(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車に取り付けられた水平なドアレールに移動自在に吊り下げ支持された２枚のドアと、これらのドアの一方に連結されたアクチュエータと、このアクチュエータに駆動される前記一方のドアの開閉移動を方向変換して他方の前記ドアに伝える方向変換機構と、この方向変換機構と係合する施錠機構とを備え、この施錠機構は前記ドアの開閉動作と連携して進退動作するラッチを有し、このラッチを前記ドアの閉位置で前記方向変換機構の係合部に進入させて前記ドアを閉状態に施錠する一方、前記ドアの開動作の際には前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠する電車用ドア装置において、
前記方向変換機構の係合部を２段に形成し、前記ラッチを前記係合部の１段目まで進入させた段階で前記ドアを手動により一定距離だけ開移動可能に半施錠し、この段階から前記ラッチを更に前記係合部の２段目まで進入させて前記ドアを完全に施錠するように構成するとともに、前記ラッチの進入動作を途中で係止するストッパ機構を設け、このストッパ機構により前記ドアの閉動作時に前記ラッチを前記係合部の１段目で係止し、次いで電車速度が一定以上になると前記ラッチの係止を解除して、前記ラッチを前記係合部の２段目まで進入させるようにしたことを特徴とする電車用ドア装置。
【請求項２】
前記アクチュエータを前記一方のドアにその開方向に一定距離だけ相対移動可能に連結するとともに、前記ドアの移動方向にスライド自在に支持され上面に段差面からなるカム面を有するスライダと、このスライダを前記一方のドアに向って付勢するバックスプリングと、前記ラッチに連結されるとともに前記スライダのカム面と接触するローラと、前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に向って付勢する施錠スプリングと、前記アクチュエータに取り付けられた押し金具及び引張金具とを設け、前記ドアの閉動作時に前記アクチュエータで前記押し金具を介して前記スライダを押し、前記ローラを前記施錠スプリングのばね力で前記カム面の上段面から落下させ、前記ラッチを前記係合部に進入させて前記ドアを閉状態に施錠し、前記ドアの開動作時には前記一定距離だけ開方向に移動した前記アクチュエータで前記引張金具を介して前記スライダを引っ張り、前記ローラを前記カム面の上段面に押し上げ、前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電車用ドア装置。
【請求項３】
前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に向って付勢する施錠スプリングと、前記ラッチを前記施錠スプリングに抗して駆動する電磁ソレノイドとを設け、前記ドアの閉動作時に前記施錠スプリングのばね力で前記ラッチを前記係合部に進入させて前記ドアを施錠し、前記ドアの開動作時には前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電車用ドア装置。
【請求項４】
前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に対して進退駆動する電磁ソレノイドを設け、前記ドアの閉動作時に前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記係合部に進入させて前記ドアを施錠し、前記ドアの開動作時には前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電車用ドア装置。
【請求項５】
前記係合穴に向って進入動作をする前記ラッチに当たるスライド駒と、このスライド駒を前記ラッチの進退経路に出入りさせる電磁ソレノイドとにより前記ストッパ機構を構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電車用ドア装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電車の側面出入り口を開閉するドア装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記ドア装置は乗客の命を預かるものであり、戸締り状態では走行中及び停車中のいずれを問わず勝手に開いてはならず、また雨水や風の浸入防止、走行中の振動防止などのために、常時一定の圧力で閉位置に保持されていなければならない。しかし、停電時など非常事態が発生して停車し、車外に脱出する場合には手動操作により容易に開放できなければならない。これらのことから、電車用ドア装置には、高い動作信頼性が要求される。この出願の発明者はこの要求を満足させる電車用ドア装置を開発し、先にこの出願の出願人により特許出願した（特開平２０００―１４２３９２号公報参照）。
【０００３】
図１４〜図１７に上記特開平２０００―１４２３９２号に係る電車用ドア装置を改めて示したものである。以下、これについて簡単に説明する。図１４は電車用ドア装置の全体を示す正面図、図１５はその要部拡大図である。図１４及び図１５において、２枚のドア１及び２は、電車側面に沿って水平に取り付けられたドアレール３に可動体４を介して移動自在に吊り下げ支持され、それらは互いに逆方向に図の左右に移動して、電車出入り口を開閉する。図の左側のドア１は、その可動体４に連結されたアクチュエータとしてのリニアモータ５により駆動される。図１５に示すように、リニアモータ５の可動子５ａは可動体４に対して開閉方向（図の左右方向）に一定距離ｘだけ摺動可能に係合され、その間に圧縮ばね６が図示の通り挿入されている。これにより、リニアモータ５はドア１に、その開方向に一定距離ｘだけ相対移動可能に連結されている。
【０００４】
一方、右側のドア２は、方向変換機構７を介してドア１と連動する。方向変換機構７は、図１５に示すように、連結棒８を介してドア１の可動体４に連結された下ラック９、連結板１０を介してドア２の可動体４に連結された上ラック１１、これらのラック９,１１と同時に噛み合うピニオン１２からなっている。下ラック９及び上ラック１１は電車側に固定されたユニットケース７ａ内に開閉方向にスライド可能に案内され、ピニオン１２はユニットケース７ａに固定された軸に支持されている。リニアモータ５により駆動されるドア１の開閉移動は、方向変換機構７により方向変換されてドア２に伝えられる。
【０００５】
図１６及び図１７は、方向変換機構７に併設された施錠機構１３（図１４）と、これを施錠及び解錠動作させる押し金具１４及び引張金具１５とを示スライド詳細図で、図１６は施錠状態を示し、図１７は開錠状態を示している。図１６及び図１７において、アクチュエータ５の可動子先端には、押し金具１４及び引張金具１５が取り付けられている。押し金具１４は棒状で一端で水平に固定され、先端がかぎ状の引張金具１５は、押し金具１４の上面に重ねられ、一端でピンにより上下方向に回動可能に結合されている。引張金具１５は押し金具１４との間に挿入された圧縮ばね１６により上方向に付勢され、また押し金具１４を緩く貫通して引張金具１５にねじ込まれた頭付ピン１７により上方への回動範囲が規制されている。リニアモータ５の固定部先端には、引張金具１５の上面に接し、その上方への回動を阻止するガイド金具１８が取り付けられている。
【０００６】
施錠機構１３は、ドア１,２の移動方向にスライド自在に案内されたスライダ１９、このスライダ１９をドア２に向って付勢する圧縮ばねからなるバックスプリング２０、上下にスライド自在に案内されたラッチ２１、このラッチ２１を下向きに付勢する引張ばねからなる施錠スプリング２２を有している。スライダ１９の上面には、傾斜のある段差面からなるカム面１９ａが形成され、また先端に係合突部１９ｂが設けられている。ラッチ２１は、詳細には示さないが、ユニットケース７ａに固定支持された案内筒２３に上下動自在に案内された垂直なラッチ棒２４と、これと一体の枠体２５とからなり、枠体２５にはスライダ１９のカム面１９ａと接触するローラ２６が回動自在に取り付けられている。ラッチ２１を下向きに付勢する施錠スプリング２２は、枠体２５とユニットケース６ａとに渡って掛けられている。後述するように、ラッチ２１は、ドアの開閉動作と連携して進退動作する。
【０００７】
このようなドア装置において、図１６はドア１,２が閉じ、かつ閉状態に施錠された状態にある。この状態ではラッチ棒２４の先端が方向変換機構７の係合部を構成する上ラック１１の係合穴２７に進入し、そのスライド運動をロックしている。そのため、上ラック１１と連動するドア１,２は動けない。また、この状態で押し金具１４はスライダ１９の係合突部１９ｂに突き当たり、引張金具１５のかぎ状部は係合突部１９ｂに係合している。この状態からドア開指令が出されると、リニアモータ５の可動子５ａが左に移動する。この移動の初期において、可動子５ａはドア１を閉位置に残したまま、圧縮ばね６を圧縮しつつ一定距離ｘだけ左に移動し、その間、引張金具１５により係合突部１９ｂを介してスライダ１９を引っ張る。このとき、引張金具１５は上向きに開こうとするが、ガイド金具１８に押さえられているので開かない。
【０００８】
スライダ１９が引っ張られて左に移動すると、図１７に示すように、ローラ２６はカム面１９ａの斜面を介してその上段面に押し上げられる。これにより、ラッチ２１は持ち上げられ、ラッチ棒２４が係合穴２７から抜け出して上ラック１１のロックが解除され、ドア１,２も解錠される。一方、可動子５ａの移動距離がほぼｘに達すると、ガイド金具１８による引張金具１５の押えが外れる。その結果、引張金具１５は圧縮ばね１６のばね力で上向きに回動し、スライダ１９の係合突部１９ｂから外れる。引張金具１５が外れても、スライダ１９はバックスプリング２０のばね力により前進位置に留まり、ローラ２６を押し上げ状態に保持する。それ以降、可動子５ａは、ドア１を所定の開位置まで左方向に移動させる。それに伴い、方向変換機構７を介して連動するドア２も右方向に移動して、ドア１,２の開動作が行なわれる。その後、閉指令によりドア１が右方向に移動し、やがて図１６の閉位置に到達すると、可動子５ａが押し金具１４を介してスライダ１９を押し込む。その結果、ローラ２６がカム面１９ａの上段面から落下して上ラック１１の係合穴２７にラッチ棒２４が進入し、再び施錠が行なわれる。なお、非常開放時には図１４に示すハンドル２８を９０度回転させることにより、ワイヤ２９でラッチ２１を引き上げて強制的に解錠する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ドアが戸締り状態に達すると、ラッチが係合してドアが施錠される上記した電車用ドア装置において、従来はドアに乗客の手や衣服が挟まれた場合に、施錠されたドアは手で開かないという安全上の問題があった。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、戸締り状態でドアが施錠される電車用ドア装置の緊急時の安全を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ドアが戸締り状態となっても、電車が発車してしばらくの間は、ドアをある程度まで手で開けられる半施錠状態に置くようにして、上記課題を解決するものである。そのために、この発明においては、アクチュエータに駆動される一方のドアの開閉移動を方向変換して他方のドアに伝える方向変換機構のラッチとの係合部を２段に形成し、前記ラッチを前記係合部の１段目まで進入させた段階で前記ドアを手動により一定距離だけ開移動可能に半施錠し、この段階から前記ラッチを更に前記係合部の２段目まで進入させて前記ドアを完全に施錠するように構成する。そして、前記ラッチの進入動作を途中で係止するストッパ機構を設け、このストッパ機構により前記ドアの閉動作時に前記ラッチを前記係合部の１段目で係止し、次いで電車速度が一定以上になると前記ラッチの係止を解除し、前記ラッチを前記係合部の２段目まで進入させるようにするものである（請求項１）。
【００１２】
前記ラッチを前記ドアの開閉動作と連携させて進退動作させる手段として、上記特開平２０００―１４２３９２号に係る電車用ドア装置と同様に、前記アクチュエータを前記一方のドアにその開方向に一定距離だけ相対移動可能に連結するとともに、前記ドアの移動方向にスライド自在に支持され上面に段差面からなるカム面を有するスライダと、このスライダを前記一方のドアに向って付勢するバックスプリングと、前記ラッチに連結されるとともに前記スライダのカム面と接触するローラと、前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に向って付勢する施錠スプリングと、前記アクチュエータに取り付けられた押し金具及び引張金具とを設けることができる。これにより、前記ドアの閉動作時に前記アクチュエータで前記押し金具を介して前記スライダを押し、前記ローラを前記施錠スプリングのばね力で前記カム面の上段面から落下させ、前記ラッチを前記係合部に進入させて前記ドアを閉状態に施錠する。また、前記ドアの開動作時には前記一定距離だけ開方向に移動した前記アクチュエータで前記引張金具を介して前記スライダを引っ張り、前記ローラを前記カム面の上段面に押し上げ、前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠する(請求項２)。
【００１３】
前記ラッチを前記ドアの開閉動作と連携させて進退動作させる別の手段として、前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に向って付勢する施錠スプリングと、前記ラッチを前記施錠スプリングに抗して駆動する電磁ソレノイドとを設けることができる。この場合には、前記ドアの閉動作時に前記施錠スプリングのばね力で前記ラッチを前記係合部に進入させて前記ドアを施錠し、前記ドアの開動作時には前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠する（請求項３）。
【００１４】
前記ラッチを前記ドアの開閉動作と連携させて進退動作させる更に別の手段として、前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に対して進退駆動する電磁ソレノイドを設けることができる。この場合には、前記ドアの閉動作時に前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記方向変換機構の係合部に進入させて前記ドアを施錠し、前記ドアの開動作時には前記電磁ソレノイドで前記ラッチを前記係合部から退出させて前記ドアを解錠する（請求項４）。
【００１５】
前記ストッパ機構は、前記係合穴に向って進入動作をする前記ラッチに当たるスライド駒と、このスライド駒を前記ラッチの進退経路に出入りさせる電磁ソレノイドとにより構成することができる（請求項５）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１３に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。まず、図１〜図５は図１６の従来装置にこの発明を適用した第１の実施の形態を示すもので、一部分を断面にした施錠機構部分の正面図である（なお、図１６における圧縮ばね１６、頭付きピン１７は省略してある）。ここで、図１は半施錠状態、図２は図１におけるドアを一定距離手動で開いた状態、図３は完全施錠状態、図４は解錠状態、図５は非常解錠状態をそれぞれ示している。図１において、従来と相違しているのは、まず方向変換機構７のラッチ棒２４との係合部である係合穴２７が２段に形成されている点である。ラッチ棒２４は断面が図１の左右方向が長径の楕円状に形成されているが、このラッチ棒２４が適度の隙間を介して係合する係合穴２７は、断面楕円状の貫通穴の図１の上部左側に、ラッチ棒２４の外周面に沿う半楕円状の凹部が設けられ、これによりラッチ棒２４が係合する係合穴２７は、１段目２７ａと２段目２７ｂの２段に形成されている。
【００１７】
一方、方向変換機構７のユニットケース７ａの上部には、スライドベース３０により図１の左右方向にスライド自在に案内されるブロック状のスライド駒３１と、このスライド駒３１を往復動作させる電磁ソレノイド３２とからなるストッパ機構３３が設けられている。電磁ソレノイド３２は永久磁石を内蔵する双安定型有極電磁石により、図１の左右方向にストロークするように構成され、切り換え信号が入力される度にプランジャ３４が反転動作し、ストローク端で永久磁石により吸引保持される。スライド駒３１は、ラッチ２１の進退（図１の上下）経路に出入りし、この経路に進入した状態では枠体２５に当たり、図１にに示すようにラッチ２１（枠体２５）の進入動作を途中で係止する。なお、施錠スプリング２２は、ここではラッチ棒２４とストッパ機構３３との間で枠体２５に掛けられている。その他の構成は図１６の従来装置と実質的に同じである。
【００１８】
さて、この実施の形態に係るドア装置において、車両からのドア閉指令によりドア（図５参照）がアクチュエータ５で戸締り位置まで駆動されると、ローラ２６がカム面１９ａから落下して、ラッチ棒２４は施錠スプリング２２のばね力で係合穴２７に向って引っ張られる。ここで、閉指令が出された時点では、ストッパ機構３３はスライド駒３１をラッチ２１の進退経路に進入させており、ラッチ２１は図１に示すように、枠体２５がスライド駒３１に当たって、施錠スプリング２２により与圧されたまま、完全施錠状態よりも距離ａだけ手前で停止させられる。このとき、ラッチ棒２４の先端は、図１に示すように、係合穴２７の１段目２７ａまで進入している（半施錠）。ここで、図示しないがアクチュエータ５には、可動子５ａの移動位置を検出するエンコーダを内蔵しており、ドアが閉止する手前では可動子５ａの推力を常時の例えば１／１０程度に落している。そして、半施錠状態では、その弱い推力でドアを閉方向に押している。そこで、この状態ではドアを手で開けることが可能で、ドアに開方向に力を加えると、上ラック１１が図１の右方向に移動しながらドアが開き、係合穴２７の１段目２７ａがラッチ棒２４と係合するとそこで動かなくなる。図２は、この手動開放状態を示している。上ラック１１の可動距離ｂ（図１）は、例えば15〜20mmに設定される。これにより、両開きのドアはその２倍（ｂ×２）、例えば30〜40mm開く。従って、仮にドアに衣服や手が挟まっても、手でドアを押し開けて脱出することが可能である。
【００１９】
図１の半施錠状態は、車両の停止中及び車両が発車して一定速度、例えば時速５kmに達するまでの低速域の間保持される。車両が一定速度に達すると、車両からの速度信号により、電磁ソレノイド３２に切り換え信号が送られる。これにより、電磁ソレノイド３２は反転し、スライド駒３１を図１の右方向に後退させる。その結果、ラッチ２１はスライド駒３１から開放され、施錠スプリング２２のばね力で更に下降する。これにより、ラッチ棒２４が係合穴２７の１段目２７ａから２段目２７ｂに進入し図３の状態となる（完全施錠）。この完全施錠状態では、上ラック１１はラッチ棒２４との係合により完全にロックされ、従ってドアは完全に施錠される。
【００２０】
図４は車両が停止し、図３のドア閉状態からドアが開き始めた時点の状態を示している。ドア開時には、従来技術で述べたように、ドアが閉じたままでアクチュエータ５の可動子５ａが一定距離ｘ（図１７参照）だけ動き、その間に引っ張り金具１５によりスライダ１９が引っ張られ、ローラ２６がカム面１９ａ上に押し上げられる。これにより、枠体２５を介してローラ２６と一体のラッチ棒２４も距離ｃ押し上げられ、図４に示すように係合穴２７から退出して解錠が行なわれる。次いで、アクチュエータ５はドアを開放する。一方、アクチュエータ５の可動子５ａが全開位置に達すると、上記したエンコーダから全開信号が発せられ、この信号が電磁ソレノイド３２に送られる。これにより、電磁ソレノイド３２は図３の状態から反転し、スライド駒３１を再び図１の状態に前進させて次のドア閉動作に備える。
【００２１】
図５は、非常解錠操作を示すものである。図３の完全施錠状態から、非常ハンドル２８を図５の破線位置から実線位置まで矢印で示すように回し、解錠ケーブル２９を介して枠体２５を引き上げる。これにより、ラッチ棒２４を係合穴２７から退出し、手でドアを全開することができる。
【００２２】
図６〜図９は、開錠手段として電磁ソレノイドを用いた第２の実施の形態を示し、図６は半施錠状態、図７は完全施錠状態、図８は解錠状態、図９は非常解錠操作をそれぞれ示している。この実施の形態においては、図１の実施の形態におけるスライダ１９、ローラ２６、押し金具１４、引張金具１５等に代えて、電磁ソレノイド３５がラッチ２１の枠体２５と対向するように設けられている。電磁ソレノイド３５も双安定型有極電磁石として構成され、プランジャ３６が図６の上下方向にストロークして、ストローク端で永久磁石により吸着保持される。
【００２３】
図７の完全施錠状態において、電磁ソレノイド３５のプランジャ３６は後退位置にあるが、開指令により突出し、ラッチ２１の枠体２５を押し上げる。これにより、図８に示すように、ラッチ棒２４が係合穴２７から退出して解錠が行なわれる。次いで、アクチュエータ５によりドアの開放が行なわれる。ドアが全開すると、エンコーダからの全開信号によりストッパ機構３３が駆動され、スライド駒３１がラッチ２１の進退経路に進出する。その後、閉指令によりドアが閉動作を行なうと、エンコーダからの全閉信号により電磁ソレノイド３５が切り換えられ、プランジャ３６が後退する。これにより、ラッチ２１は施錠スプリング２２のばね力で下降し、スライド駒３１に当たって図６の半施錠状態で停止する。その他の構成、動作は図１〜図５の実施の形態と同じなので説明を省略する。
【００２４】
図１０〜図１３は第３の実施の形態を示し、図１０は半施錠状態、図１１は完全施錠状態、図１２は解錠状態、図１３は非常解錠状態をそれぞれ示している。この実施の形態は、第２の実施の形態における施錠スプリングを省略したもので、図１０に示すように、電磁ソレノイド３５のプランジャ３６は結合金３７を介してラッチ２１の枠体２５に連結されている。ドア閉動作時には、電磁ソレノイド３５のプランジャ３６を後退させることにより、ラッチ２１を引き下ろしてラッチ棒２４を係合穴２７に進入させる。従って、施錠スプリング２２が不要である。その他の構成、動作は第２の実施の形態と同じなので説明を省略する。
【００２５】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、ドアが閉まり電車が発車してからしばらくは半施錠の状態を保持することにより、戸締り機能は従来のままで戸挟み防止機能を付加し、仮に乗客の手や衣服がドアに挟まっても容易に取り除けるようにして、乗客の安全を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す電車用ドア装置の半施錠状態の要部正面図である。
【図２】図１のドア装置のドアを手で開いた状態を示す要部正面図である。
【図３】図１のドア装置の完全施錠状態を示す要部正面図である。
【図４】図１のドア装置の解錠動作を示す要部正面図である。
【図５】図１のドア装置の非常開放操作を示す要部正面図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態を示す電車用ドア装置の半施錠状態の要部正面図である。
【図７】図６のドア装置の完全施錠状態を示す要部正面図である。
【図８】図６のドア装置の解錠動作を示す要部正面図である。
【図９】図６のドア装置の非常開放操作を示す要部正面図である。
【図１０】この発明の第３の実施の形態を示す電車用ドア装置の半施錠状態の要部正面図である。
【図１１】図１０のドア装置の完全施錠状態を示す要部正面図である。
【図１２】図１０のドア装置の解錠動作を示す要部正面図である。
【図１３】図１０のドア装置の非常開放操作を示す要部正面図である。
【図１４】従来のドア装置の全体構成を示す正面図である。
【図１５】図１４のドア装置の要部拡大図である。
【図１６】図１４のドア装置の施錠動作を示す要部正面図である。
【図１７】図１４のドア装置の解錠動作を示す要部正面図である。
【符号の説明】
１    ドア
２    ドア
３    ドアレール
５    アクチュエータ
７    方向変換機構
１３    施錠機構
１４    押し金具
１５    引張金具
１９    スライダ
１９ａ  カム面
１９ｃ  突起
２０    バックスプリング
２１    ラッチ
２２    施錠スプリング
２６    ローラ
２７    係合穴
２８    非常操作ハンドル
２９    解錠ケーブル
３０    スライドベース
３１    スライド駒
３２    電磁ソレノイド
３３    ストッパ機構
３５    電磁ソレノイド
３７    結合金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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