JP2021084519A - 窓のバランサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バネの耐久性を向上できるとともに損傷した場合においても機能を維持できる窓のバランサ装置を提供する。【解決手段】窓４を昇降可能に設け、窓４の下端部に連結部材１３の一端部を回動可能に連結し、連結部材１３の他端部をリンク部材１５に回動可能に連結し、圧縮バネ１７の伸縮に伴い、リンク部材１５を回動するようにし、窓４の昇降方向と直交する左右方向において、連結部材１３の他端部とリンク部材１５との連結部１１ｂを、リンク部材１５の回動軸１５ａに対して、圧縮バネ１７の取付位置と反対側に位置するように設け、圧縮バネ１７の付勢力により、連結部材１３の他端部が上方に移動するように付勢した。【選択図】図１

Description

本発明は、窓のバランサ装置に関する。

従来、鉄道車両の扉、例えば運転室や車掌室の出入口の扉に設けられる下降窓は、人力で上下して開閉されるため、軽い力で下降窓を昇降させるバランサ装置が設けられている。

このバランサ装置として、図７〜図９に示すように、下降窓１０１の下端部に、下降窓の昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）と直交する左右方向（Ｘ−Ｘ方向）に設けたガイド部１０２に沿って左右方向に移動可能な移動体１０３を設け、この移動体１０３に第１連結腕１０５の一端部１０５ａを回動可能に連結し、第１連結腕１０５の他端部１０５ｂを鉄道車両に対して回動可能に連結し、第１連結腕１０５の他端部１０５ｂ側に、第２連結腕１０６の一端部１０６ａを回動可能に連結し、第２連結腕１０６の他端部１０６ｂを、Ｌ字状のリンク部材１０８の第１回転軸１０８ａに回動可能に連結し、Ｌ字状のリンク部材１０８の回動軸１０８ｂは、鉄道車両に対して回動可能に連結し、Ｌ字状のリンク部材１０８の第２回転軸１０８ｃは、引っ張りスプリング１０９の付勢力により、第２連結腕１０６の他端部１０６ｂが上方に移動する方向に付勢されているバランサ装置１１０が知られている。

しかし、上記従来のバランサ装置１１０は、第２連結腕１０６とリンク部材１０８を連結する第１回転軸１０８ａが、リンク部材１０８の回動軸１０８ｂに対して、左右方向（Ｘ−Ｘ方向）の引っ張りスプリング１０９側に位置し、下降窓１０１を降下させると、第１回転軸１０８ａは、下向き方向に回動するようになっている。

そのため、下降窓１０１の上方へ付勢する力を強くするために、リンク部材１０８の第１回転軸１０８ａと回動軸１０８ｂとの距離を長くした場合、図９に示すように、リンク部材１０８と引っ張りスプリング１０９が相互に干渉するため、一定以上長くすることができない。同様に、引っ張りスプリング１０９の外径を太くして、引っ張りスプリング１０９の付勢力を向上させることにも限界があり、十分な付勢力を確保することが困難であるという問題がある。

また、引っ張りスプリング１０９が損傷すると、バランサ装置１１０の機能を維持できなくなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解消した窓のバランサ装置を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、窓を昇降可能に設け、該窓の下端部に連結部材の一端部を回動可能に連結し、
前記連結部材の他端部をリンク部材に回動可能に連結し、
圧縮バネの伸縮に伴い、前記リンク部材を回動するようにし、
前記窓の昇降方向と直交する左右方向において、前記連結部材の他端部とリンク部材との連結部を、リンク部材の回動軸に対して、圧縮バネの取付位置と反対側に位置するように設け、
該圧縮バネの付勢力により、前記連結部材の他端部が上方に移動するように付勢したことを特徴とするものである。

前記リンク部材の一端部に第１回転軸を設け、他端部に第２回転軸を設け、
前記第１回転軸において、連結部材の他端部とリンク部材を回動可能に連結し、
前記第２回転軸において、リンク部材と圧縮バネの伸縮により移動する部材の他端部を回動可能に連結し、
前記リンク部材において、前記回動軸の軸心と前記第１回転軸の軸心を結ぶ直線と、前記回動軸の軸心と第２回転軸の軸心を結ぶ直線との角度を、角度調節部により変更できるようにしてもよい。

前記連結部材を、第１連結腕と、第２連結腕で構成し、
前記第１連結腕の一端部を、前記窓の下端部に回動可能に連結し、他端部を本体部に回動可能に連結し、
前記第２連結腕の一端部を、前記第１連結腕の他端側に回動可能に連結し、前記第２連結腕の他端部を前記リンク部材に回動可能に連結してもよい。

前記窓は、運転室や車掌室の出入口の扉に設けられる下降窓としてもよい。

本発明によれば、窓の昇降方向と直交する左右方向において、連結部材の他端部とリンク部材との連結部を、リンク部材の回動軸に対して、圧縮バネの取付位置と反対側に位置するように設け、圧縮バネの付勢力により、前連結部材の他端部が上方に移動するように付勢したことにより、圧縮バネとリンク部材が干渉せず、窓のバランサ装置に要求される性能となるように圧縮バネとリンク部材を設計でき、窓に対し十分な付勢力を確保することができる。

また、圧縮バネを圧縮しなければ、窓を降下できないため、圧縮バネが損傷した場合にも、バランサ装置の機能を保持できる。

本発明の実施例１に係る窓のバランサ装置において、下降窓を最も高い位置に保持した図。 図１の状態から下降窓を降下させた状態の図。 図２の状態から下降窓を更に降下させた状態の図。 本発明の実施例１に用いるリンク部材の他例を示す図。 本発明の実施例１に用いるリンク部材の他例を示す図。 本発明の実施例２に用いるリンク部材の一例を示す図。 従来技術に係るバランサ装置において、下降窓を最も高い位置に保持した図。 図７の状態から下降窓を降下させた状態の図。 図８の状態から下降窓を更に降下させた状態の図。

本発明を実施するための形態を図１乃至図５に示す実施例に基づいて説明する。

本発明の窓のバランサ装置は、昇降できる任意の窓に対して適用でき、以下において、鉄道車両の運転室や車掌室の出入口の扉における下降窓に適用した実施例に基づいて説明する。

本発明の実施例１に係る窓のバランサ装置１は、図１に示すように、鉄道車両における運転室や車掌室の出入口の扉２に設ける。

扉２には、左右に設けた一対のレール３ａ，３ｂが上下方向に設けられ、このレール３ａ，３ｂに沿って、下降窓４が昇降可能に設けられている。以下、下降窓４の昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に対して、直交する方向を左右方向（Ｘ−Ｘ方向）として説明する。

下降窓４の下端部には、案内溝６が左右方向（Ｘ−Ｘ方向）に設けられ、この案内溝６内には、回転移動部材７が、左右方向（Ｘ−Ｘ方向）に移動可能に設けられている。

回転移動部材７には、第１連結腕１０の一端部が回転軸１０ａを中心として、昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回動可能に連結されている。第１連結腕１０の他端部は、鉄道車両における扉や車体等の本体部に対して回転軸１０ｂを中心として回転可能に連結され、本実施例においては扉２に回転可能に連結した。

第１連結腕１０の他端側部には、第２連結腕１１の一端部が、回転軸１０ａ，１０ｂの間に位置する回転軸１１ａを中心として昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回転可能に連結されている。第２連結腕１１の他端部は、第１回転軸１１ｂを中心として、リンク部材１５の一端部に昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回転可能に連結されている。

リンク部材１５は、鉄道車両における扉や車体等の本体部に対して回動軸１５ａを中心として昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回動可能に連結され、本実施例においては扉２に回動可能に連結した。すなわち、回転軸１５ａを中心として、リンク部材１５が扉２等の本体部に対して昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回動するようになっている。

第１連結腕１０と第２連結腕１１で連結部材１３を構成する。

リンク部材１５の他端部には、第２回転軸１５ｂが設けられ、この第２回転軸１５ｂに、伸縮ロッドなどの伸縮可能な伸縮部材１６の一端部が連結されている。この伸縮部材１６は、伸長する方向に常に付勢する付勢力を有する圧縮バネ１７により、伸長する方向に付勢されている。すなわち、圧縮バネ１７の伸縮により移動する部材の端部である伸縮部材１６一端部が、第２回転軸１５ｂに回動可能に連結されている。

圧縮バネ１７の他端部は、伸縮部材１６の他端部に対して固定され、、伸縮部材１６の他端部は回転軸１６ａを中心として、鉄道車両における扉や車体等の本体部に対して回動可能に設けられ、本実施例においては扉２に対して回動可能に設けた。圧縮バネ１７の伸縮により、伸縮部材１６の一端部が、リンク部材１５の第２回転軸１５ｂに対して進退し、リンク部材１５が、回動軸１５ａを中心として昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回動するようになっている。

なお、本実施例では、圧縮バネ１７の伸縮により伸縮部材１６が伸縮し、リンク部材１５が、回動軸１５ａを中心として回動するようにしたが、圧縮バネ１７の伸縮に伴い、リンク部材１５が、回動軸１５ａを中心として昇降方向（Ｙ−Ｙ方向）に回動できればよい。例えば、伸縮しないロッドを、圧縮バネ１７の伸縮により進退するようにし、圧縮バネ１７の伸縮により移動する部材の端部である伸縮しないロッドの他端部を、第２回転軸１５ｂに回動可能に連結してもよい。また、圧縮バネ１７の一端部を、直接、第２回転軸１５ｂに連結し、すなわち、圧縮バネ１７の伸縮により移動する部材の端部である圧縮バネ１７の他端部を第２回転軸１５ｂに回動可能に連結してもよい。

リンク部材１５において、回動軸１５ａと第１回転軸１１ｂ間の距離は、回動軸１５ａと第２回転軸１５ｂ間の距離より長く設定され、夫々の長さは任意に設定する。また、リンク部材１５の形状は、本実施例では図１に示すように、三角形状に形成したが、その形状は任意に形成することができる。

また、リンク部材１５における回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの軸心と第２回転軸１５ｂの軸心を結ぶ直線との角度αは、任意に設定することができ、例えば、図４や図５に示すような、回動軸１５ａ、第１回転軸１１ｂ、第２回転軸１５ｂの位置関係としてもよい。

また、図４，図５において、下降窓４が最も高い位置に位置した場合のリンク部材１５の位置を実線で、下降窓４が最も低い位置に位置した場合のリンク部材１５の位置を破線で示し、この下降窓４が最も低い位置から高い位置に移動する間に、リンク部材１５が、回動軸１５ａを中心として回動する回動範囲（回動角度）γは任意に設定するが、直角（９０度）以下に設定することが好ましい。

第２連結腕１１が連結される第１回転軸１１ｂは、左右方向（Ｘ−Ｘ方向）において、回動軸１５ａに対して、鉄道車両の本体部に固定された圧縮バネ１７の他端部である扉２（本体部）に対する取付位置と反対側に位置するように設けられている。

窓のバランサ装置１は、上記の構造を有することにより、以下の作用、効果を奏する。

圧縮バネ１７の付勢力により伸縮部材１６は伸長し、図１に示すように、第１回転軸１１ｂは上側方向に移動し、第２連結腕１１を上側方向に移動させ、第１連結腕１０が上側方向に移動して、下降窓４を、その自重に抗して最も高い位置で保持できるようになっている。

次に、圧縮バネ１７の付勢力に抗して、手動で下降窓４を下側方向に押し下げると、回転移動部材７が案内溝６内を、図１の左側方向に移動しつつ、第１連結腕１０の一端部が押し下げられて、第２連結腕１１が下方向に移動するとともに、第１回転軸１１ｂが下方向に移動して、伸縮部材１６を縮小させる。

上記従来技術のバランサ装置１１０は、第２連結腕１０６とリンク部材１０８を連結する第１回転軸１０８ａが、リンク部材１０８の第２回転軸１０８ｂに対して、左右方向（Ｘ−Ｘ方向）の引っ張りスプリング１０９側に位置しているのに対し、本発明は、第２連結腕１１が連結される第１回転軸１１ｂが、左右方向（Ｘ−Ｘ方向）において、回動軸１５ａに対して、圧縮バネ１７と反対側に位置するように形成されている。

そのため、従来技術のバランサ装置１１０においては、第１連結腕１０５と第２連結腕１０６との間の角度βが、きわめて小さくなり窓を保持する力が著しく低下するのに対し、本発明では、第１連結腕１０と第２連結腕１１間の角度（内角）βを、上記従来技術のものよりも大きくすることができ、下降窓４の自重に対して保持する力を大きく保つことができる。

また、本発明は、第１回転軸１１ｂと、圧縮バネ１７が相互に干渉しないため、圧縮バネ１７の付勢力を任意に設定できるとともに、回動軸１５ａと第１回転軸１１ｂとの距離を任意に設定することができ、窓のバランサ装置１として要求される能力に合わせて圧縮バネ１７とリンク部材１５を自由に設計することができ、下降窓４に対し十分な付勢力を確保することができ、上記従来技術のバランサ装置１１０よりも圧縮バネ１７の耐久性を向上できる。

また、リンク部材１５における回動軸１５ａの中心と第１回転軸１１ｂの中心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの中心と第２回転軸１５ｂの中心を結ぶ直線がなす角度α等を変更することにより、下降窓４の昇降時に保持力が増大するようにしたり、下降時に保持力が増大するようにすることができる。

また、上記従来技術のバランサ装置１１０は、伸長させた引っ張りスプリング１０９が伸縮しようとする付勢力により、下降窓１０１を上側方向に付勢するため、引っ張りスプリング１０９が損傷等して、例えば、破断した場合には下降窓１１０を上方に保持することができない。

これに対し、本発明においては、圧縮された圧縮バネ１７が伸長しようとする付勢力により、第１回転軸１１ｂを上側方向に付勢して下降窓４を上側方向に付勢するため、圧縮バネ１７が損傷等して、例えば、破断した場合にも下降窓４は、圧縮バネ１７を圧縮させなければ下降することができないため、下降窓４を上方に保持することができる。

なお、上記実施例においては、連結部材１３を、第１連結腕１０と第２連結腕１１の２本で構成したが、リンク部材１５の回動により連結部材を介して、下降窓４を昇降できれば、連結部材を構成する部材の数や、その構造は任意に設定することができる。

上記実施例１のリンク部材１５は、その回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの軸心と第２回転軸１５ｂの軸心を結ぶ直線との角度αを一定に形成したが、図６に示すように、その回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの軸心と第２回転軸１５ｂの軸心を結ぶ直線との角度αを、変更できるようにしてもよい。

本実施例２のリンク部材２５は、例えば、図６に示すように、一端部に回動軸１５ａを、他端部に第１回転軸１１ｂを形成した第１リンク部材２５ａと、一端部に第２回転軸１５ｂを、他端部に回動軸１５ａを形成した第２リンク部材２５ｂを有する。

第１リンク部材２５ａは、図６に示すように、回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線上に、貫通孔２６が形成されている。
第２リンク部材２５ｂは、図６に示すように、回動軸１５ａの軸芯を中心とする円弧状の長穴２７を形成されている。回動軸１５ａの軸芯と貫通孔２６の軸芯間の距離と、回動軸１５ａの長穴２７の中心の距離は同じに形成されている。

第１リンク部材２５ａと第２リンク部材２５ｂは、回動軸１５ａで相互に回動可能に連結するとともに、貫通孔２６と長穴２７をボルト２８とナット等の固定具２９を用いて連結されている。なお、固定具２９は、ボルト２８とナット以外にも任意の固定部材を用いることができる。

これにより、第１リンク部材２５ａと、第２リンク部材２５ｂは、回動軸１５ａを中心として、相互に回動でき、回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの軸心と第２回転軸１５ｂの軸心を結ぶ直線との角度αを変更することができるようになっている。貫通孔２６と長穴２７と固定具２９により角度調節部３０を構成する。

また、ボルト２８とナット等の固定具２９を用いて、回動軸１５ａの軸心と第１回転軸１１ｂの軸心を結ぶ直線と、回動軸１５ａの軸心と第２回転軸１５ｂの軸心を結ぶ直線との角度αを保持することができるようになっている。

上記以外の構成は、上記実施例１と同様であるため、上記実施例１と同様の符号を付して、その説明を省略する。

本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。

１ 窓のバランサ装置
２ 扉（本体部）
４ 下降窓（窓）
１０ 第１連結腕
１１ 第２連結腕
１１ｂ 第１回転軸
１３ 連結部材
１５，２５ リンク部材
１５ａ 回動軸
１５ｂ 第２回転軸
１７ 圧縮バネ
３０ 角度調節部

Claims (4)

1. 窓を昇降可能に設け、該窓の下端部に連結部材の一端部を回動可能に連結し、
   前記連結部材の他端部をリンク部材に回動可能に連結し、
   圧縮バネの伸縮に伴い、前記リンク部材を回動するようにし、
   前記窓の昇降方向と直交する左右方向において、前記連結部材の他端部とリンク部材との連結部を、リンク部材の回動軸に対して、圧縮バネの取付位置と反対側に位置するように設け、
   該圧縮バネの付勢力により、前記連結部材の他端部が上方に移動するように付勢したことを特徴とする窓のバランサ装置。
2. 前記リンク部材の一端部に第１回転軸を設け、他端部に第２回転軸を設け、
   前記第１回転軸において、連結部材の他端部とリンク部材を回動可能に連結し、
   前記第２回転軸において、リンク部材と圧縮バネの伸縮により移動する部材の端部を回動可能に連結し、
   前記リンク部材において、前記回動軸の軸心と前記第１回転軸の軸心を結ぶ直線と、前記回動軸の軸心と第２回転軸の軸心を結ぶ直線との角度を、角度調節部により変更できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の窓のバランサ装置。
3. 前記連結部材を、第１連結腕と、第２連結腕で構成し、
   前記第１連結腕の一端部を、前記窓の下端部に回動可能に連結し、他端部を本体部に回動可能に連結し、
   前記第２連結腕の一端部を、前記第１連結腕の他端側に回動可能に連結し、前記第２連結腕の他端部を前記リンク部材に回動可能に連結したことを特徴とする請求項１又は２記載の窓のバランサ装置。
4. 前記窓は、運転室や車掌室の出入口の扉に設けられる下降窓であることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の窓のバランサ装置。

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