JP2010174491A - 引き戸装置における制動装置および制動機構付き戸車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単でありメンテナンスが容易な制動装置を提供すること。
【解決手段】戸車４１を回転自在に支持しレバー３７の位置に応じてそれ自体のトルク伝達回転方向が切り替えられるツ−ウエイクラッチＴＣと、ツ−ウエイクラッチと戸車との相対回転に対して制動力を与えるように、ツ−ウエイクラッチと戸車との間に設けられた制動力付与部材コイルバネ４３と、戸口に設けられ戸車が閉端に向かって走行するときに閉端の近辺においてレバーが係合することによってツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える閉端ドグ部材２３と、戸車が開端に向かって走行するときにレバーが係合することによってツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える開端ドグ部材２４とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、鉄道車両などにおける引き戸装置における制動装置、および制動機構付き戸車装置に関する。

従来より、鉄道車両の端部には、車両間の往来を可能にするための戸口が設けられ、その戸口に、吊り下げられて開閉可能な引き戸（手動扉）が設けられている。戸口の上部の戸袋にはレールが設けられ、引き戸の上部に設けられた複数の戸車がそのレール上を走行する。レールは閉端に向かって下降するように緩やかな傾斜を有して設けられ、引き戸は乗客が手で引いて開けることができ、乗客が通過した後はレールの傾斜によって引き戸が自動的に閉まる。

従来において、引き戸を開けたときの開端、および閉めたとき（閉まったとき）の閉端における衝撃を緩和するために、種々の制動装置または緩衝装置が設けられている。

その１つの例は、引き戸に、一方向の回転時にのみ制動力が発生する回転型油圧制御装置が取り付けられる。回転型油圧制御装置にはギヤが設けられ、閉端付近および開端付近においてそのギヤと噛み合うように上下２つのラックが設けられる。レール上を戸車が開く方向に転動し、引き戸が開端に近づくとギヤと上側のラックが噛み合い、ギヤが制動方向に回転して回転型油圧制御装置によって制動がかかる。引き戸が閉まる方向に走行し、閉端に近づくとギヤと下側のラックが噛み合い、ギヤが同じ制動方向に回転して回転型油圧制御装置によって制動がかかる。これにより、引き戸の閉方向および開方向のいずれの方向においても緩衝作用が得られる（特許文献１）。

他の一つの例は、戸枠の上方の開閉区間内に任意の所定区間で固定される補助レールと、制動部材と、ワンウェイクラッチで構成される引戸用制動装置を、転動ローラ、連結部材及び出力軸とともに一体組付けして制動ユニット８０を成形する。転動ローラが補助レール上を転動可能となるように連結部材を介して制動ユニットを引戸に固定配置する引戸装置を構成する。これにより、制動力の作用が制動初期の段階から十分に発揮される（特許文献２）。

他の一つの例は、第一の回転体の一の方向の回転のみを第二の回転体に伝達するワンウェイクラッチ機構を用い、ワンウェイクラッチ機構の第二の回転体に押圧力を付与する。第一の回転体が一の方向に回転する場合のみ引き戸にブレーキ力を付与する。ワンウェイクラッチ機構は、第一の係合部と、第一の係合部と係合し得る第二の係合部を有する第一の回転体と、第一の回転体と同軸に設けられた該第一の回転体との間にワンウェイクラッチを構成する第二の回転体とからなる（特許文献３）。

他の一つの例は、親ドアと子ドアが継手を介して互いに折畳み可能に連結された折戸についてであるが、親ドア上端にはツーウェイクラッチを取付け、吊車から延びる吊軸にはピニオンとギアを回転可能に軸支し、該ギアはツーウェイクラッチの回転軸に取り付けたギアと噛み合わせ、ピニオンは上レール側に沿設したラックと噛み合わせる（特許文献４）。

特開２００１−３９２９８ 特開２００４−８４３３２ 特開２００３−２４７３７２ 特開２００８−８２１３７

しかし、上に述べた特許文献１の装置では、ギヤと噛み合うラックの損傷が起こり、その交換などのメンテナンスが大変である。つまり、引き戸の開閉の度ごとに、引き戸の移動中において開端および閉端の近辺でギヤがラックに当接して噛み合うので、その当接の瞬間にラックに大きな力が加わる。特に、引き戸を開ける際には、乗客は思いっきり引き戸を引っ張って開けるので、ギヤはかなりの高速でラックに当接し、ラックにかなりの衝撃が発生する。これが重なって、ラックの摩耗、破損、変形などが生じ、機能不全に至る。ところが、引き戸の周辺はスペース的に狭く、カバーの着脱や部品の交換のための作業が容易ではなく、メンテナンスは大変である。

また、特許文献２ないし４の装置では、引き戸の開端および閉端の両方において制動力を発生させて緩衝を行うためには構造が複雑になる。特に鉄道車両のようにスペース上および機構上の種々の制限がある箇所に用いる場合には、構造ができるだけ簡単で故障が少なくメンテナンスが容易であることが望ましい。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、構造が簡単でありメンテナンスが容易な制動装置および制動機構付き戸車装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る装置は、引き戸に設けられた戸車が戸口に設けられたレールに沿って走行するように構成された引き戸装置における制動装置であって、前記戸車を回転自在に支持するように設けられ、レバーの位置に応じてそれ自体のトルク伝達回転方向が切り替えられるツ−ウエイクラッチと、前記ツ−ウエイクラッチと前記戸車との相対回転に対して制動力を与えるように、前記ツ−ウエイクラッチと前記戸車との間に設けられた制動力付与部材と、前記戸口に設けられ、前記戸車が閉端に向かって走行するときに、前記閉端の近辺において前記レバーが係合することによって前記ツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える閉端ドグ部材と、前記戸口に設けられ、前記戸車が開端に向かって走行するときに、前記開端の近辺において前記レバーが係合することによって前記ツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える開端ドグ部材と、を有する。

好ましくは、前記ツ−ウエイクラッチは、その内輪が前記引き戸に対して固定的に設けられ、前記戸車は、前記ツ−ウエイクラッチの外輪に対してベアリングを介して回転自在に設けられ、前記制動力付与部材は、前記外輪と前記戸車との間に前記制動力を与えるように設けられる。

また、好ましくは、前記レバーは、前記内輪と前記外輪との間に設けられてトルク伝達を行うローラを保持する保持部材に連結される。

本発明によると、構造が簡単でありメンテナンスが容易な制動装置および制動機構付き戸車装置を提供することができる。

本発明に係る一実施形態の引き制動装置の全体の構成を示す正面図である。 制動装置における閉端付近を示す正面図である。 図２に示す戸車装置の右側から見た側面図である。 図３に示す戸車装置を拡大して示す図である。 図４に示す戸車装置の右側から見た一部断面図である。 ツ−ウエイクラッチの切り換えの様子を説明する図である。 走行方向に対して制動とフリーとが切り換えられる様子を説明する図である。

図１において、引き戸装置１は、戸口ＴＧにおいて開閉可能に設けられた引き戸１１、引き戸１１を吊り下げるとともに走行可能に支持する戸車装置１２、１３、および戸袋ＴＢに設けられたレール装置１４などからなる。

図２および図３をも参照して、レール装置１４は、架台２１、レール２２、ドグ２３、２４、および複数のブラケット２５などからなる。

架台２１は、アングル材のように断面がＬ字形状の鋼材からなる。架台２１は、戸口ＴＧの上部の戸袋ＴＢに、引き戸１１の移動範囲のほぼ全長にわたって延びて設けられている。

レール２２は、丸棒材などのように上面が断面において円形状の鋼材などからなる。レール２２は、架台２１の内側の上面２１ａに、そのほぼ全長にわたって延びて取り付けられている。

ドグ２３、２４は、帯状の鋼材などからなり、架台２１の上面２１ａにおいて、レール２２と平行に延びて取り付けられている。一方のドグ２３は閉端ＴＨに近い位置に設けられ、他方のドグ２４は開端ＴＫに近い位置に設けられる（図７を参照）。ドグ２３，２４の端部は、ドグローラが円滑に乗り上げるようにアール状に面取りされている。

引き戸１１が閉端ＴＨに向かって走行するときに、閉端ＴＨの近辺において後述するレバーがドグ２３に係合することによってツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替えられる。

また、引き戸１１が開端ＴＫに向かって走行するときに、開端ＴＫの近辺において後述するレバーがドグ２４に係合することによってツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替えられる。

したがって、ドグ２３，２４は、それぞれ、閉端ドグ部材または開端ドグ部材ということができる。

ブラケット２５は、平板状の鋼材などからなり、架台２１の外側の側面に固定されている。ブラケット２５には、上下の２ヵ所に、丸穴およびそれに連続する長穴からなる取り付け穴２６，２６が設けられており、取り付け穴２６，２６を利用して戸袋ＴＢにネジなどで固定される。

また、架台２１の閉端ＴＨ側には、ストッパ部材２７がボルトによって取り付けられている。ストッパ部材２７の位置は、ボルト２８によって調整可能である。ストッパ部材２７の上面には、係止バネ２９がボルトによって取り付けられている。

図２〜図５を参照して、戸車装置１２は、内輪３１、ベアリング３２ａ，ｂ、外輪３３、ベアリング３４、ローラ３５、保持部材３６、レバー３７、ドグローラ３８、ゼンマイバネ３９、ベアリング４０、戸車４１、ナット部材４２、コイルバネ４３、ブラケット部材４４、補助ローラ４５、および支持部材４６などからなる。

以下、戸車装置１２について、特に図４を参照して説明する。

内輪３１は、鋼材などからなる丸軸状のものであり、内輪部６１、軸部６２，６３、ネジ部６４などを有する。軸部６３のネジ部６４に近い部分に、２面幅を有する面部６５が設けられており、面部６５がブラケット部材４４に設けられた穴の２面幅の部分と係合して回転止めが行われる。軸部６３には、ベアリング３２ａ、カラー６８、ベアリング３２ｂ、カラー６９が、この順に配置されており、上に述べたブラケット部材４４を挟んだ状態で、ワッシャ６７を介してナット６６を締めつけることにより、内輪３１の全体が固定的に取り付けられている。

外輪３３は、鋼材などからなる筒状のものであり、外輪部７１および支持部７２を有する。支持部７２は、内輪３１に対しベアリング３２ａ，ｂによって回転自在に支持されている。外輪部７１の内周面は、内輪部６１の外周面と対向する。内輪部６１の外周面の４カ所に設けられた平面部６１ａと外輪部７１の内周面との間に、４つのローラ３５が配置される。

４つのローラ３５は、内輪３１と外輪３３との間におけるトルク伝達を行うものであり、その伝達と非伝達、および伝達の場合の伝達回転方向を切り換えるものである。４つのローラ３５は、保持部材３６によって保持され、保持部材３６の回転角度位置に応じて、平面部６１ａにおける周方向位置に移動する。保持部材３６は、ベアリング３４を介し内輪３１の軸部６２によって回転可能に支持されている。

保持部材３６の外端面には、半径方向外方（図４における下方）に向かって延びるようにレバー３７が取り付けられている。レバー３７の移動、つまり回転角度位置の変更に応じて、保持部材３６の回転角度位置が変更される。レバー３７は、ゼンマイバネ３９によって自由状態における角度位置（原位置）が決定されており、外力によって回転角度位置が変更された場合でもその外力が取り除かれれば元の角度位置に復帰するようになっている。レバー３７の先端部にはドグローラ３８が回転可能に設けられている。

したがって、ドグローラ３８が自由な状態であるときには、保持部材３６は自由状態であり、したがって原位置に維持され、４つのローラ３５は平面部６１ａの中央位置にある〔図６（Ｂ）および図７（Ｂ）に示す状態〕。このときは、ローラ３５は、外輪３３に対して中立位置である。

上に述べたように、ドグローラ３８がドグ２３，２４に乗り上げると、それによって保持部材３６は乗り上げた方向に傾き、４つのローラ３５は中立位置ではなくなり、平面部６１ａの左端位置または右端位置に移動する〔図６（Ａ）（Ｃ）および図７（Ａ）（Ｃ）に示す状態〕。

外輪部７１の外周面には、ベアリング４０を介して戸車４１が回転自在に装着されている。

戸車４１は、鋼材などによって製作され、その直径はかなり大きく、レール２２の上面に嵌まり込むように外周面に凹溝４１ａが設けられている。戸車４１の側面には受け部材７３が取り付けられており、受け部材７３は戸車４１と一体的に回転する。

外輪３３の支持部７２の外周面にはネジが設けられており、そのネジにナット部材４２が螺合している。ナット部材４２と戸車４１に取り付けられた受け部材７３との間に、制動力を発生するためのコイルバネ４３が圧縮された状態で装着されている。外輪３３と戸車４１とが相対回転しようとする際には、コイルバネ４３による押し付け力に基づく摩擦力によって、それらの間に制動力が発生する。

ナット部材４２は、支持部７２のネジに対する締め付け状態によって軸方向に移動するので、回転させて締め付け状態を変更することによって、コイルバネ４３による制動力の大きさを調整することができる。ナット部材４２は、その締め付け状態を調整した後、外輪３３に対して回転しないようにセットネジ７４により固定される。

ブラケット部材４４は、鋼材などからなり、図３に示されるように、断面がＬ字形状である。ブラケット部材４４の正面視形状は、図２に示されるように、長方形の一部を切り欠いたような形状である。ブラケット部材４４の側壁部４４ａには、上に述べたように内輪３１が貫通して固定されている。ブラケット部材４４の平面部４４ｂは、引き戸１１の上面にネジなどによって固定されている。

また、ブラケット部材４４の平面部４４ｂには、支持部材４６によって回転可能に支持された補助ローラ４５が設けられている。補助ローラ４５は、架台２１の下面２１ｂに当接して転動可能である。レール２２および架台２１が戸車４１と補助ローラ４５とによって上下から挟まれることにより、引き戸１１が安定して走行するようになっている。

図２に示されるように、ブラケット部材４４には、その左側の側面に、緩衝部材７５が取り付けられている。緩衝部材７５は、引き戸１１の閉端ＴＨにおいて、ストッパ部材２７に当接し、そのときの衝撃を和らげて閉端ＴＨでの停止時における位置決めを行う。

ブラケット部材４４の上左側端部には、引き戸１１の閉端ＴＨにおいて係止バネ２９に係合する係合部材７６が設けられている。引き戸１１が走行して閉端ＴＨ位置にきたときに、係合部材７６が、波打った係止バネ２９を弾性的に押し退けて係合し、引き戸１１の跳ね返りを防止する。

戸車装置１２において、上に述べた内輪３１、ベアリング３２ａ，ｂ、外輪３３、ローラ３５、保持部材３６、レバー３７、ドグローラ３８、およびゼンマイバネ３９などによって、ツ−ウエイクラッチＴＣが構成されている。

戸車装置１３は、戸車装置１２と同様に、引き戸１１を走行可能に支持するのであるが、戸車装置１２のような制動力は発生しない。つまり、戸車装置１３は、ブラケット部材に上下２つのローラが設けられ、上方のローラがレール２２上を転動し、下方のローラが架台２１の下面２１ｂに当接して転動する。

次に、戸車装置１２の動作について説明する。

図１に示すように、引き戸１１が閉端ＴＨにある状態で、乗客が引き戸１１を引いて開けると、戸車４１がレール２２上を転動し、引き戸１１は矢印Ｍ１方向に移動する。そのとき、閉端ＴＨ側においては、ツ−ウエイクラッチＴＣはフリーの状態であるので、外輪３３は自由回転が可能であり、外輪３３は戸車４１と一体的に回転する。そのため、制動力は発生しない。

引き戸１１が開端ＴＫに近くなって、ドグローラ３８がドグ２４に乗り上げると、ツ−ウエイクラッチＴＣは拘束状態となってトルク伝達を行うこととなる。そのため、外輪３３は内輪３１によりロックされて停止する。外輪３３の停止にともなって、戸車４１には、コイルバネ４３による制動力が発生し、これが引き戸１１の走行速度を低下させるブレーキとなる。これにより、引き戸１１は、開端ＴＫにおいて、減速された速度で停止し、大きな衝撃は発生しない。

乗客が戸口ＴＧを通過した後は、引き戸１１は、レール２２の傾斜によって開端ＴＫから閉端ＴＨに向かって移動を開始する。そのとき、戸車４１の回転方向が逆転するので、開端ＴＫ側においてはツ−ウエイクラッチＴＣはフリーの状態となる。そのため、外輪３３は自由回転が可能であり、戸車４１と一体に回転し、制動力は発生しない。

引き戸１１が閉端ＴＨに近くなって、ドグローラ３８がドグ２３に乗り上げると、ツ−ウエイクラッチＴＣはトルク伝達を行うこととなり、そのため、外輪３３は内輪３１によりロックされて停止する。外輪３３の停止にともなって、戸車４１には、コイルバネ４３による制動力が発生し、これが引き戸１１の走行速度を低下させ、引き戸１１は閉端ＴＨにおいて減速された速度で停止し、大きな衝撃は発生しない。

このように、上に述べた実施形態の引き戸装置１によると、ツ−ウエイクラッチＴＣを利用した戸車装置１２と、ツ−ウエイクラッチＴＣのトルク伝達回転方向を切り換えるドグ２３，２４を用いるので、構造が簡単でありメンテナンスが容易である。平面部６１とローラ３５との噛み込みを利用したツ−ウエイクラッチを用いるので、簡単な構造にも係わらず動作が安定で確実である。２つのドグ２３，２４は、同じ直線上に配置すればよいので、装置の設計および組み立てなどが容易であり、メンテナンスも容易である。

なお、コイルバネ４３による制動力の大きさは、戸車４１とレール２２との間の静止摩擦力よりも大きくする必要はない。つまり、コイルバネ４３による制動力を戸車４１とレール２２との間の静止摩擦力よりも大きくしても、戸車４１とレール２２との間に滑りが発生するだけであり余り意味がない。制動力は例えば数十ニュートン程度、例えば３０ニュートン程度が目安の１つである。

上に述べた実施形態において、戸車装置１２、およびドグ２３，２４が、制動装置ＳＤに相当する。戸車装置１２が、制動機構付き戸車装置に相当する。

上に述べた実施形態において、制動力付与部材としてコイルバネ４３を用いたが、これ以外に、皿バネ、変形ワッシャ、その他の部材を用いることが可能である。各部材の材料として、鋼材以外の金属材料、プラスチック材料、または木材などを用いることが可能である。

上に述べた戸車装置１２、制動装置ＳＤなどは、鉄道車両以外の種々の車両、車両以外の建造物、建築物などに用いることが可能である。

その他、内輪３１、外輪３３、制動力付与部材、レバー３７、ドグローラ３８、ツ−ウエイクラッチＴＣ、戸車装置１２、制動装置ＳＤ、引き戸装置１の各部または全体の構成、構造、形状、寸法、材料、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

１ 引き戸装置
１１ 引き戸
１２ 戸車装置
１４ レール装置
２１ 架台（台板）
２２ レール
２３ ドグ（閉端ドグ部材）
２４ ドグ（開端ドグ部材）
３１ 内輪
３３ 外輪
３５ ローラ３５
３６ 保持部材
３７ レバー
３８ ドグローラ
４０ ベアリング
４１ 戸車４１
４２ ナット部材
４３ コイルバネ（制動力付与部材）
４５ 補助ローラ
ＴＣ ツ−ウエイクラッチ
ＴＧ 戸口
ＴＢ 戸袋
ＳＤ 制動装置

Claims (9)

1. 引き戸に設けられた戸車が戸口に設けられたレールに沿って走行するように構成された引き戸装置における制動装置であって、
   前記戸車を回転自在に支持するように設けられ、レバーの位置に応じてそれ自体のトルク伝達回転方向が切り替えられるツ−ウエイクラッチと、
   前記ツ−ウエイクラッチと前記戸車との相対回転に対して制動力を与えるように、前記ツ−ウエイクラッチと前記戸車との間に設けられた制動力付与部材と、
   前記戸口に設けられ、前記戸車が閉端に向かって走行するときに、前記閉端の近辺において前記レバーが係合することによって前記ツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える閉端ドグ部材と、
   前記戸口に設けられ、前記戸車が開端に向かって走行するときに、前記開端の近辺において前記レバーが係合することによって前記ツ−ウエイクラッチにおけるそのときの回転方向がトルク伝達回転方向となるように切り替える開端ドグ部材と、
   を有することを特徴とする引き戸装置における制動装置。
2. 前記ツ−ウエイクラッチは、その内輪が前記引き戸に対して固定的に設けられ、
   前記戸車は、前記ツ−ウエイクラッチの外輪に対してベアリングを介して回転自在に設けられ、
   前記制動力付与部材は、前記外輪と前記戸車との間に前記制動力を与えるように設けられている、
   請求項１記載の引き戸装置における制動装置。
3. 前記レバーは、前記内輪と前記外輪との間に設けられてトルク伝達を行うローラを保持する保持部材に連結されている、
   請求項１または２記載の引き戸装置における制動装置。
4. 前記レバーは、前記ツ−ウエイクラッチの軸心から前記レールに向かって延びるように設けられ、かつその先端に回転可能なドグローラが設けられ、
   前記閉端ドグ部材および前記開端ドグ部材は、前記レールと平行に設けられたレール状部材であり、
   前記ドグローラが前記閉端ドグ部材または前記開端ドグ部材に乗り上げることによって前記ツ−ウエイクラッチのトルク伝達が行われる、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の引き戸装置における制動装置。
5. 前記引き戸には、前記レールを支持する台板に対して前記戸車とは反対側から接して転動する補助戸車が設けられている、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の引き戸装置における制動装置。
6. 内輪と、
   前記内輪に対しベアリングによって回転自在に支持された外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間に設けられてそれらの間におけるトルク伝達を行うローラを保持する保持部材と、
   前記保持部材に連結されて半径方向外方に向かって延びるレバーと、
   前記外輪に対しベアリングによって回転自在に支持された戸車と、
   前記外輪と前記戸車との間に制動力を与える制動力付与部材と、
   を有してなることを特徴とする制動機構付き戸車装置。
7. 前記外輪の外周面に設けられたネジにナット部材が螺合しており、前記ナット部材のネジ締め位置によって前記制動力付与部材による制動力の調整が行われる、
   請求項６記載の制動機構付き戸車装置。
8. 前記制動力付与部材は、皿バネである、
   請求項６または７記載の制動機構付き戸車装置。
9. 前記制動力付与部材は、コイルバネである、
   請求項６または７記載の制動機構付き戸車装置。

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