JP3583981B2 - 跳ね上げ式門扉用ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、跳ね上げ式門扉用ユニット、さらに詳しくは、左右一対の支柱にアームの基端部を枢着し、そのアームの先端部を扉体に枢着し、前記扉体を前記アームを半径として地面付近に垂直状に支持される閉鎖位置から前記支柱の上方に水平状に支持される開放位置まで上方に回動することにより開放するようにした門扉に用いられるユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
跳ね上げ式門扉は、扉体が基端部を支柱に枢着した左右のアームの先端部に枢着された構成を有するので、扉体には、その扉体及び左右のアームの荷重により下向きの回転モーメント(扉応力)が働く。図14は扉応力及びばね応力と、扉体の開度との関係を示すグラフである。前記下向きの回転モーメントの大きさは、扉体の開度すなわちアームの回転角度に応じて、図14にC線で示すように緩やかなS字状に変化し、門扉が閉めてある時、すなわち、アームが水平の場合が最大であり、門扉が開けられた時、すなわち、アームが垂直の場合が最小となる。図14において、扉応力を示すC線のベクトルは下向き、ばね応力を示すA線及びB線のベクトルは上向きである。
【0003】
そのため、跳ね上げ式門扉においては、門扉の開放当初に扉体に加えなければならない持ち上げ力をできるだけ小さくするため、アームの基端部を支柱に枢着している支軸又はアームの基端部近傍の位置に常に上向きの付勢力を与えて、前記下向きの回転モーメントを減殺するためのバランス装置(緩衝装置)が、通常は支柱に、とくに支柱の中に備えられている。
【0004】
また、跳ね上げ式門扉には、一般的に、扉体の昇降時に扉体を主体的に支持し、かつバランス装置から上向き付勢力を与えられるアーム(一般的に主アーム又は第1アームと呼称されている。)のほかに、扉体を補助的に支持し、かつ扉体の昇降時に扉体をその移動位置に応じて適正な姿勢に保持するアーム(一般的に補助アーム又は第2アームと呼称されている。)が備えられているが、跳ね上げ式門扉にはさらに、開閉の際に扉体の先端(下端)が敷地の外側に突出することを防止するため、支柱に垂直状、斜め状、又は円弧状などの各種の形状の案内孔を形成し、その案内孔に第2アームの基端部を移動可能に挿通しているもの(例えば、実公平7−23516号公報)、あるいは、第1アームと第2アームの基端部とをリンクで連結し、そのリンクに設けたガイドローラ等を前記案内孔に嵌合したもの(例えば、特開平6−25760号公報、実開平7−29295号公報及び登録第2525991号実用新案公報)が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の跳ね上げ式門扉は、バランス装置及びそれに付属するリンク装置を支柱の外側に取付けたものが多く、支柱内に収容したものもある。しかし、前者は支柱の概観を損なうばかりでなく、天候による劣化・損傷を受け易く、幼児等の悪戯や怪我を誘う原因となる。また、後者は、支柱への取付け及び後日のメンテナンスが容易でないという問題点がある。
【0006】
また、上記のように第2アームの基端部を案内孔に嵌合した構成を採用する場合は勿論のこと、第1アームと第2アームとを連結するリンクに設けたガイドローラ等を案内孔に嵌合した構成を採用する場合でも、リンクは第1アームに与えられる上向き付勢力を第2アームに分与して、第2アームの基端部が前記案内孔に案内されて移動されるのを補助する機能を有するだけであり、また、バランス装置のコイルばねの力点と作用点が一致しているため、バランス装置から第1アームの基端部に加えられる上向き付勢力(上向き回転モーメント:ばね応力)が、扉体の開閉角度に応じて変化するパターンは、図14にA線及びB線で示されるように、ほぼ一直線状である。
A線は扉体の持ち上げ当初に必要な力量を最小限にするように設定されたバネ定数を有するコイルばねの応力である。しかし、このA線を選定すると、30度前後の低い開度でばね応力が扉応力よりも強くなってしまい、扉体は慣性で衝撃的な回転をしてしまうという問題があった。図14のB線は、上記衝撃を無くすため、応力設定位置を低い方に変えた場合のコイルばねの応力であるが、扉体の上限近くでは、コイルばねだけの力では扉体が全開せず、人が上向きの力を加えるための操作をしなければならないという煩雑さがあった。
なお、図14におけるD線は、本発明による構成を採用した場合のばね応力を示すものであるので、これについては後に説明する。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その課題は、バランス装置及びリンク装置の支柱内への取付け及びメンテナンスを容易に行うことができ、しかも、閉鎖状態から開放状態までの全行程においてより小さい力で安定して軽快に扉体の回動ができる跳ね上げ式門扉用ユニットを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る跳ね上げ式門扉用ユニットは、(a)フレームに、上向き付勢力を与えるバランス装置と、そのバランス装置の上端部に連結されたリンク装置とを取付けて構成され、(b)前記リンク装置は、端部同志を順次枢着した4個のリンクからなり、始端リンクの一端部は前記フレームに枢着され、終端リンクの他端部は前記フレームに回転自在に支持された、跳ね上げ式門扉の第1アームの基端部を固着するための第1の支軸に固着され、第1リンクと第2リンクの枢着点には前記バランス装置の上向き付勢力を与えるロッドの上端部が枢着され、前記第2リンクと第3リンクは前記跳ね上げ式門扉の第2アームの基端部を固着又は枢着するための第2の支軸により枢着され、前記第2の支軸は前記フレームに設けられた縦長の案内孔に昇降自在に挿通されていること、を特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本発明による跳ね上げ式門扉の側面図、図2は図1の扉体の幅方向中央における縦断面図、図3は図2の支柱の内部構造を示す断面図、図4は図2のX−X線に沿った断面図、図5は支柱とその中に収容されるユニットの下部を省略した斜視図、図6は支柱の切欠を開閉するシャッター装置の一例を示す図、図7は扉体が閉鎖位置にある時のリンク装置の位置関係を示す図3の要部の拡大図、図8は図2の支柱の要部の拡大図、図9は図8のY−Y線断面図、図10は図8のZ−Z線断面図、図11は扉体が開放位置にある時のリンク装置の位置関係を示す図7に対応する断面図、図12はリンク装置の作用説明図、図13は本発明装置に係るリンク装置を用いた場合の扉体の開閉時の移動軌跡を示す説明図、図14は扉応力とバランス装置のばね応力の関係を示す説明図である。
【0010】
図1に示された跳ね上げ式門扉OGは、左右一対の支柱1に第1アーム2及び第2アーム3の基端部を枢着し、各アーム2,3の先端部を既知のヒンジ4,5により扉体6に枢着し、扉体6の底辺の幅方向中央に設けてある引き手(図示省略)に持ち上げ力を加えて、扉体6を実線で示すように地面付近に垂直状に支持される閉鎖位置から、鎖線で示すように第1アーム2の基端部を中心とし、第1アーム2を半径として支柱1の上方に水平状に支持される開放位置まで回動することにより門扉を開放し、また、開放位置に存在する扉体の底辺に垂下されている引き下げ部材(図示省略)に引き下げ力を加えて閉鎖位置まで回転降下させることにより門扉を閉鎖し、扉体の底辺に設けたフック7に地面に一端を固定した係止部材8の他端を係止することにより(図2参照)、敷地の外側から不当に扉体を開放されることを防止するように構成してあることは、従来の跳ね上げ式門扉と同様である。
【0011】
そして、上記扉体6を持ち上げる時の負荷を軽減するため、及び、上昇終盤に扉体が衝撃的に回転することを防止するため、支柱内にバランス装置及びリンク装置が設けてあるが、本発明においては、後に詳述されるように、バランス装置及びリンク装置は支柱の外で組み立てられてユニットに構成され、そのユニットを支柱1の中に挿入して取付けるようにしてあるので、これについて説明する。
【0012】
まず、支柱1は金属製中空形材で作られ、図2及び図5に示すように、左右の支柱1の互いに対向する面(対向面)の上部に、二つの切欠1a,1bが形成されている。1cは支柱の中に後述されるユニットを取付けた後に支柱の上端部に嵌着してネジ等で着脱自在に固定されるキャップである。
体6から遠い側の切欠1aは、後述されるように、第1アーム2の基端部を枢着させる第1の支軸P1を支柱の外側に突出させるためのものであり、閉鎖位置の扉体に近い側の切欠1bは、後述されるように、第2アーム3の基端部を枢着させる第2の支軸P2を支柱1の外側に突出させるためのものである。切欠1bは切欠1aよりも深く形成されている。
【0013】
図5のUは、支柱1の中に、支柱の上端部から挿入して固定されるユニットである。このユニットUは、図5に示すように、フレーム10に図7,11に示すようなリンク装置20とバランス装置30とを取付けて構成されている。
フレーム10は、水平断面形状が角型C字形の前後(図においては左右方向)に隔てた一対の縦材11,12を上下の横材13,14により結合して構成されている。上部横材13は矩形状に形成され、両縦材11,12の左右両側(図3及び図7においては紙面に垂直な方向に隔てた位置)で両縦材11,12の端部同志を連結している。そして、両側の上部横材13に第1の支軸P1が定位置で回転自在に保持され、その一端部は図5に示すように、支柱の対向面側に延出されている。
【0014】
また、両側の上部横材13の閉鎖位置の扉体6に近い側には縦長孔13aが形成され、その横材13の互いに対向する面に案内部材15が固定され、その案内部材に形成されている案内孔15aが上部横材の縦長孔13aと合致されている。そして、第2の支軸P2が、一方側の案内孔15aから他方側の案内孔15aまで挿通され、その第2の支軸の両端部付近にガイドローラ16(図7参照)が回転自在に取付けられ、各ガイドローラ16を案内孔15aに昇降可能に嵌合して、第2の支軸P2は案内孔15aに沿って上下移動可能とされている。第2の支軸P2の一端部は、図5に示すように、縦長孔13aからユニットUの外側に延出されている。
【0015】
リンク装置20は、図7に示すように、4個のリンク21〜24の端部同志を順次枢着して構成されている。始端のリンク21の始端は第1の支軸P1の若干下方において上部横材13間に固定された軸25に回転自在に支持され、終端のリンク24の終端は上部横材13の間において第1の支軸P1に固着されている。また、第2リンク22と第3リンク23は、上部横材の間において第2の支軸P2により枢着されている。そして、第1リンク21と第2リンク22の枢着点P3には、バランス装置30の上端部が枢着されている。
【0016】
バランス装置30は、直接的にはリンク装置20を介して第1の支軸P1に所定方向(図2及び図7においては時計方向)の回転力、すなわち、第1アーム2に上向き付勢力を与えるものである。バランス装置30は、第1リンク21と第2リンク22の枢着点P3に上向きの力を加えるものであれば、その構成はとくに限定されない。
図7の図示の例について説明すると、バランス装置30は、リンク装置20の下方においてフレーム10の縦材11,12の間を上下方向に延びる棒状又は管状のロッド31と、そのロッドの上部に固着された上限ストッパ32と、ロッド31の下部にロッドの軸線方向に移動自在に嵌合された下限ストッパ33と、ロッド31に上限ストッパ32と下限ストッパ33の間において圧縮巻装されたコイルばね34と、フレーム10の下部に取付けられ、ロッド31の下部をその軸線方向に移動自在に挿通する孔35aを有し、かつ、下限ストッパ33を下方に移動させないように規制する規制部材35とからなっている。
【0017】
規制部材35は、下部横材14に頭部を固定したボルト36の軸部をその規制部材に貫通し、その貫通された部分の下側からナット37を規制部材まで締め付けることにより、フレーム10に対する取付高さを調整することができる。
【0018】
バランス装置30は、上記構成により、ロッド31の上端部を第1リンク21と第2リンク22の枢着点P3に結合した状態で、上下のストッパ32,33間で圧縮されたコイルばね34が枢着点P3に所要の大きさの上向き付勢力(ばね応力)を与えることができる。また、ナット37のボルト36に対する固定位置を変えることにより、コイルばね34が枢着点P3に与える付勢力を調整することができるようになっている。
なお、下部横材14と規制部材35は、上下位置関係を逆にしても良い。
【0019】
また、リンク装置20は、バランス装置30の上向き付勢力を二つのアーム2,3に伝動する作用を果たす。すなわち、バランス装置30の上向き付勢力が第1リンク21と第2リンク22の枢着点P3、第2リンク22、第3リンク23及び第4リンク24を介して第1の支軸P1に伝動され、かつ、同時に第2の支軸P2に伝動されるようになっている。
【0020】
フレーム10の外側面から二つの支軸P1,P2のみが突出されたユニットUは、支柱1の上端面からその中空部に挿入され、各支軸P1,P2がそれぞれ支柱の切欠1a、1bの下端部近傍に挿入された所定位置において、支柱に予め設けてあるビス孔1d(図5参照)からフレームの縦材11に予め設けてあるビス孔11aにビスb(図7参照)をねじ込むことにより、所定位置に固定される。この時、ユニットUの案内孔15aは、支柱の切欠1bと位置的に合致する。
【0021】
ユニットUを支柱1の中に取付けた後、支柱の一方の切欠1aの第1の支軸P1に占められた部分以外の上方に残った部分は、図6に要部のみを示すように、その切欠1aに塞ぎ部材48を嵌着して閉塞される。これにより、切欠1aからの雨水やごみ等の進入が防止される。
他方、切欠1bは後述されるように、扉体6の昇降に伴いバランス装置30及びリンク装置20の作用により、切欠1bを第2の支軸P2が昇降されるので、何等造作をしない場合は、支軸P2の移動とともにその支軸の上下で常に切欠の一部が支柱の対向面に開口することになり好ましくない。そこで、この切欠1bの外側面には、第2の支軸P2により占められる部分以外の部分を支軸P2の上下移動に追従して可変的に閉塞するシャッター装置40が取付けられている。
【0022】
シャッター装置40は、図6に例示するように、支柱1の切欠1bの外面に固定されるホルダ41を有する。このホルダ41は、その中央にユニットUの孔13a及び案内孔15aとほぼ同一大きさの孔42を有し、かつ、その孔の両縦辺に沿って互いに対向して開口する3条の溝43a,43b,43cを有している。そして、孔42を切欠1bに合致させた状態でビス44などにより固定される。ホルダ41の各溝43a,43b,43cには、それそれ1枚ずつのシャッター45a,45b,54cが挿入されている。シャッターはいずれも同一形状に形成され、上下に互いに反対方向に突出する係止片46a,46bを有している。 シャッター45aは、内側の溝43aの上部に挿入され、その上部係止片46aをホルダ41の上辺に係止して固定されていて、第2の支軸P2が上限まで移動された時もなおその支軸により占められずに残っている切欠1bの部分を閉塞している。
シャッター45b,45cは、それぞれ中間の溝43bと外側の溝43cに昇降自在に挿入され、中間シャッター45bの上部係止片46aは内側シャッター45aの下部係止片46bと共通の垂直面に位置され、外側シャッター45cの上部係止片46aは中間シャッター45bの下部係止片46bと共通の垂直面に位置されている。
【0023】
そして、シャッター45a,45bはこれに上向きの力が加わっていない時は、自重によりそれぞれ溝43b,43cに沿って下方に摺動し、中間シャッター45bはその上部係止片が内側シャッター45aの下部係止片に係止され、外側シャッター45cはその上部係止片が中間シャッター45bの下部係止片に係止されるため、3枚のシャッターが順次切欠1bの内方のシャッターよりも下側部分を閉塞するようになっており、門扉が閉鎖状態にある時は、外側シャッター45cの下辺が下限位置にある第2の支軸Pに当接するように設計されている。
【0024】
さらに、第2の支軸P2には、ユニットUの上部横材13の外面において、短冊状の下部シャッター47が、その上部において、例えば、孔47aに支軸P2を挿通して吊り下げられている。このため、下部シャッター47は昇降する第2の支軸P2と常に一緒に昇降するので、扉体の開放時に第2の支軸P2が上方に移動しても、切欠1bの第2の支軸P2よりも下方部分は常に閉塞される。
【0025】
ユニットUを所定位置に取付けた支柱1を、地面の所定位置に所要の間隔をもって立設し、その対向面に突出されている第1の支軸P1及び第2の支軸に、それぞれ第1アーム2の基端部及び第2アームの基端部を固着することにより、図1及び図2に示されている跳ね上げ式門扉が完成する。
この場合、バランス装置30のコイルばね3のリンク装置20の枢着点P3に与える上方回転モーメント(ばね応力)は、支軸P1,P2によりそれぞれ軸支された門扉閉鎖時のアーム2,3及び扉体6の荷重による下方回転モーメントを一例として90%程度減殺する大きさに設定されている。
用いられる扉体4の重量に応じて、ナット37の締付け位置を変えることにより、バランス装置30の上向き回転モーメントを調整することができることは、上述した通りである。
【0026】
図2及び図8における50は、その上向き回転モーメント調整のために支柱1の対向面に設けられた穴であり、その穴50は着脱自在の蓋52で閉塞されている。
また、図8及び図9における53は、第1アーム2の基端部に設けられた鍵であり、鍵の正面に設けてある摘み53aを押して所定方向に回転すると、第1アーム2の裏面からロックピン53bが突出された状態で止められる。支柱の対向面には、扉体が閉鎖位置に存する時及び完全開放位置に存する時にそれぞれロックピン53に対向する位置に錠孔54a,54bが形成してある。従って、扉体が閉鎖位置又は完全開放位置存在する時に鍵53を押して所定方向に回転すると、突出されたロックピン53が錠孔54a又は54bに進入して、第1アーム2の回転が阻止される結果、施錠されるようになっている。
【0027】
続いて、上記の構成による作用を図7,図8,図11〜図14を用いて説明する。扉体6が閉鎖位置から完全開放位置に達するまでの間に、リンク装置20の各リンク21〜24は、図13の(a)から(d)及び図12に示されているように連続的に移動する。両図の(a)(b)(c)(d)はそれぞれ扉体の開度が0度、30度、60度及び90度の時の各リンク21〜24の位置を示す。図7は開度が0度の時、図11は開度が90度の時の状態を示している。
このような4個のリンクを順次連結してなるリンク装置の始端を軸25に枢着し、終端を第1の支軸P1に固着し、中間点を第二の支軸P2に枢着し、かつ、第2の支軸P2を案内孔15aで案内させる場合の、バランス装置30のコイルばね34による上向き付勢力(ばね応力)は、扉体の開度の推移に応じて図14のD線で示すように変化する。すなわち、扉体の開度が小さい時は、D線はリンク装置及び案内孔を用いない場合の従来の大きいばね応力(B線)よりは扉応力(C線)に接近し、開度が50度以上になると、D線はA線よりも小さく、かつ、扉応力よりは大きい。しかも、完全開放位置においては、D線は従来の小さいばね応力(A線)と一致するに至る。換言すると、開け始めは従来よりも小さな力で開けることができ、扉の完全開放位置において、従来と異なり、衝撃的な回転をすることが有効に防止されている。
【0028】
上述のように、本発明は、上記リンク装置によりバランス装置の力点及び作用点の位置を異にしたこと、及び、上記リンク装置を基端部が支柱に枢着された第1アームと連結したことにより、ばね力を力点から作用点に伝える効率を変化させ、コイルばねが発生する応力(図14のD線)を扉応力(図14のC線)に近いパターンとし、これにより、扉体の上げ始めは小さな力で上げることができ、また、完全開放位置近傍では減速しながら停止することができ、従来と異なり、衝撃的に回転することが有効に防止される。また、案内孔による第2の支軸の案内により、昇降時に扉体の先端が敷地の外側に突出することもない。
【0029】
【発明の効果】
上述したように、請求項1の発明によれば、バランス装置及びリンク装置は支柱とは別のフレームに取付けられているので、バランス装置及びリンク装置の支柱内への取付け及び取外してメンテナンスを行うことが容易にできる。また、リンク装置の構造及び作用により、開け始めは従来よりも小さな力で開けることができ、扉の完全開放時には、従来と異なり、衝撃的な回転が有効に防止される。すなわち、閉鎖状態から開放状態までの全行程においてより小さい力で安定して軽快に扉体の回動ができ、しかも、扉体の先端を敷地の外側に突出させないことができる。
また、請求項2の発明によれば、バランス装置の規制部材の高さ調整手段を備えたので、扉体の昇降に必要操作力及び完全開放時の衝撃的回転防止に有効な安定した扉体保持力が得られるように、バネ応力の調整を行うことが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による跳ね上げ式門扉の側面図。
【図2】図1の扉体の幅方向中央における縦断面図。
【図3】図2の支柱の内部構造を示す断面図。
【図4】図2のX−X線に沿った断面図。
【図5】支柱とその中に収容されるユニットの下部を省略した斜視図。
【図6】支柱の切欠を開閉するシャッター装置の一例を示す図。
【図7】扉体が閉鎖位置にある時のリンク装置の位置関係を示す図3の要部の拡大図。
【図8】図2の支柱の要部の拡大図。
【図9】図8のY−Y線断面図。
【図10】図8のZ−Z線断面図。
【図11】扉体が開放位置にある時のリンク装置の位置関係を示す図7に対応する断面図。
【図12】リンク装置の作用説明図。
【図13】本発明装置に掛かるリンク装置を用いた場合の扉体の開閉時の移動軌跡を示す説明図。
【図14】扉応力とバランス装置のばね応力の関係を示す説明図。
【符号の説明】
1 支柱
2 第1アーム
3 第2アーム
6 扉体
U ユニット
10 フレーム
20 リンク装置
30 バランンス装置
31 ロッド
32,33 ストッパ
34 コイルばね
35〜37 ばね応力調整手段
35 規制部材
36 ボルト
37 ナット
P1 第1の支軸
P2 第2の支軸
P3 第1リンクと第2リンクの枢着点
40 シャッター装置

Claims (2)

  1. フレームに、上向き付勢力を与えるバランス装置と、そのバランス装置の上端部に連結されたリンク装置とを取付けて構成され、
    前記リンク装置は、端部同志を順次枢着した4個のリンクからなり、始端リンクの一端部は前記フレームに枢着され、終端リンクの他端部は前記フレームに回転自在に支持された、跳ね上げ式門扉の第1アームの基端部を固着するための第1の支軸に固着され、第1リンクと第2リンクの枢着点には前記バランス装置の上向き付勢力を与えるロッドの上端部が枢着され、前記第2リンクと第3リンクは前記跳ね上げ式門扉の第2アームの基端部を固着又は枢着するための第2の支軸により枢着され、前記第2の支軸は前記フレームに設けられた縦長の案内孔に昇降自在に挿通されていることを特徴とする跳ね上げ式門扉用ユニット。
  2. バランス装置は、フレームに上下移動自在に保持されたロッドと、そのロッドの上部に固着された上限ストッパと、前記ロッドの下部にロッドの軸線方向に移動自在に嵌合された下限ストッパと、前記ロッドに前記上限ストッパと下限ストッパの間において圧縮巻装されたコイルばねと、前記フレームの下部に取付けられ、前記ロッドの下部をその軸線方向に移動自在に挿通し、かつ、前記下限ストッパを係止する規制部材とからなり、前記規制部材は、前記フレームに対する取付高さを調整する手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載された跳ね上げ式門扉用ユニット。
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WO2017109969A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社ハイテム シャッタ開閉装置

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