JP2010196367A - 車両通行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両通行制御装置の開閉バーの損傷や破損を最小限に抑え、仮に車両が開閉バーに衝突しても、その損傷等を最小限に抑制すること。
【解決手段】有料道路等の入口又は出口の通行ゲートに設置され、車両の通行を規制する開閉バー12が設けられた車両通行制御装置である。開閉バー12が車両通過方向の前方斜め上方に回動して跳ね上がるように開閉動作を行う。斜め上方に回動して跳ね上がる傾斜角度θが路面に対し略２５度から略５５度の範囲内である。開閉バー12の手前に近付いた車両を検知する車両検知センサーを設け、この車両検知センサーにより車両を検知した際に、開閉バー12が開放する指令を出す。開閉バー12に所定以上の負荷荷重が掛かった際に、開閉バー12に開放の動作の指令を出す。
【選択図】図２

Description

本発明は、高速道路や有料道路等の入口又は出口のＥＴＣレーン等において、通行の許可又は不許可を制御するための開閉バーを備える車両通行制御装置に関するものである。

従来のこの種の車両通行制御装置は、路側無線装置と車載機との適正な交信により最終的には料金の納付処理等が完了した後に、当該制御装置に備えられた開閉バーが開放されて、車両が通行ゲートを通過することができるものである。
そして、車両の運転者が徐行する車内から開閉バーの開閉状態を良好に視認できるように、当該開閉バーは、路面に対して垂直に且つ車両の進行方向に対して直角の方向に回動するように構成されている。
つまり、この開閉バーは、路面に対して鉛直面内を回動するように形成されている。

しかし、この従来の車両通行制御装置においては、以下のような種々の問題がある。
車両の通過を阻止するために、開閉バーの直前で車両が停止できない場合には、車両が開閉バーに衝突してしまい、開閉バーが破損してしまう。
そのため、現行装置では、開閉バーを駆動させる部分で、開閉バーが路面水平方向に回動し得るような衝撃回避機構を設けているが、開閉バー自体の破損・損傷は避けられないのが現状である。

一旦、車両が開閉バーに衝突した場合には、開閉バーは車両進行方向に平行になるまで開き、跳ね返りを防止するためのロック機構が働き、開閉バーは固定される。そのため、当該装置を正常な使用状態に戻すために、作業員がその装置の設置場所にまで足を運び、装置をリセットする必要が生じる。
ＥＴＣが設けられている通行ゲートにおいては、いつ衝突が発生するか予測できないため、開閉バーのリセットのための作業員を常に料金所等に配置しなければならない。

衝突が発生した車両通行制御装置まで、作業員がリセットのために行かなければならないが、その途中で走行車線を横断する必要も生じ、通行車両との事故に遭遇する可能性も生じる。
下記特許文献に記載の通行制御装置においては、その何れも開閉ゲートが路面に対して垂直に回動上下するものである。
そして、文献１では、開閉バーの駆動装置をより小型化することを目的とするものであり、文献２では、開閉バーの停電時におけるトラブル防止を目的とするものである。

特開２００８−１２７９１１号公報 特開平１１−６１７５２号公報

そこで、本発明においては、上記の諸問題を解決するために、以下の事項をその課題とするものである。
先ず第一に、車両通行制御装置の開閉バーの損傷や破損を最小限に抑えること。
即ち、仮に通行車両が開閉バーに衝突しても、その損傷・破損を最小限に抑制できること。
また、開閉バーへの衝突が回避できない状態になった場合には、開閉バーを開放できるようにすること。
更には、開閉バーに車両が衝突しても、開閉バーを作業員が手動でリセットする必要をなくすること。
その他、停電時の動作や、左右一対の開閉バーを使用した際には片方が故障した場合の対処、装置の維持・保全においてより効率的な構成を採用すること、更には開閉バーの視認性が損なわれないようにすることも本発明の課題となる。

本発明の第１のものは、有料道路等の入口又は出口の通行ゲートに設置され、車両の通行を規制する開閉バーが設けられた車両通行制御装置において、前記開閉バーが、車両通過方向の前方斜め上方に回動して跳ね上がるように開閉動作を行うことを特徴とする車両通行制御装置である。
ここで、車両通過方向の前方「斜め上方に」というのは、「直線的に斜め上方に」或いは「曲線的に斜め上方に」回動して跳ね上がる開閉動作の両者を含む意味である。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、斜め上方に回動して跳ね上がる傾斜角度が路面に対して略２５度から略５５度の範囲内にあることを特徴とする車両通行制御装置である。

本発明の第３のものは、上記第１又は第２の発明において、開閉バーの手前に近付いた車両を検知する車両検知センサーを設け、この車両検知センサーにより車両を検知した時に、開閉バーが開放することを特徴とする車両通行制御装置である。

本発明の第４のものは、上記第１乃至第３の発明において、開閉バーに所定以上の負荷荷重が掛かった時に、開閉バーを開放することを特徴とする車両通行制御装置である。

本発明の第５のものは、上記何れかの発明において、開閉バーが左右両側に開放し、左右一対の車両通行制御装置からなり、一方の装置が故障した場合にはその一方の装置の開閉バーが開放動作を行って開放状態を維持し、他方の装置のみの動作で車両通行制御できるように構成したことを特徴とする車両通行制御装置である。

本発明の第６のものは、上記何れかの発明において、開閉バーが、横断面略円形形状を有し、その表面に２色の異なる色の塗料を交互にスパイラル状に塗布したことを特徴とする車両通行制御装置である。

本発明の第１のものにおいては、開閉バーが車両通過方向の前方斜め上方に回動して跳ね上がるために、仮に通行車両が開閉バーに衝突する場合でも、その衝撃の方向は前方に向かい、開閉バーの回動方向と全く矛盾せず、いわば開閉バーが前方に押し開けられるような状態となり、開閉バーと車両前方部分とが接触はするが、その衝撃は緩和されて、開閉バー及び車両の損傷や破損を最小限に抑えることが可能となる。
また、開閉バーは、前方水平方向に回動するのでなく、斜め上方に回動し、退避する状態となるため、開閉バーが開放する状態（上に跳ね上がる状態）を運転者が確実に視認することも可能となる。

また、開閉バーと開閉バーの回動軸との接続部を自在継ぎ手等により可動とし、且つ開閉バーの根元部をガイドレール等によりガイドすることで開閉バーの回動軌道を曲線的に調整することも可能である。そして、この回動軌道を閉鎖状態側で衝突（略水平）方向に合わせ、徐々に上向きの軌道にガイドした曲線軌道に設定することにより、衝突時のエネルギーを吸収し、緩和させる機能を発揮できると共に、運転者から見て開放動作の初速が遅く見える（最初略水平方向に回動する）こととなるために、通行車両の速度抑制効果を期待することができる。但し、機構的に複雑となることと開放速度の関係から単純に直線的に斜め上方に回動させる方が有利である。

本発明の第２のものにおいては、上記第１の発明で、開閉バーの斜め上方に回動する角度の範囲を限定したものであり、この範囲内において、運転者の視認性を最もよく確保できるものとなる。

本発明の第３のものにおいては、上記第１及び第２の発明では通行車両の衝突に対して開閉バーは何ら能動的な退避動作を行うことはないが、通行車両の衝突を車両検知センサーによって検知することによって、開閉バーを即開放する構造としたものである。
これにより、開閉バーと車両との接触をも防止しようと意図したものである。仮に車両と開閉バーとが接触したとしても、開閉バーはそれ自体が開放、退避動作を行うために、開閉バー及び車両の損傷を最小限に抑えることが可能となるものである。

本発明の第４のものにおいては、開閉バーに所定以上の荷重負荷が掛かった際に、開閉バーが開放動作を行うようにしたものである。
これにより、車両が開閉バーに衝突した際には開閉バーが開放動作を行うことができ、他方、台風等の強風によって、所定以下の負荷が掛かったとしても開閉バーが誤作動を起こして開放してしまわないようにすることが可能となる。

本発明の第５のものにおいては、左右一対の開閉バーが設けられたタイプの車両通行制御装置において、一方が故障した場合、その一方が自動で開放動作を行って開放状態を維持するように設定することにより、他方の開閉バーのみで車両の通行制御を行い得るように構成したものである。

本発明の第６のものにおいては、開閉バーの視認性を維持するために、２色の異なる色の塗料を交互にスパイラル状に塗布したものであり、これにより開閉バーが斜め上方に回動した場合にも、この２色のゼブラ模様が運転者に良好に視認できることとなるものである。

本発明の車両通行制御装置に係る実施形態を図示しており、その（Ａ）が平面図、その（Ｂ）が正面図である。 本発明に係る上記実施形態の要部である開閉バーを図示しており、その（Ａ）が一部切欠側面図、その（Ｂ）が開閉バーの作動部の拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る開閉バーを図示しており、その（Ａ）が透視側面図、その（Ｂ）が開閉バーの作動部の透視拡大図である。 本発明の実施形態に係る車両通行制御装置おいて、進入車両の位置を検知する車両検知センサーを設けたものを図示しており、その（Ａ）が平面図、その（Ｂ）が正面図である。 本発明の実施形態に係る車両通行制御装置において、進入車両の検知位置が異なる車両検知センサーを設けたものの平面図である。

以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の車両通行制御装置に係る実施形態を図示しており、その（Ａ）が平面図、その（Ｂ）が正面図である。
この実施形態に係る車両通行制御装置１０は、左右一対のものから成り、本体部１１と、この本体部１１の上方正面側にその回動支軸を有する開閉バー１２とから形成されている。

これら一対の車両通行制御装置１０、１０は、高速道路等の入口又は出口に設置された通行ゲートを通過する路面Ｒの両側に設置され、開閉バー１２は、この路面Ｒに対して車両進行方向前方に傾斜した傾斜面内を回動し、前方斜め上方に９０度回動し、跳ね上がるものである。

換言すると、この開閉バー１２の根元の回動部１４は、本体部１１の上面の正面側角部が面取りされた傾斜面１３に設けられている。
従って、この開閉バー１２は、鉛直上方に跳ね上がる従来のものと異なり、車両の通過する進行方向に斜めに傾斜した状態で上方に回動し、跳ね上がるものとなる。

開閉バー１２には、白色地にスパイラル状の赤色塗料１２ｒが塗布されており、開閉バー１２が上方に回動してもこの赤白２色のゼブラ模様をどの回動角度においても運転者が良好に視認することができるように構成されている。
開閉バー１２を回動させる手段としては、電動モータ或いは油圧モータ等どのような手段を用いてもよい。

尚、開閉バーは、上記のように、車両進行方向前方に傾斜した傾斜面内を直線的に回動させるばかりでなく、曲線的に回動させることも出来る。
即ち、開閉バーを回動させる回動支軸と開閉バーとの接続部を自在継ぎ手等により可動とし、ガイドレール等により開閉バーの根元部をガイドすることにより、開閉バーを曲線的（上面に凸、又は下面に凸の曲面）に回動させることも可能である。
開閉バーを下面に凸状の曲線的に回動させるときは、開閉バーの最初の動作はほぼ水平状になるので、開閉バーの上方への開放動作が遅く運転者に視認され、車両運転速度を通行ゲート進入時に制限させることができるという効果を発揮する。

図２は、本発明に係る上記実施形態の要部である開閉バーを図示しており、その（Ａ）が一部切欠側面図、その（Ｂ）が開閉バーの作動部の拡大図である。
この実施形態においては、開閉バー１２の駆動手段として電動サーボモータ２０を使用している。
ＥＴＣレーンにおいては、路側無線装置と通行車両の車載機とが適切に交信を行い、通行許可の指令が出された時に、上記サーボモータ２０に通電され、サーボモータ２０が回転して、これに伴い開閉バー１２が斜め上方に回動し、開閉バー１２が開放されるのである。

車両がこの車両通行制御装置１０を通過すると、これを車両通過検知センサー（図示省略）が検知してサーボモータ２０を逆回転制御する。
万が一高速で車両が開閉バー１２に衝突し、サーボモータ２０で対応できない場合には、回動部１４の内部で、開閉バー１２の支軸の外周に巻回されているリターンスプリング２１で押さえられた軸受けが外れて開閉バー１２がリリースされ、開閉バー１２及びサーボモータ２０が損傷するのを防止している。開閉バー１２が完全に開状態になった状態で軸受け部が再度ロックされ、衝突による戻りを防止する構造となっている。
この実施形態においては、開閉バー１２の路面との回動傾斜角度θは４０度に設定している。この角度の±１５度が車両運転者が開閉バーの回動動作を最も良好に視認できる角度だからで、道路全体の勾配や線形を含め調整する必要がある。

尚、この回動傾斜角度θは、略２５度から略５５度程度の間であれば全く問題はなく、適切なものとなるが、適宜必要に応じて設定することが可能である。
この角度範囲よりも傾斜角度が小さい場合には、運転者からの視認性が悪くなり、この傾斜角度がこの範囲よりも大きくなると、車両が開閉バーに衝突した際に、開閉バー及び車両の損傷等が大きくなる恐れが生じるのである。

更に、この実施形態においては、図示はしていないが、開閉バー１２を回動支持する支軸にトルクセンサーを設けており、このトルクセンサーが、例えば風速４０ｍ／ｓの負荷荷重以上の荷重が負荷された時に、このセンサーが作動して開閉バーの開放動作を行うように設定している。
これにより、風速４０ｍ／ｓまでの風によって、開閉バーが開放してしまうことを防止し、且つ、通行車両が開閉バーに衝突した際には、その衝突負荷荷重によって開閉バーが自動的に開放動作を行うことができる。但し、激しい衝突に際しては、上記した通り、リターンスプリング２１の作用により、開閉バー１２がリリースされる構成である。
勿論、通行車両の衝突の問題に関しては、後に説明するように、車両検知センサーを別途設けて対処できるようにしている。

図３は、前図と同様に、本発明の他の実施形態に係る開閉バーを図示しており、その（Ａ）が透視側面図、その（Ｂ）が開閉バーの作動部の透視拡大図である。
この実施形態においては、開閉バー１２の作動手段として電動シリンダー３０を使用したものである。
本体部１１の内部上方に設備された電動シリンダー３０の作動により、シリンダーロッド３１の往復動作を回転動作に変換し、開閉バー１２の支軸を回転させて、開閉バーの開放動作を行うことができる。

即ち、ＥＴＣレーンにおいて、路側無線装置と通行車両の車載機とが適切に交信を行い、通行許可の指令が出された時に、上記電動シリンダー３０に通電され、シリンダーロッド３１が伸張して支軸が回動され、これに伴い開閉バー１２が斜め上方に回動し、開閉バー１２が開放されるのである。
車両がこの車両通行制御装置を通過すると、これを車両通過検知センサー（図示省略）が検知して電動シリンダー３０を逆転制御する。
万が一高速で車両が開閉バーに衝突した場合には、開閉バー１２の支軸の外周に巻回されているリターンスプリング２１で押さえられた軸受けが外れて開閉バー１２がリリースされ、開閉バー１２及び電動シリンダー３０が損傷するのを防止している。開閉バー１２が完全に開状態になった状態で軸受け部が再度ロックされ、衝突による戻りを防止する構造となっている。

以上のように、本発明においては、開閉バー１２が通過車両の進行方向前方斜め上方に回動して跳ね上がる構成を採用している。
このため、ＥＴＣレーン等において、路側無線装置と車載機との交信が適切に行われずに、開閉バーが閉鎖したままの状態で、車両が通行ゲートに進入してしまうような不測の事態が生じた場合、車両は開閉バーに衝突してしまうこととなるが、その衝突の際に、開閉バー自体は、その構造上から前方方向にも開動するように構成されているために、衝突の際の衝撃抵抗がより少ないものとなるのである。

図４は、本発明に係る車両通行制御装置に進入してくる車両の位置を検知する車両検知センサーを設けたものを図示しており、その（Ａ）が平面図、その（Ｂ）が正面図である。
車両検知センサー１８は、車両通行制御装置１０の本体部１１の手前側、車両進入側にそれぞれ設けられており、その検知方向Ｓは、開閉バー１２が閉鎖された状態と平行である。

即ち、この車両検知センサー１８は、車両Ｖが開閉バー１２に衝突する直前状態を検知するように設けている。このセンサーとしては光センサーを使用している。
従って、車両検知センサー１８が車両の存在を検知した時に、開閉バー１２に開放動作を行うように指令を出し、サーボモータへの通電を行い、開閉バー１２を即座に開放するように構成している。

これによって、開閉バー１２と車両Ｖとの衝突による衝撃がより減少され、開閉バー１２及び車両Ｖの損傷等を最小限にすることができる。
勿論、このような状態によって通過した車両に対しては、車両通行制御装置の通過後に、案内板や警告音等により異常通過又は不正通過の表示・通告を行い、車両停止を促し、適切な事後処理を行うようにしている。

図５は、図４と同様に本発明に係る車両通行制御装置に車両検知センサーを設けた実施形態を図示しているが、そのセンサーの検知位置を異ならせたものである。
即ち、車両検知センサー１８は、それぞれの車両通行制御装置１０の本体部１１の手前側、つまり車両進入側に設けており、その車両検知センサー１８は、図４に図示した実施形態と異なり、開閉バー１２の直前でなく、すこし手前側に進入車両が位置した時に検知できるように設置している。

具体的には、車両Ｖの進入スピードによりこの検知位置を異ならせる必要があるが、この図面では車両Ｖの進入スピードを６０ｋｍ／ｈと想定して、開閉バー１２の中心線からの直線距離を２１４５ｍｍに設定している。
これにより、開閉バー１２に開放の指令が出されないまま、６０ｋｍ／ｈのスピードで進入して来た車両Ｖを、上記車両検知センサー１８が検知することにより、開閉バー１２の開放動作が即行われるように構成したのである。これにより、進入車両Ｖが開閉バー１２に衝突する前に、開閉バー１２が開放動作を行い、開閉バー１２と車両Ｖの前方部の衝突を回避することができることとなり、両者の損傷を防止することができるのである。

光センサー１８は、柱状のセンサーで車両先端部分の高さ（地上高５００ｍｍ〜１０００ｍｍ間）に光センサーを数カ所設置し、そのうちの１カ所以上の検知で開動作を始めるように設定している。
光センサーは、上記した通り、進入車両のスピード等を考慮して、開閉バーより一定距離手前側に設置し、あまり早く開き過ぎないように調整する。また、地上高５００ｍｍ程度上に設置することにより落ち葉等による誤開放を防止する。
尚、光センサー以外に踏み板式のセンサーもあり、ＥＴＣでは軸数をカウントするセンサーを使用しているものもある。しかし車重が掛かるため寿命とメンテナンス性に劣るので光センサーが有利であると考えられる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、以下の通り種々その形態を変更して実施することができる。
先ず、上記実施形態においては、左右一対の車両通行制御装置を用いたが、これを左又は右の何れか一方の車両通行制御装置により、つまり、１本の開閉バーによる車両通行制御装置として実施することもできる。

開閉バーを回動する作動手段や機構も適宜自由に選択して利用することができる。
開閉バーに損傷防止用のカバーを被覆して実施することもできる。
車両検知センサーは、上記実施形態では光センサーを利用したが、その他の検知手段を利用することができる。
また、車両を検知する位置も、適宜必要に応じて設定することができる。
左右一対の車両通行制御装置を設置した場合には、左右の制御装置を独立に作動できるように構成し、何れか一方が故障した場合でも、他方の制御装置が正常に作動するように構成することもできる。

開閉バーの作動手段として電動駆動装置を利用した場合には、停電時に、バッテリーを用いて、開閉バーを自動的に開放状態のままに或いは閉鎖状態のままにするように構成することもできる。
更に、上記の停電状態が解除された際に、車両通行制御装置を通常の状態に復帰させるために、遠隔操作ができるように構成することもできる。例えば、無線通信により、バッテリーの作動を遮断する動作を行わせて、通常の状態に復帰させることも可能である。
同様に一対の装置の内のどちらかが故障した場合には、故障した一方の装置の開閉バーを開放して開放状態のままとすることにより、他方の装置の開閉バーの開閉動作のみにより車両の通行制御を行うことが可能となる。この場合、一方の装置が故障でモーター駆動が出来なくなった場合、その故障した一方の装置の開閉バーの軸受けを電動でリリースさせることによってスプリング等により開放動作を行うのである。

車両通行制御装置の開閉バー、アクチュエータ、制御盤を容易に交換できるように構成して、これら構成要素が故障した際に、簡単にその部分のみを交換できるようにすることも可能である。
以上、本発明は、簡易な構成にしてきわめて著大な効果を発揮する車両通行制御装置を提供することができた。

１０ 車両通行制御装置
１１ 本体部
１２ 開閉バー
１３ 傾斜面
１４ 回動部
１８ 車両検知センサー
２０ サーボモータ
２１ リターンスプリング
３０ 電動シリンダ

Claims (6)

1. 有料道路等の入口又は出口の通行ゲートに設置され、車両の通行を規制する開閉バーが設けられた車両通行制御装置において、
   前記開閉バーが、車両通過方向の前方斜め上方に回動して跳ね上がるように開閉動作を行うことを特徴とする車両通行制御装置。
2. 斜め上方に回動して跳ね上がる傾斜角度が路面に対して略２５度から略５５度の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の車両通行制御装置。
3. 開閉バーの手前に近付いた車両を検知する車両検知センサーを設け、この車両検知センサーにより車両を検知した時に、開閉バーが開放することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両通行制御装置。
4. 開閉バーに所定以上の負荷荷重が掛かった際に、開閉バーを開放することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両通行制御装置。
5. 開閉バーが左右両側に開放し、左右一対の車両通行制御装置からなり、一方の装置が故障した場合にはその一方の装置の開閉バーが開放動作を行って開放状態を維持し、他方の装置の開閉バーのみの動作で車両通行制御できるように構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両通行制御装置。
6. 開閉バーが、横断面略円形形状を有し、その表面に２色の異なる色の塗料を交互にスパイラル状に塗布したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両通行制御装置。