(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】
(24)【登録日】2024-05-13
(45)【発行日】2024-05-21
(54)【発明の名称】エネルギー吸収ランヤード
(51)【国際特許分類】
A62B 35/04 20060101AFI20240514BHJP
【FI】
A62B35/04
(21)【出願番号】P 2022079681
(22)【出願日】2022-05-13
【審査請求日】2023-02-17
(73)【特許権者】
【識別番号】522190915
【氏名又は名称】岩永 直哉
(74)【代理人】
【識別番号】100143720
【氏名又は名称】米田 耕一郎
(72)【発明者】
【氏名】岩永 直哉
【審査官】瀬戸 康平
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2011/0100766(US,A1)
【文献】特開2023-007620(JP,A)
【文献】実開昭54-024299(JP,U)
【文献】特開2017-023879(JP,A)
【文献】特開2016-106695(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A62B 35/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状に織られた筒綱部と、
前記筒綱部とは別体として織られたものであって、前記筒綱部の内側に収容された状態で設けられた芯綱部と、を有し、
前記筒綱部は、その経糸の一部に、負荷が掛かったときに伸張してエネルギーを吸収するエネルギー吸収用高伸度経糸を含み、
前記筒綱部に衝撃が掛かったとき、前記筒綱部は、無負荷状態のときの長さLTsから徐々にエネルギーを吸収しながら徐々に伸びて衝撃吸収後長さLTeまで伸びるものであって、
前記芯綱部は、最終破断強力が15kN以上となる綱であり、その長さが少なくとも前記筒綱部の衝撃吸収後長さLTeよりも長い長さLCを有し、
前記芯綱部の始端と前記筒綱部の始端とは固定され、前記芯綱部の末端と前記筒綱部の末端とは固定され、前記芯綱部は、折り畳まれた状態で前記筒綱部の内側に収容されている
ことを特徴とするエネルギー吸収ランヤード。
【請求項2】
請求項1に記載のエネルギー吸収ランヤードにおいて、
さらに、前記筒綱部の内側に、自然長が前記筒綱部の無負荷状態のときの長さLTsよりも短い伸縮性のひも部材を設け、
前記筒綱部の始端と前記伸縮性ひも部材の始端とを固定し、前記筒綱部の末端と前記伸縮性ひも部材の末端とを固定し、無負荷状態のときの前記筒綱部が蛇腹状になって長さが縮んでいる
ことを特徴とするエネルギー吸収ランヤード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば高所作業者の命綱として使用されるランヤードに関する。
【背景技術】
【0002】
高所作業者の安全の図るため命綱が必要である。
命綱としては、落下時に人体に急激に大きな力(衝撃)が掛からないように落下エネルギーを徐々に吸収するエネルギー吸収(ショックアブソーバー)の機能と、最終的に体を支える最終強力を担う強力な綱としての機能と、が求められる。
このようなランヤードとしては、伸度や破断強度が異なる複数種の糸を経糸に併用することで上記二つの機能を併せ持つものが知られている。
また、別体として作られたショックアブソーバーをランヤードに取り付けて、エネルギー吸収するランヤードとすることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】実開昭49-11428号公報
【文献】特開昭50-4725号公報
【文献】特開2003-275333号公報
【文献】特開2010-168687号公報
【文献】特開平7-246909号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ランヤードの新しい規格(例えばJIS)では、規定の荷重が上がり、100kg以上(100kgや130kg)の荷重を支えなければならない。また、体に掛かる衝撃は、瞬間の最大衝撃荷重ではなく、平均の衝撃荷重であらわすようになった。
しかし、一つのベルトに最終強力を担う糸とエネルギー吸収を担う糸(伸張糸や寸断糸)とを共存して織り込むような構成では上記の規格を満たすことがもはや難しくなっている。
エネルギー吸収を担う部分と最終強力を担う部分とを別体として作成した後に二つを合わせてエネルギー吸収ランヤードとするものもあるが、径が太い、重い、といった問題があり、作業者の作業の妨げにもなっていた。
新しい規格に合致するように安全性能を満たしつつ、使いやすさや見た目がさらに向上したエネルギー吸収ランヤードが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のエネルギー吸収ランヤードは、
筒状に織られた筒綱部と、
前記筒綱部とは別体として織られたものであって、前記筒綱部の内側に収容された状態で設けられた芯綱部と、を有し、
前記筒綱部は、その経糸の一部に、負荷が掛かったときに伸張してエネルギーを吸収するエネルギー吸収用高伸度経糸を含み、
前記筒綱部に衝撃が掛かったとき、前記筒綱部は、無負荷状態のときの長さLTsから徐々にエネルギーを吸収しながら徐々に伸びて衝撃吸収後長さLTeまで伸びるものであって、
前記芯綱部は、最終破断強力が15kN以上となる綱であり、その長さが少なくとも前記筒綱部の衝撃吸収後長さLTeよりも長い長さLCを有し、
前記芯綱部の始端と前記筒綱部の始端とは固定され、前記芯綱部の末端と前記筒綱部の末端とは固定され、前記芯綱部は、折り畳まれた状態で前記筒綱部の内側に収容されている
ことを特徴とする。
【0006】
本発明の一実施形態では、
さらに、前記筒綱部の内側に、自然長が前記筒綱部の無負荷状態のときの長さLTsよりも短い伸縮性のひも部材を設け、
前記筒綱部の始端と前記伸縮性ひも部材の始端とを固定し、前記筒綱部の末端と前記伸縮性ひも部材の末端とを固定し、無負荷状態のときの前記筒綱部が蛇腹状になって長さが縮んでいる
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本発明に係るエネルギー吸収ランヤードの第一実施形態を示す図である。
【
図3】筒綱部を長さ方向に対して垂直な方向で切断したときの断面模式図である。
【
図4】長さ方向に沿う方向で筒綱部を切断したときの断面模式図である。
【
図7】実験例1の落下試験時の衝撃荷重の時間推移グラフを示す図である。
【
図8】対比例として、従来のランヤードの落下荷重試験の結果を示す図である。
【
図10】変形例として、別体のエネルギー吸収部(ショックアブソーバー部)が付設されたエネルギー吸収ランヤードを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(第一実施形態)
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
図1は、本発明に係るエネルギー吸収ランヤード100(以下では単にランヤード100と称する)の第一実施形態を示す図である。
ランヤード100は、端に設けられた固定具110と、綱部120と、を備える。
【0009】
一方の固定具110は高所作業所に固定され、他方の固定具110は高所作業者の体に固定される。
【0010】
綱部120は、高所作業者が落下等した際に、所定値以上の衝撃が高所作業者に掛からないように徐々にエネルギーを吸収しつつ、最終的に高所作業者を吊下げた状態で保持する命綱である。
図2は、綱部120を説明するための断面図である。
綱部120は、筒綱部200と、芯綱部300と、を備える。
【0011】
筒綱部200は、筒状に織られたものである。筒綱部200は、衝撃が掛かったとき、徐々にエネルギーを吸収しながら徐々に伸びて衝撃吸収を担う綱である。
図3は、筒綱部200を長さ方向に対して垂直な方向で切断したときの断面模式図である。
図4は、長さ方向に沿う方向で筒綱部200を切断したときの断面模式図である。
筒綱部200を筒状に織る織り組織としては、平織り(平二重織り)、綾織り(綾二重織り)などで筒状に織ればよい。
【0012】
図3、
図4において、経糸が二層になっており、
上層210、下層230の経糸211、231に緯糸212、232が織り込まれていき、このとき、袋織りとして、緯糸212、232は上層210、下層230の経糸211、231に織り込まれ、上層210と下層230とからなる両端開口の筒が形成される。
緯糸212、232のループがばらけないように補強するロック糸として絡み糸240で留める。
筒綱部200を構成する経糸211、231は未延伸糸を使用する。
緯糸212、232、絡み糸(ロック糸)240は、未延伸糸を使用するが延伸糸を使用しても良い。
例えば、経糸211、231は、未延伸のポリエステルで1100T~6600Tの糸を使用する。
例えば、未延伸のポリエステル糸で560Tを6本束ねて撚糸し、これを経糸としたとする。
経糸の本数を145本~200本として、綱(ベルト)の強力を理論上計算すると
図5のようになる。
【0013】
なお、経糸211、231に使用する糸としては未延伸糸に限定されない。
例えば、(ポリエステルの)延伸糸を(熱加工等で)収縮させて高伸度糸とした糸(加工糸)若しくは高伸度糸として特別に紡糸した糸を経糸にいれてもよい。
通常の延伸糸は破断伸度が40%以下(通常は破断伸度が30%程度)であるが、これを(熱)加工等して、破断伸度が50%以上、好ましくは、破断伸度60%以上になるようにした糸(高伸度糸)を経糸にいれてもよい。
【0014】
さらに、緯糸212、232、絡み糸240についても、280T~2200Tの延伸の糸で、例えばポリエステル糸を使用することが例として挙げられる。
筒綱部200は、綱部120の外側を構成することにため、耐摩耗性を確保するように、緯糸打ち込みピッチをできるため細かくして、密に緯糸を入れるのがよい。
緯糸打ち込みピッチを、例えば、30pic/30mm以上にすることが例として挙げられる。
筒綱部200は、綱部120のうちの外側を構成することになるので、耐候性材(特には耐光性材)(樹脂)や耐摩耗性材(樹脂)を筒綱部200の外面に塗布したり、あるいは、耐候性材(特には耐光性材)(樹脂)や耐摩耗性材(樹脂)でコーティングした糸を用いて筒綱部200を織るようにしてもよい。
【0015】
芯綱部300は、高所作業者が落下したときに衝撃が掛かっても最後まで絶対に切れない綱である。
芯綱部300は、例えば、最終破断強力が15kN以上、望ましくは、最終破断強力が18kN以上の綱である。
ここで最終破断強力が15kN以上とするのは、規格(例えばISO)で定められている基準に応じているものであり、芯綱部300に求められる最終破断強力は、命綱として最終的に体を支えるために求められる値である。
芯綱部300は、平織り、平2重織りや綾織りなどの一般的な織組織でよい。
芯綱部300は、最終強力が必要であるとともに、筒綱部200のなかに収容されなければならないので、芯綱部300に使用する糸としては、(細くて強い)高強力のポリエチレンやアラミド繊維等を使用するのがよい。
例えば、芯綱部300の経糸は1100T以上、できれば撚り糸、芯綱部300の緯糸は560T以上とすることが例として挙げられる。
【0016】
ここで、芯綱部300は、外側の筒綱部200がエネルギー吸収時に伸びるときに、その伸びを許容できる程度の十分な長さが必要である。
無負荷状態のときの筒綱部200の長さが無負荷時長さLTsであるとする。筒綱部200が徐々にエネルギーを吸収しながら徐々に伸び、衝撃吸収後の長さが衝撃吸収後長さLTeになるとする。このとき、芯綱部300は、その長さが筒綱部200の衝撃吸収後長さLTeよりも長くなるように形成されている。そして、
図2に例示されるように、芯綱部300は、折り畳まれた状態で筒綱部200の内側に収容されている。芯綱部300の始端と筒綱部200の始端とは固定され、芯綱部300の末端と筒綱部200の末端とは固定されている。
【0017】
このような構成において、本実施形態の作用としては次のようになる。
本実施形態のランヤード100を装着した作業者が落下したような場合に両端の固定金具110、110が引っ張られると、筒綱部200も芯綱部300も同じように両端が引っ張られる。
このとき、まず、外側の筒綱部200が徐々にエネルギーを吸収しながら徐々に伸び、作業者の体に急に大きな力が掛かることを防ぐ。例えば、作業者の体に掛かる最大衝撃が4kNを越えないようにできる。筒綱部200が伸びてエネルギーを吸収しきった後、筒綱部200の内側の芯綱部300が最終的に作業者の体重を支えて地面との衝突を防ぐように吊り下げる。
【0018】
本実施形態では、エネルギーを吸収する筒綱部200と、最終強力を担う芯綱部300と、は別体のものとして構成されている。したがって、筒綱部200はエネルギー吸収に特化したものとし、ポリエステル糸が伸びるときに徐々にエネルギーを吸収する作用を利用することができる。また、芯綱部300は最終強力に特化したものとし、高強力のポリエチレンやアラミド繊維で強く構成すればよい。
【0019】
ランヤード100の新しい規格(例えばJIS)では、規定の荷重が上がり、100kg以上(100kgや130kg)の荷重を支えなければならないし、また、体に掛かる衝撃は、瞬間の最大衝撃荷重が所定値(例えば4kN)以下でなく、落下時の平均の衝撃荷重が所定値(例えば4kN)以下でなくてはならないとされている。
従来のランヤードでは、単体のベルトで最終強力とエネルギー吸収との両方を兼ねることを企図したものが多かったが、一つのベルトに最終強力を担う糸とエネルギー吸収を担う糸(伸張糸や寸断糸)とを共存して織り込むような構成では上記の規格を満たすことがもはや難しい。
【0020】
また、従来のランヤードとして、最終強力を担うベルトと、エネルギー吸収を担うベルトと、を別々に織り、両者を組み合わせて、上記規格に応えようとする製品もある。例えば、従来のランヤードとして、最終強力を担うベルトを筒状ベルトとし、エネルギー吸収を担う伸びるベルトを前記強力筒状ベルトのなかに収容し、外側の強力筒状ベルトを蛇腹状に畳んで短くしたものもあった。
しかし、最終強力を担うベルトを筒状に織ると、それだけでかなりの太さと重さになる。
最終強力を担う筒状ベルトは、内側のエネルギー吸収ベルトの伸びを許容できるように長く織られているから、これを手作業で蛇腹に折り畳むのはかなりの労力を要することになる。それを蛇腹に畳むと、その直径はかなり太くなってしまう。
また、最終強力を担う筒状ベルトが外側にあると、光や摩耗によって劣化や損傷が早く進んでしまうことになり、作業者の体を支える最終強力が保たれているのか懸念も生じる。
【0021】
この点、本実施形態のランヤード100においては、外側の筒綱部200は蛇腹である必要はないのであり、見た目は、通常の径(あるいは幅)が細いベルト(紐)と変わりがないものとできる。細身のランヤード100は、作業者の邪魔にならず、見た目もよい。外側の筒綱部200は、比較的柔らかいのであり、作業者の作業の邪魔にならない。最終強力を担う芯綱部300は、筒綱部200に収容されているから、劣化、損傷から保護され、ランヤード100の安全性がより確実になる。
【0022】
(実験例)
実験例1、実験例2を示す。
実験例1,2ともに、筒綱部200は次のように構成した。
経糸として、未延伸ポリエステル糸560Tを6本束ねた糸を201本用いる。
緯糸は、延伸ポリエステル糸1100Tを用いる。
緯糸の打ち込みピッチは、30pic/30mmとし、平二重織りとした。
絡み糸は、延伸ポリエステル糸560Tを用いた。
なお、未延伸ポリエステル糸560T×6本で3360Tであるから、1100T~6600Tの範囲に入る。
延伸ポリエステル糸1100Tは、560T~2200Tの範囲に入る。
【0023】
実験例1の芯綱部300は次のように構成した。
経糸として、ポリエチレン糸1670T(撚り数80t/m)を72本用いた。
緯糸としては、ポリエステル糸1100Tを用いた。
緯糸の打ち込みピッチは、25pic/30mmとし、平二重織りとした。
絡み糸として、ポリエステル糸470Tを用いた。
無負荷時のランヤード100の長さは2320mmであった。
【0024】
実験例2の芯綱部300は次のように構成した。
経糸として、ポリエチレン糸1670T(撚り数80t/m)を80本用いた。
緯糸としては、ポリエステル糸1100Tを用いた。
緯糸の打ち込みピッチは、18pic/30mmとし、綾織りとした。
絡み糸として、ポリエステル糸470Tを用いた。
無負荷時のランヤード100の長さは2270mmであった。
【0025】
質量100kgの重りで実験例1、2の落下荷重試験を行った結果を
図6に示す。
最大衝撃荷重、および、平均衝撃荷重が4kN以下に抑えられているのがわかる。
【0026】
実験例1の落下試験時の衝撃荷重の時間推移グラフを
図7に示す。
最大衝撃荷重、および、平均衝撃荷重が4kN以下であることはもちろん、その立ち上がりも滑らかで徐々にエネルギーを吸収し始め、最大衝撃荷重が4kNの手前でほぼ一定値となり最後まで一定の安定かつ滑らかなエネルギー吸収性能が発揮されていることがわかる。
【0027】
図8は、対比例として、従来のランヤードの落下荷重試験の結果である。
この対比例は、製品名Gカットランヤードとして市販されているものである。
従来品では、衝撃荷重が最初の立ち上がりからいきなり大きく、その後何度も大きな衝撃がある。
また、エネルギー吸収が安定しはじめ、エネルギーを徐々に吸収して衝撃が滑らかに下がっていくが、どうしても最後に尻上がりに大きな衝撃が発生する傾向がある。
これが実際に人の体に作用すると、体に何度も比較的大きな衝撃が作用することになるので望ましいことではなかった。
【0028】
なお、ランヤード自体はエネルギー吸収しないベルトまたはロープとし、それに別体として破断糸を織り込んだアブソーバを付設したエネルギー吸収ランヤードもあるが、このような構成のエネルギー吸収ランヤードの場合、衝撃がさらに波打つ傾向がある。
【0029】
この点、本発明ではその立ち上がりも滑らかで徐々にエネルギーを吸収し始め、最大衝撃荷重が4kNの手前でほぼ一定値となり最後まで一定の安定かつ滑らかなエネルギー吸収性能が発揮される。
エネルギー吸収性を限りなく良くすれば規格の伸び以内で3kN以下でエネルギーを吸収させることもでき、より一層、体に優しいランヤードとすることが可能となる。
【0030】
(第二実施形態)
さらに、自然長が筒綱部200の無負荷状態のときの長さLTsよりも短い伸縮性のひも部材400を筒綱部200のなかにいれ、筒綱部200、芯綱部300および伸縮性のひも部材400の端同士を固定しておくとよい。伸縮性のひも部材400としては、伸縮性の糸で織ったゴムベルトでもよいし、単体の合成樹脂(ゴム)の紐でもよい。
この構成によれば、
図9に例示のように、筒綱部200が蛇腹に折り畳まれて全体が短くなり、蛇腹状の伸縮性を備えたランヤード100とできる。また、本発明の筒綱部200は比較的柔らかいので、伸縮性のひも部材(ゴムベルト)の収縮によって自然と蛇腹状に畳まれる。
【0031】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
筒綱部200の経糸のすべてが高伸度糸であってもよいし、筒綱部200にはその他複数種類の糸(経糸、緯糸)が含まれてもよいのであり、例えば、低伸度、破断強度が低い、といった寸断糸が含まれていてもよい。
【0032】
本発明のエネルギー吸収ランヤードはそれ自体が強力とエネルギー吸収の機能を持つので単体で用いられてもよいし、例えば
図10に例示するように、さらに、エネルギー吸収部(ショックアブソーバー部)500が付設されていてもよい。
例えば、エネルギー吸収部(ショックアブソーバー部)500は、通常は折り畳まれた状態に縫製されており、所定値以上の急激な引張力が掛かったときに縫製の糸が切れて伸びるとともに、糸が切れるときに衝撃(エネルギー)を吸収するものである。
【符号の説明】
【0033】
100 ランヤード
110 固定具
120 綱部
200 筒綱部
300 芯綱部
400 伸縮性ひも部材