JP6173372B2 - 成形機の安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、作動部を含む領域を遮蔽する安全扉が備えられた成形機の安全装置に関するものである。

作動部を含む領域を遮蔽する安全扉が備えられた成形機の安全装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１は竪型射出成形機の型締安全装置に関するものであり、安全ドア解放時にはロックシリンダによるロックプレートのロックロッドに対するロック解除方向の移動を機械的に阻止してロックロッドのロック状態を保持するストッパ板を備えている。そのためドアを開放して成形機内で作業を行っている際に、電気、油圧装置が故障し、更にロックシリンダが故障してもロックプレートのロック解除方向への移動がストッパ板によって確実に阻止され、可動盤が下降することなく、２重の安全が図られていること等が記載されている。

特許文献２は、安全扉に電磁ロックが設けられ、電磁ロックが安全扉をロックしているとき、該安全扉を開こうとしても、電磁ロックのロックが解かれるまでは、係止部材と係止ピンとの係止によって安全扉の開方向の移動は阻止されるものである。そして特許文献２では、検知スイッチがこの係止部材の回動を検知し、この検知信号が制御装置に送られ、制御装置は、機械の動作を停止させ、電磁ロックを解除すること等が記載されている。

特公平４−３８２１６号公報（請求項１、発明の効果欄、第１図） 特開２００７−２２５０１９号公報（請求項１、００１５、図１）

前記特許文献１は、安全ドア解放時にストッパが作動され、ストッパの作動は油圧装置やロックシリンダが故障しても作動されるとされているが、万一何らかの原因によりストッパが前進しなかった場合に確認する手段が無いものである。また特許文献２は、制御装置の信号により機械の動作を停止させ、電磁ロックのロック解除を行うので、電磁ロックの解除に至るまでのプロセスが電気的に行われ、万一の制御的な故障の発生に対して不安が残るものであった。従って特許文献１および特許文献２ともに完全に安心できる状態で安全扉を開くことができるものではなかった。

本発明では上記の問題を鑑みて、不用意に安全扉が開放されず、安全扉が開放される際には安全性が確実に確保されている成形機の安全装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の成形機の安全装置は、作動部を含む領域を遮蔽する安全扉が備えられた成形機の安全装置において、解除動作がされない限り安全扉の開放を阻止する安全扉ロック機構と、前記解除動作と連動して作動部の作動をストッパが安全バーへ挿入されることにより機械的に阻止する作動部ロック機構とか備えられ、前記作動部ロック機構のストッパの挿入作動完了を作動確認手段により確認してから安全扉ロック機構の安全扉の開放の阻止を解除することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の成形機の安全装置は、請求項１において、作動部が所定速度以下になるかまたは作動停止してから前記作動部ロック機構のストッパを安全バーへ挿入作動させることを特徴とする。

本発明の成形機の安全装置は、作動部を含む領域を遮蔽する安全扉が備えられた成形機の安全装置において、解除動作がされない限り安全扉の開放を阻止する安全扉ロック機構と、前記解除動作と連動して作動部の作動をストッパが安全バーへ挿入されることにより機械的に阻止する作動部ロック機構とか備えられ、前記作動部ロック機構のストッパの挿入作動完了を作動確認手段により確認してから安全扉ロック機構の安全扉の開放の阻止を解除するので、不用意に安全扉が開放されず、安全扉が開放される際の安全性が確実に確保される。

本実施形態に用いられる竪型の射出成形機およびその安全装置の概略説明図である。 本実施形態の安全扉解放時のフローチャート図である。 本実施形態の安全扉閉鎖時のフローチャート図である。

まず本発明の本実施形態の成形機の安全装置について図１により説明する。本実施形態の成形機は、竪型の射出成形機１１であって、射出装置１２と型締装置１３を備えている。型締装置１３は、上盤１４と固定盤１５の間にタイバー１６（複数本のうち１本のみ図示）が立設されている。そして可動盤１７はタイバー１６に挿通され、上盤１４と固定盤１５の間で上下方向に昇降可能となっている。上盤１４には型締シリンダ１８が設けられ、型締シリンダ１８のラム１９が可動盤１７の背面に固定されている。また上盤１４には型開閉機構の型開閉シリンダ２０，２０が固定され、そのロッドが可動盤１７にそれぞれ取付けられている。型開閉機構の数および種類、駆動装置は限定されず、例えば電動モータで可動盤が作動するトグル装置であってもよく、その場合は型締機構も兼用する。

型締装置１３の固定盤１５の上面には固定金型２１が取付けられ、可動盤１７の下面には可動金型２２が取付けられている。これら可動盤１７および可動金型２２は竪型の射出成形機１１の作動部を構成する。なお竪型の射出成形機１１の盤の配置関係は図１のものに限定されない。また竪型の射出成形機１１は、可動盤１７または固定盤１５に回転または反転するロータリテーブルが取付けられたものでもよい。また射出装置１２の数も限定されない。更に射出成形機は横型の射出成形機であってもよい。横型の射出成形機の場合、停電や他の理由により型開状態の可動盤１７が落下する危険は無いが、可動盤の不意の作動の問題はあり、同様に対策が必要である。

次に竪型の射出成形機１１の安全装置について説明する。固定盤１５には作動部ロック機構２３の安全バー２４が垂直方向に固定されている。安全バー２４には、後述する作動部ロック機構２３のストッパ板２５が挿入されるための段差部２６が一定間隔ごとに複数形成されている。そして段差部２６の下側の面（水平方向の面）はストッパ板２５との当接面２７となっており、段差部２６と段差部２６の間は大径部３３となっている。図１では段差部２６の下側の面は傾斜面からなっているが段差部の形状は限定されない。本実施形態では安全バー２４は固定盤１５に固定されているが、可動盤１７や上盤１４に固定されるものでもよい。可動盤１７に安全バー２４が固定される場合、ストッパ板２５はベッドを含む固定盤１５または上盤１４のいずれか一方に設けられ、上盤１４に安全バー２４が固定される場合、ストッパ板２５は可動盤１７に設けられる。

本実施形態では、可動盤１７に作動部ロック機構２３のストッパ板２５と前記ストッパ板２５の作動機構が取付けられている。ストッパ板２５の作動機構はエアシリンダ２８からなる。エアシリンダ２８は単動型のシリンダであり、加圧エアが前進側室３０に供給されていない場合はバネ２９によりロッド３５が前進方向に復帰する。エアシリンダ２８の前進側室３０には、エア駆動源３１から電磁切換バルブ３２を介してエア配管３４が接続されている。電磁切換バルブ３２は信号線を介して制御装置３６に接続されている。なおエア配管３４には更にドアバルブ等のバルブを設けて安全扉３８が開放された際にエア配管内の加圧エアが抜けるようにしてもよい。エアシリンダ２８のロッド３５にはストッパ板２５が取付けられている。ストッパ板２５は図示しないガイド部によってもガイドされ垂直方向に加えられる力に耐えられるようになっている。

またエアシリンダ２５は作動確認手段であるロッド３５の位置検出器付きシリンダであり、ロッド後退時の位置を検出するセンサＬＳ３とロッド前進時の位置を検出するセンサＬＳ４を備えている。そして前記センサＬＳ３，ＬＳ４は制御装置３６に接続されている。なおストッパ板２５の作動確認手段は、ストッパ板２５の位置を直接リミットスイッチで検出するものでもよい。またストッパ板２５の作動機構のシリンダは復動型のシリンダでもよく、油圧を用いるものでもよい。更にストッパ板２５は電動モータにより駆動されるものでもよい。これら作動部ロック機構２３の安全バー２４やストッパ板２５等は可動盤１７の下降作動を係止するだけの強度を有するものであることはその目的からして言うまでもない。またエアシリンダ等の作動機構を有する作動部ロック機構とストッパ板が物理的に連動して作動し可動盤１７の移動を阻止する作動部ロック機構の両方を並設してもよい。

また竪型の射出成形機１１には、可動盤１７や可動金型２２等の作動部を含む領域を、成形機外部で作業する作業者から遮蔽する安全カバー部３７と安全扉３８が設けられている（図１ではいずれも一部のみを図示）。安全カバー部３７は、型締装置１３の周囲のうち成形作業の際に関係しない部分に設けられている。安全扉３８は、作業者の作業が必要となる操作側の操作盤(図示せず)の近傍とその反対側の反操作側に設けられている。なお安全扉３８は少なくとも１つが設けられていればよく、ここでは操作側の安全扉３８について説明する。

作動部を含む領域を遮蔽する安全扉３８は水平方向に設けられたレール（図示せず）に沿って水平移動するスライド式の板扉であり、多くの場合は外部から内部が視認できるように透明部分を有する。型締装置１３には、安全扉３８が閉鎖されたことを検出するリミットスイッチＬＳ１と、閉鎖が解除されたことを検出するリミットスイッチＬＳ２が設けられ、前記リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２は制御装置３６に信号線を介して接続されている。また安全カバー部３７と安全扉３８には解除動作がされない限り安全扉３８の開放を阻止する安全扉ロック機構３９である電磁ロック装置４０が設けられている。電磁ロック装置４０自体は特許文献２にも記載されているように公知のものである。

本実施形態では安全カバー部３７（固定部材）の側に電磁ロック装置４０の本体部４１が固定されている。そして本体部４１には電磁石４２とバネ４３とキー４４等が設けられている。一方安全扉３８の側に図示しない係合用部材や挿入穴４５等を備えたロック部４６が固定されている。そして前記本体部４１の電磁石４２は、リレー回路により作動する接点４７が取付けられた回路５１を通じて制御装置３６に接続されている。また安全扉３８の前進限には、図示しないストッパが設けられ、安全扉３８はストッパに当接することにより電磁ロック装置４０に衝撃を与えず停止可能となっている。なお安全カバー部３７（固定部材）の側に電磁ロック装置４０のロック部４６を固定し、安全扉３８の側に本体部４１を固定してもよい。また本発明の安全扉ロック機構３９は、電磁ロック装置４０に替えてシリンダ等により安全扉３８の閉鎖または解除を行うものでもよい。

安全扉３８には作業者が安全扉３８を開閉する際に握る取っ手４８が取付けられている。そして取っ手４８のうちの作業者に把持される部分には電磁ロック装置４０の解除動作を行う際に押す電磁ロック解除用押し釦４９が設けられている。電磁ロック解除用押し釦４９は、常開のＡ接点のスイッチであって、電磁ロック解除用押し釦の回路５２により制御装置３６に接続されている。回路５１，５２、センサＬＳ４から制御装置３６への信号線、制御装置３６等は、電磁ロック解除回路を構成する。なお電磁ロック解除用押し釦４９は、取っ手４８ではなく、設定入力画面など別の部分に設けられたものでもよい。また取っ手４８に設けた安全扉の解除動作を行う電磁ロック解除用押し釦４９を押すことに替えて、射出成形機の非常停止釦を押すことにより型開閉機構を停止させる場合にも本発明を実施できる。

制御装置３６は図示を省略するが竪型の射出成形機１１のシーケンス制御等を行う演算処理部、入出力部、記憶部、設定入力部等を備える。本実施形態では、これらの安全扉３８、解除動作がされない限り安全扉の開放を阻止する安全扉ロック機構３９、前記解除動作と連動して作動部の作動を機械的に阻止する作動部ロック機構２３とその作動確認手段、および制御装置３６等から、竪型の射出成形機１１の安全装置が構成される。

次に本実施形態の成形機の安全装置の作動方法について図２のフローチャート図により説明する。安全扉３８が閉じた状態では、安全扉３８は電磁ロック装置４０がロックされており、作動による振動等により不意に安全扉３８が開放されることはない。一例として可動盤１７が型開完了位置で停止しており、成形品を作業者が取出すために安全扉３８を開く場合について記載する。

作業員が取っ手４８を把持して電磁ロック解除用押し釦４９が押され（ｓ１）、電磁ロック解除用押し釦の回路５２がＯＮであることが確認されると（ｓ２＝Ｙ）、次に図示しない可動盤１７の位置センサの検出信号により可動盤１７の移動速度が検出される。そして可動盤１７の移動速度が予め設定された安全扉開放可能速度以下か（ｓ３）が判断され、前記速度が安全扉開放可能速度以下の場合（ｓ３＝Ｙ）は、電磁開閉弁３２が制御されエアシリンダ２５の前進側室から加圧エアが抜けてロッド３５およびストッパ板２５が前進作動して、ストッパ板２５が安全バー２４の段差部２６に挿入される（ｓ４）。なお本発明では所定速度以下になったことにより作動部ロック機構を作動させるが、所定速度よりも下回ったことにより作動部ロック機構を作動されるものも前記概念に含まれる。

このときエアシリンダ２８の作動によりストッパ板２５が前進した際に安全バー２４の段差部２６に係合されず大径部３３に当接されたとしても、可動盤１７の低速移動とともにストッパ板２５も低速移動して確実に段差部２６に挿入することができ、当接面２７にストッパ板２５の下面を当接させることができる。従って本発明の作動部ロック機構２３は、作業者が電磁ロック解除用押し釦４９を押すという解除動作と連動して作動部である可動盤１７（ストッパ板２５を含む）の作動を機械的に阻止する。一方前記（ｓ２）において前記回路のＯＮが確認できない場合（ｓ２＝Ｎ）、および（ｓ３）において可動盤の移動速度が安全扉開放可能速度より高い場合は、その判断を繰り返し行い、ストッパ板２５が前進して安全バー２４の段差部２６に挿入されることはない。

なお上記の本実施形態のように可動盤１７が停止している場合は、（ｓ２＝Ｙ）の後に（Ｓ３）の確認が行われるが、可動盤１７が移動中の場合は、（Ｓ２＝Ｙ）の後に、制御装置３６から型開閉シリンダ２０，２０を作動させるバルブに対して可動盤１７の移動速度を低速作動に変更した後に停止させる指令信号を出す。それと同時または前後して（ｓ３）の確認が行われ、（ｓ３＝Ｙ）の場合に（ｓ４）のストッパ板２５が挿入される。

次にストッパ板２５が所定の位置まで前進して確実に段差部２６に係止されたかがセンサＬＳ４により検出され、ストッパ板２５の挿入確認信号として制御装置３６に送信される（ｓ５）。そして制御装置３６において、ストッパ板２５の挿入確認信号が確認有りの場合（ｓ５＝Ｙ）、ストッパ板２５が正常に挿入されているとして、回路５１の接点４７がＯＮとなって保持される。その結果、電磁ロック装置４０の電磁石４２がＯＦＦとなりバネ４３が復帰して電磁ロック装置４０が開放される（ｓ６）。そして電磁ロック装置４０が解除された後に、作業者は安全扉３８を開くことができるようになる。

またセンサＬＳ４から制御装置３６へストッパ板２５の挿入確認信号が送られずストッパ板２５の前進が確認できないとき（ｓ５＝Ｎ）は、所定時間が経過すると（ｓ７＝Ｎ）、何らかの異常によりストッパ板２５が安全バー２４の段差部２６に係合されていないことが確認されたとして、制御装置３６からアラーム信号に発する（ｓ８）。そしてアラーム信号に基づき表示画面にアラーム表示を行ったり、アラーム音を発生させたりする。また無論、この状態では電磁ロック装置４０は解除されないので、作業員は安全扉３８を開放することはできない。本発明では上記のインターロック回路を備えた結果、作業者は機械的な作動（バネによる作動）によるストッパ板２５の挿入が確認されてからしか、安全扉３８を開くことができず、作業者の安全が確保される。なお上記において、電磁ロック装置４０は、電磁石に通電することにより電磁ロック装置４０が開放されるタイプのものを用いてもよい。

なお本発明については本実施形態に替えて、電磁ロック解除用押し釦の回路５２がＯＮであることが確認されたら（ｓ２＝Ｙ）、型開閉機構である型開閉シリンダ２０の停止指令を出して、可動盤１７の停止を確認してから作動部ロック機構を作動させてストッパ板２５を挿入するようにしてもよい。更には電磁ロック解除用押し釦の回路５２がＯＮであることが確認されたら（ｓ２＝Ｙ）、型開閉機構である型開閉シリンダ２０の停止指令を出し、その後可動盤１７の移動速度は検出せずに、一定の遅延時間を持ってストッパ板２５を挿入するようにしてもよい。特に機構的のみにより作動するストッパ板２５を用いる場合は前記手順となる。

次に図３のフローチャートにより安全扉３８の閉鎖時の作動について説明する。安全扉３８を開いた状態で作業者が固定盤１５と可動盤１７の間の成形空間の固定金型２１に貼り付いて離型された成形品の除去等の作業が終了してから安全扉３８を閉鎖すると（ｓ１）、リミットスイッチＬＳ１が再びＯＮとなって安全扉閉鎖確認信号が制御装置３６に送信されたかが確認され（ｓ２）、安全扉閉鎖確認信号が制御装置３６に送られたことが確認されると（ｓ２＝Ｙ）、接点４７がＯＮとなり電磁石４２に通電されて電磁ロック装置４０がロックされる（ｓ３）。そして電磁ロック装置４０のロックが確認されると（ｓ４＝Ｙ）、制御装置３６から電磁ロック完了信号が制御装置３６へ送られる（ｓ５）。

そして制御装置は電磁ロック完了信号を確認すると、電磁切換バルブ３２へ信号を送信し、バルブのエア通路３４が連通状態となる。そしてエア供給源３１からエア通路３４および電磁切換バルブ３２を介してエアシリンダ２８の前進側室３０へ加圧エアが供給される。その結果エアシリンダ２８のロッド３５およびストッパ板２５が後退側に向けて作動し、安全バー２４の段差部２６からストッパ板２５の抜き取りがなされる（ｓ６）。そしてストッパ板２５が抜き取られたことがセンサＬＳ３により検出されると（ｓ７）、型開閉装置の型開閉が可能となり（ｓ８）、型開閉機構である型開閉シリンダ２０，２０による可動盤１７の昇降が開始可能となる。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。また本実施形態の成形機は射出成形機であるが、射出圧縮成形を行うものでもよい。更に本発明が対象とする成形機にはプレス成形機、金属成形を行うダイカスト成形機、中空成形機、発泡成形機、真空成形機、およびスタンピング成形機等も含まれる。

１１ 竪型の射出成形機
２０ 型開閉シリンダ（型開閉機構）
２３ 作動部ロック機構
２４ 安全バー
２５ ストッパ板
２６ 段差部
２８ エアシリンダ
３６ 制御装置
３８ 安全扉
３９ 安全扉ロック機構
４０ 電磁ロック装置
４９ 電磁ロック解除用押し釦
ＬＳ３，ＬＳ４ センサ（作動確認手段）

Claims (2)

1. 作動部を含む領域を遮蔽する安全扉が備えられた成形機の安全装置において、
   解除動作がされない限り安全扉の開放を阻止する安全扉ロック機構と、
   前記解除動作と連動して作動部の作動をストッパが安全バーへ挿入されることにより機械的に阻止する作動部ロック機構とか備えられ、
   前記作動部ロック機構のストッパの挿入作動完了を作動確認手段により確認してから安全扉ロック機構の安全扉の開放の阻止を解除することを特徴にする成形機の安全装置。
2. 作動部が所定速度以下になるかまたは作動停止してから前記作動部ロック機構のストッパを安全バーへ挿入作動させることを特徴にする請求項１に記載の成形機の安全装置。