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技術 光線式安全装置

出願人 株式会社理研オプテック
発明者 永井俊一
出願日 2000年10月20日 (19年9ヶ月経過) 出願番号 2000-321309
公開日 2002年5月8日 (18年3ヶ月経過) 公開番号 2002-126899
状態 特許登録済
技術分野 安全装置一般 プレス機械及び付属装置 プレス機械の制御
主要キーワード 位置構成 ガード板 通光状態 通常距離 サイドガード ストローク動作 ガード部材 一番手前
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年5月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

プレス機械金型の大きさの変化などで安全距離が移動する際、作業者手腕の下方からの侵入を防ぐガード板も最適な長さにすることができ、作業者に安全で効率のよい作業が行えるようにする。

解決手段

全空間をつくる複数の光軸を有し、複数の光軸のうち危険領域から安全距離を保つ位置に配設される光軸の下方に下側からの侵入物を防ぐガード部材17を設け、ガード部材は、プレス機械に固定されるL字状ガード部材34の上に重なる位置に固定する。

概要

背景

従来より、プレス機械等の産業用機械において、機械作業者との間に光線式安全装置を設置し、作業者の安全を確保している。例えば、図7はこのような光線式安全装置野例を示す図である。同図に示すように、光線式安全装置はプレス機械と作業者との間に設けられ、発行部71と受光部72と制御部73で構成されている。そして、制御部73から出力される制御信号に従って発行部71の最上段発光素子1−1から、順次1−2、1−3、・・・1−nと発光し、受光部72側の受光素子2−1、2−2、2−3、・・・2−nで対応する光を受光する。

そして、何れかの発光素子からの光が、対応する受光素子で受光できない時、即ち、作業者の身体の一部、又は部品や材料等で光を遮断した場合、プレス機械の駆動信号が入力したとしても、プレス機械の駆動を停止する。また、プレス機械が駆動中であっても、発光素子からの発光が遮断された場合、プレス機械の駆動を直ちに停止する。

また、このような従来のプレス機械の光線式安全装置では、例えば上型下降駆動する際、1本の光軸でも遮光状態であればプレス機械の駆動を停止する構成である。そして、今日では、安全性確保の面から2層以上の光軸を作業者とプレス機械間に設け、全ての光軸が通光した時プレス機械を駆動する制御を行っている。即ち作業者が加工材料金型内にセットし、手腕を戻すとプレス機械の上型を上死点位置から1ストローク動作させる信号を出力するPSDI(プレゼンスセンシングデバイス・イニシュエーション)機能を有する方式が採用されている。

したがって、従来の光線式安全装置に比べてPSDI機能を使用するプレス機械では、安全上充分な配慮が払われなければならない。つまり、光線式安全装置は、正確な判断を行い作業者の安全を確保しなくてはならない。このため、光線式安全装置が誤った判断をしないように作業者とプレス機械との間にガード板というものをサイドと下方に設けている。これにより、作業者の手などが光軸のないところから侵入することを防ぎ、プレス機械の誤作動に対処している。

ところで、作業者とプレス機械との間で危険とされる領域がある。これは、プレス機械の金型直前の位置からどのくらいの距離までが危険であるか、またはどのくらい距離から安全であるかを示すものである。そして、この危険領域、または安全距離は、プレス機械毎に設定され、予め決められている計算式により求められる。

そして、上述した光線式安全装置の下側からプレス機械に進入することを防止するガード板の長さは、この安全距離の長さと同じでなくてはならない。即ち、プレス機械と作業者との間の安全装置の下側に隙間を空けないようにしなくてはならない。

概要

プレス機械の金型の大きさの変化などで安全距離が移動する際、作業者の手腕の下方からの侵入を防ぐガード板も最適な長さにすることができ、作業者に安全で効率のよい作業が行えるようにする。

全空間をつくる複数の光軸を有し、複数の光軸のうち危険領域から安全距離を保つ位置に配設される光軸の下方に下側からの侵入物を防ぐガード部材17を設け、ガード部材は、プレス機械に固定されるL字状ガード部材34の上に重なる位置に固定する。

目的

本発明は上記の課題に鑑み、金型の大きさやプレス機械の種類によって安全距離が変化した際でも、ガード板の長さを強度を保ちながら伸縮可能とし、作業者が安全に効率よく作業を行える光線式安全装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

プレス機械光線式安全装置において、安全空間をつくる複数の光軸を有し、前記複数の光軸のうち危険領域から安全距離Sを保つ位置に配設される光軸の下方に下側からの侵入物を防ぐガード部材が設けられていることを特徴とする光線式安全装置。

請求項2

前記ガード部材は、前記プレス機械に固定されるL字状ガード部材の上に重なる位置に固定されていることを特徴とする請求項1記載の光線式安全装置。

請求項3

前記ガード部材は、前記プレス機械に対して前後方向に移動する第1の移動枠に固定され、前記L字状ガード部材の面上をスライド移動することを特徴とする請求項2記載の光線式安全装置。

請求項4

前記ガード部材と前記L字状ガード部材が重なっている時の全体の長さは、常に前記安全距離Sと等しい長さであることを特徴とする請求項3記載の光線式安全装置。

請求項5

前記安全距離Sは、前記プレス機械の金型直前の位置からの距離であって、所定の計算式によって求められることを特徴とする請求項4記載の光線式安全装置。

請求項6

前記複数の光軸のうち危険領域から安全距離Sを保つ位置に配設される光軸以外の光軸は、前記第1の移動枠に対して上下方向に移動可能な第2の移動枠に配設されることを特徴とする請求項5記載の光線式安全装置。

請求項7

前記L字状ガード部材の面上をボルスタ上面とすることを特徴とする請求項6記載の光線式安全装置。

技術分野

0001

本発明は、プレス機械光線式安全装置に関する。

背景技術

0002

従来より、プレス機械等の産業用機械において、機械作業者との間に光線式安全装置を設置し、作業者の安全を確保している。例えば、図7はこのような光線式安全装置野例を示す図である。同図に示すように、光線式安全装置はプレス機械と作業者との間に設けられ、発行部71と受光部72と制御部73で構成されている。そして、制御部73から出力される制御信号に従って発行部71の最上段発光素子1−1から、順次1−2、1−3、・・・1−nと発光し、受光部72側の受光素子2−1、2−2、2−3、・・・2−nで対応する光を受光する。

0003

そして、何れかの発光素子からの光が、対応する受光素子で受光できない時、即ち、作業者の身体の一部、又は部品や材料等で光を遮断した場合、プレス機械の駆動信号が入力したとしても、プレス機械の駆動を停止する。また、プレス機械が駆動中であっても、発光素子からの発光が遮断された場合、プレス機械の駆動を直ちに停止する。

0004

また、このような従来のプレス機械の光線式安全装置では、例えば上型下降駆動する際、1本の光軸でも遮光状態であればプレス機械の駆動を停止する構成である。そして、今日では、安全性確保の面から2層以上の光軸を作業者とプレス機械間に設け、全ての光軸が通光した時プレス機械を駆動する制御を行っている。即ち作業者が加工材料金型内にセットし、手腕を戻すとプレス機械の上型を上死点位置から1ストローク動作させる信号を出力するPSDI(プレゼンスセンシングデバイス・イニシュエーション)機能を有する方式が採用されている。

0005

したがって、従来の光線式安全装置に比べてPSDI機能を使用するプレス機械では、安全上充分な配慮が払われなければならない。つまり、光線式安全装置は、正確な判断を行い作業者の安全を確保しなくてはならない。このため、光線式安全装置が誤った判断をしないように作業者とプレス機械との間にガード板というものをサイドと下方に設けている。これにより、作業者の手などが光軸のないところから侵入することを防ぎ、プレス機械の誤作動に対処している。

0006

ところで、作業者とプレス機械との間で危険とされる領域がある。これは、プレス機械の金型直前の位置からどのくらいの距離までが危険であるか、またはどのくらい距離から安全であるかを示すものである。そして、この危険領域、または安全距離は、プレス機械毎に設定され、予め決められている計算式により求められる。

0007

そして、上述した光線式安全装置の下側からプレス機械に進入することを防止するガード板の長さは、この安全距離の長さと同じでなくてはならない。即ち、プレス機械と作業者との間の安全装置の下側に隙間を空けないようにしなくてはならない。

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上述したように金型の大きさやプレス機械の種類によって安全距離の位置は変化してしまう。例えば、金型を小さいものに換えた場合、安全距離はプレス機械側の方に移動する。この時、光線式安全装置は安全距離に合わせて移動させるが、ガード板は、通常プレス機械側に固定されているため、光線式安全装置を移動した分ガード板は余分に突き出ている。そのため、作業者は、材料を金型に載せる度に腕をいっぱい伸ばさなくてはならなくなり、効率の悪い作業となってしまう。また、金型を大きいもの換えた場合、ガード板の長さが足りなくなりプレス機械の下側に隙間ができてしまうこともとても危険である。

0009

本発明は上記の課題に鑑み、金型の大きさやプレス機械の種類によって安全距離が変化した際でも、ガード板の長さを強度を保ちながら伸縮可能とし、作業者が安全に効率よく作業を行える光線式安全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

0010

上記の課題を解決するために本発明では、プレス機械の光線式安全装置において、安全空間をつくる複数の光軸を有し、前記複数の光軸のうち危険領域から安全距離Sを保つ位置に配設される光軸の下方に下側からの侵入物を防ぐガード部材が設けられていることを特徴とする光線式安全装置を提供することによって達成できる。

0011

ここで、危険領域とは、プレス機械の上型(金型)が下型(金型)に達した時の金型の前面の領域を指し、その危険領域に係らない直前の位置から測る距離が安全距離Sになる。また、ガード部材は、プレス機械のL字型ガード部材に載上する際、プレス機械と作業者の間の下方に隙間を空けないような大きさで構成されている。

0012

このように構成することによって、ガード部材は、安全距離Sと共に移動することができるので、ガード板が作業者側に余分に出たり、またガード板の長さが足りなくなりプレス機械の下方に隙間が空くようなことがなくなる。請求項2記載の発明は、請求項1記載の光線式安全装置において、前記ガード部材は、前記プレス機械に固定されるL字状ガード部材の上に重なる位置に固定されていることを特徴とする。

0013

このように構成することにより、下方に隙間が空くことなく作業を行うことができる。請求項3記載の発明は、請求項2記載の光線式安全装置において、前記ガード部材は、前記プレス機械に対して前後方向に移動する第1の移動枠に固定され、前記L字状ガード部材の面上をスライド移動することを特徴とする。

0014

ここで、ガード部材を前後に移動させる際、一番手前または一番奥に移動しても安全空間の下方に隙間が空かないようにガード部材及びL字状ガード部材の大きさを設定する。このように構成することにより、下方に隙間を空けることなく簡単にガード板の長さを調節することができる。

0015

請求項4記載の発明は、請求項3記載の光線式安全装置において、前記ガード部材と前記L字状ガード部材が重なっている時の全体の長さは、常に前記安全距離Sと等しい長さであることを特徴とする。このように構成することにより、作業者は、最適な作業位置で安全に効率よく作業を行うことができる。

0016

請求項5記載の発明は、請求項4記載の光線式安全装置において、前記安全距離Sは、前記プレス機械の金型の直前の位置からの距離であって、所定の計算式によって求められることを特徴とする。このように構成することにより、作業者は安全で効率よい距離でプレス作業を行うことができる。

0017

請求項6記載の発明は、請求項5記載の光線式安全装置において、前記複数の光軸のうち前記安全空間の最上部及び最下部に配設される光軸は、前記第1の移動枠に対して上下方向に移動可能な第2の移動枠に配設されることを特徴とする。

0018

このように構成することにより、使用される金型の大きさが変っても正確な安全空間を設定することができる。請求項7記載の発明は、請求項6記載の光線式安全装置において、前記L字状ガード部材の面上をボルスタ上面とすることを特徴とする。

0019

このように構成することにより、作業者とプレス機械との間の下方に隙間が空くことなく、ガード部材をスムーズに移動することができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は、本実施形態の光線式安全装置(以下、単に安全装置とする)11の断面を示す図である。尚、図1における安全装置11は、不図示のプレス機械の両側に設置されているが説明を簡単にするために片方のみを示す。また、同図において、矢印F方向がプレス機械の前方向であり、矢印B方向がプレス機械の後方向である。

0021

また、同図において、安全装置11は、4つの光軸a〜光軸dと、それら4つの光軸の内、光軸b〜光軸dを固定する固定枠12と、その固定枠12を支える4本のパイプ13〜パイプ16と、下方からの侵入を防ぐガード板17(鉄板)とで構成されている。そして、後述するが、このパイプ13〜パイプ16により固定枠をプレス機械に対して上下方向又は前後方向に移動することが可能になる。つまり、上下方向に移動する移動枠とその移動枠を更に前後方向に移動させる移動枠の2つの移動枠で構成する。

0022

また、安全装置11には、側面からの侵入を防ぐサイドガード18が外側に備えられている。そして、光軸a〜光軸dには、それぞれ多数個の光軸が一定の間隔で形成されている。尚、当該光軸の発光素子は、例えばLEDやレーザー等で構成でき、受光素子はフォットトランジスタフォットダイオード等で構成する。

0023

また、上述の矢印B方向には、不図示の作業者が位置し、プレス機械に対して安全装置11を挟んで対峙する関係である。ここで作業者は材料をプレス機械の不図示の上型(金型)上に載置すべく、材料を持って安全装置11を通して不図示の下型(金型)上に手を伸ばす。この時、光軸は遮断されているので、プレス機械は駆動しない。即ち光軸aを遮断し、次に光軸b又は光軸cを遮断する。更に、光軸dを遮断して下型(金型)上に材料を載せる。そして、その状態で腕を戻すと、上記3ヶ所の光軸は全て通光状態となり、PSDI起動を行いプレス機械を1工程駆動させる。

0024

先ず、同図における光軸a〜光軸dの位置構成について説明する。光軸a及び光軸d間の距離Aは、安全距離Sに設定されている。また、光軸dは、金型の直前の位置に配置される。そして、この安全距離Sは以下の計算式に従って規定されており、作業者はよりプレス機械に近い位置でプレス作業を行うことができ、作業効率を上げることができる。

0025

安全距離S=プレス機械の急停止時間(ms)×安全係数1.6(mm)ここで、プレス機械の急停止時間とは、プレス機械の上型の駆動中に停止信号を受けてからどのくらいで停止するかを示す時間のことであり、安全係数1.6とは、安全距離Sを求める時用いられる乗数である。そして、このような安全距離Sの設定は、プレス機械毎に行われ、本実施例においても上記規定に従っている。

0026

次に、光軸b及び光軸c間の距離Bは、作業者の腕の太さより大きく、また、プレス機械の上型が最も下降した時の金型の高さよりも小さくする。つまり、手腕の安全を確保しつつ、上型が下死点の位置にある時に光軸を遮断しないような距離にしなくてはならない。このように距離Bを設定することにより、安全装置11は、確実な動作信号をプレス機械に伝えることができる。尚、通常距離Bよりも小さい金型は使用することはできないが、安全性を損なわない範囲で光軸b及び光軸cの位置を調節できる金型であれば使用することができる。

0027

次に、同図における固定枠12とパイプ13〜パイプ16の構成について説明する。先ず、光軸b〜光軸dの3つの光軸は、固定枠12に配設される。この時、光軸bは、不図示の金型が最下位置に達した場合でも非接触となる位置に平行に配設される。また、光軸cも下型に非接触となる位置に平行に配設される。更に、光軸dは、上述したように上型及び下型の直前に配設されている。尚、光軸bと光軸cとの距離は上述したように距離Bに設定されている。

0028

そして、固定枠12は、パイプ13及びパイプ14に固定することで上下方向に移動でき、金型の形状に合わせて光軸を調節することができる。ここで、図2は、図1のA−A断面を示す図である。同図に示すように、固定枠12には4つのパイプ貫入部21が取り付けられ(パイプb側の2つのパイプ貫入部21は不図示である)、このパイプ貫入部21にパイプ13及びパイプ14が貫入することで、上下方向にスライド移動することができる。尚、当該各パイプをパイプ貫入部21で固定する際、パイプ貫入部21の内径を当該各パイプより若干狭く加工して固定したり、又はネジ等で固定してもよい。

0029

そして、図1及び図2に示すように、パイプ13には、光軸aがボルト締めなどで固定され、更にパイプ13には、ガード板17がカナ20を設けて溶接やボルト締め等で固定されている。尚、溶接やボルト締めで固定する以外にも圧入、貼着等各種方法が考えられる。

0030

そして、パイプ13及びパイプ14の両端には、パイプ貫入部22がそれぞれ設けられており、パイプ15及びパイプ16がそのパイプ貫入部22に貫入し、上記の固定方法等により同じように固定されている。これより、光軸a〜光軸dを一体とした構成でプレス機械に対して前後方向に移動することができるので、簡単に安全距離Sを確保した位置に光軸aを移動できる。

0031

また、パイプ15及びパイプ16は、不図示のプレス機械に固定されるサイドガード18とボルト締め等で固定されている。そして、サイドガード18には、一定の大きさの多数の穴19が形成されており、空気の流れを確保している。次に、パイプ13に固定されるガード板について詳しく説明する。図3は、プレス機械を含む安全装置11の正面図である。同図において、プレス機械31は不図示の上型(金型)を取り付けるスライド32と、下型(金型)を取り付けるボルスタ33で構成され、そのボルスタ33にはL字型ガード板34がボルト締め等で固定されている。尚、このL字型ガード板34もガード板17と同様に材質は、鉄板等である。そして、更にプレス機械31には操作盤35及び制御盤36が取り付けられている。また、プレス機械の手前には運転押釦盤37が設けられている。

0032

そして、ガード板17は、ボルスタ33の上面に乗るような位置でパイプ13及びパイプ13'に固定されている。この時、距離Cは、プレス機械の両側の安全装置におけるパイプ13からパイプ13'までの長さとする。また、ガード板17をL字型ガード板34上の位置に固定する際、ガード板17とL字型ガード板34の間隙間をあけて固定しても、また、あけないで固定してもスムーズな移動ができるのならばどちらでも構わない。

0033

そして、図4は、図3のZ−Z断面を示す図である。上述したように、ボルスタ33には、アングルされた鉄板、L字型ガード板34がボルト締め等で固定されている。ガード板17は、ボルスタ33に固定されるL字型のガード板34の上に重なるように構成されている。

0034

尚、図3、4に記載されている数字は安全装置の寸法を表わすものであるが、これに限定されるものではない。また、前面ガード、後面ガード、側面ガード、下面ガードは、それぞれサイドガードの前面側、後面側、側面側、下面側を示すものである。

0035

また、図5は、図4四角内の拡大図を示す図である。このように、ガード板17は、光軸aと共にプレス機械31に対して前後方向に移動するので、L字型ガード板上34に位置するガード板17は同じようにプレス機械31に対して前後方向にスライド移動する。尚、このL字型ガード板34をボルスタ33に固定する方法についても、上記ガード板17同様、溶接、ボルト締め、圧入、貼着等の各種方法が考えられる。また、更に、L字型ガード板34は、上記固定の他に強度を保つために三角形補助板51(鉄板)を溶接などで固定している。尚、補助板51のような鉄板以外にも棒状の鉄芯をL字型ガード板34の下側に斜めに架設させて補強するようにしてもよい。

0036

次に、図6は、ガード板17が安全距離Sの変化に応じて移動する時の動きを説明する図である。尚、図6は、説明を簡単にするために必要な部分のみを示す。同図において、一番左のaは上記光軸aを表わし、また、b、c、dはそれぞれ光軸b、光軸c、光軸dを表わす。そして、不図示の下型(金型)を固設するボルスタ33と、そのボルスタ33に固定されるL字型ガード板34及び補助板51とを示す。このL字型ガード板34は、通常、ボルスタ33などのプレス機械側に予め所定の長さで安全装置11の下方に固定されている。そして、このL字型ガード板34があるおかげで作業者の下方からの侵入を防ぐことができる。しかしながら、金型の大きさを小さいものに変えた場合、安全装置Sは最適な位置に移動できるが、L字型ガード板34は、固定されているため作業者側に安全装置11が移動した分だけ突き出してしまう。これは作業を行う際、大変邪魔なものとなり作業効率の悪いものとなってしまう。

0037

また、同図における斜線部の面dは、不図示の上型(金型)が最も下降した時の直前の位置を示すものである。即ち、光軸dの位置を表わすものである。先ず、光軸aに固定されるガード板は、aの位置にあるとする。そして、次に金型を小さいものに換える。すると、光軸dは、矢印が示す位置に移動する。即ち金型が小さくなる分、安全距離Sが不図示のプレス機械側の方に移動し、面d'となる。当該安全装置11は、安全距離Sを確保しながら光軸dと光軸aとが一体となっているので光軸aに固定されるガード板17は、そのままL字型ガード板34の面上をスライド移動しながら、プレス機械側の方へと移動する。

0038

尚、このガード板17の奥行きの長さ距離Dは、光軸aを一番手前に移動させた時でも充分にL字型ガード板34と重なり、且つ光軸aを一番奥に移動させた時でも金型に当たらない程度に設定する。また、L字型ガード板34の奥行きの長さEは、当然安全距離Sより短く、上記距離Dに応じて作業者に邪魔にならない程度の距離であれば、特に限定されない。

0039

このように、安全距離Sを保っている光軸aとガード板17とは一体構造であるため、安全距離Sが変化してもガード板17が余分に突き出てしまうことはなくなる。また、反対に金型を大きいものに換える場合でも安全装置11だけが手前に移動してガード板17の長さが足りなくなり隙間が空くということもなくなる。

0040

また、上述の実施形態の説明では、PSDI機能を搭載した光線式安全装置にガード板を備えるようにしたが、これに限定されるものではなく光線式の安全装置であれば何でも適応できる。

発明の効果

0041

以上本発明によれば、安全距離S間の作業者側に配設される光軸と下方からの侵入を防ぐガード板とを一体化することで、金型の大きさを変えた際に安全距離Sが変化してもガード板は光線式安全装置と共に移動するので、ガード板が邪魔になったり、また、ガード板の長さが足りなくなり隙間ができたりするようなことがなくなり、作業者に安全で効率のよい光線式安全装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0042

図1本実施例における光線式安全装置の断面図である。
図2図1のA−A断面を示す図である。
図3本実施例におけるプレス機械を含む光線式安全装置の正面図である。
図4図3のZ−Z断面を示す図である。
図5図4における四角で囲った部分の拡大図である。
図6安全距離Sの位置の変化に伴ったガード板の位置の変化を説明する図である。
図7光線式安全装置の基本構成を説明する図である。

--

0043

11光線式安全装置
12固定枠
13〜16パイプ
13' パイプ
17ガード板
18サイドガード
19 穴
20カナ
21〜22 パイプ貫入部
31プレス機械
32スライド
33ボルスタ
34 L字型ガード板
35操作盤
36制御盤
37運転押釦盤
51補助板
71発光部
72受光部
73 制御部

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