Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
第 16 図 金融調節と翌日物コールレート

第17図 朝方の積み上幅と翌日物コールレート (億円)
(意円)

第 18 図 b 手形買入・手形売出（残高）
第 18 図 c C P 買 現 先 （残高）

第 18 図 d T B 買現先・F B 売現先 (残高)
第 18 図 e 国債買現先・国債借入（残高）

第19図a 日銀貸出（フロー）
第 19 図 b 手形買入(フロー)

第 19 図 c 売出手形（フロー）
第 19 図 d C P 買現先

第 19 図 e T B 買現先
第 19 図 g 国債買現先
第 19 回 h 国債借入
第 20 図 国債買入オペとコールレート

■ 国債買入 (右目盛) — 翌日物 コールレート (左目盛)

第 21 図 国債買入オペと朝方の積み上幅

☐ 国賛入 (左目盛) — 朝方の積み上幅 (右目盛)
第 23 図 流動性の便益とコールレート
第 24 図 超過準備

第 25 図 金融危機と流動性の便益
第 27 図 非線型な準備預金需要関数

第 28 図 コ - ル市場の異質性
第 29 図 b コールレートと準備預金残高 (1999年12月15日まで)
第 3 0 図 モラル・ハザードと準備預金需要の飽和

第 3 1 図 準備預金需要の飽和点

コールレート（水準）
第 3 2 図 準備預金需要の理論値

(兆円)

第 3 3 図 日銀の政策スタンスと準備預金需要
## 第 3 4 図 ターム物金利と準備預金需要

ターム物コールレート

シグナル効果がある場合の

準備預金需要曲線
## ワークショップの概要

討論者からのコメント

(堀内昭義)

イ)銀行の準備預金の調整のみに焦点をあてているため、そこから金融政策が銀行の貸出行動に与える影響などの政策的なインプリケーションを導き出すには、限界がある。

☐) 銀行が準備預金を需要する理由として「流動性便益」というややアドホックな説明がされているが、Tobinが議論したように、「取引コスト」を明示的に含めれば、準備需要が利子率の減少関数となることを導き出せるように思う。「流動性便益」というアドホックな概念を用いる必要はないと思う。

ハ）現行の同時・後積み方式では、所要準備の算出対象期間と実際の積み期間が半月ずれており、積み期間の前半では所要準備額は確定していないが、後半は確定しているという違いがある。こうした制度により、金融調節がコールレートに与える影響について、前半と後半とで違いはないのか。

二) 短資会社に資金が積み上がっている現状や、準備制約のない三洋証券の破綻がコール市場に与えた影響などを考えると、市場均衡を考える際に、短資会社や非銀行金融機関といった準備制約に服しないプレイヤーの行動を明示的に組み入れる必要があるのではないか。

ホ）「量的な準備預金供給とは独立に、日銀の誘導ターゲットはコールレートにかなり重要な影響を与える」とあるが、

(a) 推計に用いた「誘導レート」は、実際の水準が不明なためにオーバーナイト・レートの事後的平均値を用いるという算出方法を考えると、内生変数となっているのではないか。

(b) 誘導レートが決定されれば、準備供給量はそれを実現するために受動的に決定され、内生変数となるのではないか。この場合、誘導レートと準備供給が独立とは言えないのではないか。

ヘ）ターム物金利の分析については、期間構造の議論であり、期待の役割が大きい。したがって、同じ準備供給量であっても、それが日銀のどのようなスタンスを表したものかによって影響は異なる。推定結果がうまくでないのは、こうしたことによると考えられる。

ト）日々の「超過準備」という言葉が出てくるが、これは平均的な積みの進捗率を想定したものか。

チ）準備預金需要に飽和点が存在する説明として、超過準備に一種のエージェンシー・コストが生じる場合を挙げているが、理論的には超過準備を持つ場合でも、当該銀行がマネー・マーケットからの借入に依存していれば、市場の監視機能が
働く。当局のサーベイランスの必要性については、超過準備自体は本質的な問題ではなく、むしろマネー・マーケットからの借入に依存しているかどうかの方が問題ではないか。むしろ、一部の貸し手がいい加減な貸付態度をとるなど、貸して側の規律の問題が大きい。

リ）全体的には、制度を踏まえた上で体系的に分析しており、評価できる。

(小川英治)

イ）興味深い分析であり、特に金融危機時に金融調節の効果が有意になるというのは面白い。現在、金融政策はインフレ・ターゲティングや景気対策の文脈で論じられることが多いが、この結果は、市場では日銀の金融調節を金融危機への対策として評価していたということを示しているように思う。

☐）堀内先生からもコメントのあった「流動性便益」について、資金を調達するために安い価格で債券を売却しなければならないとの説明があるが、必ずしも債券価格が下がるとは限らないし、キャピタル・ロスのリスクがあるにしても、それが金融危機時に限って強く出てくる理由はない。金融危機時にのみ「流動性便益」が高まったとの結果からすると、むしろマネー・マーケットで資金を調達できないリスクのコストという方が理解しやすいと思う。

ハ)単位根の懸念からコールレートのみ階差をとっているから、推定された係数は準備需要曲線の傾きというよりは傾きの変化を示しているのではないか。準備需要曲線の傾きが右下がりか否かを見るのであれば、水準で推定したほうが適当だと思う。

二）「朝方の積み上幅」について、シグナル効果として働くとのことだが、なぜ金融危機時にのみシグナルとして働いたのか。直観的には、市場が「朝方の積み上幅」の拡大を金融危機対策として評価したということだろうが、具体的にどのようなメカニズムで働いたのか、できれば明快な説明があれば良いと思う。

ホ）ターム物金利については、長期的なシグナルでないと効かない。「朝方の積み上幅」が金融危機時にのみターム物金利に効いたということについて、やはり、そのメカニズムの説明を付け加えた方が良い。

## 報告者からのレスポンス

(堀内コメントについて)

○ 銀行の融資行動に与える影響などについては、1 つの論文の中でそこまで扱うのは無理なので、この論文はコール市場に焦点をあてたものということにしたい。

○ 「流動性の便益」について、取引コストだけだと金融危機時のみに強まる理由はない。推定結果を見ての後知恵的だが、あのような解釈もあり得るのではないか。

○ 積み期間の前半と後半で影響が異なるかどうかは、ダミー変数を使うなどして検
証してみたい。

○ 非銀行金融機関などの銀行以外のコール市場プレイヤーをモデルに組み込むことについては、すぐにできるかはわからないが、考えてみたい。

○ 算出方法により誘導レートが内生変数となっているという点については、98年9月以降は公表された誘導レートを用いているので、問題はないと思う。それ以前の期間については、例えば公定歩合を誘導レートとして用いるなどして確認してみたいが、結果は大きく変わらないと思う。

誘導レートが準備供給と独立した影響を与えることの解釈としては、積み最終日の期待金利に与える影響を考えている。超過準備がなく所要準備制約が効いている場合には、積み最終日の準備需要曲線は金利に非弾力的で垂直になると考えられるから、準備供給をコントロールしても金利は非決定になる。誘導レートは、何らかの形で、こうした場合の金利水準を決める上でのアンカーとなっていると考えられる。

日々の「超過準備」という言葉については、日銀が使っている言葉であり、準備預金残高が1日あたりに平均した準備所要額を上回っている部分を指しているが、注を付けるなどとして明確にしたい。

○ 市場による監査機能については、ピア・モニタリングが実際にどの程度働いているかは不明である。われわれの分析では、準備需要に飽和点があるかどうか定かではないが、飽和点を持つとしたら準備保有にどのようなコストがあるのか、もう少し検討したい。

## (小川コメントについて)

○ 「流動性の便益」については、コメントも踏まえて整理したい。

コールレートの水準をとると準備需要曲線の傾きを推定することになり、階差を取ると傾きの変化を測ることになるという指摘は、コールレートのラグを含めない場合は確かにそうかもしれない。しかし、ここでの推定では水準でも階差でもコールレートのラグを含めて推定しているので、両者の違いはラグの係数に制約を課すか否かの違いだけであり、この場合、準備需要の係数の意味に違いはないと思う。

○ 「朝方の積み上幅」についての結果に関しては、金融危機時のシグナル効果という解釈で整理することとしたい。

「朝方の積み上幅」がターム物に及ぼす影響についても、金融危機時のシグナル効果という観点から整理したい。

## フリー・ディスカッション

堀内：取引コストには、デフォルト・リスクも含む。
細野：それであれば、取引コストという解釈だけで良いかもしれない。

堀内：誘導レートが積み最終日の金利決定のアンカーという考え方は、期待の役割の大きいターム物の分析で誘導レート以外うまく影響が出なかったことから見ても、うなずける。

堀内：金融危機時とそれ以外で金融調節の効果が違うというのは面白い。そうすると、日銀が平時に行っている金融調節はいったい何なのか。どう解釈すべきだろうか。

杉原：平時には、誘導レートくらいしか有意に効くものはないから、それがアンカーとして働いているという以外は良くわからない。確かにパズルではある。

堀内：1950 年代にアメリカの学者が、アメリカについては超過準備がフェデラル・ファンド・レート（FF レート）の減少関数であるというはっきりした関係があることを示した。私は彼に、日本ではそうした明確な関係が見られないことについて意見を聞いてみたことがあるが、彼が言うにはアメリカの FF マーケットは非効率でコストが高いということであった。銀行のロケーションが広い範囲に散らばっていて取引相手を見つけるのが困難なので、マネー・センター・バンクは Correspondence Account というものを持つが、それがまた高い費用がかかるということで、アメリカの銀行は皆、FF レートの動向を注視しながら超過準備水準を決めているとのことだった。

日本では、平時はマネー・マーケットが効率的で、コールレートを気にしながら超過準備を持つ必要はないが、金融危機時には日本でもこういう状態が生じたということだろうか。

杉原：それと日銀が必ず所要準備を供給するという安心感があるのだと思う。そのために、規律づけが働かないところで日銀がチェックすることになる。

堀内：実証結果では、銀行は必ずしも所要準備が供給されないと予想しているとのことだったが。

細野：所要準備が供給されないのではなく、超過準備を供給するか、所要準備ちょうどしか供給しないかである。所要準備が供給されない場合は、市場均衡が存在しなくなる。

小川：金融危機時に「流動性の便益」が高まると同時に「朝方の積み上幅」のシグナル効果が働くことを整合的に説明できないか、もう少し検討してはどうか。
Serial No. 83

March 1997

# 消防研究所报告

通 卷 83 号

1997年3月

## 目次

実用特殊小型はしご車の開発

- 機能の概要と性能について

西 晴樹，亀井浅道，山田 實，天野久徳，
塚本九一，浅野 敏，吉岡政行，稲本純司……（1）

特殊小型はしご車のはしご振動特性に関する実験的研究

天野久徳，亀井浅道，山田 實，西 晴樹……（12）
含フッ素消火剤添加混合気の燃焼限界における平衡化学種濃度

尾川義雄，斎藤 直，佐宗祐子……（23）
ハロゲン系消火剤および不活性ガスの消火性能に及ぼす水蒸気の影響

菊井洋明，斎藤 直，廖 赤虹，中谷 衛，尾川義雄，佐宗祐子……（30）
トンネル火災時の換気条件下での煙の遡上に関する実験研究

山田常圭，渡部勇市，松島早苗，岡 泰資，栗岡 均，桑名秀明，佐藤博臣……（37）
消火設備配管用フレキシブル管の管路抵抗

平賀俊哉，金田節夫，大庭康雄……（47）
所外発表論文……（57）

消防厅消防研究所
# REPORT OF NATIONAL RESEARCH INSTITUTE OF FIRE AND DISASTER

Serial No. 83

March 1997

—Contents—

Development of Special Small-Sized Ladder Truck

—Summary of the Function and Performance of the Truck—

Haruki Nishi, Asamichi Kamei, Minoru Yamada, Hisanori Amano,

Kuichi Tsukamoto, Satoshi Asano, Masayuki Yoshioka, and Junji Inamoto ..... 1

Experimental Study on Vibration of Ladder on a Special Small-Sized Ladder Truck

Hisanori Amano, Asamichi Kamei, Minoru Yamada, and Haruki Nishi .....12

Concentrations of Chemical Equilibrium Species for Fluorinated Fire

Suppressant Mixtures under Flammability Limit Conditions

Yoshio Ogawa, Naoshi Saito, and Yuko Saso .....23

Effects of Water Vapor on Fire Suppression Efficiency of Halogenated Fire Extinguishing Agents and Inert Gases

Hiroaki Kikui, Naoshi Saito, Liao Chihong, Mamoru Nakatani, Yoshio Ogawa, and Yuko Saso .....30

Ventilation Criteria for Preventing Backing Layer of Smoke in Case of Tunnel Fire

Tokiyoshi Yamada, Yuichi Watanabe, Sanae Matsushima,

Yasushi Oka Hitoshi Kurioka, Hideaki Kuwana, Hiroomi Satoh .....37

Resistance of Corrugated Flexible Pipes for Fire Extinguishing Facilities

Shunya Hiraga, Setsuo Kaneda, and Yasuo Oba .....47

Articles of Staff of NRIFD published by Outside Organizations .....57

Published by

National Research Institute of Fire and Disaster

14-1, Nakahara 3-chome, Mitaka, Tokyo, Japan
# 実用特殊小型はしご車の開発 —機能の概要と性能について—

西晴樹，亀井浅道，山田實，天野久徳，塚本九一 $ ^{*} $ ，浅野敏 $ ^{*} $ ，吉岡政行 $ ^{**} $ ，稲本純司 $ ^{**} $

(平成8年11月28日受理)

近年，消防活動のより一層の機動化のために，中低層階建物の火災に対してもはしご付消防自動車の活用が求められている。筆者らは従来の大型はしご付消防自動車では活動が困難な，狭あい道路や架線障害が存在する中低層階建物の火災において，障害物を回避して架梯可能な特殊小型はしご車を考案し，開発を行った。本報告は，実用特殊小型はしご車の概要，はしご本体の強度実験および性能検証実験結果について述べたものである。強度実験の結果，1764Nの静的正面荷重に対する安全率は6.3，静的偏荷重に対しては3.0となり，490Nの動的正面荷重に対しては起伏時において7.5であり，十分な安全率が確保されていることが分かった。また，消防隊員による性能検証実験の結果，特殊小型はしご車を用いて想定した障害物を回避して，目標とする中低層階への架梯が行えることを確認した。

### 1 \. 緒言

中高層建物の火災に対して必要不可欠な消防資機材の一つとして，はしご付消防自動車（以下，「はしご車」と呼ぶ）が挙げられる。はしご車は火災現場の状況に即して，消火および救助など様々な用途に利用されている。一方，我が国においては建物火災の大部分は3，4階以下のいわゆる中低層階で発生している $ ^{1} $ 。近年，木造3階建住宅の普及に伴い，このような火災に対しても，消防活動のより一層の機動化のためにはしご車の活用が求められている $ ^{2} $ 。

しかし，例えば住宅地において道路の幅員の狭さや駐車車両により従来の大型はしご車では進入が困難であったり，あるいは市街地においては空中に電線など様々な物が存在し梯体移動の際に障害物となったり，加えて道路上にはガードレールや歩道などがあり，はしご車の建物への接近を難しくしている $ ^{3} $ 。このような状況は円滑なはしご車の活用を妨げる要因となる。

そこで，著者らは上述の架梯困難な状況においても有効に活用できる特殊小型はしご車を考案し，その有効性を確認するために特殊小型はしご車模型（以下，「試作模型」と呼ぶ）を作製した。前報 $ ^{4} $ では試作模型に搭載された機構について述べた。試作模型による試験の結果をふまえて，今回，実際の火災現場での使用を考慮した実用特殊小型はしご車（以下，「実用はしご車」と呼ぶ）を開発し
Fig.1 Special Small-Sized Ladder Truck.

Fig.2 Schematic illustration of the Special Small-Sized Ladder Truck.

た。

本報では開発した実用はしご車の機構，構造などの概要について述べ，次に積載したはしごの強度実験および解析結果について述べ，最後に消防隊員による性能検証結果を述べるものとする。

### 2. 実用はしご車の諸元・性能

実用はしご車に搭載した機構の多くは，試作模型に組み込まれた機構と同様の機能を持つものである。今回，開発した実用はしご車に新たに取り入れられた装置は水ポンプおよび梯上放水装置の二つである。開発した実用はしご車の外形をFig.1の写真に，構造図をFig.2に示す。

開発した実用はしご車の諸元をTable1に，性能をTable2に示す。はしご動作の所要時間は，各動作を2回繰り返し，所要時間の平均値をとった。各所要時間はおおむね通常のはしご車と等しい値

Table 1 Specification of the Ladder Truck.

Body
Overall Length	(mm)	5805
Overall Height	(mm)	2500
Width(Body)	(mm)	1900
Width(Outriggers)	(mm)	2850
Wheelbase	(mm)	2700
Capacity	(persons)	5
Chassis Type	MX-1
Transmission	Automatic
Ladder
Number of Segment Material Strength Minimum Height Maximum Height Horizontal Outreach Segment Length Ladder Width 1st Section 4th Section Distance bet. Rungs Elevation Angle Allowable Tip Load Slide Extension Swivelling Area	(MPa) (mm) (mm) (mm) (mm) (deg) (N) (mm) (deg)	4 ZK70-76 441 3800 10800 9000 3180 585 345 315 0~115 1764 1000 -120~+120
Water Pump
Type	(l /s)	B-1 Class 16.7 3 2
Discharging Volume Number of Intake Number of Outlet
Monitor
Outlet Shape	(l /s)	Hollow/Spray 15(at 0.8MPa)
Discharging Volume	(l /s)
Swivelling Area
Horizontal	(deg)	180(-90~+90)
Vertical	(deg)	75(-15~+60)
Swivelling Speed	(deg/s)	9
Weight	(N)	137.2
Table 2 Time required by each motion and operation.

Motion	Operation	Time(sec)
Outrigger	Extension	12
Retraction	9
Jack	Extension	15
Retraction	9
Elevation	Fast	36
0-115(deg)	Slow	74
Depression	Fast	37
0-115(deg)	Slow	80
Ladder-	Fast	30
Extension	Slow	46
Ladder-	Fast	23
Retraction	Slow	41
Rotation	Fast	58
180(deg)	Slow	157
Slide	Extension	13
Retraction	12
Aux.Jack	Extension	7
Retraction	3

としてあるが，ここに示された所要時間は仮に定められた値であり，必要に応じて動作速度を変えられるようになっている。

以下に各機構・装置の特徴を述べる。

### 2.1 旋回機構

旋回範囲は，試作模型でははしごの収納位置を0度として左右135度であったが，実用はしご車では左右120度とした。これは起伏角を65度以上にしたときにはしごの後端がシャシの旋回面より下に移動するので，シャシと梯体の接触を防止するためにインターロック機能を設け旋回角に制限を加えているためである。インターロック作動時には接触を回避する側への操作のみが可能となる。しかし，「インターロック作動中」を示す表示装置がないために，旋回動作が停止した原因が操作者に分かりづらいといった問題があることが分かった。

### 2.2 伸缩機構

はしごの伸縮動作を行う油圧シリンダは，試作模型でははしごの中に設置されていたが，実用はしご車でははしご下面に取り付けられ，一端がはしご1連目に，他端がはしご2連目に結合されている。

これは，2.8節に述べる梯上放水装置に送水するための梯上配管をはしご4連目の中に配置したので，油圧シリンダをはしごの中に配置することができなかったためである。なお，この変更ははしごの伸縮動作には影響を与えるものではない。

### 2.3 支持機構

支持装置としては，シャシのほぼ中央に「H型」ジャッキ，シャシ後部に「X型」のアウトリガーおよびジャッキが設けられている。試作模型では「H型」であったシャシ後部のアウトリガーを「X型」にしたのは，はしご装置の旋回時に梯体との衝突を避けるために低い位置でアウトリガーを張り出さなければならないためである。

また，補助ジャッキの取りつけ位置は試作模型では梯体ベースであったが，実用はしご車ではスライドベースとした。補助ジャッキは主にはしご昇降時の揺れを防止するために設けたが，人の昇降によるはしごの揺れは小さく，その必要性は再検討する必要がある。

### 2.4 矯正装置

実用はしご車には，傾斜矯正装置は搭載されていない。これは2.7節で述べるはしご本体に十分な強度があり，約5度の傾斜地に設置し，はしごを伸ばしても，はしご本体は座屈することがないため，試作模型では組み込まれていた矯正装置の必要性がなくなったためである。

### 2.5 操作装置

実用はしご車のはしご操作ならびに梯上放水装置の操作は有線および無線の操作装置によって行うことができる。試作模型では無線操作装置を用いた場合に操作不能になることがあったので、実用はしご車では産業用の特定小電力型のものを使用した。このため、操作者とアンテナの位置関係によらず、見通し範囲からの遠隔操作が混信なく行えるようになった。

### 2.6 驱动装置
Fig.3 Layout of the monitor and piping on the ladder.

試作模型および実用はしご車ともに油圧を用いて各機構を動作させている。しかし，試作模型においては電気モーターを用いて油圧ポンプを運転させていたのに対して，実用はしご車では走行用エンジンからPTO（動力取り出し装置）で取り出した動力を用いて油圧ポンプをまわしている。一方，実用はしご車で新たに組み込んだ水ポンプは上記のPTOとは別のPTOから取り出した動力を用いて運転を行う。また，梯上放水装置のノズルはバッテリーから取り出した電力を用いて電動モーターで動作させている。

### 2.7 はしご装置

はしご装置は試作模型では3連構成であったが，架梯目標を4階とするために実用はしご車においては4連のものを採用し，10mの高さまではしごが伸びるようにした。はしごの各段は試作模型と同様にアルミニウム合金製で，強度は約440MPa $ ^{*} $ のものを使用している。はしごの断面形状は通常の3連はしごと同様な「ロの字」型の閉断面で，また，上下各面を昇降に使用することができる。上下の主骨には50×25×3mmの角パイプを，また，横桟および斜骨はφ20×3mmの丸パイプを使用している。このため，積載したはしごは試作模型のはしごより重量は軽いが強度は同等となっている。詳細は3章で述べるが，はしごの強度は十分であり，傾斜矯正の必要がなく，許容重量内での作業範囲の制限がない。また，はしごの先端には建物へ乗り移りやすいように手すりが設けられている。

### 2.8 梯上放水装置

Fig.3は実用はしご車で新たに積載したB-I級の水ポンプを用いて梯上放水装置から放水を行っている様子である。梯上放水装置は図に示すようにはしごの先端に取り付けられ，はしご4連目の中にある梯上配管の一端に接続される。接続には町野式の金具を用いている。梯上配管の他端には送水ホースを接続し，梯上放水装置に水を供給する。ノズルは直状放水，噴霧状放水を連続的に切り替えて行うことができるものを採用した。また，水平面，鉛直面内においてノズルを旋回することができ，特に水平面の旋回については自動首振り機能も装備している。

実用はしご車には車両重量の制限により，水タンクを積載することができなかった。このため実用はしご車単独では梯上放水装置で放水することは難しく，他のポンプあるいは消火栓からの中継送水を受けなければならない。なぜならば，放水対象となる建物と揚水可能な自然水利が近くにあるとは限らず，積載した真空ポンプにより揚水するためには，建物から離れる必要が生じることがあるためである。さらに軽量化を行い水タンクを設け，迅速な放水を可能にすることも，これからの課題の一つであると考える。

### 2.9 シャシ

シャシは2トントラッククラスの消防車専用車両を使用した。オートマチックトランスミッションを採用したため、シフトチェンジの必要がなく、ハンドル操作に集中できる。このため、路地のような狭めいな道路でも容易に走行することができる。
Fig.2から分かるように，はしご収納時にははしご先端の高さはキャビンの屋根高さにほぼ等しく，従来のはしご車のようにキャビンの上にはしごが乗ることがない。このため，車高が低く抑えられており，重心が低く転倒角も大きくなっている。

### 2.10 その他

収納スペースははしご車後部の左右両側にそれぞれ一つづつ設けられており，消火用ホース，資機材などを格納できる。

キャビンは乗降性能を高めるためにドアの高さを高くし、ヘルメットや空気呼吸器装着時においても不自然に上体をかがめずに乗り降りできるようになっている。

水ポンプ用の吸水管は通常は取り外されて水ポンプの上部の引き出しに収納されており、車体の左右側面のどちらからでも取り出すことができる。

### 3. はしごの強度

### 3.1 実験方法

#### 3.1.1 静荷重実験

まず，はしごに静的に荷重をかける場合を考える。この静的荷重には重力による自重も含むものとする。

実用はしご車に積載されているはしごの起梯角度は水平を0度として115度までである。はしごの先端に荷重をかける場合に，梯子の1連目と2連目の接触部に着目したとき，そこに発生する応力は起梯角度が小さいほど，また，はしご長さが長いほど大きくなる。そこで，はしごを水平の状態で全伸長して静荷重実験を行った。この時の実用はしご車のその他の機構については，旋回が左回りに90度，スライドが後方に1m，アウトリガーおよびジャッキは最大限に張り出した状態であった。

まず，正面荷重として，はしご先端に搭乗員2人分の重量に相当する1764N $ ^{**} $ までの錘を，490N，980N，1470N，1764Nと順次増やしながらつり下げて負荷した。その後，逆の順序で錘を取り外し除荷を行った。応力測定箇所はFig.4に示す

Fig.4 Layout of the ladder and strain gauge attached on the ladder.

26箇所とし，予め行った有限要素法による計算で大きな応力が発生する箇所を選んだ。デジタルひずみ測定器をはしごに貼付されたひずみゲージと接続し測定を行った。はしごの自重の影響を最小にするために，はしごの起梯角度が90度のときの状態をひずみ零点とした。

次に，偏荷重として，はしごを水平にして，はしご側方に締結された長さ1mのパイプの先端に980Nまでの錘をつり下げて，鉛直荷重およびねじりモーメントを加えた。これは，先端搭乗員が作業のためにはしご側方に体をのり出した状態を想定したものである。発生応力の測定は正面荷重と同様の方法で行った。

先端の変位ははしご先端につり下げられた最小目盛1mmの金属製の直定規により計測した。またはしご先端におけるたわみ角およびはしごのねじれ角は最小目盛0.1度のデジタル測角計を用いて測定した。

#### 3.1.2 動荷重実験

はしごの起伏動作を開始する時にははしごに加わる自重による慣性力によりはしごの鉛直面内の振動が発生し，はしご主骨には動的な応力の変化が生じる。また，起伏動作を停止するときも同様に動的な応力の変化が発生する。この時，はしごには静荷重負荷の場合よりも大きな応力が発生する可能性がある。

測定は，静荷重実験で比較的大きな応力値が得られた主骨の4箇所にひずみゲージを貼付し，ひずみゲージからの信号はポータブル型動ひずみ測
定器を介して，電磁オシログラフでその波形を直接記録することにより行った。

起伏動作時に発生する動的応力の波形を記録した。起伏を開始あるいは停止する角度は，はしごに大きな応力が発生すると思われる0度，垂直(90度)，最大起梯角度の115度の3つの角度を選んだ。

実用はしご車でははしご先端に隊員が搭乗した状態ではしごを操作することはしないが，はしご先端に梯上放水装置や救助資機材を積載し起伏操作を行うことは可能である。そこで，資機材等の総重量が490N程度と想定して，はしごの先端に490Nの荷重を乗せたときおよび何も錘を載せないときの2通りの荷重条件について，動作速度を高速あるいは低速として，測定を行った。なお，はしごは全伸長でスライド量が1m，旋回角は左に90度の状態である。

### 3.2 実験結果および考察

#### 3.2.1 静荷重実験

## (1) 自重による影響

はしごの主骨に発生する静的応力とはしごの起伏角度との関係をFig.5に示す。図ははしご上面に貼付した番号13，23，33のひずみゲージから得ら

Fig.5 Relation between elevation angle and static stress caused by deadweight.

れた応力を示している。これらのゲージは内側にあるはしごが外側のはしごと接触する位置の上にあり，有限要素法による解析において周囲の部位により比較的高い応力が発生することが分かっている。図より起伏角を小さくすると発生する静的応力は大きくなり，起伏角が0度の時，はしごの自重により13番ゲージの位置においては，約25MPaの静的応力が発生していることが分かる。

## (2) 正面荷重負荷の影響

はしごの先端の荷重と先端のたわみ，およびたわみ角との関係をFig.6に示す。たわみおよびたわみ角は先端荷重に比例しており，1764Nの時に約300mmのたわみが発生していることが分かる。図中の数字は錘をつり下げた順序を示す。1から5が負荷の過程を，5から9が除荷の過程を表す。除荷の過程では，たわみおよびたわみ角は負荷時の直線を逆に戻らず，直線の上側を通る曲線となり，荷重を0にしても値は0にならない。これは，はしご各連の間に存在する隙間のために，荷重時と除荷時にははしご各連の間の接触状態が異なるためであると考えられる。

Fig.7は，はしご先端に荷重を負荷し更に除荷し

Fig.6 Relation between frontal tip load and deflection, tip load and slope (The numbers in the figure represent the load step).
Fig.7 Relation between frontal tip load and static stress occurred at each strain gauge position (Elevation angle is 0 deg).

たときの，はしご主骨各部に発生する静的応力の変化を表している。図中のプラスは引っ張り応力をマイナスは圧縮応力を示す。最大の応力値はゲージ番号の12の位置において，約70MPaとなっている。使用した部材の強度が440MPaであり，最大先端荷重時の安全率（材料の耐力もしくは降伏強度／発生応力）は，

$$ Ss=440/70=6.3 $$

である。

負荷した荷重と応力値とは直線関係になっており，除荷時の経路は荷重時の直線の上側となっていることが分かる。これは前述の荷重とたわみとの関係に類似しており，原因も同様のものと考えられる。

しかし，はしご下面のゲージ20，26，36については直線関係にはない。これらのゲージ位置の近傍で内側と外側のはしごが接触しており，集中荷重がかかり応力が集中する場所である。このためはしご各連の接触状態のわずかな変化により発生応力が顕著に変化するものと思われる。

## (3) 偏荷重負荷の影響

Fig.8 Relation between deviation tip load and deflection, slope, angle of twist (The numbers in the figure mean the load step).

はしごに偏荷重をかけたときの，偏荷重とたわみ，たわみ角およびねじれ角との関係をFig.8に示す。図よりたわみおよびたわみ角については正面荷重をかけたときとほぼ同様の値，ねじれ角は最大で約12度となっている。また，Fig.9に980N荷重時に各はしご主骨に発生する応力を示す。図より荷重をかけた側がかけない側の応力の2倍程度の応力値となっていることが分かる。最大値は13番ゲージにおいて約70MPaとなっている。これは正面荷重をかけた時の約2倍の値である。偏荷重と発生応力との関係は直線となっているので，仮に許容先端荷重の1764Nが偏荷重として加わった時には約140MPaの応力が発生し，このときの安全率は約3.0となることが分かる。

#### 3.2.2 動荷重実験

はしごを全伸長して，はしご先端に荷重をかけない状態で，起伏角を90度から0度にしたときに得られた，ゲージ番号12，19，21，25の位置に発生する動的応力の波形の一例をFig.10に示す。図中のように動的応力σDおよび応力振幅Δσstart，
Fig.9 Stress measured at each strain gauge position on main beam of the ladder with deviation tip load 980N and deviation length 1 m.

Δσstopを定める。動作開始時および停止時において応力の変化が見られる。ゲージ19番の記録を見ると，Δσstopの方がΔσstartよりも小さな値となっている。これは，起梯角が0度でははしごを緩やかに停止させるための軟停止装置が働き，シリンダ速度が小さくなるためであると考えられる。なお，ゲージ番号19の波形におけるA点とB点での応力の差は自重により発生する応力となる。

ここでは，図示しないが動作速度，先端荷重，起伏範囲を変化させたときに得られる各ゲージでの$\sigma_{\mathrm{D}}$の値を比較すると，ゲージ番号の19の位置で得られる値が最も大きくなっている。よって，ここでは，ゲージ番号19の位置における$\sigma_{\mathrm{D}}$と先端荷重との関係のみをFig.11に示す。最大の$\sigma_{\mathrm{D}}$となるのは，起伏角を90度から115度に高速で変化させたときで，$\sigma_{\mathrm{D}}=58.8$となる。このときの動的応力に対する安全率は

$$ S_{D}=440/58.8=7.5 $$

となり，はしご車の安全基準で述べられている基準値の1.7より大きく，想定した490Nの荷重を先端に積載したときの動的応力に対するはしご主骨の安全率は十分確保されている。

### 4. 消防隊員による性能検証実験結果

開発した実用はしご車の性能を検証するために，名古屋市消防局の消防隊員に実際に実用はしご車を使用してもらい，車両，はしご装置，ポンプ装置などの性能検証を行った。Fig.12に示すように，性能検証は周辺にガードレールや電柱などの障害物が存在する訓練棟を用いて行った。実用はしご車のはしごを訓練棟の3階に架梯したときの例をFig.13に示す。図は起伏角が約110度，スライドベースを1m伸ばし，はしごを全伸長した状態である。これにより，特殊小型はしご車が想定した障害物を回避して目標とする中低層階に対して架梯できることが確認できる。

性能検証実験の後に実用はしご車の機動性や性能，取り扱いやすさ等についてアンケート形式で報告された結果について検討を行った。集計の結果得られた主な意見と要望を以下に列記する。

Fig.10 An example of transition of stress at gauge No.12, 19, 21, 25 during elevating motion from 90 deg. to 0 deg.
Fig.11 Dynamic stress occurred at gauge No.19 during elevating motion on various conditions of speed, load, and elevation angle.

1）車両は運転・乗降性能に優れ，狭いところでも操作が可能である。

2）補助ジャッキは不要である。

3）起伏・旋回・スライド・伸縮機構の動作範囲や動作速度はより大きい方がよい。

4）車体から離れたところから操作できるリモコン・ラジコン操作装置は便利であるが，操作ミスを防ぐための安全装置や読みやすい操作盤表示，装置の軽量化などの改良が操作装置に必要である。

Fig.12 Building, guard rail and telephone pole to be used in performance tests.

5）安全にはしごを操作するために，はしご車の各装置の状態を操作者や周囲の人に知らせるための表示装置が必要である。

6）はしごの強度は十分であるが，昇降時や建物への乗り移り時の安全を確保するために手すりなどを装備して欲しい。

7）梯上放水装置や吸水管などの付属物の取り付けに若干時間がかかっているが，迅速に活動するために取り付け方法を改良した方がよい。

8）実戦で必要になる資機材などを数多く積載したい。

以上の1）～8）をまとめると、車両、はしご強度、機構に対してはおおむね満足であるが、各種安全装置の設置や積載スペースの増加および取付方法の改良などの要望があることが分かる。

### 5 \. 結言

著者らは，従来の大型はしご付消防自動車では活動が困難な，狭めいな道路や，架梯に際し障害となるような送電線が設置されている道路に面する中低層階建物の火災に対して機動的に消防活動

Fig.13 An example of ladder positioning to a middle story building (Elevation angle:110 deg., Slide extension:1m, Rotation angle:0 deg., Working height:10 m)
に活用できる特殊小型はしご車の開発を行ってきた。イメージに沿って試作された模型をベースとして構造，機能，機構に改良を加え本報に示す実用はしご車の製作に至った。

本文に示すように，製作した特殊小型はしご車は基本的には所期の目的を達する性能を有しており，十分実用に耐えるものであることが分かった。今後，現場での活用を通じてより一層洗練されていくことを期待する。

## 参考文献

1）消防厅：消防白書

2）全国消防長会第63回技術委員會審議結果，全国消防長会会報，526，pp.17-19（1994）

3）東京消防庁警防課：火災，34，3，40（1983）

4）西晴樹，亀井浅道，山田實，天野久徳：特殊小型はしご車模型の試作—起伏・旋回・伸縮・スライド等の機構について—，消防研究所報告，80，pp.43-50（1995）
# Development of Special Small-Sized Ladder Truck -Summary of the Function and Performance of the Truck-

(Abstract)

Haruki Nishi, Asamichi Kamei, Minoru Yamada, Hisanori Amano, Kuichi Tsukamoto $ ^{*} $ , Satoshi Asano $ ^{*} $ , Masayuki Yoshioka $ ^{**} $ and Junji Inamoto $ ^{**} $

(Received November 28, 1996)

Recently, there is a demand for utilizing aerial ladder in fire fighting at a building of less than five stories. However, urban road situations and densely built houses make it difficult to station an ordinary aerial ladder truck close to buildings. Moreover, narrow roads, power-transmission wires and guard rails could cause difficulties in positioning a ladder to a building.

The authors have developed a special small-sized ladder truck to be used in the situations mentioned above including normal fire fighting. The ladder truck is compact with its 1900 mm width and lightweight aluminum ladder. The authors have showed that the truck can bypass the supposed obstacles on the ground by using sliding mechanism as well as the obstacles in the air by using the 6-link elevation mechanism. Therefore, the ladder truck is able to position its ladder to four or lower stories of the buildings.

As a result of strength experiments, the authors have found the safety factor for frontal static load(1764N) is about 6.3, 3.0 for deviation static load(1764N) and 7.5 for dynamic load(490N) caused by elevating motion.
# 特殊小型はしご車の はしご振動特性に関する実験的研究

天野久徳，亀井浅道，山田實，西晴樹

(平成8年11月29日受理)

中高層建築物の火災に対して，はしご付き消防自動車（以下，はしご車と略記）は救助および消火活動に不可欠な車両である。しかし，はしご車のはしごに振動が発生すると迅速な救助活動の障害になる恐れがある。そこで著者らは，はしご振動の軽減手法を検討することとした。そのためにまず，はしごの振動特性を明らかにする必要がある。しかしながら，はしごの振動を実験的に解明した研究は著者の知る限りない。そこで，著者らが開発した小型特殊はしご車を用いて，はしごの旋回方向曲げ，起伏方向曲げおよびねじり振動の計測実験を行った。はしご振動の計測手法として，光学式変位測定装置による計測を提案した。計測結果から各振動の一次モード固有振動数を解析し，はしご長さに関する変化の特徴を以下に示すように明らかにした。

固有振動数はいずれの振動においても，基本的には，はしご長さに対して直線的に増減する。ただし，起伏方向曲げ振動および旋回方向曲げ振動では，はしご長さが長くなるとはしご長さに対する変化量が小さくなる。また，はしごの振動を複雑にする要因の一つであるバックラッシを，旋回方向について計測した。バックラッシは，はしご先端で最大78.7mm存在し，はしご長さに対し直線的に増減することが明らかになった。

### 1. はじめに

中高層建築物の火災を想定すると，はしご車は救助および消火活動に不可欠な車両の一つといえる。はしご車のはしごは，最近多く用いられているもので40m，長いものでは約50mある。はしごに励振力が作用すると，はしご自身の復元力が発生し，はしごが振動する。たとえば，救助活動にはしごを用いる場合，はしごは旋回，伸縮および起伏操作され目的位置に架梯する。架梯操作を行うと，はしご自身の慣性力が励振力となって振動が発生する。また，要救助者が建物からはしごに乗り移った時にも，その荷重によって振動が生じる。さらに，風もはしごに振動を発生させる原因の一つである。はしごの振動によって，はしごと建築物が接触すると双方破損する恐れがあるため，はしごを十分に建築物へ接近させることは難しい。また，振動が収れんする前にはしごを操作すると，はしごに動荷重が作用し，はしごに過大な荷重が作用する可能性がある。これを避けるためには，はしごの各操作を振動が収れんした後に行うことになる。振動の収れんを待つと，迅速な救助作業
Fig.1 Photograph of a special small-sized ladder truck

を妨げることになる。さらに，振動の発生が要救助者に与える心理的負担は小さくないと推測される。

これらの障害に対処するために，著者らは小型はしご模型を用いてはしごの振動を軽減する手法の基礎的研究 $ ^{1)} $ $ ^{2)} $ を行った。その研究では，伸縮できない構造のはしご模型に対する振動の軽減手法を提案した。一方，はしご車に装備されているはしごは伸縮できる構造になっており，伸縮することによってはしごの固有振動数が大きく変化すると予想される。はしごの振動軽減法を確立するためには，はしご長さに関するはしごの振動特性を明らかにする必要がある。しかし，はしごの機械的構造が複雑であるので，はしごの振動は複雑な現象になること，また，計測が大規模になることから，はしご振動を実験的に計測した研究は著者の知る限りない。そこで，著者らが名古屋市

Table 1 Specifications of a special small-sized ladder truck

Maximum climbing height	10.5m
Total weight	5.6t
Fire fighting pump	B-1 class
Extra equipment	Remort control monitor
Ladder
Material	Aluminum alloy
Fully extended length	9.80m
Number of sections	4
Length of each section	3.18m
Interval of steps	0.31m
Maximum load	176N (=180kgf)
Turning circle	8.65m
with maximum load

消防局および森田ポンプ株式会社と共同開発した特殊小型はしご車 $ ^{3)} $ を用いて，はしごの振動計測実験を行った。本研究の目的は，はしご振動の計測方法を提案し，特殊小型はしご車に装備されているはしごの振動特性をはしご長さに着目し実験的に明らかにすることである。また，はしごの振動を複雑にする要因の一つであるバックラッシを定量的に明らかにすることである。

### 2. 特殊小型はしご車の概要

著者らが開発した特殊小型はしご車の写真をFig.1に，その諸元をTable1に示す。はしご車に装備されている伸縮可能なはしごは，いくつかのはしごが入れ子状に組み合わされて構成されている。構成要素となるはしごは連と呼ばれ，4つのはしごで構成される伸縮可能なはしごは4連のはしごと呼ばれる。特殊小型はしご車に装備されているはしごは4連，アルミニウム合金製であり，はしごの最高到達高さは10.5mである。アルミニウム合金製にすることによってはしごを軽量化し，2t積みシャシに縦装することが可能になった。車体の総重量は5.6tである。前部ジャッキは展開せず後部のみ左右に展開する。はしごは，可搬の三連はしごのようにはしごの両面を昇降することがで
Fig.2 Typical procedure to set up ladder

きる。また，はしごの構造を改良し，傾斜している状態ではしごを運用しても座屈しない強度を確保している。すなわち，通常の使用範囲では傾斜矯正装置を必要としないはしごである。

特殊小型はしご車のはしごを架梯する手順の典型的な例をFig.2に示す。ジャッキで車体を安定させた後，まず，梯体の後部が建物面に向くようにはしごを旋回させる。次にガードレールをクリアするためにスライド機構を引き出す。そして，はしごを起こす。はしごの起伏機構は，はしごとスライド部を結合している2本のリンクと1本の油圧シリングで構成されている。この機構を用いることによって，はしご長さを全縮とした場合，起伏時にはしご先端が描く軌跡の最高到達高さは3.9mであり，空中線下を接触せずに起伏できる。

以上に示した特徴のうち，はしごをアルミニウム合金製としたこと，スライド機構および改良した起伏機構が従来のはしごとは異なる振動発生要因と考えられる。

### 3 \. 実験

はしごには，はしごの起伏方向および旋回方向へ曲げ振動が，また，ねじり振動が発生する。各振動の模式図をFig.3に示す。各振動を計測する実験を，はしごに最も大きな振動が発生すると考えられる，起伏角 $ 0^{\circ} $ の状態で行った。なお，各実験とも4回計測を行った。

### 3.1 計測装置および計測方法

振動の計測には光学式変位測定装置を用いた。計測方法の概略をFig.4に示す。光学式変位測定装置はカメラ部と制御部で構成され，カメラ部には撮影している対象の明暗を二次元的に測定できるセンサが内蔵されている。明暗の境界が明瞭な物体が移動すると，センサは映像上の明暗境界の位置変化として検知する。明暗境界の移動量を検知することによって，被測定体の移動量を計測する。本測定装置は測定対象を映像で捉えることによって計測できるので，被測定体に非接触で振動の測定を行うことができ，振動に影響を与えることはない。これが光学式変位測定装置の特徴の一つで
(a) Vibration for elevating direction

(b) Vibration for rotating direction

(C) Tortional vibration

Fig.3 Vibration occurring to ladders

ある。

本実験では，はしご先端に白地に黒丸を描いたターゲットを設置し，ターゲットの変位を計測する事によって，振動の測定とした。水平の変位に対しては黒丸の右端部を，垂直変位に対しては黒丸の下端部を認識し，変位を計測するように測定器を設定した。計測された変位量を制御部で電圧に変換し，AD変換器を介してパーソナルコンピュータに取込み記録した。AD変換器の取込周波数は500Hzとした。

### 3.2 起伏方向振動実験

起伏方向への振動特性を明らかにするために，はしごに起伏方向の振動を発生させ，はしご先端の変位を計測する実験を行った．実験におけるはしごの条件をTable2に示す。なお，本報告では，

Optical displacement ditector

Fig.4 Schematic of measuring system and elevating vibration experiment

Table 2 Conditions of ladder in vibration experiments

Conditions of ladder	Experiments of vibration
Elevation	Tortion	Rotation
Elevating angle[deg]	0	0	0
Rotating angle $ ^{*} $ [deg]	90	90	120
Length $ ^{**} $ [m]
Maximum	9.80	9.80	9.80
Minimum	4.13	4.13	5.07
Interval	0.95	0.95	0.95
Slide $ ^{***} $ [m]	0.0, 1.0	0.0	0.0
Mounted mass[kg]	0	0	60

$ ^{*} $ Angle from truck ahead for left

$ ^{*} $ $ ^{*} $ Fully extended length is 9.80m

***) Fully sliced out length is 1.0m

はしごの旋回角および起伏角ははしご車に取り付けられている指示計を，はしご長さについては設計図面をもとに算出した値を用いている。スライド機構の状態については，スライド機構を全収納としたときを0mとし，全収納状態からの伸びを