(57)【要約】  【課題】  違法な強行脱出を防止または減少させること。  【解決手段】  この車輪ロック装置は、車輪１０１をロックするロックアーム５３，５４と、ロックアーム５３，５４を支点となる支軸５１，５２を中心に揺動させる駆動源と、を有し、ロックアーム５３，５４が一方方向へ回動することでロックアーム５３，５４が閉まり車輪１０１のロック状態となり、他方方向へ回動することでロックアーム５３，５４が開き車輪１０１の開放状態となる。そして、ロックされた車輪１０１をロック状態から脱出させようとし、車輪１０１を差し入れ方向と逆方向に動かしたとき、その脱出力によってロックアーム５３，５４が一方方向（図ではＭ１、Ｍ２方向）、すなわち閉じる方向へ回動する構成としている。【選択図】  図１０
2006131034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪をロックするロックアームと、
上記ロックアームを支点を中心に揺動させる駆動源と、を有し、
上記ロックアームが一方方向へ回動することで上記ロックアームが閉まり車輪のロック状態となり、他方方向へ回動することで上記ロックアームが開き車輪の開放状態となる車輪ロック装置において、
ロックされた車輪をロック状態から脱出させようとし、車輪を差し入れ方向と逆方向に動かしたとき、その脱出力によって上記ロックアームが上記一方方向へ回動する構成としたことを特徴とする車輪ロック装置。
【請求項２】
通電により出力軸を回転するモータと、
上記出力軸とともに回転するカムと、
前記ロックアームに形成されて上記カムが挿入される孔と、
上記脱出力の作用点に働く力が前記ロックアームの前記一方方向への回動となるような位置に設けられる前記支点用の支軸と、
を有することを特徴とする請求項１記載の車輪ロック装置。
【請求項３】
前記ロックアームを交叉するように２つ設け、前記２つのロックアームは互いに相手の内部を通って前記支点に達するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の車輪ロック装置。
【請求項４】
前記ロックアームを交叉するように２つ設け、前記脱出力が前記ロックアームに働いたとき、前記ロックアームの前記支点とは反対側となる先端部が互いに近づく構成としたことを特徴とする請求項１、２または３記載の車輪ロック装置。
【請求項５】
前記ロックアームに設けられた前記孔が重なるようにＸ字状に交叉させて設け、その２つの前記孔内に前記カムが挿入されていることを特徴とする請求項４記載の車輪ロック装置。
【請求項６】
前記脱出力が前記ロックアームに働いたとき、前記カムと前記ロックアームの当接部分が離れた状態へと移行することを特徴とする請求項５記載の車輪ロック装置。
【請求項７】
前記脱出力が前記ロックアームに働いたとき、前記ロックアームが前記駆動源の駆動力を伝える伝動部材から切り離される構成としたことを特徴とする請求項１、２または３記載の車輪ロック装置。
【請求項８】
車輪が載置される車輪レールと、
ロックアームをモータで駆動することで、上記車輪レールに載置されている車輪をロックする請求項１、２または３記載の車輪ロック装置と、
上記モータへの通電を制御する通電制御手段と、
を有することを特徴とする駐輪システム。
【請求項９】
車輪をロックする駐輪用のロックアームの駆動方法であって、
モータの出力軸の回転によってカムを回転させ、
上記カムの回転に伴う変位によって上記カムが挿入される孔を有する上記ロックアームを支点を中心に揺動させ、車輪のロック状態と車輪の開放状態とを生成し、ロックされた車輪をロック状態から脱出させようとし、車輪を差し入れ方向と逆方向に動かしたとき、その脱出力によって上記ロックアームが上記一方方向へ回動することを特徴とする駐輪用のロックアームの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車、車椅子、原動機付き自転車、二輪自動車などの車両の車輪をロックする車輪ロック装置、駐輪システムおよび駐輪用のロックアームの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、二輪車用有料駐車装置としての車輪ロック装置が開示されている。この車輪ロック装置は、一対の施錠アームの一端側先端に設けられた車輪ロック片が突出した状態で、施錠アームロック手段のラチェットアームとラチェット片とが噛合することで、車輪をロックしている。また、ソレノイドを動作させることでラチェット片とラチェットアームとの噛合関係を解き、車輪のロックを開錠する。
【０００３】
また、特許文献２には、特許文献１と同様、ソレノイドにより作動するロック機構を備えた駐輪機用施錠装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−００１９６６号公報（発明の詳細な説明、図面）
【特許文献２】特開２００４−１００３３９号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載される従来の車輪ロック装置では、モータの駆動力で一対の施錠アームを駆動し、車輪を施錠することができる。しかしながら、この車輪ロック装置では、駐車した車が強行脱出、すなわち、ただ逃げをしようとすると、車輪拘束部材である施錠アームが開く向きにその力が働く。
【０００６】
さらに、特許文献２記載の従来の車輪ロック装置では、ソレノイドの駆動力で作動プレートをロックしたり解除することで、車輪を施錠したり解除したりしている。しかし、この車輪ロック装置の場合も、駐車した車がただ逃げをしようとすると、車輪拘束部材であるロックレバーが開く方向にその脱出力が働く。
【０００７】
脱出時に車輪拘束部材が開く向きにその脱出力が働くと、ただ逃げをしようとする者は、脱出が可能と判断し、さらに力を加えて逃げようとする。このため、きわめて強い力に耐え得るような機構とせざるを得ず、機構が大型化しがちとなる。また、開く方向に力が加わると、脱出しようとする際は常に車輪拘束部材が開くこととなり、部品のガタやたわみが加わると、その隙間が車輪幅に近くなり、ただ逃げされる危険性が高まる。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、違法な強行脱出を防止または減少させ得る車輪ロック装置、駐輪システムおよび駐輪用のロックアームの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の車輪ロック装置は、車輪をロックするロックアームと、ロックアームを支点を中心に回動させる駆動源と、を有し、ロックアームが一方方向へ回動することでロックアームが閉まり車輪のロック状態となり、他方方向へ回動することでロックアームが開き車輪の開放状態となる車輪ロック装置において、ロックされた車輪をロック状態から脱出させようとし、車輪を差し入れ方向と逆方向に動かしたとき、その脱出力によってロックアームが一方方向へ回動する構成としている。
【００１０】
この構成によれば、違法脱出しようとして、車輪を引き抜こうとすると、ロックアームが閉じる方向に動くので、ただ逃げをしようとする者や盗もうとする者は、その行為の継続をあきらめがちとなり、違法な強行脱出は防止され、または減少する。また、ロックアームが閉じる方向に動くので、部品のガタやたわみが生じても、脱出するのに十分な開きは得られず、この面でも、違法な強行脱出は防止され、または減少する。よって想定を超えるような強行脱出が行われなくなり、機構の大型化を回避できることとなり、装置の小型化が可能となると共に、コスト面で有利となる。
【００１１】
また、他の発明の車輪ロック装置は、上述の発明に加えて、通電により出力軸を回転するモータと、出力軸とともに回転するカムと、ロックアームに形成されてカムが挿入される孔と、脱出力の作用点に働く力がロックアームの一方方向への回動となるような位置に設けられる支点用の支軸と、を有している。この構成によれば、カムを回転させることでロックアームを揺動させることができる。したがって、通電によって出力軸を一方向に回転することができる単純なモータを使用してロックアームを開閉することができる。
【００１２】
他の発明に係る車輪ロック装置は、上述した発明の構成に加えて、ロックアームを交叉するように２つ設け、２つのロックアームは互いに相手の内部を通って支点に達するように形成されている。このように構成すると、２つのロックアームを厚さ方向で前後にずらして配置する構成と比較して、強行脱出しようとする車輪の力が片側のロックアームに集中せず、すなわち、この構成では、車輪の力が両側のロックアームに加わり、壊れにくくなる。また、互いに相手方の内部空間に入る、一種の互い違いの入れ子状態となるので、２つのロックアームを厚さ方向で前後にずらして配置する構成と比較して、装置の前後長が短くなり、小型化が可能となる。
【００１３】
他の発明に係る車輪ロック装置は、上述した発明の構成に加えて、ロックアームを交叉するように２つ設け、脱出力がロックアームに働いたとき、ロックアームの支点とは反対側となる先端部が互いに近づく構成としている。この構成を採用すれば、単純な構成で、違法な強行脱出を防止または減少させることができる。また、ロックアームに設けられた孔が重なるようにＸ字状に交叉させて設け、その２つの孔内にカムが挿入されるものとするのが好ましい。この構成を採用すると、１つのカムによって２つのロックアームを駆動することができ、構成が単純化される。
【００１４】
さらに、脱出力がロックアームに働いたとき、カムとロックアームの当接部分が離れた状態へと移行するように構成するのが好ましい。この構成を採用すると、カムで駆動されていたロックアームが、強行脱出時にはカムから離れるため、強行脱出の力がカム側に加わらないものとなる。
【００１５】
また、他の発明の車輪ロック装置は、上述の発明に加え、脱出力がロックアームに働いたとき、ロックアームが駆動源の駆動力を伝える伝動部材から切り離される構成としている。この構成によれば、伝動部材がロックアームから切り離されるので、ロックアームに加わる強行脱出時の力が駆動源側に伝わることがない。そのため、駆動源と、駆動源の力をロックアームに伝える伝動部材の双方が、強行脱出の際、壊れたり、その一部が欠けたりすることが無くなる。
【００１６】
本発明に係る駐輪システムは、車輪が載置される車輪レールと、ロックアームをモータで駆動することで、車輪レールに載置されている車輪をロックする上述した本発明に係る車輪ロック装置と、モータへの通電を制御する通電制御手段と、を有するものである。
【００１７】
この構成を採用すれば、単純なモータを使用してロックアームを開閉し、これにより車輪レールに乗っている車輪をロックすることができると共に違法な強行脱出を防止または減少させることができる。
【００１８】
本発明に係る駐輪用のロックアームの駆動方法は、車輪をロックするロックアームの駆動方法であって、モータの出力軸の回転によってカムを回転させ、カムの回転に伴う変位によってカムが挿入される孔を有するロックアームを支点を中心に揺動させ、車輪のロック状態と車輪の開放状態とを生成し、ロックされた車輪をロック状態から脱出させようとし、車輪を差し入れ方向と逆方向に動かしたとき、その脱出力によってロックアームが一方方向へ回動するするものである。
【００１９】
この方法を採用すれば、通電によって出力軸を一方向に回転することができる単純なモータを使用して、駆動ロックアームを開閉することができると共に強行脱出を防止または減少させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、違法な強行脱出を防止または減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る車輪ロック装置、駐輪システムおよび駐輪用のロックアームの駆動方法を、図面に基づいて説明する。なお、車輪ロック装置は、駐輪システムの一部として説明する。駐輪用のロックアームの駆動方法は、車輪ロック装置の動作の一部として説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る駐輪システムを示す斜視図である。
【００２３】
この実施の形態に係る駐輪システムは、主に、低ラックユニット１と、高ラックユニット２と、低ラックユニット１および高ラックユニット２の総数と同数の車輪ロック装置３と、集金ユニット４と、を有する。なお、この実施の形態では、低ラックユニット１と高ラックユニット２とを１つずつ有する駐輪システムを例として説明するが、低ラックユニット１および高ラックユニット２は、それぞれ２つ以上あっても良い。また、この実施の形態は、低ラックユニット１と高ラックユニット２とを１つずつ有するので、車両ロック装置３は２つ存在することになる。
【００２４】
低ラックユニット１は、低ラック用の車輪レール２１と、ガイド部材２２と、ローラ２３とを有する。
【００２５】
低ラック用の車輪レール２１は、底部２１ａと、２つの側部２１ｂ，２１ｂとを有する。底部２１ａの幅は、自転車の車輪１０１の幅よりも広く形成され、底部２１ａの長さは、自転車の長さと略同じ長さの長尺形状に形成されている。なお、底部２１ａの長さは、自転車の前輪あるいは後輪が載置される程度の長尺形状に形成されていても良い。２つの側部２１ｂ，２１ｂは、底部２１ａの長尺な端部に沿って、かつ底部２１ａに対してほぼ垂直に立てられる形状にてそれぞれ設けられている。これにより、低ラック用の車輪レール２１は、断面略コの字形状に形成されている。このような低ラック用の車輪レール２１は、長尺の鋼板をその短尺方向の両端部を同じ側に折り曲げることで形成することができる。
【００２６】
この低ラック用の車輪レール２１は、その長尺方向の一端側が後架台５に固定される。また、低ラック用の車輪レール２１の長尺方向の他端側は、車輪ロック装置３を挟んで前架台６に固定される。これにより、低ラック用の車輪レール２１は、その長尺方向の一端側よりも他端側の方が持ち上がった傾斜した姿勢に固定される。以下、この低ラック用の車輪レール２１の持ち上がっている他端側を、低ラック用の車輪レール２１の先端と記載し、この一端側を後端と記載する。
【００２７】
低ラックユニット１のガイド部材２２は、低ラック用の車輪レール２１の形状に沿うように、かつ車輪レール２１よりも上方に突出して設けられるものである。この低ラックユニット１のガイド部材２２は、低ラック用の車輪レール２１からこのガイド部材２２の上縁までの高さが、自転車の車輪の半径と同じかあるいは車輪の半径よりも若干低くなるように形成されている。
【００２８】
低ラックユニット１のローラ２３は、低ラック用の車輪レール２１の２つの側部２１ｂ，２１ｂの間に、後述するペダル７１を介してその回転軸が取り付けられ、その回転軸を回転中心として底部２１ａの長尺方向に回転可能に配設される。このローラ２３は、低ラック用の車輪レール２１の長手方向の中央部あるいは中央部よりも若干車輪レール２１の先端寄りの位置に配設される。また、ローラ２３は、底部２１ａより上方に突出した形状で取り付けられる。このローラ２３より先端側の底部２１ａは、地面に対して水平となるように形成され、車輪レール２１の最後端からローラ２３の直前まではその底部２１ａは徐々に高さが高くなる傾斜面として形成されている。
【００２９】
このような低ラックユニット１には、低くなっている低ラック用の車輪レール２１の後端側から自転車が押し込まれる。そして、自転車の前輪がローラ２３を越えると、自転車から手を離しても自転車が後端側に戻ってしまうことはなく、しかも、自転車がガイド部材２２に寄りかかって立った状態にて支えられる。これにより、自転車を、低ラックユニット１に立った状態で駐車させることができる。
【００３０】
高ラックユニット２は、高ラック用の車輪レール３１と、ガイド部材３２と、ローラ３３とを有する。
【００３１】
高ラック用の車輪レール３１は、底部３１ａと、２つの側部３１ｂ，３１ｂとを有する。また、高ラック用の車輪レール３１は、低ラック用の車輪レール２１をさらに長くし、その長手方向中央部においてさらに急角度に折り曲げた形状を有する。
【００３２】
この高ラック用の車輪レール３１は、その長尺方向の一端側が低い支柱７を挟んで、または直接、後架台５に固定される。また、高ラック用の車輪レール３１の長尺方向の他端側は、車輪ロック装置３および高い支柱８を挟んで前架台６に固定される。これにより、高ラック用の車輪レール３１は、その長尺方向の一端側よりも他端側の方が持ち上がった大きく傾斜した姿勢に固定される。以下、この高ラック用の車輪レール３１の持ち上がっている他端側を、高ラック用の車輪レール３１の先端と記載し、この一端側を後端と記載する。
【００３３】
高ラックユニット２のガイド部材３２は、低ラックユニット１のガイド部材２２と同様な形状とされ、高ラック用の車輪レール３１の形状に沿うように、かつ車輪レール３１よりも上方に突出して設けられるものである。この高ラックユニット２のガイド部材３２は、高ラック用の車輪レール３１からこのガイド部材３２の上縁までの高さが、自転車の車輪の半径と同じかあるいは車輪の半径よりも若干低くなるように形成されている。
【００３４】
高ラックユニット２のローラ３３は、ローラ２３と同様な構成を有し、高ラック用の車輪レール３１の２つの側部３１ｂ，３１ｂの間に、後述するペダル７１を介して回転可能に、かつローラ２３と同様な位置関係となるように配設される。このように、ローラ２３，３３が後述するペダル７１に取り付けられているのは、不正駐車を防ぐためである。すなわち、ローラ２３，３３が側部２１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，３１ｂに直接取り付けられていると、自転車がガイド部材２２とローラ２３によって、またはガイド部材３２とローラ３３によって支持され、しかもペダル７１が下がらない状態が生じ易くなり、不正駐車が行われ易くなる。しかし、ローラ２３，３３がペダル７１に付いていると、ローラ２３，３３が押されると、ペダル７１も確実に押され、駐車を検出できることとなる。また、ローラ３３は、高ラック用の車輪レール３１の屈曲部位よりも先端寄りで、かつ高ラック用の車輪レール３１の長手方向の中央部あるいは中央部よりも若干車両レール３１の先端寄りの位置に配設される。
【００３５】
このような高ラックユニット２には、低くなっている高ラック用の車輪レール３１の後端側から自転車が押し込まれる。そして、自転車の前輪が急角度となっている後端側の底部３１ａを徐々に上っていき、自転車の前輪がローラ３３を越えるまで自転車が押し込まれると、自転車の前輪は、底部３１ａが水平となる部分に位置すると共に、ローラ３３が戻し動作を阻止する。このため、自転車から手を離しても自転車が押し戻されてしまうことはなく、しかも、自転車がガイド部材３２に寄りかかって立った状態に支えられる。これにより、自転車を、高ラックユニット２に立った状態で駐車させることができる。
【００３６】
図２は、図１中の車輪ロック装置３の外側に現れる部材を示す分解斜視図で、図３は、図１中の車輪ロック装置３の枠部材の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１中の車輪ロック装置３の枠部材の内部に配置される部材を示す分解斜視図である。図５は、図１中の車輪ロック装置３の車輪レール２１，３１への取り付け状態を示す部分断面図である。図６は、図１の車輪ロック装置３の先端側から一部透視した状態で見た図で、ロックアーム５３，５４が開放状態となっている図で、図７は、図１の車輪ロック装置３の先端側から一部透視した状態で見た図で、ロックアーム５３，５４が閉じた状態となっている図である。
【００３７】
車輪ロック装置３は、図２に示されるように、車輪レール２１，３１の裏面に固定されるハウジング４１を有する。このハウジング４１は、上面が塞がれる一方、底なしの箱形状に形成されている。つまり、ハウジング４１は、略四角形形状の上面部４１ａと、この上面部４１ａの周縁に沿って設けられる４つの側面部４１ｂ〜４１ｅと、箱の底面となる部位に形成される開口部４１ｆと、後述するロックアーム５３，５４をカバーするカバー部４１ｇ，４１ｇとを有する形状に形成されている。このようなハウジング４１は、樹脂成型品（プラスチック）またはステンレス、その他の鋼板を折り曲げることで形成することができる。なお、車輪レール２１，３１の裏面には、ハウジング４１の上面部４１ａが固定される。
【００３８】
ハウジング４１の開口部４１ｆには、底板が嵌め合わされても良いが、この実施の形態では底板は設置されていない。底板の代わりに、先端側は、後述する枠構成部材４６で塞がれ、後端側は前架台６の勘合部分や支柱８が開口部４１ｆに入り塞がれる。すなわち、ハウジング４１内に配置される、後述する枠構成部材４８内に、前架台６の勘合部分や支柱８が入り、枠構成部材４８がハウジング４１ごと、前架台６の勘合部分や支柱８に固定される。ハウジング４１の開口部４１ｆに枠構成部材４６等を嵌めあわせることで、ハウジング４１の内部はかなり密閉される。そのため、ハウジング４１内部に、雨などの水が侵入し難い耐水構造とすることができる。なお、ハウジング４１の４つの側面部４１ｂ〜４１ｅに、底板を嵌め込み、それらの間にＯリングを挟み込み、これによりさらに水が侵入し難い構造としても良い。
【００３９】
以下において、ハウジング４１の上面部４１ａの周縁に沿って設けられる４つの側面部のうち、車輪レール２１，３１に取り付けた姿勢において車輪レール２１，３１の先端側となる面を正面部４１ｂと記載し、車輪レール２１，３１の後端側となる面を背面部４１ｃと記載し、車輪レール２１，３１の先端側から見て右側となる面を右側面部４１ｄと記載し、車輪レール２１，３１の先端側から見て左側となる面を左側面部４１ｅと記載する。
【００４０】
ハウジング４１の上面部４１ａには、後述するペダル７１の先端が入り込む貫通孔４３が形成され、カバー部４１ｇにはロックアーム５３，５４が出入り自在となる穴４４，４４が形成されている。なお、この穴４４は、車輪レール２１の側部２１ｂ，２１ｂや車輪レール３１の側部３１ｂ，３１ｂで全体の２／３程度が塞がれ、上部のみが露出するものとなっている。
【００４１】
ハウジング４１の内部には、後述するロックアーム５３や偏心カム６１等を保持する枠部材４５（図３参照）が固定される。この枠部材４５は、３つの枠構成部材４６，４７，４８から構成されている。枠構成部材４６は、底面部４６ａと、底面部４６ａの先端から垂直方向上方に伸びる垂直部４６ｂと、垂直部４６ｂの上端から底面部４６ａと平行となるように先端側に伸びる上面平面部４６ｃと、底面部４６ａの端部から垂直方向上方に立ち上がる３つの側面部４６ｄとから形成されている。
【００４２】
底面部４６ａには、枠構成部材４７を取り付けるため２つのねじ孔４６ｅ，４６ｅと、水抜き穴４６ｆ，４６ｆが設けられている。垂直部４６ｂには、支軸５１が取り付けられる貫通孔４６ｇと、支軸５２が取り付けられる貫通孔４６ｈと、後述する偏心カム６１の先端側の支持部６１ａが挿入される貫通孔４６ｉと、後述するペダル７１の上下動を検知するための検出板７２と一体駆動する検出軸７３が貫通する孔４６ｊと、その検出軸７３を元の位置であるペダル７１が押されていない状態に常時付勢する巻バネ７４を取り付けるための軸が挿入される孔４６ｋとが設けられている。上面平面部４６ｃには、ペダル７１の先端が通過できるように、大きく切り欠かれた切り欠き部４６ｍが中央に設けられ、その切り欠き部４６ｍの両側部にはねじによってハウジング４１の上面部４１ａに取り付けるための孔４６ｎがそれぞれ１つずつ設けられている。中央の側面部４６ｄには、この枠構成部材４６を枠構成部材４８に取り付けるため２つのねじ孔４６ｐ，４６ｐが設けられている。
【００４３】
枠構成部材４７は、底面部４７ａと、この底面部４７ａの先端から垂直方向上方に伸びる垂直部４７ｂと、この垂直部４７ｂの上端から底面部４７ａと平行となるように後端側に伸びると共に後端が２つに分岐する上面平面部４７ｃと、この上面平面部４７ｃの後端から立ち下がる２つの立ち下がり部４７ｄとを有している。
【００４４】
底面部４７ａには、枠構成部材４６のねじ孔４６ｅ，４６ｅと同位置に２つの貫通孔４７ｅ，４７ｅが設けられている。先のねじ孔４６ｅとこの貫通孔４７ｅにねじ（図示省略）が挿通され枠構成部材４６，４７が一体化される。
【００４５】
垂直部４７ｂには計８つの孔が設けられている。略中央には偏心カム６１の後端側の支持部が貫通する貫通孔４７ｇが設けられ、この貫通孔４７ｇを挟んで対称的に各３つの孔が八の字状に並べて設けられている。一方の３つは、支軸５１が貫通する貫通孔４７ｈと、その上下に配置される２つの孔４７ｉ，４７ｊである。他方の３つは支軸５２が貫通する貫通孔４７ｍと、その上下に配置される２つの孔４７ｎ，４７ｐである。垂直部４７ｂの上方には、検出軸７３が挿通される孔４７ｑが設けられている。
【００４６】
上面平面部４７ｃには、大きく切り欠かれた切り欠き部４７ｓが設けられ、２つの枝部４７ｔ，４７ｔが形成されている。２つの立ち下がり部４７ｄにはそれぞれ、この枠構成部材４７をねじによって枠構成部材４８に固定するための貫通孔４７ｕ，４７ｕが設けられている。
【００４７】
枠構成部材４８内には偏心カム６１の駆動源が配置される。この枠構成部材４８は、平面に対し垂直に立ち上がる垂直部４８ａと、この垂直部４８の両端から垂直に突出し、同様に平面に対し垂直となる２つの側面部４８ｂ，４８ｂと、この２つの側面部４８ｂ，４８ｂの上端から水平に互いに近づくように突出する２つの上面平面部４８ｃ，４８ｃを有する。
【００４８】
垂直部４８ａには、後述する偏心カム６１と係合する減速ユニット６３の出力軸６３ｂを支持する軸受部が嵌合する孔４８ｅと、後述する駆動源となるモータ６２を支持するためのねじが挿入される３つの孔４８ｆ（３つのうち、１つの孔４８ｆは、孔４８ｅとつながている）と、枠構成部材４７および枠構成部材４６とねじ係合するための４つの孔４８ｇと、センサ基板６７の端子が枠構成部材４８の後端側から見て露出するようにし、端子接続を容易にするための２つの長方形状の長形孔４８ｈが設けられている。側面部４８ｂにはそれぞれハウジング４１を取り付けるためのねじ（図示省略）が挿入する孔４８ｊが１つづつ設けられ、上面平面部４８ｃにもねじ（図示省略）によってハウジング４１を取り付けるための孔４８ｋが１つずつ設けられている。
【００４９】
支軸５１は、図４に示すように、工具としての雄ねじが差し込まれる雌ねじ部５１ａと、支軸５１が差し込まれたとき枠構成部材４６の垂直部４６ｂに突き当たる円環状の突き当たり部５１ｂと、後述するロックアーム５３，５４を揺動可能に支持する円柱状の支持部５１ｃと、支軸５１の後端側に円周状に設けられた溝からなる溝部５１ｄと、後端側の端部に設けられた円錐状の円錐部５１ｅとを有している。支軸５２も、支軸５１と同様の形状をしており、雄ねじ部５２ａと、突き当たり部５２ｂと、支持部５２ｃと、溝部５２ｄと、円錐部５２ｅとを有している。
【００５０】
支軸５１，５２は、挿通された状態では、枠構成部材４７と枠構成部材４８の間の空間に突出した溝部５１ｄ，５２ｄに、Ｕ形の係止バネ５１ｇ、５２ｇが入り込むことで抜けが防止される。係止バネ５１ｇ、５２ｇは、孔４７ｉ，４７ｎに挿入されるねじで固定されるワッシャ(図示省略)で開放端側の軸方向の抜け防止がされ、他端側の孔４７ｊ，４７ｐに挿入されるねじで固定されるワッシャ(図示省略)で根元側の軸方向の抜けが防止されている。なお、垂直部４７ｂの平面と平行な方向への抜けは、底面部４７ａと両側の側面部４６ｄとで防止される。
【００５１】
支軸５１，５２は、共に雄ねじを有する工具がねじ部５１ａ，５２ａに差し込まれ両者を係合させた後、工具を強く先端側に引くと、係止バネ５１ｇ，５２ｇが一瞬ふくらみ係止が外れることで取り出される。また、逆に差し入れたいときは、工具を使用しない場合でも差し込みが可能となる。すなわち、支軸５１を、貫通孔４６ｇ、後述するロックアーム５４の支点孔５４ｃ，５４ｃ，貫通孔４７ｈに挿通することで、円錐部５１ｅが係止バネ５１ｇで囲まれた中に入り込む。そこで強く支軸５１を押し込むと、係止バネ５１ｇは一瞬外側にふくらみ、その後、溝部５１ｄに入り込む。この結果、支軸５１は係止バネ５１ｇで係止され、抜けが防止される。支軸５２についても同様に、強く押し込むことで支軸５２の溝部５２ｄに係止バネ５２ｇが入り込み、抜けが防止される。
【００５２】
枠構成部材４６の垂直部４６ｂと枠構成部材４７の垂直部４７ｂとの間には、２つのロックアーム５３，５４が配設される。このロックアーム５３とロックアーム５４とは、対で配設され、利用されるものである。ロックアーム５３およびロックアーム５４は、略円環を半分にした形状（以下、半円環形状と記載する。）にそれぞれ形成されている。ロックアーム５３とロックアーム５４は、Ｘ字状に交叉する形で設置される（図６参照）。両ロックアーム５３，５４を向かい合わせて、その先端同士を接触させると、接触部分と偏心カム６１との距離を直径とする略円環が形成される。これらロックアーム５３，５４は、金属部材で形成されている。しかし、ポリカーボネート樹脂で形成してもよい。ポリカーボネート樹脂は、エンジニアリングプラスチックの一種であり、大きな力が加えられても破損し難い特性を有する。また、ポリカーボネート樹脂などのエンジニアリングプラスチックは、金属よりも材料の当たりが柔らかいため、自転車に当たっても自転車を傷つけ難い特徴がある。このため、ポリカーボネート樹脂以外の他のエンジニアリングプラスチックや、その他の硬い樹脂材料を、両ロックアーム５３，５４に採用しても良い。
【００５３】
ロックアーム５３，５４は、全く同一形状で、互いに交換して使用可能である。ロックアーム５３は、中央のロック板５３ａと、ロック板５３ａの両側に配置されロック板５３ａに固定される２つの側板５３ｂ、５３ｂとから構成されている。同様にロックアーム５４は、ロック板５４ａと側板５４ｂ，５４ｂとから構成されている。側板５３ｂ、５３ｂの一端側には、支点孔５３ｃがそれぞれ設けられ、この支点孔５３ｃ、５３ｃに支軸５２が挿入されている。同様に側板５４ｂ、５４ｂには支点孔５４ｃ、５４ｃが設けられ支軸５１が挿入されている。ロックアーム５３は、支点用の支軸５２を中心として回動し揺動することとなり、ロックアーム５４は支点用の支軸５１を中心として回動し揺動することとなる。なお、それぞれの回動支点は、支軸５１，５２の中心軸線となる。
【００５４】
側板５３ｂ，５３ｂの略中央には長孔５３ｄ，５３ｄが設けられ、側板５４ｂ，５４ｂの略中央にも長孔５４ｄ，５４ｄが設けられている。長孔５３ｄ，５３ｄのうち先端側の長孔５３ｄと、長孔５４ｄ，５４ｄのうち、先端側の長孔５４ｄに、後述する偏心カム６１が挿入される。
【００５５】
なお、このロックアーム５３，５４は車輪１０１を強行脱出させようとしたとき、その他端部の間隔Ｇがさらにせばまるような構成とされている。すなわち、このロックアーム５３，５４の回動支点となる支軸５１，５２と、作用点となるロックアームの上端部の位置と、駐車された車が強行脱出しようとしたときに加わる力の方向との関係を工夫している。この点の詳細は、駐輪システムの動作を説明する際に説明することとする。
【００５６】
偏心カム６１は、駆動源となるモータ６２と、減速ユニット６３とによって回転駆動されるもので、これらによって駆動ユニットが構成されている。駆動ユニットは、枠構成部材４８の垂直部４８ａに固定され、枠構成部材４８の内部空間に配置されている。この固定は、垂直部４８ａの３つの孔４８ｆに円筒形のゴム材からなる弾性部材をその孔４８ｆの内部およびその両端が突き出るように入れ、その円筒形の弾性部材の中央を貫通するようにねじを挿入することで行われる。このようにモータ６２と減速ユニット６３を、シャーシとなる垂直部４８ａに弾性部材を介して取り付けることにより、軸継手を使用せずに動力伝達が可能となる。このように、弾性部材を介しての固定であるため減速ユニット６３の出力軸６３ｂと偏心カム６１の後端側の支持部６１ｂとが位置ずれしたり、両者または一方が傾いたり等しても、それによって生ずる誤差等を吸収することが可能となる。
【００５７】
偏心カム６１は、図４および図５に示すように、先端側の支持部６１ａと、この支持部６１ａと一直線状に配置される後端側の支持部６１ｂと、両支持部６１ａ，６１ｂに対して、その中心が偏心する円柱状のカム部６１ｃと、減速ユニット６３の出力軸６３ｂが挿入される円柱状の係合凹部６１ｄとを有する。この係合部凹部６１ｄは、支持部６１ｂの端部側に形成されるもので、係合凹部６１ｄを囲む部分に、出力軸６３ｂと偏心カム６１とを一体化させるためのねじが挿入されるねじ孔が軸線方向に対し垂直に形成されている。
【００５８】
モータ６２は、円筒形状のモータハウジング６２ａと、モータハウジング６２ａに回転可能に支持される出力軸６２ｂと、出力軸６２ｂに固定される図示外のロータと、このロータとモータハウジング６２ａとの間に配設される図示外のステータと、を有する。そして、通電によってロータもしくはステータまたは両者に磁界が発生すると、ステータの磁界とロータの磁界との磁気的な吸引力あるいは反発力によってロータおよび出力軸６２ｂが回転する。通電がなくなると、ロータおよび出力軸６２ｂの回転は停止する。
【００５９】
減速ユニット６３は、ユニットケース６３ａ内の図示外のギア群と、減速出力軸６３ｂとを有する。ギア群は、複数のギアで構成されるものであり、少なくともモータ６２の出力軸６２ｂとともに回転するギアと、減速出力軸６３ｂとともに回転するギアとを有する。そして、この減速ユニット６３による減速率は、１／１０００〜１／５０程度であればよい。たとえば減速率が１／１００である場合、モータ６２の出力軸６２ｂが１００回転することで、減速出力軸６３ｂは１回転する。なお、ギア群に替えて、複数のプーリで構成されるプーリ群などで所望の減速率を得るようにすることもできる。ただし、プーリを使用する場合には、プーリとそのプーリに掛け渡すベルトとの間の必然的にすべりが発生してしまうので、ギア群を使用する方が好ましい。
【００６０】
減速出力軸６３ｂが回転すると、偏心カム６１は、その支持部６１ａ，６１ｂを中心として回転する。また、この回転に伴って、偏心カム６１のカム部６１ｃの外周部であって、回転中心から最も離れた部分は、ロックアーム５３，５４の長孔５３ｄ，５４ｄ内を支持部６１ａ，６１ｂの中心軸に対して垂直な面内で回転移動する。偏心カム６１の上下動する移動範囲は、支持部６１ａ，６１ｂの中心軸線と、回転中心から最も離れた外周部分との間の距離をｘとし、支持部６１ａ，６１ｂの中心軸線と、回転中心から最も近い外周部分との間の距離をｙとした場合、ｘ−ｙが相当することとなる。ｘ−ｙが大きければ大きいほど、上下動する移動範囲は広くなる。
【００６１】
偏心カム６１の後端側の支持部６１ｂの部分には、検出板６４がねじ固定されている。検出板６４は、その先端がモータ６２側に向かって折れ曲がり、その先端部分が後述するセンサ６５，６６によって検出されるようになっている。
【００６２】
そして、駆動ユニットは、この偏心カム６１の回転中心と減速出力軸６３ｂの中心軸とが一直線状となるように、枠部材４５に固定されている。これにより、偏心カム６１がその支持部６１ａ，６１ｂを中心として回転すると、偏心カム６１のカム部６１ｃの回転に伴う移動にしたがって、ロックアーム５３，５４は、支軸５１，５２を中心として所定の角度範囲内で揺動する。
【００６３】
なお、ロックアーム５３，５４の揺動の角度範囲は、偏心カム６１のカム部６１ｃの大きさなどに応じて決まる。すなわち、カム部６１ｃにおける偏心度合である距離ｘと距離ｙの差を大きくすればするほど、ロックアーム５３，５４の揺動の角度範囲を広げることができる。この実施の形態では、図６に示す状態、すなわち、偏心カム６１のカム部６１ｃの外周部が最も低い位置となったときにおいて、両ロックアーム５３，５４が開放、すなわち、両ロックアーム５３，５４が開いている状態となる。このとき、ロックアーム５３，５４の他端部（＝上端）の間隔Ｇは、最も広くなり、間隔Ｇ１となる。
【００６４】
図７に示すように、図６に示す状態から偏心カム６１が略１８０度回転した位置が、両ロックアーム５３，５４が最も近接し、すなわち、両ロックアーム５３，５４が閉じている状態となる。このとき、ロックアーム５３，５４の他端部（＝上端）の間隔Ｇは、最も狭くなり、間隔Ｇ２となる。
【００６５】
これにより、駆動ユニットのモータ６２を通電により回転させることで、ロックアーム５３およびロックアーム５４を開いたり閉じたりすることができる。なお、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とは、最も閉じたときに、厳密には接触していなくてもよい。最も閉じたときのロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端との間隔が、自転車の車輪の幅よりも狭くなっていればよい。
【００６６】
また、枠構成部材４７の内部空間には、閉位置検出センサ６５と、開位置検出センサ６６と、がセンサ基板６７とともに配設されている。センサ基板６７は、枠構成部材４８に固定される。閉位置検出センサ６５および開位置検出センサ６６は、検出板６４の位置を光学的に検出する光センサとされている。光センサは、発光素子と受光素子を有し、発光素子からの光の受光素子における受光状態の変化を検出するセンサである。また、光センサには、発光素子と受光素子との相対位置に応じて反射型と透過型の２種類が存在しており、いずれを採用しても良い。
【００６７】
たとえば、閉位置検出センサ６５として透過型の光センサを用いる場合、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とが接触または近接している状態、すなわち、偏心カム６１のカム部６１ｃの外周部が最も高い位置となったときでの偏心カム６１と一体回転する検出板６４が閉位置検出センサ６５の発光素子と受光素子との間に位置するように閉位置検出センサ６５を配置する。なお、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とが離れている状態になったときは、検出板６４が閉位置検出センサ６５の発光素子と受光素子との間に位置しないように設置する必要がある。閉位置検出センサ６５は、受光素子が受光しなくなると検出信号を出力する。
【００６８】
また、開位置検出センサ６６として透過型の光センサを用いる場合、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とが最も離れた状態、すなわち、偏心カム６１のカム部６１ｃの外周部が最も低い位置となったときにおいて検出板６４が開位置検出センサ６６の発光素子と受光素子との間に位置するように開位置検出センサ６６を配置する。なお、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とが最も離れていない状態となったときは、検出板６４が発光素子と受光素子との間に位置しないような位置に、開位置検出センサ６６を設置する必要がある。開位置検出センサ６６は、受光素子が受光しなくなると検出信号を出力する。
【００６９】
また、車輪ロック装置３は、ペダル７１を有する。ペダル７１は、図２および図５に示すように、略長方形形状のペダル本体７１ａと、ペダル本体７１ａの長尺方向の一端に配設されるペダルリンク板７１ｂと、を有する。ペダル本体７１ａは、その長尺方向の他端において、車輪レール２１の２つの側面２１ｂ，２１ｂや、車輪レール３１の２つの側面３１ｂ，３１ｂの間に配設される固定軸７１ｃを中心として回転可能に設置されている。これにより、ペダル７１は、その一端を中心として回転することができる。ペダルリンク板７１ｂには、後端側に突出するリンク部７１ｄが設けられている。このリンク部７１ｄが検出軸７３の一端部７３ａ側に係合し、ペダル７１の上下動に合わせ検出軸７３を回動させることとなる。
【００７０】
ペダルリンク板７１ｂは、ペダル本体７１ａを車輪レール２１，３１上に配設させた状態で、車輪レール２１，３１に形成された貫通孔７５（図５参照）を貫通して、車輪レール２１，３１の裏側へ突出する。そして、ペダルリンク板７１ｂの２１，３１の裏側へ突出している先端部には、上述したようにリンク部７１ｄが形成されている。検出軸７３の一端部７３ａには、付勢部材としての巻バネ７４が配置されている。したがって、たとえば、ペダル本体７１ａの一端が持ち上がっている状態から車輪１０１の荷重などによってペダル本体７１ａが押し下げられると、検出軸７３の一端部７３ａ側も押し下げられる。検出軸７３は、この押し下げる力によって回転し、この回転とともに検出板７２も回転することになる。
【００７１】
検出板７２は、略長方形形状に形成された検出板本体７２ａと、検出板本体７２ａの先端側であって、モータ６２側に向かって曲げられたセンサ板部７２ｂと、を有する。検出板本体７２ａは、その長尺方向一端部において検出軸７３に固定されている。検出軸７３は、一本の軸部材から構成されていて、リンク部７１ｄと係合する一端部７３ａと、巻バネ７４が巻かれると共に枠部材４５に支持される支持部７３ｂとを有する。一端部７３ａは、車輪レール２１，３１の長さ方向に対して直交すると共に略水平方向に配置される。支持部７３ｂは、車輪レール２１，３１の長さ方向に平行配置される。
【００７２】
巻バネ７４は、コイル部７４ａと、コイル部７４ａの両端に形成される一対のフック部７４ｂとを有する。一対のフック部７４ｂの中の一方のフック部７４ｂは、検出軸７３の係合部７３ａに架けられている。一対のフック部７４ｂの中の他方のフック部７４ｂは、枠構成部材４６に設けられた穴４６ｒに架けられている。これにより、検出軸７３には、ペダル７１を持ち上げる向きの力が付勢される。また、この巻バネ７４による付勢力によって、ペダル７１の上に自転車が乗っていない状態では、車輪レール２１，３１に取り付けられたペダル本体７１ａの一端は、車輪レール２１，３１から浮き上がった状態（図５参照）に維持される。
【００７３】
検出板７２の位置を検出するため駐車検出センサとしての押下検出センサ７５が設けられている。ペダル本体７１ａの一端が車輪レール２１，３１に接している状態あるいは近接している状態におけるセンサ板部７２ｂの位置を検出するものである。この押下検出センサ７５としては、たとえば透過型の光センサなどを使用すればよい。そして、押下検出センサ７５は、透過型の光センサの受光素子が受光すると、検出信号を出力する。この押下検出センサ７５は、この実施の形態では、閉位置検出センサ６５および開位置検出センサ６６とともに、センサ基板６７上に配設されている。しかも、このセンサ基板６７は上述した枠構成部材４８に固定されるとともに、枠構成部材４７で囲まれる空間内に配設され、かつハウジング４１の上面部４１ａの面に対して垂直となる方向に配設されている。
【００７４】
図８は、図１中の集金ユニット４および駐輪システムの制御系を示すブロック図である。図９は、自転車の車輪１０１を車輪レール２１，３１に載せた状態を示す図である。図１０は、強行脱出されようとするときの車輪ロック装置の最初の状態を示す図で、先端側から一部を透視した状態で示す図で、図１１は、強行脱出されようとするときに力が加わった後の車輪ロック装置の状態を示す図で、先端側から一部を透視した状態で示す図である。
【００７５】
集金ユニット４は、時刻情報を出力するタイマ８１と、データを記憶する記録部８２と、入力キー８３と、表示部８４と、紙幣や貨幣が投入される料金回収部８５と、車両ロック装置３のモータ６２に通電するモータ駆動部８６と、マイクロコンピュータと、を有する。マイクロコンピュータは、図示外の駐輪制御プログラムを実行することで、駐車検出部９１と、通電制御手段としての施錠制御部９２と、料金計算部９３と、入金計量部９４と、通電制御手段としての開錠制御部９５と、を実現する。駐輪制御プログラムは、たとえば図示外のコンパクトディスクなどのコンピュータ読取可能な記録媒体や電気通信回線などの伝送媒体を媒体として、記録部８２に記憶することができる。
【００７６】
駐車検出部９１は、押下検出センサ７５から検出信号が入力されると、その検出信号の入力タイミングにおける時刻情報をタイマ８１から読み取り、その読み取った時刻情報を駐車開始時刻として記録部８２に記録させるものである。
【００７７】
施錠制御部９２は、駐車検出部９１に検出信号が入力した後に、モータ駆動部８６に通電を開始させる。また、施錠制御部９２は、閉位置検出センサ６５から検出信号が入力されると、モータ駆動部８６による通電を停止させる。
【００７８】
なお、駐車検出部９１に検出信号が入力してから施錠制御部９２がモータ駆動部８６に通電を開始させるまでの期間は、任意の時間に設定することができる。つまり、駐車検出部９１に検出信号が入力したら直ちに施錠制御部９２がモータ駆動部８６に通電を開始させるように設定しても良いし、駐車検出部９１に検出信号が入力してからたとえば２０分などの所定の時間が経過してから、施錠制御部９２がモータ駆動部８６に通電を開始させるように設定してもよい。
【００７９】
料金計算部９３は、入力キー８３において清算の対象となる低ラックユニット１あるいは高ラックユニット２がたとえばラックユニット毎に固有の識別番号によって指定されると、記録部８２からそのラックユニットの駐車開始時刻を読み取るとともに、タイマ８１から現在の時刻情報を読み取り、それらの時間差に基づいて料金を計算するものである。また、料金計算部９３は、計算した料金を表示部８４に表示させる。
【００８０】
入金計量部９４は、料金回収部８５に投入された料金を計算するものである。そして、入金計量部９４は、投入された料金が料金計算部９３によって計算された料金以上になったら、開錠制御部９５へ通知を行う。
【００８１】
開錠制御部９５は、入金計量部９４からの通知があったらモータ駆動部８６に通電を開始させる。また、開錠制御部９５は、開位置検出センサ６６からの検出信号が入力されると、モータ駆動部８６による通電を停止させる。
【００８２】
次に、この実施の形態に係る駐輪システムの全体の動作を説明する。
【００８３】
自転車に乗ってきた人は、たとえば低ラック用の車輪レール２１に自転車を載せる(図９（Ａ）参照)。具体的には、低ラック用の車輪レール２１の低くなっている後端側から先端側に向かって自転車を押すことで、低ラック用の車輪レール２１に自転車を載せることができる。この際、自転車の前輪は低ラック用の車輪レール２１の途中に、ペダル７１を介して設けられたローラ２３を乗り越えるため、自転車は、後ろに下がらないように保持される。また、低ラック用の車輪レール２１には、ガイド部材２２が設けられているので、自転車から手を離したとしても、自転車が倒れて低ラック用の車輪レール２１から落ちてしまうことはない。また、低ラックユニット１に駐車した自転車の前輪は、ペダル７１に載置される。
【００８４】
この前輪の載置、すなわち駐車した自転車の重さによって、ペダル７１は押し下げられる。ペダル７１が押し下げられると、リンク部７１ｄによって、検出軸７３の一端部７３ａ側が押し下げられる。一端部７３ａ側が押し下げられると検出軸７３は回転するようになっているので、ペダル７１が押し下げられることで、検出軸７３が回転する。検出軸７３と一体的に固定されている検出板７２は、検出軸７３とともに回転する。検出板７２のセンサ板部７２ｂが押下検出センサ７５の発光素子と受光素子との間から外れると、押下検出センサ７５は、検出信号を出力する。
【００８５】
この押下検出センサ７５からの検出信号が駐車検出部９１に入力されると、駐車検出部９１は、その検出信号の入力タイミングにおける時刻情報をタイマ８１から読み取り、その読み取った時刻情報を駐車開始時刻として記録部８２に記録させる。
【００８６】
また、施錠制御部９２は、駐車検出部９１に検出信号が入力された後に、モータ駆動部８６にモータ６２への通電を開始させる。モータ駆動部８６による通電によってモータ６２の出力軸６２ｂは回転を開始し、この出力軸６２ｂの回転を減速した回転によって偏心カム６１も回転を開始する。偏心カム６１の回転に伴う移動にしたがってロックアーム５３およびロックアーム５４は閉方向に回動していく。そして、閉位置検出センサ６５から検出信号が入力されると、施錠制御部９２は、モータ駆動部８６による通電を停止させる。
【００８７】
閉位置検出センサ６５からの検出信号が出力される状態では、ロックアーム５３の他端とロックアーム５４の他端とが接触または近接している。また、両ロックアーム５３，５４の他端が接触または近接することで円環が形成されるため、この円環とペダル７１に載っている車輪１０１のリムとがわずかな隙間をもって鎖のように連結された状態になる。つまり、図９（Ｂ）に示すように、ロックアーム５３とロックアーム５４とで車輪１０１を包み込んだ状態となる。その結果、低ラックユニット１から自転車を引き出そうとしても、その自転車の車輪１０１のリムがロックアーム５３およびロックアーム５４に引っかかるので、自転車を引き出すことはできない。つまり、自転車は低ラックユニット１に施錠された状態になる。
【００８８】
しかし、時には、違法な強行脱出を試みる者が存在する。強行脱出者は力を入れて自転車を引き出そうとする。従来の車輪ロック装置では、そのような場合、この力はロックアールの先端を開くように働くため、両ロックアームの先端の間隔がやや大きくなる。この結果、違法な強行脱出者はさらに力を入れることとなり、ロックアーム５３，５４やロックアーム５３，５４の駆動機構が壊され、強行脱出が成功する。また、部品のガタやたわみが生じていると、少し力を入れて自転車を引き出そうとするだけで、間隔Ｇは、車輪１０１がすり抜けるだけの開き幅となってしまう場合もある。
【００８９】
これに対し、本実施の形態の車輪ロック装置３は、図１０に示すように、強行脱出(ただ逃げ)を試みて車輪１０１が持ち上げられると、ロックアーム５３が矢示Ａ方向に押されて支軸５２の回りに図１０において時計方向のモーメントＭ１を受けることとなる。これは拘束を強める方向である。このモーメントＭ１は、車輪１０１によって生ずる矢示Ａ方向の力ＭＡによって生ずる。すなわち、力ＭＡは、ロックアーム５３の回動支点である支軸５２の中心と作用点を結ぶ線上の力ＭＡ１と、その直線に直交する力ＭＡ２に分解できる。この力ＭＡ２が時計方向のモーメントＭ１を生じる。このように、ロックアーム５３に対して、図１０で右方向に働く分力ＭＡ２が生じるように、ロックアーム５３の形状やロックアーム５３の支点を形成すれば、ロックアーム５３は閉まり方向に動作することとなる。
【００９０】
同様にロックアーム５４も、矢示Ｂ方向に押されて、支軸５１の回りに拘束を強める方向のモーメントＭ２を受けることになる。このモーメントＭ２も、車輪１０１によって生ずる矢示Ｂ方向の力ＭＢによって生ずる。すなわち、力ＭＢは、ロックアーム５４の回動支点である支軸５１の中心と作用点を結ぶ線上の力と、その直線に直交する力に分解できる。この直交方向の力が、図１０において、反時計方向のモーメントＭ２を生じる。このように、ロックアーム５４に対して、図１０で左方向に働く分力が生じるように、ロックアーム５４の形状やロックアーム５４の支点を形成すれば、ロックアーム５４は閉まり方向に動作することとなる。
【００９１】
この結果、強行脱出(ただ逃げ)を試みても、ロックアーム５３とロックアーム５４が閉まるので（図１１参照）、車輪１０１は脱出できない。このとき、間隔Ｇは、さらに狭くなり、間隔Ｇ３となる。なお、図１０と図１１では、偏心カム６１のカム部６１ｃと、支持部６１ａ，６１ｂが明確に分かるように、それらの部分に斜線を引いて示した。
【００９２】
なお、ロックアーム５３とロックアーム５４が閉まる方向に動かされると、それらの長孔５３ｄ，５４ｄを囲むカムフォロワ部分すなわち、偏心カム６１との当接部分は偏心カム６１から離れる。すなわち、ロックアーム５３，５４と偏心カム６１との間には空間ｇが形成される。この結果、モータ６２、偏心カム６１、偏心カム６１の支持部６１ａ，６１ｂ、枠構成部材４７の垂直部４７ｂ等に強行脱出の力がかからないので、それらが破損する危険性が大幅に減少する。
【００９３】
次に、自転車の出車動作について説明する。先の低ラックユニット１から自転車を出車させたい人は、入力キー８３を操作して、その低ラックユニット１を指定する。料金計算部９３は、この入力キー８３によって指定された低ラックユニット１の駐車開始時刻を記録部８２から読み取るとともに、タイマ８１から現在の時刻情報を読み取る。このときの現在時刻は、駐車終了時刻となる。そして、料金計算部９３は、それら駐車開始時刻と駐車終了時刻との時間差に基づいて駐車料金を計算し、計算した駐車料金を表示部８４に表示させる。
【００９４】
自転車を出車させたい人は、表示部８４に表示された駐車料金を料金回収部８５に投入する。入金計量部９４は、料金回収部８５に投入された料金が料金計算部９３によって計算された料金以上になったら、開錠制御部９５への通知を行う。なお、投入された料金が駐車料金を超えている場合には、入金計量部９４は、その差額を料金回収部８５に返金させればよい。
【００９５】
開錠制御部９５は、入金計量部９４からの通知があったら直ちにモータ駆動部８６に通電を開始させる。モータ駆動部８６による通電によってモータ６２の出力軸６２ｂは施錠時と同一方向に回転を開始し、この出力軸６２ｂの回転を減速した回転によって偏心カム６１も回転を開始する。偏心カム６１の回転に伴う移動にしたがってロックアーム５３およびロックアーム５４は開方向に回転していく。そして、開位置検出センサ６６からの検出信号が入力されると、開錠制御部９５は、モータ駆動部８６による通電を停止させる。
【００９６】
開位置検出センサ６６から検出信号が出力されている状態では、両ロックアーム５３，５４の他端は、最も離れた状態になっている。したがって、自転車を出車させたい人は、低ラックユニット１から自転車を引き出すことができる。
【００９７】
なお、自転車を高ラックユニット２に駐車する場合の駐輪システムの動作は、上述した低ラックユニット１に自転車を駐車する場合と同様であり、その説明を省略する。
【００９８】
以上のように、この実施の形態に係る駐輪システムでは、低ラックユニット１および高ラックユニット２に駐車された自転車を施錠し、かつ、駐車料金の支払いに応じてそれを開錠することができる。また、この実施の形態に係る駐輪システムは、低ラックユニット１および高ラックユニット２への自転車の駐車を管理することができる。
【００９９】
特に、この実施の形態に係る車輪ロック装置３は、車輪１０１をロックするロックアーム５３，５４と、通電により出力軸６２ｂを回転するモータ６２と、出力軸６２ｂとともに回転する偏心カム６１と、ロックアーム５３，５４に形成されて偏心カム６１が挿入される長孔５３ｄ，５４ｄと、を有するものである。そのため、この実施の形態に係る車輪ロック装置３は、モータ６２の出力軸６２ｂの回転によって偏心カム６１を回転させ、偏心カム６１の回転に伴う変位によって偏心カム６１が挿入されるロックアーム５３，５４を揺動させることができる。したがって、通電によって出力軸６２ｂを回転させることができる単純なモータ６２および単純な機構を使用して、両ロックアーム５３，５４を開閉することができる。
【０１００】
この実施の形態に係る車輪ロック装置３は、強行脱出しようとすると、ロックアーム５３，５４が閉じる方向に動くため、強行脱出を防止できる。また強行脱出が試みられたときには、偏心カム６１がロックアーム５３，５４から離れるため、ロックアーム５３，５４を駆動する機構の損傷を防止することができる。なお、モータ６２は、両方向回転可能なモータとしている。これは、ロックアーム５３，５４が空気バルブ等に当たり、最後まで揺動できない場合に備えるものである。すなわち、ロックアーム５３，５４を閉めるときに、空気バルブやスポークに取り付けた反射板などの異物にロックアーム５３，５４が当たったとき、ずれて載せた車輪１０１に当たったとき、および異形リムに当たった時などには、モータ６２は、行ける所まで回転し、その位置でロックする。その後、ロックアーム５３，５４を開く時には、モータ６２は逆回転する。この動作によって、異形リムなどに対応できることとなる。このように、所定時間、モータ６２に通電しても閉位置検出センサ６５が検知しない状態、すなわち、ロックアーム５３，５４が最後まで閉めきれない状態があっても、相手側を傷つけることなく、また駆動源側にも余分な負荷がかからないこととなると共に、確実なロックが得られることとなる。
【０１０１】
また、偏心カム６１が、円柱形状の外周部の上端においてロックアーム５３，５４と接し、ロックアーム５３，５４によって車輪１０１をロックしている状態においては、図７および図１０に示すように、ロックアーム５３，５４と偏心カム６１とが接する位置と、偏心カム６１の回転中心とが略一直線上に位置するものである。このため、ロックアーム５３，５４によって車輪１０１をロックしている状態において、このロックアーム５３やロックアーム５４を開こうとした場合、この開く力によって偏心カム６１に作用させる力は、ほぼそれらの接点から偏心カム６１の回転中心に向かった方向の力となる。したがって、ロックアーム５３やロックアーム５４を開こうとする力が偏心カム６１に作用する力は、偏心カム６１を回転させる方向の分力をほとんど生じない。しかも、ロックアーム５３，５４は互いに反対方向に動くため、偏心カム６１に働く回転力も互いに反対方向となる。その結果、ロックアーム５３，５４によって車輪１０１をロックしている状態において、このロックアーム５３，５４を開こうとしても、偏心カム６１が回転し難いため、ロックアーム５３，５４による車輪１０１のロック状態を維持することができる。
【０１０２】
しかも、この実施の形態に係る車輪ロック装置３は、出力軸６２ｂと偏心カム６１との間に、出力軸６２ｂの回転数よりも偏心カム６１の回転数が低くなるように減速する減速ユニット６３が設けられている。このため、偏心カム６１を回転させる力は、減速ユニット６３によって増速されてモータ６２の出力軸６２ｂに作用する。したがって、ロータとステータとの間に働くコギングトルクの抵抗力が極めて大きくなり、モータ６２に通電がなされていない状態であっても、両ロックアーム５３，５４を開く方向に力を加えたとしても両ロックアーム５３，５４はほとんど動かない。このため、偏心カム６１に伝わる力も小さくなり、偏心カム６１は回動しにくくなる。その結果、モータ６２として小型で低出力のものを利用しつつ、ロックアーム５３やロックアーム５４による車輪１０１のロック状態を維持することができる。
【０１０３】
この実施の形態に係る車輪ロック装置３では、ロックアーム５４とロックアーム５３とは逆回りに揺動する。これにより、ロックアーム５３だけを揺動させて開く場合に比べて、略二倍の開き角を確保することができる。逆にいえば、たとえば偏心カム６１を小径化してロックアーム５３，５４の揺動させる角度を略半分にしたとしても、ロックアーム５３，５４の一方だけを揺動させて開く場合と同じ開き角を確保することができる。これにより、車輪ロック装置３を小型軽量にすることができる。
【０１０４】
この実施の形態に係る車輪ロック装置３は、駐車する車輪１０１により押し下げられるペダル７１と、ペダル７１が押し下げられることで変位する検出板７２と、ペダル７１が押し下げられた状態での検出板７２を検出する押下検出センサ７５と、検出板７２が押下検出センサ７５の位置方向に力を付勢する巻バネ７４と、を有する。このため、ペダル７１が押し下げられたことを、つまり車両の車輪１０１がロック可能な正しい位置にあることを押下検出センサ７５で検出することができる。そして、この押下検出センサ７５の検出信号に基づいてモータ６２を制御し、車輪１０１をロックすることができる。また、巻バネ７４の他端を枠構成部材４６に設けた穴４６ｒに引っかけるという簡単な構成で検出軸７３を回転させ、検出板７２を回動させている。
【０１０５】
以上の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。たとえば、上述の実施の形態では、回転方向が両方向となるモータ６２、すなわち、偏心カム６１が行ける所まで回転し、その位置でロックし、その後、逆回転するモータ６２を使用したが、一方向回転となるモータを使用したり、減速出力軸６３ｂまたは偏心カム６１の外周の一部に突出部を設け、その突出部が枠部材４５などに配設されている突き当たり部に突き当たることで、その回転が停止させられ、以降逆方向に回転することとなる両方向回転モータとしてもよい。
【０１０６】
また、上述の実施の形態では、車輪ロック装置３は、ロックアーム５３，５４で車輪１０１を挟み込むことで車輪１０１をロックしているが、ロックアーム５３，５４の一方のみで車輪１０１を引っ掛けることで車輪１０１をロックするようにしてもよい。また、偏心カム６１の回転でロックアーム５３，５４を揺動させているが、その回転をモータ６２ではなく、従来のようにソレノイド機構を利用して回転させるようにしてもよい。また、車輪１０１の重さや動きでロックアーム５３，５４を回転させ、ソレノイド機構で固定する構造としても良い。さらに、ロックアーム５３，５４それぞれを、ソレノイド機構で揺動させるようにしてもよい。また、偏心カムではなく、他の形状のカムとしても良い。さらに、カムが挿入される孔は、長孔５３ｄ，５４ｄとするのではなく、片側が開いた切り欠き孔などとしても良い。
【０１０７】
また、ロックアーム５３，５４の配置を、先端側の側板５３ｂを最も先端に配置し、次に、先端側の側板５４ｂを配置し、その次に後端側の側板５３ｂを配置し、そして、最も後端側に、後の側板５４ｂがくるように配置しているが、ロックアーム５３，５４の配置は、他の関係となるように配置しても良い。たとえば、ロックアーム５４の前側の側板５４ｂが最も先端側となるようにしたりしても良い。また、ロックアーム５３，５４は、それぞれ１部材からなるもので構成したり、Ｃ字状の形状のもとしたり等、種々変更したものを採用することができる。
【０１０８】
上述の実施の形態では、車輪１０１の下側に車輪ロック装置３を配設している。この他にもたとえば、車輪１０１の前方などに車輪ロック装置３を配設するようにしてもよい。また、自転車の前輪ではなく、後輪に対して車輪ロック装置３を配置するようにしてもよい。また、低ラックユニット１のみを複数並べて設置したり、高ラックユニット２のみを複数並べて設置したりしてもよい。
【０１０９】
また、上述の実施の形態では、料金の支払いに応じてロックを開錠している。この他にもたとえば、マンションなどの住居家屋にあっては、暗証番号の入力や、キー操作などに応じてロックを開錠するように構成してもよい。また、一定時間は無料にして、一定時間経過後を有料としたり、料金の支払いの代わりにプリペイドカードなどの磁気カードを挿入することで清算されるようにしてもよい。
【０１１０】
上述の実施の形態では、車輪ロック装置３は、車輪レール２１，３１とともに用いられている。この他にもたとえば、車輪ロック装置３を単体で床面や路面に配設するようにしてもよい。このように車輪ロック装置３を単体で使用する場合には、ハウジング４１の上面部４１ａの上に連結アタッチメント部材を配設して、この連結アタッチメント部材でペダル７１を回転可能に軸支すればよい。また、車輪レール２１，３１と、後架台５や前架台６との交差角度は、上述の実施の形態のように４５度とするのではなく、他の角度、たとえば９０度としてもよい。
【０１１１】
さらに、上述の実施の形態では、二輪自転車の車輪１０１をロックする場合を例に説明している。この他にもたとえば、車輪ロック装置３および駐輪システムは、一輪車、車椅子、スーパーやゴルフ場のカート、その他の車両の車輪をロックするために用いることができる。
【０１１２】
また、上述の実施の形態では、集金ユニット４は、自転車の車輪１０１をロックする複数の車輪ロック装置３の料金を清算している。この他にもたとえば、集金ユニット４は、自転車の車輪１０１をロックする複数の車輪ロック装置３と、自動車をロックする他の車輪ロック装置の料金を清算するようにしてもよい。さらに他にもたとえば、複数の車輪ロック装置３に対して、複数の集金ユニット４を設けてもよい。特に、このように複数の集金ユニット４で複数の車輪ロック装置３を管理する場合、各車輪ロック装置３の清算がその複数の集金ユニット４のどれであっても清算を可能とすることで、複数の出入口を有する駐輪場などにおいて好適に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の車輪ロック装置、駐輪システムおよび駐輪用の駆動ロックアームの駆動方法は、自転車、車椅子、原動機付き自転車、二輪自動車などの車両の車輪をロックするために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る駐輪システムを示す斜視図である。
【図２】図１中の車輪ロック装置の外側に現れる部材を示す分解斜視図である。
【図３】図１中の車輪ロック装置の枠部材の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、図１中の車輪ロック装置の枠部材の内部に配置される部材を示す分解斜視図である。
【図５】図１中の車輪ロック装置の車輪レールへの取り付け状態を示す部分断面図である。
【図６】図１の車輪ロック装置の先端側から一部透視した状態で見て、かつ要部のみを示した図で、ロックアームが開放状態となっている図である。
【図７】図１の車輪ロック装置の先端側から一部透視した状態で見て、かつ要部のみを示した図で、ロックアームが閉じた状態となっている図である。
【図８】図１中の集金ユニットおよび駐輪システムの制御系を示すブロック図である。
【図９】自転車の車輪を車輪レールに載せた状態を示す図である。
【図１０】強行脱出されようとするときの車輪ロック装置の最初の状態を示す図で、先端側から一部を透視した状態で示す図である。
【図１１】強行脱出されようとするときに力が加わった後の車輪ロック装置の状態を示す図で、先端側から一部を透視した状態で示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  低ラックユニット
２  高ラックユニット
３  車輪ロック装置
４  集金ユニット
２１，３１  車輪レール
５１，５２  支軸（支点用の支軸）
５３，５４  ロックアーム
５３ｄ，５４ｄ  長孔（孔））
６１  偏心カム（伝動部材の一部）
６２  モータ(駆動源)
６２ｂ  出力軸
６３  減速ユニット(伝動部材の一部)
１０１  車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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