(57)【要約】【課題】移動体に障害物が接触しても破損せず、移動体に障害物が繰り返し接触しても障害物の検知感度の低下を防止できる障害物検知装置を提供する。【解決手段】移動体１１の進行方向前側又は後ろ側に移動体１１の左右方向に沿って装着され、光通路１２が長手方向に沿って形成された取付け部材１３と、取付け部材１３を覆う弾性体からなる覆い部材１６とを有する障害物検知装置１０において、取付け部材１３の長手方向の両側にそれぞれ設けられた対となる発光部１７及び受光部１８と、発光部１７から出射される光が光通路１２を通過して受光部１８で検出される際の光量変化から、覆い部材１６に対する障害物１５の接触有無を判定する判定手段１９とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の進行方向前側又は後ろ側に該移動体の左右方向に沿って装着され、光通路が長手方向に沿って形成された取付け部材と、前記取付け部材を覆う弾性体からなる覆い部材とを有する障害物検知装置において、
前記取付け部材の長手方向の両側にそれぞれ設けられた対となる発光部及び受光部と、前記発光部から出射される光が前記光通路を通過して前記受光部で検出される際の光量変化から、前記覆い部材に対する障害物の接触有無を判定する判定手段とを有することを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の障害物検知装置において、前記光通路は前記取付け部材に形成された溝からなることを特徴とする障害物検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の障害物検知装置において、前記覆い部材は弾性を有する合成樹脂又はゴムからなり、前記取付け部材の前記光通路を覆うように設けられていることを特徴とする障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動搬送台車（ＡＧＶ）、その他の搬送車、自動車等の移動体に取付ける障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内で使用される自動搬送台車（例えば、特許文献１参照）は、一定のプログラムによって、あるいは走行路に設けられた指示ラインに従って、特定の経路を移動するように設定されている。ところが、走行路上に落下した又は置き去りにされた物体や、予期せぬ事態等で走行路の周囲に配置されている物体に自動搬送台車が衝突する事故が発生することがある。
そこで、例えば、特許文献２に記載のようなバンパーセンサを自動搬送台車に取付けて、自動搬送台車の進行の妨げとなる物体（障害物）がこのバンパーセンサに接触（衝突）しているか否かを確認することが行なわれている。ここで、バンパーセンサは、自動搬送台車に取付けられるバンパー本体と、バンパー本体の表層部又は表面に複数本配置され、ヘテロコア構造のセンサ部を備えた光ファイバと、光ファイバの入射端に向けて光を入射する光源と、センサ部を介して光ファイバの各出射端から出射される光を検出する受光部とを有し、受光部で検知される光強度からバンパーセンサに対する障害物の接触有無を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８４７４９号公報
【特許文献２】特開２００７−４０７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２のバンパーセンサでは、バンパーセンサに障害物が接触（衝突）すると、バンパー本体に接触（衝突）荷重が作用してバンパー本体は変形する。このとき、バンパー本体の変形に伴って一部の光ファイバに損傷（例えば、センサ部の変形や破損、光ファイバの断線等）が生じると、バンパーセンサの機能は失われる。また、１回の障害物の接触では光ファイバに損傷が生じなくても、障害物が繰り返し接触することにより光ファイバの劣化（例えば、センサ部の劣化）が進行し、バンパーセンサに対する障害物の接触有無の検知感度が徐々に低下するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、移動体に障害物が接触（衝突）しても破損せず、移動体に障害物が繰り返し接触しても障害物の検知感度の低下を防止できる移動体に取付ける障害物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る障害物検知装置は、移動体の進行方向前側又は後ろ側に該移動体の左右方向に沿って装着され、光通路が長手方向に沿って形成された取付け部材と、前記取付け部材を覆う弾性体からなる覆い部材とを有する障害物検知装置において、
前記取付け部材の長手方向の両側にそれぞれ設けられた対となる発光部及び受光部と、前記発光部から出射される光が前記光通路を通過して前記受光部で検出される際の光量変化から、前記覆い部材に対する障害物の接触有無を判定する判定手段とを有する。
【０００７】
本発明に係る障害物検知装置において、前記光通路は前記取付け部材に形成された溝からなるのが好ましい。
また、本発明に係る障害物検知装置において、前記覆い部材は弾性を有する合成樹脂（発泡性合成樹脂が好ましい）又はゴムからなり、前記取付け部材の前記光通路を覆うように設けられて（貼着又は密着して配置されて）いることが好ましい。
なお、覆い部材を合成樹脂又はゴムから形成することにより覆い部材の変形性を高めることができ、覆い部材に障害物が接触した際に覆い部材の溝内への嵌入変形（覆い部材の後側の一部が溝内に部分的に嵌入する変形）と、覆い部材から障害物が離脱した際に覆い部材の嵌入変形の回復を容易に起させることができる。これにより、覆い部材に障害物が接触した場合、及び覆い部材から障害物が離脱した場合に、受光部で光量変化を明確に検出することができ、障害物との接触有無を感度よく判定することが可能になる。
【０００８】
本発明に係る障害物検知装置において、前記覆い部材の表面は屈曲可能なシートにより覆われていることが好ましい。
シートが屈曲可能であるため覆い部材をシートで被覆しても、障害物が覆い部材に接触した際に生じる覆い部材の変形を阻害しない。
また、覆い部材に対して障害物が繰り返し接触しても、覆い部材の損傷を防止することができると共に、表面や気泡内に汚れが付着するのを防止できる。これにより、障害物が覆い部材に接触した際に生じる覆い部材の変形特性と、障害物が覆い部材から離脱した際に生じる覆い部材の変形回復特性の変化を防止でき、覆い部材と障害物との接触有無の判定感度を安定化させることができる。
【０００９】
本発明に係る障害物検知装置において、光通路を溝とした場合、その内側表面には光沢処理がなされていることが好ましい。
このような構成とすることで、発光部と受光部間の光軸調整が不十分であって、あるいは、移動体の走行中に光軸のずれが生じて、発光部から出射する光の進行方向が光軸（発光部の光出射口の中心と受光部の光入射口の中心を結ぶ直線）に対して傾斜することになっても、発光部から出射する光は溝の内側表面で反射を繰り返しながら受光部に到達することができる。これにより、発光部から出射される光を受光部で検出することができる。
ここで、光沢処理とは、溝の内側表面における光の反射を促進させる処理であって、例えば、機械研磨、化学研磨、又は電解研磨により溝の内側表面を光反射面にすること、蒸着膜やめっき膜を形成することにより溝の内側表面を光反射面にすること、溝の内側表面に鏡を取付けて光反射面にすること等を指す。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る障害物検知装置は、弾性体からなる覆い部材が取付け部材を覆っているので、移動体（覆い部材）に障害物が接触（衝突）して覆い部材が変形すると、覆い部材の変形を介して取付け部材に形成された光通路に変形を生じる。このため、光通路内を通過する光の光路断面積が部分的に減少して、受光部に向かう光の一部が遮られる。その結果、判定手段では光量変化が観測され、判定手段は光量変化の大きさから移動体（覆い部材）と障害物との接触有無を判定することが可能になる。
【００１１】
ここで、覆い部材は弾性体であるため、覆い部材に障害物が接触する際の接触程度（障害物により覆い部材が強く押圧されるか、弱く押圧されるか）に応じて、光通路内を通過する光の光路断面積の減少量が変化するだけで、移動体から障害物が離脱すると覆い部材に生じた変形が回復するのに伴って、光通路内に生じた光路断面積の減少も回復する。このため、覆い部材に障害物が繰り返し接触しても、覆い部材が破損したり劣化することは無い。更に、障害物の接触の影響が発光部及び受光部に伝わることも無い。
従って、障害物検知装置は、移動体に障害物が接触（衝突）しても破損せず、移動体に障害物が繰り返し接触しても障害物の検知感度の低下を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る障害物検知装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】（Ａ）は図１のＢ−Ｂ矢視図、（Ｂ）は図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】障害物検知装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る障害物検知装置１０は、自動搬送台車１１（移動体の一例）の進行方向前側に自動搬送台車１１の左右方向に沿って装着され、進行方向（走行方向）前側に開口する直線状で側断面がコ字状の溝（光通路の一例）１２が長手方向に沿って形成された取付け部材１３を有している。なお、符号１４は自動搬送台車１１の走行路、符号１５は走行路１４上の障害物である。
更に、障害物検知装置１０は、取付け部材１３の前側に密着して配置され、溝１２の開口を覆う弾性体からなる覆い部材１６と、取付け部材１３の長手方向の両側にそれぞれ設けられた対となる発光部１７及び受光部１８と、発光部１７から出射される光が取付け部材１３の溝１２内を進行して受光部１８で検出される際の光量変化から覆い部材１６と障害物１５との接触有無を判定する判定手段１９とを有している。以下、詳しく説明する。
【００１４】
取付け部材１３は、合成樹脂（繊維強化材を含む）、金属（例えば、炭素鋼、ステンレス合金、アルミニウム合金等）、又は金属と合成樹脂を組合せて形成されている。
ここで、取付け部材１３は、例えば、厚みが０．５〜２ｃｍ、長手方向の長さが自動搬送台車１１の幅方向長さより長く、長手方向を自動搬送台車１１の幅方向に向けて自動搬送台車１１の前側の下部に取り付けられる基板部２０と、厚みが０．５〜２ｃｍ、長さが自動搬送台車１１の幅方向の長さに略等しく、長手方向の中心位置を基板部２０の長手方向の中心位置に一致させて基板部２０の幅方向（自動搬送台車１１に装着され際の上下方向）の両側に基板部２０に対して垂直に突設された対となる上、下側部２１、２２とを有している。なお、基板部２０と上、下側部２１、２２は一体となっている。
従って、溝１２の内側表面は、上、下側部２１、２２の内側面と、上、下側部２１、２２間に現れる基板部２０の露出面で構成され、溝１２の長さは上、下側部２１、２２の長さに等しい。なお、基板部２０の幅、上、下側部２１、２２の突出長さは、溝１２の幅（上、下側部２１、２２間の距離）が５〜１５ｃｍ、溝１２の深さが２〜１０ｃｍとなるようにそれぞれ設定される。
【００１５】
基板部２０の長さが上、下側部２１、２２の長さより長いため、図１、図２に示すように、取付け部材１３を正面視して、上、下側部２１、２２の長手方向の両側に（溝１２の両端の外側に）、基板部２０の側端部２３、２４がそれぞれ配置される。このため、例えば、側端部２３に発光部１７を、側端部２４に受光部１８をそれぞれ取付けると、溝１２を間にして発光部１７と受光部１８を対向させることができる。これにより、発光部１７の光出射口２５から出射させた光を、溝１２内を通過（直進）させて受光部１８の光入射口２６に到達させることができる。
【００１６】
ここで、溝１２の内側表面は、光沢処理（機械研磨、化学研磨、又は電解研磨等の研磨処理、蒸着膜形成又はめっき膜形成等の表面処理、あるいは鏡の設置）により光反射面にすることが好ましい。光沢処理を行なうことで、発光部１７から出射する光の進行方向が光軸（発光部１７の光出射口２５の中心と受光部１８の光入射口２６の中心を結ぶ直線）に対して傾斜して発光部１７から出射する光が溝１２の内側表面に当たっても、溝１２の内側表面で反射を繰り返しながら受光部１８に到達することができる。これにより、発光部１７から出射される光を受光部１８で検出することができる。
【００１７】
覆い部材１６は、弾性を有する（発泡性）合成樹脂又はゴム、例えば、独立気泡を有するウレタンフォーム等からなり、取付け部材１３の前側に貼着されている（取付け部材１３を覆っている）。ここで、覆い部材１６の側断面形状は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前側は丸みを有して（例えば、円弧状となって）前方に突出し、後側は平面状となって上、下側部２１、２２の前側端面に一体で密着して例えば接着剤で固定されている（溝１２の開口を覆っている）。ここで、覆い部材１６の底面は矩形形状であって、長辺の長さは上、下側部２１、２２の長さに等しく、短辺の長さは基板部２０の幅（上、下側部２１、２２の外側面間の距離）に等しい。
なお、図３（Ａ）において符号１６ａは、障害物１５の接触により変形した覆い部材を示す。
【００１８】
ウレタンフォームが有する独立気泡の直径の下限は０．０５ｍｍ、上限は２ｍｍ、独立気泡の気泡率の下限は６０％、上限は９５％である。ここで、独立気泡の直径が０．０５ｍｍ未満又は気泡率が６０％未満では、覆い部材１６に障害物１５が接触しても覆い部材１６が変形し難く（変形性が過小になって）、覆い部材１６を溝１２内に嵌入させることが困難になるため好ましくない。一方、独立気泡の直径が２ｍｍを超え又は独立気泡の気泡率が９５％を超えると、覆い部材１６に障害物１５が接触した際に覆い部材１６の接触部位のみが容易に潰れて（柔軟性が過剰になって）、覆い部材１６を溝１２内に嵌入させることができず好ましくない。このため、覆い部材１６が有する独立気泡の直径の下限は０．０５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍとし、上限は２ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍである。また、独立気泡の気泡率の下限は６０％、好ましくは７０％であり、上限は９５％、好ましくは９０％である。
【００１９】
また、覆い部材１６の表面（前方に突出している前側表面と長手方向両側の各側端面）は、例えば、合成樹脂（ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、及びポリエチレンのいずれか１）製の屈曲可能なシート２７により覆われている。このため、自動搬送台車１１と障害物１５との接触は、シート２７を介した覆い部材１６と障害物１５との接触となる。
ここで、シート２７が屈曲可能であるため、覆い部材１６をシート２７で被覆しても、障害物１５が覆い部材１６に接触した際に生じる覆い部材１６の変形は阻害されない。また、覆い部材１６がシート２７で覆われることにより、覆い部材１６に対して障害物１５が繰り返し接触しても、覆い部材１６の損傷を防止することができると共に、覆い部材１６の表面や気泡内に汚が付着するのを防止できる。これにより、障害物１５が覆い部材１６に接触した際に生じる覆い部材１６の変形特性と、障害物１５が覆い部材１６から離脱した際に生じる覆い部材１６の変形回復特性の変化を防止できる。
【００２０】
発光部１７は、発光器（光を射出する発光手段（例えば、発光ダイオード）と、発光手段に電力を供給する電源手段と、発光手段及び電源手段を操作する制御手段とを備えている）と、発光器から発生した光を溝１２内を一様に通過するように溝１２の内側形状に合わせた広がりを有する光束として光出射口２５から出射させる出射光学系とを有している。
受光部１８は、光入射口２６から入射した光束を収束させる入射光学系と、収束させた光を受光し光量を求めて出力する受光器（例えば、光を検出する受光手段（例えば、発光ダイオード）と、受光手段に電力を供給する電源手段と、受光手段から出力される信号から入射した光束の光量を算出して出力する光量算出手段と、受光手段、電源手段、及び光量算出手段を操作する制御手段と備えている）とを有している。
【００２１】
図４に示すように判定手段１９は、自動搬送台車１１に障害物１５が接触していない状態、例えば、自動搬送台車１１の待機時に、発光部１７から受光部１８に光を入射させて受光部１８で得られる光量値から光量基準値を設定する設定部２８を有している。更に、判定手段１９は、自動搬送台車１１の走行時に受光部１８から出力される光量値を取得し、光量基準値との光量差（光量基準値−光量値）を求めて出力する観測部２９と、観測部２９で得られた光量差が、予め求めておいた判定値以上となった際に自動搬送台車１１が障害物１５と接触したことを示す接触信号を出力し、判定値未満では自動搬送台車１１が障害物１５に接触していないことを示す非接触信号を出力する判定部３０とを有している。ここで、符号３１は、自動搬送台車１１の停止時に受光部１８で求めた光量値を設定部２８に入力し、自動搬送台車１１の走行時に受光部１８で求めた光量値を観測部２９に入力する切替えスイッチである。
【００２２】
なお、判定値には、例えば、障害物検知装置１０の覆い部材１６の種々の部位に、一定の接触荷重で障害物１５を接触させ、各部位毎に求まる光量差の中の最小値を採用することができる。各部位毎に求まる光量差の中の最小値を判定値とすることで、覆い部材１６のいかなる部位に障害物１５が接触しても、障害物１５の接触を検知することができる。
ここで、一定の接触荷重は、例えば、障害物検知装置１０には損傷等の影響を及ぼさないが、覆い部材１６に対しては覆い部材１６の後側の一部が取付け部材１３の溝１２内に部分的に嵌入させることができる程度の変形を生じさせることが可能な荷重を指す。
【００２３】
続いて、本発明の一実施の形態に係る障害物検知装置１０の作用について説明する。
弾性体からなる覆い部材１６が、溝１２の開口を覆う状態で取付け部材１３の前側に密着させて配置されているので、覆い部材１６に障害物１５が接触（衝突）すると、図４に示すように、障害物１５に押圧されて覆い部材１６に変形が生じ、覆い部材１６の後側（取付け部材１３側）の一部は取付け部材１３の溝１２内に部分的に嵌入する（嵌入変形が生じる）。このため、溝１２内を通過する光の光路断面積が部分的に（嵌入箇所で）狭くなるため、受光部１８に向かう光の一部が遮られる。その結果、判定手段１９では光量変化が観測され、判定手段１９は障害物１５との接触有と判定する。
【００２４】
ここで、取付け部材１３の前側に密着させて配置された覆い部材１６は、覆い部材１６に障害物１５が接触する際の接触程度（障害物１５により覆い部材１６が強く押圧されるか、弱く押圧されるか）に応じて、溝１２内に部分的に嵌入する覆い部材１６の嵌入変形量（嵌入容積）が変化するだけで、覆い部材１６から障害物１５が離脱すると覆い部材１６に生じた嵌入変形は回復（消失）する。このため、覆い部材１６に障害物１５が繰り返し接触しても、覆い部材１６が破損したり劣化することは無い。更に、障害物１５の接触の影響が発光部１７及び受光部１８に伝わることも無い。従って、障害物検知装置１０は、覆い部材１６に障害物１５が接触（衝突）しても破損せず、覆い部材１６に障害物１５が繰り返し接触しても障害物１５の検知感度の低下を防止することが可能になる。
【００２５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、本実施の形態では、溝の長手方向の両側に発光部と受光部を対向させて配置したが、溝の両端より後方に（自動搬送台車側に）光出射口と光入射口がそれぞれ前側を向くように発光部と受光部を配置し、発光部の光出射口から出射される光の進行方向を９０度曲げて溝の一端側から溝内に入射させて溝内を通過させ、溝の他端側から出射される光の進行方向を９０度曲げて受光部の光入射口に入射させてもよい。なお、光の進行方向を９０度曲げるには、例えば、鏡やプリズムを用いることができる。発光部と受光部を溝の両端より後方に配置することで、覆い部材の長手方向の両端部の一方に障害物が接触した際に発光部又は受光部と障害物との接触を回避することができ、発光部又は受光部の破損を防止することが可能になる。
また、前記実施の形態においては、取付け部材を移動体の進行方向前側に装着したか、移動体の進行方向後ろ側に装着する場合も本発明は適用される。
【符号の説明】
【００２６】
１０：障害物検知装置、１１：自動搬送台車、１２：溝、１３：取付け部材、１４：走行路、１５：障害物、１６、１６ａ：覆い部材、１７：発光部、１８：受光部、１９：判定手段、２０：基板部、２１：上側部、２２：下側部、２３、２４：側端部、２５：光出射口、２６：光入射口、２７：シート、２８：設定部、２９：観測部、３０：判定部、３１：切替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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