(57)【要約】【課題】音鳴りや振動の発生が低減または防止できて障子の円滑な開閉を可能にする戸車装置および建具を提供すること。【解決手段】クリープ変形量が弾性変形量よりも小さくなるスーパーエンジニアリングプラスチックから戸車部材２１全体、または戸車部材２１の外周部を形成したことで、戸車部材２１の案内部に生じたクリープ変形が転動時に下レール３Ａに当接した際の弾性変形により打ち消され、がたつきが発生しないようにでき、障子１０の開閉時における音鳴りや振動が低減または防止でき、障子１０を円滑に開閉することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と障子とを備えた建具において、前記枠体に設けられた戸車案内部上を転動して前記障子を左右スライド開閉可能に支持する戸車装置であって、
前記障子に対して水平軸回りに回転自在に支持された全体略円盤状の戸車部材を備え、
前記戸車部材の少なくとも前記戸車案内部に接する外周部は、クリープ変形が弾性変形よりも小さくなるか、またはクリープ変形が弾性変形と略等しくなる第１の樹脂材料から形成されている戸車装置。
【請求項２】
前記戸車部材の外周部および内周部がともに前記第１の樹脂材料から形成されている請求項１に記載の戸車装置。
【請求項３】
前記戸車部材の内周部は、クリープ変形が弾性変形よりも大きくなる第２の樹脂材料から形成され、この内周部に前記第１の樹脂材料から形成された外周部を一体化して当該戸車部材が構成されている請求項１に記載の戸車装置。
【請求項４】
前記第１の樹脂材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）のいずれかである請求項１から請求項３のいずれかに記載の戸車装置。
【請求項５】
枠体と、障子と、前記枠体に設けられた戸車案内部に案内される請求項１から請求項４のいずれかに記載の戸車装置とを備えた建具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸車装置および建具に関し、詳しくは、枠体に設けられた戸車案内部上を転動して障子を左右スライド開閉可能に支持する戸車装置、およびこの戸車装置を備えた建具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、引違い窓や片引き窓等の建具において、戸車案内部であるレール上を転動して障子をスライド自在に案内する戸車が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されたような従来の戸車は、通常、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の樹脂材料から形成されている。このようなポリアセタール製の戸車は、耐摩耗性等に優れ、無交換での長期使用に適しているとともに、安価に製造できることから、広く一般的に利用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６９０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のポリアセタール製の戸車では、極希にゴトゴトという音鳴りや微かな振動が発生してしまうことがあり、このような音鳴りや振動の解決が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、音鳴りや振動の発生が低減または防止できて障子の円滑な開閉を可能にする戸車装置および建具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の戸車装置は、枠体と障子とを備えた建具において、前記枠体に設けられた戸車案内部上を転動して前記障子を左右スライド開閉可能に支持する戸車装置であって、前記障子に対して水平軸回りに回転自在に支持された全体略円盤状の戸車部材を備え、前記戸車部材の少なくとも前記戸車案内部に接する外周部は、クリープ変形が弾性変形よりも小さくなるか、またはクリープ変形が弾性変形と略等しくなる第１の樹脂材料から形成されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、従来のポリアセタール（ＰＯＭ）から形成した戸車では、障子の荷重を支持しつつ戸車案内部上を転動する際の当該戸車外周部の弾性変形量よりも、障子を開閉せずに長期間その荷重を支持させ続けた際のクリープ変形量の方が大きくなってしまい、このようなクリープ変形が生じた状態で障子を開閉して戸車を転動させた場合に、音鳴りや振動が発生するということが、本件出願人の鋭意研究により解明された。
従って、本発明によれば、クリープ変形が弾性変形よりも小さくなるかまたは弾性変形と略等しくなる第１の樹脂材料から戸車部材の外周部を形成したことで、長期間障子の荷重を支持し続けた戸車部材にクリープ変形が生じたとしても、障子開閉時の戸車案内部上を転動する際に生じる弾性変形の方がクリープ変形よりも大きくなるため、戸車部材のクリープ変形部分が戸車案内部に当たる際には、クリープ変形が弾性変形により打ち消され、がたつきが発生しないようにできる。これにより、障子開閉時の音鳴りや振動が低減または防止でき、障子を円滑に開閉することができる。
【０００８】
この際、本発明の建具における戸車案内部としては、枠体の下枠に形成された下レールでもよく、枠体の上枠に形成された上レールでもよい。ただし、戸車案内部が上レールの場合には、障子が上レールに吊り下げ支持されるタイプの建具となる。さらに、戸車案内部の形状としては、上向きに突出したものでもよく、また下向きに凹んだ溝状のものでもよく、さらには平坦面で構成されたものでもよい。そして、戸車案内部が上向きに突出したものの場合には、外周部に凹溝状の案内部が形成された戸車部材を用いればよく、戸車案内部が溝状や平坦面の場合には、外周部が平坦あるいは凸状に形成された戸車部材を用いればよい。
【０００９】
この際、本発明の戸車装置では、前記戸車部材の外周部および内周部がともに前記第１の樹脂材料から形成されていてもよく、また、前記戸車部材の内周部は、クリープ変形が弾性変形よりも大きくなる第２の樹脂材料から形成され、この内周部に前記第１の樹脂材料から形成された外周部を一体化して当該戸車部材が構成されていてもよい。
このような構成によれば、第１の樹脂材料から戸車部材全体を一体成形すれば、製造工程が簡略化されることで、製造時間や製造コストを低減することができる。
また、戸車部材の内周部を第２の樹脂材料から形成し、外周部のみに第１の樹脂材料を用いれば、一般的な第２の樹脂材料に比較して高価な第１の樹脂材料の使用量を削減することができ、第１の樹脂材料から戸車部材全体を一体成形した場合と比較して材料コストを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の戸車装置では、前記第１の樹脂材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）のいずれかであることが好ましい。
このような構成によれば、いわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックであるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、またはポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）を第１の樹脂材料として用いることで、確実に前述の作用効果を奏することができ、障子開閉時の音鳴りや振動が防止できる。
【００１１】
一方、本発明の建具は、枠体と、障子と、前記枠体に設けられた戸車案内部に案内される前記いずれかの戸車装置を備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、前述した戸車装置における作用効果と略同様の作用効果を奏することができる。すなわち、障子開閉時の音鳴りや振動が低減または防止でき、障子を円滑に開閉することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る建具である引違い窓１を示す正面図である。図２は、引違い窓１において障子１０に設けられた戸車部材２１を示す斜視図である。図３は、戸車部材２１を示す断面図である。
図１〜図３において、引違い窓１は、それぞれアルミ形材製の上枠２、下枠３、および左右の縦枠４を四周枠組みした窓枠（枠体）５と、この窓枠５の内部に左右スライド開閉自在に支持された室内外一対の障子１０とを有して構成されている。なお、図１において、一対の障子１０のうちの一方の障子１０のみを示し、他方の障子１０の図示を省略した。
【００１３】
障子１０は、それぞれアルミ形材製の上框１１、下框１２、および左右の縦框１３と、これらを四周框組みした内部に嵌め込んだガラスパネル１４とを有して構成されている。そして、障子１０は、上枠２に形成された上レール（不図示）に上框１１および縦框１３の上端部が案内されるとともに、下枠３に形成された戸車案内部としての下レール３Ａに戸車２０が案内されることで、左右にスライド開閉されるようになっている。
戸車（戸車装置）２０は、障子１０の下部である下框１２あるいは縦框１３の下端部に固定されたケース体（不図示）と、このケース体に水平回転軸を介して回転自在に取り付けられた戸車部材２１とを有して構成されている。そして、戸車２０は、戸車部材２１が下レール３Ａ上を転動するとともに、左右２個の戸車部材２１で１枚の障子１０を支持し、障子１０の重量を下枠３に伝達できるようになっている。
【００１４】
戸車部材２１は、図２、図３に示すように、全体略円盤状に形成された樹脂製一体成形部材であって、水平回転軸を挿通する挿通孔２２と、下レール３Ａに案内される案内部２３とを有して形成されている。この戸車部材２１は、第１の樹脂材料としてのいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックであるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から一体成形されている。また、ここで、戸車部材２１がポリアミドイミド（ＰＡＩ）や、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）から一体成形されていてもよい。このようなスーパーエンジニアリングプラスチックでは、そのクリープ変形の変形量が弾性変形の変形量よりも小さくなることが、後述の測定により明らかになっている。
【００１５】
また、戸車部材２１は、図４、図５に示すような構成によって形成されていてもよい。
図４および図５は、本実施形態の変形例に係る戸車部材２１を示す斜視図および断面図である。
図４および図５において、戸車部材２１は、全体略円盤状に形成されるとともに、挿通孔２２を含む内周部２４が第２の樹脂材料としてのポリアセタール（ＰＯＭ）から成形され、案内部２３を含む外周部２５が第１の樹脂材料としてのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成形されている。そして、各々別体で成形した内周部２４および外周部２５を一体化して戸車部材２１が形成されている。また、ここで、戸車部材２１の外周部２５がポリアミドイミド（ＰＡＩ）や、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）から成形されていてもよく、さらに戸車部材２１の内周部２４がポリアセタール（ＰＯＭ）以外の樹脂材料から成形されていてもよい。また、戸車部材２１の内周部２４と外周部２５とが二色成形によって成形時に一体化されるように形成されていてもよい。
【００１６】
以上のような戸車２０によって障子１０の荷重を支持しつつ下レール３Ａ上を戸車部材２１が転動する際の状態を図６に基づいて説明する。
図６(Ａ)，(Ｂ)は、それぞれ本実施形態の戸車部材２１および従来の戸車部材２１’が下レール３Ａ上を転動している状態を説明する図である。ここで、従来の戸車部材２１’は、ポリアセタール（ＰＯＭ）から一体成形されたものである。
【００１７】
図６(Ａ)，(Ｂ)に示すように、本実施形態の戸車部材２１および従来の戸車部材２１’ともに、転動時において下レール３Ａに当接する外周部が押圧されて弾性変形し、戸車部材２１は、弾性変形量δl1だけ変形し、戸車部材２１’は、弾性変形量δl2だけ変形するようになっている。
一方、障子１０を開閉移動させずに一定位置で長期間停止させ、戸車部材２１，２１’の特定位置を下レール３Ａに当接させ続けた場合には、その特定位置にクリープ変形が生じる。このクリープ変形としては、本実施形態の戸車部材２１におけるクリープ変形量δc1が従来の戸車部材２１’におけるクリープ変形量δc2よりも小さくなっている。さらに、クリープ変形量δc1は、弾性変形量δl1よりも小さく、クリープ変形量δc2は、弾性変形量δl2よりも大きくなることが後述の測定により明らかになっている。
【００１８】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）すなわち、クリープ変形量δc1が弾性変形量δl1よりも小さくなるスーパーエンジニアリングプラスチックから戸車部材２１全体、または戸車部材２１の外周部２５を形成したことで、案内部２３に生じたクリープ変形が転動時に下レール３Ａに当接した際の弾性変形により打ち消され、がたつきが発生しないようにできる。これにより、障子１０の開閉時における音鳴りや振動が低減または防止でき、障子１０を円滑に開閉することができる。
【００１９】
（２）また、戸車部材２１全体をスーパーエンジニアリングプラスチックから一体成形すれば、製造工程が簡略化されることで、製造時間や製造コストを低減することができる。一方、戸車部材２１の内周部２４をポリアセタール等から形成し、外周部２５のみにスーパーエンジニアリングプラスチックを用いれば、ポリアセタール等よりも高価なスーパーエンジニアリングプラスチックの使用量を削減することができ、材料コストを低減することができる。
【実施例】
【００２０】
［第１実施例］
全体をポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から一体成形した戸車部材２１を製作し、クリープ変形量δc1と弾性変形量δl1とを測定した。
本第１実施例の戸車部材２１としては、その外径が４５mm、かつ案内部２３の底位置での外径寸法が４０mmに形成されたものを使用した。
［第２実施例］
内周部２４をポリアセタール（ＰＯＭ）から成形し、外周部２５をポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成形し、内周部２４と外周部２５とを一体化した戸車部材２１を製作し、クリープ変形量δc1と弾性変形量δl1とを測定した。
本第２実施例の戸車部材２１としては、その外径が４５mm、ポリアセタール製の内周部２４の外径が３２mmに形成され、ポリエーテルエーテルケトン製の外周部２５の厚さ寸法が６．５mm、かつ案内部２３の底位置での外周部２５の厚さ寸法が４．０mmに形成されたものを使用した。すなわち、外周部２５の厚さ寸法が戸車部材２１の外径寸法に対して約１５％に設定され、案内部２３の底位置での外周部２５の厚さ寸法が戸車部材２１の外径寸法の約９％に設定されている。
［比較例］
全体をポリアセタール（ＰＯＭ）から一体成形した戸車部材２１’を製作し、クリープ変形量δc2と弾性変形量δl2とを測定した。
本比較例の戸車部材２１’としては、その外径が４５mm、かつ案内部２３の底位置での外径寸法が４０mmに形成されたものを使用した。
【００２１】
［測定方法］
・クリープ変形量δc1，δc2に関しては、戸車部材２１，２１’当たり１０kg、２０kg、４０kg、６０kgの荷重を作用させ、かつ７０℃雰囲気下において、促進試験を行い、戸車部材２１，２１’の外周および軸受け部の各々のクリープ変形を測定した。
・弾性変形量δl1，δl2に関しては、前記荷重を作用させた状態で下レール３Ａ上を転動させて変形量を測定した。具体的には、戸車部材２１，２１’と下レール３Ａとの間に感圧紙を挟んで荷重を作用させ、感圧紙に残った戸車部材２１，２１’の跡の長さ（下レール３Ａに沿った方向の長さ）を測定し、この跡の長さと戸車部材２１，２１’の直径（半径）とから弾性変形量δl1，δl2を算出した。
【００２２】
[結果]
第１および第２実施例と比較例とにおける戸車部材２１，２１’のクリープ変形量δc1，δc2の測定結果を図７に示し、比較例の戸車部材２１’の各荷重ごとのクリープ変形量δc2の測定結果を図８に示す。なお、図７に示したクリープ変形量δc1，δc2は、４０kg荷重の測定結果である。また、第１および第２実施例の戸車部材２１における弾性変形量δl1とクリープ変形量δc1との比較を図９に示し、比較例の戸車部材２１’における弾性変形量δl2とクリープ変形量δc2との比較を図１０に示す。
【００２３】
図７、８より、比較例の戸車部材２１’におけるクリープ変形量δc2は、近似曲線Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に示すように、約１日（１５００分）程度でほぼ一定になり、４０kg荷重時における外周および軸受け部を合わせたクリープ変形量δc2は、約１１５μｍとなっている。一方、第１および第２実施例の戸車部材２１におけるクリープ変形量δc1は、近似曲線Ａに示すように、測定直後からほぼ一定となり、外周および軸受け部を合わせたクリープ変形量δc1は、最大で約２７μｍとなっている。また、第１実施例（図７中、黒四角で示す）と第２実施例（図７中、黒三角で示す）とにおいて、クリープ変形量δc1に有意な差は見られなかった。
【００２４】
次に、図９より、第１および第２実施例の戸車部材２１における弾性変形量δl1は、近似直線Ｃで示すように、作用する荷重に比例して増加し、４０kg荷重時における弾性変形量δl1が約３０μｍとなることが分かり、この弾性変形量δl1よりも前記クリープ変形量δc1のうちの外周の変形量（約７μｍ）の方が小さくなっていることが確認された。
一方、図１０より、比較例の戸車部材２１’における弾性変形量δl2は、近似直線Ｄで示すように、作用する荷重に比例して増加し、１０kg荷重時における弾性変形量δl2が約１０μｍとなり、２０kg荷重時における弾性変形量δl2が約１８μｍとなり、４０kg荷重時における弾性変形量δl2が約３１μｍとなることが分かり、これらの弾性変形量δl2よりも各荷重時における前記クリープ変形量δc2のうちの外周の変形量の方が大きくなっていることが確認された。
そして、以上の比較例の戸車部材２１’では、下レール３Ａ上の転動時に戸車部材２１’の回転周期に合った音鳴り（振動）が確認されたのに対し、第１および第２実施例の戸車部材２１では、転動時の音鳴り（振動）が確認されなかった。
【００２５】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る建具を示す正面図である。
【図２】前記建具において障子に設けられた戸車部材を示す斜視図である。
【図３】前記戸車部材を示す断面図である。
【図４】前記実施形態の変形例に係る戸車部材を示す斜視図である。
【図５】前記変形例に係る戸車部材を示す断面図である。
【図６】(Ａ)，(Ｂ)は、それぞれ前記実施形態の戸車部材および従来の戸車部材における作用を説明する図である。
【図７】本発明の第１、２実施例および比較例のクリープ変形測定結果を示すグラフである。
【図８】前記比較例のクリープ変形測定結果を示すグラフである。
【図９】前記第１、２実施例の弾性変形およびクリープ変形測定結果を比較して示すグラフである。
【図１０】前記比較例の弾性変形およびクリープ変形測定結果を比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１…建具である引違い窓、３Ａ…戸車案内部である下レール、５…枠体である窓枠、１０…障子、２０…戸車（戸車装置）、２１…戸車部材、２４…内周部、２５…外周部。
【図１】
2007169973.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007169973.tif 000011
【図１０】
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