JP4623814B2

JP4623814B2 - 光線式安全装置

Info

Publication number: JP4623814B2
Application number: JP2000321309A
Authority: JP
Inventors: 俊一永井
Original assignee: 株式会社理研オプテック
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP2002126899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械の光線式安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プレス機械等の産業用機械において、機械と作業者との間に光線式安全装置を設置し、作業者の安全を確保している。例えば、図７はこのような光線式安全装置野例を示す図である。同図に示すように、光線式安全装置はプレス機械と作業者との間に設けられ、発行部７１と受光部７２と制御部７３で構成されている。そして、制御部７３から出力される制御信号に従って発行部７１の最上段の発光素子１−１から、順次１−２、１−３、・・・１−ｎと発光し、受光部７２側の受光素子２−１、２−２、２−３、・・・２−ｎで対応する光を受光する。
【０００３】
そして、何れかの発光素子からの光が、対応する受光素子で受光できない時、即ち、作業者の身体の一部、又は部品や材料等で光を遮断した場合、プレス機械の駆動信号が入力したとしても、プレス機械の駆動を停止する。また、プレス機械が駆動中であっても、発光素子からの発光が遮断された場合、プレス機械の駆動を直ちに停止する。
【０００４】
また、このような従来のプレス機械の光線式安全装置では、例えば上型が下降駆動する際、１本の光軸でも遮光状態であればプレス機械の駆動を停止する構成である。そして、今日では、安全性確保の面から２層以上の光軸を作業者とプレス機械間に設け、全ての光軸が通光した時プレス機械を駆動する制御を行っている。即ち作業者が加工材料を金型内にセットし、手腕を戻すとプレス機械の上型を上死点位置から１ストローク動作させる信号を出力するＰＳＤＩ（プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション）機能を有する方式が採用されている。
【０００５】
したがって、従来の光線式安全装置に比べてＰＳＤＩ機能を使用するプレス機械では、安全上充分な配慮が払われなければならない。つまり、光線式安全装置は、正確な判断を行い作業者の安全を確保しなくてはならない。このため、光線式安全装置が誤った判断をしないように作業者とプレス機械との間にガード板というものをサイドと下方に設けている。これにより、作業者の手などが光軸のないところから侵入することを防ぎ、プレス機械の誤作動に対処している。
【０００６】
ところで、作業者とプレス機械との間で危険とされる領域がある。これは、プレス機械の金型の直前の位置からどのくらいの距離までが危険であるか、またはどのくらい距離から安全であるかを示すものである。そして、この危険領域、または安全距離は、プレス機械毎に設定され、予め決められている計算式により求められる。
【０００７】
そして、上述した光線式安全装置の下側からプレス機械に進入することを防止するガード板の長さは、この安全距離の長さと同じでなくてはならない。即ち、プレス機械と作業者との間の安全装置の下側に隙間を空けないようにしなくてはならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように金型の大きさやプレス機械の種類によって安全距離の位置は変化してしまう。例えば、金型を小さいものに換えた場合、安全距離はプレス機械側の方に移動する。この時、光線式安全装置は安全距離に合わせて移動させるが、ガード板は、通常プレス機械側に固定されているため、光線式安全装置を移動した分ガード板は余分に突き出ている。そのため、作業者は、材料を金型に載せる度に腕をいっぱい伸ばさなくてはならなくなり、効率の悪い作業となってしまう。また、金型を大きいもの換えた場合、ガード板の長さが足りなくなりプレス機械の下側に隙間ができてしまうこともとても危険である。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑み、金型の大きさやプレス機械の種類によって安全距離が変化した際でも、ガード板の長さを強度を保ちながら伸縮可能とし、作業者が安全に効率よく作業を行える光線式安全装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、プレス機械の光線式安全装置において、安全空間をつくる複数の光軸を有し、前記複数の光軸のうち危険領域から安全距離Ｓを保つ位置に配設される光軸の下方に下側からの侵入物を防ぐガード部材が設けられていることを特徴とする光線式安全装置を提供することによって達成できる。
【００１１】
ここで、危険領域とは、プレス機械の上型（金型）が下型（金型）に達した時の金型の前面の領域を指し、その危険領域に係らない直前の位置から測る距離が安全距離Ｓになる。また、ガード部材は、プレス機械のＬ字型ガード部材に載上する際、プレス機械と作業者の間の下方に隙間を空けないような大きさで構成されている。
【００１２】
このように構成することによって、ガード部材は、安全距離Ｓと共に移動することができるので、ガード板が作業者側に余分に出たり、またガード板の長さが足りなくなりプレス機械の下方に隙間が空くようなことがなくなる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光線式安全装置において、前記ガード部材は、前記プレス機械に固定されるＬ字状ガード部材の上に重なる位置に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することにより、下方に隙間が空くことなく作業を行うことができる。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光線式安全装置において、前記ガード部材は、前記プレス機械に対して前後方向に移動する第１の移動枠に固定され、前記Ｌ字状ガード部材の面上をスライド移動することを特徴とする。
【００１４】
ここで、ガード部材を前後に移動させる際、一番手前または一番奥に移動しても安全空間の下方に隙間が空かないようにガード部材及びL字状ガード部材の大きさを設定する。
このように構成することにより、下方に隙間を空けることなく簡単にガード板の長さを調節することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光線式安全装置において、前記ガード部材と前記Ｌ字状ガード部材が重なっている時の全体の長さは、常に前記安全距離Ｓと等しい長さであることを特徴とする。
このように構成することにより、作業者は、最適な作業位置で安全に効率よく作業を行うことができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光線式安全装置において、前記安全距離Ｓは、前記プレス機械の金型の直前の位置からの距離であって、所定の計算式によって求められることを特徴とする。
このように構成することにより、作業者は安全で効率よい距離でプレス作業を行うことができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光線式安全装置において、前記複数の光軸のうち前記安全空間の最上部及び最下部に配設される光軸は、前記第１の移動枠に対して上下方向に移動可能な第２の移動枠に配設されることを特徴とする。
【００１８】
このように構成することにより、使用される金型の大きさが変っても正確な安全空間を設定することができる。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光線式安全装置において、前記Ｌ字状ガード部材の面上をボルスタ上面とすることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することにより、作業者とプレス機械との間の下方に隙間が空くことなく、ガード部材をスムーズに移動することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態の光線式安全装置（以下、単に安全装置とする）１１の断面を示す図である。尚、図１における安全装置１１は、不図示のプレス機械の両側に設置されているが説明を簡単にするために片方のみを示す。また、同図において、矢印Ｆ方向がプレス機械の前方向であり、矢印Ｂ方向がプレス機械の後方向である。
【００２１】
また、同図において、安全装置１１は、４つの光軸ａ〜光軸ｄと、それら４つの光軸の内、光軸ｂ〜光軸ｄを固定する固定枠１２と、その固定枠１２を支える４本のパイプ１３〜パイプ１６と、下方からの侵入を防ぐガード板１７（鉄板）とで構成されている。そして、後述するが、このパイプ１３〜パイプ１６により固定枠をプレス機械に対して上下方向又は前後方向に移動することが可能になる。つまり、上下方向に移動する移動枠とその移動枠を更に前後方向に移動させる移動枠の２つの移動枠で構成する。
【００２２】
また、安全装置１１には、側面からの侵入を防ぐサイドガード１８が外側に備えられている。そして、光軸ａ〜光軸ｄには、それぞれ多数個の光軸が一定の間隔で形成されている。尚、当該光軸の発光素子は、例えばＬＥＤやレーザー等で構成でき、受光素子はフォットトランジスタやフォットダイオード等で構成する。
【００２３】
また、上述の矢印Ｂ方向には、不図示の作業者が位置し、プレス機械に対して安全装置１１を挟んで対峙する関係である。ここで作業者は材料をプレス機械の不図示の上型（金型）上に載置すべく、材料を持って安全装置１１を通して不図示の下型（金型）上に手を伸ばす。この時、光軸は遮断されているので、プレス機械は駆動しない。即ち光軸ａを遮断し、次に光軸ｂ又は光軸ｃを遮断する。更に、光軸ｄを遮断して下型（金型）上に材料を載せる。そして、その状態で腕を戻すと、上記３ヶ所の光軸は全て通光状態となり、ＰＳＤＩ起動を行いプレス機械を１工程駆動させる。
【００２４】
先ず、同図における光軸ａ〜光軸ｄの位置構成について説明する。光軸ａ及び光軸ｄ間の距離Ａは、安全距離Ｓに設定されている。また、光軸ｄは、金型の直前の位置に配置される。そして、この安全距離Ｓは以下の計算式に従って規定されており、作業者はよりプレス機械に近い位置でプレス作業を行うことができ、作業効率を上げることができる。
【００２５】
安全距離Ｓ＝プレス機械の急停止時間（ｍｓ）×安全係数１．６（ｍｍ）
ここで、プレス機械の急停止時間とは、プレス機械の上型の駆動中に停止信号を受けてからどのくらいで停止するかを示す時間のことであり、安全係数１．６とは、安全距離Ｓを求める時用いられる乗数である。そして、このような安全距離Ｓの設定は、プレス機械毎に行われ、本実施例においても上記規定に従っている。
【００２６】
次に、光軸ｂ及び光軸ｃ間の距離Ｂは、作業者の腕の太さより大きく、また、プレス機械の上型が最も下降した時の金型の高さよりも小さくする。つまり、手腕の安全を確保しつつ、上型が下死点の位置にある時に光軸を遮断しないような距離にしなくてはならない。このように距離Ｂを設定することにより、安全装置１１は、確実な動作信号をプレス機械に伝えることができる。尚、通常距離Ｂよりも小さい金型は使用することはできないが、安全性を損なわない範囲で光軸ｂ及び光軸ｃの位置を調節できる金型であれば使用することができる。
【００２７】
次に、同図における固定枠１２とパイプ１３〜パイプ１６の構成について説明する。
先ず、光軸ｂ〜光軸ｄの３つの光軸は、固定枠１２に配設される。この時、光軸ｂは、不図示の金型が最下位置に達した場合でも非接触となる位置に平行に配設される。また、光軸ｃも下型に非接触となる位置に平行に配設される。更に、光軸ｄは、上述したように上型及び下型の直前に配設されている。尚、光軸ｂと光軸ｃとの距離は上述したように距離Ｂに設定されている。
【００２８】
そして、固定枠１２は、パイプ１３及びパイプ１４に固定することで上下方向に移動でき、金型の形状に合わせて光軸を調節することができる。ここで、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。同図に示すように、固定枠１２には４つのパイプ貫入部２１が取り付けられ（パイプｂ側の２つのパイプ貫入部２１は不図示である）、このパイプ貫入部２１にパイプ１３及びパイプ１４が貫入することで、上下方向にスライド移動することができる。尚、当該各パイプをパイプ貫入部２１で固定する際、パイプ貫入部２１の内径を当該各パイプより若干狭く加工して固定したり、又はネジ等で固定してもよい。
【００２９】
そして、図１及び図２に示すように、パイプ１３には、光軸ａがボルト締めなどで固定され、更にパイプ１３には、ガード板１７がカナ２０を設けて溶接やボルト締め等で固定されている。尚、溶接やボルト締めで固定する以外にも圧入、貼着等各種方法が考えられる。
【００３０】
そして、パイプ１３及びパイプ１４の両端には、パイプ貫入部２２がそれぞれ設けられており、パイプ１５及びパイプ１６がそのパイプ貫入部２２に貫入し、上記の固定方法等により同じように固定されている。これより、光軸ａ〜光軸ｄを一体とした構成でプレス機械に対して前後方向に移動することができるので、簡単に安全距離Ｓを確保した位置に光軸ａを移動できる。
【００３１】
また、パイプ１５及びパイプ１６は、不図示のプレス機械に固定されるサイドガード１８とボルト締め等で固定されている。そして、サイドガード１８には、一定の大きさの多数の穴１９が形成されており、空気の流れを確保している。
次に、パイプ１３に固定されるガード板について詳しく説明する。図３は、プレス機械を含む安全装置１１の正面図である。同図において、プレス機械３１は不図示の上型（金型）を取り付けるスライド３２と、下型（金型）を取り付けるボルスタ３３で構成され、そのボルスタ３３にはＬ字型ガード板３４がボルト締め等で固定されている。尚、このＬ字型ガード板３４もガード板１７と同様に材質は、鉄板等である。そして、更にプレス機械３１には操作盤３５及び制御盤３６が取り付けられている。また、プレス機械の手前には運転押釦盤３７が設けられている。
【００３２】
そして、ガード板１７は、ボルスタ３３の上面に乗るような位置でパイプ１３及びパイプ１３'に固定されている。この時、距離Ｃは、プレス機械の両側の安全装置におけるパイプ１３からパイプ１３'までの長さとする。また、ガード板１７をＬ字型ガード板３４上の位置に固定する際、ガード板１７とL字型ガード板３４の間隙間をあけて固定しても、また、あけないで固定してもスムーズな移動ができるのならばどちらでも構わない。
【００３３】
そして、図４は、図３のＺ−Ｚ断面を示す図である。上述したように、ボルスタ３３には、アングルされた鉄板、Ｌ字型ガード板３４がボルト締め等で固定されている。ガード板１７は、ボルスタ３３に固定されるＬ字型のガード板３４の上に重なるように構成されている。
【００３４】
尚、図３、４に記載されている数字は安全装置の寸法を表わすものであるが、これに限定されるものではない。また、前面ガード、後面ガード、側面ガード、下面ガードは、それぞれサイドガードの前面側、後面側、側面側、下面側を示すものである。
【００３５】
また、図５は、図４の四角内の拡大図を示す図である。このように、ガード板１７は、光軸ａと共にプレス機械３１に対して前後方向に移動するので、Ｌ字型ガード板上３４に位置するガード板１７は同じようにプレス機械３１に対して前後方向にスライド移動する。尚、このL字型ガード板３４をボルスタ３３に固定する方法についても、上記ガード板１７同様、溶接、ボルト締め、圧入、貼着等の各種方法が考えられる。また、更に、Ｌ字型ガード板３４は、上記固定の他に強度を保つために三角形の補助板５１（鉄板）を溶接などで固定している。尚、補助板５１のような鉄板以外にも棒状の鉄芯をL字型ガード板３４の下側に斜めに架設させて補強するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図６は、ガード板１７が安全距離Ｓの変化に応じて移動する時の動きを説明する図である。尚、図６は、説明を簡単にするために必要な部分のみを示す。同図において、一番左のａは上記光軸ａを表わし、また、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ光軸ｂ、光軸ｃ、光軸ｄを表わす。そして、不図示の下型（金型）を固設するボルスタ３３と、そのボルスタ３３に固定されるＬ字型ガード板３４及び補助板５１とを示す。このＬ字型ガード板３４は、通常、ボルスタ３３などのプレス機械側に予め所定の長さで安全装置１１の下方に固定されている。そして、このＬ字型ガード板３４があるおかげで作業者の下方からの侵入を防ぐことができる。しかしながら、金型の大きさを小さいものに変えた場合、安全装置Ｓは最適な位置に移動できるが、Ｌ字型ガード板３４は、固定されているため作業者側に安全装置１１が移動した分だけ突き出してしまう。これは作業を行う際、大変邪魔なものとなり作業効率の悪いものとなってしまう。
【００３７】
また、同図における斜線部の面ｄは、不図示の上型（金型）が最も下降した時の直前の位置を示すものである。即ち、光軸ｄの位置を表わすものである。
先ず、光軸ａに固定されるガード板は、ａの位置にあるとする。そして、次に金型を小さいものに換える。すると、光軸dは、矢印が示す位置に移動する。即ち金型が小さくなる分、安全距離Sが不図示のプレス機械側の方に移動し、面ｄ'となる。当該安全装置１１は、安全距離Ｓを確保しながら光軸ｄと光軸ａとが一体となっているので光軸ａに固定されるガード板１７は、そのままＬ字型ガード板３４の面上をスライド移動しながら、プレス機械側の方へと移動する。
【００３８】
尚、このガード板１７の奥行きの長さ距離Ｄは、光軸ａを一番手前に移動させた時でも充分にＬ字型ガード板３４と重なり、且つ光軸ａを一番奥に移動させた時でも金型に当たらない程度に設定する。また、Ｌ字型ガード板３４の奥行きの長さＥは、当然安全距離Ｓより短く、上記距離Ｄに応じて作業者に邪魔にならない程度の距離であれば、特に限定されない。
【００３９】
このように、安全距離Ｓを保っている光軸ａとガード板１７とは一体構造であるため、安全距離Ｓが変化してもガード板１７が余分に突き出てしまうことはなくなる。
また、反対に金型を大きいものに換える場合でも安全装置１１だけが手前に移動してガード板１７の長さが足りなくなり隙間が空くということもなくなる。
【００４０】
また、上述の実施形態の説明では、ＰＳＤＩ機能を搭載した光線式安全装置にガード板を備えるようにしたが、これに限定されるものではなく光線式の安全装置であれば何でも適応できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上本発明によれば、安全距離Ｓ間の作業者側に配設される光軸と下方からの侵入を防ぐガード板とを一体化することで、金型の大きさを変えた際に安全距離Ｓが変化してもガード板は光線式安全装置と共に移動するので、ガード板が邪魔になったり、また、ガード板の長さが足りなくなり隙間ができたりするようなことがなくなり、作業者に安全で効率のよい光線式安全装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例における光線式安全装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】本実施例におけるプレス機械を含む光線式安全装置の正面図である。
【図４】図３のＺ−Ｚ断面を示す図である。
【図５】図４における四角で囲った部分の拡大図である。
【図６】安全距離Ｓの位置の変化に伴ったガード板の位置の変化を説明する図である。
【図７】光線式安全装置の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
１１光線式安全装置
１２固定枠
１３〜１６パイプ
１３' パイプ
１７ガード板
１８サイドガード
１９穴
２０カナ
２１〜２２パイプ貫入部
３１プレス機械
３２スライド
３３ボルスタ
３４Ｌ字型ガード板
３５操作盤
３６制御盤
３７運転押釦盤
５１補助板
７１発光部
７２受光部
７３制御部

Claims

プレス機械と作業者との間において、前記プレス機械に対して上下方向に配設される複数の第１の光軸と、
前記第１の光軸と、前記プレス機械の上型が最下位置に達したときのその上型との間において、前記複数の第１の光軸の配設方向に対して垂直方向に配設される複数の第２の光軸と、
前記第１の光軸と、前記プレス機械の下型との間において、前記複数の第２の光軸の配設方向に対して並行に配設される複数の第３の光軸と、
前記第２の光軸と、前記第３の光軸との間において、前記複数の第１の光軸の配設方向に対して並行に、かつ、前記上型が最下位置に達したときのその上型の直前に配設される複数の第４の光軸と、
前記プレス機械に固定されるＬ字状ガード板と、
前記複数の第１の光軸と前記複数の第３の光軸との間からの侵入物を、前記Ｌ字状ガード板と共に防ぐガード板と、
を有し、
前記第１の光軸乃至第４の光軸は、それぞれ、前記プレス機械の両側面にそれぞれ設けられ前記プレス機械の前後方向に移動する第１の固定枠に配設される一対の発光素子及び受光素子により構成され、
前記ガード板は、前記第１の固定枠に固定され、前記第１の固定枠の移動と共に前記Ｌ字状ガード板の上をスライド移動する
ことを特徴とする光線式安全装置。
前記第１の光軸を構成する一対の発光素子及び受光素子は、前記複数の第２の光軸のうち前記上型に最も近い光軸、又は、前記複数の第３の光軸のうち前記下型に最も近い光軸から前記プレス機械が急停止するためにかかる時間に基づいて求められる安全距離を有して前記第１の固定枠に固定されていることを特徴とする請求項１記載の光線式安全装置。
前記第２の光軸乃至第４の光軸を構成する一対の発光素子及び受光素子は、前記第１の固定枠に対して上下方向に移動可能な第２の固定枠に配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光線式安全装置。
前記Ｌ字状ガード板の面上をボルスタ上面とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光線式安全装置。