JP4994792B2 - ドア開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングに対して往復移動可能に取付けられた引戸を開閉移動させるドア開閉装置に関する。

従来、ハウジングに対して往復移動可能に取付けられた引戸を開閉移動させるドア開閉装置として、特許文献１に記載の開閉扉装置が知られている。この開閉扉装置は、車両の出入り口を閉じる戸板の戸先部に戸挟み検知装置を備えている。この戸挟み検知装置は、内部の密閉空間に空気等の流体が封入された可撓性を有する緩衝体と、この流体の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された流体の圧力が予め定める圧力よりも大きいとき、戸挟み信号を出力する戸挟み判定手段と、を備えている。この構成により、戸板の閉鎖動作時において、戸先部と戸当たり部との間に被挟体が挟まれたことを緩衝体の内部に封入された流体の圧力上昇に基づいて検知し、戸挟み信号を出力することにより、戸板の閉鎖動作を停止することができる。

しかしながら、この開閉扉装置では、車両用ドア側に設置された圧力検出手段からの信号を車両側に設置された戸挟み検出手段に送る必要があり、特許文献１における図３に示すような帯状のケーブルを用いている。このように、検出信号の送受信、又は、車両側から車両用ドア側への電力供給のためにケーブルを用いた場合、例えこのケーブルが屈曲に対して十分な耐久性を有するとしても、疲労や劣化に起因して断線する可能性は否定できない。

このような問題に鑑み、特許文献２に記載の車両用ドアに設置された戸挟み検出装置は車体側に設けられた第１のコイルと、車両用ドア側に設けられた第２のコイルとの間の電磁誘導結合により、車体側から車両用ドア側に電力が供給され、また、車両用ドア側から車体側に、戸挟みが発生したことを示す検出信号を送信する構成としている。これにより、車体側から車両用ドア側とを接続するケーブルを不要とし、ケーブルが断線することなく、戸挟み状態であるか否かを検出可能としている。

特開２００１−５５１３８号公報 特開２０００−９５１０６号公報

しかしながら、特許文献２に記載された車両用ドアに設置された戸挟み検出装置は、電磁誘導により電力を供給する構成であり、車両用ドア側のコイルと車体側のコイルとが、互いに隣接する位置になければ電力の供給及び信号の送信は困難である。そのため、車両用ドアが全開位置にある状態から、全閉位置にある状態まで全ての位置において電力供給等を可能とするためには、コイルを広範囲に設置する必要がある。この場合、設置スペースが広くなるとともに、コイルを設置するためのコストが増加する虞がある。更に、ノイズを受信し易くなるため、戸挟みの発生がない場合であっても、ノイズにより車体側で誤った検出信号を受信してしまう虞がある。
また、電磁誘導による電力供給等の際に、コイルを収容するケースの材質や、当該ケースを取付ける箇所の材質等を適切に選択する必要があり、設計時の制限が多く、製造コストが増加する虞もある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、引戸の閉鎖動作における戸挟みや衝突を検知することが可能であり、配線が煩雑になることなく、簡素でコンパクトな構成のドア開閉装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明は、ハウジングに対して往復移動可能に取付けられた引戸を開閉移動させるドア開閉装置に関する。そして、本発明に係るドア開閉装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明のドア開閉装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係るドア開閉装置における第１の特徴は、ハウジングに対して往復移動可能な引戸にそれぞれ取付けられたラックと当該ラックに噛合するピニオンからなるラックアンドピニオン機構と、前記ハウジングに設けられた前記引戸の開閉駆動源としてのアクチュエータと、所定の弾性力を出力する弾性部材と、前記アクチュエータの駆動力が入力される入力部と、前記ピニオンに対して当該駆動力を出力可能な第１出力部と、前記弾性部材に対して当該駆動力を出力可能な第２出力部と、を有する遊星歯車機構と、前記ハウジングに設けられ、前記引戸の閉鎖動作時において、当該弾性部材の変形量が所定の変形量に達すると、前記アクチュエータの駆動を停止する衝突検知手段と、を備えることである。

この構成によると、引戸の閉鎖動作時（引戸が全開位置から全閉位置に向かって移動している時）において、引戸の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも小さい場合は、第２出力部の回転が弾性部材の弾性力により抑制されるため、アクチュエータの駆動力は、第１出力部からピニオンに伝達され、引戸の閉鎖動作が行われる。引戸の閉鎖動作において乗降客が挟まれた場合や、引戸が乗降客に衝突した場合は、引戸に通常の走行抵抗以上の力が作用し、所定の走行抵抗を超えると、弾性部材の弾性力に逆らって、第２出力部が回転し、弾性部材は弾性変形することになる。この弾性変形量が所定量に達すると衝突検知手段によりアクチュエータの駆動が停止される。この衝突検知手段は、アクチュエータと同様にハウジングに設けられているため、配線が煩雑になることなく、引戸の閉鎖動作における戸挟みや衝突を検知することが可能となる。尚、この構成では、引戸の加速時、減速時にかかわらず衝突検知が可能であり、引戸の移動範囲の全域において衝突検知することができる。

また、本発明に係るドア開閉装置における第２の特徴は、前記ハウジングに設けられ、前記引戸を全閉位置でロック可能なロック機構と、前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換えるための切換機構と、を備え、前記切換機構は、移動することにより前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換えることができる切換部材を有し、前記弾性部材は、前記第２出力部と前記切換部材との間に配置されていることである。

この構成によると、第２出力部からの出力により、弾性部材に力を作用させながら、切換部材を駆動してロック機構の切換が可能となる。したがって、例えば、弾性部材を他の位置に設置した場合は、ロック機構を切り換えるときの第２出力部からの駆動力は、当該他の位置に設置された弾性部材と、切換機構とに配分されてしまうが、第２出力部と切換部材との間に当該弾性部材を設置することで、弾性部材に加えられた力は切換部材にも働くため、効率よく衝突検知及びロック動作を行うことが可能となる。

また、この構成では、アクチュエータの動力は遊星歯車機構を介して配分され、一方はラックアンドピニオン機構のピニオンを駆動し、他方は切換機構を駆動する。従って、アクチュエータからの動力伝達（配分）のための構成がコンパクトなスペースに収納されるので、構造を簡素化できるとともに、コンパクトなドア開閉装置を提供できる。

また、アクチュエータからの駆動力の配分は、遊星歯車機構を用いて行うので、引戸を閉鎖位置でロックした状態でアクチュエータが故障等により駆動力を失った場合でも、切換機構等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。

また、本発明に係るドア開閉装置における第３の特徴は、前記衝突検知手段は、前記第２出力部の回転角度が所定の回転角度以上になったことを検知して前記アクチュエータの駆動を停止するリミットスイッチからなることである。

この構成によると、弾性部材の変形に対応して回転する第２出力部の回転角度をリミットスイッチにより検知してアクチュエータの駆動が停止される。したがって、簡易な構成により、衝突検知手段を構成できる。

また、本発明に係るドア開閉装置における第４の特徴は、前記弾性部材は、前記引戸が正常に閉鎖動作を行っているときの走行抵抗と釣り合うように設けられていることである。

この構成によると、正常に閉鎖動作を行っているときとは、引戸の動作を妨げるような力が外部から作用していないときのことをいい、この正常な閉鎖動作時における走行抵抗と釣り合うような弾性力を弾性部材により第２出力部に対して作用させているため、弾性部材により作用させる弾性力はより小さくなる。即ち、変形が容易に可能な状態で弾性部材を設置することができる。これにより、引戸の走行抵抗増加に対して弾性部材の変形がし易くなるため、より感度の高い検知が可能となる。また、この場合、衝突の際に引戸から衝突対象に与える衝撃を顕著に緩和することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、ドア開閉装置を車両用開閉扉に設置した実施形態を示す正面図である。図２は、ロック解除状態のドア開閉装置の構成を示す要部正面図である。図３は、図２に示すロック機構を下方（図２における矢印Ｘの方向）から見たロック機構の構成を示す概略図である。また、図４は、ロック状態のドア開閉装置の構成を示す要部正面図であり、図５は、図４に示すロック機構を下方（図４における矢印Ｘの方向）から見たロック機構の構成を示す概略図である。図６は、ロックスライダの移動方向（図４における矢印Ｙ方向）から見たロック機構及びロックスライダを示す部分断面概略図である。

図１に示す車両用開閉扉１は、鉄道車両等の車両の側壁に形成された開口部を開閉可能な扉として構成されており、引分け式の左右一対の引戸１１Ａ・１１Ｂを備えている。この２枚の引戸１１Ａ・１１Ｂは、前記の開口部の上方に水平に設置されたガイドレール２に沿って往復移動可能に設けられている。より具体的には、前記引戸１１Ａ・１１Ｂのそれぞれの上縁にはハンガー３Ａ・３Ｂが固定されており、それぞれのハンガー３Ａ・３Ｂには戸車４が回転自在に軸支されている。この戸車４は、ガイドレール２上を転動可能に構成されている。

そして、この車両用開閉扉１は、本発明の一実施形態に係るドア開閉装置によって開閉され、且つ、閉状態で不意に開かないように自動的にロックできるようになっている。鉄道車両等の車両の扉は走行中に開放されると危険であり、走行中は不意に開かないように確実にロックしておくことが要求される。

以下、詳細に説明する。車両の側壁（ハウジング）の上部（前記開口部の上方の空間）には板状の基体５が固着され、この基体５に固定されたラックサポート６に、２本のラック７Ａ・７Ｂが支持されている。このラック７Ａ・７Ｂは、その長手方向を水平（前記ガイドレール２と平行）に向けて配置されるとともに、当該長手方向（水平方向）に摺動可能となるよう、スライド支持部８によって支持されている。

２本のラック７Ａ・７Ｂは上下方向に適宜の間隔を形成しつつ互いに平行に配置され、また、それぞれの歯部が互いに対向するように配置されている。そして、２本のラック７Ａ・７Ｂの双方の歯部に同時に噛合するようにして、ピニオン９が回動自在に配置されている。このピニオン９は、開閉扉１の開口部上方の左右中央位置であって、且つ、２本のラック７Ａ・７Ｂに上下を挟まれた位置に配置される。

２本のラック７Ａ・７Ｂのそれぞれの一端には、アーム部材１３Ａ・１３Ｂが設置されている。このアーム部材１３Ａ・１３Ｂは、それぞれハンガー３Ａ・３Ｂに対して結合部材１５ａ・１５ｂを介して固定されている。即ち、ラック７Ａ・７Ｂのそれぞれの一端は、当該アーム部材１３Ａ・１３Ｂを介して、対応する引戸１１Ａ・１１Ｂに連結されている。このラック７Ａ・７Ｂとピニオン９により、ラックアンドピニオン機構１０が構成されており、ラックアンドピニオン機構１０により２枚の引戸１１Ａ・１１Ｂは開閉駆動される。なお、ラックアンドピニオン機構１０は、左右の引戸１１Ａ・１１Ｂ同士を連結することで、引戸１１Ａ・１１Ｂの対称的な開閉を実現する役割も果たしている。

図２及び図４に示すように、一対のアーム部材１３Ａ・１３Ｂのそれぞれには、鉛直方向上向きに延びるロックピン１４Ａ・１４Ｂ（ロック部材）が固定されている。当該ロックピン１４Ａ・１４Ｂが後述するロック機構６０により拘束されることにより、一対の引戸１１Ａ・１１Ｂの移動がロックされることになる。

また、前記基体５には遊星歯車機構２０が支持されている（図２、図４参照）。この遊星歯車機構２０は、回転自在に軸支されたサンギア２１（入力部）と、このサンギア２１の外周に複数配置され、サンギア２１に噛合しつつ自転及び公転が可能なプラネタリギア２４と、当該プラネタリギア２４に外側で噛合する内歯を有するインターナルギア２２（第１出力部）と、当該プラネタリギア２４を回転自在に支持するキャリア２３（第２出力部）と、を有している。サンギア２１、インターナルギア２２、キャリア２３の三者は、同一軸線上に配置されるとともに、それぞれが他に対して相対回転自在となるように配置されている。また、前記三者の軸線は、前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオンの軸線とも一致している。

そして、前記サンギア２１には、正逆回転可能な図略のダイレクトドライブ方式の電動モータ（アクチュエータ）の出力軸が連結されている。なお、適宜の減速機構を介して連結しても構わない。また、前記インターナルギア２２は、図示しないボルト等を介して前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオン９に連結されている。更に、前記キャリア２３は、後述のロック機構６０のロック状態とロック解除状態とを切り換えるためのロックスライダ３３（切換部材）を牽引するための牽引部材７０に連結されている。

この牽引部材７０及びロックスライダ３３は、基体５に対して固定されたラック７Ａ・７Ｂと平行に延びるガイド軸７２に沿って一方向に往復移動可能に設置され、ロック状態の切換機構を構成している。牽引部材７０は、キャリア２３の回転に伴って、前記一方向において移動可能となるように、キャリア２３と結合している。牽引部材７０とロックスライダ３３との間には、コイルバネ状のトルクリミットスプリング７１が配設されている。当該トルクリミットスプリング７１は、牽引部材７０をロックスライダ３３に押し付けるように当該牽引部材７０とロックスライダ３３とに弾性力を作用させている。即ち、トルクリミットスプリング７１は、牽引部材７０のロックスライダ３３に対する相対移動を抑制するように配置されている。

ロックスライダ３３は、その上端に、移動方向において所定の間隔を空けてガイド軸７２と摺動可能に形成された取付部３３ａ及び取付部３３ｂを備えている。そして、取付部３３ａ及び取付部３３ｂから下方に向かって延びる前面部３３ｃと、当該前面部３３ｃの下端から図２における紙面奥行方向に向かって９０度屈曲して形成される底面部３３ｄとを備えている（図３、図５、図６参照）。前記牽引部材７０は、取付部３３ａと取付部３３ｂとの間においてガイド軸７２に取付けられ、前記トルクリミットスプリング７１は、ロックスライダ３３のロック方向（図２、図４において矢印で示す）の先端側に位置する取付部３３ｂと牽引部材７０との間のガイド軸７２に取付けられている。トルクリミットスプリング７１は軸方向に圧縮された状態（弾性変形した状態）で取付けられているので、牽引部材７０は取付部３３ａに向かって付勢力を受け、牽引部材７０の端部を取付部３３ａに当接した状態で保持される。

また、図３及び図５に示すように、ロックスライダ３３の底面部３３ｄには、湾曲した形状のスリット３３ｅ（スリット部）を有している。このスリット３３ｅは、移動方向と平行に延びる第１孔部αと、当該第１孔部αに連続して移動方向と略垂直方向に向かって滑らかに湾曲するように形成された第２孔部βとを備えている。

次に、開閉扉１のロック機構６０について詳細に説明する。図７は、ロック状態にあるロック機構６０を水平方向から見た部分断面模式図である。このロック機構６０は、水平面内において作動する機構であって、ロックスライダ３３の底面部３３ｄの上方（遊星歯車機構２０側）に隣接するように、基体５に対して位置が固定されるように設置されている（図２、図４参照）。

図３及び図５に示すように、ロック機構６０は、水平面内で直線状態と屈曲状態に変形可能なリンク機構６１と水平面内で作動するリンク保持機構６５とからなる。リンク機構６１は、３つのリンク６２ａ、６２ｂ、６２ｃを連結して形成されている。中央のリンク６２ａは、その長手方向中央部において連結ピン６３ａにより、基体５に対して回動自在に固定されている。当該中央のリンク６２ａの一端には、連結ピン６３ｂによりリンク６２ｂの一端が連結している。また、リンク６２ａの他端には、ガイド用連結ピン６３ｃによりリンク６２ｃの一端が連結している。リンク６２ｂ及びリンク６２ｃにおけるリンク６２ａとの連結点と逆側の端部には、ピン６３ｄ及び６３ｅを備えている。

図３、図５及び図７に示すように、リンク機構６１の端部に位置するピン６３ｄ、６３ｅはそれぞれ、基体５においてロックスライダ３３の移動方向と平行な直線状に形成されたガイド溝８０Ａ、８０Ｂ（図３、図５においては二点差線で示す）に端部を挿入されて、当該ガイド溝８０Ａ、８０Ｂに沿って移動可能に設置されている。即ち、ピン６３ｄ、６３ｅの動きはガイド溝８０Ａ、８０Ｂによってそれぞれ規制されている。尚、ピン６３ｄ及び６３ｅにおけるガイド溝８０Ａ、８０Ｂへ挿入される側の端部はローラとして形成されているため（図４参照）、ガイド溝８０Ａ、８０Ｂとの摩擦を減らし、端部の移動を円滑にすることが可能となる。また、ピン６３ｄ及び６３ｅにおけるロックスライダ３３側の端部もローラとして形成されており（図４参照）、後述する係合部材６６Ａ・６６Ｂの縁部に沿って移動する際の摩擦を減らし、ロック動作を安定させることが可能となる。

また、リンク機構６１のガイド用連結ピン６３ｃのロックスライダ３３側の端部はローラとして形成されており、前記ロックスライダ３３のスリット３３ｅに挿入されている。したがって、ロックスライダ３３の位置により、ガイド用連結ピン６３ｃの位置が規制されることになる。これより、ロックスライダ３３の移動により、リンク機構６１の直線状態と屈曲状態とを切り換えることが可能となる。

リンク保持機構６５は、当該リンク機構６１の両端部近傍において、リンク機構６１に対して（連結ピン６３ａに対して）対称に、水平面内で回動自在に設置された一対の係合部材６６Ａ・６６Ｂと、当該一対の係合部材同士を連結する連結バネ６９と、を備えて構成されている。当該係合部材６６Ａ・６６Ｂはそれぞれ、その周縁部に、凹状に形成された第１係合部６７Ａ・６７Ｂ及び第２係合部６８Ａ・６８Ｂを備えており、この係合部材６６Ａ・６６Ｂの回動軸８１Ａ・８１Ｂは、基体５に対して固定設置されている（図７参照）。尚、当該一対の回動軸８１Ａ・８１Ｂには、掛渡し部材８２が固定されており、前記リンク機構６１の中央のリンク６２ａを回動自在に固定するための連結ピン６３ａは、当該掛渡し部材８２によって支持される（図２、図４参照）。

リンク保持機構６５は、外部から力を受けていない状態においては、係合部材６６Ａ・６６Ｂが連結バネ６９から力を受け、図３に示す状態に保持される。このとき、係合部材６６Ａ・６６Ｂは、リンク機構６１が直線状態に延びる動きを外縁部（図３において矢印Ｐ１で示す部分）によって拘束している。このように、リンク機構６１が、係合部材６６Ａ・６６Ｂにより屈曲状態に保持されているときは、ロックスライダ３３は、スリット３３ｅ及びガイド用連結ピン６３ｃを介して、ロック方向（図３において矢印で示す方向）への移動を拘束されることになる。

一方、係合部材６６Ａ・６６Ｂは、引戸１１Ａ・１１Ｂに対してそれぞれ固定されているロックピン１４Ａ・１４Ｂが閉鎖方向（図３において矢印で示す方向）に移動することにより、第１係合部６７Ａ・６７Ｂの縁部（図３においてＰ２で示す部分）を付勢され、連結バネ６９の付勢力に逆らって第２係合部６８Ａ・６８Ｂをリンク機構６１に近づける方向（図３において矢印Ｒ１で示す方向）に回動できるように形成されている。引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置にある状態においては、図５に示すように、ロックピン１４Ａ・１４Ｂと第１係合部６７Ａ・６７Ｂとが係合し、第２係合部６８Ａ・６８Ｂの位置が、リンク機構６１の端部に位置するピン６３ｄ・６３ｅと係合することができる位置となる。即ち、係合部材６６Ａ・６６Ｂはリンク機構６１の変形を拘束しない状態に移行する。このとき、ロックスライダ３３がロック方向に移動すれば、スリット３３ｅに沿ってガイド用連結ピン６３ｃが移動することにより、リンク機構６１は、屈曲状態から直線状態に移行する。そして、リンク機構６１の端部に位置するピン６３ｄ・６３ｅが係合部材６６Ａ・６６Ｂの第２係合部６８Ａ・６８Ｂと係合する。これにより、係合部材６６Ａ・６６Ｂの回動が拘束される。したがって、ロックピン１４Ａ・１４Ｂの開放方向（図５において矢印で示す）への移動が第１係合部６７Ａ・６７Ｂにより拘束されることになる。

次に、引戸１１Ａ・１１Ｂの開閉及びロック動作について、図２〜図４を参照して説明する。図２には、引戸１１Ａ・１１Ｂが閉鎖方向に移動しているときの様子が示されており、ロック機構６０のロック状態が解除されている状態が示されている。この状態では、ロックピン１４Ａ・１４Ｂは、ロック機構６０から離れた位置にあり、ロック機構６０は、図３に示す状態に保持されている。

このロック解除状態においては、リンク機構６１は屈曲状態であり、係合部材６６Ａ・６６Ｂによりリンク機構６１の直線状に延びる動きを拘束されている。これにより、リンク機構６１のガイド用連結ピン６３ｃ及びスリット３３ｅを介してロックスライダ３３のロック方向への動きは拘束される。

これにより、図２、図３のロック解除状態において遊星歯車機構２０のサンギア２１が前記電動モータによって駆動されるとき、インターナルギア２２を介してピニオン９に伝達されるか、プラネタリギア２４の公転に伴って回転するキャリア２３を介してトルクリミットスプリング７１を弾性変形させるように駆動力が伝達されることになる。

ここで、トルクリミットスプリング７１は、引戸１１Ａ・１１Ｂが正常に閉鎖動作を行っているときの走行抵抗と釣り合うようにプラネタリギア２４の公転に伴うキャリア２３の回転を抑制する所定の弾性力をキャリア２３に対して作用させるように、キャリア２３に連結した牽引部材７０を付勢している。そのため、正常の閉鎖動作時において遊星歯車機構２０のサンギア２１が電動モータによって駆動されるとき、プラネタリギア２４は公転せず自転のみ行うので、サンギア２１の駆動力はすべてインターナルギア２２を介してピニオン９に伝達され、引戸１１Ａ・１１Ｂが開閉駆動されることになる。

また、引戸１１Ａ・１１Ｂを閉鎖方向に移動したとしても、ロックピン１４Ａ・１４Ｂと係合するロック機構６０の係合部材６６Ａ・６６Ｂは連結バネ６９により弾性力を受け、図３に示す状態に保持されているため、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置に達するまでは、ロック位置（図５に示す位置）まで回動することはない。これにより、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置に達する前に過剰に早くロック機構６０が作動することを防止できる。よって、ロックピン１４Ａ・１４Ｂがロック位置に移行した係合部材６６Ａ・６６Ｂに衝突してロック機構６０が故障することはない。

尚、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時において、乗降客が挟まれた場合など、引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗が著しく大きくなった場合については、後述するように、トルクリミットスプリング７１による付勢力に逆らってキャリア２３が回転し、当該キャリア２３の回転を検知して電動モータの回転を一時的に停止させるなど、所定の安全動作が行われることになる。

次に、引戸１１Ａ・１１Ｂを閉鎖する方向にサンギア２１が駆動された結果、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置に近づき、引戸１１Ａ・１１Ｂに対して固定されたロックピン１４Ａ・１４Ｂが、係合部材６６Ａ・６６Ｂに当接したとする（図３参照）。そして、この状態からサンギア２１を駆動して引戸１１Ａ・１１Ｂを更に閉鎖方向に移動させると、ロックピン１４Ａ・１４Ｂは、係合部材６６Ａ・６６Ｂを付勢して当該係合部材６６Ａ・６６Ｂを図３における矢印Ｒ１方向に回動させつつ、第１係合部６７Ａ・６７Ｂの凹部に入り込んでいく。

引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置まで達したとき、係合部材６６Ａ・６６Ｂは、第１係合部６７Ａ・６７Ｂにロックピン１４Ａ・１４Ｂを係合させるとともに、第２係合部６８Ａ・６８Ｂをリンク機構６１の端部に位置するピン６３ｄ・６３ｅに対向させたロック位置への移行が完了する。これにより、リンク機構６１の直線状態への移行が許容される。したがって、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置まで移動すると、上述のように、直線状態への移行が許容されたリンク機構６１と、ガイド用連結ピン６３ｃ及びスリット３３ｅを介して連結されているロックスライダ３３は、ロック方向に移動できるようになる。この結果、トルクリミットスプリング７１及び牽引部材７０を介してロックスライダ３３と連結されているキャリア２３の回転が許容される。

一方、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置に達した後は、閉鎖方向への移動ができなくなるので、この引戸１１Ａ・１１Ｂにラックアンドピニオン機構１０を介して連結されるインターナルギア２２の回転も阻止される。したがって、回転を継続するサンギア２１の駆動力は今度はキャリア２３へ伝達されることとなり、キャリア２３が図２において反時計回りに回転するとともに、トルクリミットスプリング７１及び牽引部材７０を介してロックスライダ３３がロック方向に移動することになる。そして、ロックスライダ３３のロック方向への移動にともなって、リンク機構が屈曲状態（図３の状態）から直線状態（図５の状態）に移行することになる。この直線状態では、係合部材６６Ａ・６６Ｂの回動は、リンク機構６１のピン６３ｄ・６３ｅにより拘束されているため、係合部材６６Ａ・６６Ｂの第１係合部６７Ａ・６７Ｂに係合したロックピン１４Ａ・１４Ｂの移動は阻止される。したがって、引戸１１Ａ・１１Ｂの移動は当該ロックピン１４Ａ・１４Ｂを介してロックされる。尚、ガイド軸７２には、ロックスライダ３３の取付部３３ａをロック方向に付勢するようにロックスプリング７３が設置されており、ロック位置にあるロックスライダ３３がロック解除位置に戻ることを抑制し、より確実にロック状態を維持することが可能となる。

以上のようにして、図２及び図３から図４及び図５への変形に示すように、引戸１１Ａ・１１Ｂの全閉位置への移動後にロック機構６０が自動的にロック状態に切り換えられて、引戸１１Ａ・１１Ｂは閉鎖された状態のままロックされる。したがって、遊星歯車機構２０のサンギア２１を単一のアクチュエータで駆動するだけで、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖に連動したロックが実現され、駆動構成を簡素とすることができる。

また、この図４及び図５のロック状態では、係合部材６６Ａ・６６Ｂの回転をリンク機構６１によって規制するロック、及び、このリンク機構６１の直線状態から屈曲状態への変形をロックスライダ３３によって規制するロックとにより２重にロックを掛けることが可能になっている。これにより、例えば、車両の停電や故障などにより電動モータが電源フェイルに陥り、その出力軸（前記サンギア２１）の回転がフリーになった場合でも、引戸１１Ａ・１１Ｂの開放は上記の二重ロックにより極めて確実に防止される。これは、車両が停電等になっても、引戸１１Ａ・１１Ｂが風圧等により不意に開放されてしまう事態を防止できることを意味する。

なお、上記のロック状態からロック解除状態への切換、及び引戸１１Ａ・１１Ｂの開放は、単に前記の電動モータによってサンギア２１を閉鎖時と反対方向へ駆動するだけで良い。ロック状態（図４及び図５）においては、引戸１１Ａ・１１Ｂは係合部材６６Ａ・６６Ｂによってロックされているためにインターナルギア２２の回転が阻止される。一方、ロックスライダ３３のロック解除方向への移動は、ロックスプリング７３の付勢力によってのみ抑制されている。即ち、当該ロックスプリング７３の付勢力に反する駆動力がロックスライダ３３に伝達されれば、ロックスライダ３３をロック解除方向に移動させることが可能な状態である。したがって、ロック状態からサンギア２１を閉鎖時と反対方向に駆動すると、サンギア２１の駆動力がすべてキャリア２３に伝達され、牽引部材７０を介してロックスライダ３３がロック解除方向に向かってロックスプリング７３の付勢力に対抗するように移動する。このロックスライダ３３のロック解除方向への移動に伴い、リンク機構のガイド用連結ピン６３ｃがスリット３３ｅの縁に沿って第１孔部αから第２孔部βに移動することにより、リンク機構６１が直線状態から屈曲状態に移行する。これにより、係合部材６６Ａ・６６Ｂの第２係合部６８Ａ・６８Ｂと、リンク機構６１の端部に位置するピン６３ｄ・６３ｅとの係合が外れると、一対の係合部材６６Ａ・６６Ｂを連結する連結バネ６９の引張りの弾性力により、係合部材６６Ａ・６６Ｂは、第１係合部６７Ａ・６７Ｂを外側に（リンク機構６１と逆側に）向けるように図５においてＲ２方向に回動させる力を受ける。したがって、第２係合部６８Ａ・６８Ｂに対して係合状態にあるロックピン１４Ａ・１４Ｂの開放方向への移動が許容され、引戸１１Ａ・１１Ｂのロックが解除される。

一方、ロックスライダ３３のロック解除方向への移動は、図２に示す位置で、ロックスプリング７３の変形限界によって拘束されることになる。尚、ロックスライダ３３のロック解除方向への移動は、ロックスプリング７３の変形限界により拘束される場合に限らず、キャリア２３と基体５とが所定位置で当接することにより拘束されてもよいし、また、リンク機構６１のガイド用連結ピン６３ｃが挿入されるガイド溝８０Ａ・８０Ｂの長さを適宜設定して、当該ガイド用連結ピン６３ｃの移動がガイド溝８０Ａ・８０Ｂにより拘束されることにより、リンク機構６１の変形を拘束し、これにより、ロックスライダ３３の移動が拘束されてもよい。

ロックスライダ３３のロック解除方向への移動が拘束された結果、遊星歯車機構２０におけるサンギア２１の駆動力は今度はインターナルギア２２側に伝達されるので、引戸１１Ａ・１１Ｂはラックアンドピニオン機構１０を介して開放方向へ駆動される。このとき、係合部材６６Ａ・６６Ｂは連結バネ６９によりロック解除位置に回転させる力（図５におけるＲ２方向の力）を受けているため、引戸１１Ａ・１１Ｂに対して固定されているロックピン１４Ａ・１４Ｂの動きを拘束することはない。

尚、ロックスライダ３３と、車両内部又は外部からアクセス可能な位置に設けられた図示しないレバーとを、図示しないワイヤなどの連結部材で接続させた構成にすることにより、緊急時において、このレバーを人が操作して、ロックスライダを解除状態となる方向に移動させ、ロックを解除した上で、手動で引戸１１Ａ・１１Ｂを開くことも可能である。また、更に簡易な構成とするために、ロックスライダ３３に直接レバーを固定した構成とすることも可能である。

次に、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時（引戸が全開位置から全閉位置に向かって移動している時）において、乗降客が引戸１１Ａ・１１Ｂに挟まれた場合や一方の引戸が乗降客に衝突した場合など、引戸１１Ａ及び引戸１１Ｂの少なくともいずれか一方の走行抵抗が著しく大きくなった場合について図８及び図９を用いて説明する。図８は、通常の閉鎖動作時におけるキャリア２３の状態を示す概略図である。図９は、閉鎖動作時において引戸の走行抵抗が増加したときのキャリア２３の状態を示す概略図である。

正常に引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作が行われているとき、即ち、引戸１１Ａ・１１Ｂがいずれも、外部から移動を妨げられることなく通常の走行抵抗で動作している場合は、上述したように、サンギア２１の駆動力はインターナルギア２２側に伝達され、ラックアンドピニオン機構１０を介して引戸１１Ａ・１１Ｂが閉鎖方向に駆動される。これは、上述したように、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置以外にある場合は、ロックスライダ３３の移動が拘束されており、このロックスライダ３３の移動が拘束された状態で、トルクリミットスプリング７１により、正常に引戸１１Ａ・１１Ｂが閉鎖動作しているときにキャリア２３が回転することを抑制できる所定の弾性力で当該キャリア２３に連結した牽引部材７０が付勢されているからである。本実施形態においては、図８に示す状態において、引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗と釣り合うようにキャリア２３の回転を抑制する弾性力が牽引部材７０を介してキャリア２３に作用している。つまり、閉鎖動作時において、引戸１１Ａ・１１Ｂに通常の走行抵抗以上の力が作用した場合は、ロックスライダ３３の位置は固定されたまま、トルクリミットスプリング７１を弾性変形させながらキャリア２３が回転できるように（図９に示す状態に移行できるように）構成されている。尚、走行抵抗と釣り合うような弾性力をキャリアに作用させるトルクリミットスプリング７１に限らず、例えば引戸の走行抵抗より大きな所定の弾性力をキャリアに対して出力する（キャリアに作用させる）トルクリミットスプリング又はその他の弾性部材を用いて構成することも可能である。

また、キャリア２３の外周縁部に永久磁石８３が固定されており、キャリア２３の回転に伴って永久磁石８３が移動することにより、基体５側に取付けられた検知スイッチ８４（衝突検知手段）が切り換わるように構成されている。具体的には、引戸１１Ａ・１１Ｂが通常の走行抵抗で動作しているときのキャリア２３の位置において当該検知スイッチ８４はＯＦＦ状態であり、引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗の増加に伴ってキャリア２３が所定量回転することにより、当該検知スイッチ８４はＯＮ状態となる（図９参照）。そして、当該検知スイッチ８４がＯＮ状態に切り換わると、電気モータに対して駆動を停止させる信号が送信され、電気モータの駆動が停止する。

これにより、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時において、乗降客を挟みこんだ場合や、引分け式引戸の一方の引戸が乗降客に衝突した場合など、引戸の閉鎖方向への走行抵抗が増加した場合に、電気モータの駆動を停止させ、引戸１１Ａ・１１Ｂに挟まれた乗降客等に与える衝撃力を緩和することが可能となる。更にトルクリミットスプリング７１を用いて機械的に衝突の負荷を受けているので、検知スイッチ８４がＯＮしてから電気モータの駆動が実際に停止するまでのわずかな時間においても、トルクリミットスプリング７１で設定されている以上の力が乗降客にかかることが無く、安全性が高められている。
尚、検知スイッチ８４がＯＮ状態になったとき（戸挟み・衝突を検知したとき）に、電気モータの駆動を停止する場合に限らず、電気モータの駆動出力を低下させるように制御してもよい。

また、引戸１１Ａ・１１Ｂが全閉位置にある場合においては、上述したような電気モータの駆動を停止させる信号は送信されないように、もしくは、送信されても電気モータの駆動が停止しないように構成されているため、上述したロックスライダ３３のロック方向への移動動作時に電気モータの駆動が停止することはない。

尚、例えば、引戸がロック状態となったことを検知するロック状態検知センサを設け、前記検知スイッチ８４により検知信号が発信された後、所定時間内に当該ロック状態検知センサの検知信号が発信されない場合は、引戸の戸挟み・衝突等が発生したと判断し、電気モータの駆動を停止する構成にすることも可能である。また、例えば、引戸の減速度を検知する減速度センサを併用して、閉鎖動作時において引戸の移動速度が大きい場合は、前述した検知スイッチ８４によりキャリアの回転を検知することにより戸挟み・衝突等を判断し、引戸が閉鎖位置近傍に至って引戸の移動速度が遅くなったときは減速度センサにより戸挟み・衝突等の検知をする構成とすることも可能である。

以上に示すように、本実施形態のドア開閉装置は、車両のハウジング（壁面）に対して往復移動可能な両開き式の一対の引戸１１Ａ・１１Ｂにそれぞれ取付けられた一対のラック７Ａ・７Ｂと当該一対のラック７Ａ・７Ｂに噛合するピニオン９からなるラックアンドピニオン機構１０と、前記引戸１１Ａ・１１Ｂの開閉駆動源としての電気モータと、車両のハウジングに固定された基体５に設けられ、前記一対の引戸１１Ａ・１１Ｂにおける各引戸に固定されたロックピン１４Ａ・１４Ｂの移動をそれぞれ拘束することにより前記一対の引戸１１Ａ・１１Ｂを全閉位置でロック可能なロック機構６０と、前記ロック機構６０のロック状態とロック解除状態とを切り換えるためのロックスライダ３３と、前記電気モータの駆動力が入力されるサンギア２１と、前記ピニオン９に対して当該駆動力を出力可能なインターナルギア２２と、前記ロックスライダ３３に対して当該駆動力を出力可能なキャリア２３と、を有する遊星歯車機構２０と、前記引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時において、前記引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗が所定の走行抵抗よりも小さい場合に前記キャリア２３の回転を抑制する所定の弾性力を当該キャリア２３に対して作用させるトルクリミットスプリング７１と、前記基体５に設けられ、前記引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時において、トルクリミットスプリング７１の変形量が所定の変形量に達すると、前記アクチュエータの駆動を停止する検知スイッチ８４と、を備えている。

この構成によると、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作時（引戸が全開位置から全閉位置に向かって移動している時）において、引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗が所定の走行抵抗よりも小さい場合は、キャリア２３の回転がトルクリミットスプリング７１の弾性力により抑制されるため、アクチュエータの駆動力は、インターナルギア２２からピニオン９に伝達され、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作が行われる。引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作において乗降客が挟まれた場合や、引戸１１Ａ・１１Ｂが乗降客に衝突した場合は、引戸１１Ａ・１１Ｂに通常の走行抵抗以上の力が作用し、所定の走行抵抗を超えると、弾性部材の弾性力に逆らって、キャリア２３が回転し、トルクリミットスプリング７１は弾性変形することになる。この弾性変形量が所定量に達すると検知スイッチ８４によりアクチュエータの駆動が停止される。この検知スイッチ８４は、アクチュエータと同様にハウジング側に固定された基体５に設けられているため、配線が煩雑になることなく、引戸１１Ａ・１１Ｂの閉鎖動作における戸挟みや衝突を検知することが可能となる。尚、この構成では、引戸１１Ａ・１１Ｂの加速時、減速時にかかわらず衝突検知が可能であり、引戸１１Ａ・１１Ｂの移動範囲の全域において衝突検知することができる。

また、この構成では、電気モータの動力は遊星歯車機構２０を介して配分され、一方はラックアンドピニオン機構１０のピニオン９を駆動し、他方はロックスライダ３３を駆動する。従って、電気モータからの動力伝達（配分）のための構成がコンパクトなスペースに収納されるので、構造を簡素化できるとともに、コンパクトなドア開閉装置を提供できる。

また、電気モータからの駆動力の配分は、遊星歯車機構２０を用いて行うので、引戸１１Ａ・１１Ｂを閉鎖位置でロックした状態で電気モータが故障等により駆動力を失った場合でも、ロックスライダ３３等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。

また、本実施形態のドア開閉装置は、移動することにより前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換えることができるロックスライダ３３を有している。そして、トルクリミットスプリング７１は、キャリア２３とロックスライダ３３との間に配置されている。

この構成によると、キャリア２３からの出力により、トルクリミットスプリング７１に力を作用させながら、ロックスライダ３３を駆動してロック機構６０の切換が可能となる。したがって、例えば、トルクリミットスプリング７１を他の位置に設置した場合は、ロック機構６０を切り換えるときのキャリア２３からの駆動力は、当該他の位置に設置されたトルクリミットスプリング７１と、ロックスライダ３３とに並列に配分されてしまう。そのため、それぞれに作用する力は小さくなる。しかしながら、本実施形態で示したように、キャリア２３とロックスライダ３３との間にトルクリミットスプリング７１を設置することで、トルクリミットスプリング７１に加えられた力はロックスライダ３３にも直列的に働くため、効率よく衝突検知及びロック動作を行うことが可能となる。

また、本実施形態のドア開閉装置において、検知スイッチ８４は、キャリア２３の回転角度が所定の回転角度以上になったことを検知して前記アクチュエータの駆動を停止するリミットスイッチからなる。

この構成によると、トルクリミットスプリング７１の変形に対応して回転するキャリア２３の回転角度をリミットスイッチにより検知してアクチュエータの駆動が停止される。したがって、簡易な構成により、衝突検知手段を構成できる。

また、本実施形態のドア開閉装置は、トルクリミットスプリング７１は、引戸１１Ａ・１１Ｂが正常に閉鎖動作を行っているときの走行抵抗と釣り合うようにキャリア２３の回転を抑制する所定の弾性力を当該キャリア２３に対して作用させている。

正常に閉鎖動作を行っているときとは、引戸１１Ａ・１１Ｂの動作を妨げるような力が外部から作用していないときのことをいい、この正常な閉鎖動作時における走行抵抗と釣り合うような弾性力をトルクリミットスプリング７１によりキャリア２３に対して作用させている。そのため、トルクリミットスプリング７１により作用させる弾性力はより小さいものとなる。即ち、変形が容易に可能な状態でトルクリミットスプリング７１を設置することができる。これにより、引戸１１Ａ・１１Ｂの走行抵抗増加に対してトルクリミットスプリング７１が変形し易くなるため、より感度の高い検知が可能となる。また、遊星歯車機構を用いた構成であるため、引戸１１Ａ・１１Ｂの衝突の際には、トルクリミットスプリング７１の弾性力に対応した力が衝突対象に作用することになるため、トルクリミットスプリング７１により作用させる弾性力が小さくなることで、衝突の際に引戸１１Ａ・１１Ｂから衝突対象に与える衝撃を顕著に緩和することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、以下のように変更して実施できる。

（１）上記実施形態では、サンギア２１を電動モータの出力軸に連結し、インターナルギア２２をピニオン９に連結し、キャリア２３を牽引部材に連結したが、これに限定されず、例えばサンギア２１をピニオン９に連結し、インターナルギア２２を電動モータに連結する等、様々なバリエーションが考えられる。

（２）上記実施形態では、ロックスライダとリンク機構との間の連結は、ロックスライダの底面部に形成されたスリット部と、リンク機構の連結ピンと、により構成されているが、これに限定されず、例えば、図１０にロック解除状態を、図１１にロック状態を示すように、ロックスライダ３３の底面部にローラ付の連結ピン３３ｆ固定し、リンク機構６１の中央のリンクを、ロックスライダ３３の移動により当該ローラ付の連結ピン３３ｆに付勢されて回転可能な形状のリンク６２ａ’として構成することも可能である。これにより、ロックスライダ３３の移動により、本実施形態で説明したのと同様に、リンク機構６１を屈曲状態と直線状態とに変形させることが可能となる。

（３）上記実施形態では、両開き式の引戸１１Ａ・１１Ｂとしたが、片開き式の場合でも本発明の構成を適用することができる。

本発明の実施形態に係るドア開閉装置を設置した車両用開閉扉を示す正面図である。 ロック解除状態のドア開閉装置を示す要部正面図である。 図２における矢印Ｘ方向から見たロック機構を示す概略図である。 ロック状態のドア開閉装置を示す要部正面図である。 図４における矢印Ｘ方向から見たロック機構を示す概略図である。 図４における矢印Ｙ方向から見たロック機構及びロックスライダを示す部分断面概略図である。 ロック状態のロック機構を水平方向から見た部分断面概略図である。 通常の閉鎖動作時におけるキャリアの状態を示す概略図である。 閉鎖動作時において引戸の走行抵抗増加時のキャリアの状態を示す概略図である。 本実施形態の変形例に係るロック解除状態のロック機構及びロックスライダを示す図である。 本実施形態の変形例に係るロック状態のロック機構及びロックスライダを示す図である。

符号の説明

１ 車両用開閉扉
５ 基体（ハウジング）
７Ａ、７Ｂ ラック
９ ピニオン
１０ ラックアンドピニオン機構
１１Ａ、１１Ｂ 引戸
１４Ａ、１４Ｂ ロックピン（ロック部材）
２０ 遊星歯車機構
２１ サンギア（入力部）
２２ インターナルギア（第１出力部）
２３ キャリア（第２出力部）
２４ プラネタリギア
３３ ロックスライダ（切換部材）
３３ｅ スリット（スリット部）
６０ ロック機構
６１ リンク機構
６５ リンク保持機構
６６Ａ、６６Ｂ 係合部材
６９ 連結バネ
７０ 牽引部材
７１ トルクリミットスプリング（弾性部材）
８０Ａ、８０Ｂ ガイド溝
８３ 磁石
８４ 検知スイッチ（衝突検知手段、リミットスイッチ）

Claims (4)

1. ハウジングに対して往復移動可能な引戸に取付けられたラックと、当該ラックに噛合するピニオンとからなるラックアンドピニオン機構と、
   前記ハウジングに設けられた前記引戸の開閉駆動源としてのアクチュエータと、
   前記アクチュエータの駆動力が入力される入力部と、前記ピニオンに対して当該駆動力を出力可能な第１出力部と、当該駆動力を出力可能な第２出力部と、を有する遊星歯車機構と、
   前記引戸の閉鎖動作時において、前記引戸の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも小さい場合に前記第２出力部の回転を抑制する所定の弾性力を前記第２出力部に対して作用させる弾性部材と、
   前記ハウジングに設けられ、前記引戸の閉鎖動作時において、前記弾性部材の変形量が所定の変形量に達すると、前記第２出力部の回転を検知して前記アクチュエータの駆動を停止する衝突検知手段と、
   を備えることを特徴とするドア開閉装置。
2. 前記ハウジングに設けられ、前記引戸を全閉位置でロック可能なロック機構と、
   前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換えるための切換機構と、を備え、
   前記切換機構は、移動することにより前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換えることができる切換部材を有し、
   前記弾性部材は、前記第２出力部と前記切換部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のドア開閉装置。
3. 前記衝突検知手段は、前記第２出力部の回転角度が所定の回転角度以上になったことを検知して前記アクチュエータの駆動を停止するリミットスイッチからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドア開閉装置。
4. 前記弾性部材は、前記引戸が正常に閉鎖動作を行っているときの走行抵抗と釣り合うように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の少なくともいずれか１項に記載のドア開閉装置。

Images