JP2003294415A - 光カーテン式安全センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場の作業員が容易に改造することができ
ず、投受光ユニットの光軸合わせが容易で、設置調整や
メンテナンスに時間がかからない光カーテン式安全セン
サを提供することにある。 【解決手段】 投光器１ａ〜Ｎａ及び受光器１ｂ〜Ｎｂ
からなる投受光ユニットＥと、投光器１ａ〜Ｎａからの
出射光を反射して受光器１ｂ〜Ｎｂへ入射させる反射板
Ｍとを所定の間隔をあけて対向配置し、前記投受光ユニ
ットＥと反射板Ｍ間での投受光をスキャニングして投受
光ユニットＥから反射板Ｍまでの離隔距離を計測するこ
とにより、投受光ユニットＥと反射板Ｍ間に設定された
検知エリアＬ内への侵入の有無を監視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば危険領域へ
の侵入を検知してその危険領域に配置された機械などを
停止させるための光カーテン式安全センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工場内で稼動する機械が設置さ
れたエリア内に作業員が不用意に接近すると危険である
ことから、その機械が設置された危険領域への侵入を検
知してその危険領域に配置された機械を停止させるため
の光カーテン式安全センサがある。

【０００３】この種の安全センサは、図４に示すように
必要な間隔で投受光ユニットＡ，Ｂを光軸を一致させた
状態で複数組配置し、それぞれの投受光ユニットＡ，Ｂ
間で同期を順次取りながら投光切り替え器Ｃ及び受光切
り替え器Ｄによる切り替えでもって電気的にスキャニン
グするものである。この安全センサでは、投受光ユニッ
トＡ，Ｂ間の検知エリアＬに作業員などが侵入すると、
投光器１ａ〜Ｎａから受光器１ｂ〜Ｎｂへ向かう光が侵
入者によって遮断されることになる。この侵入者による
遮光でもって危険領域への侵入を検知することができ、
この検知信号に基づいて機械を自動的に停止させるよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した安
全センサでは、投受光ユニットＡ，Ｂ間での遮光の有無
を検知する構造であることから以下のような問題があっ
た。

【０００５】現場の作業員にとっては、メンテナンスや
部品の搬入などで機械をわざわざ停止させていたのでは
作業効率が悪いので、このような場合には、安全センサ
が作動せずに作業ができれば作業効率を上げることがで
きる。そのため、図５に示すように投光ユニットＡ又は
受光ユニットＢの位置を故意にずらして投受光ユニット
Ａ，Ｂの間隔を狭めて危険領域Ｘに侵入できる通路ｍを
設けることがある。このような作業員による安全センサ
の無効化により事故が多発する危険性があるため、現場
の作業員が容易に安全センサを改造できないようにする
要望がある。

【０００６】また、周辺機器の反射による光の回り込み
を防止するため、投光ユニットＡからの光の広がりを２
度以下にする規制がある。そのため、指向性のある光を
発する投光ユニットＡを使用しなければならず、その結
果、投受光ユニットＡ，Ｂの光軸合わせが困難となる。
また、装置の設置位置が高いとか、投受光ユニットＡ，
Ｂの間隔を長くした場合にも、投受光ユニットＡ，Ｂの
光軸合わせが非常に難しく、設置調整やメンテナンスに
非常に時間がかかるという問題もあった。

【０００７】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、現場の作業員
が容易に改造することができず、投受光ユニットの光軸
合わせが容易で、設置調整やメンテナンスに時間がかか
らない光カーテン式安全センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、以下の特徴を具備す
る。

【０００９】請求項１の発明は、投光器及び受光器から
なる投受光ユニットと、投光器からの出射光を反射して
受光器へ入射させる反射板とを所定の間隔をあけて対向
配置し、前記投受光ユニットと反射板間での投受光をス
キャニングして投受光ユニットから反射板までの離隔距
離を計測することにより、投受光ユニットと反射板間に
設定された検知エリア内への侵入の有無を監視すること
を特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、複数組の投受光器を一
直線上に並列配置し、投受光切り替え器により投受光器
と反射板間での投受光を電気的にスキャニングすること
を特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、一組の投受光器と反射
板を対向配置し、前記投受光器の前方に配置したミラー
により投受光器と反射板間での投受光を機械的にスキャ
ニングすることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、前記投光器の前方に偏
向板を配置すると共に、受光器の前方に、投光器の偏向
板の偏向方向と直交するように偏向板を配置し、前記反
射板を、投光器からの出射光の偏向方向を９０°偏向す
る機能を具備した回帰反射板としたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る光カーテン式
安全センサの第一の実施形態を示す。

【００１４】この実施形態の安全センサは、複数組の投
受光器１ａ，１ｂ〜Ｎａ，Ｎｂを収容した投受光ユニッ
トＥを一直線上に並置し、その投受光ユニットＥに対し
て所定の間隔をあけて反射板Ｍを対向配置し、それぞれ
の投受光ユニットＥ間で同期を順次取りながら投光切り
替え器Ｃ及び受光切り替え器Ｄによる切り替えでもって
電気的にスキャニングするものである。投受光ユニット
Ｅでは、投光器１ａ〜Ｎａから発せられた光が反射板Ｍ
で反射し、その反射光が受光器１ｂ〜Ｎｂに入射され
る。この投光器１ａ〜Ｎａからの出射光と反射板Ｍで反
射した受光器１ｂ〜Ｎｂへの入射光との位相差を監視す
ることにより、投受光ユニットＥと反射板Ｍとの間の距
離を計測するようにしている。この安全センサでは、投
受光器１ａ，１ｂ〜Ｎａ，Ｎｂの配列ピッチを設定すれ
ばよいので、投光器１ａ〜Ｎａと受光器１ｂ〜Ｎｂとの
光軸合わせを必要としない。

【００１５】この安全センサでは、投受光ユニットＥと
反射板Ｍ間に作業員などが侵入すると、投受光ユニット
Ｅから反射板Ｍまでの距離が変わることにより危険領域
への侵入を検知することができ、この検知信号に基づい
て機械を自動的に停止させるようにしている。また、投
受光ユニットＥ又は反射板Ｍの位置を故意にずらして投
受光ユニットＥと反射板Ｍの間隔を狭めて危険領域に侵
入できる通路を設けようとしても、投受光ユニットＥか
ら反射板Ｍまでの距離が変わることになり、それを検知
することができるので、現場の作業員が容易に改造する
ことができない。

【００１６】図２は本発明の第二の実施形態を示す。こ
の実施形態の安全センサは、投光器１ａ〜Ｎａの前方に
偏向板Ｆを配置すると共に、受光器１ｂ〜Ｎｂの前方
に、前記投光器１ａ〜Ｎａの偏向板Ｆとは偏向方向が直
角となるような偏向板Ｇを配置する。一方、これら投受
光ユニットＥに対して所定の間隔をあけて回帰反射板
Ｍ’を対向配置する。この回帰反射板Ｍ’は、入射光を
その偏向方向を９０°曲げた状態で反射する機能を有す
るものである。

【００１７】この安全センサでは、投受光ユニットＥと
回帰反射板Ｍ’間に作業員などが侵入すると、投受光ユ
ニットＥから回帰反射板Ｍ’までの距離が変わることに
より危険領域への侵入を検知することができ、この検知
信号に基づいて機械を自動的に停止させる。この時、投
光器１ａ〜Ｎａから偏向板Ｆを介して出射された光は、
回帰反射板Ｍ’で９０°偏向されるため、その９０°偏
向された反射光は、偏向板Ｇを介して受光器１ｂ〜Ｎｂ
に入射して受光される。これに対して、回帰反射板Ｍ’
以外の物体で反射した光であれば、投光器１ａ〜Ｎａか
らの光が偏向されずにそのまま偏向板Ｇに入射するので
受光器１ｂ〜Ｎｂでは受光されない。また、投受光ユニ
ットＥ又は回帰反射板Ｍ’の位置を故意にずらして投受
光ユニットＥと回帰反射板Ｍ’の間隔を狭めて危険領域
に侵入できる通路を設けようとしても、投受光ユニット
Ｅから回帰反射板Ｍ’までの距離が変わることになり、
それを検知することができるので、現場の作業員が容易
に改造することができない。

【００１８】図３は本発明の第三の実施形態を示す。こ
の実施形態の安全センサは、複数組の投受光器を並置す
る構成とした前述の実施形態と異なり、一組の投受光器
１ａ，１ｂ（第一の投受光ユニットＥ₁）に対して所定
の間隔をあけて第一の反射板Ｍ₁を対向配置すると共
に、これとは逆向きで、もう一組の投受光器２ａ，２ｂ
（第二の投受光ユニットＥ₂）に対して所定の間隔をあ
けて第二の反射板Ｍ₂を対向配置する。それぞれの投受
光ユニットＥ₁，Ｅ₂では、電気的にスキャニングするの
ではなく、ミラー（図示せず）を使用することにより機
械的にスキャニングすることにより検知エリアＬを設定
するようにしている。

【００１９】この実施形態の安全センサにおいても、投
受光ユニットＥ₁，Ｅ₂と反射板Ｍ₁，Ｍ₂間に作業員など
が侵入すると、投受光ユニットＥ₁，Ｅ₂から反射板
Ｍ₁，Ｍ ₂までの距離が変わることにより危険領域への侵
入を検知することができ、この検知信号に基づいて機械
を自動的に停止させるようにしている。また、投受光ユ
ニットＥ₁，Ｅ₂又は反射板Ｍ₁，Ｍ₂の位置を故意にずら
して投受光ユニットＥ₁，Ｅ₂と反射板Ｍ₁，Ｍ₂の間隔を
狭めて危険領域に侵入できる通路を設けようとしても、
投受光ユニットＥ₁，Ｅ₂から反射板Ｍ₁，Ｍ₂までの距離
が変わることになり、それを検知することができるの
で、現場の作業員が容易に改造することができない。

【００２０】なお、図示しないが、この第三の実施形態
の構成においても、第二の実施形態の場合と同様、投光
器１ａ，２ａの前方に偏向板Ｆを配置すると共に、受光
器１ｂ，２ｂの前方に、前記投光器１ａ，２ａの偏向板
Ｆとは偏向方向が直角となるような偏向板Ｇを配置す
る。一方、これら投受光ユニットＥ₁，Ｅ₂に対して所定
の間隔をあけて回帰反射板Ｍ’を対向配置するようにし
てもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、投受光ユニット又は反
射板の位置を故意にずらして投受光ユニットと反射板の
間隔を狭めて危険領域に侵入できる通路を設けようとし
ても、投受光ユニットから反射板までの距離が変わるこ
とになり、それを検知することができるので、現場の作
業員が容易に改造することができず、投受光ユニットの
光軸合わせが容易で、設置調整やメンテナンスに時間が
かからない光カーテン式安全センサを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光カーテン式安全センサの第一の
実施形態を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る光カーテン式安全センサの第二の
実施形態を示す概略構成図である。

【図３】本発明に係る光カーテン式安全センサの第三の
実施形態を示す概略構成図である。

【図４】光カーテン式安全センサの従来例を示す概略構
成図である。

【図５】従来の光カーテン式安全センサでの問題点を説
明するための概略構成図である。

【符号の説明】

１ａ〜Ｎａ 投光器 １ｂ〜Ｎｂ 受光器 Ｅ 投受光ユニット Ｍ 反射板 Ｌ 検知エリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 俊哉 大阪府大阪市北区曽根崎２丁目１番12号 北陽電機株式会社内 (72)発明者 佃 真一 大阪府大阪市北区曽根崎２丁目１番12号 北陽電機株式会社内 (72)発明者 嶋地 直広 大阪府大阪市北区曽根崎２丁目１番12号 北陽電機株式会社内 (72)発明者 森 利宏 大阪府大阪市北区曽根崎２丁目１番12号 北陽電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA19 AA20 BB05 BB15 CC16 DD06 FF23 FF31 GG14 HH13 JJ01 JJ05 JJ09 JJ15 LL12 LL32 LL62 MM12 MM22 MM28 QQ25 5C084 AA02 AA07 AA13 BB02 BB14 BB16 CC16 DD32 DD57 DD61 DD67 DD71 EE02 FF03 FF27 GG18 HH13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光器及び受光器からなる投受光ユニッ
   トと、投光器からの出射光を反射して受光器へ入射させ
   る反射板とを所定の間隔をあけて対向配置し、前記投受
   光ユニットと反射板間での投受光をスキャニングして投
   受光ユニットから反射板までの離隔距離を計測すること
   により、投受光ユニットと反射板間に設定された検知エ
   リア内への侵入の有無を監視することを特徴とする光カ
   ーテン式安全センサ。
2. 【請求項２】 複数組の投受光器を一直線上に並列配置
   し、投受光切り替え器により投受光器と反射板間での投
   受光を電気的にスキャニングすることを特徴とする請求
   項１に記載の光カーテン式安全センサ。
3. 【請求項３】 一組の投受光器と反射板を対向配置し、
   前記投受光器の前方に配置したミラーにより投受光器と
   反射板間での投受光を機械的にスキャニングすることを
   特徴とする請求項１に記載の光カーテン式安全センサ。
4. 【請求項４】 前記投光器の前方に偏向板を配置すると
   共に、受光器の前方に、投光器の偏向板の偏向方向と直
   交するように偏向板を配置し、前記反射板を、投光器か
   らの出射光の偏向方向を９０°偏向する機能を具備した
   回帰反射板としたことを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の光カーテン式安全センサ。