(57)【要約】【課題】  先行車両と後続車両とを連結するワイヤの引き出し角度を検出センサを、ワイヤの引き出し長さを計測するセンサを完全に分離することにより、ワイヤ引き出し角度を高い精度で計測できるようにする。【解決手段】  連結センサは、後続車両の前方あるいは先行車両の後方に装着される基台４ａと、この基台４ａに固設され、ワイヤ２の引き出し長さを計測するリニアエンコーダ部３と、このリニアエンコーダ部３の前方に配置され、引き出されるワイヤ２をガイドするワイヤガイド部４を備えている。ワイヤガイド部４は、基台４ａから垂直方向に延設された軸４ｂを中心に、リニアエンコーダ部３と独立して回転できるように連結され、ワイヤガイド部４の垂直方向の軸４ｂ回りの回転角度を、リニアエンコーダ部３のロータリエンコーダで検出することにより、ワイヤ２の引き出し角度を計測するようにした。【選択図】  図２
2015081893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を追従走行させるため、先行車両と後続車両とを連結するワイヤの引き出し長さと、引き出し角度により、先行車両と後続車両間の車間距離及び相対的位置を計測する連結センサであって、
前記連結センサは、前記後続車両の前方あるいは前記先行車両の後方に装着される基台と、該基台に固設され、前記ワイヤの引き出し長さを計測するリニアエンコーダ部と、該リニアエンコーダ部の前方あるいは後方に配置され、前記リニアエンコーダ部から引き出される前記ワイヤをガイドするワイヤガイド部とを備え、
前記ワイヤガイド部は、前記基台から垂直方向に延設された軸を中心に、前記リニアエンコーダ部と独立して回転できるように連結され、該ワイヤガイド部の前記垂直方向の軸回りの回転角度を、ロータリエンコーダで検出することにより、前記ワイヤの引き出し角度を計測するようにしたことを特徴とする連結センサ。
【請求項２】
前記ワイヤガイド部を、前記基台に対し水平方向に延びる軸に回転可能に連結し、該水平方向に延びる軸を、前記垂直方向の軸回りに回転できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の連結センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を追従走行させるため、先行車両に対する距離と角度を計測する連結用センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行する車両に追従させるために、後続車両は、先行車両に対する相対的な位置関係を正確に計測する必要がある。
このように、先行車両に対する距離と方向を計測するためのセンサとして、特許文献１には、レーザーレーダを用いることが記載されている。その他、ステレオカメラ等の非接触型のセンサを用いることにより、車両間を物理的に連結することなく、後続車両を先行車両に追従させることができるので、追従や切り離しを自由に行うことが可能となる。
【０００３】
しかし、このような非接触型のセンサは、安全性の観点から、高い計測精度が求められるため、高コストになり、しかも、太陽光や雨、雪、霧等の影響により、正確な計測が困難になる状況が発生する可能性がある。
【０００４】
一方、鉄道列車にみられるような、車両間を連結器で直接ハード的に連結させるものでは、追従や切り離しの自由度が大きく制限されるとともに、連結、切り離しを行う際に、高度な運転操作と時間が要求され、運行に影響を及ぼしてしまう。
【０００５】
このため、特許文献２には、車両にワイヤリールを設置して、そのワイヤリールからワイヤが引き出される長さを検出するセンサと、引き出される角度を検出するセンサを設け、自車と前走車との間に装架したときのワイヤの引き出し量と、引き出し角度により、自車と前走車との車間距離、相対的位置関係を測定できるようにした、セミハード連結方式が提案されている。
【０００６】
これにより、ワイヤを切り離して収納するなど、連結部分をコンパクトにすることができ、しかも、周知のエンコーダ等を用いることにより、センサとしても安価となる。さらに、ワイヤの引き出し量と、引き出し角度により、車間距離、相対的位置関係を計測しているため、外乱光や障害物の影響を受けることがなく、確実な計測が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５９４４９８号公報
【特許文献２】特開平１０−２１３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうしたセミハード連結方式では、後続車両が先行車両に衝突を回避するため、少なくとも数メートルのワイヤが必要となり、これを巻き取るため、大型で重量のあるワイヤリールが必要となる。特許文献２の測定装置では、先行車両との傾斜角度の変化に追随させて、大型で重量のあるワイヤリールを基台上を回転させ、その回転角によりワイヤの引き出される角度を検出している。
【０００９】
このため、追随性が悪化するばかりでなく、路面の傾斜等により、ワイヤリールに重力が作用して、ワイヤリールが傾斜したり、引き出し長さに応じて、ワイヤリールにおける径方向の巻き取り位置が変化する。その結果、引き出し角度を検出するセンサの計測値はもとより、引き出し長さの計測値に誤差が発生する可能性がある。これを防ぐためには、ワイヤの張力を強くすればよいが、その分、送り出しに無駄な力が必要となってしまい、全体の走向抵抗を悪化させ、燃費の悪化を招いてしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ワイヤの引き出し角度を検出センサと、ワイヤの引き出し長さを計測するセンサを、ワイヤの変動に対し、完全に分離することにより、ワイヤ引き出し角度を高い精度で計測できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の連結センサは、車両を追従走行させるため、先行車両と後続車両とを連結するワイヤの引き出し長さと、引き出し角度により、先行車両と後続車両間の車間距離及び相対的位置を計測する連結センサであって、前記連結センサは、前記後続車両の前方あるいは前記先行車両の後方に装着される基台と、該基台に固設され、前記ワイヤの引き出し長さを計測するリニアエンコーダ部と、該リニアエンコーダ部の前方あるいは後方に配置され、前記リニアエンコーダ部から引き出される前記ワイヤをガイドするワイヤガイド部を備え、前記ワイヤガイドは、前記基台から垂直方向に延設された軸を中心に、前記リニアエンコーダ部と独立して回転できるように連結され、該ワイヤガイド部の前記垂直方向の軸回りの回転角度をロータリエンコーダで検出することにより、前記ワイヤの引き出し角度を計測するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワイヤガイド部が、ワイヤの引き出し長さを計測するリニアエンコーダ部と完全に独立して回転できるので、軽量化することにより追随性を高めることが可能となり、両検出値の精度をともに高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明による連結センサの構成を示す図である。
【図２】図２は、ワイヤが傾斜したときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
本実施例の連結用センサを図１の平面図を用いて説明する。
連結用センサは、後続車両の前方に装着される基台１と、基台１に固設され、ワイヤ２の引き出し長さを計測するリニアエンコーダ部３と、リニアエンコーダ部３の前方に配置され、ワイヤ２をガイドするワイヤガイド部４とから構成されている。
【００１６】
ワイヤガイド部４は、基台４ａと、この基台４ａ中央から鉛直方向に延出する軸４ｂと、この軸４ｂを中心軸として水平方向にスムースに回転できるよう、ボールベアリング等により連結された筒状ガイド４ｃとから構成されている。軸４ｂ回りの筒状ガイド４ｃの回転角度は、基台４ａとの間に設けられた、周知のロータリエンコーダにより検出されるようになっている。なお、筒状ガイド４ｃは、ワイヤ２を案内する機能を奏するのみで、高い強度は要求されず、樹脂あるいはアルミニウム合金等、軽量な素材で形成されている。
【００１７】
図示はしないが、リニアエンコーダ部３の内部には、プーリー等のワイヤ案内部が前後（ワイヤの長さ方向）に複数設けられ、このワイヤ案内部により、ワイヤ２が、側方からみて水平方向に案内されている。この水平部に、ワイヤ２の引き出し量を検出する周知のリニアエンコーダが設けられており、ワイヤ２は、後端側のワイヤ案内部により方向転換された後、リニアエンコーダ部３の内部に設けられたリール部に一定の張力で巻き取られるようになっている。
【００１８】
ワイヤ２は、ワイヤ２の引き出し方向から見て、リニアエンコーダ３の前面中央部に設けられた開口から、水平方向に引き出され、ワイヤガイド部４を経由して、先行車両の後部に連結されている。
筒状ガイド４ｃの内部には、引き出し方向後方側に、互いに対向して接触する１対の円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅが設けられており、ワイヤ２は、円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅそれぞれの中央部に設けられた凹部に挟まれて、水平方向を維持するようになっている。なお、円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅは、ワイヤ２が通過する両者の接触部が、軸４ｂの直上に位置するよう配置されている。
【００１９】
１対の円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅで案内されたワイヤ２は、引き出し方向前端側に設けられた１対の円筒状回転ローラ４ｆ、４ｇにより案内された後、先行車両の後部に連結される。なお、円筒状回転ローラ４ｆ、４ｇは、円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅのように凹部を設ける必要はなく、円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅの表面により挟み込まれるようにすればよい。
【００２０】
本実施例の作用について説明する。先行車両あるいは後続車両が旋回したときなどは、ワイヤ２が図２のように傾斜する。このとき、筒状ガイド４ｃが軸４ｂを中心に回転し、その回転角度は、基台４ａとの間に設けられた周知のロータリエンコーダにより検出される。前述のように、筒状ガイド４ｃは、ワイヤ２をガイドする機能のみを担っているため、軽量素材で形成でき、ボールベアリング等の軸受けによりスムースに回転できるよう基台１に連結されている。このため、路面に傾斜等があっても、スムースに追随できる。
なお、筒状ガイド４の末端には、回転角度が大きくなってもワイヤ２と接触しないよう、スリットが設けられている。
【００２１】
しかも、後端側に設けられた円筒状回転ローラ４ｄ、４ｅの接触点が、軸４ｂの直上に位置しているため、リニアエンコーダ部３は、ワイヤ２の引き出し角度変化に何ら影響を受けることはなく、ワイヤ２の引き出し長さを計測することができる。
これにより、リニアエンコーダ部３内に設けられたリニアエンコーダによるワイヤ２の引き出し長さと、ワイヤガイド部４に設けられたロータリエンコーダによるワイヤ２の引き出し角度を完全に分離することができ、両検出値の精度をともに高めることが可能になる。後続車両は、これらの検出値に基づいて、速度制御装置、操舵装置、ブレーキを総合的に制御し、引き出し長さ、引き出し角度を一定に維持することで、ワイヤ２の張力を初期値に維持しつつ、先行車両に対し円滑な追随走向を実現することができる。
【００２２】
なお、この実施例では、後続車両の前方に連結用センサを装着したが、先行車両の後方に連結用センサを装着し、送信機により後方側の速度制御装置、操舵制御装置に、ワイヤ２の引き出し長さ情報、引き出し角度情報を送信するようにしてもよい。
また、筒状ガイド４ｃを垂直方向に延びる軸４ｂを中心に回転できるように連結したが、水平方向の軸回りにもスムースに回転できるようにすることにより、さらに計測精度を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００２３】
１      基台（連結用センサ）
２      ワイヤ
３      リニアエンコーダ部
４      ワイヤガイド部
【図１】
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【図２】
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