(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明は、以下のような構成を備える。
[項目1]
三本の棒部材と、
前記棒部材を地面に固定する柱脚部と、
前記棒部材を上方において結束する連結部と、
吊下手段を保持可能な取付部とを備える、吊下用三脚。
[項目2]
前記取付部は、前記連結部に備え付けられることを特徴とする、項目1に記載の吊下用三脚。
[項目3]
前記取付部は、前記連結部に対して少なくともXY方向に独立して変位可能に備え付けられることを特徴とする、項目1又は2に記載の吊下用三脚。
[項目4]
前記吊下手段はロープであり、前記取付部はロープを取り付け可能な形状であることを特徴とする、項目1〜3のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目5]
前記取付部は、前記連結部とは反対側にバランス手段をさらに備えることを特徴とする、項目1〜4のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目6]
前記バランス手段は重りであり、前記取付部のXY方向における移動方向とは反対側に移動することを特徴とする、項目5に記載の吊下用三脚。
[項目7]
前記取付部は、前記取付部の前記棒部材に対する位置を制御する位置制御手段をさらに備えることを特徴とする、項目1〜6のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目8]
前記位置制御手段は、前記取付部と前記棒部材とに固定されるばねであることを特徴とする、項目7に記載の吊下用三脚。
[項目9]
前記位置制御手段は、前記取付部と前記棒部材とに固定されるダンパーであることを特徴とする、項目7又は8に記載の吊下用三脚。
[項目10]
前記柱脚部は、地面に差し込むスクリューを備えることを特徴とする、項目1〜9のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目11]
前記棒部材は、前記連結部に対してピン構造で結合することを特徴とする、項目1〜10のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目12]
前記柱脚部は、質量センサーを備えることを特徴とする、項目1〜11のいずれかに記載の吊下用三脚。
[項目13]
前記棒部材は、前記棒部材に沿って昇降可能なウエイトをさらに備えることを特徴とする、項目12に記載の吊下用三脚。
[項目14]
前記ウエイトは、前記質量センサーが取得する質量データに基づいて、昇降移動を制御されることを特徴とする、項目13に記載の吊下用三脚。
[項目15]
前記吊下用三脚は、樹上作業用であることを特徴とする、項目1〜14に記載の吊下用三脚。
[項目16]
項目1〜15に記載の吊下用三脚と、
前記取付部に取り付けられ、吊下対象固定手段を有するロープを備えることを特徴とする、吊下装置。
[項目17]
前記ロープには、昇降手段を備えることを特徴とする、項目16に記載の吊下装置。
[項目18]
項目12に記載の吊下用三脚用の安全システムであって、
前記質量センサーから質量データを取得する質量データ取得部と、
前記質量データから前記吊下用三脚の重心位置を算出する重心算出部と、
前記重心位置が所定の条件を満たした場合にアラートを発する警告部とを備えることを特徴とする、安全システム。
【0011】
<実施の形態の詳細>
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0012】
<概要>
本発明の実施の形態による吊下用三脚1は、高所作業時に作業者を吊り下げ保持するために用いられる。例えば、
図1に示すように、樹木の剪定や枝落とし作業などの高所作業において使用され、吊下げ支点を確保できない空間で特に有用である。また、人間以外に、荷物を吊り下げるために用いることももちろん可能である。本発明の三脚はその用途に制限はないが、以下、樹木の剪定作業に用いる態様を例にとって説明する。
【0013】
<構成>
図2に示されるように、本発明の実施の形態による吊下用三脚1は、3本の棒部材2、棒部材を上方で結束する柱頭部3、及び棒部材を地面に固定する柱脚部7とを備える。棒部材2は、下端部を任意の間隔で広げ、脚注部7によって地面に固定される。
【0014】
棒部材2は剛性を有する素材で構成され、例えば鉄やアルミなどからなる。棒部材2は長さを可変とすることができるように、長さ調整手段を備えることができる。長さ調整手段は、既知の手段を採用することができ、例えば複数の棒部材をつなぎ合わせるジョイント構造であってもよく、また外筒と、外筒の内側に貫入可能な内筒とを有し、内筒を外に出すことによって伸縮することができるものであってもよい。棒部材2は、中実でも中空でもよく、全体として例えば長さ1m〜20mとすることができる。
【0015】
柱頭部3は、3本の棒部材2を上方において結束するための手段である。柱頭部3の構造は、棒部材2を結束することができればよいが、一例として
図3に示すように、連結部4と固定部5とからなることができる。
【0016】
本実施形態において連結部4は、三本の棒部材2の中心に配置され、三本の棒部材2は、それぞれ固定部5によって連結部4に固定される。
図4は、連結部4の構造の一例を示す図であり、それぞれ斜視図(a)、上面図(b)、側面図(c)である。連結部4は、中央の中心部材41と、中心部材41から外側三方向において三つの羽部材42とを備える。中心部材41は、
図4では厚みを有する略三角柱の形状をしているが、これに限らず、円柱状等であってもよい。
【0017】
中心部材41には、後述する取付部6を保持する保持部43を備える。保持部43の構造については後述する。羽部材42は、後述する固定部5をねじで固定するための貫通孔を一つ以上備えた一定の厚みを有する板状部材である。羽部材42は中心部材41から角度略120度の等間隔で配置されることが安定性のために好ましい。連結部4は所定の剛性を有する素材からなり、例えば鉄やステンレスなどの合金からなってもよい。
【0018】
図5は、連結部4の別の構成例を示す図である。
図5に示す例においては、中心に上下方向に貫通する保持部43を備え、三方に略長方形の板状の羽部材42が配置されている。当該構成例のように、中心部材41は小さい面積であってもよい。
【0019】
連結部4には、保持部43において取付部6が取り付けられる。
図6は、取付部6が取り付けられた状態の連結部4の構成例を示す図であり、それぞれ斜視図(a)、上面図(b)、側面図(c)である。取付部6は、吊下具を取り付けるための部材である。吊下具は、吊下対象(作業者、運搬物など)を固定するためのものであり、例えば典型的にはロープである。取付部6は、ロープを保持可能なリング形状や滑車を有していることが好ましい。取付部6は、リング形状の部分を下方にして連結部4に取り付けられ、
図6の例においては、上下方向の貫通孔である保持部43において上からボルトによって固定される。
【0020】
図7は、取付部6の他の構成例を示す図である。取付部6は、前記連結部4に対して少なくとも左右方向(X−Y方向)に独立して変位可能に保持されることが好ましい。
図7に示すように、取付部6は、連結部4に取り付けられる部分において略球状の構造を有し、保持部43は、内面が略球状に削れた構造を有することによって、
図7(b)のように取付部6が左右方向に揺れても、連結部4には応力をかけないようにすることができる。なお、取付部6の保持方法は
図7に示す構造に限られず、前記連結部4に対して少なくとも左右方向(X−Y方向)に独立して変位可能に保持することができればよい。取付部6と保持部43との接触面においては、必要に応じてベアリング構造を備えてもよいし、グリスアップしてもよい。
【0021】
図8は、固定部5の一実施形態における構成例を示す図であり、それぞれ斜視図(a)、上面図(b)、側面図(c)である。固定部5は、棒部材2を連結部4に結合させるための部材である。本実施形態において固定部5は、
図8に示すように、棒部材2が貫通する円筒状の棒固定部51と、連結部4の羽部材42に固定される連結部固定部52とを備えることが好ましい。棒固定部51は、軸方向に所定の長さを備え、内側に棒部材2を貫通させることができる筒構造を備える。棒部材2を差し込んだ状態で棒部材2に対して垂直にねじ止めするためのねじ穴を1つ以上備えてもよい。
【0022】
連結部固定部52は、羽部材42に固定される。
図8に示した例においては、板状の羽部42を挟むことができるように、二枚構造からなり、それぞれに貫通孔を一つ以上備える。当該貫通孔は、羽部材42を挟んだ状態において、羽部材42に備えられた貫通孔と合致し、ねじを差し込むことによって、連結部固定部52と羽部材42とを固定することができる。
【0023】
図9は、固定部5の別の構成例を示す図である。固定部5は、
図9に示すように、円筒状の棒固定部51と、貫通孔を備える連結部固定部52とを備えてもよい。
図9に示す実施形態において、連結部固定部52は単一の貫通孔を備え、連結部4にねじ止めされる。すなわち、連結部固定部52は、ピン構造によって連結部4と結合する。ピン構造を採用することによって、連結部4において下向きに荷重がかかった際に、曲げ応力が棒部材2に伝わりにくくなるため好ましい。
【0024】
図10は、
図4に示した連結部4と
図9に示した固定部5とが結合した状態の構成例を示す図である。
【0025】
図11は、連結部4、固定部5(51、52)、取付部6、及び棒部材2が結合した状態の別の構成例を示す図である。
図11に示すように、棒部材2は上端において棒固定部51に固定されてもよい。連結部4、固定部5は、棒部材2を結合保持できれば具体的な構造に制限はないが、連結部4と固定部5とがピン構造において結合することによって連結部4に係る下向きの荷重が棒部材2に曲げモーメントを及ぼさないような構造を備えることが好ましい。
【0026】
図12は、連結部4、固定部5の別の構成例を示す図である。
図12(a)は、連結部4と固定部5とが結合した状態の側方断面図である。本実施形態において、連結部4は、所定の厚みを有する円盤状であり、下面図(
図12(b))に示すように、略球状の連結部固定部52が勘合する略球状の凹部を3つ備える。また、略中心には取付部6を取り付けるための保持部43を備えることができる。
【0027】
固定部5は、略球状の連結部固定部52と、連結部固定部52から下方に伸びる円柱状の棒固定部51とを備える。棒固定部51は、例えば円柱状の棒部材2の内径よりも若干小さい外径を有するとともに、棒部材2を固定するための貫通孔を1つ以上備える。
図12(c)は、棒固定部51に棒部材2が結合した状態を示す図である。棒部材2は、棒固定部51に外側から勘合し、ボルト等で固定される。
図12に示す実施形態によれば、棒固定部51が連結部4に対してピン構造で結合し、少なくとも左右方向(X−Y方向)に独立して変位可能に保持されるため、連結部4に係る下向きの応力が棒部材2に影響しないため好ましい。
【0028】
図13は、柱脚部7の構成例を示す図である。柱脚部7は、棒部材2のそれぞれに備えられ、棒部材2を地面に固定するための部材である。
図13に示すように、柱脚部7は、地面に差し込むことのできるスクリュー構造72を備えてもよい。また、柱脚部7は、棒部材2の下端部に一体の構造として設けられてもよいが、好ましくは棒部材2の下端部に取り付け可能な別部材である。その場合、
図13に示すように、柱脚部7の上端部には、棒部材2を取り付けるための棒部材固定部71を有する。棒部材固定部71の構造は特に限定されないが、例えば中空円筒状の棒部材2の内径よりも若干小さい外径を有し、棒部材2を外側にはめることができる構造とする。棒部材2と棒部材固定部71とは内側外側を逆にして嵌めてもよい。また、棒部材の長さ方向とは垂直方向に貫通するねじ穴を備えてもよい。柱脚部7は、少なくとも1方向に曲がることができる関節部73を備えることが好ましい。
【0029】
図14は、柱脚部7の別の構成例を示す図である。柱脚部7は、地面に載置される接地部74を備えてもよい。接地部74は、ボールジョイント等の関節部73を備えることによって棒部材2の長さ方向に対して角度可変であることが好ましい。当該構成例においても、棒部材2の下端部に取り付け可能な棒部材固定部71を有してよい。
【0030】
図15に示すように柱脚部7には、三本の柱脚部7を互いに連結する柱脚部連結部材75を備えてもよい。柱脚部連結部材75は、
図15(a)のように柱脚部7の間の三辺を互いに連結するように設置してもよいし、
図15(b)のように三本の柱脚部7の中心において連結するように設置してもよい。柱脚部連結部材75は、鎖やパイプ等とすることができる。柱脚部連結部材75を備えることによって、三脚の脚が広がりすぎて転倒することを防止することができる。
【0031】
吊下用三脚1は、柱頭部3に対して前記取付部とは反対側にバランス手段9をさらに備えることができる。バランス手段9は一例として、
図16(a)に示すように、柱頭部3の連結部4に対して取付部6とは反対側に備えられ、先端に備えられる重り91と、重り91を取り付ける腕部92とを含むことができる。重り91は、所定の重量を有する物体であり、例えば鉄の玉である。または、水や砂などの重量物を出し入れ可能に保持可能な金属、樹脂など任意の素材でできた空の容器であってもよい。作業者等の吊下げ対象の重量に合わせて重り91の重量を都度変更できるように構成することが好ましい。腕部92は、重り91に結合する棒状部材である。腕部92は、長さ可変であることが好ましい。吊下げ対象の重量に合わせて腕部92の長さを調整することで、重り91の重量によらずバランス効果を発揮させることができる。
【0032】
バランス手段9は、取付部6と連動して動くことができる(
図16(b))。バランス手段9を備えることによって、作業者が左右に移動した場合であっても、所定の重量を備えるバランス手段9が、作業者が移動した方向とは反対側に移動するため、三脚の重心を一定にすることができるので、転倒を防止することができる。バランス手段9は、
図16に示した構造に限られず、作業者の荷重移動を打ち消すように重心を移動できる手段であればよい。バランス手段9は、例えばジャイロによる姿勢制御装置であってもよい。
【0033】
取付部6及びバランス手段9は、連結部4に対して少なくとも左右方向(X−Y方向)において独立して変位可能に保持されることが好ましい。例えば
図17の断面図のように、取付部6は連結部4と結合する部分において略球状の周面を持ち、内周面が球状に削られた保持部43を有する連結部4に対して摺動可能に取り付けられる。
【0034】
吊下用三脚1は、取付部6に位置制御装置10を備えてもよい。
図18は、位置制御装置10の構成例を示す図である。位置制御装置10は、
図18(a)に示すように取付部6と各棒部材2との間にそれぞれ設けることができる。
図18(b)は、三脚を下から見た図である。位置制御装置10は、取付部6が左右方向で移動した後に、三脚の中心に戻るようにするための装置であり、例えばばね構造を有する。
【0035】
また、位置制御装置は、さらに振動制御装置を備えてもよい。振動制御装置を備えることによって、取付部6が左右方向(X−Y方向)で移動した際の振動が棒部材2に伝わりにくくすることができる。作業者が左右に大きく動くと、作業者に取り付けられたロープにテンションがかかって取付部6が左右に引っ張られるが、作業者が逆方向に移動するとロープが撓み、取付部6は元の初期位置に戻ろうとする。この際に、取付部6が振動すると、棒部材2に振動が伝わり三脚が不安定になってしまう。本実施形態のように振動制御装置が設置されることによって、取付部6が元の初期位置に戻る際の振動を制御できる。振動制御装置は、例えばダンパーであってもよく、その場合、振動制御装置は位置制御装置を兼ねる。
【0036】
本発明の吊下用三脚1は、取付部6に作業者を吊り下げるためのロープなどを取り付けることで、作業者吊下装置として使用することができる。作業者は、自身のベルトやハーネスに、カラビナなどの作業者固定手段によってロープの一端を取り付け、他端を取付部6に取り付ける。他端はトップアンカーに結び付けてもよいし、作業対象物(樹木)の根元付近に結び付ける(ボトムアンカー)などして、動かない物体に固定する。または、
図19に示すように、他端を作業対象木とは別の樹木に結び付けてもよい。また、ロープには、ロリップなどの昇降手段等、既知の装置を任意に備えてもよい。
【0037】
次に本発明の吊下用三脚1をより安全に使用するための安全システムについて説明する。
【0038】
図20(a)に示すように、各棒部材2には、下部にロードセルなどの質量センサー11を備え、各棒部材2に係る質量データを測定することによって三脚の重心位置を算出することができる。質量センサーが測定した質量データは、無線通信又は有線通信によってパーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット等のユーザ端末20に送信可能である。
【0039】
送信された質量データは、ユーザ端末20に備えられたソフトウェアによって分析される。本実施形態におけるソフトウェアは、質量データの受信を行う質量データ取得部、質量データから重心位置を算出する重心算出部、及び、重心位置が安全条件を満たすか否かを判定する判定部、及び、判定部の判定結果に応じてアラートを発する警告部を少なくとも機能部として備える。
【0040】
まず、質量データ取得部は、各質量センサーから経時的にデータを取得する。重心算出部は、各質量センサーにかかる質量データによって、吊下用三脚の重心位置を算出する。重心位置の算出は既知の方法によって計算することができる。そして、判定部は、重心位置が所定の条件を満たすか否かをモニタリングする。所定の条件とは、重心位置が三脚の中心から外れることによって三脚が転倒するリスクが高いと判断できる条件である。条件は段階的に設定することもできる。一例として、
図20(b)に示すように、重心位置(CG)が、三脚の中心に近いエリアAにある場合を「安全」、重心位置が、棒部材2の位置を頂点とした三角形のエリアBの内側であって、かつエリアAの外側にある場合を「注意」、エリアBの外にある場合を「危険」と判定する条件とすることができる。警告部は、判定部の判定結果に応じてアラートを発することとし、例えば「注意」判定である場合に注意を促す警告音や音声メッセージを発したり、ユーザ端末上に警告メッセージを表示したりする。また、「危険」判定である場合にはすぐに作業を中止するように警告音や音声メッセージを発したり、ユーザ端末上に警告メッセージを表示したりする。判定部の条件や警告の具体的な内容はユーザが適宜設定することができる。
【0041】
本発明の安全システムを備えることによって、作業中に重心位置をモニタリングすることができ、転倒のリスクを検知することができる。本安全システムのソフトウェアは、ユーザ端末20が備えるCPUによって実現されてもよく、また別途のサーバ装置を利用してもよい。本発明のシステムを実現するためのユーザ端末20やサーバ装置のハードウェア構成は、既知のものを利用すればよい。
【0042】
さらに、上述した安全システムにさらに重心位置を調整する手段を設けた例を
図21(a)に示す。本実施の形態においては、各棒部材2にウエイト12と、図示しないガイドレール13、モータ14をそれぞれ備える。ウエイト12は、ある程度の重量を有する重りであり、モータ14によって棒部材2に沿って設けられたガイドレール13上を昇降することができる。
【0043】
モータ14は、質量データ取得部が取得した各棒部材2に係る質量データ、またはそこから算出した重心位置データに基づいて、重心位置を三脚の中心に維持するようにウエイト12の位置を調整する。例えば、
図21(b)の例において、重心位置(CG)が棒部材2Bの付近に偏っている場合、ウェイト12A、ウエイト12Cを下降させ、ウエイト12Bの位置を上昇させることによって、重心位置を棒部材A〜Cの中心に戻すことができる。各ウエイト12の制御は、ウエイト12の重さや棒部材2の長さ等によって適宜調整する。
【0044】
このように、重心の位置を制御する手段を備えることによって、作業者が移動した場合であっても三脚が倒れることがなく安全である。
【0045】
本発明の吊下用三脚1は、樹木の剪定や枝切り等、作業者が高所で作業する際に有用である。従来から使用している梯子は高所作業になるほど転倒しやすく危険であるが、本発明の三脚を使用していれば、万が一梯子が転倒したときに作業者が転落することを防ぐことができる。また、人以外の物を運搬するためにも使用することができる。
【0046】
また、吊下用三脚1は、棒部材2を保持する固定部5と、取付部6を保持する連結部4とが互いにピン構造によって結合されることによって、連結部に荷重がかかっても棒部材2に曲げモーメントを及ぼさないようにすることができるため、三脚が安定する。
【0047】
さらに、取付部6が三脚1の柱頭部3に対して少なくとも水平方向に独立して変異可能に保持されることによって、作業者が左右に移動したときに三脚の重心が偏ることを防止することができ、より安全に使用することができる。さらに、取付部6がバランス手段を備えることによって、重心の制御をより確実に安定させることができる。
【0048】
上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。
【解決手段】本発明は、三本の棒部材と、前記棒部材を地面に固定する柱脚部と、前記棒部材を上方において結束する連結部と、作業者吊下手段を保持可能な取付部とを備える吊下用三脚である。本発明によれば、樹木の剪定や枝打ちなどのために梯子などを用いて高所作業をする場合に、万が一梯子が転倒した場合に備えて命綱を取り付けることができるので、安心である。