JP2010010116A - 接近制御装置および接近センサ - Google Patents

Abstract

【課題】安価に構成可能で高精度に物体の接近を検知でき、物体との最接近（接触）に伴う衝突などによる事故防止を図る。
【解決手段】接近制御装置は、接近センサ１０と制御装置２５とを備え、接近センサ１０は、産業ロボット３０のアーム３１の表面側に配置された検知電極１１と、この検知電極１１とアーム３１との間に介在し、アーム３１の表面３１ａから検知電極１１までの間に所定の間隔Ｌを形成するスペーサ１２と、検知電極１１からの検知信号に基づいて物体Ｆの接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路２０とを備える。スペーサ１２が形成する間隔Ｌが、アーム３１が実際に動作を停止するまでの制動距離（空走距離）よりも大きく形成されているため、物体Ｆがアーム３１と最接近（接触）することに伴う衝突などの事故防止を図ることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、物体との接近を検知する接近制御装置および接近センサに関し、特に物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサに関する。

従来より、物体との接触を検知するものとして、例えば、下記特許文献１に開示されている光学式ロボット用の接触センサが知られている。この接触センサは、物体に接触すると少なくとも一部が撓むように形成した光ファイバを可動部位に取り付けて、光ファイバの一端から光を入射し他端で射出する光の強さを測定して、光ファイバが撓んで生ずる導通光量の変化を検出することで物体との接触を検知するとされている。

特開平１０−２４９７８５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている接触センサでは、光ファイバの曲げに対する導通光量の変化を測定して物体との接触を検知するように構成されているが、可動部位の動きに伴い光ファイバが振動等した場合には、その振動等による光量の変化と物体との接触による光量の変化とがほぼ同じである場合は、接触を検知することはできず、精度が低下してしまうという問題がある。

また、光ファイバを可動部位に設置して固定したり、小径のコイル状に成形して固定したりするにはコストがかかり、さらに受光素子や発光素子を可動部位に光ファイバとともに設置する場合は、回路規模が大きくなりコストアップに繋がってしまうという問題もある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、安価に構成可能で高精度に物体の接近を検知でき、物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る接近制御装置は、可動部材側の被取付部材の表面側に配置され、前記被取付部材に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路と、前記検出回路からの情報に応じて、前記物体が前記検知電極および前記スペーサを介して前記被取付部位に最接近するのに先立って、前記可動部材の動作を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

なお、本発明に係る接近制御装置において、前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記被取付部位の表面方向へ最も収縮するときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されている。

また、本発明に係る接近制御装置において、前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記間隔がなくなるときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていてもよい。

本発明に係る接近センサは、可動部材側の被取付部位の表面側に配置され、前記被取付部位に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路とを備えたことを特徴とする。

なお、前記被取付部位の表面と前記スペーサとの間に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えてもよい。

また、前記スペーサの中に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えてもよい。

この場合、前記スペーサは、例えば前記検知電極と前記ガード電極との間に介在し、前記ガード電極から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成する第１スペーサと、前記ガード電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位から前記ガード電極までの間に所定の間隔を形成する第２スペーサと、から構成されている。

前記ガード電極は、例えば前記検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられる。

前記スペーサは、例えば弾性絶縁体からなる。

前記検知電極、前記スペーサおよび前記ガード電極のうちの少なくとも該検知電極は、例えばその表面側がカバー部材により覆われている。

前記被取付部位は、例えば樹脂成形部材からなる。

また、前記被取付部位は、例えば金属部材からなる。

前記検知電極、前記スペーサおよび前記検出回路を、例えば前記被取付部位に対して一体的に装着可能とする装着部をさらに備えても構成されていてもよい。

また、前記装着部は、さらに前記ガード電極も前記被取付部位に対して一体的に装着可能に構成されていてもよい。

本発明によれば、安価に構成可能で高精度に物体の接近を検知でき、物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサを提供することができる。

以下に、添付の図面を参照して、この発明に係る接近制御装置および接近センサの好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図、図３は同接近センサの全体構成の例を示すブロック図、図４は同接近センサの静電容量検知回路の内部構成の例を示すブロック図、図５は同静電容量検知回路の動作波形の例を示す動作波形図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る接近制御装置は、例えば接近センサ１０と制御装置２５とを備えて構成され、製造業や工業などに用いられる産業ロボット３０に適用されている。接近センサ１０は、可動部材である産業ロボット３０の被取付部位としてのアーム３１の所定位置の外周を囲むように取り付けられている。

この接近センサ１０は、産業ロボット３０のアーム３１の表面側に配置されて、アーム３１に接近する人体などの物体Ｆを静電容量により検知する検知電極１１と、この検知電極１１とアーム３１との間に介在し、アーム３１の表面３１ａから検知電極１１までの間に所定の間隔（距離）Ｌを形成するスペーサ１２と、検知電極１１からの検知信号に基づいて、物体Ｆの接近による静電容量変化に応じた情報（静電容量変化情報）を出力する検出回路２０とを備えて構成されている。

検知電極１１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）あるいはエポキシ樹脂などの絶縁体からなるフレキシブルプリント基板やメンブレン回路等の可撓性を備えた基板（図示せず）上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムなどの導電体からなる。その他、検知電極１１は、単なる電線などの導電材を用いてもよい。

スペーサ１２は、例えばスポンジやラバー等の収縮力および反発力を兼ね備えた弾性絶縁体からなり、本例では低反発性スポンジが用いられている。そして、検知電極１１の表面側は、ナイロンなどの素材からなる外装カバー１３により覆われており、この外装カバー１３のさらに外側が、例えば接近センサ１０をアーム３１に固定するための２本のマジックテープ１９により縛られている。

検出回路２０は、検知電極１１が形成された基板上の同一面側あるいは反対側の面上に配置されている。この検出回路２０は、検知電極１１により検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２１と、この静電容量検知回路２１から出力された情報に基づく静電容量値に応じて、所定の演算処理を行い、産業ロボット３０の制御に供される静電容量変化に関する情報やその他の情報を制御装置２５に対して出力する演算処理回路２２とを備えて構成されている。

したがって、接近センサ１０は、展開状態においてはアーム３１の表面を覆うことができる大きさの矩形状に形成されており、これら検知電極１１、スペーサ１２および検出回路２０は、アーム３１に対して一体的に装着可能に構成されている。なお、本例では、アーム３１は、例えば樹脂成形部材からなる。

制御装置２５は、検出回路２０からの情報に応じて、物体Ｆが検知電極１１およびスペーサ１２を介してアーム３１に最接近するのに先立って、産業ロボット３０の動作を制御するとともに、この産業ロボット３０全体の制御を司る。具体的には、この制御装置２５は、検出回路２０からの情報に応じて、主に産業ロボット３０の動作を停止させる制御を行う。なお、ここでは、検出回路２０と制御装置２５とは、図示しないワイヤハーネスによって電気的に接続されている。

物体Ｆをアーム３１に最接近させないために、上述したようにスペーサ１２が検知電極１１とアーム３１との間に所定の間隔Ｌを形成しているが、この間隔Ｌは、例えば次のように設定される。すなわち、例えば検出回路２０の応答速度が１ｍＳｅｃ（ミリ秒）で、アーム３１が制御装置２５からの停止制御により実際に停止するまでの時間が９ｍＳｅｃであり、アーム３１の移動速度が１ｍｍ／１ｍＳｅｃであって、検知電極１１の厚さは無視した場合、アーム３１が実際に停止するまでの時間は１ｍＳｅｃ＋９ｍＳｅｃ＝１０ｍＳｅｃとなる。

アーム３１の移動速度は上記の通りなので、アーム３１が実際に停止するまでには１０ｍｍの制動距離（空走距離）が必要である。したがって、上記の条件の場合は、スペーサ１２が間隔Ｌをスペーサが最も収縮したときの厚さプラス１０ｍｍ以上とする大きさに形成されていれば、物体Ｆがアーム３１に最接近（接触）することを回避することができ、衝突などによる事故防止を図ることが可能となる。

なお、実際には上記の条件は産業ロボット３０の特性等によって種々に異なるため、間隔Ｌの距離はその都度最適に設定されればよい。

ここで、検出回路２０の静電容量検知回路２１は、例えば検知電極１１と物体Ｆとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに平滑化して静電容量を示す検知信号を出力する。演算処理回路２２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなり、静電容量検知回路２１から出力された検知信号が示す静電容量値に応じて、制御装置２５に対してロボット３０の制御に関する種々の情報（例えば、緊急停止信号や電源のオン／オフ信号など）を出力する。

静電容量検知回路２１は、図４に示すように、静電容量Ｃに応じてデューティー比が変化するものであり、例えば一定周期のトリガ信号ＴＧを出力するトリガ信号発生回路１０１と、入力端に接続された静電容量Ｃの大きさによってデューティー比が変化するパルス信号Ｐｏを出力するタイマー回路１０２と、このパルス信号Ｐｏを平滑化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３とを備えて構成されている。

タイマー回路１０２は、例えば２つの比較器２０１，２０２と、これら比較器２０１，２０２の出力がそれぞれリセット端子Ｒおよびセット端子Ｓに入力されるＲＳフリップフロップ回路（以下、「ＲＳ−ＦＦ」と呼ぶ。）２０３と、このＲＳ−ＦＦ２０３の出力ＤＩＳをＬＰＦ１０３に出力するバッファ２０４と、ＲＳ−ＦＦ２０３の出力ＤＩＳでオン／オフ制御させるトランジスタ２０５とを備えて構成されている。

比較器２０２は、トリガ信号発生回路１０１から出力される図５に示すようなトリガ信号ＴＧを、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３によって分割された所定のしきい値Ｖｔｈ２と比較して、トリガ信号ＴＧに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、ＲＳ−ＦＦ２０３のＱ出力をセットする。

このＱ出力は、ディスチャージ信号ＤＩＳとしてトランジスタ２０５をオフ状態にし、検知電極１１およびグランドの間を、検知電極１１の対接地静電容量Ｃおよび入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗Ｒ４による時定数で決まる速度で充電する。これにより、入力信号Ｖｉｎの電位が静電容量Ｃによって決まる速度で上昇する。

入力信号Ｖｉｎが、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で決まるしきい値Ｖｔｈ１を超えたら、比較器２０１の出力が反転してＲＳ−ＦＦ２０３の出力を反転させる。この結果、トランジスタ２０５がオン状態となって、検知電極１１に蓄積された電荷がトランジスタ２０５を介して放電される。

したがって、このタイマー回路１０２は、図５に示すように、検知電極１１および接近した物体Ｆとの間の静電容量Ｃに基づくデューティー比で発振するパルス信号Ｐｏを出力する。ＬＰＦ１０３は、この出力を平滑化することにより、図５に示すような直流の検知信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、図５中において、実線で示す波形と点線で示す波形は、前者が後者よりも静電容量が小さいことを示しており、例えば後者が物体接近状態を示している。

なお、検知電極１１は、物体Ｆが最接近する前からこの物体Ｆの接近を検知することができるので、例えば図４中の抵抗Ｒ４の値を、物体Ｆが接近センサ１０の外装カバー１３に接触しある程度内側に押し込まれてから検知するときの値よりも大きく設定すれば、物体Ｆの検知に関する感度を向上させることができる。これにより、検知信号の電圧出力は物体Ｆの外装カバー１３への非接触時からそれなりに増加し、このような場合には、物体Ｆが外装カバー１３へ非接触でもその存在を検知することができる。そして、このように検知感度を向上させた場合には、スペーサ１２の厚さを接触時から停止させる場合に比べて薄くすることができ、材料コストのさらなる削減を図ることが可能となる。

制御装置２５は、静電容量検知回路２１からの検知信号Ｖｏｕｔによって、産業ロボット３０の制御に関する各種演算を行った演算処理回路からの静電容量変化情報などに基づいて、産業ロボット３０の動作を停止させるべく、各駆動モータ（図示せず）等の動作を制御する。

このように、本実施形態に係る接近センサ１０を有する接近制御装置によれば、検知電極１１やスペーサ１２を有する接近センサ１０を安価に構成することができる上で高精度に物体Ｆの接近を検知でき、この物体Ｆとアーム３１との最接近（接触）に伴う衝突などによる事故防止を効果的に図ることが可能となる。

図６は、本発明の一実施形態に係る接近センサの他の例を説明するための一部断面図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符合を付して説明を省略し、また本発明と特に関係のない部分については明記しないことがあることとする。

図６に示すように、この接近センサ１０Ａは、基本的には上述した接近センサ１０と同様の構成を備えているが、検知電極１１の他に、ガード電極１４が備えられている点が、先の例の接近センサ１０と相違している。このガード電極１４は、例えばアーム３１の表面３１ａとスペーサ１２との間に、検知電極１１と絶縁された上でこの検知電極１１の裏面側の検知をシールドする。

そして、このガード電極１４は、検出回路２０によって、検知電極１１と同電位に駆動され、あるいは接地電位または所定の固定電位にて駆動される。このガード電極１４を備えることによって、アーム３１が金属製であっても、検知電極１１によって物体Ｆの接近を良好に検知することが可能となる。

なお、例えばスペーサ１２の中に、検知電極１１と絶縁された上で検知電極１１の裏面側の検知をシールドするためのガード電極１４が備えられた構成でもよく、この構成について、次に具体的に説明する。

図７は、本発明の他の実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図、図８は図７のＢ−Ｂ’断面図である。本例の接近センサ１０Ｂは、検知電極１１とガード電極１４との間に介在し、このガード電極１４から検知電極１１までの間に所定の間隔Ｌａを形成する第１スペーサ１７と、ガード電極１４とアーム３１との間に介在し、所定の間隔Ｌｂを形成する第２スペーサ１８と、検知電極１１からの検知信号に基づいて、物体Ｆの接近による静電容量変化に応じた情報（静電容量変化情報）を出力する検出回路２０とを備えて構成されている。すなわち、上述したスペーサ１２が第１スペーサ１７と第２スペーサ１８とに分けられた二分割構成となり、その間にガード電極１４が配置されている。したがって、スペーサ１２の中にガード電極１４が配置されたのと同じ状態となっている。

ここでは、検知電極１１およびガード電極１４は、上述したような導電体からなるとともに、その他、単なる電線などの導電材を用いてもよく、第１および第２スペーサ１７，１８は、同様に低反発性スポンジからなる。そして、検知電極１１の表面側および第２スペーサ１８のアーム３１側は、ナイロンなどの素材からなる外装カバー１３により覆われており、この外装カバー１３のさらに外側が、例えば接近センサ１０Ｂをアーム３１に固定するための固定具である２本のマジックテープ１９により縛られている。

なお、検出回路２０の構成や構造、作用等は、上述したものと同様であるためここでは説明を省略する。

この接近センサ１０Ｂは、例えば展開状態においてはアーム３１の表面３１ａを覆うことができる大きさの外表面が外装カバー１３により覆われた矩形状に形成されており、これら検知電極１１、第１スペーサ１７、ガード電極１４、第２スペーサ１８および検出回路２０は、アーム３１に対して一体的に装着可能に構成されている。なお、本例では、アーム３１は、例えば金属部材からなる。

制御装置２５は、検出回路２０からの情報に応じて、物体Ｆが検知電極１１、第１スペーサ１７、ガード電極１４および第２スペーサ１８を介してアーム３１と最接近（接触）するに先立って、産業ロボット３０の動作を制御するとともに、この産業ロボット３０全体の制御を司る。その他の構成等は同様であるため説明を省略する。

物体Ｆをアーム３１に最接近（接触）させないために、接近センサ１０Ｂは、上述したように第１スペーサ１７が検知電極１１とガード電極１４との間に所定の間隔Ｌａを形成し、第２スペーサ１８がガード電極１４とアーム３１との間に所定の間隔Ｌｂを形成して、両間隔Ｌａ，Ｌｂを足した距離Ｌを有している。この距離Ｌの設定についても、上述したものと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

すなわち、この距離Ｌは、例えば上述したような条件の場合は、第１および第２スペーサ１７，１８が距離Ｌ（間隔Ｌａ＋Ｌｂ）を１０ｍｍ以上とする大きさに形成されていれば、物体Ｆがアーム３１に最接近（接触）することを回避することができ、衝突などによる事故防止を図ることが可能となる。

また、上述したような条件においては、第１および第２スペーサ１７，１８の自由長の厚さを例えばＬ１とし、これらが最も収縮したときの厚さを例えばＬ２として、距離ＬをＬ１−Ｌ２＝１０ｍｍ以上となるように設定しても、同様に衝突などによる事故防止を図ることができる。なお、実際には上記の条件は産業ロボット３０の特性等によって種々に異なるため、距離Ｌ（間隔Ｌａ＋Ｌｂ）はその都度最適に設定されればよい。

そして、この接近センサ１０Ｂは、金属部材からなるアーム３１の表面３１ａとガード電極１４との間に第２スペーサ１８が配置されているため、ガード電極１４とアーム３１との静電容量結合を低くすることができる。このため、検出回路２０の静電容量検知回路２１の検知能力（アンプのドライブ能力など）がそれほど高性能でなくてもよくなり、例えば汎用性の高い市販の静電容量検知回路などを検出回路２０に用いることができるようになり、安価かつ簡単に構成することが可能となる。

このように、本実施形態に係る接近センサ１０Ｂを有する接近制御装置によれば、検知電極１１、ガード電極１４、第１および第２スペーサ１７，１８等を有する接近センサ１０Ｂを安価に構成することができる上で高精度に物体Ｆの接近を検知でき、この物体Ｆとアーム３１との静電容量結合などによる誤動作を確実に防止しつつ最接近に伴う衝突などによる事故防止を効果的に図ることが可能となる。

図９は、本発明の一実施形態に係る接近センサのさらに他の例を説明するための一部断面図である。この接近センサ１０Ｃは、上述した接近センサ１０とほぼ同一の構成となっているが、検知電極１１とアーム３１の表面３１ａとの間に全面にわたって設けられていたスペーサ１２が、それぞれの端部側のみに配置され、これらのスペーサ１２の間に間隔Ｌを有する空間２８が形成されている点が、先の例の接近センサ１０と相違している。このようにすれば、スペーサ１２の材料コストを削減することができるので、さらに安価に構成することが可能となる。

図１０は、本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された車両を示す説明図、図１１は同接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された台車を示す説明図である。図１０に示すように、工業用、産業用、遊戯用などで用いられる燃料駆動式あるいは電動式の車両４０のバンパー部などに、具体的な装着方式についての詳述は省略するが、例えばマジックテープ１９の代わりに接着材等を接近センサ１０，１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ等に塗布等した上で、上述した接近センサ１０〜１０Ｃをバンパー部に貼着して適用し、この車両４０の制御部４１に制御装置２５を搭載するようにしてもよい。そして、実際に車両４０のバンパー部に図示しない物体が最接近（接触）する前に、接近センサ１０等および制御装置２５を経て得られた情報に基づき制御部４１によって、例えば車両４０が停止するように制御してもよい。

また、図１１に示すように、工業用、産業用、遊戯用などで用いられる燃料駆動式あるいは電動式の台車５０の台部５２の外周全面に、図１０を用いて説明したものと同様に上述した接近センサ１０等を適用し、この台車５０の制御部５１に制御装置２５を搭載するようにして、台車５０の動作を制御するようにしてもよい。このようにして、車両４０や台車５０の移動速度、制動特性などの諸条件に合わせて、接近センサ１０等のスペーサ１２の間隔Ｌや、接近センサ１０Ｂ等の第１および第２スペーサ１７，１８の間隔Ｌａ，Ｌｂ（距離Ｌ）の設定や、その他の各種設定を行い、制御装置２５にて接触制御処理等を実施すれば、これら車両４０や台車５０のボディー部や筐体等が直接物体と衝突などして発生する事故の防止も図ることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る接近センサ１０〜１０Ｃおよび接近制御装置によれば、安価に構成可能で高精度に物体Ｆの接近を検知でき、物体Ｆとの最接近（接触）に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる。

なお、上記実施形態においては、接近センサ１０等をマジックテープ１９などの取付具によってアーム３１等に取り付けることや、接着材等を介して取り付けることを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、被取付部位に合わせて設計された所定の固定具（例えば、被取付部位に形成された取付穴に嵌合固定するクリップ等）を使用して取り付けたり、アーム３１等および接近センサ１０等にそれぞれ取付専用の加工を施して両者を取り付けるようにしてもよい。

また、制御装置２５を接近センサ１０等の検出回路２０内に構成し、制御装置２５からの各種信号を産業ロボット３０等の制御部に対して、有線無線を問わず送信可能な構成としてもよい。この場合、接近センサ１０等の検出回路２０内に、新たに公知の信号送受信回路等を組み込んだ上で、接近センサ１０等を被取付部位に取り付ければよい。その他、検出回路２０を接近センサ１０等内ではなく、別体に構成し、検知電極１１等からの信号を上述したように利用するようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る接近センサおよび接近制御装置は、産業用、工業用の機械などに有用であり、特に、産業用、工業用のロボットの動作停止制御に適している。

本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である 同接近センサの全体構成の例を示すブロック図である。 同接近センサの静電容量検知回路の内部構成の例を示すブロック図である。 同静電容量検知回路の動作波形の例を示す動作波形図である。 本発明の一実施形態に係る接近センサの他の例を説明するための一部断面図である。 本発明の他の実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図である。 図７のＢ−Ｂ’断面図である。 本発明の一実施形態に係る接近センサのさらに他の例を説明するための一部断面図である。 本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された車両を示す説明図である。 同接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された台車を示す説明図である。

符号の説明

１０ 接近センサ
１１ 検知電極
１２ スペーサ
１３ 外装カバー
１４ ガード電極
１７ 第１スペーサ
１８ 第２スペーサ
２０ 検出回路
２１ 静電容量検知回路
２２ 演算処理回路
２５ 制御装置
２８ 空間
３０ 産業ロボット
３１ アーム
４０ 車両
４１，５１ 制御部
５０ 台車
５２ 台部

Claims (24)

1. 可動部材側の被取付部材の表面側に配置され、前記被取付部材に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、
   前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、
   前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路と、
   前記検出回路からの情報に応じて、前記物体が前記検知電極および前記スペーサを介して前記被取付部位に最接近するのに先立って、前記可動部材の動作を制御する制御回路とを備えた
   ことを特徴とする接近制御装置。
2. 前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、
   前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記被取付部位の表面方向へ最も収縮するときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていることを特徴とする請求項１記載の接近制御装置。
3. 前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、
   前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記間隔がなくなるときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていることを特徴とする請求項１記載の接近制御装置。
4. 前記被取付部位の表面と前記スペーサとの間に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の接近制御装置。
5. 前記スペーサの中に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の接近制御装置。
6. 前記スペーサは、前記検知電極と前記ガード電極との間に介在し、前記ガード電極から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成する第１スペーサと、前記ガード電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位から前記ガード電極までの間に所定の間隔を形成する第２スペーサと、から構成されていることを特徴とする請求項５記載の接近制御装置。
7. 前記ガード電極は、前記検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の接近制御装置。
8. 前記スペーサは、弾性絶縁体からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の接近制御装置。
9. 前記検知電極、前記スペーサおよび前記ガード電極のうちの少なくとも該検知電極は、その表面側がカバー部材により覆われていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項記載の接近制御装置。
10. 前記被取付部位は、樹脂成形部材からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の接近制御装置。
11. 前記被取付部位は、金属部材からなることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項記載の接近制御装置。
12. 前記検知電極、前記スペーサおよび前記検出回路を、前記被取付部位に対して一体的に装着可能とする装着部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の接近制御装置。
13. 前記装着部は、さらに前記ガード電極も前記被取付部位に対して一体的に装着可能に構成されていることを特徴とする請求項１２記載の接近制御装置。
14. 可動部材側の被取付部位の表面側に配置され、前記被取付部位に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、
    前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、
    前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路とを備えた
    ことを特徴とする接近センサ。
15. 前記被取付部位の表面と前記スペーサとの間に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えたことを特徴とする請求項１４記載の接近センサ。
16. 前記スペーサの中に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えたことを特徴とする請求項１４記載の接近センサ。
17. 前記スペーサは、前記検知電極と前記ガード電極との間に介在し、前記ガード電極から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成する第１スペーサと、前記ガード電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位から前記ガード電極までの間に所定の間隔を形成する第２スペーサと、から構成されていることを特徴とする請求項１４記載の接近センサ。
18. 前記ガード電極は、前記検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項記載の接近センサ。
19. 前記スペーサは、弾性絶縁体からなることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項記載の接近センサ。
20. 前記検知電極、前記スペーサおよび前記ガード電極のうちの少なくとも該検知電極は、その表面側がカバー部材により覆われていることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項記載の接近センサ。
21. 前記被取付部位は、樹脂成形部材からなることを特徴とする請求項１４記載の接近センサ。
22. 前記被取付部位は、金属部材からなることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか１項記載の接近センサ。
23. 前記検知電極、前記スペーサおよび前記検出回路を、前記被取付部位に対して一体的に装着可能とする装着部をさらに備えたことを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか１項記載の接近センサ。
24. 前記装着部は、さらに前記ガード電極も前記被取付部位に対して一体的に装着可能に構成されていることを特徴とする請求項２３記載の接近センサ。

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