(57)【要約】  無線スイッチは、変位自在に設けられた可動部と、可動部に弾性保持されており、非中立状態であるとき、中立状態に復帰させる弾性力の作用によって振動し、この振動の向きに応じた方向に可動部を変位させる操作部と、可動部が変位したときに、その変位方向に応じた極性の電圧を発電する発電部と、発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、中立状態である操作部が非中立状態に操作されたとき、操作部の最初の状態変化時における発電部の発電で無線送信部へ電圧を供給し、その後における前記弾性力の作用による操作部の振動にともなう発電部の発電による無線送信部への電圧供給を無効化する電圧供給制御回路と、を備える。
2019135359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位自在に設けられた可動部と、
前記可動部に弾性保持されており、非中立状態であるとき、中立状態に復帰させる弾性力の作用によって振動し、この振動の向きに応じた方向に前記可動部を変位させる操作部と、
前記可動部が変位したときに、その変位方向に応じた極性の電圧を発電する発電部と、
前記発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、
前記中立状態である前記操作部が前記非中立状態に操作されたとき、前記操作部の最初の状態変化時における前記発電部の発電で前記無線送信部へ電圧を供給し、その後における前記弾性力の作用による前記操作部の振動にともなう前記発電部の発電による前記無線送信部への電圧供給を無効化する電圧供給制御回路と、
を備える無線スイッチ。
【請求項２】
前記電圧供給制御回路は、
前記発電部から前記無線送信部へ電圧を供給する電圧供給ラインと、
前記電圧供給ラインに対してシャントに接続され、導通により、前記無線送信部への電圧供給を遮断するスイッチ素子と、
前記発電部において発電された、前記無線送信部へ供給する電圧とは逆極性の電圧を充電して、前記スイッチ素子を導通させるスイッチ素子制御回路と、
で構成される、請求項１に記載の無線スイッチ。
【請求項３】
前記スイッチ素子制御回路は、前記無線送信部へ供給する極性の電圧による逆流を防止するダイオードとキャパシタとが直列接続されて前記電圧供給ライン間に接続され、前記ダイオードと前記キャパシタとの接続点が前記スイッチ素子に制御信号として出力される回路である、請求項２に記載の無線スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者の操作または部材の当接に応じた信号を無線送信する無線スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
利用者の動作による可動部材の動きにより発電する直流発電機と、この直流発電機の発電電力により動作する無線送信機と、を備えることによって、電池等の電源を不要とした動作情報無線送信装置が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、例えば、移動する物品に対して所定の作業を行いつつ作業者が操作するスイッチや、移動部材の当接により状態が切り替わるリミットスイッチが用いられている。【０００５】
このようなスイッチは、作業をしながら操作できるように、例えば傾倒可能に弾性保持された棒状の操作部が備えられている。操作者はこの操作部を、傾ける、弾く、叩くといった動作でスイッチを操作する。【０００６】
ところが、このような弾性保持された操作部を操作するスイッチにおいては、いわゆるテレグラフィングが生じることがある。これは、操作部が中立状態から変位状態になった後、変位状態から中立状態への復帰時の反動で中立状態から反対側の動作点まで変位状態になることによって、またはその繰り返しによって、複数回に亘ってスイッチが作動してしまう現象である。【０００７】
上記反動は、操作部の慣性と、操作部の弾性保持との兼ね合いで生じる。この反動が大きければ、リミットスイッチにおいてもテレグラフィングが生じる。【０００８】
特に、スイッチの操作に応じた信号が無線送信される場合には、テレグラフィングによって１度のスイッチ操作に対して複数回の発電が発生し、意図しないデータが送出されてしまう。また、複数のスイッチから信号が無線送信される場合に生じるデータの衝突の観点からも、送出するデータは少ない方が望ましい。【０００９】
そこで、本発明の目的は、テレグラフィングによる複数回の無線送信を回避した無線スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一例としての無線スイッチは、
変位自在に設けられた可動部と、
可動部に弾性保持されており、非中立状態であるとき、中立状態に復帰させる弾性力の作用によって振動し、この振動の向きに応じた方向に可動部を変位させる操作部と、
可動部が変位したときに、その変位方向に応じた極性の電圧を発電する発電部と、
発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、
中立状態である操作部が前記非中立状態に操作されたとき、操作部の最初の状態変化時における発電部の発電で無線送信部へ電圧を供給し、その後における弾性力の作用による操作部の振動にともなう発電部の発電による無線送信部への電圧供給を無効化する電圧供給制御回路と、
を備える。【００１１】
この構成によれば、中立状態である操作部が非中立状態に操作された後に、この操作部の振動にともなって発電部で発電される電圧（電力）は無線送信部に供給されないので、テレグラフィングによる不要な無線送信が抑制される。【００１２】
また、本開示の一例では、電圧供給制御回路は、発電部から無線送信部へ電圧を供給する電圧供給ラインと、この電圧供給ラインに対してシャントに接続され、導通により、無線送信部への電圧供給を遮断するスイッチ素子と、発電部において発電された、無線送信部へ供給する電圧とは逆極性の電圧を充電して、スイッチ素子を導通させるスイッチ素子制御回路と、で構成される。【００１３】
この構成では、操作部の振動にともなう発電部の発電エネルギーが、無線送信部への電圧供給を無効化に効果的に利用される。つまり、操作部の振動の幅が大きくなるにつれて、発電部では、無線送信部へ供給する極性の電圧（第１極性の電圧）だけでなく、逆極性の電圧（第２極性の電圧）も大きくなる。したがって、操作部の振動の幅が大きいときも、不要な無線送信を抑制できる。【００１４】
また、本開示の一例では、スイッチ素子制御回路は、無線送信部へ供給する第１極性の電圧による逆流を防止するダイオードとキャパシタとが直列接続されて電圧供給ライン間に接続され、ダイオードとキャパシタとの接続点がスイッチ素子に制御信号として出力される回路である。【００１５】
この構成では、少ない回路素子数で電源供給制御回路が構成され、低コスト化される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、テレグラフィングによる複数回の無線送信を回避した無線スイッチが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチの外観を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は操作部１０を右方向に傾けた状態であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した状態から、操作部１０が中立状態まで復帰した後、更に反動で左方向に傾いた状態である。
【図３】図３は無線スイッチ１００の筐体内部に設けられている可動部と発電部との関係を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は無線スイッチ１００の操作部１０の操作による発電電圧の一例としての波形図である。図４（Ｂ）は無線送信部へ印加される電源電圧の波形図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態の無線スイッチの電圧供給制御回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、電圧供給制御回路３の、より具体的な構成例を示す回路図である。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６に示した電圧供給制御回路３とは別の構成例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、いずれもスイッチ素子３１としてMOS-FETを用いた例である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、発電部１と無線送信部２との間でのダイオードＤ２の幾つかの接続位置の例を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、図６や図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示したスイッチ素子３１とは型が異なるスイッチ素子を用いた例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、幾つかの図を参照して説明する。
【００１９】
・適用例
先ず、図１を参照しながら、本発明が適用される一例について説明する。図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の外観を示す図である。なお、図１において、無線スイッチ１００をＹ軸方向に視て、Ｘ軸に沿った方向を右方向とし、それとは逆方向を左方向とする。
【００２０】
本実施形態に係る無線スイッチ１００は、筐体２０と、この筐体２０内の可動部に弾性保持された操作部１０を備える。
【００２１】
図１は、操作部１０が中立の状態である。図２（Ａ）は操作部１０を右方向に傾けた状態であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した状態から、操作部１０が中立状態まで復帰した後、更に反動で左方向に傾いた状態である。このように、操作部１０は、変位状態から中立状態への復帰時の反動で、中立状態から逆方向へ変位状態になり得る。なお、逆方向に限らず、何らかの誘導構造を備える場合には、その誘導方向へ変位することもあり得る。
【００２２】
無線スイッチ１００は、操作部１０の操作による可動部の変位に伴って第１極性の電圧を発電し、復帰時の前記可動部の変位に伴って第２極性の電圧を発電する発電部と、発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、を備える。この信号は例えばスイッチの状態を表す信号である。
【００２３】
なお、この例では、操作部１０が右方向に傾いた状態から、中立状態側に振れる方向を復帰と言い、操作部１０が左方向に傾いた状態から、中立状態側に振れる方向を反動と言う。
【００２４】
無線スイッチ１００は、更に、操作部１０の操作による可動部の最初の変位時の発電部の発電で無線送信部へ電圧を供給し、反動による可動部の変位時の発電部の発電により、無線送信部への電圧供給を無効化する、電圧供給制御回路と、を備える。
【００２５】
そのため、操作部１０の反動時に発電された電圧（電力）で不要な無線送信がなされない。
【００２６】
・構成例
次に、本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の構成について、図を参照して説明する。上述のように、図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の外観図である。操作部１０は、基部がコイルバネ部１１、先端部がロッド部１２で構成されている。操作部１０は、筐体２０の内部に設けられた可動部に弾性保持されている。筐体２０の一部にストッパプレート２１が設けられている。このストッパプレート２１には、操作部１０が挿通される開口２２が形成されている。この開口２２によって、操作部１０は、主にＸ軸方向に沿った方向（右方向）に傾けられ、それとは逆方向（左方向）には傾きにくくしている。但し、図２（Ｂ）に示したように、操作部１０の反動時にコイルバネ部１１が撓むことにより、筐体内部の可動部は左方向に変位することがある。
【００２７】
図３は無線スイッチ１００の筐体内部に設けられている可動部と発電部との関係を示す図である。操作部１０のコイルバネ部１１の根元部は可動部２３に取り付けられている。可動部２３は、コイルバネ部１１の傾斜方向の変位をＺ軸方向に沿った方向の変位に力学的に変換するアクチュエータである。この可動部２３の下方には発電部１が設けられている。発電部１は発電部８１と発電軸８２とを備える。発電軸８２が軸方向（Ｚ軸方向に沿った方向）に変位すると、電磁誘導によって発電される。例えば発電軸８２は磁石であり、発電部８１に誘導コイルが設けられている。
【００２８】
例えば、操作部１０のコイルバネ部１１が中立状態から傾くと発電軸８２が再び下方に変位し、発電部１は第１極性の電圧を発電する。その後、操作部１０のコイルバネ部１１が中立状態へ復帰すると、発電軸８２が上方に変位し、発電部１は第２極性の電圧を発電する。更に、その後、操作部１０の反動によって発電軸８２が下方に変位すると、発電部１は再び第１極性の電圧を発電する。操作部１０の傾きと発電軸の変位方向との関係は上述とは逆であってもよい。
【００２９】
図４（Ａ）は無線スイッチ１００の操作部１０の操作による発電電圧の一例としての波形図である。横軸は経過時間、縦軸は発電部の発電電圧である。この例では、(1),(2),(3),(4),(5),(6) で示す発電が生じている。
【００３０】
図４（Ａ）において、(1)で示すように、時刻０ｓで操作部１０が操作されると（傾けられると）、正の電圧（上記第１極性の電圧）が発電される。操作部１０は、以下に示すように、操作者が指を離すと、コイルバネ部１１の弾性力によって振動する。但し、図４（Ａ）においては、発電電圧がピークとなる時刻を発電の時刻として表している。その後、(2)で示すように、約０．０７ｓ経過時に操作部１０が復帰すると（操作部１０が操作者の指から離れると）、負の電圧（上記第２極性の電圧）が発電される。その後、(3)で示すように、約０．０９ｓ経過時に操作部１０の反動による正の電圧が発電される。更に、(4)で示すように、約０．１ｓ経過時には反動からの復帰により負の電圧が発電される。その後、(5)で示すように、約０．１１ｓ経過時に操作部１０の反動による正の電圧が発電される。その後、(6)で示すように、約０．１２ｓ経過時には反動からの復帰により負の電圧が発電される。
【００３１】
上記(1),(2),(3),(4),(5),(6) で示す発電の発電量は例えば次のとおりである。
【００３２】
(1) 272 μJ
(2) 490 μJ
(3) 341 μJ
(4) 477 μJ
(5) 4 μJ
(6) 6 μJ
このように、操作部１０の最初の操作は操作部の傾く速度が比較的遅いのに対し、復帰時の速度はバネ力によるもので、速いので、復帰時の発電量は最大となる。
【００３３】
図４（Ｂ）は、後に示す無線送信部へ印加される電源電圧の波形図である。後に詳述するように、本実施形態では、(1)の発電で無線送信され、(3)や(5)の発電では無線送信されないように制御される。
【００３４】
本実施形態によれば、操作部１０の反動が大きい程、復帰時の発電量も大きいので、大きな反動が生じるような場合にも、反動による変位時の発電電圧が確実に無効化される。このように、復帰時の発電部の発電エネルギーが、反動による変位時の発電電圧の無効化に効果的に利用される。
【００３５】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態の無線スイッチの電圧供給制御回路の構成を示す図である。
【００３６】
本実施形態の無線スイッチは、発電部１と無線送信部２と、電圧供給制御回路３とを備える。発電部１の作用は既に述べたとおりである。無線送信部２は、発電部１による発電電圧（電力）を電源として、信号を無線送信する。電圧供給制御回路３は、操作部１０の操作による可動部２３（図３参照）の最初の変位時の発電部１の発電で無線送信部２へ電圧を供給し、反動による可動部２３の変位時の発電部１の発電による無線送信部への電圧供給を無効化する。
【００３７】
図５（Ｂ）は上記電圧供給制御回路３の内部の構成例を示す図である。電圧供給制御回路３は、発電部１から無線送信部２へ電圧を供給する電圧供給ライン３０と、この電圧供給ライン３０に対してシャントに接続されたスイッチ素子３１と、このスイッチ素子３１を制御するスイッチ素子制御回路３２とで構成される。
【００３８】
スイッチ素子制御回路３２は、復帰時の発電部１の発電電圧を充電して、スイッチ素子３１を導通させる。スイッチ素子３１が導通すると、電圧供給ライン３０の電圧がほぼ０Ｖとなって、無線送信部への電圧供給が遮断される。
【００３９】
上記スイッチ素子制御回路３２の作用によって、図４（Ａ）に示した、(1)の発電で、無線送信部に電源電圧が供給されることで無線送信され、(3)や(5)の発電では無線送信されない。
【００４０】
図６は、上記電圧供給制御回路３の、より具体的な構成例を示す回路図である。図６において、発電部１から無線送信部２への電圧供給ラインは、二つのライン３０Ｈ，３０Ｌで構成される。発電部１が第１極性の電圧を発電するとき、電圧供給ライン３０Ｌを基準とすれば、電圧供給ライン３０Ｈに正の電圧が出力される。また、発電部１が第２極性の電圧を発電するとき、電圧供給ライン３０Ｌを基準とすれば、電圧供給ライン３０Ｈに負の電圧が出力される。
【００４１】
スイッチ素子制御回路３２は、逆流防止ダイオードＤ１とキャパシタＣとが直列接続されて電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間に接続され、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点がスイッチ素子３１に制御信号として出力される回路である。スイッチ素子３１は、この例ではＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、そのコレクタ・エミッタが電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間に接続されている。そして、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点がトランジスタのベースに接続されている。また、図６に示す例では、発電部１と無線送信部２との間の電圧供給ラインにダイオードＤ２が接続されている。
【００４２】
図６に示す電圧供給制御回路３の動作は次のとおりである。
【００４３】
（ａ）操作部１０の最初の操作により、発電部１が第１極性の電圧を発電すると、スイッチ素子３１は導通せず、第１極性の電圧は無線送信部２に供給される。
【００４４】
（ｂ）その後、操作部１０の復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、電圧供給ライン３０Ｌから電圧供給ライン３０Ｈ方向へ、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの直列回路に電流（復帰時電流）が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のカソード側が正、電圧供給ライン３０Ｈ側が負となる極性で充電される。
【００４５】
（ｃ）その後、操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→キャパシタＣ→トランジスタのベース・エミッタ→ダイオードＤ２→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。この電流が流れることで、キャパシタＣは放電される。この電流はスイッチ素子３１に対する制御信号である。そのため、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。したがって、無線送信部２から無線送信されることはない。キャパシタＣの放電時間は、上記第１極性の電圧の発電時間以上であればよい。図４（Ａ）に示す時間Ｔｏｎはこの時間を表している。Ｔｏｎは例えば数十ms以上数百ms以下の時間である。
【００４６】
（ｄ）その後、操作部１０の反動からの復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、上記（ｂ）の動作と同様に、復帰時電流が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のカソード側が正、電圧供給ライン３０Ｈ側が負となる極性で充電される。
【００４７】
（ｅ）その後、再び操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、上記（ｃ）の動作と同様に、キャパシタＣは放電され、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。したがって、無線送信部２から無線送信されることはない。
【００４８】
テレグラフィングがさらに継続しても、上記一連の動作を繰り返すので、結局、操作部１０の最初の操作時にのみ、無線送信部２から無線送信されることになる。
【００４９】
上記（ａ）の動作（最初の動作）では、電圧供給ライン３０Ｈ→キャパシタＣ→トランジスタのベース・エミッタ、の電流経路に電流が流れても、トランジスタは実質的に導通しない。この最初の操作時では、キャパシタＣはまだ充電されていない。つまり、ダイオードＤ１のカソード側が正となる極性で充電されていないので、トランジスタのエミッタに対するベース電位はトランジスタのベース・エミッタ間の閾値電圧より低く、トランジスタは導通しない。換言すると、操作部１０の最初の操作時にトランジスタが実質的に導通しないように、トランジスタのベース・エミッタ間の閾値電圧およびキャパシタＣの容量を定めておく。
【００５０】
なお、仮に、上記最初の動作時に上記電流経路に電流が流れて、トランジスタが一瞬導通しても、そのことは問題とはならない。つまり、上記電流経路に電流が流れて、キャパシタＣが逆方向に充電（キャパシタＣの電圧供給ライン３０Ｈ側が正となる極性の充電）されるに伴って、ベース電流が減少し、トランジスタが遮断されれば、無線送信部２への電源供給電圧は直ちに復帰する。したがって、最初の動作時のトランジスタの導通時間が充分に短ければ、問題とはならない。
【００５１】
図６において、ダイオードＤ２は、発電部１が第２極性の電圧を発電したとき、無線送信部２へ逆極性の電圧が印加されないように作用する。但し、発電部１が第２極性の電圧を発電するとき、上記復帰時電流が流れるので、無線送信部２へ逆極性のピーク電圧は抑制される。したがって、ダイオードＤ２は省略することもできる。
【００５２】
上述のとおり、操作部の復帰時および反動による操作部の変位時に発電部で発電される電圧（電力）は無線送信部に供給されないので、テレグラフィングによる不要な無線送信が抑制される。また、無線スイッチから送信された電波を受信してから、データ処理によって、テレグラフィングによるデータを除去する場合に比べて、時間遅れやデータ処理に要する制御部の構成が複雑化することも避けられる。
【００５３】
本実施形態によれば、図６に示したように、少ない回路素子数で電圧供給制御回路３が構成されるので、低コストの無線スイッチを構成できる。
【００５４】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６に示した電圧供給制御回路３とは別の構成例を示す図である。図７（Ａ）に示す例では、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点とトランジスタのベース間に抵抗素子Ｒ１を挿入している。また、図７（Ｂ）に示す例では、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点とトランジスタのベース間に抵抗素子Ｒ１を挿入し、トランジスタのベース・エミッタ間に抵抗素子Ｒ２を接続している。いずれも、その他は図６に示した構成と同じである。
【００５５】
このように、スイッチ素子制御回路３２とスイッチ素子３１との間に抵抗素子または抵抗回路を設けてもよい。この抵抗素子Ｒ１の抵抗値とキャパシタＣの容量とでキャパシタＣの放電時定数がほぼ定まる。つまり、この放電時定数に応じてスイッチ素子３１の導通時間が定まるので、キャパシタＣの容量と抵抗素子Ｒ１の抵抗値とでスイッチ素子３１の導通時間を適宜定めればよい。このスイッチ素子３１の導通時間は、図４（Ａ）に示した２回目以降の第１極性電圧の持続時間より長くすることが好ましい。既に述べたように、図４（Ａ）に示す時間Ｔｏｎはスイッチ素子３１の導通時間である。そのことにより、第１極性の不要な電圧による無線送信部２の動作（誤動作）を確実に阻止できる。
【００５６】
また、特に、図７（Ｂ）に示した例では、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２の分圧電圧がトランジスタのベース・エミッタ間に印加されるので、上述の、操作部１０の最初の操作時のトランジスタのベース・エミッタ間電圧を閾値電圧より低く定めることが容易となる。
【００５７】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、いずれもスイッチ素子３１としてMOS-FETを用いた例である。これらの例はＮチャンネルMOS-FETであり、ドレインが電圧供給ライン３０Ｈに接続されていて、ソースが電圧供給ライン３０Ｌに接続されていて、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点がゲートに接続されている。
【００５８】
図８（Ａ）において、抵抗素子Ｒ２は、キャパシタＣの放電電流経路を構成するとともに、MOS-FETのゲート・ソース間への印加電圧を発生する。スイッチ素子以外の構成については、図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）にそれぞれ相当する。
【００５９】
このように、スイッチ素子３１にMOS-FETを用いてもよい。
【００６０】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、発電部１と無線送信部２との間でのダイオードＤ２の幾つかの接続位置の例を示す図である。ダイオードＤ２に接続位置は図６に示したものに限らない。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示すように、発電部１が第２極性の電圧を発電したとき、無線送信部２へ逆極性の電源電圧が印加されないようにする位置にダイオードＤ２を挿入すればよい。
【００６１】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、図６や図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示したスイッチ素子３１とは型が異なるスイッチ素子を用いた例である。図１０（Ａ）はスイッチ素子３１としてＰＮＰ型バイポーラトランジスタを用いた例である。図１０（Ｂ）はスイッチ素子３１としてＰチャンネルMOS-FETを用いた例である。図１０（Ｂ）において、抵抗素子Ｒ２は、キャパシタＣの放電電流経路を構成するとともに、MOS-FETのゲート・ソース間への印加電圧を発生する。
【００６２】
図１０（Ａ）の回路の動作は次のとおりである。
【００６３】
（ａ）操作部１０の最初の操作により、発電部１が第１極性の電圧を発電すると、スイッチ素子３１は導通せず、第１極性の電圧は無線送信部２に供給される。
【００６４】
（ｂ）その後、操作部１０の復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、発電部１から電圧供給ライン３０Ｌから電圧供給ライン３０Ｈ方向へ、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの直列回路に電流（復帰時電流）が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のアノード側が負、電圧供給ライン３０Ｌ側が正となる極性で充電される。
【００６５】
（ｃ）その後、操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→トランジスタのエミッタ・ベース→キャパシタＣ→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。この電流が流れることで、キャパシタＣは放電される。この電流はスイッチ素子３１に対する制御信号である。そのため、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。
【００６６】
（ｄ）その後、操作部１０の反動からの復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、上記（ｂ）と同様に動作する。
【００６７】
（ｅ）その後、再び操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、上記（ｃ）と同様に動作する。
【００６８】
図１０（Ｂ）の回路の動作は、図１０（Ａ）の場合と基本的に同様であるが、上記（ｃ）において、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→抵抗素子Ｒ２→キャパシタＣ→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。
【００６９】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。
【００７０】
例えば、図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に等に示した例では、操作者の操作によって、そのことを表す信号が無線送信されるスイッチについて示したが、リミットスイッチ用ドッグの当接によってスイッチ操作する際にテレグラフィングが生じるリミットスイッチ等にも同様に適用できる。
【００７１】
また、例えば図６等に示したダイオードＤ１はＬＥＤであってもよい。その場合、ダイオードＤ１（ＬＥＤ）に復帰時電流が流れた際に発光するので、このＬＥＤを、操作部の操作があったことを示す表示器に兼ねることができる。
【符号の説明】
【００７２】
Ｃ…キャパシタ
Ｄ１…逆流防止ダイオード
Ｄ２…ダイオード
Ｒ１，Ｒ２…抵抗素子
１…発電部
２…無線送信部
３…電圧供給制御回路
１０…操作部
１１…コイルバネ部
１２…ロッド部
２０…筐体
２１…ストッパプレート
２２…開口
２３…可動部
３０，３０Ｈ，３０Ｌ…電圧供給ライン
３１…スイッチ素子
３２…スイッチ素子制御回路
８１…発電部
８２…発電軸
１００…無線スイッチ
【図１】
2019135359.tif 000003
【図２】
2019135359.tif 000004
【図３】
2019135359.tif 000005
【図４】
2019135359.tif 000006
【図５】
2019135359.tif 000007
【図６】
2019135359.tif 000008
【図７】
2019135359.tif 000009
【図８】
2019135359.tif 000010
【図９】
2019135359.tif 000011
【図１０】
2019135359.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月22日(2020.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者の操作または部材の当接に応じた信号を無線送信する無線スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
利用者の動作による可動部材の動きにより発電する直流発電機と、この直流発電機の発電電力により動作する無線送信機と、を備えることによって、電池等の電源を不要とした動作情報無線送信装置が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、例えば、移動する物品に対して所定の作業を行いつつ作業者が操作するスイッチや、移動部材の当接により状態が切り替わるリミットスイッチが用いられている。
【０００５】
このようなスイッチは、作業をしながら操作できるように、例えば傾倒可能に弾性保持された棒状の操作部が備えられている。操作者はこの操作部を、傾ける、弾く、叩くといった動作でスイッチを操作する。
【０００６】
ところが、このような弾性保持された操作部を操作するスイッチにおいては、いわゆるテレグラフィングが生じることがある。これは、操作部が中立状態から変位状態になった後、変位状態から中立状態への復帰時の反動で中立状態から反対側の動作点まで変位状態になることによって、またはその繰り返しによって、複数回に亘ってスイッチが作動してしまう現象である。
【０００７】
上記反動は、操作部の慣性と、操作部の弾性保持との兼ね合いで生じる。この反動が大きければ、リミットスイッチにおいてもテレグラフィングが生じる。
【０００８】
特に、スイッチの操作に応じた信号が無線送信される場合には、テレグラフィングによって１度のスイッチ操作に対して複数回の発電が発生し、意図しないデータが送出されてしまう。また、複数のスイッチから信号が無線送信される場合に生じるデータの衝突の観点からも、送出するデータは少ない方が望ましい。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、テレグラフィングによる複数回の無線送信を回避した無線スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一例としての無線スイッチは、
変位自在に設けられた可動部と、
可動部に弾性保持されており、非中立状態であるとき、中立状態に復帰させる弾性力の作用によって振動し、この振動の向きに応じた方向に可動部を変位させる操作部と、
可動部が変位したときに、その変位方向に応じた極性の電圧を発電する発電部と、
発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、
中立状態である操作部が前記非中立状態に操作されたとき、操作部の最初の状態変化時における発電部の発電で無線送信部へ電圧を供給し、その後における弾性力の作用による操作部の振動にともなう発電部の発電による無線送信部への電圧供給を無効化する電圧供給制御回路と、
を備える。
【００１１】
この構成によれば、中立状態である操作部が非中立状態に操作された後に、この操作部の振動にともなって発電部で発電される電圧（電力）は無線送信部に供給されないので、テレグラフィングによる不要な無線送信が抑制される。
【００１２】
また、本開示の一例では、電圧供給制御回路は、発電部から無線送信部へ電圧を供給する電圧供給ラインと、この電圧供給ラインに対してシャントに接続され、導通により、無線送信部への電圧供給を遮断するスイッチ素子と、発電部において発電された、無線送信部へ供給する電圧とは逆極性の電圧を充電して、スイッチ素子を導通させるスイッチ素子制御回路と、で構成される。
【００１３】
この構成では、操作部の振動にともなう発電部の発電エネルギーが、無線送信部への電圧供給を無効化に効果的に利用される。つまり、操作部の振動の幅が大きくなるにつれて、発電部では、無線送信部へ供給する極性の電圧（第１極性の電圧）だけでなく、逆極性の電圧（第２極性の電圧）も大きくなる。したがって、操作部の振動の幅が大きいときも、不要な無線送信を抑制できる。
【００１４】
また、本開示の一例では、スイッチ素子制御回路は、無線送信部へ供給する第１極性の電圧による逆流を防止するダイオードとキャパシタとが直列接続されて電圧供給ライン間に接続され、ダイオードとキャパシタとの接続点での電圧がスイッチ素子に制御信号として出力される回路である。
【００１５】
この構成では、少ない回路素子数で電圧供給制御回路が構成され、低コスト化される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、テレグラフィングによる複数回の無線送信を回避した無線スイッチが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチの外観を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は操作部１０を右方向に傾けた状態であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した状態から、操作部１０が中立状態まで復帰した後、更に反動で左方向に傾いた状態である。
【図３】図３は無線スイッチ１００の筐体内部に設けられている可動部と発電部との関係を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は無線スイッチ１００の操作部１０の操作による発電電圧の一例としての波形図である。図４（Ｂ）は無線送信部へ印加される電源電圧の波形図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態の無線スイッチの電圧供給制御回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、電圧供給制御回路３の、より具体的な構成例を示す回路図である。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６に示した電圧供給制御回路３とは別の構成例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、いずれもスイッチ素子３１としてMOS-FETを用いた例である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、発電部１と無線送信部２との間でのダイオードＤ２の幾つかの接続位置の例を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、図６や図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示したスイッチ素子３１とは型が異なるスイッチ素子を用いた例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、幾つかの図を参照して説明する。
【００１９】
・適用例
先ず、図１を参照しながら、本発明が適用される一例について説明する。図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の外観を示す図である。なお、図１において、無線スイッチ１００をＹ軸方向に視て、Ｘ軸に沿った方向を右方向とし、それとは逆方向を左方向とする。
【００２０】
本実施形態に係る無線スイッチ１００は、筐体２０と、この筐体２０内の可動部に弾性保持された操作部１０を備える。
【００２１】
図１は、操作部１０が中立の状態である。図２（Ａ）は操作部１０を右方向に傾けた状態であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した状態から、操作部１０が中立状態まで復帰した後、更に反動で左方向に傾いた状態である。このように、操作部１０は、変位状態から中立状態への復帰時の反動で、中立状態から逆方向へ変位状態になり得る。なお、逆方向に限らず、何らかの誘導構造を備える場合には、その誘導方向へ変位することもあり得る。
【００２２】
無線スイッチ１００は、操作部１０の操作による可動部の変位に伴って第１極性の電圧を発電し、復帰時の前記可動部の変位に伴って第２極性の電圧を発電する発電部と、発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、を備える。この信号は例えばスイッチの状態を表す信号である。
【００２３】
なお、この例では、操作部１０が右方向に傾いた状態から、中立状態側に振れる方向を復帰と言い、操作部１０が左方向に傾いた状態から、中立状態側に振れる方向を反動と言う。
【００２４】
無線スイッチ１００は、更に、操作部１０の操作による可動部の最初の変位時の発電部の発電で無線送信部へ電圧を供給し、反動による可動部の変位時の発電部の発電により、無線送信部への電圧供給を無効化する、電圧供給制御回路と、を備える。
【００２５】
そのため、操作部１０の反動時に発電された電圧（電力）で不要な無線送信がなされない。
【００２６】
・構成例
次に、本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の構成について、図を参照して説明する。上述のように、図１は本発明の実施形態に係る無線スイッチ１００の外観図である。操作部１０は、基部がコイルバネ部１１、先端部がロッド部１２で構成されている。操作部１０は、筐体２０の内部に設けられた可動部に弾性保持されている。筐体２０の一部にストッパプレート２１が設けられている。このストッパプレート２１には、操作部１０が挿通される開口２２が形成されている。この開口２２によって、操作部１０は、主にＸ軸方向に沿った方向（右方向）に傾けられ、それとは逆方向（左方向）には傾きにくくしている。但し、図２（Ｂ）に示したように、操作部１０の反動時にコイルバネ部１１が撓むことにより、筐体内部の可動部は左方向に変位することがある。
【００２７】
図３は無線スイッチ１００の筐体内部に設けられている可動部と発電部との関係を示す図である。操作部１０のコイルバネ部１１の根元部は可動部２３に取り付けられている。可動部２３は、コイルバネ部１１の傾斜方向の変位をＺ軸方向に沿った方向の変位に力学的に変換するアクチュエータである。この可動部２３の下方には発電部１が設けられている。発電部１は発電部８１と発電軸８２とを備える。発電軸８２が軸方向（Ｚ軸方向に沿った方向）に変位すると、電磁誘導によって発電される。例えば発電軸８２は磁石であり、発電部８１に誘導コイルが設けられている。
【００２８】
例えば、操作部１０のコイルバネ部１１が中立状態から傾くと発電軸８２が再び下方に変位し、発電部１は第１極性の電圧を発電する。その後、操作部１０のコイルバネ部１１が中立状態へ復帰すると、発電軸８２が上方に変位し、発電部１は第２極性の電圧を発電する。更に、その後、操作部１０の反動によって発電軸８２が下方に変位すると、発電部１は再び第１極性の電圧を発電する。操作部１０の傾きと発電軸の変位方向との関係は上述とは逆であってもよい。
【００２９】
図４（Ａ）は無線スイッチ１００の操作部１０の操作による発電電圧の一例としての波形図である。横軸は経過時間、縦軸は発電部の発電電圧である。この例では、(1),(2),(3),(4),(5),(6) で示す発電が生じている。
【００３０】
図４（Ａ）において、(1)で示すように、時刻０ｓで操作部１０が操作されると（傾けられると）、正の電圧（上記第１極性の電圧）が発電される。操作部１０は、以下に示すように、操作者が指を離すと、コイルバネ部１１の弾性力によって振動する。但し、図４（Ａ）においては、発電電圧がピークとなる時刻を発電の時刻として表している。その後、(2)で示すように、約０．０７ｓ経過時に操作部１０が復帰すると（操作部１０が操作者の指から離れると）、負の電圧（上記第２極性の電圧）が発電される。その後、(3)で示すように、約０．０９ｓ経過時に操作部１０の反動による正の電圧が発電される。更に、(4)で示すように、約０．１ｓ経過時には反動からの復帰により負の電圧が発電される。その後、(5)で示すように、約０．１１ｓ経過時に操作部１０の反動による正の電圧が発電される。その後、(6)で示すように、約０．１２ｓ経過時には反動からの復帰により負の電圧が発電される。
【００３１】
上記(1),(2),(3),(4),(5),(6) で示す発電の発電量は例えば次のとおりである。
【００３２】
(1)  272 μJ
(2)  490 μJ
(3)  341 μJ
(4)  477 μJ
(5)  4 μJ
(6)  6 μJ
このように、操作部１０の最初の操作は操作部の傾く速度が比較的遅いのに対し、復帰時の速度はバネ力によるもので、速いので、復帰時の発電量は最大となる。
【００３３】
図４（Ｂ）は、後に示す無線送信部へ印加される電源電圧の波形図である。後に詳述するように、本実施形態では、(1)の発電で無線送信され、(3)や(5)の発電では無線送信されないように制御される。
【００３４】
本実施形態によれば、操作部１０の反動が大きい程、復帰時の発電量も大きいので、大きな反動が生じるような場合にも、反動による変位時の発電電圧が確実に無効化される。このように、復帰時の発電部の発電エネルギーが、反動による変位時の発電電圧の無効化に効果的に利用される。
【００３５】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態の無線スイッチの電圧供給制御回路の構成を示す図である。
【００３６】
本実施形態の無線スイッチは、発電部１と無線送信部２と、電圧供給制御回路３とを備える。発電部１の作用は既に述べたとおりである。無線送信部２は、発電部１による発電電圧（電力）を電源として、信号を無線送信する。電圧供給制御回路３は、操作部１０の操作による可動部２３（図３参照）の最初の変位時の発電部１の発電で無線送信部２へ電圧を供給し、反動による可動部２３の変位時の発電部１の発電による無線送信部への電圧供給を無効化する。
【００３７】
図５（Ｂ）は上記電圧供給制御回路３の内部の構成例を示す図である。電圧供給制御回路３は、発電部１から無線送信部２へ電圧を供給する電圧供給ライン３０と、この電圧供給ライン３０に対してシャントに接続されたスイッチ素子３１と、このスイッチ素子３１を制御するスイッチ素子制御回路３２とで構成される。
【００３８】
スイッチ素子制御回路３２は、復帰時の発電部１の発電電圧を充電して、スイッチ素子３１を導通させる。スイッチ素子３１が導通すると、電圧供給ライン３０の電圧がほぼ０Ｖとなって、無線送信部への電圧供給が遮断される。
【００３９】
上記スイッチ素子制御回路３２の作用によって、図４（Ａ）に示した、(1)の発電で、無線送信部に電源電圧が供給されることで無線送信され、(3)や(5)の発電では無線送信されない。
【００４０】
図６は、上記電圧供給制御回路３の、より具体的な構成例を示す回路図である。図６において、発電部１から無線送信部２への電圧供給ラインは、二つのライン３０Ｈ，３０Ｌで構成される。発電部１が第１極性の電圧を発電するとき、電圧供給ライン３０Ｌを基準とすれば、電圧供給ライン３０Ｈに正の電圧が出力される。また、発電部１が第２極性の電圧を発電するとき、電圧供給ライン３０Ｌを基準とすれば、電圧供給ライン３０Ｈに負の電圧が出力される。
【００４１】
スイッチ素子制御回路３２は、逆流防止ダイオードＤ１とキャパシタＣとが直列接続されて電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間に接続され、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点がスイッチ素子３１に制御信号として出力される回路である。スイッチ素子３１は、この例ではＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、そのコレクタ・エミッタが電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間に接続されている。そして、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点での電圧がトランジスタのベースに接続されている。また、図６に示す例では、発電部１と無線送信部２との間の電圧供給ラインにダイオードＤ２が接続されている。
【００４２】
図６に示す電圧供給制御回路３の動作は次のとおりである。
【００４３】
（ａ）操作部１０の最初の操作により、発電部１が第１極性の電圧を発電すると、スイッチ素子３１は導通せず、第１極性の電圧は無線送信部２に供給される。
【００４４】
（ｂ）その後、操作部１０の復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、電圧供給ライン３０Ｌから電圧供給ライン３０Ｈ方向へ、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの直列回路に電流（復帰時電流）が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のカソード側が正、電圧供給ライン３０Ｈ側が負となる極性で充電される。
【００４５】
（ｃ）その後、操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→キャパシタＣ→トランジスタのベース・エミッタ→ダイオードＤ２→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。この電流が流れることで、キャパシタＣは放電される。この電流はスイッチ素子３１に対する制御信号である。そのため、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。したがって、無線送信部２から無線送信されることはない。キャパシタＣの放電時間は、上記第１極性の電圧の発電時間以上であればよい。図４（Ａ）に示す時間Ｔｏｎはこの時間を表している。Ｔｏｎは例えば数十ms以上数百ms以下の時間である。
【００４６】
（ｄ）その後、操作部１０の反動からの復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、上記（ｂ）の動作と同様に、復帰時電流が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のカソード側が正、電圧供給ライン３０Ｈ側が負となる極性で充電される。
【００４７】
（ｅ）その後、再び操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、上記（ｃ）の動作と同様に、キャパシタＣは放電され、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。したがって、無線送信部２から無線送信されることはない。
【００４８】
テレグラフィングがさらに継続しても、上記一連の動作を繰り返すので、結局、操作部１０の最初の操作時にのみ、無線送信部２から無線送信されることになる。
【００４９】
上記（ａ）の動作（最初の動作）では、電圧供給ライン３０Ｈ→キャパシタＣ→トランジスタのベース・エミッタ、の電流経路に電流が流れても、トランジスタは実質的に導通しない。この最初の操作時では、キャパシタＣはまだ充電されていない。つまり、ダイオードＤ１のカソード側が正となる極性で充電されていないので、トランジスタのエミッタに対するベース電位はトランジスタのベース・エミッタ間の閾値電圧より低く、トランジスタは導通しない。換言すると、操作部１０の最初の操作時にトランジスタが実質的に導通しないように、トランジスタのベース・エミッタ間の閾値電圧およびキャパシタＣの容量を定めておく。
【００５０】
なお、仮に、上記最初の動作時に上記電流経路に電流が流れて、トランジスタが一瞬導通しても、そのことは問題とはならない。つまり、上記電流経路に電流が流れて、キャパシタＣが逆方向に充電（キャパシタＣの電圧供給ライン３０Ｈ側が正となる極性の充電）されるに伴って、ベース電流が減少し、トランジスタが遮断されれば、無線送信部２への電源供給電圧は直ちに復帰する。したがって、最初の動作時のトランジスタの導通時間が充分に短ければ、問題とはならない。
【００５１】
図６において、ダイオードＤ２は、発電部１が第２極性の電圧を発電したとき、無線送信部２へ逆極性の電圧が印加されないように作用する。但し、発電部１が第２極性の電圧を発電するとき、上記復帰時電流が流れるので、無線送信部２へ逆極性のピーク電圧は抑制される。したがって、ダイオードＤ２は省略することもできる。
【００５２】
上述のとおり、操作部の復帰時および反動による操作部の変位時に発電部で発電される電圧（電力）は無線送信部に供給されないので、テレグラフィングによる不要な無線送信が抑制される。また、無線スイッチから送信された電波を受信してから、データ処理によって、テレグラフィングによるデータを除去する場合に比べて、時間遅れやデータ処理に要する制御部の構成が複雑化することも避けられる。
【００５３】
本実施形態によれば、図６に示したように、少ない回路素子数で電圧供給制御回路３が構成されるので、低コストの無線スイッチを構成できる。
【００５４】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６に示した電圧供給制御回路３とは別の構成例を示す図である。図７（Ａ）に示す例では、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点とトランジスタのベース間に抵抗素子Ｒ１を挿入している。また、図７（Ｂ）に示す例では、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点とトランジスタのベース間に抵抗素子Ｒ１を挿入し、トランジスタのベース・エミッタ間に抵抗素子Ｒ２を接続している。いずれも、その他は図６に示した構成と同じである。
【００５５】
このように、スイッチ素子制御回路３２とスイッチ素子３１との間に抵抗素子または抵抗回路を設けてもよい。この抵抗素子Ｒ１の抵抗値とキャパシタＣの容量とでキャパシタＣの放電時定数がほぼ定まる。つまり、この放電時定数に応じてスイッチ素子３１の導通時間が定まるので、キャパシタＣの容量と抵抗素子Ｒ１の抵抗値とでスイッチ素子３１の導通時間を適宜定めればよい。このスイッチ素子３１の導通時間は、図４（Ａ）に示した２回目以降の第１極性電圧の持続時間より長くすることが好ましい。既に述べたように、図４（Ａ）に示す時間Ｔｏｎはスイッチ素子３１の導通時間である。そのことにより、第１極性の不要な電圧による無線送信部２の動作（誤動作）を確実に阻止できる。
【００５６】
また、特に、図７（Ｂ）に示した例では、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２の分圧電圧がトランジスタのベース・エミッタ間に印加されるので、上述の、操作部１０の最初の操作時のトランジスタのベース・エミッタ間電圧を閾値電圧より低く定めることが容易となる。
【００５７】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、いずれもスイッチ素子３１としてMOS-FETを用いた例である。これらの例はＮチャンネルMOS-FETであり、ドレインが電圧供給ライン３０Ｈに接続されていて、ソースが電圧供給ライン３０Ｌに接続されていて、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの接続点がゲートに接続されている。
【００５８】
図８（Ａ）において、抵抗素子Ｒ２は、キャパシタＣの放電電流経路を構成するとともに、MOS-FETのゲート・ソース間への印加電圧を発生する。スイッチ素子以外の構成については、図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）にそれぞれ相当する。
【００５９】
このように、スイッチ素子３１にMOS-FETを用いてもよい。
【００６０】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、発電部１と無線送信部２との間でのダイオードＤ２の幾つかの接続位置の例を示す図である。ダイオードＤ２の接続位置は図６に示したものに限らない。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示すように、発電部１が第２極性の電圧を発電したとき、無線送信部２へ逆極性の電源電圧が印加されないようにする位置にダイオードＤ２を挿入すればよい。
【００６１】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、図６や図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示したスイッチ素子３１とは型が異なるスイッチ素子を用いた例である。図１０（Ａ）はスイッチ素子３１としてＰＮＰ型バイポーラトランジスタを用いた例である。図１０（Ｂ）はスイッチ素子３１としてＰチャンネルMOS-FETを用いた例である。図１０（Ｂ）において、抵抗素子Ｒ２は、キャパシタＣの放電電流経路を構成するとともに、MOS-FETのゲート・ソース間への印加電圧を発生する。
【００６２】
図１０（Ａ）の回路の動作は次のとおりである。
【００６３】
（ａ）操作部１０の最初の操作により、発電部１が第１極性の電圧を発電すると、スイッチ素子３１は導通せず、第１極性の電圧は無線送信部２に供給される。
【００６４】
（ｂ）その後、操作部１０の復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、発電部１から電圧供給ライン３０Ｌから電圧供給ライン３０Ｈ方向へ、ダイオードＤ１とキャパシタＣとの直列回路に電流（復帰時電流）が流れる。この電流によって、キャパシタＣはダイオードＤ１のアノード側が負、電圧供給ライン３０Ｌ側が正となる極性で充電される。
【００６５】
（ｃ）その後、操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→トランジスタのエミッタ・ベース→キャパシタＣ→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。この電流が流れることで、キャパシタＣは放電される。この電流はスイッチ素子３１に対する制御信号である。そのため、スイッチ素子３１は導通し、電圧供給ライン３０Ｈ−３０Ｌ間がシャントされる。このことにより、無線送信部２に対する電源電圧がほぼ０Ｖとなる。
【００６６】
（ｄ）その後、操作部１０の反動からの復帰により、発電部１が第２極性の電圧を発電すると、上記（ｂ）と同様に動作する。
【００６７】
（ｅ）その後、再び操作部１０の反動によって発電部１が第１極性の電圧を発電すると、上記（ｃ）と同様に動作する。
【００６８】
図１０（Ｂ）の回路の動作は、図１０（Ａ）の場合と基本的に同様であるが、上記（ｃ）において、発電部１→電圧供給ライン３０Ｈ→抵抗素子Ｒ２→キャパシタＣ→電圧供給ライン３０Ｌ→発電部１の経路でスイッチ素子制御電流が流れる。
【００６９】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。
【００７０】
例えば、図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）等に示した例では、操作者の操作によって、そのことを表す信号が無線送信されるスイッチについて示したが、リミットスイッチ用ドッグの当接によってスイッチ操作する際にテレグラフィングが生じるリミットスイッチ等にも同様に適用できる。
【００７１】
また、例えば図６等に示したダイオードＤ１はＬＥＤであってもよい。その場合、ダイオードＤ１（ＬＥＤ）に復帰時電流が流れた際に発光するので、このＬＥＤを、操作部の操作があったことを示す表示器に兼ねることができる。
【符号の説明】
【００７２】
Ｃ…キャパシタ
Ｄ１…逆流防止ダイオード
Ｄ２…ダイオード
Ｒ１，Ｒ２…抵抗素子
１…発電部
２…無線送信部
３…電圧供給制御回路
１０…操作部
１１…コイルバネ部
１２…ロッド部
２０…筐体
２１…ストッパプレート
２２…開口
２３…可動部
３０，３０Ｈ，３０Ｌ…電圧供給ライン
３１…スイッチ素子
３２…スイッチ素子制御回路
８１…発電部
８２…発電軸
１００…無線スイッチ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位自在に設けられた可動部と、
前記可動部に弾性保持されており、非中立状態であるとき、中立状態に復帰させる弾性力の作用によって振動し、この振動の向きに応じた方向に前記可動部を変位させる操作部と、
前記可動部が変位したときに、その変位方向に応じた極性の電圧を発電する発電部と、
前記発電部による発電に基づいて、信号を無線送信する無線送信部と、
前記中立状態である前記操作部が前記非中立状態に操作されたとき、前記操作部の最初の状態変化時における前記発電部の発電で前記無線送信部へ電圧を供給し、その後における前記弾性力の作用による前記操作部の振動にともなう前記発電部の発電による前記無線送信部への電圧供給を無効化する電圧供給制御回路と、
を備える無線スイッチ。
【請求項２】
前記電圧供給制御回路は、
前記発電部から前記無線送信部へ電圧を供給する電圧供給ラインと、
前記電圧供給ラインに対してシャントに接続され、導通により、前記無線送信部への電圧供給を遮断するスイッチ素子と、
前記発電部において発電された、前記無線送信部へ供給する電圧とは逆極性の電圧を充電して、前記スイッチ素子を導通させるスイッチ素子制御回路と、
で構成される、請求項１に記載の無線スイッチ。
【請求項３】
前記スイッチ素子制御回路は、前記無線送信部へ供給する極性の電圧による逆流を防止するダイオードとキャパシタとが直列接続されて前記電圧供給ライン間に接続され、前記ダイオードと前記キャパシタとの接続点での電圧が前記スイッチ素子に制御信号として出力される回路である、請求項２に記載の無線スイッチ。
【国際調査報告】
2019135359.tif 000013
2019135359.tif 000014