JP2013218102A - 移動型安全体感設備用架構 - Google Patents

Abstract

【課題】研修センタなどに据え付けられた安全体感設備による体験コンテンツを減らす事無く、遠隔地における作業現場近郊でシミュレーションすることのできる自動設置可能な安全体感設備を実現することのできる架構を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するための架構１０は、基礎スラブ１２と、設置場所において基礎スラブ１２を支持する自動張り出し（収納）可能なアウトリガ１６と、基礎スラブ１２を基点として立設される複数の下段支柱３０に沿って上下に移動可能な複数の上段支柱２８によって支持される少なくとも１層の床スラブ４０と、前記上段支柱２８を上下させるチェーン駆動機構とを備え、架構１０の運搬車両からの荷降ろし（荷積み）と組立（収納）を自動で行えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設現場における重量物の吊り上げや、高所作業時における危険性と安全性を体感するための設備に係り、特に移動型の安全体感設備として使用することのできる架構に関する。

例えばプラント施設などの建設現場における災害を防止、抑制するためには、何が危険であるか、あるいはどうなると危ないのか、といった危険の感受性を向上させる必要がある。このような観点から本願出願人は、特許文献１に開示されているような安全体感設備（吊荷ハンドリング模擬実習装置および吊荷ハンドリング教育システム）を提案し、実際に設備を提供している。

実設備では、災害時に予想される危険を具現化することができるため、ａ：危険を五感で体感できる、ｂ：危険を擬似体感できる、ｃ：危険に対する対策を学ぶことができる、ｄ：複数の危険を体感することができる、といった点から、危険の感受性向上に確かな効果を挙げている。

さらに、遠隔地にいる作業者への教育の利便性を考慮して、特許文献２に記載されるような遠隔地の作業現場近郊で安全作業のシミュレーションができる移動型の安全体感設備用架構を開発してきた。

特許第３７８０８７７号 特願２０１１-０６４４５５号

しかし、特許文献２に記載の移動型の安全体感設備用架構は、搬送車両から架構を降ろす際の人手を要すること、また、架構の組立にクレーン（あるいはクレーンを搭載したユニック車）が必要なことから、人手や他の動力機器を必要としない自動組立が可能な移動型安全体感設備用架構が求められている。

そこで本発明では、トラックなどの車両からの荷降ろしや荷積みの際の人的作業が最少限で済み、また、架構自体に組立用の動力と架構の昇降機構を有し、自動組立が可能な移動型安全体感設備用架構を提供することを目的とする。

研修センタなどに据え付けられた固定式の安全体感設備では、高所への荷揚げや、高所からの重量物の落下などを体感することができる。このため、当該項目を満足させる設備を担う架構には、相当な高さを有する構造物が要求される。しかし、高背な構造物は、車両等へ搭載しての移動には不向きであり、また、陸路での移動の場合には、道路事情等により通過不可能な箇所も多くなってしまう。そこで、上記目的を達成するため移動型安全体感設備用架構は、架構の構成部材が設置される基礎スラブと、架構の設置場所において前記基礎スラブを支持する収納可能なアウトリガと、前記基礎スラブを基点として立設される複数の下段支柱と、前記下段支柱に沿って昇降可能な複数の上段支柱（可動支柱）と、前記複数の上段支柱（可動支柱）によって支持される少なくとも１層の床スラブ（上段床スラブ）と、少なくとも前記基礎スラブよりも高所に設置された荷揚げ手段と、前記アウトリガを張り出しあるいは収納させるアクチュエータと、前記複数の上段支柱（可動支柱）を昇降させるチェーン駆動機構を有することを特徴とする。

また、上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構は、前記昇降可能な複数の上段支柱と一体を成す少なくとも１層の床スラブ（上段床スラブ）が前記基礎スラブに固定される複数の下段支柱で囲われる面に沿って上下に移動可能に配置され、前記基礎スラブに固定される複数の下段支柱の頂部及び下部に配置したスプロケット間でチェーンを介して前記固定の下段支柱に設置したモータの回転を伝達し、前記昇降可能な複数の上段支柱の下部に接続されたチェーンを巻き上げ又は巻き下げることで前記上段床スラブを上下させることを特徴とする。

また、上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構は、前記基礎スラブに固定されたアウトリガベースの両端部に、一方の端部をピン接合され、もう一方の端部を脚部にピン接合した上アームと下アームを有し、さらに一端を前記アウトリガベースとピン接合し、他端を前記下アームとピン接合したアクチュエータ（例えば、油圧シリンダーあるいはモータとスクリューロッドによる構成など）の伸縮によって前記上アーム及び下アームと前記脚部との接合角度を変化させて前記アウトリガの張り出しあるいは収納を行うことを特徴とする。なお、本願に記載のピン接合とは、部材と部材をピンで接合し、そのピンを軸に部材同士の接合角度が変えられる接合をいう。

また、上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構は、前記荷揚げ手段を、前記昇降可能な上段支柱の上端に渡した梁の下面に設けられたレールと、前記レールに対して横行可能に設けられたクレーンとを有するようにすると良い。
このような構成とすることで、クレーンにより荷揚げされた重量物の状況を前記上段床スラブで確認することが可能となる。

また、上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構は、前記レールを、前記上段床スラブ、及び前記基礎スラブよりも長手方向長さを長く構成し、平面視した際には少なくとも一部が前記上段床スラブ、及び前記基礎スラブから突出する構成とすると良い。
このような構成とすることで、架構の外側に置かれた重量物等を荷揚げすることが可能となる。

さらに、上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構は、前記上段床スラブ及び前記基礎スラブに、荷揚げのための開口部を設けるようにすると良い。
このような構成とすることで、架構を構成する複数の脚部および支柱に囲まれた領域の内側での重量物の吊り上げが可能となる。よって、重量物を吊り上げた際の架構設置状態の安定性を維持することが可能となる。

上記のような特徴を有する移動型安全体感設備用架構によれば、研修センタなどに据え付けられた安全体感設備による体験コンテンツを減らす事無く、遠隔地における前記架構の設置に関わる人手作業の低減を図りながら安全作業のシミュレーションをすることが可能となる。

実施形態に係る移動型安全体感設備用架構の正面構成を示す図である。 実施形態に係る移動型安全体感設備用架構の側面構成を示す図である。 移動型安全体感設備用架構の設置過程の一部を示す側面図である。 移動型安全体感設備用架構の設置過程の一部を示す正面図である。 移動型安全体感設備用架構の運搬から設置までの過程を示す正面図である。 移動型安全体感設備用架構を用いて、安全帯を介した吊り上げ実習を行っている様子を示す図である。

以下、本発明の移動型安全体感設備用架構に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１、および図２を参照して、実施形態に係る安全体感設備用架構の設置形態について説明する。なお、図１は安全体感設備用架構の正面構成を示す図であり、図２は、同右側面の構成を示す図である。

特許文献１に開示されているような安全体感設備では主に、吊荷のハンドリングに関する模擬実習が行われる。具体的には、作業者が安全ベルトを付けて作業している際の落下事故による衝撃力認識や、吊荷への玉掛け作業時における吊荷の傾斜による玉掛け索などへの負荷認識等を得るための実習である。

このような各種模擬実習を行うことのできる安全体感設備用架構（以下、単に架構１０と称す）は、少なくとも基礎スラブ１２と、該基礎スラブ１２に立設された４本の下段支柱３０と、該下段支柱３０に沿って上昇・下降する４本の可動支柱（上段支柱）２８と、該可動支柱２８と一体に上昇・下降する上段床スラブ４０と、該可動支柱２８の頂部に架構１０の長手方向に渡されたクレーン用のレール５０を有する。基礎スラブ１２は略矩形状の平面形態を成し、図１、図２に示す形態では、平面形態を長方形としている。基礎スラブ１２の平面形態を長方形とすることで、詳細を後述する輸送車両１００（図５参照）の荷台１０４への搭載が容易となる。荷台１０４からはみ出す事無く、且つ搭載面積を有効に活用することができるからである。

基礎スラブ１２の短辺には、架構１０を支持する伸張可能なアウトリガ１６が設けられている。アウトリガ１６の上アーム２００および下アーム２１０と脚部２３０の接合角度を油圧シリンダ１９０の伸縮によって変化させることで、アウトリガ１６の張り出しあるいは収納を行うよう構成されている。アウトリガ１６を張り出した際には、基礎スラブ１２を支える際の支持位置を基礎スラブ１２の幅以上に拡幅することができ、架構１０の転倒を防止することができる。実施形態に係るアウトリガ１６は、脚部２３０の頂部に一端をピン接合された上アーム２００と、該上アームのピン接合位置より下の脚部２３０に一端をピン接合した下アーム２１０と、前記上アーム、下アームの他の一端をピン接合したアウトリガベース２２０と、該アウトリガベース２２０の上部に一端をピン接合し、他端を前記下アームにピン接合した油圧シリンダ１９０とから成り、該油圧シリンダ１９０の伸縮によって、前記上下アーム２００、２１０と脚部２３０の接合角度を変化させることで脚部の張り出し、または収納を行うよう構成されている。よって、輸送形態ではアウトリガ１６を閉じて脚部２３０を基礎スラブ１２の上に移動させて収納し、設置形態ではアウトリガ１６を開いて脚部２３０を基礎スラブ１２の下に突出させ基礎スラブ１２を支持させることができる。

基礎スラブ１２の中央には、吊荷を通過させるための貫通孔（開口部）１４が設けられている。詳細を後述するクレーン５２による重量物の荷揚の際に利用するためである。貫通孔１４の周囲には、作業者等の転落を防止するための安全柵２６（上段床スラブに設置の安全柵は図示省略）が設置される。

また、基礎スラブ１２には、上方へ向けて立設された複数（図１、図２に示す例では４本）の下段支柱３０が設けられる。
図３に、図面右側のアウトリガ１６を例に、張り出す前、すなわち収納時（点線表示）と張り出し後（実線表示）の様子を重ねて表示し、以下、その動きを説明する。
アウトリガ１６の収納時は、油圧シリンダ１９０が収縮しており、ピン接合された下アーム２１０がアウトリガベース２２０側に引き寄せられているため、下アーム２１０および上アーム２００と脚部２３０の接合角度が鋭角となり上下アーム２００、２１０が起き上がった状態となっている。図では説明のため、下アーム２１０および上アーム２００が完全に起き上がった状態ではなく、中間位置にある状態を示している。油圧シリンダ１９０が完全に収縮した状態では、更に下アーム２１０および上アーム２００が垂直に近い状態となり、アウトリガ１６の幅もそれによって小さくなって収納スペースもコンパクトになる。

一方、アウトリガ１６の張り出し時は、油圧シリンダ１９０が最も伸張した状態となってアウトリガベース２２０から下アーム２１０が遠ざけられ、上アーム２００、下アーム２１０と脚部２３０との接合角度がほぼ９０度となって水平となり、脚部２３０の張り出しも最大となり、かつ、最も下がった状態となる。
このように、油圧シリンダ１９０の動作のみでアウトリガ１６の張り出しと収納が行えるため、人手を介さずに架構１０の設置（運搬車両からの荷卸し）ができる。

アウトリガ１６の張り出し後の架構１０の組み上げは図３、４に示すように、上段床スラブ４０が一体となった上段支柱２８が前記下段支柱３０に沿って上昇することで行われる。具体的には、モータ１３０の回転が駆動チェーン１４０を介して駆動スプロケット１８０に伝わり、該駆動スプロケット１８０と同軸のシャフト１７０にある巻き上げローラー１５５及びスプロケット１５０を回転させて前記上段支柱２８の底部に締結されたワイヤ１５７を巻き取ることで上段支柱２８が上昇する。なお、前記スプロケット１５０の回転は伝達チェーン１２０を介して下段支柱３０の下部に配置したスプロケット１５０に伝達され、更に伝達チェーン１２０によって架構１０の長手方向対面に位置するスプロケット１５０を介して下段支柱上部のスプロケット１５０を回転させ、該スプロケット１５０と同軸にある巻上げローラー１５５を回転させることにより、全ての巻き上げローラー１５５が同期して上段床スラブ４０を上昇させることができる。上段床スラブ４０の上昇量は、上段支柱２８あるいは上段床スラブ４０の位置をセンサー（図示せず）によって検出され、所定の位置まで到達したらモータ１３０の回転を停止する。

実施形態に係る架構１０には、床スラブが２つ（基礎スラブ１２と上段床スラブ４０）設けられる。上段床スラブ４０は、詳細を上述した基礎スラブ１２の直上に配置される床である。上段床スラブ４０には、基礎スラブ１２と同様に、その中央に、吊荷を通過させるための貫通孔（開口部）１４が設けられている。実際の現場でも良く経験する開口部での作業を模擬するためのもので、例えば、クレーン５２による重量物の荷揚作業である。貫通孔１４の周囲には、作業者等の転落を防止するための安全柵２６（上段床スラブの安全柵２６の一部は図面表示を省略）が設置される。

上段支柱２８の頂部に張り渡した梁３８の下部にはレール５０と、このレール５０を横行するクレーン５２が設けられている。レール５０は、上段床スラブ４０および基礎スラブ１２の長手方向に沿うように配置されており、上段床スラブ４０、基礎スラブ１２に設けられた貫通孔１４の上部を通過する。また、レール５０は、上段床スラブ４０、及び基礎スラブ１２よりも長手方向長さが長くなるように構成され、架構１０を平面視した際には、少なくとも一方の端部が上段床スラブ４０、及び基礎スラブ１２から突出するように設けられる。このような構成とすることで、突出部では、架構１０の外側にある吊荷を荷揚げしたり、落下試験（実習）や吊下げ試験（実習）を行うことが可能となる。

クレーン５２は、トロリ５４と、フック６０とより成る。トロリ５４は、上述したレール５０を横行可能なローラを備えた移動手段である。また、クレーン５２は、モータ（図示せず）とフック６０、及びワイヤ（図示せず）等より構成される荷揚げ手段である。
また、上記のような基本構成を有する架構１０には、必要に応じて図示しない昇降用梯子や、設置状態の安定化を図るための補助部材、あるいは筋交い等を設けることができる。

このような基本構成を有する架構１０では、設備する実験手段を切り替えることで、種々の実習を行うことが可能となる。例えば、図６に示すように、クレーン５２をレール５０の突出部分まで移動させ、地上に待機させた作業者２６０の安全帯２５０にロープ２４０を繋いでフック６０に係合して引き上げることで、安全帯２５０の装着位置等に伴う作業者の体への食い込み等を検証する安全帯ぶら下がり体感実習を行うことができる。また、上段床スラブ４０における開口部１４付近の安全柵（図示せず）に安全帯のフック（不図示）を掛けてウエイト（不図示）を開口部１４から落下させれば、フックの掛け方に伴う安全帯脱落等の危険を実証する安全帯落下検証実習を行うことができる。

なお、体験可能となる実習項目は、種々の実験手段を付加することで増やすことができる。付加する実験手段については、架構１０を構成する要素として常備しても良いし、別途必要に応じて輸送するようにしても良い。

このような基本構成を有する架構１０は、上段支柱２８を下降させ、かつアウトリガ１６を収納することで図５に示すように、輸送車両１００に搭載することが可能となる。なお、上段支柱２８を伸張させたままの状態であっても輸送車両に搭載することは可能であるが、輸送状態の安定化や高架を通過可能とするためには、搭載状態（輸送形態）の高さをできる限り低くすることが望ましい。なお、図５は、架構の輸送形態の正面構成を示す図である。

輸送形態においては、図５の（Ｓ１）に示すように、上段床スラブ４０を下降させ、また、アウトリガ１６を収納した状態で輸送車両１００の荷台１０４に積載される。目的地への輸送を完了した後、アウトリガ１６の張り出しを行う。
アウトリガ１６の張り出しはまず、アウトリガ１６の油圧シリンダ１９０（図３等参照）を伸張させ、上下アーム２００、２１０と脚部２３０の接合角度を変えて（徐々に９０度に近づけて）アウトリガ１６を張り出す（図５（Ｓ２））。次に、輸送車両を移動させて架構１０を荷台１０４から降ろし（輸送車両の引き抜き）、その後、モータ１３０を回転させて上段床スラブ４０を上昇（図４等参照）させる（図５（Ｓ３））。上段床スラブ４０が所定の位置まで上昇したら、モータ１３０の回転を停止させて上段床スラブ４０を停止させる（図５（Ｓ４））。
なお、設置場所の凹凸に合わせてアウトリガ１６の脚部２３０の接地面にスペーサを介在させて高さ調整することも可能である。
教育実習後の架構１０の撤去と移動は上記手順を逆順に実施することで行われる。

１０………架構、１２………基礎スラブ、１４………貫通孔、１６………アウトリガ、２６………安全柵、２８………可動支柱（上段支柱）、３０………下段支柱、３８………梁、４０………上段床スラブ、５０………レール、５２………クレーン、５４………トロリ、６０………フック、１００………輸送車両、１０４………荷台、１２０………伝達チェーン、１３０………モータ、１４０………駆動チェーン、１５０………スプロケット、１５５………巻上げローラー、１５７………ワイヤ、１６０………はしご、１７０………シャフト、１８０………駆動スプロケット、１９０………油圧シリンダ、２００………上アーム、２１０………下アーム、２２０………アウトリガベース、２３０………脚部、２４０………ロープ、２５０………安全帯、２６０………作業者。

Claims (3)

1. 架構の構成部材が設置される基礎スラブと、前記架構の設置場所において前記基礎スラブを支持する収納可能なアウトリガと、前記基礎スラブを基点として立設される複数の下段支柱と、前記下段支柱に沿って昇降可能な複数の上段支柱と、前記複数の上段支柱によって支持される少なくとも１層の床スラブと、少なくとも前記基礎スラブよりも高所に設置された荷揚げ手段と、前記アウトリガを張り出しあるいは収納させるアクチュエータと、前記複数の上段支柱を昇降させるチェーン駆動機構を有することを特徴とする移動型安全体感設備用架構。
2. 前記昇降可能な複数の上段支柱と一体を成す少なくとも１層の床スラブが前記基礎スラブに固定される複数の下段支柱で囲われる面に沿って上下に移動可能に配置され、前記基礎スラブに固定される複数の下段支柱の頂部及び下部に配置したスプロケット間でチェーンを介して前記固定の下段支柱に設置したモータの回転を伝達し、前記昇降可能な複数の上段支柱の下部に接続されたチェーンを巻き上げ又は巻き下げることで前記上段床スラブを上下させることを特徴とする請求項１に記載の移動型安全体感設備用架構。
3. 前記基礎スラブに固定された前記アウトリガベースの両端部に、一方の端部をピン接合され、もう一方の端部を脚部にピン接合した上アームと下アームを有し、さらに一端を前記アウトリガベースとピン接合し、他端を前記下アームとピン接合したアクチュエータの伸縮によって前記上アーム及び下アームと前記脚部との接合角度を変化させて前記アウトリガの張り出しあるいは収納を行うことを特徴とする請求項１乃至２に記載の移動型安全体感設備用架構。

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