特開 2022-148610 ヘルメット、動作制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022148610

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】ヘルメット、動作制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A42B 3/04 20060101AFI20220929BHJP

   A42B 3/30 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

A42B3/04

A42B3/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021050359

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】王 ヤオ

(72)【発明者】

【氏名】多川 博章

(72)【発明者】

【氏名】宇野 昌利

(72)【発明者】

【氏名】山下 裕司

(72)【発明者】

【氏名】黒▲崎▼ ひろみ

(72)【発明者】

【氏名】荒木 尚幸

【テーマコード（参考）】

3B107

【Ｆターム（参考）】

3B107CA02

3B107DA17

3B107DA21

3B107EA05

3B107EA19

(57)【要約】

【課題】ヘルメットに設けられるバッテリの異常の発生による衝撃から装着者が保護されるようにする。
【解決手段】バッテリと、起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサと、前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定部と、前記異常判定部により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置が起動するように制御する動作制御部とを備えてヘルメットを構成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと、
起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、
前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサと、
前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定部と、
前記異常判定部により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置が起動するように制御する動作制御部と
を備えるヘルメット。

【請求項2】

前記センサは、前記バッテリの振動を検出し、
前記異常判定部は、前記センサの検出出力が示す振動に基づいて前記バッテリの異常の発生を判定する
請求項１に記載のヘルメット。

【請求項3】

前記センサは、前記バッテリの温度を検出し、
前記異常判定部は、前記センサの検出出力が示す温度に基づいて前記バッテリの異常の発生を判定する
請求項１に記載のヘルメット。

【請求項4】

バッテリと、
起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、
前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサとを備えるヘルメットにおける前記衝撃緩和装置の動作制御方法であって、
前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定ステップと、
前記異常判定ステップにより異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置を展開させるように制御する動作制御ステップと
を含む動作制御方法。

【請求項5】

バッテリと、
起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、
前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサとを備えるヘルメットにおいて備えられるコンピュータを、
前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定部、
前記異常判定部により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置を展開させるように制御する動作制御部
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘルメット、動作制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ライト、マイク、制御部、スピーカ等のデバイスを搭載、内蔵するとともに、これらのデバイスに電力を供給するバッテリを備えたヘルメットが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１９２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バッテリは、温度等の状態によっては破裂する可能性が皆無ではない。このため、バッテリが設けられるヘルメットに関しては、バッテリの破裂等の異常の発生による衝撃から装着者が保護されるようにすることが求められる。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ヘルメットに設けられるバッテリの異常の発生による衝撃から装着者が保護されるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するための本発明の一態様は、バッテリと、起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサと、前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定部と、前記異常判定部により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置が起動するように制御する動作制御部とを備えるヘルメットである。

【0007】

また、本発明の一態様は、バッテリと、起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサとを備えるヘルメットにおける前記衝撃緩和装置の動作制御方法であって、前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定ステップと、前記異常判定ステップにより異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置を展開させるように制御する動作制御ステップとを含む動作制御方法である。

【0008】

また、本発明の一態様は、バッテリと、起動することにより前記バッテリの破裂による装着者への衝撃を緩和するように設けられる衝撃緩和装置と、前記バッテリの所定の状態を検出するように設けられるセンサとを備えるヘルメットにおいて備えられるコンピュータを、前記センサの検出出力に基づいて、前記バッテリの異常の発生を判定する異常判定部、前記異常判定部により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態の前記衝撃緩和装置を展開させるように制御する動作制御部として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0009】

以上説明したように、本発明によれば、ヘルメットに設けられるバッテリの異常の発生による衝撃から装着者が保護されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係るヘルメットの外観例を示す図である。

【図2】本実施形態に係るヘルメットの構成例を示す図である。

【図3】本実施形態に係るヘルメットの制御部が、エアバッグの展開に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本実施形態のヘルメットについて説明する。本実施形態のヘルメットは、例えば工事現場にて作業者が装着するものである場合を例に挙げる。
図１及び図２を参照して、本実施形態のヘルメット１の構成例について説明する。図１は、本実施形態のヘルメット１の外観例を示している。同図においては、ヘルメット１を作業者Ｗ（装着者の一例）が装着している状態が示されている。図２は、ヘルメット１の機能構成例を示している。

【0012】

図１に示されるように、本実施形態のヘルメット１は、本体部１１と庇１２とを備えた外形を有する。
図２に示されるように、本実施形態のヘルメット１は、ヘッドライト２０、防爆めがね３０、カメラ４０（４０－Ｌ、４０－Ｒ）、骨伝導ヘッドセット５０、バッテリ６０、電源回路６５、センサ７０、エアバッグ８０（衝撃緩和装置の一例）、エアバッグ駆動部８５、制御部１００、及び通信部１１０を備える。

【0013】

ヘッドライト２０は、図１に示されるように、作業者Ｗにより装着された状態において、作業者Ｗの前方を照明するように設けられる。

【0014】

防爆めがね３０は、図１に示されるように、左右のそれぞれにおいてテンプル３１の端部側が、ヘルメット１に設けられたホルダ１３と連結されている。ホルダ１３は、連結されたテンプル３１を保持する部位が回転可能とされている。これにより、作業者Ｗは、防爆めがね３０を、同図のように作業者Ｗの目を覆うようにされた状態と、同図の状態から上に引き上げるようにしてヘルメット１の内側に収納させた状態との間で変化させることができる。

【0015】

防爆めがね３０は、図２に示されるように、表示部３５を備える。表示部３５は、自分の目を覆うように防爆めがね３０を装着している状態において、作業者Ｗに向けた画像を表示する。

【0016】

表示部３５が対応する表示デバイスについては特に限定されるものではない。表示部３５が対応する表示デバイスは、例えば、レンズに画像を表示するものであってもよいし、網膜投影などによるものであってもよい。表示される画像は、平面的であってもよいし、作業者Ｗの視野において立体的に投影されるようなものであってもよい。

【0017】

このように表示部３５が備えられることで、作業者Ｗは、自分の目を覆うように防爆めがね３０を装着している状態において、防爆めがね３０のレンズ越しに周囲を観察できるとともに、表示された画像も観察することができる。

【0018】

カメラ４０（４０－Ｌ、４０－Ｒ）は、図１に示されるように、互いに左右となる位置関係となるように設けられ、ヘルメット１を装着した作業者Ｗの視線に応じた前方を撮像するように設けられる。カメラ４０－Ｌは、防爆めがね３０のフレームの前方の左側に設けられ、カメラ４０－Ｒは、防爆めがね３０のフレームの前方の右側に設けられる。
このように設けられる２つのカメラ４０は、左右それぞれの視差を利用して、撮像画像における物体の距離を算出することのできるステレオカメラとして機能することができる。

【0019】

なお、図１では、カメラ４０が防爆めがね３０に取り付けられている例を示しているが、例えばヘルメット１の本体部１１の左右に対して、ヘルメット１を装着した作業者Ｗの視線に応じた前方を撮像するように設けられてもよい。

【0020】

骨伝導ヘッドセット５０は、図１に示されるように、本体部５１に対して骨伝導イヤホン５２と骨伝導マイクロフォン５３が設けられたヘッドセットである。骨伝導ヘッドセット５０は、連結具５５によりヘルメット１に取り付けられている。
同図の骨伝導ヘッドセット５０は、作業者Ｗの耳に掛けられることで、骨伝導イヤホン５２が作業者Ｗのこめかみ部分に当接し、骨伝導マイクロフォン５３が作業者Ｗの頬に当接する状態となる。これにより、作業者Ｗは、骨伝導を介して骨伝導イヤホン５２からの音を聴くことができるとともに、自分が発した音声を骨伝導マイクロフォン５３により収音させることができる。
このように骨伝導を介して音声の聴き取りと発話音声の収音が行われることで、作業者Ｗは、例えば工事現場などの音の大きな環境であっても、明確に相手の音声を聞き、明確な自分の音声を相手に聞かせることができる。つまり、作業者Ｗは、骨伝導ヘッドセット５０を利用することで、周囲の騒音にかかわらず円滑に他者と会話を行うことができる。

【0021】

バッテリ６０は、ヘルメット１において電力供給を受けて動作するデバイスに供給する電力を蓄積する。バッテリ６０は、例えば一次電池であってもよいし、リチウムイオン電池等の二次電池が使用されてよい。また、バッテリ６０としての種別、形状等については特に限定されない。
バッテリ６０は、ヘルメット１における所定の位置に取り付けられるようにして設けられる。バッテリ６０は、ヘルメット１に対して着脱可能に取り付けられてよい。また、バッテリ６０が二次電池である場合、バッテリ６０はヘルメット１に取り付けられた状態のまま充電が可能なようにされてもよい。

【0022】

電源回路６５は、バッテリ６０に蓄積された電力を入力し、入力した電力から生成した電源電圧を、ヘルメット１に備えられた各種のデバイスに出力する。本実施形態において、電源回路６５により電源電圧が供給されるデバイスには、ヘッドライト２０、表示部３５、カメラ４０、骨伝導ヘッドセット５０、エアバッグ駆動部８５が含まれる。また、電源回路６５により電源電圧が供給されるデバイスは、制御部１００及び通信部１１０等としての機能を実現するコンピュータが含まれる。制御部１００及び通信部１１０等に対応するコンピュータも、ヘルメット１内部に収容されるようにして設けられる。
また、例えば電源回路６５は、外部から直流または交流の電力を入力してバッテリ６０に充電を行うことが可能とされてもよい。

【0023】

センサ７０は、バッテリ６０の振動を検出するようにして設けられる。

【0024】

エアバッグ８０は、平常時においては、畳まれた状態でヘルメット１における所定の位置に取り付けられている。エアバッグ８０が起動して膨らむように展開された状態では、ヘルメット１においてバッテリ６０の破裂により発生する作業者Ｗへの衝撃を緩和するようにされる。これにより、バッテリ６０の破裂による衝撃から作業者Ｗを保護できる。
エアバッグ駆動部８５は、制御部１００の制御に応じて畳まれたエアバッグ８０を展開させる。

【0025】

制御部１００は、ヘルメット１における各種制御を実行する。制御部１００は、ヘルメット１における各種デバイス（ヘッドライト２０、表示部３５、カメラ４０、骨伝導ヘッドセット５０、エアバッグ駆動部８５等）を制御する。また、制御部１００は、通信部１１０の通信に関する制御を実行する。
制御部１００における異常判定部１０１、動作制御部１０２については後述する。

【0026】

通信部１１０は、無線経由で外部と通信を行う。通信部１１０が対応する無線通信は、特に限定されないが、例えば無線ＬＡＮであってよい。また、通信部１１０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による近距離無線通信が可能とされてよい。

【0027】

上記構成によるヘルメット１は、通信部１１０を介した無線通信により音声を送受信可能となる。これにより、作業者Ｗは、骨伝導ヘッドセット５０を用いて、他の作業者や本部の管理者等の他者と会話を行うことが可能になる。

【0028】

また、上記構成によるヘルメット１は、制御部１００の制御により、スマートグラスとしての表示部３５を備える防爆メガネ３０にて以下のように画像を表示することができる。
例えば、制御部１００は、カメラ４０により撮像して得られた撮像画像について所定の解析、分析を行った結果を反映した情報を表示することができる。
また、制御部１００は、通信部１１０による通信により外部のサーバや端末の情報処理装置から取得した情報を表示することができる。

【0029】

また、本実施形態のカメラ４０（４０－Ｌ、４０－Ｒ）は、ステレオカメラの撮像装置としての利用が可能である。そこで、例えば工事現場における所定の対象物をステレオカメラとしてのカメラ４０により撮像して得られた画像を利用して、対象物の位置を計測するシステムが構築されてよい。このようなシステムは、例えば制御部１００が撮像画像を入力して計測を行うようにされることで、ヘルメット１で完結するように構成されてもよい。あるいは、ヘルメット１が撮像画像を外部装置に送信し、外部装置にて対象物の位置等の計測が行われるようにされてもよい。この場合の外部装置としては、例えば作業者Ｗ等が所持する外部の携帯端末（例えばスマートフォン、タブレット端末等）、事務所等に設置されたコンピュータ等の端末、あるいはサーバ等を挙げることができる。
また、上記のシステムのそれぞれにおいて、対象物の計測結果が反映された画像が防爆めがね３０の表示部３５により作業者Ｗ向けに表示されるようにしてよい。

【0030】

バッテリは、例えば負荷が重くなることにより温度が許容範囲を超えて上昇するといったことが原因で破裂するといった異常が発生する可能性がある。ヘルメット１に備えられるバッテリ６０が破裂した場合には、ヘルメット１を装着している作業者Ｗに対し破裂による衝撃が加わることになる。このため、ヘルメット１としては、バッテリ６０が破裂したとしても作業者Ｗへの衝撃が緩和できるようになっていることが好ましい。
このためには、例えばバッテリ６０の周囲を緩衝材のような物体で覆うことが考えられる。しかしながら、バッテリ６０の周囲を緩衝材で覆うようにした場合には、ヘルメット１において緩衝材が占有する容積が大きくなってしまう。ヘルメット１の内部の容積には制限があることから緩衝材のための容積を確保することが難しい。また、バッテリ６０を緩衝材で覆った場合には、緩衝材によりバッテリ６０から発せられた熱が拡散しにくくなるために、バッテリ６０の温度上昇が助長されてしまう可能性がある。

【0031】

そこで、本実施形態のヘルメット１にエアバッグ８０が設けられる。エアバッグ８０は、平常時においては折り畳まれた状態にあるので、ヘルメット１の内部容積を圧迫しない。また、バッテリ６０を覆うように設ける必要がないことから、バッテリ６０の温度の拡散を妨げることがない。
そのうえで、本実施形態のヘルメット１においては、バッテリ６０が破裂したときには、エアバッグ８０を展開させることで、バッテリ６０の破裂による作業者Ｗへの衝撃が緩和されるようにする。

【0032】

このようなエアバッグ８０の展開のために、制御部１００は、異常判定部１０１と動作制御部１０２とを備える。異常判定部１０１は、センサ７０の検出出力に基づいて、バッテリ６０の異常の発生を判定する。動作制御部１０２は、異常判定部１０１により異常の発生が判定されたことに応じて、収納状態のエアバッグ８０が展開（起動）するように制御する。
具体的に、異常判定部１０１は、バッテリ６０の振動を検出するセンサ７０の検出出力（検出信号）を入力し、バッテリ６０に生じる振動を監視している。バッテリ６０が破裂した際には、破裂に応じた大きな振動がバッテリ６０にて発生することから、センサ７０が出力する検出信号のレベルも一定以上となる。つまり、異常判定部１０１は、バッテリ６０に異常が発生したか否かの判定を、センサ７０の検出信号が一定以上のレベルとなったか否かの判定により行う。そして、センサ７０の検出信号が一定以上のレベルとなったことが異常判定部１０１により判定されると、動作制御部１０２がエアバッグ駆動部８５を制御して、エアバッグ８０が膨らむように展開させる。これにより、バッテリ６０の破裂による作業者Ｗへの衝撃が緩和されることになる。

【0033】

図３のフローチャートは、本実施形態の制御部１００が、エアバッグ８０の展開の制御に関連して実行する処理手順例を示している。
ステップＳ１０１：制御部１００において異常判定部１０１は、センサ７０の検出信号を入力する。
ステップＳ１０２：異常判定部１０１は、ステップＳ１０１により入力したセンサの検出信号のレベルが一定以上であるか否かを判定する。
ステップＳ１０２にてセンサの検出信号のレベルが一定未満であると判定された場合には、バッテリ６０は破裂していないことになる。そこで、この場合には、ステップＳ１０１に処理が戻される。
ステップＳ１０３：ステップＳ１０２にてセンサの検出信号のレベルが一定以上であると判定された場合には、バッテリ６０が破裂したことになる。そこで、この場合の動作制御部１０２は、エアバッグ駆動部８５を制御してエアバッグ８０を展開させる。

【0034】

なお、センサ７０は、１のバッテリ６０に対応して適宜複数が備えられてよい。この場合の異常判定部１０１は、例えば複数のセンサ７０の検出信号うちで検出信号のレベルが最も大きい検出信号を利用して、ステップＳ１０２の判定を行ってよい。
なお、１のバッテリ６０に対応して複数のエアバッグ８０が設けられてもよい。つまり、１のバッテリ６０に対応して設けられるエアバッグ８０の数は特に限定されない。また、ヘルメット１において備えられるバッテリ６０の数も必要に応じて適宜変更されてよい。

【0035】

なお、センサ７０は、振動を検出するセンサに限定されるものではなく、例えばバッテリ６０の異常として、破裂の発生を判定可能な検出信号を出力するものであればよい。
あるいは、センサ７０は、バッテリ６０に発生する異常として、破裂の兆候を判定可能な検出信号を出力するものであってもよい。このようなセンサ７０としては、例えばバッテリ６０の温度を検出するものであってもよい。この場合、制御部１００は、センサ７０が出力する検出信号により示される温度が一定以上となったことを判定すると、バッテリ６０について破裂の兆候があるとして、エアバッグ駆動部８５を制御してエアバッグ８０を展開させてよい。
なお、本実施形態のヘルメット１は、工事現場で作業者Ｗが使用するものに限定されない。例えば、本実施形態のヘルメット１は、高所等で点検、整備等を行う作業者が使用してもよいし、防災用等として使用されてもよい。

【0036】

なお、上述の制御部１００等としての機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の制御部１００等としての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。

【符号の説明】

【0037】

１ ヘルメット、２０ ヘッドライト、３０ 防爆メガネ、３５ 表示部、４０（４０－Ｌ、４０－Ｒ） カメラ、５０ 骨伝導ヘッドセット、５２ 骨伝導イヤホン、５３ 骨伝導マイクロフォン、６０ バッテリ、６５ 電源回路、７０ センサ、８０ エアバッグ、８５ エアバッグ駆動部、１００ 制御部、１０１ 異常判定部、１０２ 動作制御部

【図1】

【図2】

【図3】