JP2023019335A - 車両のドア開閉構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のドア開閉構造に関し、車両の利便性を維持しつつエアの消費量を低減させ、エアドライヤの性能を長期間にわたって維持する。【解決手段】開示の車両のドア開閉構造は、エアを用いて車両のドア２１を開閉駆動するドア開閉装置５と、エアを用いてドア２１の近傍の車高を変更することで乗り降り動作を支援するニーリング機能を有するエアサスペンション装置６と、エアを圧縮するコンプレッサー２と、エアの水分を除去するエアドライヤ３と、圧縮後のエアを貯留するエアタンク４と、エアサスペンション装置６から排出されるエアをドア開閉装置５に供給するためのコントロールバルブ７とを備える。また、エアタンク４とコントロールバルブ７とを連通する第一配管１１と、コントロールバルブ７とエアサスペンション装置６とを連通する第二配管１２と、ドア開閉装置５とコントロールバルブ７とを連通する第三配管１３とを備える。【選択図】図２

Description

本件は、エアを用いて車両のドアを開閉するドア開閉構造に関する。

路線バス、観光バス、スクールバスなどの車両においては、エア（空気圧）を利用して乗降用のドアを開閉駆動するものが知られている。例えば、特許文献１には、空気圧供給元管から供給されるエアで空気圧シリンダ（ドアエンジン）を駆動することで、車両のドアを開閉させる空気圧回路が開示されている。空気圧シリンダに供給されるエアは、例えばコンプレッサーで圧縮される。

特開2007-224684号公報

ところで、コンプレッサーで圧縮されたエアは、空気圧シリンダへと送給される前に、エアドライヤを通過するように構成されうる。エアドライヤには、例えばエアに含まれる余分な水分や油分を捕捉する乾燥剤（例えば、シリカゲルや合成ゼオライトなど）及びフィルタが内蔵される。乾燥剤及びフィルタは、短期的には自然乾燥によって繰り返し使用可能な状態となるが、長期的（例えば、数ヶ月～一年程度）には整備点検時にその劣化度合が確認され、必要に応じて交換されるようになっている。

近年、上記のような空気圧回路を備えた車両において、エアの利用量が増加しつつある。例えば、車両の懸架装置としてエアサスペンション装置を搭載し、エアの挿抜操作により車高を調節するニーリング機能を備えた車両が増加している。また、上記のエアを、走行時の車輪に制動力を付与するためのサービスブレーキだけでなく、駐車時に車輪をロックするためのパーキングブレーキに活用する車両も増加している。さらに、上記のエアを利用してエアホーンを吹鳴させるなどのエアを消費する装置も増加している。そのため、エアの利用量の増加に伴い、エアドライヤの劣化が促進されやすくなり、乾燥剤及びフィルタを頻繁に交換しなければならないという課題が生じている。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、車両の利便性を維持しつつエアの消費量を低減させ、エアドライヤの性能を長期間にわたって維持できるようにした車両のドア開閉構造を提供することを目的の一つとする。

本件は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
（１）本適用例に係る車両のドア開閉構造は、エアを用いて車両のドアを開閉駆動するドア開閉装置と、前記エアを用いて少なくとも前記ドアの近傍の車高を変更することで乗り降り動作を支援するニーリング機能を有するエアサスペンション装置と、前記エアを圧縮するコンプレッサーと、前記エアの水分を除去するエアドライヤと、前記コンプレッサーによる圧縮後の前記エアを貯留するエアタンクと、前記エアサスペンション装置から排出される前記エアを前記ドア開閉装置に供給するためのコントロールバルブと、前記エアタンクと前記コントロールバルブとを連通する第一配管と、前記コントロールバルブと前記エアサスペンション装置とを連通する第二配管と、前記ドア開閉装置と前記コントロールバルブとを連通する第三配管と、を備えることを特徴としている。

本適用例に係る車両のドア開閉構造では、コントロールバルブとエアサスペンション装置とが第二配管を介して連通接続され、コントロールバルブとドア開閉装置とが第三配管を介して連通接続される。また、コントロールバルブは、エアサスペンション装置から排出されるエアをドア開閉装置に供給する機能を持つ。これにより、車両のニーリング時にエアサスペンション装置から排出されるエアを利用してドア開閉装置を駆動できるようになり、ドアの開閉のためのエア消費量を削減でき、すなわちエアを節約できる。したがって、エアドライヤの性能を長期間にわたって維持でき、乾燥していないエアの流出を防止できる。また、ニーリングによって生じるエアをドア開閉装置に供給することで、車両の利便性を維持しつつ、効率的にエアを運用できる。

本適用例に係る車両のドア開閉構造によれば、車両の利便性を維持しつつエアの消費量を低減させることができ、エアドライヤの性能を長期間にわたって維持できる。

実施形態に係るドア開閉構造が適用された車両の構成を示す図である。 図１に示す車両に搭載された空気圧回路を説明するための回路図である。 図２に示す空気圧回路におけるコントロールバルブの動作を説明するための図であり、（Ａ）は走行中の状態を示し、（Ｂ）は停車時の状態を示し、（Ｃ）はドア閉鎖時の状態を示し、（Ｄ）は車高上げ時の状態を示すものである。 図２に示す空気圧回路におけるドア用バルブの動作を説明するための図であり、（Ａ）はドア開放時の状態を示し、（Ｂ）はドア閉鎖時の状態を示すものである。

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、下記の実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは公知技術に含まれる各種構成と適宜組み合わせられる。

［１．構成］
本実施形態に係るドア開閉構造は、図１に示す車両３０に適用される。車両３０は、例えば路線バス、観光バス、スクールバスなどのバス車両であり、エア（圧縮空気、またはその空気圧）を利用してドア３１を開閉する機構を備える。ドア３１の近傍には、エアを用いてドア３１を開閉駆動するドア開閉装置５（例えば、エアシリンダーやエアモーターなど）が設けられる。図１に示す例では、ドア３１が車両３０の左側面にて前後二箇所に設けられているが、具体的なドア３１の数や位置はこれに限定されない。また、ドア開閉装置５についても同様であり、具体的なドア開閉装置５の数や位置はこれに限定されない。ドア開閉装置５は、少なくとも一つのドア３１を開閉駆動するものであり、複数のドア３１を同時に開閉駆動することもありうる。

車両３０には、車体の骨格をなすフレーム３２が設けられる。車両３０に設けられる車輪３３の少なくとも一つは、エアサスペンション装置６を介してフレーム３２に懸架される。エアサスペンション装置６は、フレーム３２に対する車輪３３（あるいは、車輪３３に対するフレーム３２）の高さ方向の相対位置を調節することで、車高を変更可能な懸架装置である。上記の相対位置は、エアサスペンション装置６の内部のエアを挿抜することで調節可能とされる。エアサスペンション装置６の内部に充填されるエアは、ドア３１を開閉駆動するのに用いられるのと同じエアである。

本件のエアサスペンション装置６は、少なくとも一つのドア３１の近傍の車高に関して、走行時よりも停車時の車高を低くすることで、ドア３１を介した乗り降り動作を支援するニーリング機能を有する。図１では、二つのドア３１の近傍の車高を変更するために制御される二つのエアサスペンション装置６が図示されている。これらのエアサスペンション装置６は、車両３０のドア３１が位置する一側面において、前後二箇所（前輪の近傍及び後輪の近傍）に設けられる。ただし、具体的なエアサスペンション装置６の数や位置はこれに限定されない。エアサスペンション装置６は、少なくとも一つの車輪３３とフレーム３２との間に介装されるものであり、複数の車輪３３とフレーム３２との間に介装されることもある。

例えば、車両３０の左前輪及び左後輪の両方が一つのエアサスペンション装置６によって懸架される構造においては、そのエアサスペンション装置６に充填されるエアを挿抜することで、車両３０の床面を車幅方向に傾斜させることが可能である。この場合、車両３０の床面は、例えば水平な状態から左下がりに傾斜した状態まで変化させることができる。また、車両３０の全車輪が一つのエアサスペンション装置６によって懸架される構造においては、そのエアサスペンション装置６に充填されるエアを挿抜することで、車両３０の床面を車高方向に平行移動させる（車高を均一に上下させる）ことも可能である。本実施形態に係るドア開閉構造は、上記のような、あらゆるエアサスペンション装置６を備えた車両３０に適用可能である。

図２は、ドア開閉装置５及びエアサスペンション装置６を駆動するための空気圧回路１の構成を模式的に示す回路図である。空気圧回路１には、コンプレッサー２とエアドライヤ３とが設けられる。コンプレッサー２は、図示しないエンジンやモータなどの動力を利用して、エアを圧縮する装置である。ここでは、車両３０の周囲に存在する外気が圧縮されて圧縮空気が生成される。また、エアドライヤ３は、エアに含まれる水分を除去する装置である。エアドライヤ３の内部には、エアに含まれる余分な水分を吸着して捕捉する乾燥剤やフィルタなどが内蔵される。これらの乾燥剤やフィルタには、水分だけでなく油分を捕捉する機能も付与されうる。

エアドライヤ３は、コンプレッサー２で圧縮される前のエアを除湿するものであってもよいし、コンプレッサー２で圧縮された後のエアを除湿するものであってもよい。図２に示す例では、コンプレッサー２で圧縮された圧縮空気が流れる流路（コンプレッサー２よりも下流側の流路）にエアドライヤ３が介装されている。このような回路構成に代えて、コンプレッサー２よりも上流側にエアドライヤ３を配置してもよい。

エアドライヤ３の下流側には、ブレーキライン２０と搭載品ライン１０とが接続される。ブレーキライン２０は、車両３０に搭載されるエアブレーキ装置２４～２６にエアを供給するための回路である。このブレーキライン２０には、例えばフロントエアブレーキ装置２４に接続されるフロントエアブレーキ配管２１、リヤエアブレーキ装置２５に接続されるリヤエアブレーキ配管２２、パーキングエアブレーキ装置２６に接続されるパーキングエアブレーキ配管２３などが含まれる。エアブレーキ装置２４～２６の各々には、例えば図示しないエアブレーキタンク、ブレーキバルブ、ブレーキブースター、ブレーキチャンバーなどが設けられる。

搭載品ライン１０（補機ライン）は、エアを利用して作動する搭載品のうち、エアブレーキ装置２４～２６以外の装置にエアを供給するための回路である。搭載品ライン１０には、エアタンク４が介装される。エアタンク４は、コンプレッサー２で圧縮されたエアを貯留する容器である。エアタンク４には、例えば図示しない圧力センサを内蔵させてもよい。この場合、圧力センサの検出値（タンク内圧）に応じてコンプレッサー２の作動状態を制御して、エアタンク４の内圧を常に所定圧力以上に維持してもよい。

エアタンク４の下流側には、搭載品としてのドア開閉装置５及びエアサスペンション装置６のほか、コントロールバルブ７とドア用バルブ８とが設けられる。図２に示すドア開閉装置５は、エアの供給を受けてドア３１を開放し、エアを排出することでドア３１を閉鎖する機能を持つ。一方、図２に示すエアサスペンション装置６は、エアの供給を受けて車高を上昇させ、エアを排出することで車高を低下させる機能を持つ。

コントロールバルブ７は、エアサスペンション装置６から排出されるエアをドア開閉装置５に供給するためのバルブである。コントロールバルブ７を利用することで、エアサスペンション装置６から排出されるエアが、ドア３１を開放するための圧力源として活用されうる。また、ドア用バルブ８は、エアタンク４に貯留されたエアを直接的にドア開閉装置５に供給するためのバルブである。ドア用バルブ８を利用することで、エアサスペンション装置６の作動状態を変化させることなくドア３１を開放しうる。

エアタンク４からドア開閉装置５及びエアサスペンション装置６へ至る経路には、第一配管１１、第二配管１２，第三配管１３、第四配管１４、第五配管１５が設けられる。第一配管１１は、エアタンク４とコントロールバルブ７とを連通する配管であり、第二配管１２は、コントロールバルブ７とエアサスペンション装置６とを連通する配管であり、第三配管１３は、コントロールバルブ７とドア開閉装置５とを連通する配管である。また、第四配管１４は、エアタンク４とドア用バルブ８とを連通する配管であり、第五配管１５は、ドア用バルブ８とドア開閉装置５とを連通する配管である。なお、コントロールバルブ７には、不要になったエアを排出するための排気配管１６も接続される。

コントロールバルブ７の外表面には、第一配管１１～第三配管１３及び排気配管１６の各々に接続される四つのポートが設けられている。また、コントロールバルブ７の内部には、各ポート間におけるエアの流路を変更するための溝を有するスプールが内蔵されている。スプールの位置を移動させることで、第一配管１１～第三配管１３及び排気配管１６の接続状態が切り換えられるようになっている。スプールの位置は、車両３０の状態に応じて自動的に、あるいは、乗員の手動操作に応じて制御される。例えば、エアサスペンション装置６にエアを供給する際には、第一配管１１と第二配管１２とが連通接続される。なお、停車中に車高を低くするためにエアサスペンション装置６からエアを排出する際には、第二配管１２と排気配管１６とが連通接続されることもある。

一方、ニーリング機能によりエアサスペンション装置６からエアを排出する際には、第二配管１２と第三配管１３とが連通接続される。また、ドア３１を閉鎖すべくドア開閉装置５からエアを排出する際には、第三配管１３と排気配管１６とが連通接続される。また、ドア用バルブ８は、第四配管１４と第五配管１５とを接続またはその接続を遮断するように機能する開閉弁である。ドア用バルブ８の開閉状態は、車両３０の状態に応じて自動的に、あるいは乗員の手動操作に応じて制御される。例えば、車両３０の車高を維持したままドア３１を開放する際には、ドア用バルブ８が開放される。

車両３０の状態に応じてコントロールバルブ７及びドア用バルブ８の作動状態を自動的に切り換えたい場合には、図２に示すように、電子制御装置１７を利用してもよい。電子制御装置１７は、プロセッサ（中央処理装置）及びメモリを内蔵するコンピュータである。電子制御装置１７で実行される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに保存される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がメモリ空間内に展開され、プロセッサに読み込まれて実行される。プログラムには、例えば制御条件（例えば、車速、ブレーキペダルの操作状態、ニーリングスイッチの操作状態など）と制御内容（コントロールバルブ７及びドア用バルブ８の作動状態）との関係が記述される。

［２．作用及び効果］
図３を用いて、車両３０の状態とコントロールバルブ７及びドア用バルブ８の作動状態との関係を説明する。車両３０の走行中には、図３（Ａ）に示すように、コントロールバルブ７のすべてのポートが閉鎖され、ドア用バルブ８も閉鎖される。エアサスペンション装置６の内部には、ある程度のエアが充填されており、車高が高い状態となっている。また、ドア３１は閉鎖されており、ドア開閉装置５の内部にはエアがほとんど供給されていない状態である。

車両３０が停車すると、図３（Ｂ）に示すように、コントロールバルブ７の内部において第二配管１２と第三配管１３とが連通接続される。これにより、エアサスペンション装置６からエアが排出されると同時に、排出されたエアがドア開閉装置５に供給される。したがって、ドア３１の近傍の車高を低くするニーリングが実施されるとともに、そのドア３１が開放される。このとき、エアサスペンション装置６からのエア排出量が多すぎる場合には、余剰分のエアを排気配管１６から排出してもよい。また、エアサスペンション装置６からのエア排出量が足りない場合には、不足分のエアをエアタンク４から補充してもよい。何れにしても、エアサスペンション装置６から排出されるエアを再利用しない場合と比較して、エアの消費量が削減される。

乗客の乗降が完了してドア３１を閉鎖するときには、図３（Ｃ）に示すように、コントロールバルブ７の内部において第三配管１３と排気配管１６とが連通接続される。これにより、ドア開閉装置５からエアが排出され、ドア３１が閉鎖される。なお、ドア開閉装置５から排出されるエアの一部を再びエアサスペンション装置６に供給してもよい。
ドア３１の閉鎖後には、図３（Ｄ）に示すように、コントロールバルブ７の内部において第一配管１１と第二配管１２とが連通接続される。これにより、エアタンク４からエアサスペンション装置６の内部へとエアが再充填され、停車前と同じ高さまで車高が持ち上げられる。その後、コントロールバルブ７の作動状態は、図３（Ｄ）に示す状態から図３（Ａ）に示す状態へと切り換えられる。

車両３０の停車時にニーリングを実施することなくドア３１を開閉したい場合には、図４（Ａ）に示すように、コントロールバルブ７のすべてのポートが閉鎖された状態で、ドア用バルブ８が開放される。これにより、エアタンク４からドア開閉装置５へとエアが供給され、車高が維持されたままドア３１が開放される。また、ドア３１の閉鎖時には、図４（Ｂ）に示すように、ドア用バルブ８が再び閉鎖されるとともに、コントロールバルブ７の内部において第三配管１３と排気配管１６とが連通接続される。これにより、ドア開閉装置５からエアが排出され、ドア３１が閉鎖される。

上記の車両のドア開閉構造に由来する効果について説明する。
（１）例えば、路線バスやコミュニティバスのように、地域住民の日常的な移動手段として利用されるバス車両においては、停留所の間隔が比較的短く（例えば、数百メートル間隔で）設定されることがある。このようなバス車両で停車時にニーリングを行いつつドア３１を開放させる場合、ドア開閉装置５及びエアサスペンション装置６で消費されるエア量が増加し、コンプレッサー２で圧縮されるエア量が増加することから、エアドライヤ３を通過するエア量も増加する。これにより、例えば、エア量の増加によりエアドライヤ３の劣化が進んでいる場合は、エアドライヤ３での除湿が間に合わなくなり、乾燥していないエアが搭載品ライン１０やブレーキライン２０へと供給されてしまうおそれがある。このような湿ったエアは、配管や各種装置（エアタンク４、ドア開閉装置５、エアサスペンション装置６、エアブレーキ装置２４～２６など）の劣化の促進の原因となりうる。

このような課題に対し、上記の車両のドア開閉構造では、コントロールバルブ７とエアサスペンション装置６とが第二配管１２を介して連通接続され、コントロールバルブ７とドア開閉装置５とが第三配管１３を介して連通接続される。また、コントロールバルブ７は、エアサスペンション装置６から排出されるエアをドア開閉装置５に供給する機能を持つ。これにより、車両３０のニーリング時にエアサスペンション装置６から排出されるエアを利用してドア開閉装置５を駆動できるようになり、ドア３１の開閉のためのエア消費量を削減でき、すなわちエアを節約できる。特に、停留所の間隔が比較的短いバス車両において、エアドライヤ３を通過するエア量を減少させることができる。したがって、エアドライヤ３の性能を長期間にわたって維持でき、乾燥していないエアが搭載品ライン１０やブレーキライン２０に供給されることを防止できる。また、このようなバス車両では、ニーリングに先行してドア開閉装置５を駆動する必要がない場合が多い。したがって、ニーリングによって生じるエアをドア開閉装置５に供給したとしても、車両３０の利便性を損なうおそれがなく、すなわち車両３０の利便性を維持しつつ、効率的にエアを運用できる。

（２）また、上記の車両のドア開閉構造では、エアタンク４とドア用バルブ８とが第四配管１４を介して連通接続され、ドア用バルブ８とドア開閉装置５とが第五配管１５を介して連通接続される。このように、コントロールバルブ７を通らずにエアタンク４とドア開閉装置５との間を繋ぐエアの流路を形成することで、エアサスペンション装置６の作動状態を維持したまま（車高を維持したまま）ドア開閉装置５を駆動することができる。したがって、ニーリングが不要な車両３０の停車時にも適切に対応することができる。
（３）なお、コントロールバルブ７及びドア用バルブ８の作動状態を電子制御装置１７で制御するように構成すれば、例えば車両３０の停車時に自動的にニーリングとドア３１の開放とが実施されるようにすることも容易である。これにより、運転者の操作負担を軽減することができ、車両３０の利便性をさらに向上させることができる。

［３．その他］
上記の実施形態では、搭載品ライン１０にドア開閉装置５とエアサスペンション装置６とが設けられた空気圧回路１を例示したが、この搭載品ライン１０に他の搭載品（例えば、エアホーンなど）を追加してもよい。少なくとも、搭載品ライン１０に設けられたドア開閉装置５とエアサスペンション装置６との間でエアの相互流用が可能となる回路構造にすることで、上記の実施形態と同様の作用、効果を奏するものとなる。
また、上記の実施形態ではバス車両に適用されたドア開閉構造について詳述したが、そのドア開閉構造の適用対象はバス車両に限定されない。少なくとも、ドア開閉装置５とニーリング機能を有するエアサスペンション装置６を備えた車両３０であれば、上記のドア開閉構造を適用可能である。

１ 空気圧回路
２ コンプレッサー
３ エアドライヤ
４ エアタンク
５ ドア開閉装置
６ エアサスペンション装置
７ コントロールバルブ
８ ドア用バルブ
１０ 搭載品ライン
１１ 第一配管
１２ 第二配管
１３ 第三配管
１４ 第四配管
１５ 第五配管
１６ 排気配管
１７ 電子制御装置
２０ ブレーキライン
２１ フロントエアブレーキ配管
２２ リヤエアブレーキ配管
２３ パーキングエアブレーキ配管
２４ フロントエアブレーキ装置
２５ リヤエアブレーキ装置
２６ パーキングエアブレーキ装置
３０ 車両
３１ ドア
３２ フレーム
３３ 車輪

Claims (1)

1. エアを用いて車両のドアを開閉駆動するドア開閉装置と、
   前記エアを用いて前記ドアの近傍の車高を変更することで乗り降り動作を支援するニーリング機能を有するエアサスペンション装置と、
   前記エアを圧縮するコンプレッサーと、
   前記エアの水分を除去するエアドライヤと、
   前記コンプレッサーによる圧縮後の前記エアを貯留するエアタンクと、
   前記エアサスペンション装置から排出される前記エアを前記ドア開閉装置に供給するためのコントロールバルブと、
   前記エアタンクと前記コントロールバルブとを連通する第一配管と、
   前記コントロールバルブと前記エアサスペンション装置とを連通する第二配管と、
   前記ドア開閉装置と前記コントロールバルブとを連通する第三配管と、
   を備えることを特徴とした、車両のドア開閉構造。

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