JP7487915B2

JP7487915B2 - エネルギー吸収ランヤード

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Publication number: JP7487915B2
Application number: JP2022079681A
Authority: JP
Inventors: 直哉岩永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-05-13
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2024-05-21
Anticipated expiration: 2042-05-13
Also published as: JP2023168055A

Description

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。

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。

実開昭４９－１１４２８号公報特開昭５０－４７２５号公報特開２００３－２７５３３３号公報特開２０１０－１６８６８７号公報特開平７－２４６９０９号公報

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。

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。

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。

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。綱部を説明するための断面図である。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。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。綱の強力の計算例を示す図である。実験例１、２の試験結果を示す図である。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。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。第二実施形態を例示する図である。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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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

Claims

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。