特許 7593730 光学センサユニット、レーザ誘導方式の搬送車、および、結露防止方法

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】光学センサユニット、レーザ誘導方式の搬送車、および、結露防止方法

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20241126BHJP

   B65G 1/00 20060101ALI20241126BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20241126BHJP

   G05D 1/00 20240101ALI20241126BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 P

B65G1/00 501D

B65G1/00 521A

G01S7/481 Z

G05D1/00

H01L31/12 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022167037

(22)【出願日】2022-10-18

(65)【公開番号】P2024059383

(43)【公開日】2024-05-01

【審査請求日】2023-10-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000232807

【氏名又は名称】三菱ロジスネクスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂田 明彦

(72)【発明者】

【氏名】中山 健次

(72)【発明者】

【氏名】大西 哲郎

【審査官】太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３４１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０９９１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／００４４４３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／０２６８８９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１１５９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７５８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０１２６２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０２－１２５５６５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ ９／００－１１／０４

Ｂ６５Ｇ １／００

Ｇ０１Ｓ ７／４８－ ７／５１

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／８７

Ｈ０１Ｌ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送車を冷凍倉庫内においてレーザ誘導方式で自動走行させるために当該搬送車に搭載される光学センサユニットであって、
光学センサと、
空気を冷却して除湿するために用いられる冷却ケースと、
前記光学センサの下部を収容するチャンバと、を備え、
前記光学センサは、
レーザ光を投光するとともに反射された前記レーザ光を受光する投受光部と、
前記投受光部を水平に回転させる回転駆動部と、
前記レーザ光に対して透過性を有し、前記投受光部の周囲を覆い、前記チャンバの上面から前記チャンバの外に出ている筒状の透光ケースと、を備え、
前記冷却ケースは、
空気を当該冷却ケース内に取り込むための吸気口と、
空気を当該冷却ケース内から前記チャンバ内へ導出するための導出口と、を有し、
前記チャンバは、
前記冷却ケースの前記導出口と連通する導入口と、
空気を前記チャンバ内から前記透光ケースの外面に当該外面の全周に渡って供給するための吹出口と、を有し、
前記光学センサユニットは、さらに、
空気を、前記吸気口から前記冷却ケース内に取り込み、前記冷却ケース内から前記チャンバ内に流入させ、前記吹出口から前記透光ケースの前記外面へ吹き付けるために、前記チャンバ内に配置されたファンを備える、
光学センサユニット。

【請求項2】

前記冷却ケースによって冷却されて除湿された空気を温めるために、前記チャンバ内に配置されたヒータをさらに備える、
請求項１に記載の光学センサユニット。

【請求項3】

前記チャンバは、その内部空間を下室と上室とに仕切る仕切りを備え、
前記下室は、前記導入口を有し、かつ、前記ヒータを収容し、
前記上室は、前記吹出口を有し、かつ、前記光学センサの前記下部を収容し、
前記ファンは、前記仕切りに設けられ、前記ヒータによって温められた空気が前記下室から前記ファンを通過して前記上室へ流れる、
請求項２に記載の光学センサユニット。

【請求項4】

前記光学センサは、その前記下部に、前記回転駆動部を収容する下部ハウジングを備える、
請求項３に記載の光学センサユニット。

【請求項5】

前記冷却ケースは、環状であり、前記チャンバを囲み、前記チャンバに隣接して設けられ、
前記吸気口は、前記冷却ケースの外周面に形成され、
前記導出口は、前記冷却ケースの内周面に形成され、
前記冷却ケースは、さらに、前記吸気口から前記導出口まで螺旋状に延在する流路を当該冷却ケースの内部に有している、
請求項１に記載の光学センサユニット。

【請求項6】

前記冷却ケースは、金属からなる、
請求項１に記載の光学センサユニット。

【請求項7】

前記冷却ケースは、アルミニウムからなる、
請求項６に記載の光学センサユニット。

【請求項8】

請求項１に記載の光学センサユニットを備え、当該光学センサユニットを用いてレーザ誘導方式で冷凍倉庫内を自動走行する冷凍倉庫用の搬送車。

【請求項9】

請求項８に記載の冷凍倉庫用の搬送車が、冷凍室から、当該冷凍室よりも温度が高い前室へ移動する際に、当該搬送車の前記光学センサユニットの前記透光ケースが結露するのを防止する結露防止方法であって、
前記搬送車が前記冷凍室内で自動走行している間に、前記冷却ケースが前記冷凍室の空気で冷やされること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に前記ファンを作動させておき、外気を、冷やされた前記冷却ケース内に取り込み、当該冷却ケースによって冷却して除湿すること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に、前記チャンバ内の空気を前記光学センサの発熱によって温めること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に、前記チャンバ内の空気を、前記ファンによって、前記吹出口から前記透光ケースの前記外面に吹き付けること、を備える、
結露防止方法。

【請求項10】

前記搬送車は、前記チャンバ内に配置されたヒータをさらに備え、
前記結露防止方法は、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に前記ヒータを作動させておき、前記チャンバ内の空気を前記ヒータによって温めること、をさらに備える、
請求項９に記載の結露防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送車を冷凍倉庫内においてレーザ誘導方式で自動走行させるために当該搬送車に搭載される光学センサユニット、および、当該光学センサユニットを備える冷凍倉庫用のレーザ誘導方式の搬送車に関する。また、本発明は、当該光学センサユニットの透光ケースの結露を防止するための結露防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＧＶ、ＡＧＦといった自動走行可能な搬送車には、例えば、ＬｉＤＡＲなどの光学センサが搭載されている。搬送車は、当該光学センサを用いて倉庫内を自動で走行する。

【0003】

この種の光学センサは、例えば、図１０Ａ－Ｃの通り、レーザ光を投光する投光部４１およびレーザ光を受光する受光部４２を備える。さらに、光学センサは、投光部４１および受光部４２を、中心軸線ＡＸ（図１０Ａ参照）の周りに水平に３６０度回転させる回転駆動部（図示略）をさらに備える。なお、投光部４１および受光部４２は、レーザ光に対して透過性を有する筒状の透光ケース４４内に配置されている。

【0004】

光学センサは、上記構成により、レーザ光を搬送車の周囲３６０°に渡って投光することができる。レーザ光は、倉庫内に設置された複数の光反射板によって反射され、その反射されたレーザ光が受光部４２によって受光される。光学センサは、受光部４２の受光結果および三角測量の原理に基づいて、倉庫内における搬送車の位置をリアルタイムベースで演算する。搬送車は、演算された位置に基づいて、所定の経路に沿って自動走行する。このような自動走行は、レーザ誘導方式と呼ばれている（特許文献５参照）。

【0005】

レーザ誘導方式の搬送車を冷凍倉庫内で走行させる搬送システムがある。冷凍倉庫は、一般的には、温度が０°未満の冷凍室と、温度が０℃～１０℃程度の前室とを備える。搬送車は、冷凍室と前室との間を頻繁に往来する。

【0006】

冷凍室と前室との間にかなりの温度差がある。搬送車が冷凍室から前室へ移動する際、搬送車の周囲の温度が上昇し、冷凍室で冷やされた透光ケース４４の外面が結露したり、霜がついたりすることがある。この結露や霜が邪魔になって、レーザ光が適切に周囲に投光されない、及び／又は、レーザ光が適切に受光されない事態が生じ、結果的に、搬送車が自動走行できなくなる恐れがある。

【0007】

冷凍倉庫における搬送の分野では、搬送車に搭載されている光学センサ、レーザマーカー、バーコードスキャナなどに対する様々な結露対策が講じられている（特許文献１－４等参照）。

【0008】

例えば、図１０Ａでは、温風が、ハーフケース６’内に導入され、ハーフケース６’と光学センサとによって規定される環状の隙間を通って、透光ケース４４の外面に吹き付けられる。この温風の吹付けによって、透光ケース４４の外面を、常に０℃程度に（前室での露点温度より高く）なるように温めている。これは、冷凍室で冷やされた透光ケース４４の外面が外気の露点温度より高くなるまでは結露が生じる。

【0009】

図１０Ｂでは、ヒータ線９０が透光ケース４４に巻き付けられて、透光ケース４４の外面を、常に０℃程度に（前室での露点温度より高く）なるように温めている。これは、透光ケース４４の外面を効率的に温めることができる。ただし、ヒータ線９０が受光部４２の受光面を横切るので、受光部４２によるレーザ光の受光量が若干減り、光反射板検出最大距離の低下をもたらし得る。

【0010】

図１０Ｃでは、光学センサ内に内蔵のヒータ９１が、透光ケース４４を温めている。これは、透光ケース４４の外面を効率的に温めることはできない。ヒータ９１の発熱温度を上げすぎると、光学センサの構成部品が故障し得る。

【0011】

透光ケースの結露を防止する様々な方法が考えられている。近年では、－３０℃といった非常に低温の冷凍室と前室との間で搬送車を往来させることもある。搬送車の安定した自動走行のために、透光ケースの結露を確実に防止することが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開平０３－２３２００号公報

【文献】実開平０６－５３９１７号公報

【文献】特開２００１－０６３９９２号公報

【文献】特開平０７－２７７６９８号公報

【文献】特開２０２０－１３４１８０号公報

【文献】特開平０８－１６７７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、冷凍倉庫用のレーザ誘導方式の搬送車に搭載される光学センサの透光ケースの結露を防止するための新規な構成および方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一態様によれば、搬送車を冷凍倉庫内においてレーザ誘導方式で自動走行させるために当該搬送車に搭載される光学センサユニットが提供され、
光学センサと、
空気を冷却して除湿するために用いられる冷却ケースと、
前記光学センサの下部を収容するチャンバと、を備え、
前記光学センサは、
レーザ光を投光するとともに反射された前記レーザ光を受光する投受光部と、
前記投受光部を水平に回転させる回転駆動部と、
前記レーザ光に対して透過性を有し、前記投受光部の周囲を覆い、前記チャンバの上面から前記チャンバの外に出ている筒状の透光ケースと、を備え、
前記冷却ケースは、
空気を当該冷却ケース内に取り込むための吸気口と、
空気を当該冷却ケース内から前記チャンバ内へ導出するための導出口と、を有し、
前記チャンバは、
前記冷却ケースの前記導出口と連通する導入口と、
空気を前記チャンバ内から前記透光ケースの外面に当該外面の全周に渡って供給するための吹出口と、を有し、
前記光学センサユニットは、さらに、
空気を、前記吸気口から前記冷却ケース内に取り込み、前記冷却ケース内から前記チャンバ内に流入させ、前記吹出口から前記透光ケースの前記外面へ吹き付けるために、前記チャンバ内に配置されたファンを備える。

【0015】

前記光学センサユニットは、前記冷却ケースによって冷却されて除湿された空気を温めるために、前記チャンバ内に配置されたヒータをさらに備えてよい。

【0016】

前記チャンバは、その内部空間を下室と上室とに仕切る仕切りを備えてよい。前記下室は、前記導入口を有し、かつ、前記ヒータを収容してよい。前記上室は、前記吹出口を有し、かつ、前記光学センサの前記下部を収容してよい。前記ファンは、前記仕切りに設けられてよく、前記ヒータによって温められた空気が前記下室から前記ファンを通過して前記上室へ流れる。

【0017】

前記光学センサは、その前記下部に、前記回転駆動部を収容する下部ハウジングを備えてよい。

【0018】

前記冷却ケースは、環状であり、前記チャンバを囲み、前記チャンバに隣接して設けてよい。前記吸気口は、前記冷却ケースの外周面に形成されてよい。前記導出口は、前記冷却ケースの内周面に形成されてよい。前記冷却ケースは、さらに、前記吸気口から前記導出口まで螺旋状に延在する流路を当該冷却ケースの内部に有してよい。

【0019】

前記冷却ケースは、金属からなってよく、より具体的にはアルミニウムからなってよい。

【0020】

本発明の別の態様によれば、冷凍倉庫用のレーザ誘導方式の搬送車が提供される。当該搬送車は、上記の光学センサユニットを備え、当該光学センサユニットを用いてレーザ誘導方式で冷凍倉庫内を自動走行する。

【0021】

さらに、本発明の別の態様によれば、上記搬送車が、冷凍室から、当該冷凍室よりも温度が高い前室へ移動する際に、当該搬送車の前記光学センサユニットの前記透光ケースが結露するのを防止する結露防止方法が提供され、
前記搬送車が前記冷凍室内で自動走行している間に、前記冷却ケースが前記冷凍室の空気で冷やされること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に前記ファンを作動させておき、外気を、冷やされた前記冷却ケース内に取り込み、当該冷却ケースによって冷却して除湿すること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に、前記チャンバ内の空気を前記光学センサの発熱によって温めること、
前記冷凍室から前記前室へ移動する際に、前記チャンバ内の空気を、前記ファンによって、前記吹出口から前記透光ケースの前記外面に吹き付けること、を備える。

【0022】

上記搬送車が前記ヒータを備える場合、前記結露防止方法は、前記冷凍室から前記前室へ移動する際に前記ヒータを作動させておき、前記チャンバ内の空気を前記ヒータによって温めること、をさらに備える。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、例示の搬送システムの概略平面図である。

【図2】図２は、例示のレーザ誘導方式の搬送車の概略側面図である。

【図3】図３は、例示の光学センサを概略的に示す。

【図4】図４は、第１実施形態の光学センサユニットを概略的に示す。

【図5】図５は、図４の光学センサユニットを通過する気流を概略的に示す。

【図6】図６は、第２実施形態の光学センサユニットを概略的に示す。

【図7】図７Ａは、外付けのヒータと透光ケースの位置関係を例示する概略横断面図であり、図７Ｂは、外付けのヒータと透光ケースの位置関係を例示する概略部分縦断面図である。

【図8】図８は、第３実施形態の光学センサユニットを概略的に示す。

【図9】図９Ａ，図９Ｂは、外付けヒータグループと透光ケースの位置関係を例示する概略横断面図である。

【図10】図１０Ａ－図１０Ｃは、参考例に係る光学センサを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態が説明される。なお、図面に示される構成要素は、必ずしも正確な寸法や比率ではなく、その機能または動作を表すにすぎない。

【0025】

図１は、搬送システムを概略的に示す。冷凍倉庫１と、冷凍倉庫１内を自動走行するレーザ誘導方式の搬送車２が設けられている。

【0026】

冷凍倉庫１は、０℃未満の（例えば、－２０℃以下、具体的には約－３０℃）の冷凍室１０と、０℃以上の（例えば、０℃～１０℃）の前室１１とを備える。冷凍室１０と前室１１とは、通過口を有する壁１２によって仕切られている。シートシャッター１３が通過口に設けられている。シートシャッター１３は、冷気が冷凍室１０から前室１１へ流れるのを防ぐ。搬送車２が通過口を通って冷凍室１０と前室１１との間を移動する際に、シートシャッター１３が開く。なお、シートシャッター１３が開いているときに、冷凍室１０内の温度上昇を抑制するために、不図示のエアカーテン装置が設けられている。

【0027】

搬送車２が冷凍倉庫１内においてレーザ誘導方式で自動走行できるようにするために、レーザ光を反射する多数の光反射板１４が冷凍倉庫１内に設けられている。

【0028】

図２は、自動走行可能な搬送車２を例示する。搬送車２は、実施形態では、無人フォークリフト（ＡＧＦ）である。これに代えて、搬送車２は、フォークリフトタイプ以外の他の無人搬送車（ＡＧＶ）でもよく、また有人無人運転切替可能な搬送車でもよい。

【0029】

搬送車２は、走行輪２０を有する車両本体２１と、車両本体２１に対して水平方向に移動可能に設けられたマスト２２と、マスト２２に対して昇降可能に設けられたフォーク２３とを備えている。フォーク２３は、マスト２２の水平移動によって、符号２３’で示した位置をとることができる。また、フォーク２３は、マスト２２に沿って上昇することにより、符号２３”で示した位置をとることもできる。

【0030】

さらに、搬送車２は、光学センサユニット３を備える。光学センサユニット３は、搬送車２をレーザ誘導方式で自動走行させるために搬送車２に搭載されるものである。光学センサユニット３は、特許文献５の通り、レーザスキャナ装置とも呼ばれることがある。光学センサユニット３は、車両本体２１の最上部に配置されている。

【0031】

光学センサユニット３は、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）などの光学センサ４を備える（図３）。図３では、光学センサ４のみが示され、後述の結露防止のための構成は省略されている。光学センサ４は、投受光部４０を備える。投受光部４０は、レーザ光を投光する投光部４１（投光素子）と、光反射板１４によって反射されたレーザ光を受光する受光部４２（受光素子）と、投光部４１および受光部４２が水平を向くようにこれらを支持する支持部材などを含む。投光部４１は、受光部４２よりも上方に位置している。投受光部４０と光反射板１４とは、同じ高さにある。

【0032】

さらに、光学センサ４は、投受光部４０（したがって、投光部４１および受光部４２）を、上下方向にのびる中心軸線ＡＸの周りに水平に３６０度回転させる回転駆動部４３を備える。回転駆動部４３は、投受光部４０よりも下方に位置している。回転駆動部４３は、特許文献５と同様に、投受光部４０を所定の回転数（ｒｐｍ）で高速回転させるモータや、投受光部４０の回転角度を検出するエンコーダなどを含む。

【0033】

光学センサ４は、さらに、投受光部４０の周囲を覆う筒状の透光ケース４４を備える。すなわち、投受光部４０は、筒状の透光ケース４４の中空部分に位置している。透光ケース４４は、具体的には円筒状である。図３のように、透光ケース４４は、上向きに少し窄まったような形など略円筒状でもよい。透光ケース４４は、例えばポリカーボネート等のプラスチックで構成されてよく、投光部４１のレーザ光に対して透過性を有する。したがって、投光部４１はレーザ光を透光ケース４４の外に投光でき、受光部４２は透光ケース４４を通過したレーザ光（反射光）を受光することができる。

【0034】

光学センサ４は、透光ケース４４の下方に設けられ、上述の回転駆動部４３、搬送車２の位置を特定するための位置特定部（演算回路）、光学センサ４の構成要素へ電力を供給する電源等を収容する下部ハウジング４５を備える。また、光学センサ４は、透光ケース４４の上に設けられて透光ケース４４の上部をカバーする上部カバー４６をさらに備える。透光ケース４４は下部ハウジング４５に取り付けられており、透光ケース４４の内部と下部ハウジング４５の内部とは互いに連通している。

【0035】

光学センサ４は、投光部４１にレーザ光を投光させながら、回転駆動部４３に投受光部４０を水平に３６０度回転させ続けることにより、レーザ光を搬送車２の周囲に渡って投光する。レーザ光は、冷凍倉庫１内のいくつかの光反射板１４によって反射される。受光部４２は、その反射されたレーザ光を受光する。

【0036】

搬送車２が走行経路上のどの位置にあっても、受光部４２が少なくとも３つの光反射板１４によって反射されたレーザ光を検出できるように、光反射板１４の数および配置が決められている。そして、光学センサ４の位置特定部が、反射されたレーザ光の検出および三角測量の原理に基づいて、冷凍倉庫１内における搬送車２の位置を、リアルタイムベースで演算する。これによって、搬送車２は、冷凍倉庫１内をレーザ誘導方式で自動走行することができる。この技術自体は、例えば特許文献５などの通り周知である。

【0037】

図４は、第１実施形態に係る光学センサユニット３を示し、光学センサ４と、透光ケース４４の結露を防止するための構造とがユニット化されている。光学センサユニット３は、さらに、後述の通り、空気を冷却して除湿するために用いられる冷却ケース５と、冷却ケース５と連通するように設けられ、光学センサ４の下部を収容するチャンバ６とを備える。さらに、光学センサユニット３は、ファン３０および少なくとも１つのヒータ３１を備える。

【0038】

冷却ケース５は、環状、具体的に円環状を有しており、チャンバ６を囲み、チャンバ６の外周面に隣接して配置されている。冷却ケース５は、光学センサユニット３（したがって、これが搭載された搬送車２）の周囲の空気（外気）を当該冷却ケース５内に取り込むための吸気口５０を有する。吸気口５０は、冷却ケース５の外周面に形成されて、大気に開放されている。

【0039】

冷却ケース５は、さらに、当該冷却ケース５内の空気をチャンバ６内へ導出するための導出口５１を有する。導出口５１は、冷却ケース５の内周面に形成されており、後述のチャンバ６の導入口６０と連通している。

【0040】

冷却ケース５は、さらに、その内部に、吸気口５０と導出口５１と繋ぐ流路５２を有する。この流路５２は、環状の冷却ケース５の内部を、例えば２～３周するように、外側の吸気口５０から内側の導出口５１まで螺旋状（渦状）に延在している。螺旋状の流路５２を規定するために、冷却ケース５内には流路壁５３が設けられている。

【0041】

後述の通り、冷却ケース５は、冷やされた状態で使用される。したがって、冷却ケース５は、冷えやすいようにするために、熱伝導率の高い材料からなる。例えば、冷却ケース５は、金属製であり、より具体的にはアルミニウム製である。

【0042】

チャンバ６は、例えば、上面及び底面を有する筒状、具体的には円筒形状である。チャンバ６は、光学センサ４の下部を収容している。したがって、下部ハウジング４５はチャンバ６に収容されているが、透光ケース４４はチャンバ６の上面から出ている。

【0043】

チャンバ６は、冷却ケース５の導出口５１と連通し、冷却ケース５内を通過した空気をチャンバ６内に導入するための導入口６０を有する。導入口６０は、チャンバ６の外周面の下部に形成されている。

【0044】

チャンバ６は、その上面において、空気をチャンバ６内から透光ケース４４の外面に当該外面の全周に渡って供給するための環状の吹出口６１を有する。実施形態では、チャンバ６は、光学センサ４と共に吹出口６１を規定している。具体的には、チャンバ６の上面に円形状の孔が形成されており、吹出口６１は、当該円形状の孔に挿通されるように配置された光学センサ４（下部ハウジング４５）の外周面と当該円形状の孔の縁とによって、円環状に規定されている。こうして、吹出口６１が、光学センサ４を囲むように形成されて、空気が、後述の通り、チャンバ６の吹出口６１を通じて吹き出されて、透光ケース４４の外面全体に供給されるようになっている。

【0045】

チャンバ６は、さらに、その内部空間を下室６２と上室６３とに仕切る仕切り６４をさらに備える。下室６２は、上述の導入口６０を有する。上室６３は、上述の吹出口６１を有し、光学センサ４の下部を収容している。センサ台６５が上室６３内に設けられており、光学センサ４がセンサ台６５上に配置され固定されている。これにより、空気が吹出口６１へ流れるための空間が下部ハウジング４５の周りに形成されている。

【0046】

ファン３０は、チャンバ６内に配置されている。ファン３０は、具体的には仕切り６４に取り付けられている。ファン３０が作動すると、光学センサユニット３の周囲の空気（外気）が吸気口５０を通じて冷却ケース５内に取り込まれ、チャンバ６内に導入され、それから、チャンバ６の吹出口６１から吹き出されて、透光ケース４４の外面に吹き付けられる。より具体的には、空気は、吸気口５０、流路５２、導出口５１，導入口６０、下室６２、ファン３０、上室６３、吹出口６１を順に通って、透光ケース４４の外面に一様に吹き付けられる。このようにして、ファン３０は、吸気口５０から、冷却ケース５およびチャンバ６を通過して、吹出口６１から透光ケース４４へ向かう気流を生じさせる。

【0047】

ヒータ３１は、チャンバ６内に配置されて、ヒータブラケット３２に支持されている。ヒータ３１は、具体的には下室６２に配置されている。実施形態では、ヒータ３１が２つ設けられているが、その数は任意である。ヒータ３１は、冷却ケース５からチャンバ６（下室６２）へ流れてきた空気を温める（加熱する）ための発熱体である。ヒータ３１は、例えば遠赤外線を放射するシリコンラバーヒータであるが、シリコンラバーヒータ以外のヒータでも当然よい。

【0048】

ファン３０およびヒータ３１は、搬送車２のバッテリから給電される。

【0049】

以下、図５を参照して、透光ケース４４の結露を防止するための光学センサユニット３の動作が説明される。以下では、冷却ケース５は、冷凍室１０の温度程度（例えば、－２５℃～－３０℃）に冷やされているものとして説明される。

【0050】

例えば前室１１の外気といった、冷やされた冷却ケース５よりも温度の高い空気が、ファン３０によって、吸気口５０から冷却ケース５内に取り込まれる（矢印Ｒ１参照）。それから、取り込まれた空気は、冷却ケース５内の流路５２を導出口５１に向かって通過する。この間に、空気は、冷えた冷却ケース５によって、冷却ケース５の温度程度に冷却され、結果的に除湿され、その含有水分量は減る。流路５２は、上述の通り螺旋状に延在しているので、空気が冷却除湿されるのに十分な距離が確保されている。

【0051】

次いで、冷却除湿された空気は、導出口５１および導入口６０を通じて、チャンバ６の下室６２に流入する（矢印Ｒ２参照）。冷却除湿された空気は、下室６２内で旋回している間に（矢印Ｒ３参照）、ヒータ３１によって温められる。冷却除湿された空気は、前室１１の外気の露点温度（例えば０度程度）より高い温度に昇温する。

【0052】

次いで、除湿かつ加温された空気は、ファン３０を通って上室６３へ流入し（矢印Ｒ４参照）、吹出口６１に向かって上昇し光学センサ４の下部の周りを通過する（矢印Ｒ５参照）。なお、ファン３０を通過する空気は、ヒータ３１によって温められているので、ファン３０は、低温対応の特殊なファンでなくても良い。また、光学センサ４自体も作動中に発熱するので、この発熱によっても空気は温められる。

【0053】

次いで、除湿かつ加温された空気は、環状の吹出口６１を通って、透光ケース４４の外面全体に渡って一様に吹き付けられる。乾燥した空気が、透光ケース４４に吹き付けられるので、透光ケース４４が冷えていても結露しない。というのも、透光ケース４４が冷却ケース５と同様に冷凍室１０の温度だとしても、透光ケース４４へ吹き付けられる空気は、冷凍室１０と同程度の温度の冷却ケース５によって除湿乾燥されており、結露するだけの水分を含有していないからである。

【0054】

吹き付けられる空気が、前室１１の空気の露点温度以下だと、前室１１の空気と接触したときに霧が発生する恐れがある。光学センサユニット３では、吹き付けられる空気が、ヒータ３１および光学センサ４の発熱によって前室１１の空気の露点温度よりも高い温度にまで温められている。したがって、吹き付けられる当該空気が前室１１の空気と接触したとしても、この際に上述のような霧は発生しない。

【0055】

なお、冷却ケース５に霜が付着するが、搬送車２が前室１１を自動走行している際に前室１１の空気で温められて融解して水となり、自然と吸気口５０から流れ出て排出される。もしくは、冷却ケース５やチャンバ６の底面に、ファン３０による吸気に影響しないような小さい孔を形成して、その孔から、水が排出されるようにしてもよい。

【0056】

このように、光学センサユニット３は、透光ケース４４の結露や霧の発生を防止して、レーザ光の安定した投受光を、したがってレーザ誘導方式の安定した自動走行を保障する構成となっている。

【0057】

以下、冷凍倉庫の搬送システムにおいて、搬送車２に搭載された光学センサユニット３の透光ケース４４の結露を防止する具体的な結露防止方法が説明される。

【0058】

光学センサユニット３を搭載した搬送車２が、冷凍室１０で自動走行して荷役作業をする。この搬送車２の冷凍室１０内での自動走行および荷役作業中に、冷却ケース５が、冷凍室１０の空気によって自然と冷凍室１０の温度に冷やされる。

【0059】

次いで、冷凍室１０の搬送車２が前室１１へ移動する少し前に、搬送車２は、ファン３０およびヒータ３１を作動させる。なお、上述の通り、搬送車２の冷凍倉庫１内における位置情報は光学センサ４によってリアルタイムベースで演算され特定されている。荷役作業に関する情報は搬送車２に記憶されている。したがって、これらの情報に基づいて、搬送車２が冷凍室１０から前室１１へ移動する前にファン３０およびヒータ３１を作動させるタイミングを取ることができる。

【0060】

そして、ファン３０およびヒータ３１を作動させている状態で、搬送車２が、シートシャッター１３が開いた通過口を通って冷凍室１０から前室１１へ移動する。搬送車２が前室１１へ移動する際に、搬送車２の周りの外気が、ファン３０によって、吸気口５０から冷却ケース５内に取り込まれる。冷凍室１０と前室１１とには温度差がある。搬送車２が前室１１に移動するにつれて、冷凍室１０の空気よりも温度の高い前室１１の空気が冷却ケース５内に取り込まれ始める。

【0061】

そして、この取り込まれた空気が、冷凍室１０の温度に冷やされた冷却ケース５によって冷却ケース５の温度（冷凍室１０の温度）程度に上述の通り冷却されて除湿される。そして、この除湿冷却された空気が、チャンバ６内において、ヒータ３１および光学センサ４の発熱によって、前室１１の空気の露点温度より高い温度に温められる（搬送車２は、光学センサ４を用いて自動走行しているので、光学センサ４も発熱している）。そして、除湿かつ加温された空気が、ファン３０によって、吹出口６１から透光ケース４４の外面のその全周に渡って一様に吹付けられる。これによって、搬送車２が冷凍室１０から前室１１へ移動する際に、結露が透光ケース４４に生じることが、および、霧が生じることが、上述の説明の通り防止される。

【0062】

搬送車２が前室１１に入ってしばらくすると、透光ケース４４が前室１１の温度程度になるので、搬送車２は、ファン３０およびヒータ３１を作動停止させる。冷却ケース５は、前室１１の空気によって温められる。冷却ケース５に付着している霜は、上述の通り前室１１の空気によって温められて水になり、排出される。

【0063】

次いで、搬送車２は前室１１から冷凍室１０へ移動する。そして、搬送車２が冷凍室１０で自動走行して荷役作業をする間に、冷却ケース５が冷凍室１０の空気で再び冷やされる。次いで、搬送車２が冷凍室１０から前室１１へ移動する際に、同様のことが行われて結露の発生が防止される。以上が、搬送車２が冷凍室１０と前室１１とを往来する度に繰り返される。

【0064】

この結露防止方法によれば、冷却ケース５は、搬送車２が冷凍室１０にいる間に自然に冷やされるので、冷却ケース５を繰り返し使用できる。したがって、光学センサユニット３自体は、特許文献６のような、頻繁に交換を要するシリカゲル（特許文献６の従来技術参照）や、電力を要するペルチェ素子等を含む冷却器（特許文献６の実施形態参照）を、除湿のために備える必要がない利点がある。

【0065】

なお、搬送車２が短時間だけ冷凍室１０に入って出てくる場合がある。この場合、冷却ケース５は十分に冷えないが、透光ケース４４も冷えないので、結露の問題はない。

【0066】

チャンバ６内のヒータ３１は必須でない。搬送システムの構成や環境にもよるが、ヒータ３１が無くても、光学センサ４の発熱のみによってチャンバ内６の乾燥空気を温めて、結露を防止できる場合もある。

【0067】

以下で、第２実施形態および第３実施形態の光学センサユニット３が説明される。第１実施形態と同一の構成には同一の符号が付され、同一の構成および効果の説明は省略される。

【0068】

図６の通り、光学センサユニット３は、外付けのヒータ装置７をさらに備える。ヒータ装置７は、少なくとも１つのヒータ７０を備える。この実施形態では、３つのヒータ７０（ａ），７０（ｂ），７０（ｃ）が設けられている。以下では、各ヒータに共通の構成を説明するときには、符号「７０」が使用され、個々のヒータの構成を説明するときには、「７０（ａ）」，「７０（ｂ）」，「７０（ｃ）」が使用されて区別される。

【0069】

ヒータ７０は、透光ケース４４の外面を温める（加熱する）ために熱を輻射する発熱体である。ヒータ７０は、図６，図７Ａ，図７Ｂの通り、板状（面状）である。さらに、ヒータ７０は、環状、より具体的には円環状である。このような環状かつ板状のヒータ７０は、実施形態では、遠赤外線を放射するシリコンラバーヒータでよい。ヒータ７０は、シリコンラバーヒータ以外のヒータでも当然よい。ヒータ７０は、筒状の透光ケース４４を囲むように水平に配置されている。環状のヒータ７０及び筒状の透光ケース４４は、同芯状に配置されている。環状のヒータ７０は、実施形態のように円環状に限らず、例えば四角環状といった多角環状でもよく、中空部分を有するものであればその輪郭形状は問わない。

【0070】

図７Ａ，図７Ｂの通り、ヒータ７０は、その環状の内側にある透光ケース４４と接触しないように水平に配置されている。したがって、図７Ａの通り、ヒータ７０と透光ケース４４との間に環状、具体的には円環状の隙間Ｇが形成される。環状のヒータ７０の内径は、隙間Ｇが形成されるように、筒状の透光ケース４４の外径よりも大きく設定されている。チャンバ６の吹出口６１からの空気（矢印Ｒ６）が隙間Ｇを通過できるように、隙間Ｇの位置および大きさが決められている。

【0071】

ヒータ７０は、投光部４１および受光部４２とは異なる高さに水平に配置されており、したがって、投光部４１によるレーザ光の投光および受光部４２によるレーザ光の受光を遮らない。具体的には、ヒータ７０（ａ）は、投光部４１より下方あり、かつ、受光部４２より上方に位置している。ヒータ７０（ｂ）は、透光ケース４４の最下部に、したがって、受光部４２より下方に位置している。ヒータ７０（ｃ）は、透光ケース４４の最上部に、したがって、投光部４１より上方に位置している。

【0072】

ヒータ７０（ａ）は、上面および下面の双方から熱を輻射するように構成されている。ヒータ７０（ｂ）は、少なくとも上面から熱を輻射するように構成されている。ヒータ７０（ｃ）は、少なくとも下面から熱を輻射するように構成されている。光学センサ４のレーザ光は、遠赤外線とは異なる波長である。すなわち、ヒータ７０の輻射熱は遠赤外線であり、光学センサ４のレーザ光は例えば近赤外線であり、両者の電磁波としての波長は互いに異なる。したがって、ヒータ７０の輻射熱が、光学センサ４の機能に、したがってレーザ誘導方式の自動走行に干渉しない。

【0073】

図６の通り、棒状のヒータブラケット７１が、ヒータ７０（ａ）の下に設けられ、ヒータ７０（ａ）とヒータ７０（ｂ）との間で上下に延在して、ヒータ７０（ａ）を下方から支持して位置決めしている。ヒータブラケット７１は、実施形態では２つ設けられている。図６の通り、ヒータブラケット７１は、受光部４２の受光面の幅よりも十分に小さい幅を有している。したがって、ヒータブラケット７１が、受光部４２によるレーザ光（反射光）の受光に影響を及ぼさない。ヒータ７０（ｂ）は、チャンバ６上に配置されている。別のヒータブラケット７２が、上部カバー４６に取り付けられて、ヒータ７０（ｃ）を、上方から保持して位置決めしている。したがって、ヒータブラケット７１，７２は、投光部４１とは同じ高さに存在せず、レーザ光の投光を遮らない。

【0074】

なお、ヒータ７０は、搬送車２のバッテリから給電される。ヒータ７０（ａ）への給電線（図示略）は、ヒータブラケット７１の１つを伝ってヒータ７０（ａ）に接続される。また、ヒータ７０（ｃ）への給電線は、ヒータブラケット７１の１つを伝い、そこからさらに上方に引かれて、ヒータ７０（ｃ）に接続される。

【0075】

これらの給電線は、受光部４２の高さに存在するものの、受光部４２の受光面よりも十分に小さい幅を有しているので、受光部４２によるレーザ光の受光に影響を及ぼさない。ヒータ７０（ｃ）への給電線は、投光部４１の高さにも存在する。搬送車２は、図２の通り、マスト２２や昇降されたフォーク２３”などレーザ光を遮断する要素があり、周囲３６０°のうち、レーザ誘導方式の自動走行で使用されない角度範囲がある。したがって、ヒータ７０（ｃ）への給電線は、マスト２２が存在するこの角度範囲内に位置していれば、レーザ誘導方式の自動走行に干渉することはない。

【0076】

ファン３０およびヒータ３１と違って、ヒータ７０は、搬送車２が冷凍倉庫１内で走行し荷役作業をしている間、常時ＯＮにされて発熱し（例えば８０℃で発熱し）、透光ケース４４の外面を、輻射熱および温められた周囲の空気によって温めて、常に０℃程度（前室１１での露点温度より高い温度）にする。また、このヒータ７０によって、吹出口６１から透光ケース４４へ吹き付けられる空気（気流Ｒ６）は、さらに加熱される。

【0077】

ヒータ７０がレーザ光の投受光を遮らないので、ヒータ７０がレーザ誘導方式の自動走行の精度を低下させない。しかも、ヒータ７０が、透光ケース４４を囲い、透光ケース４４の近くで、輻射熱および周囲の加熱された空気の双方で透光ケース４４の外面をその全周に渡って温めているので、非常に効率的である。ヒータ７０は透光ケース４４に接触せず、隙間Ｇが設けられているので、ヒータ７０自体の発熱温度を透光ケース４４の耐熱温度以上にすることが可能である。

【0078】

なお、レーザ誘導方式の自動走行において、透光ケース４４が投光部４１の高さで結露することは、投射されたレーザ光の拡散をもたらすので許容できるものではない。一方、透光ケース４４が受光部４２の高さで結露することはある程度許容できる。周囲の空気が温められると、図７Ｂの通り、ヒータ７０（ａ）と透光ケース４４との間の隙間Ｇを通過する温められた上昇気流Ｒ７が発生して、結露を特に嫌う透光ケース４４の投光部４１の高さ部分をその全周に渡って温めてくれることも利点である。

【0079】

ヒータ７０（ｃ）も、結露を特に嫌う透光ケース４４の投光部４１の高さ部分を温めていることも利点である。上記の通り、搬送車２が冷凍室１０と前室１１との間を移動する際にエアカーテン装置がエアカーテン（下降気流）を形成するが、これが搬送車２に上方から当てられる。ヒータ７０（ｃ）は、このエアカーテンを遮る役割もあり、透光ケース４４が当該エアカーテンによって温度低下したり、吹出口６１からの気流Ｒ６が拡散されたりするのを抑制する。

【0080】

輻射熱（遠赤外線）、ヒータ７０（ａ），（ｃ）への給電線、および、ヒータブラケット７１，７２が、レーザ誘導方式の自動走行に影響を与えないことも上述の通りである。

【0081】

図８は、第３実施形態の光学センサユニット３を示す。第３実施形態では、ヒータ７０からの輻射熱を反射するための熱反射板７３が、投光部４１より上方に、第２実施形態のヒータ７０（ｃ）の代わりに設けられている。熱反射板７３は、上部カバー４６に取り付けられて、上部カバー４６から水平に張り出して、庇状に配置されており、ヒータ７０の真上に位置している。熱反射板７３は、ヒータ７０の外径より大きい外径を有する。熱反射板７３は、例えば、少なくともその下面がアルミ箔で構成され、それによって、その下方に配置されたヒータ７０からの輻射熱を反射する。

【0082】

第３実施形態では、熱反射板７３が、ヒータ７０からの輻射熱を下方に反射するので、輻射熱の拡散を抑制し、輻射熱のロスを抑制できる。さらに、ヒータ７０（ａ）と熱反射板７３との間に、熱が篭り、上記の気流Ｒ６，Ｒ７がたまるので、透光ケース４４の投光部４１の高さ部分をさらに効率的に温めることができる。つまり、第３実施形態は、第２実施形態よりも電力（バッテリ）消費を低減しつつも、透光ケース４４を第２実施形態と同程度に効率的に温めることができる。また、庇状に配置された熱反射板７３は、上記のエアカーテン（下降気流）を遮り、ヒータ７０および透光ケース４４がエアカーテンによって温度低下するのを防止する。

【0083】

第３実施形態の変形例として、第２実施形態のヒータ７０（ｃ）が、追加されて、熱反射板７３の下方で投光部４１の上方に位置するように、熱反射板７３に保持されてよい。

【0084】

ヒータ７０［７０（ａ），７０（ｂ），７０（ｃ）］は、それぞれ、例えば図９Ａ，図９Ｂの通り、外付けのヒータグループ７４［７４（ａ），７４（ｂ），７４（ｃ）］に置き換えられてもよい。ヒータグループ７４は、透光ケース４４を温めるために熱を輻射する複数（２以上）のヒータ７５からなる。ヒータ７５は、それぞれ、板状であり、水平に配置されている。ヒータ７５は、ヒータ７０と同様に、シリコンヒータなどの発熱体である。

【0085】

図９Ａは、ヒータグループ７４を例示する。図９Ａのヒータグループ７４は、１８０°の円弧状の２つのヒータ７５からなる。この２つの円弧状のヒータ７５は、透光ケース４４の周りを囲むように円環状に並べられており、協働して透光ケース４４の外面をその全周に渡って温める。円弧状のヒータ７５の数は、２つに限らず、３つ以上の円弧状のヒータが用いられて円環状に並べられてもよい。

【0086】

図９Ｂのヒータグループ７４は、矩形状の４つのヒータ７５からなる。この４つの矩形状のヒータ７５が透光ケース４４の周りを囲むように四角環状に並べられて、協働して透光ケース４４の外面をその全周に渡って温める。当然ながら、透光ケース４４の周りを囲むヒータ７５の数、形状、および配列は、上記の態様に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0087】

１ 冷凍倉庫
１０ 冷凍室
１１ 前室
２ 搬送車
３ 光学センサユニット
３０ ファン
３１ ヒータ（チャンバ内のヒータ）
４ 光学センサ
４０ 投受光部
４３ 回転駆動部
４４ 透光ケース
４５ 下部ハウジング
５ 冷却ケース
５０ 吸気口
５１ 導出口
５２ 流路
６ チャンバ
６０ 導入口
６１ 吹出口
６２ 下室
６３ 上室
６４ 仕切り
７ 外付けヒータ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】