(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
復帰バネによって復帰付勢されたスイッチング機構を装備した本体ケースの上端に、前記スイッチング機構に対する操作機構を備えたヘッドケースを連結し、前記操作機構は、前記スイッチング機構のプランジャに当接する回転操作カムを正逆に回動操作して、前記プランジャを変位作動させ、前記操作機構に外部操作が加えられない状態では、前記スイッチング機構の前記プランジャが前記復帰バネの上方への復帰付勢力によって変位作動してスイッチオフ状態に保持され、前記操作機構に外部操作が加えられると、スイッチング機構の前記プランジャが前記復帰付勢力に抗して変位作動してスイッチオン状態に切換えられるように、本体ケースのスイッチング機構とヘッドケースの操作機構とを連動させ、加えられた外部操作を解除する方向への前記回転操作カムの逆方向回転作動に連動して、前記スイッチング機構の前記プランジャを付勢変位方向に強制変位作動させる強制開離機構を備え、前記強制開離機構は、回動自在に取付けられて、前記回転操作カムの回転作動に連動して正逆に作動するＬ形レバーを有し、このＬ形レバーは、前記回転操作カムの前記逆方向の回転作動によって、その一方のレバー部が前記回転操作カムの外周面に当接することにより、強制回動されて、他方のレバー部が前記プランジャを前記付勢変位方向に強制変位作動させることを特徴とするスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リミットスイッチやキースイッチ等のスイッチに関し、更に詳しくは、ドアスイッチ等に好適に利用することのできるスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、キースイッチは、自動化された工作機械を設置した作業エリアの出入り口に設けたドアの開閉を検知して、電源を入り切りするドアスイッチなどに用いられており、一般に、ドア側にキーが設けられるとともに、出入り口の固定枠側にスイッチ本体が設けられ、ドアが閉じられてキーがスイッチ本体のキー挿入口に挿入されることで、室内に設置された工作機械の電源が入れられ、ドアが開かれてキーがスイッチ本体から抜かれると電源が切られるように設置されて使用されるものである。
【０００３】
このようなキースイッチは、例えば図７に示されるように、図示しない下方の復帰バネによって上方へ復帰付勢されたプランジャ３０を装備した本体ケース３１に、プランジャ３０の上端に当接作用する回転式のカム３２を備えたヘッドケース３３が連結されており、カム３２の回転に伴うプランジャ３０の変位に応じて、プランジャ３０に連動する図示しない可動端子が固定端子に対して接触離反することで、スイッチング機構の接点切換え状態がもたらされるように構成されている。
【０００４】
すなわち、ヘッドケース３３に形成したキー挿入口３４にキー３５が挿入されない図７（ａ）に示されるドア開放状態では、カム３２によってプランジャ３０が復帰付勢力に抗して押し込み状態に保持されて可動端子が固定端子から離反したスイッチオフ状態がもたらされ、また、キー挿入口３４にキー３５が挿入された図７（ｂ）に示されるドア閉止状態では、カム３２の回転によってプランジャ３０の押し込みが解除されることで、スイッチング機構が復帰付勢力によって変位作動して可動端子が固定端子に接触するスイッチオン状態がもたらされるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなスイッチは、キー３５が挿入されない限り、ヘッドケース３３のカム３２によってプランジャ３０が押込み変位されて、スイッチオフ状態が保持されているので、ヘッドケース３３がメンテナンスのために取外されたり、ヘッドケース３３が衝撃による損傷などによって本体ケース３１から浮上ったり飛んでしまったりすると、プランジャ３０を押込む作用が消滅してしまって、スイッチング機構のプランジャ３０が復帰付勢力によって作動してしまい、スイッチオン状態が現出されてしまうことになる。
【０００６】
このため、例えば、故障したヘッドケース３３を取り替えたり、キー挿入方向の変更のためにヘッドケース３３を本体ケース３１から取外すようなメンテナンス時には、上記のようにスイッチオン状態がもたらされると、工作機械が作動してしまうおそれがある。また、ヘッドケース３３を本体ケース３１に組付けない状態で本体ケース３１への配線接続を行っているような場合にも同様な状況となる。従って、上記のようなメンテナンス作業やヘッドケース組付け前の配線作業、等を行う場合には、別箇所に設置された元電源を予め切って作業を行い、作業終了後に再び元電源を入れる必要があり、煩わしいものとなっていた。
【０００７】
また、ドアの開閉の際に、過大な衝撃荷重などがヘッドケース３３に加わってヘッドケース３３が本体ケース３１から飛んでしまって工作機械が作動したままでドアが開いてしまうおそれがある。
【０００８】
なお、ヘッドケース３３が本体ケース３１から浮上ったり飛んでしまう原因としては、ドアスイッチとして利用されるキースイッチにおいては、ドア受け用のストッパが備えられていない場合、ドアを勢いよく閉めてしまうと、その際の衝撃荷重が直接にヘッドケース３３に作用することになり、重いドアではその閉じ衝撃によってヘッドケース３３が本体ケース３１から浮上ったり、外れてしまうおそれがある。また、キー３５が変形したままでドアを閉じられたような場合にも、キー３５がキー挿入孔３４に挿入されることなくヘッドケース３３にぶつかることになり、ヘッドケース３３が本体ケース３１から浮上ったり飛んでしまうおそれがある。
【０００９】
また、電磁式のインターロック機能を備えたキースイッチ（ドアスイッチ）においては、ドアを閉じることでスイッチング機構がロックされるのであるが、留め金やフックを用いることなく、その電磁ロックをドアのロックとして使用してしまうと、電磁ロックを解除することなく無理やりドアが開けられた場合、ヘッドケース内のカムはスイッチング機構のロックによって回転不能となっているので、このカムにキーを引っ掛けたままドアと共にキーを無理に引き抜くことになって、ヘッドケース３３が本体ケース３１から浮上ったり飛んでしまうこともある。
【００１０】
そこで、ヘッドケースが本体ケースから浮上ったり飛んでしまっても、スイッチング機構がスイッチオン状態にならないように構成する手段として、上記したスイッチの場合とは逆に、スイッチング機構のプランジャをスイッチオフ側に復帰付勢しておく構造が考えられた。
【００１１】
このような構成によれば、万一、ヘッドケースが本体ケースから浮上ったり飛んでしまっても、スイッチング機構がスイッチオン状態になることはなく、上記した不具合の発生は無くなる。しかし、その反面、この構成では、スイッチオフ状態へ戻す操作力はプランジャに作用する復帰付勢力だけとなるので、もしも、スイッチオン状態において接点に溶着が発生して、接点同士が強く結合された状態となった場合、オフ状態に戻らなくなってしまい、上記したドアスイッチに利用した場合、ドアが開かれても工作機械が停止しない状態がもたらされてしまう、という新たな課題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、ヘッドケースが本体ケースから分離していても、スイッチング機構が勝手に接点切換え作動してスイッチオン状態がもたらされてしまうことがなく、かつ、接点に溶着が発生しても確実に開離してスイッチオフ状態に戻すことができる機能性に優れたスイッチを提供することを主たる目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１４】
すなわち、本発明のスイッチは、復帰バネによって復帰付勢されたスイッチング機構を装備した本体ケースの上端に、前記スイッチング機構に対する操作機構を備えたヘッドケースを連結し、前記操作機構は、前記スイッチング機構のプランジャに当接する回転操作カムを正逆に回動操作して、前記プランジャを変位作動させ、前記操作機構に外部操作が加えられない状態では、前記スイッチング機構の前記プランジャが前記復帰バネの上方への復帰付勢力によって変位作動してスイッチオフ状態に保持され、前記操作機構に外部操作が加えられると、スイッチング機構の前記プランジャが前記復帰付勢力に抗して変位作動してスイッチオン状態に切換えられるように、本体ケースのスイッチング機構とヘッドケースの操作機構とを連動させ、加えられた外部操作を解除する方向への前記回転操作カムの逆方向回転作動に連動して、前記スイッチング機構の前記プランジャを付勢変位方向に強制変位作動させる強制開離機構を備え、前記強制開離機構は、回動自在に取付けられて、前記回転操作カムの回転作動に連動して正逆に作動するＬ形レバーを有し、このＬ形レバーは、前記回転操作カムの前記逆方向の回転作動によって、その一方のレバー部が前記回転操作カムの外周面に当接することにより、強制回動されて、他方のレバー部が前記プランジャを前記付勢変位方向に強制変位作動させるものである。
【００１５】
ここで、外部操作が加えられない状態とは、スイッチを操作するために外部から操作が加えられていない状態をいい、例えば、キースイッチであれば、キーが挿入されていない状態をいう。
【００１６】
また、加えられた外部操作を解除する方向とは、スイッチを操作するために外部から加えられている操作を解除する方向をいい、例えば、キースイッチであれば、キーを引き抜く方向をいう。
【００１７】
本発明によると、ヘッドケースが万一本体ケースから浮上ったり飛んでしまっても、スイッチング機構はスイッチオフ状態に保持される。
【００１８】
また、スイッチオン状態において、スイッチング機構の接点同士が溶着したような事態が発生しても、外部操作を解除する方向への操作機構の作動によって強制開離機構が機能し、溶着した接点を強制的に開離する。
【００２０】
本発明によると、回転操作カムを回転操作することで、カム作用によってプランジャを所定のストロークで円滑に変位作動させることができるものであり、また、回転操作カムは、その正転によってプランジャをスイッチオン側に操作し、逆転によってプランジャをスイッチオフ側に強制変位させる機能を有することになる。
【００２２】
本発明によると、回転操作カムの回転が中間作動部材を介してプランジャのスイッチオフ側への直線変位に変換されることになり、中間作動部材の形態を選択することで、回転操作カムの回転量とプランジャ変位量との関係や、回転操作カムの回転位相とプランジャ作動タイミングとの関係、などを設定することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、キースイッチに適用した実施態様を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１に、キースイッチの一例が示されている。このキースイッチは、例えば、自動工作機械エリアの出入り口などに取付けられるドアスイッチとして利用されるものであって、出入り口の固定枠に取付けられるスイッチ本体１と、開閉されるドアに取付けられるキー２とからなる。
【００２９】
スイッチ本体１は、本体ケース３とこれの上端にネジなどで連結されるヘッドケース４とを備え、本体ケース３にスイッチング機構５が内装されるとともに、ヘッドケース４には、スイッチング機構５を操作する操作機構６が組み込まれ、かつ、ヘッドケース４の側面と上面にキー挿入口７がそれぞれ形成されている。
【００３０】
スイッチング機構５は、本体ケース３に固定された２組の固定端子１１と、上下動可能なプランジャ１２に支持された２組の可動端子１３とから構成されており、プランジャ１２は復帰バネ１４によって上方付勢されている。また、各可動端子１３は、ストローク吸収用のバネ１５を介して上方に後退変位可能に弾性支持されている。
【００３１】
図１は、プランジャ１２が復帰バネ１４によって上方移動しているスイッチオフ状態を示し、この時、各可動端子１３の両端に備えた可動接点１３ａが固定端子１１の両端に備えた固定接点１１ａから離反して、固定端子１１に配線接続された電源回路が断たれるようになっている。また、プランジャ１２が復帰バネ１４に抗して下方に移動することで、各可動接点１３ａが固定接点１１ａに接触導通してスイッチオン状態がもたらされ、電源回路が入れられるようになっている。また、プランジャ１２の上端がヘッドケース４内に突入されて操作機構６に対向されている。
【００３２】
前記操作機構６は、回転操作カム８を水平横軸心ａ周りに回転可能に支持して構成されており、回転操作カム８の外形が前記キー挿入口７へのキー２の挿抜に伴って正逆に回転操作される形状に形成されている。そして、図１に示すように、キー２が抜き出された状態では、プランジャ１２が回転操作カム８の小径カム部８ａに対向することで、プランジャ１２の復帰バネ１４による上方移動が許容されて、上記スイッチオフ状態が現出されている。
【００３３】
そして、図３，図４に示すように、キー２が挿入されて回転操作カム８が図中反時計方向に回動されると、プランジャ１２が回転操作カム８の大径カム部８ｂによって押圧されて、復帰バネ１４に抗して強制的に下方変位されることで、上記スイッチオン状態が現出されるのである。
【００３４】
このように、プランジャ１２の上方への付勢変位によってスイッチオフとなるように設定することで、ヘッドケース４が本体ケースから分離しても、分離前のスイッチオフ状態を保持させることができるようになっている。
【００３５】
また、プランジャ１２の上方への付勢変位によってスイッチオフ状態がもたらされる構成では、スイッチオン状態において接点に溶着が発生すると、プランジャ１２の上方への付勢力では溶着した接点を強制的に開離することができなくなる虞があるので、本発明では、以下のように構成された強制開離機構２０が備えられている。
【００３６】
すなわち、ヘッドケース４には、プランジャ１２を強制操作する中間作動部材としてのＬ形レバー２１が支点ｂを中心に回動自在に取付けられている。このＬ形レバー２１には、一方のレバー部としての縦レバー部２１ａと他方のレバー部としての横レバー部２１ｂとが備えられており、その縦レバー部２１ａが回転操作カム８の外周面に当接されるとともに、横レバー部２１ｂが、プランジャ１２の上端近くに設けた突起２２の上下移動軌跡に干渉するよう配置されている。
【００３７】
図３，図４に示すように、プランジャ１２が強制下方変位されると、突起２２が横レバー部２１ｂを下方に押圧することでＬ形レバー２１が図中反時計方向に回動され、縦レバー部２１ａが回転操作カム８の回動軌跡内に進入する。そして、図５に示すように、接点に溶着が発生してプランジャ１２が上方に付勢変位不能となった場合、キー２が引抜かれて回転操作カム８が時計方向に回動されることで、縦レバー部２１ａが回転操作カム８で押圧されて時計方向に強制回動され、これに伴って横レバー部２１ｂが突起２２を介してプランジャ１２を突き上げ変位させ、図６に示すように、溶着した接点を強制開離する。接点が開離されたとたんにプランジャ１２は復帰バネ１４によって上方に付勢変位して回転操作カム８に追従する。そして、キー抜き出しが終了すると図１のスイッチオフ状態に復帰する。
【００３８】
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４０】
本発明は、キースイッチのみならず、外装した揺動レバーでヘッドケース４の操作機構６を作動させるよう構成したリミットスイッチなどに適用することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ヘッドケースが本体ケースから分離しても、スイッチング機構が勝手にスイッチオン作動することがなく、かつ、接点の溶着が発生しても強制的に開離して適切に作動させることができる優れた性能のスイッチを構成することができる。
【００４２】
また、回転操作カムの逆方向回転作動でＬ形レバーなどの中間作動部材を作動させて溶着した接点を強制開離させるようにしたので、レバー比や支点位置の設定によって、回転操作カムの回転位相とプランジャ作動タイミングとの関係、などを設定することが容易となり、的確な強制開離機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  キー挿入前の状態を示すキースイッチの側面図である。
【図２】  キーの平面図である。
【図３】  キー挿入途中状態を示すキースイッチの側面図である。
【図４】  キー挿入状態を示すキースイッチの側面図である。
【図５】  接点勇着が発生した場合におけるキー抜き出し途中の状態を示すキースイッチの側面図である。
【図６】  強制開離作動が行われた状態を示すキースイッチの側面図である。
【図７】  従来例の要部を示す側面図である。
【符号の説明】
２            キー
３            本体ケース
４            ヘッドケース
５            スイッチング機構
６            操作機構
８            回転操作カム
１２          プランジャ
２０          強制開離機構
２１          中間作動部材（Ｌ形レバー）
【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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