JPS61283891A - 接触検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、工場その他で使用されるロボット、搬送装
置などの暴走に起因する災害を防止するために用いて好
適な接触検知装置に関するものであり、ロボットのアー
ム為他の各種作業機械の可動部などがたとえば作業者に
接触したこと、車両、荷役装置その他によって、それと
柱状部材との間に作業者、物などが挾まれたことなどを
極めて迅速に、しかも確実に検知することにて履着の事
故防止対策を講することを可能ならしめるものである。

（従来の技術） 危険防止の目的に広く一般に使用されている接触検知装
置としては、たとえば、ロボットアームその他の正常作
動範囲である危険区域をロープ、紐などにて囲繞すると
ともに、そのロープ、紐などの少なくとも一端部をリミ
ットスイッチに連結したもの、ロボットアームその他の
暴走時に、それが当接するおそれの高い部分に小型のリ
ミットスイッチを取り付けたものなどがある。ここで前
者の装置では、たとえばロボットアームが暴走その他に
よって異常作動をした場合に、そのアームのロープ、紐
などへの接触に基づくリミットスイッチの作動により、
また後者の装置では、異常作動をしたロボットアームに
よる小型リミットスイッチの直接的な作動により、それ
ぞれロボットアームの接近を検知することができ、この
検知信号は、たとえばそれをロボットアームの作動スイ
ッチング回路に入力することによって、ロボットアーム
の作動停止信号として利用することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前者の従来技術にあっては、ロボットその他
に対する修理の必要から、ロープ、紐などによる囲いの
内側へ入ってそれを操作する場合におけるその異常作動
を検知することが不可能である他、ロボットその他の機
械から相当距離離間させて設置した囲いが、その外側で
の作業の妨げとなるという問題があった◎ また、後者の従来技術では、小型のリミットスイッチは
感知部が小さいことから、たとえばロボットアームがそ
の感知部以外の部分、いいかえれば不感帯に当接した場
合には、安全装置を作動させることかできないという問
題があり、しかも、リミットスイッチは、その作動に方
向性があるため、全ての方向からの当接を検知するため
には、複数のセンサーを各方向へ向けて複雑に取り付け
なければならないという問題があった。

この発明は、従来技術のかかる間■を有利に解決するも
のであり、占有スペース、取付工数などの増加をもたら
すことなく、ロボットその他の暴走を、その方向のいか
んを問わず、しかも不感帯なしに、高い感度にて検知す
ることができる接触検知装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の接触検知装置は、柱状構造体の周りに、接触
センサーを螺旋状に巻回して取り付け、この接触センサ
ーのリード線を、そのセンサーへの接触を検知する検知
手段に接続するとともに、前記接触センサーを、加圧導
電ゴムと、この加圧導電ゴムを隔てて配置した二枚の可
撓性電極と、それらの複合体の外周全体を被覆する弾性
絶縁外皮と、それぞれの可撓性電極に接続したリード線
・とで構成してなる。

（作用） この接触検知装置では、柱状構造体に巻回した性的に圧
縮変形され、このことによる加圧導電ゴムの電気抵抗値
の急激なる低下に基づき、両可撓性電極の導通がもたら
されるので、かかる導通状態を検知手段にて検知するこ
とにより、柱状構造体への人体、物体などの接触を、接
触方向のいかんを問わず、しかも、柱状構造体の正常作
動、異常作動の別なく常に確実に検知することができ、
この故に、安全対策を速かに講することが可能になる。

また一方において、接触センサーへの外力が取り除かれ
た場合には、そのセンサーは、主には、弾性絶縁外皮お
よび加圧導電ゴムの弾性復元力に基づいて直ちに元の状
態に復帰し、併せて、加圧導電ゴムの電気抵抗値の増加
に基づく両可撓性電極の導通の遮断がもたらされる。

なおここでは、接触センサーを螺旋状に巻回することに
より、不感帯を有効に除去することができるとともに、
外力の作用方向のいかんを問題とすることなく、そこへ
の接触を常に確実に検知することができる。また接触セ
ンサーは、その巻回によって、両可撓性電極の導通がも
たらされる方向の変形、いいかえれば外力を予め受ける
ので、センサー感度の有利なる向上がもたらされること
になり、このことは、接触センサーに、引張方向の外力
を作用させた状態にてその巻回を行った場合にとくに顕
著である〇 そしてまた、この装置において、接触センサーを、柱状
構造体の局面から一定距離をおいて配設した場合には、
人体その他に、柱状構造体の当接荷重をほとんど作用さ
せることなく、そこへの接触を検知することができ、ま
たここにおいて、接触センサーと柱状構造体との間に緩
衝材料を介装　。

した場合には、柱状構造体が人体その他に及ぼす当接荷
重を十分有効に低減させることができる。

（実施例） 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す図であり、図中１は、
棒状、筒状などをなす柱状構造体を、２は接触センサー
をそれぞれ示す。

第１図（ａ）に示す実施例では、その接触センサー２を
、接着剤、ねじ手段などの既知の固定手段を用いること
によって、柱状構造体ｌの周りに、所要のピッチにて直
接的に螺旋巻回して取り付け、この接触センサー２の二
本のり一ド＠８　、８を、電源を内蔵した検知手段４に
接続する。なおここで、センサー２の螺旋ピッチは、柱
状構造体ｌが接触するおそれのある部分の形状、寸法な
どに応じ、不感帯が生じることのないように適宜に選択
できることはもちろんである。

またこの例において、螺旋巻回した接触センサー２が、
柱状構造体１の周面上に、第１図（ａ）に示すように形
成する突条をそのままにしてこの検知装置を使用に供す
ることもできるが、センサー２の、柱状構造体１の長さ
方向へのとくに部分的なずれを防止して不感帯の発生を
有効に阻止し、併せて、装置への接触に際する衝撃の緩
和を図るためには、第１図（ｂ）に断面図で示すように
、センサー２が形成する突条間を、柱状構造体１の周面
にたとえば接着によって固着した緩衝材料５によって埋
め合せ、この緩衝材料６の断面高さをセンサー２のそれ
と等しくすることが好ましい。

このような接触検知装置における接触センサー２は、た
とえば第２図に断面で示すように、加圧導電ゴム６を隔
てて二枚の可撓性電極７，７を配置してこれらの電［７
，７を加圧導電ゴム６の対抗表面にそれぞれ接触させ、
もしくはそれらの表面から幾分離間させて位置させ、ま
た、これらのそれぞれの電極７．７に、はんだ付けその
他の適宜手段によってリード＠８　、８を接続し、さら
に、少なくとも、加圧導電ゴム６と電極７，７との複合
体の外周全体を、弾性絶縁外皮８にて密閉被覆すること
により構成することができ、この接触センサー２は、全
体として偏平な帯状をなす。

ここで、加圧導電ゴム６は、ゴム、ゴム状弾性・体など
からなるゴム質中に、金属粒子１カーボンブラツクその
他の導電性粒子を混合分散させてシート状に成形するこ
とより構成することができ、また、幅および長さを、加
圧導電ゴム６のそれらと同一もしくはそれらより幾分小
さい寸法とすることができる可撓性電極７，７は、導電
性エラストマー、金属箔、導電細線からなる束体、平織
体、平偏体などにて構成することができる。

また、好ましくは、加圧導電ゴム６と電極７゜７との複
合体の外周のみならず、電極）、７へのリード線接続部
分をも密閉被覆す・る弾性絶縁外皮８は、天然ゴムの他
、シリコーンゴムその他の合成ゴムにて構成することが
でき、なかでもとくに、加圧導電ゴム６のゴム質および
リード線８，８の外皮とともに、シリコーンゴムにてそ
れを構成した場合には、すぐれた接着性、耐候性、温度
特性などをもたらすことができる。ここにおいて、弾性
絶縁外皮８の形状および寸法は、接触センサー２に作用
する外力の許容最大値その他との関連の下で適宜に選択
することができる。

なおここで、リード線８の外皮は、絶縁性その他の所要
の物性を具える限りにおいて、弾性絶縁外皮８とは異な
る材料にて構成してもよいことはもちろんであり、また
、このリード！８　、８の可撓性電極７．７への接続位
置は、所要に応じて適宜に選択することができる。

そしてまた、リード＠８　、８によって接触センサー２
に接続される検知手段４は、たとえば有線もしくは無線
発信器とすることができ、この検知手段４は、接触セン
サー２への所定値以上の外力の作用によるその圧縮方向
もしくは曲げ方向への所定量以上の弾性変形によって、
一方の電極７から他方の電極７への通電が行われたとき
に、それを検知して接触信号を発生する。そしてこの接
触信号は、警報の発生、スイッチング回路の作動などに
利眉することができ、たとえば、その信号に基づいて柱
状構造体１の運動を迅速に停止させた場合には、事故を
未然に防止することができる。

さらに、第１図（ｂ）に示す例における緩衝材料５とし
ては、ウレタン７オーム、発泡ゴム、ガラ、ス繊維、ゴ
ムシートなどを所要に応じて選択使用することができる
。

このように構成してなる接触□検知装置では、たとえば
、所期した運動軌跡とは興なる軌跡を描いて運動した柱
状構造体１が、これもたとえば人体に接触した場合にお
いて、その接触時に、接触センサー２に作用する力が所
定値以上となったときには、加圧導電ゴム６の抵抗値の
減少に基づく両電極フ、フの導通を検知手段４にて感知
することにより、柱状構造体１の接触方向のいかんに係
りなく、その接触を常に確実に、しかも、高い感度をも
って検知することができる。

第８図はこの発明の他の実施例を示す斜視図であり、第
８図（ａ）に示す例は、柱状構造体ｌの周面に、その周
方向に所定間隔をおく複数本のワイヤ９を、溶接その他
によって固着し、柱状構造体ｌの長さ方向へ延在するこ
れらのワイヤ９の周りに、接触センサー２を螺旋状に巻
回して取り付けたものであり、また、第８図（ｂ）に示
す例は、柱状構造体ｌの外周に、前述したと同様の緩衝
材料１０を取り付け、この緩衝材料１０の外周に、接触
センサー２を螺旋状に巻回して取り付けたものである。

ここで、第３図（ａ）に示す例によれば、接触センサー
２が人体その他に接触することによる主にはその曲がり
変形によって、接触を検知することができるので、その
検知に際し、人体にはほとんど荷重が作用することはな
い。従って、接触センサー２の所定量の曲がり変形の後
、柱状構造体１が人体に接触する前に、その構造体１を
停止させることにより、安全性を十分に高めることがで
きるＯ なおこの例において、接触センサー２がワイヤ９とオー
バラップする部分にて人体その他に接触した場合には、
ワイヤ９の弾性変形による緩衝作用下にて、センサー２
の圧縮変形に基づく接触検知が行われることになる。

また第８図（ｂ）に示す例では、緩衝材料１０の作用に
より、柱状構造体ｌが人体その他に及ぼす当接荷重を十
分有効に低減させることが可能にな・る。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、第８図（
ａ）に示すワイヤ９を、接触センサー２と交差する方向
へ螺旋状に延在させることもでき、また、第３図（ｂ）
に示す緩衝材料１ｏに、接触センサー２の嵌め込みを許
容する螺旋溝を設けることもできる。

（発明の効果） 従って、この発明によれば、占有スペース、取付工数な
どの増加をもたらすことなく、人体その他に対する各方
向からの接触を、高い感度をもって迅速かつ確実に検知
することができる簡単な構造の不感帯のない接触検知装
置をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す図、 第２図は接触センサーの構造例を示す断面図、第８ｇＪ
はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。 １−・・柱状構造体　　　　２・・・接触センサー８・
・・リード線　　　　　４・・・検知手段５　、１０−
・・緩衝材料　　　６・・・加圧導電ゴム７・・・可撓
性電極　　　　８・・・弾性絶縁外皮９・・・ワイヤ 特許出願人　　株式会社ブリヂストン 第２図 （ａ） 第３図 （ａ） （ｂ） 手　　続　　補　　正　　書　　　　　　　　　　　　
１゜昭和６０年　６月１４日 特許庁長官　　　志　　賀　　　　　学　　殿１、事件
の表示 昭和６０年６月１０日付提出の特許願 ２、発明の名称　　　（ｏ　　−／　２＜ｌ／Ｊｆ接触
検知装置 ３、補正をする者 事硅との関係　特許出願人 （５２７）株式会社　　ブ　リ　ヂ　ス　ト　ン先代理
人 明細書の特許請求の範囲を次のとおりに訂正する。 「２、特許請求の範囲 １、　線もしくは棒状構造体の周りに、接触センサーを
螺旋状に巻回して取り付け、この接触センサーのリード
線を、そのセンサーへの接触を検知する検知手段に接続
するとともに、前記接触センサーを、加圧導電ゴムと、
この加圧導電ゴムを隔てて配置した二枚の可撓性電極と
、それらの複合体の外周全体を被覆する弾性絶縁外皮と
、それぞれの可撓性電極に接続したリード線とで構成し
てなる接触検知装置。 ２、　前記接触センサーを、線もしくは棒状構造体に、
その周面から一定距離をおいて取り付けてなる１項記載
の装置。 ３、　接触センサーと線もしくは棒状構造体との藺に、
緩衝材料を介装してなる２項記載の装置。」 ２、明細書第４頁第１３行、第５頁第３行、同頁第９行
、第１１行、同第６頁第１３行、第１４行、第１７行。 第１８行の「柱状構造体」を「線もしくは棒状構造体」
にそれぞれ訂正する。 ３、同第７頁第４行の「棒状、筒状などをなす柱状構造
体」を「中空もしくは中実の棒状構造体」に訂正する。 ４、同第７頁第８行、第１２行、第１７行、第２０行、
第８頁第４行、第１０頁第１７行、第１１頁第５行、第
１０行、第１４行、第１６行、第１９〜２０行、第１２
頁第９行、第１９行の「柱状」を「棒状」にそれぞれ訂
正する。 ５、同第１３頁第７行末尾に下記を加入する。 「加えて、図示の棒状構造体の形状を湾曲形状、ループ
状などとすることもできる。 第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す斜視図であ
り、この例は、柱状部材１１０周りに巻き付けた針金そ
の他によって、柱状部材１１の周面から離間してそれと
同君をなす環状の線状構造体１２を構成し、この線状構
造体１２に接触センサー２を螺旋状に巻回するとともに
、そのリード線３．３を図示しない検知手段４に接続し
たものである。 この例によれば、接触センサー２のたとえば人体への接
触に際し、接触センサー２は、線状構造体１２の若干の
弾性もしくは塑性変形下にてその圧縮方向の外力、ひい
ては弾性変形を受け、このことにて検知手段４が作動す
るので、柱状部材１１の人体その他への衝突を十分有効
に防止することができる。」 ６、同第１３頁第１８行の「第３図はこの発明」を「第
３．４図はそれぞれこの発明」に訂正する。 ７、同頁第２０行の「１・・・柱状構造体」を「１・・
・棒状構造体」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、柱状構造体の周りに、接触センサーを螺旋状に巻回
   して取り付け、この接触センサーのリード線を、そのセ
   ンサーへの接触を検知する検知手段に接続するとともに
   、前記接触センサーを、加圧導電ゴムと、この加圧導電
   ゴムを隔てて配置した二枚の可撓性電極と、それらの複
   合体の外周全体を被覆する弾性絶縁外皮と、それぞれの
   可撓性電極に接続したリード線とで構成してなる接触検
   知装置。 ２、前記接触センサーを、柱状構造体に、その周面から
   一定距離をおいて取り付けてなる１項記載の装置。 ３、接触センサーと柱状構造体との間に、緩衝材料を介
   装してなる２項記載の装置。