JP3737188B2 - ドアシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定体および開閉体または開閉体同士間に介挿されてその開閉体の開閉動作をスムーズに行なわせる蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蝶番は開き戸や折戸などのように開閉体を別の開閉体または固定体に開閉自在に取り付けることができ、至る所で頻繁に使われている。
【０００３】
この内、最も一般的な蝶番の一例として図１１に示す１点支点構造の蝶番１００がある。この蝶番１００は１本の共通の軸１００ａを中心に２枚の取付板１００ｂ，１００ｃを互いに回動（回転）自在に組み合せたもので、２枚の取付板１００ｂ，１００ｃが、例えば折戸１０１を成す２枚のパネル体１０１ａ，１０１ｂの対向する側面に取り付けられる。これにより、パネル体１０１ａ，１０１ｂが固定軸１０２を中心に実線および仮想線図示の如く蛇腹状に折れ曲がり、スライド軸１０３が図示しないレール体内を摺動して開閉自在になっている。
【０００４】
この１点支点構造の変形として図１２に示す２点支点構造の蝶番１１０も知られている。この蝶番１１０はパネル体１１１ａ，１１１ｂの側面の縦方向の全体に亘って取り付けられる、いわゆる「全体蝶番」（「通し蝶番」とも呼ばれる）になっている。この蝶番１１０はパネル１１１ａ，１１１ｂの回動を個別に担う２つの軸１１０ａ，１１０ｂと、この２つの軸１１０ａ，１１０ｂを中心に回動する取付板１１０ｃ，１１０ｄと、２つの軸１１０ａ，１１０ｂ間を繋ぐ連結部材１１０ｅとを有する。これにより折戸１１１を開けると、実線図示から仮想線図示の状態にパネル体１１１ａ，１１１ｂが蛇腹状に折れながら回転する。
【０００５】
さらに、別のタイプの蝶番の一例を図１３に示す。この蝶番１２０も全体蝶番の構造を有し、しかも２点支点になっている。この蝶番１２０はパネル体１２１ａ，１２１ｂに取り付けられ、かつ一端が湾曲した１対の取付板１２０ａ，１２０ｂと、この取付板１２０ａ，１２０ｂを回動自在に連結する連結体１２０ｃとを備える。各取付板１２０ａ，１２０ｂの湾曲部の内外にギヤが形成され、取付板１２０ａ，１２０ｂ同士がその外側ギヤで噛合している。連結体１２０ｃは横方向断面が図示の如く凹状に形成され、この両突端内側に円筒部が１２０1 ，１２０2 が一体に形成されている。各円筒部１２０1 ，１２０2 の円周部にはギヤが形成され、このギヤに前記取付板１２０ａ（１２０ｂ）の湾曲部の内側ギヤが噛合するようになっている。この結果、実線（折戸の開状態）および仮想線（折戸の閉状態）で示すように、２つの円筒部１２０1 ，１２０2 を中心にパネル体１２１ａ，１２１ｂを各々回動でき、折戸を開閉させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の蝶番には以下に示すような不都合があった。
【０００７】
図１１に示す１点支点の蝶番１００は簡単な構造ではあるが、図示仮想線の如くドア開放時のパネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｗ1 、すなわちデッドスペースが比較的多い。しかも、同図仮想線の状態から実線状態に折戸を閉めるとき、パネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｐに指を挟む心配があり、特に子供などにおいて、そのことが懸念されていた。指を挟まないようにパネル体１０１ａ，１０１ｂの角部をテーパー状に成形したり、カバーを付けたりすることもできるが、そのようにすると製造コストや体裁上の問題を生じる。
【０００８】
また、図１２に示す２点支点の蝶番１１０は、特に、仮想線で示す如く、蝶番１１０の連結体１１０ｅの存在に因り、パネル体１１１ａ，１１１ｂを折り畳んだ状態でのデットスペースＷ2 が非常に大きくなるという問題がある。この問題は図１３のものについても同様である。
【０００９】
さらに、図１１〜図１３の構造に共通の未解決の課題としてドアの回動中心の問題がある。この問題は特に折戸に適用した場合に顕著になる。図１１〜図１３の場合の何れも、パネル体間の回動（回転）中心は、パネルの板厚方向の中心を通る中心線Ｌ1 （〜Ｌ3 ）よりも開閉方向の一方にずれて位置する。このため、一方のパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）を開閉するとき、そのパネル体１０１ａ（（１１１ａ，１２１ａ）の蝶番とは反対側の側端部は、図１１で言えば仮想線Ｍの如く、一度壁方向に拡がってから開くまたは閉まる軌跡を描く。このため、壁（固定体）とパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）との間にスペースＷD を予め大きくとっておかなければならない。この隙間ＷD は通常使用の折戸で１cm程度は少なくとも必要で、ドアの隙間としてはかなり大きい値となり、仕切性が悪くなる。この仕切性の低下の問題は回動（回転）中心がドアの中心線から外れている構造の蝶番に特有のものである。この隙間ＷD を塞ぐために壁側にカバーを付けたりする細工もできるが、体裁上の問題や製造コストの上昇の問題が発生してしまう。
【００１０】
本発明は上述のような従来の蝶番の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構造でありながら、指などを巻き込む恐れを殆ど完全に排除し、閉時の仕切性にも優れた蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のドアシステムは、複数枚のパネル体と、前記パネル体の各々の互いに対向する縦方向の側面に各別に取り付けられる２本の支柱体と、この２本の支柱体の軸方向の上端面および下端面の少なくとも一方の前記パネル体の厚さの中心軸上のそれぞれの位置に互いに噛合可能に各別に取り付けられた２つの歯車を対とする歯車列と、この歯車列を形成する前記の２つの歯車同士を互いに回動可能に連結する連結体とを有し、前記パネル体同士を蛇腹状に開閉自在に連結する蝶番ユニットと、前記複数のパネル体の内吊り元側に位置するパネル体の、開閉時における回転軸近傍に切欠き部が設けられ、該切欠き部内に収まって、その出力軸が前記回転軸と一致するように隣接する壁体に固設されたモータとを備えたものである。
【００１２】
好適には、請求項２に記載したように、前記蝶番ユニットは、前記歯車列を形成する前記２つの歯車間への物体の侵入を阻止する阻止手段を備えることが望ましい。
【００１３】
また、好適には、請求項３に記載したように、前記歯車は平歯車であって、この平歯車の歯の形成範囲は実質的にその円周の半分の範囲とすることができる。これにより、ドアの開き方向（内開きか外開きか）に関係なく平歯車を使うことができ、汎用性が高まる。
【００１４】
さらに、好適には、請求項４に記載したように、前記モータは、トルクモータで構成してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
【００１６】
図１および図２には、この実施形態に係る手動式の折戸１の外観を示す。この折戸１は、２枚のパネル体１０ａ，１０ｂと、このパネル体１０ａ，１０ｂ間に装備された蝶番ユニット１１とを備える。パネル体１０ａ，１０ｂの各々の主要部はここでは木製材料で成り、所定厚さ，サイズに形成されている。
【００１７】
蝶番ユニット１１は、図１〜図５に示す如く、２本の支柱体２０ａ，２０ｂを備える。この支柱体２０ａ，２０ｂは各々、ここではアルミ製の材料を断面略半円状の棒状に形成したもので、その長さを前記パネル体１０ａ，１０ｂの高さにほぼ合致させるとともに、その最大径をパネル体１０ａ，１０ｂの厚さに合致させている。
【００１８】
この支柱体２０ａ，２０ｂの上下の端面には、図４に示すように、固定軸２１ａ，２１ｂを介して平歯車２２ａ，２２ｂが各々固着されている。この平歯車２２ａ，２２ｂの各々は例えば樹脂製で、軸方向の厚さが例えば１cm程度と薄いものが使われている。また、この平歯車２２ａ，２２ｂの各々のその歯は図５に示す如く、全周には設けられておらず、その半周（１８０°）と若干の余裕分α°の「１８０°×α°」の範囲にだけ設けられている。パネル体を互いに平行に折り畳む形式の折戸の場合、この平歯車２２ａ，２２ｂの歯の範囲は原理的にはその円周の９０°分で間に合う。しかし、本実施形態では、折戸の開閉方向を内開き、外開きの何れに設定しても同一の平歯車２２ａ，２２ｂを使用でき、その汎用性が得られるように「９０°＋９０°」の１８０°分の歯を形成している。また、余裕分のα°の歯は例えば１０°程度の最低限に抑えられ、後述するように、パネル体１０ａ，１０ｂの回転に伴う噛合状態の確実性を保証している。
【００１９】
両平歯車２２ａ，２２ｂは互いに噛合状態のまま、薄板状且つＴ字状の連結板２３によってその上端（または下端）側が互いに連結されている。この連結板２３の両端部は、平歯車２２ａ，２２ｂに対して回動自在にボルト止めされている。このため、平歯車２２ａ，２２ｂ同士は噛合状態のまま連結され、かつ互いに自由に回動（回転）できるようになっている。平歯車２２ａ，２２ｂが回動すると、これに固設している支柱体２０ａ，２０ｂも一体に、その縦方向の中心軸の周りに回動する。なお、平歯車２２ａ，２２ｂ（すなわち支柱体２０ａ，２０ｂ）は、縦方向には互いにずれないようになっている。
【００２０】
一方、連結板２３には図４，５に示す如く、その一方の側端中程からＴ字形状を形成する突片２３ａが一体に形成されている。連結板２３はその突片２３ａが折戸の折畳み時の外側に向くように、折戸取付時に位置決めされる。突片２３ａの下方（ユニット上端の場合）または上方（ユニット下端の場合）には図４，５に示すように、阻止手段としての円柱状のバリケード体２４が固着状態で垂下または垂設されている。
【００２１】
バリケード体２４は、２つの平歯車２２ａ，２２ｂが噛合状態で形成する、横方向断が略三角形状の空間をほぼ塞ぐために設けられている。このため、バリケード体２４のサイズ（縦長さ、径）はその空間に合わせた値に設定されている。但し、このバリケード体２４は平歯車２２ａ，２２ｂとの距離に所定のマージンを有して設けられ、平歯車２２ａ，２２ｂの動きには支障の無いようになっている。
【００２２】
また支柱体２０ａ，２０ｂの間隔は、平歯車２２ａ，２２ｂのギヤ高などを適宜に選択することによって、約１mm程度と極めて狭く設定されている。そして、その狭い隙間をさらに無くすために、両支柱体２０ａ，２０ｂ間には、折戸の閉状態で封止部材２５が介挿されるようになっている。この封止部材２５は図４に示す如く、支柱体２０ａ，２０ｂの対向する側面にその縦方向に沿って設けられたモヘヤ、ゴム、ビート（合成ゴム）などの弾力性を有する部材で成る。また、パネル体１０ａ（１０ｂ）の壁２７ａ（２７ｂ）側にも前述と同様の弾力性のある封止部材２８ａ，２８ｂを取り付けている（図６参照）。
【００２３】
一方、２枚のパネル体１０ａ，１０ｂの内、図１における右側のパネル体１０ｂの上下端面には、回転軸３２Ｕ，３２Ｌが各々固設されている。この回転軸３２Ｕ，３２Ｌは仮想的に縦方向の同一軸を形成している。この内、上端部の回転軸３２Ｕは回転軸アーム３３に結合され、この回転軸アーム３３が折戸１の上部壁面内に設けられたスライドレール３４内に固設されている。回転軸アーム３３は、回転軸３２Ｕ、すなわちパネル体１０ｂの縦方向位置を調整可能になっている。また下端部の回転軸３２Ｌは床の所定位置に形成された受部で回動自在に支持されている。
【００２４】
また、図１における左側のパネル体１０ａの上端面には別の回転軸３５が固着されている。この回転軸３５は、上記スライドレール３４に収容され且つ摺動自在な４輪スライドローラ３６に回転自在に支持されている。なお、回転軸３２Ｕ，３５ならびに回転軸アーム３３及び４輪スライドローラ３６については、例えば実公平７−２４５４４号に記載のものを使用できる。
【００２５】
本実施形態の折戸は以上のように構成され、機能する。このため、一方のパネル体１０ａの取手３７（図１参照）を同図の右側に引くことにより、パネル体１０ａ，１０ｂは蝶番ユニット１１を中心に蛇腹状に折れ曲がりながら、４輪スライドローラ３６が回転軸３２Ｕ側に移動し、図６中の仮想線で示すドア開状態となる。
【００２６】
反対に、ドア開状態から取手３７を図１中の左側に引くと折戸１を閉めることができ、図示しないストッパにより図６の実線で示す閉状態となる。
【００２７】
図６に示す如く、平歯車２２ａ，２２ｂの軸方向中心位置がパネル体１０ａ，１０ｂの板厚方向の中心位置を通る中心線Ｌo 上に在るため、この開閉動作に伴う蝶番ユニット１１の仮想的な折れ曲がり中心Ｃｏの位置も、その中心線Ｌｏ上に在る。これにより開閉時のパネル体１０ａ，１０ｂの端部の移動軌跡が従来とは異なり、外側にはみ出すことはない。したがって、壁２７ａ，２７ｂとパネル体１０ａ，１０ｂとの間の隙間Ｗａ，Ｗｂを極めて小さく設定することができる。
【００２８】
このため、隙間隠しのカバーなどを付けなくとも、仕切性を格段に向上させることができる。また、ドア開状態における支柱体２０ａ，２０ｂ間の隙間Ｗｏはほぼ零となり、デッドスペースは殆ど無くなるから、ドア開時により広い通路などを確保できる。
【００２９】
さらにドア閉状態における壁２７ａ，２７ｂとパネル体１０ａ，１０ｂとの間の隙間、およびパネル体１０ａ，１０ｂ間の隙間は元々極めて小さいが、さらに封止部材２８ａ，２８ｂ，２５によって殆ど完全に封止される。これにより、従来に比べて格段に良好な仕切性が達成される。
【００３０】
なお、封止部材２８ａ，２８ｂ，２５は必ずしも設けなくてもよい。というのは、これらの隙間は従来のものと比べても上述したように元々小さいから、封止部材が無くても仕切性は優れたものとなる。
【００３１】
一方、人の指などをパネル体間に挟むという問題も殆ど完全に解消できる。ドア開時での支柱体２０ａ，２０ｂの隙間は殆ど零となり、その状態はドア閉時となっても変わらない。従来のようにドア開時にパネル体間に比較的広い隙間ができ、ドア閉時にその隙間が挟まるから指などを挟む心配があった訳で、本実施形態のように最初から隙間が殆ど無ければ、指や物を挟み込むという心配も無い。さらに、平歯車は支柱上端部および下端部の極めて限られた部位のみに設けているので、この歯車が、係る挟み込みに関与することも殆ど想定されない。これに加えて、本実施形態では、蝶番ユニット１１の上下端の平歯車２２ａ，２２ｂの折曲がり方向外側には図７に示すように常にバリケード体２４が位置している。このため、指や物自体が平歯車の噛合入口に接近するということ自体が排除され、従来指摘されていた指詰めの問題も殆ど完全に解消される。特に、このバリケード体２４の効果は、床面上に位置する下端側の平歯車に対して大きく寄与する。
【００３２】
さらに本実施形態では、全体蝶番の構造でありながら、上下２ヶ所の局部的な平歯車の噛合によってパネル体が開閉するので、スムーズで安定した開閉動作が得られるとともに、ゴミ詰りなども簡単に除去でき、保守も容易である。
【００３３】
このため、本実施形態の蝶番ユニットの適用範囲は広く、その用途の一例を挙げると、店舗入口や一般住宅入口の折戸，一般住宅の通路用，部屋用，トイレ用，格納戸用，風呂場用などの折戸，電動壁，電動車庫用の折戸、さらには電話ボックス用の折戸など、多岐に亘る。
【００３４】
（第２の実施形態）
上述した実施形態では手動式の折戸を例示したが、前記スライド軸を電動モータなどを有する駆動機構で駆動することで、容易に電動式の折戸にも実施できる。
【００３５】
図８及び図９には本発明の第２の実施形態としての電動式折戸４０の一例を示す。この電動式折戸４０は２つのパネル体１０ａ，１０ｂと、本発明を実施した蝶番ユニット１１とを備えており、これらは第１の実施形態と同様に構成されている。
【００３６】
パネル体１０ａ，１０ｂの内、図８における右側のパネル体１０ｂの壁面側下端角部には四角形状に切除された切欠き部４１が形成されている。この切欠き部４１の位置には交流タイプのトルクモータ４２が縦置き状態で固設されている。つまり、トルクモータ４２は図９に示すように、そのフレンジ４２ａがナット止めにより壁面２７ｂに固設される。
【００３７】
トルクモータ４２の本体カバー４２ｂは、その外周表面が断面半円状に形成され、縦置き状態では折戸の外側および内側に同一径の丸み部が位置するようになっている。
【００３８】
さらにトルクモータ４２はその内部に図示しないモータ本体、減速機、リミットスイッチなどを有しており、減速機からモータ出力軸４２ｃが延設されている（例えば実公平７−２４５４４号公報参照）。この出力軸４２ｃは切欠き部４１の上側のパネル体内部に設けたピボットアーム４３に結合している。このため、モータ本体の回転がピボットアーム４３を介してパネル体１０ｂに伝えられ、パネル体１０ｂがモータ出力軸４２ｃ及びパネル体上端面の回転軸３２Ｕとを同一回転軸として、この回転軸周りに回転可能になっている。
【００３９】
トルクモータ４２がパネル体１０ｂの折戸開方向に相当する所定方向に回転すると、パネル体１０ｂがその方向に回転するので、これに付勢されて相手のパネル体１０ａが蝶番ユニット１１を介して引き寄せられながら回転し、折戸４０が開となる（図６参照）、トルクモータ４２がそれとは反対方向に回転すると、パネル体１０ｂがそれまでとは反対方向に回転し、これに対応して相手のパネル体１０ａが押されながら反対方向に回転し、これにより折戸４０は閉まる（図６参照）。
【００４０】
またトルクモータ４２の回転を制御するため、ドア入口の上部壁面や側面には、光センサ４４や手動押釦スイッチ４５が設けられている。これらのセンサ信号及び／又はスイッチ信号はコントローラ４６に与えられる。コントローラ４６は例えばＣＰＵシステムやシーケンス回路により構成され、入力するセンサ信号やスイッチ信号に応答してトルクモータ４２を正転または逆転させる回転駆動信号を与える。これにより、トルクモータ４２の回転方向が制御される。なお、この折戸４０を取り付ける場所に応じて開閉制御のセンサやスイッチの位置、数は任意に設定できる。
【００４１】
このように歯車式の蝶番ユニット１１を用いた折戸４０を自動又は／及び半自動でスムーズに開閉でき、第１の実施形態で得られたのと同一の利点を享受できる。
【００４２】
さらに、トルクモータ４２のカバー４２ｂの外周面を折戸外側、内側の両サイドに丸みを付けた構成としているため、適用する折戸の開き方向が左開きか、右開きかを気にせず同一のトルクモータ４２を使用できる。この第２実施形態の場合、左開き（図９の矢印Ａ参照）であるが、このトルクモータ４２を右開き（図９の矢印Ｂ参照）の折戸にも同一に使え、非常に汎用性が高くなる。
【００４３】
つまり、業者は折戸の開き方向に応じて異なるカバー形状のトルクモータを別々に在庫したり、製造する必要がなくなり、したがってより安価な折戸システムを提供できる。
【００４４】
これと同時に、左開き、右開きの両方の折戸システムに対して切欠き部４１とトルクモータ４２の隙間Ｗcut （図９参照）を最小限に設定できるため、閉時の仕切り性も高められる。
【００４５】
なお、前記実施形態ではパネル体の材質を木製としたが、例えばアルミニウム製のドアにも適用できる。
【００４６】
さらにまた、本発明に係る歯車は前述したように支柱体の上下端に各別に設ける態様に限定されるものではなく、例えばドアが軽い場合などは上下端の何れか一方にのみ設けるようにしてもよい。
【００４７】
さらに本発明の蝶番ユニットは、パネル体が３枚以上連続する折戸システムにおける、各々のパルル本体間に同時に適用することも勿論可能である。
【００４８】
一方、本発明に係る阻止手段としてのバリケード体２４は、前述した各実施形態で示した円柱状のものに限定されない。例えば図１０に示すように、２つの平歯車２２ａ，２２ｂの露出している歯列面全部を覆う形状の肉厚の部材に形成してもよい。同図では平歯車２２ａ，２２ｂの歯列面に沿って近接かつ湾曲させた形状とし、歯列面に指や物が入り込む可能性を殆ど完全に排除できる。また、単に薄い板体をバリケード体として使用することもできる。
【００４９】
さらに、適用するドアシステムは折戸に限らず、例えば一方が固定された壁などの固定体とパネル体との間のドアシステム、すなわち開き戸に本発明の蝶番ユニットを応用することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムによれば、支柱体，歯車，および連結体を主要部とする簡単な構造ながら、開状態から閉状態に移行するときの物の挟み込みを殆ど完全に無くすることができ、汎用性が高く、開状態におけるデッドスペースを減らし、さらには閉状態での封止性能を上げて仕切性を向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の蝶番ユニットおよび手動折戸の一例を示す正面図。
【図２】図１中のII−II線に沿った平面図。
【図３】蝶番ユニットの正面図。
【図４】蝶番ユニットの歯車部分の部分拡大図。
【図５】図４の歯車部分の平面図。
【図６】折戸の開閉動作を説明する図。
【図７】バリケード体の機能を説明するための平面図。
【図８】本発明の第２の実施形態の蝶番ユニットおよび電動折戸の一例を示す正面図。
【図９】図８中のIX−IX線に沿った部分断面図。
【図１０】バリケード体の別の例を示す図。
【図１１】従来の１点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１２】従来の２点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１３】従来の全体蝶番の例を示す部分動作図。
【符号の説明】
１ 折戸（ドアシステム）
１０ａ，１０ｂ パネル体
１１ 蝶番ユニット
２０ａ，２０ｂ 支柱体
２１ａ，２１ｂ 固定軸
２２ａ，２２ｂ 平歯車（歯車）
２３ 連結板（連結体）
２３ａ 突片
２４ バリケード体（阻止手段）

Claims (4)

1. 複数枚のパネル体と、
   前記パネル体の各々の互いに対向する縦方向の側面に各別に取り付けられる２本の支柱体と、この２本の支柱体の軸方向の上端面および下端面の少なくとも一方の前記パネル体の厚さの中心軸上のそれぞれの位置に互いに噛合可能に各別に取り付けられた２つの歯車を対とする歯車列と、この歯車列を形成する前記の２つの歯車同士を互いに回動可能に連結する連結体とを有し、前記パネル体同士を蛇腹状に開閉自在に連結する蝶番ユニットと、
   前記複数のパネル体の内吊り元側に位置するパネル体の、開閉時における回転軸近傍に切欠き部が設けられ、該切欠き部内に収まって、その出力軸が前記回転軸と一致するように隣接する壁体に固設されたモータと、
   を備えたことを特徴とするドアシステム。
2. 前記蝶番ユニットは、前記歯車列を形成する前記２つの歯車間への物体の侵入を阻止する阻止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のドアシステム。
3. 前記歯車は平歯車であって、この平歯車の歯の形成範囲は実質的にその円周の半分の範囲であることを特徴とする請求項１記載のドアシステム。
4. 前記モータは、トルクモータであることを特徴とする請求項１記載のドアシステム。

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