JP2005251726A - 安全位置スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】確実な係止可能駆動機構を有し、小型でありながら、スイッチの一定の構成要素の状態を変化させることなく作動ヘッドの回転等の実現に一定の自由を許容する安全スイッチを製造する。
【解決手段】安全位置スイッチは、安全にされるべき装置に接続されたアクチュエータの移動に応答して、前記プッシュロッドによって作用される係止可能な伝達機構により、接点ブロック等の電気装置に作用するプッシュロッドを備える。 伝達機構１２は係止位置および係止解除位置を取ることができる回転レバー４０を備えている。回転レバーにはプッシュロッドから力が加えられ、プッシュロッドの平行移動によりレバーが回転し、回転レバーは、このレバーの係止位置で主軸Ｘを横断する方向に係止ヘッド２３に当接可能な妨害要素４４を持つアーム４３を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、安全位置スイッチに関し、前記安全位置スイッチは、安全にされるべき装置に接続されたアクチュエータの移動に応答し、主軸に沿って移動して静止位置および作動位置を取るプッシュロッドと、前記プッシュロッドによって作動される係止可能な伝達機構により、前記プッシュロッドの位置に従って切換え可能な電気装置、特に接点ブロックと、前記伝達機構を係止するための装置とを具備してなる種類の安全位置スイッチであり、前記装置は前記機構を係止するためのヘッドを有し、前記係止ヘッドは係止位置および係止解除位置を取ることができる。

説明を簡略化するため、「安全位置スイッチ」という表現を以下では「安全スイッチ」という表現に置き換える。

上述の種類の安全スイッチについては、例えば文献ＥＰ８１７２２７より知られている。これらのスイッチは、危険な機械等の安全にされるべき装置と結合している。

伝達機構の係止装置は、作動ヘッド／プッシュロッド／接点ブロックアセンブリに対して横方向に配置された電磁石の形態で製造されている場合が多い。これを、例えば鍵によって手動で制御される装置、または空気式装置または他の同様の駆動装置とすることができる。

他の安全スイッチとしては、細長い配列を有しているもの、または作動されるプッシュロッドまたは接点ブロックの軸に係止電磁石が位置するように「縦」型のものがある（例えば、ＥＰ８０１８０１を参照せよ）。この構成の利点は、一定のサイズ規定のスイッチに応答することである。しかし、この種のスイッチは、プッシュロッドの動きに対して係止装置の動きを十分に引き離すものではない。

確実な係止可能駆動機構を有し、小型でありながら、スイッチの一定の構成要素の状態を変化させることなく作動ヘッドの回転等の実現に一定の自由を許容する安全スイッチを製造することが望ましい。さらに、アクチュエータに引き抜き力が加えられた時にスイッチの固有の安全機能を正確に維持すること、また必要に応じて、アクチュエータが荷重を受けている状態でスイッチを係止解除できることが望ましい。

本発明の目的は、これらの要望に応えることである。

本発明によれば、伝達機構は係止位置および係止解除位置を取ることができる回転レバーを備え、前記回転レバーにはプッシュロッドから力が加えられ、プッシュロッドの平行移動により前記レバーが回転し、前記回転レバーには、前記レバーの係止位置で主軸を横断する方向に係止ヘッドに当接可能な妨害要素が設けられている。

以上に説明した機構によって、予め決定することが容易な妨害力を用いて小型の機構が係止ヘッドを妨害することが可能となる。また、アクチュエータが荷重を受けている状態で安全スイッチを係止解除することができる。即ち、アクチュエータがスイッチのヘッドから大きな引き抜き力を受けている間でも、係止装置、特に電磁石をその係止状態からその係止解除状態へ切換えることができる。また、プッシュロッドの移動の影響下で変形可能な妨害システムを備えるものとして伝達機構を定義することも可能であり、このシステムには、主軸の方向に係止ヘッドのための止め具と、アクチュエータがスイッチケーシングから引き出される傾向がある場合に、主軸を横断する方向の力を係止ヘッドに加える妨害要素とが設けられている。

取り付けられるレバーに関して、前記レバーは主軸に対して直角な軸を中心に回転し、前記アクチュエータが荷重を受け且つ係止装置を係止解除する制御に従っている状態において、係止装置の移動を可能にする比率で、アクチュエータが受ける力と比較して係止ヘッドに加えられる力が小さくなるように前記レバーが配列されるという利点がある。

係止ヘッドは主軸に沿って平行移動することができ、回転レバーは、係止位置にある係止ヘッドの端部のための停止キーパと、前記キーパに隣接した軸受スロープとを形成することができ、その結果として、係止ヘッドの端部は、特にスプリングの影響下で、係止解除位置においてスロープに当接する。

伝達機構は、ケーシングに取り付けられたスライダを備え、それによって主軸に対して平行に、特に同軸に移動することができ、スライダは一方で平行移動するようにプッシュロッドに連結され、他方においてスロットまたはカムによって回転レバーに連結される。

回転レバーは、係止ヘッドの端部に配置されたスピンドルに設けられている軸受ローラに当接するように、例えばスライダの周囲に係合するフォークの形状を有することができ、軸受ローラは、ボルトが推力を加える際にスライダに当接するようにスピンドルの中央に設けられている。

添付された図面を参照して行われる以下の詳細な説明は、一例として挙げられた実施の形態を例証するものである。

図１に示された安全位置スイッチは、ケーシング１０において、電気スイッチブロック１１、特に接点ブロックと、スイッチブロックを切換えることを目的とする駆動機構１２とを備えている。機構１２は、アクチュエータ１３のケーシング（矢印Ｆ１を見よ）に向かう、またはそれから離れる移動に応じてブロック１１に作用する。アクチュエータには特別な機械的、且つ必要に応じて電子的な認識手段が設けられ、アクチュエータは、例えば危険な機械Ｍに結合した保護装置１４（グリッド、障害物等）に結合している。

安全スイッチは、アクチュエータ１３の特定の形状と協働するのに適した形状が与えられ、アクチュエータがケーシング１０に挿入された際にアクチュエータを係止することができる少なくとも１つの回転ローラ１５または他の要素を有している。ローラ１５はスイッチのケーシング１０のヘッド１６に格納され、ヘッドに含まれたプッシュロッド１７に作用し、アクチュエータ１３がローラに連結されているか否かに応じて、静止位置（図においては低い位置）または作動位置（図においては高い位置）を取ることができる。ヘッド１６は、アクチュエータが異なる方向に向くことができるように回転自在にケーシングに取り付けられており、この機構は、スイッチブロック１１の接点の状態を変化させることなくこのヘッドの回転を可能にする。

プッシュロッド１７とスイッチブロック１１との間に配置された駆動機構１２は係止可能であり、即ち係止装置２０によって解放または係止されることが可能である。この係止装置２０は、電磁石、操作者によって操作される鍵、空気式装置または他の同様の駆動装置である（例えば、文献ＥＰ８１７２２７およびＦＲ２７５１１２２を参照せよ）。装置２０が電磁石である場合にはコイル２１およびコア２２を備え、このコアは、機構の係止部品を構成する係止ヘッド２３で終端する。係止ヘッド２３は、単一の方向で機構を係止し、即ち静止位置から作動位置への移動を妨げることなくその作動位置から静止位置へのプッシュロッドの移動を防止する。

制御システムＳは機械Ｍに結合してそのオンおよびオフ切換えを制御し（接続Ｓａ）、システムＳは「ブロック１１の接点の状態」に関する情報を受信することもできる（接続Ｓｂ）と共に、電磁石２０の切換えを制御することもできる（接続Ｓｃ）。

本発明によれば、駆動機構１２は、係止ヘッドを妨害するためにプッシュロッドの移動の影響下で変形可能なシステムを形成するスライダ３０および回転レバー４０を備えている。

スライダ３０は、プッシュロッド１７の移動の主軸Ｘに平行な軸Ｘ’に沿って平行移動するように、ケーシング１０の壁またはこのケーシング内に設置された基部等の支持体に取り付けられている（図２乃至９を見よ）。ケーシング１０は方向Ｘに沿って延び、電磁石２０のコア２２は、プッシュロッドの軸Ｘに平行に、且つ好ましくは軸Ｘと一直線に配置されている。コアの係止ヘッド２３はスピンドル２４を有し、このスピンドル２４は、Ｘを横断し、且つその機能については後述する２つの横ローラ２５および中央ローラ２６を支える。スライダ３０は、ブロック１１の接点の状態または係止システムの状態を変化させることなく、ケーシングのヘッド１６が回転することができるように、好ましくはプッシュロッドの環状溝においてプッシュロッド１７の下端部に連結されたフィンガまたはフォーク等の連結要素３１を有している。連結要素３１は、間単にスプリングによってプッシュロッドの端部に当接するようにすることもできる。スライダ３０は、このスライダの平行移動を決定し且つ２つの固定された案内スピンドル３３、３４と協働する少なくとも１つのスロット３２または他の形態の案内器を有している。最後に、スライダ３０は、軸Ｘ’に対して横方向に若干オフセットされた制御ピン３５を有している。スライダ３０の側面３６に対して、以下に説明するように、係止ヘッド２３の中央ローラ２６が作用することができる。

回転レバー４０は、プッシュロッド１７に向かって配置されているコア２２の係止ヘッド２３と結合している。回転レバー４０は、アクチュエータ１３がケーシング１０のヘッド１６に挿入されている時にコア２２をその高い位置（作動位置）に係止する機能を有している。レバー４０は主軸Ｘに直交する軸Ｙを中心として回転するように取り付けられており、この目的のため、固定されたスピンドル３３の上に取り付けられたジャーナル４１を有し、従ってこのジャーナル４１は、一方でピボットとしての役割を果たし、他方ではスロット３２のための案内軸としての役割を果たす。軸Ｙは、Ｘ方向では、実質的にプッシュロッド１７と係止ヘッド２３との間に配置されている。レバー４０はまた、ピン３５と協働する内側に曲がったスライダ４２を有している。スロットの特有の形状は、スピンドル３３を中心としてレバー４０を適切に回転させることを目的としている。

レバー４０は、横ローラ２５に対して横断圧力を加えることを目的とする妨害要素４４によってその自由端で終端する係止アーム４３を形成している。レバー４０は、係止ヘッド２３がつかえることのできる停止キーパを形成している。ヘッド２３に向かって配置されているレバーの部分には凸面またはスロープ４６が設けられており、これに対してヘッド２３は、係止装置２０がその係止解除状態にある時に当接する。

図２は、接点ブロック１１が直接スライダ３０によって作動され、その後接点がアクチュエータの状態を反映する実施の形態を示している。ブロック１１を直接プッシュロッド１７によって作動することもできる。図３は、接点ブロック１１がコア２２から作動され、その後接点が電磁石の状態を反映する実施の形態を示している。

次に、スイッチの機能について図４乃至７を参照して説明する。

図４および６に示されている場合において、アクチュエータ１３はスイッチのヘッド１６から引き出され、プッシュロッド１７は低い位置に置かれている。プッシュロッドに連結されたスライダ３０も低い位置にあり、ピン３５を介してレバー４０を反時計方向で係止解除位置に押している。即ち、図４および６の低い位置に示されている電磁石のコア２２は係止解除状態にある。場合に応じて、この状態は、電磁石２０のコイル２１が電圧を印加された状態または電圧を印加されていない状態に対応する（後者の場合、コア２２はスプリングによって押し上げられ、釣り合った状態となってレバー４０の下面４６に当接する）。

図５および７に示された状態に変化させるためには、アクチュエータをスイッチのヘッド１６に係合させ、プッシュロッド１７がスライダ３０を駆動しながら上昇する。ピン３５を用いて、スライダ３０はレバー４０を図５および７に示された位置に達するまで時計方向に回転させる。コイル２１が電圧を印加される（電圧を印加されている）と、コア２２は低い位置にとどまる。コイル２１が電圧を印加されない（電圧を印加されていない）と、レバーの下面４６はコア２２のローラ２５の上でスライドし、その後ローラ２５は、妨害要素４４とスライダ３０の側面３６との間に位置する空間に係合し、この空間によって形成されたキーパ４５の上部止め具に接触してつかえた状態になる。アクチュエータに加えられてアクチュエータをスイッチのヘッド１６から引き出すいかなる力によっても、係止ヘッド２３に対して要素４４の妨害効果が与えられ、この力は引き抜き力が大きくなるほど大きなものとなる。この力は、係止ヘッド２３のスピンドル２４によって支えられるローラ２６がスライダ３０の側面３６に当接するため、電磁石を破損することはできない。したがって、結果として生じる力は、コアの案内器によって、およびスピンドル３３、３４を介してケーシングによって引き受けられる。

尚、レバーアーム”ピボット３３−ピン３５”および”ピボット３３−係止要素４４”は、引く抜き方向のアクチュエータの作用の結果としてコアに対して分け与えられる力を大幅に削減するように互いに決定され、それによってレバー４０を係止ヘッド２３に固定しながら係止装置を係止解除することが可能となる。

図示されたスイッチにより、スイッチブロック１１の接点の状態または駆動機構の状態または係止装置の状態を変化させることなく、ケーシングの他の部分に対してヘッド１６を回転させることが可能となる。

図８および図９は、駆動機構１２の構成部品を拡大して示し、特に、プッシュロッド１７に対してヘッド１６に設けられた案内器およびコアに対してケーシング１０の主部に設けられた案内器を示している。詳細には、係止ヘッド２３に結合したスピンドル２４に取り付けられたローラ２５および２６、およびスライダ３０の周囲に係合されたフォークとしての回転レバー４０の実施の形態を見ることができ、フォークの各ブランチはスピンドル２４の上に配置されたローラ２５に作用する。

図１は、危険な機械に結合した安全位置スイッチの概略図である。 図２は、係止状態にある本発明による安全スイッチの第１の実施の形態を示している。 図３は、係止解除状態にある第２の実施の形態を示している。 図４は、それぞれ係止解除状態および係止状態にある駆動機構を示している。 図５は、それぞれ係止解除状態および係止状態にある駆動機構を示している。 図６は、図４および図５の細部Ａの拡大図である。 図７は、図４および図５の細部Ａの拡大図である。 図８は、本発明による安全スイッチの一部の、それぞれ左側および右側からの２つの拡大斜視図である。 図９は、本発明による安全スイッチの一部の、それぞれ左側および右側からの２つの拡大斜視図である。

符号の説明

１０ ケーシング
１１ 電気スイッチブロック
１２ 駆動機構
１３ アクチュエータ
１４ 保護装置
１５ 回転ローラ
１６ ヘッド
１７ プッシュロッド
２０ 係止装置
２１ コイル
２２ コア
２３ 係止ヘッド
２４ スピンドル
２５ 横ローラ
２６ 中央ローラ
３０ スライダ
３１ 連結要素
３２ スロット
３３、３４ 案内スピンドル
３５ 制御ピン
４０ レバー
４４ 要素
４５ キーパ
４６ スロープ

Claims (7)

1. 安全位置スイッチであって、ケーシング内において、
   安全にされるべき装置に接続されたアクチュエータ（１３）の移動に応答し、主軸（Ｘ）に沿って移動して静止位置および作動位置を取るプッシュロッド（１７）と、
   前記プッシュロッドによって作動される係止可能な伝達機構（１２）により、前記プッシュロッドの位置に従って切換え可能な電気装置（１１）、特に接点ブロックと、
   前記伝達機構を係止するための装置（２０）とを具備してなり、前記係止装置は前記機構を係止するためのヘッド（２３）を有し、前記係止ヘッドは係止位置および係止解除位置を取ることができ、
   伝達機構（１２）は係止位置および係止解除位置を取ることができる回転レバー（４０）を備え、
   前記回転レバー（４０）には前記プッシュロッド（１７）から力が加えられ、前記プッシュロッドの平行移動により前記レバーが回転し、
   前記回転レバー（４０）には、このレバーの係止位置で主軸（Ｘ）を横断する方向に係止ヘッド（２３）に当接可能な妨害要素（４４）が設けられていることを特徴とする、安全位置スイッチ。
2. 前記アクチュエータが荷重を受け且つ前記係止装置（２０）を係止解除する制御に従っている状態において、前記係止ヘッド（２３）の移動を可能にする比率で、前記アクチュエータ（１３）が受ける力と比較して前記係止ヘッド（２３）に加えられる力が小さくなるように、前記回転レバーが（４０）取り付けられ且つ配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の位置スイッチ。
3. 前記係止ヘッド（２３）は前記主軸（Ｘ）に沿って平行移動し、前記回転レバー（４０）は、係止位置にある前記係止ヘッド（２３）の端部のための停止キーパ（４５）と、前記キーパに隣接した軸受スロープ（４６）とを形成し、前記係止ヘッド（２３）の端部は、特にスプリングの影響下で、係止解除位置においてスロープ（４６）に当接することを特徴とする、請求項１に記載の位置スイッチ。
4. 前記レバー（４０）は前記主軸（Ｘ）に対して直角な軸（Ｙ）を中心に回転するように取り付けられ、前記伝達機構（１２）は、ケーシングに取り付けられたスライダ（３０）を備え、それによって主軸に対して平行に、特に同軸に移動し、前記スライダ（３０）は一方で平行移動するように前記プッシュロッド（１７）に連結され、他方においてスロットまたはカムによって、前記回転レバー（４０）に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の位置スイッチ。
5. 前記回転レバー（４０）は、前記スライダのための案内軸を形成する固定されたピボット上に取り付けられていることを特徴とする、請求項４に記載の位置スイッチ。
6. 前記回転レバー（４０）は、前記係止ヘッド（２３）の端部に配置されたスピンドル（２４）に設けられている軸受ローラ（２５）に当接するように、前記スライダ（３０）の周囲に係合するフォークの形状を有し、軸受ローラ（２６）は、ボルトが横方向の推力を加える際に前記スライダ（３０）に当接するように前記スピンドル（２４）の中央に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の位置スイッチ。
7. 安全位置スイッチであって、ケーシング内において、
   アクチュエータの移動に応答し、主軸に沿って移動して、安全にされるべき装置の状態に応じて静止位置および作動位置を取るプッシュロッド（１７）と、
   前記プッシュロッドによって作用される係止可能な伝達機構により前記プッシュロッドの位置に従って切換え可能な電気装置（１１）、特に接点ブロックと、
   前記伝達機構を係止するための装置とを具備してなり、前記係止装置は、前記プッシュロッドと向かい合い且つ前記主軸と平行なまたは前記主軸と同化した軸に沿って移動可能な係止ヘッド（２３）を有し、
   伝達機構（１２）は、前記プッシュロッド（１７）の移動の影響下で変形可能な妨害システム（３０、４０）を備え、前記妨害システムには、前記主軸（Ｘ）の方向に前記係止ヘッド（２３）のための止め具と、アクチュエータ（１３）がスイッチケーシング（１０）から引き出される傾向がある場合に、前記主軸を横断する方向の力を前記係止ヘッドに加える妨害要素（４４）とが設けられていることを特徴とする、安全位置スイッチ。

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