(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ本体の操作部への進退物の進入、後退に応じて前記操作部に設けられたカム部材が両方向に回転し、この前記カム部材の両方向の回転によりスイッチ部に設けられた操作ロッドが前記カム部材のカム曲線部を摺接して往復移動することで開閉器が開閉して前記進退物の進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、
前記カム部材は、前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記駆動カムに対して相対的に移動自在に設けられた補助カムとを有し、
前記補助カムは、補助カム曲線部と、前記補助カムと前記駆動カムとを連結する連結手段とを有し、
前記駆動カムは、その外周面に係合部および駆動カム曲線部がそれぞれ形成され、前記進退物の押込みに伴い、前記進退物の一部が前記係合部に係合し、該係合状態のままで前記進退物が前記操作部に進入するに連れて一方向に回転され、前記進退物の引抜きに伴い、前記進退物が前記操作部から後退するに連れて、前記進退物の一部が前記係合部との係合状態から脱するまで他方向に回転され、
前記操作ロッドは、前記駆動カムが回転するのに伴い前記駆動カム曲線部に摺接して往復移動し、
前記連結手段が破損する異常が発生したときに、
前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムが、前記駆動カムに対して相対的に移動して前記補助カム曲線部による周面を形成し、前記進退物の前記操作部への進入状態において、前記操作ロッドを前記補助カム曲線部に摺接させる
ことを特徴とする安全スイッチ。
【請求項２】
前記スイッチ本体のロック機構部に設けられ前記進退物が進入状態にあるときに前記駆動カムの回転をロックするロック体をさらに備え、
前記操作ロッドは、前記駆動カムの両方向への回転に伴い前記駆動カム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することによって往復移動し、
前記補助カム曲線部は、前記駆動カムの前記駆動カム曲線部の径大部分とほぼ同径に形成されており、
前記補助カムは、
前記ロック体が係合するロック部と、
前記連結手段の破損時に、前記進退物の後退に伴う前記駆動カムの回転方向と反対の一方向にのみ前記補助カムの回転を許容し他方向への回転を規制する回転規制手段とをさらに有し、
前記駆動カムの回転軸に回転自在に軸支されて、前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部以外の部分と重合するように前記連結手段により前記駆動カムと連結されており、
前記ロック体が前記ロック部に係合した状態で前記進退物が強制的に後退されることで前記連結手段が破損する異常が発生したときに、
前記進退物の後退に伴って前記駆動カムのみが回転し、前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムの前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成して、前記進退物の再進入による前記操作ロッドの移動を阻止す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】
前記操作ロッドは、前記駆動カムの両方向への回転に伴い前記駆動カム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することによって往復移動し、
前記補助カム曲線部は、前記駆動カムの前記駆動カム曲線部の径大部分とほぼ同径に形成され、
前記補助カムは、前記駆動カムの回転軸に回転自在に軸支されて、前記補助カム曲線部と前記径大部分とが重合するように前記連結手段により前記駆動カムと連結されており、
前記連結手段が破損する異常が発生したときに、前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムが回転移動して前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成し、前記操作ロッドが前記径大部分および前記補助カム曲線部を摺接することで、前記操作ロッドの移動を阻止す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４】
前記連結手段は、前記補助カム曲線部の前記操作ロッドの先端が摺接する部位に設けられた連結部を有し、前記連結部と前記駆動カム曲線部の径大部分に形成された被連結部とを連結して前記補助カムと前記駆動カムとを連結し、
前記連結部が破損して前記被連結部との連結状態が解除される異常が発生したときに、
前記進退物が進入しても、前記補助カムとの連結が解除された前記駆動カムのみが回転し、前記補助カムの前記補助カム曲線部と前記駆動カム曲線部の径大部分とが連続する周面を形成して前記操作ロッドの移動を阻止す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５】
前記進退物として、予め定められた正規物以外の異物が進入した場合に、前記補助カムに係合することで前記駆動カムの回転を阻止する回転阻止手段をさらに備え、
前記回転阻止手段が前記補助カムに係合した状態で前記正規物以外の異物が進入することで前記連結手段が破損する異常が発生したときに、
前記補助カムとの連結が解除された前記駆動カムが前記正規物以外の異物の進入に伴って回転しても、前記補助カムの前記補助カム曲線部と前記駆動カム曲線部の径大部分とが連続する周面を形成して前記操作ロッドの移動を阻止することを特徴とする請求項３または４に記載の安全スイッチ。
【請求項６】
少なくとも、前記駆動カムおよび前記補助カムは、同一のユニットケースに収容されてユニット化され前記スイッチ本体に対して組み込み・取り外し自在に配設されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の安全スイッチ。
【請求項７】
前記スイッチ本体は直方体状を有し、前記スイッチ本体の対向する一組の隅部の一方に進退物進入口が、他方にケーブル引き出し口がそれぞれ形成されており、
前記ケーブル引き出し口からケーブルが、ほぼ前記対向する一組の隅部を結ぶ方向へ引き出されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の安全スイッチ。
【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。
【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接点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。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、駆動カムによりスイッチ部側へ押圧されており、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、操作ロッドが駆動カム側へ移動し、産業機械への電源供給が行われる。
【０００６】
ところで、このような安全スイッチには特許文献１のように、アクチュエータが安全スイッチ内に挿入された後、該アクチュエータを安全スイッチ内で機械的にロックすることにより、アクチュエータの引抜きを防止するロック機構を備えているものがある。このようなロック機構を備えることで、防護扉が閉じられ産業機械が動作している場合にアクチュエータが安全スイッチから不意に引抜かれて防護扉が開放するのを未然に阻止して、さらなる作業者の安全性の向上を図っている。
【０００７】
このロック機能を備える安全スイッチには、左右に移動するロック体、Ｌ字状のロックレバー、プランジャを有するロック機構が設けられている。ロックレバーは中央部が回転自在に軸支され、ロックレバーの左端はロック体の右端部に、右端はプランジャの下端側にそれぞれ回転自在に連結されており、プランジャの移動がロックレバーの回転を経てロック体に伝達される。また、ロック体はバネによって左方へ付勢されている。そのため、駆動カムの時計方向への回転に伴って操作ロッドが駆動カムのカム曲線部の径大部から径小部へと摺接し、バネの付勢により操作ロッドが上方に移動するとともに、ロック体が左方へ移動する。その結果、ロック体が操作ロッドの下方に入り込み、操作ロッドの下方への移動がロック体によって阻止されるため、操作ロッドにより駆動カムが係止される。これによって駆動カムが、回転が阻止されたロック状態に保持され、アクチュエータの引抜きが阻止される。
【０００８】
また、ロック機構のプランジャを駆動するためのプランジャ型電磁石が、スイッチ本体内の右上部に配設されており、該プランジャ型電磁石が外部からの制御によって通電および通電遮断されることにより、プランジャがそれぞれ上動および下動する。そして、駆動カムの回転がロックされた状態ではプランジャ型電磁石は通電遮断の状態にあり、この状態からプランジャ型電磁石が通電されると、その電磁的吸引力によってプランジャが上動し、プランジャの上動によってロックレバーが反時計方向に回転する。これによりロック体が右方へ移動して操作ロッドの下動が可能となり、駆動カムが反時計方向に回転可能な状態となる。その結果、駆動カムがロックされた状態から開放されてアンロック状態となり、アクチュエータの引抜きが可能となる。
【０００９】
また、特許文献２に記載のように、安全性の観点から、例えばドライバーなどの専用のアクチュエータ以外の工具を操作部に挿入して接点を開閉することができないように駆動カムの回転を阻止する回転阻止手段を備えているものがある。
【００１０】
この回転阻止手段を備える安全スイッチの駆動カムの両側には、回転軸の方向に移動自在に一対の回転阻止部材が回転軸と同軸に配設されており、各回転阻止部材はコイルバネによって、駆動カム側に付勢されている。また、各回転阻止部材の駆動カムと対向する面には、ロックピンが突設されており、このロックピンが駆動カムの両側面に形成された凹部に係合すると、駆動カムの回転が阻止されて操作ロッドが移動しないようになっている。
【００１１】
さらに、回転阻止部材のアクチュエータ進入口と対向する面には、アクチュエータの進入時に、アクチュエータの押圧片の先端が当接する傾斜面が形成されている。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、各回転阻止部材がコイルバネの付勢力によって駆動カム側に移動され、ロックピンが駆動カムの凹部に係合して、駆動カムの回転が阻止された状態になっている。
【００１２】
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押圧片の先端が、回転阻止部材の傾斜面を摺動しつつ回転阻止部材をコイルバネの付勢力に抗して駆動カムから離間する方向へ押し広げる。これにより、ロックピンと凹部との係合が解除され、駆動カムは回転可能な状態となる。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−２４５５８４号公報（［００３５］〜［００４４］，図１）
【特許文献２】特開平１０−６９８３１号公報（［００１９］〜［００２９］，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上記したロック機構を備えた安全スイッチでは、駆動カムがロック状態のまま、強引にアクチュエータが引抜かれ、駆動カムの破壊強度を超える力が強制的に加えられると次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、強引にアクチュエータを後退させて引抜かれることで、駆動カムに強制的な回転力が加わり操作ロッドが係合している駆動カムのカム曲線部分が破壊される。その結果、アクチュエータは引抜かれて駆動カムは回転するが、ロック機構はロック状態のままであるため、操作ロッドは上動したままとなる。したがって、スイッチ本体の開閉器はアクチュエータが引抜かれているにも関わらず、アクチュエータが進入状態にある電気信号を発し続けることになる。
【００１５】
また、上記した回転阻止手段を備えた安全スイッチでは、回転阻止手段によって専用のアクチュエータ以外の異物の進入による駆動カムの回転が阻止されたままで、例えば、ドライバーが強引にアクチュエータ進入口に押し込まれ、駆動カムの破壊強度を超える力が強制的に加えられると次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、ドライバー等の異物が操作部に強引に押し込まれることで、駆動カムに強制的な回転力が加わりロックピンが係合している駆動カムの凹部部分が破壊されてしまう。その結果、防護扉が開放された状態のままで駆動カムが回転して操作ロッドが移動してスイッチ本体の開閉器が閉状態へと切り換わり、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。
【００１６】
また、上記した安全スイッチでは、操作ロッドが駆動カムのカム曲線部の径大部と径小部を摺接することで移動してスイッチ部の開閉器の状態が切り換わる。このようなアクチュエータの進入、後退に伴う操作ロッドと駆動カムとの摺接が繰り返されることで、駆動カムのカム曲線部が磨耗することがある。その結果、駆動カムの回転による操作ロッドの移動量が減少し、駆動カムの回転に伴うスイッチ本体の開閉器の開閉状態の切換えが上手く行われない状態となるおそれがある。
【００１７】
このように、専用のアクチュエータ、またはドライバー等の異物といった進退物による操作部への進入、後退操作の異常な操作量によって、安全スイッチが誤動作するおそれがあった。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スイッチ本体の操作部への進退物の所定量を超える操作によってカム部材等が破損することによる誤動作を未然に防止することのできる安全スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、スイッチ本体の操作部への進退物の進入、後退に応じて前記操作部に設けられたカム部材が両方向に回転し、この前記カム部材の両方向の回転によりスイッチ部に設けられた操作ロッドが前記カム部材のカム曲線部を摺接して往復移動することで開閉器が開閉して前記進退物の進入、後退を検出する安全スイッチにおいて、前記カム部材は、前記操作部に回転自在に設けられた駆動カムと、前記駆動カムに対して相対的に移動自在に設けられた補助カムとを有し、前記補助カムは、補助カム曲線部と、前記補助カムと前記駆動カムとを連結する連結手段とを有し、前記駆動カムは、その外周面に係合部および駆動カム曲線部がそれぞれ形成され、前記進退物の押込みに伴い、前記進退物の一部が前記係合部に係合し、該係合状態のままで前記進退物が前記操作部に進入するに連れて一方向に回転され、前記進退物の引抜きに伴い、前記進退物が前記操作部から後退するに連れて、前記進退物の一部が前記係合部との係合状態から脱するまで他方向に回転され、前記操作ロッドは、前記駆動カムが回転するのに伴い前記駆動カム曲線部に摺接して往復移動し、前記連結手段が破損する異常が発生したときに、前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムが、前記駆動カムに対して相対的に移動して前記補助カム曲線部による周面を形成し、前記進退物の前記操作部への進入状態において、前記操作ロッドを前記補助カム曲線部に摺接させることを特徴としている（請求項１）。
【００２０】
このような構成とすれば、連結手段が破損する異常が発生したときに、駆動カムとの連結が解除された補助カムが、駆動カムに対して相対的に移動して補助カム曲線部による周面を形成し、進退物の操作部への進入状態において、操作ロッドを補助カム曲線部に摺接させる。したがって、連結手段が破損する異常が発生したときに補助カム曲線部による周面を形成し、操作ロッドを補助カム曲線部に摺接させることで、カム部材等が破損した異常な状態で操作ロッドが駆動カムの駆動カム曲線部を摺接して往復移動することによる誤動作を未然に防止できる。
【００２１】
また、前記スイッチ本体のロック機構部に設けられ前記進退物が進入状態にあるときに前記駆動カムの回転をロックするロック体をさらに備え、前記操作ロッドは、前記駆動カムの両方向への回転に伴い前記駆動カム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することによって往復移動し、前記補助カム曲線部は、前記駆動カムの前記駆動カム曲線部の径大部分とほぼ同径に形成されており、前記補助カムは、前記ロック体が係合するロック部と、前記連結手段の破損時に、前記進退物の後退に伴う前記駆動カムの回転方向と反対の一方向にのみ前記補助カムの回転を許容し他方向への回転を規制する回転規制手段とをさらに有し、前記駆動カムの回転軸に回転自在に軸支されて、前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部以外の部分と重合するように前記連結手段により前記駆動カムと連結されており、前記ロック体が前記ロック部に係合した状態で前記進退物が強制的に後退されることで前記連結手段が破損する異常が発生したときに、前記進退物の後退に伴って前記駆動カムのみが回転し、前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムの前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成して、前記進退物の再進入による前記操作ロッドの移動を阻止する構成でもよい（請求項２）。
【００２２】
このように構成された発明では、進退物がスイッチ本体の操作部に押込まれるのに伴い、該進退物の一部が係合部と係合し、該係合状態のままで進退物が操作部に進入するに連れて駆動カムが一方向に回転される。この駆動カムの回転に伴い、操作ロッドがカム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することで移動し、該操作ロッドの移動に伴ってスイッチ部の開閉器が開閉する。そして、進退物が進入状態にあるときに、ロック体と補助カムが有するロック部とが係合して、駆動カムの回転がロックされる。その結果、該駆動カムと係合している進退物の後退が阻止され、該進退物を操作部から引抜くことが不可能となる。
【００２３】
このように、駆動カムの回転がロックされている状態で強引に進退物を後退させて操作部から引抜こうとした場合、進退物の一部が駆動カムの係合部に係合しているため、駆動カムに強制的な回転力が加わる。ところが、補助カムのロック部にはロック体が係合したままであるため、進退物を引抜く力が大きい場合、補助カムと駆動カムとを連結している連結手段が破損する異常が発生することがある。
【００２４】
そして、連結手段が破損する異常が発生したときに、進退物が後退するのに伴い、進退物の一部が駆動カムの係合部との係合状態から脱するまで駆動カムのみが回転して、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成する。このとき、補助カムは回転規制手段によって、進退物の後退に伴う駆動カムの回転方向と反対の一方向にのみ回転が許容されているため、補助カムが他方向に回転することが防止され、補助カム曲線部と駆動カム曲線部の径大部分とで形成された周面は連続した状態で維持される。したがって進退物が引抜かれた後、進退物が操作部へ再進入された場合には、操作ロッドは補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続して形成された周面を摺接するため、操作ロッドの移動が阻止される。
【００２５】
このように、駆動カムの回転がロックされた状態にある安全スイッチから進退物が強引に引抜かれた場合には、駆動カムが破損するのを未然に防止して補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面が形成される。そのため、駆動カム曲線部は破損することなく正常な状態であるため、進退物の後退に伴う駆動カムの他方向への回転に伴って操作ロッドが駆動カム曲線部を径小部分から径大部分へと摺接することで移動する。したがって、進退物の強引な引抜きにも関わらず、操作ロッドが移動して開閉器の状態が正常に切り換わるので、例えば、この開閉器の開閉に基づいて進退物の引抜き（後退）を検出することができる。
【００２６】
そして、進退物が引抜かれた後、進退物が操作部へ再進入された場合には、補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続して形成された周面を操作ロッドが摺接するので、該操作ロッドの移動が阻止される。したがって、連結手段が破損して、ロック機構が駆動カムをロックできない異常が発生しているにも関わらず、進退物が挿入されることで安全スイッチの開閉器の開閉状態が切り換わることを防止できる。このように、例えば駆動カムが破損するのを未然に防止して進退物の引抜きを正常に検出することができるとともに、安全スイッチに異常が発生した状態で使用されるのを防止することができる。したがって、駆動カムが破損して安全スイッチが誤動作するのを未然に防止することができる。このように、進退物が所定以上の力で強引に引抜かれるという異常な操作が操作部に対して行われることによる誤動作を未然に防止できる。
【００２７】
また、前記操作ロッドは、前記駆動カムの両方向への回転に伴い前記駆動カム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することによって往復移動し、前記補助カム曲線部は、前記駆動カムの前記駆動カム曲線部の径大部分とほぼ同径に形成され、前記補助カムは、前記駆動カムの回転軸に回転自在に軸支されて、前記補助カム曲線部と前記径大部分とが重合するように前記連結手段により前記駆動カムと連結されており、前記連結手段が破損する異常が発生したときに、前記駆動カムとの連結が解除された前記補助カムが回転移動して前記補助カム曲線部が前記駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成し、前記操作ロッドが前記径大部分および前記補助カム曲線部を摺接することで、前記操作ロッドの移動を阻止する構成でもよい（請求項３）。
【００２８】
このように構成された発明では、進退物がスイッチ本体の操作部に押込まれるのに伴い、該進退物の一部が係合部と係合し、該係合状態のままで進退物が操作部に進入するに連れて駆動カムが一方向に回転される。この駆動カムの回転に伴い、操作ロッドが駆動カム曲線部の径大部分と径小部分とを摺接することによって移動し、該操作ロッドの移動に伴って、スイッチ部の開閉器が開閉する。
【００２９】
また、この安全スイッチの駆動カムには、駆動カム曲線部の径大部分とほぼ同じ形状に形成された補助カム曲線部を有する補助カムが、補助カム曲線部と駆動カム曲線部の径大部分とが重合するように連結手段によって連結されている。そして、連結手段が破損する異常が発生したときには、駆動カムとの連結が解除された補助カムが回転移動して補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成する。
【００３０】
そして、このようにして形成された連続する周面を操作ロッドが摺接することで、該操作ロッドの移動を阻止することができる。したがって、例えば、駆動カムの破壊強度を超える何らかの外力が加わったとしても、連結手段が破損することで補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成して操作ロッドの移動が阻止されるので、例えば駆動カムが破損することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止することができる。このように、駆動カムの破壊強度を超える何らかの外力が操作部に所定以上の操作量で加わることによる誤動作を未然に防止できる。
【００３１】
また、前記連結手段は、前記補助カム曲線部の前記操作ロッドの先端が摺接する部位に設けられた連結部を有し、前記連結部と前記駆動カム曲線部の径大部分に形成された被連結部とを連結して前記補助カムと前記駆動カムとを連結し、前記連結部が破損して前記被連結部との連結状態が解除される異常が発生したときに、前記進退物が進入しても、前記補助カムとの連結が解除された前記駆動カムのみが回転し、前記補助カムの前記補助カム曲線部と前記駆動カム曲線部の径大部分とが連続する周面を形成して前記操作ロッドの移動を阻止する構成でもよい（請求項４）。
【００３２】
このような構成とすれば、例えば、補助カム曲線部に設けられた連結部が操作ロッドの先端との摺接を繰り返すことにより、該連結部が磨耗して破損し、連結部と被連結部との連結状態が解除される異常が発生したときには、進退物が進入しても補助カムとの連結が解除された駆動カムのみが回転し、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成する。したがって、このようにして形成された連続した周面を操作ロッドが摺接することで、該操作ロッドの移動を阻止することができる。そのため、例えば駆動カムが磨耗したりすることで破損し、安全スイッチが誤動作することを未然に防止できる。したがって、進退物の操作部への進入、後退操作が所定の回数以上繰り返されて補助カム曲線部に設けられた連結部が操作ロッドの先端との摺接を繰り返すことにより、該連結部が磨耗して破損するという異常な操作が操作部に対して行われることによる誤動作を未然に防止できる。
【００３３】
また、連結手段（連結部）、駆動カムおよび操作ロッドの硬度や厚さ、大きさ等を適切に設定することで、連結手段の耐久力（製品寿命）を任意に設定してもよい。このような構成とすれば、連結部を予め設定した使用回数（進退物の安全スイッチへの進入、後退の回数）で意図的に破損させることができる。したがって、安全スイッチを、予め設定しておいた使用回数を超えて使用した場合に、意図的に安全スイッチを使用不能にすることが可能となる。そのため、駆動カム等が不意に破損することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止することができる。
【００３４】
また、前記進退物として、予め定められた正規物以外の異物が進入した場合に、前記補助カムに係合することで前記駆動カムの回転を阻止する回転阻止手段をさらに備え、前記回転阻止手段が前記補助カムに係合した状態で前記正規物以外の異物が進入することで前記連結手段が破損する異常が発生したときに、前記補助カムとの連結が解除された前記駆動カムが前記正規物以外の異物の進入に伴って回転しても、前記補助カムの前記補助カム曲線部と前記駆動カム曲線部の径大部分とが連続する周面を形成して前記操作ロッドの移動を阻止する構成でもよい（請求項５）。
【００３５】
このような構成とすれば、回転阻止手段が補助カムに係合することで駆動カムの回転が阻止されている状態で、予め定められた正規物以外の異物である、例えばドライバーが強引に安全スイッチ内に挿入されることによって連結手段が破損する異常が発生したときには、ドライバーの進入に伴い補助カムとの連結が解除された駆動カムのみが回転移動して、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成する。したがって、駆動カム曲線部の径大部分に補助カム曲線部が連続して形成された周面を操作ロッドが摺接することで、該操作ロッドの移動を阻止することができる。
【００３６】
そのため、予め定められた正規物（例えば専用のアクチュエータ）以外の異物が安全スイッチ内に強引に挿入されて駆動カムに破壊強度を超える力が加わったとしても、連結手段が破損することで、例えば駆動カムが破損するのを未然に防止することができ、安全スイッチが誤動作することを防止できる。したがって、正規物以外の異物が操作部に強引に挿入されて駆動カムに破壊強度を超える所定以上の力が加わるという異常な操作が行われることによる誤動作を未然に防止できる。
【００３７】
また、少なくとも、前記駆動カムおよび前記補助カムは、同一のユニットケースに収容されてユニット化され前記スイッチ本体に対して組み込み・取り外し自在に配設されている構成でもよい（請求項６）。このような構成とすれば、駆動カムおよび補助カムを同一のユニットケースに収容し、ユニット化してスイッチ本体に対して組み込み・取り外し自在に配設しているため、例えば、補助カムの連結手段に異常が発生した場合には、このユニットを交換すればよく、短時間で作業効率よく安全スイッチを復元することができる。
【００３８】
また、前記スイッチ本体は直方体状を有し、前記スイッチ本体の対向する一組の隅部の一方に進退物進入口が、他方にケーブル引き出し口がそれぞれ形成されており、前記ケーブル引き出し口からケーブルが、ほぼ前記対向する一組の隅部を結ぶ方向へ引き出されている構成でもよい（請求項７）。このような構成とすれば、進退物進入口と、ケーブル引き出し口との関係から、ケーブルの引き出し方向の自由度が高く、安全スイッチを壁面または防護扉へ配設可能であり、また、進退物進入口が水平／垂直向きのどちらにでも配設可能となる。また、安全スイッチを裏表、どちらの面でも配設場所へ密着させることができる。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。
【００３９】
また、前記開閉器が、前記スイッチ本体内において外部接続用ケーブルの端部に電気的に接続され、前記開閉器の開閉による電気信号によって前記進退物の進入、後退の状態を検出するものである構成でもよい。このような構成とすれば、開閉器の開閉による電気信号により、外部から進退物の進入、後退を検出することができる。
【００４０】
また、前記スイッチ本体内に設けられた常開開閉器および外部装置の動作制御に使用される常閉開閉器を備え、前記進退物の進入に伴う前記操作ロッドの移動により、前記常開開閉器および常閉開閉器がそれぞれ開状態および閉状態となり、前記常開開閉器の開状態により、前記進退物の進入を検出するための電気信号が得られ、前記常閉開閉器の閉状態により前記外部装置を操作不能状態から操作可能状態にする構成でもよい。このような構成とすれば、進退物の進入に伴い常閉開閉器が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、常開開閉器は進退物の進入に伴って開状態となる。このように、常閉開閉器とは逆の開閉動作を行う常開開閉器の開閉状態をモニタすることにより、進退物の進入、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。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、連結手段が破損する異常が発生したときに補助カム曲線部による周面を形成し、操作ロッドを補助カム曲線部に摺接させるため、カム部材等が破損した異常な状態で操作ロッドが駆動カムの駆動カム曲線部を摺接して往復移動することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止できる。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明によれば、駆動カムの回転がロックされた状態にある安全スイッチから進退物が強引に引抜かれた場合には、連結手段が破損することで、例えば駆動カムが破損するのが未然に防止されて駆動カムのみが回転移動し、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面が形成される。このとき、駆動カム曲線部は破損することなく正常な状態であるため、進退物の後退に伴う駆動カムの他方向への回転に伴って操作ロッドが駆動カム曲線部を径小部分から径大部分へと摺接して、開閉器の状態が正常に切り換わるので進退物の引抜きを検出することができる。そして、進退物が引抜かれた後、進退物が操作部へ再進入された場合には、補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続して形成された周面を操作ロッドが摺接するので、該操作ロッドの移動が阻止される。したがって、ロック機構が駆動カムをロックできない異常が発生しているのにも関わらず、進退物が挿入されることによる安全スイッチの開閉器の開閉状態の切り換わりを防止することができ、安全スイッチの誤動作を未然に防止することができ、安全を確保することができる。
【００４３】
また、請求項３に記載の発明によれば、連結手段が破損する異常が発生したときには、補助カム曲線部と駆動カム曲線部の径大部分とが重合するように連結されていた補助カムが回転移動して、補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成する。したがって、駆動カム曲線部の径大部分に補助カム曲線部が連続して形成された周面を操作ロッドが摺接することで、該操作ロッドの移動を阻止することができるので、例えば駆動カムが破損することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止することができる。
【００４４】
また、請求項４に記載の発明によれば、例えば、補助カム曲線部に設けられた連結部が操作ロッドの先端との摺接を繰り返すことで、該連結部が磨耗して破損してしまい被連結部との連結状態が解除される異常が発生したときには、進退物が進入しても補助カムとの連結が解除された駆動カムのみが回転し、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成するため、操作ロッドの移動を阻止することができる。したがって、例えば駆動カムの磨耗が生じ、安全スイッチが誤動作することを未然に防止することができる。
【００４５】
また、請求項５に記載の発明によれば、回転阻止手段が補助カムに係合することで駆動カムの回転が阻止されている状態で、正規物以外のドライバー等の異物が強引に安全スイッチ内に挿入されることによって連結手段が破損する異常が発生したときには、補助カムとの連結が解除された駆動カムのみが回転移動して補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に連続する周面を形成するため、操作ロッドの移動を阻止することができる。したがって、正規物（例えば専用のアクチュエータ）以外の異物が安全スイッチ内に強引に挿入されて駆動カムに破壊強度を超える力が加わったとしても、連結手段が破損することで、例えば駆動カムが破損するのを未然に防止することができ、安全スイッチの誤動作を防止することができる。
【００４６】
また、請求項６に記載の発明によれば、駆動カムおよび補助カムを同一のユニットケースに収容し、ユニット化してスイッチ本体に対して組み込み・取り外し自在に配設しているため、例えば、補助カムの連結手段に異常が発生した場合には、このユニットを交換すればよく、短時間で作業効率よく安全スイッチを復元することができる。
【００４７】
請求項７に記載の発明によれば、進退物進入口と、ケーブル引き出し口との関係から、ケーブルの引き出し方向の自由度が高く、安全スイッチを壁面または防護扉へ配設可能であり、また、進退物進入口を水平／垂直向きのどちらにでも、また、安全スイッチを配設場所に裏表、どちらの面でも密着して配設することもできる。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図１ないし図１０を参照して説明する。図１ないし図３はスイッチ本体の断面図、図４は駆動カムの拡大図、図５および図６は図１のＡ−Ａ線矢視断面図であってそれぞれ異なる状態を示す図、図７はスイッチ本体の断面図、図８は駆動カムの拡大図、図９はカムユニットケースを示す図、図１０は安全スイッチの外観図である。
【００４９】
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、図１に示すように、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。
【００５０】
このとき、スイッチ本体１は、操作部５とスイッチ部７とロック機構部８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（本発明の「進退物」、「正規物」に相当）３は防護扉に固着され、その位置は操作部５の側面に形成されたアクチュエータ進入口９ａ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（本発明の「進退物進入口」に相当）９ａ内に進入する。なお、アクチュエータ３は、図１に示すように、基部３ａと、この基部３ａから突出する一対の押圧片３ｂと、これら両押圧片３ｂを互いに連結する連結片３ｃとから構成されている。このとき、幅が大きく厚みの薄い平板状のアクチュエータの押圧片と比べ、両押圧片３ｂは幅が小さく厚みのある形状を有し、連結片３ｃを通る断面がコ字状を成している。
【００５１】
スイッチ本体１の左上部に配設された操作部５は、図１ないし図６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１５１と、後述するように、駆動カム１５１に形成された切込１５１ｈ内に駆動カム１５１の回転軸に回転自在に設けられた補助カム１６１と、補助カム１６１と同様に駆動カム１５１の両側で駆動カム１５１の回転軸１３と同軸に駆動カム１５１とは連動せずに回転自在に設けられた一対の中間部材１７と、駆動カム１５１の回転を阻止する一対の回転阻止部材１９とを備えている。なお、図１ないし図３、図９に示す駆動カム１５１は、図４に示す駆動カム１５１の回転軸１３にほぼ直交する平面での断面図であり、図７および図８（ｂ）に示す駆動カム１５１は図８（ａ）に示す駆動カム１５１の回転軸１３にほぼ直交する平面での断面図である。
【００５２】
この駆動カム１５１の上部外周面には、アクチュエータ３の連結片３ｃが嵌挿する係合部１５１ａが、上記したアクチュエータ進入口９ａから覗く位置に形成されている。また、駆動カム１５１の下部外周面には駆動カム曲線部１５１ｃが形成されており、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の半球状の先端が駆動カム１５１の駆動カム曲線部１５１ｃを摺接する。そして、駆動カム１５１の回転に伴って操作ロッド２１が進入、後退して往復移動すると、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。
【００５３】
また、図４および図８（ａ）に示すように、この駆動カム１５１には、周面に深い溝状の切込１５１ｈが形成され、この切込１５１ｈ内に補助カム１６１が回転軸１３を回転の中心軸として回転自在に配設されている。さらに、この切込１５１ｈに、後述するロック機構部８のロック体８０が係合するロック部１６１ｄがその一部に形成された補助カム１６１が、回転自在に駆動カム１５１の周面の一部をなすように装着されている。
【００５４】
また、補助カム１６１には、駆動カム曲線部１５１ｃの径大部分とほぼ同径の補助カム曲線部１６１ａが形成されている。そして、補助カム曲線部１６１ａが駆動カム曲線部１５１ｃ以外の部分と重合するように、駆動カム１５１に形成された連結溝１５１ｅに連結部材１６１ｂの連結ピン１６１ｂ１が挿通されることで、補助カム１６１は駆動カム１５１に対して回転不能に固定されている。その結果、この回転不能に固定された状態で、補助カム１６１のロック部１６１ｄが駆動カム１５１の周面に露呈して、ロック体８０が当該ロック部１６１ｄに係合することで補助カム１６１に連結された駆動カム１５１の回転がロックされる。このように、連結部材１６１ｂが本発明の「連結手段」として機能している。
【００５５】
また、補助カム１６１には、後述するように補助カム１６１と駆動カム１５１とを回転不能に固定している連結部材１６１ｂ（連結ピン１６１ｂ１）が破損したときに、アクチュエータ３の後退に伴う駆動カム１５１の回転方向（反時計方向）と反対の一方向（時計方向）にのみ補助カム１６１の回転を許容し、他方向への補助カム１６１の回転を規制する係合爪１６１ｃが設けられている。そして、この係合爪１６１ｃが駆動カム１５１の周面のうち、駆動カム曲線部１５１ｃの径小部の右上方部分に係合することで補助カム１６１の他方向への回転が規制される（図８参照）。このように、係合爪１６１ｃが本発明の「回転規制手段」として機能している。なお、本実施形態では、駆動カム１５１に切込１５１ｈを形成して、この切込１５１ｈに補助カム１６１を配設しているが、同形の駆動カム２枚によって補助カム１６１を挟持する構成としてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
また、駆動カム１５１の周面であって駆動カム曲線部１５１ｃの左端側には、係止部１５１ｄが形成されている。そして、図１および図５に示すように、この係止部１５１ｄに両回転阻止部材１９が当接して駆動カム１５１を係止することにより、駆動カム１５１の回転が阻止されている。
【００５７】
また、両中間部材１７の外周面には、アクチュエータ３の押圧片３ｂの先端部分が当接する当接部が挿入孔９ａから覗く位置に形成されており、アクチュエータ３の進入に伴って押圧片３ｂの先端により当接部が押圧されると、両中間部材１７が図１の紙面に向かって時計回り方向に回転して初期位置である第１の位置から、両回転阻止部材１９をそれぞれ回転阻止解除位置へと移動させる第２の位置へと変位する。
【００５８】
そして、両中間部材１７は、第２の位置で両回転阻止部材１９それぞれを後述するように、図５に示す回転阻止位置から図６に示す回転阻止解除位置へと移動させる。また、図５に示すように、これら両中間部材１７の外側面下部には、中間部材１７の厚みが次第に薄くなるような円弧状の傾斜面１７ｃが形成されており、後述する回転阻止部材１９の板状部２７の端部２７ａと摺接している。
【００５９】
さらに、回転軸１３の両端部には、一対のねじりバネ２３がそれぞれ巻回され、両ねじりバネ２３の一端部が両中間部材１７の外側面に、他端部がケース部材１１の内面にそれぞれ固定され、両ねじりバネ２３によって、両中間部材１７は常時第２の位置から第１の位置へと付勢されている。
【００６０】
両回転阻止部材１９は、図５に示すように、駆動カム１５１の係止部１５１ｄと係合する円筒部２５と、この円筒部２５の外側面に設けられた板状部２７とから構成され、駆動カム１５１の係止部１５１ｄの近傍に回転軸１３に平行に軸部材２９が設けられ、この軸部材２９に両回転阻止部材１９が軸方向に移動自在に支持されている。また、軸部材２９の両端部に一対のコイルバネ３１が巻回され、両回転阻止部材１９の円筒部２５が互いに突き合わされる方向に両回転阻止部材１９が付勢され、両コイルバネ３１により、両回転阻止部材１９が後述する回転阻止解除位置から回転阻止位置へと付勢されている。
【００６１】
そして、図５に示すように、両回転阻止部材１９が、互いにその板状部２７と反対側面である円筒部２５の側面同士を突き合わせた状態の回転阻止位置にあるときには、両回転阻止部材１９の円筒部２５の周面が、駆動カム１５１の係止部１５１ｄに当接して係合し、た駆動カム１５１が回転しないように駆動カム１５１の回転を阻止する。
【００６２】
一方、図６に示すように、両回転阻止部材１９が、互いに離間してケース部材１１の内面に接近する方向に移動し、両回転阻止部材１９の円筒部２５と係止部１５１ｄとの係合状態が解除された回転阻止解除位置にある場合には、駆動カム１５１の回転阻止状態が解除され、駆動カム１５１は回転可能な状態となる。ここで、各回転阻止部材１９それぞれが回転阻止位置から回転阻止解除位置に移動するときの移動量は、図５に示すように、両回転阻止部材１９の円筒部２５それぞれと係止部１５１ｄとが当接している回転軸１３方向における長さＬより若干長い距離Ｌｔ（＞Ｌ）となっており、両回転阻止部材１９それぞれは、両コイルバネ３１の付勢力によって、この距離以上ケース部材１１の内面に接近する方向に移動しないようになっている。
【００６３】
さらに、図５に示すように、両回転阻止部材１９の板状部２７の端部２７ａは円弧状に形成されており、両回転阻止部材１９の端部２７ａそれぞれが、上記した両中間部材１７の傾斜面１７ｃそれぞれと摺接するようになっている。
【００６４】
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が着脱自在に取り付けられるように構成されている。そして、アクチュエータ進入口９ａが形成されたケース部材１１側の隅部に対向するケース部材３３側の隅部には、外部接続用ケーブルのケーブル引き出し口３３ａが形成されている。また、図１に示すように、ケース部材３３の外面には、スイッチ本体１を産業機械の防護扉周縁の壁面に取り付けるためのボルトが挿入される一対の取付孔３３ｂが形成されている。
【００６５】
ところで、開閉器部７０には、操作ロッド２１の他端部に接し操作ロッド２１と一体となって移動する可動部材３７と、この可動部材３７に連動して開閉する第１および第２常閉開閉器３９，４０とを備えている。各常閉開閉器３９，４０は、それぞれ可動接点３９ａ，４０ａと固定接点３９ｂ，４０ｂとからなり、各可動接点３９ａ，４０ａは可動部材３７に固定され、各固定接点３９ｂ，４０ｂは開閉器部７０に配設された枠部材４３に固定されている。ここで、各常閉開閉器３９，４０のうち、例えば、常閉開閉器３９は産業機械への電源供給及び遮断用であり、後述するロック機構部８に配設された常閉開閉器と直列に接続されている。また、常閉開閉器４０はこれら電源供給及び遮断用の開閉器の開閉状態のモニタ用である。
【００６６】
そして、可動部材３７は、板状の基板部４５と、この基板部４５の一方面（図１の表面側）の両端に立設される第１取付部５３および第２取付部５４とから構成されており、その一端側が操作ロッド２１の他端と当接するとともに、その他端側にコイルバネ（図示省略）が取り付けられ、コイルバネによって可動部材３７が操作部５の方向、すなわち上方に付勢されている。また、各取付部５３，５４には、一対の突起５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂがそれぞれ可動部材３７の長手方向に互いに対向して設けられている。
【００６７】
そして、第１，２常閉開閉器３９，４０の可動接点３９ａ，４０ａが、一方の突起５３ａ，５４ａの根元部それぞれに着脱自在に取り付けられるとともに、各対の突起５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂにぞれぞれ外嵌されたバネ（図示省略）によって、各可動接点３９ａ，４０ａが各取付部５３，５４に押し付けられて固定されており、これらのバネにより、特に図２に示されるように、各可動接点３９ａ，４０ａそれぞれと各固定接点３９ｂ，４０ｂそれぞれとの間の接触力が発生されている。
【００６８】
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各常閉開閉器３９，４０とが電気的に接続され、各常閉開閉器３９，４０が開閉することによる電気信号によって、アクチュエータ３の操作部５への進入、後退の検出および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。
【００６９】
ところで、第２常閉開閉器４０の固定接点４０ｂは、図１に示すように、開閉器部７０の枠部材４３に形成された常閉開閉器用取付部４３ａに着脱自在に取り付けられ、可動接点４０ａとともにその取り付け位置および取り付け状態を変更可能に取り付けられており、第２常閉開閉器４０を常開開閉器に切り換えることができるようになっている。
【００７０】
すなわち、枠部材４３には、上記した常閉開閉器用取付部４３ａに加え、固定接点４０ｂが着脱自在に取り付けられる常開開閉器用取付部４３ｂが形成されており、第２常閉開閉器４０の可動接点４０ａを一方の突起５４ａから取り外して他方の突起５４ｂ側に取り付けるとともに、固定接点４０ｂを常閉開閉器用取付部４３ａから取り外して常開開閉器用取付部４３ｂに取り付けることにより、第２常閉開閉器４０を常開開閉器に切り換えることができる。こうすることで、この常開開閉器は、第１常閉開閉器３９と逆の開閉動作を行うため、第２常閉開閉器４０の場合とは異なる動作のモニタ用開閉器として用いることができ、用途に応じて常閉と常開の選択を行うことができる。
【００７１】
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はコイルバネに抗して駆動カム１５１のカム曲線部１５１ｃの径大部分により押圧されてほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態にあり、操作ロッド２１により可動部材３７が押し込まれている。これによって、各常閉開閉器３９，４０の可動接点３９ａ，４０ａおよび固定接点３９ｂ，４０ｂが離間し、各常閉開閉器３９，４０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。
【００７２】
次に、ロック機構部８について説明する。このロック機構部８は、図１に示すように、ケース部材３３の内部であって操作部５の右方に配設され、上記したロック体８０とロック体８０を移動させる駆動部８１とを有するロック機構８ａと、常開および常閉開閉器が内蔵されたロック開閉器部８ｂと、手動ロック解除機構８ｃとから構成されている。
【００７３】
ロック機構８ａを構成するロック体８０は図１に示すアンロック位置と、図２に示すロック位置との間を、駆動カム１５１の回転軸１３に対してほぼ直交方向に移動自在にロック体支持部８０１に支持されている。また、ロック体８０の先端部８０ａの外径は基部８０ｂの外径よりも小さく構成されるとともに、楕円形もしくは板状に形成されており、後述するように上記した連結部材１６１ｂが破損した場合には駆動カム１５１の切込１５１ｈに進入可能に構成されている。そして、ロック体８０がロック位置に移動した際、先端部８０ａが補助カム１６１のロック部１６１ｄと係合することによって、補助カム１６１に連結された駆動カム１５１の回転をロックする。一方、ロック体８０がアンロック位置に移動した際、先端部８０ａとロック部１６１ｄとの係合が解除され、駆動カム１５１が回転可能な状態となる。
【００７４】
また、駆動部８１は、コアにコイルが巻回されてなり、通電により発生した電磁的吸引力によって略Ｌ字形の鉄等の磁性材料からなる作動体８１ｂが変位するヒンジ型電磁石８１ａと、作動体８１ｂを左方に付勢する板バネからなる復帰バネ８１ｃと、作動体８１ｂの変位をロック体８０へ伝達するリンク体８１ｄとで構成されている。ヒンジ型電磁石８１ａは、その中心軸方向がロック体８０の移動方向に対してほぼ直交して配設されており、ロック開閉器部８ｂのケース８２に支持されている。また、図１に示すように、ヒンジ型電磁石８１ａとケース８２との間には隙間８３が生じるように、ヒンジ型電磁石８１ａはケース８２に支持されており、隙間８３に作動体８１ｂと復帰バネ８１ｃとが配設されている。
【００７５】
作動体８１ｂは、その屈曲部８１ｂ１が鈍角となるように構成された略Ｌ字形の部材であって、屈曲部８１ｂ１部分を揺動の中心軸として揺動自在に隙間８３内に配設されている。また、復帰バネ８１ｃは、隙間８３内であって、作動体８１ｂの右方に、その付勢力が左方を向くように配設されている。また、作動体８１ｂの上端部８１ｂ２にはリンク体８１ｄが連結されており、リンク体８１ｄにロック体８０が軸支されている。
【００７６】
したがって、図２に示すように、ヒンジ型電磁石８１ａが通電遮断されていれば、作動体８１ｂは復帰バネ８１ｃによって左方に付勢され、上端部８１ｂ２は屈曲部８１ｂ１部分を揺動の中心軸として左方に移動する。そして、上端部８１ｂ２が左方に移動するのに伴い、上端部８１ｂ２に連結されているリンク体８１ｄが左方に移動して、リンク体８１ｄに軸支されているロック体８０が図２中の矢印方向、すなわちロック位置へと移動する。
【００７７】
一方、図３に示すように、ヒンジ型電磁石８１ａが通電されていれば、作動体８１ｂの下左端部８１ｂ３がヒンジ型電磁石８１ａの電磁的吸引力によってヒンジ型電磁石８１ａへ吸引される。その結果、作動体８１ｂの上端部８１ｂ２は復帰バネ８１ｃの付勢力に抗しつつ、屈曲部８１ｂ１を揺動の中心軸として右方に移動する。そして、上端部８１ｂ２が右方に移動するのに伴い、上端部８１ｂ２に連結されているリンク体８１ｄが右方に移動して、リンク体８１ｄに軸支されているロック体８０が図３中の矢印方向、すなわちアンロック位置へと移動する。
【００７８】
また、ロック開閉器部８ｂのケース８２内には常開および常閉開閉器が配設されている（図示省略）。これら、常開および常閉開閉器のうちの可動接点を有する端子板はそれぞれ、上記したリンク体８１ｄに支持されている。したがって、これらの可動接点はリンク体８１ｄの動きに連動して、それぞれ同じ方向に移動することとなる。この実施形態では、リンク体８１ｄが左方に移動した場合、すなわち、ロック体８０がロック位置へ移動した場合、常開および常閉開閉器は、それぞれ開および閉状態となり、リンク体８１ｄが右方へ移動した場合、すなわち、ロック体８０がアンロック位置へ移動した場合、常開および常閉開閉器は、それぞれが閉および開状態となるように構成されている。また、上記したように、例えば、ケース８２内の常閉開閉器と、開閉器部７０に配設された開閉器のうち、産業機械と接続されている常閉開閉器３９とが直列に接続されている。また、これらの常開開閉器の電気信号をモニタすることによって、ロック体８０の動作を検出することができる。
【００７９】
また、手動ロック解除機構８ｃは凸部８４ａを有する解除カム８４を備えている。図２に示すように、ロック体８０がロック位置へ移動して、ロック体８０とロック部１６１ｄとが係合状態にある場合に、スイッチ本体１の外部から、解除キー等によって解除カム８４を時計回りに回転させることによって、ロック状態を解除することができる。すなわち、解除カム８４を時計方向に回転させることによって、凸部８４ａがリンク体８１ｄと摺接しつつ、リンク体８１ｄを右方へ移動させることができる。その結果、リンク体８１ｄが右方へ移動するのに伴い、リンク体８１ｄに軸支されているロック体８０も連動して右方へ移動し、ロック体８０とロック部１６１ｄとの係合状態が解除され、駆動カム１５１を回転可能な状態とすることができる。
【００８０】
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ないし３、５、６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はコイルバネに抗して駆動カム１５１のカム曲線部１５１ｃの径大部分により押圧されてほとんどの部分がスイッチ部７側に没した状態にあり、操作ロッド２１により可動部材３７が押し込まれている。これによって、各常閉開閉器３９，４０の可動接点３９ａ，４０ａおよび固定接点３９ｂ，４０ｂが離間し、各常閉開閉器３９，４０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。また、ロック体８０は復帰バネ８１ｃに抗して駆動カム１５１の外周部により押圧されてアンロック位置へと移動しており、ロック開閉器部８ｂの常開および常閉開閉器は、それぞれ閉および開状態となっている。
【００８１】
次に、図１および図５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６に示すように、アクチュエータ３の押圧片３ｂにより両中間部材１７の当接部が押圧され、両中間部材１７が図１紙面に向って時計回り方向に回転し、初期位置である第１の位置から第２の位置へ変位する。このとき、両中間部材１７の傾斜面１７ｃが、両回転阻止部材１９の端部２７ａにそれぞれ摺接し、これにより、円筒部２５同士が突き合わされた状態にあった両回転阻止部材１９がコイルバネ３１に抗して押し広げられ、両回転阻止部材１９は回転阻止解除位置へ移動する。その結果、両回転阻止部材１９の円筒部２５と、駆動カム１５１の係止部１５１ｄとの係合状態が解除され、駆動カム１５１は回転可能な状態となる。
【００８２】
この状態から、さらにアクチュエータ３が進入すると、図２に示すようにアクチュエータ３の連結片３ｃが駆動カム１５１の係合部１５１ａと係合し、アクチュエータ３が進入するに連れて駆動カム１５１が時計方向（一方向）に回転される。駆動カム１５１が回転するのに伴い、操作ロッド２１の先端がカム曲線部１５１ｃの径大部分から径小部分へと摺接しつつ、操作ロッド２１がコイルバネの付勢力によって上方に移動する。操作ロッド２１が上方に移動するのに伴って、常閉開閉器３９，４０が開状態から閉状態となる。
【００８３】
また、駆動カム１５１の回転に伴い、ロック部１６１ｄがロック体８０と対向する位置に移動することによって、復帰バネ８１ｃの付勢力によってロック体８０が左方に移動して、ロック部１６１ｄとロック体８０の先端部８０ａとが係合状態となり、駆動カム１５１の回転がロックされてアクチュエータ３の引抜きが阻止された状態となる（図２参照）。また、ロック体８０がロック位置へ移動することによって、ロック開閉器部８ｂの常開および常閉開閉器は、それぞれ開および閉状態へと切り換わる。したがって、ロック開閉器部８ｂの常閉開閉器および第１常閉開閉器３９が同時に閉状態となるため、これらの常閉開閉器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。
【００８４】
続いて、ヒンジ型電磁石８１ａが外部からの制御によって通電された場合、図３に示すように、作動体８１ｂの下左端部８１ｂ３がヒンジ型電磁石８１ａの電磁的吸引力によってヒンジ型電磁石８１ａに向って吸引される。そのため、作動体８１ｂの上端部８１ｂ２は復帰バネ８１ｃの付勢力に抗しつつ屈曲部８１ｂ１を揺動の中心軸として右方に移動するため、ロック体８０が右方のアンロック位置へと移動する。したがって、ロック体８０とロック部１６１ｄとの係合状態が解除されるため、駆動カム１５１の回転のロック状態が解除され、アクチュエータ３が後退可能になり、防護扉等を開放する事が可能な状態となる。
【００８５】
また、ロック体８０がアンロック位置へと移動するのに伴い、ロック開閉器部８ｂの常閉開閉器および常開開閉器が、それぞれ開および閉状態に切り換わり、その結果、ロック開閉器部８ｂの常閉開閉器および第１常開開閉器３９と直列に接続されている産業機械の電源が遮断され、産業機械は動作不可能な状態となるともに、ロック開閉器部８ｂの常開開閉器を流れる電気信号によってアンロック状態であることが検出される。
【００８６】
このアンロック状態で、防護扉等が開放されることにより、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３ｃと駆動カム１５１の係合部１５１ａとの係合状態が解除されるまで駆動カム１５１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１５１の回転に伴って、操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５１ｃの径小部から径大部へと摺接することでスイッチ部７の方向へ押し込まれて各常閉接点３９，４０が開状態になり、産業機械は操作不能な状態となる。
【００８７】
このとき、両中間部材１７が、アクチュエータ３の後退に伴って両ねじりバネ２３それぞれにより付勢されて回転し、両中間部材１７は上記した第２の位置から第１の位置に変位する。そして、両中間部材１７の第１の位置への変位に伴って、両中間部材１７の傾斜面１７ｃが両回転阻止部材１９の端部２７ａを進入時とは逆方向にぞれぞれ摺接し、両回転阻止部材１９が両コイルバネ３１の付勢力によって回転阻止解除位置から回転阻止位置へ移動し、図５に示すように両回転阻止部材１の円筒部２５が駆動カム１５１の係止部１５１ｄに係合して、駆動カム１５１の回転が阻止される。このとき、両回転阻止部材１９の円筒部２５は互いに突き合わされた状態に復帰する。
【００８８】
続いて、図２に示すように駆動カム１５１の回転がロックされている状態で強引にアクチュエータ３を後退させて操作部５から引抜こうとした場合について図７および図８を参照して説明する。駆動カム１５１の回転がロック体８０によりロックされた状態でアクチュエータ３を強引に後退させると、アクチュエータ３の連結片３ｃが駆動カム１５１の係合部１５１ａに係合しているため、駆動カム１５１に強制的な回転力が加わる。このとき、補助カム１６１のロック部１６１ｄにはロック体８０が係合したままであるため、アクチュエータ３を引抜く力は、駆動カム１５１を係止しているロック体８０とロック部１６１ｄとの係合部分に集中する。
【００８９】
そして、アクチュエータ３をスイッチ本体１から強引に引抜くと、この実施形態では、連結部材１６１ｂの破壊強度をロック体８０および駆動カム１５１の破壊強度よりも低くなるように構成しているため、図７および図８（ａ）に示すように、破壊強度の低い連結部材１６１ｂの連結ピン１６１ｂ１がロック体８０および駆動カム１５１よりも先に破損する。そして、連結部材１６１ｂが脱落して駆動カム１５１が補助カム１６１に対して反時計回りに回転可能な状態となる。
【００９０】
そして、アクチュエータ３の引抜きに伴い、駆動カム１５１は反時計方向（他方向）へ回転して操作ロッド２１が駆動カム１５１の駆動カム曲線１５１ｃの径小部分から径大部分へと摺接して下動し、開閉器部７０の開閉器の開閉状態が正常に切り換わって産業機械への電源が確実に遮断される。
【００９１】
一方、図７および図８（ａ）に示すように、連結部材１６１ｂが破損して駆動カム１５１と補助カム１６１とが連結できない異常が発生したときに、アクチュエータ３の後退に伴って駆動カム１５１のみが回転する。そして、駆動カム１５１との連結が解除された補助カム１６１の補助カム曲線部１６１ａが駆動カム曲線部１５１ｃの径大部分に連続する周面を形成するとともに、係合爪１６１ｃが駆動カム１５１に係合することによって、補助カム１６１の駆動カム１５１に対する回転が規制される。
【００９２】
その結果、図８（ｂ）に示すように、防護扉等を開放することによってアクチュエータ３が強引に引抜かれた後、再び、防護扉等が閉じられることによってアクチュエータ３が操作部５に再進入したとしても、操作ロッド２１が補助カム１６１の補助カム曲線部１６１ａが駆動カム曲線部１５１ｃの径大部分に連続して形成された周面を摺接することで操作ロッド２１の移動が阻止される。このように、駆動カム１５１および補助カム１６１により本発明の「カム部材」が構成されている。
【００９３】
以上のように、この実施形態では、駆動カム１５１の回転がロックされた状態にある安全スイッチからアクチュエータ３が強引に引抜かれた場合には、連結部材１６１ｂが破損することにより駆動カム１５１の破損が未然に防止されて駆動カム１５１のみが回転移動し、補助カム１６１の補助カム曲線部１６１ａが駆動カム曲線部１５１ｃの径大部分に連続する周面が形成される。このとき、駆動カム曲線部１５１ｃは破損することなく正常な状態であるため、アクチュエータ３の後退に伴う駆動カム１５１の他方向への回転に伴って操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５１ｃを径小部分から径大部分へと摺接して、スイッチ部の開閉器の状態が正常に切り換わるのでアクチュエータ３の引抜きを検出することができる。
【００９４】
そして、アクチュエータ３が引抜かれた後、アクチュエータ３が操作部５へ再進入された場合には、補助カム曲線部１６１ａが駆動カム曲線部１５１ｃの径大部分に連続して形成された周面を操作ロッド２１が摺接するので、操作ロッド２１の移動が阻止される。したがって、ロック機構８ａが駆動カム１５１をロックできない異常が発生しているにも関わらず、アクチュエータ３が挿入されることで安全スイッチの開閉器の開閉状態が切り換わることを防止でき、安全スイッチの誤動作を未然に防止することができる。このように、アクチュエータ３が所定以上の力で強引に引抜かれるという異常な操作が操作部５に対して行われることによる誤動作を未然に防止できる。
【００９５】
また、この実施形態では、ヒンジ型電磁石８１ａをそのコア（中心軸）の方向がロック体８０のロック位置とアンロック位置との間の移動方向にほぼ直交するように配設し、ヒンジ型電磁石８１ａへの通電により発生した電磁的吸引力が働く方向を、作動体８１ｂおよびリンク体８１ｄを介して偏向してロック体８０に伝達することによって、ロック体８０を移動させているため、例えば、プランジャ型電磁石のように該電磁的吸引力を直線的に利用するのに比べ、安全スイッチ全体の薄型化、小型化を図ることができる。
【００９６】
また、この実施形態では、図９に示すように、ケース部材１１をカムユニットケース５ａとして、補助カム１６１と一体的に連結された駆動カム１５１をカムユニットケース５ａに収容し、ユニット化してスイッチ本体１に対して組み込み・取り外し自在に配設する構成としている。したがって、例えば、連結部材１６１ｂが破損する異常が発生した場合には、このユニットを交換すればよく、短時間で作業効率よく安全スイッチ１を復元することができる。
【００９７】
また、この実施形態では、スイッチ本体１は直方体状を有し、スイッチ本体１の対向する一組の隅部の一方にアクチュエータ進入口９ａが、他方にケーブル引き出し口３３ａがそれぞれ形成されている。このため、図１０に示すように、アクチュエータ進入口９ａと、ケーブル引き出し口３３ａとの関係から、ケーブルの引き出し方向の自由度が高く、安全スイッチを壁面または防護扉へ、アクチュエータ進入口９ａが水平／垂直向きのどちらにでも配設可能となる。また、安全スイッチを裏表、どちらの面でも配設場所へ密着させることができる。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。
【００９８】
また、このような構成とすれば、安全スイッチの取り付けの自由度が増すことによって、従来のようにアクチュエータ進入口を２つ設けなくてもよいため、未使用の側のアクチュエータ進入口からゴミ等が進入することによって安全スイッチが故障するのを防止することができ、安全スイッチの耐久性の向上も図ることができる。なお、図１０（ａ）は安全スイッチの表面を上側にした図、図１０（ｂ）は安全スイッチの裏面を上側にした図である。
【００９９】
また、この実施形態では、開閉器部７０に配設された常閉開閉器３９，４０の開閉による電気信号によってアクチュエータ３の操作部５内への進入、後退の状態を検出しているため、常閉開閉器３９，４０の開閉による電気信号により、外部からアクチュエータ３の進入、後退を検出することができる。
【０１００】
また、この実施形態では、２個の常閉開閉器３９，４０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、常閉開閉器３９，４０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、常閉開閉器３９，４０の可動接点３９ａ，４０ａと固定接点３９ｂ，４０ｂ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、操作ロッド２１によって可動部材３７が押し込まれることにより、溶着した可動接点３９ａ，４０ｂと固定接点３９ｂ，４０ｂ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。
【０１０１】
また、補助カム１６１に係合爪１６１ｃを形成し、係合爪１６１ｃが駆動カム１５１に係合することによって、補助カム１６１の駆動カム１５１に対する回転を規制しているので、新たに部品を追加することなく補助カム１６１の回転を規制することができるため、部品点数を少なくすることができる。したがって、安全スイッチの組立てを容易に行うことができる。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
続いて、本発明にかかる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１１ないし図１６を参照して説明する。この第２実施形態が、上記第１実施形態と相違する点は、ロック体が係合するロック部が駆動カムに設けられ、補助カムの補助カム曲線部が駆動カム曲線部の径大部分に重合するように駆動カムに連結されている点である。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、以下では図１ないし図６も参照しつつ主として第１実施形態との相違点について詳細に述べる。なお、第１実施形態と同一な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。
【０１０３】
図１１および図１２は正常な状態の状態の駆動カムを示す図であり、図１３および図１４は図１１中のＢ−Ｂ線矢視断面図であってそれぞれ異なる状態を示し、図１５および図１６は補助カムと駆動カムとの連結が解除される異常が発生した状態の駆動カムを示す図である。なお、図１１および図１５に示す駆動カムは、それぞれ図１２および図１６に示す駆動カムの回転軸１３にほぼ直交する平面での断面図である。
【０１０４】
なお、スイッチ本体１の左上部に配設された操作部５のケース部材１１の内部には、図１１ないし図１６に示すように、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、この駆動カム１５の両側で駆動カム１５の回転軸に回転自在に設けられた一対の補助カム１６と、補助カム１６と同様に駆動カム１５の両側で駆動カム１５の回転軸１３と同軸に駆動カム１５とは連動せずに回転自在に設けられた一対の中間部材１７と、駆動カム１５の回転を阻止する一対の回転阻止部材１９とが配設されている。
【０１０５】
図１１および図１２に示すように、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３ｃが嵌挿する係合部１５ａが形成されるとともに、駆動カム１５の上部外周面で係合部１５ａの右寄りにロック体８０が係合するロック部１５ｂが形成されている。また、駆動カム１５の下部外周面には、操作ロッド２１の半球状の先端が摺接する駆動カム曲線部１５ｃが形成されている。そして、上記第１実施形態と同様に、駆動カム１５の回転に伴って操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５ｃを摺接して往復移動すると、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。
【０１０６】
また、両補助カム１６は、それぞれ、駆動カム曲線部１５ｃとほぼ同じ形状に形成された補助カム曲線部１６ａと、両補助カム１６の補助カム曲線部１６ａの操作ロッド２１が摺接する部位を橋絡するように形成された連結部１６ｂとを有している（図１２参照）。そして、図１１および図１２に示すように両補助カム１６で駆動カム１５を挟持する状態で、この連結部１６ｂが、駆動カム曲線部１５ｃ部の径大部分に形成された被連結部１５ｄ（図１５，１６参照）に嵌合することで、補助カム曲線部１６ａと駆動カム曲線部１５ｃの径大部分とが重合するように補助カム１６と駆動カム１５とが連結されている。このように、この実施形態では連結部１６ｂが本発明の「連結手段」として機能している。
【０１０７】
また、両補助カム１６は、それぞれ、上記した連結部１６ｂが破損して被連結部１５ｄとの連結状態が解除される異常が発生したときに、駆動カム１５に対して、アクチュエータ３の進入に伴う駆動カム１５の回転方向（時計方向）と反対の方向（反時計方向）にのみ、それぞれの補助カム１６の回転を許容し、時計回り方向への補助カム１６の回転を規制する係合爪１６ｃが設けられている。そして、図１５および図１６に示すように、係合爪１６ｃが駆動カム曲線部１５ｃの径小部分に係合することで、駆動カム１５に対して補助カム１６の時計回り方向への回転が規制される。
【０１０８】
さらに、両補助カム１６の周面であって補助カム曲線部１６ａの左端側には、係止部１６ｄがそれぞれ形成されている。そして、この実施形態では、図１１および図１３に示すように、この係止部１６ｄに両回転阻止部材１９が当接して補助カム１６を係止することにより、これらの補助カム１６と連結された駆動カム１５の回転が阻止されている。
【０１０９】
一方、図１４に示すように、両回転阻止部材１９が、互いに離間してケース部材１１の内面に接近する方向に移動し、両回転阻止部材１９の円筒部２５と係止部１６ｄとの係合状態が解除された回転阻止解除位置にある場合には、駆動カム１５の回転阻止状態が解除され、駆動カム１５は回転可能な状態となる。
【０１１０】
この実施形態では、上記第１実施形態と同様に、正規物である専用のアクチュエータ３が操作部５内に進入することで回転阻止部材１９が図１３に示す状態から図１４に示す状態へと移行し、駆動カム１５が回転可能な状態となる。さらにアクチュエータ３が操作部５内に進入するに連れて、駆動カム１５が回転して操作ロッド２１が駆動カム曲線部１５ｃを径大部から径小部へと摺接しつつ上動し、開閉器部７０の開閉器の開閉状態が切り換わる。このように、回転阻止部材１９が本発明の「回転阻止手段」として機能している。
【０１１１】
そして、ロック体８０がロック部１５ｂに係合して、駆動カム１５の回転がロックされ、アクチュエータ３の引抜きが防止される。また、ヒンジ型電磁石８１ａへの通電によってロック体８０をアンロック位置へ移動させた後、アクチュエータ３の引抜きに伴い、駆動カム１５が反時計方向に回転して操作ロッド２１が駆動カム１５１のカム曲線部１５１ｃの径小部から径大部へと摺接する。その結果、操作ロッド２１が下動して開閉器部７０の開閉器の開閉状態が切り換わる。
【０１１２】
ところで、操作部５内へのアクチュエータの進入、後退のが繰り返しにより、補助カム曲線部１６ａに設けられた連結部１６ｂと操作ロッド２１の先端との摺接が繰り返され、その結果、連結部１６ｂが磨耗して破損し、被連結部１５ｄとの連結状態が解除される異常が発生した場合について、図１５および図１６を参照して説明する。
【０１１３】
図１５および図１６に示すように、連結部１６ｂが破損して被連結部１５ｄとの連結状態が解除される異常が発生したときには、アクチュエータ３が進入しても補助カム１６との連結が解除された駆動カム１５のみが回転し、補助カム１６の補助カム曲線部１６ａが駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に連続する周面を形成する。また、同図に示すように、上記した補助カム１６の回転を規制する係合爪１６ｃが駆動カム曲線部１５ｃの径小部分に係合することで、駆動カム１５に対して補助カム１６の時計回り方向への回転が規制される。したがって、このようにして形成された連続した周面を操作ロッド２１が摺接することで、操作ロッド２１の移動を阻止して、スイッチ部７の開閉器の状態が切り換わってしまい産業機械に電源が供給されてしまうのが阻止される。
【０１１４】
続いて、図１３に示すように回転阻止部材１９によって、専用のアクチュエータ３以外での駆動カム１５の回転が阻止されている安全スイッチ内に、アクチュエータ３以外の異物である、例えばドライバー（本発明の「正規物以外の異物」に相当）が強引に挿入された場合について説明する。このようにアクチュエータ３以外の異物が安全スイッチに内に強引に挿入された場合、中間部材１７が第２の位置に移動しないため、回転阻止部材１９が図１４に示す回転阻止解除位置まで移動しない。
【０１１５】
したがって、異物が強引に安全スイッチ内に挿入された場合、回転阻止部材１９が補助カム１６に係合しているため、異物が強引に挿入されることによる駆動カム１５を回転させようとする力が、補助カム１６と駆動カム１５とを連結している連結部１６ｂに加わることとなる。そのため、連結部１６ｂの破壊強度を超える力が加えられることで連結部１６ｂが破損する異常が発生したときには、異物の進入に伴い補助カム１６との連結が解除された駆動カム１５のみが回転移動して、補助カム１６の補助カム曲線部１６ａが駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に連続する周面を形成する。
【０１１６】
したがって、駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に補助カム曲線部１６ａが連続して形成された周面を操作ロッド２１が摺接することにより、操作ロッド２１の移動を阻止できるため、スイッチ部７の開閉器の状態が切り換わって産業機械に誤って電源が供給されることが阻止される。このように、駆動カム１５および補助カム１６により本発明の「カム部材」が構成されている。
【０１１７】
以上のように、この実施形態では、連結部１６ｂが破損する異常が発生したときには、補助カム曲線部１６ａと駆動カム曲線部１５ｃの径大部分とが重合するように連結されていた補助カム１６が回転移動して、補助カム曲線部１６ａが駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に連続する周面を形成する。したがって、駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に補助カム曲線部１６ａが連続して形成された周面を操作ロッド２１が摺接することで、操作ロッド２１の移動を阻止することができるので、駆動カム１５が破損することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止することができる。
【０１１８】
また、この実施形態では、回転阻止部材１９が補助カム１６の係止部１６ｄに係合することで駆動カム１５の回転が阻止されている状態で、例えば、ドライバーが強引に安全スイッチ内に挿入されることによって連結部１６ｂが破損する異常が発生したときには、補助カム１６との連結が解除された駆動カム１５のみが回転移動して補助カム曲線部１６ａが駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に連続する周面を形成するため、操作ロッド２１の移動を阻止することができる。したがって、専用のアクチュエータ３以外の異物が安全スイッチ内に強引に挿入されて駆動カム１５に破壊強度を超える力が加わったとしても、連結部１６ｂが破損することにより駆動カム１５の破損を未然に防止することができ、安全スイッチの誤動作を防止することができる。
【０１１９】
また、この実施形態では、例えば、補助カム曲線部１６ａに設けられた連結部１６ｂが操作ロッド２１の先端との摺接を繰り返すことで磨耗して破損し、被連結部１５ｄとの連結状態が解除される異常が発生したときには、アクチュエータ３が進入しても補助カム１６との連結が解除された駆動カム１５のみが回転し、補助カム１６の補助カム曲線部１６ａが駆動カム曲線部１５ｃの径大部分に連続する周面を形成するため、操作ロッド２１の移動を阻止することができる。したがって、駆動カム１５が磨耗することで破損し、安全スイッチが誤動作することを未然に防止できる。なお、連結部１６ｂの破壊強度を駆動カム１５の少なくとも駆動カム曲線部１５ｃ破壊強度よりも低く設定するとともに、連結部１６ｂの硬度を操作ロッド２１の少なくとも先端部の硬度よりも低く設定するのが望ましい。このように、駆動カム１５の破壊強度を超える何らかの外力が操作部５に所定以上の操作量で加わることによる誤動作を未然に防止できる。
【０１２０】
また、連結部１６ｂ、駆動カム１５および操作ロッド２１の硬度や厚さ、大きさ等を適切に設定して連結部１６ｂの耐久力（製品寿命）を所望程度に設定することで、予め設定した使用回数（アクチュエータの安全スイッチへの進入、後退の回数）あたりで連結部１６ｂが耐久力を失って破損するため、予め設定した使用回数を超える程安全スイッチを使用した場合に、意図的に安全スイッチを使用不能状態にすることも可能となる。そのため、駆動カム１５等が不意に破損することによる安全スイッチの誤動作を未然に防止することができ、他の不具合を誘発することなく、使用者が安全スイッチを製造者が設定する保障期間の範囲内で使用することを促すとともに、使用者に安全スイッチの交換時期を報知することができるため、より安全な状態を維持できる。
【０１２１】
＜第３実施形態＞
つぎに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１７ないし図２０を参照して説明する。この第３実施形態が、上記第２実施形態と相違する点は、連結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２実施形態と同様であるため、以下では、図１ないし図６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について詳細に述べる。なお、第１および第２実施形態と同一な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。
【０１２２】
図１７および図１８は正常な状態の状態の駆動カムを示す図であり、同図に示すように、補助カム１６０と駆動カム１５０はそれぞれに設けられた孔１６０ｅ，１５０ｄに連結ピン１６０ｂが挿通されることで、補助カム曲線部１６０ａと駆動カム曲線部１５０ｃとが重合するように連結されている。また、図１９および図２０は連結ピン１６０ｂが破損する異常が発生した状態の駆動カムを示す図であり、連結ピン１６０ｂが破損して補助カム１６０との連結が解除された駆動カム１５０が回転して、補助カム曲線部１６０ａが駆動カム曲線部１５０ｃの径大部分に連続する周面を形成した状態を示している。このように、この実施形態では、連結ピン１６０ｂが本発明の「連結手段」として機能している。なお、図１７および図１９に示す駆動カムは、それぞれ図１８および図２０に示す駆動カムの回転軸１３にほぼ直交する平面での断面図である。また、駆動カム１５０および補助カム１６０により本発明の「カム部材」が構成されている。
【０１２３】
以上のように、この実施形態では、図１３に示すように、上記第２実施形態と同様に回転阻止部材１９が補助カム１６０係合して、専用のアクチュエータ３以外での駆動カム１５０の回転が阻止されている。この安全スイッチ内に、アクチュエータ以外の異物である、例えばドライバーが強引に挿入された場合、中間部材１７が第２の位置に移動しないため、回転阻止部材１９が図１４に示す回転阻止解除位置まで移動しない。
【０１２４】
したがって、異物が強引に安全スイッチ内に挿入された場合、回転阻止部材１９が補助カム１６０の係止部１６０ｄに係合しているため、正規物以外の異物が強引に挿入されることによる駆動カム１５０を回転させようとする力が、補助カム１６０と駆動カム１５０とを連結している連結ピン１６０ｂに加わることとなる。その結果、連結ピン１６０ｂの破壊強度を超える力が加えられることによって連結ピン１６０ｂが破損する異常が発生したときには、異物の操作部５内への進入に伴い補助カム１６０との連結が解除された駆動カム１５０のみが回転移動して、補助カム１６０の補助カム曲線部１６０ａが駆動カム曲線部１５０ｃの径大部分に連続する周面を形成する。
【０１２５】
したがって、駆動カム曲線部１５０ｃの径大部分に補助カム曲線部１６０ａが連続して形成された周面を操作ロッド２１が摺接することにより、操作ロッド２１の移動を阻止できるため、スイッチ部７の開閉器の状態が切り換わって産業機械に誤って電源が供給されることを阻止できる。そのため、正規物である専用のアクチュエータ３以外の異物が安全スイッチ内に強引に挿入されて駆動カム１５０に破壊強度を超える力が加わったとしても、連結ピン１６０ｂが破損することで駆動カム１５０が破損するのを未然に防止することができ、安全スイッチの誤動作を防止することができる。
【０１２６】
なお、連結ピン１６０ｂの破壊強度は駆動カム１６０の破壊強度よりも低く設定するのが望ましい。また、連結ピン１６０ｂの材質、形状を適宜変更することで使用目的に応じた強度を有する安全スイッチを提供することができる。
【０１２７】
＜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２および第３実施形態では、ロック機構を備える安全スイッチを例に挙げて説明したが、ロック機構を備えていない安全スイッチに本発明を適用してももちろんよい。
【０１２８】
また、連結手段の構成は上記第１ないし第３実施形態における構成に限定されず、駆動カムと補助カムとを連結することができる構成であれば、どのような構成であってもよい。例えば、駆動カムおよび補助カムにそれぞれ嵌合可能に凹凸部を設け、該凹凸部を嵌合することで駆動カムおよび補助カムを連結することができる。このような構成とすれば、部品点数を少なくすることができ安全スイッチの組み立てを容易に行うことができる。
【０１２９】
また、上記した実施形態では、開閉器部に常閉開閉器のみを配設しているが、開閉器部に配設された常閉開閉器のうちの一方を常開開閉器としてもよい。この場合、常閉開閉器を外部装置の動作制御に使用して、常開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。このような構成とすれば、アクチュエータの進入に伴い常閉開閉器が閉状態となって、外部装置が操作不能状態から操作可能状態となる一方、常開開閉器はアクチュエータの進入に伴って開状態となる。このように、常閉開閉器とは逆の開閉動作を行う常開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。
【０１３０】
また、上記第１実施形態におけるカムユニットケースを第２および第３実施形態で採用してももちろんよい。
【０１３１】
また、上記した実施形態では、常閉開閉器を２個設けているが、開閉器の数としてはこれに限定されるものではなく、１個または３個或いは、４個以上設けてもよい。なお、安全スイッチとしての信頼性を高めるためには、常閉開閉器を少なくとも２個設けることが望ましい。さらに、第２常閉開閉器４０は、可動接点４０ａと固定接点４０ｂの位置を変更することにより、常開開閉器に切り換えることができるよう構成されているため、スイッチ部７の開閉器構成を用途に応じて簡単に変更することができる。
【０１３２】
このとき、第２常閉開閉器４０を常開開閉器に切り換える場合には、可動接点４０ａと固定接点４０ｂの位置を変更するだけよく、各開閉器構造に専用の部品を必要としないため、コストの低減を図ることができ、しかも部品が増加することによる部品の組間違え等も未然に防ぐことができる。なお、上記した実施形態では、第２常閉開閉器４０のみを開閉器構造が切り換え可能な開閉器として構成しているが、これに限定されるものではなく、開閉器構造が切り換え可能な開閉器の数は任意である。
【０１３３】
また、上記した実施形態では、復帰バネ８１ｃのバネ荷重（付勢力）によってロック体８０をロック位置へ移動させて、ヒンジ型電磁石８１ａが通電状態となったときの電磁的吸引力によってロック体８０をアンロック位置へ移動させているが、この電磁的吸引力によってロック体８０をロック位置へ移動させてロック機構８ａをロック状態としてもよい。この場合、例えば、ロック体８０をアンロック位置へ移動させる向きに付勢力が働くような復帰バネを配設するのが望ましい。
【０１３４】
また、上記第１および第２実施形態おいて、回転阻止部材１９を備えない構成でもよい。このような構成であっても、進退物（アクチュエータ３等）による操作部５に対する異常な操作量（「操作部からのアクチュエータの所定以上の強引な引抜き力の大きさ」、「アクチュエータの所定回数以上の進入、後退の繰り返し回数」等）を検知して、カム部材のカム曲線部の形状が変化することで、安全スイッチが誤動作するのを防止することができる。
【０１３５】
以上のように、上記第１ないし第３実施形態は、外部からの進退物の操作部５への進入操作および操作部５からの後退操作の操作量を検知する検知部を備え、該操作量が予め定めた所定量に達したことを検知部が検知した場合にカム部材のカム曲線部の形状が変化する構成である。
【０１３６】
すなわち、上記第１実施形態における「操作部からのアクチュエータの所定以上の強引な引抜き力の大きさ」、上記第２実施形態における「アクチュエータの所定回数以上の進入、後退の繰り返し回数」、上記第２および第３実施形態における「操作部へのドライバー等の異物の強引な進入力の大きさ」がここでいう「所定量」に相当する。また、この検知部は、上記第１実施形態における「連結部材１６１ｂ」、上記第２実施形態における「連結部１６ｂ」、上記第３実施形態における「連結ピン１６０ｂ」が相当する。
【０１３７】
また、上記第１ないし第３実施形態では、連結部材１６１ｂ、連結部１５ｂまたは連結ピン１６０ｂが破損や磨耗をすることで、進退物（専用のアクチュエータ等の正規物や、正規物以外のドライバー等の異物）の操作部５への進入、後退操作が予め定めた所定量に達したことを検知することができる。また、上記第１ないし第３実施形態では、操作部５に設けられた駆動カムおよび補助カムにより本発明の「カム部材」が構成されている。そして、連結部材１６１ｂ、連結部１５ｂまたは連結ピン１６０ｂが破損や磨耗をすることで、駆動カムと補助カムとの相対的な位置変化によりカム部材のカム曲線部の形状が変化する（上記第１実施形態では図４の第１形状から図８の第２形状へ、上記第２実施形態では図１２の第１形状から図１６の第２形状へ、上記第３実施形態では図１８の第１形状から図２０の第２形状へと変化する。）。
【０１３８】
これによって、検知部が外部からの進退物の操作部５に対する操作が所定量に達したことを検知するとカム部材のカム曲線部の形状が変化することで、正規物であるアクチュエータ３を始め、異物であるドライバー等の進退物の操作部への進入、後退操作に伴うスイッチ部７やロック開閉器部８ｂが有する開閉器がどのような開閉状態となるかを変更することができる。したがって、安全スイッチの誤動作を未然に防止することができ、安全スイッチに異常が発生している状態では外部装置への通電が確実に遮断された状態とすることができるため、安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【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１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１実施形態における駆動カムの拡大図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図７】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８】この発明の第１実施形態における駆動カムの拡大図である。
【図９】この発明の第１実施形態におけるカムユニットケースを示す図である。
【図１０】この発明の第１実施形態における安全スイッチの外観図である。
【図１１】この発明の第２実施形態における駆動カムの要部拡大図である。
【図１２】図１０に示す駆動カムの拡大図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１４】図１１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１５】この発明の第２実施形態における駆動カムの要部拡大図である。
【図１６】図１５に示す駆動カムの拡大図である。
【図１７】この発明の第３実施形態における駆動カムの要部拡大図である。
【図１８】図１７に示す駆動カムの拡大図である。
【図１９】この発明の第３実施形態における駆動カムの要部拡大図である。
【図２０】図１９に示す駆動カムの拡大図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１…スイッチ本体
３…アクチュエータ
３３ａ…ケーブル引き出し口
５…操作部
５ａ…カムユニットケース
１５，１５０，１５１…駆動カム
１５ａ，１５０ａ，１５１ａ…係合部
１５ｃ，１５０ｃ，１５１ｃ…カム曲線部
１６，１６０，１６１…補助カム
１６ａ，１６０ａ，１６１ａ…補助カム曲線部
１６ｂ…連結部（連結手段）
１６０ｂ，１６１ｂ…連結部材（連結手段）
１６１ｃ…係合爪（回転規制手段）
２１…操作ロッド
３９，４０…常閉開閉器（開閉器）
７…スイッチ部
７０…開閉器部
８…ロック機構部
８ａ…ロック機構
８０…ロック体
９ａ…アクチュエータ進入口（進退物進入口）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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