JP2008127911A - 通行遮断竿の駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】通行遮断竿の駆動装置について、より小型化を図ることの可能な構造を提案する。
【解決手段】本発明による通行遮断竿の駆動装置1は、中間部3aにウォーム3gを有すると共に軸方向Xへ摺動可能に保持されたウォーム軸3と、該ウォーム軸3の両端部3b,cに配設されてその摺動に抵抗する弾発力を発生する緩衝手段4と、ウォーム3gに噛み合うウォームホイール5と、該ウォームホイール5に従い回転する駆動軸6と、ウォーム軸3を回転させるモータ7と、を含んで構成され、駆動軸6に通行遮断竿を接続して回動させるようになっていることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両等の通行を遮断する通行遮断機に関し、特に、垂直方向に通行遮断竿を回動させて開閉を行うようにした通行遮断機における通行遮断竿の駆動装置に関する。
地面に対し垂直方向(上下方向)に通行遮断竿を90°ほど回動させて開閉を行う通行遮断機(交通ゲート)は、駐車場の出入口や、最近では有料道路料金所のETCレーンに設置されることが多くなっている。このような通行遮断機は、特許文献1に示されるように、地上に立設した箱形のケース内に、通行遮断竿を回動させる駆動装置を収納した構造を有する。
特開2005−113526号公報
従来技術の駆動装置は、特許文献1にあるように、モータの出力軸から減速機、リンク機構を介して、通行遮断竿の駆動軸へとトルクを伝達する仕組みをもつ。これは、通行遮断竿の回動及び停止に必要な駆動力を得るために要している構成であるが、通行遮断竿が最端部に駆動軸を接続した片持ち構造であることから、特に回動から停止するときの負荷が大きく、これに耐えることが必要なために小型化を図るのが難しい。したがって、通行遮断機の従来品と言えば、特許文献1のように、駆動装置を収納するために地面から小学生の背丈ほどの寸胴ケースを立てた大型のものしかない。
本発明はこれに鑑みて発案されたもので、通行遮断竿の駆動装置について、より小型化を図ることの可能な構造を提案するものである。
本発明による通行遮断竿の駆動装置は、中間部にウォームを有すると共に軸方向へ摺動可能に保持されたウォーム軸と、該ウォーム軸の両端部に配設されてその摺動に抵抗する弾発力を発生する緩衝手段と、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールに従い回転する駆動軸と、前記ウォーム軸を回転させるモータと、を含んで構成され、前記駆動軸に通行遮断竿を接続して回動させるようになっていることを特徴とする。
本発明の駆動装置によれば、コンパクトに設計できるウォームギアを採用し、且つ、モータの制動により通行遮断竿を開又は閉の停止位置に停止させる際には、回動から停止する通行遮断竿の慣性を、ウォーム軸の摺動及びこれに抗する緩衝手段の弾発力で吸収する構造が採用されているので、小型であっても、通行遮断竿が回転から停止するときの負荷に耐え得る構造となっている。したがって、従来に比べて小型軽量化を図ることができるようになり、設置位置の自由度などが向上する。
通行遮断竿及びその駆動装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の駆動装置1は、鉄製のハウジング2に、ウォーム軸3、緩衝手段4、ウォームホイール5、駆動軸6、そしてモータ7を組み付けて構成されている。
ウォーム軸3は、中間部3aとこれより小径の両端部3b,3cとを有し、その両端部3b,3cをボールベアリングの軸受3d,3eに保持することで、軸方向(矢印X方向)へ摺動可能にしてハウジング2内に収められている。一方の端部3bは、軸受3dを貫通して反対側へ突出すると共に先端にプーリー3fが設けられており、当該プーリー3fが、モータ7の出力軸7aに巻回したタイミングベルト7bにより駆動されることで、ウォーム軸3が回転する。また、本実施形態の場合、この端部3bの先端面に六角穴3b’が凹設されており、当該六角穴3b’に嵌る六角レンチをもったハンドルにて、緊急時などには、手動でウォーム軸3を回すこともできるようにしてある。
螺旋状のウォーム3gはウォーム軸3の中間部3aに形成されており、また、当該中間部3aと両端部3b,3cとの境界部分に段部3h,3iが形成されている。この段部3h,3iと軸受3d,3eとの間に、緩衝手段として、各4枚の皿バネを組み合わせてなる組合皿バネ4が挟み込まれている。
組合皿バネ4は、端部3b,3cに緩挿され且つ段部3h,3iと軸受3d,3eとに当接して規制されているので、ウォーム軸3が軸方向へ摺動するとこれに抵抗する弾発力を発生する。このような緩衝手段としては、ゴム製ワッシャやコイルバネなどを使用することも可能であるが、弾発力が比較的強く且つ弾発力を調整し易いということで、組合皿バネ4とするのが適している。
このウォーム軸3のウォーム3gに噛み合うウォームホイール5は、ほぼ90°の通行遮断竿10の回動角度に必要な範囲でできるだけ小型に形成してあり、120°程度の円弧に形成してある。そして、当該ウォームホイール5の回転軸5aが延長されてハウジング2から突出し、通行遮断竿10を接続する駆動軸6が形成されている。断面四角形の駆動軸6には、通行遮断竿10の基端部11を保持した取付具12が嵌合される。
ウォーム軸3を回転させるモータ7は、本実施形態の場合、高出力を得やすいDCモータで、ハウジング2内に内蔵した駆動回路7cにより回転及び制動制御される。また、ハウジング2内にバッテリー7dを内蔵し、半導体回路制御により緊急時にはバッテリー7dで駆動するようになっている。モータ7にはACモータを使用することも可能で、この場合には、DCモータに必要な駆動回路等を省き、低価格品とすることができる。
以上の構成をもつ駆動装置1では、閉の停止位置(横臥状態)にある通行遮断竿10を、モータ7に通電して回動させ、開の停止位置(直立状態)で停止させる際、あるいはこの逆に開から閉にする際、モータ7により制動をかけて停止させる。モータ7の制動でウォーム3gが急停止すると、回動から停止する通行遮断竿10の慣性を駆動軸6を介してウォームホイール5が受けるので、当該慣性力によりウォーム軸3を摺動させようとする力が働く。この慣性に対し、ウォーム軸3の両端部3b,3cに設けられた組合皿バネ4が弾発力を発生し吸収するので、通行遮断竿10が回転から停止するときの負荷に耐え得る構造となっている。したがって、コンパクト設計の可能なウォームギアの採用とあわせて、従来に比べ小型軽量化を図ることができるようになり、遮断機設置位置の自由度などが向上する。
また、当該構成のウォームギア構造を採用していることにより、通行遮断竿10を持って手で回動させることは実質上できない構造となっている。従来品の場合、たとえば駐車場出入口の遮断機では、通行遮断竿を手で上げて不正を行うことができないように、閉の停止位置にある通行遮断竿の先端側をキャッチしてロックする機構(いわゆるキャッチャー)を備えている場合が多い。これは、従来品では通行遮断竿を持って手で上げることができてしまうためであるが、本実施形態の駆動装置1ではこれが不要となる。
本実施形態における駆動軸6には、その軸方向と直交する方向へ突出する突片6aが設けられて共に回転するようにしてある(図3)。一方、ハウジング2の外側面には、通行遮断竿10が開及び閉の停止位置となったときに突片6aによって押圧されるようにして、付勢手段6b,6cが設けられている。付勢手段6b,6cは、ハウジング2に固定した筒内にコイルスプリング6d,6eを収納しプランジャ6f,6gで蓋をしてなり、突片6aによりプランジャ6f,6gが押し込まれることにより、コイルスプリング6d,6eが圧縮されて付勢力を発生する。当該付勢手段6b,6cを設けてあることにより、通行遮断竿10が停止位置にあるときに駆動軸6が回動方向へ付勢され、特に、閉の停止位置から通行遮断竿10が回動し始めるときの負荷軽減に役立っている。また、通行遮断竿10が回動から停止するときの緩衝補助の役割も担わせることができる。
これら、ウォーム軸3、緩衝手段4、ウォームホイール5、駆動軸6及びモータ7を組み付けたハウジング2は、水平方向へ回転可能にしてポールP上に取り付けてある(図4及び図5)。すなわち、ハウジング2には水平回転軸2aが固定されており、該水平回転軸2aが、ポールP上端部に設けた軸受部材P1に軸支されている。軸受部材P1は、大径ベアリングP2及び小径ベアリングP3を上下に配置してこれに相応する段形状をもった水平回転軸2aを軸支し、また、その大径ベアリングP2と小径ベアリングP3との間に、回転停止ピンP4,P5を二箇所で突出させてある。これら回転停止ピンP4,P5に対し、水平回転軸2aに設けた回転停止片2bが当接することで、ほぼ90°の範囲内でハウジング2が回転するようにしてある。これにより、閉の停止位置にある通行遮断竿10に車両が接触すると、通行遮断竿10がハウジング2ごと回転して破損を防げるようになっている。回転停止片2bの側面には一箇所、位置決めノッチ2cが形成され、ハウジング2の正常向きが位置決めできるようにもしてある。
さらに、軸受部材P1の下端部内には、ゼンマイ機構P6が組み込まれており、その最外端部を軸受部材P1に且つ最内端部を水平回転軸2aに連結してある。これにより、水平回転軸2aには常に、回転停止片2bが回転停止ピンP4に当接する方向(つまり正常向き)へのテンションがかけられており、車両等が通行遮断竿10にぶつかって回転した後にハウジング2が正常向きへ自動復帰できるようになっている。
また、本実施形態の場合、ハウジング2を囲繞するケースCがさらに設けられており、駆動装置1が直接、日光に晒されたり、排気ガス(特にNox)に晒されたりすることのないように覆ってある。ケースCは外周面に塗装を施したステンレス製で、直射日光を防ぐことでハウジング2の温度上昇を抑制し、排気ガスを防ぐことでハウジング2の錆を抑制する。
図6〜図8に示すように、本実施形態における通行遮断竿10は、断面が長円状(陸上トラック状)のグラスファイバー入樹脂製の筒状本体13と、該筒状本体13を包み込む所定厚のゴム製被覆体14と、を含んで構成されている。グラスファイバー入樹脂製で且つ断面を長円状とした筒状本体13は、中空であることも相まって軽量であり且つ所定厚のゴム製被覆体14で包んで強さを向上させてあり、その基端部11を直接、取付具12を介して駆動軸6に接続することができる。すなわち、鉄パイプ等を間に介装させて駆動装置へ取り付けていた従来技術の遮断竿に比べて軸荷重を軽くすることができ、駆動軸6にかかる負荷を軽減し、駆動装置1の小型化に貢献する。
また、所定の厚み(あまり厚いと重くなるので好ましくは2mm程度の厚さ)をもたせた天然又は合成ゴム製被覆体14で、筒状本体13を包み込む構造としてあるので、車両が衝突して筒状本体13が破損するようなことがあったとしても、ゴム製被覆体14により飛散が防止される。これにより、飛散した破損片による二次災害が防止され、また、交換作業等を楽にすることができる。
このような通行遮断竿10の上下側周囲には、LEDを内蔵した発光チューブ15を張り巡らしてあり、通電により当該発光チューブ15が光ることにより、視認性を向上させている。また、筒状本体13の車両進入側の側面には、高輝度のフラッシュライト16,17が二箇所設置してあり、さらに視認性を高めている。このフラッシュライト16,17の配線は、筒状本体13の内部を通してあり、極力断線等しないように工夫されている。
本発明に係る駆動装置の実施形態を示した断面図。 図1中のA−A線断面で見た駆動装置の断面図。 付勢手段を説明する駆動装置の駆動軸側側面図。 ポール上に駆動装置を回転可能に取り付ける回転機構を説明する断面図。 図4の回転機構を上から見て示す断面図。 本発明に係る駆動装置を内蔵した通行遮断機の背面側斜視図。 図6の通行遮断機の正面側斜視図。 内部配線を省略して示す、図7中のB−B線断面で見た通行遮断竿の断面図。
符号の説明
1 駆動装置
2 ハウジング
2a 水平回転軸
2b 回転停止片
2c 位置決めノッチ
3 ウォーム軸
3a 中間部
3b,c 端部(小径部)
3d,e 軸受
3f プーリー
3g ウォーム
3h,3i 段部
4 緩衝手段(組合皿バネ)
5 ウォームホイール
5a 回転軸
6 駆動軸
6a 突片
6b,c 付勢手段
6e,d コイルスプリング
6f,g プランジャ
7 モータ
7a 出力軸
7b タイミングベルト
10 通行遮断竿
11 基端部
12 取付具
13 筒状本体
14 ゴム製被覆体
15 発光チューブ
16,17 フラッシュライト
P ポール
P1 軸受部材
P2 大径ベアリング
P3 小径ベアリング
P4,5 回転停止ピン

Claims (5)

  1. 中間部にウォームを有すると共に軸方向へ摺動可能に保持されたウォーム軸と、
    該ウォーム軸の両端部に配設されて当該ウォーム軸の摺動に抵抗する弾発力を発生する緩衝手段と、
    前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
    該ウォームホイールに従い回転する駆動軸と、
    前記ウォーム軸を回転させるモータと、
    を含んで構成され、
    前記駆動軸に通行遮断竿を接続して回動させるようになっていることを特徴とする通行遮断竿の駆動装置。
  2. 前記ウォーム軸は、前記中間部の径に対し前記両端部が小径とされて、当該中間部と両端部との境界部分に段部が形成されると共に該両端部が軸受に保持されており、
    前記緩衝手段は、前記段部と前記軸受との間に挟まれたバネであることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
  3. 前記緩衝手段は、前記ウォーム軸の両端部に複数の皿バネを通してなる組合皿バネであることを特徴とする請求項2記載の駆動装置。
  4. 前記駆動軸に、軸方向と直交する方向へ突出する突片が設けられると共に、
    前記通行遮断竿の停止位置で前記突片によって押圧されることにより、前記通行遮断竿が停止位置にあるときに前記駆動軸を回動方向へ付勢する付勢手段をさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動装置。
  5. 前記ウォーム軸、前記緩衝手段、前記ウォームホイール、前記駆動軸及び前記モータを組み付けたハウジングを、水平方向へ回転可能にしてポール上に取り付けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動装置。
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