特開 2024-83795 産業用装置および産業用装置の制御方法

(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】P2024083795

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】産業用装置および産業用装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 9/02 20060101AFI20240617BHJP

   F24F 9/00 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

G05B9/02 L

F24F9/00 K

G05B9/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197812

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】八木 星弥

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 朋行

(72)【発明者】

【氏名】矢田 洋一

【テーマコード（参考）】

5H209

【Ｆターム（参考）】

5H209AA05

5H209AA15

5H209CC05

5H209DD08

5H209FF06

5H209JJ01

5H209JJ07

5H209JJ09

(57)【要約】

【課題】
装置に異常が発生していない場合および使用者が危険を感じていない場合において使用者が非常停止スイッチを押すことを抑制させることができ、また、非常停止状態を誤って解除したとしても使用者の安全を確保することができる産業用装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】
産業用装置の各機構の制御を行なう制御部と、非常停止手段を備えた産業用装置であって、制御部は、非常停止手段による非常停止状態において、使用者による非常停止状態を解除する動作に対して、非常停止状態を一定時間延長するように構成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

産業用装置の各機構の制御を行なう制御部と、非常停止手段を備えた産業用装置であって、
前記制御部は、前記非常停止手段による非常停止状態において、使用者による非常停止状態を解除する動作に対して、前記非常停止状態を一定時間延長することを特徴とする産業用装置。

【請求項2】

請求項１に記載の産業用装置において、
前記非常停止手段による非常停止状態となった時から前記非常停止状態を解除する動作を行なった時までの時間が所定時間以内の場合に、前記非常停止状態を一定時間延長することを特徴とする産業用装置。

【請求項3】

請求項１に記載の産業用装置において、
前記非常停止状態を解除する動作は、前記非常停止手段を再度実行する動作であることを特徴とする産業用装置。

【請求項4】

請求項１に記載の産業用装置において、
前記非常停止手段は非常停止スイッチであって、
前記非常停止状態を解除する動作は、前記非常停止スイッチを再度押すことであることを特徴とする産業用装置。

【請求項5】

請求項１に記載の産業用装置において、
前記産業用装置はエアシャワー装置であることを特徴とする産業用装置。

【請求項6】

請求項１に記載の産業用装置において、
周知手段を備え、
前記制御部は、前記非常停止状態であることを前記周知手段により周囲に周知することを特徴とする産業用装置。

【請求項7】

請求項１に記載の産業用装置において、
前記非常停止状態であることを上位監視機器へ通知する機能を有することを特徴とする産業用装置。

【請求項8】

制御部と非常停止手段を備えた産業用装置の制御方法であって、
前記制御部が、前記非常停止手段による非常停止状態において、使用者による非常停止状態を解除する動作に対して、前記非常停止状態を一定時間延長することを特徴とする産業用装置の制御方法。

【請求項9】

請求項８に記載の産業用装置の制御方法において、
前記制御部が、前記非常停止手段による非常停止状態となった時から前記非常停止状態を解除する動作を行なった時までの時間が所定時間以内の場合に、前記非常停止状態を一定時間延長することを特徴とする産業用装置の制御方法。

【請求項10】

請求項８に記載の産業用装置の制御方法において、
前記非常停止手段は非常停止スイッチであることを特徴とする産業用装置の制御方法。

【請求項11】

請求項８に記載の産業用装置の制御方法において、
前記産業用装置はエアシャワー装置であることを特徴とする産業用装置の制御方法。

【請求項12】

請求項８に記載の産業用装置の制御方法において、
前記制御部が、前記非常停止状態であることを周囲に周知することを特徴とする産業用装置の制御方法。

【請求項13】

請求項８に記載の産業用装置の制御方法において、
前記制御部が、前記非常停止状態であることを上位監視機器へ通知することを特徴とする産業用装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用装置に係わり、特に産業用装置の非常停止動作に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な産業用装置には、装置に異常が発生したり使用者が危険を感じたときに装置を緊急に停止させ、使用者の安全を確保するための非常停止スイッチが備えられている。非常停止スイッチが使用者により押されると即座に装置の動作が停止し、再度非常停止スイッチを操作すると非常停止状態が解除され定常状態に復帰させていることが多い。

【0003】

非常停止スイッチを有する産業用装置として、例えば、エアシャワー装置や自動ドア、電動ドリルなどがある。

【0004】

エアシャワー装置は、半導体や精密機械等の製造や、食品の加工などを行う清浄室の出入口に設置され、使用者に付着した塵埃や花粉などをエアジェットで除去する装置である。前述の産業用装置に加えて、エアシャワー装置の多くにも非常停止スイッチが備えられている。

【0005】

エアシャワー装置は使用者に対し所定時間エアジェットを浴びせるために、エアジェット動作中は扉が開かないようにロックするよう制御している。エアジェット動作中などにエアシャワー装置に異常が発生したり使用者が危険を感じたときは非常停止スイッチを押すことで、エアジェットの動作が停止し扉のロックが解除される。これにより使用者の安全を確保することができるし、災害等により清浄室からの避難が必要になった際には、エアシャワー装置を通路のようにすることもできる。このような制御を行うエアシャワー装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実用新案登録第３２３０１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の制御方法では、エアシャワー装置に異常が発生していない場合および使用者が危険を感じていない場合においても使用者が非常停止スイッチを押し、エアジェットを停止させることで所定時間エアジェットを浴びずに清浄室に入室することができてしまう。このような場合には、清浄室への塵埃等を持ち込む、いわゆる「すり抜け動作」となる。また、エアシャワー装置に異常が発生したり使用者が危険を感じた際に非常停止スイッチを押して非常停止状態に移行した後、使用者が手元の狂いなどで誤って非常停止状態を解除する動作を行った場合、装置が再動作したり使用者の安全を確保できない。

【0008】

このように、特許文献１は、非常停止スイッチが単に記載されているのみで、故意に非常停止スイッチを押すことの抑制、及び、誤って非常停止状態を解除した場合でも安全を確保できる点について考慮されていない。

【0009】

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、装置に異常が発生していない場合および使用者が危険を感じていない場合において使用者が非常停止スイッチを押すことを抑制させることができ、また、非常停止状態を誤って解除したとしても使用者の安全を確保することができる産業用装置およびその制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、その一例を挙げるならば、産業用装置の各機構の制御を行なう制御部と、非常停止手段を備えた産業用装置であって、制御部は、非常停止手段による非常停止状態において、使用者による非常停止状態を解除する動作に対して、非常停止状態を一定時間延長するように構成する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、装置に異常が発生していない場合および使用者が危険を感じていない場合において使用者が非常停止スイッチを押すことを抑制させることができ、また、非常停止状態を誤って解除したとしても使用者の安全を確保することができる産業用装置およびその制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例におけるエアシャワー装置を示す断面平面図である。

【図2】従来における非常停止状態を説明するためのタイムチャートである。

【図3】実施例における非常停止状態を説明するためのタイムチャートである。

【図4】実施例における非常停止処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、以下の実施例では、産業用装置としてエアシャワー装置を例に説明する。

【実施例0014】

図１は、本実施例におけるエアシャワー装置の断面平面図である。図１において、エアシャワー装置１は、エアシャワー室２を有し、前室側扉３、清浄室側扉４、両側の側壁２１および２２と天井（図示せず）などにより構成される。エアシャワー室２の側壁２１および２２には、エアジェット機構２１ａおよび２２ａがそれぞれ設置され、制御部７によりエアジェット機構が駆動制御されエアジェットを噴射する。

【0015】

センサ５は、エアシャワー室２に入場した使用者１００を検知するために設けられている。制御部７は、このセンサ５の検知信号を入力し、エアシャワー室２内に使用者１００がいるか否か（使用者の有無）を判断することができる。

【0016】

ここで、エアシャワー装置を使用している人を「使用者」と称し、エアシャワー装置を使用しようとして前室側で待機している人を「後続者」と称し、エアシャワー装置を管理しエアシャワー装置を使用者に最適に使用させようとする人を「管理者」と称する。

【0017】

非常停止スイッチ６はエアシャワー室２の内、外にそれぞれ備えられており、使用者１００が押したり、エアシャワー装置を使用しようと待機している後続者１０１や管理者１０２（図示せず）が室外から押すこともできる。

【0018】

非常停止スイッチ６は、使用者１００などがエアシャワーを停止させるために用いるための非常停止手段であり、どのようなスイッチでも構わないが非常用であることが分かるものであることが望ましい。

【0019】

制御部７は、エアシャワー装置１全体の各機構の制御を行なうために設けられ、前室側扉スイッチ（図示せず）、清浄室側扉スイッチ（図示せず）およびセンサ５や非常停止スイッチ６の検知信号を入力し、使用者の入室、退室の判断を行ない、エアジェット機構２１ａおよび２２ａを駆動制御し、エアジェットを作動させるものである。本実施例では、制御部７は、全体をコンパクト化するために側壁２１内に設けた例を示しているが、他の側壁２２側に設けても、あるいは外部に設けてもよい。この制御部７は、ＰＬＣや、マイクロプロセッサなど、通常の計算機の機能を有する機器で実現することができる。

【0020】

表示設定部８は、エアシャワー室２の側壁２１に設置されており、エアシャワー装置１の操作に関する設定を行なうこと、および使用者に対する注意事項（ガイダンス）などを表示すること、などのために設けられている。

【0021】

なお、図示しないが、エアシャワー装置は、周囲にエアシャワー装置の状態を周知できるブザーや回転灯のような周知手段を設ける。

【0022】

次に、一般的なエアシャワー装置の動作について説明する。通常の入室の場合は、使用者１００は、前室側扉３が閉じた時点以降（開閉時間経過後）にセンサ５の検知領域を通過し、清浄室側扉４に向けて移動する。この移動の途中において、センサ５がＯＮになり使用者１００を検知する。この場合、制御部７は、その使用者１００は清浄室に入室する人であると判断し、エアジェットを作動させる。

【0023】

エアジェットは、使用者１００に付着している塵埃を吹き飛ばすため、予め定められた時間動作を継続するが、その間、前室側扉３および清浄室側扉４はロックされる。これにより、使用者１００は、扉を開くことができなくなるため、所定時間エアジェットを浴びることが可能となるが、使用者１００は、その間、エアシャワー室２から自由に退出することができなくなる。

【0024】

エアシャワー装置に異常が発生したり使用者１００が危険を感じたときにエアシャワー装置を緊急に停止させたい場合は、エアシャワー室の内、外に設けられている非常停止スイッチ６によりエアシャワー装置を非常停止状態に移行させる。また、エアシャワー装置や使用者１００に異変を感じた後続者１０１や管理者１０２が押すことで同様に非常停止状態に移行させることができる。非常停止状態に移行したと同時にエアシャワー装置のエアジェットは停止し、前室側扉３、清浄室側扉４のロックが解除され扉の開放が可能となる。非常停止状態は、エアシャワー装置の異常が無くなり、使用者１００の安全を確保したことを確認できるまで継続させる必要がある。そのため、一度、非常停止スイッチ６を押し非常停止状態となった後は、再度押すことで非常停止状態を解除したり、自己保持型のスイッチを用いた場合はスイッチの自己保持を解除したときに非常停止状態を解除するような制御にしていることが多い。

【0025】

上記が一般的なエアシャワー装置の使用方法であるが、使用者１００の中には清浄室への入室を急いでいたり、エアジェットを浴びることを嫌う者も存在している。このような使用者１００は、エアシャワー装置に異常が発生していない場合および自らに危険を感じていない場合においても非常停止スイッチ６を押し、エアジェットを作動させないようにしたり所定時間を待たずにエアジェットを停止させようとすることがある。この場合、所定時間エアジェットを浴びずに清浄室に入室してしまう「すり抜け動作」となり、清浄室の清浄度を確保することができなくなる。なお、非常停止スイッチの押し下げによる非常停止状態をブザーや回転灯などの周知手段により周囲に周知していても、非常停止スイッチ６を再度押すなどで非常停止状態を一瞬で解除されてしまうと周知手段の動作も短くなるため周囲に周知することが難しい。

【0026】

また、使用者１００がエアシャワー装置に異常が発生したり自らに危険を感じた際に非常停止スイッチ６を押して非常停止状態に移行した後、使用者１００が安全を確保する前に、手元が狂うなどして誤って非常停止状態を解除することがある。この場合、装置が再動作したり使用者１００の意識が無い場合は周囲に周知させることもできなくなる。また、ブザーや回転灯などの周知手段により周囲に周知しようとしても非常停止状態が短い時間の場合、周知手段の動作も短くなるため周囲に周知することが難しい。

【0027】

図２は、従来における非常停止状態を説明するためのタイムチャートである。なお、図２においては、非常停止スイッチ６は一度押すことで非常停止状態となり、再度押すことで非常停止状態を解除するような制御とする場合を示すが、自己保持型のスイッチを用い、スイッチの自己保持を解除することで非常停止状態を解除する制御としても同様である。図２において、非常停止スイッチ６を押すことで非常停止状態に移行し、再度押すことで非常停止状態を直ちに解除する動作となる。非常停止状態が解除されるのと同時に、エアジェット作動の条件が成立していれば、再度、前室側扉３、清浄室側扉４はロックされ、エアジェットが作動する。周知手段による周知は非常停止状態の間のみなので非常停止状態が短ければ周知できる時間も短くなる。

【0028】

このように、従来においては、管理者１０２にとって使用者１００の「すり抜け動作」は好ましくない行為であるが、使用者１００はこの仕組みを利用して管理者１０２含む周囲の人に露見することなく「すり抜け動作」を行うことができてしまう。加えて、使用者１００が誤って非常停止状態を解除した場合、周囲に異常を周知することができなかった。

【0029】

そのため、本実施例では、非常停止状態において使用者が非常停止状態を解除する動作を行っても、一定時間非常停止状態を延長させるようエアシャワー装置を制御する。また、非常停止状態においてスピーカや回転灯などの周知手段により装置の周囲に非常停止状態を周知させる。

【0030】

図３は、本実施例における非常停止状態を説明するためのタイムチャートである。なお、図３においては、図２と同様に、非常停止スイッチ６は一度押すことで非常停止状態となり、再度押すことで非常停止状態を解除するような制御とする場合を示す。図３において、非常停止スイッチ６を押すことで非常停止状態に移行し、再度、非常停止スイッチ６を押しても非常停止状態は直ちに解除されず延長される。これにより、エアジェット作動の条件が成立していても前室側扉３、清浄室側扉４はロックされずエアジェットも作動しない。また、非常停止状態が延長されるため周知手段により周知できる時間を長くすることができる。

【0031】

このような構成とすることで、使用者１００が「すり抜け動作」を行った後も非常停止状態が継続するので後続者１０１が一定時間エアシャワー装置を使用できなくなるため渋滞が発生し迷惑がかかる。また、周知手段により周囲に非常停止状態であることが一定時間周知されるため周囲の人や管理者１０２に非常停止スイッチ６を押したことが露見される。どちらも使用者１００には好ましくない状況であるため、使用者１００に対して、「すり抜け動作」を行うために非常停止スイッチ６を押すことを躊躇、抑制させることができる。

【0032】

また、使用者１００がエアシャワー装置に異常が無いことと自らの安全を確認する前に誤って非常停止状態を解除する動作を行ったとしても一定時間非常停止状態が延長されるため、周囲の人にエアシャワー装置に異常があることと使用者１００に危険があることを周知させることができ、使用者１００の安全を確保することができる。

【0033】

非常停止状態を延長させる時間は概ね１０秒から１０分ほどで予め設定値として定めて制御部７内に記憶しておけばよく、あるいは表示設定部８を操作して制御部７に記憶設定してもよい。また、非常停止状態を延長させない従来の制御方法とすることができるよう設定可能としてもよい。加えて、非常停止状態を解除しないまま非常停止状態が一定時間経過した後に非常停止状態が解除された際には、正しく非常停止スイッチが使用されたとして非常停止状態の延長を行わないよう制御してもよい。この機能についても表示設定部８で設定できるようにしてもよい。

【0034】

また、使用者１００が非常停止状態を解除する動作を行ったとき非常停止状態が直ちに解除されないことで使用者１００が混乱することが想定されるため、表示設定部に非常停止状態を延長している旨を表示させてもよい。

【0035】

また、使用者１００が装置を非常停止させることは、管理者１０２にとって、清浄室の清浄度を低下させたり、使用者１００の安全にかかわる重大な行為であることから、非常停止状態を上位監視機器、例えば中央制御用のパソコン等に通知し管理者１０２に通報させる機能があってもよい。

【0036】

次に、本実施例における制御部７が実施する非常停止状態の処理フローについて説明する。図４は、本実施例における非常停止処理のフローチャートである。

【0037】

図４において、先ず、ステップＳ１の待機状態のエアシャワー装置は、ステップＳ２にて非常停止スイッチ６の状態を確認する。非常停止スイッチ６が押されていなければステップＳ２を繰り返し非常停止スイッチ６が押されるまで待つ。ここで、ステップＳ１の待機状態は、使用者がエアシャワー装置を使用してドアを開閉させていたりエアジェットを作動させている状態を含む。非常停止スイッチ６は、エアシャワー装置において最優先されるスイッチであるため、エアシャワー装置がどのような動作をしていてもその動作を直ちに終了させ本動作フローを発生させることができる。ステップＳ２において、非常停止スイッチ６が押されたと判断した場合、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、非常停止状態を開始し周知手段による周囲への周知を開始し、同時に上位機器を通して管理者に通報する。そして、ステップＳ４にて非常停止状態の継続時間をカウントするタイマを開始させる。

【0038】

ステップＳ５において、非常停止状態において非常停止スイッチを再度押すことで非常停止状態を解除させるが、ここでステップＳ６にて経過したタイマ値と設定値を比較する。タイマ値が設定値より大きい場合、ステップＳ７にてタイマを初期化し、ステップＳ８にて非常停止状態および周囲への周知を終了し、ステップＳ１の待機状態へ戻る。このステップＳ７、Ｓ８に進むということは、非常停止スイッチがエアシャワーに異常が発生するなど正当な理由で押され、その後妥当な時間をかけてその異常が解消され、非常停止状態を解除したということを意味する。

【0039】

ステップＳ６において、経過したタイマ値と設定値を比較した際タイマ値が設定値より大きくない場合、ステップＳ９に進み、非常停止延長状態を開始し、表示部に非常停止を延長している旨を表示する。このステップＳ９に進むということは、使用者が「すり抜け動作」を行おうとしたか、使用者が誤って短い時間で非常停止状態を解除する動作を行ってしまったということを意味する。

【0040】

次に、ステップＳ１０にて非常停止スイッチ６の状態を検知する。非常停止スイッチ６が押されればステップＳ１１にてタイマを初期化し、ステップＳ１２にて非常停止状態と周囲への周知を終了する。そして、ステップＳ３に移行し、再び非常停止状態を開始する。このように、非常停止延長状態において非常停止スイッチを押すことで非常停止状態を延長させるようにする。

【0041】

ステップＳ１０において非常停止スイッチ６が押されなければステップＳ１３にてタイマ値と設定値を比較する。タイマ値が設定値より大きい場合、ステップＳ１４にてタイマを初期化し、ステップＳ１５にて非常停止状態および周囲への周知を終了する。そして、ステップＳ１の待機状態へ戻る。ステップＳ１３にてタイマ値が設定値より大きくない場合、ステップＳ１０に戻り、非常停止スイッチ６の状態確認に進む。

【0042】

以上のように本実施例によれば、装置に異常が発生していない場合および使用者が危険を感じていない場合において使用者が非常停止スイッチを押すことを抑制させることができ、また、非常停止状態を誤って解除したとしても使用者の安全を確保することができる産業用装置およびその制御方法を提供できる。

【0043】

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例では、産業用装置として、エアシャワー装置を例にして説明したが、自動ドアや電動ドリルなどの非常停止スイッチを有する装置にも適用可能である。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0044】

１：エアシャワー装置、２：エアシャワー室、３：前室側扉、４：清浄室側扉、５：センサ、６：非常停止スイッチ、７：制御部、８：表示設定部、２１、２２：側壁、２１ａ、２２ａ：エアジェット機構、１００：使用者、１０１：後続者、１０２：管理者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】