JP2004079190A

JP2004079190A - Electromagnetic lock type safety switch

Info

Publication number: JP2004079190A
Application number: JP2002233514A
Authority: JP
Inventors: ▲高▼山　陽平; Yohei Takayama; Hiroyuki Kajio; 梶尾　博行; Eiko Takenaka; 竹中　英光; Hiroyuki Otsuka; 大塚　博之
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP4085737B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic lock type safety switch, in which latitude is given to the locking force of a lock member locking downward displacement of a plunger operated by a cam to expand switching variation. <P>SOLUTION: In the electromagnetic lock type safety switch constructed by a cam mechanism 8, which causes a switching mechanism to conduct a switching action of contact opening and closing by operating in forward and backward directions by inserting and pulling out a key, and a locking member 16, which retains the contact closed state caused by insertion of the key by locking the cam mechanism, in which when pulling-out force exceeding guaranteed performance is applied to the key, the cam mechanism overcomes the locking force of the locking member to cause the switching mechanism to conduct a contact opening operation, a locking force-controlling means 29 capable of setting the locking force to an arbitrary value is provided in the locking member 16. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ドアスイッチ等に使用される電磁ロック式安全スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドアロックスイッチは、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換えられて電源回路などが断たれるように構成されている。
【０００３】
ドアロックスイッチは、通常、スイッチ本体とスイッチ本体上端に載置されてネジなどで取付けられたキー挿入口付きヘッドケースとから構成されており、ヘッドケースにはカム支持用のベースが組み込まれている。このベースはカムを回転自在に挟持する一対の支持板を有しており、両支持板にはカム軸が挿通される筒状の軸受が突設されている。
【０００４】
なお、電磁ロック式のドアスイッチとしては、ドアを閉めるとロック方向へ付勢されたロック機構が働いて自動的にロックがかかり、電磁ソレノイドに通電してロック機構をアンロックすることでドアの開放を許容するメカロック方式のものと、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時間だけアンロック方向へ付勢されたロック機構を作動させてロック状態を保持し、電磁ソレノイドへの通電を停止することでアンロックしてドアの開放を許容するソレノイドロック方式のものとが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記いずれの方式においても、アンロック操作することなく、ロックされている状態のままドアを無理に開けようとすると、キーを介してカムに過負荷がかかり、これによってベースが破壊されるばかりか、カムがヘッドケースに接触し、ヘッドケースも破壊されてキーが抜出しドアが開いてしまうとともに、この破損によってスイッチング機構がスイッチオン状態に保持されたままとなり、ドアが開放されているにもかかわらず電源回路が接続されたままになって工作機械が作動したままになる不具合がもたらされる。
【０００６】
換言すれば、過負荷でキーが抜出されると、ベース等の強度が低い部品から破壊され、その破壊モードは、キーにかかる負荷条件、スイッチの取付け条件や周辺環境等の種々の要因に依存し一定ではなくバラツキがあって制御できないため、ドアが開いているにもかかわらず工作機械の電源回路を開閉するスイッチング機構がオンの状態がもたらされることになる。
【０００７】
またロック強度はロック部材等の部品の強度に依存するが、これら部品の強度は一定でロック強度を調節することが困難であり、このためロック強度の多様化という観点からのスイッチのバリエーションの展開が困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、保証値内では正常にスイッチング機構のスイッチオン状態を維持することができるロック力を確保できるとともに、過負荷でキーが抜出された場合でも破壊モードを一定にすることができ、これによってスイッチオフさせるフェールセーフを実現可能な電磁ロック式安全スイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、設備の電源回路のオン・オフを司るスイッチング機構と、キーの挿入ないし抜出しによって正方向ないし逆方向に動作することで前記スイッチング機構に接点開閉の切換え動作を行なわせるカム機構と、キー挿入によって惹起された接点閉状態を、前記カム機構をロックすることで保持するロック部材とで構成され、前記キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合に、前記カム機構は、前記ロック部材のロック力に打ち勝って前記スイッチング機構に接点開動作を行なわせる電磁ロック式安全スイッチにおいて、前記ロック部材に、前記ロック力を任意の値に設定可能なロック力調節手段を設けている。
【００１０】
従って、本発明は、キー挿入によって惹起された接点閉状態を、カム機構をロックすることで保持するロック部材を有するので、保証値内でのキーの抜出しに対しては正常にロック部材によるロック力が確保され電源回路のオン状態が保持される。
【００１１】
一方、キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合に、カム機構はロック部材のロック力に打ち勝ってスイッチング機構に接点開動作を行なわせることが可能であるから、換言すればロック力はロック部材のみに依存するため、破壊モードを一定にすることができ、よってフェールセーフの実現が可能となる。
【００１２】
またロック部材は、ロック機能とフェールセーフ機能とを併せもつため、メカニカルロックタイプとソレノイドロックタイプとの種別の違いがロック部材の変更だけで実現可能であるから、部品点数の低減、生産性の向上、部材費低減が図れることになるとともに、ロック部材に両機能を集約させたため、スイッチ本体のコンパクト化が可能となる。
【００１３】
他方、ロック部材に、ロック力を任意の値に設定可能なロック力調節手段を設けているので、多様なロック強度をもつ安全スイッチを構成することができ、よってスイッチバリエーションの展開が容易となる。
【００１４】
ここで、保証値とは、正常にロック力が確保されるロック部材の変形抵抗ないし破断強さを意味する。
【００１５】
また、本発明は、前記カム機構は、前記キーの挿入ないし抜出しにより正方向ないし逆方向に回転可能な回転カムと、該回転カムに付勢状態で当接して変位可能なプランジャとから構成することが考えられる。
【００１６】
さらに本発明、前記スイッチング機構は、固定接点に接触可能な可動接点を有して前記プランジャの正方向への変位時に正方向へ変位して前記可動接点を前記固定接点に接触させ、また前記プランジャの逆方向への変位時ないし前記カム機構が前記ロック部材のロック力に打ち勝った時に、逆方向へ変位して前記可動接点を前記固定接点から離間させる可動部材から構成することが考えられる。
【００１７】
さらにまた本発明は、前記ロック力調節手段は、ロック部材に形成した曲げ変形可能なロック領域から構成され、前記キー挿入により前記ロック部材がロック位置に移動して前記ロック領域が前記プランジャと前記可動部材との間に位置して前記プランジャが前記可動部材に係合することを阻止し、また前記キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合に、前記プランジャが前記ロック部材のロック領域を変形させて前記可動部材を逆方向へ変位させることにより前記可動接点を前記固定接点から離間させることが考えられる。
【００１８】
さらにまた本発明は、前記変形したロック領域は前記可動部材に係合して、該可動部材の正方向への変位を阻止することで前記可動接点を前記固定接点から離間させた状態に保持させることや、前記ロック部材は、前記変形したロック領域が前記可動部材に係合することによりアンロック位置への移動が阻止されることが考えられる。
【００１９】
従って、本発明は、スイッチ破壊後は、常に、電源回路はスイッチオフ状態となって安全ドアスイッチとしての機能が果たせないため、ユーザがスイッチの破壊を容易に判断することができる。
【００２０】
さらにまた本発明は、前記ロック部材に開口部を形成して、該開口部を横切るロック領域としてのアーム部における一方の基部を、前記キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合における変形破断部とすることが考えられる。
【００２１】
さらにまた、本発明は、前記アーム部における一方の基部の幅を変えることで前記ロック部材のロック力を調節することが考えられる。
【００２２】
さらにまた、本発明は、前記アーム部における一方の基部の幅を減少させて切欠部に形成することが考えられる。
【００２３】
さらにまた、前記ロック部材をロック受け部材に嵌合させると共に、ロック部材に形成した開口部を横切るロック領域としての片持ちアーム部の先端部をロック受け部材に係合させて、該係合部の面積を変えることで前記ロック部材のロック力を調節することが考えられる。
【００２４】
さらにまた、本発明は、前記ロック領域を、少なくとも前記ロック部材の一部に形成した薄肉部で構成して、該薄肉部の厚みを変えることで前記ロック力を調節可能にすることが考えられる。
【００２５】
さらにまた、本発明は、前記ロック領域を、前記ロック部材の材質を変更することで前記ロック力を調節可能にすることが考えられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁ロック式安全スイッチの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１および図２に示すように、安全スイッチは、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と、開閉されるドアに取付けられるキー２とからなる。
【００２８】
スイッチ本体１は、本体ケース３とこれの上端にネジ連結されるヘッドケース４とを備え、後述するように、本体ケース３にはメインとなるスイッチング機構５、ロック機構６およびモニタ用スイッチング機構７が組込まれ、また、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としての回転カム８と、この回転カム８を支持するベース９とが組込まれるとともに、その頂壁にキー挿入口１０が形成されている。回転カム８の外形はキー挿入口１０へのキー２の挿入・抜出しに伴って正逆に回転操作される形状に形成されている。
【００２９】
スイッチング機構５は、図２（ｂ）に示すように、３対の固定端子１１と、図示しない上下動可能な可動部材１２に支持された３個の可動端子１３とから構成され、可動部材１２は復帰バネによって上方付勢されている。また、各可動端子１３は図示しないストローク吸収用バネを介して後退変位可能に弾性支持されている。
【００３０】
図２は、可動部材１２が復帰バネに抗して下方移動しているスイッチオフ状態を示し、可動端子１２が固定端子から離間して１組の固定端子１１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、可動部材１２が復帰バネによって上方に付勢移動することで、各可動端子１３が固定端子１１に接触導通してスイッチオン状態がもたらされ、電源回路が入れられるようになっている。また、可動部材１２の上端にはプランジャ１５が当接されており、このプランジャ１５がヘッドケース４内に突入されて回転カム８の外周カム面に当接されている。
【００３１】
そして、図２に示すように、キー２が抜出された状態では、回転カム８の大径カム部によってプランジャ１５が復帰バネに抗して押し下げられることで、可動部材１２が下方変位してスイッチオフ状態が創出され、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回動されると、プランジャ１５が回転カム８の小径カムに係入して上方に変位可能になり、可動部材１２が上方に付勢変位してスイッチオン状態が創出される。
【００３２】
ロック機構６は、プランジャ１５の下部に作用する金属板製のロック部材１６、これを左右に変位させる揺動リンク１７、この揺動リンク１７を正逆に揺動操作する図示しないスライド部材、スライド部材に連結された電磁ソレノイド１９等から構成されており、電磁ソレノイド１９が通電されることで、ロック部材１６がロック位置にスライド変位されるようになっている。
【００３３】
なお、図示しないスライド部材には、モニタ用スイッチング機構７の可動部材が連結されており、モニタ用スイッチング機構７における２対の固定端子２２に対して可動部材に保持された２つの可動端子２３がそれぞれ離間ないし接触することで、モニタ用スイッチング機構がオフ・オンし、ソレノイド通電時にオンする。
【００３４】
ロック部材１６は、本体ケース３の内部に形成されたガイド溝に左右スライド自在に支持されており、後述するように、このロック部材１６の開口２７にはアーム部２９が片持ち状に延出されている。
【００３５】
図２に示すスイッチオフ状態では電磁ソレノイド１９は非通電状態にあり、揺動リンク１７が揺動付勢されることでロック部材１６がスライドされる。このとき、プランジャ１５はロック部材１６の開口２７を挿通してスイッチオフ位置まで押し下げられている。
【００３６】
キー２が抜出されたスイッチオフ状態では、回転カム８は図示しない回転阻止部材の係合によって回転阻止され、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。この回転阻止部材による係合はキー２を挿入することで、その回転阻止部材がバネ付勢力に抗して回転カムから離間させられることで解除される。
【００３７】
図３に示すように、キー２の挿入によって回転カム８が回転されてプランジャ１５および可動部材１２が上方変位してスイッチオン状態になると、ロック方向に付勢されているロック部材１６がスライド変位し、アーム部２９がプランジャ１５の直下に位置してプランジャの下方への変位を阻止するため、回転カム８の逆回転、つまり、キー２の抜出しが阻止される。
【００３８】
このスイッチオン状態でロック機構６のロック部材１６がロック位置まで変位すると、モニタ用スイッチング機構７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７の一組の回路はスイッチング機構５における一組の回路に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。
【００３９】
キー２を抜出す場合には、電磁ソレノイド１９に通電して揺動リンク１７を強制揺動させ、ロック位置のロック部材１６をアンロック位置に退避させ、アーム部２９をプランジャ１５の下方変位を可能にする位置に移動させることで、プランジャ１５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。
【００４０】
次に、ロック解除を行なうことなく、ドアを無理に開いた場合の動作について説明する。図５に示すように、ロックがかかったスイッチオンの状態のままで、キー２に引抜き操作を加えると、回転カム８がキー２によって時計方向に回転され、ロック部材１６に当接したプランジャ１５に下方への操作力が与えられる。この場合、通常のドア開放操作に伴うキー抜出しに対しては、ロック部材１６のアーム部２９がプランジャ１５の下方変位を十分阻止するが、キー２が無理に引抜かれようとすると、後述するようにロック部材１６のアーム部２９の基端部に所定以上の荷重が作用し、大きい荷重に耐え切れなくなったアーム部２９が下方に屈曲変形され、プランジャ１５およびこれに当接操作される可動部材１２はスイッチオフ位置まで下動変位する。従って、モニタ用スイッチング機構７と直列の回路は開成され、工作機械への電源は断たれる。
【００４１】
上記のようにしてキー２が無理に抜出された後、知らずにドアが閉められて、キー２が再び挿入されると、プランジャ１５は回転カム８の回転に対応して上方変位が可能であるが、後述するように、可動部材１２は、屈曲変形されたアーム部２９によって上方変位が阻止され、スイッチング機構５はスイッチオフ状態に保持される。従って、無理にドアを開いた後に再びドアを閉めても電源は入れられることがない。
【００４２】
また、上記のようにしてキー２が無理に抜き出された後、ドアを閉じて（キー２を挿入し）ロック解除を行なうと、ロック部材１６が後退することで屈曲変形されたアーム部２９による牽制が解除された可動部材１２は正規に上動してスイッチオン状態となるが、ロック付勢されたロック部材１６のアーム部２９の先端が可動部材１２に引っ掛かって正規のロック位置までスライド移動できなくなり、モニタ用スイッチング機構７がスイッチオフとなり、この場合も電源が入らない状態となる。
【００４３】
上述したところの基本的構成は、従来の安全スイッチとほぼ同一である。本発明は以下の点に特徴を有する。すなわち、図６および図７に示すように、ロック部材１６はロック受け部材３０に嵌合された金属プレートから形成されており、この金属プレートには開口２７が形成されている。開口２７には、開口の全長にわたってロック領域としてのアーム部２９がロック部材１６の移動方向と直交する前後方向に形成されている。
【００４４】
アーム部２９の一方の基部、すなわちアーム部２９の前端部における左右両部には変形破断部としての切欠部３１が形成されており、この切欠部３１の近傍が、キー２に過負荷がかかった場合のプランジャ１５下端が当接するロック部分とされている。この左右両切欠部３１間の幅寸法を調節することで破断強さ、すなわちロック力を任意に設定することができる。
【００４５】
なお、ロック受け部材３０にはアーム部２９の変形を受入れる開口部３３と揺動リンク１７の先端部を嵌合させる細孔３４とロック受け部材３０を付勢するコイルバネが嵌合される凹部３５とが形成されている。
【００４６】
ロック力を調節する他の手段として、図７に示すように、アーム部２９を片持ち梁状に形成して、その先端部（前端部）をロック受け部材３０の開口部３３外周に係合させてもよい。このアーム部２９の係合部３７の係合量を調節することでロック力を調節することが可能である。ここに係合量は前後方向の係合長さないし係合面積を意味する。
【００４７】
なお、アーム部２９の先端部は必ずしもロック受け部材３０に乗り上げる必要はなく、アーム部２９の先端部をロック受け部材３０の開口部３３内周面の前部に係合させ、摩擦係合力を調節することによってもロック力を調節することができる。なお、片持ちアーム部２９の基端部の幅を変えることによってもロック力を調節することができる。
【００４８】
ロック力を調節するその他の手段として、ロック部材１６のロック領域の厚さを変えることでも調節可能である。すなわち、その１はアーム部２９の基部に切欠部３１を形成することなく、この部分を薄肉にすることである。その２はロック部材１６に開口２７を設けることなくアーム部２９に相当する部分を薄肉に形成することである。その３はアーム部２９に相当する部分の外周のみを薄肉に形成することである。なお、ロック部材１６に開口２７を設けない場合でも、プランジャの下方変位を許す透孔は必要である。
【００４９】
ロック力を調節する第３の手段として、ロック部材１６の材質変更がある。すなわち上記いずれの場合においてもロック部材１６の材質を適宜選択することによりさらに細かにロック力を調節することができる。ロック部材としては、ステンレススチール、鉄、真鍮等の曲げ変形可能な材質から選定する。
【００５０】
次に、上記ロック部材を使用した場合のロック動作を図８を参照しながら説明する。なお、ロック機構としてはソレノイドロックタイプを使用している。▲１▼ドアが開いた初期状態では、プランジャ１５がロック部材１６の開口２７を介して可動部材１２を下方変位させており、スイッチング機構５はオフである。
【００５１】
▲２▼キー２を挿入すると、プランジャ１５および可動部材１２が上方変位し、スイッチング機構５はオンとなる。▲３▼プランジャ１５上方変位後、ソレノイド通電によりロック部材１６が移動して、ロック領域（アーム部２９）がプランジャ１５下方のロック位置に達する。▲４▼ロック状態でキーに保証値内の抜出し力がかかってもプランジャ１５はロック部材１６によって下方変位を阻止されるため、スイッチオン状態は保持される。
【００５２】
▲５▼キーに過負荷がかかると、アーム部２９の切欠部３１が下方に変形を始め、これとともにプランジャ１５も下降を始める。▲６▼アーム部２９がさらに下方に変形して可動部材１２を下方変位させ、これによってスイッチング機構５がオフになる。▲７▼アーム部２９が変形により破断すると、この破断部が可動部材１２を押圧するため、スイッチング機構５は常にオフ状態が保持され、工作機械等の装置は可動不能である。なお、ソレノイドが通電されてもロック部材１６は破断部が可動部材１２に引っ掛かっているため、アンロック位置に移動することは不可能であり、やはり工作機械等の装置は可動不能である。
【００５３】
なお、メインスイッチ５とモニタスイッチ７とのシリアル接続は、ユーザーが触れられないスイッチ本体下部内で行なわれるので、ユーザーの誤配線が防止され、確実に安全回路としての電源回路が構成されるためユーザーの安全が確保される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、設備の電源回路のオン・オフを司るスイッチング機構と、キーの挿入ないし抜出しによって正方向ないし逆方向に動作することで前記スイッチング機構に接点開閉の切換え動作を行なわせるカム機構と、キー挿入によって惹起された接点閉状態を、前記カム機構をロックすることで保持するロック部材とで構成され、前記キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合に、前記カム機構は、前記ロック部材のロック力に打ち勝って前記スイッチング機構に接点開動作を行なわせる電磁ロック式安全スイッチにおいて、前記ロック部材に、前記ロック力を任意の値に設定可能なロック力調節手段を設けている。
【００５５】
従って、本発明は、キー挿入によって惹起された接点閉状態を、カム機構をロックすることで保持するロック部材を有するので、保証値内でのキーの抜出しに対しては正常にロック部材によるロック力が確保され電源回路のオン状態が保持される。
【００５６】
一方、キーに保証値を超える抜出し力がかかった場合に、カム機構はロック部材のロック力に打ち勝ってスイッチング機構に接点開動作を行なわせることが可能であるから、換言すればロック力はロック部材のみに依存するため、破壊モードを一定にすることができ、よってフェールセーフの実現が可能となる。
【００５７】
またロック部材は、ロック機能とフェールセーフ機能とを併せもつため、メカニカルロックタイプとソレノイドロックタイプとの種別の違いがロック部材の変更だけで実現可能であるから、部品点数の低減、生産性の向上、部材費低減が図れることになるとともに、ロック部材に両機能を集約させたため、スイッチ本体のコンパクト化が可能となる。
【００５８】
他方、ロック部材に、ロック力を任意の値に設定可能なロック力調節手段を設けているので、多様なロック強度をもつ安全スイッチを構成することができ、よってスイッチバリエーションの展開が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁ロック式安全スイッチの斜視図である。
【図２】（ａ）同じく、キー抜け時の状態を示す断面図である。
（ｂ）同じく、（ａ）の状態でのスイッチ機構を示す略示図である。
【図３】（ａ）同じく、アンロック時の状態を示す断面図である。
（ｂ）同じく、（ａ）の状態でのスイッチ機構を示す略示図である。
【図４】（ａ）同じく、ロック時の状態を示す断面図である。
（ｂ）同じく、（ａ）の状態でのスイッチ機構を示す略示図である。
【図５】（ａ）同じく、過負荷でのキー抜け時の状態を示す断面図である。
（ｂ）同じく、（ａ）の状態でのスイッチ機構を示す略示図である
【図６】同じく、ロック部材の平面図である。
【図７】同じく、ロック部材をロック受け部材に嵌合した平面図である。
【図８】▲１▼　キーが抜かれた初期状態を示す動作説明図である。
▲２▼　キー挿入時を示す動作説明図である。
▲３▼　ロック部材の移動状態を示す動作説明図である。
▲４▼　ロック時の状態を示す動作説明図である。
▲５▼　過負荷時におけるロック部材の変形状態を示す動作説明図である。
▲６▼　ロック部材の変形により可動部材が下降した状態を示す動作説明図である。
▲７▼　ロック部材が破壊した状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１　スイッチ本体
２　キー
３　本体ケース
４　ヘッドケース
６　ロック機構
８　回転カム
９　ベース
１６　ロック部材
２７　開口
２９　アーム部
３０　ロック受け部材
３１　切欠部
３７　係合部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic lock type safety switch used for a door switch and the like.
[0002]
[Prior art]
Generally, a door lock switch detects the opening / closing of a door provided at an entrance of a work area where an automated machine tool is installed, and turns on / off the power of the machine tool. The key is inserted into the switch body provided on the entrance side, and the inserted key rotates the internal cam, the switching mechanism built in the switch body is switched to the ON state, the power supply circuit etc. are connected and the door is opened. When the key is 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 cut off.
[0003]
The door lock switch usually includes a switch body and a head case with a key insertion slot mounted on the upper end of the switch body and attached with screws or the like, and the head case has a built-in base for cam support. I have. The base has a pair of support plates for rotatably holding the cam, and both support plates are provided with a cylindrical bearing through which a cam shaft is inserted.
[0004]
Note that as an electromagnetic lock type door switch, when the door is closed, a lock mechanism urged in the lock direction works to automatically lock, and the electromagnetic solenoid is energized to unlock the lock mechanism, thereby energizing the door. A mechanical lock type that allows opening, and a lock is not immediately activated even when the door is closed, and the lock mechanism that is urged in the unlock direction for the time that the electromagnetic solenoid is energized is activated to maintain the locked state In addition, there is known a solenoid lock type that unlocks the electromagnetic solenoid by stopping energization to allow the door to be opened.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In any of the above methods, if the door is forcibly opened in the locked state without performing the unlocking operation, the cam is overloaded via the key, which not only destroys the base. However, the cam contacts the head case, the head case is also destroyed, the key is pulled out and the door is opened. However, the power supply circuit remains connected and the machine tool remains operating.
[0006]
In other words, if the key is pulled out due to overload, it will be broken from low-strength parts such as the base, and the failure mode depends on various factors such as the load condition on the key, the mounting condition of the switch, and the surrounding environment. However, since it is not constant and has a variation and cannot be controlled, the switching mechanism for opening and closing the power supply circuit of the machine tool is turned on even though the door is open.
[0007]
In addition, the lock strength depends on the strength of components such as lock members, but it is difficult to adjust the lock strength because the strength of these components is constant. Therefore, development of switch variations from the viewpoint of diversification of lock strength. Was difficult.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems. An object of the present invention is to secure a lock force capable of properly maintaining a switch-on state of a switching mechanism within a guaranteed value, and to achieve an overload. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electromagnetic lock type safety switch capable of keeping the destruction mode constant even when a key is pulled out, thereby realizing a fail-safe operation of switching off.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a switching mechanism for turning on and off a power supply circuit of equipment, and a switching operation of contact opening and closing for the switching mechanism by operating in a forward or reverse direction by inserting or extracting a key. And a lock member that holds a contact closed state caused by key insertion by locking the cam mechanism, and when a withdrawal force exceeding a guaranteed value is applied to the key, In the electromagnetic lock type safety switch, wherein the cam mechanism overcomes the lock force of the lock member and causes the switching mechanism to perform a contact opening operation, the lock member includes a lock force adjusting mechanism capable of setting the lock force to an arbitrary value. Means are provided.
[0010]
Therefore, the present invention has the lock member that holds the contact closed state caused by the key insertion by locking the cam mechanism, so that the lock member normally locks the key withdrawal within the guaranteed value. Power is secured and the ON state of the power supply circuit is maintained.
[0011]
On the other hand, when the withdrawal force exceeding the guaranteed value is applied to the key, the cam mechanism can overcome the locking force of the lock member and cause the switching mechanism to perform the contact opening operation. Since it depends only on the member, the destruction mode can be made constant, and thus fail-safe can be realized.
[0012]
In addition, since the lock member has both a lock function and a fail-safe function, the difference between the mechanical lock type and the solenoid lock type can be realized only by changing the lock member, reducing the number of parts and improving productivity. Since both functions can be integrated into the lock member, the size of the switch body can be reduced.
[0013]
On the other hand, since the lock member is provided with the lock force adjusting means capable of setting the lock force to an arbitrary value, a safety switch having various lock strengths can be configured, thereby facilitating the development of switch variations. .
[0014]
Here, the guaranteed value means a deformation resistance or a breaking strength of the lock member that normally secures the lock force.
[0015]
Further, according to the present invention, the cam mechanism includes a rotating cam rotatable in a forward direction or a reverse direction by inserting or extracting the key, and a plunger which can be displaced by being brought into contact with the rotating cam in a biased state. It is possible.
[0016]
Further, the present invention, the switching mechanism has a movable contact that can contact a fixed contact, and when the plunger is displaced in the forward direction, the plunger is displaced in the forward direction to contact the movable contact with the fixed contact. The movable member may be displaced in the opposite direction to separate the movable contact from the fixed contact at the time of displacement in the opposite direction or when the cam mechanism overcomes the locking force of the lock member.
[0017]
Still further, according to the present invention, the lock force adjusting means includes a lock region formed in a lock member and capable of bending deformation, and the lock member is moved to a lock position by the key insertion, so that the lock region is moved between the plunger and the plunger. The plunger is located between the movable member to prevent the plunger from engaging the movable member, and when the key is subjected to a withdrawal force exceeding a guaranteed value, the plunger moves the lock area of the lock member. It is conceivable that the movable contact is separated from the fixed contact by deforming and displacing the movable member in the opposite direction.
[0018]
Still further, in the present invention, the deformed lock region is engaged with the movable member to prevent the movable member from being displaced in a positive direction, thereby holding the movable contact in a state separated from the fixed contact. In addition, it is conceivable that the lock member is prevented from moving to the unlock position by engaging the deformed lock region with the movable member.
[0019]
Therefore, according to the present invention, after the switch is broken, the power supply circuit is always in the switch-off state and the function as the safety door switch cannot be performed, so that the user can easily determine the break of the switch.
[0020]
Still further, according to the present invention, an opening is formed in the lock member, and one base of the arm portion as a lock region crossing the opening is deformed and fractured when a withdrawal force exceeding a guaranteed value is applied to the key. Department.
[0021]
Furthermore, in the present invention, it is conceivable that the locking force of the lock member is adjusted by changing the width of one base portion of the arm portion.
[0022]
Furthermore, in the present invention, it is conceivable that the width of one base portion of the arm portion is reduced to form the notch portion.
[0023]
Still further, the lock member is fitted to the lock receiving member, and the distal end portion of the cantilever arm as a lock area crossing the opening formed in the lock member is engaged with the lock receiving member. The locking force of the lock member may be adjusted by changing the area of the lock member.
[0024]
Still further, according to the present invention, it is conceivable that the lock region is constituted by a thin portion formed at least in a part of the lock member, and the locking force can be adjusted by changing the thickness of the thin portion. .
[0025]
Still further, in the present invention, it is conceivable that the lock force can be adjusted in the lock region by changing a material of the lock member.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electromagnetic lock type safety switch according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, the safety switch is used by being attached to an entrance or the like of an automatic machining area in which a machine tool is installed, and is a switch with an interlock attached to a fixed frame at the entrance. It comprises a main body 1 and a key 2 attached to a door that is opened and closed.
[0028]
The switch main body 1 includes a main body case 3 and a head case 4 which is screw-connected to an upper end thereof. As will be described later, the main body case 3 includes a main switching mechanism 5, a locking mechanism 6, and a monitoring switching mechanism 7. A rotary cam 8 as an operating mechanism for operating the switching mechanism 5 and a base 9 for supporting the rotary cam 8 are incorporated in the head case 4, and a key insertion port 10 is provided on the top wall thereof. Is formed. The outer shape of the rotary cam 8 is formed in a shape that can be rotated in the forward and reverse directions when the key 2 is inserted into and removed from the key insertion slot 10.
[0029]
As shown in FIG. 2B, the switching mechanism 5 includes three pairs of fixed terminals 11 and three movable terminals 13 supported by a vertically movable movable member 12 (not shown). Is urged upward by a return spring. Each movable terminal 13 is elastically supported so as to be able to be displaced backward via a stroke absorbing spring (not shown).
[0030]
FIG. 2 shows a switch-off state in which the movable member 12 is moving downward against the return spring, and the power supply circuit in which the movable terminal 12 is separated from the fixed terminal and connected to one set of the fixed terminals 11 is disconnected. It is designed to drip. Further, when the movable member 12 is biased and moved upward by the return spring, each movable terminal 13 is brought into contact with the fixed terminal 11 so as to be brought into a switch-on state, and the power supply circuit is turned on. A plunger 15 is in contact with the upper end of the movable member 12, and the plunger 15 is inserted into the head case 4 and is in contact with the outer peripheral cam surface of the rotating cam 8.
[0031]
Then, as shown in FIG. 2, when the key 2 is pulled out, the plunger 15 is pushed down by the large diameter cam portion of the rotating cam 8 against the return spring, so that the movable member 12 is displaced downward. A switch-off state is created, and as shown in FIG. 3, when the key 2 is inserted and the rotary cam 8 is rotated counterclockwise in the figure, the plunger 15 engages with the small diameter cam of the rotary cam 8. Then, the movable member 12 can be displaced upward, and the movable member 12 is biased and displaced upward to create a switch-on state.
[0032]
The lock mechanism 6 includes a lock member 16 made of a metal plate acting on a lower portion of the plunger 15, a swing link 17 for displacing the lock member 16 left and right, a slide member (not shown) for swinging the swing link 17 in the forward and reverse directions, and a slide. The lock member 16 is configured to be slid to the lock position by being energized by the electromagnetic solenoid 19 and the like connected to the member.
[0033]
A movable member of the monitoring switching mechanism 7 is connected to a slide member (not shown), and two movable terminals 23 held by the movable member are provided with respect to two pairs of fixed terminals 22 in the monitoring switching mechanism 7. By being separated from or in contact with each other, the monitoring switching mechanism is turned on and off, and is turned on when the solenoid is energized.
[0034]
The lock member 16 is supported in a guide groove formed inside the main body case 3 so as to be slidable left and right. As will be described later, an arm portion 29 extends in a cantilever manner into an opening 27 of the lock member 16. Have been.
[0035]
In the switch-off state shown in FIG. 2, the electromagnetic solenoid 19 is in a non-energized state, and the lock member 16 is slid by the swing link 17 being urged to swing. At this time, the plunger 15 is pushed down to the switch-off position through the opening 27 of the lock member 16.
[0036]
In the switch-off state in which the key 2 is removed, the rotation cam 8 is prevented from rotating by the engagement of a rotation prevention member (not shown), and operation of the rotation cam 8 by something other than the key is prevented. The engagement by the rotation preventing member is released by inserting the key 2 and separating the rotation preventing member from the rotating cam against the urging force of the spring.
[0037]
As shown in FIG. 3, when the rotary cam 8 is rotated by the insertion of the key 2 and the plunger 15 and the movable member 12 are displaced upward to be switched on, the lock member 16 urged in the lock direction slides. Since the arm 29 is located immediately below the plunger 15 and prevents the plunger from being displaced downward, the reverse rotation of the rotary cam 8, that is, the removal of the key 2 is prevented.
[0038]
When the lock member 16 of the lock mechanism 6 is displaced to the lock position in the switch-on state, the monitoring switching mechanism 7 is also switched on. A set of circuits of the monitoring switching mechanism 7 is connected in series to a set of circuits of the switching mechanism 5, and when the series circuit is closed and turned on, power to the machine tool in the automatic machining area is turned on. It is supposed to be.
[0039]
When removing the key 2, the electromagnetic solenoid 19 is energized to forcibly swing the swing link 17, the lock member 16 at the lock position is retracted to the unlock position, and the arm portion 29 is moved downwardly of the plunger 15. The lock of the plunger 15 is released by moving the plunger 15 to a position where the plunger 15 is enabled. This allows the key 2 to be pulled out, that is, the door to be opened.
[0040]
Next, an operation when the door is forcibly opened without unlocking will be described. As shown in FIG. 5, when the key 2 is pulled out while the switch is in the locked-on state, the rotary cam 8 is rotated clockwise by the key 2, and the plunger 15 abuts on the lock member 16. Is given a downward operating force. In this case, the arm 29 of the lock member 16 sufficiently prevents the plunger 15 from being displaced downward with respect to the key extraction accompanying the normal door opening operation. However, if the key 2 is forcibly pulled out, as will be described later. A load greater than a predetermined amount acts on the base end of the arm portion 29 of the lock member 16, and the arm portion 29, which cannot endure a large load, is bent downward and deformed, and the plunger 15 and the movable member abutting therewith 12 is displaced downward to the switch-off position. Therefore, the circuit in series with the monitoring switching mechanism 7 is opened, and the power to the machine tool is cut off.
[0041]
After the key 2 is forcibly pulled out as described above, the door is closed without knowing and the key 2 is inserted again, the plunger 15 can be displaced upward in accordance with the rotation of the rotary cam 8. However, as described later, the movable member 12 is prevented from being upwardly displaced by the bent arm portion 29, and the switching mechanism 5 is kept in the switch-off state. Therefore, even if the door is forcibly opened and then closed again, the power is not turned on.
[0042]
After the key 2 is forcibly pulled out as described above, the door is closed (by inserting the key 2) to release the lock. When the lock member 16 retreats, the bent arm portion 29 is retracted. The movable member 12 released from the restraint due to the movement of the lock member 16 is normally moved upward to be in the switch-on state. The monitor cannot be moved, and the monitoring switching mechanism 7 is switched off. In this case, the power is not turned on.
[0043]
The basic configuration described above is almost the same as a conventional safety switch. The present invention has the following features. That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the lock member 16 is formed from a metal plate fitted to the lock receiving member 30, and the metal plate has an opening 27 formed therein. In the opening 27, an arm portion 29 as a lock region is formed in the front-rear direction orthogonal to the moving direction of the lock member 16 over the entire length of the opening.
[0044]
At one of the bases of the arm portion 29, that is, at the left and right portions at the front end of the arm portion 29, cutout portions 31 are formed as deformable break portions, and the vicinity of the cutout portion 31 overloads the key 2. In this case, the lower end of the plunger 15 is a lock portion to be brought into contact. By adjusting the width between the left and right cutouts 31, the breaking strength, that is, the locking force can be arbitrarily set.
[0045]
The lock receiving member 30 has an opening 33 for receiving the deformation of the arm portion 29 and a small hole 34 for fitting the tip end of the swing link 17 and a concave portion 35 for fitting a coil spring for urging the lock receiving member 30. Are formed.
[0046]
As another means for adjusting the locking force, as shown in FIG. 7, the arm portion 29 is formed in a cantilever shape, and its tip (front end) engages with the outer periphery of the opening 33 of the lock receiving member 30. You may let it. The lock force can be adjusted by adjusting the amount of engagement of the engagement portion 37 of the arm portion 29. Here, the engagement amount means an engagement length or an engagement area in the front-rear direction.
[0047]
The distal end of the arm 29 does not necessarily have to ride on the lock receiving member 30, and the distal end of the arm 29 is engaged with the front of the inner peripheral surface of the opening 33 of the lock receiving member 30 to reduce the frictional engagement force. The locking force can also be adjusted by adjusting. The locking force can also be adjusted by changing the width of the proximal end of the cantilever arm 29.
[0048]
As another means for adjusting the locking force, the locking force can be adjusted by changing the thickness of the locking region of the locking member 16. That is, the first is to make this portion thin without forming the cutout portion 31 at the base of the arm portion 29. Second, a portion corresponding to the arm portion 29 is formed thin without providing the opening 27 in the lock member 16. Third, only the outer periphery of a portion corresponding to the arm portion 29 is formed to be thin. Even when the opening 27 is not provided in the lock member 16, a through hole that allows the plunger to be displaced downward is necessary.
[0049]
A third means for adjusting the locking force is to change the material of the locking member 16. That is, in any of the above cases, the locking force can be more finely adjusted by appropriately selecting the material of the lock member 16. The lock member is selected from a bendable material such as stainless steel, iron, and brass.
[0050]
Next, a lock operation when the lock member is used will be described with reference to FIG. In addition, a solenoid lock type is used as the lock mechanism. (1) In the initial state where the door is opened, the plunger 15 displaces the movable member 12 downward through the opening 27 of the lock member 16, and the switching mechanism 5 is off.
[0051]
(2) When the key 2 is inserted, the plunger 15 and the movable member 12 are displaced upward, and the switching mechanism 5 is turned on. {Circle around (3)} After the plunger 15 is displaced upward, the lock member 16 is moved by the energization of the solenoid, and the lock region (arm portion 29) reaches the lock position below the plunger 15. (4) Even if a withdrawal force within the guaranteed value is applied to the key in the locked state, the plunger 15 is prevented from being displaced downward by the locking member 16, so that the switch-on state is maintained.
[0052]
(5) When an overload is applied to the key, the notch 31 of the arm portion 29 starts to deform downward, and the plunger 15 also starts to move downward. (6) The arm portion 29 is further deformed downward to displace the movable member 12 downward, whereby the switching mechanism 5 is turned off. {Circle around (7)} When the arm portion 29 breaks due to deformation, the broken portion presses the movable member 12, so that the switching mechanism 5 is always kept in the OFF state, and devices such as machine tools cannot move. Even if the solenoid is energized, the lock member 16 cannot be moved to the unlock position because the broken portion is hooked on the movable member 12, so that the device such as a machine tool cannot be moved.
[0053]
Since the serial connection between the main switch 5 and the monitor switch 7 is performed in the lower part of the switch main body which is not touched by the user, erroneous wiring of the user is prevented, and a power supply circuit as a safety circuit is reliably formed. User safety is ensured.
[0054]
【The invention's effect】
The present invention provides a switching mechanism that controls on / off of a power supply circuit of equipment, a cam mechanism that operates in a forward or reverse direction by inserting or extracting a key to cause the switching mechanism to perform a switching operation of contact opening and closing, A lock member that holds the contact closed state caused by key insertion by locking the cam mechanism is provided. When a withdrawal force exceeding a guaranteed value is applied to the key, the cam mechanism locks the lock. In an electromagnetic lock type safety switch for overcoming the locking force of the member and causing the switching mechanism to perform the contact opening operation, the locking member is provided with a locking force adjusting means capable of setting the locking force to an arbitrary value.
[0055]
Therefore, the present invention has the lock member that holds the contact closed state caused by the key insertion by locking the cam mechanism, so that the lock member normally locks the key withdrawal within the guaranteed value. Power is secured and the ON state of the power supply circuit is maintained.
[0056]
On the other hand, when the withdrawal force exceeding the guaranteed value is applied to the key, the cam mechanism can overcome the locking force of the lock member and cause the switching mechanism to perform the contact opening operation. Since it depends only on the member, the destruction mode can be made constant, and thus fail-safe can be realized.
[0057]
In addition, since the lock member has both a lock function and a fail-safe function, the difference between the mechanical lock type and the solenoid lock type can be realized only by changing the lock member, thus reducing the number of parts and improving productivity. Since both functions can be integrated into the lock member, the size of the switch body can be reduced.
[0058]
On the other hand, since the lock member is provided with the lock force adjusting means capable of setting the lock force to an arbitrary value, a safety switch having various lock strengths can be configured, thereby facilitating the development of switch variations. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electromagnetic lock type safety switch according to the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a state when a key is removed.
(B) Similarly, it is a schematic diagram showing the switch mechanism in the state of (a).
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state at the time of unlocking.
(B) Similarly, it is a schematic diagram showing the switch mechanism in the state of (a).
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a locked state.
(B) Similarly, it is a schematic diagram showing the switch mechanism in the state of (a).
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state when a key is removed due to overload.
FIG. 6B is a schematic view showing the switch mechanism in the state of FIG. 6A. FIG. 6 is a plan view of the lock member.
FIG. 7 is a plan view showing the lock member fitted to the lock receiving member.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram showing an initial state in which a key is removed.
{Circle around (2)} Operation explanatory diagram showing the time of key insertion.
{Circle around (3)} is an operation explanatory view showing the moving state of the lock member.
{Circle around (4)} is an operation explanatory diagram showing a state at the time of locking.
{Circle around (5)} An operation explanatory diagram showing a deformed state of the lock member at the time of overload.
{Circle around (6)} An operation explanatory view showing a state where the movable member is lowered by deformation of the lock member.
{Circle around (7)} Operation explanatory view showing a state where the lock member is broken.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switch main body 2 Key 3 Main body case 4 Head case 6 Lock mechanism 8 Rotating cam 9 Base 16 Lock member 27 Opening 29 Arm part 30 Lock receiving member 31 Notch part 37 Engaging part

Claims

A switching mechanism for turning on / off the power supply circuit of the equipment; a cam mechanism for operating the switching mechanism in the forward or reverse direction by inserting or extracting a key to cause the switching mechanism to perform a contact opening / closing switching operation; The contact closed state is configured by a lock member that holds the cam mechanism by locking the same,
When an ejection force exceeding a guaranteed value is applied to the key, the cam mechanism overcomes the locking force of the locking member and causes the switching mechanism to perform a contact opening operation, and the electromagnetic locking safety switch includes:
An electromagnetic lock type safety switch, wherein the lock member is provided with lock force adjusting means capable of setting the lock force to an arbitrary value.

The cam mechanism includes a rotary cam that can rotate in a forward or reverse direction by inserting or extracting the key, and a plunger that can be displaced by being brought into contact with the rotary cam in a biased state. The electromagnetic lock type safety switch according to claim 1.

The switching mechanism has a movable contact that can contact a fixed contact, and is displaced in the forward direction when the plunger is displaced in the forward direction to contact the movable contact with the fixed contact, and in the opposite direction of the plunger. 2. A movable member which is displaced in the opposite direction to separate said movable contact from said fixed contact when said cam is displaced or when said cam mechanism overcomes the locking force of said locking member. Or an electromagnetic lock type safety switch according to 2.

The lock force adjusting means is constituted by a bendable lock area formed on the lock member,
The key insertion causes the lock member to move to a lock position and the lock region is located between the plunger and the movable member to prevent the plunger from engaging with the movable member,
Further, when a withdrawal force exceeding a guaranteed value is applied to the key, the plunger deforms the lock region of the lock member to displace the movable member in the opposite direction, thereby separating the movable contact from the fixed contact. An electromagnetic lock type safety switch according to claim 2 or 3, wherein:

The deformed lock region is engaged with the movable member to prevent the movable member from being displaced in a positive direction, thereby keeping the movable contact separated from the fixed contact. Item 7. An electromagnetic lock type safety switch according to item 2, 3 or 4.

The electromagnetic lock type safety switch according to claim 2, wherein the lock member is prevented from moving to an unlock position by engaging the deformed lock region with the movable member.

An opening is formed in the lock member, and one base of the arm portion as a lock region crossing the opening is a deformed break portion when a withdrawal force exceeding a guaranteed value is applied to the key. An electromagnetic lock type safety switch according to any one of claims 2 to 6, wherein

The electromagnetic lock type safety switch according to claim 7, wherein a lock force of the lock member is adjusted by changing a width of one base of the arm portion.

9. The electromagnetic lock type safety switch according to claim 8, wherein the width of one of the bases of the arm is reduced to form the notch.

The lock member is fitted to the lock receiving member, and the distal end of the cantilever arm as a lock area crossing the opening formed in the lock member is engaged with the lock receiving member to reduce the area of the engaging portion. The electromagnetic lock type safety switch according to any one of claims 2 to 6, wherein a lock force of the lock member is adjusted by changing the lock force.

7. The lock region according to claim 2, wherein the lock region is constituted by a thin portion formed at least in a part of the lock member, and the locking force can be adjusted by changing a thickness of the thin portion. The electromagnetic lock type safety switch according to any one of the above.

The electromagnetic lock type safety switch according to any one of claims 2 to 12, wherein the lock force is adjustable by changing a material of the lock member.