特開 2022-185204 下降窓開閉補助具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185204

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】下降窓開閉補助具

(51)【国際特許分類】

   B61D 25/00 20060101AFI20221207BHJP

   F16H 21/10 20060101ALI20221207BHJP

   E05F 1/16 20060101ALI20221207BHJP

   E05F 11/44 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

B61D25/00 B

F16H21/10 H

E05F1/16 E

E05F11/44 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092717

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000163372

【氏名又は名称】近畿車輌株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】安川 祥平

(72)【発明者】

【氏名】藤原 岳広

(72)【発明者】

【氏名】寺村 弘

(72)【発明者】

【氏名】広沢 賢

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AA48

3J062AB27

3J062AC07

3J062BA12

3J062BA16

3J062BA22

3J062CB02

3J062CB14

3J062CB27

3J062CB32

3J062CB42

(57)【要約】

【課題】厚さをコンパクトに設計できると共に、耐久性の向上が可能な下降窓開閉補助具を提供する。
【解決手段】下降窓開閉補助具１は、下降窓の下方に配置される本体２と上下に旋回可能であり先端にローラ４ａを有するアーム４を備えている。本体２は、内側にリンク部６、バネ部８及び支持部１２を備える。リンク部６は、本体２の一部を固定節とする両てこ機構で構成されている。両てこ機構の原動節６ａにはアーム４が一体回動可能に取り付けられている。バネ部８は並列に配置されたコイルバネ８ａの両端に連結金具８ｂ、８ｃが連結されている。バネ部８の一端の連結金具８ｂが、両てこ機構の従動節６ｃ上の連結点６ｃｃに連結され、他端の連結金具８ｃは、バネ固定ピン１０を介して支持部１２に支持される。バネ部８の伸縮方向に平行であって、連結点６ｃｃを通る仮想直線は、常に、従動節６ｃの両端のジョイントの間を通るように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の下降窓の開閉操作を補助する下降窓開閉補助具であって、
前記下降窓の下方に配置される本体と、
一端が前記下降窓の下方で上下に旋回できるように、他端が前記本体に軸支されているアームと、
前記本体の一部を固定節とする両てこ機構で構成され、原動節が前記アームと一体に旋回可能であるリンク部と、
一端が前記リンク部の従動節上の連結点に連結され、他端が前記本体に固定されているバネ部とを備え、
前記連結点を通り、且つ、前記バネ部の伸縮方向と平行な仮想直線が、常に前記従動節の両端のジョイントの間を通る
ことを特徴とする下降窓開閉補助具。

【請求項2】

前記本体のうち前記バネ部の前記他端側に上下方向へ延びるように配置される溝形鋼と、
前記溝形鋼の対向する壁部を貫通して配置され、前記バネ部の前記他端側が連結されるバネ固定ピンと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の下降窓開閉補助具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の窓の開閉機構に関するものであり、特に、通勤用途に適した近郊型車両において、側下降窓の開閉操作を容易にするための下降窓開閉補助具に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の下降窓の昇降機構に対して用いられるバランサ（釣合装置）としては、主に２種類のタイプのものが知られている。

【0003】

一つは、下降窓を閉方向（上向き）に付勢する揺動アームを用いた揺動アーム式（シュリーレン式とも呼ばれる。）のバランサであり、もう一つは、スパイラル式のバランサである。スパイラル式は軽量窓（単板ガラス構造）にしか対応できないが、揺動アーム式はスパイラル式と比較して質量の大きい昇降窓にも対応可能である。このうち、揺動アーム式の構成を図５に示す。

【0004】

図５に示すように、揺動するアーム２０３で下降窓の下方側を支える揺動アーム式のバランサ２００は、リンク機構２０１と複数本のバネ２０２を用いて構成されている。ところで、複層ガラス構造による１０００ｍｍ幅の窓の質量は約３０ｋｇになり、乗客が補助無しで容易に持ち上げられるものではない。この高重量の窓を揺動アーム式のバランサ２００で支える場合、２０～２４本のバネが必要となる。揺動アーム式の機構では、窓の質量と操作力とを考慮して補助に必要なバネの本数を変更できる構造となっている。このような揺動アーム式のバランサの構成については、特許文献１に開示されている。

【0005】

一方、スパイラル式のバランサは、窓一つに対して両側に設置される２本のスパイラルバネのねじり量に応じて生じる反発力によって窓の開閉操作を補助する構造となっている。このようなスパイラル式のバランサの構成については、特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実公昭３３－０１７４５０号公報

【特許文献2】特開２００８－０５７６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年では、ダブルスキン構造を有するアルミニウム合金製の構体が主流となっており、従来のステンレス鋼を用いたシングルスキン構造の構体よりも窓の下の空間が狭くなっていることが多い。これに対して、揺動アーム式のバランサでは、複数のバネを使用し複雑なリンク機構を用いていることから装置の厚みが大きくなる。よって、たとえば、ダブルスキン構造において、一定の客室空間を確保するためには、側構体の一部を切り欠くといった対応が必要になる。場合によっては、十分な設置スペースを確保できないために、適用できない車種もある。また、一部が切り欠かれた側構体には、補強を入れるなどの対策が必要となる。さらに、バネ本数が多い並びに複雑なリンク構成では、メンテナンスに時間を要する上に、装置の重量が増大してしまう。

【0008】

また、スパイラル式のバランサでは、比較的バネの反発力が小さいので、上で述べたように軽量窓にしか適用できない。そして、設置の際の調整は一つの窓に対して同時に２人で行う必要があり、揺動アーム式の倍の作業時間を要する。取り付け後の再調整では、カーテンを収納するカーテンキセや、カーテン下端の横棒をガイドする溝が形成されたカー
テン溝島などを取り外さなければならないため、復旧に時間を要する。

【0009】

そこで、本発明は、厚さをコンパクトに設計できると共に、耐久性の向上が可能な下降窓開閉補助具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の下降窓開閉補助具は、鉄道車両の下降窓の開閉操作を補助する下降窓開閉補助具であって、前記下降窓の下方に配置される本体と、一端が前記下降窓の下方で上下に旋回できるように、他端が前記本体に軸支されているアームと、前記本体の一部を固定節とする両てこ機構で構成され、原動節が前記アームと一体に旋回可能であるリンク部と、一端が前記リンク部の従動節上の連結点に連結され、他端が前記本体に固定されているバネ部とを備え、前記連結点を通り、且つ、前記バネ部の伸縮方向と平行な仮想直線が、常に前記従動節の両端のジョイントの間を通ることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の下降窓開閉補助具は、上記構成に加えて、前記本体のうち前記バネ部の前記他端側に上下方向へ延びるように配置される溝形鋼と、前記溝形鋼の対向する壁部を貫通して配置され、前記バネ部の前記他端側が連結されるバネ固定ピンとを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

以上のように、本発明によれば、連結点を通り、バネ部の伸縮方向と平行な仮想直線が、常に従動節の両端のジョイントの間にある。これにより、従動節と原動節とを繋ぐ中間節と重ならないような配置でバネ部の端部を連結点に連結する構成を採用できる。よって、従動節、中間節及びバネ部の端部が同時に重なることがないので、厚さ方向の寸法を抑えた設計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る下降窓開閉補助具を示す斜視図である。

【図2】図１の下降窓開閉補助具の使用状態を示す正面図である。

【図3】本体内部の動作を表し、（ａ）は下降窓の閉状態、（ｂ）は中間位置の状態、（ｃ）は開状態を示す図である。

【図4】本体の支持部周辺の横断面図である。

【図5】従来の下降窓開閉補助具の内部構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。

【0015】

図１は、本発明の実施の形態に係る下降窓開閉補助具１の斜視図である。
図１に示すように、下降窓開閉補助具１は、本体２と、この本体２に対して旋回可能に一端が軸支されたアーム４を備えている。アーム４の先端には、回転自在にローラ４ａが設けられている。アーム４はアーム旋回軸４ｂを中心に揺動可能に構成されている。

【0016】

本体２の内部は、大きく分けて、リンク部６、バネ部８及び支持部１２の部分を有している。これらを順に説明する。

【0017】

リンク部６は、本体２を固定節とする両てこ機構で構成されている。すなわち、本実施の形態における構成では、後述の原動節６ａ及び従動節６ｃが回動自在に連結されている本体ケース２ａの一部を固定節としている。原動節６ａは、上述のアーム旋回軸４ｂと一体となって旋回可能に本体ケース２ａに軸支されている。そして、この原動節６ａが中間
節６ｂを介して従動節６ｃに連結されている。従動節６ｃの一端は、原動節６ａと同様に本体ケース２ａに軸支されている。本実施の形態に係る構成では、原動節６ａよりも従動節６ｃの方が長くなっている。そして、中間節６ｂは、外側に凸となるように湾曲している。

【0018】

バネ部８は、並列に配置された複数のコイルバネ８ａと、これらのコイルバネ８ａの両端のそれぞれに、取り付けられた連結金具８ｂ、８cとから構成されている。連結金具８ｂはリンク部６の従動節６ｃ上の連結点６ｃｃに回動可能に連結されている。一方、連結金具８ｃは、バネ固定ピン１０を介して支持部１２に連結されている。

【0019】

支持部１２は、上下に延びる溝形鋼で構成されている。この溝形鋼の対向壁部１２ａを貫通するようにバネ固定ピン１０が取り付けられる。バネ固定ピン１０はネジ軸を有しているので、軸方向への位置を変更することによって、バネ部８のコイルバネ８ａの伸び率を調整することができる。

【0020】

図２は、下降窓開閉補助具１の使用状態を示す正面図である。図１に示した下降窓開閉補助具１が、側構体１００の下降窓１０１の下方空間に設けられている。上述のように、旋回するアーム４の先端にはローラ４ａが設けられており、このローラ４ａを下降窓１０１の下端に当接させるようにして持ち上げて、下降窓１０１を支える構成となっている。バネ部８の弾性力に基づく付勢が、下降窓１０１に対して持ち上げる向きにアーム４に作用しており、下降窓１０１の重量を軽減できるように設定されている。

【0021】

本体２は、図１に示したように比較的薄型のリンク部６、バネ部８及び支持部１２を本体ケース２ａで囲むだけのシンプルな薄型構造となっている。これにより、近年のダブルスキン構造によるアルミニウム合金製の構体内の限られたスペースにも、構体に切り欠きを形成することなく収容できる。

【0022】

次に、下降窓開閉補助具１の動作について説明する。

【0023】

図３は、本体２の内部の動作を表している。図３（ａ）は下降窓の閉状態、（ｂ）は中間位置の状態、（ｃ）は開状態を示している。なお、ローラ４ａを含むアーム４については二点鎖線で表し、動作説明に直接関係しない部分の構成については、便宜的に図示を省略して示している。

【0024】

まず図３（ａ）を参照する。下降窓１０１（図２参照）を開くとき、アーム４は付勢に抗して下方へ旋回する。これにより、リンク部６（図１参照）の原動節６ａは時計回り方向に回る。よって、従動節６ｃも時計回りに回転するので、従動節６ｃの連結点６ｃｃに連結されたバネ部８の一端（連結金具８ｂ）は、コイルバネ８ａを伸ばす方向に移動する。

【0025】

図３（ｂ）は、アーム４がほぼ水平となる位置まで旋回した状態を示している。このとき、下降窓１０１は、半分だけ開いた状態となる。図３（ａ）の状態と比較して、従動節６ｃ上の連結点６ｃｃは、原動節６ａ側に大きく引き寄せられている。このため、アーム４が下降窓１０１を持ち上げる力は図３（ａ）よりも大きくなり、下降窓開閉補助具１による補助作用が増大している。

【0026】

図３（ｃ）は、アーム４が下方へ大きく傾いた状態を示している。本実施の形態では、アーム４は、図３（ｂ）の水平配置を基準として上下にほぼ同じ角度で旋回可能に構成されている。具体的には、図３（ａ）の状態で水平位置から上方に約４０度となり、図３（ｃ）の状態では水平位置から下方に約４０度となっている。

【0027】

上の図３（ａ）～（ｃ）には、それぞれ、連結点６ｃｃを通る仮想直線Ｌが一点鎖線で描かれている。これらの仮想直線Ｌはコイルバネ８ａの伸縮方向に平行であり、下降窓１０１のそれぞれの開度におけるコイルバネ８ａの伸縮方向を表している。図３から見て取れるように、本実施の形態に係る構成では、仮想直線Ｌは常に従動節６ｃの両端のジョイント６ｃａ、６ｃｂの間を通る。

【0028】

すなわち、中間節６ｂと従動節６ｃとを連結するジョイント６ｃｂの可動域が、バネ部８の連結金具８ｂと重ならないように構成することが可能になる。特に、連結点６ｃｃを通り、且つコイルバネ８ａの伸縮方向に延びる仮想直線Ｌに沿った領域を残して連結金具８ｂを設計できるので、強度面で優れた構造を採用することが可能となる。

【0029】

また、ジョイント６ｃｂと連結金具８ｂとが重ならないように構成することにより、従動節６ｃと連結金具８ｂとの間の距離を、少なくとも中間節６ｂの板材の厚さよりも小さくなるように設計することが可能となる。このように、連結金具８ｂを従動節６ｃに対して近接できると、連結点６ｃｃで軸支するピンを短くすることができる。この軸支するピンを短くすることで、従動節６ｃに作用するねじりモーメントが小さくなる。仮に、ねじりモーメントが大きい状態で繰り返し下降窓１０１の開閉動作が行われると、連結点６ｃｃ（の軸支するピン周りの）摩耗が激しくなるので、リンク機構の耐久性が低下する。したがって、本実施の形態に係る構成のように、連結金具８ｂをできるだけ従動節６ｃ側に近づけて配置することは、リンク機構の耐久性を向上させる点において非常に有効である。特に、建築物とは異なり、鉄道車両に用いられる下降窓１０１は、常に上下の振動に晒されているので、可動部の摩耗対策が重要になる。

【0030】

図４は、本体２の支持部１２の周辺の横断面図を示している。概略の構成について上述したように、支持部１２には溝形鋼が用いられている。この溝形鋼の対向壁部１２ａを貫通するようにバネ固定ピン１０が貫通配置されており、連結金具８ｃは、このバネ固定ピン１０に対して回動可能に連結されている。よって、リンク部６が動いて連結点６ｃｃが上下動を生じても、安定してバネ部８を追従させることができる。

【0031】

以上に述べてきたような構成は本発明の一例であり、さらに以下のような変形例も含まれる。

【0032】

上記の実施の形態では、原動節６ａ及び従動節６ｃを一枚の板状部材で構成し、中間節６ｂを二枚の板状部材で構成した例を示した。しかし、何れも少なくとも一枚の板状部材を組み合わせる構成であれば、同様の効果を得ることが可能である。したがって、それぞれのリンク片を構成する板状部材の枚数が同じであっても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明の下降窓開閉補助具は、コンパクトな設計でありながら、高重量の下降窓を力の変化が緩やかな操作感で操作することができるので、鉄道車両に限らず、広く、車両用の昇降窓や開閉扉において有用である。

【符号の説明】

【0034】

１ 下降窓開閉補助具
２ 本体
２ａ 本体ケース
４ アーム
４ａ ローラ
４ｂ アーム旋回軸
６ リンク部
６ａ 原動節
６ｂ 中間節
６ｃ 従動節
６ｃａ、６ｃｂ ジョイント
６ｃｃ 連結点
８ バネ部
８ａ コイルバネ
８ｂ、８ｃ 連結金具（一端）（他端）
１０ バネ固定ピン
１２ 支持部（溝形鋼）
１２ａ 対向壁部
１００ 側構体
１０１ 下降窓
Ｌ 仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】