(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源オフの状態と電源オンの状態を切り換え可能な電気的接点と、安全スイッチに挿脱可能な所定の構成のアクチュエータによって所定の軸の回りを回転するように設けられた作動カムであって、前記アクチュエータの挿入で生じる前記カムの回転で、前記電気的接点を電源オフの状態から電源オンの状態へ移動させる押出しロッドとしてのカムプランジャを移動させ、前記アクチュエータを取り出すことで生じる前記カムの回転で、前記電気的接点を電源オンの状態から電源オフの状態へ移動させるカムプランジャを動かす作動カムと、
ソレノイドに連結されたロッキング機構であって、当該ロッキング機構が前記カムプランジャに係合して前記ソレノイドが通電されない限り、前記アクチュエータを前記安全スイッチから離すとき、前記カムプランジャの動きが前記ロッキング機構で妨げられ、作動カムの回転が前記カムプランジャと作動カムとの係合で妨げられるロッキング機構とを具え、
前記ロッキング機構がリンクによって前記ソレノイドに連結されており、前記ソレノイドが通電されないときに、前記ロッキング機構が前記ソレノイドによってカムプランジャが係合する状態に偏位され、前記ソレノイドが通電されたときに、前記ソレノイドによって前記ロッキング機構がカムプランジャが開放される状態に偏位されている安全スイッチにおいて、
前記リンクは第１および第２の位置間を摺動可能で、前記ロッキング機構と共働する切り欠きを規定するプレートを具え、当該プレートが前記第１の位置にあるときに、前記ロッキング機構がカムプランジャが係合した状態でロックされ、前記プレートが前記第２の位置にあるときに前記ロッキング機構がカムプランジャが開放された状態にあり、
前記プレートが前記ソレノイドのプランジャに回転可能なアームにて連結されており、前記ロッキング機構が少なくとも一つの回転可能に支持されているロッキングレバーからなるロッキング部材を具え、このロッキング部材が前記カムプランジャに係合可能であることを特徴とする安全スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、二つの回転可能に支持されたロッキングレバーからなるロッキング部材を具え、これらのロッキング部材が前記カムプランジャの相対向する側面に配置さ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】
本発明は、特に、但し排他的でなく、動力機械を囲う機械の安全装置に用いられる安全スイッチアッセンブリに関するものである。
公知の安全スイッチアッセンブリは、エンクロージャに取付けた安全スイッチと、前記エンクロージャのドア、ゲート、あるいは保護カバーに取付けて用いる前記安全スイッチに挿入可能なアクチュエータであって、前記エンクロージャがこれらのドア、ゲート、保護カバー等によって閉じられたときに電源をオンに切り換えるアクチュエータとを具える。
公知の安全スイッチは、ハウジングを具え、このハウジングの中に、通常開状態にある接点群が設けられている。一方の接点群は固定されており、他方の接点群は可動であり、軸方向に移動可能な押出しロッドによって動く。この押出しロッドには、スプリングで負荷を与えて、これらの接点群を切り離して、電源をオフにしている。
軸方向に移動可能な押出しロッドは、カム装置の回転カムによって動き、通常は、カムの回転を防ぎ、電源オフの状態にロッドを固定する位置に配置されており、アクチュエータによって作動して、カムに回転を生じさせて、電源オンの状態に押出しロッドを移動させる。
安全スイッチに係合した状態でアクチュエータを係止させるロッキングメカニズムを安全スイッチアッセンブリに取付けることは公知である。この目的は、格別の安全性を与えることであり、例えば、エンクロージャ内で機体を回転させる制御動作等、所定の制御された状態にある場合を除いては、エンクロージャが開くことを積極的に防止するものである。公知の装置では、アクチュエータはロッキング部材に係合され、このロッキング部材はハウジングに回転するように支持されており、ソレノイドで制御される部材によってロック位置に押込まれる。この公知の装置は、有用なスペースを占める比較的大きなロッキング装置を必要とするとともに、相対的にパワーの大きいソレノイドが必要である。
本発明の目的は、ロッキング機構を含む改良された安全スイッチアッセンブリを提供することである。
本発明によれば、安全スイッチが設けられており、この安全スイッチは電源オフの位置から電源オンの位置へ移動可能な電気的接点と、所定の構成のアクチュエータによって所定の軸の回りを回転するように設けられ、カムの回転で前記電気的接点を前記オンとオフの位置間で移動させるカムプランジャを移動させる作動カムと、少なくとも一つのロッキング部材であって、前記プランジャと係合してカムプランジャのスイッチ動作からアクチュエータを引っ込めるときにカムの回転が妨げられるロッキング位置と、カムプランジャが開放されてカムがフリーに回転してアクチュエータを引っ込めるアンロッキング位置との間で作動するロッキング部材とを具える。
好適な実施例では、ロッキング部材が、回転可能に装着されたレバーであり、カムプランジャの係止面と係合可能な係止端と、レバーをロッキング位置内に位置させたりあるいはロッキング位置から外したりする後端とを有するレバーであることが好ましい。
ロッキング部材をロック位置とアンロック位置の間で移動させる移動手段を設けるようにしてもよい。この手段としては、例えばソレノイドなどがある。
好適な実施例では、ロッキング部材は、前記移動手段によって作動するスライディング部材と共働し、このロッキング部材はスライディング部材のガイドスロットに係合している。スライディング部材は回転アームによってソレノイドに接続してもよく、ソレノイドのプランジャが延びた位置にあるときには、スライディング部材が、カムプランジャがフリーに動く第１の位置に移動し、ソレノイドプランジャが引っ込んだ位置にあるときに、カムプランジャがロックされる第２の位置にスライディング部材が移動するようにしてもよい。
ガイドスロットはロッキング部材の後端に係合するようにしてもよく、また、プレートの摺動動作によってロッキング部材の後端をスロットの中に移動させて、係止端がカムプランジャに係合したりしなかったりするように、レバーを回転させるようにしてもよい。
プランジャの係止面は一組のフラット面で構成することが好ましい。
ソレノイドに、ソレノイドの状態を表示する回路を設けて、スイッチの開閉の状態を表示するようにしてもよい。この回路で、回動可能なアームに固定された接点を操作できるようにして、ソレノイドプランジャの動きによってこれらの接点を開閉するようにしてもよい。
本発明の実施例を、添付した図面に基づいて以下に述べる。
図１は、本発明にかかる安全スイッチの前側断面であり、電気的接点／作動カム／ロッキング部材の配置を示す。
図２は、図１に示すアクチュエータ付スイッチの側面図である。
図３は、図１に示すアクチュエータ付スイッチの端部を示す図である。
図４は、本発明の実施例の、スイッチをオンにした状態における作動カム／押出しロッド／ロッキングレバーアッセンブリの側面図である。
図５は、スイッチをオンの状態にした本発明にかかるソレノイドとスライディングブロックアッセンブリの後部を示す図である。
図６は、本発明の、スイッチをオンにした状態におけるスライディングブロック／押出しロッド／ロッキングレバーアッセンブリの正面図である。
図７は、スイッチがオフにした状態における図４に対応する図である。
図８は、スイッチをオフにした状態における図５に対応する図である。
図９は、スイッチをオフにした状態における図６に対応する図である。
図１を参照すると、安全スイッチアッセンブリは２つの部分から構成されている。後述するとおり、従来の電気的接点群Ｂと、従来の操作カム装置Ｃとを含む安全スイッチハウジングＡと、ソレノイド、ロッキングレバーおよびスライディングプレートアッセンブリＤである。後述するように、アクチュエータＥ（図２）も、カム装置Ｃと共働する。
安全スイッチハウジングＡは、自己消火性の強化ガラスナイロンケーシング１０を具える。ケーシング１０の前側部分は開放した状態で示されており、フェースプレート（図示せず）で閉じることができる。フェースプレートは、接点群ＢとソレノイドおよびスライディングプレートアッセンブリＤとにアクセスできるように取り外し可能に構成されている。
接点群Ｂの安全のための接点室１１の中に、コンジットエントリーポート１２、１３が配線ケーブル（図示せず）の通路として設けられている。
接点群は接点１４、１５、１６、１７を具える。接点１４、１５の接続および接点１６、１７の断線、また接点１６、１７の接続および接点１４、１５の断線は、圧力スプリング１９と連係しており、軸方向に移動可能な押出しロッド１８とカムアレンジメントＣによって実行される。押出しロッド１８は後述するようにカムアレンジメントＣによって移動する。
押出しロッド１８は径の異なる２つの部分１８ａ、１８ｂを有しており、これらの部分はフラット部１８ｃと内部係合する。フラット部１８ｃは４面体ブロック（図４および図７参照）を構成している。押出しロッド１８の一方の端部１８ｂは接点群Ｂに隣接しており、他方の端部１８ａは半球状の端部２０を有しており、カム装置Ｃに隣接している。
押出しロッド１８は二つの整合ブロック２１、２２（図１では、ブロック２２は切った状態で示されている）の間に摺動可能に支持されており、これらのブロックはそれぞれシャフト２３を支持している。シャフト２３の上には、ロッキングレバー２４が回転可能に装着されている。シャフト２３は、押出しロッド１８の両側面に平行に、また押出しロッド１８の縦軸に垂直に配設されている。各ロッキングレバー２４は、後端部２５と拡開した端部２６とを有しており、端部２６は、図４に示すように押出しロッドのフラット面１８ｃの下に位置させることができる。
圧力スプリング１９は、押出しロッド１８の小さい方の部分１８ｂ上に設けられており、各ブロック２１、２２の上に形成されている突起２７とフラット１８ｃの下側側面との間に配設されている。
ハウジング２８内に設けられているカム装置Ｃは公知の設計であり、ここではその詳細は説明しない。ハウジング２８（図１では切った状態で示されている）は開口を有するフランジ２９（破線で示されている）を有する。フランジ２９はケーシング１０の対応するスロットに挿入可能であり、従って、フランジ２９の開口はケーシングの対応する開口３０に揃って配列される。従って、ピン（図示せず）が２組の開口に挿入可能であり、ハウジング２８がケーシング１０に保持される。
広く言えば、ハウジング２８内のカム装置Ｃは、シャフト３２の上に装着された作動カム３１を具え、シャフト３２の端部がハウジング２８の壁面において、開口内に支持されているる。シャフト３２は作動カム３１内のセンターホール内を通って延在している。
アクチュエータカム３１の詳細を図４および図７に示す。カム３１は、一般的に円形であり、シャフト３２の回りを回転可能に構成されている。アクチュエータカムの下側半分（図４および図７に示す）には、半径方向にカットされた一対の部分、すなわち、アクチュエータカム３１の周辺に開放されたポケット３３、３４が、シャフト３１の内側に向けて環状にスペースを置いて延在している。ポケット３３、３４はカム３１の厚さ全体にわたって延在しているわけではなく、中央にブリッジ３５を有している。また、これらは通常、安全スイッチＡの上に開放されている。カム３１のポケット３３、３４が設けられている部分の反対側には、深い弓型の切り欠き３６と浅い弓型の切り欠き３７とが設けられている。
接点群Ｂの反対側のアキシャル押出しロッド１８の大きい方の端部はハウジング２８の中に延在しており、図４および図７に示すようにカム３２の上側半分に隣接している。切り欠き３６、３７は押出しロッド１８の半球形の端部２０を受ける形状に構成されている。
押出しロッド１８の一端とケーシング内の接点群Ｂに対して、ソレノイド３８が設けられている。このソレノイドは、後述するように、スライディングプレート３９を作動させて、ロッキングレバー２４の回転を制御する。ソレノイド３８はプランジャ４０を有している。このプランジャは圧力ばね４１によって付勢されて延びた位置（図１および図６を参照）まで偏位されている。ソレノイドを通電すると、ばね４１による偏位に反してプランジャ４０が引っ込む。（図９参照）プランジャ４０の自由端にはピン４２が設けられており、このピンをクランクアーム４４の端部にあるスロット４３で受けている。アーム４４の他方の端部にはスロット４５が設けられており、このスロットでスライディングプレート３９の上に装着されているピン４６を受ける。クランクアーム４４はケーシング１０内に固定されているシャフト４７に回動可能に装着されている。
スライディングプレート３８は、ほぼスクエアな部分４８を有する薄い部分と、それから延在する長いアーム４９とを具える（図５および８を参照）。アーム４９は中央に切り欠き５０を有している。この切り欠きは後述するように、ソレノイドプランジャ４０を受けるように設計されている。プレート３９のスクエア部分４８は、楕円形をした切り欠き５１を有しており、楕円５１の一端にはその端部の楕円の両側に外側に角度を持って延在するスロット５２が設けられている。スロット５２は楕円５１の端部からプレート３８の上端と下端とに向けて、所定の角度をもって延在しており、プレート３９の上下のエッジにほぼ平行な短いさねはぎ（rebate）５３になっている。ロッキングレバー２４の後端２５をガイドスロット５２で受けており、押出しロッド１８は切り欠き５１で受けている。スクエア部分４８から離れたアーム４９の端部には、上方に延在するピン４６が設けられている。上述したとおり、クランクアーム４４のスロット４５でこのピンを回動可能に受けている。
図１から分るように、スライディングプレート３９は、押出しロッド１８とソレノイドプランジャ４０に垂直に位置している。押出しロッド１８をスクエア部分４８の楕円形の切り欠き５１で受け、ソレノイドプランジャ４０はアーム４９の切り欠き溝５０で受ける。ソレノイドプランジャ４０の動きによって、スライディングプレート３９を直線的に動かし、楕円５１と切り欠き溝５０はプレート３９をプランジャ４０と押出しロッド１８の縦方向の軸に垂直に動かす。
ハウジング２８に取付けられているケーシングの一端部に形成されているエンドキャップ６０は四角い開口６１、６２を有しており、この開口はアクチュエータのエントリィスロットを規定している。（図２および図３参照）エントリィスロット６１、６２ａはハウジングＡの端面に位置しており、一方、スロット６２はハウジングＡの前面に位置する。キャップ６０は二つのラグ６３を有しており、これらのラグはカムハウジング２８のフランジ２９にねじ止めされている。
アクチュエータエントリィ６１はアクチュエータカム３１のポケット３４に並んでおり、一方、アクチュエータエントリィ６２はアクチュエータカム３１のポケット３３に並んでいる。
安全スイッチのその他の部品、例えば、アクチュエータＥ（図２および図３参照）は、ステンレススチール等で形成されている。このアクチュエータは、装着用バー７０を具えており、このバーから二つの平行な作動リム７１が突出している。このリムはラグ７２によって装着用バー７０に平行に部分的に止められている。
上述した安全スイッチは、特に、機械の安全装置に取付けて使用できる。安全スイッチハウジングＡはその安全装置のハウジングに装着され、アクチュエータＥは、安全装置のゲートに、またはヒンジ結合された、スライド式の、あるいは持上げ構造のドアに装着される。
一対の接点８０、８１はソレノイド３８と共働し、クランクアーム４１によって作動する。クランクアームは、一方の接点群８０が固定されているプレートに連結されている。この接点群は、ソレノイド３８の状態を表示する回路に接続されており、“閉接点”でソレノイドが通電して、機械ガードを開けることができる旨を表示し、“開接点”でソレノイドが通電しておらず、機械ガードが閉じていればそれを開けることができない旨を表示する。
安全装置のドアあるいはゲートが閉じているときは、安全スイッチの配置に応じてアクチュエータＥがエントリィ６１、６２を受ける。アクチュエータがエントリィ６１を受けた時（図２参照）、アクチュエータＥのリム７１がアクチュエータカム３１の周辺ポケット３４に係合して、ポケットを回転させ、次いで、ばね１９によって、カム３１の深い方の弓型の切り欠き３６内に押出しロッド１８を軸方向に移動させる。従って、接点が閉じて、アクチュエータＥが安全スイッチに係合している限り、この状態が支配する。この状態において、ソレノイドプランジャ４０は延びた位置に在り、スライディングプレート３９は正常な位置に保持され、従ってロッキングレバー２４の後部２５はガイドスロット５２のさねはぎ（rebate）５３内に位置する。スライディングプレート３９は、レバーを支持するブロック２１、２２を越えて距離Ｚ１だけ延びて（図５参照）、後端部２５がスライディングプレート３９に離れて保持されているとき、レバー２４の大きい方の端部２６が、小さい方の端部１８ｂに隣接するフラット１８ｃの端部の下に保持される。従って、押出しロッド１８はカム３１から離れて動くことはない。従って、さねはぎ（rebate）５３がロッキングレバー２４がその各々のシャフト２３上で回転して押出しロッドを開放することを防ぐ。この位置において、接点１４、１５が閉じられ、機械はオン状態になる。前に述べたとおり、アクチュエータＥがエントリィ６２内に入る位置に在れば、アクチュエータのリム７１とラグ７２は他方の周辺ポケット３４に係合して、アクチュエータカム３１が回転する。
上述の２つのケースにおいて、安全スイッチハウジングＡの外へアクチュエータＥが引っ込むことが、作動カム３１の深い溝３６に押出しロッド１８を保持するロッキングレバー２４によって防止され、カムが回転して、従って、アクチュエータＥが外れることを防止する。アクチュエータＥを開放して、機械の電源を切るには、押出しロッド１８を開放して、カム３１を回転させる必要がある。
押出しロッド１８は、例えばコントロールボタン（図示せず）によってソレノイド３８を通電することによって開放される。従って、ボタンを押して、ソレノイド３８を通電したときにのみ、安全ドアを開けることができる。同じボタンをエンクロージャ内の機械をオフにするのに使用することもできる。ソレノイド３８が通電されると、ソレノイド３８のプランジャ４０が引っ込んで（図９参照）、クランクアーム４４が固定ピン４７の回りを回転して、スライディングプレート３９を距離Ｚ１＋Ｚ２移動させる。（ここで、Ｚ２は支持ブロック２１、２２（図５および図８に記載）の端部を越えたプレートの長さである。）スライディングプレート３９が動くと、ロッキングレバー２４の後端２５に力がかかり、レバーがスロット５２の通路に沿って、押出しロッド１８に向けて内側に回転する。その係合している端部２６の外側への動きが押出しロッド１８をフラット１８ｃから離すように作用する。従って、押出しロッド１８が自由に動き、安全ドアかあるいは安全装置を開けてアクチュエータＥが安全スイッチハウジングＡから引っ込んだときに、カム３１が回転する。アクチュエータが引っ込んでいる間のカム３１の回転によって、押出しロッド１８がカム３１の浅い溝３７に位置し、押出しロッドの小さい方の端部１８ｂが支持ブロック２１、２２から接点ブロックアッセンブリＢ内へ突出するまでスプリング１９の付勢に反して軸方向にロッド１８を移動させ、接点をオフの位置へ離す。
作動カム４５の回転は、どのエントリィスロットがアクチュエータＥで受入れるかに関係なく、いずれの場合も一方向にのみ回転する。
機械の安全装置のゲート又はドアが僅かに、例えば６ｍｍ程度、開いている場合、接点が溶接されていれば、安全接点の断線を生じさせ、安全スイッチ装置が停止して操作者の安全性が保たれる。
上述した安全スイッチは安全スイッチハウジングＡを機械の安全装置の適当な位置に装着し、エントリィ６１または６２に位置を合せた安全装置のドアもしくはゲートの開放端にアクチュエータＥを装着することによって、取付けることができる。
本発明の作動カム／スライディングプレートおよび押出しロッド装置は、上記に図面を用いて述べた以外の電気的スイッチ内で、また電気的スイッチを動作させるのに使用できる。従って、本発明の範囲内には、作動カムとロッキング部材との装置自体を含む。
上述の安全スイッチアッセンブリは、例えば、機械のドアもしくは安全装置をコントロールボタンを押して開ける場合、または、ソレノイドを動作させるのに所定の決定がなされなくてはならないような場合などに特別な安全性を提供するものである。
このアッセンブリは、また、ソレノイドの状態を表示して、ドアが閉じた状態にあり、スイッチがロックされているかどうかを表示するという特徴もある。
上述した実施例の電気的切り換え接点に替えて、例えば空気圧バルブなどの他の制御デバイスを使うこともできる。
【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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