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】P2024024878
(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】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127826
(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】友師 悟
(72)【発明者】
【氏名】鹿島 寛士
(57)【要約】
【課題】作業者の邪魔になるのを抑制する。
【解決手段】安全スイッチ(100)は、電磁石(130)を備えたスイッチ本体(104)と、電磁石(130)に吸着されるアクチュエータ(104)とを有する。スイッチ本体(104)は、安全スイッチ(100)を制御する駆動制御部と安全制御部を有し、この駆動制御部と安全制御部は筐体(Hg)に包囲されている。筐体(Hg)は、スイッチ本体(102)の電磁石(130)の背面側に配置され、筐体(Hg)によって、駆動制御部と安全制御部とを収容する収容部(132)が形成されている。
【選択図】図8
【解決手段】安全スイッチ(100)は、電磁石(130)を備えたスイッチ本体(104)と、電磁石(130)に吸着されるアクチュエータ(104)とを有する。スイッチ本体(104)は、安全スイッチ(100)を制御する駆動制御部と安全制御部を有し、この駆動制御部と安全制御部は筐体(Hg)に包囲されている。筐体(Hg)は、スイッチ本体(102)の電磁石(130)の背面側に配置され、筐体(Hg)によって、駆動制御部と安全制御部とを収容する収容部(132)が形成されている。
【選択図】図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被吸着面が形成された磁化部材を有するアクチュエータがスイッチ本体に対して相対移動可能に設置され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対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記電磁石の背面側に、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体とを備える、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対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記電磁石の背面側に、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体とを備える、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、
前記駆動制御部と前記安全制御部とが実装された一または複数の制御基板を備える、安全スイッチ。
前記駆動制御部と前記安全制御部とが実装された一または複数の制御基板を備える、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、
前記電磁石は、背面側で前記筐体と接続する、安全スイッチ。
前記電磁石は、背面側で前記筐体と接続する、安全スイッチ。
【請求項4】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記スイッチ本体は、前記電磁石の背面側に、前記検出部による検出結果を示す表示部を更に有する、安全スイッチ。
前記スイッチ本体は、前記電磁石の背面側に、前記検出部による検出結果を示す表示部を更に有する、安全スイッチ。
【請求項5】
請求項４に記載の安全スイッチにおいて、
前記スイッチ本体は、該スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部を更に備え、
前記表示部は、前記スイッチ本体の前記取付部が位置する面の反対側から視認可能な位置に設けられる、安全スイッチ
前記スイッチ本体は、該スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部を更に備え、
前記表示部は、前記スイッチ本体の前記取付部が位置する面の反対側から視認可能な位置に設けられる、安全スイッチ
【請求項6】
請求項４に記載の安全スイッチにおいて、
前記スイッチ本体の背面にコネクタ連結部が設けられる、安全スイッチ。
前記スイッチ本体の背面にコネクタ連結部が設けられる、安全スイッチ。
【請求項7】
請求項４に記載の安全スイッチにおいて、
前記表示部が、前方に向けて傾斜する、安全スイッチ。
前記表示部が、前方に向けて傾斜する、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、
前記電磁石の吸着面は、前記アクチュエータの被吸着面よりも小さく、
前記検出部は、前記アクチュエータに設けられるアクチュエータコイルとの間で無線信号をやり取りするアンテナコイルを有し、
前記電磁石の前記吸着面と、前記吸着面と接触する前記アクチュエータの被吸着面とが対向して前記吸着面と前記被吸着面とが接触する第一状態において、前記アクチュエータコイルと対向する位置に前記アンテナコイルが設けられる、安全スイッチ。
前記電磁石の吸着面は、前記アクチュエータの被吸着面よりも小さく、
前記検出部は、前記アクチュエータに設けられるアクチュエータコイルとの間で無線信号をやり取りするアンテナコイルを有し、
前記電磁石の前記吸着面と、前記吸着面と接触する前記アクチュエータの被吸着面とが対向して前記吸着面と前記被吸着面とが接触する第一状態において、前記アクチュエータコイルと対向する位置に前記アンテナコイルが設けられる、安全スイッチ。
【請求項9】
請求項８に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石には、前記アンテナコイルが設けられる位置の近傍に当該電磁石が駆動されることによる前記アンテナコイルへの影響を低減するための突出部が設けられる、安全スイッチ。
前記電磁石には、前記アンテナコイルが設けられる位置の近傍に当該電磁石が駆動されることによる前記アンテナコイルへの影響を低減するための突出部が設けられる、安全スイッチ。
【請求項10】
請求項８に記載の安全スイッチにおいて、
前記第一状態において前記突出部と前記被吸着面とがギャップを介して対向する、安全スイッチ。
前記第一状態において前記突出部と前記被吸着面とがギャップを介して対向する、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、
前記駆動制御部は、前記検出部による検出結果と前記ロック入力部が受ける前記ロック信号とに基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する、安全スイッチ。
前記駆動制御部は、前記検出部による検出結果と前記ロック入力部が受ける前記ロック信号とに基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する、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、
前記電磁石に、前記スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部が形成される、安全スイッチ。
前記電磁石に、前記スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部が形成される、安全スイッチ。
【請求項13】
請求項１に記載の安全スイッチにおいて、
前記電磁石に接続される金属部材を備え、
前記金属部材に、前記スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部が形成される、安全スイッチ。
前記電磁石に接続される金属部材を備え、
前記金属部材に、前記スイッチ本体を設置箇所に取り付けるための取付部が形成される、安全スイッチ。
【請求項14】
被吸着面が形成された磁化部材を有するアクチュエータがスイッチ本体に対して相対移動可能に設置され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対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記電磁石の背面に設けられる接続部を介して接続され、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体と、を備え、
前記吸着面が前記スイッチ本体の前面を構成し、
前記吸着面と接触する前記アクチュエータの前記磁化部材とが対向して前記吸着面と前記磁化部材の被吸着面とが接触する第１状態において、前記吸着面と直交する方向の前記磁化部材と前記安全スイッチとの合計長さが前記吸着面の直径よりも大きいことを特徴とする安全スイッチ。
前記アクチュエータが前記スイッチ本体に対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記電磁石の背面に設けられる接続部を介して接続され、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体と、を備え、
前記吸着面が前記スイッチ本体の前面を構成し、
前記吸着面と接触する前記アクチュエータの前記磁化部材とが対向して前記吸着面と前記磁化部材の被吸着面とが接触する第１状態において、前記吸着面と直交する方向の前記磁化部材と前記安全スイッチとの合計長さが前記吸着面の直径よりも大きいことを特徴とする安全スイッチ。
【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。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。安全スイッチからの出力に応じて、例えば、稼働領域内の装置を停止させる、装置の作動速度を低下させる等の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の電磁ロック機構付き安全スイッチは、「ドアが閉じた」信号を以て作業者が、稼働領域内が安全つまり稼働領域内に人が居ないと誤認して機械を再起動することを防ぐために、作業者が操作する施錠レバーを有している、この施錠レバーによって、作業者が、何らかの方法で稼働領域が安全に保たれていることを確認したうえで施錠レバーを操作することで、その時点から「ドアが閉じている」信号が出力されている間は安全であると判断できる。ひとたびドアが開くと、その後「ドアが閉じている」信号が出力されても安全かどうかは不明な状態になる。
【0007】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１９－１８３５４１号公報
【特許文献2】特表２０１６－５１０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述した通り、安全スイッチが用いられる安全対策においては、主に作業などの目的で人体が出入りする開口付近に、安全スイッチが設置される。このため、安全スイッチは作業者にとって邪魔な存在である。例えば安全スイッチを稼働領域の外部の区画固定部分に配置する場合には、安全スイッチの表示部を稼働領域の外部にいる作業者が確認し易いという利点があるが、開閉ドアの位置に関わらず、安全スイッチが区画固定部分から外部に突出した存在となるため、作業者にとって邪魔な存在となる。逆に、安全スイッチを稼働領域の内部に配置した場合、安全スイッチが区画固定部分から外部に突出することによる作業性の低下は解消されるが、開閉ドアを開放した時の作業性を低下させる。より詳細には、安全スイッチを稼働領域の内部に配置する場合、区画の可動部分としてのドアが閉じた時に、開閉ドアに配置されるアクチュエータの近くにスイッチ本体が配置される必要がある。このため、スイッチ本体は、ドアが開放されたときにドア開口として機能する領域を占有するような位置に配置される。このため、スイッチ本体を含む安全スイッチは可動部分が配置されるドア開口の領域を狭める要因となるため、可動部分が開放されたとき、すなわち、ドア開口を通じた作業を行うときに安全スイッチが邪魔になってしまう可能性がある。また、安全スイッチを稼働領域の内部に配置した場合、開口の領域に安全スイッチが位置するため、例えば開閉ドアのうち開口と対応する領域が透明もしくは半透明の部材で構成されていて、作業者が外部から稼働領域を覗き見るとき、作業者にとってスイッチ本体が見え難くなってしまう虞がある。
【0010】
本発明の目的は、作業者の邪魔になるのを抑制することのできる電磁ロック機構付きの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】
【0011】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
被吸着面が形成された磁化部材を有するアクチュエータがスイッチ本体に対して相対移動可能に設置され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対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記電磁石の背面側に、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体とを備える、安全スイッチを提供することにより達成される。
被吸着面が形成された磁化部材を有するアクチュエータがスイッチ本体に対して相対移動可能に設置され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対して所定範囲にあることを検出する検出部と、
前記アクチュエータの被吸着面に対応する吸着面が前面側に形成される電磁石と、
前記アクチュエータの相対移動をロックするためのロック信号を受けるロック入力部と、
前記ロック入力部が受ける前記ロック信号に基づいて前記吸着面と前記被吸着面とが吸着するように前記電磁石を駆動する駆動制御部と、
前記検出部の検出に基づく安全信号を生成する安全制御部と、
前記電磁石の背面側に、前記駆動制御部と前記安全制御部とを収容する収容部を形成する筐体とを備える、安全スイッチを提供することにより達成される。
【0012】
本発明によれば、電磁石に対して、吸着面と反対側に基板収容部が位置しているため、区画可動部分が設置される開口の領域を狭める要因となるスイッチ本体の存在を小さくすることができる。また、区画の外側つまり外部から覗き見たときにスイッチ本体が小さく見える。すなわち、稼働領域の内部に位置するスイッチ本体の基板収容部が、吸着面が外部から見たときに吸着面から遠ざかる位置に位置しているため、作業者が外部から稼働領域を覗き見たときにスイッチ本体が小型に見える。
【0013】
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】
【0014】
【図1】実施例の安全スイッチを設置した防護柵、開閉ドアの正面図である。安全スイッチは電磁ロック機構付き安全スイッチで構成される。
【図3】本発明を適用可能なボックス状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の一つの構成要素であ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の他の構成要素であ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11】防護柵のドア開口枠と開閉ドアのドアフレームに設置した安全スイッチを開閉ドアの外側から見た斜視図である。
【図12】実施例の安全スイッチの表示部の配置に関する作用効果を説明するための図である。
【図13】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16】表示の表示態様を具体的に説明するための図である。
【図17】表示部の好ましい配置位置を説明するための図である。
【図18】電磁石に鉄片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19】実施例の安全スイッチのアクチュエータの縦断面図である。
【図20】図１９に図示のアクチュエータに含まれる圧縮コイルバネに関する図であり、(I)は平面図、(II)は無負荷状態での圧縮コイルバネの側面図、(III)は圧縮力を付与して押し潰した状態の圧縮コイルバネの側面図である。
【図21】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22】図２０に図示のアクチュエータの状態変化を説明するための図であり、(I)は被吸着面つまり鉄片が退却位置に位置した図であり、(II)は鉄片が進出位置に位置した図であり、(III)は鉄片が進出位置にあり且つ電磁石の吸着面と平行状態を確立するために傾いた状態にある図である。
【図23】実施例に含まれるスイッチ本体において、ヨーク部分の円筒外面の一部に径方向外方に突出する突出部を設けることにより磁束の漏れを抑えた部位にセンサ側コイルを配置する技術的意味を説明するための図であり、吸着面を覗き見る方向からスイッチ本体を見た底面図である。
【図24】図２３のXXIV－XXIV線に沿って切断したセンサ本体の断面図である。//他の寸法と同じようにギャップＧｐを説明してください。図２４以外の図（例えば図５、図６、図２３）で図示されても何を示しているのかわからないです。
【図25】比較例のスイッチ本体において、円形の吸着面を備えた円筒状のスイッチ本体から漏れた磁束によってセンサ側コイルが悪影響を受けることを説明するための図であり、吸着面を覗き見る方向から比較例のスイッチ本体を見た底面図である。
【図27】ドア開口枠に設置するスイッチ本体の設置構造を模式的に表現した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例0015】
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。
【0016】
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、その一側に上記ヒンジ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。
【0017】
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、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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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、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の紙面上の左右に延びる形状を有する。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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
図５ないし図１０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７から最も良く分かるように、スイッチ本体１０２はＹ軸線方向に延びる略筒状の形状を有する。スイッチ本体１０２は、Ｙ軸線方向において前方側の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はスイッチ本体１０２の前端面の主体を構成している。具体的には、スイッチ本体１０２の一端面は吸着面１３０aで構成されている。吸着面１３０aは、前述したように、ドアＰＤを閉じたときに、ドアＰＤと対向する。
【0029】
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。電磁石１３０には背面側、すなわちＹ軸線方向において吸着面１３０ａと反対側に接続部が形成され、当該接続部により電磁石１３０と筐体Ｈｇとが接続される。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、もしくは電磁石１３０の背面側に位置する。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。
【0030】
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から分かるように、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。
【0031】
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。
【0032】
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）。前述したように、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の後端面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。
【0033】
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を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。
【0034】
図９を参照して、特に限定するものではないが、後に説明する電磁石１３０のヨーク部分Ｙk（図２４）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。
【0035】
突出部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）。
【0036】
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に図示の状態において、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。
【0037】
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１０２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。
【0038】
第２基板Ｃb（２）はコネクタ連結部１４４に接続され、この第２基板Ｃb（２）には、下部の前面に色違いの複数の表示灯１５０（図８）、具体的には複数のＬＥＤ素子が実装されている。複数の表示灯（ＬＥＤ素子）１５０は、表示部１４２の光源を構成する。稼働領域Ｓに設置したスイッチ本体１０２を外部から視認可能な面に配置された表示部１４２は、周知のように、スイッチ本体１０２の動作状態を識別可能な色で表示する機能を有している。
【0039】
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基板収容部１３２の筐体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。
【0040】
ドアＰＤを通じた表示部１４２の視認性を図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、外部からドアＰＤを通じてスイッチ本体１０２を覗き見た図である。図１２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。
【0041】
図１２において、参照符号１４２－１は、スイッチ本体１０２の吸着面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１２から理解できるように、表示部１４２は、任意であるが、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よりも後方に配置させるのがよい。すなわち、吸着面１３０aからＹ軸線方向に中間ラインＩmdよりも離れた位置に表示部１４２を配置するのがよい。
【0042】
図７から分かるように、表示部１４２の外表面は、湾曲した断面形状を有し、そして、スイッチ本体１０２の両側のＺ軸線方向中間部分まで延びている。これにより、取付面を除く三方側から表示部１４２を視認することができる。また、表示部１４２は、Ｙ軸線方向において吸着面１３０a側に向けて先細りに傾斜した形状を有している。換言すれば、表示部１４２は、ドアＰＤにおいて稼働領域Ｓの外側である前方に向けて傾斜した面を有する。表示部１４２を吸着面１３０a側に先細りの形状にすることで、作業者にとって表示部１４２が見やすくなる。
【0043】
基板収容部１３２の筐体Ｈｇはプラスチック成形品で構成されている。筐体Ｈｇの一部は吸着面１３０aの方向に延びて電磁石１３０の突出部１３０ｂの一部を包囲する形状を有している。筐体Ｈgは突出部１３０ｂの頂面と実質的に同じ高さレベルの平らな頂面を有している（図５）。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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１０２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。
【0047】
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、図１７を参照して、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。
【0048】
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を検知すると、稼働領域Ｓ（図２）に設置された装置を制御する制御装置（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。
【0049】
図１３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。
【0050】
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。センサ側コイル１５２はアクチュエータ通信部１２４が備えるコイルとの間で無線信号をやり取りするために制御される。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。
【0051】
図１４、図１５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（図１７）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。
【0052】
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。
【0053】
図１３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。
【0054】
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。
【0055】
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と第二ＭＣＵ２０４と、はそれぞれ安全信号を生成し、第一ＭＣＵ２０２は、安全信号として第一ＯＳＳＤ２３０ａを介して安全関連出力を出力し、第二ＭＣＵ２０４は、安全信号として第二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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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１６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。
【0061】
図１６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。
【0062】
図１６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。
【0063】
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。
【0064】
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１６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１６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。
【0065】
上述したように、第一ＭＣＵ２０２の測定部２１０ａと第二ＭＣＵ２０４の測定部２１０ｂとは、センサ側コイル１５２（図９）を介して受信するアクチュエータ通信部（ＲＦＩＤ）１２４（図４）からの無線信号を測定して、アクチュエータ１０４とスイッチ本体１０２との距離ｄを推定する。これに加えて、第一ＭＣＵ２０２と第二ＭＣＵ２０４とは、吸着面１３０aと被吸着面１２０aとの間の距離ｄ２が閾値以下であり、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であれば、第二ＭＣＵ２０４は電磁石１３０を駆動して鉄片１２０を吸着させる。
【0066】
図１８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１８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。
【0067】
図１８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１８(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１８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１８(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１８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。
【0068】
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１８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１８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１８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１８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１８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。
【0069】
図１９は、アクチュエータ１０４の好ましい実施例を示すアクチュエータ１０４の縦断面図である。図１９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。アクチュエータ１０４は、取付金具１２６に対して鉄片１２０が固定的な構造を有していても良いが、図１９に図示のアクチュエータ１０４は、取付金具１２６に対して鉄片１２０が移動可能である。
【0070】
図１９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に対して移動させる機構が構成されている。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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に近づく方向に付勢する付勢手段を構成している。
【0074】
図２０の(I)は圧縮コイルバネ３２４の平面図である。図２０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２０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２０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。
【0075】
本実施例では、図１９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。鉄片１２０の待機位置は、図１７に図示される二点鎖線で表現される鉄片１２０の位置に対応する。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。
【0076】
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１９）。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。
【0077】
【0078】
図２１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２１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。
【0079】
図２１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２１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。
【0080】
図２２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２２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２２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２２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。
【0081】
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。
【0082】
しかしながら、スイッチ本体１０２において、電磁石１３０とセンサ側コイル１５２とが近接した位置関係で設けられる場合、電磁石１３０から周囲に漏れる磁束が、センサ側コイル１５２を介してアクチュエータ通信部１２４から受信する無線信号の強度に影響を与える可能性がある。特に、本実施例においては、被吸着面１２０ａの直径Ｄ１が吸着面１３０ａの直径Ｄ２より大きく設定されているため、吸着面１３０ａと被吸着面１２０ａとが接触する状態において、電磁石１３０の近傍に設けられるセンサ側コイル１５２の少なくとも一部が、吸着面１２０ａの法線方向視で、被吸着面１２０ａに重なるような位置関係で、センサ側コイル１５２とアクチュエータ通信部１２４が備えるコイルと、が対向する。このため、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影響を与える磁束漏れが生じやすい。磁束漏れによる無線信号への影響を低減するために、本実施例の電磁石は図２３に示す構成を備える。電磁石１３０は、周知のように、コア１４０aと、これを包囲する円筒状のヨーク部分Ｙkとを含む。コア１４０aとヨーク部分Ｙkとは別体で作られていてもよいが、この実施例では、コア１４０aとヨーク部分Ｙkとは一体で作られている。また、実施例では、前述した突出部１３０ｂが、ヨーク部分Ｙkの一部で構成されている。すなわち、ヨーク部分Ｙｋは、周方向の一部が径方向外方に突出した形状を備える。変形例として、ヨーク部分Ｙkの一部を径方向外方に突出した突出部１３０ｂとは別に、スイッチ本体１０２を取り付けるための取付部をスイッチ本体１０２に設けてもよい。
【0083】
ヨーク部分Ｙkは電磁石１３０から出る磁束を通して吸着力を向上するという役割を有している。図２４は、図２３のXXIII－XXIII線に沿って切断した断面図である。図２４に破線で描いた矢印１９０は電磁石１３０から漏れ出る磁束を示す。図２４において、参照符号１４０aはコアを示す。コア１４０aにはマグネットワイヤが巻回される。図２４において、コア１４０aと、その外周に位置するヨーク部分Ｙkとの間が空所１４０bで描かれているが、周知なように、空所１４０bの部分にマグネットワイヤが位置している。電磁石１３０は、アクチュエータ１０４を吸着することで、電磁石１３０とアクチュエータ１０４とで磁気回路が形成される。磁気回路での磁束を黒で塗り潰した矢印で示してある。コア１４０ａから生じる磁束は、ヨーク部分Ｙｋの周方向に略均等に生じる。また、ヨーク部分Ｙｋを通る磁束は、通る磁束の密度が高い場合に、ヨーク部分Ｙｋの外に当該磁束が漏れることが知られている。ヨーク部分Ｙｋの一部に突出部１３０ｂを設けることにより、ヨーク部分Ｙｋのうち、周方向において突出部１３０ｂが設けられる部分が、周方向における他の部分と比較して断面積が大きくなる。このため、ヨーク部分Ｙｋのうち、周方向において突出部１３０ｂが設けられる部分の磁束密度は、他の部分と比較して相対的に低く、これにより、突出部１３０ｂ近傍の磁束漏れが低減される。
【0084】
センサ側コイル（アンテナコイル）１５２は突出部１３０ｂの近傍に配置されている。センサ側コイル１５２の好ましい配置を具体的に説明すると、図２３を参照して、吸着面１３０aの中心Ｏ2を通り且つ突出部１３０ｂの中央線を通る第１中心線ＣＬ1と、中心Ｏ2を通り且つ第１中心線ＣＬ1と直交する第２中心線ＣＬ2とで吸着面１３０aの周囲を４つの領域に区画すると、図示の例で説明すれば、突出部１３０ｂの一方の側の第１象限にセンサ側コイル１５２が配置される。勿論、突出部１３０ｂの他方の側の第２象限にセンサ側コイル１５２を配置してもよい。更に、第１中心線ＣＬ１と直交し且つ突出部１３０ｂの頂面と接する第１接線ＴＬ1よりも吸着面１３０aの側に位置し、また、第２中心線ＣＬ2と直交し且つ吸着面１３０aの外周と接する第２接線ＴＬ2よりも吸着面１３０aの側に位置するように、センサ側コイル１５２が配置される。
【0085】
突出した突出部１３０ｂの近傍にセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２を配置することによる利点を説明するために、図２５、図２６に図示の比較例の電磁石４００を説明する。図２５は、比較例の電磁石４００を吸着面４００aの側から見た図である。ヨーク部Ｙkは周方向において同じ肉厚である。図２６は、図２５のXXV－XXV線で切断した断面図である。図中、参照符号４０２はコアを示す。図２６を参照して、比較例の電磁石４００をさせてアクチュエータ４１０を吸着することで、アクチュエータ４１０との間に磁気回路が形成される。磁気回路での磁束を黒で塗り潰した矢印で示してある。この構成の磁気回路は、ヨーク部Ｙkの周囲で磁束漏れが発生する。破線で描いた矢印１９０で、磁束漏れを図示してある。
【0086】
比較例の電磁石４００の外周において、電磁石４００の近傍にセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２を配置した場合、センサ側コイル（アンテナコイル）１５２はヨーク部Ｙkから漏れ出た磁束１９０の影響を受け（図２６）、この漏れ出た磁束１９０はセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２が検出する信号強度に影響を及ぼす。
【0087】
本実施例に関する図２３、図２４に戻って、ヨーク部Ｙkの一部を構成する突出した突出部１３０ｂは相対的に肉厚であり、これにより突出部１３０ｂの近傍では磁束の漏れが生じ難い。このように、磁束が漏れ難い突出部１３０ｂの近傍にセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２を配置することで（図２３）、磁束の漏れによるセンサ側コイル（アンテナコイル）１５２が検出する信号強度への影響を低減できる。
【0088】
上述したように、突出部１３０ｂは、その突出部１３０ｂが設けられた部分において、磁束密度を低下させる作用がある。一般的に磁石の吸着力は、吸着対象と接触する面の磁束密度により変わる。このため、電磁石１３０は、電磁石１３０が鉄片１２０を吸着したときに、鉄片１２０と、突出部１３０ｂとの間にギャップＧp（図２４）ができるように形作られている。ギャップＧｐにより、ヨーク部分Ｙｋのうち突出部１３０ｂが設けられる部分において、鉄片１２０に接触する面積を、Ｙ軸線方向において突出部１３０ｂが位置する部分の断面積より小さくすることができる。これによれば、突出部１３０ｂを設けることで鉄片１２０に接触する部分における磁束密度の低下を抑えることができ、これによれば電磁石１３０の吸着力を維持することができる。すなわち、ギャップＧpによって吸着を効果的に安定化させることができる。相対的に肉厚の突出部（突出部１３０ｂ）を吸着面１３０aよりもＹ軸線方向に退却した位置に位置決めできるように設計することによりギャップＧpを形成できる（図２４）。また、本実施例の電磁石１３０においては、ギャップＧｐを形成することにより、ヨーク部分Ｙｋが基本的には周方向に同一の肉厚になるようにしているため、ヨーク部分Ｙkが鉄片１２０と接する部位の周方向の磁束密度が同じになるように構成されている。これにより電磁石１３０によるアクチュエータ１０４の吸着をより安定化させることができる。
【0089】
図２７ないし図２９は、スイッチ本体１０２をドア開口枠２に取り付ける例を説明するための図である。図中、参照符号３５０はスイッチ本体１０２の高さレベルを調整するためのレベル調整部材を示す。図２７は、レベル調整部材３５０にスイッチ本体１０２が固定され、このレベル調整部材３５０を介してスイッチ本体１０２が第１ブラケット１０６に固定される例を示す。図２８は、図２７の変形例であり、電磁石１３０と基板収容部１３２の間に、電磁石１３０に接続される中間金属板１３２aが介在されており、この中間金属板１３２aにスイッチ本体１０２がネジ固定されている。このように、基板収容部１３２を形成する筐体Ｈｇより前方に、スイッチ本体１０２を第１ブラケット１０６に固定するための取付部が設けられることにより、筐体Ｈｇは、アクチュエータ１０４が電磁石１３０に当接することによる衝撃の影響を受けにくい。このため、筐体Ｈｇが比較的安価な樹脂で構成されたとしても、図２８に示すように、筐体Ｈｇを前後方向に長い形状にすることができる。また、図２９は、図２７の変形例であり、基板収容部１３２の少なくともその上部が金属筐体３５２で形成され、この基板収容部１３２の金属筐体３５２にスイッチ本体１０２がネジ止めされ、そして、レベル調整部材３５０を介してスイッチ本体１０２が第１ブラケット１０６に固定される例を示す。金属筐体３５２は電磁石１３０に接続される。この変形例では、アクチュエータ１０４が電磁石に当接することによる衝撃に対して、取付部を有し基板収容部１３２を形成する金属筐体３５２を設けることによって、スイッチ本体１０２の耐久性を向上する。図２８に示す第１の変形例、及び図２９に示す第２の変形例において、基板Ｃbはフローティング支持構造を採用してもよいが、樹脂充填してもよい。
【0090】
模式図の図２７を利用して安全スイッチ１００を説明すると、スイッチ本体１０２は、Ｙ軸線方向の長さ寸法Ｌが、吸着面１３０aの直径よりも大きい。ある一定の電流が付与される電磁石において電磁石による吸着力の強さはコイルの巻き数に比例する。したがって、吸着面１３０ａの直径寸法を増大させずに、一定の吸着力を実現するために本実施例の電磁石１３０は、前後方向に一定の長さを有する。スイッチ本体１０２全体の前後方向、すなわちＹ軸線方向の長さに制限がある場合、電磁石１３０の前後方向の寸法が長いほど、電磁石１３０の後方に収容部を形成することが困難になる。スイッチ本体１０２のＹ軸線方向の長さ寸法Ｌが吸着面１３０ａの直径より大きい構成によれば、電磁石１３０の後方に、収容部を形成した筐体Ｈｇを配置できるため、スイッチ本体１０２が開口に占める面積を低減することができる。さらに本実施例では、Ｙ軸線方向において、スイッチ本体１０２とアクチュエータ１０４との合計長さＬ０が吸着面１３０aの直径より大きくなるように設計される。
【符号の説明】
【0091】
ＰＦ 防護柵（区画固定部分）
ＰＤ 開閉ドア（可動部分）
２ ドア開口枠
Ｓ 防護柵で囲まれた稼働領域
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 被吸着面
１２４ アクチュエータ通信部（アクチュエータコイル）
１３０ 電磁石
１３０a 吸着面
１３０b 取付部
１３２ 基板収容部
Ｈg 筐体
１４０a 電磁石のコア
Ｙk 電磁石のヨーク部分
１４２ 表示部
１４４ コネクタ連結部
１５２ センサ側コイル（アンテナコイル）
Ｃb 基板
Ｇp ギャップ
ＰＤ 開閉ドア（可動部分）
２ ドア開口枠
Ｓ 防護柵で囲まれた稼働領域
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 被吸着面
１２４ アクチュエータ通信部（アクチュエータコイル）
１３０ 電磁石
１３０a 吸着面
１３０b 取付部
１３２ 基板収容部
Ｈg 筐体
１４０a 電磁石のコア
Ｙk 電磁石のヨーク部分
１４２ 表示部
１４４ コネクタ連結部
１５２ センサ側コイル（アンテナコイル）
Ｃb 基板
Ｇp ギャップ
【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】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】