JP4145072B2 - 安全スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全スイッチに関し、特に、その小型化に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2000-266690号公報には、産業機械装置における不要な操作や偶発的な誤操作による事故を防止する安全スイッチが開示されている。この安全スイッチによるロック処理について、図13を用いて説明する。ドア側に操作キー104を、出入り口の枠側に本体101を取り付ける。ドアが閉じられると操作キー104が本体101に挿入されて、カム105が矢印106方向に回転する。カム105の回転により操作ロッド109が矢印107方向にスライドし、このスライド状態を挿入検出スイッチ(図示せず)が検出する。挿入検出スイッチがオン状態となると、この安全スイッチが取り付けられた装置(図示せず)の稼働を可能状態とする。操作ロッド109が矢印107方向にスライドすると、バネ127に付勢されたプランジャ129が操作ロッド109の下部に移動する。これにより、操作ロッド109は矢印107の逆方向への移動が阻止される。したがって、カム105の回転がロックされ、操作キー104も本体101への挿入状態でロック状態とされる。したがって、装置が動いている間はドアを開くことはできない。装置が停止すると、停止検出スイッチ(図示せず)がオンになり、ソレノイド119がロッド121を介して、レバー123を軸123aを中心に回転させ、ロッド125がプランジャ129を矢印108方向に移動させる。これにより、操作ロッド109が矢印107の逆方向にスライド自在となる。したがって、カム105が回転自在状態となり、操作者は操作キー104を本体101から抜き取ることが可能となり、ドアを開けることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記安全スイッチには以下のような問題があった。操作ロッド109の下部にプランジャ129を停止することにより、操作ロッド109が移動できない状態とし、これにより操作ロッド109とカム面で当接しているカム105をロックしている。したがって、カム105を強制的に回転させる力が与えられると、カム面と操作ロッド109との間にかかる強制的な力が伝えられる。
【0004】
また、別の安全スイッチとして、前記カムをソレノイドと連動させたロック爪で直接ロックするものも知られている。この場合には、カムを直接ロックするので、ロック爪をロック状態で保持するバネとして、強力なバネが必要となり、その結果ソレノイドも大きくなり、小型化が困難である。
【0005】
この発明は、上記問題を解決し、カム面への余分な圧をかけることなく小型化が可能な安全スイッチを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
1)本発明にかかる安全スイッチにおいては、A)操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
B)前記本体内に収納され、カム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第1回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第1回転方向と逆方向である第2回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
C)一端が前記カム面に沿って前記カムに近づく第1の方向または前記第1の方向とは逆の第2の方向に移動する操作ロッド、
D)前記操作ロッドを前記第1の方向に付勢する付勢手段を介して前記第1の方向または第2の方向に移動可能に、前記本体内に保持する支持部、
E)前記操作ロッドが前記カムと係合するよう前記支持部に前記第1の方向への力を与える保持手段、
F)前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G )前記カムのカム面は、以下の形状であり、
g1) 前記保持手段により前記支持部に前記第1の方向への力が与えられた状態で、前記カムが前記操作キー挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段により前記第1方向に移動して、これにより、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とする、
g2) 前記カムがロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、前記操作ロッドが前記カムをロックした状態から前記第2方向に移動して、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となる、
g3 )前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態から前記第2回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段に抗して前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第2方向に移動した状態となる、
H) 前記操作ロッドについて、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第2方向に移動した位置を検出する検出手段を備えたこと、
このように、前記保持手段により、前記支持部に前記第1の方向への力を与え、これにより、前記操作ロッドが前記カムをロックし、前記解除手段によりかかる保持を解除している。さらに、前記操作ロッドは前記支持部に付勢手段を介して保持されている。したがって、前記操作ロッドは、前記カムのロック状態、カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第2方向に移動した位置に切り替えられ、かかる状態を前記検出手段により検出することができる。
【0007】
2)本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記支持部を前記第1の方向へ付勢する支持部付勢手段であり、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部付勢手段に抗して、前記支持部を前記第2の方向に移動させるソレノイドである。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態を解除することができる。
3)本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部を前記第1の方向へ移動させるソレノイドであり、前記解除手段は、前記支持部を前記第2の方向に移動させる付勢手段である。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態とすることができる。
【0008】
4)本発明にかかる安全スイッチにおいては、A)操作キーが挿入される挿入口を有する本体、B)前記本体内に収納され、第1、第2のカム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第1回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第1回転方向と逆方向である第2回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、C)一端が前記第1のカム面に沿って前記カムに近づく第1の方向または前記第1の方向とは逆の第2の方向に移動するロック部材、D)前記第1の方向に付勢する付勢手段を介して、前記ロック部材内に収納されたスライダであって、前記ロック部材の移動に関係なく一端が前記第2のカム面に沿って前記第1の方向または第2の方向に移動するスライダ、E)前記ロック部材の前記一端が前記カムと係合するよう前記ロック部材に前記第1の方向への力を与える保持手段、F)前記保持手段による保持を解除する解除手段を備え、 G )前記カムの第1および第2のカム面は、以下の形状であり、 g1) 前記カムが前記操作キー挿入状態では、 g11) 前記ロック部材は前記保持手段により前記第1方向に移動させられ、これにより、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とするよう前記第1のカム面が構成されているとともに、 g12) 前記付勢手段により前記スライダを前記第1方向に移動させるよう前記第2のカム面が構成されており、 g2) 前記カムが前記ロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、 g21) 前記ロック部材は前記カムをロックした状態から前記第2方向に移動し、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となるよう前記第1のカム面が構成されており、 g22) 前記スライダは、前記ロック部材が前記第2方向に移動するのと関係なく、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となるよう前記第2のカム面が構成されており、 g3 )前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態から前記第2回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記スライダは、前記付勢手段に抗して前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第2方向に移動した状態となる、 H) 前記スライダについて、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第2方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第1方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出する検出手段を備えている。
このように、前記保持手段により、前記ロック部材に前記第1の方向への力を与え、これにより、前記ロック部材が前記カムをロックし、前記解除手段によりかかる保持を解除している。さらに、前記スライダは前記ロック部材に付勢手段を介して保持されている。
したがって、前記検出手段は、前記スライダについて、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第2方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第1方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出することができる。
【0009】
5)本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記ロック部材を前記第1の方向へ付勢するロック部材付勢手段であり、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材付勢手段に抗して、前記ロック部材を前記第2の方向に移動させるソレノイドである。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態を解除することができる。
6)本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材を前記第1の方向へ移動させるソレノイドであり、前記解除手段は、前記ロック部材を前記第2の方向に移動させる付勢手段である。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態とすることができる。
【0010】
7)本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記検出手段は、前記保持手段および前記解除手段と、前記カムとの間に設けられている。したがって、前記カムと前記検出手段の間に、前記保持手段および前記解除手段が位置することがない。
【0011】
以下、特許請求の範囲で用いた用語と実施形態との対応について説明する。
【0012】
「ロック状態」とは、前記カムが前記カム従属体によって回転不能状態で保持された状態をいう。以下、実施形態との対応について説明する。「操作キー」は、アクチュエータ7に該当する。「本体」は、ケース3が該当する。「第1回転方向」は矢印33方向、「第2回転方向」は、矢印34方向が該当する。「第1の方向」は矢印31方向、「第2の方向」は矢印32方向が該当する。「保持手段」とは、バネ17が該当する。「解除手段」とはソレノイド19が該当する。「検出手段」は、スイッチ21,23が該当する。「第1の方向に付勢する付勢手段」はバネ15が該当する。
【0013】
【発明の実施の形態】
〔1.第1実施形態〕
本発明の一実施形態を図1に基づいて説明する。本発明にかかる安全スイッチ1の構造について図1Aを用いて説明する。安全スイッチ1は、ケース3,カム5、アクチュエータ7,操作ロッド9、支持部13、ソレノイド19,スイッチ21,23、端子部24を備えている。ケース3には、アクチュエータ7が挿入可能な挿入口3a、3bが設けられている。アクチュエータ7はドア等に取り付けられる。ケース3はドアを固定するフレーム等に取り付けられる。カム5はアクチュエータ7の挿脱により、カム軸5aを中心に矢印33,34方向に回転する。操作ロッド9はバネ15を介して支持部13に支持されている。したがって、カム5が回転すると操作ロッド9は当接しているカム面によって矢印31,32方向に移動する。操作ロッド9にはスイッチ当接板11が設けられている。したがって、操作ロッド9が矢印31,32方向に移動すると、操作ロッド9とともにスイッチ当接板11も移動する。操作ロッド9の位置は後述するように第1,第2,第3の位置があり、スイッチ21,23はかかる操作ロッド9の移動位置を検出する。支持部13は軸18を有している。軸18は金属製であり、バネ17が装着されている。したがって、ソレノイド19のオン、オフによって、軸18は矢印31,32方向に移動する。軸18が移動するとこれに連動して支持部13も移動する。端子部24は、従来の安全スイッチと同様に、スイッチ21,23からの検出結果、ソレノイド19へ制御信号を伝達するリード線の取付端子である。
【0014】
安全スイッチ1の動作について図1A,図1B、図2を用いて説明する。図1Aに示す第2状態では、アクチュエータ7は未挿入状態である。この状態では、カム5のカム面5gと操作ロッド9が当接している。したがって操作ロッド9は矢印32方向に移動しており、スイッチ当接板11によって2つのスイッチ21,23ともオフ状態である。
【0015】
アクチュエータ7を挿入口3aに挿入すると、図1Aから図1Bに示す状態に状態遷移する。具体的に説明する。アクチュエータ7が挿入されると、アクチュエータ7の先端がカム5の面5cを押圧する。これより、カム5が矢印33方向に回転する。これにより、操作ロッド9はカム面に沿って矢印31方向に移動する。カム5の凹部5fが操作ロッド9と当接する位置まで回転すると、操作ロッド9は、バネ15,17の矢印31方向への付勢力によって、矢印31方向に移動する。これにより、操作ロッド9の先端が凹部5fに、はめ込まれた状態となる。すなわち、操作ロッド9はカム5を直接的にロック状態とする。
【0016】
また、図1Bに示す状態では、図1Aの状態と較べると、操作ロッド9が矢印31方向に移動しているので、スイッチ当接板11も連動して移動する。したがって、スイッチ21,23ともオン状態となる。
【0017】
かかるロック状態の解除について、図1、図2を用いて説明する。図1Bに示す状態で、ソレノイド19をオン状態とする。これにより、図2に示すように、軸18が矢印32方向に移動する。軸18の移動に伴い、支持部13を介して、操作ロッド9も矢印32方向に移動する。これにより、カム5と操作ロッド9とのロック状態が解除され、カム5が矢印34方向に回転可能となる。なお、この状態では、操作ロッド9とともにスイッチ当接板11も同じ方向に移動する。これにより、スイッチ23はオン状態のまま、スイッチ21がオフ状態となる。この状態で、アクチュエータ7を引き抜くと、カム5が矢印34方向に回転し、図1Aの状態となる。これにより、スイッチ21、23ともオフ状態となる。
【0018】
このように、本実施形態においては、操作ロッド9を第1の状態(図2に示す状態)から、さらにカム5に近づける方向に移動させて、操作ロッド9によりカム5の回転をロックするようにしている。したがって、全体としてコンパクトなロック機構を提供することができる。また、ソレノイド19も小型化可能となる。
【0019】
なお、挿入口3aではなく挿入口3bからアクチュエータ7を挿入した場合も、同様にカム5によってインターロックが可能である。
【0020】
また、第1の状態では、操作ロッド9を支持部13に対して独立して矢印31方向に移動できるので、前記ロック係合が可能である。また、かかるロック状態にて、支持部13を矢印32方向に移動させると、これに連動して操作ロッド9も移動する。したがって、前記ロック解除が可能となる。
【0021】
このように、カム従属体の移動方向と同じ方向にさらに移動することにより、ロックするので、全体としてコンパクトな安全スイッチを提供することができる。
【0022】
〔2.第2実施形態〕
図3に示すように、挿入口およびカム5を内蔵するカム内蔵部3Kを操作ロッド内蔵部3Lと取り外して、挿入口3aの位置を変更できるようにしてもよい。これにより、取付位置の自由度をより高めることができる。図3B,図3Cに示すように、カム内蔵部3Kの4隅にはネジ41a〜41dが設けられており、これらのネジによってカム内蔵部3Kは操作ロッド内蔵部3Lにネジ止めされている。なお、図3Bは矢印α方向からの矢視図であり、図3Cは矢印β方向からの矢視図である。かかるネジ止めの際に、図3矢印42方向に90度ずつ回転させて取り付けることにより、固定枠の形状に合わせて、挿入口3bの方向を変更することができる。また、側面に設けられた挿入口3aだけでなく、上面に設けられた挿入口3bの方向を切り換えることもできる。
また、図3bに示すように、カム内蔵部3Kの先端に操作ロッド内蔵部3Lの先端にカム内蔵部3Kと嵌合するツメ3tを設けてもよい。これにより、ネジ41a〜41dをゆるめて取り外した場合でも、カム内蔵部3Kは、操作ロッド内蔵部3Lから外れない。したがって、カム内蔵部3Kを操作ロッド内蔵部3Lから完全に取り外すことなく、矢印42方向に回転可能とすることができる。この場合、カム内蔵部3Kを矢印42方向に回転させている時にも、操作ロッドはカム5と当接したままであり、接点がオンになることがない。また、カム内蔵部3Kを取り外すことができないので、ユーザによる改造を防止できる。
【0023】
カム内蔵部3K側にツメを設けてもよい。さらに、ツメ以外でも、カム内蔵部3Kを操作ロッド内蔵部3Lに対して取り外すことなく、矢印42方向に回転させる機構であればどのような機構であってもよい。
【0024】
〔3.第3実施形態〕
図4に他の実施形態を示す。上記実施形態においては、カム従属体は操作ロッド9および支持部13で構成されていたが、この実施形態では、カム55をロックするロック部材59と、カム55によって位置が変動するスライダ61とに、機能ごとに分けて構成している。ロック部材59、スライダ61について、図5を用いて説明する。図5Bはロック部材59の斜視図であり、図5Aはスライダ61の斜視図である。ロック部材59には、スイッチ21をオンオフ制御するため凸部58aが、スライダ61には、スイッチ23をオンオフ制御するための凸部62aを有する。なお、両部品とも、スライド方向に鏡対称に、凸部58b、62bを設けているが、設けなくてもよい。ロック部材59にはスライダ61の凸部62a,62bを挿入するための窓部57を有する。また、図5においてはロック部材59は一体物として表しているが、実際にはスライダ61を組み込むために、部材56a,56bは分割可能である。ロック部材59にスライダ61を組み込んだ状態を図6に示す。
【0025】
カム55によるロック部材59およびスライダ61の制御について図4、図7を用いて説明する。アクチュエータ7が挿入されていない状態を図4Aに示す。この状態でアクチュエータ7を挿入すると、カム55が矢印33方向に回転する。これにより、ロック部材59はカム面55aによって、スライダ61はカム面55bによってそれぞれ制御され、矢印31,32方向にスライドする。カム面55a、55bと、ロック部材59、スライダ61との当接状態を図4Bに示す。このように、カム面55bはカム面55aと較べて、カム回転軸69から遠い位置に設けられている。このように、カム面55a,55bの2つのカム面によって、ロック部材59とスライダ61を独立して動作制御することができる。
【0026】
カム55が図4A矢印33方向に回転すると、図7Aに示すように、バネ17の矢印31方向への付勢力により、ロック部材59はカム面55aの凹部55a1に嵌合する。これにより、ロック部材59によってカム55がロックされる。これによりスイッチ21はオン状態となる。また、スライダ61についてもバネ65によって矢印31方向に付勢されているので、同様に、カム面55bによって矢印31方向に移動する。これによりスイッチ21、23ともオン状態となる。
【0027】
かかるロック状態は、第1実施形態と同様に、ソレノイド19をオン状態とすることにより、解除される。ソレノイド19に通電すると、図7Bに示すように、軸18が矢印32方向に移動する。これによりロック部材59も矢印32方向に移動する。これにより、カム55とロック部材59とのロック状態が解除され、カム55が矢印34方向に回転可能となる。なお、この状態では、ロック部材59の凸部58aも同じ方向に移動する。これにより、スイッチ21がオフ状態となる。この状態で、アクチュエータ7を引き抜くと、カム55が矢印34方向に回転し、図4の状態となる。
【0028】
このように、本実施形態においては、ロック部材59をカム55に近づける方向に移動させてロックするようにしている。したがって、全体としてコンパクトなロック機構を提供することができる。また、上記実施形態と異なり、ロック部材をスライダと独立して設けているので、より強固なロック機構を実現できる。また、2つの部品の検出位置で状態検出をしているので、ロック部分の先端が破損しても、カム55が回転してアクチュエータ7が抜き可能状態となった場合でも、スライダ61はカム面55bに追従して矢印32方向に移動する。これにより、スイッチ23がオフになる。この状態を検出して、制御対象を停止することができる。
【0029】
なお、ロック部材とスライダで機能的に分けて構成した場合には、ロック部材の先端が何からの原因で欠落し、もはやカムをロックできない場合でも、スイッチ23にて検出される検出結果は正常となるという問題がある。かかる場合を防止するために、図8に示すように、ロック部材59に穴59L、スライダー61に凸部61Kを設け、ロック部材59が矢印32方向に移動しないにもかかわらず、スライダー61が矢印32方向に移動した場合には、前記凸部61Kが前記穴59Lにはまりこむようにしてもよい。これにより、スライダー61が単独では動かないようにでき、操作者に異常が発生したことを報知することができる。
【0030】
図9、図10を用いてかかるロック機能について説明する。図9A,図9Bに正常な状態を示す。図9Aは、図7Aの状態(ロック状態)である。この状態からロック部材59がソレノイド19によって矢印32に移動し、さらにスライダー61がカム面55bによって矢印32方向に移動する(図7Bの状態)。正常状態では、スライダ61が矢印32方向に移動しても、ツメ61Kは穴59Lに嵌合しない。図10A,図10Bにロック部材59の先端が欠落した状態を示す。この状態では、ロック部材59の先端が欠落したために、カム面55aによってロック部材59は矢印32方向に移動せず、スライダー61だけがカム面55bによって矢印32方向に移動する。これにより、スライダー61のツメ61Kが穴59Lに嵌合する。さらに、アクチュエータ7が挿入され、カム55が矢印33方向に回転し、スライダー61にカム面55bによる押圧が与えられなくなっても、図10Bに示すように、この嵌合状態は保持される。これにより、スライダー61によってスイッチ23がオフ状態のまま保持されるので、操作者に異常が発生したことを報知することができる。
【0031】
なお、スライダー61のツメ61Kは、図10Cに示すように、バネ61mで穴59Lに嵌合する方向に付勢するようにしてもよい。
【0032】
〔4.第4の実施形態〕
上記実施形態においては、アクチュエータ7用のカム面と操作ロッド9用のカム面を同じ面に構成した場合について説明したが、アクチュエータ用のカム面と、操作ロッド9用のカム面は異なる面に構成するようにしてもよい。カムの回転軸を前記操作ロッド9の移動方向と同軸とし、これにより、アクチュエータ用のカム面と、操作ロッド9用のカム面は異なる面に構成した例を図11Aに示す。この場合、アクチュエータ用のカム面86と、操作ロッド9用のカム面88は異なる面に構成される。カムの概要斜視図を図11Bに示す。操作ロッド9用のカム面88はカム80が回転した場合に操作ロッドの先端が螺旋状に形成された斜面に沿って移動することにより、矢印31,32方向に移動するように、カムの回転軸に立体螺旋状に設けられている。アクチュエータ7用のカム面は、カムが回転することにより、アクチュエータ7を保持できるように、上記実施形態と同様に切りかけ部が設けられている。また、操作ロッド9は前記螺旋状のカム面に沿って矢印31,32方向に移動できるように、先端がクランク状に形成されている。このようにカムの回転軸を前記操作ロッド9の移動方向と平行に設定することにより、矢印31,32方向の長さを短くすることができる。
【0033】
このように、カムの回転軸方向を前記操作ロッド9の移動方向とほぼ直交する方向に設定するだけでなく、カムの回転軸方向を前記操作ロッド9の移動方向と平行に設定することもできる。
【0034】
〔5.他の実施形態〕
上記実施形態においては、ロック部材59もカム55のカム面に当接して矢印31,32方向に移動する場合について説明したが、これに限定されず、スライダ61がアクチュエータ7の挿入によって、第2の状態となるとこれに連動して、ロック部材がカム55をロックするように、例えば、リンク機構を用いるなど、してもよい。ロック解除はスライダ61と独立して、かかるロック部材とカムとのロックを解除できるようにすればよい。
【0035】
なお、上記実施形態においては、操作ロッド9を第2の状態からさらにカム5に近づける方向に移動させるために、支持部13内で矢印31,または32方向に移動自在となるように操作ロッド9を保持している。しかし、上記3つの状態を実現できるのであれば、どのような構造であってもよい。
【0036】
また、上記実施形態においては、通常時はバネで付勢しておき、ロックを解除する場合にソレノイドをオン状態としている。しかしこれに限定されず、ロックする場合にソレノイドで保持しておき、ソレノイドをオフにするとバネなどの付勢手段でロック解除方向に操作ロッド9を移動させるようにしてもよい。この場合、保持手段と解除手段は上記実施形態とは逆になる。
【0037】
なお、上記実施形態においては、図1A,図1B、図2の各状態を検出するように、2つのスイッチ21,23を用いている。しかし、上記3つの各状態が検出できるものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、3段階の切替を検出できるものを用いてもよい。
【0038】
また、上記実施形態においては、操作ロッド9の位置を検出するのに、操作ロッド9に設けたスイッチ当接板11を採用した場合について説明したが、操作ロッド9の位置を検出できるものであればどのようなものであってもよい。
【0039】
上記実施形態においては、操作ロッド9が第1の状態からさらに移動することによって操作ロッドによってカムを直接ロックする例について説明したが、間接的にロックするようにしてもよい。また、ロックするための移動方向は矢印31,32方向いずれでもよい。
【0040】
なお、何らかの要因でカム従属体がカムとロック係合した状態から、ロック状態を解除するため、ソレノイド19をオン状態にしてもカム従属体が矢印32方向に移動しなくなった場合の為に、ケース3に緊急用の穴を設けるようにしてもよい。かかる穴に工具などを挿入して強制的に操作ロッド等または支持部などの位置を移動できるようにしてもよい。他の実施形態においても同様である。
【0041】
また、ソレノイドに代えて強制的に矢印32方向に移動させるエアシリンダ等を採用してもよい。
【0042】
また、上記実施形態においては、2種類のスイッチを採用した場合について説明したが、図12に示すように、スイッチ当接板11を挟んで対向する位置に別途スイッチを設けてもよい。各スイッチにおけるアンド条件等を採用することにより、より完全にカム従属体の位置を検出することができる。これにより、安全性が向上する。
【0043】
また、上記実施形態においては、ケース3内に端子部を設けた場合について説明したが、ケーブルを出して配線は外部で行ってもよく、また端子部に変えてコネクター部を設けるようにしてもよい。
【0044】
また、操作ロッド9が移動するケース3の穴部と操作ロッド9との間にゴム製のベローズ等のシール部材(パッキン)を設けてもよい。
【0045】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記第1状態から前記カム従属体がさらに前記第1方向に移動することにより、前記カムが前記第2回転方向に回転不能状態で前記カム従属体によって保持されるように関連づけられている。したがって、このように前記カム従属体が前記第1方向にさらに移動して前記カムを回転不能状態とすることにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。
【0046】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記カム従属体を前記第1方向に付勢する付勢部材で構成されており、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記付勢手段に抗して前記カム従属体を前記第2方向に移動させる。したがって、解除の時に所定の電気信号を与えるだけで、前記ロック状態を保持することができる。
【0047】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記カムの回転軸は、前記第1の方向に延びる直線と垂直であり、前記カム従属体は前記カムの回転中心に向かって移動する。したがって、前記カムの回転軸に向かって、前記カム従属体を移動させることができる。したがって、前記カム従属体の側面で前記カムの回転を阻止することができる。
【0048】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、A)操作キーが挿入される挿入口を有する本体、B)前記本体内に収納され、カム従属体を以下の第1、または第2の状態に切り換えるカム、 b1)前記操作キーが前記挿入口に挿入されると第1回転方向に回転し、カム面に沿って前記カム従属体が第1の方向に移動した第1の状態、b2)前記操作キーが前記挿入口から抜かれると、前記第1回転方向とは逆方向である第2回転方向に回転し、前記カム従属体を前記第1の方向とは逆方向である第2の方向に移動した第2の状態を備えた安全スイッチであって、C)前記カム従属体が前記第1の状態からさらに前記第1方向に平行に移動することにより前記カムと前記カム従属体がロック係合するように、前記カムおよび前記カム従属体を構成し、さらに、以下を備えたこと、D)前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、E)前記保持手段による保持を解除する解除手段、F)前記カム従属体の移動位置を検出する検出手段、を特徴とする。このように、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記カム従属体が前記第1の状態からさらに前記第1方向に平行に移動することにより前記カムと前記カム従属体とがロック係合するように、前記カムおよび前記カム従属体を構成し、さらに、D)前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、E)前記保持手段による保持を解除する解除手段を備えている。このように前記カム従属体と前記カムとをロック結合することにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。また、前記検出手段によって前記カム従属体の移動位置が検出される。したがって、カム従属体の位置によって前記操作キーの挿脱状態を検出することができる。
【0049】
なお、本発明にかかるカム機構においては、カムによってカム従属体を移動させるとともに、前記カム従属体によって前記カムをロック可能なカム機構であって、A)前記カムは、前記カム従属体を第1の方向に移動させた第1の回転停止位置または前記カム従属体を第1の方向とは逆方向である第2の方向に移動させた第2の回転停止位置に停止可能であり、B)前記カムと前記カム従属体との関係は、前記カムが前記第1回転停止位置で停止している場合には、両者がさらに近づく方向に移動可能に構成されており、両者が前記近づく方向に移動した場合には、前記カムと前記カム従属体がロック係合し、さらに、以下を備えたこと、C)前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、D)前記保持手段による保持を解除する解除手段を特徴とする。このように前記カム従属体と前記カムとをロック結合することにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。
【0050】
なお、本発明にかかる安全スイッチのロック方法においては、A)カムによってカム従属体を移動させるとともに、前記カム従属体によって前記カムをロック可能な安全スイッチのロック方法であって、B)前記カムは、操作キーが挿入されると第1回転方向に回転し前記カム従属体を第1の方向に移動させるとともに、操作キーが抜かれると、前記第1回転方向とは逆方向である第2回転方向に回転し、前記カム従属体を前記第1の方向とは逆方向である第2の方向に移動させ、C)前記操作キー挿入された状態で、前記カム従属体を前記第1の状態からさらに前記第1の方向に前記カムに対して相対的に移動させ、これにより、前記カムと前記カム従属体とをロック係合状態で保持させ、D)前記カム従属体の移動位置を検出することにより、前記操作キーの挿入状況および前記ロック係合状況を検出し、E)解除命令を与えることにより、前記ロック係合状態の保持を解除することを特徴とする。このように、前記カム従属体を前記第1の状態からさらに前記第1の方向に前記カムに対して相対的に移動させて、前記カムと前記カム従属体とをロック係合状態で保持させている。したがって、操作キーの挿入状態で前記カム従属体が停止するように保持することにより間接的に前記カムをロックする場合と較べて、より確実にカムをロックすることができる。また、かかるロック係合状態は前記第1の方向に前記カムに対して相対的に移動するだけでなので、全体として安全スイッチを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる安全スイッチ1の要部断面図である。
【図2】安全スイッチ1の動作状態を示す図である。
【図3a】第2実施形態を示す図である。
【図3b】ツメを設けた実施形態を示す図である。
【図4】第3実施形態を示す図である。
【図5】ロック部材59およびスライダー61の構造を示す斜視図である。
【図6】スライダー61をロック部材59に組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図7】第3実施形態における動作を説明するための図である。
【図8】第3実施形態にて、さらにツメ61Kを設けた場合の図である。
【図9】ツメ61Kを設けた場合の動作を説明するための図である。
【図10】ツメ61Kを設けた場合の動作を説明するための図である。
【図11】第4実施形態を示す図である。
【図12】スイッチを多数設けた実施形態を示す図である。
【図13】従来の安全スイッチを示す図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・安全スイッチ
3・・・・・・・ケース
5・・・・・・・カム
7・・・・・・・アクチュエータ
9・・・・・・・操作ロッド
11・・・・・・スイッチ当接板
13・・・・・・支持部
15・・・・・・バネ
17・・・・・・バネ
19・・・・・・ソレノイド
21・・・・・・スイッチ
23・・・・・・スイッチ
24・・・・・・端子部
Claims (7)
- A)操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
B)前記本体内に収納され、カム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第1回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第1回転方向と逆方向である第2回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
C)一端が前記カム面に沿って前記カムに近づく第1の方向または前記第1の方向とは逆の第2の方向に移動する操作ロッド、
D)前記操作ロッドを前記第1の方向に付勢する付勢手段を介して前記第1の方向または第2の方向に移動可能に、前記本体内に保持する支持部、
E)前記操作ロッドが前記カムと係合するよう前記支持部に前記第1の方向への力を与える保持手段、
F)前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G )前記カムのカム面は、以下の形状であり、
g1) 前記保持手段により前記支持部に前記第1の方向への力が与えられた状態で、前記カムが前記操作キー挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段により前記第1方向に移動して、これにより、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とする、
g2) 前記カムがロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、前記操作ロッドが前記カムをロックした状態から前記第2方向に移動して、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となる、
g3 )前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態から前記第2回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段に抗して前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第2方向に移動した状態となる、
H) 前記操作ロッドについて、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第2方向に移動した位置を検出する検出手段を備えたこと、
を特徴とする安全スイッチ。 - 請求項1の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、前記支持部を前記第1の方向へ付勢する支持部付勢手段であり、
前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部付勢手段に抗して、前記支持部を前記第2の方向に移動させるソレノイドであること、
を特徴とする安全スイッチ。 - 請求項1の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部を前記第1の方向へ移動させるソレノイドであり、
前記解除手段は、前記支持部を前記第2の方向に移動させる付勢手段であること、
を特徴とする安全スイッチ。 - A)操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
B)前記本体内に収納され、第1、第2のカム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第1回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第1回転方向と逆方向である第2回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
C)一端が前記第1のカム面に沿って前記カムに近づく第1の方向または前記第1の方 向とは逆の第2の方向に移動するロック部材、
D)前記第1の方向に付勢する付勢手段を介して、前記ロック部材内に収納されたスライダであって、前記ロック部材の移動に関係なく一端が前記第2のカム面に沿って前記第1の方向または第2の方向に移動するスライダ、
E)前記ロック部材の前記一端が前記カムと係合するよう前記ロック部材に前記第1の方向への力を与える保持手段、
F)前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G )前記カムの第1および第2のカム面は、以下の形状であり、
g1) 前記カムが前記操作キー挿入状態では、 g11) 前記ロック部材は前記保持手段により前記第1方向に移動させられ、これにより、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とするよう前記第1のカム面が構成されているとともに、 g12) 前記付勢手段により前記スライダを前記第1方向に移動させるよう前記第2のカム面が構成されており、
g2) 前記カムが前記ロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、 g21) 前記ロック部材は前記カムをロックした状態から前記第2方向に移動し、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となるよう前記第1のカム面が構成されており、 g22) 前記スライダは、前記ロック部材が前記第2方向に移動するのと関係なく、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となるよう前記第2のカム面が構成されており、
g3 )前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態から前記第2回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記スライダは、前記付勢手段に抗して前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第2方向に移動した状態となる、
H) 前記スライダについて、前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第2方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第1方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第2回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出する検出手段を備えたこと、
を特徴とする安全スイッチ。 - 請求項4の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、前記ロック部材を前記第1の方向へ付勢するロック部材付勢手段であり、
前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材付勢手段に抗して、前記ロック部材を前記第2の方向に移動させるソレノイドであること、
を特徴とする安全スイッチ。 - 請求項4の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材を前記第1の方向へ移動させるソレノイドであり、
前記解除手段は、前記ロック部材を前記第2の方向に移動させる付勢手段であること、
を特徴とする安全スイッチ。 - 請求項1〜請求項6のいずれかの安全スイッチにおいて、
前記検出手段は、前記保持手段および前記解除手段と、前記カムとの間に設けられていること、
を特徴とする安全スイッチ。
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