JP2006144366A - 地震対策を備えたドアシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 地震等の強い震動でドア枠が変形した状態においても、可及的にドアを開けることができるようにした地震対策を備えたドアシステムを提供する。
【解決手段】 建物のドア枠２と、該ドア枠２内に取り付けられるドア３と、該ドア枠２とドア３とを連結する蝶番４とを有するドアシステムにおいて、該蝶番４に、異常な震動により生じた上下方向の変位を許容する機能をもたせるとともに、ドア枠２の内側面２ａと上記ドア３の端面３ａとの対向位置に、該ドア枠２と該ドア３との間の該ドア開放方向への摩擦係数が上記ドア枠とドアとの相互間の摩擦係数より低い薄片状の滑性付与部材５Ａ，５Ｂを対をなして固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地震等で建物に異常な力が加わり、建物のドア枠に変形が生じた状態でもドアの開放を可及的に可能にする地震対策を備えたドアシステムに関するものである。

従来から、地震等で建物に異常な震動が加わってもドアの開閉が可能なように、ドア蝶番に耐震機構を持たせたものは知られている。この種の蝶番は、軸が挿入される管状部とドアまたはドア枠に固定される平板部とからなる第1、第２の羽根部材を、上記軸により連結して形成されている。その連結部には、上下方向に加わる上記異常な震動による変位を許容する間隙が設けられ、上記２枚の羽根部材のうち上部に設けられる羽根部材の管状部には弾性部材その他の変位許容部材が設けられて上記変位を許容するようになっている（特許文献1）。

しかしながら、上記蝶番を用いることにより、地震等で建物に異常な震動が加わった際に該蝶番が正常に作動するようになっていても、該蝶番の羽根部材は上下方向の変位を許容するだけのものであって、建物のドア枠が上下方向以外の変形を含む複雑な変形を行ってドア枠がドアに対して各種方向から圧接し、人力による開閉能力を超える異常な力で圧接している状態では、そのドアを開けることができない、という問題がある。
したがって、ドアに関する地震対策としては、上下方向の変位を許容する蝶番のみならず、ドア枠が複雑に変形して上記のような状態になったとしてもドアを開けることができる対策が望まれている。

特開平９−２０９６４２号公報

本発明の技術的課題は、上記問題を解決し、地震等の強い震動でドア枠が上下方向以外の方向にも変形し、ドアに人力による開閉能力を超える異常な力でドア枠が圧接する状態においても、可及的にドアを開けることができるようにしたドアシステムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明のドアシステムは、建物のドア枠と、該ドア枠内に取り付けられるドアと、該ドア枠とドアとを連結する蝶番とを有し、該蝶番が、異常な震動により生じた上下方向の変位を許容する機能を有し、上記ドア枠の内側面と上記ドアの端面とに、該ドア枠と該ドアとが圧接した状態でこれらの間の該ドア開放方向への摩擦係数が上記のドア枠とドアとの相互間の摩擦係数より低い薄片状の滑性付与部材が、該内側面と該端面における対向位置に対をなして固定されていることを特徴とするものである。

本発明のドアシステムの好ましい実施形態においては、上記蝶番が、平板部と該平板部の一端に連設された管状部を有する二つの羽根部材を備え、これらの羽根部材間に上下方向に加わる上記震動による変位を許容するための間隙を設けて、上記両羽根部材における管状部を同一軸線上において上下に配置し、下位の羽根部材の管状部に保持されて、上位の羽根部材の管状部を回転自在に支持する軸により両羽根部材を連結し、上位の羽根部材の管状部内における上記軸の上方に上記変位を吸収する弾性部材が設けられ、上記下位の羽根部材の平板部がドア枠に固定され、上記上位の羽根部材の平板部がドアに固定される。

また、本発明の他の好ましい実施形態においては、上記滑性付与部材が、相互の摺動特性においてすぐれたセラミックスによって、望ましくは、ジルコニア系セラミックスにより構成され、あるいは、上記滑性付与部材が、相互の摺動性においてすぐれたプラスチックスによって、望ましくは、フッ素樹脂によって構成される。

上記構成を有するドアシステムにおいては、上下方向の変位を許容する耐震構造の蝶番により、建物に異常な震動が加わった際に該上下方向の変位が吸収され、一方、上記ドア枠の内側面と上記ドアの端面との間に設けた、該ドア開放方向への摩擦係数を低下させる薄片状の滑性付与部材により、建物のドア枠が上下方向以外の変形を含む複雑な変形を行ってドア枠がドアに対して各種方向から圧接している場合でも、人力により可及的にドアを開放することが可能になる。

以上に詳述した本発明の地震対策を備えたドアシステムにおいては、地震等の強い震動でドア枠が上下方向以外の方向にも変形し、ドアに対して人力による開閉能力を超える異常な力でドア枠が圧接する状態においても、人力により可及的にドアを開けることが可能になる。

以下に、本発明に係る地震対策を備えたドアシステムを、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図示した実施例のドアシステム１は、建物躯体に固定された鋼材製のドア枠２と、該ドア枠２に取り付けられる鋼材製のドア３と、ドア枠２とドア３とを連結する耐震構造の蝶番４とを備え、さらに、上記ドア枠２の内側面２ａと上記ドア３の端面３ａとの間における該内側面２ａと該端面３ａの対向位置に、対をなす薄片状の滑性付与部材５Ａ，５Ｂの複数対を固定している。
この滑性付与部材５Ａ，５Ｂは、後述するように、ドア枠２とドア３とが圧接した状態でそれらの間のドア開放方向への摩擦係数を十分に低くし、少なくとも上記ドア枠２自体とドア３自体との相互間の摩擦係数よりも低くなるようにするためのものである。

上記蝶番４は、異常な震動により生じた上下方向の変位を許容する耐震機能を有するもので、図１および図２に示すように、ドア３とドア枠２とを回転可能に連結する第１および第２の羽根部材１０Ａ，１０Ｂとからなり、鋼材製のドア重量に対して十分な機械強度をもつようにステンレス鋼等の金属で形成されている。

更に具体的に説明すると、この蝶番４の二つの羽根部材１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、平板部１２ａ，１２ｂと該平板部の一端に連設された管状部１１ａ，１１ｂとを有し、両羽根部材１０Ａ，１０Ｂにおける管状部１１ａ，１１ｂが同一軸線上において上下に配置されるものであり、上記第１の羽根部材１０Ａの平板部１２ａがドア枠２に固定されて下位に配置され、上記羽根部材１０Ｂの平板部１２ｂがドア３に固定されて上位に配置される。そして、第１の羽根部材１０Ａの管状部１１ａに保持されて、上位に位置する第２の羽根部材１０Ｂの管状部１１ｂを回転自在に支持する軸１３により、両羽根部材が上下に連結されている。また、これらの第１および第２の羽根部材１０Ａ，１０Ｂにおける管状部１１ａ，１１ｂの間には、地震等で上下方向に加わる震動によるそれらの相対的な変位を許容するための間隙Ｌが設けられている。

軸１３は、その下部が第１の羽根部材１０Ａにおける下端を封止部片１５で封止した管状部１１ａに挿入され、その上部が管状部１１ａの上端から突出して第２の羽根部材１０Ｂの管状部１１ｂに嵌入され、該軸１３の先端には鋼球１７を固定して、その上部に位置する第２の羽根部材１０Ｂの管状部１１ｂ内の当接部片１８に当接させている。
上記第２の羽根部材１０Ｂの管状部１１ｂ内においては、軸１３の上端の鋼球１７に当接する当接部片１８と管状部１１ｂの上端を封止する封止部片１９との間に、震動による変位を吸収するためのコイルバネからなる弾性部材２０が縮設されている。上記当接部片１８は、弾性部材２０のばね座を構成し、管状部１１ｂの内面に設けられた段部２１にその下端を当接させることにより保持されている。
また、上記管状部１１ａ，１１ｂ間の間隙Ｌには、軸１３を覆う筒状のスカート２２が設けられ、間隙Ｌの目隠しとなっている。

上記弾性部材２０は、鋼球１７と当接部片１８とがドア３の重量負担分の力で当接した状態で、上記管状部１１ａ，１１ｂ間に間隙Ｌが形成されるような縮設状態にあり、換言すれば、常態においては、ドア３の重量を複数の蝶番４の弾性部材２０で支持してその状態が維持され、ドア３が開閉される。そして、ドア３に地震などで強い上下震動が加わると、蝶番４は、間隙Ｌの範囲内で弾性部材２０が収縮し、あるいは、第２の羽根部材１０Ｂの管状部１１ｂが軸１３から上方に抜け出して、その震動が吸収され、これにより、蝶番４が震動による破壊から免れるばかりでなく、ドア３に対してドア枠２からの上下方向の押圧力が吸収される。

一方、上記ドア枠２の内側面２ａに取り付けた滑性付与部材５Ａと、上記ドア３の端面３ａに取り付けた滑性付与部材５Ｂとは、ドア３を閉めた状態で、ドア枠２の内側面２ａとドア３の端面３ａとのそれぞれの対向位置に接着されており、これらの対をなす滑性付与部材によりドア枠２とドア３とが強く圧接した状態においてもそれらの間に滑り性を付与するようにしている。

上記滑性付与部材５Ａ，５Ｂは、これらがドア枠２とドア３とによって圧接された状態でも破損しない十分な機械的強度を有し、あるいは破損しても十分に摩擦係数が低い物質から構成される。該物質の摩擦係数としては、０．０５〜０．２５の範囲であることが好ましい。
上記活性付与部材としては、セラミックス、プラスチックス、滑性無機化合物、および炭素成形物等を用いることができる。上記セラミックスでは、酸化ジルコニュウム（ＺａＯ₂）に焼結剤を加えて燒結したジルコニア系セラミックスが特に好ましく、その他、ＺａＯ₂とＡｌ₂Ｏ₃とを燒結して形成されたジルコニア−アルミナ系セラミックス、マイカセラミックス等が挙げられる。プラスチックスでは、機械的強度が高く摩擦係数が非常に小さいフッ素系樹脂、とりわけポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）や、同様な性質を有するエンジニアプラスチック系のものが好ましく、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド等を挙げることができる。その他、２硫化モリブデンおよび２硫化タングステン等の滑性無機化合物、グラファイト、炭素繊維圧縮成形体、およびダイアモンドライクカーボン成形体等の炭素成形物が挙げられる。

これら滑性付与部材５Ａ，５Ｂは、厚さが０．６ｍｍで幅がドア枠２およびドア３の奥行きに略一致し、長さは幅の１．５〜２倍となっている矩形の薄片とし、図１に示すように、施錠装置を挟んだ上下部や、ドア３の開端側の上下部、ドア３の上辺側の複数位置にそれぞれ対向配置するのが望ましいが、上記部位に限らず、ドア枠２の内側面２ａおよびドア３の端面３ａの任意位置あるいは不必要位置を除く全部であっても差し支えない。
上記滑性付与部材の固定は、接着ばかりでなく、強固に固定できる任意手段を採用することができる。
なお、ドア枠２およびドア３の下辺間は、通常他辺より広く形成されていて、地震時においてもドア枠２とドア３とが圧接することはほとんどないので、上記滑性付与部材を設けなくてもよいが、必要に応じてそこに設けることもできる。

ついで、上記ドアシステム１の作用について説明する。
このドアシステム１において対をなして固定される滑性付与部材５Ａ，５Ｂは、その厚さを１ｍｍ以下とすることにより、ドア枠２とドア３との間の通常の隙間３〜５ｍｍに対して十分に薄くなるので、日常のドア操作においては、全く支障なくドア３を開閉することができる。

いま、建物が地震に遭遇しドア枠２が、図３に模式的に示すように変形してしまったと仮定する。図３では、ドア枠２の変形によりドア３の上辺に矢印で示す上下方向の力が作用し、同側辺に矢印で示す水平方向の力が作用した状態を示し、それによって、ドア枠２が上記滑性付与部材５Ａ，５Ｂを介してドア３に強く圧接した状態となっている。
なお、ここではドア枠２の変形によるドア３への部分的な圧接を上下及び水平方向について模式的に示しているが、一般的な震動によるドア枠２の変形も、実質的にはこれに準じたものとなる場合が多いと考えられる。

上記垂直方向の力により変形したドア枠２は、ドア３に垂直方向の力を及ぼすとともにドア３に取り付けられた蝶番４に垂直方向の力を及ぼす。
ところが、蝶番４は、上述のように異常な震動により生じた垂直方向の変位を許容する機能を有しているので、地震時の異常な上下震動による垂直方向の変位、および変形したドア枠２による上下方向の変位を吸収させることができる。
すなわち、蝶番４は、図示の上方からの変形力に対しては、間隙Ｌの範囲内で弾性部材２０が圧縮されるので、弾性部材２０の収縮によりその震動および下方への変位を吸収させることができ、これにより、該蝶番４は地震による破壊からも免れ、ドア３の回転が確保される。

このように、上記蝶番４により地震に遭遇後も該蝶番４のドア回転作用が確保され、しかもドア枠２に対するドア３の上下移動が一定範囲で許容されている一方、上記ドア枠２の内側面２ａと上記ドア３の端面３ａとの対向位置に、該ドア枠２と該ドア３とが圧接した状態でこれらの間の該ドア開放方向への摩擦係数を低下させる滑性付与部材５Ａ，５Ｂを対設しているので、ドア３の端面３ａに対し、ドア枠２の変形に伴ってその内側面２ａが強く圧接したとしても、ドア枠２のない側面２ａとドア３の端面３ａとの間の摩擦力が著しく軽減され、ドア３の開放を容易に行うことができる。
このドア３の開放は、耐震構造の蝶番４のみ、あるいは滑性付与部材５Ａ，５Ｂの使用のみで達成できるものではなく、その両者を兼備することによってはじめて達成できるものである。

ところで、地震対策等を施した建築部材であることを認定する「優良住宅部品認定基準（ＢＬＳ，ＦＤ ２０００）」における玄関ドアの開放力の要求値は、５００Ｎ（ニュートン）であるが、同一条件で行った実験によると、上記実施例のドアシステムでは、３６０Ｎであり、要求値より大幅に低い値であることが確かめられている。
また、通常の玄関ドアを開けることができる力は、成人男性で１００〜１２０ｋｇ、成人女性で６０〜８０ｋｇと言われるが、上記力のｋｇ換算値は３７ｋｇであり、成人女性でも十分ドア３を開放することが可能であることが分かる。

本発明は、上述の実施例に限らず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、種々の構成を取ることができる。
例えば、上述の実施例では鋼材製のドアシステム1に適用したものとして説明しているが、その他の金属製、木材製等のドアシステムに適用することもできる。
また、上記蝶番４は、弾性部材２０がコイルバネからなっているが、震動を吸収可能なものならば、皿バネの積層体その他でも良い。更に、二つの羽根部材の上下方向の変位を許容する機能を有していれば、弾性部材に限らず、二つの羽根部材間に設けられた脆弱部が破壊、変形することにより上下方向の変位を許容するものでも良い。

本発明の実施例の全体構造を示す斜視図である。 上記実施例における蝶番を部分断面によって示す拡大部分縦断面図である。 上記実施例のドアシステムが地震により変形した状態を模式的に示す正面図である。

符号の説明

１ ドアシステム
２ ドア枠
３ ドア
４ 蝶番
５Ａ，５Ｂ 滑性付与部材
１０Ａ 第１の羽根部材
１０Ｂ 第２の羽根部材
１１ａ，１１ｂ 管状部
１２ａ，１２ｂ 平板部
１３ 軸
１８ 当接部片
２０ 弾性部材
Ｌ 間隙

Claims (6)

1. 建物のドア枠と、該ドア枠内に取り付けられるドアと、該ドア枠とドアとを連結する蝶番とを有し、
   該蝶番が、異常な震動により生じた上下方向の変位を許容する機能を有し、
   上記ドア枠の内側面と上記ドアの端面とに、該ドア枠と該ドアとが圧接した状態でこれらの間の該ドア開放方向への摩擦係数が上記のドア枠とドアとの相互間の摩擦係数より低い薄片状の滑性付与部材が、該内側面と該端面における対向位置に対をなして固定されている、
   ことを特徴とする地震対策を備えたドアシステム。
2. 上記蝶番が、平板部と該平板部の一端に連設された管状部を有する二つの羽根部材を備え、
   これらの羽根部材間に上下方向に加わる上記震動による変位を許容するための間隙を設けて、上記両羽根部材における管状部を同一軸線上において上下に配置し、
   下位の羽根部材の管状部に保持されて、上位の羽根部材の管状部を回転自在に支持する軸により両羽根部材を連結し、
   上位の羽根部材の管状部内における上記軸の上方に上記変位を吸収する弾性部材が設けられ、
   上記下位の羽根部材の平板部がドア枠に固定され、上記上位の羽根部材の平板部がドアに固定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の地震対策を備えたドアシステム。
3. 上記滑性付与部材が、相互の摺動特性においてすぐれたセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の地震対策を備えたドアシステム。
4. 上記セラミックスが、ジルコニア系セラミックスからなることを特徴とする請求項３に記載の地震対策を備えたドアシステム。
5. 上記滑性付与部材が、相互の摺動特性においてすぐれたプラスチックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の地震対策を備えたドアシステム。
6. 上記プラスチックスが、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項５に記載の地震対策を備えたドアシステム。

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