JP4486049B2

JP4486049B2 - 安全扉を有する機械

Info

Publication number: JP4486049B2
Application number: JP2006046612A
Authority: JP
Inventors: 雅彦浦田; 浩一西村; 新太郎星川
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007225019A

Description

本発明は、射出成形機、工作機械、プレス機など作業者の安全を確保するために、機械の危険箇所に設けた安全扉を有する機械に関する。

射出成形機やプレス機など金型が開閉する機械や、工作機械などの刃物が回転、移動する機械など、作業者の手などがこの機械の作業領域に侵入すると危険である領域には、機械が動作中にこの危険領域を閉鎖し、作業者の手などが侵入することを防止する安全扉が設けられている。この安全扉は、機械動作中はロックされ、開かないように構成されている。

例えば、扉が閉じられている状態で、機械のモータが回転可能とされ、かつ扉はロック機構でロックされ、扉が開かれるとモータは電源オフとされ、機械の回転体の回転が停止したことを確認して、扉をロックするロック機構を解除するようにした発明が知られている（特許文献１参照）。
又、工作機械の機械加工部の作動開始信号によってソレノイドを作動させて扉をロックし、作動終了信号によって、ロックを解くようにした発明（特許文献２参照）や、射出成形機における型締め部を覆うフロントドアの閉鎖を検出して、該フロントドアを施錠し、該施錠されたことを検出して型締駆動手段を駆動するようにした発明（特許文献３参照）、又、工具カバーを閉鎖状態に保持するロック装置と回転軸の回転を検出する検出器を有し、該検出器の出力によりロック装置を制御するようにした発明（特許文献４参照）等が知られている。

さらに、開閉されるドアに取り付けられたキーが、固定枠に取り付けられたスイッチ本体に挿入されると、電磁ロック機構が作動し、キー及びドアはロックされ、この状態でキーに所定以上の抜き出し荷重が働くと、ロック部材の一部アームが変形して電磁ロックのロックを解除して電源を断ちドアを開放できるようにされ、次に、ドアを閉じても電源が入らないようにした発明（特許文献５参照）や、開閉されるドアに取り付けられたキーが、固定枠に取り付けられたスイッチング機構に挿入、抜出しされることによってスイッチを切り替えて、工作機械に電源を入れるカム機構と、キーの挿入によりカム機構をロックするロック部材を備え、ドアの解放操作でキーが無理に引抜かれようとすると、ロック機構のロック部材が変形し、カム機構が回動してスイッチが切り替わり工作機械の電源が遮断され、次にドアが閉じられても、電源が入らないようにされ、かつロック部材のロック力（変形するときの力）を変えることができるようにして、ロック力を調整可能にした発明（特許文献６参照）も知られている。又、同様な機構において、キーが無理に引き抜かれようとして過負荷がかかったときその力を分散することによって、スイッチング機構のベースやヘッドケースの破壊を防止するようにした発明（特許文献７参照）も知られている。
又、射出成形機の型締め部に設けられた安全ドアの把手を把持したことを検出して非常停止をかけるようにした発明も知られている（特許文献８参照）。

特開昭５１−６７５７７号公報実開昭６１−２０２４８号公報特開昭６１−３２７３１号公報実開平４−２８９３６号公報特開２００３−４５２９４号公報特開２００４−７９１９０号公報特開２００４−７９２０４号公報特開平７−２１４６３０号公報

上述したように、従来技術においては、安全扉を機械稼働中に電磁ロックによりロックし、作業員の安全を確保し、このロックされた状態で、安全扉を無理に解放しようとして、扉に力が加えられたとき、機械の稼働を停止させ、ロックを解き安全扉を開放できるようにしている。
しかし、電磁ロックに大きな力を加えた状態で電磁ロックを解除すると電磁ロックを破損させる恐れがある。上述した特許文献５，６では、扉に設けられたキーが挿入される側の機構の一部が変形し、その後、扉が閉じられても機械の電源が入らないようにして安全を確保したものであり、機械の一部が変形、破損しているものである。又、特許文献７に記載された発明は、キーに作用した過大な力を分散させて、破損を防止したものであり機構が複雑で、簡単な電磁ロックには適用が難しいものである。

そこで、本発明の目的は、電磁ロックでロックされている安全扉を開けようとしたときの力から、電磁ロックを保護し破損を防止するようにした安全扉を有する機械を提供することにある。

本発明は、安全扉と該安全扉を開閉する際に操作するハンドルと、運転時に前記安全扉をロックする電磁ロックとを備えた機械において、前記安全扉が閉じているときは前記安全扉を機枠に係止し、かつ、前記安全扉を開くように前記ハンドルが操作されたとき、前記安全扉の機枠への係止を解除する係止部材と、前記ハンドルによる前記安全扉の開く動作が操作されたことを検知する扉開操作検知手段と、前記ハンドルにより前記安全扉を開く操作がなされたとき、前記係止部材を係止した状態で、前記安全扉を開く操作を前記扉開操作検知手段で検知するように構成し、その検知によって機械を停止させ、電磁ロックを解除させた後に、前記係止部材を解除するようにしたことを特徴とする安全扉を有する機械である。

特に、前記ハンドルは前記安全扉が開方向に操作されたとき所定量の範囲で回動可能に構成し、前記係止部材を前記ハンドルの回動と連動して回動するものとし、前記係止部材の回動により機枠への係止が解かれる前に、前記扉開操作検知手段は係止部材の回動により安全扉を開く操作を検知するようにすることによって、電磁ロックを解除するようにした。

電磁ロックが安全扉をロックしているときに、安全扉を開けようとして力が加えられても、この力は係止部材にかかり、電磁ロックにはかからないので、電磁ロックは保護され、破損を防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の要部説明図である。符号１は、射出成形機の型締め部、プレス機のプレス機構部、又は工作機械における加工領域部などの機械の可動部が移動し、かつ作業者がその領域で作業する必要がある領域に設けられる安全扉である。該安全扉１には所定量の範囲内で回動する扉開閉ハンドル４が設けられ、該扉開閉ハンドル４の回動と連動して回動する係止部材６が設けられている。又、該安全扉１には、電磁ロック２のロックピン２ａと係合し該安全扉１をロックするロック部材７を備える。

この安全扉１で閉鎖される開口部が設けられた機械の機枠８には、係止部材６と係止する係止ピン９が設けられると共に、係止部材６の回動を検出する扉開操作検知スイッチ３が設けられている。さらに、該機枠８には、ロック部材７と係合して安全扉１をロックするための電磁ロック２が設けられている。この電磁ロック２は、扉開操作検知スイッチ３の信号に基づいて制御装置５を介して制御されるようになっている。

安全扉１が閉じられると、係止部材６が係止ピン９と係止し、安全扉１はこの閉じられた状態に保持される。その後、電磁ロック２が作動し、電磁ロック２のロックピン２ａが、安全扉１のロック部材７と係合して安全扉１をロックし、機械は動作可能となる。図１は安全扉１が電磁ロック２でロックされている状態を示している。

このような電磁ロック２で安全扉１がロックされている状態で、該安全扉１が開かれようとしたときの動作を図２に示す。

作業員が安全扉１を開こうとして扉開閉ハンドル４を操作すると、扉開閉ハンドル４は、所定量の範囲内で回動するものであるから、まずは該扉開閉ハンドル４が回動することになる。この扉開閉ハンドル４がその回動限界位置まで回動するまでは、安全扉１には、該安全扉１を開く方向に大きな力は働かない。扉開閉ハンドル４の回動と連動して係止部材６が回動する。図２（ａ）に示すように、該係止部材６の回動により、まず、扉開操作検知スイッチ３がこの係止部材６の回動を検知し、この検知信号が制御装置５に送られ、制御装置５は、機械の動作を停止させ、電磁ロック２のロックを解除する。すなわち図２（ｂ）に示すように、安全扉１のロック部材７と電磁ロック２のロックピン２ａとの係合が解かれた状態となる。しかし、この状態では、係止部材６と係止ピン９の係止は解かれておらず、安全扉１を開こうとしても、該係止部材６と係止ピン９の係止で安全扉１は開くことはできない。
図２（ｂ）の状態より、さらに扉開閉ハンドル４及び係止部材６を回動させると、図２（ｃ）に示すように、係止部材６と係止ピン９との係止が解かれ、図２（ｄ）に示すように安全扉１は解放されることになる。

以上のように、係止部材６と係止ピン９の係止の関係と、扉開操作検知スイッチ３の配置関係が、扉開閉ハンドル４が操作され係止部材６と係止ピン９との係止が解かれる前の初期の段階で、扉開操作検知スイッチ３でその回動を検知するように構成されているから、係止部材６が係止ピン９と係止している状態で、扉開閉ハンドル４の操作が検知され、すなわち、係止部材６の回動が検知され、この検知信号によって電磁ロック２がロックを解除されるので、電磁ロック２には、安全扉１にかかる該安全扉１を開こうとする力が作用することはない。

扉開操作検知スイッチ３が扉開閉ハンドル４の操作を検知し、電磁ロック２のロックが解除されるまでは、係止部材６と係止ピン９との係止により、安全扉１の解放が阻止されているから、電磁ロック２のロックピン２ａと安全扉１のロック部材７が係合中に安全扉１が移動することはない。そのため、電磁ロック２に過大な力が作用することはなく、電磁ロック２は保護される。

作業員が安全扉１を開く場合、作動員が扉開閉ハンドル４を操作する力は、まず扉開閉ハンドル４を回動させることに費やされ、扉開閉ハンドル４の回動が限界になると、初めて安全扉１が開く方向に作業員が加える力が作用するから、扉開閉ハンドル４が回動される最初の段階で、扉開操作検知スイッチ３でその回動を検出し電磁ロック２を解くことから、安全扉１が開く方向に加えられた段階では、すでに電磁ロック２によるロックは解除されており、電磁ロックに過大な負荷が作用することはない。又、扉開閉ハンドル４が回動されずに安全扉１を開く方向に力が加えられたときや、扉開操作検知スイッチ３が係止部材６の回動を検知する前に、安全扉１に該安全扉１が開く方向に力が加えられたとしても、係止部材６と係止ピン９の係止によって、この安全扉１の移動は阻止され、電磁ロック２に過大な力が作用することはない。

又、上述した構成に、さらに、安全扉１の閉鎖状態を保持するドア固定金具を設けてもよい。例えば、安全扉１側に、一部に凹部溝を有する爪を設け、機枠８側に前記爪をバネ等ではさみつける部材を設けて、該部材の先端を爪の凹部溝に係合させることによって、安全扉１の閉鎖状態を保持するようにしたドア固定金具を設けてもよい。この固定金具によって、安全扉１を開くために扉開閉ハンドル４が倒れた状態から、さらに力を加えないと安全扉１が開かないようにすることができるため、不用意な操作で安全扉が開くことを防止することができる。

なお、上述した第１の実施形態では、係止部材６が扉開操作検知スイッチ３を作動させるように構成したが、扉開操作検知スイッチ３を作動させる部材を係止部材６とは別に設けてもよい。この場合も、係止部材６の係止ピン９との係止が解かれる前に扉開操作検知スイッチ３が扉開閉ハンドル４の操作を検知するようにする。

上述した第１の実施形態では、安全扉１を開くために扉開閉ハンドル４を倒し始めてから、扉開操作検知スイッチ３が扉を開く操作を検知して電磁ロック２を解除するまでの時間（ｔ１）と、安全扉１を開くために扉開閉ハンドル４を倒し始めてから、係止部材６と係止ピン９との係止が解除されるまでの時間（ｔ２）について、ｔ１＜ｔ２とし時間差が生じるようにすることで、電磁ロック２がロックした状態で安全扉１が開かれることがないようにしている。

しかし、この時間差は、作業員が扉開閉ハンドル４を速く倒すほど短くなるので、時間差を確保するために、扉開閉ハンドル４を倒す速度を制限するダンパを追加してもよい。

又、図３に示す第２の実施形態のように、電磁ロック２のロックが解除されるまで、係止部材６と係止ピン９の係止を保持するような回動阻止部材１０を設けてもよい。
この図３に示す本発明の第２の実施形態では、回動阻止部材１０がばね等で付勢されて所定範囲に亘って移動可能に機枠８に取り付けられている。電磁ロック２が作動したとき、ロックピン２ａがこの回動阻止部材１０をばねの力に抗して押し下げ、係止部材６をその回動途中の位置でその回動を阻止し、係止ピン９との係止を保持させるように配置されている。また、係止部材６は、この回動阻止部材１０によって回動が阻止されるまでの回動の間に、扉開操作検知スイッチ３によりその回動が検知されるように構成されている。他の構成は図１に示した第１の実施形態と同じである。

電磁ロック２が作動し、ロックピン２ａが突出してロック部材７と係合し、安全扉１をロックしているときは、回動阻止部材１０は、電磁ロック２のロックピン２ａの先端によって押し下げられ、係止部材６が所定以上に回動することを阻止し、該係止部材６と係止ピン９との係止が解かれるのを防止している。
そこで、作業員が扉開閉ハンドル４を操作して、該扉開閉ハンドル４を回動させると、係止部材６も回動し、まず扉開操作検知スイッチ３を作動させ、扉を開く操作が検知される。この検知により、機械の動作が停止され、電磁ロック２が動作しロックピン２ａが引き込まれ安全扉１のロックが解除される。この電磁ロック２が動作し安全扉１のロックが解除されるまでは、回動阻止部材１０により係止部材６の回動が阻止されるので、係止部材６と係止ピン９との係止が保持されており、安全扉１を開く方向に力が加えられても、安全扉１は、係止部材６と係止ピン９の係止でその移動が阻止され、力は電磁ロック２に作用することはない。

そして、扉開操作検知スイッチ３が、安全扉１が操作されたことを検知しているから、電磁ロック２が作動しロックピン２ａが引き込まれ、安全扉１のロックが解除されると、回動阻止部材１０はばねの力で上昇移動し、係止部材６の回動を許容することになるから、係止部材６と係止ピン９との係止が解かれ、安全扉１は開かれることになる。
以上のように、この第２の実施形態では、電磁ロック２が安全扉１のロックを解除するまでは、係止部材６と係止ピン９との係止で安全扉１の解放を阻止しているから、安全扉１にかかる力が電磁ロック２に作用することはなく、電磁ロックの損傷を防止することができる。

また、図４は本発明の第３の実施形態の要部概要図である。この第３の実施形態では、扉開閉ハンドル４を一旦扉を閉める側に倒して扉開操作検知スイッチ３を動作させ、その後、扉開閉ハンドル４を、扉を開く側に倒して扉を開くようにしたものである。
扉開閉ハンドル４と連動するスイッチレバー１１を設け、扉開閉ハンドル４を、安全扉１を閉じる方向に回動することによって、スイッチレバー１１により扉開操作検知スイッチ３を作動させ、安全扉１が操作されたことを検知するようにしたものである。この場合、扉開閉ハンドル４を閉じる方向に回動させたとき、扉開閉ハンドル４と係止部材６が係止し、その後扉開閉ハンドル４が安全扉１を開く方向に回動されたとき、扉開閉ハンドル４の回動と連動して係止部材６も回動し係止ピン９の係止を解き、その後、扉開閉ハンドル４の回動限界に達すると、扉開閉ハンドル４の回動と係止部材６の連動が解かれる構造としている。他の構成は図１に示す第１の実施形態と同じである。
この第３の実施形態は、扉開閉ハンドル４を一旦安全扉を閉じる方向に回動させ、スイッチレバー１１により、扉開操作検知スイッチ３を作動させて、電磁ロック２による安全扉１のロックを解除しなくては、係止部材６と係止ピン９との係止が解けないので、電磁ロック２が安全扉１をロックしているときに安全扉１を開く力が該電磁ロック２に作用することはないので、該電磁ロック２の損傷を防止することができる。

又、図５は、本発明の第４の実施形態の要部説明図である。この第４の実施形態は、扉開操作検知スイッチ３が作動し、電磁ロック２がロック解除するまでの時間と係止部材６と係止ピン９の係止が解除されるまでの時間差を大きくする手段を設けたもので、係止ピン９をばね等で係止部材６と係止する方向に付勢して、かつ、所定範囲の溝１２内で移動可能とし、係止部材６が係止ピン９と係止するときは、係止部材６がばねの力に抗して係止ピン９と溝１２内の下端部まで押し下げ係止し、扉開閉ハンドル４が安全扉１を開く方向に操作されて係止部材６が回動したとき、係止ピン９もばねの力で係止部材６に追従し、この係止ピン９が追従して移動する間に、扉開操作検知スイッチ３が係止部材６等によって作動させられ、機械の動作を停止させ、電磁ロック２のロックを解き、その後、係止ピン９の溝１２内の移動限界に達し、係止部材６に追従しなくなり、該係止部材６と係止ピン９の係止が解かれ、安全扉１の解放が可能となるように構成してもよいものである。

本発明の第１の実施形態の要部説明図である。同第１の実施形態の動作説明図である。本発明の第２の実施形態の要部説明図である。本発明の第３の実施形態の要部説明図である。本発明の第４の実施形態の要部説明図である。

符号の説明

１安全扉
２電磁ロック
２ａロックピン
３扉開操作検知スイッチ
４扉開閉ハンドル
５制御装置
６係止部材
７ロック部材
８機枠
１０回動阻止部材
１１スイッチレバー

Claims

安全扉と該安全扉を開閉する際に操作するハンドルと、運転時に前記安全扉をロックする電磁ロックとを備えた機械において、前記安全扉が閉じているときは前記安全扉を機枠に係止し、かつ、前記安全扉を開くように前記ハンドルが操作されたとき、前記安全扉の機枠への係止を解除する係止部材と、前記ハンドルによる前記安全扉の開く動作が操作されたことを検知する扉開操作検知手段と、前記ハンドルにより前記安全扉を開く操作がなされたとき、前記係止部材を係止した状態で、前記安全扉を開く操作を前記扉開操作検知手段で検知するよう構成し、その検知によって機械を停止させ、電磁ロックを解除させた後に、前記係止部材を解除するようにしたことを特徴とする安全扉を有する機械。
前記ハンドルは前記安全扉が開方向に操作されたとき所定量回動可能に構成され、前記係止部材は前記ハンドルの回動と連動して回動し、前記係止部材の回動により機枠への係止が解かれる前に、前記扉開操作検知手段は係止部材の回動により安全扉を開く操作を検知するようにした請求項１に記載の安全扉を有する機械。