JP4290441B2 - 安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械作動中にその領域内への立ち入りを禁止するための安全装置であって、必要なとき（領域内への立ち入り時）に確実に機械を止められる安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に機器の組立てや加工等を行なう工場では、自動化された機械の回りを柵や鎖等で囲い、その内部は危険領域として機械作動中の立ち入りを禁止している。また、こうした領域には一部に出入口を設け、鎖を懸架したり扉を設け機械の調整や点検等の必要時に作業員が立ち入れるようにしてある。作業員は、領域外の操作盤で機械を停止した後領域内に立ち入るが、適切な停止操作が行なわれなかったり、作業員が領域内にいるのを知らずに第三者が機械を再始動させて人身事故を招くことがある。この対策として、領域内に作業員が入ったときには機械を強制的に停止させる安全装置が用いられる。
【０００３】
図１に、これまでの一般的な安全装置の例を示す。図１は、機械作動領域の出入口１０に鎖１２を懸架する態様を示すものである。
図１において、鎖１２の一端にはピン１４が取り付けられており、機械の作動時にはピン１４を柱１６に固定した筒状部材１８内に挿入して出入口を閉ざす。立ち入りの際にはピン１４を抜いて鎖１２を柱１６から外す。
筒１８にはその側面にスリット２０が設けられており、筒１８の近傍にはリミットスイッチ２２が設置されている。リミットスイッチ２２は内部にマイクロスイッチ２６を有し、駆動部として外部にレバー２４を有する。レバー２４は軸２５の回りに限定的に回転可能である。
【０００４】
安全装置の作用の概要を図２に模式的に示す。
ピン１４の挿入時にはリミットスイッチ２２の可動端２３がスリット２０を通してピン１４の表面に当接支持される。この結果、レバー２４は可動端２３が押し下げられた位置となり、リミットスイッチ２２の内部機構を介してマイクロスイッチ２６の接点２８ａと２８ｂが導電体２９に押し当てられて導通（オン）状態になっている（図２（ａ））。なお、導電体２９はリミットスイッチ内部のバネ手段によって接点２８ａと２８ｂから離れる方向（図では左側）に付勢されており、レバー２４の可動端２３が押し下げられると接点２８ａと２８ｂに押し当てられる構造となっている。
レバー２４にはリミットスイッチ２２内のバネ手段（図示していない。）の作用によって可動端２３に上向きの付勢力（図中矢印で示す。）が加わっており、ピン１４が筒状部材１８から抜かれると可動端２３が上昇し、これによってマイクロスイッチ接点２８ａと２８ｂ間が開放（絶縁）されてオフになり（図２（ｂ））、機械（装置）が停止する。
【０００５】
しかし、従来の安全装置では、ピン１４を抜いてもレバー２４が戻らない（すなわち、可動端２３が上昇しない）場合があるという大きな問題がある。この現象はレバー２４の復帰動作に関わるバネ復元力の低下、軸２５における塵埃等による摩擦増大、あるいは何らかの原因によってレバー２４の可動端２３のスリット２０内での動きが抑制されることにより起こる。また、従来の安全装置で用いられているリミットスイッチ２２は、上記の通り、安全装置作動時には内部のバネ手段によって接点をオフにする構造となっているが、オン状態が長く続いていると電気接点２８ａと２８ｂが接続部材２９に溶着したりバネ手段の疲労により、レバー２４が働いてもマイクロスイッチ２６がオフにならなかったり、接点２８ａと２８ｂ間の絶縁が不十分になる場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の従来技術の問題点を踏まえ、構成部材に経時的変化や故障が生じた際に安全側の状態となるフェイルセイフな安全装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、錘（重力作用）を利用して機械停止状態を導くことにより、構成部材に経時的変化や支障が生じた際においても危険状態を惹起することのないフェイルセイフな装置を構成することにより前記の問題を解決し本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下の安全装置を提供する。
（１） ピン部材と、そのピン部材が外れた時に荷重がかかる錘部材と、錘部材の荷重により強制移動するレバーと、前記レバーに接し移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備してなる安全装置。
（２） 側面にスリットを有する筒状部材に収容されたピン部材と、前記スリット部近傍で軸支され一端が前記ピン部材に当接し他端に錘を備えている棒状錘部材と、前記ピン部材を筒状部材から取り去った時に前記錘の荷重を受けて強制移動するレバーと、前記移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備する前記１に記載の安全装置。
（３） 前記スイッチ手段がリミットスイッチであり、リミットスイッチ内部のマイクロスイッチがバネによりオン側に付勢されており、前記強制移動するレバーの作用によりオフ状態となる前記２に記載の安全装置。
（４） 機械の動作領域の出入口に設けられ、前記スイッチ手段がオフになったときに機械を強制停止する前記１乃至３のいずれかに記載の安全装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図３において、ピン部材収容用の筒状部材３０は、図１〜２の筒状部材１８と同様のスリット３２を有し、機械作動領域出入口の柱（図示していない。）に取り付けられる。
【００１０】
筒状部材３０の近傍には支点３４が固定されており、これを軸として棒状の部材３６が回転可能に固定されている。部材３６の一端は好ましくは輪状ないし球状の当接部３８であり、他端には当接部３８よりも相対的に重い錘４０を有する。棒状部材３６は好ましくは錘部４０が膨大した槌状の形状を有する。図３では錘部４０を矩形部材として描いているが、その形状は後述するレバー４４と当たった際にこれを押し下げ得る形状であれば特に限定されず、円筒状、円盤状、球状、多角柱等のいずれでもよい。
【００１１】
棒状部材３６の近傍にはさらにリミットスイッチ４２が設けられている。リミットスイッチ４２は従来技術のリミットスイッチと同様に内部にマイクロスイッチ４６を有し、駆動部として外部にレバー４４を有する。レバー４４は軸４５の回りで限定的に軸動可能である。
図３（ａ）に示すように、機械の作動時は、筒状部材３０内にピン５４が挿入されており、この状態では当接部３８がピンに当接して部材３６の動きが制約されるため錘部４０は当接部３８よりも相対的に高い位置にあり、錘部４０はレバー４４には荷重を及ぼしていない。このためレバー４４はほぼ水平な位置にある。
【００１２】
作業員が領域内に入る際には、図３（ｂ）に示すように、筒状部材３０からピン５４が取り除かれる。このため、当接部３８がスリット３２内に侵入して移動可能となり、錘部４０と当接部３８との相対的な重量の違いにより錘部４０が相対的に低い位置に下がる。この結果、錘部４０はリミットスイッチ４２のレバー４４を押し下げ、リミットスイッチ４２内のマイクロスイッチ４６が切り替えられる。
好ましくは、マイクロスイッチ４６は図４に示す構造とする。図４おいて、導電体４９はバネ部材５６によって左方向に付勢されており、駆動部５２からの力が加わらない場合には導電体４８ａ、４８ｂに押し当てられている。駆動部５２は図中右方向への動きを与え（その機構は慣用のものでよい。）、導電体４９を絶縁体５１ａと５１ｂに押し当てる。この機構では、バネが壊れてもマイクロスイッチ４６の動作が危険側に傾くことはない。
【００１３】
なお、これまでは本発明の安全装置を従来の図１〜２の装置と対比して機械作動領域の出入口の鎖懸架部のピンを利用した安全装置として説明してきたが、扉の開閉によってピンが筒から出入りする態様でも同様の構成が可能である。また、例えば、ピンの抜き差しの代わりに適当な係止手段を設けて錘付きレバーを直接操作するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば構成部材に経時的変化や故障が生じた際に安全側の状態となるフェイルセイフな安全装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による安全装置の使用態様を示す模式図である。
【図２】従来技術による安全装置の動作原理を示す模式図である。
【図３】本発明による安全装置の動作原理を示す模式図である。
【図４】本発明による安全装置で好適に用いられるマイクロスイッチの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 作動領域の出入口
１２ 鎖
１４ ピン
１６ 柱
１８ 筒状部材
２０ スリット
２２ リミットスイッチ
２３ 可動端
２４ レバー
２５ 回転軸
２６ マイクロスイッチ
２８ａ、２８ｂ マイクロスイッチ接点
２９ 導電体
３０ 筒状部材
３２ スリット
３４ 支点
３６ 棒状部材
３８ 当接部
４０ 錘部
４２ リミットスイッチ
４４ レバー
４５ 軸
４６ マイクロスイッチ
４８ａ、４８ｂ 導電体
５１ａ、５１ｂ 絶縁体
５２ 駆動部
５４ ピン
５６ バネ部材

Claims (5)

1. ピン部材と、そのピン部材が外れた時に荷重がかかり、外れたピン部材を戻した時に荷重がかからない錘部材と、錘部材の荷重により強制移動するレバーと、前記レバーに接し移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備してなる安全装置。
2. ピン部材と、軸支され一端が前記ピン部材に当接し他端に錘を備えている錘部材であって、そのピン部材が外れた時に荷重がかかる錘部材と、錘部材の荷重により強制移動するレバーと、前記レバーに接し移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備してなる安全装置。
3. ピン部材と、そのピン部材が外れた時に荷重がかかる錘部材と、錘部材の荷重により強制移動するレバーと、前記レバーに接し移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備してなる安全装置であって、
   側面にスリットを有する筒状部材に収容されたピン部材と、前記スリット部近傍で軸支され一端が前記ピン部材に当接し他端に錘を備えている棒状錘部材と、前記ピン部材を筒状部材から取り去った時に前記錘の荷重を受けて強制移動するレバーと、前記移動したレバーによりオフ状態となるスイッチ手段を具備する安全装置。
4. 前記スイッチ手段がリミットスイッチであり、リミットスイッチ内部のマイクロスイッチがバネによりオン側に付勢されており、前記強制移動するレバーの作用によりオフ状態となる請求項３に記載の安全装置。
5. 機械の動作領域の出入口に設けられ、前記スイッチ手段がオフになったときに機械を強制停止する請求項１乃至４のいずれかに記載の安全装置。

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