JP6745568B2 - 安全スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータとスイッチ本体の協働により接点を切り替える安全スイッチに関し、詳細には、接点の不一致状態の発生を防止するための構造の改良に関する。

自動運転される工作機械などの産業用機械が設置された危険区域の出入り口には、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。

たとえば、特表平９−５０２２９８号公報の図１に示す安全スイッチ（１）は、扉側に配置されるキー（アクチュエータ）（５）と、壁側に配置され、キーウエイ（アクチュエータ挿入孔）（４）を有するヘッドピースハウジング（３）と、ハウジング（２）とを備えている。ヘッドピースハウジング（３）の内部には、キーウエイ（４）へのキー（５）の抜き差しにより正逆転可能なノッチ付ホイール（カム）（９）が設けられている。ハウジング（２）の内部には、扉閉塞時のホイール回転位置においてホイール（９）の休止ノッチ（１５）に係合してホイール（９）をロックする往復動可能なプランジャ（６）と、プランジャ（６）の動きに応じて接点を切り替えるスイッチ（８）とが設けられている。

このような安全スイッチにおいては、扉を閉じると、キー（５）がキーウエイ（４）に挿入されてホイール（９）が回転し、ホイール（９）の休止ノッチ（１５）にばね力で付勢されたプランジャ（６）の先端部が係合してホイール（９）がロックされる。その結果、スイッチ（８）の接点がオフからオンに切り替わって、機械の電源が入るようになっている。このとき、ホイール（９）がロックされているため、機械の運転中に作業者が扉を開けるのが防止されており、危険区域への作業者のアクセスが防止されている。その一方、ホイール（９）のロック状態において、プランジャ（６）の周囲のステータ（１２）に通電すると、プランジャ（６）の先端部がホイール（９）の休止ノッチ（１５）から外れてプランジャ（６）が後退する。その結果、ホイール（９）のロック状態が解除されてアンロック状態となり、作業者が扉を開けることができるようになっている。このとき、機械の電源はオフにされており、機械の運転は停止している。

特表平９−５０２２９８号公報に記載のものでは、ホイール（９）をロック状態にするのに、プランジャ（６）の半円弧状の先端部をホイール（９）の半円弧状の休止ノッチ（１５）に単に係合させているだけであり、ロック状態としての安定性に欠ける。

そこで、プランジャとは別個のロック部材を備えた安全スイッチが提案されている。たとえば、特開平１０−３３４７７２号公報の図２０ないし図２２に示す安全スイッチは、駆動カム（１）の外周面に形成されたロック段部（１ｄ）に係合し得る揺動可能なロックレバー（５０）を有している。ロックレバー（５０）は、先端の係止片（５０ａ）がばね力によって駆動カム（１）の外周面の側に弾性的に付勢されている。

アクチュエータ（１０２）の挿入により駆動カム（１）がロック位置に回転移動すると、ロックレバー（５０）の係止片（５０ａ）が駆動カム（１）の外周面から半径方向内方に進入してロック段部（１ｄ）に係合し、駆動カム（１）をロックする（同公報の段落［００６１］参照）。その一方、駆動カム（１）のロック状態において、ソレノイド機構部（２１３）（同公報の図１９）に通電すると、プランジャ（９０ａ）が後退し、ロックレバー（５０）の係止片（５０ａ）が駆動カム（１）の半径方向外方に移動してロック段部（１ｄ）から外れる。その結果、駆動カム（１）のロック状態が解除されてアンロック状態となる（同公報の段落［００６２］参照）。

上述したいずれの構造の安全スイッチにおいても、ホイール（９）や駆動カム（１）のロック動作の過程で、扉閉塞時の反動で扉がわずかに開放側に移動することにより、ホイール（９）の休止ノッチ（１５）にプランジャ（６）の先端部が完全に係合していない状態や、駆動カム（１）のロック段部（１ｄ）にロックレバー（５０）の係止片（５０ａ）が完全に係合していない状態が発生し得る。また、ホイール（９）や駆動カム（１）のアンロック動作の過程で、扉がわずかに開放側に移動することにより、ホイール（９）の休止ノッチ（１５）からプランジャ（６）の先端部が完全に外れていない状態や、駆動カム（１）のロック段部（１ｄ）からロックレバー（５０）の係止片（５０ａ）が完全に外れていない状態が発生し得る。

このとき、プランジャ（６）の先端部は、ホイール（９）の休止ノッチ（１５）に途中まで進入して摩擦力と釣り合っており、同様に、ロックレバー（５０）の係止片（５０ａ）は、駆動カム（１）のロック段部（１ｄ）に途中まで進入して摩擦力と釣り合っている。ここで、複数のロック接点が設けられている場合には、各々の接点でＯＮ／ＯＦＦの切り替わりタイミングが異なるので、上記摩擦力が釣り合った状態では接点の不一致状態が生じる可能性がある。機械側はこうした不一致状態を故障と判断するため、接点の不一致状態が頻繁に発生すれば、そのたびに機械が停止することになって、作業効率が低下する。

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、安全スイッチにおいて接点の不一致状態の発生を防止できるようにすることにある。

本発明は、アクチュエータとスイッチ本体の協働により接点を切り替える安全スイッチである。スイッチ本体は、アクチュエータの挿入により回転可能なカムと、カムの回転に応じて接点の切替えを行う操作部と、カムの回転をロックするロック位置、および、カムのロック状態を解除するロック解除位置を採り得るように、カムに対して接近離反可能に設けられたロック部とを備えている。ロック位置およびロック解除位置間の中間位置においてアクチュエータが引抜方向に移動した際にカムと当接するロック部のカム当接面の一部は、カム側に突出する突出部を有しており、突出部が互いに交差する第１および第２の平坦状面を有している。

本発明によれば、スイッチ本体に対してアクチュエータを挿入することにより、カムが回転し、カムの回転に応じて操作部により接点の切替えが行われる。

カムのロック動作時には、ロック部がロック位置に移動しようとするが、その際、ロック解除位置およびロック位置間の中間位置でアクチュエータが引抜方向に移動してカムがロック部のカム当接面に当接したとき、ロック部のカム当接面においてカム側に突出しているのは突出部のある一部の領域だけであり、カム当接面において突出部以外の領域はカム側に突出していない。そのため、ロック部は、ロック動作の過程でロック解除位置およびロック位置間の中間位置をスムーズに通り越すことができ、これにより、ロック部がロック位置に移動する前にカムとの摩擦力で途中で停止するような状態が発生するのを防止でき、その結果、接点の不一致状態の発生を防止できる。

また、カムのアンロック動作時には、ロック部がロック解除位置に移動しようとするが、その際、ロック位置およびロック解除位置間の中間位置でアクチュエータが引抜方向に移動してカムがロック部のカム当接面に当接したとき、ロック部のカム当接面においてカム側に突出しているのは突出部のある一部の領域だけであり、カム当接面において突出部以外の領域はカム側に突出していない。そのため、ロック部は、アンロック動作の過程でロック位置およびロック解除位置間の中間位置をスムーズに通り越すことができ、これにより、ロック部がロック解除位置に移動する前にカムとの摩擦力で途中で停止するような状態が発生するのを防止でき、その結果、接点の不一致状態の発生を防止できる。

本発明においては、ロック部が回動可能に軸支されており、ロック部の回動中心から第１、第２の平坦状面までの距離は、第１、第２の平坦状面の境界までの距離が最大になるよう設定されている。

本発明においては、カムが凸状部を有しており、ロック部がロック位置およびロック解除位置間の中間位置を移動する際、ロック部の突出部が凸状部と当接しつつ移動している。

本発明においては、ロック部が、カムの凸状部との干渉を吸収し得る隙間を介して弾性支持されている。

本発明においては、ロック部が回動可能に軸支されるとともに、その支軸が半径方向の隙間を介して弾性支持されている。

以上のように、本発明によれば、安全スイッチにおいて接点の不一致状態の発生を防止できる効果がある。

本発明の一実施例による安全スイッチの全体斜視図であって、アクチュエータがスイッチ本体に挿入された状態を示している。 前記安全スイッチ（図１）の正面図である。 前記安全スイッチ（図１）の底面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図２のV-V線断面図である。 図３のVI-VI線断面図である。 前記安全スイッチ（図１）のスイッチ本体内部のロックレバーの全体斜視図である。 前記ロックレバー（図７）の平面図である。 図８のIX-IX線断面図である。 前記ロックレバー（図７）の底面図である。 前記安全スイッチ（図１）においてアクチュエータ挿入時の動作を図１２および図１３とともに時系列的に説明するための図であって、アクチュエータをスイッチ本体のヘッド部の内部構造とともに示している。 図１１のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）においてアクチュエータ挿入時の動作を図１１および図１３とともに時系列的に説明するための図であって、アクチュエータをスイッチ本体のヘッド部の内部構造とともに示している。 図１２のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）においてアクチュエータ挿入時の動作を図１１および図１２とともに時系列的に説明するための図であって、アクチュエータをスイッチ本体のヘッド部の内部構造とともに示している。 図１３のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）においてアクチュエータ挿入時にスイッチ本体上部のロックカムが吸込みに切り替わった後、アクチュエータが引抜方向に動作して停止した状態を説明するための図である。 図１４のロックレバー部分の拡大図である。 図１４Ａの一部詳細図である。 前記安全スイッチ（図１）においてアクチュエータ挿入時にスイッチ本体上部のロックカムが吸込みに切り替わった後、アクチュエータが引抜方向に動作している際にロックレバーがロック解除位置からロック位置に移行する様子を図１６ないし図１８とともに時系列的に説明するための図である。 図１５のロックレバー部分の拡大図である。 図１５Ａの一部詳細図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図１５に示す状態から操作ロッドがさらに上方に移動した状態を示している。 図１６のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図１６に示す状態から操作ロッドがさらに上方に移動した状態を示している。 図１７のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図１７に示す状態から操作ロッドがさらに上方に移動してロックレバーがロック位置に移行した状態を示している。 図１８のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）において、ロックレバーがロック位置に配置された状態でアクチュエータが引っ張られることにより、ロックレバーがその支軸とロックカムとの間でロックされた状態を示している。 図１９のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図１９に示すアクチュエータの引張状態が徐々に緩められることにより、操作ロッドが下方に移動している途中の状態を示している。 図２０のロックレバー部分の拡大図である。 図２０Ａの一部詳細図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図２０に示す状態から操作ロッドがさらに下方に移動した状態を示している。 図２１のロックレバー部分の拡大図である。 前記安全スイッチ（図１）において、図２１に示す状態から操作ロッドがさらに下方に移動してロックレバーがロック解除位置に移行した状態を示している。 図２２のロックレバー部分の拡大図である。 本発明によるロックレバーの突出部の変形例を示す概略構成図である。 本発明によるロックレバーの突出部の他の変形例を示す概略構成図である。 本発明によるロックレバーの突出部の別の変形例を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図２２Ａは、本発明の一実施例による安全スイッチを示している。これらの図において、図１ないし図３は安全スイッチの外観形状を示している。図４ないし図６は安全スイッチの内部構造を示しており、断面個所をグレーで着色している。図７ないし図１０はロックレバーの外観形状または断面形状を示している。図１１ないし図２２Ａは、安全スイッチの動作を説明するための内部構造図またはその詳細図である。

図１ないし図３に示すように、安全スイッチ１は、たとえば壁または固定扉（図示せず）に配置されるスイッチ本体２と、たとえば可動扉（図示せず）に配置され、スイッチ本体２に抜き差し可能に設けられたアクチュエータ３とを備えており、アクチュエータ３およびスイッチ本体２が協働することでスイッチ本体２内部の接点を切り替えるように構成されている。

スイッチ本体２は、一端側にヘッド部２０を有しており、ヘッド部２０は、アクチュエータ３の先端部３０が挿入される一つまたは複数（ここでは２つ）のアクチュエータ挿入口２０ａ、２０ｂを有している。

図４ないし図６（とくに図６）に示すように、安全スイッチ１は、ヘッド部２０の内部に、操作カム２１と、その軸方向両側に配置された一対のロックカム２２とを有している。これらのカム２１、２２はいずれも板カムであって、ヘッド部２０の内部に配設された軸２３に回転自在に支持されている。各ロックカム２２の軸方向外側には、各ロックカム２２を側方から支持する一対のカム支持部２４が配置されており、軸２３は各カム支持部２４を挿通してヘッド部２０の側壁まで延びている。

操作カム２１は、図４に示すように、板厚方向に貫通しかつ周方向に延びるガイド孔２１ａを有しており、同様に、各ロックカム２２は、図５に示すように、板厚方向に貫通しかつ周方向に延びるガイド孔２２ａを有している。ガイド孔２２ａは、ガイド孔２１ａに対応する位置に配置されている。各ガイド孔２１ａ、２２ａには、軸方向に延びるピン２５が挿入されている。ピン２５の両端は、各カム支持部２４（図６）に支持されるとともに、各カム支持部２４に設けられたばね（図示せず）により、各ガイド孔２１ａ、２２ａの内周側に向かって付勢されている。この構成により、操作カム２１および各ロックカム２２は、それぞれの回転角が一致した状態でのみ回転し得るようになっている。

操作カム２１の外周面には、図４に示すように、２つの切欠き２１ｃが形成されており、各ロックカム２２の外周面には、図５に示すように、操作カム２１の各切欠き２１ｃに各々対応する２つの切欠き２２ｃがそれぞれ形成されている。アクチュエータ３の先端部３０がヘッド部２０の奥まで挿入される前の状態においては（図４および図５参照）、一方の切欠き２１ｃおよびこれに対応する切欠き２２ｃは、ヘッド部２０の一方のアクチュエータ挿入口２０ａの近傍に配置されており、また、他方の切欠き２１ｃおよびこれに対応する切欠き２２ｃは、ヘッド部２０の他方のアクチュエータ挿入口２０ｂの近傍に配置されている。ヘッド部２０のアクチュエータ挿入口２０ａ（または２０ｂ）から挿入されるアクチュエータ３の二股状の先端部３０は、操作カム２１および各ロックカム２２のそれぞれの切欠き２１ｃ、２２ｃの壁面に当接して、操作カム２１および各ロックカム２２の双方を回転させる押圧バー３０ａをその先端に有している。

スイッチ本体２の内部には、図４ないし図６に示すように、スイッチ本体２の長手方向に延びる操作ロッド（操作部）２６が配設されている。操作ロッド２６は、先端がスイッチ本体２の一端側のヘッド部２０まで延びており、後端はスイッチ本体２の他端側に向かって延びている。操作ロッド２６は、ばね２６Ａによってヘッド部２０に向かって前進する側に付勢されており、先端の凸状円弧面２６ａは、操作カム２１の外周面２１ｂに弾性的に圧接している。これにより、操作カム２１の回転時には、操作ロッド２６の先端が操作カム２１の外周面２１ｂの動きに追随しつつ操作ロッド２６が往復動するようになっている。操作ロッド２６の後端は、スイッチ本体２の他端側に設けられた接点ブロック２７に連結されている。また、操作ロッド２６の略中央部の周囲には、ソレノイド２８が設けられており、ソレノイド２８への通電により、操作ロッド２６がスイッチ本体２の逆側端に向かって後退（つまり先端が操作カム２１から離れる側に移動する）ようになっている。接点ブロック２７には、操作ロッド２６の移動に応じてＯＮ／ＯＦＦして接点の切替えを行うロック接点およびアンロック接点が設けられている。

ヘッド部２０の内部において、操作ロッド２６の先端の側方には、ロックレバー（ロック部）２９が配置されている。ロックレバー２９は、図７ないし図１０に示すように、円柱状の支軸２９ａを有する基部２９ｂと、基部２９ｂから二股状に延びるとともに薄板部２９ｃを介して連結された一対のレバー部２９ｄと、薄板部２９ｃの先端に形成された半円状の係合凹部２９ｃ_１とを有している。ロックレバー２９は、基部２９ｂから先端にかけて弧状に延びる部材であって（図５、図９参照）、図示下方に凸状に湾曲している。

各レバー部２９ｄの先端面は、図７ないし図１０に示すように、直立する第１の平坦状面２９ｄ_１と、これと斜めに交差する第２の平坦状面２９ｄ_２とを有しており、山形状に形成されている。図９に示すように、支軸２９ａの中心Ｏを中心として、中心Ｏから第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２の境界である稜線２９ｅまでの距離Ｒを半径とする円弧Ｃを描くとき、第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２はいずれも円弧Ｃの内側に位置している。すなわち、中心Ｏから第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２までの距離は、第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２の境界である稜線２９ｅまでの距離Ｒが最大になっている。また、稜線２９ｅと交差する方向の第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２の長さは、第１の平坦状面２９ｄ_１の方が第２の平坦状面２９ｄ_２よりも長くなっている。

ロックレバー２９の支軸２９ａは、ヘッド部２０内のカム支持部２４（図６）に回転自在に支持されており、各レバー部２９ｄは各々対応する各ロックカム２２と対向している（同図参照）。これにより、ロックレバー２９は、支軸２９ａの中心軸線の回りに回動自在になっており、各レバー部２９ｄはロックカム２２に対して接近離反可能に設けられている。各ロックカム２２の外周面には、図５に示すように、ロックレバー２９の回動時に各レバー部２９ｄの先端面が当接して係合する係合面２２ｂが形成されている。また、ロックレバー２９の係合凹部２９ｃ_１は、図６に示すように、操作ロッド２６の先端近傍の外周面に形成された周溝２６ｂに係合している。これにより、ロックレバー２９は操作ロッド２６の動きに応じて回動するようになっている。

このように、ロックレバー２９が操作ロッド２６の前進／後退の往復動に応じて回動することにより、ロックレバー２９は、ロックカム２２の回転をロックするロック位置と、ロックカム２２のロック状態を解除するロック解除位置とを採り得るようになっている（詳細は後述）。

次に、上述のように構成される安全スイッチ１の動作について説明する。
ここでは、まず、扉の閉塞時にアクチュエータ３がスイッチ本体２のヘッド部２０内に挿入される場合の動作について、図１１ないし図１３Ａを用いて説明する。なお、これらの図においては、図示の便宜上、断面個所を表すグレーの着色やハッチングを省略して示している。

図１１Ａ、図１２Ａおよび図１３Ａに示すように、ロックレバー２９の支軸２９ａは、カム支持部２４（図６）に形成された長孔２４ａ内に半径方向の隙間ｅを介して収容されるとともに、ばね４（図１１、図１２、図１３）によるばね力の作用により、長孔２４ａの一端側である操作ロッド２６の側に常時付勢されている。すなわち、ロックレバー２９は、長孔２４ａ内に隙間ｅを介して弾性支持されている。このとき、操作ロッド２６には、ばね２６Ａによるばね力が常時作用していて図示上側に向かう前進方向に常時付勢されており、そのため、操作ロッド２６と連結されたロックレバー２９は、支点Ｏの回りを図示上方に向かって回動するように常時付勢されている。

図１１Ａ、図１２Ａおよび図１３Ａにおいては、軸方向に往復動する操作ロッド２６の軸方向位置で定まるロックレバー２９の回動位置および接点ブロック２７（図４ないし図６）中のロック接点／アンロック接点の接点状態を、操作ロッド２６に形成された周溝２６ｂの壁面位置で表している。各図中、Iはロックレバー２９のロック解除位置を、IIはアンロック接点のＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントを、IIIはロック接点のＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントを、IVはロックレバー２９のロック位置をそれぞれ示している。また、ロックカム２２の係合面２２ｂ上において外周面寄りの位置には、半円状の横断面形状を有しかつ係合面２２ｂに沿って紙面垂直方向に延びる凸状部２２ｄが形成されている。

図１１に示す動作Ｎｏ．（１）は、アクチュエータ３がスイッチ本体２のヘッド部２０のアクチュエータ挿入口２０ａに挿入され、アクチュエータ先端の押圧バー３０ａがロックカム２２を図示反時計回りに回転させた状態を示している。ロックレバー２９部分を拡大して示す図１１Ａにおいて、ロックレバー２９の先端は、ロックカム２２の係合面２２ｂ上の凸状部２２ｄに図示下方から当接しており、ロックレバー２９は、ロックカム２２をロックしていないロック解除位置Iにおかれている（同図中の太線参照）。このロック解除位置Iにおいては、図１１中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＦＦ」、アンロック接点は「ＯＮ」になっている。

図１２に示す動作Ｎｏ．（２）は、図１１の動作Ｎｏ．（１）の状態からロックカム２２がさらに回転した状態を示している。ロックカム２２の回転時にロックカム２２の係合面２２ｂ上の凸状部２２ｄがロックレバー２９の先端の図示上側の角部２９ｄ_０を越えると、ロックレバー２９が支点Ｏの回りを図示上側に向かって付勢されていることにより、図１２Ａに示すように、ロックレバー２９が図示上方に回動する。このロックレバー２９の回動の際には、ロックレバー２９の先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄ上を摺動するが、このとき、ロックカム２２は回転中なので、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１とロックカム２２の凸状部２２ｄとの摺動抵抗は少なく、ロックレバー２９の上方への回動はスムーズに行われる。その結果、ロックレバー２９は上方への回動の途中で停止することなく、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１はロックカム２２の凸状部２２ｄをすぐに乗り越えようとする。

図１２および図１２Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIにおかれている（図１２Ａ中の太線参照）。このロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIにおいては、図１２中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック→ロック」に移行中の状態であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＦＦ→ＯＮ」に移行中、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図１３に示す動作Ｎｏ．（３）は、図１２の動作Ｎｏ．（２）の状態からロックカム２２がさらに回転するとともに、アクチュエータ３の押圧バー３０ａに当接して回転が停止した状態を示している。このとき、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１は、図１３Ａに示すように、ロックカム２２の凸状部２２ｄを乗り越え、ロックカム２２の係合面２２ｂと対向する位置まで移動している。

この状態においては、ロックレバー２９は、ロックカム２２をロックするロック位置IVにおかれている（図１３Ａ中の太線参照）。このロック位置IVにおいては、図１３中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「ロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＮ」、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

次に、扉の閉塞時に扉がバウンドして、ヘッド部２０内に挿入されたアクチュエータ３が引抜方向に引っ張られた場合の動作について、図１４ないし図１８Ａを用いて説明する。なお、これらの図においては、図示の便宜上、断面個所を表すグレーの着色やハッチングを省略して示している。

図１４に示す動作Ｎｏ．（４）は、アクチュエータ３の挿入時にロックカム２２がアクチュエータ吸込み側に切り替わった後、アクチュエータ３が引抜方向に動作して停止した状態を示している。このとき、ソレノイド２８（図５）は「ＯＮ」となっていて（図１４中の表参照）、図１４Ａに示すように、操作ロッド２６が図示下方に移動することにより、ロックレバー２９も図示下方に回動している。この状態においては、ロックレバー２９は、ロック解除位置Iにおかれており（図１４Ａ中の太線参照）、ロックカム２２のロック状態は「アンロック」であって、ロック接点は「ＯＦＦ」、アンロック接点は「ＯＮ」になっている（図１４中の表参照）。

図１４Ａの一部詳細図である図１４Ｂに示すように、ロックレバー２９の回動中心Ｏを中心としてロックカム２２の凸状部２２ｄと接する円弧Ｃ_１を描くとき、円弧Ｃ_１の半径Ｒ’はＲ’＜Ｒ（図９）となっており、ロックレバー２９の先端面において稜線２９ｅを含みかつ第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２の一部を含む三角形状の領域２９ｆは、円弧Ｃ_１の外側にはみ出した突出部になっている。

図１５に示す動作Ｎｏ．（５）は、図１４に示す状態からソレノイド２８（図５）が「ＯＦＦ」となり（同図中の表参照）、操作ロッド２６がばね力により図示上方に移動することにより、ロックレバー２９が図示上方に回動していて、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄに当接した直後の状態を示しており、これはロックカム２２の機械的ロック／アンロックの切替りポイントである。

この状態においては、ロックレバー２９は、アンロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIの直近近傍位置におかれている（図１５Ａ中の太線参照）。このアンロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIにおいては、図１５中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック→ロック」に移行中の状態であって、ロック接点は「ＯＦＦ」、アンロック接点は「ＯＮ」になっている。

図１５Ａの一部詳細図である図１５Ｂに示すように、この場合においても、図１４Ｂと同様に、円弧Ｃ_１の外側にはみ出した突出部２９ｆは、ロックレバー２９の先端面において稜線２９ｅを含みかつ第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２の一部を含む三角形状の領域から構成されている。この突出部２９ｆは、ロックレバー２９がさらに図示上方に回動していく際にロックカム２２の凸状部２２ｄと干渉する干渉領域になっている。

図１６に示す動作Ｎｏ．（６）は、図１５の動作Ｎｏ．（５）の状態からアクチュエータ３の引抜方向への引張状態がわずかに緩められることにより、ロックレバー２９が図示上方にさらに回動した状態を示している。このロックレバー２９の回動の際には、図１６Ａに示すように、ロックレバー先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄと当接した状態で凸状部２２ｄ上を摺動する。このとき、ロックレバー２９の支軸２９ａが長孔２４ａ内に隙間を介して弾性支持されているので、ロックレバー２９が図示左方に移動することで、ロックカム２２の凸状部２２ｄとロックレバー先端の突出部２９ｆ（図１５Ｂ）との干渉を吸収できる（干渉後の隙間ｅ’＜ｅ）。しかも、ロックレバー２９先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄと当接したとき、ロックレバー２９の先端面において円弧Ｃ_１の外側に突出しているのは突出部２９ｆのある一部の領域だけであって、ロックレバー２９の先端面において突出部２９ｆ以外の領域は円弧Ｃ_１の外側に突出していない。これにより、ロックレバー２９の図示上方への回動はスムーズに行われ、その結果、ロックレバー２９が図示上方への回動の際に途中で停止することはなく、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１はロックカム２２の凸状部２２ｄをすぐに乗り越えようとする。

図１６および図１６Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIにおかれている（図１６Ａ中の太線参照）。このロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIにおいては、図１６中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック→ロック」に移行中の状態であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＦＦ→ＯＮ」に移行中、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図１７に示す動作Ｎｏ．（７）は、図１６の動作Ｎｏ．（６）の状態からロックレバー２９が図示上方にさらに回動した状態を示している。このとき、図１７Ａに示すように、ロックレバー先端の稜線２９ｅがロックカム２２の凸状部２２ｄに乗り上げており、ロックレバー２９は図示左方にさらに移動して、ロックカム２２の凸状部２２ｄとの干渉を吸収している（干渉後の隙間ｅ’’＜ｅ’）。これにより、ロックレバー２９の図示上方への回動はスムーズに行われ、その結果、ロックレバー２９が図示上方への回動の際に途中で停止することはなく、ロックレバー２９の稜線２９ｅはロックカム２２の凸状部２２ｄをすぐに乗り越えようとする。

図１７および図１７Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック位置IVの直近近傍位置におかれている（図１７Ａ中の太線参照）。このロック位置IVにおいては、図１７中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック→ロック」に移行中の状態であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＮ」、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図１８に示す動作Ｎｏ．（８）は、図１７の動作Ｎｏ．（７）の状態からロックレバー２９が図示上方にさらに回動した状態を示している。このとき、図１８Ａに示すように、ロックレバー先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の係合面２２ｂに係合するとともに、第２の平坦状面２９ｄ_２がロックカム２２の凸状部２２ｄの図示上側に配置されており、ロックレバー２９の先端面が、ロックカム２２の凸状部２２ｄの図示上側に形成された凹部に嵌合した状態になっている。

図１８および図１８Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック位置IVにおかれている（図１８Ａ中の太線参照）。このロック位置IVにおいては、図１８中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「ロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＮ」、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

このように、図１４に示す状態から図１５、図１６および図１７の状態を経由して図１８に示す状態に移行するロック動作の過程で、ロックレバー２９は図１５、図１６および図１７の状態でロックカム２２との摩擦力で停止することなく、図１５、図１６および図１７の状態を速やかに通過して図１８の状態に移行する。これにより、複数のロック接点／アンロック接点が設けられている場合でも、オン状態の接点とオフ状態の接点が混在する状態が発生するのを防止でき、接点の不一致状態の発生を防止できる。その結果、接点の不一致状態に起因した機械の停止を回避でき、作業効率を向上できる。

次に、ロックレバー２９がロック位置IVにおかれた状態からソレノイド２８（図５）が「ＯＮ」となり、アクチュエータ３が引抜方向に引っ張られた場合の動作について、図１９ないし図２２Ａを用いて説明する。なお、これらの図においては、図示の便宜上、断面個所を表すグレーの着色やハッチングを省略して示している。

図１９に示す動作Ｎｏ．（９）は、ロックレバー２９がロック位置におかれた状態でアクチュエータ３が引抜方向に引っ張られた状態を示している。このとき、図１９Ａに示すように、ロックレバー２９の先端面がロックカム２２の凸状部２２ｄの図示上側に形成された凹部に嵌合した状態で、ロックレバー２９の先端面にロックカム２２の係合面２２ｂからの押付力が作用しており、その結果、ロックレバー２９が図示左方に移動して、支軸２９ａと長孔２４ａとの隙間ｅ（図１８Ａ）がゼロになっている。このとき、ロックレバー２９はロックカム２２の係合面２２ｂと長孔２４ａとの間で完全にロックされており、そのため、このロック状態から仮にソレノイド２８（図５）が「ＯＮ」になってもロックレバー２９は図示下方に回動することができなくなっている。

図１９および図１９Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック位置IVにおかれており（図１９Ａ中の太線参照）、このとき、図１９中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「ロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＦＦ」、ロック接点は「ＯＮ」、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図２０に示す動作Ｎｏ．（１０）は、図１９の動作Ｎｏ．（９）の状態からソレノイド２８が「ＯＮ」となるとともに、アクチュエータ３の引抜方向への引張状態がわずかに緩められることにより、ロックレバー２９が図示下方に回動した状態を示している。このロックレバー２９の回動の際には、図２０Ａに示すように、ロックレバー２９先端の第２の平坦状面２９ｄ_２がロックカム２２の凸状部２２ｄを乗り越えるとともに、稜線２９ｅに続いて第１の平坦状面２９ｄ_１が凸状部２２ｄに乗り上げた状態で凸状部２２ｄ上を摺動する。

このとき、図２０Ａの一部詳細図である図２０Ｂに示すように、ロックレバー２９の回動中心Ｏを中心として中心Ｏから稜線２９ｅの位置までの距離Ｒを半径とする円弧Ｃを描くとき、第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２はいずれも円弧Ｃの内側に位置しており、稜線２９ｅの位置から離れるにしたがい円弧Ｃから徐々に離れている。すなわち、ロックレバー２９が回動中心Ｏの回りを回動するとき、ロックレバー２９の先端面上において稜線２９ｅの位置が回動中心Ｏから最も離れた位置に位置しており、先端面上の最突出点になっている。そのため、ロックレバー２９の図示下方への回動が進むにつれて、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１の凸状部２２ｄに対する干渉が徐々に小さくなっている。

図２０および図２０Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIとロック位置IVとの中間位置におかれており（図２０Ａ中の太線参照）、このとき、図２０中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「ロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＮ」、ロック接点は「ＯＮ」、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図２１に示す動作Ｎｏ．（１１）は、図２０の動作Ｎｏ．（１０）の状態からロックレバー２９が図示下方にさらに回動した状態を示している。このロックレバー２９の回動の際には、図２１Ａに示すように、ロックレバー先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄに当接した状態で凸状部２２ｄ上を摺動する。

このとき、上述したように、ロックレバー２９の図示下方への回動が進むにつれて、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１の凸状部２２ｄに対する干渉が徐々に小さくなるので、ロックレバー２９の図示下方への回動がスムーズに行われて、ロックレバー２９が図示下方への回動の際に途中で停止することはなく、ロックレバー２９の第１の平坦状面２９ｄ_１はロックカム２２の凸状部２２ｄをすぐに乗り越えようとする。

図２１および図２１Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック接点ＯＮ／ＯＦＦ切替ポイントIIIにおかれており（図２１Ａ中の太線参照）、このとき、図２１中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「ロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＮ」、ロック接点は「ＯＮ→ＯＦＦ」に移行中で、アンロック接点は「ＯＦＦ」になっている。

図２２に示す動作Ｎｏ．（１２）は、図２１の動作Ｎｏ．（１１）の状態からロックレバー２９が図示下方にさらに回動した状態を示している。このとき、図２２Ａに示すように、ロックレバー２９先端の第１の平坦状面２９ｄ_１がロックカム２２の凸状部２２ｄから外れており、ロックレバー２９の先端面がロックカム２２の凸状部２２ｄの図示下方に移動している。また、このとき、ロックレバー２９の支軸２９ａに作用するばね４のばね力により、ロックレバー２９が図示右方に移動しており、長孔２４ａの図示左側開口端と支軸２９ａとの間には隙間ｅが形成されている。

図２２および図２２Ａに示す状態では、ロックレバー２９は、ロック解除位置Iにおかれており（図２２Ａ中の太線参照）、このとき、図２２中の表に示すように、ロックカム２２のロック状態は「アンロック」であって、ソレノイド２８（図５）は「ＯＮ」、ロック接点は「ＯＦＦ」、アンロック接点は「ＯＮ」になっている。また、この状態でソレノイド２８の励磁を解いても、ロックレバー２９の先端部の図示上方にロックカム２２の凸状部２２ｄが位置しているので、ロックレバー２９は図示上方に回動することができず、ロックカム２２のロック状態は「ロック」とはならない。

このように、図１９に示す状態から図２０および図２１の状態を経由して図２２に示す状態に移行するアンロック動作の過程で、ロックレバー２９は図２０および図２１の状態でロックカム２２との摩擦力で停止することなく、図２０および図２１の状態を速やかに通過して図２２の状態に移行する。これにより、複数のロック接点／アンロック接点が設けられている場合でも、オン状態の接点とオフ状態の接点が混在する状態が発生するのを防止でき、接点の不一致状態の発生を防止できる。その結果、接点の不一致状態に起因した機械の停止を回避でき、作業効率を向上できる。

以上、本発明に好適な実施例について説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、本発明には種々の変形例が含まれる。以下に変形例のいくつかの例を挙げておく。

〔第１の変形例〕
前記実施例では、ロックレバー２９の先端面に形成される突出部２９ｆが、互いに交差する第１、第２の平坦状面２９ｄ_１、２９ｄ_２から構成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。ロックレバー２９の先端面は、単一または複数の円弧からなる円弧状面から構成するようにしてもよい。この場合には、たとえば、図９、図２０Ｂ中の円弧Ｃに対して稜線２９ｅの位置で内接するような半径ｒ（ｒ＜Ｒ）の小円弧からなる凸状円弧面を形成するようにすればよい。

また、ロックレバー２９の突出部２９ｆは、図２３ないし図２５に示すようなものでもよい。これらの図において、前記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２３においては、ロックレバー２９の先端形状が矩形状に形成されていて、その角部の一つがロックカム２２側の被当接面である傾斜面２２ｅに向かって突出しており、突出部２９ｆを構成している。図２４および図２５においては、ロックレバー２９の先端形状が三角形状またはナイフエッジ状に形成されていて、その尖端部（図２４上側端部および図２５下側端部）がロックカム２２側の被当接面である立壁面２２ｅ’に向かって突出しており、突出部２９ｆを構成している。

〔第２の変形例〕
前記実施例では、ロックカム２２の係合面２２ｂに横断面半円状の凸状部２２ｄを形成した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。凸状部２２ｄは省略することも可能である。また、半円状の凸状部２２ｄのかわりに、互いに交差する２つの平坦状面からなる山形状の凸状部を設けるようにしてもよい。あるいは、台形状の凸状部を用いるようにしてもよい。

〔第３の変形例〕
前記実施例では、ロックレバー２９の支軸２９ａがカム支持部２４の長孔２４ａ内に半径方向の隙間ｅを介して収容された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。ロックレバー２９の支軸２９ａは、カム支持部２４に形成した円形の孔に半径方向の隙間がない状態で収容するようにしてもよい。

〔第４の変形例〕
前記実施例では、ロック部としてのロックレバー２９が支軸２９ａの中心軸線の回りに回動自在に設けられた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。本発明においては、ロックカム２２の係合面２２ｂに対して往復動して係合するようなロック部を用いることも可能である。

〔第５の変形例〕
前記実施例では、本発明によるカムが操作カム２１および一対のロックカム２２から構成された、すなわち、操作カム２１および一対のロックカム２２からなるカム全体を一つのカムアッシ（つまりカムアッセンブリ／カム組立体）として捉えた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。たとえば、本発明によるカムとして操作カムのみを設け、操作カムがロックカムの機能をも備えているように構成してもよい。

本発明は、安全スイッチに好適であり、とくに、接点の不一致状態の発生を確実に防止するための構造に適している。

１： 安全スイッチ

２： スイッチ本体

２１、２２： カム
２２ｄ： 凸状部

２６： 操作ロッド（操作部）

２９： ロックレバー（ロック部）
２９ａ： 支軸
２９ｄ_１： 第１の平坦状面
２９ｄ_２： 第２の平坦状面
２９ｅ： 稜線（境界）
２９ｆ： 突出部

３： アクチュエータ

ｅ： 隙間

I： ロック解除位置
IV： ロック位置

特表平９−５０２２９８号公報（図１参照） 特開平１０−３３４７７２号公報（段落［００６１］、［００６２］および図１９ないし図２２参照）

Claims (5)

1. アクチュエータとスイッチ本体の協働により接点を切り替える安全スイッチであって、
   前記スイッチ本体が、
   前記アクチュエータの挿入により回転可能なカムと、
   前記カムの回転に応じて接点の切替えを行う操作部と、
   前記カムの回転をロックするロック位置、および、前記カムのロック状態を解除するロック解除位置を採り得るように、前記カムに対して接近離反可能に設けられたロック部とを備え、
   前記ロック位置および前記ロック解除位置間の中間位置において前記アクチュエータが引抜方向に移動した際に前記カムと当接する前記ロック部のカム当接面の一部が、前記カム側に突出する突出部を有しており、前記突出部が互いに交差する第１および第２の平坦状面を有している、
   ことを特徴とする安全スイッチ。
2. 請求項１において、
   前記ロック部が回動可能に軸支されており、当該ロック部の回動中心から前記第１、第２の平坦状面までの距離は、前記第１、第２の平坦状面の境界までの距離が最大になるよう設定されている、
   ことを特徴とする安全スイッチ。
3. 請求項１において、
   前記カムが凸状部を有しており、前記ロック部が前記ロック位置および前記ロック解除位置間の前記中間位置を移動する際、前記ロック部の前記突出部が前記凸状部と当接しつつ移動している、
   ことを特徴とする安全スイッチ。
4. 請求項３において、
   前記ロック部が、前記カムの前記凸状部との干渉を吸収し得る隙間を介して弾性支持されている、
   ことを特徴とする安全スイッチ。
5. 請求項１において、
   前記ロック部が回動可能に軸支されるとともに、その支軸が半径方向の隙間を介して弾性支持されている、
   ことを特徴とする安全スイッチ。