致动器单元以及安全开关的制作方法

1.本发明涉及致动器单元以及具备该致动器单元的安全开关。


背景技术：

2.在设置工作机械、产业用机器人等的产业业用机械的危险区域的出入口设有根据门的开闭状态而进行接通(on)或断开(off)的安全开关。
3.一般而言，安全开关具备：配置于门侧的致动器；以及开关主体，其配置于壁侧且具有致动器插入孔，并且根据内部的操作杆的动作而切换触点，在门关闭时门侧的致动器插入于壁侧的开关主体的致动器插入孔，开关主体的内部的操作杆移动而实现触点切换。
4.对于这样的安全开关，由于门的晃动或门本身的位置偏移等，致动器相对于致动器插入孔产生位置偏移，其结果，可能导致在门关闭时致动器不能顺畅地插入于致动器插入孔这一情形。鉴于此，为了防止这样事态的产生，到目前为止已经采用了各种的方案。
5.例如，在日本特开2017-91877号公报记载的致动器中，通过使操作钥匙(2)以可摆动的方式支承于基座(3)，并且通过扭簧(41)的作用力使摆动后的操作钥匙(2)恢复到基准位置，即使在门的晃动较大的情况下，也能够通过在操作钥匙(2)插入时操作钥匙(2)进行摆动，使得操作钥匙(2)插入到开关主体的钥匙插入口(103、104)(参照该公报的[0037]、[0038]、[0044]段、参照图1、图13～图15)。
[0006]
在日本特开平8-138500号公报记载的钥匙开关中，通过将操作钥匙(3)的钥匙主体(9)以滑动自如的方式设于支架部(8)的支轴部(12)，并且通过弹性体(13)的作用力，使钥匙主体(9)配置于滑动中立位置，从而即使在操作钥匙(3)以及开关主体(2)产生组装误差、位置偏移的情况下，通过在操作钥匙(3)插入时操作钥匙(3)进行滑动移动，也会使得操作钥匙(3)插入于开关主体(2)的钥匙孔(6)(参照该公报的[0009]、[0020]段、图1～图3。)
[0007]
在日本特开平11-317132号公报记载的安全开关用驱动件中，将钥匙(2)的基部(3)安装为能够借助圆形的ptfe制滑动轴承(或者滚子轴承)(9)在支架(1)内滑动，并且通过弹簧(10)对钥匙(2)向中心位置施力，由此使钥匙(2)的基部(3)沿着滑动轴承(9)的安装面位移，从而修正驱动件与安全开关的插入插口之间的不匹配(参照该公报的权利要求1、[0011]、[0012]段、图1、图3、图4)。
[0008]
现有技术文献
[0009]
专利文献
[0010]
专利文献1：日本特开2017-91877号公报(参照段落[0037]、[0038]、[0044]、图1、图13～图15)；
[0011]
专利文献2：日本特开平8-138500号公报(参照段落[0009]、[0020]、图1～图3)
[0012]
专利文献3：日本特开平11-317132号公报(参照权利要求1、段落[0011]、[0012]、图1、图3、图4)


技术实现要素：

[0013]
在日本特开2017-91877号公报记载的发明中，当在操作钥匙(2)与开关主体(100)的钥匙插入口(103、104)之间有位置偏移时，通过在操作钥匙(2)向钥匙插入口(103、104)插入时操作钥匙(2)进行摆动来吸收位置偏移，因此能够应对操作钥匙(2)在摆动方向(即摆动面内)上的位置偏移，但是对于与摆动方向交叉(例如正交)的方向上的位置偏移则无法应对。
[0014]
在日本特开平8-138500号公报记载的发明中，当在操作钥匙(3)的钥匙主体(9)与开关主体(2)的钥匙孔(6)之间有位置偏移时，通过在钥匙主体(9)向钥匙孔(6)插入时钥匙主体(9)进行滑动移动来吸收位置偏移，因此能够应对钥匙主体(9)在滑动方向(即滑动面内)上的位置偏移，但是对于与滑动方向交叉(例如正交)的方向上的位置偏移则无法应对。
[0015]
与此相对，在日本特开平11-317132号公报记载的发明中，当在钥匙(2)与安全开关的插入插口之间有位置偏移时，通过在钥匙(2)向插入插口插入时钥匙(2)沿着滑动轴承(9)的安装面移动来吸收位置偏移，因此能够应对任意方向的位置偏移。
[0016]
然而，当在钥匙(2)与安全开关的插入插口之间有位置偏移的状态下将门关闭时，对钥匙(2)的基部(3)作用伴随于门的惯性的过大的冲击载荷，该冲击载荷原样作用于ptfe制滑动轴承，因此存在ptfe制滑动轴承破损的可能，耐久性存在问题。此外，在日本特开平11-317132号公报记载的发明中，记载了可以代替ptfe制滑动轴承而使用滚子轴承这样的内容，在使用滚子轴承的情况下，由于钥匙(2)的基部(3)只能够向滚子轴承的转动方向产生位移，所以虽然能够应对转动方向上的位置偏移，但是对于与转动方向交叉(例如正交)的方向上的位置偏移则无法应对。
[0017]
本发明是鉴于这样的以往的实际情况而完成的，本发明要解决的课题为提供一种致动器单元和具备该致动器单元的安全开关，该致动器单元不仅能够在与插入方向交叉的任意方向上吸收相对于致动器插入孔的位置偏移，还能够提高耐久性，并且能够顺畅地进行位置偏移的吸收。
[0018]
本发明的致动器单元具备：致动器，具有能够插入于致动器插入孔的前端部；以及支承部，将致动器的基端侧端部支承为能够沿与第一方向交叉的第二方向移动，该第一方向是致动器相对于致动器插入孔的插入方向。支承部具有：滚珠；以及保持部，其将滚珠保持为自转自如，保持部与致动器的基端侧端部分体设置，并且能够沿第二方向移动。致动器的前端部与致动器插入孔的位置偏移通过保持部向第二方向的移动以及致动器的基端侧端部相对于保持部向第二方向的相对移动而被吸收。
[0019]
根据本发明，致动器的基端侧端部通过具备自转自如的滚珠以及保持该滚珠且能够沿第二方向移动的保持部的支承部被支承为能够沿与第一方向交叉的第二方向移动，该第一方向是动致动器的插入方向，并且，致动器的前端部与致动器插入孔的位置偏移通过致动器的基端侧端部以及保持部向第二方向的移动而被吸收，因此，能够在与插入方向交叉的任意方向上吸收相对于致动器插入孔的位置偏移。而且，根据本发明，由于致动器的基端侧端部被具有自转自如的滚珠的支承部支承，所以即使在产生相对于致动器插入孔的位置偏移时对致动器的前端部作用过大的载荷而对致动器的基端侧端部作用了过大的推力载荷的情况下，也能够通过支承部的滚珠可靠地支承致动器的基端侧端部，由此，能够提高致动器单元的耐久性。另外，由于滚动摩擦远小于滑动摩擦，所以通过使用滚珠，与使用滑
动轴承的情况相比能够减小摩擦系数，由此能够实现致动器的顺畅动作，能够进一步提高耐久性。
[0020]
并且，根据本发明，由于将滚珠保持为自转自如且能够沿第二方向移动的保持部与致动器的基端侧端部分体设置，所以在当致动器插入时致动器的前端部相对于致动器插入孔产生位置偏移时，保持部允许滚珠的自转，并且不被致动器的基端侧端部约束地向第二方向移动。由此，致动器的基端侧端部能够向第二方向顺畅地移动，使位置偏移的吸收得以顺畅地进行。
[0021]
在本发明中，在将致动器的前端部与致动器插入孔的位置偏移设为δ，将保持部向第二方向的移动量设为h，将致动器的基端侧端部相对于保持部向第二方向的相对移动量设为b时，δ＝h+b的关系式成立。
[0022]
在本发明中，第一弹性支承部件设置于致动器，该第一弹性支承部件将致动器在第二方向上弹性支承。该情况下，能够将移动后的致动器以第一弹性支承部件的作用力返回到移动前的原位置。
[0023]
在本发明中，第二弹性支承部件设置于支承部，该第二弹性支承部件将保持部在第二方向上弹性支承。该情况下，能够将移动后的保持部以第二弹性支承部件的作用力返回到移动前的原位置。
[0024]
在本发明中，致动器在前端部以及基端侧端部之间延伸，基端侧端部以及支承部被收纳于壳体，并且壳体具有允许致动器向第二方向移动的开孔。
[0025]
在本发明中，前端部具有锥状面或者凸圆弧状面。该情况下，在由于位置偏移而使前端部抵接于致动器插入孔的开口边缘部时，致动器的基端侧端部能够向吸收位置偏移的一侧顺畅地移动。
[0026]
在本发明中，致动器的前端部具有卡止孔，该卡止孔卡止于具有致动器插入孔的开关主体的内部的卡止部件。
[0027]
在本发明中，致动器具有在前端部以及基端侧端部之间延伸的轴部，在轴部与前端部之间形成有台阶，台阶卡止于具有致动器插入孔的开关主体的内部的卡止部件。
[0028]
本发明的安全开关具备本发明的致动器单元以及具有致动器插入孔的开关主体。
[0029]
如上所述，根据本发明，能够在与插入方向交叉的任意方向上吸收致动器的前端部与致动器插入孔的位置偏移。而且，根据本发明，即使在当产生位置偏移时对致动器的前端部作用过大的载荷而对致动器作用了过大的推力载荷的情况下，也能够利用支承部的滚珠可靠地支承致动器的基端侧端部，并能够提高致动器单元的耐久性。并且，根据本发明，致动器的基端侧端部能够沿第二方向顺畅地移动，使得位置偏移的吸收能够顺畅地进行。
附图说明
[0030]
图1是从前方侧观察本发明的一个实施例的具备致动器单元以及开关主体的安全开关而得到的整体立体图。
[0031]
图2是从后方侧观察上述安全开关(图1)而得到的整体立体图。
[0032]
图3是上述安全开关(图1)的主视图。
[0033]
图4是上述安全开关(图1)的俯视图。
[0034]
图5是上述致动器单元(图1)的纵向剖视图。
[0035]
图6是从前方侧斜上方观察上述致动器单元(图5)而得到的图。
[0036]
图7是从斜上方观察上述致动器单元(图5)而得到的图。
37.图8是从前方侧斜上方观察在上述致动器单元(图5)中去除致动器后的状态而得到的图。
[0038]
图9是表示在上述致动器单元(图5)中去除致动器以及垫片后的状态的图。
[0039]
图10是图9的x-x线横向剖视图。
[0040]
图11是图9的xi-xi线横向剖视图。
[0041]
图12是从斜后方观察上述致动器单元(图11)而得到的图。
[0042]
图13是在上述致动器单元(图11)中，包括滚珠以及保持器的滚珠轴承结构体的整体立体图。
[0043]
图14是上述致动器单元(图5)的示意图。
[0044]
图15是表示在上述致动器单元(图14)的致动器相对于开关主体的致动器插入孔有位置偏移的情况下，上述致动器的移动后的状态的示意图。
[0045]
图16是将图15进一步简化表示的图，其中，图16的(a)示出致动器移动前的状态，图16的(b)示出致动器移动后的状态。
[0046]
图17是表示在上述安全开关(图1)中上述致动器单元相对于上述开关主体的致动器插入孔没有位置偏移的状态的图。
[0047]
图18是在上述安全开关(图1)中上述致动器单元相对于上述开关主体的致动器插入孔有位置偏移的情况下以时间序列表示致动器的移动的图，其示出上述致动器插入前的状态。
[0048]
图19是在上述安全开关(图1)中上述致动器单元相对于上述开关主体的致动器插入孔具有位置偏移的情况下以时间序列表示致动器插入时的动作的图，其示出上述致动器插入中途的状态。
[0049]
图20是在上述安全开关(图1)中上述致动器单元相对于上述开关主体的致动器插入孔有位置偏移的情况下以时间序列表示致动器插入时的动作的图，其示出上述致动器的插入后的状态。
[0050]
图21是图20的xxi-xxi线简要剖面图。
[0051]
图22示出在本发明的变形例的具备致动器单元以及开关主体的安全开关中，上述致动器单元相对于上述开关主体的致动器插入孔有位置偏移的情况下致动器插入前的状态。
[0052]
图23示出在上述安全开关(图22)中，上述致动器插入后的状态，相当于上述实施例的图21。
[0053]
附图标记的说明
[0054]
1：安全开关
[0055]
2：开关主体
[0056]
20：致动器插入孔
[0057]
3：致动器单元
[0058]
3a：致动器
[0059]
30：前端部
[0060]
30b：卡止孔
[0061]
30t：锥状面
[0062]
30r：凸圆弧状面
[0063]
31j：轴部
[0064]
32：壳体
[0065]
32a：开孔
[0066]
35b：最靠基端侧的凸缘部(致动器的基端侧端部)
[0067]
38，38＇：扭簧(第一弹性支承部件)
[0068]
4：支承部
[0069]
40：滚珠
[0070]
41：保持器(保持部)
[0071]
42：臂状部件(第二弹性支承部件)
[0072]
43：压缩弹簧(第二弹性支承部件)
[0073]
sr：卡止部件
[0074]
a：致动器插入方向(第一方向)
[0075]
b：与致动器插入方向的交叉方向(第二方向)
[0076]
δ：位置偏移
[0077]
h：保持器的移动量
[0078]
b：致动器相对于保持器的相对移动量。
具体实施方式
[0079]
以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。
[0080]
图1～图4是用于说明本发明的一实施例的致动器单元以及具备致动器单元的安全开关的图，各图示出安全开关的外观，图1以及图2是安全开关的立体图，图3是其主视图，图4是俯视图。
[0081]
如图1～图4所示，本实施例的安全开关1具备：开关主体2，例如安装于壁或者固定门(未图示)；致动器单元3，其例如安装于滑动式的可动门(未图示)，并被设为能够相对于开关主体2进行插拔。各图中，箭头a表示致动器单元3的插入方向(第一方向)。
[0082]
开关主体2具有一个或者多个致动器插入孔20。致动器插入孔20是贯穿开关主体2的壁部的例如横向剖面为矩形状的贯穿孔，其开口边缘部具有开口宽度随着从开关主体2的壁部的外表面朝向开关主体2的内侧逐渐变小的锥面20a。图4中，点划线2c
l
表示致动器插入孔20的中心线。此外，虽然未图示，但在开关主体2的内部设有卡止部件(后述)，该卡止部件设有能够切换的触点，并且与插入的致动器单元3卡止。
[0083]
致动器单元3具有：致动器3a，该致动器3a具有能够插入开关主体2的致动器插入孔20的前端部30；基座部3b，其收纳致动器3a的基端侧端部(后述)。前端部30例如是板状(即横向剖面为矩形状)，在其前端侧的各角部分别形成有通过倒角而形成的平坦状的倾斜面30t，前端侧部分具有随着朝向前端而逐渐变细的锥状面。此外，还可以代替倾斜面而形成弧面(即凸圆弧状面)，或者前端侧部分整体可以形成凸圆弧状面。在前端部30形成有沿厚度方向贯穿前端部30的例如矩形状的卡止孔30b。图4中，点划线3c
l
表示致动器3a的长度
方向的中心线，在该例子中表示出中心线3c
l
与开关主体2的致动器插入孔20的中心线2c
l
一致的状态。
[0084]
基座部3b具有：收纳致动器3a的基端侧端部(后述)的箱状的壳体32；薄板状的盖体33，其覆盖壳体32中与致动器3a侧相反的一侧的背面侧开口。在壳体32以及盖体33分别形成有多个螺钉插入孔32b、33b，以供将致动器单元3安装于可动门的安装螺钉(未图示)插入。此外，图2中的附图标记33c是供用于将盖体33固定壳体32的安装螺钉(未图示)插入的螺钉插入孔。
[0085]
接下来，使用图5～图13对致动器3a的基端侧端部以及支承该致动器3a的基端侧端部的支承部进行详细说明。图5～图9表示致动器单元3的纵向剖面，图10～图12表示其横向剖面，图13表示支承部的整体结构。此外，各剖视图中仅在图5以阴影线表示剖面，在其他的图中省略了阴影线。
[0086]
如图5～图9所示，致动器3a的基端部31包括向径向外侧延伸的大致菱形状的板状部(参照图1)，在其中央的突起部31c形成有沿轴向延伸的螺钉孔(内螺纹)31c。相对地，在壳体32内配设有沿轴向延伸的螺钉34，螺钉34的轴部(外螺纹)34a与突起部31c的螺钉孔31c螺合而固定。在螺钉34的轴部34a的外周固定有凸缘部件35。凸缘部件35具有凸缘部35b、35b＇，凸缘部35b、35b＇在基端侧隔着轴向的间隔35c配置，并且分别向径向外侧伸出。凸缘部35b配置成最靠基端侧。
[0087]
螺钉34的轴部34a以及凸缘部件35穿过在贯穿形成于壳体32的一端侧的壁部32a的开孔32a而延伸到壳体32的外部。开孔32a的内径大于配置在开孔32a内的凸缘部件35的外径，在开孔32a与凸缘部件35之间形成有能允许凸缘部件35在径向上移动的间隙。凸缘部件35的前端部35a配置在形成于致动器3a的基端部31的凹部31d内。在凹部31d内设有例如橡胶制的垫片36，垫片36的一端固定于凸缘部件35的前端部35a。垫片36的另一端固定于例如树脂制的环状的密封部件37。密封部件37配置在形成于壳体32的壁部32a的开孔32a的外周侧，且被设为能够在壁部32a的外侧面32c上沿开孔32a的任意径向滑动。
[0088]
致动器3a、螺钉34、凸缘部件35、垫片36以及密封部件37整体为一体构成，由此，凸缘部件35的最靠基端侧的凸缘部35b实际构成致动器3a的基端侧端部。在凸缘部件35的最靠基端侧的凸缘部35b与盖体33之间设有支承部4，该支承部4与最靠基端侧的凸缘部(即，致动器3a的基端侧端部)35b分体设置，并将凸缘部35b支承成能够沿任意径向滑动。支承部4由滚珠轴承结构体构成，滚珠轴承结构体具有多个滚珠40，能够沿与致动器3a的插入方向亦即箭头a方向(第一方向)交叉(优选正交)的箭头b方向(第二方向)移动，支承部4将致动器3a的基端侧端部35b支承为沿箭头b方向移动自如(详细后述)。此外，箭头b方向并不局限于图5的纸面内，包括与箭头a方向交叉(优选正交)的任意方向，即与轴向交叉(优选正交)的任意径向。
[0089]
在壳体32的内部空间32c内设有扭簧(第一弹性支承部件)38、38＇，扭簧38、38借助凸缘部件35以及螺钉34将致动器3a在箭头b方向上弹性支承。扭簧38，38＇配设在凸缘部件35的各凸缘部35b、35b＇之间，由例如钢琴线那样的高张力铜线或其他钢线、金属线等构成。
[0090]
如图9的x-x线剖面亦即图10所示，扭簧38包括左右一对的扭簧381、382，各扭簧381、382分别安装于从壳体32的壁面延伸的柱状的立柱391，392。各扭簧381、382的一个臂部卡止于壳体32的上侧的内壁面，另一个臂部以从左右夹持的方式弹性抵接于凸缘部件35的
外周面。同样地，扭簧38＇包括左右一对的扭簧381、382＇，各扭簧381＇、382＇分别安装于从壳体32的壁面延伸的立柱391＇、392＇。各扭簧381＇、382＇的一个臂部卡止壳体32的下侧的内壁面，另一臂部以从左右夹持的方式弹性抵接于凸缘部件35的外周面。
[0091]
通过该构成，凸缘部件35(因而致动器3a也同样)被从外周侧弹性支承，即使凸缘部件35向径向的任意方向(即箭头b方向)移动的情况下，也会通过伴随于扭簧381、382、381＇、382＇的臂部的弹性变形的弹性反力的作用，使凸缘部件35(因而致动器3a)返回到原位置。由此，扭簧381、382、381＇、382＇具有相对于致动器3a的自动调心功能。
[0092]
如图9及其xi-xi线剖面亦即图11、以及图12和图13所示，支承部4具有：能与凸缘部35b的侧面35d抵接的例如钢铁制的多个(该例子中为6个)滚珠(即钢球)40；以及用于将各滚珠40分别支承为自转自如的例如树脂制的保持器(保持部)41。各滚珠40被设为还能与盖体33的内侧面抵接。此外，在图5～图8中，为了方便图示，虽然示出在各滚珠40与凸缘部35b的侧面35d之间形成间隙的结构，但是各滚珠40优选如图9所示那样与凸缘部35b的侧面35d抵接的结构。
[0093]
保持器41是与凸缘部件35的最靠基端侧的凸缘部(即，致动器3a的基端侧端部)35b分体设置的大致环状的部件，并具有圆筒状的多个(该例子中为6个)保持孔41a，多个保持孔41a将各滚珠40支承为分别自转自如。各保持孔41a优选在圆周上以等间隔配置。保持器41具有多个(该例子中为三个)板状的臂状部件(第二弹性支承部件)42，臂状部件42沿保持器41的内部空间延伸，并且能够作为树脂板簧起作用，各臂状部件42的一端固定于保持器41的外周侧的环状部，另一端(自由端)配置在保持器41的中央。另外，保持器41具有多个(该例子中为三个)压缩弹簧(第二弹性支承部件)43，压缩弹簧43配设在保持器41的内部空间，各压缩弹簧43的一端压接于保持器41的外周侧的环状部，另一端配置在保持器41的中央，并压接于所对应的各臂状部件42的另一端。由此，各臂状部件42的另一端弹性地抵接于螺钉34的外周面。
[0094]
通过该构成，保持器41被从内周侧弹性支承，即使在保持器41向径向的任意方向移动的情况下，也会通过伴随于各臂状部件42以及各压缩弹簧43的弹性变形的弹性反力的作用，而使保持器41返回到移动前的原位置。由此，各臂状部件42以及各压缩弹簧43具有相对于保持器41的自动调心功能。
[0095]
接下来，对于本实施例的作用效果，参照图1～图4并且使用图14～图21进行说明。其中，图14～图16是将图5简化表示的示意图，图17～图21是以时间序列表示致动器插入时的动作的图。
[0096]
若从图1～图4所示的状态起使可动门向关闭方向移动，则致动器单元3的致动器3a向箭头a方向移动，如图17以及图21所示，致动器3a经过开关主体2的致动器插入孔20而插入到开关主体2的内部。在这样插入时，致动器3a的中心线3c
l
与开关主体2的致动器插入孔20的中心线2c
l
一致(参照图4、图17)，因此，致动器3a的前端部30不与致动器插入孔20的锥面20a发生干涉，而被顺畅地插入于开关主体2的内部。在致动器3a插入后，如图21所示，致动器3a的前端部30的卡止孔30b被开关主体2的内部的卡止部件sr卡止，由此，致动器3a被锁止而防止被拔出。从该状态切换开关主体2的内部的触点(未图示)而开始机器人等机械的驱动。
[0097]
接下来，如图18所示，假设致动器3a的中心线3c
l
相对于开关主体2的致动器插入
孔20的中心线2c
l
产生位置偏移，将此时的位置偏移的量(位置偏移)设为δ。这里，以中心线3c
l
相对于中心线2c
l
向下方产生了距离δ的位置偏移的情况为例。
[0098]
若从该状态使可动门向关闭方向移动，则致动器单元3的致动器3a向箭头a方向移动，如图19所示，致动器3a的前端部30抵接于开关主体2的致动器插入孔20的锥面20a。此时，前端部30的倾斜面30t抵接于锥面20a，因此，在可动门关闭的过程中，前端部30的倾斜面30t欲沿着锥面20a在锥面20a上滑动并且向图示的斜上方移动。此时，致动器3a与基座部3b一体地向前方(图19左方)移动，并且致动器3a相对于基座部3b向与箭头a方向交叉(优选正交)的箭头b方向进行相对移动(参照图20)。
[0099]
这里，如上述那样，致动器3a与螺钉34、凸缘部件35、垫片36以及密封部件37一体构成，因此，在致动器3a向箭头b方向移动时，致动器3a、螺钉34、凸缘部件35、垫片36以及密封部件37一体地(因此，密封部件37同时在壳体32的壁部32a的外侧面32c上滑动)移动。
[0100]
使用图14～图16的示意图对此时的致动器单元3的动作进行说明。图14对应于图18以及图19，图15对应于图20。另外，图16的(a)对应于图18以及图19，图16的(b)对应于图20。
[0101]
在致动器3a的前端部30抵接于开关主体2的致动器插入孔20的锥面20a之前的状态下，如图14所示，致动器3a配置于壳体32的开孔32a的中央(或者大致中央)，致动器3a被各扭簧38、38＇在开孔32a的中央弹性支承。另外，支承部4的保持器41被各压缩弹簧43弹性地支承为与致动器3a同心(或者大致同心)。
[0102]
接下来，若致动器3a的前端部30抵接于开关主体2的致动器插入孔20的锥面20a，则在图14中，与致动器3a一体设置的凸缘部件35的最靠基端侧的凸缘部(即，致动器3a的基端侧端部)35b被压接于支承部4的滚珠40，滚珠40被夹持在凸缘部35b以及盖体33a之间。
[0103]
若致动器3a从该状态开始向箭头b方向移动，则如图15所示，凸缘部35b与致动器3a一起向该方向移动，从而凸缘部35b使滚珠40向图示右方(即箭头b方向)进行滚动运动。在进行这样的滚动运动时，滚珠40在盖体33上进行滚动移动，由于支承滚珠40的保持器41与凸缘部35b分体设置，所以保持器41不被凸缘部35b约束地向箭头b方向移动。此时，由于包括保持器41以及滚珠40的支承部4整体移动，因此凸缘部35b也向箭头b方向移动。另外，在滚珠40进行滚动运动时，滚珠40在保持器41内自转。通过滚珠40的自转，滚珠40滚动接触的凸缘部35b向箭头b方向移动。该凸缘部35b的移动是相对于保持器41的相对移动。
[0104]
这样，在致动器3a向箭头b方向移动时，与致动器3a一起移动的凸缘部35b的移动量是：因保持器41(进而支承部4)向箭头b方向移动而产生的移动量与凸缘部35b相对于保持器41进行相对移动而产生的移动量相加而得到的移动量。而且，当凸缘部35b的总移动量与致动器3a的位置偏移δ不相等时，致动器3a的位置偏移被吸收。此时，如图20所示，致动器3a经过致动器插入孔20而插入于开关主体2的内部，致动器3a的前端部30的卡止孔30b被开关主体2的内部的卡止部件sr卡止，致动器3a被锁止(参照图21)。
[0105]
这里，图16的(a)示意性地示出致动器3a移动前的状态，图16的(b)示意性地示出致动器3a移动后的状态。各图中，将滚珠40与凸缘部35b以及盖体33的各接触点以黑圆表示，并且以线段d连结各接触点，将滚珠40的直径设为d(半径为r)。另外，空心的三角在凸缘部35b以及盖体33中分别表示与黑圆对应的位置。
[0106]
在图16的(b)中，若将因滚珠40在盖体33上进行滚动运动而使滚珠40相对于盖体
33的移动量设为h1，将此时的滚珠40的旋转角设为θ，则表示为：
[0107]
h1＝rθ
…
(1)。
[0108]
若将因滚珠40的滚动运动而产生的保持器41的移动量设为h2，则为：
[0109]
h2＝h
l
…
(2)。
[0110]
另外，将因滚珠40进行滚动运动时的自转而产生的滚珠40滚动接触的凸缘部35的移动量设为b，则表示为：
[0111]
b＝rθ
…
(3)。
[0112]
通过式(1)～式(3)得到
[0113]
b＝h2…
(4)。
[0114]
致动器3a的总移动量δ为：
[0115]
δ＝h2+b＝2h2(∵式(4))，
[0116]
这里，若将h2以h替换，则为：
[0117]
δ＝2h
[0118]
∴h＝δ/2
…
(5)。
[0119]
(式)5表示当在致动器3a有位置偏移时，若保持器41移动了其一半的距离，则能够吸收致动器3a的位置偏移这一情形。其中，在图16中，示出h1＝h2＝2.5(mm)，b＝2.5(mm)，δ＝5.0(mm)的例子。
[0120]
综上所述，致动器3a的前端部30与开关主体2的致动器插入孔20的位置偏移δ通过保持器41向箭头b方向的移动以及致动器3a的基端侧端部亦即凸缘部35b相对于保持器41向箭头b方向的相对移动而被吸收，位置偏移δ在将保持器41向箭头b方向的移动量设为h，将凸缘部35b相对于保持器41向箭头b方向的相对移动量设为b时，满足δ＝h+b的关系式。并且，在滚珠40与凸缘部35b以及盖体33之间没有滑动的情况下，h＝b，因此δ＝2h的关系式成立。
[0121]
这样，根据本实施例，致动器3a的基端侧端部35b被具备自转自如的滚珠40以及保持滚珠40且与基端侧端部35b分体的保持器41的支承部4支承为能够向与致动器3a的插入方向亦即箭头a方向交叉的箭头b方向移动，并且，致动器3a的前端部30与致动器插入孔20的位置偏移通过保持器41向箭头b方向的移动以及基端侧端部35b相对于保持器41向箭头b方向的相对移动而被吸收，因此，能够在与插入方向交叉的任意方向上吸收相对于致动器插入孔20的位置偏移。
[0122]
而且，根据本实施例，由于致动器3a的基端侧端部35b被具有自转自如的滚珠40的支承部4支承，所以，即使在因产生相对于致动器插入孔20的位置偏移时对致动器3a的前端部30作用过大的载荷而对致动器3a的基端侧端部35b作用了过大的推力载荷的情况下，也能够通过支承部4的滚珠40可靠地支承致动器3a的基端侧端部35b，由此，能够提高致动器单元3的耐久性。另外，由于滚动摩擦远小于滑动摩擦，所以通过使用滚珠40，与使用滑动轴承的情况相比能够减小摩擦系数，由此，能够实现致动器3a的顺畅动作，能够进一步提高耐久性。
[0123]
并且，根据本实施例，由于将滚珠40自转自如地保持且能够向箭头b方向移动的保持器41与致动器3a的基端侧端部35b分体设置，所以在当致动器3a插入时致动器3a的前端部30相对于致动器插入孔20产生位置偏移时，保持器41允许滚珠40自转，并且不被致动器
3a的基端侧端部35b约束地向箭头b方向移动。由此，致动器3a的基端侧端部35b能够向箭头b方向顺畅地移动，使得位置偏移的吸收能够顺畅地进行。
[0124]
另外，当致动器3a的前端部30被插入开关主体2的内部时，致动器3a相对于基座部3b向上方移动(参照图20)，此时，致动器3a的基端侧端部35b也向上方移动，使图10中的上侧的扭簧381、382向上方弹性变形。由此，此时，伴随于扭簧381、382的弹性变形的弹性反力向下方作用于致动器3a的基端侧端部35b的外周面。
[0125]
因此，当可动门开放时，伴随于可动门的移动而使致动器3a的前端部30从开关主体2的致动器插入孔20远离时，通过作用于致动器3a的基端侧端部35b的扭簧381、382的弹性反力，致动器3a向下方移动而返回到插入前的状态。
[0126]
在上述实施例中，以致动器3a相对于致动器插入孔20向下方产生位置偏移，从而在位置偏移的吸收时致动器3a的基端侧端部35b使上侧的扭簧381、382向上方弹性变形的情况为例进行了说明，但在向上方位置偏移的情况下，基端侧端部35b抵接于下方的扭簧381＇、382＇而使它们向下方弹性变形，在向左右位置偏移的情况下，基端侧端部35b抵接于扭簧381、382＇或者382、381＇而使这些扭簧向左右弹性变形。
[0127]
另外，当致动器3a向致动器插入孔20插入时保持器41向箭头b方向进行了移动时，在图11中，保持器41相对于螺钉34进行相对移动。其结果为，对应的压缩弹簧43发生弹性变形，从而在臂状部件42与保持器41的外周侧的环状部之间作用弹性反力。通过该弹性反力的作用，在致动器3a远离致动器插入孔20时，保持器41返回到原位置。
[0128]
在上述实施例中，示出了使用扭簧38、38＇作为第一弹性支承部件，并使用压缩螺旋弹簧43作为第二弹性支承部件的例子，但是本发明的应用并不局限于这些。可以采用其他弹簧、由各种弹性体形成的弹性支承部件。
[0129]
此外，在上述实施例的致动器单元2中，如图1～图4所示，在致动器3a的基端部31的背面的上下端，分别设有向壳体32侧突出的突起30p、30p＇，并且在壳体32的外侧面32c的上下端，分别设有向致动器3a侧突出的左右一对突起32p、32p＇。各突起32p在突起30p的左右两侧隔开间隔而配置，各突起32p＇在突起30p的左右两侧隔开间隔而配置。这些突起用于限制致动器3a在使用中绕中心线3c
l
旋转这一情况，另外，能够使致动器3a在由突起32p、32p＇限制的范围内进行旋转。由此，即使致动器3a的前端部30相对于致动器插入孔20绕中心线3c
l
产生了一些旋转偏离(即，由前端部30绕中心线3c
l
沿周向进行了一些旋转而引起的偏离)，也能够通过致动器3a绕中心线3c
l
进行旋转而将偏离吸收。
[0130]
《变形例》
[0131]
在上述实施例中，以致动器3a的前端部30为板状(即横向剖面为矩形状)的情况为例进行了说明，但是本发明的应用并不局限于此。图22以及图23示出了本发明的变形例的具备致动器单元以及开关主体的安全开关。在这些图中，与上述实施例相同的附图标记表示相同或者相当部分。
[0132]
如图22所示，致动器3a的前端部30例如为半球状的突部，具有配置在前端侧的凸圆弧状面30r、配置在后端侧的平坦状面30c，沿轴向延伸的例如圆柱状的轴部31j的前端一体地连续设置于平坦状面30c。轴部31j是直径比前端部30小的部件，平坦状面30c相对于轴部31j的前端形成有台阶。在轴部31j的另一端侧设有致动器3a的基端侧端部(未图示)。即，轴部31j在致动器3a的前端部30以及基端侧端部间延伸。开关主体2的致动器插入孔20是贯
穿开关主体2的壁部的例如圆形的锥孔，其随着从开关主体2的壁部的外表面朝向开关主体2的内侧而逐渐成为小径，具有锥面20a。此外，虽然未图示，但是基座部3b的内部的构造与上述实施例的构造相同，与致动器3a的基端侧端部分体设置的支承部的构成也与上述实施例相同。
[0133]
图22示出了在致动器3a的前端部30相对于开关主体2的致动器插入孔20向下方产生位置偏移δ的情况下致动器3a插入前的状态。若从该图所示的状态起使可动门向关闭方向移动，则致动器3a向箭头a方向移动而使致动器3a的前端部30的凸圆弧状面30r抵接于开关主体2的致动器插入孔20的锥面20a，前端部30的凸圆弧状面30r欲沿锥面20a在锥面20a上滑动并且向图示的斜上方移动。此时，对致动器3a除了作用与箭头a方向相反的方向的推压力以外，还作用与箭头a方向交叉(优选正交)的箭头b方向的推压力。
[0134]
由此，如上述实施例的使用图14～图16说明过的那样，通过致动器3a的基端侧端部使支承部的滚珠进行滚动运动并且进行自转，能够吸收致动器3a的位置偏移δ。若致动器3a插入于致动器插入孔20内，则如图23所示，开关主体2的内部的卡止部件sr将形成致动器3a的前端部30与轴部31j之间的台阶的平坦状面30c卡止，由此致动器3a被锁止。
[0135]
此外，在上述实施例中，为了限制致动器3a在使用中绕中心线3c
l
进行旋转这一情形而设置了突起30p、30p＇、32p、32p＇，在该变形例中，通过致动器3a的前端部30以及轴部31j的各横向剖面形状为圆形而不需要设置这样的突起。
[0136]
上述的实施例以及各变形例在所有方面都应该被视为仅是本发明的例示，而并不局限于此。即使在本说明书中没有明确的记载，本发明相关领域的本领域技术人员在考虑上述的启示内容时，也能够在不脱离本发明的构思以及本质性的特征部分的情况下构建采用本发明的原理的各种变形例或其他实施例。
[0137]
产业上的可利用性
[0138]
本发明对于致动器单元以及具备致动器单元的安全开关有用。

技术特征：
1.一种致动器单元，其特征在于，具备：致动器，其具有能够插入致动器插入孔的前端部；以及支承部，其将上述致动器的基端侧端部支承为能够沿与第一方向交叉的第二方向移动自如，上述第一方向是上述致动器相对于上述致动器插入孔的插入方向，上述支承部具有：滚珠；以及保持部，其将上述滚珠保持为自转自如，该保持部与上述致动器的上述基端侧端部分体设置，并且能够沿上述第二方向移动，上述致动器的上述前端部与上述致动器插入孔的位置偏移通过上述保持部向上述第二方向的移动以及上述致动器的上述基端侧端部相对于上述保持部向上述第二方向的相对移动而被吸收。2.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，将上述致动器的上述前端部与上述致动器插入孔的位置偏移设为δ，将上述保持部向上述第二方向的移动量设为h，将上述致动器的上述基端侧端部相对于上述保持部向上述第二方向的相对移动量设为b时，δ＝h+b的关系式成立。3.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，在上述致动器设有支承部件，上述支承部件将该致动器在上述第二方向上弹性地支承。4.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，在上述支承部设有第二弹性支承部件，上述第二弹性支承部件将上述保持部在上述第二方向上弹性地支承。5.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，上述致动器在上述前端部以及上述基端侧端部之间延伸，上述基端侧端部以及上述支承部收纳于壳体，并且上述壳体具有允许上述致动器向上述第二方向的移动的开孔。6.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，上述致动器的上述前端部具有锥状面或者凸圆弧状面。7.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，上述致动器的上述前端部具有卡止孔，上述卡止孔卡止于开关主体的内部的卡止部件，上述开关主体具有上述致动器插入孔。8.根据权利要求1所述的致动器单元，其特征在于，上述致动器具有在上述前端部以及上述基端侧端部之间延伸的轴部，在上述轴部与上述前端部之间形成有台阶，上述台阶卡止于开关主体的内部的卡止部件，上述开关主体具有上述致动器插入孔。9.一种安全开关，其特征在于，具有：权利要求1所述的上述致动器单元；以及具有上述致动器插入孔的开关主体。

技术总结
本发明提供一种致动器单元以及安全开关，能够在与插入方向交叉的任意方向上吸收相对于致动器插入孔的位置偏移，能够提高耐久性，使得位置偏移的吸收能够顺畅地进行。致动器单元具有：致动器，其具有能够插入于致动器插入孔的前端部；支承部，其将致动器的基端侧端部支承为能够向与箭头A方向交叉的箭头B方向移动自如，箭头A方向是向致动器插入孔的插入方向。支承部具有滚珠以及保持器，保持器将滚珠保持为自转自如，且与致动器的基端侧端部分体设置，能够向箭头B方向移动。致动器的前端部与致动器插入孔的位置偏移(δ)通过保持器向箭头B方向的移动以及致动器的基端侧端部相对于保持器向箭头B方向的相对移动而被吸收。保持器向箭头B方向的相对移动而被吸收。保持器向箭头B方向的相对移动而被吸收。


技术研发人员：藤谷繁年 福井孝男
受保护的技术使用者：IDEC株式会社
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/10/8