JP3865140B2 - 車輪ロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車、電動アシスト自転車、原動機付き自転車、自動二輪車、車椅子等の各種車両を所有者以外の者による不正利用や盗難から防護するために使用される車輪ロック装置に関する。

固定ケースに車輪進入路を形成し、車輪進入路の両側に配置した左右一対のレバーアームを基端寄り部位において枢軸によって固定ケースに支持し、レバーアームの先端部が車輪進入路内に突出した車輪拘束位置に来るように、レバーアーム間に架設した弾性体によってレバーアーム同士を閉方向に回転付勢し、車輪が車輪拘束位置まで進入したとき、ストッパ片が前記枢軸より基端側にあるレバーアームの被制止部間に入り込むことによって、レバーアームの開方向の回転を阻止するようにした車輪ロック装置は、既に知られている（特許文献１参照）。

この車輪ロック装置では、車輪拘束状態において車輪がレバーアームの先端部及びその近傍部よりなる車輪拘束部を押圧し、レバーアームを開方向に回転させようとする力がかかっていると、枢軸に関して車輪拘束部とは反対側にある被制止部とストッパ片の当接点においては、被制止部によってストッパ片を挟み付ける力が作用することになり、被制止部とストッパ片間には大きな摩擦力が発生し、ストッパ片はロック成立位置に固縛させられることになる。

通常、レバーアームの先端部と枢軸間の距離は、被制止部と枢軸間の距離よりも長く設定されているため、前記挟み付け力は増倍され、ロック解除用ソレノイドの作動によってストッパ片をロック解除位置に押し出そうとしても出来ないことになる。

このような原因によってストッパ片がロック解除位置へ移動しなかった事実を知らない
利用者は、多少の疑問を感じながらも駐輪機の料金精算部に再度料金を投入し、ロックが解除されることを待つのであるが、車輪によるレバーアームの押圧が解消されなければ、車輪は依然としてロックされたままであり、車両を取り出すことができない。

料金再投入前に、自然の反応として利用者が車両を前後左右に少し動かして、車輪によるレバーアームの押圧を偶然解消したときには、ストッパ片の固縛状態は解除されるのであるが、ストッパ片はバネ部材によってレバーアームの被制止部間に入り込むように回転付勢されているため、依然としてストッパ片はロック成立位置に保持されており、レバーアームの開方向への回転は阻止されている。

連続通電によるソレノイドの焼き付き防止のために、ロック解除用ソレノイドへの通電は、料金精算部への所定料金の投入によって釈放許容信号を発生させてからの極めて短い時間に限定されているため、上記のように偶然的にストッパ片の固縛が解消されたとしても、ロック解除用ソレノイドのプランジャによってストッパ片をロック解除位置へ押し出すためには、再度の料金投入が必要となる。

管理責任者が常駐する駐輪場であれば、料金の再投入の代わりに、管理責任者が別途手段により釈放許容信号をロック解除用ソレノイドに送ればよいのであるが、管理責任者のいない無人化駐輪場においては、料金再投入によるトラブル問題が発生する。また、料金を再投入してもレバーアームに対する車輪の位置が変わらなければ、ロックが解除されないのは上記した通りであるから、利用者は管理責任者に連絡して駐輪場に来てもらい、別途ロック解除してもらうまで、車両を駐輪機から取り出して使用できない不都合を生じる。
特開２００１-３２８５７６号公報

本発明が解決しようとする問題点は、レバーアームを介して作用する車輪からの負荷によってロックプレートがロック成立位置に固縛されることがあっても、車輪の釈放操作に支障を生じないようにすることである。

本発明の車輪ロック装置では、固定ケースに車輪進入路を形成し、車輪進入路の両側に配置した左右一対のレバーアームを基端寄り部位において第１枢軸によって固定ケースに支持し、レバーアームの先端部が車輪進入路内に突出した車輪拘束位置に来るように、レバーアーム間に架設した弾性体によってレバーアーム同士を閉方向に回転付勢し、車輪が車輪拘束位置まで進入したとき、第１枢軸より基端側にあるレバーアームの被制止部間に制止部が入り込むことによって、レバーアームの開方向の回転を阻止するロックプレートを第２枢軸によって固定ケースに支持する。

車輪が車輪拘束位置まで進入したとき駆動制御回路がオンされるロック実行用ソレノイドと、釈放許容信号が到来したとき駆動制御回路がオンされるロック解除用ソレノイドとを固定ケースに固着し、ロック実行用ソレノイドとロック解除用ソレノイドの各プランジャをスライドプレートに連結し、ロックプレートに設けた第１バネ支持軸とスライドプレートに設けた第２バネ支持軸間にトグルジョイントバネを架設し、ロック実行用ソレノイド又はロック解除用ソレノイドの作動によってスライドプレートを往復摺動させるとき、前記トグルジョイントバネを介してロックプレートをロック成立位置又はロック解除位置へと揺動回転させる。

そして、ロック実行用ソレノイドの作動によってロックプレートの制止部をレバーアームの被制止部間に入り込ませたとき、第１バネ支持軸が第２バネ支持軸と第２枢軸とを結ぶ作用力反転基準線を前記制止部側に越えた位置にあって、ロックプレートをロック成立位置へと回転付勢する一方、
ロック解除用ソレノイドの作動によってロックプレートの制止部をレバーアームの被制止部間から脱出させたとき、第１バネ支持軸が第２バネ支持軸と第２枢軸を結ぶ作用力反転基準線を前記制止部とは反対側に越えた位置にあって、ロックプレートをロック解除位置へと回転付勢する。

本発明の車輪用ロック装置では、スライドプレートとロックプレートはトグルジョイントバネレバーを介して連動するものであるから、レバーアームを介して作用する車輪からの負荷によってロックプレートがロック成立位置に固縛されていても、ロック解除用ソレノイドを作動させることができ、この作動に伴うスライドプレートの変移によって、前記トッグルジョイントバネの作用方向をロック解除位置方向へと予め反転させて置くことができる。
そのため、利用者が車両を少し動かせてレバーアームに対する車輪からの負荷を除去し、ロックプレートの固縛状態を解消させると、ロックプレートは即時にロック解除位置に回転し、一対のレバーアームの開方向への回転を可能にする。これによって、車両の取り出しは即時に簡単かつ的確に行なえ、料金再投入に係るトラブル問題が発生せず、利用者が駐車場の管理責任者に連絡しなければ駐輪機から車両を取り出せないといった事態がなくなる。

図１から図４は、本発明の実施の形態の一例を示す。
駐輪ロック装置の固定ケース１は、駐輪機や駐輪場床面（いずれも図示していない）に装着設置されるものであり、車輪進入路２は中央部に上下に貫通して形成され、固定ケース１は平面視において略Ｕ型に形成されている。固定ケース１はベース部材１Ａとカバー部材１Ｂによって構成され、カバー部材１Ｂの車輪進入路２を画定する左右内壁板４の先端部側には、レバーアーム３の先端部が出入りする開口部５が形成されている。レバーアーム３の先端部には、ローラ６が装備されており、ローラ６の周面に車輪７（タイヤとリム）が当ることによって、一対のレバーアーム３，３は第１枢軸８を中心に開閉回転させられる。

レバーアーム３の各第１枢軸８の下端は、ベース部材１Ａに固着されている。第１枢軸８の上端はカバー部材１Ｂに固着した軸受筒４９に嵌められている。レバーアーム３は断面横向きＵ字状に形成され、下側板部分に形成された被制止部９は、前記枢軸８より斜めに張り出して形成されている。一対のレバーアーム３，３を閉方向に回転付勢する弾性体１０は引張りコイルバネによって構成されており、弾性体１０の各末端１０ａ，１０ｂは、前記下側板部分の透孔１１に引っ掛けられている。各透孔１１は、前記枢軸８よりも先端部ローラ６側に位置をずらせて設けてある。レバーアーム３の主体部分は、弾性体１０の作用によってカバー部材１Ｂの前記内壁板４に引き付けられている。

ロック解除用ソレノイド１２とロック実行用ソレノイド１３は、互いに向かい合わせて固定ケース１のベース部材１Ａに固着されており、ロック解除用ソレノイド１２のプランジャ１４とロック実行用ソレノイド１３のプランジャ１５は、車輪進入路２の延長線と直角に配置されている。各プランジャ１４，１５の先端割溝部１６，１７にはスライドプレート１８が嵌め込まれ、連結ピン１９，２０によって連結されている。スライドプレート１８の適所に形成されたガイドスロット２１には、ベース部材１Ａに固着したガイドピン２２の上端部が嵌挿されており、座金２３とナット２４によってスライドプレート１８の浮き上がりが阻止されている。

固定ケース１のベース部材１Ａには、車輪進入路内に車輪７が進入して来たことを検出するために、発光ユニット２５と受光ユニット２６とからなるフォトカプラがレバーアーム３の下側空間に設置されている。さらにまた、ベース部材１Ａには、ロック実行用ソレノイド１３が作動したことを検出するためにマイクロスイッチ２７が設置されており、このスイッチ２７にアクチュエータレバー２８は、スライドプレート１８の肩部２９によって押圧操作されるようになっている。発光ユニット２５、受光ユニット２６、マイクロスイッチ２７は、ロック解除用ソレノイド１２とロック実行用ソレノイド１３の駆動制御回路に接続されている。

トグルジョイントバネ３０は、中間部に複数巻きのコイル部３１を有し、該コイル部３１から繰り出した２本の直線部３２，３３の末端に環曲部３４，３５を形成したバネ材によって構成されている。トグルジョイントバネ３０の一方の環曲部３４が嵌められる第１バネ支持軸３７は、ロックプレート３６の基端部に設けられている。ロックプレート３６の第２枢軸３８はベース部材１Ａに固着されている。第１バネ支持軸３７は、ロックプレート３６の枢軸３８に関して、一方のレバーアーム３の枢軸８の反対側にある。トグルジョイントバネ３０の他方の環曲部３５が嵌められる第２バネ支持軸３９は、スライドプレート１８の側面突出部４０に設けられている。制止部４１は、ロックプレート２６の先端部に立ち上げられている。

このように構成された実施例の駐輪ロック装置では、未使用状態では、ロック実行用ソレノイド１３のプランジャ１５はソレノイド本体側より一定長さ突出した状態にある一方、ロック解除用ソレノイド１２のプランジャ１４はソレノイド本体に一定長さ吸引された状態にあり、ロックプレート３６はロック実行用ソレノイド１３側に揺動回転した位置にあって、ロックプレート３６の制止部４１は、一対のレバーアーム３の被制止部９，９の間から外側に退避したロック解除位置にある（図３の鎖線位置）。

このとき、第１バネ支持軸３７は、第２バネ支持軸３９と第２枢軸３８を結ぶ作用力反転基準線を制止部４１とは反対側に越えた位置にある。そのため、トグルジョイントバネ３０は、ロックプレート３６をロック解除位置に保持するように働いている。すなわち、トグルジョイントバネ３０による回転付勢は、図３において時計回り方向となっている。

利用者が駐輪しようとする車両、例えば自転車の前方車輪７を駐輪機のガイドレール（図示していない）に沿って固定ベース１の車輪進入路２に進入させ、車輪７のゴムタイヤ部分にてローラ６の周面を押すと、一対のレバーアーム３，３は弾性体１０の作用に抗して開方向に回転し、先端部及びローラ６がカバー部材１Ｂ内に没入することによって、車輪７の更なる進入を許容する。

車輪７が車輪進入路２の奥部の正規位置まで入り込んだとき、前記フォトカプラからの検出信号がソレノイドの駆動制御回路４８に送られ、ロック実行用ソレノイド１３に駆動電流が通電される。
これによってロック実行用ソレノイド１３のプランジャ１５がソレノイド本体側に吸引されるため、ロックプレート３６は、スライドプレート１８及びトグルジョイントバネ３０を介して第２枢軸３８を中心として図３において反時計回り方向に揺動回転し、制止部４１が一対のレバーアーム３の被制止部９，９間に入り込む。

これによって、一対のレバーアーム３，３の開方向の回転は制止され、車輪７のリム部分がレバーアーム３のローラ６をいくら押しても、被制止部９，９がロックプレート３６の制止部４１を挟圧するだけである。
なお、ロック解除用ソレノイド１２のプランジャ１４は、スライドプレート１８によってロック実行用ソレノイド１３のプランジャ１５に連結されているため、ロック実行用ソレノイド１３のプランジャ１５が吸引されるとき、追随してソレノイド本体側から引き出される。

ロック実行用ソレノイド１３への遮断は、スライドプレート１８が前記マイクロスイッチ２７を操作することによって、直ちに遮断される。
このようにロックプレート３６の制止部４１がレバーアーム３，３の被制止部９，９間に入り込んだときには、第１バネ支持軸３７は、第２バネ支持軸３９と第２枢軸３８とを結ぶ作用力反転基準線を制止部４１側に越えた位置にある。そのため、トグルジョイントバネ３０は、ロックプレート３６をロック成立位置に保持するように働いている。すなわち、トグルジョイントバネ３０による回転付勢は、図３において反時計回り方向となっている。

利用者が駐輪場に戻り、管理センター又は個別の駐輪機に設置された料金精算部に所定の料金を投入するか、カードによって料金を支払うと、釈放許容信号が料金精算部からソレノイドの駆動制御回路４８に送られ、前記フォトカプラからの検出信号がソレノイドの駆動制御回路に送られ、ロック解除用ソレノイド１２に駆動電流が通電される。
これによってロック解除用ソレノイド１２のプランジャ１４がソレノイド本体側に吸引されるため、ロックプレート３６は、スライドプレート１８及びトグルジョイントバネ３０を介して第２枢軸３８を中心として図３において時計回り方向に回転し、制止部４１が一対のレバーアーム３の被制止部９，９間から脱出する。

このとき、第１バネ支持軸３７は、第２バネ支持軸３９と第２枢軸３８を結ぶ作用力反転基準線を制止部４１とは反対側に越えた位置にある。そのため、トグルジョイントバネ３０は、ロックプレート３６をロック解除位置に保持するように働いている。すなわち、トグルジョイントバネ３０による回転付勢は、図３において時計回り方向となっている。

そして、利用者が車輪７を車輪進入路２から引き出すために、車輪７のリム部分でローラ６の周面を押すと、一対のレバーアーム３，３は第１枢軸７を中心に開方向に回転し、車両が駐輪機から取り出される。

車輪７が車輪進入路２の奥部の正規位置まで入り込んでおらず、車輪７がローラ６又は
レバーアーム３の先端近傍部を押圧しているときには、ロックプレート３６の制止部４１はレバーアーム３，３の被制止部９，９によって強圧されて固縛状態にある。
しかしながら、ロックプレート３６とスライドプレート１８はトグルジョイントバネ３０によって連繋させられているだけであるから、ロック解除用ソレノイド１２は、ロックプレート３６の固縛状態とは関係なしに作動することができる。
そのため、前記釈放許容信号が到来したとき、ロック解除用ソレノイド１２は的確に作動し、第１バネ支持軸３７は、第２バネ支持軸３９と第２枢軸３８を結ぶ作用力反転基準線を制止部４１とは反対側に越えた位置に来る。そのため、トグルジョイントバネ３０は、ロックプレート３６をロック解除位置の方向に回転付勢している。

利用者が車輪７を車輪進入路２から引き出そうとして、車両を少し動かしたときにロックプレート３６の前記固縛状態が解消されるのであるが、その瞬間にロックプレート３６はロック解除位置に向かって回転することによって、一対のレバーアーム３，３の回転制止が解除される。

電気系統の障害が発生した場合の、非常解除手段として、固定ベース１のカバー部材１Ｂの外壁板４２には、例えば軸方向ピンタンブラ錠等といった錠前ユニット４３が装備されており、錠前ユニット４３のロータ４４の内端部にはカム板４５が固着されている。所定のキー（図示していない）を錠前ユニット４３に挿入してロータ４４を所定角度回すと、カム板４５がロックプレート３６の基端部に立ち上げ形成した受動板部４６を押すことによって、ロックプレート３６はロック解除位置に回転させられる。錠前ユニット４３には防水キャップ４７が装着されている。駆動制御回路４８のプリント配線板は、ベース部材１Ａに設けた取付ボス５０に固着されている。

本発明の一実施例に係る車輪ロック装置の斜視図である。 図１の車輪ロック装置の左側面図である。 図１の車輪ロック装置の水平断面図である。 図１の車輪ロック装置の中央縦断面図である。

符号の説明

１ 固定ケース
１Ａ 固定ケースのベース部材
１Ｂ 固定ケースのカバー部材
２ 車輪進入路
３ レバーアーム
４ 車輪進入路の内壁板
５ 開口部
６ ローラ
７ 車輪
８ 第１枢軸
９ 被制止部
１０ 弾性体
１１ 透孔
１２ ロック解除用ソレノイド
１３ ロック実行用ソレノイド
１４ ロック解除用ソレノイドのプランジャ
１５ ロック実行用ソレノイドのプランジャ
１８ スライドプレート
２５ 発光ユニット
２６ 受光ユニット
２７ マイクロスイッチ
３０ トグルジョイントバネ
３６ ロックプレート
３７ 第１バネ支持軸
３８ 第２枢軸
３９ 第２バネ支持軸
４１ 制止部

Claims (1)

1. 固定ケースに車輪進入路を形成し、車輪進入路の両側に配置した左右一対のレバーアームを基端寄り部位において第１枢軸によって固定ケースに支持し、レバーアームの先端部が車輪進入路内に突出した車輪拘束位置に来るように、レバーアーム間に架設した弾性体によってレバーアーム同士を閉方向に回転付勢し、車輪が車輪拘束位置まで進入したとき、第１枢軸より基端側にあるレバーアームの被制止部間に制止部が入り込むことによって、レバーアームの開方向の回転を阻止するロックプレートを第２枢軸によって固定ケースに支持し、車輪が車輪拘束位置まで進入したとき駆動制御回路がオンされるロック実行用ソレノイドと、釈放許容信号が到来したとき駆動制御回路がオンされるロック解除用ソレノイドとを固定ケースに固着し、ロック実行用ソレノイドとロック解除用ソレノイドの各プランジャをスライドプレートに連結し、ロックプレートに設けた第１バネ支持軸とスライドプレートに設けた第２バネ支持軸間にトグルジョイントバネを架設し、ロック実行用ソレノイド又はロック解除用ソレノイドの作動によってスライドプレートを往復摺動させるとき、前記トグルジョイントバネを介してロックプレートをロック成立位置又はロック解除位置へと揺動回転させ、
   ロック実行用ソレノイドの作動によってロックプレートの制止部をレバーアームの被制止部間に入り込ませたとき、第１バネ支持軸が第２バネ支持軸と第２枢軸とを結ぶ作用力反転基準線を前記制止部側に越えた位置にあって、ロックプレートをロック成立位置へと回転付勢する一方、
   ロック解除用ソレノイドの作動によってロックプレートの制止部をレバーアームの被制止部間から脱出させたとき、第１バネ支持軸が第２バネ支持軸と第２枢軸を結ぶ作用力反転基準線を前記制止部とは反対側に越えた位置にあって、ロックプレートをロック解除位置へと回転付勢する車輪ロック装置。

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