(57)【要約】【課題】  停止モード及び通常作動モードを含む複数種類の運転モードで運転制御される電気機器と、開閉部材の開閉動作を規制する開閉動作規制装置と、電気機器の運転モードの変更を制御する制御装置とを備える安全システムにおいて、安全性を同等に確保又は向上させると共に電気的な構成を簡素化する。【解決手段】  安全システムの構成を、機構的に開閉部材の開閉動作の規制を行い、その開閉動作の規制の変更及び電気機器（産業機器８１〜８３）の運転モードの変更のためにそれぞれ操作される開閉動作規制装置（安全スイッチ１及びアクチュエータ機能部５０）及び制御装置（制御盤６０）の切換スイッチ（キースイッチ６１）が同一の鍵部材で操作され、鍵部材が開閉動作規制装置の開閉動作禁止状態において乖離自在であり、切換スイッチの停止モード及び通常作動モードに対応する操作状態でそれぞれ乖離自在及び乖離不能である構成とする。【選択図】  図１
2010123305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と開閉部材とによって区画された立入規制領域に配置され、作動を停止させる停止モードと通常作動モードとを含む複数種類の運転モードの種類に応じて運転制御される電気機器と、
所定の鍵部材と、
前記固定部材及び開閉部材のうち少なくとも一方に固着され、前記開閉部材の開閉動作を規制する開閉動作規制装置と、
前記立入規制領域外に配置され、前記電気機器の運転モードの変更を制御する制御装置と、
を備える安全システムであって、
前記開閉動作規制装置は、前記鍵部材による機構的な所定の操作に連動して、前記開閉部材の開閉動作を許容する開閉動作許容状態と前記開閉部材の開閉動作を禁止する開閉動作禁止状態との間で機構的に状態移行し、
前記制御装置は、
制御筐体と、
第１操作状態と前記第１操作状態と異なる第２操作状態とを含む複数種類の操作状態との間で移行自在な切換スイッチと、
前記切換スイッチの操作状態に基づいて前記複数種類の運転モードから１つの運転モードを選択して前記電気機器の運転モードを切り換える運転モード切換部と、
を備え、
前記運転モード切換部は、前記切換スイッチが前記第１操作状態である場合に前記停止モードでの前記電気機器の運転を選択し、前記切換スイッチが前記第２操作状態である場合に前記通常作動モードでの前記電気機器の運転を選択し、
前記開閉動作規制装置と前記制御装置の前記切換スイッチとの双方は、前記鍵部材で共通に操作され、
前記開閉動作規制装置は、前記開閉動作禁止状態である場合に、前記開閉動作規制装置から前記鍵部材が乖離自在である構成であり、
前記切換スイッチは、前記第１操作状態において前記切換スイッチから前記鍵部材が乖離自在であり、前記第２操作状態において前記切換スイッチから前記鍵部材が乖離不能である構成であることを特徴とする安全システム。
【請求項２】
前記開閉動作規制装置は、
前記開閉部材及び前記固定部材の一方に固着され、アクチュエータを含むアクチュエータ機能部と、
前記開閉部材及び前記固定部材の他方に取着され、前記アクチュエータの挿抜動作に応じて作動すると共に、前記アクチュエータの挿抜動作を規制する挿抜規制装置と、
を備え、
前記挿抜規制装置は、
筐体と、
前記筐体の内側に配設され、前記アクチュエータ機能部の前記アクチュエータの挿抜動作に連動する挿抜連動機構と、
前記鍵部材による前記筐体の外側からの機構的な所定の操作に機構的に連動して前記挿抜連動機構からの前記アクチュエータの抜脱を許容する抜脱許容状態と前記挿抜連動機構からの前記アクチュエータの抜脱を禁止する抜脱禁止状態との間で機構的に前記挿抜連動機構を状態移行させる挿抜規制機構と、
を備え、
前記挿抜規制装置は、前記挿抜連動機構が前記抜脱禁止状態である場合に、前記挿抜規制機構から前記鍵部材が乖離自在である構成である請求項１に記載の安全システム。
【請求項３】
前記挿抜規制装置は、前記挿抜連動機構及び前記挿抜規制機構の少なくとも一方の動作に応じて作動するスイッチ部を更に含む安全スイッチであって、
前記安全システムは、前記安全スイッチの前記スイッチ部と前記制御装置との間での情報伝達を媒介するスイッチ状態伝達手段を更に備え、
前記運転モード切換部は、前記スイッチ状態伝達手段を介して伝達される前記スイッチ部の検出状態に応じた前記安全スイッチの操作状態を更に参照し、前記切換スイッチの操作状態と前記安全スイッチの操作状態とに基づいて前記電気機器の運転モードを切り換える請求項２に記載の安全システム。
【請求項４】
前記挿抜規制装置の前記挿抜連動機構が、
前記アクチュエータの挿抜動作に応じて回動する挿抜連動回動体と、
前記挿抜連動回動体の回動に連動して並進移動し、前記スイッチ部の作動状態を変化させる棒状体と、
を備え、
前記挿抜規制装置の前記挿抜規制機構が、
前記筐体に固定された外筒、及び、前記外筒の内側に回動自在に配設されて開錠位置と前記開錠位置と回転角度の異なる施錠位置との間で移行自在であり、所定の鍵部材の挿入される鍵穴が形成され、前記鍵穴に挿入された前記鍵部材による施錠操作に応じて前記開錠位置から前記施錠位置に移行し、前記鍵穴に挿入された前記鍵部材による開錠操作に応じて前記施錠位置から前記開錠位置に移行する内筒を含むキーシリンダと、
前記キーシリンダの前記内筒に連結され、前記キーシリンダの動作に機構的に連動して回動するキー操作連動回動体と、
前記棒状体に連結され、前記キー操作連動回動体の回動に機構的に連動して前記棒状体の並進移動と実質的に同一方向に並進移動する並進移動体と、
前記筐体に対して固定され、前記並進移動体の移動方向を制限する移動方向制限体と、
前記並進移動体を前記挿抜連動回動体側に付勢する付勢体と、
を備え、
前記挿抜規制機構が、前記挿抜連動機構への前記アクチュエータの挿入状態における前記施錠操作に応じて、前記施錠操作に基づく前記キー操作連動回動体の回転に伴う前記挿抜連動回動体に近づく方向への前記並進移動体の移動により、前記棒状体と前記挿抜連動回動体とを係合させて前記挿抜連動機構を前記抜脱禁止状態へ移行させ、前記挿抜連動機構への前記アクチュエータの挿入状態における前記開錠操作に応じて、前記開錠操作に基づく前記キー操作連動回動体の回転に伴う前記挿抜連動回動体から離れる方向への前記並進移動体の移動により、前記棒状体と前記挿抜連動回動体とを乖離させて前記挿抜連動機構を前記抜脱許容状態へ移行させる請求項２又は３に記載の安全システム。
【請求項５】
前記挿抜規制装置の前記キー操作連動回動体が、前記キー操作連動回動体の回動軸に対する放射方向に突出し、前記放射方向に向かって先細りする尖頭形状の押圧突起部を含み、
前記挿抜規制装置の前記並進移動体が、
前記棒状体に連結される連結部と、
前記アクチュエータ機能部の前記アクチュエータの挿入状態において前記キー操作連動回動体と当接し、前記開錠操作に基づく前記キー操作連動回動体の回転に伴う押力を並進力に変換する動力変換部と、
前記連結部と前記動力変換部とを接続する接続部と、
を含む請求項４に記載の安全システム。
【請求項６】
前記挿抜規制装置の前記キー操作連動回動体が、前記キー操作連動回動体の前記回動軸に対する放射方向に突出する係合突起部を更に含み、
前記挿抜規制装置の前記並進移動体が、前記アクチュエータの抜脱状態における前記施錠操作に基づく前記キー操作連動回動体の回転を前記係合突起部との当接により阻止する回転阻止部を更に含む請求項５に記載の安全システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全システムに関し、詳しくは、開閉部材の開閉動作を規制する開閉動作規制装置を備える安全システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の典型的な安全スイッチは、ソレノイド等の電気的に駆動される駆動装置の作動によってアクチュエータ機能部のアクチュエータの抜脱を禁止する状態から許容する状態へ移行させるロック機構を備えている。具体的には、図１１又は図１２に示されたように、カム被覆部１２３及び本体被覆部１２１を含む筐体と、アクチュエータ機能部１５０のアクチュエータ１５３の挿抜動作に応じて回動するカム１３２と、カム１３２の回動に連動して並進移動するロッド１３３と、接点スイッチ素子１４１〜１４４と、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態を外部に伝達する配線ケーブル１６９（図１１のみ）と、カム１３２とは別にロッド１３３を並進移動させるソレノイド１１０と、ソレノイド１１０のプランジャ１１３とロッド１３３とを離隔させる方向に付勢する付勢体１３９とを備える安全スイッチ１０１が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。以下において、この構成の安全スイッチ１０１を「従来例の安全スイッチ１０１」と称す。
【０００３】
従来例の安全スイッチ１０１において、図１２（Ａ）に示されたように、カム被覆部１２３の挿通孔１２３Ｂを通してアクチュエータ１５３が挿入され、ソレノイド１１０の励磁コイル１１２への電流が遮断されたロック状態では、ソレノイド１１０の付勢体１１４からの付勢力によって、ソレノイド１１０の固定筒１１１に対してプランジャ１１３がカム１３２の方向に移動しており、このプランジャ１１３の移動に応じてロッド１３３もカム１３２の方向に移動してロッド１３３の先端がカム１３２の凹部１３２Ｄに挿入されている。この状態において、アクチュエータ１５３を抜脱させようとした場合、動力伝達壁１３２Ｃを介してカム１３２に回転力が付与されてカム１３２は回転（図中においては時計周りの回転）を開始するが、ロッド１３３の先端がカム１３２の凹部１３２Ｄの側壁に当接し、それ以上のカム１３２の回転は阻止される。したがって、ロック状態においては、アクチュエータ１５３を抜脱することはできない。ロック状態において、励磁コイル１１２へ電流を印加して励磁コイル１１２を励磁すると、付勢体１１４の付勢力に抗して、図１２（Ｂ）に示されたように、プランジャ１１３がカム１３２と反対方向に移動し、このプランジャ１１３の移動に応じてロッド１３３もカム１３２と反対方向に移動して、ロッド１３３の先端がカム１３２の凹部１３２Ｄから実質的に抜脱される。この状態において、アクチュエータ１５３を抜脱させようとした場合、動力伝達壁１３２Ｃを介してカム１３２に回転力が付与されてカム１３２は回転を開始し、カム１３２とロッド１３３の先端との当接を回避できるために、カム１３２の回転が続行される。最終的に、図１２（Ｃ）に示されたように、アクチュエータ１５３が抜脱される。アクチュエータ１５３が抜脱された状態においては、ロッド１３３の先端はカム１３２の凹部１３２Ｅに挿入されると共にカム１３２に当接している。また、ロッド１３３とプランジャ１１３との相対位置は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示された場合よりも互いが近づく方向に変化しており、付勢体１３９は短縮されている。なお、励磁コイル１１２への電流は、図１２（Ｃ）に示された状態へ到達した後においては遮断される。逆に、図１２（Ｃ）に示された状態からアクチュエータ１５３が挿入されると、カム１３２の動力伝達壁１３２Ａを介してカム１３２に回転力が付与されて、カム１３２は抜脱する場合と逆方向の回転（図中においては反時計周りの回転）を開始し、ロッド１３３の先端はカム１３２の回転に応じてカム１３２の外縁に当接した状態を保つように、その外縁の形状に応じてカム１３２側の方向又はその逆方向へ移動する。最終的に、アクチュエータ１５３の挿入が完了すると、図１２（Ａ）に示されたロック状態へ移行する。
【０００４】
従来例の安全スイッチ１０１において、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態の組合せはロッド１３３の移動に応じて変化し、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態の組合せを［接点スイッチ素子１４１の検出状態，接点スイッチ素子１４２の検出状態，接点スイッチ素子１４３の検出状態，接点スイッチ素子１４４の検出状態］で表すと、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態の組合せは、アクチュエータ１５３が挿入され、励磁コイル１１２への電流が遮断されたロック状態では図１２（Ａ）に示されたように［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］であり、アクチュエータ１５３が挿入され、励磁コイル１１２への電流が印加されたロック解除状態では図１２（Ｂ）に示されたように［オン状態，オフ状態，オフ状態，オン状態］であり、アクチュエータ１５３が抜脱された状態では図１２（Ｃ）に示されたように［オン状態，オフ状態，オン状態，オフ状態］である。したがって、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態の組合せによって、少なくとも、アクチュエータ１５３が挿入されているか（［−，−，オフ状態，オン状態］）否か（［−，−，オン状態，オフ状態］）と、ロック状態であるか（［オフ状態，−，−，−］）ロック解除状態であるか（［オン状態，−，−，−］）とを識別できる。なお、上記において、「−」はオン状態及びオフ状態の任意の状態を意味することとする。
【０００５】
ここで、従来例の安全スイッチ１０１を用いた従来の典型的な安全システムについて説明する。安全システムは、図１１及び図１３に示されたように、安全柵１９１と開閉扉１９２とによって区画された立入規制領域に配置され、作動を停止させる停止モード又は通常作動モードに応じて運転制御される産業機器１８１〜１８３（図１３のみ）と、安全柵１９１に収納固定カバー１９３を介して固着された安全スイッチ１０１と、開閉扉１９２に固着され、安全スイッチ１０１を作動させるアクチュエータ１５３（図１２参照）を含むアクチュエータ機能部１５０と、立入規制領域外に配置され、安全スイッチ１０１の接点スイッチ素子１４１〜１４４（図１２参照）の各々に接続される信号ケーブル（図示せず）及びソレノイド１１０を駆動する電源ケーブルを同一被覆部材（図示せず）で一体化した配線ケーブル１６９を介して安全スイッチ１０１に接続され、産業機器１８１〜１８３に停止モード又は通常作動モードに対応する運転制御信号を出力する制御盤１６０とを備えている。産業機器１８１〜１８３が通常作動モードで正常に運転されている場合において、制御盤１６０には、４対の信号ケーブルを介して、接点スイッチ素子１４１〜１４４の検出状態の組合せが［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］であることを表す検出信号が入力されており、また、制御盤１６０に接続された遠隔信号伝達ケーブル（図示せず）を介して立入規制領域から離れた集中運転管理室（図示せず）からの産業機器１８１〜１８３の作動を指示する遠隔運転制御信号が入力されている。制御盤１６０は、［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］であることを表す検出信号と産業機器１８１〜１８３の作動を指示する遠隔運転制御信号とが入力されているために、産業機器１８１〜１８３に対して通常作動モードでの運転を指示する運転制御信号を出力している。
【０００６】
産業機器１８１〜１８３が通常作動モードで正常に運転されている場合に、立入規制領域に入るためには、まず、集中運転管理室から産業機器１８１〜１８３の停止を指示する遠隔運転制御信号を出力する。制御盤１６０は、この停止を指示する遠隔運転制御信号を検知すると、停止モードを表す運転制御信号を出力して産業機器１８１〜１８３の動作を停止させると共に、電源ケーブルを介して安全スイッチ１０１のソレノイド１１０を駆動する電流を流す。これによって、ソレノイド１１０が作動して、安全スイッチ１０１がロック解除状態に移行する。次に、アクチュエータ機能部１５０のハンドル１５２（図１１のみ）を操作して、安全スイッチ１０１からアクチュエータ１５３を抜脱する。これによって、開閉扉１９２が開放できる状態となる。その後、開閉扉１９２を開放して立入規制領域に進入し、所望の作業を実行する。なお、作業中においては、アクチュエータ機能部１５０のアクチュエータ１５３が安全スイッチ１０１から抜脱されている状態を維持させる。逆に、産業機器１８１〜１８３を通常作動モードの運転に戻すためには、まず、立入規制領域から退去して開閉扉１９２を閉塞する。その後、アクチュエータ機能部１５０のハンドル１５２を操作して、安全スイッチ１０１にアクチュエータ１５３を挿入する。これによって、安全スイッチ１０１が自動的にロック状態に移行する。その後、集中運転管理室から産業機器１８１〜１８３の作動を指示する遠隔運転制御信号を出力する。これによって、制御盤１６０は、安全スイッチ１０１からの［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］であることを表す検出信号と産業機器１８１〜１８３の作動を指示する遠隔運転制御信号とが入力されるために、産業機器１８１〜１８３に対して通常作動モードでの運転を指示する運転制御信号が出力されて、産業機器１８１〜１８３が通常作動モードでの運転を開始する。
【０００７】
立入規制領域において所望の作業中に、不測の事態によって、制御盤１６０に産業機器１８１〜１８３の作動を指示する遠隔運転制御信号が入力されたとしても、安全スイッチ１０１からは［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］以外であることを表す検出信号が出力されているために、制御盤１６０から産業機器１８１〜１８３に対して通常作動モードでの運転を指示する運転制御信号は出力されない。これによって、立入規制領域に人間が滞在している場合に産業機器１８１〜１８３が通常作動モードで運転を開始することを防止でき、安全性が確保される。また、通常、産業機器１８１〜１８３の停止を指示する遠隔運転制御信号が入力されなければ安全スイッチ１０１のソレノイド１１０は作動しないために、開閉扉１９２を開放することはできないが、産業機器１８１〜１８３が通常作動モードで正常に運転されている場合における不測の事態によって開閉扉１９２が開放された場合には、安全スイッチ１０１からの［オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態］以外であることを表す検出信号が出力されるために、制御盤１６０から産業機器１８１〜１８３を停止させる停止モードを意味する運転制御信号が出力されて産業機器１８１〜１８３が停止する。これによって、不測の事態によって、立入規制領域に人間が進入した場合にも産業機器１８１〜１８３が停止し、安全性が確保される。なお、上記においては、産業機器１８１〜１８３の停止を指示する遠隔運転制御信号が入力されると即座に安全スイッチ１０１をロック解除状態に移行する場合について説明したが、その遠隔運転制御信号の入力に基づいて産業機器１８１〜１８３を停止させるが、産業機器１８１〜１８３の完全に停止したことや立入規制領域の周辺環境が許容される所定の環境に復帰したことを確認した後に、安全スイッチ１０１をロック解除状態に移行させる構成も知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９４０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来例の安全スイッチを含め従来の典型的な安全スイッチでは、少なくともロック状態からロック解除状態へ移行させる場合に、電気的に作動するソレノイドを用いているために、ソレノイドの励磁コイルに電流を流すための電源ケーブルが必要であるために電気的な構成が複雑であった。更に、ソレノイドの励磁コイルに電流を流すための電源ケーブルが必要であるために、ソレノイド用の電源ケーブルと安全スイッチのスイッチ素子による検出状態を外部に伝達する信号ケーブルとが個別のケーブルである場合には配線が煩雑となり、一方、それらのケーブルが一体化された複合ケーブルである場合には一般的に電源ケーブルで伝達される電源電圧や電源電流が信号ケーブルで伝達される信号電圧や信号電流に比べて大幅に大きく、また電源ケーブルが信号ケーブルと極めて近接するために、信号ケーブルによって伝達される信号に大きなノイズが発生して誤作動を引き起こす危惧があった。電源ケーブルを介してソレノイドへ流れる電流はソレノイドの周辺温度の増加に応じた励磁コイルの高抵抗化によって減少するために、使用環境によってはソレノイドの動作が不安定となる危惧もあった。更に、ソレノイドは磁場を発生させるために接点スイッチ素子等の機構的スイッチの動作を不安定にする危惧もあった。
【００１０】
また、停止指示から実際に完全に停止するまでの期間が極めて長い産業機器や、高温となったり、高磁場を発生させたり、高強度の放射線を放出したりする等の完全に停止した後であっても周辺環境が所定状態に戻るまで近寄るべきでない環境となるような産業機器が立入規制領域に設置されており、産業機器の完全な停止や周辺環境の復帰を確認して停止指示から大きな時間差でロック解除させたい場合にはソレノイドを用いた従来の典型的な安全スイッチを用いた安全システムが好ましいが、そのような特殊な産業機器は稀であり、通常の産業機器であればそのようなフィードバック制御する必要性は低く、この場合は、ソレノイドによるロック機構を持たない安全スイッチを使用していた。このような、ソレノイドによるロック機構を持たない安全スイッチを用いた安全システムにおいては、産業機器の停止開始直後に立入禁止領域に進入することも可能であり、フィードバック制御する必要性の低い通常の産業機器であるとはいえ、停止開始直後に立入規制領域に進入することは好ましくなく、安全性を確保する観点からも改良の余地があった。
【００１１】
そこで、本発明に係る安全システムでは、従来の安全システムに対して安全性を同等に確保又は向上させると共に電気的な構成を簡素化する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る安全スイッチは、
固定部材と開閉部材とによって区画された立入規制領域に配置され、作動を停止させる停止モードと通常作動モードとを含む複数種類の運転モードの種類に応じて運転制御される電気機器と、
所定の鍵部材と、
前記固定部材及び開閉部材のうち少なくとも一方に固着され、前記開閉部材の開閉動作を規制する開閉動作規制装置と、
前記立入規制領域外に配置され、前記電気機器の運転モードの変更を制御する制御装置と、
を備える安全システムであって、
前記開閉動作規制装置は、前記鍵部材による機構的な所定の操作に連動して、前記開閉部材の開閉動作を許容する開閉動作許容状態と前記開閉部材の開閉動作を禁止する開閉動作禁止状態との間で機構的に状態移行し、
前記制御装置は、
制御筐体と、
第１操作状態と前記第１操作状態と異なる第２操作状態とを含む複数種類の操作状態との間で移行自在な切換スイッチと、
前記切換スイッチの操作状態に基づいて前記複数種類の運転モードから１つの運転モードを選択して前記電気機器の運転モードを切り換える運転モード切換部と、
を備え、
前記運転モード切換部は、前記切換スイッチが前記第１操作状態である場合に前記停止モードでの前記電気機器の運転を選択し、前記切換スイッチが前記第２操作状態である場合に前記通常作動モードでの前記電気機器の運転を選択し、
前記開閉動作規制装置と前記制御装置の前記切換スイッチとの双方は、前記鍵部材で共通に操作され、
前記開閉動作規制装置は、前記開閉動作禁止状態である場合に、前記開閉動作規制装置から前記鍵部材が乖離自在である構成であり、
前記切換スイッチは、前記第１操作状態において前記切換スイッチから前記鍵部材が乖離自在であり、前記第２操作状態において前記切換スイッチから前記鍵部材が乖離不能である構成であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る安全システムであれば、従来の安全システムに対して安全性を同等に確保又は向上させることができると共に電気的な構成が簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る安全システム及びそれに用いる安全スイッチの最良の形態について説明する。なお、本発明の概念的な構成について説明した後に、具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
[概念的構成]
本発明に係る安全システムは、固定部材と開閉部材とによって区画された立入規制領域に配置され、作動を停止させる停止モードと通常作動モードとを含む複数種類の運転モードの種類に応じて運転制御される電気機器と、所定の鍵部材と、固定部材及び開閉部材のうち少なくとも一方に固着され、開閉部材の開閉動作を規制する開閉動作規制装置と、立入規制領域外に配置され、電気機器の運転モードの変更を制御する制御装置と、を備える安全システムである。電気機器、鍵部材及び開閉動作規制装置は公知のいかなる構成と同一であってもよい。なお、固定部材及び開閉部材は、安全システムの構成には含まないことに注意を要する。
【００１６】
本発明に係る安全システムの電気機器は、電力によって駆動される装置を意味し、電気機器としては、例えば、各種の加工装置や各種の組立装置や各種の搬送装置等の産業機器が挙げられる。本発明に係る安全システムにおいては、少なくとも１つの電気機器が含まれていればよく、他の少なくとも１つの連動する電気機器が更に含まれている構成であってもよい。電気機器を制御する複数種類の運転モードは、少なくとも停止モードと通常作動モードとを含んでいればよく、それらと異なる少なくとも１種類の運転モードが含まれていてもよい。他の運転モードとしては、例えば、通常作動モードよりも低速で作動する低速作動モードが挙げられる。また、他の運転モードとしては、複数の電気機器を一括して制御する場合において、例えば、一部の電気機器を停止させる部分停止モードや、一部の電気機器を通常作動モードよりも低速で作動させる部分低速モードや、それらを組合せたモードが挙げられる。
【００１７】
安全システムにおける開閉動作規制装置は、筐体の外側からの機構的な所定の操作に機構的に連動して、開閉部材の開閉動作を許容する開閉動作許容状態と開閉部材の開閉動作を禁止する開閉動作禁止状態との間で機構的に状態移行する。ここで、「機構的に」とは、外部からの電力に応じて作動する電気・電子機器を介在させないことを意味する。また、開閉動作規制装置は、抜脱可能な鍵部材による操作に応じて作動する。開閉動作規制装置としては、固定部材に固着された部材のみを含む構成や、開閉部材に固着された部材のみを含む構成や、固定部材及び開閉部材の双方に分割的に固着された複数の部材を含む構成が上げられる。固定部材及び開閉部材の一方のみに固着された部材で構成される開閉動作規制装置としては、一般的な施錠機構が挙げられる。また、固定部材及び開閉部材の双方に分割的に固着された複数の部材で構成される開閉動作規制装置としては、開閉部材及び固定部材の一方に固着されたアクチュエータと、開閉部材及び固定部材の他方に取着され、アクチュエータの挿抜動作に応じて作動すると共にアクチュエータの挿抜動作を規制する挿抜規制装置とを含む構成や、更にアクチュエータの挿抜動作の規制状態等を検知するスイッチ等を含む構成が挙げられる。開閉動作規制装置としては、鍵部材の所定の動作の一部のみに連動する構成や、実質的に鍵部材の所定の動作の全体に連動する構成が挙げられ、鍵部材の一方向（回転方向や並進方向）への操作とその逆操作とにおいて実質的に同一の連動形態を示す構成や鍵部材の施錠操作と開錠操作とにおいて異なる連動形態を示す構成であってもよい。また、「機構的に状態移行する」とは、開閉動作規制装置の機構的な状態変化に応じて、外部からの電力に基づいて作動する部材を介さずに開閉動作許容状態と開閉動作禁止状態との間で状態移行することを意味する。
【００１８】
鍵部材は、少なくとも一部が特定の構造に加工された部材であり、鍵部材としては、例えば、把持部と所定の形状に加工された突出部とを含む鍵、把持部と所定の配列で磁石が埋設された突出部を含む鍵、一側部が所定の形状に加工されたり、一側部に所定の配列の貫通孔が形成されたりしたカード型の鍵が挙げられる。
【００１９】
制御装置は、制御筐体と、第１操作状態と第１操作状態と異なる第２操作状態とを含む複数種類の操作状態との間で移行自在な切換スイッチと、切換スイッチの操作状態に基づいて複数種類の運転モードから１つの運転モードを選択して電気機器の運転モードを切り換える運転モード切換部とを備えている。運転モード切換部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に停止モードでの電気機器の運転を選択し、切換スイッチが第２操作状態である場合に通常作動モードでの運転を選択する。ここで、切換スイッチは、少なくとも第１操作状態と第２操作状態との間で移行できればよく、切換スイッチとしては、例えば、第１操作状態及び第２操作状態のみを安定状態とする２値選択型のスイッチや、第１操作状態及び第２操作状態と共に他の少なくとも１つの操作状態を安定状態とする多値選択型のスイッチが挙げられる。
【００２０】
開閉動作規制装置と制御装置の切換スイッチとの双方は、同一の鍵部材で共通に操作される。開閉動作規制装置は、開閉動作禁止状態である場合に、開閉動作規制装置から鍵部材が乖離自在である構成である。なお、開閉動作規制装置の開閉動作許容状態においては、開閉動作規制装置から鍵部材が乖離自在である構成であってもよいし、開閉動作規制装置から鍵部材が乖離不能である構成であってもよい。また、切換スイッチは、第１操作状態において切換スイッチから鍵部材が乖離自在であり、第２操作状態において切換スイッチから鍵部材が乖離不能である構成である。なお、複数種類の操作状態における第１操作状態及び第２操作状態以外の操作状態においては、切換スイッチから鍵部材が乖離自在である構成であってもよいし、切換スイッチから鍵部材が乖離不能である構成であってもよい。
【００２１】
上記の構成であれば、開閉部材の開閉動作の規制においてソレノイドに代えて機構的に作動する開閉動作規制装置を用いる構成とすること及び開閉動作規制装置を操作する鍵部材と制御装置の切換スイッチを操作する鍵部材とを共通化して切換スイッチに対して電気機器を通常作動モードと異なる通常作動モードよりも安全な運転モードへ移行させるための操作、例えば、電気機器を停止させるための操作を行わなければ開閉動作規制装置を操作できない構成とすることによって、従来の安全システムに対して安全性を同等に確保又は向上させると共に電気的な構成が簡素化される。また、制御装置と開閉動作規制装置とに対して人為的な操作が必要なために、一般的な電気機器が完全に停止するまでの時間を確保でき、一般的な電気機器が停止する前に立入規制領域に人が進入することも抑制できる。なお、上記の安全システムに用いる開閉動作規制装置であれば、機構的に開閉部材の開閉動作の規制を制御できるために、ソレノイドを含む従来の安全スイッチに比べて電気的な構成が簡素化される。また、開閉動作規制装置は機構的に作動するために、温度変化等による開閉部材の開閉規制状態の変化を抑制でき、温度変化等に敏感であるソレノイドを含む従来の安全スイッチに比べて使用環境の選択性に対する自由度が増加する。更に、開閉動作規制装置は機構的に作動するために、ソレノイドを含む安全スイッチの場合のようなソレノイドへの配線が不要となる。なお、以下において上記の構成の安全システムを「安全システムＡ」とも称す。
【００２２】
上記の安全システムＡにおいて、
開閉動作規制装置は、開閉部材及び固定部材の一方に固着され、アクチュエータを含むアクチュエータ機能部と、開閉部材及び固定部材の他方に取着され、アクチュエータの挿抜動作に応じて作動すると共に、アクチュエータの挿抜動作を規制する挿抜規制装置とを備え、
挿抜規制装置は、筐体と、筐体の内側に配設され、アクチュエータ機能部のアクチュエータの挿抜動作に連動する挿抜連動機構と、鍵部材による筐体の外側からの機構的な所定の操作に機構的に連動して挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を許容する抜脱許容状態と挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を禁止する抜脱禁止状態との間で機構的に挿抜連動機構を状態移行させる挿抜規制機構とを備え、
前記挿抜規制装置は、挿抜連動機構が抜脱禁止状態である場合に、挿抜規制機構から鍵部材が乖離自在である構成であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る安全システムのアクチュエータ機能部は、アクチュエータを挿脱規制装置に挿入したり、挿脱規制装置から抜脱したりすることによって、挿脱規制装置の内部状態を変化させる。アクチュエータ機能部としては、例えば、安全柵等の固定部材及び扉等の開閉部材の一方に固着されたアクチュエータのみを含み、アクチュエータが開閉部材の移動（扉の開閉等）に伴って、安全柵等の固定部材及び扉等の開閉部材の他方に取着された挿脱規制装置に挿入されたり、挿脱規制装置から抜脱されたりする構成や、ハンドル、つまみ、ボタン等の操作部と、操作部の操作によってアクチュエータを円周方向に回転させたり、アクチュエータを並進移動させたりする動力伝達機構とを更に備え、アクチュエータが操作部に対する操作に応じて挿脱規制装置に挿入されたり、挿脱規制装置から抜脱されたりする構成が挙げられる。
【００２４】
安全システムにおける挿抜規制装置は、筐体と、筐体の内側に配設され、アクチュエータ機能部のアクチュエータの挿抜動作に連動する挿抜連動機構と、筐体の外側からの機構的な所定の操作に機構的に連動して挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を許容する抜脱許容状態と挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を禁止する抜脱禁止状態との間で機構的に挿抜連動機構を状態移行させる挿抜規制機構とを備えている。
【００２５】
挿抜連動機構は、アクチュエータの挿抜動作に連動すればよく、挿抜連動機構としては、アクチュエータの挿抜動作の一部のみに連動する構成や、実質的にアクチュエータの挿抜動作の全体に連動する構成が挙げられる。また、挿抜連動機構としては、アクチュエータの挿入動作と抜脱動作とにおいて実質的に同一の連動を示す構成、例えば、アクチュエータの位置と挿抜連動機構の内部構造の配位とがアクチュエータの挿入動作と抜脱動作とにおいて実質的に同一である構成や、アクチュエータの挿入動作と抜脱動作とにおいて異なる連動を示す構成であってもよい。
【００２６】
挿抜規制機構は、筐体の外側からの機構的な所定の操作に機構的に連動して、挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を許容する抜脱許容状態と挿抜連動機構からのアクチュエータの抜脱を禁止する抜脱禁止状態との間で機構的に挿抜連動機構を状態移行させる。ここで、「機構的に」とは、外部からの電力に応じて作動する電気・電子機器を介在させないことを意味する。また、挿抜規制機構は、抜脱可能な鍵部材による操作に応じて作動する。挿抜規制機構としては、鍵部材の所定の動作の一部のみに連動する構成や、実質的に鍵部材の所定の動作の全体に連動する構成が挙げられ、鍵部材の一方向（回転方向や並進方向）への操作とその逆操作とにおいて実質的に同一の連動形態を示す構成や鍵部材の施錠操作と開錠操作とにおいて異なる連動形態を示す構成であってもよい。また、「機構的に挿抜連動機構を状態移行させる」とは、挿抜規制機構の機構的な状態変化に応じて、外部からの電力に基づいて作動する部材を介さずに挿抜連動機構が抜脱許容状態と抜脱禁止状態との間で状態移行することを意味する。挿抜規制機構と挿抜連動機構とは、機構的に連結されていればよく、挿抜規制機構と挿抜連動機構との連結としては、それらが直接に連結されている場合や、それらが他の機構的に連動する部材又は機構を介して間接的に連結されている場合を含意する。
【００２７】
挿抜規制装置の挿抜規制機構と制御装置の切換スイッチとの双方は、同一の鍵部材で共通に操作される。挿抜規制装置は、挿抜規制機構がアクチュエータ機能部のアクチュエータの抜脱を禁止する抜脱禁止状態である場合に、挿抜規制機構から鍵部材が乖離自在である構成である。なお、挿抜規制機構がアクチュエータの抜脱を許容する抜脱許容状態である場合には、挿抜規制機構から鍵部材が乖離自在である構成であってもよいし、挿抜規制機構から鍵部材が乖離不能である構成であってもよい。
【００２８】
上記の構成であれば、挿抜規制装置においてソレノイドに代えて機構的に作動する挿抜規制機構を用いる構成とすること及び挿抜規制装置の挿抜規制機構を操作する鍵部材と制御装置の切換スイッチを操作する鍵部材とを共通化して切換スイッチに対して電気機器を通常作動モードと異なる通常作動モードよりも安全な運転モードへ移行させるための操作、例えば、電気機器を停止させるための操作を行わなければ挿抜規制装置の挿抜規制機構を操作できない構成とすることとによって、従来の安全システムに対して安全性を同等に確保又は向上させると共に電気的な構成が簡素化される。また、制御装置と挿抜規制装置とに対して人為的な操作が必要なために、一般的な電気機器が完全に停止するまでの時間を確保でき、一般的な電気機器が停止する前に立入規制領域に人が進入することも抑制できる。なお、上記の安全システムに用いる挿抜規制装置であれば、機構的に作動する挿抜規制機構によって挿抜連動機構の規制を制御できるために、ソレノイドを含む従来の安全スイッチに比べて電気的な構成が簡素化される。また、挿抜規制機構は機構的に作動するために、温度変化等による挿抜連動機構の規制状態の変化を抑制でき、温度変化等に敏感であるソレノイドを含む従来の安全スイッチに比べて使用環境の選択性に対する自由度が増加する。更に、挿抜規制機構は機構的に作動するために、ソレノイドを含む安全スイッチの場合のようなソレノイドへの配線が不要となる。なお、以下において上記の構成の安全システムを「安全システムＢ」とも称す。
【００２９】
上記の安全システムＢにおいて、
挿抜規制装置は、挿抜連動機構及び挿抜規制機構の少なくとも一方の動作に応じて作動するスイッチ部を更に含む安全スイッチであって、
安全システムは、安全スイッチのスイッチ部と制御装置との間での情報伝達を媒介するスイッチ状態伝達手段を更に備え、
運転モード切換部は、スイッチ状態伝達手段を介して伝達されるスイッチ部の検出状態に応じた安全スイッチの操作状態を更に参照し、切換スイッチの操作状態と安全スイッチの操作状態とに基づいて電気機器の運転モードを切り換える構成であることが好ましい。なお、以下において上記の構成の安全システムを「安全システムＣ」とも称す。
【００３０】
ここで、スイッチ部は、挿抜連動機構及び挿抜規制機構の少なくとも一方の動作に応じて作動すればよく、スイッチ部としては、例えば、挿抜規制機構の動作に基づく規制状態及び挿抜連動機構の動作に基づくアクチュエータの挿抜状態の少なくとも一方を検出する構成や、スイッチ部を介して接続される配線の短絡や開放を制御する構成が挙げられる。また、スイッチ部としては、例えば、単一の素子を含む構成や複数の素子を含む構成が挙げられる。スイッチ部を構成する素子としては、機構的な状態移行の変化によって規制状態や挿抜状態の変化を検出する接点スイッチ素子や、光学的な状態の変化によって規制状態や挿抜状態の変化を検出する非接触型の光学スイッチ素子（光学センサ）、磁気的な状態の変化によって規制状態や挿抜状態の変化を検出する非接触型の磁気スイッチ素子（磁気センサ）、接触状態と非接触状態との間を移行する接触型のスイッチ回路素子（リレー回路素子）が挙げられる。なお、スイッチ部が、１又は複数の接点スイッチ素子やスイッチ回路素子のみで構成されている場合には、安全スイッチの電気的な構成が更に簡素化される。
【００３１】
スイッチ状態伝達手段は、安全スイッチ（挿抜規制装置）と制御装置との間での情報伝達を媒介する構成であればよく、安全スイッチと制御装置との間での情報伝達される情報としては、挿抜規制機構の動作に基づく規制状態の情報（抜脱禁止状態であるか抜脱許容状態であるかの情報）や、規制状態の情報と共に挿抜連動機構の動作に基づくアクチュエータの挿抜状態の情報（挿入状態であるか抜脱状態であるかの情報）が挙げられ、情報伝達方法としては、有線や無線による伝達が挙げられる。スイッチ状態伝達手段としては、安全スイッチのスイッチ部と制御装置とを接続する配線ケーブルのみを含む構成や、スイッチ部の検出状態を検知する検知装置と検知装置により検知された情報を出力する電波発信装置と発信装置から送信された情報を受信する電波受信装置と電波発信装置に作動電力を制御装置又は外部電源から供給する配線ケーブルとを含む構成が挙げられる。但し、安全スイッチと制御装置とを接続する配線ケーブルには、従来のような挿抜連動機構の規制状態を変更させるための電源ケーブルは含まれていない。
【００３２】
上記の構成であれば、安全スイッチの操作状態をも参照して電気機器の運転モードを切り換えることができるために、更に安全性の高いシステムを構築できる。
【００３３】
上記の安全システムＢ又Ｃにおいて、
挿抜連動機構が、アクチュエータの挿抜動作に応じて回動する挿抜連動回動体と、挿抜連動回動体の回動に連動して並進移動し、スイッチ部の作動状態を変化させる棒状体とを備え、
挿抜規制機構が、筐体に固定された外筒、及び、外筒の内側に回動自在に配設されて開錠位置と開錠位置と回転角度の異なる施錠位置との間で移行自在であり、所定の鍵部材の挿入される鍵穴が形成され、鍵穴に挿入された鍵部材による施錠操作に応じて開錠位置から施錠位置に移行し、鍵穴に挿入された鍵部材による開錠操作に応じて施錠位置から開錠位置に移行する内筒を含むキーシリンダと、キーシリンダの内筒に連結され、キーシリンダの動作に機構的に連動して回動するキー操作連動回動体と、棒状体に連結され、キー操作連動回動体の回動に機構的に連動して棒状体の並進移動と実質的に同一方向に並進移動する並進移動体と、筐体に対して固定され、並進移動体の移動方向を制限する移動方向制限体と、並進移動体を挿抜連動回動体側に付勢する付勢体とを備え、
挿抜規制機構が、挿抜連動機構へのアクチュエータの挿入状態における施錠操作に応じて、施錠操作に基づくキー操作連動回動体の回転に伴う挿抜連動回動体に近づく方向への並進移動体の移動により、棒状体と挿抜連動回動体とを係合させて挿抜連動機構を抜脱禁止状態へ移行させ、挿抜連動機構へのアクチュエータの挿入状態における開錠操作に応じて、開錠操作に基づくキー操作連動回動体の回転に伴う挿抜連動回動体から離れる方向への並進移動体の移動により、棒状体と挿抜連動回動体とを乖離させて挿抜連動機構を抜脱許容状態へ移行させる構成であることが好ましい。なお、以下においてこの構成の安全システムを「安全システムＤ」とも称す。
【００３４】
上記の構成であれば、簡素な構成によって機構的に作動する挿抜規制機構を実現できる。また、挿抜規制機構におけるキーシリンダとして一般的な施錠装置のキーシリンダを用いることができるために簡便に所望の安全スイッチを実現できる。
【００３５】
上記の安全システムＤにおいて、
キー操作連動回動体が、キー操作連動回動体の回動軸に対する放射方向に突出し、放射方向に向かって先細りする尖頭形状の押圧突起部を含み、
並進移動体が、棒状体に連結される連結部と、アクチュエータの挿入状態においてキー操作連動回動体と当接し、開錠操作に基づくキー操作連動回動体の回転に伴う押力を並進力に変換する動力変換部と、連結部と動力変換部とを接続する接続部とを含む構成であることが好ましい。なお、以下においてこの構成の安全システムを「安全システムＤ」とも称す。
【００３６】
上記の構成であれば、簡素な構成によって、キーシリンダに付与される回転力を挿抜連動機構の規制に必要な並進力に変換することができる。
【００３７】
上記の安全スイッチＤにおいて、
キー操作連動回動体が、キー操作連動回動体の回動軸に対する放射方向に突出する係合突起部を更に含み、
並進移動体が、アクチュエータの抜脱状態における施錠操作に基づくキー操作連動回動体の回転を係合突起部との当接により阻止する回転阻止部を更に含む構成であることが好ましい。なお、以下においてこの構成の安全システムを「安全システムＥ」とも称す。
【００３８】
上記の構成であれば、アクチュエータの抜脱状態において施錠操作がなされることを極めて簡便な構成によって防止できる。
【００３９】
制御装置の運転モード切換部は、安全スイッチの操作状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチの操作状態を検知する切換スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチ操作状態検知部において検知された切換スイッチの操作状態と安全スイッチ操作状態検知部で検知された安全スイッチの操作状態とに基づいて複数種類の運転モードから１つの運転モードを決定する運転モード決定部と、運転モード決定部で決定された運転モードに対応する運転制御信号を出力する運転制御信号出力部とを備え、運転モード決定部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に停止モードを選択し、切換スイッチが第２操作状態である場合に通常作動モードを許可する構成であることが好ましい。
【００４０】
上記の構成であれば、電気機器の運転制御を電気信号によって行うために、電気機器への電源自体を遮断する場合に比べて電気機器に損傷を与えることを防止できる。また、電源自体を遮断する場合には、それに対応する電気機器しかシステムに組み込むことができなかったり、他の電源回路を介して接続したりしなければならないために、システム構成が複雑となるが、上記の構成であれば、システムに組み込める電気機器の種類の幅が大きくなると共にシステム構成の複雑化を抑制できる。
【００４１】
制御装置の運転モード切換部は、安全スイッチの操作状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチの操作状態を検知する切換スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチ操作状態検知部において検知された切換スイッチの操作状態と安全スイッチ操作状態検知部で検知された安全スイッチの操作状態とに基づいて複数種類の運転モードから１つの運転モードを決定する運転モード決定部と、運転モード決定部で決定された運転モードに対応する運転制御信号を出力する運転制御信号出力部とを備え、
運転モード決定部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に停止モードを選択し、切換スイッチが第２操作状態である場合に通常作動モードを選択する構成であることが好ましい。
【００４２】
上記の構成であれば、電気機器の運転制御を電気信号によって行うために、電気機器への電源自体を遮断する場合に比べて電気機器に損傷を与えることを防止できる。また、電源自体を遮断する場合には、それに対応する電気機器しかシステムに組み込むことができなかったり、他の電源回路を介して接続したりしなければならないために、システム構成が複雑となるが、上記の構成であれば、システムに組み込める電気機器の種類の幅が大きくなると共にシステム構成の複雑化を抑制できる。更に、外部装置からの制御信号をも参照するために、極めて安全性の高いシステムを構築できる。
【００４３】
制御装置の運転モード切換部は、前記安全スイッチの操作状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチの操作状態を検知する切換スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチ操作状態検知部において検知された切換スイッチの操作状態と、安全スイッチ操作状態検知部で検知された安全スイッチの操作状態と、外部装置からの電気機器の作動又は停止を指示する制御信号の入力状態とに基づいて、複数種類の運転モードから１つの運転モードを決定する運転モード決定部と、運転モード決定部で決定された運転モードに対応する運転制御信号を出力する運転制御信号出力部とを備え、
運転モード決定部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に停止モードを選択し、切換スイッチが第２操作状態であり、かつ外部装置からの電気機器の作動を指示する制御信号が入力されている場合には通常作動モードを選択し、切換スイッチが第２操作状態であり、かつ外部装置からの電気機器の停止を指示する制御信号が入力されている場合には停止モードを選択する構成であることが好ましい。
【００４４】
上記の構成であれば、電気機器の運転制御を電気信号によって行うために、電気機器への電源自体を遮断する場合に比べて電気機器に損傷を与えることを防止できる。また、電源自体を遮断する場合には、それに対応する電気機器しかシステムに組み込むことができなかったり、他の電源回路を介して接続したりしなければならないために、システム構成が複雑となるが、上記の構成であれば、システムに組み込める電気機器の種類の幅が大きくなると共にシステム構成の複雑化を抑制できる。
【００４５】
複数種類の運転モードが通常作動モード及び停止モードのみを含み、
切換スイッチの前記複数種類の操作状態が、前記第１操作状態及び第２操作状態のみを含み、
制御装置の運転モード切換部は、安全スイッチの操作状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチの操作状態を検知する切換スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチ操作状態検知部において検知された切換スイッチの操作状態と安全スイッチ操作状態検知部で検知された安全スイッチの操作状態とに基づいて電気機器への電源を制御する電源切換部とを備え、
電源切換部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に電気機器への電力を遮断し、切換スイッチが第２操作状態である場合に電力を供給する構成であることが好ましい。
【００４６】
上記の構成であれば、電気機器への電力供給を制御することによって、簡便にかつ確実に電気機器の運転を制御できる。また、簡単なスイッチ回路を備えればよいために制御装置の構成を複雑化することを防止できる。更に、必要な回路を所定の回路基板に形成して従来の制御装置に付加することで簡便にシステムを更新することもできる。
【００４７】
複数種類の運転モードが通常作動モード及び前記停止モードのみを含み、
切換スイッチの前記複数種類の操作状態が、第１操作状態及び第２操作状態のみを含み、
制御装置の運転モード切換部は、安全スイッチの操作状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチの操作状態を検知する切換スイッチ操作状態検知部と、切換スイッチ操作状態検知部において検知された切換スイッチの操作状態と、安全スイッチ操作状態検知部で検知された安全スイッチの操作状態と、外部装置からの電気機器の作動又は停止を指示する制御信号の入力状態とに基づいて前記電気機器への電源を制御する電源切換部とを備え、
電源切換部は、切換スイッチが第１操作状態である場合に電気機器への電力を遮断し、切換スイッチが第２操作状態であり、かつ外部装置からの電気機器の作動を指示する制御信号が入力されている場合に電力を供給し、切換スイッチが第２操作状態であり、かつ外部装置からの電気機器の停止を指示する制御信号が入力されている場合には、電気機器への電力を遮断する構成であることが好ましい。
【００４８】
上記の構成であれば、電気機器への電力供給を制御することによって、簡便にかつ確実に電気機器の運転を制御できる。また、簡単なスイッチ回路を備えればよいために制御装置の構成を複雑化することを防止できる。また、必要な回路を所定の回路基板に形成して従来の制御装置に付加することで簡便にシステムを更新することもできる。更に、外部装置からの制御信号をも参照するために、極めて安全性の高いシステムを構築できる。
【００４９】
[具体的構成]
ここで、本発明に係る安全システム及びそれに用いる安全スイッチについて、具体例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００５０】
〔第１実施形態〕
第１実施形態の安全システム及びそれに用いる安全スイッチについて説明する。図１は、安全システムを適用した製造現場の一例を模式的に表す説明図である。なお、図１においては、安全システムの電気的な構成もブロック図によって示されている。図２は、安全システムを適用した製造現場の開閉扉近傍の一例を模式的に表す正面図。
【００５１】
図１に示されたように、工業製品の製造現場に、安全柵９１（〔固定部材〕の一種）と開閉扉９２（〔開閉部材〕の一種）とによって隔離された立入規制領域Ａ１が形成されている。立入規制領域Ａ１には、互いに連携して所定の動作を行う産業機器８１〜８３（〔電気機器〕の一種）と、産業機器８１〜８３を制御する内部制御装置８９が設置されている。内部制御装置８９は、産業機器８１〜８３の運転や停止の制御と共に、それらの連携動作を制御する。図１及び図２に示されたように、開閉扉９２にはハンドル型のアクチュエータ機能部５０（〔開閉動作規制機構〕の一種の一部）が固着されており、安全柵９１における開閉扉９２近傍には、アクチュエータ機能部５０に対向させて本形態の安全スイッチ１（〔開閉動作規制機構〕の一種の一部；〔挿脱規制装置〕及び〔安全スイッチ〕の一種）が取設されている。立入規制領域Ａ１の外側には、開閉扉９２から離れた位置に制御盤６０（〔制御装置〕の一種）が配設されている。制御盤６０には、外部電源（図示せず）から電力供給路Ｌ１０（図１のみ図示）を介して電力が供給されており、制御盤６０は、産業機器８１〜８３、内部制御装置８９等の立入規制領域Ａ１に設置された各種の装置へ電力供給路Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ１９等を介して駆動電力を供給している。また、制御盤６０と安全スイッチ１とは、配線ケーブル６９（〔スイッチ状態伝達手段〕の一種）で接続されている。更に、制御盤６０と内部制御装置８９とは、信号伝達路Ｌ９を介して信号通信可能に接続されている。本形態の安全システムは、安全スイッチ１と、アクチュエータ機能部５０と、制御盤６０と、産業機器８１〜８３と、内部制御装置８９とで構成されている。
【００５２】
ここで、アクチュエータ機能部５０について説明する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、アクチュエータ機能部の一例を模式的に表す正面図であり、図３（Ａ）がアクチュエータ機能部の非作動状態を表し、図３（Ｂ）がアクチュエータ機能部の作動状態している。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、説明の便宜のために安全スイッチ１も示されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されたように、アクチュエータ機能部５０は、筐体５１と、筐体５１から突出するハンドル５２と、安全スイッチ１に対して挿抜されるアクチュエータ５３と、ハンドル５２の操作に連動してアクチュエータ５３を移動させる動力伝達機構５４とを備えている。
【００５３】
アクチュエータ機能部５０は、図３（Ａ）に示された非作動状態において、アクチュエータ５３を筐体５１の内部に格納している。この非作動状態において、ハンドル５２を反時計回りに回転させると、その回転に伴い動力伝達機構５４が作動して、アクチュエータ５３が反時計回りに回転する。これによって、図３（Ｂ）に示されたように、アクチュエータ５３が、筐体５１の外部に表出して、安全スイッチ１に挿入される。一方、図３（Ｂ）に示された作動状態において、ハンドル５２を時計回りに回転させると、動力伝達機構５４の作動に伴いアクチュエータ５３が時計回りに回転して、図３（Ａ）に示された非作動状態に戻る。
【００５４】
安全スイッチ１は、図２に示されたように、収納固定カバー９３を介して取設されている。安全スイッチ１は、収納固定カバー９３の下側から挿入され、安全スイッチ１の一部が被覆されている状態で固定されている。収納固定カバー９３には、アクチュエータ機能部５０と対向する側面に貫通孔（図示せず）が形成されており、アクチュエータ機能部５０の作動状態においてその貫通孔を通してアクチュエータ５３が安全スイッチ１に挿入される。ここで、安全スイッチ１について説明する。図４は、安全スイッチの一例を表す斜視図であり、図４（Ａ）が上面視を表し、図４（Ｂ）が底面視を表している。図５は、安全スイッチの一例を模式的に表す縦断面図である。なお、図５においては、説明の便宜のために、ヘッド封止部材２３と支軸３１と挿脱連動カム３２とを上下方向を回転軸として９０°回転させた状態が示されている。また、破線によって可動シリンダ部１２（図４参照）及びその鍵穴１２Ａ（図４参照）が示されている。
【００５５】
安全スイッチ１は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図５に示されたように、桶状の本体収容部材２１と、板状の本体封止部材２２（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）のみ図示）と、桶状のヘッド封止部材２３とで構成される外囲体（〔筐体〕の一種）を備えている。ヘッド封止部材２３は、その開口を本体収容部材２１側に向けて本体収容部材２１に取設されている。本体封止部材２２は、本体収容部材２１の開口を塞ぐように本体収容部材２１に取設されている。ヘッド封止部材２３には、２つの貫通孔２３Ａ，２３Ｂが形成されており、いずれの貫通孔２３Ａ，２３Ｂからアクチュエータ機能部５０のアクチュエータ５３が挿入されたとしても正常に作動する。これによって、安全スイッチ１は、各種のアクチュエータ機能部５０に対して共通で利用できる構成となっている。なお、本形態においては、貫通孔２３Ａを通してアクチュエータ５３が挿入される。一方、本体収容部材２１には、その上面側（ヘッド封止部材２３側）において後述のロッド３３の挿通される貫通孔２１Ａが形成され、また、底面側（ヘッド封止部材２３と反対側）において配線ケーブル６９（図２参照）の挿通される貫通孔が形成されている。
【００５６】
ヘッド封止部材２３には、図５に示されたように、ヘッド封止部材２３の内側において支軸３１が軸止されており、支軸３１には挿抜連動カム３２（〔挿抜連動機構〕の一種の一部；〔挿抜連動回動体〕の一種）が軸支されている。挿抜連動カム３２は、アクチュエータ機能部５０（図３参照）のアクチュエータ５３（図３参照）の挿抜に連動して作動することとなる。挿抜連動カム３２の外輪郭は複雑に凹凸する形状であり、挿抜連動カム３２には、主に、上面側からのアクチュエータ５３の抜脱及び側面側（アクチュエータ機能部５０側）からのアクチュエータ５３の挿入においてアクチュエータ５３と当接する突出部３２Ａと、上面側からのアクチュエータ５３の挿入においてアクチュエータ５３と当接する突出部３２Ｂと、側面側からのアクチュエータ５３の抜脱においてアクチュエータ５３と当接する突出部３２Ｃと、挿抜連動カム３２の動作を規制することとなる陥没部３２Ｄと、抜脱状態における挿抜連動カム３２の回転位置を一定に保つための陥没部３２Ｅが形成されている。
【００５７】
本体収容部材２１には、外囲体の内側において、挿抜連動カム３２の動作に連動して上下方向に並進移動するロッド３３（〔挿抜連動機構〕の一種の一部；〔棒状体〕の一種）が配設されており、ロッド３３の大部分は本体収容部材２１の内側に配置され、ロッド３３の上方側の先端の一部は、貫通孔２１Ａを通して本体収容部材２１の外側であってヘッド封止部材２３の内側に突出している。ロッド３３は、主に、中心軸部３３Ａと、中心軸部３３Ａから中心軸部３３Ａの中心軸に対して放射方向に突出する作動丘３３Ｂ，３３Ｃとで構成されている。作動丘３３Ｂ及び作動丘３３Ｃは、それぞれ、ロッド３３の並進移動に応じて、接点スイッチ素子４１，４２及び接点スイッチ素子４３，４４を作動させる。
【００５８】
本体収容部材２１には、ロッド３３に対向して、接点スイッチ素子４１（〔スイッチ部〕の一種の一部）と、接点スイッチ素子４２（〔スイッチ部〕の一種の一部）と、接点スイッチ素子４３（〔スイッチ部〕の一種の一部）と、接点スイッチ素子４４（〔スイッチ部〕の一種の一部）とが配設されている。接点スイッチ素子４１〜接点スイッチ素子４４の各々は同一構成であり、素子本体４１Ａ〜素子本体４４Ａと、検出可動部４１Ｂ〜４４Ｂとで構成されている。検出可動部４１Ｂ及び検出可動部４２Ｂの各々は、それぞれ、ロッド３３の並進移動に応じて、作動丘３３Ｂの傾斜面Ｓ１１及び作動丘３３Ｂの傾斜面Ｓ１２を介して、作動丘３３Ｂに乗り上がったり乗り下がったりする。同様に、検出可動部４３Ｂ及び検出可動部４４Ｂの各々は、ロッド３３の並進移動に応じて、作動丘３３Ｃの傾斜面Ｓ１３及び作動丘３３Ｃの傾斜面Ｓ１４を介して、作動丘３３Ｃに乗り上がったり乗り下がったりする。検出可動部４１Ｂが作動丘３３Ｂに乗り上がって素子本体４１Ａ側に移動した状態が、接点スイッチ素子４１のオフ状態であり、検出可動部４１Ｂが作動丘３３Ｂに乗り下がって素子本体４１Ａと反対側（ロッド３３側）に移動した状態が、接点スイッチ素子４１のオン状態である。他の接点スイッチ素子４２〜接点スイッチ素子４４についても同様である。したがって、接点スイッチ素子４１〜接点スイッチ素子４４の検出状態を［接点スイッチ素子４１の検出状態，接点スイッチ素子４２の検出状態，接点スイッチ素子４３の検出状態，接点スイッチ素子４４の検出状態］で表すと、図５に示された状態においては、［オン状態，オフ状態，オン状態，オフ状態］である。なお、これらの組合せは、ロッド３３の移動に応じて変化する。
【００５９】
安全スイッチ１は、更に、挿抜連動カム３２とロッド３３とで構成される挿抜連動機構の動作を規制する挿抜規制機構として、本体収容部材２１に固定された固定シリンダ部１１（〔キーシリンダ〕の一種の一部；〔外筒〕の一種）（図４参照）及び固定シリンダ部１１の内側に回動自在に配設された可動シリンダ部１２（〔キーシリンダ〕の一種の一部；〔内筒〕の一種）（図４参照）を含むキーシリンダと、可動シリンダ部１２に連結され、可動シリンダ１２に連動して回動するキー操作連動カム１３（〔キー操作連動回動体〕の一種）と、ロッド３３に連結され、キー操作連動カム１３の回動に連動してロッド３３の並進移動と実質的に同一方向に並進移動するスライダ１４（〔並進移動体〕の一種）と、本体収容部材２１に取設され、スライダ１４の移動方向を制限するベース１５（〔移動方向制限体〕の一種）と、ロッド３３とベース１５とを離隔させる方向に付勢するコイルバネ１６（〔付勢体〕の一種）とを備えている。可動シリンダ部１２には、開閉鍵の挿入される鍵穴１２Ａ（図４参照）が形成されており、可動シリンダ部１２は、開閉鍵を鍵穴に挿入して可動シリンダ部１２を回転操作すると、所定の開錠位置と所定の施錠位置との間で移行する。本形態においては、開閉鍵のキーシリンダは、可動シリンダ部１２が開錠位置及び回転途中である場合には開閉鍵を可動シリンダ部１２から抜脱できず、可動シリンダ部１２が施錠位置にある場合には可動シリンダ部１２から開閉鍵を挿抜できる構成となっている。
【００６０】
ここで、キー操作連動カム１３、スライダ１４及びベース１５について説明する。図６は、ベース、スライダ及びキー操作連動カムの一例を表す斜視図であり、図６（Ａ）が上面視を表し、図６（Ｂ）が底面視を表している。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、本形態のキー操作連動カム１３、スライダ１４及びベース１５の正確な構造が示されている。
【００６１】
キー操作連動カム１３は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図５に示されたように、可動シリンダ部１２の回動軸を柱軸とする円柱形状の基部１３Ａと、基部１３Ａから可動シリンダ１２側に突出し、可動シリンダ部１２と連結される連結部１３Ｂ（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のみ）と、連結部１３Ｂとは反対側に基部１３Ａから突出する円柱形状の摺動連結部１３Ｃ（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のみ）と、基部１３Ａからその回転軸の放射方向に突出し、放射方向に向かって先細りする尖頭形状の押圧突起部１３Ｄ（〔押圧突起部〕の一種）と、基部１３Ａからその回動軸の放射方向に突出する係合突起部１３Ｅ（〔係合突起部〕の一種）とで構成されている。
【００６２】
スライダ１４は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図５に示されたように、キー操作連動カム１３の摺動連結部１３Ｃが挿通される貫通孔１４Ａが形成された底板１４Ｂ（〔接続部〕の一種の一部）と、底板１４Ｂの長手方向の一端において底板部１４Ｂから垂設された動力変換壁１４Ｃ（〔動力変換部〕の一種）と、動力変換壁１４Ｃと反対側の底板１４Ｂの長手方向の一端において底板部１４Ｂから垂設された垂設壁１４Ｄ（〔接続部〕の一種の一部）と、垂設壁１４Ｄから動力変換壁１４Ｃ側に突出する回転阻止壁１４Ｅ（〔回転阻止部〕の一種）と、回転阻止壁１４Ｅに対向する対向壁１４Ｆと、垂設壁１４Ｄから動力変換壁１４Ｃと反対側に突出し、柱状のロッド３３（図５参照）の連結部３３Ｄと一部において連結される連結軸１４Ｇ（〔連結部〕の一種の一部）とで構成されている。
【００６３】
ベース１５は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図５に示されたように、長手方向の一端において連結軸部１４Ｇの挿通される開口１５Ａと、長手方向の他端においてスライダ１４を挿入する開口１５Ｂと、長手方向の中間に形成され、キー操作連動カム１３の摺動連結部１３Ｃが遊挿される貫通孔１５Ｃと、キー操作連動カム１３の連結部１３Ｂと可動シリンダ部１２との接続空間を確保すると共にキー操作連動カム１３の回転空間を確保する切り欠き部１５Ｄとが形成された略角筒状の部材である。
【００６４】
ベース１５の開口１５Ｂからスライダ１４をその連結軸１４Ｇ側から挿入し、スライダ１４の挿入後に、ベース１５の切り欠き部１５Ｄからキー操作連動カム１３を摺動連結部１３Ｃ側から挿入して、キー操作連動カム１３、スライダ１４及びベース１５を組み立てる。これによって、摺動連結部１３Ｃが貫通孔１４Ａを貫通して貫通孔１５Ｃに挿入される。スライダ１４の貫通孔１４Ａの外輪郭は略長方形状であり、摺動連結部１３Ｃが挿通されている状態において貫通孔１４Ａの長手方向に移動できる。スライダ１４がベース１５の内側に挿入されていることによって、スライダ１４の挿入方向以外の移動は実質的に禁止されている。
【００６５】
安全スイッチ１は、図５に示されたように、可動シリンダ部１２（図４参照）が開錠位置である開錠状態であり、かつアクチュエータ機能部５０のアクチュエータ５３が抜脱された抜脱状態である場合（以下、単に「抜脱状態」とも称す）において、ロッド３３の先端が挿脱連動カム３２の陥没部３２Ｅに挿入されて挿脱連動カム３２と当接している。このとき、ロッド３３は、コイルバネ１６から挿脱連動カム３２側へ付勢力を受けている。可動シリンダ部１２の鍵穴１２Ａは、中心軸Ｌ１に対して時計回りに４５度傾斜した開錠位置であり、キー操作連動カム１３は、係合突起部１３Ｅが中心軸Ｌ１の方向を向いている。スライダ１４は、垂設壁１４Ｄが所定の空隙を隔てて係合突起部１３Ｅと対向し、回転阻止壁１４Ｅが係合突起部１３Ｅの一部の側部を覆うように配置されている。また、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態は、［オン状態，オフ状態、オン状態、オフ状態］である。
【００６６】
ここで、安全スイッチ１の動作について説明する。図７は、安全スイッチの開閉扉操作時の動作過程の一例を模式的に表す縦断面図であり、図７（Ａ）がアクチュエータ機能部のアクチュエータの抜脱状態を表し、図７（Ｂ）がアクチュエータの挿抜中の状態を表し、図７（Ｃ）がアクチュエータの挿入状態を表している。なお、図７（Ａ）は、図５と同一の状態を表している。図８は、安全スイッチの施錠操作時の動作過程の一例を模式的に表す縦断面図であり、図８（Ａ）が開錠状態（開閉鍵の開錠位置）を表し、図８（Ｂ）が施錠状態（開閉鍵の施錠位置）を表している。なお、図８（Ａ）は、図７（Ｄ）と同一の状態を表している。図９は、安全スイッチの禁止動作の一例を模式的に表す縦断面図であり、図９（Ａ）は施錠状態においてアクチュエータ機能部のアクチュエータが抜脱操作された場合を表し、図９（Ｂ）はアクチュエータ機能部のアクチュエータの抜脱状態において安全スイッチが施錠操作された場合を表している。図７〜図９においても、図５の場合と同様に、破線によって可動シリンダ部１２（図４参照）及びその鍵穴１２Ａ（図４参照）が破線で示されている。
【００６７】
図５に示された状態において、図３に示されたようにアクチュエータ機能部５０のハンドル５２を反時計回りに回転させる挿入操作が行われるとアクチュエータ５３が回転して、図７（Ａ）に示されたように、アクチュエータ５３がヘッド封止部材２３の貫通孔２３Ａから進入する。なお、この状態において、安全スイッチ１の内部状態は図５に示された状態と同一である。
【００６８】
アクチュエータ５３の回転が更に進行すると、アクチュエータ５３が挿脱連動カム３２の突出部３２Ｂに当接し、アクチュエータ５３からの押力に応じて挿脱連動カム３２が反時計回りの回転を開始する。この回転に応じて、図７（Ｂ）に示されたように、ロッド３３は、挿脱連動カム３２との当接状態を維持しながら、一旦、スライダ１４側へ移動する。このロッド３３の移動に応じてスライダ１４も移動し、垂設壁１４Ｄと係合突起部１３Ｅとの空隙が狭まる。なお、この移動を考慮して、図５及び図７（Ａ）において、垂設壁１４Ｄが所定の空隙を隔てて係合突起部１３Ｅと対向するように設計されている。
【００６９】
図７（Ｂ）に示された状態から更にアクチュエータ５３の回転が進行すると、挿脱連動カム３２の反時計回りの回転も進行する。この回転に応じて、ロッド３３は、挿脱連動カム３２との当接状態を維持しながら、挿脱連動カム３２側へ移動する。このロッド３３の移動に応じてスライダ１４も挿脱連動カム３２側へ移動し、垂設壁１４Ｄと係合突起部１３Ｅとの空隙が広がる。その後、スライダ１４の動力変換壁１４Ｃがキー操作連動カム１３と当接することとなり、スライダ１４の移動が禁止される。更にアクチュエータ５３の回転が進行すると、挿脱連動カム３２の反時計回りの回転も進行する。なお、この回転に応じては、スライダ１４の動力変換壁１４Ｃがキー操作連動カム１３と当接しているために、スライダ１４は移動しない。これによって、ロッド３３も移動せず、ロッド３３と挿脱連動カム３２との当接が解除され、挿脱連動カム３２の状態のみが変化することとなる。最終的に、図７（Ｃ）に示されたように、アクチュエータ５３の回転が完了してアクチュエータ５３の挿入が完了する。
【００７０】
図７（Ｃ）及び図８（Ａ）に示されたような可動シリンダ部１２（図４参照）が開錠位置である開錠状態であり、かつアクチュエータ５３が完全に挿入された挿入状態において、スライダ１４の動力変換壁１４Ｃがキー操作連動カム１３と当接し、また、スライダ１４の回転阻止壁１４Ｅがキー操作連動カム１３の係合突起部１３Ｅの側部を覆わない状態が維持されている。また、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態は、［オン状態，オフ状態、オフ状態、オン状態］となっている。
【００７１】
図８（Ａ）に示された状態から開閉鍵を鍵穴１２Ａに挿入して可動シリンダ部１２を反時計回りに回転させると、可動シリンダ１２の回転に応じてキー操作連動カム１３が回転を開始する。この回転に応じたスライダ１４の動力変換壁１４Ｃとキー操作連動カム１３の押圧突起部１３Ｄとの当接位置の変化に応じて、コイルバネ１６からの付勢力に基づきロッド３３が挿抜連動カム３２の陥没部３２Ｄの側壁と当接する状態を維持しながら挿抜連動カム３２側へ移動する。
【００７２】
図８（Ａ）に示された状態からキー操作連動カム１３の回転が進行すると、最終的に、図８（Ｂ）に示されたように、可動シリンダ部１２の鍵穴１２Ａが中心軸Ｌ１に対して反時計回りに４５度傾斜した施錠位置となり、安全スイッチ１は施錠状態となる。このとき、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態は、［オフ状態，オン状態、オフ状態、オン状態］となっている。
【００７３】
一方、安全スイッチ１を施錠状態から抜脱状態へ移行させる場合には、開閉鍵を鍵穴１２Ａに挿入して可動シリンダ部１２を時計回りに回転させる開錠操作を行い、可動シリンダ部１２を開錠状態に移行させる。図３（Ａ）に示されたようにアクチュエータ機能部５０のハンドル５２を時計回りに回転させる抜脱操作を行って、アクチュエータ５３が抜脱された抜脱状態に移行させる。なお、このときの動作は概ね上記で説明した挿入操作の場合と逆の過程を経るためにその説明を省略する。
【００７４】
ここで、安全スイッチ１に対して正常な操作と異なる操作が行われた場合について説明する。安全スイッチ１の施錠状態においてアクチュエータ５３の抜脱操作が行われると、図９（Ａ）に示されたように、挿脱連動カム３２は回転を開始するが、所定の角度だけ回転した後にロッド３３の先端が陥没部３２Ｄの側壁に当接し、それ以上の挿脱連動カム３２の回転が禁止される。これによって、アクチュエータ５３を完全に抜脱することができなくなり、安全スイッチ１が抜脱状態に移行することが防止される。
【００７５】
また、安全スイッチ１の抜脱状態において、可動シリンダ部１２に施錠操作が行われると、図９（Ｂ）に示されたように、キー操作連動カム１３は回転を開始するが、所定の角度だけ回転した後にキー操作連動カム１３の係合突起部１３Ｅがスライダ１４の回転阻止壁１４Ｅと当接し、それ以上のキー操作連動カム１３の回転が禁止される。これによって、可動シリンダ部１２を施錠位置に移行させることができなくなり、開閉扉９２の開放状態において、安全スイッチ１が施錠状態に移行することが防止される。
【００７６】
制御盤６０は、産業機器８１〜８３の運転を選択する運転モード選択状態（〔第２操作状態〕に対応）とそれらの停止を選択する停止モード選択状態（〔第１操作状態〕に対応）との間で移行自在な２値選択型のキースイッチ６１と、運転モード選択状態及び停止モード選択状態のうちキースイッチ６１（〔切換スイッチ〕の一種）で選択されている選択状態と配線ケーブル６９を介して伝達される安全スイッチ１における接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態に応じて産業機器８１〜８３の運転モード又は停止モードを選択して産業機器８１〜８３の運転モードを切り換える運転モード切換部６２（〔運転モード切換部〕の一種）とを備えている。制御盤６０は、更に、外部電力に基づいて産業機器８１〜８３へ駆動電力を分配供給する電源部６３を備えている。キースイッチ６１は、安全スイッチ１の可動シリンダ部１２を回動させる場合に使用する開閉鍵を用いて操作される。
【００７７】
ここで、運転モード切換部６２について説明する。図１０は、運転モード切換部の一例を表すブロック図である。運転モード切換部６２は、図１０に示されたように、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態を検知する安全スイッチ操作状態検知部７１と、キースイッチ６１の選択状態を検知するキースイッチ操作状態検知部７２と、キースイッチ操作状態検知部７２において検知されたキースイッチ６１の選択状態と安全スイッチ操作状態検知部７１で検知された接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態に基づいて運転モード又は停止モードから１つのモードを決定する運転モード決定部７３と、運転モード決定部７３で決定された運転モードに対応する運転制御信号を出力する運転制御信号出力部７４と、を備えている。キースイッチ６１が停止モード選択状態である場合には、運転モード決定部７３は停止モードを選択し、運転制御信号出力部７４が内部制御装置８９に停止信号（運転制御信号の一種）を出力し、キースイッチ６１が運転モード選択状態である場合であって、かつ、安全スイッチ操作状態検知部７１で検知された安全スイッチ１の操作状態が施錠状態（接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態が〔オフ状態，オン状態，オフ状態，オン状態〕である状態）である場合には、運転モード決定部７３は運転モードを選択し、運転制御信号出力部７４が内部制御装置８９に作動信号（運転制御信号の一種）を出力する。内部制御装置８９は、停止信号が入力されると、産業機器８１〜８３が作動中であれば停止させ、それらが停止中であればその状態を維持させるための制御信号を出力する。一方、内部制御装置８９は、作動信号が入力されると、産業機器８１〜８３が作動中であればその状態を維持させ、それらが停止中であれば作動させるための制御信号を出力する。産業機器８１〜８３は、内部制御装置８９から停止を指示する制御信号を受信すると自己の動作を停止し、一方、内部制御装置８９から運転を指示する制御信号を受信すると自己の動作を実行する。
【００７８】
ここで、安全システムの動作について説明する。正常に産業機器８１〜８３が内部制御装置８９に基づいて連携動作している場合において、制御盤６０のキースイッチ６１には開閉鍵が挿入され、キースイッチ６１は運転モード選択状態となっている。一方、安全スイッチ１の可動シリンダ部１２には開閉鍵は挿入されておらず、安全スイッチ１はアクチュエータ５３の挿入状態であり、かつ施錠状態である。安全スイッチ１の作業等の目的のために立入規制領域Ａ１に進入する場合には、まず、キースイッチ６１に挿入されている開閉鍵を回転させて、停止モード選択状態に移行させる。これによって、キースイッチ操作状態検知部７２が停止モード選択状態に移行されたことを検知する。この検知に応じて、運転モード決定部７３が、キースイッチ６１によって停止モード選択状態が選択されているために、運転モードを作動モードから停止モードに変更する。この変更に応じて、運転制御信号出力部７４が停止信号を内部制御装置８９へ出力する。停止信号を受信した内部制御装置８９は、停止を指示する制御信号を産業機器８１〜８３に出力する。停止を指示する制御信号を受信した産業機器８１〜８３は即座に自己の動作を停止させる。キースイッチ６１を停止モード選択状態に移行させた後に、キースイッチ６１から開閉鍵を抜脱して、安全スイッチ１の設置場所に移動する。その後は、上記で説明したように、安全スイッチ１を施錠状態から抜脱状態に移行させて、立入規制領域Ａ１内における作業を実行する。
【００７９】
一方、産業機器８１〜８３を作動状態に戻すためには、まず、立入規制領域Ａ１から退出した後に、安全スイッチ１を抜脱状態から施錠状態に移行させる。その後、可動シリンダ部１２から開閉鍵を抜脱して、制御盤６０の設置場所に移動する。その後、制御盤６０のキースイッチ６１に開閉鍵を挿入して、停止モード選択状態から運転モード選択状態に移行させる。これによって、これによって、キースイッチ操作状態検知部７２が運転モード選択状態に移行されたことを検知する。なお、このとき、安全スイッチ操作状態検知部７１においては、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態が［オフ状態，オン状態、オフ状態、オン状態］であり、安全スイッチ１が施錠状態であることが検知されている。これらの検知に応じて、運転モード決定部７３が、キースイッチ６１によって運転モード選択状態が選択され、かつ、安全スイッチ１が施錠状態であるために、運転モードを停止モードから運転モードに変更する。この変更に応じて、運転制御信号出力部７４が作動信号を内部制御装置８９へ出力する。作動信号を受信した内部制御装置８９は、作動を指示する制御信号を産業機器８１〜８３に出力する。これによって、産業機器８１〜８３が運転を開始する。
【００８０】
本実施形態の安全スイッチ１であれば、従来のソレノイドに代えて、キーシリンダ、キー操作連動カム１３、スライダ１４、ベース１５及びコイルバネ１６からなり機構的に作動する挿抜規制機構を用いるために、電気的な構成が簡素化されると共に使用環境の選択性に対する自由度が増加する。また、本実施形態に係る安全システムであれば、従来のソレノイドに代えて機構的に作動する挿抜規制機構を用いること及び安全スイッチ１の挿抜規制機構を操作する開閉鍵と制御盤６０のキースイッチ６１を操作する鍵とを共通化して、キースイッチ６１に対して産業機器８１〜８３を停止させる操作を行わなければ安全スイッチ１の挿抜規制機構を操作できない構成としたこととによって、従来の安全システムに対して安全性を同等に確保又は向上させると共に電気的な構成が簡素化される。更に、挿抜規制機構は機構的に作動するために、ソレノイドを含む安全スイッチやそれを用いた安全システムの場合のようなソレノイドへの配線が不要となり、配線ケーブル６９の接続操作を簡便かつ迅速に行える。
【００８１】
上記の安全システムの安全スイッチにおいては、アクチュエータ５３がヘッド封止部材２３の上面に形成された挿通孔２３Ａを通して挿抜される構成について説明したが、アクチュエータ５３が挿通孔２３Ｂを通して挿抜される構成であってもよい。ここで、アクチュエータ５３が挿通孔２３Ｂを通して挿抜される場合について説明する。図１４は、安全スイッチの動作の他の一例を模式的に表す縦断面図であり、図１４（Ａ）がアクチュエータの抜脱された抜脱状態を表し、図１４（Ｃ）がアクチュエータの挿入された施錠状態を表し、図１４（Ｂ）がアクチュエータの挿入された開錠状態を表している。図１４（Ａ）に示された抜脱状態から、アクチュエータ５３が挿通孔２３Ｂを通して挿入されると、アクチュエータ５３によって突出部３２Ａが押圧されて挿抜連動カム３２が反時計回りに回転し、図１４（Ｂ）に示された開錠状態となる。逆に、図１４（Ｂ）に示された開錠状態からアクチュエータ５３が抜脱されると、アクチュエータ５３によって突出部３２Ｃが押圧されて挿抜連動カム３２が時計回りに回転し、図１４（Ａ）に示された抜脱状態に戻る。なお、このアクチュエータ５３の挿抜におけるロッド３３及びスライダ１４の動作は、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示された場合と実質的に同一であるためにその詳細な説明は省略する。また、図１４（Ｂ）に示された開錠状態から、開閉鍵を可動シリンダ部１２の鍵穴１２Ａに挿入して反時計回りに回転させると、図１４（Ｃ）に示された施錠状態となる。逆に、図１４（Ｃ）に示された施錠状態から、開閉鍵を可動シリンダ部１２の鍵穴１２Ａに挿入して時計回りに回転させると、図１４（Ｂ）に示された開錠状態に戻る。なお、このときのロッド３３、キー操作連動カム１３及びスライダ１４の動作は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示された場合と実質的に同一であるためにその詳細な説明は省略する。
【００８２】
〔第２実施形態〕
第２実施形態の安全システム及びそれに用いる安全スイッチについて説明する。図１５は、安全システムを適用した製造現場の他の一例を模式的に表す説明図である。なお、図１５においては、安全システムの電気的な構成もブロック図によって示されている。図１６は、安全システムに用いる安全スイッチの他の一例を模式的に表す縦断面図である。なお、以下においては、上記の第１実施形態と実質的に同一の部材には、同一の参照符号を付すこととし、それらの詳細な説明を省略する。なお、以下で説明する種々の他の変化形態についても同様とする。
【００８３】
本形態の安全システムは、図１５に示されたように、図１に示された産業機器８１に代えてロボット８１’（〔電気機器〕の一種）を含み、ロボット８１’に所定の動作を教示するためのロボット教示装置８４を含んでいる。また、本形態の安全システムは、図１や図４に示された安全スイッチ１に代えて安全スイッチ２を備えている。
【００８４】
ロボット教示装置８４には、キーシリンダ８４Ａが設けられており、キーシリンダ８４Ａはキースイッチ６１を操作する開閉鍵によって操作され、その操作によってロボット教示装置８４をロボット８１’の動作を変更するための教示モードに変更することができる。
【００８５】
安全スイッチ２は、図１６に示されたように、図５に示された安全スイッチ１のスライダ１４と形状の異なるスライダ１４’を備えている。スライダ１４’には、スライダ１４のような回転阻止壁１４Ｅが形成されていない。これによって、アクチュエータ５３が抜脱された状態において、開閉鍵によって可動シリンダ１２を回動させることができ、開閉鍵を抜脱することができる。なお、安全スイッチ２の可動シリンダ１２を回動させる開閉鍵は、キースイッチ６１も操作できる共通鍵である。
【００８６】
本形態の安全システムの動作について説明する。通常作動モードでのロボット８１’及び産業機器８２，８３の作動中において、ロボット８１’の動作を変更する場合には、第１実施形態の安全システムの場合と同様にして開閉扉９２を開放した後に、可動シリンダ１２に施錠操作を行って開閉鍵を抜脱する。なお、安全スイッチ２は、この施錠操作に応じては、接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態が変化しないために施錠状態とはならない。つまり、制御盤６０においては、アクチュエータ５３の抜脱状態と検知するために、もし、制御盤６０のキースイッチ６１が通常作動モードを選択するように変更されたとしても、運転モード切換部６２は、作動信号を内部制御装置８９に出力しないために、ロボット８１’及び産業機器８２，８３は作動しない。これによって、立入規制領域Ａ１内に人が滞在する可能性のある状況下におけるロボット８１’及び産業機器８２，８３の作動を防止できる。開閉鍵を抜脱した後に、開閉鍵を持ってロボット教示装置８４の配置箇所まで移動し、ロボット教示装置８４のキーシリンダ８４Ａに開閉鍵を挿入して回転操作し、ロボット８１’に対して所望の教示を実行する。その後は、開閉鍵を回転させてロボット教示装置８４の教示モードを終了させてから開閉鍵をキーシリンダ８４Ａから抜脱する。抜脱した開閉鍵を持って立入規制領域Ａ１から退去して、開閉扉９２を閉鎖し、安全スイッチ２の可動シリンダ１２に開閉鍵を挿入して開錠操作を実行する。その後は、第１実施形態の安全システムの場合と同様にして安全スイッチ２を施錠状態に移行させる。
【００８７】
上記の第２実施形態の安全システムであれば、上記の第１実施形態の安全システムと実質的に同様の効果を奏する。
【００８８】
上記の第２実施形態の安全システムにおいては、アクチュエータ５３の抜脱状態においても、安全スイッチ２の可動シリンダ１２に対して施錠操作が実行できることによって、開閉鍵を可動シリンダ１２から抜脱できる構成について説明したが、本発明の安全システムにおいては、安全スイッチのキーシリンダがアクチュエータの抜脱状態において開閉鍵を可動シリンダから抜脱できる構成とすることもできる。この場合であっても上記の第２実施形態の安全システムと同一の効果を奏する。
【００８９】
上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムにおいては、運転モード切換部６２が、安全スイッチの操作状態（接点スイッチ素子４１〜４４の検出状態）とキースイッチ６１の操作状態とに基づいて運転モードを決定する構成について説明したが、本発明においては、運転モード決定部が、更に他の情報に基づいて運転モードを決定する構成とすることもできる。ここで、運転モード決定部が更に遠隔制御装置からの信号をも参照して運転モードを決定する構成について説明する。図１７は、安全システムにおける運転モード切換部の他の一例を表すブロック図である。図１７に示されたように、運転モード切換部６２’は、遠隔制御装置からの遠隔運転制御信号が立入規制領域Ａ１内の各種の電気機器（第１実施形態においては産業機器８１〜８３、第２実施形態においてはロボット８１’及び産業機器８２，８３）の作動を指示する遠隔作動信号であるか、それらの停止を指示する遠隔停止信号であるかを検知する遠隔運転制御信号検知部７５を更に含んでいる。また、運転モード切換部６２’は、図１０に示された運転モード決定部７３に代えて、遠隔制御装置からの信号を更に参照して運転モードを決定する運転モード決定部７３’を含んでいる。運転モード決定部７３’は、キースイッチ６１が運転モード選択状態である場合であり、安全スイッチ操作状態検知部７１で検知された安全スイッチ１又は安全スイッチ２の操作状態が施錠状態である場合であって、かつ、遠隔制御装置から遠隔作動信号が入力されている場合に、運転モードを選択し、運転制御信号出力部７４が内部制御装置８９に作動信号を出力する。一方、その他の場合には、停止モードを選択し、運転制御信号出力部７４が内部制御装置８９に停止信号を出力する。この構成の場合には、上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムよりも安全性の高い安全システムが構築される。
【００９０】
また、上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムにおいては、接点スイッチ素子４１〜４４を備える安全スイッチ１又は安全スイッチ２を用いる構成について説明したが、本発明における安全システムにおいては、接点スイッチ素子を備えていない挿抜規制装置を用いる構成とすることもできる。この構成の場合には、挿抜規制装置と制御盤とを接続する配線ケーブルが不要となり、極めて簡素でありながら従来と同等の安全性を維持した安全システムが構築できる。
【００９１】
また、上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムにおいては、制御盤６０のキースイッチ６１の操作に応じて作動モードおよび停止モードの２つの運転モードから１つの運転モードを選択する構成について説明したが、本発明の安全システムにおいては、３つ以上の運転モードから１つの運転モードが選択される構成とすることもできる。例えば、３つの運転モードとしては、通常作動モードとしての高速作動モード、高速作動モードよりも動作速度が遅い低速作動モード及び停止モードを含む構成や、通常作動モードとしての立入規制領域内の所定の複数の電気機器の全てが作動する全作動モード、それらの一部の電気機器が停止する部分作動モード及びそれらの電気機器の全てが停止する停止モードを含む構成が挙げられる。なお、この場合には、制御盤に設けられるキースイッチとしては多値選択型のキースイッチを用いる。
【００９２】
また、上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムにおいては、制御盤６０の運転モード切換部からの信号に基づいて内部制御装置８９が立入規制領域Ａ１内の各種の電気機器の作動や停止を制御する構成について説明したが、本発明の安全システムにおいては、制御盤がそれらの電気機器に対する駆動電力の供給や遮断を制御する構成とすることもできる。ここで、制御盤が立入規制領域内の各種の電気機器に対する駆動電力の供給や遮断を制御する構成について説明する。図１８は、安全システムの他の一例を適用した製造現場を模式的に表す説明図である。図１８に示されたように、制御盤６０’は、図１及び図１５に示された運転モード切換部６２，６２’及び電源部６３に代えて、産業機器８１〜８３に対する駆動電力の供給や遮断を制御する電源切換部６４を含んでいる。電源切換部６４は、外部電源から電源供給路Ｌ１０を介して供給される電力に基づいて産業機器８１〜８３に駆動電力を分配するが、キースイッチ６１が停止モード選択状態である場合には、産業機器８１〜８３への駆動電力を遮断し、キースイッチ６１が運転モード選択状態である場合であって、かつ、安全スイッチ１の操作状態が施錠状態である場合には、産業機器８１〜８３に駆動電力を供給する。この構成であっても、上記の第１実施形態及び第２実施形態の安全システムと実質的に同等の効果を奏する。但し、産業機器８１〜８３として急激に駆動電力が遮断されてもよい保護機能を備える産業機器を用いることとなる。また、制御盤６０’のキースイッチ６１の操作に応じて作動モード及び停止モードの２つの運転モードから１つの運転モードを選択することとなる。また、本発明の安全システムにおいて、電源切換部は、図１７を参照して説明したのと同様に遠隔制御装置からの遠隔運転制御信号を更に参照して、産業機器に対する駆動電力の供給や遮断を制御する構成であってもよい。
【００９３】
また、上記においては、安全スイッチ１が安全柵９１に配置され、アクチュエータ機能部５０が開閉扉９２に配置される構成について説明したが、安全スイッチ１が開閉扉９２に配置され、アクチュエータ機能部５０が安全柵９１に配置される構成とすることもできる。また、上記においては、開閉動作規制装置として安全スイッチ１とアクチュエータ機能部５０とを備える構成について説明したが、本発明においては、安全柵９１及び開閉扉９２の一方に取着された一般的な施錠機構のみを含む構成とすることもできる。
【００９４】
また、上記においては、アクチュエータ機能部５０の一例のみについて説明したが、他の構成とすることもできる。ここで、アクチュエータ機能部の他の構成について説明する。図１９は、開閉動作規制装置の他の一例を開閉動作禁止状態で表し、図１９（Ａ）が左側面図であり、図１９（Ｂ）が正面図であり、図１９（Ｃ）が底面図である。図２０が安全スイッチの一例を表し、図２０（Ａ）が左側面図であり、図２０（Ｂ）が正面図であり、図２０（Ｃ）が底面図である。また、図２１は、アクチュエータ機能部の他の一例を表し、図２１（Ａ）が左側面図であり、図２１（Ｂ）が正面図であり、図２１（Ｃ）が底面図である。図１９〜図２１において図２等に示された部材と実質的に同一の部材については同一の参照符号を付している。以下においては、上記の第１実施形態及び第２実施形態の開閉動作規制装置と異なる部分、具体的には、アクチュエータ機能部の筐体についてのみ詳細に説明する。なお、安全スイッチの構成は同一である。
【００９５】
アクチュエータ機能部５０’は、図１９〜図２１に示されたように、筐体５１から安全スイッチ１側へ突出し、開閉鍵１９の挿入状態における開閉扉９２の開放を禁止する開放禁止突出片５５が形成されている。開放禁止突出片５５には、貫通孔５５Ａが形成されており、開閉鍵１９は、貫通孔５５Ａを貫通して可動筒１２に挿通されている。したがって、開閉鍵１９による開錠操作後においても開閉鍵１９を抜脱しない限り、開放禁止突出片５５が開閉鍵１９と当接することによって、開閉扉９２を開放させることができない。これによって、作業者は、必ず開閉鍵１９を持って立入規制領域Ａ１（図１参照）に進入することとなり、立入規制領域Ａ１に作業者が滞在している場合において産業機器８１〜８３（図１参照）が作動することを更に良好に防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、安全システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】安全システムを適用した製造現場の一例を模式的に表す説明図。
【図２】安全システムを適用した製造現場の開閉扉近傍の一例を模式的に表す正面図。
【図３】アクチュエータ機能部の一例を模式的に表す正面図であり、図３（Ａ）がアクチュエータ機能部の非作動状態を表し、図３（Ｂ）がアクチュエータ機能部の作動状態を表している。
【図４】安全スイッチの一例を表す斜視図であり、図４（Ａ）が上面視を表し、図４（Ｂ）が底面視を表している。
【図５】安全スイッチの一例を模式的に表す縦断面図。
【図６】安全スイッチのベース、スライダ及びキー操作連動カムの一例を表す斜視図であり、図６（Ａ）が上面視を表し、図６（Ｂ）が底面視を表している。
【図７】安全スイッチの開閉扉操作時の動作過程の一例を模式的に表す縦断面図であり、図７（Ａ）がアクチュエータ機能部のアクチュエータの抜脱状態を表し、図７（Ｂ）がアクチュエータの挿抜中の状態を表し、図７（Ｃ）がアクチュエータの挿入状態を表している。
【図８】安全スイッチの施錠操作時の動作過程の一例を模式的に表す縦断面図であり、図８（Ａ）が開錠状態を表し、図８（Ｂ）が施錠状態を表している。
【図９】安全スイッチの禁止動作の一例を模式的に表す縦断面図であり、図９（Ａ）は施錠状態においてアクチュエータ機能部のアクチュエータが抜脱操作された場合を表し、図９（Ｂ）はアクチュエータの抜脱状態において安全スイッチが施錠操作された場合を表している。
【図１０】制御盤の運転モード切換部の一例を表すブロック図。
【図１１】従来の典型的な安全システムを適用した製造現場の開閉扉近傍を表す正面図。
【図１２】従来の典型的な安全スイッチの動作を表す断面図。
【図１３】従来の典型的な安全システムを適用した製造現場の一例を模式的に表す説明図。
【図１４】安全スイッチの動作の他の一例を模式的に表す縦断面図であり、図１４（Ａ）がアクチュエータの抜脱された抜脱状態を表し、図１４（Ｂ）がアクチュエータの挿入された開錠状態を表し、図１４（Ｃ）がアクチュエータの挿入された施錠状態を表している。
【図１５】安全システムを適用した製造現場の他の一例を模式的に表す説明図。
【図１６】安全スイッチの他の一例を模式的に表す縦断面図。
【図１７】安全システムにおける運転モード切換部の他の一例を表すブロック図。
【図１８】安全システムの他の一例を適用した製造現場を模式的に表す説明図。
【図１９】開閉動作規制装置の他の一例を開閉動作禁止状態で表し、図１９（Ａ）が左側面図であり、図１９（Ｂ）が正面図であり、図１９（Ｃ）が底面図である。
【図２０】安全スイッチの一例を表し、図２０（Ａ）が左側面図であり、図２０（Ｂ）が正面図であり、図２０（Ｃ）が底面図である。
【図２１】アクチュエータ機能部の他の一例を表し、図２１（Ａ）が左側面図であり、図２１（Ｂ）が正面図であり、図２１（Ｃ）が底面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，２：  安全スイッチ
１１：  固定シリンダ部
１２：  可動シリンダ部
１３：  キー操作連動カム
１４，１４’：  スライダ
１５：  ベース
１６：  コイルバネ
２１：  本体収容部材
２２：  本体封止部材
２３：  ヘッド封止部材
３１：  支軸
３２：  挿抜連動カム
３３：  ロッド
４１〜４４：  接点スイッチ素子
５０：  アクチュエータ機能部
５１：  筐体
５２：  ハンドル
５３：  アクチュエータ
５４：  動力伝達機構
６０，６０’：  制御盤
６１：  キースイッチ
６２，６２’：  運転モード切換部
６３：  電源部
６４：  電源切換部
６９：  配線ケーブル
８１〜８３：  産業機械
８１’：  ロボット
８４：  ロボット教示装置
８４Ａ：  キーシリンダ
８９：  内部制御装置
９１：  安全柵
９２：  開閉扉
９３：  収納固定カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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