JP4003390B2

JP4003390B2 - キースイッチ

Info

Publication number: JP4003390B2
Application number: JP2000350511A
Authority: JP
Inventors: 博行梶尾; 裕幸森山
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP2002157944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、扉の安全スイッチ等として用いられるキースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
扉の安全スイッチは、様々な工作機械、産業機械装置において、不用意な操作や偶発的な操作による事故を未然に防止するために機械装置の安全扉や保護フェンスの扉などに装着される。
【０００３】
この種の安全スイッチにおいては、専用のキー以外の工具（例えばドライバーなど）で操作できないようにしておく必要があり、キーが抜き出された初期状態に内部装置をロックしておくように構成されており、その一例が図１８および図１９に示されている。
【０００４】
このキースイッチは、スイッチケース１０１に形成されたキー挿入口１０２へのキー１０３の挿抜に応じてカム板１０４を回動させ、カム板１０４の外周カム面に当接作用するプランジャ１０５を、カム板１０４の回動に連動して変位させて図示しないスイッチ機構を切り換え作動させるよう構成したものであり、キー１０３を抜き出した初期状態における前記カム板１０４の回動を阻止する回動ロック機構１０６を備えている。
【０００５】
この回動ロック機構１０６は、カム板１０４の外周部近くにおいてカム板１０４の回動軸心ｑ方向に進退可能に配備された前後一対のロック部材１０７と、これらをカム板１０４に向けて押圧するバネ１０８とからなり、ロック部材１０７に突設したロックピン１０９を、カム板１０４の外周に形成した係合凹部１１０に付勢係入することで、カム板１０４を初期状態に固定するよう構成されている。
【０００６】
そして、各ロック部材１０７には、キー挿入口１０２に向かうロック解除用カム斜面１１１が形成されており、図１８に示すように、キー挿入口１０２に挿入したキー１０３の先端部で各ロック部材１０７のロック解除用カム斜面１１１を押圧して、各ロック部材１０７をバネ１０８に抗して後退変位させることでロックを解除し、図１９に示されるように、引き続くキー１０３の挿入操作でカム板１０４を回動させるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の回動ロック機構１０６によると、ロック部材１０７がカム板１０４の回動軸心ｑ方向に進退可能に配備される関係で、これらロック部材１０７およびロック付勢用バネ１０８の配置スペースが、カム板１０４の回動軸心ｑ方向に大きいものとなり、スイッチ全体の前後方向厚さが大きくならざるを得ないものとなっていた。
【０００８】
また、規格上、ロック部材１０７をカム板１０４の前後に一対配備するために、一層、回動ロック機構１０６の前後方向スペースが大きくなって、キースイッチの大型化を招くものとなっていた。
【０００９】
かかるキースイッチは、上述のように、様々な工作機械、産業機械装置において、不用意な操作や偶発的な操作による事故を未然に防止するための扉の安全スイッチなどに用いられるものであるから、ユーザが、正規の使用状態からやや外れたような使用を行っても、また、長期に亘る使用によって、部品の摩耗等が生じても、事故を未然に防止するという機能を果たして信頼性を確保することが必要である。
【００１０】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、回動ロック機構の改良によって、スイッチ全体の薄型化を図るとともに、キースイッチの使用状態にかかわらず、また、長期間の使用によって摩耗等が生じても、キーによってカム部材が誤回動されるのを抑制した信頼性の高いキースイッチを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【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。
【００１７】
本発明のキースイッチは、キー挿入口へのキーの挿抜に応じてカム部材を回動させ、カム部材の外周カム面に当接作用するプランジャを、カム部材の回動に連動して変位させてスイッチ機構を切り換え作動させるよう構成するとともに、キー抜き出し状態における前記カム部材の回動を阻止する回動ロック機構を備えたキースイッチであって、前記回動ロック機構に、前記カム部材の支軸に垂直な回動面に対して平行な方向に変位可能なロック部材と、このロック部材をカム部材に係合するロック位置に向けて付勢するバネとを備え、前記ロック部材は、キーとの当接によって前記バネに抗してロック解除位置に変位可能であり、カム部材の外周面には、前記プランジャに作用するスイッチオフ用のカム部と、プランジャに作用するスイッチオン用のカム部と、カム部材が誤回動された時にプランジャに作用してスイッチオフにする牽制用のカム部とが形成される一方、前記カム部材には、前記誤回動された時に前記ロック部材が係合して当該カム部材の回動を規制するロック溝が形成されている。
【００１８】
本発明によると、部品の摩耗などが発生すると、カム部材が十分に回動されない状態でキーがすり抜けて抜き出されるおそれがあり、これに気づかずに再度キーを挿入すると、カム部材が大きく誤回動されてしまう。この場合、牽制用のカム部が作用してスイッチオフ状態がもたらされるとともに、ロック部材との係合によってカム部材の回動が規制されるので、誤回動された状態で、キーが挿抜されてもカム部材が更に誤回動することがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様のいくつかを図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１ないし図１２に、本発明に係るキースイッチの実施の形態１が示されており、図１はキースイッチの全体外観を示す斜視図、図２はその縦断した断面図である。
【００２４】
このキースイッチのスイッチケース１は、本体ケース１Ａとその上端に連結されたヘッドケース１Ｂとからなり、本体ケース１Ａには、スイッチ機構２とこれを切り換え操作するプランジャ３が収容されるとともに、ヘッドケース１Ｂには、プランジャ３の上端に作用するカム部材としてのカム板４が図４、図５に示される左右向きの水平軸心ｐ周りに回動自在に収容され、ヘッドケース１Ｂの上部横側面に形成したキー挿入口５へキー６を挿抜し、カム板４を回動させてその外周カム面に当接作用するプランジャ３を上下変位させることで、スイッチ機構２の接点切り換え操作を行うよう構成されている。
【００２５】
図２に示すように、本体ケース１Ａの内部にはホルダ７が組み込まれており、このホルダ７にスイッチ機構２が装備されるとともに、前記プランジャ３が上下スライド可能、かつ、本体ケース１Ａ上面の中心から出退するように支持されている。前記スイッチ機構２は、ホルダ７に打ち込み装着固定された３組の固定端子８，９，１０と、プランジャ３に弾性変位可能に組付けられた３組の可動端子１１，１２，１３とからなり、各固定端子８，９，１０に、本体ケース１Ａ下端から挿入した電線のリード線が接続されるようになっている。そして、キー６が抜き出された初期状態では、図２に示すように、プランジャ３が図示しない復帰バネに抗して押し込み変位されており、この初期状態では、可動端子１１，１２が固定端子８，９から離反されて、各固定端子８，９間の導通が遮断されるとともに、可動端子１３が固定端子１０に接触されて、固定端子１０間が導通されている。つまり、この場合、固定端子８，９はそれぞれ常開端子として利用され、また、固定端子１０は常閉端子として利用される。
【００２６】
前記ヘッドケース１Ｂには、図３および図４に示されるように、支点ブラケット２０が組み込まれ、この支点ブラケット２０に立設した左右一対の軸支壁２０ａとカム板４の中心に亘って支軸２１が挿通されて、カム板４がヘッドケース１Ｂ内において水平軸心ｐ周りに回動自在に支承されている。そして、カム板４の外周面はプランジャ３の上端に当接作用するカム面となっており、その周方向の所定箇所に、プランジャ３の上端を押圧するスイッチオフ操作用のカム部２２と、プランジャ３の押込みを解除するスイッチオン操作用のカム部２３と、誤作動防止用の牽制カム部２４がそれぞれ形成されている。また、カム板４の外周面は、挿入されたキー６の先端で押圧されるスイッチオン操作用の突起２５と、引き抜かれるキー６に係合されるスイッチオフ操作用の係合突起２６とが設けられている。
【００２７】
そして、図２に示すように、キー６が抜き出された初期状態では、カム部２２でプランジャ３が押込み操作され、キー６が横側面のキー挿入口５から挿入されると、スイッチオン操作用の突起２５がキー６の先端で当接押圧されることで、カム板４が図中の反時計方向（スイッチオン方向）に回動され、プランジャ３の上端がカム板４のカム部２３に安定係入され、これによってプランジャ３が復帰付勢力によって上方に突出作動してスイッチ機構２が切り換えられる（スイッチオン）。
【００２８】
上記のように構成されたキースイッチにおいては、キー６が抜き出された上記初期状態において、キー挿入口５に専用のキー以外のものが挿入されてカム板４が回動されることを防止するために、上記初期状態のカム板４を回動不能にするため、ヘッドケース１Ｂ内に、図３〜図５に示されるように、回動ロック機構３０が装備されている。
【００２９】
この回動ロック機構３０には、カム板４の前後側面に作用する前後一対のロック部材３１が備えられている。このロック部材３１は、支点ブラケット２０における前後の各軸支壁２０ａの外側面に形成した案内溝３２に沿って斜め４５°の方向に直線スライド可能に支持されるとともに、カム板４を貫通支持した支軸２１の両端部が、ロック部材３１に形成した長孔３３に挿通されている。
【００３０】
また、ロック部材３１の内側面には角形のロックピン３４が備えられ、軸支壁２０ａを通してロックピン３４がカム板４側に突出されている。他方、カム板４の前後の側面には、前記ロックピン３４を係入するロック用凹部３５が形成されている。このロック用凹部３５には、図５に示されるように、半径方向外方に向かうロック溝３５ａが連設されており、ロック部材３１が斜め上方にスライドしてロックピン３４がロック溝３５ａに係入されていると、カム板４の回動が阻止されるロック状態がもたらされ、ロック部材３１が斜め下方にスライドしてロックピン３４がロック溝３５ａから外れると、カム板４の回動が可能なロック解除状態がもたらされるようになっている。
【００３１】
さらに、ロック用凹部３５には、上述の誤作動防止用の牽制カム部２４ととともに、カム板４の回動範囲を規制して誤作動を防止するためのロック溝３５ｂが連設されている。
【００３２】
また、図３に示されるように、ロック部材３１の下端部と案内溝３２の底部との間にバネ３６が組付けられ、ロック部材３１が斜め上方のロック位置に向けてスライド付勢されている。
【００３３】
この例の回動ロック機構３０は以上のように構成されており、キーが抜き取られた初期状態では、ロック部材３１は斜め上方のロック位置にスライド付勢されてカム板４の回動が阻止されており、以下のように、ケース側面のキー挿入口５に正規にキー６を挿入することで、ロック部材３１をバネ３６に抗して斜め下方のロック解除位置に当接移動させ、引き続くキー挿入によってカム板４を回動操作することになる。
【００３４】
次に、横側面からのキー６の挿抜によってスイッチ切り換え操作を行う際の回動ロック機構３０の作動を図６〜図８に基づいて説明する。
【００３５】
（１）横側面のキー挿入口５に正規のキー６を挿入すると、先ず、キー６の下面両側に突設した操作リブ６ａの先端側部位がロック位置にあるロック部材３１の上端に当接し、キー６の先端がカム板４のスイッチオン操作用の突起２５に当接するまでキー６を押し込むと、図６に示すように、操作リブ６ａの下端面によってロック部材３１がバネ３６に抗して下方に強制的に後退移動され、ロック溝３５ａから外れることでカム板４が反時計方向へ回動可能なロック解除状態となる。なお、ヘッドケース１Ｂの天井部内面には、挿入されたキー６の上面を摺接案内するガイド３７が設けられており、ロック部材３１の押込み反力によってキー６が上方に逃げることが阻止されている。
【００３６】
（２）引き続いてキー６を押し込むと、図７に示すように、キー６の先端がカム板４のスイッチオン操作用突起２５を当接押圧して、カム板４が反時計方向に回動されてゆく。この場合、カム板４の反時計方向への回動が進むと、ロック部材３１はキー６の操作リブ６ａから外れるが、ロックピン３４がロック用凹部３５の内周面によって相対的に押圧されて軸心ｐ側に後退移動されることになる。
【００３７】
さらにキー６を押し込むと、プランジャ３がカム部２２から外れ、プランジャ３の突出付勢力によってカム板４が反時計方向に押圧回動され、図８に示すように、プランジャ３がカム部２３の底に安定的に係入し、スイッチオン状態がもたらされる。この場合、スイッチオフ操作用の係合突起２６とキー６に形成した操作孔６ｂとが係合される。
【００３８】
（３）上記スイッチオン状態からキー６を引き抜くと、キー６の操作孔６ｂに係合された係合突起２６が操作孔６ｂの先端で係止押圧され、キー６の抜き出しに伴ってカム板４は時計方向に回動されてゆく。そして、図９に示すように、キー６の先端がガイド３７から外れるまでは、キー６はガイド３７によって上方への逃げが阻止されているので、操作孔６ｂによる係合突起２６の係止は確実に行われる。
【００３９】
ここで、キー６の先端部と操作孔６ｂの先端との距離が大きく設定されるとともに、キー先端部と操作孔先端部との間の下面に、操作突起６ｃがプレス形成によって突設されている。このようにキー６の先端から操作孔先端までの距離を長く設定することで、操作孔先端をキー抜き出し方向に偏位させ、それだけ係合突起２６を係合してカム部材４を回動させるタイミングを早くすることができる。
【００４０】
また、ガイド３７によるキー６の逃げ防止機能を長く発揮させて、カム板４が十分復帰回動しないうちにキー６が不用意に上方に逃げてカム板４からすり抜けてしまうことを防止することができる。また、この操作面部６ｃの下面に操作突起６ｄを突設することで、キー先端がガイド３７から外れる際にも、操作突起６ｃによって係合突起２６を押し下げて、カム板４を十分復帰回動させることができるのである。なお、図９に示すように、キー６が係合突起２６から外れかかる位相までカム板４が回動されると、ロック部材３１は操作リブ６ａによる押圧が解除されるとともに、ロックピン３４がロック溝３５ａに臨む位相に位置し、ロック部材３１がバネ３６によって上方に移動して、ロックピン３４がロック溝３５ａに係入し、スイッチオフ状態にロックされた初期状態に復帰する。
【００４１】
また、長期の使用などによって摩耗が発生すると、キー６を抜き出す際に、カム板４が十分回動復帰しない状態でキー６のすり抜けがもたらされるおそれがあるが、このような場合、再びキー６を挿入すると、図１０、図１１に示すように、スイッチオフ操作用突起２６をキー６で当接操作してカム板４を反時計方向に回動させることになる。このように、カム板４を反時計方向に大きく回動させてしまうと、前記牽制カム部２４がプランジャ３を押し込み操作する状態となり、スイッチオフ状態がもたらされるようになっている。また、カム板４を正規の位置より反時計方向に大きく回動させると、ロックピン３４がロック用凹部３５のロック溝３５ｂに係入され、牽制カム部２４によるプランジャ押し込み状態に維持されてしまい、以後、キー６による操作が不能となり、それ以上カム板２４が誤回動することがなく、スイッチオフの故障状態に保持される。
【００４２】
また、図１２に示すように、キー６が斜めに抜き出し操作されても、ロックピン３４がロック用凹部３５のストッパ部としての内周壁と当接して、カム板４が正規のスイッチオフ位置よりも大きく時計方向へ回動されることが阻止されることになる。
【００４３】
これによって、キーが斜めに抜き出し操作されても、正規のスイッチオフ位置に復帰して時計方向に回動し過ぎることがない。
【００４４】
（実施の形態２）
図１３〜図１７に、上面に設けたキー挿入口５からキー６を挿抜してスイッチ切り換え操作を行う形態の例が示されている。この実施の形態では、カム板４の回動方向が、上述の実施の形態の場合と逆になるが、その作動および機能は同様であるので、上述の実施の形態と同一あるいは同等の機能をもたらす部品および部位に同じ符号を付して、その説明は省略する。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロック部材をカム部材の回動軸心方向に移動させない構成としたので、回動ロック機構のスイッチ前後方向スペースが小さくなり、スイッチ全体としての薄形化が可能となった。
【００４８】
また、カム部材が誤回動されるとスイッチオフ状態となってキー操作不能となるので、安全性に優れたものとなる。
【００４９】
さらに、ロック部材とストッパ部との当接によってカム部の復帰回動の範囲が規制されるので、キーが斜めになってもカム部材が不当に回動されることはなく、信頼性を高める上で有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１のキースイッチの全体外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のキースイッチ全体の縦断正面図である。
【図３】実施の形態１における回動ロック機構を示す正面図である。
【図４】実施の形態１における回動ロック機構を示す縦断側面図である。
【図５】実施の形態１におけるカム板とロック部材を示す分解斜視図である。
【図６】実施の形態１においてキーを挿入した初期状態を示す要部の縦断正面図である。
【図７】実施の形態１においてキーを挿入してカム板を少し回動させた状態を示す要部の縦断正面図である。
【図８】実施の形態１におけるキー挿入完了状態を示す縦断正面図である。
【図９】実施の形態１においてキーの抜き出し終了に近い状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１０】実施の形態１においてカム部材が不当に回動操作された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１１】実施の形態１においてカム部材が不当に回動操作された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１２】実施の形態１においてキーが斜めに抜き出される状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態２においてキーが抜き出された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１４】実施の形態２におけるキー挿入完了状態を示す縦断正面図である。
【図１５】実施の形態２においてキーの抜き出し終了に近い状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１６】実施の形態２においてカム部材が不当に回動操作された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１７】実施の形態２においてキーが斜めに抜き出される状態を示す要部の縦断正面図である。
【図１８】（ａ）従来例における初期状態を示す要部の平面図である。
（ｂ）その側面図である。
【図１９】（ａ）従来例におけるキー挿入完了状態を示す要部の平面図である。
（ｂ）その側面図である。
【符号の説明】
２スイッチ機構
３プランジャ
４カム部材（カム板）
５キー挿入口
６キー
２１支軸
２２カム部
２３カム部
２４牽制用カム部
２６係合突起
３０回動ロック機構
３１ロック部材

Claims

キー挿入口へのキーの挿抜に応じてカム部材を回動させ、カム部材の外周カム面に当接作用するプランジャを、カム部材の回動に連動して変位させてスイッチ機構を切り換え作動させるよう構成するとともに、キー抜き出し状態における前記カム部材の回動を阻止する回動ロック機構を備えたキースイッチであって、
前記回動ロック機構に、前記カム部材の支軸に垂直な回動面に対して平行な方向に変位可能なロック部材と、このロック部材をカム部材に係合するロック位置に向けて付勢するバネとを備え、前記ロック部材は、キーとの当接によって前記バネに抗してロック解除位置に変位可能であり、
カム部材の外周面には、前記プランジャに作用するスイッチオフ用のカム部と、プランジャに作用するスイッチオン用のカム部と、カム部材が誤回動された時にプランジャに作用してスイッチオフにする牽制用のカム部とが形成される一方、前記カム部材には、前記誤回動された時に前記ロック部材が係合して当該カム部材の回動を規制するロック溝が形成されることを特徴とするキースイッチ。
前記カム部材には、キーの抜き出し方向への回動範囲を、前記ロック部材との当接によって規制するストッパ部が形成される請求項１記載のキースイッチ。