特許 7456358 産業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】産業車両

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20240319BHJP

   B66F 9/075 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 L

B66F9/075 J

B66F9/075 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020191034

(22)【出願日】2020-11-17

(65)【公開番号】P2022080070

(43)【公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(72)【発明者】

【氏名】裏山 晃史

(72)【発明者】

【氏名】螺沢 新治

【審査官】八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６４３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９５２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１３４５９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ ９／００－１１／０４

Ｈ０４Ｎ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
前記車体の上部に備えたヘッドガードと、を備える産業車両において、
前記車体は、車幅方向において前記車体における一方の領域と他方の領域とに分割する基準線に対して前記一方の領域に運転席を備え、
前記車体の周囲の障害物を検出する障害物検出ユニットが、前記他方の領域に位置するように前記ヘッドガードに設けられており、
前記障害物検出ユニットは、前記車体の後方を撮影するカメラ部を備え、
前記カメラ部の水平方向の画角内に前記運転席が含まれない位置に設けられていることを特徴とする産業車両。

【請求項2】

前記障害物検出ユニットは、前記ヘッドガードの下面より下方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の産業車両。

【請求項3】

前記障害物検出ユニットは、
前記カメラ部により撮像された撮像画像を画像処理することにより前記撮像画像における障害物の有無を判別するユニット制御部と、
前記カメラ部および前記ユニット制御部を収容するユニットケースと、を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の産業車両。

【請求項4】

前記障害物検出ユニットは、ブラケットを介して前記ヘッドガードに設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の産業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、産業車両に関し、特に、車体の後方の障害物を検出する障害物検出ユニットを備えた産業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、車両後方を撮像するカメラを備えたフォークリフトが知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、車体の右側に運転席が備えられ、一対のカメラがフォークリフトのヘッドガードの後部に取り付けられている。そして、カメラにより撮影される映像は荷役装置と運転席との間に設けられるディスプレイに投影される。オペレータは、ディスプレイに表示されるカメラの映像を見ることで前方を向いた体勢のままで後方の様子を確認できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２９８１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたフォークリフトは、カメラにより撮像された撮像画像を単にディスプレイに表示するに過ぎない。したがって、ヘッドガードに取り付けるカメラは小型のカメラとすることができ、カメラがオペレータの作業スペースを妨げることはない。

【0005】

一方、障害物検出ユニットとして、例えば、カメラユニットが知られている。カメラユニットは、撮影により画像を取得するカメラと、カメラによって撮影された画像を画像処理する画像処理部と、画像処理によって障害物の有無を判別する判別部と、を備えている。産業車両用の障害物検出ユニットで用いられるカメラには、例えば、歪みを抑えつつ、検出範囲を広く確保するために画角を大きくすることが求められる。その要求性能を満足しようとすると、特許文献１に開示された単なるカメラと比較すると大型化してしまう。このため、オペレータの作業スペースの作業者が障害物検出ユニットと干渉し、障害物検出が作業者によって妨げられるという問題がある。特に、ステレオカメラを採用する障害物検出ユニットは、複数のカメラ部を備えるため、より大型化しやすい。

【0006】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、障害物検出ユニットにより障害物を検出する場合であっても、オペレータの作業スペースを確保しつつ、オペレータが障害物検出ユニットの検出範囲を妨げることのない産業車両の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明は、車体と、前記車体の上部に備えたヘッドガードと、を備える産業車両において、前記車体は、車幅方向において前記車体における一方の領域と他方の領域とに分割する基準線に対して前記一方の領域に運転席を備え、前記車体の周囲の障害物を検出する障害物検出ユニットが、前記他方の領域に位置するように前記ヘッドガードに設けられており、前記車体は、前記車体の後部における車幅方向の中心よりも一側に運転席を備え、前記障害物検出ユニットは、前記車体の後方を撮影するカメラ部を備え、前記カメラ部の水平方向の画角内に前記運転席が含まれない位置に設けられていることを特徴とする。

【0008】

本発明では、車体は、車幅方向において車体における一方の領域と他方の領域とに分割する基準線に対して一方の領域に運転席を備える。また、車体の周囲の障害物を検出する障害物検出ユニットが、他方の領域に位置するようにヘッドガードに設けられている。このため、オペレータの作業スペースは障害物検出ユニットに妨げられることなく確保され、また、障害物検出ユニットの検出範囲がオペレータにより妨げられることはなく、障害物検出ユニットにより車体の周囲の障害物を検出できる。さらに、障害物検出ユニットのカメラ部の画角に運転席が含まれないので、障害物検出ユニットの検出範囲が運転席のオペレータにより妨げられることはない。

【0009】

また、上記の産業車両において、前記障害物検出ユニットは、前記ヘッドガードの下面より下方に設けられている構成としてもよい。
この場合、障害物検出ユニットはヘッドガードの下面より下方に設けられているので、車体の後方の路面付近における障害物を検出することができる。

【0011】

また、上記の産業車両において、前記障害物検出ユニットは、前記カメラ部により撮像された撮像画像を画像処理することにより前記撮像画像における障害物の有無を判別するユニット制御部と、前記カメラ部および前記ユニット制御部を収容するユニットケースと、を有している構成としてもよい。
この場合、障害物検出ユニットは、撮像画像の取得と、撮像画像の画像処理と、画像処理により撮像画像における障害物の有無の判別と、を行うことができる。

【0012】

また、上記の産業車両において、前記障害物検出ユニットは、ブラケットを介して前記ヘッドガードに設けられている構成としてもよい。
この場合、障害物検出ユニットは、ブラケットを介してヘッドガードに設けられているので、障害物検出ユニットをヘッドガードの下面より下方に設けることができる。車体にブラケットを介して障害物検出ユニットを設ける必要が無く、車体の後部における車幅方向の中心よりも他側の上面を、例えば、書類や小物を載置する載置面として有効活用することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、障害物検出ユニットにより障害物を検出する場合であっても、オペレータの作業スペースを確保しつつ、オペレータが障害物検出ユニットの検出範囲を妨げることのない産業車両を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態に係るリーチ式フォークリフトを右後方から見た斜視図である

【図2】第１の実施形態に係るリーチ式フォークリフトの要部平面図である。

【図3】障害物検出ユニットの概略構成を示す斜視図である。

【図4】第１の実施形態に係るリーチ式フォークリフトの側面図である。

【図5】第２の実施形態に係るリーチ式フォークリフトの要部平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る産業車両としてのフォークリフトについて図面を参照して説明する。本実施形態は、立席式のリーチ式フォークリフトに本発明を適用した例である。

【0016】

図１に示すリーチ式フォークリフト（以後、単に「フォークリフト」と表記する）１０は、車体１１の前部に設けた一対のレッグアーム１２の間に進退自在のマスト装置１３を有している。マスト装置１３は荷役のための装置である。レッグアーム１２には前輪１４が設けられ、車体１１の後部には、操舵輪および駆動輪としての後輪１５と、車体１１の姿勢をより安定させるためのキャスタ輪１６が備えられている。

【0017】

図１、図２に示すように、車体１１の右側後部には立席式の運転席１７が設けられ、運転席１７の左側には電動モータ（図示せず）等の駆動系要素を主に収容する収容フレーム１８が設けられている。収容フレーム１８の上面１８Ａは、ほぼ平坦面となっており、例えば、書類ファイルや小物等を置くことが可能なスペースとなっている。図２に示すように、運転席１７の前部には前部フレーム１９が配置されている。前部フレーム１９にはマスト装置１３の操作レバー２０、２１、２２、２３および表示ディスプレイ２４が配設されている。操作レバー２０はティルト操作のためのティルトレバーであり、操作レバー２１はリーチ動作のためのリーチレバーである。操作レバー２２は荷を昇降させるためのリフトレバーであり、操作レバー２３は走行速度を制御するアクセルレバーである。表示ディスプレイ２４は、運転時の各種情報を表示するほか、異常時には警告画面を表示する。収容フレーム１８には後輪１５を操舵するための操舵ハンドル２５が備えられている。

【0018】

運転席１７の床面２６はゴムマットにより覆われている。床面２６の前部左側にはブレーキペダル２７が設けられている。ブレーキペダル２７を踏み込むとフォークリフト１０のブレーキが解除され、ブレーキペダル２７を踏まない状態ではブレーキが作動される。ブレーキペダル２７は所謂デッドマンタイプのブレーキペダルである。本実施形態では、説明の便宜上、車体１１の後端２８を左右方向の軸をＸ軸とし、車体１１の左右方向の中心を通る前後方向の軸をＹ軸とする。Ｙ軸は、車幅方向において車体１１における一方の領域（右領域）と他方の領域（左領域）とに分割する基準線である。Ｘ軸とＹ軸との交差する点を交点Ｐとする。運転席１７の左端２９はＹ軸（交点Ｐ）よりも僅かに右側に位置する。

【0019】

運転席１７の右側には、運転席１７の右側方を囲うように鉄製のサイドパネル３０が設けられている。サイドパネル３０におけるパネル前部は平板状であり、パネル後部は、後方へ向かうにつれて運転席１７の乗降口へ向けてカーブする曲板状である。

【0020】

収容フレーム１８と、前部フレーム１９と、サイドパネル３０と、は、車体１１の下部に備えられた下部フレーム３１上に取り付けられている。運転席１７の前部と左右は、収容フレーム１８と、前部フレーム１９と、サイドパネル３０により囲まれている。つまり、運転席１７の後部はオペレータがフォークリフト１０に乗降するための乗降口として開口されている。

【0021】

図１、図２に示すように、サイドパネル３０にはウエストサポート部材３２が取り付けられている。ウエストサポート部材３２は、運転席１７に搭乗したオペレータの腰周辺を支えるための部材である。ウエストサポート部材３２は樹脂材料により形成されている。図１、図２に示すように、ウエストサポート部材３２は、前部フレーム１９から後方へ向けてサイドパネル３０に沿い、サイドパネル３０の後端から僅かにはみ出す位置まで延在する。

【0022】

本実施形態のフォークリフト１０では、図１に示すように、運転席１７の上方にヘッドガード３３が備えられている。ヘッドガード３３は、車体１１に設けられた左ピラー３４および右ピラー３５により支持されている。左ピラー３４は鉄製であり、左ピラー３４の基端部は車体１１の左側に溶接によって固定されている。左ピラー３４の上端部はヘッドガード３３の下部に溶接によって固定されている。また、左ピラー３４は、運転席１７よりも車体１１の前後方向の前側に配置されている。右ピラー３５は鉄製であり、右ピラー３５の横断面は中空であって翼型状である。右ピラー３５の下端部は、サイドパネル３０に溶接によって固定されている。右ピラー３５の上端部は、ヘッドガード３３の下部に溶接によって固定されている。右ピラー３５は運転席１７とサイドパネル３０の間に配置されている。なお、車体１１の左後部には、ヘッドガード３３を支持するピラーは設けられない。

【0023】

ヘッドガード３３には、車体１１の後方の障害物を検出する障害物検出ユニット４０がブラケット４１を介して設けられている。図３に示すように、障害物検出ユニット４０は、左右一対のカメラ４３を備えるカメラ部４２と、カメラ部４２により撮像された撮像画像を画像処理する画像処理部４４と、画像処理部４４の出力に基づき撮像画像における障害物の有無を判別するユニット制御部４５と、を備えている。カメラ部４２、画像処理部４４、ユニット制御部４５は、箱状のユニットケース４６内に収容されている。障害物検出ユニット４０は、撮像機能と、画像処理の機能と、障害物の有無の判別機能を果たすため、単に撮像する機能のみを備えるカメラと比較すると、比較的大型である。障害物検出ユニット４０は、特に、左右一対のカメラ４３を備えることから、幅（左右方向の長さ）が前後の長さおよび高さと比較して大きい。

【0024】

図２に示すように、カメラ部４２の水平方向の画角Ａは１３０°である。本実施形態では、カメラ部４２の画角Ａに運転席１７の左端２９がかからない。つまり、障害物検出ユニット４０は、運転席１７がカメラ部４２の画角Ａに含まれないように設けられている。図２に示す直線Ｍは、Ｘ軸に対して傾斜する直線であり、具体的には、９０°から画角Ａの半分を差し引いた角度Ｂ（Ｂ＝９０－Ａ／２）の直線である。平面視では、障害物検出ユニット４０は、車体１１の左端に接近した位置であって、車体１１の後端寄りの位置である。

【0025】

図４に示すように、カメラ部４２の上下方向の画角Ｃは１２０°である。したがって、画角Ａ、Ｃの範囲により区画される空間が障害物検出ユニット４０の検出可能な空間となる。障害物検出ユニット４０の上下方向の位置は、ブラケット４１の長さによって決まる。障害物検出ユニット４０が低い位置ほど、車体１１の路面付近の障害物検出ユニット４０の死角となる範囲Ｄが狭くなる。ブラケット４１の上端は、ヘッドガード３３にボルト締結により固定されており、ブラケット４１の下端は障害物検出ユニット４０のユニットケース４６の左右の側面にボルト締結により固定されている。因みに、ブラケット４１は、既存のフォークリフトに対しても固定することが可能な構造である。また、カメラ部４２の上下方向の画角Ｃには、収容フレーム１８の上面１８Ａがかからない。つまり、障害物検出ユニット４０は、収容フレーム１８の上面１８Ａがカメラ部４２の画角Ｃに含まれないように設けられている。

【0026】

障害物検出ユニット４０のユニット制御部４５は、フォークリフト１０の各部を制御するコントローラ（図示せず）と電気的に接続されている。ユニット制御部４５が撮像画像に障害物が有ると判別したときは、ユニット制御部４５から判別信号がコントローラに伝達され、コントローラは判別信号に基づいて、警告灯を点灯させたり、電動モータに印加する電流を制御したりすることで車体１１の減速制御を行う。また、表示ディスプレイ２４に警告画面を表示してもよい。

【0027】

次に、本実施形態に係るフォークリフト１０の作用について説明する。オペレータがフォークリフト１０を運転している状態では、障害物検出ユニット４０は車体１１の後方を撮像する。具体的には、左右一対のカメラ４３を備えたカメラ部４２によって車体１１の後方を撮像する。カメラ部４２により撮像された撮像画像はカメラ部４２から画像処理部４４へ出力される。画像処理部４４は撮像された撮影画像の画像処理を行う。撮像画像が画像処理されることにより、ユニット制御部４５による撮像画像における障害物を判別し易くなる。

【0028】

次に、ユニット制御部４５は、画像処理された撮像画像における障害物の有無を判別する。ユニット制御部４５が撮像画像に障害物が有ると判別したときは、ユニット制御部４５から障害物が有るとする判別の信号がフォークリフト１０のコントローラに伝達され、コントローラは判別信号に基づいて表示ディスプレイ２４に警告画面を表示する。ユニット制御部４５が撮像画像に障害物が無いと判別したときは、ユニット制御部４５から障害物が無いとする判別の信号がフォークリフト１０のコントローラに伝達され、警告画面は表示されない。なお、画像処理された撮像画像における障害物の有無をユニット制御部４５により判別する手法は公知の手法による。

【0029】

ところで、本実施形態では、障害物検出ユニット４０は、平面視において運転席１７がカメラ部４２の水平方向の画角Ａに含まれないように設けられているので、カメラ部４２の画角Ａに運転席１７の左端２９がかからない。このため、障害物検出ユニット４０の検出範囲に運転席１７のオペレータが映り込むことはない。また、ブラケット４１を介して障害物検出ユニット４０がヘッドガード３３の下方に設けられているので、車体１１の後方の路面付近の障害物検出ユニット４０の死角となる範囲が抑制される。なお、障害物検出ユニット４０の位置を可及的に低くするほど、障害物検出ユニット４０の死角となる範囲はより狭くなる。

【0030】

本実施形態のフォークリフト１０は以下の効果を奏する。
（１）車体１１は、車幅方向において車体１１における一方の領域（右領域）と他方の領域（左領域）とに分割する基準線であるＹ軸に対して一方の領域に運転席１７を備える。また、車体１１の周囲の障害物を検出する障害物検出ユニット４０が、他方の領域（左領域）に位置するようにヘッドガード３３に設けられている。このため、オペレータの作業スペースは障害物検出ユニット４０に妨げられることなく確保され、また、障害物検出ユニット４０の検出範囲がオペレータの映り込みにより妨げられることはなく、障害物検出ユニット４０により車体１１の周囲（後方）の障害物を検出できる。

【0031】

（２）障害物検出ユニット４０はヘッドガード３３の下面より下方に設けられている。このため、車体１１の後方の路面付近の障害物検出ユニット４０の死角となる範囲が抑制され、車体１１の後方の路面付近における障害物を障害物検出ユニット４０により検出することができる。また 、左ピラー３４が車体１１の後方に配置されていないことで、左ピラー３４は障害物検出ユニット４０の死角となる範囲に設けられ、障害物検出ユニット４０の検出範囲が左ピラー３４により妨げられることはない。

【0032】

（３）障害物検出ユニット４０は、車体１１の後方を撮影するカメラ部４２を備え、カメラ部４２の水平方向の画角内に運転席１７が含まれない位置に設けられている。このため、カメラ部４２により撮像された撮像画像にフォークリフト１０の運転席１７のオペレータが映り込むことはなく、障害物検出ユニット４０の検出範囲が運転席１７のオペレータにより妨げられることはない。

【0033】

（４）障害物検出ユニット４０は、ブラケット４１を介してヘッドガード３３に設けられている。このため、障害物検出ユニット４０をヘッドガード３３の下面より下方に設けることができる。また、車体１１にブラケットを介して障害物検出ユニット４０を設ける必要が無く、車体１１の後部における車幅方向の中心よりも他側である収容フレーム１８の上面を、例えば、書類ファイルや小物等を載置する載置面として有効活用することができる。

【0034】

（５）障害物検出ユニット４０は、カメラ部４２により撮像された撮像画像を画像処理することにより撮像画像における障害物の有無を判別するユニット制御部４５と、カメラ部４２およびユニット制御部４５を収容するユニットケース４６と、を有している。このため、障害物検出ユニット４０は、撮像画像の取得と、撮像画像の画像処理と、画像処理により撮像画像における障害物の有無の判別と、を行うことができる。したがって、フォークリフト１０のコントローラに撮像画像の画像処理機能と、画像処理により撮像画像における障害物の有無の判別機能を付加する必要がない。

【0035】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るフォークリフトについて説明する。本実施形態では、障害物検出ユニットが、カメラ部の水平方向の画角内に運転席の一部が含まれる位置に設けられている点で第１の実施形態と相違する。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成については、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。

【0036】

図５に示すフォークリフト５０には、車体１１の後方の障害物を検出する障害物検出ユニット４０がブラケット４１を介してヘッドガード３３に設けられている。図６に示すように、本実施形態では、カメラ部４２の画角Ａに運転席１７の左端２９を含む運転席１７の一部がかかる。つまり、障害物検出ユニット４０は、運転席１７の左側の一部がカメラ部４２の画角Ａに含まれるように設けられている。

【0037】

図５に示す直線Ｎは、Ｘ軸に対して傾斜する直線であり、具体的には、９０°から画角Ａの半分を差し引いた角度Ｂ（Ｂ＝９０－Ａ／２）の直線である。後端２８と直線Ｎの交点は交点Ｐより右となる。直線Ｎにより区画される左端２９を含む運転席１７の一部（以下「特定範囲Ｅ」と表記する）は、フォークリフト１０の運転時においてオペレータが存在する可能性の低い範囲である。これは、オペレータはウエストサポート部材３２に体を接触させた状態で運転するためである。つまり、特定範囲Ｅは、カメラ部４２の水平方向の画角内に含まれているものの、フォークリフト１０のオペレータが映り込む可能性が殆どない範囲である。後端２８と直線Ｎの交点と左端２９との間の長さが、例えば、ブレーキペダル２７の幅以下であれば、撮像画像へのオペレータが映り込みの可能性は殆どなくなる。

【0038】

本実施形態によれば、カメラ部４２の水平方向の画角内に運転席１７の一部が含まれる位置に設けられているものの、カメラ部４２により撮像された撮像画像にフォークリフト１０の運転席１７のオペレータが映り込む可能性は小さい。したがって、障害物検出ユニット４０の検出範囲が運転席１７のオペレータにより妨げられることは殆どない。

【0039】

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

【0040】

○ 上記の実施形態では、産業車両としてリーチ式フォークリフトを例示して説明したが、産業車両はリーチ式フォークリフトに限定されない。産業車両は、車体と車体の上部にヘッドガードとを備える産業車両であればよい。また、リーチ式フォークリフトであっても立席式に限らず着座式であってもよい。
○ 上記の実施形態では、障害物検出ユニットとして、ステレオカメラユニットを例示したが、障害物検出ユニットは、ステレオカメラユニットに限定されない。障害物検出ユニットは、例えば、レーザー走査やミリ波レーダーを用いた障害物検出ユニットであってもよい。例えば、レーザー走査を用いた障害物検出ユニットの場合、レーザーユニットに加え、レーザーを捜査させるためのアクチュエータユニットを有するため、単なるカメラと比べて一般的に大型化しやすい。
○ 障害物検出ユニット４０は、車体１１の前方の障害物を検出するように取付けられていてもよい。その場合、カメラの撮像結果にはマスト等の荷役装置が映り込む場合がある。その場合は、障害物の検出可能領域に対して、荷役装置が存在する領域を障害物の非検出領域、すなわち障害物の有無の判定を行わない領域として、荷役装置が存在する領域を予めユニット制御部４５に認識させておくと好適である。

【符号の説明】

【0041】

１０、５０ リーチ式フォークリフト
１１ 車体
１３ 荷役装置
１７ 運転席
２４ 表示ディスプレイ
３０ サイドパネル
３３ ヘッドガード
４０ 障害物検出ユニット
４１ ブラケット
４２ カメラ部
４３ カメラ
４４ 画像処理部
４５ ユニット制御部
４６ ユニットケース
Ａ、Ｃ 画角
Ｂ 角度（９０－Ａ／２）
Ｄ 死角の範囲
Ｅ 特定範囲
Ｍ、Ｎ 直線
Ｐ 交点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】