JP4887091B2 - 扉一体型安全スイッチ装置 - Google Patents
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Description
そこで、かかる問題を解決するためには、例えば、安全スイッチ装置に加えてマイクロスイッチを設ける構成も考えられる。即ち、壁面にマイクロスイッチ本体を取付け、扉にマイクロスイッチ本体の接点部の接続を操作する操作突起を取付けようにして、安全スイッチとマイクロスイッチの両者がオンの時に扉が閉じられたとして産業機器に電源供給し、安全スイッチとマイクロスイッチの両者の何れかがオフの時に扉が開いたとして産業機器への電源供給を遮断するように構成する。これにより、安全スイッチ装置に欠陥が生じても、マイクロスイッチにより扉の開閉状態が検出できるので、安全性が担保されることになる。
要約すると、従来例では扉を開けると確実に安全スイッチ装置内のスイッチ回路を遮断させることができず、作業者の安全確保の観点からは十分とはいえなかった。
ここで、用語「アクチュエータの挿抜状態」とは、アクチュエータの挿入・引き抜きのみならず、アクチュエータのロック状態も含むことを意味する。
即ち、アクチュエータが扉に取付けられ、安全スイッチ本体部が壁に取付けられ、前記接続部は、扉に取付けられる差込用又は受用のいずれか一方の第1コネクタと、壁に取付けられる差込用又は受用のいずれか他方の第2コネクタとを有し、前記第2コネクタは、安全スイッチ本体部の接点を経由して外部制御装置に接続される第1コネクタ端子と、安全スイッチ本体部内を接点を経由することなく引き出されて外部制御装置に接続される第2コネクタ端子とを有し、前記第1コネクタは、第2コネクタの第1コネクタ端子と接続可能な第1コネクタ端子と、第2コネクタの第2コネクタ端子と接続可能な第2コネクタ端子とを有し、前記扉を一旦経由する回路の一端は第1コネクタの第1コネクタ端子に接続され、その他端は扉を出ることなく第1コネクタの第2コネクタ端子に接続されている構成としてもよい。
本発明の実施の形態に係る扉一体型安全スイッチ装置は、例えば図1に示すようなシステムに適用される。産業用ロボットや工作機械等の機械1は、安全柵2で囲まれている。なお、安全柵2の内側領域を危険領域S1と称し、安全柵2の外側領域を安全領域S2と称する。
安全柵2には出入口3が設けられ、出入口3を通ってオペレータや搬送物が外部と機械1との間を出入りできる。また、複数の壁5で構成される安全柵2には出入口3を閉じるための扉4が設けられている。扉4は本実施の形態ではスライド式の扉であり方向Zに移動可能である。なお、一端にヒンジを備えたヒンジ式の扉であってもよい。
このようなシステムにおいて、作業者の安全確保のために本発明に係る安全スイッチ装置10が設けられている。安全スイッチ装置10は、同装置10の外部からのアクチュエータ11の挿抜状態に応じて接点操作部を作動させて接点の接続を行う安全スイッチ本体12と、扉4の開閉に応じて回路の接続・遮断を行う接続部13とから構成されている。ここで、「アクチュエータ11の挿抜状態」とは、アクチュエータ11の挿入・引き抜きのみならず、アクチュエータ11のロック状態も含む。即ち、安全スイッチ本体12はアクチュエータ11の挿入状態をロックするロック機構を備えている場合と備えていない場合があり、安全スイッチ本体12がロック機構を備えていない場合には、「アクチュエータ11の挿抜状態」とは、アクチュエータ11の挿入・引き抜きを意味するが、安全スイッチ本体12がロック機構を備えている場合には、アクチュエータ11の挿入・引き抜きのみならず、アクチュエータ11のロック状態も含まれる。
なお、扉を開くと、仕切板43は上方に移動して挿入孔49a,49bを閉塞する。即ち、上記構成の接続部13は、扉が開かれたとき、差込用コネクタ端子33a,33bの挿入口となる挿入孔49a,49bを閉じるようになっている。この結果、塵等によるトラッキング火災の発生を防止できる。
図6は実施の形態2に係る安全スイッチ装置を示す斜視図であり、そのうち図6(a)は扉を閉じた状態を示し、図6(b)は扉を開いた状態を示す図である。本実施の形態は、ヒンジ49a,49bを備えたヒンジ式の扉4を使用すると共に、扉4にアクチュエータ11が設けられ、壁5に安全スイッチ本体部12が設けられている。アクチュエータ11は移動自在に扉4に装着されたスライド式の構成となっている。また、扉4及び壁5に関連して接続部13が設けられ、扉4と壁5Aに関連して接続部13と同様な構成の接続部13Aが設けられている。接続部13,13Aは、共に差込用コネクタ端子33a(33b)及び受用コネクタ端子46a(46b)を有している。この接続部13と接続部13Aとは、接続線L10を介して接続されている。また、接続部13Aから壁5A側に引き出された接続線L11は、他の1以上の壁を経由して外部制御装置(図示せず)に接続されているか、若しくは他の1以上の壁に加えて他の1以上の扉を有している場合は当該他の1以上の壁及び当該他の1以上の扉を経由して外部制御装置(図示せず)に接続されている。尚、他の1以上の壁及び他の1以上の扉には接続部13Aがそれぞれ設けられており、他の壁同士の回路接続、他の扉と他の壁同士の回路接続が可能なようになっている。これにより、扉4を経由する回路は、安全スイッチ本体部12側に戻らずに扉4の安全スイッチ本体部12側とは反対側に導出されて少なくとも1以上の壁(1以上の壁に加えて1以上の扉を有する場合は、1以上の壁及び1以上の扉壁)を経由して外部制御装置(図示せず)に戻る接続構成となる。換言すれば、安全柵2を1周して外部制御装置(図示せず)に接続される閉ループ回路が構成される。
なお、接続部13Aは可撓性のある信号線に置き換えてもよい。
本実施の形態3は、扉4の開閉に応じて差込用コネクタ端子33a,33bとアクチュエータ11との挿抜順序が決められた構造となっていることを特徴とする。具体的には、扉4が閉じられる時は、差込用コネクタ端子33a,33bが先に挿入され、その後にアクチュエータ11が挿入される構造であり、扉4が開かれる時は、アクチュエータ11が先に引き抜かれ、その後に差込用コネクタ端子33a,33bが引き抜かれる構造である。このような構造により、接続部13にて電気が流れている回路を入れたり切ったりすることがなくなる。もし、扉4の開閉時に差込用コネクタ端子33a,33bとアクチュエータ11の挿抜順序が上記と逆の順序の場合、接続部13にて電気が流れている回路を入れたり切ったりすることになり、過電流の発生により差込用コネクタ端子33a,33bに火花が発生したりして故障の原因となるからである。
また、図12に示すように、プラグ形アクチュエータ11を使用することによっても実現できる。尚、図11及び図12においては、接続部13は省略して描いている。
また、図13に示すように、扉4を閉めていく時に、安全スイッチ本体部12と接続部13の取付位置を調整して、扉が開状態から閉状態になった時には、必ず、差込用コネクタ端子33a,33bが先に挿入接続され、その後にアクチュエータ11が挿入されると順序となり、扉4が閉状態から開状態になった時には、必ず、アクチュエータ11が先に引き抜かれ、その後に差込用コネクタ端子33a,33bが引き抜かれるようにする。
(1)本発明は、安全スイッチ本体部がアクチュエータ挿入状態をロックするロック機能付のものにも適用できる。ロック機能としては、動力源を用いてロックするロック部を有する構成、又はキーにてロックする構成のいずれであってもよい。なお、動力源としては、ソレノイド、空気圧、油圧等を用いることができる。
尚、ロック状態を解除する解除手段としては、手動ロック解除機構を有している場合、アクチュエータのロック(ロック解除)を2個以上の動力源にて行い、ロック(ロック解除)の保持を1個の動力源にて行う場合、アクチュエータ解除許可のみロック機構の動力源で行いアクチュエータのロック解除及び接点操作は作業者により行う場合、ホステッジコントロール機能がついている場合、動力源の動作検出部や扉の開閉検出部をユニット化し必要な数の出力を自由に撰べるように構成した場合等のいずれを用いてよい。
また、動力源(ソレノイド)への電力供給ラインを扉の回路遮断部を経由させるように構成してもよい。具体的には、動力源(ソレノイド)に通電してロック解除して扉を開くように構成する。これにより、従来では、扉を開けて作業中は、一般的には動力源(ソレノイド)には通電し続けるように構成していたものが、扉を開けると電力供給ラインが遮断されるので、省エネ効果が得られる。
また、他の具体例としては、動力源(ソレノイド)に通電してロックし、ロック解除して扉を開くように構成する。これにより、従来は、扉を開いている際でも通電できるが、動力源(ソレノイド)は製品内の部品によって機械的に動けないようにされているため、動力源(ソレノイド)にとってもよくない。これに対して、上記構成により、扉を開いている時は、通電できないため、動力源(ソレノイド)や人力的に動きを止めている部品への影響(寿命が短くなる、破損し易い等)がなくなる。
また、ヒンジ扉の場合における接続部にあっては、図23に示すようにコネクタ端子を取付金具60によって扉4及び壁5に取付けるようにしてもよい。また、図24に示すように軸61周りに回動する保持板62上にコネクタ端子を取り付け、保持板62をバネ63を介して壁4又は扉5に取り付ける。これにより、扉4を開状態から閉状態とする時、図24(a)の状態から、図24(b)に示すようにコネクタ端子が先ず接続された状態を経由して、扉が閉状態となった時に図24(a)に示すようにコネクタ端子が接続状態となる。
(特徴1):安全スイッチ本体部12と接続部13が直列に接続されていること(図2参照)。
(特徴2):安全スイッチ本体部12と接続部13が並列に接続されていること(図25参照)。
(特徴3):安全スイッチ本体部12は扉の開閉検知の接点を有すること。
(特徴4):安全スイッチ本体部12は扉のロック検知の接点を有すること。
(特徴5):回路は、扉の壁側から導入され、扉の前記壁側とは反対側から導出される回路を含んでおり、外部制御装置の左から出た接続線は壁5を一周して外部制御装置の右に戻ってくること(図6参照)。
(特徴6):回路は、扉の壁側から導入され、扉の前記壁側とは反対側から導出される回路を含んでおり、外部制御装置の左から出た接続線は壁5を折り返し外部制御装置の左に戻ってくること(図26参照)。
(特徴7):接点が2重化されていること(図27参照)。
(特徴8):安全スイッチ本体部12内の接点を2重化したり、扉の開閉検知用及び扉のロック検知用の接点を設けたりして複数の接点が設けられている場合は、接続部も対応して複数設けて、複数の接点をそれぞれ接続部に接続すること。
(特徴9):複数の接続部が設けられている場合は、接続部は互いに別体として設けてもよいし、一体として設けてもよいこと。
(特徴10):安全スイッチ本体部12と接続部とは互いに別体として設けてもよいし、一体として設けてもよい。
11:アクチュエータ
12:安全スイッチ本体部
13,13A:接続部
15:アクチュエータ挿入口
30:第1コネクタ
31:第2コネクタ
33a,33b:差込用コネクタ端子
46a,46b:受用コネクタ端子
Claims (1)
- 扉又は壁のいずれかに取付けられ、外部からのアクチュエータの挿抜状態に応じて駆動機構を作動させることにより、接点の接続・遮断がなされる安全スイッチ本体部と、
前記扉の開閉に応じて、前記壁から扉を経由する回路の接続・遮断を行う接続部と、
前記回路及び安全スイッチ本体部に接続される外部制御装置と、
を有し、
前記回路は、前記扉の前記壁側から導入され、前記扉の前記壁側とは反対側から導出される回路を含み、
前記外部制御装置は、前記接続部の前記回路が接続されていること及び前記安全スイッチ本体部の前記接点が接続されていることに基づいて機械の動作を許可することを特徴とする扉一体型安全スイッチ装置。
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