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簡易昇降装置付はしごの開発について(第 l報) - 東京消防庁
消防科学研究所報 ２６号（平成元年）
簡易昇降装置付はしごの開発について(第 l報)
Developmento
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光男事
加藤和利“
神田
淳“
概 要
老人，身体障害者等の自力避難困難者を 2階あるいは 3階から安全確実，迅速に救助できる器材の開発
をするにあたり現在，資材搬送機として使則されている昇降装置付はしごの安全性，迅速性，操作性等に
ついて実験し，消防機器として辺入の可能性を検討した。
その結果は，次のとおりで，今後この結果に基づき改良研究を行うものである。
1.使用範閉
O 一定の条件内であれば使用できる。
2 利 点
O 狭いスペースで設定できる。
O 隊員の負担が軽減される。
O 連続的に救出できるし
3 欠 点
。てい体の強度が不十分である。 o要救助者をリフターに乗せにくい。
O 搬送，設定にやや時間がか
カ
〉
る
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e
た場合に 2階あるいは 3階の低層階から要救助者
1. は じ め に
昭和 6
2年
を安全確実，かつ，迅速に救助する器材の開発が
6月に東京都東村山市の特別養護老人
要望されている。そこで，実用機を開発する第一
ホーム「松寿圏」において多数の死傷者が発生し
段階として既製の資材搬送用昇降装置付はしごの
た火災を教訓とし，老人や身体障害者等の自力避
強度等について実験，検討を行ったのて¥その概
難困難者が居住する対象物において火災が発生し
要を報告する。
-管理課
・・第三研究室
(
8
8
)
救助活動は時間との闘いであるため，容
2
.開 発 の 必 要 性
易 に設定でき.操作が簡単で取扱い易いこ
(1)現状
と
。
火災等による救助事象に際しては，はしご
3
車.積載三連はしご等が活用されている。は
しご車等の車両は建物に接近 で きなか ったり
架ていできないことが多く
実験した機器
前述の必要条件を満たした機器を開発するため
2階あるいは 3
に調査した結果，現在，資材搬送機として使用さ
階の救助活動 では主に三連はしごを活用した
れ ている昇降装置付はしごが救助用機器としての
背負い救出や応急担架救出が行われている。
条件をある程度満足していると思われるので，強
しかし，これらの救出方法は時閉そ要し隊
度実験等を行し 3各方面から検討した。
員の疲労負担も大きいため，必ず L も効果的
(
1
) 昇降装置付はしごの諸元性能等
な方法とはいいがたい。
二連はしご，曲がりはしご，
そ こで，以下の条件を満たした救助器材を
リフター，ウ
インテ，支柱から構成されており，その諸元
性能を表 1，構成を写Jllに示す。
開発する必要がある。
(
2
) 設定方法
(
2
) 必要条件
ア
ア安全性
二連はしご，曲がりはしご，リフター，
主に老 人や 身体障害者等の救助を対象と
ウインチ.支柱を架てい位置まで搬送する。
しているので，聖書救助者にあまり負担のか
イ 二連はしごを伸ていし架ていする。
からない方法とし，安全確実に数出できる
ウ
こと。また，多人数を救助しでも隊員の疲
二連(士しごを登ていし.ロ
プで曲がり
:ましごを引き上げ，二連はしごの先端に取
力負担が少ないものであること。
付ける。
エ
イ 迅速性
多数の要救助長を連続してすばや く救出
できること。
ウ操作性
はしご先端を結着する。
オ
リフター及びウインチを取付ける 。
カ
支柱を取付ける。
キ
ウインチのワイヤーをはる。
表 1 昇降装置付はしごの諸元・性能
¥¥
寸法
重 主I
材質
性能
特長等
ま
{
し
~.
」
全伸てい 7
.
5
0
0凹
全伸てい 4
.
3
0
0凹
幅
4
0
0凹
2
2
k
g
アルミニウム合金
6NOI-T5
二連 スライド式
高 さ調墜 3
0
c
m間隔
曲がりはしご
リフター
8
5
0回目 縦
4
0
0皿 横
3
0
0
m
m 高さ
縦
償
高さ
1
4
.
6
k
g
軟
鏑
/
1
.4
0
0凹 縦
6
5
0凹 横
3
0
0
m
m 高さ
3
3.
5
k
g
軟
鏑
跳ね上が り機構付
(
8
9
)
ウインチ
3
0
0凹
2
2
0凹
3
2
0凹
2
2
k
g
~
速度調節付
厳大巻き上げ
能力 1
2
0
k
g
消費 電力 647W
往
支
長さ
2
.
2
0
0凹
~3.900 皿
5.
6
k
g
軟
鋼
長さ調整可能
支柱なし一一7
5
'， 7
0
'，6
5
6
5
'，60¥50
支柱あり
なお，支柱の位置は ゲージ N
.
o
4
5の位置
ウ 荷量註一一リフター (
3
3
.
5
k
g
)十 1
0
0
k
g
エ 荷重点
支柱なし一一ゲージ~No46~No. 50
支柱あり
ゲージ NO.54~No. 5 1l
測定点一一6
1点
オ
(
2
) 動ひずみ測定
ア 上記(1)ア，イ，ウと同じ
1
0
0
k
g積載)を連続
リフター (
イ 荷重量
的に上昇及び降下
ウ測定点
静ひずみ測定の結果からひずみの大きい
付 近 の 6点 (
N
.
o
4
7，N
.
o
4
8，N
o
4
9
.N
o
5
5，
N
.
o
5
6，N
o
.5
7
)
(
3
) たわみ測定
ア 上記(1)ア，イ，ウと同じ
イ荷重点
支柱なし一一ゲージ N
o
.
48
写真 1 昇降装置付 は しごめ機成
4.実
支柱あり一一ゲージ N
.
o
5
6
ウ 測 定 点 一 一 ゲ ー ジN
.
o3，N
.
o9. N
.
o
1
5，
験 璃臣
ぬ1
8，N
.
o
2
1
. ぬ2
6
.N
.
o
2
8.N
.
o
3
0の計 8点
ω
) リフター昇降時聞の測定
(
1
) 静 ひずみ溺定
(
2
) 助ひずみ測定
ア架てい角度
(
3
) たわみ測定
イ荷重
75¥50'
リフターのみ
(
4
) リフ ター昇降時間の測定
リフター+1
0
0
k
g
(
5
) 殻定 に嬰 す る姥聞の測定
リフターを最高速度ではしごに沿って 6
ウ
5. 実 験 条 件
m昇降させ，それに要した時間を測定した。
次の実験条件とした。なお，最大ひずみの発生
(
5
) 昇降装置付はし ごの設定時間測定
する荷量位置を予備実験により決定した。(図 1参
ア 搬送，設定人員一 一 2人
照)
イ 必 要 器 材 (二連はしご.曲がりはしご，
イ
置から搬送し 9 設定が完了するまでの時聞
全伸てい
を測定した。
架てい角度
2
3 4 5 6 78 91011J21314J5161718J9 202122
~ー♀R...ぷぷ~忍d6品~う324252627
33
3
4
4人
ウインチ，リフター，支柱)を 10m離れた位
(
1
) 郁ひずみ測定
ア伸てい長さ
3人
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
5
859
6
0
6
1
3
5
※
無印の番号は、静ひずみ測定点
0印の番号は、紗ひずみ及び動ひずみ測定点
図 1 ひずみ測定也置
(
9
0
)
N
.
o
5
6
} にかけた時 ω応力の分布であり.各架
てい角における最大応力は，表 2のとおりで
6. 実 験 装 置 及 び 方 法
(
1
) 静ひずみ測定
ある。
図 2に示すとおり 昇降装置付はしごの 6
1箇
所にひずみケージを貼付 l
人スキャナ
(
2
) 動ひずみ測定
，ひ
図 5，凶 6は 各 架 て い 角 に お い て リ フ
ずみ測定器を経てデータをフロッピーに格納
タ ー +100kgの荷量を載せ，最上段から最下段
及びプロッターに応力を作図きせる装置で，
まで降下させた時の動的な応力の変化である。
実験条件に従って行った。
なお，上昇時の応力降下時の応力がほぼ等し
:
2
) 動ひずみ測定
いことと救助時は主に降下用として使用する
図 2に示すとおり昇降装置付
;
土 Lごの 6箇
ことから降下時の値とした。各架てい角にお
所にひずみケージを貼付け，ストレイアンプ
ける最大応力は表 3u)とおりである。
を経てぺンレコーダーに記録させる装置で実
(
3
) たわみ測定
験条件に従って行った。
リ フ タ ー +100kg荷重時の各架てい角にお
(
3
) たわみ測定
ける最大たわみ量 を表4に示す。
主かんに沿って水平に糸を抜り，糸と主か
(
4
) リフター昇降時間の測定
ん上面の距離を鋼製スケールで測定 L，無荷
架てい角 7
5支柱なし及び架てい角 5
0支柱
畳状態を基準とし求めた。
ありの昇降時聞を表 5に示す。
(
5
) 昇降装置付はしごの設定時間測定
表 6に示す。
8. 考 察
(
1
) 使用範囲
ア安全率
安全率は，使用条件，許容応力をどの程
度にするかによって決まるものであり，本
来，設計時に次に示すような諸点を考慮し
て決定する。
(
ア
) 使用目的
(
イ
) 材料の均一性，すなわち信頼度
(
ウ
) 応力見積もりの正確度，すなわち荷重
見積もりの正確度， )，j';;力計算法の正確度
(
工
) 荷重，いいかえると応力の種類，大き
さ
(
オ
) 使用中の諸現象，すなわち噂耗，腐食，
クリープなど
(
カ
) 工作の正確度
しかし，これらは機械や機造物の形状が
図 2 静及び動荷重時のひずみ測定要領
複雑である二とから正確に決定することは
困難であり，材料試験を繰り返して統計的
7 実験結果
に求めるか経験値を参考として決定しなけ
山静ひずみ測定
ればならず，今後の研究に待つことが多い。
図 3，図 4は 各 架 て い 角 に お い て リ フ
最近の安全率に対する考え方として軽量
タ ー +100kgJ)静的荷 重 を最も応力の大きく
に設計することが強く要望されていること
なる位置(支柱なしの時 N
o
.
48，支柱ありの時
から，不必要に大きな強度をもたせること
(
9
1
)
主U
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.
:
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1
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九
、
.
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一
、
.
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図 3 静的荷重時の応力，たわみ測定結果(支柱なし)
2
0
担]てい向 6
0
匂
Iû大応力 B~'，f/oI
(ゲーシ出 5
6)
1
5
( ゲ ジ 出5
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偲てい向日u
1
0
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政 大LG力 6
.
9 (/01 (ゲージNo56)
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ι
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，・ーー-‘ーー--同町・4 ・
ー
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1
0
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.
荷
m条件は、リフター(33.5k.) +lOOk，の
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2
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図 4 静的荷重時の応力，たわみ測定結果(支柱あり)
表 2 静荷重時の最大応力
支柱
架てい角
荷重点
あり
7
0
'
最大応力(発生点)
支柱
8.6kgf
!
皿
， (No48)
7
5。
なし
表 3 動荷重時の最大応力
No48
架てい角
荷重点
1
2
.
0
k
gf
!
凹
， (No48)
7
5
。
12.3kgfh
，
凹 (No48)
なし
7
0
'
最大応力(発生点)
N
o
4
8
1
3
.
4
k
gf
!凹
， (No48)
6
5。
1
3
.
7
k
gf
!
凹
， (No48)
6
5
'
1
7
.
9
k
gf
!凹
， (No48)
6
5。
6.9kgf
!
皿m
'(
N
o
5
6
)
6
5
'
8.8kgf
!
凹
， (No56)
6
0
'
5
0。
No56
!
皿'(No56) I
8.5kgf
9.1kgf
!
阻 '(No56) I
(
9
2
)
あり
6
0
'
5
0
'
No56
9
.
5
k
gf
!
皿
皿
'
(
ぬ 56)
1
0
.
2
k
gf
!皿
， (No56)
東 てい向 6
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・
政大応 力 1
7.
9
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1{ ゲ ー ゾNo.4
8)
1
5
畳r(~ 、 向 70"
I
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大 応力
，
1
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!\il てレ ;:， 件ことに車並大応力が尭~ニ し た 訓 :J.:' .'.'.'.
M/圃}
X
' 向， p ~長件 Ij 、 リ フ タ ー (3
3
.
5
k
.
)
斑
r';l íll ~ 件は‘リ フター (33.5k ，)
+1
∞同で
架てい聾件ごとに必 大 応力壬 I
Nり出してかい
を~り出してかいたもの。
)
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c
時間!
図 5 静的荷重時の応力 ;
f
t
l
J定結果(支柱なし)
図 6 静的荷量時の応力測定結果(支柱あり)
表 4 静荷重時の最大たわみ
支柱
架てい角
荷重点
最 大たわみ(発生点)
7
5'
なし
7
0
'
表5
N
O
.
4
8
6
5'
1
4
0凹
(
N
u
21
)
1
8
1凹
(
N
u
2l
)
上
2
2て い 向
1
2
0皿 (N
(
21
)
あり
6
0・
N
u
5
6
5
0
'
1
3皿
(
N
u
2
9
)
1
0凹
(
N
u9)
4
9凹
(
N
.
o
2
6
)
料
寺
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度
述
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回
目
C 2
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1
)フターの昇降時間
し
1
0
0
k
又
2
i 3砂
表 6 設定に要した時間
を避け耐え得る限度ぎりぎりで設計するた
めに，安全率を小さくとる傾向にある。し
かし，本機の使用目的や条件を考えた場合，
そうともいいきれず. 軽 i
ヰ化もしたいが安
全率も大きくとりたいといった困難さがあ
る。とりわけ安全性を優先して考え，同じ
応力が発生し. 0.2%耐力舗の 1
/2を超えて
使用目的のはしご車が安全基準において安
いる。このことから，支柱 の ない状態では，
全率を r2J 程度としていることから本は
0
0
k
gの荷 量 条 件 で は 架 て い 角
リフター +1
しごについても検討において，その債を準
7
5・以下で の使 用 は 危険て あ ろ
。
用するものである。
イ
ウ
支柱を使用しない時
主主柱を使用した時
静的荷重において 6
5・架てい時では N
u
5
6
静的荷重において 7
5・究てい時では N
o
.
48
に6
.9
k
gf
l
m
mヘ
6
0では N
u
5
6に 85
k
gf/m
mヘ
l
こ8
.6kgf
!m
m2の 応 力 が 発 生 し て い る 。 こ の
5
0
'では N
o
5
6に9
.
l¥
l
gf/皿皿 2の 応 力 が 発 生 し
値は，本はしご の材質(アルミニウム合金 6
ている。この値は， 0
.
2%耐力値の1/2
以下
NOI-T5) の 0
.
2%耐力値 (
2
I
k
gf/凹 2
)の 1
/
である。また ， 動 的 荷重 のか かった状態で，
2
以下である 。しか し
， リフターを昇降させ
架 て い 角5
0・
で もNu56に 1
0.
2
k
g
f/凹
動的荷重をかけた時の動ひずみを測定し た
0，2%耐 力 値の 1
.
'
2以下 であ る。
5'
でN
O
.
4
8に 1
2
.
0
k
gf/凹2の
結果，架てい角 7
したがって，支柱を使用した場合は，
(
9
3
)
2
と
リ
フ タ ー +1
00kgの荷重条件で 50"
までは使用
況に応じた昇降速度で救助できる。
イ 一定の条件円であれば使用できる強度で
できる。
あるが，さらにてい体構造等の検討が必要
以上のことから，この条件内で使用するの
であれ :
1強度的には耐えられる範囲内にある
である。
と思われる。
ウ
(
2
) たわみ
要救助者をリフターに乗せる時ベランダ
等から身を乗り出して行うため危険を伴う
たわみについては，支柱なしの場合，架て
ので.この改善をする必要がある。
エ 要救助者を何らかの方法でリフターに固
5
・でも蔽大 1
2
0凹と大きいため，かな
い角が 7
りはしごが揺れ不安を感じた。また，支柱が
定する必要がある。
0
・
の架てい角でも 4
9阻と小さ くはし
あれば 5
オ
うな安全装置を取付ける必要がある。
ごの揺れも少なく安心!
惑があった。
(
3
) リフターの昇降時間
ウイ ンチのワイヤーが切断したときの安
カ
リフターの昇降は安定性があり.昇降時聞
全装置 を取付ける必要がある o
(
2
) 迅速性
は安全性，迅速性から考えて妥 当な範囲であ
る。また，速度はリフターのみでは架てい角
電動リフ タ
ア
度及び上昇，降下に関係な く2
4
0田 /
s
e
cで一定
しているが，
リフターの車輸がてい体から外れないよ
を使用しているので隊員の
疲労が少な く連続して救出できる。
リフター (
3
3.
5
k
g
)+1
0
0
k
gでは
イ
要救助者をスムーズにリフターに乗せ固
定できるようにする必要がある。
架てい角度及び上昇・降下の別によって若干
(
3
) 操作性
の差がある。これは，ウインチの最大巻き上
ア
0kgf)以上の荷重がかかったためだと
げ力(l2
リフターの昇降は，手元コントロール
思われるので，ウインチの能力を上げる必要
ボックスのレバー I本で行なえるので簡単
がある。また，本ウインチは速度調節機能付
である。
イ
であるため，上昇あるいは降下開始，作止が
2
2
k
g
)， 曲 が り は し ご ( 14.6
てい体 (
k
g
)， ウ イ ン チ (
2
2
k
g
)， リ フ タ ー (
3
3
.
5
スムーズに行なえる。
k
g
)，支柱 (
5
.
6
k
g
)の軽量化を図る必要があ
(引設定時開
設定時間については
4人操法で行うのが
最も早いが.訓練次第で
3人で十分対応でき
る
。
ウ
曲がりはしこ.の先端部への取付け，ワイ
る。 また，二連はしご，曲がりはしご，リフ
ヤーケープルの展張に時間を要するので，
ター，ウインチ，支柱の 5部品を搬送し設定
これらの設定方式を改善する必要がある。
することを考えると，ある程度 一体型に改良
1
0
.おわりに
するか着脱方式をワンタッチに近い方式に改
今回実験した資材搬送機は改良を要する点は多
良すれば，設定時聞はもっと短縮される。
いが救助用器材としての利点も十分備えているも
9. 検 討 結 果
のといえる。 今後，実用化をはかるため.本実験
結果に基づき改良を加えた実験機を試作し，各種
(
1
) 安全性
ア
実験等を行う予定である。
ウインチの昇降速度が調整できるため状
(
9
4
)