(57)【要約】【課題】装置の全長を短く固定できる移動体駆動装置を提供する。【解決手段】移動体駆動装置２０は、ラック・ピニオン収容ケース２１と、この上下において長手方向に移動自在に配置された上ラック２２及び下ラック２３と、順逆の回転が自在なモータ３と、モータ３の回転軸に固設され駆動ピニオン２５と、駆動ピニオン２５に駆動されて直線移動する上ラック２２又は下ラック２３に係合して回転駆動され、この回転動作により下ラック２３又は上ラック２２を他とは逆向きに直線移動させる従動ピニオン２７を備えている。上又は下のラック２２又は２３のいずれか一方に連結金具７及び戸吊金具８を介して吊戸のドア１が連結される。モータ３の順逆の回転により、駆動ピニオン２５は自身の駆動力を伝達するラックを上ラック２２から下ラック２３（又は下ラック２３から上ラック２２）へと換えながら伝達することでドア１を開閉する。【選択図】図１
2010196254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容部の上下において、それぞれ前記収納部の長手方向に移動自在に配置された第１及び第２の直線移動体と、
該第１及び第２の直線移動体の移動経路に挟まれる第１の位置において、前記第１又は第２の直線移動体を直線移動するよう駆動する第１の回転伝達体と、
該第１の回転伝達体を、出力軸の一端に一体的に形成された回転アクチュエータと、
前記第１及び第２の直線移動体の移動経路に挟まれる第２の位置において、前記第１又は第２の直線移動体の直線移動の動作を、回転動作を介して前記第２又は第１の直線移動体の直線移動の動作に変換する第２の回転伝達体と、
を備えることを特徴とする移動体駆動装置。
【請求項２】
前記第２又は第１の直線移動体は、前記第２の回転伝達体の前記回転動作を介して、前記第１又は第２の直線移動体の直線移動の方向とは逆方向に直線移動する、
ことを特徴とする請求項１記載の移動体駆動装置。
【請求項３】
前記収容部はラック・ピニオン収容ケースであり、
前記第１及び第２の直線移動体は前記ラック・ピニオン収容ケース内において上下に配置されたラックであり、
前記回転アクチュエータは順逆の回転が自在なモータであり、
前記第１の回転伝達体は前記モータの回転軸に固設された駆動ピニオンであり、
前記第２の回転伝達体は前記駆動ピニオンに駆動されて直線移動する前記上又は下のラックに係合して回転駆動される従動ピニオンであり、
前記回転アクチュエータの順逆の回転により、前記駆動ピニオン、前記上又は下のラックを介して、該上又は下のラックのいずれか一方に連結金具及び戸吊金具を介して連結された吊戸を開閉する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の移動体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車等の車両のドアを自動開閉するための移動体駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体駆動装置を、例えば車両のドアを開閉する駆動装置に適用した技術としては、リニアモータを用いたものが公知である。このような車両用リニアモータが可動コイル型の駆動装置である場合、その構成上、ドアストロークの長さ（６００ｍｍから９００ｍｍの間が一般的である。）に可動子の長さを加算したものが固定子の長さとなる。
【０００３】
ところで、リニアモータは、装置が大形化することに加えて永久磁石として使用する希土類永久磁石の使用量が多いため、価格が高価になるという問題がある。
そこで、小形化が可能で、価格も安価となる設計を可能とするために、回転数と回転方向を制御するためのエンコーダを取り付けたモータと、このモータに回転駆動されるピニオンと、このピニオンに直線移動駆動される上下のラックとによる移動体駆動装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この移動体駆動装置の構成においては、モータが正逆いずれかの方向に回転すると、モータ軸に固定されたピニオンが正逆いずれかの方向に回転することにより、上ラックと下ラックは相互に左右逆方向に移動する。
【０００５】
上ラックには、上ラック用連結金具および戸吊金具を介して左右いずれか一方のドアが取り付けられ、下ラックには、下ラック用連結金具および戸吊金具を介して左右いずれか他方のドアが取り付けられている。上ラックと下ラックが相互に左右逆方向に移動することにより、左右のドアが開閉する。
【０００６】
この移動体駆動装置の中央にはピニオンが１個のみ配置されているが、ドアの開閉駆動方法としては、左右いずれかのドアには、上下いずれかのラックと中央のピニオンとが排他的に一対となって駆動に対応している。
【０００７】
図２(a),(b) は、そのようなラックとピニオンが排他的に一対となって動作する従来の移動体駆動装置の構造と動作状態を分かり易く示すために、開閉するドアを１枚とした場合の例を示す図である。図２(a) はドア１が閉位置２にあるときの状態を示し、図２(b) はドア１が開位置にある状態を示している。
【０００８】
図２(a),(b) に示すように、モータ３の出力軸の一端に固設されたピニオン４は、このピニオン４に係合するラック５と共に、ラック・ピニオン収容ケース６の中に収容されている。
【０００９】
ラック５には、連結金具７および２つの戸吊金具８を介してドア１が連結されている。ドア１の両端部側にそれぞれ連結された戸吊金具８には、ドアレール９の下端部に形成されているレール溝１１に緩やかに嵌入してドア１の開閉移動を案内する２個の案内ローラ１２が取り付けられている。
【００１０】
これら２個の案内ローラ１２の中央には、２個の案内ローラ１２のレール溝１１に対する係合の遊びによってドア１の開閉時に生じるがたつきを抑えるために１個の調整ローラ１３が配置されている。
【００１１】
閉位置にあるドア１の右端部に連結されている戸吊金具８の２個の案内ローラ１２と１個の調整ローラ１３のレール溝１１からの脱落を防止するために、ラック・ピニオン収容ケース６の右端部は、閉位置にあるドア１の右端部１４と同位置のところまで延在している。尚、ドア１の右端部１４にはドア閉成時の事故防止のために、ゴム質の部材等で形成されている緩衝部材１５が取り付けられている。
【００１２】
ここで、図２(a),(b) に示す例では、ピニオン４の位置が、つまりピニオン４を出力軸の一端に固設されているモータ３の位置が、装置全体を取付ける周囲の関係で、ドア１が閉位置にあるときの左端部１６から距離Ａの位置と決められてしまう場合の例を示している。
【００１３】
したがって、ドア１に連結されているラック５の左端部は、常にドア１の左端部１６よりも左方に距離Ａ＋距離ｄの位置にあることになる、距離ｄは、ドア１が図２(a) の閉位置にあるときにピニオン４がラック５と安定して噛合できるよう、ピニオン４の中心位置から左方に設けられたゆとり部分の長さである。
【００１４】
この構成において、図２(a) に示す閉位置からピニオン４が図の時計回り方向に回転すると、ラック５が左方に移動し、ラック５に連結金具７および２つの戸吊金具８を介して連結されているドア１が図２(b) に示す開位置に移動して、ドア１が開成される。
【００１５】
このとき、ラック５の左端部は、上述したようにドア１の左端部１６よりも左方に距離Ａ＋距離ｄの位置にくる。したがって、ラック・ピニオン収容ケース６の長さとしては、図２(a) の閉位置にあるドア１の右端部１４に対応する右端部から、図２(b) の開位置にあるドア１の左端部から距離Ａと距離ｄに更にゆとり部分の長さｅを足したＡ＋ｄ＋ｅの位置となる左端部までの長さとなる。
【００１６】
このように、従来の車両用ドア駆動装置におけるラックとピニオン機構は、その構成上、ピニオンを中心とした位置からそれぞれ左右にドアの開閉移動距離分（通常６００ｍｍから９００ｍｍの間が一般的である）の長さが必要である。
【００１７】
つまり、従来のラックとピニオンの構造は、ラックとピニオンが排他的に一対であるために、ピニオンの位置によって、ラック・ピニオン収容ケース６の全長、つまり装置全体の全長が決まってしまう。換言すれば、ピニンの位置によって装置の全長が左右される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００７−２９７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上述した従来の車両用のドア駆動装置において、ピニオンに直接モータを取り付けるドア駆動装置の場合は、モータの位置がピニオンの位置となる。車両へのモータの取り付け位置には制約があるため、モータの取り付け位置によっては、ピニオンの位置で決まる装置の全長が長くなる場合がある。そうすると車体によっては装置の取り付けが困難になるという課題が発生する。
【００２０】
このような課題の発生を回避するために、ピニオンの配置位置を移動しようとすると、他の面で余計に車体の艤装空間を占有して課題の解決にはならにという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明は、装置の全長を短く固定できる移動体駆動装置を提供することを目的とする。
本発明の移動体駆動装置は、ラック・ピニオン収容ケースから成る収容部と、この収容部の上下において収納部の長手方向に移動自在に配置された上下のラックからなる第１及び第２の直線移動体と、順逆の回転が自在なモータから成る回転アクチュエータと、この回転アクチュエータの出力軸に固設され第１又は第２の直線移動体を直線移動させる駆動ピニオンから成る第１の回転伝達体と、この第１の回転伝達体により駆動されて直線移動する第１又は第２の直線移動体に係合して回転駆動され、この回転動作を介して第２又は第１の直線移動体を他とは逆向きに直線移動させる従動ピニオンから成る第２の回転伝達体と、を備え、上記モータの順逆の回転により、上記駆動ピニオン、上記上又は下のラックを介して、その上又は下のラックのいずれか一方に連結金具及び戸吊金具を介して連結された吊戸を開閉するように構成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、装置の全長を短く固定できる移動体駆動装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】(a),(b) は本発明の実施例１に係る移動体駆動装置の１つのモータで１枚のドアを駆動する場合の全体構成及びその動作状態を示す図である。
【図２】(a),(b) は従来のラックとピニオンが排他的に一対となって動作する移動体駆動装置の構造と動作状態を分かり易く示すために開閉するドアを１枚とした場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１(a),(b) は、本発明の実施例１に係る移動体駆動装置の１つのモータで１枚のドアを駆動する場合の全体構成及びその動作状態を示す図である。尚、図１(a) は、ドア１が閉位置にあるときの状態を示し、図１(b) は、ドア１が開位置にあるときの状態を示している。
【００２６】
また、図１(a),(b) には図２(a),(b) と同一構成部分には図２(a),(b) と同一の番号を付与して示し、剰余の説明は省略する。そして、実施例１に係る構成部分にのみ図２(a),(b) とは異なる番号を付与して示し、これら異なる番号を付与した構成部分を主体に、その構成及び作用について以下に説明する。
【００２７】
図１(a) に示すように、本発明の実施例１に係る移動体駆動装置２０は、収容部としてのラック・ピニオン収容ケース２１と、その上下において、それぞれラック・ピニオン収容ケース２１の長手方向に移動自在に配置された第１の直線移動体としての上ラック２２と、第２の直線移動体としての下ラック２３を備えている。
【００２８】
そして、更に、上ラック２２と下ラック２３の移動経路に挟まれる第１の位置２４に、第１の回転伝達体としての駆動ピニオン２５が配置されている。この駆動ピニオン２５は、その中心（第１の位置２４）とドア１の閉成時の左端部１６との距離が、図２に示したピニオン４の場合と同様に距離Ａとなる位置に配置されている。
【００２９】
この駆動ピニオン２５は、回転アクチュエータとしてのモータ３の回転軸（出力軸）の一端に一体的に形成されて固設されている。そして、駆動ピニオン２５は、図１(a) に示すドア１の閉成時には、上ラック２２の略中央部に噛合して、モータ３の順方向（図の時計回り方向）の回転により、上ラック２２を図の右方向に直線移動するように駆動すべく待機している。
【００３０】
また、駆動ピニオン２５は、図１(b) に示すドア１の開成時には、下ラック２３の略中央部に噛合して、モータ３の逆方向（図の反時計回り方向）の回転により、下ラック２３を図の右方向に直線移動するように駆動すべく待機している。
【００３１】
また、上ラック２２と下ラック２３の移動経路に挟まれる第２の位置２６に、第２の回転伝達体としての従動ピニオン２７が配置されている。この従動ピニオン２７の配置される位置（第２の位置２６）は、従動ピニオン２７が常に上ラック２２と下ラック２３の両方に噛合する位置であればどこでもよい。
【００３２】
図１(a),(b) に示す例では、上ラック２２と下ラック２３は可及的に最短に形成されているので、従動ピニオン２７は、ドア１の閉成時には、上ラック２２の右端部と下ラック２３の左端部で噛合し、ドア１の開成時には、上ラック２２の左端部と下ラック２３の右端部で噛合する位置に配置されている。
【００３３】
従動ピニオン２７は、上ラック２２又は下ラック２３の直線移動の動作に従動して回転駆動され、その回転動作を下ラック２３又は上ラック２２に伝達することにより、下ラック２３又は上ラック２２を、他とは逆方向に直線移動させる。
【００３４】
下ラック２３には、連結金具７がネジにより固定されている。その連結金具７は戸吊金具８と上下左右に所定の遊びを持って結合されている。戸吊金具８にはドア１が連結されている。
【００３５】
戸吊金具８の案内ローラ１２の下部は、ドアレール２８のレール溝１１に嵌入している。これにより、ドア１は、一方では戸吊金具８、案内ローラ１２、及びレール溝１１を介してドアレール２８に懸架して摺動可能に保持され、他方では戸吊金具８、及び連結金具７を介して下ラック２３に連結されている。
【００３６】
上述した図１(a),(b) に示す本例の移動体駆動装置２０において、図１(a) のドア１の閉位置にある状態で、モータ３が順方向に回転すると、つまり駆動ピニオン２５が図の時計回り方向に回転すると、上ラック２２が右方に移動を開始し、従動ピニオン２７を時計回り方向に回転させる。
【００３７】
従動ピニオン２７は、上ラック２２及び下ラック２３の両方に噛合しているので、上ラック２２により駆動される従動ピニオン２７の時計回り方向の回転は、下ラック２３に伝達され、下ラック２３は図の左方（他のラックつまり上ラック２２の移動方向とは逆方向）に移動を開始する。
【００３８】
そして、この動作が進行していくと、駆動ピニオン２５にそれまで噛合していなかった下ラック２３が駆動ピニオン２５に噛み合い始め、反対に、駆動ピニオン２５にそれまで噛み合っていた上ラック２２が駆動ピニオン２５から外れる。
【００３９】
このように、駆動ピニオン２５は、自身の駆動力を伝達するラックを、上ラック２２から下ラック２３へと換えながら伝達することで、図１(b) に示すようにドア１を開くことができる。
【００４０】
また、図１(b) のドア１の開位置にある状態で、モータ３が逆方向に回転すると、つまり駆動ピニオン２５が図の反時計回り方向に回転すると、下ラック２３が右方に移動を開始し、従動ピニオン２７を反時計回り方向に回転させる。
【００４１】
この従動ピニオン２７の下ラック２３により駆動される反時計回り方向の回転は、上ラック２２に伝達され、上ラック２２は図の左方（他のラックつまり下ラック２３の移動方向とは逆方向）に移動を開始する。
【００４２】
そして、この動作が進行していくと、駆動ピニオン２５にそれまで噛合していなかった上ラック２２が駆動ピニオン２５に噛み合い始め、反対に、駆動ピニオン２５にそれまで噛み合っていた下ラック２３が駆動ピニオン２５から外れる。
【００４３】
このように、駆動ピニオン２５は、自身の駆動力を伝達するラックを、下ラック２３から上ラック２２へと換えながら伝達することで、図１(a) に示すようにドア１を閉じることができる。
【００４４】
このとき、下ラック２３の左端部は、ドア１の左端部１６よりも左方に距離Ｂの位置にくる。したがって、ラック・ピニオン収容ケース２１の長さとしては、図１(a) の閉位置にあるドア１の右端部１４に対応する右端部から、図１(b) の開位置にあるドア１の左端部１６から距離Ｂに更にゆとり部分の長さｅを足したＢ＋ｅの位置となる左端部までの長さとなる。
【００４５】
この図１(b) と先に示した従来の図２(b) とを比較してみる、「Ｂ＋ｅ」＜＜「Ａ＋ｄ＋ｅ」であることは明らかである。すなわち、本実施例においては、ラック・ピニオン収容ケース２１の長さを従来よりも極めて短く設定することができる。
【００４６】
このように、本発明の実施例によれば、駆動ピニオンからの動力を上ラックから下ラック（又は下ラックから上ラック）へと直接受け渡すことで、移動体駆動装置２０の全長を短く設定して、この設定を変更することなく固定することができる。
【００４７】
また、駆動ピニオンを配置する位置は、図１(a) に示す距離Ａの範囲内であればどこでもよいので、モータの取り付け位置に自由度が生まれ、これにより、車両によって移動体駆動装置２０を取り付けることが出来なくなるという事態を回避することができる。
【実施例２】
【００４８】
上述した実施例１では、ドア１を下ラック２３に連結したが、ラックへのドア１の連結方法は、これに限るものではない。特には図示しないが、上ラックへ連結するようにしてもよい。
【００４９】
その場合は、図１(a) に示す駆動ピニオン２５と上下のラック２２及び２３の位置関係のときがドア１の開成状態となり、図１(b) に示す駆動ピニオン２５と上下のラック２２及び２３の位置関係のときがドア１の閉成状態となる。
【００５０】
尚、この場合も、モータ３の回転と、駆動ピニオン２５の回転、上ラック２２及び下ラック２３の移動、従動ピニオン２３の回転に関する諸動作は、実施例１の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ラックとピニオンを用いた駆動装置で例えば吊り戸などを開閉する移動体駆動装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  ドア
２  閉位置
３  モータ
４  ピニオン
５  ラック
６  ラック・ピニオン収容ケース
７  連結金具
８  戸吊金具
９  ドアレール
１１  レール溝
１２  案内ローラ
１３  調整ローラ
１４  ドア右端部
１５  緩衝部材
１６  ドア左端部
２０  移動体駆動装置
２１  ラック・ピニオン収容ケース
２２  上ラック
２３  下ラック
２４  第１の位置
２５  駆動ピニオン
２６  第２の位置
２７  従動ピニオン
２８  ドアレール
【図１】
2010196254.tif 000003
【図２】
2010196254.tif 000004