(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体との接触により変位する作動体を備え、前記作動体の位置に応じて動作するスイッチにおいて、
学習モードおよび予知モードのいずれかにモードを切り換えるモード切換手段と、
前記作動体の予め定められた第１の位置と第２の位置とを少なくとも検出する位置検出手段と、
前記第１の位置が前記位置検出手段により検出されてから前記位置検出手段により前記第２の位置が検出されるまでの時間を測定する時間測定手段と、
前記学習モードにおいて、前記時間測定手段により測定された時間に基づいて、参照時間を設定する参照時間設定手段と、
前記予知モードにおいて、前記時間測定手段により測定された時間と前記参照時間とを比較する比較手段と、
前記予知モードにおいて、前記比較手段による比較の結果、前記測定された時間が前記参照時間よりも大きい場合、警告を通知する通知手段と、を備えることを特徴とするスイッチ。
【請求項２】
前記参照時間設定手段は、前記学習モードにおいて前記時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値を前記参照時間として設定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
前記参照時間設定手段は、前記学習モードにおいて前記時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値に所定の時間を加算した時間を前記参照時間として設定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
【請求項４】
前記参照時間設定手段は、前記学習モードにおいて前記時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値に所定の倍率を乗算した時間を前記参照時間として設定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
【請求項５】
前記モード切換手段は、前記予知モードから前記学習モードに切り換えた場合、前記学習モードに切り換えてから所定の時間経過後に、前記学習モードから前記予知モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項６】
前記モード切換手段は、前記予知モードから前記学習モードに切り換えた場合、前記学習モードにおいて前記時間測定手段により時間を計測した回数が所定の回数以上に達したとき、モードを前記学習モードから前記予知モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項７】
前記作動体は、前記作動体が物体と接触していないときの位置が定位置であり、
前記定位置から前記第１の位置までの移動量が、前記定位置から前記第２の位置までの移動量よりも多く、
前記時間測定手段は、前記定位置に対して、前記第１の位置より遠い位置が検出された後に前記第１の位置が検出されたときに時間の計測を開始し、前記第２の位置が検出されたときに時間の測定を終了することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項８】
前記作動体の変位に連動して変位する変位部材と、
発光面から光を発光する発光素子と、
前記発光面に対向する受光面を有し、当該受光面に入射された光の量を示す特徴量を出力する受光素子とを備え、
前記変位部材は、前記発光面と前記受光面との間に配置され、
前記変位部材の変位に応じて前記発光面から発光された光のうち前記受光面に入射する光の量が変化するように、前記変位部材には光を通すための開口部が形成されており、
前記位置検出手段は、前記第１の位置に作動体が位置するときの前記受光素子から出力される特徴量である第１特徴量と、前記第２の位置に作動体が位置するときの前記受光素子から出力される特徴量である第２特徴量とを予め記憶しておき、前記受光素子から出力される特徴量と当該第１特徴量および第２特徴量とを比較することにより、前記第１の位置および前記第２の位置を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体との接触により変位する作動体を備え、前記作動体の位置に応じて動作するスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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の位置に移送されたことを検出し、加工機械を自動的に起動するのに使用されるリミットスイッチが知られている（非特許文献１参照）。このリミットスイッチは、物体との接触により移動する作動体を備え、作動体の位置に応じて動作する。この作動体は、スイッチの本体に備えられた回転軸に取り付けられることにより、回転軸を基準に回転が可能となる。また、作動体は、物体と接触していない状態の位置が定位置であり、物体と接触することにより、定位置から物体の大きさに応じた位置まで回転する。その後、作動体は、物体と離れることにより、定位置に戻る。
【０００３】
このようなリミットスイッチに関して、特許文献１，２には、次のような技術が記載されている。リミットスイッチは、第１のスイッチ部と、第１のスイッチ部よりも復帰が遅い第２のスイッチ部と、時間を測定するタイマとを少なくとも備える。このようなリミットスイッチが、移送されてきた物体と接触すると、第１のスイッチ部と第２のスイッチ部とがＯＮ状態となる。その後、スイッチが物体と接触しなくなり、第１のスイッチ部がＯＦＦ状態になったあと、第２のスイッチ部がＯＦＦ状態となる。そして、タイマは、第１のスイッチ部がＯＦＦ状態になったときから、第２のスイッチ部がＯＦＦ状態になったときまでの時間を計測する。これにより、リミットスイッチの復帰時間が計測される。そして、計測された復帰時間がタイムアップ時間よりも長い場合に、警告が発せられる。
【０００４】
なお、特許文献１では、前回のタイムアップ時間に対応する基準設定時間と、今回の計測時間との平均をとることにより基準設定時間が更新される。そして、更新後の基準設定時間に所定の時間を加算した時間が次回のタイムアップ時間として設定される。また、特許文献２では、タイムアップ時間が予め定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２８１５１３号公報（１９９０年１１月１０日公開）
【特許文献２】特開昭６４−４３９３４号公報（１９８９年２月１６日公開）
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】オムロン株式会社、「リミットスイッチ  テクニカルガイド」、［online］、［平成 22年 11月 19日検索］、インターネット〈 URL：http://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/commentary/limitswitch_apparatus_tg_j_3_1_1-5.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リミットスイッチが設置される生産ラインの変更や、移送される物体の種類の変更があったとき、作動体の移動速度が変わる可能性がある。そのため、警告を発するために比較されるタイムアップ時間も変更する必要がある。しかしながら、特許文献２の技術では、タイムアップ時間が予め定められているため、生産ラインや物体の変更に対応できないという問題がある。また、特許文献１の技術では、前回の基準設定時間と今回の計測時間を用いて次回のタイムアップ時間を設定するため、生産ラインや物体の変更にもある程度適応できる。
【０００８】
ただし、スイッチを長期間使用する場合、何らかの影響により作動体とその回転軸との摩擦力が徐々に大きくなる可能性がある。この場合、作動体の移動速度が徐々に遅くなっていくことが考えられる。このような長期間に亘って移動速度が徐々に遅くなる場合、ある程度の限界を超えると、次の物体を検知できないなどのエラーが生じてしまう。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、タイムアップ時間は、計測のたびに、当該計測速度と前回の基準設定時間との平均時間に所定の時間を加算した時間で更新される。そのため、上記のように作動体の移動速度が徐々に遅くなる場合、タイムアップ時間も徐々に長くなるように設定される。その結果、当該タイムアップ時間と計測時間とを比較するだけでは、長期間に亘って移動速度が徐々に遅くなっていることを検知することができない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、作動体の移動速度の遅延を検知できるスイッチであって、生産ラインや物体の変更などによる移動速度の変更にも適用できるとともに、長期間に亘る作動体の移動速度の遅延を確実に把握することが可能なスイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明のスイッチは、物体との接触により変位する作動体を備え、前記作動体の位置に応じて動作するスイッチにおいて、学習モードおよび予知モードのいずれかにモードを切り換えるモード切換手段と、前記作動体の予め定められた第１の位置と第２の位置とを少なくとも検出する位置検出手段と、前記第１の位置が前記位置検出手段により検出されてから前記位置検出手段により前記第２の位置が検出されるまでの時間を測定する時間測定手段と、前記学習モードにおいて、前記時間測定手段により測定された時間に基づいて、参照時間を設定する参照時間設定手段と、前記予知モードにおいて、前記時間測定手段により測定された時間と前記参照時間とを比較する比較手段と、前記予知モードにおいて、前記比較手段による比較の結果、前記測定された時間が前記参照時間よりも大きい場合、警告を通知する通知手段と、を備える。
【００１１】
上記の構成によれば、第１の位置が検出されてから第２の位置が検出されるまでの時間が測定され、学習モードにおいて測定された時間に基づいて、参照時間が設定される。そして、予知モードにおいて測定された時間と参照時間とが比較され、比較の結果、測定された時間が参照時間よりも大きい場合、警告の通知がされる。これにより、ユーザは、生産ラインの変更や、移送される物体の種類の変更の直後に、物体が正常に作動体に接触するのを確認しながら、モード切換手段を用いてモードを学習モードに設定することができる。これにより、作動体が正常に動作するときに参照時間を設定することができる。また、学習モードにおいて、第１の位置が検出されてから第２の位置が検出されるまでの測定時間に基づいて、自動的に参照時間が設定されるので、参照時間の設定を簡単にすることができる。このように、生産ラインや物体の変更などによる移動速度の変更があったとしても、ユーザは、比較手段で用いられる参照時間を容易に設定しなおすことができる。
【００１２】
さらに、上述したように学習モードへの切換は、生産ラインの変更や、移送される物体の種類の変更の直後など、ユーザの入力に応じて行われる。そして、参照時間は、学習モードのときにのみ設定される。その結果、長期間に亘って移動速度が徐々に遅くなるような場合であっても、その移動時間の遅延を確実に検知することができ、警告を通知することができる。そのため、ユーザは、長期間に亘って作動体の移動速度が徐々に遅くなっていることを認識することができる。
【００１３】
このように、本発明によれば、生産ラインや物体の変更などによる移動速度の変更にも適用できるとともに、長期間に亘る作動体の移動速度の遅延を確実に把握することが可能なスイッチを提供することができる。
【００１４】
さらに、本発明のスイッチにおいて、参照時間設定手段は、学習モードにおいて時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値を参照時間として設定する。
【００１５】
上記の構成によれば、複数の計測された時間に基づいて補正した補正値を参照時間とするため、物体の個体差などを考慮した時間を設定することができる。
【００１６】
さらに、本発明のスイッチにおいて、参照時間設定手段は、学習モードにおいて時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値に所定の時間を加算した時間を参照時間として設定する。
【００１７】
または、参照時間設定手段は、学習モードにおいて時間測定手段により計測された複数の時間に基づいて補正した補正値に所定の倍率を乗算した時間を参照時間として設定する。
【００１８】
上記の構成によれば、補正値に所定の時間を加算した時間を参照時間、または補正値を所定の倍率で乗算した時間を参照時間として設定する。すなわち、実際に計測された時間よりも大きな時間を参照時間として設定することとなり、作動体の移動速度の遅延を早い段階で検知することができる。
【００１９】
さらに、本発明のスイッチにおいて、モード切換手段は、予知モードから学習モードに切り換えた場合、学習モードに切り換えてから所定の時間経過後に、モードを学習モードから予知モードに切り換えることが好ましい。
【００２０】
もしくは、本発明のスイッチにおいて、モード切換手段は、モードが予知モードから学習モードに切り換えた場合、学習モードにおいて時間測定手段により時間を計測した回数が所定の回数以上に達したとき、モードを学習モードから予知モードに切り換えてもよい。
【００２１】
上記構成によれば、モードが予知モードから学習モードに切り換えられた場合、その後学習モードから予知モードへ自動的に切り換えられる。そのため、ユーザによるモードの切り換えの手間を省くことができる。また、ユーザが予知モードへの切り換えを忘れたとしても、自動的に予知モードへの切り換えることができる。
【００２２】
さらに、本発明のスイッチにおいて、作動体は、作動体が物体と接触していないときの位置が定位置であり、定位置から第１の位置までの移動量が、定位置から第２の位置までの移動量よりも多く、時間測定手段は、定位置に対して、第１の位置より遠い位置が検出された後に第１の位置が検出されたときに時間の計測を開始し、第２の位置が検出されたときに時間の測定を終了する。
【００２３】
作動体の変位速度は、作動体とその取り付け箇所との摩擦力により影響を受ける。そのため、当該摩擦力の長期的な増大により、作動体が物体に接触した後、定位置に戻るまでの復帰速度が遅くなることが考えられる。しかしながら、上記の構成によれば、作動体の第１の位置から第２の位置までの復帰速度を計測することができ、復帰速度の遅延を検知して警告することができる。
【００２４】
さらに、本発明のスイッチは、前記作動体の変位に連動して変位する変位部材と、発光面から光を発光する発光素子と、前記発光面に対向する受光面を有し、当該受光面に入射された光の量を示す特徴量を出力する受光素子とを備え、前記変位部材は、前記発光面と前記受光面との間に配置され、前記変位部材の変位に応じて前記発光面から発光された光のうち前記受光面に入射する光の量が変化するように、前記変位部材には光を通すための開口部が形成されており、前記位置検出手段は、前記第１の位置に作動体が位置するときの前記受光素子から出力される特徴量である第１特徴量と、前記第２の位置に作動体が位置するときの前記受光素子から出力される特徴量である第２特徴量とを予め記憶しておき、前記受光素子から出力される特徴量と当該第１特徴量および第２特徴量とを比較することにより、前記第１の位置および前記第２の位置を検出することが好ましい。
【００２５】
作動体または変位部材と接触することにより位置を検出する場合、その接触不良により、位置を正常に検出できないという問題が生じるおそれがある。また、その接触位置の調整に時間がかかるという問題もある。しかしながら、上記の構成によれば、受光素子から出力される特徴量を用いることにより、作動体および変位部材と非接触の状態で、第１の位置および第２の位置を検出することができる。その結果、第１の位置および第２の位置を確実に検出できる。また、第１の位置に作動体が位置するときの受光素子から出力される特徴量である第１特徴量と、第２の位置に作動体が位置するときの前記受光素子から出力される特徴量である第２特徴量とを予め設定しておくだけで、従来のような接触位置の調整なしに、容易に第１の位置および第２の位置を検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、生産ラインや物体の変更などによる移動速度の変更にも適用できるとともに、長期間に亘る作動体の移動速度の遅延を確実に把握することが可能なスイッチを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態におけるリミットスイッチを示す斜視図である。
【図２】リミットスイッチが有するスイッチモジュールを示す図である。
【図３】スイッチモジュールを分解したときの斜視図である。
【図４】スイッチモジュールが有するフォトインタラプタ部を基板とともに示す斜視図である。
【図５】スイッチモジュールが有するプランジャの前面を示す図である。
【図６】プランジャの前面側からみた斜視図である。
【図７】プランジャの背面を示す図である。
【図８】プランジャの背面側からみた斜視図である。
【図９】プランジャの横断面を示す図である。
【図１０】複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第１の図である。
【図１１】複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第２の図である。
【図１２】複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第３の図である。
【図１３】複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第４の図である。
【図１４】複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第５の図である。
【図１５】スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１６】作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係を示した図である。
【図１７】変形例におけるプランジャの前面を示す図である。
【図１８】変形例におけるプランジャの前面側からみた斜視図である。
【図１９】変形例におけるプランジャの背面を示す図である。
【図２０】変形例におけるプランジャの背面側からみた斜視図である。
【図２１】変形例におけるプランジャの横断面を示す図である。
【図２２】複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第１の図である。
【図２３】複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第２の図である。
【図２４】複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第３の図である。
【図２５】複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第４の図である。
【図２６】複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す第５の図である。
【図２７】変形例における、作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２９】
＜リミットスイッチの全体構成＞
図１は、本実施の形態におけるリミットスイッチを示す斜視図である。リミットスイッチは、位置、変化、移動または通過等を検出し、検出の有無に応じたＯＮ（オン）信号／ＯＦＦ（オフ）信号を出力するためのスイッチである。また、本実施形態のリミットスイッチは、機械的強度や耐環境性を要求される場所に適用されることを考慮して、外力、水、油、ガス、塵埃などから保護される構成を有していることが好ましい。
【００３０】
図１に示されるように、リミットスイッチ１は、ケーシング３と、装着ブロック５と、作動体７とを少なくとも備える。
【００３１】
ケーシング３は、その内部空間にスイッチモジュール１１が配置され、当該スイッチモジュール１１を外力、水、油、ガス、塵埃などから保護するためのものである。ケーシング３は、内部空間にスイッチモジュール１１を組み込むための開口を有するケーシング本体３ａと、当該開口を閉じるための蓋部３ｂとからなる。
【００３２】
装着ブロック５は、ケーシング３の上部に取り付けられている。また、装着ブロック５には、作動体７がネジ９により回転可能に取り付けられる。
【００３３】
作動体７は、装着ブロック５から突出しており、物体と非接触であり外部から力が加えられていないときの位置が定位置である。ここでは、作動体７の定位置を、時計の０時の方向を向く位置として示している。図１において、作動体７は、左方向から力が加えられると、ネジ９を基準に時計周りに回転し、その後、力が取り除かれると定位置に戻る。一方、作動体７は、右方向から力が加えられると、ネジ９を基準に反時計周りに回転し、その後、力が取り除かれると定位置に戻る。なお、以下では、作動体の位置を定位置からの角度で示す。また、後述するように、作動体７の回転により、スイッチモジュール１１が動作するように設定されている。
【００３４】
なお、ケーシング本体３ａ、蓋部３ｂ、装着ブロック５、および作動体７との接続箇所にはシール部材が配置されており、水、油、ガスなどの侵入を防止している。
【００３５】
＜スイッチモジュールの構成＞
上述したように、ケーシング３の内部空間にはスイッチモジュールが配置される。このスイッチモジュール１１は、作動体７の位置に応じた各種の信号を出力するものである。
【００３６】
図２は、スイッチモジュールの外観を示す図である。図２に示されるように、スイッチモジュール１１は、スイッチモジュール１１の全体を制御する、図示しないマイクロコンピュータと、点灯部２１，２３，２５と、モード切換スイッチ２７と、端子３１〜３４とを備える。
【００３７】
モード切換スイッチ２７は、予知モードおよび学習モードのいずれかのモードに切り換えるためのスイッチであり、ユーザにより押下されるボタンを有している。学習モードは、作動体７が予め定められた第１の位置から予め定められた第２の位置まで戻るのに要する時間を参照時間Ｔとしてリミットスイッチ１に記憶するためのモードである。ただし、第１の位置における作動体７の角度は、第２の位置における作動体７の角度より大きい。予知モードは、リミットスイッチ１において将来故障や異常が発生する可能性がある場合に、その旨を通知するモードである。
【００３８】
端子３１，３２は、電力を供給する装置と接続するための端子である。端子３３，３４は、生産ラインの作業に用いられる機器と接続される端子である。スイッチモジュール１１が備えるマイクロコンピュータは、スイッチモジュール１１の全体を制御して、作動体７の角度が予め定められた第３の位置で特定される角度以上のとき、リミットスイッチ１がＯＮ状態であることを示すＯＮ信号を端子３３を介して外部に出力する。当該ＯＮ信号は、外部の装置を駆動するための信号として利用される。また、スイッチモジュール１１が備えるマイクロコンピュータは、作動体７の角度が第３の位置で特定される角度未満のとき、リミットスイッチ１がＯＦＦ状態であることを示すＯＦＦ信号を端子３３を介して外部に出力する。
【００３９】
マイクロコンピュータは、スイッチモジュール１１が機能として有する故障予知を示す信号を端子３４を介して外部に出力する。
【００４０】
点灯部２３は、外部からの電力の供給により発光し、具体的には、電源ランプである。点灯部２１は、マイクロコンピュータにより制御され、リミットスイッチ１がＯＮ状態のときに発光し、リミットスイッチ１がＯＦＦ状態のときには発光しない。点灯部２５は、マイクロコンピュータにより制御され、故障予知信号が出力されているときに発光し、故障予知信号が出力されていないときに発光しない。なお、点灯部２１，２３，２５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）点灯回路と、ＬＥＤ点灯回路から発した光をスイッチモジュール１１の表面に導くための導光棒とからなる。
【００４１】
図３は、スイッチモジュールを分解したときの斜視図である。図３に示されるように、スイッチモジュール１１は、端子３１〜３４および点灯部２１，２３，２５の他に、光センサとしてのフォトインタラプタ部４１と、コイルばね４２と、プランジャ４３とを備える。
【００４２】
フォトインタラプタ部４１は、複数の発光素子および受光素子を有する。発光素子は、直線性の高い光を発し、例えば、発光ダイオードである。受光素子は、例えば、シングルフォトトランジスタ、フォトＩＣまたはフォトダイオードである。
【００４３】
プランジャ４３は、棒状の機械部品であり、複数のスリット（開口部）を有する。また、プランジャ４３は、作動体７の動きに連動して、プランジャ４３の長手方向に平行に移動可能である。すなわち、プランジャ４３は、外部からの力の荷重に応じて変位する変位部材である。なお、プランジャ４３が作動体７の動きに連動する機構としては、様々な公知技術を用いることができる。ここでは、特許文献１に記載されているように、作動体７の回転軸の一部が偏平形状になっており、当該偏平形状の部分とプランジャ４３の長手方向の一端とが接触するように構成されている。ここで、作動体７が定位置にあり（つまり、作動体７が物体に接触しておらず回転していない状態）、偏平形状の部分とプランジャ４３とが接触しているときの、プランジャ４３の位置を基準位置とする。この場合、作動体７の回転によって偏平形状の部分も回転し、プランジャ４３に対して、プランジャ４３の長手方向に力を加えることができる。その結果、プランジャ４３は、基準位置から、その長手方向に沿って変位する。また、プランジャ４３には、コイルばね４２により、基準位置に戻すための付勢力が加わっている。そのため、作動体７が定位置に戻ると、コイルばね４２の付勢力により、プランジャ４３も基準位置に戻る。
【００４４】
図４は、フォトインタラプタ部を基板とともに示す斜視図である。図４に示されるように、フォトインタラプタ部４１は、同形同大の発光素子５１〜５４と、発光素子５１〜５４と同形同大の受光素子６１〜６４とを含む。なお、ここでは、発光素子５１〜５４および受光素子６１〜６４を同じ形状、同じ大きさとしているが、形状および大きさはすべて同じでなくてもよい。
【００４５】
発光素子５１〜５４および受光素子６１〜６４は、プランジャ４３の長手方向に沿って、同一直線上に配置される。そして、発光素子５１の発光する部分（発光面）と受光素子６１の受光する部分（受光面）が対面する。同様に、発光素子５２の発光する部分（発光面）と受光素子６２の受光する部分（受光面）が対面し、発光素子５３の発光する部分（発光面）と受光素子６３の受光する部分（受光面）が対面し、発光素子５４の発光する部分（発光面）と受光素子６４の受光する部分（受光面）が対面する。したがって、受光素子６１〜６４は、発光素子５１〜５４が発する光を一対一の関係で受光することができる。すなわち、発光素子５１と受光素子６１とで、当該発光素子５１と受光素子６１との間の物体の存在の有無を検知する一つのフォトインタラプタが構成される。同様に、発行素子５２と受光素子６２との組み合わせ、発光素子５３と受光素子６３との組み合わせ、発光素子５４と受光素子６４との組み合わせの各々が一つのフォトインタラプタとなる。
【００４６】
また、発光素子５１〜５４と受光素子６１〜６４とは、プランジャ４３の短手方向の幅の距離、もしくは、当該幅よりもわずかに大きい距離だけ離れて配置されている。これにより、発光素子５１〜５４と受光素子６１〜６４との間にプランジャ４３を配置することができる。この配置により、プランジャ４３は、作動体７の動きに連動して、発光素子５１〜５４および受光素子６１〜６４それぞれが向き合う方向に垂直な方向に平行移動することとなる。
【００４７】
図５は、プランジャの前面を示す図である。図６は、プランジャの前面側からみた斜視図である。図７は、プランジャの背面を示す図である。図８は、プランジャの背面側からみた斜視図である。図９は、プランジャの横断面を示す図である。図５〜９に示されるように、プランジャ４３は、本体部７０と、突起部７６とを有する。突起部７６は、本体部７０と結合しており、本体部７０よりも細い。突起部７６は、コイルばね４２の内部に挿入される。
【００４８】
本体部７０は、スリット（開口部）７１〜７４を有する。ここで、スリット７１〜７４それぞれの形状は同じであるので、スリット７１について説明する。スリット７１は、プランジャ４３の前面と背面との間において開口の大きさが異なる。具体的には、スリット７１の開口の横断面の形状は、図７に示すような破線で囲まれた領域のうち斜線以外で示された領域の形状である。そして、プランジャ４３の前面におけるスリット７１の開口の大きさは、プランジャ４３の背面におけるスリット７１の開口の大きさよりも大きく設定されている。
【００４９】
＜フォトインタラプタとプランジャの位置関係＞
図１０〜１４は、複数の発光素子と複数の受光素子とプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す図である。なお、図１０は作動体７が定位置に位置しているときの図であり、図１１は作動体７が１５度の位置（つまり、定位置から１５度回転した位置）に位置するときの図であり、図１２は作動体７が２２．５度の位置に位置するときの図であり、図１３は作動体７が３０度の位置に位置するときの図であり、図１４は作動体７が４２．５度の位置に位置するときの図である。ここで、発光素子５１〜５４および受光素子６１〜６４が配置される位置は、図４に示したとおりである。
【００５０】
図１０〜１４に示されるように、スイッチモジュール１１は、仕切り板８１を備える。仕切り板８１は、発光素子５１〜５４と、受光素子６１〜６４と、プランジャ４３とを仕切るための板である。具体的には、仕切り板８１は、発光素子５１〜５４とプランジャ４３とを仕切るための第１の仕切り板８１ａと、受光素子６１〜６４とプランジャ４３とを仕切るための第２の仕切り板８１ｂと、第１の仕切り板８１ａと第２の仕切り板８１ｂとの間に位置する第３の仕切り板８１ｃとを備える。プランジャ４３は、第１の仕切り板８１ａと第２の仕切り板８１ｂとの間に配置される。ここでは、プランジャ４３の背面を第２の仕切り板８１ｂと隣接させ、プランジャ４３の前面を第１の仕切り板８１ａと隣接させている。つまり、プランジャ４３の前面と発光素子５１〜５４とが対面し、プランジャ４３の背面と受光素子６１〜６４とが対面する。なお、図５に示したように、プランジャ４３の本体部７０のうちスリット７１〜７４以外の部分を斜線で示している。この斜線の部分を、以下では光遮断領域とする。
【００５１】
また、第１の仕切り板８１ａは、発光素子５１〜５４それぞれを仕切り、第２の仕切り板８１ｂは、受光素子６１〜６４それぞれを仕切る。第１の仕切り板８１ａは、発光素子５１〜５４それぞれが配置される位置に対応して複数の開口を有する。具体的には、第１の仕切り板８１ａが有する複数の開口それぞれは、発光素子５１〜５４それぞれが発する光が通過可能な位置に位置する。第２の仕切り板８１ｂは、受光素子６１〜６４それぞれが配置される位置に対応して複数の開口を有する。具体的には、第２の仕切り板８１ｂが有する複数の開口それぞれは、受光素子６１〜６４それぞれが発光素子５１〜５４からの光を受けることが可能な位置に位置する。そのため、第１の仕切り板８１ａに形成された開口のそれぞれと、当該開口に対応する、第２の仕切り板８１ｂに形成された開口とを直線的につなぐ領域が、発光素子から発せられた光の通過する領域（光路領域）となる。
【００５２】
さらに、第３の仕切り板８１ｃは、プランジャ４３の突起部７６のみが挿通するための孔を有している。そのため、突起部７６が内部に挿入されたコイルばね４２は、第３の仕切り板８１ｃと本体部７０との間に存在する。作動体７の動きに応じてプランジャ４３が第３の仕切り板８１ｃの方向に平行移動すると、コイルばね４２は、プランジャ４３の本体部７０と第３の仕切り板８１ｃとの間で縮み、プランジャ４３を基準位置に戻す力をプランジャ４３に与える。
【００５３】
上述したように、プランジャ４３は、作動体７の動きに連動して、その長手方向に移動する。この移動の途中において、スリット７１が、発光素子５１に対応する第１の仕切り板８１ａの開口および受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と重なるように、プランジャ４３にスリット７１が形成されている。同様に、スリット７２が、発光素子５２に対応する第１の仕切り板８１ａの開口および受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と重なるように、プランジャ４３にスリット７２が形成されている。また、スリット７３が、発光素子５３に対応する第１の仕切り板８１ａの開口および受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と重なるように、プランジャ４３にスリット７３が形成されている。さらに、スリット７４が、発光素子５４に対応する第１の仕切り板８１ａの開口および受光素子６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と重なるように、プランジャ４３にスリット７４が形成されている。このように、スリット７１〜７４のそれぞれは、発光素子５１〜５４および受光素子６１〜６４のそれぞれに対応している。
【００５４】
ただし、スリット７１〜７４の背面側の開口のそれぞれと当該スリットに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離は、スリット７１〜７４ごとに異なる。具体的には、図１０に示されるように、作動体７が定位置にあるとき（すなわち、プランジャ４３が基準位置にあるとき）、スリット７１の背面側の開口とスリット７１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ａ、スリット７２の背面側の開口とスリット７２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ｂ、スリット７３の背面側の開口とスリット７３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ｃ、スリット７４の背面側の開口とスリット７４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ｄは、この順に大きくなるように、各スリット７１〜７４の位置が設定されている。
【００５５】
ここで、スリット７１〜７４を通過した光を受光素子６１〜６４が検出するときのプランジャ４３の位置のうち、基準位置からの変位量が最小となる位置を光検出開始位置とする。この場合、上記の距離Ａ〜Ｄは、基準位置から光検出開始位置までの距離を示すこととなる。
【００５６】
このようなプランジャ４３が作動体７の動きに連動して平行移動すると、その位置に応じて発光素子５１〜５４が発する光を遮断または通過させることとなる。具体的には、プランジャ４３の位置の変化により、第２の仕切り板８１ｂが有する開口とプランジャ４３の光遮断領域とが重なるとき、プランジャ４３は、当該開口に対応する受光素子への光を遮断する。また、プランジャ４３は、第２の仕切り板８１ｂが有する開口とプランジャ４３のスリットの少なくとも一部とが重なるとき、プランジャ４３は、当該開口に対応する受光素子へ光を通過させる。言い換えると、発光素子５１〜５４から受光素子６１〜６４までの光路とスリット７１〜７４の少なくとも一部とが重なるときに、光が通過される。この際に受光素子に入射する光の量は、第２の仕切り板８１ｂが有する当該開口とスリットの開口とが重なりあう領域の大きさに比例する。
【００５７】
プランジャ４３が発光素子５１〜５４それぞれが発する光のうちいずれを遮断するかは、プランジャ４３の位置、つまり、作動体７における定位置からの角度と対応している。以下、図１０〜１５を参照して、作動体７の定位置からの角度が変化するにつれ、各受光素子６１〜６４への光の入射の有無、および、入射する光の量がどのように変化するかについて説明する。
【００５８】
図１０に示されるように、プランジャ４３は、作動体７が０度（定位置）に位置するとき、発光素子５１〜５４が発する光のすべてを遮断する。具体的には、第２の仕切り板において受光素子５１〜５４が配置された位置に対応する全ての開口を、プランジャ４３の光遮断領域が覆う。このため、発光素子５１〜５４それぞれが発する光がプランジャ４３に遮断され、受光素子６１〜６４まで到達しない。
【００５９】
図１０に示す状態から作動体７を回転させていき、プランジャ４３をその長手方向に移動させていく。このとき、上述したように、スリット７１の背面側の開口とスリット７１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ａが、他の距離Ｂ〜Ｄよりも短いため、スリット７１の背面側の開口と受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とだけが重なり始める。その後、作動体７の角度が大きくなるにつれ、プランジャ４３の移動量が大きくなると、スリット７１の背面側の開口と受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり領域が大きくなるとともに、スリット７２の背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【００６０】
図１１に示されるように、作動体７が１５度の位置に位置するとき、スリット７１の背面側の開口が受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の全領域と重なりあっている。言い換えると、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５１が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６１が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）の全てにおいて、スリット７１の開口が位置する。また、スリット７２の背面側の開口が受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部と重なりあっている。言い換えると、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５２が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６２が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）に、スリット７２の開口の一部のみが位置する。そのため、受光素子６１の受光量は最大値となり、受光素子６２は、発光素子５２から発光された光の一部のみを受光する。また、この段階では、まだ受光素子５３，５４が配置された位置に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口を、プランジャ４３の光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子５３，５４には光が到達しない。
【００６１】
図１１に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３をその長手方向に移動させていく。このとき、作動体７の角度が大きくなるにつれ、プランジャ４３の移動量が大きくなると、スリット７２の背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり領域が大きくなるとともに、スリット７３の背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【００６２】
図１２に示されるように、作動体７が２２．５度の位置に位置するとき、スリット７１，７２の背面側の開口のそれぞれが受光素子６１，６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の全領域と重なりあっている。言い換えると、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５１が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６１が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）の全てにおいて、スリット７１の開口が位置する。同様に、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５２が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６２が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）の全てにおいて、スリット７２の開口が位置する。また、スリット７３の背面側の開口が受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部と重なりあっている。言い換えると、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５３が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６３が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）に、スリット７３の開口の一部のみが位置する。そのため、受光素子６１，６２の受光量は最大値となり、受光素子６３は、発光素子５３から発光された光の一部のみを受光する。なお、この段階では、まだ受光素子５４が配置された位置に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口を、プランジャ４３の光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子５４には光が到達しない。
【００６３】
図１２に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３をその長手方向に移動させていくと、スリット７３の背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり領域が大きくなる。
【００６４】
図１３に示されるように、作動体７が３０度の位置に位置するとき、スリット７１，７２，７３の背面側の開口のそれぞれが受光素子６１，６２，６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の全領域と重なりあっている。そのため、受光素子６１，６２，６３の受光量は最大値となる。なお、この段階では、まだ受光素子５４が配置された位置に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口を、プランジャ４３の光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子６４には光が到達しない。
【００６５】
図１３に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３をその長手方向に移動させていくと、スリット７４の背面側の開口と受光素子６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【００６６】
図１４に示されるように、作動体７が４２．５度の位置に位置するとき、スリット７１〜７４の背面側の開口のそれぞれが受光素子６１〜６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の全領域と重なりあっている。そのため、受光素子６１〜６４の受光量は最大値となる。
【００６７】
＜マイクロコンピュータとその周辺構成との関係＞
図１５は、スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。図１５に示されるように、スイッチモジュール１１は、モード切換スイッチ２７、受光素子６１〜６４および点灯部２１，２５の他に、スイッチモジュール１１の全体を制御するマイクロコンピュータ１００と、低電圧回路１０１と、受光素子６１〜６４と、ＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３と、故障予知／異常予知出力部１０５とを含む。
【００６８】
低電圧回路１０１は、外部から入力される電圧を変換し、入力された電圧よりも低い電圧をマイクロコンピュータ１００に出力する。マイクロコンピュータ１００は、低電圧回路１０１から電圧が入力されると、図２に示す点灯部２３を点灯させる。
【００６９】
受光素子６１は、発光素子５１から受けた光の量に応じた電圧を示す値（特徴量）をマイクロコンピュータ１００に出力する。受光素子６２は、発光素子５２から受けた光の量に応じた電圧をマイクロコンピュータ１００に出力する。受光素子６３は、発光素子５３から受けた光の量に応じた電圧をマイクロコンピュータ１００に出力する。受光素子６４は、発光素子５４から受けた光の量に応じた電圧をマイクロコンピュータ１００に出力する。
【００７０】
モード切換スイッチ２７は、上述したように、予知モードおよび学習モードのいずれかにモードを切り換えるためのスイッチであり、ユーザにより押下されるボタンを有している。ボタンが押下されると、モード切換スイッチ２７は、モードを切り換える旨のＬＯＷ信号がマイクロコンピュータ１００に入力される。一方、モード切換スイッチ２７は、ボタンが押下されない場合、常にＨＩＧＨ信号をマイクロコンピュータ１００に出力する。
【００７１】
ＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３は、マイクロコンピュータ１００により制御されて、リミットスイッチ１による操作対象となる外部装置に対してＯＮ信号またＯＦＦ信号を出力する。
【００７２】
故障予知／異常予知出力部１０５は、マイクロコンピュータ１００により制御されて、リミットスイッチ１に故障が発生していることを示す故障予知信号を外部に出力する。故障は、具体的には、予知モードにおいて作動体７が第１の位置から第２の位置に戻る時間が、学習モードにおいて記憶された参照時間Ｔよりも長いときに通知される。参照時間Ｔについては後述する。
【００７３】
点灯部２１は、マイクロコンピュータ１００により制御されて、ＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３がＯＮ信号を出力しているときに発光し、ＯＦＦ信号を出力しているときに発光しない。
【００７４】
点灯部２５は、マイクロコンピュータ１００により制御されて、故障予知／異常予知出力部１０５が故障予知信号を外部に出力しているときに発光し、故障予知信号を外部に出力していないときに発光しない。
【００７５】
次に、マイクロコンピュータ１００の内部の機能構成について説明する。なお、マイクロコンピュータ１００は、ＣＰＵと、プログラムを記憶するメモリとを備え、ＣＰＵがメモリからプログラムを読み出し、当該プログラムに従った動作をすることにより機能する。
【００７６】
マイクロコンピュータ１００が備えるＣＰＵは、位置検出部（位置検出手段）１２１と、ＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３と、モード切換部（モード切換手段）１２５と、時間測定部（時間測定手段）１２７と、補正部（参照時間設定手段）１２９と、参照時間設定部（参照時間設定手段）１３１と、比較部（比較手段）１３３と、通知部（通知手段）１３５とを含む。
【００７７】
位置検出部１２１は、受光素子６１〜６４それぞれが出力する電圧と受光素子６１〜６４それぞれついて予め設定された参照時間とを比較することにより、作動体７の位置を検出する。なお、位置検出部１２１は、受光素子６１〜６４が出力する電圧（アナログ値）をデジタル値に変換し、変換後のデジタル値としきい値とを比較する。なお、しきい値については、図１６を用いて説明する。
【００７８】
図１６は、作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係を示した図である。図１６に示されるように、受光素子６１〜６４それぞれが発光素子５１〜５４それぞれから光を受けることにより出力する電圧と作動体７との関係を４つの折れ線９１〜９４によって示している。折れ線９１は、受光素子６１に対応し、折れ線９２は、受光素子６２に対応し、折れ線９３は、受光素子６３に対応し、折れ線９４は、受光素子６４に対応する。
【００７９】
図１６に示されるように、作動体７の角度が０度以上５度未満のとき、発光素子５１〜５４それぞれが発する光を遮断し、作動体７の角度が１２．５度以上２０度未満のとき、発光素子５１，５２それぞれが発する光の少なくとも一部を通過させ、発光素子５３〜５５それぞれが発する光を遮断し、作動体７の角度が２０度以上３２．５度未満のとき、発光素子５１〜５３それぞれが発する光の少なくとも一部を通過させ、発光素子５４，５５それぞれが発する光を遮断し、作動体７の角度が３２．５度以上５０度未満のとき、発光素子５１〜５４それぞれが発する光の少なくとも一部を通過させる。また、角度が５〜１５度において、受光素子６１からの出力電圧は、角度に比例して連続的に大きくなっている。これは、受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とスリット７１との重なり合う領域の大きさが角度の増大に応じて増えるからである。同様に、角度が１２．５〜２２．５度において受光素子６２からの出力電圧が、角度が２０〜３０度において受光素子６３からの出力電圧が、角度が３２．５〜４２．５度において受光素子６４からの出力電圧が、角度に比例して連続的に大きくなっている。
【００８０】
このように、作動体７の角度が大きくなることに応じて、プランジャ４３を通過する光が多くなる。逆に、作動体７の角度が小さくなることに応じて、プランジャ４３を通過する光が少なくなる。このように、作動体７の定位置からの角度に応じてプランジャ４３の位置が変わり、プランジャ４３の位置に応じて、受光素子６１〜６４の各々が受光する光の量が異なることとなる。
【００８１】
各受光素子６１〜６４からの出力電圧が作動体７の角度に応じて連続的に変化する角度範囲では、受光素子６１〜６４の出力電圧により作動体７の角度が検知できる。そこで、各受光素子６１〜６４に対して、検知したい角度における出力電圧が予めしきい値として設定されている。図１６において、折れ線９１〜９４それぞれは、丸の中に横線を含む記号が線上に示されている。この記号は、受光素子６１〜６４それぞれに対して予め設定されたしきい値の電圧を示す。
【００８２】
折れ線９１は、作動体７が１０度未満のときに受光素子６１が発光素子５１から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、１０度以上のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９２は、作動体７が１５度未満のときに受光素子６２が発光素子５２から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、１５度以上のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９３は、作動体７が２５度未満のときに受光素子６３が発光素子５３から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、２５度以上のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９４は、作動体７が４０度未満のときに受光素子６４が発光素子５４から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、４０度以上のときにしきい値以上であることを示す。
【００８３】
また、図１６から、受光素子６１〜６４が光を検出し始めるときのプランジャ４３の位置（光検出開始位置）が、受光素子６１〜６４ごとに異なっているとも表現できる。具体的には、受光素子６１に対応する光検出開始位置は、作動体７が５度の位置にあるときのプランジャ４３の位置であり、受光素子６２に対応する光検出開始位置は、作動体７が１２．５度の位置にあるときのプランジャ４３の位置であり、受光素子６３に対応する光検出開始位置は、作動体７が２０度の位置にあるときのプランジャ４３の位置であり、受光素子６４に対応する光検出開始位置は、作動体７が３２．５度の位置にあるときのプランジャ４３の位置である。
【００８４】
このように、光量が最大となる位置、または、光検出開始位置が、受光素子６１〜６４ごとに異なるため、受光素子６１〜６４が光を検出する際のプランジャ４３の位置範囲も異なることとなる。
【００８５】
なお、上記図１０〜１４の説明では、プランジャ４３の前面を発光素子５１〜５４と対向させ、プランジャ４３の背面を受光素子６１〜６４と対向させるものとした。しかしながら、逆に、プランジャ４３の背面を発光素子５１〜５４と対向させ、プランジャ４３の前面を受光素子６１〜６４と対向させてもよい。この場合であっても、作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係は図１６と同じである。
【００８６】
図１５に戻って、位置検出部１２１は、受光素子６１に対して設定されたしきい値以上の電圧が受光素子６１から入力される場合、つまり、作動体７が１０度以上の位置に位置する場合にＨＩＧＨとなり、受光素子６１に対して設定されたしきい値未満の電圧が受光素子６１から入力される場合、つまり、作動体７が１０度未満の位置に位置する場合にＬＯＷとなる第１信号を生成する。また、位置検出部１２１は、受光素子６２に対して設定されたしきい値以上の電圧が受光素子６２から入力される場合、つまり、作動体７が１５度以上の位置に位置する場合にＨＩＧＨとなり、受光素子６２に対して設定されたしきい値未満の電圧が受光素子６２から入力される場合、つまり、作動体７が１５度未満の位置に位置する場合にＬＯＷとなる第２信号を生成する。また、位置検出部１２１は、受光素子６３に対して設定されたしきい値以上の電圧が受光素子６３から入力される場合、つまり、作動体７が２５度以上の位置に位置する場合にＨＩＧＨとなり、受光素子６３に対して設定されたしきい値未満の電圧が受光素子６３から入力される場合、つまり、作動体７が２５度未満の位置に位置する場合にＬＯＷとなる第３信号を生成する。さらに、位置検出部１２１は、受光素子６４に対して設定されたしきい値以上の電圧が受光素子６４から入力される場合、つまり、作動体７が４０度以上の位置に位置する場合にＨＩＧＨとなり、受光素子６４に対して設定されたしきい値未満の電圧が受光素子６４から入力される場合、つまり、作動体７が４０度未満の位置に位置する場合にＬＯＷとなる第４信号を生成する。
【００８７】
位置検出部１２１は、第１判定部１４１と、第２判定部１４３とを含む。第１判定部１４１は、第２の位置より大きい角度の位置から第２の位置まで作動体７が動いたか否かを判断する。ここで、第２の位置が、第３の位置と同じ１５度の位置である場合を例にとり説明する。この例の場合、具体的には、第１判定部１４１は、第２信号がＨＩＧＨからＬＯＷになったか否か、つまり、受光素子６２に対して設定されたしきい値より大きい電圧が受光素子６２から入力された後、作動体７が１５度の位置に位置したか否かを判断する。第１判定部１４１は、第２信号がＨＩＧＨからＬＯＷになった場合、時間の計測の開始と判定するが、そうでなければ、時間の計測の開始と判定しない。そして、第１判定部１４１は、時間の計測の開始と判定すると、時間の計測の開始を示す計測開始指示を時間測定部１２７に出力する。なお、第２の位置を１５度の位置としたが、位置検出部１２１が検出可能な角度であれば、他の角度であってもよい。例えば、第２の位置が２５度の位置に設定される場合、第１判定部１４１は、第３信号を用いればよい。また、第２の位置が４０度の位置に設定される場合、第１判定部１４１は、第４信号を用いればよい。
【００８８】
なお、第１判定部１４１が第２〜第４信号のうちいずれを用いるかを切り換えるための信号切換部を備えていてもよい。これにより、ユーザは、作動体が接触する物体や生産ラインに応じて、第２の位置を、１５度、２５度、４０度のいずれかに適宜設定することができる。
【００８９】
また、第１判定部１４１は、作動体７が第１の位置より大きい角度の位置から第１の位置まで作動体７が動いたか否かを判断する。ここで、第１の位置を１０度の位置としている。したがって、具体的には、第１判定部１４１は、第１信号がＨＩＧＨからＬＯＷになったか否か、つまり、受光素子６１に対して設定されたしきい値より大きい電圧が受光素子６１から入力された後、作動体７が１０度の位置に位置したか否かを判断する。第１判定部１４１は、第１信号がＨＩＧＨからＬＯＷになった場合、時間の計測の終了と判定するが、そうでなければ、時間の計測の終了と判定しない。そして、第１判定部１４１は、時間の計測の終了と判定すると、時間の計測の終了を示す計測終了指示を時間測定部１２７に出力する。なお、第１の位置を１０度の位置としたが、位置検出部１２１が検出可能な角度であれば、ほかの角度であってもよい。ただし、第２の位置で特定される角度より小さいことが条件である。例えば、第２の位置が２５度の位置に設定される場合、第１の位置が１５度に設定されてもよい。この場合、第１判定部１４１は、第２信号を用いることで、計測終了指示を出力することができる。また、第２の位置が４０度の位置に設定される場合、第１の位置が１５度や２５度に設定されてもよい。この場合、第１判定部１４１は、第２信号または第３信号を用いることで、計測終了指示を出力することができる。
【００９０】
なお、第１判定部１４１が第１〜第３信号のうちいずれを用いるかを切り換えるための信号切換部を備えていてもよい。これにより、ユーザは、作動体が接触する物体や生産ラインに応じて、第１の位置を、１５度、２５度、４０度のいずれかに適宜設定することができる。
【００９１】
第２判定部１４３は、作動体７が第３の位置（例えば１５度の位置）を検出しているか否かを判定する。第２判定部１４３は、作動体７が第３の位置を検出していると判定するならば、ＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３にＯＮを出力させることを示すＯＮ出力指示をＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３に出力するが、そうでなければＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３にＯＦＦを出力させることを示すＯＦＦ出力指示をＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３に出力する。
【００９２】
ＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３は、第２判定部１４３からＯＮ出力指示およびＯＦＦ出力指示のいずれかが入力される。ＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３は、第２判定部１４３からＯＮ出力指示が入力されると、ＯＮ信号をＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３に出力するとともに、点灯部２１を点灯させる。ＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３は、第２判定部１４３からＯＦＦ出力指示が入力されると、ＯＦＦ信号をＯＮ／ＯＦＦ信号出力部１０３に出力するとともに、点灯部２１を点灯させない。
【００９３】
モード切換部１２５は、予知モードおよび学習モードのいずれかのモードに切り換える。具体的には、モード切換部１２５は、ユーザがモード切換スイッチ２７をＯＮにすることにより、ＨＩＧＨからＬＯＷになると、モードを予知モードから学習モードに切り換える。ここで、予知モードから学習モードへの切り換えは、所定の時間モード切換スイッチ２７がＯＮ状態になったことを条件としている。所定の時間は、例えば、２秒である。モード切換部１２５は、モードを予知モードから学習モードに切り換えると、予知モードから学習モードに切り換えたことを示す学習モード切換信号を時間測定部１２７および補正部１２９に出力する。
【００９４】
モード切換部１２５は、ユーザがモード切換スイッチ２７をＯＦＦにすることにより、ＬＯＷからＨＩＧＨになると、モードを学習モードから予知モードに切り換える。モード切換部１２５は、モードを学習モードから予知モードに切り換えると、学習モードから予知モードに切り換えたことを示す予知モード切換信号を時間測定部１２７および補正部１２９に出力する。
【００９５】
時間測定部１２７は、モード切換部１２５から学習モード切換信号および予知モード切換信号のいずれかが入力され、第１判定部１４１から計測開始指示および計測終了指示が入力される。時間測定部１２７は、第１判定部１４１から計測開始指示が入力されると、時間の計測を開始する。そして、時間測定部１２７は、時間の計測を開始した後、第１判定部１４１から計測終了指示が入力されると、時間の計測を終了する。第１判定部１４１から複数の計測開始指示および計測終了指示が入力される場合、計測開始指示が入力されるごとに時間を計測し、計測終了指示が入力されるごとに時間の計測を終了する。これにより、入力された計測開始指示または計測終了指示の回数と同じ回数だけ時間が計測される。
【００９６】
また、時間測定部１２７は、モード切換部１２５から学習モード切換信号が入力されている場合、計測した時間を学習モード用の計測時間として補正部１２９に出力する。時間測定部１２７が計測した時間が複数ある場合、複数の学習モード用の計測時間が補正部１２９に出力される。
【００９７】
時間測定部１２７は、モード切換部１２５から予知モード切換信号が入力されている場合、計測した時間を予知モード用の計測時間として比較部１３３に出力する。
【００９８】
なお、ここでは、学習モードから予知モードへの切り換えを、ユーザがモード切換スイッチ２７をＯＦＦする操作としたが、モードが学習モードに切り換わってから所定の時間経過したときに予知モードに切り換えるようにしてもよい。この場合、所定の時間を、例えば３０分としている。また、判定部１４１が時間の計測の開始または終了と判定した回数をカウントするようにし、カウントした回数が所定の回数に達した場合に学習モードから予知モードに切り換えるようにしてもよい。この場合、所定の回数を、例えば３０回としている。したがって、学習モードから予知モードへ自動的に切り換えることができるので、ユーザによるモードの切り換えの手間を省くことができる。
【００９９】
補正部１２９は、時間測定部１２７から複数の学習モード用の計測時間が入力され、モード切換部１２５から学習モード切換信号および予知モード切換信号が入力される。補正部１２９は、モード切換部１２５から学習モード切換信号が入力されてから予知モード切換信号が入力されるまでに、時間測定部１２７から入力された複数の学習モード用の計測時間を加算する。そして、補正部１２９は、モード切換部１２５から学習モード切換信号が入力されてから予知モード切換信号が入力されるまでに入力された学習モード用の計測時間の数と、加算した時間とに基づいて平均の時間を算出し、算出した平均の時間を第１補正時間（補正値）として参照時間設定部１３１に出力する。なお、ここでは、補正部１２９が平均の時間を第１補正時間として算出するようにしたが、複数の学習モード用の計測時間のうち最大の時間、または、複数の学習モード用の計測時間のうち中央値を、第１補正時間として算出してもよい。
【０１００】
参照時間設定部１３１は、第１補正時間（ここでは、複数の学習モード用の時間を平均した時間（以下、「平均時間」とする））が補正部１２９から入力される。参照時間設定部１３１は、第１補正時間が補正部１２９から入力されると、補正部１２９から入力された第１補正時間に所定の時間を加算した時間を参照時間Ｔとしてメモリに記憶する。なお、ここでは、補正部１２９が所定の時間を加算するものとしたが、入力された第１補正時間に所定の倍率を乗算することで参照時間Ｔを算出してもよい。
【０１０１】
比較部１３３は、時間測定部１２７から予知モード用の計測時間が入力される。比較部１３３は、時間測定部１２７から予知モード用の計測時間が入力されるごとに、メモリに記憶された参照時間Ｔを抽出し、抽出した参照時間Ｔを予知モード用の計測時間と比較する。比較部１３３は、予知モード用の計測時間が参照時間Ｔより長いならば、故障予知を通知する指示を通知部１３５に出力するが、そうでなければ次の予知モード用の計測時間が時間測定部１２７から入力されるまで待機する。
【０１０２】
通知部１３５は、比較部１３３から故障予知（警告）を通知する指示が入力される。通知部１３５は、比較部１３３から故障予知を通知する指示が入力されると、故障予知信号を故障予知／異常予知出力部１０５から出力させ、点灯部２５を所定の時間間隔で点滅させる。所定の時間間隔は、ここでは、４秒としている。
【０１０３】
＜使用例＞
次に、本実施形態のリミットスイッチ１の具体的な使用例について説明する。ここでは、ユーザが生産ラインに新たなリミットスイッチ１を設置する場合を例にとり説明する。なお、生産ラインで移送されてくる物体の種類を変更する場合でも同様である。
【０１０４】
まず、ユーザは、リミットスイッチ１を生産ラインに設置する。この際、移送されてくる物体がリミットスイッチ１の作動体７と正常に接触することを確認しながら、リミットスイッチ１の設置箇所を調整する。例えば、リミットスイッチ１に電力を供給し、移送されてきた物体が作動体７を変位させたときに正常にＯＮ信号が端子３３から出力されているか確認しながら調整する。
【０１０５】
リミットスイッチ１の設置が完了すると、ユーザは、生産ラインを稼動させ、リミットスイッチ１に電力を供給する。この際、第２判定部１４３およびＯＮ／ＯＦＦ出力制御部１２３が動作することにより、物体が作動体７に接触するたびに正常なＯＮ信号が出力される。
【０１０６】
そして、正常なＯＮ信号が出力されていることを確認しながら、ユーザは、モード切換スイッチ２７を操作することで、モードを学習モードに切り換える。その結果、モード切換部１２５は、学習モード切換信号を時間測定部１２７および補正部１２９に出力する。
【０１０７】
学習モード切換信号が入力された時間測定部１２７は、作動体７が第２の位置から第１の位置まで移動するまでの移動速度（復帰速度）を計測し、計測した学習モード用の計測時間を補正部１２９に出力する。そして、補正部１２９は、受けた学習モード用の計測時間を加算していく。
【０１０８】
その後、ユーザは、モード切換スイッチ２７を操作することで、モードを予知モードに切り換える。その結果、モード切換部１２５は、予知モード切換信号を時間測定部１２７および補正部１２９に出力する。もしくは、学習モード切換信号を受けてからの経過時間または計測回数が所定時間または所定回数に達したことを検知して、モード切換部１２５が予知モード切換信号を時間測定部１２７および補正部１２９に出力してもよい。
【０１０９】
予知モード切換信号を受けた補正部１２９は、これまで受けた学習モード用の計測時間の加算値の平均値である第１補正時間を参照時間設定部１３１に出力する。
【０１１０】
そして、参照時間設定部１３１は、所定の時間を加算した時間を参照時間Ｔとしてメモリに記憶する。
【０１１１】
一方、予知モード切換信号を受けた時間計測部１２７は、作動体７が第２の位置から第１の位置まで移動するまでの移動速度（復帰速度）を計測し、計測した予知モード用の計測時間を比較部１３３に出力する。比較部１３３は、予知モード用の計測時間とメモリに更新された参照時間Ｔとを比較し、予知モード用の計測時間が参照時間Ｔより長いならば、故障予知（警告）を通知する指示を通知部１３５に出力する。これにより、警告が通知される。具体的には、故障予知信号が故障予知／異常予知出力部１０５から出力されるとともに、点灯部２５を点滅させる。これにより、第２の位置から第１の位置まで移動するまでの移動速度（復帰速度）が遅くなっていることを認識することができる。
【０１１２】
このように、学習モードにおいて、リミットスイッチ１が有する作動体７が生産ライン上を移動する複数の物体それぞれと接触すると、複数の学習モード用の計測時間が計測される。そして、計測された複数の学習モード用の計測時間から平均時間が算出され、算出された平均時間に所定の時間が加算された時間が参照時間Ｔに設定される。これにより、リミットスイッチ１と接触する物体の大きさに応じた参照時間Ｔを設定することができる。さらに、予知モードにおいて、リミットスイッチ１が有する作動体７が生産ライン上を移動する複数の物体それぞれと接触すると、複数の予知モード用の計測時間が計測される。予知モード用の計測時間が計測されるごとに、参照時間Ｔと予知モード用の計測時間とが比較され、予知モード用の計測時間が参照時間Ｔより長いとき、故障の予知が通知される。参照時間Ｔは、生産ライン上を移動する複数の物体に基づいて設定した時間であるので、予知モード用の計測時間が参照時間Ｔより長いとき、リミットスイッチ１と物体との接触によるものではない可能性が高い。つまり、リミットスイッチ１に故障が発生している可能性が高い。したがって、生産ライン上を移動する複数の物体に基づいた参照時間Ｔを設定することにより、リミットスイッチ１が故障しているときに通知できる確率を高くすることができる。
【０１１３】
＜変形例＞
本実施の形態においては、リミットスイッチ１が備えるプランジャ４３が、図４に示すようなスリット７１〜７４を有するとした。変形例においては、リミットスイッチ１が備えるプランジャ４３に代えて、スリット７１〜７４とは異なる形状のスリットを複数有するプランジャ４３Ａに変更した。ここでは、プランジャ４３Ａについて主に説明する。
【０１１４】
図１７は、変形例におけるプランジャの前面を示す図である。図１８は、変形例におけるプランジャの前面を示す斜視図である。図１９は、変形例におけるプランジャの背面を示す図である。図２０は、変形例におけるプランジャの背面を示す斜視図である。図２１は、変形例におけるプランジャの横断面を示す図である。図１７〜２１に示されるように、プランジャ４３Ａは、本体部７０Ａと、突起部７６Ａとを有する。
【０１１５】
突起部７６Ａは、本体部７０Ａと結合しており、本体部７０Ａよりも細い。突起部７６Ａは、コイルばね４２の内部に挿入される。また、突起部７６Ａは、突起部７６と同様に、第３の仕切り板が有する孔に挿入される。そして、作動体７の動きに応じてプランジャ４３Ａが第３の仕切り板８１ｃの方向に平行移動すると、コイルばね４２は、プランジャ４３Ａの本体部７０Ａと第３の仕切り板８１ｃとの間で縮み、プランジャ４３Ａを基準位置に戻す力をプランジャ４３Ａに与える。
【０１１６】
本体部７０Ａは、スリット７１Ａ〜７４Ａを有する。ここで、スリット７１Ａ〜７４Ａそれぞれの形状は同じであるので、スリット７１Ａについて説明する。スリット７１Ａは、プランジャ４３Ａの前面と背面との間において開口の大きさが異なる。具体的には、スリット７１Ａの開口の横断面の形状は、図１７に示すような破線で囲まれた領域のうち斜線以外で示された領域の形状である。そして、プランジャ４３Ａの前面におけるスリット７１Ａの開口の大きさは、プランジャ４３Ａの背面におけるスリット７１Ａの開口の大きさよりも大きく設定されている。
【０１１７】
図２２〜２６は、複数の発光素子と複数の受光素子と変形例におけるプランジャとの位置関係をスイッチモジュールの横断面において示す図である。なお、図２２は作動体７が定位置に位置しているときの図であり、図２３は作動体７が１５度の位置に位置しているときの図であり、図２４は作動体７が２２．５度の位置に位置しているときの図であり、図２５は作動体７が３０度の位置に位置しているときの図であり、図２６は作動体７が４２．５度の位置に位置しているきの図である。ここで、発光素子５１〜５４、受光素子６１〜６４、仕切り板８１が配置される位置は、図１０と同一である。
【０１１８】
図２２〜２６に示されるように、プランジャ４３Ａの前面と発光素子５１〜５４とが対面し、プランジャ４３Ａの背面と受光素子６１〜６４とが対面する。なお、図２１に示したように、プランジャ４３Ａの本体部７０Ａのうちスリット７１Ａ〜７４Ａ以外の部分を斜線で示している。この斜線の部分が光遮断領域となる。
【０１１９】
また、プランジャ４３と同様に、プランジャ４３Ａは、作動体７の動きに連動して位置が変化し、位置の変化により発光素子５１〜５４が発する光を遮断または通過させる。具体的には、プランジャ４３Ａにおいて、スリット７１Ａ〜７４Ａのそれぞれは、プランジャ４３Ａの移動の途中において、発光素子５１〜５４に対応する第１の仕切り板８１ａの開口および受光素子６１〜６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と重なるように、プランジャ４３Ａに形成されている。
【０１２０】
また、スリット７１〜７４と同様に、スリット７１Ａ〜７４Ａの背面側の開口のそれぞれと当該スリットに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離は、スリット７１〜７４ごとに異なる。具体的には、図２２に示されるように、作動体７が定位置にあるとき（すなわち、プランジャ４３Ａが基準位置にあるとき）、スリット７１Ａの背面側の開口とスリット７１Ａに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離Ｅ、スリット７２Ａの背面側の開口とスリット７２Ａに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離、スリット７３Ａの背面側の開口とスリット７３Ａに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離、スリット７４Ａの背面側の開口とスリット７４Ａに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離は、この順に大きくなるように、各スリット７１Ａ〜７４Ａの位置が設定されている。
【０１２１】
以下、図２２〜２６を参照して、作動体７の定位置からの回転角度が変化するにつれ、各受光素子６１〜６４への光の入射の有無、および、入射する光の量がどのように変化するかについて説明する。
【０１２２】
図２２に示されるように、プランジャ４３Ａは、作動体７が０度の位置（定位置）に位置するとき、発光素子５１〜５４が発する光のすべてを遮断する。このため、発光素子５１〜５４それぞれが発する光がプランジャ４３Ａに遮断され、受光素子６１〜６４まで到達しない。
【０１２３】
図２２に示す状態から作動体７を回転させていき、プランジャ４３Ａをその長手方向に移動させていく。このとき、上述したように、スリット７１Ａの背面側の開口とスリット７１Ａに対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との距離が、他のスリット７２Ａ〜７４Ａに対応する距離よりも短いため、スリット７１Ａの背面側の開口と受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とだけが重なり始める。その後、作動体７の角度が大きくなるにつれ、プランジャ４３Ａの移動量が大きくなると、スリット７１Ａの背面側の開口と受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり領域が大きくなるとともに、スリット７２Ａの背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【０１２４】
図２３に示されるように、作動体７が１５度の位置に位置する場合、スリット７１Ａの背面側の開口が受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と一致する。言い換えると、第１の仕切り板８１ａにおいて発光素子５１が配置された位置に対応する開口と、第２の仕切り板８１ｂにおいて受光素子６１が配置された位置に対応する開口とを直線的につなぐ空間（光路領域）の全てにおいて、スリット７１Ａが存在する。また、このととき、スリット７２Ａの背面側の開口が受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部とが重なりあっている。そのため、受光素子６１の受光量は最大値となり、受光素子６２は、発光素子５２から発光された光の一部のみを受光する。また、この段階では、まだ受光素子５３，５４が配置された位置に対応する開口を、プランジャ４３Ａの光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子５３，５４には光が到達しない。
【０１２５】
図２３に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３Ａをその長手方向に移動させていく。このとき、プランジャ４３Ａの移動量が大きくなると、スリット７１Ａの背面側の開口と受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり面積が小さくなるとともに、スリット７２Ａの背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり面積が大きくなる。また、スリット７３Ａの背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【０１２６】
図２４に示されるように、作動体７が２２．５度の位置に位置するとき、スリット７２Ａの背面側の開口が受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と一致する。また、スリット７１Ａ、７３Ａの背面側の開口のそれぞれが受光素子６１，６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部と重なりあっている。そのため、受光素子６２の受光量は最大値となり、発光素子５１，５３が発する光が部分的にスリット７１Ａ，７３Ａを通過し、受光素子６１，６３に到達する。なお、この段階では、まだ受光素子５４が配置された位置に対応する開口を、プランジャ４３Ａの光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子６４には光が到達しない。
【０１２７】
図２４に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３Ａをその長手方向に移動させていく。このとき、プランジャ４３Ａの移動量が大きくなると、受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口を光遮断領域が覆う。また、スリット７２Ａの背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり面積が小さくなる。さらに、スリット７３Ａの背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり面積が大きくなる。
【０１２８】
図２５に示されるように、作動体７が３０度の位置に位置するとき、受光素子６１に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口は再び光遮断領域により完全に覆われる。また、スリット７２Ａの背面側の開口と受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部とが重なりあっている。さらに、スリット７３Ａの背面側の開口が受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と一致する。そのため、受光素子６１には光が到達せず、受光素子６３の受光量は最大値となり、発光素子５２が発する光が部分的にスリット７２Ａを通過し、受光素子６２に到達する。なお、この段階では、まだ受光素子５４が配置された位置に対応する開口を、プランジャ４３Ａの光遮断領域が覆っている。そのため、受光素子６４には光が到達しない。
【０１２９】
図２５に示す状態からさらに作動体７を回転させていき、プランジャ４３Ａをその長手方向に移動させていく。このとき、プランジャ４３Ａの移動量が大きくなると、受光素子６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口を光遮断領域が覆う。また、スリット７３Ａの背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口との重なり面積が小さくなる。さらに、スリット７４Ａの背面側の開口と受光素子６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口とが重なり始める。
【０１３０】
図２６に示されるように、作動体７が４２．５度の位置に位置するとき、受光素子６１，６２に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口は再び光遮断領域により完全に覆われる。また、スリット７３Ａの背面側の開口と受光素子６３に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口の一部とが重なりあっている。さらに、スリット７４Ａの背面側の開口が受光素子６４に対応する第２の仕切り板８１ｂの開口と一致する。そのため、受光素子６１，６２には光が到達せず、受光素子６４の受光量は最大値となり、発光素子５３が発する光が部分的にスリット７３Ａを通過し、受光素子６３に到達する。
【０１３１】
なお、作動体７は、４２．５度から５０度の角度まで変位することができる。ただし、プランジャ４３Ａは、作動体７が４２．５度の角度に位置するときに、固定部材８３に接触する。そのため、作動体７が４２．５度から５０度の角度に位置するとき、プランジャ４３Ａは、図２６と同じ状態となる。
【０１３２】
図２７は、変形例における、作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係を示した図である。図２７に示されるように、受光素子６１〜６４それぞれが発光素子５１〜５４それぞれから光を受けることにより出力する電圧と作動体７の角度との関係を４つの折れ線９１Ａ〜９４Ａによって示している。折れ線９１Ａは、受光素子６１に対応し、折れ線９２Ａは、受光素子６２に対応し、折れ線９３Ａは、受光素子６３に対応し、折れ線９４Ａは、受光素子６４に対応する。
【０１３３】
折れ線９１Ａは、作動体７が５度以上２５度以下の位置に位置するとき、受光素子６１が発光素子５１からの光を受けることを示している。折れ線９２Ａは、作動体７が１２．５度以上３２．５度以下の位置に位置するとき、受光素子６２が発光素子５２からの光を受けることを示している。折れ線９３Ａは、作動体７が２０度以上の位置に位置するとき、受光素子６３が発光素子５３からの光を受けることを示している。折れ線９４Ａは、作動体７が３２．５度以上の位置に位置するとき、受光素子６４が発光素子５４からの光を受けることを示している。また、折れ線９１Ａ〜９４Ａそれぞれは、丸の中に横線を含む記号が線上に示されている。この記号は、受光素子６１〜６４それぞれのしきい値の電圧を示す。
【０１３４】
折れ線９１Ａは、作動体７の角度が１０度未満または２０度より大きいときに受光素子６１が発光素子５１から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、１０度以上２０度以下のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９２Ａは、作動体７の角度が１５度未満または３０度より大きいときに受光素子６２が発光素子５２から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、１５度以上３０度以下のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９３Ａは、作動体７の角度が２５度未満または３７．５度より大きいときに受光素子６３が発光素子５３から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、２５度以上３７．５以下のときにしきい値以上であることを示す。折れ線９４Ａは、作動体７が３５度未満または４０度より大きいときに受光素子６４が発光素子５４から受けた光により出力する電圧がしきい値未満であり、３５度以上４０度以下のときにしきい値以上であることを示す。
【０１３５】
なお、上記図２２〜２６の説明では、プランジャ４３Ａの前面を発光素子５１〜５４と対向させ、プランジャ４３Ａの背面を受光素子６１〜６４と対向させるものとした。しかしながら、逆に、プランジャ４３Ａの背面を発光素子５１〜５４と対向させ、プランジャ４３Ａの前面を受光素子６１〜６４と対向させてもよい。この場合であっても、作動体の角度と受光素子の出力電圧との関係は図２７と同じである。
【０１３６】
このように、本変形例であっても、プランジャ４３Ａの位置によって、受光素子６１〜６４に入射する光の量が異なるため、各受光素子６１〜６４から出力される電圧が変化することとなる。そのため、出力される電圧が連続的に変化する作動体７の角度範囲内において予めしきい値を設定しておくことで、当該しきい値の電圧を出力する作動体７の角度を検知することができる。そのため、上記の実施形態と同様に、第２の位置から第１の位置までの復帰時間を測定することができる。
【０１３７】
また、上記の説明では、リミットスイッチ１は、フォトインタラプタ部４１が備える受光素子６１〜６４のうち発光素子５１〜５４からの光を受けたものを特定することにより作動体７の位置を検出した。しかしながら、作動体７の位置を検出する方法は、フォトインタラプタ部を用いる方法に限定するものではない。作動体７の位置を検出する他の方法として、例えば、特許文献１に記載のような、作動体７の複数の位置のそれぞれを検出可能な接点機構を用いてもよい。
【０１３８】
また、リミットスイッチ１が備える作動体７が回転する動作に応じて、プランジャ４３，４３Ａの位置を変位させるようにした。しかしながら、プランジャ４３，４３Ａの位置の変位を、作動体７の回転による動作に連動させることによる方法に限定するものではない。作動体７の回転による動作以外でプランジャ４３，４３Ａの位置を変位させる方法として、例えば、非特許文献１に記載の方法を利用してもよい。
【０１３９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、生産ライン等で用いられるリミットスイッチに利用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１  リミットスイッチ
３  ケーシング
５  装着ブロック
７  作動体
９  ネジ
１１  スイッチモジュール
２１，２３，２５  点灯部
２７  モード切換スイッチ
３１〜３４  端子
４１  フォトインタラプタ部
４３，４３Ａ  プランジャ
５１〜５４  発光素子
６１〜６４  受光素子
１００  マイクロコンピュータ
１０１  低電圧回路
１０３  ＯＮ／ＯＦＦ信号出力部
１０５  故障予知／異常予知出力部
１２１  位置検出部
１２３  ＯＮ／ＯＦＦ出力制御部
１２５  モード切換部（モード切換手段）
１２７  時間測定部（時間測定手段）
１２９  補正部（参照時間設定手段）
１３１  参照時間設定部（参照時間設定手段）
１３３  比較部（比較手段）
１３５  通知部（通知手段）
１４１  第１判定部
１４３  第２判定部
【要約】
【課題】生産ラインや物体の変更などによる移動速度の変更にも適用できるとともに、長期間に亘る作動体の移動速度の遅延を確実に把握可能なスイッチを提供する。
【解決手段】リミットスイッチは、物体との接触により変位する作動体を備え、作動体の位置に応じて動作するスイッチであって、学習モードおよび予知モードのいずれかにモードを切り換えるモード切換部１２５と、作動体７の予め定められた第１の位置と第２の位置とを少なくとも検出する位置検出部１２１と、第１の位置が検出されてから第２の位置が検出されるまでの時間を測定する時間測定部１２７と、学習モードにおいて測定された時間に基づいて、参照時間を設定する参照時間設定部１３１と、予知モードにおいて測定された時間と参照時間とを比較する比較部１３３と、比較の結果、予知モードにおいて測定された時間が参照時間よりも大きい場合、警告を通知する通知部１３５とを備える。
【選択図】図１５【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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