JPH0719025Y2 - 物体検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両、例えば無人搬送車、工場内あるいは
倉庫内で物品を搬送するフォークリフトなどのバンパに
取り付けられ、車両が走行中に器物（人をも含む）に接
近したり、接触したのを検出して車両を停止させるため
に使用する物体検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の物体検出装置として、例えば本出願人が先に提案
した実開昭62−88929号公報に記載されている物体の接
触力検出装置がある。

第６図は無人搬送車を示す斜視図である。

第６図において、無人搬送車１には、図示を省略した器
物などに接触するバンパ２が取り付けられている。

そして、バンパ２には、物体の接触力検出装置が設けら
れている。

第７図はバンパ２の断面図である。

第７図において、バンパ２は、無人搬送車１に取り付け
られるとともに、孔21aが設けられているベニヤ板など
の取付板21と、この取付板21の孔21aの部分に取り付け
られているナット22と、このナット22に螺合する螺子23
と、取付板21に取り付けられているゴムなどの台板24,2
4と、この台板24,24の間に位置し、螺子23を回動するこ
とによって前後動するゴムなどの受板25と、台板24,24
および受板25に一面が接するように配置されている感圧
センサ26と、台板24,24および感圧センサ26の他面に一
面が接するように配置されている軟質ゴムなどの押圧板
27と、この押圧板27の他面側に配置されているスポンジ
28と、取付板21に取り付けられ、スポンジ28を覆うビニ
ールレザー29で構成されている。

第８図は一部を展開した感圧センサ26を示す部分斜視
図、第９図は第８図のIX−IX線で切断したテープスイッ
チ素子の断面図である。

第８図および第９図において、感圧センサ26は、一対の
硬質ゴムの板状体26A₁,26A₂の間にテープスイッチ素子2
6Bを挟み込んだ構成とされている。

そして、一対の板状体26A₁,26A₂には他方の凹部26a₁に
嵌まり込む凸部26a₂がそれぞれ設けられ、一方の板状体
26A₂には、凹部26a₁および凸部26a₂と直交するように、
テープスイッチ素子26Bを配置するための凹部26a₁より
も浅い溝26a₃が設けられている。

また、テープスイッチ素子26Bは、一対の対向した電極2
6b₁₁,26b₁₂と、一対の電極26b₁₁,26b₁₂を絶縁する柔軟
な絶縁材26b₂と、一対の電極26b₁₁,26b₁₂および絶縁材2
6b₂を包むビニール被覆材26b₃で構成されている。

なお、ビニール被覆材26b₃の一面には、突起26b₃₁が設
けられている。

次に、動作（作用）について説明する。

無人搬送車１の走行中に図示を省略した器物にバンパ２
が接触すると、接触力はビニールレザー29、スポンジ28
および押圧板27を介して感圧センサ26の一方の電極、例
えば26b₁₁に伝達される。

そして、伝達された接触力が所定値以上の押圧力であれ
ば、テープスイッチ素子26Bの一方の電極26b₁₁が撓んで
他方の電極26b₁₂に接触して導通するので、バンパ２が
器物に接触したのを検出することができる。

なお、上記したようにバンパ２が器物に接触したのを検
出する検出力を設定または調整する場合、螺子23を回動
させることにより、受板25が前後動するので、一方の電
極26b₁₁が他方の電極26b₁₂に接触する検出力を調整でき
るとともに、感圧センサ26の長手方向の調整も、感圧セ
ンサ26の長手方向に配置されている螺子23をそれぞれ調
整することにより、感圧センサ26の長手方向の検出力を
一定に調整することができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の物体検出装置は以上のように構成されているの
で、バンパ２が器物に接触しなければ、器物を検出でき
ないものである。

したがって、器物を早く検出して無人搬送車１を早めに
停止させるためには、バンパ２を無人搬送車１から長く
せり出させる必要がある。

このようにバンパ２を無人搬送車１から長くせり出させ
ると、無人搬送車１の美観を損ね、バンパ２の寸法が大
きくなることにより、バンパ２の重量が大きくなって検
出力の調整が困難になるとともに、車庫への収納効率が
悪くなるなどの不都合があった。

この考案は、上記したような不都合を解消するためにな
されたもので、車両の美観を損ねることなく、すなわち
バンパの大きさを大きくせずに、器物が確実に検出でき
る物体検出装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案にかかる物体検出装置は、取付板に取り付けら
れ、所定値以上の押圧力が作用すると、対向する一対の
電極が接触するテープスイッチ素子と、このテープスイ
ッチ素子の前面に配置され、押圧力をテープスイッチ素
子に伝達する伝達媒体と、この伝達媒体内に配置され、
テープスイッチ素子の一方の電極をアース電極として第
１の可変コンデンサを形成する比較電極と、伝達媒体内
にテープスイッチ素子の一方の電極から比較電極までの
距離よりも長い距離で配置され、テープスイッチ素子の
一方の電極をアース電極として第２の可変コンデンサを
形成する検出電極と、発振回路の出力を第１の可変コン
デンサを使用して遅延させた第１の遅延出力が発振回路
の出力を第２の可変コンデンサを使用して遅延させた第
２の遅延出力よりもわずかに遅く出力されるようにプリ
セットした状態で、第２の遅延出力が第１の遅延出力よ
りも遅く出力されると、器物が接近した接近検出信号を
出力する接近検出部と、テープスイッチ素子の一対の電
極が接触したのを検出して器物が接触した接触検出信号
を出力する接触検出部を備えたものである。

〔作用〕

この考案における物体検出装置は、器物が第１および第
２の可変コンデンサの容量を変化させるものであれば、
この器物が接近することによって第１および第２の可変
コンデンサの容量が変化するので、器物が伝達媒体に接
触する前に接近検出部から接近検出信号が出力される。

また、器物が第１および第２の可変コンデンサの容量を
変化させるものでなければ、この器物が伝達媒体に接触
して接触力が所定値以上になると、接触検出部から接触
検出信号が出力される。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの考案の一実施例による物体検出装置の概略
構成を示すブロック図である。

第１図において、物体検出装置は、前述したテープスイ
ッチ素子26Bと、発振回路（パルス発生回路）31と、テ
ープスイッチ素子26Bの、例えば電極26b₁₁と後述する第
１の可変コンデンサ33bを構成する比較電極33b₁と、第
１の可変コンデンサ33bの容量値に応じた量だけパルス
発生回路31の出力を遅延させる第１の可変遅延回路33
と、電極26b₁₁と後述する第２の可変コンデンサ34bを構
成する検出電極34b₁と、第２の可変コンデンサ34bの容
量値に応じた量だけパルス発生回路31の出力を遅延させ
る第２の可変遅延回路34と、この第２の可変遅延回路34
の出力が第１の可変遅延回路33の出力よりも遅れたのを
検出して接近検出信号を出力する位相弁別回路35と、テ
ープスイッチ素子26Bの一対の電極26b₁₁,26b₁₂が接触し
たのを検出して接触検出信号を出力する接触検出部36で
構成されている。

なお、T₁，T₂は出力端子を示し、接触検出部は、パルス
発生回路31〜位相弁別回路35で構成されている。

第２図はテープスイッチ素子26B、比較電極33b₁および
検出電極34b₁などの配置を示すバンパ２の断面図であ
り、第１図および第７図と同一符号は同一部分を示す。

第２図において、例えば可撓性を有する導電性のビニー
ルシートなどで構成した比較電極33b₁および検出電極34
b₁はスポンジ28の中に配置され、電極26b₁₁と比較電極3
3b₁の間隔は、電極26b₁₁と検出電極34b₁の間隔よりも小
さくされている。

したがって、図示を省略した器物がバンパ２に近づく
と、電極26b₁₁と比較電極33b₁で構成するコンデンサの
容量と、器物と比較電極33b₁で構成するコンデンサの容
量は変化するので、両容量を加算した第１の可変コンデ
ンサ33bの容量が変化（増加）する。

また、器物がバンパ２に近づくと、電極26b₁₁と検出電
極34b₁で構成するコンデンサの容量と、器物と検出電極
34b₁で構成するコンデンサの容量も変化するので、両容
量を加算した第２の可変コンデンサ34bの容量も変化
（増加）する。

しかし、器物と検出電極34b₁の間隔（距離）は、器物と
比較電極33b₁の間隔よりも小さいので、第１の可変コン
デンサ33bの容量よりも第２の可変コンデンサ34bの容量
の方が大きく増加する。

なお、感圧センサ26の構成は、第８図および第９図に示
した構成と同一である。

第３図は接近検出部の具体的な回路図である。

第３図において、パルス発生回路31は、一方の電極がア
ースされた第１のコンデンサ31aと、この第１のコンデ
ンサ31aの他方の電極に入力端子が接続された反転型の
第１のシュミット回路31bと、第１のコンデンサ31aと第
１のシュミット回路31bとの接続点に一端が接続され、
第１のシュミット回路31bの出力端子に他端が接続され
ている第１の抵抗器31cで構成されている。

遅延調整回路32は、第１のシュミット回路31bの出力端
子が接触子に接続されている可変抵抗器32aで構成され
ている。

第１の可変遅延回路33は、可変抵抗器32aの一端に一端
が接続されている第２の抵抗器33aと、この第２の抵抗
器33aの他端に一方の電極が接続され、他方の電極がア
ースされている第１の可変コンデンサ33bと、第２の抵
抗器33aと第１の可変コンデンサ33bとの接続点に入力端
子が接続されている正転型の第２のシュミット回路33c
で構成されている。

第２の可変遅延回路34は、可変抵抗器32aの他端に一端
が接続されている第３の抵抗器34aと、この第３の抵抗
器34aの他端に一方の電極が接続され、他方の電極がア
ースされている第２の可変コンデンサ34bと、第３の抵
抗器34aと第２の可変コンデンサ34bとの接続点に入力端
子が接続されている正転型の第３のシュミット回路34c
で構成されている。

位相弁別回路35は、第２のシュミット回路33cの出力を
Ｄ端子入力とし、第３のシュミット回路34cの出力をＣ
端子入力とするエッジクロックドＤ型フリップフロップ
35aと、エッジクロックドＤ型フリップフロップ35aのＱ
出力端子に一端が接続されている第４の抵抗器35bと、
この第４の抵抗器35bの他端に一方の電極が接続され、
他方の電極がアースされている第２のコンデンサ35c
と、第４の抵抗器35bと第２のコンデンサ35cとの接続点
に入力端子が接続されている正転型の第４のシュミット
回路35dと、この第４のシュミット回路35dの出力端子に
ベースが接続され、コレクタが電源V_ccに接続され、エ
ミッタが第５の抵抗器35fを介してアースされているNPN
型の第１のトランジスタ35eと、エッジクロックドＤ型
フリップフロップ35aの出力端子に一端が接続されて
いる第６の抵抗器ｇと、この第６の抵抗器35gの他端に
ベースが接続され、コレクタが電源V_ccに接続され、エ
ミッタが第７の抵抗器35iおよび発光ダイオード35jを介
してアースされているNPN型の第２のトランジスタ35hで
構成されている。

第４図および第５図は動作を説明するための各部の波形
図である。

次に、動作について説明する。

まず、図示を省略した器物からバンパ２が一定の距離
（検出距離）を有する状態で、可変抵抗器32aの摺動子
を調整して第１および第２の可変遅延回路33,34の積分
特性を変化させ、第４図に示すように、エッジクロック
ドＤ型フリップフロップ35aのＤ入力端子に加わるパル
スの位相がＣ入力端子に加わるパルスの位相よりもわず
かに遅れるようにプリセットして出力端子T₁への出力が
“0"となるようにする。

このようにプリセットすると、エッジクロックドＤ型フ
リップフロップ35aのＱ出力端子の出力は“0"となり、
端子出力は“1"となるので、発光ダイオード35jは点
灯する。

したがって、発光ダイオード35jの状態、すなわち消灯
状態から点灯状態に移行するのを確認しながらプリセッ
トすることができる。

上述したようにプリセットした状態で、無人搬送車１の
走行中にバンパ２が器物（第１および第２の可変コンデ
ンサ33b,34bの容量を変化させるもの）に検出距離より
も近づくと、第１および第２の可変コンデンサ33b,34b
の容量が変化し、第５図に示すように、第２の可変コン
デンサ34bの充電特性は、第１の可変コンデンサ33bの充
電特性に対して徐々になだらかになる。

そして、第２の可変コンデンサ34bの充電特性が第１の
可変コンデンサ33bの充電特性よりもなだらかになり、
エッジクロックドＤ型フリップフロップ35aのＤ入力端
子に加わるパルスの位相がＣ入力端子に加わるパルスの
位相と同じ、またはＣ入力端子に加わるパルスの位相よ
りも早くなると、エッジクロックドＤ型フリップフロッ
プ35aのＱ出力端子の出力は“1"となり、端子出力は
“0"となるので、第１のトランジスタ35eが導通して出
力端子T₁に接近検出信号（“1"）が出力され、発光ダイ
オード35jは消灯する。

このとき、第４の抵抗器35bと第２のコンデンサ35cで構
成するローパスフィルタおよび第４のシュミット回路35
dの作用により、チャタリングが防止され、安定した出
力が得られる。

しかし、器物が第１および第２の可変コンデンサ33b,34
bの容量を変化させるものでないときは、バンパ２が器
物に所定値以上の接触力で接触すると、従来例で説明し
たように、テープスイッチ素子26Bの一対の電極26b₁₁,2
6b₁₂が接触するので、接近検出部36は接触検出信号
（“1"）を出力端子T₂に出力する。

上述したように、この実施例によれば、器物を非接触で
検出できるので、車両からバンパ２（物体検出装置）を
長くせり出させる必要がなくなるため、車両の美観を損
ねることはなく、車両の車庫への収容効率を向上させる
ことができるとともに、バンパ２の重量を小さくするこ
とができる。

また、非接触で器物の接近を検出するとともに、非接触
で器物の接近が検出できないものは、バンパ２が器物に
接触することによって器物の検出ができるので、器物の
検出を二重に行なって確実に検出することができる。

なお、上記した実施例では、遅延調整回路32を第１およ
び第２の可変遅延回路33,34の前に設けたが、第１また
は第２の可変遅延回路33,34の後の少なくとも一方に設
けてもよい。

そして、第１および第２の可変遅延回路33,34をRC積分
回路で構成したが、LC積分回路またはローパスフィルタ
などの遅延回路であってもよい。

また、２値化回路としての第２〜第４のシュミット回路
33c,34cおよび35dは、反転型のシュミット回路を使用す
ることも可能である。

さらに、接近検出部は、同様に機能する他の構成であっ
てもよい。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、非接触で検出できる
器物は接近検出部で検出し、非接触で検出できない器物
は接触検出部で検出する構成としたので、車両から物体
検出装置を長くせり出させる必要がなくなるため、車両
の美観を損ねることはなく、車両の車庫への収容効率を
向上させることができるとともに、物体検出装置の重量
を小さくすることができる。

また、非接触で器物を検出するとともに、非接触で検出
できない器物は接触することによって検出できるので、
器物の検出を二重に行なって確実に検出することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による物体検出装置の概略
構成を示すブロック図、 第２図はテープスイッチ素子、比較電極および検出電極
などの配置を示すバンパの断面図、 第３図は接近検出部の具体的な回路図、 第４図および第５図は動作を説明するための各部の波形
図、 第６図は無人搬送車を示す斜視図、 第７図はバンパの断面図、 第８図は一部を展開した感圧センサを示す部分斜視図、 第９図は第８図のIX−IX線で切断したテープスイッチ素
子の断面図である。 ２…バンパ、21…取付板、26B…テープスイッチ素子、2
6b₁₁,26b₁₂…電極、28…スポンジ、29…ビニールレザ
ー、31…発振回路、32…遅延調整回路、33…第１の可変
遅延回路、33b…第１の可変コンデンサ、33b₁…比較電
極、34…第２の可変遅延回路、34b…第２の可変コンデ
ンサ、34b₁…検出電極、35…位相弁別回路、36…接触検
出部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】取付板と、 この取付板に取り付けられ、所定値以上の押圧力が作用
   すると、対向する一対の電極が接触するテープスイッチ
   素子と、 このテープスイッチ素子の前面に配置され、押圧力を前
   記テープスイッチ素子に伝達する伝達媒体と、 この伝達媒体内に配置され、前記テープスイッチ素子の
   一方の電極をアース電極として第１の可変コンデンサを
   形成する比較電極と、 前記伝達媒体内に前記テープスイッチ素子の一方の電極
   から前記比較電極までの距離よりも長い距離で配置さ
   れ、前記テープスイッチ素子の一方の電極をアース電極
   として第２の可変コンデンサを形成する検出電極と、 発振回路の出力を前記第１の可変コンデンサを使用して
   遅延させた第１の遅延出力が前記発振回路の出力を前記
   第２の可変コンデンサを使用して遅延させた第２の遅延
   出力よりもわずかに遅く出力されるようにプリセットし
   た状態で、前記第２の遅延出力が前記第１の遅延出力よ
   りも遅く出力されると、器物が接近した接近検出信号を
   出力する接近検出部と、 前記テープスイッチ素子の一対の電極が接触したのを検
   出して前記器物が接触した接触検出信号を出力する接触
   検出部と、 を備えた物体検出装置。