JP3866604B2

JP3866604B2 - 光カーテン式安全センサ

Info

Publication number: JP3866604B2
Application number: JP2002094917A
Authority: JP
Inventors: 洋治前嶋; 浩史寺脇; 俊哉東; 真一佃; 直広嶋地; 利宏森
Original assignee: Hokuyo Automatic Co Ltd
Current assignee: Hokuyo Automatic Co Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003294415A

Description

【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，Ｍ₂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

Claims

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。
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。
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。
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。