JP6677350B2

JP6677350B2 - ドア開閉装置

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Publication number: JP6677350B2
Application number: JP2019520760A
Authority: JP
Inventors: 憲司藤田; 篤史北端
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: US10494852B2; WO2019087370A1; CN109996715A; CN109996715B; CA3040746A1; US20190242175A1; JPWO2019087370A1; CA3040746C

Description

本発明は、ドア開閉装置に関する。

従来より、車輌の枠の中で直線に開閉する引戸に閉受動体とこれの開方向に位置する開受動体とを取付け、引戸を開閉する原動機の駆動突起を閉受動体と開受動体との間に位置させ、引戸の戸閉状態では駆動突起と閉受動体とが当接すると共に駆動突起と開受動体との間に間隙Ｘを保つ引戸の戸閉装置において、引戸に固定した引戸側ストッパと枠に取付けた固定側ストッパとを設け、両ストッパの一方を開閉方向と直角方向に出入可能に付勢して他方に係合可能にさせ、戸閉状態では、引戸側ストッパを固定側ストッパに対して隙Ｙで戸閉方向に位置させ、原動機に突起を設け、この突起の開方向の動きＺで両ストッパのうちの出入可能なものを「入」方向に動かして係合を解除することを特徴とする引戸の戸閉装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１６５６３５号公報

ところで、特許文献１には、引戸同士の間、又は、引戸と枠の間に異物が挟まって引戸が閉じられている状態で、利用者が異物を引き抜き易くすることは開示されていない。

そこで、引き抜き性の良好なドア開閉装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態のドア開閉装置は、ドアに取り付けられ、電動機によって駆動されて開位置と閉位置との間で移動することによって前記ドアを開閉する開閉バーと、前記ドアの閉状態を検出するドア閉状態検出部と、前記ドアの施錠及び解錠を行う施錠装置と、前記施錠装置によって施錠位置又は解錠位置に移動されるロックピンと、前記開閉バーに取り付けられ、前記ドア閉状態検出部によって前記閉状態が検出された状態で、前記施錠位置にある前記ロックピンが係合する係合部を有する係合部材と、前記開閉バーと前記係合部材との間に設けられる第１ばねと、前記電動機によって前記開閉バーが前記閉位置に移動され、前記ドア閉状態検出部によって前記閉状態が検出された状態で、前記施錠装置に前記ドアを施錠させる施錠指令を出力する施錠制御部とを含む。

引き抜き性の良好なドア開閉装置を提供することができる。

車両のドア装置の回路構成を示す図である。実施の形態のドア開閉装置１００を含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成を示す図である。実施の形態のドア開閉装置１００を含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。実施の形態のドア開閉装置１００を含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。実施の形態の変形例のドア開閉装置１００Ｍを含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。実施の形態の変形例のドア開閉装置１００Ｍを含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。

以下、本発明のドア開閉装置を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１は、車両のドア装置の回路構成を示す図である。ここで、車両は、鉄道会社等が運行する列車の車両であり、モータ３０によって駆動されるドアを含む。列車は、モータ３０によって駆動されるドアを含めば、電車に限られない。図１ではドアを省略する。

ドア開閉装置１００は、車両制御部１０、ドア開閉操作部２０、モータ３０、エンコーダ３１、電流センサ３２Ａ、３２Ｂ、インバータ４０、施錠装置５０、ＤＣＳ(Door Close Switch)６０、ＤＬＳ(Door Lock Switch)７０、及びドア制御装置１００Ａを含む。

車両制御部１０は、車両の運行制御を行う情報処理装置であり、複数の車両を連結した列車の場合は、先頭の車両の運転室と最後尾の車両の車掌室とに１つずつ設けられる。車両制御部１０には、ドア開閉操作部２０の他に、車両の運転操作を行う際に用いる操作レバー等が接続されるが、ここでは省略する。なお、車両が１両編成で運行可能な車両である場合には、例えば、車両制御部１０は、車両の進行方向における両端に位置する運転室と車掌室とに１つずつ設けられる。

車両制御部１０は、車両が駅等に停車しているときに、停車中であることを表す停車信号をドア制御装置１００Ａに出力する。また、車両制御部１０は、ドア開閉操作部２０から入力される戸開指令をドア制御装置１００Ａに出力する。

また、車両制御部１０には、インターロック信号を伝送する配線１１が接続されている。配線１１は、ＤＣＳ６０及びＤＬＳ７０にループ状に接続されている。ＤＣＳ６０及びＤＬＳ７０がともにオンの状態で、インターロック信号は、Ｈ(High)レベルになり、車両は走行可能になる。

ドア開閉操作部２０は、ドアの開閉操作を行う際に用いる開スイッチ２１Ａ及び閉スイッチ２１Ｂが設けられる。車両の停車中に開スイッチ２１Ａが操作されると、ドア開閉操作部２０は、Ｈ(High)レベルに立ち上がる戸開指令を車両制御部１０に出力する。これにより、ドアが開かれる。また、閉スイッチ２１Ｂが操作されると、ドア開閉操作部２０は、Ｌ(Low)レベルに立ち下がる戸開指令を車両制御部１０に出力する。これにより、ドアが閉じられる。Ｌレベルに立ち下がる戸開指令は、ドアを閉じる閉指令の一例である。

モータ３０は、ドアの開閉駆動を行う三相交流モータである。モータ３０は、インバータ４０を介してドア制御装置１００Ａによって駆動制御が行われる。モータ３０は、電動機の一例である。

エンコーダ３１は、モータ３０の回転軸の回転角度を検出することによって、モータ３０の回転位置を検出し、回転位置を表す回転位置信号をドア状態検出部１４０に出力する。

電流センサ３２Ａ、３２Ｂは、電力ケーブル４１Ｕと４１Ｗに設けられており、インバータ４０から電力ケーブル４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗを介してモータ３０に供給される三相交流電流のうちのＵ相とＷ相の電流値を検出する。電流センサ３２Ａ、３２Ｂによって検出される電流値は、電流検出部１３０に入力される。

インバータ４０は、車両１に搭載される電源装置から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、電力ケーブル４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗを介してモータ３０に供給する。インバータ４０の入力側には、電源装置の出力側に接続される２本の電力ケーブルが接続されており、一例として、１００Ｖの直流電力が供給される。

施錠装置５０は、車両のドアの施錠を行う装置である。施錠装置５０は、ピン５１と、解錠用及び施錠用のコイル５２Ａ、５２Ｂを有し、双方向自己保持型ソレノイド装置によって実現される。コイル５２Ａは、配線５３Ａ、５３Ｂによって施錠駆動部１６０に接続され、コイル５２Ｂは、配線５４Ａ、５４Ｂによって施錠駆動部１６０に接続される。

施錠装置５０は、施錠駆動部１６０によってコイル５２Ａが通電されると、ピン５１を施錠装置５０の筐体５０Ａから突出（延出）させる。これにより、ドアのロックピンが移動し、ドアが解錠される。なお、施錠装置５０は、自己保持型であるため、コイル５２Ａの通電が解除されてもピン５１が筐体５０Ａから突出した状態を保持する。

また、施錠装置５０は、施錠駆動部１６０によってコイル５２Ｂに通電されると、ピン５１を施錠装置５０の筐体５０Ａの内部に引き込む。これにより、ドアのロックピンが移動し、ドアが施錠される。車両１の走行中は施錠装置５０によってドアが施錠（ロック）される。なお、施錠装置５０は、自己保持型であるため、コイル５２Ｂの通電が解除されてもピン５１が筐体５０Ａに引き込んだ状態を保持する。また、ピン５１は、筐体５０Ａの内部に完全には引き込まれず、先端は筐体５０Ａから少し飛び出ている。

ＤＣＳ６０は、車両のドアが閉じていることを検出するスイッチである。ＤＣＳ６０は、例えば、ドアが閉じる位置まで移動すると、ドアによって押圧されるリミットスイッチで構成される。ＤＣＳ６０は、ドア閉状態検出部の一例である。

ＤＣＳ６０は、端子６１Ａ１、６１Ａ２、６１Ｂ１、６１Ｂ２と、可動接点６２とを有する。端子６１Ａ１、６１Ａ２は、車両制御部１０にインターロック信号を伝送する配線１１に直列に挿入されている。端子６１Ｂ１、６１Ｂ２は、ドア状態検出部１４０にＤＣＳ６０のオン／オフの状態を表す信号を伝送する配線１４１に直列に挿入されている。

可動接点６２は、図中で上下方向に移動することによって、端子６１Ａ１及び６１Ａ２と、端子６１Ｂ１及び６１Ｂ２とのいずれか一方を導通する。ＤＣＳ６０は、リミットスイッチがドアによって押圧されると、端子６１Ａ１及び６１Ａ２が可動接点６２によって導通した状態でオンになり、リミットスイッチがドアによって押圧されていないとき、図１に示すように端子６１Ｂ１及び６１Ｂ２が可動接点６２によって導通した状態でオフになる。ＤＣＳ６０がオンとは、ドアが完全に閉じられていることを表す。

ＤＬＳ７０は、車両のドアが施錠されていることを検出するスイッチである。ＤＬＳ７０は、施錠装置５０のピン５１が筐体５０Ａの内部に引き込まれてドアのロックピンが施錠位置に移動すると、ロックピンによって押圧されるリミットスイッチで構成される。

ＤＬＳ７０は、端子７１Ａ１、７１Ａ２、７１Ｂ１、７１Ｂ２と、可動接点７２とを有する。端子７１Ａ１、７１Ａ２は、車両制御部１０にインターロック信号を伝送する配線１１に直列に挿入されている。端子７１Ｂ１、７１Ｂ２は、ドア状態検出部１４０にＤＬＳ７０のオン／オフの状態を表す信号を伝送する配線１４２に直列に挿入されている。

可動接点７２は、図中で上下方向に移動することによって、端子７１Ａ１及び７１Ａ２と、端子７１Ｂ１及び７１Ｂ２とのいずれか一方を導通する。ＤＬＳ７０は、リミットスイッチがロックピンによって押圧されると、端子７１Ａ１及び７１Ａ２が可動接点７２によって導通した状態でオンになり、リミットスイッチがロックピンによって押圧されていないとき、図１に示すように端子７１Ｂ１及び７１Ｂ２が可動接点７２によって導通した状態でオフになる。

ＤＬＳ７０は、施錠装置５０のピン５１が筐体５０Ａから突出した状態では、ドアの施錠を検出せず、オフの状態であるが、施錠装置５０のピン５１が筐体５０Ａの内部に引き込まれてドアが施錠されると、オンになる。

なお、インターロック信号は、ＤＣＳ６０がオンになり（すなわち、ドアが閉じられ）、かつ、ＤＬＳ７０がオンになる（すなわち、ドアが施錠される）と、Ｈレベルになる。

ドア制御装置１００Ａは、モータ制御部１１０、モータ駆動部１２０、電流検出部１３０、ドア状態検出部１４０、施錠制御部１５０、及び施錠駆動部１６０を有する。破線で囲むモータ制御部１１０、モータ駆動部１２０、及び施錠制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)チップのような情報処理部で実現することができる。

モータ制御部１１０は、ドア状態検出部１４０から入力されるドア駆動指令、ドア位置指令に基づいて、モータ３０を駆動する速度指令を生成する。速度指令は、モータ駆動部１２０に出力される。ドア駆動指令は、ドアを開く方向と閉じる方向のどちらにどの速度でモータ３０を駆動するかを表す指令であり、モータ制御部１１０は、ドア駆動指令に応じてモータ３０を回転させる方向と速度パターンを決定する。

速度指令は、モータ３０を速度で制御する指令であり、ドアを閉め始める際に高い速度に設定され、ある程度ドアが閉まったところで、低い速度に設定される。速度指令の高速側と低速側との切替は、後述するドア位置信号が表すドアの位置に応じてモータ制御部１１０によって行われる。また、ＤＬＳ７０がオンになると、モータ制御部１１０は、速度指令をゼロに設定し、モータ３０は停止される（駆動されない状態になる）。

モータ駆動部１２０は、モータ制御部１１０から入力される速度指令と、電流検出部１３０から入力される電流値と、ドア状態検出部１４０から入力されるドア速度とに基づいて、モータ３０を駆動するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動信号を生成し、インバータ４０に出力する。ＰＷＭ駆動信号のデューティは、速度指令が表す速度とドア速度とが等しくなるように設定される。

電流検出部１３０は、電流センサ３２Ａ、３２Ｂによって検出される電流値を表すデータをモータ駆動部１２０に出力する。図１では、電流値を表すデータを１本の線で示すが、電流センサ３２Ａ、３２Ｂによって検出される電流値を表すデータは、別々にモータ駆動部１２０に出力される。

ドア状態検出部１４０は、車両制御部１０から入力される戸開指令及び停車信号との論理和で表されるドア駆動指令を生成し、モータ制御部１１０に出力する。ドア駆動指令は、ドアを開く方向と閉じる方向のどちらにどの速度でモータ３０を駆動するかを表す。

また、ドア状態検出部１４０は、エンコーダ３１から入力されるモータ３０の回転位置をドアの開閉方向における位置に換算し、ドアの位置を表すドア位置信号をモータ制御部１１０に出力する。

また、ドア状態検出部１４０は、配線１４１、１４２を介してＤＣＳ６０、ＤＬＳ７０のオン／オフの状態を検出する。ドア状態検出部１４０は、ＤＣＳ６０がオフのときはＬ(Low)レベルのＤＣＳ信号を出力し、ＤＣＳ６０がオンのときはＨ(High)レベルのＤＣＳ信号を出力する。ＤＣＳ信号は、施錠制御部１５０に入力される。

また、ドア状態検出部１４０は、ＤＬＳ７０がオフのときはＬ(Low)レベルのＤＬＳ信号を出力し、ＤＬＳ７０がオンのときはＨ(High)レベルのＤＬＳ信号を出力する。ＤＬＳ信号は、施錠制御部１５０に入力される。

施錠制御部１５０には、ドア状態検出部１４０からドア駆動指令、ＤＣＳ信号、及びＤＬＳ信号が入力される。施錠制御部１５０は、ＤＣＳ６０がオンになると、施錠指令を施錠駆動部１６０に出力する。この結果、施錠駆動部１６０によって施錠装置５０が施錠される。

また、施錠制御部１５０は、ドアを開くことを表すドア駆動指令が入力されると、解錠指令を施錠装置５０に出力する。この結果、施錠駆動部１６０によって施錠装置５０が解錠される。

施錠駆動部１６０は、制御部１６１と、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)１６２Ａ、１６２Ｂを有する。施錠駆動部１６０の出力端子には、配線５３Ａ、５３Ｂ、５４Ａ、５４Ｂが接続されている。施錠駆動部１６０には、一例として、インバータ４０と同様に１００Ｖの直流電力が供給されており、施錠駆動部１６０は、配線５３Ａと５４Ａに１００Ｖの電力を供給する。

ＭＯＳＦＥＴ１６２Ａは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ゲートが制御部１６１に接続され、ドレインが配線５３Ｂに接続され、ソースが接地されている。同様に、ＭＯＳＦＥＴ１６２Ｂは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ゲートが制御部１６１に接続され、ドレインが配線５４Ｂに接続され、ソースが接地されている。

施錠駆動部１６０は、施錠制御部１５０から入力される解錠指令及び施錠指令に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ１６２Ａ、１６２Ｂを駆動する。解錠指令がＨレベルになると、施錠駆動部１６０は、ＭＯＳＦＥＴ１６２Ａをオンにする。この結果、施錠装置５０のコイル５２Ａに通電され、ピン５１が突出し、施錠装置５０は解錠する。施錠指令がＨレベルになると、施錠駆動部１６０は、ＭＯＳＦＥＴ１６２Ｂをオンにする。この結果、施錠装置５０のコイル５２Ｂに通電され、ピン５１が引き込まれ、施錠装置５０は施錠する。

図２は、実施の形態のドア開閉装置１００を含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成を示す図である。図２（Ａ）には、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に開かれて（全開の状態で）、施錠装置５０が解錠されている状態を示す。図２（Ｂ）には、図２（Ａ）の一部を拡大して示す。

ドア８０Ａ、８０Ｂは、車両１の開口部１Ａに設けられる両開き式の引き戸である。ドア８０Ａ、８０Ｂは、互いに当接する部分に戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂをそれぞれ有する。戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂは、それぞれ、ドア８０Ａ、８０Ｂの合わせ目の部分において、下端と上端との間に取り付けられている。ドア８０Ａ、８０Ｂの上方には、モータ３０が設けられている。モータ３０の下にはＤＣＳ６０が設けられている。

ドア８０Ａには、上ラック２１０が取り付けられ、ドア８０Ｂには下ラック２２０が取り付けられている。

上ラック２１０は、ラック部２１１及び連結部２１２を有するＬ字型の部材である。ラック部２１１は、水平方向に渡される棒状の部材であり、下面にラック２１１Ａが設けられる。ラック部２１１と連結部２１２はＬ字型に接続されている。このため、モータ３０を回転させると、上ラック２１０が右又は左に移動され、ドア８０Ａが閉じる方向（右）又は開く方向（左）に移動する。

ラック２１１Ａは、モータ３０によって駆動されるピニオンギアに係合される。連結部２１２は、ドア８０Ａの上端に上ラック２１０を連結する棒状の部材である。連結部２１２の下側の側面（図２中の右側の側面）には、当接部２１２Ａが設けられている。ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じられると、当接部２１２ＡがＤＣＳ６０の可動接点６２に当接し、可動接点６２を押圧する。これにより、ＤＣＳ６０はオンになる。

下ラック２２０は、ラック部２２１、連結部２２２、係合部材２２３、ばね２２４、支持棒２２５を有し、ドア８０Ｂに取り付けられる部材である。

ラック部２２１は、水平方向に渡される棒状の部材であり、上面にラック２２１Ａが設けられる。ラック部２２１は、開閉バーの一例である。ラック２２１Ａは、モータ３０によって駆動されるピニオンギアに係合される。このため、モータ３０を回転させると、下ラック２２０が右又は左に移動され、ドア８０Ｂが開く方向（右）又は閉じる方向（左）に移動する。ラック部２２１の右端には、ばね２２４及び支持棒２２５を介して係合部材２２３が取り付けられている。

連結部２２２は、ドア８０Ｂの上端に下ラック２２０を連結する棒状の部材であり、ラック部２２１とＬ字型の部材を構成する。

係合部材２２３は、ラック部２２１の右端にばね２２４及び支持棒２２５を介して取り付けられている。係合部材２２３の上面にはラックは設けられておらず、ロックホール２２３Ａが設けられている。係合部材２２３はＣ字型の部材である。

ロックホール２２３Ａは、係合部材２２３の上面から下側に凹むように形成されている凹部である。ドア８０Ａ、８０Ｂを施錠する際に、ロックホール２２３Ａには、ロックピン２３０のピン部２３１の下端が挿入される。

ばね２２４は、支持棒２２５に挿通された状態で、ラック部２２１の右端と係合部材２２３の左端との間に設けられている。この状態で、ばね２２４は自然長よりも少し縮んだ状態であり、さらに所定長さＬだけ縮むことができる。ばね２２４は、第１ばねの一例である。

また、ばね２２４の弾性力は、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物（例えば、利用者の鞄又は傘等の手回り品）が挟まったまま、ロックホール２２３Ａにピン部２３１の下端が挿入されても、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができる程度の弾性力に設定されている。

支持棒２２５は、棒部２２５Ａと係止部２２５Ｂとを有する。棒部２２５Ａは、左端がラック部２２１の右端に固定されており、右端には係止部２２５Ｂを有する。棒部２２５Ａには、ばね２２４が挿通されている。棒部２２５Ａの太さは、係合部材２２３を横方向に貫通する貫通孔の内径に合わされており、ばね２２４が縮むことにより、係合部材２２３は、棒部２２５Ａに対して左方向に移動可能である。係合部材２２３の右端は、棒部２２５Ａよりも太い係止部２２５Ｂによって止められており、係合部材２２３は、支持棒２２５から抜けないようになっている。

ロックピン２３０は、縦方向に延在するピン部２３１と、ピン部２３１の上部に接続され、水平方向に延在する延在部２３２とを有する。ロックピン２３０は、施錠装置５０が解錠されてピン５１が上方向に突出すると、延在部２３２が上方向に持ち上げられる。この状態で、ロックピン２３０は解錠位置にある。

解錠位置では、ピン部２３１の下端は、係合部材２２３よりも上方に位置し、ロックホール２２３Ａに係合することはない。ピン部２３１の下端は、係合部材２２３の上端よりも上方に位置するため、ドア８０Ａ、８０Ｂは左右方向（開閉方向）に移動可能な状態になる。

ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に閉じられた状態で、施錠装置５０が施錠されてピン５１が引っ込むと、延在部２３２が下がり、ピン部２３１の下端がロックホール２２３Ａに係合する。これにより、ドア８０Ａ、８０Ｂは施錠される。この状態で、ロックピン２３０は施錠位置にある。

図３及び図４は、実施の形態のドア開閉装置１００を含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。図３（Ａ）に示す状態は、図２（Ａ）に示す状態と同一である。ここでは、図３（Ａ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に開かれて（全開の状態で）、施錠装置５０が解錠されている状態から、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが徐々に閉じられて行くときの動作について説明する。

図３（Ａ）に示すドア８０Ａ、８０Ｂが全開の状態から、モータ３０がドア８０Ａ、８０Ｂを閉じる方向に回転されてドア８０Ａ、８０Ｂが徐々に閉じられて行くと、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）の状態を経て、図４（Ｂ）に示すようにドア８０Ａ、８０Ｂが閉じられる。

図３（Ｂ）及び図４（Ａ）の状態では、ＤＣＳ６０及びＤＬＳ７０は、ともにオフである。図４（Ｂ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に閉じられると、当接部２１２ＡがＤＣＳ６０の可動接点６２に当接し、可動接点６２が押圧されてＤＣＳ６０がオンになる。ただし、図４（Ｂ）の状態では、施錠装置５０は解錠された状態であり、ＤＬＳ７０はオフである。

ドア制御装置１００Ａは、ＤＣＳ６０がオンになると、施錠制御部１５０が施錠指令を施錠駆動部１６０に出力し、施錠装置５０を施錠することとしている。その後、速度指令をゼロに設定してモータ３０を駆動しない状態になる。速度指令が出力されるのは、施錠指令が施錠駆動部１６０に出力されて施錠装置５０が施錠された後のタイミングである。

施錠駆動部１６０によって施錠装置５０が施錠されると、ピン５１が筐体５０Ａの内部に引き込まれ、ロックピン２３０が低下し、ＤＬＳ７０の可動接点７２が押圧され、図４（Ｃ）に示すように、ＤＬＳ７０がオンになる。

ここで、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物（例えば、利用者の鞄又は傘等の手回り品）が挟まったまま、ロックホール２２３Ａにピン部２３１の下端が挿入された場合の動作について説明する。利用者による異物を引きぬく行為又はドア８０Ａ、８０Ｂを開けようとする行為により、ばね２２４は所定長さＬだけ縮むことができる。ばね２２４の弾性力は、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物が挟まっても、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができる程度の弾性力に設定されている。

従って、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物（例えば、利用者の鞄又は傘等の手回り品）が挟まったまま、ロックホール２２３Ａにピン部２３１の下端が挿入されても、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができる。

ドア開閉装置１００は、ドア８０Ｂに取り付けられる下ラック２２０のラック部２２１と係合部材２２３との間にばね２２４を設けることにより、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物が挟まっても、ドア８０Ｂが所定長さＬだけ開く方向に移動可能にしている。

これは、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物を挟んでも、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができるようにするためである。

従って、引き抜き性の良好なドア開閉装置１００を提供することができる。

また、施錠装置５０を施錠した状態で異物を引き抜くことができるため、施錠装置５０を解錠してドア８０Ａ、８０Ｂを再度開く動作を行う頻度を減らすことができ、ラッシュ時等において車両１を早期に出発させることができ、ダイヤの遅れを抑制することができる。

このため、実施の形態のドア開閉装置１００は、良好な引き抜き性の実現と、素早い動作とを両立することができる。

なお、以上では、両開き式の引き戸であるドア８０Ａ、８０Ｂの開閉制御を行う形態について説明したが、ドア８０Ａ、８０Ｂの代わりに１枚の引き戸の開閉制御を行ってもよい。

また、図５及び図６に示すように、図２乃至図４に示す施錠装置５０の代わりに、施錠装置５０Ｍ１及び施錠装置５０Ｍ２を設けたドア開閉装置１００Ｍのように変形してもよい。

図５及び図６は、実施の形態の変形例のドア開閉装置１００Ｍを含む車両１のドア８０Ａ、８０Ｂ及び周辺の構成と動作を示す図である。ドア開閉装置１００Ｍは、図２乃至図４に示すドア開閉装置１００のロックピン２３０の代わりにロックピン２３０Ｍを含み、施錠装置５０の代わりに、施錠装置５０Ｍ１及び施錠装置５０Ｍ２を設けた構成を有する。施錠装置５０Ｍ１は、図２乃至図４に示す施錠装置５０と同じ位置に配置されているが、自己保持型ではない点が異なる。施錠装置５０Ｍ２は、自己保持型であり、双方向自己保持型ソレノイド装置によって実現される。

まず、図５（Ａ）を用いて、ドア開閉装置１００Ｍの構成について説明する。ドア開閉装置１００Ｍの構成要素のうち、ドア開閉装置１００の構成要素と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

ロックピン２３０Ｍは、ピン部２３１、延在部２３２、及びばね２３３を有する。すなわち、ロックピン２３０Ｍは、図２乃至図４に示すロックピン２３０にばね２３３を追加した構成を有する。ばね２３３は、第２ばねの一例である。

ばね２３３は、延在部２３２の上面と、壁部１Ｂとの間に設けられており、図５（Ａ）に示すように施錠装置５０Ｍ１が解錠されてロックピン２３０Ｍが解錠位置にある状態で、自然長よりも収縮している。また、ばね２３３は、ロックピン２３０Ｍが施錠位置にある状態では、自然長であるか、又は、自然長よりも収縮している。なお、壁部１Ｂは、車両１のドア８０Ａ、８０Ｂの上部にある構造物であり、例えば、車体の一部である。

施錠装置５０Ｍ２は、ロックピン２３０Ｍの延在部２３２の右端のそばに設けられているアクチュエータである。施錠装置５０Ｍ２は、図２乃至図４に示すドア開閉装置１００の施錠装置５０と同様の構成を有し、ピン５１Ｍ２を延出する動作と引き込む動作とを行うことができる。施錠装置５０Ｍ２は、車両１のドア８０Ａ、８０Ｂの上部に配置され、車体に固定されている。

施錠装置５０Ｍ２は、施錠装置５０Ｍ１と協働して、次のように動作する。なお、ドア開閉装置１００Ｍの施錠装置５０Ｍ１は、施錠装置５０Ｍ２と協働するため、図２乃至図４に示すドア開閉装置１００の施錠装置５０とは動作が少し異なる。

ここでは、施錠装置５０Ｍ１と施錠装置５０Ｍ２とがドア８０Ａ、８０Ｂの施錠及び解錠を行う１つの施錠装置として機能し、施錠装置５０Ｍ１が第１施錠部の一例であり、施錠装置５０Ｍ２が第２施錠部の一例である。また、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が第１ピンの一例であり、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が第２ピンの一例である。

施錠装置５０Ｍ１がピン５１Ｍ１を延出させた位置は、第１延出位置の一例であり、引き込んだ位置は、第１引き込み位置の一例である。施錠装置５０Ｍ２がピン５１Ｍ２を延出させた位置は、第２延出位置の一例であり、引き込んだ位置は、第２引き込み位置の一例である。

施錠制御部１５０が解錠指令を出力すると、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が第１引き込み位置から第１延出位置に移動することによってロックピン２３０Ｍを施錠位置から解錠位置に持ち上げた後に、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が第２引き込み位置から第２延出位置に移動することによって、ピン５１Ｍ２がロックピン２３０Ｍを解錠位置において横方向から保持する。ロックピン２３０Ｍが解錠位置に持ち上げられると、ばね２３３は収縮される。

また、ピン５１Ｍ２が第２延出位置でロックピン２３０Ｍを解錠位置で保持すると、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が第１延出位置から第１引き込み位置に移動する。

次に、図５（Ａ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に開かれて（全開の状態で）、施錠装置５０Ｍ１が解錠されている状態から、図５（Ｂ）及び図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが徐々に閉じられて行くときの動作について説明する。

まず、図５（Ａ）に示す状態は、図２（Ａ）に示す状態に対応し、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１がロックピン２３０Ｍを解錠位置に押し上げた状態である。このとき、施錠装置５０Ｍ２は、ピン５１Ｍ２を引き込んでおり、ばね２３３は収縮した状態である。また、ドア８０Ａ、８０Ｂは全開の状態である。

この状態から、閉スイッチ２１Ｂが操作されると、ドア開閉操作部２０がＬレベルに立ち下がる戸開指令を車両制御部１０に出力する。車両制御部１０は、Ｌレベルに立ち下がる戸開指令をドア制御装置１００Ａに出力する。

Ｌレベルに立ち下がる戸開指令を受けたドア制御装置１００Ａは、図５（Ａ）に示すドア８０Ａ、８０Ｂが全開の状態から、ドア８０Ａ、８０Ｂを閉じる方向にモータ３０を回転する。これにより、ドア８０Ａ、８０Ｂが徐々に閉じられて図５（Ｂ）の状態になると、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が延出して延在部２３２の右端を保持してから、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が引き込まれる。ロックピン２３０Ｍは、施錠装置５０Ｍ２によって解錠位置に保持される。

なお、図５（Ｂ）の状態では、ＤＣＳ６０及びＤＬＳ７０は、ともにオフである。

そして、図５（Ｂ）の状態よりもさらにドア８０Ａ、８０Ｂが閉じられると、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に閉まる前の状態では、図６（Ａ）に示すように、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が延出して延在部２３２の右端を保持するとともに、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が引き込まれた状態に保持される。図６（Ａ）の状態では、ＤＣＳ６０及びＤＬＳ７０は、ともにオフである。

図６（Ｂ）に示すように、ドア８０Ａ、８０Ｂが完全に閉じられると、当接部２１２ＡがＤＣＳ６０の可動接点６２に当接し、可動接点６２が押圧されてＤＣＳ６０がオンになる。ただし、図６（Ｂ）の状態では、ロックピン２３０Ｍは、施錠装置５０Ｍ２によって解錠位置に保持された状態であり、ＤＬＳ７０はオフである。また、ばね２３３は収縮した状態である。

ドア制御装置１００Ａは、ＤＣＳ６０がオンになると、施錠制御部１５０が施錠指令を施錠駆動部１６０に出力し、その後、モータ制御部１１から出力される速度指令をゼロに設定してモータ３０を駆動しない状態とする。速度指令が出力されるのは、施錠指令が施錠駆動部１６０に出力されて施錠装置５０Ｍ１が施錠された後のタイミングである。

施錠駆動部１６０によって施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が引き込まれると、ばね２３３の復元力によってロックピン２３０Ｍが施錠位置に低下し、ＤＬＳ７０の可動接点７２が押圧され、図６（Ｃ）に示すように、ＤＬＳ７０がオンになる。

図２乃至図４に示すドア開閉装置１００と同様に、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物（例えば、利用者の鞄又は傘等の手回り品）が挟まったまま、ロックホール２２３Ａにピン部２３１の下端が挿入された場合の動作について説明する。利用者が異物を引き抜く行為、又は、ドア８０Ａ、８０Ｂを開けようとする行為が行われると、ばね２２４は所定長さＬだけ縮むことができる。また、ばね２２４の弾性力は、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物が挟まっても、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができる程度の弾性力に設定されている。

従って、ドア８０Ａ、８０Ｂが閉じる際に、戸先ゴム８１Ａ、８１Ｂの間に異物（例えば、利用者の鞄又は傘等の手回り品）を挟んでも、利用者が異物を比較的容易に引き抜くことができる。

また、施錠装置５０Ｍ１を施錠した状態で異物を引き抜くことができるため、ドア８０Ａ、８０Ｂを再度開く動作を行う頻度を減らすことができ、ラッシュ時等において車両１を早期に出発させることができ、ダイヤの遅れを抑制することができる。

このため、実施の形態のドア開閉装置１００Ｍは、良好な引き抜き性の実現と、素早い動作とを両立することができる。

また、ドア開閉装置１００Ｍでは、ロックピン２３０Ｍの自重ではなく、ばね２３３の復元力を利用して、ロックピン２３０Ｍを施錠位置に移動させることができる。

また、ロックピン２３０Ｍを施錠位置から解錠位置に持ち上げると、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が第２引き込み位置から第２延出位置に移動することによってロックピン２３０Ｍを解錠位置において横方向から保持し、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１は第１延出位置から第１引き込み位置に移動する。施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が横方向からロックピン２３０Ｍを解錠位置に保持するために、ロックピン２３０Ｍを保持するために電力等のエネルギーは必要ではない。自己保持型の施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が第２延出位置に移動した状態だからである。

このため、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１を延出させ続けることなく、横方向から延出する施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２でロックピン２３０Ｍを解錠位置に保持できるので、施錠装置５０Ｍ１及び５０Ｍが電力を消費することなく、ロックピン２３０Ｍを解錠位置に保持することができる。

図５及び図６に示した実施の形態では、閉スイッチ２１Ｂが操作されて、図５（Ａ）に示すドア８０Ａ、８０Ｂが全開の状態から徐々に閉じられて図５（Ｂ）に示す状態に至る過程で、施錠装置５０Ｍ２のピン５１Ｍ２が延出して延在部２３２の右端がピン５１Ｍ２で保持され、施錠装置５０Ｍ１のピン５１Ｍ１が引き込まれるとともに、ロックピン２３０Ｍが、施錠装置５０Ｍ２によって解錠位置に保持されるという一連の動作を説明した。しかし、この動作が行われるのは、閉スイッチ２１Ｂが操作された場合に限られない。施錠装置５０Ｍ１、５０Ｍ２の動作とロックピン２３０Ｍが解錠位置に保持される動作は、図６（Ａ）に示す状態より前に実施されていればよく、開スイッチ２１Ａが操作されて、ドア開閉操作部２０がＨレベルに立ち上がる戸開指令を車両制御部１０に出力した際などに実施してもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態のドア開閉装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１車両
１０車両制御部
２０ドア開閉操作部
３０モータ
３１エンコーダ
３２Ａ、３２Ｂ電流センサ
４０インバータ
５０施錠装置
６０ＤＣＳ
７０ＤＬＳ
１００、１００Ｍドア開閉装置
１００Ａドア制御装置
１１０モータ制御部
１２０モータ駆動部
１３０電流検出部
１４０ドア状態検出部
１５０施錠制御部
１６０施錠駆動部

Claims

ドアに取り付けられ、電動機によって駆動されて開位置と閉位置との間で移動することによって前記ドアを開閉する開閉バーと、
前記ドアの閉状態を検出するドア閉状態検出部と、
前記ドアの施錠及び解錠を行う施錠装置と、
前記施錠装置によって施錠位置又は解錠位置に移動されるロックピンと、
前記開閉バーに取り付けられ、前記ドア閉状態検出部によって前記閉状態が検出された状態で、前記施錠位置にある前記ロックピンが係合する係合部を有する係合部材と、
前記開閉バーと前記係合部材との間に設けられる第１ばねと、
前記電動機によって前記開閉バーが前記閉位置に移動され、前記ドア閉状態検出部によって前記閉状態が検出された状態で、前記施錠装置に前記ドアを施錠させる施錠指令を出力する施錠制御部と
を含む、ドア開閉装置。
前記第１ばねの弾性力は、前記ドアに挟まった異物を利用者が引き抜ける程度の弾性力である、請求項１記載のドア開閉装置。
前記第１ばねは、前記ドアに挟まった異物を利用者が引き抜ける程度に収縮可能なばねである、請求項１又は２記載のドア開閉装置。
前記ロックピンが前記解錠位置にあるときに収縮し、復元力で前記ロックピンを前記施錠位置に移動させる第２ばねをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載のドア開閉装置。
前記施錠装置は、
第１延出位置又は第１引き込み位置に移動する第１ピンを有し、前記第１ピンが前記第１引き込み位置から前記第１延出位置に移動することによって前記ロックピンを前記施錠位置から前記解錠位置に持ち上げる第１施錠部と、
第２延出位置又は第２引き込み位置に移動する第２ピンを有し、前記第２ピンが前記第２引き込み位置から前記第２延出位置に移動することによって前記ロックピンを前記解錠位置において横方向から保持する第２施錠部と
を有し、
前記施錠制御部から解錠指令が出力されると、前記第１施錠部の前記第１ピンが前記第１引き込み位置から前記第１延出位置に移動することによって前記ロックピンを前記施錠位置から前記解錠位置に持ち上げた後に、前記第２施錠部の前記第２ピンが前記第２引き込み位置から前記第２延出位置に移動することによって前記ロックピンを前記解錠位置において横方向から保持し、
前記第２ピンが前記第２延出位置で前記ロックピンを前記解錠位置で保持すると、前記第１施錠部の前記第１ピンが前記第１延出位置から前記第１引き込み位置に移動する、請求項４記載のドア開閉装置。