JP2009205596A - 作業者検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】産業車両に作業者が接近したことを確実に、かつ簡単な構成で検知し、運転者に知らせること。
【解決手段】超音波信号を発信する送信器２０を作業者が着用する作業帽に装着する一方で、超音波信号を受信する受信器２１をフォークリフトに設置する。そして、送信器２０には、超音波信号を発信する複数の発信素子２０ａ〜２０ｄを放射状に配置する。これにより、送信器２０が発信する超音波信号は、作業者を中心に全方位に発信される。このため、受信器２１を設置したフォークリフト側では、送信器２０を有する作業者の向きに影響されることなく、超音波信号を受信することが可能となる。その結果、フォークリフトに作業者が接近したことを確実に検知し、フォークリフトの運転者に知らせることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、産業車両に作業者が接近したか否かを検知し、作業者が接近した場合に警報を発する作業者検知装置に関する。

従来、フォークリフトなどの産業車両の運転者に、当該産業車両の外で作業する作業者が接近したことを知らせる作業者検知装置（例えば、特許文献１の接近警報装置を参照）が提案されている。

この作業者検知装置は、警報信号用の特定コードを発信する無線送信機を作業者に所持させる一方で、無線送信機が発信する電波を受信し、警報音の発生又は警告灯の点灯を行う無線受信機を車両に配設して構成される。この構成によれば、車両に配設した無線受信機が、予め設定された範囲内の距離において到達した無線送信機からの電波を受信して警報を発するので、作業者が接近したことを運転者に知らせることができる。
特開２００３−３１７１６３号公報

しかしながら、特許文献１の作業者検知装置は、無線送信機が発信する電波を無線受信機で受信して警報を発する電波方式であることから、無線送信機と無線受信機の置かれる環境によって電波の検知範囲が大きく変動してしまう虞がある。例えば、周囲に工場の壁などが存在する場所では電波の反射によって工場外に比して遠くまで検知範囲が広がる一方で、周囲に壁などが存在しない場所では検知範囲がさほど広がらず、検知不能な範囲ができてしまう可能性がある。また、工場内に置かれた構造物（例えば、部品類）や無線受信機を配設する車両構造の影響を受けて、検知範囲が変動してしまう可能性もある。

このようなことから、作業者検知装置を、前述の電波方式に代えて超音波信号を利用した構成に変更することが考えられる。超音波信号を利用した作業者検知装置は、超音波信号が電波に比べて反射などの影響を受け難いことから、検知範囲は安定すると考えられる。しかしながら、超音波信号は、前述のように検知範囲の安定化という利点が得られる一方で、一般的に指向性が強いとされていることから送信機の向きによって受信機側で超音波信号を受信できる場合と受信できない場合が生じるという不安定な点を有し、さらなる改良が必要である。

この本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、産業車両に作業者が接近したことを確実に、かつ簡単な構成で検知し、運転者に知らせることができる作業者検知装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波信号を発信する超音波発信手段と、超音波信号を受信する超音波受信手段とを、備え、産業車両に対して作業者が予め定めた検知範囲内に接近した場合に警報を発する作業者検知装置において、前記超音波発信手段は前記作業者が着用する頭部保護具に装着される一方で、前記超音波受信手段は前記産業車両に設置され、前記超音波発信手段は、前記超音波信号を発信する複数の発信部と、前記発信部を駆動する駆動部と、前記発信部及び前記駆動部に電力を供給する電力供給部と、を備える一方で、前記超音波受信手段は、前記超音波信号を受信する受信部と、前記受信部が前記超音波信号を受信したか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果が肯定の場合に前記産業車両の運転者に警報を発する警報部と、を備えることを要旨とする。

これによれば、超音波信号を発信する複数の発信部を作業者の頭部保護具に装着される超音波発信手段に備えることで、指向性が強いとされる超音波信号を利用した場合であっても、作業者の向いている方向に影響されることなく、超音波受信手段側で超音波信号を受信し得る。その結果、産業車両に接近した作業者を確実に検知し、作業者が接近した旨を運転者に確実に知らせることができる。また、超音波受信手段は、判定部が超音波信号を受信したか否かを判定し、判定部が超音波信号を受信した判定を行うことで警報部が警報を発する構成としたので、産業車両に作業者が接近した旨を簡単な構成で運転者に知らせることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業者検知装置において、前記電力供給部は充電池からなり、前記超音波発信手段は、前記頭部保護具に対して着脱自在に構成されていることを要旨とする。

これによれば、超音波発信手段を作業者の頭部保護具に対して着脱自在に構成したので、作業者の利便性を図り得る。特に、電力供給部を充電池としたことで、充電作業は超音波発信手段を頭部保護具から取り外した状態で行い得る。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の作業者検知装置において、前記発信部は、同一極性で前記超音波信号を発信するように駆動されることを要旨とする。
これによれば、超音波発信手段に設けた複数の発信部から発信される超音波信号が重なり合う部位において、信号が干渉し合って打ち消されることを防止し得る。すなわち、信号が干渉し合って打ち消されることによって生じる検知不能部位の発生を抑制し、検知精度を向上し得る。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の作業者検知装置において、前記産業車両はフォークリフトであり、前記頭部保護具は前記作業者が着用する作業帽であって、前記超音波発信手段は前記作業帽の頂部に装着されることを要旨とする。

これによれば、超音波発信手段を作業帽の頂部に装着することで、発信部から発信される超音波信号が遮蔽されることを抑制し得る。また、超音波発信手段を作業帽の頂部に装着することで、超音波発信手段の小型化と軽量化を実現し得る。

本発明によれば、産業車両に作業者が接近したことを確実に、かつ簡単な構成で検知し、運転者に知らせることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、フォークリフト１０には、車体１１の前部に荷役装置１２が設けられている。車体１１の中央には、運転席１３が設けられている。運転席１３の上部は、ヘッドガード１３ａによって覆われている。車体１１の前下部には駆動輪（前輪）１４が設けられているとともに、車体１１の後下部には操舵輪（後輪）１５が設けられている。駆動輪１４には、車体１１に収容されるとともに、駆動輪１４に対して駆動力を付与する駆動源（例えば、エンジンや走行モータ）が連結されている。

荷役装置１２を構成するマスト１６は、車体１１の前部に立設されている。マスト１６は、左右一対のアウタマスト１６ａとインナマスト１６ｂからなる。アウタマスト１６ａには油圧式のティルトシリンダ１７が連結されているとともに、インナマスト１６ｂには油圧式のリフトシリンダ１８が連結されている。また、マスト１６には、左右一対のフォーク１９が設けられている。そして、荷役作業（荷取り作業及び荷置き作業）は、荷が積載されたパレット（図示しない）をフォーク１９で掬い上げることによって行われる。フォーク１９は、リフトシリンダ１８の駆動によってインナマスト１６ｂがアウタマスト１６ａに沿って昇降動作することにより、昇降する。また、フォーク１９は、ティルトシリンダ１７の駆動によってマスト１６とともに傾動（前傾及び後傾）する。

以下、本実施形態において、超音波信号を利用し、稼動中（キ−オン中）のフォークリフト１０に対し、運転者Ｐ１以外の作業者Ｐ２がフォークリフト１０に接近したか否かを検知する作業者検知装置Ｋについて具体的に説明する。

本実施形態の作業者検知装置Ｋは、図４に示すように、超音波信号を発信する超音波発信手段としての送信器２０と、送信器２０が発信した超音波信号を受信する超音波受信手段としての受信器２１とから構成されている。

送信器２０は、図１及び図２に示すように、作業者Ｐ２が着用する頭部保護具としての作業帽Ｈの頂部に装着される。送信器２０の本体ケースＣＳ内には、図２及び図４に示すように、超音波信号を発信する複数（本実施形態では４つ）の発信部としての発信素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、発信素子２０ａ〜２０ｄを駆動する駆動部としての駆動回路２０ｅと、充電池（二次電池）としてのバッテリ２０ｆとが収容されている。複数の発信素子２０ａ〜２０ｄは、図３に示すように、作業者Ｐ２を中心に超音波信号が全方位に発信されるように放射状に配置されている。具体的には、各発信素子２０ａ〜２０ｄにおける超音波信号の発信方向が、略９０度ずれるように配置されている。このように送信器２０を構成すれば、各発信素子２０ａ〜２０ｄから発信される超音波信号の指向性が強くても、複数の発信素子２０ａ〜２０ｄが放射状に配置されることで、送信器２０からは全方位に向けて超音波信号が発信されることになる。その結果、受信器２１では、送信器２０を有する作業者の向きに影響されることなく、送信器２０の発信する超音波信号を受信し得る。

なお、各発信素子２０ａ〜２０ｄの発信する超音波信号は、図３に示すように楕円状に広がる。そして、各発信素子２０ａ〜２０ｄは、各超音波信号が全方位に向けて発信されるために隣り合う発信素子（例えば、発信素子２０ａと発信素子２０ｂなど）の発信する超音波信号同士の一部が重なり合うように配置される。このため、各発信素子２０ａ〜２０ｄは、超音波信号が重なり合う部分において信号が干渉し合って打ち消されることがないように、同一極性の超音波信号を発信すべく駆動される。なお、各発信素子２０ａ〜２０ｄの超音波信号の強さは、設定する検知範囲としての信号発信領域Ｅ（図３に示す）の大きさ、すなわちフォークリフト１０に対して作業者Ｐ２がどの程度接近した場合に警報を発するかという点をもとに適宜設定される。

また、送信器２０は、作業者Ｐ２の作業帽Ｈに対して、図示しない取付具（例えば、ワンタッチテープなど）により、着脱自在に装着される。これにより、作業帽Ｈと送信器２０を独立して扱うことが可能となり、作業者Ｐ２の利便性を図り得る。具体的に言えば、送信器２０は、各発信素子２０ａ〜２０ｄが超音波信号を発信するための駆動力（電力）を本体ケースＣＳに搭載したバッテリ２０ｆから得ているので、バッテリ２０ｆの充電は作業帽Ｈから送信器２０を取り外して行い得る。また、作業帽Ｈの修理（処分も含む）や洗濯についても、作業帽Ｈから送信器２０を取り外して行い得る。

一方、受信器２１は、図４に示すように、フォークリフト１０に装着される。受信器２１は、図４に示すように、超音波信号を受信する複数（本実施形態では２つ）の受信部としての受信素子２１ａ，２１ｂと、受信素子２１ａ，２１ｂの受信した信号を増幅させる複数（本実施形態では２つ）の増幅器２１ｃ，２１ｄと、判定部としての信号判定回路２１ｅと、警報部としての警報器２１ｆとから構成されている。信号判定回路２１ｅは、増幅器２１ｃ，２１ｄを介して入力する受信素子２１ａ，２１ｂが受信した信号のレベルを判定し、予め定めた閾値を超えるレベルの信号を受信している場合に、当該信号を送信器２０が発信した超音波信号として判定する。警報器２１ｆは、信号判定回路２１ｅが予め定めた閾値を超えるレベルの信号を受信している場合に、作業者Ｐ２がフォークリフト１０に接近していることを運転者に警報する。

本実施形態では、受信素子２１ａと増幅器２１ｃにより受信ユニットＹ１が構成されるとともに、受信素子２１ｂと増幅器２１ｄにより受信ユニットＹ１とは別の受信ユニットＹ２が構成される。そして、本実施形態において受信ユニットＹ１と受信ユニットＹ２は、フォークリフト１０の異なる箇所に装着されている。具体的に言えば、図１に示すように、受信ユニットＹ１は左右一対のマスト１６（アウタマスト１６ａ）において片側のマストの側面上部に装着される一方で、受信ユニットＹ２はヘッドガード１３ａの後部に装着される。これにより、受信ユニットＹ１は、フォークリフト１０の前方側において送信器２０の発信する超音波信号の受信が可能とされる一方で、受信ユニットＹ２は、フォークリフト１０の後方側において送信器２０の発信する超音波信号の受信が可能とされている。すなわち、受信ユニットＹ１と受信ユニットＹ２により、フォークリフト１０の全方位における超音波信号の受信が可能とされている。

信号判定回路２１ｅと警報器２１ｆは、フォークリフト１０の車体１１にそれぞれ装備されている。なお、信号判定回路２１ｅ及び警報器２１ｆは、受信器２１の専用部品として構成されていても良いし、フォークリフト１０に元々装備されている他の部品を兼用して構成されていても良い。例えば、荷役や走行を制御するために車体１１に装備されているフォークリフト１０の制御装置が信号判定回路２１ｅとして兼用されていても良いし、ホーン、安全灯又は表示装置が警報器２１ｆとして兼用されていても良い。

以下、本実施形態の作業者検知装置Ｋの作用を説明する。
作業者Ｐ２の作業帽Ｈに装着した送信器２０は、電源オンにより、各発信素子２０ａ〜２０ｄが駆動されて超音波信号を発信する。各発信素子２０ａ〜２０ｄの発信した超音波信号は、図３に示すように作業者Ｐ２を中心として全方位を向き、作業者Ｐ２の周囲には超音波信号が発信された信号発信領域Ｅが形成される。信号発信領域Ｅは、フォークリフト１０に設置した受信器２１（受信素子２１ａ，２１ｂ）によって超音波信号を検知可能な領域として形成され、フォークリフト１０に対して作業者Ｐ２が接近したか否かを判定するための検知領域となる。

一方、フォークリフト１０に設置した受信器２１の信号判定回路２１ｅは、受信素子２１ａ，２１ｂを介して入力する信号のレベルを判定する。そして、信号判定回路２１ｅは、送信器２０を装着した作業者Ｐ２が超音波信号によって形成される信号発信領域Ｅ内で作業中（停車中も含む）のフォークリフト１０に接近することにより、受信素子２１ａ，２１ｂを介して超音波信号を入力する。これにより、信号判定回路２１ｅは、超音波信号を入力したことを示す信号を警報器２１ｆに出力する。そして、警報器２１ｆは、フォークリフト１０の運転者Ｐ１に、作業者Ｐ２が接近したことを警報する。この警報により、運転者Ｐ１に作業者Ｐ２の接近を認識させ、注意を促し得る。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）超音波信号を発信する複数の発信素子２０ａ〜２０ｄを作業者Ｐ２の作業帽Ｈに装着される送信器２０に備えることで、指向性が強いとされる超音波信号を利用した場合であっても、作業者Ｐ２の向いている方向に影響されることなく、フォークリフト１０に設置した受信器２１側で超音波信号を受信できる。その結果、フォークリフト１０に接近した作業者Ｐ２を確実に検知し、作業者Ｐ２が接近した旨を運転者Ｐ１に確実に知らせることができる。また、受信器２１は、信号判定回路２１ｅが超音波信号を受信したか否かを判定し、超音波信号を受信した場合に警報器２１ｆが警報を発する構成としたので、フォークリフト１０に作業者Ｐ２が接近した旨を簡単な構成で運転者Ｐ１に知らせることができる。

（２）そして、本実施形態において作業者検知装置Ｋを構成する送信器２０と受信器２１は、フォークリフト１０側に受信器２１を設置する一方で、作業者Ｐ２側に送信器２０を装着したので、フォークリフト１０の運転者Ｐ１に対して作業者Ｐ２の接近を認識させることができる。すなわち、フォークリフト１０側に送信器２０を設置する一方で、作業者Ｐ２側に受信器２１を送信した場合、警報器２１ｆによる警報は作業者Ｐ２を対象としたものとなる。フォークリフト１０の運転者Ｐ１と作業者Ｐ２の視野を比較した場合、作業者Ｐ２の方が広いと考えられる。このようなことから、警報器２１ｆによる警報は、作業者Ｐ２よりもフォークリフト１０の運転者Ｐ１を対象とした方が好ましい。したがって、本実施形態の作業者検知装置Ｋは、フォークリフト１０の運転者Ｐ１に対して作業者Ｐ２の接近を警報することができる。

（３）送信器２０は、作業者Ｐ２の作業帽Ｈに対して着脱自在に構成されているので、作業者Ｐ２の利便性を図ることができる。そして、送信器２０に装備したバッテリ２０ｆの充電作業時には、送信器２０を作業帽Ｈから取り外して行うことができる。

（４）送信器２０の各発信素子２０ａ〜２０ｄは、同一極性で超音波信号を発信するように駆動されるので、各発信素子２０ａ〜２０ｄから発信される超音波信号が重なり合う部位において、信号が干渉し合って打ち消されることを防止できる。すなわち、信号が干渉し合って打ち消されることによって生じる検知不能部位の発生を抑制し、検知精度を向上させることができる。

（５）送信器２０を作業者Ｐ２の作業帽Ｈの頂部に装着することで、各発信素子２０ａ〜２０ｄから発信される超音波信号が遮蔽されることを抑制できる。また、送信器２０を作業帽Ｈの頂部に装着することで、送信器２０の小型化と軽量化を実現できる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、フォークリフト１０に対する受信器２１の設置箇所や設置個数を変更しても良い。例えば、マスト１６に対しては左右の何れのマスト１６に設置しても良いし、両方のマスト１６に設置しても良い。また、ヘッドガード１３ａに対しては後部に加えて、側部にも受信器２１を設置しても良い。

○ 実施形態において、送信器２０を構成する発信素子２０ａ〜２０ｄの個数を、例えば、２個、３個などに変更しても良い。
○ 実施形態において、送信器２０に搭載する充電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池など、その形態は任意に変更しても良い。

○ 実施形態において、送信器２０に搭載する電力供給部を充電不能な一次電池に変更しても良い。
○ 実施形態において、作業帽Ｈに対して送信器２０を着脱不能に装着しても良い。

○ 実施形態において、作業帽Ｈに対する送信器２０の装着位置を変更しても良い。例えば、送信器２０を構成する発信素子２０ａ〜２０ｄを作業帽Ｈの周囲に配置しても良い。

○ 実施形態において、送信器２０を作業者Ｐ２が着用する頭部保護具としてのヘルメットに装着しても良い。
○ 実施形態は、フォークリフト以外のその他の産業車両に具体化しても良い。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記複数の発信部は、放射状に配置されるとともに、全方位に超音波信号を発するように配置されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の作業者検知装置。

本実施形態の作業者検知装置をフォークリフトと作業者に装着した場合の構成説明図。 送信器を装着した作業帽の平面図。 送信器から超音波信号が発信される態様を示す模式図。 作業者検知装置の具体的な構成を示すブロック図。

符号の説明

１０…フォークリフト、２０…送信器、２０ａ〜２０ｄ…発信素子、２０ｅ…駆動回路、２０ｆ…バッテリ、２１…受信器、２１ａ，２１ｂ…受信素子、２１ｅ…信号判定回路、２１ｆ…警報器、Ｈ…作業帽、Ｋ…作業者検知装置、Ｐ１…運転者、Ｐ２…作業者。

Claims (4)

1. 超音波信号を発信する超音波発信手段と、超音波信号を受信する超音波受信手段とを、備え、産業車両に対して作業者が予め定めた検知範囲内に接近した場合に警報を発する作業者検知装置において、
   前記超音波発信手段は前記作業者が着用する頭部保護具に装着される一方で、前記超音波受信手段は前記産業車両に設置され、
   前記超音波発信手段は、前記超音波信号を発信する複数の発信部と、前記発信部を駆動する駆動部と、前記発信部及び前記駆動部に電力を供給する電力供給部と、を備える一方で、
   前記超音波受信手段は、前記超音波信号を受信する受信部と、前記受信部が前記超音波信号を受信したか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果が肯定の場合に前記産業車両の運転者に警報を発する警報部と、を備えることを特徴とする作業者検知装置。
2. 前記電力供給部は充電池からなり、
   前記超音波発信手段は、前記頭部保護具に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業者検知装置。
3. 前記発信部は、同一極性で前記超音波信号を発信するように駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業者検知装置。
4. 前記産業車両はフォークリフトであり、前記頭部保護具は前記作業者が着用する作業帽であって、前記超音波発信手段は前記作業帽の頂部に装着されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の作業者検知装置。

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