(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制動体の軌道面に略垂直な面内で回動して被制動体の軌道上に進出し、被制動体に当接することで被制動体の移動を制限するロック部材と、中心に対する偏心位置において前記ロック部材を固定し、前記ロック部材をモータにより回動させるシャフトと、を有する制動機構において、
前記ロック部材は、内側部材と、前記内側部材の外側に嵌装される制動部材と、から構成され、
前記制動部材は、前記シャフトにより前記内側部材が回動する際に、前記内側部材に対して回動自在であることで前記制動部材の周方向への移動が抑制されることを特徴とする制動機構。
【請求項２】
前記制動部材の前記内側部材に対する回動の抵抗を低減する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の制動機構。
【請求項３】
前記制動部材の前記偏心位置まわりの回転を制限する回転制限機構を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の制動機構。
【請求項４】
前記制動部材は環状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動部材により被制動体を制動例えばロックする制動機構に関し、特に、被制動体に対する制動部材の移動に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動機構として、従来より、物体（被制動体）の移動を制限するロック部材を移動物体の経路に進退させ、これにより被制動体のロック／開放を切り替えるロック機構が知られている。ここで、図４を参照して従来のロック機構について説明する。図４は従来のロック機構の平面図（図４（ａ））および側面図（図４（ｂ））である。
【０００３】
ロック機構４０は、例えば図４（ｂ）の紙面において上方側に付勢された被制動体としてのアーム４２に対し、その軌道Ｒ上に進出するロック部材４４を備える。ロック部材４４は、この進出位置（制限位置）ｐ２１においてアーム４２を当接し、この制限位置ｐ２１より上方向側へのアーム４２の移動を制限する。
【０００４】
ロック部材４４は、円盤状に構成され、その円盤の中心Ｃ２１に対する偏心軸Ｃ２２においてモータ４６のシャフト４８に固定される。ロック部材４４は、モータ４６の正転／逆転によりスライドし、アーム４２の軌道Ｒに対し進出位置（制限位置）ｐ２１と退避位置（開放位置）ｐ２２との間で進退する。
【０００５】
図５に、ロック解除の際のロック部材４４の動作を示す。モータ４６の回動に伴い、ロック部材４４は、制限位置ｐ２１から開放位置ｐ２２に向けて移動する。この際のアーム４２とロック部材４４との当接点の軌跡を図５に破線Ｑ２１で示す。モータ４６の回動に伴い、当接点は位置ｘ２１から偏心位置Ｃ２２まわりに回動し、円弧状の軌跡Ｑ２１を描く。この軌跡Ｑ２１は、ロック部材４４とアーム４２とが摺動した軌跡である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のロック機構では、特に被制動体からロック部材に対する付勢力が大きい場合等においては、被制動体とロック部材との摩擦力が増大し、ロック部材の移動のためのエネルギが不足して該ロック部材の移動が困難となる場合があった。これに対応するために高出力モータを装備した場合には、その分ロック機構のサイズおよび重量が増大してしまうという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明にかかる制動機構は、被制動体の軌道面に略垂直な面内で回動して被制動体の軌道上に進出し、被制動体に当接することで被制動体の移動を制限するロック部材と、中心に対する偏心位置において前記ロック部材を固定し、前記ロック部材をモータにより回動させるシャフトと、を有する制動機構において、前記ロック部材は、内側部材と、前記内側部材の外側に嵌装される制動部材と、から構成され、前記制動部材は、前記シャフトにより前記内側部材が回動する際に、前記内側部材に対して回動自在であることで前記制動部材の周方向への移動が抑制される。
【０００８】
このような構成によれば、制動部材の移動のための回動トルクが低減されるとともに、制動部材を移動させる際の制動部材と被制動体との前記回動方向への摺動が抑制され、制動部材の移動に伴う制動部材の摺動距離を従来に比して短くすることができる。このため、制動部材の移動に要するエネルギを低減させることができる。
【０００９】
また本発明では、前記制動部材の前記内側部材に対する回動の抵抗を低減する手段を備えるのが好適である。このような構成によれば、さらに制動部材の移動に要するエネルギを低減させることができる。
【００１０】
また本発明では、前記制動部材の前記偏心位置まわりの回転を制限する回転制限機構を備えるのが好適である。このような構成によれば、制動部材の回転を制限することにより、制動部材と被制動体との前記回動方向への摺動を抑制し、制動部材と被制動体との摺動距離をより精度良く短縮することができる。
【００１１】
また本発明では、前記制動部材を環状とするのが好適である。制動部材を限られた当接位置のみで被制動体に当接させるよう構成したのでは、該当接位置において局所的に摩耗が増大する場合がある。このような構成によれば、制動部材を、その内側部材に対する任意の回動位置で被制動体の制動に用いることができるので、制動部材の局所的な摩耗を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、制動機構の概略構成を示す平面図（図１（ａ））および側面図（図１（ｂ））である。
【００１３】
本実施形態にかかる制動機構１０例えばロック機構は、内側部材１２と、内側部材１２の外側を回動自在に設けられる制動部材１４と、を備える。内側部材１２は例えば円柱状に、また制動部材１４は例えば円環状に構成され、制動部材１４はこの内側部材１２の外側に嵌装される。
【００１４】
制動部材１４は、例えば、図１（ｂ）の紙面において上方側に付勢された被制動体１６としてのアームの軌道Ｒ上に進出し、この位置（制限位置ｐ１）でその当接面１４ａにおいて被制動体１６を当接してこれを係止し、その動作（例えばこの当接位置より上方向への被制動体１６の移動等）を制限する。なお、本実施形態では、内側部材１２および制動部材１４は、それぞれ被制動体１６の軌道面に垂直な面内で回動するよう構成される。
【００１５】
回動機構１８例えばモータは、回動するシャフト２０を備え、制動部材１４の内側部材１２に対する回動中心Ｃ１の偏心位置Ｃ２を中心として、このシャフト２０に固定された内側部材１２を回動させる。この回動により、制動部材１４および内側部材１２は、制限位置ｐ１と開放位置ｐ２との間を進退する。なお、内側部材１２の回動は、センサ２２により検出される。このセンサ２２は、例えば、コイル（図示せず）を内蔵し、導電性を有する内側部材１２の近接／離間を、これに伴って生じる該コイルの電流または電圧の変化に基づいて検出する。
【００１６】
図２に、制動部材１４の移動による制動解除の際の制動部材１４および内側部材１２の動作を示す。回動機構１８の回動に伴い、内側部材１２は回転中心（偏心位置）Ｃ２まわりに回動し、制動部材１４は、この回動に伴って制限位置ｐ１から開放位置ｐ２に向けて移動し、軌道Ｒから退出する。この際の被制動体１６と制動部材１４との当接点の軌跡を図２中に破線Ｑ１で示す。制動部材１４は内側部材１２に対して回動自在に設けられており、また制動解除の際には制動部材１４と被制動体１６との間には当接点において摩擦が生じるため、制動部材１４の前記偏心位置Ｃ２周りの回動が抑制される。このため、当接点の軌跡Ｑ１は、制限位置ｐ１での当接点ｘ１から、制動部材１４の外側端辺に向かい周方向の変化の少ない短い線分となる。これを図５に破線で示した従来のロック機構における軌跡Ｑ２１と比較すると、その軌跡の長さ、すなわち制動部材１４と被制動体１６との摺動距離が従来に比して大幅に短縮されたことがわかる。
【００１７】
また本実施形態では、回動機構１８の回動軸力に対する対抗力（当接点における摩擦力）の作用点は回動中心Ｃ１となる。図５に示す従来のロック機構では、この作用点は当接点そのものであったのに対し、本実施形態では、回動機構１８の回動中心（すなわち偏心位置Ｃ２）から作用点までの距離が短縮され、制動部材１４の移動に必要な回動機構１８の回動トルクが低減される。以上のように、本実施形態の構成によれば、制動部材１４の移動に要するエネルギを低減することができる。
【００１８】
また、制動部材１４と被制動体１６との当接部におけるこれらの接触面積はなるべく小さくするのが望ましい。これにより、制動部材１４と被制動体１６との間の摩擦力の増大を抑制することができる。このため、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、被制動体１６の先端に尖部を備え、被制動体１６が、制動部材１４の当接面１４ａに対し、この尖部により線接触または点接触で当接するよう構成している。
【００１９】
また本実施形態にかかる制動機構１０は、制動部材１４の内側部材１２に対する回動の抵抗を低減する手段を備える。本実施形態では、この手段として、制動部材１４と内側部材１２との摺動部１３（嵌装部）に塗布された潤滑剤（例えばグリスあるいはオイル等）を備える。これにより内側部材１２と制動部材１４との間の摩擦が低減されるので、この摩擦により内側部材１２の回動に引きずられて生じる制動部材１４の周方向の移動がより確実に抑制され、制動部材１４と被制動体１６との摺動距離がより低減される。
【００２０】
また本実施形態では、制動部材１４を例えば円環状の環状部材として構成している。このように環状に形成することにより、制動部材１４を内側部材１２に対する任意の回動位置で被制動体１６に当接させることができる。このため制動部材１４において、被制動体１６との当接部を、当接面１４ａの例えば全周にわたって広く確保することができ、制動部材１４の当接面１４ａの局所的な摩耗を抑制することができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態には限定されない。制動部材は、上記実施形態では円環状の部材として構成したが、これを、非軸対称形状（例えば内側部材を嵌装する嵌装孔を備えた直方体状）としてもよい。このような構成例を図３に示す（平面図）。図３の例では、制動機構３０は、直方体状（例えばその長手方向を進退方向とする長方形の板状）の制動部材３２が上記実施形態と同様の円柱状の内側部材１２の外側に嵌装され、該内側部材１２が前記偏心位置Ｃ２で回動されることにより、制限位置ｐ１１と開放位置ｐ１２との間で進退する。なお、この例では、制動部材３２の偏心位置Ｃ１に対する回動を制限する回動制限機構例えばガイド部材３４ａ，３４ｂを備える。この回動制限機構により、内側部材１２と制動部材３２との間の摩擦により内側部材１２の回動に引きずられて制動部材３２が回動するのを抑制する。これにより、内側部材１２と制動部材３２との摺動距離を短くすることができるとともに、被制動体１６に対して制動部材３２を所定の姿勢で近接／離間させることができる。なお、このガイド部材３４ａ，３４ｂは、制動部材３２の正転側および逆転側の双方にそれぞれ設けられ、制限位置ｐ１１と開放位置ｐ１２との間の任意の位置において回動制限が有効となる位置（すなわち制動部材３２が回動した際に制動部材３２の側面に当接可能な位置）に設けられるのが好適である。
【００２２】
また上記実施形態では、制動部材は、被制動体を係止することにより被制動体の移動を停止させるものであったが、他の方式（例えば、被制動体との接触（摩擦）、被制動体の把持等）により被制動体の動作を制限（すなわち制動）するものであってもよく、また、上記以外の被制動体の動作（例えば、被制動体の回転、振動等）を制限するものであってもよい。また、制動解除の際の被制動体に対する制動部材の移動方向、制動部材の被制動体との当接面若しくは当接位置、制動部材と被制動体との当接姿勢、あるいは当接部における被制動体若しくは制動部材の形状についても、上記実施形態には限定されない。また、制動部材の内側部材に対する回動の抵抗を低減する手段としてベアリング（例えば玉軸受、ころ軸受、円錐軸受等）を備えてもよい。また、このベアリングは、被制動体から制動部材に対して作用する力に対抗させるように設けることができ、例えば被制動体から回動軸方向に付勢力を受ける場合には、径方向力（ラジアル力）とともに軸方向力（スラスト力）を受けられるベアリング（例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円錐ころ軸受等）としてもよい。また、被制動体と制動部材との当接部にこれらの摺動を案内する手段を備えてもよい。この摺動案内手段として、例えば、制動部材の当接面に設けられ被制動体を所定の摺動方向（例えば制動部材の円環の半径方向）に案内する案内溝、および被制動体に設けられ当該案内溝に案内される突起等を備えることができる。
【００２３】
このような制動機構は、駐車場の出入口等に設けられるゲートシステムのロック解除装置に適用することができる。例えば、本発明の実施形態にかかる制動機構を備えるゲートシステムは、ゲートバーを開閉駆動するゲートバー駆動装置と、ゲート閉状態でゲートバーを所定の拘束領域に拘束するロック装置とを備える。ロック装置は、開放位置と規制位置との間を移動自在な拘束レバーと、この拘束レバーを規制位置で例えば係止してロックするロック部材を有するロック機構とを備え、この拘束レバーのロックによりゲートバーの当該規制位置より先（ゲート開側）への移動を規制し、これによりゲートバーを拘束領域にロックする。本実施形態にかかる制動機構は、このようなゲートシステムの拘束レバー（すなわち被制動体）をロックするロック機構として用いることができる。ロック状態で拘束レバーを当接する制動部材としてのロック部材には、当該拘束レバーより大きな付勢力が作用する場合があり、本発明によれば、このような状況下でのロック部材の移動によるゲートバーのロック解除に要するエネルギを低減し、ゲート開操作をより容易に行うことを可能とする。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制動部材の移動のための回動トルクが低減されるとともに、制動部材を移動させる際の制動部材と被制動体との回動方向への摺動が抑制され、制動部材の移動に伴う制動部材の摺動距離を従来に比して短くすることができるため、制動部材の移動に要するエネルギを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる制動機構の構成図である。
【図２】  本発明の実施形態にかかる制動機構における制動部材および内側部材の動作を示す説明図である。
【図３】  本発明の実施形態にかかる制動機構の別の構成例を示す図である。
【図４】  従来のロック機構の構成図である。
【図５】  従来のロック機構におけるロック部材の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，３０  制動機構、１２  内側部材、１４，３２  制動部材、１６  被制動体、１８  回動機構、２０  シャフト、３４  回転制限機構。
【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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