝達状態が変更されるように、操作部材の変位にともなって複数の部材を複雑に動作させる必要がある。
【００１１】
この発明の目的は、操作部材の変位にともなって第１及び第２のスイッチから出力されるオン／オフ信号をその組み合わせに応じて選択的に有効にすることにより、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構を不要にし、構造を簡略化して十分な小型化及びコストダウンを実現できる３ポジションイネーブル装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１３】
請求項１に記載した発明は、操作時に非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置まで移動するとともに、復帰時に完全操作位置から中間操作位置を経由して非操作位置まで移動する操作部材を備えた３ポジションイネーブル装置において、
前記操作部材の非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置のそれぞれで異なる組み合わせのオン／オフ状態となる複数のスイッチを含む少なくとも１つのスイッチ手段と、各スイッチ手段における複数のスイッチのオン／オフ状態の組み合わせに基づいて操作部材の操作時における中間操作位置でのみオン信号を出力し、操作部材の非操作位置、完全操作位置及び復帰時における中間操作位置でオフ信号を出力する信号出力回路と、を設け、
前記操作部材を前記非操作位置から前記完全操作位置まで直線状の移動方向に沿って往復移動自在に収納する筐体と、前記筐体内で前記移動方向に沿って立設された支柱であって側面における前記移動方向の位置が異なる２箇所のそれぞれに前記側面からの突出量が異なる小段部及び大段部が形成された支柱と、を備え、
前記操作部材は、前記側面に対向する係止片であって前記非操作位置と前記中間操作位置との間で前記小段部に当接し前記中間操作位置と前記完全操作位置との間で前記大段部に当接する係止片を、前記側面から離間する方向に向かって弾性的に変位自在に備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、スイッチ手段を構成する複数のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された複数のオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が複数のオン／オフ信号を選択的に有効にする。したがって、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構が不要になり、構造が簡略化される。
【００１５】
（２）前記スイッチ手段は、操作部材が非操作位置にあるときのオフ／オフ状態と操作部材が中間操作位置及び完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第１のスイッチ、及び、操作部材が非操作位置及び中間操作位置にあるときのオフ／オン状態と操作部材が完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第２のスイッチによって構成し、
前記信号出力回路は、操作部材の復帰時における中間操作位置で完全操作位置における前記第１又は第２のスイッチのオフ状態を維持することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された２つのオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が２つのオン／オフ信号を選択的に有効にする。したがって、最小の構成のスイッチ手段を用いて操作部材の非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置の何れにあるかが特定され、構造がより簡略化される。
【００１７】
（３）前記スイッチ手段は、複数の無接点式スイッチによって構成したことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号が出力される。したがって、スイッチ手段においてスイッチングの寿命が半永久的になる。
【００１９】
（４）前記スイッチ手段は、それぞれ発光素子及び受光素子からなる第１及び第２の光学式スイッチと、前記操作部材に連動して前記発光素子に対向する位置の透光状態又は反射状態が変化するシャッタと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが、発光素子及び受光素子からなる光学式スイッチによって構成され、操作部材に連動するシャッタによって発光素子から照射された光の受光素子による受光状態が操作部材の位置に応じて変化する。したがって、２個の光学式スイッチと操作部材の変位に連動するシャッタとによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段が簡易に構成される。
【００２１】
（５）前記スイッチ手段は、それぞれ磁気センサからなる第１及び第２のスイッチと、前記操作部材に連動して前記磁気センサに離間又は近接する磁石と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが、磁気センサと磁石との組み合わせによって構成され、磁石が操作部材に連動して磁気センサに近接又は離間することにより、磁気センサの出力状態が操作部材の位置に応じて変化する。したがって、２個のスイッチと操作部材の変位に連動する磁石とによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段が簡易に構成される。
【００２３】
（６）前記スイッチ手段は、複数の有接点式スイッチによって構成したことを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、操作部材の位置に応じて有接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号が出力される。したがって、スイッチ手段の信号処理のための構成が簡略化される。
【００２５】
（７）前記操作部材が、非操作位置、中間操作位置又は完全操作位置の何れの位置にあるかを識別する信号を出力する少なくとも１つのモニタスイッチを設けたことを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、操作部材の位置を識別する信号がモニタスイッチから出力される。したがって、操作部材の操作状態が正確に認識される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る３ポジションイネーブル装置であるイネーブルスイッチの構成を示す図である。図１（Ａ）は同イネーブルスイッチの正面断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＸ−Ｘ部の断面図であり、図１（Ｃ）は操作部材の操作に要求される操作荷重と操作部材のストロークとの関係を示す図である。この発明の実施形態に係るイネーブルスイッチ１０は、上下面が開放した筐体１内に、２つのスイッチ手段２ａ，２ｂのそれぞれに含まれる第１の光電センサ２１及び第２の光電センサ２２を実装した基板３を収納し、操作部材４を上下方向に移動自在にして備えている。第１及び第２の光電センサ２１、２２は、この発明の光学式スイッチである。
【００２８】
操作部材４は、筐体１の上面側に露出しており、筐体１内に備えられたスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって上方向に付勢されている。操作部材４の内側面からは下向きに係止片４１ａ，４１ｂが、一定の間隔を設けて平行に延出している。係止片４１ａ，４１ｂの各々において互いに対向する面の下端近傍には、突起４２ａ，４２ｂが突出している。また、操作部材４の内側面には、シャッタ６の上端が固定されている。シャッタ６の下端は開放している。
【００２９】
筐体１の下面を閉塞する底面部材７は、基板３の下端部を保持している。基板３に構成されている回路に導通する出力ピン８ａ〜８ｃは、底面部材７を貫通して筐体１の下面側に露出している。また、底面部材７の内側面からは上向きに支柱７１が延出している。支柱７１の上端部は、操作部材４から延出した係止片４１ａ，４１ｂの間に臨んでいる。支柱７１において係止片４１ａ，４１ｂに対向する２側面のそれぞれには、係止片４１ａ，４１ｂから突出した突起４２ａ，４２ｂのそれぞれが当接している。この支柱７１の２側面のそれぞれには、突出量の大きい大段部７１ａ，７１ｂ、及び、突出量の小さい小段部７２ａ，７２ｂが形成されている。
【００３０】
したがって、操作部材４を下方に押圧操作していく際の操作荷重Ｆは、スプリング５ａ，５ｂの弾性力により操作部材４のストロークＬの増加に比例して増加するとともに、突起４２ａ，４２ｂが小段部７２ａ，７２ｂ及び大段部７１ａ，７１ｂを越える際に小段部７２ａ，７２ｂ及び大段部７１ａ，７１ｂの突出量に応じて急激に増加する。小段部７２ａ，７２ｂは、操作部材４の中間操作位置に対応して形成されており、操作部材４を中間操作位置まで操作する際に比較的軽いクリック感を発生する。また、大段部７１ａ，７１ｂは、操作部材４の完全操作位置に対応して形成されており、操作部材４を完全操作位置まで操作する際に比較的重いクリック感を発生する。
【００３１】
光電センサ２１，２２は、発光素子２１ａ，２２ａ及び受光素子２１ｂ，２２ｂを所定の間隙を挟んで対向するように備えている。この発光素子２１ａ，２２ａ及び受光素子２１ｂ，２２ｂの間隙に、シャッタ６が上方から挿通されている。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、操作部材４に下向きの操作力が作用しておらず、操作部材４がスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって最も上方の位置である非操作位置にあるときは、突起４２ａ，４２ｂは支柱７１の２側面において小段部７２ａ，７２ｂよりも上側に当接している。図１に示す状態から操作部材４に下向きの操作力が作用すると、操作部材４が下方に移動し、操作部材４の中間操作位置において突起４２ａ，４２ｂが小段部７２ａ，７２ｂを越えて大段部７１ａ，７１ｂの上端に当接し、操作部材４の下方への移動が停止する。
【００３３】
中間操作位置にある操作部材４に対してより大きな操作力が作用すると、係止片４１ａ，４１ｂが互いに離間する方向に弾性変形し、突起４２ａ，４２ｂが大段部７１ａ，７１ｂを下向きに乗り越え、操作部材４は最も下方の位置である完全操作位置まで移動する。操作部材４が完全操作位置にある状態から操作部材４に操作力が作用しなくなると、操作部材４はスプリング５ａ，５ｂの弾性力によって上方に押し上げられ、中間操作位置を経由して非操作位置まで復帰する。
【００３４】
以上のことから、図１（Ｃ）に示すように、操作部材４に作用する操作荷重は、スプリング５ａ，５ｂの弾性力によって操作部材４の非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置に至る間のストロークＬに比例して増加するともに、小段部７２ａ，７２ｂを越えて中間操作位置に達する際に小さく増加し、大段部７１ａ，７１ｂを越えて完全操作位置に達する際に大きく増加する。したがって、操作部材４を非操作位置から中間操作位置まで操作する際に比較的小さなクリック感が生じ、操作部材４を中間操作位置から完全操作位置まで操作する際に比較的大きなクリック感が生じる。
【００３５】
図２は、上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号出力回路の構成及び動作を示す図である。また、図３は、上記信号出力回路の各部（Ｃ１及びＣ２）における信号のタイミングチャートである。
【００３６】
図２に示すように、シャッタ６は、光学スイッチ２１に対向する下側部６ａと光学スイッチ２２に対向する上側部６ｂとを含む。下側部６ａには、下方から上方に向って遮光部６１ａ及び透光部６２ａ，６３ａが形成されている。上側部６ｂには、下方から上方に向って遮光部６１ｂ，６２ｂ及び透光部６３ｂが形成されている。
【００３７】
操作部材４が非操作位置Ｐａにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の遮光部６１ａ及び遮光部６１ｂのそれぞれが対向する。操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれが対向する。操作部材４が完全操作位置Ｐｃにあるときは、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれにはシャッタ６の透光部６３ａ及び透光部６３ｂのそれぞれが対向する。
【００３８】
イネーブルスイッチ１０において、この発明の信号出力回路は、光電センサ２１，２２とともに基板３上に実装されたＳＣＲ９によって構成されている。ＳＣＲ９のアノード端子９ａには光電センサ２１の受光素子２１ｂのエミッタ端子が接続されており、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂには光電センサ２２の受光素子２１ｂのエミッタ端子が接続されている。ＳＣＲ９のアノード電圧（アノード端子９ａとカソード端子９ｃとの間の電位）電圧が、イネーブルスイッチ１０のイネーブル信号Ｓ１として出力される。なお、ＳＣＲ９のカソード端子９ｃは、端子Ｇにおいて接地されている。
【００３９】
上述のように、操作部材４が非操作位置Ｐａ、中間操作位置Ｐｂ又は完全操作位置Ｐｃの何れに位置するかに応じて、シャッタ６の下側部６ａ及び上側部６ｂにおける光電センサ２１，２２との対向位置が変化する。この変化により光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態が変化し、これに応じてＳＣＲ９の動作状態も変化する。以下に、操作部材４の位置に応じたＳＣＲ９の動作状態を説明する。
【００４０】
まず、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時において、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合には、シャッタ６の遮光部６１ａ及び遮光部６１ｂのそれぞれにより、光電センサ２１，２２の発光素子２１ａ，２２ａの光は受光素子２１ｂ，２２ｂに受光されず、受光素子２１ｂ，２２ｂはともにオフしている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４１】
操作部材４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、シャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれにより、光電センサ２１の受光素子２１ｂは発光素子２１ａの光を受光してオンする一方、光電センサ２２の受光素子２２ｂは発光素子２２ａの光を受光せずにオフしたままである。したがって、ＳＣＲ９のアノード電圧がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４２】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、シャッタ６の透光部６３ａ及び６３ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂが発光素子２１ａ，２２ａの光を受光してオンする。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、受光素子２１ｂのエミッタ端子がＳＣＲ９を介して接地され、ＳＣＲ９のアノード電圧がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４３】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、シャッタ６の透光部６２ａ及び遮光部６２ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１の受光素子２１ｂは発光素子２１ａの光を受光してオンしたままである。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａと受光素子２１ｂのエミッタ端子との接続部の電位はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、受光素子２１ｂのエミッタ端子はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード電圧がローレベルになり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４４】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、シャッタ６の遮光部６１ａ及び６１ｂのそれぞれが、光電センサ２１及び光電センサ２２のそれぞれに対向し、光電センサ２１，２２の受光素子２１ｂ，２２ｂは発光素子２１ａ，２２ａの光を受光せずにオフしている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００４５】
以上のようにして、イネーブルスイッチ１０では、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、完全操作位置Ｐｃまで移動させた後の操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にしている。
【００４６】
このように、イネーブルスイッチ１０は、操作部材４の移動にともなうシャッタ６の変位により、受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態の組み合わせを操作部材４の非操作位置Ｐａ、中間操作位置Ｐｂ又は完全操作位置Ｐｃの各々において異ならせ、操作時における操作部材４の中間操作位置Ｐｂにおいてのみイネーブル信号がオン状態となるように信号出力回路によって受光素子２１ｂ，２２ｂのオン／オフ状態を選択する。このため、操作部材４の動作を操作時と復帰時とで異なる状態でスイッチ手段に伝達するための複雑な機構を用いることなく、操作部材４が往復動作する間にイネーブル信号の状態を不可逆的に変化させ、操作部材４が中間操作位置Ｐｂにある時のイネーブル信号Ｓ１を操作部材４の封鎖時にはオン状態にするとともに操作部材４の復帰時にはオフ状態にすることができ、スイッチの小型化及びコストダウンを実現できる。
【００４７】
なお、図１〜３に示す構成では、イネーブルスイッチ１０において光電センサ２１，２２を上下方向に配置し、シャッタ６の下側部６ａ及び上側部６ｂを互いに異なる状態に遮光したが、図４（Ａ）に示すように、シャッタ６の左右側部のそれぞれに対向するように光電センサ２１，２２のそれぞれを左右方向に配置することもできる。この場合には、図４（Ｂ）に示すように、シャッタ６の左側部６ａ′及び右側部６ｂ′に遮光部６１ａ′，６１ｂ′，６２ｂ′及び透光部６２ａ′，６３ａ′，６３ｂ′を構成する。シャッタ６は光電センサ２１，２２に対して相対的に移動すればよく、筐体１内に固定されたシャッタ６に対して光電センサ２１，２２を操作部材４とともに移動させることもできる。
【００４８】
また、図１〜図４に示した構成では、信号検出回路をＳＣＲ９によって構成したが、トランジスタの組み合わせやロジック回路による等価回路によって構成することもできる。図５は、２個のトランジスタＴＲ１及びＴＲ２によるＳＣＲ９の等価回路を示す図である。また、光電スイッチ２１，２２のエミッタ端子を入力端子に接続したＩＣ回路によってＳＣＲ９と同様の動作をさせることもできる。
【００４９】
さらに、スイッチ手段及び信号検出回路は、例えば、図６に示すように構成することもできる。図６では、光電センサ２１，２２を上下方向に配置しているが、左右方向に配置することもできる。この場合、シャッタ６の上側部（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）及び下側部（６１ａ，６２ａ，６３ａ）を右側部及び左側部に配置する。
【００５０】
加えて、図１〜図６に示した構成では、光電センサ２１，２２として透過型フォトセンサを用いたが、図７に示すように、シャッタ６の透過部６２ａ，６３ａ，６１ｂ及び遮光部６１ａ，６１ｂ，６２ｂのそれぞれを反射部（白色部等）６２ａ″，６３ａ″，６１ｂ″及び無反射部（黒色部等）６１ａ″，６１ｂ″，６２ｂ″にした反射板６″を用いるとともに、反射型フォトセンサＰＳ１，ＰＳ２を用いることもできる。この場合、例えば、反射板６″をアルミニウム板の表面における無反射部に黒色インクを塗布して構成することができる。
【００５１】
また、光電センサ２１，２２に代えて、ホール素子等の磁気センサを用いることもできる。この場合、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように磁気センサに対向するマグネットを操作部材４の移動にともなって変位させる方法と、図８（Ｃ）に示すように磁気センサとマグネットとの間に操作部材４の移動にともなって変位する磁気遮蔽板を配置する方法と、が考えられる。
【００５２】
図８（Ａ）に示す構成では、操作部材４の移動にともなって移動する移動板１１６の上下方向（操作部材４の移動方向に平行な方向）における所定の位置にマグネット１１７ａ〜１１７ｃを固定し、このマグネット１１７ａ〜１１７ｃを上下方向に並設した磁気センサ１２１ａ，１２２ａのそれぞれに所定の間隙を設けて対向させている。
【００５３】
図８（Ｂ）に示す構成では、操作部材４の移動にともなって移動する移動板１１６の左右方向（操作部材４の移動方向に直交する方向）における所定の位置にマグネット１１７ａ〜１１７ｃを固定し、このマグネット１１７ａ〜１１７ｃを左右方向に並設した磁気センサ１２１ａ，１２２ａのそれぞれに所定の間隙を設けて対向させている。
【００５４】
また、図８（Ｃ）に示す構成では、部分的に切欠を形成した磁気遮蔽板１０６を磁気センサ１２１ａ，１２２ａとマグネット１２１ｂ，１２２ｂとの間において操作部材４の移動に伴って変位させる。
【００５５】
なお、図８（Ｄ）に示すように、磁気センサ１２１ａ，１２２ａを挟んでマグネット１２１ｂ，１２２ｂに対向するように磁性体１２３を配置することにより、マグネット１２１ｂ，１２２ｂからの磁界方向を規定して磁気センサ１２１ａ，マグネット１２１ｂ，１２２ｂの変位に応じて１２２ａを正確に動作させることができる。また、図８（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すマグネット１２１ｂ，１２２ｂ、及び、図８（Ｃ）に示す磁気遮蔽板１０６は、操作部材４の移動に伴って磁気センサ１２１ａ，１２２ａに対して相対的に移動すればよい。
【００５６】
図９は、図８（Ａ）に示すように構成されたスイッチ手段に適用される信号出力回路の構成及び要部における信号のタイミングチャートである。図８に示す例では、磁気センサ１２１ａ，１２２ａの出力端子のそれぞれをトランジスタ１１８及び１１９のそれぞれのベース端子に接続し、トランジスタ１１８のコレクタ端子をＳＣＲ９のゲート端子９ｂに接続し、トランジスタ１１９のコレクタ端子をＳＣＲ９のアノード端子９ａに接続し、トランジスタ１１９のコレクタ端子とＳＣＲ９のアノード端子９ｂとの間の電圧をイネーブル信号Ｓ１として出力する。
【００５７】
図９に示す構成において、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時には、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合、磁気センサ１２１ａにマグネット１１７ａが対向するとともに、磁気センサ１２２ａにマグネット１１７ｃが対向し、トランジスタ１１８，１１９の両方がオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００５８】
操作部材４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、磁気センサ１２１ａにはマグネット１１７ｂが対向するが、磁気センサ１２２ａにはマグネット１１７ｃが対向しなくなり、トランジスタ１１９がオフする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００５９】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、磁気センサ１２１ａ，１２２ａの両方にマグネットが対向しなくなり、トランジスタ１１８，１１９の両方がオフする。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、トランジスタ１１９のコレクタ端子がＳＣＲ９を介して接地され、トランジスタ１１９のコレクタ端子とＳＣＲ９のアノード端子９ａとの間がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６０】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、磁気センサ１２１ａのみにマグネット１１７ｂが対向し、トランジスタ１１８のみがオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、トランジスタ１１９のコレクタ端子はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとトランジスタ１１９のコレクタ端子との間がローレベルのままにされ、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６１】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、磁気センサ１２１ａにマグネット１１７ａが対向するとともに、磁気センサ１２２ａにマグネット１１７ｃが対向し、トランジスタ１１８，１１９の両方がオンする。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００６２】
以上のようにして、磁気センサ１２１ａ，１２２ａを用いた場合にも、図９（Ｂ）に示すように、図１〜７に示した光電センサを用いた構成と同様、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にすることができる。
【００６３】
図１０は、この発明の別の実施形態に係るイネーブルスイッチの構成を示す正面断面図及び信号のタイミングチャートである。このイネーブルスイッチ２００は、図１０（Ａ）に示すように、筐体２０１の内部に光電センサ２１，２２及びシャッタ６からなるスイッチ手段を２組備えるとともに、操作部材４の位置を検出するための４個のモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄを備えている。モニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄは、一例として光電センサ（透過型フォトセンサ）である。
【００６４】
モニタスイッチ２１０ａ，２１０ｂのそれぞれの発光素子と受光素子との間には、操作部材２０４の内側面から下方に延出した検出片２２０が臨んでいる。モニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄのそれぞれの発光素子と受光素子との間には、操作部材２０４の内側面から下方に延出した検出片２２１が臨んでいる。検出片２２１は検出片２２０に比較して、操作部材４の非操作位置と中間操作位置との間の距離だけ短くされている。
【００６５】
図１０（Ｂ）に示すように、操作部材２０４が操作時における中間操作位置Ｐｂにある場合にのみ、基板２０３ａ，２０３ｂ上に構成された信号出力回路からオン状態のイネーブル信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが出力される。また、操作部材４が非操作位置Ｐａにある場合にはモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄの全ての出力信号（モニタ信号）がオンし、操作部材４が中間操作位置Ｐｂにある場合にはモニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄの出力信号がオンし、操作部材４が完全操作位置Ｐｃにある場合にはモニタスイッチ２１０ａ〜２１０ｄの全ての出力信号がオフする。つまり、モニタスイッチ２１０ａ，２１０ｂとモニタスイッチ２１０ｃ，２１０ｄとは同一のモニタ信号を出力する。
【００６６】
このように、図１０に示す構成によれば、無接点式のスイッチ手段及び無接点式のモニタスイッチを２組ずつ備え、イネーブル信号及びモニタ信号が２重に出力されるため、スイッチ手段又はモニタスイッチの一方に故障を生じた場合にもイネーブル信号及びモニタ信号を確実に出力することができ、信頼性がさらに向上する。
【００６７】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明のさらに別の実施形態に係るイネーブルスイッチにおけるスイッチ手段の構成、信号出力回路の回路図、及び、操作部材の位置に応じたスイッチのオン／オフ状態を示す図である。また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、同スイッチ手段の動作状態を示す図である。この実施形態に係るイネーブルスイッチ３００は、下面に２つの導体３１３ａ，３１３ｂが当接する操作部材３０４を備えている。導体３１３ａ，３１３ｂの下面には導電性スプリング３１２ａ，３１２ｂの上端が固定されており、導電性スプリング３１２ａ，３１２ｂの下端に可動接点３１１ａ，３１１ｂが取り付けられている。可動接点３１１ａ，３１１ｂは、固定接点３１０ａ，３１０ｂに対向している。また、導電性スプリング３１２ａの有効長は、導電性スプリング３１２ｂの有効長に比較して、操作部材３０４の中間操作位置から完全操作位置までの移動距離だけ長くされている。可動接点３１１ａと固定接点３１０ａ、及び、可動接点３１１ｂと固定接点３１０ｂは、この発明の第１のスイッチ３２０及び第２のスイッチ３２１に相当する。
【００６８】
図１２（Ａ）に示すように操作部材３０４が非操作位置Ｐａにある場合には可動接点３１１ａ，３１１ｂの両方が固定接点３１０ａ，３１０ｂに接触せず、図１２（Ｂ）に示すように操作部材３０４が中間操作位置Ｐｂにある場合には可動接点３１１ａのみが固定接点３１０ａに接触し、図１２（Ｃ）に示すように操作部材３０４が完全操作位置Ｐｃにある場合には可動接点３１１ａ，３１１ｂの両方が固定接点３１０ａ，３１０ｂに接触する。これによって、操作部材３０４が非操作位置Ｐａ、中間装置位置Ｐｂ及び完全操作位置Ｐｃのそれぞれにある時には、第１のスイッチ３２０及び第２のスイッチ３２１は、図１１（Ｃ）に示すようにオン／オフする。
【００６９】
図１１（Ｂ）に示すように、スイッチ３２０がＳＣＲ９のアノード端子９ａに接続され、スイッチ３２１がＳＣＲ９のゲート端子９ｂに接続されて信号出力回路が構成されている。信号出力回路においてＳＣＲ９のアノード端子９ａの入力がイネーブル信号Ｓ１として出力される。
【００７０】
図１１に示す構成において、操作部材４が下方に向けて移動する操作部材４の押圧操作時には、操作部材３０４が非操作位置Ｐａにある場合には、スイッチ３２０，３２１が共に開成されている。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７１】
操作部材３０４が非操作位置Ｐａから中間操作位置Ｐｂに移動すると、スイッチ３２０のみが閉成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間がハイレベルになり、オン状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７２】
さらに、操作部材４が中間操作位置Ｐｂから完全操作位置Ｐｃに移動すると、スイッチ３２０，３２１が共に閉成される。したがって、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂがハイレベルになってＳＣＲ９がオンし、スイッチ３２０がＳＣＲ９を介して接地され、スイッチ３２０とＳＣＲ９のアノード端子９ａとの間がローレベルにされることによってオフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７３】
次に、操作部材４が上方に向けて移動する操作部材４の復帰時において、操作部材４が完全操作位置Ｐｃから中間操作位置Ｐｂに移動すると、スイッチ３２０のみが閉成され、スイッチ３２１は開成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間はハイレベルに維持され、ＳＣＲ９のゲート端子９ｂの入力はローレベルになる。しかし、ＳＣＲ９は、ゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになってオンすると、その後にゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまでオン状態を維持する。このため、スイッチ３２０はＳＣＲ９を介して接地され続け、ＳＣＲ９のアノード端子９ａとスイッチ３２０との間がローレベルのままにされ、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７４】
操作部材４が中間操作位置Ｐｂから非操作位置Ｐａに移動すると、スイッチ３２０，３２１の両方が開成される。したがって、ＳＣＲ９のアノード端子９ａ及びゲート端子９ｂはともにローレベルであり、オフ状態のイネーブル信号Ｓ１が出力される。
【００７５】
以上のようにして、有接点式スイッチであるスイッチ３２０，３２１を用いた場合にも、図１〜１０に示した光電センサを用いた構成と同様に、信号出力回路を構成するＳＣＲ９においてゲート端子９ｂの入力が一旦ハイレベルになった後はゲート端子９ｂの入力がローレベルになってもアノード端子９ａの入力がローレベルになるまで導通状態を維持することを利用して、操作部材４の操作時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオン状態にする一方、操作部材４の復帰時には操作部材４が中間操作位置Ｐｂにあるときにイネーブル信号Ｓ１をオフ状態にすることができる。
【００７６】
なお、以上の何れの実施形態においても、信号出力回路をイネーブルスイッチの筐体内に配置したが、イネーブルスイッチの筐体内に設けられたスイッチ手段からオン／オフ信号をイネーブルスイッチの筐体外に設けられた信号出力回路に供給するようにしてもよい。この場合、内部にスイッチ手段を設けた筐体と筐体外の信号出力回路とにより、この発明の３ポジションイネーブル装置が構成される。
【００７７】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７８】
（１）第１及び第２のスイッチから操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力させ、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるようにオン／オフ信号を選択的に有効にする信号出力回路を設けることにより、操作部材の変位を不可逆的に可動接点に伝達する機構を不要にすることができ、構造を簡略化して装置の小型化及びコストダウンを実現できる。
【００７９】
（２）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチが操作部材の位置に応じて個別にオン／オフ信号を出力し、スイッチ手段から出力された２つのオン／オフ信号の組み合わせに応じて、操作部材が非操作位置から中間操作位置に変位したときにのみオン信号が出力されるように、信号出力回路が２つのオン／オフ信号を選択的に有効にすることにより、最小の構成のスイッチ手段を用いて操作部材が非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置の何れにあるかを特定でき、構造をより簡略化することができる。
【００８０】
（３）操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号を出力することにより、スイッチ手段においてスイッチングの寿命を半永久的にすることができる。
【００８１】
（４）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチを、発光素子及び受光素子からなる光学式スイッチによって構成し、操作部材に連動するシャッタによって発光素子から照射された光の受光素子による受光状態を操作部材の位置に応じて変化させることにより、２個の光学式スイッチと操作部材の変位に連動するシャッタとによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段を簡易に構成することができる。
【００８２】
（５）スイッチ手段を構成する第１及び第２のスイッチを、磁気センサと磁石との組み合わせによって構成し、磁石が操作部材に連動して磁気センサに近接又は離間させることにより、磁気センサの出力状態が操作部材の位置に応じて変化させ、２個のスイッチと操作部材の変位に連動する磁石とによって操作部材の位置に応じてオン／オフ信号を出力するスイッチ手段を簡易に構成することができる。
【００８３】
（６）操作部材の位置に応じて無接点式スイッチである第１及び第２のスイッチからオン／オフ信号を出力することにより、スイッチ手段の信号処理のための構成を簡略化することができる。
【００８４】
（７）操作部材の位置を識別する信号をモニタスイッチから出力することにより、操作部材の操作状態が正確に認識されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る３ポジションイネーブル装置であるイネーブルスイッチの構成を示す断面図である。
【図２】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号出力回路の構成及び動作を示す図である。
【図３】上記信号出力回路の各部における信号のタイミングチャートである。
【図４】上記イネーブルスイッチのスイッチ手段の構成を示す図である。
【図５】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段及び信号検出回路の別の構成を示す図である。
【図６】上記イネーブルスイッチにおける別のスイッチ手段及び信号出力回路の構成を示す図である。
【図７】上記イネーブルスイッチにおけるさらに別のスイッチ手段及び信号出力回路の構成を示す図である。
【図８】上記イネーブルスイッチにおけるスイッチ手段として磁気センサを用いた構成を示す図である。
【図９】上記磁気センサを用いたスイッチ手段に適用される信号出力回路の構成及び要部における信号のタイミングチャートである。
【図１０】この発明の別の実施形態に係るイネーブルスイッチの構成を示す正面断面図及び信号のタイミングチャートである。
【図１１】この発明のさらに別の実施形態に係るイネーブルスイッチにおけるスイッチ手段の構成、信号出力回路の回路図、及び、操作部材の位置に応じたスイッチのオン／オフ状態である。
【図１２】同スイッチ手段の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
１−筐体
４−操作部材
６−シャッタ（スイッチ手段）
９−ＳＣＲ（信号出力回路）
２−光電センサ（スイッチ手段）
２１−フォトカプラ（第１のスイッチ）
２２−フォトカプラ（第２のスイッチ）
Claims (7)
- 操作時に非操作位置から中間操作位置を経由して完全操作位置まで移動するとともに、復帰時に完全操作位置から中間操作位置を経由して非操作位置まで移動する操作部材を備えた３ポジションイネーブル装置において、
前記操作部材の非操作位置、中間操作位置及び完全操作位置のそれぞれで異なる組み合わせのオン／オフ状態となる複数のスイッチを含む少なくとも１つのスイッチ手段と、各スイッチ手段における複数のスイッチのオン／オフ状態の組み合わせに基づいて操作部材の操作時における中間操作位置でのみオン信号を出力し、操作部材の非操作位置、完全操作位置及び復帰時における中間操作位置でオフ信号を出力する信号出力回路と、を設け、
前記操作部材を前記非操作位置から前記完全操作位置まで直線状の移動方向に沿って往復移動自在に収納する筐体と、前記筐体内で前記移動方向に沿って立設された支柱であって側面における前記移動方向の位置が異なる２箇所のそれぞれに前記側面からの突出量が異なる小段部及び大段部が形成された支柱と、を備え、
前記操作部材は、前記側面に対向する係止片であって前記非操作位置と前記中間操作位置との間で前記小段部に当接し前記中間操作位置と前記完全操作位置との間で前記大段部に当接する係止片を、前記側面から離間する方向に向かって弾性的に変位自在に備えたことを特徴とする３ポジションイネーブル装置。 - 前記スイッチ手段は、操作部材が非操作位置にあるときのオフ／オフ状態と操作部材が中間操作位置及び完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第１のスイッチ、及び、操作部材が非操作位置及び中間操作位置にあるときのオフ／オン状態と操作部材が完全操作位置にあるときのオン／オフ状態とが異なる第２のスイッチによって構成し、
前記信号出力回路は、操作部材の復帰時における中間操作位置で完全操作位置における前記第１又は第２のスイッチのオフ状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の３ポジションイネーブル装置。 - 前記スイッチ手段は、複数の無接点式スイッチによって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の３ポジションイネーブル装置。
- 前記スイッチ手段は、それぞれ発光素子及び受光素子からなる第１及び第２の光学式スイッチと、前記操作部材に連動して前記発光素子に対向する位置の透光状態が変化するシャッタ、又は、反射状態が変化する反射板と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の３ポジションイネーブル装置。
- 前記スイッチ手段は、それぞれ磁気センサからなる第１及び第２のスイッチと、前記操作部材に連動して前記磁気センサに離間又は近接する磁石と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の３ポジションイネーブル装置。
- 前記スイッチ手段は、複数の有接点式スイッチによって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の３ポジションイネーブル装置。
- 前記操作部材が、非操作位置、中間操作位置又は完全操作位置の何れの位置にあるかを識別する信号を出力する少なくとも１つのモニタスイッチを設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の３ポジションイネーブル装置。
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