JP2003109146A - 携帯警報器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】消防隊員等が用いる携帯警報器は、正常な活動
中でも警報を発することが多く、逆に必要でも警報を出
さない時があり、また操作性が悪かった。 【解決手段】動きを検知するセンサーを電圧等の正確な
値を出力するものに変更し、傾斜と微弱電波による単独
行動センサーによって動きのしきい値又は設定時間を変
化させて警報の確実性を増し、筐体の形状を変更して操
作性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として消防隊
員が災害現場において、またガードマンや各分野の作業
員などの危険な領域で働くもの等がその職域において着
用し、行動不能となったとき等に圧電サウンダ等の音響
装置や電波によって自動または手動で警報を発し、周囲
の同僚に通報して生命・身体の危険を防止する「携帯警
報器」と呼ばれる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来市販されている携帯警報器は、おお
むね箱型で腰部ベルトにつけるものであり、振動を検知
するための振動センサーと、図５であらわされるような
フローチャートの電子回路を備え、一定時間着装者の動
作がない状態をセンサーで検知して、音響や電波による
警報を発するものであった。設定時間１については２５
秒前後、設定時間２については３０秒前後が一般的であ
る。第１の警報は「予備警報」、第２の警報は「本警
報」と呼ばれる。完全な静止状態に置くと電源を入れて
から２５秒後に予備警報が、３０秒後に本警報が鳴動す
る。また、着装者が自ら危険な状態を報知するために手
動で警報を発する「手動警報」と呼ばれる機構が追加さ
れているのが通常であった。かかるフローチャートを実
現するための集積回路等は多数市販されており、設定時
間等は自由に調整できる。振動センサーには、米国特許
４，６８８，０２５に開示された通り、図３のように、
円筒形の容器の内部に断続的に導体部分をもうけ、容器
に入れた金属球が振動によって動き、この導体部分に接
触し、断続的に導通を繰り返すことで振動を検知するも
のがあった。また、特開平５−１８８１２に開示された
通り、図４のように、円筒形の内部を圧電素子に代え
て、同じく容器に入れた金属球が振動によって動き、圧
電素子に接触して電荷を生じさせ、これを増幅して振動
を検知できるものもあった。また、小型の振り子状振動
子の根元部分にひずみセンサー等を設けて、振動を検知
する仕組みのものもあった。過去においては、特開昭５
３−５７０００号において開示された技術のように、水
銀傾斜計を用いて倒れているか立っているかを判定し、
一定時間倒れた状態が続いている場合について警報を発
するものがあった。操作部分については、特開昭６１−
１８０９２に開示されたように、ロータリー・スイッチ
やキー・スイッチを筐体の上部に設けて制御するもの
や、側面に押しボタンスイッチを設けて制御するものな
どがあった。操作しやすい筐体の外周向きの部分に押し
ボタンスイッチを設けたものが少ないのは、不測の事態
によってボタンの操作が行われないようにするためであ
る。また、一定の長さのフックつきひもをスイッチに用
い、電源を投入するものもあった。発想のみではある
が、特開平９−３１９９８１のように、傾斜と振動セン
サーを組み合わせ、図２でいう設定時間１のみを垂直か
ら３０°の傾斜によって２５秒から５秒に縮め、安全性
を向上しようとしたものもあった。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】これには、次のような
問題点があった。 （ア）米国特許４，６８８，０２５センサーの所期の目
的は、普段静止している物体が盗難などの原因によって
動いた際にその振動をとらえることであり、構造上同一
の方向に繰り返し振動がかかることを想定していない。
具体的には、図３の断続的に設けられている円筒部分の
接点が繰り返しの機械的摩擦によって磨耗し、あるいは
特定の方向にむかって劣化して特に直立した姿勢のとき
に振動が検知しにくくなることがあった。 （イ）前述のような振動センサーは、純機械的な部品の
動作によって振動を検知しているため、着装時の角度や
特殊な作業の状況などの条件によって感度が著しく変化
し、その条件が予期できない。このため、たとえば消防
隊員が着装する場合において、火災への放水や、はしご
の「確保」といわれる下部において安定のために保持す
る姿勢など、活動としては正常であっても比較的動きの
少ない場合において振動センサーが動きを感知せず、
「誤報」と呼ばれる必要のない警報を出してしまう場合
があった。こうした事態が繰り返されると、相対的に警
報の緊急性の認識は低下し、警報が鳴動しても対応しな
い、あるいは携帯警報器の電源を切ったままで災害現場
に出かけることがあり、安全性を著しく低下させてい
た。 （ウ）こうした事態を避けるため、米国において消防装
備の基準を定めているＮＦＰＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆ
ｉｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ａｓｓｏｓｉａｔｉｏ
ｎ）においては、災害現場に消防署から出かける際に自
動的にスイッチの入る携帯警報器の開発を推奨してお
り、前述のひもによってスイッチの入る警報器はこれに
対する回答のひとつである。しかし、スイッチが強制的
に入ることは誤報を防ぐには至らず、逆に消防車両の中
など不要な場合についても警報を発する場合がありう
る。実際の現場においては正規でない使用方法によって
電源を強制的に切っている場合も見受けられる。 （エ）また、通常距離１ｍで９０ｄＢ以上の大音量にな
っている携帯警報器の音量は、緊急事態を周知せしめる
には適当であっても、誤報の場合は著しく不快であり、
会話等をさえぎってしまう場合も多い。このため、誤報
は警報の信頼性だけでなく、正常な災害現場活動も阻害
する場合がある。 （オ）特開平９−３１９９８１のように二つの場合分け
をして設定時間を切り替えることもできるが、消防隊員
の活動には図６のような、「検索」と呼ばれる濃煙熱気
の中で屈んだまま手探りで逃げ遅れた人間を探す行動が
ある。こうした場合には、両手のふさがった状態で行動
しているため、たまたま設定時間１の間に動けずに予備
警報を発報した場合には、他の活動状況よりも予備警報
を解除する動作が行いにくいと考えられる。したがっ
て、当該技術には現場で支障をきたす欠陥がある。 （カ）また、同開示技術においては、しきい値の前後に
おいて身体角度が変化し、時間の積算中に設定時間が変
化した際にどういった処理を行うのかについての具体的
な方策が示されていない。提示されているフローチャー
トをそのまま読むと、身体角度が変化した際に鳴り出し
ていた警報が止まったり、いったん止まってから鳴り出
したりする場合、あるいは最悪のケースとして横臥状態
から立ち上がった場合にもごく短時間で警報がなってし
まう場合が考えられる。このため、かかる技術によって
はかえって警報の断続や不安定によるによる混乱をまね
く可能性がある。 （キ）消防隊員の活動は２人単位、３人単位等を基本と
しており、単独での行動は極めて重大な受傷や死亡事故
の要因となる。したがって、「単独で行動しているか否
か」を常に監視することが必要とされていたが、これに
適した安価で確実な機器は存在しなかった。 （ク）現在までの携帯警報器の操作方法では、手動警報
は比較的困難な方法でしか発報できないようになってい
た。操作が容易な場所、たとえば箱型の警報器の外周側
にスイッチを設け、これを操作すると一動作で手動警報
を発報するような仕組みを設けたとすれば、障害物の衝
突等によって手動警報が発報することが多くなり、誤報
の増加をまねくからである。しかし、手動警報を着装者
が発報する場合は、生命の危険が切迫しているような場
合が多く、腰部につけた警報器を確認しながら複雑な操
作を行うようなことは不可能に近かった。このため、手
動警報は機能としては存在しても奏効例は極めて少なか
った。本発明は、以上のような欠点を除くためになされ
たものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】動作を感知するセンサー
として、電圧等の明確な値で加速度を正確に検知できる
センサーを用いる。これと共に、傾斜を検知できるセン
サーを用いて加速度のしきい値、第一と第二の設定時間
のいずれかを随時計算する。また、微弱電波を用いたセ
ンサーで周囲に同一の機器があるか否かを判定する機構
を設け、傾斜センサーと併用して上記算定に用いる。着
装者の身体にかかる加速度を算定し、初期状態から設定
時間１の間着装者の身体にかかる加速度がしきい値以下
になった場合に第１の警報を発し、さらに第１の警報が
設定時間２の間鳴動している間に加速度がしきい値を上
回れば初期状態に戻るが、しきい値を下回りつづけた場
合には特定の操作を行わなければ停止しない第２の警報
を鳴動させる。周囲に同一の機器があるか否かを判定す
るセンサーは、単独で、あるいは光センサー、煙センサ
ー、有毒ガスセンサー、可燃ガスセンサーなどと同時に
作動したときに警報をならすよう単独の警報器として、
あるいは上記の機構と組み合わせて用いる。また、筐体
を図１又は図２のような形状にする。本発明は、以上の
ような構成からなる装置である。

【０００５】以下、本発明の実施形態を説明する。な
お、用語及びフローチャート、一般的な回路図記号等に
ついてはＪＩＳ規格及び業界標準による。請求項１に示
した回路は次のとおりである。図７に示したフローチャ
ートのごとく、傾斜センサーからの値をしきい値設定回
路に送り込み、傾斜に応じてしきい値を変化させる。し
きい値は傾斜が大きくなればなるほど、つまり着装者の
姿勢が水平に近いほど大きくなるように調整する。かか
る処理は一般的な処理プログラムによってなしうる。

【０００６】通常、人間が意識を失って昏倒する場合に
は、身体の傾斜はある程度大きくなっていると考えられ
る。消防のおこなう救助作業のような特殊な作業環境に
おいては、図６に示したように、水平に近い角度で活動
していることは十分ありうるが、しかし、体にかかる加
速度が小さく、かつ傾斜が大きいような状態は通常にお
いてはありえず、直立ないしはそれに近い姿勢のみ直立
して待機しているような、正常な行動の中でのみ加速度
が小さい場合がありえる。水平ないしはそれに近い姿勢
では、動的な作業をしていることが前提となるため、常
に加速度は一定以上の値を示す。図７のような回路が奏
効するのはこのためである。

【０００７】図７のような回路は、あらかじめ設定した
加速度と角度の相関関係にしたがって、傾斜センサーの
値に対応したしきい値をしきい値演算装置から出力させ
る。これによってループタイマーが作動中はしきい値が
常に変更され、加速度センサーからの値が動作の有無と
して検出される場合に反映されることになる。

【０００８】傾斜を測定する傾斜センサーは、水銀傾斜
計やひずみゲージ式などが携帯可能な大きさのものとし
てあるが、加速度計のうち静的加速度が測定できる、静
電容量型加速度センサーやピエゾ抵抗型加速度センサー
などのものを使って重力加速度の方向を検出し、これに
よって鉛直方向を演算で導き出してもよい。この場合に
は一般的な平滑回路を用いて加速度の検知回路を構成
し、静的な重力加速度のみをベクトルとして検出する。
これによって傾斜を演算によって求めることができる。

【０００９】また、角度の判断基準が少なくて済む場合
には、傾斜によって作動する傾斜スイッチをもってこれ
にかえることができる。これには単純なある角度で２段
階に切り替わるスイッチ様のものや、多段階の角度を検
出できるものなどがあるが、いずれを用いることもでき
る。

【００１０】既存の技術において例示した振動センサー
では、ベアリングなどの振動を周囲の電気接点等で読み
取っているため、振動の周波数・振幅等と出力の周波数
・振幅等は一致していない。半導体やセラミックを用い
た圧電式加速度センサー・ピエゾ抵抗型加速度センサー
・静電容量型加速度センサーを振動センサーとして用い
ることにより、着装者の体にかかる加速度とほぼ同一の
加速度を導出することができる。

【００１１】既存のセンサーでは、振動が加わることに
よって運動を始めたベアリング球や振動子が接点や圧電
素子と接触し、慣性によって「チャタリング」と呼ばれ
る不定周波数の交流やパルスを出力し、これによって振
動の有無を判定していた。加速度を直接検出できるセン
サーとして比較的古くからある、たとえばひずみゲージ
式の加速度センサーでは、耐加速度が１０Ｇ程度である
ため、着装者の飛び降りなど、衝撃によって破損しやす
く、物体との衝突等の頻発する携帯警報器には使用でき
なかった。しかし、近年安価に市販されるようになった
上記のようなセンサーであれば、耐加速度は少なくとも
１０００Ｇ程度あり、人間の耐久しうる限界以上であっ
てもその機能を失うことはない。

【００１２】図８から図１０のグラフは、それぞれ米国
特許４，６８８，０２５のセンサー（図８）と特開平５
−１８８１２のセンサー（図９）、そして圧電式加速度
センサー（図１０）の３つに対して３Ｈｚ、振幅１０ｃ
ｍで同一の振動を加えた場合のグラフである。

【００１３】図３のセンサーは、内部に入っているベア
リング球（３１）が円筒型のセンサー内部の導体ででき
た底面（３２）または上面に接しており、これがくし状
に側面にもうけられた導体（３３）との間で導通が起き
たときにこれを電流として取り出すしくみとなってい
る。導体部分は（３３）と（３４）の二組があり、底面
に近い側（３３）は上面と、上面に近い側（３４）は底
面（３２）との導通をとるようになっている。図８のグ
ラフにおいては、５Ｖの電位差をかけて、最も高い頻度
で出力パルスが得られた矢印（３５）の方向に振動させ
て流れた電圧を測定した。

【００１４】この結果、センサーの出力は電圧・周期と
も加速度との因果関係がなく、また振動が起きたときに
ベアリング球のある位置によって出力の有無が左右され
るため振動はあっても出力がない場合があった。

【００１５】図４のセンサーは、内部に入っているベア
リング球（４１）に加速度がかかることによって側面
（４２）、上面（４３）、底面（４４）の圧電素子に接
触し、生じた電圧を取り出す仕組みになっている。図９
のグラフにおいては、最も起電力が大きかった円筒の軸
方向（４５）に振動させて生じた電圧を測定した。

【００１６】この結果、センサーの出力は周期について
はほぼ加速度がかかるのと同時であり、ベアリング球が
上面（４３）と底面（４４）に衝突した際のパルス状の
起電力を探知しているものと考えられた。しかし、一定
であるはずの加速度と起電力は一致しておらず、ベアリ
ング球の直径とセンサーの内寸によって固有の振動周期
が発生し、これが出力に影響を及ぼしているものと推測
された。

【００１７】図１０のグラフは、１軸型の圧電式加速度
センサーを用いた測定結果である。感度０．７ｍＶ／ｍ
ｓ^−２のセンサーを用い、感度軸方向に対して振動を加
え、６０ｄＢのアンプを介して出力を取り出した。結
果、出力電圧はほぼ周期・振幅とも振動と一定の相関関
係をもって現れた、

【００１８】図からもあきらかなように、圧電式加速度
センサーを用いることで既存のセンサーでは振動や加速
度がかかることでパルスが生じていたのみであった出力
を、加速度に正確に比例したものとすることができる。

【００１９】こうした加速度を直接検知するセンサーを
携帯警報器に用いれば、機械的センサーでは不可能であ
った着装者の身体にかかる加速度の直読が可能となる。
このレベル判定によって「動いているか、いないか」あ
るいは、「動きが所定のレベルに達しているか否か」を
判定することができ、既存の携帯警報器よりもはるかに
確実な判定と、しきい値の設定が可能になる。

【００２０】発明者の測定によれば、人体にかかる加速
度は一つの方向が大きいということはあってもそちらだ
けに集中することはなく、かならずこれと垂直な方向に
対しても加速度は現れている。図１１は垂直方向に人間
の体が動作と停止を断続的に行ったときの３軸方向の加
速度であり、上下方向だけでなく横軸方向にも加速度が
現れているのがわかる。これは人間が体を動かすときに
一方向のみに動くことはなく、体の平衡などのために他
の方向へも動くためだと考えられる。このため加速度は
３軸（または３成分）についてすべて測定する必要はな
いと考えられる。発明者の測定によれば、体の外周方向
のみ一軸について測定すれば足りる場合が多く、しきい
値としては１．２ｍ／ｓ^２〜１．８ｍ／ｓ^２が適当であ
る。ただし、携帯警報器の着装する身体部分等によって
かかる条件はことなるため、この最適条件は限定的なも
のではない。

【００２１】機械式のセンサーでは、振動の周波数と出
力の周波数とが必ずしも同じではないため、モーターな
どが近接している場合の他励性の振動を区別することが
できなかったが、電圧や電流、あるいは電荷によって加
速度を検出できるセンサーは、これらを周波数によって
弁別することができる。また、人間の動作は体幹部では
通常１０Ｈｚ以下で現れ、警報器を着装する部分におい
て測定してもほぼ同程度である。

【００２２】したがって、図１２において示すようなア
ンプと、ローパス・フィルター（ハイカット・フィルタ
ー）を回路に組み込むことで、一定以上の周波数の振動
は振動としてとらえない回路にできるため、より人体の
実態に近い加速度を測定することができる。図９は圧電
加速度センサー（加速度によって電荷が生じる）を用い
た場合の具体的な回路である。また、これによって音
声、雑音、電源系等からの加速度センサーに対する擾乱
を防ぐことができる。

【００２３】請求項２に示したセンサーは、たとえば次
のような回路によって実現される。図１３は送信部の回
路の一例である。送信部は図１６の間欠送信タイマーに
より所定の電波で短時間送信し、自己の送信波との干渉
を避けるために送信を行う時間及び送信終了後のわずか
な時間、図１６の間欠送信タイマー及び受信遅延回路に
より電源を切ってから受信状態に入る。図１４は一本の
アンテナを送信と受信で共用するための送受切り替え回
路である。

【００２４】図１５の回路は送信波の検出回路である。
一般にＦＭ信号から変調信号を取り出すための回路とし
てはフォスターシーレー型、レシオディテクタ型などが
あるが、同調する電波がないときに雑音が出ることでは
共通している。これは、通信用ＦＭ受信機の最低空中線
入力は０ｄＢ以下であり、リミッタの入力として一般的
な１Ｖ以上の出力を得るためには、電圧利得で１２０ｄ
Ｂ以上の圧幅が必要なためである。ＦＭラジオなどで同
調していないとき継続的な雑音が生じるのはこのためで
あり、逆に同調している電波があれば音声信号がなくて
も雑音がなくなるため、単なる出力レベルで考えると同
調している場合のほうが小さくなることがありうる。

【００２５】本回路はＦＭ検波器からの出力のうち、雑
音を整流して直流電圧を取り出しているため、同調して
いる範囲で電波を出している回路があるとそこで電圧が
落ち込み、図１５に示したような受信回路を用いれば逆
位相のパルスとなって現れる。これをトリガーとして用
いて論理回路に取り込み、信号の有無の判定に用いるも
のである。

【００２６】この回路が同種の他の機器に比して欠く機
能としては、周波数以外のたとえばＩＤをつけたような
送信を弁別することが困難なこと、音声信号により高度
にＦＭ変調された電波と、同調する電波がない場合の雑
音とを弁別することが困難なことなどがあるが、高度に
ＦＭ変調された電波が継続して存在することは放送局に
同調しているような特殊な場合以外極めて少ないと考え
られるため、本回路はラジオコントロールなどと比較す
ると非常に簡単な回路で周囲からの信号の有無を弁別す
ることができる。また、出力の調整により、信号の伝播
範囲を調整することができるので、任意の距離での検出
に利用できる。

【００２７】発明者の測定によれば、電波法の規制を受
けない微弱無線で、超短波を用いた場合で水平見通し距
離１〜１５ｍの伝播範囲を得ることができる。

【００２８】請求項２のセンサー（以下、「単独行動セ
ンサー」という。）は、同型機からの電波を検知するこ
とが可能で、消防職員等の危険度の判定にきわめて有用
である。一般に消防職員は二人単位ないしそれ以上の団
体行動が鉄則であり、単独で行動している場合には何ら
かの異常事態か、さもなければ本人が自分自身の行動を
把握していないかのいずれかだからである。

【００２９】請求項３の携帯警報器は、加速度のしきい
値を設定するために請求項２のセンサーを用いている。
基本的にセンサーの動作ルーチンは請求項１のものと変
わらないが、図１７のようにしきい値の設定の際に単独
であるか否かの要素を導入している。

【００３０】単独である場合には、伝令として他の人間
のところへ走る場合などが想定されるが、こうした場合
には単独でない場合に比べて大きく動いていると考えら
れる。したがって、動きを判定するレベルを上げれば、
危険度の高さに対応することができる。

【００３１】請求項４の携帯警報器は、図１８のような
動作ルーチンを持ち、請求項１と同じように傾斜を測定
するセンサーをもつが、この傾斜によって設定時間を変
化させる仕組みをもたせている。たとえばタイマーの積
算によってある時間で設定時間に達したと計算する回路
に対して、傾斜によって変化する係数値によって時間の
積算を変化させる。より具体的には、傾斜を垂直に対す
る角度θとし、ｓｉｎθ＋１という無次元の変数を時間
に対して掛けた値を積算する。この場合、設定時間はθ
が０である場合に最大となり、９０°で最小となる。し
たがって、３０秒で設定時間に達したとする回路であれ
ば、継続的に傾斜が９０°である場合には１５秒で設定
時間に達したと判断することになり、傾斜が０°のまま
であれば元の設定どおり３０秒で設定時間に達したこと
になる。これによって設定時間１までの値は、時間経過
中傾斜が一定であれば一定の値をとり、傾斜が変化した
場合にはその状況に応じて変化させることができる。第
１の警報が鳴ってより後で、第２の警報が鳴動するまで
の間の設定時間２の時間積算についても同様の回路設定
を行うことができる。

【００３２】また、傾斜について、ある角度から切り替
わる２段階または多段階のスイッチを用いて求めて、こ
れを変数として用いることもできる。

【００３３】設定時間１は傾斜によって設定するため、
傾斜が大きい、つまり倒れているような状態について短
くするべきである。これはそうした状態では事故である
可能性が高く、しきい値を越える加速度がかからない場
合については警報を早く発生することが望ましいからで
ある。傾斜がない、すなわち直立している状態では、設
定時間を長くして確率的に動きが少しでもあれば検知で
きるようにする。

【００３４】逆に、設定時間２についてはこの例によら
ない。これは、やむをえない理由によって傾斜の大きい
状態で動作が停止しており、警報が鳴動した場合につい
ては、たとえ容易な操作によってリセットがかけられる
機構になっていてもそれが不可能な程度に動作が困難
な、手のふさがったような状態が続いているのだと考え
られるからである。周囲の注意喚起という所期の目的に
ついては、第１の警報でも果たしうる場合が多いと考え
られるため、第２の設定時間は傾斜が大きいほど長くす
ることが望ましい。

【００３５】請求項５に示した機器の場合には、図１９
に示したように、傾斜の他に単独行動センサーの結果を
加味して設定時間１及び２を算定する。単独であること
は危険が高く、また注意喚起についても必要性が高いと
と考えられるので、設定時間１、２とも短くする傾向で
行うのが適当であると考えられる。

【００３６】請求項６に示したように、単独行動センサ
ーはそれのみを警報器として、また他の光センサー、煙
センサー、有毒ガスセンサー、可燃ガスセンサーと組み
合わせて、あるいは請求項１〜５までの警報器に組み合
わせて用いることができる。これは、二人単位、ないし
は複数人単位が原則である消防活動において、単独であ
ることを音響等によって知らしめることにより着装者及
び可聴範囲にいる人間に警告を発するためのものであ
る。

【００３７】また、単独行動が限定された範囲において
はありうる場合については、他のセンサーとのＡＮＤ処
理によって判定し、危険範囲での単独行動を警報によっ
て知らせることができる。例えば、「足元が見える程度
に明るいところでは単独でも鳴らないが、暗いところで
単独行動をしていると警報が鳴る」というような設定に
できる。かかる警報器は、消防活動以外にも、小学生の
遠足、幼稚園・保育園児の団体行動、家畜の類の放牧
等、複数であるべき状態で、単独状態で警報を発するこ
とが有用であるものについては極めて安価で簡易であ
る。

【００３８】請求項７に示した携帯警報器は、図１の斜
視図のような形状である。十分な強度の合成樹脂を用い
て作成し、全体としてひし形に近い筐体の頂部と底部に
１箇所ずつスイッチを設ける。発光ダイオードは（７
３）から（７６）までの４個を例示として示している。
これは、発光の目的が、周囲へ警報を発報中の警報器の
位置を示すことと、着装している本人に対して発報中で
あることを知らせていることの２つであるためである。

【００３９】この配置において、は、図において矢印Ｆ
の方向を体前面に向けてベルトに固定した場合、（７
３）の発光ダイオードが本人に対する機器の電源などの
作動状況を示す。請求項３及び８のような単独行動セン
サーを備えた警報器についでは、（７３）のみを色の違
ったものにして、単独状態を示すものとして用いればよ
い。

【００４０】警報の発報中であることを本人にも報知す
るためには、（７４）を用いる。周囲へ警報を発報中の
警報器の位置を示すためには、（７４）の他に（７５）
及び（７６）を用いる。前方からは（７４）が斜めにし
か見えないが、これは、燃焼中の火災に正対している場
合、正面から見られることは少なく、側方と後方に他の
隊員がいることが多いと考えられるからである。これら
の配置は例示であり、散光性の高い発光ダイオード等に
よって個数を減らすことや、また消費電力の少ない発光
体によって個数を増やすことも想定できる。また、他の
職域における携帯警報器についてはこれらの配置に限定
されない。

【００４１】本形状の目的の一は、連続点灯時で数十ｍ
Ａに達する発光ダイオードの個数を減らして電池の消費
量を減らすとともに、不透明な素材を用いて筐体を作成
するときに透明な素材による窓を多く用いたり、あるい
は外装用の防水型発光ダイオードを用いたりすることに
よるコストの増加等を招く事態を防ぐためのものであ
る。

【００４２】また、一般に圧電サウンダ等によって音響
を発する携帯警報器は、音響が単調であるために識別性
はよくても方向の認識が難しくなる傾向にあり、発光ダ
イオードによる位置の特定は非常時に重要となる。

【００４３】スイッチの周りのガード部分（７７）につ
いては、図２０及び図２１に示した通り、携帯警報器本
体の周囲にスイッチのアクチュエーターがはみ出さない
ようになっている。これは、筐体が他の物体に触れたり
した場合や、鉄骨などの突起物に触れてスイッチが押さ
れることを防ぐためのものである。ガードが一方のみに
開いているため、物体との衝突等によってスイッチが押
されることは少なくなる。

【００４４】スイッチ本体についても、手動で警報を出
すときについて、図２２のように（７１）と（７２）の
２つのスイッチを矢印Ａ及び矢印Ｂの方向に同時に押
し、両方同時に押さない限り発報しないようにすれば、
一挙動で手動警報をとっさに発報することができて、し
かも偶発的に発報することが少ない。さらにこの形状は
左右いずれからも外縁部に手を当てると自然とスイッチ
（７１）に親指が、（７２）に人差し指があたる構造に
なっており、人間工学的に発報しやすく、かつ誤発報の
少ない形状になっている。図２３のようにスイッチ周囲
に傾斜を設ければ更に操作しやすくなる。

【００４５】電源の断接、およびタイマーのリセットに
ついては、（７１）と（７２）の二つのスイッチを使う
ようにすればよい。たとえば、（７１）を１回押すと電
源が入り、３秒以上押すと電源が切れ、（７２）を２回
押すとリセット操作を行うように設定することができ
る。

【００４６】これは防水型のプッシュスイッチの多くが
モーメンタリースイッチ（アクチュエーターを押すと戻
ってくるスイッチ）であることを考慮したものである。
プッシュアウエィのプッシュスイッチや、トグルスイッ
チやロッカースイッチなど、他のスイッチを用いた場合
にはこの限りではない。しかし、発明者の所見によれ
ば、とっさの動作ではプッシュスイッチがもっとも操作
しやすい。

【００４７】請求項８に示した携帯警報器は、図２のよ
うな形状をもち、全体が光を透過する素材によって作成
する。筐体の図面上の部分は全て素材としてはポリカー
ボネート、ポリサルホン、ＡＳ樹脂などが強度や耐久性
や耐熱性の面から望ましい。

【００４８】光を透過する素材とした理由は、以下の通
りである。まず、携帯警報器が一般的に本質防爆（ＪＩ
Ｓ Ｃ ０９３５）で防噴流以上の防水性能（ＪＩＳ
Ｃ ０９３０）であることから、発光ダイオードを取り
付ける際に内装が可能であれば、筐体に穿孔が不要であ
るため要求される強度が満たしやすくなるためである。
また、外装型で防水のＬＥＤに比べてそれ以外のＬＥＤ
は価格も安く、コストダウンが図りやすい。

【００４９】防水性の発光ダイオードは取り付ける際に
両面からの密着した締め付けを行わなければならないた
め、発光ダイオードを外装する際に発光させる方向に筐
体の側板等を設置しなければならなかったが、この形状
においては内部で基板等に設置するときに方向を設定し
ておけばよく、構造が簡易化できる。

【００５０】また、このために筐体の構造が自由にでき
る。図２４は請求項７の筐体を斜め上から見た図である
が、スイッチ（８１）と（８２）、及びスイッチの設置
部分（８３）を本体から突出させることができるため、
破線Ａ−Ｂより図で奥行側は全て回路等の設置に用いる
ことができ、筐体の中で基板や電源部分を設置する際の
デッドスペースが少ない。

【００５１】さらに、筐体を操作する際には、手のひら
の部分を筐体側面に図２３のように自然に這わせるとス
イッチ（８１）に親指が、スイッチ（８２）に人差し指
があたり、とっさの場合でも操作しやすい。

【００５２】電源の断接、およびタイマーのリセットに
ついては、（８１）と（８２）の二つのスイッチを使う
ようにすればよい。たとえば、（８１）を１回押すと電
源が入り、３秒以上押すと電源が切れ、（８２）を２回
押すとリセット操作を行うように設定することができ
る。

【００５３】発光ダイオードは、この機器においては自
由にレイアウトすることができるが、例えば筐体の内側
に発光ダイオードを設置して、矢印（８４）から矢印
（８７）の方向に光軸をむける配置が考えられる。この
配置においては、図において矢印Ｆの方向を体前面に向
けてベルトに固定した場合、（８４）のダイオードが本
人に対する機器の電源などの作動状況を示す。請求項３
及び６のような単独行動センサーを備えた警報器につい
ては、（８４）のみを色の違ったものにして、単独状態
を示すものとして用いればよい。

【００５４】警報の発報中であることを本人にも報知す
るためには、（８５）を用いる。周囲へ警報を発報中の
警報器の位置を示すためには、（８５）の他に（８６）
及び（８７）を用いる。前方からは（８５）が斜めにし
か見えないが、これは、燃焼中の火災に正対している場
合、正面から見られることは少なく、側方と後方に他の
隊員がいることが多いと考えられるからである。

【００５５】また、透明な筐体では内部反射を効果的に
利用することができるため、暗所等においては筐体の各
所に発光ダイオードの光が反射し、発光ダイオードの個
数より多くの光が見えるようになる。

【００５６】請求項１から６までの回路については、請
求項７及び８において例示した形状にのみ適用されるも
のではない。装着場所、制服や安全装備などの形態によ
って様様な形状によって活用できる。

【００５７】また、発明者が例示した回路についても、
使用する周波数や集積回路によって変更できるため、こ
れに限らない。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上のような形態であって、こ
れを用いるときには腰部のベルト等に図１、図２の矢印
Ｆの方向を身体前方に向けてクリップやフック等で固定
し、現場活動中の消防隊員等が着用する。請求項１の回
路を用いることにより、体の角度にあわせて感度を変化
させ、危険度の低い体勢の時は感度を高くしてわずかな
体の動きでも検知できるようにし、逆に危険度の高い体
勢の時は感度を低くして体の動きがある程度大きくなけ
れば検知しないようにできる。これによって体が直立し
ていて、正常な状態であると判断される時には、完全に
停止しているような異常な状態以外は警報を発しないよ
うにして誤発報を防ぎ、逆に体が傾いていたり倒れてい
たりして、危険度の高い場合については動きが少ない状
態から検知して警報によって危険を回避しやすくする。
請求項２の回路では、危険性の高い単独での行動をして
いるかどうかを、電波の発信と受信の繰り返しを一定周
期で行い、他の同型機器からの電波を受信できるか否か
によって判定する。請求項３の回路においては、請求項
２の単独行動を検出する回路を危険度判定のために請求
項１の回路に追加して用い、単独行動の場合には感度を
低くして体の動きがある程度大きくなければ検知しない
ようにできる。これによって単独行動であれば、伝令の
ような動きが大きくて正常な行動である場合以外は警報
を発することになり、状況に応じて警報を発生すること
ができる。請求項４の回路においては、傾斜によって設
定時間の変化を行い、危険度の小さい体勢の時は設定時
間を長くして確率的に動きが少しでもあれば検知できる
ようにし、逆に危険度の高い体勢の時は設定時間を短く
して動きが少なければすぐに警報を発するようにする。
これによって体が直立していて、正常な状態であると判
断される時には、完全に停止しているような異常な状態
以外は警報を発しないようにして誤発報を防ぎ、逆に体
が傾いていたり倒れていたりして、危険度の高い場合に
ついては動きを検知しなければすぐに警報によって危険
を回避しやすくする。請求項５の回路においては、請求
項２の単独行動を検出する回路を危険度判定のために請
求項４の回路に追加して用い、単独行動の場合には設定
時間を短くして体の動きがある程度小さければすぐ警報
を発生するようにできる。これによって単独行動であれ
ば、伝令のような動きが大きくて正常な行動である場合
以外は警報を発することになり、状況に応じて警報を発
生することができる。請求項６のような携帯警報器は、
隊員等が単独行動している際の警報装置を簡易な回路に
よって実現することができ、また他のセンサーと併用す
ることで、危険な場所での単独行動察知して危険を回避
することができる。また、これを請求項１、３、４、５
の回路と併用することにより、危険回避の手段を増やす
ことができる。請求項７及び８の形状の携帯警報器は、
腰部に固定した後で所定のスイッチ操作をして電源を投
入し、単独行動・停止などの異常事態に際して警報を発
生させて用いる。また、自ら非常事態であることを認識
した場合には、スイッチ（７１）と（７２）、または
（８１）と（８２）を、警報器を握る形で同時に押して
手動警報を発生させて用いる。周囲からの位置確認が容
易で操作が極めて行いやすく、またコストも極めて低
い。スイッチの配置や発光ダイオードの配置、その他こ
の請求項における着想から一意的に導き出されるものは
これと同等であり、他の請求項の実現はこれらに拘束さ
れない。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項７における携帯警報器の斜視図
である。

【図２】本発明の請求項８における携帯警報器の斜視図
である。なお、筐体は透明な素材である。

【図３】米国特許４，６８８，０２５に開示されている
センサーである。

【図４】特開平５−１８８１２に開示されているセンサ
ーである。

【図５】標準的な携帯警報器のフローチャート図であ
る。

【図６】消防隊員の行う検索状態の図である。

【図７】加速度センサーのしきい値を傾斜センサーと組
み合わせて変化させるときのフローチャート図である。

【図８】米国特許４，６８８，０２５に開示されている
センサーに振動を３０Ｈｚ、振幅１０ｃｍで加えたとき
の出力信号のグラフである。

【図９】特開平５−１８８１２に開示されているセンサ
ーに振動を３０Ｈｚ、振幅１０ｃｍで加えたときの出力
信号のグラフである。

【図１０】市販の圧電式加速度センサーに、開示されて
いるセンサーに振動を３０Ｈｚ、振幅１０ｃｍで加えた
ときの出力信号のグラフである。

【図１１】人体に加速度計を取り付けて３軸の加速度を
測定したグラフである。

【図１２】加速度センサーの信号を処理するローパス・
フィルターとアンプ等の回路図例である。

【図１３】単独行動を検知するセンサーの送信部回路図
例である。

【図１４】単独行動を検知するセンサーのアンテナを共
有するための送受信切り替え部回路図例である。

【図１５】単独行動を検知するセンサーの受信部回路図
例である。

【図１６】単独行動を検知するセンサーの間欠送信用タ
イマー回路の回路図例である。

【図１７】単独行動センサーを傾斜とともに感度調整に
用いたフローチャートである。

【図１８】傾斜の検出を時間調整に取り入れた回路のフ
ローチャートである。

【図１９】単独行動センサーを傾斜とともに時間調整に
取り入れた回路のフローチャートである。

【図２０】請求項７に示した警報器の筐体の正面図であ
る。

【図２１】請求項７に示した警報器の筐体の側面図であ
る。

【図２２】請求項７に示した警報器の操作図である。

【図２３】請求項７に示した警報器のスイッチ周辺の切
り欠きの図である。

【図２４】請求項８に示した警報器の上面図である。

【図２５】請求項８に示した警報器の操作図である。

【符号の説明】

３１ ベアリング球 ３２ 底面 ３３ 側面導体の１ ３４ 側面導体の２ ３５ グラフにおける振動方向 ４１ ベアリング球 ４２ センサー側面 ４３ センサー上面 ４４ センサー底面 ４５ グラフにおける振動方向 ７１ 電源スイッチ ７２ 警報制御スイッチ ７３ 発光ダイオード１ ７４ 発光ダイオード２ ７５ 発光ダイオード３ ７６ 発光ダイオード４ ７７ スイッチ周りガード ８１ 電源制御スイッチ ８２ 警報制御スイッチ ８３ スイッチ設置部分 ８４ 発光ダイオード光軸方向１ ８５ 発光ダイオード光軸方向２ ８６ 発光ダイオード光軸方向３ ８７ 発光ダイオード光軸方向４

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C086 AA22 BA11 CA04 CA23 CB32 DA01 DA08 DA19 EA13 EA28 EA45 FA01 GA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾斜を検知できるセンサーと加速度を電圧
   等の正確な値で検知できるセンサーを備え、傾斜センサ
   ーの値から着装者の身体の角度を計測してしきい値の算
   定を随時行い、加速度センサーからの出力によって着装
   者の身体にかかる加速度を算定し、初期状態から設定時
   間１の間着装者の身体にかかる加速度がしきい値以下に
   なった場合に第１の警報を発し、さらに第１の警報が設
   定時間２の間鳴動している間に加速度がしきい値を上回
   れば初期状態に戻るが、しきい値を下回りつづけた場合
   には特定の操作を行わなければ停止しない第２の警報を
   鳴動させる携帯警報器
2. 【請求項２】時間Ａの電波の送信と、同一の電波につい
   てのＡに比べて長い時間Ｂの間の受信をＡ＋Ｂの周期で
   繰り返し、受信時間の間に他の装置からの電波を受信で
   きた場合と出来ない場合を弁別し、これによって当該装
   置が電波の伝搬範囲内に単独である場合と、少なくとも
   ２台以上ある場合を区別することができるセンサー
3. 【請求項３】請求項２のセンサーと、傾斜を検知できる
   センサー、及び加速度を電圧等の正確な値で検知できる
   センサーを備え、傾斜センサーの値で着装者の身体の角
   度を計測して請求項２のセンサーの出力とを併用してし
   きい値の算定を随時行い、加速度センサーからの出力に
   よって着装者の身体にかかる加速度を算定し、初期状態
   からあらかじめ定めた設定時間１の間着装者の身体にか
   かる加速度がしきい値以下になった場合に第１の警報を
   発し、さらに、第１の警報があらかじめ定めた設定時間
   ２の間鳴動している間に加速度がしきい値を上回れば初
   期状態に戻り、しきい値を下回りつづけた場合には特定
   の操作を行わなければ停止しない第２の警報を鳴動させ
   る携帯警報器
4. 【請求項４】傾斜を検知できるセンサーと加速度を電圧
   等の正確な値で検知できるセンサーを備え、初期状態に
   おいて傾斜センサーの値から着装者の身体の角度を計測
   して随時設定時間１及び設定時間２の算定を行い、加速
   度センサーからの出力によって着装者の身体にかかる加
   速度を算定し、初期状態から設定時間１の間着装者の身
   体にかかる加速度があらかじめ定めたしきい値以下にな
   った場合に第１の警報を発し、さらに第１の警報が設定
   時間２の間鳴動している間に加速度がしきい値を上回れ
   ば初期状態に戻るが、しきい値を下回りつづけた場合に
   は特定の操作を行わなければ停止しない第２の警報を鳴
   動させる携帯警報器
5. 【請求項５】請求項２のセンサーと、傾斜を検知できる
   センサー、及び加速度を電圧等の正確な値で検知できる
   センサーを備え、傾斜センサーの値で着装者の身体の角
   度を計測して請求項２のセンサーの出力を併用して設定
   時間１及び設定時間２の算定を随時行い、加速度センサ
   ーからの出力によって着装者の身体にかかる加速度を算
   定し、初期状態から設定時間１の間着装者の身体にかか
   る加速度があらかじめ定めたしきい値以下になった場合
   に第１の警報を発し、さらに第１の警報が設定時間２の
   間鳴動している間に加速度がしきい値を上回れば初期状
   態に戻るが、しきい値を下回りつづけた場合には特定の
   操作を行わなければ停止しない第２の警報を鳴動させる
   携帯警報器
6. 【請求項６】請求項２のセンサーを備え、センサーが単
   独の状態にあると判定したとき、あるいは請求項２のセ
   ンサーの他に光センサー、煙センサー、有毒ガスセンサ
   ー、可燃ガスセンサーなどの着装者にとって危険な状況
   を判断するセンサーを備え、周囲の条件と単独の状態が
   同時に起こったときに警報を発する携帯警報器
7. 【請求項７】図１のような形状を備え、電源スイッチ
   （７１）による電源の断接・警報制御スイッチ（７２）
   による初期状態へのリセットの他に、手動警報の鳴動等
   の操作を確実に行うことが可能で、かつ物体の衝突等に
   よる誤作動を少なくした携帯警報器
8. 【請求項８】図２のような形状を備え、筐体を光が透過
   する素材で作成し、電源スイッチ（８１）による電源の
   断接・警報制御スイッチ（８２）による初期状態へのリ
   セットの他に、手動警報の鳴動等の操作を確実に行うこ
   とが可能で、信号の外部からの視認がしやすく、筐体作
   成が低コストでかつ物体の衝突等による誤作動を少なく
   した携帯警報器