安全帯
【課題】フックの掛止位置を検出可能な安全帯を提供する。
【解決手段】安全帯は、作業者の回りに装着される胴ベルトと、一端と他端とを有し、一端が胴ベルトに結合された連結ベルトと、連結ベルトの他端に結合されたフック２とを備える。フック２は、鉤状のフック本体１０と、フック本体１０に回動自在に取り付けられフック本体１０の開口部１４を開閉する外れ止め装置２０と、外れ止め装置２０の回動を規制する安全装置２５とを有する。フック２には、外れ止め装置２０の開閉を検出する開閉スイッチ６０と、フック２が被掛止物に掛けられている状態を検出する使用状況検出センサ５０と、フック２の姿勢を検出する加速度センサ７０とが取り付けられている。
【解決手段】安全帯は、作業者の回りに装着される胴ベルトと、一端と他端とを有し、一端が胴ベルトに結合された連結ベルトと、連結ベルトの他端に結合されたフック２とを備える。フック２は、鉤状のフック本体１０と、フック本体１０に回動自在に取り付けられフック本体１０の開口部１４を開閉する外れ止め装置２０と、外れ止め装置２０の回動を規制する安全装置２５とを有する。フック２には、外れ止め装置２０の開閉を検出する開閉スイッチ６０と、フック２が被掛止物に掛けられている状態を検出する使用状況検出センサ５０と、フック２の姿勢を検出する加速度センサ７０とが取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高所作業を行なう作業者の墜落を防止するための安全帯に関し、特に、安全帯の使用状況を把握するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線工事などの高所作業において、作業者は、墜落防止の目的で安全帯を使用する。この安全帯は、作業者の腰回りに装着される胴ベルト（人体ベルト）、一端が胴ベルトに固定された連結体（命綱）、および連結体の他端に固定されたフックを備える。連結体は、胴ベルトとフックとを連結する。作業者は、胴ベルトを自らの胴体に巻き、親綱やタラップなど作業現場の所定箇所（被掛止物）にフックを掛止させる。作業者が誤って足を踏み外して落下したり、身体のバランスを損ねたような場合でも、作業者は安全帯によって吊り下げられ、墜落が防止される。
【０００３】
死亡・重傷に繋がる墜落事故事例において、安全帯が使用されていなかった、または安全帯が不正に使用されていた事例がある。このような事例では、安全帯が正しく使用されていれば、死亡・重傷事故が避けられた可能性がある。つまり、高所での作業における墜落事故を防止するためには、確実に作業者に安全帯を正しく使用させることが重要である。従来、安全帯のフックの掛止状態を確認することにより、フックの止め忘れを確実に防止する技術が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２６７２３７号公報
【特許文献２】特開２００７−４４１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、安全帯先端のフックの掛止位置は、作業者の腰部よりも高い位置でなければならないと定められている。これは、フックが腰より低い位置に掛けられた状態で作業者が墜落した場合、墜落時の落下距離が長くなり、安全帯によって落下を止められた時に作業者に作用する衝撃荷重が大きくなり内臓破裂や内臓障害が発生するおそれがあることや、作業者が下方にある構築物と衝突するおそれがあることを考慮したためである。
【０００５】
図１５は、安全帯のフックを正しい高さに掛けた状態を示す模式図である。図１６は、安全帯のフックを誤った高さに掛けた状態を示す模式図である。図１５および図１６を比較して、図１５では、作業者は腰よりも高い位置に設けられた水平棒にフックを掛けている。これに対し、図１６では、作業者は腰よりも低い位置にある水平棒にフックを掛けており、安全帯が正しく使用されていない状態である。
【０００６】
特許文献１および２に記載の技術は、フックが掛止されていることを確実に確認でき、フックが掛止されていなければ安全帯不使用と判断することができるが、フックの掛止位置を検出することはできない。安全帯が正しく使用されているかを判別するためには、作業者の腰より高い位置にフックが掛止されているか否かを判断する必要があるが、従来、フックの掛止位置を検出するための技術は提案されていない。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、フックの掛止位置を検出可能な安全帯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る安全帯は、作業者の回りに装着されるベルトと、一端と他端とを有し、一端がベルトに結合された連結体と、連結体の他端に結合されたフックとを備える。フックは、鉤状のフック本体と、フック本体に回動自在に取り付けられフック本体の開口を開閉する外れ止め装置と、外れ止め装置の回動を規制する安全装置とを有する。フックには、外れ止め装置の開閉を検出する第一センサと、フックが被掛止物に掛けられている状態を検出する第二センサと、フックの姿勢を検出する第三センサとが取り付けられている。
【０００９】
好ましくは、フック本体には、フックが被掛止物に掛けられたとき被掛止物により押圧されて移動するスイッチが取り付けられている。第二センサは、スイッチの移動を検出することによりフックが被掛止物に掛けられている状態を検出する。
【００１０】
好ましくは、第三センサは、加速度センサである。鉛直方向に対する加速度センサの傾きの変化を出力することにより、フックの姿勢を検出する。
【００１１】
好ましくは、フックが被掛止物に掛けられる時間帯の加速度センサの出力に基づいて、フックの姿勢を検出する。
【００１２】
好ましくは、フック本体は、連結体が結合される連結孔が形成された基部を有する。加速度センサは、フック本体の基部に取り付けられている。
【００１３】
本発明に係る安全帯の使用状況確認方法は、上記のいずれかの局面の安全帯のフックを被掛止物に掛ける工程を備える。また、フックが被掛止物に掛けられる時間帯のフックの姿勢を検出し、検出されたフックの姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフックが掛けられていることを判別する工程を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の安全帯によると、フックの姿勢を検出することにより、フックが掛止される被掛止物の位置を判別できるので、作業者の腰より高い位置にフックが掛止された正しい状態で安全帯が使用されていることを判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る安全帯の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、安全帯１は、人体ベルトとしての胴ベルト１０３と、フック２と、連結ベルト１０７とを備えている。連結ベルト１０７は、一端１０７ａと他端１０７ｂとを有する。連結ベルト１０７の一端１０７ａは胴ベルト１０３と結合しており、他端１０７ｂはフック２と結合している。換言すれば、連結ベルト１０７を介在させて胴ベルト１０３とフック２とが連結されている。連結ベルト１０７は、胴ベルト１０３とフック２とを連結する連結体としての機能を有している。
【００１８】
胴ベルト１０３は、本体１０９と、この本体１０９の端部に位置するバックル１１１とを備えている。胴ベルト１０３はまた、Ｄリング１１３とＤリング止め１１５とを備えている。この胴ベルト１０３は、安全帯１を装着する作業者の胴体回りに巻かれて、作業者に装着される。胴ベルト１０３に代えて、または胴ベルト１０３とともに、作業者の肩、腿、胸などに巻かれる人体ベルトが用意され、これと連結ベルト１０７とが結合されてもよい。
【００１９】
連結ベルト１０７の一端１０７ａ側には、第一縫合部１１７が設けられている。この第一縫合部１１７は、連結ベルト１０７がＤリング１１３に通されて折り返され、重ねられて縫合されることで形成されている。Ｄリング１１３および第一縫合部１１７により、胴ベルト１０３と連結ベルト１０７とが結合されている。第一縫合部１１７の表面は、熱収縮チューブ１１９によって覆われている。連結ベルト１０７の一端１０７ａに図示されないフック（図１中のフック２と同等の機構のもの）が設けられ、このフックによって胴ベルト１０３と連結ベルト１０７とが結合されてもよい。
【００２０】
連結ベルト１０７の他端１０７ｂ側には、第二縫合部１２１が設けられている。この第二縫合部１２１は、フック２に形成された連結孔１９に連結ベルト１０７が通されて折り返され、重ねられて縫合されることで形成されている。第二縫合部１２１により、フック２と連結ベルト１０７とが結合されている。第二縫合部１２１の表面も、熱収縮チューブ１１９によって覆われている。
【００２１】
図２は、フックの構成を示す模式図である。図３は、フックの下側面図である。図２および図３を参照して、フック２の詳細について説明する。なお図３は、図２に示すフック２を図下側から図上側に向かって見た場合を図示している。
【００２２】
図２および図３に示すように、フック２は、フック本体１０と、外れ止め装置２０と、安全装置２５とを含んで構成される。フック本体１０は、鉤状に曲げられて形成されている。フック本体１０は、連結ベルト１０７が結合される基部１７と、基部１７から直線状に延びる背部１５と、弧状に湾曲した湾曲部１１と、先端の先端部１３とを有し、略Ｕ字型に曲げられた鉤形状に形成されている。基部１７には連結ベルト１０７が挿通される連結孔１９が形成されており、連結孔１９の周囲には円環形状のリング１８が形成されている。Ｕ字状のフック本体１０は、先端部１３と背部１５との間に、開口部１４を形成する。背部１５から基部１７にかけて、フック本体１０の表面が窪んだ溝部１２が形成されている。溝部１２の内部には、後述する使用状況検出センサ５０へ接続されている配線が配置される。
【００２３】
外れ止め装置２０は、開口部１４に架け渡されて形成されている。外れ止め装置２０は、小板２１を介在させて、締結部材としてのボルト９９によってフック本体１０に回動自在に取り付けられている。外れ止め装置２０は、断面形状コの字状に形成されており、そのコの字状の凹部内にフック本体１０および安全装置２５が配置されている。また、外れ止め装置２０の端部は、フック本体１０の先端部１３と係合している。先端部１３は外れ止め装置２０の可動範囲を規定している。
【００２４】
外れ止め装置２０は、図示しない付勢手段によって開口部１４から先端部１３に向かう方向に付勢されている。外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３に押圧される向きに、外れ止め装置２０は付勢されている。外れ止め装置２０は、ボルト９９を軸線として図２に示す時計回り方向に付勢されており、先端部１３と当接することによりその可動範囲が規制されている。つまり、外れ止め装置２０の可動範囲は、開口部１４の内側に制限されている。
【００２５】
外れ止め装置２０は、開口部１４の内側を揺動することにより、開口部１４を開閉する。外れ止め装置２０は、Ｕ字型のフック本体１０に形成された開口である開口部１４を、内側から開閉する。外れ止め装置２０は開口部１４の先端に支持されており、外れ止め装置２０の揺動によりＵ字型の開口部１４が開閉可能になる。
【００２６】
安全装置２５は、ボルト９６によって、回動可能にフック本体１０に取り付けられている。安全装置２５は、断面形状コの字状に形成されており、そのコの字状の凹部内にフック本体１０が配置されている。安全装置２５は、図示しない付勢手段によって、ボルト９６を軸線として図２に示す時計回り方向に付勢されている。安全装置２５は、フック本体１０から離れる方向に付勢されている。外れ止め装置２０と安全装置２５とは、いずれもフック本体１０の背部１５から離れる方向に付勢されている。そのため外れ止め装置２０は、フック本体１０のＵ字状の開口部１４を跨ぐように配置されて、フック本体１０の先端部１３と係合している。
【００２７】
図４は、安全装置の部品図である。図４に示すように、安全装置２５には、丸孔２６と長孔２７とが形成されている。丸孔２６にボルト９６が挿通されることにより、安全装置２５はフック本体１０に取り付けられている。外れ止め装置２０は、長孔２７に挿通されたボルト９７によって、安全装置２５に組み付けられている。ボルト９７が長孔２７内をスライド移動することにより、外れ止め装置２０は、安全装置２５と連動してボルト９９回りの回転運動を行なう。
【００２８】
図２には、上記付勢手段による付勢力以外の外力が安全装置２５に作用していないときの、安全装置２５の配置が示されている。安全装置２５が図２に示す位置にある状態では、ボルト９７は図４に示す窪み部２７ａの内部にあり、長孔２７内のボルト９７の自由なスライド移動が制限されている。そのため外れ止め装置２０は、図２に示す状態から自由に回動できない。図２には、安全装置２５によって外れ止め装置２０の回動が規制されている状態が図示されている。
【００２９】
フック本体１０にはまた、使用不使用スイッチ３０が取り付けられている。図５は、使用不使用スイッチの部品図である。図５に示すように使用不使用スイッチ３０には、丸孔３２，３３と、長孔３４，３５，３６と、ばね孔３７とが形成されている。使用不使用スイッチ３０は、弧状に湾曲された湾曲部３１を有する。この湾曲部３１の内周縁３１ａが、フック本体１０の湾曲部１１の内周縁１１ａ（図２参照）と略同一の形状を含むように、使用不使用スイッチ３０を形成することができる。たとえば、内周縁１１ａおよび内周縁３１ａを、同一の曲率を有する円弧形状を含む形状に形成することができる。
【００３０】
フック本体１０にはさらに、連結部材４０が取り付けられている。図６は、連結部材の部品図である。図６に示すように連結部材４０には、丸孔４２，４４，４５，４６と、ばね孔４７が形成されている。また連結部材４０には、丸孔に対して大径の貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８が溝部１２の端部付近に形成されるように連結部材４０は配置される。使用状態検出センサ５０へ接続される配線は、貫通孔４８を貫通する。
【００３１】
使用不使用スイッチ３０と連結部材４０とは、図２に示すボルト８２，８４，８５，８６によって結合されている。ボルト８２は、使用不使用スイッチ３０に形成された丸孔３２および連結部材４０に形成された丸孔４２を貫通している。使用不使用スイッチ３０は、ボルト８２を軸線としてフック本体１０に対し相対的に回動自在に、フック本体１０に取り付けられている。ボルト８６は連結部材４０の丸孔４６を貫通している。ボルト８２，８６によって連結部材４０はフック本体１０に固定されており、連結部材４０はフック本体１０に対して移動しないが、使用不使用スイッチ３０は連結部材４０に対して相対的に回動する。
【００３２】
ボルト８４は、丸孔４４において連結部材４０に締結されており、使用不使用スイッチ３０の長孔３４内に挿通されている。ボルト８４は、丸孔４５において連結部材４０に締結されており、使用不使用スイッチ３０の長孔３５内に挿通されている。ボルト８６は、使用不使用スイッチ３０の長孔３６を貫通し、さらにフック本体１０を貫通して、丸孔４６において連結部材４０に締結されている。
【００３３】
使用不使用スイッチ３０は、ボルト８２を軸線として、連結部材４０に対して相対的に回動する。使用不使用スイッチ３０に形成された長孔３４，３５，３６は、使用不使用スイッチ３０がボルト８２回りに回動するときに使用不使用スイッチ３０を案内し、また、使用不使用スイッチ３０の可動範囲を規定する機能を有している。
【００３４】
使用不使用スイッチ３０に形成されたばね孔３７と、連結部材４０に形成されたばね孔４７とには、弾性部材としてのばね８７の両端が係合している。ばね８７の一端はばね孔３７に掛合されており、ばね８７の他端はばね孔４７に掛合されている。ばね８７の弾性力によって、ばね孔３７とばね孔４７とが互いに近接する方向に、使用不使用スイッチ３０が付勢されている。ばね８７は、使用不使用スイッチ３０を図２に示すボルト８２回りの時計回り方向に付勢する。つまり、使用不使用スイッチ３０の湾曲部３１の内周縁３１ａが、フック本体１０の湾曲部１１の内周縁１１ａに対して開口部１４側に移動し、外れ止め装置２０により近接する方向に、使用不使用スイッチ３０は付勢されている。
【００３５】
フック本体１０の基部１７には、外れ止め装置２０の開閉を検出する第一センサとしての開閉スイッチ６０が配置されている。外れ止め装置２０には押圧バー６２が固定されており、押圧バー６２は外れ止め装置２０とともにボルト９９回りを回動する。
【００３６】
図２に示す状態では、押圧バー６２が開閉スイッチ６０に近接しており、押圧バー６２が開閉スイッチ６０の接触レバー６１を押圧している。このとき開閉スイッチ６０は、接触レバー６１が接触していることを検出することにより、外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３と当接している閉状態にあることを出力する。開閉スイッチ６０には、周知のリミットスイッチを用いることができる。
【００３７】
使用不使用スイッチ３０と連結部材４０との間の隙間には、フック２が被掛止物に掛けられている状態を検出する、第二センサとしての使用状態検出センサ５０が配置されている。図２に示すように、使用不使用スイッチ３０には、丸孔３３（図５参照）を貫通して締結されている、ボルト８３が固定されている。ボルト８３は、使用不使用スイッチ３０とともにボルト８２回りを回動する。
【００３８】
図２に示す状態では、ボルト８３が使用状態検出センサ５０に近接しており、ボルト８３が使用状態検出センサ５０の接触レバー５１を押圧している。このとき使用状態検出センサ５０は、接触レバー５１が接触していることを検出することにより、フック２が被掛止物に掛けられていない、不使用状態にあることを出力する。不使用状態では、使用不使用スイッチ３０の内周縁３１ａがフック本体１０の内周縁１１ａに対して開口部１４側にあるように、使用不使用スイッチ３０は配置されている、使用状態検出センサ５０には、周知のリミットスイッチを用いることができる。
【００３９】
フック本体の基部１７には、基板７１が取り付けられている。基板７１には、フック２の姿勢を検出する第三センサとしての加速度センサ７０が載置されている。基部１７にはまた、基板７６が取り付けられており、基板７６には傾きセンサ７５が載置されている。
【００４０】
開閉スイッチ６０および加速度センサ７０は、フック本体１０の基部１７に取り付けられている。使用不使用スイッチ３０はフック本体１０の湾曲部１１から背部１５に亘って配置されており、使用状態検出センサ５０は使用不使用スイッチ３０の背部１５側の端部近傍に取り付けられている。このように各センサおよびスイッチを配置することにより、作業者がフック２を掛けようとする動作に対し、各センサおよびスイッチ類が干渉することを防止できる。つまり、本実施の形態の安全帯１のフック２では、従来の安全帯のフックと同等の操作性が確保されている。
【００４１】
以上の構成を備える安全帯１の、フック２を被掛止物に掛けるときの、フック２の各部の動作について説明する。図７は、被掛止物に掛けられる前のフックを示す模式図である。図８は、外れ止め装置が回転移動した開状態のフックを示す模式図である。図９は、フック本体に被掛止物が係合する前の不使用状態のフックを示す模式図である。図１０は、フック本体に被掛止物が係合した使用状態のフックを示す模式図である。
【００４２】
フック２を親綱やタラップなどの固定物である被掛止物に掛ける際には、作業者はまず、フック２を把持して、安全装置２５をボルト９６回りに回転させ、フック本体１０に安全装置２５を近接させる。この安全装置２５の移動によって、ボルト９７が長孔２７の窪み部２７ａ（図４参照）から外れ、外れ止め装置２０が安全装置２５によって規制されず回転自在な、ロック解除状態となる。
【００４３】
続いて、開口部１４の内側へ外れ止め装置２０を移動させる。ボルト９７が長孔２７内をスライド移動することにより、外れ止め装置２０はボルト９９回りに回転し、フック本体１０の先端部１３と外れ止め装置２０との間に隙間２４が生じる。この隙間２４を経由させて、被掛止物を鉤状のフック本体１０の内側に進入させる。上記外れ止め装置２０の移動は、作業者がフック２を把持することにより行なわれてもよく、係合対象である被掛止物を外れ止め装置２０に外側（図８中右側）から押し付けることにより行なわれてもよい。
【００４４】
上述したように、外れ止め装置２０には押圧バー６２が取り付けられている。外れ止め装置２０の回転に伴って、押圧バー６２は、開閉スイッチ６０から離れる側へ移動する。このとき、押圧バー６２から接触レバー６１に対して作用していた押圧力が解除され、接触レバー６１が開閉スイッチ６０から離れる。この接触レバー６１の移動を検出して、開閉スイッチ６０は、フック２が開状態にあることを出力する。開状態にあるフック２では、外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３から離れ、先端部１３と外れ止め装置２０との間に隙間２４が形成されている。つまり、開閉スイッチ６０は、外れ止め装置２０の回転移動を検出することにより、フック２が開いた状態にあることを検出する。
【００４５】
被掛止物がフック本体１０のＵ字の内部に完全に収容された後、作業者がフック２の把持をやめると、外れ止め装置２０はボルト９９回りに逆回転して元の位置へ戻り、先端部１３と外れ止め装置２０との間に生じた隙間２４は再び閉じられる。作業者が安全装置２５に加えていた荷重が解放されると、ボルト９７が長孔２７の窪み部２７ａへ移動して、安全装置２５は外れ止め装置２０の回動を規制する。つまり、外れ止め装置２０が移動して隙間２４を生じさせることがないように安全装置２５が作用するので、被掛止物がフック本体１０のＵ字の内部から外へ飛び出すことを防止でき、作業者の意図しないフック２の開閉が行なわれない構成とされている。
【００４６】
続いて、図９および図１０に示すように、被掛止物Ｈをフック本体１０の湾曲部１１に係合させる。このとき被掛止物Ｈは、使用不使用スイッチ３０の内周縁３１ａに当接し、使用不使用スイッチ３０を押圧して、使用不使用スイッチ３０をボルト８２回りに回転移動させる。フック２が被掛止物Ｈに掛けられたとき、使用不使用スイッチ３０が被掛止物Ｈと当接し、被掛止物Ｈにより押圧されて回転移動することにより、使用不使用スイッチ３０は、フック本体１０の湾曲部１１と重なるように移動する。
【００４７】
上述したように、使用不使用スイッチ３０にはボルト８３が固定されており、使用不使用スイッチ３０の回転に伴って、ボルト８３は、使用状態検出センサ５０から離れる側へ移動する。このとき、ボルト８３から接触レバー５１に対して作用していた押圧力が解除され、接触レバー５１が使用状態検出センサ５０から離れる。この接触レバー５１の移動を検出して、使用状態検出センサ５０は、フック２が被掛止物Ｈに掛けられた使用状態にあることを出力する。つまり、使用状態検出センサ５０は、使用不使用スイッチ３０の回転移動を検出することにより、フック２が被掛止物Ｈに掛けられている使用状態にあることを検出する。
【００４８】
次に、加速度センサ７０によるフック２の姿勢の検出について説明する。フック２を作業者の腰より低い位置にある被掛止物に掛けようとした場合と、腰より高い位置にある被掛止物に掛けようとした場合とでは、作業者がフック２を掛ける動作中のフック２の姿勢や、フック２が掛かったときにフック２に加わる力の向きが異なる。そこで、フック２に加速度センサ７０を取り付け、加速度センサ７０の出力を用いてフック２の姿勢を推定することにより、推定されたフック２の姿勢に基づいてフック２が掛けられた被掛止物の高さを判断することができる。
【００４９】
ここで、フック２の姿勢とは、基準となる所定の軸（たとえば水平軸や鉛直軸）に対してフック２が相対的に傾斜している、フック２の傾斜の角度をいう。
【００５０】
図１１は、フックの姿勢と加速度センサの出力との関係を示すための模式図である。ここでは、フック２が掛けられる被掛止物は水平な棒であることを想定している。フック２を回し掛けせず水平な棒に直接掛けする場合、フック２が作業者の腰よりも高い位置に掛けられたことを判別するには、水平方向に沿う一軸回りのフック２の姿勢の検出が重要であると考えられる。そこで、加速度センサ７０の上記一軸（これをＸ軸と称する）の値を抽出することで、フック２の掛け方の正誤を検出することができる。
【００５１】
図１１（ａ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ水平になり、外れ止め装置２０が下側、安全装置２５が上側になるように、フック２は配置されている。水平に配置された基板７１に対して加速度センサ７０は基板７１の上面に載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝５１２とする。
【００５２】
図１１（ｂ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ垂直になり、湾曲部１１が下側、基部１７が上側になるように、フック２は配置されている。垂直面となるように配置された基板７１に加速度センサ７０が載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝２５６とする。
【００５３】
図１１（ｃ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ垂直になり、基部１７が下側、湾曲部１１が上側になるように、フック２は配置されている。垂直面となるように配置された基板７１に加速度センサ７０が載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝７６８とする。
【００５４】
図１１（ｄ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ水平になり、外れ止め装置２０が上側、安全装置２５が下側になるように、フック２は配置されている。水平に配置された基板７１に対して加速度センサ７０は基板７１の下面に載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝５１２とする。
【００５５】
図１１（ａ）〜（ｄ）では、基準となるＸ軸に対するフック２の傾きが変化している。Ｘ軸に対するフック２の傾きの変化に伴って、加速度センサ７０の鉛直方向に対する傾きも変化する。加速度センサ７０のＸ軸の値を用い、重力加速度のみを検出している場合、加速度センサ７０の傾きが変化するときの鉛直方向に対する加速度センサ７０の傾きの変化を出力することによって、フック２の姿勢を検出することができる。つまり、加速度センサ７０を用いて、フック２を被掛止物に掛けるときのフック２の姿勢を検出することができる。
【００５６】
このような加速度センサ７０を有するフック２を備えた安全帯１を、実際に作業者に装着して、被掛止物である水平に架けられたパイプに作業者がフック２を掛ける動作中の、加速度センサ７０の出力値を収集した結果を、図１２および図１３に示す。図１２は、フックを誤った高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。図１３は、フックを正しい高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【００５７】
図１２および図１３の縦軸は、図１１に基づいて説明した加速度センサ７０の出力値を示す。図１２および図１３の横軸は、経過時間を示し、フック２が開いた時点を基準としている。すなわち、図１２および図１３の横軸の値が０になる時刻は、フック２が開状態となったことを開閉スイッチ６０により検出した時刻である。図１２および図１３中に、縦軸と平行に引かれた左側の線は、フック２が開いたおよその時刻を示し、また右側の線は、フック２がパイプに掛けられ使用状態となったおよその時刻を示す。
【００５８】
フック２を掛けるパイプの高さは、作業者の腰の高さを基準として７段階設定した。具体的には、誤った高さとして、（腰の高さ−２５０，５００，７５０）ｍｍの３段階の高さを設定した。また正しい高さとして、（腰の高さ＋０，２５０，５００，７５０）ｍｍの４段階の高さを設定した。
【００５９】
図１２に示すように、腰より低い位置にフック２を掛けた場合は、フック２がパイプに掛けられる時間帯の加速度センサ７０の出力が相対的に低くなっている。一方図１３に示すように、腰より高い位置にフック２を掛けた場合は、フック２がパイプに掛けられる時間帯の加速度センサ７０の出力が相対的に高くなっている。つまり、図１２および図１３を比較して、フック２を掛けた高さの違いによって、加速度センサ７０の出力には明確に差が生じている。つまり、加速度センサ７０により検出されたフック２の姿勢に基づいてフック２が掛けられた被掛止物の位置を判別することができ、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフック２が掛けられている正しい状態で安全帯１が使用されていることを判別することができることがわかる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態の安全帯１において、フック２には、外れ止め装置２０の開閉を検出する開閉スイッチ６０と、フック２が被掛止物Ｈに掛けられている状態を検出する使用状況検出センサ５０と、フック２の姿勢を検出する加速度センサ７０とが取り付けられている。
【００６１】
このようにすれば、開閉スイッチ６０を用いてフック２が開状態になった時刻を検出し、また使用状況検出センサ６０を用いてフック２が使用状態になった時刻を検出できる。これら２つの時刻の間、すなわちフック２が被掛止物Ｈに掛けられる時間帯の、フック２の姿勢を、加速度センサ７０を用いて検出できる。フック２の姿勢を検出することにより、フック２が掛止された被掛止物Ｈの位置を判別できるので、作業者の腰より高い位置にフック２が掛止された正しい状態で安全帯１が使用されていることを判別することができる。
【００６２】
次に、以上説明した安全帯の使用状況監視方法について説明する。図１４は、安全帯の使用状況の監視方法を示す流れ図である。安全帯１を装着している作業員がフック２を被掛止物に掛けようとする場合、図１４に示すように、まず工程（Ｓ１０）において、作業員がフック２を把持する。
【００６３】
続いて工程（Ｓ２０）において、作業員に把持されたフック２では、安全装置２５が解除されて外れ止め装置２０がボルト９９回りに回転することにより、外れ止め装置２０が開状態となる。続いて工程（Ｓ３０）において、フック本体１０の先端部１３と外れ止め装置２０との間の隙間２４を通過させて、被掛止物をＵ字状のフック本体１０の内部へ移動させる。続いて工程（Ｓ４０）において、被掛止物が使用不使用スイッチ３０を押圧して、フック本体１０の湾曲部１１に重なるように使用不使用スイッチ３０を移動させ、被掛止物を湾曲部１１の内周縁１１ａに当接させて、フック２が被掛止物に掛けられた使用状態にする。続いて工程（Ｓ５０）において、外れ止め装置２０をボルト９９回りに逆回転させて、外れ止め装置２０を閉状態にする。工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）は、「安全帯１のフック２を被掛止物に掛ける工程」に含まれる。
【００６４】
続いて、工程（Ｓ６０）において、フック２が被掛止物に掛けられる時間帯（すなわち、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）の間）における、フック２の姿勢を、加速度センサ７０を用いて検出する。続いて工程（Ｓ７０）において、検出されたフック２の姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフック２が掛けられていることを判別する。被掛止物の高さが作業員の腰部より上の高さにあると判別されれば、安全帯使用状況は良好である（Ｓ８０）。
【００６５】
一方、被掛止物の高さが作業員の腰部より下の高さにあると判別されれば、安全帯使用状況は不良とされる（Ｓ９０）。そして工程（Ｓ１００）において、警告を発信し、作業者自身に安全帯の使用状況が不良であることを知らせる。同時に、周囲の作業者および監督者にも作業者が装着している安全帯の使用状況が不良であることを知らせることも可能である。
【００６６】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る安全帯の概略構成を示す模式図である。
【図２】フックの構成を示す平面図である。
【図３】フックの下側面図である。
【図４】安全装置の部品図である。
【図５】使用不使用スイッチの部品図である。
【図６】連結部材の部品図である。
【図７】被掛止物に掛けられる前のフックを示す模式図である。
【図８】外れ止め装置が回転移動した開状態のフックを示す模式図である。
【図９】フック本体に被掛止物が係合する前の不使用状態のフックを示す模式図である。
【図１０】フック本体に被掛止物が係合した使用状態のフックを示す模式図である。
【図１１】フックの姿勢と加速度センサの出力との関係を示すための模式図である。
【図１２】フックを誤った高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【図１３】フックを正しい高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【図１４】安全帯の使用状況の監視方法を示す流れ図である。
【図１５】安全帯のフックを正しい高さに掛けた状態を示す模式図である。
【図１６】安全帯のフックを誤った高さに掛けた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 安全帯、２ フック、１０ フック本体、１１ 湾曲部、１１ａ 内周縁、１３ 先端部、１４ 開口部、１７ 基部、２０ 外れ止め装置、２４ 隙間、２５ 安全装置、３０ 使用不使用スイッチ、３１ 湾曲部、３１ａ 内周縁、４０ 連結部材、５０ 使用状態検出センサ、５１ 接触レバー、６０ 開閉スイッチ、６１ 接触レバー、６２ 押圧バー、７０ 加速度センサ、７１ 基板、８３ ボルト、８７ ばね。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高所作業を行なう作業者の墜落を防止するための安全帯に関し、特に、安全帯の使用状況を把握するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線工事などの高所作業において、作業者は、墜落防止の目的で安全帯を使用する。この安全帯は、作業者の腰回りに装着される胴ベルト（人体ベルト）、一端が胴ベルトに固定された連結体（命綱）、および連結体の他端に固定されたフックを備える。連結体は、胴ベルトとフックとを連結する。作業者は、胴ベルトを自らの胴体に巻き、親綱やタラップなど作業現場の所定箇所（被掛止物）にフックを掛止させる。作業者が誤って足を踏み外して落下したり、身体のバランスを損ねたような場合でも、作業者は安全帯によって吊り下げられ、墜落が防止される。
【０００３】
死亡・重傷に繋がる墜落事故事例において、安全帯が使用されていなかった、または安全帯が不正に使用されていた事例がある。このような事例では、安全帯が正しく使用されていれば、死亡・重傷事故が避けられた可能性がある。つまり、高所での作業における墜落事故を防止するためには、確実に作業者に安全帯を正しく使用させることが重要である。従来、安全帯のフックの掛止状態を確認することにより、フックの止め忘れを確実に防止する技術が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２６７２３７号公報
【特許文献２】特開２００７−４４１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、安全帯先端のフックの掛止位置は、作業者の腰部よりも高い位置でなければならないと定められている。これは、フックが腰より低い位置に掛けられた状態で作業者が墜落した場合、墜落時の落下距離が長くなり、安全帯によって落下を止められた時に作業者に作用する衝撃荷重が大きくなり内臓破裂や内臓障害が発生するおそれがあることや、作業者が下方にある構築物と衝突するおそれがあることを考慮したためである。
【０００５】
図１５は、安全帯のフックを正しい高さに掛けた状態を示す模式図である。図１６は、安全帯のフックを誤った高さに掛けた状態を示す模式図である。図１５および図１６を比較して、図１５では、作業者は腰よりも高い位置に設けられた水平棒にフックを掛けている。これに対し、図１６では、作業者は腰よりも低い位置にある水平棒にフックを掛けており、安全帯が正しく使用されていない状態である。
【０００６】
特許文献１および２に記載の技術は、フックが掛止されていることを確実に確認でき、フックが掛止されていなければ安全帯不使用と判断することができるが、フックの掛止位置を検出することはできない。安全帯が正しく使用されているかを判別するためには、作業者の腰より高い位置にフックが掛止されているか否かを判断する必要があるが、従来、フックの掛止位置を検出するための技術は提案されていない。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、フックの掛止位置を検出可能な安全帯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る安全帯は、作業者の回りに装着されるベルトと、一端と他端とを有し、一端がベルトに結合された連結体と、連結体の他端に結合されたフックとを備える。フックは、鉤状のフック本体と、フック本体に回動自在に取り付けられフック本体の開口を開閉する外れ止め装置と、外れ止め装置の回動を規制する安全装置とを有する。フックには、外れ止め装置の開閉を検出する第一センサと、フックが被掛止物に掛けられている状態を検出する第二センサと、フックの姿勢を検出する第三センサとが取り付けられている。
【０００９】
好ましくは、フック本体には、フックが被掛止物に掛けられたとき被掛止物により押圧されて移動するスイッチが取り付けられている。第二センサは、スイッチの移動を検出することによりフックが被掛止物に掛けられている状態を検出する。
【００１０】
好ましくは、第三センサは、加速度センサである。鉛直方向に対する加速度センサの傾きの変化を出力することにより、フックの姿勢を検出する。
【００１１】
好ましくは、フックが被掛止物に掛けられる時間帯の加速度センサの出力に基づいて、フックの姿勢を検出する。
【００１２】
好ましくは、フック本体は、連結体が結合される連結孔が形成された基部を有する。加速度センサは、フック本体の基部に取り付けられている。
【００１３】
本発明に係る安全帯の使用状況確認方法は、上記のいずれかの局面の安全帯のフックを被掛止物に掛ける工程を備える。また、フックが被掛止物に掛けられる時間帯のフックの姿勢を検出し、検出されたフックの姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフックが掛けられていることを判別する工程を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の安全帯によると、フックの姿勢を検出することにより、フックが掛止される被掛止物の位置を判別できるので、作業者の腰より高い位置にフックが掛止された正しい状態で安全帯が使用されていることを判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る安全帯の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、安全帯１は、人体ベルトとしての胴ベルト１０３と、フック２と、連結ベルト１０７とを備えている。連結ベルト１０７は、一端１０７ａと他端１０７ｂとを有する。連結ベルト１０７の一端１０７ａは胴ベルト１０３と結合しており、他端１０７ｂはフック２と結合している。換言すれば、連結ベルト１０７を介在させて胴ベルト１０３とフック２とが連結されている。連結ベルト１０７は、胴ベルト１０３とフック２とを連結する連結体としての機能を有している。
【００１８】
胴ベルト１０３は、本体１０９と、この本体１０９の端部に位置するバックル１１１とを備えている。胴ベルト１０３はまた、Ｄリング１１３とＤリング止め１１５とを備えている。この胴ベルト１０３は、安全帯１を装着する作業者の胴体回りに巻かれて、作業者に装着される。胴ベルト１０３に代えて、または胴ベルト１０３とともに、作業者の肩、腿、胸などに巻かれる人体ベルトが用意され、これと連結ベルト１０７とが結合されてもよい。
【００１９】
連結ベルト１０７の一端１０７ａ側には、第一縫合部１１７が設けられている。この第一縫合部１１７は、連結ベルト１０７がＤリング１１３に通されて折り返され、重ねられて縫合されることで形成されている。Ｄリング１１３および第一縫合部１１７により、胴ベルト１０３と連結ベルト１０７とが結合されている。第一縫合部１１７の表面は、熱収縮チューブ１１９によって覆われている。連結ベルト１０７の一端１０７ａに図示されないフック（図１中のフック２と同等の機構のもの）が設けられ、このフックによって胴ベルト１０３と連結ベルト１０７とが結合されてもよい。
【００２０】
連結ベルト１０７の他端１０７ｂ側には、第二縫合部１２１が設けられている。この第二縫合部１２１は、フック２に形成された連結孔１９に連結ベルト１０７が通されて折り返され、重ねられて縫合されることで形成されている。第二縫合部１２１により、フック２と連結ベルト１０７とが結合されている。第二縫合部１２１の表面も、熱収縮チューブ１１９によって覆われている。
【００２１】
図２は、フックの構成を示す模式図である。図３は、フックの下側面図である。図２および図３を参照して、フック２の詳細について説明する。なお図３は、図２に示すフック２を図下側から図上側に向かって見た場合を図示している。
【００２２】
図２および図３に示すように、フック２は、フック本体１０と、外れ止め装置２０と、安全装置２５とを含んで構成される。フック本体１０は、鉤状に曲げられて形成されている。フック本体１０は、連結ベルト１０７が結合される基部１７と、基部１７から直線状に延びる背部１５と、弧状に湾曲した湾曲部１１と、先端の先端部１３とを有し、略Ｕ字型に曲げられた鉤形状に形成されている。基部１７には連結ベルト１０７が挿通される連結孔１９が形成されており、連結孔１９の周囲には円環形状のリング１８が形成されている。Ｕ字状のフック本体１０は、先端部１３と背部１５との間に、開口部１４を形成する。背部１５から基部１７にかけて、フック本体１０の表面が窪んだ溝部１２が形成されている。溝部１２の内部には、後述する使用状況検出センサ５０へ接続されている配線が配置される。
【００２３】
外れ止め装置２０は、開口部１４に架け渡されて形成されている。外れ止め装置２０は、小板２１を介在させて、締結部材としてのボルト９９によってフック本体１０に回動自在に取り付けられている。外れ止め装置２０は、断面形状コの字状に形成されており、そのコの字状の凹部内にフック本体１０および安全装置２５が配置されている。また、外れ止め装置２０の端部は、フック本体１０の先端部１３と係合している。先端部１３は外れ止め装置２０の可動範囲を規定している。
【００２４】
外れ止め装置２０は、図示しない付勢手段によって開口部１４から先端部１３に向かう方向に付勢されている。外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３に押圧される向きに、外れ止め装置２０は付勢されている。外れ止め装置２０は、ボルト９９を軸線として図２に示す時計回り方向に付勢されており、先端部１３と当接することによりその可動範囲が規制されている。つまり、外れ止め装置２０の可動範囲は、開口部１４の内側に制限されている。
【００２５】
外れ止め装置２０は、開口部１４の内側を揺動することにより、開口部１４を開閉する。外れ止め装置２０は、Ｕ字型のフック本体１０に形成された開口である開口部１４を、内側から開閉する。外れ止め装置２０は開口部１４の先端に支持されており、外れ止め装置２０の揺動によりＵ字型の開口部１４が開閉可能になる。
【００２６】
安全装置２５は、ボルト９６によって、回動可能にフック本体１０に取り付けられている。安全装置２５は、断面形状コの字状に形成されており、そのコの字状の凹部内にフック本体１０が配置されている。安全装置２５は、図示しない付勢手段によって、ボルト９６を軸線として図２に示す時計回り方向に付勢されている。安全装置２５は、フック本体１０から離れる方向に付勢されている。外れ止め装置２０と安全装置２５とは、いずれもフック本体１０の背部１５から離れる方向に付勢されている。そのため外れ止め装置２０は、フック本体１０のＵ字状の開口部１４を跨ぐように配置されて、フック本体１０の先端部１３と係合している。
【００２７】
図４は、安全装置の部品図である。図４に示すように、安全装置２５には、丸孔２６と長孔２７とが形成されている。丸孔２６にボルト９６が挿通されることにより、安全装置２５はフック本体１０に取り付けられている。外れ止め装置２０は、長孔２７に挿通されたボルト９７によって、安全装置２５に組み付けられている。ボルト９７が長孔２７内をスライド移動することにより、外れ止め装置２０は、安全装置２５と連動してボルト９９回りの回転運動を行なう。
【００２８】
図２には、上記付勢手段による付勢力以外の外力が安全装置２５に作用していないときの、安全装置２５の配置が示されている。安全装置２５が図２に示す位置にある状態では、ボルト９７は図４に示す窪み部２７ａの内部にあり、長孔２７内のボルト９７の自由なスライド移動が制限されている。そのため外れ止め装置２０は、図２に示す状態から自由に回動できない。図２には、安全装置２５によって外れ止め装置２０の回動が規制されている状態が図示されている。
【００２９】
フック本体１０にはまた、使用不使用スイッチ３０が取り付けられている。図５は、使用不使用スイッチの部品図である。図５に示すように使用不使用スイッチ３０には、丸孔３２，３３と、長孔３４，３５，３６と、ばね孔３７とが形成されている。使用不使用スイッチ３０は、弧状に湾曲された湾曲部３１を有する。この湾曲部３１の内周縁３１ａが、フック本体１０の湾曲部１１の内周縁１１ａ（図２参照）と略同一の形状を含むように、使用不使用スイッチ３０を形成することができる。たとえば、内周縁１１ａおよび内周縁３１ａを、同一の曲率を有する円弧形状を含む形状に形成することができる。
【００３０】
フック本体１０にはさらに、連結部材４０が取り付けられている。図６は、連結部材の部品図である。図６に示すように連結部材４０には、丸孔４２，４４，４５，４６と、ばね孔４７が形成されている。また連結部材４０には、丸孔に対して大径の貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８が溝部１２の端部付近に形成されるように連結部材４０は配置される。使用状態検出センサ５０へ接続される配線は、貫通孔４８を貫通する。
【００３１】
使用不使用スイッチ３０と連結部材４０とは、図２に示すボルト８２，８４，８５，８６によって結合されている。ボルト８２は、使用不使用スイッチ３０に形成された丸孔３２および連結部材４０に形成された丸孔４２を貫通している。使用不使用スイッチ３０は、ボルト８２を軸線としてフック本体１０に対し相対的に回動自在に、フック本体１０に取り付けられている。ボルト８６は連結部材４０の丸孔４６を貫通している。ボルト８２，８６によって連結部材４０はフック本体１０に固定されており、連結部材４０はフック本体１０に対して移動しないが、使用不使用スイッチ３０は連結部材４０に対して相対的に回動する。
【００３２】
ボルト８４は、丸孔４４において連結部材４０に締結されており、使用不使用スイッチ３０の長孔３４内に挿通されている。ボルト８４は、丸孔４５において連結部材４０に締結されており、使用不使用スイッチ３０の長孔３５内に挿通されている。ボルト８６は、使用不使用スイッチ３０の長孔３６を貫通し、さらにフック本体１０を貫通して、丸孔４６において連結部材４０に締結されている。
【００３３】
使用不使用スイッチ３０は、ボルト８２を軸線として、連結部材４０に対して相対的に回動する。使用不使用スイッチ３０に形成された長孔３４，３５，３６は、使用不使用スイッチ３０がボルト８２回りに回動するときに使用不使用スイッチ３０を案内し、また、使用不使用スイッチ３０の可動範囲を規定する機能を有している。
【００３４】
使用不使用スイッチ３０に形成されたばね孔３７と、連結部材４０に形成されたばね孔４７とには、弾性部材としてのばね８７の両端が係合している。ばね８７の一端はばね孔３７に掛合されており、ばね８７の他端はばね孔４７に掛合されている。ばね８７の弾性力によって、ばね孔３７とばね孔４７とが互いに近接する方向に、使用不使用スイッチ３０が付勢されている。ばね８７は、使用不使用スイッチ３０を図２に示すボルト８２回りの時計回り方向に付勢する。つまり、使用不使用スイッチ３０の湾曲部３１の内周縁３１ａが、フック本体１０の湾曲部１１の内周縁１１ａに対して開口部１４側に移動し、外れ止め装置２０により近接する方向に、使用不使用スイッチ３０は付勢されている。
【００３５】
フック本体１０の基部１７には、外れ止め装置２０の開閉を検出する第一センサとしての開閉スイッチ６０が配置されている。外れ止め装置２０には押圧バー６２が固定されており、押圧バー６２は外れ止め装置２０とともにボルト９９回りを回動する。
【００３６】
図２に示す状態では、押圧バー６２が開閉スイッチ６０に近接しており、押圧バー６２が開閉スイッチ６０の接触レバー６１を押圧している。このとき開閉スイッチ６０は、接触レバー６１が接触していることを検出することにより、外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３と当接している閉状態にあることを出力する。開閉スイッチ６０には、周知のリミットスイッチを用いることができる。
【００３７】
使用不使用スイッチ３０と連結部材４０との間の隙間には、フック２が被掛止物に掛けられている状態を検出する、第二センサとしての使用状態検出センサ５０が配置されている。図２に示すように、使用不使用スイッチ３０には、丸孔３３（図５参照）を貫通して締結されている、ボルト８３が固定されている。ボルト８３は、使用不使用スイッチ３０とともにボルト８２回りを回動する。
【００３８】
図２に示す状態では、ボルト８３が使用状態検出センサ５０に近接しており、ボルト８３が使用状態検出センサ５０の接触レバー５１を押圧している。このとき使用状態検出センサ５０は、接触レバー５１が接触していることを検出することにより、フック２が被掛止物に掛けられていない、不使用状態にあることを出力する。不使用状態では、使用不使用スイッチ３０の内周縁３１ａがフック本体１０の内周縁１１ａに対して開口部１４側にあるように、使用不使用スイッチ３０は配置されている、使用状態検出センサ５０には、周知のリミットスイッチを用いることができる。
【００３９】
フック本体の基部１７には、基板７１が取り付けられている。基板７１には、フック２の姿勢を検出する第三センサとしての加速度センサ７０が載置されている。基部１７にはまた、基板７６が取り付けられており、基板７６には傾きセンサ７５が載置されている。
【００４０】
開閉スイッチ６０および加速度センサ７０は、フック本体１０の基部１７に取り付けられている。使用不使用スイッチ３０はフック本体１０の湾曲部１１から背部１５に亘って配置されており、使用状態検出センサ５０は使用不使用スイッチ３０の背部１５側の端部近傍に取り付けられている。このように各センサおよびスイッチを配置することにより、作業者がフック２を掛けようとする動作に対し、各センサおよびスイッチ類が干渉することを防止できる。つまり、本実施の形態の安全帯１のフック２では、従来の安全帯のフックと同等の操作性が確保されている。
【００４１】
以上の構成を備える安全帯１の、フック２を被掛止物に掛けるときの、フック２の各部の動作について説明する。図７は、被掛止物に掛けられる前のフックを示す模式図である。図８は、外れ止め装置が回転移動した開状態のフックを示す模式図である。図９は、フック本体に被掛止物が係合する前の不使用状態のフックを示す模式図である。図１０は、フック本体に被掛止物が係合した使用状態のフックを示す模式図である。
【００４２】
フック２を親綱やタラップなどの固定物である被掛止物に掛ける際には、作業者はまず、フック２を把持して、安全装置２５をボルト９６回りに回転させ、フック本体１０に安全装置２５を近接させる。この安全装置２５の移動によって、ボルト９７が長孔２７の窪み部２７ａ（図４参照）から外れ、外れ止め装置２０が安全装置２５によって規制されず回転自在な、ロック解除状態となる。
【００４３】
続いて、開口部１４の内側へ外れ止め装置２０を移動させる。ボルト９７が長孔２７内をスライド移動することにより、外れ止め装置２０はボルト９９回りに回転し、フック本体１０の先端部１３と外れ止め装置２０との間に隙間２４が生じる。この隙間２４を経由させて、被掛止物を鉤状のフック本体１０の内側に進入させる。上記外れ止め装置２０の移動は、作業者がフック２を把持することにより行なわれてもよく、係合対象である被掛止物を外れ止め装置２０に外側（図８中右側）から押し付けることにより行なわれてもよい。
【００４４】
上述したように、外れ止め装置２０には押圧バー６２が取り付けられている。外れ止め装置２０の回転に伴って、押圧バー６２は、開閉スイッチ６０から離れる側へ移動する。このとき、押圧バー６２から接触レバー６１に対して作用していた押圧力が解除され、接触レバー６１が開閉スイッチ６０から離れる。この接触レバー６１の移動を検出して、開閉スイッチ６０は、フック２が開状態にあることを出力する。開状態にあるフック２では、外れ止め装置２０がフック本体１０の先端部１３から離れ、先端部１３と外れ止め装置２０との間に隙間２４が形成されている。つまり、開閉スイッチ６０は、外れ止め装置２０の回転移動を検出することにより、フック２が開いた状態にあることを検出する。
【００４５】
被掛止物がフック本体１０のＵ字の内部に完全に収容された後、作業者がフック２の把持をやめると、外れ止め装置２０はボルト９９回りに逆回転して元の位置へ戻り、先端部１３と外れ止め装置２０との間に生じた隙間２４は再び閉じられる。作業者が安全装置２５に加えていた荷重が解放されると、ボルト９７が長孔２７の窪み部２７ａへ移動して、安全装置２５は外れ止め装置２０の回動を規制する。つまり、外れ止め装置２０が移動して隙間２４を生じさせることがないように安全装置２５が作用するので、被掛止物がフック本体１０のＵ字の内部から外へ飛び出すことを防止でき、作業者の意図しないフック２の開閉が行なわれない構成とされている。
【００４６】
続いて、図９および図１０に示すように、被掛止物Ｈをフック本体１０の湾曲部１１に係合させる。このとき被掛止物Ｈは、使用不使用スイッチ３０の内周縁３１ａに当接し、使用不使用スイッチ３０を押圧して、使用不使用スイッチ３０をボルト８２回りに回転移動させる。フック２が被掛止物Ｈに掛けられたとき、使用不使用スイッチ３０が被掛止物Ｈと当接し、被掛止物Ｈにより押圧されて回転移動することにより、使用不使用スイッチ３０は、フック本体１０の湾曲部１１と重なるように移動する。
【００４７】
上述したように、使用不使用スイッチ３０にはボルト８３が固定されており、使用不使用スイッチ３０の回転に伴って、ボルト８３は、使用状態検出センサ５０から離れる側へ移動する。このとき、ボルト８３から接触レバー５１に対して作用していた押圧力が解除され、接触レバー５１が使用状態検出センサ５０から離れる。この接触レバー５１の移動を検出して、使用状態検出センサ５０は、フック２が被掛止物Ｈに掛けられた使用状態にあることを出力する。つまり、使用状態検出センサ５０は、使用不使用スイッチ３０の回転移動を検出することにより、フック２が被掛止物Ｈに掛けられている使用状態にあることを検出する。
【００４８】
次に、加速度センサ７０によるフック２の姿勢の検出について説明する。フック２を作業者の腰より低い位置にある被掛止物に掛けようとした場合と、腰より高い位置にある被掛止物に掛けようとした場合とでは、作業者がフック２を掛ける動作中のフック２の姿勢や、フック２が掛かったときにフック２に加わる力の向きが異なる。そこで、フック２に加速度センサ７０を取り付け、加速度センサ７０の出力を用いてフック２の姿勢を推定することにより、推定されたフック２の姿勢に基づいてフック２が掛けられた被掛止物の高さを判断することができる。
【００４９】
ここで、フック２の姿勢とは、基準となる所定の軸（たとえば水平軸や鉛直軸）に対してフック２が相対的に傾斜している、フック２の傾斜の角度をいう。
【００５０】
図１１は、フックの姿勢と加速度センサの出力との関係を示すための模式図である。ここでは、フック２が掛けられる被掛止物は水平な棒であることを想定している。フック２を回し掛けせず水平な棒に直接掛けする場合、フック２が作業者の腰よりも高い位置に掛けられたことを判別するには、水平方向に沿う一軸回りのフック２の姿勢の検出が重要であると考えられる。そこで、加速度センサ７０の上記一軸（これをＸ軸と称する）の値を抽出することで、フック２の掛け方の正誤を検出することができる。
【００５１】
図１１（ａ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ水平になり、外れ止め装置２０が下側、安全装置２５が上側になるように、フック２は配置されている。水平に配置された基板７１に対して加速度センサ７０は基板７１の上面に載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝５１２とする。
【００５２】
図１１（ｂ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ垂直になり、湾曲部１１が下側、基部１７が上側になるように、フック２は配置されている。垂直面となるように配置された基板７１に加速度センサ７０が載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝２５６とする。
【００５３】
図１１（ｃ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ垂直になり、基部１７が下側、湾曲部１１が上側になるように、フック２は配置されている。垂直面となるように配置された基板７１に加速度センサ７０が載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝７６８とする。
【００５４】
図１１（ｄ）では、フック本体１０の湾曲部１１と基部１７とがほぼ水平になり、外れ止め装置２０が上側、安全装置２５が下側になるように、フック２は配置されている。水平に配置された基板７１に対して加速度センサ７０は基板７１の下面に載置されている。このときの加速度センサ７０のＸ軸方向の出力を、Ｘ＝５１２とする。
【００５５】
図１１（ａ）〜（ｄ）では、基準となるＸ軸に対するフック２の傾きが変化している。Ｘ軸に対するフック２の傾きの変化に伴って、加速度センサ７０の鉛直方向に対する傾きも変化する。加速度センサ７０のＸ軸の値を用い、重力加速度のみを検出している場合、加速度センサ７０の傾きが変化するときの鉛直方向に対する加速度センサ７０の傾きの変化を出力することによって、フック２の姿勢を検出することができる。つまり、加速度センサ７０を用いて、フック２を被掛止物に掛けるときのフック２の姿勢を検出することができる。
【００５６】
このような加速度センサ７０を有するフック２を備えた安全帯１を、実際に作業者に装着して、被掛止物である水平に架けられたパイプに作業者がフック２を掛ける動作中の、加速度センサ７０の出力値を収集した結果を、図１２および図１３に示す。図１２は、フックを誤った高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。図１３は、フックを正しい高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【００５７】
図１２および図１３の縦軸は、図１１に基づいて説明した加速度センサ７０の出力値を示す。図１２および図１３の横軸は、経過時間を示し、フック２が開いた時点を基準としている。すなわち、図１２および図１３の横軸の値が０になる時刻は、フック２が開状態となったことを開閉スイッチ６０により検出した時刻である。図１２および図１３中に、縦軸と平行に引かれた左側の線は、フック２が開いたおよその時刻を示し、また右側の線は、フック２がパイプに掛けられ使用状態となったおよその時刻を示す。
【００５８】
フック２を掛けるパイプの高さは、作業者の腰の高さを基準として７段階設定した。具体的には、誤った高さとして、（腰の高さ−２５０，５００，７５０）ｍｍの３段階の高さを設定した。また正しい高さとして、（腰の高さ＋０，２５０，５００，７５０）ｍｍの４段階の高さを設定した。
【００５９】
図１２に示すように、腰より低い位置にフック２を掛けた場合は、フック２がパイプに掛けられる時間帯の加速度センサ７０の出力が相対的に低くなっている。一方図１３に示すように、腰より高い位置にフック２を掛けた場合は、フック２がパイプに掛けられる時間帯の加速度センサ７０の出力が相対的に高くなっている。つまり、図１２および図１３を比較して、フック２を掛けた高さの違いによって、加速度センサ７０の出力には明確に差が生じている。つまり、加速度センサ７０により検出されたフック２の姿勢に基づいてフック２が掛けられた被掛止物の位置を判別することができ、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフック２が掛けられている正しい状態で安全帯１が使用されていることを判別することができることがわかる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態の安全帯１において、フック２には、外れ止め装置２０の開閉を検出する開閉スイッチ６０と、フック２が被掛止物Ｈに掛けられている状態を検出する使用状況検出センサ５０と、フック２の姿勢を検出する加速度センサ７０とが取り付けられている。
【００６１】
このようにすれば、開閉スイッチ６０を用いてフック２が開状態になった時刻を検出し、また使用状況検出センサ６０を用いてフック２が使用状態になった時刻を検出できる。これら２つの時刻の間、すなわちフック２が被掛止物Ｈに掛けられる時間帯の、フック２の姿勢を、加速度センサ７０を用いて検出できる。フック２の姿勢を検出することにより、フック２が掛止された被掛止物Ｈの位置を判別できるので、作業者の腰より高い位置にフック２が掛止された正しい状態で安全帯１が使用されていることを判別することができる。
【００６２】
次に、以上説明した安全帯の使用状況監視方法について説明する。図１４は、安全帯の使用状況の監視方法を示す流れ図である。安全帯１を装着している作業員がフック２を被掛止物に掛けようとする場合、図１４に示すように、まず工程（Ｓ１０）において、作業員がフック２を把持する。
【００６３】
続いて工程（Ｓ２０）において、作業員に把持されたフック２では、安全装置２５が解除されて外れ止め装置２０がボルト９９回りに回転することにより、外れ止め装置２０が開状態となる。続いて工程（Ｓ３０）において、フック本体１０の先端部１３と外れ止め装置２０との間の隙間２４を通過させて、被掛止物をＵ字状のフック本体１０の内部へ移動させる。続いて工程（Ｓ４０）において、被掛止物が使用不使用スイッチ３０を押圧して、フック本体１０の湾曲部１１に重なるように使用不使用スイッチ３０を移動させ、被掛止物を湾曲部１１の内周縁１１ａに当接させて、フック２が被掛止物に掛けられた使用状態にする。続いて工程（Ｓ５０）において、外れ止め装置２０をボルト９９回りに逆回転させて、外れ止め装置２０を閉状態にする。工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）は、「安全帯１のフック２を被掛止物に掛ける工程」に含まれる。
【００６４】
続いて、工程（Ｓ６０）において、フック２が被掛止物に掛けられる時間帯（すなわち、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）の間）における、フック２の姿勢を、加速度センサ７０を用いて検出する。続いて工程（Ｓ７０）において、検出されたフック２の姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する被掛止物にフック２が掛けられていることを判別する。被掛止物の高さが作業員の腰部より上の高さにあると判別されれば、安全帯使用状況は良好である（Ｓ８０）。
【００６５】
一方、被掛止物の高さが作業員の腰部より下の高さにあると判別されれば、安全帯使用状況は不良とされる（Ｓ９０）。そして工程（Ｓ１００）において、警告を発信し、作業者自身に安全帯の使用状況が不良であることを知らせる。同時に、周囲の作業者および監督者にも作業者が装着している安全帯の使用状況が不良であることを知らせることも可能である。
【００６６】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る安全帯の概略構成を示す模式図である。
【図２】フックの構成を示す平面図である。
【図３】フックの下側面図である。
【図４】安全装置の部品図である。
【図５】使用不使用スイッチの部品図である。
【図６】連結部材の部品図である。
【図７】被掛止物に掛けられる前のフックを示す模式図である。
【図８】外れ止め装置が回転移動した開状態のフックを示す模式図である。
【図９】フック本体に被掛止物が係合する前の不使用状態のフックを示す模式図である。
【図１０】フック本体に被掛止物が係合した使用状態のフックを示す模式図である。
【図１１】フックの姿勢と加速度センサの出力との関係を示すための模式図である。
【図１２】フックを誤った高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【図１３】フックを正しい高さに掛けた場合の加速度センサの出力の一例を示すグラフである。
【図１４】安全帯の使用状況の監視方法を示す流れ図である。
【図１５】安全帯のフックを正しい高さに掛けた状態を示す模式図である。
【図１６】安全帯のフックを誤った高さに掛けた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 安全帯、２ フック、１０ フック本体、１１ 湾曲部、１１ａ 内周縁、１３ 先端部、１４ 開口部、１７ 基部、２０ 外れ止め装置、２４ 隙間、２５ 安全装置、３０ 使用不使用スイッチ、３１ 湾曲部、３１ａ 内周縁、４０ 連結部材、５０ 使用状態検出センサ、５１ 接触レバー、６０ 開閉スイッチ、６１ 接触レバー、６２ 押圧バー、７０ 加速度センサ、７１ 基板、８３ ボルト、８７ ばね。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の回りに装着されるベルトと、
一端と他端とを有し、前記一端が前記ベルトに結合された連結体と、
前記連結体の前記他端に結合されたフックとを備え、
前記フックは、鉤状のフック本体と、前記フック本体に回動自在に取り付けられ前記フック本体の開口を開閉する外れ止め装置と、前記外れ止め装置の回動を規制する安全装置とを有し、
前記フックには、前記外れ止め装置の開閉を検出する第一センサと、前記フックが被掛止物に掛けられている状態を検出する第二センサと、前記フックの姿勢を検出する第三センサとが取り付けられている、安全帯。
【請求項２】
前記フック本体には、前記フックが前記被掛止物に掛けられたとき前記被掛止物により押圧されて移動するスイッチが取り付けられており、
前記第二センサは、前記スイッチの移動を検出することにより前記フックが前記被掛止物に掛けられている状態を検出する、請求項１に記載の安全帯。
【請求項３】
前記第三センサは、加速度センサであって、
鉛直方向に対する前記加速度センサの傾きの変化を出力することにより、前記フックの姿勢を検出する、請求項１または請求項２に記載の安全帯。
【請求項４】
前記フックが前記被掛止物に掛けられる時間帯の前記加速度センサの出力に基づいて、前記フックの姿勢を検出する、請求項３に記載の安全帯。
【請求項５】
前記フック本体は、前記連結体が結合される連結孔が形成された基部を有し、
前記加速度センサは、前記フック本体の前記基部に取り付けられている、請求項３または請求項４に記載の安全帯。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の安全帯のフックを被掛止物に掛ける工程と、
前記フックが前記被掛止物に掛けられる時間帯の前記フックの姿勢を検出し、検出された前記フックの姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する前記被掛止物に前記フックが掛けられていることを判別する工程とを備える、安全帯の使用状況監視方法。
【請求項１】
作業者の回りに装着されるベルトと、
一端と他端とを有し、前記一端が前記ベルトに結合された連結体と、
前記連結体の前記他端に結合されたフックとを備え、
前記フックは、鉤状のフック本体と、前記フック本体に回動自在に取り付けられ前記フック本体の開口を開閉する外れ止め装置と、前記外れ止め装置の回動を規制する安全装置とを有し、
前記フックには、前記外れ止め装置の開閉を検出する第一センサと、前記フックが被掛止物に掛けられている状態を検出する第二センサと、前記フックの姿勢を検出する第三センサとが取り付けられている、安全帯。
【請求項２】
前記フック本体には、前記フックが前記被掛止物に掛けられたとき前記被掛止物により押圧されて移動するスイッチが取り付けられており、
前記第二センサは、前記スイッチの移動を検出することにより前記フックが前記被掛止物に掛けられている状態を検出する、請求項１に記載の安全帯。
【請求項３】
前記第三センサは、加速度センサであって、
鉛直方向に対する前記加速度センサの傾きの変化を出力することにより、前記フックの姿勢を検出する、請求項１または請求項２に記載の安全帯。
【請求項４】
前記フックが前記被掛止物に掛けられる時間帯の前記加速度センサの出力に基づいて、前記フックの姿勢を検出する、請求項３に記載の安全帯。
【請求項５】
前記フック本体は、前記連結体が結合される連結孔が形成された基部を有し、
前記加速度センサは、前記フック本体の前記基部に取り付けられている、請求項３または請求項４に記載の安全帯。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の安全帯のフックを被掛止物に掛ける工程と、
前記フックが前記被掛止物に掛けられる時間帯の前記フックの姿勢を検出し、検出された前記フックの姿勢に基づいて、作業者の腰部よりも上に位置する前記被掛止物に前記フックが掛けられていることを判別する工程とを備える、安全帯の使用状況監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−４６３２５（Ｐ２０１０−４６３２５Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１３８０４（Ｐ２００８−２１３８０４）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２２３６８７）藤井電工株式会社 (60)
【出願人】（５９５０７８０９１）株式会社システムワット (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２２３６８７）藤井電工株式会社 (60)
【出願人】（５９５０７８０９１）株式会社システムワット (1)
【Ｆターム（参考）】
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