JP3834830B2 - リミットスイッチの構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば工作機械、生産機器などの位置決め、物体検知などの用途に用いられるリミットスイッチの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、リミットスイッチのアクチュエーター部のプランジャとして、ローラータイプのプランジャが成型機、工作機械などに数多く使用されている。このようなリミットスイッチは、工作機械に取付ける際に、例えはケースの両サイドに形成された２つの取付孔を利用する場合と、図８〜図１０に示すように、ケース１′の筒部２の外周にネジ部８０を形成し、このネジ部８０に付属の六角ナット９０等を螺合してパネルに取付ける場合の２種類がある。図中の４０はローラーである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リミットスイッチは取付孔を利用する方法と、ネジ部８０に付属の六角ナット９０等を締結して取付ける方法のいずれかで取付けられるが、実際にどちらの取付け方法が採用されるかはリミットスイッチの製造段階では不明であるため、従来ではネジ部８０を利用して取付ける方法が採用される場合を考慮してネジの強度を強めるようにしており、このため、ケース１′の材質はダイカスト等の金属材料しかなかった。このようなダイカスト等の金属は強度的に強く、防水性能に優れているが、その反面、加工性が悪く、コストが高くつくという問題がある。また、用途的には高強度、防水性を必要とする用途ばかりではなく、例えば室内用の軽機械の分野では、強度、防水性は絶対必要要件ではなく、むしろ経済的に低価格のリミットスイッチの要望が多かった。
【０００４】
そこで、リミットスイッチのケース１′を安価な樹脂製にすることが考えられるが、この場合、ケース１′のネジ部８０の強度を強める必要があり、そのために剛性の樹脂を選択し、さらにネジ部８０の肉厚（図９のｔ″）を大きくしたりすることで解決できるが、筒部２′の肉厚ｔ″を大きくするためには、この部分を摺動するプランジャ３′の径Ｄ′を如何にして小さくするかが新たな問題点となる。
【０００５】
ところが、従来はプランジャ３′にあってはツバ６０が突出しているために、プランジャ３′の径Ｄ′が大きくなり、このツバ６０がケース１′との当たり面となっているため、ケース１′の筒部２′の内壁面２ａに凹みが生じ、筒部２′の肉厚を大きくすることができなかった。しかも、プランジャ３′に対して作動軸５′を位置決め、抜け止めする場合には止めリング７０を用い、この止めリング７０をプランジャ３′でカシメる構造がとられているため、ケース１′を樹脂化することができなかった。そのうえ、従来では、止めリング７０によるカシメのばらつきに起因して動作特性上にばらつきが生じ易く、リミットスイッチの精度低下をきたしたり、或いはプランジャ３′にツバ６０を必要とするため削り加工が増え、組立て性と加工性の両方が低下するという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、プランジャの摺動部分の肉厚を大きくして強度を持たせることによりケースの樹脂化を実現でき、しかもスイッチ組立て時のカシメ工程を無くして組立て性及び加工性を向上させて、低価格でしかも高精度なリミットスイッチの構造を提供するにあり、別の目的とするところは、スイッチ組立て時に復帰スプリングのスプリング受板がケース外に飛び出すのを容易に防止でき、組立て性の一層の向上を図ることができるようにしたリミットスイッチを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ケース１の筒部２にプランジャ３を摺動自在に収納し、プランジャ３の内部に内蔵スイッチ４の切替動作を行なう作動軸５を挿入し、作動軸５が復帰スプリング１３により上方にバネ付勢されて成るリミットスイッチの構造において、上記作動軸５を上方にバネ付勢するための復帰スプリング１３の下端部がスプリング受板１５で支承され、ケース１の筒部２下部にはケース１内外に連通すると共にスイッチ組立て時にスプリング受板１５を仮保持するための支え治具２１が抜き差し自在な連通孔２０が穿孔され、スイッチ組立て後に支え治具２１が連通孔２０から抜き取られた状態でスプリング受板１５がケース１内部の所定位置に当接していることに特徴を有している。
【０００８】
【作用】
しかして、本発明によれば、作動軸５を上方にバネ付勢するための復帰スプリング１３の下端部がスプリング受板１５で支承され、ケース１の筒部２下部にはケース１内外に連通すると共にスイッチ組立て時にスプリング受板１５を仮保持するための支え治具２１が抜き差し自在な連通孔２０が穿孔され、スイッチ組立て後に支え治具２１が連通孔２０から抜き取られた状態でスプリング受板１５がケース１内部の所定位置に当接していることにより、ケース１外部より連通孔２０を介して支え治具２１を挿入し、この支え治具２１にてスプリング受板１５を支えることによってスイッチ組立て途中でスプリング受板１５がケース１外部に飛び出すのを容易に防止でき、組立て性を一層向上させることができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明の基本構成を説明する図である。このリミットスイッチは、図１、図４に示すように、樹脂製のケース１に外周にネジ部８０が形成された筒部２が一体形成され、この筒部２の内部にローラータイプのプランジャ３が摺動自在に収納され、このプランジャ３の内部に内蔵スイッチ４の切替動作を行なう作動軸５が挿入されて構成されている。尚、プランジャ３はローラー４０以外に、例えばレバーが装着されたものであってもよい。
【００１０】
樹脂製のケース１の筒部２の内壁面２ａは、図２、図３に示すように、直筒面に形成されると共に、プランジャ３の外壁面３ａはケース１の筒部２の内壁面２ａに沿う直筒状に形成されており、これにより、従来のツバを突出させたプランジャと比較して、プランジャ３の径Ｄ（図３（ａ））を小さくでき、これに伴いケース１の肉厚ｔを大きく設定できるようになっている。更にケース１の筒部２の内壁面２ａの一部には、後述するプランジャ３のピン孔８から突出するピン７の先端部分７ａが挿入される小径の凹所９（図３（ｂ））が形成されている。尚、図１中の８０はネジ部、９０は締結用ナットである。
【００１１】
プランジャ３の構造は、プランジャ３内部にＯＴ（オーバートラベル）吸収用スプリング１０を介して作動軸５が挿入され、この作動軸５は復帰スプリング１３によって上方に常にバネ付勢されると共に、プランジャ３に対する作動軸５の位置決めが位置決め用及び回転止め用のピン７で行なわれている。このピン７は、作動軸５の位置決めストッパとしてだけでなく、回転防止用としても機能するものであり、プランジャ３の下部に径方向Ａに貫通形成されている。一方、プランジャ３内に収納される作動軸５の上部にはプランジャ３のピン孔８と連通し且つ作動軸５の軸方向Ｂに沿って細長く延びた長孔１１が穿孔され、上記ピン７がプランジャ３のピン孔８から作動軸５の長孔１１を貫通することによって作動軸５がプランジャ３に対して位置決め及び回転止めされ、作動軸５の下端が内蔵スイッチ４の押釦１２を押圧し、内蔵スイッチ４の切り替えが行なわれるようになっており、ＯＴ吸収の段階になると作動軸５の長孔１１の距離だけ摺動する。
【００１２】
しかして、プランジャ３の内部にＯＴ吸収用スプリング１０を介して作動軸５を挿入し、プランジャ３の一方のピン孔８から作動軸５の長孔１１を介してプランジャ３の他方のピン孔８にピン７を貫通させることにより、プランジャ３に対して作動軸５を位置決めできる。そして、プランジャ３の両側のピン孔８より突出したピン７の先端部分７ａをケース１の筒部２の内壁面２ａに形成された凹所９に位置合わせした状態で、プランジャ３を作動軸５と一緒にケース１の筒部２内に挿入し、その後、復帰スプリング１３とスプリング受板１５を挿入し、さらに、押釦１２、内蔵スイッチ４等を挿入して、内蔵スイッチ４を固定ピン１６にてケース１に固定することによってリミットスイッチ６の組立てが完了する。
【００１３】
このように、プランジャ３と作動軸５との位置決めをピン７を利用して行なうようにしたから、従来のような位置決め等のためのツバをプランジャ３から突出させる必要がなくなり、ツバを廃止できる分だけプランジャ３の径Ｄを小さくすることができ、その分だけケース１の筒部２の肉厚ｔを大きくすることができる。従って、樹脂製のケース１の筒部２の内壁面２ａを直筒面に形成すると共に、プランジャ３の外壁面３ａをケース１の筒部２の内壁面２ａに沿う直筒状に形成することができると共に、ケース１の筒部２の内壁面２ａの一部にプランジャ３のピン孔８から突出するピン７の先端部分７ａが挿入される凹所９を形成することにより、ケース１の凹所９が設けられた部位の肉厚ｔ′を薄くするだけで済み、樹脂製のケース１であってもプランジャ３の摺動部分の強度が得られ、ケース１の樹脂化を図ることができ、リミットスイッチの低価格化を達成できる。しかも、位置決め用及び回転止め用のピン７によって作動軸５をプランジャ３に回り止め状態で位置決めしているので、従来のようなプランジャ３に対する作動軸５のカシメ方法は採用しなくて済み、カシメ工程のばらつきに起因する動作特性上のばらつきを無くして、高精度のリミットスイッチ６が得られる上に、プランジャ３のツバが無くなるため、プランジャ３の削り加工が無くなり、組立て性と加工性の両方が向上するという利点がある。
【００１４】
図５乃至図７は本発明の実施例を示す。この実施例では、図１の構造に加えて、ケース１の筒部２下部に両サイドから内部に貫通する２個の連通孔２０を形成し、スイッチ組立て時にプランジャ３の復帰スプリング１３を受けるスプリング受板１５をケース１外部より２本の真っ直ぐな棒状の支え治具２１にてスプリング受板１５がケース１外部に飛び出ないようにして組立てるようにしたものである。
【００１５】
ところで、従来では図９に示すように、ＯＴ吸収構造を有するプランジャ３を復帰スプリング１３にて上方にバネ力を付加し、この復帰スプリング１３をリング状のスプリング受板１５′で受ける構造にあっては、スプリング受板１５′をケース１′にカシメることで固定し、その後のスイッチの組立て工程、押釦１２の挿入、押釦１２のガイド板１７の挿入などを簡単に行なえるようにしていた。ところが、スプリング受板１５′をケース１′にカシメるためには、ケース１′がダイカスト等の金属に限られ、ケース１′の樹脂化を図ることができず、しかも、スプリング受板１５′の肉厚が小さいため、カシメ時の管理が厳しく、組立て途中で復帰スプリング１３のバネ力でスプリング受板１５′が飛び出すこともあり、この点でも従来のリミットスイッチは組立てが困難であった。
【００１６】
これに対して本実施例では、図５及び図６に示すように、プランジャ３をケース１の筒部２内に挿入し、プランジャ３の内部にＯＴ吸収用スプリング１０、作動軸５を挿入し、復帰スプリング１３を挿入した後に、スプリング受板１５を挿入し、このときケース１の外部から、一方の連通孔２０より２本の棒状の支え治具２１を挿入して、支え治具２１の先端をスプリング受板１５の下面側に沿わせながら、ケース１の他方の連通孔２０に貫通させるだけで、スプリング受板１５を支え治具２１にて下方から支えることができ、スプリング受板１５がケース１の外部に飛び出ないように保持できるようになる。従って、支え治具２１でスプリング受板１５を保持した状態で、押釦１２、ガイド板１７、内蔵スイッチ４を夫々挿入し、内蔵スイッチ４を固定ピン１６でケース１に固定した後、支え治具２１を抜くと、スプリング受板１５は内蔵スイッチ４の押釦１２の周辺部に支持される。最後に、ローラー４０をプランジャ３に装着する（ローラー４０は組立て途中の工程で装着されてもよく、最終工程で装着されてもよい）。尚図６中の４１はローラー芯棒である。
【００１７】
このように、ケース１外部よりスプリング受板１５を支え治具２１にて支える構造としたから、従来のようなケースへのスプリング受板１５のカシメが不要となり、カシメの信頼性に依存することなく、組立て性の良いリミットスイッチ６が得られると共に、カシメが不要になることに伴い、ケース１の樹脂化がさらに容易となる。また、ケース１の筒部２下部に形成された連通孔２０は、ケース１内外に連通しているため、この連通孔２０をリミットスイッチのアクチュエーター部のいわゆる呼吸作用防止のための孔としても利用することができる。つまり、アクチュエーター部が密閉されていると、プランジャ３の移動時にアクチュエーター部の内部空気が圧縮、吸引されてプランジャ３の移動や内蔵スイッチ４の切り替えがスムーズに行なわれなくなり、リミットスイッチの動作特性に悪影響を及ぼすという問題が生じるが、連通孔２０をケース１の筒部２に穿孔したことによって、かかる問題を解決することができる。尚、リミットスイッチ６のケース１には、元々、呼吸作用による復帰不良を防止するために、筒部２下部に孔をあけているタイプのものもあり、この場合、その孔を支え治具２１の連通孔として利用してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
上述のように、請求項１記載の発明は、作動軸を上方にバネ付勢するための復帰スプリングの下端部がスプリング受板で支承され、ケースの筒部下部にはケース内外に連通すると共にスイッチ組立て時にスプリング受板を仮保持するための支え治具が抜き差し自在な連通孔が穿孔され、スイッチ組立て後に支え治具が連通孔から抜き取られた状態でスプリング受板がケース内部の所定位置に当接しているから、ケースの筒部の下部に設けた連通孔に、ケース外部より支え治具を挿入し、支え治具にてスプリング受板を支えることによってスイッチ組立て途中でスプリング受板がケース外部に飛び出すのを容易に防止でき、組立て性の一層の向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の基本構成を説明するリミットスイッチの断面図、（ｂ）は要部拡大断面図である。
【図２】 （ａ）は同上のプランジャと作動軸の連結状態を説明する断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図３】 （ａ）は同上のケースの筒部の肉厚を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】 同上のリミットスイッチの斜視図である。
【図５】 本発明の一実施例の断面図である。
【図６】 図５の分解斜視図である。
【図７】 図５の組立て状態の説明図である。
【図８】 従来のリミットスイッチの断面図である。
【図９】 従来のケースの筒部の肉厚を説明する断面図である。
【図１０】 （ａ）は従来のプランジャと作動軸の連結状態を説明する断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 筒部
２ａ 内壁面
３ プランジャ
３ａ 外壁面
４ 内蔵スイッチ
５ 作動軸
７ ピン
８ ピン孔
９ 凹所
１１ 長孔
１３ 復帰スプリング
１５ スプリング受板
２０ 連通孔
２１ 支え治具

Claims (1)

1. ケースの筒部にプランジャを摺動自在に収納し、プランジャの内部に内蔵スイッチの切替動作を行なう作動軸を挿入し、作動軸が復帰スプリングにより上方にバネ付勢されて成るリミットスイッチの構造において、上記作動軸を上方にバネ付勢するための復帰スプリングの下端部がスプリング受板で支承され、ケースの筒部下部にはケース内外に連通すると共にスイッチ組立て時にスプリング受板を仮保持するための支え治具が抜き差し自在な連通孔が穿孔され、スイッチ組立て後に支え治具が連通孔から抜き取られた状態でスプリング受板がケース内部の所定位置に当接していることを特徴とするリミットスイッチの構造。

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