JPH08111145A - キー付き安全スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械が設置された部屋の扉の開閉と連動する
安全スイッチにおいて、部屋内の作業者またはその管理
者の意志により操作されるキーロック部１１３を一体化
し、二重の安全性を期すとともに安全装置全体の構成を
簡単化したキー付き安全スイッチを提供する。 【構成】 アクチュエータの挿入により回転する駆動カ
ム１の上方近傍にキーロック部１１３を付加する。キー
ロック部１１３は、ロック錠２１と、その錠の先端に付
加された回転カム２０と、そのカム２０に係合して上下
方向に変位するロックカム１６と、そのロックカム１６
の下端に設けられ上記駆動カム１の切欠部１ｄに侵入す
るロック部１８を有し、扉が閉められた状態でキーロッ
クされると、キー操作により解錠されない限り、扉を開
くことができず、接点部１１２の接続関係が切り換わる
ことがない。

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、産業機械等への電源供給を停
止して部屋内を安全状態にする安全スイッチに関する。

【０００２】

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

【０００３】このような安全スイッチは、スイッチ本体
が部屋の出入口周辺の壁面に装着され、その出入口の扉
を閉じたときに扉に固着されたアクチュエータがスイッ
チ本体の操作部に進入し、これにより接点部の可動接点
が切り換わる構造のスイッチで、このような切り換わり
動作で主回路（産業機械への電源供給回路）が切り換わ
って部屋内の機械が運転可能な状態となる。

【０００４】しかし、従来の安全スイッチは扉開閉自体
までも制御するものでなかったから、誰でも扉を開閉す
ることが可能であり、そのため、機械作動中に突然扉が
開かれて機械の電源が断たれたり、反対に、扉を開いて
内部で保全作業中に、誰かが扉を閉めると機械の電源が
入る場合があって危険であった。これに対し従来は、扉
の開閉を検知するリミットスイッチを部屋の壁面等に配
設し、このスイッチの状態を機械設備の主回路のオンオ
フ条件として作業者の安全を計っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、安全
スイッチと別個にリミットスイッチ等の扉開閉センサを
必要とせず、作業者またはその管理者の意志により操作
される施錠装置を安全スイッチと一体化することによ
り、作業者の安全と作業維持の確保を保証したキー付き
安全スイッチの提供を解決課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のキー付き安全ス
イッチは、出入口の扉に取付られるべきアクチュエータ
の進入に応じて回転し外周面に上記アクチュエータと係
合する凹部が形成された駆動カムと、その駆動カムの回
転に応じて往復運動する操作ロッドと、その操作ロッド
により接続が切換わる接点部とが１個のハウジング内に
収納された安全スイッチにおいて、そのハウジングの上
記駆動カム近傍を膨出させ、その膨出したハウジング内
に、キーにより操作されるロック錠と、そのロック錠の
先端に設けられキー操作に従い回転するカムと、そのカ
ムと係合して所定方向に往復運動し上記駆動カムの切欠
部に侵入するロック部を有するロックカムに設けたこと
を特徴とする。

【０００７】本発明のキー付き安全スイッチは、そのハ
ウジング内に、上記ロックカムの往復運動に応じてオン
オフするマイクロスイッチを付加することができる。本
発明のキー付き安全スイッチは、上記ロックカムに柱形
部を一体形成してハウジングに穿設された貫通孔にその
柱形部を嵌合させ、キー操作に従い上記柱形部がハウジ
ング外面から出沒するよう構成することができる。

【０００８】

【作用】扉が開いている状態において、主回路用接点は
オフであり、機械は運動不可能状態にある。マイクロス
イッチ内蔵形の場合、そのスイッチもオフである。

【０００９】扉が閉じているが未だキーロックされてい
ない状態において、アクチュエータが安全スイッチ本体
と係合して駆動カムを回転させ、その結果、主回路用接
点はオンに切り換えられているが、扉を開くことがで
き、もし扉が開かれたとき駆動カムは復帰状態に戻って
主回路接点がオフに戻る。しかし、マイクロスイッチ内
蔵形であって、そのマイクロスイッチのオン状態が主回
路をオンにする条件になっている場合は、キーロックさ
れていないためにマイクロスイッチがオフであり、依然
として機械は運転不可能状態にある。

【００１０】扉が閉じており、かつ、キーロックが施さ
れた状態においては、ロックカムのロック部が駆動カム
の切欠部に侵入して駆動カムが復帰することを阻止して
いるから、誰かが扉を開こうとしても開くことができな
い。マイクロスイッチ内蔵形の場合、キーロックにより
マイクロスイッチがオンになり、そのマイクロスイッチ
のオン状態が主回路をオンする条件になっている場合
は、機械が運転可能状態になる。この状態はキー操作に
より人為的にキーロックが解除されるまで確保される。

【００１１】

【実施例】まず、安全スイッチの概要について図１を参
照しつつ説明する。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１０４に固着される。またアクチュエー
タ１０２は扉１０３に固着され、扉１０３を閉じるとき
スイッチ本体１０１の操作部１１１に形成した挿入孔１
０１ａに挿入される。

【００１２】そして、アクチュエータ１０２の進入によ
り、操作部１１１の駆動カムが回転し、接点部１１２の
接点が切り換わり、部屋内の機械が駆動可能な状態とな
る。一方、扉１０３の開放によりアクチュエータ１０２
が操作部１１１から抜けたときには機械への電源供給が
オフされる。操作部１１１の近傍にキーロック部１１３
が設けられキー孔１１４が設けられている。

【００１３】図２に本発明実施例の正面図を示す。安全
スイッチ本体全体がハウジング内に収納され、その内部
機構は、操作部１１１、接点部１１２、およびキーロッ
ク部１１３に大別される。キーロック部１１３は、操作
部１１１の上部がカマボコ形に膨出したハウジング内に
収納され、その正面にキー孔１１４が設けられ、カマボ
コ形ハウジングの頂部に、キーロック状態を表示するイ
ンジケータ１１５が設けられている。

【００１４】図３に、操作部と接点部の平面図を示し、
図４にその縦断面図（Ａ−Ｂ断面）を示す。操作部１１
１には、中央に位置する駆動カム１と、この両側にそれ
ぞれ配列された左右一対の駆動カム２，３が設けられて
いる。これらの各駆動カム１，２，３はカムシャフト４
に、それぞれ互いに独立して回転自在に支持されてい
る。

【００１５】カムシャフト４の両端はそれぞれ支持枠１
１，１１によって支持されている。また、このカムシャ
フト４には、支持枠１１と板カム１…３との間に復帰用
コイルばね５，５が装着されている。

【００１６】また、上記の３枚のカム１，２，３のう
ち、中央の駆動カム１は、図１に示したアクチュエータ
１０２の中央凹所部分の押圧面に対応するカムで、ま
た、左右一対の一体の駆動カム２，３はそれぞれアクチ
ュエータ１０２の左右の凸所部分の押圧面に対応するカ
ムである。３枚のカム１，２，３は同一形状であって、
アクチュエータ１０２の進入に従い一体に回転する。駆
動カムを３枚に分割した理由は、アクチュエータ以外の
金物、例えば板切れが挿入されても駆動カムが作動しな
いよう安全性を高めるためである。

【００１７】各駆動カム１，２，３の外周面には、それ
ぞれアクチュエータの挿入孔１０１ａおよび１０１ｂに
対応して、矩形状の凹部１ａ，１ｂが形成されており、
それらの凹部に対しカムシャフト４を挟んだ反対側の位
置約９０°の角度の位置にまで延びる形状の溝カム１ｃ
が形成されている。

【００１８】溝カム１ｃにはカムホロワピン６が差し込
まれている。このピン６の両端部は、それぞれ支持枠１
１，１１に設けられたガイド溝を貫通している。このガ
イド溝は、カムホロワピン６の移動方向を規制するため
の溝で、スイッチ本体１０１の長手方向と平行な面上に
沿って形成されている。また、カムホロワピン６には、
操作ロッド７の端部が連結されており、このピン６の移
動に伴って操作ロッド７が前進・後退して、接点部１１
２の可動接点を切り換える。操作ロッド７と接点部仕切
板の間に復帰用スプリング８が設けられている。駆動カ
ム１，２，３には、上記した凹部のほかに切欠部１ｄが
形成されている。この切欠部１ｄは後述するロック部１
８と係合する。

【００１９】接点部１１２は、左右２個の常閉接点と、
左右２個の常開接点と、両接点間を移動する２個の可動
接点を内蔵し、上面に、各接点の外部端子が配設されて
いる。すなわち、復帰状態（扉開放状態）のとき可動接
点により互いに導通状態にある２個の常閉接点に接続さ
れた端子９−１，９−２と、ロック状態のとき可動接点
により互いに導通状態にある２個の常開接点に接続され
た端子９−３，９−４が配設されている。また、外部端
子９−５は、後述するマイクロスイッチに接続されるも
のであって、端子９−４および９−５からリード線１
０，１０が接続され、キーロック部１１３内のマイクロ
スイッチまで導かれている。

【００２０】次に、本発明の特徴部分であるキーロック
部１１３について詳述する。図４に示すように、カマボ
コ形に膨出したハウジング１３内に、カム２０の回転運
動と係合して上下方向に運動するロックカム１６が設け
られている。このロックカム１６は、ハウジング１３の
頂部に設けられた貫通孔１４と、ハウジング内壁面のガ
イド部１５，１５により上下方向摺動自在に支持されて
いる。このロックカム１６には頂部に柱形部１７が一体
形成されており、ロックカム１６の下落時には柱形部１
７の全体がハウジング内に陥没するが上昇時にはハウジ
ング外へ突出する。ハウジング１３と柱形部１７の側面
の光学的特性を異るよう構成しておけば、例えばハウジ
ング１３を黒色に、柱形部１７の上面を黒色にし側面を
白色に彩色しておけば、上昇時に容易に視覚できる。こ
れがインジケータ１１５である。ロックカム１６の下端
にはロック部１８が一体形成されており、これが閉扉状
態において、駆動カム１，２，３の切欠部１ｄに落ち込
み、駆動カムの復帰を阻止する。

【００２１】図５に、キーロック部１１３を内側から
（下方から）見た図を示す。ハウジング１３の正面側に
正面からキー操作できる錠２１が設けられ、その先端に
カム２０が付加されている。このカム２０はキー操作に
従い９０°回転するもので、その先端の操作部２４がロ
ックカム１６に形成された開口部１９に貫入係合してい
る。従って、キー操作によりロックカム１６が上下変位
する。ハウジング１３の背面側の頂部内面にマイクロス
イッチ２３が配設されており、この接点端子にリード線
１０，１０が接続されて図２の外部端子９−４，９−５
に導かれている。このマイクロスイッチ２３はカム２０
の操作部２４によりオンオフ作動する。

【００２２】次に図４，図６，図７，図８，図９を参照
しながら作用を説明する。図７に示す扉が開いた状態で
は、内部機構は図６（Ａ）に示す通り操作ロッド７が帰
位置にあって常閉接点がオン、常開接点がオ
フ、ロックカム１６が上昇位置にあってインジケータ１
１５が表示されている。このとき、キー操作により施錠
しようとしても、駆動カム１の外周面がロック部１８の
下降を阻止している。

【００２３】図８は扉が閉められたが未だキーロックさ
れていない状態を示している。このときの内部機構は図
６（Ｂ）に示す通り、アクチュエータ１０２の挿入によ
り駆動カム１が９０°回転して操作ロッド７が図におい
て右方へ進入し常閉接点がオフ、常開接点がオ
ンに切り換えられたが、扉は手で開きうる状態であり、
ロックカム１６は依然上昇位置にあってインジケータ１
１５が表示され、マイクロスイッチの接点はオフになっ
ている。従って接点とマイクロスイッチを直列接続
して安全回路を構成している場合、機械は運転不可能で
ある。

【００２４】図９は扉が閉められた上にキーロックされ
た状態を示している。このときの内部機構は図６（Ｃ）
に示す通り、ロックカム１６が下降してそのロック部１
８が駆動カム１の切欠部１ｄに侵入しているため、駆動
カム１が復帰できない。またインジケータ１１５が消滅
し、マイクロスイッチがオン状態に切り換えられる。従
って、手で扉を開けることができず、常閉接点がオ
フ、常開接点がオンの状態が保持される。その結果
接点とマイクロスイッチの直列接続が安全回路を構
成している場合、機械は運転可能状態になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、従来のように扉の開閉
とその部屋内の機械の電源制御を連動させるのみでな
く、作業者またはその管理者の意志により操作されるキ
ーロック部を設けキー操作を行うことにより、他人によ
る扉の開閉の影響を受けなく、作業の安全性が一段と強
化された。

【００２６】また、マイクロスイッチを内蔵させた場合
は、こらを主回路の安全回路の条件に加重することによ
り、万一、可動接点が固定接点に融着するなどの障害が
発生した場合にも、安全回路が完全に機能し安全性が二
重に確保される。しかもマイクロスイッチが安全スイッ
チのハウジング内に組み込まれているので、リミットス
イッチを別個に設ける必要がなくなり、省スペース、省
コスト化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明に係る安全スイッチの概要説明図で
ある。

【図２】は、本発明実施例の正面図である。

【図３】は、本発明実施例の操作部１１１と接点部１１
２の平面図である。

【図４】は、図３に示す実施例の縦断面図である。

【図５】は、図４に示す実施例のキーロック部を内側か
らみた図である。

【図６】は、本発明実施例の内部機構の作用説明図であ
る。

【図７】は、本発明実施例の作用説明図である。

【図８】は、本発明実施例の作用説明図である。

【図９】は、本発明実施例の作用説明図である。

【符号の説明】

１，２，３‥‥駆動カム １ｄ‥‥駆動カムの切欠部 ４‥‥カムシャフト ７‥‥操作ロッド ９−１，９−２‥‥常閉接点の端子 ９−３，９−４‥‥常開接点の端子 ９−５‥‥マイクロスイッチの端子 １０‥‥マイクロスイッチのリード線 １３‥‥膨出したハウジング １６‥‥ロックカム １７‥‥柱形部 １８‥‥ロック部 １９‥‥開口部 ２０‥‥カム ２１‥‥錠 ２３‥‥マイクロスイッチ １０１‥‥安全スイッチ本体 １０２‥‥アクチュエータ １１１‥‥操作部 １１２‥‥接点部 １１３‥‥キーロック部 １１４‥‥キー孔 １１５‥‥インジケータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出入口の扉に取付られるべきアクチュエ
   ータの進入に応じて回転し外周面に上記アクチュエータ
   と係合する凹部が形成された駆動カムと、その駆動カム
   の回転に応じて往復運動する操作ロッドと、その操作ロ
   ッドにより接続が切換わる接点部とが１個のハウジング
   内に収納された安全スイッチにおいて、そのハウジング
   の上記駆動カム近傍を膨出させ、その膨出したハウジン
   グ内に、キーにより操作されるロック錠と、そのロック
   錠の先端に設けられキー操作に従い回転するカムと、そ
   のカムと係合して所定方向に往復運動し上記駆動カムの
   切欠部に侵入するロック部を有するロックカムを設けた
   ことを特徴とするキー付き安全スイッチ。
2. 【請求項２】 上記ロックカムの往復運動に応じてオン
   オフするマイクロスイッチを設けたことを特徴とする請
   求項１に記載のキー付き安全スイッチ。
3. 【請求項３】 上記ロックカムに柱形部を一体形成して
   ハウジングに穿設された貫通孔にその柱形部を嵌合さ
   せ、キー操作に従い上記柱形部がハウジング外面から出
   没するよう構成された請求項１に記載のキー付き安全ス
   イッチ。