JP2020029719A

JP2020029719A - 道路用ゲートシステム

Info

Publication number: JP2020029719A
Application number: JP2018156221A
Authority: JP
Inventors: 克憲小黒; Katsunori Oguro
Original assignee: Nippon Rietec Co Ltd
Current assignee: Nippon Rietec Co Ltd
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2020-02-27

Abstract

【課題】ゲートを直接検知するリミットスイッチや近接スイッチなどのセンサを設置することなく、ゲートを任意の位置に位置決めすることができる道路用ゲートシステムを提供する。【解決手段】電動モータ１６の駆動により巻き取りドラム１４を回転させ、この巻き取りドラム１４の回転によるケーブル９，１０の巻き取り・巻き出しによって、ケーブル９，１０に吊り下げられたゲート体３を昇降させてゲート体３を所望の高さに位置決めする道路用ゲートシステムであって、ゲート体３の高さを設定する設定部２５と、ゲート体３の高さを検出するポテンショメータ２２と、設定部２５の設定値とポテンショメータ２２の検出値が一致するよう電動モータ１６に駆動信号を出力するモータ制御部２８を備えた。【選択図】図３

Description

本発明は、高速道路などの自動車専用道路に設置される吊り下げ式昇降ゲートを、任意の高さの位置に設定することができる道路用ゲートシステムに関する。

高速道路などの自動車専用道路には、緊急車両や除雪などの作業を行う作業車両が沿線の一般道路から進入可能な緊急進入路が設けられている。緊急進入路の出入り口には、必要に応じて開閉する昇降ゲートが設置されている。予め登録された車両などが昇降ゲートを通過する際には、無線操作により昇降ゲートを上昇させ、通過後には昇降ゲートを下降させている。

特許文献１には、巻き取りドラムから巻き出され上方から垂下させた線材で吊設したゲート体を入出ゲートの出入り口に昇降自在に配設し、自動巻き取り停止機構は、支柱に設けた二つのセンサ（減速センサと停止センサ）とシーケンサで構成し、上昇してきたゲート体を下方側に設けた減速センサが検知すると、シーケンサによって巻き取りドラムを回動する駆動部が減速して巻き取りドラムの回動動作速度が低下してゲート体の上昇速度を低下させ、減速したゲート体を減速センサの上方に設けた二つ目の停止センサがゲート体を検知すると、シーケンサにより駆動部の動作を停止させて巻き取り動作を自動的に停止させる構成が記載されている。

特許第５１７８９４５号公報

しかし、特許文献１に開示された技術では、ゲート体の停止位置が複数ある場合にはその数だけ減速センサと停止センサを設置しなければならないため煩雑である。また、季節（夏、冬）によってゲート体の停止位置が相違する場合には、センサの設置位置を調整しなければならず煩雑である。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ゲート体を直接検知するリミットスイッチや近接スイッチなどのセンサを設置することなく、ゲート体を任意の位置に位置決めすることができる道路用ゲートシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく本発明は、電動モータの駆動により巻き取りドラムを回転させ、この巻き取りドラムの回転によるケーブルの巻き取り・巻き出しによって、前記ケーブルに吊り下げられたゲート体を昇降させて前記ゲート体を所望の高さに位置決めする道路用ゲートシステムであって、前記ゲート体の高さを設定する設定部と、前記ゲート体の高さを検出する検出部と、前記設定部の設定値と前記検出部の検出値が一致するよう前記電動モータに駆動信号を出力するモータ制御部を備えている。

前記設定部にはテンキーなどの入力機器により、前記ゲートの高さを任意に複数設定することができる。また、前記検出部はポテンショメータで構成され、前記巻き取りドラムの回転軸にカップリング機構を介して取り付けられている。

更に、電話回線又は無線を利用して遠隔操作により、前記設定部に設定値を設定すると共に、前記モータ制御部に指令信号を入力して前記電動モータを駆動させ、前記ゲート体を所望の高さに位置決めすることもできる。

本発明に係る道路用ゲートシステムによれば、減速センサや停止センサなどのセンサを増設することなく、ゲート体を任意の高さに設定することが容易にできる。また、一般に冬期と夏期でゲート体の高さを切り替えるために行われるセンサ（例えば、減速センサと停止センサ）の煩雑な取付位置変更作業を回避することができる。

また、電話回線又は無線を利用して遠隔操作すれば、道路用ゲートの維持管理の作業性が向上する。

本発明に係る道路用ゲートシステムにおいて、ゲートが閉鎖状態のある一部断面図の正面図本発明に係る道路用ゲートシステムにおいて、ゲートが開放状態のある一部断面図の正面図本発明に係る道路用ゲートシステムの制御システム構成図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る道路用ゲートシステムを構成するゲート１は、図１または図２に示すように、コの字状の枠体２と、枠体２の内部で上下動するゲート体３を備えている。

枠体２は、一対の縦フレーム（例えば、Ｈ鋼など）４，５を対向して立設し、これらの縦フレーム４，５の上端４ａ，５ａ間に、横フレーム６を架設してコの字状に形成している。

ゲート体３は、スリット状で矩形に形成され、対向する縦フレーム４，５の間にガイド部材（不図示）を介して上下動自在に挟装されている。また、ゲート体３は、縦フレーム４と横フレーム６と縦フレーム５の夫々の内面に沿って配設されるケーブル（例えば、線状部材など）９と、縦フレーム５の内面に沿って配設されているケーブル（例えば、線状部材など）１０により吊り下げられている。

ケーブル９の一端９ａは、ゲート体３の一方の上端部３ａに取り付けられ、ケーブル９の他端９ｂは、巻き取りドラム１４に取り付けられている。また、ケーブル１０の一端１０ａは、ゲート体３の他方の上端部３ｂに取り付けられ、ケーブル１０の他端１０ｂは、巻き取りドラム１４に取り付けられている。

ケーブル９は、３つの滑車１１，１２，１３を用いて、縦フレーム４と横フレーム６と縦フレーム５の内部に弛むことがない状態で収まるように配設されている。また、ケーブル１０は、３つの滑車１５，１２，１３を用いて、縦フレーム５の内部に弛むことがない状態で収まるように配設されている。

巻き取りドラム１４と電動モータ１６は、縦フレーム５の下端近傍に設置されている。巻き取りドラム１４にはタイミングプーリー１７が、電動モータ１６にはタイミングプーリー１８が、夫々の回転軸に装着され、タイミングプーリー１７とタイミングプーリー１８は、タイミングベルト１９で連結されている。また、電動モータ１６には、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段が設けられている。

タイミングプーリー１７，１８とタイミングベルト１９は、電動モータ１６と巻き取りドラム１４との間の減速機構２０を構成すると共に、巻き取りドラム１４の回転数の自由設定（減速機構の役割）と回転ずれ防止を達成するために設けられている。

また、巻き取りドラム１４の回転軸には、カップリング機構（不図示、例えばスプリングクラッチなど）を介してポテンショメータ２２が装着され、巻き取りドラム１４と同様に回転する構成である。ポテンショメータ２２は、多回転でゲート体３の下降端から上昇端までのストロークを検出することができる回転数（例えば、１０回転など）を有している。なお、検出部をポテンショメータ２２に替えてエンコーダ（インクリメンタル式またはアブソリュート式）で構成することもできる。

道路用ゲートシステムの制御システムは、図３に示すように、ゲート体３を位置決めする高さを任意に複数設定する設定部２５と、巻き取りドラム１４の回転量からゲート体３の高さを検出するポテンショメータ２２と、ポテンショメータ２２の出力電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２６と、設定部２５の設定値からＡ/Ｄ変換器２６の出力値を減算する減算器２７と、減算器２７の出力信号から電動モータ１６の駆動信号を生成するモータ制御部２８と、道路用ゲートシステムの全体を管理する制御装置３０などを備えている。

制御装置３０は、巻き取りドラム１４や電動モータ１６などが設置されている側の縦フレーム５で、操作性のよい位置に取り付けられた制御盤３１に収納されている。また、設定部２５、Ａ/Ｄ変換器２６、減算器２７、モータ制御部２８も、制御盤３１に収納されている。Ａ/Ｄ変換器２６は、ポテンショメータ２２の近傍に設置したボックス（不図示）に収納した基板に設けることもできる。

制御装置３０は、ＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）３２などを利用して構成することができ、設定部２５と減算器２７もＰＩＣで構成することができる。また、制御装置３０では、テンキーなどの入力機器３３や表示機器３４を用いて設定部２５に設定値を入力したり、押しボタンなどの入力機器３３を用いてモータ制御部２８などに指令信号を入力したり、ゲート体３の現在位置を把握するためにＡ/Ｄ変換器２６の出力値を原位置からの高さに換算して表示機器３４に表示したりする。

制御装置３０は、電話回線又は無線を利用してゲート体３を遠隔操作するための機能を有している。監視カメラなどでゲート１周辺の安全を確認することができれば、ゲート体３の昇降を遠隔操作することによって、ゲート１の維持管理の作業性を向上させることができる。

図１に示す下降端（原位置）に位置決めされたゲート体３は、電動モータ１６の正転駆動による巻き取りドラム１４の正転動作によって、巻き取りドラム１４に他端９ｂ，１０ｂを取り付けたケーブル９，１０が弛むことなく巻き取られ、ケーブル９，１０の一端９ａ，９ａを取り付けたゲート体３は設定部２５に予め設定された高さに上昇し、図２に示すように、位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

また、ある高さに位置決めされたゲート体３は、ブレーキ機構（不図示）の解除後に、電動モータ１６の逆転駆動による巻き取りドラム１４の逆転動作によって、巻き取りドラム１４に他端９ｂ，１０ｂを取り付けたケーブル９，１０が弛むことなく巻き出され、ケーブル９，１０の一端９ａ，９ａを取り付けたゲート体３は設定部２５に予め設定された高さに下降し、位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

なお、ゲート体３の自重により、ゲート体３を下降させることもできる。その場合でも、設定部２５に予め設定された設定値の中から所望な高さの設定値を選択する。そして、指令信号によりブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段を解除した後に、巻き取りドラム１４がケーブル９，１０を弛ませることなく回転することにより、ポテンショメータ２２がゲート体３の高さを検出する。ゲート体３の自重により、ゲート体３を下降させる場合も、位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

以上のように構成された本発明に係る道路用ゲートシステムの作用について説明する。夏期において、車両などを通過させるために、閉鎖状態にあるゲート１を開放状態にするには、図１に示す下降端（夏期の原位置）に位置決めされたゲート体３を必要とされる高さに上昇させる。先ず、制御装置３０に設けられたテンキーなどの入力機器３３を用いて設定部２５に予め設定された設定値の中から所望な高さの設定値を選択する。

次に、制御装置３０に設けられた押しボタンなどの入力機器３３を用いてモータ駆動部２８にゲート体３を上昇させる指令信号を入力する。すると、電動モータ１６が正転駆動を開始し、巻き取りドラム１４がケーブル９，１０の巻き取りを開始する。ケーブル９，１０の一端９ａ，９ａを取り付けたゲート体３は、ケーブル９，１０を弛ませることなく所定の速度で上昇する。

そして、ゲート体３が設定値に近づくと減速し、ポテンショメータ２２の出力電圧をデジタル信号に変換したＡ/Ｄ変換器２６の出力値が設定値に一致すると、電動モータ１６の駆動が停止し、図２に示すように、ゲート体３が所望な高さに位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

車両などが通過した後、開放状態にあるゲート１を閉鎖状態にするには、制御装置３０に設けられたテンキーなどの入力機器３３を用いて設定部２５に予め設定された設定値の中から下降端（夏期の原位置）の設定値を選択する。

次に、制御装置３０に設けられた押しボタンなどの入力機器３３を用いてモータ制御部２８にゲート体３を下降させる指令信号を入力する。すると、ブレーキ機構（不図示）の解除後に、電動モータ１６が逆転駆動を開始し、巻き取りドラム１４がケーブル９，１０の巻き出しを開始する。ケーブル９，１０の一端９ａ，９ａを取り付けたゲート体３は、ケーブル９，１０を弛ませることなく所定の速度で下降する。

ゲート体３が下降端（夏期の原位置）に近づくと減速し、ポテンショメータ２２の出力電圧をデジタル信号に変換したＡ/Ｄ変換器２６の出力値が設定値（下降端）に一致すると、電動モータ１６の駆動が停止し、図１に示すように、ゲート体３が下降端（夏期の原位置）に位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

また、季節が夏期から冬期に変わると、ゲート１の閉鎖状態におけるゲート体３の高さを、雪の堆積量を考慮して夏期の時よりも高くするように設定している。先ず、制御装置３０に設けられたテンキーなどの入力機器３３を用いて設定部２５に予め設定された設定値の中から所望な高さ（冬期の原位置）の設定値を選択する。

次に、制御装置３０に設けられた押しボタンなどの入力機器３３を用いてモータ制御部２８にゲート体３を上昇させる指令信号を入力する。すると、ブレーキ機構（不図示）の解除後に、電動モータ１６が正転駆動を開始し、巻き取りドラム１４がケーブル９，１０の巻き取りを開始する。ケーブル９，１０の一端９ａ，９ａを取り付けたゲート体３は、ケーブル９，１０を弛ませることなく所定の速度で上昇する。

ゲート体３が設定値に近づくと減速し、ポテンショメータ２２の出力電圧をデジタル信号に変換したＡ/Ｄ変換器２６の出力値が設定値に一致すると、電動モータ１６の駆動が停止し、ゲート体３が所望な高さ（冬期の原位置）に位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

車両などを通過させるために、閉鎖状態にあるゲート１を開放状態にするには、夏期の原位置よりも高い冬期の原位置に位置決めされたゲート体３を必要とされる高さに上昇させる。先ず、制御装置３０に設けられたテンキーなどの入力機器３３を用いて設定部２５に予め設定された設定値の中から所望な高さの設定値を選択する。

ゲート体３が設定値に近づくと減速し、ポテンショメータ２２の出力電圧をデジタル信号に変換したＡ/Ｄ変換器２６の出力値が設定値に一致すると、電動モータ１６の駆動が停止し、ゲート体３が所望な高さに位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

車両などが通過した後、開放状態にあるゲート１を閉鎖状態にするには、制御装置３０に設けられたテンキーなどの入力機器３３を用いて設定部２５に予め設定された設定値の中から冬期の原位置の設定値を選択する。

ゲート体３が冬期の原位置に近づくと減速し、ポテンショメータ２２の出力電圧をデジタル信号に変換したＡ/Ｄ変換器２６の出力値が設定値（冬期の原位置）に一致すると、電動モータ１６の駆動が停止し、ゲート体３が冬期の原位置に位置決めされる。位置決めされたゲート体３の高さは、ブレーキ機構（不図示）などの停止維持手段により維持される。

本発明によれば、煩雑なゲート体の位置を検出するセンサの取付位置変更作業を必要とせず、ゲート体を任意の高さに位置決め設定することが容易な道路用ゲートシステムを提供することができる。

１…ゲート、２…枠体、３…ゲート体、４，５…縦フレーム、６…横フレーム、９，１０…ケーブル、１１，１２，１３，１５…滑車、１４…巻き取りドラム、１６…電動モータ、１７，１８…タイミングプーリー、１９…タイミングベルト、２０…減速機構、２２…ポテンショメータ、２５…設定部、２６…Ａ/Ｄ変換器、２７…減算器、２８…モータ制御部、３０…制御装置、３１…制御盤、３２…ＰＩＣ、３３…入力機器、３４…表示機器。

Claims

電動モータの駆動により巻き取りドラムを回転させ、この巻き取りドラムの回転によるケーブルの巻き取り・巻き出しによって、前記ケーブルに吊り下げられたゲート体を昇降させて前記ゲート体を所望の高さに位置決めする道路用ゲートシステムであって、前記ゲート体の高さを設定する設定部と、前記ゲート体の高さを検出する検出部と、前記設定部の設定値と前記検出部の検出値が一致するよう前記電動モータに駆動信号を出力するモータ制御部を備えたことを特徴とする道路用ゲートシステム。
請求項１に記載の道路用ゲートシステムにおいて、前記設定部にはテンキーなどの入力機器により、前記ゲート体を位置決めする高さを任意に複数設定することができることを特徴とする道路用ゲートシステム。
請求項１又は２に記載の道路用ゲートシステムにおいて、前記検出部はポテンショメータで構成され、前記巻き取りドラムの回転軸にカップリング機構を介して取り付けられていることを特徴とする道路用ゲートシステム。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の道路用ゲートシステムにおいて、電話回線又は無線を利用して遠隔操作により、前記設定部に設定値を設定すると共に、前記モータ制御部に指令信号を入力して前記電動モータを駆動させ、前記ゲート体を所望の高さに位置決めすることを特徴とする道路用ゲートシステム。