CN111164720B - 开关 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应的紧凑且安全性高的开关。操作部(11)具有按钮(101)，按钮(101)覆盖设置在筒形的外壳(301)的上部，受理按下操作和旋转操作。触点单元部(15)具有与对按钮(101)的按下操作联动地分离的触点C。扭转螺旋弹簧(12)配置在按钮(101)的内侧，一端与外壳(301)接合，另一端与按钮(101)接合。锁止部(13)具有在相对于按下操作的方向垂直的方向上伸缩的柱塞螺旋弹簧(211)，锁止部(13)配置在扭转螺旋弹簧(12)的内侧，当对于按钮(101)进行按下操作时，一边使滑动棒(212)沿外壳(301)的内壁滑动一边向按下操作的方向位移。由此，能够解决上述课题。

Description

开关

技术领域

本发明涉及一种开关。

背景技术

通常，在用于操作设备等的控制板中，设置有用于避免由误动作导致的事故发生的急停开关。当被按下时，该急停开关切断电源从而使设备等的运转立即停止。对急停开关来说，从确保安全的观点出发，存在关于按钮部分的形状、按下操作后的防止复位等的各种规定，因此对于形状、构造加以各种制约。由此，通常，急停开关的按钮部分的形状为蘑菇形、圆锥形，急停开关的构造为通过利用了卡环等的锁止功能而使通电状态不会容易地复原的构造。例如，在专利文献1中，提出了一种能够通过分离施力单元的作用力的作用来防止导电构件的触点回到接触状态或者接近状态的按钮开关。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利3909082号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，如果使急停开关的结构能够适应于各种制约，则急停开关自身大。这样一来，不能与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应。例如，设置于对机器人的工作示教用的示教盒(teaching pendant)的急停开关为了使其适应于挪动必需使其紧凑化。此外，也有如下的要求：当在控制板安装紧急停止开关时，在构成急停开关的部位之中，使配置于控制板的内侧的部位的尺寸短，从而有效利用控制板的内侧的空间。

本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应的紧凑且安全性高的开关。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明所涉及的开关具有：

筒形的外壳；

操作部，其具有按钮，所述按钮覆盖设置在外壳的上部，受理按下操作和旋转操作；

触点单元部，其具有与对按钮的按下操作联动地分离的触点；

扭转螺旋弹簧，其配置在按钮的内侧，一端与外壳接合，另一端与按钮接合；以及

锁止部，其具有在相对于按下操作的方向垂直的方向上伸缩的柱塞，配置在扭转螺旋弹簧的内侧，当对于按钮进行按下操作时，一边使柱塞的端部沿外壳的内壁滑动一边向按下操作的方向位移。

根据本发明，因为锁止部配置在扭转螺旋弹簧的内侧，所以能够有效利用开关内部的空间，能够使开关自身紧凑化。其结果是，能够提供一种与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应的紧凑的开关。

在本发明所涉及的开关中，柱塞能够在相对于按下操作的方向垂直的方向上伸缩。

根据本发明，能够在扭转螺旋弹簧的内侧紧凑地配置锁止部。

在本发明的所涉及开关中，优选：外壳的内壁为在局部具有突起部的形状，

当按钮被按下操作时，突起部在柱塞通过突起部的顶部前向触点接触的方向施力，在柱塞通过突起部的顶部后向触点分离的方向施力。

根据本发明，为了发挥锁止功能，在柱塞通过突起部的顶部前向触点接触的方向施力，在柱塞通过突起部的顶部后向触点分离的方向施力。其结果是，能够提供一种能够防止由设备等的操作者导致的误操作或者由触点的回弹(bound)等导致的抖动(chattering)产生的安全性高的开关。此外，根据本发明，在柱塞通过突起部的顶部前后施力方向反转，因此操作者能够通过明显的操作感的不同来识别出触点的切换时机。

发明效果

根据本发明，能够提供一种与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应的紧凑且安全性高的开关。

附图说明

图1为本发明的开关的一实施方式所涉及的急停开关的分解立体图。

图2为示出图1的急停开关被按下前的状态的剖视图。

图3为示出图1的急停开关被按下后的状态的剖视图。

图4为示出在对于图1的急停开关进行了按下操作的情况下的柱塞施力方向与力的大小的图表。

图5为示出以往的急停开关的例子的剖视图。

具体实施方式

一边参考附图一边对本发明的开关的一实施方式所涉及的急停开关1进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述的实施方式。

[基本结构]

急停开关1是为了使处于通电状态的设备等变成切断状态从而使其紧急停止所使用的开关，如图1至图3所示，由操作部11、扭转螺旋弹簧12、锁止部13、外壳部14、触点单元部15和固定部16构成。

以下，对急停开关1的各结构要素进行详细说明。

(操作部)

操作部11由按钮101和按钮螺旋弹簧102构成。

如图1至图3所示，按钮101为配置在急停开关1的最上部的圆筒形的按钮。当对于按钮101的按下操作被进行时，与按下操作联动地后述的触点单元部15的触点C与固定端子502分离。当触点C与固定端子502分离时，则处于通电状态的设备等变成切断状态。按钮101的形状没有特别限定，优选为在紧急时对急停开关1进行按下操作的操作者能够容易地识别出其为用于使设备等紧急停止的开关且易于用手掌按的形状。

按钮螺旋弹簧102为配置在按钮101和柱塞主体201之间的螺旋弹簧。按钮螺旋弹簧102吸收些许在按钮101被按下时所施加的力。因此，能够使按钮101具有些许游隙。其结果是，能够防止由对于按钮101的误操作导致的设备等的切断。

(扭转螺旋弹簧)

如图2和图3所示，扭转螺旋弹簧12为配置在按钮101的内侧的螺旋弹簧。扭转螺旋弹簧12的一端与后述的外壳部14的外壳301接合，扭转螺旋弹簧12的另一端与操作部11的按钮101接合。

在对于按钮101的按下操作被进行了后，当对于按钮101的旋转操作被进行时，扭转螺旋弹簧12由于弹性变形使处于被按下了的状态的按钮101复原到按下操作前的状态。通过该旋转操作，当按钮101复原到按下操作前的状态时，处于分离状态的触点单元部15的触点C复原到再次与固定端子502接触的状态(按下操作前的状态)。在扭转螺旋弹簧12的内侧，利用扭转螺旋弹簧12的内侧的空间配置有锁止部13。

(锁止部)

如图1所示，锁止部13构成为包含柱塞主体201、柱塞螺旋弹簧211和滑动棒212。如图2和图3所示，锁止部13配置成堵塞扭转螺旋弹簧12的内侧且后述的外壳301的上部的开口部。

在柱塞主体201的中心部设置有贯通孔213，在该贯通孔213的内部配置有柱塞螺旋弹簧211。在柱塞螺旋弹簧211的两端部接合有滑动棒212。

当对于按钮101的按下操作被进行时，锁止部13向按下操作的方向位移。当锁止部13向按下操作的方向位移时，柱塞主体201一边在相对于按下操作的方向垂直的方向上伸缩一边使端部沿后述的外壳301的上部的开口部的内壁滑动。

外壳301的上部的开口部的内壁在局部设置有突起部。因此，在柱塞主体201的滑动棒212的端部通过突起部的顶部(以下称为“锁止点”)P前，锁止部13向后述的触点单元部15的触点C与固定端子502接触的方向施力。与此相对，在滑动棒212的端部通过锁止点P后，锁止部13向触点C与固定端子502分离的方向施力。

由此，在设备等处于通电状态(ON状态)的情况下，向使通电维持的方向发挥锁止功能，在设备等处于切断状态(OFF状态)的情况下，向使切断维持的方向发挥锁止功能。其结果是，能够防止由设备等的操作者导致的误操作或者由触点的回弹等导致的抖动产生。

(外壳部)

外壳部14构成为包含外壳301和防水橡胶302。外壳301为在上部和下部分别具有开口部的筒形的外壳。

在外壳301的上部，以覆盖外壳301的上部的方式配置有按钮101。在外壳301的上部的外周，设置有用于配置防水橡胶302的槽303，配置于槽303的防水橡胶302防止水、灰尘等异物侵入按钮101的内部。其结果是，能够防止由于水、灰尘等异物侵入按钮101的内部而可能发生的故障、事故等。

在按钮101和外壳301之间配置有扭转螺旋弹簧12。扭转螺旋弹簧12的一端与外壳301接合，扭转螺旋弹簧12的另一端与按钮101接合。

在外壳301的上部的开口部，以堵塞外壳301的上部的开口部的方式配置有锁止部13。此时，设置于外壳301的内壁的锁止点P位于比柱塞主体201的滑动棒212的两端部靠下侧。因此，锁止部13向触点单元部15的触点C与固定端子502接触的方向施力。

在外壳301的下部的开口部，以堵塞外壳301的下部的开口部的方式配置有触点单元部15。

(触点单元部)

如图1所示，触点单元部15构成为包含壳体501、固定端子502、转换器503、触点螺旋弹簧504和触点C。触点单元部15配置成堵塞外壳301的下部的开口部。

触点C平时处于与固定端子502接触状态，但与对于按钮101的按下操作联动地变成分离状态。此外，触点C与对于被按下操作了后的按钮101的旋转和拉伸操作联动地复原到与固定端子502的接触状态。即，当与对于按钮101的按下操作联动地触点C与固定端子502从接触状态变成分离状态时，处于通电状态的设备等变成切断状态。与此相对，当与对于按钮101的旋转和拉张操作联动地触点C复原到与固定端子502的接触状态时，处于切断状态的设备等复原到通电状态。

如图2和图3所示，急停开关1的触点单元部15的一部分配置在控制板的外侧的空间Y。与此相对，如图5所示，以往的急停开关的触点单元705整体配置在控制板的内侧的空间Z。即，急停开关1通过在扭转螺旋弹簧12的内侧的空间配置锁止部13来实现省空间化，因此能够将触点单元部15的一部分配置在控制板的外侧的空间Y。由此，能够使配置于控制板的内侧的空间Z的触点单元部15的部位缩小。其结果是，能够有效利用控制板的内侧的空间。

(固定部)

固定部16由圆螺母401和橡胶垫圈402构成。

圆螺母401为用于在控制板固定急停开关1的构件。橡胶垫圈402配置在控制板和圆螺母401之间，防止在控制板和急停开关1的接合部产生间隙。由此，急停开关1能够以不从控制板脱落的方式固定。此外，防止水、灰尘等异物从控制板和急停开关1的接合部侵入控制板的内部。其结果是，能够将由于急停开关1从控制板脱落或者水、灰尘等侵入而可能发生的故障、事故防患于未然。

[锁止功能]

当急停开关1的操作者进行对于按钮101的按下操作时，锁止部13与按下操作联动地一边被外壳部14的内壁引导一边从外壳部14的上部向下部位移。

在锁止部13中设置有柱塞主体201，在外壳部14中在内壁设置有锁止点P。因此，锁止部13在通过外壳部14的锁止点P前后发挥锁止功能。

当对于按钮101的按下操作被进行时，结果上触点单元部15的触点C变得与固定端子502分离，但柱塞主体201的滑动棒212的端部以向维持触点C与固定端子502接触的方向施力的方式发挥锁止功能直到通过锁止点P。

与此相对，当锁止部13通过锁止点P一次时，以向触点C与固定端子502分离的方向施力的方式发挥锁止功能。

即，在设备等处于通电状态(ON状态)的情况下，向使通电维持的方向发挥锁止功能，在设备等处于切断状态(OFF状态)的情况下，向使切断维持的方向发挥锁止功能。其结果是，能够防止由设备等的操作者导致的误操作或者由触点的回弹等导致的抖动产生。

图4的图表为示出在一次按下操作中柱塞施力的方向和力的大小的图表。图4的图表的横轴为表示在对于按钮101的一次按下操作中的行程S的轴，图4的图表的纵轴示出在一次按下操作中柱塞主体201施力的方向和力的大小。

如图4的图表所示，在对于按钮101的按下操作的初期，以向维持触点C与固定端子502的接触的方向施力的方式发挥锁止功能，因此要保持设备等的ON状态的力(K1)强。其后，随着按下操作继续，要保持设备等的ON状态的力(K1)逐渐变弱，在柱塞主体201的滑动棒212的端部到达外壳301的锁止点P的时刻，要保持设备等的ON状态的力(K1)与要保持设备等的OFF状态的力(K2)均衡。然后，当柱塞主体201的滑动棒212的端部通过外壳301的锁止点P时，这次要保持设备等的OFF状态的力(K2)逐渐变强。

以往存在的急停开关中也具有锁止功能。如图5所示，在以往存在的急停开关的外壳703的局部固定有卡环704，在锁止部702的局部设置有突起部801。因此，突起部801在通过卡环704前后发挥锁止功能。

具体而言，当与对于按钮701的按下操作联动地锁止部702沿卡环704的内侧向下方位移时，与突起部801接触的卡环704被向外侧扩张。然后，当锁止部702进一步向下方位移时，突起部801变得不与卡环704接触。因此，卡环704由于弹性变形从被向外侧扩张了的状态回到原来的形状。

像这样，在以往存在的急停开关中，突起部801在通过卡环704前后发挥锁止功能。然而，为了将按钮701按下，需要在开关内确保最低4.5mm的空间用于进行行程。因此，如图5所示，变成在外壳703内存在大的空间X，开关整体大，不能与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应。此外，不能使配置于控制板的内侧的空间的触点单元705的部位缩小。因此，配置于控制板的内侧的部位也大。其结果是，不能有效利用控制板的内侧的空间。

[复原功能]

当急停开关1的操作者对于按钮101的按下操作被进行时，结果上触点单元部15的触点C变成与固定端子502分离，其后，当对于按钮101的旋转操作被进行时，按钮101由于扭转螺旋弹簧12的弹性变形复原到按下操作前的状态。

以往存在的急停开关中也具有复原功能。如图5所示，在以往存在的急停开关中，设置有扭转螺旋弹簧706，当对于按钮701的旋转操作被进行时，按钮701由于扭转螺旋弹簧706的弹性变形复原到按下操作前的状态。

然而，图5所示的以往存在的急停开关的扭转螺旋弹簧706配置在比发挥锁止功能的部位、上述的空间X靠上部，不能有助于开关整体的小型化、轻量化、便携化。

与此相对，如图2和图3所示，在急停开关1在扭转螺旋弹簧12的内侧配置锁止部13这方面下了前所未有的功夫，因此能够有效利用急停开关1的内侧的空间Z。由此，能够使触点单元部15之中配置于控制板的内侧的空间Z的部位缩小。其结果是，能够提供紧凑的开关，其能够有效利用控制板的内侧的空间Z。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明。此外，在不脱离本发明的主旨的范围内可以实施各种变更。

例如，虽然在上述实施方式中为急停开关，但不限于急停开关，所有按钮型的开关都能够应用本发明。

综上所述，应用本发明的开关只要采取如下的结构即可，能够采取各种各样的实施方式。

即，应用本发明的开关(例如图1的急停开关1)具有：

筒形的外壳(例如图1的外壳301)；

操作部(例如图1的操作部11)，其具有按钮(例如图1的按钮101)，所述按钮覆盖设置在外壳的上部，受理按下操作和旋转操作；

触点单元部(例如图1的触点单元部15)，其具有与对按钮的按下操作联动地分离的触点(例如图1的触点C)；

扭转螺旋弹簧(例如图1的扭转螺旋弹簧12)，其配置在按钮的内侧，一端与外壳接合，另一端与按钮接合；以及

锁止部(例如图1的锁止部13)，其具有柱塞(例如图1的柱塞主体201)，配置在扭转螺旋弹簧的内侧，当对于按钮进行按下操作时，一边使柱塞的端部(例如图1的滑动棒212)沿外壳的内壁滑动一边向按下操作的方向位移。

由此，能够提供一种与设备等的小型化、轻量化、便携化的发展相适应的紧凑的开关。

此外，在本发明所涉及的开关中，柱塞能够在相对于按下操作的方向垂直的方向上伸缩。

由此，能够在扭转螺旋弹簧12的内侧紧凑地配置锁止部13。

此外，在本发明所涉及的开关中，外壳的内壁为在局部具有突起部的形状，

当按钮被按下操作时，突起部能够在柱塞通过突起部的顶部(例如图2和图3的锁止点P)前向触点接触的方向施力，在柱塞通过突起部的顶部后向触点分离的方向施力。

由此，能够防止由设备等的操作者导致的误操作或者由触点的回弹等导致的抖动产生。

附图标记说明

1：急停开关

11：操作部

12：扭转螺旋弹簧

13：锁止部

14：外壳部

15：触点单元部

16：固定部

101：按钮

102：按钮螺旋弹簧

201：柱塞

211：柱塞螺旋弹簧

212：滑动棒

213：贯通孔

301：外壳

302：防水橡胶

303：槽

401：圆螺母

402：橡胶垫圈

501：壳体

502：固定端子

503：转换器

504：触点螺旋弹簧

701：按钮

702：锁止部

703：外壳

704：卡环

705：触点单元

706：扭转螺旋弹簧

801：突起部

C：触点

P：锁止点

S：行程

X：空间

Y：空间

Z：空间

Claims (2)

1.一种开关，具有：

筒形的外壳；

操作部，其具有按钮，所述按钮覆盖设置在所述外壳的上部，受理按下操作和旋转操作；

触点单元部，其具有与对所述按钮的所述按下操作联动地分离的触点；

扭转螺旋弹簧，其配置在所述按钮的内侧，一端与所述外壳接合，另一端与所述按钮接合；以及

锁止部，其具有柱塞，配置在所述扭转螺旋弹簧的内侧，当对于所述按钮进行按下操作时，一边使所述柱塞的一部分沿所述外壳的内壁滑动且在相对于所述按下操作的方向垂直的方向上伸缩一边向所述按下操作的方向位移，

所述扭转螺旋弹簧配置在所述按钮与所述外壳之间，

所述柱塞的一部分为通过螺旋弹簧的弹力在相对于所述按下操作的方向垂直的方向上伸缩的滑动棒的端部，

所述柱塞的所述一部分配置在所述扭转螺旋弹簧的内侧。

2.根据权利要求1所述的开关，其中，

所述外壳的所述内壁为在局部具有突起部的形状，

当所述按钮被按下操作时，所述锁止部在所述柱塞的所述一部分通过所述突起部的顶部前向所述触点接触的方向施力，在所述柱塞的所述一部分通过所述突起部的顶部后向所述触点分离的方向施力。

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