(57)【要約】  【課題】低騒音効果の高く、且つ、使い勝手の良い建設機械用ヘルメット装置を安価に提供する。  【解決手段】オペレータの耳に対応すべくヘルメット本体１の左右両側の下縁部内側にて装着されたスピーカー３，３と、オペレータの耳近傍の騒音を集音するマイク４，４と、該マイク４，４で集音した騒音と逆位相の音を生成する制御装置５とを備え、制御装置５で生成した音をスピーカー３，３から出力するように構成する。又、制御装置５の入力部には、エンジン回転数などの機械の運転状態情報を検出する機械運転状態検出手段６と、警報音又は警報メッセージを発する警報機器７と、無線機、携帯電話又はラジオ等の音響機器を含む外部通信機器８とを接続する。【選択図】図１
2010156077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に搭乗するオペレータが装着するヘルメット装置において、ヘルメット本体の左右両側にオペレータの耳と対応するように装着されたスピーカーと、該スピーカーの近傍に配設されたマイクと、該マイクで集音した騒音と逆位相の音を生成する制御装置とを備え、該制御装置で生成した音を前記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする建設機械用ヘルメット装置。
【請求項２】
上記制御装置の入力部は、建設機械のエンジン回転数などの機械の運転状態情報を検出する機械運転状態検出手段に接続され、該制御装置は前記機械の運転状態情報に基づき生成音の周波数を決定することを特徴とする請求項１記載の建設機械用ヘルメット装置。
【請求項３】
上記制御装置の入力部は、建設機械の警報音又は警報メッセージを発する警報機器に接続され、該建設機械の警報音又は警報メッセージを上記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械用ヘルメット装置。
【請求項４】
上記制御装置の入力部は、無線機、携帯電話又はラジオ等の音響機器を含む外部通信機器に接続され、前記外部通信機器から発せられる緊急連絡用の音声情報を上記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の建設機械用ヘルメット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用ヘルメット装置に関するものであり、特に、オペレータに聞こえる騒音値を低減させることができる建設機械用ヘルメット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種建設機械は、エンジン及び油圧機器等の装置機械と共にその近傍に運転室が設置されている。そのため、建設作業時に、エンジン及び油圧機器等から騒音が発生して、該騒音が運転室内に伝わり、運転室内における居住快適性が低下する。又、運転室に搭乗したオペレータは騒音により心身的な疲労を感じる。このようなことから、建設機械では運転室における騒音の低減化が強く要求されている。
【０００３】
近年、スピーカーを多数搭載した乗用車にて開発されている低騒音化技術、例えば、アクティブノイズコントロール技術の建設機械への転用が一部提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３２８５７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般の建設機械では、運転室の近傍にエンジンや油圧機器などの騒音発生源が存在するため、運転室における低騒音化技術の実用化には、多くの困難が伴うのが実情である。又、建設機械の運転室では、視界性向上のために窓ガラスを拡大する必要があるので、このことも運転室の遮音性能の向上を図るうえで大きな障害になっている。
【０００５】
又、アクティブノイズコントロール技術の建設機械への応用も研究されている。しかし、建設機械では、運転室に進入する騒音の方向が多方面にわたること、並びに、乗用車の如くスピーカーを多数搭載していないことから、アクティブノイズコントロール技術による遮音効果が薄れるとともに、多数のスピーカー等を設置するための設備費用が高騰して、コスト高になるという問題がある。
【０００６】
更に、オペレータの搭乗位置、作業姿勢又は体格などにより、オペレータの耳の位置が異なるため、遮音効果に大きなばらつきが生じ易く、加えて、建設機械の作業内容や種類などよっては、アクティブノイズコントロール技術による遮音効果は期待し難く、総じて建設機械には適していないという問題があった。
【０００７】
そこで、建設機械における低騒音化を低コストで容易に実施できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、建設機械に搭乗するオペレータが装着するヘルメット装置において、ヘルメット本体の左右両側にオペレータの耳と対応するように装着されたスピーカーと、該スピーカーの近傍に配設されたマイクと、該マイクで集音した騒音と逆位相の音を生成する制御装置とを備え、該制御装置で生成した音を前記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする建設機械用ヘルメット装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、オペレータの耳近傍の騒音はマイクで集音され、該マイクで集音した騒音と逆位相の音が制御装置で生成される。そして、制御装置で生成された音はスピーカーから出力される。依って、スピーカーからの出力音により、騒音と相殺して該騒音値を低減させる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記制御装置の入力部は、建設機械のエンジン回転数などの機械の運転状態情報を検出する機械運転状態検出手段に接続され、該制御装置は前記機械の運転状態情報に基づき生成音の周波数を決定することを特徴とする請求項１記載の建設機械用ヘルメット装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、制御装置で騒音と逆位相の音を生成する際、該生成音の周波数は、建設機械のエンジン回転数などの機械の運転状態情報に基づいて決定される。依って、エンジン等から発生する騒音に見合った周波数の音が生成される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記制御装置の入力部は、建設機械の警報音又は警報メッセージを発する警報機器に接続され、前記建設機械の警報音又は警報メッセージを上記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械用ヘルメット装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、建設機械の警報機器から警報音又は警報メッセージが発せられると、該警報音又は警報メッセージはスピーカーから出力される。依って、重要な警報情報はオペレータにリアルタイムで報知される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記制御装置の入力部は、無線機、携帯電話又はラジオ等の音響機器を含む外部通信機器に接続され、前記外部通信機器から発せられる緊急連絡用の音声情報を上記スピーカーから出力できるように構成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の建設機械用ヘルメット装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、無線機、携帯電話又はラジオ等の外部通信機器から緊急連絡用の音声情報が発せられると、該緊急連絡用の音声情報はスピーカーから出力される。依って、緊急連絡用の音声情報はオペレータにリアルタイムで報知される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明は、オペレータの耳近傍の騒音は、スピーカーからの出力される消去音（騒音と逆位相の音）により低減するので、オペレータの搭乗位置、作業姿勢又は体格の違いに関係なく、安定した騒音低減効果を一様に得ることができる。
【００１７】
この場合、スピーカーの数は、従来のアクティブノイズコントロール技術に比して少ないので、設備費用が廉価になってコスト的に有利となり、使い勝手の良い建設機械用ヘルメット装置を安価に提供することができる
請求項２記載の発明は、スピーカーは、エンジン等から発生する騒音に見合った周波数の音を出力するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ノイズキャンセル効果の高い低騒音化制御を一層効率良く行うことができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、建設機械の警報機器から発せられた警報情報は、スピーカーからオペレータに報知できるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、オペレータは重要な警報情報を即座に知ることができ、作業時の安全性を一層向上させることができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、無線機、携帯電話又はラジオ等の外部通信機器から発せられた呼び出し音などの緊急連絡用の音声情報は、スピーカーからオペレータに報知できるので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加えて、オペレータは緊急事態を即座に知ることができ、緊急時における利便性が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、建設機械における低騒音化を低コストにて容易に実施できるようにするという目的を達成するために、建設機械に搭乗するオペレータが装着するヘルメット装置において、ヘルメット本体の左右両側にオペレータの耳と対応するように装着されたスピーカーと、該スピーカーの近傍に配設されたマイクと、該マイクで集音した騒音と逆位相の音を生成する制御装置とを備え、該制御装置で生成した音を前記スピーカーから出力できるように構成したことにより実現した。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図３に従って説明する。図１は本実施例に係る建設機械用ヘルメット装置を示す。同図において、１はヘルメット本体であって、建設機械、特に運転席に搭乗するオペレータＭにより装着されるものである。該ヘルメット本体１の左右両側下縁部には、略Ｕ字状の耳カバー２，２が下方に延びて突設されている。又、該耳カバー２，２は、ヘルメット装着者であるオペレータＭの左右両側の耳Ｅを覆うように配設されている。
【００２２】
左右両側の各耳カバー２，２の内面側にはスピーカー３，３が装着されている。この場合、スピーカー３，３の周縁部には柔軟性のイヤーパッド（図示せず）を設けることができる。更に、各耳カバー２，２の外面側にはマイク４，４が取着され、該マイク４，４は、左右両側の耳Ｅ近傍の外部騒音を集音する。
【００２３】
一方、ヘルメット本体１の背面下部には、ＣＰＵ及びメモリ等を内蔵した制御装置５が設けられている。該制御装置５の入力部にはマイク４，４が接続され、且つ、該制御装置５の出力部には前記スピーカー３，３が接続されている。また、制御装置５は演算・解析部を有し、マイク４，４で集音した騒音の周波数及び振幅等を解析できるように構成されている。
【００２４】
更に、前記制御装置５は、マイク４，４で集音した騒音の波形と逆位相のキャンセル音を生成し、該制御装置５で生成したキャンセル音はスピーカー３，３から自動的に出力される。尚、キャンセル音の振幅は、騒音の振幅と略同一になるように設定されている。
【００２５】
このように本実施例は、マイク４，４で集音した騒音と逆位相のキャンセル音を制御装置５で生成し、該キャンセル音をスピーカー３，３から出力することで、アクティブノイズコントロール効果により騒音と相殺できるように構成されている。
【００２６】
又、本実施例では、前記制御装置５の入力部は、建設機械に搭載された機械運転状態検出手段６に接続されている。該機械運転状態検出手段６は、エンジン回転数及び冷却ファン若しくは油圧ポンプの駆動音の周波数成分などの機械の運転状態情報Ａを検出するものである。これにより、制御装置５は、機械運転状態検出手段６から送信される情報、即ち、エンジン回転数及び冷却ファン若しくは油圧ポンプの駆動音の周波数成分などの運転状態情報Ａに基づいてキャンセル音の周波数を決定できるように構成されている。
【００２７】
更に、制御装置５の入力部は、建設機械に搭載された警報機器７に接続されている。該警報機器７は、緊急時に建設機械の警報音又は警報メッセージＢを発するものである。これにより、制御装置５は、警報機器７からの警報情報をスピーカー３，３に送信して、前記警報音又は警報メッセージＢがスピーカー３，３から出力できるように構成されている。      
【００２８】
更に又、制御装置５の入力部は、無線機、携帯電話又はラジオ等の音響機器を含む外部通信機器８に接続されている。これにより、該外部通信機器８から発せられる緊急連絡情報（呼び出し音を含む）Ｃをスピーカー３，３から出力できるように構成されている。
【００２９】
次に、本実施例に係るヘルメット装置の作用を図２及び図３に基づいて詳述する。先ず、図２に示すように、建設機械に搭載されたエンジン、冷却ファン及び油圧ポンプ等において騒音Ｎ１が発生し（図３中のステップＳ１）、該騒音Ｎ１の周波数成分はマイク４，４により集音される（ステップＳ２）。
【００３０】
次に、御装置５は、マイク４，４で集音した騒音Ｎ１と逆位相のキャンセル音Ｎ２を生成する（ステップＳ３）。そして、制御装置５で生成したキャンセル音Ｎ２はスピーカー３，３に送信され、該スピーカー３，３からオペレータＭの耳Ｅに向かってキャンセル音Ｎ２が出力される（ステップＳ４）。その結果、キャンセル音Ｎ２が騒音Ｎ１の周波数成分と相殺して該騒音Ｎ１を消去するため、アクティブノイズコントロール効果により騒音Ｎ１値が効率良く低減される（ステップＳ５）。
【００３１】
叙上の如く本発明によると、先ず、オペレータＭの耳近傍の騒音Ｎ１がマイク４，４で集音され、然る後に、該騒音Ｎ１と逆位相のキャンセル音Ｎ２が制御装置５で生成される。そして、スピーカー３，３からキャンセル音Ｎ２を出力して、該キャンセル音Ｎ２で騒音Ｎ１を相殺・消去することで該騒音Ｎ１の大きさが大幅に低減する。
【００３２】
斯くして、オペレータＭの搭乗位置、作業姿勢又は体格等の違いに関係なく、騒音低減効果が一様に安定して得られ、以て、オペレータＭに聞こえる騒音値を効率良く低減させることができる。この場合、スピーカー３，３の個数は従来例に比して大幅に減少するので、設備費用が廉価になり、建設機械にて好適なアクティブノイズコントロールシステムを安価に提供することができる。
【００３３】
又、騒音Ｎ１と逆位相のキャンセル音Ｎ２を制御装置５で生成する際、該キャンセル音Ｎ２の周波数は、建設機械のエンジン回転数及び冷却ファン若しくは油圧ポンプの駆動音の周波数成分などの機械の運転状態情報Ａに基づいて決定される。依って、スピーカー３，３から出力されるキャンセル音Ｎ２は、エンジン、冷却ファン又は油圧ポンプ等から発生する騒音Ｎ１に応じた周波数を有するので、低騒音化制御を一層効率良く行うことができる。
【００３４】
更に、建設機械の警報機器７から警報音又は警報メッセージＢが発せられた場合、該警報音又は警報メッセージＢはスピーカー３，３から自動的に直接出力される。従って、重要な警報情報はオペレータＭにリアルタイムで確実に報知されるので、作業時における安全性が一層向上する。
【００３５】
さらに又、無線機、携帯電話又はラジオ等の外部通信機器８から呼び出し音などの緊急連絡情報Ｃが発せられた時、該緊急連絡情報Ｃはスピーカー３，３から自動的に直接出力される。従って、緊急連絡情報Ｃはかき消されることなく、オペレータＭにリアルタイムで確実に報知できるので、緊急時における利便性が一層向上する。
【００３６】
上記実施例において、左右両側のスピーカー及びマイクはヘルメット本体に着脱可能に取り付けられている。依って、必要時に、片側のスピーカー及び／又はマイクを取り外すことにより、片側の耳で周囲の音を直接聞き分けることができる。
【００３７】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例を示し、建設機械用ヘルメット装置の斜視図。
【図２】一実施例に係る建設機械用ヘルメット装置のブロック図。
【図３】一実施例に係る建設機械用ヘルメット装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１  ヘルメット本体
２  耳カバー（突起状耳当て部）
３  スピーカー
４  マイク
５  制御装置
６  機械運転状態検出手段
７  警報機器
８  外部通信機器
【図１】
2010156077.tif 000003
【図２】
2010156077.tif 000004
【図３】
2010156077.tif 000005