JPH112392A

JPH112392A - 安全装置

Info

Publication number: JPH112392A
Application number: JP15555097A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Itaya; 一郎板屋
Original assignee: Itaya Seisakusho KK
Current assignee: Itaya Seisakusho KK
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JP3046262B2

Abstract

(57)【要約】【課題】如何なる外観形状の装置に対しても簡単に、
しかも、省設置スペースで人間等の近寄りを検出し、人
間の安全性を高めることが可能になる。【解決手段】装置１０００の上方には、クロスバー１
０４等が設けてあって、これに赤外線センサユニット４
００をケーブル４０１で数珠繋ぎで接続し、その１つを
コントロールボックス３００に接続する。各赤外線セン
サ４００のいずれか１つが、自身の検出レンジ内に人間
等の進入を検出すると、コントロールボックス３００は
機械稼働部を停止すると共に、ブザーを鳴らし、ランプ
３０１を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は安全装置、例えば機
械的稼働部に人間が不用意に近づいた場合の警報の発生
や稼働を停止させるために用いる安全装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械的動作を行なう装置、たと
えば、バネ製造装置等の線材成形装置においては、危険
な稼働部位を有している。そのため、その装置の使用者
は勿論、見学者等に対する安全対策が施されていること
は望ましい。

【０００３】これまでのこの種の装置における安全対策
の代表的なものは、装置を覆うカバーを設けるものであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カバー
を設ける場合には、装置が本来要求しているスペースよ
り遙かに多くのスペースを必要とし、なおかつ、装置の
メンテナンスや調整等を行なう場合には非常に手間のか
かるものであった。

【０００５】また、装置の形状に合わせてカバーを作成
することで、より少ないスペースで安全性を得ることも
考えられるが、異なる装置であれば、当然にその外観形
状も異なるので、それぞれの装置毎に独立したカバーを
製造することが必要になり、コスト的に問題が残る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来技術
に鑑み成されたものであり、如何なる外観形状の装置に
対しても簡単に、しかも、省設置スペースで人間等の近
寄りを検出し、人間の安全性を高めることを可能ならし
める安全装置を提供しようとするものである。

【０００７】この課題を解決するため、本発明の安全装
置は以下の構成を備える。すなわち、機械的稼働部位を
有する装置もしくは前記稼働部位への人間等の近寄りを
検出した場合に、警報又は／及び前記稼働部位を緊急停
止させるため、検出結果を所定の制御装置に出力させる
安全装置であって、所定の空間的な範囲内に人間等の存
在があるか否かを検出するセンサユニットと、ここで、
センサユニットは、上流側及び下流側のセンサユニット
と電気的に接続する２つのコネクタを有する、前記セン
サユニット間を接続するケーブルとを備え、前記センサ
ユニットを前記ケーブルで接続した場合における、電気
的に最端部にあるセンサユニットのコネクタの一方を前
記制御装置に接続することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態を詳細に説明する。

【０００９】図１は実施形態における線材成形装置（バ
ネ製造装置）の正面図、図２はその側面図を示してい
る。

【００１０】図示において１０００が線材成形装置であ
って、３００は本装置の各種処理を制御するためのコン
トロールボックス（表示画面と各種設定を行なうキーを
有する）である。このコントロールボックス３００に
は、後述するごとくブザーと警報ランプ３０１が設けら
れている。２０００は実際に線材の成形を行う線材成形
部である。

【００１１】線材成形部２０００は、主として円盤状の
テーブル２０１と、その円盤テーブル２０１の周囲に配
設された、それぞれ特異な動作を行なう成形ツール部２
１０で構成されている。テーブル２０１の中心部分は空
洞（穴）が空いていて、図１にあっては紙面後方から紙
面手前に向けての線材送り出しを案内するガイド２０２
が位置している。この線材の送り出しは、図１の背面に
設けられた不図示のフィードローラの駆動によるもので
ある。

【００１２】成形ツール部２１０のそれぞれは、少なく
とも１つの駆動モータ（２つの場合もある）２１１と、
この駆動モータ２１１の回転軸に固定された偏芯カム２
１２、そして、偏芯カム２１２に当接し、先端に成形ツ
ールを有するスライダ２１３で構成されている。また、
図示の如く成形ツール部２１０の基板後端には一対のポ
ール２２０が設けられており、またスライダ２１３の両
側面にも一対の突起部２１３が設けられている。これら
の間に伸張バネを張ることで、スライダ２１３が偏芯カ
ム２１２に向けて圧接するように維持されている。な
お、図示では伸張バネは示していない。以上の構成を有
することで、各成形ツール部２１０は、その偏芯カムの
形状に従って、先端部成形ツールのテーブル２０１の中
心方向に対する往復運動を行なわせることが可能にな
る。なお、成形ツールの役割上、一方に沿って往復運動
するだけでなく、例えば、その先端部の成形ツールを回
動させることが必要なものは、更にもう１つのモータを
備えることになる。

【００１３】先に説明したコントロールボックス３００
は、これらのモータや線材送り出し用のモータを適宜駆
動することで、線材の成形、たとえばバネの製造を行な
うことになる。

【００１４】また、各成形ツール部２１０は、テーブル
２０１の円周に沿って自由な位置に移動し、固定できる
ようになっている。これは、本願出願人が既に提案した
ものであるので、その詳述はここでは述べないが、簡単
に説明すると、テーブル２０１の盤面に溝２３０、更に
はテーブル２１０の側面にも溝２３１を設け、各成形ツ
ールの該当する位置に描く溝に固定する係止部を有する
ことで実現した。

【００１５】次に、上記構成における線材成形装置にお
ける、実施形態の安全システムについて説明する。

【００１６】本実施形態においては、人間が線材成形装
置、とりわけ線材成形部２０００に近づくと、それを検
出し、警報（ブザー音を鳴らし、警報ランプを駆動す
る）を行ない、且つ、線材成形装置の駆動を停止するも
のである。

【００１７】まず、人間が近づくことを検出する手段で
あるが、実施形態では赤外線センサを用いることで実現
した。赤外線センサ自身は公知のものであるので、それ
自身についての詳細は省略するが、本実施形態における
特徴は、その赤外線センサを少ない信号線で数珠繋ぎ
（ディジーチェーン）に接続し、且つ、線材成形装置の
稼働部位を取り巻くように張りめぐらせたクロスバーに
夫々の赤外線センサを固定するようにしたことである。

【００１８】以下、図面に従って具体的な適用例を説明
する。

【００１９】図１、図２における符号４００それぞれが
実施形態における赤外線センサユニットであり、４０１
は各赤外線センサユニットどうしを接続するためのケー
ブルである。１つの赤外線センサユニットの外観斜視図
を図３、その底面図が図４に示す。

【００２０】赤外線センサユニット４００には、クロス
バー１０３〜１０５を通過させる孔部４０１ａを有する
固定部４０１が設けられており（固定部４０１に設けら
れたネジを回すことで挟圧し固定する）、また、ケーブ
ル４０１を接続するための２つのコネクタ４００ａ、４
００ｂを有する。

【００２１】また、底面には、赤外線で物体（実際には
人間）を検出する範囲を規定するスリット４０３を有す
るスリット板４０２がネジ等で固定されている。このス
リット４０３の形状は、図示の如く長さに対する幅が十
分に小さなものとした（理由は後述）。尚、スリット盤
４０２をネジ止めした理由は、スリット４０３の大きさ
や形状が異なるいくつかのタイプのスリット板４０２を
用意しておき、それらを適宜交換できるようにするため
である。たとえば“Ｌ”字形のスリットを装着すること
で、その形状の範囲を検出することができる。

【００２２】赤外線センサユニット４００内部には赤外
線センサを有しており、これ自身は公知であるのでここ
での詳述は省略するが、要するに従前に検出した温度状
態（温度分布）に対して変化があるか否かを検出するも
のである。したがって、たとえば人間が検出レンジ外に
いた状態からその検出レンジ内に入ると、それまでとは
異なる温度分布を検出できるので、人間等が検出レンジ
に入ってきたか否かを容易に判定できる。

【００２３】図５は、図１及び図２における安全センサ
システムを構築する部分のみを示している。

【００２４】図示の如く、支柱１０１、１０２には適当
な固定具を介して、クロスバー１０３、１０５及び補助
的な役割を果たすためのクロスバー１０６を固定する。
更に、クロスバー1１０３及び１０５の先端には更なる
クロスバー１０４を固定した。そして、このクロスバー
１０３〜１０５（場合によっては１０６を含む）上に、
先に説明した赤外線センサユニット４００の孔部４０１
ａを通して、適度は間隔で固定する。また、クロスバー
１０３〜１０６の水平を維持するため、支柱１０１、１
０２の上端には、サポート部材１０７、１０８を固定
し、それぞれに伸縮しないサポート棒１０９、１１０の
一端を固定すると共に、クロスバー１０３、１０５上の
所定位置にもう一方端を固定させた。

【００２５】こうして、各クロスバー上に赤外線ユニッ
ト４００を固定した後、各赤外線センサユニット４００
のコネクタ４００ａ、４００ｂを互いに接続する。そし
て、両端に位置にある２つの赤外線センサユニットの一
方の赤外線センサユニット（コントロールボックスの近
いユニット）のコネクタ４００ａ（もしくは４００ｂ）
とコントロールボックス３００とを接続し、もう一方端
の赤外線センサユニットの空いているコネクタにはター
ミネータ（後述）を接続することで、赤外線センサユニ
ットによる数珠繋ぎを形成する。

【００２６】この結果、先に説明した如く、各赤外線セ
ンサユニットの底面にはスリット４０３で規定される範
囲について検出レンジが設定されることになり、且つ、
各赤外線センサユニットを適度な間隔でクロスバーに固
定させることで、図５の如く、互いに重複する検出レン
ジを形成し、あたかも空間上に比較的薄い幅Ｗを有する
検出可能は「壁」を設けることが可能にしている。ここ
で幅Ｗは、赤外線センサユニット４００のスリット４０
３によって規定されるものである。図示の如く、その幅
Ｗは適度に狭い範囲にあるので、何もない場合と比較し
て、意図した範囲についてのみ検出対象とすることがで
きる。

【００２７】図６は、上記のようにして構築した赤外線
センサユニットの接続時における等価回路を示してい
る。

【００２８】コントロールボックス３００と赤外線ユニ
ット４００及び各赤外線ユニットを接続するケーブルに
は、図示の如く３本の信号線が含まれるだけであり、そ
のケーブルの太さを小さくすることにも寄与している。

【００２９】この中の２つは、各赤外線センサユニット
への駆動電力を与えるためのＶＣＣとグランドＧＮＤ信
号であり、残りの信号線は赤外線センサユニットが人間
等の検出レンジへの進入を検出したか否かを報知するた
めの信号ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬである。

【００３０】また、赤外線センサユニット４００内に
は、上記の駆動電力を受け、スリット４０３を介して温
度変化（温度分布の変化）を検出するセンサ部４１０
と、このセンサ部４００からの検出信号に従ってコネク
タ４００ａ、４００ｂにおける信号線ＤＥＴＥＣＴ＿Ｓ
ＩＧＮＡＬを電気的に接続／非接続するスイッチ（たと
えばアナログスイッチ）４２０を有する。

【００３１】通常状態（温度変化が何も検出されない場
合）には、このスイッチ４２０は接続状態を保つように
させた。

【００３２】また、終端にある赤外線センサユニット４
００のコネクタ４００ｂには、図示の如くターミネータ
４５０を接続させ、信号線ＧＮＤと信号線ＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＧＮＡＬとをショート（短絡）させてある。

【００３３】また、コントロールボックス３００側のコ
ネクタにおける信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬは図
示の如く適当な抵抗によってプルアップさせておく。

【００３４】以上の構成の結果、コントロールボックス
３００は、ケーブルを介して各赤外線センサユニット４
００に駆動電力を与え続け、信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩ
ＧＮＡＬの電圧レベルを監視する。

【００３５】通常状態の場合、各赤外線センサユニット
４００は、自身の２つのコネクタの信号線ＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＧＮＡＬを接続状態にし、且つ、終端の赤外線セ
ンサユニット４００にはターミネータ４５０を接続して
いるから、コントロールボックス３００が監視している
信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬの電圧は信号線ＧＮ
Ｄと同電位（０ボルトで、論理レベル“０”）となる。

【００３６】また、いずれかの赤外線センサユニット４
００が自身の検出レンジ内に人間（もしくは手や足等で
も良い）の進入を検出すると、その赤外線センサユニッ
トのスイッチ４２０は非接続状態に移行する。この結
果、コントロールボックス３００におけるＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＮＧＡＬは信号線ＧＮＤと非接続状態になり、な
おかつ、プルアップされているので電圧はｈｉｇｈ、つ
まり、論理レベル“１”になる。

【００３７】したがって、コントロールボックス３００
は、この信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬの論理レベ
ル“１”になったか否かを判定し、それが“１”になっ
た場合に、それまで動作していた線材成形制御を緊急停
止させると共に、ブザー（不図示）の駆動及び警告ラン
プ３０１を駆動するようにすれば良いことになる。

【００３８】なお、実施形態ではコントロールボックス
３００内で、信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬをプル
アップさせる例を説明したが、赤外線センサユニットと
コントロールボックスとを接続するケーブルについて
は、他の赤外線センサユニットどうしを接続するケーブ
ルと異なり、信号線ＶＣＣと信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩ
ＧＮＡＬとを適当な抵抗を介して接続するようにしても
良いであろう。

【００３９】更にまた、ターミネータ４５０は信号線Ｇ
ＮＤと信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬを接続した
が、これに替えて信号線ＶＣＣと信号線ＤＥＴＥＣＴ＿
ＳＩＧＮＡＬとを接続しても良い。この場合には、コン
トロールボックス３００側あるいはコントロールボック
スに接続するケーブルにおいては、信号線ＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＧＮＡＬをグランドにプルダウンさせるようにす
る。この結果、信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬの論
理レベルの意味は逆転することになる。

【００４０】さて、実施形態では、信号線ＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＧＮＡＬが“１”になると、コントロールボック
ス３００内にあるＣＰＵ（図示せず）に対して、割り込
み信号として作用するようにした。

【００４１】図７は、この信号を受けた場合におけるＣ
ＰＵの割り込み処理を示している。なお、線材成形処理
もこのＣＰＵが実行することになるが、本願発明には直
接には関係がないので、ここでは、割り込み処理につい
て説明する。

【００４２】信号線ＤＥＴＥＣＴ＿ＳＩＧＮＡＬが
“１”になって、ＣＰＵに割り込みがかかると、まず、
ステップＳ１で、線材成形に係る全駆動系を緊急停止さ
せる。ついで、ステップＳ２、３に進み、ブザーの駆動
と警告ランプ３０１の駆動を行なう。そして、ステップ
Ｓ４で、コントロールボックス３００に設けられた所定
キー（例えばリセットキーや警報停止キー等）の入力を
検出するまで警報を発し続ける。

【００４３】以上説明したように本実施形態に従えば、
装置、特に、機械的稼働部分に人間もしくは人間の手な
ど近づいた場合に、赤外線センサユニットの連鎖によっ
てそれを検出することで、安全性を高めることができる
ようになる。

【００４４】したがって、従来の如く、カバーを設ける
ことはなく、且つ、設置スペースについても実質的な問
題は起らない。

【００４５】また、実施形態では、線材成形装置に２本
の支柱を設ける例を説明したが、装置に支柱を設ける部
位がない場合には、支柱を床に立てるためのスタンドを
接続することで実現できるので、上記実施形態によって
本発明が限定されるものではない。また、支柱の数も、
適宜変更するようにしても良い。

【００４６】また、更に、実施形態では、赤外線センサ
ユニットを３本のクロスバー（１０３、１０４、１０
５）上に固定し、全体として上方から見た場合に、
“コ”字形態にセンサ範囲を設定する例を説明したが、
これに限らず如何なる形状にも適用でき、且つ、赤外線
センサユニットを多数接続することで如何なる大きさに
対しても対処できることは上記説明からすれば容易に想
到できよう。すなわち、支柱、クロスバーの組み合わ
せ、特に異なる長さのクロスバーの組み合わせ、更に
は、赤外線センサユニットの設置個数によって如何なる
形状や範囲でも検出対象とすることができる。

【００４７】また、上記実施形態からすれば、人間等の
進入を検出することもできると共に、赤外線センサユニ
ット間、或いは赤外線センサユニットとコントロールボ
ックス間のケーブルのいずれか１つでも切れた（もしく
は正しく接続されていない）場合にもそれを検出するこ
とができる。なぜなら、その状態は、人間の進入と等価
の状態にあるからである。したがって、人間が近づいて
もいないのに、装置の稼働が停止し、警報がなされた場
合には、ケーブル回りに何等かの異変が発生したと判断
することもできるようになる。

【００４８】更にまた、上記実施例では線材成形装置を
例にして説明したが、これによっても本発明が限定され
るものでもない。すなわち、一般敵に機械稼働する装置
の安全システムを構築できるからである。この場合、単
に警報を発するだけで良いのであれば、一方端にある赤
外線センサユニットに向けて電力の供給とＤＥＴＥＣＴ
＿ＳＩＧＮＡＬ信号の検出を行なう装置を備えることで
実現できるが、望ましくは、実施形態で説明したよう
に、機械の動作を停止させるコントローラに接続するこ
とが望ましい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、如
何なる外観形状の装置に対しても簡単に、しかも、省設
置スペースで人間等の近寄りを検出し、人間の安全性を
高めることが可能になる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における線材成形装置の正面図であ
る。

【図２】実施形態における線材成形装置の側面図であ
る。

【図３】実施形態における赤外線センサユニットの外観
斜視図である。

【図４】実施形態における赤外線センサユニットの底面
図である。

【図５】実施形態における赤外線センサユニットの安全
装置の適用例の外観斜視図である。

【図６】図５の赤外線センサユニットの接続関係の電気
的等価回路を示す図である。

【図７】実施形態におけるコントローラの動作処理の一
部を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１、１０２支柱１０３〜１０６クロスバー３００コントロールボックス３０１警報ランプ４００赤外線センサユニット４０１ケーブル１０００線材成形装置

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年８月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的稼働部位を有する装置もしくは前
記稼働部位への人間等の近寄りを検出した場合に、警報
又は／及び前記稼働部位を緊急停止させるため、検出結
果を所定の制御装置に出力させる安全装置であって、所定の空間的な範囲内に人間等の存在があるか否かを検
出するセンサユニットと、ここで、センサユニットは、上流側及び下流側に位置す
るセンサユニットと電気的に接続する２つのコネクタを
有する、前記センサユニット間を接続するケーブルとを備え、前
記センサユニットを前記ケーブルで接続した場合におけ
る、電気的に最端部にあるセンサユニットのコネクタの
一方を前記制御装置に接続することを特徴とする安全装
置。
【請求項２】前記ケーブルの電気的接続が切断された
場合に、前記制御装置に断線したことを通知する手段を
備えることを特徴とする請求項第１項に記載の安全装
置。
【請求項３】前記センサユニットには、所定の支持部
材に固定する固定部を備えることを特徴とする請求項第
１項に記載の安全装置。
【請求項４】前記機械的駆動部を有する装置は、線材
成形装置であることを特徴とする請求項第１項に記載の
安全装置。
【請求項５】前記センサユニットは赤外線センサユニ
ットであって、底面には検出範囲を規定する所定の形状
のスリットが設けられていることを特徴とする請求項第
１項に記載の安全装置。
【請求項６】前記ケーブルには、センサユニットへの
電力供給のため一対の信号線と、センサユニットにおけ
る人間等の存在の検出結果を示す検出信号線が含まれる
ことを特徴とする請求項第１項に記載の安全装置。
【請求項７】前記センサユニットは人間の存在を検出
した場合に前記２つのコネクタ間における前記検出信号
線を非接続状態にするスイッチを有し、前記ケーブルでセンサユニットを接続した場合におい
て、前記制御装置に接続する側とは反対方向の端部にあ
るセンサユニットのコネクタには、前記一対の電力供給
する信号の一方を前記検出信号線と接続するターミネー
タを装着することを特徴とする請求項第５項に記載の安
全装置。