JP2005038664A - Lock door switch - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁ロック式のロックドアスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
ドアスイッチは一般に、自動化された工作機械を設置した作業エリアの出入り口に設けたドアの開閉を検知して、工作機械の電源を入り切りするものであり、ドアを閉めるとドア側に備えたキーが出入り口側に備えたスイッチ本体に挿入され、挿入されたキーによって内装カムが回転操作されて、スイッチ本体に内蔵したスイッチング機構がスイッチオン状態に切り換えられて電源回路などが接続されるとともに、ドアを開けるとキーの抜き出しによって内装カムが回転操作されて、スイッチング機構がスイッチオフ状態に切り換えられて電源回路などが遮断されるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
かかるドアスイッチには、電磁ロック式のドアスイッチ、例えば、ドアを閉めても直ちにはロックがかからず、電磁ソレノイドに通電している期間だけロック機構を作動させてロック状態を保持し、このロック状態で、工作機械に電源回路から電源を供給し、電磁ソレノイドへの通電を停止することでロックを付勢解除してドアの開放を許容するとともに、電源回路を遮断するソレノイドロック方式のものが知られている。
【0004】
かかる電磁ロック式のドアスイッチでは、ロックが解除されていない状態で、ドアを無理やり開けようとすると、キーの抜き出しによって内装カムが無理に回転されようとし、時には、ロック機構などが破損され、カムが回転してキーが抜き出されてドアが開いてしまう場合がある。
【0005】
このようにロック機構が破損された状態で、再びドアを閉めると、ロックはかからないものの、スイッチング機構がスイッチオン状態に切り換えられて電源回路などが接続されて工作機械が稼動してしまうことになり、作業者は、ロックが働かないにも拘わらず、それに気づかずに使用を継続して不測の事態をもたらす虞がある。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−50262号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来では、スイッチ本体に内蔵されているスイッチング機構の複数の接点の内、ドアの開閉および電磁ロックの作動にそれぞれ連動して電源回路を開閉するための複数の主接点とは別のモニタ接点を用いて、ユーザ側において、ドアの開閉および電磁ロックの作動状態を、外部回路でモニタし、上述のような異常な状態、すなわち、電磁ロックがかかっているにも拘わらず、ドアが開いている状態を検知し、電源回路を遮断したり、警報を発するといった適宜の措置をとることができるように構成している。
【0008】
このように、ユーザは、スイッチが故障した場合に備えて、モニタ接点から配線して外部回路を組まねばならず、その分、工数が増えるという難点がある。
【0009】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、スイッチが故障した場合に備えてユーザが外部回路を組むといった必要をなくして、ユーザの工数を削減することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【0011】
すなわち、本発明のロックドアスイッチは、スイッチング機構と、キーの挿抜によって正逆に作動して前記スイッチング機構の第1の主接点を切換え作動させる操作機構と、前記第1の主接点を、キーの挿入によってもたらされる接点切換え状態にロックするためのロック機構と、該ロック機構によるロックまたはアンロックを行なうロック・アンロック手段と、該ロック・アンロック手段によるロック・アンロックに応じて切換え作動される第2の主接点とを備えたロックドアスイッチであって、異常を検知して出力する検知手段と、前記検知手段の検知出力に基づいて、前記第1,第2の主接点を含む主回路用のラインを開状態に保持する保持手段とを備えている。
【0012】
ここで、主回路とは、当該ロックドアスイッチの出力が与えられる主たる回路をいい、例えば、工作機械に対する電源の供給遮断を制御するための電源回路や安全回路などをいう。
【0013】
本発明によると、例えば、ロック状態のキーを無理やり抜き出してロック機構が破壊されて当該ロックドアスイッチが故障すると、その異常が検知されて第1,第2の主接点を含む主回路用のラインが開状態に保持されるので、故障した状態で、キーを挿入しても主回路用のラインは開状態のままであり、したがって、故障したままで、ドアを閉めても工作機械の電源回路がオンして工作機械が稼動することはない。このため、ユーザは、従来のように、スイッチが故障した場合に備えてモニタ接点から配線して外部回路を組む必要がない。
【0014】
本発明の一実施態様においては、前記検知手段および前記保持手段は、前記各機構が収納されたスイッチケースに内蔵されている。
【0015】
この実施態様によると、当該ロックドアスイッチ自体に、異常を検知して主回路用のラインを開状態にするための構成が内蔵されているので、ユーザが、異常検知などのために、別途、配線するといった必要がなく、工数を削減できる。
【0016】
本発明の好ましい実施態様においては、前記キーの挿抜に応じて切換え作動される第1のモニタ接点と、前記ロック・アンロックに応じて切換え作動される第2のモニタ接点とを備え、前記検知手段は、前記両モニタ接点の作動状態に基づいて、前記ロック機構の異常を検知するものであり、前記主回路が安全回路である。
【0017】
この実施の形態によると、ドアの開閉に対応するキーの抜き差しを第1のモニタ接点で監視し、ロック・アンロックを第2のモニタ接点で監視することにより、ロック状態であるにも拘わらず、キーが抜き出された異常な状態、すなわち、ロック機構が破壊された異常な状態を検知することができ、ロック機構が破壊されて故障したときには、安全回路に対する当該ロックドアスイッチの出力を開状態に保持できることになる。
【0018】
本発明の一実施態様においては、前記保持手段は、前記検知出力に応答して、前記主回路用のラインに設けられた接点を開状態に保持するラッチングリレーである。
【0019】
この実施態様によると、ロック機構が破壊されると、主回路用のラインに介装されたラッチングリレーの接点を開態に保持できることになる。
【0020】
本発明の好ましい実施態様においては、前記ロック・アンロック手段は、電磁ソレノイドを含み、該電磁ソレノイドが通電されることによって、前記ロックを行なうものであり、前記キーが挿入されている状態で、前記電磁ソレノイドが通電されると、前記ラッチングリレーの前記保持を解除する解除手段を備えている。
【0021】
この実施態様によると、ロック機構の異常が検知されて主回路用のラインが開状態に保持されても、正規の操作、すなわち、キーを挿入して電磁ソレノイドを励磁してロックすると、保持が解除されるので、例えば、ロック機構の異常が検知されたけれども、ロック機構の破壊まで至っていないような場合には、正規の操作を行なうことによって、当該ロックドアスイッチを、再び正常な動作に復帰させることができる。
【0022】
本発明の一実施態様においては、前記ラッチングリレーの前記保持および該保持の解除の電源を、前記電磁ソレノイドの電源に兼用している。
【0023】
この実施態様によると、ロック機構の異常検知時に、主回路用のラインを開状態に保持する、あるいは、その保持を解除するための電源を別途設ける必要がなく、電磁ソレノイドの電源をそのまま利用できることになる。
【0024】
本発明の他の実施態様においては、前記第1のモニタ接点、前記第2のモニタ接点および前記ラッチングリレーのセットコイルが直列に接続された直列回路を、前記電磁ソレノイドに並列に接続している。
【0025】
この実施態様によると、電磁ソレノイドに通電されているロック状態において、キーが抜き出されてドアが開いたような異常時には、両モニタ接点がオンすることにより、セットコイルに電圧が印加されて主回路用のラインに介装されたラッチングリレーの接点を開態に保持できることになる。
【0026】
本発明の好ましい実施態様においては、前記解除手段は、解除用リレーおよび充放電回路を備え、前記解除用リレーのコイルを、前記電磁ソレノイドに並列に接続し、前記解除用リレーの接点と前記ラッチングリレーのリセットコイルとの直列回路を、前記電磁ソレノイドに並列に接続し、前記充放電回路を、前記ラッチングリレーのリセットコイルに並列に接続している。
【0027】
この実施態様によると、電磁ソレノイドに通電してロックしたときには、解除用リレーにも通電されてその接点が開放されるが、その開放までの時間を利用して充放電回路に充電し、この充放電回路の放電によって、該充放電回路に並列なラッチングリレーのリセットコイルに通電してラッチングリレーをリセットする、すなわち、主回路用のラインの開状態の保持を解除することができる。
【0028】
本発明の他の実施態様においては、前記スイッチング機構は、固定端子に対向する可動端子を支持した可動部材が、復帰バネによって付勢変位されることで可動端子が固定端子に接触して前記第1の主接点がオン状態とされ、前記可動部材が前記復帰バネに抗して変位されることで可動端子が固定端子から離反して前記第1の主接点がオフ状態とされるものであり、前記操作機構は、キー抜き出し状態では、前記可動部材を復帰付勢力に抗して前記第1の主接点のオフ位置に変位させ、キー挿入状態では、前記可動部材を復帰付勢力によって前記第1の主接点のオン位置に変位作動させるものであり、前記ロック機構は、前記可動部材または該可動部材に連動するプランジャにロック部材を係合させて前記第1の主接点を、前記ロックの状態とするものであり、前記ロック部材は、前記ロックの状態でキーに設定以上の抜き出し荷重が働くと、破壊されてロックが解除されるものである。
【0029】
この実施態様によると、ロック状態でキーが無理やり抜き出されてロック部材に設定以上の抜き出し荷重が働くと、ロック部材が破壊されてロックが解除されるので、例えば、回転カムやプランジャなどが破壊されるといったように、破壊される箇所やその破壊強度がばらつくといったことがなく、また、ロック部材の交換によって、簡単に復旧することができる。
【0030】
本発明の好ましい実施態様においては、前記ロック部材は、脆性材料からなり、前記抜き出し荷重によって変形破損し易い部分を有している。
【0031】
脆性材料として、例えば、セラミックスが好ましく、また、変形破損し易い部分としては、例えば、係合部位の周辺に形成された溝部が好ましい。
【0032】
この実施態様によると、ロック部材は、破断までほとんど塑性変形しないセラミックスなどの脆性材料からなるので、このロック部材が破壊される破壊強度のばらつきを抑えることができ、また、溝部などの応力が集中して変形破損し易い部分を有しているので、常に、この部分で破壊されることになり、破壊強度の設計が容易となる。
【0033】
本発明の他の実施態様においては、前記ロック部材は、前記プランジャとの当接面に突起を有している。
【0034】
この実施態様によると、プランジャが多少傾いてロック部材に作用しても、確実に突起の部分で当接することになり、当接箇所がばらつくことがなく、これによって、破壊強度のばらつきを一層低減できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
【0036】
図1に示すように、このロックドアスイッチは、工作機械が設置された自動工作エリアの出入り口などに取付けられて利用されるものであって、出入り口の固定枠に取付けられるインターロック付きのスイッチ本体1を備え、このスイッチ本体1に対して、開閉されるドアに取付けられるキー2が抜き差しされる。なお、固定枠にキー2を、ドアにスイッチ本体1を取り付けてもよい。
【0037】
スイッチ本体1は、スイッチケースとして、本体ケース3とこれの左側上端にネジ連結されるヘッドケース4とを備え、ヘッドケース4には、キー挿入口5が形成されている。
【0038】
図2〜図4は、図1のロックドアスイッチの内部の構成を示す概略図であり、図2はキー2の挿入前の状態を、図3はキー2の挿入状態を、図4はロック状態をそれぞれ示している。
【0039】
本体ケース3には、メインとなるスイッチング機構6、ロック機構7、ロック・アンロック手段の主要部を構成する電磁ソレノイド8、ロック・アンロックのモニタ用スイッチング機構9および後述の回路基板10が組込まれ、また、ヘッドケース4にはスイッチング機構6を操作する操作機構としての回転カム11が組み込まれている。
【0040】
前記スイッチング機構6は、本体ケース3内の左側においてヘッドケース4の直下に位置するよう配備されており、3対の第1〜第3の固定端子12−1〜12−3と、上下動可能な可動部材13に支持された3個の可動端子14−1〜14−3とから構成され、可動部材13は復帰バネ15によって上方付勢されている。また、各可動端子14−1〜14−3は図示しないストローク吸収用のバネを介して後退変位可能に弾性支持されている。
【0041】
この実施の形態では、キー2の挿抜によって切換え作動される接点を二つ備えており、第1,第2の固定端子12−1,12−2および第1,第2の可動端子14−1,14−2によって、二つの接点が構成される。
【0042】
この実施の形態では、二つの接点の内、安全回路などの主回路に接続される第1の主接点が、第1の固定端子12−1および第1の可動端子14−1によって構成される。
【0043】
また、キー2の挿抜に応じて切換え作動される第1のモニタ接点を備えており、この第1のモニタ接点が、第3の固定端子12−3および第3の可動端子14−3によって構成される。
【0044】
可動部材13の上端には、プランジャ16が当接されており、このプランジャ16の上端がヘッドケース4内に挿入されて回転カム11の外周カム面に当接されている。
【0045】
ヘッドケース4に組込まれた操作機構としての回転カム11は、水平軸心周りに回転可能に支持されており、回転カム11の外形がキー挿入口5へのキー2の挿抜に伴って正逆に回転操作される形状とされている。
【0046】
そして、図2に示すように、キー2が抜き出された状態では、回転カム11の大径カム部11aによってプランジャ16が復帰バネ15に抗して押し下げられることで、可動部材13が下方変位して後述のスイッチオフ状態が現出され、また、図3に示すように、キー2が挿入されて回転カム11が図中時計方向に回動されると、プランジャ16が回転カム11の小径カム部11bに係入して上方に変位可能となり、可動部材13が上方に付勢変位して後述のスイッチオン状態が現出されるのである。
【0047】
このように、回転カム11によって可動部材13を強制的に押し下げてスイッチオフとすることで、接点に溶着が発生しても、強制的に開離することができるのである。
【0048】
なお、可動部材13とプランジャ16とを一つの部材で構成してもよい。
【0049】
図2は、可動部材13が復帰バネ15に抗して下方移動して第1の主接点を含む二つの接点がオフしているスイッチオフ状態を示し、二つの接点を構成する第1,第2可動端子14−1,14−2が、第1,第2の固定端子12−1,12−2対から離反しており、このとき、第1のモニタ接点を構成する第3の可動端子14−3は、第3の固定端子12−3に接触導通している。
【0050】
また、図3に示されるように、キー2が挿入されて可動部材13が復帰バネ15によって上方に付勢移動することで、第1の主接点を含む二つの接点を構成する第1,第2の可動端子14−1,14−2が第1,第2の固定端子12−1,12−2に接触導通してスイッチオン状態がもたらされ、このとき、第1のモニタ接点を構成する第3の可動端子14−3は、第3の固定端子12−3から離反している。
【0051】
ロック機構7は、ソレノイドロック式のものであり、プランジャ16の下部に作用するロック部材17、これを本体ケース3の内部に形成されたガイド溝に沿って左右にスライド変位させるレバー18、このレバー18に連結された上述の電磁ソレノイド8、等から構成されており、電磁ソレノイド8が励磁されてコア8aが、上方に変位することでロック部材17がロック方向である左方にスライド変位し、図4に示されるように、ロックがかかり、励磁が解除されることによって、図示しないバネによってロック部材17がロック解除方向である右方にスライド変位されてアンロックされるように構成されている。
【0052】
なお、前記レバー18には、前記モニタ用スイッチング機構9の可動部材19が連結されており、図2及び図3に示すように、レバー18がロック解除位置にあると、モニタ用スイッチング機構9における2対の第1,第2の固定端子20−1,20−2に対して可動部材19に保持された2つの第1,第2の可動端子21−1,21−2がそれぞれ離反し、また、図4に示されるように、可動部材19がロック位置にあると各可動端子21−1,21−2が固定端子20−1,20−2対にそれぞれ接触導通されるようになっている。
【0053】
この実施の形態では、電磁ソレノイド8によるロック・アンロックに応じて切換え作動される二つの接点を有しており、第1,第2の固定端子20−1,20−2および第1,第2の可動端子21−1,21−2によって、二つの接点が構成される。
【0054】
この実施の形態では、二つの接点の内、安全回路などの主回路に接続される第2の主接点が、第1の固定端子20−1および第1の可動端子21−1によって構成される。
【0055】
また、ロック・アンロックに応じて切換え作動される第2もモニタ接点が、第2の固定端子20−2および第2の可動端子21−2によって構成される。
【0056】
図5は、ロック部材17の平面図であり、同図(a)は図3に示されるロック前の状態を、同図(b)は図4に示されるロック状態を示している。
【0057】
ロック部材17の左側箇所には、プランジャ16に係合する係合部22が、前後に架け渡されるように形成されており、この係合部22の左側には、プランジャ16の下部に段付き状に形成した小径部に右側方から係合する凹部22aが形成されている。また、凹部22aに近接した中央部には、後述のようにプランジャ16に当接する突起22bが形成されるとともに、係合部22の両端には、溝部22cが形成されている。
【0058】
また、ロック部材17は、その右端部の前後に操作ピン部23a,23bが形成され、奥側の操作ピン部23aにレバー18が係合連係されている。
【0059】
キー2が抜き出されている図2のスイッチオフ状態では、電磁ソレノイド8は非通電状態にあり、ロック部材17は図中右方にスライドされており、ロック部材17がプランジャ16に係合することなく、プランジャ16の移動を許容している。
【0060】
キー2の挿入によって回転カム11が回転されてプランジャ116および可動部材13が上方変位してスイッチオン状態になると、図3および図5(a)に示されるように、プランジャ16の小径部がロック部材17に臨む位置に到達する。
【0061】
この状態で、電磁ソレノイド8に通電すると、レバー18を介してロック部材17が、図中左方にスライド変位し、図4および図5(b)に示されるように、係合部22の凹部22aがプランジャ16の小径部に係合してロック状態がもたらされる。このロック状態では、係合部22の先端が、プランジャ16の小径部の上端段差部に下方から当接することで、プランジャ16の下方変位が牽制阻止され、回転カム11の逆回転、つまり、キー2の抜き出しが阻止される。
【0062】
この実施の形態では、ロック状態において、キー2が無理やり抜き出されたときに、破壊される箇所が、例えば、回転カム11、プランジャ16あるいはヘッドケース4といったように区々となって、その破壊強度がばらつくのを防止するために、次のように構成している。
【0063】
すなわち、この実施の形態では、ロック部材17を、脆性材料、例えば、セラミックスで構成するとともに、ロック状態で、設定以上の抜き出し荷重が働くと破壊されるように、係合部22の両端には、上述のように溝部22cを形成している。
【0064】
これによって、プランジャ16の小径部の上端段差部が、ロック部材17の係合部22に当接し、プランジャ16の下方変位を牽制阻止しているロック状態において、キー2が無理やり抜き出されて係合部22に、プランジャ16の上端段差部が設定以上の押圧荷重で印加されると、係合部22の前記溝部22cが破損されて脱落することになる。
【0065】
したがって、破壊される箇所やその破壊強度がばらつくといったことがなく、また、ロック部材17の交換によって、比較的簡単に復旧することができる。
【0066】
また、セラミックス材料は、温度などの使用環境が変化しても、機械特性の変化が少ないので、使用環境が変化しても破壊強度のばらつきを抑制できる。
【0067】
さらに、この実施の形態では、ヘッドケース4のキー挿入口を変更してキー2の抜き出し方向を変えたような場合にも、破壊強度のばらつきを低減するために、係合部22のプランジャ16に対する当接面には、上述のように、突起22bを形成している。
【0068】
すなわち、キー2を無理やり抜き出そうとした場合に、回転カム11の回転によって押し下げられるプランジャ16が、やや傾斜してロック部材17の係合部22に当接して、いわゆる、片当たりの状態となり、キーの抜き出し方向によって、当接位置が変わることになる。すなわち、キーの抜き出し方向によって、係合部22に作用する荷重点が変化して破壊荷重がばらつくことになる。
【0069】
そこで、この実施の形態では、係合部22には、上述のように突起22bを形成しており、これによって、キー2の抜き出し方向に拘わらず、プランジャ16が、常に突起22bに当接して係合部22に対して作用する荷重がばらつかないようにしている。
【0070】
再び、図4を参照して、スイッチオン状態で電磁ソレノイド8に通電してロック機構7のロック部材17が正規のロック作用位置まで進出変位すると、モニタ用スイッチング機構9もスイッチオン状態となる。このモニタ用スイッチング機構9の第2の主接点を構成する第1の固定端子20−1の対は、スイッチング機構6における第1の主接点を構成する第1の固定端子12−1の対に対して直列に接続されており、この直列回路が閉成導通することで、当該ロックドアスイッチの出力が与えられる主回路としての安全回路を介して自動工作エリア内の工作機械への電源が入れられるようになっている。
【0071】
キー2を抜き出す場合には、電磁ソレノイド8の通電を解除してコア8aを下方に変位させることで、レバー18を介してロック部材17を右方にスライドさせ、係合部22の先端をプランジャ16の小径部から離脱させることで、プランジャ16のロックを解除する。これによってキー2の抜き出し、つまり、ドアの開放が許容されるのである。
【0072】
この実施の形態では、ロック解除を行なうことなく、ドアを無理やり開いてロック機構7のロック部材17が破壊されたような場合に、作業者が、それに気づかずに使用を継続して不測の事態をもたらすことのないように次のように構成している。
【0073】
図6は、この実施の形態の要部を示す内部回路図であり、キー2が挿入されてロックがかかった状態を示しており、上述の各端子に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【0074】
ここで、説明の便宜上、スイッチング機構6の第1の主接点を含む二つ接点を構成する第1,第2の固定端子12−1,12―2の各対を、端子11,12,端子21,22と称し、第1のモニタ接点を構成する第3の固定端子12−3の対を、端子33,34と称する。
【0075】
また、モニタ用スイッチング機構9の第2の主接点および第2のモニタ接点をそれぞれ構成する第1,第2の固定端子20−1,20−2の各対を、端子41,42,端子51,52と称する。
【0076】
通常、端子11,12と端子41,42とが直列に接続され、さらに、外部の安全回路に接続される。安全回路では、ドアが閉じられて端子11,12がオンするとともに、電源端子E1,E2を介して電磁ソレノイド8に通電してロックがかかって端子41,42がオンすることによって、工作機械に対する電源回路をオンさせて工作機械の稼動を許容するものであり、逆に、ドアが開いていたり、ロックがかかっていないとき、すなわち、端子11,42間がオフしているときには、安全回路は、工作機械に対する電源回路を遮断して工作機械の稼動を禁止するものである。
【0077】
この実施の形態では、ロック解除を行なうことなく、ドアを無理やり開いてロック機構7が破壊されたような異常発生時には、それを検知して安全回路に対する出力ラインである端子11,42間をオープン(開)状態に保持するように構成し、これによって、作業者が、ロック機構7が破壊されたことを気づかずに使用しても工作機械が稼動することがないようにしている。
【0078】
すなわち、この実施の形態では、キー2の挿抜、すなわち、ドアの開閉を監視する第1のモニタ接点を構成する端子33,34およびロック・アンロックを監視する第2のモニタ接点を構成する端子51,52を直列に接続し、その作動状態に基づいて、ロックがかかっているにも拘わらず、ドアが開いたときには、端子12,41間に介装されたリレー接点をオフ状態に保持するラッチングリレー24を備えている。
【0079】
この実施の形態では、端子33,34および端子51,52を直列に接続して異常検知手段を構成し、この異常検知手段の出力に基づいて、保持手段としてのラッチングリレー24によって、端子12,41間のラインをオフ(開)状態に保持している。
【0080】
図7は、図6の要部の詳細構成を示す回路図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【0081】
先ず、ドアが閉じられてキー2が挿入された状態では、端子11,12間はオンしており、また、端子12,41間に介装されたラッチングリレー24のリレー接点25もオンしている。
【0082】
この状態で、電源端子E1,E2を介して電磁ソレノイド8に通電されると、ロック状態となり、図6の端子41,42間がオンして外部の安全回路が、工作機械に対する電源回路からの電源の供給を許容して工作機械が稼動することになる。
【0083】
このロック状態において、ロックを解除することなく、ドアを無理やり開いた場合には、端子33,34間がオンし、このとき、ロック状態のままであるから端子51,52間の第2のモニタ接点もオンしたままであり、これによって、図7に示されるジャンパ線26を介してラッチングリレー24のセットコイル(R(S))に電圧が印加され、端子12,41間に介装されたラッチングリレー24のリレー接点25がオフしてその状態に保持される。したがって、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間が、オープン状態に保持されることになり、作業者が、ロック機構7が破壊されたことを気づかずに、再びドアを閉めても工作機械が稼動することがない。
【0084】
このように、ロック状態のままでドアが開けられてロック機構7が破壊されたようなときには、出力ラインをオープン状態に保持するので、従来のように、ユーザ側において、スイッチの故障を検知して工作機械に対する電源回路を遮断するといった適宜の措置をとるための外部回路を組む必要がなく、その分、ユーザ側の工数が削減されることになる。
【0085】
さらに、この実施の形態では、ロックを解除することなく、ドアを無理やり開いてラッチングリレー24がセットされて安全回路に対する出力ラインである端子11,42間が、オープン状態に保持された後に、正規の操作、すなわち、ドアを閉じた後に、電磁ソレノイド8に通電してロックをかけたときには、ラッチングリレー24をリセットできるように、解除用のリレー27を設けるとともに、抵抗28およびコンデンサ29からなる充放電回路を設けている。これによって、ドアが閉じられた状態で、電磁ソレノイド8に通電される度に、ラッチングリレー24のリセットコイル(R(R))に電圧を印加するように構成している。
【0086】
すなわち、電磁ソレノイド8に通電すると、リレー27にも通電されることになり、このリレー27のリレー接点30が僅かな時間遅れ、例えば、2msec程度遅れてオフする。この時間遅れの間に、抵抗28を介してコンデンサ29に充電し、このコンデンサ29の放電を利用してラッチングリレー24のリセットコイル(R(R))に電圧を印加させてリセットさせるようにしている。
【0087】
かかるリレー27、抵抗28、コンデンサ29およびラッチングリレー24等は、上述の回路基板10に実装されている。
【0088】
図8は、以上の動作説明に供するタイムチャートであり、同図において、(a)はドアの開閉、(b)電磁ソレノイド8に対する通電状態、(c)はリセット信号、(d)は異常検知出力(セット信号)、(e)はラッチ出力、(f)は端子11,42間の状態をそれぞれ示している。
【0089】
先ず、ドアが閉められて電磁ソレノイド8に通電されてロック状態になると、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間がオンし、安全回路を介して工作機械への電源が供給させて工作機械が稼動することになる。なお、ドアが閉められて電磁ソレノイド8に通電されてロック状態になると、リセット信号が出力される。
【0090】
次に、この状態で、同図(b)に示されるように、電磁ソレノイド8の通電を停止してロックを解除(アンロック)すると、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間がオフし、安全回路を介して工作機械への電源の供給が遮断されて工作機械の稼動が停止する。このロックが解除された状態で、同図(a)に示されるように、ドアを開くことができる。
【0091】
次に、再びドアを閉めて電磁ソレノイド8に通電してロック状態とし、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間をオンし、安全回路を介して工作機械への電源を供給して工作機械を稼動させる。
【0092】
このロック状態において、ロックを解除することなく、時刻T1において、ドアを無理やり開けると、端子33,52間がオンし、ラッチングリレー24がセットされて、リレー接点25がオフし、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間がオフ(開)し、安全回路を介して工作機械への電源の供給が遮断されて工作機械の稼動が停止する。
【0093】
その後は、ドアを開閉しようが、電磁ソレノイド8の通電を停止しようが、出力ラインである端子11,42間がオフ状態に保持されることになる。
【0094】
次に、正規の操作、すなわち、ドアを閉じて、電子ソレノイド8に通電すると、リセット信号によって、ラッチングリレー24がリセットされ、安全回路に対する出力ラインである端子11,42間をオンし、安全回路を介して工作機械への電源を供給して工作機械を稼動させることができる。
【0095】
なお、本発明の他の実施の形態として、リセット信号は省略してもよい。
【0096】
上述の実施の形態では、ロック部材17は、セラミックスで構成したけれども、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)などの他の材料で構成してもよい。
【0097】
また、上述の実施の形態では、ロック部材17には、溝部22cを形成して破損し易くしたけれども、溝に限らず、切欠き、スリットなどを形成して破損し易くしてもよい。
【0098】
また、上述の実施の形態では、ソレノイドロック方式のスイッチに適用して説明したけれども、ラッチングリレーの電源を、電磁ソレノイドの電源とは別に設けることによって、ドアを閉めるとロックがかかり、電磁ソレノイドへの通電時のみロックが解除されるメカロック方式のスイッチにも同様に適用できるものである。
【0099】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロック状態のキーを無理やり抜き出してロック機構が破壊されてスイッチが故障したような場合には、それが検知されて主回路用のラインが開状態に保持されるので、ドアを閉じても工作機械の電源回路がオンして工作機械が稼動するといったことがなく、したがって、従来のように、ユーザ側において、スイッチの故障に備えて、モニタ接点から配線して外部回路を組む必要がなく、ユーザ側の工数が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロックドアスイッチの全体外観を示す斜視図である。
【図2】キー2の挿入前の内部構成を示す概略図である。
【図3】キー2の挿入状態の内部構成を示す斜視図である。
【図4】キー2を挿入ロックした状態の内部構成を示す斜視図である。
【図5】ロック部材の平面図である。
【図6】図1の実施の形態の内部回路図である。
【図7】図6の要部の詳細構成を示す回路図である。
【図8】動作説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
2 キー 3 本体ケース 6 スイッチング機構
7 ロック機構 8 電磁ソレノイド 13 可動部材
16 プランジャ 17 ロック部材 22 係合部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic lock type lock door switch.
[0002]
[Prior art]
In general, a door switch detects the opening and closing of a door provided at the entrance / exit of a work area where an automated machine tool is installed, and turns the machine tool on and off. When the door is closed, the key provided on the door side is Inserted into the switch body provided on the entrance / exit side, the internal cam is rotated by the inserted key, the switching mechanism built in the switch body is switched to the switch-on state, the power circuit etc. are connected, and the door is opened When opened, the internal cam is rotated by pulling out the key, the switching mechanism is switched to the switch-off state, and the power supply circuit and the like are shut off (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Such a door switch is an electromagnetic lock type door switch, for example, the door is not locked immediately even when the door is closed, and the lock mechanism is operated only while the electromagnetic solenoid is energized to maintain the lock state. Solenoid lock type that supplies power to the machine tool from the power circuit in the locked state, stops energizing the electromagnetic solenoid, releases the lock to allow the door to open, and shuts off the power circuit It has been known.
[0004]
In such an electromagnetic lock type door switch, when the door is forcibly opened when the lock is not released, the internal cam is forced to rotate by pulling out the key. May rotate and the key may be pulled out to open the door.
[0005]
If the door is closed again with the lock mechanism broken in this way, the door will not be locked, but the switching mechanism will be switched on and the power supply circuit will be connected to operate the machine tool. The operator may continue to use the device without noticing it even though the lock does not work, and may cause an unexpected situation.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-50262 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, conventionally, among the plurality of contacts of the switching mechanism built in the switch body, it is different from the plurality of main contacts for opening and closing the power circuit in conjunction with the opening and closing of the door and the operation of the electromagnetic lock. Using the monitor contacts, on the user side, the opening and closing of the door and the operating state of the electromagnetic lock are monitored by an external circuit, and although the abnormal state as described above, that is, the electromagnetic lock is applied, the door is It is configured to detect an open state and take appropriate measures such as shutting off the power supply circuit or issuing an alarm.
[0008]
Thus, in preparation for a case where the switch fails, the user must assemble an external circuit by wiring from the monitor contact, and there is a problem that man-hours increase accordingly.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to eliminate the need for a user to assemble an external circuit in preparation for a switch failure, and to reduce the number of man-hours for the user.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0011]
That is, the lock door switch of the present invention includes a switching mechanism, an operation mechanism that operates forward and backward by inserting and removing a key to switch the first main contact of the switching mechanism, and the first main contact. Lock mechanism for locking in the contact switching state brought about by insertion of the lock, lock / unlock means for locking or unlocking by the lock mechanism, and switching operation according to lock / unlock by the lock / unlock means A lock door switch having a second main contact that includes a detection means for detecting and outputting an abnormality, and the first and second main contacts based on a detection output of the detection means Holding means for holding the main circuit line in an open state.
[0012]
Here, the main circuit refers to a main circuit to which the output of the lock door switch is given, for example, a power supply circuit or a safety circuit for controlling power supply interruption to the machine tool.
[0013]
According to the present invention, for example, when the lock mechanism is forcibly pulled out and the lock mechanism is destroyed and the lock door switch fails, the abnormality is detected and the line for the main circuit including the first and second main contacts is provided. Is maintained in the open state, so even if the key is inserted in the failed state, the line for the main circuit remains open. Will not turn on and the machine tool will not operate. This eliminates the need for the user to assemble an external circuit by wiring from the monitor contact in preparation for a switch failure, as in the conventional case.
[0014]
In one embodiment of the present invention, the detection means and the holding means are built in a switch case in which the mechanisms are housed.
[0015]
According to this embodiment, the lock door switch itself has a built-in configuration for detecting an abnormality and opening the line for the main circuit. There is no need for wiring and man-hours can be reduced.
[0016]
In a preferred embodiment of the present invention, the detection device includes a first monitor contact that is switched in response to the insertion / extraction of the key, and a second monitor contact that is switched in response to the lock / unlock. The means detects an abnormality of the lock mechanism based on an operating state of the both monitor contacts, and the main circuit is a safety circuit.
[0017]
According to this embodiment, the first monitor contact is used to monitor the insertion / removal of the key corresponding to the opening / closing of the door, and the lock / unlock is monitored using the second monitor contact. An abnormal state in which the key is removed, that is, an abnormal state in which the lock mechanism is broken, can be detected. When the lock mechanism is broken and fails, the output of the lock door switch to the safety circuit is opened. It can be kept in a state.
[0018]
In one embodiment of the present invention, the holding means is a latching relay that holds the contact provided on the line for the main circuit in an open state in response to the detection output.
[0019]
According to this embodiment, when the locking mechanism is broken, the contact of the latching relay interposed in the main circuit line can be held open.
[0020]
In a preferred embodiment of the present invention, the lock / unlock means includes an electromagnetic solenoid, and performs the lock when the electromagnetic solenoid is energized, and in a state where the key is inserted, When the electromagnetic solenoid is energized, release means for releasing the holding of the latching relay is provided.
[0021]
According to this embodiment, even if the abnormality of the lock mechanism is detected and the line for the main circuit is held in the open state, if the normal operation, that is, the key is inserted and the electromagnetic solenoid is excited and locked, the holding is not performed. For example, when a malfunction of the lock mechanism is detected but the lock mechanism has not been destroyed, the lock door switch is returned to normal operation again by performing a proper operation. Can be made.
[0022]
In one embodiment of the present invention, the power source for holding and releasing the latching relay is also used as the power source for the electromagnetic solenoid.
[0023]
According to this embodiment, when detecting an abnormality of the lock mechanism, it is not necessary to separately provide a power source for holding the main circuit line or releasing the holding, and the power source of the electromagnetic solenoid can be used as it is. become.
[0024]
In another embodiment of the present invention, a series circuit in which the first monitor contact, the second monitor contact, and the set coil of the latching relay are connected in series is connected in parallel to the electromagnetic solenoid. .
[0025]
According to this embodiment, in the locked state in which the electromagnetic solenoid is energized, when an abnormality occurs such as when the key is pulled out and the door is opened, both monitor contacts are turned on to apply a voltage to the set coil. The contact of the latching relay interposed in the circuit line can be kept open.
[0026]
In a preferred embodiment of the present invention, the release means includes a release relay and a charge / discharge circuit, and a coil of the release relay is connected in parallel to the electromagnetic solenoid, and the contact of the release relay and the latching A series circuit with a reset coil of the relay is connected in parallel with the electromagnetic solenoid, and the charge / discharge circuit is connected in parallel with the reset coil of the latching relay.
[0027]
According to this embodiment, when the electromagnetic solenoid is energized and locked, the release relay is energized and its contact is opened, but the charging / discharging circuit is charged using the time until the release, and this charging / discharging circuit is charged. Due to the discharge of the discharge circuit, the latching relay can be reset by energizing the reset coil of the latching relay parallel to the charge / discharge circuit, that is, the open state of the main circuit line can be released.
[0028]
In another embodiment of the present invention, the switching mechanism may be configured such that the movable member that supports the movable terminal facing the fixed terminal is biased and displaced by a return spring so that the movable terminal contacts the fixed terminal and The first main contact is turned on, and the movable member is displaced against the return spring, whereby the movable terminal is separated from the fixed terminal, and the first main contact is turned off. The operation mechanism displaces the movable member to the OFF position of the first main contact against the return biasing force when the key is pulled out, and moves the movable member by the return biasing force when the key is inserted. The lock mechanism is configured to engage the lock member with the movable member or a plunger interlocked with the movable member so that the first main contact is moved to the lock position. Status It is intended to, the locking member, when extracting the load state of the above set key of the lock acts, is destroyed in which the lock is released.
[0029]
According to this embodiment, when the key is forcibly extracted in the locked state and an extraction load more than the setting is applied to the lock member, the lock member is destroyed and the lock is released. For example, the rotary cam or the plunger is destroyed. As described above, the portion to be destroyed and the strength of the destruction do not vary, and can be easily restored by replacing the lock member.
[0030]
In a preferred embodiment of the present invention, the lock member is made of a brittle material and has a portion that is easily deformed and damaged by the extraction load.
[0031]
As the brittle material, for example, ceramics are preferable, and as the portion that is easily deformed and damaged, for example, a groove formed around the engaging portion is preferable.
[0032]
According to this embodiment, since the lock member is made of a brittle material such as ceramics that hardly undergoes plastic deformation until breakage, variation in fracture strength at which the lock member is broken can be suppressed, and stress such as a groove is concentrated. Thus, since it has a portion that is easily deformed and damaged, it is always destroyed at this portion, and the design of the breaking strength is facilitated.
[0033]
In another embodiment of the present invention, the lock member has a protrusion on a contact surface with the plunger.
[0034]
According to this embodiment, even if the plunger is tilted slightly and acts on the lock member, it will surely come into contact with the projection portion, and the contact portion will not vary, thereby further reducing variation in breaking strength. it can.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
As shown in FIG. 1, this lock door switch is used by being attached to an entrance / exit of an automatic machining area where a machine tool is installed, and is a switch body with an interlock attached to a fixed frame of the entrance / exit. 1, and a key 2 attached to a door to be opened and closed is inserted into and removed from the
[0037]
The switch
[0038]
2 to 4 are schematic views showing the internal configuration of the lock door switch of FIG. 1, FIG. 2 shows the state before the key 2 is inserted, FIG. 3 shows the inserted state of the
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
In this embodiment, two contacts that are switched by inserting and removing the key 2 are provided, and the first and second fixed terminals 12-1 and 12-2 and the first and second movable terminals 14-1 are provided. , 14-2 constitute two contact points.
[0042]
In this embodiment, of the two contacts, a first main contact connected to a main circuit such as a safety circuit is constituted by the first fixed terminal 12-1 and the first movable terminal 14-1. .
[0043]
Further, a first monitor contact that is switched in response to the insertion / extraction of the
[0044]
A
[0045]
A rotating
[0046]
As shown in FIG. 2, when the
[0047]
As described above, the
[0048]
In addition, you may comprise the
[0049]
FIG. 2 shows a switch-off state in which the
[0050]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0051]
The lock mechanism 7 is of a solenoid lock type, and includes a
[0052]
The
[0053]
In this embodiment, there are two contacts that are switched in accordance with locking / unlocking by the
[0054]
In this embodiment, of the two contacts, the second main contact connected to the main circuit such as a safety circuit is constituted by the first fixed terminal 20-1 and the first movable terminal 21-1. .
[0055]
Further, the second monitor contact that is switched in accordance with the lock / unlock is constituted by the second fixed terminal 20-2 and the second movable terminal 21-2.
[0056]
5A and 5B are plan views of the
[0057]
An
[0058]
The
[0059]
In the switch-off state of FIG. 2 in which the
[0060]
When the
[0061]
In this state, when the
[0062]
In this embodiment, when the
[0063]
In other words, in this embodiment, the
[0064]
As a result, the
[0065]
Therefore, there is no variation in the portion to be broken and its breaking strength, and it can be restored relatively easily by replacing the
[0066]
In addition, since the ceramic material has little change in mechanical characteristics even when the usage environment such as temperature changes, it is possible to suppress variation in fracture strength even if the usage environment changes.
[0067]
Further, in this embodiment, the
[0068]
That is, when the
[0069]
Therefore, in this embodiment, the
[0070]
Referring to FIG. 4 again, when the
[0071]
When the
[0072]
In this embodiment, when the door is forcibly opened without releasing the lock and the
[0073]
FIG. 6 is an internal circuit diagram showing the main part of this embodiment, showing a state in which the
[0074]
Here, for convenience of explanation, each pair of the first and second fixed terminals 12-1 and 12-2 constituting the two contacts including the first main contact of the
[0075]
Each pair of the first and second fixed terminals 20-1 and 20-2 constituting the second main contact and the second monitor contact of the
[0076]
Usually, the
[0077]
In this embodiment, when the abnormality occurs such that the lock mechanism 7 is broken by forcibly opening the door without releasing the lock, this is detected and the
[0078]
That is, in this embodiment, the
[0079]
In this embodiment, the
[0080]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the main part of FIG. 6, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
[0081]
First, when the door is closed and the
[0082]
In this state, when the
[0083]
In this locked state, when the door is forcibly opened without releasing the lock, the
[0084]
In this way, when the door is opened in the locked state and the lock mechanism 7 is broken, the output line is held in the open state. Thus, it is not necessary to build an external circuit for taking appropriate measures such as shutting off the power supply circuit for the machine tool, and the man-hours on the user side are reduced accordingly.
[0085]
Further, in this embodiment, the door is forcibly opened without releasing the lock, the latching
[0086]
That is, when the
[0087]
The
[0088]
FIG. 8 is a time chart for explaining the above operation. In FIG. 8, (a) is the opening and closing of the door, (b) the energization state for the
[0089]
First, when the door is closed and the
[0090]
Next, in this state, as shown in FIG. 5B, when the energization of the
[0091]
Next, the door is closed again and the
[0092]
In this locked state, if the door is forcibly opened at time T1 without releasing the lock, the
[0093]
Thereafter, regardless of whether the door is opened or closed, or the energization of the
[0094]
Next, when the normal operation, that is, when the door is closed and the
[0095]
As another embodiment of the present invention, the reset signal may be omitted.
[0096]
In the embodiment described above, the
[0097]
In the above-described embodiment, the
[0098]
In the above-described embodiment, the description is applied to the solenoid lock type switch. However, by providing the latching relay power source separately from the electromagnetic solenoid power source, the door is locked when the door is closed. The present invention can be similarly applied to a mechanical lock type switch in which the lock is released only when the power is turned on.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the lock key is forcibly removed and the lock mechanism is broken and the switch is broken, this is detected and the main circuit line is held open. Therefore, even if the door is closed, the power supply circuit of the machine tool is not turned on and the machine tool does not operate. Therefore, as in the past, the user must wire from the monitor contact in preparation for a switch failure. This eliminates the need for an external circuit and reduces the man-hours on the user side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall appearance of a lock door switch.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration before insertion of a
FIG. 3 is a perspective view showing an internal configuration of a key 2 in an inserted state.
FIG. 4 is a perspective view showing an internal configuration in a state where the
FIG. 5 is a plan view of a lock member.
6 is an internal circuit diagram of the embodiment of FIG. 1;
7 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a main part of FIG. 6;
FIG. 8 is a time chart for explaining operations;
[Explanation of symbols]
2 key 3
7
16
Claims (12)
異常を検知して出力する検知手段と、
前記検知手段の検知出力に基づいて、前記第1,第2の主接点を含む主回路用のラインを開状態に保持する保持手段と、
を備えることを特徴とするロックドアスイッチ。A switching mechanism, an operating mechanism that operates forward and backward by inserting and removing a key to switch the first main contact of the switching mechanism, and the first main contact is locked in a contact switching state brought about by the insertion of a key A lock mechanism for locking, a lock / unlock means for locking or unlocking by the lock mechanism, and a second main contact that is switched according to the lock / unlock by the lock / unlock means Lock door switch,
Detection means for detecting and outputting an abnormality,
Based on the detection output of the detection means, holding means for holding the main circuit line including the first and second main contacts in an open state;
A lock door switch comprising:
前記検知手段は、前記両モニタ接点の作動状態に基づいて、前記ロック機構の異常を検知するものであり、
前記主回路が安全回路である請求項1または2記載のロックドアスイッチ。A first monitor contact that is switched according to the insertion / extraction of the key, and a second monitor contact that is switched according to the lock / unlock;
The detection means detects an abnormality of the lock mechanism based on the operating state of the monitor contacts.
The lock door switch according to claim 1 or 2, wherein the main circuit is a safety circuit.
前記キーが挿入されている状態で、前記電磁ソレノイドが通電されると、前記ラッチングリレーの前記保持を解除する解除手段を備える請求項4記載のロックドアスイッチ。The lock / unlock means includes an electromagnetic solenoid, and performs the locking when the electromagnetic solenoid is energized.
The lock door switch according to claim 4, further comprising release means for releasing the holding of the latching relay when the electromagnetic solenoid is energized in a state where the key is inserted.
前記操作機構は、キー抜き出し状態では、前記可動部材を復帰付勢力に抗して前記第1の主接点のオフ位置に変位させ、キー挿入状態では、前記可動部材を復帰付勢力によって前記第1の主接点のオン位置に変位作動させるものであり、
前記ロック機構は、前記可動部材または該可動部材に連動するプランジャにロック部材を係合させて前記第1の主接点を、前記ロックの状態とするものであり、前記ロック部材は、前記ロックの状態でキーに設定以上の抜き出し荷重が働くと、破壊されてロックが解除される請求項1〜8のいずれかに記載のロックドアスイッチ。In the switching mechanism, the movable member supporting the movable terminal facing the fixed terminal is biased and displaced by a return spring, so that the movable terminal contacts the fixed terminal, and the first main contact is turned on. When the movable member is displaced against the return spring, the movable terminal is separated from the fixed terminal, and the first main contact is turned off.
The operation mechanism displaces the movable member to the off position of the first main contact against the return biasing force in the key extraction state, and in the key insertion state, the movable member is moved to the first biasing force by the return biasing force. The displacement of the main contact is turned on.
The lock mechanism is configured to engage the lock member with the movable member or a plunger interlocked with the movable member to bring the first main contact into the locked state. The lock door switch according to any one of claims 1 to 8, wherein the lock door switch is broken and unlocked when an extraction load exceeding a set value is applied to the key in a state.
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