JP2016200927A - 電源切不能手段を備えた安全装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これらとは、異なる分野では、例えば、工事の分野では、高所作業や急傾斜地での作業現場では、安全帯の使用が義務付けられ、これと連結したロープをフックを介して固定支持物(親綱など)に接続することになっている。このフック掛けや安全帯使用を検知する安全装置もある。化学作業現場では、有害ガスの発生や爆発性物質の検知を行って、作業者に注意喚起している。作業者もガスマスク等をして防御している。或いは、携帯型の検知器を付けて作業をしていて、その検出結果が外部の管理端末に常時通信で送られ管理されていることも多い。
放射線作業現場では、同様に現場設置の放射線検知器以外にも、携帯型の放射線検知器を付けて作業を行っている場合も多い。
この様に、多くの場合において、安全装置が使われている。
即ち、作業者が作業者の安全を守るべき安全装置の作動のための電源を故意に切ってしまうことである。なぜ、このようなことをするのだろうか。以下の現状がある。
以上に掲げた例によって、その実態を記述する。
スプリンクラーも同様の理由で、電源が切られ、現実の火災で稼動しなかったりする。
以上のことが、誤動作でない実際の火災が起こったときに、事後の調査で、火災報知器やスプリンクラーの働かなかった事実、電源が切ってあった事実が判明していることは、多くの事件で経験されている。
特にベテランの作業者は、経験で今までこの程度の作業は、事故にならずに作業してきた実績で大丈夫と思い、決められた安全手順を無視することが往々にして起こす。
確かに、不安要素が全て事故に繋がるわけではなく、そのうちのほんの一部がたまたま事故に繋がるのであるから、そう思っても仕方がない。事故になって、明らかになるのは、
以上の安全手順無視をしていたということであり、「安全帯を使っていれば助かった」など
後教育が他の人に施されるが、事故は相変わらず忘れたころに繰り返している。
以下、請求項に沿って記述する。
安全確保のための検出又は処理を行う安全手段とこれを駆動する電源と、電源切不能手段と、少なくとも前記電源と前記電源切不能手段とを格納する筐体と、を備え、前記電源切不能手段は、前記安全手段と前記電源の間に介在接続し且つ制御端子の制御により導通/非導通となる第一の制御端子を備える第一の電気的スイッチを備え、第一の制御端子の値が所望の値では、前記電源切を不可能とし、且つ、前記電源の供給を前記筐体外から断続できるメインスイッチを持たないことで、前記安全手段の望まれざる電源切を不可能としたことを特徴とする。
安全を管理すべき管理エリアに所在しているかどうかを検出する管理エリア所在検出手段
又は、前記管理エリア所在検出手段の出力に並列に存在する入力端子を備え、前記管理エリア所在検出手段の検出出力又は前記入力端子により前記電源切不能手段を駆動することで、前記管理エリアに所在している場合、又は、前記入力端子の制御入力の値が前記電源切不可能に対応する値の場合には、前記安全手段に供給される前記電源の前記電源切りを不可能にしたことを特徴とする。
前記電源と前記電源切不能手段の間、又は、前記前記電源切不能手段と前記安全手段の間に、前記電源の供給経路を接続/遮断する第二の制御端子を備えた第二の電気的スイッチを設けて、前記第二の制御端子を管理権限者のみの制御処理に供したことを特徴とする。
前記管理権限者の名称又は認識符号を記憶した許可者メモリと比較手段を備え、前記比較手段に入力される前記管理権限者の前記名称又は前記認識符号を前記許可者メモリのデータと比較照合し、照合出力によって、前記第二の制御端子を駆動することを特徴とする。
前記電源を補助するバックアップ電源と、前記電源の外れによる電位変化を検出した信号と前記管理エリア所在検出手段が検出した信号又は、並列に存在する前記入力端子とで駆動される電源外れ警報手段を備えたことで、
前記電源外れ警報手段は、管理エリア所在検出手段が管理エリア内に所在を検出し、又は、前記入力端子の制御入力の値が前記電源切不可能に対応する値の場合には、
前記電源の外れによる電位変化を検出した場合に警報を出力するようにしたことを特徴とする。
前記電源の外れによる電位変化を検出した信号を処理する手段として、
時間猶予手段を備えることで、前記電源の外れによる電位変化を検出した信号に、電源外れの後の適当な短い時間の場合には、電源外れと見なさない処理をすることを特徴とする。
以下図に沿って説明する。
電源切不能手段を備えた安全装置100は、安全手段110とこれに駆動電力を供給する電源120と、両者の間に介在して、電源120から安全手段110への電力供給を遮断することを不能にする電源切不能手段130を備える。安全手段110は、安全のための環境を検出する検知装置やその結果、警報や表示を出す警報・表示装置や、スプリンクラーのように安全処理を行う装置である。電源切不能手段130は、管理すべき特定の場合、例えば、危険作業の管理エリアに存在時に、作業者や現場での勝手な(作業者の自己の思惑による)電源切りができないようにして、安全を確保すること、又は、権限のある管理者等による特定の設定があった場合に電源切りを行う等、安全を確認した上での処理を可能にするものである。
尚、安全手段110への電源供給がON/OFFされることは、その他の手段、例えば、管理エリア所在検出手段140や、電源切不能手段130や通信手段160の電源がON/OFFされることとは異なることを付記したい。当然のことであるが、例えば、電源切不能手段130の回路を動作させる電源が供給されていることが、電源切不能手段130の動作をさせるために必須のことだからである。従って、これらには、点線で示すように電源が供給されている。安全手段110本体のみ電源切不能手段130を介して電源が供給されている。
2−Aでは、管理エリア210の入退場のための出入口220がある例であり、ここを通過する作業者が入場すれば、退場するまでは、この管理エリアに所在すると判断する場合である。2−Bでは、管理エリア210内が複数の所在検知区域230で構成され、管理エリア210内に作業者が所在すると、いずれかの所在検知区域230のセンサで検知されるものである。この場合、例えば、センサとしては、以下のようなものが使用可能である。
センサを所在検知区域230が備える場合、人感センサ、画像センサでは、安全装置が現場据付型のものでは、その間を有線で繋いでもよい。安全装置が作業者携帯のものでは、その結果を無線の通信手段160により伝達しなければならない。
センサが、RFIDTAGとそのリーダーによる場合、リーダーを所在検知区域230と作業者とでどちらに有するか、及び、安全装置が現場据付型か、作業者携帯型かの組み合わせにより、通信手段160の構成が異なる。例えば、リーダーを所在検知区域230に置き、作業者の有するRFIDTAGを読み取り、安全装置が作業者携帯型である場合は、
管理エリア所在検出した信号を無線の通信手段160により、電源切不能手段130に伝えなければならない。
2−Cにおいて、作業者の携帯する安全装置側に管理エリアに入ったことを検出するセンサ140Aを備え、その結果から管理エリアに所在しているかを判断する管理エリア所在判定手段140Bも備えている場合である。管理エリア所在検出手段140は、センサ140Aと管理エリア所在判定手段140Bで構成されている。
勿論、記述していないが、電源切不能手段130や安全手段110も、作業者の携帯する安全装置側に備えていることになる。このような構成では、管理エリア所在検出手段140からの信号は、通信手段160を介することなく直接電源切不能手段130に与えることができる。出入口で所在を検知するセンサとしては、出入口に付けたRFIDTAGを安全装置側に備えたリーダーで読むことでも良い。出入口の目印を安全装置側に備えた画像カメラで読むことでも可能である。
この例では、通信手段160Aは管理エリア側に、通信手段160Bは、作業者携帯の安全装置側にある。更に、入退場を検出するセンサ140Aとしては、以下のようなものが可能である。光スクリーンでは、照射光が出入口にあり、これを作業者が横切った場合に、反射光や透過光の強度に影響がでるので、これを受光器で捕らえて、作業者を検知する。
進行方向に二つのスクリーンを適度な距離を隔てて設置することで、どちらのスクリーンが早く応答したかで、進行方向、即ち、出入を判断することが可能である。
又、光スクリーン以外に、フット(足踏)スイッチを進行方向に二つ備えても同様になる。
また、カメラで画像を解析して出入判断することも可能である。
又、作業者の有するRFIDTAGを出入口に備えたTAGリーダで読み取ることで、出入りを判断してもよい。又、作業者の有するカードを出入口に備えたカードリーダで読み取ってもよい。これらの技術は、入退室システムで使用されているので問題なく使用できる。
図3は、本発明の電源切不能手段を備えた安全装置に使用可能な電源切不能手段の一実施態様を示す図である。
色々な例が考えられるが、3−Aから3−Dの4例を説明する。
先ず、共通なことを説明する。PIは、電源120に繋がる端子である。従ってここから電力を入手できる。POは、安全手段110の電源供給端子に繋げる端子である。従ってここから電力を安全手段110に供給できる。ASは、電源切不能手段130において、電源120から安全手段110への電力供給・切断を制御する端子である。従って、ASの値によって、作業者の思惑による電源切を不能にすることが可能となる。
この例では、機能欄のような動作になる。
管理エリア所在検出が所在(ASが1)では、第一の電気的スイッチ310はONになるが、それだけでは、電源がPOには供給されない。そこで、作業者による手動での手動スイッチ320をONにする操作が必要となる。一端、ONにすると、電源はPO端子に供給され、リレーコイル330Aに電流が流れる。その結果、スイッチ切片330Bがリレー端子を導通にする。その後は、手動スイッチ320を例え切っても、リレーコイル330Aによるスイッチ切片330Bが導通しているので、PO端子への電源供給は継続される。従って、一度電源を入れると、作業者は電源を切ることはできなくなる。
管理エリア外に出て、不在(ASが0)になると、第一の電気的スイッチ310はOFFになり、電源供給は切れる。そして、リレーコイル330Aに電流が流れなくなって、スイッチ切片330Bが非導通になる。従って、不在、エリア外に出れば、勝手に電源が切れ、入りは不能になる。
管理エリアの外にいる不在(ASが0)では、手動でON/OFFが可能である。即ち、作業者は、管理エリア外でのみ操作可能となる。
この例では、管理エリア所在検出が所在(ASが1)では、まだ、スイッチ切片330Bの端子が導通してないので、電源はPO端子に供給されない。作業者によって手動スイッチ320をONすると、電源がPO端子に供給され、リレーコイル330Aに電流が流れ、スイッチ切片330Bの端子が導通して、電源の供給が継続され、ON後は、切不能となる。管理エリア外に出て、不在(ASが0)になると、作業者によって手動スイッチ320のON/OFFが可能となる。
尚、AS端子に権限を持つ管理者からの指令信号を入れる形態では、AS端子の値を「1」に設定してあれば、エリア所在中と等価になるため、エリア所在検出に無関係に作業者による電源切りは不可能なるので、責任のある管理者しか電源の切を行えないので極めて都合がよいシステムとなる。このような場合も本技術の範囲として有意義である。
尚、3−B、3−Dの場合には、所在が検出された場合は、電源入れを作業者に促す音声案内をだす手段があると好都合である。
PI端子が電源に接続されない代わりにPS端子は、電源に接続される。
図4には、図3に示した電源切不能手段に対して、更に管理者による管理端子Cを設けた例である。PI、PO、ASの文字が書いてある矩形の枠は、図3に示した電源切不能手段の部分である。4−Aでは、電源切不能手段130に直列に第二の電気的スイッチ410を接続し、この制御端子を管理端子Cで制御する。4−Aでは、電源切不能手段130の状態に関らず、管理端子Cで電源を切ることができる。即ち、管理者は、通信などをつかって、この端子を操作すれば電源を切ることができる。管理端子Cは作業者が触れないようにしておく。
4−Bでは、4−Aの管理端子Cへの入力として、許可者判定手段420の判定結果を与えたものである。管理入力端子CID430からは、管理者認識符号を入れると、予め設定された許可者メモリ421内の許可者IDと比較手段422で比較され、一致していると、第二の電気的スイッチ410を切る信号が制御端子に出される。勿論、許可者判定手段420は遠隔地の管理端末にあって、比較判断して結果を通信で送ってきて、これを制御端子に与えても良い。これらの手段は、所定の管理者以外が電源を切れないため、極めて有効である。
今まで、作業者が安全手段110への電源が切れないことを記述したが、これには、一つ盲点がある。即ち、電源が切れなくとも、大元の電源(電池)を抜いてしまえば、安全手段110への電源を切ったことと同じになる。このようなことへの防止策として図5の電源外し防止手段500がある。
この手段では、電源120以外にバックアップ電源510を備えている。バックアップ電源510は、基板に半田接合等、外せないように固定されているので、意図的に壊さない限り外すことはできない。管理エリア所在検出手段140は、電源120が働いているときは電源120から、働いていないときはバックアップ電源510から常時電源を供給される。管理エリア所在検出手段140で所在であると検出(ASが1)されていれば(或いは、管理者が意図的に、管理エリア所在検出手段140に繋がったAS端子600に「1」を設定しておけば)、NOR520の入力端子の1つは、“0”状態である。このような状態で、電源120が抜かれると、端子530は、電位が低下して“0”状態になる、これは、NOR520の他の入力端子に入っているので、ここで、NOR520の出力端子540は“1”の状態になる。この端子は、第三の電気的スイッチ550の制御端子を駆動しているので、その結果、第三の電気的スイッチ550はONし、表示或いは警報用の発光ダイオード560が点灯する。勿論、発光ダイオード560は一例であり、スピーカで音声警報をしてもよい。又、この結果を図示しない通信手段により遠隔の管理端末に伝えることも可能である。
管理エリア所在検出手段140で非所在であると検出(ASが0)されていれば(或いは
管理者が意図的に、管理エリア所在検出手段140に繋がったAS端子600に「0」を設定すれば)、NOR520の1つの入力が“1”になるので、他の入力端子の状態に関らず、NOR520の出力は、“0”になり、第三の電気的スイッチ550はOFF状態で、表示或いは警報はなされない。尚、ASが0状態では、第四の電気的スイッチ570がOFF状態なので、その他の手段580には電源は供給されず、省電力状態にある。ASが1状態では、その他の手段580には電源が供給され、通常の使用状態になる。このように、ASが0の状態では、管理エリア所在検出手段140のみ電源が供給されている。尚、その他の手段560は、安全装置の管理エリア所在検出手段140以外の手段を指す。
又、端子530とNOR520の入力端子の間にタイマー等の時間猶予手段590を挿入すれば、電源外しの後の適当な短い時間の場合には、電源外しと見なさない処理も可能である。右側にPI/PSの端子があるが、これは、今まで他の図面で説明したものに対応する。PLは電源の低電位側の端子を指す。
この図には、図4の4−Aを記述しているが、図1から図5の中のいずれの図でも同様のことがいえる。
通常の安全手段110では電源120との間にメインスイッチ610があり、メインスイッチ610は筐体620の外から断続できるようになっている。然しながら、今まで説明した本願の構成をとっても、図6のように電源120と直列にメインスイッチ610があっては、これを断続すれば電源の接続できるわけであるから、本願の機能は実現できず無能なものとなってしまう。従って、本願の機能を実現するに、以上説明したことに共通な構成として、電源120の供給を筐体620外から断続できるメインスイッチ610を持たないことが必須の構成である。尚、筐体620は、電源120、管理エリア所在検出手段140、電源切不能手段130等を格納する容器であるが、安全手段110を格納する場合もある。
尚、「AS端子」は、請求項の記述では、「入力端子」と表現しました。
110 安全手段
120 電源
130 電源切不能手段
140 管理エリア所在検出手段
140A センサ
140B 管理エリア所在判定手段
150 管理設定入力端子
160、160A、160B 通信手段
210 管理エリア
220 出入口
230 所在検知区域
310 第一の電気的スイッチ
320 手動スイッチ
330A リレーコイル
330B スイッチ切片
410 第二の電気的スイッチ
420 許可者判定手段
421 許可者メモリ
422 比較手段
430 管理入力端子CID
500 電源外し防止手段
510 バックアップ電源
520 NOR
530 端子
540 出力端子
550 第三の電気的スイッチ
560 発光ダイオード
570 第四の電気的スイッチ
580 その他の手段
590 時間猶予手段
600 AS端子
Claims (6)
- 安全確保のための検出又は処理を行う安全手段とこれを駆動する電源と、電源切不能手段と、少なくとも前記電源と前記電源切不能手段とを格納する筐体と、を備え、前記電源切不能手段は、前記安全手段と前記電源の間に介在接続し且つ制御端子の制御により導通/非導通となる第一の制御端子を備える第一の電気的スイッチを備え、第一の制御端子の値が所望の値では、前記電源切を不可能とし、且つ、前記電源の供給を前記筐体外から断続できるメインスイッチを持たないことで、前記安全手段の望まれざる電源切を不可能としたことを特徴とする電源切不能手段を備えた安全装置。
- 安全を管理すべき管理エリアに所在しているかどうかを検出する管理エリア所在検出手段
又は、前記管理エリア所在検出手段の出力に並列に存在する入力端子を備え、前記管理エリア所在検出手段の検出出力又は前記入力端子により前記電源切不能手段を駆動することで、前記管理エリアに所在している場合、又は、前記入力端子の制御入力の値が前記電源切不可能に対応する値の場合には、前記安全手段に供給される前記電源の前記電源切りを不可能にしたことを特徴とする請求項1記載の電源切不能手段を備えた安全装置。 - 前記電源と前記電源切不能手段の間、又は、前記前記電源切不能手段と前記安全手段の間に、前記電源の供給経路を接続/遮断する第二の制御端子を備えた第二の電気的スイッチを設けて、前記第二の制御端子を管理権限者のみの制御処理に供したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源切不能手段を備えた安全装置。
- 前記管理権限者の名称又は認識符号を記憶した許可者メモリと比較手段を備え、前記比較手段に入力される前記管理権限者の前記名称又は前記認識符号を前記許可者メモリのデータと比較照合し、照合出力によって、前記第二の制御端子を駆動することを特徴とする請求項3記載の電源切不能手段を備えた安全装置。
- 前記電源を補助するバックアップ電源と、前記電源の外れによる電位変化を検出した信号と前記管理エリア所在検出手段が検出した信号又は、並列に存在する前記入力端子とで駆動される電源外れ警報手段を備えたことで、
前記電源外れ警報手段は、管理エリア所在検出手段が管理エリア内に所在を検出し、又は、前記入力端子の制御入力の値が前記電源切不可能に対応する値の場合には、
前記電源の外れによる電位変化を検出した場合に警報を出力するようにしたことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1つに記載の電源切不能手段を備えた安全装置。 - 前記電源の外れによる電位変化を検出した信号を処理する手段として、
時間猶予手段を備えることで、前記電源の外れによる電位変化を検出した信号に、電源外れの後の適当な短い時間の場合には、電源外れと見なさない処理をすることを特徴とする請求項5記載の電源切不能手段を備えた安全装置。
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