(57)【要約】【課題】車両などにおいて、長時間強い振動や騒音を受けながら作業する人の健康を守るための被振動下の作業許容時間算出装置を提供する。【解決手段】車両などの座席の着座部に設けた振動加速度センサ手段２と、該振動加速度センサ手段２からの検出信号を入力する第１演算処理手段３と、該第１演算処理手段３により演算した前記着座部から受ける振動加速度の合成補正値ａｉを入力し基準となる所定の時間Ｔ０と加速度ａ０から被振動下の作業継続可能な許容残余時間Ｔｒを算出する第２演算処理手段４と、該第２演算処理手段４により算出した該許容残余時間Ｔｒを表示する表示手段５とからなる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両などの座席の着座部に設けた振動加速度センサ手段と、該振動加速度センサ手段からの検出信号を入力する第１演算処理手段と、該第１演算処理手段により演算した前記着座部から受ける振動加速度の合成補正値を入力し基準となる所定の時間と加速度から被振動下の作業継続可能な許容残余時間を算出する第２演算処理手段と、該第２演算処理手段により算出した該許容残余時間を表示する表示手段とからなる被振動下の作業許容時間算出装置。
【請求項２】
前記振動加速度センサ手段は、少なくとも直交３軸方向の振動加速度の計測部を有している請求項１に記載の被振動下の作業許容時間算出装置。
【請求項３】
前記座席の着座者の耳部近傍に騒音を検知する騒音センサ手段を設け、該騒音センサ手段からの騒音信号を第３演算処理手段に入力し、該第３演算処理手段は安全設定値以上の騒音レベルの発生時間を合算し、基準となる所定時間から該発生合算時間を減算して被騒音下の作業の継続可能な許容残余時間を算出し、前記表示手段に該許容残余時間を表示する請求項１に記載の被振動下の作業許容時間算出装置。
【請求項４】
前記第３演算処理手段は注意設定値以上の騒音レベル或いは該注意設定値以上の騒音レベルに対して防音ヘッドホンの着用指示を前記表示手段に表示する請求項３に記載の被振動下の作業許容時間算出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、農林、物流などに使用される作業車両やトラックなどで長時間強い振動や騒音を受けながら作業する人の健康を守るための被振動下の作業許容時間算出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１９８５年に初版が発行され１９９７年に第２版に改定された全身振動評価基準に関する国際規格ＩＳＯ  ２６３１−１において、長期にわたる強い全身振動は腰椎及び各椎体間の結合神経に悪影響を及ぼし、又、０．５Ｈｚ〜８０Ｈｚの範囲の振動は健康に関係し、現段階での全身振動の限界値設定の評価方法の指針が示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
そして前記国際規格ＩＳＯ  ２６３１−１  １９９７に準拠して、着座した人体に加わる振動を測定するための装置として、本発明の発明者が座席用振動測定装置を出願している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−２０１６３２号
【非特許文献１】
国際規格  ＩＳＯ  ２６３１−１  １９９７（附属書Ｂ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
座位の人体に加わる振動を測定する装置は前記座席用振動測定装置により正確に測定することが可能となったが、前記国際規格  ＩＳＯ  ２６３１−１  １９９７の健康に関する附属書Ｂにおいては全身振動の限界値設定の評価方法の指針が示されており、健康障害に関する参考情報はあるがデータについては不充分である。
【０００６】
そのため従来は、土木や物流などに用いられる作業車両やトラックなどで長時間強い振動や騒音を受けながら作業する人が、どの位の時間その作業を継続しても健康に悪影響が出ないかが不明確な問題点があった。
【０００７】
本発明はこの問題点を解消し、長時間強い振動や騒音を受けながら作業する人の健康を守るために、後どれ程の時間その作業を継続してもよいかを算出する被振動下の作業許容時間算出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成すべく、車両などの座席の着座部に設けた振動加速度センサ手段と、該振動加速度センサ手段からの検出信号を入力する第１演算処理手段と、該第１演算処理手段により演算した前記着座部から受ける振動加速度の合成補正値を入力し基準となる所定の時間と加速度から被振動下の作業継続可能な許容残余時間を算出する第２演算処理手段と、該第２演算処理手段により算出した該許容残余時間を表示する表示手段とからなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１乃至図５により説明する。
【００１０】
１は本発明の第１の実施の形態である被振動下の作業許容時間算出装置を示し、該作業許容時間算出装置１は振動加速度センサ手段２と第１演算処理手段３と第２演算処理手段４と表示手段５とから構成されている。尚、図１の６は後述の騒音センサ手段である。
【００１１】
前記振動加速度センサ手段である振動センサ部２は、図２に示す如く着座部の前後、左右、上下の直交３軸方向の振動加速度を計測する３軸加速度センサ２ａからなり、作業車両などの座席の着座部の略中央部分に設けられている。ここで該３軸加速度センサ２ａは、立方体状のベース２ｂの互に隣り合う３面即ち上面及び２側面に公知の加速度センサ２ｃが上方及び２側方に向ってそれぞれ固定されて構成され、ゴム製のカバー２ｄにより被覆されている。
【００１２】
前記第１演算処理手段である第１演算処理部３及び前記第２演算処理手段である第２演算処理部４はマイコンなどの演算処理装置からなり、該第１演算処理部３は前記振動センサ部２からの検出信号を入力して後述する所定の演算を実行し、又前記第２演算処理部４は該第１演算処理部３からの出力信号を入力し後述する所定の演算を実行し、該第２演算処理処理部４に前記表示手段である液晶装置などで形成された表示部５を接続し、これらは本体部１ａに内蔵されて作業車両などの運転席前面上部などの見易い位置に取付けられている。
【００１３】
次に本第１の実施の形態の作業許容時間算出装置１の使用方法を説明する。
【００１４】
図１に示す如く土木や農業用などの作業車両の座席に前記図２に示す振動センサ部２を設けて作業者が着座して運転を開始すると、車両は揺れて該振動センサ部２から着座部分に加わる振動加速度の検出信号が発せられる。
【００１５】
該検出信号即ち前後方向の加速度ａｘ、左右方向の加速度ａｙ、上下方向の加速度ａｚの直交３軸信号を前記第１演算処理部３に入力し、該第１演算処理部３は図３に示す３段階の演算課程を実行して人体の健康に関連する振動加速度の合成補正値ａｉを算出する。
【００１６】
即ち第１段階では各軸方向の加速度ａｘ、ａｙ、ａｚの計測時間Ｔの平方加速度平均値ａｗｘ、ａｗｙ、ａｗｚを下記の（１）〜（３）式により算出する。
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【００１７】
次に第２段階で、Ｘ軸方向ではｋｘ２ａ２ｗｘ、Ｙ軸方向ではｋｙ２ａ２ｗｙ、Ｚ軸方向ではｋｚ２ａ２ｗｚの如く方向倍率の乗算の演算を実行する。
【００１８】
ここでｋは座位の人間に対する方向倍率の補正係数であり、Ｘ軸は１、４、Ｙ軸は１、４、Ｚ軸は１を乗ずる。
【００１９】
次に第３段階で、各軸方向の前記方向倍率の乗算値の合成を下記の（４）式により行い、合成補正値ａｉを算出する。
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【００２０】
ここでａｉは人体に加えられた振動の健康に関連した振動加速度の合成補正値である。
【００２１】
次に、人体に加えられた該振動加速度の合成補正値ａｉを入力した前記第２演算処理部４は下記の演算を実行して被振動下の作業継続の許容残余時間Ｔｒを算出する。
【００２２】
即ち、基準時間をＴ０、基準加速度をａ０として下記の（５）式によりａｉの大きさの加速度に人体が曝されて作業を行ってもよいとされる許容時間Ｔｉを求めることができる。
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【００２３】
尚、前記基準時間Ｔ０と基準加速度ａ０は医学、生理学的な研究に基いて設定しており、又、前記国際規格  ＩＳＯ  ２６３１−１  １９９７の健康に対する振動の影響に関する附属書Ｂに準じて設定している。
【００２４】
又、ａｉの加速度に実際に曝らされる既往の被振動時間である暴露時間をｔｉとすると前記許容残余時間Ｔｒは
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となり、複数の異なった振動数の加速度暴露がある場合に
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となり、この（７）式に（５）式を代入して
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となり、残余時間Ｔｒが求まる。
【００２５】
そこで前記第２演算処理部４が上記（８）式の演算を実行して被振動下の作業継続の許容残余時間Ｔｒを算出する。
【００２６】
前記附属書Ｂでは図４の如く健康に対する注意領域として、縦軸に直交軸方向振動を合成した補正加速度実効値即ち合成補正値ａｉをとり、横軸に被振動時間（暴露時間）ｈをとり、要注意の補正加速度は被振動時間ｈの１／２乗或は１／４乗に反比例するという２つの説による４〜８ｈの場合の注意領域が斜線で示されており、前記基準時間Ｔ０は４〜８ｈ、基準加速度ａ０は０．５〜１．０ｍ／ｓ２の範囲に設定している。
【００２７】
そして、残余時間Ｔｒが算出されたら、前記表示装置５に該残余時間Ｔｒを、例えば、２時間１５分３０秒の如く表示し、図５のシステム図に示す様な演算の流れとなる。
【００２８】
この様に、車両などの座席の着座部に設けた振動センサ部２からの信号を入力し、着座に受ける振動加速度の合成補正値ａｉを演算し、基準となる所定の時間と加速度から作業継続可能な許容残余時間Ｔｒを算出することにより、振動を受けながら作業する人の健康を守ることができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態を図１及び図６により説明する。
【００３０】
前記第１の実施の形態は被振動下の作業をする人の健康を守るためのものであったが、本第２の実施の形態は騒音下の作業において聴覚障害などを防止することが目的である。
【００３１】
例えば、土木、建築業などで、古い建物を解体してから整地する様な作業では、振動と共に大きな騒音や衝撃音などを長時間受けることになり難聴や耳鳴りなどの聴覚障害が発生することが知られている。
【００３２】
前記図１において作業車両の着座者の耳部近傍に騒音センサ手段であるマイクロホン６を設け、該マイクロホン６は前記作業許容時間算出装置１の本体部１ａ内の第３演算処理部７に接続され、該第３演算処理部７は前記表示部５に接続されている。
【００３３】
尚、マイクロホン６は集音の指向特性を考慮すれば、本体部１ａに設置してもよく、絡んだりする配線を省略することができる。
【００３４】
次に、本第２の実施の形態の被騒音下の作業許容時間算出装置１の使用方法を説明する。
【００３５】
マイクロホン６で集音した音圧信号は第３演算処理部７において、例えば人との通常会話程度の比較的低いレベルの音圧は下限フィルターなどにより除去され、この所定の安全設定値Ｓ１以上の騒音レベルの発生時間を合算し、基準となる所定時間Ｔ´０から騒音発生合算時間Ｔ´ｉを減算して騒音下の作業許容残余時間Ｔ´ｒを算出する。
【００３６】
即ち
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そして、残余時間Ｔ´ｉが算出されたら、前記表示装置５に該残余時間Ｔ´ｒを例えば５時間２０分３０秒の如く表示する。
【００３７】
尚、前記所定時間Ｔ´０は医学、生理学的な研究によって設定し、大きな騒音は、特に振動を伴うと内耳や推骨動脈などに悪影響するので、耳鳴りや難聴などの障害が起り易くなることが知られている。
【００３８】
騒音自体に限れば、耳栓や防音ヘッドホンを着用することによって安全なレベルに低減することができるが、耳栓は振動によって外れ易く、耳を覆う防音ヘッドホンは炎天下の作業では暑くて汗がこもり長時間装着は苦痛である。
【００３９】
そこで、耳に障害を起こす様な大きな衝撃音などが発生したとき、その危険な注意設定値Ｓ２以上の騒音などは前記第３演算処理装置７によって算出して前記表示装置５にその騒音レベルを表示するか、或いは、防音ヘッドホンの着用指示かヘッドホンのマークを表示する。
【００４０】
この防音ヘッドホン着用により注意設定値以上の騒音による聴覚障害を防止でき、又不快な防音ヘッドホンの着用時間を短くすることができて作業性が向上する。
【００４１】
尚、前記表示装置５には前記第１の実施の形態における被振動下の作業の許容残余時間Ｔｒと該第２の実施の形態における被騒音下の作業の許容残余時間Ｔ´ｒとのどちらかの短い方の時間を表示し、防音ベッドホンの着用指示か騒音レベルの表示も併せて行う。
【００４２】
【発明の効果】
このように本発明によると、車両などの座席に振動センサ部を設け、着座に受ける振動加速度を演算して基準となる所定の時間と加速度から作業継続可能な許容残余時間を算出することにより、振動を受けながら作業する人の健康を守る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の作業許容時間算出装置の使用状態の説明側面図である。
【図２】要部の振動加速度センサ手段の一部截除の説明斜視図である。
【図３】要部の第１演算処理手段における演算課程の説明図である。
【図４】国際規格の附属書Ｂの健康に対する注意領域のグラフである。
【図５】第１の実施の形態のシステム図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のシステム図である。
【符号の説明】
１    作業許容時間算出装置
２    振動加速度センサ手段
３    第１演算処理手段
４    第２演算処理手段
５    表示手段
６    騒音センサ手段
７    第３演算処理手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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