JP2008182370A - 走行車 - Google Patents

Abstract

【課題】先行走行車から後行走行車への光通信が、カーブ走行時には困難となる。
【解決手段】同一経路２上を走行する先行走行車１ａと後行走行車１ｂとの間で、先行走行車１ａより後行走行車１ｂに向けて信号を送信するための光信号送信機３と、前記信号を受信するための光信号受信機４とを備える走行車１であって、光信号送信機３には、２１個の発光素子３５が、これらの各発光素子３５の光軸方向を徐々に変化させながら、半円弧状の有限曲線Ｃに沿って並べて配置されると共に、有限曲線Ｃの両端に配置される発光素子３５・３５の光軸方向同士の開き角は２１０度とされる。
【選択図】図３

Description

同一経路上を走行する先行走行車と後行走行車との間で、信号を送信するための光信号送信機と、前記信号を受信するための光信号受信機とを備える走行車に関する。

従来、同一経路上を複数の走行車が走行する走行車システムが公知である。このような走行車システムの一例が特許文献１に記載の搬送台車システムである。この搬送台車システムにおいては、経路上を走行する搬送台車（走行車）間の通信は、経路に沿って敷設される給電線もしくはネットワーク線を介して、間接的に行われるものとなっている。

また、このような走行車システムにおいて、同一経路上を走行する走行車間で光通信により直接通信することも行われている。このような光通信を可能とするため、各走行車には、当該走行車の後方を走行する後行走行車に向けて信号を送信するための光信号送信機と、当該走行車の前方を走行する先行走行車から発信された信号を受信するための光信号受信機とが備えられている。
特開２００５−３０１３６４号公報

走行車が経路上のカーブを走行する際には、後行走行車に対する先行走行車の姿勢が変化し、先行走行車の走行方向の軸上から後行走行車が外れてしまう。そうすると、光信号送信機より直後方に向けて光信号を送信していたのでは、カーブ走行時に通信できないことになってしまう。

つまり、解決しようとする問題点は、先行走行車と後行走行車との間での光通信が、カーブ走行時には困難となる点である。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１に記載の走行車は、
同一経路上を走行する先行走行車と後行走行車との間で、信号を送信するための光信号送信機と、前記信号を受信するための光信号受信機とを備える走行車であって、
前記光信号送信機には、複数の発光素子が、これらの各発光素子の光軸方向を徐々に変化させながら、半円弧状の有限曲線に沿って並べて配置されると共に、
前記有限曲線の両端に配置される前記発光素子の光軸方向同士の開き角は１８０度を超えるものとする、ものである。

請求項２に記載の走行車は、請求項１において、次の構成としたものである。
前記半円弧状の有限曲線は、略楕円の半円弧とする、ものである。

請求項３に記載の走行車は、請求項１または請求項２において、次の構成としたものである。
前記複数の発光素子の全体によって形成される光軸範囲の中心軸が、前記走行車の走行方向に対して斜め後方を向く姿勢で、前記光信号送信機は前記走行車に配置される、ものである。

請求項４に記載の走行車は、請求項１から請求項３のいずれかにおいて、次の構成としたものである。
前記光信号送信機および前記光信号受信機は、前記走行車の左右両端部のうち、前記経路上に形成される曲率半径最小カーブの内径側となる左右端部の前後の角にそれぞれ配置される、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明においては、
光信号送信機からの信号の送信範囲を広角とすることができる。そして、カーブ走行時に確実に先行走行車と後行走行車との間で信号を送信することができる。

請求項２に記載の発明においては、請求項１の効果に加えて、
正円の円弧上に発光素子を配置する場合と比べて、全体形状に突出部が少なくなり、光信号送信機のコンパクト化に繋がる。

請求項３に記載の発明においては、請求項１または請求項２の効果に加えて、
光信号送信機からの信号の送信範囲が左右一側に偏りのある範囲となり、その偏りのある側では走行車の旋回半径を小さくしても、確実に後行走行車に信号を送信することができる。

請求項４に記載の発明においては、請求項１から請求項３のいずれかの効果に加えて、
走行車の本体自体が、光信号送信機による送信および光信号受信機による受信の障害となることが防止される。

本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１を用いて、走行車１を説明する。
走行車１は、床面上に敷設されたレール２０上を走行する車両である。
ここで、走行車１の機体中心はレール２０の左右側方（本実施形態では左方）に位置しており、走行車１はレール２０に対して左右に偏った位置を走行する。
また、直線形状や曲線形状の種々のレール２０を組み合わせた全体により、走行車１の移動可能な範囲である経路２が構成されている。

走行車１は、平面視矩形である。
この走行車１には、右端部の前後に駆動ユニット１０・１０が配置されると共に、左端部の前後に従動ユニット１４・１４が配置されている。
駆動ユニット１０には、レール２０の上面に接触して回転する駆動輪１１と、レール２０の両側面に弾性的に当接する四つのガイド輪１２と、駆動モータ１３と、が備えられている。そして、駆動モータ１３の駆動により駆動輪１１が回転して、走行車１を走行させる。
従動ユニット１４は、一対の自由回転する車輪１４ａ・１４ａにより構成されており、これらの車輪１４ａ・１４ａは床面上に接触して、走行車１の走行に伴って従動回転する。
走行車１は、駆動ユニット１０・１０と従動ユニット１４・１４とにより、床面もしくはレール２０上に、四点で支持される構成となっている。

走行車１には、走行車１・１同士で通信するための手段として、光信号送信機３および光信号受信機４が備えられている。
光信号送信機３は、走行車１の後端部の左右一側（本実施形態では左側）に配置されている。また、光信号受信機４は、走行車１の前端部の左右一側（本実施形態では左側）に配置されている。
そして、同一経路２上を走行する一対の走行車１・１間で、先行する走行車１の光信号送信機３より発せられた光信号が、後行する走行車１の光信号受信機４に受信される。つまり、光信号送信機３および光信号受信機４は、先行走行車１から後行走行車１に対して信号を送信するための手段である。

走行車１は、光信号受信機４の配置される側が走行方向の前側、光信号送信機３の配置される側が走行方向の後側となっている。そして、図１の矢視Ａで示す方向（図１の紙面上方向）へ走行する。
走行車１を前後方向（レール２０の敷設方向）のいずれにも走行可能とする場合は、光信号送信機３および光信号受信機４を一対、この走行車１に設けるものとする。そして、走行車１がどちらの方向に進む場合も、常に走行方向前側に光信号受信機４が位置し、かつ走行方向後側に光信号送信機３が位置するようにする。

図１を用いて、光信号送信機３について説明する。
光信号送信機３には、直後方に向かって光信号を発信する一方向送信ユニット３ａと、一定の広角にわたって光信号を発信する広角送信ユニット３ｂ・３ｃと、が備えられている。
一方向送信ユニット３ａと広角送信ユニット３ｂ・３ｃとでは、光軸範囲（光信号を発信する方向の広がり）と、光信号の有効到達距離（光信号として有効な強度で到達可能な距離）と、光信号の周波数とが相違するものとなっている。
また、光信号の周波数の相違により、受信側（光信号受信機４）では、一方向送信ユニット３ａより発信された光信号と、広角送信ユニット３ｂ・３ｃより発信された光信号とを区別して認識することが可能である。つまり、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃと一方向送信ユニット３ａの光軸範囲Ｔａとが重複しても、受信側では差支えがない。

一方向送信ユニット３ａは、先行走行車１および後行走行車１の双方が直線経路上を走行している際に、先行走行車１から後行走行車１に光信号を発信するための手段である。
この一方向送信ユニット３ａは、その光軸範囲Ｔａが、直後方を向く略一方向のみとなっているが、広角送信ユニット３ｂ・３ｃよりも光信号の有効到達距離が長くなるように構成されている。

広角送信ユニット３ｂ・３ｃは、先行走行車１および後行走行車１の少なくとも一方が曲線経路上を走行していて、先行走行車１の直後方から後行走行車１が外れている際に、先行走行車１から後行走行車１に光信号を発信するための手段である。
この広角送信ユニット３ｂ・３ｃは、一方向送信ユニット３ａよりも光信号の有効到達距離が短いが、これらの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃが広角となっている。本実施の形態では、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃは、１４０度・１３０度程度の広角にわたっている。また、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃは一部（６０度程度）重なりながら隣り合うように配置されており、両光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃを合わせると２１０度程度の広角にわたるものとなる。特に、広角送信ユニット３ｂは、その光軸範囲Ｔｂが走行車１の直後方を中心として扇形状に広がるものとなっている。また、広角送信ユニット３ｃは、その光軸範囲Ｔｃが走行車１の側方へ扇形状に広がるものとなっている。

光信号受信機４について説明する。
光信号受信機４には、一方向受信ユニット４ａ、広角受信ユニット４ｂ・４ｃが配置されている。
一方向受信ユニット４ａは、先行走行車１の一方向送信ユニット３ａから発信された光信号を受信する手段である。また、広角受信ユニット４ｂ・４ｃは、先行走行車１の広角送信ユニット３ｂ・３ｃから発信された光信号を受信する手段である。
前述したように、一方向送信ユニット３ａからの光信号と、広角受信ユニット４ｂ・４ｃからの光信号とは、周波数が相違する。このため、一方向受信ユニット４ａは一方向送信ユニット３ａからの光信号のみを特定して受信でき、広角受信ユニット４ｂ・４ｃは広角送信ユニット３ｂ・３ｃからの光信号のみを特定して受信できる。

一方向受信ユニット４ａの受光範囲Ｒａは、直前方を向く略一方向の周辺の狭い角度範囲となっている。
一方、広角受信ユニット４ｂ・４ｃの受光範囲Ｒｂ・Ｒｃは、それぞれ、１５０度程度の広角にわたっている。また、受光範囲Ｒｂ・Ｒｃは一部（６０度程度）重なりながら隣り合うように配置されており、両受光範囲Ｒｂ・Ｒｃを合わせると２４０度程度の広角にわたるものとなる。加えて、広角受信ユニット４ｂの受光範囲Ｔｂは、走行車１の直前方を中心として広がるものとなっている。広角受信ユニット４ｃの受光範囲Ｔｃは、走行車１の直左方を中心として広がるものとなっている。

図２、図３を用いて、光信号送信機３をより詳しく説明する。
図２には、光信号送信機３の平面図を示しているが、紙面の上下方向が走行車１の前後方向（走行方向）となるように、走行車１における配置姿勢に合わせて図示している。
光信号送信機３のケーシングは、本体ケース３１と、光源ケース３２とからなっている。光源ケース３２内には、一方向送信ユニット３ａ、広角送信ユニット３ｂ・３ｃが配置されている。この光源ケース３２は、透光性の樹脂材で形成されており、ユニット３ａ・３ｂ・３ｃが外部へ照射する光信号を妨げることはない。また、本体ケース３１には、ユニット３ａ・３ｂ・３ｃの駆動や制御に係る電子部品等が収納されている。

図２に示すように、一方向送信ユニット３ａは、発光素子３３と、集光レンズ３４と、を備えている。ここで、発光素子３３は、円柱状形状であって、その一底面が発光面となっていて、コーン状の範囲に光を照射する仕組みとなっている。そこで、発光素子３３から広角に放射される光を集光レンズ３４で集光して平行光とし、この平行光を一方向送信ユニット３ａより出力するものとしている。
一方向送信ユニット３ａより出力される平行光は、集光レンズ３４で集光されている分、発光素子３３より広角に放射される光よりも強度が高くなっている。このため、発光素子３３を単独で光源として用いた場合の放射光より、一方向送信ユニット３ａより出力される平行光の方が、有効到達距離が長くなっている。

図２に示すように、広角送信ユニット３ｂ・３ｃは共に、半円弧状の有限曲線Ｃに沿って並べて配置される複数の発光素子３５により構成されている。この有限曲線Ｃを、図２の太い二点鎖線で図示している。
この有限曲線Ｃは、略楕円の半円弧となっており、両端部の曲率が中央部の曲率よりも大きな有限曲線である。発光素子３５は、本実施形態では、都合２１個配置されている。

また、発光素子３５・３５・・・は、これらの各発光素子３５の光軸方向を徐々に変化させながら、有限曲線Ｃに沿って配置されている。より詳しくは、２１個の各発光素子３５の光軸範囲を合わせた全体により２１０度の光軸範囲が形成されるように、各発光素子３５の光軸方向を（２１０（度）／２１（個））ずつ変化させている。そして、有限曲線Ｃの両端に配置される発光素子３５・３５の光軸方向同士の開き角度は、２１０度となっている。
ここで、各発光素子３５も前記発光素子３３と同じく、円柱状形状であって、その一底面が発光面となっていて、コーン状の範囲に光を照射する仕組みとなっている。このコーン状の光照射範囲が当該発光素子３５の光軸範囲であり、この光軸範囲の中心軸方向が当該発光素子３５の光軸方向である。また、これらの発光素子３５の光軸範囲の全体によって形成される光軸範囲が、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃを合わせた光軸範囲である。
なお、本実施形態では、２１個の発光素子３５により、２１０度の光軸範囲を得るようにしているが、発光素子の配設数や光軸範囲は限定されるものではない。

広角送信ユニット３ｂは、有限曲線Ｃの一端（右下端）から中央までの１１個の発光素子３５により構成されている。これら１１個の発光素子３５の光軸範囲の全体により、広角送信ユニット３ｂの光軸範囲Ｔｂが形成される。この光軸範囲Ｔｂの広がり角は、１４０度程度となっている。この光軸範囲Ｔｂは、走行車１の後方に広がるものであり、走行車１の直後方を中心に左右に広がるものとなっている。
また、広角送信ユニット３ｃは、有限曲線Ｃの中央から他端（左上端）までの１０個の発光素子３５により構成されている。これら１０個の発光素子３５の光軸範囲の全体により、広角送信ユニット３ｃの光軸範囲Ｔｃが形成される。この光軸範囲Ｔｃの広がり角は、１３０度程度となっている。この光軸範囲Ｔｃは、走行車１の左側方に広がるものであり、走行車１の直左方を中心に前後に広がるものとなっている。

図３に示すように、発光素子３５の列（広角送信ユニット３ｂ・３ｃ）は、上下に二列配置されるものとなっている。また、一方向送信ユニット３ａは、上下の発光素子３５の列の間に、一つ配置されている。

次に、図４、図５を用いて、光信号受信機４をより詳しく説明する。
図４には、光信号受信機４の平面図を示しているが、紙面の上下方向が走行車１の前後方向（走行方向）となるように、走行車１における配置姿勢に合わせて図示している。
光信号受信機４のケーシングは、本体ケース４１と、検出部ケース４２とからなっている。検出部ケース４２内には、一方向受信ユニット４ａ、広角受信ユニット４ｂ・４ｃが配置されている。この検出部ケース４２は、透光性の樹脂材で形成されており、外部から検出部ケース４２の内部へと送信される光信号の通過を妨げることはない。また、本体ケース４１には、ユニット４ａ・４ｂ・４ｃの駆動や制御に係る電子部品等が収納されている。

一方向受信ユニット４ａには、受光素子４３が備えられている。
この受光素子４３は、一方向送信ユニット３ａから送信された光信号を受信する受光素子である。
受光素子４３の正面（受光面）は、先行走行車１の一方向送信ユニット３ａからの光送信方向に対応して、走行車１の前方を向くように配置されている。

広角受信ユニット４ｂ・４ｃには、それぞれ受光素子４５が備えられている。
この受光素子４５は、広角受信ユニット４ｂ・４ｃのいずれかから送信された光信号を受信する受光素子である。
広角受信ユニット４ｂに備える受光素子４５の正面（受光面）は、走行車１の前方を向くように配置されている。そして、当該広角受信ユニット４ｂを備える走行車１の前側より進入してくる光信号を受信できるようにしている。
また、広角受信ユニット４ｃに備える受光素子４５の正面（受光面）は、走行車１の左方を向くように配置されている。そして、当該広角受信ユニット４ｃを備える走行車１の左側より進入してくる光信号を受信できるようにしている。

広角受信ユニット４ｂ・４ｃは、広角送信ユニット３ｂ・３ｃのそれぞれに一対一対応しているわけではなく、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの双方に対応するものとなっている。
ここで、走行車１の前側より進入してくる光信号は、当該走行車１の先行走行車１の広角送信ユニット３ｂ（後側への光源）からの光信号の場合もあれば、この先行走行車１の広角送信ユニット３ｃ（左側への光源）からの光信号の場合もある。つまり、先行走行車１および後行走行車１の少なくとも一方がカーブを走行する場合など、先行走行車１と後行走行車１との位置関係が変化する場合、先行走行車１の広角送信ユニット３ｃ（左側への光源）からの光信号が、後行走行車１の広角受信ユニット４ｂに受信されることもある。
同様に、走行車１の左側より進入してくる光信号は、当該走行車１の先行走行車１の広角送信ユニット３ｂ（後側への光源）からの光信号の場合もあれば、この先行走行車１の広角送信ユニット３ｃ（左側への光源）からの光信号の場合もある。
以下で、先行走行車１と後行走行車１との位置関係によって、送受信手段が切換えられることについて、詳しく説明する。

次に、走行車１に備える送受信手段の作動切換えについて説明する。
走行車１には、光送信手段として、一方向送信ユニット３ａおよび広角送信ユニット３ｂ・３ｃが備えられている。このうち、一方向送信ユニット３ａは、先行走行車１および後行走行車１が共に直線経路上を走行している際（直線経路走行時）に、停止状態から作動状態に切換えられて用いられる。一方、広角送信ユニット３ｂ・３ｃは、先行走行車１および後行走行車１の少なくとも一方が曲線経路上を走行している際（カーブ走行時）に用いられる。このカーブ走行時に、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの少なくとも一方が停止状態から作動状態に切換えられて用いられる。
また、走行車１には、光受信手段として、一方向受信ユニット４ａおよび広角受信ユニット４ｂ・４ｃが備えられている。このうち、一方向受信ユニット４ａは、直線経路走行時に、停止状態から作動状態に切換えられて用いられる。一方、広角受信ユニット４ｂ・４ｃは、カーブ走行時に用いられる。このカーブ走行時に、広角受信ユニット４ｂ・４ｃの少なくとも一方が停止状態から作動状態に切換えられて用いられる。

カーブ走行時において、広角送信ユニット３ｂ・３ｃおよび広角受信ユニット４ｂ・４ｃは、すべてが同時に作動状態におかれるわけではなく、光通信に必要な最小限の手段のみが作動状態におかれるものとなっている。そして、送信元たる先行走行車１より、送信先たる後続の後行走行車１だけでなく、それ以外の他の走行車１にも光信号が到達して、相互干渉を発生させてしまうような事態の発生を防止している。このため、広角送信ユニット３ｂ・３ｃおよび広角受信ユニット４ｂ・４ｃは、それぞれ、基本的には択一的に切り替えられて用いられるものとなっている。
広角送信ユニット３ｂ・３ｃや広角受信ユニット４ｂ・４ｃが同時に作動状態におかれるのは、送信源を広角送信ユニット３ｂから広角送信ユニット３ｃに切換える際や、受信源を広角受信ユニット４ｂから広角受信ユニット４ｃに切換える際である。このような切換え時は、先行走行車１または後行走行車１の姿勢変化が激しいときであり、択一的に送受信手段を切換えると、切換えに際して瞬間的に送信・受信が途絶えてしまう虞がある。そこで、切換え時点を挟む前後の一定時間の間、広角送信ユニット３ｂ・３ｃや広角受信ユニット４ｂ・４ｃを同時に作動させることで、切換えに際して送信・受信が途絶えてしまうような不具合の発生を防止している。

先行走行車１および後行走行車１の送受信手段の切換えは、先行走行車１および後行走行車１の姿勢や位置関係に基づいて行われる。先行走行車１が曲線経路にあって後行走行車１が直線経路にある場合と、先行走行車１が直線経路にあって後行走行車１が曲線経路にある場合とで、先行走行車１および後行走行車１の姿勢や位置関係は相違し、送受信手段の切換えの内容も相違する。

ここで、先行走行車１および後行走行車１の姿勢や位置関係は、経路２のデータ、経路２上の先行走行車１および後行走行車１の現在位置のデータに基づいて特定される。
ここで、経路２のデータは、各走行車１に記憶されている。このため、先行走行車１が経路２上における自らの現在位置に関するデータを、光通信を介して後行走行車１に送信すれば、その後行走行車１は、この後行走行車１に対する先行走行車１の姿勢や位置関係を把握できる。

また、各走行車１の現在位置のデータは、経路２上を走行する複数の走行車１・１・・・の全体を管理する上位コントローラが把握している。この上位コントローラには、各走行車１から現在位置情報が定期的に送信されているため、上位コントローラは全走行車１の現在位置を把握できる。また、上位コントローラより各走行車１に向けて、適宜、その走行車１についての先行走行車１や後行走行車１の位置情報を送信している。このため、各走行車１は、上位コントローラから配信される情報からでも、自らに対する先行走行車１や後行走行車１の位置を把握できる。

なお、上位コントローラと各走行車１との間の通信は、例えば、経路２に沿って敷設した通信線を介して行われる。各走行車１は、通信線へ電磁誘導を利用して信号を送信する。この通信線は上位コントローラに接続されていて、通信線に送信された情報が上位コントローラに伝達される。

図６、図７を用いて、走行車１が経路２上の左カーブを走行する際における送受信手段の作動切換えの様子を説明する。
図６、図７には、同一経路上を走行する走行車１ａ・１ｂが図示されている。特に、先行走行車を１ａ、後行走行車を１ｂとして、符号を区別する。
また、図６、図７に図示される範囲の経路２は、直線経路２ａと、曲線経路２ｂと、直線経路２ｃと、曲線経路２ｄと、直線経路２ｅと、から構成されるＵ字状の経路である。曲線経路２ｂ・２ｄは、４分の１の円弧状の経路である。

以下で、図７の各図を用いて送受信手段の作動切換えを説明するが、これらの各図において、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂのみが存在する状況としている。そして、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂは共に、直線経路２ａ、曲線経路２ｂ、直線経路２ｃ、曲線経路２ｄ、直線経路２ｅに沿って走行する。
このため、この状況においては、先行走行車１ａは常に光信号の送信元であって光送信手段（ユニット３ａ・３ｂ・３ｃ）の作動切換えを行う。また、後行走行車１ｂは常に光信号の受信先であって光受信手段（ユニット４ａ・４ｂ・４ｃ）の切換えを行う。
そして、以下における図７の各図の説明においては、特に明示しない場合であっても、ユニット３ａ・３ｂ・３ｃの作動切換えを行う走行車１は常に先行走行車１ａであり、ユニット４ａ・４ｂ・４ｃの切換えを行う走行車１は常に後行走行車１ｂである。

図７（ａ）には、直線経路２ａ上を走行していた先行走行車１ａが曲線経路２ｂに差し掛かった状態を示している。つまり、先行走行車１ａが直線経路２ａと曲線経路２ｂとの連結点に到達した状態である。
そして、先行走行車１ａが曲線経路２ｂの走行を開始したため、先行走行車１ａの一方向送信ユニット３ａおよび後行走行車１ｂの一方向受信ユニット４ａの作動が停止される。加えて、先行走行車１ａの広角送信ユニット３ｂおよび後行走行車１ｂの広角受信ユニット４ｂの作動が開始される。そして、光軸範囲Ｔｂ内に光信号の送信が開始され、受光範囲Ｒｂ内が受信可能な範囲となる。

また、先行走行車１ａが曲線経路２ｂの走行を開始したため、車間距離を保つべく、後行走行車１ｂは一旦停止する。
先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂの少なくとも一方が曲線経路を走行する際（カーブ走行時）、一方の走行車１の姿勢が他方の走行車１の姿勢に対して傾斜して、傾斜した走行車１の角が前後に突出するので、実質的な車間距離が狭められることになる。そこで、カーブ走行時には、直線経路走行時よりも車間距離を保つものとしている。

図７（ｂ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｂの通過を開始した状態を示している。
このとき、先行走行車１ａの姿勢が後行走行車１ｂに対して傾き始めている。

図７（ｃ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｂを通過中の状態を示している。
図７（ｃ）に示す状態は、先行走行車１ａの姿勢が後行走行車１ｂに対して４５度程度傾いて、先行走行車１ａの光軸範囲Ｔｂが、後行走行車１ｂの受光範囲Ｒｂから外れそうな状態である。これは、広角送信ユニット３ｂから広角送信ユニット３ｃへの切換え時であり、このとき、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの双方を作動状態とする。そして、光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃの双方に光信号が送信される。一方、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂの姿勢や位置関係上、広角受信ユニット４ｂから広角受信ユニット４ｃへの切換えは必要ないので、広角受信ユニット４ｂの作動状態が保たれる。つまり、受光範囲Ｔｂのみが受信可能な範囲である。

図７（ｄ）には、広角送信ユニット３ｂから広角送信ユニット３ｃへの切換えが完了した状態を示している。つまり、広角送信ユニット３ｂの作動が停止されて広角送信ユニット３ｃのみが作動する状態となり、光軸範囲Ｔｃ内に光信号が送信される。

図７（ｅ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｂより直線経路２ｃへ差し掛かった状態を示している。
図７（ｆ）には、先行走行車１ａが直線経路２ｃを走行している状態を示している。
これらの状態の間、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂにおいて送受信手段の切換えは行われない。
また、後行走行車１ｂは、車間距離を保つべく、図７（ａ）に示す状態から停止したままの状態にある。

図７（ｇ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｄの通過を開始した状態を示している。
このときも、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂにおいて送受信手段の切換えは行われない。ただし、後行走行車１ｂは、一旦走行を開始し、図７（ｅ）・図７（ｆ）に示す状態での停止位置より進んだ位置に移動して、再び停止する。このときの停止位置から直線経路２ｃまでの距離をｄ０とする。

図７（ｈ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｄを走行し、この先行走行車１ａの姿勢が後行走行車１ｂに対して４５度程度傾いた状態を示している。
後行走行車１ｂは、車間距離を保つべく、図７（ｇ）に示す状態の位置から停止した状態にある。

図７（ｉ）には、図７（ｈ）に示す状態より先行走行車１ａがさらに曲線経路２ｄを走行した状態を示している。また、後行走行車１ｂは先行走行車１ａとの距離を詰めるように一旦走行した後、停止する。このときの停止位置から直線経路２ｃまでの距離をｄ１とする。

図７（ｊ）には、図７（ｉ）に示す状態より先行走行車１ａがさらに曲線経路２ｄを走行した状態を示している。
図７（ｋ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｄから直線経路２ｅに完全に乗り移ろうとする状態を示している。
図７（ｌ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｄから直線経路２ｅに完全に乗り移った状態を示している。
図７（ｍ）には、先行走行車１ａが直線経路２ｅ上の走行を開始した状態を示している。
これらの状態の間、後行走行車１ｂは、停止した状態に保たれる。

図７（ｎ）には、図７（ｍ）に示す状態よりも、先行走行車１ａが直線経路２ｅ上を進んだ状態を示している。
このとき、先行走行車１ａを停止させると共に、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの双方を作動状態として、光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃに光信号を送信する。これは、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂで旋回して姿勢変化する際に、先行走行車１ａからの光信号を、広角受信ユニット４ｂ・４ｃのいずれかで必ず受信できるようにするためである。また、このときの先行走行車１ａの停止位置から直線経路２ｃまでの距離をｄ２とする。
一方、後行走行車１ｂは、このときから広角受信ユニット４ｂ・４ｃの双方を作動状態として、受信範囲Ｒｂ・Ｒｃで受信を可能とする。

図７（ｏ）には、後行走行車１ｂが直線経路２ａ上の移動を開始した状態を示している。
図７（ｐ）には、後行走行車１ｂが直線経路２ａから曲線経路２ｂに乗り移ろうとする状態を示している。
図７（ｑ）には、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂ上を走行している状態を示している。
図７（ｒ）には、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂ上を走行し、この後行走行車１ｂの姿勢が直線経路２ｃに対して４５度程度傾いた状態を示している。
図７（ｓ）には、図７（ｒ）に示す状態よりも、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂ上を進んだ状態を示している。
図７（ｔ）には、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂから直線経路２ｃに完全に乗り移ろうとする状態を示している。
図７（ｕ）には、後行走行車１ｂが曲線経路２ｂから直線経路２ｃに完全に乗り移った状態を示している。

図７（ｏ）から図７（ｕ）までの間において、先行走行車１ａは、直線経路２ｅ上で距離ｄ２の位置に停止したままである。一方、後行走行車１ｂは、直線経路２ａ上から直線経路２ｃ上まで移動する。
また、この間、光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃに光信号が送信される状態が保たれると共に、受信範囲Ｒｂ・Ｒｃで受信可能な状態が保たれる。そして、光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃに送信された光信号が、受信範囲Ｒｂ・Ｒｃのいずれかで受信されるものとなっている。

図７（ｕ）に示される状態となると、先行走行車１ａは車間距離を確保すべく、直線経路２ｅ上を、距離ｄ２の位置から距離ｄ３（図７（ｖ））の位置へ向けて移動を開始する。また、広角送信ユニット３ｃの作動を停止して広角送信ユニット３ｂのみが作動する状態として、光軸範囲Ｔｂ内にのみ光信号を送信する。光軸範囲Ｔｂは、受信範囲Ｒｂ・Ｒｃのいずれかには必ず入っている。

図７（ｖ）には、先行走行車１ａが直線経路２ｅ上で距離ｄ３の位置に停止すると共に、後行走行車１ｂが曲線経路２ｄを通過中の状態を示している。
距離ｄ３は、直線経路２ｅ上で、前記距離ｄ２よりも直線経路２ｃから離間している距離であり、後行走行車１ｂが直線経路２ｅに完全に乗り移っても走行車１ａ・１ｂ同士の接触が避けられる距離である。
このとき、広角送信ユニット３ｂは作動状態にあると共に、広角受信ユニット４ｂ・４ｃが作動状態にある。そして、後行走行車１ｂが曲線経路２ｄを通過する間、光軸範囲Ｔｂは、受信範囲Ｒｂ・Ｒｃのいずれかには必ず入っていて、先行走行車１ａから後行走行車１ｂへの光信号の送信が可能となっている。

図７（ｗ）には、後行走行車１ｂが直線経路２ｅに完全に乗り移った後停止する共に、先行走行車１ａが車間距離を確保すべく距離ｄ４の位置まで進んだ状態を示している。
このとき、光軸範囲Ｔｂは、受信範囲Ｒｂに入っていて、先行走行車１ａから後行走行車１ｂへの光信号の送信が可能となっている。
距離ｄ４は、直線経路２ｅ上で、前記距離ｄ３よりも直線経路２ｃから離間している距離である。

図７（ａ）から図７（ｗ）に示す左カーブのカーブ走行時において、先行走行車１ａからの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃのいずれかと、後行走行車１ｂの受光範囲Ｒｂ・Ｒｃのいずれかとは、常に重複する状態に保たれている。そして、カーブ走行時であっても、先行走行車１ａから後行走行車１ｂへの光通信が、常時可能な状態に保たれている。

この後、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂは共に、直線経路２ｅに沿って走行することになる。このため、先行走行車１ａの一方向送信ユニット３ａおよび後行走行車１ｂの一方向受信ユニット４ａの作動が開始される。これに伴って、先行走行車１ａの広角送信ユニット３ｂおよび後行走行車１ｂの広角受信ユニット４ｂ・４ｃの作動が停止される。そして、光軸範囲Ｔａ内に光信号の送信が開始され、受光範囲Ｒａで受信が可能な状態に移行する。

次に、図８を用いて、走行車１が経路２上の右カーブを走行する際における送受信手段の作動切換えの様子を説明する。
図８にも、同一経路上を走行する走行車１ａ・１ｂが図示されている。特に、先行走行車を１ａ、後行走行車を１ｂとして、符号を区別する。
また、図８に図示される範囲の経路２は、直線経路２ｆと、曲線経路２ｇと、直線経路２ｈと、から構成されるＬ字状の経路である。曲線経路２ｇは、４分の１の円弧状の経路である。
特に、右カーブである曲線経路２ｇの曲率半径は、図７で示した左カーブである曲線経路２ｂ・２ｄの曲率半径よりも、大きく形成されている。

以下で、図８の各図を用いて送受信手段の作動切換えを説明するが、これらの各図において、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂのみが存在する状況としている。そして、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂは共に、直線経路２ｆ、曲線経路２ｇ、直線経路２ｈに沿って走行する。

また、右カーブの場合と左カーブの場合との大きな相違点は、送信元たる先行走行車１ａが、左側方へ光信号を送信する広角送信ユニット３ｃを使用しないと共に、受信先たる後行走行車１ｂが、左側方からの光送信を受信する広角受信ユニット４ｃを使用しない点である。このため、先行走行車１ａはユニット３ａ・３ｂの作動切換えを行い、後行走行車１ｂはユニット４ａ・４ｂの切換えを行う。
これは、広角受信ユニット４ｃや広角受信ユニット４ｃが、左カーブに特化した送受信手段であることによる。

図８（ａ）には、直線経路２ｆ上を走行していた先行走行車１ａが曲線経路２ｇに差し掛かった状態を示している。つまり、先行走行車１ａが直線経路２ｆと曲線経路２ｇとの連結点に到達した状態である。
そして、先行走行車１ａが曲線経路２ｇの走行を開始したため、先行走行車１ａの一方向送信ユニット３ａおよび後行走行車１ｂの一方向受信ユニット４ａの作動が停止される。加えて、先行走行車１ａの広角送信ユニット３ｂおよび後行走行車１ｂの広角受信ユニット４ｂの作動が開始される。そして、光軸範囲Ｔｂ内に光信号の送信が開始され、受光範囲Ｒｂ内が受信可能な範囲となる。

図８（ｂ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｇの通過を開始した状態を示している。
このとき、先行走行車１ａの姿勢が後行走行車１ｂに対して傾き始めている。

図８（ｃ）から図８（ｇ）には、先行走行車１ａが曲線経路２ｇを通過中で、後行走行車１ｂが直線経路２ｆを進んでいる状態を示している。
この間、後行走行車１ｂは、光軸範囲Ｔｂから受光範囲Ｒｂが外れないように、先行走行車１ａに追従しながら移動する。

図８（ｈ）から図８（ｊ）には、には、先行走行車１ａが直線経路２ｈ上を移動すると共に、後行走行車１ｂが曲線経路２ｇを通過する状態を示している。
この間も、後行走行車１ｂは、光軸範囲Ｔｂから受光範囲Ｒｂが外れないように、先行走行車１ａに追従しながら移動する。

図８（ａ）から図８（ｊ）に示す右カーブのカーブ走行時において、先行走行車１ａからの光軸範囲Ｔｂと、後行走行車１ｂの受光範囲Ｒｂとは、常に重複する状態に保たれている。そして、カーブ走行時であっても、先行走行車１ａから後行走行車１ｂへの光通信が、常時可能な状態に保たれている。

この後、先行走行車１ａおよび後行走行車１ｂは共に、直線経路２ｈに沿って走行することになる。そうすると、先行走行車１ａの一方向送信ユニット３ａおよび後行走行車１ｂの一方向受信ユニット４ａの作動が開始される。これに伴って、先行走行車１ａの広角送信ユニット３ｂおよび後行走行車１ｂの広角受信ユニット４ｂの作動が停止される。そして、光軸範囲Ｔａ内に光信号の送信が開始され、受光範囲Ｒａで受信が可能な状態に移行する。

光信号送信機３の配置姿勢について、より詳しく説明する。
前述したように、広角送信ユニット３ｂ・３ｃは、走行車１が経路２上の左右カーブを走行する際に用いる送信手段である。広角送信ユニット３ｂの光軸範囲Ｔｂは、走行車１の後方へ扇形状に広がるものであり、広角送信ユニット３ｃの光軸範囲Ｔｃは、走行車１の左側方へ扇形状に広がるものである。このため、広角送信ユニット３ｂ・３ｃの光軸範囲Ｔｂ・Ｔｃを合わせた全体は、左右均等の光軸範囲ではなく、左側に偏った光軸範囲となっている。
カーブ走行時に用いられる光軸範囲を、このように左側に偏った光軸範囲とすることで、左カーブにおける最小の旋回半径を、右カーブにおける最小の旋回半径よりも小さくしながら、カーブ走行時に走行車１・１間の光通信を継続させることができる。
これは次の理由による。カーブ走行時には、後行走行車１に対する先行走行車１の相対的な姿勢が変化するので、先行走行車１・後行走行車１間で通信を継続するには、送信手段の光軸範囲をできるだけ広角とする必要がある。特に、カーブの旋回半径が小さくなるほど、先行走行車１の相対的な姿勢変化が急激となる。そこで、姿勢変化が急激となる左カーブに特化するように、走行車１の左側への光軸範囲を、走行車１の右側への光軸範囲よりも広げているのである。

経路２上には、種々の曲率半径のカーブが形成されているが、曲率半径が最小のカーブが、図６、図７に図示する左カーブである。なお、図８に図示する右カーブは、経路２に形成される種々の右カーブのうちで、曲率半径が最小となる右カーブである。
このように、曲率半径が最小のカーブが左カーブとなる経路２に合わせて、走行車１の光軸範囲（および受光範囲）が左側に偏って広がるように構成している。

また、光信号受信機４も、光信号送信機３に対応して、その受光範囲が走行車１の左側に偏るような姿勢で、走行車１に配置されるものとなっている。

光信号送信機３および光信号受信機４の配置位置について、より詳しく説明する。
前述したように、光信号送信機３は、走行車１の後端部の左側（左後の角）に配置されている。また、光信号受信機４は、走行車１の前端部の左側（左前の角）に配置されている。
これらの配置位置は、走行車１の左右両端部のうち、経路２上に形成される曲率半径最小カーブの内径側となる左右端部の前後の角、を意味する。ここで、経路２に形成される種々の曲率半径の左カーブの中に曲率半径が最小となるカーブが含まれているので、曲率半径最小カーブの内径側とは、左側を意味する。

このような構成とすることで、走行車１の左側（曲率半径最小カーブ側）に光軸範囲をより広く展開する上で、送信元であり受信先でもある走行車１の本体（フレーム）が、光軸範囲や受光範囲の障害とならない。
逆に、光信号送信機３および光信号受信機４を走行車１の左右中央などに配置する場合は、光信号送信機３および光信号受信機４を走行車１の本体よりも上方に配置しない限り、カーブ走行に伴う走行車１の姿勢変化によって、光軸範囲や受光範囲が走行車１の本体に干渉してしまう虞がある。

走行車を示す平面図である。 光信号送信機の平面図である。 光信号送信機の正面図（走行車の左後方より見た図）である。 光信号受信機の平面図である。 光信号受信機の正面図（走行車の左後方より見た図）である。 左カーブを用いて構成されたＵ字状の経路上を走行する先行走行車および後行走行車を示す平面図である。 図６において先行走行車および後行走行車の送受信手段の切換えの様子を示す平面図である。 右カーブを用いて構成されたＵ字状の経路上を走行する先行走行車および後行走行車の送受信手段の切換えの様子を示す平面図である。

符号の説明

１ 走行車
１ａ 先行走行車
１ｂ 後行走行車
３ 光信号送信機
４ 光信号受信機
３５ 発光素子
Ｃ 有限曲線

Claims (4)

1. 同一経路上を走行する先行走行車と後行走行車との間で、信号を送信するための光信号送信機と、前記信号を受信するための光信号受信機とを備える走行車であって、
   前記光信号送信機には、複数の発光素子が、これらの各発光素子の光軸方向を徐々に変化させながら、半円弧状の有限曲線に沿って並べて配置されると共に、
   前記有限曲線の両端に配置される前記発光素子の光軸方向同士の開き角は１８０度を超えるものとする、
   ことを特徴とする走行車。
2. 前記半円弧状の有限曲線は、略楕円の半円弧とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
3. 前記複数の発光素子の全体によって形成される光軸範囲の中心軸が、前記走行車の走行方向に対して斜め後方を向く姿勢で、前記光信号送信機は前記走行車に配置される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走行車。
4. 前記光信号送信機および前記光信号受信機は、前記走行車の左右両端部のうち、前記経路上に形成される曲率半径最小カーブの内径側となる左右端部の前後の角にそれぞれ配置される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の走行車。

Images