JP5995731B2 - 可動式ホーム柵 - Google Patents

Description

この発明は、例えばプラットホーム上に設置される可動式ホーム柵に関するものである。

図１６は一般的な可動式ホーム柵を示すもので、プラットホーム１００上には戸袋１０（図では骨組みのみ示す）が設置され、この戸袋１０に可動扉１が矢印Ａ方向に移動して収納されるようになされている。可動扉１の下端側方にはリニアブラケット２が固定され、このリニアブラケット２に、後で詳述するレール案内体であるリニアガイドベアリング３が所定の間隔をあけて２個取付けられている。可動扉１は、このリニアガイドベアリング３が、固定部であるプラットホーム１００上に、ベース板１０１を介して設置されているリニアガイドレール４に設けられているレール体であるリニアガイド５に沿って滑動し、戸袋１０から出入りする移動を行なうと同時に、リニアガイドベアリング３により支持されている。図は可動扉１が戸袋１０から出た状態を示しており、可動扉１の駆動はモーター６により行なわれる。

図１７は可動扉１の側面を戸先または戸尻側から見た概略的な図である。可動扉１の下端にはリニアブラケット２が固定され、リニアブラケット２の下端にはリニアガイドベアリング３がリニアガイド５を跨ぐように設けられている。可動扉１に平行して、ベース板１０１上に支柱７が立設され、その上端には可動扉１の揺れ止めレール８が設けられている。一方、可動扉１の上端には揺れ止めレール８に摺動するように揺れ止めシュー９が取付けられている。可動扉１は、リニアブラケット２、リニアガイドベアリング３および揺れ止めシュー９と一体でリニアガイド５上を移動する。

図１８は図１６のリニアブラケット２およびリニアガイド５等を拡大して示す正面図で、ベース板１０１上にリニアガイドレール４が設置され、さらにその上にリニアガイド５が設けられている。リニアガイド５には、２個のリニアガイドベアリング３が所定の間隔をあけて配置され、これらのリニアガイドベアリング３はリニアブラケット２に固定されている。リニアガイドベアリング３とリニアブラケット２との連結は、図１９に略線的に示すように、ベアリング継手１１により行なわれる。

ところで、上記の構造では、リニアガイドベアリング３とリニアブラケット２とはベアリング継手１１で固定されているため、リニアガイド５がリニアガイドベアリング３に対して長手方向に傾くか、横に曲がるか、あるいは捻じれるような歪を有する場合、リニアガイドベアリング３の内部に収容されている滑動用の複数の金属ボールのうち、特定な箇所の金属ボールに力が加わることになり、リニアガイドベアリングの破損を招いたり、寿命を縮めたりすることがある。この様子を示したのが図２０であり、図はリニアガイド５が上方に盛り上がる歪を生じている例を示している。この場合、リニアガイドベアリング３に収容されている金属ボール３ａは均等にリニアガイド５に接することがなく、ＡおよびＢの位置の金属ボールに集中的に力が加わり、この部分が損傷してリニアガイドベアリングの寿命を縮める。

プラットホーム上に設置される可動式ホーム柵においては、可動扉の支持と、可動扉の開閉を円滑に行なうために、扉側にリニアガイドレールを設置する形式と、戸袋またはプラットホームにリニアガイドレールを設置する形式があるが、いずれの可動扉でも、移動をスムーズに行なうためのベアリングに局所的な荷重負荷がかかり、寿命劣化を惹き起こすことを避けるため、リニアガイドおよびリニアガイドレールに歪がないように、直線状
に精度高く配置し、かつリニアガイドレール材に強い強度を有するものを使用する必要がある。その結果、リニアガイドレールおよびリニアガイドの重量が増し、可動扉および可動扉を収納する戸袋の重量が増加するという問題と、リニアガイドレール等の設置作業に多大の労力を要するという問題があった。なお、可動式ホーム柵の一般的な先行技術として特許文献１がある。

特開２０１０−１０５５４７号公報

本発明は、上記のような問題点を解決するものであり、レール案内体と係合するレール体に歪があっても、可動扉の移動をスムーズに行なうことができ、しかもレール案内体の損傷を極力抑えることができるものである。

また、請求項１に記載の可動式ホーム柵は、列車の走行方向に沿って移動する可動扉と、前記可動扉を収納可能に設けられた戸袋と、前記戸袋内に設けられたレール体と、前記可動扉に設けられ、前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する第１のリニアガイドベアリングと、前記可動扉に設けられ、前記第１のリニアガイドベアリングが係合する前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する、前記レール体に沿う方向に前記第１のリニアガイドベアリングと並べて設けられた第２のリニアガイドベアリングと、前記第１のリニアガイドベアリングと前記可動扉との間に存在するように前記第１のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第１のベアリングと、前記第２のリニアガイドベアリングと前記可動扉との間に存在するように前記第２のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて前記第１のベアリングとは異なる方向に回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第２のベアリングと、を備えるものである。

また、請求項２に記載の可動式ホーム柵は、列車の走行方向に沿って移動する可動扉と、前記可動扉を収納可能に設けられた戸袋と、前記可動扉に設けられたレール体と、前記戸袋内に設けられ、前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する第１のリニアガイドベアリングと、前記戸袋内に設けられ、前記第１のリニアガイドベアリングが係合する前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する、前記レール体に沿う方向に前記第１のリニアガイドベアリングと並べて設けられた第２のリニアガイドベアリングと、前記第１のリニアガイドベアリングと前記戸袋との間に存在するように前記第１のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第１のベアリングと、前記第２のリニアガイドベアリングと前記戸袋との間に存在するように前記第２のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて前記第１のベアリングとは異なる方向に回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第２のベアリングと、を備えるものである。

この発明によれば、レール案内体と係合するレール体に歪があっても、可動扉の移動をスムーズに行なうことができ、しかもレール案内体の損傷を極力抑えることができる。

この発明による支持構造の信頼性の向上は、歪のあるレール体に対して、歪のないレール体よりも小さな摺動抵抗で扉の開閉が可能であり、開閉回数の多い可動式ホーム柵において大きな省電力効果を発揮することができる。例えば、扉重量が２００ｋｇに近い大型の可動式ホーム柵においても、摺動抵抗は、通常固定切削加工済みレールで１０ｋｇから回動継手部固定未切削加工レールで５ｋｇと、約５０％の効果を得ている。２００ｋｇの扉の場合は、省電力量は次のようになる。

つまり、扉移動量を３ｍとすると、一回の開閉で１０ｋｇ＊３ｍ＊２のエネルギーは６００Ｊになる。一日１００本の車両が入る可動式ホーム柵が１プラットホームで５０ある駅では、６００Ｊ＊１００本＊２プラットホーム＊５０台＝６０００ｋＪになる。電力量に計算すると約１.７ｋｗｈとなるが、この発明ではこの半分の０.８ｋｗｈ分の電力が、毎日全路線で省力化できることになる。

また、摺動抵抗が小さいために容量の小さいモーターでの駆動が可能である。電力が小さいので、モーターの駆動回路も小容量で小型のものを使用できる。上記の２００ｋｇの扉重量の場合は、扉一枚で開閉に必要な電力は８０ｗから４０ｗに減り、半分の大きさのモーターおよび駆動回路での開閉が可能となる。これは可動式ホーム柵間をつなぐ電力線の線系、ブレーカーなどの制御機器、および駅の電源設備の小型化、安価化を可能としている。

レール体を支える強度材についても、従来は扉自重によるレール体による歪がベアリングに悪影響を及ぼしていたが、回動する継手部により、レール体の扉自重によるレール体による歪許容量が１０倍以上になるために、レール体の強度を下げることができ、重量を概略１/３以上に軽くすることができる。例えば、２ｍの長さの一つの戸袋に２枚の左右
に開く扉を有する一般の可動式ホーム柵の重量は４００ｋｇ程度であるが、レール体の重量は２本で１２０ｋｇにも達する。レール体の重量を１/３にできることは、８０ｋｇの
重量軽減になり、可動式ホーム柵全体を２０％軽減できることになる。

また、上記は例えば２５ｍｍ＊７０ｍｍの鉄のバーを２０ｍｍ＊６０ｍｍの厚み５ｍｍの鉄角パイプに置き換えることもできる。この場合、重量軽減率は１/２程度であるが、
材料費の軽減に加えて、鉄角パイプの押し出しなどで製造された製品は比較的歪が少ないので、回動する継手部を使用した場合、レール案内体の取付け面を切削する必要がなく、鉄角パイプをそのまま使用することができる。前述のように、長いレールを精度良く切削するには大型の機械と、高度の切削技能を必要とし、可動式ホーム柵の費用の５％近くを占める高価な加工であるが、この加工を省くことができる。これは、扉内にレール体を配置する場合も同様で、長いだけでなく面積も大きい扉体の切削にはさらに大きな加工機械と高度の切削技能を要していたが、この工程を省くことができる。

以上のように、可動式ホーム柵のモーター小型化、駆動回路の低出力化、およびレールの小型化は、安価、軽量、省電力の可動式ホーム柵を可能とし、加えて可動式ホーム柵の薄型化を実現する大きな要素となっている。

この発明の実施の形態１に係る可動式ホーム柵を示す正面図である。 実施の形態１に係る可動式ホーム柵の要部を示す正面図である。 実施の形態１に係るリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す正面図である。 実施の形態１に係るリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す側面図である。 実施の形態１に係るベアリング支持体を示す斜視図である。 実施の形態１に係るリニアガイドベアリングの動作を説明する図である。 実施の形態１に係るリニアガイドベアリングの動作を説明する略線図である。 実施の形態１に係るリニアガイドベアリングの動作を説明する図である。 実施の形態１に係る別の形のリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す正面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 実施の形態１に係るさらに別の形のリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す正面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 実施の形態１に係るさらに別の形のリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す正面図である。 実施の形態１に係るさらに別の形のリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）である。 実施の形態１に係るさらに別の形のリニアガイドベアリングを示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）である。 この発明の実施の形態２に係る可動式ホーム柵を示す斜視図である。 実施の形態２に係る可動式ホーム柵を示す側面図である。 一般的な可動式ホーム柵を示す正面図である。 図１６の側面を示す略線図である。 従来の可動式ホーム柵の要部を示す正面図である。 従来のリニアガイドベアリングおよびその支持部を示す側面図である。 従来のリニアガイドベアリングの動作を説明する略線図である。

以下、本発明を可動式ホーム柵に実施した実施の形態１および実施の形態２について説明する。実施の形態では、レール体の一例としてリニアガイドを、レール案内体の一例としてリニアガイドベアリングを、継手部の一例としてベアリング継手とベアリング（軸受）の結合体をそれぞれ用いて以下に説明する。

実施の形態１．
本実施の形態１に係る可動式ホーム柵において、可動式ホーム柵の構造のうち、リニアガイドベアリングおよびその支持部を除いた要素は図１６および図１７と同様であり、同一または類似の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図１は実施の形態１に係る可動扉を概略的に示す正面図である。図２はこの発明の要部であるリニアガイドベアリングに関連する部分を示す図である。図１および図２において、可動扉１の下端側部にはリニアブラケット２が強固に固定されている。

図２において、リニアブラケット２の下端には所定の間隔をあけて２個のリニアガイドベアリング３が取付けられている。リニアガイドベアリング３には柱形のベアリング継手１１が突設されていて、このベアリング継手１１は球面ベアリング１２に固定されている。そして、球面ベアリング１２はベアリング支持体１３に回動可能に収容されている。ベアリング支持体１３は図５に示す形状をしており、その内部に収容される球面ベアリング１２は、矢印ＡとＢで示す水平面および矢印ＣとＤで示す垂直面に沿って自由に回転ができる。図３は２個のリニアガイドベアリング３、ベアリング継手１１、球面ベアリング１２、およびベアリング支持体１３を示している。このベアリング支持体１３は、図４に示すように、リニアブラケット２に固定されている。

次に、本発明の実施の形態１に係る可動式ホーム柵の動作を説明する。図２はリニアガイド５に歪がない状態を示しており、可動扉１は２個のリニアガイドベアリング３に支持されて、モーター駆動により円滑にリニアガイド５上を移動する。一般にリニアガイド５の取付け誤差許容度は、２個のリニアガイドベアリング３の間隔が２００ｍｍの場合、０.０２ｍｍ以下の傾きが要求される。リニアガイド５を有するリニアガイドレール４は２ｍ〜５ｍの長さになるため、このリニアガイドレール４の長さにわたってこれだけの加工精度が要求されることになる。剛性の強い鉄骨などに比べてはるかに細いリニアガイドレール４をこの精度で全長にわたって加工することは非常な労力が要求される。

精密な加工が困難なため、実際には、リニアガイド５には、図１に極端な形で示すように、例えば上下方向の歪がある。図２０で説明したように、リニアガイドベアリング３には多数の金属ボール３ａがリニアガイド５に沿う方向に収容されて、この金属ボール３ａがリニアガイド５と接して滑動する。このとき、図２０のように、リニアガイド５が歪を生じているにもかかわらず、リニアガイドベアリング３が固定されてその姿勢が変わらなければ、金属ボール３ａの全てに均等に力が加わらず、図２０の円で囲んだＡ、Ｂ部分の金属ボール３ａに過大な力が加わることになり、この部分が損傷し、リニアガイドベアリング３の寿命が著しく短かくなる。

これに対して本実施の形態１では、リニアガイドベアリング３は、ベアリング継手１１が球面ベアリング１２を介してベアリング支持体１３により支持されており、ベアリング支持体１３がリニアブラケット２に固定されているため、リニアガイドベアリング３は、図６に示すように、リニアガイド５の歪の傾きに応じて、矢印Ａ、Ｂのように姿勢を変えるため、リニアガイドベアリング３内部の金属ボール３ａには全てに均等な力が加わることになり、特定の金属ボールの損傷を招くことがなく、リニアガイドベアリング３の寿命を短くする要素がなくなる。

上記の例は、リニアガイド５が上下方向（垂直面）の歪を有する例であるが、リニアガイド５が水平面において歪を生じている場合も、球面ベアリング１２の水平面での回転により、リニアガイドベアリング３が水平面内において図７の矢印ＡおよびＢのように姿勢を変えることができるため、リニアガイドベアリング３内の金属ボール３ａには均等に力が加わることになる。その様子を図７に略線的に示している。また、リニアガイド５がリニアガイドレール４の設置時の不手際等により長手方向に対して捻じれた場合にも、球面ベアリング１２はリニアガイドレール４の長手方向に垂直な面で図８の矢印Ａのように回動するため、リニアガイドベアリング３の全ての金属ボール３ａには均等な力が加わり、損傷を防止できる。図８はその様子を示している。もちろん、リニアガイド５に、垂直面方向歪、水平面方向歪および捻じれが同時に生じていても対応できる。

ベアリング継手１１とリニアガイドベアリング３の連結構造は、図４のように、ベアリング継手１１をリニアガイド５の設置面に対して垂直方向に配置するものの他、図９に示すように、ベアリング継手１１の球面ベアリング１２に固定される継手軸１１ａがリニアガイド５の設置面と平行な方向に配置されている形にしてもよい。図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）はリニアガイド５側から見た平面図である。リニアガイドベアリング３に固定されたベアリング継手１１は、コ形の継手腕１１ｂが継手軸１１ａと結合して球面ベアリング１２を支承している。１３はベアリング支持体である。また、図１０は図９に示すベアリング継手１１を水平方向に９０度回転したものであり、その動作は図９と同じである。図９および図１０に示すいずれも、リニアガイドベアリング３は、リニアガイド５に対して水平面および垂直面の方向に揺動回転し、姿勢を変えることができる。

図１１は半球面軸受を用いた例であり、スラスト軸受として用いるのに適している。これはリニアガイドベアリング３にベアリング継手１１を固定して、ベアリング継手１１に半球面ベアリング１４を固定したものであり、半球面ベアリング１４はベアリング支持体１３で支えられている。

以上はリニアガイドベアリング３がベアリング継手１１により球面ベアリング１２または半球面ベアリング１４に連結され、ベアリング継手１１が揺動可能になされることにより、リニアガイドベアリング３が水平面および垂直面において自由に姿勢を変えることができるものについて説明したが、球面ベアリングの代わりに、転がり軸受（転がりベアリング）を用いることもできる。この場合は、リニアガイドの垂直方向、水平方向、または捻じれ方向のいずれかの歪に対応可能である。

図１２はリニアガイド５が上下方向に歪んだものに対応するように、軸受を用いた継手部によりリニアガイドベアリング３を支持する構造である。リニアガイドベアリング３はリニアガイド５の長手方向に直交するベアリング継手の継手軸１１ａに転がり軸受が固定され、転がり軸受１５の外周がベアリング支持体１３に固定されている。ベアリング継手１１の継手軸１１ａはコ形の継手腕１１ｂを介してリニアガイドベアリング３に連結されている。図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は平面図、図１２（ｃ）は側面図である。図１３は図１２の継手軸１１ａを９０度回転させたもので、作用は図１２と同じである。
図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は平面図、図１３（ｃ）は側面図である。図１２のものは矢印Ａ方向に回動し、矢印ＢおよびＣ方向には回動しない。図１３のものは矢印Ｃ方向に回動し、矢印ＡおよびＢ方向には回動しない。

本実施の形態１では、リニアガイド５の歪によりリニアガイドベアリング３にかかる偏った荷重並びに戸先のリニアガイドベアリング３にかかる回転モーメントによる荷重を十分に受けることができる。これにより小さなモーター、小さな電力で可動扉の駆動を可能にする。

実施の形態２．
図１４および図１５はこの発明の実施の形態２に係る可動式ホーム柵を示すものである。図において、可動扉１は戸袋１０に出入り可能に支持されている。実施の形態１と異なり、本実施の形態２では、可動扉１の側面で、かつプラットホーム面と平行にリニアガイド５が設けられている。一方、戸袋１０側の支柱１８には、Ｚ形金具１６により２個のリニアガイドベアリング３が所定の間隔をあけて取り付けられ、これらのリニアガイドベアリング３がリニアガイド５に跨るように配置され、可動扉１を支えている。可動扉１はモーター６によりタイミングベルト１７を介して駆動されるようになされている。なお、図１４は、戸袋１０の壁面から内部が透視できるように図示したものであり、図１４には、図１５に示す支柱１８は図示を省略している。

図１４は、可動扉１にリニアガイド５を設置している形の可動式ホーム柵の例であるが、従来、戸袋として使用されていた部位に脱出口や表示機が設置される傾向にあり、また複数の車両に対応するために可動扉長は長くなる反面、支持構造は短くなる傾向にある。例えば、可動扉長１６００ｍｍ、支持構造であるリニアガイドベアリング間隔２００ｍｍ、可動扉重量７０Ｋｇとした場合、戸先のリニアガイドベアリングにかかる重量は３５０Ｋｇとなる。このとき可動扉が戸先側に傾こうとするモーメントを受けて戸先のリニアガイドベアリングは大きな回転モーメントを受ける。そのため、加わる力がリニアガイドベアリングの許容範囲内であったとしても、リニアガイドベアリング内部では金属ボールに対して偏った荷重がかかるために、リニアガイドベアリングの摺動抵抗は大きくなる。

本実施の形態２では、可動扉１に設置されたリニアガイド５に対して固定側の戸袋１０に、実施の形態１で説明したいずれかのリニアガイドベアリングの支持部構造を採用して、可動扉１の支持および移動動作を行わせる。これによれば、リニアガイドベアリング３の金属ボール３ａに均等に力が加わるから、リニアガイド５の歪によりリニアガイドベアリング３にかかる偏った荷重並びに戸先のリニアガイドベアリング３にかかる回転モーメントによる荷重を十分に受けることができる。これにより小さなモーター、小さな電力で可動扉の駆動を可能にする。

以上、この発明を実施の形態により説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形または省略することが可能である。

１ 可動扉、２ リニアブラケット、３ リニアガイドベアリング、３ａ 金属ボール、
４ リニアガイドレール、５ リニアガイド、６ モーター、７ 支柱、
８ 揺れ止めレール、９ 揺れ止めシュー、１０ 戸袋、１１ ベアリング継手、
１１ａ 継手軸、１１ｂ 継手腕、１２ 球面ベアリング、１３ ベアリング支持体、
１４ 半球面ベアリング、１５ 転がり軸受、１６ Ｚ形金具、
１７ タイミングベルト、１８ 支柱、１００ プラットホーム、１０１ ベース板。

Claims (2)

1. 列車の走行方向に沿って移動する可動扉と、
   前記可動扉を収納可能に設けられた戸袋と、
   前記戸袋内に設けられたレール体と、
   前記可動扉に設けられ、前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する第１のリニアガイドベアリングと、
   前記可動扉に設けられ、前記第１のリニアガイドベアリングが係合する前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する、前記レール体に沿う方向に前記第１のリニアガイドベアリングと並べて設けられた第２のリニアガイドベアリングと、
   前記第１のリニアガイドベアリングと前記可動扉との間に存在するように前記第１のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第１のベアリングと、
   前記第２のリニアガイドベアリングと前記可動扉との間に存在するように前記第２のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて前記第１のベアリングとは異なる方向に回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第２のベアリングと、
   を備える可動式ホーム柵。
2. 列車の走行方向に沿って移動する可動扉と、
   前記可動扉を収納可能に設けられた戸袋と、
   前記可動扉に設けられたレール体と、
   前記戸袋内に設けられ、前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する第１のリニアガイドベアリングと、
   前記戸袋内に設けられ、前記第１のリニアガイドベアリングが係合する前記レール体に係合して、前記レール体に沿う方向に収容した複数の転動体が前記レール体と接して滑動することにより、前記可動扉を摺動可能に支持する、前記レール体に沿う方向に前記第１のリニアガイドベアリングと並べて設けられた第２のリニアガイドベアリングと、
   前記第１のリニアガイドベアリングと前記戸袋との間に存在するように前記第１のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第１のベアリングと、
   前記第２のリニアガイドベアリングと前記戸袋との間に存在するように前記第２のリニアガイドベアリングに設けられ、前記レール体の傾きに応じて前記第１のベアリングとは異なる方向に回動可能な、球面形状または半球面形状を有する第２のベアリングと、
   を備える可動式ホーム柵。