(57)【要約】【課題】組み付け性に優れ、かつ軸方向の力に対してコイルばねを外れ難くする。【解決手段】ケース３０と、前記ケース３０に傾倒可能に取り付けられると共に、前記ケース３０から突出する軸部４１を有する作動軸４０と、前記一方側の端部１１０Ａを巻線間に隙間を設けた非密着巻としたコイルばね１１０とを含み、前記軸部４１の外周面に形成した螺旋状のばね取付溝４３に対して非密着巻きされた巻線１１１Ａを係合させることにより、前記作動軸４０の軸部４１に前記コイルばね１１０を固定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材に対するコイルばねの取付構造であって、
前記コイルばねの一方側の端部を巻線間に隙間を設けた非密着巻きとする一方、前記軸部材の外周面に螺旋状のばね取付溝を設け、
前記ばね取付溝に対して非密着巻きされた巻線を係合させることにより、前記コイルばねを前記軸部材に固定するコイルばねの取付構造。
【請求項２】
前記コイルばねのうち、前記一方側の端部は巻線間に隙間を設けた前記非密着巻きであり、前記他方側の端部は巻線を密着させた密着巻きである請求項１に記載のコイルばねの取付構造。
【請求項３】
前記一方側の端部の巻線の巻線ピッチは、前記ばね取付溝の溝ピッチと等しい請求項１又は請求項２に記載のコイルばねの取付構造。
【請求項４】
前記コイルばねの前記一方側の端部の巻線の隙間は、前記コイルばねの線径以上である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコイルばねの取付構造。
【請求項５】
ケースと、
前記ケースに傾倒可能に取り付けられると共に、前記ケースから突出する軸部を有する作動軸と、
前記作動軸の傾倒に応答してオンオフするスイッチ部と、
前記一方側の端部を巻線間に隙間を設けた非密着巻としたコイルばねとを含み、
前記軸部の外周面に形成した螺旋状のばね取付溝に対して非密着巻きされた巻線を係合させることにより、前記作動軸の軸部に前記コイルばねを固定したリミットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルばねの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、下記構造のリミットスイッチが記載されている。リミットスイッチは、アクチュエータと、筒体と、作動軸と、プランジャと、押釦と、タクトスイッチとを含む。係るリミットスイッチは、アクチュエータの上端に検知すべき物体が当たると、作動軸が傾倒し、筒体の内部に収容されたプランジャを下方向に押圧する。すると、プランジャの内部に取り付けられた押釦がタクトスイッチの動作押釦を押し下げる。以上により、タクトスイッチがオン動作する。
【０００３】
また、上記のリミットスイッチは、アクチュータに密着ばね（コイルばね）を用いている。密着ばねは、一方側が固定端、他方側が自由端となっており、固定端となる一方側を作動軸に固定し、自由端となる他方側にキャップを取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、密着ばねを作動軸に対して圧入固定していた。そのため、組み付け性が悪いという問題があった。また、圧入固定の場合、軸方向に強い力が加わると密着ばねが作動軸から抜けてしまう問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、組み付け性に優れ、かつ軸方向の力に対して外れ難いコイルばねの取付構造を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のばね取付構造は、軸部材に対するコイルばねの取付構造であって、前記コイルばねの一方側の端部を巻線間に隙間を設けた非密着巻きとする一方、前記軸部材の外周面に螺旋状のばね取付溝を設け、前記ばね取付溝に対して非密着巻きされた巻線を係合させることにより、前記コイルばねを前記軸部材に固定する。尚、「コイルばね」とは、ばね材を螺旋状に巻いたばねである。
【０００７】
本発明のリミットスイッチは、ケースと、前記ケースに傾倒可能に取り付けられると共に、前記ケースから突出する軸部を有する作動軸と、前記作動軸の傾倒に応答してオンオフするスイッチ部と、前記一方側の端部を巻線間に隙間を設けた非密着巻としたコイルばねとを含み、前記軸部の外周面に形成した螺旋状のばね取付溝に対して非密着巻きされた巻線を係合させることにより、前記作動軸の軸部に前記コイルばねを固定した。
【０００８】
上記発明の実施態様として以下の構造が好ましい。
前記コイルばねのうち、前記一方側の端部は巻線間に隙間を設けた前記非密着巻きとし、前記他方側の端部は巻線を密着させた密着巻きである。このようにすれば、外観で、コイルばねの方向を認識することが出来る。
【０００９】
前記一方側の端部の巻線の巻線ピッチは、前記ばね取付溝の溝ピッチと等しい。このようにすれば、コイルばねを取付溝にスムーズに組み付けることが出来、組み付け作業性が一層よい。
【００１０】
前記コイルばねの前記一方側の端部の巻線の隙間は、コイルばねの線径以上である。このようにすれば、ばね取付溝からばね取付溝までの間隔がコイルばねの線径以上になるので、間隔が狭い場合に比べて、ばね取付溝が潰れ難く、コイルばねをしっかりと固定できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コイルばねを回転させることで、軸部材への組み付けが可能ある。そのため、軸部材に対するコイルばねの組み付け作業性がよい。また、軸方向の力に対してコイルばねが抜け難い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリミットスイッチの正面図
【図２】リミットスイッチの断面図
【図３】コイルばねの正面図
【図４】コイルばねの取付構造を示す図
【図５】作動軸を軸方向から見た図
【図６】リミットスイッチの検知動作前の状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜一実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図６によって説明する。
１．リミットスイッチ１０の構造
図１はリミットスイッチの正面図、図２はリミットスイッチの断面図、図３はコイルばねの正面図、図４はコイルばねの取付構造を示す図である。
【００１４】
リミットスイッチ１０は、タクトスイッチ（本発明の「スイッチ部」に相当）２０と、ケース３０と、作動軸（本発明の「軸部材」に相当）４０と、プランジャ５０と、押釦６０と、押圧スプリング７１と、復帰スプリング７５と、ゴムカバー８０と、アクチュエータ１００と、を含む。
【００１５】
タクトスイッチ２０は、上面に動作押釦２１を設けている。本例では、タクトスイッチ２０は、プリント基板Ｐに対して半田付けされている。
【００１６】
ケース３０は、例えば金属製であり、下面が開放する筒型をなす。ケース３０の上面壁３１には貫通孔３２が形成されている。ケース３０は、作動軸４０の大径部４７、プランジャ５０、押釦６０、押圧スプリング７１、復帰スプリング７５を内蔵している。ケース３０はスペーサＳ、取付金具３７を介してプリント基板Ｐの上面側に固定されており、タクトスイッチ２０の真上に位置する。
【００１７】
作動軸４０は、例えば金属製であり、断面円形の軸部４１と、軸部４１の下部に設けられた大径部４７を有する。作動軸４０はケース３０の上部側に取り付けられている。具体的に説明すると、作動軸４０は、ケース３０に対して軸部４１を上にして下側から組み付けられており、大径部４７をケース３０の内部に収めつつ、軸部４１をケース３０の上面壁３１に形成された貫通孔３２から上方に突出させている。
【００１８】
プランジャ５０は、例えば金属製であり、円柱状の部材である。プランジャ５０は、ケース３０の内側において作動軸４０の下側に配置されている。プランジャ５０は、ケース３０に対して上下移動可能に嵌合している。また、プランジャ５０の中央部には段付の軸孔５１が形成されている。軸孔５１はプランジャ５０を軸方向（図２の上下方向）に貫通する。また、プランジャ５０の底面には中空状の筒体５３が形成されている。
【００１９】
押釦６０は、ケース３０の軸方向（図２の上下方向）に長い柱状であり、タクトスイッチ２０に対する押圧面６１を下に向けて、プランジャ５０の軸孔５１に組み付けられている。押釦６０は、頭部６３を軸孔５１の段差部分に突き当てることにより、抜け止されている。
【００２０】
押圧スプリング７１は、プランジャ５０の底面に形成された筒体５３の内側に位置しており、プランジャ５０の底面と押釦６０の先端外周に固定された固定部材６５との間に配置されている。押圧スプリング７１は、プランジャ５０に対して押釦６０を下方向に押圧するように機能する。
【００２１】
復帰スプリング７５は、プランジャ５０の底面に形成された筒体５３の外側に位置しており、プランジャ５０の底面とタクトスイッチ２０の上面との間に配置されている。復帰スプリング７５は、ケース３０に対してプランジャ５０を上向きに押圧（復帰）するように機能する。
【００２２】
アクチュエータ１００は、コイルばね１１０と、キャップ１２０とを備える。
【００２３】
コイルばね１１０は、一軸方向（図２の上下方向）に沿って、ばね材を螺旋状に成形したものである。コイルばね１１０は、一方側（図３の右側）の端部１１０Ａが非密着巻き、他方側（図３の左側）の端部１１０Ｂが密着巻きとなっている。また、両端部を除く中央部分も密着巻きとなっている。尚、「非密着巻き」とは、巻線１１１間に隙間ｄを設けた巻き方であり、「密着巻き」とは、隙間を作らず、巻線１１１を密着させた巻き方である。
【００２４】
そして、コイルばね１１０の一方側（図３の右側）の端部１１０Ａは固定端となっており、作動軸４０に形成されたばね取付溝４３に対して、非密着巻きした巻線１１１Ａを係合（ばね取付溝に巻線を嵌め合わす）させることにより、作動軸４０に対して固定される構造になっている。
【００２５】
具体的に説明すると、図４（Ａ）に示すように、ばね取付溝４３は、作動軸４０の軸部４１の先端部の外周面に形成されている。ばね取付溝４３の溝幅は、巻線１１１Ａの線径と概ね等しく、また、巻線１１１Ａの巻線ピッチＰ１は、ばね取付溝４３の溝ピッチＰ２と等しい。そのため、図４（Ａ）にて示すように、先頭の巻線１１１Ａをばね取付溝４３の入口部分に嵌合させつつ、コイルばね１１０を回転させることで、図４（Ｂ）に示すように、作動軸４０のばね取付溝４３に対して巻線１１１Ａが係合し、コイルばね１１０の一方側の端部１１０Ａは、作動軸４０に対して固定される構造になっている。
【００２６】
また、ばね取付溝４３の溝深さは、コイルばね１１０のばね材の線径と同程度か、線径以上であることが好ましい。そのようにすることで、ばね取付溝４３に対する巻線１１１Ａの掛かりが深くなるので、コイルばね１１０が、ばね取付溝４３から外れ難くなる。
【００２７】
また、非密着巻した巻線１１１Ａの隙間ｄは、コイルばね１１０のばね材の線径以上である。このようにすることで、ばね取付溝４３からばね取付溝４３までの間隔ｈが線径以上になるので、ばね取付溝４３が潰れ難く、コイルばね１１０をしっかりと固定できる。
【００２８】
キャップ１２０は、例えば合成樹脂製であり、図２に示すように、先端に向かって先細りするヘッド部１２１と、ヘッド部１２１の下面から下方に突出する圧入軸１２３とを備える。キャップ１２０は、圧入軸１２３をコイルばね１１０の他方側の端部１１０Ｂの巻線１１１Ｂ内に圧入することにより、コイルばね１１０の他方側（図３の右側）の端部に固定されている。
【００２９】
ゴムカバー８０は、ケース３０の上部側に取り付けられており、ケース３０から突出する作動軸４０の一部を覆う。具体的には、作動軸４０の外周部には、ばね取付溝４３の終端位置の下方に位置してフランジ４５が形成されている。ゴムカバー８０は、作動軸４０のうちフランジ４５から下側を覆っている。
【００３０】
２．動作説明
次に、図６を参照してリミットスイッチ１０の動作説明を行う。尚、図６の（Ａ）は、リミットスイッチの検知動作前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は検知動作中の状態を示す断面図である。
【００３１】
リミットスイッチ１０は、アクチュエータ１００の上端に検知すべき物体が当たると、作動軸４０が図６の（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態に傾倒する。これにより、ケース３０の内部に収容されたプランジャ５０が、傾倒した作動軸４０に押されて、下方向に移動する。すると、押圧スプリング７１が当初の状態から圧縮され、プランジャ５０の内部に取り付けられた押釦６０を下向きに押圧する力が増す。これにより、押釦６０が、タクトスイッチ２０の動作押釦２０Ａを強く押し下げ、タクトスイッチ２０がオン動作する。
【００３２】
一方、検知すべき物体がアクチュエータ１００の上端から離間すると、復帰スプリング７５が、下方に押し込まれたプランジャ５０を押し戻すため、プランジャ５０はケース３０内を上方に移動し、また、作動軸４０は倒れのない図６の（Ａ）の状態に戻る。そして、（Ａ）の状態に戻ると、プランジャ５０が上方に押し戻された分だけ、押圧スプリング７１のばね力が弱まる。そのため、押釦６０が、タクトスイッチ２０の動作押釦２０Ａを押し下げる力も弱まるため、タクトスイッチ２０はオフ動作する。
【００３３】
３．効果説明
本実施形態のリミットスイッチ１０によれば、作動軸４０の外周面に形成した螺旋状のばね取付溝４３に対して非密着巻した巻線１１１Ａを係合させることにより、コイルばね１１０を作動軸４０に対して固定する。
【００３４】
螺旋型のばね取付溝４３に巻線１１１Ａを係合させる結合構造であれば、コイルばね１１０を回転させることで作動軸４０への組み付けが可能あり、圧入による結合構造に比べて力が要らず、組み付け作業性がよい。しかも、巻線ピッチＰ１と溝ピッチＰ２が等しいので、コイルばね１１０を取付溝にスムーズに組み付けることが出来、組み付け作業性が一層よい。また、圧入の場合、軸方向（図２のＦ方向）に強い力が加わると、作動軸４０からコイルばね１１０が抜けてしまうことが懸念されるが、螺旋型のばね取付溝４３に巻線１１１Ａを係合させる結合構造であれば、軸方向（図２のＦ方向）に強い力が加わっても、回転方向の力が加わらなければ、作動軸４０からコイルばね１１０が抜ける心配がなく、作動軸４０に対してコイルばね１１０を強固に固定することが可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、コイルばね１１０の一方側の端部１１０Ａを非密着巻きとし、他方側の端部１１０Ｂを密着巻きとしている。このようにすることで、端部の巻き方を見れば、コイルばね１１０の方向を認識することが出来る。そのため、方向を誤って、コイルばね１１０を作動軸４０に組み付けることを防止することが可能である。
【００３６】
より詳しく説明すると、コイルばね１１０のように、一方側の端部１１０Ａを固定端として使用し、他方側の端部１１０Ｂを自由端として使用するばねは、方向がある場合があり、自由端である他方側の端部１１０Ｂを固定端として使用すると、ばね力が弱くなってしまう。従って、正規のばね力を得るには、一方側の端部１１０Ａを固定端として使用する必要があるが、本実施形態では、端部の巻き方を見れば、コイルばね１１０の方向を認識することが出来るので、方向を誤って、コイルばね１１０を作動軸４０に組み付けることを防止することが可能である。
【００３７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３８】
（１）上記実施形態では、コイルばね１１０の一方側の端部１１０Ａを非密着巻きとし、他方側の端部１１０Ｂを密着巻きとしたが、両端部１１０Ａ、１１０Ｂを密着巻きとしてもよい。すなわち。キャップ１２０側についても、軸１２３に対してばね取付溝４３を設けて、作動軸４０側と同じように、ばね取付溝４３に巻線を係合させることで、コイルばね１１０を固定する構造にしてもよい。
【００３９】
（２）上記実施形態では、ばね取付溝４３と巻線１１１によるコイルばねの取付構造の適用例として、リミットスイッチ１０を例示したが、軸部材に対してコイルばねを固定する構造に対して広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０...リミットスイッチ
２０...タクトスイッチ（本発明の「スイッチ部」の一例）
３０...ケース
４０...作動軸（本発明の「軸部材」の一例）
４１...軸部
４３...ばね取付溝
５０...プランジャ
６０...押釦
１００...アクチュエータ
１１０...コイルばね
１２０...キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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