JP5631180B2 - 車両用乗降扉の空気式戸閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用乗降扉を自動開閉させる空気式戸閉装置に関し、特に、乗降扉に乗客または物が挟まれるのを防止することができる車両用乗降扉の空気式戸閉装置に関するものである。

従来から、閉め動作中に扉が閉まる直前で扉の速度が遅くなり、衝撃を緩和するクッション機能をのみを有する戸閉装置が知られている。
上記クッション機能のみを有するものにおいては、駆け込み乗車等の扉が閉まり掛けてからの乗車では、乗客または物が扉に挟まれる可能性があった。また、挟まれると抜け出すのが困難なため、車掌が乗降扉を再開閉する必要があり、列車の定時運行に影響を与える心配があった。
また、薄物を扉に挟んだ場合は、戸挟みが検知されないため、危険が生じた。このため、戸挟み感度が優れた車両用戸閉め装置が提案されている（特許文献１参照）。

一方、扉を閉じたままで、一時的に戸閉め力を弱め、挟みこまれたものを抜き取ることを容易にした戸閉装置も提案されている（特許文献２参照）。
また、戸閉め時に一定時間戸閉め力を弱め、弱め動作中に乗客が扉を強制的に開き、戸閉めスイッチがオフしたら、弱め動作を打ち切って正常動作に戻し、扉が閉まって戸閉めスイッチが０Ｎしたら、再び弱め動作に戻る動作を設定時間内で繰り返すようにした戸閉め装置が提案されている（特許文献３参照）。
しかし、弱め操作を行う条件が、戸閉スイッチＯＮ（扉閉め状態）で弱め操作を行い、戸閉スイッチＯＦＦ（扉閉め状態以外）で弱め操作を打ち切るため、乗客または鞄等の厚物が挟まれると、従来品と同様に、車掌が乗降扉を再開閉する必要があり、列車の定時運行に影響を与える心配があった。

特開平１１−３４８６６号公報 特開平０８−２９５２３４号公報 特開２０００−３２６８４７号公報

以上のように、従来から用いられている衝撃を緩和するクッション機能をのみを有する戸閉装置においては、乗客または物が扉に挟まれる可能性があり、また、挟まれると抜け出すのが困難なため、車掌が乗降扉を再開閉する必要があり、列車の定時運行に影響を与える心配があった。
また、扉閉め状態で弱め操作を行い、扉閉め状態以外で弱め操作を打ち切るものにおいても、乗客または鞄等の厚物が挟まれると、従来品と同様に、車掌が乗降扉を再開閉する必要があり、列車の定時運行に影響を与える心配があった。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両用乗降扉を自動開閉させる空気式戸閉装置において、閉め動作中の乗降扉の動き方や、戸閉め力の強弱を工夫することで、乗降扉に乗客または物が挟まれるのを防止して、さらに万が一挟まれた場合には抜け出し易くすることである。

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）本発明において、車両用乗降扉を自動開閉させる空気式戸閉装置において、乗降扉に乗客または物が挟まれるのを防止するため、扉閉め動作中に一旦停止し、さらに万が一挟まれた場合には抜け出し易くするため閉め動作再開後に戸閉め力を一定時間弱める。
すなわち、扉閉位置検出手段と、排気遮断用の一旦停止電磁弁とを設置し、扉閉位置検出手段により、乗降扉が予め設定された閉じ位置に達したことを検出し、一定時間、エアシリンダからの排気を遮断して、扉を一旦停止させる。
そして、閉め動作再開後には、弱め電磁弁により、エアシリンダから空気を抜いて空気圧を下げ、戸閉め力を弱める。
（２）上記のように、排気遮断用の一旦停止電磁弁を設置して、扉が閉め動作中のある位置まで来ると一定時間排気を遮断して扉を一旦停止させると、扉が不安定な開閉動作を繰り返すことがある。これを防止するため、排気路の途中に減圧弁を設置する。
すなわち、エアシリンダと排気路を結ぶ管路の途中に、減圧弁を設置し、乗降扉の閉動作を一旦停止させる際に発生する上記管路内の空気の脈動を抑制し、シリンダ内の空気の圧力変動をなくす。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）排気遮断用の一旦停止電磁弁を設置して、乗降扉の閉め動作中に一旦停止させているので、乗客が、乗降扉が閉まり掛けてから乗車した場合でも、挟まれるのを防止できる。
さらに、閉め動作再開後には、弱め電磁弁によりエアシリンダから、空気を抜いて空気圧を下げ、戸閉め力を弱めているので、万が一挟まれた場合でも抜け出し易くなるたり、安全を確保することができる。また、車掌が乗降扉を再開閉する必要がなくなるため、列車の定時運行を維持できる。
（２）排気路の途中に減圧弁を設置し、排気を遮断して乗降扉を一旦停止させる際に発生する管路内の空気の脈動を、上記減圧弁により抑制しているので、エアシリンダ内の空気の圧力変動をなくして、扉を一旦停止させる際、扉が不安定な開閉動作を繰り返すのを防止することができる。

本発明の実施例の空気式戸閉装置の構成図である。 電磁弁の励磁状態を示す図である。 乗降用扉の閉動作時の動作の流れを示す図である。

本発明においては、車両用乗降扉を自動開閉させる空気式戸閉装置において、戸挟み防止による安全性確保と定時運行維持を、閉め動作中の乗降扉の動き方や、戸閉め力の強弱を工夫することで実現した。以下、本発明を具体的な実施例により説明する。

図１、図２、図３は本発明の実施例を示す図であり、図１は本発明の実施例の車両用乗降扉を自動開閉させる空気式戸閉装置の構造図であり、乗降扉を開閉させるエアシリンダ（断面図を示す）とその駆動機構とから構成される戸閉め装置を示している。また、図２は電磁弁の動作を示す図、図３は本実施例の空気式戸閉装置の動作の流れを示す図である。
図１に示すように、本実施例の空気式戸閉装置は、ピストン軸３を駆動するエアシリンダ４（以下シリンダという）を有し、シリンダ４内は、ピストン３ａにより給気側気室１８と排気側気室１７に分けられ、ピストン３ａにピストン軸３が連結され、ピストン軸３は扉連結金具左２ａを介して乗降扉左１ａに連結されている。
また、扉連結金具左２ａは、連結棒左５ａとも連結されていて、連結棒左５ａは、図１に示すように（Ａ部分の断面図参照）、可撓性を有するベルト６の上側に取付けられ、連結棒左５ａが同図の左右方向に移動すると、ベルト６も連結棒左５ａとともに左右方向に移動する。
ベルト６は左右２個のプーリー７ａ，７ｂ間に張られていて、ベルト６の上側が例えば同図の矢印方向（右方向）に移動すると、プーリー７ａ，７ｂは同図の矢印方向に回転し、ベルト６の下側は同図の矢印方向（左方向）に移動する。すなわち、ベルト６は、上側と下側で移動方向が１８０°変わり、下側は上側と反対方向に動く。

ベルト６の下側には連結棒右５ｂが取付けられていて、連結棒右５ｂは扉連結金具右２ｂを介して、乗降扉右１ｂに連結されている。
したがって、図１において、ピストン軸３がシリンダ４に入る方向（右方向）に動くと、それに連結された乗降扉左１ａは右方向に動く。また、ベルト６により動く向きを１８０°変えられた連結棒右５ｂに連結された乗降扉右１ｂは左方向に動き、左右の乗降扉の隙間が小さくなり、扉全閉状態に至る。
扉が閉じると、扉連結金具右２ｂに設けられた接触子２１ａが戸閉スイッチ２１を動作させ、扉が閉じたことが検知される。

図２は、扉を開閉するための開閉電磁弁２０、戸閉めの途中で乗降扉を一旦停止させるための一旦停止電磁弁１５、戸閉め力を弱めるための弱め電磁弁１３の励磁動作を説明する図である。
図１では、すべての電磁弁が無励磁の状態となる戸閉めの途中の状態を示しているが、図２に示すように、乗降用扉の開動作時に開閉電磁弁２０が励磁され、乗降用扉の閉動作時、すべての電磁弁が無励磁となり（図２Ａ）、閉動作中における一旦停止動作時に一旦停止電磁弁１５は励磁され（図２Ｂ）、閉動作中において戸閉め力を弱めるときに弱め電磁弁１３は励磁される（図２Ｃ）。

乗降用扉の閉動作時には、図示しない空気圧源からのエアーは、給気管路１２ａを介して扉を開閉するための開閉電磁弁２０、一旦停止電磁弁１５に供給され、戸閉め時で開閉電磁弁２０が無励磁のとき、エアーは開閉電磁弁２０から管路１２ｂを介して弱め電磁弁１３に供給される。そして、弱め電磁弁１３が無励磁であると、エアーは弱め電磁弁１３から管路１２ｃを介してシリンダ４の給気側気室１８に供給される。
また、シリンダ４の排気側気室１７は、管路１４ａを介して開閉電磁弁２０に連結され、戸閉め時で開閉電磁弁２０が無励磁のとき、シリンダ４からのエアーは、開閉電磁弁２０から管路１４ｂ、減圧弁１６を介して一旦停止電磁弁１５に供給され、一旦停止電磁弁１５が無励磁であると、一旦停止電磁弁１５から排気される。
このため、ピストン軸３は同図の矢印方向（右方向）へ動き乗降用扉は閉じる。なお、後述するように、戸閉めの途中で一旦停止電磁弁１５が励磁されると扉閉め動作は一旦停止し、その後、弱め電磁弁１３が励磁され戸閉め力が一定時間弱められる。

なお、本実施例では、主として戸閉め時の動作を説明しているので、シリンダ４の左側の気室を給気側気室、右側の気室を排気側気室と称しているが、乗降用扉の開動作時には、右側の気室は排気側気室、左側の気室は給気側気室として機能する。
すなわち、乗降用扉の開動作時には、開閉電磁弁２０が励磁され、空気圧源から管路１２ａを介して供給されるエアーは励磁状態の開閉電磁弁２０から管路１４ａを介してシリンダ４の排気側気室１７に供給される。
また、シリンダ４の給気側気室１８は、管路１２ｃを介して開閉電磁弁２０に連結され、開閉電磁弁２０が励磁されていると、シリンダ４からのエアーは、開閉電磁弁２０から管路１４ｂ、減圧弁１６を介して、無励磁の一旦停止電磁弁１５に供給され、一旦停止電磁弁１５から排気される。このため、ピストン軸３は同図の矢印方向の反対方向（左方向）へ動き乗降用扉は開く。

なお、シリンダ４の排気側気室１７には、ピストン軸３に設けられた凹部３ｂに係合する、排気側気室１７内に突出した管状の突起１７ａが設けられている。
また、前記管路１２ｃが接続されるシリンダ４の給気側には、速度調整用の絞り１８ａ，１８ｂと逆止弁１８ｃが設けられ、前記管路１４ａに接続されるシリンダ４の排気側には、同様に速度調整用の絞り１８ｄ，１８ｅと逆止弁１８ｆが設けられている。
これにより扉の開閉速度および、扉の閉じ／開き動作終了前に開閉速度をゆっくりさせるクッション動作時の速度を調整する。
すなわち、戸閉め時、管路１２ｃから給気側気室１８に供給され、ピストン軸３が右方向に移動すると、排気側気室１７内のエアは、上記絞り１８ｄ，１８ｅ、管路１４ａ、開閉電磁弁２０、減圧弁１６を介して一旦停止電磁弁１５から大気に排気される。
ピストン軸３がさらに右方向に移動し、ピストン軸３ａの凹部３ｂに管状の突起１７ａが係合すると、エアーの排出速度が低下するため、ピストン軸３の移動速度は低下し、扉の閉じ速度はゆっくりとなる。

連結棒左５ａの上にはマグネットユニット８が、一旦停止設定位置で車体側に取付けられた近接スイッチ９と対向するように取付けられており、一旦停止位置を検知する。その信号は、信号線１０ａを通って制御器１１に伝達される。
これにより、制御器１１からは適切なタイミングで電磁弁励磁信号が、信号線１０ｂを通って、弱め電磁弁１３と一旦停止電磁弁１５に送られ、弱め電磁弁１３と一旦停止電磁弁１５が順次、励磁される。
一旦停止電磁弁１５が励磁されると、管路１４ｃが排気路から遮断され、管路１２ａと管路１４ｃが連通し、シリンダ４からのエアーの排気が停止する。このため、ピストン軸３ａの移動は一旦停止する。
また、弱め電磁弁１３が励磁されると、管路１２ｃへのエアーの供給が停止し、管路１２ｃがレリーフ弁１９に連通する。このため、管路１２ｃおよびシリンダ４の給気側気室１８の空気圧が下がり、戸閉め力が弱くなる。

図３に、乗降用扉の閉動作時の動作の流れを示す。なお、図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図２におけるＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ対応している。
乗降扉閉動作開始時には、開閉電磁弁２０、一旦停止電磁弁１５、弱め電磁弁１３は無無励磁であり（図３（Ａ））、前述したようにエアーは管路１２ｃを介してシリンダ４の給気側気室１８に供給され、乗降扉１ａ，１ｂは閉じる方向に移動する。
乗降扉１ａ，１ｂが一旦停止位置まで閉まると、対向位置に来たマグネットユニット８により、その位置を近接スイッチ９が検知して、その信号を信号線１０ａ通して制御器１１に伝達する。検知信号が制御器１１に入力されると、制御器１１は信号線１０ｂを通して信号を出し、一旦停止電磁弁１５を励磁させる（図３（Ｂ））。
一旦停止電磁弁１５が励磁されると、管路１４ａからの排気を遮断し、管路１４ａを空気圧源に接続された管路１２ａに連通させる。これにより、シリンダ４のピストン軸３は停止し、乗降扉１ａ，１ｂの閉動作を一旦停止させる。

その際に発生する排気路中の空気の脈動は、排気路の途中に設置した減圧弁１６により抑制される。すなわち、減圧弁１６により、一旦停止電磁弁１５が動作するときに発生する空気の脈動により生ずる高い圧力を一定の圧力以下に減圧して抑制することで、シリンダ４の排気側気室１７の空気圧の変動を少なくし、乗降扉１ａ，１ｂを一旦停止させる際の不安定な開閉動作の繰り返しを防止する。
一旦停止電磁弁１５が励磁されてから一定時間経過すると、一旦停止電磁弁１５の励磁する信号が解除され、乗降用扉１ａ，１ｂは閉動作を開始する。

一旦停止終了後、制御器１１から信号線１０ｂを通して、弱め電磁弁１３を励磁する信号が出ると、弱め電磁弁１３が励磁される。
これにより、シリンダ内給気側気室１８は、エアーが供給される管路１２ｂから遮断され、レリーフ弁１９に接続される。レリーフ弁１９は、管路１２ｃからのエアーを一部排出し、シリンダ内給気側気室１８の圧力を下げる。このため、戸閉め力が弱まる（図３（Ｃ））。
一定時間経過後、制御器１１からの弱め電磁弁１３を励磁する信号が切れ、通常の戸閉め力に戻る（図３（Ａ））。
なお、戸閉力弱め中に車両が動き出した場合には、車速５ｋｍ／ｈ以上の条件で、戸閉め力弱め電磁弁１３を励磁する信号が切れ、通常の戸閉め力に戻る。

以上のように、本発明では、排気遮断用の一旦停止電磁弁を設置して、乗降扉が閉め動作中のある位置まで来ると一定時間排気を遮断して、乗降扉を一旦停止させ、閉め動作再開後には、給気管に設置した弱め電磁弁から、一定時間空気を抜いて空気圧を下げ、戸閉め力を弱めることができる。
このため、駆け込み乗車等の扉が閉まり掛けてからの乗車に対して、乗降扉に乗客または物が挟まれるのを防止して、さらに万が一挟まれた場合には抜け出し易くすることができる。したがって、安全が確保でき、車掌が乗降扉を再開閉する必要もなくなり、列車の定時運行も維持できる。
また、排気遮断用の一旦停止電磁弁により、排気を遮断して乗降扉を一旦停止させる際に発生する排気管路内の空気の脈動を、該管路の途中に設置した減圧弁により抑制しているので、シリンダ内の空気の圧力変動を少なくし、扉を一旦停止させる際、扉が不安定な開閉動作を繰り返すのを防止することができる。

１ａ‥‥乗降扉左
１ｂ‥‥乗降扉右
２ａ‥‥扉連結金具左
２ｂ‥‥扉連結金具右
３‥‥ピストン軸
４‥‥シリンダ
５ａ‥‥連結棒左
５ｂ‥‥連結棒右
６‥‥ベルト
７ａ‥‥プーリー左
７ｂ‥‥プーリー右
８‥‥マグネットユニット
９‥‥近接スイッチ
１０ａ‥‥信号線（近接スイッチ〜制御器）
１０ｂ‥‥信号線（制御器〜電磁弁）
１１‥‥制御器
１２ａ〜１２ｃ‥‥管路
１３‥‥弱め電磁弁
１４ａ〜１４ｃ‥‥管路
１５‥‥一旦停止電磁弁
１６‥‥減圧弁
１７‥‥シリンダ内排気側気室
１８‥‥シリンダ内給気側気室
１９‥‥レリーフ弁
２０‥‥開閉電磁弁
２１‥‥戸閉めスイッチ

Claims (2)

1. エアシリンダ備え、該エアシリンダにより乗降扉を開閉する戸閉め機構と、
   空気圧源に接続された給気管路および排気路と上記エアシリンダとを連通させ、空気圧により上記エアシリンダを駆動するための開閉電磁弁と、を備えた車両用乗降扉の空気式戸閉装置であって、
   上記乗降扉の閉動作中に該乗降扉が予め設定された閉じ位置に達したことを検出して出力を発生する扉閉位置検出手段と、
   上記エアシリンダと排気路を結ぶ管路の途中に設けられ、上記扉閉位置検出手段が出力を発生したとき、所定時間、上記エアシリンダと排気路を結ぶ管路を遮断し、乗降扉の閉動作を一旦停止させる一旦停止電磁弁と、
   上記一旦停止電磁弁により乗降扉の閉動作を一旦停止した後で、乗降扉の閉動作を再開したとき所定時間動作し、上記エアシリンダとレリーフ弁を連通させ、上記エアシリンダに供給された空気圧を低下させ、戸閉め力を弱める弱め電磁弁を備えた
   ことを特徴とする車両用乗降扉の空気式戸閉装置。
2. エアシリンダと排気路を結ぶ管路の途中に、減圧弁を設置し、乗降扉の閉動作を一旦停止させる際に発生する上記管路内の空気の脈動を抑制し、シリンダ内の空気の圧力変動を無くす、ことを特徴とする請求項１に記載の空気式戸閉装置。

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