(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム機構と、カムにより作動するソレノイドスイッチと、アクチュエータと、ロック機構とを備え、
前記カム機構は、基準位置に向かって付勢される回転式カムと、前記カムに対して付勢されるカムプランジャとを備えており、
前記ソレノイドスイッチは、該ソレノイドスイッチのスイッチハウジングから前記カムプランジャに向かって付勢されるソレノイドプランジャを備えており、この位置では、前記ソレノイドスイッチは電力供給を可能にし、
前記カムの前記基準位置では、前記カムは前記カムプランジャを前記ソレノイドプランジャに向かって押し込み、押し込まれた前記カムプランジャは前記ソレノイドプランジャを前記スイッチハウジング内に押し込み、この位置では、前記ソレノイドスイッチは電力供給を不可能にし、
前記ソレノイドスイッチを電力供給可能な状態にするために、前記カムは前記アクチュエータを受け入れる少なくとも１つの係合手段を備えており、
前記アクチュエータを挿入することにより、前記基準位置から離れるように前記カムを回転させ、前記カムプランジャを前記カムのプロファイル内のカム面に設けられた戻り止めと係合させるようになっており、
前記カムプランジャと前記戻り止めとを係合させることにより、前記付勢されたカムプランジャが前記ソレノイドプランジャから離れる動作を可能にし、さらに前記カムプランジャが前記ソレノイドプランジャから離れる動作により、前記ソレノイドプランジャを前記スイッチハウジングの外へ付勢することを可能にしており、
前記係合手段と前記アクチュエータは、前記基準位置から離れる前記カムの回転により、前記カムが前記基準位置に戻るまで前記アクチュエータを引き抜くことができないようにし、かつ前記アクチュエータを引き抜くことにより、前記カムの前記基準位置に戻る動作を可能して、電力供給を不可能にするように構成されており、
前記ロック機構は、前記アクチュエータを前記係合手段とロックする手段を有し、該手段により、特定の操作条件が満たされるまで、前記ソレノイドスイッチにより前記電力が供給されているときに前記アクチュエータを引き抜くことができないようにしている、防護ロックを備えた安全スイッチ装置であって
前記ロック機構は移動可能な安全アームを備えており、該移動可能な安全アームの介在により前記カムプランジャが前記ソレノイドプランジャにのみ作用するように、前記安全アームは前記ソレノイドプランジャと前記カムプランジャとの間に延びており、
前記ロック機構は、前記カムプランジャが前記戻り止めと係合したときに、前記安全アームと前記カムとの間で前記カムプランジャを捕捉するように前記安全アームの動作をロックする手段を有し、該手段により前記ソレノイドプランジャに向かう前記カムプランジャの動作を阻止し、前記基準位置に戻る前記カムの回転をロックすることを特徴とする防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項２】
前記安全アームは、前記カムプランジャまたは前記ソレノイドプランジャがロックされたときの前記カムプランジャまたは前記ソレノイドプランジャの長軸が存在する平面を横断する平面内を延びている請求項１に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項３】
前記安全アームは、前記カムプランジャにより前記ソレノイドプランジャに向かって枢軸動作できるように取り付けられており、かつ前記カムプランジャに向かう復帰動作ができるように付勢されている請求項１または２に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項４】
前記カムプランジャの前記長軸と前記ソレノイドプランジャの前記長軸が同一平面内にない請求項２に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項５】
前記カムプランジャの前記長軸と前記ソレノイドプランジャの前記長軸がそれぞれ平行な平面内にある請求項４に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項６】
前記ロック機構は、前記安全アームの動作経路内に移動可能で、前記安全アームの枢軸動作を阻止するスライド式ロックをさらに備えている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項７】
前記ロック機構は、前記スライド式ロックが前記安全アームの経路内へまたは経路外へ移動できるようにする、前記スライド式ロック用の固定されたランニングトラックと、前記スライド式ロックの動作を固定して前記スライド式ロックのロックを可能にする停止手段とをさらに備えている請求項６に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項８】
前記停止手段は、固定止め部と前記ソレノイドプランジャに設けられた可動止め部とから構成されており、前記ソレノイドプランジャが前記スイッチハウジングから外へ付勢されたときに、前記ソレノイドプランジャの前記可動止め部は前記スライド式ロックの位置を前記固定止め部に対して固定する請求項７に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項９】
前記ソレノイドプランジャは、外周面上に前記スイッチハウジングから突出するプロファイル面を有しており、前記スライド式ロックは、前記プロファイル面上に位置し、前記ソレノイドプランジャに対して付勢され、前記ソレノイドプランジャが動作するとき、前記ソレノイドプランジャの前記プロファイル面により、前記スライド式ロックは前記ランニングトラックに沿って移動する請求項７に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項１０】
前記ソレノイドプランジャは、外周面上に前記スイッチハウジングから突出するプロファイル面を有しており、前記プロファイル面は、傾斜する側面を有する環状のショルダー部を有し、前記スライド式ロックは補完プロファイル面を有しており、前記ソレノイドプランジャが前記スイッチハウジングから外へ付勢されるとき、前記ショルダー部の頂部は前記スライド式ロックを前記固定止め部に対して支持する請求項８に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項１１】
前記ロック機構は、前記ソレノイドプランジャまたは前記アクチュエータのいずれかの位置に応じて、独立して動作する２つの接点ブロックをさらに備えており、前記２つの接点ブロックは、複数の常閉接点及び常開接点をそれぞれ有するとともに、接点ブロックプランジャをそれぞれ備えており、前記接点ブロックプランジャの動作によりそれぞれの接点の開閉を可能にする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項１２】
前記安全アームは、前記２つの接点ブロックの一方の前記接点ブロックプランジャに向かって前記安全アームから延びて前記接点ブロックプランジャを作動させる従属アームを有しており、前記安全アームの動作に応じて、前記従属アームによって前記接点ブロックプランジャを前記一方の接点ブロックの中に後退させたり、前記一方の接点ブロック内から開放したりするようになっており、前記一方の接点ブロックは前記アクチュエータが挿入されているかいないかを示す表示を備えている請求項１１に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【請求項１３】
前記ロック機構は、操作可能に接続され、前記ソレノイドプランジャに伴って動作し、前記２つの接点ブロックの他方の前記接点ブロックプランジャを作動させるアクティブプレートをさらに備えており、前記他方の接点ブロックは、ソレノイドが励起されているかいないかを表示して、前記安全スイッチ装置のロック状態を示す請求項１１または１２に記載の防護ロックを備えた安全スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全スイッチ装置に関する。特に、アクチュエータにより作動するカムを備えたカム作動機構（cam operating mechanism）を一体に有する安全インターロックスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、安全インターロックスイッチ装置は機械の防護ドアに隣接して取り付けられて、防護ドアが開くときに機械の操作を停止する。たとえば、機械の内部部品を移動することによって作業者（personnel）が怪我をするのを防止する。安全インターロックスイッチ装置は、機械への電力供給を可能にする常閉接点（normally closed contact）を有している。防護ドアが開くと、安全インターロックスイッチ装置が確実に作動し、常閉接点を開いて電力を遮断する。しかし、安全インターロックスイッチ装置は作業員を怪我から守ることを意図したものだが、機械を容易に操作したいために、また、機械への電力供給が遮断されるまで待たなければならないという不便さを回避するために、安全インターロックスイッチ装置による安全手順（safeguard）を無視したり省略したりする作業員が多くいる。
【０００３】
カム作動安全スイッチ装置（cam operated safety switch）（カムにより作動する安全スイッチ）では、カムの回転動作により２つの操作状態のどちらか一方にスイッチを切り換えている。第１の位置では、ソレノイドの常閉接点は閉じており、電力が供給される。第２の位置では、常閉接点は開いており、電力は供給されない。アクチュエータをカムのハウジング（カムハウジング）内へ挿入するまたは外へ引き出すことにより、カムの動作を制御する。アクチュエータをカムハウジング内に挿入すると、アクチュエータはカムと係合し、カムを第１の位置に移動する。カムは第２の位置に対して付勢されているので、アクチュエータを引き出すと、カムは第２の位置に戻る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなカム作動安全スイッチ装置には、次のような操作が比較的簡単に行われてしまうという欠点がある。アクチュエータを引き出し、異物を安全スイッチ内に挿入して、電力が供給される第１の位置に向かってカムを永続的に付勢し、防護ドアが開いていても機械への電力供給が遮断されないようにすることで、安全スイッチ装置による安全手順を省略することが比較的容易にできてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、前述の欠点を克服または軽減する安全スイッチ装置を提供することにある。また、本発明の更なる目的は、カム機構により作動する方式の不正操作防止（anti-tamper）安全スイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の防護ロック（guard locking）を備えた安全スイッチ装置は、カム機構と、カムにより作動するソレノイドスイッチと、アクチュエータと、ロック機構（locking mechanism）とを備えている。
【０００７】
カム機構は、基準位置（datum position）に向かって付勢される回転式カム（rotary cam）と、カムに対して付勢されるカムプランジャとを備えている。
【０００８】
ソレノイドスイッチは、ソレノイドスイッチのスイッチハウジングからカムプランジャに向かって付勢されるソレノイドプランジャを備えている。この位置では、すなわち、ソレノイドプランジャがカムプランジャに付勢されている状態、より具体的には、ソレノイドプランジャがスイッチハウジングから出でアクティブプレートを介してカムプランジャと係合している状態のとき、ソレノイドスイッチは電力供給を可能にする（enable）。
【０００９】
カムの基準位置では、カムはカムプランジャをソレノイドプランジャに向かって押し込み（force）、押し込まれたカムプランジャはソレノイドプランジャをスイッチハウジング内に押し込む（force）。この位置では、すなわち、ソレノイドプランジャがスイッチハウジング内に入った状態では、ソレノイドスイッチは電力供給を不可能にする（disable）。
【００１０】
ソレノイドスイッチを電力供給可能な状態にするために、カムはアクチュエータを受け入れる（accept）少なくとも１つの係合手段（engagement means）を備えている。
【００１１】
また、アクチュエータを挿入することにより、基準位置から離れるようにカムを回転させ（drive）、カムプランジャをカムのプロファイル内のカム面に設けられた戻り止め（detent）と係合させるようになっている。
【００１２】
カムプランジャと戻り止めとを係合させることにより、付勢されたカムプランジャがソレノイドプランジャから離れる動作を可能にし、さらにカムプランジャがソレノイドプランジャから離れる動作により、ソレノイドプランジャをスイッチハウジングの外へ付勢することを可能にしている。
【００１３】
また、係合手段とアクチュエータは、基準位置から離れるカムの回転により、カムが基準位置に戻るまでアクチュエータを引き抜くことができないようにし、かつアクチュエータを引き抜くことにより、カムの基準位置に戻る動作を可能にして、電力供給を不可能にするように構成されている。
【００１４】
ロック機構は、アクチュエータを係合手段とロックする手段を有し、該手段により、特定の操作条件が満たされるまで、ソレノイドスイッチにより電力が供給されているときにアクチュエータを引き抜くことができないようにしている。
【００１５】
また、本発明は次のように特徴づけられている。ロック機構は移動可能な安全アームを備えており、該移動可能な安全アームの介在によりカムプランジャがソレノイドプランジャにのみ作用するように、安全アームはソレノイドプランジャとカムプランジャとの間に延びている。
【００１６】
さらに、ロック機構は、カムプランジャが戻り止めと係合したときに、安全アームとカムとの間でカムプランジャを捕捉する（trap）ように安全アームの動作をロックする手段を有し、該手段によりソレノイドプランジャに向かうカムプランジャの動作を阻止し、基準位置に戻るカムの回転をロックしている。
【００１７】
たとえば、移動可能な安全アームは、カムプランジャまたはソレノイドプランジャがロックされたときのカムプランジャまたはソレノイドプランジャの長軸が存在する平面を横断する平面内を延びている。
【００１８】
また、安全アームは、カムプランジャによりソレノイドプランジャに向かって枢軸動作できるように取り付けられている。
【００１９】
カムプランジャの長軸とソレノイドプランジャの長軸は同一平面上になくてもよい。また、カムプランジャの長軸とソレノイドプランジャの長軸が平行な平面上にあってもよい。このような構成により、ソレノイドプランジャに向かう安全アームの枢軸動作を容易にしている。
【００２０】
ロック機構は、安全アームの動作経路内に移動可能で、安全アームの枢軸動作を阻止するスライド式ロックをさらに備えている。
【００２１】
ロック機構は、スライド式ロックが安全アームの経路内へまたは経路外へ移動できるようにする、スライド式ロック用の固定されたランニングトラック（running track）と、スライド式ロックの動作を固定してスライド式ロックのロックを可能にする停止手段とをさらに備えていてもよい。停止手段は、固定止め部（fixed stop）とソレノイドプランジャに設けられた可動止め部（movable stop）とから構成されている。また、ソレノイドプランジャがスイッチハウジングから外へ付勢されたときに、ソレノイドプランジャの可動止め部はスライド式ロックの位置を固定止め部に対して固定する。
【００２２】
ソレノイドプランジャは、外周面（peripheral surface）上にスイッチハウジングから突出するプロファイル面（profiled surface）を有していてもよい。スライド式ロックは、このプロファイル面上に位置し、ソレノイドプランジャに対して付勢されている。このような構成により、ソレノイドプランジャが動作するとき、ソレノイドプランジャのプロファイル面により、スライド式ロックはランニングトラックに沿って移動する。
【００２３】
また、プロファイル面は、傾斜する側面を有する環状のショルダー部を有し、スライド式ロックは補完プロファイル面を有していてもよい。ソレノイドプランジャがスイッチハウジングから外へ付勢されるとき、ショルダー部の頂部（top）はスライド式ロックを固定止め部に対して支持する。
【００２４】
好ましい実施の形態では、ロック機構は、ソレノイドプランジャまたはアクチュエータのいずれかの位置に応じて独立して動作する２つの接点ブロックをさらに備えている。２つの接点ブロックは、複数の常閉接点及び常開接点をそれぞれ有するとともに、接点ブロックプランジャをそれぞれ備えている。また、接点ブロックプランジャの動作により、それぞれの接点の開閉を可能にしている。
【００２５】
安全アームは、接点ブロックＡ（２つの接点ブロックの一方）の接点ブロックプランジャに向かって安全アームから延びて、接点ブロックプランジャを作動させる従属アームを有していてもよい。安全アームの動作に応じて、従属アームによって接点ブロックプランジャを接点ブロックＡの中に後退させたり、接点ブロックＡ内から開放したりするようになっている。また、接点ブロックＡはアクチュエータが挿入されているかいないかを示す表示（indication）を備えている。
【００２６】
さらに、ロック機構は、操作可能に接続され、ソレノイドプランジャに伴って動作し、接点ブロックＢの接点ブロックプランジャを作動させるアクティブプレート（active plate）を備えている。接点ブロックＢ（２つの接点ブロックの他方）は、ソレノイドが励起されているかいないかを表示して、安全スイッチ装置のロック状態を示すようになっている。
【００２７】
次に、添付の図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施例について説明する。具体的な実施例はほんの一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】安全スイッチ装置を作動させるカム装置を備えたスイッチの斜視図である。カム装置はアクチュエータにより作動する。
【図２】安全スイッチ装置内の部品の展開図で、本発明にしたがって構成したロック機構を示している。
【図３】安全スイッチ装置及びカム装置の断面図で、アクチュエータが挿入されておらず、安全スイッチ装置内の常閉接点が開いている状態を示している。
【図４】図３と同様の断面図であるが、アクチュエータが挿入されており、常閉接点が閉じている状態を示している。
【図５】安全スイッチ内の接点ブロックの詳細図で、ロック機構のアクティブプレートと安全アームの関係を示している。
【図６】安全スイッチ装置の断面図で、アクチュエータがカム内に挿入されているときの接点ブロックＡ及び接点ブロックＡと安全プレートとの関係を示している。
【図７】図６と同様の断面図であるが、アクチュエータが引き出されているときの関係を示している。
【図８】安全スイッチ装置の断面図で、アクチュエータが挿入されているときの接点ブロックＢ及び接点ブロックＢとアクティブプレートとの関係を示している。
【図９】図８と同様の断面図であるが、アクチュエータが引き出されているときの関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示すように、安全スイッチ装置（switch system）２は、スイッチハウジング４と、スイッチハウジング４に操作可能に接続されるカム機構６とを備えている。カム機構６はアクチュエータ８の挿入と引き出しにより操作される。
【００３０】
安全スイッチ装置２は、確実に操作できる（positively operated）タイプのもの、すなわち、安全スイッチ装置を取り付ける対象の（図示されない）機械（attendant machine）への電力供給を遮断するために、カム機構６により確実に操作できるものでなければならない。
【００３１】
図２から図４に最もよく示されているように、スイッチハウジング４には、ソレノイドカバー１２に入ったソレノイド本体１０で構成されるソレノイドが収容されている。ソレノイド本体１０には、スプリング（バネ）付勢されたソレノイドプランジャ１４が収容されている。ソレノイドプランジャ１４は、あらかじめ定められた軸に沿って２つの位置の間を往復動作するようになっている。２つの位置のうち第１のソレノイドプランジャ位置（図４を参照）では、安全スイッチ装置２は電力供給を可能にする。第２のソレノイドプランジャ位置（図３を参照）では、安全スイッチ装置２は確実に作動し、機械への電力供給を遮断にする。ソレノイドプランジャ１４は、カム機構６によってこれらの２つの位置の間を移動する。カム機構６の詳細については後述する。
【００３２】
ソレノイドプランジャ１４は、スプリング１６によりソレノイド本体１０から第1のソレノイドプランジャ位置に付勢されている。ソレノイドプランジャ１４の突出する端部はカム機構６に向かって延びている。
【００３３】
図２及び図５から図９に最もよく示されているように、２つの接点ブロックＡ及びＢが、ソレノイド本体１０に隣接してソレノイドカバーに取り付けられている。この態様は図２及び図９に最もよく示されている。接点ブロックＡ及びＢの各々は、複数の常閉接点１８及び常開接点２０を有している。この態様は図６から図９に最もよく示されている。図６及び図８に示すように、ソレノイドプランジャ１４の第１のソレノイドプランジャ位置では、接点ブロックＡ（図６を参照）及び接点ブロックＢ（図８を参照）の常閉接点、すなわち、安全接点１８は閉じており、電力が供給されている。この位置では、スイッチの常開接点２０は開いている。ソレノイドプランジャ１４の第２のソレノイドプランジャ位置では、接点ブロックＡ（図７を参照）及び接点ブロックＢ（図９を参照）の常閉接点１８は開き、常開接点２０は閉じており、機械への電力供給は遮断されている。接点ブロックＡ及びＢは、接点ブロックプランジャ２１Ａ及び２１Ｂをそれぞれ有しており、接点ブロックプランジャ２１Ａ及び２１Ｂの動作により、接点の開閉を可能にしている。
【００３４】
前述したように、ソレノイドプランジャ１４は、カム機構６の動作により２つのソレノイドプランジャ位置の間を移動する。
【００３５】
図３及び図４に最もよく示されているように、カム機構６はディスク形状のカム２２を収容している。カム２２は、２つのカム位置の間を回転動作できるようにカム機構６内に支持されている（journaled for rotation）。図４に示す第１のカム位置までカム２２は確実に回転できなければならない。第２のカム位置は図３に示されている。図示されていないが、カム２２はスプリングにより付勢されている。すなわち図示しないスプリングにより、第２のカム位置までカム２２が回転するように付勢されている。第１のカム位置では、安全スイッチ装置２により電力が供給されている。第２のカム位置では、電力は遮断される。また、カム２２は外周（circumference）にプロファイル面（profiled surface）を有している。
【００３６】
カム機構６は、アクチュエータ８を挿入するときに選択できる２つの開口部２４（図１、図３、及び図４を参照）を備えている。複数の開口部２４を設けることにより、さまざまな場所に、安全スイッチ機構とカム機構を組み合わせた安全スイッチユニット、すなわち安全スイッチ装置２を取り付けることができる。
【００３７】
アクチュエータ８は、２つに分かれたまたは二股のシャフトを有するヘッド部２６を備えている。シャフトの端部から離れたところで、クロスバー３０が２つの先端部（prong）２８をつないでいる。このようにアクチュエータ８のシャフトは、実質的にＨ字形状のシャフトになっている。アクチュエータ８を開口部２４のいずれか１つから挿入したときに、クロスバー３０はカム２２のプロファイル面に設けられた２つの係合溝部３２の１つに係合するようになっている。カム２２の第２のカム位置では、係合溝部３２のいずれか１つが開口部２４のうち対応する１つと整合（align）するようになっている。開口部２４のいずれか１つからアクチュエータ８を挿入すると、アクチュエータのクロスバー３０は対応する係合溝部３２に係合する。アクチュエータ８をさらに奥に挿入すると、カム２２は時計回りに回転する。アクチュエータ８の形状及びアクチュエータ８とカム２２との係合は、カム２２が第１のカム位置にあるときに、アクチュエータ８を簡単に引き出すことができないように定められている。この位置では、カムハウジングの開口部２４はアクチュエータ８と係合する係合溝部３２とは直接整合することはなく、開口部２４を横切って回転したカム２２の本体によりアクチュエータ８の引き出しは阻止されている。強制的にアクチュエータ８が引き出されることを防止するために、ロック機構が更に設けられている。ロック機構は、一定の条件が満たされるまで、アクチュエータ８が強制的に引き出されないように阻止する。ロック機構の詳細については後述する。
【００３８】
カム２２の回転により、カム機構６に取り付けられたスプリング付勢されたカムプランジャ３４は第１のカムプランジャ位置と第２のカムプランジャ位置との間を移動する。図４に示す第１のカムプランジャ位置では電力が供給され、図３に示す第２のカムプランジャ位置では電力は遮断される。アクチュエータ８をカム機構６内に完全に挿入すると、カムプランジャ３４が第１のカムプランジャ位置に移動する。アクチュエータ８を引き出すと、第２のカムプランジャ位置にカムプランジャ３４が移動する。カム２２が第１のカム位置まで回転するのに伴って、カムのプロファイル面に設けられたカムプランジャ用の戻り止め（detent）３６は、カムプランジャ３４の戻り止め３６と接触する接触端部（contacting end）と整合するようになる。カムプランジャ３４は、カム２２のプロファイル面に向かって付勢されている。カム２２が回転するのに伴って、カムプランジャ３４の接触端部はカムプランジャ３４のスプリングによって強制的に戻り止め３６内に押し込まれる。アクチュエータ８を引き出すと、スプリング付勢されたカム２２は第２のカム位置まで回転して戻り、戻り止め３６はカムプランジャ３４から離れるように移動する。また、カム２２のプロファイル面はカムプランジャ３４のスプリング付勢力に抗して、カムプランジャ３４を第２のカムプランジャ位置まで戻す。
【００３９】
カムプランジャ３４のカムと接触しない他方の端部（non-contacting end）は、ソレノイドプランジャ１４に間接的に作用してソレノイドプランジャを動作させる。ソレノイドプランジャ１４の詳細については後述する。前述したように、ソレノイドプランジャ１４はソレノイド本体１０から外へ、すなわち、カム機構６に向かって第１のソレノイドプランジャ位置に移動するように付勢されている。（アクチュエータ８が挿入されているときに）カムプランジャ３４が第１のカムプランジャ位置にあるとき、第１のカム位置へ回転するカム２２の回転により、カムプランジャ３４はソレノイドプランジャ１４から離れるように移動して、ソレノイドプランジャ１４を第１のソレノイドプランジャ位置に付勢し、電力を使用可能にする。アクチュエータ８を引き出すと、カム２２は第２のカム位置に戻り、カムプランジャ３４はソレノイドプランジャ１４に向かって移動する。その結果、ソレノイドプランジャ１４はスプリング１６により第２のソレノイドプランジャ位置に強制的に移動させられて、電力を使用不能にする。
【００４０】
前述のように、あらかじめ定められた条件が満たされるまで、常閉接点１８が開くのを防止するとともに、アクチュエータ８が引き出されるのを防止するロック機構が設けられている。たとえば、機械が停止状態になる前に、このような構成により防護ドアが開かれるのを防止する。
【００４１】
図２に最もよく示されているように、ロック機構は、ロッキングフレーム３８と、安全アーム４０と、安全アームのアクセルピン４２と、安全アームスプリング４４と、スライド式ロック用のスプリング４６と、スライド式ロック４８と、アクティブプレート５０とから構成されている。さらに、接点ブロックＡ及びＢはロック機構の一部を構成している。図３から図９に最もよく示されているように、ロッキングフレーム３８は、スイッチハウジング４内でソレノイド本体１０とカム機構６の間に堅固に取り付けられている。ロッキングフレーム３８は、２対の間隔をあけた平行なレール３８ａ、３８ｂで構成されており、スライド式ロック４８が移動するときのランニングトラックとなっている。２対のレール３８ａ、３８ｂは、これらのレール内の２つの位置の間で上下に選択的にスライド動作できるようにスライド式ロック４８を支持している。スライド式ロック用のスプリング４６は、ロッキングフレーム３８の上部カバー３８ｃとスライド式ロック４８との間に設けられている。上部カバー３８ｃは２対のレール３８ａ、３８ｂをつないでいる。スプリング４６は、ロッキングフレーム３８の基部（base）に向かってスライド式ロック４８を付勢している。スライド式ロック４８は、ロッキングフレーム３８の上部カバー３８ｃの反対側に位置する上端（top end）に、スプリング４６を保持する孔（ボア）４８ａを有している。スライド式ロック４８の下端（bottom end）には戻り止め（detent）が設けられている。戻り止めは、スライドしてソレノイドプランジャ１４の突出した端部に係合するようになっている。
【００４２】
図２に最もよく示されているように、ソレノイドプランジャ１４は、環状のショルダー部１４ａを有している。ショルダー部１４ａは、ソレノイドプランジャ１４の中央の長軸と同心で、ソレノイドプランジャ１４の突出した端部に隣接している。ソレノイドプランジャ１４が第１のソレノイドプランジャ位置と第２のソレノイドプランジャ位置の間で移動することにより、ロッキングフレーム３８内でのスライド式ロック４８の動作を可能にしている。図３及び図４に最もよく示されているように、ソレノイドプランジャ１４（図３を参照）が第２のソレノイドプランジャ位置にあり、安全接点である常閉接点１８が開いており、機械への電力供給が遮断されているとき、スライド式ロック４８は第２のロック位置にあってフレーム３８の基部（base）に向かって付勢されている。この第２のロック位置で、スライド式ロック４８はソレノイドプランジャ１４の突出した端部と係合する。ソレノイドプランジャ１４が第１のソレノイドプランジャ位置に移動するとき（図４を参照）、ソレノイドプランジャ１４のショルダー部１４ａは、スプリング４６の力に抗してフレーム３８の上端部３８ｃにある第１のロック位置に向けて、スライド式ロックを強制的にフレーム３８の上部に移動させる。これにより、電力供給の復電が可能となる。このために、ショルダー部１４ａは傾斜面を有している。また、スライド式ロック４８の合わせ面（mating surface）４８ｂには補完面（complementary surface）が設けられている。このような構成により、スライド式ロック４８が上下に動作する際に滑らかな動作が可能となっている。
【００４３】
図２に最もよく示されているように、安全アーム４０は互いに直角に接合する２枚の安全プレート４０ａ及び４０ｂで構成されている。一方の安全プレート４０ｂの基部（base）には安全アーム４０のアクセルピン４２が保持されている。そして、安全アーム４０の他方の安全プレート４０ａがレール３８ａ、３８ｂの間でソレノイド接点ブロックＡに向かって移動できるように、アクセルピン４２により、安全アーム４０はロッキングフレーム３８の基部３８ｄの対向するレール３８ａ、３８ｂの間に支持（journal）されている。
【００４４】
前述したように、安全アーム４０はカムプランジャ３４とソレノイドプランジャ１４の間に配置されているので、カムプランジャ３４はソレノイドプランジャ１４に直接ではなく安全アーム４０を介して作用する。安全アーム４０は、図４、図６、及び図８に示す第１のアーム位置と図３、図７、及び図９に示す第２のアーム位置との間を移動できる。第１のアーム位置では、アクチュエータ８が挿入されており、電力が供給されている。このとき、常閉接点は閉じている。また、第２のアーム位置では、アクチュエータ８は引き出されており、電力は供給されていない。このとき、常閉接点は開いている。安全アーム４０は、スライド式ロック４８の位置に応じて、これらの２つのアーム位置の間で回転する。
【００４５】
安全アーム４０の第１のアーム位置では、安全アームの安全プレート４０ｂはカムプランジャ３４の長軸及びソレノイドプランジャ１４の長軸と交差するようにこれらの２つのプランジャの間に延びている。そして、安全プレート４０ａは、（図４に示す）スライド式ロック４８により、ロッキングフレーム３８の上部３８ｃで支持されている。この第１のアーム位置では、アクチュエータ８はカム機構６内にロックされており、カムプランジャ３４はソレノイドプランジャ１４に向かって移動しないように安全プレート４０ｂによって阻止されている。このため、ソレノイドプランジャ１４はソレノイド本体１０から出て第１のソレノイドプランジャ位置まで延びている。第１のソレノイドプランジャ位置では、ソレノイドプランジャ１４の環状のショルダー部１４ａは、スライド式ロック４８の上方位置すなわち第１のロック位置にスライド式ロック４８を支持している。このとき、カムプランジャ３４が戻り止め３６から外れて移動することが安全プレート４０ｂにより阻止されており、したがって、カム２２の回転も阻止されている。カムの回転が阻止されているため、カムは回転できず、アクチュエータを引き出すことはできない。アクチュエータはロックされている。つまり、カム２２が回転した結果係合溝部３２は開口部２４から離れた位置にあり、アクチュエータ８のクロスバー３０は係合溝部３２に係合して支持されており、アクチュエータ８を引き出すことはできない。このように、スライド式ロック４８がロッキングフレーム３８の上部３８ｃの上方位置すなわち第１のロック位置にあるとき、安全アーム４０の動作を阻止することによって、アクチュエータ８のロックが達成される。カムプランジャ３４を第２のカムプランジャ位置に移動させ、カムプロファイル内の戻り止め３６からカムプランジャ３４を外し、カム２２を第２のカム位置に戻すことによってのみ、アクチュエータ８を引き出すことができる。ソレノイドプランジャ１４が後退した（励起された）とき、すなわち、ソレノイドプランジャ１４が第２のソレノイドプランジャ位置に移動して、スライド式ロック４８をロッキングフレーム３８の基部（base）に向かって第２のロック位置に移動させたとき、カムプランジャ３４を第２のカムプランジャ位置に移動させることができる。ソレノイドプランジャ１４が後退位置にあるとき、機械への電力供給は遮断される。この位置では、すなわち、ソレノイドプランジャが後退位置にあるときには、安全アーム４０はカムプランジャ３４によって移動できる。なぜなら、アクチュエータ８を引き出すのに伴ってカム２２が回転し、カム２２が回転するのに伴ってカムプランジャ３４が移動する。そして、カムプランジャ３４が移動するのに伴って、安全アーム４０とスライド式ロック４８の係合が解除されて安全アーム４０の動作がもはや阻止されなくなるからである。
【００４６】
スライド式ロック４８の位置は、ソレノイドプランジャ１４の位置によって定まる。
【００４７】
２つの接点ブロックＡ及びＢは、ソレノイドプランジャ１４の位置（この位置によりソレノイドが励起されているかいないかが示される）及びアクチュエータの位置（この位置によりアクチュエータが挿入されているか引き出されているかが示される）のいずれかによって、それぞれ独立して作動する。
【００４８】
前述したように、ソレノイドプランジャ１４が第２のソレノイドプランジャ位置まで後退すると、すなわち、ソレノイドが励起されてスライド式ロック４８のロックを解除すると、スプリングにより付勢されたスライド式ロック４８は、ロッキングフレーム３８のレール３８ａ及び３８ｂの下方位置まで下がり、安全アーム４０との係合から解除される。この位置では、接点ブロックＢは、接点ブロックプランジャ２１Ｂと、ソレノイドプランジャ１４に接続しているアクティブプレート５０との係合により作動する（図９を参照）。接点ブロックＢの常閉接点１８は開き、常開接点２０は閉じ、安全スイッチ装置のロックは解除されて、機械は停止する。これにより、アクチュエータ８をカム２２から引き出すことができる。アクチュエータ８を引き出すと、カム２２は回転可能となり、カムプランジャ３４を押し込んで、すでにロックが解除されている安全アーム４０を奥へ移動させる。そして、カム２２はソレノイド本体１０の方へ回転する。（図７に最もよく示されているように）安全アームの安全プレート４０ａは接点ブロックプランジャ２１Ａに向かって移動し、接点ブロックプランジャ２１Ａを接点ブロックＡ内に後退させて、接点ブロックＡを作動させ、接点ブロックＡの常閉接点１８を開き、常開接点２０を閉じる。
【００４９】
これとは反対に、アクチュエータ８をカム機構６に挿入すると、カム２２が回転する。カム２２の回転により戻り止め３６とカムプランジャ３４が整合（in register with）して、カムプランジャ３４はカム戻り止め３６内に入り込む。これにより、スプリングにより付勢された安全アーム４０は第１のアーム位置に戻る。そして、スプリングにより付勢されたソレノイドプランジャ１４はカムプランジャ３４に従動する（follow）。スライド式ロック４８はソレノイドプランジャ１４の環状のショルダー部１４ａに押されて、ロッキングフレーム３８の上方に向かって第１のロック位置まで戻る。これにより、安全アーム４０は第１のアーム位置に再びロックされ、ソレノイドプランジャ１４がスイッチハウジング内に後退するまで、安全アーム４０が第２のアーム位置まで回転するのを阻止する。安全アーム４０が第１のアーム位置に戻る動作により接点ブロックプランジャ２１Ａが解放されて、安全スイッチ装置が作動する。安全スイッチ装置が作動すると、接点ブロックＡの常閉接点１８は閉じ、常開接点２０は開き、機械への電力供給が可能になる。ソレノイドプランジャ１４がソレノイド本体１０から出る動作により、アクティブプレート５０を移動させ、接点ブロックプランジャ２１Ｂとの係合からアクティブプレート５０を解除する。これにより、接点ブロックＢを作動させ、接点ブロックＢの常閉接点１８を閉じ、常開接点２０を開いて、機械への電力供給を可能にする。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、従来の問題を克服または軽減できる、カム機構により作動する方式の不正操作防止安全スイッチ装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
２  安全スイッチ装置
４  スイッチハウジング
６  カム機構
８  アクチュエータ
１０  ソレノイド本体
１２  ソレノイドカバー
１４  ソレノイドプランジャ
１４ａ  ショルダー部
１６  スプリング（バネ）
１８  常閉接点
２０  常開接点
２１Ａ、２１Ｂ  接点ブロックプランジャ
２２  カム
２４  開口部
２６  ヘッド部
２８  先端部
３０  クロスバー
３２  係合溝部
３４  カムプランジャ
３６  戻り止め
３８  ロッキングフレーム
３８ａ，３８ｂ  レール
３８ｃ  上部カバー
３８ｄ  基部
４０  安全アーム
４０ａ、４０ｂ  安全プレート
４２  アクセルピン
４４  安全アームスプリング
４６  スプリング
４８  スライド式ロック
４８ａ  孔
４８ｂ  合わせ面
５０  アクティブプレート
Ａ、Ｂ  接点ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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