(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１０）内にこのケース（１０）に設けられたばね芯（１８）を中心として回転可能に収容されたドラム（２０）と、前記ドラム（２０）に巻回されて前記ケース（１０）の外部へ繰り出され先端に工具を繋着可能な紐状、糸状又は帯状体（４０）と、前記ドラム（２０）内に前記ばね芯（１８）の外周を周回するように配置されて前記ドラム（２０）を前記紐状、糸状又は帯状体（４０）の巻き取り方向に付勢する渦巻きばね（３０）とを備え、前記渦巻きばね（３０）が、一枚の第一弾性板（３１）と、この第一弾性板（３１）より相対的に短い一枚以上の第二弾性板（３２〜３５）を重ね合わせてその一方の端部同士を結束し、前記第一弾性板（３１）の非結束端部（３１ａ）を前記ばね芯（１８）に固定し、複数の弾性板（３１〜３５）の結束端部（３０ａ）を前記ドラム（２０）に固定した構造であることを特徴とする工具落下防止具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高所作業中に過って工具を落とすことのないように工具を弾性的に繋着する工具落下防止具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設現場等において高所作業中に過って工具を手から落としてしまった場合の安全性を確保するために使用される工具落下防止具としては、従来、例えば実公平６−３８９９５号公報に開示されているものが知られている。
【０００３】
上記公報に記載された工具落下防止具は、作業者が腰に装着しているベルトに係止されるケース内に、軸を中心にして回転可能な状態でドラムが収容され、このドラムに巻かれケース外部へ繰り出される紐状体又は帯状体（以下、紐状体という）の先端に、工具を繋着するための係止具が設けられ、ドラムを、その内周に組み込んだスプリング体によって紐状体の巻き取り方向に付勢してなるものである。図７に示されるように、スプリング体１は、弾性力の異なる複数のうず巻きばね１ａ，１ｂを順次連繋してなる構造を有する。
【０００４】
すなわち、この工具落下防止具は、高所作業に際して、作業者が腰に装着しているベルト等にケースを固定し、紐状体の先端の係止具に工具を繋着して使用する。工具を使用する際には、紐状体がケースから引き出され、これに伴うドラムの回転によって、スプリング体1のうち、肉厚が薄く弾性力の弱いうず巻きばね（ここでは便宜上低剛性うず巻きばねという）１ａが先に巻曲されるので、工具には弱い引張り力しか作用しない。また、図８に示されるように、高所作業中に過って作業者Ａが工具Ｂを落とした場合、作業者Ａの腰ベルトに装着したケース２から、工具Ｂの落下によって紐状体３が引き出されるが、その過程でスプリング体１が、低剛性うず巻きばね１ａから、それよりも肉厚が厚く弾性力の強いうず巻きばね（ここでは便宜上高剛性うず巻きばねという）１ｂへと巻曲されるので、工具Ｂの落下を途中で食い止めると共に、落下による衝撃力を吸収し、スプリング体１やケース２の破損を防ぐものとされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術による工具落下防止具は、スプリング体１における高剛性うず巻きばね１ｂが、工具Ｂの落下の衝撃に耐え得るようにする目的で強い引き込みばねとなっている。このため、工具Ｂの落下によって紐状体３がケース２から引き出される過程で、ドラムの回転に伴うスプリング体１の巻き付きが低剛性うず巻きばね１ａから高剛性うず巻きばね１ｂへ移行すると、工具Ｂが、その落下の加速度による下向きの力と、高剛性うず巻きばね１ｂの蓄勢力による上向きの力とが均衡する高さで落下が食い止められた後、この高剛性うず巻きばね１ｂの復元動作によって、図８に示されるように、大きく反動して跳ね上がり、再度落下するといった上下反復運動を何度も繰り返し、二次的な危険を生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題とするところは、工具落下防止具において、工具を過って落とした場合に、工具の落下加速度によって紐状、糸状あるいは帯状体がケースから引き出されるのに伴い蓄勢されるばねの荷重によって、工具が大きくバウンドしたり上下反復運動するのを有効に防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る工具落下防止具は、ケース内にこのケースに設けられたばね芯を中心として回転可能に収容されたドラムと、前記ドラムに巻回されて前記ケースの外部へ繰り出され先端に工具を繋着可能な紐状、糸状又は帯状体と、前記ドラム内に前記ばね芯の外周を周回するように配置されて前記ドラムを前記紐状、糸状又は帯状体の巻き取り方向に付勢する渦巻きばねとを備え、前記渦巻きばねが、一枚の第一弾性板と、この第一弾性板より相対的に短い一枚以上の第二弾性板を重ね合わせてその一方の端部同士を結束し、前記第一弾性板の非結束端部を前記ばね芯に固定し、複数の弾性板の結束端部を前記ドラムに固定した構造を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る工具落下防止具の第一の実施の形態を、図１乃至図５を参照しながら説明する。まず図１は工具落下防止具の正面側の外観を表す斜視図、図２は内部構造説明図、図３は同じく背面図である。
【００１０】
この工具落下防止具は、ケース１０と、このケース１０内に回転可能に収容されたドラム２０と、このドラム２０の内周に配置された渦巻きばね３０と、ドラム２０の外周に巻回された紐状体としての細いワイヤロープ４０と、ドラム２０から引き出されるワイヤロープ４０を通すワイヤ通し部材５０と、このワイヤ通し部材５０を通ってケース１０の外部へ繰り出されたワイヤロープ４０の先端に取り付けられた繋着具６０とを備える。
【００１１】
ケース１０は合成樹脂からなるものであって、厚さ方向に二つ割の構造になっており、すなわちケース分割体１０Ａとケース分割体１０Ｂを、ケース分割体１０Ａに開設された複数のビス挿通孔１１をそれぞれ通してケース分割体１０Ｂの図示されていない螺子孔にねじ込まれる複数のビス１２によって、分解可能に結合したもので、長方形の一つの対角を円弧状に切欠いた形状に近似した正面形状となっている。また、ケース分割体１０Ｂにおける背面側となる外面には、使用者（作業者）が腰に装着するベルト４を横方向に通すことのできるベルト通し１３が形成されている。
【００１２】
ケース１０（ケース分割体１０Ａ，１０Ｂ）の内側面には、円形のドラム収容部１４と、このドラム収容部１４の外周側に位置して同心の円弧状に延びる保持溝１５が形成されており、この保持溝１５とドラム収容部１４との間を分離している円弧状壁面１６は、その中間部分が切り欠かれてワイヤ導出部１６ａとなっている。また、ケース１０における厚さ方向の側面のうち、一方の縦の側面１０ａから下側の側面（底面）１０ｂの一端部にかけて、ワイヤ繰り出し窓１７が開設されており、このうち縦の側面１０ａの下部から下側の側面１０ｂの一端部にかけての部分は幅の狭い狭隘部１７ａとなっており、それより上の部分は幅広部１７ｂとして形成されている。そして、前記ワイヤ導出部１６ａは、ワイヤ繰り出し窓１７における幅広部１７ｂとほぼ対応する方向及び長さに形成されている。
【００１３】
ドラム２０は、渦巻きばね収容部２１と、その外周に形成されたリール部２２とを有し、このリール部２２に、ワイヤロープ４０が巻き取られるようになっている。このドラム２０は、ケース１０（ケース分割体１０Ａ）のドラム収容部１４に、リール部２２の外周縁が遊嵌された状態で収容されており、かつ前記ケース分割体１０Ａの内側面にドラム収容部１４の軸心部に位置して突設されたばね芯１８が、渦巻きばね収容部２１の中央に開設された軸孔を貫通している。
【００１４】
渦巻きばね３０は、ドラム１０における渦巻きばね収容部２１内に、ばね芯１８の外周を周回するように巻曲して配置されており、一端が前記ばね芯１８に形成された係止溝に係止されると共に、他端が渦巻きばね収容部２１に係止されている。また、巻曲の方向は、ドラム２０をワイヤロープ４０の繰り出し方向（図２における時計回りの方向）へ回転させることによってばね芯１８に巻き付く方向となっている。
【００１５】
図４及び図５は、渦巻きばね３０の構造を示すものである。すなわち、この渦巻きばね３０は、薄い帯状の鋼鈑等からなる複数の弾性板３１〜３５を重ね合わせてその端部同士を結束した構造を有する。
【００１６】
詳しくは、渦巻きばね３０は、相対的に長い一枚の第一弾性板３１と、この第一弾性板３１と材質、板厚及び幅が同一で長さが相対的に短い複数（図示の例では四枚）の第二弾性板３２〜３５が、その一端を揃えるように板厚方向に重ね合わされると共に、リベット３６で結束されたものである。そして、長い第一弾性板３１における非結束端部３１ａがばね芯１８との係止部となっており、第一及び第二弾性板３１〜３５が結束された端部３０ａがドラム２０における渦巻きばね収容部２１との係止部となっており、第一及び第二弾性板３１〜３５の重合部分において第一弾性板３１が巻曲方向外側、第二弾性板３５が巻曲方向内側となるように巻曲されている。
【００１７】
このため、渦巻きばね３０は、第一弾性板３１のみからなる部分は低ばね定数であり、弾性板３１〜３５の重合部分は高ばね定数であるといった二段特性を有する。したがって、ワイヤロープ４０をケース１０の外部へ引き出して行くことによって、ドラム２０が図２における時計回りの方向に回転すると、これに伴って、渦巻きばね３０は、まず第一弾性板３１がばね芯１８に巻き付いて行き、ワイヤロープ４０が所定長さ（この例においては１２００ｍｍ程度）引き出されることによって第一弾性板３１の巻き付きが終わってからは、弾性板３１〜３５の重合部分が巻き付いて行くようになっている。
【００１８】
また、先に説明したように、第二弾性板３２〜３５は互いに同一の長さであるが、巻曲されることによって、巻曲方向内側と外側では巻き付き長さが異なるので、巻曲方向内側に位置する第二弾性板の先端が、外側に位置する第二弾性板の先端から突出するように互いに長さ方向にずれる。このため、図５に示される巻曲状態では、第一弾性板３１の表面に対して、第二弾性板３２〜３５の先端が互いに異なる位置で順次接触した状態となっている。
【００１９】
渦巻きばね３０を構成する弾性板３１〜３５は、材質、板厚及び幅が同一であるため、比較的安価に製作することができる。
【００２０】
ワイヤ通し部材５０は、ケース１０内の円弧状の保持溝１５に遊嵌された円弧状のスライドガイド部５１と、このスライドガイド部５１の延長方向中央部から外周側へ一体的に突設された本体部５２とからなる。本体部５２には、ドラム２０から繰り出されたワイヤロープ４０を通すワイヤ通し孔５２ａが開設されている。
【００２１】
ケース１０の保持溝１５はワイヤ通し部材５０のスライドガイド部５１よりも円周方向へ長く形成されており、本体部５２はケース１０のワイヤ繰り出し窓１７における幅広部１７ｂ内に位置している。このためワイヤ通し部材５０は保持溝１５に沿って、所定の角度範囲で移動することができ、これに伴って、ワイヤ通し部材５０の本体部５２がワイヤ繰り出し窓１７の幅広部１７ｂ内を上下に移動することができる。
【００２２】
繋着具６０が取り付けられたワイヤロープ４０の先端近傍には、球状のストッパ４１が固定されている。このストッパ４１は、ケース１０のワイヤ繰り出し窓１７における幅広部１７ｂは通ることができるが、このワイヤ繰り出し窓１７における狭隘部１７ａを通過することはできず、また、幅広部１７ｂにおける狭隘部１７ａ側の端部に形成された鈎部１７ｃの内側空間に収容可能な大きさに形成されている。
【００２３】
以上のように構成された第一の実施の形態による工具落下防止具は、高所作業に際して、作業者が腰に装着しているベルト４をケース１０のベルト通し１３に通すことによって、ケース１０を腰に固定し、ワイヤロープ４０の先端の繋着具６０に工具を繋着する。そして、施工のために工具を使用する際には、これに伴ってケース１０から引き出されるワイヤロープ４０の引き出し長さが短いため、ドラム２０の回転によるばね芯１８への渦巻きばね３０の巻き付きは、一枚の第一弾性板３１からなる低ばね部分のみで行われるので、工具には弱い引張り力しか作用せず、したがって工具を用いての作業が阻害されない。
【００２４】
このとき、工具を持つ手の動作によって、ケース１０からのワイヤロープ４０の引き出し方向が変化することになるが、これに伴って、ワイヤ通し部材５０が保持溝１５に沿って移動すると共に、ドラム２０からのワイヤロープ４０の繰り出し位置がケース１０の円弧状壁面１６に形成されたワイヤ導出部１６ａ内を上下に変位し、ワイヤ通し部材５０におけるワイヤロープ４０の通路である本体部５２がワイヤ繰り出し窓１７における幅広部１７ｂ内を上下に角変位するので、ワイヤロープ４０の引き出し方向の変化による引き出し・繰り込みの際の抵抗の増大を生じない。
【００２５】
また、作業者が高所作業中に過って工具を落とした場合は、作業者の腰ベルト４に装着したケース１０から、工具の落下によってワイヤロープ４０が引き出されて行くと、渦巻きばね３０は、まず第一弾性板３１のみからなる低ばね部分が巻き付いて行き、その蓄勢力によって落下速度の増大をある程度抑える。そして更に、ワイヤロープ４０の引き出し長さが所定長さ（例えば１２００ｍｍ程度）以上になると、第一及び第二弾性板３１〜３５が重合した高ばね部分が巻き付いて行き、その蓄勢力の増大によって工具の落下速度を急速に低下させて、落下を途中で食い止める。
【００２６】
ここで、先に説明したように、渦巻きばね３０は、第一弾性板３１に対して第二弾性板３２〜３５の先端が互いに異なる位置で接触した状態にあるため、渦巻きばね３０の巻き付き動作が、第一弾性板３１のみからなる低ばね部分から第一及び第二弾性板３１〜３５が重合した高ばね部分へ移行する過程では、先に巻き付いて行く第一弾性板３１の巻曲動作が、まず巻曲方向最も内側の第二弾性板３５の先端に伝達され、次にその外側の第二弾性板３４に伝達されるというように、順次伝達されて行く。したがって、第一弾性板３１の巻曲動作による低ばね特性から、第一及び第二弾性板３１〜３５の重合部分の巻曲動作による高ばね特性への移行が非線形的に行われ、衝撃が有効に緩和される。
【００２７】
また、第一及び第二弾性板３１〜３５の重合部分が内周側へ巻き付き変位して行くことによって、その曲率半径が小さくなって行くのに伴い、これら各弾性板３１〜３５のずれ量が次第に大きくなるので、その表面同士が互いに摺動し、かつ第一弾性板３１に対する第二弾性板３２〜３５の先端部の接触位置が変化し、これによって運動エネルギの一部が熱として消費され（摩擦減衰）、この摩擦減衰作用が、工具の落下速度の緩和に大きく貢献する。
【００２８】
次に、工具がある程度の高さまで落下して停止した後は、蓄勢された渦巻きばね３０の復元動作によって、ドラム２０がワイヤロープ４０を巻き取る方向、すなわち図２における反時計回りの方向へ回転するので、工具は上昇を開始する。そしてその過程では、弾性板３１〜３５の重合部分が外周側へ復元動作するのに伴って、これら各弾性板３１〜３５のずれ量が次第に小さくなるので、その表面同士が互いに摺動し、かつ第一弾性板３１に対する第二弾性板３２〜３５の先端部の接触位置が変化し、これによって運動エネルギの一部が熱として消費される。したがって、工具の上昇速度が著しく緩和され、急激なバウンド動作による危険性が有効に回避される。またその結果、工具の上下反復運動も殆ど生じることなく、ワイヤロープ４０の巻き取りを伴いながら上昇し、静止する。
【００２９】
工具を用いての作業の終了後は、工具を作業状態からケース１０側へ戻せば、ワイヤロープ４０は、その先端近傍に設けられた球状のストッパ４１が、ケース１０のワイヤ繰り出し窓１７における幅広部１７ｂを通ってその狭隘部１７ａ側の端部に形成された鈎部１７ｃの内側空間に入り込み、ワイヤ通し部材５０の本体部５２に当接する図２の状態となるまで、渦巻きばね３０の付勢力によってドラム２０のリール部２２に巻き取られる。
【００３０】
上述した第一の実施の形態では、工具を繋着するワイヤロープ４０及びこれを巻き取るドラム２０を一組だけ備えるものであるが、これを複数組備える構成とすることによって、複数の工具を繋着可能にすることができる。図６は、その一例として、ワイヤロープ４０及びこれを巻き取るドラム２０、ワイヤ通し部材５０等を二組備える第二の実施の形態を示すものである。
【００３１】
すなわち、この工具落下防止具は、ケース１０が、先に説明した図１乃至図３に示されるものと同様のケース分割体１０Ａ，１０Ｂと、その間に挟着される中間ケース部材１０Ｃとを、複数のビス１２によって分解可能に結合した、厚さ方向三分割構造となっており、一方のケース分割体１０Ａと中間ケース部材１０Ｃの間、及び他方のケース分割体１０Ｂと中間ケース部材１０Ｃの間に、それぞれ先の図２と同様の構造によって、それぞれドラム２０及びワイヤ通し部材５０が保持されている。また、ケース分割体１０Ａに突設された図示されていないばね芯は、双方のドラム２０の軸孔２０ａを貫通する長さに形成されている。
【００３２】
ドラム２０，２０における渦巻きばね収容部に収容された、図示されていない渦巻きばねも、それぞれ先の図４及び図５と同様の構造を有するものであり、長い第一弾性板の非結束端部が、共通のばね芯に係止されると共に、複数の弾性板の結束端部が、各ドラム２０，２０に係止されている。その他の部分の個々の構成も、基本的には第一の実施の形態と同様であり、したがって、これら各機構による効果は、第一の実施の形態と同様である。
【００３３】
上記構成を備える第二の実施の形態によれば、各ドラム２０，２０から引き出されるワイヤロープ４０，４０は、一方のケース分割体１０Ａと中間ケース部材１０Ｃの間、及び他方のケース分割体１０Ｂと中間ケース部材１０Ｃの間にそれぞれ形成されるワイヤ導出部１６ａ、ワイヤ通し部材５０のワイヤ通し孔５２ａ及び一方のケース分割体１０Ａと中間ケース部材１０Ｃの間、及び他方のケース分割体１０Ｂと中間ケース部材１０Ｃの間にそれぞれ形成されるワイヤ繰り出し窓１７を通じて、ケース１０の外部へ引き出され、その先端の繋着具（図示省略）にそれぞれ工具を繋着可能となっている。
【００３４】
なお、本発明において、図４及び図５に示される渦巻きばね３０は、一枚の長い第一弾性板３１とそれより短くかつ互いに同じ長さの複数の第二弾性板３２〜３５からなる構成となっているが、例えば予め第二弾性板の長さを互いに異なるものとすることによって、その先端が第一弾性板に順次異なる位置で接触した構成とすることもできる。
【００３５】
また、第二弾性板の数は特に図示の例に限定されるものではなく、ワイヤロープ４０は、他の紐状、糸状あるいは帯状体であっても良い。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る工具落下防止具によれば、ドラムを紐状、糸状又は帯状体の巻き取り方向に付勢する渦巻きばねを、複数の弾性板を重ね合わせてその端部同士を結束した構造としたため、工具の落下あるいは上昇運動に伴うドラムの回転によって渦巻きばねの曲率が変化すると、この渦巻きばねにおける各弾性板は別々に変位して荷重の伝達が分散されると共に、各弾性板が互いに摺動するので、工具の運動エネルギが大きく減衰される。したがって、落下の衝撃が有効に緩和され、渦巻きばねの復元力によるバウンドや上下運動による危険性を、有効に回避することができる。
【００３７】
また、工具の使用の際には、紐状、糸状又は帯状体の引き出し長さが短いので、第一弾性板からなる低ばね部分のみが巻曲され、工具には弱い引張り力しか作用しないので、作業性を悪化させることがない。また、工具を過って落とした場合には、ドラムの回転による渦巻きばねの巻き付きが、第一弾性板による低ばね特性から各弾性板の重合部分による高ばね特性への移行が非線形的に行われるので、その際の衝撃が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工具落下防止具の好ましい実施の形態の正面側の外観を示す斜視図である。
【図２】上記工具落下防止具の内部構造説明図である。
【図３】上記工具落下防止具の背面図である。
【図４】上記工具落下防止具に使用される渦巻きばねの構造を示す一部省略した分解斜視図である。
【図５】上記工具落下防止具に使用される渦巻きばねの巻曲状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る工具落下防止具の他の実施の形態として、ワイヤロープ及びこれを巻き取るドラムを二組備える工具落下防止具を示す分解斜視図である。
【図７】従来の技術による工具落下防止具に使用される渦巻きばねの構成を示す説明図である。
【図８】作業者が、従来の技術による工具落下防止具に繋着した工具を過って落とした場合の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  ケース
２０  ドラム
３０  渦巻きばね
３０ａ  結束端部
３１  第一弾性板
３１ａ  非結束端部
３２〜３５  第二弾性板
４０  ワイヤロープ（紐状、糸状又は帯状体）
６０  繋着具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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