CN107180723A - 限位开关装置 - Google Patents

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CN107180723A CN201611151954.8A CN201611151954A CN107180723A CN 107180723 A CN107180723 A CN 107180723A CN 201611151954 A CN201611151954 A CN 201611151954A CN 107180723 A CN107180723 A CN 107180723A
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月森如
月森一如
森井真喜人
山本勇树
坂本三
坂本一三
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Abstract

本发明提供一种能配置在期望的停止位置而无需使致动器从通/断状态切换位置起进一步移动的限位开关装置。第1可动部(211)通过经由致动器部(102a)及柱塞部(102b)施加过来的力(F’)，使微型开关的开关机构(103)所具备的第1触头相对于第2触头进行滑动。

Description

限位开关装置
技术领域
本发明涉及限位开关装置。
背景技术
以往，已知有将微型开关内置于保护罩内的限位开关装置。限位开关装置例如设置在产业机械及设备等的内部，用与检测物体。在内置于限位开关装置中的微型开关内，具备可动触头、固定触头、及带动可动触头的操作杆，可动触头沿与固定触头对向的方向进行动作。
在此，结合图6的(a)、(b)，对以往的对向触头型限位开关装置中可动触头及固定触头的动作进行说明。图6的(a)、(b)是对向触头型限位开关装置具备的可动触头12c及固定触头12a、12b的动作概略示图。如图6的(a)、(b)所示，固定触头12a、可动触头12c及固定触头12b依序沿图6的(a)、(b)的上下方向排列。可动触头12c由内置微型开关的操作杆2A所支撑。另一方面，固定触头12a、12b不受操作杆2A的支撑，而是固定在内置微型开关的规定部位上。当工件等检测物对象抵接到限位开关装置的致动器(未图示)时，操作杆2A介由限位开关装置的柱塞(未图示)被压向下方。这里，固定触头12a是NO(Normally Open：常开)触头，固定触头12b是NC(Normally Close：常闭)触头。操作杆2A未从限位开关装置的柱塞受到力时，如图6的(a)所示，可动触头12c与NC触头即固定触头12b接触。
当操作杆2A受到自柱塞朝下方的力时，可动触头12c朝图6的(a)的上方进行移动，即，朝着从固定触头12b指向固定触头12a的方向进行移动。同时，操作杆2A上安设的弹簧(未图示)发生弹性形变。最终如图6的(b)所示，可动触头12c与固定触头12a相接触。当来自柱塞的力消失时，因上述弹簧的弹力，操作杆2A朝图6的(b)的上方进行移动，同时可动触头12c朝图6的(b)的下方进行移动。于是，可动触头12c复位至图6的(a)所示的位置，从而与固定触头12b重新接触。
〔现有技术文献〕
专利文献1：日本特开2000-003636号公报(2000年1月7日公开)
发明内容
〔发明所要解决的问题〕
图7是以往的对向触头型限位开关装置所具备的微型开关中操作杆移动量(mm)与触头接触负荷(N)之间关系的坐标图。图中，移动量(mm)表示微型开关的操作杆从基准位置起移动的距离。基准位置是指限位开关装置的致动器未受到外力时的微型开关操作杆的位置。另外，触头接触负荷(N)代表可动触头与固定触头间的接触压力。这里，图7所示坐标图中，正值表达NC触头受到的负荷，负值表达NO触头受到的负荷。
如图7所示，在限位开关装置的致动器受到外力前，即，在微型开关的操作杆开始移动前(移动量为0mm)，可动触头与NC触头为接触状态。当限位开关装置的致动器受到外力时，微型开关的操作杆朝图6的(a)的下方进行移动，同时可动触头相对于NC触头的接触负荷逐渐下降。之后，可动触头与NC触头分离，进而可动触头与NO触头接触，由此限位开关装置的通/断状态得以切换。
可动触头与NO触头刚接触时，接触负荷较低，因此可动触头与NO触头间的接触面积较小，从而触头间的接触状态不稳定。而后，随着微型开关的操作杆进而移动一定程度的距离，可动触头与NO触头间的接触负荷变得足够大，于是触头间的接触变稳定。
如上所述，在限位开关装置通/断状态的切换瞬间前后，可动触头与固定触头(NC触头或NO触头)间的接触不稳定。因此在以往的对向触头型限位开关装置的使用上，需要使操作杆移动到可动触头与固定触头间的接触得以充分稳定的位置。即，在使用上需要使致动器从限位开关装置的通/断状态切换位置起进一步移动一定程度的距离。
这里，设想限位开关装置用在例如立体停车场的升降机上。
立体停车场中，汽车是沿上下左右方向排列停车的。为了使搭载了汽车的升降机沿上下方向移动并停到规定位置，通过限位开关装置来进行升降机的位置控制。且搭载了汽车的升降机要求始终停到同一位置。然而在以往的对向触头型限位开关装置的使用上，由于需要使致动器从限位开关装置的通/断状态切换位置起进一步移动一定程度的距离，因此只能将限位开关装置配置在比想要停止的预定位置稍靠前的位置。
本发明是鉴于上述问题研发的，目的在于提供一种能配置在期望的停止位置而无需使致动器从通/断状态切换位置起进一步移动的限位开关装置。
〔用以解决问题的技术方案〕
为解决上述问题，本发明第一方面的限位开关装置具备：随来自外部检测对象物的负荷而运动的致动器部、通过从所述致动器部传递过来的运动而沿上下方向运动的柱塞部、随所述柱塞部的上下方向运动而运动的可动部、以及第1触头和第2触头；所述第1触头配置在所述可动部；该限位开关装置进行以下状态的切换：所述第1触头未与所述第2触头电接触的状态、和所述可动部使所述第1触头进行移动而使得所述第1触头接触到所述第2触头的表面并沿着所述移动的方向进行滑动的状态。在此，所谓滑动，包括在表面上与该表面接触地流畅移动以及在受到接触压力的状态下一边接触一边移动。
根据上述方案，对第1触头未与第2触头接触的状态(I)、和第1触头接触到第2触头的表面并沿着所述移动的方向进行滑动的状态(II)进行切换，因此在第1触头与第2触头刚接触后，触头间即可发生一定的接触压力，从而第1触头与第2触头间的接触稳定。由此，能提供可将限位开关装置配置在期望的停止位置而无需使致动器部从通/断状态切换位置起进一步移动的限位开关装置。
另外，采用触头彼此间滑动的上述方案时，具有即使异物接触到触头也能通过滑动来除去该异物的效果。因此，通过上述方案，能提供与以往的对向触头型限位开关装置相比不易受环境影响的限位开关装置。
另外，本发明其他方面的限位开关装置中，所述可动部使所述第1触头进行移动的方向也可相对于所述第1触头与所述第2触头间的接触压力方向为大致正交。
根据上述方案，无论第1触头的移动量如何，均能够沿与第1触头的移动方向大致正交的方向施加恒定的接触压力，因此能够实现第1触头以与第2触头牢固接触的状态在第2触头上滑动的这样一种结构。
另外，本发明其他方面的限位开关装置中，还可具备支撑所述第1触头及所述第2触头中至少一方的支撑部，所述支撑部可由弹性部件形成，当所述第1触头在所述第2触头的所述表面上接触地滑动时，所述支撑部可通过弹力来使所述第1触头与所述第2触头紧密接触。
根据上述方案，支撑部通过弹力使第1触头与第2触头紧密接触，因此能将第1触头与第2触头间的接触压力稳定地保持在一定值以上。
另外，在本发明其他方面的限位开关装置中，所述第2触头可以具有第1表面、以及设置在该第1表面的反向侧的第2表面，所述第1触头可以具备能与所述第1表面接触的部位、以及能与所述第2表面接触的部位。
根据上述方案，第1触头能与第2触头的第1表面及第2表面接触，因此与第1触头接触第2触头的单个表面的方案相比，两触头间的接触稳定性更高。具体而言，第1触头即使受到例如与接触方向相同的方向的外力，也能提高第1触头继续与第2触头的第1表面及第2表面中至少一方相接触的可能性。因此，能提供不易发生震颤的限位开关装置。
另外，在本发明其他方面的限位开关装置中，所述第1触头可以在由所述第2触头的所述表面与绝缘物的表面连续相接而成的滑动面上接触地滑动，从而成为与所述第2触头的表面相接触的状态、或与所述绝缘物的表面相接触的状态。
根据上述方案，通过第1触头在滑动面上的滑动来切换第1触头与第2触头间的接触状态。由于构成滑动面的第2触头表面与绝缘物表面为连续相接，因此在接触状态的切换时，能将第1触头相对于滑动面的负荷维持恒定。由此，能实现稳定的触头切换动作。
另外，本发明其他方面的限位开关装置也可具备：第1框体，其内部含所述第1触头及所述第2触头；以及第2框体，其支持所述致动器部，且内部含所述第1框体。
根据上述方案，第1框体的内部设有第1及第2触头，且第1框体设于第2框体的内部，因此触头构造被双层包覆。由此，能有效抑制异物侵入到触头部分。
另外，由于与检测对象物直接接触的致动器部得到第2框体的支持，因此即使有意外的外力施加到限位开关装置，也能减轻触头受到的力。即，能提供可耐住外部冲击的限位开关装置。这里，优选将第1框体及第2框体的至少一方密封成足可防止异物(例如尘埃)侵入内部的程度。
〔发明效果〕
通过本发明，能提供一种可配置在期望的停止位置而无需使致动器从通/断状态切换位置起进一步移动的限位开关装置。
附图说明
图1的(a)是一实施方式的限位开关装置1的截面图，(b)是限位开关装置1的斜视外观图。
图2是具备与图1的(a)、(b)所示限位开关装置不同的结构的限位开关装置的实施例图。
图3的(a)表示一实施方式中的限位开关装置为常开型时的开关机构的结构例，(b)表示限位开关装置为常闭型时的开关机构的结构例。
图4是具备与图3的(a)、(b)所示开关机构不同的结构的开关机构的示图。
图5是图2所示限位开关装置所具备的开关机构的斜视结构图。
图6的(a)、(b)是以往的对向触头型限位开关装置所具备的可动触头及固定触头的动作概略图。
图7是表示以往的对向触头型限位开关装置中柱塞的移动量与触头接触负荷之间关系的坐标图。
<附图标记说明>
1 限位开关装置
101 保护罩(第2框体)
102 动作机构
102a 致动器部
102b 柱塞部
103a 可动触头(第1触头)
103b 固定触头(第2触头)
201 第1框体
211 第1可动部(可动部)
213 第2可动部(可动部)
S 滑动面
S1 第1滑动面(第1表面)
S2 第2滑动面(第2表面)
具体实施方式
以下结合图1～图5来详细说明本发明的实施方式。
(限位开关装置1的结构)
首先结合图1的(a)、(b)来说明本实施方式的限位开关装置1的结构。图1的(a)是限位开关装置1的截面图，图1的(b)是限位开关装置1的斜视外观图。如图1的(a)、(b)所示，限位开关装置1具备保护罩101(第2框体)、动作机构102、开关机构103。开关机构103包含第1可动部211(可动部)。如图1的(a)所示，动作机构102由致动器部102a、柱塞部102b及弹簧102c构成。
限位开关装置1具有将内置有开关机构103的第1框体(参见图1的(a))容纳在第2框体(保护罩101)内的构造。如图1的(a)所示，限位开关装置1具备：(i)致动器部102a，其通过与物体(检测对象物)接触而动作，并将动作传递给动作机构102的柱塞部102b；(ii)第1框体，其内部包含开关机构103；(iii)第2框体(保护罩101)，其支持致动器部102a，且内部包含第1框体。限位开关装置1例如在生产设备和产业机械等中可用作进行定位及物体检测等的传感器。
图1的(b)所示的保护罩101保护开关机构103不受外力、水、油、气体及尘埃等的损害。作为保护罩101的材料，例如可使用铝铸件、锌铸件等金属材料。另外，为了密封保护罩101的缝隙，也可使用包括有机硅橡胶的密封材。有机硅橡胶具有较强的耐热性(200℃)、耐气候性、及耐寒性(-70℃～-80℃)。此外，有机硅橡胶还具有耐油性。因此，当限位开关装置1用在低至例如-40℃～-60℃的环境、比如超低温室等中时，有机硅橡胶是很有利的。
如图1的(a)所示，当作为检测对象的物体与动作机构102的致动器部102a发生接触时，致动器部102a受到图1所示外力F而以回动轴为中心进行回转移动。另外，伴随致动器部102a的回转移动而发生的回动轴的回转动作被转换为直线动作，从而动作机构102的柱塞部102b朝与外力F大致垂直(图1中为右方向)的作用力F’的方向进行移动。第1可动部211随着柱塞部102b的这个移动，按后述的方式进行移动。
开关机构103对限位开关装置1的电路(未图示)开闭(即，后述可动触头103a与固定触头103b间的接触状态)进行切换。
(开关机构103的结构例)
结合图2来说明开关机构103的结构。图2是开关机构103的结构的斜视图。
如图2所示，开关机构103具备第1可动部211、可动触头103a(第1触头)、第2可动部213(可动部)及固定触头103b(第2触头)。开关机构103容纳在第1框体201中。第1框体201支持第1可动部211。开关机构103中，第2可动部213支撑着可动触头103a。另外，可动触头103a通过其弹性形变部分(支撑部)的挠性而压触在固定触头103b上。由此，可动触头103a与固定触头103b之间产生与力F’的方向大致正交方向上的足够大的接触压力，因此可动触头103a与固定触头103b间的接触始终稳定。
可动触头103a及固定触头103b由导电性材料(例如金属)形成。可动触头103a也可由一个或多个部件构成。
第1可动部211及第2可动部213沿图2的上下方向进行动作。可动触头103a在固定触头103b的表面上滑动。第1可动部211上安设有弹簧216。弹簧216受外力F’而收缩，且在外力F’消失时伸长回原长度(即，受外力F’前的长度)。弹簧216具体为圈状弹簧。这里，弹簧216并不限是本实施例的结构，也可以是扭力弹簧等，只要是能产生反力的弹簧即可。
(开关机构103和切换)
图3的(a)、(b)及图4是开关机构103的一例概念性结构的示图，示出了可动触头103a及固定触头103b的配置情况。这里，图4所示的概念性结构例对应于图2所示的结构。
图3的(a)表示限位开关装置1为常开(NO)型时的开关机构103的一个例子，图3的(b)表示限位开关装置1为常闭(NC)型时的开关机构103的一个例子。即，图3的(a)所示的NO型开关机构103在未受力F’时为“断”状态。另一方面，图3的(b)所示的NC型开关机构103在未受力F’时为“通”状态。
如图3的(a)、(b)所示，在开关机构103中，固定触头103b与绝缘物103c相连结。固定触头103b的接触面与绝缘物103c的表面构成平坦的滑动面S。这里，绝缘物103c可由任意的绝缘材料形成。
可动触头103a受到从支撑部(例如，如图2所示可动触头103a的弹性形变部分那样用弹性部件形成的结构)朝图3的下方(即，指向滑动面S的方向)的弹力E，从而被压触在滑动面S上。另外，当外力F沿图1的下方向(即，动作机构102的可动方向)施加在动作机构102上时，则可动触头103a受到从动作机构102朝图1的右方向(即，与滑动面S平行的方向)的力F’。由此，可动触头103a在滑动面S上滑动。如此，可动触头103a沿着与固定触头103b(及绝缘物103c)的滑动面S平行的方向移动。
如图3的(a)所示，若开关机构103为NO型，则在动作机构102未受到外力F的期间，可动触头103a不与固定触头103b接触，而是仅与绝缘物103c接触。即，限位开关装置1为“断”状态。当动作机构102受到下方向的外力F(参见图1的(a))时，则可动触头103a会受到右方向(与外力F的方向大致垂直的方向)的力F’。在此，在动作机构102受到下方向外力F的期间，动作机构102的弹簧102c进行收缩。而可动触头103a由于右方向的力F’而以与滑动面S维持接触的状态，朝固定触头103b进行滑动。当可动触头103a接触到固定触头103b时，限位开关装置1切换成“通”状态。另一方面，若开关机构103为NC型(图3的(b))，则限位开关装置1由于开关机构103受到力F’而从“通”状态切换成“断”状态。
动作机构102受到的外力F消失时，动作机构102通过弹簧102c的弹力而恢复成受到外力F前的状态。另外，可动触头103a也通过弹簧216而恢复成受到力F’前的状态。即，若开关机构103为NO型(图3的(a))，则可动触头103a恢复成仅与绝缘物103c接触的状态。当可动触头103a变得不与固定触头103b接触时，限位开关装置1恢复成“断”状态。另一方面，若开关机构103为NC型(图3的(b))，则恢复成仅与固定触头103b接触的状态。于是，限位开关装置1恢复成“通”状态。
如图3的(a)、(b)所示，构成滑动面S的固定触头103b表面与绝缘物103c表面为连续相接。另外，在可动触头103a于滑动面S上滑动的期间，上述支撑部沿着与可动触头103a的移动方向正交的方向对可动触头103a施加弹力E，从而将可动触头103a压触在滑动面S上，因此可动触头103a相对于滑动面S的负荷得到恒定维持。由此，限位开关装置1能实现稳定的触头切换动作。
(开关机构103的变形例)
结合图4，对上述的开关机构103的变形例进行说明。图4是本变形例中开关机构103A的结构图。如图4所示，开关机构103A的可动触头103a由2个部件构成。可动触头103a的2个部件按照与由固定触头103b及绝缘物103c形成的第1滑动面S1(第1表面)、及第1滑动面S1的反向侧的第2滑动面S2(第2表面)相接触的方式构成。可动触头103a的2个部件通过从支撑部施加过来的弹力E而被压触在第1滑动面S1及第2滑动面S2上。开关机构103A的可动触头103a具备与第1滑动面S1接触的部分、以及与第2滑动面S2接触的部分。可动触头103a的与第1滑动面S1接触的部分在第1滑动面S1上滑动，可动触头103a的与第2滑动面S2接触的部分在第2滑动面S2上滑动。
如此，本变形例中的可动触头103a能与固定触头103b的第1滑动面S1接触，同时还能与处在第1滑动面S1反向侧的第2滑动面S2接触，因此可动触头103a与固定触头103b间的接触稳定性得以提高。具体而言，能够提高即使在限位开关装置1例如受到外扰因素外力的情况下，可动触头103a也与固定触头103b的第1滑动面S1及第2滑动面S2中至少一方保持接触的可能性。因此，限位开关装置1具有不易发生震颤的利点。
(开关机构103的其他实施例)
图3的(a)、(b)及图4所示的开关机构103具备可动触头103a、固定触头103b及绝缘物103c。但本发明的开关机构未必需要具备绝缘物103c。在此说明本发明的开关机构的其他实施例。
图5示出了其他实施例的开关机构103。如图5所示，开关机构103中，固定触头103b由第1固定触头103b1和第2固定触头103b2构成。另外，可动触头103a具备：与第1固定触头103b1相接触地滑动的第1可动触头103a1、以及与第2固定触头103b2相接触地滑动的第2可动触头103a2。
图5中，第1可动触头103a1与第1固定触头103b1相接触，而第2可动触头103a2未与第2固定触头103b2接触。第1可动触头103a1及第2可动触头103a2沿图5的上下方向移动。由此，图5所示的开关机构103可成为以下2种状态：
(1)第1可动触头103a1与第1固定触头103b1相接触，但第2可动触头103a2与第2固定触头103b2相分离的状态；
(2)第1可动触头103a1与第1固定触头103b1相接触，且第2可动触头103a2与第2固定触头103b2相接触的状态。
第2可动触头103a2具备与第2固定触头103b2接触的弹性部分。在第2可动触头103a2与第2固定触头103b2相接触着的期间，第2可动触头103a2通过上述弹性部分的弹力E而被压触在第2固定触头103b2上。因此，当从第2可动触头103a2与第2固定触头103b2相分离的状态变为了两触头相接触的状态后，触头间始终有足够大的接触压力且触头间的接触面积较大。另外，在从第2可动触头103a2与第2固定触头103b2相接触的状态即将变为两触头相分离的状态时，触头间仍有足够大的接触压力且触头间的接触面积较大。即，第2可动触头103a2与第2固定触头103b2间的接触始终稳定。
这里，同样地，第1可动触头103a1在与第1固定触头103b1接触着的期间，通过第1可动触头103a1的弹性部分的弹力E而被压触在第1固定触头103b1上，因此第1可动触头103a1与第1固定触头103b1间的接触也始终稳定。
如上所述，本实施方式的开关机构103中，具弹力的支撑部沿着与可动触头103a的移动方向正交的方向对可动触头103a施加弹力E，因此在可动触头103a与固定触头103b或绝缘物103c之间，始终稳定地产生恒定的触头接触负荷。因此，具备了开关机构103的限位开关装置1能够作为一种可配置在期望的停止位置而无需使致动器部102a从通/断状态切换位置起进一步移动的装置。例如，限位开关装置1能用来配置在立体停车场的汽车停止位置。
另外，限位开关装置1中，即使异物接触到可动触头103a或固定触头103b，也可通过可动触头103a在固定触头103b上的滑动来除去该异物。因此，本实施方式的限位开关装置1具有不易受环境影响的利点。例如，若将有机硅橡胶用作密封保护罩缝隙的密封材，保护罩内就会成为硅系气体环境，从而可动触头103a及固定触头103b上会附着硅。而本实施方式的限位开关装置1中，可通过可动触头103a与固定触头103b间的滑动来刮去可动触头103a及固定触头103b上附着的硅。因此在限位开关装置1中，可动触头103a与固定触头103b间的接触稳定性得以提高。

Claims (10)

1.一种限位开关装置，其特征在于：
具备：随来自外部检测对象物的负荷而运动的致动器部、通过从所述致动器部传递过来的运动而沿上下方向运动的柱塞部、随所述柱塞部的上下方向运动而运动的可动部、以及第1触头和第2触头；
所述第1触头配置在所述可动部；
该限位开关装置进行以下状态的切换：
所述第1触头未与所述第2触头电接触的状态、和
所述可动部使所述第1触头进行移动而使得所述第1触头接触到所述第2触头的表面并沿着该移动的方向进行滑动的状态。
2.根据权利要求1所述的限位开关装置，其特征在于：
所述可动部使所述第1触头进行移动的方向相对于所述第1触头与所述第2触头间的接触压力方向为大致正交。
3.根据权利要求1所述的限位开关装置，其特征在于：
还具备支撑所述第1触头及所述第2触头中至少一方的支撑部；
所述支撑部由弹性部件形成；
当所述第1触头在所述第2触头的表面上接触地滑动时，所述支撑部通过弹力来使所述第1触头与所述第2触头紧密接触。
4.根据权利要求2所述的限位开关装置，其特征在于：
还具备支撑所述第1触头及所述第2触头中至少一方的支撑部；
所述支撑部由弹性部件形成；
当所述第1触头在所述第2触头的表面上接触地滑动时，所述支撑部通过弹力来使所述第1触头与所述第2触头紧密接触。
5.根据权利要求1所述的限位开关装置，其特征在于：
所述第2触头具有第1表面、以及设置在该第1表面的反向侧的第2表面；
所述第1触头具备能与所述第1表面接触的部位、以及能与所述第2表面接触的部位。
6.根据权利要求2所述的限位开关装置，其特征在于：
所述第2触头具有第1表面、以及设置在该第1表面的反向侧的第2表面；
所述第1触头具备能与所述第1表面接触的部位、以及能与所述第2表面接触的部位。
7.根据权利要求3所述的限位开关装置，其特征在于：
所述第2触头具有第1表面、以及设置在该第1表面的反向侧的第2表面；
所述第1触头具备能与所述第1表面接触的部位、以及能与所述第2表面接触的部位。
8.根据权利要求4所述的限位开关装置，其特征在于：
所述第2触头具有第1表面、以及设置在该第1表面的反向侧的第2表面；
所述第1触头具备能与所述第1表面接触的部位、以及能与所述第2表面接触的部位。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的限位开关装置，其特征在于：
所述第1触头在由所述第2触头的表面与绝缘物的表面连续相接而成的滑动面上接触地滑动，从而成为与所述第2触头的表面相接触的状态、或与所述绝缘物的表面相接触的状态。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的限位开关装置，其特征在于，具备：
第1框体，其内部含所述第1触头及所述第2触头；以及
第2框体，其支持所述致动器部，且内部含所述第1框体。
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