ù4 n Ý1M!ª Ï ¾ »/N ã Ò Ú n Ä K Û- é . 1ñ = M 9r +® ð )Ð ! , 1â ...－88－ h) û q â P . æ = ù n Î È1 ù 9Ô, 9Õ 7 i) Ý z æ Þ 6 9Ø Ý z ã j é %9Ø ½ ¿

－ 87 －－ 86 －

31

, ,

, JIS ISO11161.

1) ISO12100 (JIS B 9700)

2) S.Shimizu,S.Umezaki,K.Hamajima, Study of Ensuring Workers Safety for Multiple Workers - A Proposal of an Access Control System Using RFID and Image Recognition Technologies- SIAS2010

3) N.Murata,S.Shimizu,K.Hamajima,H.Ikeda,Feasibility Studay on a Renge Image Camera Applied as a Human Presence Sensisng Device for A Human-machine collaboration, SIAS2010

4)

2009CDROM

5) S.Shimizu,S.Umezaki,Proposal of Supporting Protective Device Using IT Technology,APSS2011

6) , , (2012),

EFID

,pp492-495 7) (2012), RFID

,,Vol25,No.8,pp36-40

労働安全衛生総合研究所特別研究報告　JNIOSH-SRR-NO.43(2013）

特別報告研究-No43-本文1c_CS4.indd Sec1:86 13/11/13 10:33

－ 87 －

*1 *2 *1

*1 *1

:

1

2

1) 1 2

104 3 141

1

1 13

3 141

. a)

29 b) 16 c)

14 d)

13 e) 12 f)

9 g) ( )

8

*1 *2

1 1 2 3

53% 60%

27% 24% 10% 3%

3% 4%

3% 2%

2% 3% 2% 4%

1% 0% 0% 1%


－ 88 －－ 88 －

h) , 7 i)

7 j) / / 7 k)

4 l)

4 m) / 11

a) 1 2 4

3 2) /

3 141 / 114 10 6 6 5

114

114

2 . 4

, /

a

1

2 /

a) 3

15 1111 7

3 . 6

2 /

a) 938 29 938 29 b) 333 13 333 13 c) 671 14 671 14 d) 7930 4 430 3 e) 406 9 406 9 f) 233 9 233 9 g) 232 8 232 8 h) 7694 5 194 4 i) 7858 6 358 5 j) 185 4 185 4 k) 150 4 150 4 l) 65 2 65 2 m) 8068 7 568 6

3 / 1 28

5 219 5 182 1 60 2 111 1 60 / / 1 21

1 42 1 30 2 74 2 29

2 10 / 1 7

3 65 / 1 30

2 1



－ 89 －

3) /

/ 3a

/

150N

2) 3)

3)

a 29 72

4

KMG-2000-L4)

500mm 1100mmC 0 3mm

5) 800mm

2000mm

150N

400N 1,500N

1

1,400N6)

.

3 /

/

6) 1)

JIS A 4721:2005 ISO 14120:2002 IADs: Intelligent Assist Devices RIA BSR/T15.1

2002

IADs

3

4

昇降・搬送用機械を対象とした基本安全技術の検討


00.10.20.30.40.50.60.7

構成

率

a b c

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1週間 2週間 1ヶ月 2ヶ月 3ヶ月 6ヶ月 12ヶ月死亡

構成

率

期間

第1次・2次第3次

00.10.2

1週間 2週間 1ヶ月 2ヶ月 3ヶ月 6ヶ月 12ヶ月

期間

0

20

40

60

80

050

100150200250300

太腿胸

骨盤指手

手首

頭/顔

背中

平均

合計

部位

合計平均

00.10.20.30.40.50.60.7

構成

率

a b c

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5


構成

率

期間


00.10.2


期間

0

20

40

60

80

050

100150200250300

太腿胸

骨盤指手

手首

頭/顔

背中

平均

合計

部位

合計平均


－ 89 －－ 88 －

h) , 7 i)

7 j) / / 7 k)

4 l)

4 m) / 11

a) 1 2 4

3 2) /

3 141 / 114 10 6 6 5

114

114

2 . 4

, /

a

1

2 /

a) 3

15 1111 7

3 . 6

2 /

a) 938 29 938 29 b) 333 13 333 13 c) 671 14 671 14 d) 7930 4 430 3 e) 406 9 406 9 f) 233 9 233 9 g) 232 8 232 8 h) 7694 5 194 4 i) 7858 6 358 5 j) 185 4 185 4 k) 150 4 150 4 l) 65 2 65 2 m) 8068 7 568 6

3 / 1 28

5 219 5 182 1 60 2 111 1 60 / / 1 21

1 42 1 30 2 74 2 29

2 10 / 1 7

3 65 / 1 30

2 1



－ 89 －

3) /

/ 3a

/

150N

2) 3)

3)

a 29 72

4

KMG-2000-L4)

500mm 1100mmC 0 3mm

5) 800mm

2000mm

150N

400N 1,500N

1

1,400N6)

.

3 /

/

6) 1)

JIS A 4721:2005 ISO 14120:2002 IADs: Intelligent Assist Devices RIA BSR/T15.1

2002

IADs

3

4



00.10.20.30.40.50.60.7

構成

率

a b c

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5


構成

率

期間


00.10.2


期間

0

20

40

60

80

050

100150200250300

太腿胸

骨盤指手

手首

頭/顔

背中

平均

合計

部位

合計平均


－ 90 －－ 90 －

JIS TS A 0028-1:2011

75N80N150N

267N IADs

IADs5%

R

15kg

FP V

K

200mm 400N300mm 700N500mm 1,400N

500mm

500N/mm

4J

10J

23J

2)

O1982B1999D1999

O1982

B1999 D1999O1982

15kg

C 75N

4 F: force, FP: peak force, M: mass, V: velocity, K: kinetic energy, R: reverse-stop operation F FP M V K R

IADs

5 M: mass [kg], H: height [m], A: acceleration [m/s2], G: gender, Y: average of age M H A G Y

O1082 15.0 0.5 9.8 F/M 63.3B1999 4.40 0.5 9.8 M 6.32D1999 9.48 1.4 4.9 F 61.4

6 C: crush force [N], V: impact velocity [m/s], P: momentum [kg m/s], K: kinetic energy [J] C V P K

O1982 147.0 3.1 47.0 73.5 B1999 43.7 3.0 13.4 21.9 D1999 46.3 3.6 35.1 62.5



－ 91 －

K 20J10J

23J

D1999

1kN

400N

B1999

G2008O1982

300N1kN

3)

150N

300N LC1kN AC

1kN LFP

200mm

400N

20J K

10J

10J 20J

300N 1kN

150N

4

7 AFP: average of peak force [N], LFP Minimum of peak force [N], UFP: Maximum of peak force [N] AFP LFP UFP

O1982 3280 1058 5968 B1999 2581 1180 4530

8 AC: average of crush force [N], LC: Minimum of crush force [N], UC: Maximum of crush force[N] AC LC UC

B1999 1079 365 1480 G2008 1386 1100 1760




－ 91 －－ 90 －

JIS TS A 0028-1:2011

75N80N150N

267N IADs

IADs5%

R

15kg

FP V

K

200mm 400N300mm 700N500mm 1,400N

500mm

500N/mm

4J

10J

23J

2)

O1982B1999D1999

O1982

B1999 D1999O1982

15kg

C 75N

4 F: force, FP: peak force, M: mass, V: velocity, K: kinetic energy, R: reverse-stop operation F FP M V K R

IADs

5 M: mass [kg], H: height [m], A: acceleration [m/s2], G: gender, Y: average of age M H A G Y

O1082 15.0 0.5 9.8 F/M 63.3B1999 4.40 0.5 9.8 M 6.32D1999 9.48 1.4 4.9 F 61.4

6 C: crush force [N], V: impact velocity [m/s], P: momentum [kg m/s], K: kinetic energy [J] C V P K

O1982 147.0 3.1 47.0 73.5 B1999 43.7 3.0 13.4 21.9 D1999 46.3 3.6 35.1 62.5



－ 91 －

K 20J10J

23J

D1999

1kN

400N

B1999

G2008O1982

300N1kN

3)

150N

300N LC1kN AC

1kN LFP

200mm

400N

20J K

10J

10J 20J

300N 1kN

150N

4

7 AFP: average of peak force [N], LFP Minimum of peak force [N], UFP: Maximum of peak force [N] AFP LFP UFP

O1982 3280 1058 5968 B1999 2581 1180 4530

8 AC: average of crush force [N], LC: Minimum of crush force [N], UC: Maximum of crush force[N] AC LC UC

B1999 1079 365 1480 G2008 1386 1100 1760




－ 92 －－ 92 －

1) 18

4 9

16)

4 87%9

2)

ANSI/ ITSDF B56.1

288 28 10%

46 16%

53 18%

5

1)

9 3

659 40.63%

390 24.04% 197 12.15%

165 10.17% 94 5.80%

51 3.14% 66 4.07% 1622 100.00%



－ 93 －

5

6

OSSD

5

6

7

8

10

OSSD

1

0

1

0

OSSD

OSSD

1 1 1 1 1 1 2 1 1 0 0 1 3 1 0 * 0 1† 4 0 1 1 0 1† 5 0 1 0 0 1† 6 0 0 * 0 0 OSSD: 0 1 * 0 † 1 0




－ 93 －－ 92 －

1) 18

4 9

16)

4 87%9

2)

ANSI/ ITSDF B56.1

288 28 10%

46 16%

53 18%

5

1)

9 3

659 40.63%

390 24.04% 197 12.15%

165 10.17% 94 5.80%

51 3.14% 66 4.07% 1622 100.00%



－ 93 －

5

6

OSSD

5

6

7

8

10

OSSD

1

0

1

0

OSSD

OSSD

1 1 1 1 1 1 2 1 1 0 0 1 3 1 0 * 0 1† 4 0 1 1 0 1† 5 0 1 0 0 1† 6 0 0 * 0 0 OSSD: 0 1 * 0 † 1 0



図7 連動システムの検知領域

図８論理回路の構成


－ 94 －－ 94 －

Rc Rf

Rc

Rc

Rc

S0 Rc

Rc > S0 Sp

S0 = V0 (Ts + Te) + Sover

V0

Ts

Te

Sover

Ts Te Sover

Rc V0 Sp

Rc

10

Rf

Rc V0

Rf Rc aRf

Rf > + Rc

V1

2)1.5t

GL-R52HSZ-04M 9

SZ-04M Ts 100ms

Te Sover

OSSD

Te

8Te 9.6ms

Sover

Sover

1.5t

S0

3)

Sd Rc

Sd Rc

0

0

Vc

Rc > S0 (Vc=V0) S0 (Vc=V0) Vc V0

V0 S0

Vc=1.06S0 (Vc=1.06) = 0.4 Rc 0.5m

11 V0 (km/h) Sover (m) S0 (m)

1.06 0.37 0.40 1.49 0.71 0.76 2.48 1.24 1.31 3.04 1.60 1.69

9 2

V1 2 – V0 2 2a



－ 95 －

Vc 1.06km/h

Rf

Sd < Rc

Sd Rc

Sd < So

Vmin<<Vc Vmin

6

1)

103m

7m

2)

LF30 kHz 130kHz

0.5m

1m

UHF

10

11



図9 レーザスキャナの2つの障害物検出監視領域の設定


－ 95 －－ 94 －

Rc Rf

Rc

Rc

Rc

S0 Rc

Rc > S0 Sp

S0 = V0 (Ts + Te) + Sover

V0

Ts

Te

Sover

Ts Te Sover

Rc V0 Sp

Rc

10

Rf

Rc V0

Rf Rc aRf

Rf > + Rc

V1

2)1.5t

GL-R52HSZ-04M 9

SZ-04M Ts 100ms

Te Sover

OSSD

Te

8Te 9.6ms

Sover

Sover

1.5t

S0

3)

Sd Rc

Sd Rc

0

0

Vc

Rc > S0 (Vc=V0) S0 (Vc=V0) Vc V0

V0 S0

Vc=1.06S0 (Vc=1.06) = 0.4 Rc 0.5m

11 V0 (km/h) Sover (m) S0 (m)

1.06 0.37 0.40 1.49 0.71 0.76 2.48 1.24 1.31 3.04 1.60 1.69

9 2

V1 2 – V0 2 2a



－ 95 －

Vc 1.06km/h

Rf

Sd < Rc

Sd Rc

Sd < So

Vmin<<Vc Vmin

6

1)

103m

7m

2)

LF30 kHz 130kHz

0.5m

1m

UHF

10

11




－ 96 －

も設置位置は屋根部が最適と判断された．バッテリー

車では電子表示器から高い電圧強度のノイズが確認さ

れた．返信の受信帯域を狭めて限定することで対応す

る必要があると判断された．

3)無線式存在検知装置の基本性能 (1) 存在検知装置の試作試作した親機と子機の

外形を図 11 に示す．親機と子機の基本的な諸元を表

12に示す．親子ともに微弱無線で通信する．微弱無線

の通信装置は文字通り非常に弱い電波（電界強度）で

信号を送受信するため，反応距離を長くするのが難し

い欠点がある．しかし，無線装置を利用するために免

許を必要としないため，誰でも自由に装置を使える利

点がある．

親機は電波が障害物などの背後に回り込む回折現象

を期待して LF 帯の電波信号を常時発信する．親機は

自身の識別番号（ID）を接近信号として発信し，子機

から自分宛の UHF 信号を受信すると警報を鳴動させ

る．試作装置では活用していないが，親機は UHF 帯

の送受信が可能である．

子機は LF 信号を受信した場合に警報を鳴動させる．

長時間携帯できるように，電力消費が小さい UHF 帯

の電波信号を一定時間だけ返信する．

(2) 試作装置の性能親機は電力消費が大きいた

め電力はフォークリフトから外部供給する．子機は単

4 電池で稼働し，8 時間以上，連続で鳴動し続けるこ

とができる．

試作装置の反応距離を図 12 の電波暗室で測定した．

親子ともに高さ 70cm の発泡スチロール台に設置し，

子機の受信感度を最大にした場合の反応距離は約 7mであった．設計時の目標距離は達成された．反応距離

の誤差は反応距離を 5m に設定した場合で，反応距離

のおよそ 5%程度以内であった．電波暗室外では反応

距離はおよそ 1 割程度減衰し，最大で 6.5m 程度とな

った．

親機をフォークリフトに搭載し，子機を高さ約

80cm の木台に置いた状態で，子機が鳴動する距離を

測定した．その結果，反応距離は設定よりも約 1 割程

度短くなった．フォーク（爪）先端からの最小距離は

鳴動 5m 設定で約 1m，7m 設定で 3.5m であった．実

用を考えると反応距離を延ばす必要がある．フォーク

のマスト部が親機からの通信を阻害するようで，鳴動

5m 設定時に，フォークを昇降させた際のマスト位置

によっては鳴動しない状況が確認された．子機は周囲

を金属に囲われていない限り通信に影響は現れなかっ

た．反応距離が不安定であると運転者や作業者が的確な

時機に危険の存在を認知できなくなる．そのため，試

作装置は反応距離の正確さと再現性を重視している．

親機からの LF 送信は無指向性を意図して設計されて

おり，図 13 の磁界測定結果に示すように，指向性は

低く抑えられている．子機には多少の指向性があるが，

親子を併せて誤差 5%程度の指向性で反応距離が確保

されており，高い実用性が期待できる．真球状で反応

させることも今の技術水準で充分可能である．

電波を利用する利点として，超音波や光線では障害

物などで遮蔽されて通信困難な部分にまで信号が回り

込んで伝搬される回折現象が期待される．回折現象の

確認として衝立板を介在させた場合の影響を電波暗室

で検証した．

衝立板は高さ 2m 幅 2m の金属性を用いた．図 14

に示すように，親機から 4m はなれた地点に磁界測定

のアンテナを設置し，中間地点に衝立板を介在させた．

表 12 試作装置の諸元

親機子機

外寸 125×80×32 mm

95×58×18 mm

質量 200g 80g 電源電圧 12V 3V 送信信号 31.25kHz 303.4MHz 受信信号 303.4MHz 303.4MHz 31.25kHz 変調方式 ASK FSK

図 13 LF 帯の磁界強度

dB

degree

図 14 衝立板を用いた検証試験図 12 電波暗室での距離測定

－ 97 －

4dB

LFUHF

14dBUHF

UHFLF

VHF

4)

10m2m 5m

LED

LF

LF

5)

20)

LF

UHF

6)

15



0

10

20

30

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

X

Y

Z

0

10

20

30

0

30

60

90

120

150210

240

270

300

330

X

Y

Z

120

150

180

210

240


－ 97 －

も設置位置は屋根部が最適と判断された．バッテリー

車では電子表示器から高い電圧強度のノイズが確認さ

れた．返信の受信帯域を狭めて限定することで対応す

る必要があると判断された．

3)無線式存在検知装置の基本性能 (1) 存在検知装置の試作試作した親機と子機の

外形を図 11 に示す．親機と子機の基本的な諸元を表

12に示す．親子ともに微弱無線で通信する．微弱無線

の通信装置は文字通り非常に弱い電波（電界強度）で

信号を送受信するため，反応距離を長くするのが難し

い欠点がある．しかし，無線装置を利用するために免

許を必要としないため，誰でも自由に装置を使える利

点がある．

親機は電波が障害物などの背後に回り込む回折現象

を期待して LF 帯の電波信号を常時発信する．親機は

自身の識別番号（ID）を接近信号として発信し，子機

から自分宛の UHF 信号を受信すると警報を鳴動させ

る．試作装置では活用していないが，親機は UHF 帯

の送受信が可能である．

子機は LF 信号を受信した場合に警報を鳴動させる．

長時間携帯できるように，電力消費が小さい UHF 帯

の電波信号を一定時間だけ返信する．

(2) 試作装置の性能親機は電力消費が大きいた

め電力はフォークリフトから外部供給する．子機は単

4 電池で稼働し，8 時間以上，連続で鳴動し続けるこ

とができる．

試作装置の反応距離を図 12 の電波暗室で測定した．

親子ともに高さ 70cm の発泡スチロール台に設置し，

子機の受信感度を最大にした場合の反応距離は約 7mであった．設計時の目標距離は達成された．反応距離

の誤差は反応距離を 5m に設定した場合で，反応距離

のおよそ 5%程度以内であった．電波暗室外では反応

距離はおよそ 1 割程度減衰し，最大で 6.5m 程度とな

った．

親機をフォークリフトに搭載し，子機を高さ約

80cm の木台に置いた状態で，子機が鳴動する距離を

測定した．その結果，反応距離は設定よりも約 1 割程

度短くなった．フォーク（爪）先端からの最小距離は

鳴動 5m 設定で約 1m，7m 設定で 3.5m であった．実

用を考えると反応距離を延ばす必要がある．フォーク

のマスト部が親機からの通信を阻害するようで，鳴動

5m 設定時に，フォークを昇降させた際のマスト位置

によっては鳴動しない状況が確認された．子機は周囲

を金属に囲われていない限り通信に影響は現れなかっ

た．反応距離が不安定であると運転者や作業者が的確な

時機に危険の存在を認知できなくなる．そのため，試

作装置は反応距離の正確さと再現性を重視している．

親機からの LF 送信は無指向性を意図して設計されて

おり，図 13 の磁界測定結果に示すように，指向性は

低く抑えられている．子機には多少の指向性があるが，

親子を併せて誤差 5%程度の指向性で反応距離が確保

されており，高い実用性が期待できる．真球状で反応

させることも今の技術水準で充分可能である．

電波を利用する利点として，超音波や光線では障害

物などで遮蔽されて通信困難な部分にまで信号が回り

込んで伝搬される回折現象が期待される．回折現象の

確認として衝立板を介在させた場合の影響を電波暗室

で検証した．

衝立板は高さ 2m 幅 2m の金属性を用いた．図 14

に示すように，親機から 4m はなれた地点に磁界測定

のアンテナを設置し，中間地点に衝立板を介在させた．

表 12 試作装置の諸元

親機子機

外寸 125×80×32 mm

95×58×18 mm

質量 200g 80g 電源電圧 12V 3V 送信信号 31.25kHz 303.4MHz 受信信号 303.4MHz 303.4MHz 31.25kHz 変調方式 ASK FSK

図 13 LF 帯の磁界強度

dB

degree

図 14 衝立板を用いた検証試験図 12 電波暗室での距離測定

－ 97 －

4dB

LFUHF

14dBUHF

UHFLF

VHF

4)

10m2m 5m

LED

LF

LF

5)

20)

LF

UHF

6)

15




－ 98 －－ 98 －

UHF

LF

7

1) 3

/

/ 1

3)

4)

1)

2010 439 441. 2)

http://www.mlit.go.jp/common/000034833.pdf

3)

http://www.mlit.go.jp/common/000034832.pdf 4)

http://www.excelinc.co.jp/html/safety tester/kmg-2000-l.html 5)

http://www.exseal.co.jp/products/kansho/ hitohada_sheet.html 6)

2011 SY00012–11 1–3

7) 2005 JIS A 47218) Safety of machinery — Guards —

General requirements for the design and construction of fixed

and movable guards. 2002; ISO 14120.

9) Personal safety requirements for

intelligent assist devices. 2002; BSR/T15.1.

10)

2011 JIS TS A 0028–1

11)

2005 1–6

12) 1982

31 323–342

13) P. C. Begeman et al. Bending strength of the human cadaveric

forearm due to lateral loads. Proc. of 43rd Stapp car crash

conference. 1999; 343–350.

14) S. M. Duma et al. Dynamic injury tolerances for long bones of

the female upper extremity. J. Anat. 1999; 194: 463–471.

15) K. Gdela et al. On colles’ fracture: An experimental study

involving structural and material testing. J. Applied Mechanics.

2008; 75: 0310020–1–10.

16)

2011: 318–321.

17) Safety standard for low lift and high lift trucks. 2009; ANSI/ITSDF B56.1.

18)

2008 701 41–46

19)

2012 444–445

20)



－ 99 －

2013

13-6 23-24.

21)

1996 6–51

68–69



－ 99 －－ 98 －

UHF

LF

7

1) 3

/

/ 1

3)

4)

1)

2010 439 441. 2)

http://www.mlit.go.jp/common/000034833.pdf

3)

http://www.mlit.go.jp/common/000034832.pdf 4)

http://www.excelinc.co.jp/html/safety tester/kmg-2000-l.html 5)

http://www.exseal.co.jp/products/kansho/ hitohada_sheet.html 6)

2011 SY00012–11 1–3

7) 2005 JIS A 47218) Safety of machinery — Guards —

General requirements for the design and construction of fixed

and movable guards. 2002; ISO 14120.

9) Personal safety requirements for

intelligent assist devices. 2002; BSR/T15.1.

10)

2011 JIS TS A 0028–1

11)

2005 1–6

12) 1982

31 323–342

13) P. C. Begeman et al. Bending strength of the human cadaveric

forearm due to lateral loads. Proc. of 43rd Stapp car crash

conference. 1999; 343–350.

14) S. M. Duma et al. Dynamic injury tolerances for long bones of

the female upper extremity. J. Anat. 1999; 194: 463–471.

15) K. Gdela et al. On colles’ fracture: An experimental study

involving structural and material testing. J. Applied Mechanics.

2008; 75: 0310020–1–10.

16)

2011: 318–321.

17) Safety standard for low lift and high lift trucks. 2009; ANSI/ITSDF B56.1.

18)

2008 701 41–46

19)

2012 444–445

20)



－ 99 －

2013

13-6 23-24.

21)

1996 6–51

68–69



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