JP6742117B2 - ホームドア装置 - Google Patents

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この発明は、鉄道駅のプラットホームに設置されるホームドア装置に関するものである。
ホームドア装置は、鉄道駅のプラットホームにおいて、プラットホームに停車する鉄道車両の乗降口と対向するように設置される、一種の自動ドア装置である。一般に、ホームドア装置は、プラットホームに固定された戸袋と、戸袋に設けられたレール上を移動して 、戸袋に対して進退する扉体を備えている。
例えば、特許文献1には、戸袋の内部に、下側レールと上側レールが設けられたホームドア装置が開示されている。このホームドア装置の扉体の戸尻側の端部には下側レールに接触する車輪を有する下側ガイドローラと、上側レールに接触する車輪を有する上側ガイドローラが設けられている。そして、戸袋の開口側の先端下側には扉体に接する車輪を有した補助ローラが設けられている。
特開2012−140046号公報
特許文献1に記載のホームドア装置の扉体は、閉扉時において、戸袋に片持ち支持される。そのため、扉体に作用する重力によって、扉体の戸先を下げる回転モーメントが補助ローラ又は下側ガイドローラ回りに生じる。そして、この回転モーメントは、上側ガイドローラが上側レールから受ける下向きの反力によって生じて、扉体の戸先を上げる補助ローラ又は下側ガイドローラ回りの回転モーメントとバランスする。そのために、特許文献1に記載のホームドア装置は、上側ガイドローラを扉体の戸尻側に張り出させている。つまり、上側ガイドローラに作用する反力の作用線と補助ローラ又は下側ガイドローラの回転中心を離隔させて、戸先を上げる回転モーメントを生じさせる回転中心からの長さを確保している。
このように、戸先を上げる回転モーメントを生じさせる回転中心からの長さを確保するために、特許文献1に記載のホームドア装置は、上側ガイドローラを扉体の戸尻側に張り出させている。加えて、このホームドア装置は、下側ガイドローラを扉体の戸尻側に張り出させている。そのため、上側ガイドローラと下側ガイドローラを収容する余積を戸袋に備える必要がある。つまり、上側ガイドローラと下側ガイドローラを含めた扉体の全体が戸袋に収納されるように、戸袋の幅を拡げる必要がある。一方、ホームドア装置の幅は鉄道車両の乗降口の配列の間隔によって制約される。そのため、戸袋の幅を拡げると、扉体の動作ストロークが制限される場合がある。その結果、特許文献1に記載のホームドア装置には、開扉時に形成される通路の幅が小さくなる、あるいは通路の幅を大きくできないという問題がある。
もっとも、上側ガイドローラと下側ガイドローラの戸尻側への張り出し長さを短縮すれば、戸袋の幅を小さくすることはできる。しかしながら、上側ガイドローラの戸尻側の張り出し長さを短縮すると、戸先を持ち上げる回転モーメントを生じさせる戸尻側の張り出しが短くなる。一方、重力によって戸先を引き下げる回転モーメントの大きさは変わらないので、上側ガイドローラに作用する反力は大きくなる。このように、上側ガイドローラの戸尻側への張り出し長さを短縮すると、上側ガイドローラに加わる荷重が大きくなる。荷重が大きくなると、上側ガイドローラの摩損が大きくなるので好ましくない。
この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、開扉時に形成される通路の幅を大きくできるとともに、上側ガイドローラに加わる荷重を小さくできるホームドア装置を提供することを目的とする。
この発明に係るホームドア装置は、戸袋と、戸袋に進退自在に取り付けられた扉体と、戸袋の内部に上下に間隔を空けて、互いに平行又は小さく傾斜を設けた状態で取り付けられた下側レール及び上側レールと、扉体に軸支されるとともに、下側レールに上方から接触して転動する下部転輪と、下側レールの戸先側の端部よりも更に戸先側に寄った位置において、戸袋に軸支されるとともに、扉体の下辺に接触して、扉体を下方から支持する補助転輪と、扉体の進退方向に進退自在に、扉体に支持されるとともに、扉体が全開位置から全閉位置に移動する過程で、その戸先側の端部が戸袋のいずれかの部位に当接し、扉体が全閉位置にある時には、その戸尻側の端部が扉体の戸尻側の端部から更に戸尻側に突出した位置にあり、扉体が全閉位置から全開位置に移動する過程で、その戸尻側の端部が戸袋のいずれかの部位に当接し、扉体が全開位置にある時には、扉体が全閉位置にある時に比べて、扉体に対して戸先側にシフトした位置にある支持腕と、支持腕に軸支されるとともに、上側レールに下方から接触して転動する上部転輪と、を備えるものである。
この発明に係るホームドア装置においては、扉体が全閉位置から全開位置に移動する際に、支持腕が扉体に対して戸先方向にスライドするので、扉体から戸尻側に張り出した支持腕を収容する空間を戸袋内に備える必要がない。そのため、戸袋の幅を小さくして、扉体の動作ストロークを大きくすることができる。その結果、開扉時に形成される通路の幅を大きくできる。
また、扉体が全開位置から全閉位置に移動する際に、支持腕は扉体に対して戸尻方向にスライドして、扉体の戸尻側に突出する。そのため、上部転輪に作用する反力の作用線と扉体の回転中心との間の距離が拡がる。その結果、回転モーメントのつり合いの関係から上部転輪に加わる荷重は小さくなり、上部転輪の摩耗が抑制される。
この発明の実施の形態に係るホームドア装置の構造を示す構造図であって、図1(a)は全開状態にあるホームドア装置の側断面図であり、図1(b)はホームドア装置を図1(a)のA−A’線で切断した部分断面図であり、図1(c)はホームドア装置を図1(a)のB−B’線で切断した部分断面図であり、図1(d)はホームドア装置を図1(a)のC−C’線で切断した部分断面図である。 全閉扉状態にある図1に記載のホームドア装置の側断面図である。 図1に記載のホームドア装置が備える支持腕周りの構造を示す構造図であって、図3(a)は側面図であり、図3(b)は支持腕を図3(a)のD−D’線で切断した断面図であり、図3(c)は支持腕を図3(a)のE−E’線で切断した断面図であり、図3(d)は支持腕が+X方向に移動した状態を示す側面図である。 変形例に係るホームドア装置が備える支持腕周りの構造を示す構造図であって、図4(a)は側面図であり、図4(b)は支持腕を図4(a)のF−F’線で切断した断面図であり、図4(c)は支持腕を図4(a)のG−G’線で切断した断面図である。
以下、本発明の実施形態に係るホームドア装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。
図1(a)と図2はこの発明の実施の形態に係るホームドア装置1の側断面図である。図1(a)と図2に示すように、ホームドア装置1は、駅のプラットホームの床面2に固定される戸袋3と、戸袋3に進退自在に取り付けられた扉体4を備えている。なお、図1(a)は扉体4が戸袋3の内部に完全に引き込まれた状態、つまり全開状態にあるホームドア装置1を図示している。また、図2は扉体4が戸袋3の外部に完全に引き出された状態、つまり全閉状態にあるホームドア装置1を図示している。
なお、本明細書では、図1(a)と図2に示すように、水平方向にX軸を、鉛直方向にY軸を設定して、適宜、この座標軸を引用して説明する。また、「扉体4が戸袋3の外部に引き出される。」とは、扉体4が−X方向(図において左方向)に移送されることを言う。「扉体4が戸袋3の内部に引き込まれる。」とは、扉体4が+X方向(図において右方向)に移送されることを言う。また、「戸先方向」及び「戸尻方向」は、それぞれ−X方向と+X方向を指す。
戸袋3は、扉体4を収容する筐体であって、床面2に直接固定された下部フレーム31,32を備えている。下部フレーム31,32はX軸方向に間隔を空けて配置されていて、下部フレーム31には戸口側支柱33が立設され、下部フレーム32には戸尻側支柱34が立設されている。戸口側支柱33の頂部と戸尻側支柱34の頂部の間には、上部フレーム35が架け渡されて、その両端が戸口側支柱33の頂部と戸尻側支柱34に固定されている。このように、下部フレーム31,32、戸口側支柱33、戸尻側支柱34及び上部フレーム35は、全体として門形の枠体を構成している。そして、該枠体の側面には、戸袋パネル36が貼られている。なお、図1(b)〜(d)に示すように、戸袋パネル36は、該枠体の反対側の側面(図1(a)と図2において紙面の表側)にも貼られている。つまり、該枠体には2枚の戸袋パネル36が「太鼓貼り」されている。
図1(a)に示すように、戸口側支柱33は、開口37が形成されていて、扉体4は開口37を通って、戸袋3の外に引き出される。戸袋3の内部には、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bが取り付けられている。戸先側当接部材38aは、戸口側支柱33に取り付けられていて、+X方向に突出している。戸尻側当接部材38bは、戸尻側支柱34に取り付けられていて、−X方向に突出している。なお、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bの作用については後述する。
戸袋3の下側には、下敷板39が配置されている。下敷板39は、下部フレーム31と下部フレーム32の間に架け渡された長板部材であって、その両端は下部フレーム31と下部フレーム32にそれぞれ固定されている。そして、下敷板39の上には下側レール5が固定されている。下側レール5は、扉体4を戸袋3に対してX軸方向に進退自在に支持する案内レールである。
また、扉体4の下部には下部転輪42が軸支されている。図1(b)に示すように、下部転輪42は、回転軸R1回りに回転自在に扉体4に軸支され、上方から下側レール5に接触して、下側レール5上をX軸(±X)方向に転動する。
図1(a)と図2に示すように、下側レール5の戸先側、つまり戸口側支柱33に近い側には、補助支点6が配置されている。補助支点6は下部フレーム31に固定された支持台61と、支持台61に軸支された補助転輪62を備えている。図1(c)に示すように、補助転輪62は、回転軸R2回りに回転自在に支持台61に軸支されて、扉体4の下面に当接する。
上部フレーム35の下面には、上側レール7が固定されている。上側レール7も、扉体4を戸袋3に対してX軸方向に進退自在に支持する案内レールである。要するに、上側レール7は戸袋3の内部の上側に取り付けられた案内レールであり、下側レール5は戸袋3の内部の下側に取り付けられた案内レールである。上側レール7は、下側レール5に対して平行又は戸口側を小さく下(−Y軸方向)に傾けた状態で取り付けられている。
また、扉体4には、X軸方向に延びる中間レール41が固定されている。そして、中間レール41には、支持腕8が摺動自在に取り付けられている。このように、支持腕8を中間レール41を介して扉体4に取り付けているので、支持腕8は扉体4の進退方向(X軸方向)に進退できる。また、支持腕8は、戸尻側の端部に上部転輪81を備えている。この上部転輪81は、図1(d)に示すように、回転軸R3回りに回転自在に支持腕8に軸支され、下方から上側レール7に接触してX軸(±X)方向に転動することが可能である。
また、図1(a)と図2に示すように、ホームドア装置1は駆動機構9を備えている。駆動機構9は、駆動プーリ91、従動プーリ92及びタイミングベルト93を備えている。駆動プーリ91と従動プーリ92は、X軸方向に間隔を空けて配置され、それぞれ戸袋3に軸支されている。タイミングベルト93は駆動プーリ91と従動プーリ92との間に掛け渡された無限ベルトである。このタイミングベルト93は、ベルトクランプ94を介して、扉体4に連結されている。
駆動プーリ91は図示しない駆動モータによって回転駆動され、駆動プーリ91が回転すると、タイミングベルト93は駆動プーリ91と従動プーリ92の間を周回する。タイミングベルト93が駆動プーリ91と従動プーリ92の間で周回すると、ベルトクランプ94は駆動プーリ91と従動プーリ92の間で進退する。例えば、図1(a)に示すように、駆動プーリ91を反時計回り、つまり矢印CCW方向に回転させると、タイミングベルト93は反時計回りに周回し、ベルトクランプ94は矢印FWDで示す方向、つまり−X方向に移動する。その結果、扉体4は−X方向に移動し、戸袋3の外に引き出される。また、図2において駆動プーリ91を時計回り、つまり矢印CW方向に回転させると、タイミングベルト93は時計回りに周回し、ベルトクランプ94は矢印BWDで示す方向、つまり+X方向に移動する。その結果、扉体4は+X方向に移動し、戸袋3の中に引き込まれる。このように、扉体4は駆動機構9によって駆動され、戸袋3に対してX軸方向に進退する。
ここで、図3(a)〜(d)を参照して、支持腕8周りの詳細な構成を説明する。図3(a)に示すように、支持腕8は直動ブロック82,83を備える。直動ブロック82,83は、X軸方向に摺動自在に中間レール41に係合されている。中間レール41は、機械加工により加工された金属部品であって、図3(b)及び図3(c)に示すように、X軸に直交する平面で切断した断面において上下対称に凹部が形成されている。直動ブロック82,83も、機械加工により加工された金属部品であって、中間レール41が備える凹部と摺動自在に係合する凸部が形成されている。そのため、直動ブロック82,83は中間レール41に対してX軸方向の移動自由度を有している。また、前記凸部が中間レール41に対して「抜け止め」として作用するので、直動ブロック82,83のX軸方向移動以外の移動と回転は拘束される。なお、直動ブロック82,83と中間レール41の間には図示しないグリースが充填され、直動ブロック82,83と中間レール41の接触面を潤滑している。また、中間レール41の左右端には、ストッパー43が取り付けられていて、直動ブロック82,83が中間レール41の端部を超えて、X軸方向に移動することを防いでいる。
このように構成されているので、支持腕8は扉体4に対してX軸方向に自在に進退することができる。つまり、支持腕8を、図3(a)に示す位置と図3(b)に示す位置の間で自在に移動させることができる。そして、この支持腕8の扉体4に対する進退は、扉体4の戸袋3に対する進退に伴ってなされる。扉体4を+X方向に移動させて、ホームドア装置1を開扉状態にすると、図1(a)に示すように、支持腕8は戸尻側当接部材38bに当接する。その結果、支持腕8は、戸尻側当接部材38bに押し返されて、戸先側(−X方向)に移動する。つまり、支持腕8は図3(a)に示す位置に移動する。
さて、仮に、従来技術の例のように、支持腕8が扉体4に固定されていたとすれば、支持腕8は図1(a)において一点鎖線で示される場所に位置するので、これを戸袋3の中に収容する必要がある。そのために、戸袋3の幅を+X方向に拡げる必要がある。一方、ホームドア装置1では、扉体4が全閉位置から全開位置に移動する過程で、支持腕8の戸尻側の端部は戸尻側当接部材38bに当接し、支持腕8はそこで停止する。その結果、図1(a)に示すように、全開状態において、支持腕8は扉体4に対して相対的に戸先側(−X方向)にシフトした位置に置かれる。更に具体的に言えば、扉体4が全閉位置にある場合に、支持腕8の戸尻側の端部は、扉体4の戸尻側の端部よりも、戸先側に寄った位置にある。そのため、戸袋3の幅を+X方向に拡げる必要がない。このように、ホームドア装置1は、支持腕8を扉体4に対して進退自在に取り付けているので、戸袋3の幅を小さくすることができる。
逆に、扉体4を−X方向に移動させる過程においては、つまり、扉体4を全開位置から全閉位置に移動させる過程においては、支持腕8の戸先側の端部は戸先側当接部材38aに当接し、支持腕8はそこで停止する。そのため、支持腕8は扉体4に対して相対的に戸尻側(+X方向)に移動する。その結果、ホームドア装置1が全閉状態にある場合、図2に示すように、支持腕8は扉体4の戸尻側に突出し、補助転輪62又は下部転輪42と上部転輪81のX軸方向の間隔Lが拡がる。
さて、ホームドア装置1が全閉状態にある時、扉体4の重心Gに加わる重力Wによって、補助転輪62又は下部転輪42の回りに、扉体4の戸先を下げる回転モーメントが生じる。そして、従来技術の課題において説明したように、この戸先下げ回転モーメントは、上部転輪81が上側レール7から受ける下向き(−Y方向)の反力Fによって補助転輪62又は下部転輪42の回りに生じる戸先上げ回転モーメントとバランスする。そして、戸先上げ回転モーメントは反力Fと間隔Lの積(F×L)であるので、間隔Lを大きくすると反力Fは小さくなる。また、前述したように、ホームドア装置1は、支持腕8を扉体4に対して進退自在に取り付けて、全閉状態において、間隔Lが大きくなるようにしている。そのため、ホームドア装置1は、全閉状態において上部転輪81に作用する反力Fが小さくなる。つまり、上部転輪81に加わる荷重が小さくなる。
このように、このホームドア装置1が全閉状態にある場合は、支持腕8が扉体4の戸尻側に張り出すので、上部転輪81に作用する反力Fの作用線と補助転輪62又は下部転輪42との間の間隔が大きくなる。その結果、上部転輪81に作用する反力Fが小さくなる。つまり、上部転輪81が受ける荷重が小さくなる。
以上説明したように、上記実施形態によれば、開扉時において、支持腕8は扉体4に対して相対的に戸先側(−X方向)にシフトした位置に置かれる。そのため、戸袋3の幅を抑えるとともに、扉体4の動作ストロークを大きくすることができる。その結果、ホームドア装置1全体の幅に比べて、開扉時に形成される通路の幅を大きくすることができる。また、閉扉時において、支持腕8は扉体4の戸尻側に突出するので、上部転輪81に下向き(−Y方向)に作用する反力の作用線と補助転輪62又は下部転輪42の回転中心との間の間隔Lが拡がる。つまり、扉体4の戸先を上げる方向に作用する回転モーメントを生じさせる回転中心からの距離が長くなる。そのため、上部転輪81に作用する反力、つまり上部転輪81に加わる荷重を小さくすることができる。その結果、上部転輪81の摩耗が抑制される。
なお、上記実施形態は、本発明の具体的な実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲は、上記実施形態によっては限定されない。本発明は、特許請求の範囲に示された技術的思想の限りにおいて、自由に、変形または改良して実施することができる。
例えば、上記実施形態においては、中間レール41を扉体4に固定し、直動ブロック82,83を支持腕8に固定した例を示したが、支持腕8を扉体4に対してX軸方向に進退自在に支持する機構は、これには限定されない。例えば、図4(a)〜(c)に示すように、中間レール41を支持腕8に固定し、直動ブロック82,83を扉体4に固定するようにしても良い。
また、上記実施形態において、中間レールの具体例として中間レール41を、摺動部材の具体例として直動ブロック82,83をそれぞれ例示した。また、中間レール41と直動ブロック82,83の具体的な形態については図1,2,4に図示した。しかしながら、中間レールと摺動部材は、中間レール41と直動ブロック82,83の具体的な形態によっては限定されない。例えば、中間レールは金属塊から機械加工によって切り出されたものには限定されない。金属板を曲げ加工して、中間レールを構成しても良い。複数の部材を組み合わせて中間レールを構成しても良い。また、中間レールの断面形状は任意に選択することができる。また、摺動部材の断面形状も任意に選択することができる。また、中間レールと摺動部材の間にローラやボールを配置して両者の間の摩擦が低減されるようにしても良い。
また、上記実施形態において、戸袋3の内部に戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bを備える例を示したが、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bは、戸袋3の構成部品であって、戸袋3に包含される。また、本発明の技術的範囲を解釈する際において、「支持腕の端部が戸袋に当接する」には、「支持腕の端部が戸袋に付属する部品であって、戸袋に固定された部品に当接する」場合が含まれる。また、本発明において、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bは任意の構成要素である。したがって、本発明の実施に当たっては、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bのいずれか一方又は両方が省かれても良い。例えば、扉体4が全閉位置にある時に、支持腕8の戸先側の端部が戸口側支柱33に直接接触するようにしても良い。あるいは、扉体4が全開位置にある時に、支持腕8の戸尻側の端部が戸尻側支柱34に直接接触するようにしても良い。
また、上記実施形態においては、戸先側当接部材38aが戸口側支柱33に、戸尻側当接部材38bが戸尻側支柱34に、それぞれ固定される例を示したが、戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bが固定される部材は、これらには限定されない。例えば、上部フレーム35に戸先側当接部材38aと戸尻側当接部材38bが固定されるようにしても良い。
また、上記実施形態においては、駆動機構9の具体例として、ベルトプーリー機構を例示した。しかしながら、本発明に係るホームドア装置はベルトプーリー機構を介して駆動されるものには限定されない。駆動機構9は送りねじを利用するものであっても良いし、リニアモータで直接駆動されるものであっても良い。あるいは、油圧シリンダや空気圧シリンダで駆動されるものであっても良い。
1 ホームドア装置、2 床面、3 戸袋、4 扉体、5 下側レール、6 補助支点、7 上側レール、8 支持腕、9 駆動機構、31,32 下部フレーム、33 戸口側支柱、34 戸尻側支柱、35 上部フレーム、36 戸袋パネル、37 開口、38a 戸先側当接部材、38b 戸尻側当接部材、39 下敷板、41 中間レール、42 下部転輪、43 ストッパー、61 支持台、62 補助転輪、81 上部転輪、82,83 直動ブロック、91 駆動プーリ、92 従動プーリ、93 タイミングベルト、94 ベルトクランプ


Claims (6)

  1. 戸袋と、
    前記戸袋に進退自在に取り付けられた扉体と、
    前記戸袋の内部に上下に間隔を空けて、互いに平行又は小さく傾斜を設けた状態で取り付けられた下側レール及び上側レールと、
    前記扉体に軸支されるとともに、前記下側レールに上方から接触して転動する下部転輪と、
    前記下側レールの戸先側の端部よりも更に戸先側に寄った位置において、前記戸袋に軸支されるとともに、前記扉体の下辺に接触して、前記扉体を下方から支持する補助転輪と、
    前記扉体の進退方向に進退自在に、前記扉体に支持されるとともに、前記扉体が全開位置から全閉位置に移動する過程で、その戸先側の端部が前記戸袋のいずれかの部位に当接し、前記扉体が全閉位置にある時には、その戸尻側の端部が前記扉体の戸尻側の端部から更に戸尻側に突出した位置にあり、前記扉体が全閉位置から全開位置に移動する過程で、その戸尻側の端部が前記戸袋のいずれかの部位に当接し、前記扉体が全開位置にある時には、前記扉体が全閉位置にある時に比べて、前記扉体に対して戸先側にシフトした位置にある支持腕と、
    前記支持腕に軸支されるとともに、前記上側レールに下方から接触して転動する上部転輪と、
    を備えるホームドア装置。
  2. 記扉体が全開位置から全閉位置に移動する過程で、前記支持腕の戸先側の端部当接する前記戸袋の前記部位は、前記戸袋の内部に固定された戸先側当接部材である、
    請求項1に記載のホームドア装置。
  3. 記扉体が全閉位置から全開位置に移動する過程で、前記支持腕の戸尻側の端部当接する前記戸袋の前記部位は、前記戸袋の内部に固定された戸尻側当接部材である、
    請求項1又は請求項2に記載のホームドア装置。
  4. 前記支持腕は、中間レールと前記中間レールに摺動自在に取り付けられた、摺動部材を介して、前記扉体に取り付けられている
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のホームドア装置。
  5. 前記中間レールは前記扉体に固定され、
    前記摺動部材は前記支持腕に固定されている
    請求項4に記載のホームドア装置。
  6. 前記中間レールは前記支持腕に固定され、
    前記摺動部材は前記扉体に固定されている
    請求項4に記載のホームドア装置。
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