接近警報装置
【課題】充電部に最も近い部位における接近距離に基づいて作業者の接近を検知する。接近距離の測定の精度を向上させる。小型化する。
【解決手段】インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【解決手段】インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接近警報装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば感電の虞がある電気設備の周囲で作業を行う場合にＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）技術を利用して作業者の充電部への接近の検知とその警報を行う接近警報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特別高圧・高圧の電気設備の作業時には、不注意や思い違いにより作業者が充電部に誤って接近し接触するのを防止する必要がある。このため、従来、検電器を使用していた。つまり、検電器は電気設備の印加電圧による静電誘導により動作するものであり、この検電器をヘルメットや安全靴に内蔵し、これを着用した作業者が接近限界距離を超えて充電部に近づいた場合に検電器が動作し、ヘルメットや安全靴に装着したランプやブザー等を作動させて警報を発するようにしている。
【０００３】
検電器を内蔵したヘルメットとして、例えば特開平１１−０１２８４２号公報に開示されたものがある。このヘルメットは、図１０〜図１２に示すように、ヘルメット本体１０１にテープ状の検出電極部１０２ａ、１０２ｂを張り付けると共に、非接触式検電器１０３を取り付けている。検出電極部１０２ａ、１０２ｂはヘルメット本体１０１の後部でクロスしており、電気的に接続されている。検出電極部１０２ａは非接触式検電器１０３の入力端に接続されている。また、非接触式検電器１０３の出力端にはリード線１０４によってＬＥＤ１０５が接続されている。また、ヘルメット本体１０１には後述するブザー１１１も取り付けられている。
【０００４】
図１２において、符号１０６は先端検知部となる検出電極部１０２ａに接続された電圧レベル検出部であり、電圧レベル検出部１０６は検出電極部１０２ａにより検出された対象電線との電位が感度調整用抵抗器１０７により感度設定された電位を超えると出力信号を送出する。電圧レベル検出部１０６から出力信号を受けたフリッカ発生部１０８はフリッカ信号を出力し、音響周波発振器１０９は音響周波数信号を出力する。これにより、表示器（ＬＥＤ）１１０がフリッカ点灯し、ブザー１１１が鳴動し、作業者に警報を発する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０１２８４２号
【特許文献２】特開平０９−１９１９０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら検電器を使用した方法では、検電器を装着した部位における静電誘導しか検出することができなかった。このため、たとえ検電器を内蔵したヘルメットや安全靴を作業者が身につけていたとしても、例えば腕などを伸ばした場合にその指先が接近限界距離を超えて充電部に接近することがあり、このような場合に対応することができなかった。
【０００７】
また、静電誘導を利用した検電器では、その原理上、充電部の形状や位置などの影響により電界強度が安定せず、接近距離の検出精度が変動するという問題があった。
【０００８】
さらに、検電器が作動する電界強度を調節することができないので、検電する電気設備の電圧階級に応じて、使用する検電器を使い分ける必要があった。また、対象となる電圧が高くなると検電器が大きくなり、ヘルメット等に内蔵できない等の装着の支障となると共に、作業性を悪化させていた。
【０００９】
本発明は、充電部に最も近い部位における接近距離を計測できる接近警報装置を提供することを目的とする。また、本発明は、接近距離の測定精度に優れ、小型化が可能な接近警報装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とをインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、接近距離が接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１１】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者までの距離（作業者の接近距離）として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた接近距離と、予め設定されている接近限界距離とを通信機能によって警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号から接近距離のデータと接近限界距離のデータとを復元し、これらを比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１２】
また、請求項２記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して接近距離が接近限界距離よりも短い場合に警報信号をインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、警報信号の受信によって作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１３】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者の接近距離として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた作業者の接近距離と予め設定されている接近限界距離とを比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い場合、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に通信機能によって警報信号を警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号に警報信号が重畳されている場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１４】
また、請求項３記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離をインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して接近距離が接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１５】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者の接近距離として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた作業者の接近距離を通信機能によって警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号から接近距離のデータを復元し、予め設定されている接近限界距離と比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１６】
また、請求項４記載の接近警報装置は、警報手段を作業者が装着する部材に取り付けている。したがって、警報手段を作業者が常に携帯することができる。
【００１７】
また、請求項５記載の接近警報装置は、警報手段を作業場に設置している。したがって、作業者が警報手段を携帯していなくても、警報手段のある環境で作業を行うことができる。
【００１８】
また、請求項６記載の接近警報装置は、接近距離検出手段が充電部に直接取り付けられている。したがって、接近距離検出手段への接近距離と充電部への接近距離とを一致させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
しかして、請求項１記載の接近警報装置では上述のように構成しているので、作業者の接近距離検出手段に最も近い部位における接近距離を測ることができる。例えば、接近距離検出手段のある方向に向けて手を伸ばした場合には指先との間の距離を測ることできる。このため、作業者の接近距離を正確に測ることができ、例えば作業者が場所を移動せずに手のみを伸ばした場合等にも警報を発して作業者の注意を喚起することができる。また、インパルス信号の送受信による測距機能は原理的に高精度であり、また、充電部の形状や位置などによって変化する電界強度の影響を受けずに距離の計測が可能であるので、作業者の接近距離を高精度に安定的に測ることができ、信頼性の高い警報を行うことができる。さらに、警報手段は、接近距離検出手段が送信したインパルス信号を受信して警報を発するので、検電器に比べて小型化が可能であり、作業者への装着に便利な警報手段を提供することができる。そして、充電部の電圧階級に応じた接近限界距離を予め設定しておくことで、様々な電圧階級の電気設備に対応することができ、汎用性に優れた接近警報装置を提供することができる。
【００２０】
これらの効果を奏することは、請求項２記載の接近警報装置、請求項３記載の接近警報装置についても同様である。
【００２１】
また、請求項４記載の接近警報装置では、警報手段を作業者が装着する部材に取り付けているので、警報手段の携帯が容易であり、作業の邪魔にならずに警報手段を常に携帯することができる。
【００２２】
さらに、請求項５記載の接近警報装置では、警報手段を作業場に設置するので、作業者が警報手段を携帯していなくても、警報手段のある環境で作業を行うことができる。
【００２３】
また、請求項６記載の接近警報装置では、接近距離検出手段が充電部に直接取り付けられているので、接近距離検出手段への接近距離と充電部への接近距離とが一致し、充電部への接近距離（充電部からの離隔距離）をより正確に測定するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
本発明の接近警報装置は、ＵＷＢ技術を利用している。まず最初にＵＷＢ技術について説明する。基本的にＵＷＢ技術は情報をインパルス信号として送信することで、超広帯域の周波数帯域幅を占有し、短距離での超高速通信を実現する無線方式である。例えば図８に示すように、送信するデータをＵＷＢ無線機（送信）１の送受信アンテナ２から、送信波のようなインパルス信号３として送信する。そのインパルス信号３をＵＷＢ無線機（受信）４の送受信アンテナ５で受信し、データとして復元する（通信機能）。
【００２６】
また、ＵＷＢ技術はインパルス信号を送信することから、レーダとして利用し、同時に測距を行うことが可能である。例えば図９に示すように、ＵＷＢ無線機１の送受信アンテナ２からインパルス信号３による送信波を送信する。この送信波が作業者６をはじめとする測定対象物により反射し、反射波７がＵＷＢ無線機１の送受信アンテナ２により受信される。この送受信の時間差（送受信のタイミング差）がΔｔ［ｓ］である場合、それらの接近距離ｄ［ｍ］は、ｄ＝（Δｔ×３×１０８）／２で算出することができる（測距機能）。
【００２７】
さらにＵＷＢ技術は通常の無線方式とは異なり、キャリア信号を必要としないことから、無線回路の簡略化が可能で、低消費電力で小型のチップ状の無線機などが実現可能である。
【００２８】
図１〜図７に、本発明の接近警報装置の実施形態の一例を示す。接近警報装置は、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段であるメモリ３１に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。接近距離検出手段８が上述のＵＷＢ無線機１の機能を有し、警報手段９が上述のＵＷＢ無線機４の機能を有している。
【００２９】
接近警報装置は、例えば感電の虞がある電気設備の周囲で作業を行う場合に使用されるもので、作業者６が誤って充電部１１に触れるのを未然に防止するものである。電気設備の充電部１１にチップ状に形成した接近距離検出手段８を直接取り付けている。本実施形態では、複数の接近距離検出手段８を充電部１１に取り付けている。接近距離検出手段８は充電部１１からの電磁誘導により電源を取得し、定期的にインパルス信号３を送信し、測距機能により作業者６との接近距離ｄを測定する。同時に、測定で得られた接近距離ｄとあらかじめ設定された接近限界距離ｄｍａｘ［ｍ］を、送信するインパルス信号３に重畳して送信する。また、接近距離検出手段８は電磁誘導により電源を取得することから、充電部１１に電気が流れていない場合、即ち電圧のかかっている部分である充電部１１が電圧のかかっていない部分（非充電部１２）となった場合には、接近距離検出手段８は動作せずインパルス信号３を送信しない。
【００３０】
本実施形態では、警報手段９を作業者６が装着する部材、例えばヘルメットに取り付けるヘルメット型の警報機とすると共に、作業場１０に設置する据付型の警報機としている。このように、警報手段９としてヘルメット型警報機と据付型警報機の両方を一緒に使用しても良く、いずれか一方の使用でも良く、作業内容等に応じて適宜選択することができる。
【００３１】
警報手段９は、接近距離検出手段８が送信したインパルス信号３を受信し、作業者６と接近距離検出手段８が取り付けられた充電部１１との接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくなった場合に、作業者６に対してそれ以上充電部１１に近づかないように警報する。
【００３２】
図２に、接近距離検出手段８を示す。接近距離検出手段８はチップ状に形成されており、ＵＷＢ送受信部１３と電源部１４で構成されている。電源部１４は充電部１１からの電磁誘導により起電力を生じ、ＵＷＢ送受信部１３に対して電源を供給する。
【００３３】
図３に、ＵＷＢ送受信部１３の回路構成を示す。制御部２０はＵＷＢ送受信部１３の全体を制御するが、定期的に遅延時間算出部２１を制御して、スタート信号をクロック発生部２２に伝達させる。クロック発生部２２はスタート信号に応じてクロックを発生し、符号生成部２３に伝達する。符号生成部２３は記憶手段であるメモリ３１から伝達されるデータおよびクロックに基づいて符号を生成し、パルス生成部２４に伝達する。
【００３４】
パルス生成部２４は、符号生成部２３からの符号によりインパルス信号３を変調し、アンテナ共用器２５を介して送受信アンテナ２６から送信する。同時に、変調に用いたインパルス信号３を相関部２７へ伝達する。
【００３５】
さらにＵＷＢ送受信部１３は、作業者６によって反射されたインパルス信号３（反射波７）を送受信アンテナ２６で受信し、これをアンテナ共用器２５を介して相関部２７へ伝達する。相関部２７はパルス生成部２４から伝達されるインパルス信号３と反射波７との相関を検出し、その相関値を検波部２８へ伝達する。ピーク検出部２９では、相関値から反射波７を受信したタイミングを検出し、受信タイミング信号を遅延時間算出部２１へ伝達する。
【００３６】
遅延時間算出部２１では、スタート信号を送信したタイミングと反射波７を受信したタイミングから遅延時間Δｔを算出し、距離算出部３０へ伝達する。距離算出部３０では遅延時間Δｔから充電部１１と作業者６との接近距離ｄを算出し、メモリ３１に伝達する。メモリ３１には予め接近限界距離ｄｍａｘを設定しておき、インパルス信号３を送信するタイミングに合わせて、メモリ３１から符号生成部２３に接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘを伝達し、インパルス信号３に重畳させて送信する。
【００３７】
メモリ３１への接近限界距離ｄｍａｘの設定は入力部１５の操作によって行う。入力部１５は、例えばスイッチである。メモリ３１には接近限界距離ｄｍａｘの候補値として複数の値が予め記憶されており、入力部１５のスイッチ操作によって候補値の中から接近限界距離ｄｍａｘを選択する。作業者は、充電部１１の電圧階級等に応じて接近限界距離ｄｍａｘを選択する。
【００３８】
図４に、警報手段９として、作業者６が装着するヘルメット型警報機（以下、ヘルメット型警報機９Ａという）を示す。ＵＷＢ受信・制御部３２はチップ状に形成されており、充電部１１に取り付けられた接近距離検出手段８からのインパルス信号３を受信する。ＵＷＢ受信・制御部３２はインパルス信号３に重畳されたデータから、作業者６と充電部１１との接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘとを比較する。そして、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくなった場合、ブザー３３を鳴動させたり、ＬＥＤ３４を点灯させたりすることで、作業者６に対してこれ以上充電部１１に接近しないよう警報する。ボタン型電池３５はＵＷＢ受信・制御部３２、ブザー３３およびＬＥＤ３４に対して電源を供給する。
【００３９】
図５に、警報手段９として、据付型の警報機（以下、据付型警報機９Ｂという）を示す。据付型警報機９Ｂは特に小型である必要がないため、ＵＷＢ受信・制御部３２は、チップ状のものでも、１０ｃｍ長程度の無線機型のものでも良い。ヘルメット型警報機９Ａと同様に、ＵＷＢ受信・制御部３２は、充電部１１に取り付けられた接近距離検出手段８からのインパルス信号３を受信し、重畳されたデータから、ブザー３３を鳴動させたり、回転灯３７を点灯させたりすることで、作業者６に対して警報する。動作電源は商用電源３８から取得する。
【００４０】
図６に、ＵＷＢ受信・制御部３２の回路構成を示す。なお、図６では、便宜上、ヘルメット型警報機９Ａのブザー３３及びＬＥＤ３４と据付型警報機９Ｂのブザー３３及び回転灯３７を一緒に記載しているが、実際には、ヘルメット型警報機９Ａはブザー３３及びＬＥＤ３４を有しており、据付型警報機９Ｂはブザー３３及び回転灯３７を有している。制御部３９はＵＷＢ受信・制御部３２の全体を制御する。クロック発生部４０はクロックを発生し、符合生成部４１に伝達する。符号生成部４１はクロックに基づいて符号を生成し、パルス生成部４２に伝達する。パルス生成部４２は、符号生成部４１からの符号によりインパルス信号３を変調し、相関部４５へ伝達する。
【００４１】
受信アンテナ４３は、接近距離検出手段８から送信されたインパルス信号３を受信し、これをアンテナ共用器４４を介して相関部４５へ伝達する。相関部４５はパルス生成部４２から伝達されるインパルス信号３と受信波との相関を検出し、その相関値を検波部４６へ伝達する。検波部４６では、相関値からデータを復元し、接近状況診断部４７へ伝達する。
【００４２】
接近状況診断部４７では、データから作業者６と充電部１１の接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘを比較する。そして、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘより小さくなったことを判断すると、ヘルメット型警報機９Ａの場合はブザー３３およびＬＥＤ３４を動作させ、据付型警報機９Ｂの場合はブザー３３および回転灯３７を動作させ、作業者６に対してこれ以上充電部１１に近づかないように警報する。
【００４３】
図７に、本発明の接近警報装置の警報発生処理手順を示す。接近距離検出手段８は、ルーチンＲＴ１１の開始ステップから入ってステップＳＰ１１に移り、あらかじめ接近限界距離ｄｍａｘをメモリ３１内に設定する。
【００４４】
次のステップＳＰ１２ではインパルス信号３（ＵＷＢ信号）を送信するとともに、反射波７の受信を待つ。ステップＳＰ１３では反射波７を受信したか否かを判断し、受信しなかったと判断した場合、ステップＳＰ１２に戻る。一方、受信したと判断した場合、ＳＰ１４へ進む。
【００４５】
ステップＳＰ１４では、インパルス信号３の送信タイミングと受信タイミングの時間差Δｔに基づいて接近距離ｄを算出する。ステップＳＰ１５では、接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘのデータをステップＳＰ１２のインパルス信号３に重畳して送信する。
【００４６】
ヘルメット型警報機９Ａおよび据付型警報機９Ｂは、ルーチンＲＴ２１の開始ステップから入ってステップＳＰ２１に進む。ステップＳＰ２１では、ステップ１２からのインパルス信号３を受信する。ステップＳＰ２２では受信したデータである、作業者６と充電部１１の接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さいか否かを判断する。
【００４７】
ステップＳＰ２２において、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくないと判断した場合（ＮＯ）はステップＳＰ２１に戻る。これに対して、ステップＳＰ２２において接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さいと判断した場合（ＹＥＳ）はＳＰ２３へ進む。
【００４８】
ステップＳＰ２３では、ブザー３３を鳴動させたり、ＬＥＤ３４、回転灯３７を点灯させたりすることで作業者６に対して警報し、ステップＳＰ２１に戻る。
【００４９】
接近距離検出手段８は、ＵＷＢ信号であるインパルス信号３が作業者６に当たって反射することを利用して作業者６の接近距離ｄを測るので、接近距離ｄとして、作業者６の最も充電部１１に近い部位と充電部１１との間の距離を測ることできる。例えば、作業者６が充電部１１に向けて手を伸ばした場合には、その指先と充電部１１との間の距離を測ることができる。このため、例えば作業者６が場所を移動せずに手を伸ばした場合等にも接近距離ｄを正確に測ることができる。
【００５０】
また、インパルス信号３の送受信による距離の測定は原理的に高精度である。そして、検電器のように充電部１１の形状や位置などに起因した電界強度の変化に影響を受けずに距離を測ることができる。これらのため、作業者６の接近距離を高精度に且つ安定的に測ることができ、警報の信頼性を高めることができる。
【００５１】
また、接近距離検出手段８を充電部１１に直接取り付けているので、作業者６の接近距離検出手段８への接近距離と充電部１１への接近距離とが一致し、充電部１１への接近距離（充電部からの離隔距離）をより正確に測定するのが容易になる。
【００５２】
また、警報手段９のＵＷＢ受信・制御部３２をチップ状に形成することができるので、警報手段９を小型化、軽量化することができる。このため、警報手段９をヘルメット型警報機９Ａにするのが容易であり、携帯に便利な警報手段９を提供することができる。そして、警報手段９を小型化、軽量化することできるので、警報手段９が作業の邪魔になり難く、作業効率の悪化を防止することができる。
【００５３】
また、接近距離検出手段８をチップ状に形成することができるので、その設置に場所をとらない。このため、色々な場所に設置でき、設置場所の選択の自由度が向上する。
【００５４】
また、接近距離検出手段８は作業者６との間の距離を測るので、警報手段９を据付型の警報機９Ｂにすることもできる。即ち、従来のように検電器を利用する場合には、作業者６が検電器を常に携帯している必要があったが、本発明の接近警報装置では、警報手段９を作業者６が携帯していなくても良い。このため、警報手段９を常に携帯することの煩わしさから作業者６を解放することも可能である。
【００５５】
さらに、予めメモリ３１に記憶させておく接近限界距離ｄｍａｘの値を変えることで、警報手段９が作動する作業者６の接近距離ｄを変化させることできる。このため、充電部１１の電圧階級等に応じて接近限界距離ｄｍａｘを変化させることで、様々な電圧階級の電気設備に対応することができ、接近警報装置の汎用性を向上させることができる。
【００５６】
また、接近距離検出手段８は充電部１１との間の電磁誘導による誘導電流で作動するので、特別な電源を不要にできる。また、電源として電池を使用する場合のように電池切れを心配する必要もなく、使い勝手に優れている。さらに、接近距離検出手段８を作動させる必要があるのは充電部１１に電流が流れている場合（接近距離検出手段８を設置した位置が充電部１１となっている場合）であるが、この場合には必ず接近距離検出手段８を作動させることができる。その一方、接近距離検出手段８を作動させる必要のない場合（接近距離検出手段８を設置した位置が非充電部１２となっている場合）には、接近距離検出手段８が作動することがないので、余分なインパルス信号３の発生を防止することができる。
【００５７】
また、接近距離検出手段８がインパルス信号３を送信する出力を調整することで、インパルス信号３を受信できる範囲を制御しても良い。つまり、インパルス信号３を受信できる範囲では全ての作業者６の警報手段９が警報を発することになるが、インパルス信号３の送信出力を調整することで、警報を発することが必要となる作業者６の数を制限することができる。
【００５８】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の説明では、送信側である接近距離検出手段８で測定した接近距離ｄと予め設定した接近限界距離ｄｍａｘを送信し、受信側である警報手段９で作業者６の接近を判断し警報するようにしたが、必ずしもこの構成に限るものではない。例えば、送信側である接近距離検出手段８で作業者６の接近を判断したあと警報信号を送信し、受信側である警報手段９は警報信号の受信をもって警報することも考えられる。即ち、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段であるメモリ３１に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとを比較して接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に警報信号をインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、警報信号の受信によって作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動する接近警報装置としても良い。この場合にも、図１〜図７の接近警報装置と同じ効果を奏することができる。
【００５９】
また、予め設定する接近限界距離ｄｍａｘを受信者側である警報手段９に記憶させるようにしても良い。つまり、送信側である接近距離検出手段８で測定した接近距離ｄを送信し、受信者側である警報手段９で受信した接近距離ｄと予め設定した接近限界距離ｄｍａｘとを比較して作業者６の接近を判断し警報することも考えられる。即ち、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄと記憶手段に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとを比較して接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動する接近警報装置としても良い。この場合にも、図１〜図７の接近警報装置と同じ効果を奏することができる。
【００６０】
また、上述の説明では、作業者６が装着する警報手段９がヘルメット型の警報機９Ａであったが、ヘルメット型の警報機９Ａに限るものではない。例えば、リストバンドや腰ベルトに取り付けて身体に装着する警報機９Ａでも良く、作業着に収納用ポケットを形成してここに収納することで身体に装着する警報機９Ａ等でも良い。または、作業靴等に取り付けることで身体に装着する警報機９Ａ等でも良い。
【００６１】
また、上述の説明では、接近距離検出手段８を充電部１１に直接取り付けていたが、間接的に取り付けも良く、あるいは充電部１１の周辺に設置するようにしても良い。つまり、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導により電源を確保できれば、充電部１１に直接取り付けなくても良い。
【００６２】
また、上述の説明では、接近距離検出手段８を複数設けていたが、作業現場によっては接近距離検出手段８の数は１つでも良い。
【００６３】
さらに、上述の説明では、警報手段９はブザー３３、ＬＥＤ３４，回転灯３７を作動させることで作業者に警報を発していたが、これらに限るものではなく、バイブレータ等、人間の五感のいずれかを刺激する手段を使用しても良い。
【００６４】
また、上述の説明では、入力部１５をスイッチとし、スイッチ操作によってメモリ３１に予め記憶しておいた複数の候補値の中から１つの接近限界距離ｄｍａｘを選択するようにしていたが、この構成に限るものではない。例えば、入力部１５をキーボードとし、接近限界距離ｄｍａｘの値をメモリ３１に直接入力するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の接近警報装置を示す概略構成図である。
【図２】接近距離検出手段の構成を示す図である。
【図３】ＵＷＢ送受信部の回路構成を示すブロック図である。
【図４】ヘルメット型警報機を示す図である。
【図５】据付型警報機を示す斜視図である。
【図６】ＵＷＢ受信部の回路構成を示すブロック図である。
【図７】警報発生処理手順を示すフローチャートである。
【図８】ＵＷＢ技術のインパルス信号による通信機能を説明するための図である。
【図９】ＵＷＢ技術のインパルス信号による測距機能を説明するための図である。
【図１０】従来の安全ヘルメットの平面図である。
【図１１】従来の安全ヘルメットの側面図である。
【図１２】従来の安全ヘルメットの非接触式検電器の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
３ インパルス信号
６ 作業者
７ インパルス信号の反射波
８ 接近距離検出手段
９ 警報手段
１０ 作業場
１１ 充電部
３１ メモリ（記憶手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接近警報装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば感電の虞がある電気設備の周囲で作業を行う場合にＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）技術を利用して作業者の充電部への接近の検知とその警報を行う接近警報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特別高圧・高圧の電気設備の作業時には、不注意や思い違いにより作業者が充電部に誤って接近し接触するのを防止する必要がある。このため、従来、検電器を使用していた。つまり、検電器は電気設備の印加電圧による静電誘導により動作するものであり、この検電器をヘルメットや安全靴に内蔵し、これを着用した作業者が接近限界距離を超えて充電部に近づいた場合に検電器が動作し、ヘルメットや安全靴に装着したランプやブザー等を作動させて警報を発するようにしている。
【０００３】
検電器を内蔵したヘルメットとして、例えば特開平１１−０１２８４２号公報に開示されたものがある。このヘルメットは、図１０〜図１２に示すように、ヘルメット本体１０１にテープ状の検出電極部１０２ａ、１０２ｂを張り付けると共に、非接触式検電器１０３を取り付けている。検出電極部１０２ａ、１０２ｂはヘルメット本体１０１の後部でクロスしており、電気的に接続されている。検出電極部１０２ａは非接触式検電器１０３の入力端に接続されている。また、非接触式検電器１０３の出力端にはリード線１０４によってＬＥＤ１０５が接続されている。また、ヘルメット本体１０１には後述するブザー１１１も取り付けられている。
【０００４】
図１２において、符号１０６は先端検知部となる検出電極部１０２ａに接続された電圧レベル検出部であり、電圧レベル検出部１０６は検出電極部１０２ａにより検出された対象電線との電位が感度調整用抵抗器１０７により感度設定された電位を超えると出力信号を送出する。電圧レベル検出部１０６から出力信号を受けたフリッカ発生部１０８はフリッカ信号を出力し、音響周波発振器１０９は音響周波数信号を出力する。これにより、表示器（ＬＥＤ）１１０がフリッカ点灯し、ブザー１１１が鳴動し、作業者に警報を発する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０１２８４２号
【特許文献２】特開平０９−１９１９０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら検電器を使用した方法では、検電器を装着した部位における静電誘導しか検出することができなかった。このため、たとえ検電器を内蔵したヘルメットや安全靴を作業者が身につけていたとしても、例えば腕などを伸ばした場合にその指先が接近限界距離を超えて充電部に接近することがあり、このような場合に対応することができなかった。
【０００７】
また、静電誘導を利用した検電器では、その原理上、充電部の形状や位置などの影響により電界強度が安定せず、接近距離の検出精度が変動するという問題があった。
【０００８】
さらに、検電器が作動する電界強度を調節することができないので、検電する電気設備の電圧階級に応じて、使用する検電器を使い分ける必要があった。また、対象となる電圧が高くなると検電器が大きくなり、ヘルメット等に内蔵できない等の装着の支障となると共に、作業性を悪化させていた。
【０００９】
本発明は、充電部に最も近い部位における接近距離を計測できる接近警報装置を提供することを目的とする。また、本発明は、接近距離の測定精度に優れ、小型化が可能な接近警報装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とをインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、接近距離が接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１１】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者までの距離（作業者の接近距離）として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた接近距離と、予め設定されている接近限界距離とを通信機能によって警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号から接近距離のデータと接近限界距離のデータとを復元し、これらを比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１２】
また、請求項２記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して接近距離が接近限界距離よりも短い場合に警報信号をインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、警報信号の受信によって作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１３】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者の接近距離として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた作業者の接近距離と予め設定されている接近限界距離とを比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い場合、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に通信機能によって警報信号を警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号に警報信号が重畳されている場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１４】
また、請求項３記載の接近警報装置は、インパルス信号の送信タイミングとインパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、接近距離をインパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、インパルス信号を受信し、接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して接近距離が接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。
【００１５】
接近距離検出手段は、インパルス信号の送受信による測距機能と、インパルス信号にデータを重畳して送信することによる通信機能を有している。測距機能では、インパルス信号が作業者に当たって反射することを利用するので、作業者の接近距離として作業者の最も近い部位との間の距離を測ることができる。接近距離検出手段は、測距機能によって求めた作業者の接近距離を通信機能によって警報手段に送信する。警報手段は、受信したインパルス信号から接近距離のデータを復元し、予め設定されている接近限界距離と比較する。そして、接近距離が接近限界距離よりも短い、即ち接近限界距離を超えて作業者が充電部に近づいた場合に警報を発し、作業者の注意を喚起する。
【００１６】
また、請求項４記載の接近警報装置は、警報手段を作業者が装着する部材に取り付けている。したがって、警報手段を作業者が常に携帯することができる。
【００１７】
また、請求項５記載の接近警報装置は、警報手段を作業場に設置している。したがって、作業者が警報手段を携帯していなくても、警報手段のある環境で作業を行うことができる。
【００１８】
また、請求項６記載の接近警報装置は、接近距離検出手段が充電部に直接取り付けられている。したがって、接近距離検出手段への接近距離と充電部への接近距離とを一致させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
しかして、請求項１記載の接近警報装置では上述のように構成しているので、作業者の接近距離検出手段に最も近い部位における接近距離を測ることができる。例えば、接近距離検出手段のある方向に向けて手を伸ばした場合には指先との間の距離を測ることできる。このため、作業者の接近距離を正確に測ることができ、例えば作業者が場所を移動せずに手のみを伸ばした場合等にも警報を発して作業者の注意を喚起することができる。また、インパルス信号の送受信による測距機能は原理的に高精度であり、また、充電部の形状や位置などによって変化する電界強度の影響を受けずに距離の計測が可能であるので、作業者の接近距離を高精度に安定的に測ることができ、信頼性の高い警報を行うことができる。さらに、警報手段は、接近距離検出手段が送信したインパルス信号を受信して警報を発するので、検電器に比べて小型化が可能であり、作業者への装着に便利な警報手段を提供することができる。そして、充電部の電圧階級に応じた接近限界距離を予め設定しておくことで、様々な電圧階級の電気設備に対応することができ、汎用性に優れた接近警報装置を提供することができる。
【００２０】
これらの効果を奏することは、請求項２記載の接近警報装置、請求項３記載の接近警報装置についても同様である。
【００２１】
また、請求項４記載の接近警報装置では、警報手段を作業者が装着する部材に取り付けているので、警報手段の携帯が容易であり、作業の邪魔にならずに警報手段を常に携帯することができる。
【００２２】
さらに、請求項５記載の接近警報装置では、警報手段を作業場に設置するので、作業者が警報手段を携帯していなくても、警報手段のある環境で作業を行うことができる。
【００２３】
また、請求項６記載の接近警報装置では、接近距離検出手段が充電部に直接取り付けられているので、接近距離検出手段への接近距離と充電部への接近距離とが一致し、充電部への接近距離（充電部からの離隔距離）をより正確に測定するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
本発明の接近警報装置は、ＵＷＢ技術を利用している。まず最初にＵＷＢ技術について説明する。基本的にＵＷＢ技術は情報をインパルス信号として送信することで、超広帯域の周波数帯域幅を占有し、短距離での超高速通信を実現する無線方式である。例えば図８に示すように、送信するデータをＵＷＢ無線機（送信）１の送受信アンテナ２から、送信波のようなインパルス信号３として送信する。そのインパルス信号３をＵＷＢ無線機（受信）４の送受信アンテナ５で受信し、データとして復元する（通信機能）。
【００２６】
また、ＵＷＢ技術はインパルス信号を送信することから、レーダとして利用し、同時に測距を行うことが可能である。例えば図９に示すように、ＵＷＢ無線機１の送受信アンテナ２からインパルス信号３による送信波を送信する。この送信波が作業者６をはじめとする測定対象物により反射し、反射波７がＵＷＢ無線機１の送受信アンテナ２により受信される。この送受信の時間差（送受信のタイミング差）がΔｔ［ｓ］である場合、それらの接近距離ｄ［ｍ］は、ｄ＝（Δｔ×３×１０８）／２で算出することができる（測距機能）。
【００２７】
さらにＵＷＢ技術は通常の無線方式とは異なり、キャリア信号を必要としないことから、無線回路の簡略化が可能で、低消費電力で小型のチップ状の無線機などが実現可能である。
【００２８】
図１〜図７に、本発明の接近警報装置の実施形態の一例を示す。接近警報装置は、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段であるメモリ３１に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動するものである。接近距離検出手段８が上述のＵＷＢ無線機１の機能を有し、警報手段９が上述のＵＷＢ無線機４の機能を有している。
【００２９】
接近警報装置は、例えば感電の虞がある電気設備の周囲で作業を行う場合に使用されるもので、作業者６が誤って充電部１１に触れるのを未然に防止するものである。電気設備の充電部１１にチップ状に形成した接近距離検出手段８を直接取り付けている。本実施形態では、複数の接近距離検出手段８を充電部１１に取り付けている。接近距離検出手段８は充電部１１からの電磁誘導により電源を取得し、定期的にインパルス信号３を送信し、測距機能により作業者６との接近距離ｄを測定する。同時に、測定で得られた接近距離ｄとあらかじめ設定された接近限界距離ｄｍａｘ［ｍ］を、送信するインパルス信号３に重畳して送信する。また、接近距離検出手段８は電磁誘導により電源を取得することから、充電部１１に電気が流れていない場合、即ち電圧のかかっている部分である充電部１１が電圧のかかっていない部分（非充電部１２）となった場合には、接近距離検出手段８は動作せずインパルス信号３を送信しない。
【００３０】
本実施形態では、警報手段９を作業者６が装着する部材、例えばヘルメットに取り付けるヘルメット型の警報機とすると共に、作業場１０に設置する据付型の警報機としている。このように、警報手段９としてヘルメット型警報機と据付型警報機の両方を一緒に使用しても良く、いずれか一方の使用でも良く、作業内容等に応じて適宜選択することができる。
【００３１】
警報手段９は、接近距離検出手段８が送信したインパルス信号３を受信し、作業者６と接近距離検出手段８が取り付けられた充電部１１との接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくなった場合に、作業者６に対してそれ以上充電部１１に近づかないように警報する。
【００３２】
図２に、接近距離検出手段８を示す。接近距離検出手段８はチップ状に形成されており、ＵＷＢ送受信部１３と電源部１４で構成されている。電源部１４は充電部１１からの電磁誘導により起電力を生じ、ＵＷＢ送受信部１３に対して電源を供給する。
【００３３】
図３に、ＵＷＢ送受信部１３の回路構成を示す。制御部２０はＵＷＢ送受信部１３の全体を制御するが、定期的に遅延時間算出部２１を制御して、スタート信号をクロック発生部２２に伝達させる。クロック発生部２２はスタート信号に応じてクロックを発生し、符号生成部２３に伝達する。符号生成部２３は記憶手段であるメモリ３１から伝達されるデータおよびクロックに基づいて符号を生成し、パルス生成部２４に伝達する。
【００３４】
パルス生成部２４は、符号生成部２３からの符号によりインパルス信号３を変調し、アンテナ共用器２５を介して送受信アンテナ２６から送信する。同時に、変調に用いたインパルス信号３を相関部２７へ伝達する。
【００３５】
さらにＵＷＢ送受信部１３は、作業者６によって反射されたインパルス信号３（反射波７）を送受信アンテナ２６で受信し、これをアンテナ共用器２５を介して相関部２７へ伝達する。相関部２７はパルス生成部２４から伝達されるインパルス信号３と反射波７との相関を検出し、その相関値を検波部２８へ伝達する。ピーク検出部２９では、相関値から反射波７を受信したタイミングを検出し、受信タイミング信号を遅延時間算出部２１へ伝達する。
【００３６】
遅延時間算出部２１では、スタート信号を送信したタイミングと反射波７を受信したタイミングから遅延時間Δｔを算出し、距離算出部３０へ伝達する。距離算出部３０では遅延時間Δｔから充電部１１と作業者６との接近距離ｄを算出し、メモリ３１に伝達する。メモリ３１には予め接近限界距離ｄｍａｘを設定しておき、インパルス信号３を送信するタイミングに合わせて、メモリ３１から符号生成部２３に接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘを伝達し、インパルス信号３に重畳させて送信する。
【００３７】
メモリ３１への接近限界距離ｄｍａｘの設定は入力部１５の操作によって行う。入力部１５は、例えばスイッチである。メモリ３１には接近限界距離ｄｍａｘの候補値として複数の値が予め記憶されており、入力部１５のスイッチ操作によって候補値の中から接近限界距離ｄｍａｘを選択する。作業者は、充電部１１の電圧階級等に応じて接近限界距離ｄｍａｘを選択する。
【００３８】
図４に、警報手段９として、作業者６が装着するヘルメット型警報機（以下、ヘルメット型警報機９Ａという）を示す。ＵＷＢ受信・制御部３２はチップ状に形成されており、充電部１１に取り付けられた接近距離検出手段８からのインパルス信号３を受信する。ＵＷＢ受信・制御部３２はインパルス信号３に重畳されたデータから、作業者６と充電部１１との接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘとを比較する。そして、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくなった場合、ブザー３３を鳴動させたり、ＬＥＤ３４を点灯させたりすることで、作業者６に対してこれ以上充電部１１に接近しないよう警報する。ボタン型電池３５はＵＷＢ受信・制御部３２、ブザー３３およびＬＥＤ３４に対して電源を供給する。
【００３９】
図５に、警報手段９として、据付型の警報機（以下、据付型警報機９Ｂという）を示す。据付型警報機９Ｂは特に小型である必要がないため、ＵＷＢ受信・制御部３２は、チップ状のものでも、１０ｃｍ長程度の無線機型のものでも良い。ヘルメット型警報機９Ａと同様に、ＵＷＢ受信・制御部３２は、充電部１１に取り付けられた接近距離検出手段８からのインパルス信号３を受信し、重畳されたデータから、ブザー３３を鳴動させたり、回転灯３７を点灯させたりすることで、作業者６に対して警報する。動作電源は商用電源３８から取得する。
【００４０】
図６に、ＵＷＢ受信・制御部３２の回路構成を示す。なお、図６では、便宜上、ヘルメット型警報機９Ａのブザー３３及びＬＥＤ３４と据付型警報機９Ｂのブザー３３及び回転灯３７を一緒に記載しているが、実際には、ヘルメット型警報機９Ａはブザー３３及びＬＥＤ３４を有しており、据付型警報機９Ｂはブザー３３及び回転灯３７を有している。制御部３９はＵＷＢ受信・制御部３２の全体を制御する。クロック発生部４０はクロックを発生し、符合生成部４１に伝達する。符号生成部４１はクロックに基づいて符号を生成し、パルス生成部４２に伝達する。パルス生成部４２は、符号生成部４１からの符号によりインパルス信号３を変調し、相関部４５へ伝達する。
【００４１】
受信アンテナ４３は、接近距離検出手段８から送信されたインパルス信号３を受信し、これをアンテナ共用器４４を介して相関部４５へ伝達する。相関部４５はパルス生成部４２から伝達されるインパルス信号３と受信波との相関を検出し、その相関値を検波部４６へ伝達する。検波部４６では、相関値からデータを復元し、接近状況診断部４７へ伝達する。
【００４２】
接近状況診断部４７では、データから作業者６と充電部１１の接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘを比較する。そして、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘより小さくなったことを判断すると、ヘルメット型警報機９Ａの場合はブザー３３およびＬＥＤ３４を動作させ、据付型警報機９Ｂの場合はブザー３３および回転灯３７を動作させ、作業者６に対してこれ以上充電部１１に近づかないように警報する。
【００４３】
図７に、本発明の接近警報装置の警報発生処理手順を示す。接近距離検出手段８は、ルーチンＲＴ１１の開始ステップから入ってステップＳＰ１１に移り、あらかじめ接近限界距離ｄｍａｘをメモリ３１内に設定する。
【００４４】
次のステップＳＰ１２ではインパルス信号３（ＵＷＢ信号）を送信するとともに、反射波７の受信を待つ。ステップＳＰ１３では反射波７を受信したか否かを判断し、受信しなかったと判断した場合、ステップＳＰ１２に戻る。一方、受信したと判断した場合、ＳＰ１４へ進む。
【００４５】
ステップＳＰ１４では、インパルス信号３の送信タイミングと受信タイミングの時間差Δｔに基づいて接近距離ｄを算出する。ステップＳＰ１５では、接近距離ｄと接近限界距離ｄｍａｘのデータをステップＳＰ１２のインパルス信号３に重畳して送信する。
【００４６】
ヘルメット型警報機９Ａおよび据付型警報機９Ｂは、ルーチンＲＴ２１の開始ステップから入ってステップＳＰ２１に進む。ステップＳＰ２１では、ステップ１２からのインパルス信号３を受信する。ステップＳＰ２２では受信したデータである、作業者６と充電部１１の接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さいか否かを判断する。
【００４７】
ステップＳＰ２２において、接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さくないと判断した場合（ＮＯ）はステップＳＰ２１に戻る。これに対して、ステップＳＰ２２において接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも小さいと判断した場合（ＹＥＳ）はＳＰ２３へ進む。
【００４８】
ステップＳＰ２３では、ブザー３３を鳴動させたり、ＬＥＤ３４、回転灯３７を点灯させたりすることで作業者６に対して警報し、ステップＳＰ２１に戻る。
【００４９】
接近距離検出手段８は、ＵＷＢ信号であるインパルス信号３が作業者６に当たって反射することを利用して作業者６の接近距離ｄを測るので、接近距離ｄとして、作業者６の最も充電部１１に近い部位と充電部１１との間の距離を測ることできる。例えば、作業者６が充電部１１に向けて手を伸ばした場合には、その指先と充電部１１との間の距離を測ることができる。このため、例えば作業者６が場所を移動せずに手を伸ばした場合等にも接近距離ｄを正確に測ることができる。
【００５０】
また、インパルス信号３の送受信による距離の測定は原理的に高精度である。そして、検電器のように充電部１１の形状や位置などに起因した電界強度の変化に影響を受けずに距離を測ることができる。これらのため、作業者６の接近距離を高精度に且つ安定的に測ることができ、警報の信頼性を高めることができる。
【００５１】
また、接近距離検出手段８を充電部１１に直接取り付けているので、作業者６の接近距離検出手段８への接近距離と充電部１１への接近距離とが一致し、充電部１１への接近距離（充電部からの離隔距離）をより正確に測定するのが容易になる。
【００５２】
また、警報手段９のＵＷＢ受信・制御部３２をチップ状に形成することができるので、警報手段９を小型化、軽量化することができる。このため、警報手段９をヘルメット型警報機９Ａにするのが容易であり、携帯に便利な警報手段９を提供することができる。そして、警報手段９を小型化、軽量化することできるので、警報手段９が作業の邪魔になり難く、作業効率の悪化を防止することができる。
【００５３】
また、接近距離検出手段８をチップ状に形成することができるので、その設置に場所をとらない。このため、色々な場所に設置でき、設置場所の選択の自由度が向上する。
【００５４】
また、接近距離検出手段８は作業者６との間の距離を測るので、警報手段９を据付型の警報機９Ｂにすることもできる。即ち、従来のように検電器を利用する場合には、作業者６が検電器を常に携帯している必要があったが、本発明の接近警報装置では、警報手段９を作業者６が携帯していなくても良い。このため、警報手段９を常に携帯することの煩わしさから作業者６を解放することも可能である。
【００５５】
さらに、予めメモリ３１に記憶させておく接近限界距離ｄｍａｘの値を変えることで、警報手段９が作動する作業者６の接近距離ｄを変化させることできる。このため、充電部１１の電圧階級等に応じて接近限界距離ｄｍａｘを変化させることで、様々な電圧階級の電気設備に対応することができ、接近警報装置の汎用性を向上させることができる。
【００５６】
また、接近距離検出手段８は充電部１１との間の電磁誘導による誘導電流で作動するので、特別な電源を不要にできる。また、電源として電池を使用する場合のように電池切れを心配する必要もなく、使い勝手に優れている。さらに、接近距離検出手段８を作動させる必要があるのは充電部１１に電流が流れている場合（接近距離検出手段８を設置した位置が充電部１１となっている場合）であるが、この場合には必ず接近距離検出手段８を作動させることができる。その一方、接近距離検出手段８を作動させる必要のない場合（接近距離検出手段８を設置した位置が非充電部１２となっている場合）には、接近距離検出手段８が作動することがないので、余分なインパルス信号３の発生を防止することができる。
【００５７】
また、接近距離検出手段８がインパルス信号３を送信する出力を調整することで、インパルス信号３を受信できる範囲を制御しても良い。つまり、インパルス信号３を受信できる範囲では全ての作業者６の警報手段９が警報を発することになるが、インパルス信号３の送信出力を調整することで、警報を発することが必要となる作業者６の数を制限することができる。
【００５８】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の説明では、送信側である接近距離検出手段８で測定した接近距離ｄと予め設定した接近限界距離ｄｍａｘを送信し、受信側である警報手段９で作業者６の接近を判断し警報するようにしたが、必ずしもこの構成に限るものではない。例えば、送信側である接近距離検出手段８で作業者６の接近を判断したあと警報信号を送信し、受信側である警報手段９は警報信号の受信をもって警報することも考えられる。即ち、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄと記憶手段であるメモリ３１に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとを比較して接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に警報信号をインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、警報信号の受信によって作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動する接近警報装置としても良い。この場合にも、図１〜図７の接近警報装置と同じ効果を奏することができる。
【００５９】
また、予め設定する接近限界距離ｄｍａｘを受信者側である警報手段９に記憶させるようにしても良い。つまり、送信側である接近距離検出手段８で測定した接近距離ｄを送信し、受信者側である警報手段９で受信した接近距離ｄと予め設定した接近限界距離ｄｍａｘとを比較して作業者６の接近を判断し警報することも考えられる。即ち、インパルス信号３の送信タイミングとインパルス信号３の反射波７の受信タイミングに基づいて作業者６の接近距離ｄを算出すると共に、接近距離ｄをインパルス信号３に重畳して送信する接近距離検出手段８と、インパルス信号３を受信し、接近距離ｄと記憶手段に予め記憶している接近限界距離ｄｍａｘとを比較して接近距離ｄが接近限界距離ｄｍａｘよりも短い場合に作動する警報手段９とを備え、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動する接近警報装置としても良い。この場合にも、図１〜図７の接近警報装置と同じ効果を奏することができる。
【００６０】
また、上述の説明では、作業者６が装着する警報手段９がヘルメット型の警報機９Ａであったが、ヘルメット型の警報機９Ａに限るものではない。例えば、リストバンドや腰ベルトに取り付けて身体に装着する警報機９Ａでも良く、作業着に収納用ポケットを形成してここに収納することで身体に装着する警報機９Ａ等でも良い。または、作業靴等に取り付けることで身体に装着する警報機９Ａ等でも良い。
【００６１】
また、上述の説明では、接近距離検出手段８を充電部１１に直接取り付けていたが、間接的に取り付けも良く、あるいは充電部１１の周辺に設置するようにしても良い。つまり、接近距離検出手段８は充電部１１の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導により電源を確保できれば、充電部１１に直接取り付けなくても良い。
【００６２】
また、上述の説明では、接近距離検出手段８を複数設けていたが、作業現場によっては接近距離検出手段８の数は１つでも良い。
【００６３】
さらに、上述の説明では、警報手段９はブザー３３、ＬＥＤ３４，回転灯３７を作動させることで作業者に警報を発していたが、これらに限るものではなく、バイブレータ等、人間の五感のいずれかを刺激する手段を使用しても良い。
【００６４】
また、上述の説明では、入力部１５をスイッチとし、スイッチ操作によってメモリ３１に予め記憶しておいた複数の候補値の中から１つの接近限界距離ｄｍａｘを選択するようにしていたが、この構成に限るものではない。例えば、入力部１５をキーボードとし、接近限界距離ｄｍａｘの値をメモリ３１に直接入力するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の接近警報装置を示す概略構成図である。
【図２】接近距離検出手段の構成を示す図である。
【図３】ＵＷＢ送受信部の回路構成を示すブロック図である。
【図４】ヘルメット型警報機を示す図である。
【図５】据付型警報機を示す斜視図である。
【図６】ＵＷＢ受信部の回路構成を示すブロック図である。
【図７】警報発生処理手順を示すフローチャートである。
【図８】ＵＷＢ技術のインパルス信号による通信機能を説明するための図である。
【図９】ＵＷＢ技術のインパルス信号による測距機能を説明するための図である。
【図１０】従来の安全ヘルメットの平面図である。
【図１１】従来の安全ヘルメットの側面図である。
【図１２】従来の安全ヘルメットの非接触式検電器の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
３ インパルス信号
６ 作業者
７ インパルス信号の反射波
８ 接近距離検出手段
９ 警報手段
１０ 作業場
１１ 充電部
３１ メモリ（記憶手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項２】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に警報信号を前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記警報信号の受信によって作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項３】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離を前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項４】
前記警報手段は、作業者が装着する部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【請求項５】
前記警報手段は、作業場に設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【請求項６】
前記接近距離検出手段は前記充電部に直接取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【請求項１】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項２】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に警報信号を前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記警報信号の受信によって作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項３】
インパルス信号の送信タイミングと前記インパルス信号の反射波の受信タイミングに基づいて作業者の接近距離を算出すると共に、前記接近距離を前記インパルス信号に重畳して送信する接近距離検出手段と、前記インパルス信号を受信し、前記接近距離と記憶手段に予め記憶している接近限界距離とを比較して前記接近距離が前記接近限界距離よりも短い場合に作動する警報手段とを備え、前記接近距離検出手段は充電部の磁束変化の影響を受ける位置に設置されており、電磁誘導による誘導電流で作動することを特徴とする接近警報装置。
【請求項４】
前記警報手段は、作業者が装着する部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【請求項５】
前記警報手段は、作業場に設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【請求項６】
前記接近距離検出手段は前記充電部に直接取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の接近警報装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２０８２２（Ｐ２００６−２０８２２Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０１３４８（Ｐ２００４−２０１３４８）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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