JPH0732309Y2 - 鉄道車両用扉の気密保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は鉄道車両用扉の気密保持装置に関し、特に高
速鉄道車両の側扉等を確実に気密保持する装置に改良を
加えたものである。

〔従来の技術〕

一般に、新幹線のような高速鉄道車両においては、当該
車両が高速度でトンネル内に突入した時或いは他の車両
と対抗した時などに発生する空気の圧縮波により車両の
内外に大きな気圧差が生じ、これに伴って側扉等が車両
内方に押し戻されて、車両の側壁と当該扉との間に隙間
が生じる。そして、この隙間を介して高圧の空気が車両
内に流入し、その結果、乗客の鼓膜に影響を与えたり或
いは室内騒音の原因となったりして種々の弊害を招くこ
とになる。

そこで、このような高速鉄道車両には、通例、走行時に
扉を車両の側壁に確実に押し付けておくための気密保持
装置が装備される。

この種の気密保持装置の具体例として、例えば特公昭52
-37846号公報に開示された装置は、扉の気密保持用押し
付けシリンダと、空気圧に基づいて所望の液圧を給排す
る液圧源との間に、前記押し付けシリンダ方向を順方向
とする逆止弁を配置せしめ、前記液圧源の圧力降下時に
バネの付勢力又は空気圧により作動して前記逆止弁を開
弁させるパイロットピストンを設けた構成である。そし
て、前記液圧源から押し付けシリンダに所望の液圧を供
給すれば、該押し付けシリンダのピストンロッドが扉に
当接した状態で扉押し付け方向に前進動して、該扉が車
両の側壁に確実に押し付け保持されるようになってい
る。

この場合において、車両の走行時には、前記逆止弁は閉
弁された状態にあるため、液圧給排管路内の作動液は液
圧源側への逆流を阻止されて、前記押し付けシリンダの
ピストンロッドが後退動不能となり、これによって前述
のように車両の内外に大きい気圧差が生じても扉が車両
内方に押し戻されることはなくなる。

一方、当該車両が停車した場合には、所定の手段により
前記液圧源の圧力を降下せしめてパイロットピストンを
作動させれば、前記逆止弁が開弁して、押し付けシリン
ダ内の作動液が液圧源側に排出されるので、ピストンロ
ッドが後退動して、扉が車両側壁から所定の隙間を存し
て離反することになる。

このような動作が行われることにより、車両の走行時に
は扉が気密保持されてトンネル突入時等における高圧空
気の車両内への流入が阻止され、また停車時には気密保
持が解除されて扉の開閉動が可能となるのである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報に開示された扉の気密保持装置
によるにしても、その動作をより確実化させるためには
解決すべき問題がある。

即ち、冬期等の冷間始動後においては、空調機器作動に
より暖房効果を得た車内の温度が、始動直後の車内温度
に比してかなり上昇し、これに伴って気密保持装置の作
動液温も上昇することになるが、このような温度上昇が
車両の走行時つまり逆止弁が閉弁している時に生じれ
ば、密封状態となっている逆止弁と押し付けシリンダと
の間の通路部分において、作動液が膨張し更にはその液
圧が過上昇することになる。そのため、この作動液の逆
止弁に作用する逆流方向への押圧力が、液圧源の圧力降
下時にパイロットピストンを介して逆止弁に作用する順
方向へのバネ付勢力又は空気圧力よりも大きくなって、
逆止弁が開弁されなくなるという不具合を招く。また、
前記通路部分を構成している配管類が膨出変形し或いは
破損するといった事態をも招来する虞れがある。そし
て、これらに起因して、車両内外に大きい気圧差が発生
した場合や車内温度が変化した場合等における気密保持
作用が確実に行い得なくなって扉と車両側壁との間に隙
間が生じたり、或いは動作不良を起こすことになる。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記事情に鑑み、逆止弁から押し付けシリン
ダに至る通路部分の作動液圧が、車両内外の大きい気圧
差によって変化する場合と、車内温度の変動によって変
化する場合とのいずれの場合についても確実且つ良好に
動作する鉄道車両用扉の気密保持装置を提供することを
技術的課題としてなされたものであって、その手段とす
るところは、扉の気密保持用押し付けシリンダの液圧給
排管路と液圧を発生する液圧シリンダとの間に、押し付
けシリンダ方向を順方向とする逆止弁と、この逆止弁を
液圧シリンダの圧力降下時に順方向へ付勢して開弁させ
るパイロットピストンとを設けると共に、押し付けシリ
ンダと逆止弁との間に、液圧給排管路内の容積を増大さ
せる可変容積部とを備え、押し付けシリンダが扉の気密
を保持するときの液圧を第１設定圧に設定し、パイロッ
トピストンが第１逆止弁を開弁させる押圧力を第１設定
圧よりも高い第２設定圧に設定し、可変容積部を、液圧
給排管路側の液圧が第１設定圧よりも高く、且つ、第２
設定圧以下の所定圧に達したとき容積を増大するように
設定したところにある。

〔作用〕

上記手段によると、車両の走行時、つまり液圧シリンダ
が圧力降下しておらずパイロットピストンも作動してお
らず従って逆止弁が閉弁された状態にある時に、空調機
器の暖房効果等により車両温度が上昇した場合には、逆
止弁から押し付けシリンダに至る通路部分内の作動液の
液圧も上昇するが、この上昇した液圧が第１設定圧以上
で且つ第２設定圧以下の所定圧を超えた場合には可変容
積部の容積が増大し始め、これと同時に前記温度上昇に
伴う作動液の膨張分がこの可変容積部に流入することに
なる。そして、このような状態から車内温度が更に上昇
し或いは低下した場合には、その温度差に対応して可変
容積部の容積が増大し或いは減少して、可変容積部と前
記通路部分との間で温度差に対応する液量分の遣り取り
が行われることになる。

また、トンネル突入時等に生じる車両内外の気圧差によ
って、当該扉に車両内方への押圧力が作用した場合に
は、押し付けシリンダから逆止弁に至る通路部分内の液
圧が上昇するが、この場合、車両内外に生じ得る最大の
気圧差によって扉が押圧された場合における液圧を前記
第１設定圧としておけば、扉に車両内方へのいかなる押
圧力が作用しても、前記通路部分内の液圧が可変容積部
の容積を増大せしめる所定圧に達することはなく、従っ
て当該通路部分は一定の通路状態を維持することにな
る。

一方、車両の停車時つまり液圧シリンダの圧力降下時に
は、パイロットピストンからその開弁方向に作用する押
圧力によって逆止弁が開弁されるが、この場合、パイロ
ットピストンからの押圧力を前記第２設定圧としておけ
ば、温度上昇に伴って逆止弁の閉弁方向に作用する前記
通路部分内の液圧がいかに上昇しても、この液圧が第２
設定圧以下の所定圧に達した時点で可変容積部の容積が
増大して、液圧の更なる上昇を阻止するので、前記液圧
シリンダの圧力降下時には確実に逆止弁が開弁されるこ
とになる。

〔実施例〕

以下、この考案に係る鉄道車両用扉の気密保持装置の実
施例を図面に基づいて説明する。

先ず、第４図によりこの考案の第１実施例についての概
略構成を説明すると、気密保持装置１の一側方に備えら
れた空気圧シリンダ２は、進退動可能な空気圧ピストン
３と、該空気圧ピストン３に前進方向に延出形成された
ピストンロッド４と、前記空気圧ピストン３を後退方向
に付勢するスプリング５とを内蔵し、且つ前記空気圧ピ
ストン３の後面側にエアを給排するエア給排管路６を連
通させた構成である。

一方、この空気圧シリンダ２に併設された液圧シリンダ
７は、進退動可能に嵌合保持されて後面に前記ピストン
ロッド４が当接する液圧ピストン８と、該液圧ピストン
８を後退方向に付勢するスプリング９とを内蔵し、且つ
前記液圧ピストン８の内孔10を、ピストン周壁上部に穿
設された通孔11及びシリンダ壁上部に穿設された通孔12
を介して液槽13に連通させた構成である。この場合、前
記液圧ピストン８の内孔10には弁体14が進退動可能に嵌
合保持されており、またこの液圧ピストン８の前端に固
定されて通孔15を有するバネ受け具16と前記弁体14との
間には、該弁体14を後退方向に付勢するスプリング17が
介装されている。そして、前記液圧ピストン８が弁体14
と共に後退動した時に、該弁体14の前端部に形成された
通孔18を開放させるべくこの弁体14の後退動を途中で規
制するストッパ19が、一端を図示のように前記内孔10に
突入させ且つ他端を前記シリンダ壁に固定させた状態で
取り付け保持されている。

更に、この液圧シリンダ７に併設されたパイロットシリ
ンダ20は、その内部が隔壁21により上方のパイロット室
22と下方の弁室23とに画成されている。そして、前記パ
イロット室22は、スプリング25を介して下方に付勢され
た上下摺動可能なパイロットピストン24により上部を気
密保持され、通孔26を介して前記液圧シリンダ７内に連
通されている。また、前記弁室23には、前記隔壁21に形
成されたオリフィス27を開放、閉鎖する逆止弁31が上下
摺動可能に嵌装保持され、且つこの逆止弁31の下部に設
けられたバネ室32には該逆止弁31を上方に付勢するスプ
リング33が収納されている。更に、この逆止弁31の下部
周壁には、前記バネ室32と弁室23とを連通する通孔34が
穿設されている。

そして、前記パイロットピストン24の上部空間は連通管
路35を介して液槽13の上部空間に連通され、また弁室23
は液圧給排管路36を介して押し付けシリンダ37,37の液
圧室38,38に連通されている。

前記押し付けシリンダ37は夫々、進退動可能な押し付け
ピストン39と、この押し付けピストン39に前進方向に延
出形成されて先端が当該シリンダ壁から突出するピスト
ンロッド40と、この押し付けピストン39を後退方向に付
勢するスプリング41とを内蔵し、前記ピストンロッド40
が扉42の周辺部を数箇所の位置で押し付けるように配置
されている。尚、前記扉42は、その上端に配設された戸
車43が、車両側壁44に支軸45を介して揺動可能に枢結さ
れた戸車レール46上を走行可能となるように取り付け保
持されており、また車両側壁44には出入口Ｘの周壁部に
沿って気密パッキン47が固設されている。

然して、この考案の特徴部分であるアキュムレータシリ
ンダ50は、前記パイロットシリンダ20の側方に並列状に
配置されており、そのシリンダ室51には、上下摺動可能
なアキュムレータピストン52と、該アキュムレータピス
トン52を下方に付勢するスプリング53とが収納されてい
る。そして、前記シリンダ室51周壁面とアキュムレータ
ピストン52下面とで画成される容積部が可変容積部54と
されており（第３図参照）、この可変容積部54は連通孔
55を介して前記液圧給排管路36に連通され、また前記シ
リンダ室51におけるアキュムレータピストン52の上部空
間は前記連通管路35を介して液槽13の上部空間に連通さ
れている。

この場合において、車両内外に生じ得る最大の気圧差に
よって前記扉42が車両内方へ押圧された場合における前
記液圧給排管路36内の液圧を第１設定圧P1とし、前記逆
止弁31を前記パイロットピストン24を付勢する前記スプ
リング25の付勢力に抗して閉弁状態に維持するような前
記液圧給排管路36内の液圧を第２設定圧P2とすれば、前
記スプリング53は、前記液圧給排管路36内の液圧が第１
設定圧P1以上で且つ第２設定圧P2以下の所定圧Pxに達し
た時に、アキュムレータピストン52の上動を開始せしめ
るバネ力に設定されている。また、前記可変容積部54の
最大容積は、車内に存し得る最低温度と最高温度との差
分つまり最大温度差（例えば35℃）だけ作動液の液温が
上昇した場合における液量の膨張分を収容し得る容積と
されている。

次に、この第１実施例の作用を説明する。

第４図に示すように、エア給排管路６を介してエアが排
出されることにより空気圧ピストン３が後退端に移動し
ている場合には、液圧ピストン８も後退端に移動するこ
とになるが、この時、該液圧ピストン８の内孔10に嵌合
保持された弁体14は、その後端が途中でストッパ19に当
接して後退動が阻止されるため、該弁体14の通孔18は開
放状態になる。これにより、パイロットシリンダ20のパ
イロット室22は、各通孔26,15,18,11,12を介して大気圧
状態の液槽13に連通されることになるので、このパイロ
ット室22内の液圧は大気圧まで降下して、パイロットピ
ストン24をスプリング25の付勢力によって下動させると
共に、逆止弁31を下動端まで下降させてオリフィス27を
開放状態とする（第５図参照）。これに伴って、弁室23
が液圧シリンダ７内に連通されてその液圧が降下するこ
とになるので、この弁室23に連通されている液圧給排管
路36内の高圧の作動液が液圧シリンダ７側に逆流して、
押し付けシリンダ37の押し付けピストン39が後退端まで
移動することになる。従って、扉42は、第４図に示すよ
うに車両側壁44に固設された気密パッキン47から所定隙
間を存して離反された状態となり、扉42の気密保持が解
除される。

一方、前記エア給排管路６を介して空気圧シリンダ２に
高圧のエアが供給された場合には、第１図に示すように
空気圧ピストン３の前進動に伴って液圧ピストン８も前
進動するが、この時、前記弁体14はストッパ19から離反
し且つ液圧ピストン８に対して後方に相対移動すること
になるので、該弁体14の通孔18は閉鎖されて、液圧シリ
ンダ７内と前記液槽13とは非連通状態になる。そして、
このような状態の下で、前記空気圧ピストン３が更に前
進動することにより、液圧シリンダ７内の作動液は高圧
とされた上で通孔26を介してパイロット室22に流入し、
パイロットピストン24をスプリング25の付勢力に抗して
上動させる。更に、この高圧の作動液は、一旦オリフィ
ス27と逆止弁31との間の隙間を介して第１弁室23に流入
した後、液圧給排管路35を介して押し付けシリンダ36の
液圧室37に流入し、この直後に、前記逆止弁31がスプリ
ング33の付勢力によって上動して着座し、図示のように
閉弁された状態となる。これにより、前記液圧給排管路
36内は高圧の作動液で充満された状態となるので、押し
付けシリンダ37のピストンロッド40が前進動して、扉42
を車両側壁44の気密パッキン47に押し付ける。

そして、当該車両の走行時、つまりこの気密保持装置１
が第１図及び第２図に示す状態にある時に、空調機器の
暖房効果等により車内温度が上昇した場合には、液圧給
排管路36内の作動液の液圧も上昇するが、この上昇した
液圧が第１設定圧P1以上で第２設定圧P2以下の所定圧Px
を超えた場合にはアキュムレータピストン52が上動を開
始して、第３図に示すように可変溶積部54の容積が増大
する。また、これと同時に、温度上昇に伴う作動液の膨
張分が液圧給排管路36から連通孔55を介してこの可変容
積部54に流入する。このような状態から車内温度が更に
上昇した場合には、その温度上昇分に対応して可変容積
部54の容積が増大して作動液の膨張分が流入し、また車
内温度が低下した場合には、その温度低下分に対応する
量の作動液が可変容積部54から液圧給排管路36に排出さ
れる。

一方、当該車両のトンネル突入時等のように車両内外に
大きい気圧差が生じて扉42に車両内方への押圧力が作用
した場合には、該扉42が押し付けシリンダ37のピストン
ロッド40を後退方向に押圧するため、液圧給排管路36内
の液圧が上昇する。この場合、前述したように可変容積
部54の容積が増大する所定圧Pxを第１設定圧P1以上に設
定しているので、通常の走行時におけて車両内外に気圧
差が生じ、これに起因して扉42に車両内方へのいかなる
押圧力が作用しても、この第１設定圧P1以上の所定圧Px
を超えた時に上動を開始するように設定されているアキ
ュムレータピストン52が上動して可変容積部54の容積が
増大することはない。従って、このように車両内外に大
きい気圧差が生じても、液圧給排管路36内の作動液の液
量は常に一定量に維持されることになり、押し付けシリ
ンダ37のピストンロッド40は、扉42を気密パッキン47に
押し付けた状態を持続する。

また、この気密保持装置１が第１図〜第３図に示す状態
にある時には、逆止弁31は、そのバネ室32内の液圧によ
る付勢力及びスプリング33の付勢力によって上方に押圧
されているが、このような状態から車両が停車して既述
の第４図に示す状態に移行する場合には、パイロットピ
ストン24を下方に付勢する前記スプリング25の付勢力
が、前記逆止弁31を上方に付勢する付勢力に打ち勝たね
ばならないが、前述したように可変容積部54の容積が増
大する所定圧Pxを第２設定圧P2以下に設定しているた
め、前記バネ室32に通じる液圧給排管路36内の液圧がい
かに上昇しても、この液圧が第２設定圧P2以下の所定圧
Pxを超えた時点で可変容積部54の容積が増大して、液圧
の更なる上昇を阻止するので、車両の停車時には第４図
に示すように前記パイロットピストン24により逆止弁31
が確実に開弁されることになる。

次に、この考案の第２実施例を第６図及び第７図に基づ
いて説明する。

尚、同図において、前記第１実施例と同一の構成要素に
ついては同一の符号を付してその詳細な説明を省略す
る。

この第２実施例は、扉42の周辺部の数箇所に配置された
全ての押し付けシリンダ37のピストン39及びピストンロ
ッド40にシリンダ室60を形成し、且つこのシリンダ室60
に前後摺動可能なアキュムレータピストン52と該アキュ
ムレータピストン52を後退方向に付勢するスプリング53
とを収納した構成で、前記シリンダ室60周壁面とアキュ
ムレータピストン52後面とで画成される容積部が可変容
積部54とされている（第７図参照）。この可変容積部54
は、液圧室38を介して液圧給排管路36に連通され、また
前記シリンダ室60におけるアキュムレータピストン52の
前部空間は、ピストンロッド40に穿設された内部通路61
及び押し付けシリンダ37周壁に穿設された通孔62を介し
て外気に通じている。そして、液圧給排管路36内の液圧
が第１設定圧P1以上で第２設定圧P2以下の所定圧Pxを超
えた時に、アキュムレータピストン52が前進動を開始し
て第７図に示すように可変容積部54の容積が増大する構
成とされている。

従って、この第２実施例においても、車内温度の上昇に
伴う液圧給排管路36内の液圧の上昇、及び車両内外の気
圧差による液圧の上昇に対しては、前記第１実施例と同
様に対処できることになる。

尚、前記第1,第２実施例はいずれも、可変容積部54がア
キュムレータピストン52により画成され、且つこのアキ
ュムレータピストン52がスプリング53により付勢された
ものであるが、この考案はこのような構成に限定される
ものではなく、アキュムレータピストン52に代えてダイ
ヤフラム等を用いてもよく、またスプリング53による付
勢手段に代えてガス封入による付勢手段等を用いてもよ
い。

また、可変容積部54の設置場所についても、前記第1,第
２実施例の設置場所に限定されるものではなく、例え
ば、液圧給排管路36を構成する配管の途中に設置するよ
うにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、逆止弁から押し付けシ
リンダに至る通路内の液圧が、第１設定圧以上で第２設
定圧以下の所定圧を超えた時に容積が増大する可変容積
部を設けたので、車内温度の上昇に伴う前記通路内の液
圧の上昇を適切に制約することが可能となり、当該通路
を構成する配管類の破損等が防止されることになる。

また、前記第１設定圧及び第２設定圧を夫々最適な値と
しておけば、車両内外に生じる気圧差によって扉が車両
内方に押圧された場合には、前記可変容積部の容積が増
大することなく扉を確実に車両側壁に押し付けておくこ
とができ、また液圧シリンダの圧力降下時にはパイロッ
トピストンの押圧力により逆止弁を確実に開弁できるよ
うになって、この装置による気密保持機能の低下や動作
不良等が防止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの考案の第１実施例を示すもので、
第１図は鉄道車両用扉の気密保持装置の全体構成を示す
と共に該装置により扉の気密保持作用が行われている状
態を示す縦断面図、第２図は可変容積部が形成されるア
キュムレータシリンダの構成及び作用を示す要部拡大縦
断面図、第３図は同じくアキュムレータシリンダの構成
及び作用を示す要部拡大縦断面図、第４図は鉄道車両用
扉の気密保持装置の全体構成を示すと共に該装置による
扉の気密保持が解除された状態を示す縦断面図、第５図
はアキュムレータシリンダの構成及び作用を示す要部拡
大縦断面図である。第６図及び第７図は夫々、この考案
の第２実施例を示すもので押し付けシリンダの構成及び
作用を示す要部拡大縦断面図である。 １……気密保持装置、７……液圧シリンダ、24……パイ
ロットピストン、31……逆止弁、36……液圧給排管路、
37……押し付けシリンダ、42……扉、52……アキュムレ
ータピストン、54……可変容積部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】扉の気密保持用押し付けシリンダの液圧給
   排管路と液圧を発生する液圧シリンダとの間に、前記押
   し付けシリンダ方向を順方向とする逆止弁と、この逆止
   弁を液圧シリンダの圧力降下時に順方向へ付勢して開弁
   させるパイロットピストンとを設けると共に、前記押し
   付けシリンダと逆止弁との間に、前記液圧給排管路内の
   容積を増大させる可変容積部とを備え、 前記押し付けシリンダが前記扉の気密を保持するときの
   液圧を第１設定圧に設定し、前記パイロットピストンが
   前記第１逆止弁を開弁させる押圧力を前記第１設定圧よ
   りも高い第２設定圧に設定し、前記可変容積部を、前記
   液圧給排管路側の液圧が前記第１設定圧よりも高く、且
   つ、前記第２設定圧以下の所定圧に達したとき容積を増
   大するように設定したことを特徴とする鉄道車両用扉