JPS62501317A - マイクロスイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロスイッチ 技術分野 本発明は一般に電気工学、そしてより特定的にはマイクロスイッチに関する。

先行技術 リミットスイッチにおけるコンタクトスイッチングのプロセスは通常、該スイッ チの駆動要素（ｄｒｉｖｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）の上の可動カムの動きによって引 き起こされる。マシンカム部材（ｍａｃｈｉｎｅ　ｃａｍ　ｍｅｍｂｅｒ）の、 低速移動時において、そして該カムの移動速度に依存するコンタクトスイッチン グの速度においては、直接作動スイッチ（ｄｉｒｅｃｔ　ａｃｔｉｏｎ　５ｗ１ ｔｃｈ）の場合に該当することであるが、負荷の下でのコンタクトの最初のかみ 合い（ｅｎｇａｇｅｍｅｎ　ｔ）と該コンタクトの間に十分な接触圧が現れた時 点の間の間隔が相対的に長い。不十分な接触圧の下で電気的負荷がかかっている コンタクトの閉状態が長く続くと、コンタクトのスイッチング動作が緩かである ときと同様に、コンタクトの融解、燃焼、溶着等の多くの緊急事態の原因となり 得る。

可動カムの低速度移動時における、上述のコンタクトの損傷を未然に防ぐために は、−Ｃにコンタクトスイッチングの速度を速めるための手段を備えたマイクロ スイッチが使用される。

ベース、該ベース上に固定された固定コンタクＩ・、角方向の回転のために該ベ ースに接続された駆動レバー、および、角方向の回転のために該駆動レバーに接 続されたコンタクトレバーを具備するマイクロスイッチ（例えば、米国特許第２ ．７２８．８２Ｅｉ号；クラス２００−６７．１９５８年出願、参照）が知られ ている。可動コンタクトは、前記コンタクトレバーの自由端に付加されている。

このマイクロスイッチはまたばねを有し、該ばねの一端で、前記コンタクトレバ ー°の前記可動コンタクトが備えられている方の端部に接続され、該ばねの他端 で前記ベース上に固定されている。

コンタクトスイッチング動作は、前記駆動レバーの前記コンタクトレバーへの接 続点が、前記ばねの縦方向中央線を横切る位置に到着した後、該駆動レバーに外 力を加えることによって生じる。

マイクロスイッチの初期位置においては、前記コンタクトレバーは前記ばねの縦 方向中央線に対して一定の角αの位置にあり、接触圧は、該ばねの力にｓｉｎα を乗じたものに等しい。

前記コンタクトレバーが前記ばねの縦方向の中央線とそろう位置ではα＝０であ って接触圧もまた０である。

前述の事項から明らかなように、この既知のマイクロスイから該駆動レバーの移 動の間の最小値までと変化する。この最小値はマイクロスイッチトリガーの位置 で０となる。その結果、この従来のマイクロスイッチは、駆動レバーがゆっくり 動かされるとき、そして、その動きが逆転されるとき、或いは、該マイクロスイ ッチが、変化や衝撃を受けるときには信頼できない。

他の従来のマイクロスイッチ（例えば、西独特許１，９１６．９５６号；す、ラ ス　１１０１８１３／２８；１９６２年出願、参照）は、ベース、該ベース上に 固定された固定コンタクト、角方向回転のために該ベースに接続された駆動レバ ー、および角方向回転のために該駆動レバーに接続されたコンタクトレバーを具 備する。

該コンタクトレバーの自由端には可動コンタクトが付加されている。このマイク ロスイッチはまた、該可動コンタクトのスイッチングのために、互いに一端部が 接続され、更に該可動コンタクトが該コンタクトレバーに垂直な方向に動くため に取り付けられている該コンタクトレバーの端部にも接続された、ばねと中間レ バーから形成された機構を備えている。

該ばねの他端は前記ベースに接続され、該中間レバーの他端は角方向の回転のた めに該コンタクトレバーに接続されている。その結果、該ベース上の該ばねの取 付けの位置は、マイクロスイッチの要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の配置されている領 域の外側の、該中間レバーの該コンタクトレバーへの接続点の後方に位置してい る。

前記駆動レバーに外力が加えられるとき、および前記中間レバーの前記コンタク トレバーへの接続点が前記ばねの縦方向の中央線を横切るとき、前記可動コンタ クトはトリガーされる。

この従来技術のマイクロスイッチにおいては、前記コンタクトレバーが、前記中 間レバーに加えられる前記ばねの力によって作り出される力の、２つの逆方向に 向いたモーメントによって動かされる；そのような力のモーメントの１つは該中 間レバーと垂直な方向に向けられ、該ばねの該中間レバーとの接続点に加えられ た該ばねの分力の作用によるものであり、他の力のモーメントは該中間レバーの 長さ方向に向けられ、該コンタクトレバーと該中間レバーとの接続点において該 コンタクトレバーに加えられた該ばねの分力の作用によるものである。

前記駆動レバーが特定の位置にあるときには、前記コンタクトレバーに作用する これらの２つの力のモーメントは互いに相殺する１頃向にある。これによって接 触圧はゼロとなる。

前述のように、上に記述した従来の技術のマイクロスイッチにおいては、駆動レ バーの動きによって、接触圧が、該駆動レバーの移動速度と共に、公称値から、 該駆動レバーが、該可動コンタクトをトリガーさせる位置に近い特定の位置にあ るときに０に等しくなる最小値にまで、変化させられる。

このため、該駆動レバーがゆっくり動いたり逆行したりする間は、マイクロスイ ッチが振動や衝撃を受けるときに、マイクロスイッチの信頼できる動作を保証す ることができなかった。

本発明の要旨 本発明は、より信頼できるスイッチング動作を確実にするように、その構成要素 を装置したマイクロスイッチを提供することに向けられている。

本発明の目的は、 ベース、 該ベースに固定された固定コンタクト、該ベースに角方向の回転のために接続さ れた駆動レバー、角方向の回転のために該駆動レバーに接続されたコンタクトレ バー、 該コンタクトレバーの自由端に付加された可動コンタクト、互いに一端で接続さ れ、更に、該可動コンタクトが該コンタクトレバーに垂直な方向に動くために固 定されている該コンタクトレバーの一端部にも接続されたばねと中間レバーから 形成される、該コンタクトのスイッチングのための機構を具備し、 該可動コンタクトのスイッチングのための機構の要素の一方の他端部は、該コン タクトレバーと該駆動レバーとの接続点と、該可動コンタクトとの間で該コンタ クトレバーに接続されていて、 該要素の他方の他端部は該ベースに固定されている、マイクロスイッチにおいて 、 本発明に従い、 該可動コンタクトのスイッチングのための機構の他の要素の他端は、該ベース上 の、該可動コンタクトのスイッチングのための機構の要素の一方の該他端部の該 コンタクトレバーへの接続点を通る鉛直な（ｖｅｒ　ｔ　ｉｃａ　１）平面と、 該可動コンタクトを通る鉛直な（ｖｅｒｔｉｃａｌ）平面との間の領域内におい て該ベースに固定されていることによって達成される。

前記マイクロスイッチのそのような構成は、駆動レバーがトリガーの位置に移動 したときに連続的な接触圧を保証し、それによって、駆動部材のゆっくりした、 或いは逆行する動きの間においてさえ、振動や衝撃の下における該マイクロスイ ッチの信頼性は、改善された。前記改善された信頼性は、構造的な単純さ、全体 寸法の小さいこと、およびこのマイクロスイッチが軽いことによって成し就げら れた。

図面の要約 本発明は、以下の添付図面に関連して採られている本発明の様々の好適な実施例 を参照しつつより詳細に説明されるで第１図は、本発明に従う第１の変形のマイ クロスイッチが初期位置にあるときの機構図、 第２図は、本発明に従う第１の変形のマイクロスイッチの、駆動レバーの位置が 可動コンタクトのトリガーに近いものを示す機構図、 第３図は、本発明に従うマイクロスイッチの第２の好適な実施例が初期位置にあ るときの縦断面図、第４図は、上記マイクロスイッチの第２の変形を、駆動レバ ーの位置が可動コンタクトのトリガーに近いことを示しつつ、縦断面において示 している。

第５図（ａ　、　ｂおよびＣ）は上記マイクロスイッチの第２の変形が初期位置 にあるときの部品の軸測投象図、第６図は、本発明に従うマイクロスイッチの第 ３のｉ形が初期位置にあるときの縦断面図、 第７図は、本発明に従うマイクロスイッチの第３の変形の軸測投象図、 第８図は、本発明に従うマイクロスイッチの第１の実施例の接触圧の変化の図を 示す。

本発明の好適な実施例 第１図および第２図を参照して、本発明に従うマイクロスイッチは、電気的絶縁 物質から作られたベース１、該ベース１上に固定された固定コンタクト２，３、 一端部５が該ベース１と接続され角方向の回転が可能な駆動レバー４、および角 方向の回転のために該駆動レバー４の一端８とその端部７が接続されているコン タクトレバー６を具備している。該コンタクトレバーの自由端１０には、可動コ ンタクト９が固定されている。前記マイクロスイッチはまた前記可動コンタクト のスイッチングのために、互いにそれぞれの端部１３と１４で接続され、更に、 前記コンタクトレバー６の端部１０にも接続されたばね１１と中間レバー１２か ら形成された機構をも備えている。該ばね１１と該中間レバー１２の該端部１３ および１４は、該コンタクトレバー６に垂直な方向に動き得る。

前記中間レバー１２のもう一つの端部１５は、前記コンタクトレバー６と前記駆 動レバー４との接続点１６と前記可動コンタクトの間において該コンタクトレバ ー６に接続されている。該スプリング１１のもう一つの端部１７は、（第１図お よび第２図中にＩ−Ｉおよび■−Ｈの線で示されているような、）前記中間レバ ー１２の前記コンタクトレバー６への接続点１８を通る鉛直面、および前記可動 コンタクト９を通る鉛直面との間の領域において前記ベース１に接続されている 。駆動エレメント１９は前記駆動レバー４に作用する。

第３図および第４図において示される提案されたマイクロ６　スイッチの他の実 施例においては、ベース２０は電気的絶縁物質から作られており、固定コンタク ト２１、２２は該ベース２０上に固定されており、駆動レバー２３およびコンタ クトレバー２４は導電体の薄いシートから成る単体の弾力性のある部材の形で１ つのユニットとして作られている。（第５図）前記駆動レバー２３　（第３図お よび第４図）は、導電体２６によって、前記ベース２０にその端部２５を固定さ れ、角方向に回転可能となっている。

可動コンタクト２７は前記コンタクトレバー２４の自由端２８に付加されている 。

前記可動コンタクトをスイッチングだめの機構は、ブラケットの形の中間レバー ２９　（第５図（ｂ））および弾力性のある材料の薄いシートのアーチ形の小片 の形のばね３０　（第５図（Ｃ））から作られている。

前記スプリング３０および前記中間レバー２９の端部３１゜３２（第３図および 第４図）は互いにそれぞれ接続されている。

前記中間レバー２９の前記端部３２は凹部または掛は留め部３３．３４（第５図 （ｂ））を有し、該端部３１および３２（第３図および第４図）は、該凹部また は掛は留め部によって、前記コンタクトレバー２４の、前記可動レバー２７が取 り付けられている端部２８とかみ合わされる。前記スプリング３０および前記中 間レバー２９は各々、該中間レバー２９の前記凹部３３および３４（第５図（ｂ ））の間の空間に等しい距離の範囲内で、該コンタクトレバー２４に垂直な方向 に動くことができる。前記スプリング３０のもう１つの端部３５（第３図および 第４図）は、前記導電体２６によって該ベース２０上に固定されている。前記中 間レバー２９のもう一つの端部３６は該コンタクトレバー２４上に固定されてい る。前記中間レバー２９の端部３６の前記コンタクトレバー２４への接続点３７ は、該コンタクトレバー２４の前記可動レバー２３への接続点３８　（第５部（ ａ））と駆動コンタクト２７との間に位置する。前記コンタクトレバー２４の前 記駆動レバー２３への接続点３８は、該コンタクトレバーと該駆動レバー２３か ら形成される１つの弾力性のある部材上の、該部材が最も曲がる領域に位置して いる。前記ベース２０の前記導体上の前記ばね３０の端部３５の接続点３９　（ 第３図および第４図）は、第３図および第４図において９本の線Ｉ−Ｉ［１とｒ Ｖ−ＩＶの線で示されるような、）前記コンタクトレバー２４の前記駆動レバー ２３への接続点３８を通る鉛直面と、前記可動コンタクト２７を通る鉛直面との 間の領域に位置・する。

駆動エレメント４０は前記駆動レバー２３に作用する。

提案されたマイクロスイッチの第３の変形が可能である。

ここにおいては、電気的絶縁物質から作られたベース４１（第６図及び第７図） 、該ベース４１上に固定された固定コンタク）　４２、４３、駆動レバー４４、 および導電体材料の薄いシートから成る単体の弾力性のある部材の形で１つのユ ニットとして作られたコンタクトレバー４５を具備している（第７図）。駆動レ バー４４（第６図）は、角方向に回転するために導電体４７によってその一端部 ４６を前記ベース４１に固定される。

可動コンタクトは、前記コンタクトレバー４５の自由端４９に付加される。

前記可動コンタクトのスイッチングのための機構は、ブラケットの形の中間レバ ー５０、およびコイルばね５１を具備している。該ばね５１メ中間レバー５０の 端部５２、５３は各々係合している。該中間レバー５０の該端部５３には、凹部 或いは掛は留め部５４が備えられており（第７図）、該ばね５１と中間レバー５ ０各々が、前記コンタクトレバー４５の、前記可動コンタクト４８が取り付けら れている端部４９とかみ合っている。前記ばね５１および中間レバー５０のこれ らの端部５２および５３は、各々、中間レバー５０の前記凹部、５４の間の空間 に等しい距離の範囲内で前記コンタクトレバー４５に垂直な方向に動くことがで きる。

前記ばね５１の他の端部５５　（第６図）は、前記コンタクトレバー４５上に固 定されている。前記中間レバー５０のもう一つの端部５６は、前記ベース４１の 前記導電体４７に固定されている。前記コンタクトレバー４５上の前記ばね５１ の端部５５の取り付は点５７は、該コンタクトレバー４５の前記駆動レバー４４ との接続点５８と、前記可動コンタクト４８との間に位置している。前記ベース ４１の前記導電体４７上の前記中間レバー５０の取付は点５９は、（第６図の■ −■の線で示されているような、）前記コンタクトレバー４５上の前記ばね５１ の端部５５の取付は点５７を通る鉛直面と、前記可動コンタクト４８を通る鉛直 面との間の領域に配置される。

駆動エレメント６１は、前記駆動レバー４４のショルダ一部分（ｓｈｏｕｌｄｅ ｒ）　６０　（第６図）に作用する。

本発明によるマイクロスイッチは以下のように作動する。

マイクロスイッチの初期状態においては、予め圧縮されたばね１１　（第１図） は、中間レバー１２の端部１４に力Ｐを及ぼす。それによってコンタクトレバー ６は、スプリング１１の力Ｐの鉛直成分Ｐ１と水平成分Ｐｔによって形成される ２つの一方向を向いたモーメントＭ、およびＭ２によって作用を受ける。

駆動レバー４の前記コンタクトレバー６への接続点１６に関して作用する、前記 力Ｐ、の前記モーメントＭ、は、Ｍ、＝　Ｐ＋　Ｌ　＝　Ｐｓｉｎα・Ｌに等し い。

前記駆動レバー４の前記コンタクトレバー６への接続点１６に関して作用する、 力Ｐ３のモーメントＭｔは、Ｍ、＝Ｐ、−Ｌ、−Ｐｓｉｎβ”　ｃｏｓ　β−Ｌ 。

ここでり、Ｌ、は前記コンタクトレバー６の幾何学的寸法、αは前記ばね１１と 中間レバー１２の傾斜角、βは該コンタクトレバー６と、該中間レバー１２の傾 斜角である。

前記可動コンタクト９と前記ばね１１の端部１３および１４、そして前記中間レ バー１２、各々の間の距離を無視できるならば、接触圧Ｐｋｏの数値的な値を決 定することが可能外力Ｆの作用のもとで、前記駆動レバー４はこの力の方向へ動 かされ、それ故前記中間レバー１２は、前記ばね１１に関してその位置を変える 。

前記コンタクトレバー６の前記駆動レバー４（第２図）への接続点１６が、前記 ばね１１の端部１３および１７を通って引かれた線（該ばね１１の不安定位置の 線）上に位置しているとき、前記の角度αはゼロで、それ故βは初期値（ｉｎｉ ｔｉａｌ　ｏｎｅ）である。

ここで、初期位置にあるときは、前記コンタクトレバー６（第２図）の作用によ って、前記の方向の力のモーメントの唯一つのみから、接触圧ｐｋ、　（第８図 ）が明らかにされる：Ｍｚ’　＝Ｐ３’　・Ｌ＋＝Ｐ、’ｓｉｎβ’Ｌ＋＝　Ｐ 　’　ｓｉｎβ’　ｃｏｓα’Ｌｌ；そしてＰ３′は、トリガー位置における、 前記駆動レバー４の前記コンタクトレバー６への接続点１６に関して作用する力 である。

前記コンタクトレバー６の前記駆動レバー４への接続点１６が、前記ばね１１の 前記端部１３および１７を通って引かれた線上にそろう位置に到達すると、前記 可動コンタクト９は、それが固定コンタクト３に接触する前に切り換えられる。

前記駆動エレメント１９から外力が取り除かれると、このマイクロスイッチの全 ての可動要素は、前記バネ１１の作用のもとに、初期位置に戻される。

このマイクロスイッチの構成要素の幾何学的寸法の間の一定の関係と前記の力Ｐ およびＰ′を提供する前記ばねの剛性率（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）を考慮するとトリ ガーするまでの前記駆動エレメント１９の移動の間の連続的な接触圧Ｐｋ、すな わちＰ、。

＝Ｐ’に＋（第８図）、を保証することは可能である。

提案されたマイクロスイッチの第２の変形は、以下のように作動する。

力Ｆ、（第４図）に等しい外力Ｆ（第３図）が駆動エレメント４０に加えられる とき、駆動レバー２３は、ベース２０の導電体２６に関して成る角度回転させら れる。中間レバー２９のコンタクトレバー２４との接続点３８が、ばね２４の端 部３１、３５を通って引かれる線（該ばね２４の不安定な位置の線）を横切る位 置に導電体２４が到達すると、可動コンタクト２７のスイッチングが起こる。

前記駆動エレメント４０から外力が取り除かれると、マイクロスイッチの全ての 可動な構成要素は、ばね３０の作用によって初期位置に戻る。

提案されたマイクロスイッチの第３の変形は、以下に記述されるように作動する 。この場合も同様に駆動レバー４４の位置が、マイクロスイッチのトリガの位置 に接近しているとき、圧縮されたばね５１の力の、幾らか増加したモーメントの 作用と共に、該ばね５１の力の結果として形成され、コンタクトレバー４５に及 ぼされる力の、２つの同一方向のモーメントの作用によって、該マイクロスイッ チがトリガーするまで、駆動エレメント６１　（第６図）の移動の間、連続的な 接触圧は保証される。

前記のマイクロスイッチにおいて提供された連続的な接触圧は、衝撃や振動に対 する抵抗を増大させ、弱電流制御回路動エレメントのゆっくりした動きにおいて も高いスイッチング容量と耐久性を提供し、それが逆に重い負荷のもとにおける 高い信顧性を成し就げることを可能にしている。

産業上の応用可能性 本発明は、自動制御システムにおけるリミットスイッチに、また同様に機械およ び機構の電気装置の信号システムにも応用を見出すことができる。

図面の簡単な説明 ＦＩ６．４ 手続補正書く方式） 昭和６２年３月−３日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ｌ、事件の表示　− ＰＣＴ／ＳＵ８４１０　ＯＯ６９ ２、発明の名称 マイクロスイッチ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光虎ノ門ビル　電話５０４ −０７２１５、補正命令の日付 ６、補正の対象 （１）明細書の翻訳文 （２）請求の範囲の翻訳文 ７、補正の内容 （１）明細書の翻訳文の浄書（内容に変更なし）（２）請求の範囲の翻訳文の浄 書 （内容に変更なし） ８、添付書類の目録 （１）明細書の翻訳文　１通 （２）請求の範囲の翻訳文　１通 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ベース（１）、該ベース（１）上に固定された固定コンタクト（２，３）、角方 向に回転するために該ベース（１）に接続された駆動レバー（４）、角方向の回 転のために該駆動レバー（４）に接続されたコンタクトレバー（６）、該コンタ クトレバー（６）の自由端に付加された可動コンタクト（９）、互いにその端部 （１３，１４）で接続され、更に該可動コンタクト（９）が、該コンタクトレバ ー（６）に垂直な方向に動き得るように、固定されている該コンタクトレバー（ ６）の端部に接続されたばね（１１）および中間レバー（１２）から形成され、 該可動コンタクトをスイッチするための機構、を具備し、前記の要素（１１，１ ２）の一方の他端部（１５）が、前記コンタクトレバー（６）の前記駆動レバー （４）ヘの接続点（１６）と前記可動コンタクト（９）との間で、該コンタクト レバー（６）に接続され、前記の要素の他方（１１）の他端部（１７）が前記ベ ース（１）上に固定されている、マイクロスイッチにおいて、 前記可動コンタクトのスイッチングのための機構のうちの前記の要素の他方（１ １）の他端部（１７）が、該可動コンタクトのスイッチングのための機構の要素 （１１，１２）の前記一方の前記他端部（１５）の前記コンタクトレバー（６） への接続点（１８）を通る鉛直面と、該可動コンタクト（９）を通る鉛直面との 間の領域で、前記ベース（１）上に固定されることを特徴とするマイクロスイッ チ。