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公開番号2024024877
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-26
出願番号2022127825
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】開閉ドアが閉じられるときの被吸着面と吸着面との密着を高度なレベルで確立して、被吸着面と吸着面とが隙間なく重なり合った状態を形成する。
【解決手段】電磁ロック式の安全スイッチ(100)は、これに含まれるアクチュエータ(104)が、スイッチ本体(102)の電磁石(130)に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材(120)と、可動部分(開閉ドア)にアクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部(126)と、アクチュエータ取付部(126)に対して磁化部材(120)を移動可能に支持する移動機構とを備えている。移動機構によって、アクチュエータ取付部(126)に対する磁化部材(120)の被吸着面の相対位置が、アクチュエータ(104)がスイッチ本体(102)に対して所定範囲にないときよりもアクチュエータがスイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方がスイッチ本体(102)の吸着面に向けてオフセットした位置となる。
【選択図】図19
特許請求の範囲【請求項１】
装置が稼働する稼働領域を区画する区画システムの区画固定部分に配置されるスイッチ本体と、前記区画固定部分に対して移動可能な可動部分に設置されるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータ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安全スイッチ、であって、
前記アクチュエータが、
前記スイッチ本体に設けられる電磁石に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材と、
前記可動部分に対して前記アクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部と、
前記アクチュエータ取付部に対する前記磁化部材の前記被吸着面の相対位置が、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にないときよりも前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方が前記スイッチ本体の前記吸着面に向けてオフセットした位置となるよう、当該アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を移動可能に支持する移動機構と、
を備える、安全スイッチ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータが、前記スイッチ本体に設けられ前記アクチュエータ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、に対応するアクチュエータコイルを備え、
前記移動機構が、前記アクチュエータ取付部に対する前記アクチュエータコイルの相対位置が、前記アクチュエータ取付部に対する前記被吸着面の相対位置と共に移動するよう、当該アクチュエータ取付部に対して、前記磁化部材及び前記アクチュエータコイルを移動可能に支持する、安全スイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータが永久磁石を備え、
前記永久磁石の吸引力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動する、安全スイッチ。
【請求項４】
請求項３に記載の安全スイッチにおいて、
前記永久磁石が前記被吸着面の中心部分に配置される、安全スイッチ。
【請求項５】
請求項３に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石は、前記吸着面と前記被吸着面とが接触した後に、前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
【請求項６】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石の第一の吸着力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動し、
前記被吸着面と前記吸着面とが接触した後に、前記電磁石は前記第一の吸着力より強い第二の吸着力で前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
【請求項７】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、前記アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を揺動可能に支持するる揺動機構を備え、
前記吸着面に前記被吸着面が重ね合わせられると、前記揺動機構により、前記被吸着面の向きが前記吸着面の向きに整合される、安全スイッチ。
【請求項８】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、前記磁化部材を前記電磁石に向けて移動するように案内するガイド部を含む、安全スイッチ。
【請求項９】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンとを含む、安全スイッチ。
【請求項１０】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンと、
前記可動ピンが挿入され、前記可動ピンの移動に伴って移動するスリーブと、を含み、
前記貫通孔と前記スリーブによって前記磁化部材の前記電磁石に向けての移動がガイドされる、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 2,700 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。この区画システムでは、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ている。表示部は稼働領域の安全状態を表示する。
【０００６】
特許文献２は、また、ドアの開け閉めを監視するために、監視センサと監視アクチュエータとで構成されたモジュールを開示している。監視アクチュエータは開閉ドアに設置され、他方、監視センサは区画固定部分に設置される。可動部分であるドアの開け閉めに伴って監視アクチュエータが監視センサに離反又は接近することで、監視センサは、「ドアが開いた」という第１状態信号又は「ドアが閉じた」という第２状態信号を含むドア信号を生成する。
【０００７】
ドアロック機構を備えた安全スイッチにおいて、稼働領域を安全に維持するための機能は、開閉ドアの開閉を監視して当該監視結果を稼働領域で稼働する装置を制御可能な制御装置に出力することにあるが、ドアロック機能は、開閉ドアが閉じた状態を維持することに寄与する。
【０００８】
ドアロック機構として電磁ロック機構を備えた安全スイッチの特性として、開閉ドアが閉じた状態を維持するのに十分な吸着力を発揮するのに、電磁石の吸着面と、アクチュエータの被吸着面とが密着した状態であることが求められる。換言すると、吸着面と被吸着面との間に隙間があると、設計通りの吸着力を発揮させることができない。このため、開閉ドアが閉じた状態になっても吸着面と被吸着面とが密着しない場合、例えば開閉ドアのドアストッパや、安全スイッチ取付後の開閉ドアのズレ、により開閉ドアの移動範囲が制限されて当該開閉ドアに配置されるアクチュエータの被吸着面が吸着面に接触しない場合には、設計通りの吸着力が発揮されない場合がある。
【０００９】
吸着面と被吸着面とを密着させる構成に関し、特許文献３は、鉄片（対応要素）を、接続要素を介してベース要素に固定する構成において、接続要素とベース要素との間に伸縮自在に変形可能なソケットを備える。ドアが閉まる動作に伴って鉄片が電磁石に衝突する。このとき、ソケットが変形して鉄片が押し込まれるため、鉄片が電磁石に衝突する際の衝撃はソケットによって吸収される。このような構成によれば、吸着面と被吸着面とを密着させるために、ドアが閉じられるときに、電磁石とアクチュエータとが衝突するような位置関係で安全スイッチを配置することが可能になる。すなわち、特許文献３は、吸着面と被吸着面とを密着させる構成として、被吸着面が押し込まれる方向に動く構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１９－１８３５４１号公報
特表２０１６－５１０３８２号公報
特表２００５－５２８７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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