JP2005317207A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチ本体の取付位置の決定の自由度を高くして、端子部に対するケーブルの着脱作業を容易に行うことができる状態でスイッチ本体を取り付けることができるようにする。
【解決手段】開放面１１Ａに平行な連結面１１Ｂを取付面２１に対向させて箱体１をスイッチ本体２に連結すると、開放面１１Ａがスイッチ本体２の下方に対向し、ケーブル３がスイッチ本体２の下方に延出する。開放面１１Ａに直交する連結面１１Ｃを取付面２１に対向させて箱体１をスイッチ本体２に連結すると、開放面１１Ａがスイッチ本体２の側方に対向し、ケーブル３がスイッチ本体２の側方に延出する。
【選択図】図４

Description

この発明は、操作部材の操作によって電源ライン又は信号ラインの接点を開閉するスイッチ装置に関する。

従来より、マシニングセンタやＮＣ加工機等の産業機械には、作業者の安全性を確保すべく、安全スイッチを備えた防護扉が設けられている。従来の安全スイッチは、防護扉に取り付けられたアクチュエータと防護扉周縁の壁面に取り付けられたスイッチ本体とから構成されている（例えば、特許文献１参照。）。スイッチ本体は、操作部材である駆動カムを軸支した操作部と産業機械の電源ラインを構成するケーブルが接続された接点部とを備えている。

防護扉を閉じるとアクチュエータがスイッチ本体の挿入孔から内部に進入し、スイッチ本体内の操作部に配置された駆動カムを回転させる。駆動カムの回転は、操作ロッドを介して接点部に伝達され、産業機械への電源ラインの接点を閉じる。防護扉を開けるとアクチュエータがスイッチ本体から抜け出し、駆動カムが反転して産業機械への電源ラインの接点が開く。

作業者が産業機械に近づく際に防護扉を開くと、安全スイッチが産業機械への電源供給を切断し、産業機械の動作が停止する。これによって、作業者が動作中の産業機械に巻き込まれて負傷する等の事故の発生が防止される。

安全スイッチには、産業機械の電源ラインを構成するケーブルの接点だけでなく、産業機械の制御回路との間に接続される信号ラインを構成するケーブルの接点を備えたものもある。従来の安全スイッチでは、電源ライン又は信号ラインを構成するケーブルが、挿入孔が形成されている側面とは反対側の側面、又は、挿入孔が形成されている側面に直交する側面において挿入孔が形成されている側とは反対側の端部近傍から内部に挿入されている。

また、安全スイッチには、外部からの信号によって動作するソレノイドを備え、スイッチ本体内に進入したアクチュエータの抜脱方向の移動を選択的に規制できるようにしたものもある。
特開２００２−１４０９６２号公報

安全スイッチのスイッチ本体は、防護扉周縁の壁面において、挿入孔が防護扉に取り付けられたアクチュエータに対向する位置に取り付けなければならない。また、産業機械が動作している間に作業者が恣意的に防護扉を開閉させることを防止するためには、防護扉の外側からスイッチ本体にアクセスできない位置に取り付けなければならない。このように、スイッチ本体の取付位置には制約が多い。一方、安全スイッチのスイッチ本体は、ソレノイドを収納するためのスペースを備える必要があるため、小型化には限界がある。また、スイッチ本体においてケーブルの挿入位置は固定的に定まっていたため、スイッチ本体の取付位置の近傍にはスイッチ本体からケーブルを延出させるためのスペースも必要になる。さらに、メンテナンス時等におけるスイッチ本体の端子部に対するケーブルの着脱作業の容易性を考慮する必要もある。

これらのことから、従来の安全スイッチは、スイッチ本体の取付位置の決定が困難な場合が多く、端子部に対するケーブルの着脱作業を容易に行うことができる状態でスイッチ本体を取り付けることができない問題があった。このような問題は、安全スイッチに限らず、操作部材の操作によって電源ライン又は信号ラインの接点を開閉するスイッチ装置に一般的に生じる問題である。

この発明の目的は、スイッチ本体に対するケーブルの挿入位置を選択的に変更できるようにし、スイッチ本体の取付位置の決定の自由度を高くして、端子部に対するケーブルの着脱作業を容易に行うことができる状態でスイッチ本体を取り付けることができるスイッチ装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１）操作部における操作部材の動作に応じて開閉する接点部と、前記接点部に接続すべきケーブルが着脱自在に装着される端子部と、を備え、
前記操作部及び前記接点部をスイッチ本体に収納するとともに、
前記端子部を、前記ケーブルが貫通する開閉自在の開放面を備えた中空の箱体であって、内部が前記スイッチ本体の内部に連通する状態で前記開放面と異なる複数の連結面のそれぞれにおいて前記スイッチ本体の取付面に着脱自在にされた箱体に、収納したことを特徴とする。

この構成においては、ケーブルが着脱自在に装着される端子部がスイッチ本体とは別体の箱体に収納される。箱体は、ケーブルが貫通する開閉自在の開放面、及び、開放面と異なる複数の連結面を備え、複数の連結面のそれぞれにおいてスイッチ本体の取付面に着脱自在にされている。したがって、箱体は開放面の向きが異なる複数の状態の何れかでスイッチ本体に取り付けられ、ケーブルはスイッチ本体から複数の方向の何れかに選択的に延出する。

（２）前記箱体は、前記開放面を密閉するとともに前記ケーブルを保持する蓋体を着脱自在に備えたことを特徴とする。

この構成においては、スイッチ本体の取付面に取り付けられる箱体の開放面が、ケーブルを保持した蓋体によって密閉される。したがって、端子部にケーブルを装着した状態で箱体の内部が気密状態にされる。

（３）前記箱体は、前記ケーブルが着脱される着脱面を前記開放面に対向させて前記端子部を収納することを特徴とする。

この構成においては、端子部を箱体に収納すると、端子部の着脱面が開放面に対向する。したがって、開放面に対するケーブルの貫通方向が着脱面に対するケーブルの着脱方向に一致する。

（４）前記スイッチ本体の取付面に開口孔を形成するとともに、前記箱体の複数の連結面のそれぞれに前記開口孔に対向する貫通孔を開放可能に形成し、
前記開口孔と前記貫通孔とを外部から密閉しつつ連通した状態に保持する連結部材を設けたことを特徴とする。

この構成においては、スイッチ本体の取付面に形成された開口孔と箱体の連結面に形成された貫通孔とが連結部材によって外部から密閉された状態で連通して保持される。したがって、連結部材により、スイッチ本体内の接点部と箱体内の端子部とを電気的に接続するための気密状態の経路が開口孔と貫通孔とを経由して形成されるとともに、スイッチ本体に箱体が取り付けられる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）箱体を開放面の向きが異なる複数の状態の何れかでスイッチ本体に取り付けることができ、ケーブルをスイッチ本体から複数の方向の何れかに選択的に延出させることができる。これによって、スイッチ本体の取付状態の自由度を高くすることができ、ケーブルの着脱作業を容易に行うことができる状態で操作部材の操作に適した取付位置にスイッチ本体を取り付けることができる。

（２）端子部にケーブルを装着した状態で箱体の内部を気密状態にして塵埃や液滴による端子部の汚損を防止することができ、端支部におけるケーブルの接続不良や短絡による故障や事故の発生を防止できる。

（３）開放面に対するケーブルの貫通方向を着脱面に対するケーブルの着脱方向に一致させることができ、ケーブルを開放面を経由して端子部に容易に着脱することができる。

（４）連結部材により、スイッチ本体内の接点部と箱体内の端子部とを電気的に接続するための気密状態の経路を開口孔と貫通孔とを経由して形成した状態で、スイッチ本体に箱体を容易に取り付けることができる。

図１は、この発明の実施形態に係るスイッチ装置である安全スイッチの一部を構成する箱体の構成を示す図である。図１（Ａ）は側面断面図、図１（Ｂ）は正面断面図、図１（Ｃ）は正面図、図１（Ｄ）は端子部を除いた本体の底面図、図１（Ｅ）は開蓋状態の底面図、図１（Ｆ）は蓋体の底面図である。

箱体１は、本体１１及び蓋体１２から構成されている。本体１１は、１面を開放面１１Ａとした矩形断面の筐体形状を呈し、内部にこの発明の端子部であるソケット１３を収納している。ソケット１３は、基板１３Ａに固定されている。ソケット１３の装着面１３Ｃは、開放面１１Ａに対向している。基板１３Ａは、本体１１の内部に２本のネジ１３Ｂを介して取り付けられる。本体１１における開放面１１Ａと異なる２面は、それぞれ連結面１１Ｂ及び１１Ｃにされている。連結面１１Ｂ及び１１Ｃは、同一形状にされている。

蓋体１２は、本体１１の開放面１１Ａに開閉自在に装着される。蓋体１２には、例えば、産業機械に供給すべき電源ラインのケーブル（図示せず。）が貫通する開口部１２Ａが形成されている。ケーブルの一端部には、プラグ１４が装着されている。プラグ１４は、ソケット１３とともにコネクタを構成している。ケーブルは、一端部を外側から内側へ蓋体１２の開口部１２Ａを貫通した後に、プラグ１４に装着される。蓋体１２の開口部１２Ａには、ケーブルを挟持する図示しない公知の防水コネクタが備えられており、ケーブルが貫通した状態で気密状態に維持される。

なお、箱体１内に収納される端子部としては、所謂ナイロンコネクタ等の種々のコネクタを構成するソケットを用いることができる。また、ケーブルに含まれるリード線が直接挿入される端子台であってもよい。さらに、箱体１内に収納できる範囲で、複数のソケットを備えることもでき、上記の例では２個のソケット１３が収納されている。

本体１１における開放面１１Ａの端面には、全周にわたって凹部１１Ｄが形成されており、２箇所にネジ穴１１Ｅ，１１Ｅが形成されている。凹部１１Ｄには、パッキン５が収納されている。蓋体１２の内側の端面には、全周にわたって凸部１２Ｃが形成されており、２箇所にネジ孔１２Ｂ，１２Ｂが形成されている。ネジ孔１２Ｂ，１２Ｂ及びネジ穴１１Ｅ，１１Ｅに螺合する２本の取付ネジ１２Ｄを介して、蓋体１２が本体１１の開放面１１Ａに着脱自在に取り付けられる。蓋体１２を本体１１の開放面１１Ａに取り付けた際には、凸部１２Ｃが凹部１１Ｄに嵌入してパッキン５に圧接する。これによって、本体１１の開放面１１Ａの端面と蓋体１２との気密状態が維持される。

箱体１の２つの連結面１１Ｂ及び１１Ｃのそれぞれには、貫通孔１１Ｆ及び１１Ｆが開放可能にして形成されている。即ち、各貫通孔１１Ｆには蓋１１Ｇが容易に除去可能にして設けられており、蓋１１Ｇを除去することによって貫通孔１１Ｆが開放される。

図２は、上記安全スイッチの構成及び動作を示す側面断面図である。図２（Ａ）は操作部にアクチュエータが挿入された状態を示し、図２（Ｂ）は操作部からアクチュエータが抜き出された状態を示している。

この発明の実施形態に係る安全スイッチ１０は、上述の箱体１をスイッチ本体２に取り付けて構成されている。スイッチ本体２は、断面形状が箱体１の連結面１１Ｂ及び１１Ｃのそれぞれと同一形状である中空四角柱形状を呈している。スイッチ本体２の内部には、操作部２３及び接点部２４が収納されている。操作部２３には、この発明の操作部材である駆動カム２５が軸支されている。駆動カム２５は、スイッチ本体２の一方の側面に形成された挿入口２３Ａから挿入されたアクチュエータ６との当接によって回転する。

接点部２４には、コイルバネ２４Ａの弾性力によって上方に付勢された２個の可動接点２４Ｂ，２４Ｂ、可動接点２４Ｂ，２４Ｂに対向して配置された２個の固定接点２４Ｃ，２４Ｃ、及び、下端部に可動接点２４Ｂ，２４Ｂを保持した操作ロッド２４Ｄを備えている。

駆動カム２５の周面には、接点部２４から延出した操作ロッド２４Ｄの上端が当接している。駆動カム２５の回転により、駆動カム２５の周面において操作ロッド２４Ｄの上端が当接する位置が変化し、操作ロッド２４Ｄが上下方向に変位する。この操作ロッド２４Ｄの上下移動に応じて、可動接点２４Ｂ，２４Ｂが固定接点２４Ｃ，２４Ｃに選択的に接触又は離間する。

スイッチ本体２の底面は、開口孔２１Ａが形成された取付面２１にされている。この例では、箱体１の連結面１１Ｂに形成された貫通孔１１Ｆが、取付面２１の開口孔２１Ａに対向する。貫通孔１１Ｆには、開口孔２１Ａの周縁部から延出した軸部２２が嵌入する。軸部２２の外周面には、パッキン７が外嵌している。軸部２２を貫通孔１１Ｆに嵌入すると、パッキン７が貫通孔１１Ｆの内周面に圧接する。

軸部２２の内周面には、雌ねじ部２２Ａが形成されている。この雌ねじ部２２Ａにロックナット８が箱体１の内部側から螺合する。ロックナット８を軸部２２の雌ねじ部２２Ａに螺合させると、ロックナット８のフランジ部８Ａが箱体１の内側面における貫通孔１１Ｆの周縁部をスイッチ本体２側に押圧する。これによって、貫通孔１１Ｆと開口孔２１Ａとが外部から密閉しつつ連通した状態に保持される。上記のパッキン７及びロックナット８が、この発明の連結部材に相当する。

スイッチ本体２の接点部２４に収納されている固定接点２４Ｃ，２４Ｃと箱体１内に収納されたソケット１３の基板１３Ａとが、開口孔２１Ａと貫通孔１１Ｆとを通過したリード線９，９によって電気的に接続されている。

箱体１の内部において、電源ラインを構成するケーブル３の端部に接続されたプラグ１４が、ソケット１３に挿入されている。したがって、スイッチ本体２の接点部２４は、挿入口２３Ａから操作部２３内にアクチュエータ６が挿入されているか否かに応じて、電源ラインの接点を開閉する。

このため、アクチュエータ６を産業機械の防護扉に取り付けるとともに、防護扉周縁の壁面においてスイッチ本体２の挿入口２３Ａがアクチュエータ６に対向する位置に安全スイッチ１０を取り付けておくことにより、防護扉が閉じられている状態でのみ産業機械に電源を供給し、防護扉が開かれている状態では産業機械が動作しないようにすることができる。

なお、図２は、箱体１において開放面１１Ａに平行な連結面１１Ｂの構成を示しているが、図１（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）に示した蓋１１Ｇを打ち抜くことにより、箱体１において開放面１１Ａに直交する連結面１１Ｃも同様に構成することができる。

また、スイッチ本体２の内部には、外部からの駆動信号に基づいて駆動カム２５を選択的に回転させるソレノイドを備えることもできる。この場合には、スイッチ本体２の形状は、図２に示す形状よりも大型化する。

図３は、上記安全スイッチの端子部を構成するソケットに対するプラグの着脱状態を示す図である。スイッチ本体２にケーブル３を接続する際には、図２（Ｂ）に示すように、スイッチ本体２に装着された箱体１の本体１１から蓋体１２を取り外し、蓋体１２の開口部１２Ａにケーブル３の端部を外側から内側に向けて貫通させた後、ケーブル３の端部にプラグ１４を装着する。このプラグ１４を箱体１の本体１１内に固定されたソケット１３に装着した後に、図２（Ａ）に示すように、蓋体１２を本体１１に装着する。

このように、ケーブル３の端部に対するプラグ１４の装着作業をスイッチ本体２から分離して行うことができるため、スイッチ本体２の取付位置にケーブル３に対するプラグ１４の装着作業のための作業スペースの制約がなく、スイッチ本体２の取付位置の自由度が高くなる。また、ケーブル３が配線されていない状態でスイッチ本体２を取り付けることができ、スイッチ本体２の取付作業が容易になる。さらに、スイッチ本体２の故障時や破損時、又は、ケーブル３の断線時等において、スイッチ本体２又はケーブル３を容易に交換することができる。

なお、上記の例では、プラグ１４単体をソケット１３に着脱自在にしたが、蓋体１２にプラグ１４を固定するか、又は、蓋体１２とプラグ１４とを一体的に形成することもできる。この場合には、本体１１に対する蓋体１２の着脱にともなってプラグ１４がソケット１３に着脱されるため、結線作業が容易になるとともに、振動等によるソケット１３からのプラグ１４の脱落を防止することもできる。例えば、図３（Ｃ）に示すように、蓋体１２の内側面に保持部材１２Ｅを形成する。図３（Ｄ）に示すように、ケーブル３の端部に装着されたプラグ１４を、保持部材１２Ｅを介して蓋体１２に固定しおく。図３（Ｅ）に示すように、蓋体１２を本体１１に取り付ける作業によって、プラグ１４がソケット１３に装着される。

図４は、上記安全スイッチの使用状態を説明する図である。図１に示したように、箱体１は連結面１１Ｂ又は１１Ｃの何れか一方を取付面２１に選択的に対向させてスイッチ本体２に連結することができる。図４（Ａ）に示すように、開放面１１Ａに平行な連結面１１Ｂを取付面２１に対向させて箱体１をスイッチ本体２に連結すると、開放面１１Ａがスイッチ本体２の下方に対向し、ケーブル３をスイッチ本体２の下方に延出させることができる。これによって、安全スイッチ１０を左右方向に余裕のない取付スペースに取り付ける場合にも、ケーブル３の着脱作業を容易に行うことができる。

また、図４（Ｂ）に示すように、開放面１１Ａに直交する連結面１１Ｃを取付面２１に対向させて箱体１をスイッチ本体２に連結すると、開放面１１Ａがスイッチ本体２の側方に対向し、ケーブル３をスイッチ本体２の側方に延出させることができる。これによって、安全スイッチ１０の全長が短くなり、安全スイッチ１０を上下方向に余裕のない取付スペースに取り付けることができ、ケーブル３の着脱作業も容易に行うことができる。

図４（Ｂ）に示すように、開放面１１Ａに直交する連結面１１Ｃを取付面２１に対向させて箱体１をスイッチ本体２に連結した場合、箱体１を９０度ずつ回転させて箱体１からのケーブル３の延出方向をスイッチ本体２の側方の４方向の何れかに選択することができる。この場合、開放面１１Ａ及び取付面２１を正方形とするとより好適である。

なお、図５に示すように、箱体１をスイッチ本体２から分離した状態で使用することもできる。この場合、スイッチ本体２の取付面２１に形成された開口孔２１Ａと箱体１の連結面１１Ｂ又は１１Ｃ（図５（示す例では連結面１１Ｂ）に形成された貫通孔１１Ｆとに公知の防水コネクタ９Ａを設け、この防水コネクタ９Ａによってリード線９を挟持することにより、箱体１及びスイッチ本体２の気密性を維持する。この構成により、スイッチ本体２を専らアクチュエータの取付位置との関係のみによって決定した位置に取り付けた後に、配線作業のし易い位置で箱体１においてケーブル３をスイッチ本体２内の接点部に接続することができる。

上記の例では、箱体１を介してスイッチ本体２に電源ラインを構成するケーブル３を接続しているが、信号ラインを構成するケーブルを接続することもできる。また、この発明は、安全スイッチ１０だけでなく、押しボタンスイッチ等の操作部材の動作に応じて開閉する接点部を有するスイッチ装置の全てに同様に適用することができる。さらに、互いに異なる単一の面を連結面とした複数種類の箱体を準備し、顧客のニーズに応じて単一のスイッチ本体に組み合わせる箱体を選択することにより、複数種類の安全スイッチを製造することもできる。

また、上記の例では、プラグを単体でスイッチ

この発明の実施形態に係るスイッチ装置である安全スイッチの一部を構成する箱体の斜視図である。 上記安全スイッチの構成を示す断面図である。 上記安全スイッチの端子部を構成するソケットに対するプラグの着脱状態を示す図である。 上記安全スイッチの使用状態を説明する図である。 上記安全スイッチの別の使用状態を説明する図である。

符号の説明

１ 箱体
２ スイッチ本体
３ ケーブル
６，７ パッキン
７ パッキン（連結部材）
８ ロックナット（連結部材）
１０ 安全スイッチ
１１ 本体
１１Ａ 開放面
１１Ｂ，１１Ｃ 連結面
１１Ｆ 貫通孔
１２ 蓋体
１３ ソケット（端子部）
２１ 取付面
２１Ａ 開口孔
２３ 操作部
２４ 接点部
２５ 駆動カム（操作部材）

Claims (4)

1. 操作部における操作部材の動作に応じて開閉する接点部と、前記接点部に接続すべきケーブルが着脱自在に装着される端子部と、を備え、
   前記操作部及び前記接点部をスイッチ本体に収納するとともに、
   前記端子部を、前記ケーブルが貫通する開閉自在の開放面を備えた中空の箱体であって、内部が前記スイッチ本体の内部に連通する状態で前記開放面と異なる複数の連結面のそれぞれにおいて前記スイッチ本体の取付面に着脱自在にされた箱体に、収納したことを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記箱体は、前記開放面を密閉するとともに前記ケーブルを保持する蓋体を着脱自在に備えたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記箱体は、前記端子部を前記ケーブルが着脱される着脱面を前記開放面に対向させて収納することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
4. 前記スイッチ本体の取付面に開口孔を形成するとともに、前記箱体の複数の連結面のそれぞれに前記開口孔に対向する貫通孔を開放可能に形成し、
   前記開口孔と前記貫通孔とを外部から密閉しつつ連通した状態に保持する連結部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。

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