JP2020140828A - 操作支援機能付き操作スイッチユニット、操作支援機能付き操作ユニットおよび操作支援システム - Google Patents

操作支援機能付き操作スイッチユニット、操作支援機能付き操作ユニットおよび操作支援システム Download PDF

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Abstract

【課題】操作スイッチの操作支援を行えるようにして、操作性および安全性を向上させるとともに、構造を簡略化して信頼性を向上させる。【解決手段】操作支援機能付き非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)2において、接点の状態を切り替えるための非常停止ボタン(操作スイッチ)21と、非常停止ボタン21の遠隔操作を検知する受信部(検知部)32と、接点と非常停止ボタン21の間に配置され、受信部32で受信(検知)された遠隔操作に基づいて非常停止ボタン21を作動させる電磁ソレノイド(作動部)3とを設ける。非常停止ボタン21は非常停止スイッチ2の一端側に配置され、接点は非常停止スイッチ2の他端側に配置される。【選択図】 図4

Description

本発明は、操作スイッチの操作支援を行える操作支援機能付き操作スイッチユニット、操作支援機能付き操作ユニットおよび操作支援システムに関する。
一般に、非常停止スイッチは、操作者が押し込み操作可能な押しボタン(操作スイッチ)と、押しボタンの押し込み操作によりスライド移動する操作軸と、操作軸の移動に応じて接断される接点とを備えている(特開2001−35302号公報の図1参照)。非常停止スイッチの操作時には、操作軸の移動により接点がOFF状態となることで装置の電気回路が遮断されて、装置が緊急停止するようになっている。
従来の非常停止スイッチは、押しボタン操作の際に操作者が非常停止スイッチのすぐ近くにいる必要があり、非常停止スイッチから離れた場所からでは操作できなかった。そのため、非常停止スイッチから離れた場所からでも操作を行える操作支援機能付きの非常停止スイッチの要請があった。
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、操作スイッチの操作支援を行うことができ、これにより、操作性を向上でき、安全性を向上できる操作支援機能付き操作スイッチユニット、操作支援機能付き操作ユニットおよび操作支援システムを提供することにある。さらに、本発明は、構造を簡略化して信頼性を向上できる操作支援機能付き操作スイッチユニットを提供しようとしている。
本発明に係る操作支援機能付き操作スイッチユニットは、接点の状態を切り替えるための操作スイッチと、操作スイッチの遠隔操作を検知する検知部と、接点と操作スイッチの間に配置され、検知部で検知された遠隔操作に基づいて操作スイッチを作動させる作動部とを備えている。
本発明によれば、操作スイッチに対してなされた遠隔操作は、検知部で検知される。すると、作動部が、検知部で検知された遠隔操作に基づいて操作スイッチを作動させ、接点の状態を切り替える。これにより、操作スイッチから離れた場所からでも操作を行うことができ、操作スイッチの操作支援を行えるようになる。その結果、操作性を向上でき、安全性を向上できる。また、この場合には、作動部を挟んで操作スイッチの側と逆側に接点が配置されるので、構造を簡略化でき、信頼性を向上できる。
本発明においては、操作スイッチが操作スイッチユニットの一端側に配置され、接点が操作スイッチユニットの他端側に配置されている。
本発明においては、操作スイッチの操作に連動して移動する操作軸をさらに備えており、接点が、操作軸の移動方向に移動する可動接点と、操作スイッチユニットの筐体の側に固定された固定接点とを有している。この場合には、操作スイッチの操作にともなって操作軸が移動すると、可動接点が操作軸の移動方向に移動し、その結果、可動接点が固定設定に対して接点状態が切り替えられることになる。
本発明においては、操作スイッチの操作に連動して移動する操作軸をさらに備えており、接点が、操作軸の移動方向と交差する方向に移動可能な接点を有している。この場合には、操作スイッチの操作にともなって操作軸が移動すると、接点が操作軸の移動方向と交差する方向に移動して接点状態が切り替えられることになる。
本発明においては、接点が、操作スイッチのON状態とOFF状態の間の中間状態を検出するように設けられている。これにより、操作スイッチの動作不良などを検出できるようになって、操作スイッチユニットとしての信頼性を向上できる。
本発明においては、操作スイッチをON状態からOFF状態の側に付勢する付勢手段をさらに備えている。これにより、万一操作スイッチが破損した場合でも、操作スイッチをOFF状態の側に移行させることができ、安全性をさらに向上できる。
本発明においては、付勢手段による付勢力が作動部の作動方向に作用している。これにより、作動部が操作スイッチを作動させる際の負荷を軽減できるので、作動部の出力を低減でき、コストを低減できる。
本発明においては、付勢手段による付勢力が操作スイッチの操作方向に作用している。これにより、操作スイッチの操作時には、接点状態の切替えをより確実に行えるようになる。
本発明においては、操作スイッチの操作後における付勢手段の付勢力が、操作スイッチの操作前における付勢手段の付勢力よりも小さくなるように設定されている。これにより、操作スイッチの操作後は、付勢手段が所有していた弾性エネルギーが低下しており、付勢手段の弾性エネルギーは、操作スイッチの操作前における弾性エネルギーよりも小さくなっている。その結果、操作スイッチの操作後に万一操作スイッチが破損した場合でも、接点が切替え前の状態に再び戻ることはなく、これにより、安全性を一層向上できる。
本発明においては、操作スイッチが非常停止ボタンである。
本発明に係る操作支援機能付き操作ユニットは、操作スイッチの操作に連動して移動する主操作軸を備えた外部ユニットの主操作軸に係脱自在に係止可能な副操作軸と、副操作軸の遠隔操作を検知する検知部と、検知部で検知された遠隔操作に基づいて副操作軸を作動させる作動部とを備えている。
本発明によれば、副操作軸に対してなされた遠隔操作は、検知部で検知される。すると、作動部が、検知部で検知された遠隔操作に基づいて副操作軸を作動させる。これにより、副操作軸から離れた場所からでも操作を行うことができ、操作支援を行えるようになる。その結果、操作性を向上でき、安全性を向上できる。また、副操作軸が、操作スイッチの操作に連動して移動する主操作軸を備えた外部ユニットの主操作軸に係脱自在に係止可能に設けられているので、副操作軸を外部ユニットの主操作軸に係止することで、外部ユニットの操作スイッチの操作支援を行えるようになる。
本発明に係る操作支援システムは、前記操作支援機能付き操作スイッチユニットと、操作スイッチを遠隔操作するための遠隔操作部とを備えている。
本発明においては、遠隔操作部により操作スイッチが遠隔操作されると、検知部が遠隔操作部による遠隔操作を検知し、検知部で検知された遠隔操作に基づいて作動部が操作スイッチを作動させ、接点の状態を切り替える。これにより、操作スイッチから離れた場所からでも操作を行うことができ、操作スイッチの操作支援を行えるようになる。その結果、操作性を向上でき、安全性を向上できる。
以上のように本発明によれば、操作スイッチから離れた場所からでも操作を行うことができ、操作スイッチの操作支援を行えるようになるので、操作性を向上でき、安全性を向上できる。さらに、本発明によれば、作動部を挟んで操作スイッチの側と逆側に接点が配置されるので、構造を簡略化でき、信頼性を向上できる。
本発明の一実施例による操作支援機能付き操作スイッチユニットとしての非常停止スイッチを備えた操作支援システムの一例を示す全体斜視図である。 前記操作支援システム(図1)の平面図である。 前記操作支援システム(図1)の側面図である。 前記非常停止スイッチ(図1)の縦断面概略構成図であって、非常停止スイッチの非操作時の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図1)の縦断面概略構成図であって、非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示している。 前記操作支援システム(図1)の概略ブロック構成図である。 前記非常停止スイッチ(図4)の第1の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの非操作時の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図5)の第1の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図4)の第3の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの非操作時の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図5)の第3の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図4)の第4の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの非操作時の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図5)の第4の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図4)の第4の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの非操作時および操作時の間の中間状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図5)の第5の変形例を示す図であって、非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示している。 本発明の第6の変形例による非常停止スイッチの縦断面概略構成を示す部分図であって、接点部が操作部に着脱可能に設けられたものにおいて接点部が操作部から取り外された状態を示している。 前記非常停止スイッチ(図15)において、接点部が操作部に取り付けられた状態を示している。 本発明の第7の変形例による操作支援機能付き操作ユニットの縦断面概略構成図である。 前記操作ユニット(図17)を相互に連結した状態を示す縦断面概略構成図である。 前記非常停止スイッチ(図15)の接点部の変形例を示す縦断面概略構成図である。 前記接点部(図19)を相互に連結した状態を示す縦断面概略構成図である。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図6は、本発明の一実施例による操作支援機能付き非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)およびこれを備えた操作支援システムを説明するための図である。図1ないし図3は操作支援システム全体を示し、図4および図5は非常停止スイッチの概略構造を示し、図6は操作支援システムの概略ブロック構成を示している。
図1ないし図3に示すように、この操作支援システム1は、ロボットRを備えている。ロボットRの近くには作業者(操作者)Pが位置しており、ロボットRは、作業者Pと協調(協働)して作業を行う協調(協働)ロボットである。ロボットRは、稼動時には、たとえばサブテーブルT’上のワークWをロボットアームRaの先端のハンドによりピックアップし、それを作業テーブルTの上に載置されたトレイt内の所定の位置に順次入れていくといった作業を行う。一方、作業者Pは、ロボットRの稼動時には、たとえばワークWをサブテーブルT’上の空いた位置に順次配置していくといった作業を行う。
作業テーブルT上には、たとえばプログラマブル表示器50が配置されている。プログラマブル表示器50は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のディスプレイを有し、ロボットRの制御プログラムを格納している。テーブルTの側面たとえば左右の各側面および背面には、それぞれセーフティレーザスキャナ51が配置されている。各セーフティレーザスキャナ51は、作業者Pやその他の人の接近を検知するためのものである。テーブルTの前面には、ロボットRを緊急停止させるための操作支援機能付き非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)2が配置されている。作業者Pの一方の腕の手首には、携帯型(ウェアラブル)無線端末(遠隔操作部)4が装着されている。無線端末4は、作業者Pが非常停止スイッチ2の非常停止ボタン(操作スイッチ)21を遠隔操作するためのものであって、作業者Pがもう一方の指や手で操作可能な押しボタン40と、押しボタン40を保持しつつ、作業者Pの手首の周りに巻回されるバンド45とを備えている。テーブルTの近傍には、グラフィカルライト53が設置されている。グラフィカルライト53は、ロボットアームRaの先端のハンドが次に移動してくる場所に光を照射することで、作業者PにロボットR側の予告情報を知らせるためのものである。サブテーブルT’上には、ワークWに付されたワーク情報である2次元コードを読み取るための2次元コードスキャナ54が配置されている。
次に、非常停止スイッチ2の内部構造について、図4および図5を用いて説明する。
図4は非常停止スイッチの非操作時の状態を、図5は非常停止スイッチの操作時の状態をそれぞれ示している。これらの図では、図示の便宜上ハッチングを省略している。
図4および図5に示すように、非常停止スイッチ2は、ケース(筐体)20と、ケース20の一端側に設けられ、ケース20に軸方向に移動可能に支持されるとともに、作業者Pが押し込み操作(手動操作)するための押圧面(手動操作面)21aを有する非常停止ボタン(操作スイッチ)21と、非常停止ボタン21の押圧面21aと逆側の裏面に連結され、非常停止ボタン21の操作に連動して移動するように設けられるとともに、ケース20の内部において軸方向に延びる軸部(操作軸)22と、軸部22の先端に取り付けられ、軸部22とともに移動することで軸部22の移動方向に移動する可動接点23と、ケース20の内壁面に固定され、可動接点23に対向配置されるとともに、可動接点23に対して接離する固定接点24とを備えている。
この例では、非常停止スイッチ2の接点は各々一対の可動接点23および固定接点24から構成されている。非常停止ボタン21は非常停止スイッチ2の一端側に配置され、接点は非常停止スイッチ2の他端側に配置されている。非常停止ボタン21は接点状態を切り替えるように設けられている。各固定接点24にはそれぞれ端子片35、35が接続されている。
非常停止スイッチ2は、さらに、ケース20の内部に設けられ、非常停止ボタン21を作動させるための電磁ソレノイド(作動部)3と、ケース20の外壁面に取り付けられ、無線端末4からの遠隔信号を受信する(すなわち遠隔操作を検知する)受信部(検知部)32と、受信部32に受信(検知)された遠隔信号に基づいて電磁ソレノイド3の駆動を制御する制御回路33とを備えている。電磁ソレノイド3は、接点と非常停止ボタン21の間に配置されている。また、電磁ソレノイド3は、ソレノイド本体(電磁コイル部)30を有しており、ソレノイド本体30は、軸部22を軸方向スライド可能に保持している。ソレノイド本体30は、軸部22を軸方向に移動させるように作用する。制御回路33は、リード線34により電磁ソレノイド3に接続されている。
軸部22は、その略中央において外周側に張り出すフランジ部22aを有している。一方、ケース20の内壁面には、内周側に張り出す張出し部20aが設けられている。張出し部20aは、軸方向の所定の間隔を隔ててフランジ部22aに対向配置されている。フランジ部22aおよび張出し部20a間には、コイルばね(付勢手段)25が圧縮状態で配設されている。コイルばね25の一端は、フランジ部22aに当接して係止されることで軸部22の移動とともに移動するようになっている。コイルばね25の他端は、張出し部20aに当接して係止されることでケース20の側に係止されている。コイルばね25は、フランジ部22aおよび張出し部20aに対して弾性反発力(付勢力)を作用させている。この弾性反発力により、可動接点23は固定接点24から離れる方向(接点開離方向(図4右側)すなわち非常停止ボタン21のON状態からOFF状態の側)に付勢されている。
この例では、コイルばね25の軸線は軸部22の軸線と一致しており、コイルばね25の弾性反発力は、非常停止ボタン21の押し込み方向(操作方向)に作用するとともに、軸部22に対する電磁ソレノイド3の作動方向に作用している。また、図4に示す非常停止スイッチ2の非操作時(操作前)においては、コイルばね25は張出し部20aおよびフランジ部22a間で最大圧縮された状態におかれており、コイルばね25の弾性反発力は最大であって、最大の弾性エネルギーを保有している。これに対して、図5に示す非常停止スイッチ2の操作時においては、コイルばね25は図4の状態から軸方向に伸びていて、コイルばね25の弾性反発力は減少しており、コイルばね25が保有する弾性エネルギーも減少している。
また、軸部22は、非常停止ボタン21の近傍において外周側に突出する突部22bを有している。突部22bは縦断面が台形形状をしており、一対の傾斜面を有している。一方、ケース20の内部には、一対の係合部材26が設けられている。各係合部材26は、突部22bの各傾斜面と係合し得る一対の傾斜面を有している。各係合部材26は、ケース20の内部に配設されたばね27の弾性反発力により、対応する各突部22bの側に付勢されている。図4に示す非操作時の状態では、突部22bの図示右側の傾斜面に係合部材26の図示左側の傾斜面が係合しており、図5に示す操作時の状態では、突部22bの図示左側の傾斜面に係合部材26の図示右側の傾斜面が係合している。このように、非常停止ボタン21が押し込まれるためには、軸部22の各突部22bがそれぞれ対応する係合部材26を確実に乗り越える必要があり、したがって、これら突部22b、係合部材26およびばね27により、非常停止ボタン21が確実に操作されない限り接点が開離しないという、非常停止スイッチ2のセーフティロック(登録商標)機構2Aが構成されている。
なお、ケース20において、電磁ソレノイド3、コイルばね25、軸部22の突部22bおよび係合部材26が収容された部分は操作部20Aに相当しており、可動接点23および固定接点24からなる接点が収容された部分は接点部(またはコンタクト部)20Bに相当している。操作部20Aの一端側に非常停止ボタン21が配置され、他端側に接点部20Bが配置されている。
次に、操作支援システム1の概略ブロック構成を図6に示す。
同図に示すように、操作支援システム1は、各種プログラミングやデータ入力、出力表示等を行うパソコン(PC)100およびこれに接続されたプログラマブルコントローラ(PLC)101と、PLC101に接続されたプログラマブル表示器(PDD)50とを備えている。PLC101/PDD50には、ロボット制御プログラムが格納されている。また、PLC101およびPDD50には、レーザスキャナ(LS)51、2次元コードスキャナ54、非常停止スイッチ2、アクチュエータやモータを含むロボット駆動部102、グラフィカルライト53、および非常停止ランプ/ブザー103が接続されている。なお、本発明による操作支援システムの構成はこれに限定されず、PC100、PLC101またはPDD50のいずれかを省略するようにしてもよい。
無線端末4は、この例では、複数の無線端末4、4…から構成されている(図6では2つの無線端末4、4のみ図示)。無線端末4はたとえば無線モジュールを内蔵しており、当該無線モジュールは、押しボタン40と、送信部41と、受信部42と、表示部43と、これらが接続された制御回路44とを備えている。同様に、無線端末4に内蔵された無線モジュールは、押しボタン40と、送信部41と、受信部42と、表示部43と、これらが接続された制御回路44とを備えている。無線端末4、4は、たとえばいずれもロボットRの近くで作業する作業者P、Pによりそれぞれ所持されるか、あるいは、無線端末4は、たとえばロボットRの近くで作業する作業者Pにより所持され、無線端末4は、たとえばロボットRから離れた位置で作業者Pを監督する監督者により所持される。
送信部41、41は、押しボタン40、40が押し込まれた際に、非常停止スイッチ2を無線で操作するための操作(停止)信号を送信するためのものであり、それぞれ非常停止スイッチ2の受信部32に対して無線で通信可能に設けられている。受信部42(または42)は、別の無線端末4(または4)の送信部41(または41)から送信された停止信号を受信するためのものである。すなわち、無線端末4、4の各送信部41、41および各受信部42、42は、無線で相互に通信可能に設けられている。表示部43、43は、押しボタン40、40を押した際の照光(たとえば点灯)表示や、他者が先にボタンを押し込んだ際の照光(たとえば点滅)表示、電波強度のレベルの表示、バッテリー切れの際や無線通信不可時のアラーム表示等を行うためのものである。なお、本実施例で用いられる無線の種類としては、たとえば、Wi-Fi(登録商標)通信、BLUETOOTH(登録商標)通信、ZIGBEE(登録商標)通信、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)通信、WiMAX(登録商標)通信、赤外線通信等がある。
次に、本実施例の作用効果について説明する。
ロボットRの稼動時には、ロボットRは、PLC101/PDD50に格納されたロボット制御プログラムにしたがって運転される。作業者Pは、所定の手順にしたがってワークWをサブテーブルT’上に載せる等の作業を行い、ロボットRは作業者Pと協調作業を行う。このとき、非常停止スイッチ2は、図4に示すように、非常停止ボタン21が押し込まれていない非操作時の状態にあって、可動接点23および固定接点24は接触しており、接点がON状態となっている。
ロボットRの稼動中に作業者Pが非常停止スイッチ2の非常停止ボタン21を押し込み操作(手動操作)すると、非常停止ボタン21とともに(つまり非常停止ボタン21の操作に連動して)軸部22が押し込まれる。すると、軸部22の移動にともない、軸部22の突部22bの一方の傾斜面がこれと係合する係合部材26の一方の傾斜面をばね27の弾性反発力に抗して乗り越え、図4に示す状態から図5に示す状態に移行する。このとき、軸部22の突部22bの他方の傾斜面が係合部材26の他方の傾斜面と係合している。また、軸部22とともに可動接点23が移動することにより、可動接点23が固定接点24から開離して接点がON状態からOFF状態に移行し、その結果、ロボットRの運転が停止する。
この場合、軸部22の移動時には、軸部22を保持するソレノイド本体30には電流が供給されておらず、そのため、軸部22の移動の際の摺動抵抗はなく、軸部22の移動はスムーズに(すなわち、負荷なく)行われる。したがって、作業者Pによる非常停止スイッチ2の押し込み操作の際には、電磁ソレノイド3を備えていない従来の非常停止スイッチの操作と全く同様にして行うことが可能である。
次に、非常停止ボタン21を図5の状態から図4の状態に戻す復帰動作の際には、作業者Pが非常停止ボタン21を掴んで手前側に引っ張る(すなわち、手動で操作する)ことにより行う。このとき、軸部22の移動にともない、軸部22の突部22bの他方の傾斜面がこれと係合する係合部材26の他方の傾斜面をばね27の弾性反発力に抗して乗り越え、その結果、図5に示す状態から図4に示す状態に移行する。図4の状態では、軸部22の突部22bの一方の傾斜面が係合部材26の一方の傾斜面と係合している。また、軸部22とともに可動接点23が移動することにより、可動接点23が固定接点24と接触して接点がOFF状態からON状態に移行し、その結果、ロボットRの運転が再開される。
なお、非常停止ボタン21の復帰動作に関しては、たとえばプッシュロック・ターンリセット機構のようなロック機構を採用することにより、非常停止ボタン21の押し込み操作時に内部のロック機構(図示せず)により保持されたロック状態が非常停止ボタン21をたとえばひねる(つまり回転させる)ことにより解除されるようにしてよい。
その一方、ロボットRの稼動中に作業者Pが無線端末4(4または4)の押しボタン40(40または40)を押し込み操作すると、無線端末4(4または4)の送信部(41または41)から操作(停止)信号が送信される(図6参照)。無線端末4(4または4)から送信された操作信号は、非常停止スイッチ2の受信部32により受信され、制御回路33に入力される。すると、制御回路33から電磁ソレノイド3のソレノイド本体30に電流が供給され、これにより、図5に示すように、軸部22が電磁ソレノイド3のソレノイド本体30の内部に引き込まれて図示右側に移動し(このとき、突部22bの傾斜面と係合部材26の傾斜面との協働関係は非常停止ボタン21の押し込み操作の場合と同様)、軸部22とともに移動する可動接点23が固定接点24から開離する。これにより、接点がON状態からOFF状態に移行し、その結果、ロボットRの運転が停止する。
このとき、非常停止ボタン21は、軸部22とともに移動することで押し込まれた状態にあり、作業者Pが非常停止ボタン21を押し込み操作して作動させた場合と全く同じ状態におかれている。なお、非常停止ボタン21を図5の状態から図4の状態に戻す復帰動作の際には、電磁ソレノイド3への電流供給を停止した後、非常停止ボタン21を押し込み操作した場合と同様にして、作業者Pが非常停止ボタン21を掴んで手前側に引っ張る(すなわち、手動で操作する)ことにより行う。あるいは、上述したように、プッシュロック・ターンリセット機構のようなロック機構を採用することにより、非常停止ボタン21の押し込み操作時に内部のロック機構により保持されたロック状態が非常停止ボタン21をたとえばひねる(つまり回転させる)ことにより解除されるようにしてよい。
このような本実施例によれば、無線端末4による非常停止スイッチ2に対する遠隔操作が非常停止スイッチ2の受信部32で検知され、その遠隔操作に基づいて非常停止スイッチ2が作動して、接触状態に置かれていた可動接点23および固定接点24を開離させるので、非常停止スイッチ2から離れた場所からでも非常停止スイッチ2を操作することができる。これにより、作業者Pが非常停止ボタン21を直接押すことができない状況下において、非常停止ボタン21の操作支援を行えるようになって、操作性を向上でき、安全性を向上できる。
しかも、本実施例によれば、電磁ソレノイド3が接点と非常停止ボタン21の間に配置される、すなわち、電磁ソレノイド3を挟んで非常停止ボタン21の側と逆側に接点が配置されるので、接点を非常停止スイッチ2のケース20の端部側に配置することができ、これにより、接点との接続を短い端子片35、35を用いて行うことができ、その結果、構造を簡略化してコストを低減できるとともに、信頼性を向上できる。これに対して、接点が非常停止スイッチ2のケース20の端部から離れた個所に配置されている場合には、接点を端部側の端子片に接続させるのに内部配線が必要になり、その結果、構造が複雑になってコストがアップするとともに、信頼性を低下させるおそれがある。
さらに、本実施例によれば、コイルばね25が常時(すなわち、非常停止スイッチ2の操作前後において)可動接点23を固定接点24から開離する側に付勢しているので、非常停止スイッチ2のとくに操作後において、非常停止スイッチ2が万一故障して可動接点23が固定接点24に対して接触状態に戻るような異常が発生した場合でも、コイルばね25の弾性反発力の作用により両接点23、24が開離方向に付勢されることで両接点23、24を開離状態に維持することができる。これにより、両接点23、24が接触することはなく、安全性を向上できる。
本実施例によれば、コイルばね25による弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向に作用しているので、非常停止ボタン21の押し込み操作により可動接点23が固定接点24から強制的に開離される際、コイルばね25の弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向と同じ方向に作用し、その結果、より確実に可動接点23を固定接点24から開離させることができる。また、コイルばね25による弾性反発力は、軸部22に対する電磁ソレノイド3の作動方向に作用しているので、電磁ソレノイド3が非常停止ボタン21を作動させる際の負荷を軽減でき、その結果、電磁ソレノイド3の出力を低減でき、コストを低減できる。
本実施例によれば、非常停止スイッチ2の操作後におけるコイルばね25の弾性反発力が、非常停止スイッチ2の操作前におけるコイルばね25の弾性反発力よりも減少している。これにより、非常停止スイッチ2の操作後は、コイルばね25が所有していた弾性エネルギーが低下しており、コイルばね25の接点開離後の弾性エネルギーは接点開離前の弾性エネルギーよりも小さくなっている。その結果、非常停止スイッチ2の操作後に万一スイッチが破損した場合でも、可動接点23および固定接点24が再び接触状態に戻ることはなく、これにより、安全性を一層向上できる。
本実施例においては、最も好ましい例として、コイルばね25による弾性反発力の作用方向が電磁ソレノイド3の作動方向と一致している例を示したが、両方向は完全に一致していなくてもよい。たとえば、コイルばね25の弾性反発力が電磁ソレノイド3の作動方向に対して角度をなして斜めに作用している場合であっても、当該弾性反発力の軸方向成分が電磁ソレノイド3の作動方向と一致することになるので、ある程度の効果は期待できる。同様に、前記実施例では、最も好ましい例として、コイルばね25による弾性反発力の作用方向が非常停止ボタン21の押し込み方向と一致している例を示したが、両方向は完全に一致していなくてもよい。たとえば、コイルばね25の弾性反発力が軸部22の軸方向に対して角度をなして斜めに作用している場合であっても、当該弾性反発力の軸方向成分が非常停止ボタン21の押し込み方向と一致することになるので、ある程度の効果は期待できる。
本実施例においては、可動接点23および固定接点24の接点溶着等が原因で、ソレノイド本体30により軸部22を吸引できない万一の場合に備えて、ブザーやスピーカー、表示灯を設置し、音声や光により周囲の作業者に知らせるようにしてもよい。
〔第1の変形例〕
前記実施例では、電磁ソレノイド3がコイルばね25(およびセーフティロック(登録商標)機構2A)と接点の間に配置された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図7、図8は、本発明による非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)の第1の変形例を示している。図7は非常停止スイッチの非操作時の状態を、図8は非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態をそれぞれ示しており、図7は前記実施例の図4に対応し、図8は前記実施例の図5に対応している。図7、図8において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図7、図8に示すように、電磁ソレノイド3は非常停止ボタン21とコイルばね25(およびセーフティロック(登録商標)機構2A)との間に配置されているが、電磁ソレノイド3を挟んで非常停止ボタン21の側と逆側に接点が配置されている点では前記第1の実施例と共通している。よって、この第1の変形例による作用効果は前記第1の実施例と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。ただ、前記実施例とこの第1の変形例とでは、電磁ソレノイド3がセーフティロック(登録商標)機構2Aの奥側(図右側)に配置されるか手前側(図左側)に配置されるかという点で電磁ソレノイド3の位置が異なっているので、電磁ソレノイド3の駆動の際、前記実施例では軸部22の各突部22bが各係合部材26に対して引っ張り込まれるように作用するのに対し、この第1の変形例では各突部22bは各係合部材26に対して押し込まれるように作用する。
〔第2の変形例〕
前記実施例および前記第1の変形例では、セーフティロック(登録商標)機構2Aがコイルばね25の直近近傍に(つまり隣接して)配置された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。セーフティロック(登録商標)機構2Aはコイルばね25に対して間隔を隔てて配置されていてもよい。その場合、セーフティロック機構(登録商標)とコイルばね25との間に電磁ソレノイド3を配置するようにしてもよい。
〔第3の変形例〕
前記実施例ならびに前記第1および第2の変形例では、可動接点23が軸部22の移動方向に移動するように構成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図9、図10は、本発明による非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)の第3の変形例を示している。図9は非常停止スイッチの非操作時の状態を、図10は非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態をそれぞれ示しており、図9は前記実施例の図4に対応し、図10は前記実施例の図5に対応している。図9、図10において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図9、図10に示すように、この第3の変形例では、軸部22の先端部の形状がストレートではなく、クランク状に形成されている。すなわち、軸部22の先端部は、軸方向に直線状に延びる第1の軸部22Aと、第1の軸部22Aの先端から軸方向と斜めに交差する方向に延びる第2の軸部22Bと、第2の軸部22Bの先端から第1の軸部22Aと平行に延びる第3の軸部22Cとから構成されており、これら第1ないし第3の軸部22A〜22Cは一体に連設されている。この構成により、第1の軸部22Aと第2の軸部22Bとの間には段差部(または傾斜部/係合凹部)22bが形成され、第2の軸部22Bと第3の軸部22Cとの間には段差部(または傾斜部/係合凹部)22bが形成されている。この例では、段差部22bは単一の傾斜面から構成され、段差部22bは交差する2つの傾斜面から構成されている。
一方、軸部22の先端部を挟んで第1の接点28および第2の接点28が対向配置されている。第1、第2の接点28、28は、第1の軸部22Aおよび第3の軸部22Cの軸方向と交差(この例では直交)する方向、すなわち、軸部22の移動方向と交差(この例では直交)する方向に移動可能に設けられており、その移動によって接点が切り替わるように構成されている。各接点28、28にはそれぞれ端子片35,35が接続されている。第1の接点28はたとえば傾斜面からなる突出部(または傾斜部/係合凸部)を有しており、当該突出部は軸部22の段差部22bと当接しつつ係合し得るように設けられている。同様に、第2の接点28は傾斜面からなる突出部(または傾斜部/係合凸部)を有しており、当該突出部は軸部22の段差部22bと当接しつつ係合し得るように設けられている。第1の接点28はばね29の弾性反発力により軸部22の側に向かって付勢されており、同様に、第2の接点28はばね29の弾性反発力により軸部22の側に向かって付勢されている。ケース20において、第1、第2の接点28、28が収容された部分が接点部20Bに相当している。
図9に示すように、非常停止スイッチ2の非操作時の状態においては、第1の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が段差部22bと当接し係合していてON状態にある。これに対して、第2の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第3の軸部22Cの外周面と当接していてOFF状態にある。このように、第1の接点28がONでかつ第2の接点28がOFFのとき、非常停止スイッチ2の接点はONになる。
図10に示すように、非常停止スイッチ2の操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態においては、第1の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第1の軸部22Aの外周面と当接していてOFF状態にある。これに対して、第2の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が第1の軸部22Aの外周面と当接していてON状態にある。このように、第1の接点28がOFFでかつ第2の接点28がONのとき、非常停止スイッチ2の接点はOFFになる。
非常停止スイッチ2の手動操作または遠隔操作の際には、非常停止スイッチ2は、図9の非操作時の状態から図10の操作時の状態に移行するが、このとき、第1の接点28は段差部22bを乗り越えて第1の軸部22Aの外周面と当接し、第2の接点は段差部22bと経て第1の軸部22Aの外周面と当接する。また、非常停止スイッチ2の復帰動作の際には、非常停止スイッチ2は、図10の操作時の状態から図9の非操作時の状態に移行するが、このとき、第2の接点28は段差部22bを乗り越えて第3の軸部22Cの外周面と当接し、第2の接点は段差部22bと当接し係合する。
この第3の変形例によれば、非常停止スイッチ2に対する遠隔操作が非常停止スイッチ2の受信部32で検知され、その遠隔操作に基づいて非常停止スイッチ2が作動して軸部22が移動することにより、第1、第2の接点28、28のON/OFF状態が切り替わって、非常停止スイッチ2の接点をOFFにするので、非常停止スイッチ2から離れた場所からでも非常停止スイッチ2を操作することができる。これにより、作業者Pが非常停止ボタン21を直接押すことができない状況下において、非常停止ボタン21の操作支援を行えるようになって、操作性を向上でき、安全性を向上できる。
しかも、本変形例によれば、第1の実施例と同様に、電磁ソレノイド3が接点と非常停止ボタン21の間に配置される、すなわち、電磁ソレノイド3を挟んで非常停止ボタン21の側と逆側に接点が配置されるので、接点を非常停止スイッチ2のケース20の端部側に配置することができ、これにより、接点との接続を短い端子片35、35を用いて行うことができ、その結果、構造を簡略化してコストを低減できるとともに、信頼性を向上できる。これに対して、接点が非常停止スイッチ2のケース20の端部から離れた個所に配置されている場合には、接点を端部側の端子片に接続させるのに内部配線が必要になり、その結果、構造が複雑になってコストがアップするとともに、信頼性を低下させるおそれがある。
さらに、本変形例によれば、コイルばね25が常時(すなわち、非常停止スイッチ2の操作前後において)非常停止スイッチ2の接点をONからOFFにする側に付勢しているので、非常停止スイッチ2のとくに操作後において、非常停止スイッチ2が万一故障して接点をON状態に戻すような異常が発生した場合でも、コイルばね25の弾性反発力の作用により接点がOFFの側に付勢されることで接点をOFF状態に維持することができる。これにより、接点がONすることはなく、安全性を向上できる。
本変形例によれば、コイルばね25による弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向に作用しているので、非常停止ボタン21の押し込み操作により接点が強制的にOFFにされる際、コイルばね25の弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向と同じ方向に作用し、その結果、より確実に接点をOFF状態に移行させることができる。また、コイルばね25による弾性反発力は、軸部22に対する電磁ソレノイド3の作動方向に作用しているので、電磁ソレノイド3が非常停止ボタン21を作動させる際の負荷を軽減でき、その結果、電磁ソレノイド3の出力を低減でき、コストを低減できる。
本変形例によれば、非常停止スイッチ2の操作後におけるコイルばね25の弾性反発力が、非常停止スイッチ2の操作前におけるコイルばね25の弾性反発力よりも減少している。これにより、非常停止スイッチ2の操作後は、コイルばね25が所有していた弾性エネルギーが低下しており、コイルばね25の接点OFF後の弾性エネルギーは接点OFF前の弾性エネルギーよりも小さくなっている。その結果、非常停止スイッチ2の操作後に万一スイッチが破損した場合でも、接点が再びON状態に戻ることはなく、これにより、安全性を一層向上できる。
〔第4の変形例〕
図11ないし図13は、本発明による非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)の第4の変形例を示している。図11は非常停止スイッチの非操作時の状態を、図12は非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を、図13は非常停止スイッチの非操作時と操作時の間の中間状態をそれぞれ示しており、図11は前記第3の変形例の図9に対応し、図12は前記第3の変形例の図10に対応している。図11ないし図13において、前記第3の変形例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図11ないし図13に示すように、この第4の変形例では、軸部22の先端部が前記第3の変形例と同様にクランク状に形成されているが、前記第3の変形例に示すものよりもさらに延長されている。すなわち、軸部22の先端部は、前記第3の変形例と同様に、軸方向に直線状に延びる第1の軸部22Aと、第1の軸部22Aの先端から軸方向と斜めに交差する方向に延びる第2の軸部22Bと、第2の軸部22Bの先端から第1の軸部22Aと平行に延びる第3の軸部22Cとから構成され、これら第1ないし第3の軸部22A〜22Cは一体に連設されており、第1の軸部22Aと第2の軸部22Bとの間には段差部(または傾斜部/係合凹部)22bが、第2の軸部22Bと第3の軸部22Cとの間には段差部(または傾斜部/係合凹部)22bがそれぞれ形成されているが、第3の軸部22Cは前記第3の変形例に示すものよりもさらに延設されており、延設された第3の軸部22Cには、係合凹部(または段差部/傾斜部)22b、22bが形成されている。係合凹部22b、22bは第3の軸部22Cの外周面において相対する側にそれぞれ配置されており、この例では、係合凹部22bは軸方向の縦断面形状がたとえば台形状であり、係合凹部22bは軸方向の縦断面形状が交差する2つの傾斜面からなるたとえば三角形状である。係合凹部22bの軸方向の中心位置は、係合凹部22bの軸方向の中心位置よりも前方(図11ないし図13左方)に配置されている。
一方、第3の軸部22Cを挟んで第3の接点28および第4の接点28が対向配置されている。第3、第4の接点28、28は、第3の軸部22Cの軸方向と交差(この例では直交)する方向、すなわち、軸部22の移動方向と交差(この例では直交)する方向に移動可能に設けられており、、その移動によって接点が切り替わるように構成されている。第1、第2の接点28、28にはそれぞれ端子片35,35が接続され、第3、第4の接点28、28にはそれぞれ端子片36,36が接続されている。第3の接点28はたとえば傾斜面からなる突出部(または傾斜部/係合凸部)を有しており、当該突出部は第3の軸部22Cの係合凹部22bと当接して係合し得るように設けられている。同様に、第4の接点28は傾斜面からなる突出部(または傾斜部/係合凸部)を有しており、当該突出部は第3の軸部22Cの係合凹部22bと当接して係合し得るように設けられている。第3の接点28はばね29の弾性反発力により第3の軸部22Cの側に向かって付勢されており、同様に、第4の接点28はばね29の弾性反発力により第3の軸部22Cの側に向かって付勢されている。ケース20において、第1、第2の接点28、28および第3、第4の接点28、28が収容された部分が接点部20Bに相当している。
図11に示すように、非常停止スイッチ2の非操作時の状態においては、第1の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が段差部22bと当接し係合していてON状態にあり、第2の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第3の軸部22Cの外周面と当接していてOFF状態にある。また、第3、第4の接点28、28は、それぞればね29、29の弾性反発力に抗していずれもケース20の側に縮退しており、各突出部が第3の軸部22Cの外周面と当接していていずれもOFF状態にある。このように、第1の接点28がONかつ第2の接点28がOFFで、さらに第3の接点28がOFFのとき、非常停止スイッチ2の接点はONになる。
図12に示すように、非常停止スイッチ2の操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態においては、第1の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第1の軸部22Aの外周面と当接していてOFF状態にあり、第2の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が第1の軸部22Aの外周面と当接していてON状態にある。また、第3の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が係合凹部22b43と当接し係合していてON状態にあり、第4の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第3の軸部22Cの外周面と当接していてOFF状態にある。このように、第1の接点28がOFFかつ第2の接点28がONで、さらに第3の接点28がONのとき、非常停止スイッチ2の接点はOFFになる。
図13に示すように、非常停止スイッチ2の操作時(手動操作時および遠隔操作時)において非常停止ボタン21の中間位置の状態においては、軸部22の突部22bはこれと係合する係合部材26を完全に乗り越えていない。このとき、同図に示す例では、第1の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第1の軸部22Aの外周面と当接していてOFF状態にあり、第2の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が段差部22bおよび第1の軸部22Aの外周面と当接していてON状態にある。第3の接点28は、ばね29の弾性反発力に抗してケース20の側に縮退しており、突出部が第3の軸部22Cの外周面と当接していてOFF状態にあり、第4の接点28は、ばね29の弾性反発力により軸部22の側に伸長しており、突出部が第3の軸部22Cの係合凹部22bと当接し係合していてON状態にある。このように、少なくとも第4の接点28がONのとき、非常停止スイッチ2は中間位置の状態にある。このとき、システム側においては、たとえば、第4の接点28のON状態が一定時間以上続く場合に非常停止スイッチ2の動作不良(エラー)と判断してエラー信号を出力し、プログラマブル表示器50や無線端末4の表示部、さらには表示灯や警告灯にエラー表示をさせる等の処理を行う。
非常停止スイッチ2の手動操作または遠隔操作の際には、非常停止スイッチ2は、図11の非操作時の状態から図12の操作時の状態に移行するが、このとき、第1の接点28は段差部22bを乗り越えて第1の軸部22Aの外周面と当接し、第2の接点は段差部22bと経て第1の軸部22Aの外周面と当接する。第3の接点28は係合凹部22bと当接して係合し、第4の接点28は係合凹部22bを経て第3の軸部22Cの外周面と当接する。また、非常停止スイッチ2の復帰動作の際には、非常停止スイッチ2は、図12の操作時の状態から図11の非操作時の状態に移行するが、このとき、第1の接点は段差部22bと当接して係合し、第2の接点28は段差部22bを乗り越えて第3の軸部22Cの外周面と当接する。第3の接点28は係合凹部22bを乗り越えて第3の軸部22Cの外周面と当接し、第4の接点28は係合凹部22bを経て第3の軸部22Cの外周面と当接する。
この第4の変形例によれば、非常停止スイッチ2に対する遠隔操作が非常停止スイッチ2の受信部32で検知され、その遠隔操作に基づいて非常停止スイッチ2が作動して軸部22が移動することにより、第1ないし第4の接点28〜28のON/OFF状態が切り替わって、非常停止スイッチ2の接点をOFFにするので、非常停止スイッチ2から離れた場所からでも非常停止スイッチ2を操作することができる。これにより、作業者Pが非常停止ボタン21を直接押すことができない状況下において、非常停止ボタン21の操作支援を行えるようになって、操作性を向上でき、安全性を向上できる。
しかも、本変形例によれば、第1の実施例と同様に、電磁ソレノイド3が接点と非常停止ボタン21の間に配置される、すなわち、電磁ソレノイド3を挟んで非常停止ボタン21の側と逆側に接点が配置されるので、接点を非常停止スイッチ2の端部側に配置することができ、これにより、接点との接続を短い端子片35、35、36、36を用いて行うことができ、その結果、構造を簡略化してコストを低減できるとともに、信頼性を向上できる。
さらに、本変形例によれば、接点が、非常停止スイッチ2のON状態とOFF状態の間の中間状態を検出するように設けられているので、たとえば遠隔操作時の非常停止スイッチ2の動作不良などを検出できるようになって、非常停止スイッチとしての信頼性を向上できる。また、このように、メインの接点28、28とは別個に接点を設けるようにしたことにより、軸部22の様々な軸方向位置を検出でき、非常停止スイッチ2の様々な作動状態を検出できるようになって、より細やかな制御が行えるようになる。
また、本変形例によれば、コイルばね25が常時(すなわち、非常停止スイッチ2の操作前後において)非常停止スイッチ2の接点をONからOFFにする側に付勢しているので、非常停止スイッチ2のとくに操作後において、非常停止スイッチ2が万一故障して接点をON状態に戻すような異常が発生した場合でも、コイルばね25の弾性反発力の作用により非常停止スイッチ2の接点をOFFの側に付勢することで接点をOFF状態に維持することができる。これにより、接点がONすることはなく、安全性を向上できる。
本変形例によれば、コイルばね25による弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向に作用しているので、非常停止ボタン21の押し込み操作により接点が強制的にOFFにされる際、コイルばね25の弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向と同じ方向に作用し、その結果、より確実に接点をOFF状態に移行させることができる。また、コイルばね25による弾性反発力は、軸部22に対する電磁ソレノイド3の作動方向に作用しているので、電磁ソレノイド3が非常停止ボタン21を作動させる際の負荷を軽減でき、その結果、電磁ソレノイド3の出力を低減でき、コストを低減できる。
本変形例によれば、非常停止スイッチ2の操作後におけるコイルばね25の弾性反発力が、非常停止スイッチ2の操作前におけるコイルばね25の弾性反発力よりも減少している。これにより、非常停止スイッチ2の操作後は、コイルばね25が所有していた弾性エネルギーが低下しており、コイルばね25の接点OFF後の弾性エネルギーは接点OFF前の弾性エネルギーよりも小さくなっている。その結果、非常停止スイッチ2の操作後に万一スイッチが破損した場合でも、接点が再びON状態に戻ることはなく、これにより、安全性を一層向上できる。
なお、軸部22の先端部の形状は、図11ないし図13に示したものの他に種々の形状が考えられる。必ずしもクランク状に形成する必要はない。たとえば、ストレート軸の軸線を挟んで左右両側にたとえば縦断面台形状の凸状部をそれぞれストレート軸と一体に形成するとともに、各凸状部を軸方向にオフセットして配置するようにしてもよい。この場合、ストレート軸の左右両側に配置した4つの接点が凸状部で接触するか、ストレート軸の外周面と接触するかで接点が切り替えられることになる。また、この場合、各凸状部の位置や個数、傾斜面の傾きを調整することで、より一層細やかな制御が可能になる。さらに、各接点の初期状態および切替え後のON/OFF状態は、図11ないし図13に示した例と逆にしてもよい。
〔第5の変形例〕
前記実施例では、非常停止スイッチ2のケース20の端部に可動接点23および固定接点24の組合せからなる接点が一つ設けられた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図14は、本発明による非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)の第5の変形例を示している。同図は非常停止スイッチの操作時(手動操作時および遠隔操作時)の状態を示しており、前記実施例の図5に対応している。図14中、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図14に示すように、この第5の変形例では、接点がもう一つ増設されている。すなわち、非常停止スイッチ2のケース20の端部において、軸部22の先端には延長軸部22’が同軸上に取り付けられることで軸部22が延設されており、延長軸部22’の先端には一対の可動接点23が取り付けられている。一方、ケース20の内壁面には、各可動接点23に対向配置されかつ各可動接点23に対してそれぞれ接離する一対の固定接点24が固定されている。各固定接点24にはそれぞれ端子片36、36が接続されている。ケース20において、可動接点23および固定接点24からなるメインの接点と、可動接点23および固定接点24からなる増設接点とが収容された部分が接点部20Bに相当している。
このように、増設する接点は、非常停止スイッチ2のケース20の端部において、元々あるメインの接点23、24(または23、24)に隣接してケース20の端部側に設けるようにすればよいので、接点の増設を容易に行える。なお、この第5の変形例では、接点が一つ増設された例を示したが、増設する接点は2つ以上でもよい。
ところで、前記第4の変形例においても、第3の軸部22Cを挟んで対向配置された第3、第4の接点283、28は増設接点に相当している。
〔第6の変形例〕
前記実施例および前記第1ないし第5の変形例においては、非常停止スイッチ2が操作部20Aおよび接点部20Bから構成された例を示したが、接点部20Bは操作部20Aに対して分離可能(したがって着脱可能)に設けられていてもよい。図15および図16は、接点部20Bが操作部20Aに対して分離可能に設けられた非常停止スイッチ2の一例を概略構造で示しており、図15は接点部20Bが操作部20Aから分離した状態を、図16は接点部20Bが操作部20Aに装着された状態をそれぞれ示している。ここでは、ロック機能付きの着脱機構を例にとる。なお、図15、図16において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図15に示すように、操作部20Aはケース20を有し、接点部20Bはケース20を有している。ケース20の端部は、ケース20の端部に嵌合される嵌合部20aを有している。嵌合部20aは、係止片(図示せず)等の係止手段を介してケース20の端部に係脱自在に取り付けられる。また、ケース20には、たとえば円筒形状のスライダ20bが軸方向に移動可能に設けられている。スライダ20bには、軸部22の端部が連結されており、スライダ20bは軸部22とともに軸方向に往復動し得るようになっている。スライダ20bの外周面には、半径方向外方に向かって突出するピン20cの端部が固定されている。
ケース20には、たとえば円筒形状の可動ブロック20aが軸方向に移動可能に設けられている。可動ブロック20aには、支軸20bの一端が連結されており、支軸20bの他端には一対の可動接点23が取り付けられている。また、ケース20内には、各可動接点23にそれぞれ対向配置された一対の固定接点24が設けられており、各固定接点24には、それぞれ端子片35、35が接続されている。支軸20bの周りにはコイルばね20cが圧縮状態で装着されている。コイルばね20cの一端は可動接点23側に圧接し、他端は、ケース20内に設けられた仕切壁20dに圧接している。仕切壁20dには、支軸20bが挿通する貫通孔20eが形成されている。支軸20bはたとえば四角柱形状をしており、貫通孔20eはこれに対応する四角穴形状を有している。この構成により、支軸20bは、軸方向には移動可能であるが、周方向には回動不能になっている。可動ブロック20aには、ピン20cが係合し得る屈曲溝20fが形成されている。屈曲溝20fは、可動ブロック20aの端部に開口する軸方向の溝部sと、溝部sから離れて配置された周方向の溝部tと、これらに連通する斜め方向の溝部uとから構成されており、ピン20cは、屈曲溝20dに沿って移動し得るようになっている。
接点部20Bを操作部20Aに装着する際には、図15に示す状態から、接点部20Bを操作部20Aに接近させつつ、ケース20の嵌合部20aをケース20の端部に挿入するとともに、操作部20A側のスライダ20bのピン20cを接点部20B側の可動ブロック20aの屈曲溝20fの溝部sに挿入し、この状態から、接点部20Bを矢印R方向に回転させる。すると、接点部20Bの回転につれてピン20cが屈曲溝20fの溝部s→uに沿って移動するが、このとき、ピン20cの移動につれてスライダ20bが可動ブロック20aの内部に進入していき、これにともなって、可動ブロック20aがケース20A側に移動する。その結果、軸部20bおよび可動接点23がコイルばね20cの弾性反発力に抗してケース20側に移動し、可動接点23が固定接点24と接触する(図16参照)。このようにして、接点部20Bが操作部20Aに取り付けられる。このとき、可動ブロック20aには、コイルばね20cの弾性反発力が作用していてケース20側に戻そうとする力が作用しているが、ピン20cが屈曲溝20fの周方向の溝部tと係合していることでピン20cが溝部tから外れることはなく、接点部20Bは操作部20Aに対してロックされている。
次に、これとは逆に、接点部20Bを操作部20Aから分離する際には、図16に示す状態から、接点部20Bを前記回転方向とは逆方向の矢印R方向に回転させる。すると、ピン20cが屈曲溝20fの溝部t→u→sに沿って移動することで、接点部20Bの操作部20Aに対するロックが解除されるとともに、接点部20Bが操作部20Aから外れる(図15参照)。
なお、図16に示すように、接点部20Bを操作部20Aに装着した状態においては、軸部22の往復動に応じて、スライダ20b、可動ブロック20aおよび支軸20bを介して可動接点23が往復動し、これにより、可動接点23が固定接点24に対して接離(接触/開離)することで、非常停止スイッチの接点が切り替えられる。
この第6の変形例では、コイルばね20cが可動接点23を固定接点24から開離する側に常時付勢しているので、非常停止スイッチ2のとくに操作後において、非常停止スイッチ2が万一故障して可動接点23が固定接点24に対して接触状態に戻るような異常が発生した場合でも、コイルばね25(図4、図5)の弾性反発力に加えて、コイルばね20cの弾性反発力の作用により、両接点23、24が開離方向に付勢されることで両接点23、24をより確実に開離状態に維持することができる。これにより、両接点23、24が接触するのをより確実に防止でき、安全性を一層向上できる。
本変形例によれば、コイルばね20cによる弾性反発力が非常停止ボタン21(図4、図5)の押し込み方向に作用しているので、非常停止ボタン21の押し込み操作により可動接点23が固定接点24から強制的に開離される際、コイルばね25(図4、図5)の弾性反発力に加えて、コイルばね20cの弾性反発力が非常停止ボタン21の押し込み方向と同じ方向に作用し、その結果、より確実に可動接点23を固定接点24から開離させることができる。また、コイルばね20cによる弾性反発力は、軸部22に対する電磁ソレノイド3(図4、図5)の作動方向に作用しているので、電磁ソレノイド3が非常停止ボタン21を作動させる際の負荷を軽減でき、その結果、電磁ソレノイド3の出力を低減でき、コストを低減できる。
本変形例によれば、非常停止ボタン21(図4、図5)の操作後におけるコイルばね20cの弾性反発力が、非常停止ボタン21の操作前におけるコイルばね20cの弾性反発力よりも減少している。これにより、非常停止ボタン21の操作後は、コイルばね20cが所有していた弾性エネルギーが低下しており、コイルばね20cの接点開離後の弾性エネルギーは接点開離前の弾性エネルギーよりも小さくなっている。その結果、非常停止ボタン21の操作後に万一スイッチが破損した場合でも、可動接点23および固定接点24が再び接触状態に戻ることはなく、これにより、安全性を一層向上できる。
〔第7の変形例〕
図17、図18は、本発明の第7の変形例による操作支援機能付き操作ユニットを説明するための図であって、図17は操作ユニットの縦断面概略構成図、図18は図17の操作ユニットを相互に連結した状態を示す縦断面概略図である。これらの図において、前記実施例および前記第6の変形例と同一符号は同一または相当部分を示している。
図17に示すように、操作ユニット20Cは、軸方向に延びる軸部(副操作軸)22と、軸部22が挿通する電磁ソレノイド(作動部)3とを内部に有しており、電磁ソレノイド3のソレノイド本体(電磁コイル部)30は軸部22を軸方向スライド可能に支持している。ソレノイド本体30は、軸部22を軸方向に移動させるように作用する。また、操作ユニット20Cの外壁面には、無線端末4からの無線信号を受信する(すなわち遠隔操作を検知する)受信部(検知部)32と、受信部32に受信(検知)された遠隔信号に基づいて電磁ソレノイド3の駆動を制御する制御回路33とが設けられている。制御回路33は、リード線34により電磁ソレノイド3に接続されている。
操作ユニット20Cの一端には、スライダ20bが軸方向に移動可能に設けられている。スライダ20bには、軸部22の一端が連結されている。スライダ20bの外周面には、半径方向外方に向かって突出するピン(係止手段)20cの端部が固定されている。操作ユニット20Cの他端には、可動ブロック20aが軸方向に移動可能に設けられている。可動ブロック20aには軸部22の他端が連結されている。この構成により、軸部22の往復動に応じて、スライダ20bおよび可動ブロック20aが軸方向に往復動するようになっている。また、可動ブロック20aには、ピン20cが係合し得る屈曲溝(係止手段)20fが形成されている。屈曲溝20fは、可動ブロック20aの端部に開口する軸方向の溝部sと、溝部sから離れて配置された周方向の溝部tと、これらに連通する斜め方向の溝部uとから構成されており、ピン20cは、屈曲溝20fに沿って移動し得るようになっている。
操作ユニット20Cは、たとえば、図15中の操作部(外部ユニット)20Aと接点部20Bの間に挿入配置して用いられる。このとき、操作ユニット20Cの可動ブロック20aの屈曲溝20fには、操作部20Aのスライダ20bのピン20cが係脱自在に係止している。すなわち、操作ユニット20Cの軸部(副操作軸)22は、操作部20Aの軸部(主操作軸)22に係脱自在に係止可能になっている。また、操作ユニット20Cのスライダ20bのピン20cは、接点部20Bの可動ブロック20aの屈曲溝20fに係脱自在に係止している。
この場合、操作部20Aの軸部22が手動操作されると、操作部20Aのスライダ20bおよび操作ユニット20Cの可動ブロック20aを介して操作ユニット20Cの軸部22が軸方向に移動し、それにともなって、操作ユニット20Cのスライダ20bおよび接点部20Bの可動ブロック20aを介して接点部20Bの支軸20bが移動して、接点が切り替わる。他方、操作ユニット20Cの軸部22が遠隔操作される際には、無線端末4から送信された操作信号が受信部32により受信されて制御回路33に入力され、制御回路33から電磁ソレノイド3のソレノイド本体30に電流が供給される。これにより、軸部22がソレノイド本体30の内部を軸方向に移動する。すると、操作ユニット20Cのスライダ20bおよび接点部20Bの可動ブロック20aを介して接点部20Bの支軸20bが移動して、接点が切り替わる。このとき、操作部20Aの軸部22は、手動操作の場合と同様に軸方向に移動している。
このようにして、操作ユニット20Cから離れた場所からでも操作ユニット20Cの軸部22を操作することができ、操作支援を行えるようになって、操作性を向上でき、安全性を向上できる。また、軸部(副操作軸)22が、非常停止ボタン(操作スイッチ)21の操作に連動して移動する軸部(主操作軸)22を備えた操作部(外部ユニット)20Aの軸部22に係脱自在に係止可能に設けられているので、軸部22を操作部20Aの軸部22に係止することで、操作部20Aの非常停止ボタン21の操作支援を行えるようになる。
図18は、操作支援ユニット20Cの可動ブロック20aの屈曲溝20f内に操作支援ユニット20Cのスライダ20bのピン20cを係合させることにより、2つの操作支援ユニット20C、20Cを相互に連結した状態を示している。このように、複数の操作支援ユニット20Cを相互に連結することが可能であり、この場合、各操作支援ユニット20Cがそれぞれ電磁ソレノイド3を有しているので、各軸部22を遠隔操作する際には、大きな駆動力を得ることができる。
次に、図19は接点部20Bの変形例を示しており、同図において、図15と同一符号は同一または相当部分を示している。図19に示すように、接点部20Bの接点側の端部には、スライダ20bが軸方向に移動可能に設けられている。スライダ20bには、支軸20bと同軸に配置された支軸20bの一端が連結されており、支軸20bの他端は可動接点23の背面側に連結されている。スライダ20bの外周面には、半径方向外方に向かって突出するピン20cの端部が固定されている。
接点部20Bは、たとえば、図15中の操作部20Aと接点部20Bの間に挿入配置して用いられる。このとき、接点部20Bの可動ブロック20aの屈曲溝20fには、操作部20Aのスライダ20bのピン20cが係脱自在に係止し、接点部20Bのスライダ20bのピン20cは、接点部20Bの可動ブロック20aの屈曲溝20fに係脱自在に係止しており、このようにして、非常停止スイッチ2の接点部を増設できる。この場合、操作部20Aの軸部22の移動は、支軸20b、20bを介して各可動接点23に伝えられる。なお、接点部20Bは、図15中の接点部20Bの代わりに用いることも可能である。
図20は、接点部20Bの可動ブロック20aの屈曲溝20f内に接点部20Bのスライダ20bのピン20cを係合させることにより、2つの接点部20B、20Bを相互に連結した状態を示している。このように、複数の接点部20Bを相互に連結することが可能であり、接点部の増設を容易に行える。
〔第8の変形例〕
前記実施例においては、非常停止ボタン21を作動させる作動部として電磁ソレノイド3を用いた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。作動部として電磁ソレノイド3以外の機構(たとえば電動シリンダやラック・アンド・ピニオン等を用いた往復動機構等)を採用するようにしてもよい。
〔第9の変形例〕
前記実施例では、操作スイッチユニットとして非常停止スイッチを例にとって説明したが、本発明の適用はこれらに限定されるものではなく、一旦停止等のその他の停止スイッチでもよい。また、速度切り替えによる速度制御等を行うセレクタスイッチやレバースイッチ、カムスイッチ、フットスイッチ等の離散値を扱うスイッチでもよい。したがって、無線端末4(4、4)の送信部41、41から送信される信号は、停止信号に限らず、その他の操作信号全般を含む。なお、これらのスイッチ類においては、操作スイッチの作動のみならず復帰に関しても、電磁ソレノイド等を用いて無線で遠隔操作するようにしてもよい。
〔第10の変形例〕
前記実施例では、遠隔操作部として無線端末4を、検知部として受信部32をそれぞれ例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。遠隔操作部および検知部は、以下のような組合せでもよい。すなわち、光信号と光電センサとの組合せ、音声信号とマイクとの組合せ、映像信号とカメラとの組合せ、ワイヤ等の線状/棒状の長尺部材を操作するレバー等の操作器具と長尺部材の先端の動きに追随する可動部材との組合せ、圧搾エアを噴出するノズルとノズルからの圧搾エアを受ける受圧部材、BB弾等の弾丸を発射するガンとガンから発射された弾丸を受ける的部材等。
〔その他の変形例〕
上述した各実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
〔他の適用例〕
前記各実施例および各変形例では、本発明による非常停止スイッチが適用される装置として協調ロボットを例にとって説明したが、本発明は、協調ロボット以外の産業用ロボットにも適用可能である。また、ロボットとしては、垂直多関節ロボットに限定されるものではなく、スカラロボットやパラレルリンクロボット等のその他のロボットでもよく、無人搬送車(AGV:automated guided vehicle)でもよい。さらに、本発明の適用は、FA(ファクトリーオートメーション)の分野(製造業)に限らず、たとえばパワーショベル等の特殊車両を含む産業車両や工事車両の分野(建設・土木業)でもよく、飲食業や食品業、医療、流通の分野でもよい。
本発明は、操作スイッチの操作支援を行うことができる操作支援機能付き操作スイッチユニットおよび操作支援システムに有用である。
1: 操作支援システム

2: 非常停止スイッチ(操作スイッチユニット)
21: 非常停止ボタン(操作スイッチ)
22: 軸部(操作軸)
23: 可動接点
24: 固定接点
25: コイルばね(付勢手段)
28〜28: 接点

3: 電磁ソレノイド(作動部)
32: 受信部(検知部)

4: 無線端末(遠隔操作部)
特開2001−35302号公報(図1参照)

Claims (12)

  1. 操作支援機能付き操作スイッチユニットであって、
    接点の状態を切り替えるための操作スイッチと、
    前記操作スイッチの遠隔操作を検知する検知部と、
    前記接点と前記操作スイッチの間に配置され、前記検知部で検知された前記遠隔操作に基づいて前記操作スイッチを作動させる作動部と、
    を備えた操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  2. 請求項1において、
    前記操作スイッチが当該操作スイッチユニットの一端側に配置され、前記接点が当該操作スイッチユニットの他端側に配置されている、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  3. 請求項1において、
    前記操作スイッチの操作に連動して移動する操作軸をさらに備え、
    前記接点が、前記操作軸の移動方向に移動する可動接点と、当該操作スイッチユニットの筐体の側に固定された固定接点とを有している、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  4. 請求項1において、
    前記操作スイッチの操作に連動して移動する操作軸をさらに備え、
    前記接点が、前記操作軸の移動方向と交差する方向に移動可能な接点を有している、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  5. 請求項4において、
    前記接点が、前記操作スイッチのON状態とOFF状態の間の中間状態を検出するように設けられている、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  6. 請求項1において、
    前記操作スイッチをON状態からOFF状態の側に付勢する付勢手段をさらに備えている、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  7. 請求項6において、
    前記付勢手段による付勢力が前記作動部の作動方向に作用している、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  8. 請求項6において、
    前記付勢手段による付勢力が前記操作スイッチの操作方向に作用している、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  9. 請求項6において、
    前記操作スイッチの操作後における前記付勢手段の付勢力が、前記操作スイッチの操作前における前記付勢手段の付勢力よりも小さくなるように設定されている、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  10. 請求項1において、
    前記操作スイッチが非常停止ボタンである、
    ことを特徴とする操作支援機能付き操作スイッチユニット。
  11. 操作支援機能付き操作ユニットであって、
    操作スイッチの操作に連動して移動する主操作軸を備えた外部ユニットの前記主操作軸に係脱自在に係止可能な副操作軸と、
    前記副操作軸の遠隔操作を検知する検知部と、
    前記検知部で検知された前記遠隔操作に基づいて前記副操作軸を作動させる作動部と、
    を備えた操作支援機能付き操作ユニット。
  12. 請求項1に記載の操作支援機能付き操作スイッチユニットと、
    前記操作スイッチを遠隔操作するための遠隔操作部と、
    を備えた操作支援システム。
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