JP2023156738A - 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

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ようにするだけでなく、部品点数を削減して構造を簡略化する。【解決手段】安全スイッチのアクチュエータユニット１において、安全スイッチのスイッチ本体側でロック可能な第1の回転位置およびロック解除可能な第２の回転位置をとり得る回転可能なアクチュエータ２と、アクチュエータ２を回転可能に支持し、アクチュエータ２に沿ってスライド可能に設けられた支持部３と、支持部３をアクチュエータ２に沿ってスライド移動させるための内ハンドル６とを設ける。内ハンドル６の操作により支持部３をアクチュエータ２に沿ってスライド移動させることによって、支持部３を介してアクチュエータ２が第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動する。【選択図】 図７

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）、同様に、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、安全スイッチのアクチュエータユニットであって、安全スイッチのスイッチ本体側でロック可能な第1の回転位置およびロック解除可能な第２の回転位置をとり得る回転可能なアクチュエータと、アクチュエータを回転可能に支持するとともに、アクチュエータに沿ってスライド可能に設けられた支持部と、支持部をアクチュエータに沿ってスライド移動させるための第１の操作ハンドルとを備えている。第１の操作ハンドルの操作により支持部をアクチュエータに沿ってスライド移動させることによって、支持部を介してアクチュエータが第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動するようになっている。

本発明においては、第１の操作ハンドルの操作により支持部をアクチュエータに沿ってスライド移動させると、支持部を介してアクチュエータが第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動し、その結果、アクチュエータがロック状態からロック解除状態に移行する。こ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第１の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の操作ハンドルの操作が支持部を介してアクチュエータに作用してアクチュエータのロック状態を解除するように構成されているので、第１の操作ハンドルとアクチュエータ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。

本発明では、アクチュエータがスイッチ本体側のロック部材によりロック可能な被ロック部を有しており、被ロック部が、アクチュエータの第１の回転位置においてロック部材によりロックされ、アクチュエータの第２の回転位置においてロック部材によりロックされない。

本発明では、被ロック部が、第２の回転位置において、ロック部材によりロック可能な位置から退避している。

本発明では、アクチュエータが、第１の回転位置においてスイッチ本体側のロック部材によりロック可能な被ロック部と、ロック部材によるロック状態を第２の回転位置においてロック解除可能なロック解除部とを有している。

本発明では、ロック解除部が、第２の回転位置において、ロック部材に作用してロック部材をロック解除側に移動させている。

本発明では、支持部がアクチュエータの外周に嵌合する円筒状部材であって、アクチュエータまたは円筒状部材のいずれか一方が軸方向に対して斜めに延びる傾斜溝を有し、アクチュエータまたは円筒状部材のいずれか他方が傾斜溝に係合しかつ傾斜溝に沿って移動し得る突部を有しており、突部が、半径方向に延びるピン、または、傾斜溝に沿って延びる突条部である、

本発明によれば、円筒状部材がアクチュエータに沿ってスライド移動すると、円筒状部材およびアクチュエータ間において、突部（つまり、ピンまたは突条部）が傾斜溝に係合しつつ傾斜溝に沿って移動することにより、アクチュエータが第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動して、アクチュエータがロック状態からロック解除状態に移行する。

本発明では、第２の回転位置に移動したアクチュエータを第２の回転位置から第１の回転位置に復帰させるように付勢する付勢部材をさらに備えている。

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第２の操作ハンドルをさらに備えている。

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の操作ハンドルが危険領域側に設けられ、第２の操作ハンドルが安全領域側に設けられている。

本発明に係る安全スイッチは、本発明によるアクチュエータユニットと、アクチュエータをロックするためのロック部材を有するスイッチ本体とを備えている。

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第１の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。

本発明の第１の実施例によるアクチュエータユニットを正面後方側の上方から見た全体斜視図である。 前記アクチュエータユニット（図１）を背面後方側の上方から見た全体斜視図である。 前記アクチュエータユニット（図１）において、背面側を上側（よって正面側を下側）に配置して後方から見た全体斜視図である。 前記アクチュエータユニット（図１）において、背面側を上側（よって正面側を下側）に配置して前方から見た全体斜視図である。 前記アクチュエータユニット（図１）の正面図である。 （ａ）は前記アクチュエータユニット（図１）の背面図、（ｂ）は（ａ）のVIB-VIB線断面図である。 前記アクチュエータユニット（図１）の平面図である。 （ａ）は前記アクチュエータユニット（図７）において、支持部（円筒状部材）を省略して示す図、（ｂ）は（ａ）のVIIIB-VIIIB線断面図である。 前記円筒状部材（支持部）（図７、図８）の平面図である。 （ａ）は前記円筒状部材（図９）の底面図、（ｂ）はその後面図である。 （ａ）ないし（ｄ）は前記アクチュエータユニット（図１）およびスイッチ本体内部のロック部材の作動を時系列的に示す図である。 本発明の第２の実施例によるアクチュエータユニットおよびスイッチ本体内部のロック部材の作動を時系列的に示す図である。 前記アクチュエータユニットおよびロック部材（図１２）の作動を時系列的に示す図である。 前記アクチュエータユニットおよびロック部材（図１２）の作動を時系列的に示す図である。 前記アクチュエータユニットおよびロック部材（図１２）の作動を時系列的に示す図である。 前記アクチュエータユニットおよびロック部材（図１２）の作動を時系列的に示す図である。 前記アクチュエータユニットおよびロック部材（図１２）の作動を時系列的に示す図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
〔第１の実施例〕
図１ないし図１１は、本発明の第１の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ないし図７はアクチュエータユニットの外観および内部構造を示し、図８（ａ）は図７のアクチュエータユニットから支持部（円筒状部材）を省略した状態を示し、図９および図１０は支持部（円筒状部材）単体を示し、図１１（ａ）～（ｄ）はアクチュエータユニットおよびスイッチ本体内部のロック部材の作動を時系列的に示す図である。また、図６（ａ）はアクチュエータが第１の回転位置に配置された状態の正面図、図８（ａ）はアクチュエータが第２の回転位置に配置された状態の正面図であり、図６（ｂ）、図８（ｂ）はアクチュエータ先端の被ロック部およびロック解除部を示す横断面図である。

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５および図７右方、図６左方）を前方、アクチュエータの縮退方向（図５および図７左方、図６右方）を後方、アクチュエータユニットの上側（図５および図６上側、図７の紙面手前側）を上側、アクチュエータユニットの下側（図５および図６下側、図７の紙面奥側）を下側と呼称する。

図１ないし図８に示すように、アクチュエータユニット１は、前後方向（図５、図６（ａ）、図７左右方向）に延びるアクチュエータ２を備えている。アクチュエータ２は、後述するスイッチ本体の内部に挿入される概略半球状の先端部２０を有している。アクチュエータユニット１および当該スイッチ本体により、安全スイッチが構成されている。

アクチュエータ２の先端部２０の後端側（図６右側）に形成された概略平坦状の後端面２０ｃには、先端部２０よりも薄肉で後端面２０ｃに対して段差を形成する薄肉部２１が一体に連設されている。先端部２０は、半球状面２０ａから構成されているが、この例では、半球状面２０ａの先端に平坦状面２０ａ’が形成されている。薄肉部２１は、図６（ｂ）に示すように、この例では、紡錘状（または両凸レンズ状／楕円状／長円状）の横断面形状を有しており、横断面形状は上凸状湾曲面および下凸状湾曲面から構成されている。薄肉部２１の長手方向（図６（ｂ）左右方向）の長さ（長径）Ｄは後端面の直径Ｄと等しく、長手方向と直交する短手方向（同図上下方向）の長さ（短径）ｄは後端面の直径Ｄより短くなっている（つまりｄ＜Ｄ）。

これにより、薄肉部２１は、図６（ｂ）上下方向においては、先端部２０の外周面２０ｅとの間に段差を形成しているが、同図左右方向においては、先端部２０の外周面２０ｅとの間に段差を形成していない。よって、薄肉部２１の図６（ｂ）左右方向における端部（この例では両端部）は、先端部２０の外周面２０ｅと面一になっている。別の言い方をすれば、先端部２０の後端側に形成された概略平坦状の後端面２０ｃは、薄肉部２１の短径方向（図６（ｂ）上下方向）には存在しているが、長径方向（図６（ｂ）左右方向）には存在していない。後端面２０ｃは、スイッチ本体側のロック部材（後述）がロック可能な被ロック部になっている。なお、図６（ｂ）では、薄肉部２１が中実の例を示しているが、薄肉部２１は中空でもよい。

薄肉部２１の後端には、円筒部（または円柱部）２２が一体に連設されている。この例では、円筒部２２は、先端部２０と略同一の外径を有している。円筒部２２の後端には、円板状の大径のボス部２２’が一体に連設されている。上述した先端部２０、薄肉部２１、円筒部２２およびボス部２２’により、アクチュエータ２の前部が構成されている。

アクチュエータ２の後部は、筐体４内に収容されている。各図では、アクチュエータユニット１の内部構造を示すために、筐体４の側壁の一部を省略して示している。アクチュエータ２の後部は、筐体４内において前後方向に延びる横断面円形状の軸部２３を有している。軸部２３は、筐体４の前端側および後端側にそれぞれ配置された支持ブロック４０、４０’をそれぞれ挿通しており、これら支持ブロック４０、４０’により回転自在に支持されている。軸部２３の前端側には、大径のボス部２３’が一体に連設されている。円筒部２２のボス部２２’および軸部２３のボス部２３’は、支持ブロック４０を挟んで前後に配置されている。

軸部２３の中央には、軸部２３の外周面から半径方向外方に延びる小径の一対のピン２５、２５’が植設されている（図８（ａ）参照）。各ピン２５、２５’は軸部２３の周方向に等間隔で配置されている。また、軸部２３の中央には、軸部２３の外周に嵌合する円筒状の支持部（円筒状部材）３が設けられている。支持部３は、図９および図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状の円筒カム部３０と、円筒カム部３０の後端に一体に連設された横断面矩形状のベース部３１とを有している。円筒カム部３０およびベース部３１は、軸部２３が挿通する貫通孔３１ａを有している。アクチュエータ２は支持部３により回転可能に支持されるとともに、支持部３はアクチュエータ２の軸方向に沿ってスライド可能になっている。

円筒カム部３０は、図９および図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ軸方向と斜めに交差する方向に延びかつ半径方向に貫通する一対の傾斜溝３０ａ、３０ａ’を有している。各傾斜溝３０ａ、３０ａ’は、各々の対応部位が円筒カム部３０の周方向に等間隔で配置されている。各傾斜溝３０ａ、３０ａ’は、それぞれの溝傾斜方向が逆向きになっており、図９、図１０（ａ）に示す方向から見て、各傾斜溝３０ａ、３０ａ’は略Ｘ字状に配設されている。一方の傾斜溝３０ａには、軸部２３の一方のピン２５が係合しており、他方の傾斜溝３０ａ’には、軸部２３の他方のピン２５’が係合している（図２ないし図４、図６、図７参照）。また、アクチュエータ２の後端側において軸部２３の周りには、コイルスプリング（付勢部材）５が縮設されている。コイルスプリング５の一端は、支持部３のベース部３１の後端面に圧接し、他端は、筐体４の支持ブロック４０’の前端面に圧接しており、支持部３は、コイルスプリング５の弾性反発力により常時前方に付勢されている。

この構成により、支持部３がアクチュエータ２の軸部２３に沿ってコイルスプリング５の弾性反発力に抗しつつスライド移動する際には、軸部２３の各ピン２５、２５’が支持部３の円筒カム部３０の各傾斜溝３０ａ、３０ａ’に沿って移動することによって、アクチュエータ２が回転するようになっている。また、スライド移動した支持部３は、スライド移動方向と逆方向に付勢するコイルスプリング５の弾性反発力により、元の位置に復帰するようになっている。

このようにして、アクチュエータ２は、図６（ｂ）に示すように、薄肉部２１の長径Ｄが水平方向に配置された第１の回転位置と、図８（ｂ）に示すように、薄肉部２１の長径Ｄが鉛直方向に配置された第２の回転位置とをとり得るようになっており、これらの回転位置間で回転移動可能（この例では９０度または略９０度の回転角）になっている。

第１の回転位置においては、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ２の先端部２０の後端面（被ロック部）２０ｃは、スイッチ本体側のロック部材がロックし得るように、薄肉部２１の上下（とくに下方）に配置されている。一方、第２の回転位置においては、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃは、薄肉部２１の左右に配置されており、上下（とくに下方）には配置されていない。そのため、アクチュエータ２が第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動することによって、薄肉部２１の長径Ｄが水平方向から鉛直方向に向きを変えることにより、第１の回転位置においてスイッチ本体側のロック部材によりなされていたロック状態が、第２の回転位置においてロック解除されるようになっている（詳細は後述）。

支持部３のベース部３１には、図９および図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、アクチュエータ２の軸方向と実質的に直交（つまり直交または概略直交）する方向に延びる支軸部３１ｓの一端が連設されている。支軸部３１ｓは、筐体４の一方の側壁（図示せず）を挿通して背面側に向かって延びている（図２ないし図４および図７参照）。支軸部３１ｓには、作業者が把持し得る内ハンドル（第１の操作ハンドル）６が取り付けられている（図７参照）。内ハンドル６は、支持部３をアクチュエータ２に沿ってスライド移動させるとともに、アクチュエータ２を縮退方向（つまりスイッチ本体に対する離反方向）に移動させるためのものである。一方、筐体４の前記一方の側壁と対向する他方の側壁４１には、図７に示すように、正面側に向かって延びる一対の支軸部４１ｓが設けられている。各支軸部４１ｓには、作業者が把持し得る外ハンドル（第２の操作ハンドル）７が取り付けられている。外ハンドル７は、アクチュエータ２を挟んで内ハンドル６と逆側に配置されており、アクチュエータ２を伸長方向（つまりスイッチ本体に対する接近方向）および縮退方向に移動させるためのものである。

図７に示すように、アクチュエータユニット１は、可動扉Ｄに取り付けられており、可動扉Ｄの開閉方向（同図左右方向）の移動にともない、壁Ｗ側に設置されたスイッチ本体に対して接近・離反可能に設けられている。可動扉Ｄおよび壁Ｗで仕切られた内側の空間領域Ｈｚ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であり、可動扉Ｄおよび壁Ｗの外側の空間領域Ｓｆは安全領域である。よって、内ハンドル６は、危険領域Ｈｚ側から作業者が可動扉Ｄを開放操作するためのものであり、外ハンドル７は、安全領域Ｓｆ側から作業者が可動扉Ｄを開閉操作するためのものである。図７では、図示の便宜上、可動扉Ｄおよび壁Ｗの厚みが薄肉にして示している。なお、可動扉Ｄは、図示例のようなスライド扉には限定されず、回転扉でもよい。また、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い。

次に、本実施例の作用効果について、図１ないし図１０を参照しつつ、図１１を用いて説明する。
図１１中、アクチュエータユニット１は、図示および説明の便宜上、アクチュエータ２を正規の回転位置に対して（図７参照）９０度回転させた状態（つまり回転位相を９０度ずらした状態）で示している。そのため、図１１（ａ）では、内ハンドル６および外ハンドル７が図７と同様に紙面内に配置されているにも拘らず、アクチュエータ２の薄肉部２１の向きが図７とは異なっている。図１１（ａ）はアクチュエータ２が第１の回転位置に配置された状態を、同図（ｃ）はアクチュエータ２が第２の回転位置に配置された状態をそれぞれ示している。

また、図１１中、符号１０はスイッチ本体を示し、符号１１は、スイッチ本体１０の内部に設けられた、アクチュエータ２のロック用のロック部材を示している。スイッチ本体１０には、アクチュエータ２の先端部２０が挿入し得るアクチュエータ挿入孔１０ａが形成されている。ロック部材１１は、その基端側の支点１１ｃの回りに上下方向回動可能に設けられており、先端側には、フック状のロック部１１Ｂが設けられている。ロック部１１Ｂにおいてアクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃとの対向側には、平坦状のロック面１１ｂが形成されている。

図１１（ａ）は、アクチュエータ２の先端部２０がスイッチ本体１０のアクチュエータ挿入孔１０ａ内に挿入されて、先端部２０の後端面２０ｃがロック部材１１のロック部１１Ｂによりロックされた状態を示している。

この場合には、作業者が外ハンドル７（図７）を把持して可動扉Ｄを閉塞方向に移動させることにより、アクチュエータ２が伸長してスイッチ本体１０側に接近し、アクチュエータ２の先端部２０がスイッチ本体１０のアクチュエータ挿入孔１０ａ内に挿入される。このとき、アクチュエータ２の先端部２０の半球状面２０ａがロック部材１１のロック部１１Ｂの傾斜面１１ｂ’に当接し、アクチュエータ２の挿入につれて先端部２０がロック部材１１を支点１１ｃの回りに下方に回動させる。そして、可動扉Ｄが閉じてアクチュエータ２の挿入が完了したとき、ロック部材１１が復帰ばね（図示せず）の作用により上方に回動して元の位置に戻り、これにより、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃにロック部材１１のロック部１１Ｂのロック面１１ｂが係合して、先端部２０がロックされる（図１１（ａ））。

このとき、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ２は第１の回転位置に配置されており、ロック部材１１のロック部１１Ｂのロック面１１ｂ（同図一点鎖線）は、アクチュエータ２の先端部２０に対して薄肉部２１を挟んで一方の側（この例では下側）に配置された後端面２０ｃに係合して、これをロックしている。

この状態から、危険領域Ｈｚ（図７）内にいた作業者が内ハンドル６を把持して操作することで可動扉Ｄの開放方向に力を作用させると、図１１（ｂ）に示すように、支軸部３１ｓに対して矢印方向に力が作用する。すると、支軸部３１ｓが連結されたベース部３１を介して支持部３が、コイルスプリング５の弾性反発力に抗しつつ、アクチュエータ２に沿って図示左方にスライド移動する。すると、支持部３の円筒カム部３０の傾斜溝３０ａに沿ってピン２５が移動する（と同時に、傾斜溝３０ａ’に沿ってピン２５’が移動する）ことにより、支持部３を介してアクチュエータ２が回転する。図１１（ｂ）は、アクチュエータ２の回転途中の状態を示している。アクチュエータ２の回転により、薄肉部２１が図６（ｂ）に示す状態から中心回りに回転し、その結果、薄肉部２１の円弧状の湾曲面がロック部材１１のロック部１１Ｂを徐々に図示下方に押し下げる。このとき、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃには、ロック部材１１のロック部１１Ｂの先端が係合している（図１１（ｂ）参照）。

アクチュエータ２がさらに回転すると、図１１（ｃ）に示すように、アクチュエータ２が第２の回転位置に移動する。このとき、アクチュエータ２が、図１１（ａ）に示す第１の回転位置から実質的に９０度（９０度または概略９０度）回転しており、アクチュエータ２の薄肉部２１は、第１の回転位置である図６（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態に移行している。また、このとき、コイルスプリング５が最も縮設された状態になっており、支持部３には、コイルスプリング５から最大の弾性反発力が作用している。

図８（ｂ）に示す第２の回転位置においては、アクチュエータ２の薄肉部２１において長径Ｄの端部２１ｕは、先端部２０の後端面２０ｃの外周面２０ｅと面一になっており、端部２１ｕと外周面２０ｅとの間に段差が形成されていない。そのため、アクチュエータ２の回転につれて薄肉部２１の凸状湾曲面により徐々に下方に押し下げられたロック部材１１のロック部１１Ｂのロック面１１ｂは、先端部２０の後端面２０ｃとの係合状態が外れることで、ロック部材１１によるロック状態が解除（つまりロック解除）される。よって、薄肉部２１の長径方向の端部２１ｕは、アクチュエータ２に対してロック部材１１のロック部１１Ｂによるロック状態を解除するロック解除部として機能している。別の言い方をすると、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃは、アクチュエータ２の第１の回転位置では、ロック部材１１のロック部１１Ｂによりロック可能な被ロック部として機能するが、アクチュエータ２の第２の回転位置では、ロック部材１１のロック部１１Ｂによりロックされない。

次に、図１１（ｃ）に示すロック解除状態から、作業者が内ハンドル６を介して可動扉Ｄの開放方向にさらに力を作用させると、図１１（ｄ）に示すように、アクチュエータユニット１全体が図示左方に移動して、アクチュエータ２がスイッチ本体１０から離反する。これにより、作業者が可動扉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。

また、図１１（ｄ）に示す状態において作業者が内ハンドル６から手を離すと、弾性圧縮変形していたコイルばね５による弾性反発力が支持部３のベース部３１に作用することにより、ベース部３１を含む支持部３が図示右方にスライド移動する。このとき、支持部３の円筒カム部３０の傾斜溝３０ａに沿ってピン２５が移動する（と同時に、傾斜溝３０ａ’に沿ってピン２５’が移動する）ことにより、支持部３を介してアクチュエータ２が上述した回転方向とは逆方向に回転する。これにより、アクチュエータ２が回転移動して、図８（ｂ）に示す第２の回転位置から図６（ｂ）に示す第１の回転位置に復帰する（図１１（ａ）中のアクチュエータユニット１の部分のみ参照）。

また、図１１（ａ）に示すアクチュエータロック状態において、安全領域Ｓｆにいる作業者が外ハンドル７を操作して可動扉Ｄを開ける際には、ロック部材１１を駆動して支点１１ｃの回りに図示下方に回動させる。これにより、ロック部材１１によるアクチュエータ２のロック状態が解除される。この状態から、作業者が外ハンドル７を介してアクチュエータ２を図示左方にさらに移動させることにより、可動扉Ｄを開くことができ、作業者が危険領域Ｈｚ内に進入することができる。

本実施例によれば、内ハンドル６の操作により支持部３をアクチュエータ２に沿ってスライド移動させると、支持部３を介してアクチュエータ２が第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動し、その結果、アクチュエータ２がロック状態からロック解除状態に移行する。このようにして、アクチュエータ２に対するスイッチ本体１０側でのロック状態を内ハンドル６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６の操作が支持部３を介してアクチュエータ２に作用してアクチュエータ２のロック状態を解除するように構成されているので、内ハンドル６とアクチュエータ２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１の小型化が可能になる。

〔第２の実施例〕
図１２ないし図１７は、本発明の第２の実施例によるアクチュエータユニットおよびスイッチ本体内部のロック部材を示すとともに、これらの作動を時系列的に示している。これらの図において、前記第１の実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。図示の簡略化のため、この第２の実施例では、前記第１の実施例における筐体４、可動扉Ｄおよび壁Ｗが省略されている。

図１２は、アクチュエータユニット１のアクチュエータ２がスイッチ本体（図示せず）に挿入される前の状態を示しており、アクチュエータ２の第１の回転位置を示している。同図に示すように、この第２の実施例では、内ハンドル６が危険領域Ｈｚ側の隔壁ＰＷにばね６０を介して取り付けられている。安全領域Ｓｆ側の外ハンドル７は、アクチュエータ２の後部に取り付けられている。アクチュエータ２の支持部３の円筒カム部３０は、アクチュエータ２の軸部２３を回転可能に支持するとともに、軸部２３に沿ってスライド可能に設けられている。円筒カム部３０には、軸部２３側のピン２５が移動可能に係合する傾斜溝３０が形成されている。図示していないが、前記第１の実施例と同様に、軸部２３を挟んで円筒カム部３０の他方の側（同図紙面奥側）にも傾斜溝が形成され、当該傾斜溝に別のピンが係合している。アクチュエータ２の前部に配置された軸部２１’は、前記第１の実施例における薄肉部２１と異なり、横断面円形状（または横断面正方形状）の部材である。また、先端部２０は、前記第１の実施例のような半球状の部位ではなく、概略矩形板状（または半円板状）の部位であって、先端角部にアール部２０ｒを有している。先端部２０の後端面（被ロック部）２０ｃは、軸部２１’の半径方向外方に張り出している。

図１２に示す状態から、安全領域Ｓｆ側にいる作業者が可動扉を閉める際には、図１３に示すように、作業者が外ハンドル７を操作して図示矢印方向にアクチュエータユニット１を移動させる。すると、アクチュエータ２がスイッチ本体に接近して、アクチュエータ２の先端部２０がスイッチ本体内に挿入される。このとき、先端部２０のアール部２０ｒがスイッチ本体内部のロック部材１１のロック部１１Ｂの傾斜面１１ｂ’に当接して、ロック部材１１を図示下方に回動させる。アクチュエータ２のスイッチ本体内部への挿入完了後、ロック部材１１が復帰ばねの弾性反発力により元の位置に戻ることにより、ロック部材１１のロック部１１Ｂのロック面１１ｂがアクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃに係合してアクチュエータ２がロックされる。このロック状態は前記第１の実施例の図１１（ａ）に相当している。また、このとき、支持部３の前端面３０ｆは、内ハンドル６に当接している。

図１３に示す状態において、危険領域Ｈｚ側にいた作業者が可動扉を開ける際には、図１４に示すように、作業者が内ハンドル６を操作して図示矢印方向に移動させる。すると、内ハンドル６がアクチュエータ２の支持部３の前端面３０ｆに押付力を作用させ、これにより、支持部３が、コイルスプリング５の弾性反発力に抗しつつ、アクチュエータ２の軸部２３に沿って図示右方にスライド移動する。このとき、軸部２３のピン２５が支持部３の円筒カム部３０の傾斜溝３０ａに沿って移動することにより、アクチュエータ２が第１の回転位置から実質的に９０度（つまり９０度または略９０度）回転して第２の回転位置に回転移動する。その結果、図１４に示すように、アクチュエータ２の先端部２０の図示上下面（とくに下面）が軸部２１’の図示下面と面一になって、ロック部材１１のロック部１１Ｂがアクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃから外れ、ロック部１１Ｂによるロック状態が解除される。

このロック解除状態は、前記第１の実施例の図１１（ｃ）に相当しているが、前記第１の実施例では、先端部２０の端部（ロック解除部）２１ｕが、第２の回転位置において、ロック部材１１のロック部１１Ｂに作用してロック部材１１をロック解除側に移動させているのに対し、この第２の実施例では、後端面（被ロック部）２０ｃが、第２の回転位置において、ロック部材１１のロック部１１Ｂによりロック可能な位置から退避している。

次に、図１５に示すように、作業者が内ハンドル６を操作して図示矢印方向にさらに移動させると、支持部３を介してアクチュエータユニット１が図示右方に移動する。これにより、可動扉が開放されるので、危険領域Ｈｚ側にいた作業者が安全領域Ｓｆ側に移動することができる。また、図１５に示す状態では、ばね６０が内ハンドル６の移動につれて弾性圧縮変形しており、内ハンドル６に対して弾性反発力を作用させている。

次に、作業者が内ハンドル６から手を離すと、弾性圧縮変形していたばね６０の弾性反発力の作用により、図１６に示すように、内ハンドル６が支持部３の前端面３０ｆから離れて元の位置に戻る。

すると、図１７に示すように、弾性圧縮変形していたコイルスプリング５の弾性反発力の作用により、支持部３が図示左方に移動する。このとき、軸部２３のピン２５が支持部３の円筒カム部３０の傾斜溝３０ａに沿って移動することにより、アクチュエータ２が回転して第１の回転位置に戻る。このときの状態は、上述した図１２の状態と同様である。

この第２の実施例においても、内ハンドル６の操作により支持部３をアクチュエータ２に沿ってスライド移動させると、支持部３を介してアクチュエータ２が第１の回転位置から第２の回転位置に回転移動し、その結果、アクチュエータ２がロック状態からロック解除状態に移行する。このようにして、アクチュエータ２に対するスイッチ本体側でのロック状態を内ハンドル６の操作のみで簡単に解除できるようになる。

しかも、第２の実施例によれば、内ハンドル６の操作が支持部３を介してアクチュエータ２に作用してアクチュエータ２のロック状態を解除するように構成されているので、内ハンドル６とアクチュエータ２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１の小型化が可能になる。

〔第１の変形例〕
前記第１、第２の実施例では、アクチュエータ２が一対のピン２５、２５’を有し、支持部（円筒状部材）３の円筒カム部３０が一対の傾斜溝３０ａ、３０ａ’を有している例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。ピンおよび傾斜溝は一つでもよい。また、支持部（円筒状部材）３がピンを有し、当該ピンが移動可能に係合する傾斜溝をアクチュエータ２が有するようにしてもよい。また、ピンの代わりに、傾斜溝に沿って延びる突条部（突部）を設け、突条部が傾斜溝に係合しつつ傾斜溝に沿って移動し得るようにしてもよい。

〔第２の変形例〕
前記第１の実施例では、薄肉部２１の横断面形状が長径Ｄを対称軸とする線対称な図形の場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。たとえば、図６（ｂ）において、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃが、薄肉部２１の下側領域にのみ存在し、薄肉部２１の上側領域には存在しないようにしてもよい。この場合、薄肉部２１は、図６（ｂ）の斜線領域のみならず、その上側の後端面２０ｃの領域にも延在しており、薄肉部２１は異形の横断面形状を有している。

〔第３の変形例〕
前記第１の実施例では、アクチュエータ２の先端部２０の後端面２０ｃに薄肉部２１を設け、アクチュエータ２の回転にともなって薄肉部２１が回転することにより、ロック部材１１によるアクチュエータ２のロック状態が徐々に解除されるようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。

たとえば、薄肉部２１の代わりに、前記第２の実施例と同様に、横断面円形状（または横断面正方形状）の軸部を設けるとともに、アクチュエータ２の第２の回転位置において、先端部２０の後端面２０ｃがロック部材１１のロック部１１Ｂと対向する位置に、ロック部１１Ｂが軸方向に通過し得る大きさの切欠きを形成するようにしてもよい。

〔第４の変形例〕
前記第１、第２の実施例では、アクチュエータ２を第２の回転位置から第１の回転位置に復帰させるのに、支持部３に作用するコイルばね５による弾性反発力を利用した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。捩じりコイルばね（図示せず）による弾性反発力を用いてアクチュエータ２を直接回転させるようにしてもよい。

〔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。

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： アクチュエータユニット

２： アクチュエータ
２０ｃ： 後端面（被ロック部）
２１ｕ： 端部（ロック解除部）
２５、２５’： ピン（突部）

３： 支持部（円筒状部材）
３０ａ、３０ａ’： 傾斜溝

５： コイルスプリング（付勢部材）

６： 内ハンドル（第１の操作ハンドル）
７： 外ハンドル（第２の操作ハンドル）

１０： スイッチ本体
１１： ロック部材

Ｄ： 扉（可動扉）
Ｗ： 壁

Ｈｚ： 危険領域
Ｓｆ： 安全領域

欧州特許第１４７３４２７号明細書（ＦＩＧ. １～４、段落［００１４］～［００３４］およびクレーム１参照） 米国特許第８０８２７６５号明細書（ＦＩＧ. １～４、第５欄第１９行～第８欄第４５行、およびクレーム１、１６参照）

Claims (10)

1. 安全スイッチのアクチュエータユニットであって、
   安全スイッチのスイッチ本体側でロック可能な第1の回転位置およびロック解除可能な第２の回転位置をとり得る回転可能なアクチュエータと、
   前記アクチュエータを回転可能に支持するとともに、前記アクチュエータに沿ってスライド可能に設けられた支持部と、
   前記支持部を前記アクチュエータに沿ってスライド移動させるための第１の操作ハンドルとを備え、
   前記第１の操作ハンドルの操作により前記支持部を前記アクチュエータに沿ってスライド移動させることによって、前記支持部を介して前記アクチュエータが前記第１の回転位置から前記第２の回転位置に回転移動するようになっている、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
2. 請求項１において、
   前記アクチュエータが前記スイッチ本体側のロック部材によりロック可能な被ロック部を有しており、前記被ロック部が、前記アクチュエータの前記第１の回転位置において前記ロック部材によりロックされ、前記アクチュエータの前記第２の回転位置において前記ロック部材によりロックされない、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
3. 請求項２において、
   前記被ロック部が、前記第２の回転位置において、前記ロック部材によりロック可能な位置から退避している、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
4. 請求項１において、
   前記アクチュエータが、前記第１の回転位置において前記スイッチ本体側のロック部材によりロック可能な被ロック部と、前記ロック部材によるロック状態を前記第２の回転位置においてロック解除可能なロック解除部とを有している、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
5. 請求項４において、
   前記ロック解除部は、前記第２の回転位置において、前記ロック部材に作用して前記ロック部材をロック解除側に移動させている、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
6. 請求項１において、
   前記支持部が前記アクチュエータの外周に嵌合する円筒状部材であって、前記アクチュエータまたは前記円筒状部材のいずれか一方が軸方向に対して斜めに延びる傾斜溝を有し、前記アクチュエータまたは前記円筒状部材のいずれか他方が前記傾斜溝に係合しかつ前記傾斜溝に沿って移動し得る突部を有しており、前記突部が、半径方向に延びるピン、または、前記傾斜溝に沿って延びる突条部である、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
7. 請求項１において、
   前記第２の回転位置に移動した前記アクチュエータを前記第２の回転位置から前記第１の回転位置に復帰させるように付勢する付勢部材をさらに備えた、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
8. 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第２の操作ハンドルをさらに備えた、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
9. 請求項８において、
   当該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の操作ハンドルが危険領域側に設けられ、前記第２の操作ハンドルが安全領域側に設けられている、
   ことを特徴とするアクチュエータユニット。
10. 請求項１ないし９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材を有するスイッチ本体と、
    を備えた安全スイッチ。