JP6889807B2

JP6889807B2 - 内引きドア駆動装置

Info

Publication number: JP6889807B2
Application number: JP2020516864A
Authority: JP
Inventors: 翔史; 云成位; 賢民王; 松南徐; 旭東史; 文凱俎; 夢華程
Original assignee: 南京康尼机電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: EP3686389A4; KR102320872B1; CN107386860A; KR20200063170A; JP2020535333A; US20200378169A1; WO2019056637A1; CN107386860B; EP3686389A1

Description

本発明は、都市部の公共交通車両のドア駆動装置に関し、特に内引きドア駆動装置に関する。

従来の大型バスやバス内の内引きドア駆動装置は、通常、カップリング又はクランクロッドを用いてシリンダ及びドア軸の伝動を実現するが、伝動効率が低く、パワーが大きく、省エネルギーではない。また、ドアシステムによっては、２枚のドアが連動しなければならない場合があり、緊急事態が発生した場合、一方のドアが阻まれた場合、他方のドアも開かないため、極めて安全上の問題があり、しかも、故障時に運転者が故障位置や原因を知ることができず、故障点検や復旧に不便が生じる。

また、従来の内引きドア駆動装置は、部品点数が多く、安定性が低く、構造が複雑で、体積が大きく、ダクトでの占有スペースが大きく、適用範囲が狭いという欠点があり、一部にシリンダを用いて施錠と解錠を行う機構は信頼性が低く、シリンダの利用効率が低い。駆動機構と支柱との接続の信頼性が低く、開閉インヒビタスイッチは両者を一体化したものを用いることが多く、デバッグやメンテナンスに不利である。

本発明は、上記の従来技術に存在する問題点に鑑みてなされたものであり、伝達効率が高く、小型でメンテナンス性に優れた内引きドア駆動装置を提供することを目的とする。

内引きドア駆動装置は、モータと、モータによって駆動されるウォームギヤ減速機と、ウォームギヤ減速機に伝動連結される内歯と、内引きドアのドア軸と同軸に伝動される外歯と、弾性部材とを有する嵌合式クラッチと、シリンダプッシュロッドを有する解錠シリンダと、一端がシリンダプッシュロッドの端部に接触し、他端が内歯に連結される解錠連結機構とを備え、解錠シリンダが吸気するとき、シリンダプッシュロッドが解錠連結機構を押し、解除連結機構が内歯を外歯に噛合させて弾性部材を圧縮し、解錠シリンダが排気するとき、弾性部材の反発力により内歯が外歯から離脱する。

さらに、ウォームギヤ減速機は、伝動連結されるウォームホイールとウォームとを備え、前記ウォームは、モータの動力出力端に連結され、ウォームホイールは、嵌合式クラッチの内歯と同軸に伝動される。

さらに、解錠連結機構は、フォーク爪とフォーク軸とを有するフォーク体を含み、フォーク爪には摺動リングが回転可能に枢着され、摺動リングは、スラスト玉軸受及び止め輪を介して内歯に連結され、フォーク軸は、シリンダプッシュロッドの端部に接触している。

さらに、ウォームギヤ減速機は、ケーシング内に取り付けられ、フォーク軸には支持用フォーク支持台が連結され、フォーク支持台は、ケーシングの頂部に固定されている。

さらに、嵌合式クラッチは、軸受台を介して取付板に固定され、ウォームギヤ減速機のケーシングは、軸受台に連結されている。

さらに、ドアコントローラをさらに備え、軸受台にはさらにスイッチアセンブリが設けられ、外歯にはストロークスイッチダイヤルリングが設けられ、ドアが全閉すると、ストロークスイッチダイヤルリングがスイッチアセンブリをトリガし、スイッチアセンブリから前記ドアコントローラに全閉信号を送信する。

さらに、モータは、遊星減速モータであり、モータには、モータの位置信号を検出して、位置信号をリアルタイムでドアコントローラに伝送するモータホールスイッチが接続され、前記ドアコントローラは、モータの電流変化をさらに監視し、ドアコントローラは、モータの位置信号と電流変化に基づいて、ドアの開放、閉鎖中にドアが阻まれるかを判断する。

さらに、嵌合式クラッチは、ドグクラッチであり、弾性部材は、ばねである。

さらに、外歯には、径方向の位置決め用の深溝玉軸受と、軸方向の位置決め用の軸用止め輪と孔用止め輪とが設けられている。

さらに、外歯と内引きドアのドア軸とがスプライン軸によって連結されている。

本発明の駆動装置は、モジュール設計を採用し、部品点数が少なく、構造が簡潔で、組立が容易で、かつ小型で、適応性に優れ、全ての部品が取付プレートに取り付けられ、取付プレートは、トランジションブラケットを介して車体に固定でき、トランジションブラケットを変更することにより、異なる構造の車体に適応できる。嵌合式クラッチを用いることにより、解錠が容易で確実である。シリンダを用いて施錠及び解錠を実現することにより、運転手の遠隔緊急解錠を満たすことができる。ウォームギヤ減速機を用いて、セルフロック機能を有し、フルラッチを可能にする。スプライン軸を使用して立柱に接続し、トルク伝達が確実で、メンテナンスが容易である。

図１は、本発明の構造を示す概略図である。図２は、本発明の内部構造を示す概略図である。図３は、ドグクラッチの断面図である。図４は、ウォームギヤ減速機の断面図である。図５は、フォーク体の概略図である。図６は、モータの概略図である。

以下、最適な実施例を通じ、図面と併せて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１、図２に示すように、内引きドアを開閉駆動するための内引きドア駆動装置は、遊星減速モータと、モータ１によって駆動されるウォームギヤ減速機と、嵌合式クラッチ２と、解錠シリンダ３と、解錠連結機構と、ドアコントローラを備える。嵌合式クラッチ２は、ドグクラッチや歯クラッチ等を含む。本実施例における嵌合式クラッチ２は、ドグクラッチである。

図３に示すように、ドグクラッチは、軸受台８を介して取付板９に固定されている。具体的には、軸受台８は、取付板９にネジで固定される。ドグクラッチは、内歯２０１と外歯２０２と弾性部材１２とを備える。内歯２０１は、ウォームギヤ減速機に伝動連結され、外歯２０２は、内引きドアのドア軸にスプライン軸で連結され、内引きドアのドア軸と同軸に伝動されている。

外歯２０２には、深溝玉軸受と軸用止め輪と孔用止め輪とが設けられている。外歯２０２は、両深溝玉軸受が係合することにより径方向の位置決めがなされる。軸用止め輪、穴用止め輪、外歯２０２の肩部及び深溝玉軸受を用いて軸方向の位置決めがなされる。

解錠シリンダ３は、シリンダプッシュロッド３０１を含む。解除連結機構の一端は、シリンダプッシュロッド３０１の端部に接触し、解除連結機構の他端は、内歯２０１に連結される。解錠シリンダ３が吸気するとき、シリンダプッシュロッド３０１は、解除連結機構を押し、内歯２０１を外歯２０２と噛合させ、弾性部材１２を圧縮する。解錠シリンダ３が排気するとき、内歯２０１は、弾性部材１２の反発力により外歯２０２から離れる。本実施例において、弾性部材１２は、矩形ばねである。

図４に示すように、ウォームギヤ減速機は、伝動連結されたウォームホイール４とウォーム５とを備える。ウォームホイール４とウォーム５とが噛み合うリード角が３．５°未満であるので、セルフロック機能を備え、開閉扉のいずれの位置でもフルラッチを実現することができる。ウォーム５は、モータ１の動力出力端に連結され、ウォームホイール４は、ドグクラッチの内歯２０１と同軸に伝動される。ウォームギヤ減速機は、ケーシング７内に取り付けられ、フォーク軸６０２には、支持のためのフォーク支持台６０４が連結される。フォーク支持台６０４は、ケーシング７の頂部に固定されている。ウォームギヤ減速機のケーシング７は、軸受台８に連結されている。

本実施例の解錠連結機構は、図５に示すように、フォーク爪６０１とフォーク軸６０２とを有するフォーク体６を用いる。フォーク爪６０１に摺動リング６０３が回転可能に枢着され、摺動リング６０３がスラスト玉軸受及び止め輪を介して内歯２０１に連結され、フォーク軸６０２がシリンダプッシュロッド３０１の端部に接触する。

具体的には、解錠シリンダ３が吸気するとき、シリンダプッシュロッド３０１がフォーク体６のフォーク軸６０２を押し上げ、フォーク軸６０２が上へ移動してフォーク爪６０１が下へ移動し、フォーク爪６０１が内歯２０１を下方へ外歯２０２に噛合させて矩形ばねを圧縮する。解錠シリンダ３が排気するとき、内歯２０１は、矩形ばねの反発力により外歯２０２から離脱する。

軸受台８にはさらにスイッチアセンブリ１０が設けられている。外歯２０２には、ストロークスイッチダイヤルリング１１が設けられている。ストロークスイッチダイヤルリング１１は、止めねじによってクラッチの外歯２０２に取り付けられる。ドアが全閉になると、ストロークスイッチダイヤルリング１１は、スイッチアセンブリ１０をトリガし、スイッチアセンブリ１０から前記ドアコントローラに全閉信号を送信する。

図６に示すように、遊星減速モータは、フランジをさらに含む。モータ１には、モータの位置信号を検出し、位置信号をドアコントローラにリアルタイムで伝送するモータホールスイッチが連結されている。前記ドアコントローラは、モータの電流変化をさらに監視する。ドアコントローラは、モータの位置信号及び電流変化に基づいて、ドアの開閉中にドアが阻まれるかを判断する。内引きドアの全開位置には、ドアコントローラに接続されたマイクロスイッチが設けられている。ドアコントローラは、電流信号とマイクロスイッチ信号とに基づいてドアが全開したかを判断する。

本発明の開扉／閉扉／緊急解錠時の動作原理は、以下の通りである。

１、電動開扉
ドアが閉状態にあるとき、解錠シリンダ３が吸気し、シリンダプッシュロッド３０１がフォーク体６のフォーク軸６０２を押し上げ、フォーク軸６０２が上方向に移動してフォーク爪６０１が下方向に移動し、フォーク爪６０１が内歯２０１を下方向に移動させて外歯２０２と噛合させ、矩形ばねを圧縮する。遊星減速モータは、正方向に回転し、噛合するウォーム５、ウォームホイール４を駆動して、ウォームホイール４にスプライン結合された内歯２０１及びこれに噛合する外歯２０２を回転駆動する。外歯２０２は、これにスプライン結合されたドア軸を回転させ、さらに立柱が回動し、立柱の回動に追従してドアが開扉動作する。

２、電動閉扉
ドアが開いた状態では、解錠シリンダ３が吸気すると、シリンダプッシュロッド３０１がフォーク体６のフォーク軸６０２を押し上げ、フォーク軸６０２が上方向に移動してフォーク爪６０１が下方向に移動し、フォーク爪６０１が内歯２０１を下方向に移動させて外歯２０２と噛合させ、矩形ばねを圧縮する。遊星減速モータは、逆方向に回転し、噛合するウォーム５、ウォームホイール４を駆動して、ウォームホイール４にスプライン結合された内歯２０１及びこれに噛合する外歯２０２を回転駆動する。外歯２０２は、これにスプライン結合されたドア軸を回転させ、さらに立柱が回動し、立柱の回動に追従してドアが閉扉動作する。

ドアが全閉になると、外歯２０２に止めねじで取り付けたストロークスイッチダイヤルリング１１によりスイッチアセンブリ１０をトリガして、ドアコントローラに全閉信号を伝送する。ドアコントローラは、モータ１の運転停止を制御し、モータ１を自動的にロックして閉扉動作を完了する。

３、緊急解錠の手動開扉
ドアが閉状態にあるときに、緊急解錠装置を操作して解錠シリンダ３を排気してシリンダピストンロッドを縮め、内歯２０１を矩形ばねの反発力で外歯２０２から離脱させて噛合解除状態とし、手動で扉を操作して開扉動作を完了することができる。

４、手動閉扉
ドアが開放状態にあるときに、緊急解錠装置を操作して解錠シリンダ３を排気してシリンダピストンロッドを縮め、内歯２０１を矩形ばねの反発力で外歯２０２から離脱させて噛合解除状態とし、手動で扉を操作して閉扉動作を完了することができる。

以上は、単に本発明の好適な実施形態である。なお、当業者にとって、本発明の原理を逸脱することなく複数の改良や修飾を行うことが可能であり、これらの改良や修飾も本発明の保護範囲として見なされるべきである。

（付記）
（付記１）
モータ（１）と、
モータ（１）によって駆動されるウォームギヤ減速機と、
ウォームギヤ減速機に伝動連結される内歯（２０１）と、内引きドアのドア軸と同軸に伝動される外歯（２０２）と、弾性部材（１２）とを有する嵌合式クラッチ（２）と、
シリンダプッシュロッド（３０１）を有する解錠シリンダ（３）と、
一端がシリンダプッシュロッド（３０１）の端部に接触し、他端が内歯（２０１）に連結される解錠連結機構とを備える内引きドア駆動装置であって、
解錠シリンダ（３）が吸気するとき、シリンダプッシュロッド（３０１）が解錠連結機構を押し、解除連結機構が内歯（２０１）を外歯（２０２）に噛合させて弾性部材（１２）を圧縮し、
解錠シリンダ（３）が排気するとき、弾性部材（１２）の反発力により内歯（２０１）が外歯（２０２）から離脱することを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記２）
付記１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記ウォームギヤ減速機は、伝動連結されるウォームホイール（４）とウォーム（５）とを備え、
前記ウォーム（５）は、モータ（１）の動力出力端に連結され、
ウォームホイール（４）は、嵌合式クラッチ（２）の内歯（２０１）と同軸に伝動されることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記３）
付記１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記解錠連結機構は、フォーク爪（６０１）とフォーク軸（６０２）とを有するフォーク体（６）を含み、
フォーク爪（６０１）には摺動リング（６０３）が回転可能に枢着され、
摺動リング（６０３）は、スラスト玉軸受及び止め輪を介して内歯（２０１）に連結され、
フォーク軸（６０２）は、シリンダプッシュロッド（３０１）の端部に接触していることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記４）
付記３に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記ウォームギヤ減速機は、ケーシング（７）内に取り付けられ、
フォーク軸（６０２）には支持用フォーク支持台（６０４）が連結され、
フォーク支持台（６０４）は、ケーシング（７）の頂部に固定されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記５）
付記４に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記嵌合式クラッチ（２）は、軸受台（８）を介して取付板（９）に固定され、
ウォームギヤ減速機のケーシング（７）は、軸受台（８）に連結されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記６）
付記５に記載の内引きドア駆動装置であって、
ドアコントローラをさらに備え、
軸受台（８）にはさらにスイッチアセンブリ（１０）が設けられ、
外歯（２０２）にはストロークスイッチダイヤルリング（１１）が設けられ、
ドアが全閉すると、ストロークスイッチダイヤルリング（１１）がスイッチアセンブリ（１０）をトリガし、スイッチアセンブリ（１０）から前記ドアコントローラに全閉信号を送信することを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記７）
付記６に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記モータ（１）は、遊星減速モータであり、
モータ（１）には、モータの位置信号を検出して、位置信号をリアルタイムでドアコントローラに伝送するモータホールスイッチが接続され、
前記ドアコントローラは、モータの電流変化をさらに監視し、
ドアコントローラは、モータの位置信号と電流変化に基づいて、ドアの開放、閉鎖中にドアが阻まれるかを判断することを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記８）
付記１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記嵌合式クラッチ（２）は、ドグクラッチであり、
弾性部材（１２）は、矩形ばねであることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記９）
付記１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記外歯（２０２）には、径方向の位置決め用の深溝玉軸受と、軸方向の位置決め用の軸用止め輪と孔用止め輪とが設けられていることを特徴とする内引きドア駆動装置。

（付記１０）
付記１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記外歯（２０２）と内引きドアのドア軸とがスプライン軸によって連結されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。

Claims

モータ（１）と、
モータ（１）によって駆動されるウォームギヤ減速機と、
ウォームギヤ減速機に伝動連結される内歯（２０１）と、内引きドアのドア軸と同軸に伝動される外歯（２０２）と、弾性部材（１２）とを有する嵌合式クラッチ（２）と、
シリンダプッシュロッド（３０１）を有する解錠シリンダ（３）と、
一端がシリンダプッシュロッド（３０１）の端部に接触し、他端が内歯（２０１）に連結される解錠連結機構とを備える内引きドア駆動装置であって、
解錠シリンダ（３）が吸気するとき、シリンダプッシュロッド（３０１）が解錠連結機構を押し、解除連結機構が内歯（２０１）を外歯（２０２）に噛合させて弾性部材（１２）を圧縮し、
解錠シリンダ（３）が排気するとき、弾性部材（１２）の反発力により内歯（２０１）が外歯（２０２）から離脱することを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記ウォームギヤ減速機は、伝動連結されるウォームホイール（４）とウォーム（５）とを備え、
前記ウォーム（５）は、モータ（１）の動力出力端に連結され、
ウォームホイール（４）は、嵌合式クラッチ（２）の内歯（２０１）と同軸に伝動されることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記解錠連結機構は、フォーク爪（６０１）とフォーク軸（６０２）とを有するフォーク体（６）を含み、
フォーク爪（６０１）には摺動リング（６０３）が回転可能に枢着され、
摺動リング（６０３）は、スラスト玉軸受及び止め輪を介して内歯（２０１）に連結され、
フォーク軸（６０２）は、シリンダプッシュロッド（３０１）の端部に接触していることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項３に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記ウォームギヤ減速機は、ケーシング（７）内に取り付けられ、
フォーク軸（６０２）には支持用フォーク支持台（６０４）が連結され、
フォーク支持台（６０４）は、ケーシング（７）の頂部に固定されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項４に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記嵌合式クラッチ（２）は、軸受台（８）を介して取付板（９）に固定され、
ウォームギヤ減速機のケーシング（７）は、軸受台（８）に連結されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項５に記載の内引きドア駆動装置であって、
ドアコントローラをさらに備え、
軸受台（８）にはさらにスイッチアセンブリ（１０）が設けられ、
外歯（２０２）にはストロークスイッチダイヤルリング（１１）が設けられ、
ドアが全閉すると、ストロークスイッチダイヤルリング（１１）がスイッチアセンブリ（１０）をトリガし、スイッチアセンブリ（１０）から前記ドアコントローラに全閉信号を送信することを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項６に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記モータ（１）は、遊星減速モータであり、
モータ（１）には、モータの位置信号を検出して、位置信号をリアルタイムでドアコントローラに伝送するモータホールスイッチが接続され、
前記ドアコントローラは、モータの電流変化をさらに監視し、
ドアコントローラは、モータの位置信号と電流変化に基づいて、ドアの開放、閉鎖中にドアが阻まれるかを判断することを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記嵌合式クラッチ（２）は、ドグクラッチであり、
弾性部材（１２）は、矩形ばねであることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記外歯（２０２）には、径方向の位置決め用の深溝玉軸受と、軸方向の位置決め用の軸用止め輪と孔用止め輪とが設けられていることを特徴とする内引きドア駆動装置。
請求項１に記載の内引きドア駆動装置であって、
前記外歯（２０２）と内引きドアのドア軸とがスプライン軸によって連結されていることを特徴とする内引きドア駆動装置。