(57)【要約】【課題】引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制する。【解決手段】防爆機器１０は、中空形状をなすフレーム１１と、フレーム１１内に気体を供給して内部を所定圧力より高く保持可能なエア供給装置３１と、フレーム１１内に配置される電気部品２１と、電気部品２１に電力を供給するバッテリ１７と、バッテリ１７から電気部品２１への電力供給を停止可能な保護装置１８と、バッテリ１７を収納する安全増防爆容器であるバッテリ収納容器１５と、保護装置１８を収納する耐圧防爆容器である保護装置収納容器１６と、を有する。防爆機器１０は、バッテリ収納容器１５内に、バッテリ１７のパラメータを管理する管理装置を有さない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなすフレームと、
前記フレーム内に気体を供給して内部を所定圧力より高く保持可能な気体供給装置と、
前記フレーム内に配置される電気部品と、
前記電気部品に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから前記電気部品への電力供給を停止可能な保護装置と、
前記バッテリを収納する安全増防爆容器であるバッテリ収納容器と、
前記保護装置を収納する耐圧防爆容器である保護装置収納容器と、を有し、
前記バッテリ収納容器内に、前記バッテリのパラメータを管理する管理装置を有さない、
防爆機器。
【請求項２】
前記バッテリ収納容器は、前記バッテリを内部に固定する固定部を有し、前記固定部は、固定した前記バッテリと前記バッテリ収納容器の外周との間の距離が、所定距離となる位置に設けられる、請求項１に記載の防爆機器。
【請求項３】
前記所定距離は、前記バッテリと前記バッテリ収納容器の外周との間で絶縁を保つことができる距離以上の距離である、請求項２に記載の防爆機器。
【請求項４】
前記バッテリ収納容器と前記保護装置収納容器とは、前記フレームの外部に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の防爆機器。
【請求項５】
前記バッテリ収納容器と前記保護装置収納容器とは、前記フレームの内部に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の防爆機器。
【請求項６】
前記フレームの周囲を撮像する撮像部を更に有し、
前記撮像部は、
前記フレームの外部に設けられた撮像素子と、
前記フレームの外部に、前記撮像素子と接続して設けられ、前記撮像素子が取得した電気信号を増幅する伝送基板と、
前記フレームの内部に、前記伝送基板と接続して設けられ、前記伝送基板によって増幅された前記電気信号を、前記フレームの周囲を撮像した撮像画像用のデータとして取得する制御装置と、
を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の防爆機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防爆機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆発性雰囲気下において機器を用いる際、機器の動作時に発生する火花が引火して火災が発生するなどのおそれがあることから、防爆構造が適用される場合がある。例えば特許文献１には、内部の圧力を外部の圧力より高く保持することで、引火性の気体の内部への進入を抑制する内圧防爆構造の防爆機器について記載されている。特許文献１においては、防爆機器の電気部品に電力供給を行うバッテリと、異常時にバッテリからの電力供給を遮断する保護装置が設けられる旨が記載されている。特許文献１においては、バッテリと保護装置とが、耐圧防爆容器に収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０６０３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、バッテリと保護装置とを耐圧防爆容器に収納する場合、防爆機器全体のサイズ及び重量が大きくなってしまう。従って、防爆機器において、引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することが求められている。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制可能な防爆機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本開示に係る防爆機器は、中空形状をなすフレームと、前記フレーム内に気体を供給して内部を所定圧力より高く保持可能な気体供給装置と、前記フレーム内に配置される電気部品と、前記電気部品に電力を供給するバッテリと、前記バッテリから前記電気部品への電力供給を停止可能な保護装置と、前記バッテリを収納する安全増防爆容器であるバッテリ収納容器と、前記保護装置を収納する耐圧防爆容器である保護装置収納容器と、を有し、前記バッテリ収納容器内に、前記バッテリのパラメータを管理する管理装置を有さない。
【０００７】
この防爆機器によると、保護装置を保護装置収納容器に収納し、バッテリをバッテリ収納容器に収納することで、引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することができる。
【０００８】
前記バッテリ収納容器は、前記バッテリを内部に固定する固定部を有し、前記固定部は、固定した前記バッテリと前記バッテリ収納容器の外周との間の距離が、所定距離となる位置に設けられることが好ましい。この防爆機器によると、所定距離を保つことで、バッテリからの引火を適切に抑制することができる。
【０００９】
前記所定距離は、前記バッテリと前記バッテリ収納容器の外周との間で絶縁を保つことができる距離以上の距離であることが好ましい。この防爆機器によると、バッテリとバッテリ収納容器の外周との間で絶縁距離を保つことができるので、バッテリからの引火を適切に抑制することができる。
【００１０】
前記バッテリ収納容器と前記保護装置収納容器とは、前記フレームの外部に設けられることが好ましい。この防爆機器によると、フレームのサイズを小さくして、内圧調整を好適に行うことができる。
【００１１】
前記バッテリ収納容器と前記保護装置収納容器とは、前記フレームの内部に設けられることが好ましい。この防爆機器によると、サイズ及び重量を抑制しつつ、引火を適切に抑制することができる。
【００１２】
前記フレームの周囲を撮像する撮像部を更に有し、前記撮像部は、前記フレームの外部に設けられた撮像素子と、前記フレームの外部に、前記撮像素子と接続して設けられ、前記撮像素子が取得した電気信号を増幅する伝送基板と、前記フレームの内部に、前記伝送基板と接続して設けられ、前記伝送基板によって増幅された前記電気信号を、前記フレームの周囲を撮像した撮像画像用のデータとして取得する制御装置と、を有することが好ましい。この防爆機器によると、サイズ及び重量を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係る防爆機器の概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るバッテリ収納容器の模式図である。
【図３】図３は、本実施形態の他の例に係る防爆機器の概略構成図である。
【図４】図４は、変形例に係る防爆容器の概略構成図である。
【図５】図５は、撮像システムの模式的なブロック図である。
【図６】図６は、撮像ユニット及びカメラ収納容器の構造の一例を示す図である。
【図７】図７は、撮像ユニット及びカメラ収納容器の構造の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１６】
（防爆機器の全体構成）
図１は、本実施形態に係る防爆機器の概略構成図である。本実施形態に係る防爆機器１０は、爆発性雰囲気下において作業を行う機器であり、防爆構造を有する機器である。本実施形態において、防爆機器１０は、爆発性雰囲気下において、防災支援作業、建築物保全作業、及び巡回などの作業を行う産業用ロボットである。防爆機器１０が作業を行う作業環境は、引火性気体を生成する可能性のあるフィールドが広く含まれ、例えば、石油・化学プラント、可燃性液体などの危険物の製造・貯蔵・取扱所、塗装設備、溶剤使用作業所、高圧ガス設備、燃料電池関連施設などが挙げられる。
【００１７】
図１に示すように、防爆機器１０は、フレーム１１と、バッテリ収納容器１５と、保護装置収納容器１６とを有する。防爆機器１０は、中空形状をなすフレーム１１の下部に移動装置１２が設けられることで、移動可能となっている。移動装置１２は、駆動車輪１３を有している。すなわち、フレーム１１は、下部に走行体としての４個の駆動車輪１３が設けられており、フレーム１１の内部に配置されたモータ１４により駆動回転可能となっている。なお、走行体としては、駆動車輪１３に限らず、例えば、クローラであってもよい。
【００１８】
フレーム１１は、防爆機器１０の本体部分であり、各種機器が収納されている。フレーム１１に収納される機器については後述する。フレーム１１は、中空形状であり、内部の気体の圧力を外部の気体の圧力よりも高く保持することで、外部からの爆発性気体の進入を抑制する容器となっている。すなわち、フレーム１１は、内圧防爆構造を有する内圧防爆容器である。内圧防爆構造とは、爆発性気体に対して点火源となり得る電気機器又は部分を、所定仕様を有する容器に収容し、その容器の内部に空気、窒素などの気体（保護ガス）を送入加圧することにより、外部の爆発性雰囲気から隔離する構造を指す。内圧防爆構造の詳細仕様については、国際整合防爆指針２００８Ｅｘに準ずるとする。この指針が将来的に改訂された場合には、本実施形態で用いられる用語もまた、改訂後の内容に基づいて解釈されるものとする。フレーム１１は、内圧を保つために密封されていることが好ましい。すなわち、フレーム１１は、配線Ｌ３等の外部との接続箇所が、シールされていることが好ましい。
【００１９】
バッテリ収納容器１５は、フレーム１１に取付けられて、内部にバッテリ１７を収納する容器である。本実施形態において、バッテリ収納容器１５は、フレーム１１の外部に設けられている。バッテリ収納容器１５の構造については後述する。
【００２０】
バッテリ１７は、フレーム１１内に設けられる各種機器（モータ１４、後述の電気部品２１、機器制御装置２２、送受信器２４など）に電力を供給する電池である。バッテリ１７は、例えば複数の電池セル１７ａが直列接続されて構成される電池である。さらに言えば、バッテリ１７は、管理装置、すなわちＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）を有さない電池である。ここでの管理装置とは、バッテリの各種パラメータ（例えば充電量、電流量、温度など）を管理する装置である。バッテリ１７は、このような管理装置を備えていない電池であるため、電池セル１７ａ以外に、防爆機器１０の外部の爆発性気体に対して点火源となる部品を有していないといえる。言い換えれば、防爆機器１０は、バッテリ収納容器１５内に、バッテリ１７のパラメータを管理する管理装置を有しておらず、バッテリ収納容器１５内に、電池セル１７ａ以外の点火源となる部品を有していないといえる。バッテリ１７は、管理装置を有さない電池、すなわち電池セル１７ａ以外に点火源を有さない電池であれば、任意の電池であってよく、一次電池であっても二次電池であってもよい。ただし、バッテリ１７としては、リチウムイオン二次電池は含まれない。バッテリ１７としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、鉛蓄電池（鉛酸二次電池）などが挙げられる。なお、防爆機器１０は、バッテリ収納容器１５の外側（例えばフレーム１１内）に、バッテリ１７のパラメータを管理する管理装置を有していてもよい。この場合、バッテリ１７は、このバッテリ収納容器１５の外側に設けられた管理装置に管理される。
【００２１】
保護装置収納容器１６は、フレーム１１に取付けられて、内部に保護装置１８を収納する容器である。本実施形態において、保護装置収納容器１６は、フレーム１１の外部に設けられている。また、保護装置収納容器１６は、バッテリ収納容器１５とは別の容器であり、バッテリ収納容器１５の外部に設けられている。保護装置収納容器１６の構造については後述する。なお、バッテリ収納容器１５も、保護装置収納容器１６の外部に設けられている。
【００２２】
保護装置１８は、フレーム１１内の各種機器へのバッテリ１７からの電力供給を遮断可能に構成されるインターロック用ブレーカ、すなわちリレー装置である。保護装置１８は、通常時においては、クローズ状態となっており、バッテリ１７とフレーム１１内の各種機器とを、電力供給が可能な状態に接続している。一方、保護装置１８は、異常発生時に、後述の保護監視部５２の操作によりオープン状態に切り替えられ、バッテリ１７とフレーム１１内の各種機器とを、電力供給が不可能な状態、すなわち非接続にする。保護装置１８の切り替えのロジックについては、後述する。
【００２３】
バッテリ１７と保護装置１８とは、電線（電源線）Ｌ０を介して接続されている。電線Ｌ０には、防爆コネクタＳが設けられている。防爆コネクタＳは、フレーム１１、バッテリ収納容器１５及び保護装置収納容器１６の外部に設けられている。バッテリ１７は、防爆コネクタＳを介して、保護装置１８、すなわち防爆機器１０に接続されている。バッテリ１７は、防爆コネクタＳを取り外すことで、保護装置１８、すなわち防爆機器１０から取り外される。このように、バッテリ１７は、防爆コネクタＳによって、防爆機器１０から着脱可能となっている。従って、防爆機器１０は、例えばフレーム１１を開いて内圧防爆状態を解除することなく、バッテリ１７を容易に取り換えたり充電したりすることができる。ただし、防爆コネクタＳは、設けられていなくてもよく、バッテリ１７は、電線Ｌ０を介して、保護装置１８に直接接続されていてもよい。なお、防爆コネクタとは、防爆性を有するコネクタであり、例えば耐圧防爆性を有するコネクタである。
【００２４】
フレーム１１の内部には、モータ１４と、電気部品２１と、機器制御装置２２と、送受信器２４と、アンテナ２５とを有する。防爆機器１０は、図示しないが、ロボットアームが設けられており、電気部品２１は、このロボットアームを作動させるためのモータや各種センサである。なお、フレーム１１は、ロボットアームだけでなく、例えば、ウインチ装置及び照明装置などの各種機器が設けられている。
【００２５】
電気部品２１と機器制御装置２２とは、電線（信号線）Ｌ１により互いに接続される。機器制御装置２２は、電気部品２１を制御可能となっている。また、電気部品２１は、電線（電源線）Ｌ２Ａ、Ｌ３を介して、バッテリ１７に接続されている。より詳しくは、電気部品２１は、電線Ｌ２Ａを介して、保護装置１８に接続される電線Ｌ３に接続されている。従って、電気部品２１は、電線Ｌ２Ａ、Ｌ３を介して保護装置１８に接続され、保護装置１８、電線Ｌ０を介して、バッテリ１７に接続されている。また、機器制御装置２２は、電線（電源線）Ｌ２Ｂ、Ｌ３を介して、バッテリ１７に接続されている。より詳しくは、機器制御装置２２は、電線Ｌ２Ｂを介して、保護装置１８に接続される電線Ｌ３に接続されている。従って、機器制御装置２２は、電線Ｌ２Ｂ、Ｌ３を介して保護装置１８に接続され、保護装置１８、電線Ｌ０を介して、バッテリ１７に接続されている。電線Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂは、互いに並列に電線Ｌ３に接続されている。
【００２６】
また、モータ１４は、電気部品２１の一部であり、電線（信号線）Ｌ９により接続されている。すなわち、モータ１４は、電線Ｌ２Ａ、電線Ｌ３、保護装置１８、及び電線Ｌ０を介して、バッテリ１７に接続されている。
【００２７】
送受信器２４は、アンテナ２５に接続されている。このアンテナ２５は、電波を通す気密ドーム２６内に配置されている。そして、送受信器２４は、電線（信号線）Ｌ４により機器制御装置２２に接続されると共に、電線（電源線）Ｌ５により、電線Ｌ３、保護装置１８、及び電線Ｌ０を介して、バッテリ１７に接続されている。
【００２８】
また、フレーム１１は、内部に気体を供給するエア供給装置３１が設けられている。フレーム１１は、外部に空気タンク３２と減圧機３３が取付けられており、エア供給装置３１は、フレーム１１の外部に設けられる空気タンク３２からフレーム１１を貫通して内部に延出する空気供給ライン３５が設けられて構成され、空気供給ライン３５は、フレーム１１の外部側に減圧弁３６が設けられ、端部が開放されている。そのため、通常、空気タンク３２の加圧空気が空気供給ライン３５を通してフレーム１１の内部に供給されており、減圧弁３６によりフレーム１１の内部の圧力が外部の圧力より高い一定の設定圧力に維持される。
【００２９】
また、フレーム１１は、内部の気体を排出する排気装置４１が設けられている。排気装置４１は、フレーム１１を貫通して内部に延出する空気排出ライン４３により構成され、空気排出ライン４３は、フレーム１１の外部側にリリーフ弁４４が設けられ、端部が開放されている。そのため、フレーム１１の内部の温度が上昇することで、フレーム１１の内部の圧力が設定圧力より高くなると、リリーフ弁４４によりフレーム１１の内部の空気が空気排出ライン４３を通して外部に排出され、フレーム１１の内部の圧力を低下させる。
【００３０】
また、フレーム１１は、内部に保護監視装置５１が搭載されている。この保護監視装置５１は、保護監視部５２と本質安全バリアリレー（本質安全型）５３とを有している。保護監視部５２は、電線（電源線）Ｌ６を介して送受信器２４に接続されると共に、電線（信号線）Ｌ７を介して本質安全バリアリレー５３に接続されている。そして、本質安全バリアリレー５３は、電線（信号線）Ｌ８がシールド５４を介して外部に延出され、圧力検出器５５が接続されている。この圧力検出器５５は、フレーム１１の配管を介して内部と連結されており、フレーム１１の内部の圧力を検出する。
【００３１】
保護監視部５２は、圧力検出器５５が検出した圧力に応じて減圧弁３６、リリーフ弁４４を開閉可能となっている。即ち、保護監視部５２は、フレーム１１の内部の圧力が所定圧力より高く保持されるように減圧弁３６、リリーフ弁４４を開閉制御する。
【００３２】
また、保護監視部５２は、保護装置１８を操作可能となっている。そのため、保護監視部５２は、フレーム１１の内部の圧力が所定気圧以下に低下したら、保護装置１８を操作して、保護装置１８をオープン状態にする。これにより、保護監視部５２は、バッテリ１７から電気部品２１、機器制御装置２２、送受信器２４、モータ１４への電力供給を停止する。
【００３３】
操作装置６１は、送受信器６２が接続されており、送受信器６２は、アンテナ６３を有している。送受信器２４，６２は、通信装置として機能し、無線により各種信号の送受信が可能となっており、操作装置６１は、送受信器２４，６２を介して機器制御装置２２に制御信号を送信することができると共に、機器制御装置２２から各種の情報信号を受信することができる。なお、防爆機器１０は、機器制御装置２２の制御によって自走可能なロボットであるが、移動装置１２を遠隔操作により制御することで自走可能としてもよい。
【００３４】
なお、防爆機器１０は、送受信器２４，６２の故障などを考慮して操作装置６１と機器制御装置２２とを通信用光ファイバにより接続しておくことが望ましい。この場合、送受信器２４，６２が故障しても通信用光ファイバを用いて操作装置６１と機器制御装置２２との送受信を行うことができ、また、通信用光ファイバが切断されても、送受信器２４，６２を用いて操作装置６１と機器制御装置２２との送受信を行うことができる。
【００３５】
このように構成された防爆機器１０は、作動前に、まず、防爆性気体のない安全な場所で、保護装置１８を操作し、バッテリ１７から電気部品２１、機器制御装置２２、送受信器２４、モータ１４への電力供給を開始し、フレーム１１内に引火性ガスが浸入しないようにする防爆作業を行う。即ち、エア供給装置３１により空気タンク３２の空気を空気供給ライン３５からフレーム１１の内部に供給し、フレーム１１の内部を昇圧する。すると、排気装置４１により内部の空気がリリーフ弁４４を通して空気排出ライン４３からフレーム１１の外部に排出される。
【００３６】
このとき、空気供給ライン３５からフレーム１１内への気体の供給量は、空気排出ライン４３からフレーム１１外への気体の排出量より多いことから、フレーム１１は、内部の圧力が上昇する。そして、圧力検出器５５は、フレーム１１内の気体圧力が所定値より高くなったら、本質安全バリアリレー５３を介して保護監視部５２に信号を出力し、保護監視部５２は、励磁によりリリーフ弁４４を閉じて掃気を完了する。
【００３７】
フレーム１１内の掃気が完了したら、防爆機器１０は、爆発性気体の中へ侵入して作業を行うが、この間、保護監視部５２は、フレーム１１内の圧力が外部より高い所定値に維持されるように減圧弁３６の開閉制御を行う。
【００３８】
（容器の構造）
次に、バッテリ収納容器１５と保護装置収納容器１６との構造についてより詳細に説明する。バッテリ収納容器１５は、フレーム１１の外部に設けられ、内部にバッテリ１７を収納する容器である。バッテリ収納容器１５は、安全増防爆構造を有する安全増防爆容器である。安全増防爆構造とは、内部に収納した対象物から、電気火花や高温が発生しないよう、安全度が高められた構造を指す。より詳しくは、バッテリ収納容器１５は、内部に収納した対象物、すなわちバッテリ１７を、バッテリ収納容器１５の外周に対して所定距離を保つように、収納する容器である。言い換えれば、バッテリ収納容器１５は、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間の距離（沿面距離及び空間距離）が、絶縁を保つことができる規定の距離以上となるように、バッテリ１７を保持する容器である。すなわち、ここでの所定距離とは、絶縁距離以上の長さの距離を指す。バッテリ収納容器１５は、このようにバッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間で絶縁距離を保つことで、バッテリ１７からの引火を抑制している。なお、バッテリ収納容器１５は、安全増防爆容器であれば、密封されていなくてよく、外部と連通するものであってよい。また、バッテリ収納容器１５は、安全増防爆容器でなく耐圧防爆容器であってもよい。なお、バッテリ収納容器１５内においては、電位の異なる導体間を、絶縁を保つことができる規定の距離以上に保っている。従って、バッテリ収納容器１５内においてバッテリ１７の端子間の距離、すなわち、電池セル１７ａ同士の間の距離（沿面距離及び空間距離）も、絶縁を保つことができる規定の距離以上となっている。
【００３９】
図２は、本実施形態に係るバッテリ収納容器の模式図である。本実施形態においては、バッテリ収納容器１５は、図２に示すように、筐体部１５Ａと固定部１５Ｂとを有する。筐体部１５Ａは、バッテリ収納容器１５の容器に該当する部分であって、中空構造となっている。筐体部１５Ａは、内部にバッテリ１７を収納可能となっている。固定部１５Ｂは、筐体部１５Ａの内部に設けられている。固定部１５Ｂは、バッテリ１７を、固定した状態で保持可能に構成された部材である。例えば、固定部１５Ｂは、支持部１５Ｂ１と保持部１５Ｂ２とを有する。支持部１５Ｂ１は、保持部１５Ｂ２を支持する部材である。
支持部１５Ｂ１は、筐体部１５Ａの内周面から延在して、先端で保持部１５Ｂ２を支持する。保持部１５Ｂ２は、例えばバッテリ１７を保持して固定する部材である。固定部１５Ｂは、保持部１５Ｂ２で固定（保持）したバッテリ１７とバッテリ収納容器１５（筐体部１５Ａ）の外周との間の距離Ｄが、所定距離となる位置に設けられる。ここでの距離Ｄは、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５（筐体部１５Ａ）の外周との間の最短距離を指す。そして、所定距離とは、上述のように、絶縁距離以上の距離である。従って、バッテリ収納容器１５は、筐体部１５Ａの内部に設けられた固定部１５Ｂにより、バッテリ１７を筐体部１５Ａの内部に固定することで、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間で絶縁距離を保つことができる。なお、図２に示すバッテリ収納容器１５の構造は、一例である。バッテリ収納容器１５は、安全増防爆容器となっていれば、すなわちバッテリ１７と外部との絶縁距離を保つことができるものであれば、任意の構造とすることができる。
【００４０】
図１に示すように、保護装置収納容器１６は、フレーム１１の外部に設けられ、内部に保護装置１８を収納する容器である。保護装置収納容器１６は、耐圧増防爆構造を有する耐圧防爆容器である。耐圧増防爆構造とは、容器がその内部に侵入した爆発性気体による内部爆発に対して、損傷を受けることなく耐え、且つ容器の全ての接合部又は構造上の開口部を通して、外部の爆発性雰囲気へ火災を生じることのない防爆構造である。なお、保護装置収納容器１６は、耐圧防爆容器であれば、密封されていなくてよく、外部と連通するものであってよい。なお、保護装置収納容器１６は、バッテリ収納容器１５よりサイズが小さいことが好ましい。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る防爆機器１０は、中空形状をなすフレーム１１と、エア供給装置３１（気体供給装置）と、電気部品２１と、バッテリ１７と、保護装置１８と、バッテリ収納容器１５と、保護装置収納容器１６と、を有する。エア供給装置３１は、フレーム１１内に気体を供給して内部を所定圧力より高く保持可能な装置である。電気部品２１は、フレーム１１内に配置される。バッテリ１７は、電気部品２１に電力を供給する電池である。保護装置１８は、バッテリ１７から電気部品２１への電力供給を停止可能な装置である。バッテリ収納容器１５は、バッテリ１７を収納する安全増防爆容器である。保護装置収納容器１６は、保護装置１８を収納する耐圧防爆容器である。防爆機器１０は、バッテリ収納容器１５内に、バッテリ１７のパラメータを管理する管理装置を有さない。
【００４２】
防爆機器１０は、例えばフレーム１１内の内圧が低下した際などには、フレーム１１内に爆発性気体が進入するおそれがあるため、電気部品２１からの引火を防ぐよう、保護装置１８を起動してバッテリ１７から電気部品２１への電力供給を停止する必要がある。しかし、バッテリ１７及び保護装置１８も、爆発性気体に対する引火源となりうる。従って、バッテリ１７及び保護装置１８は、内圧防爆構造以外の防爆容器に収納する必要がある。防爆容器としては、耐圧防爆容器が安全性上好ましいが、耐圧防爆容器は、耐圧性能を付与するため、サイズ及び重量が大きくなる。この場合、防爆機器１０の重量及びサイズが大きくなってしまう。防爆機器１０が移動するロボットである場合は、重量及びサイズの低減が特に求められる。
【００４３】
それに対し、本実施形態に係る防爆機器１０は、絶縁距離を保つことが困難な保護装置１８については、耐圧防爆容器である保護装置収納容器１６に収納して引火を抑制しつつ、バッテリ１７を、保護装置１８とは別の容器であるバッテリ収納容器１５に収納している。さらに言えば、本実施形態に係る防爆機器１０は、バッテリ１７を、管理装置を有さない仕様にすることで、バッテリ１７を耐圧防爆容器に収納する必要性を無くし、バッテリ１７を安全増防爆容器であるバッテリ収納容器１５に収納する。このようにバッテリ１７をバッテリ収納容器１５に収納することで、バッテリ１７の絶縁距離を保って、引火を抑制可能としている。さらに、安全増防爆容器は、耐圧防爆容器よりも重量及びサイズを小さく保つことができる。このように、防爆機器１０によると、保護装置１８を保護装置収納容器１６に収納して引火を抑制しつつ、バッテリ１７をバッテリ収納容器１５に収納することで、引火を抑制しつつ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することが可能となる。特に、バッテリ１７は、保護装置１８に比べてサイズが大きい傾向にあるため、バッテリ１７を、保護装置１８と別に、安全増防爆容器に収納することで、サイズ及び重量が大きくなることを好適に抑制することができる。
【００４４】
また、バッテリ収納容器１５は、バッテリ１７を内部に固定する固定部１５Ｂを有する。固定部１５Ｂは、固定したバッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間の距離が、所定距離となる位置に設けられる。このバッテリ収納容器１５は、固定部１５Ｂにより、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間の距離を所定距離に保つことが可能となる。従って、この防爆機器１０によると、サイズ及び重量を抑制しつつ、所定距離を保つことで、バッテリ１７からの引火を適切に抑制することができる。
【００４５】
また、所定距離は、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間で絶縁を保つことができる距離以上の距離である。この防爆機器１０によると、バッテリ１７とバッテリ収納容器１５の外周との間で絶縁距離を保つことができるので、サイズ及び重量を抑制しつつ、バッテリ１７からの引火を適切に抑制することができる。
【００４６】
また、バッテリ収納容器１５と保護装置収納容器１６とは、フレーム１１の外部に設けられる。フレーム１１は、内圧防爆容器であるため、内部の圧力を高圧に保つ必要がある。従って、フレーム１１のサイズが大きくなれば、内圧に保つ容積が増えて、内圧調整が難しくなる。それに対し、この防爆機器１０は、バッテリ収納容器１５と保護装置収納容器１６とが、フレーム１１の外部にある分、フレーム１１のサイズを小さくすることができる。従って、この防爆機器１０によると、内圧調整を好適に行うことができる。さらに言えば、バッテリ収納容器１５をフレーム１１の外部に設けることで、例えばバッテリ１７の交換の際に、フレーム１１を開く必要がなくなり、内圧を保ったままにすることもできる。
【００４７】
ただし、バッテリ収納容器１５と保護装置収納容器１６とは、図３に示すように、フレーム１１の内部に設けられていてもよい。図３は、本実施形態の他の例に係る防爆機器の概略構成図である。図３に示すように、防爆機器１０ａは、バッテリ収納容器１５と保護装置収納容器１６とが、フレーム１１の内部に設けられている。この場合であっても、バッテリ収納容器１５を安全増防爆容器として保護装置収納容器１６を耐圧防爆容器としているため、サイズ及び重量を抑制しつつ、引火を適切に抑制することができる。
【００４８】
（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。変形例に係る防爆機器１０ｂは、撮像部７０を有する点で、実施形態の防爆機器１０と異なる。変形例において、実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００４９】
図４は、変形例に係る防爆容器の概略構成図である。図４に示すように、防爆機器１０ｂは、撮像部７０を有する。撮像部７０は、撮像ユニット７２と、制御ユニット７４とを有する。撮像ユニット７２は、フレーム１１の外部に設けられており、防爆機器１０ｂの周囲を撮像する。制御ユニット７４は、撮像ユニット７２が取得した電気信号を画像データとするための処理を行う。撮像ユニット７２は、カメラ収納容器７６に収納されている。カメラ収納容器７６は、フレーム１１から鉛直方向上方に延在する軸部７７によって、フレーム１１に接続されている。カメラ収納容器７６、すなわち撮像ユニット７２は、軸部７７の先端に接続されているため、フレーム１１よりも鉛直方向上方に位置している。
【００５０】
制御ユニット７４は、フレーム１１の内部に設けられている。制御ユニット７４は、図４の例では、機器制御装置２２の一部としているが、フレーム１１内に設けられているものであれば、機器制御装置２２とは別の装置であってもよい。制御ユニット７４は、ケーブル（信号線）Ｃを介して、撮像ユニット７２に接続されている。ケーブルＣは、例えば、軸部７７の内部を通っている。
【００５１】
図５は、撮像システムの模式的なブロック図である。図５に示すように、撮像ユニット７２は、レンズ８０と、撮像素子８２と、伝送基板８４とを有する。撮像素子８２は、レンズ８０を介して取り込んだ光、すなわち防爆機器１０の周囲の光（可視光）を、電気信号に変換するイメージセンサである。撮像素子８２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。伝送基板８４は、撮像素子８２に接続される基板であり、撮像素子８２が光を変換することで生成した電気信号を、増幅する。
【００５２】
図５に示すように、制御ユニット７４は、制御装置８６と、ＡＤ変換部８８とを有する。制御装置８６は、カメラコントロールユニット、すなわちＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、撮像素子８２の絞りや、撮像素子８２が生成する電気信号における色調などを制御する装置である。制御装置８６は、撮像素子８２が生成した電気信号、すなわち伝送基板８４に増幅された電気信号を、ケーブルＣを介して、伝送基板８４から取得する。ＡＤ変換部８８は、制御装置８６が取得したアナログの電気信号を、デジタルの電気信号に変換する。本変形例においては、ＡＤ変換部８８によってデジタル変換された電気信号は、送受信器２４及びアンテナ２５を介して、防爆機器１０の外部の装置に送信される。この外部の装置は、デジタル変換された電気信号に画像処理を加えて、デジタル変換された電気信号から、防爆機器１０の周囲を撮像した画像データを生成する。すなわち、制御ユニット７４は、伝送基板８４によって増幅された電気信号を、フレーム１１の周囲を撮像した撮像画像用のデータとして取得するといえる。ただし、制御ユニット７４自身が、デジタル変換された電気信号に画像処理を加えて、画像データを生成してもよい。
【００５３】
図６は、撮像ユニット及びカメラ収納容器の構造の一例を示す図である。カメラ収納容器７６は、防爆容器、さらに言えば耐圧防爆構造を有する耐圧防爆容器である。図６に示すように、カメラ収納容器７６は、筐体部７６Ａ及び前面部７６Ｂを有する。筐体部７６Ａは、中空であり一面が開口している容器である。前面部７６Ｂは、筐体部７６Ａの開口している一面に設けられる透明性を有する部材である。前面部７６Ｂは、例えば耐圧ガラスなどである。撮像ユニット７２は、この筐体部７６Ａの内部に収納され、筐体部７６Ａの開口する一面が前面部７６Ｂに閉塞されることで、耐圧防爆構造下で保護される。
【００５４】
撮像ユニット７２は、レンズ８０が、前面部７６Ｂに対向した位置に設けられる。そして、撮像素子８２は、レンズ８０に対向した位置に設けられる。すなわち、撮像素子８２は、レンズ８０を隔てて、前面部７６Ｂと反対側に位置している。撮像素子８２は、板状となっており、光を取り込む側の表面がレンズ８０に対向している。また、伝送基板８４も、板状の部材である。伝送基板８４は、一方の表面が、撮像素子８２のレンズ８０と反対側の表面に対向、接触している。すなわち、伝送基板８４は、撮像素子８２と面同士で接続されている。伝送基板８４の撮像素子８２と反対側の表面には、接続パッド部９０が接続されている。接続パッド部９０は、例えば半田など、電気信号を送信可能な導電性部材である。
【００５５】
また、カメラ収納容器７６内には、ケーブルＣの先端が収納されている。ケーブルＣは、留め具ＣＡによって、カメラ収納容器７６内に固定されている。ケーブルＣは、接続ケーブル（信号線）９２を介して、接続パッド部９０に接続されている。すなわち、ケーブルＣは、接続ケーブル９２、接続パッド部９０、伝送基板８４を介して、撮像素子８２に接続されている。従って、撮像素子８２で生成された電気信号は、ケーブルＣを介して、制御ユニット７４に送信可能となっている。
【００５６】
ここで、防爆機器にカメラを設ける場合、カメラにも防爆構造を付与する必要がある。しかし、例えば防爆機器１０を巡回に用いる場合などにおいては、カメラを、人の目線の高さにしたり、位置を移動させたりする必要がある。このような場合、カメラをフレーム１１内に配置しておくことは難しい。例えばフレーム１１を鉛直方向上方に伸ばし、そこにカメラを配置することも可能であるが、鉛直方向上方に伸ばした箇所に高圧気体を充填することが、難しい場合もある。一方、カメラをフレーム１１の外部に配置した場合、カメラ全体を耐圧防爆容器に収納する必要が生じ、大きさ及び重量の点で不利となる。それに対し、変形例に係る防爆機器１０ｂは、撮像部７０を、フレーム１１の外部に設けた撮像ユニット７２と、フレーム１１内に設けた制御ユニット７４とに分離する。そして、撮像する（光を取り込む）ために必要最低限の装置である撮像素子８２と伝送基板８４とを、撮像ユニット７２側に設ける。そして、その他の装置、すなわち、撮像（光の取り込み）に不要な装置を、制御ユニット７４側に設ける。従って、この防爆機器１０ｂによると、フレーム１１の外部に設ける機器を最小限に抑えることが可能となり、耐圧防爆容器を小さくして、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することができる。
【００５７】
このように、変形例に係る防爆機器１０ｂは、フレーム１１の周囲を撮像する撮像部７０を有する。撮像部７０は、撮像素子８２と、伝送基板８４と、制御装置８６とを有する。撮像素子８２は、フレーム１１の外部に設けられる。伝送基板８４は、フレーム１１の外部に、撮像素子８２に接続して設けられる。伝送基板８４は、撮像素子８２が取得した電気信号（取り込んだ光を変換した電気信号）を増幅する。制御装置８６は、フレーム１１の内部に設けられ、伝送基板８４に接続される。制御装置８６は、伝送基板８４によって増幅された電気信号を、フレーム１１の周囲を撮像した撮像画像用のデータとして取得する。この防爆機器１０ｂは、撮像に必要な撮像素子８２及び伝送基板８４をフレーム１１の外部に設け、制御装置８６をフレーム１１の内部に設けることで、フレーム１１の外部に設ける機器を最小限に抑えることが可能となり、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することができる。
【００５８】
また、撮像部７０は、図６に示すように、撮像素子８２と伝送基板８４とが、互いの表面が接するように接続されていることが好ましい。このように撮像素子８２と伝送基板８４とを接続することで、カメラ収納容器７６のサイズを小さくすることができ、サイズ及び重量が大きくなることを抑制することができる。
【００５９】
ただし、撮像素子８２と伝送基板８４とは、表面が接するように接続されることに限られず、任意のレイアウトで接続されてもよい。図７は、撮像ユニット及びカメラ収納容器の構造の他の一例を示す図である。図７の例では、伝送基板８４は、端面（側面）が、撮像素子８２の表面に対向するよう配置されている。そして、伝送基板８４は、撮像素子８２側の表面の両側に、それぞれ接続パッド部９０Ａが設けられる。伝送基板８４は、それらの接続パッド部９０Ａが、撮像素子８２の表面に接続される接続部９４にそれぞれ接続されることで、撮像素子８２と接続されている。また、伝送基板８４は、撮像素子８２と反対側の表面の両側に、それぞれ接続パッド部９０Ｂが設けられる。ケーブルＣは、接続ケーブル９２を介して、接続パッド部９０Ｂに接続されている。撮像素子８２と伝送基板８４とは、このように、表面と端面とが対向するＴ字状の構成となっていてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  防爆機器
１１  フレーム
１２  移動装置
１５  バッテリ収納容器
１６  保護装置収納容器
１７  バッテリ
１８  保護装置
２１  電気部品
２２  機器制御装置
３１  エア供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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