知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024024877
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】安全スイッチ
(51)【国際特許分類】
F16P 3/08 20060101AFI20240216BHJP
E05B 47/00 20060101ALI20240216BHJP
E05F 7/00 20060101ALI20240216BHJP
【ＦＩ】
F16P3/08
E05B47/00 L
E05F7/00 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127825
(22)【出願日】2022-08-10
(71)【出願人】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】100098187
【弁理士】
【氏名又は名称】平井 正司
(72)【発明者】
【氏名】小嶋 研史
(72)【発明者】
【氏名】杉浦 悠介
(57)【要約】
【課題】開閉ドアが閉じられるときの被吸着面と吸着面との密着を高度なレベルで確立して、被吸着面と吸着面とが隙間なく重なり合った状態を形成する。
【解決手段】電磁ロック式の安全スイッチ(100)は、これに含まれるアクチュエータ(104)が、スイッチ本体(102)の電磁石(130)に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材(120)と、可動部分（開閉ドア）にアクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部(126)と、アクチュエータ取付部(126)に対して磁化部材(120)を移動可能に支持する移動機構とを備えている。移動機構によって、アクチュエータ取付部(126)に対する磁化部材(120)の被吸着面の相対位置が、アクチュエータ(104)がスイッチ本体(102)に対して所定範囲にないときよりもアクチュエータがスイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方がスイッチ本体(102)の吸着面に向けてオフセットした位置となる。
【選択図】図１９
【解決手段】電磁ロック式の安全スイッチ(100)は、これに含まれるアクチュエータ(104)が、スイッチ本体(102)の電磁石(130)に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材(120)と、可動部分（開閉ドア）にアクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部(126)と、アクチュエータ取付部(126)に対して磁化部材(120)を移動可能に支持する移動機構とを備えている。移動機構によって、アクチュエータ取付部(126)に対する磁化部材(120)の被吸着面の相対位置が、アクチュエータ(104)がスイッチ本体(102)に対して所定範囲にないときよりもアクチュエータがスイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方がスイッチ本体(102)の吸着面に向けてオフセットした位置となる。
【選択図】図１９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置が稼働する稼働領域を区画する区画システムの区画固定部分に配置されるスイッチ本体と、前記区画固定部分に対して移動可能な可動部分に設置されるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する安全スイッチ、であって、
前記アクチュエータが、
前記スイッチ本体に設けられる電磁石に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材と、
前記可動部分に対して前記アクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部と、
前記アクチュエータ取付部に対する前記磁化部材の前記被吸着面の相対位置が、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にないときよりも前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方が前記スイッチ本体の前記吸着面に向けてオフセットした位置となるよう、当該アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を移動可能に支持する移動機構と、
を備える、安全スイッチ。
前記アクチュエータが、
前記スイッチ本体に設けられる電磁石に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材と、
前記可動部分に対して前記アクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部と、
前記アクチュエータ取付部に対する前記磁化部材の前記被吸着面の相対位置が、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にないときよりも前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方が前記スイッチ本体の前記吸着面に向けてオフセットした位置となるよう、当該アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を移動可能に支持する移動機構と、
を備える、安全スイッチ。
【請求項2】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータが、前記スイッチ本体に設けられ前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する検出部、に対応するアクチュエータコイルを備え、
前記移動機構が、前記アクチュエータ取付部に対する前記アクチュエータコイルの相対位置が、前記アクチュエータ取付部に対する前記被吸着面の相対位置と共に移動するよう、当該アクチュエータ取付部に対して、前記磁化部材及び前記アクチュエータコイルを移動可能に支持する、安全スイッチ。
前記アクチュエータが、前記スイッチ本体に設けられ前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する検出部、に対応するアクチュエータコイルを備え、
前記移動機構が、前記アクチュエータ取付部に対する前記アクチュエータコイルの相対位置が、前記アクチュエータ取付部に対する前記被吸着面の相対位置と共に移動するよう、当該アクチュエータ取付部に対して、前記磁化部材及び前記アクチュエータコイルを移動可能に支持する、安全スイッチ。
【請求項3】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータが永久磁石を備え、
前記永久磁石の吸引力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動する、安全スイッチ。
前記アクチュエータが永久磁石を備え、
前記永久磁石の吸引力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動する、安全スイッチ。
【請求項4】
請求項３に記載の安全スイッチにおいて、
前記永久磁石が前記被吸着面の中心部分に配置される、安全スイッチ。
前記永久磁石が前記被吸着面の中心部分に配置される、安全スイッチ。
【請求項5】
請求項３に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石は、前記吸着面と前記被吸着面とが接触した後に、前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
前記電磁石は、前記吸着面と前記被吸着面とが接触した後に、前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
【請求項6】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石の第一の吸着力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動し、
前記被吸着面と前記吸着面とが接触した後に、前記電磁石は前記第一の吸着力より強い第二の吸着力で前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
前記電磁石の第一の吸着力により、前記磁化部材が、前記被吸着面の前記相対位置が前記吸着面に向けてオフセットした位置に移動し、
前記被吸着面と前記吸着面とが接触した後に、前記電磁石は前記第一の吸着力より強い第二の吸着力で前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
【請求項7】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、前記アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を揺動可能に支持するる揺動機構を備え、
前記吸着面に前記被吸着面が重ね合わせられると、前記揺動機構により、前記被吸着面の向きが前記吸着面の向きに整合される、安全スイッチ。
前記アクチュエータは、前記アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を揺動可能に支持するる揺動機構を備え、
前記吸着面に前記被吸着面が重ね合わせられると、前記揺動機構により、前記被吸着面の向きが前記吸着面の向きに整合される、安全スイッチ。
【請求項8】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、前記磁化部材を前記電磁石に向けて移動するように案内するガイド部を含む、安全スイッチ。
前記移動機構は、前記磁化部材を前記電磁石に向けて移動するように案内するガイド部を含む、安全スイッチ。
【請求項9】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンとを含む、安全スイッチ。
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンとを含む、安全スイッチ。
【請求項10】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンと、
前記可動ピンが挿入され、前記可動ピンの移動に伴って移動するスリーブと、を含み、
前記貫通孔と前記スリーブによって前記磁化部材の前記電磁石に向けての移動がガイドされる、安全スイッチ。
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンと、
前記可動ピンが挿入され、前記可動ピンの移動に伴って移動するスリーブと、を含み、
前記貫通孔と前記スリーブによって前記磁化部材の前記電磁石に向けての移動がガイドされる、安全スイッチ。
【請求項11】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンと、
前記可動ピンが挿入され、前記貫通孔に遊嵌され、前記可動ピンの移動に伴って移動するスリーブと、を含み、
前記可動ピンは前記アクチュエータ取付部に対して揺動可能に支持される、安全スイッチ。
前記移動機構は、
前記アクチュエータ取付部に設けられた貫通孔と、
一端に前記磁化部材が固定され、該貫通孔に挿入され、前記貫通孔に対して軸線方向に移動可能な可動ピンと、
前記可動ピンが挿入され、前記貫通孔に遊嵌され、前記可動ピンの移動に伴って移動するスリーブと、を含み、
前記可動ピンは前記アクチュエータ取付部に対して揺動可能に支持される、安全スイッチ。
【請求項12】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、前記磁化部材が退却する方向に付勢する付勢部材を更に備える、安全スイッチ。
前記アクチュエータは、前記磁化部材が退却する方向に付勢する付勢部材を更に備える、安全スイッチ。
【請求項13】
請求項１２に記載の安全スイッチにおいて、
前記スリーブが、径方向に延びる一端フランジを有し、
該一端フランジと前記アクチュエータ取付部との間に前記付勢部材が配置されている、安全スイッチ。
前記スリーブが、径方向に延びる一端フランジを有し、
該一端フランジと前記アクチュエータ取付部との間に前記付勢部材が配置されている、安全スイッチ。
【請求項14】
請求項１３に記載の安全スイッチにおいて、
前記スリーブが、前記一端フランジとは反対側に他端フランジを有し、
該他端フランジと前記アクチュエータ取付部との間にクッション部材が配置されている、安全スイッチ。
前記スリーブが、前記一端フランジとは反対側に他端フランジを有し、
該他端フランジと前記アクチュエータ取付部との間にクッション部材が配置されている、安全スイッチ。
【請求項15】
請求項１２に記載の安全スイッチにおいて、
前記付勢部材が圧縮コイルバネである、安全スイッチ。
前記付勢部材が圧縮コイルバネである、安全スイッチ。
【請求項16】
請求項１５に記載の安全スイッチにおいて、
前記圧縮コイルバネが、軸線方向に直径を徐々に小さくした側面視台形の渦巻きバネで構成され、圧縮状態では側面視平らな形状になる、安全スイッチ。
前記圧縮コイルバネが、軸線方向に直径を徐々に小さくした側面視台形の渦巻きバネで構成され、圧縮状態では側面視平らな形状になる、安全スイッチ。
【請求項17】
装置が稼働する稼働領域を区画する区画システムの区画固定部分に配置されるスイッチ本体と、前記区画固定部分に対して移動可能な可動部分に設置されるアクチュエータと、を備え、該アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する安全スイッチ、であって、
前記スイッチ本体に設けられ、吸着面を有する電磁石と、
前記アクチュエータに設けられ、前記電磁石により吸着され、前記吸着面に接触する被吸着面を有する磁化部材と、
前記吸着面と前記被吸着面との少なくとも一方を、他方に向けて移動させる移動機構と、を備える安全スイッチ。
前記スイッチ本体に設けられ、吸着面を有する電磁石と、
前記アクチュエータに設けられ、前記電磁石により吸着され、前記吸着面に接触する被吸着面を有する磁化部材と、
前記吸着面と前記被吸着面との少なくとも一方を、他方に向けて移動させる移動機構と、を備える安全スイッチ。
【請求項18】
請求項１７に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石は、前記移動機構により前記吸着面と前記被吸着面とが接触した後に、一定以上の吸着力で前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
前記電磁石は、前記移動機構により前記吸着面と前記被吸着面とが接触した後に、一定以上の吸着力で前記磁化部材を吸着する、安全スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は安全スイッチに関する。
【背景技術】
【0002】
装置が稼働する環境において、人体が稼働している装置に対して自由に接触可能な状態では、装置によって人体に危害が及ぶ虞がある。装置が稼働する環境においては、稼働している装置により人体に危害が及ばないようにするために、換言すれば、安全状態を実現するために、防護柵や区画パネルにより当該装置が稼働する稼働領域を区画する。稼働領域を区画することにより安全状態を実現する一の方法は、稼働領域を防護柵などの固定部分で区画することで人体が稼働領域に入らないようにする、すなわち、稼働領域を人体が存在する領域から隔離する方法である。他の方法は、稼働領域を区画し、かつ、装置の稼働を制限可能な区画システムを構築する方法である。区画システムにおいては、稼働領域を防護柵等の固定部分で区画しつつ、その上で、作業者が稼働領域にアクセスできるように、区画の一部に開口と、この開口を開け閉めする可動部分と、を設置する区画、すなわち、作業者が稼働領域に入ることを許容する区画がなされる。この区画システムでは、可動部分を監視し、その監視結果に応じて当該稼働領域で稼働する装置を、人体に危害を及ぼさないように制御するように、制御系統が構築される。このような区画システムにおいては、可動部分が設置される開口の領域に、可動部分の開閉を監視する安全スイッチが設置される。
【0003】
安全スイッチは、区画の固定部分に配置されるスイッチ本体と、区画の可動部分を構成する開閉ドアに配置されるアクチュエータとから構成される。安全スイッチは、稼働領域を安全状態に維持するための機能として、可動部分であるドアが開放されたことを検出して出力し、区画システム全体では安全スイッチからの出力に応じて稼働領域内の装置を、人体に危害が及ばない状態に制御する。例えば、安全スイッチからの出力に応じて、稼働領域内の装置を停止させるシステム構成にすることで、当該装置が稼働する環境の安全対策がなされる。
【0004】
安全スイッチの一種として、ロックピン機構付き安全スイッチが特許文献１に開示されている。ロックピン機構付き安全スイッチは、区画固定部分に設置されたアクチュエータボルトと、ドアに設置されたスイッチ本体とを有し、スイッチ本体にロックピンが設けられている。アクチュエータボルトとスイッチ本体とは、ドアを閉じたときに、互いに対向する相対的な位置に配置される。ロックピン機構において、アクチュエータボルトにロックピンが機械的に係合することによりアクチュエータボルトとロックピンとが物理的に一体となるロック状態が形成される。ロックピン機構付き安全スイッチは、ロックピン機構付き安全スイッチがロック状態であることを検出できるように検出機構が設けられ、少なくともロック状態でないときにロック状態でないことを示す出力をする。ドアを閉じて、そして、ロックピン機構をロック状態にすることで、閉じた状態の開閉ドアは、区画の固定部分と一体化した状態で固定される。逆に、アクチュエータボルトからロックピンを離脱させることによりアンロック状態が形成され、ドアを開けることができる。
【0005】
特許文献２は、安全スイッチの他の種類である電磁ロック機構付き安全スイッチを開示している。すなわち、電磁ロック機構付き安全スイッチは、電磁石と、これに吸着されるアクチュエータ磁化部材とを有している。可動部分を構成するドアにアクチュエータ磁化部材が設置され、他方、防護柵などの区画固定部分に、電磁石を含むスイッチ本体が設置される。電磁石を駆動してアクチュエータ磁化部材を電磁石が吸着することによりドアロック状態が形成される。安全スイッチは表示部を備えている。表示部は稼働領域の安全状態を表示する。
【0006】
特許文献２は、また、ドアの開け閉めを監視するために、監視センサと監視アクチュエータとで構成されたモジュールを開示している。監視アクチュエータは開閉ドアに設置され、他方、監視センサは区画固定部分に設置される。可動部分であるドアの開け閉めに伴って監視アクチュエータが監視センサに離反又は接近することで、監視センサは、「ドアが開いた」という第１状態信号又は「ドアが閉じた」という第２状態信号を含むドア信号を生成する。
【0007】
ドアロック機構を備えた安全スイッチにおいて、稼働領域を安全に維持するための機能は、開閉ドアの開閉を監視して当該監視結果を稼働領域で稼働する装置を制御可能な制御装置に出力することにあるが、ドアロック機能は、開閉ドアが閉じた状態を維持することに寄与する。
【0008】
ドアロック機構として電磁ロック機構を備えた安全スイッチの特性として、開閉ドアが閉じた状態を維持するのに十分な吸着力を発揮するのに、電磁石の吸着面と、アクチュエータの被吸着面とが密着した状態であることが求められる。換言すると、吸着面と被吸着面との間に隙間があると、設計通りの吸着力を発揮させることができない。このため、開閉ドアが閉じた状態になっても吸着面と被吸着面とが密着しない場合、例えば開閉ドアのドアストッパや、安全スイッチ取付後の開閉ドアのズレ、により開閉ドアの移動範囲が制限されて当該開閉ドアに配置されるアクチュエータの被吸着面が吸着面に接触しない場合には、設計通りの吸着力が発揮されない場合がある。
【0009】
吸着面と被吸着面とを密着させる構成に関し、特許文献３は、鉄片（対応要素）を、接続要素を介してベース要素に固定する構成において、接続要素とベース要素との間に伸縮自在に変形可能なソケットを備える。ドアが閉まる動作に伴って鉄片が電磁石に衝突する。このとき、ソケットが変形して鉄片が押し込まれるため、鉄片が電磁石に衝突する際の衝撃はソケットによって吸収される。このような構成によれば、吸着面と被吸着面とを密着させるために、ドアが閉じられるときに、電磁石とアクチュエータとが衝突するような位置関係で安全スイッチを配置することが可能になる。すなわち、特許文献３は、吸着面と被吸着面とを密着させる構成として、被吸着面が押し込まれる方向に動く構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２０１９－１８３５４１号公報
【特許文献2】特表２０１６－５１０３８２号公報
【特許文献3】特表２００５－５２８７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上述の通り、ドアを閉じたときに吸着面と被吸着面との間に、例え紙切れ一枚程度の僅かな隙間が部分的にあったとしても、設計通りの電磁力を発揮させることができない。このため、ドアが閉じられるときに吸着面と被吸着面とが確実に接触するように、例えば、安全スイッチが、閉じられるドアの回動を止めるような使い方がなされる。したがって、その衝撃の一部は変形可能な要素に吸収されるものの、安全スイッチには閉じた状態に向けて回動するドアが衝突する衝撃が加わるため、当該衝撃に耐えうる、強固な比較的大型な筐体が求められる。
【0012】
本発明の目的は、開閉ドアが閉じられるときの被吸着面と吸着面との密着を高度なレベルで確立して、被吸着面と吸着面とが隙間なく重なり合った状態を形成することができる小型の電磁ロック機構付き安全スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の技術的課題に対して、本発明は、
装置が稼働する稼働領域を区画する区画システムの区画固定部分に配置されるスイッチ本体と、前記区画固定部分に対して移動可能な可動部分に設置されるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する安全スイッチ、であって、
前記アクチュエータが、
前記スイッチ本体に設けられる電磁石に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材と、
前記可動部分に対して前記アクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部と、
前記アクチュエータ取付部に対する前記磁化部材の前記被吸着面の相対位置が、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にないときよりも前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方が前記スイッチ本体の前記吸着面に向けてオフセットした位置となるよう、当該アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を移動可能に支持する移動機構と、を備える、安全スイッチを提供する。
装置が稼働する稼働領域を区画する区画システムの区画固定部分に配置されるスイッチ本体と、前記区画固定部分に対して移動可能な可動部分に設置されるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する安全スイッチ、であって、
前記アクチュエータが、
前記スイッチ本体に設けられる電磁石に形成される吸着面に対応する被吸着面が形成される磁化部材と、
前記可動部分に対して前記アクチュエータを取り付けるためのアクチュエータ取付部と、
前記アクチュエータ取付部に対する前記磁化部材の前記被吸着面の相対位置が、前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にないときよりも前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあるときの方が前記スイッチ本体の前記吸着面に向けてオフセットした位置となるよう、当該アクチュエータ取付部に対して前記磁化部材を移動可能に支持する移動機構と、を備える、安全スイッチを提供する。
【0014】
本発明によれば、開閉ドアを閉じる過程において、アクチュエータがスイッチ本体側にオフセットした状態になる。このため、アクチュエータのオフセットにより被吸着面が吸着面に接触可能になる位置まで開閉ドアが移動可能であれば、移動機構により吸着面と被吸着面との密着状態が形成される。これにより、被吸着面と吸着面との密着状態を高度なレベルで確立することができる。
【0015】
本発明の作用効果、他の目的は、以下の本発明の好ましい実施態様の詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施例の安全スイッチを設置した防護壁、開閉ドアの正面図である。
【図3】本発明の安全スイッチが適用可能なボックス型の装置を説明するための図である。
【図4】実施例の安全スイッチに含まれるアクチュエータの斜視図である。
【図5】実施例の安全スイッチに含まれるスイッチ本体を斜め前方且つ斜め上方から見た斜視図である。
【図10】実施例の安全スイッチに含まれる表示部の配置位置に関する作用効果を説明するための図である。
【図11】電磁石の吸着面とアクチュエータの被吸着面との重なり合いの状態を説明するための図である。
【図12】実施例に含まれるスイッチ本体の電気的な構成を説明するためのブロック図である。
【図15】表示部の表示態様を説明するための一覧表である。
【図16】吸着面と被吸着面とが密着しているか否かを判定する方法を説明するための図である。
【図17】実施例に含まれるアクチュエータの縦断面図である。
【図18】図１７に図示のアクチュエータに含まれる圧縮コイルバネの作用を説明するための図であり、(I)は圧縮コイルバネの平面図であり、(II)は無負荷状態の圧縮コイルバネの側面図であり、(III)は負荷を掛けたときの圧縮コイルバネの側面図である。
【図19】実施例の安全スイッチにおいて、吸着面の向きと被吸着面の向きとを整合させる過程を説明するための図であり、(I)はドアが開いたときのアクチュエータの待機状態を示し、(II)はドアを閉じる過程で、アクチュエータが電磁石に接近したときに、永久磁石の吸引力の下で被吸着面が吸着面に向けて前進する状態を示し、(III)は永久磁石の吸引力の下で、被吸着面が吸着面に密着した状態を示す。
【図20】実施例に含まれるアクチュエータの縦断面図であり、(I)は待機状態を示し、(II)は前進機構によって被吸着面が最大限まで前進した状態を示し、(III)は揺動機構によって被吸着面の向きが変化した状態を示す。
【図21】永久磁石の吸引力の下で被吸着面の向きが吸着面の向きに整合する過程で電磁石の給電のＯＦＦ状態が維持され、被吸着面が吸着面に密着した後に、これを一つの条件として電磁石の給電がＯＮされることを説明するためのフローチャートである。
【図22】本発明の第１変形例の構成を説明するための図である。
【図23】本発明の第２変形例の構成を説明するための図である。
【図24】本発明の第３変形例の構成を説明するための図である。
【図25】本発明の第４変形例の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例0017】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。図１は、区画システム１としての、実施例の安全スイッチつまり電磁ロック機構付き安全スイッチを設置した開閉ドア及び防護柵の説明図である。図２は、図１のII－II線に沿って切断した断面図である。図中、参照符号ＰＦは防護柵を示し、参照符号ＰＤは開閉ドアを示す。図１は、区画システム１により区画される稼働領域Ｓの外から、区画システム１を見たときの説明図である。区画システム１は、区画固定部分としての防護柵ＰＦと、区画固定部分に対して移動可能な可動部分を構成するドアＰＤと、安全スイッチ１００と、から構成される。区画システム１は、安全スイッチ１００が出力する安全関連出力に基づいて、稼働領域Ｓの内部の装置の稼働を制限することで、稼働領域Ｓを安全な状態に維持する。本実施例において、安全スイッチ１００は稼働領域Ｓ内に配置される。防護柵ＰＦは、装置が稼働する稼働領域Ｓを区画する区画システム１の区画固定部分を構成する。区画固定部分に対して可動部分を構成するドアＰＤが設置される開口は、ドア開口枠２で形成されている。図１を参照して、可動部分を構成するドアＰＤの一側には、上下に離間した複数のヒンジ４が設けられ、この複数のヒンジ４を介してドア開口枠２の垂直枠部２aに取り付けられている。すなわち、ドアＰＤは片開き式ドアである。
【0018】
図１、図２を参照して、ドアＰＤは、ドアフレーム６と、ドアフレーム６に包囲された透明ボード８とで構成されている。ドアＰＤは、その一側にヒンジ４が取り付けられ、他側にドア操作部１０が取り付けられている（図１）。ドア操作部１０を操作することにより、ドア開口枠２と係脱するドアラッチ（図示せず）が開放されてドアＰＤを開くことができる。
【0019】
図２は、ドアＰＤが閉じた状態を示し、ドアＰＤを構成するドアフレーム６がドアストッパ１１０に接触し、位置決めされている。図２において、防護柵ＰＦと開閉ドアＰＤとにより区画される稼働領域Ｓは、図２の紙面上において、防護柵ＰＦとドアＰＤより右側に位置する領域である。閉じた状態のドアＰＤに関連して安全スイッチ１００が稼働領域Ｓ側に配置されている。ドアＰＤが閉じた状態で安全スイッチ１００がドアＰＤに対して稼働領域Ｓ側に位置するように配置されることにより、安全スイッチ１００が稼働領域Ｓの内部に配置される。図２を参照して、安全スイッチ１００はスイッチ本体１０２とアクチュエータ１０４とで構成されている。スイッチ本体１０２は稼働領域Ｓの内部に配置される。具体的には、スイッチ本体１０２は、ドア開口枠２の上方水平枠部２bの稼働領域Ｓ側の面に、第１ブラケット１０６を介して固定されている。スイッチ本体１０２は吸着面１３０aを有する電磁石１３０を備える。ドアＰＤが閉じた状態において、吸着面１３０ａがドアＰＤと対向するように、換言すれば、稼働領域Ｓの外部に向くように、スイッチ本体１０２がドア開口枠に設置される。なお、図２には、互いに直交する３つの方向を示す矢印Ｘ，Ｙ，Ｚが図示されているが、後述するように、安全スイッチ１００の配置姿勢に対応している。
【0020】
実施例の安全スイッチ１００のスイッチ本体１０２は、後に図７などを参照して説明するように、電磁石１３０（図８）と基板収容部１３２とを含み、基板収容部１３２には基板Ｃb(1)、Ｃb(2)（図８、図９）が収容されている。
【0021】
他方、アクチュエータ１０４はドアフレーム６の稼働領域Ｓ側の面に配置され、具体的には、第２ブラケット１０８を介して、ドアフレーム６の上辺フレーム部分６aに固定されている(図２)。ドア開口枠２、ドアフレーム６は、共に、周知の構造である閉じた矩形の横断面を有するが、変形例として、コ字状断面又はＬ字状断面の形状を有していてもよい。
【0022】
ドアＰＤは特許文献２に記載の開閉ドアに関連している。他方、図３は、作業システムを収容したボックス状の装置５００を示す。図３において、３台の装置５００が横並びに配置されている。各装置５００のボックス５０２には、その内部に設置された装置５０４に作業者が手でアクセスできるように、ドアＰＤの一例としての観音開きの開閉ドア５０６が取り付けられている。開閉ドア５０６に関連して、ボックス状の装置５００に安全スイッチ１００を設置することができる。
【0023】
以下、典型例として、図１、図２に開示のドアＰＤに適用した実施例に基づいて本発明の実施例を説明する。図４は、安全スイッチ１００に含まれるアクチュエータ１０４の実質的な正面図であり、アクチュエータ１０４の正面形状を説明するための図である。アクチュエータ１０４は、磁化部材である鉄片１２０を主体として構成され、プラスチック成型品１２２、アクチュエータ通信部１２４、アクチュエータ取付部としての取付金具１２６を備えている。鉄片１２０は正面視円形であり、正面に、吸着面１３０ａと吸着する被吸着面１２０ａを有する。鉄片１２０の直径を参照符号Ｄ１で示す。鉄片１２０はプラスチック成型品１２２に取り付けられる。鉄片１２０の周囲はプラスチック成形品１２２で覆われており、このプラスチック成形品１２２に覆い隠された態様で、アクチュエータ通信部１２４が配置されている。取付金具１２６は、プラスチック成型品１２２に対して鉄片１２０と反対側に設けられ、図４紙面上の左右に延びる形状である。取付金具１２６には、アクチュエータ１０４の正面から見える部分に、当該取付金具を締結するためのネジが挿通される一対の取付孔が設けられる。この一対の取付金具１２６が第２ブラケット１０８に締結され、アクチュエータ１０４は、第２ブラケット１０８を介してドアＰＤに固定される（図２）。ドアＰＤが閉じた状態で、アクチュエータ１０４とスイッチ本体１０２の相対的な位置関係は、アクチュエータ１０４はドアフレーム６の稼働領域Ｓ側の面に位置する。すなわち、ドアＰＤが閉じた状態において、鉄片１２０の被吸着面１２０ａが稼働領域Ｓに向いた状態となるように、アクチュエータ１０４がドアフレーム６に設置される。他方、スイッチ本体１０２は稼働領域Ｓの内部に位置する。なお、本実施例にでは、アクチュエータ１０４は第２ブラケット１０８を介してドアＰＤに固定されるが、取付金具１２６が直接ドアフレーム６に締結され、アクチュエータ１０４がドアＰＤに固定される構成であっても良い。
【0024】
図２に図示の配置例に基づいてアクチュエータ１０４をドアＰＤに固定するときの配置例について具体的に説明する。アクチュエータ１０４は、前述したように、ドアフレーム６の上辺フレーム部分６aに固定される。本実施例では、アクチュエータ１０４の一対の取付金具１２６が横方向つまり上辺フレーム部分６aの長手方向に取付孔が並ぶようにして取付金具１２６が固定される。この設置例において、図４の参照符号Ｈaはアクチュエータ１０４に含まれる正面視円形の鉄片１２０の高さを示す。アクチュエータ１０４は、図２に設置例では、高さＨaの方向が上辺フレーム６aの幅Ｗdfの方向に整合した状態でドアフレーム６に固定される。アクチュエータ１０４の高さＨaは、矩形断面のドアフレーム６の平均的な幅Ｗdfと等しいか又は小さい（図２）。ドアフレーム６に設置したアクチュエータ１０４は、その一部がドアフレーム６の内側つまり透明ボード８の部位まで突出していてもよいが、この突出量は、極力小さい方が望ましい。これにより、アクチュエータ１０４の存在が作業の邪魔になるのを低減することができる。
【0025】
本実施の安全スイッチ１００において、スイッチ本体１０２の電磁石１３０とアクチュエータ１０４の鉄片１２０とは電磁ロック機構として機能する。そして、前述したように、安全スイッチの電磁ロック機構は、歴史的に、ロックピン機構の技術的思想を踏襲して開発されている。実施例の電磁ロック機構付き安全スイッチ１００の設計思想を説明する。一般論として、安全スイッチの役割を検討してみると、稼働する装置が配置される稼働領域において、この稼働領域を安全な環境に維持させる、という本来的な要求はドアの開閉を検出する機能で実現され、ドアロック機能に要求される役割は、稼働領域において装置を稼働させ続けること、である。したがって、ドアロック機能は、稼働領域において装置を稼働させ続けることを実現できれば足りるということができる。換言すれば、安全スイッチのドアロック機能に求められる基本事項は、装置の稼働中に開閉ドアの不用意な開放を阻止することである。これは、開閉ドアが不用意に開放されると、稼働領域を安全な環境に維持するための安全スイッチの機能により、稼働領域において装置の稼働が制限されるからである。すなわち、稼働領域Ｓ（図２）又はボックス５０２（図３）内の装置の運転が、ドアＰＤ、５０６の不用意な開放によって中断されてしまうのを防止するのが、安全スイッチに求められるドアロック機能の本質的な役割である、ということができる。
【0026】
従来、安全スイッチのドアロック機能は、稼働領域を安全な環境に維持させることにも寄与できるように設計されている。このため、電磁ロック機構にも、比較的強い操作力でもドアが開放されない程度に強い磁力の電磁石が採用されていた。しかしながら、ドアロック機能の役割を、安全な環境に維持させることではなく、装置を稼働させ続けること、とする観点に立脚すると、電磁ロック機構付き安全スイッチに採用する電磁石の磁力の程度は、従来と同じであってもよいが、これよりも磁力を弱くしてもよい。作業者がドアＰＤを開ける操作を行う際に、ドアＰＤを開けるのに必要とされる操作力に関し、少なくとも「貴方は、今、ドアＰＤを開ける操作を行っているが、貴方の意思通りであるか？」と作業員に問いかけることができる操作力を求めることで、開閉ドアの不用意な開放を阻止できる。ドアＰＤを開けるのに、作業者の意思を確認できる一定の操作力を電磁石によって求めれば、これ以上の操作力を求めなくても、ドアＰＤの不用意な開放を阻止できる。
【0027】
したがって、任意であるが、電磁石１３０の磁力の程度に関し、従来よりも弱くして、例えば、ドアＰＤがドアノブなどの操作部を備えている場合に、ドアノブを回転させる操作力がドアノブに加わるとドアラッチが解除されるが、少なくともドアラッチを解除する操作力よりも強い磁力の電磁石１３０が用いられる。これにより、作業者に、ドアＰＤを開放させるのを思いとどまらせることができ、不用意なドアＰＤの開放を阻止できる。そして、ドアＰＤ、５０６の不用意な開放に伴って発生する、装置の予期しない運転中断を回避することができる。
【0028】
図５を参照して、スイッチ本体１０２は、スイッチ本体１０２を区画システム１の固定部分であるドア開口枠２に固定するための取付部としてのネジ穴１３０ｃを有している。より詳細には、電磁石１３０は、吸着面１３０ａの中心から外に向かう方向に沿って突出する突出部１３０ｂを有し、突出部１３０ｂにネジ穴１３０ｃが設けられている。図２に図示の配置例で説明すれば、スイッチ本体１０２は、断面Ｌ字状の第１ブラケット１０６を介してドア開口枠２の上方水平枠部２bに固定される（図２）。図２の配置例で説明すれば、突出部１３０ｂは電磁石１３０の上部に突出して位置し、突出部１３０ｂの平らな頂面が取付面を構成し、取付面にネジ穴１３０ｃが設けられている。この取付面は電磁石１３０の側面に形成してもよい。
【0029】
例えば図５には、互いに直交する３つの方向を示す矢印Ｘ、Ｙ、Ｚが図示されている。矢印Ｘ、Ｙ、Ｚに示される方向はいずれも安全スイッチ１００の配置姿勢に対応し、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚに示される方向をそれぞれＸ軸線方向、Ｙ軸線方向、Ｚ軸線方向と呼ぶ。Ｙ軸線方向は、電磁石１３０の吸着面１３０aの法線方向を示す。Ｚ軸線方向は、Ｙ軸線方向と直交し且つ吸着面１３０aと平行な且つ吸着面１３０ａの中心に対して突出部１３０ｂが突出する方向を示す。Ｘ軸線方向は、吸着面１３０aと平行な且つＺ軸線と直交する方向を示す。本実施例の安全スイッチ１００は、図２に示すように、閉じた状態のドアＰＤに対して吸着面１３０ａが対向するように配置されるため、閉じた状態のドアＰＤの法線方向はＹ軸線方向に一致する。また、本実施例の安全スイッチ１００は、吸着面１３０ａの中心に対して突出部１３０ｂが突出する方向が、閉じた状態のドアＰＤの上辺フレーム部分６ａの延伸方向や、ドア開口枠２の上辺水平枠部２ｂの延伸方向に直交するように配置される。このため、本実施例においては、上辺フレーム部分６ａの延伸方向や、上辺水平枠部２ｂの延伸方向はＸ軸線方向に一致し、また、ドアＰＤに対して稼働領域Ｓ側に向かう方向、すなわち稼働領域Ｓの奥行方向はＹ軸線方向に一致する。なお、以降の説明では、Ｙ軸方向において、閉じた状態のドアＰＤから吸着面１３０ａに向かう方向を「後方」、反対に向かう方向を「前方」、Ｚ軸方向において、吸着面１３０ａから突出部１３０ｂに向かう方向を「上方」、反対に向かう方向を「下方」と呼ぶ場合がある。
【0030】
図５ないし図９はスイッチ本体１０２に関する図である。図５は、スイッチ本体１０２の斜視図である。図６は正面図である。図７は側面図である。図５、図７から良く分かるように、スイッチ本体１０２はＹ軸線方向（吸着面１３０aの法線方向）に延びる略筒状の全体形状を有する。スイッチ本体１０２は、Ｙ軸線方向一端面を構成する吸着面１３０aを含む電磁石１３０を有している。吸着面１３０aから他端面までの長さＬは、吸着面１３０aの直径よりも長い。
【0031】
吸着面１３０aは、スイッチ本体１０２の一端面の主体を構成している。図５ないし図７を参照して具体的に説明すると、図中、参照符号Ｈgは基板収容部１３２の筐体を示す。電磁石１３０の周囲に筐体Ｈｇを有する場合、筐体Ｈgの一部であり電磁石１３０まで延びる端面Ｈg(a)よりも吸着面１３０aが突出し、この吸着面１３０aによってスイッチ本体１０２の一端面が構成される。吸着面１３０aは、前述したように、ドアＰＤを閉じたときに、アクチュエータ１０４の被吸着面１２０aと対向する。
【0032】
図５に示すように、スイッチ本体１０２は、基板を収容する基板収容部１３２を含む筐体Ｈｇと、アクチュエータ１０４の検出結果に基づき安全スイッチ１００から出力される安全関連出力に対応する表示をする表示部１４２と、を備える。基板収容部１３２は、Ｙ軸線方向において、電磁石１３０の吸着面１３０ａと反対側に位置する。換言すれば基板収容部１３２は、電磁石１３０の後方に位置する。このため、電磁石１３０のＸ軸線方向の寸法及びＺ軸線方向の寸法に対して、スイッチ本体１０２全体のＸ軸線方向の寸法やＺ軸線方向の寸法が大きくなりにくい。また、表示部１４２は、筐体ＨｇのうちＹ軸線方向において電磁石１３０に対して吸着面１３０ａと反対側、すなわち電磁石１３０の後方に位置する。スイッチ本体１０２は、Ｘ軸線方向の寸法とＺ軸線方向の寸法とのいずれよりも、Ｙ軸線方向の寸法が大きい形状である。このため、同様の容量を必要とする他のスイッチ本体と比較して、前方から見たときに、ドア開口枠２に形成される開口に占める面積が小さくなりやすい。
【0033】
図６は、スイッチ本体１０２を前方から見た正面図である。図６の紙面法線方向は、Ｙ軸線方向に平行である。上述したように、基板収容部１３２は電磁石１３０の後方に位置する。このため、スイッチ本体１０２を前方から見ると、図６に示すように、基板収容部１３２を有する筐体Ｈｇの大部分が、電磁石１３０に隠される。したがって、筐体Ｈｇを設けることによる、前方から見たときのスイッチ本体１０２が占める面積の増大量が抑えられる。本実施例においては、前方から見たときに、吸着面１３０ａが占める面積に対して筐体Ｈｇの占める面積の比率が小さい。
【0034】
図６に示すように、前方から見たときに筐体Ｈｇが占める領域は、吸着面１３０ａの中心に対してネジ穴１３０ｃが設けられる側に位置する領域が、吸着面１３０ａの中心に対してネジ穴１３０ｃが設けられるのと反対側に位置する領域より大きい。換言すれば、正面視において、筐体Ｈｇの大部分は、吸着面１３０ａの中心に対して上方に位置する。ネジ穴１３０ｃによりスイッチ本体１０２が固定されるとき、吸着面１３０ａのＸ軸方向最大寸法部分と、スイッチ本体１０２が取り付けられるドア開口枠２との間にデッドスペースが生じる。当該デッドスペースが筐体Ｈｇを設ける領域に活用されることにより、ドア開口枠２を介しての作業性が低下しにくい。したがって、筐体Ｈｇが、正面視において筐体Ｈｇが占める領域が吸着面１３０ａの中心に対してネジ穴１３０ｃが設けられる側に多くなるように構成されることにより、スイッチ本体１０２が配置されたドア開口枠２を介しての作業の作業性が確保される。
【0035】
図７はスイッチ本体１０２の側面図である。スイッチ本体１０２は、電磁石１３０に関して、吸着面１３０aとは反対側に基板収容部１３２を有している（図８）。参照符号Ｈgは、基板収容部１３２の筐体を示す。基板収容部１３２のうち、Ｙ軸線方向において吸着面１３０ａが位置するのと反対側、すなわち後方の端面１３４にコネクタ連結部１４４が設けられる（図７、図８）。後端面１３４は、スイッチ本体１０２における、吸着面１３０ａが位置するのと反対側の端面でもある。コネクタ連結部１４４はＹ軸線方向に沿って吸着面１３０から遠ざかる方向に延びている。基板収容部１３２の端面１３４にコネクタ連結部１４４を設けることにより、コネクタ連結部１４４に接続されるケーブルの配置に関し、ケーブルをスイッチ本体１０２の周りに位置させる必要はない。また、基板収容部１３２の端面１３４にコネクタ連結部１４４に配置されるため、コネクタ連結部１４４に接続されるケーブルのうち、少なくともコネクタ連結部１４４の近傍の部分は、スイッチ本体１０２より後方に位置する。このため、ケーブルにより、前方からの表示部１４２の視認性が低下する虞が低減する。また、コネクタ連結部１４４に接続されるケーブルを、スイッチ本体１０２より後方に引き回す、ネジ穴１３０ｃがある上方に引き回すなどすることにより、ドア開口枠２により形成される開口近傍にケーブルを位置させない引き回しが可能になるため、ドア開口枠２を介しての作業の作業性が低下し難い。
【0036】
図８は、Ｚ軸線方向に沿って切断したスイッチ本体１０２の縦断面図である。図９は、基板収容部１３２に配置された２つの基板Ｃb(1)、基板Ｃb(2)の配置を説明するための図である。図９は、筐体Ｈgを取り外して収容部１３２露出させた状態のスイッチ本体１０２を斜め前方から見た斜視図である。図１０は、電磁石１３０と筐体Ｈgの分解斜視図であり、スイッチ本体１０２を後方から見た図である。
【0037】
図９を参照して、特に限定するものではないが、電磁石１３０のヨーク部分の一部を隆起させた形状にすることで、この隆起形状部で突出部１３０ｂが構成されている。図２に図示の配置例では、突出部１３０ｂが上に位置するように取り付けられているが、取付部１０３bが横に位置するようにスイッチ本体１０２を取り付けることも可能である。
【0038】
Ｚ軸線方向に突出する取付部１３０bは、図５、図８から分かるように、前後つまりＹ軸線方向に離間した２つのねじ穴１３０ｃを有し、この２つのねじ穴１３０ｃに螺合するネジＳcを使って断面Ｌ字状の第１ブラケット１０６に固定される（図２）。
【0039】
図８、図９を参照して、基板収容部１３２には、第１基板Ｃb（１）と第２基板Ｃb（２）が収容され、第１基板Ｃb（１）と第２基板Ｃb（２）は直交した状態で配設されている。具体的には、第１基板Ｃb（１）は、その板面がＹ軸線方向に沿った姿勢で配置され、第２基板Ｃb（２）は、その板面がＺ軸線方向に沿った姿勢で配置されている。第２基板Ｃb（２）は、第１基板Ｃb（１）の後端部において、図８に図示の状態で説明すると、好ましくは第１基板Ｃb（１）から垂下する状態で配置されている。
【0040】
上述の通り、スイッチ本体１０２は、少なくとも、スイッチ本体１０２により出力される安全関連出力に対応する表示をする表示部１４２（図２、図５、図７）を有している。表示部１４２は、スイッチ本体１０２の、取付部としてのネジ穴１３０ｃが位置する面の反対側から視認可能な位置に設けられている。つまり、突出部１３０ｂの頂面で形成される取付面が存在しない側から視認可能な位置に設けられている。ドア開口枠２にスイッチ本体１０２が固定されるとき、ネジ穴１３０ｃはドア開口枠２に形成される開口から外側に向かうように配置されて固定される。このため、ネジ穴１３０ｃが設けられる面と反対側の面は開口の内側に向かうように配置される。図２の例では、スイッチ本体１０２はドア開口枠２のうち上辺水平枠部２ｂに固定されるため、開口から外側に向かう方向は上方である。そして、上辺水平枠部２ｂにおいて、開口の内側は下方であるため、表示部１４２が設けられる面は、下方に面する。本実施例では、開口を形成するドア開口枠２のうち上辺水平枠部２ｂに固定されるが、ドア開口枠２のうちヒンジ４が設けられる側と反対側の枠部（図１紙面上における右側の枠部）にスイッチ本体１０２が固定される場合は、表示部１４２は、図１紙面上の左方に位置する。このようにネジ穴１３０ｃと反対側に表示部１４２を設けることにより、ドア開口枠２のうち、スイッチ本体１０２が取り付けられる枠部と反対側、すなわち、開口の内側に表示部１４２が面する。透明ボード８を有するドアＰＤの外側から稼働領域Ｓを覗き込む場合、透明ボード８が開口の内側に位置するため、開口の内側からスイッチ本体を視認することになる。このため、ドア開口枠２に固定されたときに開口の内側に表示部１４２が位置するようにすることで、表示部１４２の視認性が向上する。
【0041】
図７から良く分かるように、表示部１４２は、スイッチ本体１０２の周方向に連続して延びる形状を有し、取付部１３０bとはＺ軸線方向に反対側の面からＸ軸線方向に互いに対向する側面のＺ軸線方向中間部分まで延びている。これにより、外部から稼働領域Ｓを覗き見る作業者は、図２の設置例で説明すれば、下方だけでなく側方からも表示部１４２を視認することができる。この視認性は、図７に開示のように、表示部１４２が湾曲した断面形状を備えることで向上させることができ、また、表示部１４２がスイッチ本体１０２の周方向に連続して延びる形状を備えることで向上させることができる。また、視認性を高めるために、図７から良く分かるように、表示部１４２の外表面は、Ｙ軸線方向において、吸着面１３０aに向けて先細りの形状を有している。
【0042】
図８を参照して、基板収容部１３２において、板面が前後つまりＹ軸線方向に沿って延びる第１基板Ｃb（１）と、板面がＺ軸線方向に沿って延びる第２基板Ｃb（２）とによって限定的な照明空間Ｌsが形成されている。そして、この限定された照明空間Ｌsに向けて、第２基板Ｃb（２）に実装されたＬＥＤ１５０の光が出射され、その結果、表示部１４２の一部を構成し且つ筐体Ｈｇの一部を構成する光透過性材料を通じて表示される。勿論、光源を構成するＬＥＤ１５０を第１基板Ｃb（１）に設けてもよい。
【0043】
前述したように、スイッチ本体１０２は稼働領域Ｓの内部に配置される。表示部１４２の点灯状態は、開閉ドアＰＤの透明ボード８（図２）を通じて、開閉ドアＰＤの外側から視認することできる。外部からスイッチ本体１０２を覗き見たときの表示部１４２の視認性を図１０を参照して説明する。図１０は、表示部１４２の視認性を説明するために作成した模式図である。図中、参照符号Ｅyは作業者の目である。
【0044】
図１０において、参照符号１４２－１は、吸着面１３０aの近位に位置する表示部を示す。すなわち、吸着面１３０aと表示部１４２－１との間のＹ軸線方向の距離Ｄ－１が相対的に小さい。参照符号１４２－２は、吸着面１３０eの遠位に位置する表示部を示す。吸着面１３０aと表示部１４２―２との間のＹ軸線方向の距離Ｄ－２が相対的に大きい。図１０から理解できるように、表示部１４２は、吸着面１３０aの近位に配置するよりも遠位に配置させた方が、外部から開閉ドアＰＤを通じて表示部１４２を見たときの視認性が良いことが分かる。好ましくは、表示部１４２は、スイッチ本体１０２のＹ軸線方向の全長Ｌ（図５）の半分の長さの中間ラインＩmdを含む中間ラインＩmdよりも後方に配置される。
【0045】
第１基板Ｃb（１）の本体Ｃb（本体）には、電磁石１３０の駆動信号を生成する制御回路、電源回路、アクチュエータ１０４との通信回路などが搭載される。他方、第２基板Ｃb（２）には、表示灯制御回路などが搭載される。
【0046】
図９を参照して、基板収容部１３２において、Ｙ軸線方向に沿って板面が延びる第１基板Ｃb（１）は、基板収容部１３２に位置し且つ制御回路などが搭載された本体Ｃb（本体）から吸着面１３０aの近傍までＹ軸線方向に延びる細長い左右一対の基板延長部Ｃb（１ex）を有している。一対の基板延長部Ｃb（１ex）はＸ軸線方向において突出部１３０ｂを挟んでその両側に位置している。一対の基板延長部Ｃb（１ex）を突出部１３０ｂの両側に位置させる構成により、基板延長部Ｃb（１ex）の存在によってスイッチ本体１０２のＺ軸線方向の高さ寸法が増大するのを防止することができる。また、基板延長部Ｃｂ（１ex）は、その一部が、Ｚ軸線方向視において、電磁石１３０と重なる位置に配置される。このため、基板延長部Ｃｂ（１ex）の存在によってスイッチ本体１０２のＺ軸線方向及びＸ軸線方向の寸法の増大を低減することができる。
【0047】
一対の基板延長部Ｃb（１ex）において、一方の基板延長部Ｃb（１ex）には、その先端部にセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２が搭載されている（図９）。センサ側コイル１５２は、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にあることを検出する検出部を構成する。一方の基板延長部Ｃb（１ex）の先端部にセンサ側コイル１５２を搭載することにより、Ｙ軸線方向においてセンサ側コイル１５２を吸着面１３０aの近くまで位置させることができる。その結果、センサ側コイル１５２の検知能力を高めることができる。このセンサ側コイル１５２は、周知のように、前述したアクチュエータ１０４のアクチュエータ通信部１２４に対応して配置される。このとき、センサ側コイル１５２によるアクチュエータ通信部１２４の検知のために、センサ側コイル１５２は金属ではなくプラスチックからなる筐体Ｈｇで覆われる。このため、スイッチ本体は、アクチュエータ１０２に対向する面に、吸着面１３０ａ以外に筐体Ｈｇの一部が存在する。本実施例では、上述したように、この筐体Ｈｇの一部をデッドスペースに配置することによって、スイッチ本体１０２が配置されるドア開口枠２を介しての作業性を維持することができる。
【0048】
例えばドアＰＤを閉じる過程において、ドアＰＤの閉じ動作に連動してアクチュエータ１０４の鉄片１２０は、スイッチ本体１０２の吸着面１３０aに接近し、次いで鉄片１２０はスイッチ本体１０２の吸着面１３０aと重なり合う。鉄片１２０（被吸着面１２０a）の直径Ｄ１（図４）が吸着面１３０aの直径Ｄ２よりも大きな値となるように設計される。鉄片１２０が正規の状態でスイッチ本体１０２に重なり合った状態、つまり鉄片１２０の中心Ｏ1と吸着面１３０aの中心Ｏ2が整合した正規の状態に基づいて、吸着面１３０ａの外縁が鉄片１２０の被吸着面１２０ａ内に位置するように、吸着面１３０aの直径Ｄ２に対して鉄片１２０の直径Ｄ１が設定される。これにより、スイッチ本体１０２及び/又はアクチュエータ１０４が、許容可能な相対変位したとしても、スイッチ本体１０２はアクチュエータ１０４を所定の吸着力で固定することができる。
【0049】
ドアＰＤが閉じた状態、すなわち、センサ側コイル１５２がアクチュエータ通信部１２４を検知すると、他の条件を満たしたときに、稼働領域Ｓ（図２）に設置された装置を制御する例えばＰＬＣに安全関連出力を出力する。センサ側コイル１５２に関連したＲＦＩＤ検出回路（図示せず）は、第１基板Ｃb（１）の基板延長部Ｃb（１ex）に実装され、電磁石１３０はセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２からの信号に基づいて制御される。
【0050】
図１２はスイッチ本体１０２の電気的な構成を説明するためのブロック図である。スイッチ本体１０２の制御回路２００は、第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４を含む。第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４は相互に通信することで相手方を監視している。
【0051】
第一ＭＣＵ２０２は送信回路２０６に接続されている。送信回路２０６はセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２に接続されている。センサ側コイル１５２は受信回路２０８に接続されている。受信回路２０８は、第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４との両方に接続されている。第一ＭＣＵ２０２は、送信回路２０６を介してセンサ側コイル１５２を駆動して、センサ側コイル１５２から無線信号をアクチュエータ通信部１２４に供給する。アクチュエータ通信部１２４は少なくともコイルと回路とを有し、図４に示すように、プラスチック成型品１２２に覆われる部分にコイルが位置するように配置される。第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４は、アクチュエータ通信部１２４からの無線信号をセンサ側コイル１５２及び受信回路２０８を介して受信する。ＲＦＩＤ１５２は、センサ側コイル１５２と応答回路を有している。アクチュエータ通信部１２４は無線タグ（ＲＦ－ＩＤタグ）であってもよい。応答回路はセンサ側コイル１５２に発生する誘導電流を電源として動作する。応答回路はセンサ側コイル１５２により受信された無線信号を復調して情報を取得し、さらにセンサ側コイル１５２を介して無線信号（応答信号）を送信する。
【0052】
図１３、図１４を参照して、第一ＭＣＵ２０２の測定部２１０ａと第二ＭＣＵ２０４の測定部２１０ｂは、それぞれ、センサ側コイル１５２と受信回路２０８を介して受信されたアクチュエータ通信部１２４からの無線信号の強度を測定し、無線信号の強度に基づきスイッチ本体１０２とアクチュエータ１０４との距離ｄを推定する。第一ＭＣＵ２０２の安全判定回路２１４ａと第二ＭＣＵ２０４の安全判定回路２１４ｂとはそれぞれ、推定された距離ｄが閾値以下であること、すなわち、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にあるかどうかを判定する。換言すれば、少なくとも、センサ側コイル１５２と、受信回路２０８と、第一ＭＣＵ２０２もしくは第二ＭＣＵ２０４と、により、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にあることを検出する検出部が実現される。なお、距離ｄの代わりに無線信号の強度をそのままアクチュエータ１０４の位置の検知に使用してもよい。第一ＭＣＵ２０２の復調部２１２ａと第二ＭＣＵ２０４の復調部２１２ｂは、それぞれ、センサ側コイル１５２と受信回路２０８を介して受信されたアクチュエータ通信部１２４からの無線信号により搬送されてきた情報を復調し、この情報に基づきアクチュエータ１０４を識別する。この情報には、固有の識別情報が含まれていてもよい。
【0053】
第一ＭＣＵ２０２の安全判定回路２１４ａは、測定部２１０ａによる測定と復調部２１２ａによる識別とに基づいて、推定された距離ｄが閾値以下であること、およびアクチュエータ１０４が所定のアクチュエータとして識別されること、との二つの条件が満たされるかどうかを判定し、判定結果を第二ＭＣＵ２０４に送信する。より詳細には、判定結果は、両方の条件が満たされるか、少なくともいずれか一方の条件が満たされないか、の二種がある。同様に、第二ＭＣＵ２０４の安全判定回路２１４ｂは、測定部２１０ｂの測定と復調部２１２ｂによる識別とに基づいて、推定された距離ｄが閾値以下であることおよびアクチュエータ１０４が所定のアクチュエータとして識別されること、との二つの条件が満たされるかどうかを判定し、判定結果を第一ＭＣＵ２０２に送信する。第一ＭＣＵ２０２の安全判定回路２１４ａは、自己の判定結果と第二ＭＣＵの判定結果とが一致している場合に所定のアクチュエータとして識別されるアクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にある状態、すなわち、ドアＰＤが閉じた状態であると判定する安全関連出力を出力する。同様に、第二ＭＣＵ２０４の安全判定回路２１４ｂは、自己の判定結果と第一ＭＣＵの判定結果とが一致している場合に、所定のアクチュエータとして識別されるアクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にある状態、すなわち、ドアＰＤが閉じた状態であるであると判定する。なお、本実施例においては、後述するように、入力回路２２０を介して入力される信号に係る条件も満たされたときに、第一ＭＣＵ２０２および第二ＭＣＵ２０４がＯＳＳＤ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ（出力信号切換デバイス））を介して安全関連出力を出力するが、受信回路２０８を介して受信される無線信号と、第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４の互いの判定結果に基づいて安全関連出力を出力しても良い。また、本実施例においては、センサ側コイル１５２により検出される無線信号に基づいて、スイッチ本体１０２及びアクチュエータ１０４の距離ｄの推定と、アクチュエータ１０４の識別とがなされるが、距離ｄの推定のみがなされて、安全判定回路２１４ａ、２１４ｂがアクチュエータ１０４の識別に係る判定をせずに、距離ｄが閾値以下であるかどうかの判定結果を他方の安全判定回路に出力する構成であっても良い。
【0054】
図１２に戻って、入力回路２２０は第一安全入力部２２２、第二安全入力部２２４、およびロック入力部２２６を有している。第一安全入力部２２２と第二安全入力部２２４と、には、安全関連出力を出力可能な他の機器が接続される。すなわち、第一安全入力部２２２と第二安全入力部２２４はスイッチ本体１０２と他の機器とをデイジーチェーン接続するための入力回路である。たとえば、第一安全入力部２２２と第二安全入力部２２４とは、第一安全入力部２２２に他の機器の安全関連出力を出力するための端子の一つが接続され、第二安全入力部２２４に当該他の機器の安全関連出力を出力するための端子のもう一つが接続される。
【0055】
ロック入力部２２６は安全ＰＬＣや安全制御機器などの外部制御機器に接続されており、外部制御機器が出力するロック機構を制御するためのロック信号を受け付けて、入力信号を第二ＭＣＵ２０４に出力する。第二ＭＣＵ２０４はロック入力部２２６を介して入力された信号がＯＮ信号であるかどうかを判定する。第二ＭＣＵ２０４は、ロック入力部２２６を介して入力されるロック信号に基づいて、電磁石１３０を駆動して、電磁石１３０をアクチュエータ１０４の鉄片１２０に吸着させることができる。すなわち、ロック入力部２２６を介して入力される信号に応じて、ドアＰＤが磁力によりロックされる。なお、第二ＭＣＵ２０４は、ロック入力部２２６を介して入力される信号がＯＮ信号であるときに、電磁石１３０を駆動しても良いし、ロック入力部２２６を介して入力される信号がＯＮ信号であることに加えて他の条件が満たされたと判定されたときに電磁石を駆動しても良い。例えば、上述した、安全判定回路２１４ａ、２１４ｂの判定が、電磁石１３０を駆動させる条件とされてもよい。この場合、所定のアクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲にある状態であると判定されたときに電磁石１３０が駆動されるため、外部制御機器が出力するロック信号によって、ドアＰＤが閉じた状態を維持することの確実性が向上する。
【0056】
制御回路２００はスイッチングデバイス２３０として、第一ＯＳＳＤ２３０ａと、第二ＯＳＳＤ２３０ｂと、を備える。第一ＭＣＵ２０２は、第一ＯＳＳＤ２３０ａを介して安全関連出力を出力し、第二ＭＣＵ２０４は、第二ＯＳＳＤ２３０ｂを介して安全関連出力を出力する。なお、第一ＯＳＳＤ２３０ａおよび第二ＯＳＳＤ２３０ｂを介して安全関連出力が出力される外部機器と、ロック入力部２２６を介して入力されるロック信号を出力する外部制御機器と、は、同じ機器であってもよいし、異なる機器であってもよいが、いずれも、区画システム１を構成する。
【0057】
第一ＯＳＳＤ２３０aおよび第二ＯＳＳＤ２３０bは、たとえば、ＰＮＰ型のトランジスタにより構成される。ＰＮＰ型のトランジスタがＯＮすると、出力端子には＋側電源が接続されるため、ＯＮ信号が出力される。一方、ＰＮＰ型のトランジスタがＯＦＦすると、出力端子はプルダウン抵抗を介して接地されるため、ＯＦＦ信号が出力される。
【0058】
第一ＯＳＳＤ２３０aおよび第二ＯＳＳＤ２３０bにはそれぞれＯＳＳＤ監視回路２３２が接続されてもよい。ＯＳＳＤ監視回路２３２は第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４に接続されている。第一ＭＣＵ２０２は、ＯＳＳＤ監視回路２３２を通じて、第二ＯＳＳＤ２３０bの動作が正常かどうかを監視する。第二ＭＣＵ２０４は、ＯＳＳＤ監視回路２３２を通じて、第一ＯＳＳＤ２３０aの動作が正常かどうかを監視する。たとえば、第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bはそれぞれ、ＯＮ信号を出力するときに定期的に微小時間にわたり出力信号をＯＦＦに遷移させる。ＯＳＳＤ監視回路２３２はＯＮ信号の出力期間中に微小時間のＯＦＦを検出できればＯＳＳＤを正常と判定し、微小時間のＯＦＦを検出できなければＯＳＳＤを正常ではないと判定する。
【0059】
なお、ＯＳＳＤ監視回路２３２が微小時間のＯＦＦが検出できず、ＯＮ信号が継続するケースは、例えば、出力端子と＋側電源との短絡が原因である。この場合、安全判定回路２１４ａ、２１４ｂはそれぞれＯＦＦ信号を出力させるための制御信号を第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bとに出力する。これにより、第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bとのうち正常に動作する物はＯＦＦ信号を出力する。なお、ＯＳＳＤ監視回路２３２の監視のための、安全関連出力のＯＦＦへの遷移は、安全関連出力が出力される外部機器が、当該ＯＦＦに反応しない程度に微小な時間に設定されている。
【0060】
電源回路２４０は、外部からＤＣ＋２４Ｖと０Ｖの供給を受け、ＤＣ＋１０Ｖ、＋５Ｖや＋３．３Ｖなどの直流電圧を生成するＤＣ－ＤＣコンバータである。電源回路２４０は制御回路２００、センサ側コイル１５２、表示部１４２など、電力を必要とするすべての回路に電力を供給する。ところで、外部電源からの供給電圧や電源回路２４０から出力される電圧が所定の範囲内でない場合、制御回路２００などが正常に動作しない可能性がある。そこで、電源監視回路２４２は、外部電源からの供給電圧が所定の範囲内であるかどうかを判定するとともに、電源回路２４０から出力される電圧が所定の範囲内かどうかを判定し、判定結果を第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bへ出力する。第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bは、それぞれ、電源回路２４０が正常に動作していないことを示す判定結果を入力されると、制御回路２００から出力される制御信号に依存することなく、安全関連出力をＯＦＦにする。第一ＯＳＳＤ２３０aと第二ＯＳＳＤ２３０bは、それぞれ、電源回路２４０が正常に動作していることを示す判定結果を入力されると、制御回路２００から出力される制御信号に依存して、安全関連出力を出力する。
【0061】
制御回路２００は、表示部１４２を制御する表示灯制御部２５２を備え、第二ＭＣＵ２０４が有する表示灯制御部２５２は、少なくとも第二ＯＳＳＤ２３０ｂを介しての安全関連出力に応じた表示状態信号を表示灯制御部２５２に供給する。図１５を参照して、安全関連出力のＯＮ／ＯＦＦと、第１ＭＣＵ２０２及び第二ＭＣＵ２０４での判定結果との関係性を説明する。
【0062】
図１５の「表示灯」の列は、表示制御部２５２に供給される表示状態信号に基づいて制御される表示部１４２の発光パターンを示す。「状態」の列は「ＯＳＳＤ」と、「安全入力」「ロック制御入力」「アクチュエータ」とに細分化される。「ＯＳＳＤ」の列は、スイッチングデバイス２３０としての第一ＯＳＳＤ２３０ａと第二ＯＳＳＤ２３０ｂとを介して外部の制御装置に出力される安全関連出力がＯＮであるかＯＦＦであるかを示す。また、「安全入力」「ロック制御入力」「アクチュエータ」の各列は、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力をＯＮ／ＯＦＦのいずれにするかを決定するときに用いられる判定項目を示す。列「安全入力」は、第一安全入力部２２２及び第二安全入力部２２４を介して入力される安全関連出力がＯＮであるかＯＦＦであるか、を示す。列「ロック制御入力」は、外部の制御機器からロック入力部２２６を介して入力されるロック信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを示す。列「アクチュエータ」は、センサ側コイル１５２と受信回路２０８とを介して受信される無線信号に基づいて所定のアクチュエータと識別されるアクチュエータ１０４が、スイッチ本体１０２に対して所定範囲にあることが検出されたか否か、を示す。
【0063】
図１５に示すように、本実施例において、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力がＯＮとなるのは、第一安全入力部２２２及び第二安全入力部２２４を介して入力される安全関連出力がＯＮ、かつ、ロック入力部２２６を介して入力されるロック信号がＯＮ、かつ、アクチュエータ１０４が検出された、ときである。このとき、表示部１４２の発光パターンは、緑色での点灯である。また、アクチュエータ１０４が検出されないときは、第一安全入力部２２２及び第二安全入力部２２４を介して入力される安全関連出力やロック信号に関わらず、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力はＯＦＦになり、表示部１４２の発光パターンは、赤色の点灯である。本実施例の安全スイッチ１００は、稼働領域Ｓを安全な環境に維持するために、スイッチ本体１０２に対してアクチュエータ１０４が所定範囲にあるかを検出する。アクチュエータ１０４が検出されないときは、ドアＰＤが閉じた状態でなく、稼働領域Ｓが安全な環境として維持されていないことになるため、他の信号の入力状態に関わらず、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力はＯＦＦになる。
【0064】
本実施例の安全スイッチ１００は、アクチュエータ１０４の検出以外にも、各種信号の入力状態を参照して、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力をＯＮにするかＯＦＦにするかを決定する。このとき、アクチュエータ１０４の検出と比較して、第一安全入力部２２２及び第二安全入力部２２４を介して入力される安全関連出力やロック信号がどのような状態であるかを、作業者は把握しにくい。より詳細には、アクチュエータ１０４が検出されるか否かは、ドアＰＤが閉じた状態であるか否かと一定の関連性があるため、アクチュエータ１０４が検出されず、スイッチ本体１０２からスイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力がＯＦＦとなっている場合に、作業者はその原因を特定しやすい。これに対して、第一安全入力部２２２及び第二安全入力部２２４を介して入力される安全関連出力やロック信号に関しては、作業者は、これらに対応するケーブルが接続されているか否か、等は外観で確認できるものの、当該ケーブルを介して供給される信号がどのようになっているかは、外観からは把握しにくい。このため、本実施例においては、各種信号の入力状態に起因して、スイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力がＯＦＦであるときは、各種信号の入力状態に応じて表示部１４２の発光パターンを変更することによって、作業者が、スイッチ本体１０２からスイッチングデバイス２３０を介して出力される安全関連出力がＯＦＦである理由を特定しやすいようにしている。
【0065】
なお、本実施例においては、安全関連出力を出力可能な他の機器が、第一安全入力部２２２と第二安全入力部２２４とに接続されるため、図１５における「安全入力」列によって、スイッチ本体１０２により出力される安全関連出力や、表示部１４２の発光パターンが変わるが、当該他の機器が接続されない場合は、「ロック制御入力」列と「アクチュエータ」列とに応じて、スイッチ本体１０２により出力される安全関連出力や表示部１４２の発光パターンが決定されても良い。この場合、「ロック制御入力」列が「ＯＮ」かつ、「アクチュエータ」列が「Detected」である場合に、スイッチ本体１０２により出力される安全関連出力がＯＮになり、表示部１４２の発光パターンが緑の点灯となる。また、この場合、図１５に示す、表示部１４２の発光パターンが「橙」もしくは「橙点滅」であるケースは存在しない。
【0066】
上述したように、無線信号の強度に基づいてスイッチ本体１０２からアクチュエータ１０４までの距離ｄ（図１１）の推定が行われる。距離ｄが所定の範囲内であれば、アクチュエータ通信部１２４からＩＤを取得して、取得したＩＤが、記録済みのＩＤと一致することを確認した後に、電磁石１３０と鉄片１２０が密着しているか否かの判定が行われる。
【0067】
図１６を参照して、距離ｄ２が閾値以下であるかどうかの判定を具体的に説明する。第二ＭＣＵ２０４は電磁石１３０に検査用の電流を供給し、このときに電磁石１３０に流れる電流を監視する。図１６の(I)は検査用電流の矩形波を示す。この検査用の電流の値は、ドアＰＤが閉じた状態を維持する、すなわち、安全スイッチ１００のロック状態を形成するために電磁石１３０に供給するロック用の電流の値よりも小さい。仮に、ロック用の電流の値と同じ値の電流を検査用として採用すると、ロック信号がＯＮでなくても、ドアＰＤが閉じた状態を維持できる程度の吸着力で電磁石１３０が鉄片１２０を吸着するため、ドアＰＤを開く動作に支障が生じ、作業者の作業性が低下する。このことから、検査用の電流の値を、ロック用の電流の値より小さい値、特に、電磁石１３０が殆ど吸着力を発揮しない程度の微弱な値に設定することにより、作業者の作業性を維持することができる。
【0068】
図１６の(II)は、電磁石１３０と鉄片１２０とが密着していない状態、すなわち吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの間の距離ｄ２が閾値より大きい状態のときに、図１６(I)の矩形波の検査用電流に対応して電磁石１３０に流れる監視電流を示す。図１６の(III)は、電磁石１３０と鉄片１２０とが密着している状態、すなわち吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの間の距離ｄ２が閾値以下である状態のときに、図１６(I)の矩形波の検査用電流に対応して電磁石１３０に流れる監視電流を示す。図１６の(II)と(III)とを対比すると分かるように、電磁石１３０と鉄片１２０とが密着している状態つまり、吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの距離ｄ２が閾値より小さい状態のときには、距離ｄ２が閾値以上である状態よりインダクタンスが大きくなるため、検査用電流を供給開始した時点から監視電流の値が一定値に達する時点までの時間が長くなる。
【0069】
検査用電流を供給開始した時点から監視電流の値が一定値に達するまでの時間が異なると、検査用電流を供給開始した時点から一定時間経過したタイミングで電磁石１３０に流れる電流の値が異なる。図１６の(II)と(III)とは対比のために、検査用電流を電磁石１３０に供給開始した時点から一定時間経過したタイミングを検査確認タイミングとして図示する。吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの距離ｄ２が閾値より大きい状態で電磁石１３０に流れる監視電流の、検査確認タイミングでの電流の値は、図１６の(II)に示される第一監視電流値I１である。また、吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの距離ｄ２が閾値以下である状態で電磁石１３０に流れる監視電流の、検査確認タイミングでの電流の値は、図１６の(III)に示される第二監視電流値I２である。第一監視電値流I１と、第二監視電流値I２とを対比すると、第一監視電流値I１の方が大きい。すなわち、検査用電流を供給した時点から一定値に達するまでの時間が短い監視電流（図１６の（II））、換言すれば応答性が高い監視電流の方が、応答性の低い監視電流（図１６の（III））と比較して、検査確認タイミングでの電流の値が大きい。したがって、検査確認タイミングでの監視電流の値を比較することによって、電磁石１３０に流れる監視電流の応答性の高低、応答性の高低と関連するインダクタンスの大小、及び、インダクタンスの大小と関連する吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとの距離ｄ２の長短を判別することができる。より詳細には、距離ｄ２と閾値との大小関係が判別可能になるように、少なくとも第一監視電流値I１と第二監視電流値I２との間に電流値のしきい値が設定され、検査確認タイミングにおける監視電流の電流値が当該しきい値より大きいか、しきい値以下であるか、に応じて、距離ｄ２が閾値より大きいか閾値以下であるか、が判定される。
【0070】
図１７は、アクチュエータ１０４の縦断面図である。図１７は、図２の態様でスイッチ本体１０２が取り付けられたドア開口枠２に対して、ドアフレーム６が並行になるように取り付けられたドアＰＤに取り付けられたアクチュエータ１０４を示す。このため、ドアフレーム６（ＰＤ）の法線方向は、スイッチ本体１０２が備える電磁石１３９の吸着面１３０ａの法線方向としてのＹ軸線方向に一致する。さらに、図１９のアクチュエータ１０４は、アクチュエータ１０４が備える鉄片１２０の被吸着面１２０ａの法線方向が、Ｙ軸線方向に一致している状態である。
【0071】
図１７を参照して、前述した取付金具１２６はアクチュエータ１０４のベース部材を構成している。取付金具１２６は、両端にフランジを有するコ字状の断面形状を有し、平坦な頂部の中央に貫通孔１２６aを備えている。アクチュエータ１０４は、取付金具１２６の貫通孔１２６aに挿入された可動ピン３２０を有し、可動ピン３２０は、その一端部が鉄片１２０に固定されている。鉄片１２０は、その被吸着面１２０aの中心部分に、正面視円形の永久磁石１２０bを有している。取付金具１２６の貫通孔１２６aに挿入された可動ピン３２０は取付金具１２６に対して、可動ピン３２０の軸線方向に移動可能であり、この構成により、被吸着面１２０aを取付金具１２６に対して相対移動させる移動機構が構成されている。
【0072】
可動ピン３２０は、取付金具１２６側の端に位置するピンヘッド３２０aを有している。可動ピン３２０はスリーブ３２２に挿入されている。スリーブ３２２は、可動ピン３２０の軸線方向に長さを有し、共に径方向外方且つ円周方向に延びる一端フランジ３２２aと他端フランジ３２２bを有している。スリーブ３２２の一端フランジ３２２ａと、他端フランジ３２２ｂとは、可動ピン３２０に対する鉄片１２０の位置を一定にするために用いられ、鉄片１２０、可動ピン３２０、及びスリーブ３２２は、取付金具１２６に対して移動する。
【0073】
可動ピン３２０及びスリーブ３２２は、スリーブ３２２の外周面が貫通孔１２６ａに案内されて、可動ピン３２０の軸線方向に移動可能である。スリーブ３２２は可動ピン３２０の軸線方向の移動を案内するガイド機能を有している。可動ピン３２０は、また、スリーブ３２２と一緒に貫通孔１２６aの中を揺動可能である。すなわち、スリーブ３２２の直径は貫通孔１２６aの径よりも小さく、スリーブ３２２は貫通孔１２６aに遊嵌されている。この構成により、被吸着面１２０aを揺動させる揺動機構が構成されている。
【0074】
スリーブ３２２の一端フランジ３２２aと、取付金具１２６との間に圧縮コイルバネ３２４が設けられている。圧縮コイルバネ３２４は、可動ピン３２０および被吸着面１２０aがドアフレーム６に近づく方向、すなわち退却する方向に、付勢する付勢手段を構成している。
【0075】
図１８の(I)は圧縮コイルバネ３２４の平面図である。図１８の(II)は無負荷状態の圧縮コイルバネ３２４の側面図である。図１８の(III)は負荷が作用して圧縮した状態の圧縮コイルバネ３２４の側面図である。図１８の(I)から分かるように、圧縮コイルバネ３２４は、軸線方向に直径を徐々に小さくした側面視台形の渦巻きバネで構成されている。この渦巻き形状の圧縮コイルバネ３２４は圧縮状態では側面視平らな形状になることができる。このため、圧縮コイルばね３２４が圧縮される方向に、可動ピン３２０が移動するときの移動範囲が広がる。
【0076】
本実施例では、図１７に図示されるアクチュエータ１０４の状態、すなわち圧縮コイルばね３２４によって、鉄片１２０が、ドアフレーム６に近づく方向、換言すれば、電磁石１３０から遠ざかる方向、に移動された状態を待機状態とし、この状態における鉄片１２０の位置を待機位置とする。なお、圧縮コイルバネ３２４の変形例として皿バネ、ゴムなどの弾性体を挙げることができる。
【0077】
スリーブ３２２の他端フランジ３２２bと取付金具１２６及び鉄片１２０との間にはクッション部材３２６が配設されている（図１７）。後に説明するが、鉄片１２０が永久磁石１２０bの吸引力に基づいて電磁石１３０の吸着面１３０aと重なり合うときの衝撃は、圧縮コイルバネ３２４とクッション材３２６によって緩和される。
【0078】
図１９は、アクチュエータ１０４の作用を説明するための図である。図１９の(I)は待機状態のアクチュエータ１０４を示し、図１７に対応している。なお、図１９におけるアクチュエータ通信部１２４は、アクチュエータ通信部１２４に含まれるアクチュエータコイルの位置を示す。
【0079】
図１９の(II)は、ドアＰＤが開いた状態から閉じた状態になる過程、すなわち、作業者がドアＰＤを閉める過程において、ドアＰＤが閉じた状態になったことによって、アクチュエータ１０４が、スイッチ本体１０２が備える電磁石１３０の吸着面１３０aに接近した状態を図示している。このとき、電磁石１３０は駆動されていない。図１９の(II)に示すように、アクチュエータ１０４が電磁石１３０に接近すると、アクチュエータ１０４が備える永久磁石１２０bによる吸引力が電磁石１３０の吸着面１３０aに作用する。この吸引力が圧縮コイルバネ３２４のバネ力よりも大きくなると、圧縮コイルバネ３２４が圧縮し始める。そして、永久磁石１２０bによる吸引力の下で可動ピン３２０及び鉄片１２０は、アクチュエータ筐体１２２を伴って、ドアフレーム６から遠ざかる方向、すなわち、吸着面１３０aに接近する方向に移動する。したがって、例えばドアＰＤが閉められて、アクチュエータ１０４とスイッチ本体１０２との距離が一定範囲内になると、可動ピン３２０及び鉄片１２０は、アクチュエータ筐体１２２を伴って、Ｙ軸線方向に沿って、吸着面１３０ａに接近する方向に移動する。この構成によれば、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲外にあるときより、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に対して所定範囲内にあるときの方が、取付金具１２６に対する被吸着面１２０ａの相対位置が、吸着面１３０ａ側にオフセットする。このため、被吸着面１２０ａと吸着面１３０ａとの密着状態が実現されやすい。また、この構成によれば、アクチュエータ通信部１２４は、取付金具１２６に対して、被吸着面１２０ａと共に吸着面１３０ａ側にオフセットする。つまり、アクチュエータ１０４における被吸着面１２０ａの位置に関わらず、吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとが接触した時のアクチュエータ通信部１２４とセンサ側コイル１５２との距離が一定になる。このため、アクチュエータ１０４における被吸着面１２０ａの位置に応じて距離ｄと比較される閾値を設定することなく、スイッチ本体に対してアクチュエータ１０４が所定範囲にあるかどうかを判定することができる。
【0080】
図１９の(III)は、上記（II）の過程を経て、永久磁石１２０ｂによる吸引力によって、被吸着面１２０ａと吸着面１３０ａとが密着した状態を示す。当該状態における、アクチュエータ通信部１２４からセンサ側コイル１５２を介して受信される無線信号の強度に基づいて推定される距離ｄが閾値以下になるように、すなわち、当該状態においてアクチュエータ通信部１２４がスイッチ本体１０２に対してアクチュエータ１０４が所定の範囲にある、と判定されるように、距離ｄに対する閾値が設定される。また、図１９の(III)の状態において、第二ＭＣＵ２０４は検出用の電流を電磁石１３０に供給して、電磁石１３０に流れる電流を監視することで、被吸着面１２０ａと吸着面１３０ａとが密着した状態であるか否かを判定する。被吸着面１２０ａと吸着面１３０ａとが密着した状態であると判定されたとき、第二ＭＣＵ２０４は、電磁石１３０を駆動して、ドアＰＤが閉じた状態を維持するように鉄片１２０を吸着させる。なお、本実施例においては、ドアＰＤが閉じた状態で、アクチュエータ１０４が備える永久磁石３２０の吸引力によって、鉄片１２０が吸着面１３０ａ側に移動して、吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとが密着するが、鉄片１２０の吸着面１３０ａ側への移動は他の手段によって実現されても良い。例えば、ドアＰＤが閉じた状態になる、すなわちドアＰＤが閉じられるときの慣性によって、鉄片１２０が吸着面１３０ａ側に移動する構成であっても良い。また、電磁石１３０を、当該電磁石１３０が、ドアＰＤが閉じた状態を維持するための吸着力より弱い吸着力を発生するように駆動して、当該吸着力によって、鉄片１２０が吸着面１３０ａ側に移動する構成であっても良い。
【0081】
図２０は、アクチュエータ１０４の状態変化を説明するための断面図である。図２０の(I)は図１９の(I)に対応した図であり、アクチュエータ１０４は待機状態にある。図２０の(II)は、アクチュエータ１０４の鉄片１２０が最大に進出した最大作用位置を取ったときの状態、つまり可動ピン３２０がその軸線方向つまりＹ軸線方向に変位した最大ストローク位置を取ったときの状態を示している。この状態は、永久磁石３２０の吸引力によって作ることができる。図２０の(III)は、鉄片１２０が永久磁石３２０の吸引力の下で吸着面１３０aと互いに重なり合ったときに、被吸着面１２０aが吸着面１３０aと平行状態となるように、鉄片１２０が揺動可能であることを説明するための図である。可動ピン３２０の揺動つまり、その軸線Ａxが傾く動作によって、被吸着面１２０aと吸着面１３０aとの平行状態が確立される。
【0082】
前述したように、鉄片１２０の周囲を包囲するアクチュエータ筐体１２２には、アクチュエータ通信部１２４が配設されている（図３）。他方、スイッチ本体１０２にはセンサ側コイル１５２が配設されている（図９）。アクチュエータ通信部１２４からセンサ側コイル１５２を介して受信される無線信号の強度に基づいて、スイッチ本体１０２に対してアクチュエータ１０４が所定範囲にあるか、すなわち、距離ｄが閾値以下であるかどうかが判定される。
【0083】
図２１は、ドアＰＤが閉じる過程での第２ＭＣＵ２０４による電磁石１３０の電源供給制御を説明するためのフローチャートである。ドアＰＤが開いているときには、電磁石１３０には電源が供給されない（Ｓ１）。ドアＰＤが閉じ状態になる、すなわち閉じる過程で、アクチュエータ１０４がスイッチ本体１０２に接近する。ステップＳ２では、アクチュエータ通信部１２４とセンサ側コイル１５２とで、被吸着面１２０aと吸着面１３０aとの距離dが所定値以内であるか否かを判定する。ステップＳ２で距離dが所定値以内であると判定されるとステップＳ３に進み、距離d２が閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ３で、距離ｄ２が閾値以下である、と判定したらステップＳ４に進む。ステップＳ４において、他の条件が満足されたことを条件に電磁石１３０に電源が供給される。電磁石１３０が駆動すると、電磁石１３０の電磁力によってアクチュエータ１０４が電磁石１３０に吸着され、ドアＰＤが電磁ロックされた状態になる。なお、本実施例においては、ステップＳ１において、電磁石１３０に電源が供給されないように制御し、ステップＳ４において電磁石１３０に電源が供給されるように制御するが、ステップＳ３の判定結果に応じて、ドアＰＤが閉じた状態を維持するのに十分な吸着力を発生させるように電磁石１３０を制御する構成であればよい。例えば、ステップＳ１においては、ドアＰＤが閉じた状態を維持するのに十分な吸着力より小さい吸着力が生じるように電磁石１３０を駆動し、ステップＳ４においてドアＰＤが閉じた状態を維持するのに十分な程度に吸着力を増大させる制御がされても良い。
【0084】
【0085】
図２２に図示の第１変形例４１０は、アクチュエータｌ０４がドアフレーム６に装着具４１２で固定されている。装着具４１２はアクチュエータ１０４を進退方向つまりＹ軸線方向に案内するガイド面Ｇfを有し、アクチュエータ１０４は、装着具４１２の内部でガイド面Ｇfに案内されて、Ｙ軸線方向に変位可能であり、電磁石１３０の吸着面１３０aに接近する前進移動できる。アクチュエータ１０４はコイルバネなどの弾性体４１４によって電磁石１３０から離れる後退方向に付勢されている。電磁石１３０が電源オフの状態において、鉄片１２０の中心部分に位置する永久磁石１２０bの吸引力によって、弾性体４１４の付勢力に抗して、アクチュエータ１０４がＹ軸線方向に前進移動し、そして、永久磁石１２０bの吸引力の下で、吸着面１３０aとが密着した状態が形成される。
【0086】
図２３は第２変形例４２０を示す。第２変形例４２０にあっては、スイッチ本体１０２に含まれる電磁石１３０だけがガイド面Ｇfによって、Ｙ軸線方向に、アクチュエータ１０４の永久磁石１２０bに接近する前進移動できる。電磁石１３０はコイルバネなどの弾性体４２２によって退却方向に付勢されている。電磁石１３０が電源オフの状態において、永久磁石１２０bの吸引力によって、弾性体４２２の付勢力に抗して電磁石１３０がＹ軸線方向に前進移動し、そして、永久磁石１２０bの吸引力の下で、被吸着面１２０aと吸着面１３０aとが密着した状態が形成される。
【0087】
図２４は、第３変形例４３０を示す。第３変形例４３０は、スイッチ本体１０２と第１ブラケット１０６との間に可動部材４３２とコイルバネなどの弾性体４３４が配設されている。可動部材４３２はガイド面ＧfによってＹ軸線方向に変位可能である。スイッチ本体１０２は可動部材４３２に固定されている。可動部材４３２がＹ軸線方向に変位すると、これと一緒にスイッチ本体１０２がＹ軸線方向に移動し、アクチュエータ１０４の鉄片１２０に接近する前進移動できる。可動部材４３２はコイルバネなどの弾性体４４２によって退却方向に付勢されている。電磁石１３０が電源オフの状態において、鉄片１２０の永久磁石１２０bの吸引力によって、弾性体４３４の付勢力に抗して、電磁石１３０が可動部材４３２と一緒に前進移動し、そして、永久磁石１２０bの吸引力の下で、被吸着面１２０aと吸着面１３０aとが密着した状態が形成される。
【0088】
図２５に図示の第４変形例４４０は、第１ブラケット１０６に対してスイッチ本体１０２が可動である。スイッチ本体１０２はガイド面Ｇfに案内されてＹ軸線方向に変位可能である。そして、スイッチ本体１０２はコイルバネなどの弾性体４４２によってスイッチ本体１０２が退却方向に付勢されている。電磁石１３０が電源オフの状態において、鉄片１２０の永久磁石１２０bの吸引力によって、弾性体４４２の付勢力に抗して、電磁石１３０が可動部材４３２と一緒に前進移動し、そして、永久磁石１２０bの吸引力の下で被吸着面１２０aと吸着面１３０aとが密着した状態が形成される。
【0089】
さらに、上記の変形例１ないし４において、それぞれＹ軸線方向に移動する対象が揺動可能に保持されても良い。例えば、第１変形例４１０において、装着具４１２に対して相対的に移動するアクチュエータ１０４は、装着具４１２に対して揺動可能に保持されても良い。
【0090】
上記の実施例、並びに変形例１ないし４においては、安全スイッチ１００が備えるスイッチ本体１０２、アクチュエータ１０４、およびスイッチ本体１０２やアクチュエータ１０４を保持する部材のいずれかのみがＹ軸線方向に移動可能に保持されるが、これに限られない。例えば、上記実施例のようにアクチュエータ１０４において鉄片１２０が移動可能に保持され、かつ、変形例２のように電磁石１３０が移動可能に保持される構成であっても良い。
【符号の説明】
【0091】
１００ 実施例の電磁ロック機構付き安全スイッチ
１０２ スイッチ本体
１０４ アクチュエータ
１２０ アクチュエータの鉄片（磁化部材）
１２０a アクチュエータの被吸着面
１２０b 永久磁石
１２６ アクチュエータの取付金具（ベース部材）
１２６a 貫通孔
１３０ 電磁石
１３０a 電磁石の吸着面
３００a ベース部材の貫通孔
３２０ 可動ピン
３２２ スリーブ
３２２a スリーブの一端フランジ
３２２b スリーブの他端フランジ
３２４ 圧縮コイルバネ
３２６ クッション部材
１０２ スイッチ本体
１０４ アクチュエータ
１２０ アクチュエータの鉄片（磁化部材）
１２０a アクチュエータの被吸着面
１２０b 永久磁石
１２６ アクチュエータの取付金具（ベース部材）
１２６a 貫通孔
１３０ 電磁石
１３０a 電磁石の吸着面
３００a ベース部材の貫通孔
３２０ 可動ピン
３２２ スリーブ
３２２a スリーブの一端フランジ
３２２b スリーブの他端フランジ
３２４ 圧縮コイルバネ
３２６ クッション部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】