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2017 年度 実施状況報告書

空気圧制御システムにおけるフェールセーフインタロックシステムの試作

研究課題

研究課題/領域番号 16K01310
研究機関独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター)

研究代表者

中村 瑞穂  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (60649193)

研究分担者 原 圭吾  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (00750746)
鈴木 重信  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (60726339) [辞退]
市川 修  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (80302941)
千葉 正伸  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (80649210)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードインタロック / フェールセーフ / 安全システム / 機械安全 / 空気圧制御
研究実績の概要

空気圧コンポーネントにおけるFMEAの妥当性確認を故障モードの再現実験により実施した。具体的にはフィルタ、レギュレータ、ルブリケータ、方向切換弁、流量調整弁、エアシリンダの140件の故障モードについて故障の再現実験を行っている。この実験によりFMEAの妥当性の確認を行い実験結果と大きな違いが無いことが確認できている。そこで、FMEAの結果を基に危険源リスト(空気圧制御システムに関する危険源リスト)の作成を行った。この危険源リストは危険源の発生源、起こり得る結果をグループ化して示している。また、国際安全規格のISO12100,ISO4414,ISO13849-2で適切な保護方策を示すことでリスクアセスメント時に効率的な危険源抽出、保護方策の検討が可能になっている。併せて市販品の窓特性を有する圧力センサを窓監視システムとして使用してインターロックシステムの動作確認を行っている。
窓監視システムの設計・製作・検証では、構想図を基に設計・製作を行っており試作品が完成して動作確認を行った。動作確認による検証結果を考察して設計の見直しを行っている。また、窓監視システムを構成する部品の故障が原因で交流信号が出力されることが危険側故障であるため「機器の故障が原因による交流信号の出力」を頂上事象としてFTA(Fault Tree Analysis)の実施を始めている。これにより、窓監視システムの故障の再現実験を行うのに必要な基本事象(FMEAでは故障モード)の抽出を行い始めている。
本研究に関する研究成果は日本機械学会2017年次大会(9月)、職業大フォーラム職業能力開発研究発表会(10月)、電子情報通信学会 安全性研究会(12月)において口頭発表を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本来、平成29年度で窓監視システムの設計・製作・検証が全て終了してなくてはならなかった。その原因として予定以上に窓監視システムの設計に時間を要してしまった。具体的には機器の選定とブルドン管圧力計に関する調査と選定に手間が掛かった。また、空気圧コンポーネント危険源リストの再現実験と並行作業を行う予定であったが関係する部分があったので上手く作業が進行しなかった。しかし、平成30年度は危険源リストが完成したので窓監視システムの量産と検証を集中的に行う。そのために、アルバイトの確保と実験を補佐する学生の増員を行うことで研究の進捗の改善を図る予定である。

今後の研究の推進方策

窓監視システムの量産を行い、窓特性を有する市販品のセンサで故障の再現実験を行い危険側故障の再現を行い、考察をすることによりインタロックステムにおける安全性能の検証を行う。さらに、フェールセーフ特性を有するインタロックシステムの設計要件を示す。
本システムの応用として油圧制御システムにおける適用についても検討を行い本研究における総括を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

窓監視システムの故障の再現実験の進捗が遅延しており、実験を継続する必要とインタロックシステムの応用について検討するために試験機器・工具・材料・データ処理用パソコンなどが必要となるため。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 空気圧システムにおけるインタロックシステムの試作 II2017

    • 著者名/発表者名
      猪野款聖、佐々木友宏、三橋郁、石塚禎、原圭吾、市川修、千葉正伸、中村瑞穂
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117 ページ: 5-8

  • [雑誌論文] 油圧制御システムの圧力制御に関するインタロックシステムの試作2017

    • 著者名/発表者名
      古杉旭, 佐々木友宏, 猪野款聖, 三橋郁, 千葉正伸, 中村瑞穂
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117 ページ: 1-4

  • [学会発表] 空気圧制御システムのリスクアセスメントにおける圧力に関する危険源リストの提案2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木友宏、古杉旭、猪野款聖、三橋郁、千葉正伸、中村瑞穂
    • 学会等名
      職業大フォーラム
  • [学会発表] 空気圧駆動システムにおけるフェールセーフ・インタロックシステムの試作2017

    • 著者名/発表者名
      猪野款聖、佐々木友宏、三橋郁、石塚禎、原圭吾、市川修、千葉正伸、中村瑞穂
    • 学会等名
      日本機械学会2017年次大会
  • [学会発表] 窓監視による油圧制御システムの圧力制御に関するインタロックシステムの提案2017

    • 著者名/発表者名
      古杉旭、佐々木友宏、三橋郁、千葉正伸、中村瑞穂
    • 学会等名
      職業大フォーラム
  • [図書] 安全衛生工学2017

    • 著者名/発表者名
      半田有通、後藤康孝
    • 総ページ数
      228
    • 出版者
      職業訓練教材研究会
    • ISBN
      978-4-7863-1152-9

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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