(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
上記ハウジング内に設けられた第１の状態と第２の状態の間で切り替わるように作動可能なスイッチと、
予め定められたカムの軸の周りに回転するように上記ハウジング内に設けられたカムとを備え、
上記カムはカム表面を形成し、
上記ハウジング内に設けられたカムフォロアを備え、
上記カムフォロアは、上記カムの回転が上記カムフォロアの変位を引き起こして上記スイッチを作動させるように上記カム表面を押圧し、
上記ハウジング内に軸方向に変位可能に設けられたアクチュエータシャフトを備え、
上記アクチュエータシャフトは、上記シャフトの軸方向の変位が上記カムをその軸の周りに回転させるように、上記カムに機械的に結合されており、
上記アクチュエータシャフトは軸方向中間位置に位置することができて、上記軸方向中間位置では、上記カムは、上記カムフォロアによって上記スイッチが上記第１の状態を取るように予め定められた回転位置にあって回転可能であり、
上記カムが予め定められた位置に在る上記中間位置からの上記アクチュエータシャフトの変位は、上記カムを回転させて、上記カムフォロアは上記スイッチに上記第２の状態を取らせ、
上記カムの軸は、上記アクチュエータシャフトが変位する方向に対して交差するスイッチ機構において、
上記カムに隣接する上記アクチュエータシャフトの端部は第１アームと第２アームを形成し、上記第１アームと上記第２アームは上記カムの両側に延在し、上記第１アームは第１接触面を形成し、上記第２アームは第２接触面を形成し、
上記第１接触面は、上記カムを押圧すると共に、上記アクチュエータシャフトが上記中間位置から一方向に変位されたとき上記カムを回転させ、
上記第２接触面は、上記カムを押圧すると共に、上記アクチュエータシャフトが上記中間位置から他方向に変位されたとき、上記カムを回転させ、
各アームは更なる接触面を形成し、上記更なる接触面は、上記アクチュエータシャフトが上記中間位置にない場合に、予め定められた回転位置で上記カムの回転を阻止することを特徴とするスイッチ機構。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ機構において、
上記アームは、シャフト部材から分離可能であるが上記シャフト部材に軸方向に固定されるフォーク部材によって形成されていることを特徴とするスイッチ機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスイッチ機構において、
上記カムの回転軸は、上記アクチュエータシャフトが変位できる軸と同一の平面上にあることを特徴とするスイッチ機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のスイッチ機構において、
上記カムの軸と交差する方向に上記カムに対して付勢された部材を備え、
上記部材はカムの側部を押圧し、上記カムは、上記カムが予め定められた回転位置に在るときは、付勢方向が上記カムの軸と同一の平面上にあるとともに、上記カムが回転して予め定められた回転位置から離れた後は、上記部材はその回転を増大させる方向に上記カムにトルクを与えるように形成されていることを特徴とするスイッチ機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスイッチ機構において、
手で上記カムにトルクを与えることができるように、上記カムの一端はハウジングの外側に延在していることを特徴とするスイッチ機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のスイッチ機構において、
上記ハウジングは３つの部分を備え、その内の第１の部分は上記アクチュエータシャフトを収容し、その内の第２の部分は上記カムを収容し、その内の第３の部分は上記スイッチを収容し、
上記アクチュエータシャフトは上記第２の部分にまで延在し、
上記カムフォロアは上記スイッチから上記第２の部分にまで延在していることを特徴とするスイッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スイッチ機構に関し、特に、排他的な意味合いはないが、例えば動的機械装置への動力の供給を制御するロープによって作動されるスイッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロープで作動する既知のスイッチ機構は、機械の近傍に取り付けられるようになっている安全スイッチと、このスイッチにロープで作動できるように接続されたアクチュエータとを備え、ロープを引張ったり緩めたりしたときに電源が切れる。この種の安全スイッチはハウジングを有し、ハウジング内にはスイッチが装填されている。スイッチは第１と第２の状態の間で切り替わるように作動し、例えば、第１の状態は一方のＯＮ状態に対応し、第２状態は他方のＯＦＦ状態に対応する。ハウジング内にはカムが取り付けられ、カムはカム表面を形成して、カムフォロアがカム表面を押圧する。カムの変位はカムフォロアの変位を引き起こし、スイッチを作動させる。
【０００３】
米国特許第5,665,947号に記載されている既知スイッチでは、カムは軸方向に変位可能なシャフトの側面によって形成される。カムフォロアは、シャフトの側面に付勢された球と、突出してスイッチに接触するためにハウジングに対して外方へ押し出されているスイッチ作動部材の形態をとっている。この構成では、機械的スナップ作動機構は、シャフトを軸方向に変位させた後、スイッチオペレータを延在位置に維持するためにカム構造を正規の位置に固定して行なわれる。上記シャフトの軸方向の変位は、シャフトに接続されたケーブルに引張り力を加えたためにシャフトをハウジングに対して外方に引っ張った結果であり、或いは、ケーブルが切断された結果である。このようにして、上記シャフトは中間位置から変位できる。中間位置では、スイッチが第１の状態と第２の状態の内のいずれか一方の状態を取り、その中間位置に対していずれかの方向に変位する位置を取る。その位置ではスイッチは２つの状態の内の他方の状態になる。
【０００４】
米国特許第5,665,947号に記載されている装置は、申し分なく作動するが、シャフトが軸方向に動く結果、変位する部材がシャフトの側部に位置する場合には、機構の全体のサイズが比較的大きなものとなる。さらに、記載された機構はスナップアクションを提供することを主張されているが、システムが常に確実に作動するように、様々な構成部品を組立てる際には十分気を付けなければならない。例えば、ロープをゆっくり引っ張ることによって、シャフトを変位させて関連の機械を無能力化するとしても、ロープを緩めることによって、機械を再度エネルギー化する位置にシャフトが戻されるということにはならないことは、勿論、重要なことである。
【０００５】
国際特許出願第ＷＯ９７／２０３３４号はスイッチ機構を記載しており、このスイッチ機構では、ロープに接続されたシャフトの軸方向の変位が、スイッチング機構ハウジングによって形成されるカム表面に対して、旋回レバーを変位させるために使用されている。これは、シャフトの軸方向変位の大きさを効果的に増大させ、その結果、シャフトに比較的小さな変位が生じや否や、中央の機構がカムを迅速に回転させることを容易にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、旋回可能に取り付けられたレバーと、アクチュエータシャフトの一側部へのカム表面との配置は、全ての構成部品を収容するために、比較的大きなハウジングを必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、ロープスイッチ装置と共同して使用され得ると共に小型で信頼性の高いスイッチ機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、ハウジングと、上記ハウジング内に設けられたスイッチとを備え、上記スイッチは第１と第２の状態の間で切換わるように作動できる。上記ハウジング内に設けられたカムを備え、上記カムは予め定められたカムの軸の周りに回転し、上記カムはカム表面を形成する。上記ハウジング内に設けられたカムフォロアを備え、上記カムフォロアは、上記カムの回転によって上記カムフォロアの変位が上記スイッチを作動させるように、上記カム表面を押圧する。上記ハウジング内に軸方向に変位可能に設けられたアクチュエータシャフトを備え、上記アクチュエータシャフトは、上記シャフトの軸方向の変位によって上記カムがカム軸の周りに回転するように、機械的に上記カムと結合している。上記アクチュエータシャフトは軸方向中間位置に配置可能であって、上記軸方向中間位置では、上記カムは、上記カムフォロアが上記スイッチを第１の位置を取らせる予め定められた回転位置にあって、回転可能である。上記カムが予め定められた位置にある中間位置からアクチュエータシャフトが変位すると、上記カムが回転して、上記カムフォロアが上記スイッチに第２の位置を取らせる。上記カム軸は上記アクチュエータシャフトの変位方向と交差する。
【０００９】
上記カムに隣接する上記アクチュエータシャフトの端部は、第１アームと第２アームを形成している。上記第１アームと第２アームは上記カムの両側に延在し、上記第１アームは第１接触面を形成し、上記第２アームは第２接触面を形成する。上記第１接触面は上記カムを押圧すると共に、上記アクチュエータシャフトが中間位置から一方向に変位されたとき、上記カムの回転を引き起こす。上記第２接触面は上記カムを押圧する共に、上記アクチュエータシャフトが中間位置からもう一つの方向に変位されたとき、上記カムの回転を引き起こす。各アームは更なる接触面を形成し、上記アクチュエータシャフトが中間位置にない場合に、更なる接触面は上記カムの回転を予め定められた回転位置で阻止させる。上記アームは、シャフト部材から分離可能であるが軸方向に固定されるフォーク部材によって形成されている。上記カムの回転軸は、好ましくは、上記アクチュエータシャフトが変位できる軸と同一の平面上にある。このように、全体が非常にコンパクトな機構が、全ての活動構成部品が整列した状態で提供される。
【００１０】
スナップアクションは、カム軸と交差する方向にカムに付勢する部材を設けることによって実施される。上記部材はカムの側部を押圧するが、上記カムの側部は、予め定められた回転位置にカムがあるときに、付勢方向が上記カム軸と同一の平面上あるように形成されている。また、上記カムの側部は、カムが回転して予め定められた回転位置から離れた後には、上記部材がカムに或る方向にトルクを与えその方向の動きを増大させるように、形成されている。
【００１１】
カム軸がアクチュエータシャフトの軸に対して交差している場合、手でカムにトルクを与えてカムを回転させるために、上記カムの一端部はハウジングの外に延びていて、その端部を掴むことができる。
【００１２】
ハウジングは３つの部分からなり、各部分はアクチュエータシャフトとカムとスイッチの内の１つを収容する。アクチュエータシャフトはカムを収容している部分にまで延在し、カムフォロアは上記スイッチから上記カムを収容している部分にまで延在している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、添付の図面を参照して例証として記載されている。
【００１４】
図１を参照すると、アセンブリはロープ（図示せず）に取付けるための金属製アイ１を備える。上記アイ１はシャフト（図１では図示せず）に取付けられ、シャフトは弾力性ブーツ２を通って第１ハウジング部３の中に至る。ハウジング３は透明なカバー４が設けられた窓を形成して、窓を通してハウジング３内の構成部品の動きを観察することができる。第２ハウジング５はアクチュエータカムシャフト（図１では図示せず）を収容する。アクチュエータカムシャフトは、ハウジングの外へ伸びるリセットノブ６によって係合される。ハウジング３と５は、第３ハウジング７に接続される。第３ハウジング７は、使用時には既知の型式のスイッチアセンブリ（図１では図示せず）を収容している。スイッチハウジング７は、ボルト９によって正規の位置に固定される蓋８を有する。上記ハウジング３，５，７は、ボルト１０によって一緒に固定される。
【００１５】
図２を参照すると、スイッチハウジング７におけるケーブル挿入口を塞ぐために、弾力性を持つプラグ１１が備えられている。使用時には、ケーブルが、プラグ１１に切られた開口部に挿入され、スイッチハウジング内７に配置されたスイッチアセンブリ（図２に図示されず）に接続される。アイ１と共に軸方向に移動可能なフォーク１２は、スプリングハウジング３から伸びて、アクチュエータハウジング５に係合する。カムフォロアプランジャ１３は、アクチュエータハウジング５とスイッチハウジング７との間に配置されて、アクチュエータハウジング５と使用時にスイッチハウジング７内に取付けられるスイッチアセンブリとの間で、軸方向の動きを伝える。
【００１６】
図３を参照すると、この図はスプリングハウジング３の構造をより詳細に示している。アイ１は溝７を形成し、弾力性を持つブーツ２の一端に形成された半径方向に延在するリィップ（唇状物）１５が上記溝７に係合して密封する。ブーツ２の他端は、略円筒形をしていて、使用時には、スプリングハウジング３によって形成された円筒形エクステンション（伸張部）１６に係合する。アイ１は、ナットとワッシャとによって、シャフト１７の螺子の切られた端部に接続される。シャフト１７のもう一方の端部は、正方形フランジ１８を形成している。シャフト１７とフォーク１２とが一体となって、カムアクチュエータシャフトを形成する。下文で詳細に説明されているように、フランジ１８はフォーク１２に係合して、これら２つの構成部品は一緒に軸方向に固定される。圧縮スプリング１９がシャフト１７の周りおよびハウジング３とフォーク１２との間に配置されて、アイ１は、このスプリングによってハウジング３に向かって付勢される。スプリングハウジング３とアクチュエータハウジング５の間の継なぎ目を密封するために、ガスケット２０が設けられている。
【００１７】
図４を参照すると、この図は、３つのハウジング部３，５，７の中に収容される構成部品を示している。リセットノブ６は、プランジャ１３が押圧するカムシャフト２１の一端と係合する。上記カムシャフト２１は、フォークによって形成される２つのフィンガ（指状突起）の間に位置し、第１部材２２によって作動される。上記第１部材２２は、第１部材２２と第２部材２３との間に配置された圧縮スプリングによって、カムシャフト２１に対して付勢されている。部材２３は、下文で詳細に説明されるように、アクチュエータハウジング５（図２）との係合した状態を維持する。プランジャ１３は、スイッチアセンブリ２５の作動プランジャ２４に隣接して配置される。上記スイッチアセンブリ２５は、使用時には、スイッチハウジング７（図２）内にボルト２６で固定される。
【００１８】
図４に示された構成部品の配置では、プランジャ１３は、引き込まれていてプランジャ２４と接触していない。しかし、アイ２１が変位した結果として、フォーク１２がいずれか一方の軸方向に移動されると、カムシャフト２１は図示の位置から回転し、プランジャ１３を変位させて、プランジャ１３はプランジャ２４と接触する。これによってスイッチアセンブリ２５内に設けられた接触子にスイッチが入る。構成部品の精密な相互作用が、カムシャフト２１のこのような回転を引き起こすが、その相互作用については図５〜図１２に言及して説明する。
【００１９】
図５，図６，図７を参照すると、フォーク１２の詳細な構造が図示されている。フォークの一端には、矩形のスロット（細長穴）２７が形成されている。シャフト１７が側部の開口したボア２８内に収容されるように、シャフト１７の端部に設けられた正方形フランジ１８が上記矩形のスロット２７に滑り込む。このようにフォーク１２に対するシャフト１７の適切な操作によって、これら２つの構成部品は、互いに係合して、単一体として軸方向に移動することができる。図６に示すように、スロット２７から離反したフォーク１２の側には、矢尻形の突起２９が形成され、その突起は窓４の下に見ることができるように配置されている（図１を参照）。このようにして、スプリングハウジング３に対するフォークの軸方向の位置は、窓４を通して見るだけで、正確に眼で評価することができる。
【００２０】
フォークのもう一方の端は２つのアーム（腕）を支持し、上記アームはカムシャフトの制御に重要な接触部表面３０，３１，３２ａ，３２ｂを形成している。第１接触表面３０は、シャフト１７が図４において右側の方向に移動したとき、カムシャフトに力が働くように作用する。第２接触表面３１は、図１において左側の方向にシャフト１７を移動したとき、カムシャフトに力が働くように作用する。さらに、例えばアイ１に取付けたロープを引っ張ることによって、シャフト１７が、引き戻されることもなく、図４において左側に移動された結果として、カムシャフトが変位した場合に、カムシャフトの回転を別の接触表面３２ａが阻止する。もう１つの接触表面３２ｂも、シャフト１７が反対方向に変位したときに、同じ目的のために役立つ。
【００２１】
図８，９，１０，１１を参照すると、カムシャフト２１の詳細な構造が記載されている。カムシャフト２１は３つの部分から成る。すなわち、リセットノブ６が係合するヘッド３３（図１，図４，図１１）と、スプリングで付勢された部材２２に対面するエッジを形成する中央部（図４）と、中央ハブ３５を形成するベース部との３つの部分である。
【００２２】
図９は、ベース部の断面図であり、凹部３６を示している。上記凹部３６は、図４の配向ではプランジャ１３の端部を収容するように配置されている。表面３７と３８とを形成する２つのカムが、ハブ３５から突出している。図４に示されたカムシャフト２１の配向では、表面３７はフォークによって形成される３０と対向し、表面３８はフォークによって形成される３１と対向する。図５から最も容易に理解されるように、カムシャフト２１に力を与えることなくフォークが軸方向に僅かに変位できるように、表面３０と表面３１とは軸方向にオフセットされている（ずらされている）。表面３８は隅部３９から伸び、図９の矢印４０の方向にカムシャフト２１を回転させるためにフォークの表面３０がカムシャフトを押圧すると、上記隅部３９はフォークの表面３２ａに沿って進む。
【００２３】
図１０を参照すると、この図は、カムシャフトの中央部のエッジ３４と、作動プランジャ１３（図４）を収容する凹部３６とを示す。図４に示すカムシャフトの配向では、エッジ３４から直角になって延びている２つの平坦な表面４１と４２は、それぞれ、シャフト１７の軸に対して４５度傾斜している。エッジ３４にはスプリング付勢部材２２によって圧力が加わるが、スプリングの力がカムシャフト２１の回転軸を通るように方向付けられているので、重大なトルクは加わらない。しかし、図４に示す位置からカムシャフト２１が回転されると、最早、（エッジ３４を介して加えられる）スプリング力の方向がカムシャフトの回転軸を通らなくなるために、カムシャフト２１は回転するように駆りたてられる。その結果、カムシャフト２１は、表面４１と４２の内の１つが部材２２にぴたりと寄り掛る位置へ瞬時に動く。このような配向では、最早、スイッチ作動プランジャ１３は凹部３６内に収容されなくなり、その結果、プランジャ１３は軸方向に変位して、スイッチアセンブリ２５のプランジャ２４（図４）と衝突する。
【００２４】
図１２を参照すると、この図はカムシャフトアセンブリを詳細に示している。カムシャフト２１は、アクチュエータハウジング５によって形成された第１ボア４３の中に挿入される。ブッシュ４４はカムシャフトのベース部を確実に支持する。リセットノブ６は、ボア４３の開口部の周囲に形成された窪んだ縁部に収容される。第２ボア４５は部材２２を収容し、上記部材２２は圧縮スプリング４６の作用の下で移動できて、カムシャフトの中央部部材２２と接する。部材２３の端部には螺子（図示せず）が切られていて、上記螺子の切られた端部をボア４５の螺子切り部（図示せず）に螺子込んで、スプリング４６に適度な圧縮状態を維持させている。第３ボア４７は、フォーク１２（図５〜図７）によって形成されたアームを収容し、フォークによって形成された表面３０と３１とが、カムシャフト２１の表面３７と３８と対向するように配置される。組立ての際には、表面３０を形成するフォークのリム（縁部）が、表面３７が延在するカム側部で押圧され得るように、カムシャフト２１を配置する必要がある。フォークがそのように挿入されたなら、フォークに形成された表面３２ａがカムシャフトの隅３９に対して障害物となるので、次にリセットボタンを回転して図４に示す位置に戻すといったことはできない。フォークが引き戻された後のみ、リセットボタン６を回転して、図４に示す位置にすることができる。
【００２５】
図１２に示すように、アクチュエータハウジング５とスイッチハウジング７との間を密封するために、ガスケット４８が設けられている。３つのハウジング部が一緒に接続されると、全体のアセンブリを支持面上に取付けることができ、ロープをアイ１に接続することができる。ロープが緩いと、アイ１はスプリングハウジング３の方に変位して、フォークの表面３１がカムシャフト２１の表面３８を押圧する。これは、次には、カムシャフト２１を表面３１から離れる方向に回転させる。これは、プランジャ１３をカムシャフト２１の軸から離れさせ、その結果、スイッチアセンブリを作動させて、関連する機器を無能力化する。次に、まずフォーク１２を引くことをしないで、リセットノブ６を回転して図４に示す位置に戻すことを試みるならば、カムの隅３９が表面３２に押圧されて、リセットノブをさらに回転するのが阻止される。しかし、ロープに引張り力が加えられて、表面３２がカムの隅３９から離れる所まで引っ張られると、そのときはリセットノブを回転することができる。その後、さらにロープの引っ張り力が増大すると、フォークの表面３０がカムシャフト２１の表面３７を押圧するようになり、再度、カムシャフトが回転して図４に示す位置から外れる。プランジャ１３が再び凹部３６から変位して、これによって関連装置を無能力化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるロープスイッチアセンブリの斜視図である。
【図２】  図１のアセンブリの構成部品の分解図である。
【図３】  図１のアセンブリの構成部品の別の分解図である。
【図４】  図１のアセンブリの内部構成部品の斜視図である。
【図５】  図４に示されたアクチュエータフォークを下から見た図である。
【図６】  上方から見た図５のアクチュエータフォークの斜視図である。
【図７】  下方から見た図５のアクチュエータフォークの斜視図である。
【図８】  図４に示された回転可能なカムシャフトの図である。
【図９】  図８の９−９線断面図である。
【図１０】  図８の１０−１０線断面図である。
【図１１】  図８のカムシャフトとリセットノブとを示す分解図であり、リセットノブは使用時にカムシャフトと係合する。
【図１２】  図８のカムシャフトとそのハウジングと付随構成部品との分解図である。
【符号の説明】
３…ハウジングの第１の部分、
５…ハウジングの第２の部分、
７…ハウジングの第３の部分、
１２…フォーク部材、
１３…カムフォロア、
２２…付勢された部材、
２５…スイッチ、
３６…カム表面、
３０…第１接触面、
３１…第２接触面、
３２…更なる接触面。
【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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