JPH10302580A - 安全スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業員が機械室などの部屋の内部に入ってい
るときに、扉が閉じて作業員が部屋内に閉じ込められて
も自力で脱出することが可能な構造の安全スイッチを提
供する。 【解決手段】 アクチュエータ１０２のロック機構（例
えばロックレバー６等）を手動操作により解除すること
が可能なロック解除手段、例えば解除用１２とこれに変
位を与えるための解除レバー１３をスイッチ本体１０１
に設けるとともに、その手動ロック解除手段を、スイッ
チ本体１０１の取付面（背面）側から操作できるように
構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば産業機械が
設置される部屋の出入口などの壁面に装着され、その出
入口の扉が開かれたときには、産業機械等への電源供給
を停止する安全スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】産業機械が設置された部屋や工場あるい
は産業機械自体の危険ゾーンでは、作業者が機械に巻き
込まれて負傷するといったトラブルの発生を防止するこ
とを目的として、部屋や危険ゾーンの出入口の扉が完全
に閉まっていないときには、機械の駆動をロックするシ
ステムを設けることが要求される。

【０００３】そのようなロックシステムとして、従来、
扉の摺動部分にリミットスイッチを設けておき、そのリ
ミットスイッチにより扉が閉じた状態が検出されたとき
に限って部屋内の産業機械への電源供給を行うといった
方式が採用されている。

【０００４】しかしながら、このようなシステムによれ
ば、扉を閉じなくてもリミットスイッチのアクチュエー
タを操作することで、部屋内の機械の運転が可能な状態
となるので完全な安全対策とは言えない。

【０００５】そこで、本出願人は、そのような誤動作を
防止した構造の安全スイッチを既に提案している（特開
平６−７６６７５号公報）。この提案の安全スイッチ
は、スイッチ本体が部屋の出入口周辺の壁面に装着さ
れ、その出入口の扉を閉じたときに扉に固着された専用
のアクチュエータがスイッチ本体の操作部に進入し、こ
れにより接点ブロックの可動接点が切り換わる構造のス
イッチで、このような切り換わり動作で回路接続が主回
路（産業機械への電源供給回路）側へと切り換わって部
屋内の機械が運転可能な状態となるとともに、ロック機
構がアクチュエータに対し自動的にロックする、つまり
扉を開けられないように機械的にロックするようになっ
ている。一方、産業機械への電源供給を遮断するように
操作されたときに、その作動オフ信号により、ソレノイ
ドが励磁してロック機構によるロックを解除し、扉を開
放可能状態にする構成になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロック機構
付きの安全スイッチでは、停電時・メンテナンス時等に
おいて、ソレノイドを動作させずに手動でロックを解除
することが必要となる場合があり、その解除方式とし
て、従来、スイッチ側面に設けた隠しねじを外してロッ
クを回路する方法や、手動ロック解除キーを操作してロ
ックを解除する方法が採られているが、これらの方式
は、いずれも部屋（機械室等）外部からの手動操作を対
象としたものであるため、作業者が何らかの理由により
部屋内部に閉じ込められた時には、ロックを解除する手
段がなく、自力では脱出できないという問題が残されて
いる。

【０００７】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、産業機械等が設置された部屋の内部側からの手
動操作によりアクチュエータのロック機構を解除するこ
とが可能な構造の安全スイッチの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、アクチュエータがスイッチ本体の操作部
に進入し、これに応じてスイッチ部の操作ロッドが移動
することにより接続接点が切り換わるように構成されて
いるとともに、その操作部に進入したアクチュエータの
抜けを自動的かつ機械的に阻止するロック機構を備えた
安全スイッチにおいて、上記スイッチ本体の取付面側か
らの手動操作により、アクチュエータのロック機構を解
除することが可能なロック解除手段が設けられているこ
とによって特徴づけれる。

【０００９】以上の構造の本発明の安全スイッチによれ
ば、スイッチ本体の扉への取り付け部分に操作用穴を設
けておくことにより、機械室等の部屋の内部側からの手
動操作によってロック機構を解除することが可能になる
ので、停電時・メンテナンス時等において、作業員が部
屋内に閉じ込められても、自力で脱出することが可能に
なる。

【００１０】ここで、本発明に用いる手動ロック解除手
段の具体的な構成としては、図４及び図９に例示するよ
うに、解除用のピン（小ねじ１２）と、そのピン１２に
変位を与える解除用レバー１３を組み合わせたもの、あ
るいは図１０、図１１に例示するように、解除用ピン１
２のみをスイッチ本体１０１内に設け、そのピン１２
を、スイッチ本体の底壁（取付面）１０１ｃに設けた貫
通穴１０１ｄを通じて、本体の取付面側から精密ドライ
バＤ等の工具を用いて動かす構造などが挙げられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて説明する。まず、安全スイッチの概略構造
を図１を参照しつつ説明する。

【００１２】この例の安全スイッチは、部屋に設置され
る産業機械に電気的に接続されるスイッチで、スイッチ
本体１０１とアクチュエータ１０２を主として構成され
ており、そのスイッチ本体１０１には、操作部１１１、
スイッチ部１１２、及び、操作部１１１に設けられた機
械的なロック機構（後述）の解除を行うためのソレノイ
ド機構部１１３が配置されている。

【００１３】スイッチ本体１０１は部屋の出入口の周縁
の壁面に固着され、またアクチュエータ１０２は扉１０
３に固着される。そのアクチュエータ１０２の位置はス
イッチ本体１０１の挿入孔１０１ａに対向する位置で、
扉１０３を閉鎖した状態のときにスイッチ本体１０１の
操作部１１１内に進入する。

【００１４】そして、アクチュエータ１０２の進入によ
り、スイッチ部１１２に内蔵の接点ブロック（図示せ
ず）の接続接点が切り換わり、部屋内の機械が駆動可能
な状態となる。一方、扉１０３の開放によりアクチュエ
ータ１０２が操作部１１１から抜けたときには元の状態
に復帰して機械への電源供給がオフされる。

【００１５】なお、アクチュエータ１０２は、操作部１
１１への挿入部が先端部の押圧片１２１とこれを支持す
る一対の支持片１２２，１２３によって構成されてい
る。その押圧片１２１には、両端部に位置する凸部押圧
面１２１ｂ，１２１ｂと、この間に位置する凹部押圧面
１２１ａが形成されている。

【００１６】また、スイッチ本体１０１には、先の挿入
孔１０１ａに加えて、本体上面側にも挿入孔１０１ｂが
設けられており、設置場所の状況に応じていずれかの挿
入孔１０１ａもしくは１０１ｂを選択することができ
る。

【００１７】次に、この実施の形態のスイッチ本体の機
構を、以下、図２〜図４を参照しつつ説明する。なお、
図２は操作部１１１とソレノイド機構部１１３のカバー
を除いて示す平面図で、図３及び図４はそれぞれ図２の
Ｘ−Ｘ断面図及びＹ−Ｙ断面図である。

【００１８】まず、操作部１１１には、駆動カム１とそ
の両側に位置する左右一対の規制カム２，２が設けられ
ている。これらの駆動カム１と規制カム２，２はカムシ
ャフト３に、それぞれ互いに独立して回動自在に支承さ
れている。

【００１９】それらの３つのカムのうち、中央の駆動カ
ム１は、図１に示したアクチュエータ１０２の凹部押圧
面１２１ａに対応するカムで、また、左右一対の規制カ
ム２，２はそれぞれアクチュエータ１０２の凸部押圧面
１２１ｂに対応するカムである。

【００２０】駆動カム１と各規制カム２の外周面には、
それぞれ、挿入孔１０１ａ及び１０１ｂに対応して、矩
形状の凹部１ａ及び１ｂ，２ａ及び２ｂが形成されてお
り、それらの凹部に対しカムシャフト３を挟んだ反対側
の位置にロック段部１ｄ，２ｄが形成されている。また
駆動カム１と各規制カム２には、それぞれ、ロック段部
１ｄ，２ｄに対応する位置から約９０°の角度の位置に
まで延びる形状の溝カム１ｃ，２ｃが形成されている。
各溝カム１ｃ，２ｃの始端部にはカムフォロワピン４が
嵌まり込む半円形状の切欠き１ｅ，２ｅ〔図５（Ａ）参
照〕が形成されている。

【００２１】これら溝カム１ｃ，２ｃにはカムフォロワ
ピン４が差し込まれている。カムフォロワピン４には、
操作ロッド５の端部が連結されており、このカムフォロ
ワピン４の移動に伴って操作ロッド５が前進・後退して
スイッチ部１１２の接点接続が切り換わる。なお、カム
フォロワピン４は、その両端を支持するピンガイド体
（図示せず）によって移動方向が一方向（操作ロッド５
の移動方向）に規制されている。

【００２２】駆動カム１と一対の規制カム２の上方位置
にはロックレバー６が配設されている。このロックレバ
ー６は、係止片６ａとその両端を支持するアーム６ｂ、
及びそれらのアーム端を支持する作動片６ｃが一体形成
された部材で、左右２か所にそれぞれ配設された圧縮コ
イルばね７，８の弾性力により係止片６ａが各カム１，
２外周面に対して押圧された状態で接触するように構成
されている。

【００２３】一方、ソレノイド機構部１１３は、操作部
１１１のロック機構を解除する力を発生するソレノイド
（図示せず）を備えており、そのソレノイドの作動ロッ
ド１０の先端部に操作板１１が小ねじ１２によって固着
されている。操作板１１の操作部１１１側の端部は、ロ
ックレバー６の作動片６ｃの下端部の前側に接触してい
る。

【００２４】そして、以上の構造において、駆動カム１
と規制カム２とは、図３に示す初期状態において、その
両者間に、アクチュエータ１０２の凹部押圧面１２１ａ
と凸部押圧面１２１ｂとの段差に相当する分の回転位相
差〔図５（Ａ）参照〕が生じるような位置関係で配置さ
れている。

【００２５】以上の構成の操作部１１１とソレノイド機
構部１１３の作用を図５を参照しつつ説明する。まず、
扉１０３が開いてアクチュエータ１０２が操作部１１１
から抜けているときには、図５（Ａ）に示すように、駆
動カム１と規制カム２とは、アクチュエータ１０２の凹
部押圧面１２１ａと凸部押圧面１２１ｂとの段差に相応
する分の回転位相差で静止した状態となっており、それ
ら各カム１，２の溝カム１ｃ，２ｃがカムフォロワピン
４をガイドできる状態となっている。

【００２６】従って、駆動カム１及び各規制カム２をア
クチュエータ１０２の凹部押圧面１２１ａと凸部押圧面
１２１ｂによって押して、それぞれを初期の回転位相差
を保持して同期回動させない限りは、カムフォロワピン
４が、各カム１，２のいずれかの切欠き１ｅ，２ｅに嵌
まり込んで各カム１，２の回動が阻止される。

【００２７】次に、扉１０３が閉じて、アクチュエータ
１０２が挿入孔１０１ａを通じて操作部１１１の内部に
進入すると、これに応じて駆動カム１及び各規制カム２
が回動（図中反時計方向）し、この回動によりカムフォ
ロワピン４が溝カム１ｃ，２ｃによって後方へと押し出
されて操作ロッド５が移動する〔図８（Ｂ）〕。

【００２８】そして、アクチュエータ１０２た挿入端ま
で進んだ時点で接続接点が切り換わるとともに、図５
（Ｃ）に示すようにアクチュエータ１０２の押圧片１２
１が駆動カム１及び規制カム２の各凹部１ａ，２ａに嵌
まり込む。

【００２９】このとき、ロックレバー６の係止片６ａ
が、圧縮コイルばね７，８の押圧力によって駆動カム
１，規制カム２のロック段部１ｄ，２ｄに引っ掛かる位
置に変位し、これにより駆動カム１及び規制カム２の復
帰方向（時計方向）への回動が阻止される。従って、扉
１０３を開けようとしてアクチュエータ１０２に抜け方
向の力が作用しても、回動阻止状態の駆動カム１及び規
制カム２の凹部１ａ，２ａに押圧片１２１が引っ掛かっ
て、アクチュエータ１０２の抜けは阻止される。

【００３０】一方、機械への電源供給を遮断したときの
作動オフ信号に応じてソレノイド機構部１１３が作動す
ると、図５（Ｃ）に示すように、ソレノイドの作動ロッ
ド１０が後退し操作板１１が移動する。この操作板１１
の移動により、ロックレバー６の係止片６ａ側が持ち上
げられ、係止片６ａが各カム１，２のロック段部１ｄ，
２ｄから外れ、これにより各カム１，２の回動阻止つま
りアクチュエータ１０２の機械的なロックが解除されて
扉１０３が開放可能な状態となる。

【００３１】なお、以上の作用説明では、２つの挿入孔
１０１ａ，１０１ｂのうち、操作部１１１の正面側に設
けた挿入孔１０１ａにアクチュエータ１０２を挿入した
場合の動作を示したが、操作部１１１の上面側の挿入孔
１０１ｂにアクチュエータ１０２を挿入した場合でも、
先の図５（Ａ）〜（Ｃ）と同様な動作で駆動カム１及び
規制カム２が回動し、これに伴って操作ロッド５が前進
して接続接点が切り換わるとともに、アクチュエータ１
０２の押圧片１２１が各カム１の凹部１ｂ，２ｂに嵌ま
り込む。

【００３２】次に、本発明の安全スイッチの特徴部分
を、以下、図６〜図９及び先の図４を参照しつつ説明す
る。これら図４，図６〜図９に示す例では、ソレノイド
の作動ロッド１０に対して操作板１１を固着する小ねじ
１２の端部が、ロッドを貫通して底壁１０１ｃの近傍ま
で臨む構造とし、この小ねじ１２をロック解除用のピン
として利用するように構成するとともに、小ねじ１２を
移動する解除用レバー１３を設けたところに特徴があ
る。

【００３３】解除用レバー１３は、図８の斜視図に示す
ように、小ねじ１２を押圧するレバー片１３ａ、支点と
なる回転軸１３ｂ、及びハンドル１３ｄを備えた操作部
１３ｃからなり、図３に示すように回転軸１３ｂがスイ
ッチ本体１０１の底壁１０１ｃに、小ねじ１２の中心と
平行な軸を中心として回動自在に支承されている。

【００３４】そして、このような構造の解除用レバー１
３、つまり操作部１３ｃがスイッチ本体１０１の取付面
側（背面側）に露出する構造の解除用レバー１３を備え
た安全スイッチは、図６，図７に示すように、扉１０３
に操作用穴１０３ａを開口しておくことにより、機械室
内部から操作することができる。

【００３５】次に、以上の構造の解除用レバー１３の作
用を図９を参照しつつ説明する。まず、扉１０３が閉ま
って、アクチュエータ１０２が操作部１１１に進入する
と、先の図５（Ｂ）に示したように、ロックレバー６に
より各カム１，２が回動阻止されてアクチュエータ１０
２が機械的にロックが掛かった状態となる。この状態で
解除用レバー１３のレバー片１３ａは、図９（Ａ）に示
すように、小ねじ（解除用ピン）１２の前方側に、この
小ねじ１２の移動方向と直交する姿勢で静止した状態と
なっており、またハンドル１３ｄは小ねじ１２の移動方
向と平行な方向に沿っている。

【００３６】以上の状態から、解除用レバー１３のハン
ドル１３ｄを、図９（Ｂ）に示すように、反時計方向に
回動（最大で４５°程度）させると、レバー片１３ａが
回転軸１３ｂを中心として回動し、このレバー片１３ａ
の回動により小ねじ１２が後退方向に押され操作板１１
が後退する。これにより、先の図５（Ｃ）に示した動作
と同じ動きでロックレバー６の係止片６ａが各カム１，
２のロック段部１ｄ，２ｄから外れ、アクチュエータ１
０２のロックが解除されて扉１０３が開放可能な状態と
なる。

【００３７】従って、停電時やメンテナンス時におい
て、作業員が機械室の内部に入っているときに、作業員
が誤って扉１０３を閉めたり、あるいは何らかの原因に
より扉１０３が閉まってしまったとしても、機械室内側
からの手動操作によりアクチュエータ１０２の機械的な
ロックを解除することができるので、作業員が機械室内
に閉じ込められる虞れがなくなる。

【００３８】図１０は本発明の他の実施の形態を使用状
態で示す要部断面図である。この例では、図４，図８に
示したような解除用レバー１３の構成に代えて、解除用
のピン（小ねじ）１２を動かすための長丸貫通孔１０１
ｄを、スイッチ本体１０１の底壁１０１ｃに設け、図１
１に示すように、その長丸貫通孔１０１ｄを通じてスイ
ッチ本体１０１内に精密ドライバＤ等の工具を差し込ん
で、アクチュエータ１０２のロック機構を手動で解除で
きるように構成したところに特徴がある。なお、この例
の場合も、先の実施の形態と同様に、扉１０３に操作用
穴１０３ａを開口しておく。

【００３９】なお、以上の実施の形態においては、小ね
じ１２の端部を作動ロッド１０の下方側まで臨ませ、こ
の小ねじ１２をロック解除用のピンとして利用するよう
に構成しているが、本発明はこれに限られることなく、
小ねじ１２は作動ロッド１０への操作板１１の固着専用
の部品とし、作動ロッド１０の下方側に突出片を一体形
成し、この突出片をロック解除用のピンとして用いるよ
うに構成してもよい。また、作動ロッド１０に上下方向
に延びる段付きの貫通孔を加工し、この貫通孔内にＴ字
状の押圧片を差し込んで、このＴ字状押圧片の作動ロッ
ド１０の下方側に突出する部分をロック解除用のピンと
して利用するようにしてもよい。

【００４０】さらに、他の解除手段として、作動ロッド
１０の下面側に係止凹部を設けるとともに、解除用レバ
ー１３に突出部を設け、このレバー側の突出部をロッド
側の係止凹部に係止させる構造、あるいは、作動ロッド
１０の下面側に設けた係止凹部に、ドライバ等の工具の
先端を引っ掛けてアクチュエータ１０２のロック機構を
手動で解除するという構造を採用してもよい。

【００４１】ここで、以上の実施の形態では、操作部に
駆動カムと規制カムを備えた構造の安全スイッチに本発
明を適用した例を示したが、これに限られることなく、
専用のアクチュエータを挿入したときに限って操作部が
動作して接続接点が切り換わる、他の構造の安全スイッ
チにも本発明を適用できることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の安全スイ
ッチによれば、スイッチ本体の取付面側からの手動操作
により、アクチュエータのロック機構を解除することが
可能な構造としたから、停電時やメンテナンス時におい
て、作業員が機械室などの部屋の内部に入っているとき
に、扉が閉じて作業員が部屋内に閉じ込められても自力
で脱出することが可能になり、メンテナンス時などにお
ける安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を使用状態で示す斜視図

【図２】その実施の形態の操作部１１１とソレノイド機
構部１１３の構成図でカバーを取り外して示す平面図

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図

【図４】図２のＹ−Ｙ断面図

【図５】図２に示す操作部１１１の動作過程を示す図

【図６】本発明の実施の形態を使用状態で示す側面図

【図７】図６のＺ矢視図

【図８】本発明の実施の形態で用いる解除用レバー１３
の構造を示す斜視図

【図９】その解除用レバー１３の作用説明図

【図１０】本発明の他の実施の形態を使用状態で示す要
部断面図

【図１１】図１０の実施の形態の作用説明図

【符号の説明】

１ 駆動カム １ａ，１ｂ 凹部 １ｃ 溝カム １ｄ ロック段部 ２ 規制カム ２ａ，２ｂ 凹部 ２ｃ 溝カム ２ｄ ロック段部 ３ カムシャフト ４ カムフォロワピン ５ 操作ロッド ６ ロックレバー ６ａ 係止片 ６ｂ アーム ６ｃ 作動片 ７，８ 圧縮コイルばね １０ 作動ロッド １１ 操作板 １２ 小ねじ（解除用ピン） １３ 解除用レバー １３ａ レバー片 １３ｂ 回転軸 １３ｄ ハンドル １０１ スイッチ本体 １０１ａ，１０１ｂ 挿入孔 １０１ｃ 底壁 １０１ｄ 長丸貫通孔 １１１ 操作部 １１２ スイッチ部 １１３ ソレノイド機構部 １０２ アクチュエータ １２１ 押圧片 １２１ａ 凹部押圧面 １２１ｂ 凸部押圧面 １０３ 扉 １０３ａ 操作用穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータがスイッチ本体の操作部
   に進入し、これに応じてスイッチ部の操作ロッドが移動
   することにより接続接点が切り換わるように構成されて
   いるとともに、その操作部に進入したアクチュエータの
   抜けを自動的かつ機械的に阻止するロック機構を備えた
   安全スイッチにおいて、 上記スイッチ本体の取付面側からの手動操作により、上
   記アクチュエータのロック機構を解除することが可能な
   ロック解除手段が設けられていることを特徴とする安全
   スイッチ。
2. 【請求項２】 上記ロック解除手段がレバーを利用した
   機構であることを特徴とする、請求項１に記載の安全ス
   イッチ。
3. 【請求項３】 上記スイッチ本体の取付面に、操作部内
   に臨む貫通孔が設けられ、その貫通孔を通じて上記ロッ
   ク解除手段を操作するように構成されていることを特徴
   とする、請求項１に記載の安全スイッチ。