JP2647329B2 - スクリュ式自動扉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両等の側引戸に
用いられ、ボールスクリュ等のスクリュ溝が設けられた
駆動軸とナット部材との係合で開閉し、ロック装置で扉
の全閉位置を保持できるスクリュ式自動扉に関する。

【０００２】

【従来の技術】このスクリュ式自動扉は、左右にスライ
ドして開閉する扉の上方に、扉の開閉方向に延在する駆
動軸を設け、この駆動軸に設けられたスクリュ溝に係合
するナット部材を扉に連結し、この駆動軸を回転させる
駆動部を駆動軸に連結した構造となっている（特公昭５
７−５０９１号公報参照）。

【０００３】この種のスクリュ式自動扉には、全閉位置
を保持するためのロック装置が設けられる。このロック
装置は、上記特公昭５７−５０９１号公報の第４図に詳
細が示される通り、スクリュと同軸上に、外周に所定間
隔毎に凹形状のスロットを形成したロックホィールを有
する一方向クラッチを、スクリュと共回り可能に嵌着
し、扉のロック時に、前記スロットとソレノイドに接続
されたロック爪の爪部とを係合させて、一方向クラッチ
を作動させることにより、扉の開方向への移動を阻止し
てロックを行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成によれば、
ロックホィールに所定間隔毎に設けられたスロットに前
記つめ部を係合させて一方向クラッチを作動させる構成
としているため、扉が全閉位置に達してスクリュの回転
が停止した後に、スロットをつめ部に相対する位置とす
ることは困難である。従って、扉の閉作動中（スクリュ
の回転作動中）に前記スロットとつめ部との係合を行わ
せる必要があり、スロットとつめ部の確実な係脱を確保
するための微妙な位置関係などが必要になって、これら
の組付調整が面倒になるという問題点があった。また、
前記スロットが所定間隔毎に設けられていることから、
この間隔に前記つめ部が一致しないと、一方向クラッチ
を作動させることができないため、スクリュの扉閉方向
への回転時でも、相対回転を許容するものの、ロックホ
ィールと一方向クラッチを共回り可能に装着しなければ
ならず、クラッチ歯の押し当て具合を微妙に調整しない
と空滑りを起こすなど組付調整が面倒になるという問題
点もあった。また、一方向クラッチがラチェット型式が
あるため、クラッチ歯に遊びを設けなければならず、扉
をロックしても、前記遊びに起因して、全閉位置で扉に
ガタ付きが生じるという問題点もあった。

【０００５】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、組立調整が容易にでき、所定の全閉位置で
扉をロックすることができるスクリュ式自動扉を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【発明を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のスクリュ式自動扉は、スクリュ溝を有するとともに
駆動部により回転する駆動軸を設け、扉と連結されると
ともに駆動軸のスクリュ溝に係合して駆動軸の回転によ
り扉の開閉方向に移動するナット部材を設けたスクリュ
式自動扉において、前記駆動軸に、両方向の回転を許容
する第１位置と、前記ナット部材が扉の閉方向のみ移動
できるよう一方向の回転のみを許容する第２位置とを有
するクラッチ部材を設け、このクラッチ部材は、前記ク
ラッチ部材は、前記一方向とは逆方向の回転ではくさび
として働くローラと、このローラに対する外輪及び内輪
とを有する軸受け構造であり、前記外輪を軸方向に移動
させて前記ローラから離れる位置と前記ローラを挟む位
置とに切り換えることにより、前記駆動軸の任意の位置
において前記第１位置と前記第２位置とに切換可能であ
って、少なくとも扉の開作動時に前記第１位置をとるも
のである。そして、前記扉の閉状態を検知する戸閉検知
手段を設け、前記クラック部材は、前記戸閉検知手段か
らの出力に基づいて、前記第１位置から前記第２位置へ
と切り換わるものがある。また、前記クラッチ部材に
は、手動動作により第１位置を保持させる手動解錠手段
が設けられ、更に複数の扉のクラッチ部材を流体圧で第
１位置に保持させる一斉解錠手段が設けられている。

【０００７】

【作用】扉をロックする場合には、クラッチ部材を第２
位置とし、ナット部材が扉の閉方向のみ移動できるよう
駆動軸の回転を一方向に規制する。この第２位置は、扉
を閉方向にしか移動できないので、扉が全閉位置となっ
た段階でこの第２位置を保持していればロックが完了す
ることとなる。扉を開ける場合には、クラッチ部材を第
１位置に切り換えることにより、駆動軸の両方向を回転
が許容して、扉の開閉自在な状態を維持することにより
可能となる。クラッチ部材は、くさびとして作用するロ
ーラの外輪を軸方向に移動させるだけで、第１位置から
第２位置へと切り換えられるので、扉の閉じ動作の任意
の位置でロックできる。そして、任意の位置でロックで
きるので、戸閉検知手段からの出力に基づいて、前記第
１位置から前記第２位置へと切り換えられる。また、非
常時には、手動解錠手段によりクラッチ部材を手動で第
１位置に切り換えると、手で扉が開けられる。車庫入れ
時には、一斉解錠手段により複数の扉のクラッチ部材を
流体圧で一斉に第１位置に切り換えると、どの扉も手で
開けられる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明のスクリュ式自動扉を示す図であ
り、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。
図２はクラッチ部材とその関連部分の断面図であり、図
３は図２のＡ−Ａ断面図である。まず図１によりスクリ
ュ式自動扉の全体を説明し、ついで図２及び図３により
クラッチ部材とその関連部分を詳細に説明する。

【０００９】図１において、１は扉、２は車体側、３は
取付ベース、４は駆動軸、５は主モータ（駆動部）、６
はナット部材、７はレール、８はロック装置（クラッチ
部材）である。

【００１０】扉１の上部左右には連結部１０，１１が取
り付けられ、連結部１０，１１の各々に一個の垂直戸車
１２と二個の水平戸車１３が軸支されている。垂直戸車
１２がレール７の内側下面に案内され、水平戸車１３が
レール７の内側側面に案内され、扉１が左右にスライド
自在となっている。

【００１１】駆動軸４は、扉の上方であって、扉の開閉
方向に延在しており、両端が回転自在に取付ベース３等
に支持されている。また、駆動軸４の一端はカップリン
グ１４を介して主モータ５に連結され、駆動軸４は正転
又は逆転する。そして、扉１の連結部１１の上側にはナ
ット部材６が固設されており、このナット部材６は駆動
軸４のボールスクリュ溝等のスクリュ溝４ａに係合して
いる。したがって、例えば駆動軸４が正転すると、扉１
は閉まり、駆動軸４が逆転すると、扉１が開くようにな
っている。

【００１２】ロック装置８は、クラッチ本体２０と、ロ
ック開錠ソレノイド２１と、くびき状のレバー２２と、
手動解錠手段２３と、一斉解錠手段２４とからなってい
る。なお、１５は扉１の全閉状態を検知する戸閉スイッ
チ、１６はクラッチ本体２０がフリーの第１位置になっ
たことを検知するリミットスイッチである。

【００１３】図２において、取付ベース３にＬ型ブラケ
ット２５が固設され、ブラケット２５にクラッチ本体２
０がボルトで横付けされている。このクラッチ本体２０
は、中心に駆動軸４が嵌入され外周にローラ２６が配列
された内輪２７と、軸方向に移動可能な外輪２８と、ハ
ンジング２９と、皿ばね３０とを主要部分として構成さ
れており、例えばＴＨＫ株式会社製のベアクラッチとし
て市販されている。ローラ２６は軸方向に対して斜めに
配列されており、皿ばね３０の付勢力で外輪２８がａ方
向に移動しローラ２６が内輪２７と外輪２８で挟まれた
状態（第２位置）と、皿ばね３０の付勢力に打ち勝って
外輪２８がｂ方向に移動し、ローラ２６が外輪２８から
離れる（第１位置）とを取りうる。

【００１４】図示の第２位置にあっては、斜め配列のロ
ーラ２６がくさびとして働き、駆動軸４がナット部材を
移動させて扉を閉じるｃ方向ではくさびが緩む方向にな
って回転を許容するが、駆動軸４が扉を開くｄ方向では
くさびが食い込む方向になって回転できずロックされた
状態になる。外輪２８が矢印ｂ方向に押し込まれた第１
位置では、ローラ２６はフリーとなって、駆動軸４はｃ
方向及びｄ方向の両方向で回転が許容される。

【００１５】図３に示されるように、レバー２２は支点
Ａと作用点Ｂと力点Ｃとを有しており、作用点Ｂで外輪
２８を押し込むことができる。すなわち、図２のレバー
２２の力点Ｃに相当する部分がソレノイド２１の作用棒
２１ａにピン連結されており、ソレノイド２１が消磁さ
れると内蔵ばね２１ｂでレバー２２が図示のようにｅ方
向に押され、外輪２８は皿ばね３０で図示のようにロー
ラ２６を内輪２７で挟む第２位置にある。ソレノイド２
０が励磁されると作用棒２１ａが退出し、レバー２２が
二点鎖線のようにｆ方向に引き込まれ、外輪２８は皿ば
ね３０の付勢力に打ち勝って、クラッチ本体２０はロー
ラ２６がフリーな第１位置となる。

【００１６】手動解錠手段２３は、ブロック３４を貫通
する雌ねじ３５に螺入されたねじ棒３６の先端にジャッ
キボルト３７をねじ止めし、他端にレバー３８付の旋回
体３９を取り付けたものである。また、ブロック３４に
はボール４０が突出方向に付勢されて内蔵されており、
図３のように旋回体３９の９０度離れた２か所の窪み４
１，４２に係合し、レバー３８は図示の下向き又は水平
向きとなりうる。図２のレバー３８を手動で図示の下向
きから水平向きに旋回させると、ねじ棒３６がｆ方向に
突出し、レバー２２が二点鎖線のように傾き、クラッチ
本体２０のローラ２６がフリーとなって駆動軸４がｃ，
ｄ方向に回転できる第１位置となる。

【００１７】一斉解錠手段２４は、ねじ棒３６及びジャ
ッキボルト３７の中心に内蔵された押し棒４４と、旋回
体３９に取り付けられた空圧シリンダ４５とからなり、
空圧シリンダ４５のロッド４５ａ先端が押し棒４４を押
せる構造となっている。ロッド４５ａを突出させるため
の空気配管４６は複数の扉の空圧シリンダ４５に共通と
なっており、共通の切換弁４７で多数の空圧シリンダ４
５に一斉に空圧を供給できる。そして、ロッド４５ａが
突出すると、押し棒４４がレバー２２を二点鎖線のよう
に傾け、クラッチ本体２０は第１位置となる。

【００１８】そして、ロック解錠位置を検知するリミッ
トスイッチ１６が外輪２８の位置を直接検知しており、
特に外輪２８がｂ方向に押し込まれた第１位置にあるか
どうかを検知する。

【００１９】図４は上述したスクリュ式自動扉の電気ブ
ロック図である。制御器１７に、スクリュ式自動扉の戸
閉スイッチ１５とリミットスイッチ１６の信号が入力さ
れ、制御器１７から、主モータ５とロック解錠のための
ソレノイド２１を作動させる信号が出力される。また、
制御器１７には、電源が引き込まれ、扉の開指令が入力
され、扉を手動で開けられる手動解錠指令も入力され
る。

【００２０】図５は制御器１７による扉の開閉動作のフ
ローチャート図である。この図により、扉の開閉動作を
説明する。まず扉が図１のように全閉位置にあるとする
（ステップ♯１）。クラッチ本体２０は第２位置にある
ので、扉を更に閉めることができても、扉を開けること
ができないロック状態にある。そして、扉を開く必要が
生じると、図４の制御器１７に開指令が入力される（ス
テップ♯２）。すると、制御器１７は主モータ５を扉が
閉じる方向に僅かに回転させ、同時にロック解錠ソレノ
イド２１を励磁して扉が開かないロック状態を解錠する
（ステップ♯３）。すなわち、図２のレバー２２が二点
鎖線のように傾き、クラッチ本体２０の外輪２８がｂ方
向に押し込まれて第１位置に切り換えられる。ここで、
主モータ５を扉が閉じる方向ｄに駆動軸４を回転させる
のは、外輪２８とローラ２６の食い込み状態を解消させ
てスムースに外輪２８が動くようにするためである。つ
ぎに、主モータ５を扉が開くｃ方向に駆動軸４を回転さ
せる（ステップ♯５）。そして、扉は所定の開位置とな
る（ステップ♯６）。

【００２１】つぎに、扉を閉める場合、図４の制御器１
７に至る開指令の信号がオフになる（ステップ♯７）。
そして、制御器１７が図２の主モータ５を扉を閉じる方
向ｄに駆動軸４を回転させる（ステップ♯８）。図１の
ように、扉１が全閉位置に至ると、戸閉スイッチ１５が
作動し、戸閉スイッチ１５の信号が図４の制御器１７に
入力され、扉の全閉が検知される（ステップ♯９）。す
ると、制御器１７がロック解錠ソレノイド２１を消磁さ
せ、図２の作用棒２０ａが突出してレバー２２がｅ方向
に移動した実線位置になり、クラッチ本体２０は図示の
第２位置となってロックが完了する（ステップ♯１
０）。同時に、図４の制御器１７が主モータ５を駆動を
停止する（ステップ♯１１）。図２のクラッチ本体２０
は第２位置であるので、扉を開くｃ方向に駆動軸４がロ
ックされ、扉を閉じるｄ方向には駆動軸４は回転可能な
状態となる。

【００２２】非常時等のように、乗客が扉を開く必要が
生じた場合、図２のレバー３８を手前側水平まで回転さ
せると、ネジ軸３６が前進し、ジャッキボルト３７を介
して、レバー２２をｆ方向に傾け、外輪２８がｂ方向に
押し込まれた第１位置となる。その結果、扉を手で引く
と、駆動軸４が空回りして、扉を開けられる。

【００２３】車庫入れ時の点検等のように、任意の扉を
手動で開く必要が生じた場合、図２の切換弁４７を操作
すると、一車両の各扉のクラッチ本体に対応して備えら
れた空圧シリンダ４５に一斉に圧空が供給され、ロッド
先端４５ａが突出し、押し棒４４を介してレバー２２を
ｆ方向に傾け、クラッチ本体２０が第１位置に切り換わ
り、各扉を任意に開閉できる。

【００２４】上述したスクリュ式自動扉は、スクリュ溝
が設けられるととにも駆動部により回転する駆動軸を設
け、扉と連結されるとともに駆動軸に係合して駆動軸の
回転により扉の開閉方向に移動するナット部材を設けた
タイプの扉できあれば適用可能であり、車両以外の建物
の自動扉にも適用でき、複数の引戸を別々の駆動部で左
右に開閉する扉に限らず、共通の駆動部で複数の引戸を
左右に開閉する扉や一枚の引戸を開閉する扉にも適用で
きる。

【００２５】また、駆動部としては電動モータを用いた
が、流体圧式の回転シリンダを用いても上述同様の装置
を構成することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のスクリュ式自動扉は、駆動軸
に、両方向の回転を許容する第１位置と、前記ナット部
材が扉の閉方向のみ移動できるよう一方向の回転のみを
許容する第２位置とを有するクラッチ部材を設けたもの
であり、クラッチ部材を第２位置に切り換えるだけで、
全閉位置を保持するロック状態とすることができ、全閉
位置に対する扉との面倒の位置合わせが不要となる。ま
た、扉先端のシールゴムが変形し全閉位置が代わって
も、それに追随して全閉位置でロック状態となり、全閉
時のガタが生じない。このクラッチ部材はくさびとして
作用するローラの外輪を軸方向に移動させるだけで、ロ
ック状態とすることができるので、クラッチ部材の組み
込みに際して面倒な組立調整が不要であり、扉の全閉位
置に近いところの任意の位置でロック状態に確実に切り
換えることができる。そして、任意の位置でロックでき
るという特性を利用すると、全閉位置での閉動作停止と
ロックとを殆ど同時にできる。また、クラッチ部材を第
１位置に切り換える手動解錠手段を設けると、乗客がロ
ック状態を解除して、扉を手動で開けることができ、非
常時の対応も簡単にできる。複数の扉のクラッチ部材を
流体圧で一斉に第１位置に切り換える一斉解錠装置を設
けると、乗員が複数の扉のロック状態を一斉に解錠し
て、扉を手動で開けることができ、車庫入れ時の点検に
対して簡単に全部の扉を手動で開けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリュ式自動扉を示す図である。

【図２】クラッチ部材とその関連部分の断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図４】電気ブロック図である。

【図５】扉の開閉動作のフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 扉 ４ 駆動軸 ４ａ スクリュ溝 ５ 主モータ（駆動部） ６ ナット部材 ８ ロック装置（クラッチ部材） ２３ 手動解錠手段 ２４ 一斉解錠手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュ溝を有するとともに駆動部によ
   り回転する駆動軸を設け、扉と連結されるとともに駆動
   軸のスクリュ溝に係合して駆動軸の回転により扉の開閉
   方向に移動するナット部材を設けたスクリュ式自動扉に
   おいて、 前記駆動軸に、両方向の回転を許容する第１位置と、前
   記ナット部材が扉の閉方向のみ移動できるよう一方向の
   回転のみを許容する第２位置とを有するクラッチ部材を
   設け、このクラッチ部材は、前記一方向とは逆方向の回
   転ではくさびとして働くローラと、このローラに対する
   外輪及び内輪とを有する軸受け構造であり、前記外輪を
   軸方向に移動させて前記ローラから離れる位置と前記ロ
   ーラを挟む位置とに切り換えることにより、前記駆動軸
   の任意の位置において前記第１位置と前記第２位置とに
   切換可能であって、少なくとも扉の開作動時に前記第１
   位置をとるものであることを特徴とするスクリュ式自動
   扉。
2. 【請求項２】 前記扉の閉状態を検知する戸閉検知手段
   を設け、前記クラック部材は、前記戸閉検知手段からの
   出力に基づいて、前記第１位置から前記第２位置へと切
   り換わる請求項１記載のスクリュ式自動扉。
3. 【請求項３】 前記クラッチ部材には、手動動作により
   第１位置を保持させる手動解錠手段が設けられている請
   求項１記載のスクリュ式自動扉。
4. 【請求項４】 複数の扉のクラッチ部材を流体圧で第１
   位置に保持させる一斉解錠手段が設けられている請求項
   １記載のスクリュ式自動扉。