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公開番号2024024876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-26
出願番号2022127824
出願日2022-08-10
発明の名称安全スイッチ
出願人株式会社キーエンス
代理人個人
主分類F16P 3/08 20060101AFI20240216BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】安全スイッチのスイッチ本体を稼働領域の内部に配置しても表示部の視認性を確保する。
【解決手段】安全スイッチ(100)は、電磁石(130)を備えたスイッチ本体(102)と、電磁石(130)によって吸着されるアクチュエータ(104)とを備えている。スイッチ本体(102)は、その前端面が電磁石(130)の吸着面(130a)で構成されている。電磁石(130)の背面側には表示部(142)が設けられている。表示部(142)によって安全スイッチ(100)の状態が表示される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
被吸着面が形成された磁化部材がスイッチ本体に対して相対移動可能に設置される安全スイッチであって、
前記アクチュエータの相対位置が前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成された電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするロック指示を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック指示に基づいて、前記電磁石の吸着面と前記アクチュエータの被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記検出部による検出結果に基づいて状態情報を生成する表示制御部と、
前記電磁石よりも背面側の側方に配置され、前記表示制御部により生成された状態情報を表示する表示部と、を備える、安全スイッチ。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記表示部が、前記吸着面から該吸着面の法線の方向に離れた位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項３】
前記電磁石の背面で前記電磁石に接続する筐体をさらに備え、
前記電磁石の吸着面と、前記電磁石の側面の少なくとも一部と、が露出しており、
前記電磁石と前記筐体と、により略円柱形状の外形を有する、請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項４】
前記電磁石の背面で前記電磁石に接続する筐体を更に備え、
前記電磁石の吸着面と、前記電磁石の側面の少なくとも一部と、が露出しており、
前記筐体と前記電磁石とにより略角柱形状の外形を有する請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項５】
前記検出部は、前記アクチュエータに設けられるアクチュエータコイルとの間で無線信号をやり取りするアンテナコイルを有し、
前記アンテナコイルは、前記電磁石の側方で前記筐体に収容される、請求項３に記載の安全スイッチ。
【請求項６】
前記電磁石には、前記アンテナコイルが設けられる位置の近傍に、当該電磁石が駆動されることによる前記アンテナコイルへの影響を低減するための突出部が設けられる、請求項５に記載の安全スイッチ。
【請求項７】
前記表示制御部は、前記検出結果と、前記電磁石の駆動状態と、に基づいて前記状態情報を生成する、請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項８】
前記スイッチ本体を設置箇所に固定するための取付部を備え、
前記表示部の少なくとも一部は、前記吸着面の法線の方向を軸とする周において、前記取付部と反対側に設けられる、請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項９】
前記安全スイッチが前記吸着面の法線方向の長さが前記吸着面の直径よりも大きい全体形状を有し、
前記吸着面が前記安全スイッチの前記法線方向における一端面を構成している、請求項１に記載の安全スイッチ。
【請求項１０】
前記表示部が、前記吸着面から前記スイッチ本体の全長の1/3以上、前記吸着面の法線方向に離れた位置に配置されている、請求項９に記載の安全スイッチ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は安全スイッチに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
装置が稼働する環境において、人体が稼働している装置に対して自由に接触可能な状態では、装置によって人体に危害が及ぶ虞がある。装置が稼働する環境においては、稼働している装置により人体に危害が及ばないようにするために、換言すれば、安全状態を実現するために、防護柵や区画パネルにより当該装置が稼働する稼働領域を区画する。稼働領域を区画することにより安全状態を実現する一の方法は、稼働領域を防護柵などの固定部分で区画することで人体が稼働領域に入らないようにする、すなわち、稼働領域を人体が存在する領域から隔離する方法である。他の方法は、稼働領域を区画し、かつ、装置の稼働を制限可能な区画システムを構築する方法である。区画システムにおいては、稼働領域を防護柵等の固定部分で区画しつつ、その上で、作業者が稼働領域にアクセスできるように、区画の一部に開口と、この開口を開け閉めする可動部分と、を設置する区画、すなわち、作業者が稼働領域に入ることを許容する区画がなされる。区画システムでは、可動部分を監視し、その監視結果に応じて当該稼働領域で稼働する装置を、人体に危害を及ぼさないように制御するように、制御系統が構築される。このような区画システムにおいては、可動部分が設置される開口の領域に、可動部分の開閉を監視する安全スイッチが設置される。
【０００３】
安全スイッチは、区画の固定部分に配置されるスイッチ本体と、区画の可動部分を構成する開閉ドアに配置されるアクチュエータとから構成される。安全スイッチは、稼働領域を安全状態に維持するための機能として、可動部分であるドアが開放されたことを検出して出力し、区画システム全体では安全スイッチからの出力に応じて稼働領域内の装置を、人体に危害が及ばない状態に制御する。例えば、安全スイッチからの出力に応じて、稼働領域内の装置を停止させる、装置の動作速度を低下させる等のシステム構成にすることで、当該装置が稼働する環境の安全対策がなされる。
【０００４】
安全スイッチの一種として、ロックピン機構付き安全スイッチが特許文献１に開示されている。ロックピン機構付き安全スイッチは、区画固定部分に設置されたアクチュエータボルトと、ドアに設置されたスイッチ本体とを有し、スイッチ本体にロックピンが設けられている。アクチュエータボルトとスイッチ本体とは、ドアを閉じたときに、互いに対向する相対的な位置に配置される。ロックピン機構において、アクチュエータボルトにロックピンが機械的に係合することによりアクチュエータボルトとロックピンとが物理的に一体となるロック状態が形成される。ロックピン機構付き安全スイッチは、ロックピン機構付き安全スイッチがロック状態であることを検出できるように検出機構が設けられ、少なくともロック状態でないときにロック状態でないことを示す出力をする。ドアを閉じて、そして、ロックピン機構をロック状態にすることで、閉じた状態の開閉ドアは、区画の固定部分と一体化した状態で固定される。逆に、アクチュエータボルトからロックピンを離脱させることによりアンロック状態が形成され、ドアを開けることができる。
【０００５】
特許文献２は、安全スイッチの他の種類である電磁ロック機構付き安全スイッチを開示している。すなわち、電磁ロック機構付き安全スイッチは、電磁石と、これに吸着されるアクチュエータ磁化部材とを有している。可動部分を構成するドアにアクチュエータ磁化部材が設置され、他方、防護柵などの区画固定部分に、電磁石を含むスイッチ本体が設置される。電磁石を駆動してアクチュエータ磁化部材を電磁石が吸着することによりドアロック状態が形成される。安全スイッチは表示部を備え、表示部は稼働領域の安全状態を表示する。
【０００６】
特許文献２に開示のスイッチ本体を説明すると、吸着面の法線と直交する第１の軸線方向に長い全体形状を有している。そして、吸着面から第１の軸線方向に離間した位置に表示部が配置されている。吸着面が存在する面を「前面」と呼び、その反対側の面を「後面」と呼び、前面の各側縁と後面の各側縁とに連続する２つの面を「側面」と呼んで説明すると、スイッチ本体の全体形状において、吸着面は前面の一端部に配置されている。表示部は、吸着面から第１の軸線方向に離れた位置に且つ２つの側面に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９－１８３５４１号公報
特表２０１６－５１０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した通り、安全スイッチが用いられる安全対策においては、主に作業などの目的で人体が出入りする開口付近に、安全スイッチが設置される。このため、安全スイッチは作業者にとって邪魔な存在である。例えば安全スイッチを稼働領域の外部の区画固定部分に配置する場合には、安全スイッチの表示部を稼働領域の外部にいる作業者が確認し易いという利点があるが、開閉ドアの位置に関わらず、安全スイッチが区画固定部分から外部に突出した存在となるため、作業者にとって邪魔な存在となる。逆に、安全スイッチを稼働領域の内部に配置した場合、安全スイッチが区画固定部分から外部に突出することによる作業性の低下は解消されるが、開閉ドアを開放した時の作業性を維持しようとすると、安全スイッチの表示部を確認し難くなる。より詳細には、安全スイッチを稼働領域の内部に配置する場合、区画の可動部分としての開閉ドアが閉じた時に、開閉ドアに配置されるアクチュエータの近くにスイッチ本体が配置される必要がある。このため、スイッチ本体は、開閉ドアが開放されたときに開口として機能する領域を占有するような位置に配置される。このため、スイッチ本体を含む安全スイッチは可動部分が配置される開口の領域を狭める要因となるため、可動部分が開放されたとき、すなわち、可動部分が設置される開口を通じた作業を行うときに安全スイッチが邪魔になってしまう可能性がある。しかしながら、開口を通じた作業性のために、開口から見えない位置に配置すると視認性が低下する。また、開口内縁からの突出量を小さくして、作業性を維持しようとすると、開閉ドアが有する框部により安全スイッチが隠されるなどして、視認性が低下する。したがって、安全スイッチを稼働領域の内部に配置する場合において、開閉ドアを開放した時の作業性と、安全スイッチの表示部の確認しやすさと、を両立させることが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、安全スイッチのスイッチ本体を稼働領域の内部に配置しても表示部の視認性を確保できる電磁ロック機構付きの安全スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
被吸着面が形成された磁化部材がスイッチ本体に対して相対移動可能に設置される安全スイッチであって、
前記アクチュエータの相対位置が前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成された電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするロック指示を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック指示に基づいて、前記電磁石の吸着面と前記アクチュエータの被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記検出部による検出結果に基づいて状態情報を生成する表示制御部と、
前記電磁石よりも背面側の側方に配置され、前記表示制御部により生成された状態情報を表示する表示部と、を備える、安全スイッチを提供することにより達成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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