(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー挿入孔を備えるケースと、
前記ケース内に設けられる主スイッチ素子と、
前記ケース内に設けられ前記主スイッチ素子と直列に接続される補助スイッチ素子と、
前記ケース内に設けられ前記キー挿入孔において挿／抜されるキーに連動して前記主スイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ作動する主スイッチ素子作動体と、
前記ケース内に設けられ前記キー挿入孔に挿入された前記キーをロックするキーロック機構と、
前記ケース内に設けられ前記キーロック機構のロックを解除するロック解除機構と、
前記ケース内に設けられ前記キーロック機構のキーロック動作／ロック解除動作とに連動して前記補助スイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ作動する補助スイッチ素子作動体と、
を備えてなり、
前記キーに前記キーロック機構を直接係合させてロックするための係合部を設け、
前記キーにおける前記係合部の位置および前記キー挿入孔に挿入される前記キーに連動して前記主スイッチ素子がＯＮ作動する前記主スイッチ素子作動体の作動量との関係において調整することで、前記主スイッチ素子のＯＮタイミングを前記補助スイッチ素子のＯＮタイミングより早く設定してなることを特徴とするキースイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、安全ドアスイッチ等として用いられるキースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
安全ドアスイッチは、様々な工作機械、産業機械装置において不用意な操作、偶発的な誤操作による事故を未然に防ぐために機械装置の安全扉や保護フェンスの扉などに装着している。
【０００３】
この安全ドアスイッチは工作機械等のインターロック用スイッチとして働くものであり、例えば、ドア側にキーが、また出入り口の固定枠側にスイッチ本体が取り付けられ、ドアが閉じられるとキーがスイッチ本体に挿入されて内部スイッチがＯＮして工作機械の駆動開始状態に入り、逆にドアが開かれるとキーがスイッチ本体から抜かれて内部スイッチがＯＦＦすることにより工作機械が停止状態になるようになっている。
【０００４】
しかしながら上記の安全ドアスイッチでは、ドアが開かれた際には工作機械の作動は停止されるものの、実際には工作機械が慣性により回転作動している場合があり、作業者への危険な状態が続き安全性が確保されない。
【０００５】
そこで、このような危険性が高い機械を扱う作業者を事故から守るため、キーの引き抜きが自由に行えないようにキーをロックする機構を設けるとともに、このキーのロックを解除するための電磁ソレノイドを設けた安全ドアスイッチがある。
【０００６】
この安全ドアスイッチでは、差し入れられたキーをロック機構によりロックするとともに、工作機械の回転の停止検知信号により電磁ソレノイドを作動してロック機構を解除するようにしており、これにより、工作機械の作動が確実に停止した状態になってはじめてキーが抜け取れてドアが開けることができるようにし、作業者の安全性を確保できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状における安全ドアスイッチは下記のような問題があった。
【０００８】
すなわち、ドアが確実に所定の位置まで閉じられてドアのキーがスイッチ本体内に十分に挿入された場合は、キーがロックされるとともに内部スイッチがＯＮするので問題はないが、不十分に挿入された状態において問題が発生する。これは、キーが挿入された際の内部スイッチがＯＮするタイミングとキーがロックされるタイミングとは基本的には一致するように設計されるが、実際には製品それぞれにおけるバラツキによりそれぞれのタイミングがずれる場合が発生することに起因する。
【０００９】
例えば、キーが挿入された際に内部スイッチがＯＮするタイミングがキーがロックされるタイミングより早くなっている場合、その両タイミング間となるようにキーが不十分に挿入された場合は、キーがロックされずにドアが開かれる状態において内部スイッチがＯＮして工作機械の作動が可能となり、危険な状態となる。逆に、キーがロックされるタイミングが内部スイッチがＯＮするタイミングより早くなっている場合、その両タイミング間となるようにキーが不十分に挿入された場合は、キーのロックが行われてドアが閉じられているにもかかわらず内部スイッチがＯＮしないことで工作機械の作動が行われないという不都合が発生してしまう。
【００１０】
本発明はこのような点に着目してなされたものであって、スイッチ出力が行われるタイミングとキーがロックされるタイミングとを一致できるようにして、キースイッチの安全性を高めることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、キー挿入孔を備えるケースと、前記ケース内に設けられる主スイッチ素子と、前記ケース内に設けられ前記主スイッチ素子と直列に接続される補助スイッチ素子と、前記ケース内に設けられ前記キー挿入孔において挿／抜されるキーに連動して前記主スイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ作動する主スイッチ素子作動体と、前記ケース内に設けられ前記キー挿入孔に挿入された前記キーをロックするキーロック機構と、前記ケース内に設けられ前記キーロック機構のロックを解除するロック解除機構と、前記ケース内に設けられ前記キーロック機構のキーロック動作／ロック解除動作とに連動して前記補助スイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ作動する補助スイッチ素子作動体と、を備えてなり、前記キーに前記キーロック機構を直接係合させてロックするための係合部を設け、前記キーにおける前記係合部の位置および前記キー挿入孔に挿入される前記キーに連動して前記主スイッチ素子がＯＮ作動する前記主スイッチ素子作動体の作動量との関係において調整することで、前記主スイッチ素子のＯＮタイミングを前記補助スイッチ素子のＯＮタイミングより早く設定してなる構成とした。
【００１７】
【作用】
本発明の請求項１記載の発明によれば、主スイッチ素子と補助スイッチ素子とが直列に接続され、キーロック機構のキーロック動作に連動して補助スイッチ素子がＯＮされるので、スイッチのＯＮ出力は主スイッチ素子と補助スイッチ素子とがともにＯＮした際、すなわち、少なくともキーロック動作が行われたことを条件として出力される。
【００１９】
請求項１に記載の発明は、さらに、補助スイッチ素子がＯＮする際には主スイッチ素子がＯＮしているので、キーロック動作時に確実にスイッチ出力が行われる。
【００２２】
【実施例】
図１、図２それぞれを参照してキースイッチの全体構成を説明する。キースイッチはスイッチ本体１とキー２とからなり、かつ、スイッチ本体１はスイッチ部３とその上部に連結したヘッド部４とから構成されている。
【００２３】
スイッチ部３の本体ケース５内部中央には電磁ソレノイド７と工作機械等の電源回路開閉用の主スイッチ素子６とが左右に組み込まれている。
【００２４】
主スイッチ素子６には上下２段に接点部６ｃが設けられており、バネ６ｂにより上方に付勢された作動体６ａ側に取り付けられた可動接点６ｄが固定接点６ｅに下方から接触するようになっている。
【００２５】
図３に示すように、電磁ソレノイド７の作動軸７ａの先端には本体ケース５側に回転可能に軸支された回転レバー１０が回転可能に軸支されて連結されている。その回転レバー１０の他端側は分岐部１１となり、その分岐部１１の相対する位置には一対の係合突起部１２が形成されている。そして、この係合突起部１２がヘッド部４側の筒状作動体１３の下部の係合凹部１４に係合するようになっている。筒状作動体１３の下端部の周縁部１６には、相対する位置に上記係合凹部１４に通じる一対の切欠部２０が形成されており、この切欠部２０それぞれがヘッド部側面位置から４５°変位した位置となるように筒状作動体１３はプランジャ３５に装着固定されている。
【００２６】
２９は補助スイッチ素子であり、電磁ソレノイド７の上部に設けられ、電磁ソレノイド７の作動軸７ａに一体のプレート３９で作動軸２９ａが作動され、内部に２段の接点部が設けられ、その接点部は常態ではバネ２９ｃ力に付勢されてＯＮ状態を維持し、電磁ソレノイド７が作動され作動軸７ａが左方に移動した際にそれに一体のプレート３９により変位されてＯＦＦするようになっている。
【００２７】
上記筒状作動体１３、回転レバー１０、作動軸７ａ、プレート３９により補助スイッチ素子作動体が構成される。
【００２８】
上記のような構成とするとともに、ヘッドケース９内に後に説明する回転カム３０、プランジャ３５、ロック部材４０、さらには筒状作動体１３等を装着することでヘッド部４を一体に形成し、本体ケース５内に主スイッチ素子６、電磁ソレノイド７、補助スイッチ素子２９等が装着されたスイッチ部３を一体に形成するようにすることで、ヘッド部４の筒状作動体１３部分がスイッチ部３内に挿入され回転されることで、回転レバー１０の一対の係合突起部１２が筒状作動体１３の係合凹部１４に係合するようになっている。
【００２９】
ヘッド部４の外形を構成するヘッドケース９の内部には、短い丸軸状の回転カム３０がその両端の支軸３０ａ，３０ｂを介して回転自在に横架され、この回転カム３０の上部にカム軸心と平行にキー挿入孔３１が貫通形成されている。回転カム３０の外周には９０°の回転位相で螺旋カム溝３２が両端にわたり形成され、この螺旋カム溝３２に連通する直線ガイド溝３３が前記キー挿入孔３１の開口縁の中央下部に設けられている。
【００３０】
本発明において定義するケースは上記本体ケース５とヘッドケース９とにより構成される。
【００３１】
キー挿入孔３１に挿抜されるキー２の前部下面には前記直線ガイド溝３３を介して回転カム３０の螺旋カム溝３２に係合する操作ピン２ａが突設されており、キー２の挿抜に伴って操作ピン２ａが直線ガイド溝３３のガイドにより直線的に前後移動することによって、螺旋カム溝３２を介して操作ピン２ａに係合された回転カム３０が相対的に正逆回転操作されるように構成されている。また、キー２の片側部には係合部２ｂが設けられている。
【００３２】
ヘッドケース９の下部に形成した嵌合ボス部９ａに、スイッチ操作用のプランジャ３５が筒状作動体１３に被嵌される状態で上下動自在に装着され、プランジャ３５はバネ３６によって与えられた上方付勢力でその上端に備えた大径部３５ａが前記回転カム３０の下面に当接されている。大径部３５ａが当接作用する回転カム３０外周部位は部分的に偏平に欠除されており、プランジャ３５の大径部３５ａは回転カム３０の円形外周面に当接作用して、プランジャ３５はバネ３６に抗して押し下げ変位され、キー２の挿入によって回転カム３０が９０°回転されると、回転カム３０の偏平部３０ｃが下向きになり、プランジャ３５がバネ３６によって付勢上動変位するようになっている。
【００３３】
上記回転カム３０及びプランジャ３５により主スイッチ素子作動体が構成される。
【００３４】
図４はキーロック部材４０を示すもので、上部の片側に係合部４１が設けられるとともに、下部に連結用孔４２が設けられ、この連結孔４２に上方から筒状作動体１３が嵌入されて一体に固定されている。４５のそれぞれはバネ４４それぞれの装着部で、ここにバネ４４が装着されて設けられることで、キーロック部材４０は常時上方に付勢された状態で設けられている。そして、図１に示すように、キー２が挿入され筒状作動体１３が上方に位置する状態では、係合部４１がキー２の係合部２ｂに係合するようになっていて、キー２が引き抜けないようになっている。上記キーロック部材４０は上記のバネ４４に加え筒状作動体１３側からの上昇力を受けるもので、この上昇力は補助スイッチ素子２９のバネ２９ｃによる。したがって、キーロック部材４０のキー２へのロック動作はバネ４４、バネ２９ｃの両方のバネ力により確実になされるようになっている。
【００３５】
電磁ソレノイド７が作動してその作動軸７ａが図１において左方に移動し、それに連動して回転レバー１０が右回りに回転して、係合凹部１４に突起部１２が係合していることで筒状作動体１３が下降されると、係合部４１のキー２への係合は外れキー２のロックが解除される。
【００３６】
上記のキーロック部材４０により本発明のキーロック機構が構成され、回転レバー１０と電磁ソレノイド７とによりロック解除機構が構成される。
【００３７】
図５は回路構成を示し、主スイッチ素子６と補助スイッチ素子２９それぞれの２個の接点部６ｃ、２９ｃがそれぞれ直列に接続され、一方接点部の配線ライン９０はスイッチの出力端子１００に接続され、他方の接点部の配線ライン９１はロックモニタ出力端子１０１に接続されている。１０２は電磁ソレノイド７の入力端子である。
【００３８】
上記のような構成により、主スイッチ素子６と補助スイッチ素子２９とが共にＯＮになった際にのみスイッチの出力、ロックモニタ出力が出力されるようになっている。ロックモニタ出力はＬＥＤ７０に与えられ、この点灯を見ることで外部からキーロックが行われていることが判別できるようになっている。
【００３９】
上記の実施例のキースイッチにおける主スイッチ素子６、補助スイッチ素子２９のスイッチ動作とキーロック動作との対応について説明する。図６はそれぞれのタイミングを示す図であり、右方に進む方向がキー２の挿入ストローク方向に相当する。
【００４０】
ドアの閉鎖に伴って、キー２が挿入されその操作ピン２ａが螺旋カム溝３２内を進んで回転カム３０が回転しプランジャ３５が上昇することで、主スイッチ素子６は作動体６ａが上昇して接点部６ｃがＯＮする。上記のプランジャ３５の上昇に際しては、筒状作動体１３はキーロック部材４０に固定されているのでプランジャ３５とともに上昇することがなく、これにより回転レバー１０が回転して誤って補助スイッチ素子２９がＯＮすることが阻止される。この状態では補助スイッチ素子２９がＯＮしていないので主スイッチ素子６がＯＮしていても、スイッチ出力、ロックモニタ出力はともに行われない。上記のように誤って補助スイッチ素子２９がＯＮすると、キーロックが行われていない状態においてスイッチ出力が行われるので危険となる。
【００４１】
そして、さらにキー２が挿入されその係合部２ａにキーロック部材４０の係合部４１が係合することでキーロック部材４０が上昇し、これと一体に筒状作動体１３が上昇すると、回転レバー１０の回転に伴ってプレート３９が変位して補助スイッチ素子２９の接点部２９ｃがともにＯＮする。これにより、スイッチ出力、ロックモニタ出力がともになされ、すなわち、キーロックのタイミングとスイッチ出力のタイミングとが一致することでスイッチ出力時には確実にキーロックがなされているので、スイッチ出力時にキー２が引き抜かれてドアが開かれることがない。
【００４２】
なお、上記のように主スイッチ素子６のＯＮタイミングを補助スイッチ素子２９のＯＮタイミングより遅く設定しておけば、補助スイッチ素子６がＯＮすると確実にスイッチ出力、ロックモニタ出力が行われるもので、その設定はキー２の係合部２ｂの前後位置を回転カム３０の回転量との関係において調整して行う。ドアの開放は、電磁ソレノイド７の作動によりキーロック部材４０が下降されてキー２との係合が解かれることで可能となり、スイッチ出力、キーロック出力は電磁ソレノイド７の作動時にＯＦＦする。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載の発明によれば、補助スイッチ素子のＯＮ動作に連動するキーロック動作が行われたことを条件としてスイッチ出力が行われるので、スイッチ出力のタイミング等を調整することなくスイッチ出力タイミングをキーロックのタイミングに確実に一致できるようになり、安全性が確保される。
【００４５】
請求項１に記載の発明は、さらに、キーロック動作時に確実にスイッチ出力が行われる信頼性の高いキースイッチが得られ、とくに、キーの係合部位置を調整するだけの簡単な作業により得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキースイッチの実施例の一部断面内部構成図
【図２】本発明のキースイッチの実施例の側面断面図
【図３】電磁ソレノイドとヘッド部とを示す分解斜視図
【図４】キーロック部材と筒状作動体とを示す斜視図
【図５】キースイッチの簡略回路図
【図６】動作説明のためのタイムチャート
【符号の説明】
２      キー
５      本体ケース（ケース）
６      主スイッチ素子
７      電磁ソレノイド（ロック解除機構）
７ａ    作動軸（補助スイッチ素子作動体）
９      ヘッドケース（ケース）
１０    回転レバー（補助スイッチ素子作動体、ロック解除機構）
１３    筒状作動体（補助スイッチ素子作動体）
２９    補助スイッチ素子
３０    回転カム（主スイッチ素子作動体）
３１    キー挿入口
３５    プランジャ（主スイッチ素子作動体）
３９    プレート（補助スイッチ素子作動体）
４０    キーロック部材（キーロック機構）
【図１】
0003596051.tif 000002
【図２】
0003596051.tif 000003
【図３】
0003596051.tif 000004
【図４】
0003596051.tif 000005
【図５】
0003596051.tif 000006
【図６】
0003596051.tif 000007