JP4938899B2 - 通行遮断竿の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等の通行を遮断する通行遮断機に関し、特に、垂直方向に通行遮断竿を回動させて開閉を行うようにした通行遮断機における通行遮断竿の駆動装置に関する。

地面に対し垂直方向（上下方向）に通行遮断竿を９０°ほど回動させて開閉を行う通行遮断機（交通ゲート）は、駐車場の出入口や、最近では有料道路料金所のＥＴＣレーンに設置されることが多くなっている。このような通行遮断機は、特許文献１に示されるように、地上に立設した箱形のケース内に、通行遮断竿を回動させる駆動装置を収納した構造を有する。

特開２００５−１１３５２６号公報

従来技術の駆動装置は、特許文献１にあるように、モータの出力軸から減速機、リンク機構を介して、通行遮断竿の駆動軸へとトルクを伝達する仕組みをもつ。これは、通行遮断竿の回動及び停止に必要な駆動力を得るために要している構成であるが、通行遮断竿が最端部に駆動軸を接続した片持ち構造であることから、特に回動から停止するときの負荷が大きく、これに耐えることが必要なために小型化を図るのが難しい。したがって、通行遮断機の従来品と言えば、特許文献１のように、駆動装置を収納するために地面から小学生の背丈ほどの寸胴ケースを立てた大型のものしかない。

本発明はこれに鑑みて発案されたもので、通行遮断竿の駆動装置について、より小型化を図ることの可能な構造を提案するものである。

本発明による通行遮断竿の駆動装置は、
中間部にウォームを有すると共に軸方向へ摺動可能に保持されたウォーム軸と、
該ウォーム軸の両端部に配設されて当該ウォーム軸の摺動に抵抗する弾発力を発生する緩衝手段と、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールに従い回転する駆動軸と、前記ウォーム軸を回転させるモータと、を含んで構成され、
前記駆動軸に通行遮断竿を接続して回動させるようになっていると共に、
前記ウォーム軸、前記緩衝手段、前記ウォームホイール、前記駆動軸及び前記モータを組み付けたハウジングに固定した水平回転用支持軸を、ポール上端部に設けた軸受部材にて軸支することで、前記ハウジングを水平方向へ回転可能にして前記ポール上に取り付けてあり、
そして、前記軸受部材の内部に組み込んだゼンマイ機構の一端部を前記軸受部材に且つ該ゼンマイ機構の他端部を前記水平回転用支持軸にそれぞれ連結し、前記ハウジングを正常向きへ復帰させるテンションを前記水平回転用支持軸にかけてあることを特徴とする。

本発明の駆動装置によれば、コンパクトに設計できるウォームギアを採用し、且つ、モータの制動により通行遮断竿を開又は閉の停止位置に停止させる際には、回動から停止する通行遮断竿の慣性を、ウォーム軸の摺動及びこれに抗する緩衝手段の弾発力で吸収する構造が採用されているので、小型であっても、通行遮断竿が回転から停止するときの負荷に耐え得る構造となっている。したがって、従来に比べて小型軽量化を図ることができるようになり、設置位置の自由度などが向上する。

また、ウォーム軸、緩衝手段、ウォームホイール、駆動軸及びモータを組み付けたハウジングを水平方向へ回転可能にしてポール上に取り付けてあるので、閉の停止位置にある通行遮断竿に車両が接触した場合に、通行遮断竿がハウジングごと回転して破損を防げるようになっている。さらに、車両等が通行遮断竿にぶつかって回転した後には、ゼンマイ機構によるテンションで、ハウジングが正常向きへ自動復帰できるようになっている。

本発明に係る駆動装置の実施形態を示した断面図。 図１中のＡ−Ａ線断面で見た駆動装置の断面図。 付勢手段を説明する駆動装置の駆動軸側側面図。 ポール上に駆動装置を回転可能に取り付ける回転機構を説明する断面図。 図４の回転機構を上から見て示す断面図。 本発明に係る駆動装置を内蔵した通行遮断機の背面側斜視図。 図６の通行遮断機の正面側斜視図。 内部配線を省略して示す、図７中のＢ−Ｂ線断面で見た通行遮断竿の断面図。

通行遮断竿及びその駆動装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の駆動装置１は、鉄製のハウジング２に、ウォーム軸３、緩衝手段４、ウォームホイール５、駆動軸６、そしてモータ７を組み付けて構成されている。

ウォーム軸３は、中間部３ａとこれより小径の両端部３ｂ，３ｃとを有し、その両端部３ｂ，３ｃをボールベアリングの軸受３ｄ，３ｅに保持することで、軸方向（矢印Ｘ方向）へ摺動可能にしてハウジング２内に収められている。一方の端部３ｂは、軸受３ｄを貫通して反対側へ突出すると共に先端にプーリー３ｆが設けられており、当該プーリー３ｆが、モータ７の出力軸７ａに巻回したタイミングベルト７ｂにより駆動されることで、ウォーム軸３が回転する。また、本実施形態の場合、この端部３ｂの先端面に六角穴３ｂ’が凹設されており、当該六角穴３ｂ’に嵌る六角レンチをもったハンドルにて、緊急時などには、手動でウォーム軸３を回すこともできるようにしてある。

螺旋状のウォーム３ｇはウォーム軸３の中間部３ａに形成されており、また、当該中間部３ａと両端部３ｂ，３ｃとの境界部分に段部３ｈ，３ｉが形成されている。この段部３ｈ，３ｉと軸受３ｄ，３ｅとの間に、緩衝手段として、各４枚の皿バネを組み合わせてなる組合皿バネ４が挟み込まれている。

組合皿バネ４は、端部３ｂ，３ｃに緩挿され且つ段部３ｈ，３ｉと軸受３ｄ，３ｅとに当接して規制されているので、ウォーム軸３が軸方向へ摺動するとこれに抵抗する弾発力を発生する。このような緩衝手段としては、ゴム製ワッシャやコイルバネなどを使用することも可能であるが、弾発力が比較的強く且つ弾発力を調整し易いということで、組合皿バネ４とするのが適している。

このウォーム軸３のウォーム３ｇに噛み合うウォームホイール５は、ほぼ９０°の通行遮断竿１０の回動角度に必要な範囲でできるだけ小型に形成してあり、１２０°程度の円弧に形成してある。そして、当該ウォームホイール５の回転軸５ａが延長されてハウジング２から突出し、通行遮断竿１０を接続する駆動軸６が形成されている。断面四角形の駆動軸６には、通行遮断竿１０の基端部１１を保持した取付具１２が嵌合される。

ウォーム軸３を回転させるモータ７は、本実施形態の場合、高出力を得やすいＤＣモータで、ハウジング２内に内蔵した駆動回路７ｃにより回転及び制動制御される。また、ハウジング２内にバッテリー７ｄを内蔵し、半導体回路制御により緊急時にはバッテリー７ｄで駆動するようになっている。モータ７にはＡＣモータを使用することも可能で、この場合には、ＤＣモータに必要な駆動回路等を省き、低価格品とすることができる。

以上の構成をもつ駆動装置１では、閉の停止位置（横臥状態）にある通行遮断竿１０を、モータ７に通電して回動させ、開の停止位置（直立状態）で停止させる際、あるいはこの逆に開から閉にする際、モータ７により制動をかけて停止させる。モータ７の制動でウォーム３ｇが急停止すると、回動から停止する通行遮断竿１０の慣性を駆動軸６を介してウォームホイール５が受けるので、当該慣性力によりウォーム軸３を摺動させようとする力が働く。この慣性に対し、ウォーム軸３の両端部３ｂ，３ｃに設けられた組合皿バネ４が弾発力を発生し吸収するので、通行遮断竿１０が回転から停止するときの負荷に耐え得る構造となっている。したがって、コンパクト設計の可能なウォームギアの採用とあわせて、従来に比べ小型軽量化を図ることができるようになり、遮断機設置位置の自由度などが向上する。

また、当該構成のウォームギア構造を採用していることにより、通行遮断竿１０を持って手で回動させることは実質上できない構造となっている。従来品の場合、たとえば駐車場出入口の遮断機では、通行遮断竿を手で上げて不正を行うことができないように、閉の停止位置にある通行遮断竿の先端側をキャッチしてロックする機構（いわゆるキャッチャー）を備えている場合が多い。これは、従来品では通行遮断竿を持って手で上げることができてしまうためであるが、本実施形態の駆動装置１ではこれが不要となる。

本実施形態における駆動軸６には、その軸方向と直交する方向へ突出する突片６ａが設けられて共に回転するようにしてある（図３）。一方、ハウジング２の外側面には、通行遮断竿１０が開及び閉の停止位置となったときに突片６ａによって押圧されるようにして、付勢手段６ｂ，６ｃが設けられている。付勢手段６ｂ，６ｃは、ハウジング２に固定した筒内にコイルスプリング６ｄ，６ｅを収納しプランジャ６ｆ，６ｇで蓋をしてなり、突片６ａによりプランジャ６ｆ，６ｇが押し込まれることにより、コイルスプリング６ｄ，６ｅが圧縮されて付勢力を発生する。当該付勢手段６ｂ，６ｃを設けてあることにより、通行遮断竿１０が停止位置にあるときに駆動軸６が回動方向へ付勢され、特に、閉の停止位置から通行遮断竿１０が回動し始めるときの負荷軽減に役立っている。また、通行遮断竿１０が回動から停止するときの緩衝補助の役割も担わせることができる。

これら、ウォーム軸３、緩衝手段４、ウォームホイール５、駆動軸６及びモータ７を組み付けたハウジング２は、水平方向へ回転可能にしてポールＰ上に取り付けてある（図４及び図５）。すなわち、ハウジング２には水平回転用支持軸２ａが固定されており、該水平回転用支持軸２ａが、ポールＰ上端部に設けた軸受部材Ｐ１に軸支されている。軸受部材Ｐ１は、大径ベアリングＰ２及び小径ベアリングＰ３を上下に配置してこれに相応する段形状をもった水平回転用支持軸２ａを軸支し、また、その大径ベアリングＰ２と小径ベアリングＰ３との間に、回転停止ピンＰ４，Ｐ５を二箇所で突出させてある。これら回転停止ピンＰ４，Ｐ５に対し、水平回転用支持軸２ａに設けた回転停止片２ｂが当接することで、ほぼ９０°の範囲内でハウジング２が回転するようにしてある。これにより、閉の停止位置にある通行遮断竿１０に車両が接触すると、通行遮断竿１０がハウジング２ごと回転して破損を防げるようになっている。回転停止片２ｂの側面には一箇所、位置決めノッチ２ｃが形成され、ハウジング２の正常向きが位置決めできるようにもしてある。

さらに、軸受部材Ｐ１の下端部内には、ゼンマイ機構Ｐ６が組み込まれており、その最外端部を軸受部材Ｐ１に且つ最内端部を水平回転用支持軸２ａに連結してある。これにより、水平回転用支持軸２ａには常に、回転停止片２ｂが回転停止ピンＰ４に当接する方向（つまり正常向き）へのテンションがかけられており、車両等が通行遮断竿１０にぶつかって回転した後にハウジング２が正常向きへ自動復帰できるようになっている。

また、本実施形態の場合、ハウジング２を囲繞するケースＣがさらに設けられており、駆動装置１が直接、日光に晒されたり、排気ガス（特にＮｏｘ）に晒されたりすることのないように覆ってある。ケースＣは外周面に塗装を施したステンレス製で、直射日光を防ぐことでハウジング２の温度上昇を抑制し、排気ガスを防ぐことでハウジング２の錆を抑制する。

図６〜図８に示すように、本実施形態における通行遮断竿１０は、断面が長円状（陸上トラック状）のグラスファイバー入樹脂製の筒状本体１３と、該筒状本体１３を包み込む所定厚のゴム製被覆体１４と、を含んで構成されている。グラスファイバー入樹脂製で且つ断面を長円状とした筒状本体１３は、中空であることも相まって軽量であり且つ所定厚のゴム製被覆体１４で包んで強さを向上させてあり、その基端部１１を直接、取付具１２を介して駆動軸６に接続することができる。すなわち、鉄パイプ等を間に介装させて駆動装置へ取り付けていた従来技術の遮断竿に比べて軸荷重を軽くすることができ、駆動軸６にかかる負荷を軽減し、駆動装置１の小型化に貢献する。

また、所定の厚み（あまり厚いと重くなるので好ましくは２ｍｍ程度の厚さ）をもたせた天然又は合成ゴム製被覆体１４で、筒状本体１３を包み込む構造としてあるので、車両が衝突して筒状本体１３が破損するようなことがあったとしても、ゴム製被覆体１４により飛散が防止される。これにより、飛散した破損片による二次災害が防止され、また、交換作業等を楽にすることができる。

このような通行遮断竿１０の上下側周囲には、ＬＥＤを内蔵した発光チューブ１５を張り巡らしてあり、通電により当該発光チューブ１５が光ることにより、視認性を向上させている。また、筒状本体１３の車両進入側の側面には、高輝度のフラッシュライト１６，１７が二箇所設置してあり、さらに視認性を高めている。このフラッシュライト１６，１７の配線は、筒状本体１３の内部を通してあり、極力断線等しないように工夫されている。

１ 駆動装置
２ ハウジング
２ａ 水平回転用支持軸
２ｂ 回転停止片
２ｃ 位置決めノッチ
３ ウォーム軸
３ａ 中間部
３ｂ，ｃ 端部（小径部）
３ｄ，ｅ 軸受
３ｆ プーリー
３ｇ ウォーム
３ｈ，３ｉ 段部
４ 緩衝手段（組合皿バネ）
５ ウォームホイール
５ａ 回転軸
６ 駆動軸
６ａ 突片
６ｂ，ｃ 付勢手段
６ｅ，ｄ コイルスプリング
６ｆ，ｇ プランジャ
７ モータ
７ａ 出力軸
７ｂ タイミングベルト
１０ 通行遮断竿
１１ 基端部
１２ 取付具
１３ 筒状本体
１４ ゴム製被覆体
１５ 発光チューブ
１６，１７ フラッシュライト
Ｐ ポール
Ｐ１ 軸受部材
Ｐ２ 大径ベアリング
Ｐ３ 小径ベアリング
Ｐ４，５ 回転停止ピン

Claims (3)

1. 中間部にウォームを有すると共に軸方向へ摺動可能に保持されたウォーム軸と、
   該ウォーム軸の両端部に配設されて当該ウォーム軸の摺動に抵抗する弾発力を発生する緩衝手段と、
   前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
   該ウォームホイールに従い回転する駆動軸と、
   前記ウォーム軸を回転させるモータと、
   を含んで構成され、
   前記駆動軸に通行遮断竿を接続して回動させるようになっていると共に、
   前記ウォーム軸、前記緩衝手段、前記ウォームホイール、前記駆動軸及び前記モータを組み付けたハウジングに固定した水平回転用支持軸を、ポール上端部に設けた軸受部材にて軸支することで、前記ハウジングを水平方向へ回転可能にして前記ポール上に取り付けてあり、
   そして、前記軸受部材の内部に組み込んだゼンマイ機構の一端部を前記軸受部材に且つ該ゼンマイ機構の他端部を前記水平回転用支持軸にそれぞれ連結し、前記ハウジングを正常向きへ復帰させるテンションを前記水平回転用支持軸にかけてある、駆動装置。
2. 前記軸受部材は、大径ベアリング及び小径ベアリングを上下に配置すると共に、前記大径ベアリングと前記小径ベアリングとの間に回転停止ピンを二箇所で突出させてあり、
   前記水平回転用支持軸は、前記大径ベアリング及び前記小径ベアリングに相応する段形状とされて前記軸受部材に軸支されると共に、前記回転停止ピンに当接する回転停止片が軸周囲に設けられ、該回転停止片が前記二箇所の回転停止ピンと当接する範囲内で前記ハウジングが回転する、請求項１記載の駆動装置。
3. 前記駆動軸に、軸方向と直交する方向へ突出する突片が設けられると共に、
   前記通行遮断竿の停止位置で前記突片によって押圧されることにより、前記通行遮断竿が停止位置にあるときに前記駆動軸を回動方向へ付勢する付勢手段をさらに含む、請求項１又は請求項２記載の駆動装置。

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