JPH08159388A - 安全スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 危険ゾーン等の部屋に作業者らが入っている
状態のときには、部屋の扉が閉鎖されても産業機械の運
転停止の状態を維持する安全保護機能を付加した安全ス
イッチを提供する。 【構成】 スイッチ本体のカバーの受け座１３２内にプ
ラグ受け１を回動自在に配設し、プラグ受け１には、プ
ラグ３の差込み金具３１が嵌り込む差込み構造の一対の
端子１０が、その各差込み口を外部に露呈させた状態で
配置され、これらの各端子１０には、それぞれ接点（接
触ピン６と固定片７ａ）を介して主回路ＣM を切断した
回路端が接続されるとともに、プラグ３は、その各差込
み金具３１をそれぞれ対応するプラグ受け１の端子１０
に差し込んで、所定の角度だけ回転させた状態で、止め
部材により抜けが阻止され、かつ、そのプラグ３の回転
に伴うプラグ受け１の回転により、上記接点が開の状態
から閉に切り換わ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、産業機械等への電源供給を停
止する安全スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】産業機械が設置された部屋や工場あるい
は産業機械自体の危険ゾーンでは、作業者が機械に巻き
込まれて負傷するといったトラブルの発生を防止する目
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。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、これにより接点ブロックの可
動接点（可動片）が切り換わる構造のスイッチで、この
ような切り換わり動作で回路接続が主回路（産業機械へ
の電源供給回路）側へと切り換わって部屋内の機械が運
転可能な状態となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した安
全スイッチによれば、扉を開いて内部の産業機械の保守
点検などを行っている際に、第三者により扉が無意識に
閉じられると、接続回路が切り換わり産業機械が運転可
能な状態となって、メンテナンス作業者に危険が及ぶ虞
れがある。

【０００５】このような問題を解決するため、本出願人
は、スイッチ本体側のユニットに回路接続具（プラグ）
を着脱自在に装着し、そのプラグの取り外しにより主回
路が遮断されるように構成した安全スイッチを既に提案
している（特願平５−２７９７７８号）。

【０００６】この提案技術によれば、プラグを取り外し
てさえおれば、扉が閉鎖されても部屋内の産業機械が運
転可能な状態となることはないが、プラグ受けの差込み
口の端子（クリップ）が外部に露呈しているため、その
端子間を針金等により主回路を閉とすることが可能で、
その改善が望まれている。

【０００７】そこで、本発明は、プラグの着脱により主
回路の接続・遮断を行える構造で、しかも、専用のプラ
グ以外では主回路を閉とすることができない構造の安全
スイッチの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１〜図４および図９，
図１０を参照しつつ説明すると、本発明は、アクチュエ
ータ１０２がスイッチ本体の操作部１１１に進入するこ
とにより接続回路が補助回路ＣS から主回路ＣM 側へと
切り換わる構造の安全スイッチにおいて、スイッチ本体
のカバー（例えばソレノイドユニット１０３のカバー１
３１）に一体形成された円筒形状の受け座１３２と、そ
の受け座１３２の内部に円筒軸を中心として回動自在に
嵌め込まれたプラグ受け１と、互いに導通する一対の差
込み金具３１が設けられたプラグ３を有し、プラグ受け
１には、プラグ３の差込み金具３１が嵌り込む差込み構
造の一対の端子１０が、その各差込み口を外部に露呈さ
せた状態で配置され、これらの各端子１０には、それぞ
れ接点（接触ピン６と固定片７ａ）を介して主回路ＣM
を切断した回路端が接続されるとともに、プラグ３は、
その各差込み金具３１をそれぞれ対応するプラグ受け１
の端子１０に差し込んで、所定の角度だけ回転させた状
態で、止め部材（例えば受け座１３２の突起１３２ａと
プラグ３の溝カム３０ａ）により、受け座１３２からの
抜けが阻止され、かつ、その固定位置へのプラグ３の回
転に伴うプラグ受け１の回転により、上記接点が開の状
態から閉に切り換わるように構成されていることによっ
て特徴づけられる。

【０００９】

【作用】プラグ３の差込み金具３１を、プラグ受け１の
端子１０に差込み、プラグ３を回転させて接点（６と７
ａ）を閉とすることにより、主回路ＣM がプラグ３の一
対の差込み金具３１を通じて接続され、このプラグ３を
装着時とは逆向きに回して取り外すと、主回路ＣM は確
実に遮断される。従って、プラグ３を取り外してさえお
れば、扉１０４が閉鎖されても部屋内の産業機械が運転
可能状態となることはない。

【００１０】しかも、プラグ３は、接点閉の状態では止
め部材により抜けが防止されているので、プラグ３を取
り外す際にはプラグ３を回転させることが必要で、その
回転により接点が開の状態なる。すなわち、プラグ３を
取り外した状態では、接点は必ず開の状態となるので、
プラグ受け１の端子１０に針金等を差し込んでも主回路
ＣM が閉の状態となることはない。

【００１１】

【実施例】まず、本発明を適用する安全スイッチの概略
構造を、図９に示す斜視図を参照しつつ説明する。

【００１２】この安全スイッチは、主にスイッチ本体１
０１とアクチュエータ１０２によって構成されており、
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１０１
ａ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。

【００１３】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の接続接点
が切り換わり部屋内の機械が運転可能な状態となる。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接点が復帰して機械への電
源供給がオフされる。

【００１４】この安全スイッチでは、操作部１１１に機
械的なロック機構（図示せず）が設けられており、この
ロック機構によって、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。また、そのロック機構の解除用の機器として
ソレノイドユニット１０３がスイッチ本体１０１の側部
に装着されている。

【００１５】次に、本発明実施例の特徴部分を、以下、
図面に基づいて説明する。図１は本発明実施例の外観斜
視図、図２はその実施例の要部構造を示す図で、(A) は
縦断面図，(B) は(A) のＸ−Ｘ矢視図である。また図３
は図２(B) Ｙ−Ｙ断面図である。さらに図４は図２(B)
のＺ−Ｚ断面図で、図５，図６の各(A) 〜(D) は、それ
ぞれ図２(A) のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ断面図
である。

【００１６】この例で注目すべき構成は、図２(A) に示
すように、ソレノイドユニット１０３の上面カバー１３
１に円筒形状の受け座１３２を一体的に設け、この受け
座１３２にプラグ受け１を、円筒軸を中心として回動自
在に配設している点にある。

【００１７】このプラグ受け１には、図２(B) に示すよ
うに、中心を挟んで互いに対向する位置に、後述するプ
ラグ３の接続ピン３１の挿入用の一対のピン挿入孔１１
が設けられており、また、プラグ３の突起３２の挿入用
の一対の挿入孔１２が設けられている。さらに、プラグ
受け１には、ガイド溝１２ａ〔図５(A) 参照〕に沿って
上下方向に変位自在のプレート２が設けれている。

【００１８】このプレート２は、図３に示すように上方
への変位が、プラグ受け１の上部に一体形成された規制
部材１３によって規制され、かつ、圧縮コイルばね２ａ
の弾性力によってその規制部材１３に向けて押圧されて
いる。また、プレート２の両端は、プラグ受け１の側方
に突出しており、その両端が図５(A),図７に示すよう
に、受け座１３２の内周面に一体形成された突部１３２
ｂに当たることによってプラグ受け１の右向きの回転が
規制される。

【００１９】さらに、プレート２は、突部１３２ｂの下
端よりも下方位置にまで押し下げることが可能で、その
位置まで押し下げると、プレート２は突部１３２ｂによ
る規制が解除され、この状態でプラグ受け１が回転可能
となる。

【００２０】そして、プラグ受け１には、図２に示すよ
うに、各ピン挿入孔１１の内部にそれぞれ差込み受け構
造の端子１０が配置されている。この一対の端子１０
は、図８の電気回路図に示すように、主回路ＣM のマイ
クロスイッチＭS1と主回路ＣMの接続ポートＰ4 との間
に、後述する接触ピン６と固定片７ａを介して直列に接
続される。

【００２１】一方、プラグ３は、図２(A),図３(B) に示
すように、プラグ枠３０と、これに一体的に設けられた
一対の接続ピン３１および一対の突起３２によって構成
されている。

【００２２】プラグ枠３０は、受け座１３２に設けた突
起１３２ａと、これに嵌り合う溝カム３０ａで構成され
る、いわゆるバヨネット継手構造により受け座１３２に
着脱自在で、その受け座１３２への差し込み・回転によ
り装着され、また、逆の手順で受け座１３２から取り外
すことができる。そのプラグ３の回転範囲は、例えば４
５度程度である。なお、プラグ枠３０の溝カム３０ａの
始端と終端との間には斜面が形成されている。また、プ
ラグ枠３０には把手３０ｂが取り付けられている。

【００２３】一対の接続ピン３１は、Ｕ字形状に曲げ加
工した金属線材の先端部を利用したもので、この一対の
接続ピン３１の間隔は、先の一対の端子１０の配置関係
に対応している。

【００２４】一対の突起３２は、図３(B) に示すよう
に、プラグ受け１のプレート２を、圧縮コイルばね２ａ
の弾性力に抗して押し込むためのもので、プラグ枠３０
を受け座１３２に完全に差し込んだ状態で、各突起プレ
ート３２の下端面つまりプレート２の上端面が、受け座
１３２の内周面の突部１３２ｂの下端と同一レベルとな
るか、もしくは僅かに下方に位置する。

【００２５】次に、ソレノイドユニット１０３の内部構
造を説明する。まず、このユニットの端部には、スイッ
チ本体の操作部１１１のロック機構を機械的に解除する
機構（図示せず）が内蔵されており、その解除機構の操
作ロッド８の先端がプラグ受け１の下方位置に臨んでい
る。また、その操作ロッド８と対向する位置に、このユ
ニットに内蔵されたソレノイド（図示せず）の駆動ロッ
ド９の先端が臨んでおり、この２本ロッド８と９との間
に板カム５が配置されている。

【００２６】板カム５は、プラグ受け１と中心が一致す
る軸４によって回転自在に支持されており、また、この
板カム５とプラグ受け１とは、それぞれの上面と下面に
設けられた凹部５２と凸部１４との嵌り合いにより相互
に連結されており、従って、板カム５はプラグ受け１の
回転に伴って回転する。なお、軸４の下端には後述する
端子台７が止め輪４ａにより装着されている。

【００２７】板カム５には、図５(C),図６(C) に示すよ
うに軸４とは異なる位置を中心として円弧状に延びる溝
カム５ａが形成されており、この溝カム５ａには解除機
構の操作ロッド８の先端部に設けられたカムフォロワピ
ン８ａが差し込まれている。また、板カム５は、溝カム
５ａと対向する部分の外周面５ｂのカム形状が軸４を中
心とする円弧形状となっており、この部分の周端に段付
き部５ｃが形成されている。

【００２８】さらに、板カム５には、図４に示すよう
に、軸４を中心として互いに対称となる位置に、一対の
接触ピン６が埋め込まれている。この接触ピン６は上下
方向の変位自在で、圧縮コイルばね６ａおよび止め輪６
ｂによって下方に向けて押圧された状態で配置されてお
り、その先端が板カム５の下面から所定量だけ突出して
いる。この一対の接触ピン６は、先のプラグ受け１の一
対の端子１０に配線Ｌを介して接続される。

【００２９】板カム５の下部に配置された端子台７に
は、一対の固定片７ａが接触ピン６に対応する位置関係
で配置されており、その接触ピン６が図５(D) に位置し
ているときには、図４(A) に示すように接触ピン６の下
端には何も接触せず、この状態から板カム５の回転によ
り、接触ピン６が図６(D) の位置に移動すると図４(B)
に示すように、接触ピン６が圧縮コイルばね６ａの弾性
力に抗して上方に押圧された状態で固定片７ａに接触す
る。

【００３０】そして、端子台７の一対の固定片７ａの一
方には、図８の電気回路図に示すように主回路ＣM の接
続ポートＰ4 からの配線Ｌ4 が接続され、他方には、マ
イクロスイッチＭS1の端子に配線Ｌ3 を介して接続され
る。

【００３１】なお、以上の構造のソレノイドユニット１
０３においてソレノイドの駆動ロッド９は、ソレノイド
が励磁状態となったときに後退して、その先端部に設け
た当てピン９ａがマイクロスイッチＭS1とＭS2の各アク
チュエータＭA1とＭA2に当たって、その各スイッチのオ
ン・オフがそれぞれ切り換わる。この動作を、図８に示
す電気回路図で説明すると、ソレノイドＳがオンとなる
と、主回路ＣM のマイクロスイッチＭS1（例えばＢ接
点）がオフとなり、補助回路ＣS のマイクロスイッチＭ
A2（例えばＡ接点）がオフとなる。

【００３２】次に、本発明実施例の作用を各部の動作と
ともに述べる。なお、この作用説明において前方とは図
２〜図６の各図中の左側の向きを指す。まず、プラグ３
をソレノイドユニット１０３から取り外した状態では、
プラグ受け１の回転方向の位置は図５(A),(B) に示す状
態となっている。また、板カム５の回転方向の位置は図
５(C) に示す状態となっており、この板カム５の外周面
５ｂに、ソレノイドの駆動ロッド９の先端が当たる。な
お、図５(C) にはソレノイドがオフの状態のときを示
す。

【００３３】さて、以上の状態でプラグ３を受け座１３
２に合わせて差し込むと、図２(A),図３(B) に示すよう
に、プラグ３の各接続ピン３１がプラグ受け１の端子１
０に嵌り込み、これと同時に、プレート２がプラグ３の
突起３２によって押し込められてプラグ受け１が回転可
能な状態なり、この後、差し込んだプラグ３を時計方向
に回転させると、プラグ受け１の回転に伴って板カム５
とが回転する。

【００３４】この板カム５の回転により、図６(C) に示
すように、カムフォロワピン８ａが溝カム５ａによって
前方へと押し出され、これに伴って操作ロッド８が前進
し、スイッチ本体の操作部１１１のロック機構が作動可
能な状態となる。また、板カム５の回転により段付き部
５ｃがソレノイドの駆動ロッド９の先端に対向する位置
へと移動し、これにより駆動ロッド９の規制が解除さ
れ、駆動ロッド９が前進して、段付き部５ｃに当たる。
従って、この状態で板カム５の回転つまりプラグ受け１
とプラグ３の回転が規制されプラグ３の取り外しが不可
となる。

【００３５】また、このような動作と同時に、板カム５
の回転により、一対の接触ピン６が図５(D) の位置から
図６(D) の位置へと移動して、その各接触ピン６が端子
台７の固定片７ａに接触し、この時点で、図８の電気回
路図に示すように主回路ＣMの接続ポートＰ4 とマイク
ロスイッチＭS1とが接続される。

【００３６】次に、プラグ３を装着した状態で扉１０４
が閉鎖され、これに伴ってアクチュエータ１０２がスイ
ッチ本体の操作部１１１の内部に侵入すると、そのアク
チュエータ１０２にロックがかかるととともに、スイッ
チ部１１２の接点ブロックの接点が切り換わり、図８の
電気回路図に示すように補助回路ＣS が遮断され主回路
ＣM が接続される。

【００３７】この後、ロック解除信号に応じてソレノイ
ドＳが励磁されると、駆動ロッド９が後退し、これによ
り、各マイクロスイッチＭS1，ＭS2のオン・オフが切り
換わり、主回路ＣM が遮断され、補助回路ＣS が接続可
能な状態となる。また、駆動ロッド９の後退により、こ
のロッド９の先端が板カム５から抜けて、板カム５が回
転可能な状態となる。そして、プラグ３を先とは逆向き
に回して受け座１３２から抜き取ると、板カム５の回転
位置は先の図５(C) の状態へと戻り、これにより操作部
１１１のロック機構が解除され、この時点でアクチュエ
ータ１０２の抜き取りつまり扉の開放が可能となる。

【００３８】以上のように、この実施例では、操作部１
１１のロック機構のロック解除とその復帰の動作には、
ソレノイドの駆動ロッド９の移動が関係しないので、プ
ラグ３を抜き取った状態〔図５(C) の状態〕において、
電気的故障や停電等の何らかの原因によりソレノイドが
オフとなっても操作部１１１のロック機構がロック可能
な状態となることはない。従って、プラグ３を抜き取っ
てさえおれば、停電等の異常が発生しても扉閉鎖により
作業者が部屋内に閉じ込められることはない。しかも、
そのような異常によってソレノイドがオフとなってもそ
の駆動ロッド９は板カム５の外周面５ｂで前進が規制さ
れるので、主回路ＣM のマイクロスイッチＭS1がオンと
なることはなく、従って、この実施例の構造では二重の
保護機能をもつ、極めて安全性の高いスイッチとなる。

【００３９】さらに、この実施例によると、ソレノイド
ユニット１０３に装着したプラグ３は、ソレノイドがオ
ンとならない限りは回転・抜き取りが不可能な構造とな
っているので、例えば、作業者が手順を誤ってソレノイ
ドがオンとなる前にプラグ３を扱っても、その抜き取り
は阻止される。また、産業機器の運転中に、何らかの原
因によってプラグ３が外れて機械への電源供給が停止さ
れるといった不測の自体を招く虞れもない。

【００４０】また、プラグ３を抜き取った状態では、接
触ピン６と固定片７ａとの接触が断たれているので、プ
ラグ受け１の一対の端子１０を針金等により短絡させて
も主回路ＣM が閉回路になることはない。

【００４１】さらにまた、プラグ３の溝カム３０ａには
斜面が形成されているので、プラグ３を取り外す方向に
回すだけで、プラグ３は圧縮コイルバネ２ａの弾性力に
よって飛び出して脱落するのでその操作性がよく、しか
も、プラグ３が回転の途中で溝カム３０ａに突起１３２
ａが引っ掛かってプラグ３が中途半端な位置に止まると
いう不具合もない。

【００４２】なお、以上の本発明実施例においては、プ
ラグ受け１の端子１０と板カム５に設けた接触ピン６と
を配線Ｌにより接続しているが、この両者は直に接触さ
せてよいし、あるいは接触子等を介して接触させてもよ
い。

【００４３】次に、本発明を、スイッチ本体１０１を単
体で使用する場合に適用した例を説明する。図１０はそ
の実施例の構成を示す図で、(A) および(B) はそれぞれ
外観斜視図および電気回路図である。

【００４４】この例では、スイッチ本体１０１のスイッ
チ部１１２に、先の実施例と同様なプラグ２０３を着脱
自在に装着しており、このプラグ２０３を抜き取ること
で、(B) の電気回路図に示すように、主回路ＣM を遮断
することができる。なお、プラグ２０３に対応する接点
２１０などの具体的な構造は図示しないが、先の実施例
で説明した図４の構造と同様な構造を採用する。ただ
し、この例の場合、ロック機構とは関係なく単に主回路
ＣM の接続・遮断を行えればよいので、先の実施例のよ
うな板カム等の構成は不要である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の安全スイ
ッチによれば、スイッチ本体にプラグ（回路接続具）を
着脱自在に装着し、そのプラグの取り外しにより主回路
（産業機械等への電源供給回路）が遮断されるように構
成したので、プラグを取り外してさえおれば、扉が閉鎖
されても部屋内の産業機械が運転可能状態となることは
なく、これにより、作業者は部屋内での保守点検中に扉
の状態に注意をはらう必要がなくなり、常に安心した状
態で作業を行うことができる。またプラグ自体が主回路
の電気通路の一部を形成しているので、作業者は主回路
が確実に遮断されたか否かをプラグの装着の有無により
目視で確認できるので、信頼性が高い。

【００４６】しかも、プラグ受け側の一対の端子と主回
路との間に接点を設け、この接点がプラグを取り外した
ときには、必ず開の状態となるように構成しているの
で、プラグ受け側の一対の端子を針金等で短絡しても主
回路が閉回路となることはなく、従って、上記効果と合
わせた二重の安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成を示す外観斜視図

【図２】その実施例の要部構成を示す図で、(A) は中央
縦断面図，(B) は(A) のＸ−Ｘ矢視図

【図３】図２(B) のＹ−Ｙ断面図

【図４】図２(B) のＺ−Ｚ断面図

【図５】図２(A) のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−ＣおよびＤ−
Ｄ断面図

【図６】図２(A) のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−ＣおよびＤ−
Ｄ断面図

【図７】本発明実施例において受け座１３２の内周面に
設けた突部１３２ｂの形状を示す図

【図８】本発明実施例の電気回路図

【図９】本発明を適用する安全スイッチの概略構成を示
す外観斜視図

【図１０】本発明の他の実施例の構成を示す図で、(A)
は外観斜視図，(B) は電気回路図

【符号の説明】

１ プラグ受け １０ 端子（差込み受け構造） １１ ピン挿入孔 ３ プラグ ３０ａ 溝カム ３１ 接続ピン ６ 接触ピン ７ 端子台 ７ａ 固定片 １０１ スイッチ本体 １１１ 操作部 １１２ スイッチ部 １０３ ソレノイドユニット １３１ 上面カバー １３２ 受け座 １３２ａ 突起

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とともにスイッチ本体
   の操作部に進入することにより接続回路が補助回路から
   主回路側へと切り換わる構造の安全スイッチにおいて、
   上記スイッチ本体のカバーに一体形成された円筒形状の
   受け座と、その受け座の内部に円筒軸を中心として回動
   自在に嵌め込まれたプラグ受けと、互いに導通する一対
   の差込み金具が設けられたプラグを有し、上記プラグ受
   けには、上記プラグの差込み金具が嵌り込む差込み構造
   の一対の端子が、その各差込み口を外部に露呈させた状
   態で配置され、これらの各端子には、それぞれ接点を介
   して上記主回路を切断した回路端が接続されるととも
   に、上記プラグは、その各差込み金具をそれぞれ対応す
   る上記プラグ受けの端子に差し込んで、所定の角度だけ
   回転させた状態で止め部材により上記受け座からの抜け
   が阻止され、かつ、その固定位置へのプラグの回転に伴
   う上記プラグ受けの回転により、上記接点が開の状態か
   ら閉に切り換わるように構成したことを特徴とする安全
   スイッチ。