(57)【要約】【課題】ペダルに対する足の配置を制限するような構造を設けなくても、異常な姿勢になった場合の不具合が防止され易くなるフットスイッチを提供する。【解決手段】フットスイッチ１は、基台１０と、基台１０に設けられたペダル２０と、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わる主スイッチ３１を含んだスイッチ部３０とを有する。主スイッチ３１は、鉛直方向に対する基台１０の姿勢が所定の基準姿勢である場合、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わり、基台１０の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、ペダル２０の操作の有無に関わらず、基準姿勢においてペダル２０の操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ。【選択図】図１
2019016463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に設けられたペダルと、
前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有し、
前記主スイッチは、
鉛直方向に対する前記基台の姿勢が所定の基準姿勢である場合、前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わり、
前記基台の前記姿勢が前記基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、前記ペダルの操作の有無に関わらず、前記基準姿勢において前記ペダルの操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ、
フットスイッチ。
【請求項２】
前記スイッチ部は、
磁石と、
前記磁石を可動範囲内で移動可能に保持する磁石保持部とを含み、
前記主スイッチは、前記磁石の磁界に応じてオンオフ状態が切り替わるリードスイッチを含み、
前記磁石保持部は、
前記基台の姿勢が前記基準姿勢である場合、前記磁石を前記可動範囲の第１位置に保持し、
前記基台の姿勢が前記異常姿勢である場合、前記磁石を前記可動範囲の第２位置に保持し、
前記主スイッチと前記磁石保持部との相対的な位置関係は、前記ペダルの操作に応じて変化し、
前記主スイッチと前記磁石との相対的な位置関係は、
前記磁石が前記第１位置に保持されている場合、前記ペダルの操作が無ければ第１状態となり、前記ペダルの操作があれば第２状態となり、
前記磁石が前記第２位置に保持されている場合、前記ペダルの操作が無ければ第３状態となり、前記ペダルの操作があれば第４状態となり、
前記主スイッチは、
前記磁石との相対的な位置関係が前記第１状態と前記第２状態との間で変化する場合、オンオフ状態が切り替わり、
前記磁石との相対的な位置関係が前記第３状態と前記第４状態との間で変化する場合、前記第１状態と同一のオンオフ状態を保つ、
請求項１に記載のフットスイッチ。
【請求項３】
前記磁石保持部は、前記磁石の移動方向を、前記基台上に設定される仮想的な基準ベクトルと平行な方向に制限し、
前記基準ベクトルは、前記基準姿勢において鉛直方向と平行になる、
請求項２に記載のフットスイッチ。
【請求項４】
前記磁石は、円筒形状に形成されており、
前記磁石保持部は、前記基準ベクトルと前記磁石の円筒形状の軸とが平行となるように前記磁石を保持し、
前記主スイッチは、前記軸上に配置される、
請求項３に記載のフットスイッチ。
【請求項５】
前記磁石保持部は、前記磁石を収容する収容室を持ち、
前記収容室の内部に制動液が充填されている、
請求項２乃至４の何れか一項に記載のフットスイッチ。
【請求項６】
前記基台上に設定される仮想的な基準ベクトルと平行な方向の長さに比べて前記基準ベクトルと垂直な方向の長さが大きい扁平な外形を持ち、
前記基準ベクトルと垂直な方向における前記外形の側縁部が、前記基準ベクトルに対して傾斜しており、
前記基準ベクトルは、前記基準姿勢において鉛直方向と平行になる、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフットスイッチ。
【請求項７】
基台と、
前記基台に設けられたペダルと、
前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有し、
前記スイッチ部は、鉛直方向に対する前記基台の姿勢に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの傾斜スイッチを含み、
前記傾斜スイッチは、鉛直方向に対する前記基台の姿勢が所定の基準姿勢の場合と、前記基台の前記姿勢が前記基準姿勢から外れた異常姿勢の場合とで、オンオフ状態が異なる、
フットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、ペダルの操作によってスイッチのオンオフ状態が切り替わるフットスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フットスイッチは、産業用や医療用などの各種の機器を操作する器具として広く使用されている。通常、フットスイッチは操作者の足元に配置されることから、誤って倒れたり、上下が逆さまになったりする場合がある。そのような異常な姿勢になると、未操作にも関わらずペダルに力が加わってしまい、フットスイッチのオンオフ状態が意図せず切り替わる可能性がある。
【０００３】
医用電気機器の安全及び基本性能に関する一般的要求事項をまとめた日本工業規格の「ＪＩＳ  Ｔ  ０６０１−１  ２０１４」では、フットスイッチに関して、「手持形制御器及び足踏み制御器は，不用意に異常な姿勢にした場合に，それらの制御設定の変化によって受容できないリスクが生じてはならない。」（１５.４.７.２）と規定されている。従って、医療用の機器等に使用される従来のフットスイッチでは、ペダルの上側をカバーで覆ったり、ペダルの周囲を凸部で囲ったりすることにより、異常な姿勢になってもペダルに力が加わらないようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ペダルをカバーで覆う構造や、ペダルの周りを凸部で囲む構造では、ペダルに対する足の配置が制限されるという問題がある。足の配置が制限されると、立ち位置を変えながら作業を行う操作者は、ペダルを操作する度に所定の位置へ戻ったり、不自然な方向へ足を曲げながらペダルを操作したりする必要がある。また、ペダルに対して足を自由に配置できないため、同じ姿勢で作業することを強いられることとなり、操作者の身体的な負担が大きい。そのため、このような構造を持つ従来のフットスイッチは、操作性がよくない。
【０００５】
そこで、本明細書は、ペダルに対する足の配置を制限するような構造を設けなくても、異常な姿勢になった場合の不具合が防止され易くなるフットスイッチに関する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の側面に係るフットスイッチは、基台と、基台に設けられたペダルと、ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有する。主スイッチは、鉛直方向に対する基台の姿勢が所定の基準姿勢である場合、ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる。主スイッチは、基台の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、ペダルの操作の有無に関わらず、基準姿勢においてペダルの操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ。
【０００７】
第１の側面に係るフットスイッチでは、基台の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、ペダルの操作の有無に関わらず、主スイッチのオンオフ状態が、基準姿勢においてペダルの操作が無い場合と同一の状態に保たれる。すなわち、異常姿勢において意図しない力がペダルに加わっても、主スイッチのオンオフ状態は、基準姿勢においてペダルの操作が無い場合と同一の状態に保たれる。
【０００８】
本開示の第２の側面に係るフットスイッチは、基台と、基台に設けられたペダルと、ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有する。スイッチ部は、鉛直方向に対する基台の姿勢に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの傾斜スイッチを含む。傾斜スイッチは、鉛直方向に対する基台の姿勢が所定の基準姿勢の場合と、基台の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢の場合とで、オンオフ状態が異なる、
【０００９】
第２の側面に係るフットスイッチでは、基台の姿勢が基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とで、傾斜スイッチのオンオフ状態が異なる。そのため、傾斜スイッチのオンオフ状態に基づいて、基台の姿勢が基準姿勢であるか異常姿勢であるかの判別が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書が開示する技術によれば、ペダルに対する足の配置を制限するような構造を設けなくても、異常な姿勢になった場合のオンオフ状態の切り替わりが防止され易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施形態に係るフットスイッチの一例を示す図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、磁石と主スイッチの一例を示す図である。図２Ａは、磁石の外形の一例を示す斜視図である。図２Ｂ及び図２Ｃは、主スイッチと磁石との位置関係を図解した図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、鉛直方向に対するフットスイッチの姿勢を説明するための図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、基準姿勢と異常姿勢のそれぞれにおける主スイッチと磁石との位置関係を説明するための部分断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、フットスイッチの回路構成と電気的な動作を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の一変形例に係るフットスイッチの断面図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、磁石ケースの一例を示す図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、基準姿勢と異常姿勢のそれぞれにおける主スイッチと磁石の位置関係を説明するための部分断面図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るフットスイッチの一例を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、フットスイッチの回路構成と電気的な動作を説明するための図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｂは、フットスイッチの回路構成と電気的な動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態に係るフットスイッチ１について説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施形態に係るフットスイッチ１の一例を示す図である。図１Ａはフットスイッチ１の平面図であり、図１Ｂはフットスイッチ１の正面図であり、図１Ｃはフットスイッチ１のＡ−Ａ線断面図である。本実施形態に係るフットスイッチ１は、基台１０と、基台１０に設けられたペダル２０と、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わる主スイッチ３１を含んだスイッチ部３０とを有する。基台１０は、床面ＦＬに接して置かれる。ペダル２０は、基台１０に対して移動自在に取り付けられている。操作者がペダル２０を踏むことにより、ペダル２０が基台１０に対して移動する。スイッチ部３０の主スイッチ３１は、基台１０に対するペダル２０の移動に伴ってオンオフ状態が切り替わる。
【００１３】
基台１０は、床面ＦＬに面した平らな底面１０１を持つ。図１Ｃの例では、この底面１０１に滑り止めシート５が貼り付けられている。基台１０は、滑り止めシート５を介して床面ＦＬに接する。図１Ｃにおける矢印Ｖは、基台１０に設定される仮想的なベクトル（以下、「基準ベクトルＶ」と記す。）を表す。基準ベクトルＶは、底面１０１に垂直な方向であって、底面１０１から床面ＦＬに臨む方向のベクトルである。
【００１４】
本実施形態に係るフットスイッチ１では、鉛直方向に対する基台１０の基準姿勢が定められている。基準姿勢は、フットスイッチ１の通常の使用状態における基台１０の姿勢である。例えば図１Ａ〜図１Ｃに示すフットスイッチ１では、基準ベクトルＶを鉛直下方に向けた姿勢（基台１０の底面１０１を下方にむけた姿勢）が基準姿勢である。
【００１５】
本実施形態に係るフットスイッチ１において、主スイッチ３１は、鉛直方向に対する基台１０の姿勢（以下、単に「基台１０の姿勢」と記す場合がある。）によって、ペダル２０の操作によるオンオフ状態の切り替わり方が異なる。すなわち、主スイッチ３１は、基台１０の姿勢が基準姿勢である場合、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わる。他方、基台１０の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、主スイッチ３１は、ペダル２０の操作の有無に関わらず、基準姿勢においてペダル２０の操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ。
【００１６】
図１Ｃの例において、主スイッチ３１は、外部からの磁界に応じてオンオフ状態が切り替わるリードスイッチを含む。スイッチ部３０は、主スイッチ３１に磁界を印加するための磁石３２と、磁石３２を可動範囲ＡＲ内で移動可能に保持する磁石保持部３３とを含む。磁石保持部３３と主スイッチ３１との相対的な位置関係は、ペダル２２の操作に応じて変化する。
【００１７】
図１Ｃの例では、ペダル２２の操作に応じて磁石保持部３３と主スイッチ３１との相対的な位置関係が変化すると、主スイッチ３１と磁石３２との相対的な位置関係が変化し、磁石３２によって主スイッチ３１に印加される磁界が変化し、その結果として、主スイッチ３１のオンオフ状態が切り替わる。他方、磁石３２は可動範囲ＡＲ内で移動可能であることから、基台１０の姿勢が変化すると、可動範囲ＡＲ内での磁石３２の位置が変化する。そのため、基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とでは、可動範囲ＡＲ内における磁石３２の位置が異なる。可動範囲ＡＲ内での磁石３２の位置が異なると、主スイッチ３１と磁石３２との相対的な位置関係が異なるため、基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とでは、ペダル２２の操作に応じた主スイッチ３１のオンオフ状態の切り替わり方が異なる。すなわち、基準姿勢の場合、主スイッチ３１は、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わる。異常姿勢の場合、主スイッチ３１は、ペダル２０の操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ。
【００１８】
図１Ｃの例において、磁石保持部３３は、磁石３２の移動方向を、基台１０上に設定される基準ベクトルＶと平行な方向（図１Ｃの上下方向）に制限する。基準ベクトルＶは基準姿勢において鉛直下方を向くため、磁石３２の移動方向が基準ベクトルＶと平行な方向に制限されることにより、可動範囲ＡＲ内での磁石３２の位置が基準姿勢において安定に定まり易くなる。また、基準ベクトルＶが鉛直上方を向く異常姿勢の場合も、基準姿勢の場合と同様に、可動範囲ＡＲ内での磁石３２の位置が安定に定まり易くなる。従って、基準姿勢（基準ベクトルＶが鉛直下方を向く姿勢）及び異常姿勢（基準ベクトルＶが鉛直上方を向く姿勢）のそれぞれにおいて、主スイッチ３１が安定に動作し易くなる。
【００１９】
図１Ｃの例において、磁石保持部３３と主スイッチ３１とは、ペダル２０の操作に応じて、基準ベクトルＶと平行な方向における相対的な位置が変化する。図１Ｃの例では、ペダル２０を踏み込む操作により、ペダル２０が基台１０に向かって基準ベクトルＶと平行な方向に移動する。このペダル２０の移動に伴って、ペダル２０に固定された磁石保持部３３と基台１０に固定された主スイッチ３１とが、基準ベクトルＶと平行な方向において相対的に近づく。
【００２０】
図２Ａは、磁石３２の外形の一例を示す斜視図である。磁石３２は、図２Ａの例において円筒形状に形成されており、中央に孔３２１を持つ。主スイッチ３１は、磁石３２の円筒形状の軸ＡＸ上に配置される。
【００２１】
図２Ｂ及び図２Ｃは、主スイッチ３１と磁石３２との位置関係を図解した図である。図２Ｂは、主スイッチ３１の接点部３１５に作用する磁石３２の磁力が比較的小さい状態を示す。図２Ｃは、主スイッチ３１の接点部３１５に作用する磁石３２の磁力が比較的大きい状態を示す。図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、磁石保持部３３は、磁石３２の円筒形状の軸ＡＸが基準ベクトルＶと平行になるように磁石３２を保持する。図２Ｂ及び図２Ｃの例では、主スイッチ３１が磁石３２の孔３２１に挿通されている。
【００２２】
基台１０の姿勢の変化によって磁石３２が可動範囲ＡＲ内を移動する場合、主スイッチ３１に対する磁石３２の位置は、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、軸ＡＸを基準ベクトルＶと平行に保ちつつ、基準ベクトルＶと平行な方向へ移動する。また、ペダル２０の操作によって磁石保持部３３と主スイッチ３１との相対的な位置が変化する場合、主スイッチ３１に対する磁石保持部３３の相対的な位置が基準ベクトルＶと平行な方向へ移動する。そのため、ペダル２０が操作される場合も、主スイッチ３１に対する磁石３２の位置は、軸ＡＸを基準ベクトルＶと平行に保ちつつ、基準ベクトルＶと平行な方向へ移動する。
【００２３】
図２Ｂ及び図２Ｃの例において、主スイッチ３１は、パーマロイなどの軟磁性体により形成された３つのリード片３１１，３１２及び３１３とガラス管３１４とを含む。リード片３１１〜３１３の各先端は、ガラス管３１４の中に不活性ガスとともに封入される。主スイッチ３１は、図２Ｂ及び図２Ｃの例において単極双投型のスイッチであり、１つのリード片３１１が２つのリード片３１２及び３１３の何れか一方と導通する。
【００２４】
リード片３１１には、リード片３１２と接触するように機械的なバイアスが与えられている。そのため、外部からの磁界がない場合、リード片３１１はリード片３１２と導通する。ただし、リード片３１１と接触するリード片３１２の尖端部には非磁性体の導電体が設けられているため、リード片３１１とリード片３１２との間には磁力が作用し難い。従って、外部から磁界が印加されると、リード片３１１は磁力によりリード片３１３側に引き寄せられてリード片３１２から離れ、リード片３１３と接触する。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂの例において、フットスイッチ１は、基準ベクトルＶと平行な方向の長さに比べて基準ベクトルＶと垂直な方向の長さが大きい扁平な外形を持つ。また、基準ベクトルＶと垂直な方向におけるフットスイッチ１の外形の側縁部は、基準ベクトルＶに対して傾斜している。すなわち図１Ａ及び図１Ｂの例において、フットスイッチ１は、全体的に円盤型の形状を持ち、幅方向の側縁部２０１が丸みを帯びて傾斜している。この円盤型の外形における円形の底面１０１を基台１０が形成し、底面１０１から基準ベクトルＶと反対の方向へ盛り上がった曲面をペダル２０が形成する。ペダル２０は、概ね椀状の形状を持っており、この椀形状の開口部付近に基台１０の底面１０１が位置している。図１Ａ及び図１Ｂの例において、ペダル２０の側縁部２０１には、スイッチ部３０に接続される電気配線用のケーブル３が取り付けられている。
【００２６】
図３Ａ〜図３Ｃは、鉛直方向に対するフットスイッチ１の姿勢を説明するための図である。図３Ｂは基準姿勢の状態を示し、図３Ｃは異常姿勢の状態を示し、図３Ａは図３Ｂ及び図３Ｃに示す２つの姿勢に対して中間的な姿勢を示す。フットスイッチ１は、基準ベクトルＶと垂直な方向に長い扁平な外形を持ち、その側縁部２０１が基準ベクトルＶに対して傾斜しているため、図３Ａに示すように基準ベクトルＶを鉛直方向に対して平行でない方向に向けた場合、その姿勢を安定に保つことができない。従って、鉛直方向に対するフットスイッチ１の姿勢は、図３Ｂに示す基準姿勢か、又は、図３Ｃに示す異常姿勢となり、これらの中間的な姿勢にはなり難い。このように、基準姿勢と異常姿勢とで鉛直方向に対する基台１０の姿勢（基準ベクトルＶの方向）が反転するため、基台１０が中間的な姿勢になることによって主スイッチ３１のオンオフ状態が不安定になることを効果的に防止できる。
【００２７】
図１Ｃの例において、フットスイッチ１は、保持部材３４と弾性部材４０を有する。保持部材３４は、ペダル２０に対して磁石３２と弾性部材４０をそれぞれ保持する。ペダル２０の基台１０側の内面には、図１Ｃの例において、円筒状の嵌合凸部２１が形成される。嵌合凸部２１は、基準ベクトルＶに平行な方向からみてペダル２０の略中央に形成されており、基準ベクトルＶと平行な方向へ突出する。保持部材３４は、略円筒の形状を持っており、その一方の端部と嵌合凸部２１とが嵌合する。図１Ｃの例では、保持部材３４の一方の端部の孔に嵌合凸部２１が圧入され、保持部材３４がペダル２０に固定される。
【００２８】
保持部材３４は、円筒形状の内面の中間付近に形成された係止部３６を有する。係止部３６は、磁石３２と弾性部材４０とにそれぞれ当接してこれらを係止する。図１Ｃの例において、係止部３６は、保持部材３４の内面から円筒形状の軸に向かって環状に迫り出している。磁石３２は、保持部材３４の内部に配置される。磁石３２の軸ＡＸは、保持部材３４の円筒形状の軸と概ね一致する。嵌合凸部２１の先端と係止部３６との間の隙間が、磁石３２の可動範囲ＡＲとなっている。保持部材３４の円筒形状の軸は、基準ベクトルＶと平行である。磁石３２は、嵌合凸部２１の先端と係止部３６との隙間において、基準ベクトルＶと平行な方向に移動可能である。図１の例において、嵌合凸部２１と保持部材３４が磁石保持部３３を構成する。
【００２９】
図１Ｃの例において、基台１０のペダル２０側の内面には、円筒状の嵌合凸部１２が形成される。嵌合凸部１２は、基準ベクトルＶに平行な方向からみて基台１０の略中央に形成されており、基準ベクトルＶと平行な方向へ突出する。嵌合凸部１２は、保持部材３４の他方の端部と嵌合しており、図１Ｃの例では、円筒状の嵌合凸部１２に形成される孔に保持部材３４の他方の端部が挿入される。嵌合凸部１２の円筒形状の軸は、基準ベクトルＶと平行であり、保持部材３４の円筒形状の軸と概ね一致する。保持部材３４は、嵌合凸部１２の孔の中で基準ベクトルＶと平行な方向に移動可能である。
【００３０】
弾性部材４０は、保持部材３４の係止部３６と、嵌合凸部１２の内側における基台１０の内面との間に配置されており、係止部３６に対して基台１０から遠ざける方向の弾性力を印加する。この弾性力により、ペダル２０は基台１０から離れる方向へ付勢される。図１Ｃの例において、弾性部材４０はコイルばねであり、円筒形状の保持部材３４と嵌合凸部１２に対して中心の軸を揃えて配置される。
【００３１】
図１Ｃの例において、基台１０のペダル２０側の内面には、主スイッチ３１を保持するためのスイッチ保持部１１が形成される。嵌合凸部１２は、基準ベクトルＶに平行な方向からみて、嵌合凸部１２の内側の略中央に位置する。主スイッチ３１を振動から保護するため、スイッチ保持部１１は例えばエラストマなどの柔軟性を持った材料によって形成されることが好ましい。また、スイッチ保持部１１と主スイッチ３１との固定に弾性接着剤を用いてもよい。
【００３２】
図１Ｃの例において、フットスイッチ１は、基台１０とペダル２０とを可動自在に固定するためのネジ５１及び５２を有する。ネジ５１は、基台１０に形成されたネジ取付部１３において基台１０を貫通し、ペダル２０の内面側のナット用凸部２２に埋め込まれたインサートナット５３に締結される。ネジ５２は、基台１０に形成されたネジ取付部１４において基台１０を貫通し、ペダル２０の内面側のナット用凸部２３に埋め込まれたインサートナット５４に締結される。ネジ取付部１３および１４は、ネジ５１及び５２の頭部が底面１０１から突出しないように、それぞれ基台１０の底面１０１よりもペダル２０側に凹んでいる。滑り止めシート５は、ネジ５１及び５２をインサートナット５３及び５４に締結した後で、底面１０１に貼り付けられる。
【００３３】
図４Ａ〜図４Ｄは、基準姿勢と異常姿勢のそれぞれにおける主スイッチ３１と磁石３２との位置関係を説明するための部分断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは基準姿勢の場合を示し、図４Ｃ及び図４Ｄは異常姿勢の場合を示す。また、図４Ａ及び図４Ｃはペダル２０の操作がない場合（ペダル２０に外力が加わっていない場合）を示し、図４Ｂ及び図４Ｄはペダル２０の操作がある場合（ペダル２０に外力が加わっている場合）を示す。各図における矢印Ｇは重力を示し、矢印Ｆは操作者の踏み込み等による外力を示す。
【００３４】
基準姿勢の場合（図４Ａ及び図４Ｂ）、磁石３２は、可動範囲ＡＲ内において保持部材３４の係止部３６と当接する位置（以下、「第１位置」と記す場合がある。）に保持される。すなわち、基準姿勢においては、ペダル２０が操作されていない場合も（図４Ａ）、ペダル２０が操作されている場合も（図４Ｂ）、磁石３２が第１位置（係止部３６に当接する位置）に留まる。
【００３５】
基準姿勢に対して逆さまとなる異常姿勢の場合（図４Ｃ及び図４Ｄ）、磁石３２は、可動範囲ＡＲ内において嵌合凸部２１の先端と当接する位置（以下、「第２位置」と記す場合がある。）に保持される。すなわち、異常姿勢においては、ペダル２０が操作されていない場合も（図４Ｃ）、ペダル２０が操作されている場合も（図４Ｄ）、磁石３２が第２位置（嵌合凸部２１の先端に当接する位置）に留まる。
【００３６】
以下、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄにおける主スイッチ３１と磁石３２との相対的な位置関係を、それぞれ第１状態、第２状態、第３状態、第４状態と呼ぶ。基準姿勢において磁石３２が第１位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作が無い場合、図４Ａに示す第１状態となる。基準姿勢において磁石３２が第１位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作がある場合、図４Ｂに示す第２状態となる。異常姿勢において磁石３２が第２位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作が無い場合、図４Ｃに示す第３状態となる。異常姿勢において磁石３２が第２位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作がある場合に、図４Ｄに示す第４状態となる。
【００３７】
第１状態、第３状態及び第４状態では、主スイッチ３１の接点部３１５に作用する磁石３２の磁力が小さいため、図２Ｂに示すように、リード片３１１はリード片３１２と導通する。第２状態では、主スイッチ３１の接点部３１５に作用する磁石３２の磁力が大きいため、図２Ｃに示すように、リード片３１１はリード片３１３と導通する。
【００３８】
従って、主スイッチ３１は、基準姿勢におけるペダル２０の操作の有無に応じて磁石３２との相対的な位置関係が第１状態（図４Ａ）と第２状態（図４Ｂ）との間で変化する場合、接点部３１５におけるオンオフ状態が切り替わる（リード片３１１とリード片３１２とのオンオフ状態、リード片３１１とリード片３１３とのオンオフ状態がそれぞれ切り替わる）。また、主スイッチ３１は、異常姿勢におけるペダル２０の操作の有無に応じて磁石３２との相対的な位置関係が第３状態（図４Ｃ）と第４状態（図４Ｄ）との間で変化する場合、第１状態（図４Ａ）と同一のオンオフ状態を保つ（リード片３１１とリード片３１２とがオンし、リード片３１１とリード片３１３とがオフする状態を保つ）。
【００３９】
図５Ａ及び図５Ｂは、フットスイッチ１の回路構成と電気的な動作を説明するための図である。図５Ａはフットスイッチ１の回路構成の一例を示し、図５Ｂは出力信号のレベルとフットスイッチ１の状態との関係を示す。図５Ａの例において、主スイッチ３１の各リード片（３１１〜３１３）は、コネクタＣＮ１とケーブル３を介して外部の機器（制御装置など）に接続される。リード片３１１はグランドＧＮＤに接続され、リード片３１２及び３１３は抵抗Ｒ１Ａ及びＲ１Ｂを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされる。リード片３１２につながる配線から信号Ｓ１Ａが出力され、リード片３１３につながる配線から信号Ｓ１Ｂが出力される。
【００４０】
図５Ｂに示すように、基準姿勢においてペダル２０の操作がない場合、信号Ｓ１Ａがローレベルになるとともに信号Ｓ１Ｂがハイレベルとなり、基準姿勢においてペダル２０の操作がある場合は、信号Ｓ１Ａがハイレベルになるとともに信号Ｓ１Ｂがローレベルになる。フットスイッチ１が裏返しとなる異常姿勢の場合は、ペダル２０の操作の有無にかかわらず、信号Ｓ１Ａがローレベルになるとともに信号Ｓ１Ｂがハイレベルになる。すなわち、異常姿勢の場合は、基準姿勢においてペダル２０の操作がない場合と同一の信号Ｓ１Ａ及びＳ１Ｂが出力される。
【００４１】
また、図５Ｂに示すように、信号Ｓ１Ａ及びＳ１Ｂが共にハイレベルの場合、ケーブルが未接続になっている可能性がある。信号Ｓ１Ａ及びＳ１Ｂが共にローレベルの場合は、主スイッチ３１に異常が生じている可能性がある。従って、外部の機器は、信号Ｓ１Ａ及びＳ１Ｂに基づいて、ケーブルの未接続の状態や主スイッチ３１の異常を判定することが可能である。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係るフットスイッチ１によれば、基台１０の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、ペダル２０の操作の有無に関わらず、主スイッチ３１のオンオフ状態が、基準姿勢においてペダル２０の操作が無い場合と同一の状態に保たれる。すなわち、異常姿勢において意図しない力がペダル２０に加わっても、主スイッチ３１のオンオフ状態は、基準姿勢においてペダル２０の操作が無い場合と同一の状態に保たれる。従って、ペダル２０に対する足の配置を制限する保護カバーのような構造を設けなくても、異常な姿勢になった場合の意図しないペダル２０の操作を無効にすることができる。
【００４３】
次に、本実施形態に係るフットスイッチ１の一変形例について説明する。図６は、第１の実施形態の一変形例に係るフットスイッチ１の断面図である。図６に示すフットスイッチ１は、図１Ｃに示すフットスイッチ１に磁石ケース３５を設けたものであり、全体的な構成は図１Ｃに示すフットスイッチ１と概ね同じである。
【００４４】
図７Ａ〜図７Ｃは、磁石ケース３５の一例を示す図である。図７Ａは基準ベクトルＶと平行な方向からみた磁石ケース３５の平面図であり、図７Ｂは磁石ケース３５のＢ−Ｂ線断面斜視図であり、図７Ｃは磁石ケース３５のＣ−Ｃ線断面図である。図７Ａ〜図７Ｃの例において、磁石ケース３５は、中央に孔３５１が形成された円筒状の形状を持つ。磁石ケース３５の内部には、磁石３２を収容するリング状の収容室３５２が設けられている。この円筒状の磁石ケース３５が、図６に示すように、嵌合凸部２１と係止部３６との隙間に配置され、ペダル２０に固定される。図６に示すフットスイッチ１では、嵌合凸部２１と保持部材３４と磁石ケース３５とが磁石保持部３３を構成している。磁石保持部３３における磁石３２の可動範囲ＡＲは、磁石ケース３５の収容室３５２によって画定される。
【００４５】
図８Ａ〜図８Ｄは、基準姿勢と異常姿勢のそれぞれにおける主スイッチ３１と磁石３２との位置関係を説明するための部分断面図である。図８Ａ〜図８Ｄの例では、磁石３２が収容された磁石ケース３５と主スイッチ３１のみを図解している。図８Ａ及び図８Ｂは基準姿勢の場合を示し、図８Ｃ及び図８Ｄは異常姿勢の場合を示す。また、図８Ａ及び図８Ｃはペダル２０の操作がない場合を示し、図８Ｂ及び図８Ｄはペダルの操作がある場合を示す。
【００４６】
基準姿勢の場合（図８Ａ及び図８Ｂ）、磁石３２は、収容室３５２内の係止部３６側の端である「第１位置」に保持される。異常姿勢の場合（図８Ｃ及び図８Ｄ）、磁石３２は、収容室３５２内の嵌合凸部２１側の端である「第２位置」に保持される。基準姿勢において磁石３２が第１位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作が無い場合、図８Ａに示す第１状態となる。基準姿勢において磁石３２が第１位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作がある場合、図８Ｂに示す第２状態となる。異常姿勢において磁石３２が第２位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作が無い場合、図８Ｃに示す第３状態となる。異常姿勢において磁石３２が第２位置に保持され、かつ、ペダル２０の操作がある場合に、図８Ｄに示す第４状態となる。第１状態〜第４状態における主スイッチ３１のオンオフ状態は、図４Ａ〜図４Ｄの場合と同じである。
【００４７】
この変形例では、磁石３２が磁石ケース３５の収容室３５２に収容されているため、磁石３２の可動範囲ＡＲをより正確に設定できる。また、使用に伴う可動範囲ＡＲのばらつきを生じ難くすることができる。これにより、主スイッチ３１のオンオフ状態を正確に制御することができる。
【００４８】
なお、この変形例では、収容室３５２の内部に制動液（ダンピングオイルなど）を充填してもよい。これにより、外部からフットスイッチ１に加わる振動が収容室３５２内の磁石３２に伝わり難くなり、収容室３５２内での磁石３２の振動が小さくなる。そのため、外部から加わる振動によって主スイッチ３１のオンオフ状態が不安定になることを効果的に防止できる。また、磁石３２の振動が小さくなることによって、磁石３２の耐久性の劣化を抑えることもできる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るフットスイッチ１Ａについて説明する。図９は、第２の実施形態に係るフットスイッチ１の一例を示す断面図である。本実施形態に係るフットスイッチ１Ａは、基台１０と、基台１０に設けられたペダル２０と、ペダル２０の操作に応じてオンオフ状態が切り替わる主スイッチ３１０を含んだスイッチ部３０Ａとを有する。主スイッチ３１０は、例えば、微小な機械的変位に応じてオンオフ状態が切り替わるマイクロスイッチを含む。
【００５０】
またスイッチ部３０Ａは、マイクロスイッチ等の主スイッチ３１０の他に、鉛直方向に対する基台１０の姿勢に応じてオンオフ状態が切り替わる傾斜スイッチ３２０を含む。傾斜スイッチ３２０には、例えば、内部に封入した金属球の移動によって端子間のオンオフ状態を切り替える方式のスイッチや、内部のフォトトランジスタに入射する光を傾斜に応じて遮ることによりオンオフ状態を切り替える方式のスイッチを用いることができる。
【００５１】
傾斜スイッチ３２０は、鉛直方向に対する基台１０の姿勢が所定の基準姿勢の場合と、基台１０の姿勢が基準姿勢から外れた異常姿勢の場合とで、オンオフ状態が異なる。これにより、本実施形態に係るフットスイッチ１Ａでは、傾斜スイッチ３２０のオンオフ状態に基づいて、基台１０の姿勢が基準姿勢であるか異常姿勢であるかの判別が可能になる。
【００５２】
図９の例に示すフットスイッチ１Ａは、既に説明したフットスイッチ１（図１Ｃ）における保持部材３４を保持部材３７に置き換え、基台１０のスイッチ保持部１１の位置に凸部１６を形成し、凸部１６の上に主スイッチ３１０を配置し、傾斜スイッチ３２０を基台１０に固定するための固定部材１５を設けたものであり、他の構成は図１Ｃに示すフットスイッチ１と概ね同じである。保持部材３７は、保持部材３４（図１Ｃ）と同様に略円筒の形状を持ち、一方の端部の孔に嵌合凸部２１が圧入される。保持部材３４の他方の端部は、基台１０の円筒状の嵌合凸部１２に形成される孔に挿入される。保持部材３７の内面の中間付近に係止部３８が形成されており、嵌合凸部１２の内側における基台１０の内面と係止部３８との間に弾性部材４０（コイルばね）が配置される。弾性部材４０が係止部３８に印加する弾性力により、基台１０から離れる方向へペダル２０が付勢される。ペダル２０を踏み込んだ際、保持部材３７の係止部３８が主スイッチ３１０と当接することにより、主スイッチ３１０のオンオフ状態が切り替わる。
【００５３】
図１０Ａ〜図１０Ｄ及び図１１Ａ〜図１１Ｃは、フットスイッチ１Ａの回路構成と電気的な動作を説明するための図である。
【００５４】
図１０Ａはフットスイッチ１の回路構成の第１例を示し、図１０Ｂは第１例における出力信号のレベルとフットスイッチ１Ａの状態との関係を示す。図１０Ａの例において、主スイッチ３１０は通常オフの単極単投型スイッチであり、傾斜スイッチ３２０は通常オンの単極単投型スイッチである。主スイッチ３１０と傾斜スイッチ３２０とが直列回路を形成しており、この直列回路がコネクタＣＮ２とケーブル３を介して外部の機器（制御装置など）に接続される。直列回路につながる一方の配線は、グランドＧＮＤに接続される。直列回路につながる他方の配線は、抵抗Ｒ２を介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされており、この配線から信号Ｓ２が出力される。
【００５５】
図１０Ｂに示すように、基準姿勢においてペダル２０の操作がない場合、及び、フットスイッチ１Ａが裏返しとなる異常姿勢の場合に信号Ｓ２がハイレベルになり、基準姿勢においてペダル２０の操作がある場合に信号Ｓ２がローレベルになる。すなわち、異常姿勢の場合は、基準姿勢においてペダル２０の操作がない場合と同一の信号Ｓ２が出力される。
【００５６】
図１０Ｃはフットスイッチ１の回路構成の第２例を示し、図１０Ｄは第２例における出力信号のレベルとフットスイッチ１Ａの状態との関係を示す。図１０Ｃの例においても、主スイッチ３１０は通常オフの単極単投型スイッチであり、傾斜スイッチ３２０は通常オンの単極単投型スイッチである。これらのスイッチにつながる配線が、コネクタＣＮ３とケーブル３を介して外部の機器に接続される。主スイッチ３１０の一方のノードにつながる配線は、抵抗Ｒ３Ａを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされ、信号Ｓ３Ａを出力する。傾斜スイッチ３２０の一方のノードにつながる配線は、抵抗Ｒ３Ｂを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされ、信号Ｓ３Ｂを出力する。主スイッチ３１０の他方のノード及び傾斜スイッチ３２０の他方のノードにつながる配線は、グランドＧＮＤに接続される。
【００５７】
図１０Ｄに示すように、信号Ｓ３Ａは、ペダル２０の操作がない場合にハイレベルとなり、ペダル２０の操作がある場合にローレベルになる。また、信号Ｓ３Ｂは、基準姿勢においてローレベルとなり、異常姿勢においてハイレベルとなる。従って、図１０Ｃに示す第２例では、信号Ｓ３Ｂに基づいて、基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とを判別することが可能である。
【００５８】
図１１Ａはフットスイッチ１の回路構成の第３例を示し、図１１Ｂ及び図１１Ｃは第３例における出力信号のレベルとフットスイッチ１Ａの状態との関係を示す。図１１Ａの例において、主スイッチ３１０は単極双投型スイッチであり、傾斜スイッチ３２０は通常オンの単極単投型スイッチである。これらのスイッチにつながる配線が、コネクタＣＮ４とケーブル３を介して外部の機器に接続される。主スイッチ３１０の通常オフのノードにつながる配線は、抵抗Ｒ４Ａを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされ、信号Ｓ４Ａを出力する。主スイッチ３１０の通常オンのノードにつながる配線は、抵抗Ｒ４Ｂを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされ、信号Ｓ４Ｂを出力する。傾斜スイッチ３２０の一方のノードにつながる配線は、抵抗Ｒ４Ｃを介して電源電圧ＶＤＤにプルアップされ、信号Ｓ４Ｃを出力する。主スイッチ３１０の共通ノード及び傾斜スイッチ３２０の他方のノードにつながる配線は、グランドＧＮＤに接続される。
【００５９】
図１１Ｂに示すように、信号Ｓ３Ａは、ペダル２０の操作がない場合にハイレベルとなり、ペダル２０の操作がある場合にローレベルになる。信号Ｓ３Ｂは、ペダル２０の操作がない場合にローレベルとなり、ペダル２０の操作がある場合にハイレベルになる。信号Ｓ４Ｃは、基準姿勢においてローレベルとなり、異常姿勢においてハイレベルとなる。従って、図１１Ａに示す第３例においても、信号Ｓ４Ｃに基づいて、基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とを判別することが可能である。
【００６０】
また、図１１Ａに示す第３例では、ケーブル３の未接続の状態や主スイッチ３１０の異常等を判別することも可能である。すなわち、ケーブル３が未接続の場合は、図１１Ｃに示すように、信号Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂ及びＳ４Ｃが全てハイレベルとなる。主スイッチ３１０の異常や断線等がある場合は、信号Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂが同一のレベルとなる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係るフットスイッチ１Ａによれば、鉛直方向に対する基台１０の姿勢が基準姿勢の場合と異常姿勢の場合とで、傾斜スイッチ３２０のオンオフ状態が異なるため、傾斜スイッチ３２０のオンオフ状態に基づいて、基台１０の姿勢が基準姿勢であるか異常姿勢であるかの判別が可能になる。従って、ペダル２０に対する足の配置を制限する保護カバーのような構造を設けなくても、異常な姿勢になった場合の意図しないペダル２０の操作を無効にすることができる。
【００６２】
なお、本開示の技術は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含む。
【００６３】
例えば、上述した実施形態における主スイッチや傾斜スイッチの形式は一例であり、極数と投数は任意でよい。例えば、図１Ｃ等における主スイッチ３１の形式は単極双投型に限定されず、単極単投型や他の形式でもよい。
【００６４】
スイッチ部３０における主スイッチ３１の個数は１つに限定されず、２以上でもよい。スイッチ部３０Ａにおける主スイッチ３１０の個数や傾斜スイッチ３２０の個数についても同様である。
【００６５】
上述した実施形態では、フットスイッチと外部の機器とをケーブルにより接続する例を挙げたが、外部の機器との接続は有線に限定されない。すなわち、本開示の技術に係る他の実施形態では、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信によってフットスイッチと外部の機器とを接続してもよい。
【００６６】
上述した各実施形態におけるフットスイッチの外形や、ペダルと基台の構造、主スイッチを作動させる機構などは一例であり、それぞれ他の外形、構造、機構に置き換えてもよい。
【００６７】
上述した実施形態に基づいて把握される技術に関して、以下の付記を開示する。
【００６８】
（１）基台と、前記基台に設けられたペダルと、前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有し、前記主スイッチは、鉛直方向に対する前記基台の姿勢が所定の基準姿勢である場合、前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わり、前記基台の前記姿勢が前記基準姿勢から外れた異常姿勢である場合、前記ペダルの操作の有無に関わらず、前記基準姿勢において前記ペダルの操作が無い場合と同一のオンオフ状態を保つ、フットスイッチ。
【００６９】
（２）前記スイッチ部は、磁石と、前記磁石を可動範囲内で移動可能に保持する磁石保持部とを含み、前記主スイッチは、前記磁石の磁界に応じてオンオフ状態が切り替わるリードスイッチを含む、（１）に記載のフットスイッチ。
【００７０】
（３）前記磁石保持部は、前記基台の姿勢が前記基準姿勢である場合、前記磁石を前記可動範囲の第１位置に保持し、前記基台の姿勢が前記異常姿勢である場合、前記磁石を前記可動範囲の第２位置に保持し、前記主スイッチと前記磁石保持部との相対的な位置関係は、前記ペダルの操作に応じて変化し、前記主スイッチと前記磁石との相対的な位置関係は、前記磁石が前記第１位置に保持されている場合、前記ペダルの操作が無ければ第１状態となり、前記ペダルの操作があれば第２状態となり、前記磁石が前記第２位置に保持されている場合、前記ペダルの操作が無ければ第３状態となり、前記ペダルの操作があれば第４状態となり、前記主スイッチは、前記磁石との相対的な位置関係が前記第１状態と前記第２状態との間で変化する場合、オンオフ状態が切り替わり、前記磁石との相対的な位置関係が前記第３状態と前記第４状態との間で変化する場合、前記第１状態と同一のオンオフ状態を保つ、（２）に記載のフットスイッチ。
【００７１】
（４）前記第２状態において前記磁石から前記主スイッチに作用する磁界は、前記第１状態、前記第２状態及び前記第３状態の各々において前記磁石から前記主スイッチに作用する磁界よりも大きい、（３）に記載のフットスイッチ。
【００７２】
（５）前記磁石保持部は、前記磁石の移動方向を、前記基台上に設定される仮想的な基準ベクトルと平行な方向に制限し、前記基準ベクトルは、前記基準姿勢において鉛直方向と平行になる、（２）乃至（４）の何れか１つに記載のフットスイッチ。
【００７３】
（６）前記磁石保持部と前記主スイッチとは、前記ペダルの操作に応じて、前記基準ベクトルと平行な方向における互いの相対的な位置関係が変化する、（５）に記載のフットスイッチ。
【００７４】
（７）前記磁石は、円筒形状に形成されており、前記磁石保持部は、前記基準ベクトルと前記磁石の円筒形状の軸とが平行となるように前記磁石を保持し、前記主スイッチは、前記軸上に配置される、（６）に記載のフットスイッチ。
【００７５】
（８）前記磁石保持部は、前記磁石を収容する収容室を持ち、前記収容室の内部に制動液が充填されている、（２）乃至（７）の何れか１つに記載のフットスイッチ。
【００７６】
（９）前記基台上に設定される仮想的な基準ベクトルと平行な方向の長さに比べて前記基準ベクトルと垂直な方向の長さが大きい扁平な外形を持ち、前記基準ベクトルと垂直な方向における前記外形の側縁部が、前記基準ベクトルに対して傾斜しており、前記基準ベクトルは、前記基準姿勢において鉛直方向と平行になる、（１）乃至（８）のの何れか１つに記載のフットスイッチ。
【００７７】
（１０）基台と、前記基台に設けられたペダルと、前記ペダルの操作に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの主スイッチを含んだスイッチ部とを有し、前記スイッチ部は、鉛直方向に対する前記基台の姿勢に応じてオンオフ状態が切り替わる少なくとも１つの傾斜スイッチを含み、前記傾斜スイッチは、鉛直方向に対する前記基台の姿勢が所定の基準姿勢の場合と、前記基台の前記姿勢が前記基準姿勢から外れた異常姿勢の場合とで、オンオフ状態が異なる、フットスイッチ。
【符号の説明】
【００７８】
１，１Ａ…フットスイッチ、３…ケーブル、５…滑り止めシート、１０…基台、１１…スイッチ保持部、１２…嵌合凸部、１３…ネジ取付部、１４…ネジ取付部、１５…固定部材、１６…凸部１０１…底面、２０…ペダル、２１…嵌合凸部、２２…ナット用凸部、２３…ナット用凸部、２４…嵌合凸部、２０１…側縁部、３０，３０Ａ…スイッチ部、３１，３１０…主スイッチ、３１１〜３１３…リード片、３１５…接点部、３２０…傾斜スイッチ、３２…磁石、３３…磁石保持部、３４…保持部材、３５…磁石ケース、３５２…収容室、３６，３８…係止部、３７…保持部材、４０…弾性部材、５１，５２…ネジ、５３，５４…インサートナット、Ｖ…基準ベクトル、ＡＲ…可動範囲、ＦＬ…床面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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