(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-29
(45)【発行日】2024-06-06
(54)【発明の名称】作業車用安全制御装置
(51)【国際特許分類】
A01B 33/08 20060101AFI20240530BHJP
B62D 51/06 20060101ALI20240530BHJP
【ＦＩ】
A01B33/08 A
B62D51/06 111
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021028461
(22)【出願日】2021-02-25
(65)【公開番号】P2022129685
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2023-11-20
(73)【特許権者】
【識別番号】501203344
【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】梅野 覚
(72)【発明者】
【氏名】冨田 宗樹
(72)【発明者】
【氏名】菊池 豊
(72)【発明者】
【氏名】田中 正浩
【審査官】家田 政明
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５４－０２０２０７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００４－２８４４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８２６８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０２５３０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２１１４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４２４９６１２（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｂ ２７／００－４９／０６
Ａ０１Ｄ ３４／４６
Ｂ６２Ｄ ５１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の車輪と、前記車輪を駆動する駆動手段と、耕耘、培土、除草、整地、及び運搬などの作業に用いる作業手段と、作業者が歩きながら操舵するハンドルとを機体に備え、前記車輪よりも後方に前記ハンドルを配置した歩行用作業車に用いる作業車用安全制御装置であって、前記機体の前方下部に取り付ける荷重検出手段と、
前記荷重検出手段からの信号を入力し、挟圧除去信号を出力する制御手段と
を有し、
前記制御手段が、
荷重閾値と時間閾値が予め記憶されている記憶部と、前記荷重検出手段で検出される検出荷重を前記記憶部から読み出された前記荷重閾値と比較する荷重比較部と、
前記荷重比較部によって前記検出荷重が前記荷重閾値以上であると判断すると、前記検出荷重が前記荷重閾値以上の継続時間を測定する検出時間測定部と、
前記検出時間測定部で測定される前記継続時間を前記記憶部から読み出された前記時間閾値と比較する時間比較部と、
前記時間比較部によって前記継続時間が前記時間閾値以上であると判断すると前記挟圧除去信号を出力する出力部と
を備え、
前記挟圧除去信号を出力することで、前記駆動手段による前記歩行用作業車の後進動作を停止する
ことを特徴とする作業車用安全制御装置。
【請求項2】
前記荷重検出手段を、前記車輪よりも前方で、前記ハンドルを上方に前記車輪の車軸に対して回動させることで接地面に当接する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項3】
前記荷重検出手段を複数備え、前記制御手段では、
いずれかの前記荷重検出手段が前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出すると前記出力部から前記挟圧除去信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項4】
前記駆動手段による前記歩行用作業車の前記後進動作を検出する進行方向検出手段を有し、前記制御手段では、
前記進行方向検出手段からの検出方向が前記後進動作であるときに前記出力部から前記挟圧除去信号を出力し、
前記進行方向検出手段からの前記検出方向が前記後進動作でないときには前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出しても前記出力部から前記挟圧除去信号を出力しない
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項5】
前記挟圧除去信号を出力することで、前記歩行用作業車の前記後進動作を停止した後に前進動作に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項6】
前記歩行用作業車が前記機体の前方にステーを設けており、前記荷重検出手段を、前記ステーの下面に配置した
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項7】
前記歩行用作業車が前記機体の前方にパイプステーを設けており、前記荷重検出手段を、前記パイプステーの下面に配置した
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置。
【請求項8】
前記歩行用作業車が前記機体の前方にフロントウェイトを設けており、前記荷重検出手段を、前記フロントウェイトの下面に配置した
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業者が歩きながら操舵するハンドルを備えた歩行用作業車に用いる作業車用安全制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
歩行用作業車においては、後進時に作業者がハンドルと障害物との間に挟まれ、死亡に至る事故が年間約十数件発生している。また、挟まれ時機体の前部が接地して身体がハンドルと障害物との間で拘束された状態のまま、機体が後進することで身体が継続的に押圧され続ける。そこで、機体後進時に身体に継続的に作用する挟圧を除去することが求められている。
特許文献１は、機体の前部に設置された検出機構が地面に接触することにより作動する安全装置を提案し、特許文献２は、地面に接触し又は所定以上の機体傾斜角が検知されると作動する安全装置を提案している。
特許文献１は、機体の前部に設置された検出機構が地面に接触することにより作動する安全装置を提案し、特許文献２は、地面に接触し又は所定以上の機体傾斜角が検知されると作動する安全装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平８－１３３１４０号公報
【文献】特開２００４－２８４４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１や特許文献２の安全装置は、機体の前部の地面への接触、又は所定以上の機体傾斜により作動するが、耕耘時や軽トラック等への積み下ろし時などの通常作業時では、機体の前部が短時間小さい力で接触する場合や機体が傾斜する場合があり、このような場合に誤作動が発生し、通常作業への支障が生じる可能性がある。
【0005】
そこで本発明は、通常作業時における誤作動の発生が無く、作業者に継続的に加わる挟圧を除去することができる作業車用安全制御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】
【0006】
請求項１記載の本発明の作業車用安全制御装置は、一対の車輪１と、前記車輪１を駆動する駆動手段２と、耕耘、培土、除草、整地、及び運搬などの作業に用いる作業手段４と、作業者が歩きながら操舵するハンドル５とを機体６に備え、前記車輪１よりも後方に前記ハンドル５を配置した歩行用作業車に用いる作業車用安全制御装置であって、前記機体６の前方下部に取り付ける荷重検出手段１０と、前記荷重検出手段１０からの信号を入力し、挟圧除去信号を出力する制御手段２０とを有し、前記制御手段２０が、荷重閾値と時間閾値が予め記憶されている記憶部２１と、前記荷重検出手段１０で検出される検出荷重を前記記憶部２１から読み出された前記荷重閾値と比較する荷重比較部２２と、前記荷重比較部２２によって前記検出荷重が前記荷重閾値以上であると判断すると、前記検出荷重が前記荷重閾値以上の継続時間を測定する検出時間測定部２３と、前記検出時間測定部２３で測定される前記継続時間を前記記憶部２１から読み出された前記時間閾値と比較する時間比較部２４と、前記時間比較部２４によって前記継続時間が前記時間閾値以上であると判断すると前記挟圧除去信号を出力する出力部２５とを備え、前記挟圧除去信号を出力することで、前記駆動手段２による前記歩行用作業車の後進動作を停止することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の作業車用安全制御装置において、前記荷重検出手段１０を、前記車輪１よりも前方で、前記ハンドル５を上方に前記車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に配置したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の作業車用安全制御装置において、前記荷重検出手段１０を複数備え、前記制御手段２０では、いずれかの前記荷重検出手段１０が前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出すると前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記駆動手段２による前記歩行用作業車の前記後進動作を検出する進行方向検出手段４０を有し、前記制御手段２０では、前記進行方向検出手段４０からの検出方向が前記後進動作であるときに前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力し、前記進行方向検出手段４０からの前記検出方向が前記後進動作でないときには前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出しても前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力しないことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記挟圧除去信号を出力することで、前記歩行用作業車の前記後進動作を停止した後に前進動作に切り替えることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にステー５０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記ステー５０の下面に配置したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にパイプステー６０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記パイプステー６０の下面に配置したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にフロントウェイト７０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記フロントウェイト７０の下面に配置したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の作業車用安全制御装置において、前記荷重検出手段１０を、前記車輪１よりも前方で、前記ハンドル５を上方に前記車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に配置したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の作業車用安全制御装置において、前記荷重検出手段１０を複数備え、前記制御手段２０では、いずれかの前記荷重検出手段１０が前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出すると前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記駆動手段２による前記歩行用作業車の前記後進動作を検出する進行方向検出手段４０を有し、前記制御手段２０では、前記進行方向検出手段４０からの検出方向が前記後進動作であるときに前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力し、前記進行方向検出手段４０からの前記検出方向が前記後進動作でないときには前記荷重閾値以上の前記検出荷重を前記時間閾値以上の継続時間で検出しても前記出力部２５から前記挟圧除去信号を出力しないことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記挟圧除去信号を出力することで、前記歩行用作業車の前記後進動作を停止した後に前進動作に切り替えることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にステー５０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記ステー５０の下面に配置したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にパイプステー６０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記パイプステー６０の下面に配置したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車用安全制御装置において、前記歩行用作業車が前記機体６の前方にフロントウェイト７０を設けており、前記荷重検出手段１０を、前記フロントウェイト７０の下面に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明の作業車用安全制御装置によれば、所定時間継続して所定値以上の荷重が検出された場合には、作業者がハンドルと障害物との間に挟まれていると判断して、歩行用作業車の後進動作を停止することができるため、通常作業時での誤検出を防止するとともに挟まれ時に確実に作動して作業者の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第１実施例による作業車用安全制御装置を示す図
【図2】同作業車用安全制御装置の制御処理を示すフロー図
【図3】同作業車用安全制御装置に用いる荷重検出手段の原理の説明図
【図4】挟まれ試験結果を示す図
【図5】本発明の第２実施例による作業車用安全制御装置を示す図
【図6】本発明の第３実施例による作業車用安全制御装置を示す図
【図7】本発明の第４実施例による作業車用安全制御装置を示す図
【図8】第１実施例から第４実施例に示す歩行用作業車と異なる歩行用作業車に適用された第１実施例による作業車用安全制御装置を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の実施の形態による作業車用安全制御装置は、機体の前方下部に取り付ける荷重検出手段と、荷重検出手段からの信号を入力し、挟圧除去信号を出力する制御手段とを有し、制御手段が、荷重閾値と時間閾値が予め記憶されている記憶部と、荷重検出手段で検出される検出荷重を記憶部から読み出された荷重閾値と比較する荷重比較部と、荷重比較部によって検出荷重が荷重閾値以上であると判断すると、検出荷重が荷重閾値以上の継続時間を測定する検出時間測定部と、検出時間測定部で測定される継続時間を記憶部から読み出された時間閾値と比較する時間比較部と、時間比較部によって継続時間が時間閾値以上であると判断すると挟圧除去信号を出力する出力部とを備え、挟圧除去信号を出力することで、駆動手段による歩行用作業車の後進動作を停止するものである。本実施の形態によれば、所定時間継続して所定値以上の荷重が検出された場合には、作業者がハンドルと障害物との間に挟まれていると判断して、歩行用作業車の後進動作を停止することができるため、通常作業時での誤検出を防止するとともに挟まれ時に確実に作動して作業者の安全性を高めることができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による作業車用安全制御装置において、荷重検出手段を、車輪よりも前方で、ハンドルを上方に車輪の車軸に対して回動させることで接地面に当接する位置に配置したものである。本実施の形態によれば、機体の前部が接地して機体が後進することで身体が継続的に押圧され続ける挟圧を正確に検出できる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による作業車用安全制御装置において、荷重検出手段を複数備え、制御手段では、いずれかの荷重検出手段が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると出力部から挟圧除去信号を出力するものである。本実施の形態によれば、荷重の検出個所が増えるため、接地面に凹凸がある場合でも検出漏れを低減することができて、更に安全性を高めることができる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による作業車用安全制御装置において、駆動手段による歩行用作業車の後進動作を検出する進行方向検出手段を有し、制御手段では、進行方向検出手段からの検出方向が後進動作であるときに出力部から挟圧除去信号を出力し、進行方向検出手段からの検出方向が後進動作でないときには荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出しても出力部から挟圧除去信号を出力しないものである。本実施の形態によれば、通常作業時での誤検出防止効果を更に高めることができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による作業車用安全制御装置において、挟圧除去信号を出力することで、歩行用作業車の後進動作を停止した後に前進動作に切り替えるものである。本実施の形態によれば、前進動作に切り替えることで、挟まれている状態の作業者を解放することができる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による作業車用安全制御装置において、歩行用作業車が機体の前方にステーを設けており、荷重検出手段を、ステーの下面に配置したものである。本実施の形態によれば、機体の前方に設けられたステーの下面に荷重検出手段を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
【0015】
本発明の第７の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による作業車用安全制御装置において、歩行用作業車が機体の前方にパイプステーを設けており、荷重検出手段を、パイプステーの下面に配置したものである。本実施の形態によれば、機体の前方に設けられたパイプステーの下面に荷重検出手段を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による作業車用安全制御装置において、歩行用作業車が前記機体の前方にフロントウェイトを設けており、前記荷重検出手段を、前記フロントウェイトの下面に配置したものである。本実施の形態によれば、機体の前方に設けられたフロントウェイトの下面に荷重検出手段を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
【実施例】
【0017】
以下本発明の実施例による作業車用安全制御装置について説明する。
図１は本発明の第１実施例による作業車用安全制御装置を示す図であり、図１（ａ）は同作業車用安全制御装置及び同作業車用安全制御装置を用いる歩行用作業車の概略構成図、図１（ｂ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部右側面図、図１（ｃ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部底面図である。
本実施例による作業車用安全制御装置は、一対の車輪１と、車輪１を駆動する駆動手段２と、駆動手段２からの駆動力を車輪１に伝達し又は遮断する変速機構３と、耕耘、培土、除草、整地、及び運搬などの作業に用いる作業手段４と、作業者が歩きながら操舵するハンドル５とを機体６に備え、車輪１よりも後方にハンドル５を配置した歩行用作業車に用いる。本実施例では、駆動手段２はエンジンである。
変速機構３は、変速レバー３ａによって前進、後進、速度の高低、ニュートラルの切替できるとともに、クラッチレバー５ａによってクラッチの入／切ができる。クラッチレバー５ａは、操作者が握る操作、すなわちハンドル５側に引き寄せる操作によってクラッチ入り状態となり、握る操作をしない場合にクラッチ切り状態となる。
図１は本発明の第１実施例による作業車用安全制御装置を示す図であり、図１（ａ）は同作業車用安全制御装置及び同作業車用安全制御装置を用いる歩行用作業車の概略構成図、図１（ｂ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部右側面図、図１（ｃ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部底面図である。
本実施例による作業車用安全制御装置は、一対の車輪１と、車輪１を駆動する駆動手段２と、駆動手段２からの駆動力を車輪１に伝達し又は遮断する変速機構３と、耕耘、培土、除草、整地、及び運搬などの作業に用いる作業手段４と、作業者が歩きながら操舵するハンドル５とを機体６に備え、車輪１よりも後方にハンドル５を配置した歩行用作業車に用いる。本実施例では、駆動手段２はエンジンである。
変速機構３は、変速レバー３ａによって前進、後進、速度の高低、ニュートラルの切替できるとともに、クラッチレバー５ａによってクラッチの入／切ができる。クラッチレバー５ａは、操作者が握る操作、すなわちハンドル５側に引き寄せる操作によってクラッチ入り状態となり、握る操作をしない場合にクラッチ切り状態となる。
【0018】
作業車用安全制御装置は、機体６の前方下部に取り付ける荷重検出手段１０と、荷重検出手段１０からの信号を入力し、挟圧除去信号を出力する制御手段２０とを有している。
荷重検出手段１０は、車輪１よりも前方で、ハンドル５を上方に車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に配置する。ハンドル５を上方に車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に荷重検出手段１０を配置しているので、機体６の前部が接地して機体６が後進することで身体が継続的に押圧され続ける挟圧を正確に検出できる。
荷重検出手段１０は、機体６の前後方向及び左右方向に複数備えていることが好ましい。
このように、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると、出力部２５から挟圧除去信号を出力する。更に、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、荷重の検出個所が増えるため、接地面Ｔに凹凸がある場合でも検出漏れを低減することができて、更に安全性を高めることができる。
荷重検出手段１０は、車輪１よりも前方で、ハンドル５を上方に車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に配置する。ハンドル５を上方に車輪１の車軸に対して回動させることで接地面Ｔに当接する位置に荷重検出手段１０を配置しているので、機体６の前部が接地して機体６が後進することで身体が継続的に押圧され続ける挟圧を正確に検出できる。
荷重検出手段１０は、機体６の前後方向及び左右方向に複数備えていることが好ましい。
このように、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると、出力部２５から挟圧除去信号を出力する。更に、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、荷重の検出個所が増えるため、接地面Ｔに凹凸がある場合でも検出漏れを低減することができて、更に安全性を高めることができる。
【0019】
制御手段２０は、荷重閾値及び時間閾値を記憶している記憶部２１と、荷重検出手段１０で検出される検出荷重を記憶部２１から読み出された荷重閾値と比較する荷重比較部２２と、荷重比較部２２によって検出荷重が荷重閾値以上であると判断すると検出荷重が荷重閾値以上の継続時間を測定する検出時間測定部２３と、検出時間測定部２３で測定される継続時間を記憶部２１から読み出された時間閾値と比較する時間比較部２４と、時間比較部２４によって継続時間が時間閾値以上であると判断すると挟圧除去信号を出力する出力部２５とを備えている。
【0020】
切替手段３０は、出力部２５から出力される挟圧除去信号によって、駆動手段２を停止し、又はクラッチレバー５ａ及び変速機構３によって駆動手段２の伝達を遮断し、又は変速機構３によって車輪１を後進動作から前進動作に切り替える。
このように、出力部２５から挟圧除去信号を出力することで、駆動手段２による歩行用作業車の後進動作を停止する。
従って、所定時間継続して所定値以上の荷重が検出された場合には、作業者がハンドル５と障害物との間に挟まれていると判断して、歩行用作業車の後進動作を停止することができるため、通常作業時での誤検出を防止するとともに挟まれ時に確実に作動して作業者の安全性を高めることができる。
特に、歩行用作業車の後進動作を停止した後に前進動作に切り替えることで、挟まれている状態の作業者を解放することができる。
歩行用作業車が備えている機構や制御装置を切替手段３０として用いることができるが、切替手段３０は、作業車用安全制御装置として備えてもよい。
このように、出力部２５から挟圧除去信号を出力することで、駆動手段２による歩行用作業車の後進動作を停止する。
従って、所定時間継続して所定値以上の荷重が検出された場合には、作業者がハンドル５と障害物との間に挟まれていると判断して、歩行用作業車の後進動作を停止することができるため、通常作業時での誤検出を防止するとともに挟まれ時に確実に作動して作業者の安全性を高めることができる。
特に、歩行用作業車の後進動作を停止した後に前進動作に切り替えることで、挟まれている状態の作業者を解放することができる。
歩行用作業車が備えている機構や制御装置を切替手段３０として用いることができるが、切替手段３０は、作業車用安全制御装置として備えてもよい。
【0021】
作業車用安全制御装置は、更に変速機構３による歩行用作業車の後進動作を検出する進行方向検出手段４０を有している。
そして、制御手段２０では、進行方向検出手段４０からの検出方向が後進動作であるときに、出力部２５から挟圧除去信号を出力し、進行方向検出手段４０からの検出方向が後進動作でないときには、荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出しても、出力部２５から挟圧除去信号を出力しない。
このように、進行方向検出手段４０によって後進動作であるときに、出力部２５から挟圧除去信号を出力することで、通常作業時での誤検出防止効果を更に高めることができる。
そして、制御手段２０では、進行方向検出手段４０からの検出方向が後進動作であるときに、出力部２５から挟圧除去信号を出力し、進行方向検出手段４０からの検出方向が後進動作でないときには、荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出しても、出力部２５から挟圧除去信号を出力しない。
このように、進行方向検出手段４０によって後進動作であるときに、出力部２５から挟圧除去信号を出力することで、通常作業時での誤検出防止効果を更に高めることができる。
【0022】
図２は本実施例による作業車用安全制御装置の制御処理を示すフロー図である。
安全制御処理の動作を開始すると、荷重検出手段１０によって荷重が検出され（Ｓ１）、検出荷重は荷重比較部２２において、記憶部２１から読み出された荷重閾値と比較され（Ｓ２）、検出荷重が荷重閾値以上であれば（Ｓ２においてＹｅｓ）、検出時間測定部２３により検出荷重が荷重閾値を連続して超えている継続時間を測定する（Ｓ３）。
Ｓ３で測定される継続時間は時間比較部２４において、記憶部２１から読み出された時間閾値と比較され（Ｓ４）、継続時間が時間閾値以上であり（Ｓ４においてＹｅｓ）、進行方向検出手段４０において後進動作を検出していれば（Ｓ５においてＹｅｓ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力する（Ｓ６）。
荷重比較部２２において、検出荷重が荷重閾値未満と判定された場合には（Ｓ２においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
また、時間比較部２４において、継続時間が時間閾値未満と判定された場合には（Ｓ４においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
また、進行方向検出手段４０において後進動作を検出していなければ（Ｓ５においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
安全制御処理の動作を開始すると、荷重検出手段１０によって荷重が検出され（Ｓ１）、検出荷重は荷重比較部２２において、記憶部２１から読み出された荷重閾値と比較され（Ｓ２）、検出荷重が荷重閾値以上であれば（Ｓ２においてＹｅｓ）、検出時間測定部２３により検出荷重が荷重閾値を連続して超えている継続時間を測定する（Ｓ３）。
Ｓ３で測定される継続時間は時間比較部２４において、記憶部２１から読み出された時間閾値と比較され（Ｓ４）、継続時間が時間閾値以上であり（Ｓ４においてＹｅｓ）、進行方向検出手段４０において後進動作を検出していれば（Ｓ５においてＹｅｓ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力する（Ｓ６）。
荷重比較部２２において、検出荷重が荷重閾値未満と判定された場合には（Ｓ２においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
また、時間比較部２４において、継続時間が時間閾値未満と判定された場合には（Ｓ４においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
また、進行方向検出手段４０において後進動作を検出していなければ（Ｓ５においてＮｏ）、出力部２５から挟圧除去信号を出力することなく、荷重検出手段１０による荷重検出を継続する（Ｓ１）。
【0023】
図３は本実施例による作業車用安全制御装置に用いる荷重検出手段１０の原理の説明図であり、図３（ａ）は同荷重検出手段１０の概略斜視図、図３（ｂ）は同荷重検出手段１０の概略正面図、図３（ｃ）は同荷重検出手段１０の動作状態での概略正面図である。
荷重検出手段１０は、荷重Ｐを受ける起歪体１１と、起歪体１１によって変形を生じる板材１２と、板材１２の変形を検出する歪ゲージ１３とから構成される。
荷重Ｐが起歪体１１に加わることで、起歪体１１が一方向Ｗに移動し、起歪体１１の変位によって板材１２が変形し、板材１２の変形を歪ゲージ１３で検出する。
このように、起歪体１１は一方向Ｗにだけ変位するため、一方向Ｗに加わる荷重Ｐだけを検出することができる。
なお、実用的な荷重検出手段１０は、起歪体１１の直径が５ｍｍ程度、板材１２の長さ又は直径が１０ｍｍ～１６ｍｍ程度の小型センサである。
荷重検出手段１０は、荷重Ｐを受ける起歪体１１と、起歪体１１によって変形を生じる板材１２と、板材１２の変形を検出する歪ゲージ１３とから構成される。
荷重Ｐが起歪体１１に加わることで、起歪体１１が一方向Ｗに移動し、起歪体１１の変位によって板材１２が変形し、板材１２の変形を歪ゲージ１３で検出する。
このように、起歪体１１は一方向Ｗにだけ変位するため、一方向Ｗに加わる荷重Ｐだけを検出することができる。
なお、実用的な荷重検出手段１０は、起歪体１１の直径が５ｍｍ程度、板材１２の長さ又は直径が１０ｍｍ～１６ｍｍ程度の小型センサである。
【0024】
図４は挟まれ試験結果を示す図であり、図４（ａ）は挟まれ時のハンドル５に加わる荷重を示すグラフ、図４（ｂ）は図４（ａ）の測定における状態説明図である。
図４（ｂ）に示すように、歩行用作業車には、車体重量Ｍｇと、接地部荷重Ｆとが作用する。挟まれ時は、車輪１は空転状態となる。
図４（ｂ）において、Ｆｈａｎはハンドル５に加わる荷重、Ｘ方向の荷重としてＦｘｈａｎ、Ｚ方向の荷重としてＦｚｈａｎを示している。
車輪１が空転していることから、機体６に加わる荷重は接地部荷重Ｆ、ハンドル５に加わる荷重Ｆｈａｎ、車体重量Ｍｇのみであること、接地部荷重Ｆとハンドル５に加わる荷重Ｆｈａｎ及び車体重量Ｍｇが釣り合うこと、機体６の質量が約５０ｋｇ～１００ｋｇであること、図４（ａ）より挟まれ時にはハンドル５に継続して荷重Ｆｈａｎが作用していることから、挟まれ時には接地部に過大な接地部荷重Ｆが発生している。
が作用している。
図４（ｂ）に示すように、歩行用作業車には、車体重量Ｍｇと、接地部荷重Ｆとが作用する。挟まれ時は、車輪１は空転状態となる。
図４（ｂ）において、Ｆｈａｎはハンドル５に加わる荷重、Ｘ方向の荷重としてＦｘｈａｎ、Ｚ方向の荷重としてＦｚｈａｎを示している。
車輪１が空転していることから、機体６に加わる荷重は接地部荷重Ｆ、ハンドル５に加わる荷重Ｆｈａｎ、車体重量Ｍｇのみであること、接地部荷重Ｆとハンドル５に加わる荷重Ｆｈａｎ及び車体重量Ｍｇが釣り合うこと、機体６の質量が約５０ｋｇ～１００ｋｇであること、図４（ａ）より挟まれ時にはハンドル５に継続して荷重Ｆｈａｎが作用していることから、挟まれ時には接地部に過大な接地部荷重Ｆが発生している。
が作用している。
【0025】
図５は本発明の第２実施例による作業車用安全制御装置を示す図であり、図５（ａ）は同作業車用安全制御装置及び同作業車用安全制御装置を用いる歩行用作業車の概略構成図、図５（ｂ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部右側面図、図５（ｃ）は同歩行用作業車の機体の前方に設けるステーの斜視図、図５（ｄ）は同ステーの底面図である。
図５に示す歩行用作業車は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように機体６の前方にステー５０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図５（ｃ）に示すように、ステー５０は、機体取付部５１と、延長部５２と、先端取付部５３とより構成されている。機体取付部５１は延長部５２の一端に配置され、先端取付部５３は延長部５２の他端に配置されている。延長部５２は機体取付部５１に対して所定角度上向きに配置され、先端取付部５３は延長部５２に対して所定角度上向きに配置されている。
延長部５２は、延長部上面板５２ｕと一対の延長部側面板５２ｓとで、断面がコの字状に構成されている。先端取付部５３は、延長部上面板５２ｕから更に先方に突出させた先端取付部上面板５３ｕと、先端取付部上面板５３ｕと平行に配置された先端取付部下面板５３ｄとで構成されている。機体取付部５１には、機体取付用ボルト孔５１ａが形成され、先端取付部上面板５３ｕには接続用ボルト孔５３ａが形成されている。
図５（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、ステー５０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、先端取付部下面板５３ｄの下面の前後方向及び左右方向に複数備えていることが好ましく、更には一対の延長部側面板５２ｓの下面にも備えていることが好ましい。
このように、延長部側面板５２ｓに荷重検出手段１０を設けたことで、接地面Ｔに大きな凹凸があり延長部側面板５２ｓが最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたステー５０の下面に荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
図５に示す歩行用作業車は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように機体６の前方にステー５０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図５（ｃ）に示すように、ステー５０は、機体取付部５１と、延長部５２と、先端取付部５３とより構成されている。機体取付部５１は延長部５２の一端に配置され、先端取付部５３は延長部５２の他端に配置されている。延長部５２は機体取付部５１に対して所定角度上向きに配置され、先端取付部５３は延長部５２に対して所定角度上向きに配置されている。
延長部５２は、延長部上面板５２ｕと一対の延長部側面板５２ｓとで、断面がコの字状に構成されている。先端取付部５３は、延長部上面板５２ｕから更に先方に突出させた先端取付部上面板５３ｕと、先端取付部上面板５３ｕと平行に配置された先端取付部下面板５３ｄとで構成されている。機体取付部５１には、機体取付用ボルト孔５１ａが形成され、先端取付部上面板５３ｕには接続用ボルト孔５３ａが形成されている。
図５（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、ステー５０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、先端取付部下面板５３ｄの下面の前後方向及び左右方向に複数備えていることが好ましく、更には一対の延長部側面板５２ｓの下面にも備えていることが好ましい。
このように、延長部側面板５２ｓに荷重検出手段１０を設けたことで、接地面Ｔに大きな凹凸があり延長部側面板５２ｓが最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたステー５０の下面に荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
【0026】
図６は本発明の第３実施例による作業車用安全制御装置を示す図であり、図６（ａ）は同作業車用安全制御装置及び同作業車用安全制御装置を用いる歩行用作業車の概略構成図、図６（ｂ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部右側面図、図６（ｃ）は同歩行用作業車の機体の前方に設けるパイプステーの斜視図、図６（ｄ）は同パイプステーの要部底面図である。
図６に示す歩行用作業車は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように機体６の前方にパイプステー６０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図６（ｃ）に示すように、パイプステー６０は、機体６に一端を取り付ける延長部６２と、先端部６３とで構成されている。先端部６３は延長部６２の他端に配置されている。先端部６３は延長部６２に対して所定角度上向きに配置されている。
延長部６２は、平行に配置した一対のパイプで構成されている。先端部６３は、延長部６２のパイプを更に延長させた第１先端部６３ａと、第１先端部６３ａの更に先端に接続するＣ字状のパイプからなる第２先端部６３ｂとで構成されている。
図６（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、パイプステー６０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、第２先端部６３ｂの下面の左右方向に複数備えていることが好ましく、更に第１先端部６３ａの下面の前後方向に複数備えていることが好ましく、一対の延長部６２の下面にも備えていることが好ましい。
このように、一対の延長部６２の下面に荷重検出手段１０を設けたことで、接地面Ｔに大きな凹凸があり延長部６２の下面が最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたパイプステー６０の下面に荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると、出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
図６に示す歩行用作業車は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように機体６の前方にパイプステー６０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図６（ｃ）に示すように、パイプステー６０は、機体６に一端を取り付ける延長部６２と、先端部６３とで構成されている。先端部６３は延長部６２の他端に配置されている。先端部６３は延長部６２に対して所定角度上向きに配置されている。
延長部６２は、平行に配置した一対のパイプで構成されている。先端部６３は、延長部６２のパイプを更に延長させた第１先端部６３ａと、第１先端部６３ａの更に先端に接続するＣ字状のパイプからなる第２先端部６３ｂとで構成されている。
図６（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、パイプステー６０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、第２先端部６３ｂの下面の左右方向に複数備えていることが好ましく、更に第１先端部６３ａの下面の前後方向に複数備えていることが好ましく、一対の延長部６２の下面にも備えていることが好ましい。
このように、一対の延長部６２の下面に荷重検出手段１０を設けたことで、接地面Ｔに大きな凹凸があり延長部６２の下面が最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたパイプステー６０の下面に荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると、出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
【0027】
図７は本発明の第４実施例による作業車用安全制御装置を示す図であり、図７（ａ）は同作業車用安全制御装置及び同作業車用安全制御装置を用いる歩行用作業車の概略構成図、図７（ｂ）は同歩行用作業車の機体の前方を示す要部右側面図、図７（ｃ）は同歩行用作業車の機体の前方に設けるフロントウェイトの斜視図、図７（ｄ）は同フロントウェイトの底面図である。
図７に示す歩行用作業車は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように機体６の前方にフロントウェイト７０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図７（ｃ）に示すように、フロントウェイト７０は、機体６に取り付ける取付部７１と、ウェイト部７３とより構成されている。ウェイト部７３は取付部７１の前方に配置されている。ウェイト部７３のウェイト下面７３ｄは取付部７１の取付部下面７１ｄに対して所定角度上向きに配置されている。
図７（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、フロントウェイト７０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、ウェイト下面７３ｄの左右方向及び前後方向に複数備えていることが好ましく、更に取付部下面７１ｄの左右方向に複数備えていることが好ましい。
このように、取付部下面７１ｄの左右方向に荷重検出部１０を複数備えることで、接地面Ｔに大きな凹凸があり取付部下面７１ｄが最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたフロントウェイト７０のウェイト下面７３ｄに荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
図７に示す歩行用作業車は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように機体６の前方にフロントウェイト７０を設けている。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図７（ｃ）に示すように、フロントウェイト７０は、機体６に取り付ける取付部７１と、ウェイト部７３とより構成されている。ウェイト部７３は取付部７１の前方に配置されている。ウェイト部７３のウェイト下面７３ｄは取付部７１の取付部下面７１ｄに対して所定角度上向きに配置されている。
図７（ｄ）に示すように、荷重検出手段１０は、フロントウェイト７０の下面に配置している。
荷重検出手段１０は、ウェイト下面７３ｄの左右方向及び前後方向に複数備えていることが好ましく、更に取付部下面７１ｄの左右方向に複数備えていることが好ましい。
このように、取付部下面７１ｄの左右方向に荷重検出部１０を複数備えることで、接地面Ｔに大きな凹凸があり取付部下面７１ｄが最初に接地する場合でも検出でき、更に機体６の前方に設けられたフロントウェイト７０のウェイト下面７３ｄに荷重検出手段１０を設けることで、前方に延長された位置で荷重を検出するため検出感度を上げることができて、作業者に対する挟圧をより正確に検出できる。
また、荷重検出手段１０を複数備えている場合には、制御手段２０では、いずれかの荷重検出手段１０が荷重閾値以上の検出荷重を時間閾値以上の継続時間で検出すると出力部２５から挟圧除去信号を出力する。
【0028】
図８は第１実施例から第４実施例に示す歩行用作業車と異なる歩行用作業車に適用された第１実施例による作業車用安全制御装置を示す概略構成図である。
図８に示す歩行用作業車は、ハンドル５が２ハンドルである場合を示している。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本発明の第１実施例から第４実施例による作業車用安全制御装置は、このような２ハンドルである歩行用作業車にも同様に適用できる。
図８に示す歩行用作業車は、ハンドル５が２ハンドルである場合を示している。なお、第１実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本発明の第１実施例から第４実施例による作業車用安全制御装置は、このような２ハンドルである歩行用作業車にも同様に適用できる。
【0029】
なお、本実施例で説明に用いた歩行用作業車は、エンジンを駆動手段２としているが、電動モータを駆動手段２とした歩行用作業車にも適用でき、出力部２５からの挟圧除去信号によって電動モータの回転方向を切り替え、歩行用作業車を、後進動作から前進動作とすることができる。
この場合は、進行方向検出手段４０は駆動手段２から歩行用作業車の後進動作を検出する。
この場合は、進行方向検出手段４０は駆動手段２から歩行用作業車の後進動作を検出する。
【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明による作業車用安全制御装置は、農業作業、土木作業、及び除雪作業に用いられる歩行用作業車に利用でき、特に一対の車輪だけを備えた歩行用作業車に適しているが、４輪車両の歩行用作業車にも適用できる。
【符号の説明】
【0031】
１ 車輪
２ 駆動手段
３ 変速機構
３ａ 変速レバー
４ 作業手段
５ ハンドル
５ａ クラッチレバー
６ 機体
１０ 荷重検出手段
１１ 起歪体
１２ 板材
１３ 歪ゲージ
２０ 制御手段
２１ 記憶部
２２ 荷重比較部
２３ 検出時間測定部
２４ 時間比較部
２５ 出力部
３０ 切替手段
４０ 進行方向検出手段
５０ ステー
５１ 機体取付部
５１ａ 機体取付用ボルト孔
５２ 延長部
５２ｓ 延長部側面板
５２ｕ 延長部上面板
５３ａ 接続用ボルト孔
５３ｄ 先端取付部下面板
５３ｕ 先端取付部上面板
６０ パイプステー
６２ 延長部
６３ 先端部
６３ａ 第１先端部
６３ｂ 第２先端部
７０ フロントウェイト
７１ 取付部
７１ｄ 取付部下面
７３ ウェイト部
７３ｄ ウェイト下面
Ｆ 接地部荷重
Ｆｈａｎ ハンドル５に加わる荷重
Ｆｘｈａｎ ハンドル５に加わるＸ方向の荷重
Ｆｚｈａｎ ハンドル５に加わるＺ方向の荷重
ｇ 重力加速度
Ｍ 車体質量
Ｍｇ 車体重量
Ｐ 荷重
Ｔ 接地面
Ｗ 一方向
Ｘ 歩行用作業車前進方向
Ｚ Ｘ方向に対して鉛直上方向
２ 駆動手段
３ 変速機構
３ａ 変速レバー
４ 作業手段
５ ハンドル
５ａ クラッチレバー
６ 機体
１０ 荷重検出手段
１１ 起歪体
１２ 板材
１３ 歪ゲージ
２０ 制御手段
２１ 記憶部
２２ 荷重比較部
２３ 検出時間測定部
２４ 時間比較部
２５ 出力部
３０ 切替手段
４０ 進行方向検出手段
５０ ステー
５１ 機体取付部
５１ａ 機体取付用ボルト孔
５２ 延長部
５２ｓ 延長部側面板
５２ｕ 延長部上面板
５３ａ 接続用ボルト孔
５３ｄ 先端取付部下面板
５３ｕ 先端取付部上面板
６０ パイプステー
６２ 延長部
６３ 先端部
６３ａ 第１先端部
６３ｂ 第２先端部
７０ フロントウェイト
７１ 取付部
７１ｄ 取付部下面
７３ ウェイト部
７３ｄ ウェイト下面
Ｆ 接地部荷重
Ｆｈａｎ ハンドル５に加わる荷重
Ｆｘｈａｎ ハンドル５に加わるＸ方向の荷重
Ｆｚｈａｎ ハンドル５に加わるＺ方向の荷重
ｇ 重力加速度
Ｍ 車体質量
Ｍｇ 車体重量
Ｐ 荷重
Ｔ 接地面
Ｗ 一方向
Ｘ 歩行用作業車前進方向
Ｚ Ｘ方向に対して鉛直上方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
