JP2020121720A - ゲート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立、据え付け、保全が容易なゲート装置を提供する。【解決手段】床面２に固定される戸袋３と、戸袋３にスライド自在に支持されて、戸袋３に対して進退して、通路を開閉する可動ゲート４と、ピニオン１１と、ピニオン１１に噛み合わされた可撓性ラック８と、ピニオン１１を回転駆動するアクチュエータとを備え、ピニオン１１は戸袋３と可動ゲート４のいずれか一方に、回転自在に取り付けられ、可撓性ラック８の少なくとも一方の端部は、戸袋３又は可動ゲート４の他方に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ゲート装置に関する。

ゲート装置は、通路に設置されて、当該通路を必要に応じて開閉する装置である。ゲート装置の代表例として、鉄道駅のプラットホームに設置される、ホームドアあるいはホーム柵と呼ばれる装置が知られている。

一般的に、ホームドアは、設置場所つまりプラットホームに固定される固定部と、固定部にスライド自在に支持される可動ゲートと、可動ゲートを固定部に対して進退させる駆動機構とを備えている。ホームドアが備える駆動機構として、ラック・ピニオン機構が知られている（特許文献１）。

特開２００５−２３８９２６号公報

しかしながら、ラック・ピニオン機構を備えるホームドアにおいては、組立や据え付けの際に手間が掛かるという問題がある。ラック・ピニオン機構においては、ラックとピニオンを高精度で噛み合わす必要があるからである。ラックとピニオンが高精度で噛み合わせられていなければ、ラックとピニオンの嵌合が外れたり、ラックあるいはピニオンが破損したりする。また、ホームドアの組立や据え付けの際にラックとピニオンを高精度で噛み合せることができたとしても、ホームドアにおいては、風圧や乗降客の寄りかかりなどに起因する外力を受けて、ラックとピニオンの噛み合わせの精度が事後的に低下することがある。そのため、事後的な精度低下を補うための保全作業に手間が掛かるという問題もある。なお、これらの問題はホームドアに特有の問題ではなく、ラック・ピニオン機構を備えるゲート装置一般に共通する問題である。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、組立、据え付け、保全が容易なゲート装置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、本発明に係るゲート装置は、設置場所に固定される固定部と、固定部にスライド自在に支持されて、固定部に対して進退して、通路を開閉する可動ゲートと、ピニオンと、ピニオンに噛み合わされた可撓性を有するラックと、ピニオンを回転駆動するアクチュエータとを備え、ピニオンは固定部と可動ゲートのいずれか一方に、回転自在に取り付けられ、ラックの少なくとも一方の端部は、固定部と可動ゲートの他方に固定されているものである。

本発明に係るゲート装置は、駆動機構に可撓性ラックを備えるので、従来のラック・ピニオン機構を駆動機構として備えるゲート装置に比べて、組立や据え付けにおいて要求される精度水準が緩和される。そのため、本発明によれば、ゲート装置の組立、据え付け、保全が容易になる。

（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るゲート装置の外形を示す正面図、（Ｂ），（Ｃ）は、ゲート装置の内部構造を示す正面図、（Ｄ）は、ゲート装置の内部構造を（Ｂ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図 （Ａ）は、図１に記載のゲート装置が備える可撓性ラックの外形を示す斜視図、（Ｂ）は可撓性ラックを（Ａ）に示した平面Ｐで切断した断面図 図１に記載のゲート装置が備えるラック案内体を、図１（Ｂ）においてＢ−Ｂ’線で示す断面で切断した断面図 図１に記載のゲート装置が備えるラック収容体を、図１（Ｂ）においてＣ−Ｃ’線で示す断面で切断した断面図 図１に記載のゲート装置が備えるピニオンを、図１（Ｂ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るゲート装置の内部構造を示す正面図、（Ｃ）は、ゲート装置の内部構造を（Ａ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るゲート装置の内部構造を示す正面図 図７に記載のゲート装置が備える駆動ユニットの外形を示す斜視図 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係るゲート装置の内部構造を示す正面図 （Ａ）は、本発明の変形例１に係るゲート装置の外形を示す平面図、（Ｂ）はゲート装置の外形を示す正面図、（Ｃ）は、ゲート装置の内部構造を示す正面図 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の変形例２に係るゲート装置の内部構造を示す正面図 （Ａ）は、本発明の変形例３に係るゲート装置の外形を示す正面図、（Ｂ）は、ゲート装置の内部構造を示す正面図

以下、本発明の実施形態を、図１〜図１２を参照して詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るゲート装置１の構成を説明する説明図である。図１（Ａ）は、ゲート装置１の外形を示す正面図であり、図１（Ｂ）と図１（Ｃ）は、ゲート装置１の内部構造を示す正面図である。図１（Ｄ）は、ゲート装置１の内部構造を図１（Ａ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図である。

なお、以下においては、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すような直交座標系、つまり、水平面内にあってゲート装置１の後述する可動ゲートが進退する方向にＸ軸、鉛直方向にＹ軸、Ｘ軸とＹ軸に直交する方向にＺ軸を、それぞれ設定したＸＹＺ直交座標系を適宜使用する。また、Ｘ軸方向を「左右方向」、Ｙ軸方向を「上下方向」と呼ぶことがある。「左方向」は−Ｘ方向、「右方向」は＋Ｘ方向、「上方向」は＋Ｙ方向、「下方向」は−Ｙ方向を、それぞれ指す。また、ゲート装置１の図１（Ａ）〜（Ｃ）に描かれた側を、ゲート装置１の「正面」とし、その裏側をゲート装置１の「背面」としている。したがって、Ｚ軸は水平面内にあって、ゲート装置１の背面から正面に向かう方向に設定されている。そのため、Ｚ軸方向を「前後方向」と呼ぶことがある。

図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ゲート装置１は、固定された戸袋３と、戸袋３にＸ軸方向にスライド自在に支持されて、戸袋３に対してＸ軸方向に進退して、図示しない通路を開閉する可動ゲート４を備えている。図１（Ａ）と図１（Ｂ）に示すように、可動ゲート４が戸袋３の外に引き出されると、通路は閉鎖される。図１（Ｃ）に示すように、可動ゲート４が戸袋３の中に引き込まれると、通路は開放される。なお、床面２は、ゲート装置１が設置される設置場所の例示である。戸袋３は、通路が開放される時に、可動ゲート４を収容する筐体であって、ゲート装置１が備える固定部の例示である。なお、可動ゲート４の戸袋３の外に突出する側の端部、つまり図１（Ｂ）において、可動ゲート４の左側の端部は「戸先」と呼ばれる。可動ゲート４の戸袋３の中にある側の端部、つまり図１（Ｂ）において、可動ゲート４の右側の端部は「戸尻」と呼ばれる。

図１（Ｂ）に示すように、戸袋３の内部には、リニアガイドレール５が固定されている。リニアガイドレール５は、可動ゲート４が進退する方向つまりＸ軸方向に延びる案内レールである。また、可動ゲート４の下辺には、リニアガイドベアリング６が固定されている。リニアガイドベアリング６は図示しないローラベアリングを備えていて、リニアガイドレール５に沿って自在にスライドする機械部品である。このように、可動ゲート４はリニアガイドベアリング６とリニアガイドレール５を介して、戸袋３にＸ軸方向にスライド自在に支持されている。そのため、可動ゲート４は、戸袋３に対して進退することができる。

図１（Ｂ）に示すように、可動ゲート４の右肩、つまり可動ゲート４の上辺の戸尻側の端部には、クランプ７が固定されている。クランプ７は可撓性ラック８の固定端８ａを緊縛して固定している。つまり、可撓性ラック８の一方の端部が可動ゲート４の上辺の戸尻側の端部に固定されている。なお、可撓性ラック８は一種の歯付ベルトであり、可撓性ラック８の詳細な構成については後述する。

戸袋３の上部には可撓性ラック８をＸ軸方向にスライド自在に支持するラック案内体９が固定されている。可撓性ラック８は、ラック案内体９に案内されて、可動ゲート４が固定部に対して進退する方向に平行に自在に移動することができる。なお、ラック案内体９は本発明の構成要素である案内部材の例示である。また、ラック案内体９の詳細な構成については後述する。

図１（Ｂ）に示すように、ラック案内体９の右側に隣接してラック収容体１０が配置されていて、戸袋３に固定されている。ラック収容体１０は、可撓性ラック８を収容する鞘状の部材であって、ラック案内体９に隣接する端部に図示しない開口を備えている。可撓性ラック８の自由端８ｂはラック案内体９に案内されて、開口を通って、ラック収容体１０の内部に到達している。なお、ラック収容体１０の詳細な構成については後述する。

図１（Ｂ）に示すように、ラック案内体９の下方にはピニオン１１が配置されて、戸袋３に回転自在に取り付けられている。ピニオン１１は可撓性ラック８に噛み合わされていて、図示しない電動機で回転駆動される。可撓性ラック８は、可動ゲート４に固定された固定端８ａとピニオン１１に噛み合わされた部位の間において、Ｘ軸方向、つまり可動ゲート４が戸袋３に対して進退する方向に平行に延びている。そのため、ピニオン１１を時計回り、つまり、矢印ＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は＋Ｘ方向に移動して、ラック収容体１０の中に引き込まれる。可撓性ラック８の固定端８ａは可動ゲート４に固定されているので、可撓性ラック８が＋Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４は可撓性ラック８に引かれて＋Ｘ方向に、つまり、矢印ＩＮで示す方向に移動する。最終的には、可動ゲート４は図１（Ｃ）に示す位置まで移動する。なお、ピニオン１１の詳細な構成については後述する。

図１（Ｃ）に示すように、ピニオン１１を反時計回り、つまり矢印ＣＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は−Ｘ方向に移動して、ラック収容体１０の外に引き出される。可撓性ラック８が−Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４は可撓性ラック８に押されて−Ｘ方向、つまり、矢印ＯＵＴで示す方向に移動する。最終的には、可動ゲート４は図１（Ｂ）に示す位置まで移動する。このように、ゲート装置１においては、ピニオン１１を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、可動ゲート４を戸袋３に対して進退させることができる。

（可撓性ラック）
図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るゲート装置１が備える可撓性ラック８の外形を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は可撓性ラック８を図２（Ａ）に示した平面Ｐで切断した断面図である。図２（Ａ）に示すように、可撓性ラック８は、基部８ｃとラック歯列８ｄとを備えている。基部８ｃは、可撓性樹脂で成形されたベルト状の部位である。ラック歯列８ｄは、基部８ｃの表面に一定の間隔で配列された複数のラック歯の列であって、ピニオン１１の歯と噛み合う部位である。図２（Ｂ）に示すように、基部８ｃの横幅Ｗｃはラック歯列８ｄの横幅Ｗｄより大きくされていて、基部８ｃのラック歯列８ｄの両側には、張り出し部８ｅが形成されている。基部８ｃの下面には凹部８ｆが形成されている。可撓性ラック８は一種の歯付ベルトであって、長手軸方向つまりラック歯列８ｄが並ぶ方向に剛性を有する一方で、長手軸に直交する軸回りには可撓性を有していて容易に撓むように構成されている。つまり、可撓性ラック８は、張力と圧縮力を伝達して可動ゲート４を押し引きできる一方で、ラック収容体１０の中では容易に湾曲するように構成されている。可撓性ラック８の素材は特に限定されないが、一般には、合成ゴムやポリウレタン、ポリアセタール等の耐摩耗性の高い材料が用いられる。また、可撓性ラック８は、その内部に鋼線やガラス繊維あるいはアラミド繊維の心線が埋め込まれていて、伸びを押さえて高い強度を得ているものであっても良い。

（ラック案内体）
図３は、第１の実施形態に係るゲート装置１が備えるラック案内体９を、図１（Ｂ）においてＢ−Ｂ’線で示す断面で切断した断面図である。図３に示すように、ラック案内体９は、断面形の下辺の一部が開放されていて、全体としてＣ形の断面形を有している。すなわち、ラック案内体９は、断面形において下辺の中央部が切り取られていて、スリット９ａが形成されている。スリット９ａの両側は切り残されていて、棚状部９ｂが形成されている。可撓性ラック８はラック歯列８ｄを下に向けた姿勢でラック案内体９に差し込まれ、ラック歯列８ｄはスリット９ａを通って、ラック案内体９の外部に突出する。可撓性ラック８の張り出し部８eは、ラック案内体９の棚状部９ｂと対面する位置にある。そのため、可撓性ラック８が下方に下がると、棚状部９ｂは張り出し部８eに当接して、可撓性ラック８を支持する。このように、棚状部９ｂは可撓性ラック８の落下を防ぐ支承部として機能する。また、ラック案内体９は、ピニオン１１とクランプ７の間において、可撓性ラック８の長手軸に直交する方向、つまりＹ軸方向とＺ軸方向の可撓性ラック８の変位を規制する。なお、ラック案内体９の断面形の内法は、可撓性ラック８の断面形に若干の余裕を加えた寸法と形状を有している。そのため、可撓性ラック８はラック案内体９に支持されて、Ｘ軸方向に自在に移動することができる。

（ラック収容体）
図１（Ｂ）に示すように、第１の実施形態に係るゲート装置１が備えるラック収容体１０の上部１０ａは、戸袋３の上部にあって、ラック案内体９に当接する端部から＋Ｘ方向に、つまり、戸袋３の右端に向う方向に水平に延びている。ラック収容体１０の中間部１０ｂは、戸袋３の右端近くにあって、−Ｙ方向に、つまり垂直下向きに延びている。ラック収容体１０の下部１０ｃは、戸袋３の下部にあって、−Ｘ方向に、つまり、戸袋３の左端に向う方向に水平に延びている。また、ラック収容体１０の上部１０ａと中間部１０ｂの間と、中間部１０ｂと下部１０ｃの間には、それぞれ、湾曲部１０ｄと湾曲部１０ｅがあって、隣接する部位を連結している。このように、ラック収容体１０は、全体として、「コ」字状の外形を有している。

図１（Ｄ）に示すように、ラック収容体１０の上部１０ａは、可動ゲート４の真上に配置されている。つまり、上部１０ａは、可動ゲート４に対して＋Ｙ方向にオフセットした位置に配置されている。一方、ラック収容体１０の下部１０ｃは、可動ゲート４に対して＋Ｚ方向にオフセットした位置に配置されている。そのため、ラック案内体９の中間部１０ｂは、Ｙ軸に対して傾いている。このように、ラック収容体１０の上部１０ａは可動ゲート４に対して＋Ｙ方向にオフセットし、下部１０ｃは可動ゲート４に対して＋Ｚ方向にオフセットしている。そのため、図１（Ｃ）に示すように、可動ゲート４を戸袋３の中に引き込んでも、可動ゲート４はラック収容体１０と干渉することがない。つまり、可動ゲート４を戸袋３に対して進退させても、可動ゲート４はラック収容体１０と干渉しない。

図４は、第１の実施形態に係るゲート装置１が備えるラック収容体１０を図１（Ｂ）においてＣ−Ｃ’線で示す平面で切断した断面図である。図４に示すように、ラック収容体１０の断面形は、可撓性ラック８の断面形の全体が収まる形状と寸法を有している。つまり、ラック収容体１０の断面形の内法は、可撓性ラック８の断面形に若干の余裕を加えた寸法と形状を有している。そのため、ラック収容体１０内に差し込まれた可撓性ラック８は、ラック収容体１０に対して自在に進退される。なお、図４は、中間部１０ｂにおけるラック収容体１０の断面形を示しているが、上部１０ａと下部１０ｃと湾曲部１０ｄ，１０ｅにおいても、ラック収容体１０は、同一の断面形を備えている。つまり、ラック収容体１０は、その全長に渉って、図４に示すような断面形を有している。

ラック収容体１０は、以上のように構成されているので、ラック案内体９に案内されて、ラック収容体１０の内部に押し入れられた可撓性ラック８は、ラック収容体１０の上部１０ａの内面に沿って−Ｘ方向に進む。可撓性ラック８がラック案内体９の中に更に押し入れられて、可撓性ラック８の自由端８ｂが湾曲部１０ｄの内面に当たると、可撓性ラック８は下に曲げられて、中間部１０ｂに進む。可撓性ラック８がラック案内体９の中に更に押し入れられると、可撓性ラック８の自由端８ｂは中間部１０ｂの内面に沿って−Ｙ方向に、つまり垂直下向きに進む。可撓性ラック８の自由端８ｂが湾曲部１０ｅの内面に当たると、可撓性ラック８は横に曲げられて、下部１０ｃに進む。下部１０ｃに進入した可撓性ラック８の自由端８ｂは−Ｘ方向に、つまり図１（Ｂ）において左方向に進む。可撓性ラック８がラック収容体１０から引き抜かれる時は、可撓性ラック８は、上記とは逆の経過を辿って、ラック収容体１０内を移動する。

このように、第１の実施形態に係るゲート装置１はラック収容体１０を備えるので、可撓性ラック８のラック案内体９に保持されていない部位が、ラック収容体１０内に収容される。そのため、可撓性ラック８のラック案内体９に保持されていない部位が戸袋３内を無秩序に移動して、戸袋３内に配置された他の部品や部材と干渉することがない。

（ピニオン）
図５は、第１の実施形態に係るゲート装置１が備えるピニオン１１を、図１（Ｂ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図である。図５に示すように、ピニオン１１は電動機１２によって回転駆動されて、回転軸Ａｘ回りに回転する平歯車である。ピニオン１１はラック案内体９の下方に配置されて、ラック案内体９の下辺から突出する可撓性ラック８のラック歯列８ｄと噛み合わされている。なお、電動機１２は、第１の実施形態に係るゲート装置１において、ピニオン１１を回転駆動するアクチュエータの例示である。

このように構成されているので、電動機１２でピニオン１１を回転軸Ａｘ回りに回転駆動すると、可撓性ラック８はＸ軸方向に進退する。また、ピニオン１１の歯幅Ｗ_１１は、ラック歯列８ｄの歯幅Ｗ_８よりも大きくされている。そのため、可撓性ラック８がピニオン１１に対してＺ軸方向にずれても、ピニオン１１が可撓性ラック８から外れることがない。また、ピニオン１１と可撓性ラック８相互の位置決め調整が容易である。

一般に、ゲート装置１においては、部品の加工誤差、組立時の位置決め誤差、あるいは風圧や乗降客の衝突に起因する事後的な変形によって、ゲート装置１に変形が生じることがある。その結果、可動ゲート４が戸袋３に対して進退する際に、可動ゲート４が戸袋３に対して、上下方向（Ｙ軸方向）又は左右方向（Ｘ軸方向）に変位することがある。しかしながら、第１の実施形態に係るゲート装置１は、ピニオン１１に可撓性ラック８を噛み合わせているので、可動ゲート４が戸袋３に対して変位したために、ピニオン１１と可撓性ラック８の間で相対的な位置ずれが生じても、そのずれは可撓性ラック８の撓みによって吸収され、両者の噛み合い状態は良好に維持される。そのため、ピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置決め精度の水準を下げることができるので、ゲート装置１の組立と据え付けが容易になる。また、ゲート装置１の据え付け後に生じる、事後的なピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置ずれの許容値を大きくできるので、ゲート装置１の保全作業を簡略化することができる。また、第１の実施形態に係るゲート装置１においては、ラック案内体９がピニオン１１の直上まで延長されていて、ラック案内体９、ピニオン１１、電動機１２が戸袋３に固定されているので、可動ゲート４の開閉動作によって、あるいはゲート装置１の調整の結果、可動ゲート４が上下方向（Ｙ軸方向）や前後方向（Ｚ軸方向）に変位しても、ピニオン１１と可撓性ラック８が噛み合う位置において、両者の相対的な位置がずれることがない。

（第２の実施形態）
図６（Ａ）と図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るゲート装置１の内部構造を示す正面図であり、図６（Ｃ）は、ゲート装置１の内部構造を図６（Ａ）において、矢印Ａで示す方向から見た矢視図である。第２の実施形態に係るゲート装置１の基本的な構成は、第１の実施形態に係るゲート装置１と同一である。しかしながら、第２の実施形態に係るゲート装置１は、以下の点において、第１の実施形態に係るゲート装置１とは異なる。すなわち、第1の実施形態に係るゲート装置１においては、可動ゲート４が戸袋３の中に引き込まれる時に、可撓性ラック８がラック収容体１０の中に差し込まれるのに対して、第２の実施形態に係るゲート装置１においては、可動ゲート４が戸袋３の中に引き込まれる時に、可撓性ラック８がラック収容体１０から引き出される。

図６（Ａ）に示すように、第２の実施形態に係るゲート装置１においては、ラック収容体１０は戸袋３の左端寄り、つまり、戸袋３の、可動ゲート４が引き出される側の端部の近くに配置されている。可撓性ラック８の自由端８ｂはラック収容体１０の中にある。一方、可撓性ラック８の固定端８ａはラック収容体１０の外に引き出されていて、可動ゲート４の右肩に固定されたクランプ７に緊縛されている。つまり、可撓性ラック８の固定端８ａは可動ゲート４の右肩に固定されている。ピニオン１１は、戸袋３の左端寄りにおいて、ラック案内体９の下方に配置されて、可撓性ラック８と噛み合わされている。

なお、図６（Ｃ）に示すように、ラック案内体９とラック収容体１０は、可動ゲート４に対して、＋Ｚ方向にシフトされている。そのため、可動ゲート４が戸袋３に対して進退しても、つまり可動ゲート４がＸ軸方向に移動しても、可動ゲート４はラック収容体１０と干渉しない。

第２の実施形態に係るゲート装置１は以上のように構成されているので、図６（Ａ）に示す状態において、ピニオン１１を時計回りに、つまり矢印ＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は＋Ｘ方向に移動して、ラック収容体１０の外に引き出される。可撓性ラック８の固定端８ａは可動ゲート４に固定されているので、可撓性ラック８が＋Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４は可撓性ラック８に引かれて＋Ｘ方向に、つまり、矢印ＩＮで示す方向に移動する。その結果、可動ゲート４は戸袋３の中に引き込まれる。最終的には、可動ゲート４は図６（Ｂ）に示す位置まで移動する。

図６（Ｂ）に示す状態において、ピニオン１１を反時計回りに、つまり矢印ＣＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は−Ｘ方向に移動して、ラック収容体１０の中に押し戻される。可撓性ラック８が−Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４は可撓性ラック８に押されて−Ｘ方向に、つまり、矢印ＯＵＴで示す方向に移動する。その結果、可動ゲート４は戸袋３の外に引き出される。最終的には、可動ゲート４は図６（Ａ）に示す位置まで移動する。このように、第２の実施形態に係るゲート装置１においても、ピニオン１１を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、可動ゲート４を戸袋３に対して進退させることができる。

第２の実施形態に係るゲート装置１も、ピニオン１１に可撓性ラック８を噛み合わせているので、ピニオン１１と可撓性ラック８の間で相対的な位置ずれが生じても、そのずれは可撓性ラック８の撓みによって吸収され、両者の噛み合い状態は良好に維持される。そのため、ピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置決め精度の水準を下げることができるので、ゲート装置１の組立と据え付けが容易になる。また、ゲート装置１の据え付け後に生じる、事後的なピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置ずれの許容値を大きくできるので、ゲート装置１の保全作業を簡略化することができる。

（第３の実施形態）
図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るゲート装置１の内部構造を示す正面図である。第1及び第２の実施形態においては、可撓性ラック８の一方の端を可動ゲート４に固定し、他方の端を自由端とする例を示したが、第３の実施形態に係るゲート装置１においては、可撓性ラック８の両端が可動ゲート４に固定されている。

図７（Ａ）に示すように、第３の実施形態に係るゲート装置１の可動ゲート４は、外枠４ａと中桟４ｂを備えている。中桟４ｂは高さ方向において外枠４ａの中央に配置され、中桟４ｂの両端は外枠４ａに固定されている。中桟４ｂの下面には、２個のブラケット４ｃが、Ｘ軸方向に間隔を空けて配置されて固定されている。また、中桟４ｂの下方には、可撓性ラック８が配置され、その両端はブラケット４ｃに固定されている。つまり、可撓性ラック８は２個のブラケット４ｃの間に張り架けられている。このように、可撓性ラック８は、その全長に渉って、Ｘ軸方向に、つまり可動ゲート４が戸袋３に対して進退する方向に、平行に延びるように、その両端が可動ゲート４に固定されている。

また、戸袋３には、ピニオン１１と押さえ板１３が、可撓性ラック８を挟むように取り付けられている。ピニオン１１と押さえ板１３は、駆動ユニット１４を構成する部品である。

（駆動ユニット）
図８は、第３の実施形態に係るゲート装置１が備える駆動ユニット１４の構成を示す斜視図である。図８に示すように、駆動ユニット１４は、ベースプレート１５とギヤボックス１６と電動機１２を備えている。電動機１２はギヤボックス１６に固定され、ギヤボックス１６はベースプレート１５に固定されている。ギヤボックス１６の図示しない入力軸は電動機１２の図示しない出力軸に連結され、ギヤボックス１６の図示しない出力軸にはピニオン１１が固定されている。つまり、ピニオン１１は、ギヤボックス１６を介して、電動機１２によって回転駆動される。押さえ板１３は、押さえ板１３とピニオン１１で可撓性ラック８を挟むように配置されて、ベースプレート１５に固定されている。また、押さえ板１３は水平部１３ａと垂直部１３ｂを備えている。水平部１３ａは可撓性ラック８の背面に当接されて、可撓性ラック８をピニオン１１に押しつける部位である。垂直部１３ｂは可撓性ラック８の側面に当接されて、可撓性ラック８のＺ軸方向のずれを規制する部位である。駆動ユニット１４は、このように構成されているので、ピニオン１１を回転させることによって、可撓性ラック８をＸ軸方向に進退させることができる。

なお、後述する第４の実施形態と変形例２に係るゲート装置１も駆動ユニット１４を備える。一方、前述した第１及び第２の実施形態に係るゲート装置１と後述する変形例１，３に係るゲート装置１は、駆動ユニット１４を備えていない。これらのゲート装置１においては、図５に示すように、電動機１２の出力軸にピニオン１１が直接取り付けられている。また、これらのゲート装置１においては、ラック案内体９が可撓性ラック９のずれを規制するので、押さえ板１３を必要としない。

第３の実施形態に係るゲート装置１は以上のように構成されているので、図７（Ａ）に示す状態において、ピニオン１１を時計回りに、つまり矢印ＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は＋Ｘ方向に移動する。可撓性ラック８は可動ゲート４に固定されているので、可撓性ラック８が＋Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４も＋Ｘ方向に、つまり、矢印ＩＮで示す方向に移動する。その結果、最終的には、可動ゲート４は図７（Ｂ）に示す位置まで移動する。

図７（Ｂ）に示す状態において、ピニオン１１を反時計回りに、つまり矢印ＣＣＷで示す方向に回転させると、可撓性ラック８は−Ｘ方向に移動する。可撓性ラック８が−Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４も−Ｘ方向に、つまり、矢印ＯＵＴで示す方向に移動する。その結果、最終的には、可動ゲート４は図７（Ａ）に示す位置まで移動する。このように、第３の実施形態に係るゲート装置１においても、ピニオン１１を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、可動ゲート４を戸袋３に対して進退させることができる。

第３の実施形態に係るゲート装置１においても、ピニオン１１と可撓性ラック８の間で相対的な位置ずれが生じても、そのずれは可撓性ラック８の撓みによって吸収され、両者の噛み合い状態は良好に維持される。そのため、ピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置決めに要求される精度の水準を下げることができるので、ゲート装置１の組立と据え付けが容易になる。また、ゲート装置１の据え付け後に生じる、事後的なピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置ずれの許容値を大きくできるので、ゲート装置１の保全作業を簡略化することができる。

また、第３の実施形態に係るゲート装置１においては、可撓性ラック８の両端が可動ゲート４に固定されているので、可撓性ラック８は自由端８ｂを持たない。そのため、可撓性ラック８の自由端８ｂが戸袋３内で移動して、戸袋３内の他の部材や部品と干渉することがない。また、可撓性ラック８の自由端８ｂの移動を規制する部品、つまりラック収容体１０を設ける必要がないので、ゲート装置１を簡略に構成することができる。

（第４の実施形態）
図９（Ａ）と図９（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係るゲート装置１の内部構造を示す正面図である。第３の実施形態においては、可撓性ラック８の両端が可動ゲート４に固定されている例を示したが、第４の実施形態に係るゲート装置１においては、可撓性ラック８の両端が戸袋３に固定されている。

図９（Ａ）に示すように、第４の実施形態に係るゲート装置１の戸袋３の底面には、２個のブラケット３ａが、Ｘ軸方向に間隔を空けて配置されて固定されている。可撓性ラック８は、戸袋３の下部に配置されていて、可撓性ラック８の両端はブラケット３ａに固定されている。つまり、可撓性ラック８は、戸袋３に固定された２個のブラケット３ａの間に張り架けられている。このように、可撓性ラック８は、その全長に渉って、Ｘ軸方向に、つまり可動ゲート４が戸袋３に対して進退する方向に、平行に延びるように、その両端が戸袋３に固定されている。また、駆動ユニット１４は、ピニオン１１と押さえ板１３が、可撓性ラック８を挟むように配置されていて、可動ゲート４に固定されている。

第４の実施形態に係るゲート装置１は、以上のように構成されているので、図９（Ａ）に示す状態において、ピニオン１１を時計回りに、つまり矢印ＣＷで示す方向に回転させると、ピニオン１１は＋Ｘ方向に移動する。ピニオン１１は可動ゲート４に取り付けられているので、ピニオン１１が＋Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４も＋Ｘ方向に、つまり、矢印ＩＮで示す方向に移動する。その結果、最終的には、可動ゲート４は図９（Ｂ）に示す位置まで移動する。

図９（Ｂ）に示す状態において、ピニオン１１を反時計回りに、つまり矢印ＣＣＷで示す方向に回転させると、ピニオン１１は−Ｘ方向に移動する。ピニオン１１が−Ｘ方向に移動すると、可動ゲート４も−Ｘ方向に、つまり、矢印ＯＵＴで示す方向に移動する。その結果、可動ゲート４は図９（Ａ）に示す位置まで移動する。このように、第４の実施形態に係るゲート装置１においても、ピニオン１１を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、可動ゲート４を戸袋３に対して進退させることができる。

第４の実施形態に係るゲート装置１においても、ピニオン１１と可撓性ラック８の間で相対的な位置ずれが生じても、そのずれは可撓性ラック８の撓みによって吸収され、両者の噛み合い状態は良好に維持される。そのため、ピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置決め精度の水準を下げることができるので、ゲート装置１の組立と据え付けが容易になる。また、ゲート装置１の据え付け後に生じる、事後的なピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置ずれの許容値を大きくできるので、ゲート装置１の保全作業を簡略化することができる。

また、第４の実施形態に係るゲート装置１においては、可撓性ラック８の両端が戸袋３に固定されているので、可撓性ラック８は自由端８ｂを持たない。そのため、可撓性ラック８の自由端８ｂが戸袋３内で移動して、戸袋３内の他の部材や部品と干渉することがない。可撓性ラック８の自由端８ｂの移動を規制する部品、つまりラック収容体１０を設ける必要がないので、ゲート装置１を簡略に構成することができる。

（変形例１）
上記各実施形態においては、戸袋３の全体が床面２に固定される例を示したが、戸袋３の一部が必要に応じて床面２に対して動くようにしても良い。変形例１においては、戸袋３の一部が床面２に固定されずに、他の部分にヒンジを介して支持されるようにした例を示す。

図１０（Ａ）は、変形例１に係るゲート装置１の外形を示す平面図であり、図１０（Ｂ）はゲート装置１の外形を示す正面図であり、図１０（Ｃ）は、ゲート装置１の内部構造を示す正面図である。図１０（Ｂ）に示すように、変形例１に係るゲート装置１においては、戸袋３が戸先側筐体３ｂと戸尻側筐体３ｃに分割されている。戸先側筐体３ｂは床面２に固定されているが、戸尻側筐体３ｃは床面２に固定されていない。戸尻側筐体３ｃはヒンジ１７を介して戸先側筐体３ｂに連結されていて、ヒンジ軸Ａｈ回りに揺動させることができる。図１０（Ｃ）に示すように、変形例１に係るゲート装置１においては、リニアガイドレール５は、戸先側筐体３ｂに固定される戸先側レール５ａと、戸尻側筐体３ｃに固定される戸尻側レール５ｂとに分割されている。ラック案内体９は、戸先側筐体３ｂに固定される戸先側案内体９ｃと、戸尻側筐体３ｃに固定される戸尻側案内体９ｄとに分割されている。そのため、可動ゲート４が戸袋３から引き出されている場合に、つまりゲート装置１が図示しない通路を閉鎖している場合に、戸尻側筐体３ｃをヒンジ軸Ａｈ回りに揺動させることができる。戸尻側筐体３ｃをヒンジ軸Ａｈ回りに揺動させれば、図１０（Ａ）に示すように、非常用通路１８を開放することができる。つまり、変形例１に係るゲート装置１においては、戸尻側筐体３ｃを非常用扉として機能させることができる。

（変形例２）
第３の実施形態においては、可動ゲート４の中桟４ｂの下面に固定されたブラケット４ｃに可撓性ラック８の両端を固定した例を示したが、可撓性ラック８を固定する部位は中桟４ｂの下面には限定されない。変形例２においては、可動ゲート４の外枠４ａの下面に可撓性ラック８の両端が固定される例を示す。

図１１は、変形例２に係るゲート装置１の内部構造を示す正面図であり、図１１（Ａ）は、可動ゲート４が戸袋３から引き出された状態を、図１１（Ｂ）は可動ゲート４が戸袋３内に引き込まれた状態を、それぞれ示している。図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示すように、変形例２に係るゲート装置１は、可動ゲート４の外枠４ａの下面に、２個のブラケット４ｃを固定して、可撓性ラック８の両端をブラケット４ｃに固定したことを特徴としている。つまり、変形例２に係るゲート装置１は、可動ゲート４の外枠４ａの下面に、可撓性ラック８を張り架けたことを特徴としている。変形例２に係るゲート装置１の、その他の構成は、第３の実施形態に係るゲート装置１と同一である。そのため、変形例２に係るゲート装置１は、第３の実施形態に係るゲート装置１と同様に機能する。すなわち、ピニオン１１を図１１（Ａ）において矢印ＣＷで示す方向に回転させれば、可動ゲート４は矢印ＩＮで示す方向に移動する。ピニオン１１を図１１（Ｂ）において矢印ＣＣＷで示す方向に回転させれば、可動ゲート４は矢印ＯＵＴで示す方向に移動する。

変形例２に係るゲート装置１においても、ピニオン１１と可撓性ラック８の間で相対的な位置ずれが生じても、そのずれは可撓性ラック８の撓みによって吸収され、両者の噛み合い状態は良好に維持される。そのため、ピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置決め精度の水準を下げることができるので、ゲート装置１の組立と据え付けが容易になる。また、ゲート装置１の据え付け後に生じる、事後的なピニオン１１と可撓性ラック８の相対的な位置ずれの許容値を大きくできるので、ゲート装置１の保全作業を簡略化することができる。

また、変形例２に係るに係るゲート装置１においても、可撓性ラック８の両端が可動ゲート４に固定されているので、可撓性ラック８は自由端８ｂを持たない。そのため、可撓性ラック８の自由端８ｂが戸袋３内で移動して、戸袋３内の他の部材や部品と干渉することがない。可撓性ラック８の自由端８ｂの移動を規制する部品、つまりラック収容体１０を設ける必要がないので、ゲート装置１を簡略に構成することができる。

（変形例３）
上記各実施形態と変形例においては、ゲート装置１が備える固定部の具体例として戸袋３を例示したが、固定部は戸袋３には限定されない。固定部はその基本的な要件を満足する限りにおいて、つまり、固定部は、設置場所に固定されて、可動ゲート４をスライド自在に支持できる構造を備える限りにおいて、形状や構造を自由に選択することができる。そこで、変形例３においては、固定部の変形例を例示する。

図１２（Ａ）は、変形例３に係るゲート装置１の外形を示す正面図であり、図１２（Ｂ）は、ゲート装置１の内部構造を示す正面図である。図１２（Ａ）に示すように、変形例３に係るゲート装置１は、Ｘ軸方向に間隔を空けて配置されて、床面２に固定された２本の支柱１９，１９’を備えている。また、ゲート装置１は、上部水平部材２０と下部水平部材２１を備えている。上部水平部材２０と下部水平部材２１は、Ｙ軸方向に間隔を空けて配置されて、それぞれ、支柱１９，１９’に両持支持されている。このように、支柱１９，１９’と上部水平部材２０と下部水平部材２１は、全体として井桁状の構造物を構成していて、該構造物は床面２に固定されている。

図１２（Ｂ）に示すように、上部水平部材２０にはラック案内体９が固定され、下部水平部材２１にはリニアガイドレール５が固定されている。リニアガイドレール５は、可動ゲート４をＸ軸方向にスライド自在に支持している。このように、支柱１９，１９’と上部水平部材２０と下部水平部材２１とからなる構造物は、可動ゲート４をスライド自在に支持することができる。したがって、該構造物は、ゲート装置１において、固定部として機能する。

変形例３に係るゲート装置１においては、固定部を支柱１９，１９’と上部水平部材２０と下部水平部材２１からなる井桁状の構造物としたので、固定部を通して、ゲート装置１の反対側を見通すことができる。

以上説明したように、上記各実施形態及び変形例に係るゲート装置１は、可撓性ラック８とピニオン１１を組み合わせて駆動機構を構成している。可撓性ラック８は外力を受けると撓むので、可撓性ラック８とピニオン１１の間に多少の位置ずれが生じたとしても、可撓性ラック８とピニオン１１の噛み合いは維持される。そのため、ゲート装置１に要求される組立精度の水準は、従来品に要求される組立精度の水準に比べて、低くても良い。よって、ゲート装置１は、従来品に比べて、組立、据え付け、保全が容易になる。

なお、上記各実施形態及び変形例においては、１基の固定部に１台の可動ゲート４を取り付けたゲート装置１を例示したが、本発明の技術的範囲は、このようなものには限定されない。ゲート装置１は、戸袋３の一方の端部から１台の可動ゲート４が引き出され、戸袋３の他方の端部から別の１台の可動ゲート４が引き出されるように構成されていても良い。

各図面に記載された可動ゲート４の構成は、可動ゲート４の具体的な構成の例示であって、本発明の技術的範囲は各図面に記載された可動ゲート４の構成によっては限定されない。つまり、ゲート装置１が備える可動ゲート４は、外枠４ａと中桟４ｂを組み合わせて構成されるのには限定されない。

上記各実施形態及び変形例においては、リニアガイドレール５とリニアガイドベアリング６を組み合わせて、可動ゲート４を固定部にスライド自在に支持する例を示したが、可動ゲート４を固定部にスライド自在に支持する手段は、リニアガイドレール５とリニアガイドベアリング６の組み合わせには限定されない。各種の摺動支持手段を選択することができる。また、可動ゲート４に摺動支持手段を取り付ける位置は、可動ゲート４の上辺や下辺には限定されない。可動ゲート４の高さ方向において中間の部位に、摺動支持手段を取り付けるようにしても良い。また、上記各実施形態及び変形例においては、リニアガイドレール５を固定部に固定して、可動ゲート４にリニアガイドベアリング６を取り付ける例を示したが、この配置を逆にしても良い。つまり、リニアガイドベアリング６を固定部に取り付けて、可動ゲート４にリニアガイドレール５を固定するようにしても良い。

第１及び第２の実施形態において、可撓性ラック８の固定端８ａを可動ゲート４の上辺の戸尻側の端部に固定する例を示したが、可撓性ラック８を固定する部位は、可動ゲート４の上辺には限定されない。可撓性ラック８を固定する部位は、可動ゲート４の下辺であっても良いし、可動ゲート４の高さ方向において中間の部位であっても良い。

第１及び第２の実施形態において、ラック案内体９を、戸袋３の上部の、可動ゲート４の上方に位置する部位に取り付けた例を示したが、ラック案内体９を取り付ける部位は戸袋３の上部には限定されない。ラック案内体９は、戸袋３の下部であっても良いし、戸袋３の高さ方向において中間の部位であっても良い。

ラック収容体１０の形状や形態は、上記各実施形態において例示されたものには限定されない。ラック収容体１０は、ラック案内体９から引き出された可撓性ラック８を収容して、可撓性ラック８が戸袋３内を無秩序に移動して、戸袋３内に配置された他の部品や部材と干渉することを防止できる限りにおいて、形状や形態を任意に選択することができる。

また、ラック収容体１０を省いてゲート装置１を構成することもできる。可撓性ラック８が常にラック案内体９に支持される場合には、ラック収容体１０は不要である。戸袋３の容積に余裕があって、ラック案内体９から引き出された可撓性ラック８が戸袋３内に配置された他の部品や部材と干渉する可能性が低い場合には、ラック収容体１０を省くことができる。

上記各実施形態において、ピニオン１１を回転駆動するアクチュエータの具体例として、電動機１２を例示したが、アクチュエータは電動機１２には限定されない。アクチュエータはピニオン１１を回転駆動する機能を備えている限りにおいて、任意に選択することができる。また、アクチュエータの動力は電力には限定されない。アクチュエータは空気圧や油圧で駆動されるものであっても良い。

第３の実施形態において、ゲート装置１が駆動ユニット１４を備える例を示したが、本発明の技術的範囲は駆動ユニット１４を備えるゲート装置１には限定されない。ピニオン１１と電動機１２は、それぞれ個別に戸袋３に取り付けられていても良い。

図２に示した可撓性ラック８の形状は、可撓性ラック８の具体的形状の例示であって、本発明の技術的範囲は図２に示した可撓性ラック８を備えるゲート装置１には限定されない。

ゲート装置１が設置される場所は特に限定されない。ゲート装置１は鉄道駅のプラットホームに設置されても良いし、空港の搭乗ゲートに設置されても良いし、娯楽施設の入場ゲートに設置されても良い。つまり、ゲート装置１はホームドアとして使用されるものには限定されない。

以上のように、上記各実施形態及び変形例は、本発明の具体的な実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲はこれらによっては限定されない。本発明は、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自由に変形、応用、又は改良して実施することができる。

本発明は、ゲート装置に好適に利用することができる。

１ ゲート装置、２ 床面、３ 戸袋、４ 可動ゲート、５ リニアガイドレール、６ リニアガイドベアリング、７ クランプ、８ 可撓性ラック、９ ラック案内体、１０ ラック収容体、１１ ピニオン、１２ 電動機、１３ 押さえ板、１４ 駆動ユニット、１５ ベースプレート、１６ ギヤボックス、１７ ヒンジ、１８ 非常用通路、１９，１９’ 支柱、２０ 上部水平部材、２１ 下部水平部材

上記目的を達成するために、本発明に係るゲート装置は、設置場所に固定される固定部と、固定部にスライド自在に支持されて、固定部に対して進退して、通路を開閉する可動ゲートと、固定部あるいは可動ゲートのいずれか一方に回転自在に取り付けられたピニオンと、ピニオンを回転駆動するアクチュエータと、固定部あるいは可動ゲートのいずれか他方に、少なくとも一方の端部が設けられて、ピニオンと噛合するラックと、ラックのピニオンに対する位置ずれを規制する位置ずれ規制部材と、を備えるものである。

本発明に係るゲート装置は、ラックの位置ずれを位置ずれ規制部材で規制することができるので、従来のラック・ピニオン機構を駆動機構として備えるゲート装置に比べて、組立や据え付けにおいて要求される精度水準が緩和される。そのため、本発明によれば、ゲート装置の組立、据え付け、保全が容易になる。

Claims (7)

1. 設置場所に固定される固定部と、
   前記固定部にスライド自在に支持されて、前記固定部に対して進退して、通路を開閉する可動ゲートと、
   ピニオンと、
   前記ピニオンに噛み合わされた可撓性を有するラックと、
   前記ピニオンを回転駆動するアクチュエータとを備え、
   前記ピニオンは前記固定部と前記可動ゲートのいずれか一方に、回転自在に取り付けられ、
   前記ラックの少なくとも一方の端部は、前記固定部と前記可動ゲートの他方に固定されている、
   ゲート装置。
2. 前記ラックは、前記固定部又は前記可動ゲートに固定された端部と前記ピニオンに噛み合わされた部位の間において、前記可動ゲートが前記固定部に対して進退する方向に延びている、
   請求項１に記載のゲート装置。
3. 前記ラックの一方の端部は、前記可動ゲートに固定され、
   前記ラックの他方の端部は、自由端とされている、
   請求項１又は請求項２に記載のゲート装置。
4. 前記固定部に固定されて、前記ラックを支持して、前記ラックが、前記可動ゲートが前記固定部に対して進退する方向に移動するように案内する案内部材を備える、
   請求項３に記載のゲート装置。
5. 前記固定部に固定されて、前記案内部材から引き出された前記ラックを、前記可動ゲートが前記固定部に対して進退する方向とは異なる方向に湾曲させて収容するラック収容部を備える、
   請求項４に記載のゲート装置。
6. 前記ラックは、その全長に渉って前記可動ゲートが前記固定部に対して進退する方向に延びるように、その両端が前記可動ゲート又は前記固定部に固定されている、
   請求項２に記載のゲート装置。
7. 前記ラックは基部と歯列とを有し、
   前記案内部材は前記基部をスライド自在に支持するとともに、前記可動ゲートが前記固定部に対して進退する方向とは異なる方向への前記ラックの変位を規制する、
   請求項４又は請求項５に記載のゲート装置。
   
   
   

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