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圧接する円筒状軸受部を介して回動軸が回動可能に支持されており、 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く、かつ、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リミットスイッチ。 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。

また、本発明によれば、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