JP3707566B2

JP3707566B2 - Sealing device for door

Info

Publication number: JP3707566B2
Application number: JP18616095A
Authority: JP
Inventors: 晋司上田; 一玉高橋
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JPH0911895A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用扉の気密保持装置に関するもので、新幹線車両のような高速車両の側扉の気密保持を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術としては実公昭５７−４２１３１号公報記載のものがある。その概略の構成は、流体圧を供給されることによって閉位置にある扉を気密維持用パッキン側へ押圧作用するように扉に対して扉押さえシリンダを設けたものであり、その扉押さえシリンダは高速車両がトンネルに突入した時に発生する車両内外の大きな気圧差に対して確実に耐えるようにするために非圧縮性の流体を用いた油圧シリンダとしてあり、この油圧シリンダを駆動するために空気圧−油圧変換装置を用いてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プラグドアの場合、気密維持のために押されて移動する扉の進退量が大きくなるため扉押さえシリンダのストロークが大きくなり、その結果扉押さえシリンダが大型化する問題がある。これに伴って、使用する圧油の量及び装置の重量が増大すると共に取付けスペースも増大する問題がある。これらの問題は車両の高速化に伴う車両の軽量化に対しても望ましくない。
本発明は、シリンダ装置の大型化及び重量の増大を回避できる装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、閉位置にある扉を気密パッキン側に押圧作用して扉の気密を保持する扉の気密保持装置において、流体圧を受けて作動する後記リンク部材と組をなすシリンダ装置と、このシリンダ装置のピストンロッドにピストンロッドの進退運動を回動運動に変換する変換手段を介して連結されこのシリンダ装置の作動により回動して扉を押圧作用するリンク部材とを設け、このリンク部材は、基部が回動自在に車両側の所定位置に軸支され、その基部から外方へ伸延し、その伸延端に扉に当接して扉を気密パッキン側に押圧する押さえ部を有しており、この押さえ部は、前記リンク部材の回動により扉押圧方向に最大に突出した回動位置又は最大に突出した回動位置近傍の位置が気密作用位置となり、前記気密作用位置は、前記シリンダ装置のストロークエンド位置で規定されるものであり、前記シリンダ装置は、前記押さえ部の押圧作用を解除させるばね部材を有しており、このばね部材は、シリンダ装置の全行程にわたり解除力を与える第１ばねと、前記リンク部材の押さえ部が扉と当接するストローク途中位置からストロークエンド位置まで解除力を与える第２ばねとを有していることを特徴とする。
【０００５】
前記変換手段は、前記リンク部材の基部からアームを外方へ伸延形成し、そのアームの伸延端に前記ピストンロッドを回動自在に連結した構成であるものとするのがよい。
また、前記変換手段は、前記リンク部材の基部にピニオンを設け、そのピニオンに噛み合うラックを前記ピストンロッドに設けた構成であるものとするのがよい。
【０００６】
【作用】
気密保持及び気密解除の動作は、扉の内外の圧力差が殆どない状態のときに行われる。その時の気密保持の動作は、主に気密パッキンの弾性反力に抗して扉を押圧することになり、必要な押圧力はあまり大きいものではない。そしてリンク部材が気密保持位置にあれば、扉側からの反力が増大してリンク部材に作用しても、リンク部材は扉側からの作用力では移動しない死点位置にあるか、又は扉側からの作用力によるリンク部材の受ける回転力がきわめて小さい位置（死点位置に近い位置）にあるから、その気密保持位置を維持するためにあまり大きい作用力を必要としない。従って、シリンダ装置は、扉に内外の差圧による作用力が加わったときに殆ど反発力を受けないから、単にリンク部材を気密解除位置と気密保持位置との間で回動させる出力が得られればよい。また、気密保持の際に押しつけられる扉の進退量が大きくなっても、リンク部材の基部（軸支位置）から押さえ部までの長さを長く変更するだけでよいので、シリンダ装置のストロークを長くする必要はなく、シリンダ装置は大きくならない。
【０００７】
押さえ部が扉に押圧作用するリンク部材の気密作用位置をシリンダ装置のストロークエンド位置により規定したので、別途リンク部材のストッパー部材等を設ける必要がない。
【０００８】
シリンダ装置のばね部材をシリンダ装置の全行程にわたり解除力を与える第１ばねと、前記リンク部材の押さえ部が扉と当接するストローク途中位置からストロークエンド位置まで前記解除力を与える第２ばねとで構成したから、単一のばね部材でリンク部材の解除力を確保する場合に比べ、第１ばねのばね力を小さく設定して全長を短くできる。
【０００９】
【実施例】
本発明の一実施例を図１〜図４を用いて説明する。この気密保持装置は、車両の側面出入口の縁部に車両内側から押しつけて閉じる内プラグドアである扉１に対して設けてあり、出入口２の周縁部の車両内側面に対応するように扉１側に気密パッキン３を設けてあり、扉１の閉位置において扉１を内側から押圧することにより、出入口周縁部と扉１との間にパッキン３が挟まれて車両内の気密を保持するようになっている。気密保持装置の扉を押圧する部分は、出入口２の両側の上部、中間部、下部の６箇所に１組ずつ設けたシリンダ装置４とリンク部材５で構成されている。その１組のシリンダ装置４とリンク部材５の詳細を図３、図４に示す。
【００１０】
シリンダ装置４は、図３及び図４に拡大して示すように、シリンダ１０、ピストン１１、ピストンロッド１２、第１ばね１３、第２ばね１４、シリンダ支持部１５等で構成されている。シリンダ１０は、図１に見られるように、内部にピストン１１を収容され、その一方の端壁１６を貫通したピストンロッド１２が突出しており、ピストン１１とシリンダ端壁１６との間に第１ばね１３と第２ばね１４が設置され、他方の端壁１７とピストン１１との間に圧力室１８が形成され、その圧力室１８に流体給排口１９を設けてある。第１ばね１３と第２ばね１４はいずれも復帰ばねであり、ピストン１１が図示の後退した復帰状態では、第１ばね１３が少し圧縮され、第２ばね１４は圧縮されていない状態であり、ピストン１１が約２／３ストローク前進すると、第２ばね１４が圧縮され始めるようになっている。
【００１１】
より詳細には、このシリンダ装置４のピストンストロークは５６．５ｍｍとしてあり、第１ばね１３及び第２ばね１４の総合特性（ピストンストロークに対するばねの反力）は図５に曲線Ａで示すようなばね特性となっている。すなわち、ピストンストローク０〜３６．５ｍｍの範囲では第１ばね１３が作用する比較的ゆるやかな右上がりの直線Ａ１であり、ピストンストローク３６．５〜５６．５ｍｍの範囲では第１ばね１３と第２ばね１４の双方が作用する比較的急な右上がり直線Ａ２である。同図において、点線Ｂ１は第１ばね１３の、そして点線Ｂ２は第２ばね１４の夫々の特性を示し、いずれもピストンストローク３６．５〜５６．５ｍｍの範囲のものであり、直線Ａ２はこれらの和である。
シリンダ１０の端壁１７の外面には軸挿通孔を有する被支持部２０を設けてある。シリンダ支持部１５は、シリンダ装置４及びリンク部材５を支持して車両の所定の取付け位置に取り付けるためのもので、鋼板で形成され、取付け用のボルト挿通孔２１を有している。そしてシリンダ１０の被支持部２０の軸挿通孔に挿通されシリンダ１０を回動自在に支持している軸２２を設けてある。
【００１２】
リンク部材５は、後述する変換手段５０のアーム５１と一体に形成されており、図３及び図４に示すように、中途が屈曲した形状のものの屈曲部を基部５２とし、その基部５２からリンク部材５とアーム５１とが夫々外方へ伸延している。基部５２はシリンダ支持部１５に設けた前記軸２２と平行な軸２３によって回動可能に軸支されている。一方のリンク部材５は外方へ伸延した先端が、ローラを軸支持した押さえ部２５に形成されている。他方のアーム５１は外方へ伸延した先端が前記ピストンロッド１２に回動可能に軸２４によって連結されており、これによってピストンロッド１２の進退運動を回動運動に変換してリンク部材５に伝達する変換手段５０を構成している。前記軸２３の位置はピストンロッド１２先端のストローク軌跡の中間の側方位置としてあり、軸２４及びローラの軸２６はいずれも軸２３に平行なものである。前記ピストン１１の全ストロークによってリンク部材５は約９０°回動する。この実施例において、軸２３から軸２４（ピストンロッド連結部）までの長さは４０ｍｍ、軸２３からローラの軸２６の軸芯までの距離は９５ｍｍとしてある。
【００１３】
図３、図４において、２７は弛み検知スイッチであり、前記６組のシリンダ装置４及びリンク部材５の各組に設けてあるが、場合によっては、６組の中の１組にのみ設けることもある。スイッチ本体がシリンダ支持部１５に金具２８を介して固定してあり、スイッチのアクチュエータ２９がリンク部材５の弛み位置（図３に実線で示す回動位置）を検知する位置とされている。この弛み位置はシリンダ装置４のピストン１１が第１ばね１３によって後退端に達した位置である。
【００１４】
このシリンダ装置４及びリンク部材５は、図１、図２に示すように、車両の側面の出入口２の開口縁のカバー３０の内側の予め決められた位置に設置され、流体給排口１９に圧縮空気供給管（図示省略）を接続される。夫々のシリンダ装置４及びリンク部材５を設置した状態で、圧縮空気が供給されていないときは、リンク部材５の押さえ部２５が図３に実線で示す弛み位置２５Ａにあり、圧縮空気が供給されてピストン１１が前進すると、同図３に示すように、リンク部材５が所定の方向へ回動し、押さえ部２５が途中位置２５Ｂ、２５Ｃを経て、気密作用位置２５Ｄに達して止まる。すなわち、ピストン１１がそれ以上前進できないストローク端に到達したとき、気密作用位置２５Ｄとなる。途中位置２５Ｂは押さえ部２５が扉１に当接する位置、途中位置２５Ｃは押さえ部２５が扉１に向かって押圧し最大に突出した位置、つまり押さえ部２５が扉側からの反力では回動しない死点位置である。気密作用位置２５Ｄは、死点位置２５Ｃを前記所定回動方向に僅かに越えた回動位置であり、死点位置２５Ｃよりも扉１の押圧方向に対して僅かに後退した位置である。
【００１５】
シリンダ装置４に圧縮空気供給管を介して行う圧縮空気の給排は、例えば、図６に空気つなぎ図として示すように、戸閉シリンダ４０に圧縮空気を給排する戸閉電磁弁ＤＶ１の手前で管路４１を分岐させてその一方４１ａに気密電磁弁ＤＶ２、切換弁Ｖ１を順次介して各シリンダ１０を並列に接続した構成としてある。切換弁Ｖ１は、扉１が閉位置になったとき連通位置に切り換わる。各電磁弁ＤＶ１、ＤＶ２の制御は、図７に電気つなぎ図を示すように、戸閉電磁弁ＤＶ１のソレノイド回路に、リレーＤＬＲ（車両速度が５ｋｍ／ｈを越えると作動して接点オフとなる）の接点Ｓ１、戸閉リレーＤＶＲ（戸の開閉により戸開信号で接点オン、戸閉信号で接点オフとなる）の接点Ｓ２、各弛み検知リレーＲＹ１₁〜ＲＹ１₆（対応する緩み検知スイッチ２７が緩み検知で接点オンとなる）の夫々の接点Ｓ３₁〜Ｓ３₆を直列に挿入してあり、また、気密用電磁弁ＤＶ２のソレノイド回路に、前記接点Ｓ１と連動する同様な接点Ｓ４、前記接点Ｓ３₁〜Ｓ３₆の各々と連動する同様な接点Ｓ５₁〜Ｓ５₆を直列に且つ接点Ｓ２と連動する同様な接点Ｓ６を並列に挿入してある。図６、図７の状態は、車両が停止し、扉１が閉じ、気密保持が行われている状態である。
【００１６】
図７のソレノイド回路は、接点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３₁〜Ｓ３₆の全てがオンとなることにより戸閉用電磁弁ＤＶ１のソレノイドが励磁されて、戸閉用電磁弁ＤＶ１が図６の戸閉状態から戸開状態に切り換わる。そして接点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３₁〜Ｓ３₆のいずれかがオフになると同ソレノイドが消磁されて戸閉状態に切り換わる。また、接点Ｓ４、Ｓ５₁〜Ｓ５₆の全て又は接点Ｓ６のいずれかがオンとなると気密用電磁弁ＤＶ２のソレノイドが励磁されて、気密用電磁弁ＤＶ２が図６の給気状態から排気状態に切り換わる。そして接点Ｓ４、Ｓ５₁〜Ｓ５₆の中の一つ又は接点Ｓ６がオフになると同ソレノイドが消磁されて給気状態に切り換わる。
【００１７】
車両が駅に到着して扉１が開く場合、扉１が開く前の状態は、気密保持状態（接点Ｓ３₁〜Ｓ３₆、Ｓ５₁〜Ｓ５₆はオフ）であり、戸開信号により戸閉リレーＤＶＲが動作して接点Ｓ２、Ｓ６がオンとなり、これにより気密用電磁弁ＤＶ２がソレノイドを励磁されて排気位置に切り換わり、各シリンダ１０が排気されて気密解除（押さえ弛み）となり、緩み検知スイッチ２７が緩みを検知して緩み検知リレーＲＹ１₁〜ＲＹ１₆が動作し、接点Ｓ３₁〜Ｓ３₆及び接点Ｓ５₁〜Ｓ５₆がオンとなり、戸閉電磁弁ＤＶ１がソレノイドを励磁されて戸開位置に切り換わり、扉１が開く。
【００１８】
車両が扉１を閉じて発車する場合は、戸閉信号により戸閉リレーＤＶＲが動作して接点Ｓ２、Ｓ６がオフとなり、これにより戸閉電磁弁ＤＶ１がソレノイドを消磁されて戸閉位置に切り換わり、扉１が閉じ、これによって切換弁Ｖ１が連通位置に切り換わり、車両が発車する。車両速度が５ｋｍ／ｈを越えるとリレーＤＬＲ動作して接点Ｓ１、Ｓ４がオフとなり、気密用電磁弁ＤＶ２のソレノイドが消磁されて給気位置に切り換わり、各シリンダ１０が給気されて気密保持状態となる。
【００１９】
なお、手動扱いで扉１を閉じる時は、戸閉電磁弁ＤＶ１、気密用電磁弁ＤＶ２の各ソレノイドを消磁状態としておいて、図示していないが、ドアコックを閉操作すると、扉１が閉じ、切換弁Ｖ１が連通位置に切り換わり、シリンダ１０に給気されて気密保持状態となる。
また、気密保持をリレーＤＬＲによって行うのは、扉１が閉じた後で直ちに気密保持状態とすると、戸閉力が大きくなるから、乗客が扉に挟まれていた場合に危険性が増すので、これを避けるためである。
【００２０】
図６において、４２は排気遅延回路であり、前述した弛み検知スイッチ２７を６組のシリンダ装置４及びリンク部材５の中の１組にのみ設けた場合に、その対応する組のシリンダ１０に対してのみ設ける。これによって特定のシリンダ１０のピストンが遅れて後退することになり、緩み検知スイッチが弛みを検知したときは他の５個のシリンダ１０においてはピストンが確実に後退しており、弛み状態となっているから、１個の弛み検知スイッチでよいという構成の例である。
【００２１】
このように構成した扉の気密保持装置は、扉１が閉位置になった状態でシリンダ装置４に圧縮空気を供給して動作させる。扉１が閉位置になった状態は、図２に１ｃで示す位置になった状態である。すなわち、同図２において、戸袋３１内にある仮想線で示す扉の位置１ａが開位置であり、図示していない扉開閉装置により、仮想線で示す途中位置１ｂに車体外面３２に平行に矢印３３で示す方向に引き出され、続いて案内部に案内されて斜めに矢印３４で示す方向に移動した仮想線で示す閉位置１ｃとなり、この閉位置１ｃでは扉１のパッキン３が出入口２の周縁部に近接して対向している状態である。シリンダ装置４への圧縮空気の供給によりピストン１１が、まず第１ばね１３に抗して前進し、途中から更に第２ばね１４に抗して前進し、前進端で止まる。このピストンの前進により、リンク部材５が、図３に示すように、実線で示す弛み位置（押さえ部２５が緩み位置２５Ａにある位置）から仮想線で示す気密保持位置まで約９０°回動する。このリンク部材５の回動は、図３を用いて説明したように、押さえ部２５が途中位置２５Ｂで閉位置１ｃにある扉１の内側に当接し、更に押さえ部２５が扉１を押してパッキン３を圧縮した死点位置２５Ｃを経て気密保持位置２５Ｄとなることによって扉１は密閉位置１ｄとなる。図１、図２において、扉１の密閉位置１ｄは実線で示す。
【００２２】
押さえ部２５が気密保持位置２５Ｄとなり、扉１が密閉位置１ｄとなった状態では、車両内外の気圧差により扉１にこれを内側へ押し開くような力が作用しても、押さえ部２５が後退しないので、扉１は開かない。すなわち、押さえ部２５が死点位置２５Ｄにある時は扉１からの反力の作用線が押さえ部２５のローラ軸の中心と軸２３の中心とを結ぶ線に一致するから、扉１からの反力によってリンク部材５が軸２３回りの回転力を受けることはなく、これよりも更に回転した押さえ部２５が気密保持位置２５Ｄにある時は扉１からの反力の作用線は軸２３の中心よりも僅かに外れてリンク部材５がわずかな回転力を受けることになるが、その回転力は押さえ部２５が死点位置２５Ｃから離れる方向の回転力であり、この回転力の方向にはピストン１１がストローク端で拘束されているから回転しないのである。従って、扉１からの反力は、シリンダ装置４の出力で受けられるのではなく、大部分が押さえ部２５、リンク部材５、軸２３、シリンダ支持部１５を介して車両の構造部で受けられ、残りのわずかな部分がピストン１１のストローク端で受けられる。これによってシリンダ装置４の出力は、扉１に外力が作用していない状態で、扉１を密閉位置１ｃに押しつけることができる程度の比較的小さいものでよい。従って、シリンダ装置４を実施例のようにエヤーシリンダとしても小さいシリンダで対応できる。勿論油圧シリンダを使用することも可能である。
【００２３】
また、気密保持状態から弛めるときは、扉１に外力の作用していない状態のときであるから、シリンダ１１から排気することによって第１ばね１３及び第２ばね１４の合成反力によって押さえ部２５が死点位置２５Ｃを越えて復帰する。その復帰の初期において、押さえ部２５が死点位置を越えることが必要であり、このためにやや大きい回転力を必要とするが、このために第１ばね１３と第２ばね１４の合成ばね力が作用する。この合成ばね力はその構成により、ピストン１１の前進ストロークに従って始めは第１ばね１３の特性で徐々に上昇し、途中から第２ばね１４のかなり急激に上昇する特性を加算された急激に上昇するような特性曲線としておくことができ、これによって復帰初期においては合成ばね力が大きく問題なく復帰させることができる。そして、単一ばねとする場合に比べて第１ばね１３のばね力を小さく設定でき、シリンダの小型化が可能となる。
【００２４】
上記実施例において、ピストンロッド１２の進退運動をリンク部材５の回動運動に変換する変換手段５０を、基部５２から伸延させたアーム５１にピストンロッド１２を軸２４で連結した構成のものを示したが、この他に図８に示す構成のものとしてもよい。すなわち、基部５２ａにピニオン５３を設け、そのピニオン５３に噛み合うラック５４をピストンロッド１２ａに形成した構成の変換手段５０ａとしてもよい。この場合シリンダ１０は軸２２ａを中心に揺動しないようにシリンダ支持部１５に被支持部２０ａを貫通した固定ピン５５を設けてある。図８において、上記実施例と同等部分は同一図面符号で示してある。
このような変換手段５０ａを有する構成の扉の気密保持装置も、上記実施例と同様に動作する。
【００２５】
上記実施例において、押さえ部２５の気密作用位置が死点位置を僅かに越えた位置としたものを説明したが、死点位置では扉１側からの反力でリンク部材５に回転力を生じないから死点位置でもよく、また、死点位置のわずかに手前でも考えられる気圧差によって生じる扉１側からの反力による回転力は小さいから、シリンダ装置４の出力で十分に対向でき、従って押さえ部２５の気密作用位置は死点位置の近傍であれば、実用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、リンク部材が気密保持の回動位置にあれば、扉側からの反力が増大してリンク部材に作用しても、リンク部材は扉側からの作用力では回動しない死点位置にあるか、又は扉側からの作用力によるリンク部材の受ける回転力がきわめて小さい位置（死点位置に近い位置）にあるので、その気密保持位置を維持するために作用力を必要としないか、又はあまり大きい作用力を必要としないから、シリンダ装置が小出力のものでよく、更に、気密保持の際に押しつけられる扉の進退量が大きくなってもリンク部材の軸支位置から押さえ部までの長さを長く変更するだけでよいから、シリンダ装置のストロークを大きくする必要はなく、小型化できる効果を奏する。また、シリンダ装置の出力が小さくて良い点から、圧力流体を圧縮空気とすることもでき、そのようにすることによって軽量化できる効果を奏する。
また請求項１に記載の発明は、押さえ部が気密作用位置となるリンク部材の回動位置をシリンダ装置のストロークエンド位置により規定したので、別途リンク部材に対するストッパー部材等を設ける必要がなく、構成を簡略化させることができる効果を奏する。
また請求項１に記載の発明は、シリンダ装置の復帰力を与えるばねを第１ばねと第２ばねとで構成したので、単一のばね部材でリンク部材の解除力を確保する場合に比べ、第１ばねのばね力を小さく設定して全長を短くできるから、シリンダ装置の小型化が可能となる効果を奏する。
請求項２に記載の発明は、アームとピストンロッドを連結した単純な構造であるから、製作し易く、コスト的に有利である効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、シリンダが揺動しない構造であるから、圧力流体供給用の配管が固定され、その耐久性が向上する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の扉半部付近の縦断側面図である。
【図２】同実施例の扉付近の横断平面図である。
【図３】図１の部分拡大部分断面図である。
【図４】図３のシリンダ装置及びリンク部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】同実施例の第１ばね及び第２ばねの総合特性と個々の特性とを示すグラフである。
【図６】同実施例の空気回路の１例を示す空気つなぎ図である。
【図７】図６に示した戸閉電磁弁及び気密用電磁弁の制御用の電気つなぎ図である。
【図８】変換手段の他の例を示す図３に対応する部分断面図である。
【符号の説明】
１扉
１ｃ閉位置
１ｅ密閉位置
２出入口開口
３気密パッキン
４シリンダ装置
５リンク部材
１０シリンダ
１１ピストン
１２ピストンロッド
１３第１ばね
１４第２ばね
１５シリンダ支持部
１８圧力室
２２軸
２３軸
２４軸
２５押さえ部
２５Ｄ死点位置
２５Ｄ気密保持位置
３２車両外側面
５０変換手段
５０ａ変換手段
５１アーム
５２基部
５３ピニオン
５４ラック
５５固定ピン[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an airtight holding device for a vehicle door, and more particularly to an apparatus for airtightly holding a side door of a high-speed vehicle such as a Shinkansen vehicle.
[0002]
[Prior art]
As this type of prior art, there is one described in Japanese Utility Model Publication No. 57-42131. The general configuration is that a door pressing cylinder is provided to the door so as to press the door in the closed position toward the airtight maintenance packing side when supplied with fluid pressure. It is a hydraulic cylinder that uses an incompressible fluid to reliably withstand a large pressure difference inside and outside the vehicle that occurs when a high-speed vehicle enters the tunnel. A hydraulic converter is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a plug door, there is a problem that the stroke of the door pressing cylinder is increased because the amount of advancement / retraction of the door that is pushed and moved to maintain airtightness is increased, resulting in an increase in the size of the door pressing cylinder. Along with this, there is a problem that the amount of pressure oil to be used and the weight of the apparatus increase, and the installation space also increases. These problems are not desirable for reducing the weight of the vehicle as the vehicle speed increases.
An object of this invention is to provide the apparatus which can avoid the enlargement and weight increase of a cylinder apparatus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Means of the present invention is to cylinder forming the airtight holding device of the door to hold the airtightness of the door by pressing action of the door in the closed position hermetically packing side, infra link members and set you operated by receiving a fluid pressure And a link member that is connected to the piston rod of the cylinder device via a conversion means that converts the forward / backward movement of the piston rod into a rotational motion, and that rotates by the operation of the cylinder device to press the door, the link member includes a base is pivotally supported at a predetermined position of the rotatably vehicle, distracted from its base to the outside, a pressing portion for pressing the door abuts the door to the distraction end airtight packing side The holding portion has an airtight action position at a rotation position that protrudes to the maximum in the door pressing direction due to the rotation of the link member, or a position in the vicinity of the rotation position that protrudes to the maximum, and the airtight action position. Said the silin The cylinder device has a spring member that releases the pressing action of the pressing portion, and this spring member gives a release force over the entire stroke of the cylinder device. It has a 1st spring and the 2nd spring which gives release force from the middle position of a stroke where the press part of the link member contacts a door to a stroke end position .
[0005]
The converting means may be configured such that an arm is extended outward from a base portion of the link member, and the piston rod is rotatably connected to an extended end of the arm.
Moreover, the said conversion means shall be the structure which provided the pinion in the base of the said link member, and provided the rack which meshes | engages with the pinion in the said piston rod.
[0006]
[Action]
The airtight holding and airtight releasing operations are performed when there is almost no pressure difference between the inside and outside of the door. The airtight holding operation at that time mainly presses the door against the elastic reaction force of the airtight packing, and the required pressing force is not so large. If the link member is in the airtight holding position, even if the reaction force from the door side increases and acts on the link member, the link member is at a dead center position where it does not move with the acting force from the door side, or the door Since the rotational force received by the link member due to the acting force from the side is at a very small position (position close to the dead center position), a very large acting force is not required to maintain the airtight holding position. Therefore, the cylinder device receives almost no repulsive force when an acting force due to the internal / external differential pressure is applied to the door, and therefore an output for simply rotating the link member between the airtight release position and the airtight holding position can be obtained. That's fine. In addition, even if the forward / backward movement amount of the door that is pressed during hermetic holding increases, it is only necessary to change the length from the base part (axial support position) of the link member to the holding part. There is no need to do this, and the cylinder device does not become large.
[0007]
Since the airtight action position of the link member that presses the door against the door is defined by the stroke end position of the cylinder device, there is no need to separately provide a stopper member for the link member.
[0008]
A first spring that applies a release force to the spring member of the cylinder device over the entire stroke of the cylinder device; and a second spring that applies the release force from a midway position where the pressing portion of the link member contacts the door to a stroke end position. Since it comprised, compared with the case where the releasing force of a link member is ensured with a single spring member, the spring force of a 1st spring can be set small and a full length can be shortened.
[0009]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This airtight holding device is provided for the door 1 which is an inner plug door that is pressed against the edge of the side entrance of the vehicle from the inside of the vehicle and closes to the door 1 side so as to correspond to the vehicle inner side of the peripheral edge of the entrance 2. The airtight packing 3 is provided on the door 1 so that the door 1 is pressed from the inside in the closed position of the door 1 so that the packing 3 is sandwiched between the peripheral edge of the doorway and the door 1 so as to maintain the airtightness in the vehicle. It has become. The portion of the hermetic holding device that presses the door is composed of a cylinder device 4 and a link member 5 that are provided in a set of six portions on the upper, middle, and lower sides of the doorway 2. The details of the set of cylinder device 4 and link member 5 are shown in FIGS.
[0010]
The cylinder device 4 includes a cylinder 10, a piston 11, a piston rod 12, a first spring 13, a second spring 14, a cylinder support portion 15, etc., as shown in an enlarged manner in FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 1, the cylinder 10 has a piston 11 accommodated therein, a piston rod 12 penetrating through one end wall 16 of the cylinder 10 protrudes, and a first between the piston 11 and the cylinder end wall 16. A spring 13 and a second spring 14 are installed, a pressure chamber 18 is formed between the other end wall 17 and the piston 11, and a fluid supply / discharge port 19 is provided in the pressure chamber 18. Both the first spring 13 and the second spring 14 are return springs. In the return state in which the piston 11 is retracted, the first spring 13 is slightly compressed and the second spring 14 is not compressed. When the piston 11 moves forward by about 2/3 stroke, the second spring 14 starts to be compressed.
[0011]
More specifically, the piston stroke of the cylinder device 4 is 56.5 mm, and the overall characteristics (the reaction force of the spring with respect to the piston stroke) of the first spring 13 and the second spring 14 are as shown by a curve A in FIG. It has spring characteristics. That is, it is a relatively gentle straight line A1 on which the first spring 13 acts in the range of the piston stroke 0 to 36.5 mm, and the first spring 13 and the second spring 13 in the range of the piston stroke 36.5 to 56.5 mm. This is a relatively steep right-up straight line A2 on which both springs 14 act. In the figure, the dotted line B1 indicates the characteristics of the first spring 13 and the dotted line B2 indicates the characteristics of the second spring 14, both of which have a piston stroke range of 36.5 to 56.5 mm, and the straight line A2 indicates these characteristics. Is the sum of
A supported portion 20 having a shaft insertion hole is provided on the outer surface of the end wall 17 of the cylinder 10. The cylinder support portion 15 is for supporting the cylinder device 4 and the link member 5 and attaching the cylinder device 4 and the link member 5 to a predetermined attachment position of the vehicle. The cylinder support portion 15 is formed of a steel plate and has a bolt insertion hole 21 for attachment. A shaft 22 that is inserted into the shaft insertion hole of the supported portion 20 of the cylinder 10 and rotatably supports the cylinder 10 is provided.
[0012]
The link member 5 is formed integrally with an arm 51 of the conversion means 50 to be described later. As shown in FIGS. 3 and 4, a bent portion having a bent shape is used as a base portion 52, and a link is made from the base portion 52. The member 5 and the arm 51 each extend outward. The base 52 is pivotally supported by a shaft 23 parallel to the shaft 22 provided on the cylinder support portion 15 so as to be rotatable. One link member 5 has a distal end that extends outwardly and is formed in a pressing portion 25 that supports the roller. The other arm 51 has a distal end extended outwardly connected to the piston rod 12 by a shaft 24 so that the forward / backward movement of the piston rod 12 is converted into a rotational movement and transmitted to the link member 5. The converting means 50 is configured. The position of the shaft 23 is a lateral position in the middle of the stroke locus of the tip of the piston rod 12, and the shaft 24 and the roller shaft 26 are both parallel to the shaft 23. The link member 5 is rotated about 90 ° by the entire stroke of the piston 11. In this embodiment, the length from the shaft 23 to the shaft 24 (piston rod connecting portion) is 40 mm, and the distance from the shaft 23 to the axis of the roller shaft 26 is 95 mm.
[0013]
3 and 4, reference numeral 27 denotes a slack detection switch, which is provided in each of the six sets of cylinder device 4 and link member 5. However, in some cases, it is provided only in one of the six sets. There is also. The switch main body is fixed to the cylinder support 15 via the metal fitting 28, and the switch actuator 29 is a position where the switch member 29 detects the slack position of the link member 5 (the rotation position indicated by the solid line in FIG. 3). This slack position is a position where the piston 11 of the cylinder device 4 has reached the retracted end by the first spring 13.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder device 4 and the link member 5 are installed at predetermined positions inside the cover 30 at the opening edge of the entrance / exit 2 on the side surface of the vehicle, and are connected to the fluid supply / exhaust port 19. A compressed air supply pipe (not shown) is connected. When the compressed air is not supplied in a state where the respective cylinder devices 4 and the link members 5 are installed, the pressing portion 25 of the link member 5 is in the slack position 25A shown by a solid line in FIG. 3, and the compressed air is supplied. When the piston 11 moves forward, as shown in FIG. 3, the link member 5 rotates in a predetermined direction, and the pressing portion 25 reaches the airtight action position 25D through the intermediate positions 25B and 25C and stops. That is, when the piston 11 reaches the stroke end where it cannot advance any further, the airtight action position 25D is reached. An intermediate position 25B is a position where the pressing portion 25 comes into contact with the door 1, and an intermediate position 25C is a position where the pressing portion 25 is pressed toward the door 1 and protrudes to the maximum, that is, the pressing portion 25 is rotated by a reaction force from the door side. It is a dead center position. The airtight position 25D is a rotational position slightly beyond the dead center position 25C in the predetermined rotational direction, and is a position slightly retracted with respect to the pressing direction of the door 1 from the dead center position 25C.
[0015]
The compressed air supply / discharge to / from the cylinder device 4 via the compressed air supply pipe is, for example, in front of the door-closing solenoid valve DV1 that supplies / discharges the compressed air to / from the door-closing cylinder 40 as shown in FIG. Thus, the pipe 41 is branched and one cylinder 41 is connected in parallel to one of the pipes 41a through the airtight solenoid valve DV2 and the switching valve V1. The switching valve V1 is switched to the communication position when the door 1 is in the closed position. As shown in the electrical connection diagram of FIG. 7, the solenoid valves DV1 and DV2 are controlled by a relay DLR (when the vehicle speed exceeds 5 km / h, the contact is turned off to the solenoid circuit of the door-closed solenoid valve DV1. contact S1 of) door-closing relay DVR (contact S2 of the contact-on door-open signal by opening and closing the door, the contact off No. door closing signal), slack detection switch 27 that the slack detection relay RY1 ₁ ~RY1 ₆ (corresponding There Yes insert the contact S3 ₁ to S3 ₆ of each of the contacts on the) with looseness detection in series, also the solenoid circuit of the solenoid valve DV2 for airtight, similar contacts S4, in conjunction with the contact S1, the It is inserted similar contacts S6 described interlocking contact S5 _1-S5 ₆ similar in conjunction with each of the contact S3 ₁ to S3 ₆ and and contacts S2 to the serial to parallel. The state shown in FIGS. 6 and 7 is a state where the vehicle is stopped, the door 1 is closed, and airtightness is maintained.
[0016]
In the solenoid circuit of FIG. 7, when all of the contacts S1, S2, S3 _{1 to} S3 ₆ are turned on, the solenoid of the door closing solenoid valve DV1 is excited, and the door closing solenoid valve DV1 is closed. Switch from open to open. When any of the contacts S1, S2, and S3 _{1 to} S3 ₆ is turned off, the solenoid is demagnetized and switched to the door closed state. Also, is the one of the contact S4, S5 _1-S5 all ₆ or contact S6 is turned on solenoid airtight solenoid valve DV2 energized, solenoid valve DV2 is for sealingly exhaust state from the air supply state of FIG. 6 Switch. When _{one of the} contacts S4, S5 _{1 to} S5 ₆ or the contact S6 is turned off, the solenoid is demagnetized and switched to an air supply state.
[0017]
When the vehicle arrives at the station and the door 1 is opened, the state before the door 1 is opened is an airtight holding state (contacts S3 _{1 to} S3 ₆ and S5 _{1 to} S5 ₆ are off), and the door is closed by a door open signal. The relay DVR is activated to turn on the contacts S2 and S6. As a result, the solenoid valve DV2 for airtightness is energized to switch to the exhaust position, and each cylinder 10 is exhausted to release the airtightness (slack of pressure) to detect looseness. When the switch 27 detects looseness, the looseness detection relays RY1 _{1 to} RY1 ₆ operate, the contacts S3 _{1 to} S3 ₆ and the contacts S5 _{1 to} S5 ₆ are turned on, and the door closing solenoid valve DV1 is energized to open the door. Switch to position and door 1 opens.
[0018]
When the vehicle departs with the door 1 closed, the door closing relay DVR is operated by the door closing signal and the contacts S2 and S6 are turned off, whereby the door closing solenoid valve DV1 is demagnetized and switched to the door closed position. Instead, the door 1 is closed, whereby the switching valve V1 is switched to the communication position, and the vehicle is started. When the vehicle speed exceeds 5 km / h, the relay DLR is operated to turn off the contacts S1 and S4, the solenoid of the airtight solenoid valve DV2 is demagnetized and switched to the air supply position, and each cylinder 10 is supplied and kept airtight. It becomes a state.
[0019]
When the door 1 is closed manually, the solenoids of the door closing solenoid valve DV1 and the airtight solenoid valve DV2 are in a demagnetized state, not shown, but when the door cock is closed, the door 1 is closed. The switching valve V1 is switched to the communication position, and air is supplied to the cylinder 10 to be in an airtight state.
In addition, the airtight holding is performed by the relay DLR because the door closing force increases when the door 1 is immediately closed after the door 1 is closed, so that the danger increases when the passenger is caught in the door. This is to avoid this.
[0020]
In FIG. 6, reference numeral 42 denotes an exhaust delay circuit. When the above-described slack detection switch 27 is provided in only one of the six sets of cylinder devices 4 and link members 5, the corresponding set of cylinders 10 is provided. Only provided. As a result, the piston of the specific cylinder 10 moves backward with a delay, and when the looseness detection switch detects the looseness, the pistons of the other five cylinders 10 are surely retracted and become loosened. Therefore, this is an example of a configuration in which one slack detection switch is sufficient.
[0021]
The door hermeticity holding device configured as described above is operated by supplying compressed air to the cylinder device 4 in a state where the door 1 is in the closed position. The state where the door 1 is in the closed position is a state indicated by 1c in FIG. That is, in FIG. 2, the position 1a of the door indicated by the imaginary line in the door pocket 31 is the open position, and the door opening / closing device (not shown) causes an arrow parallel to the vehicle body outer surface 32 to the intermediate position 1b indicated by the imaginary line. The closed position 1c indicated by an imaginary line drawn in the direction indicated by 33 and subsequently guided by the guide portion and obliquely moved in the direction indicated by the arrow 34 is the closed position 1c. It is in the state which is facing and adjoining the part. By supplying compressed air to the cylinder device 4, the piston 11 first moves forward against the first spring 13, further moves forward against the second spring 14 from the middle, and stops at the forward end. As the piston moves forward, as shown in FIG. 3, the link member 5 rotates about 90 ° from the slack position indicated by the solid line (position where the pressing portion 25 is at the loose position 25A) to the airtight holding position indicated by the phantom line. . As described with reference to FIG. 3, the rotation of the link member 5 is such that the pressing portion 25 comes into contact with the inside of the door 1 in the closed position 1 c at the midway position 25 B, and the pressing portion 25 further presses the door 1 to seal the packing. The door 1 becomes the sealed position 1d by the airtight holding position 25D through the dead center position 25C obtained by compressing 3. 1 and 2, the sealing position 1d of the door 1 is indicated by a solid line.
[0022]
In a state where the pressing portion 25 is in the airtight holding position 25D and the door 1 is in the sealing position 1d, even if a force that pushes the door 1 inward due to a pressure difference between the inside and outside of the vehicle acts, The door 1 does not open because it does not retreat. That is, when the pressing portion 25 is at the dead center position 25D, the line of reaction of the reaction force from the door 1 coincides with the line connecting the center of the roller shaft of the pressing portion 25 and the center of the shaft 23. The link member 5 does not receive the rotational force around the shaft 23 due to the reaction force, and when the pressing portion 25 rotated further than this is in the airtight holding position 25D, the action line of the reaction force from the door 1 is The link member 5 is slightly deviated from the center and receives a slight rotational force. The rotational force is a rotational force in a direction in which the pressing portion 25 moves away from the dead center position 25C. Since the piston 11 is restrained at the stroke end, it does not rotate. Accordingly, the reaction force from the door 1 is not received by the output of the cylinder device 4, but most of the reaction force is received by the vehicle structural portion via the pressing portion 25, the link member 5, the shaft 23, and the cylinder support portion 15. The remaining small part is received at the stroke end of the piston 11. Accordingly, the output of the cylinder device 4 may be relatively small so that the door 1 can be pressed against the sealing position 1c in a state where no external force is applied to the door 1. Therefore, the cylinder device 4 can be a small cylinder as an air cylinder as in the embodiment. Of course, a hydraulic cylinder can also be used.
[0023]
In addition, the loosening state from the airtight holding state is a state in which no external force is applied to the door 1, so that the holding portion 25 is generated by the combined reaction force of the first spring 13 and the second spring 14 by exhausting from the cylinder 11. Returns beyond the dead center position 25C. In the initial stage of the return, it is necessary for the pressing portion 25 to exceed the dead center position. For this reason, a slightly large rotational force is required. For this reason, the combined spring force of the first spring 13 and the second spring 14 is required. Works. The combined spring force gradually increases according to the forward stroke of the piston 11 due to the structure of the first spring 13 and then increases sharply by adding the characteristic of the second spring 14 that increases considerably rapidly from the middle. The characteristic curve can be set as described above, and by this, the combined spring force is large at the initial stage of the return and can be returned without any problem. And the spring force of the 1st spring 13 can be set small compared with the case where it is set as a single spring, and size reduction of a cylinder is attained.
[0024]
In the above embodiment, the conversion means 50 for converting the forward / backward movement of the piston rod 12 into the rotational movement of the link member 5 has a structure in which the piston rod 12 is connected to the arm 51 extended from the base 52 by the shaft 24. However, the configuration shown in FIG. That is, the conversion means 50a having a configuration in which the pinion 53 is provided in the base 52a and the rack 54 meshing with the pinion 53 is formed in the piston rod 12a may be used. In this case, the cylinder 10 is provided with a fixing pin 55 penetrating the supported portion 20a in the cylinder support portion 15 so as not to swing around the shaft 22a. In FIG. 8, the same parts as those in the above embodiment are indicated by the same reference numerals.
The door hermetic holding device having such a conversion means 50a also operates in the same manner as in the above embodiment.
[0025]
In the above embodiment, the position in which the airtight action position of the pressing portion 25 is slightly beyond the dead center position has been described. However, at the dead point position, a rotational force is generated in the link member 5 by a reaction force from the door 1 side. Since there is no dead center position, the rotational force due to the reaction force from the door 1 side caused by the pressure difference that can be considered slightly before the dead center position is small. If the airtight action position of the holding | suppressing part 25 is the vicinity of a dead center position, it is practical.
[0026]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, if the link member is in the airtight holding rotation position, even if the reaction force from the door side increases and acts on the link member, the link member is not acted on from the door side. Since it is in the dead center position where it does not rotate or the rotational force received by the link member due to the acting force from the door side is very small (position close to the dead center position), it works to maintain its airtight holding position Since no force is required or a very large acting force is not required, the cylinder device may be of a small output, and the shaft of the link member can be used even if the amount of advancement / retraction of the door that is pressed to maintain airtightness increases. Since it is only necessary to change the length from the support position to the pressing portion to be long, there is no need to increase the stroke of the cylinder device, and the effect of miniaturization can be achieved. In addition, since the output of the cylinder device may be small, the pressure fluid can be compressed air, and the weight can be reduced by doing so.
In the invention according to claim 1, since the rotation position of the link member where the pressing portion becomes the airtight action position is defined by the stroke end position of the cylinder device, there is no need to separately provide a stopper member or the like for the link member. There is an effect that can be simplified.
In the invention according to claim 1, since the spring that gives the restoring force of the cylinder device is configured by the first spring and the second spring, compared to a case where the release force of the link member is secured by a single spring member, Since the total length can be shortened by setting the spring force of the first spring to be small, the cylinder device can be miniaturized.
Since the invention according to claim 2 has a simple structure in which the arm and the piston rod are connected, it is easy to manufacture and has an advantageous effect in terms of cost.
According to the third aspect of the invention, since the cylinder does not swing, the pressure fluid supply pipe is fixed, and the durability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view of the vicinity of a door half according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view of the vicinity of the door of the embodiment.
FIG. 3 is a partially enlarged partial sectional view of FIG. 1;
4 shows the cylinder device and the link member of FIG. 3, wherein (a) is a front view and (b) is a plan view. FIG.
FIG. 5 is a graph showing overall characteristics and individual characteristics of the first spring and the second spring of the same example.
FIG. 6 is an air connection diagram showing an example of an air circuit of the same embodiment.
7 is an electrical connection diagram for controlling the door-closing solenoid valve and the airtight solenoid valve shown in FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view corresponding to FIG. 3, showing another example of conversion means.
[Explanation of symbols]
1 Door 1c Closed position 1e Sealed position 2 Entrance / exit opening 3 Airtight packing 4 Cylinder device 5 Link member 10 Cylinder 11 Piston 12 Piston rod 13 First spring 14 Second spring 15 Cylinder support 18 Pressure chamber 22 Shaft 23 Shaft 24 Shaft 25 Presser Part 25D Dead point position 25D Airtight holding position 32 Vehicle outer surface 50 Conversion means 50a Conversion means 51 Arm 52 Base 53 Pinion 54 Rack 55 Fixing pin

Claims

In the airtight holding device of the door to hold the airtightness of the door by pressing action airtight packing side door in a closed position, and the sheet cylinder device constituting the later link member and the pair you operated by receiving the fluid pressure, the cylinder device A link member that is connected to the piston rod through a converting means that converts the forward / backward movement of the piston rod into a rotational motion, and that rotates by the operation of the cylinder device to press the door. There is pivotally supported at a predetermined position of the rotatably vehicle, distracted from its base to the outside, has a pressing portion for pressing the door abuts the door to the distraction end airtight packing side, the In the pressing portion, the rotation position that protrudes to the maximum in the door pressing direction by the rotation of the link member or the position in the vicinity of the rotation position that protrudes to the maximum is the airtight action position, and the airtight action position is the position of the cylinder device. straw The cylinder device has a spring member that releases the pressing action of the pressing portion, and the spring member is a first spring that provides a release force over the entire stroke of the cylinder device. And a second spring for applying a release force from a midway position where the pressing portion of the link member comes into contact with the door to a stroke end position .

The said conversion means is the structure which extended and formed the arm outward from the base of the said link member, and connected the said piston rod to the extension end of the arm so that rotation is possible. Airtight holding device for doors.

2. The door hermetic holding device according to claim 1, wherein the conversion unit has a configuration in which a pinion is provided at a base portion of the link member, and a rack that meshes with the pinion is provided in the piston rod.