JP6251952B2 - セレクタスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、例えばロボットなどを使用する生産設備において稼働モードと点検モードを切り替えるために回動操作により接点の切り替えを行うセレクタスイッチに関する。

従来、特許文献１に示すように、操作リングを回動操作することにより、押しボタンを移動させて、スイッチ回路を選択できるセレクタ押しボタンスイッチが公知である。また、操作リングの代わりに、キーの回動操作により押しボタンを移動させて、スイッチ回路を選択できるようにしたものもある。

このような操作リングを用いた押しボタンスイッチは、いつでも操作リングを廻してスイッチ回路を切り換えることができるし、キーを使用する押しボタンスイッチでは、キーが装着されている限り、いつでもキー操作してスイッチ回路を切り換えることができる。このため、安全柵で囲まれたロボット作業場などで、安全柵内に人が立ち入っているのに気が付かずに、操作リングやキーが誤操作されてアンロック状態にさせられると、安全柵の内部にいる人が危険に晒されることになる。

特開昭６０−１９５８２１号公報

本発明は、キーや操作リングの操作をロックして、誤操作を防止することができるセレクタスイッチを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、
時計回りと反時計回りに回動可能で、稼働モードと点検モードの２つのモードに操作が可能な操作部と、
前記操作部による回動操作により回動する回動部材と、
前記回動部材の回動により前記回動部材の軸方向に移動するカム部材と、
前記カム部材の軸方向の移動により押圧されて前記稼働モードと前記点検モードの２つのモードに接点が切り替わるスイッチとを備えたセレクタスイッチにおいて、
前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を阻止する動作位置と、前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を許容する非動作位置とに移動可能なプランジャを有する電磁ソレノイドからなる回動阻止部材を設け、
前記回転阻止部材は、前記操作部が前記稼働モードから前記点検モードに操作されたときに、前記プランジャを前記非動作位置から前記動作位置に移動させ、前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を阻止して、前記操作部の前記稼働モードへの操作を阻止するものである。

前記手段では、回動阻止部材が動作位置に移動すると、回動部材の回動又はカム部材の移動が阻止されるので、スイッチの接点は切り替えられない。また、回動阻止部材が非動作位置に移動すると、回動部材の回動又はカム部材の移動が許容されるので、スイッチの接点が切り替えられる。

前記回動部材は、前記回動阻止部材が係合する係合部を有することが好ましい。具体的には、前記係合部は前記回動部材の外周部から突出する係合突起であり、前記回動阻止部材は前記回動部材の軸方向に移動して前記係合突起に係合するようにすることができる。または、前記係合部は前記回動部材に形成された係合穴であり、前記回動阻止部材は前記回動部材の半径方向に移動して前記係合穴に係合するようにすることもできる。
この構成により、回動部材に係合突起や係合穴を設けるだけの簡単な構成で、回動部材の動作を阻止又は許容することができる。

本発明によれば、回動部材の回動又はカム部材の移動を阻止する動作位置と、回動部材の回動又はカム部材の移動を許容する非動作位置に移動可能な回動阻止部材を設けたので、この回動阻止部材を動作位置と非動作位置に移動させることにより、接点の切り替えを行うことができる。このため、回動阻止部材により動作位置にしておけば、キーや操作リングの操作をロックすることができ、第三者がキーや操作リングを操作しようとしても操作ができないので、安全柵で囲まれたロボット作業場など人が立ち入っていた場合でも、安全柵の内部にいる人が危険に晒されることはないので、安全である。

本発明の第１実施形態に係るセレクタスイッチの斜視図。 連結部の連結ハウジングを破断した図１のセレクタスイッチの正面図。 図１のセレクタスイッチの連結部の分解斜視図。 図１のセレクタスイッチの平面図で、（ａ）は電磁ソレノイドが非動作位置にある状態を示し、（ｂ）は電磁ソレノイドが動作位置にある状態を示す。 キー操作とソレノイドの動作の関係を示す図。 本発明の第２実施形態に係るセレクタスイッチの斜視図。 連結部の連結ハウジングを破断した図６のセレクタスイッチの正面図。 図６のセレクタスイッチの連結部の分解斜視図。 図６のセレクタスイッチの垂直断面図で、（ａ）は電磁ソレノイドが動作位置にある状態を示し、（ｂ）は電磁ソレノイドが非動作位置にある状態を示す。 回動阻止部材の変形例を示す平面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るセレクタスイッチ１を示す。セレクタスイッチ１は、例えば生産工場で安全柵に囲まれて作業ロボットなどが配置された危険エリア内の制御盤に取り付けられる。セレクタスイッチ１は、設備の稼働モードと点検モードに切り換えるためのものである。

第１実施形態のセレクタスイッチ１は、大略、操作キー２が装着され、本発明の操作部として機能するキー本体部３と、連結部４と、スイッチ５と、本発明の回動阻止部材としての電磁ソレノイド６とから構成されている。なお、以下の説明において、セレクタスイッチ１の操作キー２が装着される面を上面とし、この上面を上にして電磁ソレノイド６が右側に位置するように見た面を正面とし、この正面に対し左右の面を左側面、右側面といい、各構成部材の上面に対し反対側の面を下面という。

操作キー２は、先端に係合突起を有する筒状のキー本体７と、後端に取り付けられたグリップ８とからなる公知のキーである。

キー本体部３は、操作キー２が着脱可能で、操作キー２の回動操作により図示しないキーシャフトを回動させるキーシリンダ９と、キーシリンダ９を収容するケース１０とからなっている。図２に示すように、キーシリンダ９の下端には図示しないキーシャフトと一体に回動する操作ドグ１１が取り付けられている。

連結部４は、キー本体部３の下端に連結され、図３に示すように、本発明の構成要素である回転部材としての回動ドグ１２と、同じく本発明の構成要素であるカム部材としてのカムプランジャ１３と、押圧部材１４と、これらを収容する連結ハウジング１５とから構成されている。

回動ドグ１２は、円筒形状を有し、外周面にフランジ１６を有している。回動ドグ１２の上部は、キー本体部７の操作ドグ１１と一体回転可能に係合するようになっている。また回動ドグ１２の上端には、固定部材１７によりロックプレート１８が取り付けられている。ロックプレート１８は中心穴１９を有する細長い板状である。ロックプレート１８の一端は他端よりも長く形成されて、後述する電磁ソレノイド６のプランジャ４３と係合する係合突起１８ａとなっている。回動ドグ１２の下部外周面の１８０°離れた位置には、後述するカムプランジャ１３の傾斜カム面２３に摺動可能に係合する１対の摺動突部２０が形成されている。

カムプランジャ１３は、円筒形状を有し、上部の大径部２１と下部の小径部２２からなっている。大径部２１の上端には、周方向に１８０°離れた位置に傾斜カム面２３が形成されている。傾斜カム面２３の上方終端に続く平坦部２４には回動ドグ１２の摺動突部２０の先端が係合する凹部２５が形成されている。小径部２２の周方向に１８０°離れた位置には、下端から軸方向に延びるガイド溝２６が形成されている。また、ガイド溝２６から９０°離れた位置には、係合穴２７が形成されている。

押圧部材１４は、カムプランジャ１３の小径部２２の下端に装着され、後述するスイッチ５の操作体４１を押圧するものである。押圧部材１４は、平板部２８と、平板部２８から上方に突出する１対の腕部２９とからなっている。平板部２８は外周に１８０°離れた位置に１対の係合凹部３０が形成され、この１対の係合凹部３０から９０°離れ対置に１対の係合突起３１が形成されている。１対の係合凹部３０と係合突起３１はケース１０の内面に形成された図示しない凸部、突起と係合するものであり、押圧部材１４及びこの押圧部材１４と連結するカムプランジャ１３がケース１０内で回転しないようにするものである。腕部２９の外面には、カムプランジャ１３の係合穴２７に係止する突起３２が形成されている。なお、押圧部材１４は、図示しないばねにより上方に付勢され、常に傾斜カム面２３が回動ドグ１２の摺動突部２０と接触するように形成されている。

連結ハウジング１５は、回動ドグ１２、カムプランジャ１３を収容するものである。連結ハウジング１５は、上方から見て矩形の矩形部３３と、下方の円筒部３４とからなっている。矩形部３３は、キー本体部７の操作ドグ１１の下端が挿入される部分である。矩形部３３は、上板３３ａと下板３３ｂとからなり、上板３３ａと下板３３ｂに間には、組立ての際に操作部３のケース１０と連結部４の連結ハウジング１５を連結固定する固定レバーが挿入される隙間３５が形成されている。矩形部３３の下方にある円筒部３４の上部には、図２に示すように、１８０°離れた位置に、ロックプレート１８が挿通される１対のスリット３６が形成されている。

連結ハウジング１５の内面上部には、回動ドグ１２のフランジ１６が載置される段部３７が形成され、内面下部には、カムプランジャ１３のガイド溝２６に嵌入するガイド突起３８が下端から上方に軸方向に延びている。連結ハウジング１５の下端外面には、１８０°離れた位置に１対の取付座３９が形成されている。連結ハウジング１５の右側面には、後述する電磁ソレノイド６を取り付けるための逆Ｌ字形のブラケット４０が形成されている。

スイッチ５は、上方に突出する操作体４１が下方に押されると内部の接点が閉成又は開成し、操作体４１の押圧が解除されると復帰ばね（不図示）により上方に復帰して接点が開成又は閉成するように構成されている。スイッチ５は、常閉接点を有し、オン状態からオフ状態に移行する第１スイッチ５ａと、常開接点を有し、オフ状態からオン状態に移行する第２スイッチ５ｂとで構成され、スナップアクション動作を行う。すなわち、第１スイッチ５ａがオン状態からオフ状態に切り変わる時点と、第２スイッチ５ｂがオフ状態からオン状態に切り替わる時点が同じであり、動作の不完全領域がない。スイッチ５の外側には、連結ハウジング１５の取付座３９を支持する支持台４２が取り付けられている。

回動阻止部材としての電磁ソレノイド６は、図４に示すように、連結ハウジング１５のブラケット４０に取り付けられ、上下方向に移動可能なプランジャ４３を有している。プランジャ４３は電磁ソレノイド６の励磁により上方に突出する動作位置と、下方に後退する非動作位置に移動可能である。なお、ブラケット４０には、電磁ソレノイド６に電源を供給するターミナルボックス４４が取り付けられている。

次に、前記構成からなるセレクタスイッチ１の動作について説明する。

まず、図５のＡに示すように、操作キー２が反時計回りに回動されて稼働モードに操作されているとき、回動ドグ１２に取り付けられたロックプレート１８は、図４（ａ）に示すように、電磁ソレノイド６のプランジャ４３と対向した位置にある。また、回動ドグ１２の摺動突部２０はカムプランジャ１３の傾斜カム面２３の下方終端に位置していて、カムプランジャ１３の下端の押圧部材１４はスイッチ５を押圧していない。この結果、常閉接点を有する第１スイッチ５ａは、オン状態、常開接点を有する第２スイッチ５ｂは、オフ状態となっている。これにより、設備は稼働状態となっている。この状態では、ロックプレート１８はロック解除状態であり、操作キー２を稼働モードから点検モードに廻すことが可能である。

設備の点検などのために、設備を停止する場合、図５のＢに示すように、操作キー２を時計回りに回動して稼働モードから点検モードに操作する。これに伴い、回動ドグ１２に取り付けられたロックプレート１８は、図４（ｂ）に示すように、電磁ソレノイド６のプランジャ４３と対向しない位置に回動する。また、回動ドグ１２の摺動突部２０はカムプランジャ４３の傾斜カム面２３上を上方終端まで摺動して凹部２５に係止し、カムプランジャ４３の下端の押圧部材１４はスイッチ５を押圧する。この結果、常閉接点を有する第１スイッチ５ａは、オフ状態、常開接点を有する第２スイッチ５ｂは、オン状態となる。これにより、設備は停止状態となり、作業者は設備の点検を行うことができる。

この状態では、電磁ソレノイド６は未だ励磁されていないので、ロックプレート１８はロック解除状態のままであり、操作キー２を点検モードから稼働モードに戻すことが可能である。したがって、設備の点検が行われているのを知らずに第三者が操作キー２を稼働モードに戻した場合、設備が稼働し、点検を行っている作業者は危険に晒されることになる。

そこで、本実施形態では、図５のＣに示すように、操作キー２が点検モードにあるときに、電磁ソレノイド６を励磁してオンする。これにより、電磁ソレノイド６のプランジャ４３が上方に突出してロックプレート１８の側方に位置する。この結果、ロックプレート１８はロック状態となり、操作キー２を稼働モードに戻すことができなくなるので、点検を行っている作業者は安全に作業を行うことができる。

作業者が点検を終え、設備を離れたことが確認されると、図５のＤに示すように、電磁ソレノイド６を消磁してオフする。これにより、電磁ソレノイド６のプランジャ４３が下方に後退する。この結果、ロックプレート１８はロック解除状態となり、操作キー２を稼働モードに戻すことが可能となる。

操作キー２を図５のＤに示す点検モードから反時計回りに廻して、図５のＡに示すように稼働モードに戻すと、回動ドグ１２に取り付けられたロックプレート１８は、図４（a）に示すように、電磁ソレノイド６のプランジャ４３と対向する位置に回動する。また、回動ドグ１２の摺動突部２０はカムプランジャ４３の凹部２５から離脱し、傾斜カム面２３上を上方終端から下方終端まで摺動し、カムプランジャ４３の下端の押圧部材１４はスイッチ５の押圧を解除する。この結果、常閉接点を有する第１スイッチ５ａは、オン状態、常開接点を有する第２スイッチ５ｂは、オフ状態となる。これにより、設備は稼働状態に戻る。

図６は、本発明の第２実施形態に係るセレクタスイッチ５０を示す。このセレクタスイッチ５０は、本発明の回動阻止部材である電磁ソレノイド６の取付位置が異なる以外は、第１実施形態のセレクタスイッチ１と実質的に同一であるので、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。

電磁ソレノイド６は、図７−８に示すように、プランジャ４３の軸が水平に配置されて、連結ハウジング１５に設けられた貫通穴５１を通して内部に突入するようにブラケット４０に取り付けられている。回動ドグ１２の外周面には、図８に示すように、電磁ソレノイド６のプランジャ４３が嵌入して係合する係合穴５２が形成されている。なお、第２実施形態では、第１実施形態のようなロックプレート１８は設けられず、係合穴５２がその役割をする。

第２実施形態のセレクタスイッチ５０の動作は第１実施形態と同一であるので、詳しい説明は省略するが、図９に示すように、操作キー２が点検モードにあるときに、電磁ソレノイド６を励磁してオンすると、電磁ソレノイド６のプランジャ４３が側方に突出して連結ハウジング１５の貫通穴５１を通して回動ドグ１２の係合穴５２に係合する。この結果、回動ドグ１２はロック状態となり、操作キー２を稼働モードに戻すことができなくなるので、点検を行っている作業者は安全に作業を行うことができる。

以上の実施形態は、種々の変形が可能である。例えば、第１実施形態では、回動阻止部材である電磁ソレノイド６のプランジャ４３をロックプレート１８の側方に突出するようにしているが、ロックプレート１８にプランジャ４３が係合する切欠きや係合穴を設けてもよい。また、第２実施形態では、回動阻止部材である電磁ソレノイド６のプランジャ４３を回転ドグ１２の係合穴５２に直接係合するようにしているが、図１０に示すように、回動ドグ１２の係合穴５２に係合するピン５３を水平方向に移動可能に設け、電磁ソレノイド６のプランジャ４３の移動をリンク機構５４を介してピン５３に伝達するように構成することもできる。また、第２実施形態において、回転ドグ１２を係止するには、係止穴５２の他、切り欠きや段差を設けても良い。

また、前記実施形態では操作キー２を使用するが、操作リングを回動操作するようにしてもよい。また、前記実施形態では、回動阻止部材である電磁ソレノイド６により回動ドグ１２の回動を阻止するようにしたが、カムプランジャ１３の上下方向の移動を阻止するようにしてもよい。

１ セレクタスイッチ
２ 操作キー
３ キー本体部
５ スイッチ
６ 電磁ソレノイド
７ キー本体部（操作部）
１２ 回動ドグ（回動部材）
１３ カムプランジャ（カム部材）
１８ ロックプレート
１８ａ 係合突起
４３ プランジャ
５０ セレクタスイッチ
５２ 係合穴

Claims (4)

1. 時計回りと反時計回りに回動可能で、稼働モードと点検モードの２つのモードに操作が可能な操作部と、
   前記操作部による回動操作により回動する回動部材と、
   前記回動部材の回動により前記回動部材の軸方向に移動するカム部材と、
   前記カム部材の軸方向の移動により押圧されて前記稼働モードと前記点検モードの２つのモードに接点が切り替わるスイッチとを備えたセレクタスイッチにおいて、
   前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を阻止する動作位置と、前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を許容する非動作位置とに移動可能なプランジャを有する電磁ソレノイドからなる回動阻止部材を設け、
   前記回転阻止部材は、前記操作部が前記稼働モードから前記点検モードに操作されたときに、前記プランジャを前記非動作位置から前記動作位置に移動させ、前記回動部材の回動又は前記カム部材の移動を阻止して、前記操作部の前記稼働モードへの操作を阻止することを特徴とするセレクタスイッチ。
2. 前記回動部材は、前記回動阻止部材が係合する係合部を有することを特徴とする請求項１に記載のセレクタスイッチ。
3. 前記係合部は前記回動部材の外周部から突出する係合突起であり、前記回動阻止部材は前記回動部材の軸方向に移動して前記係合突起に係合することを特徴とする請求項２に記載のセレクタスイッチ。
4. 前記係合部は前記回動部材に形成された係合穴であり、前記回動阻止部材は前記回動部材の半径方向に移動して前記係合穴に係合することを特徴とする請求項２に記載のセレクタスイッチ。

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