特許 6309486 切離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6309486

(24)【登録日】2018年3月23日

(45)【発行日】2018年4月11日

(54)【発明の名称】切離装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/303 20060101AFI20180402BHJP

   G01M 7/08 20060101ALI20180402BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/303 D

   G01M7/08 Z

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-101893(P2015-101893)

(22)【出願日】2015年5月19日

(65)【公開番号】特開2016-217830(P2016-217830A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2017年1月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】509109903

【氏名又は名称】株式会社サムエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(72)【発明者】

【氏名】南 和夫

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−１１００９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２２４８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−０２８４９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２８２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４６０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４５８０６３８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／００

Ｇ０１Ｍ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

引張力が作用する部材間に配置し、重量物の衝突試験に用いられる切離装置であって、
引張力が作用する部材間に配置し、加熱切断が可能な熱融解性の素材で形成したベルト状を呈する単数または複数の引張材と、
前記引張材の一部にベルト横断方向に沿って接面させて一体に付設した電熱ヒータと、
前記電熱ヒータへ給電する電源ユニットとを具備することを特徴とする、
切離装置。

【請求項2】

前記引張材がループ状を呈することを特徴とする、請求項１に記載の切離装置。

【請求項3】

前記電源ユニットが電熱ヒータの両端へ接続する配線と、配線を介して電熱ヒータへ給電する電源と、電源スイッチとを具備することを特徴とする、請求項１又は２に記載の切離装置。

【請求項4】

前記重量物が落下用の重錘であることを特徴とする、請求項１に記載の切離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は落石、崩落土砂等の各種重量物の衝突試験に用いる切離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

大重量の重錘を落下させて行う各種の衝撃試験において、切離装置を使用して重錘の切り離しを行うことが知られている(特許文献１，２)。
この切離装置は、開閉式のアームと、アームの開閉を操作する駆動装置を具備している。
駆動装置としては、流体圧でアームの開閉を作動するリンダとからなり、地上に配置した駆動源付きの流体制御ユニットとの間をホースで接続した構成となっている。
また電気信号を用いて落下物を切離す切離装置も知られている(特許文献３)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平５−２０５１号公報

【特許文献2】特開２００３−２１５００６号公報(図１，２)

【特許文献3】特開平６−２４４００号公報(図１)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の切離装置にはつぎのような問題点がある。
＜１＞重錘の重量に耐え得るようアームや切離装置本体を金属材料で形成していると共に、アームの開閉を行うための機械的開閉機構を組み込んだ構造となっている。
そのため、切離装置本体のコストが高いだけでなく、重量が重たく運搬や取扱いに不便である。
＜２＞アームを開閉作動させるために地上側に大型の発電機や流体制御ユニット等の付帯設備が必要であるため設備コストが高くつく。
＜３＞試験場所が作業環境の悪い山岳地帯である場合には、切離装置本体や付帯設備の搬出入に多くの労力と時間を要する。
＜４＞複数の地点で落下物を同時に落下させて試験を行う場合がある。このような場合、機械的開閉機構の遊びやバックラシ等の要因により、全ての切離装置の切離しのタイミングを正確に同期させることが難しく、時間差を生じ易い。
切離しの時間差は、試験結果の精度に影響を及ぼすだけでなく、切離しのタイミングがすべて同期するまで試験の繰り返しを強いられる。

【0005】

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは少なくともつぎのひとつの切離装置を提供することにある。
＜１＞低コスト化と軽量化を図りつつ、運搬性と取扱性に優れること。
＜２＞付帯設備の簡略化を図ること。
＜３＞複数地点で切り離しを行う場合における切り離しのタイミングを正確に同期し得ること。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、引張力が作用する部材間に配置し、重量物の衝突試験に用いられる切離装置であって、引張力が作用する部材間に配置し、加熱切断が可能な熱融解性の素材で形成したベルト状を呈する単数または複数の引張材と、前記引張材の一部にベルト横断方向に沿って接面させて一体に付設した電熱ヒータと、前記電熱ヒータへ給電する電源ユニットとを具備することを特徴とする。
本発明の他の形態において、前記引張材はループ状を呈する。
本発明の他の形態において、前記電源ユニットは電熱ヒータの両端へ接続する配線と、配線を介して電熱ヒータへ給電する電源と、電源スイッチとを具備する。
本発明の他の形態において、前記重量物は落下用の重錘である。

【発明の効果】

【0007】

本発明は次のような効果を得ることができる。
＜１＞本発明の切離装置は、アームを機械的に開閉する機構ではなく、一部に電熱ヒータを付設した引張材を使った加熱切断によるものである。
したがって、従来の金属製からなる切離装置と比べて、低コスト化と軽量化が可能であるだけでなく、現場への運搬性と現場での取扱性が格段に向上する。
＜２＞地上側に設置する付帯設備は電源ユニットだけであるので、大型の流体制御ユニットが不要となって、付帯設備の低コスト化と軽量化が可能である。
したがって、試験場所が山岳地帯や車両の進入が困難な現場でも容易に搬出入することが可能である。
＜３＞複数地点で切り離しを行う場合においては、機械的開閉機構の遊びやバックラシ等の要因がないので、切り離しのタイミングに合わせて複数の電熱ヒータに同時に通電するだけで、複数の引張材を同時期に切断できて時間差のない切り離しを行うことができる。
そのため、従来と比べて試験結果の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る切離装置の全体斜視図

【図2】図１におけるII-IIの断面図

【図3】切離装置の引張材を切断した直後における切離装置の斜視図

【図4】複数の引張材を同時に切離す切離装置のモデル図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

【0010】

＜１＞切離装置
図１に切離装置１０の全体図を示し、図２にその一部の断面図を示す。
本発明に係る切離装置１０は引張力が作用する部材間に配置する装置であり、熱融解性の素材で形成した切離装置本体に相当する引張材２０と、引張材２０の横断方向に沿って一体に付設した電熱ヒータ３０と、電熱ヒータ３０に給電する電源ユニット４０とを具備する。

【0011】

＜２＞引張材
引張材２０は重錘４０の重量を支持可能な引張り強度、耐久性、耐摩耗性、低伸度等の特性を有する可撓性部材である。

【0012】

＜２．１＞引張材の形態例
本例では引張材２０がポリエステル糸で縦織した多重積層構造のベルト材の両端を縫合してループ状に形成した形態を示すが、ベルト材の両端を閉合しない非ループ状であってもよい。
引張材２０が非ループ状である場合は、引張材２０の両端部に係止用のループを形成しておくとよい。
また引張材２０の形態はベルト状に限定されず、その他に例えば、紐状又はチューブ状であってもよい。

【0013】

＜２．２＞引張材の寸法
引張材２０の断面幅や全長は、設置条件や負荷する引張荷重の大きさ等を考慮して適宜選択する。

【0014】

＜２．３＞引張材の素材例
引張材２０の素材は加熱融解性、又は可燃性の素材であり、例えば自然繊維、化学繊維、又は樹脂等が適用可能である。

【0015】

＜２．４＞引張材の接続対象
本例では、クレーンのフック５０と落下物である重錘５１のフック５２との間に引張材２０を直接的に介装した形態を一例に説明する。
引張材２０の他の設置形態としては、例えば、各種の落下物を収容した容器や堰止構造体の一部に開閉扉を設け、この開閉扉に引張材２０を取り付けて常時閉扉し、引張材２０を切断することで開閉扉が開扉して落下物を落下させる用途に用いることも可能である。
引張材２０の接続対象は試験目的や落下物の種類等に応じて、落下物に対して直接的又は間接的に接続する。

【0016】

＜３＞電熱ヒータ
電熱ヒータ３０は引張材２０を加熱切断する線状の電熱式カッタであり、その露出端には端子３１，３１を形成している。

【0017】

＜３．１＞電熱ヒータの素材例
電熱ヒータ３０としては、ニクロム線等の公知の電熱線を使用でき、またその本数は単線でもよく、また複数本のより線を適用することも可能であきる。

【0018】

＜３．２＞電熱ヒータの付設形態
電熱ヒータ３０を引張材２０に付設する形態としては、引張材２０の内部中心を貫通させて配置する形態の他に、電熱ヒータ３０で引張材２０を縫うように配置したり、引張材２０の片面又は両面に接触させて付設したりしてもよい。
要は、電熱ヒータ３０に給電したときに電熱ヒータ３０の高熱で以て引張材２０を横断方向に切断できるように配置してあればよい。

【0019】

＜３．３＞本例の付設形態
図２に例示した電熱ヒータ３０の付設形態について説明すると、化学繊維をシートベルト状に編成した引張材２０を使用し、予め錐等の先鋭工具を用いて引張材２０の全幅に亘って貫通孔又は切込みを形成し、棒状の電熱ヒータ３０を貫通孔の片側からに挿通して引張材２０の中心部を貫通させた後、電熱ヒータ３０の端部を屈曲加工して端子３１を形成する。
この際、引張材２０に対して電熱ヒータ３０がスライドしないように、電熱ヒータ３０の露出部をグリップ材３２，３２で把持すると共に、電熱ヒータ３０の露出部に耐熱性の保護筒３３，３３を外装する。

【0020】

＜３．４＞電熱ヒータの設置数
本例では引張材２０に対して電熱ヒータ３０をひとつ付設した形態について示すが、ひとつの引張材２０に対して複数の電熱ヒータ３０を付設する場合もある。

【0021】

＜４＞電源ユニット
本発明に係る切離装置１０は引張材２０の切り離し手段として電熱ヒータ３０を用いるものであるから、従来のような大型の流体制御ユニット等の付帯設備は一切不要であり、電源ユニット４０のみでよい。
電源ユニット４０は電熱ヒータ３０の端子３１，３１へ接続する配線４１と、配線４１を介して電熱ヒータ３０へ給電する電源４２と、電源スイッチ４３とを具備する。
電源４１は直流電源又は交流電源を含み、電熱ヒータ３０が引張材２０を加熱切断し得る所定の高温に達するよう電流と電圧が調整可能である。
山岳地帯等で使用する場合は、電源４１としてバッテリー等の蓄電池や公知の発電機を使用することも可能である。

【0022】

つぎに切離装置１０の使用方法について説明する。

【0023】

＜１＞切離装置の現場搬入
切離装置１０を構成する電熱ヒータ３０付きの引張材２０は軽量であり、電源ユニット４０も比較的軽量であるため、切離装置１０の現場搬入を簡単に行える。

【0024】

＜２＞切離装置のセット
現場へ搬入した切離装置１０は以下の要領でセットする。

【0025】

＜２．１＞引張材のセット
引張材２０を引張力が作用する部材間にセットする。
図１に例示した重錘５１の落下試験に用いる場合には、クレーンのフック５０と重錘５１のフック５２との間にループ状の引張材２０を架け渡す。
本例では軽量な引張材２０を架け渡すだけの簡単な作業で引張材２０のセットを行える。

【0026】

＜２．２＞配線の接続
つぎに電熱ヒータ３０の端子３１，３１と電源ユニット４０との間に配線４１を接続する。
このように、電熱ヒータ３０付きの引張材２０を配置して配線するだけの簡単な作業で短時間のうちに切離装置１０の設置作業を終えることができる。

【0027】

＜３＞重錘の吊り上げ
クレーンのフック５０を操作して重錘５１を所定の試験高さまで吊り上げる。
この際、引張材２０の引張強度が予め重錘５１を支持可能な強度に設定されているため、不用意に切断する危険はない。
また吊り下げた重錘５１の重量が電熱ヒータ３０に作用することもない。

【0028】

＜４＞切り離し
切り離しのタイミングに合わせて電源ユニット４０の電源スイッチ４３をＯＮにする。
電熱ヒータ３０に給電すると電熱ヒータ３０が瞬時に所定の高温まで昇温する。
電熱ヒータ３０の温度が引張材２０の溶融温度又は燃焼温度に達すると、引張材２０が切断されてフック５０から切り離される。図３は引張材２０の切断直後の状態を示し、支持部材を失った重錘５１は自重で落下する。

【0029】

仮に、電熱ヒータ３０と引張材２０との接触が不均一であっても、引張材２０に高いテンションがかかっているため、引張材２０の一部が強制的に加熱切断されると、強制切断した部位に引張力が集中することで切断範囲が瞬時に拡張して、引張材２０の全幅に亘って確実に切断することができる。

【0030】

＜５＞電熱ヒータの他の付設形態
以上は電熱ヒータ３０の全長が引張材２０の横断幅より長い関係にあり、引張材２０を横断して付設する形態について説明した。
電熱ヒータ３０の他の付設形態としては、電熱ヒータ３０の全長を引張材２０の横断幅より短くし、引張材２０の横断方向の一部に電熱ヒータ３０を付設するようにしてもよい。

【0031】

［複数の引張材を同時に切離す他の形態］
図４を参照して電熱ヒータ３０を付設した複数の引張材２０を同時に切離すようにした他の切離装置１０について説明する。

【0032】

＜１＞引張材の配置形態
本例では各引張材２０の一端（上端）を静止部材５３に連結し、各引張材２０の他端（下端）には引張材２０に引張力が作用するように、重錘等の負荷重発生要素Ｆが接続しており、一斉に引張材２０を切断して複数の負荷重発生要素Ｆを切り離す場合について説明する。
各引張材２０の一部に付設した電熱ヒータ３０の両端子３１，３１と電源ユニット４０との間を、配線４１で並列又は直列の関係で電気的に接続する。
本例では一台の電源ユニット４０に対して複数の電熱ヒータ３０を電気的に接続する。

【0033】

＜２＞切り離し
本例では、電源ユニット４０の電源スイッチ４３をＯＮにするだけで、すべての電熱ヒータ３０が瞬時に高温に達するので、すべての引張材２０を同時期に切断することができる。
全ての引張材２０による切離しのタイミングを正確に同期させることが可能となるため、機械的に切離す従来の切離装置と比べて時間差を生じ難い。
そのため、複数の負荷重発生要素Ｆを同時に切離して試験を行う場合には、試験結果が高精度となる。

【符号の説明】

【0034】

１０・・・・・切離装置
２０・・・・・引張材
３０・・・・・電熱ヒータ
３１・・・・・端子
４０・・・・・電源ユニット
４１・・・・・配線
４２・・・・・電源
４３・・・・・電源スイッチ
５１・・・・・重錘

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】