JPH11283466A - リミットスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータの回動角度、及びプランジャ
ーの直線ストロークを共に大きくできるリミットスイッ
チを提供する。 【解決手段】 回動軸１と、検出体に当接して回動軸１
を中心に初期位置から両側へ回動するアクチュエータ
と、回動中心３１及び外周部３２を有して外周部３２が
アクチュエータ２の初期位置に対応する所定外周部位置
３２ａから外周両側へ回動して直線動作に変換する変換
カム３と、一端部５１が変換カム３の外周部３２に当接
して直線動作するプランジャー５と、プランジャー５に
よって駆動されて可動接点が固定接点に接離するスイッ
チ部６と、を備えたリミットスイッチにおいて、前記変
換カム３は、前記外周部３２が前記回動中心３１との距
離δを前記所定外周部位置３２ａから前記外周両側へ離
れるほど長くなる構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産設備又は産業
機械に使用されて、アクチュエータが検出体に当接して
その検出体を検出するリミットスイッチに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリミットスイッチの従来
例として、図８乃至図１１に示す構成のものが存在す
る。このものは、回動軸Ａと、回動軸Ａに支持されると
ともに検出体に当接して初期位置から回動軸Ａを中心に
両側へ回動するアクチュエータＢと、回動中心Ｃ1及び
外周部Ｃ2を有した略円形状に形成されて外周部Ｃ2がア
クチュエータＢの初期位置に対応する所定外周部位置Ｃ
21から外周両側へ回動して直線動作に変換する変換カム
Ｃと、一端部Ｄ1が回転体Ｄ2を介して変換カムＣの外周
部Ｃ2に当接して直線動作するプランジャーＤと、プラ
ンジャーＤによって駆動されて可動接点が固定接点に接
離するスイッチ部Ｅとを備えている。

【０００３】さらに詳しくは、変換カムＣは凹部Ｃ3が
所定外周部位置Ｃ21に設けられるとともに、プランジャ
ーＤは鋼球で形成された回転体Ｄ2が凹部Ｃ3対応位置に
設けられて、変換カムＣの回動によって回転する。ここ
で、変換カムＣは回動中心Ｃ1及び外周部Ｃ2間の距離
が、凹部Ｃ3を除いて同一である。さらに、コイル状の
復帰スプリングＦが変換カムＣに設けられて、アクチュ
エータＢに復帰力を与え、アクチュエータＢを初期位置
に復帰させる。

【０００４】また、スイッチ部Ｅは固定接点及び可動接
点が互いに溶着する場合があって、固定接点に溶着した
可動接点を、プランジャーＤに駆動されて強制的に開離
する強制開離機構が内蔵されることを要望されている。

【０００５】この従来例の動作を説明する。検知体がア
クチュエータＢに当接したとき、アクチュエータＢが初
期位置から回動し、その回動を変換カムＣが直線動作に
変換しプランジャを一方方向へ直線動作させ、スイッチ
部Ｅがその直線ストロークによって駆動されて可動接点
を固定接点から接離させて、ＯＮ又はＯＦＦにスイッチ
ング動作する。

【０００６】この種のリミットスイッチの別の従来例と
して、図１２及び図１３に示す構成のものが存在する。
なお、別の従来例では前述した従来例と異なる機能につ
いて述べることとし、従来例と実質的に同一機能を有す
る部材については、同一符号を付して説明を省略する。

【０００７】変換カムＣは設けられておらず、回動軸Ａ
はＤ字状に形成されたＤカット部Ａ1がプランジャーＤ
の対応位置に設けられて、図１３に示すように、プラン
ジャーＤの一端部Ｄ1に当接し、回動すると直接プラン
ジャーＤを一方方向へ直線動作させる。また、復帰スプ
リングＦがプランジャーＤに設けられて、そのプランジ
ャを他方方向へ押し上げるとともに、Ｄカット部Ａ1に
回転モーメントを与えて、アクチュエータＢを初期位置
に復帰させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来例のリミ
ットスイッチでは、アクチュエータＢが初期位置からの
回動角度を大きくとることができ、片側９０度以上の回
動も可能であるので、ユーザが調整を容易に行うことが
できる。

【０００９】しかしながら、プランジャーＤは直線スト
ロークが変換カムＣに形成された凹部Ｃ3の深さによっ
て決定され、アクチュエータＢの回動角度を大きくして
も小さな直線ストロークしか直線動作しない。したがっ
て、スイッチ部ＥはプランジャーＤが大きな直線ストロ
ークを必要とする強制開離機構を、内蔵することができ
なかった。

【００１０】一方、別の従来例のリミットスイッチで
は、Ｄカット部Ａ1の深さを変えることによって、プラ
ンジャーＤの直線ストロークを大きくできる。しかしな
がら、アクチュエータＢの回動角度を大きくすると、回
転モーメントが小さくなって、復帰不良などが発生する
場合があった。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、アクチュエータの回動角
度、及びプランジャーの直線ストロークを共に大きくで
きるリミットスイッチを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、回動軸と、回動軸に支
持されるとともに検出体に当接して初期位置から回動軸
を中心に両側へ回動するアクチュエータと、回動中心及
び外周部を有して外周部がアクチュエータの初期位置に
対応する所定外周部位置から外周両側へ回動して直線動
作に変換する変換カムと、一端部が変換カムの外周部に
当接して直線動作するプランジャーと、プランジャーに
よって駆動されて可動接点が固定接点に接離するスイッ
チ部と、を備えたリミットスイッチにおいて、前記変換
カムは、前記外周部が前記回動中心との距離を前記所定
外周部位置から前記外周両側へ離れるほど長くなるよう
形成された構成にしてある。

【００１３】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記変換カムは凹部が前記所定外周部位置
に設けられるとともに、前記プランジャーは前記変換カ
ムの外周部の回動によって回転する回転体を一端部に設
け、その回転体を介して前記外周部に当接するよう形成
された構成にしてある。

【００１４】請求項３記載のものは、請求項１又は請求
項２記載のものにおいて、前記固定接点に溶着した前記
可動接点を前記プランジャーに駆動されて強制的に開離
する強制開離機構が、前記スイッチ部に設けられた構成
にしてある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１乃至
図５に基づいて以下に説明する。

【００１６】１は回動軸で、金属又は樹脂により、棒状
に形成され、基端部１１、及び基端部１１と比較して細
く形成された断面円形状の先端部１２を有して、回動止
めを施した突部１３が軸方向へ、及び扇型状のストッパ
１４が軸方向に対する直交方向へ向かって、それぞれ基
端部１１に突設される。さらに、四角状の係合突所１
５、及びＯリング１６ａを装着する凹溝１６が略中央部
に形成される。

【００１７】２はアクチュエータで、金属又は樹脂から
なり端部に係止孔２１ａを有したアーム２１、及び金属
からなりアーム２１に支持されて回転自在に回転する回
転リング２２を有して構成される。アーム２１は係止孔
２１ａが回動軸１の突部１３に係止して、空回りしない
よう回動軸１と固着されてその回動軸１に支持されると
ともに、回転リング２２が検出体（図示せず）に当接し
て、初期位置２ａから回動軸１を中心に両側へ回動角度
αで回動する。

【００１８】３は変換カムで、金属又は樹脂により、回
動中心３１及び外周部３２を有した板状に形成され、ア
クチュエータ２の初期位置２ａに対応する所定外周部位
置３２ａが外周部３２に形成されて、略半円形状の凹部
３３がその所定外周部位置３２ａに設けられる。また、
四角状の係合凹所を有した第１筒部３４が一方側へ、断
面半円状に切り欠かれた第２筒部３５が他方側へそれぞ
れ突設されて、復帰スプリング３６の両端末が第２筒部
３５の筒壁に当接する。そして、復帰スプリング３６と
共にヘッド部３７に挿入され、第１筒部３４の係合凹所
が回動軸１の係合突所１５と係合して回動軸１と連結す
る。

【００１９】また、係合突起３７ａがヘッド部３７の突
出筒に設けられて、回動軸１のストッパ１４に当接し
て、アクチュエータ２の最大回動角度αを決定する。そ
して、所定外周部位置３２ａを外周中心とし外周両側
へ、つまり所定外周部位置３２ａから外周両側へ回動し
て直線動作に変換する。

【００２０】ここで、図１に示すように、外周部３２が
回動中心３１との距離δを所定外周部位置３２ａから外
周両側へ離れるほど長くなるよう、すなわち回動中心３
１及び外周部３２間の距離δが、所定外周部位置３２ａ
から離れた外周部３２へ行くほど長くなるよう形成され
ている。したがって、図１における２点鎖線に示す従来
例と比較して、回動中心３１及び外周部３２間の距離δ
の差は、外周部３２が所定外周部位置３２ａから離れる
ほど大きくなる。

【００２１】４は回転体で、球状に形成された鋼球、又
は断面円形状に形成されたころであり、変換カム３の所
定外周部位置３２ａ、つまり凹部３３に設けられて回転
する。

【００２２】５はプランジャーで、絶縁性の樹脂によ
り、四角状で筒内部を有した有底筒状に形成され、一端
部５１及びその一端部５１に凹状の底部５１ａがそれぞ
れ設けられ、回転体４が底部５１ａに係合した状態で一
端部５１に設けられて、変換カム３の外周部３２の回動
によって回転する。そして、一端部５１が回転体４を介
して外周部３２に当接して直線動作し、後述するスイッ
チ部６のボディ６１の側壁に摺動する。

【００２３】また、ＯＴ吸収スプリング５２が筒内部に
設けられて、後述する可動接点６４が常開固定接点６３
ｂに接触したスイッチング動作後におけるプランジャー
５の押し込み量、いわゆるＯＴストロークを吸収すると
ともに、変換カム３側へプランジャー５を付勢する。

【００２４】６はスイッチ部で、ボディ６１と、プラン
ジャー５によって駆動される作動軸部６２と、ボディ６
１に固着された常閉固定接点６３ａ及び常開固定接点６
３ｂと、板状の可動接点ばね６４ａに固着された可動接
点６４とを有して構成される。可動接点ばね６４ａがボ
ディ６１の中心軸に対する両直交方向へ向かって作動軸
部６２に突設されて、可動接点６４が常閉固定接点６３
ａ及び常開固定接点６３ｂに対向するよう配置される。
そして、作動軸部６２を介してプランジャー５によって
駆動されて、可動接点６４が常閉固定接点６３ａ及び常
開固定接点６３ｂに接離する。

【００２５】このものの動作を説明する。アクチュエー
タ２は回転リング２２が検出体に当接すると、初期位置
２ａから回動軸１を中心に両側へ回動し、変換カム３は
外周部３２が凹部３３を設けた所定外周部位置３２ａか
ら外周両側へ回動して、回動動作を直線動作に変換す
る。プランジャー５は、一端部５１が底部５１ａに設け
られた回転体４を介して変換カム３の凹部３３、及びそ
の凹部３３の外周両側における外周部３２に当接して直
線状に往復動作する。

【００２６】ここで、アクチュエータ２の回動角度α
と、プランジャー５の直線ストロークとの関係を図５に
示す。凹部３３が変換カム３の所定外周部位置３２ａに
設けられているので、直線ストロークは回動角度αに対
して急激に立ち上がる。そして、スイッチ部６はプラン
ジャー５によって駆動された作動軸部６２が直線動作し
て、可動接点ばね６４ａを押圧し瞬間的に反転させて、
可動接点６４が常閉固定接点６３ａから常開固定接点６
３ｂに接触して、スイッチング動作する。

【００２７】次いで、変換カム３は所定外周部位置３２
ａに対して外周両側へ回動する。このとき、変換カム３
の外周部３２が回動中心３１との距離δを所定外周部位
置３２ａから外周両側へ離れるほど長いので、プランジ
ャー５は一端部５１が所定外周部位置３２ａから離れた
外周部３２に回転体４を介して当接するほど、一端部５
１と回動中心３１との間の距離δが長くなって、プラン
ジャー５の直線ストロークが大きくなる。図５に示すよ
うに、最大直線ストロークは従来例（ｂ）では約２ｍｍ
であるが、本発明（ａ）では最大４ｍｍ乃至４．５ｍｍ
であって従来例の約２倍である。

【００２８】次いで、検出体がアクチュエータ２の回転
リング２２から離れたとき、アクチュエータ２は復帰ス
プリング３６によって初期位置２ａに、変換カム３は所
定外周部位置３２ａがプランジャー５の一端部５１に対
向した元の状態に復帰されて、スイッチ部６は可動接点
ばね６４ａが反転し、可動接点６４が常開固定接点６３
ｂから常閉固定接点６３ａに接触する。

【００２９】かかる第１実施形態のリミットスイッチに
あっては、上記したように、外周部３２が回動中心３１
との距離δを所定外周部位置３２ａから外周両側へ離れ
るほど長くなるよう、変換カム３が形成されたから、プ
ランジャー５の一端部５１が所定外周部位置３２ａから
離れた変換カム３の外周部３２に当接するほど、一端部
５１と変換カム３の回動中心３１との間の距離δが長く
なるので、プランジャー５の直線ストロークを大きくで
き、かつアクチュエータ２の回動角度αを大きくして、
設置時の調整を容易に行うことができるとともに、検出
体が当接した状態で大きく振れても破損を防止すること
ができる。

【００３０】また、凹部３３が変換カム３の所定外周部
位置３２ａに設けられるとともに、プランジャー５が変
換カム３の外周部３２の回動によって回転する回転体４
を一端部５１に設け、その回転体４を介して外周部３２
に当接するから、プランジャー５の直線ストロークがア
クチュエータ２の回動角度αに対して急激に立ち上がっ
て、可動接点６４が常閉固定接点６３ａから常開固定接
点６３ｂに接触するスイッチング動作を高速化できると
ともに、外周部３２と一端部５１との間の摩擦を減少し
て、アクチュエータ２を小さな荷重でもって回動軸１を
中心に回動させることができる。

【００３１】なお、第１実施形態では、変換カム３の所
定外周部位置３２ａに凹部３３を設け、プランジャー５
の一端部５１が回転体４を介して変換カム３の外周部３
２に当接したが、回転体４を設けずに、例えば一端部５
１を球状に形成して、その一端部５１が直接外周部３２
に当接してもよく限定されない。

【００３２】本発明の第２実施形態を図６及び図７に基
づいて以下に説明する。なお、第２実施形態では第１実
施形態と異なる機能について述べることとし、第１実施
形態と実質的に同一機能を有する部材については、同一
符号を付して説明を省略する。

【００３３】スイッチ部６は、開離カム６５が設けら
れ、作動軸部６２に設けられた支持部に支持されて、プ
ランジャー５に駆動される作動軸部６２の直線動作に伴
って回動して、可動接点６４板を押圧する。すなわち、
常閉固定接点６３ａに溶着した可動接点６４を、プラン
ジャー５に駆動されて強制的に開離する開離カム６５が
設けられて、強制開離機構を形成する。

【００３４】ここで、前述したように、強制開離機構は
プランジャー５の大きな直線ストロークを必要とする
が、その直線ストロークは最大４ｍｍ乃至４．５ｍｍで
あって、可動接点６４を固定接点６３ａ，６３ｂに接離
させるスイッチング動作として例えば約１．５ｍｍ必要
であれば、残りの２．５ｍｍ乃至３ｍｍが強制開離動作
に使用される。したがって、作動軸部６２の直線ストロ
ークが大きいので、開離カム６５は可動接点ばね６４ａ
を押し上げる位置までの回動が可能となって、強制開離
機構を容易に付加できる。一方従来例では、プランジャ
ー５の直線ストロークは最大約２ｍｍであって、スイッ
チング動作に約１．５ｍｍ必要であれば、残りが０．５
ｍｍになって強制開離機構を付加できない。

【００３５】このものの動作を説明する。可動接点６４
が常閉固定接点６３ａに溶着したとき、スイッチ部６は
作動軸部６２が約１．５ｍｍ直線動作しても可動接点ば
ね６４ａが反転せず、さらにプランジャー５が直線動作
すると、開離カム６５がプランジャー５によって駆動さ
れ回動して、可動接点ばね６４ａを常開固定接点６３ｂ
側へ向かって押圧する。そして、可動接点６４は常閉固
定接点６３ａから強制的に引き剥がされて、常開固定接
点６３ｂに接触する。

【００３６】かかる第２実施形態のリミットスイッチに
あっては、上記したように、常閉固定接点６３ａに溶着
した可動接点６４を強制的に開離する開離カム６５がス
イッチ部６に設けられたから、プランジャー５が大きな
直線ストロークで直線動作し可動接点６４を駆動して、
溶着した可動接点６４を常閉固定接点６３ａから容易に
開離させることができる。

【００３７】なお、第２実施形態では、可動接点６４を
常閉固定接点６３ａから強制的に開離する強制開離機構
が開離カム６５でもって形成されたが、開離カム６５で
はなく他の機構でもって形成されてもよく限定されな
い。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載のものは、外周部が回動中
心との距離を所定外周部位置から外周両側へ離れるほど
長くなるよう変換カムが形成されたから、プランジャー
の一端部が所定外周部位置から離れた変換カムの外周部
に当接するほど、一端部と変換カムの回動中心との間の
距離が長くなるので、プランジャーの直線ストロークを
大きくでき、かつアクチュエータの回動角度を大きくし
て、設置時の調整を容易に行うことができるとともに、
検出体が当接した状態で大きく振れても破損を防止する
ことができる請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、凹部が変換カムの所定外周部位置に
設けられるとともに、プランジャーが変換カムの外周部
の回動によって回転する回転体を一端部に設け、その回
転体を介して外周部に当接するから、プランジャーの直
線ストロークがアクチュエータの回動角度に対して急激
に立ち上がって、可動接点が固定接点に接触するスイッ
チング動作を高速化できるとともに、外周部と一端部と
の間の摩擦を減少して、アクチュエータを小さな荷重で
もって回動軸を中心に回動させることができる。

【００３９】請求項３記載のものは、請求項１又は請求
項２記載のものの効果に加えて、固定接点に溶着した可
動接点を強制的に開離する強制開離機構がスイッチ部に
設けられたから、プランジャーが大きな直線ストローク
で直線動作し可動接点を駆動して、溶着した可動接点を
固定接点から容易に開離させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す正部分断面図であ
る。

【図２】同上の部分斜視図である。

【図３】同上の正面図である。

【図４】同上の側断面図である。

【図５】同上のアクチュエータの回動角度と、プランジ
ャの直線ストロークとの関係を表す相関図である。

【図６】本発明の第２実施形態を示す正面図である。

【図７】同上の側断面図である。

【図８】従来例を示す正部分断面図である。

【図９】同上の部分斜視図である。

【図１０】同上の側断面図である。

【図１１】同上の斜視図である。

【図１２】別の従来例を示す正面図である。

【図１３】同上の回動した回動軸に当接したプランジャ
ーの正面図である。

【符号の説明】

１ 回動軸 ２ アクチュエータ ２ａ 初期位置 ３ 変換カム ３１ 回動中心 ３２ 外周部 ３２ａ 所定外周部位置 ３３ 凹部 ４ 回転体 ５ プランジャー ５１ 一端部 ６ スイッチ部 ６３ａ 常閉固定接点（固定接点） ６３ｂ 常開固定接点（固定接点） ６４ 可動接点 ６５ 開離カム（強制開離機構）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動軸と、回動軸に支持されるとともに
   検出体に当接して初期位置から回動軸を中心に両側へ回
   動するアクチュエータと、回動中心及び外周部を有して
   外周部がアクチュエータの初期位置に対応する所定外周
   部位置から外周両側へ回動して直線動作に変換する変換
   カムと、一端部が変換カムの外周部に当接して直線動作
   するプランジャーと、プランジャーによって駆動されて
   可動接点が固定接点に接離するスイッチ部と、を備えた
   リミットスイッチにおいて、 前記変換カムは、前記外周部が前記回動中心との距離を
   前記所定外周部位置から前記外周両側へ離れるほど長く
   なるよう形成されたことを特徴とするリミットスイッ
   チ。
2. 【請求項２】 前記変換カムは凹部が前記所定外周部位
   置に設けられるとともに、前記プランジャーは前記変換
   カムの外周部の回動によって回転する回転体を一端部に
   設け、その回転体を介して前記外周部に当接するよう形
   成されたことを特徴とする請求項１記載のリミットスイ
   ッチ。
3. 【請求項３】 前記固定接点に溶着した前記可動接点を
   前記プランジャーに駆動されて強制的に開離する強制開
   離機構が、前記スイッチ部に設けられたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２記載のリミットスイッチ。