JP2006322264A - 扉装置および扉枠 - Google Patents

Abstract

【課題】扉体の表側と裏側とで大きな圧力差が生じている場合でも通常の操作と同様の操作で扉本体を開くことができ、かつ、扉本体の外観デザインの制約をなくする。
【解決手段】扉体１１には、開閉用の操作部と、操作部の操作に連動して進退するロッド５２とが設けられる。扉枠１２は、扉体１１のロッド５２が進退する端面と対向する面に形成された第１開口部１３ａと、扉体１１よりも戸内側となる位置に形成された第２開口部１３ｂとを有する。扉枠１２の内部には、第１開口部１３ａを塞ぐ閉鎖プレート５７が設けられる。閉鎖プレート５７は、ロッド５２の前進によって移動し、第１開口部１３ａを開放する。
【選択図】図６Ｂ

Description

本発明は、扉本体に設けられた操作手段を操作することによって開閉される扉装置に関する。

オフィスビルや集合住宅などにおいては、屋内の環境を快適に維持し、あるいは防火性能を向上させるため、扉、特に屋内と屋外の境界に設けられる扉は、扉本体と扉枠との隙間を極力小さくしたり、この隙間をシール部材で塞いだりするなど、密閉性の高い構造とされていることが多い。密閉性を高くした扉においては、例えば強風が扉に向かって吹き付けている場合や、室内の換気を行っている場合などには扉の外側と内側との間で圧力差が生じやすい。そのため圧力差が大きくなると、扉を開く際に、扉が開きにくくなったり、急激に開いてしまったりという不具合が生じる。

そこで、このような不具合を解消するため、特許文献１には、扉本体を閉扉位置から所定量押し開いた初期開扉位置へ移動させる押し開き機構と、押し開き機構を動作させるための手動の操作部と、操作部の操作力よりも大きな力で押し開き機構を働かせる倍力機構とを有する開扉補助装置が開示されている。操作部は、扉本体のラッチボルトを操作するためのノブやハンドルといった扉開閉用の操作部とは別に設けられている。強風などによって扉を開けにくい場合には、開扉補助装置の操作部を操作すると、倍力機構によって押し開き機構が操作力よりも大きな力で動作されるので、小さな力で扉本体を初期開扉位置まで開くことができる。扉本体が開くことによって、扉本体と扉枠との間に生じた隙間を介して外側と内側との間での圧力差が緩和されるので、それ以降は小さな力で扉本体を開くことができる。

また、特許文献２には、扉本体にその表側および裏側に開口する換気口を形成するとともに、換気口を開閉する開閉板を設けた扉装置が記載されている。開閉板は、操作部が操作されていないときには換気口を塞いでおり、扉本体を開くために操作部を操作することによって、操作部に連動して換気口を開くように構成されている。このように、操作部の操作によって換気口が開き、扉本体が開く前に扉本体を空気が通過できるようにすることで、扉本体の表側と裏側との間での圧力差が緩和され、扉本体をスムーズに開くことができる。
特開２０００−５４７２１号公報 特開２０００−１３６６７９号公報

しかしながら、上述した従来技術には以下に示すような問題点があった。

特許文献１に開示された装置は、通常の開閉用の操作部とは別に、押し開き機構を動作させるための操作部を有している。そのため、風圧等により扉本体を開けにくい場合には、まず押し開き機構用の操作部を操作し、その後に通常の開閉用の操作部を操作するという、通常の操作とは別の操作が付加される。また、押し開き機構は倍力機構を介して動作されるが、たとえ倍力機構を用いたとしても、やはり通常の操作よりは大きな操作力、あるいは大きな操作ストロークが必要となる。したがって、特許文献１に開示された装置では、扉本体を開く動作が煩わしいものとなる。

一方、特許文献２に開示された扉装置は、通常の開閉操作と同じ操作によって換気口を開いて圧力差を緩和し、結果的に扉本体をスムーズに開くことができるようにするものなので、扉本体を開くときの操作に関しては、特許文献１に記載された装置のような煩わしさはない。しかし、扉本体に換気口が設けられているので、扉本体は外観上の制約を受け、扉本体の自由な外観デザインの妨げとなる。

そこで本発明は、扉体の表側と裏側とで大きな圧力差が生じている場合でも通常の操作と同様の操作で扉本体を開くことができ、かつ、扉本体の外観デザインの制約がない扉装置および扉枠を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の扉装置は、中空構造をなす扉枠と、扉枠に開閉可能に支持された扉体と、扉体に設けられた、扉体を開く際に操作される操作部と、扉体の表側と裏側との間に生じる圧力差を緩和する圧力差緩和手段とを有する。そして、圧力差緩和手段は、操作部の操作に連動して前記扉体の端面から突出するように前記扉体に設けられたロッドと、扉枠の、ロッドが突出する扉体の端面と対向する面に形成された第１開口部と、扉枠の内部から第１開口部を塞いだ位置から第１開口部を開放する位置へ移動可能に扉枠内に設けられた閉鎖部材と、第１開口部が開放することによって、第１開口部とともに、扉枠の内部を通って扉体の表側と裏側とを連通する空気流路を形成するように扉枠に形成された第２開口部とを有する。

また、本発明の扉枠は、開閉用の操作部、および操作部の操作に連動して端面から突出するロッドが設けられた扉体を開閉可能に支持する扉枠であって、ロッドが突出する扉体の端面と対向する面に形成された第１開口部と、扉枠の内部から第１開口部を塞いだ位置から、第１開口部を開放する位置へ移動可能に扉枠内に設けられた閉鎖部材と、第１開口部が開放することによって、第１開放部とともに、扉枠の内部を通って扉体の表側と裏側とを連通する空気流路を形成するように形成された第２開口部とを有する。

本発明では、扉体が閉じている状態で操作部を操作すると、それに連動してロッドが扉体の端面から突出する。ロッドが突出すると、ロッドは扉枠内に設けられ、扉枠に形成された第１開口部を塞いでいる閉鎖部材を移動させる。これにより、第１開口部が開放し、扉枠には、扉体の表側から扉枠内を通って裏側へ通じる空気流路が形成される。この空気流路を通って、圧力が高い側から低い側へ空気の流れが生じ、その結果、扉体の表側と裏側との圧力差が緩和される。

上述したように本発明によれば、通常の開扉動作と同じ操作部の操作だけで、特別な操作を必要とせず、扉体の表側と裏側との圧力差を緩和し、扉体の表側と裏側とで大きな圧力差が生じている場合でも容易に開扉することができる。しかも、空気流路は扉枠に形成されるので、扉体の外観には影響なく、扉体の自由なデザインが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による扉装置の正面図である。図１に示す扉装置１は、本発明を玄関用のスイング式扉に適用したものであり、戸外側から見た状態を示している。

扉装置１は、扉体１１と、扉体１１を開閉可能に支持する扉枠１２と、扉体１１の戸外側と戸内側との圧力差を緩和するための圧力差緩和機構５０と、を有する。

扉体１１は、その幅方向一端部が手前側に開くように、他端部がヒンジ１８によって扉枠１２に連結されている。つまり、扉体１１は、一端部が戸先側端部、他端部が戸尻側端部となるように、扉枠１２にヒンジ連結されている。ヒンジ１８は、扉体１１の上端部、下端部および中間部の３ヶ所に取り付けられている。

扉体１１の戸先側端部にはプッシュプル錠２０が内蔵されている。プッシュプル錠２０は、扉体１１の表裏両面に設けられた操作部であるハンドル３１を操作することによって、扉枠１２への扉体１２のロックおよび解除を行うように動作する。ハンドル３１は、戸先側の端部が、鉛直方向に延びた支持部３３を支軸として回動可能に支持されている。なお、図１では戸外側のハンドル３１のみが示される。

図２Ａおよび図２Ｂを参照して、プッシュプル錠２０の詳細な構成および動作について説明する。

プッシュプル錠２０は、ラッチボルト２２およびラッチボルト２２をロック状態に保持したり、ロック状態を解除したりするための機構を有し、これらの各部品を、板金部材を組み合わせて構成されたケース２１内に収容して構成されている。ラッチボルト２２は、ケース２１の扉枠側端面２１ｆから進退移動自在に支持されている。またラッチボルト２２は、圧縮コイルばね２８ａによって、扉枠側端面２１ｆから突出する向きへ付勢されており、通常、ラッチボルト２２の先端部はケース２１から突出した状態にある。

ケース２１の、扉体１１の表裏面と平行な側面には、押金挿通孔２１ａ，２１ｂが、互いに上下方向に間隔をおいて、かつそれぞれ水平方向に延びて形成されている。一方の押金挿通孔２１ａは、戸外側のハンドル３１（図１参照）に一体に設けられた押金３２ａが挿通され、他方の押金挿通孔２１ｂは、戸内側のハンドルに一体に設けられた押金３２ｂが挿通される。

ケース２１の内部には、押金挿通孔２１ａ，２１ｂに挿通された押金３２ａ，３２ｂに隣接して、２つの作動プレート２３，２４が水平な軸周りに揺動自在に設けられている。各作動プレート２３，２４は、押金３２ａ，３２ｂを間において対向配置されている。一方の作動プレート２３の一部は押金挿通孔２１ａの一部と重なっており、押金３２ａが押金挿通孔２１ａ内で図示右方向に移動することによって、押金３２ａに押されて時計回りに動く。他方の作動プレート２３の一部は押金挿通孔２１ｂの一部と重なっており、押金３２ｂが押金挿通孔２１ｂ内で図示左方向に移動することによって、押金３２ｂに押されて時計回りに動く。各作動部レート２３，２４の揺動範囲は、ストッパによって、図２Ａに示した初期位置から図２Ｂに示した解除位置までの間の範囲に規制されている。

ケース２１の内部にはさらに、ラッチプレート２５、第１アーム２６および第２アーム２７が設けられている。ラッチプレート２５は、ラッチボルト２２と係合する係合部２５ａを有する。ラッチプレート２５は、水平な軸回りに揺動自在に支持されており、ねじりコイルばね２８ｂによって時計回りに付勢されている。ラッチプレート２５の一端部は各作動プレート２３，２４に当接しており、ねじりコイルばね２８ｂの付勢力によって各作動プレート２３，２４を初期位置に保持している。またこの状態では、ラッチプレート２５の係合部２５ａはラッチボルト２２に係合しており、これによって、ラッチボルト２２はケース２１から突出した位置に固定されている。扉体１１が閉じた状態でラッチボルト２２がケース２１から突出していると、ラッチボルト２２の先端部は、扉枠１２に設けられた受け金具（不図示）内に進入し、これによって扉体１１がロックされる。

ラッチプレート２５の他端部には第１連結軸２６ｂを介して第１アーム２６の一端部が揺動自在に連結されている。第１アーム２６の他端部には、第２連結軸２６ｂを介して第２アームが揺動自在に連結されている。第１連結軸２６ａおよび第２連結軸２６ｂはそれぞれ、ケース２１に形成された長孔２１ｃ，２１ｄ内に挿通され、長孔２１ｃ，２１ｄに沿って移動することができる。

第２アーム２７は、その一端部を中心にして揺動自在に支持され、ねじりコイルばね２８ｃによって反時計回りに付勢されている。第２アーム２７の他端部には孔が形成されており、この孔に、圧力差緩和機構５０（図１参照）の一部を構成するロッド５２に一体に設けられたガイドピン２９が挿通されている。ガイドピン２９は、ケース２１に形成されたガイド孔２１ｅに支持され、ガイド孔２１ｅに沿って移動することができる。ガイドピン２９がガイド孔２１ｅに案内されて移動することによって、ロッド５２も移動する。ここではガイド孔２１ｅは水平方向に延びて形成されているので、ロッド５２も水平方向に移動する。

プッシュプル錠２０の動作を以下に説明する。

まず、ラッチボルト２２がケース２１から突出してラッチプレート２５にラッチされている状態（図２Ａに示す状態）で戸外側のハンドル３１を手前に引き付けると、ハンドル３１は支持部３３を支軸として回動し、押金３２ａが図２Ａに示す位置から図２Ｂに示す位置へ移動する。押金３２ａの移動によって、作動プレート２３は押金３２ａに押されて時計回りに回動し、ねじりコイルばね２８ｂの付勢力に抗してラッチプレート２５を反時計回りに回動させる。ラッチプレート２５が反時計回りに回動すると、係合部２５ａによるラッチボルト２２の係合が解除され、ラッチボルト２２をケース２１内に押し込むことができるようになる。ラッチボルト２２は、扉体１１（図１参照）の開方向の側面がテーパ状に形成されており、ラッチボルト２２の係合が解除された状態では、扉体１１を開くことが可能となる。

さらに、ラッチプレート２５の回動によって、連結軸２６ａは長孔２１ｃに沿って移動する。この移動は、第１アーム２６、連結軸２６ｂ、第２アーム２７およびガイドピン２９を介して、ロッド５２をガイド孔２１ｅに沿って戸尻側へ移動させる。

そして、ハンドル３１から手を離すなど、ハンドル３１に加えていた力を解放すると、ねじりコイルばね２８ｂ，２８ｃの付勢力によって、作動プレート２３，２４、ラッチプレート２５、第１アーム２６および第２アーム２７は図２Ａに示した初期位置へ戻る。これによって、ロッド５２も戸先側へ移動する。

一方、図２Ａに示す状態において戸内側のハンドル３１を扉体１１に向けて押し込むと、そのハンドルの押金３２ｂが図示左方向へ移動する。押金３２ｂの移動によって、作動プレート２４は押金３２ｂに押されて時計回りに回動し、ねじりコイルばね２８ｂの付勢力に抗してラッチプレート２５を反時計回りに回動させる。以降の動作は、戸外側のハンドル３１を操作したときと同様である。

以上のように、ロッド５２は、ハンドル３１の操作に連動して、戸尻側へ前進したり、戸先側へ後退したりするように構成されている。

次に、圧力差緩和機構５０について、図３〜図５を参照して説明する。

図３は、圧力差緩和機構の構成を説明するための、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、扉体のロッドケースが取り付けられた部分の構造を説明する図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は戸尻側端面図である。図５は、図１に示す扉枠の、扉体の戸尻側端面と対向する部分での要部拡大図である。

図３および図４に示すように、扉体１１の戸尻側端部には、板金部材を組み合わせて構成されたロッドケース５３が取り付けられている。ロッドケース５３内にはスライダ５４が、前述したロッド５２の移動方向と平行にスライド自在に設けられている。ロッド５２は、その先端部をロッドケース５３内に進入させて、スライダ５４に固定されている。スライダ５４の戸尻側端部には、２つの押圧ロッド５５が互いに上下に間隔をあけて固定されている。各押圧ロッド５５に対応して、ロッドケース５３の戸尻側端面には開口部５３ａが形成されている。各押圧ロッド５５は、ロッド５２の進退移動に伴うスライダ５４の移動によって、各開口部５３ａを貫通して進退移動する。

一方、扉枠１２は中空構造をなしており、図３および図５に示すように、その扉体１１の戸尻側端面と対向する部位に、第１開口部１３ａ、第２開口部１３ｂ、および第３開口部１３ｃが形成された２つの開口プレート１３を有している。第１開口部１３ａは、扉体１１の戸尻側端面と対向する位置に形成されている。第２開口部１３ｂは、扉体１１よりも開扉方向と反対側である、戸内側となる位置に形成されている。第３開口部１３ｃは、押圧ロッド５５と対向する位置に形成されている。第１開口部１３ａおよび第２開口部１３ｂは、扉枠１２の中空部内と外部とを連通する。扉枠１２の、第１開口部１３ａが形成された領域と第２開口部１３ｂが形成された領域との間には、扉体１１と扉枠１２との間の隙間を密閉するためのエアタイトゴム６１が、扉体１１の外周部全周にわたって当接するように設けられている。つまり、第１開口部１３ａおよび第２開口部１３ｂは、エアタイトゴム６１を基準として戸外側および戸内側にそれぞれ開口している。

扉枠１２の中空部のうち、扉体１１の戸尻側端部と対向する部分には、閉鎖プレート５７が配置されている。閉鎖プレート５７は、扉枠１２の閉鎖プレート５７が配置された部分における長手方向（鉛直方向）に沿って延びる支持軸５６を中心に回動自在に設けられている。閉鎖プレート５７は、開口プレート１３の第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃが形成された領域と当接する面を有しており、閉鎖プレート５７が揺動することによって、第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃを開放したり扉枠１２の内側から塞いだりすることができる。

さらに、扉枠１２の中空部には、閉鎖プレート５７が第１開口部１３ａを塞ぐ方向に閉鎖プレート５７を付勢する圧縮コイルばね５９が、ガイドピン５８に支持されて設けられている。ガイドピン５８は、閉鎖プレート５７に形成された貫通孔に挿通された状態で、扉枠１２に固定されている。

従って、押圧ロッド５５が戸尻側へ突出すると、押圧ロッド５５は圧縮コイルばね５９の付勢力に抗して閉鎖プレート５７を押し込み、これによって閉鎖プレート５７は開口部形成プレート１３から離れ、第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃが開放される。一方、押圧ロッド５５が引き込まれると、閉鎖プレート５７は圧縮コイルばね５９の付勢力によって元の位置へ戻り、第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃを塞ぐ。

本実施形態では、閉鎖プレート５７が第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃを塞いでいる状態での気密性を確保するために、閉鎖プレート５７は、開口部形成プレート１３の第１開口部１３ａおよび第３開口部１３ｃが形成された領域と対向する面に貼り付けられたシール部材６０を有している。さらに、シール部材６０は、開口部形成プレート１３と当接した際の衝撃を緩和するために、弾力性を有する部材で構成されることが好ましい。このような部材としては、多孔質ゴムのような部材が挙げられる。

次に、上述した圧力差緩和機構５０の動作について、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。なお、図６Ａおよび図６Ｂでは、説明の簡略化のために、図４に示した構造を単にロッド５２として示す。

図６Ａに、扉体１１が閉じており、かつ、ハンドル３１（図１参照）が操作されていない状態を示す。この状態では、前述したように、ロッド５２は最も後退した位置にあり、閉鎖プレート５７から離れているので、扉枠１２の第１開口部１３ａは閉鎖プレート５７によって塞がれている。このとき、戸外で強風が吹いていると、扉体１１の戸外側表面には、白抜き矢印で示すように風圧が作用している。一方、扉体１１と扉枠１２との隙間にはエアタイトゴム６１（図３参照）が設けられているので、風は戸内側へは進入しない。そのため、扉体１１に加わる圧力は、戸内側と比較して戸外側のほうが高くなっており、扉体１１を戸外側へ開こうとしても、扉体１１は開きにくくなっている。

仮にエアタイトゴム６１が設けられていないとしても、扉体１１と扉枠１２との隙間は僅かであるので、この隙間から戸内側へ進入する空気の流れは極めて少なく、戸外側と戸内側での圧力差による扉体１１の開きにくさの傾向は、エアタイトゴム６１を設けた場合と同様である。

ハンドル３１を操作すると、ラッチボルト２２（図２Ａ参照）のラッチが解除され、扉体１１を開くことが可能な状態となる。それと同時に、前述したようにハンドル３１の操作に連動してロッド５２が前進する。ロッド５２が前進すると、図６Ｂに示すように、ロッド５２の先端部は扉枠１２の第３開口部１３ｃ（図５参照）を通過して閉鎖プレート５７を押圧する。閉鎖プレート５７は、ロッド５２に押圧されることによって、矢印で示す向きに回動し、第１開口部１３ａから離れる。このことにより、第１開口部１３ａが開放され、扉枠１２の内部を通って扉体１１の戸内側と戸外側とを連通する空気流路が形成され。その結果、白抜き矢印で示すように、戸外側で扉体１１に吹き付ける風によって、第１開口部１３ａから扉枠１２の中空部および第２開口部１３ｂを通って戸内側へ抜ける空気の流れが生じる。

この空気の流れは、戸外側と戸内側との圧力差を緩和する。圧力差が緩和されることによって、扉体１１の片面に大きな風圧が作用しているような場合であっても、従来の圧力差緩和機構５０が設けられていないものと比較して少ない力で扉体１１を開くことができる。しかも、扉体１１を開くために、特別な操作は必要なく通常と同様のハンドル操作だけでよいので、何の違和感もなく扉体１１を開くことができる。また、扉体１１の表側と裏側との間での空気流の通路となる開口は扉体１１ではなく扉枠１２に形成されるので、圧力差緩和機構５０を設けたことによる扉体１１のデザイン上の制限は何もなく、扉体１１の自由なデザインが可能である。

開扉動作時には、ハンドル３１を操作したままの状態、言い換えるとロッド５２が前進した状態であるが、扉本体１２がヒンジ１８（図１参照）を中心として回転するので、開扉動作の途中でロッド５２は第３開口部１３ｃ（図５参照）から抜け出る。この際、ロッド５２は円弧状の軌跡を描きながら移動するので、ロッド５２の移動中にロッド５２が扉枠１２と干渉しないように、ロッド５２と第３開口部１３ｃとのクリアランスが設定される。

ロッド５２が第３開口部１３ｃから抜け出ることによって、閉鎖プレート５７は圧縮コイルばね（図３参照）の付勢力によって元の位置へ戻り、第１開口部１３ａを閉鎖する。また、開いている扉体１１を閉じる際には、ハンドル３１を操作することなく閉じれば、ロッド５２は前進せず第３開口部１３ｃ内に進入しないので、第１開口部１３ａは閉じたままである。このように、第１開口部１３ａは、扉体１１を開く直前から開いている動作の途中段階までの限られた期間のみに開放し、開扉動作時以外は、第１開口部１３ａおよび第２開口部１３ｂを介して扉枠１２内を通る戸外側と戸内側との間での空気の流れは生じない。したがって、扉体１１が閉じている間は、扉枠１２に第１開口部１３ａおよび第２開口部１３ｂを設けたことによる、空調負荷の増加や風切り音といった問題は発生しない。

なお、本実施形態では、２つの閉鎖プレート５７を有し、各閉鎖プレート５７を押圧するようにロッド５２を先端部で２つに分岐させた構成を示したが、これは、扉体１１の中央部に位置するヒンジ１８を避けるためである。したがって、そのような必要がない場合は、閉鎖プレート５７を１つとし、ロッド５２の先端部を分岐させずに単独のロッド５２で閉鎖プレート５７を押圧するようにしてもよい。一方、閉鎖プレート５７のサイズと、ロッド５２が閉鎖プレート５７を押圧する位置との関係によっては、ロッド５２が閉鎖プレート５７を押圧したときに閉鎖プレート５７に撓みや捻れ等が生じ、第１開口部１３ａを良好に開放させることができなくなる場合がある。そのような場合には、１つあたりの閉鎖プレート５７のサイズが小さくなるように閉鎖プレート５７の数を３つ以上とし、ロッド５２の先端部もそれぞれの閉鎖プレート５７を押圧できるように３つ以上に分岐させてもよい。

また、本実施形態では、第１開口部１３ａおよび第２開口部１３ｂを、扉枠１２の本体とは別部材の開口プレート１３に形成した例を示したが、これら各開口部１３ａ，１３ｂは、扉枠１２に直接形成してもよい。ただし、後述するように、各開口部１３ａ，１３ｂの開口面積は、圧力差緩和機構５０の性能に関係があり、しかも設置される建物の床面積等にも依存する。従って、それぞれ各開口部１３ａ，１３ｂの開口面積が異なる種々の開口プレートを用意しておけば、設置される建物の条件に応じて開口プレートを交換するだけで最適な性能を得ることができる。

さらに、本実施形態では扉体１１の開閉のための操作部としてプッシュプル式のハンドル３１を示したが、操作部はこれに限られず、レバー式、ノブ式など、一般的な扉体の操作部として用いられる任意の操作部を用いることができる。また、それに対応して、ロック機構も操作部の操作をロッド５２の進退運動に変換することができる任意の機構を有するものを用いる。

以上、本発明について代表的な実施形態を例に挙げて説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で適宜変更することができる。以下に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態では、上述した実施形態と同様の構成については上述した実施形態と同じ符号を付し、その詳しい説明は省略する。

図７Ａは、本発明の他の実施形態による扉装置の、扉枠の要部縦断面図である。本形態では、閉鎖プレート７２は、その上端部が、水平方向に延びる支持軸７１を中心に回動自在に支持されている。また、閉鎖プレート７２は、不図示の付勢手段の付勢力によって、開口プレート１３の第１開口部１３ａが形成された領域に押圧されており、通常は第１開口部１３ａを閉鎖している。

扉体（不図示）が閉じている状態で、扉体に設けられたロッド（不図示）が前進すると、ロッドの先端部が扉枠１２内に進入し、閉鎖プレート７２を押圧する。これによって、図７Ｂに示すように閉鎖プレート７２は支持軸７１を中心に回動し、第１開口部１３ａが開放する。それ以降は、前述した実施形態と同様に扉体の表側と裏側との圧力差が緩和され、強風等により扉体の片面側に大きな圧力が作用している場合であっても容易に扉体を開くことができる。

ここでは閉鎖プレート７２の上端部が支持軸７１によって支持されている例を示したが、閉鎖プレート７２は下端部が支持されていてもよい。

図８Ａは、本発明のさらに他の実施形態による扉装置の、要部水平方向断面図である。本形態は、閉鎖プレート７７がスライドするように扉枠１２内に支持されている点が上述した実施形態と異なる。詳しくは、閉鎖プレート７７は、開口プレート１３の内面に接して、その接している内面に沿って矢印Ｂ１方向およびＢ２方向に往復移動可能に設けられている。閉鎖プレート７７は不図示の付勢手段によって矢印Ｂ１方向に付勢されている。閉鎖プレート７７に付勢手段以外からの外力が作用していない状態では、付勢手段の付勢力により、閉鎖プレート７７の端部に設けられたストッパ部７７ａが扉枠１２に当接し、これによって閉鎖プレート７７は第１開口部１３ａを塞いだ位置に保持される。また、閉鎖プレート７７の、ロッド７６の前進移動により加圧される加圧面７７ｂは、第１開口部１３ａを閉鎖する面よりも矢印Ｂ１方向側に位置し、かつ矢印Ｂ１方向側を向くテーパ状に形成されている。この加圧面７７ｂのテーパ形状に対応して、ロッド７６の先端面もテーパ状に形成されている。

扉体１１が閉じた状態でハンドル（不図示）を操作し、ロッド７６を前進させると、ロッド７６の先端部は扉枠１２の第３開口部（不図示）を通過し、閉鎖プレート７７の加圧面７７ｂを押圧する。加圧面７７ｂはテーパ状に形成されているので、加圧面７７ｂがロッド７６によって押圧されることで、閉鎖プレート７７には矢印Ｂ２方向の運動成分が作用する。その結果、図８Ｂに示すように、閉鎖プレート７７は付勢手段の付勢力に抗して矢印Ｂ２方向へ移動し、第１開口部１３ａを開放する。この際、ロッド７６の先端面も閉鎖プレート７７の加圧面７７ｂに対応したテーパ形状とされているので、矢印Ｂ２方向への閉鎖プレートの移動をスムーズに行わせることができる。それ以降は、前述した実施形態と同様に扉体１１の表側と裏側との圧力差が緩和され、強風等により扉体１１の片面側に大きな圧力が作用している場合であっても容易に扉体１１を開くことができる。

図９Ａは、本発明のさらに他の実施形態による扉装置の、要部水平方向断面図である。本形態もスライドする閉鎖プレート７８を有しているが、そのスライド方向が図８Ａに示したものと異なっている。本形態では、閉鎖プレート７８は、扉体１１が閉じている状態でのロッド５２の移動方向と平行な方向である矢印Ｃ１およびＣ２方向に往復移動可能に設けられている。そして閉鎖プレート７８は、不図示の付勢手段によって矢印Ｃ１方向に付勢され、この付勢力によって閉鎖プレート７８は第１開口部１３ａを塞いでいる。

扉体１１が閉じた状態でハンドル（不図示）を操作し、ロッド５２を前進させると、ロッド５２の先端部は扉枠１２の第３開口部（不図示）を通過し、閉鎖プレート７８を押圧する。これによって、図９Ｂに示すように、閉鎖プレート７８は矢印Ｃ２方向へ移動し、第１開口部１３ａを開放する。それ以降は、前述した実施形態と同様に扉体１１の表側と裏側との圧力差が緩和され、強風等により扉体１１の片面側に大きな圧力が作用している場合であっても容易に扉体１１を開くことができる。特に本形態では、閉鎖プレート７８の移動方向がロッド５２の移動方向と一致しているので、これまで述べてきた形態と比べて、ロッド５２の移動力がより有効に閉鎖プレート７８に伝達され、閉鎖プレート７８を移動させるのに必要な力をより軽減することができる。

上述した各形態では、閉鎖プレートおよび各開口部を戸尻側に設けるとともに、閉鎖プレートを押圧するロッドも扉体の戸尻側端面から突出させるようにした構成を示したが、閉鎖プレートおよび各開口部の位置はこれに限られるものではなく、上枠、下枠および戸先のいずれに設けてもよい。また、これらの組み合わせも任意である。そして、これら閉鎖プレートおよび各開口部の位置に応じて、扉体の適宜位置に少なくとも１つのロッドが配置される。

図１０に、その一例として、扉枠の上枠部に閉鎖プレートを設けた場合の、ロッドの近傍での斜視図を示す。また、図１１Ａおよび図１１Ｂに、図１０のＡ−Ａ線断面図を示す。なお、以下に説明する構成は、上枠部だけでなく下枠部や戸先にも同様に適用することができる。

扉体８１は、図１０において手前側に向かって開く（開扉方向を矢印で示す）ように、扉枠８２にヒンジ連結されている。ロッド８５は、ハンドル（不図示）の操作に連動して扉体８１の上端面に対して進退移動するように設けられている。ロッド８５を上下に移動させる機構は、ハンドルの操作によってロッド８５を上方へ移動させることができる任意の機構を用いることができ、例えば、グレモン錠のロック機構を応用することができる。

扉体８１が閉じている状態で、扉枠８２のロッド８５と対向する部位には、第３開口部８３ｃが形成されている。第３開口部８３ｃは、扉枠８２の、ロッド８５との対向面、および扉体８１の開扉方向側の側面に跨って形成されている。扉枠８２にはさらに、第１開口部および第２開口部（いずれも不図示）が形成されている。第１開口部は、扉体８１の上端面と対向する領域に形成され、第２開口部は、第１開口部とともに、扉枠８２内を通って扉体８１の表側と裏側とを連通する空気流路を形成する領域に形成されている。閉鎖プレート８４は、扉枠８２の内部に設けられており、付勢手段（不図示）によって付勢されて、第１開口部および第３開口部８３ｃを扉枠８２の内側から塞いでいる。

扉体８１が閉じている状態でハンドルを操作すると、図１１Ｂに示すように、ロッド８５が上昇し、第３開口部８３ｃ内に進入する。進入したロッド８５は、付勢手段の付勢力に抗して閉鎖プレート８４を持ち上げる。閉鎖プレート８４が持ち上げられることによって第１開口部が開放し、第１開口部と第２開口部とが連通するので、扉体８１の表側と裏側との間の圧力差が緩和される。その後、扉体８１は図１１Ｂに示す白抜き矢印方向に開扉される。この際、第３開口部８３ｃは、開扉方向側の側面の部分がロッド８５の逃げとなり、ロッド８５が第３開口部８３ｃと干渉することなく扉体８１を開くことができる。

また本発明は、玄関扉に限られるものではなく、戸内の部屋間に設置される扉や、窓あるいはベランダ用の扉など、開閉する種々の扉に適用することができる。さらに、扉体の開閉タイプについても、スイング式に限らずスライド式にも適用可能である。

ところで、圧力差緩和機構による、扉体の表側と裏側との圧力差緩和性能は、扉体を閉じた状態で第１開口部を開放したときの、扉枠内での空気の流れ易さが大きく関係する。すなわち、扉枠内での空気の流れが生じ易ければ、より高い圧力差緩和性能が得られる。

例えば、図１２に示すような、戸外と接する扉として玄関扉１０１およびベランダ扉１０３を有し、また戸内が住戸内扉１０２で２つの室に仕切られている住戸１００のモデルを考える。住戸１００内では、住戸１００の周りの風の流れに起因する玄関扉１０１側とベランダ扉１０３側との圧力差により、空気の流れ（通気）が生じる。

ここで、扉の表側と裏側との圧力差と通気量との関係は、

で表される。ここで、Ｑは通気量（ｍ³／s）、αは流量係数（通常は０．７）、Ａは開口面積（ｍ²）、ρは空気の密度（＝１．２２５Ｎ／ｍ³）、Δｐは扉の前後の圧力差である。また、流量係数に開口面積を乗じた値αＡは実効面積（ｍ²）を意味する。式（１）より、玄関扉１０１の実効面積(αＡ)₁を増すと、玄関扉１０１に加わる風圧力は減少するので、玄関扉１０１に加わる風圧力を減らすためには玄関扉１０１の実効面積(αＡ)₁を増やすことになる。

このとき、玄関扉１０１、住戸内扉１０２、およびベランダ扉１０３を通る通気量は等しいので、

が成り立つ。式（２）において、Ｑ₁は玄関扉１０１を通過する通気量（ｍ³／s）、Ｑ₂は住戸内扉１０２を通過する通気量（ｍ³／s）、Ｑ₃はベランダ扉１０３を通過する通気量（ｍ³／s）である。

また、各扉の前後の圧力差を足し合わせたものが空気の流れ全体の圧力差、すなわち、玄関扉１０１の外側の圧力とベランダ扉１０３の外側の圧力の差に等しくなるので、以下の式（３）が成り立つ。

式（３）において、Δｐ_allは空気の流れ全体の圧力差、Δｐ₁は玄関扉１０１の前後の圧力差、Δｐ₂は住戸内扉１０２の前後の圧力差、Δｐ₃はベランダ扉１０３の前後の圧力差である。

流れ全体の圧力差は、風洞実験による平均風圧係数を用いて以下の式（４）で表すことができる。

ここで、ｐ(ａ)は、風向ａにおける空気の流れ全体の圧力差、Ｇはガストファクター（＝２．０）、Ｃｐ_a(ａ)、Ｃｐ_b(ａ)はそれぞれ風向ａにおける玄関扉１０１の外部、およびベランダ扉１０３の外部の平均風圧係数（実験値）、Ｕ_H(ａ)は、風向ａ、軒高での風速の１ヶ月再現期待値である。

式（１）〜式（５）より、玄関扉１０１、住戸内扉１０２およびベランダ扉１０３に作用する風圧力が求まる。また、この風圧力は、各扉の開閉状況に依存する（開閉状態により各扉の実効面積(αＡ)₁、(αＡ)₂、(αＡ)₃が決まる）。算出に用いた各扉の流量係数αおよび開口面積Ａを表１に示す。また、予測される各扉の開閉状態４パターンにおける、玄関扉１０１に作用する風圧力の全体風圧力に対する割合を表２に示す。

玄関扉１０１の実効面積(αＡ)₁は、玄関扉１０１と扉枠との隙間の実効面積(αＡ)₁’と、圧力差緩和機構により付加される開口の実効面積(αＡ)₀とを加えたものである。圧力差緩和機構により付加される開口の実効面積(αＡ)₀の値は、圧力差緩和機構の性能目標から決めた。ここで、目標とする圧力差緩和機構の性能は、「玄関扉に加わる圧力を１００Ｐａ程度以下に低減できる性能」とした。ちなみに、扉を開けられる重さは、既往の文献によれば、成人男性で約２０ｋｇｆ（玄関扉圧力２５０Ｐａ）、老年（６０〜７５歳）女性で約９ｋｇｆ（玄関扉圧力１１３Ｐａ）、幼年（５〜６歳）女性で約３ｋｇｆ（玄関扉圧力３６Ｐａ）といわれており、これより、老年女性でも開けられる程度の圧力に低減することを目標としている。

図１３に、玄関扉に加わる圧力とその圧力を１００Ｐａまで低減するために必要な圧力の低減率の関係を示す（○印の曲線）。この曲線より、例えば、玄関扉に加わる圧力が２００Ｐａである場合、圧力を１００Ｐａに下げるために必要な荷重の低減率は５０％と読み取ることができる。

また、図１３には、住戸床面積を約８０ｍ²、各扉の開閉状態を、比較的強い風が吹いているときには、外部に接する扉は閉じていると仮定し、表２のケース３の状態とした場合の、圧力差緩和機構により付加される開口の実効面積（総合実効面積）(αＡ)₀と荷重の低減率の関係も合わせてプロットしている（□印の曲線）。この曲線からは、例えば、荷重の低減率を５０％とするために必要な圧力差緩和機構の総合実効面積(αＡ)₀は約０．００６ｍ²であることがわかる。

つまり、２つの曲線からは「玄関扉に加わる圧力が２００Ｐａのとき、目標とする性能を得るためには圧力差緩和機構により約０．００６ｍ²の開口の実効面積を付加する必要がある。」ことがわかる。また、玄関扉に加わると想定される圧力が最大で２５０Ｐａであるとすると、図１３から、圧力差緩和機構によって付加する必要がある開口の実効面積は０．００８ｍ²以下でよいと考えられる。

なお、圧力差緩和機構により付加される開口の実効面積は、第１開口部および第２開口部だけでなく、扉枠内での空気流路の断面積も考慮する。例えば、第１開口部の実効面積を(αＡ)_a、第１開口部が開放した状態での扉枠内部での扉枠と閉鎖プレートとの隙間の実効面積を(αＡ)_b、第３開口部の実効面積を(αＡ)_cで表すと、圧力差緩和機構により付加される開口の実効面積は、

で表され、このとき(αＡ)₀は「総合実効面積」ともいう。

以上の検討によって求められる値は、住戸床面積,各扉の開閉状態、各扉の隙間の実効面積（(αＡ)₁’、(αA)₂、(αA)₃）の仮定などにより異なる。これらの検討条件の幅を考慮し、また、必要以上の開口部を扉枠に設けることは扉枠の強度低下を招くおそれがあることを考慮すると、圧力差緩和機構によって付加する開口の総合実効面積(αA)₀は、０．０１ｍ²以下とすることが好ましい。また、開口面積が小さすぎると強風時に必要な性能(玄関扉の荷重の低減)が得られにくくなるため、圧力差緩和機構によって付加する開口の総合実効面積は０．００２ｍ²以上であることが好ましい。

本発明の一実施形態による扉装置の正面図である。 図１に示すプッシュプル錠の内部構成を説明する図であり、ラッチボルトがラッチされている状態を示す。 図１に示すプッシュプル状の内部構成を説明する図であり、ラッチボルトのラッチが解除された状態を示す。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す圧力差緩和機構の、扉体のロッドケースが取り付けられた部分での縦断面図、および戸尻側端面図である。 図１に示す扉枠の、扉体の戸尻側端面と対向する部分での要部拡大図である。 図３に示す圧力差緩和機構の動作を説明する模式的断面図であり、ハンドルの操作前の状態を示す。 図３に示す圧力差緩和機構の動作を説明する模式的断面図であり、ハンドルの操作後の状態を示す。 本発明の他の実施形態による扉装置の、第１開口部が閉鎖されている状態を示す、扉枠の要部縦断面図である。 図７Ａに示す扉装置の、第１開口部が開放した状態を示す、図８Ａと同様の断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による扉装置の、第１開口部が閉鎖されている状態を示す、要部水平方向断面図である。 図８Ａに示す扉装置の、第１開口部が開放した状態を示す、図８Ａと同様の断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による扉装置の、第１開口部が閉鎖されている状態を示す、要部水平方向断面図である。 図９Ａに示す扉装置の、第１開口部が開放した状態を示す、図９Ａと同様の断面図である。 扉枠の上枠部に閉鎖プレートおよび各開口部を設けた場合の、扉枠および扉体の要部斜視図である。 ロッドがその移動範囲の下端に位置している状態を示す、図１０のＡ−Ａ線断面図である。 ロッドがその移動範囲の上端に位置している状態を示す、図１０のＡ−Ａ線断面図である。 扉体へ付加する好ましい開口面積を求めるのに用いた住戸モデルを示す図である。 玄関扉に加わる圧力を１００Ｐａ程度に低減するのに必要な、玄関扉に加わる圧力と圧力差緩和機構により付加される開口面積との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 扉装置
１１ 扉体
１２ 扉枠
１３ａ 第１開口部
１３ｂ 第２開口部
１８ ヒンジ
２０ プッシュプル錠
３１ ハンドル
５０ 圧力差緩和機構
５２，７６，８５ ロッド
５７，７２，７７，７８，８４ 閉鎖プレート

Claims (10)

1. 中空構造をなす扉枠と、前記扉枠に開閉可能に支持された扉体と、前記扉体に設けられた、前記扉体を開く際に操作される操作部と、前記扉体の表側と裏側との間に生じる圧力差を緩和する圧力差緩和手段と、を有する扉装置において、
   前記圧力差緩和手段は、
   前記操作部の操作に連動して前記扉体の端面から突出するように前記扉体に設けられたロッドと、
   前記扉枠の、前記ロッドが突出する前記扉体の端面と対向する面に形成された第１開口部と、
   前記扉枠の内部から前記第１開口部を塞いだ位置から、前記第１開口部を開放する位置へ移動可能に前記扉枠内に設けられた閉鎖部材と、
   前記第１開口部が開放することによって、前記第１開口部とともに、前記扉枠の内部を通って前記扉体の表側と裏側とを連通する空気流路を形成するように前記扉枠に形成された第２開口部と、を有することを特徴とする扉装置。
2. 前記扉枠には、突出した前記ロッドが挿通される第３開口部が形成され、前記閉鎖部材は前記第３開口部を塞ぐ部分を有している、請求項１に記載の扉装置。
3. 前記第１開口部を塞ぐ方向に前記閉鎖部材を付勢する付勢手段をさらに有する、請求項１または２に記載の扉装置。
4. 前記扉体は前記扉枠にヒンジ連結されており、前記ロッドは前記操作部の操作によって前記扉体の戸尻側端面から突出する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の扉装置。
5. 前記第２開口部は、前記扉体よりも開扉方向反対側となる位置に形成されている、請求項４に記載の扉装置。
6. 前記圧力差緩和機構により付加される開口の総合実効面積は０．００２ｍ²以上である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の扉装置。
7. 前記圧力差緩和機構により付加される開口の総合実効面積は０．０１ｍ²以下である、請求項６に記載の扉装置。
8. 開閉用の操作部、および該操作部の操作に連動して端面から突出するロッドが設けられた扉体を開閉可能に支持する扉枠であって、
   前記ロッドが突出する前記扉体の端面と対向する面に形成された第１開口部と、
   前記扉枠の内部から前記第１開口部を塞いだ位置から、前記第１開口部を開放する位置へ移動可能に前記扉枠内に設けられた閉鎖部材と、
   前記第１開口部が開放することによって、前記第１開放部とともに、前記扉枠の内部を通って前記扉体の表側と裏側とを連通する空気流路を形成するように形成された第２開口部と、を有する扉枠。
9. 突出した前記ロッドが挿通される第３開口部が形成され、前記閉鎖部材は前記第３開口部を塞ぐ部分を有している、請求項８に記載の扉枠。
10. 前記第１開口部を塞ぐ方向に前記閉鎖部材を付勢する付勢手段をさらに有する、請求項８または９に記載の扉枠。

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