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機械安全規格について

機械安全に関する国際規格の階層構造

機械安全に関する規格の制定をするための基準としてIEC及びISOが共同で作成したIEC/ISOガイド51には、以下のように国際規格を階層別に分類することを規定しており、最新の技術で製造される機械にも適用できるような規格構造としています。

A規格：基本安全規格

あらゆる機械に適用できる基本概念や設計の原則などを規定した規格。

B規格：グループ安全規格

ある程度広範囲な機械群に対して適用できる安全性を規定した規格。 B規格は、さらに以下のB1及びB2規格に分類できる。

B1規格：	特定の安全的側面に関する規格。おもに安全距離や騒音など。
B2規格：	安全関連機器に関する規格。おもにライトカーテンやインタロック装置等。

C規格：個別製品安全規格

特定の機械又は機械群に対する詳細な安全性要求事項を規定する規格。

C規格が存在する機械は、C規格に従って設計することになりますが、C規格が存在しない機械の場合、A規格及びB規格に従って設計することになります。

国際規格における機械安全の考え方

ISO12100の目的

機械安全の基本概念規格と位置付けられるISO12100が制定された目的は以下の通りです。（ISO12100－1 Introduction）

	仕様の範囲内で安全である機械を設計することを可能にするための包括的な枠組みとガイダンスを提供する。
	A規格であるISO12100に整合するB規格及びC規格を戦略的に作成するための指標を提供する。

上記の目的において、ISO12100-1：2003「機械類の安全性-基本概念、設計のための基本原則-第1部　基本用語、方法論」、及びISO12100-2: 2003「機械類の安全性-基本概念、設計のための基本原則-第2部　技術的原則」が制定されています。

ISO12100-1には、機械を設計する上で考慮されなければならない危険源
及びリスク低減のための戦略が明示されています。またISO12100-2には、
本質的安全設計の手法、保護手段及びユーザへの情報提示の手段が
明示されています。

ISO12100が規定する危険源

ISO12100-1に規定される危険源は以下の8通りです。

機械的な危険

押しつぶし、切断、巻き込み、衝撃、裂傷など、機械又は機械の一部により発生する危険性。

電気的な危険

導電部への接触、静電気、落雷など、感電による危険性。

熱的な危険

高温部への接触、高温又は低温環境下での作業などの危険性。

騒音による危険

聴力喪失、耳鳴り、平衡感覚の喪失などの危険性

振動による危険

血行障害、神経障害、関節障害などの危険性

放射線による危険

X線、低周波、無線、マイクロ波、紫外光などの危険性

有害化学物質による危険

有害物質の吸引、爆発などの危険性

人間工学無視による危険

不自然な姿勢などによる生理学的な悪影響などの危険性

リスクとは

ISO12100-1に定義されるリスクとは、「危害の発生確率とその危害の重大さの組み合わせ」と定義されます。また、危害とは、「身体的な障害又は健康傷害」と定義されておりますので、ISO12100-1はリスク自体を労働災害に限定していると考えられています。

ISO12100が制定された背景として、絶対的な安全というものは存在していないと考えられています。従って、いくらかリスクは残ると考えられており、その残ったリスク（残留リスク）がその時代の社会的価値観及び社会通念上許容できるレベル（許容リスク）にまで低減されることにより「安全」は達成されると考えられています。

残留リスクが許容できるレベルにまで低減されているかどうかは、リスクアセスメントとリスク低減手法の繰り返されるプロセスに従って達成されることになります。

リスクアセスメントとリスク低減手法

ISO12100が定めるリスク低減の手法をまとめると、以下のような流れになります。

リスクアセスメント

図中の破線枠内は、ISO14121で定められるリスクアセスメントに該当します。リスクアセスメントの各項目（1～4）は以下の通り説明されています。

1.対象となる機械の仕様の特定
対象となる機械の仕様を限定します。つまり、機械の使用方法に対する限定、設置環境に対する限定及び時間に対する限定です。

2.危険源の特定
1で特定した範囲内において、ISO12100-1に規定されるような危険源を特定します。

3.リスクの見積り
危険源を特定した後、各危険源に対するリスク要素を決定することでリスクを見積もります。
リスク要素とは、傷害のレベル（severity）と発生の確率（probability of occurrence）の組み合わせにより決定されます。

4.リスク評価
3で見積りをしたリスクに対して、リスク低減が必要かどうか、安全が既に確保されているかどうかを評価し、リスク低減が必要となれば、具体的なリスク低減手法を講じることになります。

リスク低減の手法【ISO12100-2より】

A. 本質的安全設計
機械を設計する際、危険源を含まない設計を実施するか、適切な設計手法を選択しリスクを低減することにより実現できるとされています。
本質的安全設計とは、設計段階でリスクを避ける・低減する設計を実施することを意味します。具体的な設計手法に関しては、ISO12100-2：2003, 4章を参照ください。

B. 追加の防護手段による保護
本質的安全設計の手法により危険源を除去できない、あるいはリスクが低減
できないと合理的に判断される場合、人体保護のためのガードや保護装置を
使用することになります。
キーエンスのライトカーテンはISO12100-1にAOPD（Active opto-electronic
protective device）として定義される保護装置として使用できます。
具体的な防護手法に関しては、ISO12100-2：2003, 5章を参照ください。

C. ユーザへの情報提供
ISO12100-1では、ユーザに対して情報を提供することは機械設計の一部
であると考えられています。機械を正しく安全に使用するために必要とされ
る情報は全てユーザに提供されなければなりません。
ユーザへの情報には、残留リスクの情報も含めて、使用者のレベルに応じ
た適切な警告、注意も含まれます。
具体的な情報提供手法に関しては、ISO12100-2：2003, 6章を参照ください。

安全カテゴリとその選定

カテゴリの選定方法

リスクアセスメントにおけるリスク見積りの結果と、その結果に対する安全保護対策としてのリスク低減手法に対する評価方法の例として、右記の図がISO13849-1に掲載されています。
これがいわゆる「安全カテゴリ」と呼ばれるもので、図で示すフローに従ってカテゴリを選定することになります。

S： S1： S2：	傷害の重大さ（完治可能な）軽傷（完治不可能な）死亡を含む重傷

F： F1： F2：	危険源にさらされる頻度及び/又は時間 “めったにない”から“時折”まで、及び/又は、さらされる時間が短い “頻繁”から“断続的”まで、及び/又は、さらされる時間が長い

P： P1： P2：	危険源を避けることができる可能性特定の状況下で可能ほぼ不可能

カテゴリの選定に関しての記号の意味合いは以下の通りです。

●：	該当するリスクに対して、推奨されるカテゴリになります。カテゴリ選択の基準点になります。
△：	該当するリスクに対して、追加の安全対策が要求されるカテゴリになります。
○：	該当するリスクに対して過度の対策となります。

ISO13849-1におけるカテゴリ要求事項

カテゴリ	要求事項	制御システムの動作
B	制御システムや保護装置の安全関連部は、想定される外的影響に絶えられるよう、適切な規格にしたがって設計、構成、選定及び組立がなされること。	故障発生時、安全機能は失われる。
1	カテゴリBの要件を満たすこと。十分吟味された高い信頼性を示す部品を使用し、安全原則に従うこと。	故障発生時、安全機能は失われるが、その発生確率はカテゴリBよりも低い。
2	カテゴリBの要件を満たし、安全原則に従うこと。安全機能が機械の制御システムにより適切な間隔にてチェックされること。	チェックの間隔で故障が発生した場合、安全機能は失われる。安全機能が失われていることがチェックによって検出される。
3	カテゴリBの要件を満たし、安全原則に従うこと。安全関連部は以下の方針に従って設計されること。 1.単一故障により安全機能が喪失しないこと。 2.できる限り単一故障が検出できること。	単一故障が発生した場合でも安全機能は常に維持される。全ての故障が検出されるわけではない。検出されなかった故障が蓄積した場合、安全機能は失われる。
4	カテゴリBの要件を満たし、安全原則に従うこと。安全関連部は以下の方針に従って設計されること。 1.単一故障により安全機能が喪失しないこと。 2.次の安全機能が動作する時、又はそれ以前に単一故障が検出できること。それが不可能な場合、故障が蓄積しても安全機能を喪失しないこと。	単一故障が発生した場合でも安全機能は常に維持される。安全機能が失われないよう、安全機能が機能する前に故障が検出される。