JP2019138060A - 車両用自動開閉扉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存車両への設置に容易に対応することができ、異物の挟込み又は引込みを確実に検出してその状態を解消することができる車両用自動開閉扉装置を提供すること。【解決手段】車両用自動開閉扉装置1は、車両の乗降口の上下一方に水平に設けられるエアシリンダ2と、エアシリンダのピストンロッド2aの水平移動に伴って開閉動作する扉3A,3Bと、エアシリンダ内部にエア源4からのエアを供給可能としたエア配管5と、エア配管に介設され、エアシリンダ内部にエアを給排気する給排気切換弁6と、エアシリンダ内部のエア圧を検知する圧力センサ18と、扉の閉動作中に異物の挟込みが発生するとき、又は開動作中に扉が収納される戸袋への異物の引込みが発生するときに圧力センサが検知するエア圧に基づいて給排気切換弁の給排気方向を切り換え、扉の開閉動作を切り換える制御部17とを備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、車両の乗降口の上下一方に水平に設けられるエアシリンダと、エアシリンダのピストンロッドに連結された扉とを備え、エアシリンダ内部にエアが給排気されるときのピストンロッドの水平移動により扉が乗降口を自動開閉する車両用自動開閉扉装置に関する。
従来、この種の車両用自動開閉扉装置は、エアシリンダ内部にエア源からのエアを供給可能としたエア配管と、エア配管に介設され、エアシリンダ内部にエアを給排気する給排気切換弁とを備えている。このような車両用自動開閉扉装置には、扉の開閉時における安全性の向上が求められており、扉閉時の人や物等の異物の挟込み、また、扉開時の戸袋への異物の引込みに対する対応が必要となっている。
その方策として、例えば、戸挟み検知装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このものでは、空洞部を有する戸先ゴムが扉に設けられると共に、可撓性を有する材料から形成された圧力検知管が戸先ゴムの空洞部に内蔵され、圧力検知管が、異物挟込み時の外力により押圧されて弾性変形するときの変形を圧力センサ等で検知し、異物挟込みを検出する。また、戸袋引込み検知装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。このものは、戸袋の開口部端縁に設けられた保護ゴムと、戸袋の開口部に設けられ、保護ゴムが戸袋の内方に変形したことを検知する検知手段と、検知手段からの検知信号に基づいて扉の開閉を制御する制御手段とを備え、戸袋への異物の引込み時に検知信号が制御部に入力されると、制御部は扉の駆動装置を停止又は逆作動させる。
しかしながら、上記戸挟み検知装置又は戸袋引込み検知装置は、戸先又は戸袋の開口部端縁に、通常設けるゴムとは異なる戸先ゴム又は保護ゴムを必要とするため、既存車両への設置を考慮すると、大掛かりな車両改造を伴うという問題がある。また、戸先ゴムも保護ゴムも共にゴムを用いたものであり、過大な荷重が加わるとゴム自体が変形してしまい、挟込み又は引込みの検出に影響を及ぼすことが懸念されるという問題もある。
特開2012−76567号公報 実開平5−96373号公報
本発明は、以上の点に鑑み、既存車両への設置に容易に対応することができ、異物の挟込み又は引込みを確実に検出してその状態を解消することができる車両用自動開閉扉装置を提供することをその課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、車両の乗降口の上下一方に水平に設けられるエアシリンダと、エアシリンダのピストンロッドに連結された扉とを備え、エアシリンダ内部にエアが給排気されるときのピストンロッドの水平移動により扉が乗降口を自動開閉する車両用自動開閉扉装置であって、エアシリンダ内部にエア源からのエアを供給可能としたエア配管と、エア配管に介設され、エアシリンダ内部にエアを給排気する給排気切換弁とを備えたものにおいて、エアシリンダ内部のエア圧を検知する圧力センサと、扉の閉動作中に異物の挟込みが発生するとき、又は開動作中に扉が収納される戸袋への異物の引込みが発生するときに圧力センサが検知するエア圧に基づいて給排気切換弁の給排気方向を切り換え、扉の開閉動作を切り換える制御部とを備えていることを特徴とする。
これによれば、扉開閉時のエアシリンダ内部のエア圧の変動を利用して異物の挟込み又は引込みを検出し、その状態を解消するように扉の開閉動作を制御することができるため、扉や戸袋に通常とは異なる被検知部材を設ける必要がなく、既存車両への設置に容易に対応することができる。また、異物の挟込み又は引込みを確実に検出してその状態を解消することができる。
本発明においては、車両用自動開閉扉装置は、さらに扉の全閉状態を検知する全閉検知手段を備え、扉の閉動作中に予め設定された第1基準エア圧が圧力センサにより検知された際、制御部は、全閉状態が全閉検知手段により検知されないとき、扉を開動作させ、異物の挟込みを解消することが望ましい。これによれば、異物の挟込みが発生したとき、扉は自動で開くため、挟み込まれた異物は安全に取り除かれる。また、第1基準エア圧の検知のみではなく、扉の全閉検知も利用するため、扉が不安定に開閉を繰り返す誤動作を防止することができる。
また、本発明においては、車両用自動開閉扉装置は、さらに扉の全開状態を検知する全開検知手段を備え、扉の開動作中に予め設定された第2基準エア圧が圧力センサにより検知された際、制御部は、全開状態が全開検知手段により検知されないとき、扉を閉動作させ、異物の引込みを解消することが望ましい。これによれば、戸袋への異物の引込みが発生したとき、扉は自動で閉まるため、引き込まれた異物は安全に取り除かれる。また、第2基準エア圧の検知のみではなく、扉の全開検知も利用するため、扉が不安定に開閉を繰り返す誤動作を防止することができる。
本発明の車両用自動開閉扉装置の一実施形態を示した概略断面図。 図1に示した圧力センサが、扉の正常開閉時に検知するシリンダ内部のエア圧の変動波形を扉の全開検知スイッチの検知信号及び扉の開閉状態と共に示した図。 扉の閉動作中に異物の挟込みが発生したときに図1に示した圧力センサが検知するシリンダ内部のエア圧の変動波形を扉の全閉検知スイッチの検知信号及び扉の開閉状態と共に示した図。 扉の開動作中に異物の引込みが発生したときに図1に示した圧力センサが検知するシリンダ内部のエア圧の変動波形を扉の全開検知スイッチの検知信号及び扉の開閉状態と共に示した図。
図1を参照して、本実施形態の車両用自動開閉扉装置1を説明する。尚、以下の説明では、図1中に示した矢印x方向を水平方向とし、水平方向に関して左右と記載する。
車両用自動開閉扉装置1は、左右両開き式であり、車両の乗降口(いずれも図示省略)の上方に水平に設けられるエアシリンダ2と、エアシリンダ2のピストンロッド2aに連結された左扉3Aとを備え、エアシリンダ2の内部にエアが給排気されるときのピストンロッド2aの水平移動により左扉3A及び右扉3Bが乗降口を自動開閉する。また、車両用自動開閉扉装置1は、エアシリンダ2内部にエア源4からのエアを供給可能としたエア配管5と、エア配管5に介設され、エアシリンダ2内部にエアを給排気する給排気切換弁6とを備えている。
具体的には、エアシリンダ2は、左右の端部にエア配管5を接続するための左接続部7Aと右接続部7Bを有している。左接続部7Aは、エアシリンダ2の左端部が内嵌してエアシリンダ2に固定され、右接続部7Bは、エアシリンダ2の右端部が内嵌してエアシリンダ2に固定されている。また、左接続部7A及び右接続部7Bは給排気路8を内蔵している。いずれの給排気路8も、左接続部7A及び右接続部7Bの外側に向けて開設された外側開口8aと、シリンダ2の内部に向けて開設された内側開口8bとを有している。エアシリンダ2の内部は、ピストンロッド2aの右端に設けられ、シリンダ2内部を水平方向に摺動可能とされたピストン2aを挟んで左側の左シリンダ室2Aと、右側の右シリンダ室2Bとに区画されている。左接続部7Aの給排気路8は、内側開口8bを通じて左シリンダ室2Aと連通し、右接続部7Bの給排気路8は、内側開口8bを通じて右シリンダ室2Bと連通している。そして、左接続部7Aの左端部にガイド部9が設けられ、ピストンロッド2aは、左接続部7A及びガイド部9の両方を貫通して外側に延びている。ピストンロッド2aの左端部は、左扉3Aの左寄りの上端部に固定された左連結具10Aが備えるピストンロッド固定部11に固定されている。
また、車両用自動開閉扉装置1は扉駆動機構を備えている。この扉駆動機構は、エアシリンダ2の左右両端部付近に回転自在に設けられた左プーリ12A及び右プーリ12Bと、左プーリ12A及び右プーリ12Bに巻回された歯付ベルト13と、左連結ロッド14A及び右連結ロッド14Bとを有している。歯付ベルト13では、内周面が、左プーリ12A及び右プーリ12Bの外周面と接触可能な平滑面とされ、且つ同一形状とされた複数の歯部13aが外周面に一定間隔で設けられている。左連結ロッド14Aは、左端部が左連結具10Aの上端部に連結され、水平方向に延び、且つ右端が右プーリ12Bよりも左側に位置する長さを有している。左連結ロッド14Aの下面には、歯付ベルト13の歯部13aと歯合する複数の歯部14Aが歯部13aと同一間隔で設けられている。右連結ロッド14Bは、水平方向に延び、右端部が右扉3Bの上端部に連結された右連結具10Bに連結され、且つ左端が左プーリ12Aよりも右側に位置する長さを有している。右連結ロッド14Bの上面には、歯付ベルト13の歯部13aと歯合する複数の歯部14Bが歯部13aと同一間隔で設けられている。
エア配管5は、給排気切換弁6よりも上流側に位置する上流側エア配管5Aと、給排気切換弁6よりも下流側に位置する下流側エア配管5B,5Bとからなっている。下流側エア配管5Bの下流端が、左接続部7Aの給排気路8の外側開口8aに接続され、下流側エア配管5Bの下流端が、右接続部7Bの給排気路8の外側開口8aに接続されている。給排気切換弁6は、上流側エア配管5Aと下流側エア配管5Bとを連通させ、下流側エア配管5Bを大気に開放させる状態と、上流側エア配管5Aと下流側エア配管5Bとを連通させ、下流側エア配管5Bを大気に開放させる状態とに切換自在である。このような給排気切換弁6の状態切換えは、図示していない扉開閉スイッチの操作に連動して行われる。扉開閉スイッチの操作は、車両乗務員による手動操作によって行われる。
左扉3A及び右扉3Bの開閉動作は、以下のようにして実現される。上記扉開閉スイッチが閉操作されると、給排気切換弁6は、上流側エア配管5Aが下流側エア配管5Bと連通し、下流側エア配管5Bは大気に開放される状態に切り換えられる。そして、エア源4から上流側エア配管5Aを通じて供給されるエアは、下流側エア配管5Bを経て、左接続部7Aの給排気路8に外側開口8aから入り、内側開口8bから左シリンダ室2Aに流入し、左シリンダ室2Aのエア圧によりピストンロッド2aが右方向に水平移動する。また、ピストンロッド2aの右方向への水平移動により左扉3Aも右方向に水平移動する。同時に、左連結ロッド14Aが右方向に水平移動する。左連結ロッド14Aは歯付ベルト13と歯合しているため、左プーリ12A及び右プーリ12Bは共に右回転し、この右回転により右連結ロッド14Bが左方向に水平移動する。この結果、右扉3Bが左方向に水平移動する。このように、左扉3A及び右扉3Bは閉動作する。
上記扉開閉スイッチが開操作されると、給排気切換弁6は、上流側エア配管5Aが下流側エア配管5Bと連通し、下流側エア配管5Bは大気に開放される状態に切り換えられる。そして、エア源4から上流側エア配管5Aを通じて供給されるエアは、下流側エア配管5Bを経て、右接続部7Bの給排気路8に外側開口8aから入り、内側開口8bから右シリンダ室2Bに流入し、右シリンダ室2Bのエア圧によりピストンロッド2aが左方向に水平移動する。また、ピストンロッド2aの左方向への水平移動により左扉3Aも左方向に水平移動する。同時に、右連結ロッド14Bが右方向に水平移動する。この水平移動に伴い、左扉3Aは左方向に水平移動し、左プーリ12A及び右プーリ12Bが左回転することによって右連結ロッド14Bは右方向に水平移動する。こうして、左扉3A及び右扉3Bは開動作する。
さらに、車両用自動開閉扉装置1は、左扉3A及び右扉3Bの全閉状態を検知する全閉検知手段としての全閉検知スイッチ15と、全開状態を検知する全開検知手段としての全開検知スイッチ16と、制御部17とを備えている。全閉検知スイッチ15及び全開検知スイッチ16は共に、右扉3B側に設けられ、夫々、内部に押込み可能なスイッチロッド15a,16aを有している。スイッチロッド15aは全閉検知スイッチ15では右方に突出し、スイッチロッド16aは全開検知スイッチ16では左方に突出している。スイッチロッド15a,16aが押し込まれた時に全閉検知スイッチ15及び全開検知スイッチ16は夫々ONとなる。スイッチロッド15a,16aの押込みは押込みロッド15b,16bにより行われ、押込みロッド15b,16bは、右連結具10B、右連結ロッド14Bに夫々設けられている。全閉検知スイッチ15のスイッチロッド15aを押し込む押込みロッド15bは、右連結具10Bに固定され、水平方向左側に突出し、スイッチロッド15aと対向している。全開検知スイッチ16のスイッチロッド16aを押し込む押込みロッド16bは、右連結ロッド14Bの左端部下側に固定され、水平方向右側に突出し、スイッチロッド16aと対向している。左扉3A及び右扉3Bの全閉時に押込みロッド15bがスイッチロッド15aを押し込み、全閉検知スイッチ15がONとなる。同様に、左扉3A及び右扉3Bの全開時に押込みロッド16bがスイッチロッド16aを押し込み、全開検知スイッチ16がONとなる。
前述の通り、車両用自動扉開閉装置1では、左扉3A及び右扉3Bの閉時における人や物等の異物の挟込み、また、左扉3A及び右扉3Bの開時における戸袋(図示省略)への異物の引込みへの対策が急務とされている。そこで、車両用自動開閉扉装置1は、エアシリンダ2内部のエア圧を検知する圧力センサ18を備えている。また、制御部17は、左扉3A及び右扉3Bの閉動作中に異物の挟込みが発生するとき、又は開動作中に、左扉3A及び右扉3Bが収納される戸袋への異物の引込みが発生するときの圧力センサ18が検知するエア圧に基づいて給排気切換弁6の給排気方向を切り換え、左扉3A及び右扉3Bの開閉動作を切り換える。具体的には、圧力センサ18は、圧力検知路19A,19Bと、左接続部7A及び右接続部7Bの給排気路8とを介して左シリンダ室2A及び右シリンダ室2Bのエア圧を検知する。また、圧力センサ18は制御部17に接続され、検知したエア圧に関する信号を制御部17に出力する。尚、圧力センサ18は、左シリンダ室2A又は右シリンダ室2Bのいずれか一方のエア圧を検知する。即ち、圧力センサ18は、左扉3A及び右扉3Bの閉時にはエアが排気される右シリンダ室2Bのエア圧を検知し、左扉3A及び右扉3Bの開時には同じくエアが排気される左シリンダ室2A内部のエア圧を検知する。圧力センサ18は、左シリンダ室2A及び右シリンダ室2Bのエア圧検知を各別専用に行う2つの圧力センサとすることもできる。この場合、圧力検知路19Aは、左シリンダ室2Aのエア圧検知を行う圧力センサに対して設けられ、圧力検知路19Bは、右シリンダ室2Bのエア圧検知を行う圧力センサに対して設けられる。
図2を参照して、左扉3A及び右扉3Bの正常開閉時には、左シリンダ室2Aのエア圧は図2中に実線で示した波形となり、右シリンダ室2Bのエア圧は同図中に破線で示した波形となる。全開時には、左シリンダ室2Aのエア圧が大気圧等の最低値となり、全開検知スイッチ16がONとなる。この時、図示していないが、全閉検知スイッチ15はOFFである。一方、全閉時には、右シリンダ室2Bのエア圧が最低値となり、全開検知スイッチ16はOFFであり、全閉検知スイッチ15がONとなる。図3を参照して、左扉3A及び右扉3Bの閉動作中に異物の挟込みが発生すると、右シリンダ室2Bのエア圧は、異物挟込み発生前よりも急に減少し、最低値に達する。このようなエア圧の変動は、左扉3A及び右扉3Bの開動作中に両扉3A,3Bが収納される戸袋への異物の引込みが発生するときにも同様に起こる。そこで、車両用自動開閉扉装置1には、左扉3A及び右扉3Bの全閉時の最低エア圧、全開時の最低エア圧に基づいて第1基準エア圧、第2基準エア圧が予め設定されている。第1基準エア圧は、左扉3A及び右扉3Bの閉動作中に両扉3A,3B間に異物の挟込みが発生するときにこれを回避するための検知エア圧であり、実線波形の最低エア圧よりも若干高いエア圧が例示される。第2基準エア圧は、左扉3A及び右扉3Bの開動作中に両扉3A,3Bが収納される戸袋への異物の引込みが発生するときにこれを回避するための検知エア圧であり、破線波形の最低エア圧よりも若干高いエア圧が例示される。尚、第1基準エア圧及び第2基準エア圧は、各種の異物の挟込み及び引込みが発生したときの経験値に基づいて適宜定めることができる。また、第1基準エア圧、第2基準エア圧は、制御部17又は圧力センサ18に設定することができる。
ところで、第1基準圧力及び第2基準圧力は、左扉3A及び右扉3Bの正常開閉時にも圧力センサ18により検知されるため、制御部17が行う、圧力センサ18が検知するエア圧に基づく給排気切換弁6の給排気方向の切換には全閉検知スイッチ15及び全開検知スイッチ16の検知信号を利用する。即ち、制御部17は、左扉3A及び右扉3Bの閉動作中に第1基準エア圧が圧力センサ18により検知された際、例えば、所定時間内に全閉検知スイッチ15からON信号が入力されない等の全閉状態が検知されないとき、左扉3A及び右扉3Bを開動作させ、異物の挟込みを解消する。また、制御部17は、左扉3A及び右扉3Bの閉動作中に第2基準エア圧が圧力センサ18により検知された際、例えば、所定時間内に全開検知スイッチ16からON信号が入力されない等の全開状態が検知されないとき、左扉3A及び右扉3Bを閉動作させ、異物の引込みを解消する。上記いずれの所定時間も各種の異物の挟込み及び引込みが発生したときの経験値に基づいて適宜定めることができる。
図4を参照して、実際に異物の引込みが発生したときの圧力センサ18の検知エア圧に基づく制御部17による左扉3A及び右扉3Bの開閉動作の制御について説明する。戸袋への異物の引込みが発生すると、左シリンダ室2Aのエア圧がそれ以前よりも急に減少し、圧力センサ18は第2基準エア圧を検知する。この検知信号が制御部17に入力される。この時、左扉3A及び右扉3Bは全開状態ではないため、全開検知スイッチ16からON信号は制御部17に入力されない。従って、制御部17は、給排気切換弁6の給排気方向を切り換え、右シリンダ室2Bのエアを排気させると共に、左シリンダ室2Aにエアを供給する。その結果、左扉3A及び右扉3Bは閉動作を開始し、異物の取出しに必要とされる所定時間経過後、左扉3A及び右扉3Bは再び開動作を開始し、全開状態となる。この時、制御部17に全開検知スイッチ16からON信号が入力される。この後は、制御部17による左扉3A及び右扉3Bの開閉制御は通常開閉時の開閉制御に移行する。
このように、車両用自動扉開閉装置1は、左扉3A及び右扉3Bの開閉時のエアシリンダ2内部のエア圧の変動を利用して異物の挟込み又は引込みを検出し、その状態を解消するように左扉3A及び右扉3Bの開閉動作を制御することができるため、左扉3A及び右扉3Bや戸袋に通常とは異なる被検知部材を設ける必要がなく、既存車両への設置に容易に対応することができる。また、異物の挟込み又は引込みを確実に検出してその状態を解消することができる。さらに、異物の挟込みが発生したとき、左扉3A及び右扉3Bは自動で開くため、挟み込まれた異物は安全に取り除かれる。さらにまた、戸袋への異物の引込みが発生したとき、左扉3A及び右扉3Bは自動で閉まるため、引き込まれた異物は安全に取り除かれる。そして、異物の挟込みが発生したとき、第1基準エア圧の検知のみでなく、左扉3A及び右扉3Bの全閉検知も利用し、また、異物の引込みが発生したとき、第2基準エア圧の検知のみでなく、左扉3A及び右扉3Bの全開検知も利用するため、左扉3A及び右扉3Bが不安定に開閉を繰り返す誤動作を防止することができる。
以上、本発明の実施形態を図面を参照して説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。例えば、エアシリンダは車両の乗降口の下方に設けることもでき、扉開閉機構はピストンロッドの水平移動を扉の開閉に利用可能とするものであれば任意なものを採用することができる。給排気切換弁及び圧力センサの種類等についても同様である。また、扉は片開き式のものであってもよい。
1…車両用自動開閉扉装置、2…エアシリンダ、2a…ピストンロッド、3A…左扉、3B…右扉、4…エア源、5…エア配管、6…給排気切換弁、15…全閉検知スイッチ(全閉検知手段)、16…全開検知スイッチ(全開検知手段)、17…制御部、18…圧力センサ。

Claims (3)

  1. 車両の乗降口の上下一方に水平に設けられるエアシリンダと、エアシリンダのピストンロッドに連結された扉とを備え、エアシリンダ内部にエアが給排気されるときのピストンロッドの水平移動により扉が乗降口を自動開閉する車両用自動開閉扉装置であって、
    エアシリンダ内部にエア源からのエアを供給可能としたエア配管と、エア配管に介設され、エアシリンダ内部にエアを給排気する給排気切換弁とを備えたものにおいて、
    エアシリンダ内部のエア圧を検知する圧力センサと、
    扉の閉動作中に異物の挟込みが発生するとき、又は開動作中に扉が収納される戸袋への異物の引込みが発生するときに圧力センサが検知するエア圧に基づいて給排気切換弁の給排気方向を切り換え、扉の開閉動作を切り換える制御部と
    を備えていることを特徴とする車両用自動開閉扉装置。
  2. 車両用自動開閉扉装置は、さらに扉の全閉状態を検知する全閉検知手段を備え、扉の閉動作中に予め設定された第1基準エア圧が圧力センサにより検知された際、制御部は、全閉状態が全閉検知手段により検知されないとき、扉を開動作させ、異物の挟込みを解消することを特徴とする請求項1記載の車両用自動開閉扉装置。
  3. 車両用自動開閉扉装置は、さらに扉の全開状態を検知する全開検知手段を備え、扉の開動作中に予め設定された第2基準エア圧が圧力センサにより検知された際、制御部は、全開状態が全開検知手段により検知されないとき、扉を閉動作させ、異物の引込みを解消することを特徴とする請求項1記載の車両用自動開閉扉装置。
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