JPH10203799A - 障害物近接検出装置付ヘルメット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、障害物が近接していることを検出
して、作業者に報知することを目的とする。 【解決手段】 近接センサーと、当該近接センサーから
の信号を受けて近接センサーに障害物が所定の範囲内に
近接していることを判別して判別信号を出力する判別手
段、および判別信号を受けて警報する警報手段を保安ヘ
ルメットに取付けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、障害物近接検出装
置付ヘルメットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業現場で作業する時には、作業者は、
保安用ヘルメットの着用が義務付けられており、作業現
場での落下物による不慮の事故防止に役立てている。と
ころで作業現場での作業に、高所での作業がある。通常
高所での作業は、足場を組み立てて行う作業と、高所作
業車を利用して行う作業があるが、近年短期に行う高所
作業では足場を組立ずに高所作業車を利用して行う高所
作業が普及してきている。

【０００３】高所作業に使用される高所作業車の例とし
て図７に図示するような高所作業車Ａがある。この高所
作業車は、車両１上に起伏自在なブーム２の先端部にバ
ケット３を備え、作業者は高所作業車Ａのバケット３に
搭乗し、バケット３上に配置した操作装置４を操作して
バケット３を高所の作業位置に移動させ作業を行うもの
である。勿論バケット３に搭乗して高所作業する場合も
作業者は、保安用ヘルメットを着用して作業することが
義務付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バケット３
上に搭乗して操作装置４を操作してバケット３を移動さ
せている時に、障害物に近接しこの障害物とバケット３
間に作業者が挟まれる事故が多発している。特に、作業
者の死角となる方向に高所作業車Ａを移動させている時
にこうした事故が発生する。例えば図７のように作業者
が操作している方向の後方向に高所作業車Ａを走行移動
させたり、上方にバケット３を移動させる時に移動方向
が作業者にとって死角となり、障害物が近接しているに
もかかわらずその方向にバケット３を移動させてしまっ
て障害物とバケット３間に作業者が挟まれる事故が発生
するのである。本発明は、このような事故を未然に防止
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の障害物近接検出装置付ヘルメットは、近接
センサーと、当該近接センサーからの信号を受けて近接
センサーに障害物が所定の範囲内に近接していることを
判別して判別信号を出力する判別手段、および判別信号
を受けて警報する警報手段を保安用ヘルメットに取付け
たことを特徴とするものである。また、請求項２に係る
発明は、前記近接センサーをヘルメットに複数取付け、
前記判別手段はすくなくとも複数の近接センサーのうち
の一つに障害物が所定の範囲内に近接していることを判
別した時に判別信号を出力するように構成したことを特
徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の障害物近接検出装置
付ヘルメットの実施の形態について図１〜図２に基づい
て説明する。図１において、１０は、保安用ヘルメット
であり、当該ヘルメット１０には、頂部、後部、両側方
部にそれぞれ近接センサー（超音波センサー、光電セン
サー等）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを取付けてい
る。近接センサーとしては最近超音波センサーが特に利
用されているので以下の説明では近接センサーに超音波
センサーを用いた場合について説明する。

【０００７】一般に超音波センサーは、送信時には圧電
セラミック振動子に交流電圧を印加することにより機械
的振動を発生させて超音波を放出し、逆に受信時には圧
電セラミック振動子に物体からの反射波による機械的振
動が加えられ交流電圧を発生するようになっている。そ
して物体までの距離を求めるために、超音波を放出した
時から反射による超音波を受信するまでの時間を計測す
ることで物体までの距離を求めるようにすることが知ら
れている。ここで超音波センサーは、所定の幅（上下及
び左右方向の幅）を以て放出並びに反射波を検出するも
のであるから、障害物の感知範囲は上下及び左右方向に
範囲を以ており、この範囲内に障害物が位置すると超音
波センサーで障害物が近接していることを検出できるも
のである。

【０００８】１２は、警報ユニットであって、判別手段
１３と警報手段１９からなっている。判別手段１３は、
検出距離調整装置１３ａと判別装置１３ｂを備えてい
る。検出距離調整装置１３ａは、超音波センサー１１と
障害物までの距離（例えば０．５ｍ〜２ｍの範囲）を設
定する装置であって、作業者が手動で任意に設定するよ
うにした装置で、設定した距離に関連した電圧値が出力
されるようにしてある。判別装置１３ｂは、それぞれの
超音波センサー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからの
信号を受けてそれぞれの超音波センサー１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄに障害物が所定の範囲（距離）内に
近接していることを判別して判別信号を出力する装置で
あり、各超音波センサー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１
ｄに対応して配置した交流電圧発生器１４ａ，１４ｂ，
１４ｃ，１４ｄと、受波器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１
５ｄと、距離算出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
と、比較器１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ、およびＯ
Ｒ回路１８で構成している。

【０００９】すなわち、交流電圧発生器１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄは、それぞれの超音波センサー１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの圧電セラミック振動子に
交流電圧を印加して超音波を発生させる。受波器１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、障害物からの反射波を
受けて超音波センサー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
の圧電セラミック振動子に機械的振動による交流電圧を
発生させプリアンプで増幅させて超音波をそれぞれ受波
する。距離算出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、
それぞれの交流電圧発生器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１
４ｄとそれぞれの受波器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄからの信号を受けてそれぞれの交流電圧発生器１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが超音波センサーの圧電セ
ラミック振動子に交流電圧を印加した時からそれぞれの
受波器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで受波するまで
の時間を計測して障害物までの距離を電圧値としてそれ
ぞれ算出する。比較器１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ
は、それぞれの距離算出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１
６ｄで求めた距離に想到する電圧値が検出距離調整装置
１３ａで設定された距離の電圧値に達していると信号を
それぞれ出力する。ＯＲ回路１８は、比較器１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７ｄのすくなくとも１つの比較器から
信号が出力されると判別信号が出力される。

【００１０】なお、本発明の障害物近接検出装置付ヘル
メットには、複数の超音波センサー１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄを配置するにあたって、隣の超音波センサ
ーから発生した超音波による反射波を受波しないように
各超音波センサー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの方
向を違えて配置しているが、隣の超音波センサーから発
生した超音波による反射波を受波して誤検出をする可能
性があることから、誤検出をしないように次のような処
置を施してある。すなわち、各交流電圧発生器１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの発生する交流電圧の周波数は
少し違えてあり、それぞれの超音波センサー１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄの圧電セラミック振動子から放出
する超音波は周波数が異なっている。また、受波器１４
ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂでは、受波する超音波セン
サーから発生した超音波だけを検出するよう受波した超
音波の周波数を判別し、異なる周波数であれば距離算出
器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに信号を出力せず合
致する周波数の時のみ信号を出力する周波数判別回路
（図示していない）を備えている。

【００１１】警報手段１９は、警音器１９ｂと判別装置
１３ｂからの判別信号を警音器１９ｂを動作させるドラ
イブ１９ａとからなっている。ドライブ１９ａには、警
音器１９ｂを動作させる時に当該信号で外部制御装置を
動作させることができるよう、外部出力端子１９ｃが設
けられている。この外部出力端子１９ｃは図３に図示す
るように高所作業車の油圧回路に関係させ、障害物が所
定の範囲内に近接した時に高所作業車の動作を停止させ
るようにするものである。

【００１２】外部出力端子１９ｃは、高所作業車に設け
られた外部制御入力端子１９ｄに接続され、警音器１９
ｂが動作した時にリレー２０を動作させる。当該リレー
２０の動作によりリレー２０の常開接点２０ａは閉じ
て、高所作業車のメインリリーフ弁２１のベント室とタ
ンク２２間に介装されたソレノイド開閉弁２３を作動さ
せ、メインリリーフ弁２１のベント室とタンク２２間が
連通され油圧ポンプ２３からの吐出油をタンク２２に帰
還させ高所作業車の動作を不能にするようになってい
る。警音器１９ｂが動作していない時は、メインリリー
フ弁２１のベント室とタンク２２間が遮断されており、
高所作業車は動作可能の状態となる。

【００１３】このように構成された本願発明の障害物近
接検出装置付ヘルメットは、次のように作用する。作業
者は障害物近接検出装置付ヘルメットを着用する前に検
出距離調整装置１３ａを手動調整して障害物が近づいた
時に警報する距離を設定する。その後障害物近接検出装
置付ヘルメットを着用して高所作業車Ａのバケット３に
搭乗し、操作装置４を操作してバケット３を高所の作業
位置に移動させ作業を行う。いま高所作業車Ａを前進さ
せてバケット３を前方移動させている時に、障害物が前
方より近接（作業者は後向きになつて操作装置４を操作
しており、作業者の後方より障害物が迫ってきてい
る。）してきたとする。作業者は気がつかなくても、保
安用ヘルメット１０に配置した超音波センサー１１ｂが
所定範囲内に障害物が近接したことを検出する。

【００１４】すなわち、交流電圧発生器１４ｂの交流電
圧を印加されて超音波センサー１１ｂの圧電セラミック
振動子から発生する超音波は、障害物に反射されて反射
波として受波し、超音波センサー１１ｂの圧電セラミッ
ク振動子により交流電圧を発生する。この交流電圧の信
号を受けた受波器１５ｂでは、超音波センサー１１ｂか
ら発した超音波の反射波であることを周波数判別回路で
確認し、周波数が合致すれば信号を距離算出器１６ｂに
送る。

【００１５】距離算出器１６ｂは、交流電圧発生器１４
ｂと受波器１５ｂからの信号を受けて交流電圧発生器１
４ｂが超音波センサーの圧電セラミック振動子に交流電
圧を印加した時から受波器１５ｂで受波するまでの時間
を計測して障害物までの距離を電圧値として算出する。
比較器１７ｂは、距離算出器１６ｂで求めた距離に想到
する電圧値が検出距離調整装置１３ａで設定された距離
の電圧値に達しているかどうかを比較し、達していると
信号をＯＲ回路１８に出力する。ＯＲ回路１８は、比較
器１７ｂの信号が出力されると判別信号がドライブ１９
ａに出力され、ドライブ１９ａにより警音器１９ｂを動
作させる。

【００１６】かくして、作業者は警音器１９ｂの動作に
より障害物が近接していることに気付き、高所作業車Ａ
の前方移動操作を中止し、障害物とバケット３との間に
挟まれる等の事故を未然に防止できるものである。ま
た、高所作業車Ａに図３に図示するような構成を備え、
制御出力端子１９ｃに外部制御入力端子１９ｄを接続し
ておけば、作業者が高所作業車Ａの前進操作を中止しな
くとも自動的に高所作業車Ａの動作を停止することがで
きる。高所作業車Ａの動作停止については先にも説明し
たのでここでは詳細な説明は省略する。

【００１７】なお、上記実施例の説明では、高所作業車
Ａのバケット３に作業者が搭乗し、バケット３の移動に
伴って障害物に近接して行く場合を説明したが、本願発
明の障害物近接検出装置付ヘルメットは、バケット３が
停止した状態で障害物が近接してくる場合、また作業者
が障害物に近づいて行く場合等、いずれの場合であって
も障害物が近接していることを作業者に知らせしめるこ
とができる。

【００１８】次に、本願発明の他の実施の形態について
以下に説明する。図４に図示する障害物近接検出装置
は、図２に図示し説明した障害物近接検出装置の警報手
段に送信器２５およびアンテナ２８を追加したものであ
る。そして図２では図示を省略したが、２６は警報ユニ
ット１２の電源であり、２７は電源スイッチである。送
信器２５では電源スイッチ２７をＯＮにするとアンテナ
２８より信号を重畳した電波を発するようになってい
る。但し、障害物が近接して警音器１９ｂが動作した
時、ドライブ１９ａから信号を受けると、電源スイッチ
２７をＯＮにしているにもかかわらずアンテナ２８より
信号を重畳した電波を発しないようにしてある。

【００１９】一方高所作業車Ａでは、図５に図示するよ
うに、送信器２５の電波を受信するアンテナ２９と電波
を受信し電波に重畳した信号を取り出す受信器３０を備
え、受信器３０で電波に重畳した信号を取り出した時に
受信器３０から信号を受けてリレー３１を作動させる。
リレー３１作動により、リレー３１の常閉接点３１ｂを
開き前記高所作業車のメインリリーフ弁２１のベント室
とタンク２２間に介装されたソレノイド開閉弁２３を作
動させないで、メインリリーフ弁２１のベント室とタン
ク２２間が遮断され、高所作業車の動作を可能にする。
逆に、受信器３０で電波に重畳した信号を受信しない
と、リレー３１が作動しないで、常閉接点３１ｂが閉じ
てソレノイド開閉弁２３が作動し、メインリリーフ弁２
１のベント室とタンク２２間が連通して高所作業車の動
作を不能にする。

【００２０】このように構成することにより、高所作業
車Ａは受信器３０で電波に重畳した信号を取り出しリレ
ー３１を作動させていないと、動作させることができな
い。すなわち、障害物近接検出装置の電源スイッチ２７
をＯＮにし、アンテナ２８より信号を重畳した電波を発
していなければ高所作業車Ａを動作させることができな
くしているものである。そして障害物が近接して警音器
１９ｂが動作した時には、送信器２５より信号を重畳し
た電波を発しないものであるから、高所作業車Ａの動作
は停止する。したがって、本願発明の障害物近接検出装
置付ヘルメットを着用して障害物近接検出装置を作動さ
せた状態でないと高所作業車Ａを動作させることができ
なくしてあるものであるから、安全に作業することを義
務付けるようにしたものであると言える。

【００２１】更に本願発明の他の実施の形態を図６に図
示し説明する。図６に図示する障害物近接検出装置は、
図２に図示して説明した障害物近接検出装置とは、どの
方向から障害物に接近しているか作業者に知らせるよう
にした点で相違している。すなわち、音声選択器３３
と、音声合成器３４と、ドライブ３５、およびスピーカ
３６からなる警報手段３２を配置し、複数配置した超音
波センサーのうちどの超音波センサーが障害物の近接を
検出したかを当該警報手段３２により判別できるように
したものである。

【００２２】例えば、上方に位置する障害物に近接して
いる場合、保安用ヘルメット１０の上方に配置した超音
波センサー１１ａにより上方に位置する障害物に近接し
ていることを比較器１７ａが信号を出力すると、音声選
択器３３は音声合成器３４より予め記憶している「上方
に障害物あり、危険です。」の音声を選択し、この音声
をドライブ３５に出力する。ドライブ３５からの信号を
受け、スピーカ３６からは上記音声を出力し、作業者に
知らせしめる。同様に他の超音波センサーが検出した時
も音声合成器３４に記憶してある障害物の接近する方向
の音声を選択して音声で知らせしめるものである。

【００２３】このようにすることで作業者に危険が迫っ
ている方向を即知らせることができる。また、保安用ヘ
ルメットは着用方向が決まっているものであるから、作
業者がいかなる姿勢を取っても障害物の接近する方向は
作業者自身を基準とすることができるので、音声により
知らせる方向と障害物の接近する方向は常に合致させる
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の如く構成し作用する本発明の障害
物近接検出装置付ヘルメットは、障害物に近接して作業
者が障害物に当接したり、作業者が高所作業車のバケッ
トと障害物間に挟まれたりする事故を未然に防止するこ
とができ、安全に作業をすることを可能にするものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の障害物近接検出装置付ヘルメットを説
明する説明図である。

【図２】本発明の障害物近接検出装置を説明する説明図
である。

【図３】本発明の障害物近接検出装置を高所作業車の油
圧回路に関係させた説明図である。

【図４】本発明の障害物近接検出装置の他の実施形態を
説明する説明図である。

【図５】本発明の障害物近接検出装置を高所作業車の油
圧回路に関係させた他の実施形態の説明図である。

【図６】本発明の障害物近接検出装置の他の実施形態を
説明する説明図である。

【図７】高所作業車で作業する場合を説明する説明図で
ある。

【符号の説明】

１１ａ 近接センサー（超音波センサー） １１ｂ 近接センサー（超音波センサー） １１ｃ 近接センサー（超音波センサー） １１ｄ 近接センサー（超音波センサー） １３ 判別手段 １４ 警報手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 近接センサーと、当該近接センサーから
   の信号を受けて近接センサーに障害物が所定の範囲内に
   近接していることを判別して判別信号を出力する判別手
   段、および判別信号を受けて警報する警報手段を保安用
   ヘルメットに取付けたことを特徴とする障害物近接検出
   装置付ヘルメット。
2. 【請求項２】 前記近接センサーをヘルメットに複数取
   付け、前記判別手段はすくなくとも複数の近接センサー
   のうちの一つに障害物が所定の範囲内に近接しているこ
   とを判別した時に判別信号を出力するように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の障害物近接検出装置付ヘ
   ルメット。