JP4653788B2 - 制御盤 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械などにおいて用いられる制御盤に関し、特に、制御盤の開閉を規制するロック機構を扉に設け作業の安全性を高めた制御盤に関する。

前面扉および側面扉、電源の通電／遮断を行うブレーカを備えた制御盤において、前面扉検出手段Ｓ１とＳ２とによって前面扉の閉扉が検出されたときにのみブレーカによる電源の通電を許容する電気的インターロック機構が設けられている（特許文献１）。

このように、工作機械などに用いられる制御盤は、作業者の安全性を考えて扉（ドア）が開いた状態では電力を投入できない、電力が供給されている状態では扉を開くことができない構造となっている。

特開２００１−１６５３９３号公報

前記背景技術の安全機構では、扉が２枚以上で構成されている場合、すべての扉に対して作業者の安全性を考えて扉が開いた状態では電力を投入できない、電力が供給されている状態では扉が開くことができない構造とするために、扉開閉監視用スイッチをそれぞれの扉に用意する必要があり、構造が複雑化していた。
そこで、本発明の目的は、扉用監視スイッチをそれぞれの扉に配置する必要がない簡素な構成の制御盤を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、筐体の開口部を塞ぐ複数の扉と、該扉の開閉を規制する電気的なロック機構と、電源の通電及び遮断を行うブレーカとを有し、前記複数の扉が全て閉じられているときのみ電源の通電を許容する制御盤であって、前記ブレーカは該ブレーカに内蔵される外部遮断機構を有し、前記複数の扉のうち隣り合う扉を閉じたときに互いに突き合わされる扉の側部の一方に前記ロック機構に嵌合するキーを設け、他方の扉の側部に前記電源の通電時に前記キーの引抜きを規制する規制手段と前記キーの着脱を監視する着脱監視手段とを有する前記キーが嵌合するロック機構を設け、前記着脱監視手段を前記ブレーカの前記外部遮断機構に電気的に接続し、前記キーが前記ロック機構に嵌合している時のみ通電を許容するようにしたことを特徴とする制御盤である。

制御盤を構成するそれぞれの扉に扉用監視スイッチを配置する必要がない、簡素な構成の制御盤を提供することが可能となった。
ブレーカと扉とのインターロックにより安全性が向上した。さらに、ブレーカを制御盤筐体の外部に配置したときにも扉の開閉を確実に規制することが可能である。

以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図１は、扉２ａ，扉２ｂの左右開きの２枚扉構造を有する制御盤筐体１の一実施形態である。制御盤筐体１内には、図示しないが、工作機械などの制御に必要な所定の電気回路を構成するトランス、マグネットスイッチ、リレー、タイマや、電源回路を導通及び遮断するメインブレーカ１０等が組み込まれている。電源を通電及び遮断するメインブレーカ１０のハンドルは、制御盤筐体１の外側から作業者が操作できるように配置されている。

図２は、扉２ａにスイッチキー３ａを取り付け、扉２ｂにロックスイッチ４ａを取り付け、扉２ａを開放状態とし扉２ｂを半開き状態にした制御盤筐体１を示している。

図３はロックスイッチ４ａが取り付けられている扉２ｂを閉じ、スイッチキー３ａが取り付けられた扉２ａが開いている状態を表している。図４は図３に示される状態から更に扉２ａを閉じ、制御盤筐体１を完全に閉じた状態の断面図である。図４の符号５に示されるように制御盤筐体１の扉が全て閉じた状態において、ロックスイッチ４ａとスイッチキー３ａとが嵌合するように、両方の位置を決めておく。さらに、制御盤のメインブレーカ１０、及び、ロックスイッチ４の接点を用いて、一実施形態として図５−１に示されるような回路を作成する。図５−１に示される回路は３相交流回路の例であるが、全体、または、一部が２相交流、または、直流回路でもよい。

メインブレーカ１０のハンドル（図示しない）を制御盤の外部から作業者が操作し、メインブレーカ１０をＯＮすることにより電力が投入されると、ロックスイッチ４のロック用ソレノイドコイル７が作動し嵌合しているスイッチキー３がロックされるため、制御盤の扉が開かなくなる。したがって、電源がＯＮにより電力が投入されている状態では制御盤の扉を開けることは不可能である。さらに、スイッチキー３がロックスイッチ４に嵌合している状態では電源を導通でき、スイッチキー３が抜けた状態では電源を導通できない、つまり、遮断するようにするため、スイッチキー着脱監視接点６をメインブレーカに内蔵される外部遮断機構１１ａまたは１１ｂに電気的に接続する。

図５−２はスイッチキー着脱監視接点６が電気的に接続されるメインブレーカに内蔵される外部遮断機構の例の概略ブロック図である。前記外部遮断機構１１ａ，１１ｂに、図５−１に示したメインブレーカの外部遮断回路への接続線９が電気的に接続される。メインブレーカに内蔵される外部遮断機構として、テストリード線、電圧引き外し、不足電圧引き外しの３種類がある。図５−２（ａ）はテストリード線付ブレーカの例を示しており、テストリード線である配線Ａ〜Ｂ間を導通させると、Ｒ〜Ｔ間でショートが起こったことになるため、メインブレーカが遮断される。図５−２（ａ）のテストリード線付ブレーカの例では３つの接点が連動して動作する。図５−２（ｂ）は電圧引き外し付ブレーカの例を示しており、配線Ｃ〜Ｄはブレーカ遮断用のコイルに繋がっている。したがって、配線Ｃ〜Ｄ間に所定の電圧を印加すると、メインブレーカ１０が遮断される。図示しないが、不足電圧引き外しでは、図５−２（ｂ）とは逆に、「所定の電圧を印加し続ける必要がある」といったものです。そのため、電圧が一定値以下になるか、または、遮断された場合、メインブレーカが遮断される。

このメインブレーカに内蔵される外部遮断機構１１ａまたは１１ｂを用いることにより、スイッチキー３がロックスイッチ４から抜けた状態、つまり、制御盤の扉が開いた状態ではメインブレーカ１０を導通（ＯＮ）にすることはできない。

図１〜図４に示される本実施形態では、先に閉じる扉にロックスイッチ４ａを取り付け、後に閉じる扉にスイッチキー３ａを取り付けているが、これを逆に取り付けてもよい。
また、図６に示されるように２枚扉の突き合う側面に蝶番１２が存在するような構図であっても、蝶番１２の回転軸近傍へロックスイッチ４ａを取り付けることにより、全く同様な効果を得ることが可能である。

図７以降に示される制御盤は、扉が３枚以上の制御盤の実施形態である。
図７は３枚扉の制御盤の断面図である。図７（ａ）は三枚の扉が全て開いた状態である。一例として、中央の扉の両側部にロックスイッチ４ａと４ｂが２個、両端の扉２ｅと２ｇにスイッチキー３ａと３ｂとがそれぞれ１個ずつ取り付けられているものを示している。
図７（ａ）は一例を示したものであり、スイッチキー３とロックスイッチ４の取り付け方法及び手段には特に制限はない。全ての扉が開いた状態から、中央の扉２ｆ→左端の扉２ｅ→右端の扉２ｇの順（図７（ａ）から図７（ｄ））に各扉を閉じていくと、ロックスイッチ４ａ，４ｂとスイッチキー３ａ，３ｂとが全て嵌合した状態で、３枚の扉２ｅ，２ｇ，２ｆがいずれも閉じた状態になる。また、２つのロックスイッチ４ａ，４ｂとメインブレーカ１０との間で、例えば、図８のような回路を構成する。図７（ｄ）の状態でメインブレーカ１０の電源を投入すると、２つのロックスイッチ４ａ，４ｂが共に動作し、３枚全ての扉が開かなくなる。さらに、スイッチキー着脱監視接点６ａ，６ｂを直列に接続し、メインブレーカに内蔵される外部遮断機構１１ａまたは１１ｂに接続すれば、スイッチキー３ａまたはスイッチキー３ｂのいずれかのスイッチキーが抜けた状態、換言すると、いずれかの扉が開いている状態では、メインブレーカに内蔵される外部遮断機構１１ａまたは１１ｂの作用によりメインブレーカ１０が遮断されるため、電源を投入することができない。

図９及び図１０は４枚扉の制御盤の断面図で、図９に示される制御盤は前面に４枚の扉２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋを配置したもので、図１０に示される制御盤は前面に２枚扉２ｍ，２ｎ、両側面に各１枚の扉２ｌ，２ｏが取り付けられたものである。いずれの制御盤においても、図８に示されるのと同様な回路を構成することにより、図７で示した制御盤の実施形態と同等の機能を有する。更なる安全性確保のため、図９、図１０それぞれの扉２ｉ，２ｍと扉２ｊ，２ｎとの間にロックスイッチ４とスイッチキー３の１組を追加してもよい。

図１１は扉を回転式に替えてスライド式の扉を使用した制御盤の実施形態である。図１１は、３枚のスライド扉２ｐ，２ｑ，２ｒを備えた制御盤の断面図であり、図１１（ａ）は扉を開いた状態を示し、図１１（ｂ）は扉を閉じた状態を示している。扉を完全に閉じると扉２ｒの両端と扉２ｐの一端は引っ掛け構造１３により固定されるため、ロックスイッチ４ａとスイッチキー３ａとをそれぞれ扉２ｐと扉２ｑとに取り付けるとよい。

なお、同様の構造において、扉２ｐと扉２ｑ、扉２ｑと扉２ｒのそれぞれの組にロックスイッチとスイッチキーを取り付けてもよい。この場合にも、図８のような回路を作れば、図７、図９、図１０と同等の機能を有することができる。

以上のように、扉が３枚以上の場合は隣り合った２枚の扉を任意に選択し、そのうちの一方にロックスイッチ４、他方にスイッチキー３を取り付ければよい。この場合、ロックスイッチ４およびスイッチキー３の数は問わないが、構造上およびコストの問題から、なるべく少なくすることが望ましい。

なお、スイッチキー３の防水・防油を考慮した場合、扉の内側、つまり、制御盤内部にスイッチキーを設置するのが望ましいが、スイッチキー３は扉の外側、つまり、制御盤の外部に配置することも可能である。ロックスイッチ４に関しても、ソレノイドコイルを用いるものに限定されず、他の手段を用いるロック機構を使用することも可能である。

２枚扉の制御盤の一例である。 ロックスイッチおよびスイッチキーを制御盤の筐体に取り付けた一例である。 制御盤筐体の右側扉を閉じ左側扉を開いた状態を示す例。 制御盤筐体の左右の扉を閉じた状態を示す例。 ロックスイッチとメインブレーカとの接続回路の例の概略ブロック図。 ブレーカに内蔵される外部遮断機構の例の概略ブロック図。 蝶番が２枚扉の突合せ面側にある場合の断面概略図。 ３枚扉の制御盤の断面概略図。 ロックスイッチが２つある場合のメインブレーカとの接続回路の概略図。 ４枚扉の制御盤の断面概略図。 側面が開く形態である４枚扉の制御盤の断面図。 スライド式３枚扉の制御盤の断面概略図で扉が開いた状態の図（ａ）と閉じた状態の図（ｂ）。

符号の説明

１ 制御盤筐体
２ａ，２ｂ，２ｃ 扉
３，３ａ，３ｂ スイッチキー
４，４ａ，４ｂ ロックスイッチ
５ ロック用ソレノイドコイル
６，６ａ，６ｂ スイッチキー着脱監視接点
７ ロック用ソレノイドコイル
８ ロック用ソレノイドコイル駆動用電力線
９ メインブレーカの外部遮断回路への接続線
１０ メインブレーカ
１１ａ，１１ｂ メインブレーカに内蔵される外部遮断機構
１２ 蝶番
１３ 引っ掛け構造

Claims (1)

1. 筐体の開口部を塞ぐ複数の扉と、該扉の開閉を規制する電気的なロック機構と、電源の通電及び遮断を行うブレーカとを有し、前記複数の扉が全て閉じられているときのみ電源の通電を許容する制御盤であって、前記ブレーカは該ブレーカに内蔵される外部遮断機構を有し、前記複数の扉のうち隣り合う扉を閉じたときに互いに突き合わされる扉の側部の一方に前記ロック機構に嵌合するキーを設け、他方の扉の側部に前記電源の通電時に前記キーの引抜きを規制する規制手段と前記キーの着脱を監視する着脱監視手段とを有する前記キーが嵌合する前記ロック機構を設け、前記着脱監視手段を前記ブレーカの前記外部遮断機構に電気的に接続し、前記キーが前記ロック機構に嵌合している時のみ通電を許容するようにしたことを特徴とする制御盤。