JP4312929B2

JP4312929B2 - 通行規制用遮断棒の開閉方法およびその装置

Info

Publication number: JP4312929B2
Application number: JP2000170260A
Authority: JP
Inventors: 正裕服部; 豊犬飼
Original assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Current assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: JP2001348827A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速道路や駐車場の料金所に設置され、料金の徴収が終了し、あるいは、駐車カードが挿入されることで遮断棒が開方向に回動して車両の通行を可能とし、また、車両が通行すると再び遮断棒が閉方向に回動して車道を閉塞する通行規制用遮断棒の開閉方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速道路や駐車場の料金所等の車両の通行を規制する部分に設置されている通行規制用遮断棒の駆動装置としては、遮断棒の回転軸にトルクモータや直流モータを取付け、該モータを回転制御することにより遮断棒の起立、伏倒動作を行わせていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したモータ制御によって遮断棒の開閉を行うものにあっては、遮断棒の開閉時間が長くなると共に制御が複雑でコストが高くなるといった問題があった。
【０００４】
また、近年、高速道路の料金所等において、通行料を自動徴収する自動料金収受システム、すなわち、料金所を通過する以前に契約車両からの信号を受信することで、自動的に遮断棒を起立状態に変更させ無停車で車両を通過させるシステムに使用する開閉装置に応用した場合には、前記した従来の遮断棒の開閉装置では開閉動作が遅過ぎて使用できないといった問題があった。
【０００５】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、遮断棒の開閉速度が早く、かつ、駆動機構を簡素化したことにより動作が確実でコストの低減を図ることができる通行規制用遮断棒の開閉方法およびその装置を提供せんとするにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の通行規制用遮断棒の開閉方法は前記した目的を達成せんとするもので、その手段は、車両の通行を規制する遮断棒の基端側にアームを介して永久磁石を取付け、該アームの中間部を支点としてバランスが取れるように前記遮断棒を開閉可能にケースに軸支するとともに該ケース側の該永久磁石の移動軌跡に対向する位置に電磁石を取付け、該電磁石への通電、遮断を行なうことにより、前記永久磁石との吸引、反発力によって前記アームを回動し前記遮断棒を開閉させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の通行規制用遮断棒の開閉装置は、車両の通行を規制する遮断棒と、該遮断棒の基端側にアームを介して取付けた永久磁石と、該永久磁石の移動軌跡に対向する位置に固定された電磁石と、前記の各部を収容するとともに前記アームの中間部を支点としてバランスが取れるように前記遮断棒を開閉可能に軸支したケースとから構成したものである。
【０００８】
さらに、前記ケース側に取付けられる電磁石が、前記永久磁石の移動軌跡上に連続して配置されていることが望ましく、また、前記ケース内に前記遮断棒が開および／または閉状態において、前記遮断棒の回動を阻止するためのロック手段を取付けることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る通行規制用遮断棒装置の実施の形態を図１、図２と共に説明する。
１は高速道路や駐車場の料金所手前に設置されるケース、２は軽量で、かつ、強い力が加わると変形あるいは折損する材料で構成された遮断棒、３は前記ケース１に対してクランクの中間部３１が回転自在に軸受けされ、かつ、前記遮断棒２の一端が差し込まれたクランク状の金属製のアーム、４は該アーム３の基端側に取付けられた永久磁石、５，６は前記永久磁石４の軌跡上の始端と終端位置の２か所に固定された電磁石である。
【００１０】
次に、前記した構成に基づいて動作を説明するに、遮断棒２が図示の位置、すなわち、車両の通行が可能な状態である遮断棒２が起立位置にある。この時、永久磁石４は電磁石５の鉄心に吸着された状態を維持し、従って、遮断棒２は起立状態を維持している。
【００１１】
この状態において、遮断棒２を伏倒させるためには、電磁石５と対向する面における永久磁石４の磁極がＮ極であったとすると、該電磁石５の永久磁石４と対向する鉄心の面がＳ極となるように電流を流すと共に、電磁石６の永久磁石４と対向する鉄心の面がＮ極となるように電流を流す。
【００１２】
これにより、永久磁石４と電磁石５とは反発力が発生し、永久磁石４は電磁石５から離れる方向に移動する。従って、遮断棒２は伏倒方向に回動を始めると共に、電磁石６と永久磁石４との関係では吸引力が発生しているので、永久磁石４は電磁石６側に吸引され、最終的には永久磁石４が電磁石６に吸着され、遮断棒２は伏倒され車両の通行を規制する。
【００１３】
また、遮断棒２を伏倒状態から起立状態にするためには、各電磁石５，６に対して前記した電流方向とは逆方向の電流を流すことにより行える。
【００１４】
なお、永久磁石４を含むアーム３側と遮断棒２側とは、回転時の回転トルクを小さくするために、アーム３の中間部３１を支点としてバランスが取れるようにすることが望ましい。この場合、強風が吹いたときに遮断棒２が揺れ動き、最悪の場合には起立状態の遮断棒２が伏倒し、また、逆に伏倒状態の遮断棒２が起立する可能性があるので、図３、図４に示すようなロック手段を設けることが望ましい。
【００１５】
すなわち、遮断棒２が起立状態および伏倒状態の時におけるアーム３の回動を阻止するためのプランジャー７をケース１内に取付け、遮断棒２が起立している状態におけるアーム３にプランジャー７のロッド７１が突出して、アーム３の回動を阻止するように構成している。
【００１６】
なお、図示のものは遮断棒２が起立状態のときを示しているが、伏倒した状態においても同様にアーム３の回動を阻止するプランジャー７を配置することは当然のことである。また、ロック手段７はプランジャー７に限定されるものではなく、アーム３の回動を阻止できるものであればどのような構造のものであってもよい。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施の形態を図５と共に説明する。
この実施の形態にあっては、永久磁石４の移動軌跡における略中間点にもう一つの電磁石８をケース１内に取付けると共に、アーム３の回動位置を検出する図示しないセンサ（例えば、遮断棒２の回転軸２１にポテンショメータを取付け、該ポテンショメータの抵抗値によって回転位置を検出する方法、あるいは、ロータリーエンコーダを取付け、ホトセンサからのパルス信号によって回転位置を検出する方法等がある）が取付けられている。
【００１８】
次に、前記した構成の動作を説明するに、図示の状態（遮断棒２が起立状態）において、電磁石５に対して永久磁石４との間で反発力が作用するような電流を流すと、永久磁石４は電磁石５から離れる方向に移動するので、アーム３は反時計方向に回転を始める。従って、遮断棒２は伏倒方向に回動する。
【００１９】
アーム３が回転を始めると、センサがアーム３の回転を検出するので、電磁石８に対して永久磁石４を吸引するような磁力を発生させる電流を流すように制御する。これにより、永久磁石４は電磁石５に対しては反発され、電磁石８に対しては吸引されるので、アーム３には加速度が加わって回転速度が速くなる。
【００２０】
そして、永久磁石４が電磁石８に近接した回転角をセンサが検出すると、電磁石８に対して永久磁石４と反発力が作用する方向の電流に切換える。すると、永久磁石４は電磁石８に吸引されるが、アーム３には前記した如く加速度が加わっているので、永久磁石４は電磁石８を通過して、該電磁石８との反発力によってアーム３はさらに反時計方向に回転される。
【００２１】
さらに、永久磁石４が電磁石８を通過した回転角をセンサが検出すると、電磁石６に対して永久磁石４を吸引する方向の電流を流すように制御するので、永久磁石４は電磁石８による反発力と、電磁石６による吸引力とによって該電磁石６側に近接し、最終的には電磁石６に永久磁石４は吸着される。従って、遮断棒２は伏倒状態となり、車両の通行を規制する状態となる。
【００２２】
次に、他の実施の形態を図６と共に説明する。この実施の形態は、前記した図５に示した実施の形態が電磁石８を永久磁石４の移動軌跡上の中心位置に１つだけ設置したのに対して、リニアモータ方式を採用したもので、多数の電磁石８₁〜８_nを移動軌跡上に設置すると共に電磁石３個を１単位として３相交流電流を流すように接続されているものである。なお、図示の永久磁石４は極性の異なる２個であり、かつ、大きさは電磁石３個分に跨がる長さに形成したものを示したが、極性の数および長さは適宜選択することができる。
【００２３】
次に、前記した構成に基づいて動作を図７と共に説明する。
起立状態にある遮断棒２を伏倒させるには、電磁石８₁の永久磁石４と対向する面を無磁極になし、電磁石８₂の永久磁石４と対向する面をＳ極（以下、対向する面の磁極を言う）に、電磁石８₃をＮ極になるように複数のセンサ（例えば、磁気センサ）の検出出力で３相交流電流を流す（ａ）。これにより、永久磁石４の磁極と電磁石８₂，８₃との間に生じる吸引、反発力によって永久磁石４は右方向に移動する。
【００２４】
次に、電磁石８₄をＮ極（電磁石８₂はＳ極のまま）となるように制御すると（ｂ）、永久磁石４は電磁石の１個分（以下、１ピッチと言う）だけ右方向に移動する。さらに、電磁石８₃をＳ極に制御することにより（ｃ）、永久磁石４はさらに１ピッチ分だけ進み、以下、電磁石８₅をＮ極に（ｄ）、電磁石８₄をＳ極に（ｅ）、電磁石８₆をＮ極に（ｆ）という順序で、電磁石８₇から電磁石８_nまで切換えることにより、スムーズに、かつ、精度が高く高速で永久磁石４は移動する。
【００２５】
従って、永久磁石４のスムーズな移動に伴ってアーム３が回転するので、遮断棒２は伏倒方向にスムーズで、かつ、高い精度によって高速回転され、永久磁石４が電磁石８_nに吸着された時点で遮断棒２の回動は停止する。これにより、遮断棒２は水平状態となって車両の通行を規制することができる。また、遮断棒２による通行規制状態から通行可能状態（遮断棒２が起立する状態）への移行は、前記した順序とは逆の方向に各電磁石を順次通電することにより行えるものである。
【００２６】
なお、前記した実施の形態にあっては、アーム３の回転角をセンサによって検出し、複数の電磁石を順次通電制御する場合で説明したが、サーボ制御を行うことで電磁石を順次通電制御することができる。
【００２７】
また、前記した実施の形態にあっては、遮断棒２を垂直方向に開閉する場合について説明したが、ケース１全体を９０度回転させて水平方向に倒すことにより、遮断棒２が水平方向に回転するようにして遮断棒２を開閉するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は前記したように、車両の通行を規制する遮断棒に永久磁石を取付け、該遮断棒を開閉可能に軸支したケース側に電磁石を取付け、該電磁石への通電、遮断を行うことにより、前記永久磁石との吸引、反発力によって前記遮断棒を開閉させるようにしたので、従来のモータを利用したものに比して、構成が簡単で歯車等の要素がないためコストの低減が図れると共に故障が少なくメンテナンスが簡単である。
【００２９】
また、前記ケース側に取付けられる電磁石が、前記永久磁石の移動軌跡上に連続して配置し、前記電磁石を順次磁極が変化するように着磁して永久磁石を移動させるようにしたので、遮断棒の開閉がスムーズに行われ、かつ、精度が高く高速に行えるものである。
【００３０】
さらに、前記ケース内に前記遮断棒が開および／または閉状態において、前記遮断棒の回動を阻止するためのロック手段を取付けることにより、遮断棒の重量バランスを取って回転時の駆動トルクを小さくしても、開状態と閉状態とで強風等の外力によって前記状態が変化するようなことがない等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通行規制用遮断棒装置の基本構造を示す正面図である。
【図２】同上の側面図である。
【図３】ロック手段を示す正面図である。
【図４】同上の側面図である。
【図５】他の実施の形態を示す正面図である。
【図６】さらに、他の実施の形態を示す要部の正面図である。
【図７】同上の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１ケース
２遮断棒
３アーム
４永久磁石
５，６，８電磁石
７ロック手段
８₁〜８_n 電磁石

Claims

車両の通行を規制する遮断棒の基端側にアームを介して永久磁石を取付け、該アームの中間部を支点としてバランスが取れるように前記遮断棒を開閉可能にケースに軸支するとともに該ケース側の該永久磁石の移動軌跡に対向する位置に電磁石を取付け、該電磁石への通電、遮断を行なうことにより、前記永久磁石との吸引、反発力によって前記アームを回動し前記遮断棒を開閉させるようにしたことを特徴とする通行規制用遮断棒の開閉方法。
車両の通行を規制する遮断棒と、該遮断棒の基端側にアームを介して取付けた永久磁石と、該永久磁石の移動軌跡に対向する位置に固定された電磁石と、前記の各部を収容するとともに前記アームの中間部を支点としてバランスが取れるように前記遮断棒を開閉可能に軸支したケースとから構成したことを特徴とする通行規制用遮断棒の開閉装置。
前記ケース側に取付けられる電磁石が、前記永久磁石の移動軌跡上に連続して配置されていることを特徴とする請求項２記載の通行規制用遮断棒の開閉装置。
前記ケース内に前記遮断棒が開および／または閉状態において、前記遮断棒の回動を阻止するためのロック手段を取付けたことを特徴とする請求項２記載の通行規制用遮断棒の開閉装置。