JP2013145674A5

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Publication number: JP2013145674A5
Application number: JP2012005436A
Authority: JP
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2032-01-13

Description

リミットスイッチ、およびその製造方法

本発明はリミットスイッチ、特に、リミットスイッチのヘッド部、およびその製造方法に関する。

従来、リミットスイッチの駆動機構部を構成するヘッド部を組み立てる場合には、例えば、特許文献１の図４および図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、カム部材と復帰バネとで構成されたカムユニットを治具で把持しながら、ヘッドケースに鉛直方向に挿入する一方、前記ヘッドケースに側方からシャフトを挿入し、前記シャフトの先端部にカムユニットを組み付けている。

特開平４−３２４２１３号公報

しかしながら、前述のリミットスイッチでは、カムユニットを治具で固定しながら、ヘッドケース内にシャフトや軸受けを側方から挿入して組み付けるため、組立てに手間がかかり、生産性が低いという問題点がある。
本発明に係るリミットスイッチ、およびその製造方法は、前述の問題点に鑑み、駆動機構部を構成するヘッド部の組立作業が容易で、生産性の高いリミットスイッチ、およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るリミットスイッチは、ハウジングの一部を形成するボックスの側面に設けた組付孔に、円筒状軸受部を介して回動軸を回動可能に挿入し、
前記回動軸の先端部にカムユニットを設ける一方、その他端部に操作レバーを設け、
前記操作レバーの回動動作を前記ボックスの内部に備えられた前記カムユニットによって上下方向の動作に変換し、
前記ハウジング内に収納、固定されたスイッチ本体の接点を開閉するリミットスイッチにおいて、
前記カムユニットの外径が、前記組付孔の内径よりも小さい構成としてある。

本発明によれば、カムユニットの外径が組付孔の内径よりも小さいので、リミットスイッチの駆動機構部を組み立てる際に、回動軸にカムユニットを予め組み付けた後、組付孔を介してボックス内に挿入できる。すなわち、カムユニットを回動軸に取り付けたままの状態で、ボックス内に組み付けできる。このため、カムユニットを治具などで固定する必要がなく、駆動機構部を構成するヘッド部の組立作業が容易となり、生産性が高いリミットスイッチを提供できる。

本発明の実施形態としては、前記カムユニットの外径が、前記円筒状軸受部の内径よりも大きくてもよい。
本実施形態によれば、円筒状軸受部にカムユニットが当接し、ハウジングから回動軸およびカムユニットを抜け止めできる。

他の実施形態としては、前記カムユニットが、一対の環状カムと、前記環状カムの間に狭持された復帰バネと、で構成されていてもよい。
本実施形態によれば、一対の環状カムの機能を異ならしめることができ、異なる方向の外力を検出できる。

本発明に係るリミットスイッチの製造方法は、ハウジングの一部を形成するボックスの側面に設けた組付孔に、円筒状軸受部を介して回動軸を回動可能に挿入し、
前記回動軸の先端部にカムユニットを設ける一方、その他端部に操作レバーを設け、
前記操作レバーの回動動作を前記ボックスの内部に備えられた前記カムユニットによって上下方向の動作に変換し、
前記ハウジング内に収納、固定されたスイッチ本体の接点を開閉するリミットスイッチの製造方法において、
前記先端部に前記カムユニットを設けた前記回動軸を、前記組付孔に挿入した後、前記組付孔に前記円筒状軸受部を嵌め込んで前記回動軸を回動可能に支持する工程からなるものである。

本発明によれば、先端部にカムユニットを挿入した回動軸を組付孔に、円筒状軸受部を介して嵌め込むことができる。すなわち、カムユニットを回動軸に取り付けたままの状態でボックス内に組み付けできる。このため、カムユニットを治具などで固定する必要がなく、駆動機構部を構成するヘッド部のすべての部材を一方向から組み付けできるので、組立作業が容易となり、生産性が高いリミットスイッチの製造方法を提供できる。

図１Ａ，１Ｂは本発明の実施形態に係るリミットスイッチの第１実施形態の動作前後を示す斜視図である。図１で示したリミットスイッチの分解斜視図である。図１で示したリミットスイッチの異なる角度から視た分解斜視図である。図４Ａ、４Ｂは図２で示したスイッチ本体の拡大斜視図、縦断面図である。図５Ａは図２で示した駆動機構部の部分分解斜視図、図５Ｂは第２実施形態に係る駆動機構部を示す部分分解斜視図である。図６Ａ、６Ｂは図１で示したリミットスイッチにリード線の接続方法を説明するための正面図である。図７Ａは図６Ｂに続く正面図、図７Ｂは別の接続方法を説明するための正面図である。図１で示したリミットスイッチの動作前の中央縦断面図である。図１で示したリミットスイッチの動作後の中央縦断面図である。

本発明に係るリミットスイッチの実施形態を図１ないし図９に従って説明する。
第１実施形態に係るリミットスイッチは、図１ないし３に示すように、ハウジング１０内に組み込んだスイッチ本体２０を、プランジャ４０を介し、操作レバー６９を備えた駆動機構部５０で駆動するものである。

前記ハウジング１０は、後述するスイッチ本体２０を収納可能な箱形状を有するものであり、その正面に設けた開口部１１に沿って環状リブ１２が形成されている。そして、前記環状リブ１２に環状シール材１３を位置決めし、前記ハウジング１０にカバー１４を固定ネジ１４ａでネジ止め固定することにより、前記開口部１１が密閉される。また、前記ハウジング１０は、その底面に接続孔１５を設けてあるとともに、その天井面に操作孔１６を設けてある。そして、前記操作孔１６の内周面には位置決め用スリット１７が９０度ピッチで軸心方向に形成されているとともに、前記操作孔１６の開口縁部近傍に環状段部１８が同心円上に形成されている。

スイッチ本体２０は、前記ハウジング１０の前記開口部１１から収納可能な外形形状を有し、前記ハウジング１０の内側面に３個の固定ネジ２０ａで固定される。
また、前記スイッチ本体２０は、図４に示すように、その正面が仕切り用リブ２１で上下２段に仕切られ、その上段中央に傾斜した六角形の第１突部２２が突設される一方、その下段中央に方形の第２突部２３が突設されている。さらに、前記第１突部２２の両側には接続ネジ２４を備えた断面略コ字形状の固定接点端子２５，２６が埋設されている一方、第２突部の両側には接続ネジ２４を備えた固定接点端子２７，２８が埋設されている。そして、前記スイッチ本体２０は、その両側縁部から絶縁壁２９，２９が手前側に迫り出すように設けられている。

さらに、前記スイッチ本体２０は、図８および図９に示すように、その内部に操作軸３０を上下にスライド移動可能に支持してあるとともに、コイルバネ３１を介して上方に付勢してある。このため、前記操作軸３０の上端部が前記スイッチ本体２０の天井面に設けた操作孔２０ｂから突出している。そして、前記操作軸３０は、図４に示す可動接触片３２を上下に反転させることにより、前記可動接触片３２の両端に設けた可動接点３３が、前記固定接点端子２５，２６の固定接点と、前記固定接点端子２７，２８の固定接点とに交互に接離する。

プランジャ４０は、図２および図３に示すように、前記ハウジング１０の操作孔１６に沿って上下動可能な外形形状を有し、その鍔部４１の上面に略Ｔ字形状の操作用突条４２を設ける一方、前記鍔部４１の下面基部にガイド用リブ４３を設けてある。そして、前記ハウジング１０に設けた位置決め用スリット１７のいずれかに、前記プランジャ４０のガイド用リブ４３を選択して嵌合することにより、前記プランジャ４０の下端部が前記操作軸３０の上端部に当接し、後述する操作レバー６９の回動方向を検出できる。

駆動機構部５０は、図２に示すように、前記ハウジング１０の上面にシールリング５１を介して固定ネジ５２で固定されたボックス５３に組み付けられている。なお、ボックス５３は、ハウジング１０の一部としてヘッド部を構成している。
すなわち、図８に示すように、前記ボックス５３に設けた筒状リブ５４の組付孔５５から圧入固定された円筒状軸受部６０に回動軸６１が回動可能に挿入されている。そして、前記回動軸６１の先端部が前記ボックス５３の内側面に設けた軸受け用凹部５６に嵌合されているとともに、前記回動軸６１の先端側には復帰用コイルバネ６２を狭持する一対の環状カム６３，６４がＥリング６５を介して抜け止めされている（なお、説明の便宜上、図８，９において復帰用コイルバネ６２は図示されていない）。

特に、前記環状カム６３，６４は、図５Ａに示すように、平坦面６１ａ（図３）を設けた前記回動軸６１の先端部に嵌合可能な貫通孔６３ａ，６４ａを有している。そして、前記貫通孔６３ａ，６４ａの内周面には、前記回動軸６１の平坦面６１ａの縁部に係止可能な断面三角形の突条６３ｂ，６４ｂを軸心方向に沿って突設してある。また、前記復帰用コイルバネ６２は、その両端が前記環状カム６３，６４にそれぞれ係止することにより、前記回動軸６１に回動方向の付勢力を付与する。後述する操作レバー６９を元の位置に復帰させるためである。なお、復帰用コイルバネ６２および環状カム６３，６４が本発明のカムユニットを構成し、これらの径が筒状リブ５４の径よりも小さくなっている（図８参照）。このため、回動軸６１の先端側に環状カム６３、復帰用コイルバネ６２および環状カム６４を順次挿入した後、回動軸６１を組付孔５５を介してボックス５３内に一方向から挿入できる。また、環状カム６３の外径が円筒状軸受部６０の内径よりも大きいため、円筒状軸受部６０は環状カム６３の外向面に当接し、結果として回動軸６１が抜け止めされる。

一方、図２に示すように、前記筒状リブ５４から突出する前記回動軸６１の後端側にはゴム製のオイルシール６６が装着されているとともに、セット位置表示板６７を係合してある。さらに、前記回動軸６１の後端部にはローラ６８を備えた操作レバー６９が調整ネジ６９ａを介して固定されている。

なお、前記環状カム６３，６４は、Ｅリング６５を介して固定するだけでなく、例えば、図５Ｂに示す第２実施形態のように、回動軸６１の先端部に圧入固定したストッパ６５ａで前記環状カム６３，６４の抜け止めを行ってもよい。他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一番号を附して説明を省略する。

次に、前述の構成部材からなるリミットスイッチの組立方法について説明する。
ハウジング１０の開口部１１からスイッチ本体２０を挿入し、３個の固定ネジ２０ａで固定する。一方、前記ハウジング１０の操作孔１６に設けた位置決め用スリット１７にプランジャ４０のガイド用リブ４３を選択的に嵌合して組み付ける。そして、前記操作孔１６の周囲に設けた環状段部１８にシールリング５１を嵌合し、前記ハウジング１０にボックス５３を固定ネジ５２で固定する。

一方、回動軸６１の先端側に環状カム６３、復帰用コイルバネ６２および環状カム６４を順次挿入するとともに、Ｅリング６５で抜け止めする。そして、前記ボックス５３の組付孔５５から前記回動軸６１を挿入する。これにより、復帰用コイルバネ６２および環状カム６３，６４を治具などで固定することなく、ボックス５３内に一方向から組み付けできるので、駆動機構部５０を構成するヘッド部の組立作業が容易となり、生産性が向上する。前記回動軸６１の先端部をボックス５３の内側面に設けた軸受け用凹部５６（図８）に嵌合した後、円筒状軸受部６０を組付孔５５に圧入固定する。これにより、前記円筒状軸受部６０が環状カム６３の外向面に当接し、回動軸６１が抜け止めされる。このとき、環状カム６３，６４がプランジャ４０の操作用突条４２に当接している。さらに、前記ボックス５３から突出する回動軸６１の後端側にゴム製のオイルシール６６を嵌合することにより、シールするとともに、セット位置表示板６７を係合する。ついで、前記回動軸６１の後端部に操作レバー６９を組み付け、調整ネジ６９ａで固定する。

そして、前記環状リブ１２に環状シール材１３を位置決めした後、ハウジング１０にカバー１４を固定ネジ１４ａでネジ止めすることにより、組立作業が完了する。

ついで、現場において前記スイッチ本体２０にリード線を接続する場合には、前記カバー１４を取り外した後、図６Ａに示すように、下段側の固定接点端子２７，２８にリード線７０，７１の接続端子をそれぞれ接続ネジ２４で固定する。ついで、図６Ｂに示すように、固定接点端子２６にリード線７２の接続端子を接続ネジ２４で固定する。最後に、リード線７３を固定接点端子２５に接続ネジ２４で固定することにより、接続作業が完了する。

本実施形態によれば、仕切り用リブ２１によって沿面距離が長くなるとともに、第１突部２２および第２突部２３が絶縁壁として機能するので、絶縁特性に優れたリミットスイッチが得られる。

また、前述の接続構造と異なる接続を行う場合には、図７Ｂに示すように、リード線７２を第１突部２２に沿って折り曲げて固定接点端子２５に接続するとともに、リード線７３を第１突部２２に沿って迂回させて固定接点端子２６に接続してもよい。
本実施形態によれば、第１突部２２の外周面がリード線７２，７３の配線経路に沿った形状（第１突部２２を正面から見て、略六角形状や略平行四辺形などのように、各々略平行な少なくとも２対の線分が、垂直とは異なる角度で結合された領域を含む形状）を有しているので、接続作業を効率化できるという利点がある。

次に、本実施形態に係るリミットスイッチの動作を説明する。
すなわち、図８および図９に示すように、操作レバー６９に外力が負荷されていない場合には、操作レバー６９が垂直に立設し、一対の環状カム６３，６４がプランジャ４０の操作用突条４２に当接しているだけであり、プランジャ４０を押し下げていない。このため、コイルバネ３１のバネ力で操作軸３０が上方に押し上げられ、可動接触片３２の可動接点３３が固定接点端子２５，２６に接触している。

そして、前記操作レバー６９が外力で時計回り方向に回動すると、回動軸６１に設けた平坦面６１ａの一方側縁部が環状カム６３の突条６３ｂに係止する。このため、前記環状カム６３だけが回転し、プランジャ４０の操作用突条４２を押し下げることにより、操作軸３０が押し下げられる。すなわち、操作レバー６９の回動動作が上下方向の動作に変換され、この結果、可動接触片３２が押し下げられ、反転することにより、可動接点３３が固定接点端子２５，２６から固定接点端子２７，２８に切り替わる。
ついで、外部からの負荷が解除されると、復帰用コイルバネ６２のバネ力で回動軸６１が逆方向に回動し、操作レバー６９が元の位置に復帰するとともに、コイルバネ３１のバネ力で操作軸３０，プランジャ４０が押し上げられる。

一方、前記操作レバー６９が外力で反時計回り方向に回動すると、回動軸６１に設けた平坦面６１ａの他方側縁部が環状カム６４の突条６４ｂに係止する。このため、前記環状カム６４だけが回転し、プランジャ４０の操作用突条４２を押し下げることにより、操作軸３０が押し下げられる。この結果、可動接触片３２が押し下げられ、反転することにより、可動接点３３が固定接点端子２５，２６から固定接点端子２７，２８に切り替わる。
ついで、外部からの負荷が解除されると、復帰用コイルバネ６２のバネ力で回動軸６１が逆方向に回動し、操作レバー６９が元の位置に復帰するとともに、コイルバネ３１のバネ力で操作軸３０，プランジャ４０が押し上げられる。

本実施形態では、プランジャ４０をハウジング１０に組み付ける際に、ガイド用リブ４３を選択した位置決め用スリット１７に係合することにより、例えば、時計回り方向の外力は検出するが、反時計回り方向の外力は検出しないという使用が可能である。

また、操作レバーは必ずしも垂直に組み付ける必要はなく、例えば、水平方向あるいは斜め方向に取り付けても良い。
さらに、前述の実施形態では４本のリード線を接続する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、６本あるいは８本のリード線を接続するリミットスイッチに適用してもよい。
そして、前記回動軸には１個の環状カムを取り付けてもよいことは勿論である。

本実施形態では、前述のリミットスイッチに限らず、他の形状のリミットスイッチに適用してもよいことは勿論である。

１０：ハウジング
１１：開口部
１４：カバー
１５：接続孔
１６：操作孔
２０：スイッチ本体
２１：仕切り用リブ
２２：第１突部
２３：第２突部
２４：接続ネジ
２５，２６，２７，２８：固定接点端子
２９：絶縁壁
３０：操作軸
３１：コイルバネ
４０：プランジャ
４１：鍔部
４２：操作用突条
４３：ガイド用リブ
５０：駆動機構部
５１：シールリング
５２：固定ネジ
５３：ボックス
５４：筒状リブ
５５：組付孔
５６：軸受け用凹部
６０：円筒状軸受部
６１：回動軸
６１ａ：平坦面
６２：復帰用コイルバネ
６３，６４：環状カム
６５：Ｅリング
６５ａ：ストッパ
６６：オイルシール
６７：セット位置表示板
６８：ローラ
６９：操作レバー
７０，７１，７２，７３：リード線

Claims

ハウジングの一部を形成するボックスの側面に設けた組付孔に、円筒状軸受部を介して回動軸を回動可能に挿入し、
前記回動軸の先端部にカムユニットを設ける一方、その他端部に操作レバーを設け、
前記操作レバーの回動動作を前記ボックスの内部に備えられた前記カムユニットによって上下方向の動作に変換し、
前記ハウジング内に収納、固定されたスイッチ本体の接点を開閉するリミットスイッチにおいて、
前記カムユニットの外径が、前記組付孔の内径よりも小さいことを特徴とするリミットスイッチ。
前記カムユニットの外径が、前記円筒状軸受部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のリミットスイッチ。
前記カムユニットが、一対の環状カムと、前記環状カムの間に狭持された復帰バネと、で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリミットスイッチ。
ハウジングの一部を形成するボックスの側面に設けた組付孔に、円筒状軸受部を介して回動軸を回動可能に挿入し、
前記回動軸の先端部にカムユニットを設ける一方、その他端部に操作レバーを設け、
前記操作レバーの回動動作を前記ボックスの内部に備えられた前記カムユニットによって上下方向の動作に変換し、
前記ハウジング内に収納、固定されたスイッチ本体の接点を開閉するリミットスイッチの製造方法において、
前記先端部に前記カムユニットを設けた前記回動軸を、前記組付孔に挿入した後、前記組付孔に前記円筒状軸受部を嵌め込んで前記回動軸を回動可能に支持する工程からなることを特徴とするリミットスイッチの製造方法。