JP7114068B2 - 安全帯用巻取器及びこれを用いた墜落制止器具 - Google Patents

Description

この発明は、高所作業時に作業員が装着する安全帯用のストラップの巻取器及びこれを用いた墜落制止器具に関するものである。

建設現場等の高所で作業を行う作業員が装着する安全帯には、ランヤードのストラップを巻き取る巻取器が取り付けられることがある。この巻取器は、ストラップが作業中煩わしく感じられないように巻取方向に付勢されて、随時繰り出し可能とされ、作業員が高所から落下してストラップが急速に繰り出されると、ストラップの繰り出しがロック機構により阻止され、作業員の墜落が制止されるようにしたものである。

このような巻取器として、例えば、下記特許文献１に記載されているように、ストラップの端末が主軸に係止され、ストラップを巻き取るボビンがフレームの対向するプレートの間に挟まれて、主軸により回転自在に支持されたものが一般に使用されている。この主軸は、作業員の落下の衝撃に耐え得る大きな強度が必要なため、鋼製とされ、ボビンがスムーズに回転するように、フレーム側に軸受を介して支持されている。

特開２０１０－２４０３２５号公報

しかしながら、上記のような従来の巻取器は、複雑な構造となり、部品の製造や組み立てに手間やコストを要するほか、作業員が落下した緊急事態に際し、部品に損傷が生じると、ストラップが長く繰り出されて、作業員の落下距離が長くなる恐れがある。

そのほか、墜落制止時に作業員が受ける衝撃を緩和するショックアブソーバと組み合わせた場合、嵩張って作業員が煩わしく感じることがある。

そこで、この発明は、組立性に優れ、緊急時のストラップの繰出量を僅少に抑制できる巻取器を提供し、これを用いたコンパクトな墜落制止器具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、この発明は、高所作業を行う作業員が装着する安全帯に備えられ、巻回されたストラップが随時引き出し可能に巻取方向に付勢され、緊急時にストラップが急速に繰り出されると、前記ストラップの繰り出しがロック機構により阻止される安全帯用巻取器において、
前記ストラップを巻き取るスプールは、巻胴部の両端側のフランジの外面に突出した嵌合部を有し、その両端側の嵌合部が前記フランジの外面に沿うベースの嵌合穴に嵌め入れられて、回転自在に保持され、
前記ストラップの端末が止着されるストラップピンは、前記スプールの内部に保持されるが、前記スプールの回転支持軸とはならず、
前記ストラップは、前記ストラップピンから前記スプールの内部を介して巻胴部の外周に巻き付けられるものとしたのである。

そして、前記ロック機構のパウルは、前記スプールの端面に設けられ、揺動に伴い前記ベースの嵌合穴の周囲に形成された歯に噛合する複数の爪を有し、
前記パウルの隣り合う爪の間には水掻状部が設けられ、前記水掻状部は、前記ベースの歯に噛合した状態で、前記スプールのフランジの外面と前記ベースの歯に臨む部分の内面との間に挟まれて、前記ベースに対する前記パウルの幅方向の相対的なずれを防止するものとしたのである。

また、前記ベースの歯よりも前記スプールの嵌合部の硬度が低くなっており、前記パウルの爪が前記ベースの歯に噛合した状態で、前記ストラップの引き出し荷重がさらに大きくなると、前記パウルとは反対側に位置する前記ベースの歯が前記スプールの嵌合部に食い込むものとしたのである。

また、これらの安全帯用巻取器において、前記スプールは、一対の前記ベースが間隔を維持した状態で締結されることにより、スラスト方向に保持されるものとしたのである。

また、前記スプールが２個並列に配置され、それぞれのスプールが前記ベースにより回転自在に保持されて、これらが一体化されているものとしたのである。

そのほか、前記巻取器と、トーションバーにより衝撃を緩和するショックアブソーバとが直列に配置され、これらが前記ベースにより一体化されている墜落制止器具を提供することとしたのである。

また、前記墜落制止器具において、前記巻取器は、スプールが２個並列に配置されたものであり、前記巻取器と前記ショックアブソーバとが前記ベースにより一体化されているものとしたのである。

この発明に係る安全帯用巻取器では、スプールがベースで回転自在に保持され、ストラップの端末が係止されるストラップピンは、ストラップをスプールから抜け止めするためスプールの内部に保持されるだけであって、スプールの回転支持軸とはならないので、スプールを支持する強度を要することなく、ストラップピンの軸受も不要となり、組立工程を合理化できる。

そして、作業員が高所から落下した緊急時にロック機構により作用する衝撃荷重は、スプールとベースとで受け止めるので、細かい軸受等の部品が破損せず、ストラップを損傷する恐れもなく、緊急時のストラップの繰出量を僅少に抑制できる。

また、この巻取器とトーションバーにより衝撃を緩和するショックアブソーバとを組み合わせて一体化することにより、コンパクトで使用環境等の影響を受けない安定した荷重特性を持つ墜落制止器具を構成することができる。

この発明に係る安全帯用巻取器の第１実施形態の分解斜視図 同上の片側のケースを開いた組立状態を示す斜視図 同上の厚さ方向中間部における横断平面図 同上のケースを閉じた状態の縦断側面図 同上のスプール、ベース及びパウルの関係を示す分解斜視図 同上の組立状態を示す拡大縦断側面図 同上のストラップの繰り出しが（７Ａ）ロックされていない通常状態を示す概略平面図、（７Ｂ）ロックされた状態を示す概略平面図、（７Ｃ）同上のベースの歯がスプールに食い込んだ状態を示す概略平面図 この発明に係る安全帯用巻取器の第２実施形態の片側のケースを開いた組立状態を示す斜視図 この発明に係る巻取器とショックアブソーバを一体化した安全帯用墜落制止器具の第１実施形態において、片側のケースを開いた組立状態を示す斜視図 同上の厚さ方向中間部における横断平面図 同上のケースを閉じた状態の縦断側面図 同上の安全帯用墜落制止器具の第２実施形態において、片側のケースを開いた組立状態を示す斜視図

まず、巻取器の第１実施形態について、図１乃至図７に基づき説明する。

図１乃至図４に示すように、この巻取器は、一対のケース４１の内部に構成部品が収められ、ストラップ１を巻き取るスプール１１と、このスプール１１を挟む２枚の板状のベース１２とを、構造強度及び寸法精度を確保するための主要部品とし、ストラップ１の端末は、折り返して縫製され、ストラップピン１３に止着されている。

また、一方（図１では上方）のベース１２側には、ロック機構を構成するパウル１４、コイルばね１５ａ、ブッシュ１５ｂ及びカバー１５ｃを備え、他方（図１では下方）のベース１２側には、皿盤１６、ブッシュ１７及び渦巻ばね１８を備えている。

スプール１１は、アルミニウム合金や亜鉛合金等のダイキャストによる一体成型品とされ、図５に示すように、ストラップ１が外周に巻回される巻胴部１１ａの両端側にフランジ１１ｂを有し、それぞれのフランジ１１ｂの外面に嵌合部１１ｃが突設された形状となっている。嵌合部１１ｃは、外周がフランジ１１ｂより小径の円筒面状とされている。

巻胴部１１ａには、径方向に貫通する溝状の中通穴１１ｄが形成され、中通穴１１ｄの幅は、一端の入口部の幅がストラップピン１３の直径よりも少し大きく、一端の入口部から他端側へかけてストラップピン１３の直径よりも小さく設定されている。

ストラップ１は、スプール１１の内部に、中通穴１１ｄの一端から他端へかけて挿通され、ストラップピン１３に止着された端末が中通穴１１ｄの一端の入口部に係止されて、中通穴１１ｄの他端側へ抜け止めされ、中通穴１１ｄの他端から引き出されたストラップ１が巻胴部１１ａの外周に巻き付けられている。

嵌合部１１ｃには、中心に芯軸部１１ｅが突設され、径方向の中間に短円筒状のパウル軸部１１ｆが突設されている。また、嵌合部１１ｃの一部分は切り欠かれて、中心側から外周側へかけて凸状曲面の段差１１ｇが形成されている。

ベース１２は、スプール１１よりも硬い鋼製とされ、スプール１１の嵌合部１１ｃが嵌め入れられる嵌合穴１２ａを有する。一方のベース１２の嵌合穴１２ａの周囲の全周及び他方のベース１２の嵌合穴１２ａの周囲の一部には、片側へ傾斜した歯１２ｂが形成されている。歯１２ｂの先端を結ぶ嵌合穴１２ａの内径は、スプール１１のフランジ１１ｂの外径より小さくなっており、かつ、嵌合部１１ｃの周囲の外径よりも僅かに大きくなっている。

図５及び図６に示すように、パウル１４は、先端側にベース１２の歯１２ｂに噛合する複数（図示のものでは３個）の爪１４ａを有し、隣り合う爪１４ａの間には、スプール１１寄りの部分を繋ぐように水掻状部１４ｂが設けられている。パウル１４の中間部には軸穴１４ｃが設けられ、パウル１４の軸穴１４ｃと爪１４ａの間には、スプール１１の段差１１ｇに対応する凹状曲面の段差１４ｄが形成されている。

パウル１４の軸穴１４ｃには、スプール１１のパウル軸部１１ｆが挿入され、パウル１４は、揺動自在に支持されている。パウル１４は、爪１４ａを有する先端側に対し軸穴１４ｃを挟んで反対側がコイルばね１５ａにより押圧され、先端側がスプール１１の嵌合部１１ｃの外周から没入する方向へ付勢されている。

スプール１１のパウル軸部１１ｆの丸穴には、ブッシュ１５ｂが挿入され、パウル１４の外面側にカバー１５ｃを被せて、ビス２２ａをパウル軸部１１ｆの穴にねじ込むことにより、パウル１４は、スプール１１に取り付けられている。そして、図１及び図２に示すように、カバー１５ｃは、ビス２２ａのほか、２本のビス２２ｂにより、スプール１１の嵌合部１１ｃに固定されている。

このようなパウル１４の水掻状部１４ｂは、図５及び図６に示すように、ベース１２の歯１２ｂに噛合した状態で、スプール１１のフランジ１１ｂの外面とベース１２の歯１２ｂに臨む部分の内面との間に挟まれて、ベース１２に対するパウル１４の厚さ方向の相対的なずれを防止する。これにより、パウル１４の爪１４ａの厚みを大きくしなくても、ベース１２の歯１２ｂからパウル１４の爪１４ａの逸脱が防止される。

また、図１乃至図４に示すように、２枚のベース１２の間のストラップ１が引き出される一側部には、ストラップ１を両側から挟んで案内する２本のガイドローラー１９ａが回転軸１９ｂにより回転自在に保持されている。回転軸１９ｂの両端部は、２枚のベース１２の丸穴にそれぞれ挿入されている。

２枚のベース１２の四隅部は、一方のベース１２の穴に挿通して他方のベースのねじ穴にねじ込んだボルト２０ａにより締結され、ボルト２０ａが挿通される円筒形のスペーサ２０ｂを挟み込むことにより、２枚のベース１２の間隔が保たれる。これにより、スプール１１は、２枚のベース１２の間に挟まれて、スラスト方向に保持されている。

２枚のベース１２の他側寄りには、ショックアブソーバ等に至るベルト２や金具を係止する接続ピン２１が取り付けられている。接続ピン２１の両端部は、２枚のベース１２の他側の端縁寄りの穴に挿入されている。

一方（図１及び図４では下方）のケース４１の内底面には、円形の周壁に囲まれた巻取機構保持部４１ａが設けられ、巻取機構保持部４１ａに渦巻ばね１８が収納されている。渦巻ばね１８の中心側端部にはブッシュ１７が係止され、渦巻ばね１８に被せられた皿盤１６の中心部の穴にブッシュ１７が嵌合し、ブッシュ１７にスプール１１の芯軸部１１ｅが挿入係止されて、スプール１１は、ストラップ１を巻き取る方向に付勢されている。

そして、このように組み立てられた構成部品を収納するように、一方のケース４１に他方（図１及び図４では上方）のケース４１が被せられ、ケース４１同士は、その四隅部において、一方のケース４１の穴に挿通したビス２３を他方のケース４１のねじ穴にねじ込むことにより結合され、この巻取器は組立状態とされている。

この巻取器において、パウル１４の爪１４ａは、図７（７Ａ）に示すように、通常、スプール１１の嵌合部１１ｃの外周より内側へ入り込んでいる。この状態では、スプール１１がベース１２に対して自由に回転するので、ストラップ１を巻取方向に付勢された状態で、スプール１１から随時引き出すことができる。

そして、図７（７Ｂ）に示すように、作業員が高所から落下してストラップ１が急速に繰り出され、スプール１１が高速で回転すると、パウル１４は、遠心力により先端側が嵌合部１１ｃの外周より外側へ迫り出して、爪１４ａがベース１２の歯１２ｂに噛合し、スプール１１からのストラップ１の繰り出しが阻止されたロック状態となる。

このとき、ベース１２の歯１２ｂよりもスプール１１の嵌合部１１ｃの硬度が低いことから、パウル１４の爪１４ａがベース１２の歯１２ｂに噛合した状態で、図７（７Ｃ）に示すように、パウル１４とは反対側に位置するベース１２の歯１２ｂがスプール１１の嵌合部１１ｃに食い込む。

これにより、作業員の落下の衝撃がパウル１４の爪１４ａとベース１２の歯１２ｂの噛合部だけでなく、ベース１２の歯１２ｂがスプール１１の嵌合部１１ｃに食い込む部分においても分担して受け止められるので、パウル１４の爪１４ａ等の破損が防止される。

また、パウル１４に作用する衝撃は、スプール１１のパウル軸部１１ｆだけでなく、段差１１ｇ，１４ｄの当接面でも受け止められるので、パウル１４の軸穴１４ｃの周囲の破損も防止される。

上記のような安全帯用巻取器では、ストラップ１を巻き取るスプール１１がダイキャストによる一体成型品とされて、２枚のベース１２により回転自在に保持され、ストラップ１の端末が係止されるストラップピン１３は、ストラップ１をスプール１１から抜け止めするため、スプール１１の内部に保持されるだけであって、スプール１１の回転支持軸とはならないので、スプール１１を支持する強度を要することなく、ストラップピン１３の軸受も不要となり、組立工程を合理化できる。

そして、作業員が高所から落下した緊急時にロック機構により作用する衝撃荷重は、スプール１１と２枚のベース１２とで受け止めるので、細かい軸受等の部品が破損せず、ストラップ１の破損の恐れもなく、緊急時のストラップ１の繰出量を僅少に抑制できる。

なお、図８に示す第２実施形態のように、ケース４１の内部において、スプール１１が２個並列に配置され、これらがベース１２により一体化された構成としてもよい。

このような並列構成とすると、作業員が長い距離を移動する場合、一方のスプール１１から繰り出されたストラップ１の先端のフックを構造物から外す前に、他方のスプール１１から繰り出されたストラップ１の先端のフックを構造物の移動する方向に離れた位置に掛け、その後に一方のスプール１１側のストラップ１の先端のフックを構造物から外す操作を繰り返すことにより、作業員が構造物側に繋がっていない状態が生じることを防止でき、作業員の墜落事故を防止できる。

また、図９乃至図１１に示すように、上記第１実施形態に記載した巻取器と、トーションバー３０により衝撃を緩和するショックアブソーバとが直列に配置され、これらがベース１２により一体化された墜落制止器具を構成することもできる。

この墜落制止器具の第１実施形態におけるショックアブソーバは、ベルト３が巻き付けられたスプール３１の一端部に、トーションバー３０の一方（図９及び図１１では下方）の係止端部３０ｂが共回りするように係止され、トーションバー３０の他方（図９及び図１１では上方）の係止端部３０ｂは、スプール３１を両端から挟んで保持する一対のベース１２のうち、一方のベース１２に回転しないように係止され、ベルト３の端末がベルトピン３２によりスプール３１に係止されて、緊急時には、スプール３１からのベルト３の引出力により、トーションバー３０の軸部３０ａが捻じれて衝撃が緩和されるものである。

このような墜落制止器具は、巻取器とショックアブソーバとで部品を共用することができるので、それぞれの機能を有しながらコンパクトで取り扱いやすいサイズとなり、温度や湿度の変化のほか、屋外での長期間の使用による経年劣化等の使用環境の影響を受けない安定した荷重特性を持つものとなる。

また、図１２に示す墜落制止器具の第２実施形態のように、巻取器は、図８に示すものと同様、スプール１１が２個並列に配置されたものとし、この巻取器とショックアブソーバとをベース１２により一体化してケース４１に収納し、コンパクト化を図りつつ、作業員が長い距離を移動する場合の安全性の向上を図るようにしてもよい。

１ ストラップ
２，３ ベルト
１１ スプール
１１ａ 巻胴部
１１ｂ フランジ
１１ｃ 嵌合部
１１ｄ 中通穴
１１ｅ 芯軸部
１１ｆ パウル軸部
１１ｇ 段差
１２ ベース
１２ａ 嵌合穴
１２ｂ 歯
１３ ストラップピン
１４ パウル
１４ａ 爪
１４ｂ 水掻状部
１４ｃ 軸穴
１４ｄ 段差
１５ａ コイルばね
１５ｂ ブッシュ
１５ｃ カバー
１６ 皿盤
１７ ブッシュ
１８ 渦巻ばね
１９ａ ガイドローラー
１９ｂ 回転軸
２０ａ ボルト
２０ｂ スペーサ
２１ 接続ピン
２２ａ，２２ｂ ビス
２３ ビス
３０ トーションバー
３０ａ 軸部
３０ｂ 係止端部
３１ スプール
３２ ベルトピン
４１ ケース
４１ａ 巻取機構保持部

Claims (6)

1. 高所作業を行う作業員が装着する安全帯に備えられ、巻回されたストラップ(1)が随時引き出し可能に巻取方向に付勢され、緊急時にストラップ(1)が急速に繰り出されると、前記ストラップ(1)の繰り出しがロック機構により阻止される安全帯用巻取器において、
   前記ストラップ(1)を巻き取るスプール(11)は、巻胴部(11a)の両端側のフランジ(11b)の外面に突出した嵌合部(11c)を有し、その両端側の嵌合部(11c)が前記フランジ(11b)の外面に沿うベース(12)の嵌合穴(12a)に嵌め入れられて、回転自在に保持され、
   前記ストラップ(1)の端末が止着されるストラップピン(13)は、前記スプール(11)の内部に保持されるが、前記スプール(11)の回転支持軸とはならず、
   前記ストラップ(1)は、前記ストラップピン(13)から前記スプール(11)の内部を介して巻胴部(11a)の外周に巻き付けられ、
   前記ロック機構のパウル(14)は、前記スプール(11)の端面に設けられ、揺動に伴い前記ベース(12)の嵌合穴(12a)の周囲に形成された歯(12b)に噛合する複数の爪(14a)を有し、
   前記パウル(14)の隣り合う爪(14a)の間には水掻状部(14b)が設けられ、前記水掻状部(14b)は、前記ベース(12)の歯(12b)に噛合した状態で、前記スプール(11)のフランジ(11b)の外面と前記ベース(12)の歯(12b)に臨む部分の内面との間に挟まれて、前記ベース(12)に対する前記パウル(14)の幅方向の相対的なずれを防止することを特徴とする安全帯用巻取器。
2. 高所作業を行う作業員が装着する安全帯に備えられ、巻回されたストラップ(1)が随時引き出し可能に巻取方向に付勢され、緊急時にストラップ(1)が急速に繰り出されると、前記ストラップ(1)の繰り出しがロック機構により阻止される安全帯用巻取器において、
   前記ストラップ(1)を巻き取るスプール(11)は、巻胴部(11a)の両端側のフランジ(11b)の外面に突出した嵌合部(11c)を有し、その両端側の嵌合部(11c)が前記フランジ(11b)の外面に沿うベース(12)の嵌合穴(12a)に嵌め入れられて、回転自在に保持され、
   前記ストラップ(1)の端末が止着されるストラップピン(13)は、前記スプール(11)の内部に保持されるが、前記スプール(11)の回転支持軸とはならず、
   前記ストラップ(1)は、前記ストラップピン(13)から前記スプール(11)の内部を介して巻胴部(11a)の外周に巻き付けられ、
   前記ベース(12)の歯(12b)よりも前記スプール(11)の嵌合部(11c)の硬度が低くなっており、前記パウル(14)の爪(14a)が前記ベース(12)の歯(12b)に噛合した状態で、前記ストラップ(1)の引き出し荷重がさらに大きくなると、前記パウル(14)とは反対側に位置する前記ベース(12)の歯(12b)が前記スプール(11)の嵌合部(11c)に食い込むことを特徴とする安全帯用巻取器。
3. 前記スプール(11)は、一対の前記ベース(12)が間隔を維持した状態で締結されることにより、スラスト方向に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全帯用巻取器。
4. 前記スプール(11)が２個並列に配置され、それぞれのスプール(11)が前記ベース(12)により回転自在に保持されて、これらが一体化されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の安全帯用巻取器。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の巻取器と、トーションバー(30)により衝撃を緩和するショックアブソーバとが直列に配置され、これらが前記ベース(12)により一体化されていることを特徴とする安全帯用墜落制止器具。
6. 請求項５に記載の安全帯用墜落制止器具において、前記巻取器は、スプール(11)が２個並列に配置されたものであり、前記巻取器と前記ショックアブソーバとが前記ベース(12)により一体化されていることを特徴とする安全帯用墜落制止器具。

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