CN109461605B - 限位开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便在安装有保护罩的情况下也能确认转轴的旋转角度位置而判定是否恰当地进行了检测动作的限位开关。本发明的限位开关具备：转轴(14)，其以顶端部突出于圆筒部(12A)的外部的状态收纳在壳体头部(12)内；内置开关(13)，其通过转轴受到旋转操作力进行旋转而在导通状态与断开状态之间切换；复位柱塞(30)，其使转轴恢复至初始的旋转角度位置；防尘指示罩(43)，其固定在转轴的顶端部；旋转角度位置显示标记(12a～12d)，它们设置在圆筒部的外周面，配置于内置开关在导通状态与断开状态之间切换时的转轴的旋转角度位置；以及狭缝(43c、43d)，它们在防尘指示罩(43)旋转时通过旋转角度位置显示标记(12a～12d)的转轴径向外侧。

Description

限位开关

技术领域

本发明涉及一种可以通过转轴的旋转而在导通状态与断开状态之间切换开关的限位开关。

背景技术

限位开关是常用于物体探测等用途的传感器。其中，杠杆式限位开关例如用于机床、生产机械、输送装置、工业用车辆以及工业用机器人等各种设备、装置，能够检测出被检测物体的存在与否、位置及位移等。

在杠杆式限位开关中，被检测物体抵接至旋转杆使得该旋转杆旋转，转轴随之旋转。此时，转轴上形成有凸轮部，转轴的旋转使得该凸轮部发生位移，由此，内置开关从断开状态切换至导通状态。如此，通过内置开关变为导通状态而检测到被检测物体的存在。并且，作为这种以往的限位开关，例如在专利文献1中有揭示。

此外，限位开关有时也会在尘埃及水分等异物飞散的环境下使用。此时，若异物侵入至开关内部，则该限位开关会发生动作不良，从而对检测精度产生影响。因此，一直以来都提供有配备有防尘指示罩等保护罩以防止异物侵入至开关内部的限位开关。并且，作为这种配备有保护罩的限位开关，例如在专利文献2中有揭示。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2004-247255号公报

【专利文献2】日本专利特开2008-265945号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

此处，通常在限位开关的壳体表面设置有记号、刻度等标记。该标记用以表示当前的转轴的旋转角度位置。由此，作业人员根据旋转侧的指针与固定侧的标记的位置关系来确认当前的转轴的旋转角度位置，从而判定是否恰当地进行了检测动作。

然而，当像上述那样将保护罩罩在限位开关上时，指针、标记便藏了起来，从而有作业人员无法确认限位开关的检测动作的担忧。

因而，本发明就是要解决上述问题，其目的在于提供一种即便在安装有保护罩的情况下也能确认转轴的旋转角度位置从而判定是否恰当地进行了检测动作的限位开关。

【解决问题的技术手段】

本发明的限位开关具备：转轴，其以顶端部突出于壳体的外部的状态能旋转地收纳在壳体内；开关，其通过转轴受到来自外部的旋转操作力进行旋转而在导通状态与断开状态之间切换；复位机构，其在旋转操作力已从转轴解除时使转轴恢复至初始的旋转角度位置；保护罩，其固定在转轴的顶端部，防止异物从转轴与壳体之间侵入；旋转角度位置显示标记，其设置在壳体的外周面，配置于转轴旋转而开关在导通状态与断开状态之间切换时的转轴的旋转角度位置；以及指针用开口部，其在转轴径向上贯穿保护罩，在保护罩旋转时通过旋转角度位置显示标记的转轴径向外侧。

【发明的效果】

根据本发明，即便在安装有保护罩的情况下也能确认转轴的旋转角度位置而判定是否恰当地进行了检测动作。

附图说明

图1为本发明的实施方式的限位开关的纵向截面图。

图2为限位开关的上部的纵向截面图。

图3A-图3C为防尘指示罩的详图，图3A为防尘指示罩的主视图，图3B为图3A的III-III向视截面图，图3C为防尘指示罩的后视图。

图4为壳体头部的详图，图4A为壳体头部的侧视图，图4B为图4A的IV-IV向视截面图。

图5为表示防尘指示罩的变形例的纵向截面图。

具体实施方式

下面，一边参考附图，一边对本发明的实施方式进行详细说明。

实施方式1.

图1所示的本实施方式的限位开关1是能够检测被检测物体的存在与否的常开式传感器。也就是说，在限位开关1中，在检测区域内存在被检测物体时，输出呈导通状态。

如图1及图2所示，限位开关1具有壳体主体11和设置在该壳体主体11的上部的壳体头部12。进一步地，在壳体头部12上形成有圆筒部12A。该圆筒部12A是从壳体头部12的侧部朝外部呈圆筒状突出的部位。

壳体主体11和壳体头部12呈中空结构，它们的内部空间彼此相互连通。内置开关13收纳在壳体主体11的内部。另一方面，转轴14及复位柱塞(复位机构)30收纳在壳体头部12的内部。并且，开关动作用柱塞20是以跨及壳体主体11和壳体头部12的方式收纳在内。

转轴14以其顶端部从圆筒部12A朝外部突出的状态可旋转地收纳在壳体头部12的内部。并且，在转轴14的顶端部形成有细齿部14a，在该细齿部14a上嵌合有旋转杆15的基端部。

也就是说，旋转杆15的顶端部以基端部为旋转中心进行旋转。此时，旋转杆15能够从初始位置(恢复位置)朝旋转方向一侧及旋转方向另一侧旋转。因而，在旋转杆15朝旋转方向一侧及旋转方向另一侧中的某一旋转方向旋转的情况下，限位开关1都能检测被检测物体的存在与否。

此外，在转轴14的基端侧形成有呈平板状的凸轮部14b。该凸轮部14b在与转轴方向正交的方向上与开关动作用柱塞20及复位柱塞30对接。

进而，如图2所示，在圆筒部12A内的转轴14的外周面嵌套有O形圈16。由此，O形圈16介存于圆筒部12A的内周面与转轴14的外周面之间，保持了壳体头部12的内部的液密性(密封性)。

如图1及图2所示，开关动作用柱塞20具有柱塞构件21、销杆22及螺旋弹簧23。柱塞构件21呈有底圆筒状，收纳在壳体头部12的内部，而且以能在与转轴方向正交的方向上往复移动的方式受到支承。由此，柱塞构件21的上端面能够推压凸轮部14b的下侧平坦面。

销杆22的上端连接于柱塞构件21的下部，另一方面，下端抵接于内置开关13，能够随着柱塞构件21的移动而移动。由此，销杆22可以通过自身的往复移动而在导通状态与断开状态之间切换内置开关13。此外，螺旋弹簧23以压缩状态介存于柱塞构件21与销杆22之间。也就是说，柱塞构件21始终被螺旋弹簧23的作用力朝转轴14的凸轮部14b推压。

进而，在柱塞构件21朝内置开关13侧过度移动的情况下，螺旋弹簧23压缩而吸收其多余的移动量。由此，销杆22以恰当的移动量进行移动，能在不损坏内置开关13的情况下在导通状态与断开状态之间切换内置开关13。

相对于此，如图2所示，复位柱塞30具有柱塞构件31及螺旋弹簧32。柱塞构件31呈有底圆筒状，以能在与转轴方向正交的方向上往复移动的方式受到支承。由此，柱塞构件31的下端面能够推压凸轮部14b的上侧平坦面。

螺旋弹簧32插入于柱塞构件31的内部，而且以压缩状态介存于该柱塞构件31的内面与壳体头部12的内面之间。也就是说，柱塞构件31始终被螺旋弹簧32的作用力朝转轴14的凸轮部14b推压。

因而，即便被检测物体抵接至旋转杆15而该转轴14发生旋转、转轴14的凸轮部14b随之倾斜，柱塞构件31的下端面也能通过螺旋弹簧32的作用力而回推凸轮部14b的上侧平坦面。由此，复位柱塞30能使转轴14的旋转角度位置恢复至初始的旋转角度位置(恢复位置)，而且使旋转杆15恢复至未抵接有被检测物体时的上述初始位置。

此处，如图1及图2所示，在转轴14的顶端侧从转轴方向内侧朝外侧依序压入、固定有环构件41、环构件42、防尘指示罩(保护罩)43及垫圈44。环构件41、42及垫圈44为金属制，防尘指示罩43为橡胶材料等树脂制。

进一步地，防尘指示罩43呈有底圆筒状，由此，从转轴方向外侧及转轴径向外侧覆盖圆筒部12A。由此，防尘指示罩43能够防止异物从转轴14的外周面与圆筒部12A的内周面之间侵入。

环构件42具有2个凹部42a。这些凹部42a形成于环构件42上的朝向转轴方向外侧那一面也就是环构件42上的与防尘指示罩43接触那一面，从该面呈圆形状朝转轴方向内侧凹陷。

相对于此，如图2、图3A至图3C所示，防尘指示罩43具有中心孔43a及2个突部43b。中心孔43a贯穿防尘指示罩43的中心部，被压入于转轴14的顶端部中的细齿部14a的根部。突部43b形成于防尘指示罩43的内面(底面)也就是防尘指示罩43上的与环构件42接触那一面，从该面朝转轴方向内侧突出。

并且，各突部43b能在转轴方向上与各凹部42a嵌合。如此，通过嵌合凹部42a与突部43b，能够定位防尘指示罩43的转轴周向位置。也就是说，防尘指示罩43能够随着转轴14的旋转进行旋转而不会发生转轴14的旋转方向上的错位。

另外，环构件42、凹部42a及突部43b构成定位机构。此外，在上述的本实施方式中，是在环构件42上形成凹部42a、另一方面在防尘指示罩43上形成突部43b，但也可在环构件42上形成突部、另一方面在防尘指示罩43上形成凹部。

进一步地，如图1、图3A至图3C所示，防尘指示罩43具有成为转轴14的指针的狭缝(指针用开口部)43c、43d。狭缝43c、43d朝转轴径向贯穿防尘指示罩43的外周部，转轴周向的设置间隔为180°。也就是说，狭缝43c、43d以转轴14为中心相对配置。

相对于此，如图1、图4A及图4B所示，在圆筒部12A的外周面设置有旋转角度位置显示标记12a～12d。旋转角度位置显示标记12a～12d配置在如下位置，即在转轴14从开关断开侧朝开关导通侧旋转之际内置开关13从断开状态切换至导通状态时的转轴14的旋转角度位置。旋转角度位置显示标记12a～12d与狭缝43c、43d在转轴方向上配置在相同位置。

再者，本实施方式中的旋转角度位置显示标记12a～12d例如呈如下形状，即，从圆筒部12A的外周面朝转轴径向外侧突出，而且使其突出端面的中央部凹陷，进一步地，通过在该凹部内涂布荧光涂料而形成旋转角度位置显示标记12a～12d。

此时，旋转角度位置显示标记12a、12b间的转轴周向的设置间隔与旋转角度位置显示标记12c、12d间的转轴周向的设置间隔相同。进一步地，旋转角度位置显示标记12a、12c以转轴14为中心相对配置，旋转角度位置显示标记12b、12d以转轴14为中心相对配置。

于是，在转轴14位于初始的旋转角度位置时，狭缝43c配置在旋转角度位置显示标记12a、12b间的转轴周向中间位置，狭缝43d配置在旋转角度位置显示标记12c、12d间的转轴周向中间位置。

换句话说，旋转角度位置显示标记12a、12b相对于配置在初始的旋转角度位置的狭缝43c而言分别配置在旋转方向一侧及旋转方向另一侧。此外，旋转角度位置显示标记12c、12d相对于配置在初始的旋转角度位置的狭缝43d而言分别配置在旋转方向一侧及旋转方向另一侧。

因而，在防尘指示罩43与转轴14一起旋转的情况下，狭缝43c、43d一边在转轴径向上与旋转角度位置显示标记12a～12d相对、一边通过这些标记的转轴径向外侧。因而，在转轴14旋转时，作业人员可以经由狭缝43c、43d观察旋转角度位置显示标记12a～12d，因此能够确认该狭缝43c、43d是否朝旋转方向下游侧通过了旋转角度位置显示标记12a～12d。

接着，对本实施方式的限位开关1所进行的被检测物体的检测动作进行详细说明。

首先，在对旋转杆15未作用有因被检测物体的抵接所产生的旋转操作力的情况下，转轴14位于初始的旋转角度位置。即，如图2所示，转轴14的凸轮部14b的上下平坦面分别被开关动作用柱塞20的上端面以及复位柱塞30的下端面推压。

相对于此，当被检测物体抵接至旋转杆15而使得旋转操作力作用于该旋转杆15时，转轴14及防尘指示罩43都随之旋转。与此同时，凸轮部14b的旋转角度位置发生变化。

由此，在复位柱塞30，抵抗螺旋弹簧32的作用力而上推柱塞构件31。此外，在开关动作用柱塞20，抵抗螺旋弹簧23的作用力而下推柱塞构件21，而且销杆22被朝下方推挤。结果，内置开关13因销杆22受到推挤而从断开状态切换至导通状态。即，限位开关1检测到被检测物体。

继而，当被检测物体离开旋转杆15而使得旋转操作力从该旋转杆15上解除时，复位柱塞30的柱塞构件31通过螺旋弹簧32的作用力而推压凸轮部14b的整个上平坦面。由此，凸轮部14b返回至初始的旋转角度位置，因此，转轴14及防尘指示罩43随之恢复至初始的旋转角度位置。

与此同时，开关动作用柱塞20的柱塞构件21通过螺旋弹簧23的作用力而推压凸轮部14b的整个下平坦面，而且销杆22被上推而离开内置开关13。结果，内置开关13从导通状态切换至断开状态。即，限位开关1所进行的被检测物体的检测完成。

此处，在旋转操作力起作用而使得旋转杆15朝旋转方向一侧旋转了的情况下，如图4B中箭头R1所示，防尘指示罩43与转轴14一起朝旋转方向一侧旋转。由此，狭缝43c朝旋转角度位置显示标记12a旋转，狭缝43d朝旋转角度位置显示标记12c旋转。

此时，作业人员可以朝狭缝43c内观察来确认该狭缝43c是否朝旋转方向下游侧通过了旋转角度位置显示标记12a，或者朝狭缝43d内观察来确认该狭缝43d是否朝旋转方向下游侧通过了旋转角度位置显示标记12c。即，作业人员能够判断是否恰当地进行了检测动作。

另一方面，在旋转操作力起作用而使得旋转杆15朝旋转方向另一侧旋转了的情况下，如图4B中箭头R2所示，防尘指示罩43与转轴14一起朝旋转方向另一侧旋转。由此，狭缝43c朝旋转角度位置显示标记12b旋转，狭缝43d朝旋转角度位置显示标记12d旋转。

此时，作业人员可以朝狭缝43c内观察来确认该狭缝43c是否朝旋转方向下游侧通过了旋转角度位置显示标记12b，或者朝狭缝43d内观察来确认该狭缝43d是否朝旋转方向下游侧通过了旋转角度位置显示标记12d。即，作业人员能够判断是否恰当地进行了检测动作。

继而，在狭缝43c未通过旋转角度位置显示标记12a、12b或者狭缝43d未通过旋转角度位置显示标记12c、12d的情况下，认为被检测物体对旋转杆15的推挤不足，因此，例如调整旋转杆15上的与被检测物体的接触位置或者调整旋转杆15的长度。

此外，在使用限位开关1的情况下，需要根据被检测物体的大小、形状、使用用途及设置场所等的不同，来变更设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置。在这种情况下，由于狭缝43c、43d的转轴周向的开口尺寸即狭缝宽度较窄，因此需要根据限位开关1的种类来准备狭缝43c、43d的转轴周向位置各不相同的多种防尘指示罩43。

因此，在防尘指示罩43中，通过加宽狭缝43c、43d的狭缝宽度，能够应对设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置各不相同的多种限位开关1。

使用图5对这一点进行说明。如图5所示，在防尘指示罩43中，例如沿转轴周向配置2个狭缝43d而不是加宽1个狭缝43d的狭缝宽度，由此，使得其总的狭缝宽度比设置1个狭缝43d时的狭缝宽度宽。

如此，通过根据设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置来变更狭缝43c、43d的狭缝宽度，能将1个防尘指示罩43运用于设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置各不相同的多种限位开关1。由此，能够提高防尘指示罩43的通用性。

然而，在上述的本实施方式中，是采用狭缝43c、43d作为指针用开口部，但并不限定于此，只要能够观察旋转角度位置显示标记12a～12d，也可酌情设定开口部形状。

综上，根据本发明的限位开关1，在固定于转轴14上的防尘指示罩43上形成作为指针的狭缝43c、43d，由此，即便在安装有防尘指示罩43的情况下，也能一方面谋求防止异物侵入至壳体内部、另一方面确认转轴14的旋转角度位置，因此能够判定是否恰当地进行了检测动作。

此外，在将防尘指示罩43压入到转轴14上时，使防尘指示罩43的突部43b与固定在转轴14上的环构件42的凹部42a嵌合，由此，能够定位防尘指示罩43的转轴周向位置。由此，能使防尘指示罩43始终与转轴14一起旋转。

进一步地，将旋转角度位置显示标记12a、12b相对于转轴14位于初始的旋转角度位置时的狭缝43c而言分别设置在旋转方向一侧及旋转方向另一侧，而且将旋转角度位置显示标记12c、12d相对于转轴14位于初始的旋转角度位置时的狭缝43d而言分别设置在旋转方向一侧及旋转方向另一侧，由此，在转轴14(旋转杆15)朝旋转方向一侧及旋转方向另一侧中的某一旋转方向旋转的情况下，都能进行检测动作。

再有，设置由狭缝43c和与其对应的旋转角度位置显示标记12a、12b构成的组以及由狭缝43d和与其对应的旋转角度位置显示标记12c、12d构成的组，由此，能够设定多个作业人员的目视辨认方向。由此，能够提高限位开关1的设置自由度。

并且，根据设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置来变更狭缝43c、43d的狭缝宽度，由此，将1个防尘指示罩43运用于设置旋转角度位置显示标记12a～12d的旋转角度位置各不相同的多种限位开关1。由此，能够提高防尘指示罩43的通用性。

再者，本申请发明可以在其发明范围内进行实施方式的任意构成要素的变形或实施方式的任意构成要素的省略。例如，在上述实施方式中，对将本发明的限位开关运用于常开式限位开关的情况进行了说明，但也可以运用于在检测区域内不存在被检测物体时输出呈导通状态的常闭式限位开关。

符号说明

1 限位开关

11 壳体主体

12 壳体头部

12A 圆筒部

12a～12d 旋转角度位置显示标记

13 内置开关

14 转轴

14a 细齿部

14b 凸轮部

15 旋转杆

16 O形圈

20 开关动作用柱塞

21 柱塞构件

22 销杆

23 螺旋弹簧

30 复位柱塞

31 柱塞构件

32 螺旋弹簧

41 环构件

42 环构件

42a 凹部

43 防尘指示罩

43a 中心孔

43b 突部

43c、43d 狭缝

44 垫圈。

Claims (4)

1.一种限位开关，其特征在于，具备：

转轴，其以顶端部突出于壳体的外部的状态能旋转地收纳在所述壳体内；

开关，其通过所述转轴受到来自外部的旋转操作力进行旋转而在导通状态与断开状态之间切换；

复位机构，其在所述旋转操作力已从所述转轴解除时使所述转轴恢复至初始的旋转角度位置；

保护罩，其固定在所述转轴的顶端部，防止异物从所述转轴与所述壳体之间侵入；

旋转角度位置显示标记，其设置在所述壳体的外周面，配置在所述转轴旋转而所述开关在导通状态与断开状态之间切换时的所述转轴的旋转角度位置；

指针用开口部，其朝转轴径向贯穿所述保护罩，在所述保护罩旋转时通过所述旋转角度位置显示标记的转轴径向外侧；以及

定位机构，其定位所述保护罩的转轴周向位置，

所述定位机构具有：

环构件，其固定在所述转轴的外周面；

突部，其形成于所述保护罩及所述环构件中的任一构件；以及

凹部，其形成于所述保护罩及所述环构件中的任一另一构件，并与所述突部嵌合。

2.根据权利要求1所述的限位开关，其特征在于，

所述旋转角度位置显示标记相对于所述转轴位于初始的旋转角度位置时的所述指针用开口部而言分别设置在所述转轴的旋转方向一侧以及所述转轴的旋转方向另一侧。

3.根据权利要求1所述的限位开关，其特征在于，

设置多组由所述指针用开口部和对应于该指针用开口部的所述旋转角度位置显示标记构成的组。

4.根据权利要求1所述的限位开关，其特征在于，

所述指针用开口部的转轴周向的开口尺寸根据设置所述旋转角度位置显示标记的旋转角度位置加以变更。

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