安全スイッチ
【課題】操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても確実に開閉器を開状態にして安全性の向上を図ることができる安全スイッチの提供する。
【解決手段】開閉器３９の可動接点３９ａがコイルバネ５０によって固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されている。そして、アクチュエータ３の操作部５への進入に伴う駆動カム１５の回転により、連結部２２がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつガイド溝１５ｄに沿って移動することにより操作ロッド２１が移動して開閉器３９を閉状態に切り換える。したがって、コイルバネ５０により操作ロッド２１が下方に付勢されて可動接点３９ａが固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されるため、操作ロッド２１が破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても開閉器３９を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【解決手段】開閉器３９の可動接点３９ａがコイルバネ５０によって固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されている。そして、アクチュエータ３の操作部５への進入に伴う駆動カム１５の回転により、連結部２２がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつガイド溝１５ｄに沿って移動することにより操作ロッド２１が移動して開閉器３９を閉状態に切り換える。したがって、コイルバネ５０により操作ロッド２１が下方に付勢されて可動接点３９ａが固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されるため、操作ロッド２１が破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても開閉器３９を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば産業機械等の防護扉周縁の壁面に取り付けられ、防護扉が開かれたときには、産業機械等への電源供給を停止する安全スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業機械の防護扉などには、作業者が機械に巻き込まれて負傷するといったトラブルの発生を防止することを目的として、防護扉が完全に閉まっていないときには、機械を駆動させないようにする安全スイッチが配設されている。
【０００３】
この種の安全スイッチは、ロボット等の産業機械に電気的に接続されるもので、スイッチ本体とアクチュエータとにより構成されており、スイッチ本体は防護扉周縁の壁面に固着され、またアクチュエータは防護扉に固着される。そのときのアクチュエータの固着位置はスイッチ本体のアクチュエータ進入口に対向し、かつ、防護扉を閉鎖した状態のときにスイッチ本体上部のヘッドケース内に進入可能なように設定されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そして、アクチュエータの進入により、スイッチ本体のヘッドケース（操作部）の下方に位置する開閉器が閉に切り換わり、産業機械へ電源が供給されて機械が駆動可能な状態となる。一方、防護扉の開放によりアクチュエータが後退してヘッドケースから抜け出ると、内蔵の開閉器が開に切り換わり、機械への電源供給が遮断される。
【０００５】
ところで、操作部の中央には、操作部の下方に位置するスイッチ部の操作ロッドを移動させて開閉器を開閉させるため駆動カムが設けられている。この駆動カムはその回転軸が操作部におけるケース部材の内面に枢支されて回転自在に支持されている。また、操作ロッドは、内蔵の開閉器が閉に切り換わる移動方向である操作部の方向に向ってコイルバネで付勢されている。
【０００６】
そして、アクチュエータが操作部に進入していない状態では、操作ロッドは、コイルバネの付勢力に抗して駆動カムによりスイッチ部側へ押圧されており、内蔵の開閉器は開状態となり産業機械への電源供給が遮断されている。一方、専用のアクチュエータが操作部内に進入すると、アクチュエータの連結片が駆動カムを押圧して、駆動カムが回転され、その結果、操作ロッドがコイルバネの付勢力により駆動カム側へ移動し、内蔵の開閉器は閉状態に切り換わり産業機械への電源供給が行われる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４０９６２号公報（［００６４］〜［００６５］，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記した安全スイッチでは、アクチュエータが操作部へ進入、後退を繰り返すたびに、駆動カムが回転し、該駆動カムの外周面と操作ロッドとが摺接する。このように、駆動カムの外周面と操作ロッドとが摺接するたびに、駆動カムの外周面と操作ロッドとの間で、該操作ロッドの長手方向にほぼ直交する方向へ摩擦力が発生する。そのため、この摩擦力が繰り返し操作ロッドに加わることで該操作ロッドに疲労が蓄積し、該操作ロッドが破損するおそれがある。また、外的負荷により操作ロッドが途中で折れることもある。このように、操作ロッドが破損した場合、操作ロッドと駆動カムとの摺接状態が解除され、駆動カムによりスイッチ部側に押圧されていた操作ロッドがコイルバネの付勢力で駆動カム側へ移動し、アクチュエータが操作部内に進入していないにも関わらず、内蔵の開閉器は閉状態となるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても確実に開閉器を開状態にして安全性の向上を図ることができる安全スイッチの提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、本発明にかかる安全スイッチは、アクチュエータがスイッチ本体の操作部に進入し、前記アクチュエータの進入、後退に応じてスイッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動し、該操作ロッドの往復移動に連動して開閉器の開閉状態が切り換わって前記アクチュエータの進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記開閉器の可動接点を固定接点に対して開方向に付勢する付勢手段と、前記操作ロッドをその先端が前記駆動カムの外周面に沿うように前記駆動カムに連結する連結手段とを備え、前記駆動カムは、その外周面にカム曲線部と、その側面に前記カム曲線部の径大部から径小部に沿ったガイド部が形成され、前記アクチュエータの前記操作部への進入、後退に伴って両方向に回転し、前記アクチュエータの前記操作部への進入に伴い前記駆動カムが回転し、前記連結手段が前記ガイド部に沿って移動することにより、前記操作ロッドが前記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して前記開閉器を閉状態に切り換えることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
このように構成された発明では、開閉器の可動接点が付勢手段によって固定接点に対して開方向に付勢されている。そして、アクチュエータの操作部への進入に伴う駆動カムの回転により、連結手段がガイド部に沿って移動することにより操作ロッドが付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して開閉器を閉状態に切り換える。したがって、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００１２】
また、連結手段により駆動カムに連結された操作ロッドを、アクチュエータの進入、後退に伴う駆動カムの両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器の開閉状態を切り換えることができる。
【００１３】
また、前記連結手段は、前記操作ロッドをその軸回りに回転可能に前記駆動カムに連結されており、前記スイッチ本体は、前記操作部が前記操作ロッドの軸回りに回転可能に前記スイッチ部に結合されている構成でもよい（請求項２）。このような構成とすれば、操作部が操作ロッドの軸回りに回転可能にスイッチ部に結合されているため、スイッチの配設場所に応じて操作部を回転させて操作部に設けられたアクチュエータ進入口の向きを変更することができる。したがって、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００１４】
また、前記スイッチ本体は、前記操作部が前記スイッチ部に脱着自在に結合されている構成でもよい（請求項３）。このような構成とすれば、必要に応じて操作部をスイッチ部から着脱できるので、スイッチ本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部とスイッチ部とが外れた場合には、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができる。
【００１５】
また、前記操作部と前記スイッチ部との間に設けられた結合部材を備え、前記操作部と前記スイッチ部とが前記結合部材を介して着脱自在に結合されている構成でもよい。（請求項４）。このような構成とすれば、結合部材を介して、操作パネル等に安全スイッチを固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、開閉器の可動接点が付勢手段によって固定接点に対して開方向に付勢されているので、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても、該付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢し、開閉器を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。また、連結手段により駆動カムに連結された操作ロッドを、アクチュエータの進入、後退に伴う駆動カムの両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器の開閉状態を切り換えることができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明によれば、操作部が操作ロッドの軸回りに回転可能にスイッチ部に結合されているため、スイッチの配設場所に応じて操作部を回転させて操作部に設けられたアクチュエータ進入口の向きを変更することができ、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、必要に応じて操作部をスイッチ部から着脱できるので、スイッチ本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部とスイッチ部とが外れた場合には、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、結合部材を介して、操作パネル等に安全スイッチを固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図１および図２を参照して説明する。図１および図２はスイッチ本体の断面図である。なお、図１（ｂ）および図２（ｂ）は、それぞれ図１（ａ）および図２（ａ）の紙面に向かって左方向から見た要部断面図である。また、図２（ｃ）はアクチュエータの平面図である。
【００２１】
本発明における安全スイッチは、外部装置であるロボット等の産業機械等にケーブルを介して電気的に接続されるスイッチであり、スイッチ本体１と、アクチュエータ３とにより構成される。
【００２２】
このとき、スイッチ本体１は、操作部５とスイッチ部７とからなり、図示を省略する産業機械の防護扉周縁の壁面に固着される。また、アクチュエータ３は防護扉に固着され、その位置は操作部５の上面および側面に形成されたアクチュエータ進入口９ａ，９ｂのうち一方の進入口に対向する位置であり、防護扉を閉鎖した状態のときに操作部５のアクチュエータ進入口９ａ，９ｂ内に進入する。なお、アクチュエータ３は、図２（ｃ）に示すように、コ字状の基部３ａと、該基部３ａの先端寄りの両側を橋絡して一体形成された連結片３ｂとから構成されている。
【００２３】
スイッチ本体１の上部に配設された操作部５は、図１および図２に示すように、ケース部材１１と、回転軸１３がこのケース部材１１の内面に枢支されて回転自在に支持された駆動カム１５とを備えている。この駆動カム１５の上部外周面には、アクチュエータ３の連結片３ｂが嵌挿する係合部１５ａ，１５ｂが、上記したアクチュエータ進入口９ａ，９ｂから覗く位置に形成されている。また、駆動カム１５の下部外周面の両側にはカム曲線部１５ｃが形成されており、側面にはカム曲線部１５ｃの径大部から径小部に沿ってカム曲線部１５ｃと相似を成すガイド溝１５ｄ（本発明の「ガイド部」に相当）が形成されている。
【００２４】
また、操作部５の下方に位置するスイッチ部７から先端部分が出退自在に操作部５内に突出する操作ロッド２１が設けられ、その先端部には、上向きのコ字状基部の先端が互いに向き合うように屈曲された形状の連結部２２が一体的に形成されている。そして、操作ロッド２１の半球状の先端と駆動カム１５のカム曲線部１５ｃとが摺接するように、連結部２２の互いに向き合う先端部２２ａが駆動カム１５の両側のガイド溝１５ｄそれぞれに係合することで操作ロッド２１がその軸回りに回転不能に駆動カム１５と連結されている。そして、駆動カム１５の回転に伴って連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って移動することで、操作ロッド２１が操作部５に進入、後退して往復移動し、スイッチ部７に内蔵されている開閉器部７０の開閉器の開閉状態が切り換えられる。このように連結部２２が本発明の「連結手段」として機能している。
【００２５】
次に、スイッチ部７について説明する。このスイッチ部７は、図１に示すように、ケース部材１１と一体となって直方体状のスイッチ本体１を形成するケース部材３３の内部であって操作部５の下方に配設され、開閉器が内蔵された開閉器部７０と、上記した操作ロッド２１とから構成されている。また、このケース部材３３に、操作部５側のケース部材１１が取り付けられている。
【００２６】
ところで、開閉器部７０は、操作ロッド２１の往復移動に連動して開閉する開閉器３９を備えている。開閉器３９は、可動接点３９ａと固定接点３９ｂとからなり、可動接点３９ａは操作ロッド２１に上向きに固定され、固定接点３９ｂは開閉器部７０に配設された枠部材４３に下向きに固定されている。ここで、開閉器３９は産業機械への電源供給および遮断用であり、開閉器３９が閉状態となることで、産業機械へ電源が供給される。
【００２７】
また、図１に示すように、操作ロッドの下端に形成されたフランジ部２１ａと、枠部材４３に設けられたフランジ部４３ａとの間に、コイルバネ５０が操作ロッドに外嵌された状態で取り付けられ、これにより操作ロッド２１が下方に付勢されている。そして、コイルバネ５０は開閉器３９の可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して離間する方向（開方向）に付勢している。このように、この実施形態ではコイルバネ５０が本発明の「付勢手段」として機能している。
【００２８】
ここで、ケース部材３３には、産業機械と電気的に接続されるケーブル（図示省略）が装着されており、開閉器部７０の内部においてケーブルと開閉器３９とが電気的に接続されている。そして、開閉器３９が開閉することによる電気信号によって、産業機械への電源供給及び電源供給の遮断が行われるようになっている。
【００２９】
なお、アクチュエータ３が進入していない図１の状態では、操作ロッド２１はコイルバネ５０の付勢力によりほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態となっている。この操作ロッド２１のスイッチ部７側への移動により可動接点３９ａも同時に固定接点３９ｂから開離する方向へ押し込まれ、開閉器３９の可動接点３９ａおよび固定接点３９ｂが離間し、開閉器３９が開状態となり、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。
【００３０】
続いて、上記のように構成された安全スイッチの動作について図１および図２を参照して説明する。図１に示すように、アクチュエータ３がスイッチ本体１の操作部５に進入していない場合、操作ロッド２１はコイルバネ５０の付勢力によりほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態にあり、開閉器３９は開状態となっており、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。
【００３１】
次に、図１に示す初期状態から防護扉等を閉じることによって、アクチュエータ３が操作部５に進入すると、図２に示すように、アクチュエータ３の連結片３ｂが駆動カム１５の係合部１５ａと係合して、アクチュエータ３が進入するに連れて駆動カム１５が時計方向に回転する。駆動カム１５が回転するのに伴い、連結部２２がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつガイド溝１５ｄに沿って上動する。
【００３２】
そして、連結部２２の上動に伴って、操作ロッド２１の先端がカム曲線部１５ｃの径大部分から径小部分へと摺接しつつ、操作ロッド２１がコイルバネ５０の付勢力に抗して引っ張り上げられるように上方に移動する。さらに、操作ロッド２１が上方に移動するに連れて、可動接点３９ａが固定接点３９ｂに接触して開閉器３９が開状態から閉状態となる。したがって、開閉器３９が閉状態となるため、この開閉器３９に直列に接続されているロボット等の産業機械に電源が供給され、産業機械が操作可能な状態となる。
【００３３】
一方、防護扉等が開放されて、図１に示すように進入状態のアクチュエータ３が引抜かれると、アクチュエータ３の連結片３ｂと駆動カム１５の係合部１５ａとの係合状態が解除されるまで駆動カム１５がアクチュエータ３の引抜き方向に回転する。この駆動カム１５の回転に伴って、連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って下動することで操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５ｃの径小部から径大部へと摺接する。
【００３４】
そして、コイルバネ５０の付勢力により、操作ロッド２１はスイッチ部７の方向へ押し込まれ、可動接点３９ａは固定接点３９ｂから開離して開閉器３９が開状態になり、産業機械は操作不能な状態となる。
【００３５】
ところで、図１および図２に示す安全スイッチの操作ロッド２１が途中で折れるなどして破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合について説明する。上記したように、開閉器３９の可動接点３９ａはコイルバネ５０によって、固定接点３９ｂに対して離間する方向に付勢されている。したがって、何らかの外的負荷が操作ロッド２１に加わり、操作ロッド２１が破損した場合や、何らかの外的負荷が操作部５に加わり、操作部５が破損したり脱落した場合には、コイルバネ５０の付勢力によって操作ロッド２１の下部は下方に付勢されるため可動接点３９ａは確実に固定接点３９ｂから開離して開閉器３９は開状態となる。
【００３６】
以上のように、この実施形態では、開閉器３９の可動接点３９ａがコイルバネ５０によって固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されている。そして、アクチュエータ３の操作部５への進入に伴う駆動カム１５の回転により、連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って移動することにより操作ロッド２１がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつ移動して開閉器３９を閉状態に切り換える。したがって、コイルバネ５０が操作ロッド２１を下方に付勢して可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢しているため、操作ロッド２１が破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合であっても開閉器３９を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、この実施形態では、連結部２１によって操作ロッド２１を駆動カム１５に連結しているので、連結部２２により駆動カム１５に連結された操作ロッド２１を、アクチュエータ３の進入、後退に伴う駆動カム１５の両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器３９の開閉状態を切り換えることができる。
【００３８】
また、上記した実施形態では、開閉器３９を用い、その開閉動作により産業機械への電源供給及び供給遮断を行っているため、例えば、開閉器３９が閉状態となって、産業機械への電源供給が行われている際に、開閉器３９の可動接点３９ａと固定接点３９ｂとが溶着した場合であっても、アクチュエータ３が後退し、コイルバネ５０の付勢力および操作ロッド２１によって可動接点３９ａが押し込まれることにより、溶着した可動接点３９ａと固定接点３９ｂとを強制的に開離することができ、安全スイッチの信頼性を向上することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第２実施形態について図３を参照して説明する。この第２実施形態において、上記第１実施形態と相違する点は、付勢手段の構成が異なる点であり、その他の構成および動作は上記第１実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１実施形態との相違点を詳述する。なお、第１実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４０】
図３はスイッチ本体の断面図であり、図３（ａ）はアクチュエータが進入していない状態、図３（ｂ）はアクチュエータが進入している状態を示す図である。同図に示すように、可動接点３９ａは固定接点３９ｂに対して、互いに異なる磁極の磁石５００ａ，５００ｂの反発力によって開離する方向に付勢されている。このように、この実施形態では、磁石５００ａ，５００ｂが本発明の「付勢手段」として機能している。
【００４１】
この実施形態では、図３に示すように、ドーナツ状の磁石５００ａに操作ロッド２１が挿通、嵌着されて磁石５００ａが枠部材４３のフランジ部４３ａに固定配置されるとともに、操作ロッド２１の下端に、ドーナツ状もしくは短円柱状の磁石５００ｂが配設されている。したがって、操作ロッド２１が何らかの原因で破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合には、上記第１実施形態と同様に、磁石５００ａ，５００ｂの付勢力によって可動接点３９ａを確実に固定接点３９ｂから開離させて開閉器３９を開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第３実施形態について図４を参照して説明する。図４は本発明の第３実施形態における要部拡大図であって、駆動カムおよび操作ロッドの断面図である。この第３実施形態において、上記第１および第２実施形態と相違する点は、操作ロッド２１を駆動カム１５０に連結する連結手段の構成が異なる点である。その他の構成および動作は上記第１および第２実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１および第２実施形態との相違点を詳述する。なお、第１および第２実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４３】
図４に示すように、この実施形態における駆動カム１５０は、上記した駆動カム１５と基本的に同様に構成されているが、ガイド溝１５ｄに代わりカム曲線部１５０ｃに沿ってカム曲線部１５０ｃと相似を成すガイド孔１５０ｄ（本発明の「ガイド部」に相当）が形成されている点が相違する。さらに、連結部２３は、上記した連結部２２と同様に上向きコ字状基部から成るが、その先端は屈曲されておらず、ガイド孔１５０ｄおよび連結部２３の先端部に透設された透孔に連結ピン２３ａが挿通され、この連結ピン２３ａの両端が透孔より径大に形成されて抜け止めされ、これによって駆動カム１５０と操作ロッド２１とが連結されている点が相違する。その他の構成および動作は、上記第１および第２実施形態と同一であり、上記第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。このように、この実施形態では、連結部２３および連結ピン２３ａが本発明の「連結手段」として機能している。
【００４４】
＜第４実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第４実施形態について図５および図６を参照して説明する。図５は本発明の第４実施形態における要部拡大図であって、図５（ａ）は操作ロッド２１０および連結部２４（本発明の「連結手段」に相当）の正面図、図５（ｂ）は同図（ａ）の断面図である。また、図６は本実施形態における安全スイッチの外観図である。
【００４５】
この第４実施形態において上記第１ないし第３実施形態と相違するのは、操作ロッド２１０がその軸回りに回転可能に駆動カム１５に連結部２４によって連結されている点であり、その他の構成および動作は上記第１ないし第３実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１ないし第３実施形態との相違点を詳述する。なお、第１ないし第３実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４６】
この実施形態では、図５に示すように、連結部２４は、上端が半球状に形成された円柱状の基部２４ａと、該基部２４ａの上端部に一体形成された上向きのコ字状部２４ｂと、該コ字状部２４ｂの先端が互いに向き合うように屈曲されて一体形成された嵌挿部２４ｃとを備え、基部２４ａの下端部外周には凹溝２４ｄが形成されている。そして、連結部２４の互いに向き合う嵌挿部２４ｃが駆動カム１５の両側のガイド溝１５ｄそれぞれに係合する。
【００４７】
また、図５に示すように、前記した操作ロッド２１と同様の操作ロッド２１０の先端部２１０ａは特に径大に形成され、先端部２１０ａの上面側から、その断面形状が逆向きのＴ字状の嵌挿空間２１０ｂが形成され、この嵌挿空間２１０ｂ内に連結部２４の凹溝２４ｄより下の部分が嵌挿し、これにより連結部２４と操作ロッド２１０とが回転可能に連結される。したがって、操作ロッド２１０の軸回りに回転可能に操作部５がスイッチ部７に連結されることとなる。
【００４８】
したがって、この実施形態では、操作部５が操作ロッド２１０の軸回りに回転可能にスイッチ部７に連結されているため、図６に示すように安全スイッチの配設場所に応じて、同図中の矢印方向に操作部５を例えば９０°、１８０°、２７０°のいずれかだけ回転させて操作部５に設けられたアクチュエータ進入口９ａ，９ｂの向きを適宜変更することができる。したがって、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００４９】
また、操作部５とスイッチ部７とが外れた場合には、コイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段が操作ロッド２１０を下方に付勢して、可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離させるため、開閉器３９を確実に開状態とすることができる。
【００５０】
＜第５実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第５実施形態について図７および図８を参照して説明する。図７は本発明の第５実施形態におけるスイッチ本体の外観図を示し、図８はこの第５実施形態における安全スイッチをケース１０５に取り付けた図である。
【００５１】
この第５実施形態において上記第４実施形態と相違する点は、操作部５とスイッチ部７００との間に円筒状の結合部材７０１を備え、操作部５とスイッチ部７００とが結合部材７０１を介して着脱自在に結合されている点である。その他の構成および動作は上記第４実施形態と同様であるため、以下では図１および図２も参照しつつ主として第１ないし第４実施形態との相違点について詳細に述べる。なお、第１ないし第４実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００５２】
この第５実施形態におけるスイッチ本体１００は、図７に示すように、操作部５が円筒状の結合部材７０１を介してスイッチ部７００と着脱自在に結合されて構成されている。また、結合部材７０１の外周には雄ネジ部７０１ａが形成され、雄ネジ部７０１ａにナット７０１ｂが螺着されている。こうすることで、図８に示すように、操作盤にスイッチ本体１００を取り付けることが可能となり、キースイッチ１０１および非常停止ボタン１０２と並設することができる。
【００５３】
そして、例えば、結合部材７０１の雄ネジ部７０１ａが挿通する挿通孔が形成された操作盤にスイッチ本体１００を取り付ける場合、まず、結合部材７０１からスイッチ部７００を取り外した状態で結合部材７０１の雄ネジ部７０１ａを操作盤の挿通孔に挿通する。続いて、雄ネジ部７０１ａにナット７０１ｂを螺合して、操作盤が結合部材７０１に螺着されたナット７０１ｂと操作部５との間で介装された状態にする。そして、ナット７０１ｂを操作部５に対して締め付けることで、操作部５を操作盤に固定することができる。最後に、操作盤に固定された操作部５の結合部材７０１にスイッチ部７００を取り付けることで、スイッチ本体１００を操作パネルに固定配置することができる。
【００５４】
したがって、この実施形態では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、操作盤に対しスイッチ本体１００、キースイッチ１０１、非常停止ボタン１０２を並設したケース１０５ごと取り付けることが可能となり、各種スイッチを配設する際、配線等をコンパクトにまとめて配設することができる。
【００５５】
また、操作部５とスイッチ部７００とが外れる異常が発生した場合であっても、コイルバネ５０あるいは磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段の付勢により、操作ロッドが下方に付勢されて可動接点３９ａが固定接点３９ｂに対して開離されるため、開閉器３９を確実に開状態にすることができる。
【００５６】
＜その他＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記した第１ないし第５実施形態では、１つの開閉器３９を備える安全スイッチを例に挙げて説明したが、開閉器の数としてはこれに限定されるものではなく、２個以上設けてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、コイルバネ５０および磁石５００ａ，５００ｂが本発明の「付勢手段」として機能しているが、付勢手段の構成としては上記した構成に限定されない。要は、確実に可動接点を固定接点に対して開方向に付勢することのできる構成であればどのような構成であってもよい。
【００５８】
また、上記した第１ないし第５実施形態では、可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離する方向へ付勢する付勢手段を有する開閉器３９を備えた安全スイッチを例に挙げて説明したが、このような開閉器３９に加えて、可動接点を固定接点に対して閉塞する方向へ付勢する付勢手段を有するとともに開閉器３９と逆の開閉動作を行う開閉器を備える構成でもよい。この場合、開閉器３９を外部装置の動作制御に使用して、新たな開閉器をアクチュエータの進入を検出するための電気信号を得るための開閉器とすればよい。
【００５９】
このような構成とすれば、アクチュエータ３の進入に伴い開閉器３９が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、新たな開閉器はアクチュエータ３の進入に伴って開状態となる。このように、開閉器３９と逆の開閉動作を行う開閉器の開閉状態をモニタすることにより、アクチュエータ３の進入、後退に加えて、外部装置の状態を外部から確認することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、操作ロッド２１または連結部２４の先端がカム曲線部１５ｃを摺接しつつ移動することで操作ロッド２１，２１０が往復移動しているが、該先端部はカム曲線部１５ｃに必ずしも摺接する必要はない。要は、連結部２２，２３，２４（連結手段）がガイド溝１５ｃやガイド孔１５０ｄ等のガイド部に沿って移動することにより、操作ロッド２１，２１０がコイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段の付勢力に抗しつつ往復移動する構成であればどのような構成であってもよい。
【００６１】
また、上記第１ないし第４実施形態において、操作部５とスイッチ部７とが着脱自在に結合される構成でもよい。このような構成とすれば、必要に応じて操作部５をスイッチ部７から着脱できるので、スイッチ本体１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部５とスイッチ部７とが外れた場合には、コイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段が可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開方向に付勢しているため開閉器３９を確実に開状態とすることができる。
【００６２】
続いて、図９を参照して上記した操作部５とスイッチ部７とが着脱自在に結合される構成について説明する。図９は操作ロッド２１１の要部拡大図であって、（ａ）は操作ロッド２１１を構成する先端部２１１ａと基部２１１ｂとが脱離している状態を示し、（ｂ）は先端部２１１ａが基部２１１ｂに装着された状態を示す。
【００６３】
図９に示すように、操作ロッド２１１の先端部２１１ａの下部には係合突起２１１ａ１が突設され、基部２１１ｂの上部には係合突起２１１ａ１が係合可能にガイド溝２１１ｂ１が形成されている。したがって、図９（ａ）に示す操作部５とスイッチ部７とが脱離した状態から、操作部５をスイッチ部７に装着する場合には、図９（ｂ）に示すように、係合突起２１１ａ１をガイド溝２１１ｂ１に挿入することで操作部５をスイッチ部７に装着することができる。
【００６４】
なお、図９では、連結部２２，２３が操作ロッド２１をその軸回りに回転不能に駆動カム１５，１５０に連結している第１ないし第３実施形態の構成を例に挙げて説明したが、連結部２４が操作ロッド２１０をその軸回りに回転可能に駆動カムに連結している第４実施形態の構成に図９と同様の構成を採用してももちろんよい。また、上記第５実施形態において図９の構成を採用することで、連結手段が操作ロッドをその軸回りに回転不能に駆動カムに連結している場合であっても、操作部とスイッチ部とを介在部材を介して着脱自在に結合することができる。
【００６５】
また、介在部材の形状としては上記した円筒状に限定されず、多角形状等、どのような形状であってもよく、操作部とスイッチ部とを着脱自在に結合することができればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の第１実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図２】この発明の第１実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図３】この発明の第２実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図４】この発明の第３実施形態における要部拡大図である。
【図５】この発明の第４実施形態における要部拡大図である。
【図６】この発明の第４実施形態におけるスイッチ本体の外観図である。
【図７】この発明の第５実施形態におけるスイッチ本体の外観図である。
【図８】この発明の第５実施形態における安全スイッチをケースに取り付けた図である。
【図９】この発明の他の実施形態における要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１００…スイッチ本体
３…アクチュエータ
５…操作部
１５，１５０…駆動カム
１５ｃ，１５０ｃ…カム曲線部
２１，２１０，２１１…操作ロッド
２２，２３，２４…連結部（連結手段）
３９…開閉器
３９ａ…可動接点
３９ｂ…固定接点
５０…コイルバネ（付勢手段）
５００ａ，５００ｂ…磁石（付勢手段）
７，７００…スイッチ部
７０…開閉器部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば産業機械等の防護扉周縁の壁面に取り付けられ、防護扉が開かれたときには、産業機械等への電源供給を停止する安全スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業機械の防護扉などには、作業者が機械に巻き込まれて負傷するといったトラブルの発生を防止することを目的として、防護扉が完全に閉まっていないときには、機械を駆動させないようにする安全スイッチが配設されている。
【０００３】
この種の安全スイッチは、ロボット等の産業機械に電気的に接続されるもので、スイッチ本体とアクチュエータとにより構成されており、スイッチ本体は防護扉周縁の壁面に固着され、またアクチュエータは防護扉に固着される。そのときのアクチュエータの固着位置はスイッチ本体のアクチュエータ進入口に対向し、かつ、防護扉を閉鎖した状態のときにスイッチ本体上部のヘッドケース内に進入可能なように設定されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そして、アクチュエータの進入により、スイッチ本体のヘッドケース（操作部）の下方に位置する開閉器が閉に切り換わり、産業機械へ電源が供給されて機械が駆動可能な状態となる。一方、防護扉の開放によりアクチュエータが後退してヘッドケースから抜け出ると、内蔵の開閉器が開に切り換わり、機械への電源供給が遮断される。
【０００５】
ところで、操作部の中央には、操作部の下方に位置するスイッチ部の操作ロッドを移動させて開閉器を開閉させるため駆動カムが設けられている。この駆動カムはその回転軸が操作部におけるケース部材の内面に枢支されて回転自在に支持されている。また、操作ロッドは、内蔵の開閉器が閉に切り換わる移動方向である操作部の方向に向ってコイルバネで付勢されている。
【０００６】
そして、アクチュエータが操作部に進入していない状態では、操作ロッドは、コイルバネの付勢力に抗して駆動カムによりスイッチ部側へ押圧されており、内蔵の開閉器は開状態となり産業機械への電源供給が遮断されている。一方、専用のアクチュエータが操作部内に進入すると、アクチュエータの連結片が駆動カムを押圧して、駆動カムが回転され、その結果、操作ロッドがコイルバネの付勢力により駆動カム側へ移動し、内蔵の開閉器は閉状態に切り換わり産業機械への電源供給が行われる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４０９６２号公報（［００６４］〜［００６５］，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記した安全スイッチでは、アクチュエータが操作部へ進入、後退を繰り返すたびに、駆動カムが回転し、該駆動カムの外周面と操作ロッドとが摺接する。このように、駆動カムの外周面と操作ロッドとが摺接するたびに、駆動カムの外周面と操作ロッドとの間で、該操作ロッドの長手方向にほぼ直交する方向へ摩擦力が発生する。そのため、この摩擦力が繰り返し操作ロッドに加わることで該操作ロッドに疲労が蓄積し、該操作ロッドが破損するおそれがある。また、外的負荷により操作ロッドが途中で折れることもある。このように、操作ロッドが破損した場合、操作ロッドと駆動カムとの摺接状態が解除され、駆動カムによりスイッチ部側に押圧されていた操作ロッドがコイルバネの付勢力で駆動カム側へ移動し、アクチュエータが操作部内に進入していないにも関わらず、内蔵の開閉器は閉状態となるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても確実に開閉器を開状態にして安全性の向上を図ることができる安全スイッチの提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、本発明にかかる安全スイッチは、アクチュエータがスイッチ本体の操作部に進入し、前記アクチュエータの進入、後退に応じてスイッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動し、該操作ロッドの往復移動に連動して開閉器の開閉状態が切り換わって前記アクチュエータの進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記開閉器の可動接点を固定接点に対して開方向に付勢する付勢手段と、前記操作ロッドをその先端が前記駆動カムの外周面に沿うように前記駆動カムに連結する連結手段とを備え、前記駆動カムは、その外周面にカム曲線部と、その側面に前記カム曲線部の径大部から径小部に沿ったガイド部が形成され、前記アクチュエータの前記操作部への進入、後退に伴って両方向に回転し、前記アクチュエータの前記操作部への進入に伴い前記駆動カムが回転し、前記連結手段が前記ガイド部に沿って移動することにより、前記操作ロッドが前記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して前記開閉器を閉状態に切り換えることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
このように構成された発明では、開閉器の可動接点が付勢手段によって固定接点に対して開方向に付勢されている。そして、アクチュエータの操作部への進入に伴う駆動カムの回転により、連結手段がガイド部に沿って移動することにより操作ロッドが付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して開閉器を閉状態に切り換える。したがって、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００１２】
また、連結手段により駆動カムに連結された操作ロッドを、アクチュエータの進入、後退に伴う駆動カムの両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器の開閉状態を切り換えることができる。
【００１３】
また、前記連結手段は、前記操作ロッドをその軸回りに回転可能に前記駆動カムに連結されており、前記スイッチ本体は、前記操作部が前記操作ロッドの軸回りに回転可能に前記スイッチ部に結合されている構成でもよい（請求項２）。このような構成とすれば、操作部が操作ロッドの軸回りに回転可能にスイッチ部に結合されているため、スイッチの配設場所に応じて操作部を回転させて操作部に設けられたアクチュエータ進入口の向きを変更することができる。したがって、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００１４】
また、前記スイッチ本体は、前記操作部が前記スイッチ部に脱着自在に結合されている構成でもよい（請求項３）。このような構成とすれば、必要に応じて操作部をスイッチ部から着脱できるので、スイッチ本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部とスイッチ部とが外れた場合には、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができる。
【００１５】
また、前記操作部と前記スイッチ部との間に設けられた結合部材を備え、前記操作部と前記スイッチ部とが前記結合部材を介して着脱自在に結合されている構成でもよい。（請求項４）。このような構成とすれば、結合部材を介して、操作パネル等に安全スイッチを固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、開閉器の可動接点が付勢手段によって固定接点に対して開方向に付勢されているので、操作ロッドが破損した場合や、操作部が破損したり脱落した場合であっても、該付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢し、開閉器を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。また、連結手段により駆動カムに連結された操作ロッドを、アクチュエータの進入、後退に伴う駆動カムの両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器の開閉状態を切り換えることができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明によれば、操作部が操作ロッドの軸回りに回転可能にスイッチ部に結合されているため、スイッチの配設場所に応じて操作部を回転させて操作部に設けられたアクチュエータ進入口の向きを変更することができ、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、必要に応じて操作部をスイッチ部から着脱できるので、スイッチ本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部とスイッチ部とが外れた場合には、付勢手段が可動接点を固定接点に対して開方向に付勢しているため開閉器を確実に開状態とすることができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、結合部材を介して、操作パネル等に安全スイッチを固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図１および図２を参照して説明する。図１および図２はスイッチ本体の断面図である。なお、図１（ｂ）および図２（ｂ）は、それぞれ図１（ａ）および図２（ａ）の紙面に向かって左方向から見た要部断面図である。また、図２（ｃ）はアクチュエータの平面図である。
【００２１】
本発明における安全スイッチは、外部装置であるロボット等の産業機械等にケーブルを介して電気的に接続されるスイッチであり、スイッチ本体１と、アクチュエータ３とにより構成される。
【００２２】
このとき、スイッチ本体１は、操作部５とスイッチ部７とからなり、図示を省略する産業機械の防護扉周縁の壁面に固着される。また、アクチュエータ３は防護扉に固着され、その位置は操作部５の上面および側面に形成されたアクチュエータ進入口９ａ，９ｂのうち一方の進入口に対向する位置であり、防護扉を閉鎖した状態のときに操作部５のアクチュエータ進入口９ａ，９ｂ内に進入する。なお、アクチュエータ３は、図２（ｃ）に示すように、コ字状の基部３ａと、該基部３ａの先端寄りの両側を橋絡して一体形成された連結片３ｂとから構成されている。
【００２３】
スイッチ本体１の上部に配設された操作部５は、図１および図２に示すように、ケース部材１１と、回転軸１３がこのケース部材１１の内面に枢支されて回転自在に支持された駆動カム１５とを備えている。この駆動カム１５の上部外周面には、アクチュエータ３の連結片３ｂが嵌挿する係合部１５ａ，１５ｂが、上記したアクチュエータ進入口９ａ，９ｂから覗く位置に形成されている。また、駆動カム１５の下部外周面の両側にはカム曲線部１５ｃが形成されており、側面にはカム曲線部１５ｃの径大部から径小部に沿ってカム曲線部１５ｃと相似を成すガイド溝１５ｄ（本発明の「ガイド部」に相当）が形成されている。
【００２４】
また、操作部５の下方に位置するスイッチ部７から先端部分が出退自在に操作部５内に突出する操作ロッド２１が設けられ、その先端部には、上向きのコ字状基部の先端が互いに向き合うように屈曲された形状の連結部２２が一体的に形成されている。そして、操作ロッド２１の半球状の先端と駆動カム１５のカム曲線部１５ｃとが摺接するように、連結部２２の互いに向き合う先端部２２ａが駆動カム１５の両側のガイド溝１５ｄそれぞれに係合することで操作ロッド２１がその軸回りに回転不能に駆動カム１５と連結されている。そして、駆動カム１５の回転に伴って連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って移動することで、操作ロッド２１が操作部５に進入、後退して往復移動し、スイッチ部７に内蔵されている開閉器部７０の開閉器の開閉状態が切り換えられる。このように連結部２２が本発明の「連結手段」として機能している。
【００２５】
次に、スイッチ部７について説明する。このスイッチ部７は、図１に示すように、ケース部材１１と一体となって直方体状のスイッチ本体１を形成するケース部材３３の内部であって操作部５の下方に配設され、開閉器が内蔵された開閉器部７０と、上記した操作ロッド２１とから構成されている。また、このケース部材３３に、操作部５側のケース部材１１が取り付けられている。
【００２６】
ところで、開閉器部７０は、操作ロッド２１の往復移動に連動して開閉する開閉器３９を備えている。開閉器３９は、可動接点３９ａと固定接点３９ｂとからなり、可動接点３９ａは操作ロッド２１に上向きに固定され、固定接点３９ｂは開閉器部７０に配設された枠部材４３に下向きに固定されている。ここで、開閉器３９は産業機械への電源供給および遮断用であり、開閉器３９が閉状態となることで、産業機械へ電源が供給される。
【００２７】
また、図１に示すように、操作ロッドの下端に形成されたフランジ部２１ａと、枠部材４３に設けられたフランジ部４３ａとの間に、コイルバネ５０が操作ロッドに外嵌された状態で取り付けられ、これにより操作ロッド２１が下方に付勢されている。そして、コイルバネ５０は開閉器３９の可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して離間する方向（開方向）に付勢している。このように、この実施形態ではコイルバネ５０が本発明の「付勢手段」として機能している。
【００２８】
ここで、ケース部材３３には、産業機械と電気的に接続されるケーブル（図示省略）が装着されており、開閉器部７０の内部においてケーブルと開閉器３９とが電気的に接続されている。そして、開閉器３９が開閉することによる電気信号によって、産業機械への電源供給及び電源供給の遮断が行われるようになっている。
【００２９】
なお、アクチュエータ３が進入していない図１の状態では、操作ロッド２１はコイルバネ５０の付勢力によりほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態となっている。この操作ロッド２１のスイッチ部７側への移動により可動接点３９ａも同時に固定接点３９ｂから開離する方向へ押し込まれ、開閉器３９の可動接点３９ａおよび固定接点３９ｂが離間し、開閉器３９が開状態となり、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。
【００３０】
続いて、上記のように構成された安全スイッチの動作について図１および図２を参照して説明する。図１に示すように、アクチュエータ３がスイッチ本体１の操作部５に進入していない場合、操作ロッド２１はコイルバネ５０の付勢力によりほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態にあり、開閉器３９は開状態となっており、産業機械への電源供給が遮断されて産業機械が操作不能な状態となっている。
【００３１】
次に、図１に示す初期状態から防護扉等を閉じることによって、アクチュエータ３が操作部５に進入すると、図２に示すように、アクチュエータ３の連結片３ｂが駆動カム１５の係合部１５ａと係合して、アクチュエータ３が進入するに連れて駆動カム１５が時計方向に回転する。駆動カム１５が回転するのに伴い、連結部２２がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつガイド溝１５ｄに沿って上動する。
【００３２】
そして、連結部２２の上動に伴って、操作ロッド２１の先端がカム曲線部１５ｃの径大部分から径小部分へと摺接しつつ、操作ロッド２１がコイルバネ５０の付勢力に抗して引っ張り上げられるように上方に移動する。さらに、操作ロッド２１が上方に移動するに連れて、可動接点３９ａが固定接点３９ｂに接触して開閉器３９が開状態から閉状態となる。したがって、開閉器３９が閉状態となるため、この開閉器３９に直列に接続されているロボット等の産業機械に電源が供給され、産業機械が操作可能な状態となる。
【００３３】
一方、防護扉等が開放されて、図１に示すように進入状態のアクチュエータ３が引抜かれると、アクチュエータ３の連結片３ｂと駆動カム１５の係合部１５ａとの係合状態が解除されるまで駆動カム１５がアクチュエータ３の引抜き方向に回転する。この駆動カム１５の回転に伴って、連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って下動することで操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５ｃの径小部から径大部へと摺接する。
【００３４】
そして、コイルバネ５０の付勢力により、操作ロッド２１はスイッチ部７の方向へ押し込まれ、可動接点３９ａは固定接点３９ｂから開離して開閉器３９が開状態になり、産業機械は操作不能な状態となる。
【００３５】
ところで、図１および図２に示す安全スイッチの操作ロッド２１が途中で折れるなどして破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合について説明する。上記したように、開閉器３９の可動接点３９ａはコイルバネ５０によって、固定接点３９ｂに対して離間する方向に付勢されている。したがって、何らかの外的負荷が操作ロッド２１に加わり、操作ロッド２１が破損した場合や、何らかの外的負荷が操作部５に加わり、操作部５が破損したり脱落した場合には、コイルバネ５０の付勢力によって操作ロッド２１の下部は下方に付勢されるため可動接点３９ａは確実に固定接点３９ｂから開離して開閉器３９は開状態となる。
【００３６】
以上のように、この実施形態では、開閉器３９の可動接点３９ａがコイルバネ５０によって固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢されている。そして、アクチュエータ３の操作部５への進入に伴う駆動カム１５の回転により、連結部２２がガイド溝１５ｄに沿って移動することにより操作ロッド２１がコイルバネ５０の付勢力に抗しつつ移動して開閉器３９を閉状態に切り換える。したがって、コイルバネ５０が操作ロッド２１を下方に付勢して可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離方向に付勢しているため、操作ロッド２１が破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合であっても開閉器３９を確実に開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、この実施形態では、連結部２１によって操作ロッド２１を駆動カム１５に連結しているので、連結部２２により駆動カム１５に連結された操作ロッド２１を、アクチュエータ３の進入、後退に伴う駆動カム１５の両方向への回転に応じて往復運動させ、確実に開閉器３９の開閉状態を切り換えることができる。
【００３８】
また、上記した実施形態では、開閉器３９を用い、その開閉動作により産業機械への電源供給及び供給遮断を行っているため、例えば、開閉器３９が閉状態となって、産業機械への電源供給が行われている際に、開閉器３９の可動接点３９ａと固定接点３９ｂとが溶着した場合であっても、アクチュエータ３が後退し、コイルバネ５０の付勢力および操作ロッド２１によって可動接点３９ａが押し込まれることにより、溶着した可動接点３９ａと固定接点３９ｂとを強制的に開離することができ、安全スイッチの信頼性を向上することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第２実施形態について図３を参照して説明する。この第２実施形態において、上記第１実施形態と相違する点は、付勢手段の構成が異なる点であり、その他の構成および動作は上記第１実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１実施形態との相違点を詳述する。なお、第１実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４０】
図３はスイッチ本体の断面図であり、図３（ａ）はアクチュエータが進入していない状態、図３（ｂ）はアクチュエータが進入している状態を示す図である。同図に示すように、可動接点３９ａは固定接点３９ｂに対して、互いに異なる磁極の磁石５００ａ，５００ｂの反発力によって開離する方向に付勢されている。このように、この実施形態では、磁石５００ａ，５００ｂが本発明の「付勢手段」として機能している。
【００４１】
この実施形態では、図３に示すように、ドーナツ状の磁石５００ａに操作ロッド２１が挿通、嵌着されて磁石５００ａが枠部材４３のフランジ部４３ａに固定配置されるとともに、操作ロッド２１の下端に、ドーナツ状もしくは短円柱状の磁石５００ｂが配設されている。したがって、操作ロッド２１が何らかの原因で破損した場合や、操作部５が破損したり脱落した場合には、上記第１実施形態と同様に、磁石５００ａ，５００ｂの付勢力によって可動接点３９ａを確実に固定接点３９ｂから開離させて開閉器３９を開状態とすることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第３実施形態について図４を参照して説明する。図４は本発明の第３実施形態における要部拡大図であって、駆動カムおよび操作ロッドの断面図である。この第３実施形態において、上記第１および第２実施形態と相違する点は、操作ロッド２１を駆動カム１５０に連結する連結手段の構成が異なる点である。その他の構成および動作は上記第１および第２実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１および第２実施形態との相違点を詳述する。なお、第１および第２実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４３】
図４に示すように、この実施形態における駆動カム１５０は、上記した駆動カム１５と基本的に同様に構成されているが、ガイド溝１５ｄに代わりカム曲線部１５０ｃに沿ってカム曲線部１５０ｃと相似を成すガイド孔１５０ｄ（本発明の「ガイド部」に相当）が形成されている点が相違する。さらに、連結部２３は、上記した連結部２２と同様に上向きコ字状基部から成るが、その先端は屈曲されておらず、ガイド孔１５０ｄおよび連結部２３の先端部に透設された透孔に連結ピン２３ａが挿通され、この連結ピン２３ａの両端が透孔より径大に形成されて抜け止めされ、これによって駆動カム１５０と操作ロッド２１とが連結されている点が相違する。その他の構成および動作は、上記第１および第２実施形態と同一であり、上記第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。このように、この実施形態では、連結部２３および連結ピン２３ａが本発明の「連結手段」として機能している。
【００４４】
＜第４実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第４実施形態について図５および図６を参照して説明する。図５は本発明の第４実施形態における要部拡大図であって、図５（ａ）は操作ロッド２１０および連結部２４（本発明の「連結手段」に相当）の正面図、図５（ｂ）は同図（ａ）の断面図である。また、図６は本実施形態における安全スイッチの外観図である。
【００４５】
この第４実施形態において上記第１ないし第３実施形態と相違するのは、操作ロッド２１０がその軸回りに回転可能に駆動カム１５に連結部２４によって連結されている点であり、その他の構成および動作は上記第１ないし第３実施形態と同様であるため、以下においては図１および図２も参照しつつ主として第１ないし第３実施形態との相違点を詳述する。なお、第１ないし第３実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００４６】
この実施形態では、図５に示すように、連結部２４は、上端が半球状に形成された円柱状の基部２４ａと、該基部２４ａの上端部に一体形成された上向きのコ字状部２４ｂと、該コ字状部２４ｂの先端が互いに向き合うように屈曲されて一体形成された嵌挿部２４ｃとを備え、基部２４ａの下端部外周には凹溝２４ｄが形成されている。そして、連結部２４の互いに向き合う嵌挿部２４ｃが駆動カム１５の両側のガイド溝１５ｄそれぞれに係合する。
【００４７】
また、図５に示すように、前記した操作ロッド２１と同様の操作ロッド２１０の先端部２１０ａは特に径大に形成され、先端部２１０ａの上面側から、その断面形状が逆向きのＴ字状の嵌挿空間２１０ｂが形成され、この嵌挿空間２１０ｂ内に連結部２４の凹溝２４ｄより下の部分が嵌挿し、これにより連結部２４と操作ロッド２１０とが回転可能に連結される。したがって、操作ロッド２１０の軸回りに回転可能に操作部５がスイッチ部７に連結されることとなる。
【００４８】
したがって、この実施形態では、操作部５が操作ロッド２１０の軸回りに回転可能にスイッチ部７に連結されているため、図６に示すように安全スイッチの配設場所に応じて、同図中の矢印方向に操作部５を例えば９０°、１８０°、２７０°のいずれかだけ回転させて操作部５に設けられたアクチュエータ進入口９ａ，９ｂの向きを適宜変更することができる。したがって、安全スイッチの取り付けの自由度が増し、安全スイッチ取り付けの選択範囲を広げることができる。
【００４９】
また、操作部５とスイッチ部７とが外れた場合には、コイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段が操作ロッド２１０を下方に付勢して、可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離させるため、開閉器３９を確実に開状態とすることができる。
【００５０】
＜第５実施形態＞
本発明にかかる安全スイッチの第５実施形態について図７および図８を参照して説明する。図７は本発明の第５実施形態におけるスイッチ本体の外観図を示し、図８はこの第５実施形態における安全スイッチをケース１０５に取り付けた図である。
【００５１】
この第５実施形態において上記第４実施形態と相違する点は、操作部５とスイッチ部７００との間に円筒状の結合部材７０１を備え、操作部５とスイッチ部７００とが結合部材７０１を介して着脱自在に結合されている点である。その他の構成および動作は上記第４実施形態と同様であるため、以下では図１および図２も参照しつつ主として第１ないし第４実施形態との相違点について詳細に述べる。なお、第１ないし第４実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を引用してその構成および動作の説明を省略する。
【００５２】
この第５実施形態におけるスイッチ本体１００は、図７に示すように、操作部５が円筒状の結合部材７０１を介してスイッチ部７００と着脱自在に結合されて構成されている。また、結合部材７０１の外周には雄ネジ部７０１ａが形成され、雄ネジ部７０１ａにナット７０１ｂが螺着されている。こうすることで、図８に示すように、操作盤にスイッチ本体１００を取り付けることが可能となり、キースイッチ１０１および非常停止ボタン１０２と並設することができる。
【００５３】
そして、例えば、結合部材７０１の雄ネジ部７０１ａが挿通する挿通孔が形成された操作盤にスイッチ本体１００を取り付ける場合、まず、結合部材７０１からスイッチ部７００を取り外した状態で結合部材７０１の雄ネジ部７０１ａを操作盤の挿通孔に挿通する。続いて、雄ネジ部７０１ａにナット７０１ｂを螺合して、操作盤が結合部材７０１に螺着されたナット７０１ｂと操作部５との間で介装された状態にする。そして、ナット７０１ｂを操作部５に対して締め付けることで、操作部５を操作盤に固定することができる。最後に、操作盤に固定された操作部５の結合部材７０１にスイッチ部７００を取り付けることで、スイッチ本体１００を操作パネルに固定配置することができる。
【００５４】
したがって、この実施形態では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、操作盤に対しスイッチ本体１００、キースイッチ１０１、非常停止ボタン１０２を並設したケース１０５ごと取り付けることが可能となり、各種スイッチを配設する際、配線等をコンパクトにまとめて配設することができる。
【００５５】
また、操作部５とスイッチ部７００とが外れる異常が発生した場合であっても、コイルバネ５０あるいは磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段の付勢により、操作ロッドが下方に付勢されて可動接点３９ａが固定接点３９ｂに対して開離されるため、開閉器３９を確実に開状態にすることができる。
【００５６】
＜その他＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記した第１ないし第５実施形態では、１つの開閉器３９を備える安全スイッチを例に挙げて説明したが、開閉器の数としてはこれに限定されるものではなく、２個以上設けてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、コイルバネ５０および磁石５００ａ，５００ｂが本発明の「付勢手段」として機能しているが、付勢手段の構成としては上記した構成に限定されない。要は、確実に可動接点を固定接点に対して開方向に付勢することのできる構成であればどのような構成であってもよい。
【００５８】
また、上記した第１ないし第５実施形態では、可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開離する方向へ付勢する付勢手段を有する開閉器３９を備えた安全スイッチを例に挙げて説明したが、このような開閉器３９に加えて、可動接点を固定接点に対して閉塞する方向へ付勢する付勢手段を有するとともに開閉器３９と逆の開閉動作を行う開閉器を備える構成でもよい。この場合、開閉器３９を外部装置の動作制御に使用して、新たな開閉器をアクチュエータの進入を検出するための電気信号を得るための開閉器とすればよい。
【００５９】
このような構成とすれば、アクチュエータ３の進入に伴い開閉器３９が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、新たな開閉器はアクチュエータ３の進入に伴って開状態となる。このように、開閉器３９と逆の開閉動作を行う開閉器の開閉状態をモニタすることにより、アクチュエータ３の進入、後退に加えて、外部装置の状態を外部から確認することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、操作ロッド２１または連結部２４の先端がカム曲線部１５ｃを摺接しつつ移動することで操作ロッド２１，２１０が往復移動しているが、該先端部はカム曲線部１５ｃに必ずしも摺接する必要はない。要は、連結部２２，２３，２４（連結手段）がガイド溝１５ｃやガイド孔１５０ｄ等のガイド部に沿って移動することにより、操作ロッド２１，２１０がコイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段の付勢力に抗しつつ往復移動する構成であればどのような構成であってもよい。
【００６１】
また、上記第１ないし第４実施形態において、操作部５とスイッチ部７とが着脱自在に結合される構成でもよい。このような構成とすれば、必要に応じて操作部５をスイッチ部７から着脱できるので、スイッチ本体１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、操作部５とスイッチ部７とが外れた場合には、コイルバネ５０や磁石５００ａ，５００ｂ等の付勢手段が可動接点３９ａを固定接点３９ｂに対して開方向に付勢しているため開閉器３９を確実に開状態とすることができる。
【００６２】
続いて、図９を参照して上記した操作部５とスイッチ部７とが着脱自在に結合される構成について説明する。図９は操作ロッド２１１の要部拡大図であって、（ａ）は操作ロッド２１１を構成する先端部２１１ａと基部２１１ｂとが脱離している状態を示し、（ｂ）は先端部２１１ａが基部２１１ｂに装着された状態を示す。
【００６３】
図９に示すように、操作ロッド２１１の先端部２１１ａの下部には係合突起２１１ａ１が突設され、基部２１１ｂの上部には係合突起２１１ａ１が係合可能にガイド溝２１１ｂ１が形成されている。したがって、図９（ａ）に示す操作部５とスイッチ部７とが脱離した状態から、操作部５をスイッチ部７に装着する場合には、図９（ｂ）に示すように、係合突起２１１ａ１をガイド溝２１１ｂ１に挿入することで操作部５をスイッチ部７に装着することができる。
【００６４】
なお、図９では、連結部２２，２３が操作ロッド２１をその軸回りに回転不能に駆動カム１５，１５０に連結している第１ないし第３実施形態の構成を例に挙げて説明したが、連結部２４が操作ロッド２１０をその軸回りに回転可能に駆動カムに連結している第４実施形態の構成に図９と同様の構成を採用してももちろんよい。また、上記第５実施形態において図９の構成を採用することで、連結手段が操作ロッドをその軸回りに回転不能に駆動カムに連結している場合であっても、操作部とスイッチ部とを介在部材を介して着脱自在に結合することができる。
【００６５】
また、介在部材の形状としては上記した円筒状に限定されず、多角形状等、どのような形状であってもよく、操作部とスイッチ部とを着脱自在に結合することができればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の第１実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図２】この発明の第１実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図３】この発明の第２実施形態におけるスイッチ本体の断面図である。
【図４】この発明の第３実施形態における要部拡大図である。
【図５】この発明の第４実施形態における要部拡大図である。
【図６】この発明の第４実施形態におけるスイッチ本体の外観図である。
【図７】この発明の第５実施形態におけるスイッチ本体の外観図である。
【図８】この発明の第５実施形態における安全スイッチをケースに取り付けた図である。
【図９】この発明の他の実施形態における要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１００…スイッチ本体
３…アクチュエータ
５…操作部
１５，１５０…駆動カム
１５ｃ，１５０ｃ…カム曲線部
２１，２１０，２１１…操作ロッド
２２，２３，２４…連結部（連結手段）
３９…開閉器
３９ａ…可動接点
３９ｂ…固定接点
５０…コイルバネ（付勢手段）
５００ａ，５００ｂ…磁石（付勢手段）
７，７００…スイッチ部
７０…開閉器部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータがスイッチ本体の操作部に進入し、前記アクチュエータの進入、後退に応じてスイッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動し、該操作ロッドの往復移動に連動して開閉器の開閉状態が切り換わって前記アクチュエータの進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、
前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、
前記開閉器の可動接点を固定接点に対して開方向に付勢する付勢手段と、
前記操作ロッドをその先端が前記駆動カムの外周面に沿うように前記駆動カムに連結する連結手段とを備え、
前記駆動カムは、その外周面にカム曲線部と、その側面に前記カム曲線部の径大部から径小部に沿ったガイド部が形成され、前記アクチュエータの前記操作部への進入、後退に伴って両方向に回転し、
前記アクチュエータの前記操作部への進入に伴い前記駆動カムが回転し、前記連結手段が前記ガイド部に沿って移動することにより、前記操作ロッドが前記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して前記開閉器を閉状態に切り換えることを特徴とする安全スイッチ。
【請求項２】
前記連結手段は、前記操作ロッドをその軸回りに回転可能に前記駆動カムに連結されており、
前記スイッチ本体は、前記操作部が前記操作ロッドの軸回りに回転可能に前記スイッチ部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項３】
前記スイッチ本体は、前記操作部が前記スイッチ部に脱着自在に結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の安全スイッチ。
【請求項４】
前記操作部と前記スイッチ部との間に設けられた結合部材を備え、
前記操作部と前記スイッチ部とが前記結合部材を介して着脱自在に結合されていることを特徴とする請求項３に記載の安全スイッチ。
【請求項１】
アクチュエータがスイッチ本体の操作部に進入し、前記アクチュエータの進入、後退に応じてスイッチ部に設けられた操作ロッドが往復移動し、該操作ロッドの往復移動に連動して開閉器の開閉状態が切り換わって前記アクチュエータの進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、
前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、
前記開閉器の可動接点を固定接点に対して開方向に付勢する付勢手段と、
前記操作ロッドをその先端が前記駆動カムの外周面に沿うように前記駆動カムに連結する連結手段とを備え、
前記駆動カムは、その外周面にカム曲線部と、その側面に前記カム曲線部の径大部から径小部に沿ったガイド部が形成され、前記アクチュエータの前記操作部への進入、後退に伴って両方向に回転し、
前記アクチュエータの前記操作部への進入に伴い前記駆動カムが回転し、前記連結手段が前記ガイド部に沿って移動することにより、前記操作ロッドが前記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動して前記開閉器を閉状態に切り換えることを特徴とする安全スイッチ。
【請求項２】
前記連結手段は、前記操作ロッドをその軸回りに回転可能に前記駆動カムに連結されており、
前記スイッチ本体は、前記操作部が前記操作ロッドの軸回りに回転可能に前記スイッチ部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項３】
前記スイッチ本体は、前記操作部が前記スイッチ部に脱着自在に結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の安全スイッチ。
【請求項４】
前記操作部と前記スイッチ部との間に設けられた結合部材を備え、
前記操作部と前記スイッチ部とが前記結合部材を介して着脱自在に結合されていることを特徴とする請求項３に記載の安全スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２４２５０９（Ｐ２００７−２４２５０９Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６５５８６（Ｐ２００６−６５５８６）
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
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