CMI 報告も性能が規定されている。
運転室直上の落下物に対する要求性能には、レベル
ⅠとレベルⅡの二通りがあり、CMI ではそれぞれに対建設機械の運転員保護構造物の試験方法と実績応するため、図−１に示す鋼製の打撃重錘を保有している。

佐々木隆男

キーワード：建設機械、運転員保護構造物、飛来・落下、転倒、転

レベル

対象落下物

落下物のエネルギⅠ

小さなコンクリートブロック

1,365Ｊ

Ⅱ

岩石等

11,600Ｊ

レベルⅠ用

レベルⅡ用

保護構造物の要求性能
落下物の打撃により、①落下物が貫通しないこと。
②構造物の一部が一瞬でも人体に接触しないこと。
φ295

φ224
77

１．はじめに

備考：
ｍ＝重錘質量ｈ＝所定のエネルギとなる落下高さ

572

φ224

落、FOPS、ROPS、TOPS、EOPS

建設機械の係わる事故の際、運転員を死亡事故からｍ＝47.0㎏
ｈ＝3.0ｍφ204

守ることを目的とした保護構造物がある。この保護構
造物には①飛来落下物からの保護、②機械の転倒・転落での保護の２種類があり、それぞれ保護構造物内の運転員が押しつぶされることを保護する目的がある。
これら保護構造物として要求される性能および試験方法は、保護目的および機種ごとに日本工業規格（JIS）あるいは日本建設機械化協会規格（JCMAS）に定められている。
運転員の保護構造物①飛来・落下物からの保護
・JISA8920(土工機械−落下物保護構造(FOPS)）・JISA8922(油圧ショベル−運転員保護ガード）

R13ｍ＝297.5㎏
ｈ＝4.0ｍ

図−１

打撃重錘の形状・寸法試験は水平堅土上に供試機（機械フレームに保護構造を組み込んだもの）を据え、移動式クレーンで吊り上げた重錘を打撃位置に合わせ、落下エネルギが所定となる高さに引き上げた後、重錘を支える鋼線をガス溶断し、自由落下した重錘が構造物を直接打撃する方法を採っている。この方法による打撃位置のずれは２〜３㎝程度である。

②転倒・転落での押しつぶれからの保護
・JISA8910(土工機械−転倒時保護構造(ROPS)）・JISA8921(ミニショベル横転時保護構造(TOPS)）・JCMASH018(油圧ショベル転倒時等保護構造(EOPS)）

施工技術総合研究所（CMI）は、昭和 51 年から建設機械メーカの依頼に基づき保護構造物の性能試験を実施している。ここでは、規格に示される試験及び要求性能の概略と、試験の実施に際して CMI が配慮していることなどを紹介する。
２．飛来落下物からの保護構造物
JISA8920（以下、FOPS という。）は土工機械に適用されるもので、舗装機械や油圧ショベル等は適用外である。ただし、油圧ショベルには別規格としてJIAS8922（以下、油圧ショベルという。）が定められている。FOPS と油圧ショベルでは運転室直上に落下する物体に対して要求される性能は同じであり、油圧ショベルのみフロントに飛来・落下する物体について

写真−１

FOPS（レベルⅡ）の試験状況

要求性能の確認は、重錘貫通の有無は目視で、構造物と人体の代わりとして用いる DLV（たわみ限界領域）の接触については、構造物と DLV の隙間が最も小さい所、例えば DLV の頭頂部にグリースを塗布して、このグリースの付着痕の有無で確認を行っている。
油圧ショベルのフロント・ガードの試験は、先のレベルⅡ用重錘先端テーパ部と同じ形状の載荷装置によ機械のセット方向を変え水平載荷装置で前後方向の載る静的試験または、運転室直上と同様に重錘による動荷試験を行っている。水平載荷装置の載荷速度は、静的（打撃）試験とがあり、要求性能はレベルⅠでは 700的とみなされる毎分 10 ㎜程度とし、垂直は毎分 5 ㎜Ｊ、レベルⅡは 5800Ｊのエネルギを受けた時に、貫通程度で載荷を実施している。

や構造物と DLV の接触がないことである。

また、試験装置の計測・制御は図−３のとおりであり、水平載荷装置先端の負荷分布装置両端に変位計を３．転倒・転落での保護構造物設け、この平均値を保護構造物のたわみとし、計測処理画面でモニターすると共に、たわみ５㎜毎に荷重とJISA8910（以下、ROPS という。）と JCMASH018演算した吸収エネルギを記録処理している。

（以下、EOPS という。）の保護構造物は 30 度以下の斜面に沿って機械が側面から転落１回転した時に、また、JISA8921（以下、TOPS という。）は水平面上で機械が横転した時に、それぞれ運転員が押しつぶされるのを保護するものである。
EOPS と TOPS は、ROPS の適用外である油圧ショベルに関して規格化されたものであり、EOPS は運転質量 6,000 ㎏を超えるものに、TOPS は運転質量 6,000㎏以下の油圧ショベルに適用される。
ROPS の要求性能は、保護構造物の側面及び上面並びに前後方向それぞれで、機械の最大質量から算出さ図−３

ROPS 試験装置の計測・制御れる基準値（荷重及び吸収エネルギ）を満足した時に、保護構造物等が DLV に侵入しないことである。同様に EOPS では側面の吸収エネルギと上面の荷重、TOPS は 90 度転倒を条件とするため、側面の吸収エネルギが満足した時である。なお、EOPS 及び TOPSの吸収エネルギの算出式は、ROPS のクローラトラクタの算出式と同じである。

写真−２

図−２

ROPS 試験装置

CMI では図−２に示す試験装置を用い各規格の試験を実施している。試験は供試機をテストベットに M24ハイテンボルトで固定し、先ず水平載荷装置で保護構造物の側面を、次に垂直載荷装置で上面に載荷した後、ROPS 試験状況

５．おわりに
建設機械の運転員保護装置は万が一の事故の場合でも人命を守り、死亡事故の大幅削減に寄与すると思われる。しかし、日本国内における運転員保護装置はオプション装備扱いとなることが多く、今後更なる普及、標準装備化を考えた場合は、欧米のように製造又は使用に係わる規制や施策が必要であろう。また、機械の転落等の事故においては運転員の飛び出し又は投げ出され、その上に機械が落下して死亡事故に至る事例が多く、ROPS 等の保護装置が装備されている場合でも、
写真−３

計測処理画面

シートベルト等の付属する装備使用が必要である。
近年、建設施工の安全性向上が強く求められている要求性能の確認は、それぞれの載荷によって基準値おり、今後は、運転員保護構造物の装備が望まれてくが満足された時に、保護構造物並びに仮想地面が DLVると考えられ、当研究所が行う保護構造物の性能試験に侵入していないことを目視確認及び写真撮影によりがその一助になることを願うところであります。

行っている。
なお、CMI の負荷分布装置長さより供試機で許容さ[著者紹介]れるその長さに長短がある場合等には、規定の長さと佐々木隆男（ささき、たかお）なる鋼板を取り付けて載荷しているが、他方向から載社団法人日本建設機械化協会荷する場合にはその鋼板が補強材とならないよう取り施工技術総合研究所外しを行っている。
４．CMI における試験実績
平成 17 年度までに CMI が実施した保護構造物の試
験実績として、各要求性能を満足したことを証明する報告書数を表−１に示す。同表の中には FOPS とROPS を兼ね揃えた保護構造物が多数存在する。
また、近年では油圧ショベルを ROPS として試験することが多くなってきている。
表−１
保護構造物の種類
ﾚﾍﾞﾙⅠ
FOPS
ﾚﾍﾞﾙⅡ
ROPS

保護構造物の試験実績（S51〜H17）
ﾎｲｰﾙﾛｰﾀﾞ
92493

機種名
油圧ｼｮﾍﾞﾙ ﾌﾞﾙﾄﾞｰｻﾞ等 ﾓｰﾀｸﾞﾚｰﾀﾞ ｸﾛｰﾗﾄﾞﾘﾙ等
1320010014271423

その他
002

研究第四部

主任研究員