JP5212507B2 - 機械式自転車駐輪設備及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、自転車を保管する保管棚の列間を搬送装置が走行する機械式自転車駐輪設備及び方法に関する。

自転車は年齢・性別に関わらずにあらゆる人々に利用されている。日本の市街地の土地は狭くかつ高いので、市街地に自転車を駐輪するための充分なスペースを確保することが困難である。これが原因で、市街地のどこへいっても自転車が迷惑駐輪されている。この問題を解決するために、地下スペースを有効に活用する機械式自転車駐輪設備が開発されている。

機械式自転車駐輪設備は、地下に穴を掘り、地下に躯体を構築し、その地下躯体の収容スペースに自転車を効率的に収容したものである。地上部には自転車を搬入するための入出庫口が建設される。地下部には多数の自転車収納部を持つ保管棚が配置される。利用者が地上部の入出庫口に自転車をセットすると、機械が自動的に地下部の保管棚に自転車を搬送する。

一般的な機械式自転車駐輪設備として、円筒形の地下部の中心部に自転車を昇降させるエレベータを配置し、エレベータの周囲に放射状にかつ上下方向に多段に多数の自転車収納部を配列した所謂ツリー型の機械式自転車駐輪設備が知られている。

近年、駐輪台数をさらに増加させるために、地下部を直方体形状に構築し、地下部に複数段、複数列に自転車収納部を積み重ねた複数の保管棚を配列し、保管棚の列間に立体自動倉庫のスタッカークレーン（搬送装置）を走らせた機械式自転車駐輪設備も開発されている（特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００４−２６３４７２号公報 特開２００１−３１７２２６号公報

ところで近年、地下通路や道路下空間等、細長い地下空間に駐輪設備を設置することも要請されている。細長い地下空間に保管棚を配置する場合、保管棚の列方向の長さも長くなる。細長い地下空間の場合だけでなく、駐輪設備が大型化すると保管棚の列方向の長さが長くなる。

しかし、保管棚の列方向の長さが長くなっても、自転車の入庫及び出庫に伴うサイクルタイムを許容された時間以内にしなければならない。サイクルタイムが長ければ利用者に不便な感じを与えてしまうからである。

保管棚の列方向の長さが長くなってもサイクルタイムを低減する手段の一つとして、保管棚の列間の一つの通路に複数のスタッカークレーン（搬送装置）を走行させることが考えられる。しかし、一つの通路に複数のスタッカークレーン（搬送装置）を走行させると、通路の幅が広くなり、その分自転車の収容スペースが小さくなる。

この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、保管棚の列間の通路に複数の搬送装置を走行させても、自転車の収納スペースが少なくなるのを防止できる機械式自転車駐輪設備を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、自転車を保管する保管棚の列間を複数の搬送装置が並行に走行する機械式自転車駐輪設備であって、各搬送装置は、保管棚に自転車を受け渡すための移載装置と、前記移載装置を水平面内で旋回させる旋回機構と、を備え、隣り合う一対の搬送装置は、互いの移載装置を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき、すれ違いできないように接近しており、互いの前記移載装置を前記直交する方向を向く状態から走行方向と平行な状態に近づくように旋回させることによって、すれ違い可能となる機械式自転車駐輪設備である。

本発明の他の態様は、自転車を保管する保管棚の列間を複数の搬送装置が並行に走行する機械式自転車駐輪方法であって、隣り合う一対の搬送装置がすれ違う工程と、移載装置を用いて各搬送装置と保管棚の自転車収納部との間で自転車を受け渡す工程と、を備え、隣り合う前記一対の搬送装置は、互いの移載装置を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき、すれ違いできないように接近しており、互いの前記移載装置を前記直交する方向を向く状態から走行方向と平行な状態に近づくように旋回させることによって、すれ違い可能となる機械式自転車駐輪方法である。

本発明によれば、保管棚の列間に複数の搬送装置を配置するので、入庫及び出庫に伴うサイクルタイムを低減することができる。また、荷物たる自転車が一方向に細長いことに着目し、隣り合う一対の搬送装置がすれ違うとき、移載装置を走行方向と平行な状態に近づくように旋回させるので、搬送装置の通路の横幅が搬送装置の台数に比例して広くなるのを防止できる。

本発明の一実施形態の機械式自転車駐輪設備の概略平面図 通路に配置されたスタッカークレーンの平面図 スタッカークレーン及び保管棚の正面図 スタッカークレーンの側面図 すれ違うときのスタッカークレーンを示す正面図 機械式自転車駐輪設備の他の例の概略平面図 機械式自転車駐輪設備のさらに他の例の、すれ違うときのスタッカークレーンを示す正面図

以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態の機械式自転車駐輪設備を詳細に説明する。図１は機械式自転車駐輪設備の概略平面図を示し、図２は搬送装置としてのスタッカークレーンの詳細な平面図を示し、図３はスタッカークレーン及び保管棚の側面図を示す。これらの図面において同一の構成要素には同一の符号を附す。

図１に示すように、この実施形態の機械式自転車駐輪設備の地下部の平面形状は、細長い矩形状に形成される。地下部９の中央には、スタッカークレーンの通路Ｐが設けられる。通路Ｐには二台のスタッカークレーン３−１，３−２が水平方向（図中左右方向）に並行して走行可能に配置される。スタッカークレーン３−１，３−２は通路のセンターラインＣＬから偏心した位置に配置される（図２参照）。スタッカークレーン３−１，３−２は通路Ｐの一端部から他端部まで走行可能であり、自転車の有無に係わらず互いにすれ違える構造となっている。

スタッカークレーン３−１，３−２それぞれには、自転車を保管棚２に受け渡しするための移載装置５−１又は５−２が水平面内で旋回可能に設けられる。移載装置５−１，５−２は自転車が載せられる一方向に細長いガイド部材５ａを有する。移載装置５−１，５−２の旋回中心Ｃ１，Ｃ２は通路ＰのセンターラインＣＬ上に位置する。詳しくは後述するが、二台のスタッカークレーン３−１，３−２がすれ違う際には、まず移載装置５−１，５−２を走行方向と平行な方向に旋回させる。これと同時に片方の移載装置５−１を上昇、片方の移載装置５−２を下降させ、上下に除けた状態ですれ違いを可能とする。スタッカークレーンの通路Ｐを挟んで左右（図１では上下）には、一対の保管棚２が配列される。一対の保管棚２の列間を二台のスタッカークレーンが走行する。

地上部には、自転車を入出庫するための入出庫口としての二つの入出庫ブース１が設けられる。二つの入出庫ブース１は地下部の両端部に設けられる。二台のスタッカークレーン３−１，３−２は通路Ｐの一端から他端まで移動でき、二つの入出庫ブース１のいずれにもアクセス可能である。この実施形態の入出庫ブース１は自転車の入庫と出庫を兼用しているが、入出庫ブース１のいずれか一方を入庫専用ブースとし、他方を出庫専用ブースとしてもよい。

機械式自転車駐輪設備の全体の動作の概略は以下のとおりである。利用者が入出庫ブース１に自転車をセットし、駐輪開始のボタンを押すと（又はカードを挿入すると）、入出庫ブース１の扉が開き、扉の中から図示しない移載装置が出てきて自転車を入出庫ブース１内に引き込む。次に、図示しない昇降体が自転車を地下部まで降下させ、自転車をスタッカークレーン３−１，３−２に渡す。自転車を受け取ったスタッカークレーン３−１，３−２は、目的の自転車収納部２ａまで自転車を搬送し、移載装置５−１，５−２を用いて自転車を受け渡す。以上により自転車の入庫が終了する。自転車を出庫するときは上記と逆の動作が行われる。昇降装置、スタッカークレーン３−１，３−２は、図示しない監視室等に設けられる制御装置によって制御される。

機械式自転車駐輪設備の各部の構造は以下のとおりである。入出庫ブース１は箱形状の建築物であり、自転車を引き込む移載装置が出没可能な扉を有する。

地下には、一方方向に細長い直方体形状のコンクリート製躯体からなる地下部９が構築される。地下部９は、通常の建築物のように現場打ちのコンクリートから構築されてもよいし、プレキャストコンクリートを組み立てることによって構築されてもよい。

地下部９には、上下方向に複数段、水平方向に複数列の自転車収納部２ａを有する保管棚２が配列される。図３に示すように、保管棚２は、垂直方向に伸びる柱１１、及び柱１１間に渡される梁１２からなる構造物を備える。多数の自転車収納部２ａは、上下方向かつ水平方向（図３の紙面に直交する方向）に一定のピッチを空けて構造物に固定される。保管棚２の自転車収納部２ａはスタッカークレーンの走行方向に直交する方向を向いている。

各自転車収納部２ａは、自転車の車輪が嵌まるＶ字形のガイド部材２ａ１と、自転車の後輪の下部を挟む一対の板ばねを含む後輪保持部２ａ２と、自転車のスタンドを案内するスタンドガイド２ａ３と、を備える。ガイド部材２ａ１は自転車の後輪側が下になるように僅かに傾斜している。自転車は自転車収納部２ａに後輪側から収納される。自転車収納部２ａに収納された自転車は後輪保持部２ａ２によって自立する。

図２に示すように、スタッカークレーンの通路Ｐには、センターラインＣＬを挟んで一対の下部レール１４ｂ１，１４ｂ２が配置される。下部レール１４ｂ１，１４ｂ２は地下部の床面に取り付けられる。地下部の天井面には、下部レール１４ｂ１，１４ｂ２対応して上部レール１４ａ１，１４ａ２が配置される（図３参照）。スタッカークレーン３−１は上下一対のレール１４ａ１と１４ｂ１の間を走行し、スタッカークレーン３−２は上下一対のレール１４ａ２と１４ｂ２の間を走行する。スタッカークレーン３−１，３−２には、自転車を保管棚に受け渡すための移載装置５−１，５−２が設けられる。

移載装置５−１，５−２は水平面内で旋回可能であり、通路Ｐに沿って自転車を搬送するときは走行方向を向く。自転車を保管棚２の自転車収納部２ａに受け渡すときは水平面内で９０度回転し、自転車収納部２ａの方向を向く。図中一点鎖線の円は移載装置５−１，５−２の旋回円を示す。スタッカークレーン３−１，３−２の左右方向の位置に係わらず、移載装置５−１，５−２の旋回中心Ｃ１，Ｃ２はセンターラインＣＬ上に位置する。移載装置５−１，５−２の長さは自転車の長さよりも僅かに長い。移載装置５−１，５−２の旋回中心Ｃ１，Ｃ２は自転車の中心と一致する訳ではなくオフセットしている。

この実施形態では、スタッカークレーンの通路Ｐの幅は移載装置５−１，５−２の一台分の旋回円の直径にほぼ等しい。すなわち、スタッカークレーンの通路Ｐには二台のスタッカークレーン３−１，３−２が配置されているものの、その通路Ｐの幅は一台分の幅に等しい。そして、移載装置５−１，５−２は左側及び右側（図中上側及び下側）のいずれの保管棚２にも自転車を受け渡すことができる。左側及び右側のいずれの保管棚に自転車を受け渡すときも、移載装置５−１，５−２のストロークは同じである。

隣り合う一対のスタッカークレーン３−１，３−２は、互いの移載装置５−１，５−２を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき（図２の左側のスタッカークレーン３−２の移載装置５−２の状態に回転したとき）、移載装置５−１，５−２同士が当接し、すれ違いできなくなる程度に接近していればよい。言い換えれば、互いの旋回円の少なくとも一部が重なっていればよい。

図３はスタッカークレーンの正面図を示し、図４はスタッカークレーンの側面図を示す。各スタッカークレーン３−１，３−２の構成は同一であるからスタッカークレーン３−１の構成のみを説明し、残りのスタッカークレーン３−２の説明は同一の符号を附してその説明を省略する。スタッカークレーン３−１は、下部レール１４ｂ１上を走行する台車３ａと、台車３ａに固定される門形のフレーム３ｂと、フレーム３ｂの二本のマスト３ｂ１に沿って昇降可能な昇降体３ｃと、昇降体３ｃに旋回可能に設けられる移載装置５−１と、移載装置５−１を水平面内で旋回させる旋回機構３ｅと、を備える。台車３ａは前後に下部レール１４ｂ１上を走行可能な一対の車輪３ａ１を有する。車輪３ａ１はサーボモータによって回転駆動される。二本のマスト３ｂ１の上端部には上部レール１４ａ１を挟むローラ３ｂ２が設けられる。二本のマスト３ｂ１の上端部は上部レール１４ａ１に案内される。二本のマスト３ｂ１それぞれには、上下方向に伸びるレール１３が取り付けられる。昇降体３ｃはこのレール１３に沿って昇降する。昇降体３ｃはワイヤーロープ１４の一端に吊り下げられる。ワイヤーロープ１４の他端は滑車を介してワイヤーロープ巻取り手段駆としてのウィンチ１５に接続される。ウィンチ１５によってワイヤーロープ１４を巻き上げると、昇降体３ｃがマスト３ｂ１に沿って昇降する。なお、昇降体３ｃを昇降させる構造には上記にもさまざまな構造を採用することができる。例えば、カウンターウェイトを設けてもよいし、歯付きベルトとプーリによって昇降体３ｃを昇降させてもよいし、リニアモータや送りねじ機構によって昇降体３ｃを昇降させてもよい。

昇降体３ｃには、旋回機構３ｅを介して移載装置５−１が水平面内で旋回可能取り付けられる。移載装置５−１は、昇降体３ｃ上にベアリングを介して回転可能に取り付けられる。移載装置５−１は、自転車を案内するＶ字形のガイド部材５ａと、自転車の前輪の車軸を左右方向に挟むプレート状の一対のホルダ５ｂと、一対のホルダ５ｂをガイド部材５ａに沿ってスライドさせる駆動機構５ｃと、を備える。一対のホルダ５ｂはホルダ駆動機構によって互いの間隔が狭まったり開いたりする。駆動機構５ｃは、例えばプーリ間に掛け渡された無端状のベルトを周回させることによって、ベルトに連結された一対のホルダ５ｂをガイド部材５ａに沿ってスライドさせる。なお、ホルダ５ｂは自転車の前輪の車軸ではなく、自転車の前輪自体を掴んでもよい。

移載装置５−１を旋回させる旋回機構３ｅは、平歯車、ウォーム歯車等の歯車と、歯車を回転駆動させるサーボモータと、を含む。サーボモータを駆動させると、移載装置５−１が水平面内を旋回する。

図３に示すように、二台のスタッカークレーン３−１，３−２の台車３ａ及びフレーム３ｂは、センターラインＣＬを挟んで左右に離れて配置されている。二台のスタッカークレーンがすれ違うとき、台車３ａ及びフレーム３ｂは互いに干渉することなくすれ違う。ただし、走行方向から見たとき、昇降体３ｃはＬ字形に形成されていて、台車３ａからセンターラインＣＬに向かって片持ち状に張り出している。そして、昇降体３ｃの張り出した部分に移載装置５−１，５−２が配置される。このため、移載装置５−１，５−２が同じ高さにあると、二台のスタッカークレーン３−１，３−２はすれ違うことができない。なお、昇降体３ｃの移載装置５−１，５−２が載せられる部分は台車３ａの上面よりも下方に下がっている。昇降体３ｃが最下端まで降下したとき、移載装置５−１，５−２が台車３ａの上面よりも下方に位置するので、自転車を床面近くまで下降させることができる。

図５は二台のスタッカークレーン３−１，３−２がすれ違うときの状態を示す。二台のスタッカークレーン３−１，３−２の移載装置５−１，５−２は共にセンターラインＣＬ上に配置されるので、互いの移載装置５−１，５−２を同じ高さに配置すると、二台のスタッカークレーン３−１，３−２はすれ違うことができない。このため、片方の移載装置５−２を上昇させ、片方の移載装置５−１を下降させ、互いの移載装置５−１，５−２を上下に除けた状態ですれ違う。移載装置５−１，５−２は走行方向を平行な方向を向いている。

図２に示すように、すれ違い後、二台のスタッカークレーン３−１，３−２それぞれは目的の自転車収納部２ａまで自転車を水平方向に搬送し、目的の自転車収納部２ａの高さまで自転車を昇降させる。その後、移載装置５−１，５−２を走行方向と直交する方向を向くように９０度旋回させる。移載装置５−１，５−２のガイド部材５ａと自転車収納部２ａのガイド部材２ａ１とが一直線になったら、移載装置５−１，５−２は自転車を自転車収納部に渡す。

本実施形態によれば、一つのスタッカークレーンの通路Ｐに二台のスタッカークレーン３−１，３−２を配置するので、二台目以降の入庫待ち時間を１／２に低減することができる。自転車収納部２ａの個数は、「円滑性」と呼ばれる全車入庫時間、及び全車出庫時間から求められる。従来の駐輪設備では、円滑性の問題より、一つの入出庫ブース１当たり２００〜２５０台が最大の収容数であり、設備長も３０〜４０ｍが限界と考えられていた。本実施形態によれば、４００台の自転車を収納することができ、設備長も１００ｍ程度まで延ばすことができる。

隣り合う一対のスタッカークレーン３−１，３−２がすれ違うとき、移載装置５−１，５−２が走行方向と平行な方向を向くように旋回するので、スタッカークレーンの通路Ｐの幅がスタッカークレーン３−１，３−２の台数に比例して二倍に広くなるのを防止できる。

さらに、移載装置５−１，５−２を上下に除けた状態で摺れ違うようにしたり、上下に除けた移載装置５−１，５−２の旋回中心をスタッカークレーンの通路ＰのセンターラインＣＬ上に配置することで、スタッカークレーンの通路Ｐの幅を最小にすることができる。これと同時に、スタッカークレーンの通路Ｐを挟んだ左右一対の保管棚２のいずれにも同じストロークで自転車を受け渡すことが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。

例えば、図６の機械式自転車駐輪設備の平面図に示すように、入出庫ブース１は地下部９の両端部以外に中央部等に設けてもよい。スタッカークレーン３は入出庫ブースの数に対応して３台等設けられてもよい。

上記実施形態では、地上部に入出庫口を設け、地下部に保管棚を設けているが、これに限定されるものではない。例えば、ビルの屋上を自転車収納スペースとして利用してもよく、この場合、１階に入出庫口を設け、１階から屋上まで昇降装置で自転車を上昇させ、スタッカークレーンを経由した後、屋上の保管棚に自転車を収納する。

上記実施形態では、隣り合う一対のスタッカークレーンがすれ違うとき、移載装置を走行方向に平行な方向に向けているが、平行な方向から傾けてもよい。

上記実施形態では、移載装置の旋回中心をスタッカークレーンの通路のセンターライン上に配置しているが、スタッカークレーンの左右の棚に自転車を受け渡しできれば、移載装置の旋回中心をセンターラインから偏心させてもよい。さらに図７に示すように、隣り合う一対のスタッカークレーン３−１，３−２を互いの昇降体３ｃがたとえ同じ高さにあっても干渉しないよう離間させてもよい。隣り合う一対のスタッカークレーン３−１，３−２は、互いの移載装置５−１，５−２を走行方向と直交する方向に向けたとき、すれ違いできないように接近していればよく、また互いの移載装置５−１，５−２を走行方向と平行な状態に向けることによって、すれ違い可能となればよい。

上記実施形態では、保管棚の自転車収納部をスタッカークレーンの走行方向と直交するように配列しているが、地下部の横幅を狭めるために走行方向に対して斜めに傾けて配列してもよい。

移載装置の旋回範囲が限られているときでも、隣り合う一対のスタッカークレーンは、互いの移載装置を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき、すれ違いできないように接近していればよい。

入出庫口や、入出庫口に配置される昇降装置は、利用者から自転車を受け取り、スタッカークレーンに自転車を渡すことができるものであれば、その構造は限定されるものではない。昇降装置とスタッカークレーンとの間に自転車の受け渡しを行う中継装置を設けてもよい。

２…保管棚
２ａ…自転車収納部
３−１，３−２…スタッカークレーン（搬送装置）
３ｅ…旋回機構
５−１，５−２…移載装置

Claims (5)

1. 自転車を保管する保管棚の列間を複数の搬送装置が並行に走行する機械式自転車駐輪設備であって、
   各搬送装置は、
   保管棚に自転車を受け渡すための移載装置と、
   前記移載装置を水平面内で旋回させる旋回機構と、を備え、
   隣り合う一対の搬送装置は、互いの移載装置を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき、すれ違いできないように接近しており、互いの前記移載装置を前記直交する方向を向く状態から走行方向と平行な状態に近づくように旋回させることによって、すれ違い可能となる機械式自転車駐輪設備。
2. 前記各搬送装置はさらに、
   前記移載装置を昇降させる昇降体を備え、
   隣り合う前記一対の搬送装置は、互いの前記前記移載装置を上下に除けた状態ですれ違うことを特徴とする請求項１に記載の機械式自転車駐輪設備。
3. 隣り合う前記一対の搬送装置がすれ違うとき、上下に除けた一対の移載装置の旋回中心が実質的に同一の直線上に配置されることを特徴とする請求項２に記載の機械式自転車駐輪設備。
4. 隣り合う前記一対の搬送装置がすれ違うとき、互いの前記移載装置の向く方向が前記走行方向に対して実質的に平行になることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の機械式自転車駐輪設備。
5. 自転車を保管する保管棚の列間を複数の搬送装置が並行に走行する機械式自転車駐輪方法であって、
   隣り合う一対の搬送装置がすれ違う工程と、
   移載装置を用いて各搬送装置と保管棚の自転車収納部との間で自転車を受け渡す工程と、を備え、
   隣り合う前記一対の搬送装置は、互いの移載装置を走行方向と直交する方向に向けたと仮定したとき、すれ違いできないように接近しており、互いの前記移載装置を前記直交する方向を向く状態から走行方向と平行な状態に近づくように旋回させることによって、すれ違い可能となる機械式自転車駐輪方法。

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