特許 7538219 安全スイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】安全スイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20240814BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20240814BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G05B19/42 H

G05B19/42 L

B25J19/06

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022517698

(86)(22)【出願日】2021-04-23

(86)【国際出願番号】 JP2021016388

(87)【国際公開番号】W WO2021220945

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】P 2020079173

(32)【優先日】2020-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】タン チンチェン

【審査官】稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０２５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００３４４２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２８５３０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６６８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３６７７１２０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／２２

Ｇ０５Ｂ １９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置本体と、該装置本体に対して所定の移動方向に移動可能に設けられた可動部とを備え、
前記装置本体に、携帯端末の背面を支持する支持面を有する背面支持部と、該背面支持部に支持された状態の前記携帯端末の一辺を押圧する本体側挟持部とが備えられ、
前記可動部に、前記本体側挟持部に前記移動方向に対向して配置され前記携帯端末の他辺を押圧する可動部側挟持部が備えられ、
前記本体側挟持部および前記可動部側挟持部に、前記携帯端末の一辺または他辺に密着させられる傾斜面がそれぞれ備えられ、
各該傾斜面が、前記支持面に直交する方向に該支持面から離れるに従って、前記移動方向に相互に近接する方向に傾斜し、
前記支持面の前記携帯端末の背面に密着する領域に、前記装置本体の他の部位の表面よりも摩擦係数を大きくする処理が施され、
前記本体側挟持部が、前記支持面に交差する方向に延びる本体側基部と、該本体側基部に着脱可能に取り付けられた第１弾性部材とを備え、
前記可動部側挟持部が、前記支持面に交差する方向に延びる可動部側基部と、該可動部側基部に着脱可能に取り付けられた第２弾性部材とを備え、
前記傾斜面が、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材に設けられ、
前記本体側基部および前記可動部側基部に、前記移動方向に沿って相互に近接する方向にそれぞれ延びる突起部と、各該突起部の外面から前記支持面に近接する方向にそれぞれ延びる鉤部とが設けられ、
前記第１弾性部材および前記第２弾性部材に、前記突起部および前記鉤部を嵌合させる形状の凹部がそれぞれ設けられている安全スイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、安全スイッチ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

市販の携帯端末に着脱可能に取り付けて、ロボットの教示装置を構成するロボット操作ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このロボット操作ユニットは、非常停止ボタン等を備えた操作ユニット本体と、操作ユニット本体を携帯端末に取り付けるアタッチメントとを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２０２５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アタッチメントは、サイズの異なる携帯端末に操作ユニット本体を装着するために、操作ユニット本体に対して携帯端末の幅方向に移動可能に設けられ、コイルスプリングの弾発力によって、操作ユニット本体との間に携帯端末を挟み込んでいる。
操作ユニットに取り付けられた携帯端末は、操作者によって直接把持されることなく、操作ユニットを把持することにより間接的に把持された状態で操作される。したがって、携帯端末は、操作者によって操作される際に、操作ユニット本体とアタッチメントとに挟まれる方向のみならず、操作ユニットに対して３次元方向にずれないことが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、装置本体と、該装置本体に対して所定の移動方向に移動可能に設けられた可動部とを備え、前記装置本体に、携帯端末の背面を支持する支持面を有する背面支持部と、該背面支持部に支持された状態の前記携帯端末の一辺を押圧する本体側挟持部とが備えられ、前記可動部に、前記本体側挟持部に前記移動方向に対向して配置され前記携帯端末の他辺を押圧する可動部側挟持部が備えられ、前記本体側挟持部および前記可動部側挟持部に、前記携帯端末の一辺または他辺に密着させられる傾斜面がそれぞれ備えられ、各該傾斜面が、前記支持面に直交する方向に該支持面から離れるに従って前記移動方向に相互に近接する方向に傾斜し、前記支持面の前記携帯端末の背面に密着する領域に、前記装置本体の他の部位の表面よりも摩擦係数を大きくする処理が施されている安全スイッチ装置である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る安全スイッチ装置を示す正面図である。

【図2】図１の安全スイッチ装置の側面図である。

【図3】図１の安全スイッチ装置の背面図である。

【図4】図１の安全スイッチ装置の装置本体を操作者が把持した状態を示す背面図である。

【図5】図１の安全スイッチ装置の第１挟持部を示す部分的な拡大図である。

【図6】図５の第１挟持部に備えられる第１弾性部材の背面を示す斜視図である。

【図7】図６の第１弾性部材の第１挟持部の突当面への装着を説明する斜視図である。

【図8】図５の第１挟持部を示す部分的な縦断面図である。

【図9】図１の安全スイッチ装置の第２挟持部を示す部分的な拡大図である。

【図10】図６の第１弾性部材の変形例を説明する部分的な拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本開示の一実施形態に係る安全スイッチ装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る安全スイッチ装置１は、図１に示されるように、長手方向を有する装置本体２と、装置本体２に長手方向（移動方向：Ｙ方向）に沿って移動可能に取り付けられたスライダ（可動部）３とを備えている。装置本体２およびスライダ３は、例えば、硬質の樹脂により構成されている。

【0008】

装置本体２には、図１に示されるように、表面側に非常停止ボタン４が備えられ、図２および図３に示されるように、裏面側にデッドマンスイッチ５が備えられている。非常停止ボタン４は、装置本体２の長手方向の一端側に近接する位置に配置されている。装置本体２の長手方向の他端側には、非常停止ボタン４およびデッドマンスイッチ５を図示しない制御装置に接続するケーブル６が取り付けられている。

【0009】

デッドマンスイッチ５は、図４に示されるように、操作者が右手あるいは左手で装置本体２を把持したときに、把持した手の人差し指あるいは親指がちょうど配置される位置に配置されている。操作者が装置本体２を把持した手の人差し指または親指でデッドマンスイッチ５を押すことにより、携帯端末１００の操作が許可され、デッドマンスイッチ５から手が離れることにより、非常停止状態となる。

【0010】

装置本体２の表面側には、図１および図２に示されるように、携帯端末１００を装着したときに、携帯端末１００の背面を支持する背面支持部７と、背面支持部７の長手方向の一端側に配置された第１挟持部（本体側挟持部）８とが設けられている。背面支持部７は、Ｙ方向およびＹ方向に直交するＸ方向の２方向に延びる平坦面（支持面）７ａを備えている。
平坦面７ａには、装置本体２の他の部位の表面よりも摩擦係数の大きな材質、例えば、シリコーンゴムからなるシート９が固定されている。

【0011】

第１挟持部８は、図５および図７に示されるように、平坦面７ａのＹ方向の一端から平坦面７ａに直交するＺ方向に延びて携帯端末１００の一端縁を突き当てる突当面（本体側基部）１０を備えている。また、第１挟持部８は、突当面１０に着脱可能に取り付けられた弾性材料からなる第１弾性部材１１を備えている。
突当面１０には、図７および図８に示されるように、Ｙ方向に突出する突起（突起部）１２が設けられ、該突起１２には、Ｘ方向に間隔をあけた２箇所から、平坦面７ａに近接する方向にＺ方向に沿って突出する鉤部１３が設けられている。

【0012】

第１弾性部材１１は、図５に示されるように、突当面１０に取り付けられた状態で、平坦面７ａからＺ方向に離れるに従って突当面１０からＹ方向に離れる方向に傾斜する平面からなる傾斜面１４を備えている。
また、第１弾性部材１１には、図６に示されるように、突当面１０の突起１２および鉤部１３を嵌合させる形状（突起１２および鉤部１３と相補的な形状）の凹部１５が設けられている。第１弾性部材１１は、弾性変形により凹部１５を変形させながら凹部１５内に突起１２および鉤部１３を嵌合させ、弾性変形を復元させることにより、突当面１０に取り付けられている。

【0013】

スライダ３は、図１に示されるように、装置本体２に設けられた図示しない溝にＹ方向に移動可能に収容される帯板状の摺動部１６と、摺動部１６の一端に設けられた第２挟持部（可動部側挟持部）１７とを備えている。第２挟持部１７にも、図９に示されるように、摺動部１６からＹ方向に直交するＺ方向に延びて携帯端末１００の他端縁を突き当てる突当面（可動部側基部）１８と、突当面１８に着脱可能に取り付けられた弾性材料からなる第２弾性部材１９とを備えている。

【0014】

第２弾性部材１９も、突当面１８に取り付けられた状態で、装置本体２の平坦面７ａからＺ方向に離れるに従って突当面１８からＹ方向に離れる方向に傾斜する平面からなる傾斜面２０を備えている。

【0015】

また、突当面１８にも、突当面１０と同様に、Ｙ方向に突出する平板状の突起が設けられ、該突起には、Ｘ方向に間隔をあけた２箇所から、平坦面７ａに近接する方向にＺ方向に沿って突出する鉤部が設けられている。
第２弾性部材１９には、突当面１８の突起および鉤部を嵌合させる形状の凹部が設けられている。第２弾性部材１９は、弾性変形により凹部を変形させながら凹部内に突起および鉤部を嵌合させ、弾性変形を復元させることにより、突当面１８に着脱可能に取り付けられている。突当面１８の突起、鉤部および第２弾性部材１９の凹部については、突当面１０および第１弾性部材１１と同一形状であるため図示を省略している。

【0016】

第１挟持部８と第２挟持部１７とは、図１および図２に示されるように、Ｙ方向に対向する位置に配置されている。これにより、第１挟持部８に設けられた第１弾性部材１１の傾斜面１４と、第２挟持部１７に設けられた第２弾性部材１９の傾斜面２０とは、平坦面７ａからＺ方向に離れるに従って相互に近接する方向に傾斜している。

【0017】

このように構成された本実施形態に係る安全スイッチ装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る安全スイッチ装置１は、携帯端末１００を装着して使用される。

【0018】

携帯端末１００としては、多機能形態電話端末（スマートフォン）あるいはタブレット端末等が挙げられる。安全スイッチ装置１に携帯端末１００を取り付けるには、装置本体２からスライダ３をＹ方向に引き出しておき、第１挟持部８と第２挟持部１７との間に配置した携帯端末１００の裏面を平坦面７ａのシート９に密着させる。

【0019】

この状態で、装置本体２に対してスライダ３をＹ方向に押圧し、第１挟持部８と第２挟持部１７との間に携帯端末１００を挟み込む。これにより、携帯端末１００が安全スイッチ装置に取り付けられる。装置本体２に対するスライダ３の位置は、Ｙ方向に自在に変更することができる。これにより、異なる大きさの携帯端末１００を安全スイッチ装置１に容易に装着することができる。

【0020】

この状態で、第１挟持部８に設けられた第１弾性部材１１の傾斜面１４は、図５に示されるように、携帯端末１００のＹ方向の一端縁に密着させられる。一方、第２挟持部１７に設けられた第２弾性部材１９の傾斜面２０は、図９に示されるように、携帯端末１００のＹ方向の他端縁に密着させられる。

【0021】

２つの傾斜面１４，２０は、平坦面７ａから離れるに従って相互に近接する方向に傾斜しているので、各傾斜面１４，２０と携帯端末１００との密着点においては、図８に示されるように、傾斜面１４，２０側から携帯端末１００に、傾斜面１４，２０に直交する方向に押圧力Ｆが作用する。押圧力Ｆは、Ｙ方向およびＺ方向の分力ｆｙ，ｆｚを発生する。Ｙ方向の分力ｆｙは、第１挟持部８および第２挟持部１７において等しい大きさで逆方向に作用するため相殺される。

【0022】

Ｚ方向の分力ｆｚによって、携帯端末１００が装置本体２の平坦面７ａに押し付けられる。これにより、携帯端末１００は、装置本体２に対してＺ方向に移動しないように固定される。また、平坦面７ａには、摩擦係数の大きな材質からなるシート９が固定されているので、装置本体２と携帯端末１００との間にＸＹ方向に大きな摩擦力を作用させることができる。すなわち、携帯端末１００は、装置本体２に対してこの大きな摩擦力を越える力を作用させなければ、ＸＹ方向にも移動させることができず、携帯端末１００は装置本体２により確実に固定されることになる。

【0023】

また、携帯端末１００の一端縁および他端縁に接触する傾斜面１４，２０が第１弾性部材１１および第２弾性部材１９に設けられているので、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９は、携帯端末１００との接触位置において弾性変形し、携帯端末１００との接触面積を増大させる。これにより、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９と携帯端末１００との間に発生する摩擦力、特に、Ｘ方向の摩擦力が増大させられ、携帯端末１００が装置本体２に対してＸ方向に位置ずれすることがより効果的に防止される。

【0024】

また、装置本体２に対してスライダ３をＹ方向に移動させかつ移動した位置に保持するために、装置本体２とスライダ３との間にラチェット機構（図示略）を配置する場合がある。この場合には、第１挟持部８と第２挟持部１７との間隔調整は、ラチェット機構の歯のピッチ単位で離散的に行われる。

【0025】

この場合に、第１挟持部８に第１弾性部材１１、第２挟持部１７に第２弾性部材１９を設けることにより、離散的な間隔調整が行われても、第１挟持部８と第２挟持部１７との間に、携帯端末１００を隙間なく挟み込むことができるという利点がある。

【0026】

また、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９は、突当面１０，１８に着脱可能に取り付けられているので、装着する携帯端末１００の厚さあるいは端縁の形状に合わせて、最適な形状あるいは材質のものに交換することができる。この場合に、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９を弾性変形させて突起１２および鉤部１３から取り外し、装着時にも、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９を弾性変形させて凹部１５に突起１２および鉤部１３を嵌合させるだけで、簡易に装着することができる。

【0027】

また、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９は、携帯端末１００を平坦面７ａに押し付ける方向の分力ｆｚとは逆方向の反力ｆｚ´を受ける。
本実施形態においては、鉤部１３が第１弾性部材１１および第２弾性部材１９に作用する反力ｆｚ´とは逆方向に延びて凹部１５に嵌合しているので、反力によって凹部１５から突起１２が抜け出されることを防止できる。

【0028】

安全スイッチ装置１を装着した状態の携帯端末１００を使用するには、図４に示されるように、操作者が携帯端末１００の裏面に配置されている安全スイッチ装置１の装置本体を左手または右手で把持する。そして、操作者は、把持した手の人差し指または親指で、デッドマンスイッチ５を押下する。これにより、操作者による携帯端末１００の操作が許容されるので、ロボットの教示作業等を行うことができる。

【0029】

また、ロボットの教示作業中に、安全スイッチ装置１に設けられた非常停止ボタン４が押下され、あるいはデッドマンスイッチ５の押下状態が解除されると、ロボットを非常停止状態とすることができる。
この場合において、操作者は、装置本体２を直接把持しているのみであって、携帯端末１００を直接把持していない。本実施形態によれば、上記構成によって、携帯端末１００に自重あるいは大きな外力が作用しても、携帯端末１００を装置本体２からＸＹＺ方向のいずれの方向にも位置ずれしないように安定して保持することができるという利点がある。

【0030】

なお、本実施形態においては、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９が平面状の傾斜面１４，２０を備えることとしたが、これに代えて、曲面からなる傾斜面１４，２０を備えていてもよい。この場合に、図１０に示されるように、装置本体２の平坦面７ａからＺ方向に離れるに従って、平坦面７ａとのなす角度が小さくなる形態に湾曲していてもよい。

【0031】

これにより、図１０に示されるように、装着する携帯端末１００の厚さが大きくなり、重量が重くなるほど、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９から携帯端末１００が受けるＺ方向の分力を大きくすることができる。したがって、ＸＹＺ方向に、より大きな力で携帯端末１００を保持することができるという利点がある。

【0032】

また、突当面１０，１８に着脱可能な第１弾性部材１１および第２弾性部材１９に傾斜面１４，２０が設けられていることとしたが、これに代えて、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９は突当面１０，１８に固定されていてもよい。また、第１弾性部材１１および第２弾性部材１９を用いることなく、突当面１０，１８自体が傾斜面１４，２０になっていてもよい。

【0033】

また、各突起１２に、Ｘ方向に間隔をあけて２箇所の鉤部１３を設けたが、鉤部１３の数は１以上の任意の数でよい。

【符号の説明】

【0034】

１ 安全スイッチ装置
２ 装置本体
３ スライダ（可動部）
７ 背面支持部
７ａ 平坦面（支持面）
８ 第１挟持部（本体側挟持部）
１０ 突当面（本体側基部）
１１ 第１弾性部材
１２ 突起（突起部）
１３ 鉤部
１４ 傾斜面
１５ 凹部
１７ 第２挟持部（可動部側挟持部）
１８ 突当面（可動部側基部）
１９ 第２弾性部材
２０ 傾斜面
１００ 携帯端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】