JPH07105778A - 安全スイッチの接点機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチュエータがスイッチ本体でロックされ
た時に限って、機械駆動を可能な状態とする側の接点
（Ａ接点）がオンとなる構造の安全スイッチの接点機構
を提供する。 【構成】 アクチュエータの進入により前進する操作ロ
ッドに伴って前後２枚の接点接続用の可動片とストッパ
が移動し、このうち前方側の可動片（Ａ接点用）は、ス
トッパと当て部材によりその移動が一旦停止され、この
後、アクチュエータにロックがかかった後に、停止が解
除され中間ばねの弾性力によって前方へと移動して固定
接点（Ａ接点側）に接触し、これによりＡ接点がオンと
なるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば産業機械が設置
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、産業機械等の駆動をロックす
る安全スイッチに関し、特に、そのスイッチの接点部の
機構に関する。

【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】このため、安全スイッチは、スイッチ本体
が上記した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、この扉に固着されたアクチュ
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（可動片）による接続が、機械ロ
ック側であるＢ接点から機械駆動可能側のＡ接点へと移
動する構造の切り換えスイッチである。

【０００４】また、この安全スイッチでは、操作部に進
入したアクチュエータが機械的なロック機構によって移
動が固定され、これにより扉の開放を禁止するといった
ロックシステムが採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の安全
スイッチによれば、操作部に進入したアクチュエータが
ロックされる時点よりも前に、可動接点がＡ接点側に接
触する構造となっており、このため、扉が完全に閉まっ
ていない状態であるのにも関わらず、内部の機械が駆動
可能な状態となることがある。

【０００６】そして、そのような非ロック状態のままで
機械の駆動が開始されると、機械の振動などにより扉が
少しでも開いたときには、その時点で機械が即座に停止
するので安全面での問題はないが、そのように運転途中
で機械が停止するといったことは稼動効率等の上で大き
な問題となる。特に、産業機械が所定のシーケンスで自
動制御運転されている場合には、その問題は顕著であ
る。

【０００７】本発明は、そのような点を改良すべくなさ
れたもので、扉が完全に閉まっている状態の時、つまり
アクチュエータがスイッチ本体でロックされた時に限っ
て、機械の駆動が可能な状態となる側の接点（Ａ接点）
がオンとなる構造の安全スイッチの接点機構を提供する
ことを所期の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１，図２および図６を
参照しつつ説明すると、本発明の安全スイッチの接点機
構は、アクチュエータ１０２の進入に応じて前進する操
作ロッド１と、この操作ロッド１を後退側の向きへと押
圧する復帰ばね１１と、操作ロッド１の移動方向に沿っ
て前後に並ぶ接点接続用の２枚の可動片５，４と、この
２枚の可動片５と４との間に挟み込まれた中間ばね１２
と、前後の可動片５，４の前方と後方にそれぞれ位置す
る前後の固定接点対３，３および２，２と、操作ロッド
１に設けられ、当該ロッドが前進移動の始点に位置して
いるときに前可動片５の前面に接触してその後可動片４
を後方側の固定接点２に接続する前方押圧面１ｂと、操
作ロッド１に設けられ、当該ロッドが前進する際にその
移動の途中で後可動片４の後面に接触する後方押圧面１
ｃと、その後方押圧面１ｃの接触により前進する前可動
片５に伴って移動するストッパ６と、このストッパ６の
前進を停止し、かつ、その停止規制位置とこれを解除す
る位置の二位置への移動可能な当て部材７と、この当て
部材７と操作ロッド１の前端部に、それぞれ互いに対応
して設けられ、当該操作ロッドの前進に伴って当て部材
７を上記規制位置からその解除位置へと移動するカム１
ｅとそのフォロワ７ａを備えている。そして、ストッパ
６の停止の時点はアクチュエータのロック前に、かつ、
その規制解除の時点は当該アクチュエータにロックがか
かった後に設定されていることによって特徴づけられ
る。

【０００９】なお、本発明で言う、アクチュエータにロ
ックがかかった後とは、この発明を適用する安全スイッ
チで使用するロック機構が、例えば板カムの溝への係止
爪の引っ掛かりによりロックがかかる構造であることか
ら、その係止爪の引っ掛けのために、通常、アクチュエ
ータの挿入端の位置をロック位置よりも僅かに深い位置
に設定しており、その挿入の余裕部分にアクチュエータ
の先端が達した時点を指す。

【００１０】

【作用】アクチュエータの進入により前進する操作ロッ
ド１に伴って２枚の可動片およびストッパが移動し、そ
の後可動片４の固定接点２への接触が断たれる。次いで
移動の途中でストッパ６が当て部材７により移動が規制
され、前可動片５のみが一旦停止し、この後、後可動片
４の移動により中間ばね１２が圧縮されて、その弾性力
で前可動片５は前方に向けて押圧された状態となる。こ
の時点ではアクチュエータは非ロックの状態である。

【００１１】次に、操作ロッド１が更に前進しアクチュ
エータにロックがかかるわけであるが、その操作ロッド
１の移動過程で、当て部材７がカム機構によりストッパ
６の移動規制を解除する側へと移動し、アクチュエータ
にロックがかかった後に、ストッパ６の規制が完全に解
除され、この時点で、前可動片５が中間ばね１２の弾性
力によって前方へと移動して固定接点（Ａ接点側）３に
接触する。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を、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６を参照し
つつ説明する。

【００１３】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、主にスイ
ッチ本体１０１とアクチュエータ１０２によって構成さ
れている。そのスイッチ本体１０１は部屋の出入口の周
縁の壁面に固着される。またアクチュエータ１０２は扉
１０４に固着されるが、その位置はスイッチ本体の挿入
孔１０１ａに対向する位置で、扉１０４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１等参
照）の接続接点が切り換わり（Ｂ接点→Ａ接点）、部屋
内の機械が駆動可能な状態となる。一方、扉１０４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Ｂ接点が復帰して機械の駆動がロックされ
る。

【００１５】この安全スイッチでは、操作部１１１に、
板カム，係止爪およびばね等を組み合わせた機械的なロ
ック機構（図示せず）が設けられており、このロック機
構により操作部１１１に進入したアクチュエータの移動
（抜け側への移動）が阻止され、これにより扉の開放を
禁止するといったロックシステムが採用されている。

【００１６】なお、スイッチ本体１０１の側部の装着さ
れているユニット１０３は、上記のロック機構の解除を
行うためのソレノイドユニットである。次に、本発明実
施例の接点ブロックの機構を、以下、図１乃至図３を参
照しつつ説明する。

【００１７】まず、この例の接点機構は、基本的には、
スイッチ本体１０１にアクチュエータ１０２が進入した
ときに、その操作部１１１の連結操作ロッド１１３に連
動して操作ロッド１が前進し、また、アクチュエータ１
０２の離脱により操作ロッド１が元の位置に復帰すると
いった前後の移動に伴って、２枚の可動片５，４が固定
接点対２，２と３，３との間を移動することにより接続
接点の切り換えが行われる。

【００１８】なお、操作ロッド１には復帰ばね１１が装
着されており、操作ロッド１は、常に、このばね１１の
弾性力によって前進移動の始点（復帰位置）に向けての
押圧力が与えられている。

【００１９】さて、操作ロッド１には、２枚の可動片
５，４を保持するための開口部１ａが設けられており、
その開口部１ａの前方と後方内面が、それぞれ前後の可
動片５と４とを押圧する押圧面１ｂ，１ｃとなってい
る。

【００２０】その２枚の可動片５，４は導電性材料製
で、両端部に前後の固定接点２，３への接触用の可動接
点５ａ，５ａおよび４ａ，４ａがそれぞれ固着されてい
る。また、各可動片５，４の裏面側には、それぞれ絶縁
性材料製の保持部材５０，４０が一体的に設けられてい
る。さらに、その保持部材５０と４０との間に中間ばね
１２が挟み込まれている。

【００２１】また、操作ロッド１には、開口部１ａの中
央位置から先端にかけて、上下方向に沿う溝１ｄが設け
られており、この溝１ｄに移動ストッパ６が摺動自在に
配設されている。移動ストッパ６は前可動片５が前進す
る際にこれに伴って移動し、さらに、当て部材７への接
触により前可動片５の前進を停止するための部材であ
る。なお、操作ロッド１の溝１ｄの先端部中央には、復
帰の際に移動ストッパ６を後退させるための部材１ｆが
設けられいる。

【００２２】当て部材７は、一端が操作ロッド１の移動
方向と直交する軸に回動自在に支承されたレバー片であ
る。この当て部材７は、上方向への回転が、この接点ブ
ロックのケーシングに設けた止め部材８によって規制さ
れているとともに、ねじりコイルばね１３によって止め
部材８に向けて弾性的に押圧されている。そして、その
規制位置で当て部材７は端部の規制面７ａが先の移動ス
トッパ６の規制面６ａと対向する位置に配置され、その
ストッパ６の前進により両者の規制面６ａと７ａとは互
いに接触するするように構成されている。また、当て部
材７は下方向への回転により、先端部分を移動ストッパ
６の規制面６ａとは干渉しない位置にまで移動させるこ
とができる。その移動は次に説明するカム機構によって
与えられる。

【００２３】すなわち、操作ロッド１の先端部には、下
面側にロッドの前進方向に対して傾斜（例えば４５度程
度）する形状のカム１ｅ，１ｅが設けられており、ま
た、当て部材７には、その各カム１ｅに対応する位置に
カムフォロワ７ｂが設けられ、その操作ロッド１の前進
によりカム１ｅとカムフォロワ７ｂとが接触するととも
に、そのカム面上に沿ってカムフォロワ７ｂが移動し、
これにより当て部材７がばね１３の弾性力に抗して移動
する。

【００２４】なお、移動ストッパ６の規制面６ａと当て
部材７の規制面７ａとは、当て部材７の回転移動を円滑
にすることを目的として、それぞれ、当て部材７の回転
軸を中心とする円柱面の形状に加工されている。

【００２５】ここで、以上の構造において、操作ロッド
１の前進に伴って移動する前可動片５が停止される時点
は、当該スイッチ本体１１１に進入したアクチュエータ
１０２がロック機構によりロックがかかる位置よりも前
で、また、当て部材７が移動ストッパ６とは干渉しない
位置への移動つまり前可動片５の移動停止が解除される
位置は、アクチュエータ１０２にロックがかかる位置よ
りも、僅かに操作ロッド１が前進した位置に設定されて
いる。

【００２６】次に、本発明実施例の作用を図４および図
５を参照しつつ述べる。なお、図４の縦断面図(a) 〜
(c) と、図５の水平断面図の(a) 〜(c) とは、それぞれ
互いに対応した動作状態を示している。

【００２７】まず、先に示した図１，図２の状態で、操
作ロッド１は前進の始点に位置しており、この状態で
は、ロッドの前方押圧面１ｂが前可動片５を前面に接触
し、後可動片４が中間ばね１２の弾性力によって、後方
側の固定接点２（Ｂ接点側）に可動接点４ａを介して接
触している。

【００２８】次に、アクチュエータの進入により操作ロ
ッド１が前進すると、まずはロッドの後方押圧面１ｃが
後可動片４の後面に接触し、次いでその後可動片４が前
進し、これに伴って中間ばね１２と前可動片５が前進
し、さらに移動ストッパ６が前進するが、ストッパ６が
当て部材７に当たった時点で前可動片５の移動が停止さ
れる〔図４(a) ，図５(a) 〕。なお、この時点では、ア
クチュエータにはロックはかかっていない。

【００２９】この後、更に操作ロッド１が前進すると、
その後方押圧面１ｃが後可動片４を前方へと押圧し、こ
れにより中間バネ１２が圧縮される。このとき、操作ロ
ッド１の前進に伴って当て部材７が下方向に回転し、ア
クチュエータにロックがかかった後、すなわち当て部材
７の規制面７ａと移動ストッパ６の規制面６ａとの接触
が断たれた時点で、図４，図５の(b) →(c) に示すよう
に、前可動片５が中間ばね１２の弾性力によって前方へ
と飛び出し、その両端が可動接点５ａを介して前方側の
固定接点３に接触してＡ接点側がオンとなる。

【００３０】一方、図４，図５の(c) の状態で、アクチ
ュエータのロックが解除され、アクチュエータがスイッ
チ本体から抜き取られると、そのアクチュエータの後退
とともに操作ロッド１が後退し、これに伴って前可動片
５が後退して固定接点３との接触が断たれ、これと同時
に前可動片４が後退し、さらに移動ストッパ６が後退す
るとともに当て部材７が元の位置に復帰する。そして、
操作ロッド１が前進始点へと復帰した時点で、それらの
各部品が図１，図２に示す位置に戻り、後方側の固定接
点２への後可動片４の接触によりＢ接点が復帰する。

【００３１】なお、以上の本発明実施例では、移動スト
ッパ６を単体品としているが、これに限られることな
く、その移動ストッパは前可動片５に一体的に設けても
本発明は実施可能である。

【００３２】また、当て部材７の移動するカムとそのカ
ムフォロワは、図２に示した位置関係とは逆の配置すな
わち当て部材７側にカムを、また操作ロッド１側にカム
フォロワを設けてよい。

【００３３】さらに、本発明実施例では、当て部材７を
回転自在のレバー片としているが、この他、例えば上下
動するピン状の部材を、ばねとカム機構によって移動ス
トッパ６の規制位置とその解除を行う位置に移動させる
といった機構を採用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の安全スイ
ッチの接点機構によれば、アクチュエータの進入により
前進する操作ロッドに伴って前後２枚の接点接続用の可
動片とストッパが移動するが、その前可動片（Ａ接点
用）はストッパと当て部材により一旦停止され、アクチ
ュエータにロックがかかった後に、前可動片は中間ばね
の弾性力によって前方へと移動して固定接点（Ａ接点
側）に接触するので、アクチュエータがスイッチ本体に
ロックされた状態のときに限って、Ａ接点がオンとな
る。これにより、扉が完全に閉鎖されていないのにも関
わらず、内部機械の駆動が可能な状態になるといった不
具合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構造を示す水平断面図

【図２】同じく縦断面図

【図３】その実施例の操作ロッド１，移動ストッパ６お
よび当て部材７を抽出して示す分解斜視図

【図４】本発明実施例の作用説明図

【図５】同じく作用説明図

【図６】安全スイッチの使用状態の例を示す斜視図

【符号の説明】

１ 操作ロッド １ｂ，１ｃ 押圧面 １ｄ 溝 １ｅ カム ２，３ 固定接点 ４ 後可動片 ５ 前可動片 ４ａ，５ａ 可動接点 ６ 移動ストッパ ６ａ 規制面 ７ 当て部材 ７ａ 規制面 ７ｂ カムフォロワ １１ 復帰ばね １２ 中間ばね １３ ねじりコイルばね １０１ スイッチ本体 １１１ 操作部 １１２ スイッチ部 １０２ アクチュエータ １０４ 扉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業機械が設置される部屋等の出入口周
   辺にスイッチ本体が装着され、その出入口の扉に固着し
   たアクチュエータが当該扉の閉鎖によりスイッチ本体に
   進入することによって接続接点が切り換わるとともに、
   その進入したアクチュエータのロック機構を備えた安全
   スイッチの接点機構であって、上記アクチュエータの進
   入に応じて前進する操作ロッドと、この操作ロッドを後
   退側の向きへと押圧する復帰ばねと、上記操作ロッドの
   移動方向に沿って前後に並ぶ接点接続用の２枚の可動片
   と、この可動片間に挟み込まれた中間ばねと、上記前後
   の可動片の前方と後方にそれぞれ位置する固定接点対
   と、上記操作ロッドに設けられ、当該ロッドが上記前進
   移動の始点に位置しているときに上記前可動片の前面に
   接触して上記後可動片を上記後方側の固定接点に接続す
   る前押圧面と、上記操作ロッドに設けられ、当該ロッド
   が前進する際にその移動の途中で上記後可動片の後面に
   接触する後方押圧面と、その接触により前進する上記前
   可動片に伴って移動するストッパと、このストッパの前
   進を停止し、かつ、その停止規制位置とこれを解除する
   位置の二位置への移動可能な当て部材と、この当て部材
   と上記操作ロッドの前端部に、それぞれ互いに対応して
   設けられ、当該操作ロッドの前進に伴って上記当て部材
   を上記規制位置からその解除位置へと移動するカムとそ
   のフォロワを備えているとともに、上記ストッパの停止
   の時点は上記アクチュエータのロック前に、かつ、その
   規制解除の時点は当該アクチュエータにロックがかかっ
   た後に設定されていることを特徴とする安全スイッチの
   接点機構。