JP2003031084A - スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘッドケースが本体ケースから浮上ったり離脱
したりして異常が生じていれば、直ちにこれを認識して
適切な措置を施すことができるスイッチを提供する。 【解決手段】復帰付勢されたスイッチング機構５を装備
した本体ケース３に、スイッチング機構５に対する操作
機構６を備えたヘッドケース４を連結したスイッチにお
いて、ヘッドケース４が本体ケース３から浮上りあるい
は離脱したりした異常を、スイッチング機構５の過剰変
位として検知して出力する変位検知手段Ｅを本体ケース
３側に設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リミットスイッチ
やキースイッチ等のスイッチに関し、更に詳しくは、ド
アスイッチ等に好適なスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、キースイッチは、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、電源を入り切りするドアスイッチな
どに用いられており、一般に、ドア側にキーが設けられ
るとともに、出入り口の固定枠側にスイッチ本体が設け
られ、ドアが閉じられてキーがスイッチ本体のキー挿入
口に挿入されることで、室内に設置された工作機械の電
源が入れられ、ドアが開かれてキーがスイッチ本体から
抜かれると電源が切られるように設置されて使用される
ものである。

【０００３】このようなキースイッチは、例えば、図６
に示されるように、図示しない下方の復帰バネによって
上方へ復帰付勢されたプランジャ７０を装備した本体ケ
ース７１に、プランジャ７０の上端に当接作用する回転
式のカム７２を備えたヘッドケース７３が連結されてお
り、カム７２の回転に伴うプランジャ７０の変位に応じ
て、プランジャ７０に連動する図示しない可動端子が固
定端子に対して接触離反することで、スイッチング機構
の接点切換え状態がもたらされるように構成されてい
る。

【０００４】すなわち、ヘッドケース７３に形成したキ
ー挿入口７４にキー７５が挿入されない図６（ａ）に示
されるドア開放状態では、カム７２によってプランジャ
７０が復帰付勢力に抗して押し込み状態に保持されて可
動端子が固定端子から離反したスイッチオフ状態がもた
らされ、また、キー挿入口７４にキー７５が挿入された
図６（ｂ）に示されるドア閉止状態では、カム７２の回
転によってプランジャ７０の押し込みが解除されること
で、スイッチング機構が復帰付勢力によって変位作動し
て可動端子が固定端子に接触するスイッチオン状態がも
たらされるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなスイッチ
は、キー７５が挿入されない限り、ヘッドケース７３の
カム７２によってプランジャ７０が押込み変位されて、
スイッチオフ状態に保持されているので、ヘッドケース
７３がメンテナンスのために取外されたり、ヘッドケー
ス７３が衝撃による損傷などによって本体ケース７１か
ら浮上ったり飛んでしまったりすると、プランジャ７０
を押込む作用が消滅してしまって、スイッチング機構の
プランジャ７０が復帰付勢力によって作動してしまい、
スイッチオン状態が現出されてしまうことになる。

【０００６】このため、例えば、故障したヘッドケース
７３を取り替えたり、キー挿入方向の変更のためにヘッ
ドケース７３を本体ケース７１から取外すようなメンテ
ナンス時には、上記のようにスイッチオン状態がもたら
されると、工作機械が作動してしまう虞がある。また、
ヘッドケース７３を本体ケース７１に組付けない状態で
本体ケース７１への配線接続を行っているような場合に
も同様な状況となる。従って、上記のようなメンテナン
ス作業やヘッドケース組付け前の配線作業、等を行う場
合には、別箇所に設置された元電源を予め切って作業を
行い、作業終了後に再び元電源を入れる必要があり、煩
わしいものとなっていた。

【０００７】また、ドアの開閉の際に、過大な衝撃荷重
などがヘッドケース７３に加わってヘッドケース７３が
本体ケース７１から飛んでしまって工作機械が作動した
ままでドアが開いてしまう虞がある。

【０００８】なお、ヘッドケース７３が本体ケース７１
から浮上ったり飛んでしまう原因としては、ドアスイッ
チとして利用されるキースイッチにおいては、ドア受け
用のストッパが備えられていない場合、ドアを勢いよく
閉めてしまうと、その際の衝撃荷重が直接にヘッドケー
ス７３に作用することになり、重いドアではその閉じ衝
撃によってヘッドケース７３が本体ケース７１から浮上
ったり、外れてしまう虞がある。また、キーが変形した
ままでドアを閉じられたような場合にも、キー７５がキ
ー挿入孔７４に挿入されることなくヘッドケース７３に
ぶつかることになり、ヘッドケース７３が本体ケース７
１から浮上ったり飛んでしまう虞がある。

【０００９】また、電磁式のインターロック機能を備え
たキースイッチ（ドアスイッチ）においては、ドアを閉
じることでスイッチング機構がロックされるのである
が、留め金やフックを用いることなく、その電磁ロック
をドアのロックとして使用してしまうと、電磁ロックを
解除することなく無理やりドアが開けられた場合、ヘッ
ドケース内のカムはスイッチング機構のロックによって
回転不能となっているので、このカムにキーを引っ掛か
けたままドアと共にキーを無理に引き抜くことになっ
て、ヘッドケース７３が本体ケース７１から浮上ったり
飛んでしまうこともある。

【００１０】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、ヘッドケースが本体ケースから浮上
ったり離脱したりして連結状態に異常が生じていれば、
直ちにこれを認識して適切な措置を施すことができるス
イッチを提供することを主たる目的とする。

【００１１】

【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。

【００１２】すなわち、本発明のスイッチは、復帰付勢
されたスイッチング機構を装備した本体ケースに、前記
スイッチング機構に対する操作機構を備えたヘッドケー
スを連結したスイッチであって、前記ヘッドケースの本
体ケースに対する変位を検知して出力を与える変位検知
手段を設けている。

【００１３】ここで、ヘッドケースの本体ケースに対す
る変位とは、例えば、ヘッドケースが本体ケースから完
全に離脱したり、ヘッドケースが本体ケースから浮き上
ったり、傾斜したり、あるいは、ねじれたりして正規の
連結位置からずれることをいう。

【００１４】本発明によると、本体ケースにヘッドケー
スが正しく連結されている状態では変位検知手段から変
位検知の出力がなされることはなく、ヘッドケースが本
体ケースから浮上ったり離脱したりして正規の連結位置
から変位すると、変位検知手段から変位検知の出力がな
される。この検知出力がされると、この出力に基づいて
警報を発して適切な措置を促したり、あるいは、その出
力に基づいて直ちに別の電源スイッチを自動的に切った
りすることができる。

【００１５】本発明の一実施態様においては、前記スイ
ッチング機構の可動部材が復帰付勢力に抗して第１の接
点切換え位置に保持され、前記操作機構に外部操作が加
えられると、スイッチング機構の可動部材が復帰付勢力
によって第２の接点切換え位置に変位するように、本体
ケースのスイッチング機構とヘッドケースの操作機構と
を連動させ、前記変位検知手段は、本体ケース側に設け
られて、前記スイッチング機構の可動部材が前記第１の
接点切換え位置を越えて復帰付勢方向に過剰変位したこ
と検知するものである。

【００１６】ここで、外部操作が加えられるとは、スイ
ッチを操作するために外部から操作が加えられることを
いい、例えば、キースイッチであれば、キーが挿入され
ることをいう。

【００１７】また、過剰変位とは、ヘッドケースが本体
ケースに正規に連結されている正常な状態における最大
の変位を超える変位をいう。

【００１８】本発明によると、スイッチング機構の可動
部材の過剰変位を、変位検知手段を作動させるための変
位に利用するので、変位検知手段を作動させる専用の変
位部材が不要となる。

【００１９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記変位検知手段は、前記スイッチング機構に組み込まれ
た複数組の接点対の内の少なくとも１組の接点対を有
し、この接点対は、前記第１の接点切換え位置および第
２の接点切換え位置では接点切換え作動を行わず、前記
過剰変位した時のみ接点切換え作動を行うものである。

【００２０】本発明によると、変位検知手段を構成する
少なくとも１組の接点対を、正規の接点対とともにスイ
ッチング機構に組み込むことができる。

【００２１】本発明の他の実施態様においては、前記変
位検知手段は、本体ケースに対するヘッドケースの変位
を直接検知するものである。

【００２２】本発明によると、本体ケースに組み込まれ
たスイッチング機構とは無関係に、ヘッドケースの浮上
りや離脱などによる変位を検知することができる。ま
た、ヘッドケースの変位を直接に検知することで、ヘッ
ドケースの僅かな浮上りの発生でも検知できるようにす
ることが可能となる。

【００２３】本発明の更に他の実施態様においては、前
記ヘッドケースの前記操作機構は、内装した回転カムを
外部から挿抜されるキーで回転操作するものである。

【００２４】本発明によると、自動工作機械を設置した
作業エリアの出入り口に備えるドアスイッチなどとして
利用した場合、事故などによってヘッドケースが浮上っ
たり飛んでしまったとしても、このような状況を変位検
知手段の作動によって直ちに認識することができ、変位
検知手段からの出力で警報を発して適切な処置を促した
り、あるいは、変位検知手段からの出力に基づいて直ち
に別の電源スイッチを自動的に切ったりすることができ
る。

【００２５】本発明の他の実施態様においては、前記ヘ
ッドケースの前記操作機構は、内装した回転カムを外装
したレバーで回転操作するものである。

【００２６】本発明によると、ドアスイッチに限らず、
汎用のリミットスイッチにおいても、好適に実施でき
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、キースイッチに
適用した実施態様を図面に基づいて説明する。

【００２８】図１に、キースイッチの一例の全体外観が
示されている。

【００２９】このキースイッチは、自動工作機械が設置
された工作エリアの出入り口などに取付けられるドアス
イッチとして利用されるものであって、出入り口の固定
枠に取付けられるスイッチ本体１と、開閉されるドアに
取付けられるキー２とからなる。

【００３０】スイッチ本体１は、本体ケース３とこれの
上端にピン連結されるヘッドケース４とを備え、図２に
示すように、本体ケース３にスイッチング機構５が内装
され、るとともに、ヘッドケース４には、スイッチング
機構５を操作する操作機構６が組み込まれ、また、ヘッ
ドケース４の前面にキー挿入口７が形成されている。

【００３１】スイッチング機構５は、インナーケース１
０を介して本体ケース３に組み込まれており、インナー
ケース１０に固定された３対の固定端子１１，１２，１
３と、上下動可能な可動部材１４に弾性支持された３個
の可動端子１５，１６，１７とから構成されており、３
組の接点対が可動部材１４の上下変位によって接点切換
え作動するようになっている。ここで、可動部材１４
は、復帰バネ１８によって上方に付勢されるとともに、
その上端に連設したプランジャ１９が本体ケース３の上
面からヘッドケース４内に突入されて操作機構６に対向
されている。また、各可動端子１５，１６，１７は、ス
トローク吸収用のバネ２０，２１，２２を介して後退変
位可能に弾性支持されている。

【００３２】図２は、可動部材１４が復帰バネ１８に抗
して下方変位しているスイッチオフ状態を示し、この
時、各可動端子１５，１６がそれぞれ固定端子１１，１
２から離反して、固定端子１１，１２に配線接続された
電源回路が断たれるようになっている。また、図３は、
可動部材１４が復帰バネ１８によって上方に付勢変位し
ているスイッチオン状態を示し、各可動端子１５，１６
がそれぞれ固定端子１１，１２に接触導通されて、電源
回路が入れられるようになっている。

【００３３】前記操作機構６は、回転カム８をブラケッ
ト９介して水平横軸心ｐ周りに回転可能に支持して構成
されており、回転カム８の外形が前記キー挿入口７への
キー２の挿抜に伴って正逆に回転操作される形状に形成
されている。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８の大径部８ａによってプ
ランジャ１９が復帰バネ１８に抗して押し下げられるこ
とで、可動部材１４が下方変位して上記スイッチオフ状
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８が図中反時計方向に略９０°回動され
ると、プランジャ１９が回転カム８の凹部８ｂに係入し
て上方に変位可能となり、可動部材１４が上方に付勢変
位して上記スイッチオン状態が現出されるのである。こ
のように、回転カム８によって可動部材１４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ようになって
いるのである。

【００３４】なお、キー２が抜き出された上記スイッチ
オフ状態では、回転カム８は図示しないロック部材によ
って回転阻止され、正規の形状のキー以外のもので回転
カム８が操作されることが防止される。そして、キー２
の挿入行程の初期にそのロック部材がキー２によって後
退されて回転カム８の回転が許容され、引き続くキー挿
入操作によって上記スイッチオン状態もたらされるよう
になっている。

【００３５】以上の構成は従来のスイッチと特に変わる
ところはなく、本発明では、ヘッドケース４が本体ケー
ス３から浮上ったり、離脱したりした変位を検知して出
力する変位検知手段Ｅが付加されており、その実施形態
を以下に説明する。

【００３６】図２〜図４中に示すように、前記スイッチ
ング機構５に組み込まれた１組の接点対である固定端子
１３と可動端子１７とが前記変位検知手段Ｅとしての機
能を備えている。つまり、スイッチング機構５の可動部
材１４が前記スイッチオフ位置（第１の接点切換え位
置）ａからスイッチオン位置（第２の接点切換え位置）
ｂまでの正規の作動域で変位している間は、これら固定
端子１３と可動端子１７とは接触導通状態を維持し、可
動部材１４が前記スイッチオン位置ｂを越えて付勢方向
（上方向）に過剰変位した時にのみ、固定端子１３が可
動端子１７から離反して接点切換わり作動するように、
固定端子１３と可動端子１７との相対位置および可動端
子１７の融通ストロークが設定されている。

【００３７】従って、図２および図３に示すように、ヘ
ッドケース４が本体ケース３の上端に適正に嵌合連結さ
れて、スイッチング機構５が正規に接点切換わり作動し
ている状態では、固定端子１３と可動端子１７とは接触
導通状態を維持し、図４に示すように、ヘッドケース４
が本体ケース３から離脱したりしていると、操作機構６
の回転カム８による押込みが解除されたスイッチング機
構５の可動部材１４は、付勢力によってスイッチオン位
置ｂを越えた、例えば、ｃで示される過剰変位位置まで
大きく変位してしまい、この時、固定端子１３が可動端
子１７から離反する。

【００３８】ここで、変位検知手段Ｅにおける固定端子
１３を外部に別途備えた補助電源スイッチや警報装置の
リレー回路に接続して、固定端子１３の導通状態を出力
するように構成しておくことで、ヘッドケース４が本体
ケース３から浮上ったり離脱したりすると、変位検知手
段Ｅから出力される変位検知信号によって自動的に補助
電源スイッチを切ったり、警報装置を作動させて故障の
発生を報知することが可能となる。なお、ヘッドケース
４が本体ケース３から離脱していなくても、浮き上った
り、傾いたりすることによって、正常な最大変位を超え
る過剰変位が生じて異常を検知できるものである。

【００３９】本発明は、以下のような形態で実施するこ
ともできる。

【００４０】（１）図５に示すように、本体ケース３の
上部に、ヘッドケースに組み込んだブラケット９の下面
に当接するプランジャ３１を上下スライド自在かつバネ
３２によって上方付勢状態で装備するとともに、このプ
ランジャ３１の下端部によって接点切換え作動されるマ
イクロスイッチ３３をインナーケース１０に装着し、ヘ
ッドケース４が本体ケース３から浮上ったり離脱したり
してプランジャ３１が上方変位すると、マイクロスイッ
チ３３がこれを検知するようにして、ヘッドケース４の
浮上りあるいは離脱などの変位を検知する変位検知手段
Ｅを構成することもできる。

【００４１】（２）前記スイッチング機構５の過剰変位
を、可動部材１４あるいはプランジャ１９に作用する光
センサで検知するようにして、ヘッドケース４の浮上り
あるいは離脱などの変位を検知する変位検知手段Ｅを構
成することもできる。

【００４２】（３）本体ケース３の上部に、ヘッドケー
ス４あるいはブラケット９の下端面に作用する圧力スイ
ッチを装備して、ヘッドケース４の浮上りあるいは離脱
によって圧力スイッチに作用する圧力が軽減あるいは消
滅したことを検知するようにして変位検知手段Ｅを構成
することもできる。

【００４３】（４）本発明は、キースイッチのみなら
ず、ヘッドケース４の操作機構６を外装した揺動レバー
で作動させるよう構成したリミットスイッチなどに適用
することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヘッドケ
ースが本体ケースから浮上ったり離脱したりして変位が
生じると、これが変位検知手段で検知されて出力がなさ
れるので、この出力を利用して直ちに自動的に電源を切
ったり、警報装置を作動させて事故の発生を報知するこ
とができ、その結果、事故発生状態のまま長く放置され
るようなことなく、ヘッドケースの取替えなどの適切な
措置を施して速やかに所期の機能を回復させることがで
きる。

【００４５】また、本発明によれば、スイッチング機構
の過剰変位を検知するように構成することで、変位検知
手段の構造を簡素化して安価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】キースイッチの斜視図である。

【図２】キー抜き出し状態における内部を示す正面図で
ある。

【図３】キー挿入状態における内部を示す正面図であ
る。

【図４】ヘッドケースが離脱された状態におけるスイッ
チの内部を示す正面図である。

【図５】別の実施形態の変位検知手段を備えたスイッチ
の内部を示す正面図

【図６】従来例の要部の縦断側面図である。

【符号の説明】

２ キー ３ 本体ケース ４ ヘッドケース ５ スイッチング機構 ６ 操作機構 ８ 回転カム ａ 第１接点切換え位置 ｂ 第２接点切換え位置 ｃ 過剰変位位置 Ｅ 変位検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 哲彦 鳥取県倉吉市巌城1005番地 オムロン倉吉 株式会社内 (72)発明者 森山 裕幸 鳥取県倉吉市巌城1005番地 オムロン倉吉 株式会社内 (72)発明者 吉井 実 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 川田 一樹 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復帰付勢されたスイッチング機構を装備
   した本体ケースに、前記スイッチング機構に対する操作
   機構を備えたヘッドケースを連結したスイッチであっ
   て、 前記ヘッドケースの本体ケースに対する変位を検知して
   出力を与える変位検知手段を設けたことを特徴とするス
   イッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスイッチであって、 前記スイッチング機構の可動部材が復帰付勢力に抗して
   第１の接点切換え位置に保持され、前記操作機構に外部
   操作が加えられると、スイッチング機構の可動部材が復
   帰付勢力によって第２の接点切換え位置に変位するよう
   に、本体ケースのスイッチング機構とヘッドケースの操
   作機構とを連動させ、 前記変位検知手段は、本体ケース側に設けられて、前記
   スイッチング機構の可動部材が前記第１の接点切換え位
   置を越えて復帰付勢方向に過剰変位したこと検知するこ
   とを特徴とするスイッチ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスイッチであって、 前記変位検知手段は、前記スイッチング機構に組み込ま
   れた複数組の接点対の内の少なくとも１組の接点対を有
   し、この接点対は、前記第１の接点切換え位置および第
   ２の接点切換え位置では接点切換え作動を行わず、前記
   過剰変位した時のみ接点切換え作動を行うことを特徴と
   するスイッチ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスイッチであって、 前記変位検知手段は、本体ケースに対するヘッドケース
   の変位を直接検知することを特徴とするスイッチ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のスイ
   ッチであって、 前記ヘッドケースの前記操作機構は、内装した回転カム
   を外部から挿抜されるキーで回転操作することを特徴と
   するスイッチ。
6. 【請求項６】 請求項１から４のいずれかに記載のスイ
   ッチであって、 前記ヘッドケースの前記操作機構は、内装した回転カム
   を外装したレバーで回転操作することを特徴とするスイ
   ッチ。