JP2010179721A - 車輪ロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】違法にロックアームを強制的に開放状態にしようとした場合にであっても、駆動軸が変形しにくくなる構造とする車輪ロック装置を提供する。
【解決手段】複数枚のプレートを有するハウジング１１、１０１と、車輪の有無を検知する検知手段３０と、ハウジング１１に取り付けられ、検知手段３０により検知する車輪の有無に基づいて駆動するモータ４１と、モータ４１の出力軸に連結され、複数枚のプレートにより軸方向に隔てた複数箇所にて回転可能に支持される駆動軸５０と、駆動軸５０に対して回転規制されて設けられ、且つ、ハウジング１１、１０１に対して回転可能に設けられるカム６１、６２と、ハウジング１１、１０１に回転可能に支持され、カム６１、６２の回転に伴ってハウジング１１に対して揺動することにより車輪のロックとアンロックとを切り替える一対のロックアーム７０、８０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、駐輪場システムなどにおいて自転車や自動二輪車などの車輪をロックする車輪ロック装置に関するものである。

従来、車輪ロック装置として、例えば特開2006-143142号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、モータを駆動することにより、モータの出力軸に連結されている駆動軸およびカムを回転させ、該カムの回転によりロックアームを駆動することで車輪のロックとアンロックを行うことが記載されている。

特開2006-143142号公報

ところで、車輪ロック装置は、違法な強行脱出を防止する必要がある。つまり、車輪をロックしている状態において、ロックアームを強制的に開放状態にしようとすると、カムを支持し且つモータの出力軸に連結されている駆動軸が変形するおそれがある。これは、車両ロック装置の故障の原因となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、違法にロックアームを強制的に開放状態にしようとした場合であっても、駆動軸が変形しにくくなる構造とする車輪ロック装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の車輪ロック装置は、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられたモータと、
前記モータの出力軸に連結され、前記ハウジングにより回転可能に支持される駆動軸と、
前記駆動軸と一体的に回転可能に設けられるカムと、
前記ハウジングに回転可能に支持され、前記カムの回転に伴って前記ハウジングに対して揺動することにより前記車輪のロックとアンロックとを切り替えるロックアームと、
を備えるものである。

本発明の構成によれば、駆動軸は、ロックアームではなく、ハウジングにより回転可能に支持されている。このように、駆動軸をハウジングにより回転可能に支持することで、違法にロックアームを強制的に開放状態（アンロック）にしようとした場合に、駆動軸はハウジングにより位置を規制される。従って、駆動軸は変形しにくくなり、違法な強行脱出を防止することにつながると共に、駆動軸の変形による故障を抑制できる。

また、上記した本発明の車輪ロック装置において、前記ハウジングは、複数枚のプレートを有し、前記駆動軸は、複数枚の前記プレートにより軸方向に隔てた複数箇所にて回転可能に支持されるようにしてもよい。

この場合には、駆動軸が、複数枚のプレートにより、駆動軸の軸方向に隔てた複数箇所にて支持されるため、より安定した駆動軸の支持を実現できる。つまり、駆動軸の軸方向に隔てた複数箇所にて駆動軸を支持することにより、駆動軸の撓み変形を抑制する効果を確実に発揮できる。

また、請求項１に係る車輪ロック装置は、
複数枚のプレートを有するハウジングと、
車輪の有無を検知する検知手段と、
前記ハウジングに取り付けられ、前記検知手段により検知する前記車輪の有無に基づいて駆動するモータと、
前記モータの出力軸に連結され、複数枚の前記プレートにより軸方向に隔てた複数箇所にて回転可能に支持される駆動軸と、
前記駆動軸に対して回転規制されて設けられ、且つ、前記ハウジングに対して回転可能に設けられるカムと、
前記ハウジングに回転可能に支持され、前記カムの回転に伴って前記ハウジングに対して揺動することにより前記車輪のロックとアンロックとを切り替える一対のロックアームと、
を備えるものである。

この構成によれば、複数枚のプレートにより、駆動軸の軸方向に隔てた複数箇所にて駆動軸を支持することで、駆動軸の撓み変形を抑制する効果を確実に発揮できる。つまり、安定的に駆動軸を支持することできる。従って、一対のロックアームを強制的に開放状態にしようとした場合に、駆動軸が変形することを確実に抑制できる。

また、請求項２に係る車輪ロック装置は、請求項１の車輪ロック装置において、前記カムは、２枚の前記プレートの間に配置されるものである。このように、カムが、駆動軸を支持する複数のプレートの間に配置されることで、違法にロックアームを強制的に開放状態（アンロック）にしようとした場合に、複数のプレートは、駆動軸が撓み変形することをより抑制することができる。

また、請求項３に係る車輪ロック装置は、請求項２の車輪ロック装置において、前記駆動軸は、非真円形状の軸直交断面形状からなり、工具により前記駆動軸を回転するための工具係止部を有し、前記工具係止部は、前記カムが間に配置される２枚の前記プレートの外側に配置されるものである。

この構成によれば、工具係止部を２枚のプレートの外側に配置することで、工具を工具係止部に確実に係止することができる。そして、モータなどが故障の際に、工具を工具係止部に係止して回転することにより、ロックアームをロックからアンロックに切り替えることができる。なお、この工具係止部の軸方向長さを、汎用のモンキーレンチの幅よりも短く設定し、且つ、幅の狭い特殊工具のみを挿入可能な長さに設定することで、違法な脱出を抑制することができる。

請求項４に係る車輪ロック装置は、請求項３の車輪ロック装置において、前記ハウジングに着脱可能に設けられ、前記工具係止部を被覆する被覆カバーを備えるものである。この構成によれば、被覆カバーを備えることにより、工具係止部を容易に外部から視認することを防止でき、結果として違法な脱出を抑制することができる。

請求項５に係る車輪ロック装置は、請求項３または４の車輪ロック装置において、前記工具係止部は、前記駆動軸のうち前記プレートよりも前記モータに連結される基端側に設けられるものである。これにより、工具係止部を容易に外部から視認することを防止でき、且つ、工具係止部に工具を挿入することを比較的難しくすることができる。その結果、違法な脱出を抑制できる。

請求項６に係る車輪ロック装置は、上述した車輪ロック装置において、前記ロックアームを前記カムに対して常時押圧状態にする付勢部材を備えるものである。この構成によれば、ロックアームの揺動位置を常に所望の位置に位置決めすることができる。

請求項７に係る車輪ロック装置は、請求項６の車輪ロック装置において、一対の前記ロックアームは、前記カムを挟んで押圧するように設けられているものである。これにより、違法な強行脱出をしようとした場合に、一対のロックアームがカムを挟圧するため、ロックアームの強行動作によってカムが回転することを抑制できる。従って、違法な強行脱出を抑制できる。

請求項８に係る車輪ロック装置は、請求項６または７の車輪ロック装置において、
前記ロックアームは、
前記プレートに回転可能に支持される回転支持部と、
前記回転支持部より前記ロックアームの一端側に設けられ、前記車輪をロック時に前記車輪に係止する車輪係止部と、
前記回転支持部より前記ロックアームの他端側に設けられ、前記カムに当接するカム当接部と、
前記カム当接部より前記ロックアームの他端側に設けられ、前記付勢部材を支持する付勢部材支持部と、
を備えるものである。
これにより、付勢部材によりロックアームをカムに対して常時押圧状態にする構成を、確実に実現できる。

請求項９に係る車輪ロック装置は、上述した車輪ロック装置において、
前記カムは、
一方の前記ロックアームに係合する第一のカムと、
他方の前記ロックアームに係合する第二のカムと、
を備えるものである。

これにより、それぞれのロックアームを確実に所望の位置に位置決めできる。つまり、車輪のロック、アンロックを確実に行うことができる。また、第一のカムと第二のカムを設けることにより、付勢部材を設けた際に、確実に、一対のロックアームによりカムを挟圧する構成とすることができる。

本発明の車輪ロック装置によれば、違法にロックアームを強制的に開放状態（アンロック）にしようとした場合であっても、駆動軸は変形しにくくなり、違法な強行脱出を防止することにつながると共に、駆動軸の変形による故障を抑制できる。

ロックアーム７０、８０が閉状態で且つ車輪検知部３０が未検知状態における車輪ロック装置の平面図を示す。図１（ａ）は、本体カバー１２および角度検出体１００を除いた状態の車輪ロック装置の平面図であり、図１（ｂ）は、角度検出体１００のみの平面図である。 ロックアーム７０、８０が閉状態で且つ車輪検知部３０が未検知状態における車輪ロック装置の断面図であって、図１（ａ）のＡ−Ａの位置における車輪ロック装置の断面図である。 ロックアーム７０、８０が閉状態で且つ車輪検知部３０が検知状態における車輪ロック装置の断面図であって、図１（ａ）のＢ−Ｂの位置における車輪ロック装置の断面図である。 図１（ａ）のＣ−Ｃの位置における車輪ロック装置の断面図である。 ロックアーム７０、８０が開状態で且つ車輪検知部３０が未検知状態における車輪ロック装置の平面図を示す。図５（ａ）は、本体カバー１２および角度検出体１００を除いた状態の車輪ロック装置の平面図であり、図５（ｂ）は、角度検出体１００のみの平面図である。

以下、本発明の車輪ロック装置を具体化した実施形態について図１〜図５を参照しつつ説明する。
ここで、車輪ロック装置は、例えば、無人化された駐輪場システムにおいて用いられ，自転車または自動二輪車の車輪（主として前輪）をロックする装置である。この車輪ロック装置は、ほぼコの字型をなしており、車輪をガイドするガイドレールの端部に設けられ、ガイドレールに沿ってコの字型の開口部に進入してきた車輪をロックする。具体的には、車輪ロック装置は、上方から見た場合にほぼコの字型をなしており、コの字型の開口部にてロックアームが開閉することにより、コの字型の開口部に進入させた車輪をロックする装置である。

そして、車輪ロック装置において、車輪のロックとアンロックを行うためのロックアーム７０、８０、および、車輪の進入を検知するスイッチレバー３３が動作する。そこで、図１にてロックアーム７０、８０の開状態を示し、図５にロックアーム７０、８０の閉状態を示す。また、図２にて、スイッチレバー３３の車輪の未検知状態を示し、図３にてスイッチレバー３３の車輪の検知状態を示す。

また、車輪ロック装置の実際の搭載状態において、車輪の進入方向から見た場合に、図１（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）の紙面法線方向が上側、図１（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）の上側が奥側、図２および図３の右側が下側、図２および図３の上側が奥側、図４の上側が下側となる。以下の説明において、特に断らない限り、上方、奥側などの方向については搭載状態の方向を意味する。

以下に、車輪ロック装置の詳細な構成について説明する。車輪ロック装置は、本体ハウジング１１と、本体カバー１２と、ロックアームスライド支持体１３、１４と、モータ支持部２０と、車輪検知部３０と、駆動体４０と、駆動軸５０と、カム部６０と、一対のロックアーム７０、８０と、引張りコイルバネ９０と、角度検出体１００とを備える。

本体ハウジング１１は、図１（ａ）に示すように、上方から見た場合にコの字型で平板状のプレート（本発明の「ハウジングのプレート」に相当する）と、プレートの左右縁および奥縁のそれぞれから上方に向かって屈曲された屈曲部を備えている。この本体ハウジング１１のプレートのコの字型の開口部に、自転車または自動二輪車の車輪が進入してくる。本体ハウジング１１のプレートのうち、コの字型連結部に位置する部位に、円形孔が形成されている。この円形孔は、後述する駆動軸５０を挿通し、駆動軸５０を回転可能に支持する。

本体カバー１２は、図２および図３に示すように、本体ハウジング１１の立設部に固定され、本体ハウジング１１の上方を被覆するように設けられている。この本体カバー１２も、上方から見た場合に、本体ハウジング１１のプレートと同様のコの字型をなしている。つまり、本体カバー１２のコの字型の開口部は、本体ハウジング１１のプレートの開口部に対応した位置にあり、車輪が進入可能となるように形成されている。

ロックアームスライド支持体１３、１４は、図１（ａ）、図２、図３および図５（ａ）に示すように、本体ハウジング１１のプレートのうち、コの字型の各端部の上面に固定されており、右側から見た場合に（図２および図３に示すように）、三角突状に形成されている。このロックアームスライド支持体１３、１４は、それぞれのロックアーム本体７２、８２が揺動する際に、ロックアーム本体７２、８２をスライドさせながら支持する。

モータ支持部２０は、図２および図３に示すように、本体ハウジング１１の下面に固定され、図示しないガイドレールに固定される部材である。また、このモータ支持部２０は、後述する駆動体４０を支持する部材でもある。詳細には、モータ支持部２０は、モータベース２１と、第一ステー２２と、第二ステー２３と、被覆カバー２４とを備える。

モータベース２１は、平板状をなし、本体ハウジング１１のプレートの下面から距離を隔てて平行に、且つ、本体ハウジング１１のプレートのコの字型連結部の下方に設けられている。つまり、モータベース２１は、本体ハウジング１１のコの字型の開口部の下方に位置しないように設けられている。このモータベース２１には、本体ハウジング１１のプレートに設けられている円形孔と同じ大きさの円形孔が設けられ、当該円形孔は本体ハウジング１１のプレートに設けられている円形孔と同軸状に位置している。この円形孔は、後述する減速機４２の出力軸を挿通し、減速機４２の出力軸を回転可能に支持する。

第一、第二ステー２２、２３は、モータベース２１と本体ハウジング１１のプレートとを連結する部材であって、ブロック状をなしている。詳細には、図１（ａ）および図５（ａ）に示すように、第一ステー２２は、モータベース２１の奥端部と本体ハウジング１１のプレートの奥端部とを連結固定し、第二ステー２３は、モータベース２１の手前端部と本体ハウジング１１のプレートのコの字型内側部とを連結固定している。
そして、第一ステー２２と第二ステー２３とは、前後方向において距離を隔てて設けられており、両者の対向空間には後述する駆動軸５０が位置している。

被覆カバー２４は、図１（ａ）および図２に示すように、第一ステー２２と第二ステー２３との対向空間を被覆している。つまり、第一、第二ステー２２、２３の対向空間に位置する駆動軸５０は、被覆カバー２４により被覆されている状態となる。この被覆カバー２４は、細長い金属板をコの字型に屈曲させて形成されている。そして、被覆カバー２４は、第一ステー２２にボルトにより固定されている。つまり、この被覆カバー２４は、他の部材全てが本体ハウジング１１に固定されている状態において、本体ハウジング１１に対して着脱可能に設けられている。

車輪検知部３０（本発明の「検知手段」に相当する）は、本体ハウジング１１のコの字型の開口部において車輪の有無を検知する。この車輪検知部３０は、スイッチレバーブラケット３１と、スイッチレバー基軸３２と、スイッチレバー３３と、スイッチ３４と、スイッチレバー端軸３５と、ローラ３６と、スイッチバネ３７とを備える。

スイッチレバーブラケット３１は、本体ハウジング１１のコの字型連結部の開口部側に固定され、左右方向に対向するフランジ部を有している。一対のフランジ部は、本体ハウジング１１の開口部の最も奥側に位置している。そして、対向する一対のフランジ部には、同軸状に円形孔が形成されている。
スイッチレバー基軸３２は、スイッチレバーブラケット３１の一対のフランジ部の円形孔に支持されている。つまり、スイッチレバー基軸３２は、左右方向を中心軸とするように設けられている。

スイッチレバー３３は、一端をスイッチレバー基軸３２に回転可能に支持されており、本体ハウジング１１の開口部に設けられている。詳細には、スイッチレバー３３は、車輪を検知していない状態において、図２に示すように、スイッチレバー基軸３２を基準として手前下側の斜め方向に延びるように位置している。また、スイッチレバー３３は、車輪を検知している状態において、すなわち車輪により押圧された状態において、図３に示すように、スイッチレバー基軸３２を基準として直下に延びるように位置している。このように、スイッチレバー３３は、初期状態を図２の状態として、車輪により押圧されることで図３の状態に揺動する。

スイッチ３４は、Ｌ字型をなしており、スイッチレバー３３の一端に固定されている。このスイッチ３４は、スイッチレバー３３が揺動することに伴って、後述する車輪検知近接スイッチ１０５に対して接近したり遠ざかったりする。具体的には、スイッチ３４は、図２に示す状態、すなわち車輪が進入していない状態（未検知状態）において車輪検知近接スイッチ１０５に最も近接しており、一方、図３に示す状態、すなわち車輪が開口部に進入した状態（検知状態）において車輪検知近接スイッチ１０５から最も遠ざかっている。

スイッチレバー端軸３５は、スイッチレバー３３の一対のフランジ部のうち他端（下端）に固定され、左右方向を中心軸とするように設けられている。
ローラ３６は、スイッチレバー端軸３５に挿通され、スイッチレバー端軸３５に対して回転可能に支持されている。つまり、ローラ３６が、本体ハウジング１１の開口部に進入してきた車輪により押圧される。

スイッチバネ３７は、ねじりコイルバネからなり、スイッチレバー基軸３２に挿通支持されている。そして、スイッチバネ３７の一端が第二ステー２３の手前面を奥側に向かって押圧し、スイッチバネ３７の他端がスイッチレバー３３の奥面を手前側に向かって押圧している。つまり、スイッチバネ３７は、スイッチレバー３３が図２に示す状態となるようにスイッチレバー３３を付勢している。

駆動体４０は、モータ４１と、減速機４２とから構成されている。この駆動体４０は、モータベース２１の下面に固定されている。モータ４１の出力軸が減速機４２を介して減速され、減速機４２の出力軸がモータベース２１の円形孔に回転可能に挿通されている。モータ４１は、上述したスイッチレバー３３が車輪を検知した場合に、車輪検知近接スイッチ１０５からの情報に基づいて駆動する。具体的には、スイッチレバー３３が車輪を検知した場合には、減速機４２の出力軸が１８０°回転するようにモータ４１が駆動する。この動作によって、後述する一対のロックアーム本体７２、８２により車輪をロックする。

一方、一対のロックアーム本体７２、８２により車輪をロックしている状態において、駐輪料金を徴収した後には、減速機４２の出力軸が１８０°回転するように当該情報に基づいてモータ４１が駆動する。この動作に伴って、一対のロックアーム本体７２、８２による車輪のロック状態をアンロックにする。

駆動軸５０は、図１（ａ）および図５（ａ）に示すように、軸方向下端部に位置する円柱部と、円柱部の上方に位置する非円形部とからなる。非円形部は、円柱軸の外周面を平面状に４カ所切り欠いた、非真円形状の軸直交断面形状からなる。具体的には、駆動軸５０の非円柱部の軸直交断面形状は、４つの直線部と、外接円に沿った４つの円弧部とが、周方向に交互に位置する形状からなる。つまり、断面直線部、すなわち平面部が、工具を係止可能となる部位であって、工具により駆動軸を回転可能とする形状をなしている。

この駆動軸５０は、減速機４２の出力軸に一体的に連結され、本体ハウジング１１の円形孔、後述する第二ハウジング１０１および近接スイッチ搭載板１０３の円形孔に挿通され、回転可能に支持されている。つまり、非円形部のうち４つの円弧部が、本体ハウジング１１、第二ハウジング１０１および近接スイッチ搭載板１０３に支持されている。そして、駆動軸５０の非円柱部は、本体ハウジング１１の下面よりも、駆動軸５０のうち駆動体４０に連結される基端側（カム６１、６２が間に配置される２枚のプレート（本体ハウジング１１、第二ハウジング１０１）の外側）に僅かに位置している。この部位が、工具を係止して駆動軸を回転させる部位となり、本発明における「工具係止部」に相当する。この工具係止部の軸方向長さは、汎用のモンキーレンチの幅よりも短く設定され、且つ、幅の狭い特殊工具のみを挿入可能な長さに設定されている。

この駆動軸５０は、本体ハウジング１１に加えて、後述する第二ハウジング１０１および第二カバー１０２によっても、回転可能に支持されている。つまり、駆動軸５０は、３枚のプレートにより軸方向にそれぞれ隔てた３箇所にて回転可能に支持されている。

カム部６０は、駆動軸５０の非円柱部の先端側に回転規制されて設けられており、後述するロックアーム７０、８０を揺動する。このカム部６０は、詳細には、第一のカム６１と、第二のカム６２と、中間カラー６３と、端部カラー６４とを備える。

第一のカム６１は、図１（ａ）および図５（ａ）に示すように、上方から見た場合に、非真円形の外周面を有しており、中央にほぼ四角形の貫通孔を有している。特に、第一のカム６１の外周面は、所定の角度範囲９０°において貫通孔の中心からの距離（半径）が小さな小径円弧部（図１（ａ）の左下側）、その軸対象の角度範囲９０°において半径が大きな大径円弧部（図１（ａ）の右上側）、小径円弧部と大径円弧部の間をそれぞれ連続的に変化させる曲率可変部（図１（ａ）の右下側、左上側）とから構成される。この第一のカム６１は、駆動軸５０の非円柱部に嵌合され、駆動軸５０に対して回転規制されて設けられている。この第一のカム６１は、本体ハウジング１１に対しては回転可能に設けられている。

第二のカム６２は、第一のカム６１と同一の形状からなる。ただし、第二のカム６２は、第一のカム６１に対して９０°ずれるように、且つ、駆動軸５０の非円柱部のうち基端側に設けられている。つまり、図１（ａ）において、左下側に第二のカム６２の小径円弧部が位置し、右上側に第二のカム６２の大径円弧部が位置し、左上側および右下側に第二のカム６２の曲率可変部が位置する。

中間カラー６３および端部カラー６４は、円形の外周面からなり、中央にほぼ四角形の貫通孔が形成されている。中間カラー６３および端部カラー６４の外径は、第一のカム６１および第二のカム６２の小径円弧部の曲率半径よりも小さくされており、中間カラー６３および端部カラー６４の板厚は第一のカム６１および第二のカム６２の板厚よりも薄く形成されている。そして、中間カラー６３は、駆動軸５０の非円柱部に回転規制されて嵌合されており、第一のカム６１と第二のカム６２の間に挟まれている。端部カラー６４は、駆動軸５０の非円柱部に回転規制されて嵌合されており、第二のカム６２と本体ハウジング１１の間に挟まれている。

一対のロックアーム７０、８０は、本体ハウジング１１に回転可能に支持され、第一、第二のカム６１、６２の回転に伴って本体ハウジング１１に対して揺動するように設けられている。この一対のロックアーム７０、８０は、本体ハウジング１１のコの字型の開口部に位置する車輪に対してロックとアンロックとを切り替える。

ロックアーム７０は、ロックアーム軸７１と、ロックアーム本体７２と、カム当接板７３と、補強板７４と、ローラ７５を備える。
ロックアーム軸７１は、本体ハウジング１１のプレートの上面のうち、図１（ａ）における右側であって図１（ａ）の上下方向の中央付近に固定されている。このロックアーム軸７１は、円柱状をなしている。

ロックアーム本体７２は、金属板によりほぼＬ字状に形成されている。このロックアーム本体７２は、ロックアーム軸７１に揺動可能に支持されており、本体ハウジング１１の上面のうちコの字型の右側部分に、前後方向に延びるように位置している。ロックアーム本体７２は、前後方向に延びるような長尺状部と、長尺状部の手前端（図１（ａ）の下側）から本体ハウジング１１の開口部側に突出する開口側突出部とを備えている。この開口側突出部が、車輪をロック軸に、車輪に係止する車輪係止部として機能する。また、ロックアーム本体７２の奥端側は、後述する引張りコイルバネ９０を係止する。

カム当接板７３は、金属板によりほぼＬ字状に形成されている。このカム当接板７３は、ロックアーム本体７２の長手方向長さが半分程度の長尺状部と、長尺状の奥端（図１（ａ）の上側）から本体ハウジング１１の左右幅方向中央に向かって突出する突出部とを備えている。このカム当接板７３は、ロックアーム本体７２の下面に一体的に固定されており、ロックアーム軸７１に揺動可能に支持されている。そして、カム当接板７３の突出部が、第二のカム６２の外周面に当接している。

補強板７４は、金属板からなり、ロックアーム本体７２の長手方向長さが半分程度のほぼ長方形の平板からなる。このカム当接板７３は、ロックアーム本体７２の上面に一体的に固定されており、ロックアーム軸７１に揺動可能に支持されている。
ローラ７５は、ロックアーム本体７２の手前端の開口側突出部の先端に回転可能に支持されている。このローラ７５は、車輪が本体ハウジング１１の開口部に進入する際や、本体ハウジング１１の開口部から離脱する際に当接したとしても、滑らかな動作を行うことを可能としている。

つまり、ロックアーム７０は、本体ハウジング１１に回転可能に支持される回転支持部（ロックアーム軸７１の部位）と、回転支持部よりロックアーム７０の手前端側に設けられ、車輪をロック時に車輪に係止する車輪係止部（ロックアーム本体７２の開口側突出部）と、回転支持部よりロックアーム７０の奥端側に設けられ、第二のカム６２に当接するカム当接部（カム当接板７３の突出部の部位）と、カム当接部よりロックアーム７０の奥端側に設けられ引張りコイルバネ９０を支持するバネ支持部とを備えることになる。

ロックアーム８０は、ロックアーム軸８１と、ロックアーム本体８２と、カム当接板８３と、補強板８４と、ローラ７５を備える。ロックアーム８０の各構成部材は、ロックアーム７０の各構成部材と同一形状からなり、実質的に左右対称に配置されている。ただし、カム当接板８３は、ロックアーム本体８２の上面に固定されており、補強板８４は、ロックアーム本体８２の下面に固定されている点が相違する。従って、カム当接板８３の突出部が、第一のカム６１の外周面に当接している。そして、一対のロックアーム７０、８０は、カム部６０を挟んで押圧している。

引張りコイルバネ９０の両端が、一方のロックアーム本体７２の奥端部と他方のロックアーム本体８２の奥端部とのそれぞれに係止されており、ロックアーム本体７２、８２の奥端部同士を近づけ合う方向に力を発揮する。つまり、引張りコイルバネ９０は、カム当接板７３を第二のカム６２の外周面に対して常時押圧状態にしており、且つ、カム当接板８３を第一のカム６１の外周面に対して常時押圧状態にしている。

角度検出体１００は、図１（ｂ）、図２〜図４および図５（ｂ）に示すように、本体ハウジング１１のコの字型連結部と本体カバーとの間であって、ロックアーム７０、８０よりも上方に設けられている。この角度検出体１００は、駆動軸５０の回転角度を検出するためのユニットである。角度検出体１００は、第二ハウジング１０１と、第二カバー１０２と、近接スイッチ搭載板１０３と、角度近接スイッチ１０４と、車輪検知近接スイッチ１０５と、角度センサードグ１０６とを備える。

第二ハウジング１０１は、金属板からなり、主プレートと、主プレートの左右縁の４カ所にてＬ字状に上方に向かって立設されている。この第二ハウジング１０１は、全体として手前から見た場合に（図３参照）、コの字型をなし、上方から見た場合に（図１（ｂ）参照）、長方形をなしている。この第二ハウジング１０１の中央には、円形孔が形成されており、駆動軸５０の先端側を挿通し、駆動軸５０を回転可能に支持する。さらに、カム部６０は、本体ハウジング１１のプレートと第二ハウジング１０１の主プレートとの間に挟まれている。つまり、駆動軸５０は、カム部６０を挟んだ２枚のプレートにより、駆動軸５０の軸方向に隔てた２カ所にて回転可能に支持されている。

第二カバー１０２は、第二ハウジング１０１の上端部に固定され、第二ハウジング１０１の主プレートに対して距離を隔てて平行に設けられている。

近接スイッチ搭載板１０３は、第二ハウジング１０１の主プレートと第二カバー１０２との対向空間に設けられ、第二ハウジング１０１の上面に対して距離を隔てた状態で固定されている。この近接スイッチ搭載板１０３には、円形孔が形成されており、駆動軸５０の先端側を挿通し、駆動軸５０を回転可能に支持する。つまり、駆動軸５０は、本体ハウジング１１のプレート、第二ハウジング１０１の主プレートおよび近接スイッチ搭載板１０３からなる、３枚のプレートにより軸方向に距離を隔てた３カ所にて支持されている。

角度近接スイッチ１０４は、近接スイッチ搭載板１０３の上面のうち駆動軸５０の回転中心よりも右側に距離を隔てた位置に固定されている。この角度近接スイッチ１０４は、後述する角度センサードグ１０６の半周弧部材が近接する位置に位置しているか、それとも、半周弧部材が遠ざかったかの情報を出力する。

車輪検知近接スイッチ１０５は、近接スイッチ搭載板１０３の上面のうち、駆動軸５０の回転中心よりも左前端に固定されている。この車輪検知近接スイッチ１０５は、上述したスイッチ３４が近接したか、それとも遠ざかったかの情報を出力する。つまり、車輪検知近接スイッチ１０５は、車輪が本体ハウジング１１の開口部に進入していない状態か、それとも車輪が本体ハウジング１１の開口部に進入した状態かの情報を出力する。この情報に基づいて、モータ４１が駆動する。

角度センサードグ１０６は、駆動軸５０の中心軸に直交するように駆動軸５０の先端に固定された取付プレートと、取付プレートの外周縁に下方に垂れ下がるように設けられた半周弧部材とを備えている。半周弧部材は、駆動軸５０の中心軸を中心として１８０°の角度範囲に設けられている。つまり、残りの１８０°の角度範囲には、半周弧部材も何も存在していない状態となる。そして、角度近接スイッチ１０４が、角度近接スイッチ１０４の場所に半周弧部材の有無を判断することができる。

次に、上述した車輪ロック装置の動作について説明する。まず、車輪が本体ハウジング１１の開口部に存在していない状態（初期状態）について説明する。この場合、一対のロックアーム７０、８０およびカム部６０は、図５（ａ）に示す状態となる。つまり、第一のカム６１の小径円弧部がロックアーム８０のカム当接板８３に当接し、第二のカム６２の小径円弧部がロックアーム７０のカム当接板７３に当接している。従って、一対のロックアーム７０、８０は、本体ハウジング１１の開口部を開放している状態となる。この状態において、図５（ｂ）に示すように、角度近接スイッチ１０４の位置に、角度センサードグ１０６の半周弧部材の存在しない角度範囲の周方向端部が位置している。

また、この状態において、車輪検知部３０は、図２に示す状態となる。車輪が本体ハウジング１１の開口部に存在しないため、スイッチレバー３３が、スイッチバネ３７によって手前側へ付勢された状態となる。このとき、車輪検知近接スイッチ１０５の位置に、スイッチ３４が位置している。

続いて、初期状態から、車輪が本体ハウジング１１の開口部に進入してきた場合について説明する。この場合、まず、車輪によってスイッチレバー３３が奥側に向かって押圧される。そうすると、車輪検知部３０は、図３に示す状態となる。この動作に伴って、スイッチ３４が、車輪検知近接スイッチ１０５から遠ざかる。その結果、車輪検知近接スイッチ１０５は、スイッチ３４が遠ざかったことの情報を出力する。

車輪検知近接スイッチ１０５から出力された情報に基づいて、モータ４１が回転駆動する。具体的には、駆動軸５０を図５（ａ）において時計回りに回転させる。モータ４１による駆動に伴って、カム部６０および角度センサードグ１０６が図５（ａ）（ｂ）の時計回りに回転する。角度センサードグ１０６が時計回りに１８０°回転すると、図１（ｂ）に示すように、角度近接スイッチ１０４の位置に、角度センサードグ１０６の半周弧部材の周方向端部が位置する。

モータ４１は、角度近接スイッチ１０４から角度センサードグ１０６が位置したことの情報を受け取ると、回転駆動を停止する。従って、角度センサードグ１０６は、図１（ｂ）に示す状態で停止する。この状態におけるカム部６０は、図１（ａ）に示す状態となる。つまり、第一のカム６１の大径円弧部がロックアーム８０のカム当接板８３に当接し、第二のカム６２の大径円弧部がロックアーム７０のカム当接板７３に当接している。従って、一対のロックアーム７０、８０は、本体ハウジング１１の開口部を閉塞している状態となる。つまり、一対のロックアーム７０、８０は、車輪をロックする。

続いて、車輪が本体ハウジング１１の開口部にてロックされている状態において、駐輪料金を徴収した後には、その情報に基づいて、モータ４１が回転駆動を開始する。具体的には、駆動軸５０を図１（ａ）において時計回りに回転させる。モータ４１による駆動に伴って、カム部６０および角度センサードグ１０６が図１（ａ）（ｂ）の時計回りに回転する。角度センサードグ１０６が時計回りに１８０°回転すると、図５（ｂ）に示すように、角度近接スイッチ１０４から、角度センサードグ１０６の半周弧部材が遠ざかる。

モータ４１は、角度近接スイッチ１０４から角度センサードグ１０６が遠ざかったことの情報を受け取ると、回転駆動を停止する。従って、角度センサードグ１０６は、図５（ｂ）に示す状態で停止する。この状態におけるカム部６０は、図５（ａ）に示す状態となる。つまり、一対のロックアーム７０、８０は、本体ハウジング１１の開口部を閉塞している状態となる。つまり、一対のロックアーム７０、８０は、車輪をアンロックする。そうすると、自転車または自動二輪車の所有者は、車輪を車輪ロック装置から取り出すことができる。

次に、車輪のロック状態において、例えばモータ４１や減速機４２などが故障した場合に、車輪をアンロックする操作について説明する。まず、作業者は、被覆カバー２４を第一ステー２２から取り外し、本体ハウジング１１のプレートとモータベース２１との対向空間が外部から視認できる状態にする。そして、作業者は、この対向空間に張り出している駆動軸５０の非円柱部に、特殊工具を係止させて、強制的に、駆動軸５０を１８０°回転させる。この強制的な動作に伴って、カム部６０が１８０°回転するため、図５（ａ）に示す状態となる。つまり、一対のロックアーム７０、８０は車輪をアンロックする。

ここで、特殊工具とは、汎用のモンキーレンチの幅よりも短く、且つ、幅の狭いレンチである。つまり、汎用工具を用いることができないようにして、特殊工具のみを用いることで強制的な駆動軸５０の回転を行うことができるようにすることで、違法な脱出を抑制することができる。また、このように被覆カバー２４を備えることで、駆動軸５０の工具係止部を容易に外部から視認することを防止でき、結果として違法な脱出を抑制することができる。

また、駆動軸５０の工具係止部が、本体ハウジング１１のプレートとモータベース２１との間、すなわち、本体ハウジング１１のプレートよりも駆動軸５０のうちモータ４１に連結される基端側に設けられている。これにより、駆動軸５０の工具係止部を容易に外部から視認することを防止でき、且つ、工具係止部に工具を挿入することを比較的難しくすることができる。その結果、違法な脱出を抑制できる。

また、違法な脱出をしようとして、一対のロックアーム７０、８０が強制的に閉塞状態から開放状態にさせられると、駆動軸５０に曲げ荷重がかかる。しかし、駆動軸５０は、本体ハウジング１１のプレート、第二ハウジング１０１の主プレートおよび近接スイッチ搭載板１０３により、駆動軸５０の軸方向に隔てた３箇所にて支持されている。これにより、駆動軸５０の撓み変形を抑制する効果を確実に発揮できる。つまり、安定的に駆動軸５０を支持することできる。

特に、駆動軸５０において、違法な脱出に伴う曲げ荷重がかかる位置は、第一のカム６１および第二のカム６２が設けられている部位である。そして、本実施形態においては、第一のカム６１および第二のカム６２は、本体ハウジング１１のプレートと第二ハウジング１０１の主プレートとの間に挟まれている。従って、駆動軸５０において違法な脱出に伴う曲げ加重がかかる位置に対して、その両側にて駆動軸５０は支持されている。これにより、駆動軸５０が曲げ変形することをより抑制することができる。

さらに、一対のロックアーム７０、８０を第一、第二のカム６１、６２に対して常時押圧状態にする引張りコイルバネ９０を備える。これにより、ロックアーム７０、８０の揺動位置を常に所望の位置に位置決めすることができる。

さらに、一対のロックアーム７０、８０は、カム部６０を挟んで押圧するように設けられている。これにより、違法な強行脱出をしようとした場合に、一対のロックアーム７０、８０がカム部６０を挟圧するため、ロックアーム７０、８０の強行動作によってカム部６０が回転することを抑制できる。従って、違法な強行脱出を抑制できる。

１１：本体ハウジング、 １２：本体カバー
１３、１４：ロックアームスライド支持体
２０：モータ支持部、 ２１：モータベース、 ２２：第一ステー
２３：第二ステー、 ２４：被覆カバー
３０：車輪検知部、 ３１：スイッチレバーブラケット、 ３２：スイッチレバー基軸
３３：スイッチレバー、 ３４：スイッチ、 ３５：スイッチレバー端軸
３６：ローラ、 ３７：スイッチバネ
４０：駆動体、 ４１：モータ、 ４２：減速機
５０：駆動軸
６０：カム部、 ６１：第一のカム、 ６２：第二のカム、 ６３：中間カラー
６４：端部カラー
７０、８０：ロックアーム、 ７１、８１：ロックアーム軸
７２、８２：ロックアーム本体、 ７３、８３：カム当接板、 ７４、８４：補強板
７５、８５：ローラ
９０：引張りコイルバネ
１００：角度検出体
１０１：第二ハウジング、 １０２：第二カバー、 １０３：近接スイッチ搭載板
１０４：角度近接スイッチ、 １０５：車輪検知近接スイッチ
１０６：角度センサードグ

Claims (9)

1. 複数枚のプレートを有するハウジングと、
   車輪の有無を検知する検知手段と、
   前記ハウジングに取り付けられ、前記検知手段により検知する前記車輪の有無に基づいて駆動するモータと、
   前記モータの出力軸に連結され、複数枚の前記プレートにより軸方向に隔てた複数箇所にて回転可能に支持される駆動軸と、
   前記駆動軸に対して回転規制されて設けられ、且つ、前記ハウジングに対して回転可能に設けられるカムと、
   前記ハウジングに回転可能に支持され、前記カムの回転に伴って前記ハウジングに対して揺動することにより前記車輪のロックとアンロックとを切り替える一対のロックアームと、
   を備えることを特徴とする車輪ロック装置。
2. 前記カムは、２枚の前記プレートの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車輪ロック装置。
3. 前記駆動軸は、非真円形状の軸直交断面形状からなり、工具により前記駆動軸を回転するための工具係止部を有し、
   前記工具係止部は、前記カムが間に配置される２枚の前記プレートの外側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車輪ロック装置。
4. 前記ハウジングに着脱可能に設けられ、前記工具係止部を被覆する被覆カバーを備えることを特徴とする請求項３に記載の車輪ロック装置。
5. 前記工具係止部は、前記駆動軸のうち前記プレートよりも前記モータに連結される基端側に設けられることを特徴とする請求項３または４に記載の車輪ロック装置。
6. 前記ロックアームを前記カムに対して常時押圧状態にする付勢部材を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車輪ロック装置。
7. 一対の前記ロックアームは、前記カムを挟んで押圧するように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の車輪ロック装置。
8. 前記ロックアームは、
   前記プレートに回転可能に支持される回転支持部と、
   前記回転支持部より前記ロックアームの一端側に設けられ、前記車輪をロック時に前記車輪に係止する車輪係止部と、
   前記回転支持部より前記ロックアームの他端側に設けられ、前記カムに当接するカム当接部と、
   前記カム当接部より前記ロックアームの他端側に設けられ、前記付勢部材を支持する付勢部材支持部と、
   を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の車輪ロック装置。
9. 前記カムは、
   一方の前記ロックアームに係合する第一のカムと、
   他方の前記ロックアームに係合する第二のカムと、
   を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の車輪ロック装置。

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