(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
Ｂ）前記本体内に収納され、カム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第１回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第１回転方向と逆方向である第２回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
Ｃ）一端が前記カム面に沿って前記カムに近づく第１の方向または前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動する操作ロッド、
Ｄ）前記操作ロッドを前記第１の方向に付勢する付勢手段を介して前記第１の方向または第２の方向に移動可能に、前記本体内に保持する支持部、
Ｅ）前記操作ロッドが前記カムと係合するよう前記支持部に前記第１の方向への力を与える保持手段、
Ｆ）前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G）前記カムのカム面は、以下の形状であり、
g1)前記保持手段により前記支持部に前記第１の方向への力が与えられた状態で、前記カムが前記操作キー挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段により前記第１方向に移動して、これにより、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とする、
g2)前記カムがロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、前記操作ロッドが前記カムをロックした状態から前記第２方向に移動して、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となる、
g3）前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態から前記第２回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段に抗して前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第２方向に移動した状態となる、
H)前記操作ロッドについて、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第２方向に移動した位置を検出する検出手段を備えたこと、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項２】
請求項１の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、前記支持部を前記第１の方向へ付勢する支持部付勢手段であり、
前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部付勢手段に抗して、前記支持部を前記第２の方向に移動させるソレノイドであること、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項３】
請求項１の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部を前記第１の方向へ移動させるソレノイドであり、
前記解除手段は、前記支持部を前記第２の方向に移動させる付勢手段であること、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項４】
Ａ）操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
Ｂ）前記本体内に収納され、第１、第２のカム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第１回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第１回転方向と逆方向である第２回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
Ｃ）一端が前記第１のカム面に沿って前記カムに近づく第１の方向または前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動するロック部材、
Ｄ）前記第１の方向に付勢する付勢手段を介して、前記ロック部材内に収納されたスライダであって、前記ロック部材の移動に関係なく一端が前記第２のカム面に沿って前記第１の方向または第２の方向に移動するスライダ、
Ｅ）前記ロック部材の前記一端が前記カムと係合するよう前記ロック部材に前記第１の方向への力を与える保持手段、
Ｆ）前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G）前記カムの第１および第２のカム面は、以下の形状であり、
g1) 前記カムが前記操作キー挿入状態では、g11)前記ロック部材は前記保持手段により前記第１方向に移動させられ、これにより、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とするよう前記第１のカム面が構成されているとともに、g12)前記付勢手段により前記スライダを前記第１方向に移動させるよう前記第２のカム面が構成されており、
g2) 前記カムが前記ロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、g21)前記ロック部材は前記カムをロックした状態から前記第２方向に移動し、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となるよう前記第１のカム面が構成されており、g22)前記スライダは、前記ロック部材が前記第２方向に移動するのと関係なく、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となるよう前記第２のカム面が構成されており、
g3）前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態から前記第２回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記スライダは、前記付勢手段に抗して前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第２方向に移動した状態となる、
H)前記スライダについて、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第２方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第１方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出する検出手段を備えたこと、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項５】
請求項４の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、前記ロック部材を前記第１の方向へ付勢するロック部材付勢手段であり、
前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材付勢手段に抗して、前記ロック部材を前記第２の方向に移動させるソレノイドであること、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項６】
請求項４の安全スイッチにおいて、
前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材を前記第１の方向へ移動させるソレノイドであり、
前記解除手段は、前記ロック部材を前記第２の方向に移動させる付勢手段であること、
を特徴とする安全スイッチ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかの安全スイッチにおいて、
前記検出手段は、前記保持手段および前記解除手段と、前記カムとの間に設けられていること、
を特徴とする安全スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全スイッチに関し、特に、その小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開2000-266690号公報には、産業機械装置における不要な操作や偶発的な誤操作による事故を防止する安全スイッチが開示されている。この安全スイッチによるロック処理について、図１３を用いて説明する。ドア側に操作キー１０４を、出入り口の枠側に本体１０１を取り付ける。ドアが閉じられると操作キー１０４が本体１０１に挿入されて、カム１０５が矢印１０６方向に回転する。カム１０５の回転により操作ロッド１０９が矢印１０７方向にスライドし、このスライド状態を挿入検出スイッチ（図示せず）が検出する。挿入検出スイッチがオン状態となると、この安全スイッチが取り付けられた装置（図示せず）の稼働を可能状態とする。操作ロッド１０９が矢印１０７方向にスライドすると、バネ１２７に付勢されたプランジャ１２９が操作ロッド１０９の下部に移動する。これにより、操作ロッド１０９は矢印１０７の逆方向への移動が阻止される。したがって、カム１０５の回転がロックされ、操作キー１０４も本体１０１への挿入状態でロック状態とされる。したがって、装置が動いている間はドアを開くことはできない。装置が停止すると、停止検出スイッチ（図示せず）がオンになり、ソレノイド１１９がロッド１２１を介して、レバー１２３を軸１２３ａを中心に回転させ、ロッド１２５がプランジャ１２９を矢印１０８方向に移動させる。これにより、操作ロッド１０９が矢印１０７の逆方向にスライド自在となる。したがって、カム１０５が回転自在状態となり、操作者は操作キー１０４を本体１０１から抜き取ることが可能となり、ドアを開けることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記安全スイッチには以下のような問題があった。操作ロッド１０９の下部にプランジャ１２９を停止することにより、操作ロッド１０９が移動できない状態とし、これにより操作ロッド１０９とカム面で当接しているカム１０５をロックしている。したがって、カム１０５を強制的に回転させる力が与えられると、カム面と操作ロッド１０９との間にかかる強制的な力が伝えられる。
【０００４】
また、別の安全スイッチとして、前記カムをソレノイドと連動させたロック爪で直接ロックするものも知られている。この場合には、カムを直接ロックするので、ロック爪をロック状態で保持するバネとして、強力なバネが必要となり、その結果ソレノイドも大きくなり、小型化が困難である。
【０００５】
この発明は、上記問題を解決し、カム面への余分な圧をかけることなく小型化が可能な安全スイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
１）本発明にかかる安全スイッチにおいては、Ａ）操作キーが挿入される挿入口を有する本体、
Ｂ）前記本体内に収納され、カム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第１回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第１回転方向と逆方向である第２回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、
Ｃ）一端が前記カム面に沿って前記カムに近づく第１の方向または前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動する操作ロッド、
Ｄ）前記操作ロッドを前記第１の方向に付勢する付勢手段を介して前記第１の方向または第２の方向に移動可能に、前記本体内に保持する支持部、
Ｅ）前記操作ロッドが前記カムと係合するよう前記支持部に前記第１の方向への力を与える保持手段、
Ｆ）前記保持手段による保持を解除する解除手段、
を備え、
G）前記カムのカム面は、以下の形状であり、
g1)前記保持手段により前記支持部に前記第１の方向への力が与えられた状態で、前記カムが前記操作キー挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段により前記第１方向に移動して、これにより、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とする、
g2)前記カムがロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、前記操作ロッドが前記カムをロックした状態から前記第２方向に移動して、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となる、
g3）前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態から前記第２回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記操作ロッドは前記付勢手段に抗して前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第２方向に移動した状態となる、
H)前記操作ロッドについて、前記操作ロッドの前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第２方向に移動した位置を検出する検出手段を備えたこと、
このように、前記保持手段により、前記支持部に前記第１の方向への力を与え、これにより、前記操作ロッドが前記カムをロックし、前記解除手段によりかかる保持を解除している。さらに、前記操作ロッドは前記支持部に付勢手段を介して保持されている。したがって、前記操作ロッドは、前記カムのロック状態、カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置、および、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となったときよりも前記第２方向に移動した位置に切り替えられ、かかる状態を前記検出手段により検出することができる。
【０００７】
２）本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記支持部を前記第１の方向へ付勢する支持部付勢手段であり、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部付勢手段に抗して、前記支持部を前記第２の方向に移動させるソレノイドである。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態を解除することができる。
３）本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記支持部を前記第１の方向へ移動させるソレノイドであり、前記解除手段は、前記支持部を前記第２の方向に移動させる付勢手段である。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態とすることができる。
【０００８】
４）本発明にかかる安全スイッチにおいては、Ａ）操作キーが挿入される挿入口を有する本体、Ｂ）前記本体内に収納され、第１、第２のカム面を有するカムであって、前記操作キーが挿入されると、第１回転方向に回転して操作キー挿入状態となり、前記操作キーが引き抜かれると前記第１回転方向と逆方向である第２回転方向に回転し、操作キー非挿入状態となるカム、Ｃ）一端が前記第１のカム面に沿って前記カムに近づく第１の方向または前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動するロック部材、Ｄ）前記第１の方向に付勢する付勢手段を介して、前記ロック部材内に収納されたスライダであって、前記ロック部材の移動に関係なく一端が前記第２のカム面に沿って前記第１の方向または第２の方向に移動するスライダ、Ｅ）前記ロック部材の前記一端が前記カムと係合するよう前記ロック部材に前記第１の方向への力を与える保持手段、Ｆ）前記保持手段による保持を解除する解除手段を備え、G）前記カムの第１および第２のカム面は、以下の形状であり、g1) 前記カムが前記操作キー挿入状態では、g11)前記ロック部材は前記保持手段により前記第１方向に移動させられ、これにより、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とするよう前記第１のカム面が構成されているとともに、g12)前記付勢手段により前記スライダを前記第１方向に移動させるよう前記第２のカム面が構成されており、g2) 前記カムが前記ロック状態にて、前記解除手段により前記保持手段による保持が解除されると、g21)前記ロック部材は前記カムをロックした状態から前記第２方向に移動し、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となるよう前記第１のカム面が構成されており、g22)前記スライダは、前記ロック部材が前記第２方向に移動するのと関係なく、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となるよう前記第２のカム面が構成されており、g3）前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態から前記第２回転方向に回転し前記カムが前記操作キー非挿入状態となると、前記スライダは、前記付勢手段に抗して前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第２方向に移動した状態となる、H)前記スライダについて、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第２方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第１方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出する検出手段を備えている。
このように、前記保持手段により、前記ロック部材に前記第１の方向への力を与え、これにより、前記ロック部材が前記カムをロックし、前記解除手段によりかかる保持を解除している。さらに、前記スライダは前記ロック部材に付勢手段を介して保持されている。
したがって、前記検出手段は、前記スライダについて、前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態におけるスライダの位置よりも前記第２方向に移動した時の位置および前記カムが前記操作キー挿入状態となり前記付勢手段により前記第１方向に移動した時の位置を検出するとともに、前記ロック部材について、前記ロック部材の前記一端が前記カムをロック状態とした時の位置および前記カムが前記第２回転方向に回転可能状態となった時の位置を検出することができる。
【０００９】
５）本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記ロック部材を前記第１の方向へ付勢するロック部材付勢手段であり、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材付勢手段に抗して、前記ロック部材を前記第２の方向に移動させるソレノイドである。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態を解除することができる。
６）本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、所定の電気信号が与えられると、前記ロック部材を前記第１の方向へ移動させるソレノイドであり、前記解除手段は、前記ロック部材を前記第２の方向に移動させる付勢手段である。したがって、前記所定の電気信号により、前記ロック状態とすることができる。
【００１０】
７）本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記検出手段は、前記保持手段および前記解除手段と、前記カムとの間に設けられている。したがって、前記カムと前記検出手段の間に、前記保持手段および前記解除手段が位置することがない。
【００１１】
以下、特許請求の範囲で用いた用語と実施形態との対応について説明する。
【００１２】
「ロック状態」とは、前記カムが前記カム従属体によって回転不能状態で保持された状態をいう。以下、実施形態との対応について説明する。「操作キー」は、アクチュエータ７に該当する。「本体」は、ケース３が該当する。「第１回転方向」は矢印３３方向、「第２回転方向」は、矢印３４方向が該当する。「第１の方向」は矢印３１方向、「第２の方向」は矢印３２方向が該当する。「保持手段」とは、バネ１７が該当する。「解除手段」とはソレノイド１９が該当する。「検出手段」は、スイッチ２１，２３が該当する。「第１の方向に付勢する付勢手段」はバネ１５が該当する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔１．第１実施形態〕
本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。本発明にかかる安全スイッチ１の構造について図１Ａを用いて説明する。安全スイッチ１は、ケース３，カム５、アクチュエータ７，操作ロッド９、支持部１３、ソレノイド１９，スイッチ２１，２３、端子部２４を備えている。ケース３には、アクチュエータ７が挿入可能な挿入口３a、３bが設けられている。アクチュエータ７はドア等に取り付けられる。ケース３はドアを固定するフレーム等に取り付けられる。カム５はアクチュエータ７の挿脱により、カム軸５aを中心に矢印３３，３４方向に回転する。操作ロッド９はバネ１５を介して支持部１３に支持されている。したがって、カム５が回転すると操作ロッド９は当接しているカム面によって矢印３１，３２方向に移動する。操作ロッド９にはスイッチ当接板１１が設けられている。したがって、操作ロッド９が矢印３１，３２方向に移動すると、操作ロッド９とともにスイッチ当接板１１も移動する。操作ロッド９の位置は後述するように第１，第２，第３の位置があり、スイッチ２１，２３はかかる操作ロッド９の移動位置を検出する。支持部１３は軸１８を有している。軸１８は金属製であり、バネ１７が装着されている。したがって、ソレノイド１９のオン、オフによって、軸１８は矢印３１，３２方向に移動する。軸１８が移動するとこれに連動して支持部１３も移動する。端子部２４は、従来の安全スイッチと同様に、スイッチ２１，２３からの検出結果、ソレノイド１９へ制御信号を伝達するリード線の取付端子である。
【００１４】
安全スイッチ１の動作について図１Ａ，図１Ｂ、図２を用いて説明する。図１Ａに示す第２状態では、アクチュエータ７は未挿入状態である。この状態では、カム５のカム面５ｇと操作ロッド９が当接している。したがって操作ロッド９は矢印３２方向に移動しており、スイッチ当接板１１によって２つのスイッチ２１，２３ともオフ状態である。
【００１５】
アクチュエータ７を挿入口３ａに挿入すると、図１Ａから図１Ｂに示す状態に状態遷移する。具体的に説明する。アクチュエータ７が挿入されると、アクチュエータ７の先端がカム５の面５ｃを押圧する。これより、カム５が矢印３３方向に回転する。これにより、操作ロッド９はカム面に沿って矢印３１方向に移動する。カム５の凹部５ｆが操作ロッド９と当接する位置まで回転すると、操作ロッド９は、バネ１５，１７の矢印３１方向への付勢力によって、矢印３１方向に移動する。これにより、操作ロッド９の先端が凹部５ｆに、はめ込まれた状態となる。すなわち、操作ロッド９はカム５を直接的にロック状態とする。
【００１６】
また、図１Ｂに示す状態では、図１Ａの状態と較べると、操作ロッド９が矢印３１方向に移動しているので、スイッチ当接板１１も連動して移動する。したがって、スイッチ２１，２３ともオン状態となる。
【００１７】
かかるロック状態の解除について、図１、図２を用いて説明する。図１Ｂに示す状態で、ソレノイド１９をオン状態とする。これにより、図２に示すように、軸１８が矢印３２方向に移動する。軸１８の移動に伴い、支持部１３を介して、操作ロッド９も矢印３２方向に移動する。これにより、カム５と操作ロッド９とのロック状態が解除され、カム５が矢印３４方向に回転可能となる。なお、この状態では、操作ロッド９とともにスイッチ当接板１１も同じ方向に移動する。これにより、スイッチ２３はオン状態のまま、スイッチ２１がオフ状態となる。この状態で、アクチュエータ７を引き抜くと、カム５が矢印３４方向に回転し、図１Ａの状態となる。これにより、スイッチ２１、２３ともオフ状態となる。
【００１８】
このように、本実施形態においては、操作ロッド９を第１の状態（図２に示す状態）から、さらにカム５に近づける方向に移動させて、操作ロッド９によりカム５の回転をロックするようにしている。したがって、全体としてコンパクトなロック機構を提供することができる。また、ソレノイド１９も小型化可能となる。
【００１９】
なお、挿入口３aではなく挿入口３bからアクチュエータ７を挿入した場合も、同様にカム５によってインターロックが可能である。
【００２０】
また、第１の状態では、操作ロッド９を支持部１３に対して独立して矢印３１方向に移動できるので、前記ロック係合が可能である。また、かかるロック状態にて、支持部１３を矢印３２方向に移動させると、これに連動して操作ロッド９も移動する。したがって、前記ロック解除が可能となる。
【００２１】
このように、カム従属体の移動方向と同じ方向にさらに移動することにより、ロックするので、全体としてコンパクトな安全スイッチを提供することができる。
【００２２】
〔２．第２実施形態〕
図３に示すように、挿入口およびカム５を内蔵するカム内蔵部３Ｋを操作ロッド内蔵部３Ｌと取り外して、挿入口３ａの位置を変更できるようにしてもよい。これにより、取付位置の自由度をより高めることができる。図３Ｂ，図３Ｃに示すように、カム内蔵部３Ｋの４隅にはネジ４１ａ〜４１ｄが設けられており、これらのネジによってカム内蔵部３Ｋは操作ロッド内蔵部３Ｌにネジ止めされている。なお、図３Ｂは矢印α方向からの矢視図であり、図３Ｃは矢印β方向からの矢視図である。かかるネジ止めの際に、図３矢印４２方向に９０度ずつ回転させて取り付けることにより、固定枠の形状に合わせて、挿入口３ｂの方向を変更することができる。また、側面に設けられた挿入口３ａだけでなく、上面に設けられた挿入口３bの方向を切り換えることもできる。
また、図３ｂに示すように、カム内蔵部３Ｋの先端に操作ロッド内蔵部３Ｌの先端にカム内蔵部３Ｋと嵌合するツメ３ｔを設けてもよい。これにより、ネジ４１ａ〜４１ｄをゆるめて取り外した場合でも、カム内蔵部３Ｋは、操作ロッド内蔵部３Ｌから外れない。したがって、カム内蔵部３Ｋを操作ロッド内蔵部３Ｌから完全に取り外すことなく、矢印４２方向に回転可能とすることができる。この場合、カム内蔵部３Ｋを矢印４２方向に回転させている時にも、操作ロッドはカム５と当接したままであり、接点がオンになることがない。また、カム内蔵部３Ｋを取り外すことができないので、ユーザによる改造を防止できる。
【００２３】
カム内蔵部３Ｋ側にツメを設けてもよい。さらに、ツメ以外でも、カム内蔵部３Ｋを操作ロッド内蔵部３Ｌに対して取り外すことなく、矢印４２方向に回転させる機構であればどのような機構であってもよい。
【００２４】
〔３．第３実施形態〕
図４に他の実施形態を示す。上記実施形態においては、カム従属体は操作ロッド９および支持部１３で構成されていたが、この実施形態では、カム５５をロックするロック部材５９と、カム５５によって位置が変動するスライダ６１とに、機能ごとに分けて構成している。ロック部材５９、スライダ６１について、図５を用いて説明する。図５Ｂはロック部材５９の斜視図であり、図５Ａはスライダ６１の斜視図である。ロック部材５９には、スイッチ２１をオンオフ制御するため凸部５８ａが、スライダ６１には、スイッチ２３をオンオフ制御するための凸部６２ａを有する。なお、両部品とも、スライド方向に鏡対称に、凸部５８ｂ、６２ｂを設けているが、設けなくてもよい。ロック部材５９にはスライダ６１の凸部６２ａ，６２ｂを挿入するための窓部５７を有する。また、図５においてはロック部材５９は一体物として表しているが、実際にはスライダ６１を組み込むために、部材５６ａ，５６ｂは分割可能である。ロック部材５９にスライダ６１を組み込んだ状態を図６に示す。
【００２５】
カム５５によるロック部材５９およびスライダ６１の制御について図４、図７を用いて説明する。アクチュエータ７が挿入されていない状態を図４Ａに示す。この状態でアクチュエータ７を挿入すると、カム５５が矢印３３方向に回転する。これにより、ロック部材５９はカム面５５ａによって、スライダ６１はカム面５５ｂによってそれぞれ制御され、矢印３１，３２方向にスライドする。カム面５５ａ、５５ｂと、ロック部材５９、スライダ６１との当接状態を図４Ｂに示す。このように、カム面５５ｂはカム面５５ａと較べて、カム回転軸６９から遠い位置に設けられている。このように、カム面５５ａ，５５ｂの２つのカム面によって、ロック部材５９とスライダ６１を独立して動作制御することができる。
【００２６】
カム５５が図４Ａ矢印３３方向に回転すると、図７Ａに示すように、バネ１７の矢印３１方向への付勢力により、ロック部材５９はカム面５５ａの凹部５５a1に嵌合する。これにより、ロック部材５９によってカム５５がロックされる。これによりスイッチ２１はオン状態となる。また、スライダ６１についてもバネ６５によって矢印３１方向に付勢されているので、同様に、カム面５５ｂによって矢印３１方向に移動する。これによりスイッチ２１、２３ともオン状態となる。
【００２７】
かかるロック状態は、第１実施形態と同様に、ソレノイド１９をオン状態とすることにより、解除される。ソレノイド１９に通電すると、図７Ｂに示すように、軸１８が矢印３２方向に移動する。これによりロック部材５９も矢印３２方向に移動する。これにより、カム５５とロック部材５９とのロック状態が解除され、カム５５が矢印３４方向に回転可能となる。なお、この状態では、ロック部材５９の凸部５８ａも同じ方向に移動する。これにより、スイッチ２１がオフ状態となる。この状態で、アクチュエータ７を引き抜くと、カム５５が矢印３４方向に回転し、図４の状態となる。
【００２８】
このように、本実施形態においては、ロック部材５９をカム５５に近づける方向に移動させてロックするようにしている。したがって、全体としてコンパクトなロック機構を提供することができる。また、上記実施形態と異なり、ロック部材をスライダと独立して設けているので、より強固なロック機構を実現できる。また、２つの部品の検出位置で状態検出をしているので、ロック部分の先端が破損しても、カム５５が回転してアクチュエータ７が抜き可能状態となった場合でも、スライダ６１はカム面５５ｂに追従して矢印３２方向に移動する。これにより、スイッチ２３がオフになる。この状態を検出して、制御対象を停止することができる。
【００２９】
なお、ロック部材とスライダで機能的に分けて構成した場合には、ロック部材の先端が何からの原因で欠落し、もはやカムをロックできない場合でも、スイッチ２３にて検出される検出結果は正常となるという問題がある。かかる場合を防止するために、図８に示すように、ロック部材５９に穴５９Ｌ、スライダー６１に凸部６１Ｋを設け、ロック部材５９が矢印３２方向に移動しないにもかかわらず、スライダー６１が矢印３２方向に移動した場合には、前記凸部６１Ｋが前記穴５９Ｌにはまりこむようにしてもよい。これにより、スライダー６１が単独では動かないようにでき、操作者に異常が発生したことを報知することができる。
【００３０】
図９、図１０を用いてかかるロック機能について説明する。図９Ａ，図９Ｂに正常な状態を示す。図９Ａは、図７Ａの状態（ロック状態）である。この状態からロック部材５９がソレノイド１９によって矢印３２に移動し、さらにスライダー６１がカム面５５ｂによって矢印３２方向に移動する（図７Ｂの状態）。正常状態では、スライダ６１が矢印３２方向に移動しても、ツメ６１Ｋは穴５９Ｌに嵌合しない。図１０Ａ，図１０Ｂにロック部材５９の先端が欠落した状態を示す。この状態では、ロック部材５９の先端が欠落したために、カム面５５ａによってロック部材５９は矢印３２方向に移動せず、スライダー６１だけがカム面５５ｂによって矢印３２方向に移動する。これにより、スライダー６１のツメ６１Ｋが穴５９Ｌに嵌合する。さらに、アクチュエータ７が挿入され、カム５５が矢印３３方向に回転し、スライダー６１にカム面５５ｂによる押圧が与えられなくなっても、図１０Ｂに示すように、この嵌合状態は保持される。これにより、スライダー６１によってスイッチ２３がオフ状態のまま保持されるので、操作者に異常が発生したことを報知することができる。
【００３１】
なお、スライダー６１のツメ６１Ｋは、図１０Ｃに示すように、バネ６１ｍで穴５９Ｌに嵌合する方向に付勢するようにしてもよい。
【００３２】
〔４．第４の実施形態〕
上記実施形態においては、アクチュエータ７用のカム面と操作ロッド９用のカム面を同じ面に構成した場合について説明したが、アクチュエータ用のカム面と、操作ロッド９用のカム面は異なる面に構成するようにしてもよい。カムの回転軸を前記操作ロッド９の移動方向と同軸とし、これにより、アクチュエータ用のカム面と、操作ロッド９用のカム面は異なる面に構成した例を図１１Ａに示す。この場合、アクチュエータ用のカム面８６と、操作ロッド９用のカム面８８は異なる面に構成される。カムの概要斜視図を図１１Ｂに示す。操作ロッド９用のカム面８８はカム８０が回転した場合に操作ロッドの先端が螺旋状に形成された斜面に沿って移動することにより、矢印３１，３２方向に移動するように、カムの回転軸に立体螺旋状に設けられている。アクチュエータ７用のカム面は、カムが回転することにより、アクチュエータ７を保持できるように、上記実施形態と同様に切りかけ部が設けられている。また、操作ロッド９は前記螺旋状のカム面に沿って矢印３１，３２方向に移動できるように、先端がクランク状に形成されている。このようにカムの回転軸を前記操作ロッド９の移動方向と平行に設定することにより、矢印３１，３２方向の長さを短くすることができる。
【００３３】
このように、カムの回転軸方向を前記操作ロッド９の移動方向とほぼ直交する方向に設定するだけでなく、カムの回転軸方向を前記操作ロッド９の移動方向と平行に設定することもできる。
【００３４】
〔５．他の実施形態〕
上記実施形態においては、ロック部材５９もカム５５のカム面に当接して矢印３１，３２方向に移動する場合について説明したが、これに限定されず、スライダ６１がアクチュエータ７の挿入によって、第２の状態となるとこれに連動して、ロック部材がカム５５をロックするように、例えば、リンク機構を用いるなど、してもよい。ロック解除はスライダ６１と独立して、かかるロック部材とカムとのロックを解除できるようにすればよい。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、操作ロッド９を第２の状態からさらにカム５に近づける方向に移動させるために、支持部１３内で矢印３１，または３２方向に移動自在となるように操作ロッド９を保持している。しかし、上記３つの状態を実現できるのであれば、どのような構造であってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態においては、通常時はバネで付勢しておき、ロックを解除する場合にソレノイドをオン状態としている。しかしこれに限定されず、ロックする場合にソレノイドで保持しておき、ソレノイドをオフにするとバネなどの付勢手段でロック解除方向に操作ロッド９を移動させるようにしてもよい。この場合、保持手段と解除手段は上記実施形態とは逆になる。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、図１Ａ，図１Ｂ、図２の各状態を検出するように、２つのスイッチ２１，２３を用いている。しかし、上記３つの各状態が検出できるものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、３段階の切替を検出できるものを用いてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、操作ロッド９の位置を検出するのに、操作ロッド９に設けたスイッチ当接板１１を採用した場合について説明したが、操作ロッド９の位置を検出できるものであればどのようなものであってもよい。
【００３９】
上記実施形態においては、操作ロッド９が第１の状態からさらに移動することによって操作ロッドによってカムを直接ロックする例について説明したが、間接的にロックするようにしてもよい。また、ロックするための移動方向は矢印３１，３２方向いずれでもよい。
【００４０】
なお、何らかの要因でカム従属体がカムとロック係合した状態から、ロック状態を解除するため、ソレノイド１９をオン状態にしてもカム従属体が矢印３２方向に移動しなくなった場合の為に、ケース３に緊急用の穴を設けるようにしてもよい。かかる穴に工具などを挿入して強制的に操作ロッド等または支持部などの位置を移動できるようにしてもよい。他の実施形態においても同様である。
【００４１】
また、ソレノイドに代えて強制的に矢印３２方向に移動させるエアシリンダ等を採用してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、２種類のスイッチを採用した場合について説明したが、図１２に示すように、スイッチ当接板１１を挟んで対向する位置に別途スイッチを設けてもよい。各スイッチにおけるアンド条件等を採用することにより、より完全にカム従属体の位置を検出することができる。これにより、安全性が向上する。
【００４３】
また、上記実施形態においては、ケース３内に端子部を設けた場合について説明したが、ケーブルを出して配線は外部で行ってもよく、また端子部に変えてコネクター部を設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、操作ロッド９が移動するケース３の穴部と操作ロッド９との間にゴム製のベローズ等のシール部材（パッキン）を設けてもよい。
【００４５】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記第１状態から前記カム従属体がさらに前記第１方向に移動することにより、前記カムが前記第２回転方向に回転不能状態で前記カム従属体によって保持されるように関連づけられている。したがって、このように前記カム従属体が前記第１方向にさらに移動して前記カムを回転不能状態とすることにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。
【００４６】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記保持手段は、前記カム従属体を前記第１方向に付勢する付勢部材で構成されており、前記解除手段は、所定の電気信号が与えられると、前記付勢手段に抗して前記カム従属体を前記第２方向に移動させる。したがって、解除の時に所定の電気信号を与えるだけで、前記ロック状態を保持することができる。
【００４７】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記カムの回転軸は、前記第１の方向に延びる直線と垂直であり、前記カム従属体は前記カムの回転中心に向かって移動する。したがって、前記カムの回転軸に向かって、前記カム従属体を移動させることができる。したがって、前記カム従属体の側面で前記カムの回転を阻止することができる。
【００４８】
なお、本発明にかかる安全スイッチにおいては、Ａ）操作キーが挿入される挿入口を有する本体、Ｂ）前記本体内に収納され、カム従属体を以下の第１、または第２の状態に切り換えるカム、 b1)前記操作キーが前記挿入口に挿入されると第１回転方向に回転し、カム面に沿って前記カム従属体が第１の方向に移動した第１の状態、b2)前記操作キーが前記挿入口から抜かれると、前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向に回転し、前記カム従属体を前記第１の方向とは逆方向である第２の方向に移動した第２の状態を備えた安全スイッチであって、Ｃ）前記カム従属体が前記第１の状態からさらに前記第１方向に平行に移動することにより前記カムと前記カム従属体がロック係合するように、前記カムおよび前記カム従属体を構成し、さらに、以下を備えたこと、Ｄ）前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、Ｅ）前記保持手段による保持を解除する解除手段、Ｆ）前記カム従属体の移動位置を検出する検出手段、を特徴とする。このように、本発明にかかる安全スイッチにおいては、前記カム従属体が前記第１の状態からさらに前記第１方向に平行に移動することにより前記カムと前記カム従属体とがロック係合するように、前記カムおよび前記カム従属体を構成し、さらに、Ｄ）前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、Ｅ）前記保持手段による保持を解除する解除手段を備えている。このように前記カム従属体と前記カムとをロック結合することにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。また、前記検出手段によって前記カム従属体の移動位置が検出される。したがって、カム従属体の位置によって前記操作キーの挿脱状態を検出することができる。
【００４９】
なお、本発明にかかるカム機構においては、カムによってカム従属体を移動させるとともに、前記カム従属体によって前記カムをロック可能なカム機構であって、Ａ）前記カムは、前記カム従属体を第１の方向に移動させた第１の回転停止位置または前記カム従属体を第１の方向とは逆方向である第２の方向に移動させた第２の回転停止位置に停止可能であり、Ｂ）前記カムと前記カム従属体との関係は、前記カムが前記第１回転停止位置で停止している場合には、両者がさらに近づく方向に移動可能に構成されており、両者が前記近づく方向に移動した場合には、前記カムと前記カム従属体がロック係合し、さらに、以下を備えたこと、Ｃ）前記カム従属体が前記カムとロック係合した状態を保持する保持手段、Ｄ）前記保持手段による保持を解除する解除手段を特徴とする。このように前記カム従属体と前記カムとをロック結合することにより、前記保持手段および前記解除手段を用いて、前記カムのロック・非ロック状態を切り換えることができる。
【００５０】
なお、本発明にかかる安全スイッチのロック方法においては、Ａ）カムによってカム従属体を移動させるとともに、前記カム従属体によって前記カムをロック可能な安全スイッチのロック方法であって、Ｂ）前記カムは、操作キーが挿入されると第１回転方向に回転し前記カム従属体を第１の方向に移動させるとともに、操作キーが抜かれると、前記第１回転方向とは逆方向である第２回転方向に回転し、前記カム従属体を前記第１の方向とは逆方向である第２の方向に移動させ、Ｃ）前記操作キー挿入された状態で、前記カム従属体を前記第１の状態からさらに前記第１の方向に前記カムに対して相対的に移動させ、これにより、前記カムと前記カム従属体とをロック係合状態で保持させ、Ｄ）前記カム従属体の移動位置を検出することにより、前記操作キーの挿入状況および前記ロック係合状況を検出し、Ｅ）解除命令を与えることにより、前記ロック係合状態の保持を解除することを特徴とする。このように、前記カム従属体を前記第１の状態からさらに前記第１の方向に前記カムに対して相対的に移動させて、前記カムと前記カム従属体とをロック係合状態で保持させている。したがって、操作キーの挿入状態で前記カム従属体が停止するように保持することにより間接的に前記カムをロックする場合と較べて、より確実にカムをロックすることができる。また、かかるロック係合状態は前記第１の方向に前記カムに対して相対的に移動するだけでなので、全体として安全スイッチを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる安全スイッチ１の要部断面図である。
【図２】安全スイッチ１の動作状態を示す図である。
【図３ａ】第２実施形態を示す図である。
【図３ｂ】ツメを設けた実施形態を示す図である。
【図４】第３実施形態を示す図である。
【図５】ロック部材５９およびスライダー６１の構造を示す斜視図である。
【図６】スライダー６１をロック部材５９に組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図７】第３実施形態における動作を説明するための図である。
【図８】第３実施形態にて、さらにツメ６１Ｋを設けた場合の図である。
【図９】ツメ６１Ｋを設けた場合の動作を説明するための図である。
【図１０】ツメ６１Ｋを設けた場合の動作を説明するための図である。
【図１１】第４実施形態を示す図である。
【図１２】スイッチを多数設けた実施形態を示す図である。
【図１３】従来の安全スイッチを示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・安全スイッチ
３・・・・・・・ケース
５・・・・・・・カム
７・・・・・・・アクチュエータ
９・・・・・・・操作ロッド
１１・・・・・・スイッチ当接板
１３・・・・・・支持部
１５・・・・・・バネ
１７・・・・・・バネ
１９・・・・・・ソレノイド
２１・・・・・・スイッチ
２３・・・・・・スイッチ
２４・・・・・・端子部
【図１】
0004145072.tif 000002
【図２】
0004145072.tif 000003
【図３ａ】
0004145072.tif 000004
【図３ｂ】
0004145072.tif 000005
【図４】
0004145072.tif 000006
【図５】
0004145072.tif 000007
【図６】
0004145072.tif 000008
【図７】
0004145072.tif 000009
【図８】
0004145072.tif 000010
【図９】
0004145072.tif 000011
【図１０】
0004145072.tif 000012
【図１１】
0004145072.tif 000013
【図１２】
0004145072.tif 000014
【図１３】
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