JP2011162965A - ガードロック装置を備えた安全ドア - Google Patents

Abstract

【課題】ガードロック装置を備え、耐久性と安全性が高く安価な産業機械用の安全ドアを提供する。
【解決手段】操作キー（９）を、所定のスライド機構（１５）を介して安全ドア（１）に設ける。ロック機構（１３）を固定カバー（２）側の所定の固定部材に固定する。この操作キー（９）とロック機構（１３）とからガードロック装置（７）が構成されている。スライド機構（１５）を、操作キー（９）をスライド可能に格納するケーシング（１６）と、操作キー（９）を退避方向に付勢するバネ（１７）と、操作キー（９）をスライドさせる操作レバー（１８）とから構成する。安全ドア（１）を閉じた状態で、操作レバー（１８）を駆動すると、操作キー（９）がスライドしてガードロック装置（７）が施錠される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、工作機械、生産機械等の産業機械に設けられている安全ドアに関するものである。より詳しくは、ガードロック装置を備えた安全ドアであって、安全ドアの閉状態がガードロック装置によって検出されると機械の駆動が許可され、機械の駆動中はガードロック装置が解除されないようになっている安全ドアに関するものであり、限定するものではないが、射出成形機に適用されると好適な安全ドアに関するものである。

射出成形機等の産業機械には、駆動される可動部材を覆う開閉可能なガードであって、作業者が誤って機械部材に巻き込まれたり挟まれたりしないようにして作業者の安全を確保する安全ドアが設けられている。このような安全ドアは周知であり、例えば本出願人によって提案されている特許文献１を挙げることができる。安全ドアを閉じると、所定のセンサによって安全ドアの閉状態が検出され、産業機械を制御するコントローラに通知される。そうすると、産業機械は駆動可能になる。また産業機械が駆動中には所定のロック機構によって安全ドアは開かれないようになっている。

特公平０７−０７７７５０号公報 特開２００６−３４７０３７号公報

射出成形機には安全ドアに関する安全規格が定められており、例えば欧州においてはＥＮ２０１、中国においてはＧＢ２２５３０等が周知である。これらの規格においては、機械の完全停止が確認されると共にサーボアンプへの電力の供給が停止されないと、安全ドアを開くことができないような機構を設けることが義務づけられている。これらの規格に適合させるために、射出成形機の安全ドアには、所定のガードロック装置、いわゆるセーフティドアスイッチ装置が設けられている。図４の（ア）には、このような安全ドア５０が示されている。図４の（ア）には射出成形機は示されていないが、射出成形機は可動部材、すなわち型締装置の一部が安全ドア５０と固定カバー５４によって覆われている。安全ドア５０には、その下部に車輪５１、５１が設けられているので、取っ手５２を持ってベッドＢ上をスライドさせると、固定カバー５４に対して開閉することができる。ガードロック装置５５は、このような安全ドア５０と固定カバー５４の内側に設けられている。具体的には、ガードロック装置５５は所定の形状の操作キー５６を備えたキー部５７と、この操作キー５６が差し込まれるようになっている挿入口５８を備えた、いわゆるロック機構５９とから構成され、キー部５７は安全ドア５０に設けられ、ロック機構５９はベッドＢに固定されている所定のブラケットに設けられ固定カバー５４の内側に配置されている。そしてこれらは、互いに対向している。従って、安全ドア５０を閉じると、操作キー５６が挿入口５８に差し込まれることになる。操作キー５６が挿入口５８に差し込まれると、ロック機構５９によって操作キー５６がロックされ、安全ドア５０が閉じられたことが検出されて、射出成形機のコントローラに通知される。そうすると、射出成形機は駆動することができる。射出成形機の駆動を停止して、サーボアンプへの電力供給を停止したらロック機構５９のロックが解除される。そうすると、安全ドア５０は開くことができる。

大型の射出成形機の場合には、安全ドア内に作業者が入ることもできる。安全ドア内に作業者が入っているときに安全ドアが誤って閉じてしまうと、射出成形機の駆動が可能になるので作業者の安全を確保することができない。そこで、安全ドアの外から操作しないと安全ドアを完全に閉めることができない機構を備えた安全装置も周知であり、例えば、本出願人によって特許文献２において提案されている。

特許文献２に記載の安全装置は、安全ドアの下部に設けられている車輪を、所定のストッパによってブロックして、安全ドアが閉方向にスライドするのを規制するように構成されている。より詳しく説明すると、ストッパは棒状を呈しており、一方の端部は車輪に当接する当接部に、他方の端部は操作用のレバー部になっている。ストッパは、固定カバー、ベッド等の固定部材に、その中央部において回動可能に枢着されている。そして、ストッパの当接部は安全ドアの車輪の軌道内に位置している。安全ドアが完全に閉状態になっているときには、ストッパの当接部近傍の腕部が安全ドアの車輪の上にもたれるように載っていて、当接部は車輪の軌道よりも上方に位置している。安全ドアを開いて車輪がストッパの腕部から離間すると、ストッパは自重によって回動して当接部が落下する。そうすると当接部が安全ドアの車輪の軌道を塞ぐ。この状態で安全ドアを閉じようとしても、ストッパの当接部によって車輪がブロックされるので安全ドアを完全に閉じることができない。レバー部を操作してストッパを回動すると、当接部が車輪の軌道よりも上方に上がってブロックが解除される。そうすると安全ドアを完全に閉めることができる。レバー部の操作は安全ドアの外からのみ実施することができるので、作業者が安全ドア内に入っている場合に安全ドアが完全に閉じられることを防止することができる。

ガードロック装置を備えている従来の安全ドア、あるいは特許文献２に記載の安全装置によっても、作業者の安全は保障されている。そして、この安全ドアと特許文献２に記載の安全装置を組み合わせると、作業者の安全は実質上完全に確保されることになる。従って、安全の確保という点に関する限りは、特に問題は見受けられない。しかしながら、耐久性、コスト等の点で解決すべき課題も見受けられる。例えば、安全ドアには耐久性の問題が見受けられるし、特許文献２に記載の安全装置には、格別にストッパを設ける必要があり若干コストがかかるという問題が認められるし、安全ドアを閉じる度にレバー部を操作しなければならないので煩雑でもある。

安全ドアの耐久性の問題を説明する。図４の（イ）には、ガードロック装置５５を備えた安全ドア５０を閉じた様子が示されている。安全ドア５０を閉じると既に説明したように操作キー５６はロック機構５９によって自動的にロックされ、安全ドア５０が開かれるのが防止される。ところで、安全ドア５０を閉じるとき閉じ方向に速度を有するので、安全ドア５０が固定カバー５４に当たった直後、所定の反発係数に応じた逆方向の速度が生じることになる。実際には、安全ドア５０はロックされているのでこの逆方向の速度は発生しない。逆方向の速度による運動量Ｙ１が、運動量Ｙ１に見合う力積が働くことによって打ち消されるからである。この力積は、安全ドア５０をロックしているガードロック装置５５に作用する。従って、ガードロック装置５５には瞬間的に大きな力が作用することになる。そうするとガードロック装置５５は破損したり劣化しやすくなってしまう。安全ドア５０を閉じる速度を低下させる機構を設けたり、安全ドア５０と固定カバー５４の間にクッションを設けて反発係数を小さくするような工夫も施されてはいるが、安全ドア５０が閉じられた直後に逆方向に動こうとする速度を零にすることはできない。そうすると安全ドア５０は質量が大きいので、速度が小さくても大きな運動量が発生することになり、これを打ち消すためには瞬間的に大きな力がガードロック装置５５に作用してしまうことになる。安全ドア５０と固定カバー５４に、所定のラッチ機構６０を設けることも実施されている。そうすると、ガードロック装置５５に作用する力がラッチ機構６０に作用するのでガードロック装置５５を保護することができる。しかしながら、ラッチ機構６０は高価であるし、ラッチ機構６０に巨大な力が作用するので長期間の使用を経るとラッチ機構６０が劣化してしまう。

さらには、ガードロック装置５５の操作キー５６にも問題が見受けられる。操作キー５６は、図４の（ア）に示されているように、安全ドア５０の端面よりも外方に突出している。従って、安全ドア５０が開いた状態において、操作キー５６が作業者の妨げになったり、作業者を傷つけてしまう可能性もある。

本発明は、上記したような問題点を解決した産業機械用の安全ドアを提供することを目的としており、具体的には、ガードロック装置を備えていると共に、ガードロック装置の耐久性が高く、安全ドアが開いた状態において作業者の妨げになったり作業者を傷つけてしまうこともなく、特許文献２に記載の装置のような安全装置を格別に設けなくても高い安全性が保障され、従って安価な産業機械用の安全ドアを提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、安全ドアを、操作キーと、該操作キーを施錠するロック機構とからなるガードロック装置を備えた産業機械用の安全ドアとして構成する。安全ドアは、所定の固定部材に対して開閉されるようになっており、ガードロック装置が施錠されると施錠状態が検出されて産業機械が稼動できるようになり、産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されている。そして、操作キーを、安全ドアと固定部材のいずれか一方に所定のスライド機構を介して設け、ロック機構を他方に設ける。あるいは、ロック機構を、安全ドアと固定部材のいずれか一方に所定のスライド機構を介して設け、操作キーを他方に設ける。このような安全ドアが閉じられた状態でスライド機構を駆動すると操作キーまたはロック機構がスライドして施錠されるように構成する。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、施錠状態を検出すると産業機械に稼動を許可する信号を送信すると共に産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されるようになっているガードロック装置を備え、所定の固定部材に対して開閉される産業機械用の安全ドアであって、前記ガードロック装置は、操作キーと、該操作キーが差し込まれて該操作キーを施錠するロック機構とから構成され、前記操作キーは、前記安全ドアと前記固定部材のいずれか一方にスライド機構を介して設けられ、前記ロック機構は他方に設けられ、前記安全ドアが前記固定部材に対して閉じられた状態で前記スライド機構を駆動すると、前記操作キーがスライドして前記ロック機構に施錠されるように構成される。
請求項２に記載の発明は、施錠状態を検出すると産業機械に稼動を許可する信号を送信すると共に産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されるようになっているガードロック装置を備え、所定の固定部材に対して開閉される産業機械用の安全ドアであって、前記ガードロック装置は、操作キーと、該操作キーが差し込まれて該操作キーを施錠するロック機構とから構成され、前記ロック機構は、前記安全ドアと前記固定部材のいずれか一方にスライド機構を介して設けられ、前記操作キーは他方に設けられ、前記安全ドアが前記固定部材に対して閉じられた状態で前記スライド機構を駆動すると前記ロック機構がスライドして前記操作キーが挿入されて施錠されるように構成される。
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の安全ドアにおいて、前記スライド機構は、ガイド部材とバネと操作レバーとから構成され、前記操作キーまたは前記ロック機構は、スライド可能に前記ガイド部材に設けられていると共に、前記バネによって退避する方向に付勢されており、前記操作レバーを駆動すると、前記操作レバーに固定されている前記操作キーまたは前記ロック機構は、前記バネの付勢に抗して施錠可能な位置にスライドされるように構成される。
また、請求項４に記載の発明は、射出成形機に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の安全ドアとして構成される。

以上のように、本発明によると、産業機械用の安全ドアは、施錠時に施錠状態を検出して産業機械に稼動を許可する信号を送信し、産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されているガードロック装置を備えているので、安全性が非常に高く、欧州、中国等の各地域の安全規格にも適合している。また、ガードロック装置は、操作キーと、該操作キーが差し込まれて該操作キーを施錠するロック機構とから構成され、操作キーは安全ドアと固定部材のいずれか一方に所定のスライド機構を介して設けられ、ロック機構は他方に設けられている。そして、安全ドアが閉じられた状態でスライド機構を駆動すると操作キーがスライドして施錠されるようになっている。このように、ガードロック装置は安全ドアが閉じられた状態でスライド機構を駆動しないと施錠されないので、ガードロック装置に巨大な力が作用することはなく、破損することがない。また、ガードロック装置を保護するラッチ機構等を設ける必要が無いので安価に安全ドアを提供することができる。そして、スライド機構を駆動しないと施錠されないので、誤って安全ドアが閉められても閉状態が検出されることはなく、産業機械の稼動は許可されない。従って、安全ドア内に作業者が入っても、産業機械が稼動しないことが保障される。そうすると、特許文献２に記載の安全装置を格別に設ける必要もなく、さらに安価に安全ドアを提供することができる。また、操作キーはスライド機構によってスライドされるようになっているので、安全ドアが開かれているときには、操作キーは退避させることができる。そうすると作業者を傷つけてしまったり作業の妨げになることがなくなる。

他の発明によると、ロック機構の方が所定のスライド機構を介して、安全ドアと固定部材の一方に設けられている。そして、操作キーが他方に設けられている。この発明においても、安全ドアが閉じられた状態でスライド機構を駆動すると施錠されるようになっているので、前発明と同様の効果を奏することができる。また、他の発明によると、スライド機構は、所定のガイド部材とバネと操作レバーとから構成され、操作キーまたはロック機構は、スライド可能にガイド部材に設けられていると共に、バネによって退避する方向に付勢されており、操作レバーを駆動すると、操作レバーに固定されている操作キーまたはロック機構は、バネの付勢に抗して施錠可能な位置にスライドされるようになっている。このようにスライド機構は安価な部材から構成することができるので、さらに安価に安全ドアを提供することが可能になる。さらには、ガードロック装置が施錠されていないときは、操作キーまたはロック機構がバネによって退避方向に付勢されることが保障されるので、安全性が極めて高い。つまり、電気的な制御を必要としない、機械的な機構のみによって退避方向にスライドされるので、制御に異常が発生した場合であっても、安全が確保されるという本発明に特有の効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る安全ドアを示す図であり、その（ア）は安全ドアの正面図、その（イ）は安全ドアに設けられているガードロック装置を一部断面で示す上面図である。 本発明の実施の形態に係る安全ドアの作用を説明する図で、その（ア）、（イ）はガードロック装置の操作状態を一部断面で示す上面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る安全ドアに設けられているガードロック装置を示す上面図である。 従来技術を説明する図で、その（ア）は従来の安全ドアを、その（イ）は安全ドアのガードロック装置近傍をそれぞれ示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出成形機は、安全ドア１と、固定カバー２によって可動部分が覆われており、作業者の安全が確保されている。図１の（ア）には、射出成形機は示されていないが、安全ドア１と固定カバー２が示されている。固定カバー２は、ベットＢ上に固定されており、射出成形機の一部を覆っている。安全ドア１は、その下部に車輪４、４が設けられており、安全ドア１に設けられている取っ手５を持って駆動すると、ベットＢ上に設けられている軌道にガイドされて固定カバー２に対して開閉できるようになっている。このような安全ドア１を開くと、射出成形機の可動部分がが露出して、必要なメンテナンスを実施することができ、安全ドア１を閉じると、射出成形機の可動部分が覆われて作業者の安全が確保される。

本実施の形態に係る安全ドア１にも、従来の安全ドアと同様にガードロック装置７が設けられている。ガードロック装置７、あるいはセーフティドアスイッチ装置は、所定の形状の操作キー９を備えたキー保持体１１と、操作キー９が挿入される挿入口１２を備えたロック機構１３とから構成されている。ロック機構１３は、従来周知のように、ベッドＢに固定されている所定のブラケットに取り付けられており、固定カバー２の内側に配置されている。図１の（ア）にはブラケットは示されていない。ロック機構１３の挿入口１２は、安全ドア１の方向に開口している。

本実施の形態においても、従来の安全ドアと同様に操作キー９を備えたキー保持体１１が安全ドア１に取り付けられているが、取り付け方法に特徴がある。すなわち、キー保持体１１は、図１の（イ）に示されているように、所定のスライド機構１５を介して安全ドア１に取り付けられている。スライド機構１５は、一方の端部が開口しているケーシング１６と、ケーシング１６内に入れられているバネ１７と、操作レバー１８を備えた押部材１９とから構成され、ケーシング１６が安全ドア１に固着されている。キー保持体１１は、操作キー９が固定カバー２の方向を向くようにケーシング１６内に格納されており、キー保持体１１の端部は押部材１９に固定されている。押部材１９は、その一部がケーシング１６内に入れられているが、ケーシング１６と安全ドア１の双方に明けられている所定のスリット２１から先端部が外方に突き出ている。この、安全ドア１の外側に突き出た部分が操作レバー１８になっている。操作レバー１８を駆動して、スリット２１に沿って押部材１９をスライドすると、キー保持体１１がスライドして操作キー９がケーシング１６の開口部２２から外方に突き出ることになる。従って、ケーシング１６は、キー保持体１１をスライド可能に支持するガイド部材であると言うこともできる。バネ１７は、その一方の端部がケーシングの開口部２２近傍の係止部２３に係止され、他方の端部が押部材１９に固定されており、キー保持体１１はケーシング１６に格納される方向、すなわち退避方向に付勢されている。

本実施の形態に係る安全ドア１の作用を説明する。安全ドア１が開かれているとき、バネ１７によって操作キー９はケーシング１６内に退避している。そして、ロック機構１３は、操作キー９が挿入されていないので、安全ドア１の閉状態を検出することができない。従って、射出成形機に設けられているコントローラに閉状態が通知されず、射出成形機は駆動することができない。すなわち安全が確保されている。作業者は射出成形機をメンテナンスすることができる。このとき操作キー９が退避しているので操作キー９がメンテナンスの妨げになることも、作業者を傷つけることもない。

射出成形機のメンテナンスを終了したら、安全ドア１を閉める。安全ドア１が固定カバー２に当接して停止した状態が図２の（ア）に示されている。この状態においては、ロック機構１３において操作キー９は挿入されていないので、安全ドア１の閉状態は検出されない。従って、射出成形機は駆動することができない。

操作レバー１８を駆動して、図２の（イ）に示されているように、操作キー９をスライドする。そうすると操作キー９は挿入口１２に挿入され、ガードロック装置７は施錠され、安全ドア１を開くことができなくなる。安全ドア１は停止した状態で施錠されるので、安全ドア１を開こうとする力はガードロック装置７に作用しない。ロック機構１３は安全ドア１の閉状態、あるいはガードロック装置７の施錠状態を検出して、射出成形機のコントローラに信号を送信する。この信号は駆動を許可する信号になっており、コントローラは射出成形機を駆動できる状態になる。射出成形機を駆動する。射出成形機の駆動中には、コントローラからの指令によってガードロック装置７は施錠の解除が禁止されている。従って、安全ドア１は誤って開かれることはない。

射出成形機のメンテナンスを実施する場合には、射出成形機を完全に停止する。次いで、サーボモータを駆動するサーボアンプに対して、直流電圧の供給を停止する。そうするとコントローラからの指令によってガードロック装置７は解錠される。操作キー９はケーシング１６内に退避する。射出成形機は駆動できない状態になる。安全ドア１を開いて、射出成形機をメンテナンスする。

本発明の実施の形態に係る安全ドア１は色々な変形が可能である。例えばスライド機構１５が変形された、第２の実施の形態に係る安全ドアの一部が図３に示されている。前実施の形態に係る部材と同様の部材には同じ符号を付して詳しくは説明しない。第２の実施の形態においては、安全ドア１にガイドレール２６が固定されており、キー保持体１１はガイドレール２６上をスライドするようになっている。つまり、ガイドレール２６はガイド部材になっている。そしてバネ１７は、安全ドア１に設けられている突起２７と押部材１９の間に設けられている。本実施の形態においても前実施の形態と同様の作用を奏する。

スライド機構は、所定のガイド部材とバネと操作レバーとから構成されているように説明されているが、他の機構から構成することも可能であり、エアや油圧によって駆動されるピストンシリンダユニット、電磁ソレノイド等から構成することもできる。

そして、本実施の形態においては、ロック機構１３はベッドＢに固定されているブラケットに設けられているように説明されているが、固定カバー２に設けられていてもよい。このように固定されている部材、すなわち固定部材に設けられていれば、安全ドア１をロックすることができる。また、本実施の形態においては、操作キー９が安全ドア１に設けられているように説明されているが、操作キー９が所定の固定部材に、そしてロック機構１３が安全ドア１に設けられていても同様に実施することができる。さらには、操作キー９がスライド機構１５を介して安全ドア１または、所定の固定部材に設けられているように説明されているが、ロック機構１３の方を所定のスライド機構を介して安全ドア１または、固定部材に設けるようにしてもよい。この場合は、スライド機構を駆動してロック機構１３をスライドさせる。そうすると停止している操作キー９がロック機構１３の挿入口１２に挿入されてガードロック装置７が施錠されることになる。

本発明に係る安全ドアは、射出成形機だけでなく、押出機、プレス加工機等の他の産業機械にも適用が可能である。

１ 安全ドア ２ 固定カバー
４ 車輪 ７ ガードロック装置
９ 操作キー １１ キー保持体
１２ 挿入口 １３ ロック機構
１５ スライド機構 １６ ケーシング
１７ バネ １８ 操作レバー
１９ 押部材 ２１ スリット

Claims (4)

1. 施錠状態を検出すると産業機械に稼動を許可する信号を送信すると共に産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されるようになっているガードロック装置を備え、所定の固定部材に対して開閉される産業機械用の安全ドアであって、
   前記ガードロック装置は、操作キーと、該操作キーが差し込まれて該操作キーを施錠するロック機構とから構成され、
   前記操作キーは、前記安全ドアと前記固定部材のいずれか一方にスライド機構を介して設けられ、前記ロック機構は他方に設けられ、
   前記安全ドアが前記固定部材に対して閉じられた状態で前記スライド機構を駆動すると、前記操作キーがスライドして前記ロック機構に施錠されるようになっていることを特徴とする産業機械用の安全ドア。
2. 施錠状態を検出すると産業機械に稼動を許可する信号を送信すると共に産業機械の稼働中は施錠の解除が規制されるようになっているガードロック装置を備え、所定の固定部材に対して開閉される産業機械用の安全ドアであって、
   前記ガードロック装置は、操作キーと、該操作キーが差し込まれて該操作キーを施錠するロック機構とから構成され、
   前記ロック機構は、前記安全ドアと前記固定部材のいずれか一方にスライド機構を介して設けられ、前記操作キーは他方に設けられ、
   前記安全ドアが前記固定部材に対して閉じられた状態で前記スライド機構を駆動すると前記ロック機構がスライドして前記操作キーが挿入されて施錠されるようになっていることを特徴とする産業機械用の安全ドア。
3. 請求項１または２に記載の安全ドアにおいて、前記スライド機構は、ガイド部材とバネと操作レバーとから構成され、
   前記操作キーまたは前記ロック機構は、スライド可能に前記ガイド部材に設けられていると共に、前記バネによって退避する方向に付勢されており、
   前記操作レバーを駆動すると、前記操作レバーに固定されている前記操作キーまたは前記ロック機構は、前記バネの付勢に抗して施錠可能な位置にスライドされることを特徴とする産業機械用の安全ドア。
4. 射出成形機に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の安全ドア。

Images