WO2006011627A1 - 流体シーケンス設備における誤作動防止装置 - Google Patents

Abstract

作動流体により作動されるアクチュエータ２と、アクチュエータ２の作動を作動流体のパイロット圧力により制御するアクチュエータ制御機構３と、アクチュエータ制御機構３への作動流体の供給・停止を制御する運転準備制御機構４と、を備えた流体シーケンス設備において、安全プラグ５０と、安全プラグ５０が挿入される挿入部５１と、安全プラグ５０を挿入部５１から抜いたときに前記運転準備制御機構４に前記作動流体によるパイロット圧力を付与して前記運転準備制御機構４が前記アクチュエータ制御機構３に前記作動流体を供給するのを禁止する開閉弁５２と、を備えた誤作動防止装置５を設けた。

Description

明細書 流体シーケンス設備における誤作動防止装置

技術分野

本発明は、 流体シーケンス設備における誤作動防止装置に関し、 特に、 作動流体に より作動されるァクチユエータと、 該ァクチユエータの作動を前記作動流体により制 御するァクチユエータ制御機構と、 該ァクチユエータ制御機構への作動流体の供給 . 停止を制御する運転準備制御機構と、 を備えた流体シーケンス設備に設けられる誤作 動防止装置に関するものである。 背景技術

流体シーケンス設備と して、 例えば自動化された各種加工設備においては、 工具交 換装置など、 圧縮エアや油圧などの作動流体によって予め設定された順序に従って作 動されるァクチユエータが一般に使用されている。 このように、 ァクチユエ一タへ作 動流体を供給するための経路 （作動流体供給経路） を有する流体シーケンス設備にお いては、 その設備内に作業者が入って点検するなどの際に、 ァクチユエータが第三者 によって誤って作動されないように、 ァクチユエータの作動を禁止する誤作動防止装 置が従来から設けられている （例えば、 特許文献 1 )。

このよ うな従来の流体シーケンス設備における誤作動防止装置は、 安全プラグの抜 き差しによって電気的にオン Zオフ作動するスィツチを、 ァクチユエ一タに作動流体 を供給するためのポンプゃェアコンプレッサ等の電動駆動源に接続するなどのための 電気信号経路をその作動流体供給経路とは別に設けて、 これら電動駆動源に対する電 源供給を停止させ、 必要な部分のみを駆動させることができるよう構成していた。

特許文献 1 ： 特開平 6 - 1 2 6 5 6 2号公報 発明の開示

発明が解決しょう とする課題 上述したように、 電動駆動源に対する電源供給を停止させるよう構成した従来の誤 作動防止装置にあっては、 スィツチと電動駆動源とを電気的に接続する電気信号経路 を作動流体供給経路とは別に設ける必要があつたため、 設備コス 卜がかかるなどの問 題があった。

本発明は、 上述した問題に鑑みてなされたもので、 簡単な構成で、 安全プラグを抜 く ことによって確実に流体シーケンス設備のァクチユエータの作動を防止することが できる誤作動防止装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

請求項 1の流体シーケンス設備における誤作動防止装置に係る発明は、 上記目的を 達成するため、 作動流体により作動されるァクチユエータと、 該ァクチユエ一タの作 動を前記作動流体により制御するァクチユエータ制御機構と、 該ァクチユエータ制御 機構への作動流体の供給 ·停止を制御する運転準備制御機構と、 を備えた流体シーケ ンス設備において、 安全プラグと、 .該安全プラグが揷入される揷入部と、 安全プラグ を揷入部から抜いたときに前記運転準備制御機構に前記作動流体によるパイロッ ト圧 力を付与して前記運転準備制御機構が前記ァクチユエータ制御機構に前記作動流体を 供給するのを禁止する切り替え弁と、 を設けたことを特徴とするものである。

請求項 1 の発明では、 流体シーケンス設備は、 作動流体を、 運転準備制御機構とァ クチユエータ制御機構とを介して作動流体供給源からァクチユエータに供給して、 ァ クチユエータに所定の動作をさせるよう制御する。 このとき、 誤作動防止装置は、 安 全プラグが揷入部に挿入されている。 そして、 流体シーケンス設備を点検するときな ど、 流体シーケンス設備を停止させて作業者がァクチユエータに近付く必要がある場 合には、 第三者が誤って流体シーケンス設備を運転してァクチユエータを作動させな いように、 作業者は、 安全プラグを揷入部から抜いて携行した状態でァクチユエータ に近付く。 これにより、 切り替え弁は、 運転準備制御機構がァクチユエータ制御機構 に作動流体を供給するのを禁止するように、 運転準備制御機構に作動流体によるパイ ロッ ト圧力を付与する。 そのため、 ァクチユエータが誤って作動されることが確実に 防止され、 作業者の安全性が確実に確保される。 発明の効果

請求項 1の発明によれば、 誤作動防止装置が、 安全プラグと、 該安全プラグが挿入 される揷入部と、 安全ブラグを揷入部から抜かれたときに前記運転準備制御機構に前 記作動流体によるパイ口ッ ト圧力を付与して前記運転準備制御機構が前記ァクチユエ ータ制御機構に前記作動流体を供給するのを禁止する切り替え弁と、 を設けた簡単な 構成により、 安全プラグを抜く ことによって流体シーケンス設備のァクチユエータの 作動を確実に防止することが可能な誤作動防止装置を提供することができる。 図面の簡単な説明

[図 1 ]安全ブラグを抜いてァクチユエータの作動を禁止する状態を示した、本発明の 誤作動防止装置が設けられた流体シーケンス設備の実施の一形態の概念図である。

[図 2 ] 本発明の誤作動防止装置の一実施の形態を説明するために示した概念図であ る。

[図 3 ] ァクチユエータを前進駆動する状態を示した、 本発明の誤作動防止装置が設 けられた流体シーケンス設備の実施の一形態の概念図である。

[図 4 ] ァクチユエータを後退駆動する状態を示した、 本発明の誤作動防止装置が設 けられた流体シーケンス設備の実施の一形態の概念図である。

[図 5 ] ァクチユエータを非常停止させる状態を示した、 本発明の誤作動防止装置が 設けられた流体シーケンス設備の実施の一形態の概念図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の流体シーケンス設備における誤作動防止装置の実施の一形態を図 1〜図 5 に基づいて詳細に説明する。 なお、 図において、 同一符号は同様の部分または相当す る部分に付すものとする。

図 1に示すように、 本発明が適用される流体シーケンス設備は、 概略、 作動流体を 供給する作動流体供給源 1 と、 作動流体によ り作動されるァクチユエータ 2と、 ァク チユエータ 2の作動を前記作動流体のパイ口ッ ト圧力により制御するァクチユエ一タ 制御機構 3 と、 ァクチユエータ制御機構 3への作動流体の供給 ·停止を制御する運転 準備制御機構 4と、 必要ある場合にァクチユエ一タ 2の作動を禁止する誤作動防止装 置 5 と、 を備えている。 そして、 本発明の誤作動防止装置 5は、 作業員が携帯可能な 安全ブラグ 5 0 と、 該安全プラグ 5 0が揷入される揷入部 5 1 と、 安全ブラグ 5 0を 揷入部 5 1から抜いたときに前記運転準備制御機構 4が前記ァクチユエータ制御機構 3に前記作動流体を供給するのを禁止するように前記運転準備制御機構 4に前記作動 流体によるパイ口ッ ト圧力を付与する開閉弁 5 2 と、 を備えている。

図 1に示すように、 この実施の形態における流体シーケンス設備は、 作動流体と し て空気圧が採用されている。 そのため、 作動流体供給源 1は、 エアコンプレッサなど の圧力源が用いられる。 しかしながら、 本発明は、 この実施の形態に限定されること なく、 作動流体と して空気以外の気体や、 油圧を用いる場合にも適用することができ る。

この実施の形態におけるァクチユエータ 2は、 片口ッ ド形の複動シリンダが採用さ れている。 しかしながら、 本発明は、 この実施の形態に限定されることなく、 .油圧シ リンダなどの他の往復動形ァクチユエータ、 あるいは、 空気圧モータや油圧モータな どの回転形または揺動形のァクチユエータにも適用することができる。 ァクチユエ一 タ 2の周囲には、 安全柵が設けられ、 安全柵の出入り 口には開閉扉を設けることがで きる。

この実施の形態におけるァクチユエータ制御機構 3は、 ァクチユエータ 2に接続さ れるマスタ弁 3 0 と、 このマスタ弁 3 0の作動を制御するようパイ口ッ ト圧力を付与 する作動方向,制御リ レー弁 3 1 と、 ァクチユエータ 2を所定の方向に作動させるよう 作動方向制御リ レー弁 3 1にパイ口ッ ト圧力を付与してその作動を制御する前進操作 ボタン 3 2および後退操作ボタン 3 3 と、 を備えている。 マスタ弁 3 0は、 この実施 の形態では 5ポート 3位置の方向切り換え弁が採用されている。 マスタ弁 3 0は、 パ イロッ ト圧力を受けていない状態ではセンタに保持されて、 ァクチユエータ 2のいず れのシリンダ室 2 a、 2 bに対しても作動流体を供給することなく、 いずれか一方に パイロッ ト圧力を受けた状態となったときには、 ァクチユエータ 2の所定の側のシリ ンダ室 2 aまたは 2 bに作動流体を供給するよう構成されている。 また、 作動方向制 御リ レー弁 3 1は、 5ポート 2位置の方向切り換え弁が採用されている。 作動方向制 御リ レー弁 3 1は、 前進操作ボタン 3 2または後退操作ボタン 3 3を操作することに よりパイ口ッ ト圧力を受けて、 マスタ弁 3 0の所定の側にパイ口ッ ト圧力を付与する よう構成されている。 さらに、 前進操作ボタン 3 2と後退操作ボタン 3 3は、 開閉弁

3 4と開閉弁 3 5をそれぞれ操作するよう接続されている。 開閉弁 3 4、 3 5は、 3 ポート 2位置の方向切り換え弁が採用されており、 前進操作ボタン 3 2と後退操作ボ タン 3 3のいずれか一方を押し下げることにより、 開閉弁 3 4、 3 5の一方のみが連 通状態となると共に、 これと連動して他方が遮断状態となって、 作動方向制御リ レー 弁 3 1 のいずれか一方側にパイロッ ト圧力が付与される。

運転準備制御機構 4は、 後述するように、 作動流体供給源 1からマスタ弁 3 0など への作動流体の供給 ·停止を制御する運転準備リ レー弁 4 1 と、 作動流体供給源 1か らマスタ弁 3 0などに作動流体を供給させるよう運転準備リ レー弁 4 1を制御する運 転準備ポタン 4 2 と、 作動流体供給源 1からマスタ弁 3 0などへの作動流体の供給を 停止させる （すなわちァクチユエータ 2の作動を禁止する） よう運転準備リ レー弁 4 1 を制御する非常停止ボタン 4 3 と、 を備えている。 運転準備ボタン 4 2 と非常停止 ボタン 4 3は、 それぞれ、 開閉弁 4 4、 4 5を操作するよう接続されている。 開閉弁

4 4、 4 5は、 3ポート 2位置の方向切り換え弁が採用されており、 運転準備ボタン 4 2を押し下げると、運転準備リ レー弁 4 1の一方側にパイ口ッ ト圧力が付与されて、 作動流体供給源 1からマスタ弁 3 0などに作動流体を供給することができる状態とな り、 非常停止ボタン 4 3を押し下げると、 運転準備リ レー弁 4 1の他方側にパイロッ ト圧力が付与されて、 作動流体供給源 1からマスタ弁 3 0などに作動流体を供給する ことが停止される。

誤作動防止装置 5は、 図 2に示すように、 安全プラグ 5 0 と、 この安全プラグ 5 0 が揷入され保持する揷入部 5 1 と、 安全プラグ 5 0が挿入部 5 1に挿入された状態で は運転準備リ レー弁 4 1のいずれの側にもパイ口ッ ト圧力を付与することなく、且つ、 安全プラグ 5 0が挿入部 5 1から抜き出された状態では運転準備リ レー弁 4 1がマス タ弁 3 0などに作動流体を供給しないよ うにパイ口ッ ト圧力を運転準備リ レー弁 4 1 に付与する開閉弁 5 2 と、 を備えている。 この実施の形態における開閉弁 5 2は、 3 ポート 2位置の切り換え弁が採用されている。 そして、 図 2に示した実施の形態では、 安全プラグ 5 0の揷入部 5 1に対する抜き ·差しによって揺動されるレバー 5 3によ り開閉弁 5 2が切り換え操作されるよう構成されている。 なお、 図 2では、 レバー 5 3の揺動状態を説明するために、 図 2 ( a ) のみに揷入部 5 1を示したことに注意さ れたい。 このよ うに構成された誤作動防止装置 5は、 その揷入部 5 1をァクチユエ一 タ 2の周囲の安全柵の出入り 口近傍に設けることができる。

作動流体供給源 1 と運転準備リ レー弁 4 1 とは作動流体管路 6 0によって接続され ており、 運転準備リ レー弁 4 1 とマスタ弁 3 0 とは作動流体管路 6 1によって接続さ れており、 マスタ弁 3 0とァクチユエータ 2の反ピス トンロッ ド側シリンダ室 2 a お よびビス トン口ッ ド側シリンダ室 2 b とはそれぞれ作動流体管路 6 2、 6 3によって 接続されている。 そして、 作動流体供給源 1 と運転準備リ レー弁 4 1 との間の作動流 体管路 6 0には、 運転準備ボタン 4 2および非常停止ボタン 4 3で操作される開閉弁 4 4、 4 5 と、 安全プラグ 5 0の抜き差しによって操作される開閉弁 5 2 とが並列に 接続され、 運転準備ボタン 4 2で操作される開閉弁 4 4は運転準備リ レー弁 4 1 の作 動流体を供給させる側にパイ口ッ ト圧力管路 7 0を介して接続されており、 非常停止 ボタン 4 3 と安全プラグ 5 0で操作される開閉弁 4 5、 5 2は、 シャ トル弁 8 とパイ 口ッ ト圧力管路 7 1 を介して運転準備リ レー弁 4 1の作動流体を供給させる側に接続 されている。

運転準備リ レー弁 4 1 とマスタ弁 3 0 との間の作動流体管路 6 1には、 作動方向制 御リ レー弁 3 1 と前進操作ボタン 3 2および後退操作ボタン 3 3にそれぞれ接続され た開閉弁 3 4、 3 5 とがパイロッ ト圧力管路 7 2によって並列に接続されており、 各 開閉弁 3 4、 3 5は作動方向制御リ レー弁 3 1 のそれぞれ側にパイ口ッ ト圧力管路 7 4、 7 5を介して接続されており、 作動方向制御リ レー弁 3 1はそれぞれマスタ弁 3 0の両側にパイ口ッ ト圧力管路 7 6、 7 7を介して接続されている。

つぎに、 上述した本発明の誤作動防止装置が設けられた流体シーケンス設備の作動 を説明する。

流体シーケンス設備は、 通常の状態、 すなわち、 ァクチユエータ 2を作動させる状 態では、 図 2の （a) と図 3、 図 4に示すように、 誤作動防止装置 5の安全プラグ 5 0 が揷入部 5 1に揷入されており、 運転準備ボタン 4 2が押し下げられて、 開閉弁 4 4 を介して運転準備リ レー弁 4 1にパイ口ッ ト圧力が付与されて、 作動流体供給源 1か ら供給される作動流体を運転準備リ レー弁 4 1がマスタ弁 3 0などに供給できる状態 とされている。

この状態で、 ァクチユエータ 2のピス トンロッ ド 2 1を伸長駆動させる場合には、 図 3に示すよ うに、 前進操作ボタン 3 2を押し下げて、 開閉弁 3 4を連通状態に切り 換える。 このとき、 開閉弁 3 5は遮断状態とされている。 これにより、 パイロッ ト圧 カ管路 7 2、 開閉弁 3 4、 パイロッ ト圧力管路 7 4を介してパイロッ ト圧力が作動方 向制御リ レー弁 3 1に付与されて、 パイロッ ト圧力管路 7 2、 作動方向制御リ レー弁 3 1、 パイロッ ト圧力管路 7 6を介してパイロッ ト圧力がマスタ弁 3 0に付与される ことにより、 作動流体は、 作動流体供給源 1から作動流体管路 6 0、 運転準備制御リ レー弁 4 1、 作動流体管路 6 1、 マスタ弁 3 0、 作動流体管路 6 2を経て、 反ビス ト ンロッ ド側シリンダ室 2 aに供給されて、 ピス トンロッ ド 2 1が伸長 （前進） する。 また、 ァクチユエータ 2のピス トンロ ッ ド 2 1を退縮駆動させる場合には、 図 4に 示すように、 安全プラグ 5 0を揷入部 5 1に揷入し且つ運転準備ボタン 4 2を押し下 げた状態で、後退操作ボタン 3 3を押し下げて、 開閉弁 3 5を連通状態に切り換える。 このとき、 開閉弁 3 4は遮断状態とされている。 これによ り、 パイロッ ト圧力管路 7 2、 開閉弁 3 5、 パイロッ ト圧力管路 7 5を介してパイ口ッ ト圧力が作動方向制御リ レー弁 3 1に付与されて、 パイ口ッ ト圧力管路 7 2、 作動方向制御リ レー弁 3 1、 パ イロッ ト圧力管路 7 7を介してパイロッ ト圧力がマスタ弁 3 0に付与されることによ り、 作動流体は、 作動流体供給源 1から作動流体管路 6 0、 運転準備制御リ レー弁 4 1、 作動流体管路 6 1、 マスタ弁 3 0、 作動流体管路 6 3を経て、 ピス トンロッ ド側 シリンダ室 2 bに供給されて、 ピス トンロ ッ ド 2 1が退縮 （後退） する。

一方、 ァクチユエータ 2の作動を緊急停止させるような必要がある場合には、 図 5 に示すように、 非常停止ボタン 4 3を押し下げて、 開閉弁 4 5を連通状態とする。 ま た、 運転準備ボタン 4 2に接続された開閉弁 4 4は、 非常停止ボタン 4 3の押し下げ と連動して遮断状態となる。 そのため、 作動流体供給源 1から供給される作動流体に より、 開閉弁 4 5、 シャ トル弁 8、 パイ口ッ ト圧力管路 Ί 1を介してパイ口ッ ト圧力 が運転準備リ レー弁 4 1に付与されて、 運転準備リ レー弁 4 1が遮断状態となる。 そ のため、 作動流体管路 6 0に作動流体が供給されず、 マスタ弁 3 0がセンタ位置に保 持されて、 ァクチユエータ 2の作動が停止されることとなる。

また、 ァクチユエータ 2の点検など、 流体シーケンス設備の特に安全柵内に作業者 が入る場合には、 その作業者自身が誤作動防止装置 5の揷入部 5 1から安全プラグ 5 0を抜きとつて携行する。 これにより、 図 2の （b ) に示すように、 レバー 5 3が起 きあがるよう揺動して、 開閉弁 5 2が連通状態となり、 作動流体供給源 1から供給さ れる作動流体により、 開閉弁 5 2、 シャ トル弁 8、 パイロッ ト圧力管路 7 1を介して パイ口ッ ト圧力が運転準備リ レー弁 4 1に付与されて、 運転準備リ レー弁 4 1が遮断 状態となる。 そのため、 作動流体管路 6 0に作動流体が供給されず、 マスタ弁 3 0が センタ位置に保持されて、 ァクチユエータ 2の作動が確実に停止されることとなる。 そして、 ァクチユエータ 2の点検などが完了して、 流体シーケンス設備の安全柵外に 作業者が出てきたら、 その作業者自身が誤作動防止装置 5の揷入部 5 1に安全プラグ 5 0を揷入して、 運転準備ボタン 4 2を押し下げる。 これにより、 開閉弁 4 4が連通 状態となると共に、 非常停止ボタン 4 3に接続された開閉弁 4 5が遮断状態となる。 また、 図 2 ( a ) に示すように、 誤作動防止装置 5のレバー 5 3が安全プラグ 5 0に よって押し下げられるよう揺動した状態で保持され、 開閉弁 5 2が遮断状態となる。 そのため、 作動流体供給源 1から供給される作動流体により、 作動流体管路 6 0、 開 閉弁 4 4、 パイ口ッ ト圧力管路 7 0を介してパイ口ッ ト圧力が運転準備リ レー弁 4 1 に付与されて、 運転準備リ レー弁 4 1が作動流体をマスタ弁 3 0などに供給できる状 態となる。

本発明では、 従来の技術のように電気信号経路ゃスィツチなどを作動流体供給経路 とは別に設けることなく、 その流体シーケンス設備で供給される作動流体自体を使用 して、 第三者によるァクチユエータの誤作動を確実に防止することができるため、 設 備コス トを低減させることができる。

Claims

請求の範囲

1 作動流体により作動されるァクチユエータと、 該ァクチユエータの作動を前記作 動流体により制御するァクチユエ一タ制御機構と、 該ァクチユエータ制御機構への作 動流体の供給 ·停止を制御する運転準備制御機構と、 を備えた流体シーケンス設備に おいて、

安全プラグと、

該安全プラグが挿入される揷入部と、

安全プラグを揷入部から抜いたときに前記運転準傭制御機構に前記作動流体による パイ口ッ ト圧力を付与して前記運転準備制御機構が前記ァクチユエータ制御機構に前 記作動流体を供給するのを禁止する切り替え弁と、 を設けたことを特徴とする流体シ 一ケンス設備における誤作動防止装置。