2024/7/3

2b版 2024.07.03 P41両手起動

工作機械のフェールセーフ化と制御設計
労働安全コンサルタント

片山 昌作
労働安全衛生コンサルタントは 労働安全衛生法 第81条に基づく業務で企業・製造業・小売業・商店・飲食業・食品加工や農業団体及び給食施設・
特養老人ホーム・学校・その他で、安全衛生の指導を行なっています。

片山安心コンサルタント合同会社
教習所 富山県南砺市八塚四番島4106-1
本社
富山県南砺市八塚188 番地

電話 0763-58-5258〒939-1533
工作機械のフェールセーフ化と制御設計の実例240703.pptx

安全講師紹介かた やま

しょう さく

片山 昌作
富山県立砺波工業高等学校電気科 昭和54年卒業
トヤマキカイ(現コマツNTC)へS54年入社
工作機械の配線、運転調整、サービス、制御設計で自動車会社及び関連企
業の機械設備の仕事を26年間行い、品質保証5年、内部統制2年行う。
労働安全コンサルタントとして平成24年9月から製造業を中心に食品加工、小売店業や農業団体、特別老人ホーム、学校、他の安全指導を行ない、富山県労働基準協会・職業能力開発協会など各協会の講師を務める。
平成27年12月に片山安心コンサルタント合同会社を設立し、代表社員として南砺市八塚に教習所を開所後、安全衛生と農作業安全の指導者教育を行っています。(電話 0763-58-5258)

片山安心コンサルタント合同会社
2

1

2024/7/3

項目 `24.07.01

目次
1.機械の安全志向と安全設計
3 -7. ボルト
-1. 機械化の流れと安全
4. フェールセーフと国際規格、国内法-2. 機械安全、機械のリスク低減-1. 工作機械の構造の安全基準に関する技術上の指針から-3. 安全装置(総称)の考え方-2. 工作機械等の制御機構のﾌｪｰﾙｾｰﾌ化に関する-4. 本質的安全設計方策ｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝから-5. 本質的安全設計の為に-3. 工作機械 規格の歴史-6. 機械設備の安全化-4. NFPA79産業機械用電気規格と米国保険-7. カバー内・駆動源の可視化-4. 機械の電気装置 ブロック図
2．制御設計-5) 接地記号、保護接地-1. 警報音・光-6) 保護回路-2. 非常停止
5. トラブル
-3. 電磁開閉器の接点溶着-1) アークフラッシュ災害-4. 過電流保護、ブレーカ-2) 温度センサーの取付位置と強度-5. 制御機器入出力-3) クーラントポンプ過電流不具合-6. 制御回路、シーケンス回路-4) フートスイッチの配線切れ
3. 電気部品・機械部品
6.
安全設計-1. 電線-1) 機械安全化の為に-2. 接地(アース)線-2) 設計の流れ-3. ミニチュアリレー、強制解離機構接点-3) 取扱説明書=技術文書-4. 押し釦(特に非常停止釦)、イネーブル機器-4) 取扱説明書の位置づけ-5. ドアスイッチ
片山安心コンサルタント合同会社-6. 検知機器の考え方3

記変 `24.06.30

１．機械の安全志向と安全設計• 計画的に安定した生産の維持には、
a.人は、健康で楽しく
b.設備は、①正確(品質安定)で、②大量に早く造る事、③危険が無い(安心)事、が必要です• 時代の変化・要求が、生産体型を変えてきた• 全ての機械は、本質安全であるべきだが、c.高速・大型化(重く・高く・鈍く、直ぐ止められない)
d.機械装置による無人化とロボットによる協調作業を組み込むなど複雑なシステム化で、使用者には不具合が判らない危険な物に成って来ている• 現実的に、あらゆる保護方策によって人に対して安全である様、本質的安全設計の方策を行っている
片山安心コンサルタント合同会社
42

2024/7/3

記変 `24.03.01

１-1．機械化の流れと安全
60年前まで40年前ごろ30

10年前ごろ2022年ごろBB(ﾌﾞﾗｯｸﾎﾞｯｸｽ)化

自動化

人手 機械化 省力化 無人化 安全性 代替
単体の機械

機械を連結
コンベア利用

センサで機械
の状態を検知ロボットの利用
生産性悪く 生産中程度、少量、品質 品質揃う
不揃い

同一品種
大量生産、
高精度揃う

センサで
学習AIし、機人・機械の状 械が判断する態を検知する ロボットと協調

大量生産、品質揃うが、調整ミスで大量の不良

少量、大量生産共に可能で、
学習して最適化
される

異常検知
保護方策、
危険作業を
過負荷、過熱、 フェールセーフ 危険源を隔離、
異常は
ロボットに
過荷重、過速、 フールプルーフ
代替えする
停止の原則
他

危険もある
が回避も
容易い
省力: 手間や労力を省く
無人: 人手を省く

片山安心コンサルタント合同会社
5

配置 `24.02.29

安全を考慮した工作・産業機械
過去に起こった事故災害を基に、製造者(メーカー)で行える安全方策を機械に造り込みます
機械の包括的な安全基準に関する指針<機械設計、製造時のﾘｽｸｱｾｽﾒﾝﾄ>
平成18年3月30日公示

改正平成19年7月31日付け0731001号

機械系

制御系

①材質強度
②ボルト・溶接接合③機器配置(保全性)④操作位置⑤駆動源・熱源⑥落下・回転防止⑦カバーと内部可視化
⑧明照

①制御機器
②配線
③操作性
④フェールセーフ⑤フールプルーフ⑥制御系の多重・多様性⑦動力遮断⑧マーク・注意銘板⑨リスクアセスメント⑩取扱説明書
片山安心コンサルタント合同会社
63

2024/7/3

追記 `24.06.19 追加の保護

１-2．機械安全、機械のリスク低減
機械や設備の大①

機械安全

本質安全 危険・有害が無い

機械側で「本質的な安全を確保する」設計による製作

メーカーは機械を造り込む

本質的安全設計方策②離す 安全防護 危険に近づけない③覆う
触れられない④止める
確認型安全装置による防護

改
善
効
果

⑧

付加保護方策人の操作、操作作業のし易さで危険回避⑤

情報・表示 危険箇所注意銘板

⑨

追加の保護

運転席の表示小小さい

危険に至らない追加措置

・死角を減らす、操作部への接近性
・インターロック付きガード
・エネルギーの制限、他

付加防護方策

安全防護
・ガード
・保護装置

・使用上の安全情報
・機内に入らない為の運転ﾓｰﾄﾞ

ユーザーの事情(身長、体格、
年齢、他)に合わせて機械を安全に使う⑤教育・訓練⑥手順・合図 組織的管理・訓練 危険の認識･手順･合図・監視無い⑦

保護具・保護衣
片山安心コンサルタント合同会社

監視、見張り（みはり）
注意して目を配り、警戒すること。
また、その役の人

7

配置 `24.06.19

機械安全、機械のリスク低減
対応(上から対応順)

内容- 機械的に、切れ,擦れ,押し潰し,せん断、巻き込まれ無い① 本質安全
機械で怪我や (例:隙間に指や手、足が入らない。回転物に身体が触れない)
病気が起きない - エネルギーによる、風,衝突・突き刺し,高温低温,噴出,感電,誘導,振動,騒音,強い光(ﾚｰｻﾞｰ含む),超音波,放射能, 他の危(危害を受けない) 害を受けない- 他(爆発・引火,化学・薬品,病原体,他からの危害を受けない)- 機械周囲に金網を張る固定式ガード (例:ロボットの柵)②離す(手順的だが物 - 機械停止後にガードは開き危険源に近づける可動式ガード(例:固定式ガードに入る為の扉、自動シャッター)、
理的に安全防護) - 調整式ガードは危険領域への接近(ｱｸｾｽ)・ 例: 卓上グラインダー

接触を完全に禁止できない部分に使用する- 両手起動(機械内から両手を出して起動ボタンを押す)③覆う(主に物理的な
安全防護)

調整式ガード- 可動部(危険個所)をカバーする
固定式ガード- 機械全体を全体カバーで覆う- 直接触れない様に邪魔板(簡単に取外し出来る物)を付ける- 例: 充電部を制御盤に入れ扉を閉める(更に鍵を掛ける)
片山安心コンサルタント合同会社
84

2024/7/3

追記 `24.06.14 付加保護

機械安全、機械のリスク低減
対応(上から対応順)

内容- フェールセーフ、人が危険な状態になった時に機械側で止④止めるまる機能を付加する(制御機能を使った安全防護) - フールプルーフ、危険状態に至る操作はできない制御する- インターロックによって、一定の条件が整わないと他の動作ができなくなる機能を持たせる (例:安全扉が閉じないと起動できない)⑧ 付加保護方策 - 非常停止 (例:緊急停止釦、非常停止紐)人の意思で操作 - 閉じ込めの避難及び救出(例:鍵解除釦、開放ﾊﾝﾄﾞﾙ、照明)- 機械への安全な接近 (例:ステップ・踏み台、梯子、手摺)を行うもの、作業 - 機械及びその重量構成部品の容易で安全な取扱いのために接近・扱いを安 の備え (例:ｱｲﾎﾞﾙﾄ、砥石治具用ｸﾚｰﾝ、分割ｶﾊﾞｰ、ｶﾞｲﾄﾞﾊﾞｰ)
全に行なえる物 - 分離及びエネルギ放散 (例:クラッチ、残空圧抜き)⑤情報・表示

技術的な不足に、及び必要以上に掛けた費用でも達することが出来なかった安全性、つまり残留した危険源に対する- 危険箇所注意銘板の取り付け(運転席や危険個所の表示)- 取扱説明書に危険・有害箇所(銘板)の説明と対応手順
片山安心コンサルタント合同会社
9

追記 `24.06.19 教育・訓練

機械安全、機械のリスク低減
対応(上から対応順)

内容
進入禁止措置
(例: 作業場周囲のﾊﾞﾘｹｰﾄﾞ、施錠し部屋に⑨ 追加の保護入れない)は、使用者が行う- 警告表示(例: 作業中の看板・カラーコーン)- 機械への安全な接近 (例:身長の低い人に踏み台の提供)- 監視・他(例:監視人、他)⑤教育・訓練組織的計画的に実施する- 危険・有害なものを認知できる知識を持たせる- 危険・有害なものに対処できる教育と訓練を行う- 他者に危害が及ばせない管理する方法の教育を行う- 手順・合図、保護具の使用に関する知識の教育を行う⑥手順・合図- 必要とする一連の操作手順を明文化して示し、- 覚え実行する為に何度も訓練を行う- 合図は共通にして, 相手との意思疎通が行える-他⑦保護具･保護衣 - 体格に合った保護具のサイズ(S,M,L,LL)、動きに合った強度、- 保護具の装着の仕方や使用状況、及び予備品を持つ- 保護具の使用後の保管管理、他
片山安心コンサルタント合同会社
105

2024/7/3

追記 `24.01.30

１-3．安全装置(総称)の考え方
用語の説明① 意図する使用と、意図しない使用であるが合理的に予見可能な誤使用がある② 危険区域は、人が(ロボット農機などの)危険源にさらされる圃場(JISB9700は機械内部)及びその周辺③ 検知保護装置は、人又は身体の一部を検出するもの④ 制限装置は、機械設計限界を超えない様に制限するもの⑤ 動作制限制御装置は、機械要素の移動量を制限する
単一動作の制限⑥ 阻止装置は、危険区域に自由な接近を妨げるもの⑦ 安全機能は、(装置の)故障がリスクの増加になる機械の機能(安全装置が働かなければ危険になる)
片山安心コンサルタント合同会社
11

配置 `24.01.31

安全装置の構成① 安全装置(総称)は、安全防護物(ガード、又は保護装置)と安全機能(制御的な機能)で危険源から危害(身体の障害又は健康障害)を受けない様にするもの(以下はJIS B9700:2013で定義されているもの)

安全防護物
ガード
☆固定式、可動式、調整式

インターロツク付きガード☆施錠式、起動機能付き

保護装置☆インターロック、イネーブル、
ホールド・ツゥ・ラン、両手操作制
御(ボスハンド)、☆検知保護装置(SPE)、能動的光電装置、機械的拘束装置、制限装置、動作制限制御装置、阻止装置② 安全装置は、機械の作業環境に適応し、かつ、容易に無効化できない様に設計し、それらを無効化させるいかなる動機も起こさせないように、あらゆる局面で作業の妨げになることを最小に抑えな
JIS B9700:2013
ければならない
片山安心コンサルタント合同会社 6.3.3 ガード及び保護装置の設計に関する要求事項
6.3.3.1 一般要求事項

126

2024/7/3

文章 `24.06.19 ④安全装置の有効性① 安全装置を無効化する動機は、作業の遂行を阻害する
ことが起きるからです② その阻害の原因が、草や埃などの目的と異なり、更に幾度も繰り返して作業が停止してしまうと、本来の目的が忘れられ、「事故が無いので安全装置は無くても大丈夫」という心理に至り、無効化の強い動機となる③ 作業をする為に、一度無効化された安全装置は再び有全て、又は部分的に効にされることはない④ しかし、安全装置を無効に(解除)する場合もある。
それは、機械装置の調整時(調整・ティーチングモード)や、異常停止後に加工物・異物を機内から取り出す(排出モード)や、機内の清掃を行う(清掃モード)などが考えられる
JIS B9700:2013
片山安心コンサルタント合同会社
6.2.11.9 設定(段取りなど), ティーチング，工程の切替え，不具合（障害）の発見，清掃又は保全の各作業に対する制御モードガード及び保護装置の設計に関する要求事項

13

作成 `24.06.20

運転の制御モード
JIS
JIS 項
項
B
B 2004年の規格文
99 2004年の規格文
7
7 4.11.10
4.11.100000 保護方策及び-- 保護方策及び2
2 又は作業手順
又は作業手順
::
2
2
0
0
0
0
4
4

運転以外の
内容
内容
Ⓐ制御モード
各々のモード位置切替装置の各々の[例、①調整、②設定(段取り等),③保全、
種々のⒶ制御モード
種々の例
位置は、一つの制御④点検を許可する] に固定できるモー又はⒷ運転モード の使用を許可する当該①調整ド切替装置を備え、 モード又は運転モード
機械には、各々のモード位置に固定できるモード切替装置を備(段取り等) 各々の位置を明確 のいずれか一つを選②設定
え、各々の位置を明確に識別でなければならない。
③保全に識別でなければ 択するようにしなけれ切替装置の各々の位置は、一つの制御モード又は運転モー
④点検
ならない
ばならない
ドのいずれか一つを選択するようにしなければならないⒷ運転モードB 2013年の規格文
97 6.2.11.9
0
0 特定の
特定の制御
::
2
2
0
0
1
1
3
3

a) ((選択中のモード以外の選択中のモード以外の))全ての他の制御モードを不動作にする
機械の危険要素の運転は、以下の操作を続ける時だけ許可(2004年の規格 ①両手操作b) 機械の危険要素の運転される ①イネーブル装置②両手操作 ③ホウルドトゥーラン②ホウルドトゥーラン)は、右記の操
文では制御モードに該当する制御モードにモードによって 作を続ける時だけ許可される
c) 機械の危険な要素の運転は、リスクが低減した状態下にお③イネーブル装置
よってオペレー
オペレータの安 いてだけ許可する
c)
機械の危険な要素の運転は、
例えば、①減速、タの安全を確保
全を確保する(例えば、減速、低減した動力又は力、段階的操作: 例えばリスクが低減した状態下におい ②低減した動力又は力、する
動作制限制御装置で)てだけ許可する(モータ出力・トルクの制限)①ティーチングd) 機械のセンサに対する故意又は無意識の行為で危険な機③段階的操作: 可動範囲の制限②設定(段取り)能が実行されることを防止する 例えば動作制限制御装置で③工程切替え④清掃又は保全 d) 機械のセンサに対する故意又は無意識の行為で危険な機能⑤不具合（障害）が実行されることを防止する
発見
14

7

2024/7/3

追記 `24.06.29

機械の危険要素の運転① 両手起動
２つのボタンを同時に押すことで機械の起動を行う(条件:同時のタイミングと押し時間)② ホウルド・トゥ・ラン
手動操作でボタン操作している間だ
け、関連する機械の一部が動く③ イネーブル制御機器 3ﾎﾟｼﾞｼｮﾝｽｲｯﾁ㋑ 握り押して、中間位置になりONする㋺ 緊急時、無意識に強く握り押してOFFする

JIS B9960-1:2019
9.2.3.7 ホールド・ツゥ・ラン制御

両手操作制御㋩ 握りを離すと、OFFのまま㋑の状態に戻る 9.2.3.8
9.2.3.9 イネーブル制御

片山安心コンサルタント合同会社

10.9 イネーブル制御機器

15

記変 `24.06.29

１-4．本質的安全設計方策
1). 危険源の除去(エネルギーを小さくする)「ガード又は保護装置を使用しないで、機械の設計又は運転特性を変更することによる保護方策」のこと
電動機 : 駆動モータ容量を小さくしてエネル
200W以下駆動トルクを、
電気設備技術基準H23年版 第65条
人を傷付けない ギー量は小さくなることで、機械の動きによる (内線規程JEAC8001-2000 3705-5)
小さな値に制限 身体への衝撃も減じる様にする
500W以下(IEC60204-1:2008 Ed.5 7.3.1)
する
動く速さ(ｽﾋﾟｰﾄﾞ) ロボット : 動作を遅くし、その動きを見て人回避可能速度は、250mm/s=15m/min未満
を危険から逃げ が危険を感じて回避できる。
個人経験で、機械に慣れていない人は早く感じ(ISO10218)である
られるまで遅くるので5m/min(JOG速度)以下で有るべきする物の高さを低く、 注意: 非常停止を行なう事は「付加保護方策」である。
１つの体積・重この操作でエネルギー源供給を遮断し、機体内の残留エネルギーを放出し、「何も動かない」=「危険が無い」状態を求める
量を軽くする
電圧を低くする
AC400V > AC200V >AC100V > DC24V

保護特別定電圧 (PELV 水中・湿潤地以外の乾燥地でAC25V,DC60V) :定常状態及び単一故障状態(他の回路の地絡事故を除く)に於いて、特別定電圧(ELV AC50V未満、DC120V未満)を超えない電圧を言う☆PELVは接地され、SELVは非接地です
1682024/7/3

記変 `24.06.30

本質的安全設計方策
本質的安全設計方策は、ガード又は保護装置を使用せずに
1). 機械の設計 又は
2). 運転特性の変更(作業者が危険区域に入る事を無くす・減らす)によって危険源を減じ除去された機械装置
本質的安全設計方策
1). 機械の設計
で危険源を除去する(エネルギーを小さくする)① 機構的に危険な部位をなくす② 人に危害を及ぼさない程度に作動ｴﾈﾙｷﾞｰを小さく制限する③ 構造計算、材料、組み立て方法など
一般的設計技術・知識・情報を活用する④ 本質的に安全な技術や動力源を使用する⑤-1 機械の据え付け、物理的安定性を向上させる⑤-2 人間の行動特性(ﾋｭｰﾏﾝﾌｧｸﾀｰ)を考慮した設計⑥ 制御システムの本質的安全設計⑦ 油圧空圧機器(ｱｸﾁｭｴｰﾀｰ)等の危険防止

17

記変 `24.06.30

本質的安全設計方策
本質的安全設計方策2). 運 転 特 性 の変更で、作業者
が危険区域に入る必然性をな
くす（あるいは頻度を低減する手段を用いる）① 設備故障を減らす
作 業者 が 危 険源 に暴 さ れる 時間 ( 頻 度 ) を 減らす(異常な作動の発生防止、復帰・修理作業中の危険防止)② ワーク供給／取出作業

機械化による自動化

作業者が危険源にさらされない様にする③ 保全時の作業位置・方向・姿勢(ポジション)の配慮④ 保全作業における保全者の危害防止
危険状態: ガードの取り外し、保護装置の解除、機械動作中の清掃、他保護装置: イネーブル装置、ホールド・ツゥ・ラン制御、速度や動作力を 減じる・
人が危険に接近して止めるフェール制御、他

人間の行動特性の主たるもの「錯覚」「不注意」「近道」「省略」
片山安心コンサルタント合同会社
1892024/7/3

作成 `24.06.29

１-5．本質的安全設計の為に① フォールトトレランス（Fault tolerance）：
耐障害性で故障が起きても全体を停止させない。
多重系(冗長性)の制御を行い、故障発生により他の系に切り替える。(切り替えは異常検知か手動による)

片山安心コンサルタント合同会社
19

配置 `24.06.29

本質的安全設計の為に② フールプルーフ（Fool-proof 愚か者の証明）：
正しい手順でなければ動かない
例：押しボタンを操作順に並べ、ろ 順序を守れた時に動く・扉が開いていると動かない
・閉めて起動すれば動く

片山安心コンサルタント合同会社
20

10

2024/7/3

配置 `24.06.29

本質安全化の為に③ フェールセーフ（Fail-safe 失敗する 心配のない）：
危険性がある時に機械の制御で停止する(安全側故障)• 安全確認型：安全信号が切れて、停止する(正常信号がON(hi)からOFF(low)に変化したら、断線で異常になる)• 危険検出型：異常を検知ONして、停止する(異常信号がOFF(low)からON(hi)に変化しても、信号が断線すると異常が伝わらない)
片山安心コンサルタント合同会社
21

文章 `24.02.29

１-6．機械設備の安全化
ア. 囲い、覆いを設け、小突起は削り取る(ヤスリや面取り)
イ. 動力ごとに遮断装置を設ける (モータブレーカ等)
ウ. 動力遮断装置に保守時は施錠し、鍵を自分が持つエ. 規格・検定に合格した機械・安全装置、保護具を使う
オ. 素材供給や加工品の取出し (作業)箇所には、囲い、覆い、安全柵、安全装置、自動供給装置を設置
例えば、扉に挟まれても扉が(閉じる力で)脱落する(装置側で対応する)
カ. 稼働する機械がテーブルストローク端で人に当たるのを防止する柵やカバー(機械に近づけなくする)
片山安心コンサルタント合同会社
2211

2024/7/3

記変 `23.08.17

参考

安全防護
本質安全設計方策
ディスクラインダーで突起を削り、滑らかにする

回転部分を覆う(カバーする)(隔離の原則)機械全体をカバーで覆う(隔離の原則)付加保護方策
施錠用の穴
モータブレーカなど、動力遮断装置に保守時は施錠して鍵を持ち作業する

プレス機械は、挟まれ防止にプレスの開口部に光電検知器で身体を検知したら機械停止する(停止の原則) (フェールセーフ)
片山安心コンサルタント合同会社
23

配置 `23.05.20「丸のこ盤の構造、使用等に関する安全上のガイドライン」 を例にする

基発第521号 平成10年9月1日

第１ 丸のこ盤（携帯用丸のこ及び可搬式丸のこ盤を除く）の構造、使用等に関する安全上のガイドライン
２ 構造に関する基準(1) フレーム
フレームは、鋳鉄又は鋼材で造られ、ボルト等を用 強度
いて堅固に据え付けできる構造である。
(2) 回転部分の覆い
歯車、プーリー、ベルト等の回転部分に接触することにより、巻き込まれ等のおそれのある箇所には、外観接触を防止するための覆いが設けられている。
(3) 丸のこ軸
イ 丸のこ軸の材料は、JIS G4051（機械構造用炭素鋼鋼材）に規定するS45C、又はこれと同等以上の強度
引張強さ、伸びを有し、熱処理が施されている。
ロ 丸のこを丸のこ軸に固定する丸のこ軸のフランジ、
スリーブ、カラー等の締め付けねじは、締まり勝手 機能である。
ハ 丸のこを丸のこ軸に固定する丸のこ盤の、フランジ、スリーブ、カラー等の締め付けに用いるボルト、ナットの形状等は、丸のこ軸の回転により巻き込
外観
まれるおそれのない形状で、かつ、制動のときの緩みを防止するため、皿ばね座金を用いる等の緩み止めが施されていること。（図１、図２参照）
なお、丸のこ軸がフレーム外に露出していないものは、六角ナット、ボルト等を使用しても差支えない。

片山安心コンサルタント合同会社
2412

2024/7/3

文章 `23.05.20

参考

駆動源の見える化
空圧、油圧、蒸気圧、水圧、電圧、他の駆動源が常に正常か目視出来る事が必要です。 計測器だけに頼ると、正しくない値で誤った判断をします。
また、機内の駆動源及びエネルギー源をバルブ切り替
えやスイッチのOFFなどで、人の操作でも遮断できることが必要です

設定範囲を緑色で識別する

油圧ﾀﾝｸの油量は黒玉の位置

圧力メータとデジタルセンサの多様性を持つ
2重の確認法方が良い

圧抜きに方法の多様性、電磁弁と手動バルブを組み合わせた設計

片山安心コンサルタント合同会社
25

文章 `24.07.03

２．制御設計どの様な機械も、操作性・保守性・信頼性が必要です。
機械に使う電子機器は高度化しブラックボックス(BB)化して、知識をもった者でさえも思いがけない事態を引き起こします。知識を生かし経験によって危険を想像できる能力が備わります。
その為に、過去に起きた事例及び機器の特性によって予測される事象の対策を設計に盛り込みますa. NC(数値制御装置)と自動プログラミング
b. PLC(プログラマブルコントローラ)及びネットワーク
c. サーボとブレーカ及び開閉器
d. 制御盤(機器配置)と配線取り廻し
片山安心コンサルタント合同会社
26

13

2024/7/3

配置 `23.10.27

２-1．警報音
警報音は、危険を気付かせる、注意を引かせ認識させるもの
リズム (イタリア語はテンポ)
危険(ｻｲﾚﾝ)連続音
危険・警告(ﾌﾘｯｶ) 1秒間隔以下(ﾃﾞｭｰﾃｨ比 50)
注意(ｱﾗｰﾑ)
3秒間隔以上(ﾃﾞｭｰﾃｨ比 75:25)
音色 人の音感 20Hz～20kHz
高音 (1ｵｸﾀｰﾌﾞ 880Hz以上)
中音 (440Hz)

バスドラ

トランペット

シンバル

バイオリン
ピアノ

低音
超低 重低
音
音

人の

超高
音

高音

中音

音感

20
50 100 200
500 1k
音量Hz
１００dB以上(ガード下で電車が通る時の音)

2k

5k

10k

20k

50k
Hz

片山安心コンサルタント合同会社
27

追記 `23.11.23 比率

２-1．警報光

注意: 道路走行以外

警報光は、フラッシングで、注意を引かせ認識させるもの
発光間隔
危険・警告(早いﾌﾘｯｶ) 1秒間隔以下(ﾃﾞｭｰﾃｨ比 50:50 , 1対1)
注意(遅いフリッカ)

1秒間隔以上(ﾃﾞｭｰﾃｨ比 75:25 , 3対1)

間隔1秒

光色 人の感覚
赤色: 禁止･停止
黄赤色: 危険黄色: 警告･注意
緑色: 安全･進行
青色: 指示･誘導

2秒
3秒

光の明るさ
光警報装置からの光が 0.4 lm/m2必要になる(東京消防庁資料から)

片山安心コンサルタント合同会社
28

14

2024/7/3

配置 `22.11.11

２-2．非常停止

図表中の項目表示は、<ISO13850:2006による>(IEC60204-1:2005 による)

ボタン (主に電気制御)

その他

パーム形・きのこ形 押しﾎﾞﾀﾝ

非定停止ワイヤー <4.4.1項> 突き破り式の透明エンクロー
ジャの中に入れて良い(紐を引く、押したわむ)(10.7.2項) ・混同防止手段に (10.8.1注記)(10.8.2項 )・押しﾎﾞﾀﾝpalm(10.7.2項)

Palm(手のひら)

mushroom(きのこ)ガード付

半導体機械、電車の例

プルスイッチ・紐イメージとして右の写真や、病院のナースコール<4.4.1項>
非定停止バー(バーを押す・接触する)

非常スイッチングオフ機器(10.8.1項注記 )イメージとして、消火口とホース(10.8.2項 )イメージとして、
火災報知器の釦

非常用停止レバー <4.4.1項> 機械的ガードの無い(レバーを動かす)
ペダルスイッチ (10.7.2項)
棒ハンドル
ガード付き
ﾌｰﾄｽｲｯﾁ例

片山安心コンサルタント合同会社

赤色表示、ラッチング機能、他が必要

29

配置 `23.11.20

非常停止機能-設計原則

適用規格 JIS B9703:2019① 非常停止機能は、非常事態を回避する為に人の意図した操作によって全ての機能及び操作に優先し、非常停止機器の解除によって非常停止機
能は解除(リセット)され、解除されただけでは機械が始動してはならない
4.1.1 非常停止機能② 非常停止機能によって、他の安全機能の有効性を損なってはならない
4.1.1.4③ 非常停止機器の制御範囲は、機械全体を包括しなければならない
物理的な配置・視認性・安全性への影響・危険源への暴露・可能性のある隣接する危険源
4.1.2 制御範囲

④ 非常停止機器の配置は、各操作盤とﾘｽｸｱｾｽﾒﾝﾄにより必要な他の場所
4.3.2 配置に配置する
⑤ 電気式非常停止機器は、機械的ラッチングの直接開路動作を適用する
4.3.3 機械的ラッチング⑥ アクチュエータは、赤色で背景は黄色、簡単な手段で操作を妨げられない設計及び配置にしなければならない。鍵の使用によってだけ解除できる
場合は、手の損傷を避ける為の鍵の使用方法を取説に記載しなければな
4.3.6 赤色で背景は黄色
らない
片山安心コンサルタント合同会社
30

15

2024/7/3

配置 `24.02.21

非常停止のカテゴリー
注意 :青色は説明の為の追記

停止
カテゴリ

０
非
常
停
止

１

機械の電気装置 JIS C 9960-1:2005
9.2.5.4項 非常操作

電源を即座に遮断する (非制御停止) ・アクチュエータへの動力の即時供給遮断
10.7.4項 アクセス容易なら、電源断路 ・危険な部位と機械アクチュエータ間の機器を用いて良い (小型機械に多い)
械的分離(切り離し) (クラッチ･ブレーキ)
制御停止後、(動力)電源を遮断す
る制御停止
例えば、サーボONのまま制御停止
させてから、モータへの動力電源を遮断する。停止状態を保持する必要があるときは機械的に保持する

制
御
停
止

機械類の安全性 非常停止–設計原則
4.1.4項 非常停止カテゴリ JIS C 9703:2011

9.2.2項 停止機能
２ (可動部分の動きが)動作停止後も電源供給したままにする制御停止

停止する為に機械動力を要し、停止後動力が遮断される・機械の電気モータへの電力遮断
・動力可動要素から機械エネルギー源の切り離し(電磁クラッチ)
・機械の液圧(油圧)/空圧機械アクチュ
エータへ流体動力源遮断(油圧ポンプ停止・チェック弁/排気バルブ開放)
非制御停止（uncontrolled stop）
機械アクチュエータへの電力供給を断つことによる機械停止。
注記 この定義は，他の停止装置（例えば，摩擦ブ
レーキ又は油圧ブレーキ）がどのような状態になるかは示唆していない。

片山安心コンサルタント合同会社
31

配置 `23.05.20

２-3．電磁開閉器の接点溶着接点への突入電流が接点定格の数倍になると、アーク熱（約6000℃）によって接触面の銀(Ag:融点は960℃）が溶融して溶着します。
その溶着力がリレー接点開離力を上回った時に接点溶着となります。
チャタリングやバイブレーションは高頻度開閉を行い、その連続アークで接点温度が上がる為に溶着します
接触子の
面が溶け
て荒れて
いる

接触子の片
方が溶着し、傾いている

溶着を起こした開閉器

接点写真
片山安心コンサルタント合同会社

32

16

2024/7/3

文章 `23.09.20

２-4．過電流保護、ブレーカ
内線規程では「過電流遮断器」① ブレーカ(配線用遮断器:MCCB)は、発熱導体に電流が流る
発熱で形状変形させ開路するものと、電子素子で電流測定し、開路するものが有る② ヒューズは電流量の発熱で溶断して開路する③ いずれも機器の取り付け方で内部に熱がこもり、期待した動作をしないことがあり、機器仕様を守ること④ ブレーカ選定には、次の定格がある
極数P・素子数Eと使用電圧V 例:3P3E 200V
アンペアフレーム(AF)例:225AF
定格電流AT(アンペアトリップ) 例:200A⑤ モーターブレーカはモーター(電動機)の過負荷保護に使用
し、モーター始動時の大電流(通常、定格電流の7倍)では作動させず、内部コイルの発熱状態で作動させるものです
片山安心コンサルタント合同会社
33

配置 `24.06.30

２-5．制御機器の入出力• 制御機器(シーケンサー等)への I/Oカードへの接続

地絡して誤入力する

シーケンサーやパソコンなどの入出力について地絡して誤出力する

a. 入出力は，配線途中で絶縁不良により地絡しても，誤信号・誤動作しない
様にソース型を選定する
b. シンク型は、接点及び出力が動作しなくても、地絡によって誤入力や誤作動を起こしてしまう
片山安心コンサルタント合同会社
34

17

2024/7/3

新JIS記号

配置 `24.06.29

２-6．制御回路、検知入力補助
タイマ設定で検知レバーとドッグの重なり代が多くなる

0.0秒

0.2秒

リミットスイッチLSにドッグが当たった直後に止めるとドッグ外れを起こしやすい左行端

機械(課題)によって変わる
X02

X00

X02

X00

0.4秒

T01 0.2秒

コンベア左行端
時限

T02 0.2秒

コンベア右行端
時限

T01

W40

コンベア左行端T02

W41

コンベア右行端

左行端と右行端の検知が同時に入る事は物理的にないので、お互いに切り合うイン
ターロックをする

片山安心コンサルタント合同会社
35

文章 `24.07.01

圧力検知の特性
電波と同じ様に、反射波が乗った波形になる

圧力

時間
圧力検知

+ (DC24V)
ワーククランプ圧検知
PS1

空圧や油圧は、配管に圧が瞬間閉じ込められるとエネル
ギーは衝撃波となって伝達される。これがサージ圧になって配管を揺さぶり、衝撃音が発生する。これをウォーターハンマー現象と言うX

入力 Ｘ

タイマー T
例0.1秒

検知機器の波形にも現象が確認
でき、圧力の誤検知防止を含めソフト回路でタイマを入れる。
ハードは入力抵抗値を少し上げて、応答速度を遅くする
片山安心コンサルタント合同会社
36

18

2024/7/3

作成 `23.09.13

デジタルスイッチ入力回路
00.06

206.0000.10

206.0100.15

206.02210.0000.06

206.0000.10

206.01206.02

00.15

00.06

206.0000.10

206.0100.15
206.02

片山安心コンサルタント合同会社
37

新JIS記号

作成 `24.07.03

両手起動回路左押しﾎﾞﾀﾝ
PB1
右押しﾎﾞﾀﾝ
PB2

両ボタンを2秒未満の間押す 2秒以上

in01

左起動
ボタン

in02

右起動
ボタン

両手起動の要件を満たさない回路
左押しﾎﾞﾀﾝ 右押しﾎﾞﾀﾝ
PB1
PB2

in00

起動
ボタン

0.5秒以上同時に押す必要ある

左押しﾎﾞﾀﾝ
PB1
右押しﾎﾞﾀﾝ
PB2
起動

0.5秒未満の差は許可

0.5秒以上は異常☆ 一方のボタンを物で押さえることで、片手で起動できることが好ましくない
よって、同時に押すタィミングも検知出来ない
JIS B9960-1:2019
9.2.3.8 両手操作制御

片山安心コンサルタント合同会社
38

19

2024/7/3

旧JIS記号

修正 `23.10.05 T04

タイマー回路
押しﾎﾞﾀﾝ

T04
T03

押し釦
0.5秒

T03
OFF-ON 0.5秒

T03
T04
T03

押しﾎﾞﾀﾝ

W89

1秒ﾊﾟﾙｽ

点滅
0.5秒

ON-OFF 0.5秒

W89
0.5秒 0.5秒 0.5秒 0.5秒

注意: T05のスキャンタイム8mSの誤差が加わる

押しﾎﾞﾀﾝとして
T04 .
T04

W91

T04

0.5秒

W90

W90

T04

T04

W91

W90

T04のON信号をボタン信号として使用する

点滅補助

T04
W91

点滅
1.0秒

1秒間隔

W90
W91
1秒の点滅

1秒

1秒

1秒

片山安心コンサルタント合同会社
39

CP1Eオムロン 旧JIS記号

記変 `24.07.03 17.04

サイクルの工程制御 基本形
起動PB 起動の 異常 ｻｲｸﾙ終了
自動ﾓｰﾄﾞ 原位置 中断 17.00 ｻｲｸﾙ中

17.01

17.01

動作完了
17.06

ｻｲｸﾙ動作

17.02

17.02
17.02の17.02 動作端ON

異常中断
17.02

17.03

17.03の
動作完了

17.02

17.04

17.04
17.04の17.04 動作端ON

17.02

17.05の動作完了

17.06

17.06の
動作完了

17.03

17.05
17.06

17.02

動作完了
17.06

17.01

ｻｲｸﾙ終了
17.00

17.06

17.02

17.04
17.05

17.05
17.05

起動指令

17.00

17.03
17.03

17.04動作完了が遅れ、異常中断(ｻｲｸﾙﾀｲﾑｵｰﾊﾞｰ又はｳｵｯﾁﾄﾞﾂｸﾞ)にした場合

17.01

17.01

17.00

片山安心コンサルタント合同会社
40

20

2024/7/3

作成 `24.06.30

３．電気部品・機械部品
工作・産業機械は、信頼性が有る部品と、本質的安全設計によって安全性が確保される-1. 電線の絶縁被覆-2. アース線-3. 電磁開閉器の接点溶着-4. ミニチュアリレーの強制ガイド機構-5.押しボタンの強制開離機構、イネーブル機器(3ポジションスイッチ)-6. ドアースイッチ-7. 非常停止検知機器の考え方-8. 過電流保護、ブレーカ-9. ボルトの破壊・破断
片山安心コンサルタント合同会社
41

配置 `24.06.29

３-1．電線
盤内の配線太さは、短絡電流が流れても① 焼損しない、② 機械的に破損しない① 焼損しない
電流による発熱で絶縁被覆が軟化して機能 不全に至る温度に達しないか、達する前に電流を遮断すること② 機械的破損しない
短絡電流によって並んでいる 動力電線間に磁界が発生し、その磁力で斥力(又は引力)が発生して電線が移動する。
これに耐えうる機械的構造が必要になる
片山安心コンサルタント合同会社
4221

2024/7/3

配置 `24.06.29

a．電線の絶縁被覆
品名

定格温度

耐電圧

素線構成、他

PVC

60゜C

300V

0.5sq

20/0.18

外径2.2

VSF

60゜C

300V

1.25sq 50/0.18

外径3.1

KIV
(HKIV)

60゜C(75゜C)

600V

1.25sq 50/0.18
2sq
37/0.26

外径3.4

UL100780゜C

300V

AWG20 21/0.18 外径1.8

UL1015

105゜C

600V

AWG14 41/0.26 外径3.8

IV (HIV)

60゜C (75゜C)

600V

2sq 7/0.45

許容電流の６~７割で常時使用する場合でも、ダクト内は放熱が悪く高温になり、絶縁被覆が柔らかくなって芯線の曲りで押し破られる為に短絡が起きます。
例: ポンプ、ファンなどのモータ動力やヒーターなどの配線
また、配線材で電線をきつく締めると断線します。
①キヤブタイヤ用コンネはゴムの反発によって絞られる。
②タイラップ・インシロック・コンベックス
片山安心コンサルタント合同会社
43

配置 `24.06.29

b. 配線の太さ• 電線の短絡地絡時許容電流計算
ビニル銅電線

I = 97×導体断面積 / √短絡持続時間
注意: 電線の表面温度を短絡前は60゜Cとして、短絡後は120゜Cを超えないとした場合です。

上記の計算をしなくても、内線規定1340節に計算された基準が有る。
通常の電流から電線太さを決める。

注意: 電気設備技術基準は、 第146条の146-2表にある。
片山安心コンサルタント合同会社
44222024/7/3

配置 `23.05.20

３-2．a. 接地(アース)線• 国際規格IEC60439-1で相導体の太さに合わせて接地線の太さを決める

片山安心コンサルタント合同会社
45

記変 `23.05.20

b. 接地(アース)端子台
接地配線用端子台は• 動力用から信号用まで多種有る• 接地(アース)配線を途中で途切れない様にする為、又途切れても最小限に止める配線が必要です① 1本に１つの端子② 1箇所に集める(アースバーへ
配線)

動力線 接地線③ アースバーから機器へ直接配線する事が望ましい。端子
中継の緩みで高抵抗になりアース効果が低下する
片山安心コンサルタント合同会社
4623

2024/7/3

訂正 `24.06.30 強制ガイド

３-3．ミニチュアリレーの強制ガイド機構
このガイドでb接が接触しない

例えに、1っの(ﾒｲｸ)a接点が溶着しｺｲﾙ
OFF時に接点ブリッジが曲がると、他の3(ﾌﾞﾚｲｸ)b接点の中には正常時と同様に通が出来る

強制ガイド機構は、１接点が溶着しても他のb接点は閉じず、その他の接点は間隔は0.5mm以上離れる(リレー内でaとb接点が同時に接触している状態)

片山安心コンサルタント合同会社
47

削除 `24.07.01 図

３-4．押しボタンの強制開離機構
接点が溶着しても、押しボタンを操作する力で直接接点を開離し、回路を確実に遮断する。

イネーブル機器 3ﾎﾟｼﾞｼｮﾝｽｲｯﾁ
3ポジションｽｲｯﾁは、① 押して中間位置でON、② 更に押してOFF、③ 離すとOFFのまま最初の状態①に戻る
片山安心コンサルタント合同会社
48

24

2024/7/3

配置 `23.11.23

直接開路動作機構の接点① １つの接点で溶着した。
接点(青と紫)が溶着している(導通有り)(JIS C 8201-5-1 付属書K)ボタン
a② ボタンを押して、機械的に溶着接点の引き剥がしを開始する。赤い操作部が接点を押し下げて、可動部が溶着している接点を押し下げ引き剥がす

可動部
a

非常停止ボタンは、押し切った時にラッチが掛かり、押し込んだ状態でロックされる
ラッチング機能

ボタンを押し込む

押さない

押す

ロック

N.C.接点 開閉開離a③ 溶着接点を破壊して引き離す。
接点は引き剥がされて空間になり、回路は開路する(導通無)押し込まれて接点を引き離す
片山安心コンサルタント合同会社

49

記変 `24.06.30 混触

３-5．ドアスイッチ
ドアスイッチｶﾑによる強制開離機構
赤色の下側接点が固定され上側がカムで押し上げられ引き離なされる

安全基本の一例:
1つのリミットスイッチ内に異電圧の回路を一緒に配線しません。混触(異電圧の接触)の危険が有る

セーフティプラグ

接地線か
らの回り
込み

100V回路の電圧が２４V
接点は接触せず絶縁回路に入り込む(混触) が保たれ混触しない
片山安心コンサルタント合同会社
50

25

2024/7/3

追記 `24.06.29 SW

電子レンジの扉インターロック
扉を閉じた状態

N.O.
ドアSW2

赤いマイク
ロスイッチ
扉を開いた状態 の検知棒が見え、開きでOFF
閉じでON
の信号が
N.O.
出る
ドアSW2

N.C.
モニタSW

扉の開閉は、
それぞれ2つのマイクロスイッチで検知
されている

N.C.
モニタSW

N.C.
ドアSW3

N.C.
ドアSW3

N.O
ドアSW1

N.O
ドアSW1

片山安心コンサルタント合同会社
51

配置 `23.11.23 強制開離

３-6．非常停止検知機器の考え方
b接点(N.C.)b接点

カムの凹みにスイッチのレバーが嵌り、接点が接触している

カムがスイッチのレバーを押し上げ、接点が離れる通常
位置

カム等の機構で、非常停止バーの動きを
非常停止検知器に伝え、b接点を使用し、非常停止
で回路を切る様にする
JIS B9710:2006 5.2位置検出器の配置
及び固定 表３のポジティブモード より検出
作動

接近を検知する(装置が固定及び移動のいずれの場合も想定される)②障害物を検知する超③非常停止ボタン(付加保護方策)
音波ｾﾝｻ・ﾚｰｻﾞｰｽｷｬﾅ

信号レベル
１ (Hi)
０ (Low)①障害物を検知する接触ｾﾝｻ

制御装置
入力
障害物を検知した時、信号ﾚﾍﾞﾙは 0(Low)になる
信号ﾚﾍﾞﾙについては次項を参照する

補足: 危険への保護方策
１. 人や障害物を検出し停止させる為の安全防護の例①接触センサ (急停止)②音波ｾﾝｻ・ﾚｰｻﾞｰｽｷｬﾅ(減速停止又は停止)
確実性は①で、効果は非常停止③と同じ

２. 人が危険を感じたら操作して機械を停止させる付加保護方策の例③非常停止ボタン(急停止)

JIS B9700:2013 6.3.2.5
検知保護装置の選択及び実施

52

26

2024/7/3

記変 `23.02.16

３-7．ボルトの破壊・破断
A点を超える(降伏点)とボルトのボルトの材質と強度に応じた締め 伸びは大きくなり「ボルトを締めてもまだ締まる」と作業者を勘違い
付けトルクで締結します。
させる
ワッシャや座面の状態も重要です A点を超えると極端伸びは大きくなるが、作業者に分かりづらい

ボルトが
伸び、中間
が細くなっ
ている

上降伏点
弾性限度
比例限度

平座金を使うと、座面圧が分散されて座面陥没による弛みを押さえられ
る

C点を
破断限界

締付トルクの配分
５割：座面摩擦４割：ネジ面摩擦
１割：軸力トルク

片山安心コンサルタント合同会社
53

記変 `24.06.30

４．機械安全と国際規格、国内法
日本の工作機械は、自動車産業のUSAやEU圏での現地生産とその生産量拡大が呼び水となりグローバル化が急速に進みました(2006年頃から)
そして、国内の電線材やセンサ類のメーカにおいて、国際標準を満足する製品化も一挙に３年程度で進みました
国際標準の流れも重なり、規格書は英文を翻訳してJIS化されました (例: IEC60204-1JISB9960-1 工作機械の電気装置)
国内法及び省庁の通達による機械安全の具体的な内容も含めて、危険の無い又は小さい機械にする事で企業(メーカ及びユーザ)が作業者(オペレータ)を危険から守ることが、社会的要求に成っています
片山安心コンサルタント合同会社
5427

2024/7/3

４-1．工作機械の構造の安全基準に関する技術上の指針から

配置 `23.05.20

労働安全衛生法第28条第１項の規定に基づき、技術上の指針の改正が平成13. 9.18に公表された。
過去に造られた安全基準を満たさない機械を今も使用している。この為出来る限り機械への保護と教育が不可欠です。
いつもと違う機械を使用した時安全装置を具備した機械で慣れ危険に対する
感受性の低下「危険は機械
が止まる」と思い込み

機械に巻き込まれ、挟まれる災害が起こる
片山安心コンサルタント合同会社
55

４-2．工作機械等の制御機構のﾌｪｰﾙｾｰﾌ化に関するｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝから

配置 `23.05.20

異常(正常)信号の伝達は、「正常時 1」、「異常時 0」になる
これは、安全確認箇所のすべてが高電位(1)であれば「すべてが正常」となり、運転許可する
正常信号の伝達(異常信号の伝達方法)に、
良い例は、正常は信号が有り(高電位)、異常発生で信号を切り(低電位)にする。
悪い例は、正常時に信号が無く(低電位)、異常発生で信号を発生し(高電位)伝達する。信号系の故障(断線)で異常が伝わず、機械停止しない
よって異常の検知器は、異常を検知した時に高電位から低電位に信号レベ
ルを下げる伝達をすることが肝心です
入力 出力

①
②
③
④

X
0
1
0
1

Y
0
0
1
1

表1の解説
① 入力Ｘがゼロ0=OFFなら出力Ｙはゼロ0=
OFFになる、正常状態です
入力Xが無ければ出力Yしない 正常② 入力Ｘが1=ONで、出力Ｙはゼロ0=OFFは、
入力X有るが出力Yしない
許容される故障
出力が無いのは許容される故障です
入力Xが無いのに出力Yする 許容されない故障 ③ 入力Ｘがゼロ0=OFFで、出力Ｙは1=ON、
誤った出力は許容されない故障です
入力Xが有り出力Yする
正常④ 入力Ｘが1=ONなら出力Ｙは1=ONになる
正常状態です片山安心コンサルタント合同会社
56

状態

判定

28

2024/7/3

追記 `23.09.10

本質的安全設計方策
フェールセーフ（Fail-safe 失敗する 心配のない）：
人に危険性がある時、機械が自動停止する(安全側故障)電熱器が倒れるとスイッチOFFになり、電源が切れる• 安全確認型：安全信号が切れて、停止する
正常信号がONからOFFに変化する、及び断線や電源OFFでも異常になる
異常状態
電源OFF、断線(OFFレベル)

異常状態(OFFレベル)

正常信号(ONレベル)• 危険検出型：異常を検知ONして、停止する
異常信号がON(LOW-> HIﾚﾍﾞﾙ)しても断線していると信号は伝わらない
異常
(ON)

異常状態
(ONレベル)

正常信号(OFFレベル)

片山安心コンサルタント合同会社

異常信号出ない
電源OFF、断線(OFFレベル)57

記変 `23.06.29 整理

４-3．機械の基準になる規格ルールを決めるものが勝者になる
工業規格・基準マーク

日本
ＪＩＳ 日本産業規格
イギリス
ＢＳ 英国規格ドイツ
ＤＩＮ ドイツ工業規格
フランス
ＮＦ フランス国家規格

ISO・IECの翻訳JIS
ISO 国際標準化機構

欧州規格EN
欧州連合27カ国と欧州自由貿易連合

EC加盟国
製品安全
の自己宣言

ＩＥＣ国際電気標準会議

アメリカ
ANSI 米国規格協会
NFPA 全米防火協会
NEC 米国電気工事規程

UL: アメリカ保険業者安
全試験所
片山安心コンサルタント合同会社
58

29

2024/7/3

NFPA79
産業機械用電気規格と米国保険記変 `24.06.30

公益外部機関(米国労働安全衛生法OSHA等)に、設備の安全性確認が義務付られており、条件付き稼働許可は安全項目
未達の為に、メーカーが損害賠償の対象に成り得ます。(米国でPL法が出来た）
米国では工場全体の火災保険等を掛けますが、FMGLOBALのガイドラインにより前記認証が取れた設備である
か、条件付き設備であるかで保険料率が異なります
NFPA79を遵守する動機が、保険率に有る
NFPA79 は、産業用機械とその装置に対して電気設計や配線、操作制御機能についての規定をしている。電気部品類はUL（損害保険会社協会研究所）などで試験認定されたものを使用する。
片山安心コンサルタント合同会社
59

配置 `23.05.20

ｽｲｯﾁ、ｾﾝｻｰは安全の重要部品
ISO/IECガイド51
A規格
基本安全規格:機械類の基本概念、設計原則を扱う規格

機械類の安全性-設計の一般原則ﾘｽｸｱｾｽﾒﾝﾄとﾘｽｸ低減 ISO12100

B規格
グループ安全規格:
個々の安全、安全装置を扱う規格インターロック ISO14119
再起動防止 ISO14118
ISO13851
両手操作
非常停止設計原則 ISO13850
ガードシステムISO14120
マットセンサ ISO13856
ISO13854-13857
安全距離
高所階段
ISO14122

C規格
個別機械安全企画:
特定の機会に対する
詳細な安全要件を規定する規格(翻訳規格はJIS B9700)
ﾘｽｸｱｾｽﾒﾝﾄ ISO14121-* (JIS B9702)
機械の電気装置 IEC60204-1
プログラマブル電子装置 IEC62061
IEC61505-1
機能安全IEC60947-5-*
スイッチ類
センサー類
IEC64196-*

個別の機械： 工作、産業、印刷、木工、食品、ロボット、輸送、農業、縫製、他

片山安心コンサルタント合同会社
60

30

2024/7/3

配置 `23.05.20

４-4．機械の電気装置

注意: JIS B 9960-1:1999 Ed.4 をEd.5の章と項に番号を修正したもの

警告標識及び略語(16.)
技術文書(17.)

電線及びｹｰﾌﾞﾙ(12.)
配線(13.)
検証(18.)

電源断路器(5.3)
感電保護(6.)
接地(PE)端子(5.2) 装置の保護(7.)
保護ﾎﾞﾝﾃﾞｨﾝｸﾞ回路(8.2)
制御回路及び制御機能(9.)
非常停止機能(9.2.5.4)制御装置(11.) 付属品及び照明(15.)
プログラム
コントローラ電動機(14.)及びﾄﾗﾝｽｼﾞｭｰｻ
片山安心コンサルタント合同会社
61

配置 `23.05.20

４-5．機械の電気装置、保護接地
接地線は国際規格に準じる事により統一されてきている
IEC60204-1のEd.5版(2005年10月発行)
JIS B 9960-1:2008 Ed.5 (2008年翻訳規格)

8.2

片山安心コンサルタント合同会社
6231

2024/7/3

配置 `24.02.21

a．機械の電気装置、保護接地
IEC60204-1のEd.4版(1997年10月発行)
JIS B 9960-1:1999 Ed.4 (1999年翻訳規格)• 接地線
外部保護導体は、制御盤に入線した
時PE端子に接続
し、アースバー又はアース専用端子台で各機器へ配線接続される。

片山安心コンサルタント合同会社
63

修正 `18.02.22

b．ダクトのアース処理
アース回路中断の要因
・端子の緩み・ダクトｱｰｽ端子の溶接不良(ダクトがｱｰｽ媒体)
・断線

PE
PE

機械ST4

機械ST3

機械ST2

ダクトｱｰｽ端子の溶接不良あっても端子接続なので、次のダクトはアースされる。

機械ST1

ダクトと制御盤のアースを1本の導体で行うのが特許の趣旨
特徴は、端子緩みが発生しても末端まで接地は担保される。

片山安心コンサルタント合同会社

64

64

32

2024/7/3

作成 `16.02.20

C．保護導体片山安心コンサルタント合同会社
65

配置 `24.06.30

参考

５-1．アークフラッシュ災害

http://ka.kyuden.co.jp/press_100222

片山安心コンサルタント合同会社
66

33

2024/7/3

配置 `24.06.30

参考

アークフラッシュ防具服
個人用防護具 personal protective
equipment： PPE

後ろたれ

ハイネックの上着

前たれ

ゴムで絶縁し、耐火繊維の手袋で擦れ引っ掻けな
どの切り裂きに対応する

靴は保護用
ではない
片山安心コンサルタント合同会社
67

配置 `23.05.20

５-2．温度ｾﾝｻの取付位置と強度

ガス温度
380゜C

配管内の温度測定は、①保温材の有無②センサ取り付け部の大きさ③センサ保護管の挿入長さ
これらによって測定誤差わる
最適はＤの設置方法です。
Ａ: 挿入長が短く、保温材で保温されていない部分が多い
ＢとＣを比較: 保護管の太さによって誤差の違いがでる
Ｅ: 温度センサの取り付け部分が非常に大きく、保温材も無い事か
ら、誤差が大きくなる

片山安心コンサルタント合同会社
6834

2024/7/3

追記 `24.06.30

５-3．クーラントポンプ過電流不具合① 特に400Vのインバータ１kw以下は、インバータの搬送周波数が高い為に漏れ電流が多くなる
1). 配線が30mと長くなると、漏れ電流と放射波も増える。
インバータ動力を金属フレキに通しアースして対策する
2). モータコイルの絶縁性能が悪いと高周波で巻線の各所でレアショートが発生し、運転開始すぐに過電流となる。この時はインバータを使用できない

片山安心コンサルタント合同会社
69

配置 `23.05.20

５-4．フートスイッチ配線切れ① シャーの操作を行っていたら、二度切断を繰り返した。
原因
フ―トスイッチへの配線が切れかかって接触不良を起こして起動信号としてスイッチが入ってしまったのではな
いか。
・起動ボタンを押している時間と加工後にボタンを押していない時間の両方を監視して起動する必要ある。
フートスイッチの位置
注意: 両手起動の制御も解決の参考になる。

JIS B9960-1:2008 9.2.6.2 両手操作制御

片山安心コンサルタント合同会社
7035

2024/7/3

配置 `24.07.02

５-5．スイッチのドッグ緩み
機械が動かない時、異常で止まる前に特定の部分を叩くと動き出す。常に叩くのでボディが変形した
原因
近接スイッチのナットが緩んで検知距離が開いた。叩いた
衝撃でONして機械が動き出していた・緩みにくいナットで固定する
・異常検知近接スイッチを利用する
・動作端に達して検知までの時限を早いものと遅いもの2時限設け、警報と異常停止の2モードにする。

片山安心コンサルタント合同会社
71

配置 `24.07.03

５-6．単相３線式電路の中性線
中性線が断線すると抵抗の大きい方に過大な電圧が掛かり、その機器は焼損する
柱状トランス
100V

PA 0.2kW抵抗負荷 力率1100V

PB 0.4kW誘導負荷

6600V

B種接地

0.2kW

VA

PB 0.4kW

VB

PA

C種接地

VA2 cosθ
1002
× 1 = 50 [Ω]
=
PA
200
.
VB2 cosθ
1002
=
ZB =
× 0.8 = 20 [Ω]
PB
400
.
ZA
50
VA = V= 200 ×
ZA + ZB
50 + (16 + j12).
ZB
16 + j12
VB = V= 200 ×
ZA + ZB
50 + (16 + j12)
ZA =

力率
0.8

V=
200V

1 = cosθ + jainθ = 0.8 + j0.6.
.
ZB = R + X
ZB =20 = 16 + j12 [Ω]= 146.7 - j26.6 = 149.1 [V]

過電圧で
焼損する

= 53.3 + j26.6 = 59.6 [V]片山安心コンサルタント合同会社
72

36

2024/7/3

作成 `24.06.30

６．安全設計機械設計は、過去の実績を基にして新たな機械を設計します。汎用機は予測される誤使用や製造物責任(PL)法他にも対応し、専用機は客先仕様を満足する限定した使用に対して本質的安全設計されなければならない-1. 機械の安全化の為に-2. 設計の流れ-3. 取扱説明書=技術文書-4.取扱説明書の位置づけ

片山安心コンサルタント合同会社
73

記変 `24.07.01 残留リスク

６-1．機械の安全化のために今ある機械や設備

イ

工学的対策

・ガード、インターロック
・安全装置(光学式、感圧、ﾚｰｻﾞｰ、他)
・局所排気装置の使用

ウ 管理的対策

・ﾏﾆｭｱﾙ整備
・立ち入り禁止措置
・暴露管理
・教育訓練の実施

エ 個人保護具・上記の対策を行っても危険有害性が除去できない
場合の使用「機械の包括的な安全基準に関する指針」 H19年から

①本質的な
安全設計

機
械
②安全防護と メ
付加保護方策 ｜③使用上の情報 カ

残留リスク性の除去又は
低減

リスク最大

内容
・危険有害な材料の代替・危険作業の廃止・変更
・より安全な施工方法へ

い対策の順
ア 危険性有害

これから造る機械の対策

追加の保護
組織的管理
訓練・教育
保護具の使用機械ユ｜
許容できるﾘｽｸ ザ

リスク最小

今ある機械を直すのは大変です!!
片山安心コンサルタント合同会社
7437

2024/7/3

記変 `24.07.01 危険情報通知

除去できなかった危険源
動力で駆動制御する機械で、• 「機械に関する危険情報の通知」が努力義務になった
譲渡・貸与される機械が、使用する労働者の危険・健康障害を及ぼす恐れがある機械について、譲渡・貸与前に使用者側に通知を行うこと
安衛則 第24条の13 機械の危険性の通知• 危険情報があるもの＊注意ラベルを機械に貼り、取説に同一の注意ラベルの内容を記述する＊残留リスク情報を取説に記載し、試運転や引き渡し時に使用者に説明する• 残ったリスクはユーザーが負う
組織的に、「追加の保護」や「訓練・教育」そして「保護具を使用」する
柵やカバー、
踏み台など

非定常作業、
緊急時操作

メガネ、ヘルメット、
安全靴、マスクする

作業手順書、作業の監督、作業制限(免許・資格、時間管理、他)を複合的に行う

片山安心コンサルタント合同会社
75

記変 `24.07.01

６-2．設計の流れ
1. 依頼された、又は売れそうな機械を設計する時に、既存の技術と新たに開発する部分を明確にする
2. その機械が、人や財産に危険を及ぼす事が無いか過去の事例や原理から考え、機械製作前の構想及び基本図面が6割程度出来た時点で設計検証を行い危険源を見つけ出して対策を立てる3. 機械を試運転して、危険を及ぼす箇所を見つけ出し、それを無くす又は低減できるようにする
4. 危険が無くせない場合は、危険の内容表示やハード(機構やカバー等)&ソフト(制御)の対策を行う。その(制御)インターロックや危険表示について取説へ記載する 危険になる動作を、条件が整のえば動作させる
5. 数年後の保守情報として、それらは非常に重要になる
片山安心コンサルタント合同会社
76

38

2024/7/3

作成 `24.07.01

設計の流れ
設計に必要な要素
設計者の技術レベル、試験データ、
機械規格、知識、経験、情報収集力
ISO,IEC,ITU,JIS
部品規格:共通性=標準化、安全規格:危害防止、を利用する故障に対して信頼性の有る
部品と取り付け

検証 FMEA
認証 UL,TÜV,他
自己宣言 CEﾏｰｸ

人間工学に係る
機器配置
操作性・視認性

表示の見易さ釦の押し易さ製造技能者の技能レベル、知識、経験、情報収集力
信頼できる組立

資材手配者・他の知識、経験、
情報収集力

加工組立精度・温度・手順・歪・トルク管理・部品管理

資金・販売利益
からの予算

高圧ボンベ
運搬・保管
作動油・潤滑 交通法令と油に関する法令 機械のサイズ

入手し易い部品
日本か世界か、
在庫・代替品

大きさ・並び
(保持力・音量・光量)

オペレータの操作立ち位置と機器配置
片山安心コンサルタント合同会社
77

配置 `23.07.01

６-3．取扱説明書 ＝ 技術文書
要件 ・装置の据え付け廃棄、運転及び保守に必要な情報が使用者と合意した言語で分かること• 情報提供 ・・・ 電源接続、回路図、運転順序、ｲﾝﾀｰﾛｯｸ、
保守時期と手順、残留リスク

1. 据付け用文書 ・・・ 電源取入口と接続、作業スペース
2. 全体図及び機能線図
・・・ 展開接続図
3. 回路図4. 運転マニュアル ・・・ ボタンの効能、表示の状況
5. 保全マニュアル ・・・ 調整、検査、修理、安全防護の解除
6. 部品表・・・ 保守用部品が使用地域で購入できる
片山安心コンサルタント合同会社
7839

2024/7/3

記変 `24.07.01

６-4．取扱説明書の位置づけ•

リスクアセスメント手法で、発見した危険源をリストにしてリスク評価を行います。高危険度のものから効果的に危険源を無くす、又は低減して行きます•

危険源が低減された状態とは、「危険はまだ有るが我慢できる」ことであり、その残った危険源は何かを明確にする手段は取扱説明書です。機械の危険表示について詳細に記してある事が重要です•

制御を担当する者は、機械の使用者に危害を及ぼさない様、機能を満足し安全に操作できる動きを考えた
シーケンス回路にしていく重要な役割が有る 経験が必要• 安全機能によって安心して機械を使う事が出来るので、予測可能な誤使用について対策しておくことが大切です
片山安心コンサルタント合同会社
79

配置 `23.05.20

操作パネル• 操作と表示
操作高さ 例: 足元から1.1mを操作部の下面高さにする
上の列が原位置の例
配置: 右側が原位置の表示釦例
閉じ

開き

開き

下降

弛め

上昇

下降

閉じ

上昇

締め

締め

弛め

1.1m

両手起動： 釦の間隔は３０cm以上離す 読めますか?

• 操作機器の仕様
消えにくい文字 (アルミ彫刻銘板、アクリル彫刻銘板、他)
直接開路機構 直接接点を引き離し開路する構造のスイッチ
イネーブル機器 3ポジションスイッチ
片山安心コンサルタント合同会社

非常停止釦
に利用される80402024/7/3

配置 `23.08.31

押しボタン・表示色、機械規格

適用規格 JIS C 0447:1997

表示装置の表示色は、与えられる情報を考慮し、次の監視判断基準のいずれを優先させるかによって、意味を決定する− 人体及び環境の安全− 工程の状態
JIS C 0447:1997 4.3 色の選定
4.3.1 通則 色の表す意味に関する一般原則

表３ 規準のための色の意味 一般原則

色

人体又は環境の安全

工程状態

装置の状態

赤
黄
緑
青
白

危険
注意
安全
強制的な意味特別な意味付けは与えていない非常(緊急)
異常
正常

一般的な
意味付けは
無い

灰
黒

危険表示・トラマーク(色表示、警報音)
赤色:禁止･停止
黄赤色:危険黄色:警告･注意
緑色:安全･進行
青色:指示･誘導
白色:区画

片山安心コンサルタント合同会社
81

配置 `23.08.29

使用上の情報 1/2
1)．危ない所には表示がある

設計途中に設計検証を行い、製造工程でも設計通りの性能・機能・安全性の確認をする

表示の文字大きさ
は、立ち位置と表示
場所の距離で変える
片山安心コンサルタント合同会社
8241

2024/7/3

配置 `23.08.30

使用上の情報 2/2• 表示の意味 右記• 表示の文字サイズ
文字はゴシック体

シグナルワード

危険
警告
注意
通告
安全
指示

DANGERWARNINGCAUTIONNOTICESAFETYINSTRUCTI
ONS

説明・配色
回避しないと死亡・ ほぼ確実な状況
重度の障害を招く
可能性が有る
軽傷・中程度の障害を招くことが有る
人身傷害に関連しない実施手順
安全に関する特定の指示又は手順

下地色と文字色(危険と安全指示は白抜き)• 共通のシンボル
視認距離• 表示の見易さと視認性
片山安心コンサルタント合同会社

視認距離
[mm]

文字高
[mm]

300
600
900
1500
3000

2
4
4.8
6.3
10
83

配置 `23.05.20

お疲れ様でした、

片山安心コンサルタント合同会社
8442

2024/7/3

差替 `23.05.05 概要

教習所のご案内
安全衛生講習を引き受けます(出張含む)
なんとし ふくの南砺市福野駅から
福野行政ｾﾝﾀｰ南側を、となみ野農協
苗島ｶﾝﾄﾘｰ方向に走行して右手に有り(川田工業殿資材置き
場付近)

福野駅

砺波IC
南砺ｽ
ﾏｰﾄIC
写真の教室は、１研修３８人まで
可能です

教習所

教習所
片山安心コンサルタント合同会社
85

43