JP6468092B2 - 機械式駐輪設備及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、自転車を保管棚に自動的に荷置きし、又は保管棚から荷取りする機械式駐輪設備及び方法に関する。

この種の機械式駐輪設備では、利用者が地上部の入出庫口に自転車をセットし、カード操作又はボタン操作を行うと、機械が自転車を入出庫口から保管棚まで搬送し、保管棚に自転車を載置する。

機械式駐輪設備には、設置場所に応じて円筒型（地上式又は地下式）、水平型（地上式又は地下式）が存在する。円筒型の機械式駐輪設備は、地上又は地下に円筒形の自転車室を構築し、自転車室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保管棚を配列したものである。エレベータは自転車を受け渡すための移載装置を持つ。利用者が地上の入出庫口に自転車をセットすると、エレベータが自転車を昇降させ、目的の保管棚に自転車を荷置きする。

水平型の機械式駐輪設備は、地上又は地下に自転車室を構築し、自転車室に水平方向に多列にかつ上下方向に多段に保管棚を配列したものである。特許文献１に記載されているように、自転車室には、保管棚の列と平行に水平方向に走行する走行台車が設けられる。利用者が地上の入出庫口に自転車をセットすると、エレベータが入出庫口にセットされた自転車を地下に降下させる。走行台車は、エレベータから自転車を受け取り、水平方向に走行して目的の保管棚に自転車を荷置きする。走行台車には、マストフレーム、マストフレームに沿って昇降する昇降体が設けられる。昇降体を設けることで、上下方向に多段の保管棚に自転車を出し入れすることができる。

特開２０１４−２２４４４３号公報

従来の水平型の機械式駐輪設備にあっては、走行台車の下部を下部レールでガイドするだけでなく、マストフレームの上部も上部レールでガイドする。上部レールを設けるのは、マストフレームが走行方向から見て左右に振れるのを防止するためである。しかし、自転車室の天井付近に梁等の突出物がある場合、上部レールが突出物の下端に設置され、自転車が上部レールよりも低い位置までしか上昇できない。このため、突出物の下端よりも上のスペースが空いていても、このスペースを自転車を保管する駐輪スペースとして有効利用できないという課題がある。

そこで、本発明は、自転車室の梁等の突出物の下端よりも上のスペースを駐輪スペースとして有効利用し、保管台数を多くすることができる機械式駐輪設備を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、自転車室の天井付近の突出物の下端よりも上のスペースに駐輪スペースの少なくとも一部がある最上段の保管棚、及び前記突出物の下端よりも下に駐輪スペースがある最下段の保管棚を含む上下二段以上の保管棚と、自転車を前記保管棚へ荷置きし、前記保管棚から荷取りするための移載装置が搭載される昇降体と、前記昇降体が上下するためのガイドとなり、上端が前記突出物の下端よりも低い一定高さのマストフレームと、前記マストフレームを支持し、前記突出物の下方を下部レールに沿って水平方向に走行する走行台車と、前記走行台車の水平方向の位置を検出する検出装置と、前記昇降体の上下方向の位置を検出する検出装置と、制御装置と、を備え、前記昇降体が前記マストフレームに沿って上下することによって、前記移載装置が前記最上段の保管棚にも前記最下段の保管棚にも自転車を荷置きし、又は荷取り可能であり、前記走行台車は、サーボモータによって回転駆動される車輪と補助車輪を有し、前記車輪と前記補助車輪とで前記下部レールを上下方向に挟み、前記マストフレームの上部をガイドする上部レールが設けられておらず、前記制御装置は、前記走行台車が前記突出物の下方を通過するときは自転車が前記突出物に干渉しないよう、目的の保管棚の位置では前記移載装置が自転車を荷置きできるよう、前記走行台車の位置に応じて前記昇降体の上昇及び下降を制御する機械式駐輪設備である。ここで、駐輪スペースは、機械式駐輪設備が取り扱い対象とする自転車の最大寸法に対応するスペースである。

本発明の他の態様は、自転車が載せられる走行台車を水平方向に走行させる工程と、自転車室の天井付近の突出物に自転車が干渉しないように、前記突出物の位置で、上端が前記突出物の下端よりも低い一定高さのマストフレームに沿って昇降体を下降させる工程と、その後、移載装置が自転車室の天井付近の突出物の下端よりも上のスペースに駐輪スペースの少なくとも一部がある最上段の保管棚に自転車を荷置きできるように、目的の保管棚の位置で前記昇降体を上昇させる工程と、を備え、前記昇降体が前記マストフレームに沿って上下することによって、前記移載装置が前記最上段の保管棚にも、前記突出物の下端よりも下に駐輪スペースがある最下段の保管棚にも、自転車を荷置きし、又は荷取り可能であり、前記走行台車は、サーボモータによって回転駆動される車輪と補助車輪を有し、前記車輪と前記補助車輪とで前記下部レールを上下方向に挟み、前記マストフレームの上部をガイドする上部レールが設けられていない機械式駐輪方法である。ここで、駐輪スペースは、上述のとおりである。

本発明によれば、自転車室の天井付近の突出物の下端より上のスペースを駐輪スペースとして有効利用し、保管台数を多くすることができる。マストフレームを伸縮させる必要もなく、上下二段の移載装置を設ける必要もないので、機械式駐輪設備の機構をシンプルにすることができる。

本発明の第一の実施形態の機械式駐輪設備の平面図 図１のII-II線断面図 図１のIII-III線断面図 図３のIV部拡大図 本実施形態の機械式駐輪設備の制御系統のブロック図 従来例と本実施形態とを比較する機械式駐輪設備の断面図である（図６（ａ）は従来例を示し、図６（ｂ）は本実施形態を示す） 本発明の第二の実施形態の機械式駐輪設備の断面図 本発明の第二の実施形態の機械式駐輪設備の断面図

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の機械式駐輪設備を詳細に説明する。ただし、本発明の機械式駐輪設備は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は本発明の第一の実施形態の機械式駐輪設備の平面図を示す。添付の図面及び以下の明細書を通して、同一の構成には同一の符号を附す。本実施形態では、多数の自転車が収容される自転車室１と自転車の入出庫口２とが、建築物の同一のフロアに配置される。ただし、自転車室１と入出庫口２のレイアウトはこの実施形態に限られることはなく、入出庫口２を地上の１階に配置し、自転車室１を地下又は地上の２階以上に配置する等、さまざまなレイアウトを選択することができる。入出庫口２と自転車室１との階が異なる場合、これらの間には自転車を昇降させるエレベータが設けられる。

入出庫口２は、利用者が入庫時に自転車をセットするところであり、かつ出庫時に自転車が出されるところである。入出庫口２には、利用者が自転車をセットし易いように、自転車を案内するための溝、自転車の後輪を挟んで自立させるためのローラ又は板ばねが設けられる。

自転車室１は、例えば平面視で一方向に細長い長方形に形成される。自転車室１は、例えばコンクリート製の建築物からなり、柱・梁構造である。自転車室１には、走行台車３が走行する左右一対の下部レール４ａ，４ｂが自転車室１の長さ方向に配置される。なお、以下においては、説明の便宜上、走行台車３が走行する方向から見たときの方向、すなわち図１ないし図３に示す左右方向、前後方向、上下方向を用いて機械式駐輪設備の構成を説明する。

図１に示すように、下部レール４ａ，４ｂの左右には、下部レール４ａ，４ｂに沿って前後方向に多数列、上下方向に複数段の保管棚５ａ，５ｂが配列される。図３に示すように、保管棚５ａ，５ｂは、鋼材からなる柱・梁に支持される。保管棚５ａ，５ｂは、自転車の車輪が嵌まる断面Ｖ字形の細長部材６と、保管棚５ａ，５ｂで自転車を自立させるために自転車の後輪を挟む板ばね等の後輪支持部７と、を備える。上下方向に二段の保管棚５ａ，５ｂのうち、上段の保管棚５ａは、自転車室１の梁８の下端（図３中梁８の下端を破線で示す）よりも上のスペースに少なくとも駐輪スペースの一部を持つ。ここで、駐輪スペースは、機械式駐輪設備が取り扱い対象とする自転車の最大寸法に対応するスペースである。すなわち、走行台車３の走行方向から見たとき、荷置きされた自転車の一部が梁８の下端よりも上に位置する。また、下段の保管棚５ｂは、梁８の下端よりも下に駐輪スペースを持つ。なお、保管棚５ａ，５ｂの段数は二段に限られることはなく、三段以上にすることもできる。三段以上であっても、最上段の保管棚が梁の下端よりも上のスペースに少なくとも駐輪スペースの一部を持ち、最下段の保管棚が梁の下端よりも下に駐輪スペースを持てばよい。

図１に示すように、走行台車３には、入出庫口２に自転車を出し入れする移載装置９が設けられる。この移載装置９は、保管棚５ａ，５ｂにも自転車を荷置きし、かつ荷取りする。図２に示すように、走行台車３は、下部レール４ａ，４ｂ上を転がる車輪１２を有する車体１１と、車体１１に固定されるマストフレーム１３と、マストフレーム１３に沿って上下する昇降体１４と、昇降体１４に搭載される移載装置９と、移載装置９を水平面内で旋回させる旋回装置１５と、を備える。

マストフレーム１３は垂直方向に細長い。梁８との干渉を避けるために、マストフレーム１３の上端は梁８の下端ＬＬよりも低い。マストフレーム１３は、昇降体１４が昇降するためのガイドとなり、マストフレーム１３には、リニアガイドのレールが取り付けられる。リニアガイドのブロック１８は、レール１７に長さ方向にスライド可能に組み付けられると共に、昇降体１４に固定される。リニアガイドのレール１７はマストフレーム１３の左右に二つ設けられる（図３参照）。ブロック１８は各レールに上下方向に二つ設けられており、昇降体１４は上下の二か所でマストフレーム１３に係合する。

図２に示すように、昇降体１４は、昇降装置２１によって駆動される。昇降装置２１は、例えばカウンターウェイト方式のエレベータであり、滑車の一方の側にロープを介して昇降体１４を吊るし、滑車の他方の側にロープを介しておもりを吊るしたものである。図示しない巻上げサーボモータでロープを巻き上げることによって、昇降体１４を昇降させる。

昇降体１４は、側面視でＬ字形の鋼材からなり、旋回装置１５が取り付けられる自転車支持部１４ｂと、マストフレーム１３に係合する案内部１４ａと、を備える。案内部１４ａは、自転車支持部１４ｂの上側に配置される。案内部１４ａには、上記ブロック１８が取り付けられる。

昇降体１４には、旋回装置１５を介して移載装置９が搭載される。移載装置９は、自転車が載せられる断面Ｖ字形の細長部材２２と、自転車の前輪を挟む一対のホルダ２３と、ホルダ２３を開閉するクランプ機構２４と、自転車を細長部材２２に沿ってスライドさせる駆動機構２５と、を備える。駆動機構２５は、例えば無端状のベルトを備え、サーボモータによってベルトを周回させ、ベルトに取り付けられるクランプ機構２４を移動させる。

旋回装置１５は、垂直軸の回りに移載装置９を旋回させる。旋回装置１５は、例えば、昇降体１４に固定される垂直軸と、移載装置９を垂直軸の回りを旋回可能にする軸受と、移載装置９を垂直軸の回りを回転駆動させるサーボモータと、を備える。サーボモータの回転は、例えば歯車機構を介して移載装置９に伝達される。

図３に示すように、走行台車３は、その四隅に下部レール４ａ，４ｂ上を走行する四つの車輪１２を持つ。車輪１２はサーボモータによって回転駆動される。図４の拡大図に示すように、走行台車３の車体１１の少なくとも一部は、下部レール４ａ，４ｂの上端よりも下側に潜り込む。マストフレーム１３の下端の位置を下げ、昇降体１４が低い位置まで下降できるようにするためである。また、走行台車３には、下部レール４ａ，４ｂを上下方向に挟むように車輪１２に対向する補助車輪２６が設けられる。補助車輪２６も走行台車３の四隅に設けられる。

図５は、本実施形態の駐輪設備の制御系統のブロック図を示す。上記のように、昇降装置２１には昇降装置２１のサーボモータ３１が設けられ、移載装置９には移載装置９のサーボモータ３２が設けられ、走行台車３には走行台車３のサーボモータ３３が設けられる。これらのサーボモータ３１，３２，３３は、昇降装置制御装置３４、移載装置制御装置３５、及び走行台車制御装置３６によって制御される。昇降装置制御装置３４、移載装置制御装置３５、及び走行台車制御装置３６は、走行台車３の車体１１に搭載される制御箱３０（図２参照）に配置される。

機械式駐輪設備を制御する駐輪設備制御装置３７は、昇降装置制御装置３４、移載装置制御装置３５、及び走行台車制御装置３６に位置指令、速度指令を送る。昇降装置制御装置３４、移載装置制御装置３５、及び走行台車制御装置３６は、サーボモータ３１，３２，３３のエンコーダ３８，３９，４０が検出する位置、速度が駐輪設備制御装置３７の位置指令、速度指令に一致するようにサーボモータ３１，３２，３３を制御する。なお、走行台車３の位置は、エンコーダ４０及び／又は下部レール４ａ，４ｂに沿って配置されたリニアスケール４１によって検出することもできる。

機械式駐輪設備の全体の動作の概略は以下のとおりである。図１に示すように、利用者が入出庫口２に自転車をセットし、駐輪開始のためのボタンを押すと（又はカードを挿入すると）、自転車室１の扉が開き、扉の中から移載装置９が出てきて自転車の前輪を掴み、自転車を走行台車３上に引き込む。その後、旋回装置１５は自転車の向きを９０度変える（図２参照）。次に、走行台車３は、自転車を目的の保管棚５ａ，５ｂに向かって水平方向に搬送する。

自転車室１の梁８の位置は、予め駐輪設備制御装置３７に記憶されている。駐輪設備制御装置３７は、走行台車３が梁８の下方を通過するとき、自転車が梁８に干渉しないように、梁８の位置で昇降体１４を下降させ、その後、目的の保管棚５ａ，５ｂの位置で目的の保管棚５ａ，５ｂの高さに昇降体１４を上昇させる。

昇降体１４が目的の保管棚５ａ，５ｂまで上昇したら、移載装置９が目的の保管棚５ａ，５ｂに一直線になるように旋回装置１５が移載装置９を９０度回転させる。そして、図３に示すように、移載装置９が目的の保管棚５ａ，５ｂに自転車を荷置きする。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。

図６（ａ）に示す従来の機械式駐輪設備では、マストフレーム１３の上部をガイドするための上部レール４３が梁８下端の全長に渡り配置されており、自転車を上部レール４３よりも上に上昇させることができない。このため、梁８下端よりも上に自転車を保管することができないスペースＳ１が生ずる。これに対し、図６（ｂ）に示すように、本実施形態では、マストフレーム１３の上部をガイドする上部レールは設けられておらず、自転車を梁８下端よりも上のスペースまで上昇させる。このため、図３に示すように、梁８下端より上のスペースを駐輪スペースとして有効利用し、保管台数を多くすることができる。

本実施形態の機械式駐輪設備によれば、さらに以下の効果を奏する。駐輪設備制御装置３７が、梁８の位置で自転車が梁８に干渉しないように昇降体１４を下降させるので、梁８と自転車との干渉を確実に防止できる。

下部レール４ａ，４ｂが左右一対設けられ、走行台車３が各下部レール４ａ，４ｂを上下方向に挟む車輪１２及び補助車輪２６を備えるので、マストフレーム１３の上部をガイドする上部レールがなくてもマストフレーム１３の倒れを防止できる。

マストフレーム１３を支持する走行台車３の車体１１の少なくとも一部が、下部レール４ａ，４ｂの上端よりも下に潜り込むので、昇降体１４をより下に下降させることができ、下段の保管棚５ｂにも自転車を荷置き、荷取りできる。

昇降体１４に移載装置９を水平面内で旋回させる旋回装置１５を搭載するので、下部レール４ａ，４ｂの左右の保管棚５ａ，５ｂに自転車を荷置き、荷取りできる。

図７及び図８は、本発明の第二の実施形態の機械式駐輪設備を示す。図７は図２と同一方向から見た第二の実施形態の機械式駐輪設備の断面図を示し、図８は図３と同一方向から見た第二の実施形態の機械式駐輪設備の断面図である。

第一の実施形態では、上下に二段の保管棚５ａ，５ｂが設けられるのに対し、第二の実施形態では、図７に示すように、上下に四段の保管棚５１ａ〜５１ｄが設けられる。また、第一の実施形態では、マストフレーム１３の上部をガイドする上部レールが設けられないのに対し、第二の実施形態では、この上部レールが昇降体１４、移載装置及び自転車に干渉しない位置に設けられる。走行台車３、昇降体１４、移載装置、下部レール４ａ，４ｂの構成は、第一の実施形態と同一なので、同一の符号を付してその説明を省略する。

第二の実施形態では、四段の保管棚５１ａ〜５１ｄのうち、最上段の保管棚５１ａには、梁８の下端よりも上に駐輪スペースがあり、二段目以降の保管棚５１ｂ〜５１ｄには、梁８の下端よりも下に駐輪スペースがある。

保管棚５１ａ〜５１ｄの段数を四段にした分だけ、マストフレーム１３の長さが長くなる。マストフレーム１３の倒れを防止するために、上部レール５２ａ，５２ｂが設けられる。ただし、上記のように、上部レール５２ａ，５２ｂは、昇降体１４、移載装置及び自転車に干渉しない位置に配置される。例えば、図８に示すように、上部レール５２ａ，５２ｂは左右に二つ設けられていて、最上段の保管棚５１ａと二段目の保管棚５１ｂとの間に配置される。マストフレーム１３の上部から左右に腕５３ａ，５３ｂが張り出していて、腕５３ａ，５３ｂが左右の上部レール５２ａ，５２ｂにガイドされる。

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるの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さまざまな実施形態に変更可能である。

例えば、上記実施形態では、突出物が梁の例を説明しているが、突出物は天井付近の配管でもよい。天井が高さの異なる高い天井と低い天井で構成される場合、低い天井を突出物とすることもできる。

１…自転車室
３…走行台車
４ａ，４ｂ…下部レール
５…保管棚
５ａ…保管棚（最上段の保管棚）
５ｂ…保管棚（最下段の保管棚）
８…梁（突出物）
９…移載装置
１１…車体
１２…車輪
１３…マストフレーム
１４…昇降体
２６…補助車輪
３７…駐輪設備制御装置（制御装置）
３８〜４０…エンコーダ（検出装置）
４１…リニアスケール（検出装置）
５１ａ…保管棚（最上段の保管棚）
５１ｂ，５１ｃ…保管棚
５１ｄ…保管棚（最下段の保管棚）
５２ａ，５２ｂ…上部レール

Claims (4)

1. 自転車室の天井付近の突出物の下端よりも上のスペースに駐輪スペースの少なくとも一部がある最上段の保管棚、及び前記突出物の下端よりも下に駐輪スペースがある最下段の保管棚を含む上下二段以上の保管棚と、
   自転車を前記保管棚へ荷置きし、前記保管棚から荷取りするための移載装置が搭載される昇降体と、
   前記昇降体が上下するためのガイドとなり、上端が前記突出物の下端よりも低い一定高さのマストフレームと、
   前記マストフレームを支持し、前記突出物の下方を下部レールに沿って水平方向に走行する走行台車と、
   前記走行台車の水平方向の位置を検出する検出装置と、
   前記昇降体の上下方向の位置を検出する検出装置と、
   制御装置と、を備え、
   前記昇降体が前記マストフレームに沿って上下することによって、前記移載装置が前記最上段の保管棚にも前記最下段の保管棚にも自転車を荷置きし、又は荷取り可能であり、
   前記走行台車は、サーボモータによって回転駆動される車輪と補助車輪を有し、
   前記車輪と前記補助車輪とで前記下部レールを上下方向に挟み、
   前記マストフレームの上部をガイドする上部レールが設けられておらず、
   前記制御装置は、前記走行台車が前記突出物の下方を通過するときは自転車が前記突出物に干渉しないよう、目的の保管棚の位置では前記移載装置が自転車を荷置きできるよう、前記走行台車の位置に応じて前記昇降体の上昇及び下降を制御する機械式駐輪設備。
2. 前記マストフレームを支持する前記走行台車の車体の少なくとも一部が前記下部レールの上端よりも下に潜り込むことを特徴とする請求項１に記載の機械式駐輪設備。
3. 前記昇降体には、前記移載装置を水平面内で旋回させる旋回装置が搭載されることを特徴とする請求項１又は２に記載の機械式駐輪設備。
4. 自転車が載せられる走行台車を水平方向に走行させる工程と、
   自転車室の天井付近の突出物に自転車が干渉しないように、前記突出物の位置で、上端が前記突出物の下端よりも低い一定高さのマストフレームに沿って昇降体を下降させる工程と、
   その後、移載装置が自転車室の天井付近の突出物の下端よりも上のスペースに駐輪スペースの少なくとも一部がある最上段の保管棚に自転車を荷置きできるように、目的の保管棚の位置で前記昇降体を上昇させる工程と、を備え、
   前記昇降体が前記マストフレームに沿って上下することによって、前記移載装置が前記最上段の保管棚にも、前記突出物の下端よりも下に駐輪スペースがある最下段の保管棚にも、自転車を荷置きし、又は荷取り可能であり、
   前記走行台車は、サーボモータによって回転駆動される車輪と補助車輪を有し、
   前記車輪と前記補助車輪とで前記下部レールを上下方向に挟み、
   前記マストフレームの上部をガイドする上部レールが設けられていない機械式駐輪方法。

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