以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図1および図2は、本発明の実施の形態に係るレッグレスト装置10を備えたシート100を側面図で示している。図3および図4はレッグレスト装置10を側面図で示しており、図5および図6はレッグレスト装置10を斜め左後側の下方から見た斜視図で示している。なお、図1〜図6における奇数番号の図面ではレッグレスト装置10の収納状態を示し、偶数番号の図面ではレッグレスト装置10の展開状態を示している。図7はレッグレスト装置10を操作する操作ユニット50を側面図で示すと共に、操作ユニット50に設けられた操作レバーを平面図で示している。図8は、レッグレスト装置10を動作させる動作部の概略構成を回路図で模式的に示している。
本実施の形態に係るシート100は、鉄道車両の車室に設置されるシート(座席)であり、たとえば通路側と窓側の2人掛け仕様でシート本体が2席1組などのように並設されて使用される。また、シート本体を並設状態で回転し腰掛方向を転向(前後反転)する回転機構や、その固定および固定解除を行う固定機構を備えている。シート本体には、リクライニング機構やレッグレスト装置10が設けられている。
図1および図2に示すように、シート100は、車室のフロアパネルFPに固定された脚台101と、脚台101上に回転可能に支持された回転台102と、回転台102の前部に立設されたレッグレスト支持フレーム103と、回転台102の後部に立設された後部カバー104と、回転台102上に立設された図示しない前脚フレームおよび後脚フレームなどの各種フレームと、前脚フレームおよび後脚フレームに支持固定されたシート本体105とを備えている。シート本体105は、上記のように2席1組などで回転台102の上に並設されている。
シート本体105は、乗客が腰掛ける腰掛部106(シートクッション)と、腰掛部106の後部にリクライニング可能に設けられた背もたれ部107(シートバック)と、背もたれ部107の上部に設けられた図示しない後頭部の突き当て支持部(ヘッドレスト)と、腰掛部106の側部に設けられたひじ掛け部108(アームレスト)とを備えている。レッグレスト装置10は、腰掛部106の下側前寄りに設けられており、シート本体105に着座した乗客がレッグレスト装置10を使用して脚を乗せられるようになっている。
脚台101には、脚台101に対する回転台102の固定および固定解除を行う上述の固定機構が組み込まれており(図示省略)、この固定機構による固定と固定解除の切り替え操作を行う固定解除操作手段としての操作ペダル109が設けられている(図8参照)。
操作ペダル109を足で踏み込むと回転台102が固定解除され、回転台102の上に設けられたシート本体105およびその下側に設置されたレッグレスト装置10は回転台102と共に回転可能となる。操作ペダル109から足を離してシート本体105をレッグレスト装置10と共に180度回転させると、操作ペダル109が元の位置に戻って回転台102が固定され、シート本体105およびレッグレスト装置10は回転不可となる。この操作ペダル109の踏込操作によって、シート本体105の固定を解除し腰掛方向を転向することができる。腰掛方向の転向後は自動的に固定状態に復帰する。
レッグレスト装置10は、レッグレスト支持フレーム103に回動可能に軸支されたレッグレスト本体11を備えている。レッグレスト本体11は、一端部(基端部)がレッグレスト支持フレーム103の上部に支持ピン14を介して取り付けられたレッグフレーム12と、レッグフレーム12の表面側に図示しないリンク機構(Xリンク機構)を介して取り付けられたスライドフレーム13とで構成され、支持ピン14を中心に前後方向へ回動可能とされている。
スライドフレーム13の表面は、図示しない装飾生地(表生地)で覆われている。スライドフレーム13は、リンク機構によってレッグフレーム12の高さ方向(長さ方向)にスライド可能とされ、スライド範囲がレッグフレーム12と略重なる位置から(図1参照)、レッグフレーム12の先端方向(軸支部を構成する支持ピン14から離間する方向)へスライドして少し突出される位置までとされている(図2参照)。このスライドフレーム13は、レッグレスト本体11の回動動作に連動して、レッグフレーム12に対し上記高さ方向に上記範囲でスライドして相対移動する。レッグレスト本体11は、回動時にはスライドフレーム13のスライド動作によって伸張および縮小される。
レッグレスト本体11は、前方へ回動すると、図2に示すように先端側(自由端側)が上昇しつつスライドフレーム13がレッグフレーム12から突出される方向へスライドして伸張され、シート本体105の前側へ上昇展開される。この展開位置では、スライドフレーム13が腰掛部106の前側に下降傾斜する姿勢で突出配置され、シート本体105に腰掛けた乗客がスライドフレーム13上に脚を乗せられるようになる。逆に後方へ回動すると、図1に示すように先端側が下降しつつスライドフレーム13がレッグフレーム12と重なる方向へスライドして縮小され、シート本体105の下側に下降収納される。この収納位置では略垂直姿勢となり、腰掛部106の前下側(レッグレスト本体11の前側)に空間が確保される。
レッグレスト装置10は更に、レッグレスト本体11に上昇展開方向への駆動力を加えるエアシリンダ20と、レッグレスト本体11に下降収納方向への付勢力(動作力)を加えるロック機構付きのガスシリンダ30と、ガスシリンダ30を支持する支持フレーム40と、ガスシリンダ30を支持フレーム40に取り付ける取付部材41と、ガスシリンダ30の付勢力をレッグレスト本体11に伝達するアングルブラケット42と、ガスシリンダ30のロック解除を行うロック解除アーム45と、レッグレスト本体11の収納位置を規制するストッパー46と、シート本体105のリクライニング操作およびレッグレスト本体11の展開・収納操作を行う操作ユニット50とを備えている。
なお、図3〜図6では支持フレーム40の図示を省略しており、図3および図4では上述したスライドフレーム13の図示も省略している。また以下では、「上昇展開」を単に「上昇」または「展開」と言い、「下降収納」を単に「下降」または「収納」と言う場合がある。
支持フレーム40は、回転台102の上に設けられた図示しないフレームに固定されている。ストッパー46は、支持フレーム40の下部前側に取り付けられて前方へ突出されており、先端部をレッグフレーム12の背面に当接させることで、レッグレスト本体11の収納位置を規制する。
エアシリンダ20は、駆動時にはガスシリンダ30の付勢力に抗してレッグレスト本体11に上昇(展開)させる駆動力を加え、非駆動時には駆動力を加えずにレッグレスト本体11を下降(収納)可能とする駆動手段として機能する。
エアシリンダ20は、シリンダ本体21(シリンダチューブ)と、シリンダ本体21の先端から突出されてシリンダ本体21に出入可能に設けられたピストンロッド22とを備えている。詳細は後述するが、シリンダ本体21は基端側に給排気ポート23が形成され、先端側に通気ポート24が形成されている。通気ポート24は大気開放され、給排気ポート23にはエアコンプレッサー120がメカニカルバルブ121を介して接続されている(図8参照)。
エアシリンダ20は、給排気ポート23からシリンダ本体21内のピストン後室25に空気が供給されると、その空気圧をピストンで受けたピストンロッド22が押し出されて駆動し(前進移動)、ピストン前室26内の空気が通気ポート24から流出する。給排気ポート23が大気開放されると、ピストン後室25内の空気が排気可能となり、ピストンロッド22がシリンダ本体21内に押し入れ可能となる。ピストンロッド22がシリンダ本体21内に押し入れられると(後進移動)、ピストン後室25内の空気が給排気ポート23から排気され、通気ポート24からピストン前室26内に空気が流入する。
本実施の形態では、エアシリンダ20はピストンロッド22を押し出し方向(一方向)のみに駆動させる「単動押出形」として構成されている。
上記のエアシリンダ20は、図1〜図4などに示すように横向きの姿勢で、シリンダ本体21の基端部が回転台102の上に立設された図示しないフレームに固定ピン27を介して回動可能に取り付けられており、ピストンロッド22の先端部がレッグフレーム12の背面における中央部左寄りに連結ピン28を介して回動可能に取り付けられている(図5および図6参照)。レッグフレーム12の背面における中央部とは、ここでは背面の高さ寸法を3等分した際の上部1/3の範囲と下部1/3の範囲とを除いた真中の1/3の範囲と、背面の幅寸法を3等分した際の左部1/3の範囲と右部1/3の範囲とを除いた真中の1/3の範囲とに囲まれた領域を指す。
ガスシリンダ30は、レッグレスト本体11に下降(収納)させる付勢力を加える付勢手段としての機能と、レッグレスト本体11を不動状態に保持するまたは保持解除して可動状態とする保持手段としての機能とを兼ね備えている。本実施の形態では、一般には「シートロック」などと称される汎用部品で構成されている。
ガスシリンダ30は、シリンダ本体31(シリンダチューブ)と、シリンダ本体31の先端から突出されてシリンダ本体31に出入可能に設けられたロッド32とを備えている。
シリンダ本体31の内部には、ガススプリングとして機能する圧縮ガスと、ロッド32を停止状態にロックしたり、ロッド32の動作時に抵抗を与えて動作速度を抑制したりするオイル(ダンパオイル)とが区画されて封入されている。ロッド32の基部側(シリンダ本体31内への挿入側)には、開閉バルブなどの可動弁機構が設けられており、オイルは、たとえば可動弁機構の前後(前室側と後室側)に封入されている。ロッド32の先端面には、可動弁機構を開閉動作させるプッシュロッド33が設けられている。
ガスシリンダ30は、プッシュロッド33が押し込まれると可動弁が開方向に動作して弁孔が開放される(プッシュロッド・オン)。これにより、オイルが弁孔を通じて流動できるようになり、ロッド32が出入方向に移動可能となってロッド32がロック解除される。
このロック解除状態では、ロッド32はシリンダ本体31内のガス圧を受けて押し出し方向へ付勢され、付勢力(ガス圧)よりも大きな力で押されると、シリンダ本体31内に押し入れられる。また、ロッド32の動作時には、弁孔を通り抜けるオイルの抵抗を受けてロッド32の動作速度が抑えられる。
プッシュロッド33の押し込みが解除されると可動弁が閉方向に動作して弁孔が閉塞される(プッシュロッド・オフ)。これにより、オイルが流動できなくなり、ロッド32が移動不能となってロックされる。
上記のガスシリンダ30は、ロッド32の先端部に取付部材41が取り付けられ、図示のように縦向きの姿勢で、取付部材41が支持フレーム40の下部に固定ピン35を介して回動可能に取り付けられており、シリンダ本体31の基端部がアングルブラケット42の先端部44に連結ピン36を介して回動可能に取り付けられている。アングルブラケット42との連結部を構成する連結ピン36の位置は、レッグレスト本体11の軸支部を構成する支持ピン14の後方に配置されている。
アングルブラケット42は、レッグレスト本体11の収納状態では、側面視が横向きの略三角形状とされており、底辺側を構成する長尺の基部43がレッグフレーム12の背面における中央部を含む領域に配置されて接合されている。
詳細には、アングルブラケット42の基部43は、高さ寸法がレッグフレーム12の背面における上述した中央部の高さ寸法よりも長くされ、幅寸法が同中央部の幅寸法よりも短くされている。この基部43は、幅方向ではレッグフレーム12の背面中央部に収まる位置(幅方向における略中央位置)に配置され、高さ方向ではレッグフレーム12の背面中央部に対して上下に少しはみ出す位置に配置されて、レッグフレーム12の背面に接合されている。
また、アングルブラケット42の後側へ向けられた頂部側には、上斜め前側へ屈曲して突出された腕状の先端部44(突出部)が設けられている。
上述したように、レッグフレーム12の背面における中央部左寄りには、エアシリンダ20のピストンロッド22が連結されている。したがって、アングルブラケット42の基部43(一端部)は、ピストンロッド22の連結位置近傍にて、すなわち、レッグレスト本体11に駆動力が加えられる位置近傍にてレッグレスト本体11に接合(接続)されている。アングルブラケット42の先端部44(他端部)には、上記のようにガスシリンダ30のシリンダ本体31が連結されている。
本実施の形態のレッグレスト本体11は、上述したように回動して上昇展開および下降収納される。このレッグレスト本体11に対し、上昇方向へ回動させるモーメントを与える駆動力のモーメントの腕の長さは、下降方向へ回動させるモーメントを与える付勢力のモーメントの腕の長さよりも長くされている。
具体的には、図3に示すように、駆動力のモーメントの腕の長さは、支持ピン14と連結ピン28の間の距離L1になる。付勢力のモーメントの腕の長さは、支持ピン14と連結ピン36の間の距離L2になる。本実施の形態では、距離L1が距離L2の約2倍(L1:L2≒2:1)になるように設定している。
エアシリンダ20の駆動力とガスシリンダ30の付勢力の大きさの関係については、レッグレスト本体11を上昇方向へ回動させる駆動力のモーメントの方がレッグレスト本体11を下降方向へ回動させる付勢力のモーメントよりも大きくなるようにしている。上記のように、モーメントの腕の長さは約2:1に設定しているため、エアシリンダ20の駆動力P1は、モーメントの腕の長さを1:1に設定した場合に比べて、ガスシリンダ30による付勢力P2の1/2程度で済むようになる(たとえば、P2>P1>P2×1/2)。
また、駆動力と付勢力の大きさの関係には、レッグレスト本体11やアングルブラケット42の自重も考慮することが望ましい。本実施の形態では、レッグレスト本体11やアングルブラケット42の自重は、上昇方向へ回動させる駆動力に対してはマイナスの荷重となり、下降方向へ回動させる付勢力に対してはプラスの荷重となる。そのため、これらの自重によりレッグレスト本体11が下降方向へ回動されるモーメントと、レッグレスト本体11を下降方向へ回動させる付勢力のモーメントとを加算したモーメントよりも、レッグレスト本体11を上昇方向へ回動させる駆動力のモーメントの方が大きくなるように設定することが望ましい。
ロック解除アーム45は、図1および図3などに示すように横向きの姿勢で、基端部が取付ピン47を介して取付部材41に傾動可能に取り付けられている。ロック解除アーム45の中央部付近はプッシュロッド33先端の下側に配置され、ロック解除アーム45の先端部には後述する2本のワイヤ61、62が上側から接続されている。少なくとも一方のワイヤが上方へ引かれると、ロック解除アーム45はその引き上げ方向に傾動して中央部でプッシュロッド33を押圧する。引かれたワイヤが戻されると、ロック解除アーム45は逆方向に傾動して元の位置に戻り、プッシュロッド33の押圧を解除する。
操作ユニット50は、シート本体105におけるひじ掛け部108の前側上部に内設されており、この設置箇所に固定されるユニットブラケット51を備えている。ユニットブラケット51の上部には、レッグレスト操作用の操作レバー52と、リクライニング操作用の操作レバー58とが左右方向に沿って並設されており(図7参照)、両操作レバーの上部(レバー部)はひじ掛け部108に形成された開口部から露出している。また、この開口部に開閉カバーなどを設けるようにしてもよい。
図7に示すように、操作レバー52は、上部に設けられたレバー部53が側面視で略扇形状とされ、ユニットブラケット51の上部に取り付けられたレバー支持ピン54にレバー部53の下側が軸支されて前後方向に傾動可能とされている。操作レバー52の下部前寄りには、引張コイルばね57がユニットブラケット51の前側下部との間に張架されている。
引張コイルばね57は、自身の弾性力(ばね力)で長さが最短となる自然状態のときに、ユニットブラケット51に掛止された固定端から操作レバー52に掛止された可動端へ向かう長さ方向(張架方向)の延長線上にレバー支持ピン54が位置する向き(姿勢)となり、レバー支持ピン54を中心(支点)に操作レバー52の下部前寄りを、レバー支持ピン54を通る直線に沿った方向へ引っ張っている。
操作レバー52は、無操作状態(自然状態)では下部前寄りが引張コイルばね57に引っ張られて、ニュートラル位置となる傾動範囲の中央位置に保持される。操作レバー52を手動で前方(矢印F方向)へ傾けると引張コイルばね57の可動端が後方へ移動して引張コイルばね57が伸張し、逆に後方(矢印R方向)へ傾けると引張コイルばね57の可動端が上方へ移動して引張コイルばね57が伸張する。この前傾操作または後傾操作を行った後に操作レバー52から手を離すと、引張コイルばね57の収縮方向への復帰弾性力によって操作レバー52は中央位置に戻される。
また操作レバー52の下部には、レバー支持ピン54による軸支位置(傾動中心)よりも後側へ突出された後側ワイヤ接続部55と、軸支位置の下側(真下)へ突出された下側(中央)ワイヤ接続部56とが設けられている。後側ワイヤ接続部55にはエアシリンダ駆動用のワイヤ60が接続され、下側ワイヤ接続部56にはガスシリンダロック解除用のワイヤ61が接続されている。
詳細は後述するが、操作レバー52は、前傾操作されるとワイヤ60とワイヤ61を引っ張り、後傾操作されるとワイヤ61のみを引っ張る。本実施の形態では、操作レバー52の前傾操作がレッグレストの展開操作となり、後傾操作がレッグレストの収納操作となるように構成されている。
この操作レバー52は、エアシリンダ20が駆動せずかつガスシリンダ30がロックされてレッグレスト本体11を保持する第1状態と、エアシリンダ20が駆動しかつガスシリンダ30がロック解除されてレッグレスト本体11を保持解除する第2状態と、エアシリンダ20が駆動せずかつガスシリンダ30がロック解除されてレッグレスト本体11を保持解除する第3状態との切り替え操作を行う操作手段として機能する。具体的には、操作レバー52の無操作状態(中央位置)が第1状態であり、前傾操作が第1状態から第2状態への切り替え操作であり、後傾操作が第1状態から第3状態への切り替え操作である。
リクライニング操作用の操作レバー58も、レッグレスト操作用の操作レバー52と同様の構成でユニットブラケット51に取り付けられている。たとえば、上記のレバー支持ピン54により操作レバー52と同軸的に取り付けられて前後方向に傾動可能とされ、操作レバー58の下部後寄りとユニットブラケット51の後側下部との間に張架された引張コイルばね59によって傾動範囲の中央位置に保持されている。また、操作レバー58の下部における前側と下側のワイヤ接続部にはリクライニング動作用のワイヤがそれぞれ接続されている。
なお、本実施の形態では操作レバー52、58をそれぞれ1本の引張コイルばねで保持する構成としているが、各操作レバーの下部における前寄り(前側)と後寄り(後側)に一対の引張コイルばねを張架し、前後方向に均等に引っ張って保持するなどの構成としてもよい。
図8に示すように、エアシリンダ20のシリンダ本体21における先端側の通気ポート24は大気開放されている。基端側の給排気ポート23には、エアコンプレッサー120に接続された配管130が繋がれており、配管130には3ポート弁(3方弁)のメカニカルバルブ121が介挿されている。
メカニカルバルブ121は、給気ポート122がエアコンプレッサー120に接続され、給排気ポート123がエアシリンダ20の給排気ポート23に接続され、排気ポート124が大気開放されている。内部に設けられた可動弁機構(スプール弁機構)を動作させるプッシュスイッチ125(スプール)が押し込まれると(スイッチ・オン)、給気ポート122と給排気ポート123を結ぶ流路を連通させると共に排気ポート124を閉塞する。プッシュスイッチ125の押し込みが解除されると(スイッチ・オフ)、排気ポート124と給排気ポート123を結ぶ流路を連通させると共に給気ポート122を閉塞する。
このメカニカルバルブ121には、プッシュスイッチ125のオン・オフを行うスイッチ動作アーム126が取り付けられている。スイッチ動作アーム126は、プッシュスイッチ125に対応して配置されると共に基端部が取付ピン127を介してメカニカルバルブ121に傾動可能に取り付けられており、先端部にはエアシリンダ駆動用のワイヤ60の一端が接続されている。
エアシリンダ駆動用のワイヤ60の他端は、前述したように、操作レバー52の後側ワイヤ接続部55に接続されている。操作レバー52の下側ワイヤ接続部56には、ガスシリンダ30のロック解除アーム45に一端が接続されたガスシリンダロック解除用のワイヤ61の他端が接続されている。
操作ペダル109は、脚台101(図1および図2参照)に取り付けられたペダル支持ピン110に軸支されて傾動可能とされている。ペダル支持ピン110を挟んでペダル部111の反対側に延出されたワイヤ接続部112には、ガスシリンダロック解除用のワイヤ62の一端が接続されており、このワイヤ62の他端はロック解除アーム45に接続されている。
次に、レッグレスト装置10の展開および収納動作について説明する。
図9〜図11は、図8で説明したレッグレスト装置10における動作部の動作を模式的に示している。
レッグレスト装置10(レッグレスト本体11)の展開および収納操作を行う操作レバー52が中央位置にされているときには、図8に示したように、スイッチ動作アーム126はメカニカルバルブ121に対するプッシュスイッチ125の押し込みを解除している。また、ロック解除アーム45はガスシリンダ30に対するプッシュロッド33の押し込みを解除している。
メカニカルバルブ121は、スイッチ・オフ時には排気ポート124と給排気ポート123を結ぶ流路を連通させ、給気ポート122を閉塞する。ガスシリンダ30は、プッシュロッド・オフ時にはロッド32をロックして移動不能とする。
これにより、エアコンプレッサー120からメカニカルバルブ121に送られている空気が給気ポート122で止められてエアシリンダ20に供給されず、エアシリンダ20は非駆動状態となる。またレッグレスト本体11は、ロックされたガスシリンダ30のロッド32に支えられて保持される。
レッグレスト本体11がシート本体105の下側に収納されている状態で(図1、3、5参照)、シート100(シート本体105)に着座した着座者(乗客)が中央位置にある操作レバー52のレバー部53を手で押して、図9に示すように前傾操作すると(矢印F方向)、下側ワイヤ接続部56が後方へ傾動してワイヤ61が引かれ、ロック解除アーム45はワイヤ61の引き方向に傾動してガスシリンダ30のプッシュロッド33を押し込む。同時に、後側ワイヤ接続部55が上昇移動してワイヤ60が引かれ、スイッチ動作アーム126はワイヤ60の引き方向に傾動してメカニカルバルブ121のプッシュスイッチ125を押し込む。
ガスシリンダ30は、プッシュロッド・オン時にはロッド32をロック解除し移動可能とする。メカニカルバルブ121は、スイッチ・オン時には給気ポート122と給排気ポート123を結ぶ流路を連通させ、排気ポート124を閉塞する。
これにより、エアコンプレッサー120からメカニカルバルブ121の給気ポート122に送られている空気は、給排気ポート123から流出してエアシリンダ20に供給される。エアシリンダ20は、供給された空気が給排気ポート23からピストン後室25に流入し、空気圧でピストンロッド22が押し出されて駆動する。同時に、ピストン前室26内の空気が通気ポート24から大気中に排気される。
エアシリンダ20は、シリンダ本体21の固定部(固定ピン27)を支点にピストンロッド22を前方へ駆動させて伸長動作する。レッグレスト本体11は、前進するピストンロッド22に押されて展開方向へ回動する(図2、4、6参照)。
これに伴い、アングルブラケット42はガスシリンダ30との連結部となる先端部44を下降移動させ、ガスシリンダ30のシリンダ本体31を押し下げる。ロック解除されたガスシリンダ30は、自身の付勢力に抗して、ロッド32の固定部(固定ピン35)を支点にシリンダ本体31を下方へ移動させつつシリンダ本体31内にロッド32が押し入れられて縮小動作する。この縮小動作では、ロッド32がシリンダ本体31内のオイルの抵抗を受けて動作速度が抑えられ、レッグレスト本体11の回動速度も抑えられる(ダンパ作用)。
レッグレスト本体11の展開途中、または、展開完了後に、着座者が操作レバー52のレバー部53から手を離すと、操作レバー52が中央位置に復帰し(図8参照)、下側ワイヤ接続部56が後方位置から元の位置に戻ってワイヤ61が戻され、ロック解除アーム45はワイヤ61の戻り方向に傾動してガスシリンダ30に対するプッシュロッド33の押し込みを解除する。同時に、後側ワイヤ接続部55が上昇位置から元の位置に戻ってワイヤ60が戻され、スイッチ動作アーム126はワイヤ61の戻り方向に傾動してメカニカルバルブ121に対するプッシュスイッチ125の押し込みを解除する。
ガスシリンダ30は、プッシュロッド・オフにされてロッド32をロックし移動不能とする。メカニカルバルブ121は、スイッチ・オフにされて排気ポート124と給排気ポート123を結ぶ流路を連通させ、給気ポート122を閉塞する。
これにより、エアコンプレッサー120からメカニカルバルブ121に送られている空気が給気ポート122で止められ、エアシリンダ20への供給が停止される。エアシリンダ20は、空気が供給されなくなることでピストンロッド22を押し出せなくなり、駆動停止する(非駆動状態)。また、給排気ポート23が、大気開放されたメカニカルバルブ121の排気ポート124と連通されることで、ピストン後室25内の空気を給排気ポート23から排気ポート124を通じて排気できるようになる。そして、ガスシリンダ30のロッド32がロックされることにより、レッグレスト本体11はロックされたロッド32に支えられてその位置に保持される。
このようにして、レッグレスト装置10のレッグレスト本体11が展開され、シート100の着座者は、レッグレスト本体11のスライドフレーム13上に脚を乗せてくつろげるようになる。また展開位置を自分の好みの位置に調整できるようになる。
一方、レッグレスト本体11がシート本体105の前側に展開されている状態で(図2、4、6参照)、着座者が中央位置にある操作レバー52のレバー部53を手で引いて、図10に示すように後傾操作すると(矢印R方向)、下側ワイヤ接続部56が前方へ傾動してワイヤ61が引かれ、ロック解除アーム45はワイヤ61の引き方向に傾動してガスシリンダ30のプッシュロッド33を押し込む。同時に、後側ワイヤ接続部55が下降移動してワイヤ60を戻し、スイッチ動作アーム126はワイヤ60の戻し方向に傾動してメカニカルバルブ121に対するプッシュスイッチ125の押し込み解除状態を継続する。
ガスシリンダ30は、プッシュロッド33が押し込まれてロッド32をロック解除する。メカニカルバルブ121は、給気ポート122と給排気ポート123を結ぶ流路の連通と、排気ポート124の閉塞を継続する。
これにより、エアシリンダ20は非駆動状態を継続する。ガスシリンダ30は、ロッド32の固定部(固定ピン35)を支点に、シリンダ本体31内の圧縮ガスの圧力によりロッド32を押し出し方向へ動作(付勢)させつつシリンダ本体31を上方へ移動させて伸長動作する。アングルブラケット42は、ガスシリンダ30との連結部となる先端部44が上昇移動され、レッグレスト本体11との接続部となる基部43を後方移動されてレッグレスト本体11を引き戻す。レッグレスト本体11は、アングルブラケット42に引き戻されて収納方向へ回動する(図1、3、5参照)。このとき、ガスシリンダ30ではロッド32がシリンダ本体31内のオイルの抵抗を受けて動作速度が抑えられ、レッグレスト本体11の回動速度も抑えられる(ダンパ作用)。
これに伴い、レッグレスト本体11はエアシリンダ20のピストンロッド22を押し戻す。エアシリンダ20は、シリンダ本体21の固定部(固定ピン27)を支点にピストンロッド22を後方へ移動させて縮小動作する。このとき、ピストン後室25内の空気は給排気ポート23から流出してメカニカルバルブ121の排気ポート124から大気中に排気される。同時に、通気ポート24からピストン前室26内に空気(大気)が流入される。
レッグレスト本体11の収納途中、または、収納完了後に、着座者が操作レバー52のレバー部53から手を離すと、操作レバー52が中央位置に復帰する(図7参照)。この場合も展開時と同様の動作で、レッグレスト本体11はロックされたガスシリンダ30のロッド32に支えられてその位置に保持される。
このようにして、レッグレスト装置10のレッグレスト本体11が収納され、シート100の着座者は、展開したレッグレスト本体11の不使用時や使用後などに、レッグレスト本体11が邪魔にならないよう収納して片付けられるようになる。
また、レッグレスト本体11がシート本体105の前側に展開されている状態で(図2、4、6参照)、図11に示すように、シート100の回転操作用(固定/解除用)となる操作ペダル109のペダル部111を足で踏み込むと(矢印S方向)、ワイヤ接続部112が上方へ傾動してワイヤ62が引かれ、ロック解除アーム45はワイヤ62の引き方向に傾動してガスシリンダ30のプッシュロッド33を押し込む。この操作ペダル109の踏込操作時には、操作レバー52に接続されている2本のワイヤ60、61は変位しない。
したがって、メカニカルバルブ121は、給気ポート122と給排気ポート123を結ぶ流路の連通と、排気ポート124の閉塞を継続し、エアシリンダ20は非駆動状態を継続する。また、ガスシリンダ30は、プッシュロッド・オンにされてロッド32をロック解除する。これにより、操作レバー52の後傾操作による収納時と同様の動作で、レッグレスト本体11は伸張動作するガスシリンダ30に付勢されて収納方向へ回動し、収納位置に戻される。
このように、本実施の形態に係るレッグレスト装置10では、操作レバー52による切り替え操作を通じて、レッグレスト本体11はエアシリンダ20に駆動されて自動的に展開し、ガスシリンダ30に付勢されて自動的に収納する。さらにガスシリンダ30のロック機構により、ロック解除時は展開および収納動作が可能となり、ロック時は展開位置および収納位置、さらには途中位置に保持されるようになる。そして、レッグレスト本体11の自動収納は駆動源を用いることなく行えるようになる。したがって、駆動源(エアコンプレッサー120)の停止時でも展開されているレッグレスト本体11を自動で収納できるようになり、従来のような車体への給電が停止された状態で行われる車内の清掃作業時などに、作業員が手動で収納する手間が省けて負担が軽減されるようになる。
また、レッグレスト本体11に下降方向(収納方向)へ回動させるモーメントを与える付勢力よりも、上昇方向(展開方向)へ回動させるモーメントを与える駆動力の方がモーメントの腕の長さを長くしていることにより、付勢力より小さな力(駆動力)でもレッグレスト本体11を展開できるようになる。これにより、エアシリンダ20の必要能力(最大駆動力)を抑制することができ、低エネルギー化や小型化が可能となる。
また、ガスシリンダ30の付勢力はレッグレスト本体11に直接的に加えるのではなく、アングルブラケット42を介して加えるようにしている。アングルブラケット42の基部43は、レッグレスト本体11にエアシリンダ20が駆動力を加える位置近傍にてレッグレスト本体11に接続しており、先端部44は、上記の駆動力と付勢力とのモーメントの腕の長さ関係を満たす位置でガスシリンダ30に連結している。これにより、上記の駆動力と付勢力との力の大小関係を満たしつつ(駆動力<付勢力)、レッグレスト本体11に対して駆動力が加わる位置近傍に付勢力が作用されるようになり、レッグレスト本体11が展開時に押圧力(駆動力)と引張力(付勢力)といった反対向きの力を同時に受ける本実施の形態の構成でも、レッグレスト本体11に歪みが発生し難くなる。したがって、強度や剛性の向上などによる歪み対策を軽減することができ、形状の簡素化や重量の抑制を図ることができる。
また、アングルブラケット42を設けることで、特にガスシリンダ30のレイアウトの自由度を向上することができる。さらに、レッグレスト本体11に引き戻す方向の付勢力を加える付勢手段として、引張型(収縮型)の他に、本実施の形態のような押出型(伸長型)も使用できるようになり、選択肢が広がって設計自由度が向上するようになる。
また、ロック機構付きのガスシリンダ30で付勢手段と保持手段とを一体的に構成していることにより、別体とする場合に比べて構成を簡素化することができる。一般にガスシリンダはロッドで押出力を加える押出型であるが、レッグレスト本体11に対して引き戻す方向の付勢力を加える構成は、上記アングルブラケット42などを用いることで実現が容易となる。
また、単動押出形のエアシリンダ20を用いることで、駆動時にはガスシリンダ30の付勢力に抗してレッグレスト本体11に上昇させる駆動力を加え、非駆動時には駆動力を加えずにレッグレスト本体11を下降可能とする駆動手段を容易に実現することができる。ピストンの後室と前室の両方に駆動用の空気を供給して往復駆動させる複動形のエアシリンダなどに比べて、配管やメカニカルバルブを簡素化することも可能となる。
鉄道車両などは、ドアの開閉やブレーキにエアシリンダを使用しており、エアシリンダ駆動用の空気を供給するエアコンプレッサーが搭載されている。そのため、駆動手段としてのエアシリンダ20に対する空気の供給も容易に行うことができ、専用の供給源などを別途設ける必要もないため構成を簡素化することができて好適である。
また、シート100を回転して腰掛方向を転向する際に、操作ペダル109を踏込操作してシート100の固定を解除すると、レッグレスト装置10ではこの操作に連動してエアシリンダ20の非駆動およびガスシリンダ30のロック解除が行われ、レッグレスト本体11が展開されている場合は収納される。このように、シート100を回転するときの固定解除操作(ペダル踏込操作)に連動して、展開状態のレッグレスト本体11が自動で収納状態に戻されるようになり、利便性が向上する。
また、折り返し駅での進行方向の逆転に伴い乗務員などがシート100の腰掛方向を前後反転させる作業では、レッグレスト本体11が展開された状態でシート100を回転させると車内壁面や他の装備品などと干渉するため、レッグレスト本体11を収納してからシート100を回転させるような場合に、給電が停止されていても、シート100の固定を解除する操作ペダル109の踏込操作のみで、展開状態のレッグレスト本体11を自動収納できる。したがって、腰掛方向を転向する際の作業性も良好になる。
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
たとえば、上述した実施の形態では、レッグレスト本体11に付勢力を加える付勢手段と、レッグレスト本体11を保持/解除する保持手段とを、ロック機構付きのガスシリンダ30で一体的に構成するようにしているが、個別に構成してもよい。たとえば、保持手段は、周知の機構部品で構成されるメカニカルロック機構などとしてもよい。付勢手段は、ロック機構の付いていないガススプリング(エアスプリング)など気体の圧力を利用した圧力スプリングや、弾性力で付勢するメカニカルスプリングなどとしてもよい。また、これらのスプリング類にオイルダンパなどを組み合わせて構成してもよい。
メカニカルスプリングを用いる場合は、実施の形態で説明したガスシリンダ30などと同様に伸張方向に付勢力(弾性力)を発生させる圧縮スプリングや、収縮方向に付勢力を発生してレッグレスト本体11を直接的に引っ張る引張スプリングや、軸支部に設けてレッグレスト本体11に下降方向へ回動させる付勢力を加えるねじりスプリングなどとしてもよい。
レッグレスト本体11に駆動力を加える駆動手段は、実施の形態で説明したエアシリンダ20以外に、駆動時にはガスシリンダ30など付勢手段の付勢力に抗してレッグレスト本体11に上昇させる駆動力を加え、非駆動時には駆動力を加えずにレッグレスト本体11を下降可能とする各種の駆動手段を用いてもよい。
レッグレスト本体11の昇降(展開および収納)操作を行う操作手段は、単一の操作レバー52としているが、上昇操作(展開操作)と下降操作(収納操作)を個別に行う2つの操作レバーや2つの操作ボタンなどで構成してもよい。
レッグレスト本体11は、軸支されて回動することにより昇降する構成としているが、リンク機構(Xリンク機構)、スライドレール機構、可動アーム機構などの各種の可動支持機構で支持し、回動または上下動させて昇降する構成としてもよい。
駆動力と付勢力のモーメントの腕の長さは、約2:1に設定しているが、これに限らず他の比率に設定してもよい。
また本発明は、実施の形態で説明した鉄道車両の車室に設置されるシートやそのシートに装備されるレッグレスト装置に限らず、航空機などの他の乗り物や劇場などに設置されるシートおよびレッグレスト装置などに適用することもできる。