(57)【要約】【課題】振動暴露量計測装置を作業車両に搭載してオペレータの振動暴露量を確実に管理する。【解決手段】オペレータに加わる振動を加速度計２６で検出して振動評価量を演算する。振動評価量の積算値と予め定めた許容値との差を算出し、積算値が許容値に達するまでの推定作業可能時間Ｒを演算する。演算された推定作業可能時間Ｒをモニタ２３ｈに表示する。推定作業可能時間Ｒがゼロ以下の場合、油圧ショベルの運転を禁止する。０．５時間以上の場合、運転を許可する。【選択図】図８
2005140688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータの振動暴露量を管理するためオペレータに加わる振動を検出する振動検出器と、
前記振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段とを備えることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
請求項１の作業車両において、
前記振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えるとき、その旨を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする作業車両。
【請求項３】
請求項１または２の作業車両において、
前記振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えるとき、作業車両の運転を実質的に禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする作業車両。
【請求項４】
請求項３の作業車両において、
前記禁止手段は、作業車両の安全側の操作以外の操作を禁止することを特徴とする作業車両。
【請求項５】
オペレータの振動暴露量を管理するためオペレータに加わる振動を検出する振動検出器と、
前記振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、
前記振動評価量の積算値と予め定めた許容値との差を算出し、前記積算値が前記許容値に達するまでの推定作業可能時間を演算する演算手段と、
演算された前記推定作業可能時間を報知する報知手段とを備えることを特徴とする作業車両。
【請求項６】
請求項５の作業車両において、
前記推定作業可能時間が許容値以下のとき、作業車両の運転を実質的に禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする作業車両。
【請求項７】
請求項６の作業車両において、
前記禁止手段は、作業車両の安全側の操作以外の操作を禁止することを特徴とする作業車両。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの作業車両において、
前記振動検出器を運転席のシートに埋設したことを特徴とする作業車両。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの作業車両において、
前記振動処理手段は、前記振動検出器を運転席のシート以外に設置し、前記振動検出器で検出した振動を前記シート上での振動に換算することを特徴とする作業車両。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの作業車両において、
前記振動処理手段で振動評価値を積算するか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記振動処理手段は、前記判定手段で積算することが判定された場合のみ、前記振動検出器で検出される振動に基づいて振動評価値を積算することを特徴とする作業車両。
【請求項１１】
請求項１０の作業車両において、
前記判定手段は、オペレータが運転席に着座しているか否かを判定することを特徴とする作業車両。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかの作業車両において、
前記オペレータを特定する特定手段をさらに備え、
前記振動処理手段は、前記特定手段で特定されたオペレータごとに前記振動評価値を積算することを特徴とする作業車両。
【請求項１３】
オペレータに加わる振動を検出する振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、
前記振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えたことを判定して出力する出力手段とを備えることを特徴とする振動暴露量管理装置。
【請求項１４】
オペレータに加わる振動を検出する振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、
前記振動評価量の積算値が予め定めた許容値との差を算出し、前記積算値が前記許容値に達するまでの推定作業可能時間を演算する演算手段と、
演算された前記推定作業可能時間を出力する出力手段とを備えることを特徴とする振動暴露量管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、運搬機械、農業機械、林業機械等の作業車両を操作するオペレータの振動暴露量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、上述した作業車両を操作するオペレータの振動暴露量を管理する要求がある。オペレータの振動暴露量を検出する装置として、ＩＳＯ１０３２６−１，ＩＳＯ５００８，ＩＳＯ７０９６等に記載されている座席用の振動検出器や、ＩＳＯ２６３１−１（１９９７）に準拠した携帯型の振動処理装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の振動検出器や振動処理装置は、作業車両とは別の装置として構成されており、オペレータがいちいち運転室に設置する必要があり、煩雑である。また、振動検出器や振動処理装置を設置し忘れると振動暴露量を管理できない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）請求項１の発明による作業車両は、オペレータの振動暴露量を管理するためオペレータに加わる振動を検出する振動検出器と、振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１の作業車両において、振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えるとき、その旨を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２の作業車両において、振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えるとき、作業車両の運転を実質的に禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３の作業車両において、禁止手段は、作業車両の安全側の操作以外の操作を禁止することを特徴とする。
（５）請求項５の発明による作業車両は、オペレータの振動暴露量を管理するためオペレータに加わる振動を検出する振動検出器と、振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、振動評価量の積算値と予め定めた許容値との差を算出し、積算値が許容値に達するまでの推定作業可能時間を演算する演算手段と、演算された推定作業可能時間を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項５の作業車両において、推定作業可能時間が許容値以下のとき、作業車両の運転を実質的に禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項６の作業車両において、禁止手段は、作業車両の安全側の操作以外の操作を禁止することを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの作業車両において、振動検出器を運転席のシートに埋設したことを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかの作業車両において、振動処理手段は、振動検出器を運転席のシート以外に設置し、振動検出器で検出した振動をシート上での振動に換算することを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかの作業車両において、振動処理手段で振動評価値を積算するか否かを判定する判定手段をさらに備え、振動処理手段は、判定手段で積算することが判定された場合のみ、振動検出器で検出される振動に基づいて振動評価値を積算することを特徴とする。
（１１）請求項１１の発明は、請求項１０の作業車両において、判定手段は、オペレータが運転席に着座しているか否かを判定することを特徴とする。
（１２）請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかの作業車両において、オペレータを特定する特定手段をさらに備え、振動処理手段は、特定手段で特定されたオペレータごとに振動評価値を積算することを特徴とする。
（１３）請求項１３の発明による振動暴露量管理装置は、オペレータに加わる振動を検出する振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、振動評価量の積算値が予め定めた許容値を越えることを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
（１４）請求項１４の発明による振動暴露量管理装置は、オペレータに加わる振動を検出する振動検出器から入力される振動信号に基づいて振動評価量を演算して積算する振動処理手段と、振動評価量の積算値が予め定めた許容値との差を算出し、積算値が許容値に達するまでの推定作業可能時間を演算する演算手段と、演算された推定作業可能時間を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１〜１２の発明によれば、振動暴露量を表す振動評価量の積算値を算出する装置を作業車両に搭載するようにしたので、あるいは、振動暴露量を表す振動評価量の積算値に基づいて推定作業可能時間を算出する手段を作業車両に搭載するようにしたので、オペレータの振動暴露量を確実に管理することができる。
【０００６】
請求項１３および１４の発明によれば、作業車両に振動検出器を設置し、検出信号を振動暴露量管理装置により送信するだけで、オペレータの振動暴露量を管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明による振動暴露量計測装置を油圧ショベルに搭載した第１の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
【０００８】
図１は、油圧ショベル１０の全体図である。油圧ショベル１０は、主に下部走行体１１と上部旋回体１２と作業装置１３とを備えている。下部走行体１１は、トラックフレーム１１ａの端部に取り付けられた油圧走行モータ１１ｂが、スプロケット１１ｃとアイドラ１１ｄに巻かれた履帯１１ｅを駆動することで、油圧ショベル１０を走行させる機能をもつ。
【０００９】
作業装置１３はブーム１３ａ、アーム１３ｂ、バケット１３ｃを、ブームシリンダ１３ｅ、アームシリンダ１３ｆ、バケットシリンダ１３gによりそれぞれ駆動し、バケット１３ｃによって土砂等を掘削する。
【００１０】
上部旋回体１２には、運転室１４、エンジン油圧ポンプユニット１５、コントロールバルブ１６、油圧旋回モータ(図示せず)等が搭載されている。エンジン油圧ポンプユニット１５から供給される油圧は、コントロールバルブ１６にて各油圧シリンダおよび油圧モータに分配される。なお、下部走行体１１と上部旋回体１２の接続部には、センタージョイント(図示せず)が設けられており、上部旋回体１２から下部走行体１１に油圧を供給できるようになっている。
【００１１】
図２も参照して説明すると、運転室１４内には、コントローラ１７、作業車両操作レバー１８ａ、１８ｂ、走行操作レバー２１、および、コンソール１９ａ、１９ｂ、座席２０等が設けられ、運転室１４の屋根にはアンテナ２８が設置されている。座席２０は、後述する加速度計２６が内蔵された座面２０ａ、背もたれ２０ｂ、ヘッドレスト２０ｃ、アームレスト２０ｄ、２０ｅから構成され、座席スタンド２５の上に設置されている。
【００１２】
図３に示すように、座面２０ａのウレタン後部から水平前方にスリット２０ｆが切り込まれ、このスリット２０ｆに加速度計２６が設置されている。加速度計２６は、図４に示すように、ピックアップ２６ａ、ピックアップ２６ａが固定される直径７５ｍｍ程度の金属製円板２６ｂ、ケーブル２６ｃを備え、座席２０のｘ方向，ｙ方向、ｚ方向の振動を検出する。なお、ｚ方向は加速度計２６の設置面に直交する方向、ｘ，ｙ方向はｚ方向に直交する面内において作業車両の前後方向、左右方向である。
【００１３】
図２および図５を参照して説明すると、コントローラ１７は、作業車両操作レバー１８ａ、１８ｂ、走行操作レバー２１の操作に応じて、コントロールバルブ１６、エンジン油圧ポンプユニット１５を電子制御する。コンソール１９ａ、１９ｂには、それぞれに作業装置操作レバー１８ａ、１８ｂが設けられている。左側のコンソール１９ａにはラジオ操作パネル２１、右側のコンソール１９ｂには空調操作パネル２２、エンジンキースイッチ２４、メインユニット２３がそれぞれ装備されている。メインユニット２３には、座席２０に設置された加速度計２６、アンテナ２８、および、コントローラ１７が接続されている。
【００１４】
図６を参照してメインユニット２３について説明する。
メインユニット２３は、加速度計駆動回路２３ａ、アンチエリアシングフィルタ２３ｂ、Ａ/Ｄ変換器２３ｃ、ＤＳＰ(デジタル信号演算器)２３ｄ、ＣＰＵ(中央演算ユニット)２３ｅ、ＩＤカードスロット２３ｆ、無線通信器２３g、モニタ２３ｈによって構成される。
【００１５】
図７はメインユニット２３の上面図である。モニタ２３ｈは、推定作業可能時間表示部２３１と、推定作業可能時間に応じて点灯する警告ランプ２３ｉ(緑)、２３ｊ(黄)、２３ｋ(赤)から構成される。
【００１６】
加速度計駆動回路２３ａは、加速度計２６を定電流で駆動し、駆動電圧の変化によって振動加速度を検出する。アンチエリアシングフィルタ２３ｂは、加速度計駆動回路２３ａから出力される加速度信号(電圧信号)から、不要な高周波数成分を除去するアナログフィルタである。アンチエリアシングフィルタ２３ｂの出力は、Ａ/Ｄ変換器２３ｃによってデジタル化される。デジタル化された信号は、ＤＳＰ(デジタルフィルタ)２３ｄにてＩＳＯ２６３１−１（１９９７）に規定される周波数重み付け処理が行われ、各方向の振動値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚ(ｍ/ｓ２)に変換される。なお、振動値Ａの添え字は方向(オペレータが着座した状態で、ｘ:前後、ｙ:左右、ｚ:上下)を意味する。
【００１７】
図５に示すように、メインユニット２３の無線通信器２３ｇはアンテナ２８を介して管理事務所３０の管理サーバ３１へ各種データを送信する。管理サーバ３１には各作業車両との無線通信装置(図示せず)とアンテナ３２が設けられている。管理サーバ３１には、後述するように、オペレータごとに振動暴露量を記憶する領域が設定されている。管理サーバ３１は、工事現場ごとに設置したり、油圧ショベルメーカの管理センタに設置したり、あるいは、工事を請負った会社の管理センタに設置したりすることができる。
【００１８】
次に、振動暴露量管理処理を図８のフローチャートを用いて説明する。この処理は、メインユニット２３の図示しないメモリに格納されたプログラムをＣＰＵ２３ｅが実行して行われる。この実施の形態では、油圧ショベル１０の操作を行う全てのオペレータを識別し、管理サーバ３１によって各オペレータごとに振動暴露量を管理する。オペレータは専用ＩＤカード２９(磁気カード)により識別するものとし、作業開始時にＩＤカード２９をＩＤカードスロット２３ｆに挿入する。
【００１９】
オペレータが油圧ショベルのエンジンを始動すると振動暴露量管理処理プログラムが起動され、ステップＳ１において運転禁止フラグをオフする。ステップＳ２において、メインユニット２３はコントローラ１７に対して、作業装置１３および下部走行体１１の動作を停止する指令を出して動作ロック処理を行い、警告ランプ２３ｋ(赤)を点灯する。
【００２０】
動作ロック処理とは、操作レバーを操作しても、油圧アクチュエータが駆動されないようにする処理である。
【００２１】
ステップＳ３では、ＩＤカードスロット２３ｆにＩＤカード２９が挿入されているか判定する。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、運転禁止フラグを判定する。運転禁止フラグは、後述するステップＳ９において推定作業可能時間Ｒがゼロを越えていないと判定されたときにステップＳ２１でオンされるフラグである。
【００２２】
運転禁止フラグがオフと判定されるとステップＳ５に進み、運転禁止フラグがオンと判定されるとステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ステップＳ３で挿入が判定されたＩＤカードが前回判定時と同一か否かを判定する。同一ならステップＳ２に戻り、同一でない、すなわち、別のオペレータが新たにＩＤカードを挿入した場合はステップＳ２３が否定されてステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、運転禁止フラグをオフしてステップＳ５へ進む。
【００２３】
ステップＳ５では、挿入されたＩＤカード２９から読み込んだオペレータの識別番号を認証する。すなわち、読み込んだ識別番号がメインユニット２３に設けたオペレータ識別メモリ内の識別番号と一致するか否かを判定する。識別番号が認証されるとステップＳ６において、メインユニット２３は管理サーバ３１に対して該当するオペレータの振動暴露量データを要求する。管理サーバ３１は、該当するオペレータの当日の累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを読み取り、これらのデータを油圧ショベル１０へ送信する。メインユニット２３は、ステップＳ７でこれらのデータの受信が完了するとステップＳ８へ進む。
【００２４】
ステップＳ８において、メインユニット２３は、累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚ、および累積振動暴露規定値Ｌ（ｍ２/ｓ３）を用いて推定作業可能時間Ｒを次式（１）から算出する。
【００２５】
Ｒ（ｈ）＝Ｔ（Ｌ−Ｐｍａｘ）/Ｐｍａｘ/３６００      ……（１）
ここで、累積作業時間Ｔは、同一のオペレータが油圧ショベルのエンジンを駆動している間に計測される時間である。累積振動暴露規定値Ｌは、作業者が１日に許容される暴露量であり、ＩＳＯなどの規格に基づいてあらかじめ適宜設定される許容値である。Ｐｍａｘは、後述する累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚの最大値である。
【００２６】
すなわち、推定作業可能時間Ｒは、作業者がすでに暴露された振動量累積値Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚの最大値が規定値Ｌに達するまでに要する時間である。推定作業可能時間Ｒはモニタ２３ｈに表示される。
【００２７】
ステップＳ９において、推定作業可能時間Ｒがゼロ以下と判定されると、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、「推定作業可能時間Ｒがゼロ以下です」や「累積振動暴露量が許容値を越えています」というメッセージをモニタ２３ｈに表示し、ステップＳ２１において、運転禁止フラグをオンしてステップＳ２に戻る。すなわち、再度、コントローラ１７に油圧ショベル１０の動作を停止する指令を出力する。
【００２８】
ステップＳ９で推定作業可能時間Ｒがゼロを越えていると判定されると、ステップＳ１０において、ステップＳ２で行った動作ロックを解除してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、推定作業可能時間Ｒが０.５時間以上と判定されると、警告ランプ２３ｉ(緑)を点灯し(ステップＳ１２)、０.５時間未満であれば警告ランプ２３ｊ(黄)を点灯する(ステップＳ１３)。
【００２９】
次に、これら一連の動作の間に並行して行われていた振動値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚを取得し(ステップＳ１４)、次式（２）〜（５）に基づいて累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを更新する(ステップＳ１５)。
【００３０】
累積作業時間Ｔ＝Ｔ＋ΔＴ        ……（２）
ただし、ΔＴは図８のステップＳ１５の繰り返し周期の時間である。
【００３１】
累積振動暴露量Ｐｘ＝Ｐｘ＋ΔＴ（ｋｙＡｘ）２      ……（３）
累積振動暴露量Ｐｙ＝Ｐｙ＋ΔＴ（ｋｙＡｙ）２      ……（４）
累積振動暴露量Ｐｚ＝Ｐｚ＋ΔＴ（ｋｙＡｚ）２      ……（５）
ただし、ｋｘ、ｋｙ、ｋｚはｘｙｚ方向の係数であり、
ｋｘ、ｋｙ＝１．４
ｋｚ＝１．０
【００３２】
そして、ＩＤカード２９が挿入されていると判定されると(ステップＳ１６が肯定)、管理サーバ３１にデータ(累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚ)を送信する(ステップＳ１８)。なお、このデータ送信間隔を１０分とするため、ステップＳ１７において、前回データを送信してから１０分経過したときにステップＳ１８へ進み、１０分経過前はステップＳ８へ戻る。なお、データ送信間隔は１０分に限定されない。
【００３３】
ＩＤカード２９が抜かれていればステップＳ１６が否定され、ステップＳ２２において、それまでメインユニット２３で収集したデータ(累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚ)を管理サーバ３１へ送信してステップＳ２へ戻り、コントローラ１７に油圧ショベルの動作を停止する指令を出す。
【００３４】
管理サーバ３１で管理される累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚは、１日の作業が終了した時点で、ＩＤ番号ごとに日報データとして集計され、その後、ゼロにリセットされる。したがって、翌日の作業開始時には、Ｔ=Ｐｘ=Ｐｙ=Ｐｚ=０となっている。
【００３５】
１日の作業終了は、オペレータが油圧ショベル１０から管理サーバ３１へその旨を送信して指示することができる。あるいは、オペレータが管理事務所３０へ１日の作業終了を通知し、管理事務所担当者が管理サーバ３１へその旨を入力してもよい。
【００３６】
このような処理により、第１の実施の形態による振動暴露量管理装置を搭載した油圧ショベルでは次のように振動暴露量が管理される。
【００３７】
油圧ショベルのエンジン始動後、オペレータがＩＤカード２９をＩＤカードスロット２３ｆに挿入し、オペレータが認証されると（ステップＳ５）、管理サーバ３１から認証されたオペレータのその日の累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚとが油圧ショベルへ送信される（ステップＳ７）。
【００３８】
油圧ショベル１０のメインユニット２３は、累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚに基づいて推定作業可能時間Ｒを算出してモニタ２３ｈに表示する（ステップＳ８）。推定作業可能時間Ｒがゼロ以下なら油圧ショベルの運転を禁止する（ステップＳ９が否定されてステップＳ２に戻る場合）。推定作業可能時間Ｒが０．５時間以上なら、緑色のランプ２３ｉを点灯して油圧ショベルの運転を許可する（ステップＳ１１が肯定される場合）。推定作業可能時間Ｒがゼロを越え０．５時間未満なら、黄色のランプ２３ｊを点灯して油圧ショベルの運転を許可する（ステップＳ１１が否定される場合）。この間、累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを積算し（ステップＳ１５）、１０分ごとに管理サーバ３のデータを更新する（ステップＳ１７，１８）。
【００３９】
特定のオペレータの推定作業可能時間Ｒがゼロ以下と判定された場合、そのオペレータは油圧ショベル１０を運転することはできない。この場合、そのオペレータとは別のオペレータが油圧ショベル１０を運転して作業を続行することができる。上記別のオペレータが自身のＩＤカード２９をＩＤカードスロット１３ｆに挿入すると、運転禁止フラグはオンであるが、ステップＳ２３でＩＤ番号が異なると判定され、ステップＳ２４で運転禁止フラグをオフとした後にステップＳ５へ進む。したがって、このオペレータのＩＤ番号が認証され、先に説明した処理と同様な処理により推定作業可能時間Ｒがゼロ以上であれば、そのオペレータにより運転が可能となる。そして、このオペレータの振動暴露量も同様に管理される。
【００４０】
以上のように構成される第１の実施の形態では次のような作用効果が得られる。
オペレータが挿入したＩＤカード２９によりオペレータを識別し、オペレータごとに累積振動暴露量の最大値Ｐｍａｘが規定値Ｌを超えた場合、油圧ショベル１０の動作がロックされる。その結果、そのオペレータの意思によって作業を継続することができなくなり、確実にオペレータ毎の振動暴露状態を管理することができる。
オペレータは、現在の作業内容を継続した場合の作業可能時間が分かるので、作業の激しさを適宜調整することができる。
ＩＤカード２９が無くては機械の操作ができず、さらに、管理サーバ３１との通信ができなければ機械の操作ができないため、盗難防止の効果もある。
【００４１】
―第２の実施の形態―
次に、本発明の第２の実施の形態を図９〜１１を用いて説明する。なお、第１の実施の形態との相違点は、次の点である。
（１）ＩＤカードによりオペレータを識別するのではなく、メモリカードによりオペレータを識別する。すなわち、ＩＤ番号が記憶されているメモリカードはオペレータごとに配布され、メインユニットはメモリカードのＩＤ番号でオペレータを識別する。
（２）管理サ−バへ累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを送信して管理するのではなく、メモリカードにそれらのデータを記憶して管理する。
【００４２】
以下、相違点を主に説明する。
図９は第２の実施の形態で使用するメインユニット２３Ａの構成を示し、図１０はメインユニット２３Ａの上面の機器配置を示す。メインユニット２３Ａは、ＩＤカードスロット２３ｆに代えてメモリカードスロット２３ｆＡを有し、無線通信機２３ｇは省略されている。
【００４３】
図１１は第２の実施の形態で使用するメインユニット２３Ａで実行されるプログラムの処理手順を示すフローチャートであり、図８の第１の実施の形態のフローチャートに対応する。相違点を主に説明する。
【００４４】
ステップＳ３Ａでは、オペレータがメモリカード２９Ａをメインユニット２３Ａに挿入したか否かを判定し、ステップＳ２３Ａでは、メモリカード２９Ａが同一か否かを判定する。ステップＳ５において、メモリユニット２３Ａはメモリカード２９ＡのＩＤ番号を読みとり、第１の実施の形態と同様にオペレータの認証を行う。認証が正常に完了すると、メモリカード２９Ａに記録されているオペレータの当日の累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを読み取る（ステップＳ７Ａ）。
【００４５】
メモリユニット２３Ａは、第１の実施の形態と同様に、累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚなどに基づいて推定作業可能時間Ｒを算出し（ステップＳ８）、推定作業可能時間Ｒに応じて動作ロックしたり、動作ロックを解除する点は第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
ステップＳ１４で振動計測値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚ(ｍ/ｓ２)を取得し、ステップＳ１５でデータ更新を行う。ステップＳ１６Ａでメモリカード２９Ａが挿入されていることが判定されると、ステップＳ１８Ａにおいて、１０分おきにメモリカード２９Ａのデータを更新する。ステップＳ１６Ａでメモリカード２９Ａが抜かれていると判定されたときは、直前のステップＳ１５で更新したデータをメモリカード２９Ａに記録してステップＳ２に戻る。
【００４７】
オぺレータは、１日の作業が終了した時点で管理サーバ３１にメモリカード２９Ａをセットして、メモリカード２９Ａに記録されている作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを管理サーバ３１に転送する。管理サーバ３１はこれらのデータを日報データとして集計し、その後、メモリカード２９Ａ内のデータをゼロにリセットする。したがって、翌日の作業開始時には、メモリカード２９Ａ内のデータＴ,Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚ,はゼロとなる。
【００４８】
このような第２の実施の形態による振動暴露量管理システムでも、第１の実施の形態のシステムと同様の作用効果を奏することができる。この実施の形態では、無線通信機２３ｇが不要であり、第１の実施の形態の油圧ショベルに比べてコストを低減できる。
【００４９】
―第３の実施の形態―
次に、本発明の第３の実施の形態を図１２〜１４を用いて説明する。なお、第１の実施の形態との相違点は、次の点である。
（１）ＩＤカードによりオペレータを識別するのではなく、テンキー入力された識別コードによりオペレータを識別する。すなわち、識別コードはオペレータごとに与えられ、メインユニットは識別コードでオペレータを識別する。
（２）管理サ−バへ累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚのデータを送信して管理するタイミングが第１の実施の形態とは異なる。第３の実施の形態では、作業終了ボタンが操作された時点でデータを送信するとともに、作業終了ボタンが操作されないときは１０分間隔にデータを送信する。
【００５０】
以下、相違点を主に説明する。
図１２は第３の実施の形態で使用するメインユニット２３Ｂの構成を示し、図１３はメインユニット２３Ｂの上面の機器配置を示す。メインユニット２３Ｂには、ＩＤカードスロット２３ｆに代えてテンキー２３ｆＢが設けられている。また、作業開始ボタン２３ｐと、作業終了ボタン２３ｑも設けられている。
【００５１】
図１４は第３の実施の形態で使用するメインユニット２３Ｂで実行されるプログラムの処理手順を示すフローチャートであり、図８の第１の実施の形態のフローチャートに対応する。相違点を主に説明する。
【００５２】
ステップＳ３Ｂにおいて、オペレータがテンキー操作で識別番号を入力したか否かを判定し、ステップＳ２３Ｂにおいて、テンキー入力された識別番号が同一か否かを判定する（ステップＳ２３Ｂ）。ステップＳ５において、メモリユニット２３Ｂは入力された識別番号を読みとり、第１の実施の形態と同様にオペレータの認証を行う。認証が正常に完了すると、管理サーバ３１へ識別コードを送信し、管理サーバ３１は、送られてきた識別コードを参照してオペレータの当日の累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚをメモリから読み出して油圧ショベル１０へ送信し、これをメインユニット２３Ｂが受信する（ステップＳ７）。
【００５３】
メモリユニット２３Ｂは、第１の実施の形態と同様に、累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚなどに基づいて推定作業可能時間Ｒを算出し（ステップＳ８）、推定作業可能時間Ｒに応じて動作ロックしたり、動作ロックを解除する。この点は第１の実施の形態と同様である。
【００５４】
ステップＳ１４で振動計測値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚ(ｍ/ｓ２)を取得し、ステップＳ１５でデータ更新を行う。ステップＳ１６Ｂで作業終了ボタン２３ｑが操作されたことが判定されない間は、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１８において、１０分おきに更新データを管理サーバ３１へ送信し、管理サーバ３１のデータを更新する。ステップＳ１６Ｂで作業終了ボタン２３ｑが操作されたことが判定されると、直前のステップＳ１５で更新したデータを管理サーバ３１へ送信してステップＳ２に戻る。
【００５５】
このような第３の実施の形態による振動暴露量管理システムでも、第１の実施の形態のシステムと同様の作用効果を奏することができる。この実施の形態では、識別番号をテンキー入力しているので、ＩＤカードリーダが不要であり、コスト低減が可能である。
【００５６】
−第４の実施の形態−
以上説明した第１〜第３の実施の形態では、オペレータを識別番号で識別するようにした。第４の実施の形態は、１台の作業車両を同一のオペレータが専属で利用する場合を想定したものである。すなわち、第４の実施の形態による作業車両は、識別番号により振動暴露量を管理せず、作業車両単体で振動暴露量を管理する。
【００５７】
以下、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
図１５は第４の実施の形態で使用するメインユニット２３Ｃの構成を示し、図１６はメインユニット２３Ｃの上面の機器配置を示す。メインユニット２３Ｃは、ＩＤカードスロット２３ｆを省略し、各種データを記録するＲＡＭ２９Ｃを備えている。無線通信機２３ｇは省略している。
【００５８】
図１７は第４の実施の形態で使用するメインユニット２３Ｃで実行されるプログラムの処理手順を示すフローチャートであり、図８の第１の実施の形態のフローチャートに対応する。相違点を主に説明する。
【００５９】
オペレータがエンジンを始動するとこの処理が開始される。ステップＳ２において、動作ロック処理が実行されるとともに、赤色の警告ランプ２３ｋが点灯する。ステップＳ７Ｃにおいて、オペレータの当日の累積作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,ＰｚをＲＡＭ２９Ｃから読み出す。
【００６０】
メモリユニット２３Ｃは、第１の実施の形態と同様に、累積作業時間Ｔ、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚなどに基づいて推定作業可能時間Ｒを算出し（ステップＳ８）、推定作業可能時間Ｒに応じて動作ロックしたり、動作ロックを解除する。ステップＳ９において、推定作業可能時間Ｒがゼロ以下であると判定されると、ステップＳ２０において、「推定作業可能時間Ｒがゼロ以下です」や「振動暴露量が許容値を超えています」というメッセージをモニタ２３ｈに表示して、ステップＳ２へ戻る。すなわち、推定作業可能時間Ｒがゼロ以下の場合、油圧ショベルを動作ロックする。推定作業可能時間Ｒが０．５時間以上であれば緑の警告灯２３ｉを点灯し、推定作業可能時間Ｒが０．５時間未満であれば黄色の警告灯２３ｊを点灯する。
【００６１】
ステップＳ１４で振動計測値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚ(ｍ/ｓ２)を取得し、ステップＳ１５でデータ更新を行う。ステップＳ１８Ｃにおいて、１０分おきに更新したデータでＲＡＭ２９Ｃ内の記録データを更新する。１日の労働スケジュールに合わせて作業終了時刻をプリセットしておき、その時刻になると、ＲＡＭ２９Ｃに記憶したデータが自動的にリセットされるようにする。なお、ＲＳ２３２Ｃなどの通信ポートを設け、パソコンによりデータをダウンロードし、また、作業終了時刻をパソコンにプリセットする。
【００６２】
このような第４の実施の形態による振動暴露量管理システムでは、第１の実施の形態のシステムと同様に、オペレータに加わる１日の振動量を計測して報知するとともに、油圧ショベルの動作をロックするようにしているので、オペレータの健康管理を図ることができる。油圧ショベル単体で管理できるので、オペレータを識別するための機器、処理が不要であり、コスト低減を図ることができる。
【００６３】
−第５の実施の形態−
以上の第１〜第４の実施の形態では、エンジンが始動されて所定の条件が満足されると振動値が積算されるようにしている。したがって、エンジン起動中にオペレータが運転席を離れていても、振動値が積算される。そこで、第５の実施の形態によるシステムは、オペレータが運転席に着座しているときだけ、すなわち、オペレータが実際に振動を受けているときだけ振動値を積算するものである。
【００６４】
図１８は第１の実施の形態において、オペレータが運転席に着座していることを検出して振動値を積算する手順を付加したフローチャートである。相違点は、ステップＳ１４の後にステップＳ５１を挿入した点である。このステップＳ５１において、運転席にオペレータが着座しているかを判定する。着座が判定されるとステップＳ１５に進み、作業時間Ｔと累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚを更新する。着座が判定されないとステップＳ８へ戻る。
【００６５】
運転席にオペレータが着座しているか否かの検出は次のようにして行うことができる。たとえば、運転席をカメラで撮像し、撮像した画像を処理して運転席のオペレータの着座の有無を検出することができる。あるいは、赤外線センサでオペレータを検出してもよい。運転席の座面に設けたシートスイッチのオンオフにより運転席の着座を検出してもよい。
【００６６】
オペレータを直接検出せずに、油圧ショベルで標準的に搭載されているゲートロックレバーに連動して振動値を積算するように構成してもよい。ゲートロックレバーとは、運転席のドア入口に設置されるレバーあり、ロック位置とアンロック位置に操作される。オペレータが着座してレバーをアンロック位置へ操作すると、ゲートロック弁が開弁して、油圧ポンプからの圧油がアクチュエータへ流れる。このアンロック位置ではレバーがドアを塞いでオペレータが昇降できないようになっている。ロック位置では、ゲートロック弁が閉弁して、油圧ポンプからの圧油がアクチュエータへ流れない。ロック位置ではレバーがドアを塞ぐことがなく、オペレータが昇降できるようになっている。
【００６７】
なお、ステップＳ２の動作ロック処理を、上記ゲートロック弁の閉弁処理とすることができる。
【００６８】
このような第５の実施の形態による振動暴露量管理装置によれば、オペレータが運転席に搭乗しているときに振動評価量を積算することができるので、オペレータが実際に受ける振動を正確に計測することができる。
【００６９】
以上説明したのは一例であり、本発明は次のように変形して実施することができる。
（１）作業車両は必ずしも油圧ショベルである必要はない。オペレータが振動に暴露される作業車両すべてに本発明を適用できる。たとえば、オペレータが立ったまま運転操作するような作業車両にも本発明を適用できる。この場合、足の裏面（人体と振動面との接触面
）からオペレータに伝達する作業車両の振動の累積暴露量を検出する。
【００７０】
（２）振動検出器を座席に設置した加速度計で実現しているが、その他の検出器で振動を計測してもよい。また、座席以外の箇所に加速度計を設置し、計測データを座席上の値に変換して振動暴露量を換算してもよい。たとえば、運転席の床面に加速度計を設置することができる。この場合、シートサスペンションとオペレータの体重で決まる振動伝達関数を用い、計測値をＤＳＰのフィルタリング処理で換算して座面での振動値Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを算出することができる。ここで、シートサスペンションとは、乗り心地性能を向上させるために運転席のシートを支持するものである。
【００７１】
（４）座席スタンド２５の加速度からシート座面２０ａの加速度を推定することもできる。この場合、正確には回転振動も考慮する必要があるが、実用上、回転角速度を計測するのはコストが掛かるので、並進振動のみ考慮する。そのため、回転振動の影響が小さくなるように、参照点（この場合、座席スタンド２５）と推定点（シート座面２０ａ）の距離はできるだけ近い方が良い。したがって、フロアを参照点にするのは精度上よくないので、座席スタンド２５（シートウレタンを固定しているフレーム、もしくは、そのフレームを固定する台）を参照点とした。
【００７２】
この場合、座席スタンド２５からシート座面２０ａへの振動伝達特性を次のようにして求めることができる。
（ａ）それぞれの位置に加速度計を取り付け、Ｘ，Ｙ，Ｚ各方向のインパルス応答を求める。
（ｂ）測定したインパルス応答をＦＥＴ処理して、各データのボード線図を求める。
（ｃ）ボード線図から、各方向別（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座席スタンド２５とシート座面２０ａの振幅比と位相差を求める。すなわち、振動伝達特性のボード線図に基づいて、
振幅比(ｆ)=シート座面振幅(ｆ)／座席スタンド振幅(ｆ) 
位相差(ｆ)=シート座面位相(ｆ)−座席スタンド位相(ｆ)
但し、ｆは周波数である。
【００７３】
（ｄ）求めた振動伝達特性を逆ＦＥＴ処理して補正フィルタ係数（デジタルフィルタ）を生成する。
（ｅ）求めた補正フィルタ係数を用いてＤＳＰにて畳み込み演算を行う。つまり、ＦＩＲフィルタ処理を行う。
（ｆ）ＦＩＲフィルタ処理を行った時系列データが、推定シート座面振動である。
【００７４】
なお、実際にはオペレータの体格や姿勢等によって座席スタンドからシート座面振動伝達特性が変わるので、実用的には体重別にいくつかの補正フィルタ係数を用意しておき、オペレータが体重を入力することで、複数の補正フィルタ係数のなかからオペレータに適した補正フィルタ係数が選択されるようにすると良い。
【００７５】
（４）第１〜第３および第５の実施の形態では、作業車両で検出した振動値を作業車両のメインユニットで処理して累積振動暴露量を演算しているが、計測した振動を管理サーバへ送信し、管理サーバで累積振動暴露量を演算してもよい。この場合、管理サーバで推定作業可能時間を演算してもよいし、累積振動暴露量を作業車両に送信して作業車両が推定作業可能時間を演算してもよい。
【００７６】
（５）第１〜第５の実施の形態では、推定作業可能時間Ｒがゼロを越えているときは動作ロックを解除して油圧ショベルの走行、掘削作業などを許可し、ゼロ以下であれば動作ロックを続行するようにした。しかしながら、累積振動暴露量Ｐｘ,Ｐｙ,Ｐｚの最大値が許容値を越えたときに動作ロックを行うようにしてもよい。また、オペレータの受ける振動暴露量を評価できる値ならば、これ以外の値を用いてもよい。
【００７７】
（６）推定作業可能時間Ｒがゼロ以下の場合に直ちに動作ロック処理を行うようにしたが、所定時間後に動作ロックを行うようにしてもよい。作業中に突然運転を停止すると作業状態が危険側で停止してしまう場合は、作業状態を安全側にして運転を停止するようにすることが望ましい。たとえば、土砂が満杯のバケットを空中で停止する状態は危険状態であり、この場合、バケットを下げる方向の運転は許容し、それ以外の運転を禁止するようにしてもよい。
【００７８】
（７）振動処理手段をメインユニット２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃで実現しているが、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、振動加速度計２６からの出力信号を処理して算出した振動値Ａｘ,Ａｙ,Ａｚを振動評価量としたが、オペレータに作用する振動を示す値であれば、その他の振動値を使用してもよい。
【００７９】
（８）禁止手段の一例としてゲートロック弁を示したが、油圧ショベルに代表される作業車両の運転操作を禁止する手段であれば、ゲートロック弁になんら限定されない。たとえば、エンジンを停止してもよい。あるいは、油圧ポンプからの吐出流量をゼロとしたり、吐出流量を微少量に制限して、実質的に油圧ショベルを運転できないようにしてもよい。電動式作業車両では、電源と電動アクチュエータのラインに設けたメインリレーを開路して電動アクチュエータが駆動できないようにすればよい。
【００８０】
（９）推定作業可能時間を報知する報知手段を表示モニタ２３ｈで実現しているが、音声出力で報知してもよい。振動評価量の積算値が許容値を越えたことを報知する予備的な警告をランプ２３ｊで実現しているが、表示モニタ２３ｈで表示したり、音声で報知してもよい。
（１０）オペレータを特定する特定手段をＩＤカード２９、メモリカード２９Ａ、テンキー入力により実現しているが、特定手段はこれに限定されない。
【００８１】
（１１）メインユニットはデジタル信号処理による振動処理を行っているが、アナログ回路によって構成しても構わない。
（１２）振動処理手段、演算手段、判定手段をＣＰＵ２３ｅで実行するプログラム、すなわちソフトウエアで実現しているが、これらに限定されず、ハードロジック回路などで実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明による振動暴露量管理システムが適用される油圧ショベルを示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態における座席周辺の図
【図３】本発明の第１の実施の形態における座面および加速度計を示す図
【図４】加速度計の詳細を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態を示すシステム構成図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるメインユニットの構成図
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるメインユニットの正面パネルを示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態における振動暴露量計測および管理処理を示すフローチャート
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるメインユニットの構成図
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるメインユニットの正面パネルを示す図
【図１１】本発明の第２の実施の形態における振動暴露量計測および管理処理を示すフローチャート
【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるメインユニットの構成図
【図１３】本発明の第３の実施の形態におけるメインユニットの正面パネルを示す図
【図１４】本発明の第３の実施の形態における振動暴露量計測および管理処理を示すフローチャート
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるメインユニットの構成図
【図１６】本発明の第４の実施の形態におけるメインユニットの正面パネルを示す図
【図１７】本発明の第４の実施の形態における振動暴露量計測および管理処理を示すフローチャート
【図１８】本発明の第５の実施の形態における振動暴露量計測および管理処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００８３】
１７：コントローラ          ２０：座席
２３、２３Ａ、２３Ｂ，２３Ｃ：メインユニット
２６：加速度計              ２９：ＩＤカード
２９Ａ：メモリカード        ２９Ｂ：テンキー
２９Ｃ：ＲＡＭ                ３１：管理サーバ
【図１】
2005140688.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005140688.tif 000017
【図１６】
2005140688.tif 000018
【図１７】
2005140688.tif 000019
【図１８】
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