JPH06507002A - 電動機器の安全回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電動機器の安全回路 本発明は、電流の供給開始のために、協働する複数の開閉部材が設けられて１す る電動機器の安全回路に関する。この回路は電動機器力坏適切に取り扱われると きに、使用者の負傷の危険または危険自体を取り除く働きをする。

このような回路の場合通常は、動作電流または少な（とも一つの制御電流が直接 切換えられる。スイッチ自体は機械的な構造をしている。

しかし、今まで慣用されて来たこの構造は次のような重大な欠点を有する。

ａ）切換えるために、一つまたは複数のスイッチを押す必要がある。使用者が望 むとき、およびこれが実際にしばしば行われるときに、使用者は絶縁テープに簡 単に密着させることによって少なくとも一つのスイッチの機能を実施することが できる。

ｂ）大型の安全装置の場合には、実際には付加的な“ブリ・ノジ”が使用者によ って取付けられる。磁石スイッチであると、このスイ・ソチは後から取付けられ る永久磁石によってしばしば運転停止される。

Ｃ）使用される電圧はしばしば人にとって危険な範囲内にある。

ｄ）スイッチの機構およびその機能は、空気の湿気、腐食および汚れのような外 部からの作用を受けやすい。

ｅ）スイッチは構造的な大きさ次第では、しばしば機器に取付けできなし）。

米国特許第３．６５１，３９１号（図１と図２）では、第１のセンサスイ・ソチ か断続スイッチとして設けられ、第２のセンサスイ・ソチが電流を維持する。こ の第２のスイッチはそれたけて安全スイッチとしての働きをする。

この構造の場合、次のような欠点がある。

第１のスイッチ（断続スイッチ）か投入されると、第２のセンサスイッチを誤っ て接触させることにより、機器が不意に作動し得る。そして、使用者が負傷する 危険かある。この危険を小さくするためには、第１の断続スイ・ソチと関連して 少なくとも一つの警報表示器を設けなければならない。従って、この構造は本発 明が得ようとする安全性を備えておらず、更に高価である。

米国特許第３，６５１，３９１号の第２の実施例（図５．６）の場合には、機器 の操作のために両手（体の部分）が必要である。一方の手は第１のセンサスイッ チを操作し、他方の手は第２のセンサスイッチを操作する。この形式では、それ ぞれの手の存在だけが定められ、その姿勢は定められない。これは体の各々の部 分あたり１個のセンサスイッチでは不可能である。従って、この構造は片手で保 持し運転する機器（片手機器）には適用不可能である。このようにして得られた 安全性は、作動の迅速さを高める理由からしばしば使用者によって一方のスイッ チの短絡により迂回される。

本発明では、安全性のこのような迂回を不可能にすべきである。本発明では、こ の形式の場合、体の各々部分の姿勢を予め定めなければならない。

米国特許第３，６５１，３９１号の第３の実施例（図７，８および９）では、２ 個のセンサスイッチが設けられている。電流を流すためには、この声センサス　 ゛イッチを作動させなければならない。一方のスイッチは機器の断続のために設 けられている。第２のスイッチはそれに接触している開電流を維持する。この構 造の場合にも、第１のスイッチを入れた状態で第２のスイッチに誤って触れるこ とにより、機器が作動する。この場合にも、体の部分の姿勢は決して把握されな い。

ドイツ連邦共和国特許第３７１６６２３号により、所定の傾斜角度に達したとき にのみ電流を流す傾斜スイッチが知られている。このような傾斜スイッチは本発 明では、本発明に従って設けられた再接触要素の一つと置換できる補助要素にす ぎない。

接触要素（センサスイッチ）は基本的にはドイツ連邦共和国特許第２７５３３１ ４号によって知られている。この文献にはセンサスイッチの機能が説明しである 。本発明では、このようなセンサスイッチは必要であれば、湿っぽい部屋で使用 できるように改良される。これは、ガルバニッシュ分離を電子回路に組み込むこ とによって達成される。ドイツ連邦共和国特許第２７５３３１４号には、本発明 が基礎とするようにこのようなスイッチを安全回路に使用することは記載されて いない。

ドイツ連邦共和国特許第２６２７６６３号では、開閉要素として、次のように作 用する金属フィルムが設けられている。機器に外側から接触するこの金属フィル ムに人が接触することにより、その質量が変化する、すなわち増大する。それに よって、全部で２枚の金属フィルムによって形成された操作部材の容量の変化が 生しる。これにより、切換過程が開始される。その際、第２の金属フィルムは内 側にあり、人が接触しない。この文献も、機器の運転に関する安全性の解決に関 わり合っていない。

本発明の課題は、所定の危険でない運転状態が保証されるときにのみ、電動機器 が運転電流を受けるような安全回路を提供することと、この運転状態を生じるこ とである。

この課題は、機器をもはや危険なく取扱いできなくなるときに、既存の電流を遮 断するという、米国特許第３，６５１，３９１号の安全性要求のような今までの 普通の要求と異なっている。

そこで本発明では、危険てないと見なされ、適切な取扱いと見なされることが予 め確認される。危険でないことは、機器およびまたは操作する体の部分の、両手 段である“位置”およびまたは“姿勢“によって検出され、これに回路が普通の 回路手段を凌駕して左右される。

“位置“は以降において、機器の配置、場所および状態であると理解される。

“姿勢”とは、操作する体の部分の、機器の保持／位置であると理解される。

従って、本発明の効果は主として、機器が規定された危険のない状態にある（位 置）ときおよびまたは機器を操作する手（体の部分）が正しい姿勢であるときに のみ、装置が電流を受けることにある。

この課題は請求の範囲第１項または第２項によって解決される。

本発明による課題を解決するためには、次の要求を組み合わせなければならない 。

１、運転者やその他の環境のための高い安全性については次の質問がなされる。

ａ）いつスイッチを入れ、いつスイッチを切るか。

ｂ）とのような電圧が使用されるか。

２、スイッチは容易に手動操作可能であってはいけない（橋絡、固着等）。

３、スイッチは外部からの影響に対して充分に鈍感でなければならない。

４、スイッチは良好に製作可能および機器に使用可能でなければならない。

すなわち、本発明の基本思想は、従来のように、誤機能の場合、すなわち危険で ある場合に機器のスイッチを切ることでなく、完全に適切である操作のときにの みスイッチを入れることかでき、それによってあらゆる誤機能および危険要因に 対処される。

これは本発明に従い、安全スイッチを起動させるために、従来のように、スイッ チを起動させるための一つの所与（スイッチボタンを押す）たけで充分てはなく 、複数の前提条件を同時におよびまたは時間的に続けて満たさなければならない 二とによって達成される。米国特許第３，６５１，３９１号Φ図５．６の実施例 に関連してこれは次のことを意味する。すなわち、本発明では、各々の体の部分 のために２６のセンサスイッチ、すなわちここでは全部で４個のセンサスイッチ を設けなければならないことを意味する。

数字１ａ）に対して 第１の前提： 人の皮膚または大地電位との接触は、公知の機械的な安全スイッチを押すことに 相当する。

第２の前提： 位置は他の安全ファクターとして取り込まれる。機器に対する人の体の接触部分 の姿勢およびまたは機器自体の位置。

例えば少なくとも二つの接触要素の位置。この接触要素はそれぞれ、次のように 配置しなければならない。すなわち、人の手が機器上で所定の姿勢をとるとき、 必要であれば更に所定の押圧強さを加えるときにのみ、体の部分が操作要素に達 するように配置しなければならない。これはセンサスイッチと電子制御装置の接 触板の感度によって予定することができる。

数字ｌｂ）に対して 制ｉＩＩ′ＩＬ圧は全く危険のないようにすべきである。これは本発明に従って 達成される。なぜなら、大地電位が制御パルスとしての働きをするからである。

すなわち、回路は電流なしに作動する。

センサスイッチは電気的に橋絡てきないし機械的に確定できない。

数字３に対して センサ安全回路は外部からの影響に対して充分に鈍感である。なぜなら、電子制 御装置が合成樹脂で包むことが可能で、簡単な接触面が腐食せず、機構を含んで いないからである。

数字４に対して 製作は容易に可能である。なぜなら、公知の部品の新しい組み合わせ、所定の配 置、新しい課題および斃くほとの作用であるからでる。この新しいセンサ安全回 路は、機器の製作者に、従来の機械的安全スイッチよりも多くの組み込み例を可 能にする。

本発明の他の詳細は請求の範囲従属項から推察することができる。

図には本発明の実施例が示しである。

図１はドリルを示す図、 図２は電気式ねし切り器を示す図、 図３はアイロンを示す図、 図４は図１のドリルのための回路図、 図５は図２のねし切り器のための回路図、図６は図３のアイロンのだめの回路図 である。

図１において、トリルは参照番号（２）によって示しである。ドリルを保持する 人の手（５）はその大地電位（ｂ）を近接スイッチの接触板（３，４）　（セン サ板）にもたらす。この近接スイッチは、動作電流（ａ）が駆動モータ（Ｍ）に 流れるように電子制御装置（６，Ｉ）を制御する。導電性の２個の接触板（３゜ ４）は対向し、機器に対して絶縁され、そしてドリル（２）の把手に次のように 挿入されている。すなわち、人が片手であるいはわざと両手でドリル（２）を正 しく保持するときにのみ、人が接触板の両方に接触するよう挿入されている。

発電所の人特有の大地電位（ｂ）は接触によって接触板（３，４）にもたらされ る。電子制御装置（６）は、両人地電位（ｂ）がそれぞれ独自に接触するときに のみ、ドリルのだめの動作電流を流す。そのために必要な回路が図４に示しであ る。両人地電位（ｂ）の強さを切換基準として利用することが有意義であればそ うすることかできる。というのは、使用者がトリルを強く保持すればするはと、 大地電位（ｂ）の強さが自動的に増大するからである。

片手または両手（５）が所定の姿勢でなくなるかまたは弛く保持すると、直ちに 機器のスイッチが切られる。

図２と７には電気式ねじ切り器（２ｏ）が示しである。人の手（５）はその固有 の大地電位（ｂ）を接触板（３）にもたらす。この接触板は電子制御装！　（６ ゜■）を制御する。位置スイッチ（７）は、それが所定の正しい位置にあるとき に、他の制御信号（Ｃ）を電子制御装置（６，ＩＩ）に供給する。両制御パルス （ｂ。

Ｃ）が生じるときに、動作電流（ａ）が電子制御装置ｔ（６，ＩＩ）がら駆動モ ータ（Ｍ）へ流れる。

この電気式ねじ切り器はある程度以上傾斜させてはいけない。接触要素（３）は 、規定通りの操作のときに人が接触するように、機器に対して絶縁されて挿入さ れている。それによって、人特有の大地電位（ｂ）が接触板にもたらされる。

この接触板は大地電位を電子制御装置ｔ（６）に導く。

他のスイッチ（７）はその切換状態がその姿勢、すなわち垂直であるがまたは水 平であるかに依存する。このスイッチは電気式ねじ切り器が正しい位置にあると きに、パルス（Ｃ）を電子制御装置（６）に導（。両パルスが生じるときに、電 子制御装置（６）は動作電流（ａ）を流す。

図３と６では、電気運転のアイロン（３０）が設けられている。このアイロンの 規定通りの使用のときに接触板（３）が人の手（５）に接触するように、接触板 がアイロンに対して絶縁されて組み込まれている。それによって、入特有の大地 電位が接触板（３）に伝達される。この接触板は大地電位を電子制御装置ｔ（６ ゜■）に導く。

他のスイッチ（７）はその切換状態がその姿勢、すなわち垂直であるかまたは水 平であるかに依存する。このスイッチはアイロンが垂直姿勢であるときにのみ、 パルス（Ｃ）を電子制御装置（６，ＩＩＩ）に導く。この電子制御装置は、両パ ルス（ｂまたはＣ）の少なくとも一つが生しるときにのみ動作電流（ａ）を流す 。すなわち、アイロンが手に保持されているかまたは垂直であるとき（このみ動 作電流を流す。

二の実施例の場合には、“正しい操作のときにのみスイッチが入る”という本発 明の基本思想がきわめてよく判る。それによって、すべての誤機能が閉め出され る。瞬時におよびその状態で正しい操作に必ず制限されるのではなく、時間的に 続けてかつ異なるように正しい操作を行うことができる。

図３の実施例の場合には、図示した人の手（５）はその特有の大地電位（ｂ）を 接触板（３）にもたらす。この接触板は電子制御装置ｔ（６，Ｉ［［）を制御す る。

アイロンか規定通りに垂直姿勢をとると、姿勢スイッチ（７）は他の制御信号（ Ｃ）を電子制御装置（６，Ｉ［［）に供給する。少なくとも一つの制御パルス（ Ｃまたはｂ）が生じるときに、電気制御装置（６，Ｉ［［）は動作電流（ａ）を アイロンの加熱板に流す。

本発明による回路の利点は次の特徴に存する。

ａ）安全性がきわめて高い。機器は事実に即した正しい操作のときにのみスイッ チが入れられ、危険な場合には直ちにスイッチが切られる。

ｂ）接触板には電位は存在しない。

Ｃ）接触板はブリッジ不可能であるかスイッチとしてすることができない。

ｄ）回路は信頼性がある。なせなら、外部からの影響を受けないからである。

ｅ）回路は摩耗しない。

ｆ）回路はアークを生じないように形成可能である。

ｇ）回路は動く部分がない。スイッチを操作するための機構が不要である。

ｈ）接触板と機器の表面、例えば把手の表面との間の部分を滑らかに形成可能で ある。

ｉ）良好な取扱いが可能である。

本発明に至るには、技術水準から次のステップが必要である。

ａ）一般的に、危険なときに人が電動機器のスイッチを切り、全く危険がなく正 しい操作が行われるときにのみ機器のスイッチを入れ、すべての危険を閉め出す ことを克服する必要がある。

ｂ）更に、機器に対する操作人の体の部分の姿勢およびまたは機器の位置自体を 、所定の安全ファクターとして一緒に取り込む必要がある。

Ｃ）最後に次のステップが必要である。

１７人は機構から離れて動かないセンサスイッチを用いなければならない。

■９人は電流を流すのではなく、大地電位を加えなければならない。

請求の範囲第１項と第２項によって明らかなように、本発明は大地電位で作動す るセンサスイッチだけに関するものではない請求の範囲第５項参照）、この作用 は有利な実施形にすぎない。勿論、他のセンサスイッチ、例えば技術水準に従っ て容量的に作動するスイッチを使用することができる。これについてはドイツ連 邦共和国特許第２６２７６６３号を参照されたし。

図２．　４．　６の回路は例えば容量的に作動し、センサが異なっても、それに 付設された機器に関して同じ結果をもたらす。

参照符号 １　センサ安全スイッチ ２　トリル ３　接触板 ４　接触板 ５　人の手 ６　電子制御装置 ７　姿勢スイッチ ２０　！気式ねじ切り器 ａ　動作電流 ｂ　大地電位 Ｃ制御パルス ｂ Ｆｉｇ、　３ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年１０月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電流の供給開始のために、協働する復数の開閉部材が設けられている電動機 器の安全回路において、開閉部材の機能を開始する操作人の各々の体の部分のた めの少なくとも二つの開閉部材が設けられ、この開閉部材が相互にかつ機器に対 して絶縁された接触要素（センサ板）を備え、機器上での体の部分の姿勢が適切 で正しいときに、人の体の部分が接触要素に同時に接触するように、接触要素が 配置されていることを特徴とする安全回路。 ２．電流の供給開始のために、協働する復数の開閉部材が設けられている電動機 器の安全回路において、少なくとも二つの開閉部材が設けられ、この開閉部材の 少なくとも一つが機器に対して絶縁された接触要素（センサ板）を備え、かつ機 器の操作が適切で正しい時に体の部分が接触要素に接触するように、接触要素が 機器上に配置され、他の開閉部材がその作動位置において機器の配置に応答する ことを特徴とする安全回路。 ３．開閉部材がアンドまたはオア回路に設けられていることを特徴とする請求の 範囲第２項の安全回路。 ４．開閉部材が互いに時間的にずらして応答することを特徴とする請求の範囲第 １項または第２項の安全回路。 ５．接触要素が大地電位に応答することを特徴とする請求の範囲第１項または第 ２項の安全回路。 ６．アースに接続された導電性の各々の体の部分に供されるジェネレータの大地 電位が、その安全回路の励起のために一緒に使用されることを特徴とする請求の 範囲第１項または第２項の安全回路。 ７．動作電圧を供給開始するために、大地電位が機器の適切で正しい操作によっ て少なくとも１回伝達されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項の 安全回路。 ８．接触要素に電圧がかけられていないことを特徴とする請求の範囲第１項また は第２項の安全回路。 ９．開閉部材の接触要素の、大地電位をかけていない導電的相互接続が、電子制 御装置（６）の起動を生じないことを特徴とする請求の範囲第１項の安全回路。 １０．作業機器をしまうときに接触要素に大地電位がかからないように、接触要 素が配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項の安全回路 。 １１．接触要素が体の部分による接触強さに合わせられていることを特徴とする 請求の範囲第１項または第２項の安全回路。 １２．機器の間違った取扱いのときに動作電圧が直ちに切られることを特徴とす る請求の範囲第１項または第２項の安全回路。 １３．開閉部材が他の開閉部材と協働することを特徴とする請求の範囲第１項ま たは第２項の安全回路。 １４．複数の回路が組み合わせられていることを特徴とする請求の範囲第１項ま たは第２項の安全回路。 １５．構成要素がほとんど摩耗しないことを特徴とする請求の範囲第１項または 第２項の安全回路。 １６．開閉要素がアークを発生しないことを特徴とする請求の範囲第１項または 第２項の安全回路。 １７．接触要素が可動の作業機器の把手の範囲に設けられていることを特徴とす る請求の範囲第１項または第２項の安全回路。 １８．接触要素が動かないように設けられていることを特徴とする請求の範囲第 １項または第２項の安全回路。 １９．接触要素が機器または把手の表面に設けられていることを特徴とする請求 の範囲第１８項の安全回路。 ２σ．接触要素の表面と機器（把手）の表面の間が滑らかであることを特徴とす る請求の範囲第１項または第２項の安全回路。 ２１．接触要素が把手の表面に水密に設けられていることを特徴とする請求の範 囲第１項または第２項の安全回路。 ２２．可動の作業機器の場合に使用されることを特徴とする請求の範囲第１項ま たは第２項の安全回路。