(57)【要約】【課題】コスト的に廉価で耐食性に優れ長期間の使用に適するリミットスイッチを提供する。【解決手段】リミットスイッチ１のハウジング内において支持され、スイッチ動作プランジャ２０と直交する方向に回動可能に基端部がハウジング外部に対して液密状態でハウジング内に収容されかつ先端部がハウジング外部に突出したシャフト３０と、プランジャをシャフトに向かって付勢する弾性体４５と、シャフトのハウジングからの突出部に設けられ、当該シャフト回動用のアームとを有するリミットスイッチにおいて、シャフトのハウジング内部側には、プランジャの端部と係合しかつシャフトの回動に応じて弾性体の付勢力に抗してプランジャを移動させる平面状のカム部３３が形成され、カム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられている。【選択図】        図１
2004247255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、
ハウジング内において特定方向にのみ移動可能に収容され、前記スイッチをオン・オフするスイッチ動作プランジャと、
前記スイッチ動作プランジャと直交する方向に前記ハウジングに回動可能に支持され、基端部がハウジング外部に対して液密状態でハウジング内に収容されかつ先端部がハウジング外部に突出したシャフトと、
前記スイッチ動作プランジャを前記シャフトに向かって付勢する弾性体と、
前記シャフトの先端部に設けられたシャフト回動用アームとを有するリミットスイッチにおいて、
前記シャフトのハウジング内部側には、前記スイッチ動作プランジャの端部と係合しかつ前記弾性体の付勢力に抗して前記シャフトの回動に応じて前記スイッチ動作プランジャを移動させる平面状のカム部が形成され、
前記カム部の前記シャフト外周面に対応する縁部には前記シャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられ、
前記シャフトの回動動作が前記耐摩耗部材を介して前記スイッチ動作プランジャの移動動作に変換されることを特徴とするリミットスイッチ。
【請求項２】
ハウジングと、
ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、
ハウジング内において特定方向にのみ移動可能に収容され、前記スイッチをオン・オフするスイッチ動作プランジャと、
前記スイッチ動作プランジャと直交する方向に前記ハウジングに回動可能に支持され、基端部がハウジング外部に対して液密状態でハウジング内に収容されかつ先端部がハウジング外部に突出したシャフトと、
前記スイッチ動作プランジャを前記シャフトに向かって付勢する第１の弾性体と、
前記ハウジング内に設けられ前記シャフトを初期の回動位置に復帰させる復帰プランジャと、
前記復帰プランジャを前記シャフトに向かって付勢する第２の弾性体と、
前記シャフトのハウジングからの突出部に設けられたシャフト回動用アームとを有するリミットスイッチにおいて、
前記シャフトのハウジング内部側には、前記スイッチ動作プランジャの端部と係合しかつ前記第１の弾性体の付勢力に抗して前記シャフトの回動に応じて前記スイッチ動作プランジャを移動させる平面状の第１のカム部が形成されると共に、前記第２の弾性体の付勢力による前記復帰プランジャの移動に応じて前記シャフトを初期の回動位置に復帰させる平面状の第２のカム部が形成され、
前記第２のカム部の前記シャフト外周面に対応する縁部には前記シャフトより耐摩耗性に優れた材質でてきた耐摩耗部材が取り付けられ、前記耐摩耗部材を介して前記復帰プランジャの移動動作が前記シャフトの回動動作に変換されることを特徴とするリミットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば組立て工場においてワークやパレットの有無検出に使用するリミットスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から例えば組立て工場においてライン上のワークやパレットの有無を検出するのにリミットスイッチが多く用いられている。かかるリミットスイッチには、いわゆるレバータイプのリミットスイッチがあり、当該リミットスイッチはハウジングと、ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、内蔵スイッチのスイッチオン・オフを行なうスイッチ動作プランジャと、スイッチ動作プランジャ駆動用カム部を一部に有し、端部にレバーを備えたシャフトとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
かかるリミットスイッチの具体的構成についてより詳細に説明する。このリミットスイッチの構造は、ハウジング本体、ハウジングヘッド、及びハウジングカバーからなるハウジングと、ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、ハウジング内において内蔵スイッチ動作方向にのみ移動可能に収容され、内蔵スイッチをオン・オフするスイッチ動作プランジャと、スイッチ動作プランジャの移動方向と直交する方向に回動自在にハウジングヘッドに支持され、一部がハウジングヘッド外部に突出したシャフトを備えている。また、シャフトはハウジング内部側にカム部を備えるとともにハウジング外部の突出部には全周に亘ってセレーションが形成され、当該セレーションにレバーが嵌合している。
【０００４】
そして、被検出対象物がレバー端部のローラに当たることでレバーが回動し、これに伴いシャフトも回動してシャフトのカム部が変移することによってスイッチ動作プランジャが往復移動する。そして、このスイッチ動作プランジャの移動に伴い内蔵スイッチのオン・オフが切り替えられるようになっている。
【０００５】
なお、シャフトとハウジングヘッドとの摺動部にはＯ−リングからなるシール部材が適所に配置され、ハウジング外部からハウジング内部への塩水等の浸入を阻止してリミットスイッチ内部の腐食を防止している。
【０００６】
ここでシャフトの具体的形状を図１１（ａ），（ｂ）に示す。従来例のシャフト６０，６０’はステンレスでできており、Ｏ−リング嵌合用の溝部６１ａが外周面の適所に全周に亘って形成された円柱部６１と、円柱部６１の一端から同心に延在しレバー（図示せず）が嵌合するセレーション部６２と、円柱部６１の他端近傍を両側方から切り欠いて形成された平板状のカム部６３と、カム部６３の端部に一体に備わった円板状の突き当て部６４を備えている。ここで図１１（ａ），（ｂ）に示す点線Ａと点線Ｂはシャフト６０，６０’において窒化により表面硬化処理を施した領域を表しており、この必要性については後述する。
【０００７】
なお、カム部６３が図１１に示すように円柱部６１の一部を両側から切り欠いて平板状に形成されているのは、このような形状とすることでレバーの回転角度に対してカム部によって駆動されるスイッチ動作プランジャや復帰プランジャの移動ストローク量を十分大きく取ることができるようにするためと、内蔵スイッチの動作点を管理し易くするためである。即ち、カム部６３をこのような形状としないでスイッチ動作プランジャの移動ストローク量を十分確保しようとすると、シャフトが太くなりそれに伴いリミットスイッチ全体が大型化してしまうので、構造上カム部６３は上述のような形状に限定される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−２３９５２７号公報（第２−４頁、第７図）
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述の従来型リミットスイッチ５の被検出物体を検出する過程におけるシャフト６０のカム部６３、スイッチ動作プランジャ７０、及び復帰プランジャ８０の動きを図１２の一部断面図で説明する。なお、各図においては、リミットスイッチ５の全体構成のうちシャフト６０及びカム部６３、カム部６３を初期位置に戻す復帰プランジャ８０、復帰プランジャ８０に収容されたコイルスプリング８１、復帰プランジャ８０を収容するハウジングヘッド１３、カム部６３で移動されるスイッチ動作プランジャ７０、スイッチ動作プランジャ７０に一部が収容されかつ内蔵スイッチＳＷのオン・オフを行う芯体７１、スイッチ動作プランジャ７０に収容され芯体７１のストローク量を適正に管理するスプリング７２、及びマイクロスイッチを内蔵した内蔵スイッチＳＷのみを図示している。
【０００９】
図１２（ａ）はリミットスイッチ５が被検出物体を未だ検出しない状態でのカム部６３、スイッチ動作プランジャ７０、及び復帰プランジャ８０の相互位置関係を示している。同図から明らかなようにカム部６３の平面部とスイッチ動作プランジャ７０のカム接触摺動面、復帰プランジャ８０のカム接触摺動面とは全体的に当接していることが分かる。
【００１０】
続いて、図１２（ｂ）はリミットスイッチ５のローラが被検出物体に接触し始めてアームが若干回動し始めた状態でのカム部６３、スイッチ動作プランジャ７０、及び復帰プランジャ８０の相互位置関係を示している。同図から明らかなように、カム部６３の平面部端面とスイッチ動作プランジャ７０のカム接触摺動面とが摺動接触していることが分かる。同様に、カム部６３の反対側平面部端面と復帰プランジャ８０のカム接触摺動面とが摺動接触していることが分かる。
【００１１】
更に、図１２（ｃ）はリミットスイッチ５のローラが被検出物体で更に押されてアームがかなり回動した状態でのカム部６３、スイッチ動作プランジャ７０、及び復帰プランジャ８０の相互位置関係を示している。同図から明らかなように、カム部６３のカム面縁部とスイッチ動作プランジャ７０のカム接触摺動面とが局所的に接触していることが分かる。同様に、カム部６３の反対側カム面縁部と復帰プランジャ８０のカム接触摺動面とが摺動接触していることが分かる。
【００１２】
また、図１３においては上述の従来型と別タイプのリミットスイッチ６の被検出物体を検出する過程におけるシャフト１６０のカム部１６３、スイッチ動作プランジャ１７０の動きを一部断面図で示す。なお、同図においては、リミットスイッチ６の全体構成のうちシャフト１６０及びカム部１６３、カム部１６３で移動されるスイッチ動作プランジャ１７０、シャフト１６０及びスイッチ動作プランジャ１７０を収容するハウジングヘッド１８０、スイッチ動作プランジャ１７０に一部が収容されかつマイクロスイッチＭＳのオン・オフを行う芯体１７１、スイッチ動作プランジャ１７０に収容され芯体１７１のストローク量を適正に管理するスプリング１７２、スイッチ動作プランジャ１７０に収容され当該プランジャ１７０に付勢力を作用させることでカム部１６３及びシャフト１６０を初期位置に復帰させるスプリング１７３、芯体１７１によって直接オン・オフされるマイクロスイッチＭＳ等のみを図示している。
【００１３】
同図に示すように、図１３（ａ）はリミットスイッチ６が被検出物体を未だ検出しない状態でのカム部１６３及びスイッチ動作プランジャ１７０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなようにカム部１６３の平面部とスイッチ動作プランジャ１７０のカム接触摺動面とは全体的に当接していることが分かる。
【００１４】
続いて、図１３（ｂ）はリミットスイッチ６のローラが被検出物体に接触し始めてアームが若干回動し始めた状態でのカム部１６３及びスイッチ動作プランジャ１７０の相互位置関係を示している。同図から明らかなように、カム部１６３のカム面縁部とスイッチ動作プランジャ１７０のカム接触摺動面とが接触していることが分かる。
【００１５】
更に、図１３（ｃ）はリミットスイッチ６のローラが被検出物体で更に押されてアームがかなり回動した状態でのカム部１６３及びスイッチ動作プランジャ１７０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなように、カム部１６３のカム面縁部とスイッチ動作プランジャ１７０のカム接触摺動面とが局所的に接触していることが分かる。
【００１６】
図１２及び図１３から明らかなように、シャフト６０，１６０がステンレスでできていてもカム部６３，１６３のカム面縁部が角ばっているので、リミットスイッチ５，６の長期間の使用により当該カム部６３，１６３とスイッチ動作プランジャ７０，１７０や復帰プランジャ８０との摺動部分が摩耗してしまう。その結果、この摩耗によってレバー回動角度に対するスイッチ動作プランジャ７０，１７０の移動量が不十分となって内蔵スイッチＳＷ（マイクロスイッチＭＳ）の動作点が変化するおそれがある。また、かかる摩耗を放置するとやがてはカム部６３，１６３の縁部がスイッチ動作プランジャ７０，１７０や復帰プランジャ８０のカム接触摺動面にかじってリミットスイッチ５，６の動作不良を起こす恐れもある。
【００１７】
このような不具合を防止するために図１１（ａ）の点線Ａで示す範囲内でステンレスからなるシャフト６０の全体を窒化処理し、表面を耐摩耗性に優れるように硬化することが対策として考えられる。しかしながら、ステンレス鋼を窒化処理すると硬度は高くなるが耐食性が損なわれるので、シャフト全体を窒化処理したのでは、Ｏ−リングでシールされているリミットスイッチ内部は問題ないが、リミットスイッチ外部に突出した部分（アームと嵌合するセレーション部分）に塩害などで錆びが発生し易くなる。そして、錆びの進行によってアームとハウジングヘッドのシャフト挿入孔の間に錆びが広がってアームの回動不良を起こすおそれがある。
【００１８】
また、このようなアームの回動不良の他にも錆びの進行によりリミットスイッチ全体の外観が赤茶けてしまい、リミットスイッチの機能上は問題ないにも係わらず商品価値が著しく低下してしまう問題もある。更には、このような錆びが進行し赤茶けたリミットスイッチを例えば駐車場の頭上パレット付近に取り付けたままにしておくと、赤錆びを含んで変色した水滴が滴下するような問題もある。
【００１９】
一方、このような不具合を防止するために、図７（ｂ）の点線Ｂで示すようにシャフトのカム部分のみ（図中、点線Ｂで囲まれる部分のみ）を窒化処理し、その他の部分は表面硬化処理を行なわずに耐食性に優れたステンレスを生材のまま使用することも考えられる。しかしながら、かかる対策をとろうとすると窒化処理を行わない部分をマスキングしなければならず、窒化処理の工程において手間のかかるマスキング処理を必要としてコスト的に高くつく。
【００２０】
本発明の目的は、コスト的に廉価で耐食性に優れ長期間の使用に適するリミットスイッチを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のリミットスイッチは、ハウジングと、ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、ハウジング内において特定方向にのみ移動可能に収容され、スイッチをオン・オフするスイッチ動作プランジャと、スイッチ動作プランジャと直交する方向にハウジングに回動可能に支持され、基端部がハウジング外部に対して液密状態でハウジング内に収容されかつ先端部がハウジング外部に突出したシャフトと、スイッチ動作プランジャをシャフトに向かって付勢する弾性体と、シャフトの先端部に設けられたシャフト回動用アームとを有するリミットスイッチにおいて、シャフトのハウジング内部側には、スイッチ動作プランジャの端部と係合しかつ弾性体の付勢力に抗してシャフトの回動に応じてスイッチ動作プランジャを移動させる平面状のカム部が形成され、カム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられ、シャフトの回動動作が耐摩耗部材を介してスイッチ動作プランジャの移動動作に変換されるようになっている。
【００２２】
カム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられているので、シャフトのカム部とスイッチ動作プランジャとの耐摩耗性が高く、寿命が長い。また、シャフト基端部はハウジング内で液密にシールされているので塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれがなく、ハウジング内部の耐摩耗部材が腐食する心配はない。さらには、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分は耐摩耗部材で構成されていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチの動作不良を心配する必要はない。
【００２３】
また、本発明の請求項２に記載のリミットスイッチは、ハウジングと、ハウジング内に収容された内蔵スイッチと、ハウジング内において特定方向にのみ移動可能に収容され、スイッチをオン・オフするスイッチ動作プランジャと、スイッチ動作プランジャと直交する方向にハウジングに回動可能に支持され、基端部がハウジング外部に対して液密状態でハウジング内に収容されかつ先端部がハウジング外部に突出したシャフトと、スイッチ動作プランジャをシャフトに向かって付勢する第１の弾性体と、ハウジング内に設けられシャフトを初期の回動位置に復帰させる復帰プランジャと、復帰プランジャをシャフトに向かって付勢する第２の弾性体と、シャフトのハウジングからの突出部に設けられたシャフト回動用アームとを有するリミットスイッチにおいて、シャフトのハウジング内部側には、スイッチ動作プランジャの端部と係合しかつ第１の弾性体の付勢力に抗してシャフトの回動に応じてスイッチ動作プランジャを移動させる平面状の第１のカム部が形成されると共に、第２の弾性体の付勢力による復帰プランジャの移動に応じてシャフトを初期の回動位置に復帰させる平面状の第２のカム部が形成され、第２のカム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でてきた耐摩耗部材が取り付けられ、耐摩耗部材を介して復帰プランジャの移動動作がシャフトの回動動作に変換されるようになっている。
【００２４】
第２のカム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられているので、シャフトの第２のカム部と復帰プランジャとの耐摩耗性が高く、寿命が長い。また、シャフト基端部はハウジング内で液密にシールされているので塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれはなく、ハウジング内部の耐摩耗部材が腐食する心配はない。さらには、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分は耐摩耗部材で構成されていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチの動作不良を心配する必要はない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態にかかるリミットスイッチについて図面に基いて説明する。
【００２６】
本発明の第１の実施形態にかかるリミットスイッチ１は、図１の断面図に示すようにハウジング１０と、ハウジング内に収容された内蔵スイッチＳＷと、ハウジング内において特定方向（図中水平方向）にのみ移動可能に収容され、その変位に応じて内蔵スイッチＳＷをオン・オフするスイッチ動作プランジャ２０と、ハウジング内においてスイッチ動作プランジャ２０の移動方向と直交する方向に支持され、基端部に円柱部を両側から切り欠いて形成された平板状のカム部３３を有するシャフト３０と、シャフト３０を常に初期状態に復帰させる復帰プランジャ４０とを備えている。
【００２７】
また、シャフト３０のカム部３３には耐摩耗部材５０が備えられ、耐摩耗部材５０を介してシャフト３０の回動をスイッチ動作プランジャ２０の移動に変換すると共に復帰プランジャ４０から受ける押圧力によりシャフト３０を初期の回動位置に戻すようになっている。なお、シャフト３０の先端（ハウジング外側）には被検出物体に接触することで回動するアーム１７が備わり、アーム１７の動きに応じてシャフト３０が回動するようになっている。
【００２８】
ハウジング１０は、上面に開口部が備わり一側端面にスイッチ動作プランジャ２０の収容孔１１ａが形成されたアルミニウム合金製のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の開口部にネジＳＲを介して被着されるアルミニウム合金製のカバー１２と、ハウジング本体１１の端面に取り付けられ耐摩耗部材５０とシャフト３０を収容するアルミニウム合金製のハウジングヘッド１３とを備えている。
【００２９】
一方、シャフト先端のセレーション部３２にはアルミニウム合金製のアーム１７が嵌合され、シャフト先端から脱落しないように六角ネジＨＳによりシャフト先端にしっかりと固定されている。また、アーム１７の先端にはステンレス製のローラ１８が回動自在に取り付けられている。
【００３０】
内蔵スイッチＳＷはその上部に電線接続用端子ＴＮを備え、マイクロスイッチを内部に収容した状態でハウジング本体内底面に取り付けられている。また、内蔵スイッチＳＷにはその端面から図示しないマイクロスイッチのプランジャが突出している。なお、ハウジング本体１１の開口部は内蔵スイッチＳＷの端子ＴＮに電線を接続しやすくするために形成されたものである。
【００３１】
一方、ハウジング本体１１の収容孔１１ａには焼結合金からなる円筒状の含油軸受け１９が圧入され、スイッチ動作プランジャ２０が含油軸受け１９に対して摺動可能に挿入されている。
【００３２】
スイッチ動作プランジャ２０は表面全体が窒化処理されたステンレスでできており、有底円筒形状の大径プランジャ２１と、端面から内蔵スイッチ動作用ネジ部２２が突出した小径プランジャ２３とからなる。また、スイッチ動作プランジャ２０の内部にはコイルスプリング２５が収容され、スイッチ動作プランジャ２０が内蔵スイッチＳＷ側に変移し過ぎたときはコイルスプリング２５が圧縮して余分な変移量を吸収するようになっている。これによって、内蔵スイッチ動作用ネジ部２２が適切な変移量だけ移動し、内蔵スイッチＳＷを破損することなくそのオン・オフを切り替えることができる。
【００３３】
一方、スイッチ動作プランジャ２０の端面２０ａはコイルスプリング２５の付勢力によりシャフト３０のカム部３３に嵌合された耐摩耗部材５０に押し当てられている。
【００３４】
ハウジングヘッド１３は直方体形状を備え、内部にシャフト３０や復帰プランジャ４０等を収容する収容空間１３ａを有している。また、ハウジングヘッド１３にはスイッチ動作プランジャ２０の移動方向と直交する方向にシャフト３０を収容する円筒状のボス部１３ｂが形成されている。また、ハウジングヘッド１３とハウジング本体１１との間にはＯ−リング９１が介装され、ハウジング内部の液密性（シール性）を保っている。
【００３５】
更に、ハウジングヘッド１３にはカム部３３に対してスイッチ動作プランジャ２０と反対側に有底円筒形状の復帰プランジャ４０と、復帰プランジャ４０の底部に一端が着座し他端がハウジングヘッド１３の内壁凹部に着座したコイルスプリング４５が収容されている。なお、復帰プランジャ４０は表面全体が窒化処理されたステンレスでできている。そして、アーム１７が被検出対象物に当たってシャフト３０が回動し、これに伴いシャフト３０のカム部３３が傾斜してもコイルスプリング４５の付勢力により復帰プランジャ４０の端面が当該カム面全体を均一に押圧して被検出物体が無い初期の回動状態にシャフトを復帰させるようになっている。
【００３６】
一方、シャフト３０はステンレスでできており、図２に示すように外周面の所定箇所において全周に亘ってＯ−リング嵌合用の溝部３１ａが形成された円柱部３１と、円柱部３１の一端から同心に延在しレバー（図示せず）が嵌合するセレーション部３２と、円柱部３１の一部を両側から切り欠いて平板状に形成されたカム部３３と、カム部３３の端部に形成された円板状の突き当て部３４を備えている。なお、カム部３３はスイッチ動作用プランジャ２０を駆動するカム部からなる第１のカム部３３ａと復帰プランジャ４０によって駆動されるカム面からなる第２のカム部３３ｂとからなる。また、溝部３１ａにはＯ−リング９２が係合されハウジングヘッド内外の液密性（シール性）を保つようになっている。なお、シャフト全体は窒化処理などの硬化処理を一切施しておらず、ステンレス自体の耐食性を最大限に有している。
【００３７】
一方、カム部３３には同じく図２に示すようにステンレスからなり耐摩耗性を備えた耐摩耗部材５０が嵌合している。耐摩耗部材５０はステンレスからなる板材の両端を折曲して端面視異型角型Ｃ字状に形成したもので表面全体が窒化処理されている。
【００３８】
なお、耐摩耗部材５０は図３（ａ）に示すようにカム部３３の復帰プランジャ側全面（第２のカム部３３ｂ側全面）を耐摩耗部材５０の平面部５１が覆い、カム部３３のスイッチ動作プランジャ側縁部（第１のカム部３３ａ側縁部）を耐摩耗部材５０の折曲端部５２が覆うようにしても良い。一方、図３（ｂ）に示すようにカム部３３のスイッチ動作プランジャ側全面（第１のカム部３３ａ側全面）を耐摩耗部材５０の平面部５１が覆い、カム部３３の復帰プランジャ側縁部（第２のカム部３３ｂ側縁部）を耐摩耗性部材５０の折曲端部５２が覆うようにしても良い。
【００３９】
本実施形態にかかるリミットスイッチ１は以上のように構成されており、以下に示すような作用を有する。
【００４０】
図４（ａ）はリミットスイッチ１が被検出物体を未だ検出しない状態でのカム部３３、スイッチ動作プランジャ２０、及び復帰プランジャ４０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなようにカム部３３に嵌合した耐摩耗部材５０の折曲縁部５２とスイッチ動作プランジャ２０のカム接触摺動面とは全体的に当接しており、耐摩耗部材５０の平面部５１と復帰プランジャ４０のカム接触摺動面とが耐摩耗部材５０の平面部５１全面で当接していることが分かる。
【００４１】
続いて、図４（ｂ）はリミットスイッチ１のローラ１８が被検出物体に接触し始めてアーム１７が若干回動し始めた状態でのカム部３３、スイッチ動作プランジャ２０、及び復帰プランジャ４０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなように、カム部３３に嵌合した耐摩耗部材５０の一方の折曲縁部５２とスイッチ動作プランジャ２０のカム接触摺動面とが接触していることが分かる。一方、耐摩耗部材５０の平面部５１と復帰プランジャ４０のカム接触摺動面とは耐摩耗部材５０の平面部５１の端部で接触していることが分かる。
【００４２】
更に、図４（ｃ）はリミットスイッチ１のローラ１８が被検出物体からかなり押されアーム１７が更に回動した状態でのカム部３３、スイッチ動作プランジャ２０、及び復帰プランジャ４０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなように、カム部３３に嵌合した耐摩耗部材５０の折曲部縁部５２とスイッチ動作プランジャ２０のカム接触摺動面とが局所的に接触していることが分かる。一方、耐摩耗部材５０の平面部５１と復帰プランジャ４０のカム接触摺動面とが耐摩耗部材５０の平面部縁部で局所的に接触していることが分かる。
【００４３】
以上から分かるように、特別な表面硬化処理を施していないステンレスからなるカム部３３の回動が窒化により表面硬化処理を施したステンレスからなる耐摩耗部材５０を介して同じく窒化により表面硬化処理を施したスイッチ動作プランジャ２０と復帰プランジャ４０の移動に変換されるので、シャフト３０のカム部３３とスイッチ動作プランジャ２０や復帰プランジャ４０のカム摺動接触面とが摩耗して両者がかじって動作不良を起こすことがない。また、シャフト３０はハウジングヘッド１３においてＯ−リング９２により液密にシールされているので、塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれがなく、ハウジングヘッド内部の耐摩耗部材５０が腐食することもない。さらには、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分は耐摩耗部材で構成されていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチ１の動作不良を心配する必要もない。
【００４４】
更にまた、従来型リミットスイッチのシャフトのように一部だけ（カム部だけ）表面硬化処理を施す必要がないので面倒なマスキング処理を必要とせず組み付け工数の低減が図れる。また、従来型リミットスイッチのように一部のカム部のみを窒化処理したシャフトと全く窒化処理していないシャフトを在庫上用意しておく必要がない。すなわち、全く窒化処理していないシャフト３０に要求に応じて耐摩耗部材５０を装着したりしなかったりすれば良いので、小型の耐摩耗部材５０のみを保管することでシャフト共用化を図ることができ、在庫管理上好ましい。
【００４５】
尚、上述の実施形態に変形例としてシャフトと耐摩耗部材を図５（ａ）に示すように構成しても良い。同図に示すシャフト３０’はカム部３３’が厚さ方向中央に向かって幅広となるようにカム部３３’の両側面がそれぞれ断面山形に形成されている。また、耐摩耗部材５０’もこのカム部３３’の両側面に対応して側部が高さ方向中央に向かって横に広がっており、両側部端部５２’が内方に折曲している。そして、折曲した端縁部５３’をカム部３３’の一方の傾斜部３３ａ’に押し付けて当該端縁部５３’を押し広げながら耐摩耗部材５０’をシャフト３０’のカム部３３’に嵌合させるようになっている。かかる構成を有することで作業者が特殊な治具を必要とせず耐摩耗部材５０’をシャフト３０’のカム部３３’に簡単に組み付けることができる。
【００４６】
続いて、本発明の第２の実施形態にかかるリミットスイッチについて説明する。なお、第１の実施形態にかかるリミットスイッチ１と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４７】
本発明の第２の実施形態にかかるリミットスイッチ２は、図６の断面図に示すようにハウジング１１０と、ハウジング１１０内に収容されたマイクロスイッチＭＳと、ハウジング内において特定方向（図中垂直方向）にのみ移動可能に収容され、マイクロスイッチＭＳをオン・オフするスイッチ動作プランジャ１２０と、ハウジング１１０内においてスイッチ動作プランジャ１２０の移動方向と直交する方向に支持され、基端部に円柱部を一側から切り欠いて形成された平面状のカム部１３３を有するシャフト１３０とを備えている。なお、本実施形態においては、スイッチ動作プランジャ１２０がシャフト１３０を初期状態に復帰させる復帰プランジャとしての役目も果たしている。
【００４８】
また、シャフト１３０のカム部１３３には耐摩耗部材１５０が備えられ、耐摩耗部材１５０を介してシャフト１３０の回動をスイッチ動作プランジャ１２０の移動に変換すると共にコイルスプリング１４５から受ける押圧力によりシャフト１３０を初期の回動位置に復帰させるようになっている。なお、シャフト１３０の先端には第１の実施形態と同様のアーム１１７が備わっている。
【００４９】
ハウジング１１０は、同図に示すように、一端部（図中上端部）にスイッチ動作プランジャ１２０の収容孔１１１ａが形成されたアルミニウム合金製のハウジング本体１１１と、ハウジング本体１１１の端部に取り付けられシャフト１３０とスイッチ動作プランジャを収容するアルミニウム合金製のハウジングヘッド１１３とを備えている。
【００５０】
ハウジング本体内底面にはマイクロスイッチＭＳが取り付けられ、マイクロスイッチＭＳからはプランジャが突出している。なお、マイクロスイッチＭＳには電線ＣＡが接続され、当該電線ＣＡはリミットスイッチ外部に導出されている。
【００５１】
スイッチ動作プランジャ１２０は表面全体が窒化処理されたステンレスでできており、大径部と小径部からなる円筒状の外筒部１２１と、内壁段部に受け部を介して取り付けられた芯体１２３と、受け部１２２及び芯体１２３と一体に取り付けられたバネ受け座１２４と、バネ受け座１２４とハウジング本体１１１の凹部１１１ｂとの間に介装された２つのコイルスプリング１２５，１４５とからなる。
【００５２】
なお、スイッチ動作プランジャ１２０の端面は外側に位置するコイルスプリング１２５の付勢力によりシャフト１３０のカム部１３３に嵌合された耐摩耗部材１５０に押し当てられている。
【００５３】
ハウジングヘッド１１３は直方体形状を備え、内部にシャフト１３０やスイッチ動作プランジャ１２０を収容する収容空間１１３ａを有している。
【００５４】
シャフト１３０はステンレスでできており、図７に示すように一部外周全周に亘ってＯ−リング嵌合用の溝部１３１ａが形成された円柱部１３１と、円柱部１３１の一端から同心に延在しレバー（図示せず）が嵌合するセレーション部１３２と、円柱部１３１の一部を半径方向一側から半部だけ切り欠き半径方向他側の外周部を若干小径の断面半円形状とすることで断面半円状に形成されたカム部１３３と、カム部１３３の端部に形成された円板状の突き当て部１３４を備えている。なお、溝部１３１ａにはハウジングヘッド１１３の収容空間１１３ａとシャフト１３０間をシールするＯ−リング１９２（図６参照）が係合され、ハウジングヘッド内外の液密性（シール性）を保っている。
【００５５】
なお、シャフト全体は第１の実施形態と同様に窒化処理などの硬化処理を一切施しておらず、ステンレス自体の耐食性を最大限に有している。一方、カム部１３３には同図に示すようにステンレスからなり窒化処理を行うことで表面に耐摩耗性を備えた耐摩耗部材１５０が嵌合している。耐摩耗部材１５０はステンレスからなる板材を側面視半円弧状に湾曲させ、更にその両端を折曲して異型角型Ｃ字状に形成したもので全体が窒化処理されている。
【００５６】
なお、耐摩耗部材１５０を図８（ａ）に示すように折曲縁部１５２がシャフト１３０のカム部１３３の縁部を覆うように形成する代わりに図８（ｂ）に示す形状にしても良い。すなわち、平板状のステンレス材の両端部を折曲し、折曲縁部１５２’をカム部１３３の半円柱状外周面と同一の曲率で湾曲させた構造を有するように耐摩耗部材１５０’を形成しても良い。かかる耐摩耗部材１５０’は円弧状の湾曲部を有さず、図８（ａ）に示す耐摩耗部材１５０に較べて容易に形成できる。
【００５７】
一方、スイッチ動作プランジャ１２０に設けたコイルスプリング１４５は、図６に示すようにアーム１１７が被検出対象物に当たってシャフト１３０が回動し、シャフト１３０のカム部１３３が傾斜することでスイッチ動作プランジャ１２０が移動すると、コイルスプリング１４５が圧縮されてスイッチ動作プランジャ１２０を元の位置に戻す付勢力を生じる。このコイルスプリング１４５の付勢力によりスイッチ動作プランジャ１２０の端面が当該カム部１３３のカム面全体を均一に押圧することで被検出物体が無い初期の回動状態にシャフト１３０を復帰させるようになっている。
【００５８】
コイルスプリング１２５は、スイッチ動作プランジャ１２０がシャフト１３０のカム部１３３に押されてマイクロスイッチ側に移動したとき、バネ受け座１２４が共に移動することで芯体１２３をスイッチ動作プランジャ１２０と共に移動させる役目を果たす。そして、コイルスプリング１２５の圧縮力はスプリング自体が適度に縮むことで必要以上の押圧力をマイクロスイッチＭＳに伝達しないようにし、マイクロスイッチＭＳの破損を防止する役目も果たしている。
【００５９】
本実施形態にかかるリミットスイッチ２は以上のように構成されており、以下に示すような作用を有する。
【００６０】
図９（ａ）はリミットスイッチ２が被検出物体を未だ検出しない状態でのカム部１３３、耐摩耗部材１５０及びスイッチ動作プランジャ１２０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなようにカム部１３３に嵌合した耐摩耗部材１５０の折曲縁部１５２とスイッチ動作プランジャ１２０のカム接触摺動面とは全体的に当接していることが分かる。
【００６１】
続いて、図９（ｂ）はリミットスイッチ２のローラ１１８が被検出物体に接触し始めてアーム１１７が若干回動し始めた状態でのカム部１３３、耐摩耗部材１５０、及びスイッチ動作プランジャ１２０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなように、カム部１３３に嵌合した耐摩耗部材１５０の一方の折曲部縁部１５２とスイッチ動作プランジャ１２０のカム接触摺動面とが接触していることが分かる。
【００６２】
更に、図９（ｃ）はリミットスイッチ２のローラ１１８が被検出物体からかなり押されアーム１１７が更に回動した状態でのカム部１３３、耐摩耗部材１５０、及びスイッチ動作プランジャ１２０の相互位置関係を断面で示している。同図から明らかなように、カム部１３３に嵌合した耐摩耗部材１５０の一方の折曲縁部１５２とスイッチ動作プランジャ１２０のカム接触摺動面とが局所的に接触していることが分かる。
【００６３】
以上から分かるように、特別な表面硬化処理を施していないステンレスからなるカム部１３３の回動が窒化により表面硬化処理を施したステンレスからなる耐摩耗部材１５０を介して同じく窒化により表面硬化処理を施したスイッチ動作プランジャ１２０の移動に変換されるので、シャフト１３０のカム部１３３とスイッチ動作プランジャ１２０とが摩耗して両者がかじって動作不良を起こすことがない。また、シャフト１３０はハウジングヘッド１１３においてＯ−リング１９２により液密にシールされているので、塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれがなく、ハウジングヘッド１１３内部の耐摩耗部材１５０が腐食してシャフト１３０とスイッチ動作プランジャ１２０の作動不良を起こすこともない。更には、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分は耐摩耗部材で構成されていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチ２の動作不良を心配する必要もない。
【００６４】
なお、更に別の実施形態として図１０に示すようなシャフト２３０を用いたリミットスイッチが考えられる。図１０に示すシャフト２３０はステンレスの代わりに成型後に十分な強度を有する樹脂を成型してできたものであり、カム部２３３が第２の実施形態にかかるシャフト１３０のようにシャフト１３０の一部を切り欠いて断面半円状にする代わりに、シャフト外周の一部に台形状のカム部２３３を備えている。そして、カム部２３３の両側面にはシャフト長手方向に耐摩耗部材嵌合用の溝部２３３ａが形成され、第１の実施形態において記載したステンレスの表面を窒化処理した耐摩耗部材２５０が嵌合されるようになっているか、又は一体成形されるようになっている。
【００６５】
かかるシャフト２３０と耐摩耗部材２５０の組み合わせであっても、シャフト全体が樹脂でできているのでシャフト２３０のハウジングヘッド外部に突出した部分は耐食性を有し、例えば塩害などで錆びることはない。
【００６６】
なお、上述の実施形態で耐摩耗部材５０，１５０，２５０は窒化により表面硬化処理を施したが、必ずしもこれに限定されず浸炭や高周波焼入れによる表面硬化処理を施しても良い。
【００６７】
また、耐摩耗部材は表面に硬化処理がなされていれば良く、ステンレスの代わりに鉄を用いても良い。なお、鉄の場合は浸炭により表面硬化処理を施すのが好ましい。また、表面処理をしていない鋼製の部材の表面に硬質セラミック等の耐摩耗性材料の薄片を接着して耐摩耗部材を形成しても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１にかかるリミットスイッチは、カム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられているので、シャフトのカム部とスイッチ動作プランジャとの耐摩耗性が高く、寿命が長い。また、シャフト基端部はハウジング内で液密にシールされているので塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれがなく、ハウジング内部の耐摩耗部材が腐食する心配はない。さらには、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分には耐摩耗部材が設けられていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチの動作不良を心配する必要はない。
【００６９】
また、本発明の請求項２に記載のリミットスイッチは、第２のカム部のシャフト外周面に対応する縁部にはシャフトより耐摩耗性に優れた材質でできた耐摩耗部材が取り付けられているので、シャフトの第２のカム部と復帰プランジャとの耐摩耗性が高く、寿命が長い。また、シャフト基端部はハウジング内で液密にシールされているので塩水等がシャフト基端部に浸入するおそれはなく、ハウジング内部の耐摩耗部材が腐食する心配はない。さらには、シャフト先端でハウジング外部に突出した部分には耐摩耗部材が設けられていないので、この部分の腐食によるリミットスイッチの動作不良を心配する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるリミットスイッチの長手方向断面図である。
【図２】図１のリミットスイッチのシャフトと耐摩耗部材を示す斜視図である。
【図３】図２のシャフトと耐摩耗部材の第１の嵌合状態を示す断面図（図３（ａ））及び第２の嵌合状態を示す断面図（図３（ｂ））である。
【図４】図１のリミットスイッチのカム、スイッチ動作プランジャ、及び復帰プランジャの動作状態を拡大して示す図であり、シャフトが初期の回転位置にある断面図（図４（ａ））、シャフトが若干回転した状態の断面図（図４（ｂ））、及びシャフトが更に回転した状態の断面図（図４（ｃ））である。
【図５】図２におけるシャフトと耐摩耗部材の変形例をそれぞれ示した斜視図（図５（ａ））及び図５（ａ）に示すシャフトのカム部に耐摩耗部材を嵌合した状態を示す断面図（図５（ｂ））である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるリミットスイッチの長手方向断面図である。
【図７】図６におけるリミットスイッチのシャフト及び耐摩耗部材を示す斜視図である。
【図８】図７のシャフトと耐摩耗部材の第１の嵌合状態を示す断面図（図８（ａ））及び第２の嵌合状態を示す断面図（図８（ｂ））である。
【図９】図８のリミットスイッチのカム及びスイッチ動作プランジャの動作状態を拡大して示す図であり、シャフトが初期の回転位置にある断面図（図９（ａ））、シャフトが若干回転した状態の断面図（図９（ｂ））、及びシャフトが更に回転した状態の断面図（図９（ｃ））である。
【図１０】図７におけるシャフト及び耐摩耗部材の更に別の変形例を示した斜視図である。
【図１１】従来のリミットスイッチのシャフトにおいて全体に窒化処理を施したシャフトを示す斜視図（図１１（ａ））及び部分的に窒化処理を施したシャフトを示す斜視図（図１１（ｂ））である。
【図１２】従来のリミットスイッチのシャフトが初期の回転位置にある断面図（図１２（ａ））、シャフトがかなり回転した状態の断面図（図１２（ｂ））、及びシャフトが限度いっぱいに回転した状態の断面図（図１２（ｃ））である。
【図１３】従来の別タイプにおけるリミットスイッチのシャフトが初期の回動位置にある断面図（図１３（ａ））、シャフトがかなり回転した状態の断面図（図１３（ｂ））、及びシャフトが限度いっぱいに回転した状態の断面図（図１３（ｃ））である。
【符号の説明】
１，２，５，６    リミットスイッチ
１０    ハウジング
１１    ハウジング本体
１１ａ    収容孔
１２    カバー
１３    ハウジングヘッド
１３ａ    収容空間
１３ｂ    ボス部
１７    アーム
１８    ローラ
１９    含油軸受け
２０    スイッチ動作プランジャ
２０ａ    端面
２１    大径プランジャ
２２    ネジ部
２３    小径プランジャ
２５    コイルスプリング
３０，３０’    シャフト
３１    円柱部
３１ａ    溝部
３２    セレーション部
３３，３３’    カム部
３３ａ    第１のカム部
３３ｂ    第２のカム部
３３ａ’      傾斜部
３４    突き当て部
４０    復帰プランジャ
４５    コイルスプリング
５０，５０’    耐摩耗部材
５１    平面部
５２    折曲縁部
５２’    端部
５３’    端端部
６０，６０’      シャフト
６１    円柱部
６３    カム部
７０    スイッチ動作プランジャ
７１    芯体
７２    スプリング
８０    復帰プランジャ
８１    コイルスプリング
９１，９２    Ｏ−リング
１１０    ハウジング
１１１    ハウジング本体
１１１ａ    収容孔
１１１ｂ    凹部
１１３    ハウジングヘッド
１１３ａ収容空間
１１７    アーム
１１８    ローラ
１２０    スイッチ動作プランジャ
１２１    外筒部
１２２    受け部
１２３芯体
１２４バネ受け座
１２５，１２６    コイルスプリング
１３０    シャフト
１３１    円柱部
１３１ａ    溝部
１３２    セレーション部
１３３    カム部
１３４    突き当て部
１４５    コイルスプリング
１５０，１５０’        耐摩耗部材
１５２，１５２’    折曲部
１６０    シャフト
１６３    カム部
１７０    スイッチ動作プランジャ
１７１    芯体
１７２，１７３    スプリング
１８０    ハウジングヘッド
１９２    Ｏ−リング
２３０    シャフト
２３３    カム部
２３３ａ    溝部
２５０    耐摩耗部材
【図１】
2004247255.tif 000003
【図２】
2004247255.tif 000004
【図３】
2004247255.tif 000005
【図４】
2004247255.tif 000006
【図５】
2004247255.tif 000007
【図６】
2004247255.tif 000008
【図７】
2004247255.tif 000009
【図８】
2004247255.tif 000010
【図９】
2004247255.tif 000011
【図１０】
2004247255.tif 000012
【図１１】
2004247255.tif 000013
【図１２】
2004247255.tif 000014
【図１３】
2004247255.tif 000015