JP7426868B2 - 押さえ装置および鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、押さえ装置および鉄道車両に関し、特に、シリンダ装置に作用する反力を受けるための骨を車内側に設けることを不要としつつ、ドアを確実に押圧することができる押さえ装置および鉄道車両に関するものである。

鉄道車両、特に、高速車両では、ドアの気密性を確保するために、押さえ装置によりドアを車体外側へ向けて押圧する引戸式またはプラグドアが採用される。

特許文献１には、ピストンロッドの伸縮方向が車体長手方向となる姿勢でシリンダ装置をプラグドアに隣接配置し、ピストンロッドの伸縮に伴い回転するリンク部材によりプラグドアを閉位置から気密位置まで車体外側へ向けて押圧する回転式（リンク式）の押さえ装置が開示される。

このような回転式の押さえ装置では、プラグドアを閉位置から気密位置へ向けて押圧するためにリンク部材を回転させた際に、リンク部材がプラグドアを押圧できず（プラグドアに届かず）、空振りして、プラグドアと車体との間に入り込むことがあった。

これに対し、特許文献２には、ピストンロッドの伸縮方向が車体幅方向となる姿勢でシリンダ装置をプラグドアの内面に対向配置し、ピストンロッドの先端に連結された押圧部材によりプラグドアを車体外側へ向けて押圧する直動式の押さえ装置が開示される。

このような直動式の押さえ装置によれば、ピストンロッドの先端の押圧部材によりプラグドアを確実に押圧することができる。

特許文献１：特開平９－１１８９５号公報（段落００１０～００１２、図３など） 特許文献２：特開２０１４－１０１０８２号公報（段落００３２，００３３、図４など）

しかしながら、直動式の押さえ装置では、プラグドアを車体外側へ向けて押圧する際にシリンダ装置に作用する反力を受けるための骨（柱）を車内側に配置する必要があり、その分、重量の増加や車内スペースの減少を招くという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、シリンダ装置に作用する反力を受けるための骨を車内側に設けることを不要としつつ、ドアを確実に押圧することができる押さえ装置および鉄道車両を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の押さえ装置は、車体側壁に開口される乗降口を開閉するドアと、前記乗降口を開放する位置および閉鎖する位置の間で前記ドアを移動可能に支持する支持機構とを備えた鉄道車両に使用されるものであり、車体長手方向に沿って第１ロッドが伸縮される第１シリンダ装置と、前記第１ロッドに連結され、前記第１ロッドの伸長に伴って回転されることで、前記ドアを車体外側へ向けて押圧する第１リンク部材と、を有する第１押さえ装置と、前記車体長手方向に沿って第２ロッドが伸縮される第２シリンダ装置と、前記第２ロッドに連結され、前記第２ロッドの伸長に伴って回転されることで、前記ドアを前記車体外側へ向けて押圧する第２リンク部材と、を有する第２押さえ装置と、を備え、前記第１押さえ装置は、前記ドアが前記車体外側へ最も移動された状態において、前記車体外側へ向けた力を前記ドアに付与可能とされ、前記第１リンク部材は、回転可能に軸支される第１軸支部と前記第１ロッドが連結される第１連結部との間の寸法が、前記第１軸支部と前記ドアに当接される第１当接部との間の寸法よりも大きくされると共に、前記第１軸支部と前記第１連結部との間に前記第１当接部が位置し、前記第２リンク部材は、回転可能に軸支される第２軸支部と前記第２ロッドが連結される第２連結部との間の寸法が、前記第２軸支部と前記ドアに当接される第２当接部との間の寸法よりも小さくされると共に、前記第２軸支部と前記第２当接部との間に前記第２連結部が位置し、前記第１軸支部と前記第１当接部との間の寸法は、前記第２軸支部と前記第２当接部との間の寸法よりも小さくされる。

請求項１記載の押さえ装置によれば、第２押さえ装置の第２リンク部材は、第２軸支部と第２連結部との間の寸法が、第２軸支部と第２当接部との間の寸法よりも小さくされると共に、第２軸支部と第２当接部との間に第２連結部が位置するので、第２当接部の運動を大きくして、かかる第２当接部によりドアを確実に押圧することができる。また、第２シリンダ装置は、車体長手方向に沿って第２ロッドが伸縮される向きで配置されるので、第２シリンダ装置をドアに隣接配置する（即ち、側構体に配置する）ことができる。よって、第２シリンダ装置に作用する反力を受けるための骨を車内側に設けることを不要とできる。

また、第１押さえ装置の第１リンク部材は、第１軸支部と第１連結部との間の寸法が、第１軸支部と第１当接部との間の寸法よりも大きくされると共に、第１軸支部と第１連結部との間に第１当接部が位置し、第１軸支部と第１当接部との間の寸法が、第２軸支部と第２当接部との間の寸法よりも小さくされ、第１押さえ装置は、ドアが車体外側へ最も移動された状態（即ち、気密位置に配置された状態）において、車体外側へ向けた力をドアに付与可能とされるので、車体内外に大きな気圧差が発生した場合にも、ドアが気密位置から車体内側へ押し戻されることを第１押さえ装置（第１リンク部材）により抑制できる。

請求項２記載の押さえ装置によれば、請求項１記載の押さえ装置の奏する効果に加え、第２押さえ装置は、ドアが前記車体外側へ最も移動された状態（即ち、気密位置に配置された状態）において、車体外側へ向けた力をドアに付与可能とされるので、車体内外の大きな気圧差が発生した場合にドアが気密位置から車体内側へ押し戻されないようにする力を、第２押さえ装置にも分担させることができる。よって、その分、第１押さえ装置の配置数を抑制することができる。

請求項３記載の押さえ装置によれば、請求項２記載の押さえ装置の奏する効果に加え、第２連結部は、第２軸支部と第２当接部とを結ぶ仮想線よりも第２シリンダ装置側に位置し、軸側部分は、第１シリンダ装置側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされ、軸側部分は、ドア側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされるので、第２押さえ装置を車体外側へ近づけて配置することを可能としつつ、第２リンク部材の強度を確保することができる。

請求項４記載の押さえ装置によれば、請求項２又は３に記載の押さえ装置の奏する効果に加え、第１押さえ装置および第２押さえ装置は、ドアを車体長手方向に挟んだ両側において、車体上下方向に沿って並設され、それら車体上下方向に沿って並設されるものの内の最上方および最下方には第１押さえ装置が配置されるので、車体内外に大きな気圧差が発生した場合に、車体上下方向における上端側または下端側が気密位置から車体内側へ押し戻されることを抑制しやすくできる。一方で、第２押さえ装置は、最上方の第１押さえ装置と最下方の第１押さえ装置との間に配置されるので、ドアの変形を抑制できる。

請求項５記載の鉄道車両によれば、車体側壁に開口される乗降口を開閉するドアと、乗降口を開放する位置および閉鎖する位置の間で前記ドアを移動可能に支持する支持機構と、請求項１から４のいずれかに記載の押さえ装置と、を備えるので、請求項１から４のいずれかに記載の押さえ装置と同様の効果を奏する。

（ａ）は、本発明の一実施形態における鉄道車両のプラグドアの内面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線におけるプラグドアの断面図である。 （ａ）は、第１リンク部材が弛み位置に配置された状態における本押さえ装置の模式図であり、（ｂ）は、第１リンク部材が押さえ位置に配置された状態における本押さえ装置の模式図である。 （ａ）は、第２リンク部材が弛み位置に配置された状態における補助押さえ装置の模式図であり、（ｂ）は、第２リンク部材が押さえ位置に配置された状態における補助押さえ装置の模式図である。 （ａ）は、第２リンク部材が弛み位置に配置された状態における補助押さえ装置の部分断面模式図であり、（ｂ）は、第２リンク部材が押さえ位置に配置された状態における補助押さえ装置の部分断面模式図である。 （ａ）は、図４（ａ）に示す状態から第２ピストンロッドが伸長時当接位置まで伸長された状態における補助押さえ装置の部分断面模式図であり、（ｂ）は、図４（ｂ）に示す状態から第２ピストンロッドが縮退時当接位置まで縮退された状態における補助押さえ装置の部分断面模式図である。 （ａ）は、図４（ａ）の矢印ＶＩａ方向視における検知機構の模式図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ－ＶＩｂ線における検知機構の断面模式図であり、（ｃ）は、図４（ｂ）の矢印ＶＩｃ方向視における検知機構の模式図であり、（ｄ）は、図６（ｃ）のＶＩｄ－ＶＩｄ線における検知機構の断面模式図である。 第１の変形例における補助押さえ装置の模式図であり、（ａ）は、第２リンク部材が弛み位置に配置された状態を示し、（ｂ）は、第２リンク部材が押さえ位置に配置された状態を示す。 第２の変形例における補助押さえ装置の模式図であり、（ａ）は、第２リンク部材が弛み位置に配置された状態を示し、（ｂ）は、第２リンク部材が押さえ位置に配置された状態を示す。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態における鉄道車両１のプラグドア２０の内面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線におけるプラグドア２０の断面図である。なお、図１（ａ）は、気密位置に配置されたプラグドア２０を車体内側（車内側）から正面視した図に対応する。

図１に示すように、鉄道車両１は、側構体１０に開口される乗降口１１（図２及び図３参照）を開閉するプラグドア２０と、そのプラグドア２０を開位置から閉位置を経て気密位置までの区間において移動可能に支持するプラグ機構３０と、プラグドア２０を車体外側へ向けて押圧する本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００とを備える。

プラグドア２０は、車体長手方向（図１（ａ）左右方向）の寸法よりも車体上下方向（図１（ａ）上下方向）の寸法が大きい正面視略矩形に形成され、そのプラグドア２０の外面（車体外側の面）の周縁部には、側構体１０のドア枠１２に密着される気密パッキン２１が配設される（図２及び図３参照）。

本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００は、プラグドア２０を車体長手方向に挟んだ両側において、車体上下方向に沿って所定間隔を隔てつつ複数個が並設される。本実施形態では、プラグドア２０を挟んだ一側（図１（ａ）左側）の列と他側（図１（ａ）右側）の列とにおいて、同じ高さ位置（車体上下方向位置）に同じ種類の押さえ装置が配置される。

なお、開位置は、側構体１０の戸袋（図示せず）内にプラグドア２０が収容される位置（図１（ａ）に二点鎖線で示す位置）であり、閉位置は、戸袋から引き出されたプラグドア２０が乗降口１１を閉じると共に気密パッキン２１がドア枠１２との間に所定間隔を隔てる位置であり、気密位置は、閉位置にあるプラグドア２０が本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００によって車体外側（図１（ａ）紙面奥側）へ押圧され、気密パッキン２１がドア枠１２に密着された位置である。気密位置では、プラグドア２０の外面が車体外面に一致される。

乗降口１１を開く場合には、本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００の第１リンク部材１２０及び第２リンク部材２２０（図２及び図３参照）を車体内側に回転させることで、プラグドア２０を気密位置から解除し、プラグドア２０をプラグ機構３０により閉位置から開位置へ移動させる（戸袋に収容する）。

一方、乗降口１１を閉じる動作は、プラグドア２０をプラグ機構３０により開位置（戸袋内）から閉位置に引き出した後、まず、補助押さえ装置２００の第２リンク部材２２０を車体外側へ向けて回転させることで、閉位置にあるプラグドアを車体外側へ向けて移動させ、次いで、本押さえ装置１００の第１リンク部材１２０を車体外側へ向けて回転させることで、プラグドア２０を気密位置に配置する。

次いで、図２を参照して、本押さえ装置１００について説明する。図２（ａ）は、第１リンク部材１２０が弛み位置に配置された状態における本押さえ装置１００の模式図であり、図２（ｂ）は、第１リンク部材１２０が押さえ位置に配置された状態における本押さえ装置１００の模式図である。

なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１（ａ）のＩＩ－ＩＩ線における断面に対応する。但し、図面を簡素化して、理解を容易とするために、断面におけるハッチングの付与、及び、後述する変位部材２３０及びセンサ装置２４０等の図示が省略される。

図２に示すように、本押さえ装置１００は、車体長手方向（図２（ａ）及び図２（ｂ）左右方向）に沿って第１ピストンロッド１１１が伸縮される第１シリンダ装置１１０と、第１ピストンロッド１１１の先端に一端が回転可能に連結される第１アーム１１２と、その第１アーム１１２の他端に回転可能に連結され、第１ピストンロッド１１１の伸長に伴って回転されることで、プラグドア２０を車体外側へ向けて押圧する第１リンク部材１２０とを備える。

本実施形態では、第１シリンダ装置１１０が圧縮空気を利用するエアシリンダとして構成される。但し、第１シリンダ装置１１０が油圧を利用する油圧シリンダとして構成されても良い。

第１リンク部材１２０は、支持壁１３に回転可能に軸支される第１支持軸１２１と、第１アーム１１２の他端が回転可能に連結される第１連結軸１２２と、円柱状の第１ローラ部材１２４を回転可能に軸支する第１ローラ軸１２３とを備え、第１支持軸１２１から車体内側へ延び、第１ローラ軸１２３側がプラグドア２０の内面（車体内側の面）側へ向けて屈曲する形状に形成される。

本押さえ装置１００は、第１ピストンロッド１１１が最も縮退された状態では、図２（ａ）に示すように、第１リンク部材１２０が弛み位置に配置される。第１ピストンロッド１１１が最も縮退された状態から伸長されると、第１アーム１１２から作用を受けて、第１リンク部材１２０が第１支持軸１２１を回転中心として回転され、第１ローラ部材１２４の外周面がプラグドア２０の内面に当接される。

本押さえ装置１００は、第１ピストンロッド１１１が最も伸長された状態では、図２（ｂ）に示すように、第１リンク部材１２０が押さえ位置に配置され、プラグドア２０を車体外側へ最も移動させる（即ち、プラグドア２０の外面が車体外面に一致される）。

本押さえ装置１００は、図２（ｂ）に示すように、第１リンク部材１２０が押さえ位置に配置された状態において、第１シリンダ装置１１０の駆動力を第１リンク部材１２０に付与して、車体外方へ向けた力（車体内外の気圧差によりプラグドア２０が気密位置から押し戻されることに耐える力）をプラグドア２０に付与可能とされる。

よって、第１リンク部材１２０は、第１支持軸１２１（支点）を中心とし第１連結軸１２２（力点）を通過する仮想円の半径が、第１支持軸１２１（支点）を中心とし、第１ローラ部材１２４の外周面とプラグドア２０の内面との接触位置（作用点）を通過する仮想円の半径よりも大きくなる「第２種てこ（支点と力点との間に作用点が位置する形態のてこ）」として形成される。

次いで、図３を参照して、補助押さえ装置２００について説明する。図３（ａ）は、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置された状態における補助押さえ装置２００の模式図であり、図３（ｂ）は、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置された状態における補助押さえ装置２００の模式図である。

なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１（ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面に対応する。但し、図面を簡素化して、理解を容易とするために、断面におけるハッチングの付与、及び、後述する変位部材２３０及びセンサ装置２４０等の図示が省略される。

図３に示すように、補助押さえ装置２００は、車体長手方向（図３（ａ）及び図３（ｂ）左右方向）に沿って第２ピストンロッド２１１が伸縮される第２シリンダ装置２１０と、第２ピストンロッド２１１の先端に一端が回転可能に連結される第２アーム２１２と、その第２アーム２１２の他端に回転可能に連結され、第２ピストンロッド２１１の伸長に伴って回転されることで、プラグドア２０を車体外側へ向けて押圧する第２リンク部材２２０とを備える。

本実施形態では、第２シリンダ装置２１０が第１シリンダ装置１１０と同じ構成（即ち、ストロークや出力が同一）のシリンダ装置から形成される。よって、部品の共通化により、製品コストを低減できる。

第２リンク部材２２０は、支持壁１３に回転可能に軸支される第２支持軸２２１と、第２アーム２１２の他端が回転可能に連結される第２連結軸２２２と、円柱状の第２ローラ部材２２４を回転可能に軸支する第２ローラ軸２２３とを備え、第２支持軸２２１から車体内側へ延び、各軸２２１～２２３の軸方向視において略Ｓ字状に屈曲する形状に形成される。

詳細には、第２リンク部材２２０は、第２支持軸２２１と第２連結軸２２２との間を形成する第２軸側部分２２５と、第２連結軸２２２と第２ローラ軸２２３との間を形成する第２当接側部分２２６とを備え、第２連結軸２２２は、第２支持軸２２１と第２ローラ軸２２３とを結ぶ仮想線Ｌ１よりも第２シリンダ装置２１０側（図３（ａ）及び図３（ｂ）左側）に位置する。第２軸側部分２２５は、第２シリンダ装置２１０側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされ、第２当接側部分２２６は、プラグドア２０側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされる。

補助押さえ装置２００は、第２ピストンロッド２１１が最も縮退された状態では、図３（ａ）に示すように、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置される。第２ピストンロッド２１１が最も縮退された状態から伸長されると、第２アーム２１２から作用を受けて、第２リンク部材２２０が第２支持軸２２１を回転中心として回転され、第２ローラ部材２２４の外周面がプラグドア２０の内面に当接される。

補助押さえ装置２００は、第２ピストンロッド２１１が最も伸長された状態では、図３（ｂ）に示すように、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置され、プラグドア２０を車体外側へ最も移動させる（即ち、プラグドア２０の外面が車体外面に一致される）。

よって、第２リンク部材２２０は、第２支持軸２２１（支点）を中心とし第２連結軸２２２（力点）を通過する仮想円の半径が、第２支持軸２２１（支点）を中心とし、第２ローラ部材２２４の外周面とプラグドア２０の内面との接触位置（作用点）を通過する仮想円の半径よりも小さくなる「第３種てこ（支点と作用点との間に力点が位置する形態のてこ）」として形成される。

上述したように、本実施形態では、第１シリンダ装置１１０と第２シリンダ装置２１０とが同じ構成（出力が同一）とされるので、補助押さえ装置２００（第２リンク部材２２０）がプラグドア２０を車体外方へ押圧する力は、本押さえ装置１００（第１リンク部材１２０）がプラグドア２０を車体外方へ押圧する力よりも小さくされる。

補助押さえ装置２００は、第２リンク部材２２０が「第３種てこ」として形成されるので、第２ピストンロッド２１１の伸長に対する第２ローラ軸２２３（第２ローラ部材２２４）の運動を大きくして、プラグドア２０を確実に押圧することができる。

また、補助押さえ装置２００は、車体長手方向に沿って第２ピストンロッド２１１が伸縮される向きで第２シリンダ装置２１０が配置されるので、第２シリンダ装置２１０をプラグドア２０に隣接配置する（即ち、側構体１０に配置する）ことができる。

その結果、プラグドア２０の閉位置から気密位置までの距離が大きい場合でも、プラグドア２０を第２リンク部材２２０により確実に押圧することができると共に、第２シリンダ装置２１０に作用する反力を受けるための骨を車内側に設けることを不要とできる。

補助押さえ装置２００は、図３（ｂ）に示すように、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置された状態において、第２シリンダ装置２１０の駆動力を第２リンク部材２２０に付与して、車体外方へ向けた力（車体内外の気圧差によりプラグドア２０が気密位置から押し戻されることに耐える力）をプラグドア２０に付与可能とされる。

よって、プラグドア２０が気密位置から車体内側へ押し戻されないようにする力を、本押さえ装置１００だけでなく、補助押さえ装置２００にも分担させることができる。よって、その分、本押さえ装置１００の配置数を抑制することができる。

ここで、回転式（リンク式）の押さえ装置では、プラグドア２０の閉位置から気密位置までの距離が大きい場合、プラグドア２０の外縁（ドアリーフ）と第２リンク部材２２０との干渉を避けるために、第２支持軸２２１を車体内側（図３（ａ）及び図３（ｂ）上側）に配置する必要がある。第２支持軸２２１が車体内側に配置されるほど、弛み位置（図３（ａ）参照）における第２リンク部材２２０の車体内側への張り出し量が大きくなるため、車内空間の減少を招く。

これに対し、本実施形態では、第２リンク部材２２０の第２当接側部分２２６の湾曲を利用して、プラグドア２０の外縁（ドアリーフ）と第２リンク部材２２０との干渉を抑制できる。これにより、第２支持軸２２１をより車体外側（図３（ａ）及び図３（ｂ）下側）に配置できるので、その分、弛み位置（図３（ａ）参照）における第２リンク部材２２０の車体内側への張り出し量を小さくして、車内空間を確保できる。

なお、「第３種てこ（第２リンク部材２２０）」では、支点（第２支持軸２２１）と作用点（第２ローラ部材２２４とプラグドア２０との当接位置）との間に力点（第２連結軸２２２）が配置されるので、支点から作用点までの距離がリンク部材の全長となるところ、「第１種てこ（力点と作用点との間に支点が配置される形態のてこ）」及び上述した「第２種てこ」では、支点と作用点の外側に力点が配置されるため、支点と作用点との間の距離に、支点または作用点と力点との間の距離を加えた寸法がリンク部材の全長となる。

そのため、同じストローク（プラグドア２０の閉位置から気密位置までの距離）を確保する場合、「第１種てこ」又は「第２種てこ」では、「第３種てこ」と比較して、全長が大きくなる分、弛み位置におけるリンク部材の車体内側への張り出し量が大きくなる。その結果、車内空間が狭くなる。

また、プラグドア２０の閉位置から気密位置までの距離が大きい場合、第２リンク部材２２０の全長（第２支持軸２２１から第２ローラ軸２２３までの距離）が大きくなるため、プラグドア２０を車体外側へ押圧する場合、或いは、車体内外の気圧差によりプラグドア２０を気密位置から押し戻す力を受けた場合に、第２リンク部材２２０が変形しやすくなる。剛性を高めるために、横断面を大きくしたのでは、プラグドア２０の外縁（ドアリーフ）との干渉が生じやすくなると共に、第２リンク部材２２０の重量の増加を招く。

これに対し、本実施形態では、上述したように、第２軸側部分２２５が、第２シリンダ装置２１０側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされ、第２当接側部分２２６が、プラグドア２０側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされるので、プラグドア２０を車体外側へ押圧する場合、或いは、車体内外の気圧差によりプラグドア２０を押し戻す力を受けた場合に、第２リンク部材２２０が変形することを抑制できる。

図１に戻って、本押さえ装置１００と補助押さえ装置２００との配置について説明する。上述したように、本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００は、プラグドア２０を車体長手方向に挟んだ両側において、車体上下方向（図１（ａ）上下方向）に沿って所定間隔を隔てつつ複数個が並設される。

ここで、プラグドア２０は、完全な剛体ではないため、外力を受けると変形される。特に、車体上下方向が長手方向となる長尺形状に形成されるため、車体内外に大きな気圧差が発生すると、車体上下方向の上端側および下端側が車体内側へ押し戻されやすい。

本実施形態では、車体上下方向に沿って並設される押さえ装置の内の最上方および最下方に本押さえ装置１００が配置され、それら上下（最上方および最下方）の本押さえ装置１００の間に２個の補助押さえ装置２００が配置される。

よって、プラグドア２０を車体外側へ向けて押圧する力を車体上下方向における上方側または下方側ほど大きくすることができるので、プラグドア２０の変形の抑制を、より少ない個数の押さえ装置により、効果的に行うことができる。

補助押さえ装置２００どうしの間の車体上下方向における第１の間隔は、本押さえ装置１００と補助押さえ装置２００との間の車体上下方向における第２の間隔、及び、本押さえ装置１００とプラグドア２０の車体上下方向における上端または下端との間の車体上下方向における第３の間隔よりも大きく（広く）される。

これにより、補助押さえ装置２００（第２リンク部材２２０）がプラグドア２０を車体外方へ押圧する位置が、プラグドア２０の車体上下方向における中央側に偏り、閉位置から気密位置まで気密パッキン２１を圧縮させつつ補助押さえ装置２００（第２リンク部材２２０）により押圧されるプラグドア２０が、第２リンク部材２２０により押圧される位置で屈曲されて側面視くの字状に変形することを抑制できる。

プラグドア２０には、図１（ｂ）に示すように、横断面視において、車体内側に中心を有する円弧状に湾曲した部分が、車体上下方向の上方側および下方側にそれぞれ形成され、これら湾曲した部分どうしの間が直線状の部分として形成される。これにより、プラグドア２０の横断面形状は、全体として車体外側へ向けて突出する形状に形成される。

ここで、車体上下方向の下方側における湾曲した部分は、車体上下方向の上方側における湾曲した部分よりも広い範囲にわたって形成される。

そのため、プラグドア２０の車体上下方向における上端側の所定範囲（プラグドア２０の上端から上側の補助押さえ装置２００までの範囲）は、直線状の横断面形状とされる一方、プラグドア２０の車体上下方向における下端側の所定範囲（プラグドア２０の下端から下側の補助押さえ装置２００までの範囲）は、湾曲した横断面形状とされ、上端側の所定範囲が下端側の所定範囲よりも比較的剛性が低くされる。

そこで、本実施形態では、プラグドア２０の車体上下方向における上端と上方側の本押さえ装置１００との間の距離が、プラグドア２０の車体上下方向における下端と下方側の本押さえ装置１００との間の距離よりも小さくされる。これにより、本押さえ装置１００の配置を適切として、その本押さえ装置１００（第１シリンダ装置１１０）に要求される出力の抑制と、気圧差により車体上下方向における上端側および下端側が気密位置から車体内側へ押し戻されることの抑制との両立を図ることができる。

次いで、図４から図６を参照して、補助押さえ装置２００の弛み検知および押さえ検知を検知するための検知機構について説明する。なお、本押さえ装置１００の検知機構は、弛み検知のみを行う。本押さえ装置１００の検知機構は公知のものと同一の構成であるため、その説明は省略する。

図４（ａ）は、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置された状態における補助押さえ装置２００の部分断面模式図であり、図４（ｂ）は、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置された状態における補助押さえ装置２００の部分断面模式図である。

図５（ａ）は、図４（ａ）に示す状態から第２ピストンロッド２１１が伸長時当接位置まで伸長された状態における補助押さえ装置２００の部分断面模式図であり、図５（ｂ）は、図４（ｂ）に示す状態から第２ピストンロッド２１１が縮退時当接位置まで縮退された状態における補助押さえ装置２００の部分断面模式図である。

図６（ａ）は、図４（ａ）の矢印ＶＩａ方向視における検知機構の模式図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ－ＶＩｂ線における検知機構の断面模式図であり、図６（ｃ）は、図４（ｂ）の矢印ＶＩｃ方向視における検知機構の模式図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＶＩｄ－ＶＩｄ線における検知機構の断面模式図である。

図４から図６に示すように、第２シリンダ装置２１０は、第２ピストンロッド２１１のピストンが摺動可能に配置される円筒状の第２チューブ２１３と、その第２チューブ２１３の後端を封止する第２後壁部２１４と、第２チューブ２１３の前端を封止すると共に第２ピストンロッド２１１のロッドが挿通される第２前壁部２１５と、コイルばねとして形成され、第２前壁部２１５及びピストンの間に配置される第２ばね部材２１６と、第２チューブ２１３の外周面にスライド変位可能に配置される変位部材２３０、その変位部材２３０を検知するセンサ装置２４０と、変位部材２３０のスライド変位を第２ピストンロッド２１１の伸縮方向と平行な方向に案内（規制）する案内部材２５０とを備え、変位部材２３０、センサ装置２４０及び案内部材２５０により検知機構が構成される。

変位部材２３０は、スライド体２３１と、そのスライド体２３１に一端側が挿通されると共に第２前壁部２１５に挿通された他端側が第２シリンダ装置２１０（第２チューブ２１３）内に突出される突出棒２３２とを備え、第２ピストンロッド２１１から作用を受けることで遮光位置（第１位置または第２位置の一方）と受光位置（第１位置または第２位置の他方）との間でスライド変位される。
なお、突出棒２３２は、スライド体２３１及び第２前壁部２１５に対して、第２ピストンロッド２１１の伸縮方向に平行な方向に沿って相対変位（スライド変位）可能とされる。また、突出棒２３２には、一端側および他端側よりも大径に形成される大径部が一端側および他端側の間に形成され、大径部がスライド体２３１又は第２前壁部２１５に当接されることで、相対変位（スライド変位）が規制可能とされる。

このように、変位部材２３０は、第２ピストンロッド２１１の伸縮方向に平行な方向にスライド変位されるので、例えば、変位部材２３０が所定の回転軸を中心に回転される構造と比較して、変位部材２３０の変位に必要なスペースを抑制して、第２チューブ２１３の外周面側のスペースを有効に活用できると共に、回転軸を不要として、構造を簡素化できる。

なお、第２ピストンロッド２１１には、伸長時に変位部材２３０の一側（突出棒２３２の他端側の端部（突出端））に当接されるピストン側当接部２１１ａがピストンに形成されると共に、ピストン側当接部２１１ａと所定間隔を隔てて対向され、縮退時に変位部材２３０の一側とは反対側となる他側（スライド体２３１の側面）に当接されるロッド側当接部２１１ｂがロッドに形成される。

スライド体２３１の底面（第２チューブ２１３及び第２前壁部２１５の外周面に対向する面）には、第２ピストンロッド２１１の伸縮方向に沿って所定間隔を隔てた２箇所に第１凹部２３１ａ及び第２凹部２３１ｂが凹設され（図６（ｂ）及び図６（ｄ）参照）、第２前壁部２１５の外周面に設けられたボールプランジャのボールＢが第１凹部２３１ａ又は第２凹部２３１ｂに受け入れ可能とされる。

なお、第１凹部２３１ａにボールＢが受け入れられた状態では、変位部材２３０が遮光位置に位置決め（維持）され、第２凹部２３１ｂにボールＢが受け入れられた状態では、変位部材２３０が受光位置に位置決め（維持）される。

センサ装置２４０は、略コ字状に形成されるベース体２４１と、そのベース体２４１の所定間隔を隔てて対向する対向面の一方に配置される発光部２４２と、対向面の他方に配置され、発光部２４２から発光された光を受光する受光部２４３とを備えた光学式センサである。

センサ装置２４０は、変位部材２３０が遮光位置に配置された状態では、発光部２４２から発光された光がスライド体２３１に遮光され、受光部２４３による受光が不能とされる。一方、センサ装置２４０は、変位部材２３０が受光位置に配置された状態では、発光部２４２から発光された光の受光部２４３による受光が可能とされる。

なお、検知機構は、変位部材２３０及びセンサ装置２４０を覆う遮光板（図示せず）を備え、発光部２４２以外の外部からの光が受光部２４３に受光されることが抑制可能とされる。

次いで、検知機構の動作（弛み検知および押さえ検知）について説明する。

第２ピストンロッド２１１が最も縮退された状態では、図４（ａ）に示すように、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置されると共に、変位部材２３０が遮光位置に配置される。この状態から第２ピストンロッド２１１が伸長され、第２ピストンロッド２１１が伸長時当接位置に配置（到達）されると、図５（ａ）に示すように、遮光位置に配置されている変位部材２３０の一側（突出棒２３２の他端側の端部（突出端））にピストン側当接部２１１ａが当接される。

よって、第２ピストンロッド２１１が伸長時当接位置から更に伸長されると、ピストン側当接部２１１ａが変位部材２３０を押圧することで、伸長される第２ピストンロッド２１１と共に変位部材２３０が同方向（伸長方向）へスライド変位され、第２ピストンロッド２１１が最も伸長されると、図４（ｂ）に示すように、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置されると共に、変位部材２３０が受光位置に配置される。

即ち、第２ピストンロッド２１１が最も縮退された状態から伸長時当接位置に配置（到達）されるまでの間は、変位部材２３０が遮光位置に配置された状態（発光部２４２から発光された光が受光部２４３により受光されない状態）が維持され、第２ピストンロッド２１１が最も伸長される直前において、変位部材２３０がスライド変位され、変位部材２３０が受光位置に配置される（発光部２４２から発光された光が受光部２４３により受光される状態に切り替わる）。これにより、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置されたことを検知（押さえ検知）できる。

一方、第２ピストンロッド２１１が最も伸長された状態では、図４（ｂ）に示すように、第２リンク部材２２０が押さえ位置に配置されると共に、変位部材２３０が受光位置に配置される。この状態から第２ピストンロッド２１１が縮退され、第２ピストンロッド２１１が縮退時当接位置に配置（到達）されると、図５（ｂ）に示すように、受光位置に配置されている変位部材２３０の他側（スライド体２３１の側面）にロッド側当接部２１１ｂが当接される。

よって、第２ピストンロッド２１１が縮退時当接位置から更に縮退されると、ロッド側当接部２１１ｂが変位部材２３０を押圧することで、縮退される第２ピストンロッド２１１と共に変位部材２３０が同方向（縮退方向）へスライド変位され、第２ピストンロッド２１１が最も縮退されると、図４（ａ）に示すように、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置されると共に、変位部材２３０が遮光位置に配置される。

即ち、第２ピストンロッド２１１が最も伸長された状態から縮退時当接位置に配置（到達）されるまでの間は、変位部材２３０が受光位置に配置された状態（発光部２４２から発光された光が受光部２４３により受光される状態）が維持され、第２ピストンロッド２１１が最も縮退される直前において、変位部材２３０がスライド変位され、変位部材２３０が遮光位置に配置される（発光部２４２から発光された光が受光部２４３により受光さえる状態に切り替わる）。これにより、第２リンク部材２２０が弛み位置に配置されたことを検知（弛み検知）できる。
ここで、図４（ｂ）に示すように、最も伸長された状態（図４（ｂ）参照）にある第２ピストンロッド２１１が第２ばね部材２１６の弾性回復力を受けて縮退時当接位置（図５（ｂ）参照）へ縮退される際には、第２ばね部材２１６が配設される側の空間（第２前壁部２１５及びピストンとの間の空間、以下「負圧空間」と称す）が負圧となり、その負圧空間へ突出棒２３２が吸い込まれる虞がある。
本実施形態では、上述したように、突出棒２３２がスライド体２３１に対して相対変位（スライド変位）可能とされるので、突出棒２３２が負圧空間に吸い込まれたとしても、スライド体２３１は元の位置（受光位置）に維持しておくことができる。即ち、第２ピストンロッド２１１が最も伸長された状態（図４（ｂ）参照）から縮退時当接位置（図５（ｂ）参照）に到達（配置）されるまでの間に変位部材２３０（スライド体２３１）がスライド変位することを抑制できる。
また、このように、突出棒２３２がスライド体２３１に対して相対変位（スライド変位）可能とされていることで、ピストンと突出棒２３２とが例えばグリスにより粘性固着していても、上述した負圧により吸い込まれる場合と同様に、第２ピストンロッド２１１が最も伸長された状態（図４（ｂ）参照）から縮退される際には、突出棒２３２のみをスライド変位させ、スライド体２３１は元の位置（受光位置）に維持しておくことができる。

以上のように、本実施形態における検知機構によれば、変位部材２３０が遮光位置（又は受光位置）にあるかを検知することで、第２リンク部材２２０が押さえ位置にあるか弛み位置にあるかを判断することができる。即ち、押さえ検知と弛み検知とを１のセンサ（センサ装置２４０）により行うことができる。

本実施形態では、第２ピストンロッド２１１が最も伸長（又は、最も縮退）された状態から全ストロークの約９０％を縮退（又は、伸長）されると、スライド体２３１の受光位置から遮光位置（又はその逆）へのスライド変位が開始される。なお、スライド体２３１のスライド変位が開始されるタイミングは、全ストロークの約８５％から約９５％の範囲で設定されることが好ましい。９５％よりも大きな値では、部品の寸法公差や組み付け公差、スライド変位のばらつき等の影響が大きくなり、センサ装置２４０の受光状態の切り替え精度が低下する虞がある一方、８５％よりも小さい値では、第２リンク部材２２０の押さえ位置または弛み位置への配置とセンサ装置２４０の受光状態の切り替えとのタイムラグが大きくなり、押さえ検知と弛み検知との検知精度が低下する虞があるからである。

本実施形態における検知機構によれば、ボールプランジャのボールＢが第１凹部２３１ａ又は第２凹部２３１ｂに受け入れられることで、変位部材２３０を受光位置に維持することができる。よって、上述したように、負圧による吸い込み又は粘性固着により突出棒２３２がスライド体２３１に対して相対変位（スライド変位）される場合でも、スライド体２３１を元の位置（受光位置）に維持することができる。

また、第１凹部２３１ａ又は第２凹部２３１ｂに受け入れられたボールＢは、変位部材２３０のスライド変位に伴い容易に内部に沈み込ませることができる。即ち、遮光位置または受光位置に変位部材２３０が維持された状態の解除は、変位部材２３０が第２ピストンロッド２１１から作用を受けてスライド変位されることで行うことができ、解除するための駆動源や機構を別途設ける必要がない。よって、構造を簡素化できる。
ここで、第２ピストンロッド２１１の縮退終端では、第２ばね部材２１６の弾性回復力が最も小さくなる。本実施形態では、ボールプランジャを採用し、その解除に要する力を小さくできるので、縮退終端において、第２ピストンロッド２１１の動きが阻害されることを抑制できる。よって、変位部材２３０の受光状態から遮光状態への切り替えを確実に行うことができる。

また、本実施形態における検知機構によれば、変位部材２３０の一部（突出棒２３２の他側）が第２シリンダ装置２１０の内部に配置され、第２ピストンロッド２１１のピストンに伸長時当接部が形成される（即ち、伸長時当接部が第２シリンダ装置２１０の内部に配置されるので、第２シリンダ装置２１０の内部のデッドスペースを有効に活用できる。よって、例えば、第２ピストンロッド２１１のロッドに伸長時当接部および縮退時当接部の両者が形成される（即ち、伸長時当接部および縮退時当接部の両者が第２シリンダ装置２１０の外部に配置される）場合と比較して、変位部材２３０（スライド体２３１）を小型化でき、補助押さえ装置２００の小型化を図ることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、各軸１２１～１２３，２２１～２２３の間の寸法や各ローラ部材１２４，２２４の直径は、それぞれ任意に変更することが可能である。同様に、各構成の配置数は任意である。例えば、本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００をプラグドア２０の一側に各２個ずつ配置する場合を説明したが、本押さえ装置１００は３個以上でも良く、補助押さえ装置２００は、１個でも良く、２個以上でも良い。

上記実施形態では、第２ピストンロッド２１１が最も伸長（縮退）された状態で、変位部材２３０が受光位置（遮光位置）に配置される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第２ピストンロッド２１１が最も縮退（伸長）された状態で、変位部材２３０が遮光位置（受光位置）に配置されるようにしても良い。

上記実施形態では、センサ装置２４０を光センサから構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、変位部材２３０が上記実施形態における遮光位置または受光位置に配置されることに伴い、検知状態が切り替えられるセンサであれば、他の種類のセンサを採用しても良い。他の種類のセンサとしては、変位部材２３０が、上記実施形態における遮光位置に配置されることに伴いオン（又はオフ）され、上記実施形態における受光位置に配置されることに伴いオフ（又はオン）される、リミットスイッチや近接スイッチが例示される。

上記実施形態では、変位部材２３０の一部（突出棒２３２の他側）が第２シリンダ装置２１０の内部に配置され、その突出棒２３２の他側に当接される部位（ピストン側当接部２１１ａ）が第２ピストンロッド２１１のピストンに形成される（ピストン側当接部２１１ａが第２シリンダ装置２１０の内部に配置される）場合を説明したが、図７に第１の変形例として示す補助押さえ装置２２００のように構成しても良い。なお、上記実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

即ち、補助押さえ装置２２００は、変位部材２２３０の全体が第２シリンダ装置２１０の外部に配置される。また、第２ピストンロッド２１１のロッドには、所定間隔を隔てた２箇所にロッド側当接部２１１ｂ，２２１１ａが互いに反対側を向く面として形成される。第２ピストンロッド２１１が縮退される場合にはロッド側当接部２１１ｂが、第２ピストンロッド２１１が伸長される場合にはロッド側当接部２２１１ａが、それぞれ変位部材２２３０の互いに対向する面の一方または他方に当接される。この変形例によれば、突出棒２３２を第２前壁部２１５に挿通させる必要がないので、構造を簡素化して、製造を容易とすることができる。
上記実施形態では、第２ピストンロッド２１１の伸縮に伴い回転する第２リンク部材２２０によりプラグドア２０を押圧する回転式の押さえ装置（補助押さえ装置２００）に検知機構を設ける場合を説明したが、図８に第２の変形例として示す補助押さえ装置３２００のように構成しても良い。なお、上記実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
即ち、補助押さえ装置３２００は、第２ピストンロッド２１１の伸縮方向が車体幅方向となる姿勢でプラグドア２０の内面に対向配置され、第２ピストンロッド２１１の先端に連結された押圧部材３２１７によりプラグドア２０を車体外側へ向けて押圧する直動式の押さえ装置として構成される。この変形例によっても、第２ピストンロッド２１１が最も伸長（又は短縮）される直前において、変位部材２３０をスライド変位させ、センサ装置２４０の受光状態を切り替えられる。よって、１の検知機構で押さえ検知および弛み検知を行うことができる。

上記実施形態では、第１シリンダ装置１１０と第２シリンダ装置２１０とが同一に構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、両者を異なる構成（異なる特性や寸法）としても良い。但し、本押さえ装置１００（第１リンク部材１２０）によるプラグドア２０の押圧力よりも補助押さえ装置２００（第２リンク部材２２０）のプラグドア２０の押圧力の方が小さくなることが好ましい。

上記実施形態では、第２シリンダ装置２１０に上述した検知機構（変位部材２３０、センサ装置２４０及び案内部材２５０）を設ける場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１シリンダ装置１１０及び第２シリンダ装置２１０の両者に上述した検知機構を設けても良い。

上記実施形態では、補助押さえ装置２００（第２リンク部材２２０）がプラグドア２０を気密位置まで押圧する（移動させる）場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、閉位置と気密位置との間の所定位置までプラグドア２０を押圧する（移動させる）ものであっても良い。なお、所定位置は、本押さえ装置１００の第１リンク部材１２０を弛み位置から押さえ位置へ向けて回転させる際に、その第１リンク部材１２０（第１ローラ部材１２４）をプラグドア２０の内面に当接させることができる位置であれば、任意の位置を採用できる。
前記実施形態では、乗降口１１をプラグドア２０により開閉する構造を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、乗降口１１を引戸により開閉する構造（引戸式）を採用しても良い。引戸式においても、上記実施形態の場合と同様に、引戸（ドア）は、閉位置と開位置との間を移動可能に支持機構により支持され、閉位置にある引戸（ドア）が本押さえ装置１００及び補助押さえ装置２００によって車体外側へ押圧され、引戸（ドア）のドア枠１２に気密パッキン２１が密着される。

１ 鉄道車両
１０ 側構体（車体側壁）
１１ 乗降口
２０ プラグドア（ドア）
３０ プラグ機構（支持機構）
１００ 本押さえ装置（押さえ装置、第１押さえ装置）
１１０ 第１シリンダ装置
１１１ 第１ピストンロッド（第１ロッド）
１２０ 第１リンク部材
１２１ 第１支持軸（第１軸支部）
１２２ 第１連結軸（第１連結部）
１２４ 第１ローラ部材（第１当接部）
２００，２２００ 補助押さえ装置（押さえ装置、第２押さえ装置）
２１０ 第２シリンダ装置
２１１ 第２ピストンロッド（第２ロッド）
２２０ 第２リンク部材
２２１ 第２支持軸（第２軸支部）
２２２ 第２連結軸（第２連結部）
２２４ 第２ローラ部材（第２当接部）
２２５ 第２軸側部分（軸側部分）
２２６ 第２当接側部分（当接側部分）
Ｌ１ 仮想線

Claims (5)

1. 車体側壁に開口される乗降口を開閉するドアと、前記乗降口を開放する位置および閉鎖する位置の間で前記ドアを移動可能に支持する支持機構とを備えた鉄道車両に使用される押さえ装置において、
   車体長手方向に沿って第１ロッドが伸縮される第１シリンダ装置と、前記第１ロッドに連結され、前記第１ロッドの伸長に伴って回転されることで、前記ドアを車体外側へ向けて押圧する第１リンク部材と、を有する第１押さえ装置と、
   前記車体長手方向に沿って第２ロッドが伸縮される第２シリンダ装置と、前記第２ロッドに連結され、前記第２ロッドの伸長に伴って回転されることで、前記ドアを前記車体外側へ向けて押圧する第２リンク部材と、を有する第２押さえ装置と、を備え、
   前記第１押さえ装置は、前記ドアが前記車体外側へ最も移動された状態において、前記車体外側へ向けた力を前記ドアに付与可能とされ、
   前記第１リンク部材は、回転可能に軸支される第１軸支部と前記第１ロッドが連結される第１連結部との間の寸法が、前記第１軸支部と前記ドアに当接される第１当接部との間の寸法よりも大きくされると共に、前記第１軸支部と前記第１連結部との間に前記第１当接部が位置し、
   前記第２リンク部材は、回転可能に軸支される第２軸支部と前記第２ロッドが連結される第２連結部との間の寸法が、前記第２軸支部と前記ドアに当接される第２当接部との間の寸法よりも小さくされると共に、前記第２軸支部と前記第２当接部との間に前記第２連結部が位置し、
   前記第１軸支部と前記第１当接部との間の寸法は、前記第２軸支部と前記第２当接部との間の寸法よりも小さくされることを特徴とする押さえ装置。
2. 前記第２押さえ装置は、前記ドアが前記車体外側へ最も移動された状態において、前記車体外側へ向けた力を前記ドアに付与可能とされることを特徴とする請求項１記載の押さえ装置。
3. 前記第２リンク部材は、前記第２軸支部と前記第２連結部との間を形成する軸側部分と、前記第２連結部と前記第２当接部との間を形成する当接側部分とを備え、
   前記第２連結部は、前記第２軸支部と前記第２当接部とを結ぶ仮想線よりも前記第２シリンダ装置側に位置し、
   前記軸側部分は、前記第２シリンダ装置側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされ、
   前記当接側部分は、前記ドア側に中心を有する円弧状に湾曲した形状とされることを特徴とする請求項２記載の押さえ装置。
4. 前記ドアは、前記車体長手方向の寸法よりも車体上下方向の寸法が大きくされ、
   前記第１押さえ装置および前記第２押さえ装置は、前記ドアを前記車体長手方向に挟んだ両側において、前記車体上下方向に沿って並設され、
   それら前記車体上下方向に沿って並設されるものの内の最上方および最下方には前記第１押さえ装置が配置され、
   前記第２押さえ装置は、前記最上方の前記第１押さえ装置と前記最下方の前記第１押さえ装置との間に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の押さえ装置。
5. 車体側壁に開口される乗降口を開閉するドアと、
   前記乗降口を開放する位置および閉鎖する位置の間で前記ドアを移動可能に支持する支持機構と、
   請求項１から４のいずれかに記載の押さえ装置と、を備えることを特徴とする鉄道車両。

Images