WO2018155335A1 - 安全スイッチ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a safety switch.
- a safety switch is provided at the entrance / exit of a room where industrial machines are installed.
- the safety switch is attached to a wall surface near the entrance and exit, and an actuator corresponding to the safety switch is attached to the entrance door.
- the actuator is inserted into the opening of the safety switch, and power can be supplied to the industrial machine or the like.
- the actuator is extracted from the opening, and power supply to the industrial machine or the like becomes impossible.
- a safety switch that can lock the actuator is used.
- the actuator is locked by engaging the plunger with a pause notch provided in the cam.
- the present invention is directed to a safety switch, and aims to improve the locking strength of the safety switch, and also aims to improve the reliability of the operation of the lock member that locks the actuator.
- One safety switch includes a case in which an opening into which an actuator can be inserted is provided, and the case is disposed in the case and engages with a part of the actuator, thereby engaging the opening of the actuator.
- An insertion state in which the actuator is inserted into the opening having a cam that rotates about a rotation axis in accordance with the insertion operation and the extraction operation, and a rod that reciprocates according to the rotation angle of the cam.
- the one of the cases of the lock member in the locked state, when the partial surface of the cam of the lock member is viewed along the one direction, the one of the cases of the lock member is the one of the cases. It overlaps at least partially with the part-side surface.
- the part of the case is perpendicular to the one direction, and a surface perpendicular to the one direction of the lock member in the extraction operation in the locked state is the case. In contact with said part.
- the lock member is rotatably supported by the case around a shaft portion parallel to the rotation shaft, and the shaft portion is in the extraction operation in the locked state.
- the force acting on the lock member is smaller than the force acting on the partial surface of the case in the lock member.
- the lock member includes a connecting portion that is connected to the rod and moves together with the rod, and the lock releasing portion is moved by the movement of the rod independent of the rotation of the cam. Release the actuator lock.
- Another safety switch includes a case in which an opening into which an actuator can be inserted is provided, and a case that is disposed in the case and engages with a part of the actuator, whereby the opening of the actuator is An insertion state in which the actuator is inserted into the opening, having a cam that rotates about a rotation axis in accordance with the insertion operation and the extraction operation, and a rod that reciprocates according to the rotation angle of the cam.
- the locking member has a connecting portion that is connected to the rod and moves together with the rod; The movement independent of the rod of the rotation of the cam to unlock the actuator. Thereby, the reliability of operation
- the switch portion urges the rod toward the cam and engages with the part of the cam in the insertion state.
- the rod member is held at a predetermined position with a gap between the lock member and the cam.
- the lock member has a weakened portion, and when the weakened portion is destroyed by the extraction operation of the actuator in the locked state in which the actuator is locked, in the next insertion state, The rod is disposed at a position closer to the cam than the predetermined position, and the switch portion detects the destruction of the weakened portion.
- the case includes a head case that houses the cam and the lock member, and a main body case to which the switch portion is attached, and the connecting portion is attached to the rod in a state of being rotatable about the rod.
- the head case is rotatable with respect to the main body case about the rod in a state where the safety switch is not attached to the attachment surface.
- the rod has a front end surface that slides with an outer peripheral surface of the cam, and an annular groove provided at a position farther from the cam than the front end surface
- the lock member includes: The head case is rotatably supported around a shaft portion parallel to the rotation shaft, and the connection portion of the lock member has a recess that engages with the annular groove portion.
- a perspective view of a safety switch It is a front view of a safety switch. It is a side view of a safety switch. It is sectional drawing of a safety switch. It is sectional drawing of a safety switch. It is sectional drawing of a safety switch. It is a figure which shows a locking member. It is a figure which shows a locking member. It is sectional drawing of a locking member. It is sectional drawing of a safety switch. It is sectional drawing of a safety switch. It is a figure which shows the vicinity of a locking member. It is sectional drawing of a safety switch. It is sectional drawing of a safety switch. It is a figure for demonstrating the connection operation
- FIG. 1 is a perspective view of a safety switch 1 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a front view of the safety switch 1
- FIG. 3 is a side view of the safety switch 1. 1 to 3, three directions orthogonal to each other are indicated by arrows as an X direction, a Y direction, and a Z direction (the same applies to other drawings).
- the X direction, the Y direction, and the Z direction are convenient, and the Z direction need not be the direction of gravity.
- the safety switch 1 is a switch that is electrically connected to an industrial machine installed in a predetermined room.
- the safety switch 1 is typically attached to the wall surface around the entrance / exit of the room.
- An actuator 10 for the safety switch 1 is attached to a door provided at the entrance / exit. When the door of the doorway is closed, the actuator 10 is inserted into the opening of the safety switch 1 and power can be supplied to the industrial machine. When the door of the doorway is opened, the actuator 10 is extracted from the opening, and power supply to the industrial machine becomes impossible.
- the safety switch 1 includes a head portion 2 into which the actuator 10 is inserted and a main body portion 3 in which a contact block is built.
- the head unit 2 includes a head case 21.
- the head case 21 has a bottomless box shape, and includes an upper surface portion 211 on the (+ Z) side and four side surface portions 212.
- the upper surface portion 211 is not necessarily arranged on the upper side in the gravity direction.
- An opening 213 is provided in the upper surface portion 211. Of the four side surface portions 212, two side surface portions 212 are perpendicular to the X direction, and the remaining two side surface portions 212 are perpendicular to the Y direction.
- An opening 214 is provided in one side surface 212 facing the ( ⁇ Y) direction.
- the two openings 213 and 214 open in different directions.
- the actuator 10 is inserted into one of the two openings 213 and 214.
- Each side surface 212 is provided with two mounting screw holes 219. In the two side surface portions 212 perpendicular to the X direction, the position of the mounting screw hole 219 overlaps with the X direction. Similarly, in the two side surface portions 212 perpendicular to the Y direction, the position of the mounting screw hole 219 overlaps with the Y direction.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the safety switch 1 at the position of arrow IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the safety switch 1 at the position of the arrow VV in FIG. 6 is a cross-sectional view of the safety switch 1 at the position of arrows VI-VI in FIG. 4 to 6 show the (+ Z) side portion (the portion on the head portion 2 side) of the main body 3 and the head portion 2.
- the main body 3 includes a main body case 31, a switch portion 32, and a lock release portion 33.
- a switch part 32 and an unlocking part 33 are attached inside the main body case 31.
- the switch part 32 has an operation rod 321 extending in the Z direction.
- the operation rod 321 is supported in the main body case 31 so as to be movable in the Z direction.
- the operation rod 321 is biased in the (+ Z) direction by an elastic member (not shown), and as shown in FIGS. 4 and 5, the tip surface 322 on the (+ Z) side of the operation rod 321 is an operation described later. It contacts the outer peripheral surface of the cam 23.
- the operation rod 321 is provided with an annular groove 323.
- the annular groove 323 is formed at a position farther from the operation cam 23 than the front end surface 322.
- a portion of the operating rod 321 between the tip surface 322 and the annular groove portion 323 is referred to as a tip portion 324, and a portion near the annular groove portion 323 and opposite to the tip portion 324 (more than the annular groove portion 323.
- the ( ⁇ Z) side portion) is referred to as an intermediate portion 325.
- the diameter of the distal end portion 324 is larger than the diameter of the operation rod 321 in the annular groove portion 323, and the diameter of the intermediate portion 325 is larger than the diameter of the distal end portion 324.
- the end of the operating rod 321 on the ( ⁇ Z) side is connected to a contact block (not shown).
- the lock release unit 33 has, for example, a solenoid, and moves the operation rod 321 in the ( ⁇ Z) direction (from a position shown in FIG. 10 described later to a position shown in FIG. 13) by energizing the solenoid from the outside. .
- the (+ Z) side portion 311 (hereinafter referred to as “main body upper portion 311”) has a substantially cylindrical outer peripheral surface 312 centering on the operation rod 321.
- two annular grooves 313 and 314 centering on the operation rod 321 are formed side by side in the Z direction.
- the (+ Z) -side annular groove 313 overlaps with the mounting screw holes 219 in the two side surface portions 212 perpendicular to the X direction (see FIGS. 3 and 5).
- the annular groove 313 overlaps with the mounting screw holes 219 in the two side surface portions 212 perpendicular to the Y direction (see FIGS. 2 and 4).
- the annular groove 314 on the ( ⁇ Z) side is used for attachment of the main body 3 and the head 2 as will be described later.
- the outer peripheral surface 312 of the main body upper portion 311 has four holes 317 that open in the (+ X) direction, the ( ⁇ X) direction, the (+ Y) direction, and the ( ⁇ Y) direction. Is further provided.
- the four holes 317 are arranged on the ( ⁇ Z) side of the annular groove 314.
- the ( ⁇ Z) side portion 215 of the head case 21 (hereinafter referred to as “head case lower part 215”) has a substantially cylindrical inner peripheral surface 216 centering on the operation rod 321.
- the head case lower part 215 is fitted into the main body upper part 311. That is, the inner peripheral surface 216 of the head case lower part 215 and the outer peripheral surface 312 of the main body upper part 311 are in contact with or close to each other.
- the diameter of the inner peripheral surface 216 of the head case lower portion 215 is slightly larger than the diameter of the outer peripheral surface 312 of the main body upper portion 311.
- a plurality of (for example, two) retaining pins 217 are provided on the head case lower part 215.
- the plurality of retaining pins 217 are arranged at equiangular intervals in the circumferential direction around the operation rod 321.
- the plurality of retaining pins 217 protrude inward from the inner peripheral surface 216 of the head case lower part 215 and are disposed in the annular groove 314 of the main body upper part 311.
- the head case 21 and the main body case 31 constitute a case for the entire safety switch 1.
- the case may be constituted by one case member or three or more case members.
- the safety switch 1 of FIG. 1 When the safety switch 1 of FIG. 1 is attached to the wall surface, the safety switch 1 is arranged on the wall surface so that the actuator 10 attached to the door can be inserted into one of the openings 213 and 214.
- the portion included in the head case lower portion 215 is opposed to the attachment side surface portion 212 in contact with the wall surface.
- a fixing screw is inserted into each mounting screw hole 219 of the side surface portion 212. The fixing screw reaches the wall surface through the annular groove 313 in the main body upper portion 311 and the mounting screw hole 219 in the mounting side surface 212 and is fastened to the wall surface.
- the head case 21 is rotated with respect to the main body case 31, whereby the side surface portion 316 facing the ( ⁇ Y) direction in FIG. Is disposed on the side opposite to the attachment side surface portion 212 in advance. Further, by inserting the tapping screw 201 into each hole 218 of the head case 21 and fastening it in the hole 317 of the main body case 31 (see FIG. 4), the rotation of the head case 21 and the main body case 31 is locked. Is done. Thereafter, the safety switch 1 is attached to the wall surface by the above-described attachment operation. When the safety switch 1 is more firmly attached to the wall surface, an attachment screw hole 319 provided in the ( ⁇ Z) side portion of the specific side surface portion 316 is used. That is, a fixing screw is also inserted into the mounting screw hole 319 and fastened to the wall surface.
- the head unit 2 further includes a cam 22 and a lock member 25.
- the cam 22 and the lock member 25 are accommodated in the head case 21.
- the cam 22 includes an operation cam 23 and two lock cams 24.
- the operation cam 23 and the two lock cams 24 are both plate cams, and are formed of metal, for example.
- the operation cam 23 is disposed between the two lock cams 24.
- the operation cam 23 and the two lock cams 24 are rotatable around a rotation shaft 221 parallel to the X direction. Both ends of the rotating shaft 221 are supported by being sandwiched between two cam support portions 222 and a portion provided on the inner surface of the head case 21.
- FIG. 5 shows a cross section of the operation cam 23, and
- FIG. 6 shows a cross section of the lock cam 24.
- the outer peripheral surface of the operation cam 23 shown in FIG. 5 is a cam surface on which the tip surface 322 of the operation rod 321 slides.
- the distance of the outer peripheral surface from the rotation shaft 221 changes according to the rotation angle (rotation position) of the operation cam 23.
- the cam 22 (the operation cam 23 and the two lock cams 24) rotates around the rotation shaft 221 in accordance with the insertion operation and the extraction operation of the actuator 10 with respect to the openings 213 and 214.
- the operation rod 321 is urged toward the operation cam 23. Therefore, the operation rod 321 reciprocates in the Z direction according to the rotation angle of the cam 22.
- guide holes 231 and 241 extending in the circumferential direction around the rotation shaft 221 are formed in the operation cam 23 and the two lock cams 24, respectively.
- a pin 223 extending in the X direction is inserted into the guide holes 231 and 241 of the operation cam 23 and the two lock cams 24. Both ends of the pin 223 are supported by two cam support portions 222 so as to be movable in the Y direction.
- the pin 223 is biased in the (+ Y) direction by a spring (not shown) provided on the cam support portion 222. Due to the pin 223 and the guide holes 231 and 241, the operation cam 23 and the two lock cams 24 can be rotated only in a state where the rotation angles thereof are substantially coincident.
- FIG. 7 to 9 are views showing the lock member 25.
- FIG. FIG. 7 is a plan view of the lock member 25, and FIG. 8 shows the lock member 25 viewed from the lower side in FIG.
- FIG. 9 shows a cross section of the lock member 25 at the position of arrows IX-IX in FIG.
- the lock member 25 has a plate shape whose outer shape is substantially U-shaped.
- the lock member 25 includes two lock main bodies 252 extending in the left-right direction in FIG. 7 and one connection portion 253 that connects both of them.
- the two lock main bodies 252 are parallel to each other, and the connection portion 253 is connected to both ends between the two lock main bodies 252.
- Each lock main body 252 is a solid plate-like part where a hole or the like is not provided in principle.
- the lock body 252 may be a solid bar or the like. Both end surfaces 254 and 255 of the lock body 252 in the left-right direction in FIG. 7 are substantially parallel to each other (see FIG. 8).
- a shaft portion 259 is provided on the side surface opposite to the connection portion 253.
- the shaft portion 259 is perpendicular to the longitudinal direction of the lock body 252.
- the two shaft portions 259 provided on the two lock main bodies 252 are arranged on the same straight line.
- a connecting portion 26 is provided between the two lock bodies 252.
- the connection part 26 is plate shape thinner than the lock main body 252 (refer FIG.
- connection part 26 has the connection recessed part 261 opened toward the right side of FIG.
- the entirety of the lock member 25 is formed as one member from, for example, metal.
- the two shaft portions 259 are parallel to the rotation shaft 221 of the cam 22 and the two cam support portions. It is sandwiched between 222 and a portion provided on the inner surface of the head case 21.
- the lock member 25 is supported by the head case 21 so as to be rotatable about the shaft portion 259 parallel to the rotation shaft 221.
- the connecting portion 26 is directly connected to the operation rod 321.
- the sizes of the distal end portion 324, the intermediate portion 325, and the annular groove portion 323 in the operation rod 321 are indicated by two-dot chain lines.
- the width of the connecting recess 261 in the vertical direction in FIG. 7 (the width of the portion on the side of the connecting portion 253 and the width at the position of the tip portion 324 indicated by a two-dot chain line) It is smaller than the diameter of the intermediate part 325.
- the width of the connecting recess 261 is larger than the diameter of the operation rod 321 in the annular groove 323.
- the annular groove portion 323 and the connection recess 261 are fitted and engaged, and the connection portion 26 and the operation rod 321 are connected. Further, the connecting portion 26 is in a state of being rotatable along the annular groove portion 323. Therefore, when the head case 21 is rotated relative to the main body case 31, the lock member 25 supported by the head case 21 rotates around the operation rod 321 together with the head case 21.
- Two concave portions 232 and 233 are formed on the outer peripheral surface of the operation cam 23 shown in FIG.
- Two recesses 242, 243 are formed on the outer peripheral surface of the lock cam 24 shown in FIG.
- the recess 232 of the operation cam 23 and the recess 242 of the lock cam 24 are arranged in the vicinity of the opening 213.
- the recess 233 of the operation cam 23 and the recess 243 of the lock cam 24 are arranged in the vicinity of the opening 214.
- the pressing piece 102 extending in the X direction at the tip portion 101 is a concave portion of the operation cam 23 and the two lock cams 24 disposed in the head case 21. It abuts on the surfaces of 232 and 242.
- the pressing piece 102 engages with the recesses 232 and 242, and the operation cam 23 and the lock cam 24 are centered on the rotation shaft 221 in the opposite direction in FIGS. 5 and 6. Rotate clockwise.
- the operation rod 321 of the switch part 32 is arrange
- the cam 22 rotates with the insertion operation of the actuator 10, and the operation rod 321 moves according to the rotation angle of the cam 22, so that the actuator 10 is inserted into the opening 213.
- Is detected by the switch unit 32. 10 and 11 show the operation cam 23 and the lock cam 24 in the inserted state, respectively.
- the pressing piece 102 of the distal end portion 101 is fitted into the recesses 232 and 242 of the operation cam 23 and the lock cam 24.
- the lock member 25 rotates about the shaft portion 259, and the connecting portion 26 moves to the rotation shaft 221 side.
- the posture of the plate-like lock body 252 is substantially parallel to the XY plane.
- a convex portion 244 is formed on the outer peripheral surface of the lock cam 24, and the (+ Y) side surface 245 of the convex portion 244 (hereinafter, referred to as “opposing surface 245”) is spaced a minute distance in the inserted state. Then, it faces the ( ⁇ Y) side end face 254 of the lock body 252.
- a state where the actuator 10 is locked using the lock member 25 is referred to as a “locked state”.
- the opposing surface 245 of the convex portion 244 of the lock cam 24 shown in FIG. 11 directly contacts the ( ⁇ Y) side end surface 254 of the lock body 252 in the (+ Y) direction. Press it.
- the direction in which the cam 22 pushes the lock member 25 is referred to as a “pressing direction”.
- the shaft portion 259 of the lock member 25 is supported by the head case 21 in a state in which the shaft portion 259 is slightly movable in the pressing direction (that is, in a state where there is play in the pressing direction).
- the (+ Y) side end surface 255 of the lock main body 252 abuts on a part 29 of the inner surface of the head case 21 and directly presses the part 29 in the pressing direction.
- the force acting on the shaft portion 259 in the direction opposite to the pressing direction is sufficiently smaller than the force acting on the end surface 255 in the direction opposite to the pressing direction.
- a region where a force in the pressing direction acts on the inner surface of the head case 21, that is, a part 29 of the inner surface is referred to as a “pressed region 29”.
- FIG. 12 is a view showing the vicinity of the lock member 25 in the locked state.
- the operation rod 321, the head case 21, and the lock cam 24 are shown in a cross section on a surface that is parallel to the XY plane and overlaps the lock member 25. Further, illustration of the shaft portion 259 of the lock member 25 is omitted (the same applies to FIGS. 24 and 25 described later).
- the safety switch 1 when viewed along the pressing direction of the lock main body 252 by the lock cam 24, a portion pressed by the facing surface 245 of the convex portion 244 on the end surface 254 of the lock main body 252 is a pressed region 29 of the head case 21. And partially overlap. Therefore, a compressive load in the pressing direction acts on the lock body 252. Since the solid member has a high strength against the compressive load, the safety switch 1 increases the force (hereinafter referred to as “lock strength”) required to forcibly release the locked state by the extraction operation. It becomes possible.
- the facing surface 245 of the convex portion 244 and the end surface 254 of the lock body 252 are substantially perpendicular to the pressing direction, and a wide area of the end surface 254 is pushed by the facing surface 245. Furthermore, the end surface 255 of the lock body 252 and the pressed region 29 of the head case 21 are also substantially perpendicular to the pressing direction, and almost the entire end surface 255 presses the inner surface of the head case 21. As a result, it is possible to prevent the lock member 25 from being damaged by a large force acting locally on the lock member 25 due to the extraction operation of the actuator 10 in the locked state.
- the extraction operation of the actuator 10 is performed.
- the operation cam 23 and the lock cam 24 rotate in the clockwise direction in FIGS. 13 and 14, and the state shown in FIGS. 5 and 6 is obtained.
- the same operation as described above is performed when the tip 101 of the actuator 10 is inserted into the opening 214.
- operates manually is also provided, and the lock
- a comparative safety switch that uses an operating rod as a locking member to lock the actuator.
- a shear or bending load acts on the operation rod.
- the operation rod is damaged and the actuator is unlocked.
- the outer shape of the safety switch becomes large.
- the lock member 25 overlaps the pressed area 29 of the head case 21 when viewed along the pressing direction in which the cam 22 presses the lock member 25. Accordingly, the lock strength of the safety switch 1 can be improved as compared with the safety switch of the above comparative example in which a compressive load in the pressing direction acts on the lock member 25 and a shear or bending load acts on the operating rod. Further, since the lock strength can be improved with a simple structure, the safety switch 1 can be easily downsized.
- the lock member 25 is supported by the head case 21 so as to be rotatable about the shaft portion 259.
- the force acting on the shaft portion 259 is a lock member. 25, which is smaller than the force acting on the surface of the pressed region 29 side (here, the end surface 255, not including the shaft portion 259). Therefore, it is possible to prevent the shaft portion 259 from being damaged due to a large force from the cam 22 acting on the shaft portion 259.
- the pressed area 29 of the head case 21 is perpendicular to the pressing direction, and the end face 255 of the locking member 25 perpendicular to the pressing direction contacts the pressed area 29 in the extraction operation of the actuator 10 in the locked state. As a result, excessive stress can be prevented from being locally generated in the lock member 25, and the strength of the lock member 25 can be improved.
- the locking member 25 is provided with a connecting portion 26 that is connected to the operating rod 321 and moves together with the operating rod 321. Therefore, in the insertion state in which the operating rod 321 approaches the rotating shaft 221 of the cam 22, the lock member 25 is more reliably engaged with a part (projection 244) of the cam 22, that is, the actuator 10 is locked. Can do. Further, when the unlocking unit 33 moves the operating rod 321 away from the cam 22, the locking member 25 can be more reliably separated from the cam 22, that is, the actuator 10 can be unlocked. Thus, in the safety switch 1, the locked state and the unlocked state by the lock member 25 can be matched with the position of the operation rod 321, and the reliability of the operation of the lock member 25 can be improved.
- the connecting portion 26 is connected to the operation rod 321 while being rotatable about the operation rod 321. Thereby, in a state where the safety switch 1 is not attached to the attachment surface, the head case 21 can be rotated with respect to the main body case 31 while the connecting portion 26 is engaged with the operation rod 321.
- FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams for explaining a connecting operation between the lock member 25 and the operation rod 321.
- the lock member 25 and the operation rod 321 viewed from the direction perpendicular to the operation rod 321 and along the shaft portion 259 of the lock member 25 are shown, and the head case 21 and the main body case 31 are shown by broken lines.
- FIG. 16 shows the lock member 25 viewed from the upper side of FIG.
- the distal end portion 324, the intermediate portion 325, and the annular groove portion 323 of the operation rod 321 are indicated by two-dot chain lines, and the shaft portion 259 is not illustrated.
- the connecting recess 261 of the connecting portion 26 has a narrow portion 262 and a wide portion 263.
- the width of the narrow portion 262 in the vertical direction in FIG. 16 is larger than the diameter of the operation rod 321 in the annular groove portion 323 and smaller than the diameter of the tip portion 324.
- the width of the wide portion 263 in the same direction is larger than the diameter of the tip portion 324 and smaller than the diameter of the intermediate portion 325.
- the connecting operation of the lock member 25 and the operation rod 321 is to bring the head case 21 to which the cam 22 and the lock member 25 are attached, and the main body case 31 to which the switch unit 32 is attached, straightly along the operation rod 321. Is done. At this time, the head case 21 is disposed above the main body case 31 in the vertical direction.
- the lock member 25 is supported in the posture shown in FIG. 15 because the protrusion 258 provided on the shaft portion 259 abuts a part of the inner surface of the head case 21, and as shown in FIG.
- the surface of the wide portion 263 and the tip portion 324 of the operating rod 321 are in contact with or close to each other.
- the lock member 25 When the head case 21 and the main body case 31 approach until the portion of the connecting portion 26 that forms the wide portion 263 comes into contact with the intermediate portion 325, the lock member 25 then rotates around the shaft portion 259, The part slides on the upper surface of the intermediate part 325, and the narrow part 262 is arranged in the annular groove part 323. Thereby, the connection work of the lock member 25 and the operation rod 321 is completed. As described above, in the safety switch 1, the head case 21 and the main body case 31 are moved straight along the operation rod 321, thereby easily connecting the connecting portion 26 of the lock member 25 and the annular groove 323 of the operation rod 321. It is possible to engage.
- FIG. 17 and 18 are diagrams showing a safety switch 1a according to another example.
- FIG. 17 is a front view of the safety switch 1a
- FIG. 18 is a cross-sectional view of the safety switch 1a at the position of arrows XVIII-XVIII in FIG.
- the safety switch 1a differs from the safety switch 1 of FIG. 1 in the structure of the lock member 51 and the switch portion 32a.
- the other configuration is the same as that of the safety switch 1 of FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same configuration.
- FIG. 19 and 20 are diagrams showing the lock member 51.
- FIG. FIG. 19 is a plan view of the lock member 51
- FIG. 20 is a front view of the lock member 51.
- the lock member 51 is a substantially plate-like member extending in the X direction and the Y direction, and is slightly curved so as to be concave with respect to the (+ Z) direction.
- the width of the lock member 51 in the X direction is the minimum near the center in the Y direction, and gradually increases toward both ends in the Y direction.
- a through hole 511 is formed in the lock member 51.
- the through hole 511 is disposed at the center of the lock member 51 in the X direction.
- the through hole 511 extends from the vicinity of the center of the lock member 51 in the Y direction to the vicinity of the end on the (+ Y) side.
- the width of the through hole 511 in the X direction is the maximum in the vicinity of the center of the lock member 51 in the Y direction, and gradually decreases toward the (+ Y) direction. Therefore, in the lock member 51, the total width in the X direction in the remaining portion excluding the through hole 511 and the connecting portion 52 described later is the minimum near the center in the Y direction.
- a notch 512 is formed on the ( ⁇ Z) side surface of the lock member 51.
- the notch 512 is disposed in the vicinity of the center in the Y direction, and extends across the entire width of the lock member 51 in the X direction except for the through hole 511. Due to the above structure, the portion near the center of the lock member 51 in the Y direction has the weakened portion 513 that causes the lock member 51 to be broken when an excessive compressive load acts on the lock member 51 in the direction along the Y direction. Become.
- the structure of the weakened portion 513 may be changed as appropriate. For example, the through hole 511 may be omitted and only the notch portion 512 may be provided. Further, a recess may be provided instead of the through hole 511.
- a shaft portion 514 is provided on both side surfaces facing the X direction at the end of the lock member 51 on the (+ Y) side.
- the lock member 51 is rotatably supported by the head case 21 around the shaft portion 514.
- a connecting portion 52 is provided at the center in the X direction at the ( ⁇ Y) side end of the locking member 51.
- the connecting portion 52 has a connecting recess 521 that engages with the annular groove portion 323 of the operating rod 321, and, like the connecting portion 26 of the lock member 25, the connecting rod 52 can be rotated around the operating rod 321. Connect directly.
- the switch unit 32 a includes an operation rod 321, a plurality of switches 326, and an operation end 327.
- the operation rod 321 is biased in the (+ Z) direction, that is, toward the cam 22 by an elastic member (not shown).
- the operation end 327 is provided at the ( ⁇ Z) side end of the operation rod 321.
- the plurality of switches 326 are arranged in the X direction on each of the (+ Y) side and ( ⁇ Y) side of the operation end portion 327. In FIG. 18, only two switches 326 arranged on the (+ Y) side and the ( ⁇ Y) side of the operation end 327 are shown.
- a contact is provided inside each switch 326, and a portion facing the operation end portion 327 (hereinafter referred to as “opposing portion”) is pushed in the switch 326, so that the contact is turned off.
- the operation end 327 includes a convex portion 328 facing the (+ Y) side switch 326 in FIG. 18 and a concave portion 329 facing the ( ⁇ Y) side switch 326.
- FIG. 21 is a cross-sectional view of the safety switch 1a.
- FIG. 21 shows the lock cam 24 in the inserted state and corresponds to FIG. In FIG. 21, illustration of the actuator 10 is omitted.
- the lock member 51 engages with the convex portion 244 of the lock cam 24 in the inserted state, and a lock state in which the actuator 10 is locked by the lock member 51 is formed.
- the (+ Y) side facing surface 245 of the convex portion 244 faces the ( ⁇ Y) side end surface 515 of the locking member 51.
- the insertion state is detected by the movement of the operation rod 321.
- a normal insertion state as shown in FIG.
- the operation rod 321 is a lock member at a position where the distal end surface 322 of the operation rod 321 is slightly separated from the operation cam 23 (hereinafter referred to as “normal holding position”). 51.
- the contact portion of the switch 326 is in an OFF state because the facing portion comes into contact with (is pushed into) the convex portion 328 of the operation end portion 327.
- the facing portion is disposed in the recess 329 of the operation end 327. Therefore, in the switch 326, the contact is in the ON state.
- the opposing surface 245 of the lock cam 24 shown in FIG. 21 moves the ( ⁇ Y) side end surface 515 of the lock member 51 in the (+ Y) direction (ie, the pressing direction). Press directly on.
- the shaft portion 514 (see FIG. 19) is supported by the head case 21 with play in the pressing direction, and the end surface 516 on the (+ Y) side of the lock member 51 is covered with the inner surface of the head case 21. It abuts on the pressing area 29 and directly presses the pressed area 29 in the pressing direction.
- the safety switch 1 a when viewed along the pressing direction, a portion of the end surface 515 of the lock member 51 that is pressed by the facing surface 245 of the convex portion 244 partially overlaps the pressed region 29 of the head case 21. Therefore, the safety switch 1a can secure a certain degree of lock strength.
- the operation rod 321 moves in the ( ⁇ Z) direction by energizing the solenoid in the unlocking portion 33. Accordingly, the lock member 51 shown in FIG. 21 rotates, the ( ⁇ Y) side end surface 515 of the lock member 51 is separated from the facing surface 245 of the convex portion 244, and the lock of the actuator 10 is released. Thereafter, the extraction operation of the actuator 10 is performed.
- the weakened portion 513 (see FIG. 20) in the lock member 51 is destroyed.
- the material, shape, and the like of the lock member 51 are selected and designed so that the weakened portion 513 is destroyed before the lock cam 24. Due to the breakage of the lock member 51, the actuator 10 is extracted from the safety switch 1a. At this time, the distal end surface 322 of the operation rod 321 shown in FIG. 18 contacts the outer peripheral surface of the operation cam 23, and the operation rod 321 moves in the ( ⁇ Z) direction by the rotation of the operation cam 23. Thereby, the switch part 32a will be in the same state as the case where the actuator 10 is normally extracted.
- FIGS. 22 and 23 are sectional views of the safety switch 1a in which the lock member 51 is broken, and correspond to FIGS. 18 and 21, respectively.
- the lock member 51 is placed between the convex portion 244 of the lock cam 24 and the inner surface of the head case 21 as shown in FIG.
- the operation rod 321 is not held by the lock member 51. Therefore, as shown in FIG. 22, the distal end surface 322 of the operation rod 321 contacts the outer peripheral surface of the operation cam 23. That is, the operation rod 321 is disposed at a position closer to the operation cam 23 than the normal holding position shown in FIG.
- the contact portion of the switch 326 is turned off when the facing portion comes into contact with the convex portion 328 of the operation end portion 327.
- the facing portion abuts against the ( ⁇ Z) side portion of the recess 329 in the operation end portion 327.
- the contact of the switch 326 is turned off, and the breakage of the lock member 51 is detected in the switch portion 32a.
- the configuration of the switch portion 32a for detecting the breakage of the lock member 51 may be appropriately changed as long as it utilizes the difference in the position of the operation rod 321 depending on whether the lock member 51 is held.
- the locking member 51 of the safety switch 1a is provided with the connecting portion 52 that is connected to the operating rod 321 and moves together with the operating rod 321.
- the locked state and unlocked state by the lock member 51 can be made to correspond to the position of the operating rod 321, and the reliability of operation
- the operating rod 321 is held at a normal holding position where a gap is provided between the operating rod 321 and the cam 22 by the lock member 51 engaged with a part of the cam 22. Thereby, in an insertion state, it can prevent that force acts on the front-end
- a weakening portion 513 is provided in the lock member 51.
- the operation rod 321 is disposed at a position closer to the cam 22 than the normal holding position in the next insertion state. Thereby, it becomes possible to easily detect the destruction of the weakening unit 513 in the switch unit 32a.
- the safety switch 1 a when the cam 22 is viewed along the pressing direction in which the locking member 51 is pressed, a portion of the locking member 51 that is pressed by the locking cam 24 overlaps the pressed region 29 of the head case 21. Thereby, the lock strength in the safety switch 1a can be improved.
- the safety switches 1 and 1a can be variously modified.
- an auxiliary member 27 is provided between the lock member 25 and the head case 21, and the lock member 25 indirectly presses a part of the inner surface of the head case 21 via the auxiliary member 27. You may press it.
- the recess 28 is formed on the inner surface of the head case 21, and a part of the pressed area 29 around the recess 28 on the inner surface is seen along the pressing direction ((+ Y) direction). In some cases, it overlaps with the lock member 25. Therefore, the compressive load in the pressing direction acts on the lock member 25, and the lock strength of the safety switch 1 is improved.
- the lock member 25 at least partially overlaps the pressed region 29 when viewed along the pressing direction.
- the entire portion of the lock member 25 that is pressed by the lock cam 24 overlaps the pressed region 29 of the head case 21 in the pressing direction.
- a part of the portion of the lock member 25 that is pressed by the lock cam 24 overlaps the pressed area 29 of the head case 21 in the pressing direction (see range A1 in FIG. 24).
- the portion of the lock member 25 that is pressed by the lock cam 24 may not overlap the pressed region 29 in the pressing direction (range A2 in FIG. 25). reference).
- a recess having a small depth in the pressing direction is formed on the end surface 255. Even in this case, the lock strength of the safety switch 1 can be improved by making the lock member 25 into a shape that ensures a certain level of strength.
- the width of the lock member 25 is larger than the width of the lock member 25.
- a large-width recess 28 may be formed on the inner surface of the head case 21.
- the auxiliary member 27 has a certain degree of strength.
- the pressed region in the lock member 25 It overlaps the 29 side surface.
- the surface of the lock member 25 on the pressed region 29 side includes the surface of the recess formed in the end surface 255. The same applies to the surface of the locking member 25 on the convex portion 244 side.
- the lock member 25 is configured such that the surface 256 on the convex portion 244 side of the lock member 25 and the surface 257 on the pressed region 29 side of the lock member 25 are shifted in the X direction. 25 shapes may be changed.
- the safety switch 1 in order to improve the locking strength more reliably, when the surface 256 on the convex portion 244 side of the locking member 25 is viewed along the pressing direction, the surface on the pressed region 29 side of the locking member 25. 257 preferably overlaps at least partially.
- the modification described with reference to FIGS. 24 to 27 can be similarly applied to the safety switch 1a.
- a lock member 25 that is not connected to the operation rod 321 may be used (the same applies to the safety switch 1a).
- the lock member 25 is biased toward the outer peripheral surface of the cam 22 by a biasing portion such as a spring. Thereby, in the insertion state of the actuator 10, the lock member 25 engages with a part of the cam 22, and the actuator 10 is locked.
- a member that engages with the lock member 25 is provided, and the engagement between the lock member 25 and the cam 22 is released when the lock release unit moves the member.
- the shaft portion that is the rotation shaft of the lock members 25 and 51 may be provided on the inner surface of the head case 21.
- a groove portion or the like that engages with the shaft portion is provided on the side surfaces of the lock members 25 and 51.
- play in a press direction is set between a shaft part and a groove part.
- the lock cam 24 may be omitted from the cam 22.
- the lock members 25 and 51 are engaged with a part of the operation cam 23 to lock the actuator 10.
- the operation cam 23 and the lock cam 24 may be provided apart in the direction of the rotation shaft 221.
- the lock members 25 and 51 (for example, the lock member 25 urged toward the outer peripheral surface of the lock cam 24 by the urging portion) not connected to the operation rod 321 are used.
- the method of improving the reliability of the operation of the lock members 25 and 51 by providing the connecting portions 26 and 52 connected to the operation rod 321 in the lock members 25 and 51 may be adopted in various safety switches.
- the structure of the connecting portions 26 and 52 may be changed as appropriate.
- an annular protrusion is provided instead of the annular groove 323, and the groove that engages with the annular protrusion is connected to the connecting portion 26. , 52 may be provided. Also in this case, it is possible to connect the connecting portions 26 and 52 to the operating rod 321 in a state of being rotatable around the operating rod 321.
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Abstract
安全スイッチ(1)のカム(22)は、アクチュエータ(10)の開口部(213)に対する差込動作、および、抜取動作に伴って回転軸(221)を中心として回転する。スイッチ部(32)は、カム(22)の回転角に応じて往復移動する操作ロッド(321)を有し、アクチュエータ(10)が開口部(213)に差し込まれた差込状態を検出する。ロック部材(25)は、差込状態においてカム(22)の一部と係合することにより、アクチュエータ(10)をロックする。アクチュエータ(10)のロック状態においてアクチュエータ(10)の抜取動作が行われる場合に、カム(22)がロック部材(25)を一の方向に押し、ロック部材(25)がヘッドケース(21)の一部を当該一の方向に押す。これにより、安全スイッチ(1)におけるロック強度を向上することができる。
Description
本発明は、安全スイッチに関する。
従来、産業機械等が設置される部屋の出入口には、安全スイッチが設けられる。例えば、安全スイッチは、出入口近傍の壁面に取り付けられ、当該安全スイッチに対応するアクチュエータが、出入口の扉に取り付けられる。出入口の扉が閉じられると、アクチュエータが、安全スイッチの開口部に差し込まれ、産業機械等への電力の供給が可能となる。出入口の扉が開かれると、アクチュエータが開口部から抜き取られ、産業機械等への電力の供給が不能となる。
また、アクチュエータをロックすることが可能な安全スイッチも用いられている。例えば、特表平9-502298号公報(文献1)の安全スイッチでは、カムに設けられた休止ノッチに、プランジャが係合することにより、アクチュエータがロックされる。
ところで、特許文献1の安全スイッチでは、ロック状態において、アクチュエータの抜取動作が行われる場合に、比較的小さい力でのアクチュエータの抜き取りにより、プランジャが損傷してアクチュエータのロックが解除されてしまう。したがって、安全スイッチにおけるロック強度を向上することが求められている。また、アクチュエータをロックするロック部材が設けられる安全スイッチでは、ロック部材の動作の信頼性を向上することも求められている。
本発明は、安全スイッチに向けられており、安全スイッチにおけるロック強度を向上することを目的とし、アクチュエータをロックするロック部材の動作の信頼性を向上することも目的としている。
本発明に係る一の安全スイッチは、アクチュエータが差込可能な開口部が設けられるケースと、前記ケース内に配置され、前記アクチュエータの一部と係合することにより、前記アクチュエータの前記開口部に対する差込動作、および、抜取動作に伴って回転軸を中心として回転するカムと、前記カムの回転角に応じて往復移動するロッドを有し、前記アクチュエータが前記開口部に差し込まれた差込状態を検出するスイッチ部と、前記差込状態において前記カムの一部と係合することにより、前記アクチュエータをロックするロック部材と、前記ロック部材による前記アクチュエータのロックを解除するロック解除部とを備え、前記アクチュエータがロックされたロック状態において前記アクチュエータの前記抜取動作が行われる場合に、前記カムが前記ロック部材を一の方向に押し、前記ロック部材が直接的または間接的に前記ケースの一部を前記一の方向に押す。これにより、安全スイッチにおけるロック強度を向上することができる。
本発明の一の好ましい形態では、前記ロック状態において、前記ロック部材における前記カムの前記一部側の面が、前記一の方向に沿って見た場合に、前記ロック部材における前記ケースの前記一部側の面と少なくとも部分的に重なる。
本発明の他の好ましい形態では、前記ケースの前記一部が、前記一の方向に垂直であり、前記ロック状態での前記抜取動作において前記ロック部材における前記一の方向に垂直な面が前記ケースの前記一部に接触する。
本発明のさらに他の好ましい形態では、前記ロック部材が、前記回転軸に平行な軸部を中心として前記ケースにより回転可能に支持されており、前記ロック状態での前記抜取動作において、前記軸部に作用する力が、前記ロック部材における前記ケースの前記一部側の面に作用する力よりも小さい。
本発明の一の局面では、前記ロック部材が、前記ロッドに連結して前記ロッドと共に移動する連結部を有し、前記ロック解除部が、前記カムの回転とは独立した前記ロッドの移動により前記アクチュエータのロックを解除する。
本発明に係る他の安全スイッチは、アクチュエータが差込可能な開口部が設けられるケースと、前記ケース内に配置され、前記アクチュエータの一部と係合することにより、前記アクチュエータの前記開口部に対する差込動作、および、抜取動作に伴って回転軸を中心として回転するカムと、前記カムの回転角に応じて往復移動するロッドを有し、前記アクチュエータが前記開口部に差し込まれた差込状態を検出するスイッチ部と、前記差込状態において前記カムの一部と係合することにより、前記アクチュエータをロックするロック部材と、前記ロック部材による前記アクチュエータのロックを解除するロック解除部とを備え、前記ロック部材が、前記ロッドに連結して前記ロッドと共に移動する連結部を有し、前記ロック解除部が、前記カムの回転とは独立した前記ロッドの移動により前記アクチュエータのロックを解除する。これにより、ロック部材の動作の信頼性を向上することができる。
前記ロック部材が前記連結部を有する安全スイッチでは、好ましくは、前記スイッチ部が、前記ロッドを前記カムに向けて付勢しており、前記差込状態において、前記カムの前記一部と係合する前記ロック部材により、前記ロッドが前記カムとの間で隙間を設けた所定位置にて保持される。より好ましくは、前記ロック部材が、弱化部を有し、前記アクチュエータがロックされたロック状態における前記アクチュエータの前記抜取動作により前記弱化部が破壊された場合に、次の前記差込状態において、前記ロッドが前記所定位置よりも前記カムに近い位置に配置され、前記スイッチ部が前記弱化部の破壊を検出する。
例えば、前記ケースが、前記カムおよび前記ロック部材を収容するヘッドケースと、前記スイッチ部が取り付けられる本体ケースとを有し、前記連結部が、前記ロッドを中心として回転可能な状態で前記ロッドに対して連結し、前記安全スイッチを取付面に取り付けていない状態において、前記ヘッドケースが前記ロッドを中心として前記本体ケースに対して回転可能である。この場合に、好ましくは、前記ロッドが、前記カムの外周面と摺動する先端面と、前記先端面よりも前記カムから離れた位置に設けられる環状溝部とを有し、前記ロック部材が、前記回転軸に平行な軸部を中心として前記ヘッドケースにより回転可能に支持されており、前記ロック部材の前記連結部が、前記環状溝部に係合する凹部を有する。
上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
図1は、本発明の一の実施の形態に係る安全スイッチ1の斜視図である。図2は、安全スイッチ1の正面図であり、図3は、安全スイッチ1の側面図である。図1ないし図3では、互いに直交する3方向をX方向、Y方向およびZ方向として矢印にて示している(他の図において同様)。X方向、Y方向およびZ方向は便宜的なものであり、Z方向が重力方向である必要はない。
安全スイッチ1は、所定の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ある。安全スイッチ1は、典型的には、部屋の出入口周縁の壁面に取り付けられる。また、出入口に設けられる扉には、安全スイッチ1用のアクチュエータ10が取り付けられる。出入口の扉が閉じられると、アクチュエータ10が、安全スイッチ1の開口部に差し込まれ、産業機械への電力の供給が可能となる。出入口の扉が開かれると、アクチュエータ10が開口部から抜き取られ、産業機械への電力の供給が不能となる。
安全スイッチ1は、アクチュエータ10が差し込まれるヘッド部2と、接点ブロックが内蔵された本体部3とを備える。ヘッド部2は、ヘッドケース21を備える。ヘッドケース21は、無底の箱型であり、(+Z)側の上面部211と、4個の側面部212とを有する。上面部211は、必ずしも重力方向の上側に配置される必要はない。上面部211には、開口部213が設けられる。4個の側面部212のうち2個の側面部212は、X方向に垂直であり、残りの2個の側面部212は、Y方向に垂直である。(-Y)方向を向く1個の側面部212には、開口部214が設けられる。2個の開口部213,214は、互いに異なる方向に向かって開口する。アクチュエータ10は、2個の開口部213,214のいずれかに差し込まれる。また、各側面部212には、2個の取付ねじ孔219が設けられる。X方向に垂直な2個の側面部212では、取付ねじ孔219の位置がX方向に重なる。同様に、Y方向に垂直な2個の側面部212では、取付ねじ孔219の位置がY方向に重なる。
図4は、図3中の矢印IV-IVの位置における安全スイッチ1の断面図である。図5は、図2中の矢印V-Vの位置における安全スイッチ1の断面図である。図6は、図2中の矢印VI-VIの位置における安全スイッチ1の断面図である。図4ないし図6では、本体部3の(+Z)側の部位(ヘッド部2側の部位)、および、ヘッド部2を示している。
図4ないし図6に示すように、本体部3は、本体ケース31と、スイッチ部32と、ロック解除部33とを備える。本体ケース31の内部には、スイッチ部32およびロック解除部33が取り付けられる。スイッチ部32は、Z方向に延びる操作ロッド321を有する。操作ロッド321は、本体ケース31内においてZ方向に移動可能に支持される。操作ロッド321は、図示省略の弾性部材により(+Z)方向に向けて付勢されており、図4および図5に示すように、操作ロッド321の(+Z)側の先端面322は後述の操作カム23の外周面に当接する。
操作ロッド321には、環状溝部323が設けられる。環状溝部323は、先端面322よりも操作カム23から離れた位置に形成される。以下の説明では、操作ロッド321において、先端面322と環状溝部323との間の部位を先端部324と呼び、環状溝部323の近傍かつ先端部324とは反対側の部位(環状溝部323よりも(-Z)側の部位)を中間部325と呼ぶ。先端部324の直径は、環状溝部323における操作ロッド321の直径よりも大きく、中間部325の直径は、先端部324の直径よりも大きい。操作ロッド321の(-Z)側の端部は、図示省略の接点ブロックに接続される。ロック解除部33は、例えばソレノイドを有し、外部からのソレノイドへの通電により、操作ロッド321を(-Z)方向に(後述の図10に示す位置から図13に示す位置へと)移動させる。
図4ないし図6に示す本体ケース31において、(+Z)側の部位311(以下、「本体上部311」という。)は、操作ロッド321を中心とする略円筒状の外周面312を有する。外周面312には、操作ロッド321を中心とする2個の環状溝313,314がZ方向に並んで形成される。X方向に沿って見た場合に、(+Z)側の環状溝313は、X方向に垂直な2個の側面部212における取付ねじ孔219と重なる(図3および図5参照)。同様に、Y方向に沿って見た場合に、環状溝313は、Y方向に垂直な2個の側面部212における取付ねじ孔219と重なる(図2および図4参照)。(-Z)側の環状溝314は、後述するように本体部3とヘッド部2との取り付けに利用される。図4および図5に示すように、本体上部311の外周面312には、(+X)方向、(-X)方向、(+Y)方向および(-Y)方向に開口する4個の孔部317がさらに設けられる。4個の孔部317は、環状溝314の(-Z)側に配置される。
ヘッドケース21の(-Z)側の部位215(以下、「ヘッドケース下部215」という。)は、操作ロッド321を中心とする略円筒状の内周面216を有する。ヘッドケース下部215は、本体上部311に嵌め込まれる。すなわち、ヘッドケース下部215の内周面216と、本体上部311の外周面312とが接触または近接する。ヘッドケース下部215の内周面216の直径は、本体上部311の外周面312の直径よりも僅かに大きい。図5に示すように、ヘッドケース下部215には、複数(例えば、2個)の抜止ピン217が設けられる。複数の抜止ピン217は、操作ロッド321を中心とする周方向において等角度間隔で配置される。複数の抜止ピン217は、ヘッドケース下部215の内周面216よりも内側に突出し、本体上部311の環状溝314内に配置される。上記構造により、ヘッドケース21が、操作ロッド321を中心として本体ケース31に対して回転可能な状態で、本体ケース31により支持される。
図4に示すように、ヘッドケース下部215において、X方向に垂直な2個の側面部212には、孔部218が設けられる。各孔部218は、本体上部311におけるX方向を向く孔部317と重なる。また、本体ケース31をヘッドケース21に対して90度だけ回転させると、各孔部218は、他の孔部317(すなわち、回転前においてY方向を向く孔部317)と重なる。安全スイッチ1では、ヘッドケース21および本体ケース31により、安全スイッチ1の全体に対するケースが構成される。なお、安全スイッチ1の設計によっては、ケースが、1個のケース部材、または、3個以上のケース部材により構成されてもよい。
図1の安全スイッチ1を壁面に取り付ける際には、扉に取り付けられるアクチュエータ10が開口部213,214の一方に差込可能なように、安全スイッチ1が壁面上に配置される。このとき、ヘッドケース21の1個の側面部212(以下、「取付側面部212」という。)において、ヘッドケース下部215に含まれる部位が壁面に接触した状態で、取付側面部212に対向する側面部212の各取付ねじ孔219に固定用ねじが挿入される。当該固定用ねじは、本体上部311における環状溝313および取付側面部212の取付ねじ孔219を介して壁面に到達し、壁面に対して締結される。
好ましい取付作業では、ヘッドケース21を本体ケース31に対して回転させることにより、本体ケース31において図2中の(-Y)方向を向く側面部316(以下、「特定側面部316」という。)が、事前に、取付側面部212と反対側に配置される。また、ヘッドケース21の各孔部218にタッピングねじ201を挿入し、本体ケース31の孔部317内に締結することにより(図4参照)、ヘッドケース21と本体ケース31との回転が係止される。その後、上記の取付作業により、安全スイッチ1が壁面に取り付けられる。安全スイッチ1をより強固に壁面に取り付ける場合には、特定側面部316の(-Z)側の部位に設けられた取付ねじ孔319が利用される。すなわち、当該取付ねじ孔319にも固定用ねじが挿入され、壁面に締結される。
図4ないし図6に示すように、ヘッド部2は、カム22と、ロック部材25とをさらに備える。カム22およびロック部材25は、ヘッドケース21内に収容される。カム22は、操作カム23と、2個のロックカム24とを備える。操作カム23および2個のロックカム24は、いずれも板カムであり、例えば金属にて形成される。図4に示すように、操作カム23は、2個のロックカム24の間に配置される。操作カム23および2個のロックカム24は、X方向に平行な回転軸221を中心として回転可能である。回転軸221の両端は、2個のカム支持部222と、ヘッドケース21の内面に設けられた部位との間に挟まれて支持される。図5では、操作カム23の断面を示し、図6では、ロックカム24の断面を示している。
図5に示す操作カム23の外周面は、操作ロッド321の先端面322が摺動するカム面である。当該外周面の回転軸221からの距離は、操作カム23の回転角(回転位置)に応じて変化する。後述するように、アクチュエータ10の開口部213,214に対する差込動作、および、抜取動作に伴って、カム22(操作カム23および2個のロックカム24)が回転軸221を中心として回転する。既述のように、操作ロッド321は、操作カム23に向けて付勢されている。したがって、カム22の回転角に応じて操作ロッド321がZ方向に往復移動する。
図5および図6に示すように、操作カム23および2個のロックカム24のそれぞれには、回転軸221を中心とする周方向に延びるガイド孔231,241が形成される。操作カム23および2個のロックカム24のガイド孔231,241には、X方向に延びるピン223が挿入される。ピン223の両端は、2個のカム支持部222によりY方向に移動可能に支持される。カム支持部222に設けられるばね(図示省略)により、ピン223は(+Y)方向に付勢される。ピン223およびガイド孔231,241により、操作カム23および2個のロックカム24は、その回転角がほぼ一致する状態でのみ回転可能となる。
図7ないし図9は、ロック部材25を示す図である。図7は、ロック部材25の平面図であり、図8は、ロック部材25を図7の下側から上方を向いて見た様子を示す。図9は、図7中の矢印IX-IXの位置におけるロック部材25の断面を示す。ロック部材25は、外形が略U字状の板状である。換言すると、ロック部材25は、図7の左右方向に延びる2個のロック本体252と、両者を接続する1個の接続部253とを有する。2個のロック本体252は互いに平行であり、接続部253は、当該2個のロック本体252の間にて両者の端部に接続する。
各ロック本体252は、原則として孔部等が設けられない中実の板状部位である。ロック本体252は、中実の棒状等であってもよい。図7の左右方向におけるロック本体252の両端面254,255は、互いに略平行である(図8参照)。各ロック本体252において、接続部253とは反対側の側面には軸部259が設けられる。軸部259は、ロック本体252の長手方向に対して垂直である。2個のロック本体252に設けられる2個の軸部259は、同一直線上に配置される。2個のロック本体252の間には、連結部26が設けられる。連結部26は、ロック本体252よりも薄い板状であり(図9参照)、外形が略U字状である。すなわち、連結部26は、図7の右側に向かって開口する連結凹部261を有する。ロック部材25の全体(ロック本体252、接続部253、連結部26および軸部259)は、例えば金属により1つの部材として形成される。
図4ないし図6に示すように、ロック部材25がヘッドケース21に取り付けられた状態では、2個の軸部259は、カム22の回転軸221と平行な状態で、2個のカム支持部222と、ヘッドケース21の内面に設けられた部位との間に挟まれる。これにより、ロック部材25が回転軸221に平行な軸部259を中心としてヘッドケース21により回転可能に支持される。また、図4および図5に示すように、連結部26は、操作ロッド321に直接的に連結する。
ここで、図7を参照して、連結部26と操作ロッド321との連結について説明する。図7では、操作ロッド321における先端部324、中間部325および環状溝部323の大きさを二点鎖線にて示している。図7の上下方向における連結凹部261の幅(接続部253側の部分の幅であり、二点鎖線にて示す先端部324の位置における幅である。)は、操作ロッド321の先端部324および中間部325の直径よりも小さい。また、連結凹部261の上記幅は、環状溝部323における操作ロッド321の直径よりも大きい。したがって、環状溝部323と連結凹部261とが嵌まり合って係合し、連結部26と操作ロッド321とが連結する。また、連結部26は、環状溝部323に沿って回転可能な状態である。したがって、ヘッドケース21を本体ケース31に対して回転する際には、ヘッドケース21に支持されたロック部材25が、ヘッドケース21と共に操作ロッド321を中心として回転する。
図5に示す操作カム23の外周面には、2個の凹部232,233が形成される。図6に示すロックカム24の外周面には、2個の凹部242,243が形成される。図5および図6に示す状態では、操作カム23の凹部232、および、ロックカム24の凹部242は、開口部213の近傍に配置される。また、操作カム23の凹部233、および、ロックカム24の凹部243は、開口部214の近傍に配置される。
アクチュエータ10の先端部101が、例えば開口部213に挿入されると、先端部101においてX方向に延びる押圧片102が、ヘッドケース21内に配置される操作カム23および2個のロックカム24の凹部232,242の面に当接する。先端部101を開口部213のさらに奥へと差し込むことにより、押圧片102が凹部232,242に係合し、操作カム23およびロックカム24が回転軸221を中心として図5および図6中の反時計回りに回転する。これにより、図10に示すように、スイッチ部32の操作ロッド321が、図5に示す位置よりも回転軸221に近づいた位置に配置され、接点ブロックの接続状態が切り換わる。
以上のように、アクチュエータ10の差込動作に伴ってカム22が回転し、カム22の回転角に応じて操作ロッド321が移動することにより、アクチュエータ10が開口部213に差し込まれた差込状態がスイッチ部32において検出される。図10および図11では、差込状態における操作カム23およびロックカム24をそれぞれ示している。差込状態では、先端部101の押圧片102が操作カム23およびロックカム24の凹部232,242に嵌まり込む。
このとき、操作ロッド321の回転軸221側への移動に伴って、ロック部材25が軸部259を中心として回転し、連結部26が回転軸221側へと移動する。これにより、図11に示すように、板状のロック本体252の姿勢が、XY平面に略平行となる。ロックカム24の外周面には、凸部244が形成されており、差込状態において、凸部244の(+Y)側の面245(以下、「対向面245」という。)が微小な間隔を空けてロック本体252の(-Y)側の端面254と対向する。その結果、図11中の時計回りへのロックカム24の回転がロック部材25により係止され、アクチュエータ10の開口部213からの抜き取りが不能となる。すなわち、差込状態においてロック部材25が、ロックカム24の凸部244と係合し、アクチュエータ10の抜取動作が機械的にロックされる。以下の説明では、ロック部材25を用いてアクチュエータ10がロックされた状態を「ロック状態」という。
ロック状態において、仮にアクチュエータ10の抜取動作が行われる場合、図11に示すロックカム24における凸部244の対向面245が、ロック本体252の(-Y)側の端面254を(+Y)方向に直接的に押す。以下、カム22がロック部材25を押す方向を「押圧方向」という。ロック部材25の軸部259は、押圧方向に僅かに移動可能な状態(すなわち、押圧方向に遊びがある状態)でヘッドケース21により支持される。したがって、ロック本体252の(+Y)側の端面255が、ヘッドケース21の内面の一部29に当接し、当該一部29を押圧方向に直接的に押す。このとき、軸部259に対して押圧方向と反対方向に作用する力は、当該端面255に対して押圧方向と反対方向に作用する力よりも十分に小さい。以下の説明では、ヘッドケース21の内面において押圧方向の力が作用する領域、すなわち、上記内面の一部29を「被押圧領域29」という。
図12は、ロック状態におけるロック部材25の近傍を示す図である。図12では、操作ロッド321、ヘッドケース21およびロックカム24については、XY平面に平行かつロック部材25と重なる面における断面を示している。また、ロック部材25の軸部259の図示を省略している(後述の図24および図25において同様)。安全スイッチ1では、ロックカム24によるロック本体252の押圧方向に沿って見た場合に、ロック本体252の端面254において凸部244の対向面245により押される部位が、ヘッドケース21の被押圧領域29と部分的に重なる。したがって、ロック本体252において押圧方向の圧縮荷重が作用する。中実の部材は圧縮荷重に対して高い強度を有するため、安全スイッチ1では、上記抜取動作によりロック状態を強制的に解除するのに要する力(以下、「ロック強度」という。)を高くすることが可能となる。
また、凸部244の対向面245、および、ロック本体252の端面254は、押圧方向にほぼ垂直となり、当該端面254の広い領域が対向面245により押される。さらに、ロック本体252の端面255、および、ヘッドケース21の被押圧領域29も、押圧方向にほぼ垂直となり、端面255のほぼ全体がヘッドケース21の内面を押す。その結果、ロック状態でのアクチュエータ10の抜取動作により、ロック部材25において局所的に大きな力が作用してロック部材25が損傷することが抑制される。
図10および図11に示す状態からアクチュエータ10を正常に抜き取る際には、ロック解除部33におけるソレノイドへの通電が行われる。これにより、図13に示すように、操作ロッド321が(-Z)方向に移動し、先端面322が操作カム23の外周面から離れる。このように、ロック解除部33による、カム22の回転とは独立した操作ロッド321の移動(すなわち、操作カム23の外周面に従わない移動)によりアクチュエータ10のロックが解除される。操作ロッド321の移動により、接点ブロックの接続状態も切り換わる。図13および図14では、ロック状態を解除した直後における操作カム23およびロックカム24をそれぞれ示している。
その後、アクチュエータ10の抜取動作が行われる。これにより、操作カム23およびロックカム24が図13および図14中の時計回りに回転し、図5および図6に示す状態となる。アクチュエータ10の先端部101が開口部214に差し込まれる場合も、上記と同様の動作となる。なお、安全スイッチ1では、手動により作動するロック解除部も設けられており、当該ロック解除部により、アクチュエータ10のロックが解除されてもよい。
ここで、操作ロッドをロック部材として用いて、アクチュエータをロックする比較例の安全スイッチを想定する。比較例の安全スイッチでは、ロック状態においてアクチュエータの抜取動作が行われる場合に、当該操作ロッドに対してせん断または曲げ荷重が作用する。その結果、比較的小さい力でのアクチュエータの抜き取りにより、当該操作ロッドが損傷してアクチュエータのロックが解除されてしまう。上記操作ロッドを太くして強度を高めることも考えられるが、この場合、安全スイッチの外形が大きくなってしまう。
これに対し、図11の安全スイッチ1では、カム22がロック部材25を押す押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材25が、ヘッドケース21の被押圧領域29と重なる。したがって、ロック部材25に押圧方向の圧縮荷重が作用し、操作ロッドにせん断または曲げ荷重が作用する上記比較例の安全スイッチに比べて、安全スイッチ1におけるロック強度を向上することができる。また、簡単な構造でロック強度を向上することが可能であるため、安全スイッチ1の小型化を容易に図ることができる。
安全スイッチ1では、ロック部材25が、ヘッドケース21により軸部259を中心として回転可能に支持されるが、ロック状態でのアクチュエータ10の抜取動作において、軸部259に作用する力は、ロック部材25における被押圧領域29側の面(ここでは、端面255であり、軸部259は含まない。)に作用する力よりも小さい。したがって、カム22からの大きな力が軸部259に作用して、軸部259が損傷することが防止される。
また、カム22により押されるロック部材25の部位が、押圧方向に沿って見た場合に、ヘッドケース21の被押圧領域29と重なる。これにより、安全スイッチ1におけるロック強度をより確実に向上することができる。ヘッドケース21の被押圧領域29が押圧方向に垂直であり、ロック状態でのアクチュエータ10の抜取動作において、ロック部材25における押圧方向に垂直な端面255が被押圧領域29に接触する。その結果、ロック部材25において局所的に過度な応力が発生することを防止して、ロック部材25の強度を向上することができる。
ロック部材25では、操作ロッド321に連結して操作ロッド321と共に移動する連結部26が設けられる。したがって、操作ロッド321がカム22の回転軸221に近づく差込状態において、より確実に、ロック部材25をカム22の一部(凸部244)と係合させる、すなわち、アクチュエータ10をロックすることができる。また、ロック解除部33が操作ロッド321をカム22から離間させる際に、より確実に、ロック部材25をカム22から離間させる、すなわち、アクチュエータ10のロックを解除することができる。このように、安全スイッチ1では、ロック部材25によるロック状態およびアンロック状態を、操作ロッド321の位置に一致させることができ、ロック部材25の動作の信頼性を向上することができる。
また、連結部26が、操作ロッド321を中心として回転可能な状態で操作ロッド321に対して連結する。これにより、安全スイッチ1を取付面に取り付けていない状態において、連結部26を操作ロッド321に係合させたままで、ヘッドケース21を本体ケース31に対して回転させることが可能となる。
ここで、安全スイッチ1の組立において、ロック部材25と操作ロッド321とを連結させる作業について説明する。図15および図16は、ロック部材25と操作ロッド321との連結作業を説明するための図である。図15では、操作ロッド321に垂直、かつ、ロック部材25の軸部259に沿う方向から見たロック部材25および操作ロッド321を示し、ヘッドケース21および本体ケース31を破線にて示している。図16では、図15の上側から下方を向いて見たロック部材25を示している。図示の都合上、図16では、操作ロッド321における先端部324、中間部325および環状溝部323を二点鎖線にて示し、軸部259の図示を省略している。
図16に示すように、連結部26の連結凹部261は、幅狭部262と、幅広部263とを有する。図16中の上下方向における幅狭部262の幅は、環状溝部323における操作ロッド321の直径よりも大きく、先端部324の直径よりも小さい。同方向における幅広部263の幅は、先端部324の直径よりも大きく、中間部325の直径よりも小さい。
ロック部材25と操作ロッド321との連結作業は、カム22およびロック部材25が取り付けられたヘッドケース21と、スイッチ部32が取り付けられた本体ケース31とを、操作ロッド321に沿って真っ直ぐに近づけることにより行われる。このとき、ヘッドケース21が、本体ケース31よりも鉛直方向の上方に配置される。ロック部材25は、軸部259に設けられた突起258がヘッドケース21の内面の一部に当接することより、図15に示す姿勢で支持されており、図16に示すように、連結凹部261の幅広部263の面と、操作ロッド321の先端部324とが接触または近接する。
幅広部263を形成する連結部26の部位が中間部325に当接するまで、ヘッドケース21と本体ケース31とが近づくと、その後、ロック部材25が軸部259を中心として回動しつつ、当該部位が中間部325の上面を摺動し、幅狭部262が、環状溝部323内に配置される。これにより、ロック部材25と操作ロッド321との連結作業が完了する。以上のように、安全スイッチ1では、ヘッドケース21と本体ケース31とを操作ロッド321に沿って真っ直ぐに近づけることにより、ロック部材25の連結部26と操作ロッド321の環状溝部323とを容易に係合させることが可能である。
図17および図18は、他の例に係る安全スイッチ1aを示す図である。図17は、安全スイッチ1aの正面図であり、図18は、図17中の矢印XVIII-XVIIIの位置における安全スイッチ1aの断面図である。安全スイッチ1aでは、図1の安全スイッチ1と比較して、ロック部材51およびスイッチ部32aの構造が相違する。他の構成は、図1の安全スイッチ1と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。
図19および図20は、ロック部材51を示す図である。図19は、ロック部材51の平面図であり、図20は、ロック部材51の正面図である。ロック部材51はX方向およびY方向に広がる略板状部材であり、(+Z)方向に対して凹状となるように、僅かに湾曲している。X方向におけるロック部材51の幅は、Y方向の中央近傍において最小であり、Y方向の両端部に向かうに従って漸次大きくなる。
ロック部材51には、貫通孔511が形成される。貫通孔511は、X方向におけるロック部材51の中央に配置される。また、貫通孔511は、Y方向におけるロック部材51の中央近傍から(+Y)側の端部近傍まで広がる。X方向における貫通孔511の幅は、Y方向におけるロック部材51の中央近傍で最大であり、(+Y)方向に向かうに従って漸次小さくなる。したがって、ロック部材51において、貫通孔511および後述の連結部52を除いた残りの部分におけるX方向の幅の合計は、Y方向の中央近傍において最小となる。また、ロック部材51の(-Z)側の面には、切欠部512が形成される。切欠部512は、Y方向の中央近傍に配置され、貫通孔511を除き、X方向におけるロック部材51の幅全体に亘って延びる。上記構造により、Y方向におけるロック部材51の中央近傍の部位は、ロック部材51に対してY方向に沿う方向に過度な圧縮荷重が作用した場合に、ロック部材51の破壊が生じる弱化部513となる。弱化部513の構造は、適宜変更されてよく、例えば貫通孔511を省略し、切欠部512のみが設けられてもよい。また、貫通孔511に代えて、凹部が設けられてもよい。
ロック部材51における(+Y)側の端部においてX方向を向く両側面には、軸部514が設けられる。ロック部材51は軸部514を中心としてヘッドケース21により回転可能に支持される。ロック部材51における(-Y)側の端部において、X方向における中央には、連結部52が設けられる。連結部52は、操作ロッド321の環状溝部323に係合する連結凹部521を有し、上記ロック部材25の連結部26と同様に、操作ロッド321を中心として回転可能な状態で操作ロッド321に直接的に連結する。
図18に示すように、スイッチ部32aは、操作ロッド321と、複数のスイッチ326と、操作端部327とを備える。スイッチ部32aでは、操作ロッド321が、図示省略の弾性部材により(+Z)方向に、すなわち、カム22に向けて付勢される。操作端部327は、操作ロッド321の(-Z)側の端部に設けられる。複数のスイッチ326は、操作端部327の(+Y)側および(-Y)側のそれぞれにおいてX方向に並ぶ。図18では、操作端部327の(+Y)側および(-Y)側にそれぞれ配置される2つのスイッチ326のみを示している。各スイッチ326の内部には、接点が設けられており、スイッチ326において操作端部327に対向する部位(以下、「対向部」という。)が押し込まれることにより、接点がOFF状態となる。操作端部327は、図18中の(+Y)側のスイッチ326に対向する凸部328と、(-Y)側のスイッチ326に対向する凹部329とを備える。
図21は、安全スイッチ1aの断面図である。図21は、差込状態におけるロックカム24を示し、図11に対応する。図21では、アクチュエータ10の図示を省略している。安全スイッチ1aでは、差込状態においてロック部材51がロックカム24の凸部244と係合し、ロック部材51によりアクチュエータ10がロックされたロック状態が形成される。ロック状態では、凸部244の(+Y)側の対向面245がロック部材51の(-Y)側の端面515と対向する。スイッチ部32aでは、操作ロッド321の移動により、差込状態が検出される。通常の差込状態では、図18に示すように、操作ロッド321の先端面322が操作カム23から僅かに離れた位置(以下、「通常保持位置」という。)で、操作ロッド321がロック部材51により保持される。このとき、図18中の(+Y)側のスイッチ326では、対向部が操作端部327の凸部328と当接する(押し込まれる)ことにより、当該スイッチ326の接点がOFF状態となっている。また、(-Y)側のスイッチ326では、対向部が操作端部327の凹部329内に配置されている。したがって、当該スイッチ326では、接点がON状態となっている。
ロック状態において、仮にアクチュエータ10の抜取動作が行われる場合、図21に示すロックカム24の対向面245が、ロック部材51の(-Y)側の端面515を(+Y)方向(すなわち、押圧方向)に直接的に押す。このとき、軸部514(図19参照)は、押圧方向に遊びがある状態でヘッドケース21により支持されており、ロック部材51の(+Y)側の端面516が、ヘッドケース21の内面の被押圧領域29に当接し、被押圧領域29を押圧方向に直接的に押す。安全スイッチ1aでは、押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材51の端面515において凸部244の対向面245により押される部位が、ヘッドケース21の被押圧領域29と部分的に重なる。したがって、安全スイッチ1aでは、ある程度のロック強度を確保することが可能となる。
アクチュエータ10を正常に抜き取る際には、ロック解除部33におけるソレノイドへの通電により、操作ロッド321が(-Z)方向に移動する。これにより、図21に示すロック部材51が回動し、ロック部材51の(-Y)側の端面515が、凸部244の対向面245から離れ、アクチュエータ10のロックが解除される。その後、アクチュエータ10の抜取動作が行われる。
差込状態において、ロック強度を超える力が安全スイッチ1aに対して作用した場合には、ロック部材51における弱化部513(図20参照)が破壊される。安全スイッチ1aでは、弱化部513がロックカム24よりも先に破壊されるように、ロック部材51の材料および形状等が選択および設計されている。ロック部材51の破壊により、安全スイッチ1aでは、アクチュエータ10が抜き取られる。このとき、図18に示す操作ロッド321の先端面322が操作カム23の外周面に接触し、操作カム23の回転により操作ロッド321が(-Z)方向に移動する。これにより、スイッチ部32aは、アクチュエータ10を正常に抜き取った場合と同じ状態となる。
図22および図23は、ロック部材51が破壊された安全スイッチ1aの断面図であり、図18および図21にそれぞれ対応する。弱化部513の破壊後、アクチュエータ10の再度の差し込みにより差込状態が形成される場合、図23に示すように、ロックカム24の凸部244とヘッドケース21の内面との間にロック部材51は挟持されておらず、操作ロッド321もロック部材51により保持されない。したがって、図22に示すように、操作ロッド321の先端面322が操作カム23の外周面に当接する。すなわち、操作ロッド321が、図18に示す通常保持位置よりも操作カム23に近い位置に配置される。
このとき、図22中の(+Y)側のスイッチ326では、図18と同様に、対向部が操作端部327の凸部328と当接することにより、当該スイッチ326の接点がOFF状態となる。一方、(-Y)側のスイッチ326では、対向部が操作端部327における凹部329の(-Z)側の部位と当接する。これにより、当該スイッチ326の接点がOFF状態となり、ロック部材51の破壊がスイッチ部32aにおいて検出される。なお、ロック部材51の破壊を検出するスイッチ部32aの構成は、ロック部材51による保持の有無による操作ロッド321の位置の相違を利用するものであるならば、適宜変更されてよい。
以上に説明したように、安全スイッチ1aのロック部材51では、操作ロッド321に連結して操作ロッド321と共に移動する連結部52が設けられる。これにより、ロック部材51によるロック状態およびアンロック状態を、操作ロッド321の位置に一致させることができ、ロック部材51の動作の信頼性を向上することができる。また、差込状態において、カム22の一部と係合するロック部材51により、操作ロッド321がカム22との間で隙間を設けた通常保持位置にて保持される。これにより、差込状態において、操作ロッド321の先端部324に対して不必要に力が作用することを防止し、操作ロッド321の損傷を抑制することができる。さらに、ロック部材51において弱化部513が設けられる。そして、ロック状態におけるアクチュエータ10の抜取動作により弱化部513が破壊された場合に、次の差込状態において、操作ロッド321が通常保持位置よりもカム22に近い位置に配置される。これにより、スイッチ部32aにおいて弱化部513の破壊を検出することが容易に可能となる。
安全スイッチ1aでは、カム22がロック部材51を押す押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材51においてロックカム24により押される部位が、ヘッドケース21の被押圧領域29と重なる。これにより、安全スイッチ1aにおけるロック強度を向上することができる。
上記安全スイッチ1,1aでは様々な変形が可能である。
図24に示すように、ロック部材25とヘッドケース21との間に補助部材27が設けられ、ロック部材25が、補助部材27を介して間接的にヘッドケース21の内面の一部を押圧方向に押してもよい。図24の例では、ヘッドケース21の内面に凹部28が形成されるが、当該内面において凹部28の周囲における被押圧領域29の一部が、押圧方向((+Y)方向)に沿って見た場合にロック部材25と重なる。したがって、ロック部材25において押圧方向の圧縮荷重が作用し、安全スイッチ1におけるロック強度を向上することが実現される。以上のように、安全スイッチ1では、押圧方向に沿って見た際に、ロック部材25が被押圧領域29と少なくとも部分的に重なることが好ましい。
また、図12の例では、ロック部材25においてロックカム24により押される部位の全体が、ヘッドケース21の被押圧領域29と押圧方向に重なる。また、図24の例では、ロック部材25においてロックカム24により押される部位の一部が、ヘッドケース21の被押圧領域29と押圧方向に重なる(図24中の範囲A1参照)。このように、ロックカム24により押されるロック部材25の部位が、押圧方向に沿って見た場合に、被押圧領域29と少なくとも部分的に重なることにより、ロック強度をより確実に向上することが可能となる。
一方、ロック部材25の設計によっては、図25に示すように、ロック部材25においてロックカム24により押される部位が、被押圧領域29と押圧方向に重ならなくてもよい(図25中の範囲A2参照)。図25のロック部材25では、押圧方向における深さが小さい凹部が端面255に形成される。この場合でも、ロック部材25をある程度の強度が確保される形状とすることにより、安全スイッチ1におけるロック強度を向上することが可能である。
また、図26に示すように、ロック部材25が補助部材27を介して間接的にヘッドケース21の一部(被押圧領域29)を押す場合に、X方向に関して、ロック部材25の幅よりも大きい幅の凹部28が、ヘッドケース21の内面に形成されてもよい。図26の例では、補助部材27が、ある程度の強度を有している。安全スイッチ1では、ロック状態において、ロック部材25におけるカム22の一部(凸部244)側の面256が、押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材25における被押圧領域29側の面257と重なることにより、安全スイッチ1におけるロック強度を向上することができる。図12、図24および図25のいずれの場合も、ロック部材25におけるカム22の一部(凸部244)側の面が、押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材25における被押圧領域29側の面と重なっている。なお、図25において、ロック部材25における被押圧領域29側の面は、端面255に形成される凹部の表面を含む。ロック部材25における凸部244側の面も同様である。
さらに、図27に示すように、ロック部材25における凸部244側の面256と、ロック部材25における被押圧領域29側の面257とが、X方向にずれた位置となるように、ロック部材25の形状が変更されてもよい。安全スイッチ1において、ロック強度をより確実に向上するには、ロック部材25における凸部244側の面256が、押圧方向に沿って見た場合に、ロック部材25における被押圧領域29側の面257と少なくとも部分的に重なることが好ましい。図24ないし図27を参照して説明した変形例は、安全スイッチ1aにおいても同様に採用することが可能である。
安全スイッチ1では、操作ロッド321と連結しないロック部材25が用いられてもよい(安全スイッチ1aにおいて同様)。このような安全スイッチ1では、例えば、ばね等の付勢部によりロック部材25がカム22の外周面に向けて付勢される。これにより、アクチュエータ10の差込状態において、ロック部材25がカム22の一部と係合し、アクチュエータ10がロックされる。また、操作ロッド321とは別に、ロック部材25と係合する部材が設けられ、ロック解除部が当該部材を移動することにより、ロック部材25とカム22との係合が解除される。
ロック部材25,51の回転軸である軸部は、ヘッドケース21の内面に設けられてもよい。この場合、例えば、ロック部材25,51の側面に、当該軸部と係合する溝部等が設けられる。このように、軸部をヘッドケース21に設ける場合も、軸部と溝部との間において、押圧方向における遊びが設定されることが好ましい。これにより、ロック状態でのアクチュエータ10の抜取動作において、軸部に対して押圧方向に作用する力が、ロック部材25,51における被押圧領域29側の面に作用する力よりも小さくなり、軸部が損傷することが防止される。
カム22においてロックカム24が省略されてもよい。この場合、アクチュエータ10の差込状態において、ロック部材25,51が操作カム23の一部と係合することにより、アクチュエータ10がロックされる。また、操作カム23とロックカム24とが回転軸221の方向に離れて設けられてもよい。この場合も、操作ロッド321と連結しないロック部材25,51(例えば、付勢部によりロックカム24の外周面に向けて付勢されるロック部材25)が用いられる。
ロック部材25,51において操作ロッド321に連結する連結部26,52を設けることにより、ロック部材25,51の動作の信頼性を向上する手法は、様々な安全スイッチにおいて採用されてもよい。また、連結部26,52の構造は適宜変更されてよく、例えば、操作ロッド321において、環状溝部323に代えて、環状突起部が設けられ、環状突起部に係合する溝部が、連結部26,52に設けられてもよい。この場合も、操作ロッド321を中心として回転可能な状態で、連結部26,52を操作ロッド321に対して連結させることが可能である。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
1,1a 安全スイッチ
10 アクチュエータ
21 ヘッドケース
22 カム
25,51 ロック部材
26,52 連結部
29 被押圧領域
31 本体ケース
32,32a スイッチ部
33 ロック解除部
102 押圧片
213,214 開口部
221 回転軸
244 凸部
254,255 (ロック本体の)端面
259,514 軸部
261,521 連結凹部
321 操作ロッド
322 (操作ロッドの)先端面
323 環状溝部
513 弱化部
515,516 (ロック部材の)端面
10 アクチュエータ
21 ヘッドケース
22 カム
25,51 ロック部材
26,52 連結部
29 被押圧領域
31 本体ケース
32,32a スイッチ部
33 ロック解除部
102 押圧片
213,214 開口部
221 回転軸
244 凸部
254,255 (ロック本体の)端面
259,514 軸部
261,521 連結凹部
321 操作ロッド
322 (操作ロッドの)先端面
323 環状溝部
513 弱化部
515,516 (ロック部材の)端面
Claims (10)
- 安全スイッチであって、
アクチュエータが差込可能な開口部が設けられるケースと、
前記ケース内に配置され、前記アクチュエータの一部と係合することにより、前記アクチュエータの前記開口部に対する差込動作、および、抜取動作に伴って回転軸を中心として回転するカムと、
前記カムの回転角に応じて往復移動するロッドを有し、前記アクチュエータが前記開口部に差し込まれた差込状態を検出するスイッチ部と、
前記差込状態において前記カムの一部と係合することにより、前記アクチュエータをロックするロック部材と、
前記ロック部材による前記アクチュエータのロックを解除するロック解除部と、
を備え、
前記アクチュエータがロックされたロック状態において前記アクチュエータの前記抜取動作が行われる場合に、前記カムが前記ロック部材を一の方向に押し、前記ロック部材が直接的または間接的に前記ケースの一部を前記一の方向に押す。 - 請求項1に記載の安全スイッチであって、
前記ロック状態において、前記ロック部材における前記カムの前記一部側の面が、前記一の方向に沿って見た場合に、前記ロック部材における前記ケースの前記一部側の面と少なくとも部分的に重なる。 - 請求項1または2に記載の安全スイッチであって、
前記ケースの前記一部が、前記一の方向に垂直であり、前記ロック状態での前記抜取動作において前記ロック部材における前記一の方向に垂直な面が前記ケースの前記一部に接触する。 - 請求項1ないし3のいずれか1つに記載の安全スイッチであって、
前記ロック部材が、前記回転軸に平行な軸部を中心として前記ケースにより回転可能に支持されており、
前記ロック状態での前記抜取動作において、前記軸部に作用する力が、前記ロック部材における前記ケースの前記一部側の面に作用する力よりも小さい。 - 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の安全スイッチであって、
前記ロック部材が、前記ロッドに連結して前記ロッドと共に移動する連結部を有し、
前記ロック解除部が、前記カムの回転とは独立した前記ロッドの移動により前記アクチュエータのロックを解除する。 - 安全スイッチであって、
アクチュエータが差込可能な開口部が設けられるケースと、
前記ケース内に配置され、前記アクチュエータの一部と係合することにより、前記アクチュエータの前記開口部に対する差込動作、および、抜取動作に伴って回転軸を中心として回転するカムと、
前記カムの回転角に応じて往復移動するロッドを有し、前記アクチュエータが前記開口部に差し込まれた差込状態を検出するスイッチ部と、
前記差込状態において前記カムの一部と係合することにより、前記アクチュエータをロックするロック部材と、
前記ロック部材による前記アクチュエータのロックを解除するロック解除部と、
を備え、
前記ロック部材が、前記ロッドに連結して前記ロッドと共に移動する連結部を有し、
前記ロック解除部が、前記カムの回転とは独立した前記ロッドの移動により前記アクチュエータのロックを解除する。 - 請求項5または6に記載の安全スイッチであって、
前記スイッチ部が、前記ロッドを前記カムに向けて付勢しており、
前記差込状態において、前記カムの前記一部と係合する前記ロック部材により、前記ロッドが前記カムとの間で隙間を設けた所定位置にて保持される。 - 請求項7に記載の安全スイッチであって、
前記ロック部材が、弱化部を有し、
前記アクチュエータがロックされたロック状態における前記アクチュエータの前記抜取動作により前記弱化部が破壊された場合に、次の前記差込状態において、前記ロッドが前記所定位置よりも前記カムに近い位置に配置され、前記スイッチ部が前記弱化部の破壊を検出する。 - 請求項5ないし8のいずれか1つに記載の安全スイッチであって、
前記ケースが、
前記カムおよび前記ロック部材を収容するヘッドケースと、
前記スイッチ部が取り付けられる本体ケースと、
を有し、
前記連結部が、前記ロッドを中心として回転可能な状態で前記ロッドに対して連結し、
前記安全スイッチを取付面に取り付けていない状態において、前記ヘッドケースが前記ロッドを中心として前記本体ケースに対して回転可能である。 - 請求項9に記載の安全スイッチであって、
前記ロッドが、
前記カムの外周面と摺動する先端面と、
前記先端面よりも前記カムから離れた位置に設けられる環状溝部と、
を有し、
前記ロック部材が、前記回転軸に平行な軸部を中心として前記ヘッドケースにより回転可能に支持されており、
前記ロック部材の前記連結部が、前記環状溝部に係合する凹部を有する。
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