JP5967854B1 - 窓自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】引き窓に対して見込み方向の力が掛からないようにして、戸車のレールからの脱輪等を防止する窓自動開閉装置を提供する。【解決手段】窓自動開閉装置１は、引き窓１７の枠材に対して、見込み方向に歯面を向けて開閉方向に沿って固定されるラック部３１と、躯体５に固定されて、ラック部３１に噛合うピニオン部３５と、ピニオン部３５を回転駆動する駆動部４０と、ピニオン部３５からラック部３１に向けて延設されて、ラック部３１の背面３２ａ，３２ｂに係合してラック部３１の見込み方向への移動を抑止するラック保持部材５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、窓自動開閉装置に関する。

窓自動開閉装置は、例えば足腰が不自由な人に代わって、サッシ窓等の引き窓や引き戸を自動的に開閉して換気を行うものであり、様々な装置が開発されている。

窓自動開閉装置の多くは、ラックとピニオンを用いて引き窓等を開閉する。
特許文献１に記載された窓自動開閉装置は、ラックを挟んでピニオンと対峙する規制部材を取り付けることにより、ラックとピニオンとのバックラッシが大きくなり過ぎることを防止して、騒音を抑えている。

特開２０１１‐２５２２８９号公報

サッシ窓には、開閉を円滑にするため、樹脂製の戸車（車輪）が用いられている。ところが、戸車は、長年の使用や経年変化により、磨耗したり破損したりして、円滑な回転が損なわれてしまう。このため、サッシ窓の開閉が重くなったり、戸車がレールから脱輪しやすくなったりという故障が生じる。
しかし、従来の窓自動開閉装置には、このような故障を助長するものが多い。すなわち、従来の窓自動開閉装置は、サッシ窓に対して見切り方向（奥行方向）の力を与えてしまい、戸車がレールから脱輪しやすくなったり、破損しやすくなったりするという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、引き窓に対して見込み方向の力が掛からないようにして、戸車のレールからの脱輪等を防止することができる窓自動開閉装置を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の窓自動開閉装置の第一実施態様は、引き窓または引き戸の枠材に対して、見込み方向に歯面を向けて開閉方向に沿って固定されるラック部と、窓枠、戸枠または躯体に固定されて、前記ラック部に噛合うピニオン部と、前記ピニオン部を回転駆動する駆動部と、前記ピニオン部から前記ラック部に向けて延設されて、開閉方向に対して交差する方向から前記ラック部の背面に係合して前記ラック部の見込み方向への移動を抑止する爪部と、を備えることを特徴とする。

本発明の窓自動開閉装置は、ラック保持部材がラック部の背面に係合してラック部の見込み方向への移動を抑止するので、ラック部とピニオン部が動作しても、引き窓または引き戸に対して見込み方向の力が作用しない。したがって、戸車のレールからの脱輪等を確実に防止することができる。
また、開閉方向に対して交差する方向において、ラック部とピニオン部の位置ずれを防止できる。したがって、ラック部とピニオン部の噛合いを確実に確保できる。

本発明の窓自動開閉装置の第二実施態様は、第一実施態様において、前記ラック部の背面に配置されて、前記ラック保持部材に対して接触する摺動体または転動体を備えることを特徴とする。
これにより、ラック部がラック保持部材に対して円滑に移動する。したがって、引き窓または引き戸の開閉方向への円滑な移動を確保できる。

本発明の窓自動開閉装置の第三実施態様は、第一および第二実施態様において、前記駆動部は、ピニオン部に噛合うウォームギアを備えることを特徴とする。
これにより、窓を手動で開閉させることができない。つまり、窓の施錠開錠機能を備える。

本発明の窓自動開閉装置は、引き窓または引き戸に対して見込み方向の力が作用しないので、樹脂製の戸車が脱輪したり破損したりする故障を確実に防止することができる。このため、長期間に亘って、引き窓または引き戸の自動開閉を円滑に行うことができる。

本発明の実施形態に係る窓自動開閉装置１の全体構成を示す図である。 窓自動開閉装置１の要部を示す平面図（横断面図）である。 窓自動開閉装置１の要部を示す側面図（縦断面図）である。

本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。下記説明において示す各種寸法等は一例である。
窓自動開閉装置１は、図１〜図３に示すように、左右方向に開閉するアルミ製のサッシ窓１０に対して取り付けられる。

サッシ窓１０を室内側から見たとき、水平方向を、開閉方向、左右方向または横方向といい、奥行方向を見込み方向という。
見込方向のうち、手前側を室内側または内側、奥側を室外側または外側という。
鉛直方向（開閉方向と見込み方向に対して交差する方向）を上下方向または縦方向という。

サッシ窓１０は、引違い窓であり、サッシ枠１１と引き窓１７，１８を備える。
サッシ枠１１は、躯体５の開口に嵌め込まれて固定される矩形のアルミ製枠体であり、その上枠（不図示）と下枠（枠材）１４にはそれぞれ左右方向に沿って平行に延びる一対の上レール（不図示）、下レール１５が設けられる。

引き窓１７は、室内側に配置された内障子、引き窓１８は、室外側に配置された外障子である。
引き窓１７，１８は、それぞれアルミ製の障子枠２０にガラス２１が嵌め込まれ、上レール、下レール１５に沿って左右方向に開閉する。
障子枠２０の上框には、上方に開口する樹脂製の溝部（不図示）が配置され、この溝部に上レールが挿入されて上レールを見込み方向において挟み持つ。
障子枠２０の下框２５には、戸車２６が左右両端に一つずつ配置され、この戸車２６が下レール１５の頂部に載って左右方向に移動する。具体的には、戸車２６は、外周面に下レール１５の頂部に嵌る浅い溝が形成された樹脂製の車輪２７を有し、引き窓１７，１８の開閉に伴って車輪２７が下レール１５に沿って回転移動する。

窓自動開閉装置１は、室内側の躯体５に固定され、引き窓１７に接続される。
窓自動開閉装置１は、引き窓１７に固定されたラック部３１、ラック部３１に噛合うピニオン部３５、ピニオン部３５を回転駆動する駆動部４０等を備える。

ラック部３１は、ラックギア３２とラック支持体３３を備える。
ラックギア３２は、ラック支持体３３を介して引き窓１７の下框２５に固定される。
ラックギア３２は、室内側に歯面を向けて、下框２５に沿って配置される。つまり、ラックギア３２は、開閉方向に沿って配置される。
ラックギア３２の背面には、ラック支持体３３が取り付けられる。ラック支持体３３は、ラックギア３２と同一の長さで、ラックギア３２よりも幅が小さい部材であり、例えばアルミニウムの角棒である。
ラック支持体３３は、ラックギア３２の背面の中央に沿って固定され、さらに引き窓１７の下框２５に固定される。ラックギア３２とラック支持体３３の固定、ラック支持体３３と下框２５の固定には、強力な接着剤や両面テープ等が用いられる。接着剤等を用いずに、ねじ止めしてもよい。

ラック支持体３３は、ラックギア３２よりも幅が小さいため、ラックギア３２の背面側（奥側）に、上下方向に開口する溝状の部位がラックギア３２の全長にわたって形成される。
溝状の部位には、ラックギア３２の背面の上端側（上背面３２ａ）と下端側（下背面３２ｂ）が露出する。この上背面３２ａと下背面３２ｂは、全長にわたって一定で同一での幅を有する。
ラックギア３２の背面側に形成された溝状の部位には、後述する上板５１と下板５３の爪部５２，５４が挿入される。そして、ラックギア３２の上背面３２ａと下背面３２ｂに対して爪部５２，５４が接触（摺接）する。

ピニオン部３５は、ピニオンギア３６、ピニオン支持軸３７および支持台３８を備える。
ピニオンギア３６は、ラックギア３２に噛合うギアであり、ラックギア３２よりも室内側に配置される。
ピニオン支持軸３７は、上方向に向けて立設する段付き軸体であって、ピニオンギア３６を回転可能に支持する。ピニオン支持軸３７の上端と下端には、後述する上板５１と下板５３が配置される。
支持台３８は、躯体５に固定されて、ピニオン支持軸３７とピニオン支持軸３７を支持する部材である。

駆動部４０は、ウォームギア４１およびモーター４２を備える。
ウォームギア４１は、ピニオンギア３６に噛合うギアであり、ピニオンギア３６よりも室内側に配置される。
モーター４２は、ピニオンギア３６を回転させて、ピニオンギア３６とラックギア３２を介して、引き窓１７を左右方向に移動させる。モーター４２は、直流モーターであり、後述するコントローラー６１からの指令に従って正転反転ができる。例えばモーター４２が正転すると、引き窓１７が右方向に移動してサッシ窓１０が閉じる。一方、モーター４２が反転すると、引き窓１７が左方向に移動してサッシ窓１０が開く。
なお、ウォームギア４１を用いているので、サッシ窓１０を手動で開閉させることができない。つまり、駆動部４０は、サッシ窓１０の施錠開錠機能を備える。

さらに、窓自動開閉装置１は、ラック保持部材５０および制御部６０を備える。
ラック保持部材５０は、ラックギア３２の背面に接触（係合）して、ラックギア３２の見込み方向への移動を抑止する部材であり、上板５１と下板５３からなる。
上板５１と下板５３は、それぞれ矩形の板金であって、上下方向においてピニオンギア３６に重ねて配置（固定）される。上板５１と下板５３は、ピニオンギア３６を覆い、さらに引き窓１７に向けて延設される。
上板５１と下板５３の奥側の端部は、ラック支持体３３に向けて折り曲げられる。この折り曲げられた部位は、爪部５２，５４であり、ラックギア３２の背面側に形成された溝状の部位に挿入される。そして、爪部５２，５４は、ラックギア３２の上背面３２ａと下背面３２ｂに対して接触（摺接）する。

制御部６０は、モーター４２に対して電力と各種指令を送るものであり、コントローラー６１や各種センサ６２等を備える。
コントローラー６１には、リモコン受信部やタイマー等が設けられる。
各種センサ６２は、例えば負荷センサ、温度センサ、風力センサ、雨センサ等である。

窓自動開閉装置１は、不図示のリモコンを操作（指令）に基づいて、コントローラー６１が作動してモーター４２を回転駆動する。モーター４２の回転は、ピニオンギア３６とピニオンギア３６に伝達されて、ラックギア３２を左右方向に移動させる。これにより、引き窓１７が左右方向に移動する。
引き窓１７が可動範囲の両端まで移動すると、負荷センサ（センサ６２）が検知して、コントローラー６１はモーター４２の回転駆動を停止させる。
例えばモーター４２が正転すると、引き窓１７が右方向に移動してサッシ窓１０が閉じる。モーター４２が反転すると、引き窓１７が左方向に移動してサッシ窓１０が開く。

上述したように、窓自動開閉装置１は、ピニオン部３５からラック部３１に向けて延設されて、ラックギア３２の背面（上背面３２ａ、下背面３２ｂ）に係合するラック保持部材５０を備える。このため、ラックギア３２の見込み方向への移動が抑止される。
引き窓１７の下框２５に固定されたラックギア３２の背面側に、ラックギア３２に沿って延びる溝状の部位が形成され、この溝状の部位にラック保持部材５０が挿入されるためである。
したがって、ピニオン部３５から引き窓１７に対して見込み方向の力が作用せず、戸車２６が脱輪したり、樹脂製の車輪２７が破損したりする故障を確実に防止できる。よって、引き窓１７の自動開閉を長期間に亘って、円滑に行うことができる。

ラック保持部材５０は、開閉方向に対して交差する方向（上下方向）からラックギア３２を挟持する一対の爪部５２，５４を備える。これにより、上下方向においても、ラックギア３２の移動を抑止できる。したがって、ラックギア３２とピニオンギア３６の噛合いを確実に確保できる。

このように、窓自動開閉装置１は、引き窓１７に対して見込み方向の力を作用させないので、戸車２６が脱輪したり、樹脂製の車輪２７破損したりする故障を確実に防止することができる。したがって、引き窓１７の自動開閉を長期間に亘って円滑に行うことができる。

本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。実施形態で挙げた具体的な材料等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

窓自動開閉装置１は、サッシ窓１０のような引違い窓に限らず、片開き窓に対しても取り付けることができる。
左右方向に開け閉めする窓に限らず、上下方向に開け閉めする窓に対しても取り付けてもよい。
サッシ窓に限らず、引き戸に対しても取り付けてもよい。
窓自動開閉装置１は、躯体５に固定される場合に限らず、窓枠（サッシ枠１１）や戸枠に固定される場合であってもよい。
窓自動開閉装置１（ラックギア３２）は、下框２５に限らず、上框に取り付けられてもよい。

ラックギア３２の背面（上背面３２ａ、下背面３２ｂ）に、爪部５２，５４との接触抵抗を低減する摺動体や転動体を配置してもよい。摺動体は、フッ素樹脂製のテープ等である。転動体は、ローラーや球である。
これにより、ラックギア３２がラック保持部材５０に対して円滑に移動する。したがって、引き窓１７の開閉方向への円滑な移動を確保できる。
摺動体や転動体は、ラックギア３２の上背面３２ａと下背面３２ｂに取り付ける場合に限らない。摺動体または転動体は、爪部５２，５４に取り付けてもよいし、ラックギア３２と爪部５２，５４の両方に取り付けてもよい。

ラックギア３２の背面側の溝状の部位は、上下両方向に形成される場合に限らない。上方向のみ、下方向のみの場合であってもよい。
ラック支持体３３を用いずに、ラックギア３２に対して直接、溝状の部位を形成してもよい。

１ 窓自動開閉装置
５ 躯体
１０ サッシ窓
１１ サッシ枠
１４ 下枠（枠材）
１５ 下レール
１７ 引き窓
２５ 下框
２６ 戸車
２７ 車輪
３１ ラック部
３２ ラックギア
３２ａ 上背面
３２ｂ 下背面
３３ ラック支持体
３５ ピニオン部
３６ ピニオンギア
３７ ピニオン支持軸
４０ 駆動部
４１ ウォームギア
４２ モーター
５０ ラック保持部材
５１ 上板
５２ 爪部
５３ 下板
５４ 爪部
６０ 制御部
６２ センサ

Claims (3)

1. 引き窓または引き戸の枠材に対して、見込み方向に歯面を向けて開閉方向に沿って固定されるラック部と、
   窓枠、戸枠または躯体に固定されて、前記ラック部に噛合うピニオン部と、
   前記ピニオン部を回転駆動する駆動部と、
   前記ピニオン部から前記ラック部に向けて延設されて、開閉方向に対して交差する方向から前記ラック部の背面に係合して前記ラック部の見込み方向への移動を抑止する爪部と、
   を備えることを特徴とする窓自動開閉装置。
2. 前記ラック部と前記爪部の間に配置されて、前記ラック部と前記爪部の接触抵抗を低減する摺接体または転動体を備えることを特徴とする請求項１に記載の窓自動開閉装置。
3. 前記駆動部は、ピニオン部に噛合うウォームギアを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の窓自動開閉装置。

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