(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ入射室内での作業を操作者が行うために開く扉の開閉状態を検知する開閉状態検知手段が故障するか又はレーザ入射室へのレーザビームの光路を遮断するシャッタが故障しても、安全機能を失わない安全装置を提供。【解決手段】第１ドアスイッチ８でドア２Ｄの開状態を検知するとミラー９で光路を遮断し、第２ドアスイッチ７でドアの開状態を検知すると遅延時間後に接点１３ｓをオフしてレーザ発振器１への給電を停止する。ミラーで光路が遮断されたことをシャッタ・クローズ・スイッチ１５で検知すると、遅延時間内に、接点１５ｓを介してレーザ発振器へ給電する。【効果】ミラーを二重に備える必要がなく、装置の大型化を招かず、コストアップも抑制。ミラーで光路を遮断できなかった場合でも安全機能を失わない。操作者がドアを開くたびにレーザ発振器１が停止することはないので、稼働率低下を回避できる。【選択図】図１
2009283728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ入射室（２）内での作業を操作者が行うために開く扉（２Ｄ）の開閉状態を検知する第１開閉状態検知手段（８）および第２開閉状態検知手段（７）と、前記第１開閉状態検知手段（８）が前記扉（２Ｄ）の閉状態を検知するとレーザ発振器（１）から前記レーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路を開く共に前記扉（２Ｄ）の開状態を検知するとレーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路を遮断するシャッタ手段（８ｓ，１１，９）と、前記レーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路が遮断されたか否かを検知する光路遮断状態検知手段（１５）と、前記光路遮断状態検知手段（１５）が光路の遮断を検知すると前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にすると共に光路の遮断を検知しなければ前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない第１レーザ発振制御手段（１５ｓ）と、前記第２開閉状態検知手段（７）が前記扉（２Ｄ）の閉状態を検知すると前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にすると共に前記扉（２Ｄ）の開状態を検知すると前記第１レーザ発振制御手段（１５ｓ）が前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない状態から可能にする状態までの状態遷移時間より遅れて前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない第２レーザ発振制御手段（７ｓ，１３，１３ｓ）とを具備したことを特徴とする安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全装置に関し、さらに詳しくは、レーザ入射室内での作業を操作者が行うために開く扉の開閉状態を検知する開閉状態検知手段が故障するか又はレーザ入射室へのレーザビームの光路を遮断するシャッタが故障しても、安全機能を失わない安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ入射室内での作業を操作者が行うために開く扉の開閉状態を検知する開閉状態検知手段と、その開閉状態検知手段が扉の閉状態を検知するとレーザ発振器からレーザ入射室へのレーザビームの光路を開く共に扉の開状態を検知するとレーザ入射室へのレーザビームの光路を遮断するシャッタとを具備したレーザの安全装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−１６６８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のレーザの安全装置では、開閉状態検知手段が故障して扉の開状態を検知できなかった場合、操作者が扉を開いてもシャッタがレーザビームの光路を遮断しないので、安全機能を失ってしまう問題点があった。また、開閉状態検知手段が正常に扉の開状態を検知しても、シャッタが故障してレーザビームの光路を遮断しない場合、やはり安全機能を失ってしまう問題点があった。
そこで、本発明の目的は、開閉状態検知手段が故障またはシャッタが故障しても、安全機能を失わない安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、レーザ入射室（２）内での作業を操作者が行うために開く扉（２Ｄ）の開閉状態を検知する第１開閉状態検知手段（８）および第２開閉状態検知手段（７）と、前記第１開閉状態検知手段（８）が前記扉（２Ｄ）の閉状態を検知するとレーザ発振器（１）から前記レーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路を開く共に前記扉（２Ｄ）の開状態を検知するとレーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路を遮断するシャッタ手段（８ｓ，１１，９）と、前記レーザ入射室（２）へのレーザビーム（Ｂ）の光路が遮断されたか否かを検知する光路遮断状態検知手段（１５）と、前記光路遮断状態検知手段（１５）が光路の遮断を検知すると前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にすると共に光路の遮断を検知しなければ前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない第１レーザ発振制御手段（１５ｓ）と、前記第２開閉状態検知手段（７）が前記扉（２Ｄ）の閉状態を検知すると前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にすると共に前記扉（２Ｄ）の開状態を検知すると前記第１レーザ発振制御手段（１５ｓ）が前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない状態から可能にする状態までの状態遷移時間より遅れて前記レーザ発振器（１）でのレーザ発振を可能にしない第２レーザ発振制御手段（７ｓ，１３，１３ｓ）とを具備したことを特徴とする安全装置を提供する。
上記構成において、第１開閉状態検知手段が扉の開状態を検知してから第１レーザ発振制御手段がレーザ発振器でのレーザ発振を可能にしない状態から可能にする状態へ遷移するまでの状態遷移時間が例えば０．２秒なら、第２レーザ発振制御手段は第２開閉状態検知手段が扉の開状態を検知してから例えば０．３秒遅れてレーザ発振器でのレーザ発振を可能にする状態から可能にしない状態へ遷移させる。
【０００５】
上記第１の観点による安全装置では、開閉状態検知手段を二重に備えているので、一方の開閉状態検知手段が故障しても他方の開閉状態検知手段で扉の開状態を確実に検知できる。
ただし、単に開閉状態検知手段を二重にしただけでは、シャッタ手段が故障した場合に安全機能を失ってしまう。そこで、シャッタ手段も二重に備えることが考えられるが、光路中の２カ所にシャッタ手段を設けると、光路が長くなり、装置が大型化してしまう。また、シャッタ手段は高価なので、コストアップになってしまう。
これに対して、上記第１の観点による安全装置では、第１開閉状態検知手段で扉の開状態を検知するとシャッタ手段で光路を遮断するが、第２開閉状態検知手段で扉の開状態を検知するとレーザ発振器でのレーザ発振を可能にしない状態とするので、シャッタ手段を二重に備える必要がなく、シャッタ手段が故障した場合でも安全機能を失わない。
【０００６】
ところが、第２開閉状態検知手段で扉の開状態を検知するとレーザ発振器でのレーザ発振を可能にしない状態とするだけでは、操作者が扉を開くたびにレーザ発振が停止するため、扉を閉めた後、再開されたレーザ発振が安定になるまでに数分から数時間のウォーミングアップ時間を要し、稼働率低下を招いてしまう。
これに対して、上記第１の観点による安全装置では、光路遮断状態検知手段でレーザ入射室へのレーザビームの光路が遮断されたことを検知すると第１レーザ発振制御手段がレーザ発振器でのレーザ発振を可能にすると共に、第２開閉状態検知手段で扉の開状態を検知すると、遅延時間をおいてから第２レーザ発振制御手段がレーザ発振器でのレーザ発振を可能にしない状態とするようにした。これにより、操作者が扉を開いても、第２レーザ発振制御手段の遅延時間の間に、第１レーザ発振制御手段がレーザ発振器でのレーザ発振を可能にするので、レーザ発振が停止せず、扉を開くたびにウォーミングアップ時間を要することがなくなり、稼働率低下もなくなる。
なお、シャッタ手段が故障した場合は、第１レーザ発振制御手段がレーザ発振器でのレーザ発振を可能にしないので、安全機能は担保される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の安全装置によれば、レーザ入射室内での作業を操作者が行うために開く扉の開閉状態を検知する開閉状態検知手段が故障するか又はレーザ入射室へのレーザビームの光路を遮断するシャッタが故障しても、安全機能を失わない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１に係る安全装置５０を含むレーザ処理装置１００の構成説明図である。
このレーザ処理装置１００は、レーザ発振器１と、レーザ発振器１から出射されたレーザビームＢが入射する光学系室２内での作業を操作者が行うために開くドア２Ｄの開閉状態を検知するための第１ドアスイッチ８および第２ドアスイッチ７と、ドア２Ｄが閉状態だとオンになると共にドア２Ｄが開状態だとオフになる第１ドアスイッチ８の接点８ｓと、接点８ｓを介して通電されるロータリーソレノイド１１と、ロータリーソレノイド１１が通電されたときはレーザ発振器１からレーザ入射室２へのレーザビームＢの光路を開く共にロータリーソレノイド１１が通電されないときは光路を遮断するように角度を４５゜変えるミラー９と、ミラー９が光路を遮断する角度になったか否かを検知するためのシャッタ・クローズ・スイッチ１５と、ミラー９が光路を遮断する角度になるとオンになると共にミラー９が光路を遮断する角度でないときはオフになるシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓと、ドア２Ｄが閉状態だとオンになると共にドア２Ｄが開状態だとオフになる第２ドアスイッチ７の接点７ｓと、接点７ｓを介して通電されるオフ・ディレイ・タイマー１３と、オフ・ディレイ・タイマー１３が通電されたときは直ちにオンになると共にオフ・ディレイ・タイマー１３が通電されなくなると遅延時間だけ遅れてオフになるオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓと、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓおよびオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓの並列回路を介してレーザ発振器１に給電するためのレーザ電源１０と、メイン給電スイッチ１２と、ダミーロード５とを具備している。
【００１０】
安全装置５０は、第１ドアスイッチ８および第２ドアスイッチ７と、第１ドアスイッチ８の接点８ｓと、ロータリーソレノイド１１と、ミラー９と、シャッタ・クローズ・スイッチ１５と、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓと、第２ドアスイッチ７の接点７ｓと、オフ・ディレイ・タイマー１３と、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓと、ダミーロード５とを具備してなる。
【００１１】
図１は、正常にレーザ処理が行われている状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄの閉状態を検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオンになり、オフ・ディレイ・タイマー１３が通電され、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオンになっている。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄの閉状態を検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓがオンになり、ロータリーソレノイド１１が通電され、ミラー９が光路を開く角度になり、レーザビームＢが光学系室２に入射している。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になっていない状態を検知し、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓはオフになっている。
【００１２】
図２は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開き始めた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過する前（例えばドア２Ｄを開き始めて０．１秒後）の状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄの開状態を検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオフになり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電が止まるが、遅延時間経過前なので、まだオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオンになっている。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄの開状態を検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオフになり、ロータリーソレノイド１１の通電が止まり、ミラー９が光路を遮断する角度に変わり、レーザビームＢがダミーロード５側へ反射され、光学系室２には入射しなくなる。すなわち、安全機能が働く。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態をまだ検知しておらず、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓはオフのままである。
【００１３】
図３は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開いた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過した後の状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄの開状態を検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオフになり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電が止まり、遅延時間経過後なので、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオフになっている。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態を検知し、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓがオンになる（操作者がドア２Ｄを開き始めてからシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓがオンになるまでの状態遷移時間を例えば０．２秒とする）。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。すなわち、ドア２Ｄを開いてもレーザ発振器１は停止しない。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄの開状態を検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオフになり、ロータリーソレノイド１１の通電が止まり、ミラー９が光路を遮断する角度に変わり、レーザビームＢがダミーロード５側へ反射され、光学系室２には入射しなくなる。すなわち、安全機能が働いている。
【００１４】
図４は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開き始めた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過する前（例えばドア２Ｄを開き始めて０．１秒後）の状態で、第１ドアスイッチ８が故障した状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄの開状態を検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオフになり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電が止まるが、遅延時間経過前なので、まだオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオンになっている。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄが閉状態であると故障により誤検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオンのままであり、ロータリーソレノイド１１の通電が維持され、ミラー９が光路を開く角度のままであり、レーザビームＢが光学系室２に入射している。すなわち、安全機能は働かない。しかし、操作者がドア２Ｄを開き始めてから例えば０．１秒後の時間であり、光学系室２の内部に操作者はまだアクセス不能であり、危険はない。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態を検知しないので、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓはオフのままである。
【００１５】
図５は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開いた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過した後で、第１ドアスイッチ８が故障した状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄの開状態を検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオフになり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電が止まり、遅延時間経過後なので、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオフになっている。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄが閉状態であると故障により誤検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオンのままであり、ロータリーソレノイド１１の通電が維持され、ミラー９が光路を開く角度のままである。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態を検知しないので、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓはオフのままである。
従って、レーザ電源１０からレーザ発振器１に給電されず、レーザ発振器１は停止し、レーザビームＢは出射されない。すなわち、安全機能が働いたことになる。
【００１６】
図６は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開き始めた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過する前（例えばドア２Ｄを開き始めて０．１秒後）の状態で、第２ドアスイッチ７が故障した状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄが閉状態であると故障により誤検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオンのままであり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電は維持され、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオンになっている。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄの開状態を検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオフになり、ロータリーソレノイド１１の通電が止まり、ミラー９が光路を遮断する角度に変わり、レーザビームＢがダミーロード５側へ反射され、光学系室２には入射しなくなる。すなわち、安全機能が働いている。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態をまだ検知しておらず、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓはオフのままである。
【００１７】
図７は、レーザ処理中に操作者がドア２Ｄを開いた状態で、オフ・ディレイ・タイマー１３の遅延時間（例えば０．３秒）が経過した後で、第２ドアスイッチ７が故障した状態である。
第２ドアスイッチ７はドア２Ｄが閉状態であると故障により誤検知し、第２ドアスイッチ７の接点７ｓがオンのままであり、オフ・ディレイ・タイマー１３の通電は維持され、オフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓがオンになっている。
シャッタ・クローズ・スイッチ１５はミラー９が光路を遮断する角度になった状態を検知し、シャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓがオンになる（操作者がドア２Ｄを開き始めてからシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓがオンになるまでの状態遷移時間を例えば０．２秒とする）。
レーザ電源１０はメイン給電スイッチ１２とオフ・ディレイ・タイマー１３の接点１３ｓとシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓとを介してレーザ発振器１に給電し、レーザ発振器１はレーザビームＢを出射している。
第１ドアスイッチ８はドア２Ｄの開状態を検知し、第１ドアスイッチ８の接点８ｓはオフになり、ロータリーソレノイド１１の通電が止まり、ミラー９が光路を遮断する角度に変わり、レーザビームＢがダミーロード５側へ反射され、光学系室２には入射しなくなる。すなわち、安全機能が働いている。
【００１８】
実施例１に係る安全装置５０によれば次の効果が得られる。
（１）二重のドアスイッチ７，８を備えているので、一方のドアスイッチが故障しても他方のドアスイッチでドア２Ｄの開状態を確実に検知できる。
（２）第１ドアスイッチ８でドア２Ｄの開状態を検知するとミラー９で光路を遮断するが、第２ドアスイッチ７でドア２Ｄの開状態を検知するとレーザ発振器１への給電を停止するので、ロータリソレノイドやミラーを二重に備える必要がなく、装置の大型化を招かず、コストアップを抑制できる。また、ミラー９で光路を遮断できなかった場合でも安全機能を失わない。
（３）第２ドアスイッチ７でドア２Ｄの開状態を検知するとレーザ発振器１への給電を停止するが、それは遅延時間後であり、その遅延時間内にシャッタ・クローズ・スイッチ１５の接点１５ｓを介してレーザ発振器１へ給電するから、操作者がドア２Ｄを開くたびにレーザ発振器１が停止することはない。よって、稼働率低下もなくなる。
【実施例２】
【００１９】
第１ドアスイッチ８がドア２Ｄの開状態を検知した時より遅延時間だけ遅れて第２ドアスイッチ７がドア２Ｄの開状態を検知するように、第１ドアスイッチ８と第２ドアスイッチ７をドア２Ｄに対して配置すれば、オフ・ディレイ・タイマー１３を省略できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の安全装置は、レーザ照射装置の安全装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中の、正常な状態を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け始めた時の、正常な状態を示す説明図である。
【図３】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け終わった時の、正常な状態を示す説明図である。
【図４】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け始めた時の、第１ドアスイッチが故障した状態を示す説明図である。
【図５】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け終わった時の、第１ドアスイッチが故障した状態を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け始めた時の、第２ドアスイッチが故障した状態を示す説明図である。
【図７】実施例１に係る安全装置の、レーザ処理中にドアを開け終わった時の、第２ドアスイッチが故障した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１          レーザ発振器
２          レーザ入射室
２Ｄ        ドア
５          ダミーロード
７          第２ドアスイッチ
７ｓ        第２ドアスイッチの接点
８          第１ドアスイッチ
８ｓ        第１ドアスイッチの接点
９          ミラー
１０        レーザ電源
１１        ロータリーソレノイド
１２        メイン給電スイッチ
１３        オフ・ディレイ・タイマー
１３ｓ      オフ・ディレイ・タイマーの接点
１５        シャッタ・クローズ・スイッチ
１５ｓ      シャッタ・クローズ・スイッチの接点
５０        安全装置
１００      レーザ処理装置
Ｂ          レーザビーム
【図１】
2009283728.tif 000003
【図２】
2009283728.tif 000004
【図３】
2009283728.tif 000005
【図４】
2009283728.tif 000006
【図５】
2009283728.tif 000007
【図６】
2009283728.tif 000008
【図７】
2009283728.tif 000009