JP7515416B2 - 乗降扉用戸先ゴム - Google Patents

Description

この発明は乗降扉用戸先ゴムに関し、特に、鉄道車両の引き戸式の乗降扉に取り付けて好適な乗降扉用戸先ゴムに関する。

鉄道車両の引き戸式の乗降扉の扉構体の戸先には、戸先ゴムと通称される細長い棒状のゴムが取り付けられている。戸先ゴムは、乗降扉が閉まったときに乗客の手や足など、あるいは杖や鞄、スマートフォンなどの乗客の持物などの異物が誤って挟まれてしまった場合にその衝撃を和らげたり、その異物を引き抜きやすくしたりするためのものである。

戸先ゴムとしては、従来より様々なものが提案され使用されているが、その中の一つに乗降扉が閉まったときに当たる戸先ゴムの先端部の内部に横断面で見たときに円形の空洞が設けられた戸先ゴムが知られており、実際に使用されている。特許文献１には、この戸先ゴムの空洞の延伸方向に沿って線状の感圧部材を配置したものが記載されている。

特開２０１９－１０５１４４号公報

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の戸先ゴムは、乗降扉が閉まったときに異物が誤って挟まれてしまった場合、その異物の厚さがある程度大きくないと異物が挟まったことを検知することができないことがあり、検知精度に関し改善の余地があった。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、乗客の腕や手や持物などの異物が誤って挟まれてしまった場合の検知精度の大幅な向上を図ることができる乗降扉用戸先ゴムを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は、
乗降扉の扉構体の戸先に設けられた取付凹部に挿入される取付部と、
上記取付部より幅が狭い連結部を介して上記取付部に連結された、上記取付部より幅が広い本体部とを有し、
上記本体部が先端から順に第１ゴム部と当該第１ゴム部より硬さが小さい第２ゴム部とからなる二層構造を有する乗降扉用戸先ゴムである。

この乗降扉用戸先ゴムの横断面形状は、一般的には、横断面の所定の中心線（乗降扉用戸先ゴムが乗降扉の扉構体の取付凹部に取り付けられたときにこの取付凹部の長手方向の中心線と一致する）に関して左右対称に構成されるが、必要であれば左右対称から多少ずれた形状に構成されてもよい。この乗降扉用戸先ゴムの第１ゴム部以外の部分を構成するゴムは、一般的に戸先ゴムに必要とされる強度、耐久性、柔軟性などを備えている限り特に限定されず、必要に応じて選ばれる。この乗降扉用戸先ゴムの本体部を構成する第１ゴム部および第２ゴム部の硬さは、乗降扉が閉まったときに乗降扉用戸先ゴムの間に異物が挟まれた場合に加わると想定される衝撃力が先端側から第１ゴム部に対して部分的に加わった場合に第１ゴム部がほとんど変形することなく（あるいは、ほとんど潰れることなく）その衝撃力を第１ゴム部の全体で受けて第２ゴム部に伝達し、それによって第２ゴム部が全体として圧縮されることにより第１ゴム部が全体として第２ゴム部側に沈み込むことができるように選ばれる。例えば、第１ゴム部の硬さはＪＩＳ Ａ８０±１０、第２ゴム部の硬さはＪＩＳ Ａ４０±１０に選ばれ、典型的には、第１ゴム部の硬さはＪＩＳ Ａ８０±５、第２ゴム部の硬さはＪＩＳ Ａ４０±５に選ばれる。この乗降扉用戸先ゴムを構成するゴムは、特に限定されず必要に応じて選ばれるが、典型的にはクロロプレンゴムまたはエチレンプロピレンゴムが用いられる。第１ゴム部および第２ゴム部の厚さ（あるいは体積）は、第１ゴム部および第２ゴム部の硬さに応じて、先端側から第１ゴム部に対して部分的に上記の衝撃力が加わった場合に第１ゴム部がほとんど変形することなくその衝撃力を第１ゴム部の全体で受けて第２ゴム部に伝達し、それによって第２ゴム部が全体として圧縮されることにより第１ゴム部が全体として第２ゴム部側に沈み込むことができるように選ばれる。具体的には、第１ゴム部の厚さは例えば３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、典型的には４ｍｍ以上１２ｍｍ以下、第２ゴム部の厚さは例えば５ｍｍ以上１７ｍｍ以下、典型的には８ｍｍ以上１６ｍｍ以下である。乗降扉用戸先ゴムは、典型的には、第１ゴム部以外の部分が全て第２ゴム部と同一のゴムからなるが、これに限定されるものではない。例えば、本体部が先端から順に第１ゴム部と第２ゴム部と第２ゴム部と硬さが異なる第３ゴム部とからなる三層構造を有するようにしてもよい。第３ゴム部の硬さは第２ゴム部の硬さより小さくてもよいし、大きくてもよい。典型的には、本体部の第１ゴム部の中央部の表面は平坦、両側面は丸まっている。本体部の第１ゴム部以外の部分の両側面の中央部は、第１ゴム部に先端側から衝撃力が加わった場合に第２ゴム部が容易に圧縮されて変形することができるようにするために、典型的にはくびれているが、これに限定されるものではなく、本体部の第１ゴム部以外の部分の両側面が互いに平行な平面であってもよい。本体部の上面および両側面には、乗降扉用戸先ゴムの間に乗客の手や足、鞄などの乗客の持物などの異物が挟まれた場合にそれを引き抜きやすくするためなどの目的で、典型的には、低摩擦材料からなるコーティング皮膜が形成されるが、これに限定されるものではない。また、取付凹部に挿入される取付部の両側面は、典型的には互いに平行な平面であるが、例えば円弧状の形状にくびれていてもよい。典型的には、取付部の側部の上面に面する本体部の側部の底面は連結部の周囲の空間において取付部の側部の上面に接近するように外部に向かって傾斜しているが、これに限定されるものではなく、本体部の側部の底面が取付部の上面と平行であってもよい。

この乗降扉用戸先ゴムは、典型的には、鉄道車両の引き戸式の乗降扉に用いられる。

この発明によれば、乗降扉が閉まったときに戸先ゴムによって乗客の腕や手や持物などの異物が挟まれてしまった場合、第１ゴム部に部分的に加わるその衝撃力を第１ゴム部がほとんど変形することなく第１ゴム部の全体で受けて第２ゴム部に伝達し、それによって第２ゴム部が全体として圧縮されることにより第１ゴム部が全体として第２ゴム部側に沈み込むことができることにより、異物の厚さがかなり小さくても乗降扉用戸先ゴムによって異物が挟まったことを容易に検知することができ、検知精度の大幅な向上を図ることができる。

この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムの全体構成を示す斜視図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムの全体構成を示す正面図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムの横断面形状を示す断面図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムを車両の乗降扉の扉構体の戸先に取り付けた状態を示す正面図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムを車両の乗降扉の扉構体の戸先に取り付けた状態を示す断面図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムを戸先に取り付けた乗降扉に棒状の異物が挟まれた瞬間の状態を示す正面図および断面図である。 この発明の一実施の形態による乗降扉用戸先ゴムを戸先に取り付けた乗降扉に棒状の異物が挟まれてからさらに乗降扉が閉まった状態を示す正面図および断面図である。 比較例による乗降扉用戸先ゴムを示す断面図である。 実施例による乗降扉用戸先ゴムおよび比較例による乗降扉用戸先ゴムのそれぞれについて乗降扉用戸先ゴムの間に平板または丸棒が挟まれた場合の検知精度試験および官能試験を行った乗降扉用戸先ゴムの部位を示す略線図である。 実施例による乗降扉用戸先ゴムおよび比較例による乗降扉用戸先ゴムのそれぞれについて乗降扉用戸先ゴムの間に平板が挟まれた場合の検知精度試験の結果を示す略線図である。 実施例による乗降扉用戸先ゴムおよび比較例による乗降扉用戸先ゴムのそれぞれについて乗降扉用戸先ゴムの間に丸棒が挟まれた場合の検知精度試験の結果を示す略線図である。 実施例による乗降扉用戸先ゴムおよび比較例による乗降扉用戸先ゴムのそれぞれについて乗降扉が閉まったときの官能試験の結果を示す略線図である。

以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について説明する。

〈一実施の形態〉
［乗降扉用戸先ゴム］
図１～図３は一実施の形態による乗降扉用戸先ゴム（以下、単に「戸先ゴム」という）１０を示し、図１および図２は戸先ゴム１０の全体構成を示す斜視図および正面図、図３は戸先ゴム１０の横断面形状（図２の３－３線に沿っての断面図）を示す。図４に、この戸先ゴム１０を車両の引き戸式の乗降扉２０の扉構体２１の戸先２１ａに取り付けた状態を示す。乗降扉２０には窓２２が設けられている。図４は左右一対の乗降扉２０が閉まった状態を示す。図５は左右一対の乗降扉２０が閉まった状態における乗降扉２０の水平断面を拡大して示したものである。

図１～図３に示すように、戸先ゴム１０は全体として細長い棒状の形状を有し、図４に示す乗降扉２０の扉構体２１の戸先２１ａの上下方向の長さとほぼ同じ長さを有する。戸先ゴム１０はその長手方向に横断面形状が同一であり、かつ横断面形状は中心線Ｃに関して左右対称である。戸先ゴム１０は、取付部１１、連結部１２および本体部１３からなる。連結部１２は取付部１１および本体部１３より幅が狭く構成され、本体部１３は取付部１１より幅が広く構成されている。戸先ゴム１０の本体部１３の上面および両側面には、戸先ゴム１０の間に手や足あるいは持物などの異物が挟まれた場合にその異物を容易に引き抜くことができるようにするためなどの目的で、典型的には低摩擦材料からなるコーティング皮膜（図示せず）が形成される。

取付部１１は、乗降扉２０の扉構体２１の戸先２１ａに設けられた取付凹部２２に挿入される部分である。取付部１１の両側面は中心線Ｃに平行な平面からなる。

連結部１２は、図５に示すように、乗降扉２０の扉構体２１の戸先２１ａに設けられた上下方向に長く延びるスリット２１ｂを通して取付部１１が取付凹部２２に挿入されたときにスリット２１ｂに嵌まる部分であり、スリット２１ｂとほぼ同じ幅を有する。

本体部１３は先端側の上部ゴム１３ａと下部ゴム１３ｂとからなる二層構造を有する。下部ゴム１３ｂの硬さは上部ゴム１３ａの硬さより小さい。上部ゴム１３ａおよび下部ゴム１３ｂの硬さは、乗降扉２０が閉まったときに戸先ゴム１０の間に異物が挟まれた場合に発生すると想定される衝撃力が先端側から上部ゴム１３ａに対して部分的に加わった場合に上部ゴム１３ａがほとんど変形することなく、あるいはほとんど潰れることなく、その衝撃力を上部ゴム１３ａの全体で受けて下部ゴム１３ｂに伝達し、それによって下部ゴム１３ｂが全体として圧縮されることにより上部ゴム１３ａが全体として下部ゴム１３ｂ側に沈み込むことができるように選ばれる。具体的には、例えば、上部ゴム１３ａの硬さはＪＩＳ Ａ８０±１０、下部ゴム１３ｂの硬さはＪＩＳ Ａ４０±１０に選ばれ、典型的には、上部ゴム１３ａの硬さはＪＩＳ Ａ８０±５、下部ゴム１３ｂの硬さはＪＩＳ
Ａ４０±５に選ばれる。上部ゴム１３ａの中央部の表面は中心線Ｃに垂直な平面からなり、両側面は円形に丸まっている。下部ゴム１３ｂの両側面の中央部はくびれている。具体的には、下部ゴム１３ｂの両側面は内側に凸となるように円弧状の形状に窪んでいる。取付部１１の側部の上面に面する下部ゴム１３ｂの側部の底面は連結部１２の周囲の空間において取付部１１の側部の上面に接近するように外部に向かって直線的に傾斜している。下部ゴム１３ｂの側面の最下端は取付部１１の側部の上面より高い位置にある。このように下部ゴム１３ｂの側部の底面を傾斜させる理由は、乗降扉２０の扉構体２１のスリット２１ｂに連結部１２が嵌まるように戸先ゴム１０を取り付けたときに、下部ゴム１３ｂの側部の底面が取付部１１の側部の上面と平行になるように変形することにより、本体部１３を扉構体２１に押し付ける力が働く結果、戸先ゴム１０が扉構体２１に強固に固定されるようにするためである。

戸先ゴム１０の各部の寸法は戸先ゴム１０を取り付ける乗降扉２０に応じて適宜決められるが、例えば次の通りである。戸先ゴム１０の高さは例えば３４ｍｍ以上３６ｍｍ以下、長さは１８００ｍｍ以上１８７０ｍｍ以下である。取付部１１の厚さは１３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、幅は１３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。連結部１２の厚さは１．３ｍｍ以上１．９ｍｍ以下、幅は７ｍｍ以上８ｍｍ以下である。本体部１３の幅は２１ｍｍ以上２３ｍｍ以下、連結部１２の幅の位置における本体部１３の厚さは１９．５ｍｍ以上２０．５ｍｍ以下、下部ゴム１３ｂの側面の最下端から下部ゴム１３ｂの側部の底面と連結部１２の側面との交点までの高さは０．９ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。上部ゴム１３ａの厚さは４ｍｍ以上６ｍｍ以下、両側面の丸みの曲率半径は４ｍｍ以上６ｍｍ以下である。下部ゴム１３ｂの両側面の窪みの曲率半径は１３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。

［戸先ゴム１０の製造方法］
戸先ゴム１０は、ゴムの押し出し成形またはコンプレッション成形、その後のコーティングなどにより容易に製造することができる。

［乗降扉２０への戸先ゴム１０の取り付け方法］
乗降扉２０の扉構体２１のスリット２１ｂに対し戸先ゴム１０の取付部１１側を対向させ、取付部１１をその幅方向に圧縮して幅を狭くしながら戸先ゴム１０をスリット２１ｂに向かって移動させ、取付部１１をスリット２１ｂに押し込んでスリット２１ｂを通過させる。スリット２１ｂを通過した時点で取付部１１は弾性により元の形状を回復して取付凹部２２の全体に広がり、取付部１１の挿入が完了する。この時点で連結部１２がスリット２１ｂに嵌まり込むことで扉構体２１に対して戸先ゴム１０が固定される。

［戸先ゴム１０の作用効果］
図６ＡおよびＢは、左右一対の乗降扉２０が閉まるときに棒状の異物１００が戸先ゴム１０の間に挟まれた瞬間の様子を示し、図６Ａは乗降扉２０および戸先ゴム１０の一部の正面図、図６Ｂは乗降扉２０および戸先ゴム１０の一部の水平断面図である。図７ＡおよびＢは、乗降扉２０の閉動作がさらに進んだ時の様子を示し、図６ＡおよびＢと同様な正面図および断面図である。図６ＡおよびＢに示すように、棒状の異物１００が戸先ゴム１０の間に挟まれた瞬間には、戸先ゴム１０の先端の上部ゴム１３ａに部分的に衝撃力が作用する。このとき、上部ゴム１３ａおよび下部ゴム１３ｂの硬さが既に述べたように選ばれていることにより、上部ゴム１３ａは自身はほとんど変形することなくその全体で衝撃力を受けて下部ゴム１３ｂに伝達し、それによって下部ゴム１３ｂが全体として圧縮されることにより上部ゴム１３ａが全体として下部ゴム１３ｂ側に沈み込む。その結果、図７ＡおよびＢに示すように、下部ゴム１３ｂは最初の厚さｔからΔだけ圧縮されて厚さｔ－Δとなる。

実施例について説明する。

（実施例）
図１～３に示す戸先ゴム１０において、戸先ゴム１０の高さを３５ｍｍ、長さを１８６５ｍｍとした。取付部１１の厚さを１３．４ｍｍ、幅を１４ｍｍとした。連結部１２の厚さを１．６ｍｍ、幅を１４ｍｍとした。本体部１３の幅を２２ｍｍ、連結部１２の幅の位置における本体部１３の厚さを２０ｍｍ、下部ゴム１３ｂの側面の最下端から下部ゴム１３ｂの底面と連結部１２の側面との交点までの高さを１ｍｍとした。上部ゴム１３ａの厚さを５ｍｍ、両側面の丸みの曲率半径を５ｍｍとした。下部ゴム１３ｂの両側面の窪みの曲率半径を１４．１ｍｍとした。戸先ゴム１０の材質はクロロプレンゴムとした。戸先ゴム１０の上部ゴム１３ａの硬さはＪＩＳ Ａ８０±５、下部ゴム１３ｂの硬さはＪＩＳ
Ａ４０±５である。戸先ゴム１０は押し出し成形により作製した。本体部１３の上面および両側面に四フッ化エチレン樹脂からなる黒色のコーティング皮膜を形成した。

（比較例）
背景技術で説明した従来の戸先ゴムを比較例とした。この戸先ゴムの材質はクロロプレンゴム、硬さはＪＩＳ Ａ６０±５である。この戸先ゴムを図８に示す。この図８に示す戸先ゴムと図３に示す戸先ゴム１０とは同じ縮尺で示されており、従ってこの図８に示す戸先ゴムの各部のサイズは実施例の戸先ゴム１０から容易に分かる。図８に示すように、この戸先ゴムは、実施例による戸先ゴム１０と比較すると、全体が同一のクロロプレンゴムにより形成されていること、本体部に円形の空洞が形成されていることが異なる。

（試験結果）
各種サイズの平板または丸棒が挟まれた場合の検知精度試験および官能試験を行った。平板は鞄やスマートフォンなどを想定し、丸棒は人間の指や杖などを想定した。平板または丸棒が挟まれる部位は図９に示す乗降扉２０の戸先ゴム１０の中央（乗降扉２０の下面から上方に９００ｍｍの位置）の１箇所とした。以下、試験結果を説明する。

１．検知精度試験
検知精度試験は、各種サイズの丸棒、平板を挟み検知ランプの点灯状態を確認することにより行った。検知ランプは、乗降扉２０の扉構体２１の戸先２１ａに取り付けられた接触子により車両の車体側に設置された戸閉まり検知スイッチがオンとなって乗降扉２０の閉状態が検知されたときに青色に点灯する。

（１）平板が挟まれた場合
平板が挟まれた場合の検知精度試験の結果を図１０に示す。図１０の縦軸は検知可能な平板の厚さである。図１０に示すように、中央の検知精度は、比較例に比べて実施例の方が約４４％高い。図１０より、かなり小さい厚さの平板でも検知できていることが分かる。

（２）丸棒が挟まれた場合
丸棒が挟まれた場合の検知精度試験の結果を図１１に示す。図１１の縦軸は検知可能な丸棒の直径である。図１１に示すように、中央の検知精度は、比較例に比べて実施例の方が約３３％高い。図１１より、かなり小さい直径の丸棒でも検知できていることが分かる。

２．官能試験
官能試験は、乗降扉が閉まったときに人間の手の第一関節、肩、胸、足が挟まれたとしてその際に感じる痛みを４段階で評価した。４段階は、痛くない、軽い痛み、痛むが我慢できる、我慢できない痛みであり、それぞれ４点、３点、２点、１点と評価した。被験者は１０代男女から５０代男性、３０代女性まで２２名とした。この２２名の合計の評価点を求めた。手、肩、胸、足についての評価結果をそれぞれ図１２Ａ～Ｄに示す。図１２Ａ～Ｄに示すように、手、肩に関しては実施例および比較例ともあまり差が見られないが、胸、足に関しては比較例に比べて実施例の方が良い。

この一実施の形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、乗降扉２０が閉まったときに戸先ゴム１０によって乗客の腕や手や鞄などの異物が挟まれてしまった場合、先端側から上部ゴム部１３ａに部分的に加わるその衝撃力を上部ゴム部１３ａがほとんど変形することなく上部ゴム部１３ａの全体で受けて下部ゴム部１３ｂに伝達し、それによって下部ゴム部１３ｂが全体として圧縮されることにより上部ゴム部１３ａが全体として下部ゴム部１３ｂ側に沈み込むことができることにより、戸先ゴム１０によって異物が挟まれた場合の検知精度の大幅な向上を図ることができる。また、戸先ゴム１０によって腕や手などが挟まれてしまった場合にも乗客はほとんど痛みを感じないで済む。さらに、戸先ゴム１０によって乗客の腕や手や鞄などの異物が挟まれてしまった場合、その異物を容易に引き抜くことができる。

以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構造、構成、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、材料などを用いてもよい。

１０…戸先ゴム、１１…取付部、１２…連結部、１３…本体部、１３ａ…上部ゴム、１３ｂ…下部ゴム、２０…乗降扉、２１…扉構体、２１ａ…戸先、２１ｂ…スリット、２２…取付凹部

Claims (5)

1. 乗降扉の扉構体の戸先に設けられた取付凹部に挿入される取付部と、
   上記取付部より幅が狭い連結部を介して上記取付部に連結された、上記取付部より幅が広い中実の本体部とを有し、
   上記本体部が先端から順に硬さがＪＩＳ Ａ８０±１０の第１ゴム部と硬さがＪＩＳ Ａ４０±１０の第２ゴム部とからなる二層構造を有する乗降扉用戸先ゴム。
2. 上記第１ゴム部の硬さがＪＩＳ Ａ８０±５、上記第２ゴム部の硬さがＪＩＳ Ａ４０±５である請求項１記載の乗降扉用戸先ゴム。
3. 上記第１ゴム部の厚さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である請求項１または２記載の乗降扉用戸先ゴム。
4. 上記第１ゴム部以外の部分が全て上記第２ゴム部と同一のゴムからなる請求項１～３のいずれか一項記載の乗降扉用戸先ゴム。
5. 上記本体部の上記第１ゴム部以外の部分の両側面の中央部がくびれている請求項１～４のいずれか一項記載の乗降扉用戸先ゴム。

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