防爆環境へロボットを導入する前のチェックリスト｜危険場所・設備仕様・安全設計
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防爆環境へのロボット導入は「ロボット選び」だけでは決まらない
化学工場やプラントなどでは、可燃性ガス・蒸気が発生する場所や、可燃性粉じんが存在する場所など、人が作業するにはリスクの高い工程があります。こうした環境では、作業者を危険区域から遠ざける手段として、自動化・無人化が有効な選択肢となります。
一方で、防爆環境へロボットを導入する場合、一般的な産業用ロボットをそのまま設置できるとは限りません。
危険場所の分類、対象となるガス・蒸気・粉じん、設備の防爆性能、温度や材質、配線・制御、安全設備などを含めて、システム全体で検討する必要があります。
特に重要なのは、「防爆ロボットを探してから考える」のではなく、「どの場所で、何を扱い、どの作業を自動化するのか」を整理したうえで、必要な仕様を決めることです。
防爆環境とは？まず「危険場所」を整理する
防爆環境とは、可燃性ガス・蒸気や可燃性粉じんなどによって爆発性雰囲気が生じるおそれのある環境を指して使われる言葉です。日本では、危険場所における電気機械器具について、防爆性能に関する規定が設けられています。
危険場所の分類は、対象となる物質や発生頻度、換気などの条件によって判断されます。
ガス・蒸気についてはゾーン0・1・2、粉じんについてはゾーン20・21・22という区分が用いられます。
国内の法令・技術指針では異なる用語が使われる場合もあるため、実際の設備計画では適用する法令・規格・指針を確認することが重要です。
・可燃性ガス・蒸気が発生する工程
・溶剤・化学薬品などを取り扱う工程
・可燃性粉じんが発生する工程
・塗装・粉体・充填など、着火源の管理が必要な工程
・人の立ち入りを制限したい危険区域
防爆環境へロボットを導入する際のチェックリスト
1．危険場所・対象物質を確認する
最初に確認したいのが、
ロボットを設置・使用する場所の条件です。
危険場所の分類が曖昧なまま設備を選定すると、
後から仕様変更が必要になる可能性があります。
□ ロボットを使用する場所が危険場所に該当するか確認できている
□ 危険場所の分類・範囲を確認できている
□ 取り扱うガス・蒸気・粉じんの種類を整理している
□ 爆発性雰囲気が発生する可能性や頻度を把握している
□ 換気設備や防爆エリアの境界を確認している
□ 危険場所内・外に設置する機器を整理している
2．ロボット・周辺機器の防爆仕様を確認する
防爆環境では、ロボット本体だけでなく、周辺のセンサー、モーター、アクチュエータ、制御機器、照明、スイッチ類などについても、設置場所と仕様の適合性を確認する必要があります。
□ 設置場所の条件に適した防爆性能を確認している
□ 防爆構造の種類と適用条件を確認している
□ 対象となるガス・蒸気・粉じんへの適合性を確認している
□ 温度上昇や発熱が着火源とならない構成になっている
□ センサー・モーター・電磁弁など周辺機器の仕様も確認している
□ 防爆性能を示す資料・銘板・証明書などを確認できる
防爆構造には、耐圧防爆、内圧防爆、本質安全防爆など複数の方式があります。どの方式を採用するかは、対象機器や危険場所、使用条件によって異なるため、設備全体の条件から選定することが重要です。
3．制御盤・電源・通信の配置を検討する
防爆環境では、危険場所にすべての電気機器を置く必要はありません。システム構成を工夫し、制御盤などを危険場所の外へ配置することで、危険場所内に設置する機器を減らせる場合があります。
□ 制御盤を危険場所の外に配置できるか検討している
□ 電源・配線・ケーブルの引き込み方法を確認している
□ 通信方式と通信機器の設置場所を整理している
□ 危険場所内に必要な電気機器を最小限にできるか検討している
□ 防爆性能を損なわない施工方法を確認している
4．ロボット以外の機械要素も確認する
防爆システムでは、ロボット本体だけを防爆仕様にすればよいとは限りません。
ハンド、治具、搬送装置、センサー、保護カバーなどを含めて、システム全体で安全性を検討します。
□ ロボットハンド・治具の材質や構造を確認している
□ 摩擦・衝撃・機械的な発熱などによる着火リスクを確認している
□ 搬送設備や周辺機械の仕様を確認している
□ 可動部・駆動部の発熱や異常時の挙動を確認している
□ 保守・交換時に防爆性能を損なわない構造になっている
5．安全設計・人の立ち入りを整理する
防爆環境の自動化では、防爆仕様の設備を入れる
ことだけが安全対策ではありません。
危険区域への人の立ち入りを減らし、
異常時には設備を安全に停止できるよう、機械安全と運用面を含めて検討することが重要です。
□ 危険区域への人の立ち入りをどこまで減らせるか検討している
□ 安全柵・カバー・隔離などの保護方策を検討している
□ 非常停止やインターロックの構成を整理している
□ 異常発生時の停止条件・復旧手順を整理している
□ 点検・清掃・保守時の安全手順を想定している
□ 遠隔監視・遠隔操作が有効か検討している
6．導入後の保守・運用まで考える
防爆設備は、導入時だけ安全性を確認すれば終わりではありません。点検・清掃・部品交換・改造などによって仕様が変わる可能性があるため、導入後も防爆性能を維持できる運用体制を考えておく必要があります。
□ 定期点検・保守の方法を確認している
□ 交換部品や消耗品の仕様を確認している
□ 設備改造時の確認ルールを決めている
□ 異常時の対応方法・連絡体制を整理している
□ 将来的な工程変更や設備追加への対応を検討している
防爆ロボットの仕様だけでなく「システム全体」で考える
防爆環境へのロボット導入では、ロボット本体の性能だけを比較しても十分な判断はできません。危険場所の分類、対象物質、ロボット・周辺機器の防爆仕様、制御盤の配置、配線・通信、安全設備、保守方法まで含めてシステム全体を設計する必要があります。
例えば、危険場所内にはロボットや必要最小限の機器だけを配置し、制御盤などを危険場所の外へ配置する構成が考えられます。工程によっては、空気圧機器などを組み合わせることで、電気機器の配置や着火リスクを抑える設計を検討できる場合があります。
重要なのは、最初から特定の設備に決め打ちするのではなく、現場条件から必要な仕様を逆算することです。
防爆環境の自動化で重要な「安全設計」
防爆環境の自動化では、危険区域への人の立ち入りを減らすこと自体が重要な目的の一つです。危険作業をロボットへ置き換えるだけでなく、隔離、インターロック、異常検知、非常停止、遠隔監視などを組み合わせ、設備全体として安全性を高めます。
また、設備を導入した後に現場で運用できることも重要です。点検や保守のしやすさ、異常時の復旧方法、将来の改造や工程変更まで考慮した設計にすることで、長期的に安定した運用につなげやすくなります。
防爆環境のロボット導入で失敗しないための5つのポイント
1．危険場所の分類と範囲を最初に確認する
2．対象となるガス・蒸気・粉じんの条件を整理する
3．ロボット本体だけでなく周辺機器まで仕様を確認する
4．制御盤・配線・通信を含めてシステム全体
5．導入後の保守・改造・運用まで含めて計画する
コスモ技研の防爆・危険環境対応
コスモ技研では、化学工場やプラントなどの危険環境を含め、防爆・重量物・危険物・高温といった難易度の高い自動化システムの構築に取り組んでいます。
同社では、危険場所の自動化に加え、重量物ハンドリング、高温ワークへの対応、画像処理システムなどの技術領域を展開しています。また、構想設計からロボットシステム、搬送・ハンドリング、検査・測定、制御システムなどを組み合わせた提案を行っています。
防爆環境で「どの設備を選べばよいかわからない」「危険場所の条件を踏まえて自動化の構成を検討したい」という場合は、設備選定だけでなく、構想段階から専門会社へ相談することが重要です。
まとめ｜防爆環境のロボット導入は「事前確認」が重要
防爆環境へのロボット導入では、一般的な自動化設備とは異なり、危険場所や対象物質に応じた仕様検討が必要になります。
まずは、ロボットを使用する場所の分類、取り扱う物質、必要な作業、周辺設備、制御・通信、安全設備などを整理しましょう。そのうえで、必要な防爆性能や設備構成を検討することが、手戻りを減らし、安全な自動化につながります。
防爆・重量物・危険物など、一般的な設備では対応が難しい環境ほど、設備単体ではなくシステム全体を見ることが重要です。構想段階から条件を整理し、現場に適した自動化の方法を検討していきましょう。
FAQ｜防爆環境のロボット導入でよくある質問
Q. 一般的な産業用ロボットを防爆環境で使用できますか？
A. 危険場所や対象物質などの条件によって必要な仕様が異なるため、
一般的なロボットをそのまま使用できるとは限りません。設置場所と機器仕様の適合性を確認したうえで、システム全体を設計する必要があります。
Q. ロボットだけを防爆仕様にすればよいですか？
A. いいえ。
危険場所に設置するセンサー、モーター、電磁弁、制御機器などの周辺機器や、配線・接続方法も含めて確認する必要があります。
Q. 制御盤を防爆エリアの外に置くことはできますか？
A. 工程や設備構成によっては、制御盤などを危険場所の外に配置する構成を検討できます。危険場所内に設置する機器を減らすことで、設備構成や保守性を改善できる場合があります。
Q. 防爆設備の導入はどの段階で相談すればよいですか？
A. できるだけ構想段階からの相談がおすすめです。
危険場所の条件や自動化したい工程を早い段階で整理することで、設備選定やレイアウト、制御、安全設計を含めた検討がしやすくなります。
