(57)【要約】【課題】本体の角部の両端にバンパーセンサ用の挿通孔を設ける必要がなく、かつ走行中の振動の影響を受けない接触検出装置及び走行装置を提供する。【解決手段】コード状感圧センサ１０を内蔵したバンパーセンサユニット２６を走行装置２０のバンパー２５の周囲に固定して、コード状感圧センサ１０の出力信号に基づき障害物の接触を検出するようにし、その際、接触検出手段２７がコード状感圧センサ１０の出力信号から接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部２７ａを備えるようにした。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記接触検出手段は前記コード状感圧センサの出力信号から前記接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部を備えたことを特徴とする接触検出装置。
【請求項２】
前記濾波部は接触検出対象物の固有振動数を含む周波数成分を除去するものであることを特徴とする請求項１記載の接触検出装置。
【請求項３】
接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記コード状感圧センサは前記接触検出対象物が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたことを特徴とする接触検出装置。
【請求項４】
前記コード状感圧センサは前記接触検出対象物が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたことを特徴とする請求項１又は２記載の接触検出装置。
【請求項５】
前記接触検出対象物は、無人搬送車又は自動車のバンパー、セキュリティ対象物、又は自動車のパワーウインドウ、エレベータ又は家屋出入口の自動扉であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置を備え、前記接触検出装置の出力信号に基づき開閉手段を制御する制御手段を有することを特徴とする無人搬送車、自動車、セキュリティ対象物、又はエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触検出対象物にコード状感圧センサを配置しておき、このコード状感圧センサに力が加わったことにより得られるパルス出力で接触検出対象物に物体や人体の一部が接触したことを正確かつ迅速に検出する接触検出装置と、このような接触検出装置を備えた自動車等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接触検出装置及び走行装置は、障害物に接触したかどうかをテープスイッチからなるバンパーセンサで検出していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−５８５０１号公報（第１−３図）
【０００４】
図１０は、前記特許文献１に記載された従来の接触検出装置を備えた走行装置の図で、（ａ）はその側面概略図、（ｂ）はその平面断面概略図である。
図１０において、８０は走行装置、８１は走行装置本体、８２は台車、８３は駆動輪、８４は従動輪で８４ａは前方従動輪、８４ｂは後方従動輪である。８５はバンパーである。８６はテープスイッチからなるバンパーセンサである。このように従来の接触検出装置はバンパー８５の周囲にテープスイッチ８６を配設する構成となっており、そこで走行装置８０が走行しているときに障害物がバンパー８５に接触すると、バンパーセンサ８６のテープスイッチがＯＮ状態となって障害物の接触を検出していた。そして、バンパーセンサ８６が障害物の接触を検出すると駆動輪８３の駆動を停止していた。
【０００５】
また、バンパーセンサ８６はテープスイッチであるため、配設部分にＲ（アール）の小さな部分があるとそこでＯＮ状態となってしまうので、図に示すように、バンパー８５の角部８５ａの両側にバンパーセンサ８６を挿通する挿通孔８５ｂを設け、角部８５ａのようなＲの小さい部分を避けてバンパーセンサ８６を配設する必要があった。
【０００６】
しかしながら、前記従来の接触検出装置及び前記従来の走行装置の構成では、角部８５ａの両側にバンパーセンサ８６を挿通する挿通孔８５ｂを設け、さらにそこにバンパーセンサ８６を挿通する必要があるので製造上、手間がかかる上、孔が空いていて見栄えが悪いといった課題があった。
【０００７】
そこで、本出願人は先にこの課題を解決するため、同じく本出願人が開発するのに成功したコード状感圧センサをバンパーの周囲に配設するようにして、角部の両側に挿通孔を設ける必要を無くした。
【０００８】
ここでコード状感圧センサを用いるとバンパーの角部に直角に曲折配設してもＯＮ状態にならない理由を簡単に説明する。
コード状感圧センサは、ピエゾ素子材料を用いたケーブル状のセンサで、その構成を図１に示す。図において、１０がコード状感圧センサで、これは軸方向中心に芯線（中心電極）１と、この中心電極１の周囲にピエゾ素子材料２を被覆し、さらにピエゾ素子材料２の周囲に外側電極３を配設し、最外周をＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）４で被覆して成るものである。
【０００９】
コード状感圧センサ１０は、使用温度が１２０℃まで可能な出願人独自開発の耐熱性を有する樹脂系材料をピエゾ素子材料２に用いており、従来の代表的な高分子ピエゾ素子材料（一軸延伸ポリ弗化ビニリデン）やピエゾ素子材料（クロロプレンと圧電セラッミック粉末のピエゾ素子材料）の最高使用温度である９０℃より高い温度域（１２０℃以下）で使用できる。そして、ピエゾ素子材料２がフレキシブル性を有する樹脂と圧電性セラミックから構成され、また、コイル状金属中心電極及びフィルム状外側電極から成るフレキシブル電極を用いて構成しており、通常のビニールコード並みのフレキシブル性を有している。
【００１０】
さらに、コード状感圧センサ１０は高分子ピエゾ素子材料並みの高感度であり、人体の挟み込みを検出するような低周波数領域（１０Ｈｚ以下）では、高分子ピエゾ素子材料並みの高感度を有している。それは本ピエゾ素子材料２の比誘電率（約５５）が高分子ピエゾ素子材料（約１０）よりも大きいので、低周波数領域（１０Ｈｚ以下）でも感度の低下が小さいからである。
【００１１】
ピエゾ素子材料２は、樹脂系材料と１０μｍ以下の圧電性セラミック粉末の複合体から構成され、振動検出特性はセラミックにより、またフレキシブル性は樹脂によりそれぞれ実現している。本ピエゾ素子材料２は、樹脂系材料として非結晶性ポリエチレン系樹脂（分子量約３００，０００）と非結晶性ポリエチレン系樹脂（分子量約１００，０００）を複合化することにより、高耐熱性（１２０℃）と容易に形成できる柔軟性を実現すると共に架橋する必要のない簡素な製造工程を可能とするものである。
【００１２】
このようにして得られたコード状感圧センサ１０はピエゾ素子材料２を成形したままでは、圧電性能を有しないので、ピエゾ素子材料２に数ｋＶ／ｍｍの直流高電圧を印加することにより、ピエゾ素子材料２に圧電性能を付与する処理（分極処理）を行うことが必要である。この分極処理はピエゾ素子材料２に中心電極１と外側電極３を形成した後、両電極に直流高電圧を印加することにより行われる。ピエゾ素子材料２にクラックなどの微少な欠陥が内在する場合、その欠陥部で放電して両電極間が短絡し易くなるので、充分な分極電圧が印加できなくなるが、本発明では一定長さのピエゾ素子材料２に密着できる補助電極を用いた独自の分極工程を確立することにより、欠陥を検出・回避して分極を安定化でき、これにより数１０ｍ以上の長尺化も可能になる。
【００１３】
また、コード状感圧センサにおいては、中心電極１にコイル状金属中心電極を、外側電極３にフィルム状電極（アルミニウム−ポリエチレンテレフタレート−アルミニウムの三層ラミネートフィルム）を用い、これによりピエゾ素子材料２と電極の密着性を確保すると共に、外部リード線の接続が容易にでき、フレキシブルなケーブル状実装構成が可能になる。
中心電極１は銅−銀合金コイル、外側電極３はアルミニウム−ポリエチレンテレフタレート−アルミニウムから成る三層ラミネートフィルム、ピエゾ素子材料２はポリエチレン系樹脂＋圧電性セラミック粉末、外皮は熱可塑性プラスチック、これにより、比誘電率は５５、電荷発生量は１０−１３Ｃ（クーロン）／ｇｆ、最高使用温度は１２０℃となる。
【００１４】
図２はこのコード状感圧センサ１０に加わる荷重とセンサ出力特性を示す線図である。出願人がコード状感圧センサ１０の荷重とセンサ出力の関係を実験した結果、コード状感圧センサ１０に（ａ）のような曲げ荷重を加えたとき、センサ出力が（ｂ）のような現象になる。
（１）すなわち、時刻ｔ０ではコード状感圧センサ１０に荷重が加わっていないときは、センサ出力は２（Ｖ）を示している。
（２）時刻ｔ１でコード状感圧センサ１０に一定方向に曲げ荷重を加えると、加わった瞬間からセンサ出力は４（Ｖ）に増加したあと直ぐに反転して０（Ｖ）になり、その後再び２（Ｖ）に戻る。
（３）そのあと、曲げたままにしていてもセンサ出力は２（Ｖ）を示したままである。
（４）時刻ｔ３でコード状感圧センサ１０を元の状態に戻すと、その瞬間からセンサ出力は０．８（Ｖ）に減少したあと、直ぐに反転して２．２（Ｖ）になり、その後再び２（Ｖ）に戻る。
このように、このコード状感圧センサでは、力の加わった瞬間にのみ信号が出力され、その後力が加えられつづけていても変動が無い限りもはや出力は出さない。同じく、力を除去したときもその瞬間にだけ出力が出るという特性を備えている。したがって、このコード状感圧センサをバンパーの角部に直角に曲折配設しても、曲折した瞬間にはＯＮ状態になるものの、配設完了後は出力は出さなくなるのである。そして、その後は、コード状感圧センサのどこか１部に力が加わったときに出力を出すのである。
このように、コード状感圧センサをバンパーの周囲に配設すれば、角部の両側に挿通孔を設ける必要が無くなる。
【００１５】
図３はこのコード状感圧センサをバンパーの周囲に配設して成る走行装置の図で、（ａ）はその側面概略図、（ｂ）はその平面断面概略図である。
図３（ａ）において、２０は走行装置、２１は走行装置本体、２２は台車、２３は左右１対の駆動輪、２３ａはこれを駆動するモータ、２４は従動輪で、２４ａは前方従動輪、２４ｂは後方従動輪である。また、２５はバンパー、２６はバンパーセンサユニットである。このバンパーセンサユニット２６にコード状感圧センサ１０（図１）が内蔵されている。
さらに、図１（ｂ）において、２７はコード状感圧センサ１０からの出力を検出する接触検出手段、２８は左右１対の駆動輪２３を駆動するモータ２３ａの駆動制御手段である。
【００１６】
図４（ａ）は図３の接触検出手段２７を示すブロック図である。
図４（ａ）において、接触検出手段２７は、コード状感圧センサ１０の出力信号を受けてこの信号に基づき障害物の接触を検出する接触検出部２７ｂを備えている。接触検出部２７ｂからの出力信号は駆動制御手段２８に与えられ、駆動制御手段２８はこの信号を受信すると直ちにモータ２３ａを止めて左右１対の駆動輪２３の駆動を停止させる。
このように接触検出装置２７はコード状感圧センサ１０を内蔵したバンパーセンサユニット２６と接触検出手段２７から構成されている。バンパーセンサユニット２６は走行装置本体２１の周囲に配設されたバンパー２５に図５（ａ）に示すように取り付けられている。
【００１７】
図５はバンパーに取り付けられた接触検出装置であるバンパーセンサユニットの断面拡大図を示すもので、図５（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線における断面矢視図である。図５（ｂ）は後述する本発明に係るバンパーセンサユニットの断面図である。
図５（ａ）において、図３に示すバンパーセンサユニット２６は、バンパー２５に取り付け用プレート３８を介して取り付けビス３９によって取り付けられる弾性取付体３０と、この弾性取付体３０内に配設される図１に示したコード状感圧センサ１０とから構成されている。
コード状感圧センサ１０は図１に説明したように中心電極１とピエゾ素子材料２と外側電極３とを同軸状に成形したものである。ピエゾ素子材料２は樹脂系材料と圧電セラミックス粉体の混合物からなるピエゾ素子材料等を用いており、センサ全体として可撓性を有している。
【００１８】
一方、弾性取付体３０はゴムや熱可塑性エラストマー等を用いて、内部にコード状感圧センサ１０を収納する空間と取り付け用プレート３８を収納するための空隙部３２と弾性を形成するための中空部３５とを内部に備えて形成されている。そして、中空部３５には弾性取付体３０が自重で変形したり、走行装置本体２１の角部２５ａでつぶれないようにその形状を維持するためのリブ３１を中央に有している。弾性取付体３０は空隙部３２に取付け用のプレート３８を挿入してビス３９でバンパー２５に片持ち支持状態で固定される。コード状感圧センサ１０を弾性取付体３０に配設する際は、その舌部３３をめくり、スリット部３４を開口させてコード状感圧センサ１０を滑入させればよい。
また、弾性取付体３０の高さ方向寸法Ｌは、接触検出手段２７が障害物との接触を検出してから制御手段２８が走行停止制御を行うまでの間に走行装置が走行する距離よりも大きくなるように設定しておくとよい。
【００１９】
以上の構成によって、走行装置２０は、そのバンパー２５の周囲に配設されたコード状感圧センサ１０が接触を感知すると出力信号を接触検出手段２７に出力し、接触検出手段２７はこの信号に基づき障害物の接触と判断して接触検出部２７ｂから駆動制御手段２８に出力信号を発し、駆動制御手段２８はこの信号を受信すると直ちにモータ２３ａを止めて左右１対の駆動輪２３の駆動を停止させるので、弾性取付体３０が変形する間に走行装置２０は停止し、バンパー２５の障害物への衝突が未然に防止されることとなる。このようにして走行装置は無人搬送車として、荷物を無人で搬送する際に安全に使用される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このように特許文献１記載のテープスイッチからなるバンパーセンサに代えてコード状感圧センサ１０（図１）を用いれば、力の加わった瞬間にのみ信号が出力され、その後力が加えられつづけていても変動が無い限りもはや出力は出さないので、バンパーの角部の両側に挿通孔を設ける必要が無くなるという大きな効果がある。
ところが、このコード状感圧センサは感度がよすぎるので、走行装置の走行中の細かな振動にも反応することがあった。また、走行装置が段差等を乗り上げた際に生じる大きな衝撃に反応して、これを誤検出するといった問題があった。
これらの誤検出はフェールセーフの点からむしろ望ましいことではあるが、接触していないのに停止すると作業性の点で好ましくなかった。
そこで、本発明の目的は、これらの課題を解決するもので、物や人体の接触を正確に検出すると共に、走行中の車体の振動等を誤検出することができるだけ少ない接触検出装置及びそれを備えた自動車等を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１記載の接触検出装置は、接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記接触検出手段が前記コード状感圧センサの出力信号から前記接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部を備えたことを特徴とする。
これによって、コード状感圧センサは、変形の加速度に応じた出力信号を発生するので走行装置の角部に沿って前記圧電センサを配設しても誤検出せず、かつ接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部によって走行装置の走行中の振動等を拾うといったことも無くなり誤検出しなくなる。
請求項２記載の接触検出装置は、請求項１記載の接触検出装置において、前記濾波部が接触検出対象物の固有振動数を含む周波数成分を除去するものであることを特徴とする。
このように濾波部が接触検出対象物の固有振動数を含む周波数成分を除去する構成としたことにより、接触検出対象物の固有振動数を調べることにより前記濾波部の濾波特性を容易に決定することができるようになる。
【００２２】
請求項３記載の接触検出装置は、接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記コード状感圧センサが前記接触検出対象物の有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたことを特徴とする。
これによって、コード状感圧センサは、変形の加速度に応じた出力信号を発生するので走行装置の角部に沿って前記圧電センサを配設しても誤検出せず、かつ固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段によって走行装置の走行中の振動等を拾うといったことも無くなり誤検出しなくなる。
請求項４記載の接触検出装置は、請求項１又は２記載の接触検出装置において、前記コード状感圧センサは前記接触検出対象物が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたことを特徴とする。
これによって、上記の二重の対策が講じられることとなるので走行装置の走行中の振動等を拾うといった誤検出の防止がより確実になる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置において、前記接触検出対象物が、無人搬送車又は自動車のバンパー、セキュリティ対象物、又は自動車のパワーウインドウ、エレベータ又は家屋出入口の自動扉であることを特徴とする。
請求項６記載の無人搬送車、自動車、セキュリティ対象物、又はエレベータの発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置を備え、前記接触検出装置の出力信号に基づき開閉手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
これによって、無人搬送車又は自動車のバンパー、セキュリティ対象物、又は自動車のパワーウインドウ、エレベータ又は家屋出入口の自動扉などが、本来の検出以外のノイズで誤動作することがなくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施の形態１）
図４（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る接触検出手段２７のブロック図である。図において、この接触検出手段２７はコード状感圧センサ１０の出力信号から走行装置２０の走行中の振動周波数成分を除去する濾波部２７ａを備えているのが図４（ａ）との相違点で、後の構成は同じであり、濾波部２７ａの出力信号に基づき障害物の接触を検出する接触検出部２７ｂを備えている。
このような構成により、接触検出手段２７は、コード状感圧センサ１０の出力信号を受けると、濾波部２７ａで走行装置２０の走行中の振動周波数成分に基づくものを除去し、真の障害物の接触信号のみを接触検出部２７ｂに送る。接触検出部２７ｂは出力信号を駆動制御手段２８に与え、駆動制御手段２８はこの信号を受信すると直ちにモータ２３ａを止めて左右１対の駆動輪２３の駆動を停止させる。
【００２５】
図６は濾波部２７ａの濾波周波数特性を示した特性図である。
図６において、縦軸Ｐは信号強度、横軸ｆは周波数である。図４に示す濾波部２７ａは走行装置２０の走行中の振動周波数成分ｆ３を除去する濾波特性を有している。ｆ３は実験的に求めることは可能だが、通常、ｆ３には本体１の固有振動数ｆ０が含まれるので、本体１の固有振動数を実験前に求め、その固有振動数またはその固有振動数を含む特定の周波数帯の周波数成分を選択的に除去するよう濾波特性を決定してもよい。この際、例えば走行装置２０に積載する荷物の重量を変えたり、走行装置２０の荷物積載部の高さを変えたりして実使用状態を勘案して濾波特性を決定することが好ましい。
具体的には図６にも示したが、例えば、商用電源や工場内の高周波ノイズ、通信用無線ノイズ等の不要輻射を勘案すると、濾波特性としては、例えば１０Ｈｚ以上の周波数成分を除去するようにする。
さらに、走行装置２０の固有振動数帯として、例えば十数Ｈｚ以上のある特定の帯域の周波数を除去するような濾波特性を追加する。
【００２６】
また、走行中、荷物を積載した走行装置２０のうなりやゆっくりした振動を除去するため、例えば図６に示すように、前記振動周波数成分よりも低周波領域ｆ１の周波数成分を除去する濾波特性を追加してもよく、例えば１Ｈｚ以下の周波数成分を除去するようにするのがよい。
また、サスペンションや空気タイヤの付いた走行装置の場合も、走行中に生じるサスペンションや空気タイヤの動きによる低周波領域ｆ１の振動成分を除去するため、上記と同様に低周波領域ｆ１の周波数成分を除去する濾波特性を追加することが望ましい。
【００２７】
図６のような濾波特性を有する濾波部（図４（ｂ）の２７ａ）を備えた接触検出手段２７（図４（ｂ））の動作・作用を図７に基づいて説明する。
図７はコード状感圧センサ１０による接触検出手段の動作・作用を説明する図で、（ａ）はコード状感圧センサ１０の出力信号ＶＳ、（ｂ）は濾波部２７ａの出力信号Ｖｆ、（ｃ）は接触検出手段２７の判定出力Ｊ、そして（ｄ）はモータ２３ａへの印加電圧Ｖｍを示す特性図をそれぞれ示している。なお、横軸はすべてに共通して時刻ｔである。
以下、走行装置２０が段差を通過した後に障害物に接触した場合のコード状感圧センサ１０の出力信号ＶＳ、濾波部２７ａの出力信号Ｖｆ、接触検出手段２７の判定出力Ｊ、モータ２３ａへの印加電圧Ｖｍの挙動についてそれぞれ説明する。
【００２８】
先ず、時刻ｔ１で制御手段２７によりモータ２３ａに＋Ｖｄの電圧が印加されると走行装置２０が走行を開始する。走行中は走行装置２０の走行振動のため、コード状感圧センサ１０が振動し、コード状感圧センサ１０からは圧電効果により、図７（ａ）のようなコード状感圧センサ１０の変形の加速度に応じた信号が出力される。すなわち、ＶＳには基準電位Ｖ０に細かな変動成分が重畳する。
そして、図７（ａ）において時刻ｔ２で段差に乗り上げたとき所定の大きな振幅Ｄ０を超える信号が発せられる。そして、時刻ｔ３で段差を通過完了するとき再び大きな信号が発せられる。このように段差への乗り上げ、通過完了の際の衝撃によりコード状感圧センサ１０には大きな振動が印加されるのでＶＳには振幅の大きな信号が発生する。
その後、時刻ｔ４で障害物がバンパー２５に接触すると、障害物の押圧によりコード状感圧センサ１０が変形し、ＶＳには振幅の大きな信号が発生する。
【００２９】
この時の濾波部２７ａからの出力Ｖ０は、コード状感圧センサ１０の出力信号を図６の濾波特性に基づいて濾波するため、走行装置２０の固有振動数ｆ０を含む走行中の振動周波数成分ｆ３は図７（ｂ）に示すように除去され、またｆ１の走行装置２０の段差乗り上げ時等の低い振動成分も除去され、最終的に図６のｆ２で示される障害物に接触した際の周波数成分のみが通過される。
【００３０】
障害物への接触の際、単にコード状感圧センサ１０をバンパー２５に配設した構成であれば、接触の際のコード状感圧センサ１０の変形はわずかであるが、本実施の形態の場合は図５のように弾性取付体３０を介してコード状感圧センサ１０が配設され、障害物と接触した際にコード状感圧センサ１０が弾性取付体３０と共に変形可能となるので、コード状感圧センサ１０の変形量が増大する。そして、接触の際に中空部３５も押しつぶされるのでコード状感圧センサ１０の変形量がさらに増大する。このようにコード状感圧センサ１０は大きな変形量が得られ、変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果としてコード状感圧センサ１０の出力信号も大きくなり、障害物の検出感度を向上することができる。
【００３１】
接触検出部２７ｂはＶｆのＶ０から振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＤ０より大ならば障害物が接触したと判定し、時刻ｔ４で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのパルス信号を出力する。このように、ＶＳのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＤ０より大となっても、濾波部２７ａで不要な周波数成分を除去した信号Ｖｆに基づき接触判定するので、走行振動による誤検出がない。
制御手段２８（図４）は上記パルス信号があるとモータ２３ａへの＋Ｖｄの電圧印加を停止するので、走行装置２０の走行は時刻ｔ４で停止する。なお、Ｄ０は任意に設定可能で、例えば走行速度や弾性取付体３０の形状等による障害物接触時のコード状感圧センサ１０の出力信号の大きさに基づきＤ０を予め設定する。
【００３２】
また、コード状感圧センサ１０は無接点式のセンサで、上述したように変形の加速度に応じた出力信号を発生するので、走行装置２０の角部２５ａに沿って圧電センサを配設しても従来のテープスイッチを用いた構成のような誤検出は発生しない。
また、従来のようにテープスイッチを用いていないので、走行装置２０の角部２５ａに挿通孔を設ける必要は無く、製造上、手間がかからず見栄えもよい。
以上のように、本実施の形態においては、自走式の走行装置本体の周囲に沿って配設可能な可撓性を有したコード状感圧センサ１０と、コード状感圧センサ１０の出力信号に基づき走行装置２０が障害物と接触したことを検出する接触検出手段２７とを加え、接触検出手段２７はコード状感圧センサ１０の出力信号から走行装置２０の走行中の振動周波数成分を除去する濾波部２７ａを備えたことにより、コード状感圧センサ１０は無接点式のセンサで、変形の加速度に応じた出力信号を発生するので、走行装置２０の角部２５ａに沿ってコード状感圧センサ１０を配設しても誤検出のない接触検出装置を実現できる。
【００３３】
また、濾波部２７ａがコード状感圧センサ１０の出力信号から走行装置２０の走行中の振動周波数成分を除去するので、走行中の振動により接触検出手段２７が誤検出することがない。
また、上記のような接触検出装置を備え、前記接触検出装置の出力信号に基づき走行を制御する制御手段２８を有したことにより、従来のように走行装置の角部２５ａに挿通孔８５ｂを設ける必要は無いので、製造上、手間がかからず見栄えもよい。
【００３４】
また、濾波部２７ｂがコード状感圧センサ１０の出力信号から走行装置２０の走行中の振動周波数成分を除去するので、走行中の振動により接触検出手段２７が誤検出して走行を停止するといった誤動作がない。
また、濾波部２７ｂが、走行装置２０の固有振動数を含む周波数成分を除去する構成としたことにより、走行装置２０の固有振動数を調べることにより前記濾波部の濾波特性を容易に決定することができる。
尚、上記実施の形態ではバンパー２５に弾性取付体３０を固定する構成であったが、バンパー２５が弾性取付体３０を兼用する構成としてもよい。この構成により、バンパー２５が弾性取付体３０を兼用するので、部品の合理化が図れる。
【００３５】
また、図３に示すように、弾性取付体３０の寸法Ｌが、接触検出手段２７が障害物との接触を検出してから制御手段２８が走行停止制御を行うまでの間に走行装置２０が走行する距離よりも大きくなるように設定しているので、障害物が走行装置に接触・押圧しても、弾性取付体３０が全てつぶれてしまう前に走行装置が停止するので、障害物や走行装置に過大な荷重が印加されず、安全性を向上することができる。
【００３６】
また、停止状態から走行する際に、一旦、走行方向とは反対方向に移動してから本来の走行方向に走行するよう走行を制御する構成としてもよい。この構成により、万一、停止状態で既に走行方向から障害物が走行装置２０に接触していてコード状感圧センサ１０がこれ以上変形できない状態であっても、走行方向とは反対方向に移動してコード状感圧センサ１０の変形を解除し、その後、本来の走行方向に走行する際に前記障害物に再度接触してコード状感圧センサ１０が変形し、接触検出手段２７で障害物との接触を検出するので、安全性をさらに向上することができる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図５（ｂ）に基づいて説明する。
図５（ｂ）は、本発明の実施の形態２における走行装置のバンパーセンサユニット１４の断面図（図３のＡ−Ａ線に対応）である。
この実施の形態２が実施の形態１の構成と異なるところは、コード状感圧センサ１０は走行装置２０（図３）が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する弾性取付体３０によってバンパー２５に取り付けられている点である。
上記以外の構成要素は実施の形態１と同様とし、詳細な説明は割愛する。
弾性取付体３０が走行装置２０（図３）が有する固有振動特性とは異なる振動特性を持たせるためには、例えば弾性取付体３０内の一部空間４０の異なる材料を介挿したり、空気層にしたりして、試行実験で求める。
上記構成により、弾性取付体３０が走行装置２０から伝播する走行中の振動を除去し、コード状感圧センサ１０にノイズが印加されないので、走行中の振動により接触検出手段２７（この場合、図４（ａ）でも可）が誤検出することがない。
【００３８】
図８は、走行装置２０（図３）が有する固有振動特性とは異なる振動特性を持つ弾性取付体３０の例示である。
図８において、３０はコード状感圧センサ１０を内包した弾性取付体３０で、その取付部（ハッチングで示す）とコード状感圧センサ１０との間にどれも空隙３５を設けている。（ａ）はその空隙が小さな空隙３５’であり、（ｂ）はこれより大きな空隙３５”であり、（ｃ）は最大の空隙３５’”を備えている。
（ａ）の弾性取付体３０の場合は、腰が強いのでコード状感圧センサ１０の感度が低くなっている。
逆に、（ｃ）の弾性取付体３０の場合は、腰が弱いので感度がよくなり自動車の通常のアイドリングに共振してこれを誤検出する。
（ｂ）は（ａ）と（ｃ）の中間となり、本実施の形態２で採用される範囲のものである。具体的な空隙３５の大きさは走行装置２０が有する固有振動特性の関係で決まることとなる。
【００３９】
このように実施の形態２によれば、弾性取付体３０が走行装置２０から伝播する走行中の振動を除去するので、走行中の振動を誤検出することがなくなる。
さらに実施の形態１を併用すれば、走行中に過大な衝撃が走行装置２０に印加され、弾性取付体３０が前記衝撃による振動を減衰しきれなくても、図４（ｂ）の濾波部２７ａがコード状感圧センサ１０の出力信号から走行装置２０の走行中の振動周波数成分を除去するので、走行中の振動により接触検出手段２７が誤検出することがないので、さらに確実となる。
【００４０】
上記実施の形態１及び２では、接触検出装置及び走行装置を荷物搬送用の無人搬送車に適用したものであったが、接触検出装置及び走行装置を自動車やゴーカート、遊具等の移動体に適用してもよく、移動体の様々な形状に沿って圧電センサを配設して障害物の検出を行うことができる。
【００４１】
さらには、図９に示す如く、人体に一部が挟まれては困るような場所に配設されたコード状感圧センサにも適用できる。図９（ａ）は自動車のパワーウインドウに適用された例、図９（ｂ）はエレベータの自動扉に適用された例である。
図９（ａ）において、５０は自動車のドアで、ウインドウガラス５１が上昇していき、ドアフレーム５２に収納される。この場合、ドアフレーム５２の内側にコード状感圧センサ１０を配設しておくと、子供の手指がウインドウガラス５１に触れていてもウインドウガラス５１が上昇しドアフレーム５２に触れる前に手指をコード状感圧センサ１０が検出するので、ウインドウガラス５１の上昇を停止するとともにモータを逆転させて手指をウインドウガラス５１とドアフレーム５２との間の接触から素早く開放することができる。
このような装置において、自動車の運転手側のドア５０を締めて、ウインドウガラス５１を上昇させているときに、助手席側のドアを強くバタンと締めた場合、その衝撃振動を自動車の運転手側のドア５０のコード状感圧センサ１０が検出してしまい、ウインドウガラス５１の上昇を停止するとともにモータを逆転させることとなる。
ところが、このような場合にも、本発明の第１および第２の実施の形態を採用していれば、自動車の運転手側のドア５０を締めて、ウインドウガラス５１を上昇させているときに、助手席側のドアを強くバタンと締めたときの衝撃振動を自動車の運転手側のドア５０のコード状感圧センサ１０が検出しても、第１の実施の形態に係る濾波部２７ｂおよび／又は自動車が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する第２の実施の形態に係る弾性取付体３０によってこの衝撃振動を無視してしまい、誤検出することなくウインドウガラス５１の上昇を続行させることができる。したがって本発明によればこのような不要な誤動作を防止することができる。なお、上記実施例は、自動車のパワーウインドウに適用したものであったが、電動スライドドア、電動サンルーフ、パワーハッチドア、電動トランク等に適用してもよい。
【００４２】
次に、図９（ｂ）において、６０はエレベータで、６１はその自動扉、１０は自動扉６１の先端に配設されたに適用されたコード状感圧センサである。
図９（ｂ）において、エレベータ６０の自動扉６１が閉じているとき、人体の一部や衣服が自動扉６１に挟まれようとしても、その前にコード状感圧センサ１０がこれを検出するので、自動扉６１の閉動作を停止するとともにモータを逆転させて再び開動作に転ずることで、人体の一部や衣服を素早く開放することができる。
このような装置において、エレベータ６０の自動扉６１が閉じているときに、エレベータの内部又は外部で大きな衝撃振動が起きた場合、コード状感圧センサ１０がこれを敏感に検出するので、自動扉６１の閉動作を停止するとともにモータを逆転させて再び開動作させることとなる。
ところが、本発明の第１および第２の実施の形態を採用していれば、エレベータ６０の自動扉６１が閉じているときに、エレベータの内部又は外部で大きな衝撃振動が起きた場合にコード状感圧センサ１０がこれを敏感に検出しても、第１の実施の形態に係る濾波部２７ｂおよび／又はエレベータ６０が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する第２の実施の形態に係る弾性取付体３０によってこの衝撃振動を無視してしまい、誤検出することなく自動扉６１の閉動作を続行させるので、本発明によればこのような不要な誤動作を防止することができる。
【００４３】
その他、本発明はコード状感圧センサ１０が配設されたデパート、スーパー、コンビニ等の出入口に設けられた自動扉においても、同様に自動扉の閉止動作途中に低周波である大きな衝撃音を感知して再び開動作に反転するといった不要な誤動作（この誤動作はフェールセーフの点からはあってもかまわないものではあるが）を防止することができる。
【００４４】
また、以上の例はすべてコード状感圧センサ１０が移動する物体に設けられていたり移動する物体に対向する位置に設けられていた例であるが、そうでない場合にももちろん本発明は適用可能である。例えば、コード状感圧センサ１０が敷地の塀や垣根の上に配設されて成るセキュリティ（侵入検出）の場合においても、本発明は適用可能である。これは敷地の塀や垣根の上に配設されたコード状感圧センサ１０に侵入者の人体の一部や衣服、道具が触れるとこれをコード状感圧センサ１０が検出して防犯ベル等で敷地内の住人等に知らせるものである。
この場合においても、この近くを自動車が通過するときの振動等でコード状感圧センサ１０が誤検出して防犯ベル等を鳴動させることとなるが、本発明によればこれらの振動等を誤検出しないようにできるので防犯ベル等を誤鳴動させることがなくなる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の接触検出装置によれば、接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記接触検出手段が前記コード状感圧センサの出力信号から前記接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部を備ているので、コード状感圧センサが変形の加速度に応じた出力信号を発生するため走行装置の角部に沿って前記圧電センサを配設しても誤検出せず、かつ接触検出対象物の振動周波数成分を除去する濾波部によって走行装置の走行中の振動等を拾うといったことも無くなり誤検出しなくなる。
【００４６】
請求項２記載の接触検出装置によれば、請求項１記載の接触検出装置において、前記濾波部が接触検出対象物の固有振動数を含む周波数成分を除去するものであるので、接触検出対象物の固有振動数を調べることにより前記濾波部の濾波特性を容易に決定することができるようになる。
【００４７】
請求項３記載の接触検出装置によれば、接触検出対象物に配設されるコード状感圧センサと、該コード状感圧センサからの出力信号に基づき前記接触検出対象物への物体の接触を検出する接触検出手段とを備えた接触検出装置において、前記コード状感圧センサが前記接触検出対象物の有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたので、コード状感圧センサが変形の加速度に応じた出力信号を発生するため走行装置の角部に沿って前記圧電センサを配設しても誤検出せず、かつ固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段によって走行装置の走行中の振動等を拾うといったことも無くなり誤検出しなくなる。
【００４８】
請求項４記載の接触検出装置によれば、請求項１又は２記載の接触検出装置において、前記コード状感圧センサは前記接触検出対象物が有する固有振動特性とは異なる振動特性を有する支持手段を介して前記接触検出対象物に配設されたので、上記の二重の対策が講じられることとなり、走行装置の走行中の振動等を拾うといった誤検出の防止がより確実になる。
【００４９】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置において、前記接触検出対象物が、無人搬送車又は自動車のバンパー、セキュリティ対象物、又は自動車のパワーウインドウ、エレベータ又は家屋出入口の自動扉であり、また、請求項６記載の無人搬送車、自動車、セキュリティ対象物、又はエレベータの発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項記載の接触検出装置を備え、前記接触検出装置の出力信号に基づき開閉手段を制御する制御手段を有するので、これによって、無人搬送車又は自動車のバンパー、セキュリティ対象物、又は自動車のパワーウインドウ、エレベータ又は家屋出入口の自動扉などが、本来の検出以外のノイズで誤動作することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が用いるコード状感圧センサの構成を示す図である。
【図２】コード状感圧センサに加わる荷重とセンサ出力特性を示す線図である。
【図３】このコード状感圧センサをバンパーの周囲に配設して成る走行装置の図で、（ａ）はその側面概略図、（ｂ）はその平面断面概略図である。
【図４】接触検出手段を示すブロック図である。
【図５】接触検出装置であるバンパーセンサユニットの断面拡大図を示すもので、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線における断面矢視図、図５（ｂ）は本発明に係るバンパーセンサユニットの断面図である。
【図６】濾波部の濾波周波数特性を示した特性図である。
【図７】コード状感圧センサによる接触検出手段の動作・作用を説明する図で、（ａ）はコード状感圧センサ１０の出力信号ＶＳ、（ｂ）は濾波部２７ａの出力信号Ｖｆ、（ｃ）は接触検出手段２７の判定出力Ｊ、（ｄ）はモータ２３ａへの印加電圧Ｖｍを示す特性図をそれぞれ示し、横軸はすべてに共通して時刻ｔである。
【図８】走行装置が有する固有振動特性とは異なる振動特性を持つ弾性取付体の例示である。
【図９】コード状感圧センサが適用される他の例で、（ａ）は自動車のパワーウインドウ、（ｂ）はエレベータの自動扉に適用された例である。
【図１０】特許文献１に記載された従来の接触検出装置を備えた走行装置の図で、（ａ）はその側面概略図、（ｂ）はその平面断面概略図である。
【符号の説明】
１  中心電極
２  ピエゾ素子材料
３  外側電極
４  最外周被覆部
１０  コード状感圧センサ
２０  走行装置
２１  走行装置本体
２２  台車
２３  左右１対の駆動輪
２３ａ  駆動モータ
２４  従動輪
２４ａ  前方従動輪
２４ｂ  後方従動輪
２５  バンパー
２５ａ  角部
２７  接触検出手段
２７ａ  濾波部
２７ｂ  接触検出部
２８  モータ駆動制御手段
３０  弾性取付体
３１  リブ
３２  空隙部
３３  舌部
３４  スリット部
３５  中空部
３８  取り付け用プレート
３９  取り付けビス
５０  自動車ドア
５１  ウインドウガラス
５２  ドアフレーム
６０  エレベータ
６１  自動扉
【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】
2004212222.tif 000009
【図８】
2004212222.tif 000010
【図９】
2004212222.tif 000011
【図１０】
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