JP2024070670A - 安全装置付き刈払機 - Google Patents

Abstract

【課題】作業中の刈払機の周囲にいる人や物に対する安全性を確保できるようにする。【解決手段】安全装置付き刈払機は、本体と本体に端部が接続された操作桿と操作桿の先端部に装備された刈払作業部を備え、ドップラセンサとドップラセンサの出力を処理する処理装置を備える安全装置を具備し、ドップラセンサが、本体における操作桿が接続された側とは反対側に配備されている。【選択図】図１

Description

本発明は、安全装置を備えた刈払機に関する。

従来、安全装置付きの刈払機が知られている。この従来技術は、刈払機に加速度センサを搭載させ、加速度センサの検出値が閾値よりも大きい場合に、安全装置を作動させるものであり、加速度センサは、検出軸が刈払機の左右方向に対して傾斜した姿勢で刈払機に取り付けられている（下記特許文献１参照）。

特開２０１０－２６８７３２号公報

前述した従来技術によると、加速度センサによって、刈払機に加わる様々な方向の力を検出することで、刈払機の落下や刈刃の障害物への衝突（キックバック）など、作業者が予期しない状態を検知して、刈払機の作動を停止させることができる。これによると、刈払機を用いて作業を行う作業者に対しての安全を確保することができる。

これに対して、刈払機は、長尺な操作桿の先端部に刈刃が装備されている構造上の特徴を有することから、刈払機を用いて作業を行う作業者に対してだけでなく、作業中の刈払機の周囲にいる人や物に対しても、安全性を確保することが必要になる。

刈払作業中の作業者は、原動機の作動音や刈刃の接触音などの騒音で周囲の音を識別することが困難である。加えて、これらの騒音を遮断するために、耳栓や耳当てなどの保護具を装着するため、周囲の音声が聞こえ難くなる。また、刈刃の位置に集中して作業を行うことで、周囲に対する視野が狭くなることが考えられる。これらのため、人や物が接近したことに刈払作業中の作業者が気づかず、振り向きざまに長尺な操作桿の先端を接近した人や物に向けてしまう事態が起こり得る。このような事態を避けるために、作業中の刈払機に対して接近する人や物を検知することができる刈払機の安全装置が求められている。

本発明は、このような事情に対処するために提案されたものである。すなわち、作業中の刈払機に対して接近する人や物を効果的に検知することで、作業中の刈払機の周囲にいる人や物に対する安全性を確保できるようにすること、が本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
本体と該本体に端部が接続された操作桿と該操作桿の先端部に装備された刈払作業部を備える刈払機であって、ドップラセンサと前記ドップラセンサの出力を処理する処理装置を備える安全装置を具備し、前記ドップラセンサが、前記本体における前記操作桿が接続された側とは反対側に配備されていることを特徴とする安全装置付き刈払機。

このような特徴を有する本発明は、ドップラセンサを刈払機の適正位置に設置することで、作業中の刈払機に接近する人や物を効果的に検知する安全装置を備えた刈払機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る安全装置付き刈払機を示した説明図。 安全装置付き刈払機の作業状況を示した説明図。 刈払機の安全装置における処理装置の機能を示した説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１において、刈払機１０は、本体１１と、本体１１に端部が接続された操作桿１２と、操作桿１２の先端部に装備された刈払作業部１３を備えている。刈払作業部１３の駆動形態は、本体１１に搭載した原動機（エンジン又は電動モータ）の回転を操作桿１２内の伝動軸を介して刈払作業部１３に伝達するもの、刈払作業部１３に原動機（電動モータ）を搭載させ、本体１１に装備したバッテリと原動機を操作桿１２内の配線で接続するものなど、各種の形態を採用することができる。また、刈払作業部１３自体の形態も、回転刃、往復動刃、樹脂コードなど、どのような形態であってもよい。

刈払機１０が備える安全装置１は、刈払機１０の本体１１に搭載されるドップラセンサ１Ａとドップラセンサ１Ａの出力を処理する処理装置１Ｂを備えている。ドップラセンサ１Ａは、所定の検出範囲に送信波を発信すると共に、検出範囲から戻ってくる反射波を受信して、ドップラ信号を含む信号を出力する。ドップラ信号は、送信波と反射波との位相差から検出範囲に存在する移動体との距離の変化に応じて異なる周波数の信号になる。処理装置１Ｂは、ドップラセンサ１Ａの出力に応じて、接近物の有無を判定する。

ドップラセンサ１Ａは、刈払機１０の本体１１における操作桿１２が接続された側とは反対側に配備される。これにより、ドップラセンサ１Ａが発信する送信波は、操作桿１２の延長方向とは反対側に向けて発信される。刈払機１０の作業者Ｍは、操作桿１２の延長方向先端部に装備された刈払作業部１３を見ながら作業を行うので、このドップラセンサ１Ａの配備により、作業者Ｍの背後に向けて効果的に送信波を発信させることができる。

また、ドップラセンサ１Ａは、本体１１において、操作桿１２の中心を貫く中心線Ｏより下側に配置することが好ましい。このように、中心線Ｏより下側にドップラセンサ１Ａを配備することで、図１に示す作業姿勢で、本体１１の一部が送信波に干渉することを避けることができる。

この際、ドップラセンサ１Ａは、本体１１の底部１１Ａに対して上側に配備することが好ましい。本体１１の底部１１Ａより上側にドップラセンサ１Ａを配備することで、刈払機１０を地面に置いたとき、或いは刈払機１０の本体１１を地面に落下させたときなどに、ドップラセンサ１Ａが直接地面から衝撃を受けることを回避することができ、また、地面に浅い水たまりや草に付く水滴がある場合などに、ドップラセンサ１Ａに対する防水効果を期待することができる。

また、ドップラセンサ１Ａは、本体１１に熱源が存在する場合には、その熱願から離して配置することが好ましい。より具体的には、エンジン式の刈払機１０であれば、エンジンが搭載された本体１１において、リコイルスタータの下側辺りに配置することが好ましい。このように熱源から離して配置することで、ドップラセンサ１Ａが高温に晒されることによる悪影響を回避することができる。

ドップラセンサ１Ａの向きは、図１に示すように、作業者Ｍが操作桿１２のハンドル１２Ａを持って、刈払作業を行っている状態で、地面と略平行に送信波の発信方向が向くように配置することが好ましく、そのためには、刈払作業部１３の回転軸１３Ａと直交する方向で、操作桿１２の中心軸Ｏに沿って送信波が発信されるように、ドップラセンサ１Ａを本体１１に配置することが好ましい。また、送信波が地面に当たって戻ってくる反射波は、接近物を検出する上でのノイズになるので、これを抑止するために、ドップラセンサ１Ａの向きは、刈払作業中において地面に対して平行な方向又はその方向に対してやや上向きにすることがより好ましい。

そして、より具体的には、刈払機１０の操作桿１２と刈払作業部１３の回転軸１３Ａとの角度θａを調整可能にしているものにおいては、本体１１に配備されるドップラセンサ１Ａの向きは、角度θａの調整に応じて変更できるようにすることが好ましい。

このように、ドップラセンサ１Ａを、刈払機１０の本体１１における操作桿１２が接続された側とは反対側に配備すると、刈払作業中の作業者Ｍの背後にドップラセンサ１Ａの検出範囲を向けることができるので、作業者Ｍの背後の死角に対して効果的に送信波を発信することができる。

この際、図２に示すように、刈払作業では、操作桿１２の先端に装備した刈払作業部１３を左右に振りながら作業を行うので、操作桿１２の延長方向とは逆向きのドップラセンサ１Ａの発信方向は、操作桿１２の左右の振りに応じて、左右に移動することになる。これによると、作業者Ｍの背後に対して、広い検出範囲で接近物の有無を検知することができるようになる。つまり、通常作業の振り動作を活かすことで、作業者が何らの追加操作を行うことなく、検出範囲を拡張することができる。

安全装置１の処理装置１Ｂは、ドップラセンサ１Ａと同様に刈払機１０の本体１１に設置してもよいし、図１に示すように、本体１１とは離れた位置で、例えば、作業者Ｍの被着物（作業着やハーネスなど）に設置してもよい。ドップラセンサ１Ａから処理装置１Ｂへの出力信号の伝達は、有線送信又は無線送信で行うことができる。

処理装置１Ｂの機能を、図３にて説明する。ドップラセンサ１Ａからのドップラ信号を含む出力は、信号増幅部２０で信号増幅される。この信号増幅部２０は、例えば、送信波の周波数と反射波の周波数との差の周波数に相当する比較的低い周波数に対して増幅率が高い特性を有し、これによってＳ／Ｎ比を改善している。信号増幅部２０の出力は、ＦＦＴ演算部２１にて高速フーリエ変換される。このＦＦＴ演算部２１では、信号増幅部２０の出力の周波数毎の強度が求められる。

ＦＦＴ演算部２１の出力はノイズ除去部２２にてノイズ除去がなされる。ここで、刈払機１０の本体１１にドップラセンサ１Ａを設置した場合には、図２に示すように、刈払作業時に操作桿１２が左右に振られることで、ドップラセンサ１Ａ自体が移動することによって生じるドップラ信号がノイズとして含まれる。ノイズ除去部２２では、このようなドップラセンサ１Ａ自体の移動に伴うドップラ信号を除去する処理が行われる。

ドップラセンサ１Ａ自体の移動に伴うドップラ信号は、刈払作業による操作桿１２の横振りの周期によって生成されるので、送信波の周波数に対してかなり低い周波数になる。よって、このようなノイズとなるドップラ信号は、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタ等を用いて除去することができる。

ノイズ除去部２２でノイズが除去された出力信号は、接近判定部２３の判定処理で、ドップラセンサ１Ａの検出範囲に刈払機１０に向かって接近する対象物が存在するか否かの判定がなされる。検出範囲で接近する対象物が存在すると判定した場合には、判定出力を報知装置１Ｃ等に出力する。

報知装置１Ｃは、刈払作業を行う作業者Ｍに接近対象物の存在を報知する装置であり、例えば、警告音、振動（バイブレーション）、発光表示等による報知を行う。報知装置１Ｃに替えて、判定出力が入力される駆動制御部を備える制御装置を設け、判定出力に対して刈払作業部１３の駆動を停止する制御を行うようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る刈払機１０の安全装置１は、刈払機１０の本体１１における操作桿１２が接続された側とは反対側にドップラセンサ１Ａを配備することで、作業者Ｍの死角となる背後にドップラセンサ１Ａの検出範囲を向けることができ、作業中の刈払機１０に対して人や物が近づくことを効果的に検出することができる。これによって、作業中の刈払機１０の周囲に存在する人や物の安全性を確保することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：安全装置，１Ａ：ドップラセンサ，１Ｂ：処理装置，１Ｃ：報知装置，
１０：刈払機，１１：本体，１１Ａ：底部，
１２：操作桿，１２Ａ：ハンドル，
１３：刈払作業部，１３Ａ：回転軸，
２０：信号増幅部，２１：ＦＦＴ演算部，
２２：ノイズ除去部，２３：接近判定部，
Ｍ：作業者

Claims (3)

1. 本体と該本体に端部が接続された操作桿と該操作桿の先端部に装備された刈払作業部を備える刈払機であって、
   ドップラセンサと前記ドップラセンサの出力を処理する処理装置を備える安全装置を具備し、
   前記ドップラセンサが、前記本体における前記操作桿が接続された側とは反対側に配備されていることを特徴とする安全装置付き刈払機。
2. 前記ドップラセンサは、前記操作桿の中心を貫く中心線より下側に配置されることを特徴とする請求項１に記載された安全装置付き刈払機。
3. 前記ドップラセンサの向きは、地面に対して前記操作桿を傾けて作業を行う作業姿勢において、地面に略平行な方向又は当該方向より上向きに設置されることを特徴とする請求項１に記載された安全装置付き刈払機。