JP3392741B2 - 扉電動開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電車の乗降口など
の扉を開閉する扉電動開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電車の乗降口の扉は、空気圧源か
ら配管を経て供給される圧縮空気で往復作動するエアシ
リンダによって開閉駆動されている。しかし、このよう
な空気圧式の扉開閉装置は、作動流体が空気であるた
め、夏冬の気温の変化によって作動速度が変化し、扉の
開閉速度が変動するという問題がある。また、配管やエ
アタンクが何らかの原因で破損した場合、エアシリンダ
から圧縮空気が抜けて扉を手動で開くことが可能となっ
て、乗客が転落しかねないという問題がある。さらに、
上記空気圧式の扉開閉装置は、乗降客を強制的に戸閉め
分断して発車可能な状態にするという見地から、扉が所
定寸法以下に閉じていると、僅かに開いていても戸閉め
完了信号が出るため、特にラッシュ時には、ホームに残
された乗客の身体等を挟んだまま電車が発車する危険が
ある一方、このような危険を無くすには、扉を強大な力
で押し開きつつ扉に挟まれた乗客を車内に押し込む「押
し屋」という職員をホームの各所に配置しなければなら
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、乗客の
安全を優先する欧州の国々では、電動モータで扉を開閉
駆動する扉開閉装置が普及しており、このような扉電動
開閉装置は、安全優先の見地から、扉に物が挟まると、
これを検知したセンサからの信号に基づき扉が自動的に
開駆動されるようになっている。ところが、ラッシュア
ワーの混雑が激しい我国でこのような扉電動開閉装置を
そのまま採用すると、戸挟み検知が続発して、電車がい
つまでたっても発車できないという新たな問題が生じ
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は、モータと扉の間
に適切な機構を介設することによって、乗客を挟んだま
ま発車したり,扉の押し開きに強大な力を要するなどの
空気圧式の扉開閉装置の欠点を解消でき、我国のラッシ
ュ事情に適合し、しかも乗客に優しい扉電動開閉装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、ねじ軸に螺合した送りナットに
吊り下げた扉を、上記ねじ軸の一端に連結したモータの
正逆転により開閉する扉電動開閉装置において、上記ね
じ軸の他端に一方が連結されるとともに、扉開き方向へ
のねじ軸の回転力のみが他方に伝わるように設けられた
一方向クラッチと、非通電時に上記一方向クラッチの他
方に連結して、この他方をロックするとともに、通電時
に上記一方向クラッチの他方から切断されてロックを解
除する電磁ロック装置と、閉動作中の扉に物が挟まれた
か否かを検知する検知手段と、この検知手段が物が挟ま
れたと検知したとき、上記電磁ロック装置への通電を開
始し、上記モータを扉開き方向へ回転駆動した後、上記
電磁ロック装置への通電を終了し、かつ上記モータを扉
閉じ方向へ回転駆動する制御部を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】扉を吊り下げた送りナットにねじ軸が螺合
し、このねじ軸の一端に正逆転するモータが連結される
一方、上記ねじ軸の他端に一方を連結し、扉開き方向へ
のねじ軸の回転力のみが他方に伝わるように一方向クラ
ッチが設けられ、この一方向クラッチの他方に、非通電
時に連結してこの他方をロックし,通電時にこの他方か
ら切断されてロックを解除する電磁ロック装置が設けら
れている。モータによってねじ軸が扉閉じ方向に回転す
ると、この回転は一方向クラッチの一方から他方には伝
わらないので、この他方をロックまたはロック解除する
電磁ロック装置の非通電,通電に拘わらず、ねじ軸が回
転し、送りナットを介して扉を閉動させる。この閉動作
中に、検知手段が扉に物が挟まれたことを検知すると、
制御部は、電磁ロック装置への通電を開始し、モータを
扉開き方向へ回転駆動する。すると、モータによるねじ
軸の扉開き方向の回転が電磁ロック装置の一方から他方
に伝わっても、電磁ロック装置がロックを解除するの
で、ねじ軸が回転している間は、送りナットを介して扉
が開動される。次いで、制御部は、電磁ロック装置への
通電を終了し、かつモータを扉閉じ方向へ回転駆動す
る。すると、電磁ロック装置が、一方向クラッチの他方
をロックするが、モータによるねじ軸の扉閉じ方向への
回転は一方向クラッチの一方から他方には伝わらないの
で、ねじ軸が回転して、送りナットを介して扉を閉動さ
せる。

【０００７】こうして、閉動作中の扉に物が挟まれる
と、扉がモータの回転駆動時間に対応する所定距離だけ
自動的に開かれた後に、閉動されるので、例えば電車の
扉に乗客を挟んだまま発車したり,挟んだ物を外すため
に手で扉を押し開く必要がないうえ、気温の変化で開閉
速度が変動するとか、空気圧系の破損で扉が勝手に開く
といった従来の空気圧式の扉開閉装置の欠点を解消で
き、乗客にも優しく、混雑の激しい我国のラッシュ事情
にも適合する。一方、モータによってねじ軸が扉開き方
向に回転すると、この回転は一方向クラッチの一方から
他方に伝わるので、この他方を、電磁ロック装置への非
通電によりロックし、あるいは通電によりロック解除す
れば、ロック時に、ねじ軸の回転が阻止されて扉の開動
が停止され、ロック解除時に、ねじ軸の回転により送り
ナットを介して扉が開動される。また、電磁ロック装置
を非通電によりロック状態にするので、停電時に扉を手
で押し開くことができないから、電車等の扉では乗客に
とってより安全つまりフェイルセーフとなる。さらに、
駆動手段であるモータは、空気圧式のシリンダに比して
シール材等の摩耗部材がないので、メインテナンスが容
易という利点がある。

【０００８】請求項２の扉電動開閉装置は、上記検知手
段が、上記モータに過大電流が所定時間継続して流れた
か否かで、物が挟まれたか否かを検知することを特徴と
する。モータによるねじ軸の扉閉じ方向の回転は、一方
向クラッチが電磁ロック装置に対して切断状態となるた
め、電磁ロック装置のロック,ロック解除の如何に拘わ
らず、回転できて、ねじ軸に螺合した送りナットを介し
て扉を閉動させる。この閉動作中の扉に物が挟まれる
と、回転を阻止されたモータには過大電流が流れるの
で、検知手段は、過大電流が所定時間継続して流れたか
否かで物が挟まれたか否かを検知する。従って、タッチ
スイッチなど耐久性の比較的悪い部材を要さずに、簡素
かつ安価に扉開閉装置を構成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。図１は、扉電動開閉装置の一例
を示す全体図であり、この扉電動開閉装置は、外周の中
央から左側に左ねじ１aが,右側に右ねじ１bが夫々設け
られたねじ軸１と、上記左ねじ１a,右ねじ１bに夫々螺
合した左ねじおよび右ねじの送りナット２a,２bと、各
送りナット２a,２bに夫々吊り下げた左扉３a,右扉３b
と、上記ねじ軸１の右端に出力軸を連結した正逆転する
モータ４と、上記ねじ軸１の左端に内輪５aが固定され,
この内輪５aにスプラグ５bを介して外輪５cが外嵌され
て、モータ４の正転によるねじ軸１の扉開き(両扉３a,３
bが離間)方向への回転力のみを内輪５aから外輪５cに伝
える一方向クラッチ５と、基部６aが固定され、非通電時
に上記外輪５cに連結(接)してこれをロックするととも
に、通電時に上記外輪５cから切断(断)されてロックを解
除する電磁ロック装置６と、上記モータ４および電磁ロ
ック装置６を制御する制御部７とからなる。

【００１０】上記制御部７は、モータ４を正転,つまり
扉開き方向に回転させるとき、電磁ロック装置６を通電
停止によりロックする一方、モータ４を逆転,つまり扉
閉じ方向に回転させるとき、電磁ロック装置６を通電に
よりロック解除するとともに、閉動作(モータ逆転)中に
扉３a,３bに物が挟まれたか否かを、モータ４に過大電
流が所定時間ｔ₁継続して流れたか否かで検知する検知
手段８を備え、この検知手段８が物が挟まれたと検知し
たとき、電流ロック装置６への通電を開始し、モータ４
を所定時間ｔ₂正転駆動(扉開動)した後、電磁ロック装
置６への通電を終了し、かつモータ４を逆転駆動する。
なお、上記所定時間ｔ₁は、例えば0.5秒、上記所定時間
ｔ₂は、例えば扉開き寸法100mmに相当する駆動時間であ
り、両所定時間ｔ₁,ｔ₂とも制御部７内のタイマ９で計
時される。

【００１１】ねじ軸１に送りナット２a,２bを介して吊
り下げられた扉３a,３bは、モータ４の逆回転端で、ね
じ軸１の中央で戸先が互いに当接して図１の如く全閉
し、モータ４の正回転端で、戸先が最大幅に開いて全開
するようになっており、右扉３bの戸先には、左扉３aに
当接して全閉検知信号を制御部７に出力する全閉検知ス
イッチ１０が、全開した右扉３bの戸尻に相当する位置
には、当接により全開検知信号を制御部７に出力する全
開検知スイッチ１１が夫々設けられている。

【００１２】上記構成の扉電動開閉装置の動作につい
て、図２を参照しつつ次に述べる。まず、全開している
扉３a,３bが閉じる場合、図２(Ａ)に示すように、制御
部７は、ステップＳ１で、電磁ロック装置６を通電停止
により外輪５cをロックする状態にし、ステップＳ２
で、モータ４を逆転駆動してねじ軸１と送りナット２a,
２bを介して扉３a,３bを互いに接近するように動かす。
このとき、ねじ軸１の逆転,つまり扉閉じ方向の回転
は、一方向クラッチ５のスプラグ５bが働かない断状態
なので内輪５aから外輪５cには伝わらないから、外輪５
cがロックされていてもねじ軸１は自由に逆転し、扉３
a,３bは閉動する。いま、閉動中の扉３a,３bに物が挟ま
れると、逆転を阻止されたモータ４には過大電流が流れ
るので、制御部７の検知手段８は、ステップＳ３で肯と
判断して、ステップＳ４に進み、タイマ９で所定時間ｔ
₁の計時を開始し、ステップＳ５で、電流過大のまま所
定時間ｔ₁の計時が終了したか否かを判断し、肯と判断
すると、ステップＳ６に進む。

【００１３】制御部７は、ステップＳ６で、電磁ロック
装置６による外輪５cのロックを通電により解除し、ス
テップＳ７で、モータ４を所定時間ｔ₂だけ正転駆動し
てねじ軸１と送りナット２a,２bを介して扉３a,３bを互
いに離間するように動かす。すると、ねじ軸１の正転
は、スプラグ５bが働いて接状態になる一方向クラッチ
５の内輪５aから外輪５cに伝わるが、外輪５cのロック
が解除されているので、ねじ軸１は自由に正転できて、
扉３a,３bが100mmほど開動される。次いで、制御部７
は、ステップＳ８で、電磁ロック装置６を通電終了にし
て一方向クラッチ５の外輪５cをロックさせ、続いてス
テップＳ９で、モータ４を逆転駆動する。モータ４によ
るねじ軸１の逆転は、一方向クラッチ１の内輪５aから
外輪５cへを伝わらないので、外輪５cがロックされてい
ても、ねじ軸１は自由に逆転できて、扉３a,３bは閉動
される。最後に、両扉３a,３bが当接して、戸先の全閉
検知スイッチ１０が全閉検知信号を出力すると、制御部
７は、ステップＳ１０で扉全閉と判断して、扉閉じ動作
を終了する。

【００１４】このように、ねじ軸１の扉開き方向への回
転のみを内輪５aから外輪５cに伝える一方向クラッチ５
と、非通電で外輪５cをロックする電磁ロック装置６と
により、停電時の扉開動が確実に阻止されるとともに、
閉動作中の扉３a,３bに物が挟まれると、電磁ロック装
置６のロック解除とモータ４の所定時間ｔ₂の正転とに
より、扉３a,３bが適切な距離(例えば100mm)だけ自動的
に開かれた後に閉動されるので、上記扉３a,３bが電車
の扉である場合、エアタンク等の破損で扉が勝手に開い
たり、扉に乗客を挟んだまま電車が発車したりせず、扉
を強大な力で押し開いて挟んだ物を排除するいわゆる
「押し屋」をホームの各所に配置する必要もないうえ、
気温の変化で扉開閉速度が変動せず、従来の空気圧式の
扉開閉装置の種々の欠点を解消することができる。つま
り、扉に物を挟んだ場合、押し屋が駆けつける前に、制
御部７が自動的に押し屋の動作をしてしまうので、我国
のラッシュ事情に適合し、しかも乗客に優しい扉開閉装
置となる。なお、ステップＳ３で、戸挟みが生じず否の
場合は、扉全閉を判断するステップＳ１０に進み、ステ
ップＳ５で、戸挟みが所定時間ｔ₁だけ継続しない場合
は、戸挟みを判断するステップＳ３に戻る。

【００１５】次に、全閉している扉３a,３bが開く場
合、図２(Ｂ)に示すように、制御部７は、ステップＳ１
１で、電磁ロック装置６を通電により外輪５cのロック
を解除する状態にし、ステップＳ１２で、モータ４を正
転駆動してねじ軸１と送りナット２a,２bを介して扉３
a,３bを互いに離間するように動かす。このとき、ねじ
軸１の正転,つまり扉開き方向の回転は、一方向クラッ
チ５のスプラグ５bが働く状態なので内輪５aから外輪５
cに伝わるが、外輪５cがロックされていないからねじ軸
１は自由に正転し、扉３a,３bは開動する。最後に、両
扉３a,３bが全開し、右扉３bの戸尻の当接により全開検
知スイッチ１１が全開検知信号を出力すると、制御部７
は、ステップＳ１１で扉全開と判断して、扉開き動作を
終了する。

【００１６】上記実施の形態では、扉３a,３bの全閉お
よび全開を検知する全閉検知スイッチ１０および全開検
知スイッチ１１を設けているので、扉の全閉,全開を確
実に検知して、制御部７による閉動,開動制御を終了さ
せることができるという利点がある。また、図２(Ａ)の
閉動制御で物が長時間に亘って扉に挟まれて、ステップ
Ｓ７が何度も繰り返される場合に対処するため、閉スタ
ートから所定時間経過してもステップＳ１０から全閉検
知信号が出力されない場合、制御部７に警報を出させる
ようにしてもよい。なお、全閉,全開検知スイッチは、
上記実施の形態のものに限られない。

【００１７】また、上記実施の形態では、検知手段８
が、モータ４に過大電流が所定時間継続して流れたこと
で戸挟みを検知するようにしているので、センサなどの
格別な部材を要さずに、簡素かつ安価に扉開閉装置を構
成できるという利点がある。なお、本発明の検知手段
は、上記実施の形態の検知手段８に限らず、タッチセン
サなどでもよく、一方向クラッチは、上記実施の形態の
スプラグ式のものに限られない。さらに、扉駆動手段と
してのモータ４は、摩耗部材がブラシだけで、パッキン
やピストンなどをもつ従来の空気圧式のシリンダよりも
遥かに摩耗部材が少ないので、メインテナンスが容易と
いう利点もある。また、本発明の扉電動開閉装置は、上
記実施の形態の電車の扉に限らず、他の扉にも適用でき
るのは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
の発明は、ねじ軸に螺合した送りナットに吊り下げた扉
を、上記ねじ軸の一端に連結したモータの正逆転により
開閉する扉電動開閉装置において、一方向クラッチの一
方を上記ねじ軸の他端に連結して,扉開き方向へのねじ
軸の回転力のみが他方に伝わるようにし、非通電時に上
記一方向クラッチの他方に連結してこれをロックし,通
電時に上記一方向クラッチの他方から切断されてロック
を解除する電磁ロック装置と、閉動作中の扉に物が挟ま
れたか否かを検知する検知手段とを設けるとともに、こ
の検知手段が物が挟まれたと検知したとき、制御部によ
って、上記電磁ロック装置への通電を開始し、上記モー
タを扉開き方向へ回転駆動した後、上記電磁ロック装置
への通電を終了し、かつ上記モータを扉閉じ方向へ回転
駆動するようにしているので、空気圧式の扉開閉装置の
ような気温の変化による開閉速度の変動や破損による扉
の開動がないうえ、停電時には一方向クラッチがロック
されて扉が開かないから、フェイセーフで安全性に優
れ、戸挟みが生じると扉が自動的に開動するから、扉を
強大な手の力で押し開く必要がなく、例えば混雑の激し
い我国の電車の乗客にも優しい扉電動開閉装置となる。

【００１９】請求項２の扉電動開閉装置は、上記検知手
段が、上記モータに過大電流が所定時間継続して流れた
か否かで、物が挟まれたか否かを検知するようになって
いるので、戸挟みを検知するセンサなどの格別な部材を
要さないので、簡素かつ安価に扉電動開閉装置を構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の扉電動開閉装置の一例を示す全体図
である。

【図２】 図１の扉電動開閉装置の制御動作の流れを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１…ねじ軸、１a…左ねじ、１b…右ねじ、２a…左ねじ
送りナット、２b…右ねじ送りナット、３a,３b…扉、４
…モータ、５…一方向クラッチ、５a…内輪、５b…スプ
ラグ、５c…外輪、６…電磁ロック装置、７…制御部、
８…検知手段、９…タイマ、１０…全閉検知スイッチ、
１１…全開検知スイッチ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ軸に螺合した送りナットに吊り下げ
   た扉を、上記ねじ軸の一端に連結したモータの正逆転に
   より開閉する扉電動開閉装置において、 上記ねじ軸の他端に一方が連結されるとともに、扉開き
   方向へのねじ軸の回転力のみが他方に伝わるように設け
   られた一方向クラッチと、 非通電時に上記一方向クラッチの他方に連結して、この
   他方をロックするとともに、通電時に上記一方向クラッ
   チの他方から切断されてロックを解除する電磁ロック装
   置と、 閉動作中の扉に物が挟まれたか否かを検知する検知手段
   と、 この検知手段が物が挟まれたと検知したとき、上記電磁
   ロック装置への通電を開始し、上記モータを扉開き方向
   へ回転駆動した後、上記電磁ロック装置への通電を終了
   し、かつ上記モータを扉閉じ方向へ回転駆動する制御部
   を備えたことを特徴とする扉電動開閉装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の扉電動開閉装置におい
   て、上記検知手段は、上記モータに過大電流が所定時間
   継続して流れたか否かで、物が挟まれたか否かを検知す
   ることを特徴とする扉電動開閉装置。