鉄道車両用扉開閉装置
【課題】単一のアクチュエータで引戸の開閉を行う鉄道車両用扉開閉装置を、簡素でコンパクトな構成にする。
【解決手段】 電動モータ（回転アクチュエータ）と、電動モータから突出された出力軸に連結されたピニオン９（回転伝達体）と、ピニオン９を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対のラック７・７（直線伝達体）と、を備えている。
【解決手段】 電動モータ（回転アクチュエータ）と、電動モータから突出された出力軸に連結されたピニオン９（回転伝達体）と、ピニオン９を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対のラック７・７（直線伝達体）と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用の扉を開閉する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の鉄道車両用扉開閉装置は、例えば特許文献１で第２実施形態として開示されている。この特許文献１の構成では、２枚の引戸をラックアンドピニオン機構を介して連結することで両開き状の開閉扉とした上で、この引戸を懸吊するレール移動体と、引戸の開閉駆動のためのリニアモータの可動子とを、緩衝バネを含む緩衝体を介して連結した構成となっている。そして、リニアモータにおいて可動子を駆動して引戸を閉鎖方向に移動するとともに、引戸が全閉位置に至っても、更に上記緩衝体のバネを引き伸ばすように前記可動子を駆動させる。すると、可動子の先端に設けられた押し出し金具がスライドカム装置を戻しバネに抗して押動してスライドさせ、これに伴って下降するカムフォロワがラッチ錠も下降させるので、ラッチ錠はラックアンドピニオン機構のラックに設けた孔部に係止し、こうして全閉位置での引戸のロックが実現される。
【０００３】
この構成では、リニアモータの駆動力は、通常は緩衝体の緩衝バネを介して引戸の開閉駆動のために配分される一方、引戸が全閉位置に至ると、リニアモータの駆動力はスライドカム装置へ配分されてラッチ錠によるロックが行われる。即ち、単一のリニアモータ（アクチュエータ）の駆動力が引戸の開閉駆動とロック動作の双方に利用される構成となっており、構成を簡素化できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４２３９２号公報（００４０〜００５４、図６〜図１３、レール移動体３ｂ、可動子６ａ、緩衝体１２、ばね（緩衝バネ）１２ｂ、押し出し金具１４ａ、スライドカム装置１３ｂ、ばね（戻しバネ）１３ｃ、カムフォロワ１３ｅ、ラッチ錠１３ｇ、ラックに設けた孔部７ｅ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の構成は、リニアモータの駆動力を引戸の開閉駆動とスライドカム装置の押動とに切り換えて配分する機構である緩衝体が、引戸とともにスライド移動するように構成されている。従って、全体構成が複雑化するとともに、緩衝体の可動ストローク分のスペースを確保する必要があり、鉄道車両用扉開閉装置の簡素かつコンパクトな構成を実現することができない。
【０００６】
また、特許文献１の構成は、引戸の全閉位置においては緩衝体の緩衝バネを引き伸ばすようにしてスライドカム装置を押動する構成であるために、例えば、全閉位置の直前においてドアに風圧等による負荷（引戸の閉鎖に対する抵抗）が加わった場合、引戸が全閉位置に至る前で緩衝バネが伸びてしまうことになる。この結果、可動子の先端の押し出し金具がスライドカム装置を過早の段階で押動してしまい、ラッチ錠とラックの孔部の位置が合っていないのにラッチ錠が下降して、ラッチ錠や孔部を破損させたり、引戸が全閉位置に至る段階の前（開いた状態）で拘束されてしまう恐れがあった。
【０００７】
また、引戸の閉鎖ロック時において、リニアモータの故障や停電による電源フェイルなどの何らかの事情によってリニアモータが駆動力を失った場合には、可動子及び押し出し金具は緩衝バネによってスライドカム装置の押動を解除する方向に引っ張られるとともに、スライドカム装置も戻しバネによって戻されるので、カムフォロワとともにラッチ錠が上昇し、ロックが解除されてしまう。これは、故障や電源フェール時に意図せず閉鎖ロックが解除されてしまうことを意味する。
【０００８】
なお、引戸に多少の負荷が作用してもラッチ錠が過早に下降するのを防止すべく、前述の緩衝バネを強力なものにした場合は、リニアモータの駆動力が電源フェール等により失われたときにロック解除の方向に作用する力も強くなるから、意図せぬロック解除の恐れが増大する。即ち、上記した２つの課題は互いに矛盾する関係にあり、両方の課題を同時に満足できるレベルで解決できる構成は未だ提案されていない。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、単一のアクチュエータで引戸の開閉及び閉鎖ロックを行うロック付開閉装置において、簡素でコンパクトな構成を提供することにある。また、本発明の別の目的は、閉鎖方向に駆動される引戸が全閉位置に到達する前にロックが行われることを防止し、同時に、閉鎖ロック状態において万一アクチュエータが駆動力を失っても、意図せぬロック解除を防止できる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段および効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、ロック付開閉装置が提供される。往復移動可能な引戸に取り付けられたラックとこのラックに噛合するピニオンからなるラックアンドピニオン機構と、前記引戸の開閉駆動源としてのアクチュエータと、このアクチュエータの駆動力が入力される遊星歯車機構と、前記引戸を全閉位置でロック可能なロック機構と、を備える。前記引戸が全閉位置以外にあるときは、前記アクチュエータの動力が前記遊星歯車機構を介して前記ピニオンへ配分される。前記引戸が全閉位置にあるときは、前記アクチュエータの動力が前記遊星歯車機構を介して、前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換える切換レバーへ配分される。
【００１２】
この構成では、アクチュエータの動力は遊星歯車機構を介して配分され、一方はラックアンドピニオン機構のピニオンを駆動し、他方は切換レバーを駆動する。従って、アクチュエータからの動力伝達（配分）のための構成がコンパクトなスペースに収納されるので、構造を簡素化できるとともに、コンパクトなロック付開閉装置を提供できる。
【００１３】
また、アクチュエータからの駆動力の配分は、特許文献１のような緩衝バネではなく遊星歯車機構を用いて行うので、引戸を閉鎖位置でロックした状態でアクチュエータが故障等により駆動力を失った場合でも、切換レバー等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。
【００１４】
◆前記のロック付開閉装置においては、前記ロック機構は、前記引戸が全閉位置以外にあるときには前記切換レバーの移動を阻止し、前記切換レバーが全閉位置にあるときは前記切換レバーの移動を許容するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成では、引戸が全閉位置以外にあるときは切換レバーの移動が阻止されるので、引戸が全閉位置に確実に到達してからロック動作が行われる。即ち、引戸を閉鎖方向に駆動する際に過早のタイミングでロック動作が行われ、ロック機構が破損したり引戸が全閉の手前で拘束されてしまうことが防止される。
【００１６】
◆前記のロック付開閉装置においては、以下のように構成することが好ましい。前記ロック機構はカムを備え、このカムには、前記ロック解除状態から前記ロック状態への切換を阻止する突起が備えられている。この突起は、前記ロック解除状態において前記アクチュエータにより閉鎖方向へ駆動される前記引戸が全閉位置又はその近傍に至ったときにのみ乗越え可能とされ、この乗越えによって前記切換レバーの移動が許容される。
【００１７】
これにより、引戸を閉鎖方向に駆動する際の過早ロックを防止可能な簡素な構成を実現できる。
【００１８】
◆前記のロック付開閉装置においては、以下のように構成することが好ましい。前記ロック機構は、全閉位置近傍にある前記引戸側の部材に対し係合して、当該引戸の開閉移動に伴い回動する回動部材と、前記切換レバーと前記カムを介して連結されるとともに、前記引戸が全閉位置にあるときの位置で前記回動部材の回動を規制するロック位置と、このロック位置から外れた位置との間で移動可能な移動部材と、を備える。前記切換レバーは、前記移動部材をロック位置で固定することで前記ロック状態を実現し、また、前記移動部材の前記ロック位置での固定を解除することで前記ロック解除状態を実現するように構成している。前記カムの突起は、前記引戸の閉鎖方向への移動に基づく前記回動部材の回動によって乗越え可能に構成されている。
【００１９】
これにより、回動部材の回動を移動部材によりロックすることで引戸をロックし、さらに移動部材を固定（ロック）するという、二重のロック構造が実現されている。従って、引戸が閉鎖されロックされている状態でアクチュエータが故障等で駆動力を失っても、意図に反する引戸のロック解除は極めて確実に防止される。
【００２０】
また、突起の乗越え（即ち、切換レバーの移動の許容）が回動部材の回動によってなされるから、切換レバーの移動が全閉位置の近傍で行われることが確保される。即ち、過早ロックが一層確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】開閉ロック装置を車両用開閉扉に備えた実施形態を示す全体正面図。
【図２】ロック解除状態のロック機構及び遊星歯車機構の構成を示す要部正面図。
【図３】図２の状態からサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック機構がロック状態に切り換わる様子を示す要部正面図。
【図４】更にサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック状態に切り換わった後の様子を示す要部正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１はロック付開閉装置を車両用開閉扉に備えた実施形態を示す正面図である。図２はロック解除状態のロック機構及び遊星歯車機構の構成を示す要部正面図である。
【００２３】
図１に示す車両用開閉扉は、鉄道車両等の車両の側壁に形成された開口部を開閉可能な側扉として構成されており、両開き式の左右一対の引戸１１・１２を備えている。この２枚の引戸１１・１２は、前記の開口部の上方に水平に設置されたガイドレール２に沿って往復移動可能に設けられている。より具体的には、前記引戸１１・１２のそれぞれの上縁にはハンガー３が２つずつ固定されており、それぞれのハンガー３には戸車４が回転自在に軸支されている。この戸車４は、前記ガイドレール２上を転動可能に構成されている。
【００２４】
そして、この開閉扉は、本発明の一実施形態に係るロック付開閉装置によって開閉され、且つ、閉状態で不意に開かないように自動的にロックできるようになっている。鉄道車両等の車両の扉は走行中に開放されると危険であり、走行中は不意に開かないように確実にロックしておくことが要求される。
【００２５】
以下、詳細に説明する。車両の側壁の上部（前記開口部の上方の空間）には板状の基体５が固着され、この基体５に固定されたラックサポート６・６に、２本のラック７・７（直線伝達体）が支持されている。このラック７・７は、その長手方向を水平（前記ガイドレール２と平行）に向けて配置されるとともに、当該長手方向（水平方向）に摺動可能となるよう、スライド支持部８（ガイド部材）によって支持されている。
【００２６】
２本のラック７・７は上下方向に適宜の間隔を形成しつつ互いに平行に配置され、また、それぞれの歯部が互いに対向するように配置される。そして、２本のラック７・７の双方の歯部に同時に噛合するようにして、ピニオン９（回転伝達体）が回転自在に配置されている。このピニオン９は、開閉扉１の開口部上方の左右中央位置であって、かつ、２本のラック７・７に上下を挟まれた位置に配置される。
【００２７】
２本のラック７・７のそれぞれの一端は、戸先側のハンガー３に固着したアーム部材１３・１３を介して、対応する引戸１１・１２に連結されている。このラック７・７とピニオン９により、ラックアンドピニオン機構１０が構成されており、ラックアンドピニオン機構１０により２枚の引戸１１・１２は開閉駆動される。なお、ラックアンドピニオン機構１０は、左右の引戸１１・１２同士を連結することで、引戸１１・１２の対称的な開閉を実現する役割も果たしている。
【００２８】
また、前記基体５には遊星歯車機構２０が支持されている。この遊星歯車機構２０は、図２で模式的に示すように、回転自在に軸支されたサンギア２１と、このサンギア２１の外周に複数配置され、サンギア２１に噛合しつつ自転及び公転が可能なプラネタリギア２４と、前記プラネタリギア２４を回転自在に支持するキャリア２２と、前記プラネタリギア２４に外側で噛合する内歯を有するインターナルギア２３と、を有している。サンギア２１、キャリア２２、インターナルギア２３の三者は、同一軸線上に配置されるとともに、それぞれが他に対して相対回転自在となるよう配置されている。また、前記三者の軸線は、前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオン９の軸線とも一致している。
【００２９】
そして前記サンギア２１には、正逆回転可能な図略のダイレクトドライブ方式の電動モータ（回転アクチュエータ）の出力軸が連結されている。なお、適宜の減速機構を介して連結しても構わない。また、前記インターナルギア２３は、図示しないボルト等を介して、前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオン９に連結されている。更に、前記キャリア２２は、後述のロック機構３０を構成するロックプレート（切換レバー）３３に連結されている。
【００３０】
次に、開閉扉１のロック機構３０について詳細に説明する。このロック機構３０は図１や図２に示すように、前記基体５に回転自在に枢支された平板状のロックリンク（回動部材）３１と、同じく基体５に揺動自在に枢支された平板状のロックレバー（移動部材）３２と、前述のロックプレート３３と、キャッチローラ３４と、を主要な構成として有している。このロック機構３０は、前記遊星歯車機構２０の下方に位置している。
【００３１】
前記ロックリンク３１は図２に示すように、その中央部を基体５に対し支軸４１を介して回転自在に枢支されるとともに、一端側に係脱部４２、他側にローラ挿入部４３をそれぞれ備えて構成されている。係脱部４２は凹状の切欠であり、一側の引戸１１に取り付けられた前記キャッチローラ３４に対し係合可能に構成している。また、ローラ挿入部４３も凹状の切欠とされており、ロックレバー３２に支持された後述の第１ローラ５１を内部に挿入させている。ローラ挿入部４３には、その支軸４１から遠い側に、第１ローラ５１に対向可能な回転ストッパ４９を備えている。
【００３２】
前記ロックレバー３２は、その一端を前記基体５に支軸４４を介して回転自在に枢支されるとともに、他端側には２つのローラ５１・５２を備えている。具体的には、ロックレバー３２の先端の一側（図２の紙面奥側）に前記第１ローラ５１を支持し、他側（図２の紙面手前側）に第２ローラ５２を支持している。第１ローラ５１は、ロックリンク３１の前記ローラ挿入部４３に挿入されている。
【００３３】
前記ロックレバー３２には規制板４５が固着され、この規制板４５が、基体５に形成された略扇形の規制孔４６の内部に位置している。この規制板４５と規制孔４６によって、ロックレバー３２の揺動角度範囲が規定されている。また、前記支軸４４の位置には捩りコイルバネ状の付勢バネが配置され（図略）、この付勢バネは、図２における時計方向の付勢力をロックレバー３２に常時作用させている。
【００３４】
前記ロックプレート３３は、前記遊星歯車機構２０のキャリア２２に固定された幅広レバー状の部材であって、前記遊星歯車機構２０からみて下方へ延出されている。また、このロックプレート３３には、ほぼ垂直に湾曲した形状の湾曲孔（カム）４７が形成される。そして、この湾曲孔４７に、前述のロックレバー３２の第２ローラ５２が挿入される。
【００３５】
この湾曲孔４７は、ロックプレート３３の基端側で周方向（略水平方向）に延びる回転阻止部４７ａと、ロックプレート３３の先端側で径方向に略下方へ延びる回転許容部４７ｂとを互いに接続させた、幅が一定の孔とされている。言い換えれば、回転阻止部４７ａと回転許容部４７ｂとが接続する部分（湾曲部の内周に相当する部分）には突起４７ｃが形成されており、この突起４７ｃが、前記第２ローラ５２の回転阻止部４７ａから回転許容部４７ｂへの移動を阻止するように構成されている。
【００３６】
なお、図２〜図４においては、構成の理解の容易のために、ロックプレート３３及び湾曲孔４７は、鎖線で透視的に図示されている。
【００３７】
また図１に示すように、一側の引戸１１におけるアーム部材１３にはブラケット３５が固着され、このブラケット３５の先端は下方かつ中央側へ引き出されて、その先端に前記キャッチローラ３４を回転自在に支持している。このキャッチローラ３４は、前記引戸１１とともにガイドレール２に沿って移動し、引戸１１・１２が閉鎖位置近傍にあるときには、前記ロックリンク３１の係脱部４２の近傍に位置するように構成されている。
【００３８】
以上が引戸開閉ロック装置の構成であり、次に、この構成における引戸１１・１２の開閉及びロック動作について、図２〜図４を参照して説明する。図３は、図２の状態からサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック機構がロック状態に切り換わる様子を示す要部正面図である。図４は、更にサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック状態に切り換わった後の様子を示す要部正面図である。
【００３９】
図２に示されるのはロック機構３０のロック解除状態であり、この状態では、ロックリンク３１の係脱部４２はキャッチローラ３４と係合していない。また、ロックレバー３２は前述の付勢バネの作用により、若干下方へ傾斜した図２に示すような姿勢とされる。なお、ロックリンク３１も、前記ロックレバー３２の第１ローラ５１によりローラ挿入部４３の底部を下方へ押動されるため、図２に示すような傾斜姿勢とされる。なお、図２の符号４８は、ロックリンク３１の回動角度範囲の一側を規制するために基体５に固着されるストッパである。
【００４０】
更に、このロック解除状態では、ロックレバー３２の第２ローラ５２は、ロックプレート３３における湾曲孔４７の回転阻止部４７ａ側の端部に位置している。そして図２に示すようにこのロック解除状態においてロックレバー３２の第２ローラ５２の中心と支軸４４の中心を結ぶ線はプラネタリギア２４の公転円の接線方向とほぼ一致するようになっている。すなわち、デッドポイントとなっている。よって、図２のロック解除状態において遊星歯車機構２０のサンギア２１が前記電動モータによって駆動されるとき、プラネタリギア２４は公転せず自転のみを行うので、サンギア２１の駆動力はすべてインターナルギア２３を介してピニオン９に伝達（配分）され、引戸１１・１２が開閉駆動されることになる。
【００４１】
特に、引戸１１・１２を閉鎖方向へ駆動したとしても、第２ローラ５２は湾曲孔４７内で突起４７ｃを乗り越えることができないためにロックプレート３３の回動は阻止され、この結果、このロックプレート３３に連結されているキャリア２２も回転が阻止される。従って、引戸１１・１２が全閉位置近傍へ到達しない段階では、サンギア２１の駆動力は全てピニオン９に配分される。言い換えれば、引戸１１・１２が全閉位置近傍にあるとき以外では、ロック解除状態からロック状態への切換は突起４７ｃによって阻止されることになる。これは、前記特許文献１の構成において懸念される過早ロックを、本実施形態の構成では確実に防止できることを意味する。
【００４２】
次に、引戸１１・１２を閉鎖する方向に前記サンギア２１が駆動された結果、引戸１１・１２が全閉位置に近づき、引戸１１に取り付けられた前記キャッチローラ３４が図２の太線矢印に示すようにロックリンク３１の係脱部４２に接近したとする。そして、この図２の状態から更にサンギア２１（引戸１１・１２）を閉鎖方向に駆動すると、太線矢印方向に移動するキャッチローラ３４が係脱部４２に係合しながら（係脱部４２によってキャッチされながら）、この係脱部４２を押してロックリンク３１を図３に示すように回動させる。
【００４３】
ロックリンク３１が回動すると、そのローラ挿入部４３の底面部がロックレバー３２の第１ローラ５１を押し上げるので、図３に示すようにロックレバー３２が付勢バネに抗して上方へ回動し、ほぼ水平姿勢になる。また、これと同時にロックリンク３１も起立方向に回動する。そして引戸１１・１２同士が全閉位置に至ると、ロックリンク３１がほぼ垂直姿勢になって、そのローラ挿入部４３に設けた回転ストッパ４９がロックレバー３２の第１ローラ５１と対面する（図３は対面する直前の状態を示している）。この対面後は、ロックリンク３１の反時計方向の回転は前記第１ローラ５１と前記回転ストッパ４９によって規制されるので、下側のキャッチローラ３４も係脱部４２によって移動不能に固定されることになる。こうして、引戸１１、及び、この引戸１１にラックアンドピニオン機構１０を介して連結されている他側の引戸１２が、全閉位置を保持したまま移動不能とされる（第１のロック）。
【００４４】
また図３に示すように、ロックレバー３２の前記した上方回動に伴い、前記湾曲孔４７において、ロックレバー３２の第２ローラ５２が回転阻止部４７ａから回転許容部４７ｂへ向かって、突起４７ｃを乗り越えつつ移動する。この結果、ロックプレート３３は遊星歯車機構２０の軸心回りの回動が許容され、このロックプレート３３に連結されているキャリア２２の回転（言い換えれば、プラネタリギア２４の公転）も許容される。一方、引戸１１が全閉位置に到達した後は閉鎖方向の移動ができなくなるので、この引戸１１にラックアンドピニオン機構１０を介して連結されるインターナルギア２３の回転も阻止される。従って、回転を継続するサンギア２１の駆動力は今度はキャリア２２へ伝達（配分）されることとなり、図４に示すように、ロックプレート３３は図面における反時計方向に回動し、前記第２ローラ５２は湾曲孔４７の回転許容部４７ｂ側の端部に至る。なお、この状態では、ロックレバー３２の下方回動は、第２ローラ５２が回転許容部４７ｂに位置していることで阻止される（第２のロック）。
【００４５】
以上のようにして、図２→図３→図４のように、引戸１１・１２の全閉位置への移動後にロック機構３０が自動的にロック状態に切り換えられて、引戸１１・１２は閉鎖された状態のままロックされる。従って、遊星歯車機構２０のサンギア２１を単一のアクチュエータで駆動するだけで、引戸１１・１２の閉鎖に連動したロックが実現され、駆動構成を簡素とすることができる。
【００４６】
また、この図４のロック状態では、ロックリンク３１の回転をロックレバー３２によって規制することによる第１ロックが行われ、更に、このロックレバー３２の揺動をロックプレート３３によって規制することによる第２ロックが行われる。即ち、二重ロックを掛けることが可能になっているから、例えば車両の停電や故障などにより電動モータが電源フェイルに陥り、その出力軸（前記サンギア２１）の回転がフリーになった場合でも、引戸１１・１２の開放は上記の二重ロックにより極めて確実に防止される。これは、車両が停電等になっても、引戸１１・１２が風圧等により不意に開放されてしまう事態を防止できることを意味する。
【００４７】
なお、上記のロック状態からロック解除状態への切換、及び引戸１１・１２の開放は、単に前記の電動モータによってサンギア２１を閉鎖時と反対方向へ駆動するだけで良い。即ち、ロック状態である図４においては、引戸１１はロックリンク３１によってロックされているためにインターナルギア２３の回転が阻止される一方、第２ローラ５２が回転許容部４７ｂに位置しているために、ロックプレート３３の回動、言い換えればキャリア２２の回転が許容されている。従って、図４の状態からサンギア２１を矢印とは逆に駆動すると、サンギア２１の駆動力がすべてキャリア２２へ伝達（配分）され、ロックプレート３３が矢印とは逆に揺動してロックレバー３２の第２ローラ５２が回転許容部４７ｂを抜けるので、前記第２のロックが解除され、ロックレバー３２は付勢バネの作用により下方へ回動する。
【００４８】
ロックレバー３２が下方へ回動すると、第１ローラ５１が回転ストッパ４９を抜けるので、ロックリンク３１の回転規制は解除される。これは、引戸１１のロック（第１のロック）が解除され、インターナルギア２３の回転が許容されることを意味する。一方、第２ローラ５２はロックレバー３２の下方回動に伴って湾曲孔４７の回転阻止部４７ａに入るので、ロックプレート３３及びキャリア２２の回転は、前記湾曲孔４７の突起４７ｃによって阻止される。この結果、遊星歯車機構２０におけるサンギア２１の駆動力は今度はインターナルギア２３側に伝達（配分）されるので、引戸１１・１２はラックアンドピニオン機構１０を介して開放方向へ駆動される。そしてキャッチローラ３４は、ロックリンク３１をある程度回動させつつ開放側へ移動し、最終的には係脱部４２から抜けて、更に開放側へ移動する。
【００４９】
以上に示すように本実施形態の車両用引戸開閉ロック装置は、往復移動可能な引戸１１・１２に取り付けられたラック７・７とこのラック７・７に噛合するピニオン９からなるラックアンドピニオン機構１０と、前記引戸１１・１２の開閉駆動源としての電動モータと、この電動モータの駆動力が入力される遊星歯車機構２０と、前記引戸１１・１２を全閉位置でロック可能なロック機構３０と、を備える。前記引戸１１・１２が全閉位置以外にあるときは、電動モータの動力は、遊星歯車機構２０のインターナルギア２３から前記ピニオン９へ配分される。前記引戸１１・１２が全閉位置にあるときは、電動モータの動力は、遊星歯車機構２０のキャリア２２から、前記ロック機構３０のロック状態とロック解除状態とを切り換えるロックプレート３３へ配分される。
【００５０】
これにより、電動モータの動力は遊星歯車機構２０を介して配分されて、一方はラックアンドピニオン機構１０のピニオン９を駆動し、他方はロックプレート３３を駆動することになる。また、前記ラックアンドピニオン機構１０のピニオン９に対して遊星歯車機構２０の出力（具体的にはインターナルギア２３の出力）を連結しているので、動力配分のための構成がラックアンドピニオン機構１０とともにコンパクトなスペースに収納される。従って、電動モータからの駆動力伝達（配分）構造を簡素化できるとともに、省スペース性に優れたな開閉ロック装置を提供できる。
【００５１】
また、電動モータからの駆動力の配分は、特許文献１のような緩衝バネではなく遊星歯車機構２０を用いて行うので、引戸１１・１２を閉鎖位置でロックした状態で前記電動モータが故障等により駆動力を失った場合でも、ロックプレート３３等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。なおロック板３３と車両内部又は外部からアクセス可能な位置に設けられた図示しないレバーとを、図示しないワイヤなどの連結部材で接続させた構成にすることにより、緊急時において、このレバーを人が操作して、ロック板３３をロック解除状態となる方向に揺動させ、ロックを解除した上で、手動で引戸１１・１２を開くことができる。
【００５２】
また本実施形態において、前記ロック機構３０は、前記引戸１１・１２が全閉位置以外にあるとき（図２）には前記ロックプレート３３の回動を阻止し、前記引戸１１・１２が全閉位置にあるとき（図３あるいは図４）には前記ロックプレート３３の回動を許容するように構成されている。
【００５３】
これにより、引戸１１・１２が全閉位置に確実に到達してからロック動作が行われることが確保される。即ち、引戸１１・１２を閉鎖方向に駆動する際に早過ぎるタイミングでロック動作が行われ、ロック機構３０が破損したり引戸１１・１２が全閉の手前で拘束されてしまうことが防止される。
【００５４】
また、本実施形態では、前記ロック機構３０は湾曲孔４７からなるカムを備え、このカム（湾曲孔４７）には、ロック解除状態からロック状態への切換を阻止する突起４７ｃが備えられている。そして、カム機構の従動節としての前記第２ローラ５２は、ロック解除状態において電動モータにより閉鎖方向へ駆動される引戸１１が全閉位置近傍に至ったときにのみ、上記突起４７ｃを図２に示すように乗り越えることが可能に構成されている。そして、この突起４７ｃの乗越えにより、前記ロックプレート３３の回動が許容される。
【００５５】
従って、上記の過早のタイミングでのロックを防止可能な、簡素な構成を実現できる。
【００５６】
また、上記ロック機構３０は、全閉位置近傍にある引戸１１に設けられたキャッチローラ（引戸側の部材）３４に対し係合して、当該引戸１１の開閉移動に伴い回動するロックリンク３１を備える。またロック機構３０にはロックレバー３２が備えられており、このロックレバー３２は、湾曲孔４７からなるカムを介して、ロックプレート３３に連結される。更にこのロックレバー３２は、前記引戸１１・１２が全閉位置にあるときの位置でロックリンク３１の回動を規制する水平姿勢の位置（図４の位置；ロック位置に相当）と、この水平姿勢の位置から傾斜して外れた位置（図２の位置）との間で、移動可能とされている。そして、前記ロックプレート３３は、前記ロックレバー３２を水平姿勢の位置（図４の位置）で固定することで前記ロック状態を実現し、また、前記水平姿勢の位置での固定を解除することで前記ロック解除状態を実現するように構成している。そして図２に示すように、引戸１１の閉鎖方向への移動に基づく前記ロックリンク３１の回動によって、ロックレバー３２が（前記ローラ挿入部４３が第１ローラ５１を押し上げることで）押し上げられ、前記湾曲孔４７における突起４７ｃを前記第２ローラ５２が乗越え可能となるように構成されている。
【００５７】
これにより、ロックリンク３１の回動をロックレバー３２によりロックすることで引戸１１・１２をロック（第１のロック）し、さらにロックレバー３２をロックプレート３３で固定（第２のロック）するという、自動二重ロック構造が実現されている。従って、引戸１１・１２が全閉位置でロックされている状態で電動モータが故障等で駆動力を失っても、意図に反する引戸１１・１２のロック解除は極めて確実に防止される。
【００５８】
また、従来技術のラッチ錠はラックアンドピニオン機構のラックに設けた孔部に係止するものである。従ってこの孔部はロックピンより必ず大きくなるため、孔部にロックピンが挿入された状態で隙間ができ、風圧などで引戸ががたつき、乗客に不快感を与えるだけでなく、ロック装置の寿命に影響しかねないという問題があった。一方、本発明のロック方式ではロック状態で隙間が無いため、このような問題も起こらないのである。
【００５９】
また、第２ローラ５２の突起４７ｃの乗越え（換言すれば、ロックプレート３３の回動の許容）がロックリンク３１の回動によってなされるので、ロックプレート３３の回動が引戸１１の全閉位置の近傍で行われることが確保される。即ち、早過ぎるタイミングでのロック動作が一層確実に防止される。
【００６０】
また、本実施形態の鉄道車両用扉開閉装置は、電動モータと、電動モータから突出された出力軸に連結されたピニオン９（さらに詳しくは、出力軸に直接接続されたサンギア２１、サンギア２１と噛合うプラネタリアギア２４、及び、プラネタリアギア２４と噛合うインターナルギア２３を介して、出力軸に連結されたピニオン９）と、ピニオン９を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対のラック７・７と、を備えている。
【００６１】
この構成では、鉄道車両用扉開閉装置は電動モータを備えるので、従来用いられていたリニアモータのように広いスペースを確保する必要があるアクチュエータを備える必要がない。よって、鉄道車両用扉開閉装置の簡素かつコンパクトな構成を実現することができる。
【００６２】
また、鉄道車両用扉開閉装置は、１対のラック７・７をガイドするスライド支持部８を備えている。
【００６３】
この構成では、ラック７・７がスムーズに摺動される。
【００６４】
また、鉄道車両用扉開閉装置は、電動モータが扉開口部上方の左右中央に配置されている。
【００６５】
この構成では、ラック７・７の長さを左右均等にすることで、鉄道車両用扉開閉装置をコンパクトに構成できる。
【００６６】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例えば以下のように変更して実施することができる。
【００６７】
（１）上記実施形態では、サンギア２１を電動モータの出力軸に連結し、インターナルギア２３をピニオン９に連結し、キャリア２２をロックプレート３３に連結したが、これに限定されず、例えばサンギア２１をピニオン９に連結し、インターナルギア２３を電動モータに連結する等、様々なバリエーションが考えられる。
【００６８】
（２）上記実施形態では、ロックプレート３３とロックレバー３２との間のカムを湾曲孔４７と第２ローラ５２を用いて構成したが、これに限定されず、様々な公知の構成、形式のカムを採用することができる。例えば、リンクとピンからなるロック機構を採用することができる。また、上記実施形態のように二重ロックを実現するロック機構とすることにも限定されない。
【００６９】
（３）上記の実施形態では両開き式の引戸１１・１２としたが、片開き式の場合でも、本発明の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 開閉扉
２ ガイドレール
７・７ ラック（直線伝達体）
８ スライド支持部（ガイド部材）
９ ピニオン（回転伝達体）
１０ ラックアンドピニオン機構
１１・１２ 引戸
２０ 遊星歯車機構
２１ サンギア
２２ キャリア
２３ インターナルギア
３０ ロック機構
３１ ロックリンク（回動部材）
３２ ロックレバー（移動部材）
３３ ロックプレート（切換レバー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用の扉を開閉する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の鉄道車両用扉開閉装置は、例えば特許文献１で第２実施形態として開示されている。この特許文献１の構成では、２枚の引戸をラックアンドピニオン機構を介して連結することで両開き状の開閉扉とした上で、この引戸を懸吊するレール移動体と、引戸の開閉駆動のためのリニアモータの可動子とを、緩衝バネを含む緩衝体を介して連結した構成となっている。そして、リニアモータにおいて可動子を駆動して引戸を閉鎖方向に移動するとともに、引戸が全閉位置に至っても、更に上記緩衝体のバネを引き伸ばすように前記可動子を駆動させる。すると、可動子の先端に設けられた押し出し金具がスライドカム装置を戻しバネに抗して押動してスライドさせ、これに伴って下降するカムフォロワがラッチ錠も下降させるので、ラッチ錠はラックアンドピニオン機構のラックに設けた孔部に係止し、こうして全閉位置での引戸のロックが実現される。
【０００３】
この構成では、リニアモータの駆動力は、通常は緩衝体の緩衝バネを介して引戸の開閉駆動のために配分される一方、引戸が全閉位置に至ると、リニアモータの駆動力はスライドカム装置へ配分されてラッチ錠によるロックが行われる。即ち、単一のリニアモータ（アクチュエータ）の駆動力が引戸の開閉駆動とロック動作の双方に利用される構成となっており、構成を簡素化できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４２３９２号公報（００４０〜００５４、図６〜図１３、レール移動体３ｂ、可動子６ａ、緩衝体１２、ばね（緩衝バネ）１２ｂ、押し出し金具１４ａ、スライドカム装置１３ｂ、ばね（戻しバネ）１３ｃ、カムフォロワ１３ｅ、ラッチ錠１３ｇ、ラックに設けた孔部７ｅ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の構成は、リニアモータの駆動力を引戸の開閉駆動とスライドカム装置の押動とに切り換えて配分する機構である緩衝体が、引戸とともにスライド移動するように構成されている。従って、全体構成が複雑化するとともに、緩衝体の可動ストローク分のスペースを確保する必要があり、鉄道車両用扉開閉装置の簡素かつコンパクトな構成を実現することができない。
【０００６】
また、特許文献１の構成は、引戸の全閉位置においては緩衝体の緩衝バネを引き伸ばすようにしてスライドカム装置を押動する構成であるために、例えば、全閉位置の直前においてドアに風圧等による負荷（引戸の閉鎖に対する抵抗）が加わった場合、引戸が全閉位置に至る前で緩衝バネが伸びてしまうことになる。この結果、可動子の先端の押し出し金具がスライドカム装置を過早の段階で押動してしまい、ラッチ錠とラックの孔部の位置が合っていないのにラッチ錠が下降して、ラッチ錠や孔部を破損させたり、引戸が全閉位置に至る段階の前（開いた状態）で拘束されてしまう恐れがあった。
【０００７】
また、引戸の閉鎖ロック時において、リニアモータの故障や停電による電源フェイルなどの何らかの事情によってリニアモータが駆動力を失った場合には、可動子及び押し出し金具は緩衝バネによってスライドカム装置の押動を解除する方向に引っ張られるとともに、スライドカム装置も戻しバネによって戻されるので、カムフォロワとともにラッチ錠が上昇し、ロックが解除されてしまう。これは、故障や電源フェール時に意図せず閉鎖ロックが解除されてしまうことを意味する。
【０００８】
なお、引戸に多少の負荷が作用してもラッチ錠が過早に下降するのを防止すべく、前述の緩衝バネを強力なものにした場合は、リニアモータの駆動力が電源フェール等により失われたときにロック解除の方向に作用する力も強くなるから、意図せぬロック解除の恐れが増大する。即ち、上記した２つの課題は互いに矛盾する関係にあり、両方の課題を同時に満足できるレベルで解決できる構成は未だ提案されていない。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、単一のアクチュエータで引戸の開閉及び閉鎖ロックを行うロック付開閉装置において、簡素でコンパクトな構成を提供することにある。また、本発明の別の目的は、閉鎖方向に駆動される引戸が全閉位置に到達する前にロックが行われることを防止し、同時に、閉鎖ロック状態において万一アクチュエータが駆動力を失っても、意図せぬロック解除を防止できる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段および効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、ロック付開閉装置が提供される。往復移動可能な引戸に取り付けられたラックとこのラックに噛合するピニオンからなるラックアンドピニオン機構と、前記引戸の開閉駆動源としてのアクチュエータと、このアクチュエータの駆動力が入力される遊星歯車機構と、前記引戸を全閉位置でロック可能なロック機構と、を備える。前記引戸が全閉位置以外にあるときは、前記アクチュエータの動力が前記遊星歯車機構を介して前記ピニオンへ配分される。前記引戸が全閉位置にあるときは、前記アクチュエータの動力が前記遊星歯車機構を介して、前記ロック機構のロック状態とロック解除状態とを切り換える切換レバーへ配分される。
【００１２】
この構成では、アクチュエータの動力は遊星歯車機構を介して配分され、一方はラックアンドピニオン機構のピニオンを駆動し、他方は切換レバーを駆動する。従って、アクチュエータからの動力伝達（配分）のための構成がコンパクトなスペースに収納されるので、構造を簡素化できるとともに、コンパクトなロック付開閉装置を提供できる。
【００１３】
また、アクチュエータからの駆動力の配分は、特許文献１のような緩衝バネではなく遊星歯車機構を用いて行うので、引戸を閉鎖位置でロックした状態でアクチュエータが故障等により駆動力を失った場合でも、切換レバー等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。
【００１４】
◆前記のロック付開閉装置においては、前記ロック機構は、前記引戸が全閉位置以外にあるときには前記切換レバーの移動を阻止し、前記切換レバーが全閉位置にあるときは前記切換レバーの移動を許容するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成では、引戸が全閉位置以外にあるときは切換レバーの移動が阻止されるので、引戸が全閉位置に確実に到達してからロック動作が行われる。即ち、引戸を閉鎖方向に駆動する際に過早のタイミングでロック動作が行われ、ロック機構が破損したり引戸が全閉の手前で拘束されてしまうことが防止される。
【００１６】
◆前記のロック付開閉装置においては、以下のように構成することが好ましい。前記ロック機構はカムを備え、このカムには、前記ロック解除状態から前記ロック状態への切換を阻止する突起が備えられている。この突起は、前記ロック解除状態において前記アクチュエータにより閉鎖方向へ駆動される前記引戸が全閉位置又はその近傍に至ったときにのみ乗越え可能とされ、この乗越えによって前記切換レバーの移動が許容される。
【００１７】
これにより、引戸を閉鎖方向に駆動する際の過早ロックを防止可能な簡素な構成を実現できる。
【００１８】
◆前記のロック付開閉装置においては、以下のように構成することが好ましい。前記ロック機構は、全閉位置近傍にある前記引戸側の部材に対し係合して、当該引戸の開閉移動に伴い回動する回動部材と、前記切換レバーと前記カムを介して連結されるとともに、前記引戸が全閉位置にあるときの位置で前記回動部材の回動を規制するロック位置と、このロック位置から外れた位置との間で移動可能な移動部材と、を備える。前記切換レバーは、前記移動部材をロック位置で固定することで前記ロック状態を実現し、また、前記移動部材の前記ロック位置での固定を解除することで前記ロック解除状態を実現するように構成している。前記カムの突起は、前記引戸の閉鎖方向への移動に基づく前記回動部材の回動によって乗越え可能に構成されている。
【００１９】
これにより、回動部材の回動を移動部材によりロックすることで引戸をロックし、さらに移動部材を固定（ロック）するという、二重のロック構造が実現されている。従って、引戸が閉鎖されロックされている状態でアクチュエータが故障等で駆動力を失っても、意図に反する引戸のロック解除は極めて確実に防止される。
【００２０】
また、突起の乗越え（即ち、切換レバーの移動の許容）が回動部材の回動によってなされるから、切換レバーの移動が全閉位置の近傍で行われることが確保される。即ち、過早ロックが一層確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】開閉ロック装置を車両用開閉扉に備えた実施形態を示す全体正面図。
【図２】ロック解除状態のロック機構及び遊星歯車機構の構成を示す要部正面図。
【図３】図２の状態からサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック機構がロック状態に切り換わる様子を示す要部正面図。
【図４】更にサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック状態に切り換わった後の様子を示す要部正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１はロック付開閉装置を車両用開閉扉に備えた実施形態を示す正面図である。図２はロック解除状態のロック機構及び遊星歯車機構の構成を示す要部正面図である。
【００２３】
図１に示す車両用開閉扉は、鉄道車両等の車両の側壁に形成された開口部を開閉可能な側扉として構成されており、両開き式の左右一対の引戸１１・１２を備えている。この２枚の引戸１１・１２は、前記の開口部の上方に水平に設置されたガイドレール２に沿って往復移動可能に設けられている。より具体的には、前記引戸１１・１２のそれぞれの上縁にはハンガー３が２つずつ固定されており、それぞれのハンガー３には戸車４が回転自在に軸支されている。この戸車４は、前記ガイドレール２上を転動可能に構成されている。
【００２４】
そして、この開閉扉は、本発明の一実施形態に係るロック付開閉装置によって開閉され、且つ、閉状態で不意に開かないように自動的にロックできるようになっている。鉄道車両等の車両の扉は走行中に開放されると危険であり、走行中は不意に開かないように確実にロックしておくことが要求される。
【００２５】
以下、詳細に説明する。車両の側壁の上部（前記開口部の上方の空間）には板状の基体５が固着され、この基体５に固定されたラックサポート６・６に、２本のラック７・７（直線伝達体）が支持されている。このラック７・７は、その長手方向を水平（前記ガイドレール２と平行）に向けて配置されるとともに、当該長手方向（水平方向）に摺動可能となるよう、スライド支持部８（ガイド部材）によって支持されている。
【００２６】
２本のラック７・７は上下方向に適宜の間隔を形成しつつ互いに平行に配置され、また、それぞれの歯部が互いに対向するように配置される。そして、２本のラック７・７の双方の歯部に同時に噛合するようにして、ピニオン９（回転伝達体）が回転自在に配置されている。このピニオン９は、開閉扉１の開口部上方の左右中央位置であって、かつ、２本のラック７・７に上下を挟まれた位置に配置される。
【００２７】
２本のラック７・７のそれぞれの一端は、戸先側のハンガー３に固着したアーム部材１３・１３を介して、対応する引戸１１・１２に連結されている。このラック７・７とピニオン９により、ラックアンドピニオン機構１０が構成されており、ラックアンドピニオン機構１０により２枚の引戸１１・１２は開閉駆動される。なお、ラックアンドピニオン機構１０は、左右の引戸１１・１２同士を連結することで、引戸１１・１２の対称的な開閉を実現する役割も果たしている。
【００２８】
また、前記基体５には遊星歯車機構２０が支持されている。この遊星歯車機構２０は、図２で模式的に示すように、回転自在に軸支されたサンギア２１と、このサンギア２１の外周に複数配置され、サンギア２１に噛合しつつ自転及び公転が可能なプラネタリギア２４と、前記プラネタリギア２４を回転自在に支持するキャリア２２と、前記プラネタリギア２４に外側で噛合する内歯を有するインターナルギア２３と、を有している。サンギア２１、キャリア２２、インターナルギア２３の三者は、同一軸線上に配置されるとともに、それぞれが他に対して相対回転自在となるよう配置されている。また、前記三者の軸線は、前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオン９の軸線とも一致している。
【００２９】
そして前記サンギア２１には、正逆回転可能な図略のダイレクトドライブ方式の電動モータ（回転アクチュエータ）の出力軸が連結されている。なお、適宜の減速機構を介して連結しても構わない。また、前記インターナルギア２３は、図示しないボルト等を介して、前述のラックアンドピニオン機構１０のピニオン９に連結されている。更に、前記キャリア２２は、後述のロック機構３０を構成するロックプレート（切換レバー）３３に連結されている。
【００３０】
次に、開閉扉１のロック機構３０について詳細に説明する。このロック機構３０は図１や図２に示すように、前記基体５に回転自在に枢支された平板状のロックリンク（回動部材）３１と、同じく基体５に揺動自在に枢支された平板状のロックレバー（移動部材）３２と、前述のロックプレート３３と、キャッチローラ３４と、を主要な構成として有している。このロック機構３０は、前記遊星歯車機構２０の下方に位置している。
【００３１】
前記ロックリンク３１は図２に示すように、その中央部を基体５に対し支軸４１を介して回転自在に枢支されるとともに、一端側に係脱部４２、他側にローラ挿入部４３をそれぞれ備えて構成されている。係脱部４２は凹状の切欠であり、一側の引戸１１に取り付けられた前記キャッチローラ３４に対し係合可能に構成している。また、ローラ挿入部４３も凹状の切欠とされており、ロックレバー３２に支持された後述の第１ローラ５１を内部に挿入させている。ローラ挿入部４３には、その支軸４１から遠い側に、第１ローラ５１に対向可能な回転ストッパ４９を備えている。
【００３２】
前記ロックレバー３２は、その一端を前記基体５に支軸４４を介して回転自在に枢支されるとともに、他端側には２つのローラ５１・５２を備えている。具体的には、ロックレバー３２の先端の一側（図２の紙面奥側）に前記第１ローラ５１を支持し、他側（図２の紙面手前側）に第２ローラ５２を支持している。第１ローラ５１は、ロックリンク３１の前記ローラ挿入部４３に挿入されている。
【００３３】
前記ロックレバー３２には規制板４５が固着され、この規制板４５が、基体５に形成された略扇形の規制孔４６の内部に位置している。この規制板４５と規制孔４６によって、ロックレバー３２の揺動角度範囲が規定されている。また、前記支軸４４の位置には捩りコイルバネ状の付勢バネが配置され（図略）、この付勢バネは、図２における時計方向の付勢力をロックレバー３２に常時作用させている。
【００３４】
前記ロックプレート３３は、前記遊星歯車機構２０のキャリア２２に固定された幅広レバー状の部材であって、前記遊星歯車機構２０からみて下方へ延出されている。また、このロックプレート３３には、ほぼ垂直に湾曲した形状の湾曲孔（カム）４７が形成される。そして、この湾曲孔４７に、前述のロックレバー３２の第２ローラ５２が挿入される。
【００３５】
この湾曲孔４７は、ロックプレート３３の基端側で周方向（略水平方向）に延びる回転阻止部４７ａと、ロックプレート３３の先端側で径方向に略下方へ延びる回転許容部４７ｂとを互いに接続させた、幅が一定の孔とされている。言い換えれば、回転阻止部４７ａと回転許容部４７ｂとが接続する部分（湾曲部の内周に相当する部分）には突起４７ｃが形成されており、この突起４７ｃが、前記第２ローラ５２の回転阻止部４７ａから回転許容部４７ｂへの移動を阻止するように構成されている。
【００３６】
なお、図２〜図４においては、構成の理解の容易のために、ロックプレート３３及び湾曲孔４７は、鎖線で透視的に図示されている。
【００３７】
また図１に示すように、一側の引戸１１におけるアーム部材１３にはブラケット３５が固着され、このブラケット３５の先端は下方かつ中央側へ引き出されて、その先端に前記キャッチローラ３４を回転自在に支持している。このキャッチローラ３４は、前記引戸１１とともにガイドレール２に沿って移動し、引戸１１・１２が閉鎖位置近傍にあるときには、前記ロックリンク３１の係脱部４２の近傍に位置するように構成されている。
【００３８】
以上が引戸開閉ロック装置の構成であり、次に、この構成における引戸１１・１２の開閉及びロック動作について、図２〜図４を参照して説明する。図３は、図２の状態からサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック機構がロック状態に切り換わる様子を示す要部正面図である。図４は、更にサンギアを扉閉鎖方向に駆動し、ロック状態に切り換わった後の様子を示す要部正面図である。
【００３９】
図２に示されるのはロック機構３０のロック解除状態であり、この状態では、ロックリンク３１の係脱部４２はキャッチローラ３４と係合していない。また、ロックレバー３２は前述の付勢バネの作用により、若干下方へ傾斜した図２に示すような姿勢とされる。なお、ロックリンク３１も、前記ロックレバー３２の第１ローラ５１によりローラ挿入部４３の底部を下方へ押動されるため、図２に示すような傾斜姿勢とされる。なお、図２の符号４８は、ロックリンク３１の回動角度範囲の一側を規制するために基体５に固着されるストッパである。
【００４０】
更に、このロック解除状態では、ロックレバー３２の第２ローラ５２は、ロックプレート３３における湾曲孔４７の回転阻止部４７ａ側の端部に位置している。そして図２に示すようにこのロック解除状態においてロックレバー３２の第２ローラ５２の中心と支軸４４の中心を結ぶ線はプラネタリギア２４の公転円の接線方向とほぼ一致するようになっている。すなわち、デッドポイントとなっている。よって、図２のロック解除状態において遊星歯車機構２０のサンギア２１が前記電動モータによって駆動されるとき、プラネタリギア２４は公転せず自転のみを行うので、サンギア２１の駆動力はすべてインターナルギア２３を介してピニオン９に伝達（配分）され、引戸１１・１２が開閉駆動されることになる。
【００４１】
特に、引戸１１・１２を閉鎖方向へ駆動したとしても、第２ローラ５２は湾曲孔４７内で突起４７ｃを乗り越えることができないためにロックプレート３３の回動は阻止され、この結果、このロックプレート３３に連結されているキャリア２２も回転が阻止される。従って、引戸１１・１２が全閉位置近傍へ到達しない段階では、サンギア２１の駆動力は全てピニオン９に配分される。言い換えれば、引戸１１・１２が全閉位置近傍にあるとき以外では、ロック解除状態からロック状態への切換は突起４７ｃによって阻止されることになる。これは、前記特許文献１の構成において懸念される過早ロックを、本実施形態の構成では確実に防止できることを意味する。
【００４２】
次に、引戸１１・１２を閉鎖する方向に前記サンギア２１が駆動された結果、引戸１１・１２が全閉位置に近づき、引戸１１に取り付けられた前記キャッチローラ３４が図２の太線矢印に示すようにロックリンク３１の係脱部４２に接近したとする。そして、この図２の状態から更にサンギア２１（引戸１１・１２）を閉鎖方向に駆動すると、太線矢印方向に移動するキャッチローラ３４が係脱部４２に係合しながら（係脱部４２によってキャッチされながら）、この係脱部４２を押してロックリンク３１を図３に示すように回動させる。
【００４３】
ロックリンク３１が回動すると、そのローラ挿入部４３の底面部がロックレバー３２の第１ローラ５１を押し上げるので、図３に示すようにロックレバー３２が付勢バネに抗して上方へ回動し、ほぼ水平姿勢になる。また、これと同時にロックリンク３１も起立方向に回動する。そして引戸１１・１２同士が全閉位置に至ると、ロックリンク３１がほぼ垂直姿勢になって、そのローラ挿入部４３に設けた回転ストッパ４９がロックレバー３２の第１ローラ５１と対面する（図３は対面する直前の状態を示している）。この対面後は、ロックリンク３１の反時計方向の回転は前記第１ローラ５１と前記回転ストッパ４９によって規制されるので、下側のキャッチローラ３４も係脱部４２によって移動不能に固定されることになる。こうして、引戸１１、及び、この引戸１１にラックアンドピニオン機構１０を介して連結されている他側の引戸１２が、全閉位置を保持したまま移動不能とされる（第１のロック）。
【００４４】
また図３に示すように、ロックレバー３２の前記した上方回動に伴い、前記湾曲孔４７において、ロックレバー３２の第２ローラ５２が回転阻止部４７ａから回転許容部４７ｂへ向かって、突起４７ｃを乗り越えつつ移動する。この結果、ロックプレート３３は遊星歯車機構２０の軸心回りの回動が許容され、このロックプレート３３に連結されているキャリア２２の回転（言い換えれば、プラネタリギア２４の公転）も許容される。一方、引戸１１が全閉位置に到達した後は閉鎖方向の移動ができなくなるので、この引戸１１にラックアンドピニオン機構１０を介して連結されるインターナルギア２３の回転も阻止される。従って、回転を継続するサンギア２１の駆動力は今度はキャリア２２へ伝達（配分）されることとなり、図４に示すように、ロックプレート３３は図面における反時計方向に回動し、前記第２ローラ５２は湾曲孔４７の回転許容部４７ｂ側の端部に至る。なお、この状態では、ロックレバー３２の下方回動は、第２ローラ５２が回転許容部４７ｂに位置していることで阻止される（第２のロック）。
【００４５】
以上のようにして、図２→図３→図４のように、引戸１１・１２の全閉位置への移動後にロック機構３０が自動的にロック状態に切り換えられて、引戸１１・１２は閉鎖された状態のままロックされる。従って、遊星歯車機構２０のサンギア２１を単一のアクチュエータで駆動するだけで、引戸１１・１２の閉鎖に連動したロックが実現され、駆動構成を簡素とすることができる。
【００４６】
また、この図４のロック状態では、ロックリンク３１の回転をロックレバー３２によって規制することによる第１ロックが行われ、更に、このロックレバー３２の揺動をロックプレート３３によって規制することによる第２ロックが行われる。即ち、二重ロックを掛けることが可能になっているから、例えば車両の停電や故障などにより電動モータが電源フェイルに陥り、その出力軸（前記サンギア２１）の回転がフリーになった場合でも、引戸１１・１２の開放は上記の二重ロックにより極めて確実に防止される。これは、車両が停電等になっても、引戸１１・１２が風圧等により不意に開放されてしまう事態を防止できることを意味する。
【００４７】
なお、上記のロック状態からロック解除状態への切換、及び引戸１１・１２の開放は、単に前記の電動モータによってサンギア２１を閉鎖時と反対方向へ駆動するだけで良い。即ち、ロック状態である図４においては、引戸１１はロックリンク３１によってロックされているためにインターナルギア２３の回転が阻止される一方、第２ローラ５２が回転許容部４７ｂに位置しているために、ロックプレート３３の回動、言い換えればキャリア２２の回転が許容されている。従って、図４の状態からサンギア２１を矢印とは逆に駆動すると、サンギア２１の駆動力がすべてキャリア２２へ伝達（配分）され、ロックプレート３３が矢印とは逆に揺動してロックレバー３２の第２ローラ５２が回転許容部４７ｂを抜けるので、前記第２のロックが解除され、ロックレバー３２は付勢バネの作用により下方へ回動する。
【００４８】
ロックレバー３２が下方へ回動すると、第１ローラ５１が回転ストッパ４９を抜けるので、ロックリンク３１の回転規制は解除される。これは、引戸１１のロック（第１のロック）が解除され、インターナルギア２３の回転が許容されることを意味する。一方、第２ローラ５２はロックレバー３２の下方回動に伴って湾曲孔４７の回転阻止部４７ａに入るので、ロックプレート３３及びキャリア２２の回転は、前記湾曲孔４７の突起４７ｃによって阻止される。この結果、遊星歯車機構２０におけるサンギア２１の駆動力は今度はインターナルギア２３側に伝達（配分）されるので、引戸１１・１２はラックアンドピニオン機構１０を介して開放方向へ駆動される。そしてキャッチローラ３４は、ロックリンク３１をある程度回動させつつ開放側へ移動し、最終的には係脱部４２から抜けて、更に開放側へ移動する。
【００４９】
以上に示すように本実施形態の車両用引戸開閉ロック装置は、往復移動可能な引戸１１・１２に取り付けられたラック７・７とこのラック７・７に噛合するピニオン９からなるラックアンドピニオン機構１０と、前記引戸１１・１２の開閉駆動源としての電動モータと、この電動モータの駆動力が入力される遊星歯車機構２０と、前記引戸１１・１２を全閉位置でロック可能なロック機構３０と、を備える。前記引戸１１・１２が全閉位置以外にあるときは、電動モータの動力は、遊星歯車機構２０のインターナルギア２３から前記ピニオン９へ配分される。前記引戸１１・１２が全閉位置にあるときは、電動モータの動力は、遊星歯車機構２０のキャリア２２から、前記ロック機構３０のロック状態とロック解除状態とを切り換えるロックプレート３３へ配分される。
【００５０】
これにより、電動モータの動力は遊星歯車機構２０を介して配分されて、一方はラックアンドピニオン機構１０のピニオン９を駆動し、他方はロックプレート３３を駆動することになる。また、前記ラックアンドピニオン機構１０のピニオン９に対して遊星歯車機構２０の出力（具体的にはインターナルギア２３の出力）を連結しているので、動力配分のための構成がラックアンドピニオン機構１０とともにコンパクトなスペースに収納される。従って、電動モータからの駆動力伝達（配分）構造を簡素化できるとともに、省スペース性に優れたな開閉ロック装置を提供できる。
【００５１】
また、電動モータからの駆動力の配分は、特許文献１のような緩衝バネではなく遊星歯車機構２０を用いて行うので、引戸１１・１２を閉鎖位置でロックした状態で前記電動モータが故障等により駆動力を失った場合でも、ロックプレート３３等にロック解除方向の力が加わることがなく、意図せぬロック解除が防止される。なおロック板３３と車両内部又は外部からアクセス可能な位置に設けられた図示しないレバーとを、図示しないワイヤなどの連結部材で接続させた構成にすることにより、緊急時において、このレバーを人が操作して、ロック板３３をロック解除状態となる方向に揺動させ、ロックを解除した上で、手動で引戸１１・１２を開くことができる。
【００５２】
また本実施形態において、前記ロック機構３０は、前記引戸１１・１２が全閉位置以外にあるとき（図２）には前記ロックプレート３３の回動を阻止し、前記引戸１１・１２が全閉位置にあるとき（図３あるいは図４）には前記ロックプレート３３の回動を許容するように構成されている。
【００５３】
これにより、引戸１１・１２が全閉位置に確実に到達してからロック動作が行われることが確保される。即ち、引戸１１・１２を閉鎖方向に駆動する際に早過ぎるタイミングでロック動作が行われ、ロック機構３０が破損したり引戸１１・１２が全閉の手前で拘束されてしまうことが防止される。
【００５４】
また、本実施形態では、前記ロック機構３０は湾曲孔４７からなるカムを備え、このカム（湾曲孔４７）には、ロック解除状態からロック状態への切換を阻止する突起４７ｃが備えられている。そして、カム機構の従動節としての前記第２ローラ５２は、ロック解除状態において電動モータにより閉鎖方向へ駆動される引戸１１が全閉位置近傍に至ったときにのみ、上記突起４７ｃを図２に示すように乗り越えることが可能に構成されている。そして、この突起４７ｃの乗越えにより、前記ロックプレート３３の回動が許容される。
【００５５】
従って、上記の過早のタイミングでのロックを防止可能な、簡素な構成を実現できる。
【００５６】
また、上記ロック機構３０は、全閉位置近傍にある引戸１１に設けられたキャッチローラ（引戸側の部材）３４に対し係合して、当該引戸１１の開閉移動に伴い回動するロックリンク３１を備える。またロック機構３０にはロックレバー３２が備えられており、このロックレバー３２は、湾曲孔４７からなるカムを介して、ロックプレート３３に連結される。更にこのロックレバー３２は、前記引戸１１・１２が全閉位置にあるときの位置でロックリンク３１の回動を規制する水平姿勢の位置（図４の位置；ロック位置に相当）と、この水平姿勢の位置から傾斜して外れた位置（図２の位置）との間で、移動可能とされている。そして、前記ロックプレート３３は、前記ロックレバー３２を水平姿勢の位置（図４の位置）で固定することで前記ロック状態を実現し、また、前記水平姿勢の位置での固定を解除することで前記ロック解除状態を実現するように構成している。そして図２に示すように、引戸１１の閉鎖方向への移動に基づく前記ロックリンク３１の回動によって、ロックレバー３２が（前記ローラ挿入部４３が第１ローラ５１を押し上げることで）押し上げられ、前記湾曲孔４７における突起４７ｃを前記第２ローラ５２が乗越え可能となるように構成されている。
【００５７】
これにより、ロックリンク３１の回動をロックレバー３２によりロックすることで引戸１１・１２をロック（第１のロック）し、さらにロックレバー３２をロックプレート３３で固定（第２のロック）するという、自動二重ロック構造が実現されている。従って、引戸１１・１２が全閉位置でロックされている状態で電動モータが故障等で駆動力を失っても、意図に反する引戸１１・１２のロック解除は極めて確実に防止される。
【００５８】
また、従来技術のラッチ錠はラックアンドピニオン機構のラックに設けた孔部に係止するものである。従ってこの孔部はロックピンより必ず大きくなるため、孔部にロックピンが挿入された状態で隙間ができ、風圧などで引戸ががたつき、乗客に不快感を与えるだけでなく、ロック装置の寿命に影響しかねないという問題があった。一方、本発明のロック方式ではロック状態で隙間が無いため、このような問題も起こらないのである。
【００５９】
また、第２ローラ５２の突起４７ｃの乗越え（換言すれば、ロックプレート３３の回動の許容）がロックリンク３１の回動によってなされるので、ロックプレート３３の回動が引戸１１の全閉位置の近傍で行われることが確保される。即ち、早過ぎるタイミングでのロック動作が一層確実に防止される。
【００６０】
また、本実施形態の鉄道車両用扉開閉装置は、電動モータと、電動モータから突出された出力軸に連結されたピニオン９（さらに詳しくは、出力軸に直接接続されたサンギア２１、サンギア２１と噛合うプラネタリアギア２４、及び、プラネタリアギア２４と噛合うインターナルギア２３を介して、出力軸に連結されたピニオン９）と、ピニオン９を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対のラック７・７と、を備えている。
【００６１】
この構成では、鉄道車両用扉開閉装置は電動モータを備えるので、従来用いられていたリニアモータのように広いスペースを確保する必要があるアクチュエータを備える必要がない。よって、鉄道車両用扉開閉装置の簡素かつコンパクトな構成を実現することができる。
【００６２】
また、鉄道車両用扉開閉装置は、１対のラック７・７をガイドするスライド支持部８を備えている。
【００６３】
この構成では、ラック７・７がスムーズに摺動される。
【００６４】
また、鉄道車両用扉開閉装置は、電動モータが扉開口部上方の左右中央に配置されている。
【００６５】
この構成では、ラック７・７の長さを左右均等にすることで、鉄道車両用扉開閉装置をコンパクトに構成できる。
【００６６】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例えば以下のように変更して実施することができる。
【００６７】
（１）上記実施形態では、サンギア２１を電動モータの出力軸に連結し、インターナルギア２３をピニオン９に連結し、キャリア２２をロックプレート３３に連結したが、これに限定されず、例えばサンギア２１をピニオン９に連結し、インターナルギア２３を電動モータに連結する等、様々なバリエーションが考えられる。
【００６８】
（２）上記実施形態では、ロックプレート３３とロックレバー３２との間のカムを湾曲孔４７と第２ローラ５２を用いて構成したが、これに限定されず、様々な公知の構成、形式のカムを採用することができる。例えば、リンクとピンからなるロック機構を採用することができる。また、上記実施形態のように二重ロックを実現するロック機構とすることにも限定されない。
【００６９】
（３）上記の実施形態では両開き式の引戸１１・１２としたが、片開き式の場合でも、本発明の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 開閉扉
２ ガイドレール
７・７ ラック（直線伝達体）
８ スライド支持部（ガイド部材）
９ ピニオン（回転伝達体）
１０ ラックアンドピニオン機構
１１・１２ 引戸
２０ 遊星歯車機構
２１ サンギア
２２ キャリア
２３ インターナルギア
３０ ロック機構
３１ ロックリンク（回動部材）
３２ ロックレバー（移動部材）
３３ ロックプレート（切換レバー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転アクチュエータと、
前記回転アクチュエータから突出された出力軸に連結された回転伝達体と、
前記回転伝達体を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対の直線伝達体と、を備えている、鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項２】
前記１対の直線伝達体をガイドするガイド部材を備えている、請求項１に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項３】
前記回転アクチュエータは、扉開口部上方の左右中央に配置されている、請求項１又は２に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項４】
引戸形式の開閉扉の開口部上方で、かつ左右中央位置に設けられたピニオンと、
前記ピニオンと噛合するとともに、長手方向が水平となるように、当該ピニオンを上下に挟み込むように対向配置され、更に前記扉に連結される１対のラックと、
前記ピニオンの軸線と出力軸の軸線とが一致するように連結された正逆回転可能なダイレクトドライブ方式の電動モータと、を備えている、鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項５】
前記１対のラックをガイドするスライド支持部を備えている、請求項４に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項１】
回転アクチュエータと、
前記回転アクチュエータから突出された出力軸に連結された回転伝達体と、
前記回転伝達体を挟んで対向して噛合され、略平行かつ逆方向に移動自在な１対の直線伝達体と、を備えている、鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項２】
前記１対の直線伝達体をガイドするガイド部材を備えている、請求項１に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項３】
前記回転アクチュエータは、扉開口部上方の左右中央に配置されている、請求項１又は２に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項４】
引戸形式の開閉扉の開口部上方で、かつ左右中央位置に設けられたピニオンと、
前記ピニオンと噛合するとともに、長手方向が水平となるように、当該ピニオンを上下に挟み込むように対向配置され、更に前記扉に連結される１対のラックと、
前記ピニオンの軸線と出力軸の軸線とが一致するように連結された正逆回転可能なダイレクトドライブ方式の電動モータと、を備えている、鉄道車両用扉開閉装置。
【請求項５】
前記１対のラックをガイドするスライド支持部を備えている、請求項４に記載の鉄道車両用扉開閉装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１４３５８２（Ｐ２０１０−１４３５８２Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１００８（Ｐ２０１０−２１００８）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【分割の表示】特願２００５−１４０８９７（Ｐ２００５−１４０８９７）の分割
【原出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【分割の表示】特願２００５−１４０８９７（Ｐ２００５−１４０８９７）の分割
【原出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
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