JP4625332B2 - 車両に用いられるパラレルグライド式ドア - Google Patents

Description

本発明は、車両、特にレール車両またはリフトキャビンに用いられるパラレルグライド式ドア（スイングドアもしくはプラグドアとも呼ばれる）であって、少なくとも１つのドアパネルが設けられており、該ドアパネルが、閉鎖状態で車両壁に配置されていて、開放状態で車両壁の前方の外側に配置されていて、この場合、ドア開口を解放しており、駆動装置と、横方向ガイド装置と、長手方向ガイド装置とが設けられており、該装置が、車両壁に対して横方向のかつ車両壁に沿った少なくとも１つのドアパネルの運動を可能にするようになっており、長手方向ガイド装置が、横方向ガイド装置によって横方向に運動させられるようになっている形式のものに関する。

このような形式のドア駆動装置は、たとえばヨーロッパ特許出願公開第０８２０８８９号明細書に基づき公知である。このドア駆動装置ならびに別の多くのドア駆動装置では、キャリッジに組み付けられた全駆動装置がほぼ横方向ガイド装置に沿って運動させられ、したがって、ドアパネルがその内面で車両壁の外面に突き当たらないことを確保するために、少なくとも長手方向ガイド装置、しかし、たいていの事例では別の全ての駆動構成要素を、開かれた終端位置に位置決めすることが必要となる。同じく、長手方向ガイド装置に沿ったドアパネルの閉鎖運動の終了頃、位置決めが解除され、横方向ガイド装置が長手方向ガイド装置ひいてはドアパネルおよび、たいていの構成では、全キャリッジの引込み運動を生ぜしめることが確保されなければならない。

この運動経過は、公知先行技術では、固有のガイドレールによって達成される。このガイドレールは、車両のドアガントリひいては車両ボディに対して定置に配置されていて、この問題を満足のいく形で解決している。

別の問題は、ドア駆動装置のエネルギの不足時に、にもかかわらず、ドアが、ドアパネルに突き当たる人または対象物によって開放されないことが確保されていなければならないという条件から生ぜしめられる。たいてい、ドアの通常の閉鎖された状態では、ドア駆動装置も無力に（電気的な駆動装置では通電なしに）切り換えられる。この状態では、さらに機械的な係止体が設けられている場合でさえ、ドアパネルへの力伝達またはドアグリップの操作によってドアの開放が生ぜしめられてはならない。このドアは固くかつ確実に閉鎖され続けなければならない。エネルギなしのドア駆動装置では、ドアがドア緊急操作装置の操作によってしか開放することができない。

公知先行技術では、この要求が死点乗越え機構によって満たされる。この場合、ドア駆動装置の、旋回可能な第２の構成部材に回動可能に結合された回動部材または旋回部材は、閉鎖運動の途中に両構成部材の回動軸線の結合線を通過し、その後、いわゆる「死点」の近くに終端位置を有している。力をドアパネルひいては旋回部材にその都度加える場合には、これによって、旋回部材の休止位置に基づき、閉鎖方向で旋回部材に作用するモーメントしか生ぜしめられ得ない。

このような形式の装置が、ドアの望ましくない開放または自動化されていない開放を確実に阻止するとはいえ、この機構は、ドアを実際にドア緊急操作装置によって開放したい、特にこのことを、訓練されていない人によってかつ／またはパニックの際に行いたい場合に欠点である。つまり、この状況では、たぶん、駆動機構をドア緊急操作装置によって死点を越えて移動させることが試行される間、すでに圧力がドアパネルに開放方向で加えられる。通常の運転中に安全のために働くものは、いまや、所望の開放過程に抗して作用し、この事例では、ドア駆動装置を死点を越えて運動させるために、異常な力を要求する。つまり、死点を乗り越えた後、押し当たる人または対象物によって開放運動が開始されるかもしくは助成される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４６５０１号明細書に基づき、ドアパネルのための開き機構を操作するために、副閉鎖縁部の底領域に操作レバーが使用されるドアが公知である。このためには、アームが、ガントリ固定された軸を中心として開閉時のドアパネルのサスペンションの横方向運動によって回動させられる。この場合、サスペンションのピンがアームの長孔内で滑動し、したがって、このために必要となる力もしくは所要のトルクを伝達する。この構成は、閉鎖された位置でのドアパネルの位置固定と無関係である。この位置固定は、図６に示した古典的な死点乗越え機構によって行われる。

本発明の目標は、冒頭で述べた形式のドア駆動装置を改良して、ドア駆動装置が、これらの欠点を有しておらず、ドアパネルの目下の負荷と無関係に、緊急の際のドアの開放をドア緊急操作装置によって、常に同じ運動学的なかつ特に動的な条件下で確保していて、この場合、現在使用されている死点乗越え機構よりも多くの場所を必要とせず、より高い投資費用が生ぜしめられないようにすることである。

本発明によれば、この目標は、旋回部材が、ガイド部材を有しており、該ガイド部材が、ガイドと協働するようになっており、旋回部材が、当該ドアの閉鎖された位置でガイドと協働する領域に、該ガイドが、旋回部材の回動軸線を中心とした円弧区分を有していることによって達成される。

この手段によって、ドアパネルに作用する力がモーメントを旋回部材に発生させず、ロックが、大部分、通常の死点乗越え機構の円弧区分に相当する円弧区分で中立の形式で行われる。旋回部材が、車両のがたつき、振動、傾き等の途中に、この中立の領域から外れた位置に到達することを阻止するためには、旋回部材がこの位置で形状接続的にまたは摩擦接続的に、たとえばばねによって保持される。開放のためには、形状接続的な位置固定さえ解除されればよいかまたは常にコンスタントなかつ僅かな力で作用する摩擦接続的な位置固定がドア緊急操作装置によって乗り越えられ、これによって、旋回部材の、ガイドと協働する部分が中立の領域から到達する。これによって、緊急の際のドアの開放を、ドアパネルに開放方向で作用する力の大きさと無関係に開放することができる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、全体的に符号１で示したドアの縁領域における鉛直断面図が示してある。したがって、車両、たとえばドアが車両ボディ６の側壁に配置されたレール車両の通常のドアでは、この断面が車両長手方向軸線に対して少なくともほぼ法線方向に延びている。図１には、ドア機構２の領域が示してある。このドア機構２は、主として、少なくとも１つのドアパネル３を含めた全体でキャリッジ４に配置されている。このキャリッジ４はローラによってガイド５内で移動可能である。このガイド５は車両ボディ６、場合によっては車両ボディ６に固く結合されたガントリまたはフレームに固く固定されている。

図１に示した閉鎖された位置では、パラレルグライド式ドア（スイングドアもしくはプラグドアとも呼ばれる）では通常であるように、ドアパネル３の外面Ｆが車両ボディ６の外面Ａにほぼ相当している。図示の実施例は、伸縮可能なドアを成している。この場合、少なくとも３つの部分から成る伸縮体７が、一方でキャリッジ４に結合されていて、他方でドアパネル３に結合されていて、したがって、車両ボディ６の外面に沿ったドアパネル３の移動を可能にする。したがって、移動方向は、車両ボディの面に配置された通常のドアでは、車両の長手方向軸線に対して平行に延びている（リフトドアでは、この関係が相応に異なって方向付けられている）。

ドア機構２のこの部分は本発明と直接的には関係ない。したがって、詳しい説明を省略する。したがって、伸縮体の代わりに、別のスライドシステムおよびこれに類する複数のシステムが設けられていてよい。ドアパネル３が最終的にキャリッジ４に組み付けられていることしか重要でない。この場合、図示の伸縮体にさらにガイド、ロック、センサ等が加わることが考慮されなければならない。しかし、これらの部材も同じく副次的にしか本発明と関係ない。したがって、ここでは、本発明の核がそれを必要とする場合にしか、これらの部材に関して詳しく説明しない。

図２には、図１のドアが同じ断面図において開かれた位置で示してある。この場合、キャリッジ４がガイド５内でもしくはガイド５に沿って車両外面に向かって移動させられており、これによって、ドアパネル３がその内面Ｉでも車両外面Ａの外側に位置するようになり、車両ボディ６に激突することなしに、伸縮体７に沿って（図平面に対して法線方向に）走行することができる。

図１に戻って、ドア駆動装置が無力の場合でも、ドアパネル３が、このドアパネル３に作用する力によって開放されず、ここでは、ロックが存在していなければならないことが確保されていなければならないことを念頭に置いておかなければならない。このロックは、ドア駆動装置の整然とした作動またはドア緊急操作装置の操作によってしか解除することができない。全体的に符号８で示した本発明によるロックは、主として、キャリッジ４に回動軸線９を中心として旋回可能に支承されたロックレバー１０を有している。このロックレバー１０は一方の端部にローラ１１を支持している。このローラ１１は、車両ボディ６に対して定置の溝１２内に移動可能にもしくは転動可能に支承されている。このロック機構の機能化をさらに以下で詳しく説明する。

図３には、ドアの同じ位置で図１の断面図に対して平行な断面図および本来のドア駆動装置１３が示してある。図示の実施例では、電動モータの出力軸に歯車１４が相対回動不能に結合されている。別の歯車１４′が、出力軸を中心として回転可能に懸架された電動モータのハウジングに相対回動不能に結合されている。歯車１４′は、ロックレバー１０に相対回動不能に結合された歯車１５ひいてはロックレバー１０と共にその回動軸線９を中心として回転する歯車１５に噛み合っている。歯車１４は歯車１６に噛み合っている。この歯車１６はスピンドル１７（図２参照）に相対回動不能に結合されている。この場合、このスピンドル１７もやはり、ドアパネル３に適切に結合されたナットと一緒にドアパネルの長手方向運動のために重要である。

いまや、装置の機能形式は以下の通りである：モータが、図３に示した位置から出発して、開放方向に回転し始めると、ガイド（図示せず）が、伸縮体７に沿ったドアパネル３の運動ひいてはスピンドル１７および歯車１６，１４の各回転を阻止し、これによって、モータの反作用モーメントにより、このモータが歯車１４′を含めて逆方向に回転し、したがって、歯車１５を回動軸線９を中心として回転させる。歯車１５はロックレバー１０に固く結合されているので、このロックレバー１０が（図３では時計回り方向に）旋回させられ、したがって、ローラ１１を溝１２内で移動させる。

いま、溝１２は、少なくともほぼ直線状の区分１２ａと、移行点１８（図４参照）以降、これに続く湾曲させられた区分１２ｂとを有している。ドアの閉鎖時には（ロックされた位置では）、ローラ１１が、湾曲させられた区分１２ｂに位置している。この区分１２ｂの曲率は、ドアの閉鎖時に回動軸線９が位置する箇所に中心点を備えた円が有する曲率に少なくともほぼ相当している。したがって、回動軸線９を中心としたロックレバー１０の回動運動の開始時に、溝内でのローラ１１の、溝の形状に適合された運動が生ぜしめられる。この場合、この運動は著しい反力をローラと溝の壁との間に生ぜしめない。このような力は存在しないので、ガイド５内でのキャリッジ４の移動も生ぜしめられない。

いま、ロックレバー１０のさらなる回動によって、ローラ１１が溝１２の直線状の区分１２ａに到達すると、ローラ１１が回動運動を継続することを試行し、この場合、（「下側の」もしくは「右側の」）溝壁に向かって押圧される。これによって、ローラひいてはロックレバーに反力が生ぜしめられる。これによって、回動軸線９と、ドア駆動装置１３、ドア機構２およびドアパネル３を含めた全キャリッジ４とが、最終的に図２の状況を達成するまで移動させられる（開き運動）。

この開き運動は、より大きな詳細図で図４〜図９に示してある。この場合、一方では、図面の尺度が拡大されており、他方では、キャリッジ４のドア側に位置する全ての構成部材が、図面を見やすくするという理由から省略されている。ロックレバー１０は、図１〜図３に示したロックレバーと異なる形で成形されている。しかし、このことは重要ではない。いま、図４に示した個々の部材の位置は、図１に示した個々の部材の位置に相当している：キャリッジ４は、車両ボディの最も内部に押し込まれた位置に位置しており、ロックレバー１０は、反時計回り方向に回動することができないかもしくはほとんどさらに回動することができない位置をとっており、ローラ１１は、移行点１８から僅かな間隔を置いて滑子案内部もしくは溝１２の湾曲させられた部分１２ｂに位置している。

溝１２の形状は、図４および後続の図面にその中心線１２′によって明確にしてある。直線状の区分１２ａと湾曲させられた区分１２ｂとの間の移行部は、移行点１８を中心とした小さな円によってマーキングしてある。溝１２の中心線１２′が、湾曲させられた区分にキャリッジ４のこの位置での回動軸線９を中心とした円弧の形状を有していることも明確に認めることができる。さらに、ローラ１１の中心点１１′が、湾曲させられた区分１２ｂにすでに位置していて、したがって、移行点１８から、図示の例では、記入された５゜の間隔を有していることが明らかである。

いま、この構成および位置における特別なことは、運転の間の駆動・ガイド力と解釈される、ドアパネルに作用する力ではなく、乗客によって意識的にまたは無意識的にドアパネルに加えられる力（カーブでのドアパネルに対する衝突、人の寄りかかり、立ち席の使用、破壊行為、トンネルの通走時のまたは列車遭遇時の圧力差等）が、合成力としてドアパネルに少なくともほぼ水平方向外向きに向けられている限り、キャリッジ４に矢印Ｈの方向で力を加えることである。キャリッジ４に伝達される鉛直方向成分はガイド５によって引き受けられる。このガイド５にはキャリッジが、図示の実施例では、ローラによって支承されている。

水平方向力Ｈに抗して作用し得る唯一の反力は、ローラ１１と溝１２の壁との間に生ぜしめられる力である。この力は、（摩擦を無視して）ローラ１１の表面と溝壁の表面との間の接触領域における共通の接線方向平面に対して法線方向（方向Ｎ）でしか生ぜしめられ得ない。しかし、この力は、前述した幾何学的な状況に基づき、回動軸線９とローラ１１の回転軸線１１′との間の方向Ｒでの結合直線と合致する：Ｒ＝Ｎ。このことは、どんなに大きな力の発生時でも、トルクがロックレバー１０に加えられないことを意味しており、これによって、キャリッジが運動させられ得ず、したがって、ドアパネル３も開放方向に運動させられ得ない。法線力Ｎの水平方向の成分が、作用する水平方向力Ｈを補償する：ドアはロックされている。

いま、通常の開放運動が開始されると、図５に示したように、ロックレバー１０に加えられるトルクによって、ローラ１１の回転軸線１１′が、溝１２の直線状の区分１２ａと曲げられた区分１２ｂとの間の移行部１８ひいては上述した実情が当てはまる領域の境界に到達する。図示の実施例では５゜だけ、図４に示した終端位置と、図５に示した中立の境界位置との間で回動させられる場合、キャリッジは、モータ（図３参照）の回転軸線に規定されてストロークを実施しない。すなわち、この運動は水平な方向でのどんなに大きな力Ｈによって困難にならない。

このことは、既知の死点乗越え機構に対する大きな違いである。この死点乗越え機構では、ロックされた終端位置から境界位置への運動の途中に、「死点を乗り越えること」が常に必要であった。このことは、力Ｈに抗したキャリッジ４の、確かに僅かではあるものの、著しい運動の図示の実施例に転用されて意味しており、これによって、パニックまたは単に大きな力の際に死点のこの乗越えを困難にし、丁度パニックの発生時の手での開放の際にしばしばほぼ不可能にする。

図６から、溝の直線状の区分１２ａへの進入時に、一方では、ストローク運動がどのように始まるのかということが明らかであり、他方では、ローラ１１と溝壁との間の法線力Ｎと、回動軸線９とローラ軸線１１′との間の結合線としての半径方向Ｒとの互いに離れる方向への開放により、水平方向力Ｈによってモーメントが、接線方向力Ｔによって生ぜしめられてロックレバー１０に開放方向でどのように作用するのかということが明らかである。

図７には、ストロークがさらに進むと同時に、ガイド５にほぼ法線方向で向けられたロックレバーが示してある。図８には、溝１２から再び外方に運動し始めた、さらに回動させられたロックレバー１０における状況が示してある。

さらに、図９には、完全に走出した終端位置が示してある。ローラ１１は再び湾曲させられた領域１２ｂにまでまたは湾曲させられた領域１２ｂ内に到達しているものの、このことは、キャリッジ４と連動する回動軸線９の完全に移動させられた位置のため、ロックに関して重要ではない。

図４〜図９に示した開き運動の途中では、伸縮体７（図１参照）に沿ったドアパネル３の移動も始まる。この両運動の経過は、公知の形式でガイドによって生ぜしめられる。このガイドは、車両ボディ６に対して不動に配置されていて、（別の停止機構が、たとえばガイド５にない場合に）キャリッジ４の開き運動の終了も生ぜしめる。キャリッジ４のこの位置決めによって、スピンドル１７（図２参照）を回転させるために必要となるモーメントが、位置決めされたキャリッジによる、モータハウジング（歯車１４′）に作用する保持モーメントよりも小さくなり、これによって、スピンドルの回動運動が始まる。当然ながら、ドアの移動運動を異なる形式で実現することも可能である。既知の多数の駆動装置は、ドアのための本発明によるロック装置と一緒に閉鎖位置で組み合わせることができる。

ドアの閉鎖運動は、前述した開放運動と正確に逆の順序で行われる。まず、ハウジングと、このハウジングに結合された歯車１４′とが位置固定されたモータによって、閉鎖位置でスピンドルの回転が生ぜしめられる。閉鎖位置へのドアパネルの接近時には、車両ボディ６に固く結合されたガイド（図示せず）が、キャリッジ４が車両外面Ａから離れる方向に可動となることを生ぜしめる。これに基づき、歯車１４′における反作用モーメントがこの運動を開始させる。いま、この運動は図９、図８、図７、図６、図５および最後に図４の順序で、ロックされた位置における閉鎖位置を再び形成する。

ここで、図５と図４との間の比較が示しているように、ガイド１２の移行点１８を介した回動軸線９とローラ軸線１１′との間の結合線の運動時には、水平方向力Ｈと半径方向力Ｒとから生ぜしめられた反力と、合成法線力Ｎとの合致が確保されており、これによって、１つの死点が乗り越えられることなしに、ロックが生ぜしめられる。

すでに冒頭で述べたように、ロックレバー１０の位置は、たとえば軸線９を中心としたロックレバー１０の支承部に設けられた弱いトーションばねまたは適切な箇所で溝内に突入するピンまたはこれに類するものによる形状接続的なロックによって、図４に示した位置に位置固定される。このような形式の位置固定は、公知の過圧機構でも必要となる。なぜならば、この過圧機構は、力が開放方向で連続的に加えられる場合にしか確実にロック位置にとどまらないのに対して、過圧機構は、完全に負荷された状態で振動またはこれに類するものによって所望の形式でロック解除され得るからである。

図１〜図３および図４〜図９に示したロックレバーの種々異なる形状に対して付言しておくと、図１〜図３では、このレバーが、下側のドア端部に配置された、ドアパネル３のための保持装置を操作するためにも使用される。図１および図２から明らかであるように、ドアの開放の途中では、操作ロッド１９の上側の枢着点が上方に運動させられ、これによって、これに基づき、保持運動もしくは解放運動が導出され得る。また、操作ロッド１９を緊急操作装置の一部として形成することも可能である。このような緊急操作装置によって、開放のために必要となるモーメントを、本来のモータと無関係にロックレバー１０に直接的に加えることができる。

ドアの閉鎖された位置における上側のドア領域の、車両の外壁に対して法線方向の鉛直断面図である。 開かれたドアパネルを備えた図１に示した断面図である。 やや移動させられた断面平面を備えた図１に示した図であり、これによって、開き機構が明確となる。 開放運動の間の第１の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。 開放運動の間の第２の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。 開放運動の間の第３の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。 開放運動の間の第４の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。 開放運動の間の第５の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。 開放運動の間の第６の位置における本発明による死点機構の領域を拡大した寸法で示す図である。

符号の説明

１ ドア、 ２ ドア機構、 ３ ドアパネル、 ４ キャリッジ、 ５ ガイド、 ６ 車両ボディ、 ７ 伸縮体、 ８ ロック、 ９ 回動軸線、 １０ ロックレバー、 １１ ローラ、 １１′ 中心点、 １２ 溝、 １２′ 中心線、 １２ａ 区分、 １２ｂ 区分、 １３ ドア駆動装置、 １４ 歯車、 １４′ 歯車、 １５ 歯車、 １６ 歯車、 １７ スピンドル、 １８ 移行点、 １９ 操作ロッド、 Ａ 外面、 Ｆ 外面、 Ｈ 水平方向力、 Ｉ 内面、 Ｎ 法線力、 Ｒ 半径方向力、 Ｔ 接線方向力

Claims (6)

1. 車両に用いられるパラレルグライド式ドアであって、少なくとも１つのドアパネル（３）が設けられており、該ドアパネル（３）が、閉鎖状態で車両壁に配置されていて、開放状態で車両壁の前方の外側（Ａ）に配置されていて、この場合、ドア開口を解放しており、駆動装置（２）と、第１の車両幅方向ガイド装置（４）と、車両ボディ（６）に固く固定された第２の車両幅方向ガイド装置（５）と、車両長手方向ガイド装置（７）とが設けられており、第２の車両幅方向ガイド装置（５）内でローラによって第１の車両幅方向ガイド装置（４）が移動可能であり、前記装置（２，４，５，７）が、車両壁に対して車両幅方向へのかつ車両壁に沿った少なくとも１つのドアパネル（３）の運動を可能にするようになっており、車両長手方向ガイド装置（７）が、両車両幅方向ガイド装置（４，５）によって車両幅方向に運動させられるようになっており、前記パラレルグライド式ドアが、閉鎖された位置で、第１の車両幅方向ガイド装置（４）に回動軸線（９）を中心として旋回可能に支承された旋回部材（１０）であって、車両ボディ（６）に対して定置のガイド（１２）内に係合する旋回部材（１０）によってロックされるようになっている形式のものにおいて、旋回部材（１０）が、ガイド部材（１１）を有しており、該ガイド部材（１１）が、ガイド（１２）と協働するようになっており、旋回部材（１０）が、前記パラレルグライド式ドアの閉鎖された位置でガイド（１２）と協働する領域に、該ガイド（１２）が、前記パラレルグライド式ドアの閉鎖時の旋回部材（１０）の回動軸線（９）の位置を中心とした円弧区分（１２ｂ）を有していることを特徴とする、車両に用いられるパラレルグライド式ドア。
2. 旋回部材（１０）が、前記パラレルグライド式ドアの閉鎖された位置以外に位置している場合に、旋回部材（１０）が、ガイド（１２）と協働する区分（１２ａ）で、ガイド（１２）が、直線状に延びている、請求項１記載のパラレルグライド式ドア。
3. 前記パラレルグライド式ドアの閉鎖された位置で、旋回部材（１０）のガイド部材（１１）が、両ガイド区分（１２ａ，１２ｂ）を接続する移行点（１８）から間隔を置いて位置決めされている、請求項２記載のパラレルグライド式ドア。
4. 旋回部材（１０）が、第１の車両幅方向ガイド装置（４）に回動軸線（９）を中心として回動可能に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のパラレルグライド式ドア。
5. 旋回部材（１０）が、車両長手方向ガイド装置（７）に作用する、第１の車両幅方向ガイド装置（４）に配置された駆動モータの反作用モーメントによって回動軸線（９）を中心として旋回させられるようになっている、請求項４記載のパラレルグライド式ドア。
6. 車両が、レール車両である、請求項１から５までのいずれか１項記載のパラレルグライド式ドア。

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