JPH05303926A - キースイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁ソレノイド機構によるキーロック構造を
もつキースイッチにおいて、小型化を可能にするととも
に、内部スイッチおよび組立て工程数を削減してコスト
低減と作業性および生産性の向上を図る。 【構成】 キー挿入孔１１を備えるケースと、ケース内
に設けられるスイッチ素子６と、ケース内に設けられキ
ー挿入孔１１から挿入されるキー２に連動してスイッチ
素子６の操作を行う第１操作体１４と、電磁ソレノイド
７と、電磁ソレノイド７に連動してキー２の抜き取りを
阻止するキー抜き取り阻止機構１７と、電磁ソレノイド
７に連動してスイッチ素子６を操作する第２操作体８と
を備えてなるキースイッチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工作機械等の電
源開閉用スイッチとして利用されるキースイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工作機械の場合、機械の周囲を
ネット等からなる保護フェンスで囲って安全を図ってい
る。このような工作機械を修理や点検する場合は、保護
フェンスの一部に備えたドアを開いて内部に入るが、こ
の際に外部の操作部が誤って操作されても機械が作動し
ないように、前記ドアの開閉によって操作される安全ス
イッチを装備している。

【０００３】この安全スイッチは工作機械の電源スイッ
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して工作機械の電源が入り、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することにより電源が切れるようになって
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、ド
アが開かれている状態においても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、その場合安全性
が確保されない。

【０００５】そこで、このような事情に対応できる安全
スイッチとして、キーの抜き取り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機構と、その
電磁ソレノイド機構により作動される補助のスイッチと
が設けられ、その補助スイッチが内部スイッチに直列に
接続されて構成されるものがある。

【０００６】すなわち、この安全スイッチでは、工作機
械の回転の停止検知信号により電磁ソレノイド機構を駆
動してキー抜き取りのロックを解除するようにしてお
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
できるようにしている。また、補助スイッチは、仮に、
回転検知が誤って行われて実際には回転しているのに停
止検知信号が出力された場合、ロック解除によりキーが
抜け取れてドアが開かれた際に工作機械が慣性により回
転作動するので、工作機械をできるだけ早く停止できる
ようにロック解除時には電磁ソレノイド機構の作動によ
りＯＦＦして、これにより工作機械の電源をＯＦＦする
ようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の電
磁ソレノイド機構と補助スイッチとを一体に設けるキー
スイッチでは、キー操作される内部スイッチと補助スイ
ッチとを直列に接続して設けるので、これを内装するス
ペースや両スイッチ間の配線スペースを必要とし、一層
スイッチの大型化を招く原因となっていた。

【０００８】さらに、２個のスイッチを用いるためにコ
ストアップを招くのみならず、スイッチそれぞれの組み
付けおよびスイッチ間の配線、等の工程数が多くなり、
これらのことは組立て作業性および生産性を高める上で
の障害となっていた。

【０００９】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、電磁ソレノイド機構によるキーロック構
造をもつキースイッチにおいて、小型化を可能にすると
ともに、内部スイッチおよび組立て工程数を削減してコ
スト低減と作業性および生産性の向上を図るのに有利な
キースイッチの提供を目的とする。

【００１０】

【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。

【００１１】本発明に係るキースイッチは、キー挿入孔
を備えるケースと、ケース内に設けられるスイッチ素子
と、ケース内に設けられキー挿入孔から挿入されるキー
に連動してスイッチ素子の操作を行う第１操作体と、電
磁ソレノイドと、電磁ソレノイドに連動してキーの抜き
取りを阻止するキー抜き取り阻止機構と、電磁ソレノイ
ドに連動してスイッチ素子を操作する第２操作体とを備
えてなる構造とする。

【００１２】本発明のキースイッチは、例えば、スイッ
チ素子と電磁ソレノイドとが並列配置されて構成され
る。

【００１３】また、本発明のキースイッチは、例えば、
キー抜き取り阻止機構は、第１操作体のロック機構もし
くはキー挿入孔から挿入されるキーのロック機構により
構成される。

【００１４】上記第１操作体のロック機構は、例えば、
電磁ソレノイドの作動に伴って往復作動するカム片と、
そのカム片に連動して前記第１操作体に係合するロック
部材とから構成される。

【００１５】また、上記第１操作体のロック機構と上記
スイッチ素子を操作する第２操作体とは一体に構成でき
る。

【００１６】

【作用】本発明によれば、キーに連動する第１操作体と
電磁ソレノイドに連動する第２操作体とによりスイッチ
素子の操作が行われ、キーは電磁ソレノイドに連動する
キー抜き取り阻止機構の働きにより抜き取りが阻止され
る。

【００１７】そして、電磁ソレノイドに連動する第２操
作体でスイッチ素子の操作が行われることにより、従来
における補助スイッチが内部スイッチであるスイッチ素
子で兼用されることとなり、スイッチ数を１個とするこ
とができる。

【００１８】

【実施例】第１の実施例の説明を行う。

【００１９】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。

【００２０】図２および図３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スイッチ本体ケース５
の内部には例えば工作機器の電源回路開閉用のスイッチ
素子６と、これを操作する電磁ソレノイド７とが左右に
並列状に組み込まれている。スイッチ素子６は、上下動
する軸状の作動部材６ａの上動によって内部接点（図示
せず）を閉じ、下動によって内部接点を開くよう構成さ
れ、また電磁ソレノイド７は、上下動可能に装備した作
動軸７ａを内装バネ（図示せず）で上方に進出付勢する
とともに、通電励磁によって下方に強制後退させるよう
構成され、この作動軸７ａと前記作動部材６ａとが第２
操作体としての連結アーム８で連結されている。つま
り、自由状態では作動軸７ａの上方への付勢進出作動に
よってスイッチ素子６がオン操作され、電磁ソレノイド
７への通電によってスイッチ素子６が強制的にオフ操作
されるようになっているのである。

【００２１】前記ヘッド部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、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に沿ってその幅
中央下部に設けられている。

【００２２】本発明において定義するケースは、上記ス
イッチ本体ケース５とヘッドケース９とにより構成され
る。

【００２３】キー挿入孔１１に挿抜される前記キー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１
０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に沿って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。

【００２４】ヘッドケース９の下部に形成した嵌合ボス
部９ａに、スイッチ操作用の第１操作体としてのプラン
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。
前記大径部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２および図３に示
すキー抜き出し状態では、プランジャ１４の大径部１４
ａ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、図
８および図９に示すように、回転カム１０の凹入部１０
ｃ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。

【００２５】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を前記電磁ソレノイド作動軸
７ａの上方へのバネ付勢力に打ち勝って強制的に押し下
げて、スイッチ素子６をスイッチオフ状態に操作してい
る。

【００２６】前記ヘッド部４にはキー抜出し状態にある
回転カム１０の回転を阻止する第１のロック機構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抜
き取り阻止機構としての第２のロック機構１７が組み込
まれている。

【００２７】第１のロック機構１６は、図５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。このロック金具１９は、図６に示すように、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、前
記解除用操作片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。

【００２８】この第１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あって、キー２の先端下面
の左右に形成した斜面２ｂ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。

【００２９】第２のロック機構１７は、図７に示すよう
に、スイッチ本体ケース５の内面に形成したガイド溝２
１に沿って横スライド可能なロック部材２２と、これを
一方向（ロック解除方向）にスライド付勢するバネ２３
と、ロック部材２２をバネ２３に抗して他方向（ロック
方向）に押圧スライド操作するカム片２４とから構成さ
れている。このカム片２４は前記電磁ソレノイド７の作
動軸７ａに連結固定されていて、その端部に傾斜カム面
２４ａを備え、この傾斜カム面２４ａにロック部材２２
に備えた傾斜カム面２２ａが当接作用している。そし
て、図２に示すように、スイッチ素子６の作動部材６ａ
および電磁ソレノイド７の作動軸７ａがプランジャ１４
によって押し下げられたスイッチオフ状態では、下降し
たカム片２４に追従してロック部材２２がバネ付勢力で
図中左方にスライド移動している。

【００３０】そして、回転カム１０の回転操作によって
上記したようにプランジャ１４が上方に移動すると、図
８に示すように、上動阻止作用が解除された前記作動部
材６ａおよび作動軸７ａが上方に付勢移動し、カム片２
４の上動に伴って傾斜カム面２４ａ，２２ａを介してロ
ック部材２２がバネ付勢力に抗して図中右方にスライド
移動する。ここで、ロック部材２２に働くバネ２３の付
勢力は傾斜カム面２４ａ，２２ａを介してロック部材２
２に働く右方への分力よりも小さく設定されている。

【００３１】ロック部材２２の中間部位にはロック用突
起２２ｂが形成されており、上記のようにプランジャ１
４の上方移動に伴ってロック部材２２が右方スライドす
ると、前記ロック用突起２２ｂがプランジャ１４に備え
たフランジ１４ｂの下側に入り込み、プランジャ１４の
下動を係合阻止する。従って、プランジャ１４の下動が
阻止されることで、これに係合している回転カム１０の
回転も阻止され、ひいては回転カム１０に螺旋カム溝１
２および操作ピン２ａを介して係合しているキー２の抜
き出し移動が不能となるのである。

【００３２】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。

【００３３】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が下動してスイッチ素子６がスイッチオ
フ状態にあり、かつ、第１ロック機構１６は回転カム１
０の回転を阻止するロック状態にある。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。

【００３４】従って、ドア開放状態では電源回路が確実
に切られ、かつ、不用意に電源が入れられることがな
い。

【００３５】ドアを閉じるとスイッチ本体１にキー２が
挿入され、その初期挿入作動によって前記第１のロック
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の凹部１０ｃ
がプランジャ１４上端に対向することでプランジャ１４
が上動する。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と
電磁ソレノイド７の作動軸７ａが一体に付勢上動して、
スイッチ素子６がスイッチオンし、工作機械の電源が入
れられる。

【００３６】このプランジャ１４の上動に伴って第２の
ロック機構１７のロック部材２２がカム片２４によって
右方に押し動かされ、図８に示すように、ロック部材２
２のロック用突起２２ｂが上動したプランジャ１４のフ
ランジ１４ａの下に入り込み、プランジャ１４の下動、
すなわち回転カム１０の回転およびキー２の抜き出しが
不能（キーロック）となる。

【００３７】工作機械の点検や整備のためにドアを開け
る際には、まず、外部の操作部で機械停止操作がなさ
れ、機械が完全に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電磁ソレノイド７が通電さ
れ、図８の状態で作動軸７ａがバネ付勢力に抗して下方
に移動され、これに伴ってスイッチ素子６の作動部材６
ａも下動してスイッチオフとなる。また、作動軸７ａの
下動で第２のロック機構１７のロック部材２２が左方に
ロック解除移動してプランジャ１４の下動が可能とな
る。この状態では、回転カム１０の回転も可能となるの
で、キー２の抜き出し、つまりドアの開放が行えるよう
になる。

【００３８】ドアを開いてキー２を抜くとこれに伴って
回転カム１０が強制的に回転されて、プランジャ１４が
バネ１５に抗して押し下げ移動され、図２の状態とな
る。

【００３９】以下、他の実施例の説明を行う。以下の他
実施例におけるスイッチ操作のための基本的な構成は上
記第１の実施例と同様であるので、その構造および作動
の説明は省略し、異なる構造についてのみ説明する。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。

【００４０】図１０〜図１３に示す第２の実施例では、
まず、電磁ソレノイド７をその作動軸７ａが水平方向に
スイッチ素子６側に突出するように配置するとともに、
この作動軸７ａに上記第１の実施例における連結アーム
８とロック機構１７との両機能を備えるロックアーム体
４０を連結して用いている。

【００４１】このロックアーム体４０は、作動軸７ａに
連結される側の高段部４０ａと先端側の低段部４０ｂと
その間の傾斜部４０ｃとからなり、低段部４０ｂの先端
は本体ケース５内部に一体に形成される移動案内ガイド
溝４２によって受けられている。また、本体ケース５の
内部には、プランジャ１４の作動案内孔４４を備える突
出部４５が形成されており、その作動案内孔４４内にプ
ランジャ１４が挿通されている。

【００４２】そして、図１０、図１１に示すように、キ
ー２が挿入されず電磁ソレノイド７が駆動されない状態
では、低段部４０ｂの上面にプランジャ１４の下端面が
当接し、下面に作動部材６ａの上端面に当接している。
ロックアーム体４０は電磁ソレノイド７が作動されない
通常時には突出方向に付勢されているが、上記の状態で
はキー２が挿入されずプランジャ１４が下降位置に固定
されているので、そのプランジャ１４に傾斜部４０ｃに
位置決め固定され、ロックアーム体４０は退入位置にあ
る。

【００４３】次に、キー２が挿入されてプランジャ１４
が上昇すると、プランジャ１４による傾斜部４０ｃの位
置決め固定が解除されるので、図１２、図１３に示すよ
うにロックアーム体４０は突出し、これにより作動部材
６ａもロックアーム体４０の下に沿う形で上昇してスイ
ッチ素子６がオンする。この状態では、仮にキー２が抜
き出されようとしても、高段部４０ａの上面にプランジ
ャ１４の下端面が当接して位置決めされていてプランジ
ャ１４の下降が行えないのでキー２は引き抜けず、この
ようにしてプランジャ１４のロックが行われて、工作機
械作動時のキー２の抜き出しが防止されるようになって
いる。

【００４４】次に、工作機械が完全に作動停止したこと
の信号が回転検出器から与えられて電磁ソレノイド７が
通電駆動されると、作動軸７ａが退入されるに伴ってロ
ックアーム体４０も退入し、これに伴って図１０、図１
１の状態に復帰することによりスイッチ素子６がオフさ
れ、また、プランジャ１４のロックも解除され、キー２
の抜き出しが行えるようになる。

【００４５】第３の実施例では、回転電磁ソレノイド７
の上方に突出する作動軸７ａに図１４に示すようなロッ
クアーム体５０を取り付け、その作動軸７ａを回転する
ことにより、図１５、図１６に示す低段部５０ｃにおい
てプランジャ１４と作動部材６ａとに当接する状態と、
図１７、図１８に示す高段部５０ａにおいてプランジャ
１４と作動部材６ａとに当接する状態とを得られるよう
にして、第２の実施例と同様の機能を果たすように構成
されている。

【００４６】図１９から図２３により第４の実施例を説
明する。この実施例では、前記第２ロック機構１７の構
造が変更されている。つまり、スイッチ本体ケース１の
上部には、前記ヘッド部４とは別にキーロック用ヘッド
部２６が連結され、このキーロック用ヘッド部２６の外
形を構成するヘッドケース２７にもキー挿入孔２８が形
成されるとともに、キー２にはヘッド部４のキー挿入孔
１１に対するスイッチ操作用キー部２Ａと、キーロック
用ヘッド部２６に対するロック用キー部２Ｂとが備えら
れている。

【００４７】また、連結アーム８を介してスイッチ素子
６の作動部材６ａと一体化した電磁ソレノイド７の作動
軸７ａから上方に軸状のロック部材２２が突設され、こ
のロック部材２２が前記キーロック用ヘッド部２６のキ
ー挿入孔２８に臨設されている。

【００４８】そして、図２２および図２３に示すよう
に、キー２がヘッド部４およびキーロック用ヘッド部２
６に挿入されて、スイッチ素子６が前述と同様にスイッ
チオンされた状態で、作動軸７ａの付勢上動によってキ
ー挿入孔２８に突出したロック部材２２がロック用キー
部２Ｂに形成した係合孔２ｃに突入して、キー２の抜き
出しを阻止（キーロック）するように構成されている。

【００４９】なお、電磁ソレノイド７への通電によって
作動軸７ａが下動してスイッチオフとなると、キーロッ
クが解除されるのは先の実施例と同様である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電磁ソレノイドに連動する第２操作体でスイッチ素子の
操作が行われることにより、従来における補助スイッチ
が内部スイッチであるスイッチ素子で兼用されることと
なり、スイッチ数を１個とすることができ、これによ
り、電磁ソレノイド機構によるキーロック構造をもつキ
ースイッチにおいて、スイッチの小型化を可能にすると
ともに、スイッチ素子および組立て工程数を削減してコ
スト低減と作業性および生産性の向上を図ることができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るキースイッチの第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切欠き
正面図

【図３】スイッチ本体のキー抜き出し状態を示す縦断側
面図

【図４】スイッチ操作機構の斜視図

【図５】第１ロック機構のロック状態を示す縦断面図

【図６】第１ロック機構の構成部材を示す斜視図

【図７】第２ロック機構の構成部材を示す斜視図

【図８】キー挿入状態を示す切欠き正面図

【図９】キー挿入状態を示す切欠き側面図

【図１０】第２実施例に係るキースイッチのスイッチ本
体のキー抜き出し状態を示す切欠き正面図

【図１１】そのスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す
縦断側面図

【図１２】その第１ロック機構のロック状態を示す切欠
き正面図

【図１３】その第１ロック機構のロック状態を示す縦断
側面図

【図１４】第３実施例に係るロックアーム体の斜視図

【図１５】そのスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す
切欠き正面図

【図１６】そのスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す
縦断側面図

【図１７】その第１ロック機構のロック状態を示す切欠
き正面図

【図１８】その第１ロック機構のロック状態を示す縦断
側面図

【図１９】第４実施例を示す外観斜視図

【図２０】そのスイッチ本体のキー抜き出し状態を示す
切欠き正面図

【図２１】スイッチ本体のキー抜き出し状態を示す切欠
き側面図

【図２２】キー挿入状態を示す切欠き正面図

【図２３】キー挿入状態を示す切欠き側面図

【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） １１ キー挿入孔 １７ 第２ロック機構（キー抜き取り阻止機構）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キー挿入孔を備えるケースと、 前記ケース内に設けられるスイッチ素子と、 前記ケース内に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第１操作
   体と、 電磁ソレノイドと、 前記電磁ソレノイドに連動して、前記キーの抜き取りを
   阻止するキー抜き取り阻止機構と、 前記電磁ソレノイドに連動して、前記スイッチ素子を操
   作する第２操作体と、 を備えてなるキースイッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のキースイッチにおいて、
   前記スイッチ素子と電磁ソレノイドとを並列配置してあ
   るキースイッチ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のキースイッチにおいて、
   前記キー抜き取り阻止機構が、前記第１操作体のロック
   機構であるキースイッチ。
4. 【請求項４】 請求項３記載のキースイッチにおいて、
   前記ロック機構が、前記電磁ソレノイドの作動に伴って
   往復作動するカム片と、前記カム片に連動して前記第１
   操作体に係合するロック部材とからなるキースイッチ。
5. 【請求項５】 請求項３記載のキースイッチにおいて、
   前記第１操作体のロック機構と前記スイッチ素子を操作
   する第２操作体とが一体に構成されるキースイッチ。
6. 【請求項６】 請求項２記載のキースイッチにおいて、
   前記キー抜き取り阻止機構が、前記キー挿入孔から挿入
   されるキーのロック機構であるキースイッチ。