JP6906757B2 - 安全帯使用状況確認システム - Google Patents

Description

本発明は、高所作業時に使用される安全帯の使用状況を確認できる安全帯使用状況確認システムに関するものであり、より詳しくは、フックを現場の固定部に係止したか否かを検出できるようにした安全帯使用状況確認システムに関するものである。

一般に、工事現場や電柱、鉄塔などの高所の作業を行う場合、作業者の落下を防止するための安全帯が使用される。この安全帯は、作業者の胴回りに装着される胴ベルトやハーネスなどの装着体と、その装着体からＤ環や巻取器、ショックアブソーバー、伸縮調整器を介して取り付けられるロープと、そのロープの先端側に取り付けられるフックなどを備えて構成されており、このフックを作業現場の手摺やワイヤー、親綱、係止具などの固定部に係止させることで、未然に落下を防止できるようにしたものである。

ところで、近年、このような安全帯において、作業者が高所から落下したことを検出できるようにしたものとして、特許文献１に記載されるシステムが提案されている。

このシステムは、安全帯のフック側に荷重検出センサーを取り付け、この荷重検出センサーによって所定値以上の荷重が検出された場合に、作業者が落下したと判断して通知できるようにしたものである。このようなシステムを用いれば、作業者が落下した際に、いち早く救助に掛け付けることができ、作業者を迅速に救助することが可能になる。

しかしながら、このようなシステムを用いたとしても、作業者がそもそも安全帯を装着していない場合や、フックを固定部に係止していない場合は、高所から落下したこと自体を検出することができない。

そこで、作業者が安全帯を確実に装着したか否かを検出できるようにしたものとして、特許文献２などに示すようなものが提案されている。

このシステムは、作業者の身体に装着されるベルトに、電磁誘導センサー、圧力センサー、加速度センサーなどを取り付け、これを用いて、安全帯が身体に装着されたか否かを検出できるようにするとともに、あらかじめピッキングリフトやハシゴ車などの固定部に取り付けられたロープをフックを介して身体のベルトに係止させ、その際に、電磁結合や電気配線の回路結合から、フックがベルトに係止されたか否かを検出できるようにしたものである。このようなシステムを用いれば、作業者が安全帯を装着したか否かを検出することができるとともに、フックを装着体に係止して作業しているか否かについても判断することができるようになる。

特開２０１１−１０４３３９号公報 特開平１０−３３７３３６号公報

しかしながら、このような特許文献２に記載されるようなシステムは、ピッキングリフトやハシゴ車などのような固定された場所にあらかじめロープを取り付けておき、これをフックを介して身体側のベルトに係止させるようにしたものであるため、例えば、足場を使って広範囲を動き回るような作業現場で使用する場合、あらかじめロープを至る所に取り付けておかなければならないため現実的でない。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、広範囲を動き回るような作業現場においても、作業者がフックを係止したか否かなどの使用状況を検出できるようにして、高所からの落下を未然に防止できるようにした安全帯使用状況確認システムを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、作業者の身体に装着される装着体と、当該装着体に連結されるロープと、当該ロープの他端側に取り付けられるフックとを有してなる安全帯を備えた安全帯使用状況確認システムにおいて、前記フックに加速度センサーを取り付け、当該加速度センサーからの出力によってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出する係止検出手段を設け、前記フックが装着体から離脱されたことを検出する離脱検出センサーを設け、当該離脱検出センサーによって装着体からフックが離脱されたことを検出した場合に、前記係止検出手段を用いて、前記加速度センサーによってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出するようにしたものである。

また、このような発明において、前記係止検出手段が、フックの平面方向下向きに沿って所定値以上の加速度が加速度センサーで検出された場合に、フックが作業現場の固定部に係止されたと判断するようにする。

さらに、あらかじめ作業パターンに応じた係止パターンを記憶させておき、当該記憶された係止パターンの基準値と前記係止検出手段でフックが係止された係止状態と比較し、当該比較された結果を出力するようにする。

本発明によれば、作業者の身体に装着される装着体と、当該装着体に連結されるロープと、当該ロープの他端側に取り付けられるフックとを有してなる安全帯を備えた安全帯使用状況確認システムにおいて、前記フックに加速度センサーを取り付け、当該加速度センサーからの出力によってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出する係止検出手段を設け、前記フックが装着体から離脱されたことを検出する離脱検出センサーを設け、当該離脱検出センサーによって装着体からフックが離脱されたことを検出した場合に、前記係止検出手段を用いて、前記加速度センサーによってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出するようにしたので、フックに取り付けられた加速度センサーの出力によって、フックを固定部に係止したか否かを検出することができるようになり、高所からの落下を未然に防止することができるようになる。また、フックを装着体に係止させて動き回る状態と、フックを作業現場の固定部に係止させる状態とを明確に区別することができ、固定部へのフックの係止を確実に検出することができるようになる。

本発明の一実施の形態における安全帯使用状況確認システムの概略図 同形態における機能ブロック図 同形態におけるフックの構成を示す図 同形態における加速度センサーによって検出された波形と磁気センサーによって検出された波形を示す図 同形態における係止されたタイミングを示す図 同形態における作業パターンを示す図 同形態における安全帯使用状況確認システムのフローチャート

以下、本発明の安全帯使用状況確認システム１について、図面を参照しながら説明する。

この実施の形態における安全帯使用状況確認システム１は、工事現場の足場などを移動しながら作業する際に用いられるものであって、図１に示すように、作業者の身体に装着される装着体３と、この装着体３に連結されるロープ４と、そのロープ４の先端側に取り付けられたフック５とを有する安全帯２やサーバー７などを備えて構成されている。そして、特徴的に、本実施の形態では、加速度センサー６ａをフック５に取り付けるとともに、その加速度センサー６ａからの出力によってフック５を固定部８に係止させたか否かを検出する係止検出手段７１（図２参照）などを備えて構成されている。以下、本実施の形態における安全帯使用状況確認システム１について詳細に説明する。

まず、作業者の身体に装着される装着体３は、作業者の胴回りに装着される胴ベルト３１や、肩・胸回りに装着されるハーネス３２などによって構成されるものであって、その胴ベルト３１やハーネス３２に設けられたバックルなどを用いて身体に密着させるように取り付けられる。この装着体３には、安全帯２のフック５を係止させるための係止部３４が取り付けられており、この係止部３４にフック５を取り付けて移動できるようになっている。

ロープ４は、落下の際の荷重に耐えられる強度を有する紐や帯などで構成されるものであって、ハーネス３２の背中などに取り付けられた図示しないＤ環や、巻取器、ショックアブソーバー、伸縮調節器などを介して取り付けられる。

フック５は、このロープ４の他端側にユニバーサルジョイントやジョイント環などのジョイント部４１を介して、あるいは、直接的に取り付けられるものであって、図３に示すように、フック本体５ａと、センサー取付部５ｂを備えて構成される。このうち、フック本体５ａは、鉤状に構成された鉤状本体５１と、その鉤状本体５１の開口部を開閉する片開翼５２ａと、その片開翼５２ａを不意に開かせないようにするための補助翼５２ｂなどを備えて構成されており、フック５を固定部８（図１参照）に係止させる場合には、図示しないバネの力に抗して片開翼５２ａと補助翼５２ｂを同時に内側に寄せるように回動させ、片開翼５２ａの規制部５３を補助翼５２ｂから離間させるようにする。これによって、片開翼５２ａが鉤状本体５１の内側に回動し、固定部８にフック本体５ａを係止させることができるようになる。このようにして、フック本体５ａを固定部８に係止させると、バネの力によって片開翼５２ａや補助翼５２ｂが元の位置に戻り、これによって、片開翼５２ａの規制部５３が補助翼５２ｂに当接した状態で固定されるため、片開翼５２ａが不意に開かないようになる。

一方、センサー取付部５ｂは、フック本体５ａの基端部に対して、ピンを介して固定されるものであって、内側に加速度センサー６ａを有するボックス６０を取り付けるための開口部５４を設けるようにしている。このセンサー取付部５ｂは、フック本体５ａに沿った平面、すなわち、鉤状本体５１や片開翼５２ａ、補助翼５２ｂを含む平面に沿って設けられており、ここに加速度センサー６ａを取り付けることで、フック５の係止方向の加速度を特定して係止状態を検出できるようにしている。すなわち、この加速度センサー６ａがフック本体５ａに対して紐などを介して揺動可能に取り付けられていると、歩行時などに加速度センサー６ａが種々の方向に振れてしまい、フック５を固定部８に係止した際に掛かる加速度の方向を特定することが難しくなる。このため、この実施の形態では、フック本体５ａに対して加速度センサー６ａを固定して取り付けるようにしている。

この加速度センサー６ａは、ＸＹＺ軸方向の加速度を検出できるようにしたものであって、バッテリーを内蔵するボックス６０内に取り付けられる。このボックス６０には、この加速度センサー６ａのほか、磁気センサーやジャイロセンサーなどが取り付けられており、これらのセンサーを用いて作業者の状態を検出できるようにしている。

この加速度センサー６ａによって検出された加速度は、図１や図２に示すように、無線によってサーバー７側に送信され、そのサーバー７の係止検出手段７１を用いて固定部８への係止状態が判断される。なお、ここでは、サーバー７の係止検出手段１７を用いて係止状態を検出できるようにしているが、加速度センサー６ａが取り付けられているボックス６０内で係止状態を判断できるようにしてもよい。

次に、この係止状態を判断する係止検出手段７１の構成について説明する。

通常、このフック５を所持した作業者が歩行する場合、その歩行によって加速度センサー６ａが振れ、図４の上側波形に示すように、周期的な加速度が検出される。そして、所定値以上の加速度が検出されることによって、作業者が安全帯２を装着していると判断することができる。また、磁気センサーをボックス６０内に取り付けている場合は、作業者のポケットに磁石６ｃを入れておくことによって、係止部３４に係止されたフック５の磁気センサーを反応させ、これによって作業者が安全帯２を装着していると判断するようにする。

次に、作業者がフック５を固定部８に係止させる場合、図４の上側波形図に示すように、フック５の平面方向下向きに所定の重力加速度以上の加速度が検出される。この加速度は、フック本体５ａの大きさによっても変化するが、例えば、２Ｇ以上の加速度が検出されたタイミングを検出する。そして、平面方向下向きに所定値以上（２Ｇ以上）の重力加速度が検出されたタイミングを記憶させておく（図５の状態）。これにより、作業者がフック５を固定部８に係止させたか否かを判断することができる。

ところで、このようにフック５の係止状態を検出する場合、装着体３にフック５を係止させた場合と、固定部８にフック５を係止させた場合とを明確に区別する必要がある。そこで、この実施の形態では、装着体３の係止部３４からフック５が離脱されたことを検出する離脱検出センサー６ｂを設けるようにしている。

このような離脱検出センサー６ｂとしては、種々のセンサーを用いることができるが、例えば、ボックス６０内に磁気センサーを取り付けておき、これに対応して、身体側に磁石６ｃなどを取り付けておくようにしておく。そして、装着体３の係止部３４からフック５が離脱された場合、すなわち、磁石６ｃと磁気センサーである離脱検出センサー６ｂが離間した場合、フック５が装着体３の係止部３４から離脱されたことが検出される。そして、その後に検出された加速度センサー６ａの値によって固定部８への係止状態を判断することができる。この離脱状態について図４の波形図を用いて説明する。図４の下側波形において大きく上側に突出した波形は、離脱検出センサー６ｂが磁石６ｃと接近している状態を示し、また、小さな波形は、離脱検出センサー６ｂがフック５を身体から離脱している状態を示している。そこで、離脱検出センサー６ｂによってフック５の離脱が検出されている時間内で、加速度センサー６ａを用いてフック５の係止状態を検出する。なお、ここでは、離脱検出センサー６ｂとして磁気センサーを用いたが、これ以外に、装着体３の係止部３４にリミットスイッチなどを設けておき、装着体３の係止部３４にフック５が係止されたことを検出するようにしてもよい。

ところで、フック５を作業現場の固定部８に係止させる場合、適正にフック５が係止されているか否かを検出する必要がある。そこで、適正にフック５が係止されているか否かを検出するために、係止検出手段７１を用いて、次のような判断を行うようにする。

（１）所定時間当たりの係止回数と基準値との比較による判断
例えば、２０回／５分などのように所定時間当たりの係止回数を基準値として記憶させておき、この基準値を超えている場合に、「適正」であると判断する。このとき、基準値としては、作業現場によって係止状態が異なるため、あらかじめ、図６に示すように、作業パターン毎の基準値を設定しておき、その作業パターンに該当する作業者の基準値と、図５上図○印、すなわち、図４において２Ｇ以上の加速度が検出された係止タイミングとを比較して係止状態が適正であるか否かを判断する。

（２）グルーピングされた係止状態と基準値との比較による判断
例えば、図５下図に示すように、数秒以内に係止された一連の係止を１つの係止と判断し、そのグルーピングされた係止回数と基準値である係止回数とを比較することによって、適正に係止が行われているか否かを判断できるようにする。このような方法は、頻繁に係止が行われる作業などにおいて好適に使用することができる。

（３）移動距離と係止回数の比較による判断
例えば、加速度センサー６ａによって水平方向（ＸＹ方向）の移動を検出した場合、所定距離の移動範囲内に基準値以上の係止が行われているか否かを判断して、適正に係止が行われているか否かを判断することもできる。これによって、作業場所を変える都度、フック５を係止させたか否かを判断することができる。

（４）前回の係止との今回の係止との時間間隔による判断
例えば、前回係止された時刻からタイマーを作動させ、所定時間以内に次の係止が行われているか否かを判断することによって、適正に係止が行われているか否かを判断することもできる。

（５）フック５を複数設けている場合の判断
例えば、フック５やロープ４を２つ設けておき、交互にフック５を係止させながら作業を行うような場合、一のフック５における係止から次の係止までの時間と、他のフック５における係止から次の係止までの時間がオーバーラップしているか否かによって、適正に係止が行われているか否かを判断することもできる。このとき、それぞれのフック５に、同様の加速度センサー６ａを取り付けおき、それぞれの係止状態を判断できるようにしておく。

そして、このような判断を行うことにより、適正に係止されていないことが検出された場合、作業者へ警報を通知するなどの他、作業者の係止状態の履歴として記憶部に格納したり、印刷処理などを行うようにする。

次に、このように構成された安全帯使用状況確認システム１の使用例について、図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、作業者は、作業を行うに際して装着体３を装着するとともに、作業着のポケットなどに磁石６ｃを入れ、フック５を装着体３の係止部３４に係止させるようにする。そして、この状態で、高所に登って作業を行う。このとき、磁石６ｃと離脱検出センサー６ｂが接近しているため、図４の磁気センサーの波形に示すように大きな波形が検出された状態となり、加速度センサー６ａによる係止状態の判断は行われない。

そして、その作業者が高所で作業を行う場合、作業者の移動に伴って加速度センサー６ａが周期的な加速度が検出される。これによって、装着体３を装着していると判断することができる（ステップＳ１）。もしくは、離脱検出センサー６ｂが磁石６ｃに反応することによって、装着体３を装着していると判断することもできる。

次に、作業者が作業を行う場合、装着体３の係止部３４からフック５を取り外して手摺などの固定部８にフック５を係止させる。このとき、装着体３の係止部３４からフック５が取り外されることによって、離脱検出センサー６ｂが、フック５の離脱状態を検出し（ステップＳ２）、また、フック５に取り付けられた加速度センサー６ａの値によって、フック５が固定部８に係止されたか否かを判断する（ステップＳ３）。このとき、フック５の平面方向下方に向けた所定値以上の加速度が検出された場合、フック５が固定部８に係止されたと判断して、この係止されたタイミングを記憶する（ステップＳ４）。

サーバー７側では、この離脱検出センサー６ｂの検出状態や加速度センサー６ａからの値、および、その作業者の作業パターンに従って、適正にフック５の係止が行われているか否かを判断する（ステップＳ５）。

このとき、所定時間当たりの係止回数と基準値とを比較する場合、その所定時間当たりその基準値を下回っている場合は、適正に係止が行われていないと判断する。

あるいは、グルーピングされた係止状態と基準値とを判断する場合、次の係止までが３秒以内である係止状態を１つの係止と判断し、そのグルーピングされた係止回数と基準値である回数とを比較する。そして、係止回数が基準値を下回っている場合、適正に係止が行われていないと判断する。

また、水平方向の移動距離と係止回数の比較による判断を行う場合、加速度センサー６ａによって水平方向の移動を検出し、所定距離以内に基準値以上の係止が行われているか否かを判断して、適正に係止が行われているか否かを判断する。

また、前回の係止との今回の係止との時間間隔による判断を行う場合は、前回係止された時刻からタイマーを作動させ、所定時間以内に次の係止が行われているか否かを判断することによって、適正に係止が行われているか否かを判断する。

さらには、フック５を複数設けて交互に係止させる場合は、一のフック５における係止から次の係止までの時間と、他のフック５における係止から次の係止までの時間がオーバーラップしているかを判断することによって、適正に係止が行われているか否かを判断する。

そして、このような判断を行うことにより、適正に係止されていないと判断された場合、作業者に対して警報などの通知を行うようにする（ステップＳ６）。

このように上記実施の形態によれば、作業者の身体に装着される装着体３と、当該装着体３に連結されるロープ４と、当該ロープ４の他端側に取り付けられるフック５とを有してなる安全帯２を備えた安全帯使用状況確認システム１において、前記フック５に加速度センサー６ａを取り付け、当該加速度センサー６ａからの出力によってフック５が作業現場の固定部８に係止されたか否かを検出する係止検出手段７１を設け、前記フック５が装着体３から離脱されたことを検出する離脱検出センサー６ｂを設け、当該離脱検出センサー６ｂによって装着体３からフック５が離脱されたことを検出した場合に、前記係止検出手段７１を用いて、前記加速度センサー６ａによってフック５が作業現場の固定部８に係止されたか否かを検出するようにしたので、フック５に取り付けられた加速度センサー６ａを用いて、フック５を固定部８に係止したか否かを検出することができるようになり、高所からの落下を未然に防止することができるようになる。また、フック５を装着体３に係止させて動き回る状態と、フック５を作業現場の固定部８に係止させる状態とを明確に区別することができ、固定部８へのフック５の係止を確実に検出することができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、加速度センサー６ａによって検出された加速度の大きさによって係止状態を検出するようにしたが、加速度の波形パターンによって係止状態を検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、サーバー７に加速度を送信して適正に係止されたか否かを判断するようにしたが、その一例として、スマートフォンなどの携帯端末に専用のアプリケーションを格納しておき、そのアプリケーションを用いて適正な係止であるか否かの判断や警報などを行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、係止の適正判断を行うようにしたが、この適正判断については、種々の方法を用いることもできる。

１・・・安全帯使用状況確認システム
２・・・安全帯
３・・・装着体
４・・・ロープ
５・・・フック
６ｂ・・・センサー取付部
６ａ・・・加速度センサー
６ｂ・・・離脱検出センサー
７１・・・係止検出手段
８・・・固定部

Claims (3)

1. 作業者の身体に装着される装着体と、当該装着体に連結されるロープと、当該ロープの他端側に取り付けられるフックとを有してなる安全帯を備えた安全帯使用状況確認システムにおいて、
   前記フックに加速度センサーを取り付け、
   当該加速度センサーからの出力によってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出する係止検出手段を設け、
   前記フックが装着体から離脱されたことを検出する離脱検出センサーを設け、
   当該離脱検出センサーによって装着体からフックが離脱されたことを検出した場合に、前記係止検出手段を用いて、前記加速度センサーによってフックが作業現場の固定部に係止されたか否かを検出するようにしたことを特徴とする安全帯使用状況確認システム。
2. 前記係止検出手段が、フックの平面方向下向きに沿って所定値以上の加速度が加速度センサーで検出された場合に、フックが作業現場の固定部に係止されたと判断するようにしたものである請求項１に記載の安全帯使用状況確認システム。
3. 請求項１の安全帯使用状況確認システムにおいて、さらに、
   あらかじめ作業パターンに応じた係止パターンを記憶させておき、当該記憶された係止パターンの基準値と前記係止検出手段でフックが係止された係止状態と比較し、当該比較された結果を出力するようにした安全帯使用状況確認システム。

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