WO2006095645A1

WO2006095645A1 - 安全スイッチ

Info

Publication number: WO2006095645A1
Application number: PCT/JP2006/304076
Authority: WO
Inventors: Etsurou Komori; Takao Fukui; Norifumi Obata; Takeo Yasui
Original assignee: Idec Corporation
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2006-09-14
Also published as: JP2006252778A; DE112006000426T5; DE112006000426B4; US7633029B2; US20080121499A1; JP4522291B2

Abstract

　ロック機能を備えた安全スイッチがロック状態においてアクチュエータが強制的にスイッチ本体から後退された場合であっても、アクチュエータのスイッチ本体からの後退を確実に検出することが可能な安全スイッチを提供する。　駆動カム１５の回転がロックされている状態で強引にアクチュエータ３を引抜くことによって、切欠部１５ｂまたはロック体８０の少なくとも一方が破壊されて、駆動カム１５が回転可能な状態となった場合でも、駆動カム１５のカム曲線部１５ｃおよび操作ロッド２１は破損することなく正常な状態である。そのため、駆動カム１５が反時計方向へ回転すれば、接点部７０の常閉接点３９，４０正常に開の状態となり、安全スイッチの破壊強度以上の力でアクチュエータ３がスイッチ本体１から後退した場合にも、アクチュエータ３のスイッチ本体１からの後退を確実に検出することができる。

Description

明細書

安全スィッチ

技術分野

[0001] この発明は、例えば産業機械等の防護扉周縁の壁面に取り付けられ、防護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ィッチに関する。

背景技術

[0002] 従来、産業機械の防護扉などには、作業者が機械に巻き込まれて負傷するといつたトラブルの発生を防止することを目的として、防護扉が完全に閉まっていないときには、機械を駆動させないようにする安全スィッチが配設されている。このような安全スイッチの一例として、例えば、特許文献 1に記載の安全スィッチのように、操作キーが安全スィッチ内に挿入された後、該操作キーを安全スィッチ内で機械的にロックすることにより、操作キーの引抜を防止するロック機構を備えているものがある。

[0003] このロック機能を備える安全スィッチは、ロボット等の産業機械に電気的に接続されるもので、スィッチ本体（キースィッチ）とァクチユエータ（キー）とにより構成されており、スィッチ本体は防護扉周縁の壁面に固着され、またァクチユエータは防護扉に固着される。そのときのァクチユエータの固着位置はスィッチ本体のキー揷入口に対向し、かつ、防護扉を閉鎖した状態のときにスィッチ本体の左上部のヘッドケース内に進入可能なように設定されてレ、る。

[0004] そして、ァクチユエータの進入により、スィッチ本体のヘッドケースの下方に位置する接点が閉に切り換わり、産業機械へ電源が供給されて機械が駆動可能な状態となる。一方、防護扉の開放によりァクチユエータが後退してヘッドケースから抜け出ると、内蔵の接点が開に切り換わり、機械への電源供給が遮断される。

[0005] ところで、ヘッドケースには、ァクチユエータの進入'後退に伴いァクチユエ一タと係合して回転されるカム体（駆動カム）と、カム体の下方に配置されて、該カム体の回転に応じてそのカム外形 (カム曲線部）に沿って上下動する従動体が配設されている。そして、ヘッドケースの下方のスィッチ本体内部には、従動体に連動して上下動する作動体および操作体と、この操作体に連動して開閉する接点が配設されている。また、操作体付近に設けられたパネによって、従動体、作動体および操作体は上方へ付勢されており、従動体がカム体のカム外形を摺接し、カム体の回転に伴って従動体、作動体および操作体が一体的に上下動し、この上下動に連動して各接点の開閉状態が切り換わる。

[0006] また、この安全スィッチには、左右に移動するロック部材（ロック体）、 L字状のロックレバー、プランジャを有するロック機構が設けられている。ロックレバーは中央部が回転自在に軸支され、ロックレバーの左端はロック部材の右端部に、右端はプランジャの下端側にそれぞれ回転自在に連結されており、プランジャの移動がロックレバーの回転を経てロック部材に伝達される。また、ロック部材はパネによって左方へ付勢されている。そのため、カム体の時計方向への回転に伴って従動体がカム体の外形の径大部から径小部へと摺接し、パネの付勢により操作体が上方に移動するとともに、口ック部材が左方へ移動する。その結果、ロック部材が操作体の下方に入り込み、操作体の下方への移動がロック部材によって阻止されるため、従動体によりカム体が係止されることになり、これによつてカム体が回転が阻止されたロック状態に保持され、ァクチユエータの引抜きが阻止される。

[0007] また、ロック機構のプランジャを駆動するための電磁ソレノイド力スィッチ本体内の右上部に配設されており、該電磁ソレノイドが外部からの制御によって通電および通電遮断されることにより、プランジャがそれぞれ上動および下動する。そして、カム体のロック状態では、電磁ソレノイドは通電遮断の状態にあり、この状態から電磁ソレノイドが通電されると、その電磁的吸引力によってプランジャが上動し、プランジャの上動によってロックレバーが反時計方向に回転し、これによりロック部材が右方へ移動して操作体の下動が可能となり、カム体が反時計方向に回転可能な状態となる。その結果、カム体がロックされた状態から開放されてアンロック状態となり、ァクチユエータの引抜きが可能となる。

[0008] 特許文献 1 :特開平 9一 245584号公報（[0035]〜[0044]，図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ところで、上記した従来の安全スィッチの場合、駆動カム（カム体）がロック状態であつて、引抜きが阻止されているァクチユエ一タカ電磁ソレノイドの通電によって正常にロック解除されないまま、駆動カムのカム曲線部（カム外形）の破壊強度を越える引抜き方向への力がァクチユエータに強制的に加えられると、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、強引にァクチユエータを後退させて引抜こうとした場合、ァクチユエ一タが係合している駆動カムを回転させようとする力となる。ところ力電磁ソレノイドに通電されていないため、ロック機構はロックの状態のままであり、従動体 (操作ロッド）は駆動カムのカム曲線部の径小部に係合したままである。そのため、ァクチユエータを引抜く力が大きいと、カム曲線部の破壊強度を越えてカム曲線部が破損し、駆動カムは回転可能な状態となり、ァクチユエータが引抜かれるのに伴レ、、回転することとなる。

[0010] し力、しながら、駆動カムのカム曲線部が破損したにも関わらず、ロック機構はロックの状態のままであるため、従動体 (操作体）は上動したままであり、スィッチ本体の接点はァクチユエータが弓 I抜かれてレ、るにも関わらず、ァクチユエータが進入状態にある電気信号を発し続けることになる。

[0011] 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ロック機能を備えた安全スィッチ力 Sロック状態においてァクチユエータが強制的にスィッチ本体から後退された場合であっても、ァクチユエータのスィッチ本体からの後退を確実に検出することが可能な安全スィッチを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記した課題を解決するため、本発明にかかる安全スィッチは、スィッチ本体の操作部に進入 ·後退自在にァクチエータが設けられ、前記ァクチユエータの進入 ·後退に応じて、スィッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動することにより接点部の接点が開閉して前記ァクチユエータの進入 ·後退を検出する安全スィッチにおいて、前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記スィッチ本体のロック機構部に設けられ前記駆動カムの回転をロックするロック機構とを備え、前記駆動カムは、その外周面に係合部、切欠部およびカム曲線部がそれぞれ形成され、前記ァクチユエータの押込みに伴い、前記ァクチユエータの一部が前記係合部に係合し、該係合状態のままで前記ァクチユエータが前記操作部に進入するに連れて一方向に回転され、前記ァクチユエータの引抜きに伴い、前記ァクチユエータが前記操作部から後退するに連れて、前記ァクチユエータの一部が前記係合部との係合状態から脱するまで他方向に回転され、この駆動カムの両方向への回転により、前記操作ロッドが前記カム曲線部を摺接することによって前記操作ロッドが往復移動し、前記ロック機構は、ロック位置とアンロック位置との間を前記駆動カムの回転軸に対してほぼ直交方向に移動自在に設けられ、前記ァクチユエータが進入状態にあるときに前記ロック位置への移動により前記切欠部に係合して前記駆動カムの回転をロックし、前記アンロック位置への移動により前記切欠部への係合が解除されるロック体と、前記ロック体を移動させる駆動部とを備えることを特徴としている（請求の範囲第 1項)。

[0013] このように構成された発明では、ァクチユエータがスィッチ本体の操作部に押込まれて進入するのに伴い、該ァクチユエータの一部が係合部と係合して、この係合状態のままでァクチユエータにより駆動カムが一方向に回転される。この駆動カムの回転に伴い、駆動カムのカム曲線部と操作ロッドとが摺接することによって、該操作ロッドが移動し、該操作ロッドの移動に伴って、接点部の接点が開閉する。そして、ロック機構の駆動部がロック体をロック位置まで移動させることによって、該ロック体と駆動カムの切欠部とが係合して、駆動カムの回転がロックされる。その結果、該駆動カムと係合しているァクチユエータの後退が阻止され、該ァクチユエータを操作部から引抜くことが不可能となる。

[0014] このように、駆動カムの回転がロックされている状態で強引にァクチユエータを後退させて操作部から引抜こうとした場合、ァクチユエータの一部が駆動カムの係合部に係合しているため、駆動カムに強制的な回転力が加わる。ところが、駆動カムの切欠部にはロック体が係合したままであるため、ァクチユエータを引抜く力が大きい場合、切欠部またはロック体の少なくとも一方が破壊されることがある。その結果、駆動カムは回転可能な状態となり、ァクチユエータが引抜かれて操作部から後退するのに伴い他方向に回転され、ァクチユエータの一部が係合部との係合状態から脱する。このとき、駆動カムのカム曲線部および操作ロッドは破損することなく正常な状態であるため、駆動カムの他方向への回転に伴って、カム曲線部と操作ロッドとが摺接しつつ操作ロッド力 S移動する。そして、該操作ロッドの移動に伴って、接点部の接点が正常に開閉するため、例えば、この接点の開閉に基づいてァクチユエータの引抜き（後退）を検出することができる。したがって、安全スィッチの破壊強度以上の力でァクチユエータがスィッチ本体から後退した場合にも、ァクチユエータのスィッチ本体からの後退を確実に検出することができる。

[0015] また、前記ロック体の先端部が前記切欠部に係合し、当該先端部の破壊強度が、前記駆動カムの前記切欠部の破壊強度よりも低く設定されている構成でもよい (請求の範囲第 2項)。また、前記ロック体は、基部と該基部に連続する先端部とからなり、前記先端部と前記基部との境界部分には破壊強度を下げるための欠損部が形成されていることが望ましぐさらには、前記ロック体は、基部と該基部に連続する先端部とからなり、前記先端部は前記基部に接着されて形成されていることが望ましい。

[0016] このような構成とすれば、ロック体の先端部の破壊強度は、駆動カムの切欠部の破壊強度より低く設定されているため、ロック体の先端部の方が駆動カムの切欠部よりも破損しやすい。そのため、ァクチユエータが安全スィッチに進入して、かつ、ロック体が切欠部に係合することにより駆動カムがロックされた状態でァクチユエ一タがスイツチ本体から強引に引抜かれると、このときの引抜力は、駆動カムを係止しているロック体と切欠部との係合部分に集中するが、破壊強度の低い、ロック体の先端部が駆動カムの切欠部よりも先に破損し、駆動カムが回転可能になる。このように、スィッチ本体から無理にァクチユエータを引抜いた際には、ロック体の先端部のみが破損して、安全スィッチを構成するその他の部分は正常な状態を維持する。したがって、破損したロック体のみを交換すれば、再度、安全スィッチを正常な状態で使用することができるため、低コストィ匕を実現することができる。

[0017] また、前記接点部が、前記スィッチ本体内において外部接続用ケーブルの端部に電気的に接続され、前記接点部の接点の開閉による電気信号によって前記ァクチュエータの進入 '後退の状態を検出するものである構成でもよい。このような構成とすれば、接点部の接点の開閉による電気信号により、外部からァクチユエータの進入'後退を検出することができる。

[0018] また、前記接点部が、前記スィッチ本体内に設けられた常開接点および外部装置の動作制御に使用される常閉接点を備え、前記ァクチユエータの進入に伴う前記操作ロッドの移動により、前記常開接点および常閉接点がそれぞれ開状態および閉状態となり、前記常開接点の開状態により、前記ァクチユエータの進入を検出するための電気信号が得られ、前記常閉接点の閉状態により前記外部装置を操作不能状態力操作可能状態にする構成でもよい。このような構成とすれば、ァクチユエータの進入に伴い常閉接点が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、常開接点はァクチユエータの進入に伴って開状態となる。このように、常閉接点とは逆の開閉動作を行う常開接点の開閉状態をモニタすることにより、ァクチユエータの進入 '後退に加えて、外部装置の状態を外部から確認することができる

[0019] また、前記駆動部は、前記ロック機構部に設けられその中心軸方向が前記ロック体の移動方向にほぼ直交して配設されたヒンジ型電磁石と、前記ヒンジ型電磁石への通電により電磁的吸引力を受けて変位し、該変位を前記ロック体に伝達して前記ロック体を移動させる伝達部とを備える構成でも構わない（請求の範囲第 3項)。このような構成とすれば、ヒンジ型電磁石はその中心軸方向がロック体の移動方向にほぼ直交するように配設され、該ヒンジ型電磁石への通電により発生した電磁的吸引力が働く方向を、伝達部を介して偏向してロック体に伝達することによって、該ロック体を移動させている。このように、ヒンジ型電磁石への通電による電磁的吸引力が働く方向を、伝達部によって偏向させてロック体に伝達しているため、プランジャ型電磁石のように該電磁的吸引力を直線的に利用するのに比べ、薄型かつ小型の安全スィッチを提供すること力 Sできる。

[0020] また、前記スィッチ本体は直方体状を有し、前記スィッチ本体の対向する一組の隅部の一方にァクチユエータ進入口が、他方にケーブル引き出し口がそれぞれ形成されており、前記ケーブル引き出しロカケーブル力ほぼ前記対向する一組の隅部を結ぶ方向へ引き出されている構成でもよい (請求の範囲第 4項)。このような構成とすれば、ァクチユエータ進入口と、ケーブル引き出し口との関係から、ケーブルの引き出し方向の自由度が高ぐ安全スィッチを壁面または防護扉へ配設可能であり、また、ァクチユエータ進入口が水平 Z垂直向きのどちらにでも配設可能となる。また、安全スィッチを裏表、どちらの面を配設場所へ密着させることもできる。したがって、安全スィッチの取り付けの自由度が増し、安全スィッチ取付けの選択範囲を広げることができる。

[0021] また、前記ロック機構の少なくとも前記ロック体は、ユニット化されて前記駆動部に対して組み込み ·取り外し自在に配設されてレ、る構成としてもよレ、。このような構成とすれば、ロック体がユニットィヒされて駆動部に対して組み込み ·取り外し自在に配設されているため、ロック体が破損した場合であっても、このユニットを交換すればよぐ短時間で作業効率よく安全スィッチを復元する事ができる。

発明の効果

[0022] 以上のように、請求の範囲第 1項に記載の発明によれば、このように、駆動カムの回転がロックされている状態で強引にァクチユエータを後退させて操作部から引抜こうとした場合であっても、駆動カムの切欠部またはロック体の少なくとも一方が破壊されて駆動カムは回転可能な状態となり、操作ロッドは駆動カムのカム曲線部と摺接しつつ操作ロッドが移動することが可能で、接点部の接点は正常に開閉するため、例えば、この接点の開閉に基づレ、てァクチユエータの引抜き（後退)を検出することができ、ァクチユエータのスィッチ本体からの後退を確実に検出することができる。

[0023] また、請求の範囲第 2項に記載の発明によれば、ロック体の先端部の破壊強度は、駆動カムの切欠部の破壊強度より低く設定されているため、ロック体の先端部の方が駆動カムの切欠部よりも破損しやすぐ破損したロック体のみを交換するだけで、安全スィッチを復元することができ、安全スィッチの復元に要するコストの低減を図ることができる。

[0024] また、請求の範囲第 3項に記載の発明によれば、ヒンジ型電磁石はその中心軸方向がロック体の移動方向にほぼ直交するように配設され、該ヒンジ型電磁石への通電により発生した電磁的吸引力が働く方向を、伝達部を介して偏向してロック体に伝達することによって、該ロック体を移動させるため、プランジャ型電磁石のように該電磁的吸引力を直線的に利用するのに比べ、薄型かつ小型の安全スィッチを提供することができる。

[0025] また、請求の範囲第 4項に記載の発明によれば、ァクチユエータ進入口と、ケープノレ引き出し口との関係から、安全スィッチを壁面または防護扉へ配設可能であり、また、ァクチユエータ進入口が水平/垂直向きのどちらにでも配設可能となる。また、安全スィッチを裏表、どちらの面を配設場所へ密着させることもできる。したがって、安全スィッチの取付けの自由度が増し、安全スィッチ取付けの選択範囲を広げることができる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]この発明の第 1実施形態におけるスィッチ本体の断面図である。

[図 2]この発明の第 1実施形態におけるスィッチ本体の断面図である。

[図 3]この発明の第 1実施形態におけるスィッチ本体の断面図である。

[図 4]この発明の第 1実施形態におけるスィッチ本体の断面図である。

[図 5]この発明の第 1実施形態における安全スィッチの外観図である。

[図 6]この発明の第 2実施形態におけるロック体ユニットを示す図である。

[図 7]この発明の他の実施形態におけるロック体を示す図である。

符号の説明

[0027] 1…スィッチ本体

3…ァクチユエータ

33a…ケーブル引き出し口

5…操作部

15…駆動カム

15a…係合部

15b…切欠部

15c…カム曲線部

21…操作ロッド

39, 40…常閉接点 (接点)

7…スィッチ部

70…接点部

8…ロック機構部

8a…ロック機構

80, 802d, 803， 804…ロック体 802…ロック体ユニット

80a, 802f, 803a, 804a…先端部

80b, 802e, 803b, 804b…基部

81…駆動部

81a…ヒンジ型電磁石（駆動部）

81b…作動体 (駆動部、伝達部）

81d…リンク体 (駆動部、伝達部）

9a…ァクチユエータ進入口

発明を実施するための最良の形態

[0028] <第 1実施形態 >

この発明の第 i実施形態について図丄ないし図 5を参照して説明する。図 1ないし図

4はスィッチ本体の断面図、図 5は安全スィッチの外観図を示す。

[0029] 本発明における安全スィッチは、上記した従来のものとほぼ同様に、外部装置であるロボット等の産業機械等にケーブルを介して電気的に接続されるスィッチであり、図

1に示すように、スィッチ本体 1と、ァクチユエータ 3とにより構成される。

[0030] このとき、スィッチ本体 1は、操作部 5とスィッチ部 7とロック機構部 8とからなり、図示を省略する産業機械の防護扉周縁の壁面に固着される。また、ァクチユエータ 3は防護扉に固着され、その位置は操作部 5の側面に形成されたァクチユエータ進入口 9a に対向する位置であり、防護扉を閉鎖した状態のときに操作部 5のァクチユエータ進入口 9a内に進入する。なお、ァクチユエータ 3は、図 1に示すように、基部 3aと、この基部 3aから突出する一対の押圧片 3bと、これら両押圧片 3bを互いに連結する連結片 3cとから構成されている。このとき、幅が大きく厚みの薄い平板状のァクチユエータの押圧片と比べ、両押圧片 3bは幅が小さく厚みのある形状を有し、連結片 3cを通る断面がコ字状を成している。

[0031] スィッチ本体 1の左上部に配設された操作部 5は、図 1ないし図 4に示すように、ケ一ス部材 11と、回転軸 13がこのケース部材 11の内面に枢支されて回転自在に支持された駆動カム 15を備えている。この駆動カム 15の外周面上部には、ァクチユエ一タ 3の連結片 3cが嵌挿する係合部 15aが、上記したァクチユエータ進入口 9aから司見く位置に形成されている。さらに、駆動カム 15の外周面上部には後述するロック機構部 8のロック体 80が係合する切欠部 15bが形成されている。また、駆動カム 15の外周面下部にはカム曲線部 15cが形成されており、操作部 5の下方に位置するスィッチ部 7から先端部分が出退自在に操作部 5内に突出する操作ロッド 21の半球状の先端が駆動カム 15のカム曲線部 15cを摺接する。そして、駆動カム 15の回転に伴って操作ロッド 21が進入 '後退して往復移動すると、スィッチ部 7に内蔵されている接点部 70 の接点の開閉状態が切り換えられる。

[0032] 次に、スィッチ部 7について説明する。このスィッチ部 7は、図 1に示すように、ケース部材 11と一体となって直方体状のスィッチ本体 1を形成するケース部材 33の内部であって操作部 5の下方に配設され、接点が内蔵された接点部 70と、上記した操作ロッド 21と力ら構成されてレ、る。また、このケース部材 33に、操作部 5側のケース部材 11が着脱自在に取り付けられるように構成されている。そして、ァクチユエータ進入口 9aが形成されたケース部材 11側の隅部に対向するケース部材 33側の隅部には、外部接続用ケーブルのケーブル引き出し口 33aが形成されている。また、図 1に示すように、ケース部材 33の外面には、スィッチ本体 1を産業機械の防護扉周縁の壁面に取り付けるためのボルトが挿入される一対の取付孔 33bが形成されている。

[0033] ところで、接点部 70には、操作ロッド 21の他端部に接し操作ロッド 21と一体となつて移動する可動部材 37と、この可動部材 37に連動して開閉する第 1および第 2常閉接点 39, 40とを備えてレ、る。各常閉接点 39, 40は、それぞれ可動端子 39a, 40aと固定端子 39b, 40bと力らなり、各可動端子 39a, 40aは可動部材 37に固定され、各固定端子 39b, 40bは接点部 70に配設された枠部材 43に固定されている。ここで、各常閉接点 39, 40のうち、例えば、常閉接点 39は産業機械への電源供給及び遮断用であり、後述するロック機構部 8に配設された常閉接点と直列に接続されている。また、常閉接点 40はこれら電源供給及び遮断用の接点の開閉状態のモニタ用である。

[0034] そして、可動部材 37は、板状の基板部 45と、この基板部 45の一方面（図 1の表面側）の両端に立設される第 1取付部 53および第 2取付部 54とから構成されており、その一端側が操作ロッド 21の他端と当接するとともに、その他端側にコイルパネ（図示省略）が取り付けられ、コイルパネによって可動部材 37が操作部 5の方向、すなわち上方に付勢されている。また、各取付部 53, 54には、一対の突起 53a, 53b, 54a, 54bがそれぞれ可動部材 37の長手方向に互いに対向して設けられている。

[0035] そして、第 1， 2常閉接点 39， 40の可動端子 39a, 40a力一方の突起 53a， 54aの根元部それぞれに着脱自在に取り付けられるとともに、各対の突起 53a, 53b, 54a, 54bにぞれぞれ外嵌されたパネ（図示省略）によって、各可動端子 39a, 40aが各取付部 53, 54に押し付けられて固定されており、これらのパネにより、特に図 2に示されるように、各可動端子 39a, 40aそれぞれと各固定端子 39b， 40bそれぞれとの間の接触力が発生されている。

[0036] ここで、ケース部材 33には、産業機械と電気的に接続されるケーブル（図示省略）が装着されており、接点部 70の内部においてケーブルと各常閉接点 39， 40と力電気的に接続され、各常閉接点 39， 40が開閉することによる電気信号によって、ァクチユエータ 3の操作部 5への進入'後退の検出および産業機械への電源供給及び電源供給の遮断が行われるようになつている。

[0037] ところで、第 2常閉接点 40の固定端子 40bは、図 1に示すように、接点部 70の枠部材 43に形成された常閉接点用取付部 43aに着脱自在に取り付けられ、可動端子 40 aとともにその取り付け位置および取り付け状態を変更可能に取り付けられており、第 2常閉接点 40を常開接点に切り換えることができるようになつている。

[0038] すなわち、枠部材 43には、上記した常閉接点用取付部 43aに加え、固定端子 40b が着脱自在に取り付けられる常開接点用取付部 43bが形成されており、第 2常閉接点 40の可動端子 40aを一方の突起 54aから取り外して他方の突起 54b側に取り付けるとともに、固定端子 40bを常閉接点用取付部 43aから取り外して常開接点用取付部 43bに取り付けることにより、第 2常閉接点 40を常開接点に切り換えることができる。こうすることで、この常開接点は、第 1常閉接点 39と逆の開閉動作を行うため、第 2 常閉接点 40の場合とは異なる動作のモニタ用接点として用いることができ、用途に応じて常閉と常開の選択を行うことができる。

[0039] なお、ァクチユエータ 3が進入していない図 1の状態では、操作ロッド 21はコイルバネに抗して駆動カム 15のカム曲線部 15cにより押圧されてほとんどの部分がスィッチ部 7側に没した状態にあり、操作ロッド 21により可動部材 37が押し込まれている。これによって、各常閉接点 39, 40の可動端子 39a, 40aおよび固定端子 39b, 40b力 S 離間し、各常閉接点 39, 40が開状態となり、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。

[0040] 次に、ロック機構部 8について説明する。このロック機構部 8は、図 1に示すように、ケース部材 33の内部であって操作部 5の右方に配設され、上記したロック体 80とロック体 80を移動させる駆動部 81とを有するロック機構 8aと、常開および常閉接点が内蔵されたロック接点部 8bと、手動ロック解除機構 8cとから構成されている。

[0041] ロック機構 8aを構成するロック体 80は図 1に示すアンロック位置と、図 2に示すロック位置との間を、駆動カム 15の回転軸 13に対してほぼ直交方向に移動自在にロック体支持部 801に支持されている。また、ロック体 80の先端部 80aの外径は基部 80b の外径よりも小さく構成されている。そして、ロック体 80がロック位置に移動した際、先端部 80aが駆動カム 15の切欠部 15bと係合することによって、駆動カム 15の回転をロックする。一方、ロック体 80がアンロック位置に移動した際、先端部 80aと切欠部 15 bとの係合が解除され、駆動カム 15が回転可能な状態となる。

[0042] また、駆動部 81は、コアにコイルが卷回されてなるヒンジ型電磁石 81aと、ヒンジ型電磁石 81aへの通電により電磁的吸引力を受けて変位する略 L字形の鉄等の磁性材料からなる作動体 81bと、作動体 81bを左方に付勢する板パネからなる復帰パネ 8 lcと、作動体 81bの変位をロック体 80へ伝達するリンク体 81dとで構成されている。ヒンジ型電磁石 81aは、その中心軸方向がロック体 80の移動方向に対してほぼ直交して配設されており、ロック接点部 8bのケース 82に支持されている。また、図 1に示すように、ヒンジ型電磁石 81aとケース 82との間には隙間 83が生じるように、ヒンジ型電磁石 81aはケース 82に支持されており、隙間 83に作動体 81bと復帰パネ 81cとが配設されている。

[0043] 作動体 81bは、その屈曲部 81blが鈍角となるように構成された略 L字形の部材であって、屈曲部 81bl部分を揺動の中心軸として揺動自在に隙間 83内に配設されている。また、復帰パネ 81cは、隙間 83内であって、作動体 81bの右方に、その付勢力が左方を向くように配設されている。また、作動体 81bの上端部 81b2にはリンク体 81 dが連結されており、リンク体 81dにロック体 80が軸支されている。

[0044] したがって、図 2に示すように、ヒンジ型電磁石 8 laが通電遮断されていれば、作動体 81bは復帰パネ 81cによって左方に付勢され、上端部 81b2は屈曲部 81bl部分を揺動の中心軸として左方に移動する。そして、上端部 81b2が左方に移動するのに伴レ、、上端部 81b2に連結されているリンク体 81dが左方に移動して、リンク体 81dに軸支されているロック体 80が図 2中の矢印方向、すなわちロック位置へと移動する。一方、ヒンジ型電磁石 81aが通電されていれば、作動体 81bの下左端部 81b3がヒンジ型電磁石 81aの電磁的吸引力によってヒンジ型電磁石 81aへ吸引される。その結果、作動体 81bの上端部 81b2は復帰バネ 81cの付勢力に抗しつつ、屈曲部 81bl を揺動の中心軸として右方に移動する。そして、上端部 81b2が右方に移動するのに伴レ、、上端部 81b2に連結されているリンク体 81dが右方に移動して、リンク体 81dに軸支されているロック体 80が図 3中の矢印方向、すなわちアンロック位置へと移動する。このように、この実施形態では、作動体 81bとリンク体 81dとが、本発明の「伝達部」として機能している。

[0045] また、ロック接点部 8bのケース 82内には常開および常閉接点が配設されている（図示省略)。これら、常開および常閉接点のうちの可動接点はそれぞれ、上記したリンク体 81dに支持されている。したがって、これらの可動接点はリンク体 81dの動きに連動して、それぞれ同じ方向に移動することとなる。この実施形態では、リンク体 81dが左方に移動した場合、すなわち、ロック体 80がロック位置へ移動した場合、常開および常閉接点は、それぞれ開および閉状態となり、リンク体 8 Idが右方へ移動した場合、すなわち、ロック体 80がアンロック位置へ移動した場合、常開および常閉接点は、それぞれが閉および開状態となるように構成されている。また、上記したように、例えば、ケース 82内の常閉接点と、接点部 70に配設された接点のうち、産業機械と接続されている常閉接点 39とが直列に接続されている。また、これらの常開接点の電気信号をモニタすることによって、ロック体 80の動作を検出することができる。

[0046] また、手動ロック解除機構 8cは凸部 84aを有する解除カム 84を備えている。図 2に示すように、ロック体 80がロック位置へ移動して、ロック体 80と切欠部 15bとが係合状態にある場合に、スィッチ本体 1の外部から、解除キー等によって解除カム 84を時計回りに回転させることによって、ロック状態を解除することができる。すなわち、解除力ム 84を時計方向に回転させることによって、凸部 84aがリンク体 81dと摺接しつつ、リンク体 81dを右方へ移動させることができる。その結果、リンク体 81dが右方へ移動するのに伴レ、、リンク体 81dに軸支されているロック体 80も連動して右方へ移動し、ロック体 80と切欠部 15bとの係合状態が解除され、駆動カム 15を回転可能な状態とすること力 Sできる。

[0047] 続いて動作について説明する。図 1に示すように、ァクチユエータ 3がスィッチ本体 1の操作部 5に進入していない場合、操作ロッド 21はコイルパネに杭して駆動カム 15 のカム曲線部 15cの径大部分により押圧されてほとんどの部分がスィッチ部 7側に没した状態にあり、操作ロッド 21により可動部材 37が押し込まれている。これによつて、各常閉接点 39, 40の可動端子 39a， 40aおよび固定端子 39b, 40bが離間し、各常閉接点 39, 40が開状態となり、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。また、ロック体 80は復帰バネ 81cに抗して駆動カム 15の外周部により押圧されてアンロック位置へと移動しており、ロック接点部 8bの常開および常閉接点は、それぞれ閉および開状態となつている。

[0048] 次に、防護扉等を閉じることによって、ァクチユエータ 3が操作部 5に進入すると、図 2に示すようにァクチユエータ 3の連結片 3cが駆動カム 15の係合部 15aと係合して、ァクチユエータ 3の進入に伴って駆動カム 15が時計方向に回転される。駆動カム 15 が回転するのに伴い、操作ロッド 21の先端がカム曲線部 15cの径大部分力径小部分へと摺接しつつ、操作ロッド 21がコイルパネの付勢力によって上方に移動する。操作ロッド 21が上方に移動するのに伴って、常閉接点 39, 40が開状態から閉状態となる。また、駆動カム 15の回転に伴レ、、切欠部 15bがロック体 80と対向する位置に移動することによって、復帰バネ 81cの付勢力によってロック体 80が左方に移動して、切欠部 15bとロック体 80の先端部 80aとが係合状態となり、駆動カム 15の回転がロック、ァクチユエータ 3の引抜が阻止された状態となる。また、ロック体 80がロック位置へ移動することによって、ロック接点部 8bの常開および常閉接点は、それぞれ開および閉状態へと切り換わる。したがって、ロック接点部 8bの常閉接点および第 1常閉接点 39が同時に閉状態となるため、これらの常閉接点に直列に接続されているロボット等の産業機械に電源が供給され、産業機械が操作可能な状態となる。

[0049] 続いて、ヒンジ型電磁石 81aが外部からの制御によって通電された場合、図 3に示すように、作動体 81bの下左端部 81b3がヒンジ型電磁石 81 aの電磁的吸引力によつてヒンジ型電磁石 81aに向って吸引される。そのため、作動体 81bの上端部 81b2は復帰バネ 81cの付勢力に抗しつつ屈曲部 81blを揺動の中心軸として右方に移動するため、ロック体 80が右方のアンロック位置へと移動する。したがって、ロック体 80と切欠部 15bとの係合状態が解除されるため、駆動カム 15の回転のロック状態が解除され、ァクチユエータ 3が後退可能になり、防護扉等を開放する事が可能な状態となる。また、ロック体 80がアンロック位置へと移動するのに伴レ、、ロック接点部 8bの常閉接点および常開接点が、それぞれ開および閉状態に切り換わり、その結果、ロック接点部 8bの常閉接点および第 1常開接点 39と直列に接続されている産業機械の電源が遮断され、産業機械は動作不可能な状態となるともに、ロック接点部 8bの常開接点を流れる電気信号によってアンロック状態であることが検出される。

[0050] ところで、図 2に示すように駆動カム 15の回転がロックされている状態で強引にァクチユエータ 3を後退させて操作部 5から引抜こうとした場合について、図 2および図 4 を参照しつつ詳述する。ァクチユエータ 3を強引に後退させた場合、ァクチユエータ 3 の連結片 3cが駆動カム 15の係合部 15aに係合しているため、駆動カム 15に強制的な回転力が加わる。このとき、駆動カム 15の切欠部 15bにはロック体 80の先端部 80 aが係合したままであるため、ァクチユエータ 3を引抜く力は、駆動カム 15を係止してレ、る先端部 80aと切欠部 15bとの係合部分に集中する。そして、ァクチユエータ 3をスイッチ本体 1から強引に引抜けば、先端部 80aの径を小さくして先端部 80aの破壊強度を切欠部 15bの破壊強度よりも低く設定しているため、破壊強度の低いロック体 80 の先端部 80aが駆動カム 15の切欠部 15bよりも先に破損し、駆動カム 15が回転可能な状態となる。

[0051] そして、ァクチユエータ 3が操作部 5から後退するのに伴レ、、駆動カム 15は反時計方向へ回転されて、ァクチユエータ 3の連結片 3cが係合部 15aとの係合状態から脱する。このとき、図 4に示すように、駆動カム 15のカム曲線部 15cおよび操作ロッド 21 は破損することなく正常な状態であるため、駆動カム 15の反時計方向への回転に伴つて、操作ロッド 21がカム曲線部 15cの径小部分カ径大部分へと摺接しつつ操作ロッド 21がコイルパネの付勢力に抗しつつ下方に移動する。そして、操作ロッド 21の下方への移動に伴って、接点部 70の常閉接点 39， 40が正常に開の状態となる。すなわち、接点部 70が有する常閉接点 39, 40が正常に動作しているため、これらの常閉接点 39, 40の状態に基づいてァクチユエータ 3の引抜き（後退）を検出して、産業機械への電源が確実に遮断される。

[0052] 以上のように、この実施形態では、駆動カム 15の回転がロックされている状態で強引にァクチユエータ 3を後退させて操作部 5から引抜くことによって、破壊強度の低いロック体 80が破損して、駆動カム 15が回転可能な状態となった場合でも、駆動カム 1 5のカム曲線部 15cおよび操作ロッド 21は破損することなく正常な状態である。そのため、ァクチユエータ 3が操作部 5から後退するのに伴レ、、駆動カム 15が反時計方向へ回転されてァクチユエータ 3の連結片 3cが係合部 15aとの係合状態から脱するときに、操作ロッド 21がカム曲線部 15cの径小部分から径大部分へと摺接しつつ操作口ッド 21は下方へ移動する。そして、この操作ロッド 21の下方への移動に伴って、接点部 70の常閉接点 39, 40は正常に開の状態へ切り換わるため、この常閉接点の状態に基づいてァクチユエータ 3の引抜き（後退）を検出することができる。したがって、正常にロック解除されないまま防護扉等が強引に開放されてァクチユエータ 3がスイツチ本体 1から引抜かれた場合にも、ァクチユエータ 3のスィッチ本体 1からの後退を確実に検出することができる。

[0053] また、この実施形態では、ロック体 80の先端部 80aの破壊強度を、駆動カム 15の切欠部 15bの破壊強度より低く設定しているため、ロック体 80の先端部 80aの方が駆動カム 15の切欠部 15bよりも破損しやすい。そのため、ロック体 80の先端部 80aが破損しても、破損したロック体 80のみを交換すれば、再度、安全スィッチを正常な状態で使用することができるため、低コストィ匕を実現することができる。

[0054] また、この実施形態では、接点部 70に配設された常閉接点 39， 40の開閉による電気信号によってァクチユエータ 3の操作部 5内への進入.後退の状態を検出しているため、常閉接点 39, 40の開閉による電気信号により、外部からァクチユエータ 3の進入-後退を検出することができる。 [0055] また、この実施形態では、ヒンジ型電磁石 81aをそのコア（中心軸）の方向がロック体 80のロック位置とアンロック位置との間の移動方向にほぼ直交するように配設し、ヒンジ型電磁石 81aへの通電により発生した電磁的吸引力が働く方向を、作動体 81b およびリンク体 81dを介して偏向してロック体 80に伝達することによって、ロック体 80 を移動させているため、例えば、プランジャ型電磁石のように該電磁的吸引力を直線的に利用するのに比べ、安全スィッチ全体の薄型化、小型化を図ることができる。

[0056] また、この実施形態では、スィッチ本体 1は直方体状を有し、スィッチ本体 1の対向する一組の隅部の一方にァクチユエータ進入口 9aが、他方にケーブル引き出し口 3 3aがそれぞれ形成されている。このため、図 5に示すように、ァクチユエータ進入口 9 aと、ケーブル引き出し口 33aとの関係から、ケーブルの引き出し方向の自由度が高く、安全スィッチを壁面または防護扉へ配設可能であり、また、ァクチユエータ進入口が水平 Z垂直向きのどちらにでも配設可能となる。また、安全スィッチを裏表、どちらの面を配設場所へ密着させることもできる。したがって、安全スィッチの取付けの自由度が増し、安全スィッチ取付けの選択範囲を広げることができる。また、このような構成とすれば、安全スィッチの取付けの自由度が増すことによって、従来のようにァクチユエータ進入口を 2つ設けなくてもよいため、未使用の側のァクチユエータ進入口力らゴミ等が進入することによって安全スィッチが故障するのを防止することができ、安全スィッチの耐久性の向上も図ることができる。なお、図 5 (a)は安全スィッチの表面を上側にした図、図 5 (b)は安全スィッチの裏面を上側にした図である。

[0057] <第 2実施形態 >

図 6は本発明に力かるロック体ユニットを示す図であり、図 6を参照しつつ本発明に力、かる安全スィッチの第 2実施形態について詳述する。この第 2実施形態が、上記第 1実施形態と大きく異なる点は、ロック機構のロック体が、ユニット化されて駆動部に対して組み込み ·取り外し自在に配設されてレ、る点であり、その他の構成および動作は、上記第 1実施形態と同様である。以下、第 1実施形態との相違点を中心に第 2実施形態について詳細に述べる。なお、第 1実施形態と同一な構成および動作については、その構成および動作の説明を省略する。

[0058] 図 6に示すように、ロック体ユニット 802は、ロック体支持部 802cおよびシール部材 802a, 802bでロック体 802dを支持することによって構成されている。そして、この口ック体ユニット 802が駆動部を構成するヒンジ型電磁石 8 laの上方に組み込み ·取り外し自在に配設されている。また、ロック体 802dは基部 802eと、基部 802eに連続した先端部 802fとで構成されており、基部 802eと先端部 802fとの境界には、破壊強度を下げるための孔 802gが穿設されている。

[0059] このようにロック体 802dがロック体ユニット 802としてユニット化されて駆動部に対して組み込み ·取り外し自在に配設されているため、ロック体 802dが破損した場合であつても、このロック体ユニット 802を交換すればよぐ短時間で作業効率よく安全スイツチを復元する事ができる。また、ロック体 802dの先端部 802fの破壊強度を下げるための孔 802gが設けられているため、ァクチユエータが安全スィッチ本体から強引に引抜かれたときには、ロック体 802dの先端部 802fを、確実に先に破損させて、駆動カムの切欠部を正常な状態に維持する事が出来る。したがって、ァクチユエ一タが安全スィッチ本体から強引に引抜かれることによって、安全スィッチが故障したときには、ロック体ユニット 802を交換するだけで安全スィッチを正常な状態に復元する事ができる。

[0060] <その他 >

また、ロック体は上記した構成に限定されず、例えば図 7に示すように種々の変更を加えることが可能である。なお、図 7はロック体を示すである。図 7 (a)に示すロック体 8 04は、基部 804bと基部 804bに連続する先端部 804aとからなり、先端部 804aと基部 804bとの境界部分には破壊強度を下げるための、例えば溝状の欠損部 804cが形成されている。また、図 7 (b)に示すロック体 803は、基部 803bと基部 803bに連続する先端部 803aとからなり、先端部 803aは基部 803bに接着されて形成されている。このとき、基部 803bと先端部 803aは同一部材、異種部材のいずれでも構わなレ、。このような構成とすれば、ァクチユエータが安全スィッチ本体から強引に引抜かれたとき、駆動カムの切欠部ではなぐロック体の先端部を確実に破損させることができる。なお、上記欠損部を設けた状態で、基部と先端部とを接着する構成でももちろんよい

[0061] なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、接点部に配設された常閉接点のうちの一方を常開接点としてもよい。この場合、常閉接点を外部装置の動作制御に使用して、常開接点をァクチユエータの進入を検出するための電気信号を得るための接点とすればよい。このような構成とすれば、ァクチュエータの進入に伴い常閉接点が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、常開接点はァクチユエータの進入に伴って開状態となる。このように、常閉接点とは逆の開閉動作を行う常開接点の開閉状態をモニタすることにより、ァクチユエータの進入 '後退に加えて、外部装置の状態を外部から確認することができる。

[0062] また、上記した実施形態では、 2個の常閉接点 39, 40を用レ、、その開閉動作により産業機械への電源供給及び供給遮断を行っているため、例えば、常閉接点 39， 40 が閉状態となって、産業機械への電源供給が行われている際に、常閉接点 39， 40 の可動端子 39a, 40aと固定端子 39b, 40bとが溶着した場合であっても、ァクチユエータ 3が後退し、操作ロッド 21によって可動部材 37が押し込まれることにより、溶着した可動端子 39a, 40bと固定端子 39b， 40bとを強制的に開離することができ、安全スィッチの信頼性を向上することができる。

[0063] また、上記した実施形態では、常閉接点を 2個設けている力これに限定されるものではなぐ 1個または 3個或いは、 4個以上設けてもよい。なお、安全スィッチとしての信頼性を高めるためには、常閉接点を少なくとも 2個設けることが望ましい。さらに、第 2常閉接点 40は、可動端子 40aと固定端子 40bの位置を変更することにより、常開接点に切り換えることができるよう構成されているため、スィッチ部 7の接点構成を用途に応じて簡単に変更することができる。

[0064] このとき、第 2常閉接点 40を常開接点に切り換える場合には、可動端子 40aと固定端子 40bの位置を変更するだけよぐ各接点構造に専用の部品を必要としないため、コストの低減を図ることができ、し力、も部品が増加することによる部品の組間違え等も未然に防ぐことができる。なお、上記した実施形態では、第 2常閉接点 40のみを接点構造が切り換え可能な接点として構成しているが、これに限定されるものではなぐ接点構造が切り換え可能な接点の数は任意である。 [0065] また、上記した第 1および第 2実施形態では、復帰パネ 81cのパネ荷重 (付勢力）によってロック体 80をロック位置へ移動させて、ヒンジ型電磁石 81aが通電状態となつたときの電磁的吸引力によってロック体 80をアンロック位置へ移動させている力この電磁的吸引力によってロック体 80をロック位置へ移動させてロック機構 8aをロック状態としてもよレ、。この場合、例えば、ロック体 80をアンロック位置へ移動させる向きに付勢力が働くような復帰パネを配設するのが望ましい。

産業上の利用可能性

[0066] なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能であり、防護扉が完全に閉まっていないときには機械を駆動させないようにして作業者の安全を確保する用途に広く適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] スィッチ本体の操作部に進入 ·後退自在にァクチエータが設けられ、前記ァクチュエータの進入 '後退に応じて、スィッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動することにより接点部の接点が開閉して前記ァクチユエータの進入 ·後退を検出する安全スィツチにおいて、

前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記スィッチ本体のロック機構部に設けられ前記駆動カムの回転をロックするロック機構とを備え、

前記駆動カムは、

その外周面に係合部、切欠部およびカム曲線部がそれぞれ形成され、前記ァクチュエータの押込みに伴い、前記ァクチユエータの一部が前記係合部に係合し、該係合状態のままで前記ァクチユエータが前記操作部に進入するに連れて一方向に回転され、前記ァクチユエータの引抜きに伴い、前記ァクチユエータが前記操作部から後退するに連れて、前記ァクチユエータの一部が前記係合部との係合状態から脱するまで他方向に回転され、この駆動カムの両方向への回転により、前記操作ロッドが前記カム曲線部を摺接することによって前記操作ロッドが往復移動し、

前記ロック機構は、

ロック位置とアンロック位置との間を前記駆動カムの回転軸に対してほぼ直交方向に移動自在に設けられ、前記ァクチユエータが進入状態にあるときに前記ロック位置への移動により前記切欠部に係合して前記駆動カムの回転をロックし、前記アンロック位置への移動により前記切欠部への係合が解除されるロック体と、前記ロック体を移動させる駆動部とを備える

ことを特徴とする安全スィッチ。

[2] 前記ロック体の先端部が前記切欠部に係合し、

当該先端部の破壊強度が、前記駆動カムの前記切欠部の破壊強度よりも低く設定されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の安全スィッチ。

[3] 前記駆動部は、

前記ロック機構部に設けられその中心軸方向が前記ロック体の移動方向にほぼ直交して配設されたヒンジ型電磁石と、前記ヒンジ型電磁石への通電により電磁的吸引力を受けて変位し、該変位を前記口ック体に伝達して前記ロック体を移動させる伝達部とを備える

ことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の安全スィッチ。

前記スィッチ本体は直方体状を有し、前記スィッチ本体の対向する一組の隅部の一方にァクチユエータ進入口が、他方にケーブル引き出し口がそれぞれ形成されており、

前記ケーブル引き出し口からケーブル力 S、ほぼ前記対向する一組の隅部を結ぶ方向へ引き出されてレ、ることを特徴とする請求の範囲第 1項なレ、し第 3項のレ、ずれかに記載の安全スィッチ。