(57)【要約】  【課題】従来実現されていなかった除雪機の操縦者以外の第三者に対する安全補助機能を実現する。  【解決手段】歩行型除雪機に、空中で非接触に動物又は保温体の動きに反応する焦電センサを一個又は複数個配設し、電子的又は光学的又は機構的に該センサの反応の範囲を形成し、そのセンサの反応の範囲に入った人又は動物を検知できるようにし、その反応の範囲を除雪機進行方向のほぼ停止進行距離以上の前方検知範囲（約３m）及び略機体幅以上の横検知範囲（約２m）とし、更にセンサの検知後、警報を発し、又は駆動源を切り離し、又は原動機停止させるようにした。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行型除雪機に、空中で非接触に動物又は保温体の動きに反応するセンサを一個又は複数個配設し、電子的又は光学的又は機構的に該センサの反応の範囲を形成し、該センサの反応の範囲に入った人又は動物を検知できるようにしたことを特徴とする歩行型除雪機の検知制御装置。
【請求項２】
前記センサは、焦電センサであることを特徴とする請求項１に記載の歩行型除雪機の検知制御装置。
【請求項３】
前記反応の範囲を除雪機進行方向の略停止進行距離以上の前方検知範囲及び略機体幅以上の横検知範囲とする請求項１又は２に記載の歩行型除雪機の検知制御装置。
【請求項４】
前記センサの検知後、警報を発し、又は駆動源を切り離し、又は原動機停止させるようにした請求項１又は２又は３に記載の歩行型除雪機の検知制御装置。
【請求項５】
前記センサの検知後、警報を発し、又は駆動源を切り離し、又は原動機停止させるまでの時間を制御するタイマを使用した請求項１〜４のいずれか１項に記載の歩行型除雪機の検知制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にオーガ（雪を掻き崩したり、削雪したりして収集する装置）とブロワ（雪を吐出させる装置）とシュータ（吐出方向を定める装置）によって構成されるロータリー除雪機の安全補助として、作業機付近の人や動物の検知制御に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
除雪機の安全補助機能としてはこれまで操縦者に対するものしか提供されておらず、操縦者以外の第三者に対する安全補助機能は実現されていなかった。しかし除雪機に関わる事故は操縦者以外にも、除雪補助作業者や通りがかりの人なども関わるケースの有ることが実情であり、これに対する対応が必要とされていた。
【特許文献１】実開平２−２９９１８
【特許文献２】特開平２００２−０６１１４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来考えられていた方法としては、何らかの手段で除雪機に近づく危険な人、即ち操縦者以外の除雪補助作業者が誤って回転刃であるオーガに近づきすぎたとか、歩道除雪作業中などで知らない通行人がオーガに近寄ったとか、をオペレータに知らしめることで、オペレータの回避操作を促す補助程度のものでしかなかった。また第三者を未然に検知し除雪機を制御することは技術的にも極めて困難であるともされていた。本発明はこの従来困難とされていた除雪機の特にオーガに近づく危険な人を未然に検知することを実現すると共に、除雪機を自動的に回避制御させ事故の未然防止実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために本発明において講じた手段は、歩行型除雪機に、空中で非接触に動物又は保温体の動きに反応する焦電センサを一個又は複数個配設し、電子的又は光学的又は機構的に該センサの反応の範囲を形成し、該センサの反応の範囲に入った人又は動物を検知できるようにし、その反応の範囲を除雪機進行方向の略停止進行距離以上の前方検知範囲（約３m）及び略機体幅以上の横検知範囲（約２m）としたことである。更にセンサが検知後、警報を発し、又は駆動源を切り離し、又は原動機停止させるようにしたことである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は上記手段を施したことにより以下の効果を有する。
【０００６】
人、動物が除雪作業中、回転刃のオーガに絡まれてケガをするという事故を未然に防ぐことが出来るようになり、安全性が飛躍的に向上した。
【０００７】
除雪機自身が検知制御することで操縦者の安全自覚意識も高まり、より除雪作業の安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ねらいとする検知範囲を幾分オーバーする焦電センサを使用し、広がりに対しては赤外線フードを使用することで一方向を制限することが可能、感度（検知距離）に対しては赤外線透過率を制限するカバーを装着又は２次増幅回路を使用することで、専用の赤外線レンズやチャージアンプ（ＩＣ）を起こす必要が無く簡便に検知範囲を実現できる。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明除雪機の実施例で平面図、図２は右側面図である。図は見やすくする為一部省略している。雪はオーガａにより掻き崩したり削雪したりして収集し、図ではオーガａの中央部裏側にあるブロワｂで吐出させシュータ＆ディフレクタｃによって操縦者の意図する方向に投出させる。除雪作業時の前進や移動はクローラｅで行う。これら一連の動力を供給する原動機はエンジンｄを使用している。エンジンｄは産業用作業機械の場合、経済性とトルク安定性からほとんどディーゼルエンジンが使われる。
【００１０】
検知制御構成について説明する。焦電センサ１Ｌ、１Ｒはそれぞれ機体前面上部左右に配設し、これにタイマを内蔵したコントローラ２、警報回転灯３、除雪作業クラッチレバー解除シリンダ４、走行クラッチレバー解除シリンダ５、制御解除スイッチ６がハーネス接続され、ヒューズを通しバッテリー７に電気的に接続されている。更に制御動作でエンジン緊急停止操作を行う場合は燃料カットソレノイドｄ１も接続される。
【００１１】
焦電センサ１Ｌ、１Ｒが人又は動物を検知するとタイマを内蔵したコントローラ２を介し警報回転灯３を作動させ警報を発し、除雪作業クラッチレバー解除シリンダー４と走行クラッチレバー解除シリンダ５を作動させ、投入されている除雪作業クラッチレバーｆと走行クラッチレバーｇを解除させ除雪作業で動作していたオーガａの回転動作を停止させ、走行クローラｅを停止させる。又その約１秒後にエンジンｄを停止させる。この間、制御解除ボタン６を押すと制御解除となりエンジン停止までには至らない。制御解除ボタン６は除雪作業中のこの機能の他、除雪機のトラックへの積み降ろし、車庫やガレージへの収納整列などの際に使用される。このボタン６がオンロックされている間も又警報回転灯３を作動させ警報を発する。焦電センサ１Ｒ、１Ｌ検知の場合は赤ランプで、ボタン６オンの場合は黄ランプでそれぞれ注意の度合いを区別している。以上の制御ブロック図を図５に示す。本実施例のエンジン停止はディーゼルエンジンの場合で燃料カットソレノイドを使用したが、ガソリンエンジンの場合は点火コイル短絡リレーを使用しエンジン停止させる。
【００１２】
またタイマを内蔵したコントローラによってセンサが検知後、警報を発し、又は駆動源を切り離し、又は原動機停止させるまでの各保護制御動作の時間を0秒又は数秒間に設定することができる。
【００１３】
図３に焦電センサ１Ｒの単品図を、図４にそれを機体前面上部右側に配設している様子を示す。センサ受感部１ａは焦電素子及び一次増幅回路などと共にフレネルレンズ樹脂材でモールドされケースの窓から露出している。受感部１ａそのものは検知範囲ほぼ１００度の向角範囲で５ｍ程度である。これに向角の片側一部領域をカットするため黒色表面処理した光学フード１ｂを装着している。又検知距離は状況に応じ容易に調整できる二次増幅器で調整しほぼ３ｍ程度にしてある。図３、図４は時節進行方向右側に装着するセンサ１Ｒで、左側に装着するものはこれとフード部が左右対称になっている。
【００１４】
以上のセンサ構成で検知範囲は図６の様になり、除雪機前方ほぼ２ｍ巾でオーガａ先端からほぼ２．５ｍの領域になる。このような検知範囲に設定した理由を図７に示す。真冬の除雪機を必要とする積雪環境下で人や動物以外に焦電素子が反応するものとして自動車がある。特に自動車の往来の激しい車道に並行する歩道除雪の場合、焦電型センサを付けた場合頻繁に車に反応してしまうからである。また感度をいたずらに上げて危険でない人にまでいちいち反応しまっても困る。２．５ｍはセンサ検知後保護制御動作に入ってクラッチ解除が効かなかった場合のエンジン停止するまでの進行距離２ｍからである。この検知範囲設定を従来的にフレネルレンズと一次増幅器、即ち高精度チャージアンプで行おうとするとはなはだ困難であるが本発明により容易に実現できることが分かる。もちろん一般的な焦電センサを使用し広範囲角（１８０度）高感度（５ｍ以上）にすることは可能であり、むしろそのほうが遙かに容易であるが前記のように煩雑に検知動作する代物になってしまう。
【００１５】
焦電センサが人や動物の検知用に使用できたことは一つには除雪機という特殊性による。焦電センサは１９８０年代に人検知用として脚光を浴び、安全意識の高まりとともに盛んに基礎研究、応用研究がなされたが、その不安定さと応答性の遅さ（数Ｈｚ）から現在では一部セキュリティ機器（浸入者検知）と屋内自動スイッチ（自動照明、自動ドア）程度の用途しか残っていない。いずれも屋内でセンサを定置固定して使用する用途である。焦電センサは半面振動センサでもあり圧電センサでもある。これらのノイズ分離が困難で屋外はもちろんのこと移動体などへの装着応用などは、はなはだ困難なこととされてきた。
【００１６】
ところが真冬の除雪機を必要とする降雪積雪環境下では焦電センサの挙動が一変する。３季（春夏秋）期間、除雪機を動かしただけで、又大気の気温的ゆらぎ（風）だけでも反応したセンサは、全てが雪温度レベルに冷え込む降雪積雪環境下でそれらノイズ誤動作はほとんど皆無になり熱型赤外線検知機能だけが顕著に残る状態になる。これは人体温の意外さにもよる。実際、顔を帽子などで隠しても充分に反応する。冬、屋外では人は防寒具を着込むのでその衣服表面温度（体表温度）は外気温に近いと思われたが実際に放射温度計でいろんな場合を測定してみて、顔以外に下肢部が外気温より遙かに高いことが解った。この結果を図８に示す。焦電素子の外気温に対する反応温度差は一般的には５ｄｅｇといわれ反応には充分すぎるくらいである。動物については四季の違いはないので検証するまでもない。
【００１７】
大気温ゆらぎ影響の排除、振動影響の除去などは高度の差動増幅技術やパターン認識技術などを必要とし今だ限られた用途にしか使用できていず且つ高価なものであるが、本発明のため冬季降雪積雪環境下での焦電センサの動作特性を幾度も検証し除雪機用として工夫を重ねた結果、通常の焦電センサの利用で除雪機作業中の除雪機に危険な場合と判断される人の検知を最も効果的に実現することが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
除雪機に限らず降雪積雪期、特に雪上で使用されるほとんどの機械、器具に利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例を示す除雪機の平面図である。
【図２】本実施例を示す除雪機の右側面図である。
【図３】本実施例に使用した焦電センサの単品図である。
【図４】本実施例に使用した焦電センサを機体前面上部右側に配設している様子を示す図である。
【図５】本実施例の制御ブロックを示す図である。
【図６】本実施例に使用した焦電センサの検知範囲を示す図である。
【図７】本実施例除雪機を歩道除雪に使用している様子を示す図である。
【図８】冬季屋外での人のいろんな服装における体表温度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１Ｒ  右側焦電センサ
２Ｌ  左側焦電センサ
２  コントローラ
３  警報回転灯
４  除雪作業クラッチレバー解除シリンダ
５  走行クラッチレバー解除シリンダ
６  制御停止ボタン
７  バッテリー
ａ  オーガ
ｂ  ブロワ
ｃ  シュータ＆ディフレクタ
ｄ  エンジン
ｅ  クローラ
ｆ  除雪作業クラッチレバー
ｇ  走行クラッチレバー
【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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【図７】
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【図８】
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