JP6505047B2 - 蓋体の開機構及び鉄道車両の鴨居 - Google Patents

Description

本発明は、蓋体の開機構及びこの開機構を備えた鉄道車両の鴨居に関する。

鉄道車両において、乗降ドアの上方にある鴨居等には点検蓋が取り付けられている（特許文献１参照）。点検蓋の開動作には、ダンパー等が用いられている。

図２０（ａ）及び図２０（ｂ）には、ダンパーを用いた点検蓋の開動作を示している。図２０（ａ）に示すように、ダンパー２００の上端部２０１は点検蓋２１０の裏面に取り付けられ、ダンパー２００の下端部２０２は車両本体（図示せず）に固定されている。

点検蓋２１０の下端部には掛金２２０が取り付けられている。掛金２２０が車両本体の受け部２３０に掛かっていることで、点検蓋２１０の閉状態が維持されている。

掛金２２０を受け部２３０から外すと、点検蓋２１０が開くと同時に、ダンパー２００が一気に伸長する。点検蓋２１０は勢いよく開き、停止することなく全開する（図２０(ｂ)参照）。

特開２００２−３０９８４９号公報

上述した開機構では、点検蓋２１０の掛金２２０が受け部２３０から不意に外れた場合に、点検蓋２１０が停止することなく勢いよく全開し、周囲の乗客や作業者に接触する可能性がある。そこで点検蓋２１０が周囲の乗客や作業者に接触することを回避できる構造が望ましい。特に近年の点検蓋には表示機等の機器が設置され、従来よりも点検蓋の重量が重くなっているため、この要望が強くなっている。

また、点検蓋２１０が勢いよく開いたとき、点検蓋２１０にはダンパー２００との接続部分に大きな衝撃がかかる。

そこで、本発明の目的は、点検蓋等の蓋体周囲の安全性を高くできるとともに蓋体への衝撃を軽減できる開機構を提供することである。

本発明の蓋体の開機構は、揺動軸を中心に揺動可能な蓋体と、前記蓋体の内面に取り付けられた保持体と、前記蓋体の内面に対向して配置されたバネと、前記蓋体を第１の状態に維持する状態と維持しない状態とに切り替え可能な切替手段とを備えている。前記バネは前記保持体に保持されているとともに前記保持体上の前記バネの保持位置が可変である。
前記蓋体と前記保持体と前記バネとは、前記蓋体の重力に起因した前記蓋体を開く方向の開モーメントが前記バネに起因した前記蓋体を閉じる方向の閉モーメントより大きい前記第１の状態と、前記第１の状態よりも前記蓋体の開度が大きいとともに前記閉モーメントの大きさが第１の状態のときよりも大きく、且つ、前記開モーメントと前記閉モーメントとが同じ大きさとなる位置を挟んで蓋体が揺動可能な第２の状態と、前記第２の状態よりも前記蓋体の開度が大きいとともに前記閉モーメントの大きさが第２の状態のときよりも小さく、且つ、前記開モーメントの大きさと前記閉モーメントの大きさとが第２の状態のときよりも小さい第３の状態と、第３の状態よりも蓋体の開度が大きく、前記開モーメントと前記閉モーメントとが０である第４の状態とをとることが可能である。
前記切替手段を前記維持する状態から前記維持しない状態に切り替えると、前記蓋体が第１の状態から第２の状態に遷移し、揺動後に前記蓋体が停止する。

上記構成では蓋体の開度が異なる第１の状態、第２の状態、第３の状態及び第４の状態があり、これらの順に開度が大きい。開度が最も小さい第１の状態から第２の状態に遷移すると、蓋体が停止し、第３の状態及び第４の状態へ遷移しない。つまり、蓋体は開き始めると少し開いた状態で停止し、全開しない。したがって、切替手段が不意に切り替えられても、蓋体が周囲の乗客や作業者に衝突することを回避することができる。これにより蓋体の周囲の安全性を高めることができる。また、蓋体の開機構にバネを用いているため、蓋体にかかる衝撃をバネの伸縮により緩和できる。これにより蓋体への衝撃を従来よりも軽減できる。

また、上記構成において、第２の状態で前記蓋体が停止した後、前記保持体上における前記バネの保持位置を移動させることで、前記蓋体は前記第３の状態を経て第４の状態に遷移することが好ましい。

バネの保持位置を保持体に沿って移動させることにより、蓋体の開度を簡易に大きくすることができる。

また、上記構成において、前記第２の状態では、前記保持体上における前記バネの保持位置において、前記バネと前記保持体の前記バネとの接触面とのなす角度が９０°以下であることが好ましい。

バネと保持体のバネとの接触面とのなす角度が９０°以下であると、バネの復元力（引張力）の上記接触面に沿った分力が蓋体の開度が大きくなる方向とは反対の方向へ作用する。これにより第２の状態では蓋体は開度が大きくなる方向へ移動し続けない。また、蓋体等が第２の状態から、第２の状態よりも開度が大きい第３の状態へ遷移しない。

さらに、上記構成において、前記保持体は、屈曲部と前記屈曲部を挟んで互いに離れるように延在した第１保持部及び第２保持部とを有していることにより、蓋体の内側面に向かって凸状に形成され、前記第１保持部が前記第２保持部よりも揺動軸に近く、前記第１の状態及び前記第２の状態では、前記バネが前記第２保持部に保持され、前記第３の状態では、前記バネが前記第１保持部に保持されていることが好ましい。

上記構成では、保持体が凸形状という簡易な形状で、蓋体が第１の状態、第２の状態及び第３の状態を取り得るようにすることができる。

また、上記構成において、前記第３の状態では、前記蓋体の開度が大きくなるにつれて前記第１保持部上における前記バネの保持位置が前記屈曲部から遠くなることが好ましい。

第３の状態では、バネの保持位置が屈曲部から遠くなっていくことで、蓋体はバネの閉モーメントの影響を受けることなく、重力により開度が自然に大きくなっていく。

また、上記構成において、前記第１保持部の先端部は、前記揺動軸から遠ざかるように曲がっていることが好ましい。

上記構成では、バネの保持位置が第１保持体の先端部へ移動すると、バネが第１保持部の先端部に形成された曲がった部分に引っ掛かるため、バネが第１保持部から外れない。

また、上記構成において、前記蓋体と前記保持体と前記バネとは、第４の状態で前記蓋体が停止した後、前記バネが前記保持体から離脱した前記第５の状態をとることが可能であることが好ましい。

上記構成では、蓋体を保持体から離脱させることで、蓋体の開度をさらに大きくすることができる。これにより、蓋体の前方に配置された機器のメンテナンス等を容易に行える。

本発明の鉄道車両の鴨居は、上述した蓋体の開機構が取り付けられている。これにより鴨居に取り付けられた蓋体が不意に開いても、蓋体は少し開いた状態ですぐに停止し、全開しない。したがって、蓋体が鴨居の周囲にいる作業員や乗客に接触することを回避できる。また、蓋体の開機構にバネを用いているため、蓋体にかかる衝撃をバネの伸縮により緩和できる。これにより蓋体への衝撃を従来よりも軽減できる。

本発明では蓋体の開度が異なる４つの状態（第１の状態、第２の状態、第３の状態及び第４の状態）があり、切替手段を切り替えると、蓋体は開度が最も小さい第１の状態から次に開度が小さい第２の状態へ遷移した後、停止し、第３の状態及び第４の状態へ遷移しない。つまり、蓋体は開き始めるとすぐに停止し、全開しない。したがって切替手段が不意に切り替えられても、蓋体が周囲の作業者や乗客に衝突することを回避することができる。これにより蓋体の周囲の乗客や作業者の安全性を高めることができる。
また、蓋体の開機構にバネを用いているため、蓋体にかかる衝撃をバネの伸縮により緩和できる。これにより蓋体への衝撃を従来よりも軽減できる。

第１実施形態に係る鉄道車両の鴨居の正面図である。 （ａ）は掛金が受け具に掛かっているときの蓋体底部を内面（裏面）側からみた図であり（図１のII-II線に沿った図）、（ｂ）は掛金が受け具から外れているときの蓋体底部を内面（裏面）側からみた図である。 （ａ）は掛金が受け具に掛かっているときの一部拡大図（図２(ａ)のIIIA-IIIA線に沿った図）であり、（ｂ）は掛金が受け具から外れているときの一部拡大図（図２(ｂ)のIIIB-IIIB線に沿った図）である。 （ａ）は掛金が受け具に掛かっているときの他の一部拡大図（図３(ａ)のIVA-IVA線に沿った図）であり、（ｂ）は掛金が受け具から外れているときの他の一部拡大図（図３(ｂ)のIVB-IVB線に沿った図）である。 鴨居の内部構成の一部を示した図である。 蓋体の閉状態における鴨居の内部構造を示した図（第１の状態を示す図）である。 （ａ）は保持体の正面図であり、（ｂ）は保持体の平面図（図７(ａ)のVIIB矢視図）であり、（ｃ）は保持体の側面図（図７(ａ)のVIIC矢視図）である。 （ａ）はバネ受け部の正面図であり、（ｂ）はバネ受け部の平面図（図８(ａ)のVIIIB矢視図）であり、（ｃ）はバネ受け部の側面図（図８(ａ)のVIIIC矢視図）である。 第２の状態における鴨居の内部構造を示した図である。 第３の状態の初期における鴨居の内部構造を示した図である。 第３の状態の後期における鴨居の内部構造を示した図である。 第４の状態における鴨居の内部構造を示した図である 第５の状態（蓋体の全開状態）における鴨居の内部構造を示した図である 第２実施形態における保持体の正面図である。 第２実施形態の蓋体の閉状態における鴨居の内部構造を示した図（第１の状態を示す図）である。 第２実施形態の第２の状態における鴨居の内部構造を示した図である。 第２実施形態の第３の状態の初期における鴨居の内部構造を示した図である。 第２実施形態の第３の状態の後期における鴨居の内部構造を示した図である。 第２実施形態の第４の状態における鴨居の内部構造を示した図である。 従来の鴨居の蓋体の開機構を示した図であり、(ａ)は蓋体の閉状態を示し、（ｂ）は蓋体の全開状態を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ここでは、本発明の第１実施形態である鉄道車両について、図１〜図１３を参照しつつ以下に説明する。

〔第１実施形態〕
鉄道車両１には、図１に示すように、開閉扉２の上方に鴨居３が設けられている。鴨居３には、蓋体４が取り付けられている。蓋体４は鴨居本体部３Ａに対して開閉する。蓋体４には、表示部４ｄが設けられている。

蓋体４は、図中の右上端部、中央上端部及び左上端部の３箇所でそれぞれ蝶番５、蝶番６及び蝶番７によって鴨居本体部３Ａに固定されている。蝶番５の軸（揺動軸）５ａ、蝶番６の軸（揺動軸）６ａ及び蝶番７の軸（揺動軸）７ａを中心に、蓋体４が揺動する。

蓋体４の右下端部には掛け金８が取り付けられている。掛け金８は鴨居本体部３Ａに固定された受け具１０に掛かっている。蓋体４の左下端部には掛け金９が取り付けられている。掛け金９は鴨居本体部３Ａに固定された受け具１１に掛かっている。

掛け金８及び掛け金９は同じ形状である。また、受け具１０及び受け具１１は同じ形状である。以下では、主に、蓋体４の左下端部の掛け金９及び受け具１１について説明する。

図２（ａ）、図３（ａ）及び図４（ａ）には掛け金９が受け具１１に掛止した状態（掛止状態）を示し、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）には掛け金９が受け具１１に掛止していない状態（掛止解除状態）を示している。

掛け金９は、図２（ａ）に示すように、平面視において長方形状であり、側面視において略Ｕ字状に形成されている（図３(ｂ)及び図４(ａ)参照）。図３（ａ）に示すように、蓋体４には孔４ａが形成され、孔４ａに回転軸１２が挿通している。回転軸１２に掛け金９がボルト等で固定されている。回転軸１２の底面にはネジ穴（図示せず）が形成されている。

受け具１１には、図２（ａ）に示すように、中央部１１ｃと、中央部１１ｃを挟む２つの隅部１１ｓ,１１ｔが形成されている。中央部１１ｃの高さは、２つの隅部１１ｓ,１１ｔの高さよりも高い（図３(ａ),図４(ａ)参照）。

掛け金９と受け具１１と回転軸１２により、蓋体４が閉じた状態と開いた状態とに切り替える切替手段が構成されている。また、図２（ａ）において蓋体４の右部の掛け金８と受け具１０と回転軸１２によって、もう一つの切替手段が構成されている。

図２（ａ）に示すように掛け金９を長手方向に延在させると、掛け金９が受け具１１の中央部１１ｃ上に配置される。蓋体４の重力により掛け金９が受け具１１に載置され、掛け金９が中央部１１ｃに掛かる（掛止状態、図３(ａ)及び図４(ａ)参照）。このとき蓋体４は閉状態である。

蓋体４を開くときは、蓋体４の外面側（表面側）から、回転軸１２の底面のネジ穴（図示せず）にドライバー等を嵌め、ドライバー等を回す（図３(ａ)参照）。回転軸１２が回転するとともに、掛け金９が回転軸１２を中心に回転し（図２(ａ)及び図２(ｂ)参照）、掛け金９が受け具１１の中央部１１ｃ上から外れる。これにより掛け金９の中央部１１ｃへの掛止状態が解除され（掛止解除状態、図２(ｂ)及び図３(ｂ)参照））、蓋体４が開く。本実施形態では、掛け金９の受け具１１（中央部１１ｃ）への掛止状態（蓋体４の閉状態）が解除されることを、切替手段が切り替えられるという。

上記では、主に、蓋体４の左端部の切替手段（掛け金９と受け具１１と回転軸１２）について説明したが（図２(ａ)参照）、蓋体４の右端部の切替手段（掛け金８と受け具１０と回転軸１２）も同じ構成である。

次に、蓋体４の開機構について図５〜図１３を参照しつつ説明する。

図５に示すように、蓋体４の後方には、蓋体４の左右両端部に、バネ２０と、バネ２０の下端部を保持する保持体２１とが配置されている（図６参照）。バネ２０の上端部は、図５に示すように、バネ受金２２に掛けられている。バネ受金２２は、鴨居本体部３Ａに固定されている。

バネ２０は、図６に示すように、蓋体４の内面（裏面）に対向して配置されている。バネ２０には圧縮バネを用いている。

保持体２１は、図６及び図７（ａ）に示すように、長尺な保持棒３１と、固定板３２とを有している。

保持棒３１は、図７（ａ）に示すように、第１屈曲部３１Ａと第２屈曲部３１Ｂの２箇所で曲がっている。保持棒３１には、第１保持部３１ａ、第２保持部３１ｂ及び固定棒部３１ｃが一端から他端まで順に形成されている。第１保持部３１ａと第２保持部３１ｂとの間に第１屈曲部３１Ａがあり、第２保持部３１ｂと固定棒部３１ｃとの間に第２屈曲部３１Ｂがある。第１保持部３１ａの延在方向と固定棒部３１ｃの延在方向は平行である。第２保持部３１ｂは、第１保持部３１ａの延在方向に対して角度α傾斜している。角度αは９０°以内である。

保持体２１が蓋体４の後方に配置されたとき、図６に示すように、第１保持部３１ａは第２保持部３１ｂよりも揺動軸７ａに近い位置に配置されている（図６の拡大図参照）。また、保持棒３１が蓋体４の内側面に向かって凸状に配置されている。

図７（ａ）に示すように、固定板３２は、第３屈曲部３２Ａと第４屈曲部３２Ｂの２箇所で約９０°曲がっている。固定板３２には、第１固定部３２ａ、接続部３２ｂ及び第２固定部３２ｃが一端から他端まで順に形成されている。第１固定部３２ａと接続部３２ｂとの間に第３屈曲部３２Ａがあり、接続部３２ｂと第２固定部３２ｃとの間に第４屈曲部３２Ｂがある。第１固定部３２ａと第２固定部３２ｃは平行である。接続部３２ｂは、第１固定部３２ａ及び第２固定部３２ｃの延在方向に対して垂直な方向に延在している。

第２固定部３２ｃは固定棒部３１ｃに沿って配置されている。第２固定部３２ｃは固定棒部３１ｃよりも短い。第２固定部３２ｃが固定棒部３１ｃに固定されていることで、保持棒３１と固定板３２が一体になっている。

保持体２１が蓋体４の後方に配置されたとき、図６に示すように、第１固定部３２ａが蓋体４の内面に固定された補助板４１に取り付けられている。これにより、保持体２１は、補助板４１を介して蓋体４の内面に取り付けられている。なお、第１固定部３２ａを蓋体４の内面に直接取り付けてもよい。

バネ２０の上端部が掛けられたバネ受金２２は、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、逆Ｌ字状のバネ受け部５１と、バネ受け部５１の長辺端部から立設した立設部５２とを有している。立設部５２は、鴨居本体部３Ａに固定されている（図６参照）。

バネ受け部５１は、図８に示すように、上下方向に延在した長辺部５１Ｔと、長辺部５１Ｔの上端部から長辺部５１Ｔに垂直な短辺部５１Ｓとを有している。短辺部５１Ｓは、立設部５２から遠ざかる方向に延在している。短辺部５１Ｓに形成された孔５１ａに、バネ２０の上端部が引っ掛けられている（図６参照）。

続いて、図６及び図９〜図１３を参照しつつ、蓋体４の開動作を順に説明する。図６及び図９〜図１３では、図２（ａ）で示した掛け金８,９及び受け具１０,１１を省略している。

図６には、蓋体４を閉じた閉状態を示している。閉状態では、バネ２０の下端部が保持体２１の第２保持部３１ｂの下面（蓋体４に対向する面）上にある（図６の拡大図参照）。図６の拡大図では、バネ２０の下端部が、第２保持部３１ｂの下面（接触面）と接点部Ｃ₁で接している。接点部Ｃ₁は、閉状態において、第２保持部３１ｂの下面上のバネ２０の保持位置である。接点部Ｃ₁には、バネ２０の引張力（復元力）に起因した閉モーメントＮが蓋体４を閉じる方向に作用している。
なお、閉状態では、バネ２０が伸縮しておらず、且つ、バネ２０の下端部が第２保持部３１ｂの下面に接触していなくてもよい。この場合、バネ２０の引張力（復元力）に起因した閉モーメントＮは０である。

一方、蓋体４には、蓋体４の重力に起因した開モーメントＭが蓋体４を開く方向に作用している。

閉状態では開モーメントＭが閉モーメントＮより大きいが、図２（ａ）に示すように、蓋体４の掛け金８が鴨居本体部３Ａの受け具１０に掛止し且つ蓋体４の掛け金９が鴨居本体部３Ａの受け具１１に掛止しているため、蓋体４は開動作せず閉状態が維持されている（図６参照）。この状態を「第１の状態」とする。

また、第１の状態では、図６の拡大図に示すように、バネ２０の延在方向と第２保持部３１ｂの下面において接点部Ｃ₁から第１屈曲部３１Ａまでとのなす角度θ₁が９０°以下である。角度θ₁は、バネ２０と第２保持部３１ｂの下面（第２保持部３１ｂのバネ２０との接触面）とのなす角度である。角度θ₁が９０°以下であると、バネ２０の引張力（復元力）の第２保持部３１ｂの下面に沿った分力Ｆ_C1が第２屈曲部３１Ｂから第１屈曲部３１Ａに向かう方向と逆方向に作用するため、バネの保持位置（接点部Ｃ₁）が第１屈曲部３１Ａに近付かない。接点部Ｃ₁が第１屈曲部３１Ａに近付くと蓋体４が開動作を行うが、第１の状態では、接点部Ｃ₁が第１屈曲部３１Ａに近付かないため、蓋体４が開動作を行わない。

掛け金８及び掛け金９の掛止を解除すると（図２(ｂ)参照）、蓋体４が開き、「第１の状態」（閉状態）が維持されなくなる。バネ２０の保持位置に作用する閉モーメントＮは大きくなっていくが、蓋体４に作用する開モーメントＭは小さくなっていき（図９参照）、蓋体４が位置Ｐ₁に達した時に開モーメントＭと閉モーメントＮとが同じ大きさになる。その後、蓋体４は位置Ｐ₁を挟んで揺動する。揺動の振幅は次第に小さくなり、最終的に位置Ｐ₁で蓋体４が停止する。この動作について詳細に説明する。

蓋体４が位置Ｐ₁に達し、位置Ｐ₁よりも低い位置に移動すると閉モーメントＮが開モーメントＭより大きくなり、位置Ｐ₁より低い位置Ｐ₂で蓋体４は閉じる方向（Ｄ方向）へ移動する。蓋体４が位置Ｐ₁を通過し、位置Ｐ₁よりも高い位置になると開モーメントＭが閉モーメントＮより大きくなり、位置Ｐ₁より高い位置Ｐ₃で蓋体４は開度が大きくなる方向（Ｅ方向）へ移動する。蓋体４が位置Ｐ₁を通過し、位置Ｐ₁より低い位置になると、閉モーメントＮが開モーメントＭより大きくなり、位置Ｐ₁より低く且つ位置Ｐ₂より高い位置で蓋体４は閉じる方向（Ｄ方向）へ移動する。蓋体４が位置Ｐ₁を通過し、位置Ｐ₁よりも高い位置に移動すると、開モーメントＭが閉モーメントＮより大きくなり、位置Ｐ₁より高く且つ位置Ｐ₃より低い位置で蓋体４は開度が大きくなる方向（Ｅ方向）へ移動する。蓋体４は、位置Ｐ₁より低い位置では前回の折返し位置より高い位置で閉じる方向（Ｄ方向）へ移動し、位置Ｐ₁より高い位置では前回の折返し位置より低い位置で開度が大きくなる方向（Ｅ方向）へ移動する。蓋体４はこれらの動作を繰り返し、最終的に位置Ｐ₁で停止する。

このように蓋体４が位置Ｐ₁を挟んで揺動可能な状態を「第２の状態」とする。第２の状態は、蓋体４が位置Ｐ₁を挟んで揺動する状態と、蓋体４が位置Ｐ₁で停止した状態とを含んでいる。

第２の状態では、バネ２０の下端部（保持位置）が第２保持部３１ｂの下面上にある。位置Ｐ₁では、図９の拡大図に示すように、接点部Ｃ₂（保持位置）で第２保持部３１ｂの下面（接触面）と接している。バネ２０の延在方向と第２保持部３１ｂの下面において接点部Ｃ₂から第１屈曲部３１Ａまでとのなす角度θ₂は９０°以下である。角度θ₂が９０°以下であると、バネ２０の引張力（復元力）の第２保持部３１ｂの下面（接触面）に沿った分力Ｆ_C2が第２屈曲部３１Ｂから第１屈曲部３１Ａに向かう方向と逆方向に作用するため、バネの保持位置（接点部Ｃ₂）が第１屈曲部３１Ａに近付かない。したがって蓋体４が開動作を続けない。

蓋体４が位置Ｐ₁で停止している状態ではバネ２０が伸長しているため、バネ２０に引張力（復元力）が作用している。この状態から、手作業によりバネ２０の下端部（保持位置）を第２保持部３１ｂに沿って第１保持部３１ａへ移動させる（図１０参照）。このときバネ２０はさらに伸長するため、バネ２０の反力が多少作用するが、バネ２０の下端部は第２保持部３１ｂに沿ってスライド移動するため、また、バネ２０の伸長量が第２保持部３１ｂの長さに対して十分小さいこと、及び、バネ２０の下端部が保持棒３１で保持されていることから、反力の影響を殆ど受けず、バネ２０の下端部（保持位置）は第２保持部３１ｂ上をスムーズに移動する。したがって、バネ２０の下端部を第２保持部３１ｂへ移動させる作業に力を殆ど加えなくてよい。

バネ２０の下端部（保持位置）が第１保持部３１ａへ移動すると（図１０参照）、バネ２０は収縮（復元）していく。これによりバネ２０の下端部（保持位置である接点部Ｃ₃）が第１保持部３１ａの下面上を先端３１ｔに向かって移動していく（図１１参照）。蓋体４は閉モーメントＮの影響を受けることなく、重力により開度が大きくなっていく。この状態を「第３の状態」とする。第３の状態では、第２の状態よりも蓋体４の開度が大きいとともに、開モーメントＭの大きさ及び閉モーメントＮの大きさが第２の状態のときよりも小さい。

その後も蓋体４の開度は大きくなっていき、蓋体４が位置Ｐ₄に達した時（図１２参照）、開モーメントＭの大きさと閉モーメントＮの大きさが０となる。蓋体４は位置Ｐ₄を挟んで揺動し、揺動の振幅は次第に小さくなっていくと、最終的に位置Ｐ₄で蓋体４が停止する。バネ２０の下端部（保持位置）は第１保持部３１ａの先端３１ｔ付近で停止する。

このように位置Ｐ₄で開モーメントＭの大きさと閉モーメントＮの大きさが０となった状態を「第４の状態」とする。第４の状態では、第３の状態よりも蓋体の開度が大きく、開モーメントＭの大きさと閉モーメントＮの大きさが０である。第１の状態、第２の状態、第３の状態及び第４の状態のうち、第４の状態のときに開度が最も大きい。

第４の状態で蓋体４が停止した後、手作業でバネ２０の下端部（保持位置）を第１保持部３１ａから外し、開度が大きくなる方向へ蓋体４を揺動させると、蓋体４の開度がさらに大きくなる（図１３参照）。ここで、第４の状態ではバネ２０が伸縮しておらず、閉モーメントＮの大きさが０であるため、バネ２０の下端部を第１保持部３１ａから容易に外すことができる。バネ２０の下端部（保持位置）が第１保持部３１ａから離脱した状態を「第５の状態」とする。

蓋体４を閉じるときは、バネ２０の下端部を第１保持部３１ａの先端３１ｔにかけ（図１２の「第４の状態」参照）、蓋体４を閉じると、バネ２０の下端部（保持位置）が保持棒３１の下面に沿って第２屈曲部３１Ｂ付近まで自動的に移動し、「第１の状態」（閉状態）となる（図６参照）。また、第４の状態（図１２参照）から閉状態に戻すときは、蓋体４を閉じるだけで、バネ２０の下端部が第２屈曲部３１Ｂ付近まで移動するため、バネ２０に触れることなく、簡易に閉状態に戻る。

以上に述べたように、本実施形態の蓋体４の開機構によると以下の効果を奏する。蓋体４とバネ２０と保持体３０とは、蓋体４の開度が異なる第１の状態、第２の状態、第３の状態及び第４の状態をとることが可能である。第１の状態、第２の状態、第３の状態及び第４の状態では、これらの順に開度が大きい。蓋体４の掛け金８を鴨居本体部３Ａの受け具１０から外すとともに蓋体４の掛け金９を鴨居本体部３Ａの受け具１１から外すと（図２(ｂ)参照）、蓋体４は第１の状態（図６参照）から第２の状態（図９参照）に遷移して停止する。つまり、蓋体４は開き始めると少し開いた状態で停止する。

このように蓋体４は第１の状態から第２の状態及び第３の状態を経て第４の状態へ一気に遷移せず、第２の状態へ遷移すると停止し、第３の状態へ遷移しないため、開くとすぐに停止し、全開しない。したがって、掛け金８,９が受け具１０,１１から不意に外れても、蓋体４が周囲の作業者や乗客に接触することを回避できる。これにより蓋体４の周囲の安全性を高めることができる。

また、蓋体４の開機構にバネ２０を用いているため、蓋体４にかかる衝撃をバネ２０の伸縮により緩和できる。これにより蓋体４への衝撃を従来よりも軽減できる。

また、第２の状態で蓋体４が停止してから、バネ２０の下端（保持位置）を第２保持部３１ｂから第１保持部３１ａへ移動させると、蓋体４の開度が大きくなっていき、蓋体４を全開させることができる。バネ２０の下端部（保持位置）を第２保持部３１ｂから第１保持部３１ａに移動させるとき、バネ２０の反力が多少作用するが、バネ２０の下端部は第２保持部３１ｂに沿ってスライド移動するため、また、バネ２０の伸長量が第２保持部３１ｂの長さに対して十分小さいこと、及び、バネ２０の下端部が保持棒３１で保持されていることから、反力の影響を殆ど受けず、バネ２０の下端部がスムーズに移動する。したがって、バネ２０の下端部を第２保持部３１ｂから第１保持部３１ａへ簡易に移動させることができる。

このように、バネ２０の下端（保持位置）を移動させるだけで、蓋体４等を第２の状態（図９参照）から第３の状態（図１０及び図１１参照）を経て第４の状態（図１２参照）へ遷移させることができる。

また、第２の状態では（図９参照）、バネ２０の延在方向と第２保持部３１ｂの下面において接点部Ｃ₂から第１屈曲部３１Ａまでとのなす角度θ₂が９０°以下である。角度θ₂が９０°以下であると、第２保持部３１ｂの下面（接触面）に沿ったバネ２０の引張力（復元力）の分力Ｆ_C2が第１屈曲部３１Ａから第２屈曲部３１Ｂへ向かう方向に作用するため、バネの保持位置（接点部Ｃ₂）が第１屈曲部３１Ａに近付くことがない。したがって蓋体４が開動作を続けない。

また、バネ２０の下端部を保持する保持棒３１を第１屈曲部３１Ａで曲げ、第１屈曲部３１Ａを挟んで第１保持部３１ａ及び第２保持部３１ｂが形成された凸状にしている。保持体２１が凸状という簡易な形状でも、蓋体４が第１の状態、第２の状態及び第３の状態をとり得るようにすることができる。

また、第３の状態では、バネ２０は収縮（復元）していくことで上端部を中心に回転し、バネ２０の保持位置（接点部Ｃ₃）が第１保持部３１ａの下面上において先端３１ｔに近付いていく。一方、蓋体４は重力の影響を受けて、開度が自然に大きくなっていく。

また、第４の状態で蓋体４が停止した後、手作業でバネ２０の下端部（保持位置）を第１保持部３１ａから簡易に外すことができる。これにより、蓋体４の開度をさらに大きくして、鴨居本体部３Ａに収容された機器等をメンテナンスできる。従来のダンパーを用いた構造では（図２０参照）、機器等のメンテナンスを行うとき、点検蓋２１０からダンパー２００の上端部２０１を取り外すという大掛かりな作業が必要であったが、本実施形態では、手作業でバネ２０の下端部（保持位置）を第１保持部３１ａから外すだけで機器等のメンテナンスを行える。したがって、従来よりもメンテナンスが容易になる。

また、蓋体４を第５の状態（全開状態）から第１の状態（閉状態）に戻すときは、バネ２０の下端部を第１保持部３１ａの先端３１ｔにかけ（図１２参照）、蓋体４を閉じると、バネ２０の下端部（保持位置）が保持棒３１の下面に沿って第２屈曲部３１Ｂ付近まで自然に移動し、第１の状態（閉状態）となる（図６参照）。また、蓋体４を第４の状態（図１２参照）から第１の状態（閉状態）に戻すときは、バネ２０の下端部が第１保持部３１ａ上にあるため、バネ２０に触れることなく、蓋体４を閉じるだけで簡易に閉状態に戻る。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図１４〜図１９を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、保持体１２１の保持棒１３１が先端部に折れ曲がり部１３１ｘを有している点である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。

保持体１２１は、図１４に示すように、長尺な保持棒１３１と、固定板３２とを有している。保持棒１３１には、第１保持部１３１ａ、第２保持部３１ｂ及び固定棒部３１ｃが一端から他端まで順に形成されている。第１保持部１３１ａと第２保持部３１ｂの間に第１屈曲部３１Ａがあり、第２保持部３１ｂと固定棒部３１ｃとの間に第２屈曲部３１Ｂがある。第１保持部１３１ａは、一端部（先端部）に形成された折れ曲がり部１３１ｘと、直線部１３１ｙとを有している。直線部１３１ｙは、第１実施形態の第１保持部３１ａと同じ構成である。

図１５に示すように、保持体１２１が補助板４１を介して蓋体４の内面に取り付けられた状態では、折れ曲がり部１３１ｘは蓋体４の揺動軸７ａから遠ざかるように曲がっている。

次に、図１５〜図１９を参照しつつ、蓋体４の開動作を順に説明する。図１５には第１の状態を示し、図１６には第２の状態を示し、図１７及び図１８には第３の状態を示し、図１９には第４の状態を示している。第１の状態、第２の状態及び第３の状態では、蓋体４及びバネ２０等が第１実施形態の第１の状態、第２の状態及び第３の状態のときと同様な動作を行う。

第１の状態は、図１５に示すように蓋体４を閉じた閉状態である。図１５の拡大図に示すように、バネ２０の下端部が、第２保持部３１ｂの下面（接触面）と接点部Ｃ₁（保持位置）で接している。バネ２０の延在方向と第２保持部３１ｂの下面において接点部Ｃ₁から第１屈曲部３１Ａまでとのなす角度θ₁が９０°以下である。θ₁が９０°以下であると、第２保持部３１ｂの下面（接触面）に沿ったバネ２０の引張力（復元力）の分力Ｆ_C1が第２屈曲部３１Ｂから第１屈曲部３１Ａに向かう方向と逆方向に作用する。
なお、閉状態では、バネ２０が伸縮しておらず、且つ、バネ２０の下端部が第２保持部３１ｂの下面に接触していなくてもよい。この場合、バネ２０の引張力（復元力）に起因した閉モーメントＮは０である。

掛け金８及び掛け金９の掛止を解除すると（図２(ｂ)参照）、蓋体４が開き、「第１の状態」から「第２の状態」へ遷移する。蓋体４は開モーメントＭと閉モーメントＮとが同じ大きさである位置Ｐ₁を挟んで揺動する。揺動の振幅は次第に小さくなり、最終的に位置Ｐ₁で蓋体４が停止する。

第２の状態では、バネ２０の下端部（保持位置）が第２保持部３１ｂの下面上にある。位置Ｐ₁では、図１６の拡大図に示すように、バネ２０の延在方向と第２保持部３１ｂの下面において接点部Ｃ₂から第１屈曲部３１Ａまでとのなす角度θ₂が９０°以下である。これにより第２保持部３１ｂの下面（接触面）に沿ったバネ２０の引張力（復元力）の分力Ｆ_C2が第２屈曲部３１Ｂから第１屈曲部３１Ａに向かう方向と逆方向に作用する。

第２の状態から、手作業によりバネ２０の下端部（保持位置）を第２保持部３１ｂに沿って第１保持部１３１ａの直線部１３１ｙに移動させる（図１７参照）。第１実施形態のときと同様に、バネ２０の下端部（保持位置）は第２保持部３１ｂ上をスムーズに移動するため、バネ２０の下端部を直線部１３１ｙへ移動させる作業に力を殆ど加えなくてよい。

第３の状態では、バネ２０が収縮（復元）していくことで、バネ２０の下端部（保持位置である接点部Ｃ₃）が直線部１３１ｙの下面（接触面）上を折れ曲がり部１３１ｘに向かって移動していく（図１８参照）。蓋体４は閉モーメントＮの影響を受けることなく、重力により蓋体４の開度が大きくなっていく。第３の状態では、開モーメントＭの大きさと閉モーメントＮの大きさが第２実施形態のときよりも小さい。

その後、蓋体４は開モーメントＭの大きさと閉モーメントＮの大きさが０である位置Ｐ₄を挟んで揺動する（図１９参照）。揺動の振幅は次第に小さくなっていき、最終的に位置Ｐ₄で蓋体４が停止する（第４の状態）。このとき、バネ２０の下端部（保持位置）は折れ曲がり部１３１ｘ付近まで移動している。

バネ２０の下端部（保持位置）は第１保持部１３１ａの先端部付近まで移動しても、折れ曲がり部１３１ｘに引っ掛かることで第１保持部１３１ａから外れない。

蓋体４を閉じると、バネ２０の下端部が保持棒１３１の下面に沿って第２屈曲部３１Ｂ付近まで自動的に移動するため、バネ２０に触れることなく、簡易に第１の状態（閉状態）に戻る。

上記構成から、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、蓋体４は少し開いた状態で停止し、全開しない。したがって蓋体４の周囲の安全性を高めることができる。また、蓋体４の開機構にバネ２０を用いているため、蓋体４にかかる衝撃をバネ２０の伸縮により緩和できる。これにより蓋体４への衝撃を従来よりも軽減できる。

さらに、第１保持部１３１ａの先端部に折れ曲がり部１３１ｘが形成されているため、バネ２０の下端部（保持位置）が第１保持部１３１ａの先端部まで移動しても折れ曲がり部１３１ｘに引っ掛かり、第１保持部１３１ａから外れない。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、第１の状態（閉状態、掛止状態）を切り替える切替手段として、図３（ａ）に示すように掛け金９と受け具１１と回転軸１２とを有する構成を用いたが、切替手段は本構成に限られず変更可能である。

また、上述の第１実施形態では、バネ２０の下端部を保持する保持体２１が、第１屈曲部３１Ａと第２屈曲部３１Ｂとの２箇所で折り曲げられているが、第１屈曲部３１Ａだけで折り曲げられていてもよい。

さらに、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、第１の状態においてバネ２０の下端部が第２保持部３１ｂの下面（接触面）と接点部Ｃ₁で接しているが（図６及び図１５参照）、第１の状態ではバネ２０の下端部が第２保持部３１ｂと接していなくてもよい。

さらに、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、本発明の蓋体の開機構を鉄道車両の鴨居の点検蓋に用いた例を説明したが、本発明の蓋体の開機構は鴨居の点検蓋の他にも様々な蓋に用いることができる。例えば、鉄道車両の天井に取り付けられた点検蓋や荷物棚の蓋に用いてもよい。また、鉄道車両に限られず、他の乗り物や建物に取り付けられた蓋に用いてもよい。特に、重量の重い蓋に上述した蓋体の開機構を用いると、本発明の効果がより発揮される。

さらに、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、バネ２０に圧縮バネを用いたが、引張バネ等を用いてもよい。

１ 鉄道車両
２ 開閉扉
３ 鴨居
３Ａ 鴨居本体部
４ 蓋体
５,６,７ 蝶番
５ａ,６ａ,７ａ 軸（揺動軸）
８,９ 掛け金
１０,１１ 受け具
１０ｃ 中央部
１２ 回転軸
２０ バネ
２１,１２１ 保持体
２２ バネ受金
３１ 保持棒
３１ａ,１３１ａ 第１保持部
３１ｂ 第２保持部
３１Ａ 第１屈曲部
３１Ｂ 第２屈曲部
６０ 接点
１３１ｘ 折れ曲がり部
１３１ｙ 直線部

Claims (8)

1. 揺動軸を中心に揺動可能な蓋体と、
   前記蓋体の内面に取り付けられた保持体と、
   前記蓋体の内面に対向して配置されたバネと、
   前記蓋体を第１の状態に維持する状態と維持しない状態とに切り替え可能な切替手段とを備え、
   前記バネは前記保持体に保持されているとともに前記保持体上の前記バネの保持位置が可変であり、
   前記蓋体と前記保持体と前記バネとは、
   前記蓋体の重力に起因した前記蓋体を開く方向の開モーメントが前記バネに起因した前記蓋体を閉じる方向の閉モーメントより大きい前記第１の状態と、
   前記第１の状態よりも前記蓋体の開度が大きいとともに前記閉モーメントの大きさが第１の状態のときよりも大きく、且つ、前記開モーメントと前記閉モーメントとが同じ大きさとなる位置を挟んで蓋体が揺動可能な第２の状態と、
   前記第２の状態よりも前記蓋体の開度が大きいとともに前記閉モーメントの大きさが第２の状態のときよりも小さく、且つ、前記開モーメントの大きさと前記閉モーメントの大きさが第２の状態のときよりも小さい第３の状態と、
   前記第３の状態よりも蓋体の開度が大きく、前記開モーメントと前記閉モーメントとが０である第４の状態とをとることが可能であり、
   前記切替手段を前記維持する状態から前記維持しない状態に切り替えると、前記蓋体が第１の状態から第２の状態に遷移し、揺動後に前記蓋体が停止することを特徴とする蓋体の開機構。
2. 前記第２の状態で前記蓋体が停止した後、前記保持体上における前記バネの保持位置を移動させることで、前記蓋体は前記第３の状態を経て第４の状態に遷移することを特徴とする請求項１に記載の蓋体の開機構。
3. 前記第２の状態では、前記保持体上における前記バネの保持位置において、前記バネと前記保持体の前記バネとの接触面とのなす角度が９０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓋体の開機構。
4. 前記保持体は、屈曲部と前記屈曲部を挟んで互いに離れるように延在した第１保持部及び第２保持部とを有していることにより、蓋体の内側面に向かって凸状に形成され、
   前記第１保持部が前記第２保持部よりも揺動軸に近く、
   前記第１の状態及び前記第２の状態では、前記バネが前記第２保持部に保持され、
   前記第３の状態では、前記バネが前記第１保持部に保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓋体の開機構。
5. 前記第３の状態では、前記蓋体の開度が大きくなるにつれて前記第１保持部上における前記バネの保持位置が前記屈曲部から遠くなることを特徴とする請求項４に記載の蓋体の開機構。
6. 前記第１保持部の先端部は、前記揺動軸から遠ざかるように曲がっていることを特徴とする請求項４又は５に記載の蓋体の開機構。
7. 前記蓋体と前記保持体と前記バネとは、
   前記第４の状態で前記蓋体が停止した後、前記バネが前記保持体から離脱した第５の状態をとることが可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１構に記載の蓋体の開機構。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記蓋体の開機構が取り付けられた鉄道車両の鴨居。

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