JP4361361B2 - リミットスイッチ - Google Patents

Description

この発明は、生産設備や産業機械における位置決めや物体検知等に使用されるリミットスイッチに関するものである。

従来のリミットスイッチには、内蔵スイッチとして、プランジャにより押圧される作動軸と、作動軸に形成された第１の保持孔に中間部が挿通され両端部に常閉接点を備える第１の接点板と、作動軸に形成された第２の保持孔に中間部が挿通され両端部に常開接点を備える第２の接点板と、第１および第２の保持孔の内周面と第１および第２の接点板との間にそれぞれ介装された接圧バネと、常閉接点および常開接点にそれぞれ離接する固定接点とを備え、アクチュエータのローラに被検知物が当接した際に、作動軸が結合されたプランジャを直進移動させることによって、固定接点から常閉接点を開離させ、他の固定接点に常開接点を接触させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２３８４３０号公報

特許文献１記載のリミットスイッチでは、アクチュエータのローラが被検知物に接触して押圧された際に、第１の接点板両端部に設けられた常閉接点が固定接点からそれぞれ開離し、第２の接点板両端部に設けられた常開接点が他の固定接点にそれぞれ接触することによって、内蔵スイッチが開閉するように構成されている。しかし、第１及び第２の接点板両端部にアクチュエータの動きと連動する可動接点（常開接点及び常閉接点）が設けられているため、リミットスイッチの開閉時には、可動接点と固定接点との接点部が２箇所存在することとなっていた。このため、可動接点と固定接点とからなる接点部のうち少なくとも一方の接点部に接触不良が発生すると、他方の接点部の接触状態に関わらず回路全体が開いた状態となってしまうため、リミットスイッチが正常に機能しなくなるという問題が生じていた。なお、特許文献１記載のリミットスイッチのように接点部を２箇所有するリミットスイッチでは、１回の動作で可動接点と固定接点とからなる接点部が正常に機能する確率は、Ｎを１つの接点部に発生する接触不良の確率とすると、
Ｐｎ＝（１−Ｎ）×（１−Ｎ）
と表される。

また、リミットスイッチ開閉時に接点部が１箇所となるように、可動接点及び固定接点をそれぞれ１つずつ備えたリミットスイッチも考えられるが、可動接点を有する可動接触子が、被検知物との接触によって外力を受けるアクチュエータに連動することとなるため、外部線を接続する外部端子から可動接触子に至る部分に電線などの導電部材を使用した場合には、導電部材の屈曲寿命が劣化するという問題が生じていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、可動接点と固定接点との接点部を１箇所とすることによって接触性能を向上させるとともに、長期使用及び装置の小型化を可能にするリミットスイッチを提供することである。

この発明に係るリミットスイッチは、開口部を有する箱状の器体と、器体の開口部に対向する面に設けられた２つの外部端子と、器体の両側面に軸支され、アクチュエータに連動して回動する回動軸と、この回動軸に設けられ、回動軸とともに回動する可動子と、一端部に固定接点を有し、他端部が一方の外部端子に設けられた固定接触子と、可動子に一端部が設けられ、他方の外部端子に他端部が設けられた導電性弾性体と、可動子に一端部が設けられ、他端部に設けられた可動接点が、固定接点に対して開口部の反対側から対向する可動接触子と、可動子に設けられ、導電性弾性体と可動接触子とを接続する導電性部材と、を備えたものである。

この発明によれば、可動接点と固定接点との接点部を１箇所にして接触性能を向上させることができるとともに、長期に渡る使用と装置の小型化とが可能となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるリミットスイッチの側面図、図２は図１のリミットスイッチの器体を開いた状態の縦断面図、図３はこの発明の実施の形態１におけるリミットスイッチの器体を開いた状態の背面図、図４はこの発明の実施の形態１で使用される導電性バネの正面図、図５はこの導電性バネの側面図である。

図において、背面に開口部１ａを有する略箱状の器体１には、対向する両側面に渡って回動軸２が略水平に軸支され、この回動軸２の一端部にはアクチュエータ３が固定されている。このアクチュエータ３の上部には、器体１の上方となる位置に、回動軸２と略平行に軸３ｂの一端部が固定され、この軸３ｂに、被検知物（図示せず）に接触するローラ４が回動可能に設けられている。また、アクチュエータ３の下部には、回動軸２よりも下方に、弾性体支持部３ａが設けられている。器体１の下部には、この弾性体支持部３ａと対向するように固定側の弾性体支持部１ｂが設けられており、この弾性体支持部１ｂ及び３ａの間に、コイルバネ等からなる弾性体５が設置されている。アクチュエータ３は、その下部がこの弾性体５によって反弾性体支持部１ｂ側に付勢されることにより、図２において回動軸２を中心として時計回り方向に常に力を受けている。したがって、アクチュエータ３の上部に設けられたローラ４は、器体１の開口部１ａ側に常に付勢されることとなる。また、器体１の開口部１ａには、防塵等のために蓋１２が固定されている。

次に、器体１内部について説明する。
被検知物がローラ４に接触することによって外力が作用するアクチュエータ３に連動して回動する回動軸２には、可動子６の下部が固定されている。この可動子６の中央部には、導電性部材からなる略円柱状の導電性貫通型金具７がインサートされており、この導電性貫通型金具７は、可動子６の開口部１ａ側の一側面からこの側面に対向する他側面に渡って、貫通して設けられている。この導電性貫通型金具７の反開口部１ａ側端面には、板状で導電性を有する可動接触子８の下部がボルト１３ａによって固定されており、可動接触子８の上部には、導電性貫通型金具７と同じ側に可動接点８ａが設けられている。また、板状で導電性を有する固定接触子９は略コ字状を呈し、コ字状の開放部を下方に、また対向する側面が回動軸２と平行となるように器体１内部の上部に設けられている。この固定接触子９の対向する側面のうち、開口部１ａ側の一側面には、内面側端部の可動接点８ａと対向する位置に固定接点９ａが設けられており、他側面は、その端部がボルト１３ｃによって器体１の開口部１ａと対向する側面に設けられた外部端子１０ａに固定されている。また、板状で略Ｕ字状を呈する導電性弾性体からなる導電性バネ１１は、その一端部に固定穴１１ａが、他端部に固定穴１１ｂが設けられている。そして、この固定穴１１ａ及び１１ｂを介して、一端部が器体１の外部端子１０ａと同じ側面且つ同じ方向に設けられた外部端子１０ｂに、また他端部が導電性貫通型金具７の開口部１ａ側端面に、取付手段からなるボルト１３ｄ及び１３ｂによってそれぞれ固定され、そのＵ字状内部側に、回動軸２及び導電性貫通型金具７が設けられている。なお、この導電性バネ１１は、図３及び図４に示すように、器体１の開口部１ａ側から見て横方向にずれた位置に設けられているため、ボルト１３ｂ及び１３ｄは、取付方向からの投影面上、導電性バネ１１と干渉しない位置に配置されている。

以上のように構成されたリミットスイッチでは、器体１の下部に設けられた弾性体５によって、回動軸２は図２において常に時計回り方向に付勢されているため、可動接点８ａと固定接点９ａとは接触し、回路全体は閉じた状態となっている。ここで、ローラ４が被検知物によって弾性体５に抗して押圧されると、アクチュエータ３が回動軸２を中心にして回動軸２とともに回転する。さらに、この回動軸２の回転によって、回動軸２にその下部が固定された可動子６もアクチュエータ３に連動して回転するため、可動子６と外部端子１０ｂとに両端部が固定された導電性バネ１１に弾性変形が生じる。このようにして、固定接点９ａと可動子６に設けられた可動接点８ａとが開離して、回路全体は開いた状態となる。

この発明の実施の形態１によれば、リミットスイッチは、可動接点８ａと固定接点９ａとからなる接点部が１箇所しか設けられていないため、従来のように接点部が２箇所設けられているリミットスイッチと比較して、接点部の接触信頼性を向上させることが可能となる。即ち、実施の形態１のリミットスイッチにおいて、１回の動作で可動接点８ａと固定接点９ａとからなる接点部が正常である確率は、Ｎを１つの接点部に発生する接触不良の確率とすると、
Ｐｎ＝１−Ｎ
と表される。したがって、リミットスイッチの接触信頼性を、接点部が２箇所存在していた従来の構成と比較して１／（１−Ｎ）倍向上させることが可能となる。また、外部端子１０ｂと可動子６とに両端部が設けられ、回動軸２の回動が行われる度に屈曲される導電性バネ１１は、導電性及び弾性を有するため、電線などの導電部材を使用した場合と比較して屈曲寿命を大幅に延長することが可能となる。さらに、導電性貫通型金具７が可動子６にインサートされ、回動軸２、可動子６及び可動接触子８とともに導電性バネ１１のＵ字状内部側に配置されており、可動接点８ａと固定接点９ａとの接離の際に、導電性バネ１１のＵ字状内部側で動作が行われるため、リミットスイッチを小型にすることができる。また、外部端子１０ａ及び１０ｂが同方向に設けられ、さらに略Ｕ字状を呈する導電性バネ１１の端部を外部端子１０ｂと導電性貫通型金具７とにそれぞれ固定するボルト１３ｂ及び１３ｄが、器体１の開口部１ａ側からの投影面上、導電性バネ１１と干渉しない位置に設けられている。このため、固定接触子９の外部端子１０ａへの取付、導電性バネ１１の外部端子１０ｂと導電性貫通型金具７とへの取付を行う際には、取付方向となる器体１の開口部１ａ側からボルト１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄの締め付けを容易に行うことができ、組立性に優れ、作業時間の短縮を図ることが可能となる。

この発明の実施の形態１におけるリミットスイッチの側面図である。 この発明の実施の形態１における図１のリミットスイッチの器体を開いた状態の縦断面図である。 この発明の実施の形態１におけるリミットスイッチの器体を開いた状態の背面図である。 この発明の実施の形態１で使用される導電性バネの正面図である。 この発明の実施の形態１で使用される導電性バネの側面図である。

符号の説明

１ 器体
１ａ 開口部
１ｂ 弾性体支持部
２ 回動軸
３ アクチュエータ
３ａ 弾性体支持部
３ｂ 軸
４ ローラ
５ 弾性体
６ 可動子
７ 導電性貫通型金具
８ 可動接触子
８ａ 可動接点
９ 固定接触子
９ａ 固定接点
１０ａ、１０ｂ 外部端子
１１ 導電性バネ
１１ａ、１１ｂ 固定穴
１２ 蓋
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ ボルト

Claims (6)

1. 開口部を有する箱状の器体と、
   前記器体の前記開口部に対向する面に設けられた２つの外部端子と、
   前記器体の両側面に軸支され、アクチュエータに連動して回動する回動軸と、
   この回動軸に設けられ、前記回動軸とともに回動する可動子と、
   一端部に固定接点を有し、他端部が一方の前記外部端子に設けられた固定接触子と、
   前記可動子に一端部が設けられ、他方の前記外部端子に他端部が設けられた導電性弾性体と、
   前記可動子に一端部が設けられ、他端部に設けられた可動接点が、前記固定接点に対して前記開口部の反対側から対向する可動接触子と、
   前記可動子に設けられ、前記導電性弾性体と前記可動接触子とを接続する導電性部材と、
   を備えたことを特徴とするリミットスイッチ。
2. 前記導電性弾性体は、板状の導電性バネからなり、その一端部が、前記可動子の前記開口部側の側面に設けられ、
   前記可動接触子は、前記一端部が、前記可動子の前記開口部の反対側の側面に設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載のリミットスイッチ。
3. 前記導電性部材は、前記可動子に貫通して設けられ、一方の端面に前記可動接触子が、他方の端面に前記導電性弾性体が設けられたことを特徴とする請求項２に記載のリミットスイッチ。
4. 前記導電性弾性体の一端部を前記可動子に固定する第１取付手段と、前記導電性弾性体の他端部を前記他方の外部端子に固定するための第２取付手段とは、前記器体の前記開口部からの投影面上、互いに干渉しない位置に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のリミットスイッチ。
5. 前記固定接触子は、コ字状を呈し、このコ字状内面側に前記固定接点が設けられたことを特徴とする請求項２に記載のリミットスイッチ。
6. 前記導電性弾性体の両端部と前記固定接触子の他端部とが、前記器体の前記開口部側から取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のリミットスイッチ。

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