JP2023025619A - アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】アクチュエータに対するスイッチ本体側でのロック状態を操作ハンドルの操作のみで簡単に解除できるだけでなく、部品点数を削減でき、構造を簡略化して小型化できるアクチュエータユニットを提供する。【解決手段】安全スイッチ1のスイッチ本体3側でロック可能なアクチュエータユニット2において、ロック状態を解除し得るリリースレバー22を有し、伸長・縮退可能に設けられたアクチュエータ21と、アクチュエータ21を縮退方向に移動させるための回動操作可能な内ハンドル2Hiと、内ハンドル2Hiに連結され、内ハンドル2Hiの回動により、リリースレバー22に直接作用してロック状態を解除するとともに、アクチュエータ21に作用してアクチュエータ21を縮退方向に移動させる第1の連結バー23とを設ける。【選択図】 図4
Description
本発明は、アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチに関し、詳細には、その構造の改良に関する。
工作機械や産業用ロボットなどの産業用機械が設置された危険領域の出入り口には、扉の開閉状態に応じてオン/オフする安全スイッチが設けられている。
欧州特許第1473427号明細書に記載された装置は、FIG. 1~4、段落[0014]~[0034]およびクレーム1に示すように、2つの操作ハンドル(22、24)を有する開放可能な仕切り装置(1)のための安全インターロックであって、操作ハンドル(24)の操作により移動可能なアクチュエータ(5)を有する作動ユニットと、仕切り装置(1)の閉塞時に差し込み式のロックバー(図示せず)を用いてインターロック係合面(6)によりアクチュエータ(5)をロックするインターロックユニットとを備えている。また、当該装置には、ロックバーのためのロック解除斜面(9)(インターロック係合面(6)の一部を構成)を有し、操作ハンドル(22)の操作によりアクチュエータ(5)に対して移動可能なロック解除装置(10)が設けられている。
アクチュエータ(5)は、歯付ロッド部(11)を側面に有しており、歯付ロッド部(11)は、駆動ホイル(13)の歯付部分(12)と噛み合っている。駆動ホイル(13)は、駆動レバー(18)のクランクピン(18a)を受け入れる孔(17)を有している。駆動レバー(18)のクランクピン(18a)は、駆動ホイル(13)に並設された駆動ホイル(36)の周方向の長孔(40)を挿通しつつ、駆動ホイル(13)の孔(17)に嵌合している。駆動レバー(18)のピン(23)には、操作ハンドル(24)の一端が連結されている。駆動ホイル(13)の中央の孔には、ソケット(19)が挿入されている。ソケット(19)の軸方向一端には、操作ハンドル(22)の一端が連結されたコネクティングロッド(21)が連結されている。ソケット(19)の軸方向他端の延設部(38)は、駆動ホイル(36)の凹部(39)に嵌合している。ロック解除装置(10)には、ラック部(33)が連結されており、ラック部(33)(図中は参照符号39と誤記)は、駆動ホイル(36)の歯付部分(35)と噛み合っている。
上記装置において、操作ハンドル(24)を回動させると、ピン(23)を介して駆動レバー(18)が回動する。すると、駆動レバー(18)のクランクピン(18a)が駆動ホイル(36)の長孔(40)内を周方向に移動しつつ、駆動ホイル(13)を回動させる。これにより、駆動ホイル(13)の歯付部分(12)と噛み合う歯付ロッド部(11)を介して、アクチュエータ(5)が移動する。一方、操作ハンドル(22)を回動させると、ピン(44)およびコネクティングロッド(21)を介してソケット(19)が回動する。すると、ソケット(19)の延設部(38)を介して駆動ホイル(36)が回動する。これにより、駆動ホイル(36)の歯付部分(35)と噛み合うラック部(33)を介してロック解除装置(10)が移動し、その結果、ロック解除斜面(9)が移動してロックバー(図示せず)によるアクチュエータ(5)のロック状態を解除する。
一方、米国特許第8082765号明細書に記載された装置は、FIG. 1~5、第5欄第19行~第8欄第45行、およびクレーム1、16に示すように、空間仕切り装置(2)のロック・閉塞状態を解除可能に維持するための装置であって、ロック位置およびロック解除位置間を移動可能に設けられ、空間仕切り装置(2)を解除可能に閉塞状態でロックするためのラッチ(18)と、ロック位置でラッチ(18)をロックしてブロックするブロック位置、およびブロック位置からロック解除位置へのラッチ(18)の移動を許容するブロック解除位置を採り得るように、先端の突起部(54)がラッチ(18)の凹部(56)に解除可能に係合する回動可能なホールド部材(30)と、ラッチ(18)に枢支され、ラッチ(18)のブロック状態を無効にする揺動可能なリリース部材(36)と、リリース部材(36)に連結され、リリース部材(36)が揺動する各位置の間で移動可能な変位部材(66)と、ヒンジ連結された第1、第2のレバー(82、86)を有する連結装置を介して変位部材(66)に連結され、リリース部材(36)を作動させる第1のノブ(42)とを備えている。連結装置の第1のレバー(82)の基端は軸(80)を介して第1のノブ(42)に固定され、第2のレバー(86)の先端は変位部材(66)にヒンジ連結されている。また、第2のノブ(48)を回動させることにより、ラッチ(18)がロック位置まで伸長するようになっている。
上記装置において、第1のノブ(42)を回動させると、変位部材(66)およびピン(70)が図示右方に移動し、ピン(70)がリリース部材(36)の傾斜面(72)に当接することにより、リリース部材(36)が支軸(68)の回りを図示時計回りに揺動する。これにより、リリース部材(36)の先端がホールド部材(30)の突起部(54)と接触し、ホールド部材(30)を持ち上げて支軸(32)の回りを図示反時計回りに回動させる。その結果、ラッチ(18)のブロック状態が解除される(FIG. 2→FIG.3参照)。
上述した欧州特許第1473427号明細書に記載の装置においては、ロックバーによるアクチュエータ(5)のロック状態を解除するための機構は、操作ハンドル(22)に連結されたピン(44)およびコネクティングロッド(21)(FIG.5参照)と、コネクティングロッド(21)の先端に連結されたソケット(19)と、ソケット(19)に延設部(38)を介して連結された駆動ホイル(36)と、駆動ホイル(36)の歯付部分(35)と噛み合うラック部(33)と、ロック解除斜面(9)を有し、ラック部(33)に連結されたロック解除装置(10)とから構成されており(FIG.2参照)、部品点数が多く、構造が非常に複雑であって、製造コストもアップする。
一方、上述した米国特許第8082765号明細書に記載の装置においては、ラッチ(18)のブロック状態を解除するための機構は、第1のノブ(42)に連結された軸(38)および(80)と、軸(80)に一端が固定された第1のレバー(82)と、第1のレバー(82)の他端にヒンジ連結された第2のレバー(86)と、第2のレバー(86)の先端にヒンジ連結された変位部材(66)およびピン(70)と、ピン(70)が当接し得る傾斜面(72)を一端に有する揺動可能なリリース部材(36)とから構成されており(FIG.2、3、5参照)、部品点数が多く、構造が非常に複雑であって、製造コストもアップする。
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータに対するスイッチ本体側でのロック状態を操作ハンドルの操作のみで簡単に解除できるだけでなく、部品点数を削減でき、構造を簡略化して小型化できるアクチュエータユニットを提供することにある。また、本発明は、このようなアクチュエータユニットを備えた安全スイッチを提供しようとしている。
本発明は、安全スイッチのスイッチ本体側でロック可能なアクチュエータユニットであって、ロック状態を解除し得るロック解除部材を有し、伸長・縮退可能に設けられたアクチュエータと、アクチュエータを縮退方向に移動させるための回動操作可能な第1の操作ハンドルと、第1の操作ハンドルに連結され、第1の操作ハンドルの回動により、ロック解除部材に直接作用してロック状態を解除するとともに、アクチュエータに作用してアクチュエータを縮退方向に移動させる第1の連結バーとを備えている。
本発明において、第1の操作ハンドルを回動操作すると、第1の操作ハンドルに連結された第1の連結バーがロック解除部材に直接作用して、アクチュエータのロック状態を解除する。これにより、アクチュエータに対するスイッチ本体側でのロック状態を操作ハンドルの操作のみで簡単に解除できるようになる。しかも、本発明によれば、第1の操作ハンドルに連結された第1の連結バーが直接ロック解除部材に作用するように構成されているので、第1の操作ハンドルとロック解除部材との間に複雑なギア機構やリンク機構等を必要とせず、これにより、部品点数を削減でき、構造を簡略化できる。その結果、アクチュエータユニットの小型化が可能になる。なお、第1の操作ハンドルをさらに回動操作すると、第1の連結バーがアクチュエータに作用してアクチュエータを縮退方向に移動させる。
本発明では、第1の連結バーがロック解除部材に直接当接し得る第1の当接部を有している。
本発明では、ロック解除部材が揺動可能に設けられており、第1の当接部がロック解除部材の端部側に作用している。
本発明では、アクチュエータに回転自在なローラーが軸支されており、第1の連結バーがローラーを介して前記アクチュエータに作用している。
本発明では、アクチュエータを挟んで第1の操作ハンドルの側と逆側に配置され、アクチュエータを伸長・縮退方向に移動させるための回動操作可能な第2の操作ハンドルと、第2の操作ハンドルに連結され、第2の操作ハンドルの回動により、アクチュエータに作用してアクチュエータを伸長・縮退方向に移動させる第2の連結バーとをさらに備えている。
本発明において、アクチュエータを挟んで第1の操作ハンドルの側と逆側に配置された第2の操作ハンドルを回動操作すると、第2の操作ハンドルに連結された第2の連結バーがアクチュエータに作用してアクチュエータを伸長・縮退方向に移動させる。
本発明では、アクチュエータに回転自在な一対のローラーが所定間隔を隔てて軸支されるとともに、第2の連結バーが各ローラーの間に挿入されており、第2の連結バーが各ローラーを介してアクチュエータに作用している。
本発明では、アクチュエータユニットがアクチュエータを収容するケースをさらに備え、ケースが、アクチュエータの移動時にローラーの外周面を支持している。
本発明では、アクチュエータが縮退状態から伸長状態に移行するのを規制する規制部材が設けられている。
本発明に係る安全スイッチは、上記アクチュエータユニットと、上記アクチュエータをロックするためのロック部を有するスイッチ本体とを備えている。
本発明では、アクチュエータユニットが扉側に設けられ、スイッチ本体が壁側に設けられるとともに、第1の操作ハンドルが扉内側の危険領域側に設けられ、第2の操作ハンドルが扉外側の安全領域側に設けられている。
以上のように本発明によれば、アクチュエータに対するスイッチ本体側でのロック状態を操作ハンドルの操作のみで簡単に解除できるだけでなく、部品点数を削減でき、構造を簡略化して小型化できる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図11は、本発明の一実施例によるアクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチを説明するための図である。図1は安全スイッチ(つまりアクチュエータユニットおよびスイッチ本体)の外観を示し、図2ないし図11はアクチュエータユニット単体を主に示している。以下の説明文では、説明の便宜上、アクチュエータの伸長方向(図9左方、図10および図11右方)を前方、アクチュエータの縮退方向(図9右方、図10および図11左方)を後方、アクチュエータユニットの上側(図9および図10上側、図11の紙面手前側)を上側、アクチュエータユニットの下側(図9および図10下側、図11の紙面奥側)を下側と呼称する。
図1ないし図11は、本発明の一実施例によるアクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチを説明するための図である。図1は安全スイッチ(つまりアクチュエータユニットおよびスイッチ本体)の外観を示し、図2ないし図11はアクチュエータユニット単体を主に示している。以下の説明文では、説明の便宜上、アクチュエータの伸長方向(図9左方、図10および図11右方)を前方、アクチュエータの縮退方向(図9右方、図10および図11左方)を後方、アクチュエータユニットの上側(図9および図10上側、図11の紙面手前側)を上側、アクチュエータユニットの下側(図9および図10下側、図11の紙面奥側)を下側と呼称する。
図1および図7に示すように、安全スイッチ1は、工作機械や産業用ロボットなどの産業用機械(図示せず)が設置された危険領域の出入り口において、扉(つまり可動扉)Dに取り付けられたアクチュエータユニット2と、壁(または固定扉)Wに取り付けられたスイッチ本体3(図7では概略の外形線を一点鎖線で示す)とを備えている。扉Dは、この例では、図示左右方向(図7中の矢印OC方向)にスライド可能に設けられたスライド扉であるが、本発明の適用は、このような可動扉Dと壁(または固定扉)Wとの組合せに限らず、可動扉同士の組合せであってもよく、また可動扉として回転扉を含んでいてもよい。
図7に示すように、扉Dおよび壁Wを挟んで一方の側の領域(つまり扉Dの内側の機械設置側領域)が危険領域Hzであり、扉Dおよび壁Wを挟んで他方の側の領域(つまり扉Dの外側領域)が安全領域Sfである。
アクチュエータユニット2は、図1および図7に示すように、危険領域Hzの側に配置された内ハンドル(第1の操作ハンドル)2Hiと、安全領域Sfの側に配置された外ハンドル(第2の操作ハンドル)2Hoとを有している。アクチュエータユニット2はケース(筐体)20を有しており、ケース20には、アクチュエータ21が伸長・縮退可能に設けられている。内ハンドル2Hiおよび外ハンドル2Hoは、アクチュエータ21を挟んで相対する側に配置されている。
内ハンドル2Hiは、危険領域Hz内の操作者が把持して回動操作するためのグリップ部2Higと、グリップ2Higの下端からグリップ2Higと略直交する方向に延びる軸部2Hisとを有し、略L字状または略コ字状に配設された部材であって、軸部2Hisには、グリップ部2Higと略直交する方向に延びる支軸部2siの一端が固定されており、支軸部2siの他端はケース20に回動自在に支持されている。同様に、外ハンドル2Hoは、安全領域Sf内の操作者が把持して回動操作するためのグリップ部2Hogと、グリップ部2Hogの下端からグリップ2Hogと略直交する方向に延びる軸部2Hosとを有し、略L字状または略コ字状に配設された部材であって、軸部2Hosには、グリップ部2Hogと略直交する方向に延びる支軸部2soの一端が固定されており、支軸部2soの他端はケース20に回動自在に支持されている。この例では、各支軸部2si、2soは同心に配置されており、それぞれの軸線が直線上に整列しているが、各支軸部2si、2soは別体であって、各々独立して回動し得るようになっている。また、ケース20の正面側には、内部機構を蓋うフロントカバー2Cが着脱可能に取り付けられており、同様に、ケース20の背面側には、内部機構を蓋うリアカバー(図示せず)が着脱可能に取り付けられている。支軸部2soはフロントカバー2Cを挿通してケース20の内部まで延設されており、同様に、支軸部2siはリアカバーを挿通してケース20の内部まで延設されている。なお、支軸部2siは、扉Dを厚み方向に挿通するため、支軸部2soよりも長尺になっている。
図1中、参照符号2hは、アクチュエータユニット2を扉Dに取り付けるための取付ねじ(図示せず)が挿入される取付孔であり、参照符号3hは、スイッチ本体3を壁Wに取り付けるための取付ねじ(図示せず)が挿入される取付孔である。
アクチュエータ21は、図2ないし図4に示すように、ケース20の内部において前後方向スライド自在に設けられており、ケース20の外側まで前方に伸長した伸長位置(図2ないし図4参照)と、後方に縮退してケース20の内部に収容される縮退位置(後述)とを採り得るようになっている。図2ないし図4においては、アクチュエータ21の前部がケース20の外側に突出した状態が示されている。
アクチュエータ21は、図2ないし図4、ならびに図8ないし図10に示すように、前後方向に延びる横断面コ字状の部材であって、上側に配置された上板部21Aと、下側に配置され、上板部21Aと平行または実質的に平行に配設された下板部21Bと、これらを正面側(図2、図3紙面手前側、図4紙面奥側)で上下に連設する背板部21Cとから構成されている。上板部21Aおよび下板部21Bの背面側(図2、図3紙面奥側、図4紙面手前側)は開口している。上板部21Aの前端側には、伸長したアクチュエータ21をスイッチ本体3側のロック部材(ロック部)Lp(図11)によりロックするための切欠き21aが形成されており、同様に、下板部21Bの前端側には、伸長したアクチュエータ21をスイッチ本体3側のロック部材Lp(図11)によりロックするための切欠き21bが形成されており、各切欠き21a、21bは上下に整列している。なお、ロック部材Lpは、図11の紙面垂直方向に延びる部材であって、ロック時には、各切欠き21a、21b(同図では切欠き21bのみ図示)に係止されている。
アクチュエータ21の内部には、図4、図10および図11に示すように、アクチュエータ21に沿って前後方向に延びる板状のリリースレバー(ロック解除部材)22が収容されている。リリースレバー22は、スイッチ本体3側のロック部材Lp(図11)でロックされたアクチュエータ21のロック状態を解除するための部材である。リリースレバー22は、アクチュエータ21の上板部21Aおよび下板部21Bと平行または実質的に平行に配設されるとともに、その略中央部を上下に挿通しかつ上板部21Aおよび下板部21Bで軸支されたピン22pに回動可能(揺動可能)に支持されている。リリースレバー22は、その平面図である図11に示すように、ピン22pを挟んで相対しかつ実質的に平行に延びる直線状側面部22a、22bと、直線状側面部22bの前方に延設され、リリースレバー22の平面視幅寸法(図11上下幅寸法)が徐々に小さくなるようにテーパー状に形成されたテーパー状側面部22cと、直線状側面部22bの後方に設けられ、リリースレバー22の平面視幅寸法(同図上下幅寸法)が徐々に大きくなるようにテーパー状に形成されたテーパー状側面部22dと、テーパー状側面部22dの後方に設けられた直線状側面部22eとを有している。
アクチュエータ21がスイッチ本体3側のロック部材Lpによりロックされたロック状態(図11)においては、リリースレバー22は、ピン22Pの回りを図示反時計回りに回動しており、直線状側面部22aがアクチュエータ21の背板部21Cの内壁面に当接していて、リリースレバー22の前端側のテーパー状側面部22cは、アクチュエータ21の各切欠き21a、21b内に進入しておらず、スイッチ本体側のロック部材Lpが各切欠き21a、21b内に挿入して係止されている。
図4および図6に示すように、内ハンドル2Hiの軸部2Hisに固定された支軸部2siの先端は、ケース20内の背面側に配設された第1の連結バー23の下部を挿通してケース20内に延びている。支軸部2siは、この例では、横断面矩形状の角棒状部材であって、第1の連結バー23の下部のボス部23aには、支軸部2siが嵌合する横断面矩形状の角孔23bが形成されており、支軸部2siが角孔23bに隙間なく嵌合している。この構成により、第1の連結バー23は、内ハンドル2Hiに連結されており、内ハンドル2Hiを回動操作すると、その回動に連動して第1の連結バー23が角孔23bの中心回りを前後方向に回動するようになっている。
同様に、図3および図5に示すように、外ハンドル2Hoの軸部2Hosに固定された支軸部2soの先端は、ケース20内の正面側に配設された第2の連結バー24の下部を挿通してケース20内に延びている。支軸部2soは、この例では、横断面矩形状の角棒状部材であって、第2の連結バー24の下部には、支軸部2soが嵌合する横断面矩形状の角孔24aが形成されており、支軸部2soが角孔24aに隙間なく嵌合している。この構成により、第2の連結バー24は、外ハンドル2Hoに連結されており、外ハンドル2Hoを回動操作すると、その回動に連動して第2の連結バー24が角孔24aの中心回りを前後方向に回動するようになっている。
図4および図6に示すように、第1の連結バー23の下部のボス部23aの外周には、ねじりコイルばね25のコイル部が装着されるとともに、ねじりコイルばね25の各アーム部は、第1の連結バー23の上端およびケース20内の係止穴にそれぞれ係止されている。これにより、第1の連結バー23の回動量に応じてねじりコイルばね25に蓄積された弾性エネルギにより、第1の連結バー23には回動方向と逆向きのねじりモーメントが作用するようになっている。また、ケース20内の背面側には、一つのローラー26が設けられている。ローラー26は、アクチュエータ21に回転自在に軸支されており、アクチュエータ21の後方移動時つまりケース内への縮退時には、アクチュエータ21とともに移動するようになっている。
第1の連結バー23は、図6および図10に示すように、表側に配置され、下部にボス部23aを有する矩形状の板状部23Aと、板状部23Aの裏側においてボス部23aに対応する位置に一体に設けられた膨出部23Bと、板状部23Aの裏側に一体に設けられかつ膨出部23Bに連設されて上方に延びるとともに、内ハンドル2Hiの回動操作によりアクチュエータ21のロック状態を解除する際にリリースレバー22の後端側のテーパー状側面部22d(図11)に直接当接(つまり作用)し得るアクチュエータ当接面23Caを有するアクチュエータ当接部(第1の当接部)23Cとを備えている。アクチュエータ当接面23Caは、後述するように、リリースレバー22に作用してロック解除した後は、内ハンドル2Hiのさらなる回動操作により、ローラー26に当接し、ローラー26を介してアクチュエータ21に作用してアクチュエータ21を後方移動つまり縮退させるように作用している。
アクチュエータ21の後方移動時には、アクチュエータ当接面23Caのローラー26の外周面に対する接触点が当該アクチュエータ当接面23Ca上を変位するが、このとき、ローラー26が回転することにより摩擦力を低減できるので、第1の連結バー23の回動およびアクチュエータ21の後方移動をスムーズに行わせることができる。また、ケース20内には、上下方向に所定間隔を隔てて配設され、前後方向に延びる一対の支持面20a、20bが設けられており、アクチュエータ21はこれらの支持面20a、20bに前後方向スライド自在に支持されている。なお、これらの支持面20a、20bにより、ローラー26の移動時にローラー26の外周面を支持するようにしてもよい。
図3および図5に示すように、ケース20内の正面側には、前後方向に所定間隔を隔てて一対のローラー27、28が設けられている。各ローラー27、28は、アクチュエータ21に回転自在に軸支されており、アクチュエータ21の移動時には、アクチュエータ21とともに移動するようになっている。また、ケース20内には、図9に示すように、上下方向に所定間隔を隔てて配設され、前後方向に延びる一対の支持面20a’、20b’が設けられており、これらの支持面20a’、20b’により、ローラー27、28の移動時に各ローラー27、28の外周面が支持されている。
第2の連結バー24は、図5および図9に示すように、表側に配置され、下部にボス部24aを有する矩形状の板状部24Aと、板状部24Aの裏側においてボス部24aに対応する位置に一体に設けられた膨出部24Bと、板状部24Aの裏側に一体に設けられかつ膨出部24Bに連設され、各ローラー27、28の間に挿入されて上方に延びるとともに、外ハンドル2Hoの回動操作によりアクチュエータ21を伸長・縮退方向に移動させる際に、ローラー27、28に当接しローラー27、28を介してアクチュエータ21に作用してアクチュエータ21を前方移動(つまり伸長)または後方移動(縮退)させるように作用し得るローラー当接面24Ca、24Cbを有するローラー当接部24Cとを備えている。
次に、本実施例の作用効果について、図1、図4、図7、図10ないし図17を用いて説明する。
図1、図7および図11に示すように、扉Dが閉じられ、アクチュエータユニット2のアクチュエータ21がスイッチ本体3内部に挿入されて、アクチュエータ21がスイッチ本体3側のロック部材Lpによりロックされた状態から(このとき、内ハンドル2Hiおよび外ハンドル2Hoはいずれも上下方向または鉛直方向に配置された直立状態にある)、危険領域Hz内にいる操作者がアクチュエータ21のロック状態を解除して扉Dを開ける際の操作手順は以下のとおりである。
図1、図7および図11に示すように、扉Dが閉じられ、アクチュエータユニット2のアクチュエータ21がスイッチ本体3内部に挿入されて、アクチュエータ21がスイッチ本体3側のロック部材Lpによりロックされた状態から(このとき、内ハンドル2Hiおよび外ハンドル2Hoはいずれも上下方向または鉛直方向に配置された直立状態にある)、危険領域Hz内にいる操作者がアクチュエータ21のロック状態を解除して扉Dを開ける際の操作手順は以下のとおりである。
まず、操作者は、内ハンドル2Hiのグリップ部2Higを把持し、内ハンドル2Hiを操作者から見て反時計回りに回動操作する。すると、内ハンドル2Hiは、そのグリップ部2Higが外ハンドル2Hoのグリップ部2Hogに対して背面方向から見て整列した直立状態から(図4参照)、図12に示すように、反時計回りに若干量回転する。内ハンドル2Hiの回動により、支軸部2siを介して第1の連結バー23が反時計回りに若干量回転する。
第1の連結バー23の回転により、第1の連結バー23の裏面側のアクチュエータ当接部23C(図10)が第1の連結バー23とともに回転して、アクチュエータ当接部23Cが図10に示す位置から図13に示す位置まで角孔23bの中心回りを反時計回りに回転する。この回転時には、アクチュエータ当接部23Cのアクチュエータ当接面23Caがリースレバー22の後端側のテーパー状側面部22d(図11)に直接当接(つまり作用)して押圧する。
すると、リリースレバー22がピン22pの回りを図示時計回りに揺動して、リリースレバー22の前端側部分がロック部材Lpに対して押付力を作用させる。その結果、図14に示すように、ロック部材Lpがアクチュエータ21の前端側の切欠き21a、21bから退避して、リリースレバー22がロック解除位置に移動し、ロック部材Lpによるアクチュエータ21のロック状態が解除される。このとき、第1の連結バー23のアクチュエータ当接部23Cのアクチュエータ当接面23Caがリリースレバー22のテーパー状側面部22dを乗り越えており、アクチュエータ当接部23Cの裏面がリリースレバー22の直線状側面部22eに当接している。これにより、リリースレバー22のロック解除位置が維持される。
次に、操作者が、内ハンドル2Hiを反時計回りにさらに回動操作すると、図15および図16に示すように、第1の連結バー23が反時計回りにさらに回転する。第1の連結バー23のさらなる回転により、第1の連結バー23の裏面側のアクチュエータ当接部23Cが第1の連結バー23とともに回転して、アクチュエータ当接部23Cのアクチュエータ当接面23Caがローラー26を押圧し、ローラー26を介してアクチュエータ21を後方移動(縮退)させ、縮退位置に移動させる。これにより、アクチュエータ21は、アクチュエータユニット2のケース20内に収容され(図17)、内ハンドル2Hiは水平方向に配設される。この状態から、操作者は扉Dを開けることができ、危険領域Hzから外に出て安全領域Sfに移動することができる。なお、ケース20内の背面側において、正面側のように2つのローラーを設けることなく、一つのローラー26しか設けなかったのは、危険領域Hzにおいて操作者が扉Dを閉めることができないようにするためである。
このように本実施例によれば、内ハンドル2Hiを回動操作すると、内ハンドル2Hiに連結された第1の連結バー23がリリースレバー22に直接作用して、アクチュエータ21のロック状態を解除する。これにより、アクチュエータ21に対するスイッチ本体3側でのロック状態を内ハンドル2Hiの操作のみで簡単に解除できるようになる。しかも、本実施例によれば、内ハンドル2Hiに連結された第1の連結バー23が直接リリースレバー22に作用するように構成されているので、内ハンドル2Hiとリリースレバー22との間に複雑なギア機構やリンク機構等を必要とせず、これにより、部品点数を削減でき、構造を簡略化できる。その結果、アクチュエータユニット2の小型化が可能になる。
なお、上述したように、内ハンドル2Hiの回動操作により、アクチュエータ21のロック解除後、アクチュエータ21を縮退位置まで移動させた際には、外ハンドル2Ho側の第2の連結バー24のローラー当接部24Cは、図9(および図3)に示す状態から図18に示す状態に移行する。すなわち、第2の連結バー24のローラー当接部24Cは、内ハンドル2Hiの回動操作前(図9)および回動操作後(図18)のいずれにおいても、前側のローラー27および後側のローラー28の間に配設されており、各ローラー27、28の移動とともに移動している。
また、扉Dが閉じられてアクチュエータ21がスイッチ本体3側でロックされた状態から、安全領域Sfにいる操作者が外ハンドル2Hoを操作して扉Dを開ける際の手順は、以下のとおりである。
この場合には、図1に示す状態から、まず、スイッチ本体3内部のロック部材Lp(図11)を電磁ソレノイド等の駆動機構によって、アクチュエータ21の切欠き21a、21bから離反させ、アクチュエータ21のロック状態を解除する。次に、操作者が、外ハンドル2Hoのグリップ2Hogを把持し、外ハンドル2Hoを操作者から見て時計回りに略90度回動操作する。すると、外ハンドル2Hoは、そのグリップ2Hogが内ハンドル2Hiのグリップ2Higに対して正面方向から見て整列した直立状態から(図1参照)、図19に示すように、時計回りに回転して前後方向または水平方向を向いた状態に移行する。このとき、外ハンドル2Hoの回動により、支軸部2soを介して第2の連結バー24が時計回りに回転する。
第2の連結バー24の回転により、図20に示すように、第2の連結バー24の裏面側のローラー当接部24Cが第2の連結バー24とともに回転して、ローラー当接部24Cの後側のローラー当接面24Cbが後側のローラー28の外周面に当接しつつ後方側に回転することにより、ローラー28を介してアクチュエータ21が後方移動(縮退)する。これにより、アクチュエータ21が縮退位置に移動してケース20の内部に収容される(図21参照)。このとき、内ハンドル2Hiの側の第1の当接部23は、図22に示すように、外ハンドル2Hoの回動操作前の状態を維持しており、内ハンドル2Hiのグリップ2Higは、上下方向または鉛直方向に直立した状態を維持している。この状態から、操作者は扉Dを開けることができ、安全領域Sfから扉Dの内側の危険領域Hz内に移動することができる。
また、本実施例によるアクチュエータユニット2は、アクチュエータ21がケース20内に収容された縮退状態からその前端部がケース20から突出した伸長状態に移行するのを規制する規制部材を備えている。当該規制部材について、図23ないし図25を用いて説明する。
図23は、アクチュエータ21がスイッチ本体3内部に縮退した縮退状態において扉が開いている状態を、図24は、アクチュエータ21の縮退状態において扉が閉じた状態を、図25は、扉が閉じた状態においてアクチュエータ21がスイッチ本体3側に伸長した伸長状態をそれぞれ示している。これらの図に示すように、アクチュエータユニット2において、スイッチ本体3と対向する側の端部近傍には、規制部材としてのシャッター5が設けられている。
シャッター5は、図23に示すように、平面視略L字状に配設された部材であって、その略中央部に配置されかつ上下方向(同図紙面垂直方向)に延びる支軸部50の回りを回動自在に設けられている。シャッター5において略L字状をなす各脚部のうちの一方の脚部51は、アクチュエータユニット2のケース20の端部に形成された開口20cに向かって延びており、他方の脚部52は、ケース20の内部においてアクチュエータ21の側に向かって開口する開孔20d内に延びている。一方、アクチュエータ21の切欠き21a、21b(同図では切欠き21bのみ図示)は、開孔20dと整列した位置に配置されている。脚部52の先端は、開孔20dを越えて切欠き21a、21b内まで延びている。これにより、図23に示す状態からアクチュエータ21が前方移動(伸長)しようとしても、アクチュエータ21が切欠き21a、21b内に進入したシャッター5の脚部52先端と干渉するので、アクチュエータ21の縮退状態から伸長状態への移行が規制されている。
シャッター5の側方(図23下方)には、当接部材4が設けられている。当接部材4は、ケース20の内部に配置された支軸部40の回りを回動自在に設けられており、先端部はケース20の開孔20cからケース外部に突出しており、先端に向かって傾斜する当接面41を有している。また、当接部材4は、当接面41の逆側において、シャッター5の脚部51を支持する支持面42を有している。
図23に示す状態から扉が閉じると、図24に示す状態に移行する。このとき、スイッチ本体3側の突部30が当接部材4の当接面41に当接して当接面41を押圧し、これにより、当接部材4が支軸部40の回りを図示上側に回動する。すると、当接部材4の支持面42がシャッター5の脚部51の先端を押圧して、シャッター5を支軸部50の回りに図示反時計回りに回動させる。その結果、シャッター5の脚部52の先端がケース20の開孔20d内に没入する。
この状態から、図25に示すように、アクチュエータ21を前方移動(伸長)させる。このとき、アクチュエータ21の切欠き21a、21b内には、シャッター5の脚部52先端が進入していないので、アクチュエータ21は、シャッター5によって移動を規制されることなく伸長して、前端部がスイッチ本体3内に挿入される。そして、アクチュエータ21の切欠き21a、21b内にスイッチ本体3側のロック部材Lpが係合して、アクチュエータ21がロックされる。
次に、図26ないし図29は、上述したシャッター5と異なる態様のシャッター6を説明するための図である。図26は、アクチュエータが伸長した状態を底面前方側から見た斜視図、図27は図26の縦断面図、図28は図27の状態からアクチュエータが縮退した状態を示す図、図29は図28の状態からシャッター6が閉じた状態を示している。
各図中、シャッター6は、グレーで着色して示している。これらの図に示すように、アクチュエータユニット2はアクチュエータ21’を有しており、この例では、アクチュエータ21’は、図23ないし図25に示したアクチュエータ21と同様に断面コ字状の部材ではあるが、アクチュエータ21と異なり、各板部21’A、21’Bおよび21’Cからなるコ字状形状の開放端がアクチュエータユニット2の背面側ではなく、底面側(下側)を向いている。なお、アクチュエータ21と同様に、コ字状形状の開放端がアクチュエータユニット2の背面側を向くようにしてもよい。
図26ないし図29に示すように、シャッター6は、アクチュエータユニット2のケース20のスイッチ本体側端部において、アクチュエータ21’の挿抜用の開口部20eに設けられており、図示上下方向に移動可能に設けられている。シャッター6は、開口部20eに沿って延びかつ開孔60aを有する平坦状のシャッター板部60と、これに連設された傾斜板部61とを有している。
図26ないし図28に示す状態では、シャッター6が図示上方に移動しており、シャッター6のシャッター板部60がケース20の開口部20e内に進入していないので、ケース20の開口部20eおよびシャッター6の開孔60aを通って、アクチュエータ21が伸長・縮退可能な状態である。なお、このとき、扉が閉じていることにより、シャッター6の傾斜板部61には、スイッチ本体側の部位(図示せず)が当接して押圧力が作用しており、これにより、シャッター6が図示上方に移動している。
図28に示す状態から、扉が開くと、シャッター6の傾斜板部61にスイッチ本体側の部位が当接しなくなるので、シャッター6が図示下方に移動する。すると、図29に示すように、シャッター6のシャッター板部60がケース20の開口部20e内に進入し、その結果、シャッター板部60がアクチュエータ21’の先端と干渉する位置に配置されるので、アクチュエータ21’の前方移動(伸長)が規制されることになる。
本実施例によるアクチュエータユニット2は、図23ないし図25に示すように、アクチュエータ21の位置を検出するためのRFID(radio frequency identifier)タグTg1、Tg2を有している。タグTg1は、ケース20のスイッチ本体3側端部に設けられており、タグTg2は、アクチュエータ21の前端側に設けられている。一方、スイッチ本体3には、タグTg1、Tg2に格納されたID(identification)データ(識別情報)を読み取るためのRFIDアンテナAtが取り付けられている(図1参照)。タグTg1は、扉の開閉を検出するためのものであり、タグTg2は、アクチュエータ21の伸長・縮退状態を検出するためのものである。なお、タグとしては、RFIDタグには限定されず、その他の電子タグでもよい。
上述したように、図23は、アクチュエータ21がスイッチ本体3内部に縮退した縮退状態において扉が開いている状態を、図24は、アクチュエータ21の縮退状態において扉が閉じた状態を、図25は、扉が閉じた状態においてアクチュエータ21がスイッチ本体3側に伸長した伸長状態におかれるととともに、スイッチ本体3側のロック部材Lpによりアクチュエータ21がロックされた状態をそれぞれ示している。
図23に示す状態では、スイッチ本体3側のアンテナAtは、アクチュエータユニット2側のいずれのタグTg1、Tg2も検出していない。このとき、システム側では、扉が開いていてアクチュエータ21が縮退状態にあると判定される。
図24に示す状態では、アクチュエータユニット2がスイッチ本体3に接近配置されることにより、スイッチ本体3側のアンテナAtがアクチュエータユニット2側のタグTg1を検出する。これにより、システム側では、扉が閉じていると判定される。また、このとき、アンテナAtによりタグTg2は検出されておらず、これにより、アクチュエータ21が縮退状態を維持していると判定される。
図25に示す状態では、図24に示す状態から、スイッチ本体3側のアンテナAtがアクチュエータユニット2側のタグTg2を検出する。これにより、システム側では、アクチュエータ21が伸長状態にあってロック状態にあると判定される。また、このとき、アンテナAtによるタグTg1の検出状態が維持されているので、扉が閉じている状態が維持されていると判定される。このように、アンテナAtによりタグTg1、Tg2の双方が検出されてはじめて、システム側は危険領域側の機械に対して稼働許可信号を出力する。このように、いずれか一方のタグの検出のみでは稼働許可信号が出力されないようになっているので、安全性を向上できる。
次に、図30ないし図32は、スイッチ本体3のアンテナAtの取付構造の詳細を説明するための図である。アンテナAtには、その上下に配置された一対のフランジ部3a、3b(グレー着色部分)が一体に設けられている。アンテナAtは、各図の紙面垂直方向に延びる支軸部(図示せず)の回りを紙面内で回転自在に設けられており、図30に示すような図示右側配置の取付位置と、この取付位置から180度回転した図31に示すような図示左側配置の取付位置とを採り得るようになっている。なお、アンテナAtは回転自在でなくてもよく、図30および図31に示す双方の取付位置に配置可能であればよい。また、スイッチ本体3には、アンテナAtを上下から保持する保持孔3A1を有するアンテナカバー3Aが装着可能に設けられている。アンテナカバー3Aは、取付ねじb1、b2により、スイッチ本体3側のねじ孔h1、h2に取り付けられるようになっている。
図30に示すような図示右側配置の取付位置からアンテナAtの取付位置を変更する際には、取付ねじb1、b2を緩めた後、同図中に左向きの矢印で示す方向にアンテナカバー3Aを取り外す。そして、図31に示すように、アンテナAtの取付位置を180度反転させる。次に、アンテナカバー3Aの向きを上下逆にして、同図中の右向きの矢印で示す方向からアンテナカバー3Aを装着する。このとき、取付ねじb2はねじ孔h1に螺合し、取付ねじb1はねじ孔h2に螺合するので、取付位置が変更されたアンテナAtに対して同じアンテナカバー3Aを共用できる。このようにして、図32に示すように、アンテナAtの取付位置を変更できる。
〔その他の変形例〕
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
本発明は、アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチに好適であり、とくに、アクチュエータがスイッチ本体側でロック可能に構成されたものに適している。
1: 安全スイッチ
2: アクチュエータユニット
20: ケース
21: アクチュエータ
22: リリースレバー(ロック解除部材)
23: 第1の連結バー
23C: アクチュエータ当接部(第1の当接部)
26~28: ローラー
24: 第2の連結バー
3: スイッチ本体
5: シャッター(規制部材)
2Hi: 内ハンドル(第1の操作ハンドル)
2Ho: 外ハンドル(第2の操作ハンドル)
D: 扉(可動扉)
W: 壁
Hz: 危険領域
Sf: 安全領域
Lp: ロック部材(ロック部)
2: アクチュエータユニット
20: ケース
21: アクチュエータ
22: リリースレバー(ロック解除部材)
23: 第1の連結バー
23C: アクチュエータ当接部(第1の当接部)
26~28: ローラー
24: 第2の連結バー
3: スイッチ本体
5: シャッター(規制部材)
2Hi: 内ハンドル(第1の操作ハンドル)
2Ho: 外ハンドル(第2の操作ハンドル)
D: 扉(可動扉)
W: 壁
Hz: 危険領域
Sf: 安全領域
Lp: ロック部材(ロック部)
Claims (10)
- 安全スイッチのスイッチ本体側でロック可能なアクチュエータユニットであって、
前記ロック状態を解除し得るロック解除部材を有し、伸長・縮退可能に設けられたアクチュエータと、
前記アクチュエータを縮退方向に移動させるための回動操作可能な第1の操作ハンドルと、
前記第1の操作ハンドルに連結され、前記第1の操作ハンドルの回動により、前記ロック解除部材に直接作用して前記ロック状態を解除するとともに、前記アクチュエータに作用して前記アクチュエータを縮退方向に移動させる第1の連結バーと、
を備えたアクチュエータユニット。 - 請求項1において、
前記第1の連結バーが前記ロック解除部材に直接当接し得る第1の当接部を有している、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項2において、
前記ロック解除部材が揺動可能に設けられており、前記第1の当接部が前記ロック解除部材の端部側に作用している、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項1において、
前記アクチュエータに回転自在なローラーが軸支されており、前記第1の連結バーが前記ローラーを介して前記アクチュエータに作用している、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項1において、
前記アクチュエータを挟んで前記第1の操作ハンドルの側と逆側に配置され、前記アクチュエータを伸長・縮退方向に移動させるための回動操作可能な第2の操作ハンドルと、
前記第2の操作ハンドルに連結され、前記第2の操作ハンドルの回動により、前記アクチュエータに作用して前記アクチュエータを伸長・縮退方向に移動させる第2の連結バーとをさらに備えた、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項5において、
前記アクチュエータに回転自在な一対のローラーが所定間隔を隔てて軸支されるとともに、前記第2の連結バーが前記各ローラーの間に挿入されており、前記第2の連結バーが前記各ローラーを介して前記アクチュエータに作用している、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項4または6において、
当該アクチュエータユニットが前記アクチュエータを収容するケースをさらに備え、
前記ケースが、前記アクチュエータの移動時に前記ローラーの外周面を支持している、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項1において、
前記アクチュエータが縮退状態から伸長状態に移行するのを規制する規制部材が設けられている、
ことを特徴とするアクチュエータユニット。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載のアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータをロックするためのロック部を有するスイッチ本体と、
を備えた安全スイッチ。 - 請求項9において、
前記アクチュエータユニットが扉側に設けられ、前記スイッチ本体が壁側に設けられるとともに、前記第1の操作ハンドルが扉内側の危険領域側に設けられ、前記第2の操作ハンドルが扉外側の安全領域側に設けられている、
ことを特徴とする安全スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021130989A JP2023025619A (ja) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021130989A JP2023025619A (ja) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023025619A true JP2023025619A (ja) | 2023-02-22 |
Family
ID=85251371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021130989A Pending JP2023025619A (ja) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | アクチュエータユニットおよびこれを備えた安全スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2021
- 2021-08-10 JP JP2021130989A patent/JP2023025619A/ja active Pending
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