JP2006164892A - キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来構造では、スイッチング機構の復帰力を確保するために、操作キーの引抜き力を小さくすることができなかったことから、スイッチング機構の復帰不良の懸念なく、操作キーの引抜き力を小さくすることができるキースイッチを提供する。
【解決手段】 電源回路開閉用スイッチ５０をスイッチオンさせる場合に、操作キーＢの押し込みでカム体１０を回動させて、このカム体１０が、プランジャガイド孔部１６Ａに挿入された摺動ピン４１を介してヘッドプランジャ４０を持ち上げ、スイッチ操作体５１を上方に移動させることで行い、また、電源回路開閉用スイッチ５０をスイッチオフさせる場合に、操作キーＢを引き抜くことで、カム体１０を逆方向に回動して、カム部１６のカム面１９にヘッドプランジャ４０のカム摺接部４２に摺動させることでヘッドプランジャ４０を押し込み、スイッチ操作体５１を下方に移動させることで行う。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、ドアロックスイッチ等に使用される安全スイッチとしてのキースイッチに関する。

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し、また、工作機械が稼動しているときはドアを開けないようにロックするものである。

ドアを閉めるとドア側に備えた操作キーが、出入り口側に備えたキースイッチに挿入され、挿入された操作キーによってカム体が回転操作され、キースイッチに内蔵したドア開閉検知用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ると共に、カム体はロック手段により、逆回転出来ないようにロックされ、操作キーが引き抜けない、すなわちドアを開けない状態にする。

次に、ソレノイドなどでロックが解除されると、カムが回転可能になりドアを開ける状態になるとともに、ロック手段に接続されたロック検知用のスイッチング機構がオフとなり電源回路などが断たれる。

そして、ドアを開けると操作キーの抜き出しによってカム体が回転操作され、ロック検知用のスイッチング機構と直列に接続されたドア開閉検知用のスイッチング機構がスイッチオフ状態に切り換えられ、二重に電源回路などが断たれるように構成してある。

すなわち、ドア開閉検知用のスイッチング機構とロック検知用のスイッチング機構の両方がオン状態でないと電源回路などがオンしないような回路が構成できる構造になっている。

また、カム体は、操作キー引抜き時にはヘッドロック部材で操作キー引抜き正常位置（初期回動位置）に保持され、専用の操作キー以外では回転操作できないように構成し、工具などで簡単にスイッチオン状態に切り換えできないように構成してある。

このようなドアロックスイッチにおけるキースイッチのスイッチング機構は、通常、複数対の固定端子と、上下動可能なスイッチ操作体（可動部材）に支持された可動端子と、復帰ばねとを備えており、復帰ばねはスイッチ操作体を上方に付勢している。そして、このスイッチ操作体にはヘッドプランジャの下端部が接してあり、このヘッドプランジャの上端部のカム摺接部をカム体のカム面に摺接させている。

操作キーの挿入によって、この操作キーの先端がヘッドロック部材の内面部に当接して、両ヘッドロック部材がばね付勢力に抗して移動して、ヘッドロック部材のロック部がカム体のヘッドロック係合部より外れてロックが解除されカム体が回動可能になる。

また、操作キーを挿入することにより、カム体が回動して、復帰ばねのばね力によりヘッドプランジャを介してスイッチ操作体が上方に移動していてスイッチチング機構はスイッチオンの状態になる。

またこのとき、ヘッドプランジャの段部にロック部材（ロックプレート）を係止させることで、ヘッドプランジャを下方へ移動できなくし、カムの回動を押さえ、操作キーが引抜けない、すなわち、ドアを開けない状態になっている。

ソレノイドなどのロック解除手段でロック解除後に、操作キーが引き抜かれると、カム体のヘッドロック係合部に、ばね付勢力によりヘッドロック部材のロック部が係脱可能に係合していて、カム体が操作キー引抜き正常位置に保持されることになる。

また、操作キーが引き抜かれると、カム体はヘッドプランジャを押し込み、復帰ばねのばね力に抗してスイッチ操作体が下方に移動していてスイッチング機構はスイッチオフの状態になっている（特許文献１参照）。
特開２００４−７９２０４号公報

上記したキースイッチにおいては、スイッチング機構の復帰不良をなくすために、ばね力の大きい復帰ばねを使用してスイッチ復帰力を大きくしているが、このスイッチ復帰力が大きくなると、操作キーの引抜き力が大きくなるという問題点があった。

また、操作キーの引抜き力を、スイッチング機構の復帰ばねによる復帰力やカム体の形状で調整しなければならないために、操作キーの引抜き力を調整するために構造を大きく変更する必要があるという問題点があった。

本発明は、上記の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、スイッチング機構の復帰不良の懸念なく、操作キーの引抜き力を小さくすることができるキースイッチを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係るキースイッチは、スイッチケース内に収納されてオン・オフ動作を行うスイッチング機構と、スイッチケースに設けたキー挿入口への操作キーの挿抜により正逆に回転動作することでヘッドプランジャを介してスイッチング機構のスイッチ操作体を作動させて接点切換を行なわせるカム体とを備えたキースイッチであって、カム体、ヘッドプランジャ及びスイッチ操作体の三者は相互に連結され、且つカム体のカム面は、操作キーの引抜き時にヘッドプランジャが押し込まれるようなカム面形状にしてあることを特徴とする。

かかる構成により、操作キーの押し込みによりカム体が一方側に回動し、このカム体が、ヘッドプランジャを持ち上げ、スイッチ操作体が、例えば上方へ移動して、結果的に、スイッチング機構が、例えばスイッチオンの状態になる。

また、操作キーを引き抜くように操作することにより、カム体が逆方向に回動して、カム部のカム面がヘッドプランジャのカム摺接部に摺動することになり、結果的に、ヘッドプランジャが押し込まれる。したがって、スイッチ操作体が、例えば下方へ移動して、例えばスイッチオフの状態になる。

このように、スイッチング機構の動作はカム体の動きに機械的に連動するので、復帰ばねを無くすことができ、或いは、復帰力を小さくすることができ、スイッチング機構やヘッドプランジャなどの摺動抵抗が大きくなっても、復帰不良の懸念がなく、操作キーの引き抜き力を小さくすることができる。

かかる構成により、前述のように操作体が上方のときが初期位置で、押し込み操作をする従来の多くのスイッチング機構の既存の部品（スイッチ操作体および復帰ばね以外の部品）と組立設備とをそのまま使用することができ、ローコスト化することが可能になる。

また、本発明に係るキースイッチは、上記した本発明に係るキースイッチにおいて、カム体は、その周部に形成されたカム溝部を有し、このカム溝部の底面部をカム面にし、カム溝部の両側壁部には、カム面に倣うプランジャガイド孔部が形成してあり、ヘッドプランジャは、その先端部にカム摺接部を有すると共に、その基端部に操作体連結部を有し、且つカム摺接部に近接させて摺動ピンを有しており、更に、ヘッドプランジャは、摺動ピンをプランジャガイド孔部に挿入してカム体に連結してあって、カム摺接部がカム面に摺接し、操作体連結部でスイッチ操作体に連結されていることを特徴とする。

かかる構成により、操作キーの押し込みによりカム体が回動し、このカム体が、プランジャガイド孔部に挿入された摺動ピンを介してヘッドプランジャを持ち上げ、スイッチ操作体が、例えば上方へ移動してスイッチング機構は、例えばスイッチオンの状態になるし、また、操作キーを引き抜くように操作することにより、カム体が逆方向に回動して、カム部のカム面がヘッドプランジャのカム摺接部に摺動することでヘッドプランジャが押し込まれる。したがって、スイッチ操作体が、例えば下方へ移動して、例えばスイッチオフの状態になる。

また、本発明に係るキースイッチは、上記した本発明に係るキースイッチにおいて、カム溝部は、カム体の周部の、操作キーが係合するキー係合部とは反対側に形成してあって、カム面は、平坦部と、この平坦部を挟んだ二つの傾斜面部とで構成された側面ほぼＵ字形状であり、プランジャガイド孔部は、平坦部に倣うガイド側平坦部と、傾斜面部に倣うガイド側傾斜面部とを有していることを特徴とする。

かかる構成により、操作キーの押し込みによりカム体が回動し、このカム体が、プランジャガイド孔部のガイド側平坦部に位置する摺動ピンをガイド側傾斜面部に移し替えてヘッドプランジャを持ち上げ、スイッチ操作体が、例えば上方へ移動してスイッチング機構は、例えば、スイッチオンの状態になるし、また、操作キーを引き抜くように操作することにより、カム体が逆方向に回動して、カム部のカム面がヘッドプランジャのカム摺接部に摺動することでヘッドプランジャが押し込まれる。したがって、スイッチ操作体が、例えば下方へ移動して、例えばスイッチオフの状態になる。

また、本発明に係るキースイッチは、上記した本発明に係るキースイッチにおいて、キー係合部の頂部には、カム体が操作キー引抜き正常位置にある場合に、ヘッドロック部材が係脱可能に係合するヘッドロック係合部が設けてあり、このヘッドロック係合部には、そのロック係合部にヘッドロック部材を誘導する傾斜面が形成してあることを特徴とする。

かかる構成により、カム体が操作キー引抜き正常位置（初期回動位置）に戻る寸前に、ヘッドロック部材のカムロック部が傾斜面に案内されてロック係合部に誘い込まれて、カム体が操作キー引抜き正常位置に保持されるようになる。したがって、スイッチング機構の復帰ばねを無くしても（もしくは復帰ばねの復元力を小さくしても）カム体を操作キー引抜き正常位置に確実に戻すことができる。

また、本発明に係るキースイッチは、上記した本発明に係るキースイッチにおいて、ヘッドロック係合部の、ヘッドロック部材が挿入される入口側に、傾斜面に連なり且つカム体の回転方向に対してほぼ垂直な係止面を形成するようにしたことを特徴とする。

かかる構成により、スイッチング機構の復帰力やヘッドロック部材のばね力が不足してカム体が操作キー引抜き正常位置に戻りきらなくても、ヘッドロック部材のロック部が係止面に引っ掛かり、カム体をロックすることができる。

本発明に係るキースイッチによれば、スイッチング機構の動作はカム体の動きに機械的に連動するので、復帰ばねを無くすことができ、或いは、復帰力を小さくすることができ、スイッチング機構やヘッドプランジャなどの摺動抵抗が大きくなっても、復帰不良の懸念がなく、操作キーの引き抜き力を小さくすることができ、また、操作体が上方のときが初期位置で、押し込み操作をする従来の多くのスイッチング機構の既存の部品（スイッチ操作体および復帰ばね以外の部品）と組立設備とをそのまま使用することができ、ローコスト化することが可能になる。

以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係るキースイッチの、操作キーを挿入した状態を正面から見た斜視図、図２は同キースイッチを背面から見た斜視図、図３は本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを外した状態の正面図、図４は本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを装着した状態であって、図３のＤ−Ｄ線に相当する断面線に沿う断面図、図５は本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを外した状態であって、操作キーを挿入した場合の正面図、図６は本発明に係るキースイッチにおいて、ヘッドカバーを装着した状態であって、図５のＥ−Ｅ線に相当する断面線に沿う断面図である。なお、説明上、操作キーＢの挿抜方向を前後方向Ｘとし、この前後方向Ｘを元に上下方向Ｙ、左右方向Ｚを図示のように設定する。

本発明の実施の形態のキースイッチＡはスイッチケース１を備えており、このスイッチケース１は合成樹脂製である。なお、本発明の他の実施の形態として金属製でもよい。

スイッチケース１は、図１及び図２に示すように、その前面が解放されたボックス形状のケース本体１Ａと、このケース本体１Ａの前面開口部１Ｃを覆う蓋体１Ｂと、ヘッドカバー３とで構成してある。

そして、図３に示すように、ケース本体１Ａの上部の片側（右側）にはヘッドユニット装着部２が形成してある。このヘッドユニット装着部２にはヘッドユニットＦが装着してあり、ヘッドユニット装着部２にヘッドカバー３を取付けることで、ヘッドユニットＦがヘッドカバー３で覆われようになる。

そして、図７に示すように、ヘッドユニット装着部２の前面部２ａの上縁部の左右には固定ねじ挿入孔部４ｂが設けてある。また、前、後面部２ａ、２ｂの下部には、左右一対のピン支持孔部６が形成してあり、左、右面部２ｃ、２ｄのそれぞれの内面部の中央部には、上下方向に沿う挿入溝部７が形成してある。さらに、図４に示すように、ヘッドユニット装着部２の底面部２ｅにはシール２ｆと孔部２ｇとが設けてある。

ヘッドカバー３は、図１、図２及び図４に示すように、その前面部３ａ（及び頂面部３ｄ）には操作キーＢを挿入するキー挿入口８（９）が形成してある。また、頂面部３ｄには、左右にねじ孔部３ｇ(図１及び図２を参照)が設けてある。

ヘッドユニットＦは、図８及び図９に示すように、操作キーＢの挿抜に応じて支軸（カムシャフト４５）回りに回動するカム体１０と、このカム体１０がカムシャフト４５により回転可能に取付けられるベース部材１１と、カム体１０を操作キー引抜き正常位置（初期回動位置）（図３において、ＮＯ接点オン状態、ＮＣ接点乖離状態）に保持する一対のヘッドロック部材１２と、これらのヘッドロック部材１２をカム体１０にそれぞれ押圧するように付勢する一対のばね部材１２Ａと、ヘッドプランジャ４０とで構成してある。

カム体１０は、図１１乃至図１３に示すように、その中央部に支承孔１０Ａを有しており、また、その周部に、前後の凹部１３、１４と、これらの凹部１３、１４に挟まれた凸形状のキー係合部１５と、このキー係合部１５に隣り合うキー係合部１５Ａと、側面ほぼＵ字形状のカム部１６とを有している。そして、カム体１０の両側面部の外面には支承孔１０Ａの縁周りに孔縁隆起部１０Ｂが形成してある。

そして、前方の凹部１３では、その後辺部が受動用受圧部１３ａであり、且つ前辺部が復帰用受圧部１３ｂである。同様に、後方の凹部１４では、その後辺部が受動用受圧部１４ａであり、且つ前辺部が復帰用受圧部１４ｂである。

また、図９に示すように、キー係合部１５の頂部には、左右のヘッドロック係合部１７が形成してある。これらのヘッドロック係合部１７は、入口部１７ａと、この入口部１７ａから奥のロック係合部１７ｂとを有していて、入口部１７ａの開口幅がロック係合部１７ｂの開口幅より大きくしてあって、ヘッドロック係合部１７の側壁部１７ｃが、入口部１７ａからロック係合部１７ｂにヘッドロック部材１２Ａのカムロック部３４を誘導する傾斜面で形成してある。また、ヘッドロック係合部１７の側壁部１７ｃの入口部１７ａ側には、カム体１０の回転方向に対してほぼ垂直な係止面１７ｄが形成してある。

また、カム部１６は、図１１、図１３及び図１５に示すように、カム体１０の周部の下半分（キー係合部１５とは反対側）に形成されたカム溝部１８を有しており、このカム溝部１８の底面部が、側面ほぼＵ字形状のカム面１９にしてあり、このカム面１９は、平坦部１９ａと、この平坦部１９ａを挟んだ二つの傾斜面部１９ｂ、１９ｃとで連続構成された側面ほぼＵ字形状である。そして、カム溝部１８の両側壁部１８ａ、１８ｂにはプランジャガイド孔部１６Ａが形成してあり、このプランジャガイド孔部１６Ａはカム面１９の平坦部１９に倣うガイド側平坦部１６ａと、傾斜面部１９ｂ、１９ｃに倣うガイド側傾斜面部１６ｂ、１６ｃとで構成してある。

また、ベース部材１１は、図１４に示すように、金属製（亜鉛合金のダイカスト品）であって、ベース本体１１Ａを有しており、このベース本体１１Ａの中央にはカム体収容部２０が形成してあり、このカム体収容部２０の両側壁部は橋脚部２０ａ、２０ｂが連接形成されており、橋脚部２０ａ、２０ｂの内面部にはカム体挿入溝部２１が形成してあり、橋脚部２０ａ、２０ｂの外面部に筒状の軸支承部２２が外方に向って突設してある。そして、これらの軸支承部２２の支承孔部２３はカム体挿入溝部２１に開口している。

また、橋脚部２０ａ、２０ｂの外面部には、ヘッドロック部材受け部２４Ａ、２４Ｂが外方に向って突設してあり、また、ヘッドロック部材受け部２４Ａ、２４Ｂ間がガイド部２４Ｃにしてある。そして、ヘッドロック部材受け部２４Ａ、２４Ｂと軸支承部２２とでヘッドロック部材取付部２５を構成している。また、橋脚部２０ａ、２０ｂの前縁部には、その上部に位置させて突起部２６が前方（操作キーＢの抜き方向）に向って突設してあって、突起部２６の先端部は対向面部２７にしてある。

また、カム体収容部２０の底部２０ｃにはプランジャ挿入孔部２８が形成してあり、また、底部２０ｃには、プランジャ挿入孔部２８の後方に位置するようにしてプランジャ受け部２９が突設してあり、このプランジャ受け部２９の前面が円弧形状のプランジャ当接面部３０にしてある。また、ベース本体１１Ａの下部には、前後方向（キー挿抜方向）Ｘに抜けるピン孔部３１が左右に形成してあり、ベース本体１１Ａの底面部１１Ｂは平坦にしてある。

また、ヘッドロック部材１２は、図８に示すように、その外面部に摺動孔部３２と、この摺動孔部３２と同心のばね受け部３２ａとを有しており、また、頂部にカムロック部３４を、下面部にガイド突起部３５をそれぞれ有している。

ヘッドプランジャ４０は、図１１及び図１５に示すように、その上端部に摺動ピン４１を備えており、また、ヘッドプランジャ４０の上端部にはカム摺接部４２が形成してあり、ヘッドプランジャ４０の下部は小径軸部４３にしてあり、この小径軸部４３の端部（ヘッドプランジャ４０の下端部）には操作体連結部である掛合部４４が設けてある。そして、小径軸部４３の段部４３Ａは、後述するロック部材５８が係合する部位である。

次に、ヘッドユニットＦの組立について説明する。

ヘッドプランジャ４０は、図１１に示すように、その上端部の摺動ピン４１をカム体１０のプランジャガイド孔部１６Ａに挿入してカム体１０に連結してあり、ヘッドプランジャ４０の上端部のカム摺接部４２が図１５に示すようにカム体１０のカム面１９に摺接するようにしてある。

また、ヘッドプランジャ４０は、図１５に示すように、カム体収容部２０の底部２０ｃのプランジャ挿入孔部２８に挿入してあり、カム体収容部２０にはカム体１０が収容してある。この場合、ヘッドプランジャ４０の後部にプランジャ受け部２９のプランジャ当接面部３０が当接している。なお、ヘッドプランジャ４０は、図４に示すように、ヘッドユニット装着部２の底面部２ｅのシール２ｆ及び孔部２ｇを貫通するようになる。

そして、カム体１０の両側面部の外面に形成した孔縁隆起部１０Ｂがベース部材１１のカム体挿入溝部２１に挿入してあり、カム体１０の両側面部がベース部材１１のカム体収容部２０の橋脚部２０ａ、２０ｂの内面部に近接している。そして、カム体１０の支承孔１０Ａとベース部材１１の軸支承部２２の支承孔部２３とにカムシャフト４５が挿入してあって、このカムシャフト４５を中心にカム体１０が回転するようにしてある。

そして、図８に示すように、ベース部材１１の両ヘッドロック部材取付部２５(図９及び図１４参照)にはヘッドロック部材１２が左右方向Ｙに移動可能に取付けてある。すなわち、ヘッドロック部材１２は、その摺動孔部３２をベース部材１１の軸支承部２２に挿入した状態でヘッドロック部材受け部２４Ａ、２４Ｂで受けられており、ベース部材１１のガイド突起部３５がガイド部２４Ｃに摺動可能に挿入してある。

そして、上記のように組み立てられたヘッドユニットＦはヘッドユニット装着部２に装着してある。この場合、左右のヘッドロック部材１２の外端部にばね部材１２Ａを配置し、これらのばね部材１２Ａを圧縮した状態で、これらのばね部材１２Ａの端部がヘッドユニット装着部２の左、右面部２ｃ、２ｄ内面の挿入溝部７に挿入してあり、ヘッドロック部材１２はばね部材１２Ａの反発力によりベース部材１１の中心側に押されている。

そして、ベース部材１１の底面部１１Ｂがヘッドユニット装着部２の底面部２ｅに面当たりで当接しており、前、後面部２ａ、２ｂの一対のピン孔部６とベース部材１１のピン孔部３１とに固定ピン５５が挿入してある。

そして、図１及び図２に示すように、ヘッドユニット装着部２には、その前後を合わせてヘッドカバー３が被せてあり、ヘッドカバー３は、ねじ孔部３ｇから固定ねじ挿入孔部４ｂに固定ねじ４を螺合することでヘッドユニット装着部２に固定してある。したがって、キー挿入口８はキースイッチＡの前面部に、キー挿入口９は上面部にそれぞれ位置することになる。

また、本体ケース１Ａ内には、図３及び図４に示すように、工作機械のスイッチング機構としての電源回路開閉用スイッチ５０が設けてある。この電源回路開閉用スイッチ５０は、スイッチ操作体５１と、このスイッチ操作体５１に装備された第１、第２、第３の可動接点５２ａ、５２ｂ、５２ｃと、第１、第２、第３の固定接点５３ａ、５３ｂ、５３ｃと、可動接点保持ばね５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、復帰ばね５５とを有しており、第１の可動接点５２ａと第１の固定接点５３ａとでＮＣ接点を、第２の可動接点５２ｂと第２の固定接点５３ｂとでＮＣ接点をそれぞれ構成しており、また、第３の可動接点５２ｃと第３の固定接点５３ｃとでＮＯ接点を構成している。

また、図１０に示すように、スイッチ操作体５１の上端部の掛合溝部５１ａには、ヘッドプランジャ４０の下端部の掛合部４４が掛合連結している。なお、本実施の形態では、スイッチング機構単体検査機も流用可能にするために、従来のスイッチング機構より復帰力の小さい復帰ばね５５を有した構造としている。

また、本体ケース１Ａには、操作キーＢをキー挿入口８に挿入した際に、操作キーＢの引き抜きを阻止するロック手段が設けてある。このロック手段は、詳細な構造を図示しないが、電源回路開閉用スイッチ５０のオン作動時に、ロック部材５８がヘッドプランジャ４０の段部４３Ａに係合して、ヘッドプランジャ４０をロックして、カム体１０の回動を阻止するようになっている。

なお、ロック解除は、電磁ソレノイド５９をオン作動させることで、この電磁ソレノイド５９の可動プランジャ５９Ａを下降させて連結部材６０を下げ、レバー６１を移動させることによりロック部材５８を移動して行われる。

また、本体ケース１Ａには、電源回路開閉用スイッチ５０に直列に接続され、且つロック手段によるヘッドプランジャ４０のロック動作を確認するためのロック確認用スイッチ６５が装備してある。

操作キーＢは、図１７に示されるように二つに分岐した分岐部７０と、これらの分岐部７０を連結する連結部７１を有すると共に、操作キーＢをキー挿入口８に挿入した際に、カム体１０のカム外形の一部が係合する矩形の係合孔７２を有している。また、分岐部７０の先端部には外方に突出する係止部７０Ａが形成してある。

次に、以上の構成を有するキースイッチＡの動作を、当該キースイッチＡを、工作機械を外囲した保護フェンスのドアにおける安全スイッチとして使用した場合について説明する。なお、ドアには操作キーＢが取付けられ、保護フェンスの支柱にはキースイッチＡが取付けられる。

先ず、ドアを開放している状態においては、キースイッチＡから操作キーＢは引き抜かれており、キースイッチＡにおいては、図８に示すように、カム体１０のキー係合部１５のヘッドロック係合部１７に、ばね部材１２Ａの付勢力によりヘッドロック部材１２のカムロック部３４が係脱可能に係合していて、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に保持されている。

この状態では、図３および図４に示すように、ヘッドプランジャ４０のカム摺接部４２がカム面１９の平坦部１９ａに接していて、ヘッドプランジャ４０及びスイッチ操作体５１の上方への移動が制限されており、電源回路開閉用スイッチ５０においてＮＣ接点が乖離状態、ＮＯ接点がオン状態であり、さらに、ロック確認用スイッチ６５もスイッチオフの状態であって、二重に電源回路が遮断されている。したがって、ドアの開放状態においては、工作機械等が駆動されることがない。

次にドアを閉じると、操作キーＢがキー挿入口８に挿入されることになり、この操作キーＢの挿入によって、この操作キーＢの分岐部７０の先端がヘッドロック部材１２の内面部に当接して、図１６に示すように、両ヘッドロック部材１２がばね部材１２Ａのばね力に抗して移動して、ヘッドロック部材１２のカムロック部３４がカム体１０のヘッドロック係合部１７より外れてロックが解除されカム体１０が回動可能になる。

操作キーＢの更なる押し込みにより、この操作キーＢの分岐部７０を連結する連結部７１がカム体１０の凹部１３の受動用受圧部１３ａを押すことで、カム体１０が、図１５に示されるように回動し、このカム体１０が、プランジャガイド孔部１６Ａのガイド側平坦部１６ａに位置している摺動ピン４１をガイド側傾斜面部１６ｂに移し替えてヘッドプランジャ４０を持ち上げ、スイッチ操作体５１を上方へ移動させる。この場合、図１６に示すように、操作キーＢの分岐部７０の係止部７０Ａの基部がヘッドロック部材１２の内面部の先側辺縁部１２ｂに衝合する。

スイッチ操作体５１の上方への移動により、図５及び図６に示すように、電源回路開閉用スイッチ５０において、ＮＣ接点がオン状態、ＮＯ接点が乖離状態になると共に、ロック確認用スイッチ６５もオン作動して工作機械等の電源回路がオンして工作機械が駆動可能状態になる。

さらに、電源回路開閉用スイッチ５０のオン作動時（ＮＣ接点がオン状態、ＮＯ接点が乖離状態）に、操作キーＢの引き抜きを阻止するロック手段が作動して、ロック部材５８がヘッドプランジャ４０の段部４３ａに係合してヘッドプランジャ４０をロックして、カム体１０の回動を阻止し、スイッチ操作体５１の下方への移動を禁止する。

このようにヘッドプランジャ４０をロックしたロック状態においては、操作キーＢを引き抜こうとしても、スイッチ操作体５１及びヘッドプランジャ４０が移動できないので、カム体１０が回動することができず、カム体１０に係合している操作キーＢを引き抜くことができず、ドアを開放することができない。すなわち、ロックがかかった状態になっている。

一方、作業時に、工作機械のドアを開ける際には、先ず、外部の操作部で機械停止操作がなされ、機械が作動停止したことの信号が工作機械に付設される回転検出器から検出され、電磁ソレノイド５９が通電されると、この電磁ソレノイド５９の可動プランジャ５９Ａを下降させて連結部材６０を下げ、レバー６１を移動させることによりロック部材５８を移動させてヘッドプランジャ４０のロックを解除する。

工作機械のドアを開けるべくドアを引くと、操作キーＢの連結部７１がカム体１０の凹部１３の復帰用受圧部１３ｂに引っ掛かり、カム体１０が、図１５において反時計回り方向に回動する。このために、カム部１６のカム面１９がヘッドプランジャ４０の上端のカム摺接部４２に摺動することでヘッドプランジャ４０が押し込まれる。したがって、スイッチ操作体５１が下方へ移動し、図３に示すように、電源回路開閉用スイッチ５０において、ＮＣ接点が乖離状態、ＮＯ接点がオン状態の状態になると共に、ロック確認用スイッチ６５もオフ作動して工作機械等の電源回路がオフして工作機械が停止状態になる。

ドアが開放されて、操作キーＢが引き抜かれると、キースイッチＡにおいては、カム体１０のヘッドロック係合部１７のロック係合部１７ｄに、ばね部材１２Ａの付勢力によりヘッドロック部材１２のカムロック部３４が係脱可能に係合して、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に保持される。この場合、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に戻る寸前に、ヘッドロック部材１２のカムロック部３４がヘッドロック係合部１７の側壁部１７ｃの傾斜面に案内されてヘッドロック係合部１７の入口部１７ａから奥のロック係合部１７ｂに誘い込まれて、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に保持される。

上記したように、本発明の実施例によれば、操作キーＢの押し込みによりカム体１０が回動し、このカム体１０が、プランジャガイド孔部１６Ａに挿入された摺動ピン４１を介してヘッドプランジャ４０を持ち上げ、スイッチ操作体５１が上方へ移動して電源回路開閉用スイッチ５０において、スイッチオンの状態（ＮＣ接点がオン状態、ＮＯ接点が乖離状態）になるし、また、操作キーＢを引き抜くように操作することにより、カム体１０が逆方向に回動して、カム部１６のカム面１９がヘッドプランジャ４０のカム摺接部４２に摺動することでヘッドプランジャ４０が押し込まれ、スイッチ操作体５１が下方へ移動してスイッチオフの状態（ＮＣ接点が乖離状態、ＮＯ接点がオン状態）になる。

従来、スイッチング機構の復帰不良をなくすために、ばね力の大きい復帰ばねを使用してスイッチ復帰力が大きくしてあり、このために、操作キーの引抜き力を大きくなるという不具合があったが、本発明の場合、復帰ばねの復帰力を必要とすることなく、電源回路開閉用スイッチ５０を操作することができるために、操作キーＢの引抜き力を小さくすることができる。

また、本発明の実施例によれば、ヘッドロック係合部１７は、入口部１７ａと、この入口部１７ａから奥のロック係合部１７ｂとを有していて、入口部１７ａの開口幅がロック係合部１７ｂの開口幅より大きくしてあって、ヘッドロック係合部１７の側壁部１７ｃが、入口部１７ａからロック係合部１７ｂにヘッドロック部材１２のカムロック部３４を誘導する傾斜面で形成してあることにより、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に戻る寸前に、ヘッドロック部材１２のカムロック部３４がヘッドロック係合部１７の側壁部１７ｃの傾斜面に案内されてヘッドロック係合部１７の入口部１７ａから奥のロック係合部１７ｂに誘い込まれて、カム体１０が操作キー引抜き正常位置に保持されるようになる。したがって、復帰ばねを無くしても（もしくは復帰ばねの復元力を小さくしても）カム体１０の操作キー引抜き正常位置の保持を確実に行うことができる。

また、本発明の実施例によれば、ヘッドロック係合部１７の、傾斜面で形成してある側壁部１７ｃの入口部１７ａ側に、カム体１０の回転方向に対してほぼ垂直な係止面１７ｄが形成してあることにより、ヘッドロック部材１２のばね力が不足してカム体１０が操作キー引抜き正常位置に戻りきらなくても、ヘッドロック部材１２のカムロック部３４が係止面１７ｄに引っ掛かり、カム体１０を操作キー引抜き正常位置にロックすることができる。

また、本発明の実施例によれば、操作キーＢの挿入時に、係止部７０Ａの傾斜面部７０Ｂの基部にヘッドロック部材１２の内面部の先側辺縁部１２ｂを衝合させることで、操作キーＢの引抜き力を増加させることができるために、係止部７０Ａの大きさを変えるか、もしくはばね荷重を変えたばね部材１２Ａを使用することで、操作キーの引抜き力（Ｆ−Ｓ曲線）が任意に調整できる。

このように、係止部７０Ａの大きさを変えるか、もしくはばね荷重を変えたばね部材１２Ａを使用することで、操作キーＢの引抜き力（Ｆ−Ｓ曲線）が任意に調整できるために、従来、操作キーの引抜き力を、スイッチング機構の復帰ばねによる復帰力やカム体の形状で調整する場合に比べて、操作キーＢの引抜き力の調整が、構造を替えることなく簡単且つ容易にできる。

なお、上記した本発明の実施例では、カム体１０とヘッドプランジャ４０との連結を、ヘッドプランジャ４０の摺動ピン４１をカム体１０のプランジャガイド孔部１６Ａに挿入して行い、また、ヘッドプランジャ４０とスイッチ操作体５１との連結を、ヘッドプランジャ４０の下端部の掛合部４４をスイッチ操作体５１の上端部の掛合溝部５１ａに掛合することで行うようにしてカム体１０とヘッドプランジャ４０とスイッチ操作体５１の三者を掛合連結するようにしたが、この掛合連結は、ヘッドプランジャ４０に突起部を突設して、この突起部をスイッチ操作体５１に引っ掛けることや、ヘッドプランジャ４０とスイッチ操作体５１とをねじ結合することにより掛合すること等でも可能である。

本発明に係るキースイッチによれば、スイッチング機構の動作はカム体の動きに機械的に連動するので、復帰ばねを無くすことができ、或いは、復帰力を小さくすることができ、スイッチング機構やヘッドプランジャなどの摺動抵抗が大きくなっても、復帰不良の懸念がなく、操作キーの引き抜き力を小さくすることができ、また、操作体が上方のときが初期位置で、押し込み操作をする従来の多くのスイッチング機構の既存の部品（スイッチ操作体および復帰ばね以外の部品）と組立設備とをそのまま使用することができ、ローコスト化することが可能になる効果を有しており、ドアロックスイッチ等に使用される安全スイッチ等に有用である。

本発明に係るキースイッチの、操作キーを挿入した状態を正面から見た斜視図である。 同キースイッチを背面から見た斜視図である。 本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを外した状態の正面図である。 本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを装着した状態であって、図３のＤ−Ｄ線に相当する断面線に沿う断面図である。 本発明に係るキースイッチにおいて、蓋体及びヘッドカバーを外した状態であって、操作キーを挿入した場合の正面図である。 本発明に係るキースイッチにおいて、ヘッドカバーを装着した状態であって、図５のＥ−Ｅ線に相当する断面線に沿う断面図である。 本発明に係るキースイッチのヘッドユニット装着部の斜視図である。 ヘッドユニットを正面上部から見た斜視図である。 同ヘッドユニットにおいて、ヘッドロック部材及びばね部材を除いた状態の斜視図である。 ヘッドユニットにおけるカム体と電源回路開閉用スイッチとの連結状態を示す斜視図である。 カム体にヘッドプランジャを連結した状態の斜視図である。 カム体の正面図である。 図１２のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。 ベース部材の斜視図である。 カム体のカム面にヘッドプランジャを摺接させた状態の説明図である。 操作キーの挿入によりヘッドロック部材をヘッドロック係合部から外した状態のヘッドユニットの斜視図である。 操作キーの斜視図である。

符号の説明

Ａ キースイッチ
Ｂ 操作キー
Ｆ ヘッドユニット
１ スイッチケース
１Ａ ケース本体
１Ｂ 蓋体
２ ヘッドユニット装着部
３ ヘッドカバー
１０ カム体
１１ ベース部材
１２ ヘッドロック部材
１２Ａ ばね部材
１２ｂ 先側辺縁部
１５ キー係合部
１６ カム部
１６Ａ プランジャガイド孔部
１６ａ ガイド側平坦部
１６ｂ ガイド側傾斜面部
１６ｃ ガイド側傾斜面部
１７ ヘッドロック係合部
１７ａ 入口部
１７ｂ ロック係合部
１７ｃ 側壁部（傾斜面）
１７ｄ 係止面
１８ カム溝部
１９ カム面
１９ａ 平坦部
１９ｂ 傾斜面部
１９ｃ 傾斜面部
３４ カムロック部
４０ ヘッドプランジャ
４１ 摺動ピン
４２ カム摺接部
４４ 掛合部（操作体連結部）
５０ 電源回路開閉用スイッチ（スイッチング機構）
５１ スイッチ操作体
５１ａ 掛合溝部
７０ 分岐部
７０Ａ 係止部
７１ 連結部
７２ 係合孔

Claims (5)

1. スイッチケース内に収納されてオン・オフ動作を行うスイッチング機構と、前記スイッチケースに設けたキー挿入口への操作キーの挿抜により正逆に回転動作することでヘッドプランジャを介して前記スイッチング機構のスイッチ操作体を作動させて接点切換を行なわせるカム体とを備えたキースイッチであって、
   前記カム体、前記ヘッドプランジャ及び前記スイッチ操作体の三者は相互に連結され、且つ前記カム体のカム面は、前記操作キーの引抜き時に前記ヘッドプランジャが押し込まれるようなカム面形状に形成してあることを特徴とするキースイッチ。
2. 前記カム体は、その周部に形成されたカム溝部を有し、このカム溝部の底面部を前記カム面にし、前記カム溝部の両側壁部には、前記カム面に倣うプランジャガイド孔部が形成してあり、
   前記ヘッドプランジャは、その先端部にカム摺接部を有すると共に、その基端部に操作体連結部を有し、且つ前記カム摺接部に近接させて摺動ピンを有しており、
   更に、前記ヘッドプランジャは、前記摺動ピンを前記プランジャガイド孔部に挿入して前記カム体に連結してあって、前記カム摺接部が前記カム面に摺接し、前記操作体連結部で前記スイッチ操作体に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のキースイッチ。
3. 前記カム溝部は、前記カム体の周部の、前記操作キーが係合するキー係合部とは反対側に形成してあって、前記カム面は、平坦部と、この平坦部を挟んだ二つの傾斜面部とで構成された側面ほぼＵ字形状であり、前記プランジャガイド孔部は、前記平坦部に倣うガイド側平坦部と、前記傾斜面部に倣うガイド側傾斜面部とを有していることを特徴とする請求項２に記載のキースイッチ。
4. 前記キー係合部の頂部には、前記カム体が操作キー引抜き正常位置にある場合に、ヘッドロック部材が係脱可能に係合するヘッドロック係合部が設けてあり、このヘッドロック係合部には、そのロック係合部に前記ヘッドロック部材を誘導する傾斜面が形成してあることを特徴とする請求項３に記載のキースイッチ。
5. 前記ヘッドロック係合部の、前記ヘッドロック部材が挿入される入口側に、前記傾斜面に連なり且つ前記カム体の回転方向に対してほぼ垂直な係止面を形成したことを特徴とする請求項４に記載のキースイッチ。

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