JP2006316523A

JP2006316523A - 戸車および建具

Info

Publication number: JP2006316523A
Application number: JP2005140867A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Uji; 信行宇治; Nobuyuki Takagi; 伸之高木
Original assignee: Tostem Corp
Current assignee: Tostem Corp
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】レール上を円滑に転動可能であるとともに、成形コストを低減することができる戸車および建具を提供する。
【解決手段】レール上を転動する合成樹脂製の戸車５であって、熱可塑性でかつ結晶性の合成樹脂であるポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）を用いて射出成形され、その後転動面５ｃおよび軸穴５ｄが切削加工されて形成されている。これにより、成形時にヒケまたはバリ等の凹凸があっても、転動面５ｃと軸穴５ｄを簡単に良好な真円度にかつ滑らかに形成できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、合成樹脂製の戸車およびこの戸車を用いたサッシの障子や網戸などの建具に関する。

このような戸車は、例えば、建物の開口部に設けられるサッシの障子の下端部に設けられ、障子が移動する際に、レール上を転動して、障子が円滑に移動できるようにしている。
例えば、図５に示す引き違いサッシでは、上枠５１、下枠５２および左右の縦枠（図示せず）から成る枠体５０に、障子５３、５４が設けられ、これらの各障子５３、５４の下框５３ａ、５４ａの下端部の左右両端部にそれぞれ、戸車５５が設けられている。戸車５５は、障子５３、５４の移動に伴って、下枠５２に設けられたレール５６上を転動するようになっている。

合成樹脂製の戸車としては、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すような戸車５５、５７が用いられている。図６（ａ）の戸車５５は、幅方向中央の小径部５５ａとこの小径部５５ａの両側に形成されたフランジ部５５ｂとを備え、小径部５５ａの外周面が凹状の円弧面に形成された転動面５５ｃとなっており、この転動面５５ｃが概略板状のレール５６に当接して転動するものである。一方、図６（ｂ）の戸車５７は、幅方向中央の大径部５７ａとこの大径部５７ａの両側に形成されたボス部５７ｂとを備え、大径部５７ａの外周面が凸状の円弧面に形成された転動面５７ｃとなっており、この転動面５７ｃがレール５８の凹溝５９の底面に当接して転動するものである。
このような合成樹脂製の戸車５５、５７は、従来、例えば、ポリアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて射出成形により形成されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−２６９０３５号公報特開平１１−２１０７４６号公報

ところで、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）は、摺動性と耐磨耗性に優れているため、戸車５５、５７の素材として多用されている。しかし、このポリアセタール樹脂は、射出流動性が比較的悪いために、戸車を成形するのが難しい。すなわち、射出成形時に、例えば、図８（ａ）に示すようなヒケｈ、図８（ｂ）に示すような湯ジワｇ、あるいは図７に示すようなパーティングライン（型合わせ面）ＰＬを設けた際に生ずる図８（ｃ）に示すような段差ｄや、図８（ｄ）に示すようなバリｂが、戸車５５の転動面５５ｃに生じ易い。

また、ポリアセタール樹脂は、結晶性の樹脂であり、図９に示すように、射出成形の型と直接接触して冷却の早い表面から内部に向かって順に、球晶の見えない層、不完全な球晶の層および小さな球晶の層が形成され、これより内部に大きい球晶が形成されている。スキン層（表面層）と呼ばれる球晶の見えない層および不完全な球晶の層は、内部の結晶部よりも、図１０に示すように、降伏点強さや引っ張り弾性率などの機械的強度が低い。このため、例えば、障子の装着時等に戸車５５に不用意に衝撃を加えた場合に、図８（ｅ）に示すように、転動面５５ｃに圧痕ｐ（局部的な凹み）を生じたり、あるいは図８（ｆ）に示すように、使用に伴い転動面５５ｃの前記スキン層が剥離（剥離部ｘ）し易い。射出成形の場合、このスキン層の厚みは、通常２０〜３０μｍ程度である。

このように射出成形により形成された合成樹脂製の戸車５５は、前述のように、ヒケｈが生じて転動面５５ｃの真円度が悪かったり、あるいは湯ジワｇ、段差ｄ、バリｂにより転動面５５ｃに凹凸があったり、また転動面５５ｃに圧痕ｐや剥離部ｘが生じると、障子がガタついて円滑に移動しなかったり、あるいはガタツキ音等の走行音を生じたりして、障子の操作感が悪くなる。近時、建物の開口部が大きくなって、障子等も大型化して、重くなる傾向にあり、このような重い障子等では、操作感がさらに悪くなる。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたもので、レール上を円滑に転動可能であるとともに、成形コストを低減することができる戸車を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の戸車は、レール上を転動する合成樹脂製の戸車であって、熱可塑性樹脂を用いて射出成形により成形され、かつ転動面が機械加工されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の戸車は、請求項１に記載の発明において、支持軸が挿通される軸穴が機械加工されていることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の戸車は、請求項１または請求項２に記載の発明において、熱可塑性でかつ結晶性の樹脂を用いて射出成形され、前記機械加工によりスキン層が除去されていることを特徴とする。
ここで、スキン層（表面層）とは、成形品表面の結晶の見えない非晶層および不完全な結晶の層を言う。

また、請求項４に記載の建具は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の戸車を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の戸車によれば、射出成形後、転動面が機械加工されているので、成形時にヒケまたはバリ等の凹凸があっても、転動面を良好な真円度にかつ滑らかに簡単に形成できる。したがって、戸車がレール上を円滑に転動するので、この戸車が装着された障子や網戸等を開閉する際に、ガタガタ音等の走行音や振動が生じないため、障子等の操作感が良好となる。また、戸車の射出成形時に転動面を高い真円度でかつバリ等の凹凸なく成形する必要がないので、成形条件や金型の精度を緩和することができ、また成形性が劣るグレードの合成樹脂を用いることができ、さらに成形不良品として廃棄するものが少なくなるため、成形コストを低減することができる。

また、請求項２に記載の戸車によれば、射出成形後に、支持軸の挿通される軸穴が機械加工されているので、転動面の場合と同様に、軸穴を良好な真円度にかつ滑らかに簡単に形成できる。したがって、支持軸に対する軸穴の円滑な回転接触が確保されるので、障子等の操作感がさらに良好となる。

また、請求項３に記載の戸車によれば、前記機械加工により機械的強度が低いスキン層（表面層）が除去されるので、衝撃により転動面に圧痕が生じ難く、また使用中に転動面が剥離し難くなるため、障子等の操作感を良好に保つことができる。

また、請求項４に記載の建具によれば、障子や網戸等の建具を開閉する際に、戸車によるガタガタ音等の走行音や振動が生じず、操作感が良好となる。また、機械加工により機械的強度が低い戸車のスキン層（表面層）を除去すれば、衝撃により転動面に圧痕が生じ難く、また使用中に転動面が剥離し難くなり、操作感を良好に保つことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る戸車を用いた障子を示す斜視図である。
この引き違い式の障子（建具）５３、５４は、図５の引き違いサッシのものと同様に構成されており、各障子５３、５４の下框５３ａ、５４ａの下端部の左右両端部にはそれぞれ、戸車アッセンブリー１が装着されている。戸車アッセンブリー１は、図２に示すように、下框５３ａ、５４ａの下端部に固定される枠体２と、この枠体２に支持軸３により回転自在に取り付けられる戸車５とを備えている。

この戸車５は、図３（ａ）に示すように、幅方向中央の小径部５ａと、この小径部５ａの両側に形成されたフランジ部５ｂとを備え、小径部５ａの外周面が凹状の円弧面に形成された転動面５ｃとなっており、図６（ａ）の戸車５５と同様に、この転動面５ｃが概略板状のレール５６に当接して転動するようになっている。戸車５の中心部には、支持軸３が挿入される軸穴５ｄが形成されている。

戸車５は、熱可塑性でかつ結晶性の合成樹脂であるポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）を用いて射出成形され、その後転動面５ｃおよび軸穴５ｄが切削加工されて形成されている。すなわち、転動面５ｃは、射出成形時には図３（ｂ）に二点鎖線で示すように切削代を加えた径に成形され、その後少なくとも成形時に生じた表面のスキン層が切削加工により除去される。また、軸穴５ｄも、射出成形時には図３（ｂ）に二点鎖線で示すように切削代を加えた径に成形され、その後少なくとも成形時に生じた表面のスキン層が切削加工により除去される。

戸車５の転動面５ｃおよび軸穴５ｄの切削加工は、次のように行う。
射出成形によって形成された未加工の戸車５に対して、まず、図４（ａ）に示すように、ドリル６等により切削加工し、軸穴５ｄを形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、専用の簡易加工機７（または旋盤）の回転軸７ａに戸車５の軸穴５ｄを装着し、軸穴５ｄを基準にして、刃先が転動面５ｃと対応する円弧状とされた専用バイト８を用いて、切削加工し、転動面５ｃを形成する。この簡易加工機７は、モーター７ｂにより回転軸７ａに装着した戸車５を回転させ、回転軸７ａと直交する方向からバイト８を戸車５に接近させ、転動面５ｃに切削するものである。なお、軸穴５ｃは、射出成形時にまったく形成せずに、穴開け加工で形成するようにすることもできる。

このような切削加工は、通常の素材のドリルやバイトを用いて、発熱や工具の磨耗も少なく行うことができる。特にポリアセタール樹脂は自己潤滑性を有するため、切削油の必要もなく、極めて容易に行うことができる。また、この戸車５は、戸車アッセンブリー１として障子５３、５４に取り付けられるが、戸車５の上下位置は通常調整が可能であるので、転動面５ｃの直径寸法に高い寸法精度は必要なく、真円度が良好で表面が円滑であれば良いため、切削作業が容易である。
なお、転動面５ｃの加工は、切削加工に代えて、砥石車等を用いた研削加工または研磨加工などでもよい。また、軸穴５ｄの加工も、切削加工に代えて、研削加工または研磨加工などでもよい。

このような戸車５にあっては、射出成形後、転動面５ｃと軸穴５ｄが機械加工されているので、成形時にヒケまたはバリ等の凹凸があっても、転動面５ｃと軸穴５ｄを簡単に良好な真円度にかつ滑らかに形成できる。また、少なくとも成形時に生じたスキン層が除去されているので、転動面５ｃや軸穴５ｄに、衝撃で圧痕を生じ難く、また使用中に剥離部を生じ難い。したがって、戸車５がレール上を円滑に転動するので、障子５３、５４を開閉する際に、ガタガタ音等の走行音がなく、また振動もないため、障子５３、５４の操作感が良好となる。
また、戸車５の射出成形時に転動面５ｃと軸穴５ｄを高い真円度でかつバリ等の凹凸なく成形する必要がないので、成形条件や金型の精度を緩和することができ、また成形性が劣るグレードのポリアセタール樹脂を用いることができ、さらに成形不良品として廃棄するものが少なくなるため、成形コストを低減することができる。

なお、前述の実施の形態では、戸車５をポリアセタール樹脂を用いて射出成形したが、本発明はこれに限るものではなく、熱可塑性でかつ結晶性の他の樹脂、例えば、ポリアミド樹脂（ＰＡ），ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ），グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＧＦＰＥＴ），超高分子ポリエチレン樹脂（ＵＨＰＥ），ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ），ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ），液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ），フッ素樹脂（ＦＲ）またはシンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）等を用いても良い。

また、前述の実施の形態では、転動面５ｃおよび軸穴５ｄを機械加工したが、転動面５ｃのみを機械加工するようにしても、障子等の操作性を向上させることができる。
また、前述の実施の形態では、転動面５ｃが凹状の円弧面に形成された戸車５について説明したが、本発明はこれに限らず、転動面が凸状の円弧面に形成された戸車などにも適用することができる。

本発明の実施の形態に係る戸車を用いた障子を示す斜視図である。戸車アッセンブリーの斜視図である。（ａ）は戸車の斜視図、（ｂ）は断面図である。機械加工工程を説明するための図である。従来の引き違いサッシの縦断面図である。戸車とレールとの関係を示す図である。戸車成形時のパーティングライン発生を説明するための図である。戸車の不具合例を示す図である。ポリアセタール樹脂による成形品の結晶化状態を説明する概念図である。ポリアセタール樹脂における機械的強度を示す図であって、（ａ）は結晶化度と降伏点強さとの関係を示す図であり、（ｂ）は結晶化度と引っ張り弾性率との関係を示す図である。

符号の説明

５戸車
５ｃ転動面
５ｄ軸穴
５３、５４障子（建具）

Claims

レール上を転動する合成樹脂製の戸車であって、
熱可塑性樹脂を用いて射出成形により成形され、かつ転動面が機械加工されていることを特徴とする戸車。
支持軸が挿通される軸穴が機械加工されていることを特徴とする請求項１に記載の戸車。
熱可塑性でかつ結晶性の樹脂を用いて射出成形され、前記機械加工によりスキン層が除去されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の戸車。
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の戸車を備えていることを特徴とする建具。