JP7679348B2

JP7679348B2 - 下降窓固定構造

Info

Publication number: JP7679348B2
Application number: JP2022199658A
Authority: JP
Inventors: 祥平安川; 弘寺村; 岳広藤原
Original assignee: 近畿車輌株式会社
Priority date: 2022-12-14
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2025-05-19
Anticipated expiration: 2042-12-14
Also published as: JP2024085238A

Description

本発明は、下降窓に関するものであり、特に、鉄道車両の下降窓を閉状態に安定的に固定する下降窓固定構造に関する。

鉄道車両の側窓において、上向きの付勢を与える昇降機構を下端側に備えた下降窓が知られている。図１１は昇降機構としてバランサ１０３（釣合装置）を備えた、従来の下降窓１００を示している。この下降窓１００を開くと、バランサ１０３によって上向きの適度な付勢が作用するので、落とし窓のようにユーザーが窓の全重量を支える必要はなく、安全かつスムーズに開閉操作を行うことができる。

なお、上述のバランサ１０３は、下降窓１００が開閉域の中間位置にあるときに補助的に働くものであって、完全に閉じた状態を維持するためには、閉状態を固定する別の構成が必要になる。そこで、従来のバランサ１０３を備えた下降窓１００には、閉状態の下降窓１００が車体の振動等により自然降下してしまうことを防ぐために、下り止め構造１２０（固定構造）が備えられている。

図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線で切断した下り止め構造１２０の断面図である。下降窓１００の下端１０１には、ピン受金１２０ｂが設けられている。開放した（下降した）下降窓１００を収容する収容壁１０２内において、下降窓１００に対して車内側には、ピン受金１２０ｂに対向してプランジャ１２２が設けられている。ピン受金１２０ｂのプランジャ１２２側には、傾斜面が形成されており、この傾斜面の下端側でプランジャ１２２のピン１２２ａが係合するように形成されている。下降窓１００を閉じる際、ピン受金１２０ｂの傾斜面に対してプランジャ１２２のピン１２２ａが摺接し、下端に係合することにより、下降窓１００を閉状態に固定することができる。

ところで、上述の下り止め構造１２０には、下降窓１００毎のばらつきの影響を吸収するために調整機構が備わっている。図１２の構成では、プランジャ１２２と取付座１２３との間にライナー１２１を挿入することによって、ピン受金１２０ｂに対するプランジャ１２２の位置を微調整することが可能である。以上のように、下降窓１００の下り止め構造１２０は、ピン受金１２０ｂ及び押圧部１２０ａからなり、この押圧部１２０ａは、プランジャ１２２、取付座１２３及びライナー１２１によって構成されている。

従来のバランサを備えた下降窓は特許文献１に開示されている。

特開２０２１－０８４５１９号公報

しかしながら、必要とされる調整量に対して、ライナー１２１の厚さが完全に一致することは稀であり、最も近い寸法のものが選択される。このため、設置場所によって操作感に微妙な違いが生じる可能性がある。

また、図１２のような構成の場合、プランジャ１２２を取り付ける作業は車内側から行われる。具体的には、下降窓１００が全閉状態から少し引き下げられるときに規定された力でロック状態が解除されるように、引き下げ時の抵抗を感覚的に確認しながら、厚さ
の異なるライナー１２１を複数回抜き差しして調整を行う必要があり、作業負担が大きい。

そこで、本発明は、下降窓に対して個別に微調整が可能であり、かつ、作業時間を短縮できる下降窓固定構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の下降窓固定構造は、下降窓を閉位置に固定する下降窓固定構造であって、前記下降窓の収容壁内で、前記下降窓の面外方向へ距離を置いて上下動可能に設けられたスライダーと、前記収容壁内の取付板に螺合される調整ネジと一体に設けられ、前記調整ネジの螺進退により前記取付板に対して相対移動する基台と、前記基台に一端が固定され、他端が前記スライダーを下方へ付勢する付勢バネと、前記下降窓側へ揺動するように前記スライダーに軸支された揺動アームと、前記スライダーの降下に対して前記揺動アームの揺動端が前記下降窓へ向けて水平運動をするようにガイドする水平ガイド部と、前記下降窓の下端に設けられ、前記揺動端の嵌合により前記下降窓の閉状態の位置決めをする凹部が形成された受部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の下降窓固定構造は、上記構成に加えて、前記スライダーを上下動可能に保持すると共に、前記水平ガイド部が形成されたフレームと、前記揺動アームの前記揺動端を構成し、揺動の軸方向と平行に軸支されたローラーと、前記ローラーを軸支し、端縁の少なくとも一方が前記水平ガイド部によって水平方向へガイドされる回転軸とを備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、上下方向に作用する付勢を、揺動機構を介して水平方向に作用する間接的な付勢に変換できる。これにより、収容壁内において、比較的余裕のある上下方向のスペースを利用して付勢手段を設けることができるので、付勢機構の設計自由度が向上することに加えて、下降窓の収容壁の厚さ方向の寸法を抑えることが可能となる。

また、本発明によれば、受部に対する揺動端の摺動摩擦がローラーによって低減されるので、スムーズに下降窓の位置決めを行うことが可能となる。

本発明の下降窓固定構造が設けられた下降窓の正面図である。図１の下降窓固定構造を構成する押圧部の斜視図である。図１のＩ－Ｉ線で切断した断面図である。図２の下降窓固定構造の押圧部側の中央縦断面図である。下降窓固定構造の動作時の作用の説明であり、（ａ）は図１のＩ－Ｉ断面図、（ｂ）はＡ部分の拡大図である。図２の押圧部の変形例１を示す斜視図である。図２の押圧部の変形例２を示す斜視図である。図２の押圧部の変形例３を示す斜視図である。図２の押圧部の変形例４を示す斜視図である。図２の押圧部の変形例５を示す斜視図である。従来のバランサを備えた下降窓を示す図である。図１１のＸＩＩ－ＸＩＩで切断した下り止め構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る下降窓固定構造について図を用いて説明する。

図１は、本発明の下降窓固定構造１が設けられた下降窓１００の正面図である。

開放時の下降窓１００が収容される収容壁１０２内に、下降窓１００の重量を軽減するためのバランサ１０３が設けられている。このバランサ１０３の近傍であって下降窓１００の下端側に、閉状態の下降窓１００を固定するための下降窓固定構造１が設けられている。

車体の幅に制限がある一方で、車内スペースを広げるためには、収容壁１０２内の車幅方向のスペースが限られる。このため、比較的コンパクトな構造でありながら、高重量の下降窓１００を安定して支えるのに十分な力を生じさせることができる固定構造が望まれる。

図２は、図１の下降窓固定構造１を構成する押圧部１ａの斜視図である。ここでは説明の便宜のため、枠体２の一部を破断させて付勢バネ６の構成が表れるように図示している。

収容壁１０２内（図１参照）の鉛直に広がる部分に取り付けられる取付板１８に対して、金属板を曲げ加工して形成された枠体２が溶接されている。この枠体２の中央に、上下方向へスライド可能にスライダー４が設けられている。このスライダー４は、上方に設けられた２本の付勢バネ６によって、下方へ向けて付勢されている。スライダー４には、揺動アーム８が揺動可能に軸支されている。本実施の形態に係る揺動アーム８の揺動端１０はローラー１０ａと回転軸１２によって構成されている。

スライダー４及び揺動アーム８は、枠体２によって動きが規制されているので、自由な円弧運動を行わない。枠体２には、ローラー１０ａの回転軸１２の両側の端縁１２ａを水平方向へガイドする水平ガイド部２ａと、スライダー４の下方への動きを規制するスライダー規制部２ｂが切り欠きにより形成されている。

このように構成されているので、ローラー１０ａに外力が作用しないときは、揺動アーム８をスライダー４に軸支する揺動軸９がスライダー規制部２ｂへ押し当てられる。これに対して、ローラー１０ａを取付板１８側へ押し込むような外力を受けた場合は、揺動アーム８の延びる方向が鉛直方向に近づくように動き、回転軸１２が水平ガイド部２ａに沿って水平方向に滑る。これにより、揺動軸９はスライダー規制部２ｂから浮いて付勢バネ６が収縮する。

図３は、図１のＩ－Ｉ線で切断した断面図である。

下降窓固定構造１は、図２に示した押圧部１ａと、下降窓１００の下端１０１に設けられた受部１ｂとから構成されている。押圧部１ａの揺動アーム８は受部１ｂ側に揺動可能に構成されている。受部１ｂには、下方に向けて押圧部１ａ側へ傾斜した傾斜部１ｂ１と共に、この傾斜部１ｂ１の下方に、ローラー１０ａと係合可能な凹部１ｂ２が形成されている。図３では、凹部１ｂ２にローラー１０ａが係合した状態、すなわち、下降窓１００が閉位置に固定された状態が示されている。

図２を用いて説明したように、付勢バネ６による下方向きの付勢が、スライダー４及び揺動アーム８を介してローラー１０ａを水平方向へ押し出す力として伝達される。閉状態から下降窓１００を少し開くと、ローラー１０ａが、係合していた凹部１ｂ２から傾斜部１ｂ１へ乗り上げるときに水平方向へ押し戻され、スライダー４が付勢バネ６の付勢に抗して持ち上げられる。この付勢バネ６による付勢の大きさは、後に図４を用いて説明する調整ネジ１６によって微調整を行うことができる。よって、下降窓１００の設置状態にバラツキがあっても、同じ操作感で操作できるように調整が可能である。

図４は、図２の下降窓固定構造１の押圧部１ａ側の中央縦断面を示している。

取付板１８に接するように断面コの字型の基台３が設けられている。この基台３に対して、付勢バネ６及びスライダー４が設けられている。基台３の下方には調整ネジ１６が一体に設けられている。この調整ネジ１６が取付板１８に対して下方へ相対的に移動するように操作すると、調整ネジ１６の移動量と同じ長さ分だけ付勢バネ６が収縮する。このとき、図４に示すように組み上がった状態では、揺動アーム８をスライダー４に対して揺動可能に軸支する揺動軸９がスライダー規制部２ｂに突き当たった状態となっているので、揺動アーム８に動きは生じない。しかし、スライダー４及び揺動軸９をスライダー規制部２ｂへ押し付ける力が増大しているので、ローラー１０ａを取付板１８側へ押し付ける力に抗する付勢は増大する。このように、調整ネジ１６を操作することによって、受部１ｂ側に対する押圧力の調整を行うことが可能である。

本実施の形態に係る構成では、図４に見て取れるように、付勢バネ６を上下方向に伸縮できるように配置しているので、車幅方向のスペースが限られる車両においても、十分な付勢を生じさせることが可能であり、設計自由度も向上する。

図５は、下降窓固定構造の動作時の作用を説明する図であり、（ａ）は図１のＩ－Ｉ断面図、（ｂ）はＡ部分の拡大図である。図５（ａ）は、下降窓１００が閉位置に達する直前の状態において、受部１ｂの傾斜部１ｂ１上をローラー１０ａが転動し、下方の凹部１ｂ２へ相対的に移動している状態を示している。よって、このとき、ローラー１０ａは、傾斜部１ｂ１によって擦り上げるような力を受けている。このときの力の作用が図５（ｂ）に示されている。

図５（ｂ）には、受部１ｂの傾斜部１ｂ１から受ける垂直抗力Ｆと、垂直抗力Ｆの分力Ｆ１、Ｆ２が示されている。分力Ｆ１は水平ガイド部２ａに沿った水平方向の成分である。図５（ｂ）から見て取れるように、受部１ｂから外力を受けるローラー１０ａに対して、水平ガイド部２ａから上方へ離れる向きに作用する分力Ｆ２が生じている。これにより、付勢バネ６によって回転軸１２が水平ガイド部２ａに押し付けられる力が緩和される。すなわち、回転軸１２と水平ガイド部２ａとの摩擦が低減されることにより、摺接域の摩耗を低減させることが可能となる。

また、回転軸１２が揺動アーム８に対して回転自在に設けられるような構成であれば、受部１ｂでローラー１０ａを擦り上げるような力が作用することによって、回転軸１２は水平ガイド部２ａ上を転動するような力が発生する。これにより、さらに回転軸１２と水平ガイド部２ａとの間の摩擦を低減することができ、下降窓固定構造１の耐久性を向上させることができる。

これに対して、下降窓１００を下げる動きの場合は、受部１ｂがローラー１０ａを擦り下げるような力が作用するので、傾斜部１ｂ１の摺接領域においては、回転軸１２が水平ガイド部２ａ上を、上述とは逆向きに転動するように水平移動する。

このように、傾斜部１ｂ１においては、下降窓１００を開く場合であっても、閉じる場合であっても、回転軸１２と水平ガイド部２ａとの間の摩擦を低減することが可能である。

＜変形例１＞
図６は、図２の押圧部１ａの変形例１を示す斜視図である。ここでは説明の便宜のため、押圧部１ａとの差異を理解しやすいように、共通部分についての図示を省略している。

変形例１である押圧部５０Ａでは、基台５２Ａに対して上下にスライド可能に設けられているスライダー５４Ａの構成が押圧部１ａとは異なっている。２本の付勢バネ５６Ａに対してそれぞれに対応するようにスライダー５４Ａが２分割されている。そして、これら２つのスライダー５４Ａの間にローラー５５Ａが設けられている。このローラー５５Ａは、基台５２Ａに対して転動可能に構成されているので、スライダー５４Ａの上下動に伴う摩擦が低減され、スムーズな操作感を得ることが可能となる。

なお、ここでは、２本の付勢バネ５６Ａを設けた構成を一例として示したが、付勢バネ５６Ａが単数または３本以上で構成しても構わない。この場合、スライダー５４Ａと相対的に回転可能に設けるローラー５５Ａは、中央に一つの構成に限定されない。よって、スライダー５４Ａの一側面に接して設けられる構成でもよく、また、複数設ける構成であっても構わない。

＜変形例２＞
図７は、図２の押圧部１ａの変形例２を示す斜視図である。ここでも変形例１の場合と同様に、説明の便宜のため、共通部分についての図示を省略している。

変形例２である押圧部５０Ｂでは、スライダー５４Ｂに対して揺動アーム５８Ｂがヒンジ５５Ｂを介して連結されている。このような簡易な構成であっても、付勢バネ５６Ｂによる上下方向の付勢を揺動アーム５８Ｂの揺動端の水平方向への付勢に変換できる。

なお、ここでは、ヒンジ５５Ｂがスライダー５４Ｂのうち、受部１ｂ側（図３参照）の面に設けられる構成を一例として示した。しかし、揺動アーム５８Ｂが揺動可能であれば、例えば、スライダー５４Ｂの車幅方向の中心線上に設けられていても構わない。

＜変形例３＞
図８は、図２の押圧部１ａの変形例３を示す斜視図である。ここでも変形例１の場合と同様に、説明の便宜のため、共通部分についての図示を省略している。

変形例３である押圧部５０Ｃでは、揺動アーム５８Ｃの揺動端の構造が、図２の押圧部１ａとは異なっている。押圧部５０Ｃでは、角柱部分と半球部分を組み合わせた形状の揺動端６０Ｃが採用されている。揺動端６０Ｃの半球部分が受部１ｂ（図３参照）に対して安定して接することができるように構成されていれば、摩擦係数を小さく抑えることができ、スムーズな操作感を得ることができる。例えば、揺動端６０Ｃの外面のうち、水平方向に接するガイド構造を枠体側に設けると、揺動端６０Ｃの姿勢が安定する。

また、同じ摩擦係数であれば、揺動端６０Ｃの角柱部分と上述の水平方向に接するガイド構造との面積が大きい程、圧力が分散されるので、よりスムーズに運動させることが可能である。

＜変形例４＞
図９は、図２の押圧部１ａの変形例４を示す斜視図である。ここでも変形例１の場合と同様に、説明の便宜のため、共通部分についての図示を省略している。

変形例４である押圧部５０Ｄでは、スライダー５４Ｄに対して下方に付勢を与える付勢バネ５６Ｄが、スライダー５４Ｄの下方側に設けられている構成において、図２の押圧部１ａとは異なっている。このような構成であっても、図２の押圧部１ａと同様に、スライダー５４Ｄに対して下方への付勢を生じさせることが可能である。また、調整ネジ６６Ｄを用いて同様に微調整を行うこともできる。

なお、ここでは、付勢バネ５６Ｄを鉛直方向に沿って設ける構成を一例として示した。しかし、スライダー５４Ｄを下方へ付勢することが可能であれば、鉛直方向（スライド方向）に並行に配置する必要はない。例えば、２本の付勢バネ５６Ｄをハの字型に配置することも可能である。また、図２のような付勢バネ６と併用する構成でも構わない。

＜変形例５＞
図１０は、図２の押圧部１ａの変形例５を示す斜視図である。ここでも変形例１の場合と同様に、説明の便宜のため、共通部分についての図示を省略している。

変形例５である押圧部５０Ｅでは、ローラー６０Ｅが転動可能な位置に水平台５５Ｅが追加されている構成において、図２の押圧部１ａとは異なっている。枠体５２Ｅに形成された水平ガイド部５２Ｅａと回転軸６２Ｅとの間の水平ガイド構造に加えて、水平台５５Ｅ側でもローラー６０Ｅを水平方向へガイドできるので、回転軸６２Ｅに対する負荷を低減し、摩耗を抑えることが可能となる。

なお、ここでは、ローラー６０Ｅを水平方向にガイドする水平台５５Ｅが、ローラー６０Ｅと同程度の幅を有する構成を例として示した。しかし、ローラー６０Ｅが水平方向へ安定して転動可能な構成であれば、ローラー６０Ｅと同じ幅の水平面を有する構成に限定されない。例えば、ローラー６０Ｅの一部が接することが可能であり、水平方向へガイドできる線条の部材であっても構わない。また、揺動端を構成するローラー６０Ｅ及び回転軸６２Ｅが、２つの水平ガイド構造である水平ガイド部５２Ｅａと水平台５５Ｅとを備えた構成を例として示したが、水平台５５Ｅだけを有する構成であっても構わない。

以上の実施の形態の構成は本発明の一例であり、上述した変形例以外にも以下のような変形例が含まれる。

（１）上記の実施の形態では、スライダー４を下方に付勢する付勢手段としてコイルバネを用いた構成を例として示した。しかし、下降窓１００を安定して維持できる十分な力を得ることができる構成であれば、コイルバネ以外の付勢手段であっても構わない。例えば、板バネによる弾性反発力や、磁力による反発力を利用した構成でも構わない。

（２）上記の実施の形態では、水平ガイド部２ａが枠体２に対する切り欠きにより形成されている構成を例とした。しかし、ローラー１０ａ及び回転軸１２を水平方向へガイドする構成であれば、枠体２に貫通して形成した水平方向に延びる長孔であっても構わない。また、切り欠きにより形成した水平ガイド部２ａの代わりに、回転軸１２の端縁をガイドする水平方向に延びる溝が枠体２の内側に切削加工等によって形成されていても構わない。

（３）上記の実施の形態では、下降窓固定構造１の受部１ｂに、下方に向けて押圧部１ａ側へ傾斜する傾斜部１ｂ１が形成されている構成を例として示した。しかし、少なくとも、受部１ｂ側に、ローラー１０ａが係合可能な凹部１ｂ２が形成されていれば、傾斜部１ｂ１は形成されていなくても構わない。

（４）上記の実施の形態では、ローラー１０ａの回転軸１２のうち両側の端縁１２ａが水平ガイド部２ａに掛かるように構成された例を示した。しかし、歪を生じることなく安定して動作することが可能であれば、一方のみが水平ガイド部２ａに掛かるような構成であっても構わない。

（５）上記の実施の形態では、揺動端１０の構成として円筒状のローラー１０ａを採用
した構成を例として示した。しかし、受部１ｂに対してスムーズに転動可能な回転対称形状であれば、円筒形状でなくても構わない。例えば、球状や、軸方向に対して径が異なるようなローラーであっても構わない。

本発明の下降窓固定構造は、車両に用いるのに適している。よって、鉄道車両に限らず、バス等の大型の車両に対しても有用である。

１下降窓固定構造
１ａ押圧部
１ｂ受部
１ｂ１傾斜部
１ｂ２凹部
２枠体
２ａ水平ガイド部
２ｂスライダー規制部
３基台
４スライダー
６付勢バネ（付勢手段）
８揺動アーム
９揺動軸
１０揺動端
１０ａローラー
１２回転軸
１２ａ端縁
１６調整ネジ
１８取付板
５０Ａ押圧部
５２Ａ基台
５４Ａスライダー
５５Ａローラー
５６Ａ付勢バネ
５０Ｂ押圧部
５４Ｂスライダー
５５Ｂヒンジ
５６Ｂ付勢バネ
５８Ｂ揺動アーム
５０Ｃ押圧部
５４Ｃスライダー
５８Ｃ揺動アーム
６０Ｃ揺動端
５０Ｄ押圧部
５４Ｄスライダー
５６Ｄ付勢バネ（付勢手段）
６６Ｄ調整ネジ
６８Ｄ取付板
５０Ｅ押圧部
５２Ｅ枠体
５２Ｅａ水平ガイド部
５５Ｅ水平台
５８Ｅ揺動アーム
６０Ｅローラー
６２Ｅ回転軸
６６Ｅ調整ネジ
１００下降窓
１０１下端
１０２収容壁
１０３バランサ

Claims

下降窓を閉位置に固定する下降窓固定構造であって、
前記下降窓の収容壁内で、前記下降窓の面外方向へ距離を置いて上下動可能に設けられたスライダーと、
前記収容壁内の取付板に螺合される調整ネジと一体に設けられ、前記調整ネジの螺進退により前記取付板に対して相対移動する基台と、
前記基台に一端が固定され、他端が前記スライダーを下方へ付勢する付勢バネと、
前記下降窓側へ揺動するように前記スライダーに軸支された揺動アームと、
前記スライダーの降下に対して前記揺動アームの揺動端が前記下降窓へ向けて水平運動をするようにガイドする水平ガイド部と、
前記下降窓の下端に設けられ、前記揺動端の嵌合により前記下降窓の閉状態の位置決めをする凹部が形成された受部と
を備えたことを特徴とする下降窓固定構造。
前記スライダーを上下動可能に保持すると共に、前記水平ガイド部が形成されたフレームと、
前記揺動アームの前記揺動端を構成し、揺動の軸方向と平行に軸支されたローラーと、
前記ローラーを軸支し、端縁の少なくとも一方が前記水平ガイド部によって水平方向へガイドされる回転軸と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の下降窓固定構造。