(57)【要約】【課題】開閉動作により発生して伝達される振動を最小限に抑えることができるドア用のレール構造を提供すること。【解決手段】ドア側に取り付けられた車輪を走行自在に支持する走行レール本体３と、走行レール本体３に沿って延在し当該走行レール本体３を下側から支持する荷重受け部材２とを具備しているドア用のレール構造において、荷重受け部材２が、車輪走行方向に配列された複数のスリット２３を備えている。【選択図】  図１
2005030030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア側に取り付けられた車輪を走行自在に支持する走行レール本体と、前記走行レール本体に沿って延在し当該走行レール本体を下側から支持する荷重受け部とを具備しているドア用のレール構造において、
前記荷重受け部が、車輪走行方向に配列された複数のスリットを備えていることを特徴とするドア用のレール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動ドア等のドア類に適用されるドア用のレール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建物側の構造物に走行レールを支持させ、このレール上を走行する車輪（戸車）にドア本体を懸架させて開閉可能とした構成のドア（たとえばスライド式自動ドアなど）が知られている。
このようなドア用のレール構造としては、開口部の上部に設置するレールベースと、このレールベースよりも硬質の材料で形成され戸車が転がる（走行する）レール部材とにより構成されるものがある。この場合、レールベースのベース面から突出させて左右一対の凸部（挟圧部）を設け、凸部間に硬質のレール部材を挟んで少なくとも一方の凸部をかしめることにより、レール部材が浮き上がらないように固定して耐久性を向上させている。（たとえば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２２００９９号公報（第２−３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集合住宅や病院などのように静粛性が求められる建物の入口にスライド式のドア（自動または手動）が設置されているような場合、ドア開閉時に車輪がレール上を走行することにより振動を発生し、この振動がたとえば入口上部の住宅等のように、建物の構造部材等を介して隣接する居住領域に伝達されることで居住性や静粛性を損なうことが懸念される。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、開閉動作により発生して伝達される振動を最小限に抑えることができるドア用のレール構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明は、ドア側に取り付けられた車輪を走行自在に支持する走行レール本体と、前記走行レール本体に沿って延在し当該走行レール本体を下側から支持する荷重受け部とを具備しているドア用のレール構造において、前記荷重受け部が、車輪走行方向に配列された複数のスリットを備えていることを特徴とするものである。
この場合、走行レール本体と荷重受け部とは、間にクッション部材を介在させて脱着可能な別体構造とするのが好ましい。
【０００６】
このような本発明によれば、荷重受け部に、車輪走行方向に配列された複数のスリットを設けた構成としたので、走行レール状を車輪が走行して発生した振動をスリットで減衰させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドア用の走行レールについて、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すドア用のレール構造は、建物側の部材１に固定される荷重受け部材（荷重受け部）２と、この荷重受け部材２に嵌合された走行レール本体３とを具備して構成される。荷重受け部材２は、走行レール本体２に沿って延在し、走行レール本体３を下側から支える部材である。一方、走行レール本体３の上面にはドア側の車輪４が転動自在に係合され、車輪４にはブラケット５を介してドア６が吊り下げられた構成となっている。ドア６の車輪４は、走行レール本体３の長手方向に複数設けられて走行レール本体３に係合しており、ドア６はそれらの各車輪４によって走行レール本体３上を走行自在に吊られている。
【０００８】
すなわち、ドア用のレール構造は、ドア６側に取り付けられた車輪４を走行自在に支持する走行レール本体３と、この走行レール本体３に沿って延在し当該走行レール本体３を下側から支持する荷重受け部材２とを具備した構成となっている。
図３は、図２の要部を拡大して走行レール本体３の嵌合状態を示した図であって、荷重受け部材２と走行レール本体３との間にクッション部材７が介在している。このクッション部材７は、シリコンゴム，エステル系ポリウレタン，エーテル系ポリウレタン，天然ゴム，クロロプレーンゴム，ネオプレーンゴム，酢酸ビニール，ブチルゴムなどの弾性体からなる板状の材料から構成されており、図３に示す断面形状に変形させている。
【０００９】
荷重受け部材２は、たとえば略Ｌ字状断面に押出成形されたアルミ材からなるが、他の金属又は合成樹脂（たとえば、アクリルや塩化ビニール等）から構成してもよい。また、荷重受け部材２は全体が一体の部材からなるが、複数の部材を連結して構成してもよい。さらに、荷重受け部材２の断面形状については、使用箇所やドアの仕様等により適宜選択できるように多種類が用意されており、図示の形状に限定されるものではない。
この荷重受け部材２は、走行レール本体３が載荷される略Ｌ字状断面の水平部上面であるレール載荷面２１と、略Ｌ字状断面の鉛直面である構造物への固定面２２とを備えている。レール載荷面２１には、走行レール本体３の車輪走行方向（連続方向）に沿って、凹部２ａが溝状に形成されるとともにこの凹部２ａの両側に平坦部２ｂが形成されている。この凹部２ａは、深さ方向の中間の幅が膨らんだ形状をしている。すなわち、凹部２ａの縁、すなわち凹部２ａをなす溝の上端開口部の左右両側の部分の幅寸法Ａよりも、溝の深さ方向の中間部の幅寸法Ｂが大きくなっていて、当該溝の側面は凹状の断面円弧形状をなしている。
【００１０】
また、走行レール本体３も押出成形されたアルミ材からなるが、これも他の金属（たとえば、オーステナイト系ステンレス材，マルテンサイト系ステンレス材，圧延鋼材や炭素鋼材などの各種鉄鋼材，銅合金等）又は合成樹脂からなるものであってもよい。この走行レール本体３については、後述する車輪４より硬度の高い（硬い）材料を使用するのが好ましいが、荷重受け部材２については走行レール本体３と同じ硬度の材質である必要はない。そして、この走行レール本体３の下面には、走行レール３の連続方向に沿って延在する凸部３ａが形成されるとともに、この凸部３ａの両側に平坦部３ｂが形成されている。前記荷重受け部材２の凹部２ａと走行レール本体３の凸部３ａによって凹凸嵌合部８が形成される。
【００１１】
前記凸部３ａは、前記凹部２ａに対応する断面形状をしており、高さ方向の中間部の幅寸法Ｃがそれより上の首部の幅寸法Ｄよりも大になっていて、当該凸部３ａの側面は凸状の断面円弧形状をなしている。さらに、前記幅寸法Ｃは前記幅寸法Ａよりも小となっていて、凹部２ａと凸部３ａとの間には、断面において全体として均一な厚みの隙間が形成される。
また、走行レール本体３の上面は、上側に突出する断面円弧状の凸部３ｃになっていて、この凸部３ｃは走行レール本体３の連続方向に延在している。この凸部３ｃは、走行レール本体３の連続方向への反り返りを起こしにくくする。
【００１２】
前記クッション部材７は、その厚み寸法Ｅを前記幅寸法Ａと幅寸法Ｃとの差の半分の寸法より大にしてなり、したがって凹部２ａに凸部３ａが入り込むときにはクッション部材７は圧縮変形を伴うことになる。また、前記クッション部材７の厚み寸法Ｅは、前記幅寸法Ｂと幅寸法Ｃとの差の半分の寸法以上の寸法をも有するから、凹部２ａに凸部３ａが嵌合された状態では、圧縮された状態のクッション部材７が凹部２ａと凸部３ａとの間に隙間なく充填されることとなる。
【００１３】
クッション部材７は予め図３に示すΩ形の断面形状に形成しておく。この断面形状は、荷重受け部材２の凹部２ａに走行レール本体３の凸部３ａを嵌合したときの両者間に形成される隙間の形状に対応させておく。そして、荷重受け部材２に対して走行レール本体３を取り付けるに際しては、クッション部材７を走行レール本体３に予め取り付けておく。走行レール本体３にクッション部材７を取り付けるには、走行レール本体３の凸部３ａに断面Ω形のクッション部材７を外嵌させればよい。クッション部材７は弾性変形可能であるから、当該クッション部材７が僅かな弾性変形を伴いながら、断面において丸みのある凸部３ａに嵌合される。
【００１４】
次に、クッション部材７が外嵌された前記凸部３ａを凹部２ａ内に嵌入することにより走行レール本体３を荷重受け部材２に取り付ける。このとき、クッション部材７は厚み寸法Ｅが前記幅寸法Ａと幅寸法Ｃとの差の半分の寸法より大にしてあるため、クッション部材７の一部が圧縮されながら凸部３ａが凹部２ａ内に嵌合される。凸部３ａが凹部２ａ内に入り込んだ状態でクッション部材７の前記圧縮が開放されて凸部３ａと凹部２ａとの隙間の厚みまではクッション部材７の厚みが復元して、凹部２ａ内で凸部３ａが拘束される。かくして、クッション部材７の前記弾性変形によるスナップアクションによって凸部３ａは凹部２ａ内に入り込み且つその状態が維持される。このため、走行レール本体３が荷重受け部材２から簡単に外れることがない。
【００１５】
ドア６の車輪４は、加工性がよく、走行レール本体３よりも硬度の低い、すなわち柔らかい樹脂材料（たとえば、ポリアミド系樹脂，ポリアセタール系樹脂，ＡＢＳ樹脂，ポリカーボネイト系樹脂，フェノール系樹脂，ＭＣナイロン等）で形成されている。このように、走行レール本体３を車輪４よりも硬度の高い材料で形成したので、走行レール本体３を車輪４よりも摩耗しにくくさせて、走行レール本体３の交換頻度を車輪４の交換頻度よりも少なくすることができる。
【００１６】
ただし、走行レール本体３も全く摩耗しないわけではなく、長期に亘って使用していると摩耗することもある。また、摩耗しなくとも何らかの理由により損傷する場合もある。このような時には、走行レール本体３およびクッション部材７を荷重受け部材２から取り外し、走行レール本体３を交換することができる。この場合、荷重受け部材２と走行レール本体３は、クッション部材７を介在させた凹部２ａと凸部３ａの嵌合によって連結されているので、走行レール本体３の脱着作業が容易になり、交換が容易にできる。また、荷重受け部材２は交換しなくても済むので、交換作業が容易になり、交換のためのコストも低減する。
【００１７】
また、車輪４の外周面には、その全周に断面円弧状をなす凹部４ａが形成されている。この凹部４ａは、走行レール本体３の上面の凸部３ｃに対応した形状をなし、車輪４は凹部４ａをこの凸部３ｃに係合させながら転動する。従って、凹部４ａと凸部３ｃの係合により、車輪４が走行レール本体３から脱輪するのが防止される。
なお、上述した車輪４の外周面を断面円弧状をなす凸曲面とし、走行レール本体３の上面を断面円弧状の凹曲面として係合させる構成としてもよく、これによっても車輪４が走行レール３から脱輪するのを防止することができる。
【００１８】
ところで、上述した荷重受け部材２のレール載荷面２１には、図１に示すように、車輪走行方向に配列された複数のスリット２３が設けられている。このスリット２３は、走行レール本体３と直交するように、換言すれば車輪走行方向と直交するようにして、等間隔で設けられている。
このスリット２３の長さＬは、少なくともレール載荷面２１の端部２４から走行レール本体３を横断するように設定される。また、スリット２３の幅Ｗ、長さＬ及び配列のピッチ幅Ｐ等については、固有振動数の問題もあるため、好ましくは各構造毎に実験を行い、荷重受け部材２及び走行レール本体３の材質や寸法等諸条件に応じて異なる最適値を適宜設定すればよい。
【００１９】
以上のように構成されたドア用のレール構造においては、荷重受け部材２の上面と走行レール本体３の下面との間にクッション部材７が介在し、もって荷重受け部材２と走行レール本体３との間はクッション部材７によって振動の伝達が絶縁されている。従って、走行レール本体３をドア６の車輪４が走行して走行レール本体３に振動が発生又は伝達されても、クッション部材７が前記振動を吸収するため、振動が荷重受け部材２を介して建物側の部材１に伝達されることがないか、又はこれが低減される。
【００２０】
さらに、レール載荷面２１には複数のスリット２３が配列されているので、車輪４が走行レール本体３上を走行することにより発生し、クッション部材７を介して荷重受け部材２に伝達された振動は、少なくとも一部がスリット２３から周囲の大気中へと発散される。従って、レース載荷面２１から固定面２２を介して建物側の部材１へ伝達される振動は減衰されるので、建物側への振動伝達量はかなり小さなものとなる。なお、このようなスリット２３は、上述したクッション部材７と併用することによって、大きな振動低減が得られるため好ましいのであるが、スリット２３単独での振動伝達量低減も可能である。
【００２１】
さて、上述したスリット２３の振動低減効果は、下記に説明する実験を行うことにより確認された。
図４は振動測定実験装置の概要を示す図であり、２種類の試験架台３７Ａ，３７Ｂに順次スリット２３の有無が異なる試験台板（荷重受け部材２及び走行レール本体３よりなるドア用のレール構造）３０Ａ，３０Ｂを無目３８Ａ，３８Ｂに収納して取り付け、荷重受け部材２の固定面２２に対し戸当たり３１から２００ｍｍの位置に正面から振動センサ３２を固定する。このような振動センサ３２の取付位置は、ドア走行部（走行レール本体３）に近く、しかも試験架台３７Ａ，３７Ｂの影響が最も少ないことを考慮して選択したものである。
【００２２】
上述した振動センサ３２は配線３３をもって測定器３４に接続され、各実験１〜８において同じ仕様とした走行レール本体３上を車輪４が走行する際に発生する振動の振幅を測定するようになっている。
なお、本実験では、駆動機構を用いて自動で開閉するドア６、すなわちスライド式の自動ドアを用いて振幅（振動値）の計測を行うこととした。
【００２３】
また、戸当たり３１から４００ｍｍの位置には、ドア６の後端部６ａが通過したことを検知するため、配線３３で測定器３４と接続されたリミットスイッチ３５を取り付けてある。
以下の実験では、同形状の試験台板３０を２種類用意する。一方の試験台板３０Ａはスリット２３がないもの（従来品）とし、他方の試験台板３０Ｂは、幅Ｗ＝２ｍｍ、長さＬ＝３５ｍｍのスリット２３をピッチ幅Ｐ＝２０ｍｍで複数設けたもの（本願発明品）とした。
なお、いずれの試験台板３０Ａ，３０Ｂにおいても、走行レール本体３と荷重受け部材２との間には、クッション部材７が全長にわたって配設されている。
【００２４】
図５は、実験１〜８の概要（試験台板の種類及びスポンジの有無）を示す説明図である。なお、この実験におけるスポンジ３６とは、振動低減効果がさらに得られるかどうかを調べる目的で、試験台板３０Ａ，３０Ｂを収納する框体である無目３８Ａ，３８Ｂの下端部の上面と試験台板３０Ａ，３０Ｂの下面（荷重受け部材２の下面）との間に、同一幅のものを所定のピッチで均等に配設して接触させたものである。
図５（ａ）の実験１及び実験５は、スリット３５がない従来品の試験台板３０Ａを使用すると共に、スポンジ３６もなしとした場合である。
図５（ｂ）の実験２及び実験６は、スリットがない従来品の試験台板３０Ａを使用してスポンジ３６を設けた場合である。
図５（ｃ）の実験３及び実験７は、スリット２３を設けた本願発明品の試験台板３０Ｂを使用すると共に、スポンジ３６をなしとした場合である。
図５（ｄ）の実験４及び実験８は、スリット２３を設けた本願発明品の試験台板３０Ｂを使用すると共に、スポンジ３６を設けた場合である。
なお、上述した実験１〜４は試験架台３７Ａを使用し、実験５〜８については試験架台３７Ｂを使用して同様の実験を行ったものであり、試験架台３７Ａを使用した図５（ａ）の実験１が後述する振動値比較の基準となる。
【００２５】
このような実験装置により、実験１〜実験８を各々２５回実施して振動値を測定した結果を図６に示す。
この実験では、ドア６の後端部６ａが戸当たり３１に接触しているドア閉状態から、図示しない駆動装置を作動させてドア６を開き、リミットスイッチ３５が矢印３９方向へスライドする後端部６ａの通過を検出した後の０．５秒間で最も大きな値の振幅を振動値として記録する。このような実験を２５回実施して得られた振動値のデータは、実験１〜実験８毎に平均値が算出される。
図６の棒グラフは、各実験におけるデータ（振動値）の平均値について、実験１の平均値を１００（基準）として算出した割合を示したものである。
【００２６】
この実験結果によれば、従来品の試験台板３０Ａを用いた実験１、実験２、実験５及び実験６と、本願発明品の試験台板３０Ｂを用いた実験３、実験４、実験７及び実験８とを比較した場合、本願発明品の振動値がおおむね２５〜３５％程度低下していることがわかる。
また、スポンジ３６の有無については、実験１と２との比較、実験３と４との比較、実験５と６との比較及び実験７と８との比較をした場合、その優劣はまちまちであり、従って、スポンジ３６を設けることが振動低減に有効であることを証明できる実験結果を得ることはできなかった。
【００２７】
また、図示は省略したものの、クッション部材７について、従来品の試験台板３０Ａを用いると共に、２０ｍｍ幅のクッション部材７を断続的に配置した実験を行った。この実験では、幅２０ｍｍとしたクッション部材７を断続して配置するピッチ幅を変化させて複数種類の実験を行ったが、いずれの場合も上述した実験１〜実験４より振動値が悪化しており、その有効性を確認することはできなかった。
【００２８】
上述したように、荷重受け部材２にスリット２３を設けることが、車輪４の走行で生じる振動値の低減に有効であることが確認された。この結果、荷重受け部材２を介して建物側の部材１へ伝達される振動が低減されるので、ドア６の開閉に伴う振動を原因として建物側の静粛性や居住性が損なわれることを抑制または防止することができる。
ところで、これまで説明したドア６は、主としてスライド式の自動ドアに採用されている吊り扉を想定しているが、他のドアへの適用が除外されるものではなく、たとえば手動の吊り扉など、開閉時にレール上を走行する車輪を備えているスライド式のドアであれば、適用が可能なことは言うまでもない。
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、車輪走行方向に配列された複数のスリットを設けた構成の荷重受け部としたので、走行レール上を車輪が走行して発生した振動をスリットで減衰させて低減し、建物側への伝達を最小限に抑えることができる。この結果、建物側ではドア開閉時の振動による居住性や静粛性の低下が改善され、特に、病院や入口上部の住宅のように静粛性が要求される建物の居住環境を向上させるという顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドア用のレール構造の一実施形態を示す図であり、（ａ）は部分断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１のドア用のレール構造について、建物への取付状態及びドアのつり下げ状態を示す部分断面側面図である。
【図３】図１の要部断面拡大図である。
【図４】振動測定実験装置の概要を示す図である。
【図５】実験１〜８の概要を示す説明図であり、（ａ）は実験１及び実験５、（ｂ）は実験２及び実験６、（ｃ）は実験３及び実験７、（ｄ）は実験４及び実験８である。
【図６】実験１〜実験８の実験結果について、実験１の平均値を基準として各実験における振動値（平均値）の割合を示すグラフである。
【符号の説明】
１    （建物側の）部材
２    荷重受け部材（荷重受け部）
３    走行レール本体
４    車輪（戸車）
５    ブラケット
６    ドア
７    クッション部材
２１    レール載荷面
２２    固定面
２３    スリット
２４    端部
３０Ａ，３０Ｂ    試験台板
３１    戸当たり
３２    振動センサ
３３    配線
３４    測定器
３５    リミットスイッチ
３６    スポンジ
３７Ａ，３７Ｂ    試験架台
３８Ａ，３８Ｂ    無目
【図１】
2005030030.tif 000003
【図２】
2005030030.tif 000004
【図３】
2005030030.tif 000005
【図４】
2005030030.tif 000006
【図５】
2005030030.tif 000007
【図６】
2005030030.tif 000008