JP5799358B1 - 荷重式扉開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】引戸の水平な開閉を軽加重で動作せしめる引戸の開閉装置を提供する。停電時、災害時でも常に利用者の踏込力を利用して、電動式でない金属製自動開閉扉の登場が待ち望まれていた。【解決手段】荷重式扉開閉装置は、扉１を扉を開閉するように摺動自在に支持する摺動支持レール２と、扉１に設けられ扉１の開方向に上昇傾斜した開扉用レール３と、開扉用レール３を摺動する摺動部材４と、踏板５と、摺動部材４と踏板５とを連結する連結部材６とを備える。扉１は、閉じた状態で摺動部材４が開扉用レール３の上端側に配置され、開動作時に踏板５に作用した踏力により摺動部材４が開扉用レール３に対して押し下げられ扉１が開方向に変位する。【選択図】図１

Description

本発明は、人の体重を利用して扉を開閉させる開閉機構を備えた荷重式扉開閉装置に関する。

具体的に、本発明は、利用者の体重や荷車の重量を掛けることにより出入口の引戸を開く自動開扉方法、及び該方法を用いた出入口自動開閉扉に関する。電動機・油圧モータ等の動力源を持たず、利用者や荷車の踏込み力のみで作動する出入口開引き戸機構の技術分野に属し、特に、扉を開き方向へ移動させる踏込力作動の無電源自然エネルギー利用推進具付出入口自動開閉扉に関する。

従来、この種の荷重式扉開閉装置としては、代表的には、下記特許文献１がある。かかる荷重式扉開閉装置は、扉の閉方向に下降傾斜し扉を支持する摺動支持レールと、扉の開方向に下降傾斜し該扉に固定された開扉用レールと、開扉用レールに移動自在に接触させた摺動部材と、踏板に加えられた下方向の踏力をテコを介して摺動部材の上方向の分力に変換する開扉機構とを備える。

具体的に特許文献１では、引戸の前後位置の床面に設けた踏板の沈下量を、テコを介し所定の変位に変換し伝達する伝達機構を設け、伝達機構及び調整ウエイトの自重による沈下で、前記テコを介し前記踏板の浮上状態を保つよう、重量バランス設定され、前記伝達長尺材の上下動作により、開扉レールに駆動回転体を押し付けて、引戸の水平な開扉を軽加重で動作させる方法が提案されている。

その他、周辺技術について以下補足説明をする。

従来から、電動モータ等の付加動力源を用いることなく、利用者、荷車の体荷重による荷重変位を動力源として、出入口の引戸を開閉させる機構については、多数の出願特許が存在している。

例えば、踏み込みによる変位量を用いて、リンク機構により引戸の上部又は下部に配置したガイドレールを所望移動方向へ適宜傾斜させて、この傾斜に沿って引戸を摺動移動させる方式（傾斜方式）のものとしては、下記特許文献２などが存在している。

しかし、かかる傾斜方式は、移動が引戸の自重に起因した斜面上の自然移動のみに頼っているため、応答性の良い素早い移動ができ難く、頻繁な出入りには煩わしさがあった。

また、長年の使用によりガイドレールにゴミなどが堆積した場合は、その影響を大きく受ける欠点もあった。さらに加えて、上記構成の作動力伝達機構に何らかの障害が発生した場合には、手動によって開閉させることが不可能、又は非常に困難であると言う欠点もあった。

なかでも、通行者の踏込力を作動源とした、出入口の自動開閉機構については、種々多数の発明が開示されている（特許文献３参照）。

例えば、通行者の踏込力による踏板の変位量（主に、沈下量）を油圧、水圧、又は気圧等の流体圧の変化に置き換え、これによりシリンダ・ピストン機構を作動させて引戸の開閉動をさせる方式（流体圧利用方式）のものとして多数件が開示されている（特許文献３参照）。

また、別な機構のものとして、踏込みによる沈下量を、クランク体や滑車を伝達手段として、引戸を垂下保持するガイドレールに伝達し、このレールを移動方向へ傾斜させることよって引戸の開閉動をさせる方式（傾斜開閉方式）のものがある（特許文献４参照）。

人体の加重によって、傾斜開閉方式は、特許文献１のほか、次のようなものが提案されている。

足踏板に体重を掛けながら通るだけで自然に扉が開閉され、電気も使わず経済的な装置を提供するにおいて、ラックの上部にバネを設け、そのラックの下にクサリを設け、クサリの下に足踏板を固定しラックに歯車をかみ会わせ、この歯車に固定したプーリーともう一つのプーリーにベルトを設け、レールに車輪を乗せベルトの一片を取り付け部に固定する方法が提案されている（特許文献５参照）。

開閉可能に支持され、かつ閉方向へ移動付勢力を付加した引戸と、閉戸位置にある引戸の前後位置の床面にそれぞれ配置し、人の踏込圧により所定の沈下量を生じるように構成した踏板と、該踏板の上下移動量を所定の回転角に変換し、この回転角に従って第１アームを回動させる第１作動機構と、前記回動する第１アームの先端部と連係され、該先端部の移動量を拡大して出力させるレバー機構と、該レバー機構の出力側と引戸とを、引戸の開放方向へ牽引するように連係させた牽引ワイヤーと、から成ることを特徴とした踏込圧利用の自動開閉引戸装置が提案されている（特許文献６参照）。

出入口を開閉可能に構成した引戸と、該出入口の前後位置の床面に配置し、人の踏込圧によって所定量の沈下を生じるように構成した踏板と、該踏板と一端部が連係し、該踏板の沈下移動に従って他端部が所定角度で揺動する揺動体と、該揺動体の他端部の移動量を略直線運動量に拡大変換して出力させるリンク機構と、一端部を戸袋側に回動自在に軸支持すると共に、他端部を引戸と連係させた作動アームと、から成り、前記リンク機構からの出力を作動アームの中程に作用させて作動アームを揺動させることにより、引戸を開閉移動させる自動扉が提案されている（特許文献７参照）。

電動的エネルギーを使わず、モータ等のメンテナンスが不必要な自動開閉戸において、開閉戸と一体にハンガーおよび開閉ハンガーを設ける。ハンガーに軸架した戸車をハンガーレール上に走行させて開閉戸を開閉自在とする。ハンガーには開閉戸を閉方向に付勢する重りを設ける。開閉ハンガーには、躯体側基枠に設けたシリンダ内の油圧により突出するロッドを連結する。シリンダ内の油圧は踏み台の下動により発生させる。上記構成により、シリンダの圧油がロッドを押しだし、開閉ハンガーを介して開閉戸を開とし、圧油力が消失した段階で重りにより開閉戸を閉とする方法を提案されている（特許文献８参照）。

農業用簡易温室又はこれに類する各種温室や建屋の出入り口を開閉する引き戸の開動作を足踏みペダル等の操作により自動的に行わせる半自動開ドア装置を提供することが提案されている（特許文献９参照）。

簡単な構造で、引戸の自動開閉ができる引戸の開閉装置において、引戸幅としたガイドレールを開口部上部に配置し、そのガイドレールと系合する吊車を引戸上辺の戸先側に取り付けられるようにし、前記ガイドレールの戸尻側を軸支して回動自在とすると共に、ガイドレールの戸先側を上下に操作する手段を設け、引戸全開時の吊車停止位置をガイドレールの戸尻側軸支位置よりも戸先側に位置させる方法が提案されている（特許文献１０参照）。

以上が、周辺技術について以下補足説明である。

特許第４２５３０３４号公報（特開２００９−２７５４９９号公報） 実開平６−３７４８２号公報 特開平７−２８６４７６号公報 実開平６−３７４８２号公報 特開平０７−２０８０１６号公報 特開平１１−３２４４８０号公報 特開２０００−２７４１３９号公報 特開２０００−２２０３４３号公報 特開２０１０−１９０４１号公報 特開２０１０−３７９２１号公報

ここで、代表的な特許文献１の荷重式扉開閉装置によれば、踏板に加えられた下方向の踏力をテコを介して摺動部材の上方向の分力に変換することで、開扉用レールに摺動部材が上方向に押し付けられ、開扉用レールの上昇傾斜方向に沿って摺動部材が移動することで扉が開方向に動作する。

しかしながら、かかる従来の荷重式扉開閉装置では、開扉用レールに摺動部材を上方向に押し付けた際に、扉の加重が摺動部材に掛ることになり、摺動部材に過度の負荷が掛るという問題があった。

さらに、扉を開方向に動作させるためには、かかる扉の加重に逆らって開扉用レールの傾斜方向に沿って摺動部材を移動させる必要があり、テコを利用した場合でも、扉の動作スピードが遅いという問題があった。

上記事情に鑑みて、本発明は、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉の動作を実現した荷重式扉開閉装置を提供することを目的とする。

また、上述の周辺技術に対しては、以下の荷重式扉開閉装置を提供することを目的とする。

すなわち、踏板にかける荷重に対する扉開閉の敏速な応答性の不備、複数の同時利用者に依る衝撃的な踏み力に対する耐久性、踏板にかける荷重の変化に起因した作動速さの違いを解消し、さらには踏板機構部及び連結部品について、万一の不具合の発生時においても、これに影響されず通常の手動引戸と同様に、無理なく手動開閉することができる自動開扉方法及び扉自動開閉装置を提供するものである。また、配線等の設備工事不要で、かつ設置工事が短時間で済み、保守点検が容易で実現性の高い荷重式開扉方法及び扉開閉装置を提供するものである。

中でも、複数の利用者に依る同時使用の衝撃力については、動力伝達金具及び開扉レールの機構を上からの引き下げ力に変えるものに設計し、衝撃力に依る扉の跳ね上がり、支持レールからの脱輪及び外れ止め金具等の部材の破損を防止する必要がある。また扉の跳ね上がりに依る一次的な静止状態や扉本体の重量に逆らう方向に働く分力が無くなるので、俊敏な応答性と部材の耐久性を確保する必要がある。

利用者の体重や荷車の重量より得られる踏み力を扉の開閉力に直接的にできる機構では無いので、最も効率良く分力を伝達できる連結金具及び進歩した技術があれば、もっと効率が良くなると考えられる連結金具を備えた自動開扉方法及び扉自動開閉装置を提供するものである。本願発明は、上記課題に着目して為されたものであり、開き方向へ移動させる踏込力作動の無電源自然エネルギー利用推進具付出入口自動開閉扉に関する新規かつ実現性の高い踏込力利用の自動開閉引戸装置を提供するものである。

第１発明の荷重式扉開閉装置は、人の体重を利用して扉を開閉させる開閉機構を備えた荷重式扉開閉装置において、
前記扉を開閉するように摺動自在に支持する摺動支持レールと、
前記扉に設けられ、該扉の開方向に上昇傾斜した開扉用レールと、
前記開扉用レールを摺動する摺動部材に連結部材を介して連結され、前記扉を踏力で開方向に動作させる踏板と
を備え、
前記扉は、閉じた状態で前記摺動部材が前記開扉用レールの上端側に配置され、開動作時に前記踏板に作用した踏力により該摺動部材が該開扉用レールに対して押し下げられ該扉が開方向に変位することを特徴とする。

第１発明の荷重式扉開閉装置によれば、踏板に作用した踏力は連結部材を介して摺動部材が開扉用レールを押し下げるように下方向に作用する。そのため、扉の加重が摺動部材に掛ることがなく、摺動部材の耐久性を向上させることができる。

すなわち、開扉用レールには鉛直下方向にのみ力が作用する為、複数の同時利用者よる衝撃力に対して扉本体の重量が反発せず、下からの衝撃力を受ける場合より各部材の耐久性が向上する。また、衝撃力が伝わる各機構の連結部も耐久性が向上し、故障頻度が減少する。

さらに、扉を開方向に動作させるために、（扉の加重に逆らって開扉用レールを上昇傾斜方向に沿って摺動部材を移動させる必要がなく）開扉用レールの下降傾斜方向に沿って摺動部材を開扉用レールの上端側から下方向に移動させればよく、扉の動作スピードを向上させることができる。

このように、第１発明の荷重式扉開閉装置によれば、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉の動作を実現することができる。

第２発明の荷重式扉開閉装置は、第1発明において、
前記連結部材は、
前記踏板に連結されて上下方向に動作する第１連結体と、一端が前記摺動部材に連結すると共に他端が地面に当接し、一端と他端との間で前記第１連結体に軸着された第２連結体とを備えるパンタグラフ式と、
一端が前記踏板に連結された第１アームと、他端が前記摺動部材に連結された第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとを各々独立に軸支し、該第１アームと該第２アームとを互いに逆方向に動作させるギア部とを備えるギア式と、
一端が前記踏板に連結された第１アームと、他端が前記摺動部材に連結された第２アームと、共有の回転軸に軸支された前記第１アームと前記第２アームとの間に設けられ、該第１アームと該第２アームとを互いに逆方向に動作させる一対のカム機構とを備えるカム式と、
前記踏板から垂直方向に延設され一端が該踏板に連結すると共に他端に摺動部材が設けられた連結棒である直接押し下げ方式と
から選択されるいずれかの方式であることを特徴する。

第２発明の荷重式扉開閉装置によれば、まず、連結部材をパンタグラフ式の上記第１連結体および第２連結体により構成することで、第２連結体の他端（接地点）を支点として、踏力が摺動部材を開扉用レールに対して押し下げるように作用する。

これにより、連結部材をパンタグラフ式にした場合に、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

次に、連結部材をギア式とし、第１アームと第２アームとをギア部により逆方向に動作させることで、第１アームの一端に作用した踏力が、第２アームの他端の下方向の分力となり、摺動部材を開扉用レールに対して押し下げるように作用する。

これにより、連結部材をギア式とした場合に、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

次に、連結部材をカム式とし、第１アームと第２アームとを一対のカム機構により逆方向に動作させることで、第１アームの一端に作用した踏力が、第２アームの他端の下方向の分力となり、摺動部材を開扉用レールに対して押し下げるように作用する。

これにより、連結部材をカム式とした場合に、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

さらに、連結部材を直接押し下げ方式とし、連結棒により踏板と摺動部材とを直接連結することで、踏力が摺動部材を開扉用レールに対して押し下げるように作用する。

これにより、連結部材を直接押し下げ方式とした場合に、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

第３発明の荷重式扉開閉装置は、第１または第２発明において、
請求項１または２記載の荷重式扉開閉装置において、
第３発明の荷重式扉開閉装置によれば、開扉用レールの上昇傾斜角度を変えることで、摺動部材が開扉用レールに作用する作用力の開扉用レール方向の分力を変えることができる。ここで、開扉用レールの上端側の上昇傾斜角度を大きくすることで、開扉用レールに作用する摺動部材の作用力の開扉用レール方向の分力を大きくすることができ、扉の開動作開始を俊敏なものとすることができる。

これにより、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

第４発明の荷重式扉開閉装置は、第１〜第３発明のいずれかにおいて、
前記扉に連結されたワイヤの巻き取りの力によって該扉を閉方向に付勢する巻取装置を備えることを特徴とする。

第４発明の荷重式扉開閉装置によれば、扉が閉方向に変位する場合には、摺動部材が開扉用レールを押し上げるように作用する。そのため、扉を閉方向に付勢する巻取装置を設けることで、扉の閉方向の動作を補助することができる。

これにより、摺動部材の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に俊敏な扉の開閉動作性能を有する荷重式扉開閉装置を具体的に実現することができる。

本実施形態の荷重式扉開閉装置の全体構成図。 図１の荷重式扉開閉装置の平面図。 図１の荷重式扉開閉装置の詳細説明図。 図１の荷重式扉開閉装置の変更例を示す詳細説明図。 図１の荷重式扉開閉装置の他の変更例を示す詳細説明図。 図５Ａの荷重式扉開閉装置の平面図。 図１の荷重式扉開閉装置の他の変更例を示す詳細説明図。 本実施形態の荷重式扉開閉装置の設置例を示す実施例１の説明図。 本実施形態の荷重式扉開閉装置の他の設置例を示す実施例２の説明図。

［第１実施形態］
本発明の一実施形態として、荷重式扉開閉装置について、図１〜３を参照して説明する。

図１に示すように、荷重式扉開閉装置は、扉１を開閉させる開閉機構を備えた荷重式扉開閉装置であって、扉１を開閉するように摺動自在に支持する摺動支持レール２と、扉１に設けられた開扉用レール３と、開扉用レール３に摺動自在に取り付けられた摺動部材４と、踏板５と、摺動部材４と踏板５とを連結する連結部材６とを備える。

なお、図１（ａ）は、動作前の状態（扉１が閉じた状態）を示し、図１（ｂ）は、動作後の状態（扉１が開いた状態）を示す。

扉１は、１枚の引戸（片開き引戸）であって、その上側の両端に吊下フック１１，１１が延設されており、吊下フック１１，１１には、摺動支持レール２に回転自在に支持されるローラ１２，１２が軸着されている。

摺動支持レール２は、サッシ枠体Ｆまたは建物（図示省略）に水平方向に支持されたレールであって、ローラ１２，１２を介して扉１が摺動支持レール２に摺動自在に支持される。

なお、吊下フック１１，１１には、ローラ１２，１２に加えて、補助ローラ１３，１３が設けられており、補助ローラ１３，１３は、摺動支持レール２の両端に設けられた補助レール１４、１４で動作スピードを安定させるように機能する。

また、本実施形態では、摺動支持レール２を水平として、定荷重バネ１５（本発明の巻取装置に相当する）によりワイヤ１６を介して扉１の閉方向に吊下フック１１を付勢（扉１の重量２０〜１００ｋｇに対して、ワイヤ１６の巻き取り力を２〜１０Ｎ能力として付勢）しているが、これに加えてまたは替えて、扉１の開方向にわずかに上昇傾斜（閉方向にわずかに下降傾斜）させてもよい。いずれの場合にも、扉１の閉動作をアシストして閉動作をスムーズにすることができる。

開扉用レール３は、扉１下側において開方向に上昇傾斜したレールであって、摺動部材４が嵌合した状態で摺動自在となるように構成される。

開扉用レール３の上昇傾斜角度は、該開扉用レールの上端側が大きく、下端側が小さくなるように段階的に傾斜角度が変化している。なお、本実施形態では、上昇傾斜角度を３段階に、初期段階の勾配においては１５〜６°、次段階では６〜４°、最終段階では４〜２°にして、初期段階の幅をレールの長さの１／３以内にしているが、これに限定されるものではなく、２段階または４段階以上でもよく、初期段階である上端側が大きく、最終段階である下端側が小さければ、連続的に角度を変更するようにしてもよい。

なお、開扉用レール３は、扉１下側に内蔵され、その外側を覆うカバー（扉下端側を覆う化粧カバー）により、通常の使用状態ではユーザが視認できないようになっている。

摺動部材４は、開扉用レール３に嵌合した状態で摺動するローラであって、連結部材６の一端に軸着されている。なお、摺動部材４と連結部材６との関係は、詳細を後述する。

踏板５は、図２に平面図（扉１および摺動支持レール２は省略）で示すように、扉１により仕切られた内側と外側に亘る平板であって、人の踏み込み量により沈み込むようになっている。

なお、踏板５は、踏板５の下面（図中、踏板５の外側の下面）に当接する復帰用摺動部材４０を介して、踏板５に人が乗っていない状態で浮上する。具体的には、一端に復帰用摺動部材４０が軸着されると共に他端に重錘４１が設けられたアーム４２が軸部４３により地面に軸着される。これにより、アーム４２は、軸部４３を支点とするテコの原理により、踏板５に人が乗っていない状態では重錘４１により、復帰用摺動部材４０が踏板５の下面を押し上げ、摺動部材４の開動作と逆の閉動作を行う。なお、これに加えてまたは替えて、踏板５を上方向へ付勢する付勢手段等が設けられてもよい。

連結部材６は、踏板５の下面に軸着されて、踏板５の上下動作に伴って上下方向に動作する第１連結体６１と、一端が摺動部材４を軸支すると共に他端が踏板５の下の地面ＧＬに当接した第２連結体６２とにより構成される。

なお、第１連結体６１は、踏板の下面から水平方向に延設して踏板５と一体に上下方向に動作するようにしてもよい。

第１連結体６１は、図２に示すように、一端が踏板５に連結（本実施形態では軸着）され、他端で第２連結体６２を軸支する。

第２連結体６２は、図３に示すように、その中央部（上下移動に制限を持たせる、一端と他端の間の所定の比率の位置）で第１連結体６１に軸着され、第２連結体６２の他端（地面ＧＬと接地点）には接地ローラ６３が軸着されており、接地ローラ６３を支点として動作する。

摺動部材４は、連結棒６０を介して、第２連結体６２と接続されている。連結棒６０は第２連結体６２との接続位置に応じて、その長さが調整可能となっており、これにより、摺動部材４は、開扉用レール３に嵌合するように位置決めすることができるようになっている。

以上のように構成された荷重式扉開閉装置によれば、まず、踏板５に人が乗っていない状態では、踏板５が浮上し、これに対応して摺動部材４が垂直方向において最も高い位置（開扉用レール３の上端位置）で開扉用レール３に嵌合している。

この状態から、人が踏板５に乗ると、踏板５に生じた踏力は、踏板５と一体の第１連結体６１を介して第２連結体６２の下方向の分力となる。これにより、第２連結体６２は、接地ローラ６３を支点として連結棒６０側が押し下げられ、連結棒６０に軸支された摺動部材４が開扉用レール３の下面を押し下げるように作用する。

これにより、扉１は、開扉用レール３の傾斜方向に沿って、摺動部材４を介して作用した分力を逃がすように開方向に変位する。このとき、扉１の加重が摺動部材４に掛ることがないため、摺動部材４の負荷を軽減してその耐久性を向上させることができる。

さらに、扉１を開方向に動作させるために、開扉用レール３の下降傾斜方向に沿って摺動部材４を開扉用レール３の上端側から下方向に移動させればよく、扉の動作スピードを向上させることができる。

さらに、開扉用レール３の上端側の上昇傾斜角度が大きくなっているため、開扉用レール３に作用する摺動部材４の下方向の作用力の開扉用レール方向の分力を大きくすることができ、扉１の開動作開始を俊敏なものとすることができる。

このように、本実施形態の荷重式扉開閉装置によれば、摺動部材４の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉１の動作を実現することができる。

［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本実施形態の他の荷重式扉開閉装置として連結部材６としてギア部７０を用いた構成について説明する。なお、上述の実施形態と同一対象については同一の符号を付して説明を省略する。

この場合、連結部材６は、一端が踏板５に連結した第１アーム７１と、他端側に摺動部材４が連結された第２アーム７２と、第１アーム７１と第２アーム７２との間に設けられ、これらを互いに逆方向に動作させるギア部７０とから構成される。

ギア部７０は、第１ギア７０ａと第２ギア７０ｂとを備える。第１ギア７０ａは、第１連結軸７１ａにより第１アーム７１と一体に回転動作する。第２ギア７０ｂは、第２連結軸７２ａにより第２アーム７２と一体に回転動作する。

第１ギア７０ａと第２ギア７０ｂとは、第１アーム７１と第２アーム７２とは、互いに逆方向の回転となるように噛み合った歯車であって、その直径比率は第１アーム７１の動作を倍増させるように１倍を超える値となっている（例えば、２〜３倍）。

なお、ギア部７０は、踏板５の下の空間に内蔵されると共に、図示しない台座に固定される。

第１アーム７１は、一端に軸着された踏板側ローラ５０を介して踏板５に当接されることにより連結されると共に、延設された他端に重錘７１ｃが設けられている。また、第１アーム７１は、その中央位置で第１連結軸７１ａに軸着される。

第２アーム７２は、一端が第２連結軸７２ａに軸着され、他端において摺動部材４が連結される。なお、摺動部材４が連結される機構は、上述の実施形態と同様に連結棒６０によるものである。

以上のように構成された荷重式扉開閉装置によれば、踏板５に人が乗っていない状態から、人が踏板５に乗ると、踏板５に生じた踏力は、踏板側ローラ５０を介して第１アーム７１の一端に作用し、第１アーム７１が第１連結軸７１ａを中心に図中時計回りに回動する。

これにより、共通の第１連結軸７１ａ上の第１ギア７０ａを介して、第２ギア７０ｂが逆方向に回転し、第２連結軸７２ａ上の第２アーム７２が図中反時計回りに回動する。

第２アーム７２が反時計回りに回動することで、連結棒６０側が押し下げられ、連結棒６０に軸支された摺動部材４が開扉用レール３の下面を押し下げるように作用する。

以下上述の実施形形態と同様に、扉１は、開扉用レール３の傾斜方向に沿って、摺動部材４を介して作用した分力を逃がすように開方向に変位する。このとき、扉１の加重が摺動部材４に掛ることがないため、摺動部材４の負荷を軽減してその耐久性を向上させることができる。

さらに、扉１を開方向に動作させるために、開扉用レール３の下降傾斜方向に沿って摺動部材４を開扉用レール３の上端側から下方向に移動させればよく、扉の動作スピードを向上させることができる。

このように、本実施形態の荷重式扉開閉装置によれば、摺動部材４の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉１の動作を実現することができる。

なお、本実施形態において、踏板５に人が乗っていない状態では、第１アーム７１の重錘７１ｃにより、第１アーム７１が図中反時計回りに回動し、踏板側ローラ５０を介して踏板５が浮上した状態に復帰する。

［第３実施形態］
次に、図５を参照して、本実施形態のその他の荷重式扉開閉装置について説明する。なお、上述の実施形態と同一対象については同一の符号を付して説明を省略する。

この場合、連結部材６は、一端が踏板５に連結した第１アーム８１と、他端側に摺動部材４´（本実施形態では１つの摺動部材が片支持されているため前述の摺動部材４と区別している。以下同じ。）が連結された第２アーム８２と、第１アーム８１と第２アーム８２との間に設けられ、これらを互いに逆方向に動作させる一対のカム機構８３とから構成される。

第１アーム８１および第２アーム８２は、それぞれ所定の位置で軸体８０に回転自在に軸支される。

第１アーム８１は、一端に軸着された踏板側ローラ５０を介して踏板５に当接されることにより連結されると共に、延設された他端に重錘８１ｃが設けられている。

第２アーム８２は、上述の実施形態と同様に、他端において摺動部材４´が連結棒６０を介して連結支持される。

一対のカム機構８３は、軸体８０の両側に配置された楕円形状の第１カム８３ａおよび第２カム８３ｂであって、各カム８３ａ，８３ｂから第１アーム８１側および第２アーム８２側にアーム８１ａ，８２ａおよび８１ｂ，８２ｂが突出している。なお、第１カム８３ａおよび第２カム８３ｂは、図示しない台座上に設けられたフレームに支持された軸体に取り付けられ、軸体を中心に回動可能となっている。

具体的には、第１カム８３ａは、第１カム８３ａから第１アーム８１の下側面に当接するように突出したアーム８１ａと、第１カム８３ａから第２アーム８２の下側面に当接するように突出したアーム８２ａとを有する。

第２カム８３ｂは、第２カム８３ｂから第１アーム８１の下側面に当接するように突出したアーム８１ｂと、第２カム８３ｂから第２アーム８２の下側面に当接するように突出したアーム８２ｂとを有する。

以上のように構成された荷重式扉開閉装置によれば、踏板５に人が乗っていない状態から、人が踏板５に乗ると、踏板５に生じた踏力は、踏板側ローラ５０を介して第１アーム８１の一端に作用し、第１アーム８１が軸体８０を中心に時計回りに回動する。

このとき、第２カム８３ｂのアーム８１ｂが押し下げられると共に、アーム８２ｂが押し上げられる。これにより、第２アーム８２が反時計回りに回動する。

なお、回動動作後のアーム８１ａ，８２ａおよび８１ｂ，８２ｂの位置を、アーム８１ａ´，８２ａ´および８１ｂ´，８２ｂ´で示す。

第２アーム８２が反時計回りに回動することで、連結棒６０側が押し下げられ、連結棒６０に軸支された摺動部材４´が開扉用レール３の下面を押し下げるように作用する。

以下上述の実施形形態と同様に、扉１は、開扉用レール３の傾斜方向に沿って、摺動部材４´を介して作用した分力を逃がすように開方向に変位する。このとき、扉１の加重が摺動部材４´に掛ることがないため、摺動部材４´の負荷を軽減してその耐久性を向上させることができる。

さらに、扉１を開方向に動作させるために、開扉用レール３の下降傾斜方向に沿って摺動部材４´を開扉用レール３の上端側から下方向に移動させればよく、扉の動作スピードを向上させることができる。

このように、本実施形態の荷重式扉開閉装置によれば、摺動部材４´の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉１の動作を実現することができる。

なお、本実施形態において、踏板５に人が乗っていない状態では、第１アーム８１の重錘８１ｃにより、第１アーム８１が反時計回りに回動する。このとき、第１カム８３ａのアーム８１ａが押し下げられると共に、アーム８２ａが押し上げられる。これにより、第２アーム８２が時計回りに回動する。これにより、第１アーム８１が反時計回りに回動して踏板５が浮上した状態に復帰すると共に、第２アーム８２が摺動部材４´の初期位置（開扉用レール３の上端）に復帰する。

［第４実施形態］
次に、図６を参照して、本実施形態のその他の荷重式扉開閉装置について説明する。なお、上述の実施形態と同一対象については同一の符号を付して説明を省略する。また、踏板５を復帰させるための復帰用摺動部材４０、重錘４１、アーム４２および軸部４３の構成も省略する（第１実施形態と同様の構成４０〜４３省略する）。

図６の開閉装置では、踏板５に連結棒６０を直接連結させる。すなわち、連結部材６を、踏板５から垂直方向に延設して設けられ一端が踏板に連結すると共に他端に摺動部材４´が設けられた連結棒６０のみにより構成する。

これにより、踏板５の踏力を踏板５と一体の連結棒６０を介してダイレクトに摺動部材４´に伝達し、摺動部材４´が開扉用レール３の下面を押し下げるように作用する。

以下上述の実施形形態と同様に、扉１は、開扉用レール３の傾斜方向に沿って、摺動部材４´を介して作用した分力を逃がすように開方向に変位する。このとき、扉１の加重が摺動部材４´に掛ることがないため、摺動部材４´の負荷を軽減してその耐久性を向上させることができる。

さらに、扉１を開方向に動作させるために、開扉用レール３の下降傾斜方向に沿って摺動部材４´を開扉用レール３の上端側から下方向に移動させればよく、扉の動作スピードを向上させることができる。

このように、本実施形態の荷重式扉開閉装置によれば、摺動部材４´の負荷を低減して耐久性を向上させることができると共に、俊敏な扉１の動作を実現することができる。

以下、参考として本実施形態の荷重式開閉装置の設置例を実施例として示す。

JISH4100に規定するA6063S-T5 アルミニウム合金押し出し型材を使用して、図７のＩＩに示すアルミニウム合金製建具：有効開口W=800mm、H=2000mmかつ枠外寸法W=1600mm、Ｈ=2200mｍの片引き引戸を製作した。また、図７のＩＩＩに示す、底面が横556mm、縦956mm高さ70mmの上下方向を自在に変動できる天板を持った踏板機構部を製作した。これらを、図７のＩに示す、建物の壁開口及び床掘り込み部の所定の位置に設置した。

この際、レーザーを使用し垂直方向及び水平方向のレベルを正確にとり、固定した。上記アルミニウム合金製建具の召し合せ方立と上記踏板機構部の取り合い部に、上記踏板機構部の踏力を伝達する連結金具を召し合せ方立からの離れ、踏板機構部底面からの高さを±0.5mmの範囲となる精度で設置固定した。前記連結金具に並列して、踏板天板を元の位置に復元させる錘をつけたてこの原理を利用した形の復帰金物を設置固定した。

踏板天板の20mm〜30mmの上下運動を確認後、前記アルミニウム合金製扉を支持レールへ吊り込みを行い、前記扉の下端はかま部に取り付けしている１〜３段階の勾配を持つ開扉用レールに対して、摺動部材である押し下げランナーローラを高さ調整しながら、前記連結金具の先端部に固定した。踏力の伝達状況、前記扉の開口寸法及び開閉スピードを調整し、所定の性能が出ていることを確認して作業を終了した。複数の同時利用者による衝撃力に対して、扉の跳ね上がりも無く、問題のないレスポンスで作動し、故障も確認されなかった。

ＪＩＳＧ３３０２溶融亜鉛めっき鋼板の板厚0.8ｍｍ、1.6ｍｍおよび2.3ｍｍの材料を使用し、組み立て状態で内法寸法0.95m×0.2ｍの矩形となる片引き鋼製軽量扉の枠及び扉の展開図を作成した。さらに切断加工、プレス加工、曲げ加工、扉組み立て加工、枠組立加工、錆止塗装・仕上げ塗装、仮組検査、外観及び寸法検査を経て製品化し、また底面が横556mm、縦956mm高さ70mmの上下方向を自在に変動できる天板を持った踏板機構部を製作し、製品の梱包、金具を出荷表と共に発送した。

施工現場において、図８の全体構成図の通りの取り付け施工に先立ち、壁開口部寸法及び床掘り込み寸法の確認を行なった。壁開口部及び床掘り込み部に構成軽量建具及び踏板機構部を設置し、レーザーを使用し垂直方向及び水平方向のレベルを正確にとり、固定した。

上記鋼製軽量建具の召し合せ方立と上記踏板機構部の取り合い部に、上記踏板機構部の踏力を伝達する連結金具を召し合せ方立からの離れ、踏板機構部底面からの高さを±0.5mmの範囲となる精度で設置固定した。前記連結金具に並列して、踏板天板を元の位置に復元させる錘をつけたてこ形の復帰金物を設置固定した。

踏板天板の20mm〜30mmの上下運動を確認後、前記鋼製軽量扉を支持レールへ吊り込みを行い、前記鋼製軽量扉の下補強部に取り付けしている開扉用レールに対して押し下げピンを高さ調整しながら、前記連結金具の先端部に固定した。踏力の伝達状況、前記扉の開口寸法及び開閉スピードを調整し、所定の性能が出ていることを確認して作業を終了した。複数の同時利用者による衝撃力に対して、扉の跳ね上がりも無く、問題のないレスポンスで作動し、故障も確認されなかった。

本発明は、上記実施例のように、開扉用レールに対して鉛直下方向に踏み力が作用するように構成されているため、踏板の踏み込み作動に敏速に応答して引戸を素早く開方向へ移動させることができる。また、引戸の閉方向の移動は、巻取装置を使用し、さらに押し下げ器によって加速的に移動付勢力が付加されているため、素早く開閉作動が可能である。また広い開放間口を確保することが容易にできる。

一端が踏板機構部と連結し、別の一端に摺動部材であるランナーローラを取り付けている押し下げ作動棒付連結金具は、容易に付勢力の設定変更できる為、子供などの低加重であっても、自動開閉可能となり、又、施錠の時も手動で無理なく閉方向に移動することができる。かかる顕著な効果を有する開閉引戸装置は、人の踏板台での踏み込み時の体荷重によって開放移動させる方式であるため、電動モータ用の電力を確保し難いところ、例えば、温室等の屋外簡易建物などにも容易に施工できる効果を有する。重量を持つ扉における扉自動開閉装置は、エネルギー効率が良いため、体重の軽い使用者でも動作させることが出来る。

また、鋼製軽量扉などは、はかま部寸法を自由に取れるので、開扉用レールの傾斜角及びレール幅を適宜に設定し製作でき、さらにランナーローラの径を50ｍｍから60ｍｍにでき、容易に付勢力の設定変更できる為、重い扉でもレスポンスが良く、故障のない信頼性のあるものとすることができる。

１…扉、２…摺動支持レール、３…開扉用レール、４，４´…摺動部材、５…踏板、６…連結部材、１１…吊下フック、１２…ローラ、１５…定荷重バネ（巻取装置）、４０…復帰用摺動部材、５０…踏板側ローラ、６０…連結棒、６１…第１連結体、６２…第２連結体、６３…接地ローラ、７０…ギア部、７０ａ…第１ギア、７０ｂ…第２ギア、７１，８１…第１アーム、７２，８２…第２アーム、４１，７１ｃ,８１ｃ…重錘、８３…カム機構、８３ａ，８６…第１カム、８３ｂ，８７…第２カム。

Claims (4)

1. 人の体重を利用して扉を開閉させる開閉機構を備えた荷重式扉開閉装置において、
   前記扉を開閉するように摺動自在に支持する摺動支持レールと、
   前記扉に設けられ、該扉の開方向に上昇傾斜した開扉用レールと、
   前記開扉用レールを摺動する摺動部材に連結部材を介して連結され、前記扉を踏力で開方向に動作させる踏板と
   を備え、
   前記扉は、閉じた状態で前記摺動部材が前記開扉用レールの上端側に配置され、開動作時に前記踏板に作用した踏力により該摺動部材が該開扉用レールに対して押し下げられ該扉が開方向に変位することを特徴とする荷重式扉開閉装置。
2. 請求項１記載の荷重式扉開閉装置において、
   前記連結部材は、
   前記踏板に連結されて上下方向に動作する第１連結体と、一端が前記摺動部材に連結すると共に他端が地面に当接し、一端と他端との間で前記第１連結体に軸着された第２連結体とを備えるパンタグラフ式と、
   一端が前記踏板に連結された第１アームと、他端が前記摺動部材に連結された第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとを各々独立に軸支し、該第１アームと該第２アームとを互いに逆方向に動作させるギア部とを備えるギア式と、
   一端が前記踏板に連結された第１アームと、他端が前記摺動部材に連結された第２アームと、共有の回転軸に軸支された前記第１アームと前記第２アームとの間に設けられ、該第１アームと該第２アームとを互いに逆方向に動作させる一対のカム機構とを備えるカム式と、
   前記踏板から垂直方向に延設され一端が該踏板に連結すると共に他端に摺動部材が設けられた連結棒である直接押し下げ方式と
   から選択されるいずれかの方式であることを特徴する荷重式扉開閉装置。
3. 請求項１または２記載の荷重式扉開閉装置において、
   開扉用レールは、扉の開方向の上昇傾斜角度が、該開扉用レールの上端側が大きく、下端側が小さいことを特徴とする荷重式扉開閉装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の荷重式扉開閉装置において、
   前記扉に連結されたワイヤの巻き取りの力によって該扉を閉方向に付勢する巻取装置を備えることを特徴とする荷重式扉開閉装置。