JPH01320718A - スイッチアセンブリー - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電気的スイッチ、特にリミットスイッチに関す
る。更に詳述すると、本発明は機械的動作によって接点
の開閉のタイミング、位置、時期等を自由に組合せ可能
な駆動部を有するスイッチアセンブリーに関する。

（従来の技術） 工作機械やロポッＩ〜のサーボメカニズムにおいては、
通常、アクチュエータと位置検出器から構成されている
。この位置検出には、エンコータやレゾルバを使用する
か、これだけでは不十分な場合が多く、絶対位置の［認
またはゆき過ぎ防止のために、リミットスイッチを併用
して使うのが昔通である、このリミットスイッチは従来
の慣例としである特別の用途の為に個別に製造され、種
々の異なった用途については、改造なしで使用に供され
ることはない。

（発明が解決しようとする課題） このため、複数点での電気的接点の開閉を行なう場合に
は複数のリミットスイッチを必要とし、また開閉のタイ
ミング等が変更となる場合にはスイッチの取付位置やス
イッチ自体を交換する必要がある。

本発明は広い範囲にわたる位置決め動作を、独立して設
定可能な高精度な切換点を持った電子機械式リミットス
イッチを提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） かかる目的を達成するため、被制御対象物の動きと連動
する回転軸と、該回転軸と連動して一軸上において互い
に独立して異なる回転数で回転可能でありかつ外周面に
軸方向の溝を１つ以上設けた一組以上のディスクと、前
記一組のディスクの外周面に同時に押しつけられて一絹
のディスクの前記溝が一軸上に揃ったときにのみ溝内に
落ち込み変位か生ずる一つ以上のカムフォロワーと、こ
のカムフ閂ロワーの変位によって接点を切替える一つ以
−ｔ＝のスイッチとから構成している。

また、本発明において、調整の範囲を拡大する為、同軸
」−にそれぞれ独立して回転可能な同様の溝を持った第
三−１第四のディスクを追加することがてきる。第一の
手段は、第一番目、第二番目のディスクと同しように、
これを回す為に第四番目、第五番目のディスクと結合さ
せることができる。

選択された一番と二番目のディスクの内の一つと、選択
された三番目と四番目のディスクの内の一つが、最初の
選択されたスピードで回転する一方、他の選択されない
ディスクは２番目の異なった選ｎくスピードて回転する
ことになる。

本発明を使用する装置の動作は、その動作が回転軸の動
作に変換される限け、直線、曲線又はどの様な形の動作
においても使用可能である。本発明を機能させる為に供
されるのは、この軸の回転である。

（作用） したかって、回転軸から発生ずる最初の動きは、それぞ
れ異なった速度で同時に回転を行うような機構を持った
ディスクに結合される。回転により２枚のディスクの外
周面上の軸方向の溝か動くと、相互の動きの関係から、
溝の位置が互いにずれる。

一方、一組のディスクの外周面には少なくとも一つのカ
ムフォロワーか常時当接し、両方のディスクの外周に同
時に作用する。第一番目のカムフォロワーの位置は、両
方の溝か同一軸上に揃った状態であけ、この時カムフォ
ロワーは両方の講に同時に入り込む。そしてそれ以外の
場合は、カムフォロワーは、二番目の位置、すなわち外
周面上に置かれる。

このように、２枚のディスクはカムを２ケ所の位置に動
作させ、原点からの相対的な位置のずれや、相対的及び
実際の速度によってカムフォロワーのタイミング及び位
置の制御を行うことかできる。

互いに電気的に切換状態を作るスイッチのような手段に
対し、カムフォロワーの位置の違いによって動作ぜるこ
とが可能となる。この手段は、１個又はそれ以上の電子
機械式スイッチを含むこともできる。第二の手段の出力
は、本発明を１吏った装置を使用して得られる。

また、第３、第４のディスク（あるいは第５、第６のデ
ィスク）を追加する場合、上述したように、最初のカム
フォロワーは一番目と二番目のディスクに作用する。二
番目のカムフォロワーは第三、第四番目のディスクと同
時に作用する。一番目のカムフォロワーの位置は、三番
目と四番目のディスクの溝が一軸」二に揃い、二番目の
カムフォロワーか両方の溝に同時に入り込んだ時であけ
、それ以外の場合は、カムフォロワーは二番目の位置、
すなわち異なった位置に置かれる。

また、すべての４個の溝か同時にそろい、２個のカムフ
ォロワーが溝に入り込むことによって、スイッチを入れ
たり切ったりすることが可能となる。４個のディスクと
２個のカムフ閂ロワーを便うことによって、２個のディ
スクと１個のカムフォロワーの場合にくらべはるかに広
い範囲のタイミング動作を独立して調整できる様な正確
なスイッチング接点を供給することができる。

さらにカムフォロワーと一対のディスクか追加された場
合も、動作原理は同じであけ、タイミング動作の調整範
囲か大幅１こ広がるということは明らかである。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基ついて詳細
に説明する。

先ず第９〜１５図に本発明のスイッチアセンブリーの一
実施例であるプログラマブルリミットスイッチアセンブ
リーを示すにのプログラマブルリミットスイッチアセン
ブリーは、被制御対象物（図示省略）の動きと連動して
回転する回転軸３８と、これを支持する基板３０と、こ
の基板３０の中央に突出する回転軸３８の一端に固着さ
れるピニオン３２と、このピニオン３２の周りでかつ基
板３０に対し直交方向に設置されているディス−１０＝ り支持軸７６と、該軸７６上において互いに独立して回
転するギヤ４２，４４．４６と、該ギヤ４２．４４．４
６の回転によってディスク支持軸７６上で互いに独立し
て異なる回転数で回転可能な二組のディスク（カム＞４
８．５０，５２．５４と、ディスク４８，５０．５２．
５４の外周面にアクチュエータが当接しディスク４８，
５．０，５２．５４によってスイッチの開閉か行なわれ
るマイクロスイッチ５８．６４とから構成されている。

人力用回転軸３８は、適宜連結手段を介して被制御対象
物と連動する軸３４と連結されている。

軸３４にはピニオンギヤ３６が取付けられ、ラック４０
を介して直線的に移動する被制御対象物と連動回転する
ように設けられている。尚、回転体を制御対象物とする
ときには直接軸３８を連結ずれば足りる。このリミット
スイッチ組立体は、ギヤ３６が設定された回転数たけ回
転した後、限界点で停止セットする為に使用されるもの
であるが、その池どのような駆動装置でもピニオン３０
を回転させる為に使用可能である。ピニオン３０はギヤ
４２，４４．４６を駆動する。これ等のキー５−４２．
４４．４６は、ディスク支持軸７６上に互いに独立して
回転し得るように配置され歯数が異なる点以外は全く同
じものである。したかって、ギヤ４２と４６は一番目の
速度で回７転し、ギヤ４４は二番目の多少異なった速度
で回転する。また、全てのギヤ４２．４４．４６は同じ
軸間距離でピニオン３０と噛み合い、ギヤの歯数調整が
可能となっている。

一番目、二番目、三番目、四番目の同様な回転ディスク
４８，５０，５２．５４がギヤ４２，４４．４６共に同
一軸上を独立して回転可能なように配置されている。そ
れぞれのディスク４８，５０．５２．５４は外周面に回
転軸と平行な軸方向の消５６を有している。一番目のマ
イクロスイッチ５８は、ディスク４８．５０の外周面に
同時に噛み合う回転可能なカムフォロワー（ローラ）６
２と板バネ６０を介してディスクと結合されている。同
様に、二番目のマイクロスイッチ６４は、ディスク５２
．４５の外周面に同時に噛み合う回転回能なカムフォロ
ワーくローラ）６８と板バネ６６を介して結合されてい
る。カムフォロワー６２の位置においてディスク４８．
５０の溝５６か一軸上に揃うとき、カムフォロワー６２
（第１５図参照）か溝５６内に落ち込む（噛み合い状態
）一番目の位置となけ、マイクロスイッチ５８は開とな
る。それ以外のときは、カムフォロワー６２は清５６の
外に出ている二番目の位置（第１３゜１４図参照）とな
け、マイクロスイッチは閉となる。同様に、ディスク５
２．５４の溝５６かカムフォロワー６６の位置において
一軸上に揃うとき、カムフォロワー６６は一番目の位置
となけ、マイクロスイッチ６４は開となる。それ以外の
時は、カムフォロワー６８は二番目の位置となけ、マイ
クロスイッチー６４は閉となる。尚、カムフォロワーに
対応するリミットスイッチ・マイクロスイッチとしては
、保持接点タイプや瞬時接点タイプなど、種々のタイプ
が有け、目的に応じて最適なスイッチを選ぶことができ
る。

ギヤ４２．４４．４６とディスク４８，５０、５２．５
４とは、第９図〜第１５図には図示していないが、第５
図等に示されているように同一軸上において互いに自由
に回転し得る３軸（三重管）に各ギヤとディスクをねじ
７７等によって選択的に連結することによって、対応関
係のあるものだりが連動回転する。ギヤ４２はディスク
５２を回転させる。ギヤ４４はディスク５０．５２を回
転さぜる。ギヤ４６はディスク４８を回転させる。

従ってそれぞれのディスクの相対的な動きによって、清
５６はあらかじめセットしたサイクル又は回転をした後
に回転軸と平行な一直線上に整列する。また、例えばギ
ヤ４２と４６の歯数を１２７、ギヤ４４の歯数を１２８
、ピニオン３２の歯数を１６とすると、ディスク４８と
５０の溝５６が整列する頻度は１２７・１２８／１．６
＝１０１６回転に一度となる。リミットスイッチ動作は
マイクロスイッチ５８．６４か共に開となった時に始ま
る。この電気的状態はソレノイド又はリレー巻線を励磁
又は非励磁にすることによって、このリミットスイッチ
を使って駆動装置の動きをコント１７−１４　＝ −ルすることがてきる。勿論、各マイクロスイッチ５８
．６４の出力を夫々ｒ４Ｌ独に取出して制御に使うこと
も可能である。

第６図は、マイクロスイッチ６４をボス１〜７０と支持
プレート７２によって基板３０に固定した−・例を示す
。尚、図示していないが他のマイクロスイッチ５８も同
様に１也のプレート７７０によって基板３０に固定する
こともできる。

第１〜８図において、ハウジング７４を基板３０に収り
はずし可能に固定がてきる。ピニオン３２は、ギヤ４２
，４４．４６と噛み合う。ギヤ４６は基板３０に取付（
すられたベアリンク７８と上部支持グレー１〜８０に取
付けられたベアリング８２によって回転用能に固定され
たディスク支持軸７６を回転させる。プレー１−８０は
基板３０の上にボスＩ−　７　０によって固定される。

ディスク４８はギヤ４６とディスク＜＋　８か共に回転
するよう軸７６に固定されている。ギヤ／１４は中空軸
８４と結合され、この中を軸７６が突き貫ける。ディス
ク５０．５２はギヤ／１４４とディスク５０．５２が−
．＋５− 共に回転できるよう、軸８４に固定されている。

ギヤ４２は中空軸８６と結合され、この中を軸７６、８
４が突き貫ける。ディスク５４はギヤ４２とディスク５
４が共に回転できるように軸８６に固定されている。尚
、符号７７はねじである。

電気的レゾルバユニット８８は、静止した３個の固定子
巻線を持ち、ロータは３個のロータ巻線を有している。

ロータ軸９０はギヤ９４によって駆動される駆動ギヤ９
２を有している。ギヤ９４はピニオン３２の軸に固定さ
れ、それによって回転する。レゾルバ８８の電気的出力
は、位置やフィードバック情報を供給する為に使われる
電圧を供給する。ハウジング７４にコネクタ９６か取付
りられ、そこからリード線９８によりコネクタ１００を
経由しレゾルバ８８に繋がれている。尚、図中符号１０
２は支持板である。

第１６．１．７図は前記した構造でディスク５２。

５４、マイクロスイッチ６４と軸８６を収り除き、単純
化したものである。動作はわずか一対のディスク４８．
５０と１個のマイクロスイッチ５８か使われていること
を除き前記したものと同しである。

第１８．１９．２２．２３，２４．２５図に示された構
造は、第５図で示されたものと同様４個のディスク４８
，５０，５２．５４と２個のマイクロスインチ５８．６
４を使用しているが、マイクロスイッチ５８．６４の動
作として板バネ６０。

６６が取りはずされている所が構造的に異なる。

マイクロスイッチ５８．６４はそれぞれバネ圧の加わっ
たプランジャー１０４を有し、これが押されたときにス
イッチが閉じ、開放された時にスイッチが開く。軸１０
６がプレー１−１７２を貫通している。

プレー１〜１７２に取イく１けられたベアリンク１０８
によって、平板支持部材１１０を回転用能な状態に支持
する。２番目の同様な平板支持部材１１２が支持部材１
１０と成る空間を隔てて平行に配置されている。

カムフォロワー１６２’，１６８が支持部材１１０，１
１２の間に直角に延びた軸に固定されておけ、２個の対
応するディスクの外周と噛み合うとき自由に回転する。

リング１１４と噛み合ったスイッチプランジャー１．７
　　−− ー１０４が支持部材１１０の間に固定され、カムフォロ
ワー１６２，　１６８とは反対側に配置されている。ス
ペーサ１１６もこの２個の部品を保持する。支持部材１
１２はプレート１７２に取付けられている軸１０６に連
結アーム１１８を介して弾性支持されている。

連結アーム１１８は一方のストレー１〜部が支持部材１
１２の軸部１２０に貫通され、他方のリンク部分１２２
が軸１０６に嵌め込まれてプレート１７２に固定されて
いる。カムフォロワー１６２又は１６８が二番目の位置
にあるときは、対応するスイッチのプランジャー１０６
を押ず。カムフォロワー１０２又は１６８か一番目の位
置にあるときは、プランジャー１０４を開放する６第２
２図におけるマイクロスイッチ５８の動作は、一つの例
外を除いて第２７図と同一である。第２２図ではリンク
１１４かマイクロプランジャー１０４の先と外周てかみ
合うが、第２７図ではリンク１１４はプランジャー１０
４に対してすれた位置でかみ合う。第２７図のようなず
れた位置でのかみ合いは、スイッチの閉、開、閉の切換
に高速度を必要とする時に使われ、溝５６が揃いカムフ
ォロワー１６２，１６８が噛み合いの位置を通り過ぎる
ときにくっきりと輪郭を示した切換インパルスを発生し
、インパルススイッチを必要とするような用途に使われ
る。第２２図の噛み合いは、リレーの応答速度かおそい
為、低速の切換の方か有用なラッチリレーを使った用途
に用いられる。

尚第１７図や第１８図等に示されている実施例ではディ
スク４８，５０，５２，５４．・・・にはサブディスク
４８ａ、５０ａ、５２ａ、５４ａ。

１３０ａ、　１３２ａが取付けられ、該サブディスクの
外周面に溝５６か設けられている。

第２１図と第２６図は土葬したマイクロスイッチの動作
上の違い以外は、第１８．１９．２２〜２５図の実施例
のものと同一であけ、第２１図はラッチングの用途、第
２６図はインパルスの用途に使われる。しかしながら、
両方の図は対応するカムフォロワー１６２，１６８と共
に働く２個のマイクロスイッチ５８．６４を示しておけ
、カムフォロワー１６２は垂直方向に揃い水平方向には
分離されている。両方のカムフォロワー１６２，１６８
とも、同じ一対のディスク４８．５０とかみ合うか、対
応するスイッチ５８．６４への作動は異なった時間に行
われる。例えば、一方のスイッチがラッチリレーを励磁
するのに使われる一方、他のスイッチはラッチ回路の切
断に使われる。

第２０図は第１８図と同様な配置を示すが、さらに一対
のディスク１３０，１３２か追加されている。

さらにマイクロスイッチ１３４とカムフォロワー１３６
が追加されている。補助軸１３８かギヤ１４０からギヤ
４４へ、又ギヤ１４２からギヤ１４４によって接続され
ている。ギヤ１４４はディスク１３０に固定されている
。従ってディスク１３０はギヤ４４と同一速度で回転し
ディスク１３２は軸７６に固定されギヤ４６と同じ比率
で回転する。これ等ディスクとフォロワーをさらに追加
すれば、調整の範囲を広げることができる。この場合の
動作原理は同じである。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明のスイッチアセ
ンブリーは、被制御対象物の動きと連動する回転軸と、
該回転軸と連動して一軸上において互いに独立して異な
る回転数で回転可能でありかつ外周面に軸方向の溝を１
つ以上設けた一組以上のディスクと、前記一組のディス
クの外周面に同時に押しつけられて一組のディスクの前
記清か一軸上に揃ったときにのみ溝内に落ち込み変位が
生ずる一つ以上のカムフォロワーと、このカムフォロワ
ーの変位によって接点を切替える一つ以上のスイッチと
から構成しているので、一組のディスクを異なる回転数
で回転させることによって、またスイッチ出力を組合せ
ることによってスイッチ装置の作動位置を多数組合せ設
定できる。例えは、本発明の実施例によれば、あらかじ
めセットされた１〜５００までの回転範囲に対して、部
品を交換することなしに、制御又は制限の範囲をコン１
〜ロールすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はギヤドライブメカニズムを接続する前の本発明
の実施例の外観斜視図、第２図は第１図の機構の分解斜
視図、第３図は第１図のＩ［［−Ｉ線に沿う断面図、第
４図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図は第４図
のｖ−Ｖ線断面図、第６図は第５図の部分機構を示す拡
大詳細斜視図、第７図は第６図の機構部の拡大詳細平面
図、第８図は第７図を右側から見た拡大詳細側面図、第
９図はカムとカムフォロワーのある位置を図示したラッ
クとピニオンギヤドライブを使った本発明の詳細斜視図
、第１０図は第９図の実施例のカムとカムフォロワーの
二番目の位置を示している。第１１図は第９図と同様な
図で、カムとカムフォロワーの三番目の位置を示してい
る。第１２図はカムを回転させる３枚のギヤの関係を図
示した説明図、第１３図、第１４図、第１５図は１゛セ
ツトのカムとカムフォロワーの異なった位置を拡大して
示した説明図、第１６図は、第５図と同様な図であるが
、複数のカムとカムフォロワーではなく１個のカムとカ
ムフォロワーに変更した実施例の説明図、第１７図は第
８図と同様な図であるが、複数のカムとカムフォロワー
ではなく１個のカムとカムフォロワーに変更した図、第
１８図は第５図と同様な図であるがカムフォロワーを変
更した形状て使用した場合の詳細図、第１９図は第１８
図のＸ　ＩＸ−Ｘ　ＩＸ線断面図、第２０図は第３図と
同様であるが１個のカムとカムフォロワーではなく、３
個のカムとカムフォロワーを使った形に変更した場合の
詳細図、第２１図は１個のカムに対しスイッチと一体に
なった２個のカムフォロワーを使用した例を示した変更
詳細図、第２２図は第２１図に示されたカムフォロワー
とスイッチの一つの拡大詳細平面図、第２３図は第２２
図のｘｘｍ−ｘｘｍ部分の切取図、第２４図は第２２図
／）ＸＸＩＶ−ＸＸｒＶｍ分の切取図、第２５図は第２
２図のカムフォロワーの分解図、第２６図は第２１図と
同様な図であるがカムフォロワーに対してスイッチのそ
れぞれ異なった相対的位置を示した図、第２７図は第２
２図と同様な図であるがカムフォロワーに対してスイッ
チのそれぞれ異なった相対的位置を示したである。 ３８・・・入力用回転軸、 ４２．４４．４６・・・ギヤ、 ４８．５０，５２，５４，１３０．１３２デイスク、５
６・・・溝、 ５８．６４，１３４・・・スイッチ、 ６２、６８．１３６　、７６２□１６８・・・カムフォ
ロワー。 特許出願人　マイクロン　インスｌ−ルメントコーポレ
ーション 山　　本　　　甲　　ニ 転 「０ （’Ｊ 味 〜　　　　　＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被制御対象物の動きと連動回転する回転軸と、該
   回転軸と連動して一軸上において互いに独立して異なる
   回転数で回転可能でありかつ外周面に軸方向の溝を１つ
   以上設けた一組以上のディスクと、前記一組のディスク
   の外周面に同時に押しつけられて一組のディスクの前記
   溝が一軸上に揃ったときにのみ溝内に落ち込み変位が生
   ずる一つ以上のカムフォロワーと、このカムフォロワー
   の変位によって接点を切替える一つ以上のスイッチとか
   ら成ることを特徴とするスイッチアセンブリ（２）前記
   カムフォロワーはディスクの円周方向に離して設置され
   る少なくとも２個のカムフォロワーを含むことを特徴と
   する請求項１記載のスイッチアセンブリー。 （３）前記カムフォロワーにより駆動されるスイッチは
   、カムフォロワーが前記溝内に落ち込む１番目の位置に
   あるとき１番目の電気的状態に置かれ、カムフォロワー
   が前記溝の外のディスク外周面上に存在する２番目の位
   置にあるとき２番目の電気的状態に置かれ、その状態が
   互いに排他的であることを特徴とする請求項１記載のス
   イッチアセンブリー。 （４）前記スイッチは上下に可動なプランジャー付のマ
   イクロスイッチであり、前記プランジャーは前記カムフ
   ォロワーと連動しており、カムフォロワーが２番目の位
   置にある時にプランジャーは押し下げられ、カムフォロ
   ワーが１番目の位置にあるとき元に戻されることを特徴
   とする請求項１記載のスイッチアセンブリー。 （５）前記ディスクを２組設け、１番目と２番目一方の
   組のディスクの選択された一つと３番目と４番目の他方
   の組のディスクの選択された一つが、１番目の選択され
   た速度で前記軸のまわりを同時に回転し、同時に選択さ
   れない他のディスクが２番目の異なつた速度で前記軸の
   まわりを回転することを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載のスイッチアセンブリー。 （６）選択されたディスクは１番目と４番目のディスク
   であることを特徴とする請求項５記載のスイッチアセン
   ブリー。 （７）前記ディスクを３組設け、１番目と２番目の第１
   の組のディスクの選択された一つと３番目と４番目の第
   ２の組のディスクの選択された一つと５番目と６番目の
   第３の組のディスクの選択された一つが、１番目の選択
   された速度で前記回転軸のまわりを同時に回転し、同時
   に選択されない他のディスクが２番目の異なった速度で
   前記軸のまわりを回転することを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載のスイッチアセンブリー。 （８）選択されたディスクは１番目、３番目、６番目で
   あることを特徴とする請求項７記載のスイッチアセンブ
   リー。 （９）前記回転軸と一組のディスクとは互いに歯数の異
   なる平歯車を介して連結され、該歯車は前記回転軸のま
   わりを独立して回転可能であり、歯車の一つは前記１番
   目の速度で回転し、他のギヤは前記２番目の速度で回転
   することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記
   載のスイッチアセンブリー。 （１０）前記回転軸はピニオンギヤを有し、前記１番目
   と２番目の平歯車と同時にかみ合い、前記ギヤをそれぞ
   れの速度で回転させることを特徴とする請求項９記載の
   スイッチアセンブリー （１１）前記ディスクと同軸上に配置されて選択的に連
   結される１番目、２番目、３番目の平歯車を有し、該歯
   車は前記回転軸のまわりを独立して回転可能であり、１
   番目と３番目の平歯車は同一の歯数であり、２番目の平
   歯車は異なった歯数であり、１番目と３番目の歯車は前
   記１番目と２番目の速度の内の一つで同時に回転し、２
   番目の平歯車は前記１番目と２番目の速度の内の他の速
   度で回転することを特徴とする請求項９記載のスイッチ
   アセンブリー。 （１２）前記回転軸によって回転するピニオンギヤを有
   し、１番目、２番目、３番目の平歯車を同時に駆動する
   ことを特徴とする請求項１１記載のスイッチアセンブリ
   ー。 （１３）回転可能なローター軸を有するレゾルバーを有
   し、前記回転軸と前記ローター軸とを連結していること
   を特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のス
   イッチアセンブリー。