JP5968168B2 - リリースロック機構及び復帰機構を備えた発進制御機 - Google Patents

Description

本発明は、有料道路の出入口付近に設置されるＥＴＣ（登録商標）等の交通管制機器において、リリース状態に関するロック及び解除を行うロック機構と、開閉バーの復帰動作を行う復帰機構とを備えた発進制御機に関する。

高速道路等の有料道路の出入口におけるＥＴＣ（登録商標）レーンには、棒状の開閉バーの開閉動作によって車両通行の許可・不許可を運転者に知らせる発進制御機が設置されている。多くの発進制御機では、閉位置（車両通行が不許可の状態）にある開閉バーに車両が接触・衝突した場合に、該車両や発進制御機の深刻な損傷を防止すべく、該開閉バーが略水平方向に回動していわゆるリリース位置（退避位置）に移動できるようになっている。またいくつかの発進制御機では、閉位置以外にある開閉バーに車両等が接触した場合に、その位置から開閉バーが回動する。

例えば特許文献１には、阻止棒３４を支持部材３０に回動可能に取り付けるヒンジピン３６を、車両の通過方向又は車両の走行路と反対側へ傾斜させ、退避位置へ回動した阻止棒の戻り回動を、重力によるモーメントを利用して防止することを企図した車両用ゲート開閉装置が開示されている。

特許文献２には、遮断竿６が水平方向に回動して退避位置に移動したときに、スイッチ操作で遮断竿６を垂直方向回動状態に戻すことができる遮断竿復帰装置を備えた通行遮断機が開示されている。

さらに特許文献３には、略水平方向に延び回転駆動される開閉軸の回転に伴って、閉止位置と開放位置とへ回動可能に設けられた支持アーム１２と、該支持アーム１２によって回転可能に支持されたリリース軸１２２と、該リリース軸１２２に固定され、通常位置とリリース位置とへ回動可能に設けられた阻止棒１３と、支持アーム１２の回動に連動して、阻止棒１３がリリース位置から通常位置へと回動するよう、阻止棒１３を案内するガイド部１４とを備える車両通行遮断機が開示されている。

特開２００５−６８８８６号公報 特開２０１１−５８３３１号公報 特開２０１１−２５６６８０号公報

特許文献１及び２に記載のような装置の通常の動作では、阻止棒（遮断竿）は、閉位置では概ね水平状態に片持ちされ、開位置ではその一端が跳ね上がるように動作して概ね垂直状態になる。一方、閉位置にある阻止棒（遮断竿）に車両が衝突した場合、その衝撃を緩和するために、該阻止棒（遮断竿）は概ね水平方向に回動して退避位置に移動する。しかし特許文献１に記載のゲート開閉装置では、退避位置に移動した阻止棒を元の状態に復帰させる操作は手動で行う必要があると解され、作業者の負担が大きい上に復帰に時間がかる。

また特許文献２に記載の発明では、退避位置に移動した遮断竿を自動で復帰させることができるが、通常の（垂直方向の）開閉動作を行うための駆動装置３に加え、退避位置にある遮断竿６を垂直方向回動状態に押し戻すための復帰装置５が設けられている。しかし特許文献２に記載の復帰装置５は、通行遮断機１の側部に設けられ、その図１Ｂ等に示すように遮断竿６を水平方向に旋回させて復帰動作を行うので、復帰動作中は遮断竿が車両通行空間と干渉することになる。安全上、復帰動作中はいかなる部材も車両通行空間内に進入しないようにすることが望ましい。また他の従来技術として、復帰装置を開閉動作するアームやバーホルダの内部に設ける例もあるが、その場合はモータや複雑なリンク機構が必要となってコスト面で不利となる。

特許文献３に記載の車両通行遮断機は、支持アーム１２の回動時に阻止棒１３がガイド部１４に案内されるので、別途の駆動源を使用せずに阻止棒１３をリリース位置から通常位置に復帰できるものと解される。しかし該ガイド部は遮断機の本体１１の前面に比較的広範囲に亘ってせり出すように設けられており、そのため装置が大型化する。またガイド部１４は支持アーム１２の可動範囲（約９０°）全体に亘って該支持アームに当接するので、支持アーム１２の回動直後から阻止棒１３が支持アーム１２に対して角度変位し、その結果阻止棒１３が復帰動作中に車両通行空間内に進入する虞がある。

そこで本発明は、簡易な構成によりリリースロックの解除を行った上でリリース位置からの復帰動作を行え、かつ復帰動作中は開閉バーが車両通行空間内に進入しない復帰機構を備えた発進制御機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願第１の発明は、本体と、該本体に対して回転する回転駆動軸回りに回転可能に取り付けられたアームと、該アームに対して、前記回転駆動軸に垂直なリリース軸回りに回動可能に取り付けられたバーホルダと、該バーホルダに一端が固定された開閉バーと、を有し、該開閉バーが、前記回転駆動軸の駆動によって、略水平に延びて車両の通行を阻止する閉位置と、該閉位置から垂直方向に回転して車両の通行を許可する開位置との間を移動可能に構成されており、かつ、前記閉位置にあるときに前記アームに対して前記リリース軸回りに略水平方向に回動してリリース位置に移動可能に構成されている、発進制御機において、前記開閉バーを前記リリース位置に保持するロック機構が前記アーム内に設けられ、前記ロック機構に関連付けられるとともに、前記アームの前記本体に面する面から、該面に対して変位可能に突出する突出部材が設けられ、前記本体の前記アームに面する面には、前記アームが復帰動作回転角度範囲内にあるときに前記突出部材に当接して前記突出部材を変位させる凸部が設けられ、前記突出部材は、前記凸部に当接して変位している間は前記ロック機構を解除するように構成されており、前記発進制御機の前記本体の上部に、押し上げ部材を備えた復帰アームユニットが設けられ、前記押し上げ部材は、前記開閉バーが前記リリース位置にありかつ前記アームが前記閉位置に相当する回転角度位置にあるときに、前記バーホルダを押し上げて該バーホルダを前記アームに対して旋回させて前記開閉バーを前記閉位置に復帰させるように構成され、前記押し上げ部材は、前記復帰アームユニットの本体に対して旋回可能に設けられた旋回アームに自由回転可能に取り付けられたローラである、発進制御機を提供する。

第２の発明は、第１の発明において、前記開閉バーが前記閉位置にあるときの前記回転駆動軸の回転角度位置をゼロ度とした場合に、前記アームが７５度〜９０度の回転角度範囲内にあるときに前記ロック機構のロック解除動作が行われる、発進制御機を提供する。

本発明によれば、アームの回転動作を利用した電気的手段が不要なロック機構と、発進制御機の上部に設けた単純な構造の復帰アームユニットとの組み合わせにより、アームやバーホルダ内にリリース解除のためのモータ等を設けることを不要とし、全体として信頼性が高くかつコストダウンが図られた発進制御機を実現することができる。

ロック機構の解除動作を、アームの回転角度が７５〜９０度の範囲にあるときに限定することにより、開閉バーが不都合に動いて車両通行空間に進入することが確実に防止される。

復帰アームユニットの押し上げ部材を自由回転可能なローラとすることにより、バーホルダの傷付きや破損の確率を低減させることができる。

本発明の好適な実施形態に係る発進制御機を示す外観斜視図であって、（ａ）は開閉バーが閉位置にある状態を示し、（ｂ）は開閉バーが開位置にある状態を示し、（ｃ）は開閉バーがリリース位置にある状態を示している。 開閉バーを保持するバーホルダ及びアームの外観斜視図である。 （ａ）開閉バーがリリース位置にある状態の発進制御機の側面図であり、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。 （ａ）アームを回転させたときの発進制御機の側面図であり、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。 （ａ）復帰動作完了時の発進制御機の側面図であり、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。 発進制御機が有する復帰アームユニットの概略構成を示す図である。 復帰アームユニットの動作を概略的に示す図であって、（ａ）開閉バーがリリース位置にある状態でアームが約９０度回転させた状態を示し、（ｂ）復帰アームユニットがバーホルダを持ち上げてアームに対して回動させている状態を示し、（ｃ）バーホルダがさらに回動した状態を示し、（ｄ）バーホルダがアームに対して通常の角度に復帰した状態を示し、（ｅ）復帰アームユニットを元の状態に戻して復帰動作が完了した状態を示している。

図１は、本発明の好適な実施形態に係る発進制御機２を示す外観斜視図である。発進制御機２は、地面等の設置面４に固定配置された略直方体形状の本体６と、本体６の車両進入側の側面に、設置面４に略平行（一般に略水平）な回転軸８について回転可能に取り付けられたアーム１０と、アーム１０に対して所定の角度範囲内で回動可能に設けられた開閉バー１２とを有する。図示例では、開閉バー１２はその一端がバーホルダ１４に固定されていわゆる片持ち式に支持されており、バーホルダ１４がアーム１０に対して、アーム１０の回転軸８に垂直な回動軸１６について、少なくとも９０°の回動角度範囲内で回動可能に取り付けられている。なお本実施形態では、矢印１８で示す方向に車両が通行するものとし、アーム１０の回転軸８は車両通行方向１８に概ね平行であるとする。

アーム１０は、本体６に内蔵された駆動源（図示せず）によって本体６に対して回転駆動される。アーム１０の駆動源としては例えば種々の電動機（図示せず）等が使用可能であるが、アーム１０の回転角度位置を正確に制御できるサーボモータが好ましい。

通常の開閉動作では、開閉バー１２は、図１（ａ）に示すように略水平に延びて車両の通行を阻止する閉位置と、図１（ｂ）に示すように略垂直に延びて車両の通行を許可する開位置との間を、アーム１０の回転動作によって垂直方向に移動する。より詳細には、図１（ａ）の閉位置での本体６に対するアーム１０の回転角度位置をゼロ度とすると、図１（ｂ）に示す開位置ではアーム１０は、開閉バー１２が車両通行の妨げとならない位置に移動するまで回転する。通常、開位置でのアームの回転角度位置は概ね９０度であり、より具体的には８０度〜１００度の範囲内に設定されることが多い。この通常の開閉動作では、アーム１０に対するバーホルダ１４（開閉バー１２）の回動角度位置は変化しない。

ここで本来であれば、矢印１８の方向に進行する車両（図示せず）は、開閉バー１２が閉位置（図１（ａ））にあるときは発進制御機２の側方を通過してはならないのであるが、速度超過や運転者の不注意等の原因により開閉バー１２に接触してしまうことがある。このような場合、車両又は発進制御機の深刻な損傷を防止するために、図１（ｃ）に示すように、開閉バー１２がアーム１０に対して略水平方向に約９０度回動して、いわゆるリリース位置（退避位置）に移動する。つまりバーホルダ１４は、開閉バー１２に所定値以上の力が略水平方向に作用したときは、アーム１０に対して略９０度水平方向に回動して開閉バー１２を車両から退避させるとともに、該リリース位置から開閉バー１２が走行路側に回転して（跳ね戻って）車両と再接触しないように、後述するロック機構によって上記リリース位置に保持される。

次に、図１（ｃ）に示すリリース位置から、開閉バー１２を復帰させるための復帰機構について説明する。図２に示すように、アーム１０の本体６に面する面２０には、本体６の回転軸８（図３（ｂ）参照）に係合する取り付け孔２２を有し、これによりアーム１０は回転軸８の回転に伴って本体６に対して回転する。一方、開閉バー１２を固定保持するバーホルダ１４は、回動軸１６回りに回動可能となるようにアーム８に枢着されており、少なくとも、開閉バー１２が回転軸８の方向に略垂直に延びる通常角度位置（図２の状態）と、開閉バー１２が回転軸８の方向に略平行に延びるリリース位置（図１（ｃ）の状態）との間を（すなわち少なくとも約９０度）回動可能である。またアーム１０は、面２０から本体６側に突出する突出部材２４を有する。

次に、アーム１０を回転させ、バーホルダ１４を後述する復帰アームユニット４２近傍まで移動させるまでの動作を、図３及び図４を参照して説明する。図３（ａ）は、開閉バー１２がリリース位置にあるとき（図１（ｃ））の発進制御機２を、車両進行方向（矢印１８）にみた外観側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。図２に示した突出部材２４は、図３（ｂ）に示すように本体６に接離する方向（図３（ｂ）では上下方向）に可動に構成されている。突出部材２４は、後述する本体６上の凸部４０に乗り上げて変位する関係上、凸部４０との当接部位は曲面となっていることが好ましく、図示例では円板状部材として形成されているが、球状又は半球状の部材としてもよい。

突出部材２４は、図３（ｂ）の破線内に示すようなカム及びラッチを利用したロック機構に関連付けられており、具体的には、アーム１０の内部にて第１枢軸２６回りに回転可能に設けられた第１ラッチ２８の一端に接続されている。第１枢軸２６に関して第１ラッチ２８の一端と反対側の他端は、アーム１０内部をその長手方向に延びるように配置されたリンク部材３０を係止するようになっており、具体的にはリンク部材３０に設けたピン状部材３２を係止する。リンク部材３０は、第１枢軸２６に係合する長孔３４を有しており、これによりアーム１０内部をその長手方向に変位可能である。さらにリンク部材３０は、その変位によってバーホルダ１４がアーム１０に対して回動軸１６回りに回動できるようになっている。詳細には、リンク部材３０の一端はバーホルダ１４と実質一体のタブ状部材３６に、第２枢軸３８を介して枢着されている。但し、図３（ｂ）に示すように第１ラッチ２８がピン状部材３２を係止している間は、リンク部材３０はバーホルダ１４をアーム１０に対して回動させるように変位（図３（ｂ）では右側に変位）できないので、開閉バー１２はリリース位置に保持されている。

図４（ａ）は、通常の開位置に相当する角度位置に向けてアーム１０を回転させたときの発進制御機２を、車両進行方向（矢印１８）にみた外観側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。図４（ａ）に示すように、開閉バー１２がリリース位置にある状態のまま、アーム１０が本体６に対して（例えば図３の状態から８０度）回転していくと、図４（ｂ）の破線内に示すように、アーム１０に設けた突出部材２４が、本体６の側面に設けた凸部４０に乗り上げるように係合する。なお凸部４０は、開位置に相当する角度位置にアーム１０が到達するまでに突出部材２４をアーム１０に対して変位させることができるものであればどのような形状でもよいが、より円滑な動作のためにスロープ状とすることが好ましい。突出部材２４の変位により、突出部材２４に接続された第１ラッチ２８が第１枢軸２６について（図示例では反時計回りに）回転し、第１ラッチ２８がリンク部材３０のピン状部材３２から離隔し、開閉バー１２をリリース位置に保持するロック機構は解除された状態となる。但しこの状態では、バーホルダ１４（開閉バー１２）はアーム１０に対して回動可能な状態ではあるが、開閉バー１２はその自重等によってリリース位置に維持されている。

なお上述のロック解除動作は、図３の状態（アーム１０の回転角度ゼロ度）から図４の状態（アーム１０の回転角度９０度）に至るまでの間であればどの回転角度位置で行ってもよいが、なるべくロック状態を長く維持した方が安全面で好ましい。従ってロック解除動作は、アーム１０の回転角度７５〜８０度から開始し、閉位置に相当する回転角度（図示例では９０度）の少し手前（例えば８５〜８８度）で完了することが望ましい。

図５（ａ）は、復帰アームユニット４２を用いた復帰動作（後述）が完了したときの発進制御機２を、車両進行方向（矢印１８）にみた外観側面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。図５は、復帰動作完了時を示しているが、バーホルダ１４とアーム１０との位置関係は通常の開閉動作時のものと等しい。ここで通常動作時は、開閉バー１２に車両が接触する等の衝撃が加わらない限り、開閉バー１２が容易にリリース位置に移動しないようにする必要がある。そこで本実施形態では、図５（ｂ）の破線内に示すように、バーホルダ１４を通常位置に保持する掛止機構が設けられる。詳細には、リンク部材３０が連結されるタブ状部材３６に第２ラッチ４４を設け、開閉バー１２（バーホルダ１４）が通常位置にあるときは第２ラッチ４４がストッパ部材４６に掛止される。ストッパ部材４６は図示例では、平行配置された略同一形状の２つの板状部材４８の間を延びるピン状部材であり、板状部材４８及びピン状部材４６は一体的に、アーム１０内に設けた第３枢軸５０回りに回転可能になっている。板状部材４８は、スプリング５２によってバーホルダ１４の回動方向（時計回り方向）に付勢されており、さらに板状部材４８に設けた切り欠き５４とアーム１０内部に固定した突出部（図示例ではピン状部材）５６とが係合することにより、通常は図５（ｂ）に示す位置に保持されている。

ここで、開閉バー１２が閉位置にあるとき（従ってアーム１０とバーホルダ１４との位置関係は図７（ｂ）と同等）に、車両等が接触して一定以上の負荷が開閉バー１２に作用すると、バーホルダ１４のタブ状部材３６には回動軸１６回りにリリース位置に向けて（反時計回りに）回転しようとする力が作用し、該力がスプリング５２の付勢力に逆らって板状部材４８を第３枢軸５０回りに回転させ、これによりピン状部材４６と第２ラッチ４４とが掛止しなくなり、バーホルダ１４及び開閉バー１２が図４（ｂ）に示すようなリリース位置に移動する。スプリング５２のバネ定数を適宜設定することにより、どの程度以上の力が開閉バー１２に作用したときに開閉バー１２がリリース位置に移動するかを設定できる。

図６は、開閉バー１２をリリース位置から復帰させるための復帰アームユニット４２の概略構成を示す図である。なお明瞭化のため、図６及び図７では、アーム１０及びバーホルダ１４は簡略表示し、開閉バー１２は図示を省略している。復帰アームユニット４２は、発進制御機２の本体６の上部（上面）に配置されたユニット本体６０と、ユニット本体６０に対して一端が旋回可能に設けられた旋回アーム６２と、旋回アーム６２の他端に取り付けられた押し上げ部材６４とを有する。押し上げ部材６４は、開閉バー１２がリリース位置にありかつアーム１０が開位置に相当する角度位置にあるとき（図４の状態）に、バーホルダ１４に当接可能に構成され、以下に述べるように、バーホルダ１４がアーム１０に対して回動して開閉バー１２がリリース位置から復帰するように、バーホルダ１４を押し上げることができる。

ユニット本体６０内には、旋回アーム６２を旋回駆動するための駆動機構（図示せず）が内蔵されている。該駆動機構は、例えばモータ及び減速器を有し、押し上げ部材６４がバーホルダ１４を回動させるために必要なトルクを旋回アームに伝達できるように構成されている。また旋回アーム６２や押し上げ部材６４の具体的形状や材質に特段の制約はないが、例えば図示例のように、旋回アーム６２の旋回軸６８はバーホルダ１４の回動軸１６に略平行とし、さらにバーホルダ１４への傷付け防止等の観点から、押付け部材６４も回動軸１６に略平行に延びるローラとし、さらに該ローラは旋回アーム６２に対して自由回転可能であることが好ましい。ローラ６４の材質としては、例えばゴム、樹脂、又はアルミニウム等の金属が使用可能であり、自由回転に適したものであればどのような材質でもよい。

次に図７（ａ）〜（ｅ）は、復帰アームユニット４２の動作を説明する図である。先ず図１（ｃ）に示した状態から、図４の状態に相当する図７（ａ）に示すように、開閉バー（バーホルダ１４）がリリース位置にある状態でアーム１０が通常の開位置に相当する角度位置（図示例では略９０度）まで回転する。図７（ａ）の状態では、図４を参照して説明したように、ロック機構が解除されてバーホルダ１４がアーム１０に対してリリース位置から通常の位置に回動可能な状態となっている。

次に図７（ｂ）に示すように復帰アームユニット４２が起動し、上述の駆動機構によって旋回アーム６２が旋回し、それに伴って押し上げ部材６４がバーホルダ１４を押し上げる。そしてさらに旋回アーム６２が旋回してバーホルダ１４を押し上げていき（図７（ｃ））、バーホルダ１４がアーム１０に対して通常の回動角度位置に復帰した状態（図７（ｄ））になったら、旋回アーム６２の動作を一旦停止する。

最後に、図７（ｅ）に示すように、旋回アーム６２を逆方向に旋回させて初期の位置に戻し、復帰動作が完了する。この状態では、アーム１０及びバーホルダ１４は、通常の開位置（図１（ｂ）に相当）に復帰したことになる。

図６に示したように、復帰アームユニット４２はバーホルダ１４をアーム１０に対して回動させる機能のみ具備していれば足りるので、発進制御機２の上部にコンパクトに構成することができ場所をとらず、またメンテナンスも容易である。従って本願発明では、アーム１０やバーホルダ１４内にリリース解除のためのモータ等を設ける必要がなく、全体としてコストダウンが図ることができる。

図示していないが、本発明に係る発進制御機２には、開閉バー１２がリリース位置に移動したことを検知する検知手段や、開閉バー１２がリリース位置に移動したことを該検知手段が検知したときに、発進制御機２から離れたブース内等に居る作業者にアラームを発するアラーム手段を設けることができる。また上述の復帰動作は、アラームを受けた作業者がブース内等から遠隔操作にて復帰アームユニット４２に指示を送って行ってもよいし、上記検知手段の検知結果を自動的に復帰アームユニット４２に送り、その結果を受けて復帰アームユニット４２が復帰動作を自動で行うようにしてもよい。

また上述の実施形態では、開閉バー１２はバーホルダ１４を介してアーム１０に連結され、復帰アームユニット４２の押し上げ部材６４はバーホルダ１４を押し上げる構造となっているが、発進制御機をバーホルダ１４を省略した構成とすることも可能である。その場合、復帰アームユニット４２の押し上げ部材６４は開閉バー１２を押し上げてアーム１０に対して回動させることになる。

２ 発進制御機
６ 本体
１０ アーム
１２ 開閉バー
１４ バーホルダ
２４ 突出部材
３０ リンク部材
３６ タブ状部材
４０ 凸部
４２ 復帰アームユニット
６０ ユニット本体
６２ 旋回アーム
６４ 押し上げ部材

Claims (2)

1. 本体と、該本体に対して回転する回転駆動軸回りに回転可能に取り付けられたアームと、該アームに対して、前記回転駆動軸に垂直なリリース軸回りに回動可能に取り付けられたバーホルダと、該バーホルダに一端が固定された開閉バーと、を有し、該開閉バーが、前記回転駆動軸の駆動によって、略水平に延びて車両の通行を阻止する閉位置と、該閉位置から垂直方向に回転して車両の通行を許可する開位置との間を移動可能に構成されており、かつ、前記閉位置にあるときに前記アームに対して前記リリース軸回りに略水平方向に回動してリリース位置に移動可能に構成されている、発進制御機において、
   前記開閉バーを前記リリース位置に保持するロック機構が前記アーム内に設けられ、前記ロック機構に関連付けられるとともに、前記アームの前記本体に面する面から、該面に対して変位可能に突出する突出部材が設けられ、前記本体の前記アームに面する面には、前記アームが復帰動作回転角度範囲内にあるときに前記突出部材に当接して前記突出部材を変位させる凸部が設けられ、前記突出部材は、前記凸部に当接して変位している間は前記ロック機構を解除するように構成されており、
   前記発進制御機の前記本体の上部に、押し上げ部材を備えた復帰アームユニットが設けられ、
   前記押し上げ部材は、前記開閉バーが前記リリース位置にありかつ前記アームが前記閉位置に相当する回転角度位置にあるときに、前記バーホルダを押し上げて該バーホルダを前記アームに対して旋回させて前記開閉バーを前記閉位置に復帰させるように構成され、
   前記押し上げ部材は、前記復帰アームユニットの本体に対して旋回可能に設けられた旋回アームに自由回転可能に取り付けられたローラである、発進制御機。
2. 前記開閉バーが前記閉位置にあるときの前記回転駆動軸の回転角度位置をゼロ度とした場合に、前記アームが７５度〜９０度の回転角度範囲内にあるときに前記ロック機構のロック解除動作が行われる、請求項１に記載の発進制御機。

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