JP2010020548A - 作業者検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信器が装着される頭部保護具における頂部での軽量化を図ることができる作業者検知装置を提供する。
【解決手段】作業者が着用する作業用帽子２０に超音波送信器３０が装着され、フォークリフトに超音波受信器が設置されている。超音波送信器３０は、超音波振動子５１を有する送信ユニット５０と、バッテリ、および超音波振動子５１を駆動して超音波を発生させる制御回路およびドライバを有する電源ユニット４０とを具備し、送信ユニット５０は、作業用帽子２０の頂部に配置され、電源ユニット４０は作業用帽子２０の下端部に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、産業車両に作業者が接近したことを検知して警報する作業者検知装置に関するものである。

特許文献１において、無線送信機を搬送車両に配置し、予め設定された電波の受信可能な範囲内に搬送車両が接近すると当該電波を受信して警報を行う無線受信機を作業者に所持させるようにしている。

また、特許文献２において、建設機械に赤外線送信機と電波受信機と警報装置が備えられ、一方、作業者のヘルメットに赤外線受信機と電波送信機が備えられている。そして、建設機械の赤外線送信機から赤外線を発しており、建設機械と作業者が所定範囲以内に近接した場合に、作業者のヘルメットの赤外線受信機が建設機械から発光された赤外線を受光して電波送信機より無線電波を発信する。この無線電波を建設機械の電波受信機が受信して警報装置により警報を発する。
特開２００３−３１７１６３号公報 特開平１０−２３７９０６号公報

上記特許文献２においては、ヘルメットの頂部に無線電波発信機が設置されている。一方、フォークリフトの作業においては、室内では作業者は帽子をかぶっていることもあり、作業者が帽子をかぶっていた場合においてもフォークリフトに作業者が接近したことを検知する場合に対応したいというニーズがある。そのためには帽子の頂部での軽量化を図る必要がある。

本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、送信器が装着される頭部保護具における頂部での軽量化を図ることができる作業者検知装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、作業者が着用する頭部保護具に装着された超音波送信器と、産業車両に設置され、前記超音波送信器からの超音波を受信して前記産業車両に前記作業者が接近したことを検知すると警報する超音波受信器と、を備えた作業者検知装置であって、前記超音波送信器は、超音波振動子を有する送信ユニットと、電池、および前記超音波振動子を駆動して超音波を発生させる駆動回路を有する電源ユニットとを具備し、前記送信ユニットは、前記頭部保護具の頂部に配置され、前記電源ユニットは前記頭部保護具の下端部に配置されてなることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、超音波送信器において送信ユニットと電源ユニットに分離し、その送信ユニットと電源ユニットとの重量についての比較において、電源ユニットの方が送信ユニットに比べ重い。送信ユニットは頭部保護具の頂部に配置され、電源ユニットは頭部保護具の下端部に配置されている。これにより、頭部保護具における頂部での軽量化を図ることができる。

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、前記送信ユニットは、複数の超音波振動子を有することを要旨とする。
請求項２に記載の発明によれば、複数の超音波振動子を有するので、より広い範囲に超音波を発信することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の作業者検知装置において、前記電源ユニットは、前記頭部保護具の庇に把持手段により取り付けられていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、把持手段を用いて電源ユニットを頭部保護具の庇に容易に取り付けることができる。

本発明によれば、超音波送信器が装着される頭部保護具における頂部での軽量化を図ることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト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（荷取り作業および荷置き作業）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（前傾および後傾）する。

作業者検知装置Ｋは、超音波送信器３０と超音波受信器７０を備えている。超音波送信器３０は、作業者Ｐ２が着用する頭部保護具としての作業用帽子２０に装着される。超音波受信器７０は、フォークリフト１０に設置され、超音波送信器３０からの超音波を受信して稼働中のフォークリフト１０に対し、運転者Ｐ１以外の作業者Ｐ２が接近したことを検知し警報する。

図２は、作業者検知装置Ｋの超音波送信器３０を装着した作業用帽子２０の斜視図である。図３は、作業者検知装置Ｋの電気的構成を示すブロック図である。図４は超音波送信器３０の背面図であり、図５は超音波送信器３０の側面図である。図６は、超音波送信器３０から超音波が発信される態様を示す平面模式図である。

図３に示すように、超音波送信器３０は、バッテリ４１と制御回路４２とドライバ４３と充電回路４４と超音波振動子（送信素子）５１，５２，５３を備えている。バッテリ４１に制御回路４２およびドライバ４３が接続されるとともに、制御回路４２にドライバ４３が接続されている。充電回路４４により二次電池であるバッテリ４１の充電を行うことができるようになっている。バッテリ４１の電力が制御回路４２とドライバ４３に供給される。制御回路４２とドライバ４３により発振信号が一定間隔で（一定周期で）生成される。この発振信号により超音波振動子５１，５２，５３が駆動されて超音波が一定間隔で発射されることになる。制御回路４２とドライバ４３により、超音波振動子５１，５２，５３を一定間隔で駆動して超音波を発生させる駆動回路が構成されている。

超音波送信器３０は、電源ユニット４０と送信ユニット５０に分離されている。電源ユニット４０は、バッテリ４１と制御回路４２とドライバ４３と充電回路４４とがその構成部品であり、送信ユニット５０は超音波振動子５１，５２，５３がその構成部品である。

図２に示すように、送信ユニット５０は、作業用帽子２０の頂部に配置され、電源ユニット４０は作業用帽子２０の下端部に配置されている。詳しくは、作業用帽子２０は、作業者の頭部が入る本体部２１の下端前部には庇２２が設けられ、作業用帽子２０の本体部２１の頂部に送信ユニット５０が配置され、本体部２１の後ろの下端部には電源ユニット４０が配置されている。

送信ユニット５０は、超音波振動子５１，５２，５３がパッケージングされている。詳しくは、送信ユニット５０の本体ケース５４内には、図４，５に示すように、超音波を発信する３つの超音波振動子５１，５２，５３が収容されている。３つの超音波振動子５１，５２，５３は、図６に示すように、作業者Ｐ２の作業用帽子２０を中心に超音波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、各超音波振動子５１，５２，５３における超音波の発信方向が、略１２０度ずれるように配置されている。このように送信ユニットを構成すれば、各超音波振動子５１，５２，５３から発信される超音波の指向性が強くても、３つの超音波振動子５１，５２，５３が放射状に配置されることで、送信ユニット５０からは全方位に向けて超音波が発信されることになる。その結果、受信器では、送信器を有する作業者の向きに影響されることなく、送信器の発信する超音波を受信し得る。

図２，４，５に示すように、送信ユニット５０からは接続ケーブル６０が延びている。接続ケーブル６０の先端にはピンジャック６１が設けられ、ピンジャック６１が電源ユニット４０のケース４６に嵌入されている。これにより、図３のドライバ４３に接続ケーブル６０を介して送信ユニット５０の超音波振動子５１，５２，５３が接続されている。

一方、図２の送信ユニット５０の本体ケース５４の下面には両面テープ５５によりワンタッチテープ５６が取り付けられている。作業用帽子２０の頂部にはワンタッチテープ２３が縫い付けられている。そして、送信ユニット５０の本体ケース５４に設けたワンタッチテープ５６と、作業用帽子２０に設けたワンタッチテープ２３が当接して係止されている。一対のワンタッチテープ５６，２３は着脱自在である。

図２において、電源ユニット４０のケース４６は箱型をなしている。ケース４６内に、図３のバッテリ４１と制御回路４２とドライバ４３と充電回路４４とが収納されている。図２に示すように、箱型のケース４６がホルダ４５の本体部４５ａに収納され、抜け止め部材４５ｂによりケース４６が本体部４５ａから脱落しないようになっている。ケース４６にはパイロットランプ４７が設けられ、パイロットランプ４７はバッテリ４１が十分に充電されていると点灯する。電源ユニット４０のホルダ４５の一側面にはワンタッチテープ４８が取り付けられている。一方、作業用帽子２０の下端部にはワンタッチテープ２４が縫い付けられている。そして、電源ユニット４０のホルダ４５に設けたワンタッチテープ４８と、作業用帽子２０に設けたワンタッチテープ２４が当接して係止されている。一対のワンタッチテープ２４，４８は着脱自在である。

なお、各超音波振動子５１，５２，５３の発信する超音波（信号）は、図６に示すように楕円状に広がる。そして、各超音波振動子５１，５２，５３は、各超音波が全方位に向けて発信されるために隣り合う超音波振動子の発信する超音波同士の一部が重なり合うように配置される。各超音波振動子５１，５２，５３の超音波の強さは、設定する検知範囲としての発信領域の大きさ、即ち、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、超音波送信器３０のユニット４０，５０は、作業者Ｐ２の作業用帽子２０に対して、ワンタッチテープ２３，２４，４８，５６により、着脱自在に装着されているので、作業用帽子２０と超音波送信器３０（ユニット４０，５０）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、超音波送信器３０は、各超音波振動子５１，５２，５３が超音波を発信するための駆動力（電力）をケース４６内のバッテリ４１から得ているので、バッテリ４１の充電は作業用帽子２０から超音波送信器３０を取り外して行い得る。また、作業用帽子２０の修理（処分も含む）や洗濯についても、作業用帽子２０から超音波送信器３０（ユニット４０，５０）を取り外して行い得る。

一方、フォークリフト１０に装着される超音波受信器７０は、図３に示すように、超音波を受信する２つの受信素子７１，７２と、受信素子７１，７２で受信した超音波（信号）を増幅させる２つの増幅器７３，７４と、信号判定回路７５と、警報器７６を備えている。信号判定回路７５は、増幅器７３，７４を介して入力する受信素子７１，７２が受信した超音波のレベルを判定し、予め定めた閾値を超えるレベルの超音波を受信している場合に、当該超音波を超音波送信器３０が送信した超音波と判定する。警報器７６は、信号判定回路７５が予め定めた閾値を超えるレベルの超音波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Ｐ１に警報する。

受信素子７１は、増幅器７３とともに、図１に示すようにフォークリフト１０のヘッドガード１３ａの後部に装着される。受信素子７２は、増幅器７４とともに、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。これにより、受信素子７１は、フォークリフト１０の後方側において超音波送信器３０の発信する超音波の受信が可能であり、受信素子７２は、フォークリフト１０の前方側において超音波送信器３０の発信する超音波の受信が可能である。よって、受信素子７１と受信素子７２により、フォークリフト１０の全方位における超音波の受信が可能とされている。

図３の警報器７６は、信号判定回路７５とともに、フォークリフト１０のヘッドガード１３ａから下方に延在するリアピラー１３ｂに装着される。なお、信号判定回路７５および警報器７６は、超音波受信器７０の専用部品として構成されていてもよいし、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よい。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７５として兼用されていてもよいし、ホーン、安全灯または表示装置が警報器７６として兼用されていてもよい。

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の作業用帽子２０に装着した超音波送信器３０は、電源ユニット４０の制御回路４２とドライバ４３により発信信号が一定間隔で（一定周期で）生成され、この発信信号により送信ユニット５０の各超音波振動子５１，５２，５３が駆動されて超音波を発信する。各超音波振動子５１，５２，５３の発信した超音波は、図６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の周囲には超音波が発信された発信領域が形成される。発信領域は、フォークリフト１０に設置した超音波受信器７０（受信素子７１，７２）によって超音波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に設置した超音波受信器７０の信号判定回路７５は、受信素子７１，７２を介して入力する超音波（信号）のレベルを判定する。そして、信号判定回路７５は、超音波送信器３０を装着した作業者Ｐ２がフォークリフト１０に接近することにより、受信素子７１，７２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７５は、超音波（信号）を入力したことを示す信号を警報器７６に出力する。そして、警報器７６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。

以上のように、超音波送信器を送信ユニット５０と電源ユニット４０とに分離した構造とし、作業用帽子２０の頂部には送信ユニット５０のみを取り付けるとともに、主要重量物である電源ユニット４０は専用のホルダ４５にて作業用帽子２０の下端部（縁）の邪魔にならない別位置に取り付けた。よって、送信ユニット５０は超音波振動子５１〜５３のみで構成し軽量化を図ることで、作業用帽子２０の頂部への取付時にも変形や陥没が発生せず、作業者Ｐ２の周囲への超音波放射が可能となる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）超音波送信器３０は、超音波振動子５１〜５３を有する送信ユニット５０と、バッテリ４１、および超音波振動子５１〜５３を駆動して超音波を発生させる制御回路４２およびドライバ４３を有する電源ユニット４０とを具備し、送信ユニット５０は、作業用帽子２０の頂部に配置され、電源ユニット４０は作業用帽子２０の下端部に配置されている。このように、超音波送信器３０において送信ユニット５０と電源ユニット４０に分離し、その送信ユニット５０と電源ユニット４０との重量についての比較において、電源ユニット４０の方が送信ユニット５０に比べ重い。送信ユニット５０は作業用帽子２０の頂部に配置され、電源ユニット４０は作業用帽子２０の下端部に配置されているので、作業用帽子２０における頂部での軽量化を図ることができる。

また、制御回路４２とドライバ４３とバッテリ４１とを有する電源ユニット４０と、送信ユニット５０とを分離構造とすることで、各ユニット４０，５０の小型化を図り、作業用帽子２０からの飛出し量を最小限に抑えることができる。詳しくは、超音波振動子５１〜５３、制御回路４２、ドライバ４３、バッテリ４１を、一つのケースに収納する構造であると、送信器自体が大きくなり、作業用帽子２０に取付ける場合、表面からの飛出し量が大きくなるが、本実施形態では、超音波送信器を分離構造とすることで小型化を図ることができ、作業用帽子２０からの飛出し量を最小限に抑えることができる。また、接近検出用超音波を作業者Ｐ２の周囲に放射する必要があるため、超音波送信器の取付位置が頭頂部に限られてしまうが、本実施形態では取付位置の自由度が増す。さらに、超音波送信器を作業用帽子２０の頂部に取付けた場合、超音波送信器の重さで作業用帽子２０の変形や陥没が起こり、作業用帽子２０による超音波遮蔽が発生し作業者Ｐ２の周囲に超音波が放射されない場合があるが、本実施形態では送信ユニット５０は小型・軽量なので、作業用帽子２０に取り付けた時にも変形や陥没が発生せず、作業者の周囲に超音波を発射することができる。

（２）送信ユニット５０は、複数の超音波振動子５１〜５３を有するので、より広い範囲に超音波を発信することができる。
（３）電源ユニット４０に設ける電池（バッテリ４１）は二次電池を用いたので、一次電池を用いる場合に比べ小型・軽量化が図られる。即ち、例えば、作業者Ｐ２が毎朝の作業前に二次電池を充電することにより電池自体は小型軽量なものでよくなる。

上記実施形態に限定されることなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図７に示すように、作業用帽子２０の下端部に位置する庇２２に電源ユニット４０を配置してもよい。ここで、電源ユニット４０は、作業用帽子２０の庇２２に把持手段としてのクリップ（４９ａ，４９ｂ）により取り付けられている。詳しくは、ケース４６がクリップ付きホルダ４９に収納され、かつ、抜け止め部材４９ｃで抜けが防止されている。ホルダ４９は本体部４９ａに対し挟持片４９ｂが対向し、かつ、本体部４９ａに接近する方向に付勢されている。

このように、電源ユニット４０のホルダ４９に、把持手段としてのクリップ（４９ａ，４９ｂ）を設置することにより、電源ユニット４０を作業用帽子２０の庇２２に容易に取り付けることができる。また、図２における作業用帽子２０側とホルダ４５側へのワンタッチテープ２４，４８を不要にすることができる。さらに、各人の好みに合わせて取付位置の変更・調整を容易に行うことが可能となる。

・図１のフォークリフト１０に対する超音波受信器７０の受信素子７１，７２の設置箇所や設置個数を変更してもよい。例えば、マスト１６に対しては左右の何れのマスト１６に設置してもよいし、両方のマスト１６に設置してもよい。また、ヘッドガード１３ａに対しては後部に加えて、側部にも受信素子を設置してもよい。

・送信ユニット５０に超音波振動子（５１，５２，５３）を３つ設けたが、超音波振動子の数は、例えば、１つでも、２つでも、４つ以上でもよい。
・バッテリ（二次電池）４１に代わり充電不能な一次電池を用いてもよい。この場合、電源ユニット４０の充電回路４４は不要となる。

・作業用帽子２０に対して送信ユニット５０および電源ユニット４０を着脱不能に装着してもよい。
・送信ユニット５０および電源ユニット４０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よい。

・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よい。

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。 超音波送信器を装着した作業用帽子の斜視図。 作業者検知装置の電気的構成を示すブロック図。 超音波送信器の背面図。 超音波送信器の側面図。 超音波送信器から超音波が発信される態様を示す平面模式図。 別例の超音波送信器の斜視図。

符号の説明

１０…フォークリフト、２０…作業用帽子、２２…庇、３０…超音波送信器、４０…電源ユニット、４１…バッテリ、４２…制御回路、４３…ドライバ、４９ａ…本体部、４９ｂ…挟持片、５０…送信ユニット、５１，５２，５３…超音波振動子、７０…超音波受信器、Ｋ…作業者検知装置、Ｐ２…作業者。

Claims (3)

1. 作業者が着用する頭部保護具に装着された超音波送信器と、
   産業車両に設置され、前記超音波送信器からの超音波を受信して前記産業車両に前記作業者が接近したことを検知すると警報する超音波受信器と、
   を備えた作業者検知装置であって、
   前記超音波送信器は、超音波振動子を有する送信ユニットと、電池、および前記超音波振動子を駆動して超音波を発生させる駆動回路を有する電源ユニットとを具備し、
   前記送信ユニットは、前記頭部保護具の頂部に配置され、前記電源ユニットは前記頭部保護具の下端部に配置されてなる
   ことを特徴とする作業者検知装置。
2. 前記送信ユニットは、複数の超音波振動子を有す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. 前記電源ユニットは、前記頭部保護具の庇に把持手段により取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の作業者検知装置。

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