JP3577731B2 - キースイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、安全ドアスイッチ等として用いられるキースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
安全ドアスイッチは、様々な工作機械、産業機械装置において不用意な操作、偶発的な誤操作による事故を未然に防ぐために機械装置の安全扉や保護フェンスの扉などに装着している。
【０００３】
この安全ドアスイッチは工作機械のインターロック用スイッチとして働くものであり、例えば、ドア側にキーが、また出入り口の固定枠側にスイッチ本体が取り付けられ、ドアが閉じられるとキーがスイッチ本体に挿入されて内部スイッチがＯＮして駆動開始状態に入り、逆にドアが開かれるとキーがスイッチ本体から抜かれて内部スイッチがＯＦＦすることにより工作機械が停止状態になるようになっている。
【０００４】
しかしながら上記のスイッチでは、ドアが開かれた際には工作機械の作動は停止されるものの、実際には工作機械が慣性により回転作動している場合があり、作業者への危険な状態が続き安全性が確保されない。
【０００５】
そこで、このような危険性が高い機械を扱う作業者を事故から守るため、キーの引き抜きが自由に行えないようにキーをロックするための電磁ソレノイドによる阻止機構を設けた安全ドアスイッチがある。
【０００６】
この安全ドアスイッチでは、工作機械の回転の停止検知信号により電磁ソレノイドによる阻止機構を駆動してキー引き抜きのロックを解除すると同時に内部スイッチをＯＦＦするようにしており、これにより、工作機械の作動が確実に停止した状態になってはじめてキーが抜け取れてドアが開けることができるようにして作業者の安全性を確保できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状における上記の電磁ソレノイドによる阻止機構を用いるキーのロック機構は、例えば、内部スイッチを作動するプランジャをロックすることによりキーを間接的にロックするものであり、したがって、大きなロック強度が得られず十分な安全性が確保されないという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に着目してなされたものであって、構造が強固で安全性に優れるキースイッチの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をとる。
【００１０】
請求項１の発明では、キー挿入孔と連通孔とを備えるヘッドケースと、連通孔を備えるとともに該連通孔が前記ヘッドケースの連通孔と接続されて前記ヘッドケースに内部が連通するように取り付けられる本体ケースと、前記本体ケース内に設けられるスイッチ素子と、前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記キー挿入孔から挿入されるキーに連動して前記スイッチ素子の操作を行う操作体と、前記本体ケース内に設けられる電磁ソレノイドと、前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記電磁ソレノイドに連動し、かつ、前記キー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合して前記キーの引き抜き阻止するキー引き抜き阻止機構とを備えてなるとともに、前記キー引き抜き阻止機構は、前記キーに設けた係合部に直接係脱自在なロック部材を前記ヘッドケース内に配置して設け、前記本体ケース内に配置されかつ前記電磁ソレノイドに連動するアーム部材と、前記ロック部材とを、前記両連通孔に挿通される作動体を介して一体に連結して構成し、前記作動体の前記両連通孔の連通する方向に沿った変位により、前記キー挿入孔に挿入された前記キーの前記係合部に対して前記ロック部材を直接係脱自在に構成した。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記キー引き抜き阻止機構を変位させるための変位用部材が設けられ、補助キーの操作によりその変位用部材で前記キー引き抜き阻止機構を変位することで前記キーへの係合を解除する構成とした。
【００２０】
【作用】
本発明の請求項１の発明によれば、キー引き抜き阻止機構がキー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合することで、その引き抜きが阻止される。
【００２１】
さらに、操作体とキー引き抜き阻止機構とがともに両連通孔を介してヘッドケース内と本体ケース内とにわたって設けられるので、本体ケースに対してヘッドケースがそのキーの挿入方向を自由な方向とするように取り付けられる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、さらに、停電等により電磁ソレノイドが作動しない場合も、補助キーの使用によりキーのロックを解除できる。
【００３０】
【実施例】
第１の実施例の説明を行う。
【００３１】
本発明のキースイッチは、図１に示すように、スイッチ本体１とキー２とからなり、かつ、スイッチ本体１はスイッチ部３とその上部にネジ連結したヘッド部４とから構成されている。
【００３２】
図２の縦断面図に示すように、スイッチ部３の外殻となる箱型の本体ケース５の内部には、工作機械等の電源回路開閉用及びＬＥＤ点灯用のスイッチ素子６と電磁ソレノイド７とが左右に組み込まれている。スイッチ素子６は、作動体６ａに一体の可動片６ｂの上動によって上方の固定接点６ｃを閉じ、下動によって下方の固定接点６ｄを閉じるよう構成され、また電磁ソレノイド７は、下部に上下動可能に装備した作動軸７ａを内装バネ（図示せず）で上方に後退付勢するとともに、通電励磁によって下方に強制進出させるよう構成されている。８は補助スイッチ素子であり、電磁ソレノイド７の下部に設けられ、上方に付勢された作動体８ａが電磁ソレノイド作動軸７ａにより押圧され、可動片８ｂが固定接点８ｃを開くようになっている。
【００３３】
図３は上記それぞれのスイッチ素子６，８の接続構成を示す回路図であり、工作機械等の電源ラインである第１のラインＬ１にスイッチ素子６の固定接点６ｃと補助スイッチ素子８の固定接点８ｃとが直列に接続されて設けられ、さらに、固定接点８ｃと並列に第２のＬＥＤ３１が接続されている。また、第２のラインＬ２に固定接点６ｄが設けられ、その固定接点６ｄに並列に第１のＬＥＤ３０が接続されて設けられている。上記第１と第２のＬＥＤ３０，３１は本体ケース５表面に露呈するように配置されている。
【００３４】
上記ヘッド部４の外形を構成する上下二つ割り構造のヘッドケース９の内部には、図４に示すような短い丸軸状の回転カム１０がその両端の支軸１０ａ，１０ｂを介して回転自在に横架され、この回転カム１０の上部にカム軸心と平行にキー挿入孔１１が貫通形成されている。回転カム１０の外周には９０°の回転位相で螺旋カム溝１２が両端にわたり形成され、この螺旋カム溝１２に連通する直線ガイド溝１３が前記キー挿入孔１１の開口縁の中央下部に設けられている。
【００３５】
本発明において定義するケースは、上記本体ケース５とヘッドケース９とにより構成される。
【００３６】
キー挿入孔１１に挿抜されるキー２の前部下面には前記直線ガイド溝１３を介して回転カム１０の螺旋カム溝１２に係合する操作ピン２ａが突設されており、キー２の挿抜に伴って操作ピン２ａが直線ガイド溝１３のガイドにより直線的に前後移動することによって、螺旋カム溝１２を介して操作ピン２ａに係合された回転カム１０が相対的に正逆回転操作されるように構成されている。また、キー２の両側部には一対の係合部２ｂが設けられている。
【００３７】
ヘッドケース９の下部に形成した嵌合ボス部９ａに、スイッチ操作用のプランジャ１４が上下動自在に装着され、バネ１５によって与えられた上方付勢力でプランジャ１４上端に備えた大径部１４ａが前記回転カム１０の下面に当接されている。大径部１４ａが当接作用する回転カム１０外周部位は部分的に偏平に欠除されており、図１および図２に示すキー抜き出し状態では、プランジャ１４の大径部１４ａは回転カム１０の円形外周面に当接作用して、プランジャ１４はバネ１５に抗して押し下げ変位され、キー２の挿入によって回転カム１０が９０°回転されると、回転カム１０の偏平部１０ｃが下向きになり、プランジャ１４がバネ１５によって付勢上動変位するようになっている。
【００３８】
そして、このプランジャ１４の下端が前記スイッチ素子６の作動部材６ａの上端に対向当接するように配置されていて、上記のようにキー２が抜き出されてプランジャ１４が回転カム１０によって強制的に下動変位された状態では、このプランジャ１４によってスイッチ素子６の作動部材６ａを強制的に押し下げて、可動片６ｂを固定接点６ｃから切り離している。この状態では、可動片６ｂは固定接点６ｄを接続し、これにより第１のＬＥＤ３０は電源が与えられないので消灯している。
【００３９】
また、ヘッド部４にはキー抜き出し状態にある回転カム１０の回転を阻止するロック機構１６が組み込まれるとともに、スイッチ本体ケース５にはヘッド部４に挿入されたキー２の抜き出しを阻止するキー引き抜き阻止機構が組み込まれている。
【００４０】
上記ロック機構１６は、図５、図６に示すように、回転カム１０の一方の支軸１０ａの下面に形成した凹部１８にロック金具１９をバネ２０によって付勢係合させることで回転カム１０の回転を阻止するものである。ロック金具１９は金属板片を屈曲して構成したものであり、左右両端にバネ受け片１９ａを備えるとともに、上方に起立する左右一対の解除用操作片１９ｂを備え、中央に前記支軸１０ａの凹部１８に係合する突起１９ｃを備えている。そして、解除用操作片１９ｂがキー挿入孔１１の入口近くにおいて該孔内に下方より突出されている。
【００４１】
このロック機構１６はキー２の初期挿入操作で解除されるもので、キー２の先端下面の左右に形成した斜面２ｃが前記解除用操作片１９ｂに当接してこれを下方に押し込み作用することで、ロック金具１９がバネ２０に抗して下動されて突起１９ｃが凹部１８から離脱して回転カム１０の回転が許容され、引き続くキー２の挿入作動によって上記したように回転カム１０が回転操作されるようになっている。
【００４２】
キー引き抜き阻止機構１７は、図７、図８に示すように、キー挿入孔１１内に挿入されたキー２に直接係合するとともに回転カム１０を両側位置において迂回するように配置されるロック部材４０と、そのロック部材４０の下端に連結されるとともにプランジャ１４に外嵌されてキー２が挿入された際のプランジャ１４の動作に連動する筒状作動体４２と、その筒状作動体４２に一端側が連結されるとともに電磁ソレノイド７に他端側が連結されて連動するアーム部材４３とから構成されている。上記ロック部材４０は、上部に一対の係合片４５が備えられるとともに下部に連結用孔４６が設けられている。筒状作動体４２は上部周縁に係合用突部４７が形成されており、下部には連結用溝４８が形成されている。アーム部材は折曲形状で、その上片５０と下片５１それぞれに連結用孔５３，５４が形成され、また、上片５０には係合突部５６が形成されている。
【００４３】
そして、ロック部材４０の連結用孔４６に上部から筒状作動体４２が嵌入されることによりその係合用突部４７が連結用孔４６の周縁に係合されるとともに、ロック部材４０の連結用溝４８にアーム部材４３の上片５０の連結用孔５３部分が嵌入されて３部材の連結が行われ、さらに、アーム部材４３の下片５１の連結用孔５４部分が電磁ソレノイド７の作動体７ａに嵌入固定されて、キー引き抜き阻止機構は電磁ソレノイド７に連動する構成となっている。そして、このキー引き抜き素子機構は、筒状作動体４２の係合用突部４７とロック部材４０の連結用孔４６の周縁部分とが、プランジャ１４上端に備えた大径部１４ａの下面とバネ１５の上端間に挟持されてプランジャ１４に装着され、これにより、プランジャ１４の動作に連動可能となっている。
【００４４】
また、図７において、６０はアーム部材４３を変位させるための変位用レバーであり、アーム部材４３の上片５０に当接可能な位置に、取り付け軸６１にバネ６２を介して回動可能に設けられている。この変位用レバー６０は、バネ６２の付勢力で通常は水平に保持され、本体ケース５の外部から差し入れられる補助キー６５の操作により垂直方向に９０°回動されることで上昇位置にあるアーム部材４３を下降し、これによりロック部材４０を下動してキー２への係合片４５の係合を解除する構成となっている。変位用レバー６０には側部及び端部にアーム部材４３上片５０の係合突部５６が係合する係合凹部６７，６８それぞれが設けられている。
【００４５】
図９は上記の実施例のキースイッチにおいて、ヘッドケース４を本体ケース５に対して９０°回転した方向に取り付けた構成のものを示す。図１０はヘッドケース４と本体ケース５との互いに連通する連通孔９０、９１および固定穴９２、９３の配置図であり、このように、それら連通孔９０、９１が連通する１箇所の連通部分にプランジャ１４と筒状作動体４２とが一体に配置され、かつ、ヘッドケース４と本体ケース５とのネジ９０による固定穴９２、９３が同形状の正方形の４頂点位置それぞれに設けられた構成によって上記取り付け方向の変更が可能となる。ヘッドケース４と本体ケース５とに２個づづの連通孔が設けられ、プランジャ１４と筒状作動体４２とが２箇所の連通部分に別々に配置される構成では、ヘッドケース４を異なった回転位置に取り付けしようとするとそれぞれの連通孔が合わなくなって、ヘッドケース４を異なった方向に取り付けることができない。上記構成によれば、本体ケース５を共通としてキー２の挿入方向を適宜の４方向とできるキースイッチが得られる。
【００４６】
本発明のキースイッチは以上のように構成されており、このキースイッチを既述のように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際の具体的な作動を説明する。
【００４７】
ドアを開いた状態では、スイッチ本体１からキー２が抜き出されており、図２に示されるように、プランジャ１４が下動していてスイッチ素子６は固定接点６ｃが開いて第１のラインＬ１は非接続の状態であって第２のＬＥＤは消灯するとともに、固定接点６ｄが閉じることにより第１のＬＥＤ３０も消灯している。また、この状態では補助スイッチ素子８の固定接点８ｃも開いている。さらに、ロック機構１６は回転カム１０の回転を阻止するロック状態にあり、この状態では振動で回転カム１０が不当に回転することはなく、また、キー挿入孔１１にドライバー等を挿し入れただけでは回転カム１０を回転させることはできない。
【００４８】
従って、ドア開放状態では第１のラインＬ１が確実に切られ、不用意に駆動可能状態となることはない。
【００４９】
ドアを閉じると、図１１に示すように、スイッチ本体１にキー２が挿入され、その初期挿入動作によってロック機構１６がロック解除されたのち、更なるキー２の挿入作動によって回転カム１０が螺旋カム溝１２および操作ピン２ａを介して回転され、回転カム１０の偏平部１０ｃがプランジャ１４上端に対向することでプランジャ１４と、それに外嵌される筒状作動体４２が上動する。
【００５０】
プランジャ１４が上動すると、上方からの当接規制が解除されたスイッチ素子６の作動部材６ａが上動して、これに伴う可動片６ｂの上動により固定接点６ｄが開かれ固定接点６ｃが閉じられる。
【００５１】
また、筒状作動体４２が一体に上動すると、これによりアーム部材４３が上動して作動していない電磁ソレノイド７の作動体８ａを上動し、これにより補助スイッチ素子８の可動片８ｂが上動して固定接点８ｃを閉じる。
【００５２】
この状態では、スイッチ素子６と補助スイッチ素子８の固定接点６ｃ，８ｃがともに閉じられるので、第１のラインＬ１が接続されて工作機械が駆動可能状態ととなり、他方では上動したロック部材４０の一対の係合片４５が挿入されたキー２の両側部に凹んで形成された係合部２ｂに係合する。この係合により、キー２の引き抜きができなくなり、これにより、機械作動中はそのキー２を一体とするドアを開くことができず安全性が確保される。また、この状態では固定接点６ｄが開かれるので第１のＬＥＤ３０が点灯し、第２のＬＥＤ３１は固定接点６ｃは閉じられるものの固定接点８ｃが接続している故に消灯状態に維持される。
【００５３】
作業時に工作機械のドアを開ける際には、まず、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７が通電されると、図１２に示すように、作動軸７ａが下動し、これに伴って補助スイッチ素子８の可動片８ｂが下動して固定接点８ｃが開くとともに、アーム部材４３が下動されることによりロック部材４０も下降し、係合片４５のキー２の係合部２ｂへの係合状態が解除されキー２の引き抜きが可能となる。上記固定接点８ｃが開くことで第１のラインＬ１が非接続となり、工作機械が停止状態になる。
【００５４】
この状態では、固定接点６ｃは閉じられたままであるので第１のＬＥＤ３０は点灯を継続し、固定接点８ｃが開くので第２のＬＥＤ３１も点灯する。
【００５５】
そして、キー２の引き抜き、つまりドアの開放が行えるようになった状態でドアを開いてキー２を抜くと、これに伴って回転カム１０が復帰回転されて、プランジャ１４がバネ１５に抗して押し下げ移動され、図２の状態に戻り、これにより、固定接点６ｃも切り離される。
【００５６】
停電時には、電磁ソレノイド７に通電が行われずキー２のロックが解除できないので、その場合には、補助キー６５を使用してロックを解除する。補助キー６５はスイッチ本体ケース５面に形成されカバー６９に覆われるキー穴から挿入され、その端部が、図１１に示すように、水平に位置しその係合凹部６７にアーム部材４３の係合部５６が係合した変位用レバー６０のキー係合凹部６６に係合され、補助キー６５が回転操作されることにより変位用レバー６０が垂直に変位され、この変位用レバー６０回転に伴う押圧動作により、図１３に示すように、アーム部材４３は下動され、これにより、電磁ソレノイド７が通電された場合と同様にキー２のロック部材４０によるロックが解除される。変位用レバー６０は、その垂直位置において、その係合凹部６８にアーム部材４３の係合凸部５６が係合する。
【００５７】
以下、他の実施例の説明を行う。なお、先の実施例と同一または同機能の部材あるいは部位には先の実施例と同一の符号を付してある。
【００５８】
図１４は第２の実施例の簡略断面図であり、この実施例では図１５に示すようなキー２が用いられる。この実施例ではプランジャ１４の下端が電磁ソレノイド７と連結部７０を介して連結され、この連結部７０に固定されるアーム体７２ににより電磁ソレノイド７に並設される補助スイッチ素子８の作動が行われるようになっている。また、プランジャ１４の途中部に突設される係合部７３によって回動される回動レバー７５によりスイッチ素子６の作動が行われるようになっている。さらに、プランジャ１４の大径部１４ａの下部にはアーム体７６が連結されており、このアーム体７６の先端にはキー２のロック部材４０が上方に付勢される状態で取り付けられている。
【００５９】
そして、キー２が挿入されない状態では、回転カム１０がプランジャ１４を押し込んでいるので、回動レバー７５が回動位置にあることでスイッチ素子６において固定接点６ｃが開くとともに固定接点６ｄが閉じ、また、アーム体７２も下位置にあることで補助スイッチ素子８の固定接点８ｃも開き、さらに、アーム体７６も下位置にあるのでロック部材４０もキー挿入孔１１内に突出しない。
【００６０】
ここで、キー２が挿入されて回転カム１０が回転してプランジャ１４が上動すると、図１６に示すように、回動レバー７５が復帰してスイッチ素子６において固定接点６ｃが閉じるとともに固定接点６ｄが開き、また、アーム体７２が上動して補助スイッチ素子８の固定接点８ｃが閉じ、さらに、アーム体７６も上動してロック部材４０もキー挿入孔１１内に突出し、挿入されたキー２の係合穴７７に係合する。
【００６１】
図１６の状態において、電磁ソレノイド７に通電が行われると、図１７に示すように、プランジャ１４は下動される。この下動は回動レバー７５が回動されず、かつ、ロック部材４０がキー２の係合穴７７から離脱する範囲で行われ、この状態では、スイッチ素子６の固定接点６ｃの閉じ状態は継続されるが、補助スイッチ素子８の固定接点８ｃは開く。
【００６２】
図１８は第３の実施例の簡略断面図であり、この実施例では回転カム１０により作動されるプランジャが電磁ソレノイド８０のボス８１で兼用され、そのボス８１から電磁ソレノイド８０の作動軸８２が突出可能に構成されており、その作動軸８２の先端は回転カム１０を貫通して挿入されるキー２に係合される構成となっている。また、スイッチ素子６は電磁ソレノイド８０の下部に設けられ、作動軸８２の下端で操作されるようになっている。
【００６３】
このような構成により、キー２が挿入されていない状態では電磁ソレノイド８０は全体が下位置にあり、キー２が挿入されることで、図１９に示すように、電磁ソレノイド８０は全体が上動するとともに、さらに作動軸８２は回転カム１０を貫通してキー２に係合する。この状態において、スイッチ素子６の固定接点６ｃが閉じられる。
【００６４】
次に、電磁ソレノイド８１に通電が行われると、図２０に示すように、プランジャ８０が下動してキー２への係合が解除をされ、スイッチ素子６も復帰する。
【００６５】
図２１は第４の実施例を示し、この実施例では、スイッチ素子６と補助スイッチ素子８とを一体としたスイッチユニット９０を本体ケース５内に設けた構成としており、筒状作動体４２はアーム部材９１により電磁ソレノイド９２の上側で作動軸９３に連結され、補助スイッチ８は電磁ソレノイド９２の下側で作動軸９３に連動するレバー９５により操作されるようになっている。
【００６６】
図２２以降の各図は第５の実施例を示す。
【００６７】
この実施例では、まず、電磁ソレノイド１００がその作動軸１０１を水平に作動するように配置され、その作動軸１０１の先端に本体ケース１０３に回転可能に軸支された回転レバー１０２が回転可能に軸支されて連結されている。その回転レバー１０２の他端側は分岐部１０４となり、その分岐部１０４の相対する位置には一対の係合突起部１０６が形成されている。そして、この係合突起部１０６が筒状作動体１０７の下部の係合凹部１０８に係合するようになっている。筒状作動体１０７の下端部の周縁部１０９には、相対する位置に上記係合凹部１０８に通じる一対の切欠部１１０が形成されており、この切欠部１１０それぞれがヘッドケース１１２の側面位置から４５°変位した位置となるように筒状作動体１０７はプランジャ１１１に装着固定されている。
【００６８】
そして、上記のような構成とするとともに、ヘッドケース１１２内に回転カム１０、プランジャ１１１、筒状作動体１０７、ロック部材４０等を装着することでヘッドケースユニットＵ１を形成し、本体ケース１０３内にスイッチ素子６、電磁ソレノイド１００、補助スイッチ素子８等が装着された本体ケースユニットＵ２を形成するようにすることで、次に説明するように、この実施例では本体ケースユニットＵ２にヘッドケースユニットＵ１がそのキーの挿入方向を適宜の方向とできるように取り付けられる構成とされている。
【００６９】
すなわち、本体ケースユニットＵ２にヘッドケースユニットＵ１を取り付ける際には、図２４、図２５に示すように、本体ケースユニットＵ２に対しヘッドケースユニットＵ１を平面位置で４５°変位した位置においてヘッドケースユニットＵ１側のプランジャ１１１と筒状作動体１０７の下部を本体ケース１０３内に挿入する。この位置は丁度を筒状作動体１０７の下端部の周縁部１０９の一対の切欠部１１０と、回転レバー１０２の分岐部１０４の一対の係合突起部１０６とが合致する位置であるので、係合突起部１０６が邪魔となることなく係合凹部１０８は係合突起部１０６に相対する位置まで挿入がなされる。そして、その後に、ａまたはｂの方向に４５°ヘッドケースユニットＵ１を回転させて係合凹部１０８に係合突起部１０６が係合する位置においてネジにより固定することで、キーの挿入方向をＡ方向またはＢ方向とするキースイッチを提供できる。また、図２６に示す状態において挿入した場合は、ｃまたはｄの方向に４５°ヘッドケースユニットＵ１を回転させて固定することで、キーの挿入方向をＣ方向またはＤ方向とするキースイッチを提供できる。
【００７０】
上記のような構成により、図２３において、電磁ソレノイド１００が作動して作動軸１０１が左方に移動すると、それに連動して回転レバー１０２が右回りに回転し、係合凹部１１０に突起部１０６が係合していることで筒状作動体１０７が下降され、他の実施例と同様に、ロック部材４０のキーへのロックが解除できるようになっている。なお、作動軸１０１は鉄製で重力が大であるので、移動方向が垂直方向であると作動時に非常に大きいきい慣性が働いて作動軸１０１の動作が不安定なものとなるが、この実施例では、作動軸１０１の移動方向を水平方向として電磁ソレノイド１００が安定作動するような構成としている。
上記のように、それぞれのユニットを組み立ててキーの挿入方向を適宜とできるようにすることで、組み立て性が向上されるとともに、ユーザーによっても容易にキーの挿入方向を変更できるようになる。
【００７１】
また、図２７はヘッドケースの組み立て構成を示す図であり、上ヘッドケース１１２Ａの下面に形成された位置決めボス１３０のそれぞれが下ヘッドケース１１２Ｂに形成された位置決め穴１３１のそれぞれに嵌合され、その状態においてネジでの固定が容易に行える構成とされている。
【００７２】
次に、本体ケース１０３の表示窓１４０の構成を説明する。図２８、図２９は本体ケース１０３の蓋１０３Ａの外面と内面を示し、図３０は図２８におけるＡ−Ａ断面図である。
【００７３】
キースイッチはヘッドケース１１２、本体ケース１０３とも金属性であり、本体ケース１０３を構成する蓋１０３ＡのＬＥＤの表示窓１４２は透明樹脂が蓋１０３の内面にアウトサート成形により一体に形成されて構成されている。蓋１０３Ａの透明樹脂が一体に付設される凹面１４１は、なし地加工によりザラ付き面とされるとともに、表示窓１４２それぞれの外周に位置するように２条の凹溝１４４が形成されている。このように凹面１４１をザラ付き面とするとともに、そこに凹溝１４４を設けることで、凹面１４１に透明樹脂が密着される構成が得られ、これにより、表示窓１４２から仮に水が侵入したとしてもその密着構成により遮断されてスイッチ内部に水が侵入しないようにしており、パッキン等を用いることなく簡単な構成により良好なシール性を得ている。１４７は樹脂の注入ゲート部分である。
【００７４】
図３１は蓋１０３Ａにおける補助キーの挿入穴１５０部分の断面図であり、補助キーの挿入穴１５０は図３２に示すシールキャップ１５２により覆われ外部からの水の侵入が防止されるようになっている。シールキャップ１５２は環状の取り付け部１５３が補助キーの挿入穴筒部１５５に被嵌されて取り付けられ、紛失されることがないようになっている。なお、この実施例では、図２３において、補助キーが使用されて左方向に回転されると、その蓋１０３Ａ内面の作動端部が作動軸１０１に一体のプレート１５６を左方向に移動させ、これにより回転レバー１０２が右方向に回転して筒状作動体１０７を下降し、ロック部材４０のキーへの係合を解除するようにしている。また、プレート１５６の左方向への移動により補助スイッチ素子８はＯＦＦされるようになっている。
【００７５】
図３３はダミーキー１６０を示し、このダミーキー１６０は製品として出荷される際に、図３４に示すように、キースイッチのキー挿入孔１１内に装着されて使用される。ダミーキー１６０の使用により、回転カム１０が回転してプランジャ１１１が上昇することでバネ１５は延び状態となり、プランジャ１１１にかかる応力が減少される。これにより、仮に製品の搬送時等にキースイッチが落下するような場合があっても、プランジャ１１１等の破損が回避できるようにしている。このダミーキー１６０は通常のキーのような扉等への取り付け部を備えないので、装着された状態においてもキースイッチが大きくなることがなく、製品としての梱包がコンパクトに行える。
【００７６】
また、図３５は製品として出荷する際に電磁ソレノイド１００の作動軸１０１を固定するための樹脂成形品よりなる固定部材１７０であり、この固定部材１７０の押し込み部１７１が、図３６に示すように、作動軸１０１の先端とスイッチ素子６の側面間に押し込まれて装着されることで、搬送時等における作動軸１０１の慣性による横方向への移動を制限して機器の梱包状態を安定なものとし、かつ、破損を回避するようにしている。使用時に際しては、把手１７２部分を持って取り外す。
【００７７】
この種のキースイッチは金属製であって重量が大きいので、落下した場合には大きな衝撃があって機器の破損の恐れがあるが、上記のようにダミーキー１６０、固定部材１７０を設けるようにすることで、機器の破損を最小限とすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の発明によれば、キー引き抜き阻止機構がキー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合してその引き抜きが阻止されるので、これにより、構造が強固で安全性が高いキースイッチを提供できるようになる。
【００７９】
さらに、操作体と、キー引き抜き阻止機構とがともに両連通孔を介してヘッドケース内と本体ケース内とにわたって設けられるので、本体ケースに対してヘッドケースがそのキーの挿入方向を自由な方向とするように取り付けられるようになり、これにより、本体ケースを共通としてキーの挿入方向を適宜とするキースイッチを提供できるようになる。
【００８１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、さらに、停電等により電磁ソレノイドが作動しない場合も、補助キーの使用によりキーのロックを解除できる実用的なキースイッチを提供できるようになる。
【００８７】
請求項１０の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、さらに、ダミーキーの挿入により操作体、とくにプランジャーが所定位置に固定されることで、落下時等における破損が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキースイッチの第１の実施例を示す外観斜視図
【図２】スイッチ本体のキー抜き出し状態を示す断面図
【図３】キースイッチのスイッチ素子部分の回路構成図
【図４】回転カムの斜視図
【図５】ロック機構のロック状態を示す縦断面図
【図６】ロック機構の構成部材を示す斜視図
【図７】キー引き抜き阻止機構を示す斜視図
【図８】キー引き抜き阻止機構を示す断面図
【図９】ヘッド部の取り付け方向を変えたキースイッチの外観斜視図
【図１０】ヘッドケースと本体ケースとの配置図
【図１１】スイッチ本体のキー挿入状態を示す断面図
【図１２】スイッチ本体の電磁ソレノイド作動時の状態を示す断面図
【図１３】スイッチ本体の補助キー使用の際の状態を示す断面図
【図１４】第２の実施例におけるスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す簡略断面図
【図１５】第２の実施例において用いるキーの斜視図
【図１６】第２の実施例におけるスイッチ本体のキー挿入状態を示す簡略断面図
【図１７】第２の実施例におけるスイッチ本体の電磁ソレノイドの作動状態を示す簡略断面図
【図１８】第３の実施例におけるスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す簡略断面図
【図１９】第３の実施例におけるスイッチ本体のキー挿入状態を示す簡略断面図
【図２０】第３の実施例におけるスイッチ本体の電磁ソレノイドの作動状態を示す簡略断面図
【図２１】キースイッチの第４の実施例の断面図
【図２２】キースイッチの第５の実施例を示す外観斜視図
【図２３】第５の実施例におけるキースイッチの内部構成図。
【図２４】第５実施例における部分組み立て斜視図
【図２５】第５実施例における本体ケースユニットへのヘッドケースユニットの取り付け説明図
【図２６】第５実施例における本体ケースユニットへのヘッドケースユニットの他の取り付け説明図
【図２７】第５実施例におけるヘッドケースの組み立て説明図
【図２８】第５実施例における本体ケースの蓋の外面の正面図
【図２９】第５実施例における本体ケースの蓋の内面の正面図
【図３０】図２８のＸ−Ｘ断面図
【図３１】第５実施例における本体ケースの蓋の補助キー挿入部分の断面図
【図３２】第５実施例におけるシールキャップの斜視図
【図３３】第５実施例におけるダミーキーの斜視図
【図３４】第５実施例におけるダミーキーを使用した際のスイッチキーの断面図
【図３５】第５実施例における固定部材の斜視図
【図３６】第５実施例における固定部材を使用した際のスイッチキーの断面図
【符号の説明】
２ キー
５ 本体ケース（ケース）
６ スイッチ素子
７ 電磁ソレノイド
９ ヘッドケース（ケース）
１０ 回転カム（操作体）
１１ キー挿入孔
１４ プランジャ（操作体）
１７ キー引き抜き阻止機構
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、安全ドアスイッチ等として用いられるキースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
安全ドアスイッチは、様々な工作機械、産業機械装置において不用意な操作、偶発的な誤操作による事故を未然に防ぐために機械装置の安全扉や保護フェンスの扉などに装着している。
【０００３】
この安全ドアスイッチは工作機械のインターロック用スイッチとして働くものであり、例えば、ドア側にキーが、また出入り口の固定枠側にスイッチ本体が取り付けられ、ドアが閉じられるとキーがスイッチ本体に挿入されて内部スイッチがＯＮして駆動開始状態に入り、逆にドアが開かれるとキーがスイッチ本体から抜かれて内部スイッチがＯＦＦすることにより工作機械が停止状態になるようになっている。
【０００４】
しかしながら上記のスイッチでは、ドアが開かれた際には工作機械の作動は停止されるものの、実際には工作機械が慣性により回転作動している場合があり、作業者への危険な状態が続き安全性が確保されない。
【０００５】
そこで、このような危険性が高い機械を扱う作業者を事故から守るため、キーの引き抜きが自由に行えないようにキーをロックするための電磁ソレノイドによる阻止機構を設けた安全ドアスイッチがある。
【０００６】
この安全ドアスイッチでは、工作機械の回転の停止検知信号により電磁ソレノイドによる阻止機構を駆動してキー引き抜きのロックを解除すると同時に内部スイッチをＯＦＦするようにしており、これにより、工作機械の作動が確実に停止した状態になってはじめてキーが抜け取れてドアが開けることができるようにして作業者の安全性を確保できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状における上記の電磁ソレノイドによる阻止機構を用いるキーのロック機構は、例えば、内部スイッチを作動するプランジャをロックすることによりキーを間接的にロックするものであり、したがって、大きなロック強度が得られず十分な安全性が確保されないという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に着目してなされたものであって、構造が強固で安全性に優れるキースイッチの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をとる。
【００１０】
請求項１の発明では、キー挿入孔と連通孔とを備えるヘッドケースと、連通孔を備えるとともに該連通孔が前記ヘッドケースの連通孔と接続されて前記ヘッドケースに内部が連通するように取り付けられる本体ケースと、前記本体ケース内に設けられるスイッチ素子と、前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記キー挿入孔から挿入されるキーに連動して前記スイッチ素子の操作を行う操作体と、前記本体ケース内に設けられる電磁ソレノイドと、前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記電磁ソレノイドに連動し、かつ、前記キー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合して前記キーの引き抜き阻止するキー引き抜き阻止機構とを備えてなるとともに、前記キー引き抜き阻止機構は、前記キーに設けた係合部に直接係脱自在なロック部材を前記ヘッドケース内に配置して設け、前記本体ケース内に配置されかつ前記電磁ソレノイドに連動するアーム部材と、前記ロック部材とを、前記両連通孔に挿通される作動体を介して一体に連結して構成し、前記作動体の前記両連通孔の連通する方向に沿った変位により、前記キー挿入孔に挿入された前記キーの前記係合部に対して前記ロック部材を直接係脱自在に構成した。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記キー引き抜き阻止機構を変位させるための変位用部材が設けられ、補助キーの操作によりその変位用部材で前記キー引き抜き阻止機構を変位することで前記キーへの係合を解除する構成とした。
【００２０】
【作用】
本発明の請求項１の発明によれば、キー引き抜き阻止機構がキー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合することで、その引き抜きが阻止される。
【００２１】
さらに、操作体とキー引き抜き阻止機構とがともに両連通孔を介してヘッドケース内と本体ケース内とにわたって設けられるので、本体ケースに対してヘッドケースがそのキーの挿入方向を自由な方向とするように取り付けられる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、さらに、停電等により電磁ソレノイドが作動しない場合も、補助キーの使用によりキーのロックを解除できる。
【００３０】
【実施例】
第１の実施例の説明を行う。
【００３１】
本発明のキースイッチは、図１に示すように、スイッチ本体１とキー２とからなり、かつ、スイッチ本体１はスイッチ部３とその上部にネジ連結したヘッド部４とから構成されている。
【００３２】
図２の縦断面図に示すように、スイッチ部３の外殻となる箱型の本体ケース５の内部には、工作機械等の電源回路開閉用及びＬＥＤ点灯用のスイッチ素子６と電磁ソレノイド７とが左右に組み込まれている。スイッチ素子６は、作動体６ａに一体の可動片６ｂの上動によって上方の固定接点６ｃを閉じ、下動によって下方の固定接点６ｄを閉じるよう構成され、また電磁ソレノイド７は、下部に上下動可能に装備した作動軸７ａを内装バネ（図示せず）で上方に後退付勢するとともに、通電励磁によって下方に強制進出させるよう構成されている。８は補助スイッチ素子であり、電磁ソレノイド７の下部に設けられ、上方に付勢された作動体８ａが電磁ソレノイド作動軸７ａにより押圧され、可動片８ｂが固定接点８ｃを開くようになっている。
【００３３】
図３は上記それぞれのスイッチ素子６，８の接続構成を示す回路図であり、工作機械等の電源ラインである第１のラインＬ１にスイッチ素子６の固定接点６ｃと補助スイッチ素子８の固定接点８ｃとが直列に接続されて設けられ、さらに、固定接点８ｃと並列に第２のＬＥＤ３１が接続されている。また、第２のラインＬ２に固定接点６ｄが設けられ、その固定接点６ｄに並列に第１のＬＥＤ３０が接続されて設けられている。上記第１と第２のＬＥＤ３０，３１は本体ケース５表面に露呈するように配置されている。
【００３４】
上記ヘッド部４の外形を構成する上下二つ割り構造のヘッドケース９の内部には、図４に示すような短い丸軸状の回転カム１０がその両端の支軸１０ａ，１０ｂを介して回転自在に横架され、この回転カム１０の上部にカム軸心と平行にキー挿入孔１１が貫通形成されている。回転カム１０の外周には９０°の回転位相で螺旋カム溝１２が両端にわたり形成され、この螺旋カム溝１２に連通する直線ガイド溝１３が前記キー挿入孔１１の開口縁の中央下部に設けられている。
【００３５】
本発明において定義するケースは、上記本体ケース５とヘッドケース９とにより構成される。
【００３６】
キー挿入孔１１に挿抜されるキー２の前部下面には前記直線ガイド溝１３を介して回転カム１０の螺旋カム溝１２に係合する操作ピン２ａが突設されており、キー２の挿抜に伴って操作ピン２ａが直線ガイド溝１３のガイドにより直線的に前後移動することによって、螺旋カム溝１２を介して操作ピン２ａに係合された回転カム１０が相対的に正逆回転操作されるように構成されている。また、キー２の両側部には一対の係合部２ｂが設けられている。
【００３７】
ヘッドケース９の下部に形成した嵌合ボス部９ａに、スイッチ操作用のプランジャ１４が上下動自在に装着され、バネ１５によって与えられた上方付勢力でプランジャ１４上端に備えた大径部１４ａが前記回転カム１０の下面に当接されている。大径部１４ａが当接作用する回転カム１０外周部位は部分的に偏平に欠除されており、図１および図２に示すキー抜き出し状態では、プランジャ１４の大径部１４ａは回転カム１０の円形外周面に当接作用して、プランジャ１４はバネ１５に抗して押し下げ変位され、キー２の挿入によって回転カム１０が９０°回転されると、回転カム１０の偏平部１０ｃが下向きになり、プランジャ１４がバネ１５によって付勢上動変位するようになっている。
【００３８】
そして、このプランジャ１４の下端が前記スイッチ素子６の作動部材６ａの上端に対向当接するように配置されていて、上記のようにキー２が抜き出されてプランジャ１４が回転カム１０によって強制的に下動変位された状態では、このプランジャ１４によってスイッチ素子６の作動部材６ａを強制的に押し下げて、可動片６ｂを固定接点６ｃから切り離している。この状態では、可動片６ｂは固定接点６ｄを接続し、これにより第１のＬＥＤ３０は電源が与えられないので消灯している。
【００３９】
また、ヘッド部４にはキー抜き出し状態にある回転カム１０の回転を阻止するロック機構１６が組み込まれるとともに、スイッチ本体ケース５にはヘッド部４に挿入されたキー２の抜き出しを阻止するキー引き抜き阻止機構が組み込まれている。
【００４０】
上記ロック機構１６は、図５、図６に示すように、回転カム１０の一方の支軸１０ａの下面に形成した凹部１８にロック金具１９をバネ２０によって付勢係合させることで回転カム１０の回転を阻止するものである。ロック金具１９は金属板片を屈曲して構成したものであり、左右両端にバネ受け片１９ａを備えるとともに、上方に起立する左右一対の解除用操作片１９ｂを備え、中央に前記支軸１０ａの凹部１８に係合する突起１９ｃを備えている。そして、解除用操作片１９ｂがキー挿入孔１１の入口近くにおいて該孔内に下方より突出されている。
【００４１】
このロック機構１６はキー２の初期挿入操作で解除されるもので、キー２の先端下面の左右に形成した斜面２ｃが前記解除用操作片１９ｂに当接してこれを下方に押し込み作用することで、ロック金具１９がバネ２０に抗して下動されて突起１９ｃが凹部１８から離脱して回転カム１０の回転が許容され、引き続くキー２の挿入作動によって上記したように回転カム１０が回転操作されるようになっている。
【００４２】
キー引き抜き阻止機構１７は、図７、図８に示すように、キー挿入孔１１内に挿入されたキー２に直接係合するとともに回転カム１０を両側位置において迂回するように配置されるロック部材４０と、そのロック部材４０の下端に連結されるとともにプランジャ１４に外嵌されてキー２が挿入された際のプランジャ１４の動作に連動する筒状作動体４２と、その筒状作動体４２に一端側が連結されるとともに電磁ソレノイド７に他端側が連結されて連動するアーム部材４３とから構成されている。上記ロック部材４０は、上部に一対の係合片４５が備えられるとともに下部に連結用孔４６が設けられている。筒状作動体４２は上部周縁に係合用突部４７が形成されており、下部には連結用溝４８が形成されている。アーム部材は折曲形状で、その上片５０と下片５１それぞれに連結用孔５３，５４が形成され、また、上片５０には係合突部５６が形成されている。
【００４３】
そして、ロック部材４０の連結用孔４６に上部から筒状作動体４２が嵌入されることによりその係合用突部４７が連結用孔４６の周縁に係合されるとともに、ロック部材４０の連結用溝４８にアーム部材４３の上片５０の連結用孔５３部分が嵌入されて３部材の連結が行われ、さらに、アーム部材４３の下片５１の連結用孔５４部分が電磁ソレノイド７の作動体７ａに嵌入固定されて、キー引き抜き阻止機構は電磁ソレノイド７に連動する構成となっている。そして、このキー引き抜き素子機構は、筒状作動体４２の係合用突部４７とロック部材４０の連結用孔４６の周縁部分とが、プランジャ１４上端に備えた大径部１４ａの下面とバネ１５の上端間に挟持されてプランジャ１４に装着され、これにより、プランジャ１４の動作に連動可能となっている。
【００４４】
また、図７において、６０はアーム部材４３を変位させるための変位用レバーであり、アーム部材４３の上片５０に当接可能な位置に、取り付け軸６１にバネ６２を介して回動可能に設けられている。この変位用レバー６０は、バネ６２の付勢力で通常は水平に保持され、本体ケース５の外部から差し入れられる補助キー６５の操作により垂直方向に９０°回動されることで上昇位置にあるアーム部材４３を下降し、これによりロック部材４０を下動してキー２への係合片４５の係合を解除する構成となっている。変位用レバー６０には側部及び端部にアーム部材４３上片５０の係合突部５６が係合する係合凹部６７，６８それぞれが設けられている。
【００４５】
図９は上記の実施例のキースイッチにおいて、ヘッドケース４を本体ケース５に対して９０°回転した方向に取り付けた構成のものを示す。図１０はヘッドケース４と本体ケース５との互いに連通する連通孔９０、９１および固定穴９２、９３の配置図であり、このように、それら連通孔９０、９１が連通する１箇所の連通部分にプランジャ１４と筒状作動体４２とが一体に配置され、かつ、ヘッドケース４と本体ケース５とのネジ９０による固定穴９２、９３が同形状の正方形の４頂点位置それぞれに設けられた構成によって上記取り付け方向の変更が可能となる。ヘッドケース４と本体ケース５とに２個づづの連通孔が設けられ、プランジャ１４と筒状作動体４２とが２箇所の連通部分に別々に配置される構成では、ヘッドケース４を異なった回転位置に取り付けしようとするとそれぞれの連通孔が合わなくなって、ヘッドケース４を異なった方向に取り付けることができない。上記構成によれば、本体ケース５を共通としてキー２の挿入方向を適宜の４方向とできるキースイッチが得られる。
【００４６】
本発明のキースイッチは以上のように構成されており、このキースイッチを既述のように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際の具体的な作動を説明する。
【００４７】
ドアを開いた状態では、スイッチ本体１からキー２が抜き出されており、図２に示されるように、プランジャ１４が下動していてスイッチ素子６は固定接点６ｃが開いて第１のラインＬ１は非接続の状態であって第２のＬＥＤは消灯するとともに、固定接点６ｄが閉じることにより第１のＬＥＤ３０も消灯している。また、この状態では補助スイッチ素子８の固定接点８ｃも開いている。さらに、ロック機構１６は回転カム１０の回転を阻止するロック状態にあり、この状態では振動で回転カム１０が不当に回転することはなく、また、キー挿入孔１１にドライバー等を挿し入れただけでは回転カム１０を回転させることはできない。
【００４８】
従って、ドア開放状態では第１のラインＬ１が確実に切られ、不用意に駆動可能状態となることはない。
【００４９】
ドアを閉じると、図１１に示すように、スイッチ本体１にキー２が挿入され、その初期挿入動作によってロック機構１６がロック解除されたのち、更なるキー２の挿入作動によって回転カム１０が螺旋カム溝１２および操作ピン２ａを介して回転され、回転カム１０の偏平部１０ｃがプランジャ１４上端に対向することでプランジャ１４と、それに外嵌される筒状作動体４２が上動する。
【００５０】
プランジャ１４が上動すると、上方からの当接規制が解除されたスイッチ素子６の作動部材６ａが上動して、これに伴う可動片６ｂの上動により固定接点６ｄが開かれ固定接点６ｃが閉じられる。
【００５１】
また、筒状作動体４２が一体に上動すると、これによりアーム部材４３が上動して作動していない電磁ソレノイド７の作動体８ａを上動し、これにより補助スイッチ素子８の可動片８ｂが上動して固定接点８ｃを閉じる。
【００５２】
この状態では、スイッチ素子６と補助スイッチ素子８の固定接点６ｃ，８ｃがともに閉じられるので、第１のラインＬ１が接続されて工作機械が駆動可能状態ととなり、他方では上動したロック部材４０の一対の係合片４５が挿入されたキー２の両側部に凹んで形成された係合部２ｂに係合する。この係合により、キー２の引き抜きができなくなり、これにより、機械作動中はそのキー２を一体とするドアを開くことができず安全性が確保される。また、この状態では固定接点６ｄが開かれるので第１のＬＥＤ３０が点灯し、第２のＬＥＤ３１は固定接点６ｃは閉じられるものの固定接点８ｃが接続している故に消灯状態に維持される。
【００５３】
作業時に工作機械のドアを開ける際には、まず、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７が通電されると、図１２に示すように、作動軸７ａが下動し、これに伴って補助スイッチ素子８の可動片８ｂが下動して固定接点８ｃが開くとともに、アーム部材４３が下動されることによりロック部材４０も下降し、係合片４５のキー２の係合部２ｂへの係合状態が解除されキー２の引き抜きが可能となる。上記固定接点８ｃが開くことで第１のラインＬ１が非接続となり、工作機械が停止状態になる。
【００５４】
この状態では、固定接点６ｃは閉じられたままであるので第１のＬＥＤ３０は点灯を継続し、固定接点８ｃが開くので第２のＬＥＤ３１も点灯する。
【００５５】
そして、キー２の引き抜き、つまりドアの開放が行えるようになった状態でドアを開いてキー２を抜くと、これに伴って回転カム１０が復帰回転されて、プランジャ１４がバネ１５に抗して押し下げ移動され、図２の状態に戻り、これにより、固定接点６ｃも切り離される。
【００５６】
停電時には、電磁ソレノイド７に通電が行われずキー２のロックが解除できないので、その場合には、補助キー６５を使用してロックを解除する。補助キー６５はスイッチ本体ケース５面に形成されカバー６９に覆われるキー穴から挿入され、その端部が、図１１に示すように、水平に位置しその係合凹部６７にアーム部材４３の係合部５６が係合した変位用レバー６０のキー係合凹部６６に係合され、補助キー６５が回転操作されることにより変位用レバー６０が垂直に変位され、この変位用レバー６０回転に伴う押圧動作により、図１３に示すように、アーム部材４３は下動され、これにより、電磁ソレノイド７が通電された場合と同様にキー２のロック部材４０によるロックが解除される。変位用レバー６０は、その垂直位置において、その係合凹部６８にアーム部材４３の係合凸部５６が係合する。
【００５７】
以下、他の実施例の説明を行う。なお、先の実施例と同一または同機能の部材あるいは部位には先の実施例と同一の符号を付してある。
【００５８】
図１４は第２の実施例の簡略断面図であり、この実施例では図１５に示すようなキー２が用いられる。この実施例ではプランジャ１４の下端が電磁ソレノイド７と連結部７０を介して連結され、この連結部７０に固定されるアーム体７２ににより電磁ソレノイド７に並設される補助スイッチ素子８の作動が行われるようになっている。また、プランジャ１４の途中部に突設される係合部７３によって回動される回動レバー７５によりスイッチ素子６の作動が行われるようになっている。さらに、プランジャ１４の大径部１４ａの下部にはアーム体７６が連結されており、このアーム体７６の先端にはキー２のロック部材４０が上方に付勢される状態で取り付けられている。
【００５９】
そして、キー２が挿入されない状態では、回転カム１０がプランジャ１４を押し込んでいるので、回動レバー７５が回動位置にあることでスイッチ素子６において固定接点６ｃが開くとともに固定接点６ｄが閉じ、また、アーム体７２も下位置にあることで補助スイッチ素子８の固定接点８ｃも開き、さらに、アーム体７６も下位置にあるのでロック部材４０もキー挿入孔１１内に突出しない。
【００６０】
ここで、キー２が挿入されて回転カム１０が回転してプランジャ１４が上動すると、図１６に示すように、回動レバー７５が復帰してスイッチ素子６において固定接点６ｃが閉じるとともに固定接点６ｄが開き、また、アーム体７２が上動して補助スイッチ素子８の固定接点８ｃが閉じ、さらに、アーム体７６も上動してロック部材４０もキー挿入孔１１内に突出し、挿入されたキー２の係合穴７７に係合する。
【００６１】
図１６の状態において、電磁ソレノイド７に通電が行われると、図１７に示すように、プランジャ１４は下動される。この下動は回動レバー７５が回動されず、かつ、ロック部材４０がキー２の係合穴７７から離脱する範囲で行われ、この状態では、スイッチ素子６の固定接点６ｃの閉じ状態は継続されるが、補助スイッチ素子８の固定接点８ｃは開く。
【００６２】
図１８は第３の実施例の簡略断面図であり、この実施例では回転カム１０により作動されるプランジャが電磁ソレノイド８０のボス８１で兼用され、そのボス８１から電磁ソレノイド８０の作動軸８２が突出可能に構成されており、その作動軸８２の先端は回転カム１０を貫通して挿入されるキー２に係合される構成となっている。また、スイッチ素子６は電磁ソレノイド８０の下部に設けられ、作動軸８２の下端で操作されるようになっている。
【００６３】
このような構成により、キー２が挿入されていない状態では電磁ソレノイド８０は全体が下位置にあり、キー２が挿入されることで、図１９に示すように、電磁ソレノイド８０は全体が上動するとともに、さらに作動軸８２は回転カム１０を貫通してキー２に係合する。この状態において、スイッチ素子６の固定接点６ｃが閉じられる。
【００６４】
次に、電磁ソレノイド８１に通電が行われると、図２０に示すように、プランジャ８０が下動してキー２への係合が解除をされ、スイッチ素子６も復帰する。
【００６５】
図２１は第４の実施例を示し、この実施例では、スイッチ素子６と補助スイッチ素子８とを一体としたスイッチユニット９０を本体ケース５内に設けた構成としており、筒状作動体４２はアーム部材９１により電磁ソレノイド９２の上側で作動軸９３に連結され、補助スイッチ８は電磁ソレノイド９２の下側で作動軸９３に連動するレバー９５により操作されるようになっている。
【００６６】
図２２以降の各図は第５の実施例を示す。
【００６７】
この実施例では、まず、電磁ソレノイド１００がその作動軸１０１を水平に作動するように配置され、その作動軸１０１の先端に本体ケース１０３に回転可能に軸支された回転レバー１０２が回転可能に軸支されて連結されている。その回転レバー１０２の他端側は分岐部１０４となり、その分岐部１０４の相対する位置には一対の係合突起部１０６が形成されている。そして、この係合突起部１０６が筒状作動体１０７の下部の係合凹部１０８に係合するようになっている。筒状作動体１０７の下端部の周縁部１０９には、相対する位置に上記係合凹部１０８に通じる一対の切欠部１１０が形成されており、この切欠部１１０それぞれがヘッドケース１１２の側面位置から４５°変位した位置となるように筒状作動体１０７はプランジャ１１１に装着固定されている。
【００６８】
そして、上記のような構成とするとともに、ヘッドケース１１２内に回転カム１０、プランジャ１１１、筒状作動体１０７、ロック部材４０等を装着することでヘッドケースユニットＵ１を形成し、本体ケース１０３内にスイッチ素子６、電磁ソレノイド１００、補助スイッチ素子８等が装着された本体ケースユニットＵ２を形成するようにすることで、次に説明するように、この実施例では本体ケースユニットＵ２にヘッドケースユニットＵ１がそのキーの挿入方向を適宜の方向とできるように取り付けられる構成とされている。
【００６９】
すなわち、本体ケースユニットＵ２にヘッドケースユニットＵ１を取り付ける際には、図２４、図２５に示すように、本体ケースユニットＵ２に対しヘッドケースユニットＵ１を平面位置で４５°変位した位置においてヘッドケースユニットＵ１側のプランジャ１１１と筒状作動体１０７の下部を本体ケース１０３内に挿入する。この位置は丁度を筒状作動体１０７の下端部の周縁部１０９の一対の切欠部１１０と、回転レバー１０２の分岐部１０４の一対の係合突起部１０６とが合致する位置であるので、係合突起部１０６が邪魔となることなく係合凹部１０８は係合突起部１０６に相対する位置まで挿入がなされる。そして、その後に、ａまたはｂの方向に４５°ヘッドケースユニットＵ１を回転させて係合凹部１０８に係合突起部１０６が係合する位置においてネジにより固定することで、キーの挿入方向をＡ方向またはＢ方向とするキースイッチを提供できる。また、図２６に示す状態において挿入した場合は、ｃまたはｄの方向に４５°ヘッドケースユニットＵ１を回転させて固定することで、キーの挿入方向をＣ方向またはＤ方向とするキースイッチを提供できる。
【００７０】
上記のような構成により、図２３において、電磁ソレノイド１００が作動して作動軸１０１が左方に移動すると、それに連動して回転レバー１０２が右回りに回転し、係合凹部１１０に突起部１０６が係合していることで筒状作動体１０７が下降され、他の実施例と同様に、ロック部材４０のキーへのロックが解除できるようになっている。なお、作動軸１０１は鉄製で重力が大であるので、移動方向が垂直方向であると作動時に非常に大きいきい慣性が働いて作動軸１０１の動作が不安定なものとなるが、この実施例では、作動軸１０１の移動方向を水平方向として電磁ソレノイド１００が安定作動するような構成としている。
上記のように、それぞれのユニットを組み立ててキーの挿入方向を適宜とできるようにすることで、組み立て性が向上されるとともに、ユーザーによっても容易にキーの挿入方向を変更できるようになる。
【００７１】
また、図２７はヘッドケースの組み立て構成を示す図であり、上ヘッドケース１１２Ａの下面に形成された位置決めボス１３０のそれぞれが下ヘッドケース１１２Ｂに形成された位置決め穴１３１のそれぞれに嵌合され、その状態においてネジでの固定が容易に行える構成とされている。
【００７２】
次に、本体ケース１０３の表示窓１４０の構成を説明する。図２８、図２９は本体ケース１０３の蓋１０３Ａの外面と内面を示し、図３０は図２８におけるＡ−Ａ断面図である。
【００７３】
キースイッチはヘッドケース１１２、本体ケース１０３とも金属性であり、本体ケース１０３を構成する蓋１０３ＡのＬＥＤの表示窓１４２は透明樹脂が蓋１０３の内面にアウトサート成形により一体に形成されて構成されている。蓋１０３Ａの透明樹脂が一体に付設される凹面１４１は、なし地加工によりザラ付き面とされるとともに、表示窓１４２それぞれの外周に位置するように２条の凹溝１４４が形成されている。このように凹面１４１をザラ付き面とするとともに、そこに凹溝１４４を設けることで、凹面１４１に透明樹脂が密着される構成が得られ、これにより、表示窓１４２から仮に水が侵入したとしてもその密着構成により遮断されてスイッチ内部に水が侵入しないようにしており、パッキン等を用いることなく簡単な構成により良好なシール性を得ている。１４７は樹脂の注入ゲート部分である。
【００７４】
図３１は蓋１０３Ａにおける補助キーの挿入穴１５０部分の断面図であり、補助キーの挿入穴１５０は図３２に示すシールキャップ１５２により覆われ外部からの水の侵入が防止されるようになっている。シールキャップ１５２は環状の取り付け部１５３が補助キーの挿入穴筒部１５５に被嵌されて取り付けられ、紛失されることがないようになっている。なお、この実施例では、図２３において、補助キーが使用されて左方向に回転されると、その蓋１０３Ａ内面の作動端部が作動軸１０１に一体のプレート１５６を左方向に移動させ、これにより回転レバー１０２が右方向に回転して筒状作動体１０７を下降し、ロック部材４０のキーへの係合を解除するようにしている。また、プレート１５６の左方向への移動により補助スイッチ素子８はＯＦＦされるようになっている。
【００７５】
図３３はダミーキー１６０を示し、このダミーキー１６０は製品として出荷される際に、図３４に示すように、キースイッチのキー挿入孔１１内に装着されて使用される。ダミーキー１６０の使用により、回転カム１０が回転してプランジャ１１１が上昇することでバネ１５は延び状態となり、プランジャ１１１にかかる応力が減少される。これにより、仮に製品の搬送時等にキースイッチが落下するような場合があっても、プランジャ１１１等の破損が回避できるようにしている。このダミーキー１６０は通常のキーのような扉等への取り付け部を備えないので、装着された状態においてもキースイッチが大きくなることがなく、製品としての梱包がコンパクトに行える。
【００７６】
また、図３５は製品として出荷する際に電磁ソレノイド１００の作動軸１０１を固定するための樹脂成形品よりなる固定部材１７０であり、この固定部材１７０の押し込み部１７１が、図３６に示すように、作動軸１０１の先端とスイッチ素子６の側面間に押し込まれて装着されることで、搬送時等における作動軸１０１の慣性による横方向への移動を制限して機器の梱包状態を安定なものとし、かつ、破損を回避するようにしている。使用時に際しては、把手１７２部分を持って取り外す。
【００７７】
この種のキースイッチは金属製であって重量が大きいので、落下した場合には大きな衝撃があって機器の破損の恐れがあるが、上記のようにダミーキー１６０、固定部材１７０を設けるようにすることで、機器の破損を最小限とすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の発明によれば、キー引き抜き阻止機構がキー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合してその引き抜きが阻止されるので、これにより、構造が強固で安全性が高いキースイッチを提供できるようになる。
【００７９】
さらに、操作体と、キー引き抜き阻止機構とがともに両連通孔を介してヘッドケース内と本体ケース内とにわたって設けられるので、本体ケースに対してヘッドケースがそのキーの挿入方向を自由な方向とするように取り付けられるようになり、これにより、本体ケースを共通としてキーの挿入方向を適宜とするキースイッチを提供できるようになる。
【００８１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、さらに、停電等により電磁ソレノイドが作動しない場合も、補助キーの使用によりキーのロックを解除できる実用的なキースイッチを提供できるようになる。
【００８７】
請求項１０の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、さらに、ダミーキーの挿入により操作体、とくにプランジャーが所定位置に固定されることで、落下時等における破損が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキースイッチの第１の実施例を示す外観斜視図
【図２】スイッチ本体のキー抜き出し状態を示す断面図
【図３】キースイッチのスイッチ素子部分の回路構成図
【図４】回転カムの斜視図
【図５】ロック機構のロック状態を示す縦断面図
【図６】ロック機構の構成部材を示す斜視図
【図７】キー引き抜き阻止機構を示す斜視図
【図８】キー引き抜き阻止機構を示す断面図
【図９】ヘッド部の取り付け方向を変えたキースイッチの外観斜視図
【図１０】ヘッドケースと本体ケースとの配置図
【図１１】スイッチ本体のキー挿入状態を示す断面図
【図１２】スイッチ本体の電磁ソレノイド作動時の状態を示す断面図
【図１３】スイッチ本体の補助キー使用の際の状態を示す断面図
【図１４】第２の実施例におけるスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す簡略断面図
【図１５】第２の実施例において用いるキーの斜視図
【図１６】第２の実施例におけるスイッチ本体のキー挿入状態を示す簡略断面図
【図１７】第２の実施例におけるスイッチ本体の電磁ソレノイドの作動状態を示す簡略断面図
【図１８】第３の実施例におけるスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す簡略断面図
【図１９】第３の実施例におけるスイッチ本体のキー挿入状態を示す簡略断面図
【図２０】第３の実施例におけるスイッチ本体の電磁ソレノイドの作動状態を示す簡略断面図
【図２１】キースイッチの第４の実施例の断面図
【図２２】キースイッチの第５の実施例を示す外観斜視図
【図２３】第５の実施例におけるキースイッチの内部構成図。
【図２４】第５実施例における部分組み立て斜視図
【図２５】第５実施例における本体ケースユニットへのヘッドケースユニットの取り付け説明図
【図２６】第５実施例における本体ケースユニットへのヘッドケースユニットの他の取り付け説明図
【図２７】第５実施例におけるヘッドケースの組み立て説明図
【図２８】第５実施例における本体ケースの蓋の外面の正面図
【図２９】第５実施例における本体ケースの蓋の内面の正面図
【図３０】図２８のＸ−Ｘ断面図
【図３１】第５実施例における本体ケースの蓋の補助キー挿入部分の断面図
【図３２】第５実施例におけるシールキャップの斜視図
【図３３】第５実施例におけるダミーキーの斜視図
【図３４】第５実施例におけるダミーキーを使用した際のスイッチキーの断面図
【図３５】第５実施例における固定部材の斜視図
【図３６】第５実施例における固定部材を使用した際のスイッチキーの断面図
【符号の説明】
２ キー
５ 本体ケース（ケース）
６ スイッチ素子
７ 電磁ソレノイド
９ ヘッドケース（ケース）
１０ 回転カム（操作体）
１１ キー挿入孔
１４ プランジャ（操作体）
１７ キー引き抜き阻止機構
Claims (2)
- キー挿入孔と連通孔とを備えるヘッドケースと、
連通孔を備えるとともに該連通孔が前記ヘッドケースの連通孔と接続されて前記ヘッドケースに内部が連通するように取り付けられる本体ケースと、
前記本体ケース内に設けられるスイッチ素子と、
前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記キー挿入孔から挿入されるキーに連動して前記スイッチ素子の操作を行う操作体と、
前記本体ケース内に設けられる電磁ソレノイドと、
前記両連通孔を介して前記ヘッドケース内と前記本体ケース内とにわたって設けられ、前記電磁ソレノイドに連動し、かつ、前記キー挿入孔内に挿入されたキーに直接係合して前記キーの引き抜き阻止するキー引き抜き阻止機構とを備えてなるとともに、
前記キー引き抜き阻止機構は、前記キーに設けた係合部に直接係脱自在なロック部材を前記ヘッドケース内に配置して設け、前記本体ケース内に配置されかつ前記電磁ソレノイドに連動するアーム部材と、前記ロック部材とを、前記両連通孔に挿通される作動体を介して一体に連結して構成し、前記作動体の前記両連通孔の連通する方向に沿った変位により、前記キー挿入孔に挿入された前記キーの前記係合部に対して前記ロック部材を直接係脱自在に構成してあることを特徴とするキースイッチ。 - 前記キー引き抜き阻止機構を変位させるための変位用部材が設けられ、補助キーの操作によりその変位用部材で前記キー引き抜き阻止機構を変位することで前記キーへの係合を解除する請求項１記載のキースイッチ。
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