墜落制止システムはどのように機能しますか?完全ガイド

墜落制止システムは、落下が始まる瞬間に落下を検知し、厳密に制限された距離内で作業者の降下を停止し、身体にかかる制止力を傷害を引き起こす閾値以下に保つのに十分な運動エネルギーを吸収することによって機能します。 落下の開始から完全停止までの一連の手順全体は、作業者が下層に接触する前に完了する必要があり、身体に伝わるピーク力は 6 kN を超えてはなりません。 EN 363 および ANSI Z359 規格に準拠しています。システム内のすべてのコンポーネント - アンカー、接続サブシステム、 フォールアレスター 、ハーネスは、常にその結果を確実に達成する上で特定の役割を果たします。

墜落制止システムの 4 つの主要コンポーネント

単独で転倒を阻止できるコンポーネントはありません。準拠した個人用落下防止システム (PFAS) は、常に 4 つの相互依存する要素の集合体です。それらのいずれかが失敗したり誤用されたりすると、システム全体が危険にさらされます。

• アンカーポイント – 固定構造接続ポイントのオーバーヘッド。最小静荷重に耐える必要があります。 12kN (EN 795) またはサポートできること 5,000ポンド 所属労働者ごとに（OSHA 29 CFR 1926.502）。これは、停止中にシステムに最も負荷がかかる要素です。
• フルボディハーネス – 太もも、骨盤、胸、肩全体に拘束力を分散します。背中上部の背側 D リングは、落下防止のための必須の接続ポイントです。胸骨リングまたはサイドリングは位置決めのみを目的としており、拘束には決して使用しないでください。
• 落下防止装置 (接続サブシステム) – 落下を止めて拘束力を制限するために、ロック、ブレーキ、またはストラップを引き裂いて開くアクティブデバイス。これについては、次のセクションで詳しく説明します。
• コネクタ – ハーネスとアレスタ、およびアレスタとアンカーを接続するカラビナとスナップフック。ゲートが偶発的に開くのを防ぐために、自動閉鎖および自動ロックである必要があります (最低ダブルアクション、重要な接続ではトリプルアクションが推奨されます)。

システムを組み立てる場合、各コンポーネントは同じ地域標準セット (ヨーロッパでは EN 361/362/363/364/365、北米では ANSI Z359 シリーズ) に対して認定されている必要があり、コネクタの寸法、負荷定格、使用目的の点で互換性がある必要があります。

墜落防止装置の機能とロック方法

落下防止装置はシステムの機械の心臓部です。その役割は、通常の移動中に作業者と一緒に移動し、落下が始まると即座にロックすることです。避雷器には主に 3 つのタイプがあり、それぞれ異なるロック機構が使用されています。

ロープグラブ/ロープフォールアレスター

ロープグラブは、垂直または垂直に近いライフライン (ロープまたはケーブル) をクランプします。通常の移動では、作業者がデバイスを手動で上にスライドさせるか、自由に移動させます。墜落が発生すると、デバイスのカムまたはジョー機構がロープの速度の急激な増加を検出し、クランプします。 逮捕は通常、落下距離から 200 ～ 600 mm 以内で発生します。 デバイスの設計とロープの直径によって異なります。ロープグラブは、タイプ 1 (手動操作 - 作業者がデバイスをロープに押し上げる必要がある) またはタイプ 2 (自動 - 手動介入なしで自動追跡および自動ロック) に分類されます。タイプ 2 の自動ロープグラブは、作業者が上向きに移動するたびに装置の位置を変更するのを忘れるリスクを排除するため、墜落防止に強く推奨されます。

自動格納式ライフライン (SRL)

SRL は、アンカーに接続されたハウジング内の慣性制御ドラム上に格納可能なウェビングまたはケーブルを収容します。ライフラインは、作業者がアンカーから離れると繰り出され、作業者が後退すると一定の軽い張力がかかって引っ込みます。落下速度がしきい値を超えたとき - 通常、 1.5～2.0m/秒 - 遠心ブレーキまたは慣性ブレーキがドラムに係合し、ラインをロックします。 SRL は、EN 360 に基づいて 2 つの性能クラスに分類されます。クラス 1 (拘束距離 ≤ 2.0 m、下層階へのクリアランスが制限されている場合に使用) とクラス 2 (拘束距離 6.0 m まで)。市場で最もコンパクトな SRL は以下の範囲に収まります 0.3～0.6m 自由落下の危険性が低いため、エネルギーを吸収するランヤードでは過度の降下が可能になるようなクリアランスの低い状況に適しています。

ショックアブソーバー付きエネルギー吸収ランヤード

厳密に言えば、エネルギー吸収ランヤードは機械的なロックという意味での墜落防止装置ではありません。減速装置が組み込まれた固定長の接続要素です。ショックアブソーバーはステッチされたウェビングパックで、停止荷重がかかると徐々に引き裂かれ、停止距離が延長され、ピーク力が 6 kN 未満に低減されます。 EN 355 では、ショックアブソーバー付きの標準的な 1.75 m のランヤードにより、合計落下距離は最大で 6.75メートル (自由落下2m、ランヤード1.75m、パック展開約1.75m、本体高さ1.25m)。 この長い総拘束距離により、クリアランスの計算が非常に重要になります。 — 適切な垂直方向のクリアランスを最初に確認しないと、下の階に 6 m の高さから落下する場合、このタイプのランヤードは不適切になります。

墜落制止の物理学: 力、距離、時間

落下防止システムがなぜそのように設計されているかを理解するには、関連する物理学の基本的な理解が必要です。作業者が自由落下すると、9.81 m/s² (重力加速度) で加速します。わずか 1 メートルの自由落下の後、作業員はすでに約 1 メートルの速度で移動しています。 4.4 m/s (16 km/h) 。 2 メートルを超えると、速度は 6.3 m/s に増加します。

拘束力は衝撃運動量の物理学によって支配されます。停止距離が長く、停止時間が延長されると、より低いピーク力で同じ速度変化 (落下速度からゼロまで) を達成できます。これが、準拠するすべての墜落制止システムにエネルギー吸収機能が組み込まれている理由です。エネルギー吸収機能がなければ、100 kg の作業員を 2 メートルの自由落下から 0.1 秒以内に拘束する場合、100 を超えるピーク荷重が発生します。 25kN 、人間の許容限界である 6 kN をはるかに超えており、脊椎、骨盤、または肩に重度の損傷を引き起こす可能性があります。

ショックアブソーバーまたは SRL ブレーキは、停止イベントを数分の一秒から通常 0.3 ～ 0.8 秒まで延長し、ピーク力を規制の最大値まで低減します。 これは、墜落制止システムの設計において最も重要な機能原則です。

クリアランス距離: システムが安全かどうかを判断する計算

墜落制止システムの選択における最も一般的な致命的なエラーは、作業を開始する前に合計落下距離を計算しないことです。墜落制止システムは、作業者を正しく拘束しても、拘束が完了する前に作業者がすでに地面または下部構造物に衝突している場合には役に立ちません。

エネルギー吸収ランヤード システムの総隙間距離は次のように計算されます。

1. 自由落下距離 (アンカーから背側 D リング接続点までの距離、作業者に対するアンカーの高さに応じて通常 0 ～ 1.8 m)
2. ランヤードの長さ (通常 1.5 ～ 2.0 m)
3. ショックアブソーバーの展開 (通常、EN 355 に従って最大 1.0 ～ 1.75 m)
4. 背部 D リングの下から足までの作業者の身長 (通常 1.5 m)
5. 安全マージン (最小 1.0 m を推奨)

アンカーが作業者の接続点と同じレベルにある一般的なシナリオの場合、この合計は約 7.25 ～ 8.05 m の必要な空間 。作業面が作業者の足の下にこのクリアランスを提供しない場合は、代わりに別のタイプの避雷器 (通常はコンパクトな SRL または垂直ライフラインのロープ グラブ) を選択する必要があります。

ブランコ落下の危険: ほとんどの労働者が過小評価しているリスク

落下防止システムは垂直降下を停止しますが、落下の瞬間にアンカーが作業者の背部 D リングの真上に位置していないと、作業者は停止後に振り子のように揺れ、壁、柱、または構造要素に衝突するまで高速で水平に移動します。これはスイングフォールまたは振り子フォールとして知られています。

スイング落下時の水平方向の衝撃力は、垂直方向の拘束力と同等かそれを超える可能性があります。同じ高さのアンカーから水平に 3 メートル離れた作業員は、円弧を描いてスイングし、同じ 3 メートルを垂直に落下するのと同等の力で表面に衝突します。 ルールは単純です。常にアンカーを実行可能な限り真上に近い位置に配置します。 作業でアンカーから横方向に 30 度以上移動する必要がある場合は、2 番目のアンカーを設置するか、水平ライフライン システムを設置する必要があります。

サスペンションのトラウマ: 逮捕後に何が起こるか

墜落制止システムによって拘束された作業員は、墜落が止まっても必ずしも安全であるとは限りません。脚を動かさずにぶら下げた状態でハーネスに吊り下げられると、下肢からの静脈還流が制限されます。内 3～30分 静的浮遊状態では血液が脚にたまり、心拍出量が減少し、めまいや意識喪失を引き起こし、救助が遅れた場合には致死的な心停止を引き起こす可能性があります。これはサスペンション外傷またはハーネスハング症候群と呼ばれます。

したがって、すべての墜落防止計画には、目標救出時間を 1 時間とする転落後の救出手順を含める必要があります。 15分以内 。逮捕後に吊り下げられた作業員には、足をポンプで上げ、ハーネス吊り下げストラップが装着されている場合にはそれを使用し、地上職員と継続的にコミュニケーションをとるように指示する必要があります。即時の救助が保証されていない孤立した作業現場では、自己救助装置または吊り下げ外傷緩和ストラップを標準としてハーネス設定に組み込む必要があります。

墜落防止装置の検査、撤去、交換に関する規則

落下を阻止した墜落防止装置は、使用を再開するかどうかの決定を下す前に、直ちに使用を中止し、有資格者によって検査されなければなりません。ほとんどの場合、 実際に落下を阻止したコンポーネントはすべて廃棄して交換する必要があります - エネルギー吸収要素は使い捨ての展開用に設計されており、損傷していないように見えるコンポーネントでも、外部検査では目に見えない塑性変形が発生している可能性があります。

使用前検査（毎勤務前）

• ショックアブソーバーパックに破れ、展開インジケーターの作動、ステッチの引っ張りなどがないか確認してください。
• SRL ハウジングに亀裂がないか検査し、ケーブルやウェビングにねじれ、擦り切れ、腐食、切断がないか確認します。急に引っ張るとブレーキがかかることを確認します
• すべてのコネクタが正しく開閉し、ロックされていることを確認します。腐食、ゲートの歪み、ノーズの摩耗をチェックします。
• ハーネスのウェビングに切り傷、化学火傷、紫外線による劣化（チョーク状または硬いウェビング）、熱による損傷（光沢のある部分または光沢のある部分）がないか確認します。

有資格者による定期検査

EN 365 およびほとんどの国内規制に基づいて、すべての落下防止装置は有資格者によって以下の間隔で正式に検査されなければなりません。 12ヶ月 、記録は機器の耐用年数にわたって保持されます。多くのメーカーは、日常の産業用途での機器に対して 6 か月ごとの間隔を推奨しています。ほとんどのハーネスとランヤードの最大耐用年数は次のとおりです。 製造日から10年 状態や使用頻度に関係なく、ウェビング素材のポリマー劣化により発生します。

用途に適した落下防止システムの選択

選択プロセスは、製品カタログではなく、常にサイト固有のリスク評価から始める必要があります。次の質問が決定の原動力となります。

• 作業位置の下の利用可能なクリアランスはどれくらいですか? 隙間が 6 m 未満の場合は、エネルギーを吸収するランヤードを排除し、コンパクトな SRL またはロープ グラブを指定してください。
• 動きは主に垂直ですか、それとも水平ですか? 垂直移動（はしご、登山構造物）には、垂直ライフラインのロープグラブまたははしご専用の SRL が必要です。水平移動には、SRL または連続接続用のツインレッグ ランヤードを備えた水平ライフラインが必要です。
• 作業員の体重はどれくらいですか？ 標準的な墜落制止用器具は、以下のユーザー向けに評価されています。 50kgと100kg （工具や衣類も含む）。この範囲外の作業者には、その体重に合わせて特別に評価された機器が必要です。標準的なショックアブソーバーはこの範囲に合わせて調整されており、この範囲外では正しく機能しません。
• アンカーの能力と位置は何ですか? 専用の構造アンカーが頭上で利用できない場合は、可動式アンカー ストラップ、ビーム アンカー、または設計された一時的なアンカー ポイントを設置し、使用前に荷重テストを行う必要があります。
• 環境条件は何ですか? 腐食環境 (海洋、化学プラント) にはステンレス鋼のハードウェアが必要です。極度の寒さには、-40°C でテストされた耐寒ウェビングとコネクタが必要です。化学物質が飛散する場合は、存在する特定の物質に対する耐性が認定されたウェビングが必要です。

疑問がある場合は、メーカーのテクニカル サポート チームまたは資格のある安全エンジニアにご相談ください。技術的には正しい墜落制止システムでも、特定の現場の状況に誤って適用すると、誤った安全性が提供され、実際の墜落事故では、その失敗は取り返しのつかない結果をもたらします。

墜落制止と墜落制止: 違いを理解する

転倒防止と転倒拘束は 2 つの異なる保護戦略であり、頻繁に混同され、致命的な結果を招く可能性があります。

• 落下拘束 作業者が落下エッジに完全に到達するのを妨げます。ランヤードの長さは、作業者が落下の可能性がある位置に物理的に到達できないように設定されています。落下は起こりません。逮捕力は発生しません。拘束ランヤードには動的に負荷がかからないため、ショックアブソーバーは必要ありません。
• 転落防止 これにより、作業者は落下エッジに近づいて通過することができ、落下が始まった後にのみ介入することができます。この記事全体で説明されているエネルギー吸収とクリアランスに関するすべての考慮事項が必要です。

墜落制止は、墜落事故の影響を管理するのではなく、墜落事故を完全に排除するため、作業タスクが許可する場合には常に望ましいものです。しかし、鉄骨の組み立て、屋根葺き、最先端の建設などの多くの作業では、作業員が端または端を超えて作業する必要があるため、墜落防止が唯一の実行可能な個人保護オプションとなっています。 作業の都合上、端に立つ必要がある労働者に拘束ストラップを取り付けると、誤った安心感が生じる 建設中の死亡事故の一般的な原因です。