空気圧安全コンポーネント：主要用途とコンプライアンスガイダンス

自動化システムの導入により、機械構築はさらに複雑になりました。これにより設計者は、より新しい安全基準の実装により多くの時間を割くことを強いられました。その好例が2006年のISO 13849改訂で、すべての機械製造者が安全関連コンポーネントを設計プロセスの一部として考慮することが義務付けられました。

特に考慮すべき側面の一つは、空気圧システムの安全性です。これらシステムは多くの異なる産業で広く使用されているため、安全性を念頭に置いて設計・構築されていることを確実にすることが極めて重要です。

空気圧システムの安全性を確保するために含まれるべき主要コンポーネントがいくつかあります。本記事では、その中から5つを取り上げます。

空気圧システムにおける5つの主要安全機能

1. 予期せぬ機械起動からの保護

あらゆる空気圧または自動化システムに存在しなければならない重要な安全機能の一つは、機械が誤って起動することへの保護です。機械がオフになってから、適切な安全手順なしに再びオンになると、付近の誰かに重大な怪我を負わせる危険があるため、危険な状況となり得ます。

これを達成する方法はいくつかありますが、最も一般的なのは安全バルブとスイッチの使用です。

これらのバルブは、アクチュエータへの空気流を遮断するように設計されており、機械の起動を防止します。一方、スイッチは空気圧力損失を検知するために使用されます。これは通常、システムに何らかの問題が発生した兆候であり、スイッチは機械への電源を遮断します。

一部の機械には、予期せぬ起動を自動的に防止する特定機能を持つ内蔵エレクトロニクスがあります。しかし、依然として最低限の安全認証を満たすために、セーフティPLCや外部セーフリレーを必要とする製品もあります。

2. 排気または空気圧ダンプ保護

排気または空気圧ダンプは、緊急時にシステムから圧力を解放する安全機能です。圧力が過度に上昇すると、システム故障を引き起こし、重大な怪我につながる可能性があるため重要です。

ほとんどのダンプと空気圧排気は、予期せぬ機械起動と同時に発生することが多いです。そのため、現代の安全コンポーネントは一般的にこの2機能を統合しています。

この問題から保護される2つの主な方法：排気バルブの使用とダンプバルブの利用。

排気バルブは圧力を徐々に解放し、システムの急激な故障を防止。一方、ダンプバルブは圧力を一気に解放するために使用されます。

新技術ベースの機械は、予期せぬ起動と圧力ダンプを管理するため、位置センサーとソフトスタートバルブを組み込み始めています。

3. 保持、遮断、停止

操作機器を停止、遮断、ストップする能力は、空気圧システムが必要とするもう一つの重要な安全機能です。機械に何か問題が起きた場合、さらなる損傷や怪我を防ぐために迅速に停止できる必要があるため重要です。

これを実現するため、ほとんどの空気圧システムは、チェックバルブ、圧力逃しバルブ、ソレノイドバルブなどのさまざまなバルブを使用します。

• チェックバルブは一方向への流れを防止するために使用。システム圧力喪失時にアクチュエータを位置保持するために通常使用されます。
• 圧力逃しバルブは、圧力が高くなりすぎた場合に解放し、システム故障を防止するために使用。
• ソレノイドバルブは、空気流を制御するために使用され、システムを必要に応じてオン/オフ可能にします。

一部の複雑なアプリケーションでは、シリンダーのピストンロッドにメカニカルブレーキまたはロックを設置する必要があります。これは通常、高い保持力が必要な場合や、機械が迅速に停止できる必要があるアプリケーションで行われます。

さらに、一部の最新機械には、機器やそのコンポーネントの位置を監視できる追加安全コンポーネントがあります。これにより、何かが所定位置から外れたときにシステムがそれを知り、それに応じて反応できます。

4. シリンダー動作の反転

場合によっては、機械の可動部品の方向を反転させる必要があります。これは通常、機械の経路を何かが塞いでいる場合など安全上の理由で行われます。無視すると、機械故障を引き起こし、機械付近の誰かに重大な怪我を負わせる可能性があります。

これを達成する最も一般的な方法は、反転バルブの使用です。このバルブは気流方向を変更し、それにより機器の方向を変更します。

しかし、一部の複雑なアプリケーションでは、より精密な気流制御を可能にする比例バルブが必要になる場合があります。これは、デリケートな状況でしばしば必要となる、機器の方向をゆっくり変更できるため重要です。

スプリングリターンソレノイドバルブもこの安全機能を果たせます。これらのバルブは気流方向を変更しますが、電源オフ時に元の位置に戻ることもできます。

5. 速度低減

もう一つよく必要とされる安全機能は、機器の速度を低減する能力です。これは、何か問題が起きたときにオペレーターが機械を制御できるため、重要な安全機能です。例えば、機器が速すぎて何かと衝突する危険がある場合、オペレーターは速度低減バルブを使って減速できます。

この目的で主に2つのバルブが使用されます：減圧バルブと流量制御バルブ。

• 減圧バルブは、システムへ流入する空気圧を低減するために使用。これにより機器速度が低下。

• 流量制御バルブは、システムへ流入する空気量を調整するために使用。これも機器速度を低減しますが、減圧バルブより精密です。

場合によっては、両タイプのバルブを用いて所望の結果を達成します。また、一部の機械にはプーリーシステムなど、内蔵速度低減デバイスがあることも注目に値します。

これら安全コンポーネントを真剣に受け止める

安全機能はあらゆる機械にとって重要ですが、空気圧システムでは特に不可欠です。これは、空気圧システムが危険な環境で使用されることが多く、可動部品を持つためです。

用途に適した安全機能を選択し、それらが適切に設置されていることを確実にすることが重要です。これら機能を真剣に受け止めることは、より安全で効率的な作業環境につながります。

空気圧安全について質問がある場合、または自動化システムに適した安全コンポーネント選定でサポートが必要な場合、John Henry Fosterの専門家までお問い合わせください。当社は信頼性の高い空気圧アクチュエーターのリーディングプロバイダーであり、チームが貴社の問い合わせにお答えします。