JP4801129B2 - 鉄道車両の引戸構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の妻部に形成された通路開口部を開閉させるべく、その妻部に沿って引戸をスライドさせる鉄道車両の引戸構造に関する。

鉄道車両は、連結された車両間を行き来できるように妻部に通路開口部が形成され、そこには引戸が設けられ、引戸の開閉動作に関する様々な工夫が施された鉄道車両の引戸構造が従来から提案されている。図９は、鉄道車両の引戸構造を示した下記特許文献１に開示された図であり、鉄道車両の車内側から見た妻部を示している。

車両長手方向端部の妻部には、中央に大きく開口した通路開口部１０１が形成され、そこを塞ぐように引戸１１０が設けられている。引戸１１０は、通路開口部１０１を塞いで閉状態とする一方、妻部に沿って平行移動することにより戸袋１２０へ入って開状態とする。なお、この引戸１１０は図面左側にスライドするよう構成されたものである。引戸１１０は、ローラを介して吊りレール１１５に吊り下げられている。この吊りレール１１５は、戸袋１２０の奥（図面左側）にかけて高くなっており、引戸１１０の閉方向（図面右側）に低くなるように傾斜している。従って、引戸１１０を開ける時は力を要するが、閉じる時は引戸１１０の自重によって傾斜した吊りレール１１５を移動して閉じることになる。

こうした鉄道車両の引戸構造は、戸袋１２０内に入るに従って持ち上げられた引戸１１０が、床面１３０との間には隙間が生じてしまうため、その隙間を塞ぐスライド板１１８が設けられている。引戸１１０の下端部にはカバー１１９が固定され、そのカバー１１９と引戸１１０との間にできた隙間に上下するようにスライド板１１８が下方から挿入され、引戸１１０と床面１３０との間に隙間を生じさせないようになっている。
特開２００７−５６４８７号公報

こうした鉄道車両の引戸構造は、引戸１１０を戸袋１２０へ入れるのに、引戸１１０自体を上昇させなければならないため、開くのに大きな力が必要で、力の弱いお年寄りや子供にとって扱いにくいものであった。また、引戸１１０と床面１３０との間に生じた隙間を塞ぐため、スライド板１１８を設ける必要があり、引戸１１０構造を複雑にする他、破損によるメンテナンスも必要であり、コストのかかるものであった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、引戸を開けるために大きな力を必要とせず、床面との間に大きな隙間を生じさせない鉄道車両の引戸構造を提供することを目的とする。

本発明に係る引戸構造は、鉄道車両の妻部に形成された通路開口部を開閉する引戸が、前記通路開口部の上方に車体床面とほぼ平行な支持レールに吊りローラを介して吊下げられた状態でスライドするものであり、開いた位置の引戸を閉方向に移動させるための戻し機構を有するものであって、その戻し機構は、前記支持レールに沿って前記妻部側に設けられたラックと、前記引戸側にあって前記ラックに噛合したピニオンギヤの引戸開方向への回転によって巻き上げられるゼンマイとを備えるものであり、前記引戸は、その下端部にガイドローラを備え、そのガイドローラが車体床面に形成された凹状のガイドレール内を転動するように設けられたものであり、前記引戸の閉方向には、先端が上下に揺動するように軸支されたフックが設けられ、前記引戸の閉方向側部が当てられる前記通路開口部の縦桟の下端部に釣り針形状の板バネが固定され、引戸が閉じた状態で前記フックが前記板バネの先端に引っ掛かって引戸の移動を制限するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る鉄道車両の引戸構造は、前記ガイドレールが、板材を湾曲させて一
本の凹溝を形成し、それを車体床面に取り付けたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両の引戸構造は、前記引戸の下端部に取り付けられたガイド
ローラが、前記引戸の表面が下方に延びたスカート部によって覆われていることが好まし
い。

また、本発明に係る鉄道車両の引戸構造は、前記フック及び板バネが、前記引戸下端部又は前記縦桟下端部にそれぞれ形成された内側に凹んだ収納スペース内部に設けられ、前記引戸の閉方向側部が前記通路開口部の縦桟側に僅かに入り込み、それにより前記フックが前記板バネの先端に引っ掛かるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両の引戸構造は、前記板バネが、平板部分と湾曲したバネ部分とを有し、平板部分を上下に配置した複数のネジによって固定したものであって、そのネジの貫通孔は上下方向に長い長孔であることが好ましい。

よって、本発明によれば、車体床面と平行な支持レールを引戸が同じ高さでスライドし、ゼンマイを使用して自動で閉動作させるようにしたので、乗客は、従来の斜行させる引戸よりも小さな力で開けることができる。また、従来のように開閉によって引戸が上下しないので、車体床面との隙間を複雑な構造によって塞ぐ必要もない。更に、引戸のガイドローラは、床面に形成された凹状のガイドレールを転がるので、通路開口部を通行する乗客が足を引っかけてしまうような突起がない。そしてまた、フックと板バネによって、大きな力を必要とせずに引戸を開けることができる一方で、走行中に引戸が開閉してしまうことなく閉状態を維持させることができる。

次に、本発明に係る鉄道車両の引戸構造の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の鉄道車両の引戸構造も、図９に示した従来例と同様に、車体の長手方向端部に位置する妻部に設けられたものであり、そうした妻部の中央に大きく開口した通路開口部を開閉させるように、壁面に沿って引戸がスライドするようにしたものである。図１は、鉄道車両の引戸構造を車内側から示した図である。本実施形態の引戸１０は、右側にスライドさせて開くものであり、通路開口部１の右側には戸袋２が設けられている。

妻部の通路開口部１に設けられた引戸１０は、上端に吊りローラ１１が取り付けられ、その吊りローラ１１が支持レール２１に沿って転がるように構成されている。すなわち、引戸１０には、上端部に吊下げブラケット１２が突出し、そこに吊りローラ１１が回転可能に軸支されている。一方、引戸１０には、その下端部にもガイドローラ３１が設けられ、床面に形成されたガイドレール３５を転がるように構成されている。ただし、この引戸１０は、吊りローラ１１を介して支持レール２１に吊り下げられるように設けられており、引戸１０の荷重がほぼ支持レール２１側で受けるよう構成されている。

ここで、図２は、引戸１０上部の開閉機構を示した図１のＡ−Ａ断面図である。
妻部には、その妻構体２０の通路開口部１上方に固定プレート２２が設けられ、そこにレール支持台２３が固定されている。そのレール支持台２３には、引戸１０がスライドする範囲にわたって支持レール２１が取り付けられている。支持レール２１は、断面がＬ字形で、その先端が上方に突き出すようにして形成され、その上を吊りローラ１１が転がるように構成されている。従って、引戸１０は、左右２箇所に設けられた吊りローラ１１が、その引戸１０を吊下げた状態で回転し、図１に示す閉状態から図面右側の戸袋２部分へ移動した開状態となる。

本実施形態の鉄道車両の引戸構造では、支持レール２１が水平（車体床面と平行）に設けられ、引戸１０は高さを変えずに開閉移動が行われる。そして、開くときは乗客が取っ手１０ｔを持って図面右側へと引戸１０を手動でスライドさせる必要があるが、閉じる場合には、開くときに蓄えた力によって自動で引戸１０がスライドして閉じるよう構成されている。

引戸１０の上端部には、左右一対の吊りローラ１１の間に取付ブラケット１３に取り付けられ、そこに自動で閉動作するためのギヤボックス１５が設置されている。そして、このギヤボックス１５には、図２に示すように上方にピニオンギヤ５１の歯先が突出しており、このピニオンギヤ５１が、レール支持台２４の下面に嵌め込まれた閉動作用ラック２５に噛合している。閉動作用ラック２５は、引戸１０の開閉領域にわたって設けられ、ピニオンギヤ５１と閉動作用ラック２５とは常に噛合した状態にある。

ギヤボックス１５は、ピニオンギヤ５１の回転によりゼンマイを巻上げ、その反発力を利用して引戸１０を自動的に閉動作させるようにしたものであり、図３は、そうしたギヤボックス１５の内部機構を示した図である。ピニオンギヤ５１は、小径のセカンドギヤ５２が一体に形成され、そのセカンドギヤ５２とアイドルギヤ５３と噛合し、更にアイドルギヤ５３とゼンマイギヤ５４が噛合している。そして、そのゼンマイギヤ５４はゼンマイ位置規制ギヤ５５と同軸上に重ねて配置されているが、両者はゼンマイ位置規制ギヤ５５内に設けられた巻き式のゼンマイ５６を介して関係している。

ゼンマイ位置規制ギヤ５５は、図面手前側に開口するように、図４に示す形状の挿入凹部５５ａが形成され、そこにはゼンマイ５６と引掛け羽５７とが入れられている。そして、図３に示すように、その挿入凹部５５ａを塞ぐ円形のカバープレート５８が設けられ、このカバープレート５８がゼンマイギヤ５４と引掛け羽５７とに挟まれるように重ねられ、一体に形成されている。ゼンマイ位置規制ギヤ５５の挿入凹部５５ａは、側面に径方向に広がった引掛け部５５ｋが一定間隔で複数形成されている。一方、引掛け羽５７は、回転によってゼンマイ５６を中心側から巻き上げられるようにしたものであり、ゼンマイ５６の内周端が引っ掛けられるように、軸対象に形成された一対の引掛け部５７ｋが形成されている。

ゼンマイ５６は、中心側先端には引掛け羽５７の引掛け部５７ｋに対する内側係合部５
６ｋが形成され、外周側先端にはゼンマイ位置規制ギヤ５５の引掛け部５５ｋに対して外
側係合部５６ｔが形成されている。従って、ゼンマイギヤ５４が巻上げ方向（図４の反時
計回方向）に回転すると、引掛け羽５７も同方向に回転し、ゼンマイ５６の内側係合部５
６ｋが引っ掛けられた状態でゼンマイ５６が巻き上げられるようになっている。また、ゼ
ンマイ５６は、通常は外側係合部５６ｔが引っ掛けられているため巻くことができるが、
巻き過ぎの場合には引掛け部５５ｋから外側係合部５６ｔが外れて空回りするようになっ
ている。

ところで、ゼンマイ位置規制ギヤ５５には、調整ギヤ５９が噛合している。その調整ギヤ５９は、所定の回転位置でそれ自身の回転を規制することができるようにギヤボックス１５内に取り付けられている。従って、調整ギヤ５９の一定量の回転は、それに噛合しているゼンマイ位置規制ギヤ５５に伝達され、それによりゼンマイ５６が引掛け部５５ｋに引っ掛けられた外周側の外側係合部５６ｔから巻かれる。これにより、巻上げ前のゼンマイ５６にかかるテンションの初期状態が調整可能になる。また、こうしたゼンマイ５６の巻き量調整により、長期間の使用によって落ちたバネ力を上げることができるようになっている。

次に、ギヤボックス１５が設けられた取付ブラケット１３には、図１に示すようにブレーキダンパ１６が取り付けられ、ゼンマイ５６のバネ力によって引戸１０が閉動作する際に、このブレーキダンパ１６による制動力が働くようになっている。図２に示すように、レール支持台２４の下面には、閉動作用ラック２５と平行に制動用ラック２６が取り付けられ、そこにブレーキダンパ１６を構成するピニオンギヤ１６ａが噛合している。ブレーキダンパ１６は、例えば、ワンウェイ機構を内蔵したオイルダンパであって、引戸１０が閉方向へ移動する場合に作用し、逆に、引戸１０を開ける方向へ移動する場合にはピニオンギヤ１６ａが空回りして作用しないようになっている。

そこで、この引戸構造では、引戸１０を図１に示す図面右側にスライドさせて開けると、閉動作用ラック２５に噛合しているピニオンギヤ５１が回転する。例えば、図３においてギヤボックス１５が図面右側に移動し、それによってピニオンギヤ５１が反時計方向に回転する。そして、ピニオンギヤ５１の回転は、一体に設けられたセカンドギヤ５２からアイドルギヤ５３へと伝わり、更にゼンマイギヤ５４へと伝達される。ゼンマイ位置規制ギヤ５５内では、ゼンマイギヤ５４と一体の引掛け羽５７が図４において反時計方向に回転する。

このとき、ゼンマイ５６は、その外周端部の外側係合部５６ｔが引掛け部５５ｋに引っ掛けられた状態で位置決めされ、内周端部の内側係合部５６ｋが引掛け部５７ｋに引っ掛けられて巻き上げられる。従って、引戸１０が開動作によってスライドする間に、ゼンマイ５６が巻かれ、そこにはバネ力による付勢力が蓄積されていく。このとき、ブレーキダンパ１６のピニオンギヤ１６ａも制動用ラック２６を転動するが、空回りして抵抗を生じさせないため、引戸１０のスライドに過度な抵抗はかからない。

次に、開けた引戸１０を離すと、ゼンマイ５６は巻き上げ動作から解放され、逆に巻戻し状態へと移行する。ゼンマイ５６に蓄えられたバネ力が解放され、ゼンマイ５６の内側係合部５６ｋが引掛け羽５７を図４において時計方向に回転させる。これにより、図３に示すギヤボックス１５内では、ゼンマイギヤ５４が同じ時計方向に回転し、その回転がアイドルギヤ５３からセカンドギヤ５２へ伝達され、閉動作用ラック２５に噛合したピニオンギヤ５１が時計方向に回転することとなる。

回転するピニオンギヤ５１は、噛合した閉動作用ラック２５を転動するため、図３に示すギヤボックス１５は図面左側へ移動することになり、それによって図１に示す引戸１０は上部で引っ張られるようにして図面左側へと移動して閉じられる。このとき、ブレーキダンパ１６が制動用ラック２６に噛合して制動力を発生させているため、ゼンマイ５６の反発力によって勢いよく引戸１０が移動してしまうことはなく、ゆっくりとしたスピードで閉まる。

このような引戸１０の開閉は、上端部の吊りローラ１１の他、下端部でもガイドローラ３１が回転して移動をスムーズにしている。ここで、図５及び図６は、ガイドローラ３１を示した図である。特に、図５は、図１に示す引戸１０の閉状態における左下角部を示した拡大図であり、ガイドローラの他に開き防止機構も示している。また、図６は、図５のＢ−Ｂ断面を示した図である。
ガイドローラ３１は、引戸１０の下端にフレーム部材３２がネジ止めされ、そのフレーム部材３２に軸支されている。ガイドローラ３１は図１に示すように左右の２箇所に設けられており、引戸１０には、それを隠すようにスカート部１０ａが形成されている。

一方、このガイドローラ３１が転動するガイドレール３５は、車体床面３に取り付けられたレールプレート３５０によって形成されたものである。車体床面３には図６に示すように引戸１０の移動位置に沿って溝３ａが形成され、レールプレート３５０に形成された湾曲溝のガイドレール３５がその位置に合わせて取り付けられている。ところで、ガイドローラ３１は、引戸１０の荷重を受けて積極的にガイドレール３５を転がることはなく、左右方向への振れを押さえて引戸１０が安定したスライドを行うように機能している。そのため、ガイドローラ３１は、円周面の両端にテーパ３１ａが設けられ、湾曲したガイドレール３５の斜面にスムーズに当たるようになっている。

次に、引戸１０に設けられた開き防止機構は、車両が傾いた際、自重によって引戸１０が開いてしまわないように閉状態を維持するためのものである。そこで、引戸１０の側枠１０ｂ下部には、図５に示すように内側に凹んだ収納スペース１０ｃが形成され、その中にフック３６が軸支されている。一方、閉時に引戸１０が当接する通路開口部１の縦桟部分１ｂには、その下部にも同様に内側に凹んだ収納スペース１ｃが形成され、そこに釣り針形状の板バネ３７がネジ止めされている。ここで、図７は、板バネ３７側を図５の右側から見た図である。板バネ３７は、一定幅の金属プレートであって、図示するように上下の２箇所でボルト４０によって止められている。

板バネ３７は、固定される平板部分３７ｐと、Ｕ字形に湾曲したバネ部分３７ｑとから構成され、更にフック３６が引っ掛けられる先端には、フック３６の引っ掛かりと解除がスムーズに行われるように返シ３７ｒが形成されている。フック３６は、自重で板バネ３７に引っ掛かるため、その掛かり方が深いと外れ難くなる。本実施形態では、そうした調整ができるようにボルト４０の貫通孔が上下方向の長孔３７ａになっている。従って、板バネ３７を上下にずらせて固定することで、フック３６の引っ掛かりを調整することが可能になっている。

こうした開き防止機構を持った本実施形態では、前述したように自動で引戸１０が閉方向に移動するが、閉まる直前では図８（ａ）に示すようにフック３６の姿勢は横向きになっている。そして更に引き戸１０が閉まると、図８（ｂ）に示すように、その側枠１０ｂが通路開口部１の幅広に形成された縦桟部分１ｂに僅かに入り込んで重なる。詳しく図示しないが、凸状の側枠１０ｂに対して凹状に縦桟部分１ｂが形成され、ともにゴム材によって衝撃を吸収するように構成されている。

こうして引戸１０が閉まる位置では、フック３６の先端部が板バネ３７の返シ３７ｒに当たる。そして、更にそこから僅かに進むと、図８（ｃ）に示すようにフック３６が返シ３７ｒを乗り越えて引っ掛かり状態になる。すなわち、軸支されたフック３６は下側の傾斜部分が滑って上方に揺動し、また、板バネ３７は弾性変形によって下方に撓むため、フック３６の先端が返シ３７ｒ部分を乗り越えて板バネ３７に引っ掛かる。

これにより引戸１０が閉状態を維持できるように開き防止機構が働く。走行中に車両が傾くと、引戸１０の自重によって吊りローラ１１が転がって開いてしまうが、それが板バネ３７に対するフック３６の引っ掛かりによって止められ、閉状態が維持される。
一方、引戸１０を開ける場合には、引戸１０を開方向にスライドさせるように力が加えられると、板バネ３７が弾性変形して下方に撓み、それをフック３６が揺動して乗り越え、引っ掛かりが解除される。引戸１０が開いているとき、フック３６や板バネ３７は、収納スペース１０ｃ，１ｃに収まっているので、通行する乗客がズボンの裾を引っ掛けてしまうようなことが回避できる。

よって、本実施形態に係る鉄道車両の引戸構造によれば、車体床面３と平行な支持レール２１を引戸１０が同じ高さでスライドし、ゼンマイ５６を使用して自動で閉動作させるようにしたので、乗客は、従来の斜行させる引戸よりも小さな力で開けることができるようになった。また、従来のように開閉によって引戸が上下しないので、車体床面との隙間を複雑な構造によって塞ぐ必要もなくなった。
更に、引戸１０のガイドローラ３１は、床面に形成された凹状のガイドレール３５を転がるように構成されているので、通路開口部１を通行する乗客が足を引っかけてしまうような突起がなくなった。また、フック３６及び板バネ３７からなる開き防止機構によって、大きな力を必要とせずに引戸１０を開けることができる一方で、走行中に引戸１０が開閉してしまうことなく閉状態を維持させることができる。

以上、本発明に係る鉄道車両の引戸構造の一実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

鉄道車両の引戸構造の実施形態を車内側から示した図である。 鉄道車両の引戸構造の実施形態を示した図１のＡ−Ａ断面図である。 鉄道車両の引戸構造を構成するギヤボックスの内部機構を示した図である。 ギヤボックスの内部機構を構成するバネ力発生部を示した図である。 引戸の閉状態における左下角部を示した拡大図である。 ガイドローラを示す図５のＢ−Ｂ断面図である。 開き防止機構の板バネを図５の右側から示した図である。 ストッパの動作を示した図である。 従来の鉄道車両の引戸構造を有する車内側から見た妻部を示す図である。

符号の説明

１ 通路開口部
３ 車体床面
１０ 引戸
１１ 吊りローラ
１５ ギヤボックス
１６ ブレーキダンパ
２１ 支持レール
２５ 閉動作用ラック
３１ ガイドローラ
３５ ガイドレール
３６ フック
３７ 板バネ
５１ ピニオンギヤ
５４ ゼンマイギヤ
５５ ゼンマイ位置規制ギヤ
５６ ゼンマイ
５７ 引掛け羽

Claims (5)

1. 鉄道車両の妻部に形成された通路開口部を開閉する引戸が、前記通路開口部の上方に車体床面とほぼ平行な支持レールに吊りローラを介して吊下げられた状態でスライドするものであり、開いた位置の引戸を閉方向に移動させるための戻し機構を有する鉄道車両の引戸構造であって、
   その戻し機構は、前記支持レールに沿って前記妻部側に設けられたラックと、前記引戸側にあって前記ラックに噛合したピニオンギヤの引戸開方向への回転によって巻き上げられるゼンマイとを備えるものであり、
   前記引戸は、その下端部にガイドローラを備え、そのガイドローラが車体床面に形成された凹状のガイドレール内を転動するように設けられたものであり、
   前記引戸の閉方向には、先端が上下に揺動するように軸支されたフックが設けられ、前記引戸の閉方向側部が当てられる前記通路開口部の縦桟の下端部に釣り針形状の板バネが固定され、引戸が閉じた状態で前記フックが前記板バネの先端に引っ掛かって引戸の移動を制限するものであることを特徴とする鉄道車両の引戸構造。
2. 請求項１に記載する鉄道車両の引戸構造において、
   前記ガイドレールは、板材を湾曲させて一本の凹溝を形成し、それを車体床面に取り付けたものであることを特徴とする鉄道車両の引戸構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両の引戸構造において、
   前記引戸の下端部に取り付けられたガイドローラは、前記引戸の表面が下方に延びたスカート部によって覆われていることを特徴とする鉄道車両の引戸構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載する鉄道車両の引戸構造において、
   前記フック及び板バネは、前記引戸下端部又は前記縦桟下端部にそれぞれ形成された内
   側に凹んだ収納スペース内部に設けられ、前記引戸の閉方向側部が前記通路開口部の縦桟
   側に僅かに入り込み、それにより前記フックが前記板バネの先端に引っ掛かるようにした
   ものであることを特徴とする鉄道車両の引戸構造。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載する鉄道車両の引戸構造において、
   前記板バネは、平板部分と湾曲したバネ部分とを有し、平板部分を上下に配置した複数
   のネジによって固定したものであって、そのネジの貫通孔は上下方向に長い長孔であるこ
   とを特徴とする鉄道車両の引戸構造。

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