開關的制作方法

專利名稱：開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種開關，所述開關設有將根據(jù)外力而移位的移位構件，所述開關用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號。
背景技術：
通常，已知如下的限位開關一旦檢測到物體(諸如待加工的產品)移動到工廠的生產線中的一個預定位置，則所述限位開關就自動啟動加工機器(參見非專利文獻I)。這種限位開關設有將根據(jù)外力而移位的移位構件，并且根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號。因此，在專利文獻I和2中，提供了如下的接觸機構一旦移位構件位于一個預定位置，則所述接觸機構就會與所述移位構件形成接觸，并且基于所述接觸機構中是否存在電接觸來檢測所述移位構件的位置。在專利文獻2中，提供了多個接觸機構來檢測移 位構件的多個位置。在移位構件的位置如專利文獻I和2中一樣由接觸機構檢測的情況下，由于組成接觸機構的構件的尺寸多樣性，所以在由接觸機構檢測到的移位構件位置和期望的移位構件位置之間可能會產生差異。因此，在專利文獻2中，提供了一種調整螺釘以消除這種差
巳升?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本未審查的專利公布2-281513(于1990年11月10日公開)專利文獻2 :日本未審查的專利公布64-043934(于1989年2月16日公開)非專利文獻非專利文獻1:0MR0N Corporation" Limit switch technical guide" ,http://www. fa.omron. co. jp/data_pdf/commentary/1imitswitch_apparatus_tg_j_3_l_l-5.pdf, 2010 年 11 月 19 日。

發(fā)明內容
技術問題然而，調整螺釘?shù)恼{整任務為重復以下任務輕微地旋轉調整螺釘，以及在旋轉之后確定由接觸機構可檢測到的移位構件位置；因此，調整任務特別費力。在要檢測移位構件的多個位置的情況下，需要對與移位構件的多個位置相對應的每個接觸機構執(zhí)行調整任務。因此，一個問題就是調整任務費時。為了解決上述問題，作出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的就是提供一種開關，所述開關設有將根據(jù)外力而移位的移位構件，所述開關用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號，所述開關能夠在不需要調整螺釘?shù)那闆r下根據(jù)所述移位構件的期望位置容易地輸出信號。技術手段
為了解決上述問題，本發(fā)明的開關包括移位構件，將根據(jù)外力而移位；信號輸出裝置，用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號；光發(fā)射元件，用于從光發(fā)射表面發(fā)光；以及光接收元件，具有面向所述光發(fā)射表面的光接收表面，所述光接收元件用于輸出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量；其中所述移位構件布置在所述光發(fā)射表面和所述光接收表面之間，并且當不存在外力時位于參考位置；供光穿過的開口，所述開口在所述移位構件中以如下方式形成使得在從所述光發(fā)射表面發(fā)射的光中入射到所述光接收表面上的光量根據(jù)所述移位構件的位移而變化，所述開關還包括設定處理裝置，用于在所述移位構件移位到一指定位置的狀態(tài)下輸入設定指令時將從所述光接收元件輸出的特征量設定為一個閾值；以及位置檢測裝置，用于執(zhí)行以下檢測處理，即通過比較由所述設定處理裝置設定的閾值和由所述光接收元件輸出的特征量來檢測所述移位構件是更靠近所述參考位置還是更靠近所述指定位置，并且所述信號輸出裝置基于由所述位置檢測裝置執(zhí)行的檢測處理的結果來輸出信號。根據(jù)上述結構，在所述移位構件中以如下方式形成供光穿過的開口 使得在從所述光發(fā)射表面發(fā)射的光中入射到所述光接收表面上的光量根據(jù)所述移位構件的位移而變 化。因此，因為入射到所述光接收表面上的光量因所述移位構件的位置而不同，所以從所述光接收元件輸出的特征量因所述移位構件的位置而變化。通過以下步驟來檢測所述移位構件是更靠近所述參考位置還是更靠近所述指定位置或者所述移位構件是否位于所述指定位置在所述移位構件移位到所述指定位置的狀態(tài)下將從所述光接收元件輸出的特征量設定為閾值；以及比較設定的閾值和從所述光接收元件輸出的特征量。因此，當用戶僅在所述移位構件移位到所述指定位置的狀態(tài)下輸入設定指令時，在該狀態(tài)下的特征量被設定為閾值；并且所述移位構件的位置可以被檢測。因此，可以根據(jù)所述移位構件的位置容易地輸出信號。從而，可以提供在不需要調整螺釘?shù)那闆r下根據(jù)移位構件的期望位置容易地輸出信號的開關。技術效果根據(jù)本發(fā)明，利用這樣的開關所述開關設有將根據(jù)外力而移位的移位構件，以及所述開關用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號，有如下技術效果可以在不需要調整螺釘?shù)那闆r下根據(jù)移位構件的位置容易地輸出信號。


圖I是示出本實施方案的一個限位開關的立體圖。圖2是示出設于該限位開關中的一個開關模塊的視圖。圖3是當該開關模塊處于分解狀態(tài)的立體圖。圖4是示出設于該開關模塊中的光中斷器單元連同基板的立體圖。圖5是示出設于該開關模塊中的一個柱塞的視圖。圖6是從前表面?zhèn)瓤吹降脑撝牧Ⅲw圖。圖7是示出該柱塞的后表面的視圖。圖8是從后表面?zhèn)瓤吹降脑撝牧Ⅲw圖。圖9是示出該柱塞的截面的視圖。圖10是第一視圖，其示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖11是第二視圖，其示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖12是第三視圖，其示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖13是第四視圖，其示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖14是第五視圖，其示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖15是示出致動體的角度與光接收元件的輸出電壓之間的關系的視圖。 圖16是示出該開關模塊的內部結構的框圖。圖17是示出提取表的一個實施例的視圖。圖18是示出致動體的角度與運行狀態(tài)之間的關系的視圖。圖19是示出從光接收元件輸出的電壓值、由設定處理單元設定的閾值以及從確定單元輸出的信號之間的關系的視圖。圖20是示出閃光樣式的一個實施例的視圖。圖21是示出一個改型實施例中的一個柱塞的前表面的視圖。圖22是從前表面?zhèn)瓤吹降脑摳男蛯嵤├械闹牧Ⅲw圖。圖23是示出該改型實施例中的柱塞的后表面的視圖。圖24是從后表面?zhèn)瓤吹降脑摳男蛯嵤├械闹牧Ⅲw圖。圖25是示出該改型實施例中的柱塞的截面的視圖。圖26是第一視圖，其示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖27是第二視圖，其示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖28是第三視圖，其示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖29是第四視圖，其示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖30是第五視圖，其示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系。圖31是示出在該改型實施例中從光接收元件輸出的電壓值、由設定處理單元設定的閾值以及從確定單元輸出的信號之間的關系的視圖。
具體實施例方式將參照附圖來描述本發(fā)明的實施方案。在以下描述中，相同的部件具有相同的參考標記。所述部件的名稱和功能也是相同的。因此，不會重復地詳細描述所述部件。<限位開關的整體結構>圖I是示出本實施方案的一個限位開關的立體圖。限位開關是一種用于檢測位置、變化、移動、通過等以及根據(jù)檢測到或未檢測到而輸出開(ON)信號或關(OFF)信號的開關。鑒于本實施方案的限位開關被應用到需要機械強度和環(huán)境抵抗性的地方，該限位開關優(yōu)選地被形成為免受外力、水、油、氣體、砂粒和灰塵等。如圖I所示，限位開關I設有殼體3、安裝塊5以及致動體7。殼體3的內部空間中布置有開關模塊11，該殼體3將保護開關模塊11免受外力、水、油、氣體、砂粒以及灰塵等。殼體3包括殼體主體3a，其具有用于將開關模塊11組裝進所述內部空間的開口 ；以及用于關閉所述開口的蓋部3b。安裝塊5附接到殼體3的上部。致動體7由螺釘9可旋轉地附接到安裝塊5。致動體7從安裝塊5突出，并且當沒有施加外力時，所述致動體的位置因與物體的接觸而是一個固定位置。致動體7的固定位置被示為致動體7朝向手表的0點的位置。在圖I中，當從左側施力時，致動體7在螺釘9上沿順時針方向旋轉，并且之后當撤力時回到 該固定位置。同時，當從右側施力時，致動體7在螺釘9上沿逆時針方向旋轉，并且之后當撤力時回到該固定位置。應注意，在下文中，致動體的位置由與該固定位置的角度來表示。如稍后所述，以使得開關模塊11通過致動體7的旋轉而運行的方式來進行設定。應注意，在殼體主體3a、蓋部3b、安裝塊5以及致動體7的連接點處布置有密封構件，從而防止水、油、氣體等侵入。<開關模塊的結構>如上所述，開關模塊布置在殼體3的內部空間中。開關模塊11將根據(jù)致動體7的位置來輸出不同的信號。圖2是示出該開關模塊的外觀的視圖。如圖2所示，開關模塊11設有用于控制整個開關模塊11的微型計算機(未示出)；照明單元21，23，25 ;模開關27 ;以及端子31至34。模開關27是一個用于將模式切換到正常模式和設定模式中的任一種模式的開關，并且具有供用戶按壓的按鈕。設定模式是用于設定待檢測的致動體7的位置的模式。正常模式是開關模塊11根據(jù)在設定模式中設定的位置來輸出各種信號的模式。端子31，32是要連接到供電設備的端子。端子33，34是要連接到生產線中用于執(zhí)行任務的設備的端子。設于開關模塊11中的微型計算機控制整個開關模塊11并且根據(jù)致動體7的位置從端子33，34輸出各種信號。該微型計算機也根據(jù)致動體7的位置來控制照明單元21，25的照明。應理解，照明單元21，23，25由一旦供電就發(fā)光的LED照明電路以及用于將從LED照明電路發(fā)射的光導向開關模塊11的表面的導光棒構成。一旦從外部供電，照明單兀23就發(fā)光,并且照明單元23具體地是一個電源燈。圖3是當該開關模塊處于分解狀態(tài)時的立體圖。如圖3所示，除了端子31至34以及照明單元21，23，25之外，開關模塊11還設有用作光學傳感器的光中斷器單元41 ;螺旋彈黃42 ；以及柱塞43。光中斷器單元41具有多個光發(fā)射元件和多個光接收元件。光發(fā)射元件發(fā)射具有高線性的光，并且例如是發(fā)光二極管。光接收元件例如是單光電晶體管、光電集成電路或光
電二極管。柱塞43是一個棒形部件，并且具有多個縫(開口)。隨著致動體7的移動，柱塞43可以沿該柱塞43的縱向方向平行地移動。即，柱塞43是一個會根據(jù)外力而移位的移位構件。應注意，各種已知技術可以用作使柱塞43隨著致動體7的移動而移動的機構。如在專利文獻I中所述的，致動體7的旋轉軸的一部分被成形為平坦形狀，并且該平坦部分與柱塞43的縱向方向上的一端被成形為相互接觸。在此，當致動體7位于固定位置(即，在致動體7不與物體接觸且不旋轉的狀態(tài)下)并且該平坦部分和柱塞43相互接觸時，柱塞43的位置是一個參考位置。在此情形中，所述平坦部分也因致動體7的旋轉而旋轉，以使得可以沿柱塞43的縱向方向給該柱塞43施力。因此，柱塞43沿其縱向方向從所述參考位置移位。由螺旋彈簧42向柱塞43施加用于回到參考位置的偏置力。因此，當致動體7回到固定位置時，柱塞43通過螺旋彈簧42的偏置力也回到參考位置。圖4是示出光中斷器單元連同基板的立體圖。如圖4所示，光中斷器單元41包括具有相同形狀和相同大小的光發(fā)射兀件51-54,以及與光發(fā)射兀件51-54具有相同形狀和相同大小的光接收兀件61-64。應注意,雖然光發(fā)射兀件51-54和光接收兀件61-64在這里具有相同形狀和相同大小，但是形狀和大小不必都相同。光發(fā)射兀件51-54以及光接收兀件61-64沿柱塞43的縱向方向在相同的直線上排列成行。光發(fā)射元件51的光發(fā)射部分(光發(fā)射表面)面向光接收元件61的光接收部分(光接收表面)。類似地，光發(fā)射兀件52的光發(fā)射部分(光發(fā)射表面)面向光接收兀件62的光接收部分(光接收表面)，光發(fā)射元件53的光發(fā)射部分(光發(fā)射表面)面向光接收元件63的光接收部分(光接收表面)，以及光發(fā)射兀件54的光發(fā)射部分(光發(fā)射表面)面向光接收元件64的光接收部分(光接收表面)。因此，光接收元件61-64可以通過一對一的關系接收由光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的光。即，光發(fā)射兀件51和光接收兀件61形成一個光中斷器(光檢測單元)，用于檢測在光發(fā)射元件51和光接收元件61之間是否存在物體。類似地，光發(fā)射元件52和光接收元件62的組合、光發(fā)射元件53和光接收元件63的組合以及光發(fā)射元件54和光接收元件64的組合中的每一組合都用作一個光中斷器(光檢測單元)。光發(fā)射元件51-54以及光接收元件61-64被布置為相互間隔開一距離，所述距離為柱塞43的短方向上的寬度或者稍大于所述寬度。因此，柱塞43可以被布置在光發(fā)射元件51-54和光接收元件61-64之間。通過這種布置，隨著致動體7的移動，柱塞43沿與光發(fā)射兀件51-54和光接收兀件61-64分別互相面對的方向相垂直的方向平行地移動。圖5是示出該柱塞的前表面的視圖。圖6是從該柱塞的前表面?zhèn)瓤吹降脑撝牧Ⅲw圖。圖7是示出該柱塞的后表面的視圖。圖8是從該柱塞的后表面?zhèn)瓤吹降脑撝牧Ⅲw圖。圖9是示出該柱塞的截面的視圖。如圖5-9所示，柱塞43具有主體部分70和突 出部分76。突出部分76與主體部分70結合，并且比主體部分70更窄。突出部分76插入到螺旋彈簧42中。主體部分70具有縫(開口)71-74。在本文中，由于縫71_74的形狀相互相同，所以僅將描述縫71。縫71的開口分別對于柱塞43的前表面和后表面具有不同的大小。具體地，如圖9所示，該截面中的縫71的開口的形狀是在由虛線圍繞的區(qū)域中未被斜線表示的區(qū)域的形狀?？p71的開口在柱塞43的前表面上的大小被設定為大于該縫71的開口在柱塞43的后表面上的大小。<光中斷器與柱塞之間的位置關系>
圖10-14是示出多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的一個截面中的位置關系的視圖。應理解，圖10是當致動體7位于固定位置時的視圖，圖11是當致動體7位于15度的位置(即，致動體7從固定位置旋轉15度的位置)時的視圖，圖12是當致動體7位于22. 5度的位置時的視圖，圖13是當致動體7位于30度的位置時的視圖，以及圖14是當致動體7位于42. 5度的位置時的視圖。在此，光發(fā)射元件51-54和光接收元件61-64布置的位置如圖4所示。如圖10-14所不,開關模塊11設有隔板81。隔板81是用于分隔光發(fā)射兀件51-54、光接收兀件61-64以及柱塞43的板。具體地，隔板81設有第一隔板81a,用于分隔光發(fā)射兀件51-54以及柱塞43 ;第二隔板81b,用于分隔光接收兀件61-64以及柱塞43 ;以及第三隔板81c,位于第一隔板81a和第二隔板81b之間。柱塞43布置在第一隔板81a和第 二隔板81b之間。柱塞43的后表面鄰接第二隔板81b，并且柱塞43的前表面鄰接第一隔板81a。S卩，柱塞43的前表面面向光發(fā)射兀件51-54,并且柱塞43的后表面面向光接收兀件61-64。應理解，如圖5所示，柱塞43的主體部分70的除了縫71-74以外的部分是由斜線表示。下文中，具有斜線的部分會是光阻擋區(qū)域。第一隔板81a分隔每個光發(fā)射元件51-54，第二隔板81b分隔每個光接收元件61-64。第一隔板81a具有多個開口，所述多個開口對應于分別布置光發(fā)射兀件51-54的位置。具體地，設在第一隔板81a中的所述多個開口分別位于分別由光發(fā)射元件51-54發(fā)射的光可以穿過的位置。第二隔板81b具有多個開口，所述多個開口對應于分別布置光接收元件61-64的位置。具體地，設在第二隔板81b中的所述多個開口分別位于光接收元件61-64可以分別接收來自光發(fā)射元件51-54的光的位置。因此，將第一隔板81a中的開口和形成于第二隔板81b中的與上述開口對應的開口線性地連接的區(qū)域，是從所述光發(fā)射元件發(fā)射的光穿過的區(qū)域(光路區(qū)域)。此外，第三隔板81c具有孔，柱塞43的僅突出部分76插入穿過所述孔。因此，其中插有突出部分76的螺旋彈簧42位于第三隔板81c和主體部分70之間。當柱塞43根據(jù)致動體7的移動而朝第三隔板81c平行地移動時，螺旋彈簧42在柱塞43的主體部分70和第三隔板81c之間受到壓縮，從而給柱塞43施加使柱塞43回到參考位置的力。如上所述，隨著致動體7的移動，柱塞43沿其縱向方向移動。在該運動的中間階段，縫71在柱塞43中以如下方式被形成縫71與第一隔板81a的對應于光發(fā)射兀件51的開口以及與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口重疊。類似地，縫72在柱塞43中以如下方式被形成縫72與第一隔板81a的對應于光發(fā)射元件52的開口以及與第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口重疊?？p73在柱塞43中以如下方式被形成縫73與第一隔板81a的對應于光發(fā)射元件53的開口以及與第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口重疊。另外，縫74在柱塞43中以如下方式被形成縫74與第一隔板81a的對應于光發(fā)射元件54的開口以及與第二隔板81b的對應于光接收元件64的開口重疊。這樣，縫71-74分別對應于光發(fā)射元件51-54和光接收元件61-64。然而，在縫71-74的后表面?zhèn)壬系拿總€開口和第二隔板81b的對應于所述縫的每個開口之間的距離在縫71-74之間是不同的。具體地，如圖10所示，縫71-74的位置以如下方式被設定，當致動體7位于固定位置時(即，當柱塞43位于參考位置時)，所述距離按照如下順序逐漸增大縫71的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫71的開口之間的距離A ;縫72的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫72的開口之間的距離B ;縫73的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫73的開口之間的距離C ;以及縫74的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫74的開口之間的距離D。在此，在光接收元件61-64檢測到穿過縫71-74的光時的柱塞43的多個位置中離參考位置的位移量為最小的一個位置，作為光檢測開始位置。在這種情況下，上述距離A-D表示從參考位置到光檢測開始位置的距離。當這樣的柱塞43隨著致動體7的移動而平行地移動時，由光發(fā)射元件51-54發(fā)射的光根據(jù)該柱塞的位置而被阻擋或穿過。具體地，當設于第二隔板81b中的開口和柱塞43的光阻擋區(qū)域因柱塞43的位置變化而重疊時，柱塞43阻擋光到達與所述開口對應的光接收元件。當設于第二隔板81b中的開口和柱塞43的縫至少部分地重疊時，柱塞43允許光穿過到達與所述開口對應的光接收元件。換句話說，當從光發(fā)射元件51-54到光接收元件61-64的光路與縫71-74的至少一部分重疊時，光穿過它們。此時，入射到所述光接收元件上的光量，與設于第二隔板81b中的開口和所述縫的開口的重疊區(qū)域的大小成比例。 在分別由光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的光中會被柱塞43阻擋的光對應于柱塞43的位置，即致動體7與固定位置的角度。下文中，將參照圖10-15來描述，隨著致動體7與固定位置的角度的變化，入射到光接收元件61-64上的光是否存在以及入射光的量如何變化。如圖10所示，當致動體7位于0度的位置(固定位置)時，柱塞43阻擋由光發(fā)射元件51-54發(fā)射的所有光。具體地，柱塞43的光阻擋區(qū)域遮蓋了第二隔板81b中的與光接收兀件61-64的布置位置對應的所有開口。因此，分別由光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的光被柱塞43阻擋，而不能到達光接收元件61-64。致動體7從圖10中示出的狀態(tài)旋轉，并且柱塞43沿其縱向方向移動。此時，如上所述，縫71的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫71的開口之間的距離A短于其他距離B至D。因此，僅縫71的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口開始重疊。之后，當柱塞43的移動量隨著致動體7的角度的增大而增大時，縫71的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口的重疊區(qū)域增大，并且縫72的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口開始重疊。如圖11所示，當致動體7位于15度的位置時，縫71的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口的整個區(qū)域重疊。換句話說，縫71的開口完全位于如下的空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接第一隔板81a中的對應于光發(fā)射元件51的布置位置的開口和第二隔板81b中的對應于光接收元件61的布置位置的開口。另外，縫72的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的一部分重疊。換句話說，縫72的開口僅有一部分位于如下的空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接第一隔板81a中的對應于光發(fā)射兀件52的布置位置的開口和第二隔板81b中的對應于光接收元件62的布置位置的開口。因此，光接收元件61的光接收量具有最大值，并且光接收元件62僅接收從光發(fā)射元件52發(fā)射的光的一部分。在此階段，柱塞43的光阻擋區(qū)域仍遮擋第二隔板81b的對應于光接收元件63，64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件63，64。致動體7從圖11中示出的狀態(tài)進一步旋轉，并且柱塞43沿其縱向方向移動。此時，當柱塞43的移動量隨著致動體7的角度的增大而增大時，縫72的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的重疊區(qū)域增大，并且縫73的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口開始重疊。如圖12所示，當致動體7位于22. 5度的位置時，縫71，72的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61，62的開口的整個區(qū)域分別重疊。換句話說，縫71的開口完全位于如下的空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接第一隔板81a中的對應于光發(fā)射元件51的布置位置的開口和第二隔板81b中的對應于光接收元件61的布置位置的開口。類似地，縫72的開口完全位于如下的空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接第一隔板81a中的對應于光發(fā)射兀件52的布置位置的開口和第二隔板81b中的對應于光接收兀件62的布置位置的開口。另外,縫73的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口的一部分重疊。換句話說，縫73的開口僅有一部分位于如下的空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接第一隔板81a中的對應于光發(fā)射元件53的布置位置的開口和第二隔板81b中的對應于光接收元件63的布置位置的開口。因此，光接收元件61，62的光接收量具有最大值，并且光接收元件63僅接收從光發(fā)射元件53發(fā)射的光的一部 分。應注意，在此階段，柱塞43的光阻擋區(qū)域仍遮擋第二隔板81b的對應于光接收元件64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件64。當致動體7進一步旋轉并且柱塞43從圖12中示出的狀態(tài)沿其縱向方向移動時，縫73的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口的重疊區(qū)域增大。如圖13所示，當致動體7位于30度的位置時，縫71，72，73的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61，62，63的開口的整個區(qū)域分別重疊。因此，光接收元件61，62，63的光接收量具有最大值。應注意，在此階段，柱塞43的光阻擋區(qū)域仍遮擋第二隔板81b的對應于光接收元件64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件64。當致動體7進一步旋轉并且柱塞43從圖13中示出的狀態(tài)沿其縱向方向移動時，縫74的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件64的開口開始重疊。如圖14所示，當致動體7位于42. 5度的位置時，縫71-74的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61-64的開口的整個區(qū)域分別重疊。因此，光接收元件61-64的光接收量具有最大值。圖15是示出致動體的角度與光接收元件的輸出電壓之間的關系的視圖。如圖15所示，四條序列線91-94表示分別由光接收元件61-64在分別從光發(fā)射元件51-54接收光時輸出的電壓與致動體7的位置之間的關系。序列線91對應于光接收元件61，序列線92對應于光接收元件62，序列線93對應于光接收元件63，并且序列線94對應于光接收元件64。如圖15所示，當致動體7的角度不小于0度且小于5度時，分別由光發(fā)射元件51-54發(fā)射的光被阻擋。當致動體7的角度不小于12. 5度且小于20度時，分別由光發(fā)射元件51，52發(fā)射的光的至少一部分穿過，并且分別由光發(fā)射元件53，54發(fā)射的光被阻擋。當致動體7的角度不小于20度且小于32. 5度時，分別由光發(fā)射元件51-53發(fā)射的光的至少一部分穿過，并且分別由光發(fā)射元件54發(fā)射的光被阻擋。當致動體7的角度不小于32. 5度且小于50度時，分別由光發(fā)射元件51-54發(fā)射的光的至少一部分穿過。對于5-15度的角度，來自光接收元件61的輸出電壓與該角度成比例地連續(xù)增大。這是因為第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口與縫71的重疊區(qū)域的大小隨著該角度的增大而增大。類似地，對于12. 5-22. 5度的角度，來自光接收元件62的輸出電壓與該角度成比例地連續(xù)增大；對于20-30度的角度，來自光接收元件63的輸出電壓與該角度成比例地連續(xù)增大；以及對于32. 5-42. 5度的角度，來自光接收元件64的輸出電壓與該角度成比例地連續(xù)增大。這樣，隨著致動體7的角度增大，穿過柱塞43的光增多。相反，隨著致動體7的角度減小，穿過柱塞43的光減少。這樣，柱塞43的位置隨著致動體7從固定位置的旋轉角度而變化，并且分別由光接收元件61-64接收的光量隨著柱塞43的位置而不同。當柱塞43的位置——在使得分別入射到光接收元件61-64的光量最大的柱塞43的多個位置中，離參考位置的位移量是最小的位置——作為一個光量最大位置時，光量最大位置在光接收元件61-64之間是不同的。應注意,光接收兀件61的光量最大位置是致動體7處于15度時柱塞43的位置，光接收元件62的光量最大位置是致動體7處于22. 5度時柱塞43的位置，光接 收元件63的光量最大位置是致動體7處于30度時柱塞43的位置，以及光接收元件64的光量最大位置是致動體7處于42. 5度時柱塞43的位置。從圖15可知，當光接收元件61-64開始檢測光時柱塞43的位置(光檢測開始位置)在光接收元件61-64之間是不同的。具體地，對應于光接收元件61的光檢測開始位置是當致動體7位于5度的位置時柱塞43的位置，對應于光接收元件62的光檢測開始位置是當致動體7位于12. 5度的位置時柱塞43的位置，對應于光接收元件63的光檢測開始位置是當致動體7位于20度的位置時柱塞43的位置，以及對應于光接收元件64的光檢測開始位置是當致動體7位于32. 5度的位置時柱塞43的位置。這樣，光量最大位置和光檢測開始位置在光接收元件61-64之間是不同。因此，當光接收元件61-64檢測到光時柱塞43的位置范圍也是不同的。應注意,在以上描述中，柱塞43的前表面面向光發(fā)射兀件51-54,并且柱塞43的后表面面向光接收兀件61-64。然而,相反,柱塞43的后表面可以面向光發(fā)射兀件51-54,并且柱塞43的前表面可以面向光接收元件61-64。甚至在這種情況下，致動體的角度與光接收兀件的輸出電壓之間的關系也與圖15的相同。<微型計算機與其周邊結構之間的關系>圖16是示出開關模塊的結構的框圖。如圖16所示，除了模開關27、光接收元件61-64以及照明單元(信號輸出裝置)21，25之外，開關模塊11還包括控制整個開關模塊11的微型計算機100 ;低壓電路101 ;0N/0FF信號輸出單元(信號輸出裝置)103 ;以及故障預測/異常預測輸出單元(信號輸出裝置)105。低壓電路101轉換從外部輸入的電壓，并且輸出低于輸入電壓的電壓給微型計算機100。當電壓從低壓電路101輸入時，微型計算機100點亮如圖2所示的照明單元23。光接收元件61根據(jù)從光發(fā)射元件51接收到的光量來輸出電壓至微型計算機100。光接收元件62根據(jù)從光發(fā)射元件52接收到的光量來輸出電壓至微型計算機100。光接收元件63根據(jù)從光發(fā)射元件53接收到的光量來輸出電壓至微型計算機100。光接收元件64根據(jù)從光發(fā)射元件54接收到的光量來輸出電壓至微型計算機100。在此，如下的電壓作為最大電壓當在光接收兀件61-64和光發(fā)射兀件51-54之間的光路中不存在柱塞43的光阻擋區(qū)域時，分別從光接收兀件61-64輸出的電壓。如上所述，模開關27是用于將模式切換到正常模式和設定模式中任一種模式的開關，并且具有供用戶按壓的按鈕。當按下按鈕時，模開關27輸出用于切換模式的低(LOW)信號給微型計算機100。同時，在沒有按下按鈕的情況下，模開關27總是輸出高(HI GH)信號給微型計算機100。0N/0FF信號輸出單元103由微型計算機100控制，從而輸出用于控制外部設備的驅動的ON信號或OFF信號，所述外部設備用作限位開關I的控制對象。故障預測/異常預測輸出單元105由微型計算機100控制，從而輸出故障預測信號或異常預測信號，這表示給外界預測限位開關I中出現(xiàn)了故障或異常。照明單元21，25分別由微型計算機100控制，從而發(fā)射光。接下來將描述微型計算機100的內部功能結構。應理解，微型計算機100設有CPU和儲存程序的存儲器，并且該CPU從該存儲器讀取程序，并且該微型計算機用來根據(jù)該程序執(zhí)行操作。如圖16所示，微型計算機100包括:A/D轉換單元111 ;位置檢測單元(位置檢測裝置)113 ;存儲器115，117 ;輸出信號控制單元119 ;模式切換單元121 ;以及設定處理 單元(設定處理裝置)123。A/D轉換單元111接收從光接收元件61-64輸出的模擬電壓，并且將該模擬電壓的
值轉換為數(shù)字值。位置檢測單元113檢測致動體7的位置(與固定位置的角度)。位置檢測單元113設有第一確定單元113-1至第n確定單元113-n。應注意，因為第一確定單元113-1至第n確定單元113-n的功能是相同的，所以將僅描述第一確定單元113-1。第一確定單元113-1從由A/D轉換單元111輸出的對應于光接收元件61-64的四個數(shù)字值中提取一個數(shù)字值。此提取是使用儲存在存儲器115中的提取表來進行的。該提取表是如下信息對于第k確定單元(k= I至n中的任一個)113-k，用于識別第k確定單元113-k的確定單元識別信息與如下的光接收元件識別信息相關所述光接收元件識別信息用于在與光接收元件61-64對應的四個數(shù)字值中識別由第k確定單元113-k所使用的光接收元件。圖17是該提取表的一個實例。在圖17中示出的提取表的情況下，與表示第一確定單元113-1的確定單元識別信息對應的光接收元件識別信息表示的是光接收元件61。因此，第一確定單元113-1從光接收元件61提取數(shù)字值。第一確定單元113-1將提取的數(shù)字值與儲存在存儲器117中的第一閾值進行比較，并且在提取的數(shù)字值不小于第一閾值的情況下輸出高信號給輸出信號控制單元119，或者在提取的數(shù)字值小于第一閾值的情況下輸出低信號給輸出信號控制單元119。應注意，儲存在存儲器117中的第k閾值對應于第k確定單元113-k，并且供第k確定單元113-k使用。輸出信號控制單元119根據(jù)從第一確定單元113-1至第n確定單元113-n輸出的信號來控制0N/0FF信號輸出單元103 ;故障預測/異常預測輸出單元105 ;以及照明單元21，25。后面將描述該控制的具體實施例。當從模開關27接收到低信號時，模式切換單元121將模式切換到設定模式，并且輸出設定指令至設定處理單元123。一旦從設定處理單元123接收到設定完成的通知，模式切換單元121就將模式切換到正常模式。應注意，在模式切換單元121將模式切換到正常模式的情況下，設定處理單元123的操作停止，并且輸出信號控制單元119運行。設定處理單元123執(zhí)行以下處理設定儲存在存儲器117中的第k閾值(k = I至n中的任一個)以及儲存在存儲器115中的光接收元件識別信息。設定處理單元123儲存用于識別第k-1確定單元(k = I至n中的任一個)的在先設定對象信息，所述第k-1確定單元作為在先設定對象。一旦接收到設定指令，設定處理單元123就將第k確定單元113-k當作設定對象，所述第k確定單元113-k作為由在先設定對象信息表示的第k-1確定單元的下一個確定單元。應注意，如果在先設定對象信息表示第n確定單元113-n，則設定處理單元123將第一確定單元113-1當作設定對象。設定處理單元123執(zhí)行以下設定處理設定第k閾值以及與作為設定對象的第k確定單元113-k對應的光接收元件識別信息，并且當該設定處理完成時，設定處理單元123通知模式切換單元121該設定完成。因此，每次用戶按下模開關27，就可以相繼執(zhí)行與第一確定單元113-1至第n確定單元113-n對應的設定處理。設定處理單元123中的設定處理方法如下。首先，設定處理單元123在從A/D轉換單元111輸出的與光接收元件61-64對應的四個數(shù)字值中提取一個數(shù)字值，該數(shù)字值在從數(shù)字值的一范圍內排除了至少最小電壓(OV)和最大電壓(5V)的一預定范圍內(例如，0.5至4. 5V的范圍，作為最大電壓5V的10%至90%)。應注意，如果有多個光接收元件輸出的數(shù)字值在所述預定范圍內，則可以提取與所述預定范圍的中間值(即，表示作為最大電壓的一半的電壓的值)最接近的一個數(shù)字值。設定處理單元123更新存儲器115的提取表，將用于對輸出所提取的數(shù)字值的光接收元件進行識別的信息作為光接收元件識別信息，所述光接收元件識別信息對應于表示作為設定對象的第k確定單元113-k的確定單元識別信息。設定處理單元123更新存儲器117，將所提取的數(shù)字值作為第k閾值，所述第k閾值對應于作為設定對象的第k確定單元113-k。一旦更新存儲器117，設定處理單元123就確定該設定完成了，并通知模式切換單元121該設定完成。根據(jù)上述設定處理，當在致動體7位于設定位置的狀態(tài)下(即，在柱塞43被移位至與致動體7的設定位置對應的指定位置的狀態(tài)下)用戶按下模開關27的按鈕時，設定處理單元123，將表示輸出預定范圍內(例如，0.5至4. 5V的范圍，作為最大電壓5V的10%至90%)的一個數(shù)字值的光接收元件的信息設定為與作為設定對象的第k確定單元113-k對應的光接收元件識別信息。在此，所述預定范圍是排除了最小電壓和最大電壓的范圍。因此，在該范圍中，從光發(fā)射元件發(fā)射的光的一部分被光阻擋區(qū)域阻擋，并且該光的其余部分入射在光接收元件上。在該范圍中，該數(shù)字值根據(jù)柱塞43的位置而敏感地發(fā)生變化。設定處理單元123把在致動體位于設定位置時與由光接收元件識別信息表示的光接收元件對應的數(shù)字值設定為與作為設定對象的第k確定單元113-k對應的第k閾值。因此,第k確定單元113-k可以通過如下方法準確地檢測設定位置使用來自光接收元件的在所述設定位置附近具有良好靈敏性的數(shù)字值，以及在致動體7位于所述設定位置時作為所述光接收元件的數(shù)字值的第k閾值。<位置檢測和輸出信號控制的具體實施例>接下來，將描述通過使用本實施方案的限位開關I進行位置檢測和輸出信號控制的具體實施例。如上所述，致動體7 —旦與物體接觸就旋轉，并且限位開關I根據(jù)致動體7離固定 位置的角度來輸出ON信號給作為限位開關I的操作對象的外部設備。然而，物體并不總是在相同的狀態(tài)下與致動體7接觸。對于不同的物體，重量、大小、移動路線等會稍有變化。即使在存在這種變化的情況下，期望的是限位開關I在不出錯的狀態(tài)下正常運行。同時，在限位開關I長期使用的情況下，由于諸如振動之類的一些原因，限位開關I和物體的移動路線之間的相對位置關系可能逐漸改變。由于長期存在這種改變，可以認為在物體與致動體7接觸時致動體7的角度逐漸增大或逐漸減小。在物體與致動體7接觸時的致動體7的角度長期逐漸增大的情況下，可能會給致動體7施加一個超出致動體7的角度限值的力，并由此產生機械故障。在物體與致動體7接觸時的致動體7的角度長期逐漸減小的情況下，可能不能正常輸出ON信號。當這種故障或異常在生產線的運行期間出現(xiàn)時，整個生產線不得不停止。因此，期望在故障或異常產生之前預測未來出現(xiàn)這種故障或異常的可能性。另外，在限位開關長期使用的情況下，致動體7和其旋轉軸之間的摩擦力因一些因素而可能逐漸增大。在這種情況下，在撤離物體后致動體7回到固定 位置的回復速度逐漸變慢。當回復速度變慢時，可能不能正常檢測下一個物體。在此，不能正常檢測下一個物體時的回復速度為一個預定限制速度。此時，期望在回復速度變得不小于預定限制速度之前預測回復速度開始變慢。圖18是示出致動體的角度與運行狀態(tài)之間的關系的視圖。在此，物體的移動路線和限位開關I之間的相對位置關系被以如下方式設定當一個一般物體與致動體7接觸時，致動體7旋轉約30至35度。另外，在此，致動體7的角度限值(圖中示為TTP)為50度。在這種情況下，為了允許限位開關I不論物體的個體差異(諸如重量、大小以及移動路線)如何都能在正常狀態(tài)下輸出ON信號，優(yōu)選的是設定一個比致動體7的平均角度(30至35度)更小的角度(諸如15度)作為輸出ON信號的運行角度。為了預測物體與致動體7接觸時的致動體7的角度長期逐漸增大，優(yōu)選的是在該角度超過一個比致動體7的平均角度(30至35度)大且比限值(50度)小的角度(諸如40度)時輸出故障預測信號。該故障預測信號表示可能因外力大而在未來發(fā)生故障。應注意，其中理想地輸出故障預測信號的一個角度范圍在該圖中被示為“過度0T”。另外，為了預測物體與致動體7接觸時的致動體7的角度長期逐漸減小，優(yōu)選的是在致動體僅旋轉一比致動體7的平均角度(30至35度)小且比一大于輸出ON信號的角度(諸如15度)的角度(諸如25度)小的角度時輸出一不足旋轉異常預測信號。該不足旋轉異常預測信號表示可能因外力小而在未來出現(xiàn)異常。應注意，其中理想地輸出不足旋轉異常預測信號的一個角度范圍在該圖中被示為“不足0T”。另外，為了預測回復速度開始變慢，測量表示回復時的速度的參數(shù)，例如在回復到固定位置時從該角度到達15度的時間點到該角度到達10度的時間點的一個回復時間。將預定時間與測量的回復時間比較，所述預定時間比與預定限制速度對應的時間短且比正?；貜蜁r的回復時間長。在測量的回復時間長于預定時間的情況下，優(yōu)選的是輸出回復速度異常預測信號。該回復速度異常預測信號是表示柱塞43 (即，致動體7)的回復速度變慢的信號。下面將參照圖19描述設定以下角度的具體實施例輸出ON信號的運行角度(諸如15度)、輸出故障預測信號的角度(40至50度)、輸出異常預測信號的角度(15-25度)、以及用于輸出回復速度異常預測信號的角度(諸如15度和10度)。圖19是示出從光接收元件輸出的電壓值、由設定處理單元設定的閾值以及從確定單元輸出的信號之間的關系的視圖。圖19中，(a)部分示出致動體7的角度的變化實施例，(b)部分示出從光接收元件61-64輸出的電壓值和由設定處理單元123設定的閾值之間的關系，以及(c)部分示出從位置檢測單元113輸出的信號。應注意，設定處理單元123儲存表示第n確定單元113_n的信息作為在先設定對象息。光接收元件61-64可以輸出0至5V作為輸出電壓(數(shù)字值)。因此，中間值為2. 5V。首先，用戶把致動體7從固定位置僅旋轉10度，保持柱塞43移位到與致動體7的該位置對應的指定位置(第四指定位置)的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，設定處理單元123把第一確定單元113-1作為設定對象。在致動體7位于10度的位置的情況下，如圖19的(b)部分所示，光接收元件61的輸出電壓為約2. 5V，并且其他光接收元件62-64 的輸出電壓為0V。因此，設定處理單元123將表示光接收元件61的信息設定為與作為設定對象的第一確定單元113-1對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將在致動體7的角度為10度的狀態(tài)下從光接收元件61輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第一確定單元113-1對應的第一閾值。因此，如圖19的(C)部分所示，第一確定單元113-1在光接收元件61的輸出電壓值不小于第一閾值的情況下輸出高信號，并且在光接收元件61的輸出電壓值小于第一閾值的情況下輸出低信號。在致動體7的角度為10度的情況下從光接收元件61輸出的電壓值(數(shù)字值)被設定為第一閾值。因此，發(fā)現(xiàn)在從第一確定單元113-1輸出高信號的情況下致動體7位于角度不小于10度的位置，并且在從第一確定單元113-1輸出低信號的情況下致動體7位于角度小于10度的位置。當來自第一確定單元113-1的信號從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈蜁r，發(fā)現(xiàn)致動體7的角度為10度。接下來，用戶把致動體7移位到15度的位置，保持柱塞43移位到與致動體7的該位置對應的指定位置(第一指定位置，第五指定位置)的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，設定處理單元123把第二確定單元113-2作為設定對象。在致動體7位于15度的位置的情況下，如圖19的(b)部分所示，光接收元件62的輸出電壓為約I. 2V，并且其他光接收元件61，63，64的輸出電壓為5V或0V。因此，設定處理單元123將表示光接收元件62的信息設定為與作為設定對象的第二確定單元113-2對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將在致動體7的角度為15度的狀態(tài)下從光接收元件62輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第二確定單元113-2對應的第二閾值。因此，如圖19的(C)部分所示，第二確定單元113-2在光接收元件62的輸出電壓值(數(shù)字值)不小于第二閾值的情況下輸出高信號，并且在光接收元件62的輸出電壓值(數(shù)字值)小于第二閾值的情況下輸出低信號。在致動體7的旋轉角度為15度的情況下從光接收元件62輸出的電壓值(數(shù)字值)被設定為第二閾值。因此，發(fā)現(xiàn)在從第二確定單元113-2輸出高信號的情況下致動體7位于角度不小于15度的位置，并且在從第二確定單元113-2輸出低信號的情況下致動體7位于角度小于15度的位置。當來自第二確定單元113-2的信號從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈蜁r，發(fā)現(xiàn)致動體7的角度為15度。接下來，用戶把致動體7移位到25度的位置，保持柱塞43移位到與致動體7的該位置對應的指定位置(第二指定位置)的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，設定處理單元123把第三確定單元113-3作為設定對象。在致動體7位于25度的位置的情況下，如圖19的(b)部分所示，光接收元件63的輸出電壓為約2. 5V，并且其他光接收元件61，62，64的輸出電壓為5V或0V。因此，設定處理單元123將表示光接收元件63的信息設定為與作為設定對象的第三確定單元113-3對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將在致動體7的角度為25度的狀態(tài)下從光接收元件63輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第三確定單元113-3對應的第三閾值。因此，如圖19的(C)部分所示，第三確定單元113-3在光接收元件63的輸出電壓值(數(shù)字值)不小于第三閾值的情況下輸出高信號，并且在光接收元件63的輸出電壓值(數(shù)字值)小于第三閾值的情況下輸出低信號。在致動體7的角度為25度的情況下從光接收元件63輸出的電壓值(數(shù)字值)被設定為第三閾值。因此，發(fā)現(xiàn)在從第三確定單元113-3輸出高信號的情況下致動體7位于角度不小于25度的位置，并且在從第三確定單元113-3輸出低信號的情況下致動體7位于角度小于25度的位置。當來自第三確定單元113-3的信號從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈蜁r，發(fā)現(xiàn)致動體7的角度為25度。最后，用戶把致動體7移位到40度的位置，保持柱塞43移位到與致動體7的該位 置對應的指定位置(第三指定位置)的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，設定處理單元123把第四確定單元113-4作為設定對象。在致動體7位于40度的位置的情況下，如圖19的(b)部分所示，光接收元件64的輸出電壓為約3. 8V,并且其他光接收元件61-63的輸出電壓為5V。因此，設定處理單元123將表示光接收元件64的信息設定為與作為設定對象的第四確定單元113-4對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將在致動體7的角度為40度的狀態(tài)下從光接收元件64輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第四確定單元113-4對應的第四閾值。因此，如圖19的(C)部分所示，第四確定單元113-4在光接收元件64的輸出電壓值(數(shù)字值)不小于第四閾值的情況下輸出高信號，并且在光接收兀件64的輸出電壓值(數(shù)字值)小于第四閾值的情況下輸出低信號。在致動體7的角度為40度的情況下從光接收元件64輸出的電壓值(數(shù)字值)被設定為第四閾值。因此，發(fā)現(xiàn)在從第四確定單元113-4輸出高信號的情況下致動體7位于角度不小于40度的位置，并且在從第四確定單元113-4輸出低信號的情況下致動體7位于角度小于40度的位置。當來自第四確定單元113-4的信號從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈蜁r，發(fā)現(xiàn)致動體7的角度為40度。輸出信號控制單元119被初步設定為一旦從第一確定單元113-1至第四確定單元113-4接收到信號就執(zhí)行以下處理。即，當來自第二確定單元113-2的信號表示高時，輸出信號控制單元119以輸出ON信號的方式控制0N/0FF信號輸出單元103，并且控制照明單元21亮起來。在此，如上所述，表示光接收元件62的信息被設定為與第二確定單元113-2對應的光接收元件識別信息，并且在致動體7的角度為15度時光接收元件62的輸出電壓(數(shù)字值)被設定為第二閾值。因此，輸出ON信號時的運行角度可以是15度。輸出信號控制單元119確定在如下一時段期間來自第三確定單元113-3的信號是否從低變高，所述時段從來自第二確定單元113-2的信號從低變高的時間點到來自第二確定單元113-2的信號從高變低的時間點。在來自第三確定單元113-3的信號未從低變高的情況下，輸出信號控制單元119以輸出不足旋轉異常預測信號的方式控制故障預測/異常預測輸出單元105，并且控制照明單元25以第一樣式閃爍。在此，如上所述，表示光接收元件63的信息被設定為與第三確定單元113-3對應的光接收元件識別信息，并且在致動體7的角度為25度時光接收元件63的輸出電壓(數(shù)字值)被設定為第三閾值。因此，其中輸出不足旋轉異常預測信號的一個角度范圍可以小于25度。當來自第四確定單元113-4的信號表示高時，輸出信號控制單元119以輸出故障預測信號的方式控制故障預測/異常預測輸出單元105，并且控制照明單元25以第二樣式閃爍。在此，如上所述，表示光接收元件64的信息被設定為與第四確定單元113-4對應的光接收元件識別信息，并且在致動體7的角度為40度時光接收元件64的輸出電壓(數(shù)字值)被設定為第四閾值。因此，其中輸出故障預測信號的一個角度范圍可以不小于40度。另外，輸出信號控制單元119測量從第二確定單元113-2的信號從高變低的時間 點到第一確定單元113-1的信號從高變低的時間點的一時段，并且確定測量的時段是否長于預定時段。在測量的時段長于預定時段的情況下，輸出信號控制單元119以輸出回復速度異常預測信號的方式控制故障預測/異常預測輸出單元105，并且控制照明單元25以第三樣式閃爍。在此，如上所述，表示光接收元件61的信息被設定為與第一確定單元113-1對應的光接收元件識別信息，并且在致動體7的角度為10度時光接收元件61的輸出電壓(數(shù)字值)被設定為第一閾值。因此，根據(jù)在致動體7回復時從15度角度移動到10度角度的時間，可以輸出回復速度異常預測信號。應注意，上述第一至第三樣式在閃爍次數(shù)、周期等方面各不相同。例如，如圖20所示，4秒作為一個周期，并且一個周期內的閃爍次數(shù)在所述樣式之間有變化。如上所述，本實施方案的限位開關I設有會根據(jù)外力而移位的柱塞(移位構件)43，以及用于根據(jù)柱塞43的位置輸出信號的輸出信號控制單元(信號輸出裝置)119。柱塞43位于光發(fā)射兀件51-54的光發(fā)射表面和光接收兀件61-64的光接收表面之間，并且在沒有外力時位于參考位置。供光穿過的縫(開口)71-74以如下方式形成在柱塞43中使得在從光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的光中入射在光接收兀件61-64上的光量根據(jù)柱塞43的位移而變化。另外，限位開關I設有設定處理單元123，所述設定處理單元用于，當在用戶將柱塞43移位到指定位置(例如，致動體7旋轉10度、15度、25度或40度時柱塞43的位置)的情況下輸入設定指令時，把從光接收元件61-64輸出的數(shù)字值(特征量)設定為第k閾值。另外，限位開關I設有位置檢測單元113，所述位置檢測單元用于執(zhí)行如下檢測處理，即，通過比較設定的第k閾值和從光接收元件輸出的數(shù)字值來檢測柱塞43是更靠近參考位置還是更靠近指定位置。這樣，因為入射到光接收元件61-64上的光量因柱塞43的位置而不同，所以從光接收元件61-64輸出的數(shù)字值是變化的。根據(jù)用戶輸入，在柱塞43移位到指定位置(例如，當致動體7旋轉10度、15度、25度或40度時柱塞43的位置)的情況下從任一光接收元件61-64輸出的數(shù)字值被設定為閾值，并且通過比較設定的閾值和從光接收元件輸出的數(shù)字值，檢測柱塞43是更靠近參考位置還是更靠近指定位置。因此，當用戶僅在柱塞43移位到指定位置的情況下輸入設定指令時，此狀態(tài)下的數(shù)字值被設定為閾值，并且可以檢測柱塞43是更靠近參考位置還是更靠近指定位置。因此，可以根據(jù)柱塞是更靠近參考位置還是更靠近指定位置的檢測結果來容易地輸出信號。因此，可以提供在不需要調整螺釘?shù)那闆r下能夠根據(jù)柱塞43的期望位置(即致動體7的期望位置)容易地輸出信號的開關。〈改型實施例〉在本實施方案中，設于限位開關I中的柱塞43具有如圖4中所示的縫71-74。然而，縫的形狀不限于此。在本改型實施例中，具有多個與縫71-74形狀不同的縫的柱塞代替柱塞43被設于限位開關I中。圖21是示出該改型實施例中的柱塞的前表面的視圖。圖22是從前表面?zhèn)瓤吹降脑摳男蛯嵤├械闹牧Ⅲw圖。圖23是示出該改型實施例中的柱塞的后表面的視圖。圖24是從后表面?zhèn)瓤吹降脑摳男蛯嵤├械闹牧Ⅲw圖。圖25是示出該改型實施例中的柱塞的截面的視圖。如圖21-25所示，柱塞43A具有主體部分70A和突出部分76A。
突出部分76A與主體部分70A結合，并且比主體部分70A更窄。突出部分76A插入螺旋彈簧42中。如同突出部分76，突出部分76A插入設于第三隔板81c中的孔中。當柱塞43A根據(jù)致動體7的移動而朝第三隔板81c平行地移動時，螺旋彈簧42被壓縮在第三隔板81c和柱塞43A的主體部分70A之間，從而給柱塞43A施加用于使柱塞43A回復到參考位置的力。主體部分70A具有縫71A-74A。由于縫71A-74A的形狀相同，將描述縫71A。縫71A的開口對于柱塞43A的前表面和后表面分別具有不同的大小。具體地，如圖25所示，該截面中的縫7IA的開口的形狀是在由虛線圍繞的區(qū)域中未被斜線表示的區(qū)域的形狀?？p7IA的后表面上的開口的大小與第二隔板81b的開口的大小相同。圖26-30是示出該改型實施例中的多個光發(fā)射元件、多個光接收元件以及柱塞在開關模塊的橫截面中的位置關系的視圖。應注意，圖26是當致動體7位于固定位置時的視圖，圖27是當致動體7位于15度的位置時的視圖，圖28是當致動體7位于22. 5度的位置時的視圖，圖29是當致動體7位于30度的位置時的視圖，以及圖30是當致動體7位于42. 5度的位置時的視圖。在此，光發(fā)射元件51-54、光接收元件61-64以及隔板81布置的位置與圖10所示的相同。如圖26-30所不,柱塞43的前表面面向光發(fā)射兀件51-54,并且柱塞43的后表面面向光接收元件61-64。應注意，如圖25所示，柱塞43A的主體部分70A的除了縫71A-74A以外的部分由斜線表示。斜線的部分作為光阻擋區(qū)域。與柱塞43相同，柱塞43A的位置隨著致動體7的移動而變化，并且從光發(fā)射元件51-54發(fā)射的光根據(jù)該位置的變化而被阻擋或穿過。具體地，在柱塞43A中，在柱塞43A的移動過程中，縫71A-74A分別形成在柱塞43A中，從而與第一隔板81a的對應于光發(fā)射元件51-54的開口以及第二隔板81b的對應于光接收元件61-64的開口重疊。如同縫71-74，縫71A-74A的后表面?zhèn)壬系拿總€開口和第二隔板81b的對應于所述縫的每個開口之間的距離在縫71A-74A之間是不同的。具體地，如圖26所示，縫71A-74A的位置被設定為，當致動體7位于固定位置時(即，當柱塞43A位于參考位置時)，所述距離按照如下順序逐漸增大縫71A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫71A的開口之間的距離；縫72A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫72A的開口之間的距離；縫73八的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫73A的開口之間的距離；以及縫74A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫74A的開口之間的距離。下文中，參照圖26-30，將描述隨著致動體7從固定位置的旋轉角度變化，是否有光入射到光接收元件61-64上以及入射光的量如何變化。如圖26所示，當致動體7位于0度的位置(固定位置)時，柱塞43A阻擋由光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的所有光。因此,分別由光發(fā)射兀件51-54發(fā)射的光被柱塞43A阻擋，并且不能到達光接收元件61-64。致動體7從圖26中示出的狀態(tài)旋轉，并且柱塞43A沿其縱向方向移動。此時，如上所述，縫7IA的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于縫7IA的開口之間的距離短于對應于其他縫72A-74A的距離。因此，僅縫71A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口開始重疊。之后，當柱塞43A的移動量隨著致動體7的角度增大而增大時，縫7IA的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口的重疊區(qū)域增大，并且縫72A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件62的 開口開始重疊。如圖27所示，在致動體7位于15度的位置的情況下，縫7IA的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口匹配。換句話說，縫71A位于如下整個空間(光路區(qū)域)中，所述空間線性地連接了對應于光發(fā)射元件51在第一隔板81a中的布置位置的開口和對應于光接收元件61在第二隔板81b中的布置位置的開口。此時，縫72A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的一部分重疊。因此，光接收元件61的光接收量具有最大值，并且光接收元件62僅接收從光發(fā)射元件52發(fā)射的光的一部分。在此階段，柱塞43A的光阻擋區(qū)域仍遮擋對應于光接收元件63，64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件63，64。致動體7從圖27中示出的狀態(tài)進一步旋轉，并且柱塞43A沿其縱向方向移動。此時，當柱塞43A的移動量增大時，縫71A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口的重疊區(qū)域減小，并且縫72A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的重疊區(qū)域增大?？p73A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口開始重疊。如圖28所示，當致動體7位于22. 5度的位置時，縫72A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口匹配?？p71A，73A的后表面?zhèn)壬系拈_口分別和第二隔板81b的對應于光接收元件61，63的開口的一部分重疊。因此，光接收元件62的光接收量具有最大值，并且由光發(fā)射元件51，53發(fā)射的光部分地穿過縫71A，73A，并到達光接收元件61，63。應注意，在此階段，柱塞43A的光阻擋區(qū)域仍遮擋對應于光接收元件64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件64。致動體7從圖28中示出的狀態(tài)進一步旋轉，并且柱塞43A沿其縱向方向移動。此時，當柱塞43A的移動量增大時，光阻擋區(qū)域遮擋第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口?？p72A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的重疊區(qū)域減小。另外，縫73A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口的重疊區(qū)域增大。如圖29所示，當致動體7位于30度的位置時，第二隔板81b的對應于光接收元件61的開口又完全被光阻擋區(qū)域遮擋?？p72A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口的一部分重疊。另外，縫73A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口匹配。因此，光沒有到達光接收元件61，光接收元件63的光接收量具有最大值，并且由光發(fā)射元件52發(fā)射的光部分地穿過縫12k，并且到達光接收元件62。應注意，在此階段，柱塞43A的光阻擋區(qū)域仍遮擋對應于光接收元件64的布置位置的開口。因此，光沒有到達光接收元件64。致動體7從圖29中示出的狀態(tài)進一步旋轉，并且柱塞43A沿其縱向方向移動。此時，當柱塞43A的移動量增大時，光阻擋區(qū)域遮擋第二隔板81b的對應于光接收元件62的開口?？p73A的后表面?zhèn)壬系拈_口與第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口的重疊區(qū)域減小。另外，縫74A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收 元件64的開
口開始重疊。如圖30所示，當致動體7位于42. 5度的位置時，第二隔板81b的對應于光接收元件61，62的開口又完全被光阻擋區(qū)域遮擋?？p73A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件63的開口的一部分重疊。另外，縫74A的后表面?zhèn)壬系拈_口和第二隔板81b的對應于光接收元件64的開口匹配。因此，光沒有到達光接收元件61，62，光接收元件64的光接收量具有最大值，并且由光發(fā)射元件53發(fā)射的光部分地穿過縫73A，并且到達光接收元件63。應注意，致動體7可以移位從42. 5度至50度的角度。然而，當致動體7位于42. 5度的角度時，柱塞43A與固定構件83接觸。因此，當致動體7位于從42. 5度至50度的角度時，柱塞43A處于與圖30相同的狀態(tài)。下文將描述在本改型實施例中的位置檢測和輸出信號控制的具體實施例。圖31是示出從光接收元件輸出的電壓值、由設定處理單元123設定的閾值以及從確定單元輸出的信號之間的關系的視圖。圖31中，(a)部分示出致動體的旋轉角度的變化實施例，(b)部分示出從光接收元件61-64輸出的電壓值和由設定處理單元123設定的閾值之間的關系，(c)部分示出從位置檢測單元113輸出的信號，以及(d)部分示出在輸出信號控制單元119中產生的信號的一個實施例。應注意，在本改型實施例中，設定處理單元123把表示根據(jù)用戶輸入在光接收元件61-64中選擇的且輸出的輸出電壓(數(shù)字值)在預定范圍(諸如0. 5至4. 5V)內的光接收元件的信息設定為光接收元件識別信息?；蛘撸O定處理單元123可以初始儲存光接收兀件61-64的優(yōu)先度,并且在光接收兀件61-64中有多個光接收兀件輸出的輸出電壓(數(shù)字值)在預定范圍內的情況下，可以在這多個光接收元件中選擇具有最高優(yōu)先度的光接收元件。如圖31的(b)部分所示，四條序列線91A-94A表示分別由光接收元件61-64在分別從光發(fā)射元件51-54接收光時輸出的電壓與致動體7所處的角度之間的關系。序列線91A對應于光接收元件61，序列線92A對應于光接收元件62，序列線93A對應于光接收元件63，并且序列線94A對應于光接收元件64。如圖31的(b)部分所示，光接收元件61在致動體7所處的角度不小于5度且小于25度時接收光。其光接收量在角度為15度時變得最大。光接收元件62在致動體7所處的角度不小于12. 5度且小于32. 5度時接收光。其光接收量在角度為22. 5度時變得最大。光接收元件63在致動體7所處的角度不小于20度且小于50度時接收光。其光接收量在角度為30度時變得最大。光接收元件64在致動體7所處的角度不小于32. 5度且小于50度時接收光。其光接收量在角度為42. 5度至50度時變得最大。首先，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉10度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，如同以上描述，設定處理單元123將表示光接收元件61的信息設定為與作為設定對象的第一確定單元113-1對應的光接收元件識別信息。如圖31的(b)部分所示，設定處理單元123將當致動體7的角度為10度時從光接收元件61輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第一確定單元113-1對應的第一閾值。接下來，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉15度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，如同以上描述，設定處理單元123將表示光接收元件62的信息設定為與作為設定對象的第二確定單元113-2對應的光接收元件識別信息。如圖31的(b)部分所示，設定處理單元123將當致動體7所處的角度為15度時從光接收元件62輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第二確定單元113-2對應的第二閾值。
接下來，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉25度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，光接收元件62和光接收元件63輸出0.5V至4. 5V的輸出電壓(數(shù)字值)。然而，通過初步理解如圖31的(b)部分所示的序列線92A，93A，用戶可以選擇其輸出電壓在角度不小于25度的情況下比在角度小于25的情況下增大的更多的光接收元件63。因此，設定處理單元123將表示光接收元件63的信息設定為與作為設定對象的第三確定單元113-3對應的光接收元件識別信息。如圖31的(b)部分所示，設定處理單元123將當致動體7所處的角度為25度時從光接收元件63輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第三確定單元113-3對應的第三閾值。接下來，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉40度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，光接收元件63和光接收元件64輸出0.5至4. 5V的輸出電壓(數(shù)字值)。然而，通過初步理解如圖31的(b)部分所示的序列線93A，94A，用戶可以選擇其輸出電壓在角度不小于40度的情況下比在角度小于40的情況下增大的更多的光接收元件64。因此，設定處理單元123將表示光接收元件64的信息設定為與作為設定對象的第四確定單元113-4對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將當致動體7所處的角度為40度時從光接收元件64輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第四確定單元113-4對應的第四閾值。接下來，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉22度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，光接收元件61和光接收元件63輸出0.5至4. 5V的輸出電壓(數(shù)字值)。然而，通過初步理解如圖31的(b)部分所示的序列線91A，93A，用戶可以選擇其輸出電壓在角度不小于22度的情況下比在角度小于22度的情況下增大的更多的光接收元件63。因此，設定處理單元123將表示光接收元件63的信息設定為與作為設定對象的第五確定單元對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將當致動體7所處的角度為22度時從光接收元件63輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第五確定單元相對應的第五閾值。最后，用戶保持致動體7從固定位置僅旋轉35度的狀態(tài)，并且按下模開關27的按鈕。此時，光接收元件63和光接收元件64輸出0.5至4. 5V的輸出電壓(數(shù)字值)。然而，通過初步理解如圖31的(b)部分所示的序列線93A，94A，用戶可以選擇其輸出電壓在角度不小于35度的情況下比在角度小于35的情況下增大的更多的光接收元件64。因此，設定處理單元123將表示光接收元件64的信息設定為與作為設定對象的第六確定單元對應的光接收元件識別信息。設定處理單元123將當致動體7所處的角度為35度時從光接收元件64輸出的電壓值(數(shù)字值)設定為與第六確定單元對應的第六閾值。通過這樣設定，第一確定單元113-1至第六確定單元輸出如圖31的(C)部分所示的信號。應注意，在圖31的(c)部分中，水平軸線表示致動體7所處的角度，如同(b)部分。輸出信號控制單元119被初步設定為，一旦從第一確定單元113-1至第六確定單元收到信號就執(zhí)行以下處理。即，輸出信號控制單元119通過對來自第二確定單元113-2的信號、來自第五確定單元的信號以及來自第六確定單元的信號執(zhí)行“0R”處理來產生如圖31的(d)部分所示的信號。應注意，在圖31的(d)部分中，水平軸線表示致動體7所處的角度，如同(b)部分。即，當致動體7所處的角度不小于15度時，產生高信號。當產生的信號表示高時，輸出信號控制單元119以輸出ON信號的方式控制0N/0FF信號輸出單元103，并且控制照明單元21亮起來。
輸出信號控制單元119中的其他處理，包括不足旋轉異常預測信號的輸出處理、故障預測信號的輸出處理以及回復速度異常預測信號的輸出處理，與使用柱塞43的以上描述相同。應注意,在圖26-30的以上描述中，柱塞43A的前表面面向光發(fā)射兀件51-54,并且柱塞43A的后表面面向光接收兀件61-64。然而,相反地,柱塞43A的后表面可以面向光發(fā)射元件51-54，并且柱塞43A的前表面可以面向光接收元件61-64。即使在這種情況下，致動體的角度與光接收元件的輸出電壓之間的關系也與圖31的相同。這樣，即使在本改型實施例中，因為入射到光接收元件61-64上的光量因柱塞43A的位置而不同，所以從光接收元件61-64輸出的數(shù)字值是變化的。根據(jù)用戶輸入，在柱塞43A移位到指定位置(例如，當致動體7旋轉10度、15度、25度或40度時柱塞43A的位置)的情況下從任一光接收元件61-64輸出的數(shù)字值被設定為閾值，并且通過比較設定的閾值和從光接收元件輸出的數(shù)字值，可以檢測柱塞43A是更靠近參考位置還是更靠近指定位置。因此，當用戶僅在柱塞43A移位到指定位置的情況下輸入設定指令時，此狀態(tài)下的數(shù)字值被設定為閾值，并且可以檢測柱塞43A是更靠近參考位置還是更靠近指定位置。因此，可以根據(jù)柱塞是更靠近參考位置還是更靠近指定位置的檢測結果來容易地輸出信號。因此，可以提供在不需要調整螺釘?shù)那闆r下能夠根據(jù)柱塞43A的期望位置(即致動體7的期望位置)容易地輸出信號的開關。根據(jù)設于限位開關I中的致動體7的旋轉操作，柱塞43，43A被移位。然而，本發(fā)明不限于隨著致動體7的旋轉運動來使柱塞43，43A移位的方法。可以使用通過除了旋轉致動體7之外的其他操作來使柱塞43，43A移位的方法，例如在非專利文獻I中描述的方法。如上所述，本發(fā)明的開關包括移位構件，會根據(jù)外力而移位；信號輸出裝置，用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號；光發(fā)射元件，用于從光發(fā)射表面發(fā)射光；以及光接收元件，具有面向所述光發(fā)射表面的光接收表面，所述光接收元件用于輸出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量，其中所述移位構件布置在所述光發(fā)射表面和所述光接收表面之間，并且當不存在外力時位于參考位置，在所述移位構件中以如下方式形成有供光穿過的開口 使得在從所述光發(fā)射表面發(fā)射的光中入射到所述光接收表面上的光量根據(jù)所述移位構件的位移而變化，所述開關還包括設定處理裝置和位置檢測裝置，其中，所述設定處理裝置用于在所述移位構件移位到一指定位置的狀態(tài)下輸入設定指令時將從所述光接收元件輸出的特征量設定為閾值；以及所述位置檢測裝置用于執(zhí)行以下檢測處理，即通過比較由所述設定處理裝置設定的閾值和由所述光接收元件輸出的特征量來檢測所述移位構件是更靠近所述參考位置還是更靠近所述指定位置；并且所述信號輸出裝置基于由所述位置檢測裝置執(zhí)行的檢測處理的結果來輸出信號。另外，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，設有多個光發(fā)射元件和多個光接收元件，當相互面對的一對光發(fā)射元件和光接收元件作為一個光檢測單元時，在所述移位構件中形成分別對應于這多個光檢測單元的多個開口，并且，當對于多個光檢測單元中的每個，在使得入射到所述光檢測單元的光接收元件上的光量最大的所述移位構件的多個位置中離所述參考位置的位移量最小的所述移位構件的位置作為光量最大位置時，所述光量最大位置在所述多個光檢測單元之間是不同的。或者，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，設有多個光發(fā)射元件和多個光接收元件，當相互面對的一對光發(fā)射元件和光接收元件作為一個光檢測單元時，在所述移位構件中形成對 應于這多個光檢測單元的多個開口，并且，當對于所述光檢測單元中的每個，在使得所述光檢測單元檢測到有光穿過所述開口的移位構件的多個位置中離所述參考位置的位移量最小的所述移位構件的位置作為光檢測開始位置時，從所述參考位置到所述光檢測開始位置的距離在所述多個光檢測單元之間是不同的。根據(jù)上述結構，當光接收元件從光發(fā)射元件接收光時移位構件的位置范圍在多個光檢測單元之間是不同的。因此，通過使用多個光檢測單元，可以在一個寬范圍內檢測移位構件的位置。另外，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，設有多個指定位置，所述設定處理裝置分別設定用于為所述多個指定位置檢測指定位置的光檢測單元，并且把從所述光檢測單元的光接收元件輸出的特征量設定為對應于所述多個指定位置的閾值，并且，所述位置檢測裝置通過以下方式為多個指定位置中的每一個指定位置執(zhí)行檢測處理將由所述設定處理裝置設定的與所述多個指定位置對應的閾值和由所述光檢測單元的光接收元件輸出的特征量進行比較，所述特征量由所述設定處理裝置設定且與所述多個指定位置對應。根據(jù)上述結構，位置檢測裝置可以容易地檢測多個指定位置。因此，該開關可以根據(jù)多個指定位置輸出各種信號。另外，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，在所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述指定位置的情況下，所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述信號。根據(jù)上述結構，通過僅在移位構件移位到指定位置的狀態(tài)下輸出設定指令，用戶可以在輸出用于驅動外部設備的ON信號時容易地設定移位構件的指定位置。另外，在發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，所述信號輸出裝置輸出多個信號，所述指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更遠離所述參考位置的第二指定位置，如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述多個信號中的一個，并且，如果在從所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置直到所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件是更靠近所述參考位置而不是更靠近所述第一指定位置的期間，所述位置檢測裝置未檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第二指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出故障預測信號作為所述多個信號中的一個，所述故障預測信號表示所述外力小。當該開關長期連續(xù)使用時，認為，施加的外力因一些因素而逐漸減小。同時，在該開關安裝在生產線中的情況下，即使在施加外力時也需要盡可能避免因沒有正常輸出ON信號的錯誤而停止生產線。根據(jù)上述結構，如果在從位置檢測裝置檢測到移位構件不是更靠近參考位置而是更靠近第一指定位置直到該位置檢測裝置檢測到移位構件更靠近參考位置而不是更靠近第一指定位置的期間，該位置檢測裝置未檢測到移位構件不是更靠近參考位置而是更靠近第二指定位置，那么輸出故障預測信號。在此，第一指定位置是輸出ON信號的運行點，并且第二指定位置比第一指定位置更遠離參考位置。因此，通過僅在因一些因素而產生錯誤之前確認故障預測信號，即，在即使當施加外力時移位構件未到達第一指定位置之前確認故障預測信號，用戶可以容易地意識到施加的外力逐漸減小。另外，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，所述信號輸出裝置輸出多個信號，所述多個指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更遠離所述參考位置的第三指定位置，如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述多個信號中的一個，并且，如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第三指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出故障預測信號作為所述多個信號中的一個，所述故障預測信號表示所述外力大。當該開關長期連續(xù)使用時，認為，施加的外力因一些因素而逐漸增大。當施加的外力超過一限值時，可能損壞該開關。根據(jù)上述結構，如果位置檢測裝置檢測到移位構件不是更靠近參考位置而是更靠近第三指定位置，那么輸出故障預測信號。在此，第三指定位置比第一指定位置更遠離參考位置，所述第一指定位置作為輸出ON信號時的運行點。因此，通過把在施加的力比該開關可能損壞的力更小時的移位構件的位置指定為第三指定位置，用戶可以初步意識到施加的外力逐漸增大。另外，在本發(fā)明的開關中，優(yōu)選地，所述多個指定位置包括第四指定位置和比所述第四指定位置更遠離所述參考位置的第五指定位置，并且，所述信號輸出裝置測量從所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件位于所述第五指定位置的時間點到所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件位于所述第四指定位置的時間點的一段時間，該段時間在所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第五指定位置之后，并且所述信號輸出裝置在測量到的時間大于預定時間的情況下輸出故障預測信號作為所述信號。當該開關長期連續(xù)使用時，認為，移位構件在移位后回復到參考位置的回復速度因諸如摩擦力的增大之類的一些因素而變慢。當回復速度變慢時，有時會出現(xiàn)在施加下一個外力時不能正常執(zhí)行開關操作的情況。根據(jù)上述結構，如果從位置檢測裝置檢測到移位構件位于第五指定位置的時間點到位置檢測裝置檢測到移位構件位于第四指定位置的時間點的時間大于預定時間，那么輸出故障預測信號作為上述信號。因此，用戶可以初步意識到回復速度正變慢。
本發(fā)明不限于上述實施方案，而是在本權利要求所記載的范圍內可以獲得各種改型。通過將分別記載在不同模式中的技術恰當?shù)亟M合而得到的實施方案也被包括在本發(fā)明的技術范圍內。工業(yè)實用性本發(fā)明可以用作在生產線等中使用的限位開關。符號說明 I:限位開關3 :殼體5 :安裝塊7 :致動體11 :開關模塊21，25:照明單元(信號輸出裝置)41 :光中斷器單元43，43A 柱塞(移位構件)51-54 :光發(fā)射兀件61-64:光接收元件71-74，71A_74A :縫100:微型計算機103 0N/0FF信號輸出單元(信號輸出裝置)105 :故障預測/異常預測輸出單元(信號輸出裝置)113 :位置檢測單元(位置檢測裝置)113-1至113-n :第一確定單元至第n確定單元115，117:存儲器119 :輸出信號控制單元(信號輸出裝置)123 :設定處理單元(設定處理裝置)
權利要求
1.一種開關，包括 移位構件，將根據(jù)外力而移位； 信號輸出裝置，用于根據(jù)所述移位構件的位置來輸出信號； 光發(fā)射71件，用于從光發(fā)射表面發(fā)射光；以及 光接收元件，具有面向所述光發(fā)射表面的光接收表面，所述光接收元件用于輸出表示入射到所述光接收表面上的光量的特征量，其中 所述移位構件布置在所述光發(fā)射表面和所述光接收表面之間，并且當不存在外力時位于參考位置， 供光穿過的開口，所述開口在所述移位構件中以如下方式形成使得在從所述光發(fā)射表面發(fā)射的光中入射到所述光接收表面上的光量根據(jù)所述移位構件的位移而變化， 所述開關還包括 設定處理裝置，用于在所述移位構件移位到一指定位置的狀態(tài)下輸入設定指令時將從所述光接收元件輸出的特征量設定為一個閾值；以及 位置檢測裝置，用于執(zhí)行以下檢測處理，即通過比較由所述設定處理裝置設定的閾值和由所述光接收元件輸出的特征量來檢測所述移位構件是更靠近所述參考位置還是更靠近所述指定位置，并且 所述信號輸出裝置基于由所述位置檢測裝置執(zhí)行的檢測處理的結果來輸出信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的開關，其中 設有多個光發(fā)射元件和多個光接收元件， 當相互面對的一對光發(fā)射兀件和光接收兀件作為一個光檢測單兀時，在所述移位構件中形成分別對應于這多個光檢測單元的多個開口，并且 當對于所述多個光檢測單元中的每個，在使得入射到所述光檢測單元的光接收元件上的光量最大的所述移位構件的多個位置中離所述參考位置的位移量最小的所述移位構件的位置作為光量最大位置時，所述光量最大位置在所述多個光檢測單元之間是不同的。
3.根據(jù)權利要求I所述的開關，其中 設有多個光發(fā)射元件和多個光接收元件， 當相互面對的一對光發(fā)射兀件和光接收兀件作為一個光檢測單兀時，在所述移位構件中形成對應于這多個光檢測單元的多個開口，并且 當對于所述多個光檢測單元中的每個，在使得所述光檢測單元檢測到有光穿過所述開口的所述移位構件的多個位置中離所述參考位置的位移量最小的所述移位構件的位置作為光檢測開始位置時，從所述參考位置到所述光檢測開始位置的距離在所述多個光檢測單元之間是不同的。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的開關，其中 設有多個指定位置， 所述設定處理裝置分別設定用于為所述多個指定位置檢測指定位置的所述光檢測單元，并且把從所述光檢測單元的光接收元件輸出的特征量設定為對應于所述多個指定位置的閾值，并且 所述位置檢測裝置通過以下方式為所述多個指定位置執(zhí)行檢測處理將由所述設定處理裝置設定的與所述多個指定位置對應的閾值和由所述光檢測單元的光接收元件輸出的特征量進行比較，所述特征量由所述設定處理裝置設定且與所述多個指定位置對應。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的開關，其中在所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述指定位置的情況下，所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述信號。
6.根據(jù)權利要求4所述的開關，其中 所述信號輸出裝置輸出多個信號， 所述多個指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更遠離所述參考位置的第二指定位置， 如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述多個信號中的一個，并且 如果在從所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置到所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件是更靠近所述參考位置而不是更靠近所述第一指定位置的期間，所述位置檢測裝置未檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第二指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出故障預測信號作為所述多個信號中的一個，所述故障預測信號表示所述外力小。
7.根據(jù)權利要求4所述的開關，其中 所述信號輸出裝置輸出多個信號，所述多個指定位置包括第一指定位置以及比所述第一指定位置更遠離所述參考位置的第三指定位置， 如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第一指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出用于驅動外部設備的ON信號作為所述多個信號中的一個，并且 如果所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第三指定位置，那么所述信號輸出裝置輸出故障預測信號作為所述多個信號中的一個，所述故障預測信號表示所述外力大。
8.根據(jù)權利要求4所述的開關，其中 所述多個指定位置包括第四指定位置和比所述第四指定位置更遠離所述參考位置的第五指定位置，并且 所述信號輸出裝置測量從所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件位于所述第五指定位置的時間點到所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件位于所述第四指定位置的時間點的一段時間，該段時間在所述位置檢測裝置檢測到所述移位構件不是更靠近所述參考位置而是更靠近所述第五指定位置之后，并且所述信號輸出裝置在測量到的時間大于一個預定時間的情況下輸出故障預測信號作為所述信號。
全文摘要
在限位開關的柱塞中以使得入射到光接收元件上的光量隨所述柱塞的位移而變化的方式形成縫。所述限位開關設有設定處理單元(123)，用于在所述柱塞移位到一指定位置的狀態(tài)下由用戶輸入設定指令時將從所述光接收元件輸出的電壓值設定為一個閾值；位置檢測單元(113)，用于執(zhí)行以下檢測處理，即通過比較設定的閾值和從所述光接收元件輸出的電壓值來檢測所述柱塞是更靠近所述參考位置還是更靠近所述指定位置；以及輸出信號控制單元(119)，用于基于所述檢測處理的結果來輸出信號。因此，可以提供用于根據(jù)移位構件的位置來輸出信號的開關，所述開關能夠在不需要調整螺釘?shù)那闆r下根據(jù)移位構件的期望位置容易地輸出信號。
文檔編號H01H21/28GK102714113SQ20118000214
公開日2012年10月3日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者森田和明, 飛田孝吉 申請人:歐姆龍株式會社