JP6950366B2 - 歯車とアームの組立体の製造方法、並びに窓開閉装置及び開閉窓 - Google Patents

Description

本発明は、歯車との間でトルク伝達を行う、前記歯車と別体のアームを前記歯車に一体化する、歯車とアームの組立体の製造方法に関する。また、本発明は、前記製造方法で製造された前記組立体を用いた、障子が室外側へ開く開閉窓に用いる窓開閉装置に関する。

窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓において、窓枠に固定された基体（本体１０、基台１６）に支持されて略室内外方向に延びる、駆動軸（回転軸２１、軸１５）と同軸のウォーム（２１ａ、１４）と、ウォームに噛み合い、垂直軸まわりに揺動するウォームホイール（ウォームホイール１３、ウォーム歯車１９）と、ウォームホイールと一体で揺動する、室外方向水平面内に延びる揺動アーム（回転アーム１４、駆動アーム３）と、揺動アームと障子（２，５）とを連結する連結アーム（連結アーム２３、連結杆４）とを含むものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
このような窓開閉装置は、駆動軸に連結されたオペレータハンドル（把持部２２、クランクハンドル７）を回転する小さなトルクにより大きな操作力が得られるとともに、障子を開いた状態では、ウォームホイールからウォームを回すことができない特徴（セルフロック）を利用して、障子を開いた状態を保持できる。

特許文献１の窓開閉装置において、ウォームホイール１３と回転アーム１４は一体に形成される。そして、ウォームホイール１３には略半周にわたって歯車の歯が形成されており、この歯がウォーム２１ａと噛み合う。
特許文献２の窓開閉装置において、ウォーム歯車１９と駆動アーム３は別体で形成された後、一体に回転するように結合される。そして、ウォーム歯車１９は、奥行きをコンパクトにまとめるために、全周の約２／３程度にわたって歯車の歯が形成されており、この歯がウォーム１４と噛み合う。

特許文献１及び２の窓開閉装置は、障子が開く角度を全開及び半開に切り替えることができる機構（以下において、「障子開き角度切替機構」という）を備える。
障子開き角度切替機構により障子を半開までしか開かないようにすれば、防犯性及び安全性を高めることができる。

特許文献１の窓開閉装置における障子開き角度切替機構では、ウォームホイール１３の歯車の歯が形成されていない部分に切欠１３ａを形成している。そして、ピン１９を回動させて係止部材２０の突部２０ａを切欠１３ａ内に位置させることにより、突部２０ａの先端が切欠１３ａの内面に当接するので障子が開く角度が半開になる。また、ピン１９を回動させて係止部材２０の突部２０ａを切欠１３ａ内に位置させないようにすることにより、障子が開く角度が全開になる。

特許文献２の窓開閉装置における障子開き角度切替機構では、障子が開く角度を全開及び半開に切り替えるように駆動ア−ム３を制御する制御手段と、前記制御手段を半開状態と全開状態に選択的に動作させる動作手段と、前記動作手段を操作する操作手段を備える。

前記制御手段は、駆動ア−ム３側にその回転中心を中心とする同一円弧線上に配置された相対的な広幅孔２８と広幅孔２８に連通した細幅孔２９で形成された制御孔３０と、広幅孔２８と細幅孔２９の間を往復動可能な軸部３２と軸部３２の下端に連設されて広幅孔２８は上下方向に通過できるが細幅孔２９は通過できないフランジ部３３で形成された制御ピン３４を含み、制御ピン３４は広幅孔２８位置で制御孔３０内に嵌合し、細幅孔２９との相対的移動にて駆動ア−ム３の回転を障子の半開に対応する角度に制限し、また制御ピン３４は広幅孔２８の位置で制御孔３０内から引抜き、駆動ア−ム３をその回転角度に対する制限を解除して障子の全開に対応する角度に回転可能にする。

前記動作手段は、中間が支点で揺動可能に支持されるてこ３５を含み、てこ３５はその一端に制御ピン３４が固着され、他端がばね３９で制御ピン３４が制御孔３０に向かう方向に常時付勢されており、前記動作手段はさらにばね３９と相俟っててこ３５を揺動させる動作片４０を含み、動作片４０はてこ３５をその支点とばね作用点間にて押し下げて制御ピン３４を制御孔３０から引き抜く位置とてこ３５に対する押し下げを解除して制御ピン３４を制御孔３０に嵌合させる位置の間を往復動する。
前記操作手段としてのつまみ８は、動作片４０に連結されており、動作片４０をてこ３５に対する押し下げ位置とその解除位置の間を往復動させる。

特開平１１−２２３０６７号公報 特開平１０−２８０７９８号公報

障子が室外側へ開く開閉窓として、デザイン性、効率的な採光、及びプライバシーの確保等の観点から、スリムな外観の開閉窓が増加している。
このようなスリムな外観の開閉窓に用いる窓開閉装置は、その基体が室内側から視認されることから、主にデザイン面から基体をなるべく小型化するのが望ましく、それによりすっきりした窓開閉装置及び開閉窓になるので、製品価値が高くなる。
その上、スリムな外観の開閉窓ではない通常の外観の開閉窓に窓開閉装置を用いた場合においても、窓開閉装置を小型化できれば、窓開閉装置の基体やオペレータハンドルがカーテン又はロールスクリーン等に干渉し難くなるとともに、開閉窓における窓開閉装置の存在感が小さくなってすっきりとした印象になるので、デザイン性が向上する。

特許文献１のような窓開閉装置の構成では、ウォームホイール１３と回転アーム１４は一体に形成されるので、ウォームホイール１３の歯車の歯を形成しない部分で且つ回転アーム１４が突出しない部分に、障子開き角度切替機構を構成する切欠１３ａを形成している。それにより、本体１０内において、障子が開く角度を半開にする際に切欠１３ａ内に位置させる突部２０ａを備えた、障子開き角度切替機構を構成する係止部材２０を配置する箇所が限定される。
その上、障子を開閉操作するために回転する回転アーム１４及びウォームホイール１３には大きな力が加わることから、窓開閉装置の動作を確実にするために、ウォーム２１ａが噛み合う歯を有するウォームホイール１３には十分な強度及び剛性を確保する必要がある。切欠１３ａをウォームホイール１３のより内径側まで深く形成すると、十分な強度及び剛性を確保できないので、切欠１３ａは歯底円程度までの範囲内に形成される（特許文献１の図３参照）。
よって、窓開閉装置を小型化し難い構造になっている。

特許文献２のような窓開閉装置の構成では、ウォーム歯車１９と駆動アーム３は別体で形成された後、一体に回転するように結合される。
障子開き角度切替機構における前記制御手段を構成する制御孔３０は駆動アーム３側に設けられ、前記制御手段を構成する制御ピン３４は、制御孔３０にその上方から上下動にて係合離脱する。制御ピン３４の上下動は、障子開き角度切替機構における前記動作手段を構成するてこ３５の揺動にてなされる。てこ３５の揺動は、障子開き角度切替機構における前記操作手段を構成するつまみ８でなされる。

そして、障子開き角度切替機構の前記動作手段及び前記操作手段は、長方形板状の基台１６の左側に位置するウォーム１４とともにウォーム歯車１９を挟むように、長方形板状の基台１６の右側に位置する。
よって、窓開閉装置の基体（基台１６）の奥行きはコンパクトになるが、幅（左右方向の長さ）はコンパクトにならない。
その上、特許文献２の窓開閉装置における障子開き角度切替機構は、前記制御手段、前記動作手段及び前記操作手段により構成されることから、構造が複雑であるので、製造コストが増大する。

特許文献２のような窓開閉装置の構成では、駆動アーム３は、ウォーム歯車１９との間でトルク伝達を行う、ウォーム歯車１９と別体の部品である。したがって、ウォーム歯車１９と駆動アーム３を一体化した組立体が形成される。
このような歯車とアームの組立体（ウォーム歯車１９及び駆動アーム３）は、連結杆４を介して障子５を駆動する部材であることから、前記組立体には大きな力が作用するので、前記組立体全体の強度を向上する必要があるとともに、歯車の耐摩耗性を向上する必要がある。

前記歯車とアームの組立体（ウォーム歯車１９及び駆動アーム３）では、駆動アーム３の下方板状部分２２に押し出し加工で形成した２個の突起２６を、ウォーム歯車１９に形成した２個の孔２７に嵌合することにより、トルクを伝達している。このような凹凸嵌合部でトルク伝達を行う場合、ウォーム歯車１９と駆動アーム３にガタツキが生じるおそれがある。
その上、ウォーム歯車１９と駆動アーム３を軸方向へ引き離す方向の力に対しては全く抗えないため、例えば基台１６を金属製として前記組立体の回転中心の孔にリベット（軸２０）を通して加締める必要がある。そのようにしないと、操作中にウォーム歯車１９と駆動アーム３とが離れて空回りするおそれがあるためである。

よって、特に大きな力が加わる歯車とアームの組立体において、組立体全体の強度及び歯車の耐摩耗性を向上し、歯車とアームのガタツキを抑えて信頼性を向上するとともに、前記組立体の基体への取付けを容易にするという観点で見ると、改良の余地がある。

上述の背景に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、歯車との間でトルク伝達を行う、前記歯車と別体のアームを前記歯車に一体化する、歯車とアームの組立体を、製造コストの増大を抑制しながら、前記組立体全体の強度及び歯車の耐摩耗性を向上し、歯車とアームのガタツキを抑えて信頼性を向上するとともに、前記組立体の基体への取付けを容易にできる前記組立体の製造方法を提供することである。
また、本発明が解決しようとする課題は、前記製造方法で製造された前記組立体を用いた、障子が室外側へ開く開閉窓に用いる窓開閉装置を提供することである。
さらに、本発明が解決しようとする課題は、障子開き角度切替機構を備えた前記窓開閉装置において、基体の奥行き、及び基体が取り付けられる窓枠の枠部材に添う方向の基体の長さをコンパクトにすることができるとともに製造コストが増大しないようにすることである。

本発明に係る歯車とアームの組立体の製造方法は、歯車との間でトルク伝達を行う、前記歯車と別体のアームを前記歯車に一体化する、歯車とアームの組立体の製造方法であって、
前記組立体は、前記歯車、前記アーム、及びリベットで構成され、
前記歯車はウォームホイールであり、
前記アームは、窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓の窓開閉装置に用いる、室外方向水平面内又は室外方向垂直面内に延びる揺動アームであり、
前記組立体は、前記ウォームホイールの回転軸芯の位置に、
前記ウォームホイールの中心孔と、当該中心孔に合わさる、前記揺動アームの基端部の中心孔とを有し、
前記ウォームホイール、前記揺動アーム、及び前記リベットは鋼製であり、
前記ウォームホイールは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
前記揺動アームは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
前記ウォームホイールの前記中心孔と前記揺動アームの前記中心孔とを合わせるとともに、前記ウォームホイールの前記通孔と前記揺動アームの前記通孔とを合わせるように、前記ウォームホイール及び前記揺動アームを位置合わせし、前記ウォームホイールの前記通孔及び前記揺動アームの前記通孔に前記リベットを挿通して軸端を加締めて固定し、前記組立体を形成する組立工程と、
前記組立体に焼入れを行って表面硬化させる表面硬化工程と、
を含むことを特徴とする（請求項１）。

このような歯車とアームの組立体の製造方法によれば、前記組立体は、歯車、アーム、及びリベットで構成され、それらは鋼製である。そして、組立工程を経た前記組立体の全体に対して焼入れ行う。
よって、歯車及びアームを別々に焼入れするよりも大幅にコストダウンできるとともに、リベットも焼き入れされるので前記組立体の強度を向上でき、歯車及びアームが強固に一体化される。
その上、歯車が焼き入れされるので、歯車の耐摩耗性が向上する。
その上さらに、歯車及びアームが強固に一体化されていることから、歯車とアームのガタツキを抑えて信頼性を向上できるとともに、歯車の回転軸芯を金属製の基体に対してリベット止めする必要はないので前記組立体の基体への取付けが容易になる。

本発明に係る窓開閉装置は、前記課題解決のために、窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓において、
前記窓枠に固定された基体に支持されて略室内外方向に延びる、駆動軸と同軸のウォームと、
前記ウォームに噛み合い、垂直軸芯又は水平軸芯まわりに揺動するウォームホイールと、
前記ウォームホイールと一体で揺動する、室外方向水平面内又は室外方向垂直面内に延びる揺動アームと、
前記揺動アームと前記障子とを連結する連結アームとを含む、
前記障子を開閉する窓開閉装置であって、
前記窓開閉装置の基体は合成樹脂製であり、
前記ウォームホイールと前記揺動アームは別部品で、両部品は鋼製であり、
前記ウォームホイールは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
前記揺動アームは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
前記ウォームホイールの前記中心孔と前記揺動アームの前記中心孔とを合わせるとともに、前記ウォームホイールの前記通孔と前記揺動アームの前記通孔とを合わせるように、前記ウォームホイール及び前記揺動アームを位置合わせし、前記ウォームホイールの前記通孔及び前記揺動アームの前記通孔に鋼製のリベットを挿通して軸端を加締めて固定した組立体を用い、当該組立体は、組立後に焼入れを行って表面硬化させたものであり、
前記組立体は、前記窓開閉装置の前記基体に対して、前記ウォームホイールの前記中心孔及び前記揺動アームの前記中心孔に、リベットではないシャフトを挿通することで取り付けられるものであることを特徴とする（請求項２）。

このような構成によれば、前記ウォームホイールと前記揺動アームは別部品で、両部品は鋼製であり、前記ウォームホイールの回転軸芯から径方向へ離間した複数箇所を鋼製のリベットで加締めて固定した組立体を用い、当該組立体は、組立後に焼入れを行って表面硬化させたものであるので、前記歯車とアームの組立体の製造方法と同様の作用効果を奏する。

ここで、前記揺動アームは、その基端部に切欠部を有し、
前記基体に支持されて垂直軸芯又は水平軸芯まわりに揺動する係止片を前記切欠部内に出没させることにより、前記障子が開く角度を全開及び半開に切り替えるのが好ましい実施態様である（請求項３）。

このような構成によれば、ウォームホイールと揺動アームが別部品であり、ウォームホイールは障子開き角度切替機構の構成部品ではない。よって、障子開き角度切替機構の切欠部等の構成をウォームホイールに設ける必要がないので、大きな力が作用するウォームホイールの強度及び剛性が低下しない。
その上、揺動アームの基端部の切欠部及び切欠部内に出没する係止片が、障子開き角度切替機構を構成する部品であり、障子開き角度切替機構の構成が簡素であるので、障子開き角度切替機構の動作が確実になるとともに、製造コストの上昇を抑制できる。
その上さらに、揺動アームの基端部の切欠部をウォームホイールの歯底円よりも径方向内方に位置させることにより、障子開き角度切替機構を含む窓開閉装置の基体の奥行き、及び前記基体が取り付けられる窓枠の枠部材に添う方向の前記基体の長さをコンパクトにすることができる。
よって、窓開閉装置が小型ですっきりした外観になるので、スリムな外観の開閉窓にも使用できる。
また、スリムな外観の開閉窓ではない通常の外観の開閉窓に窓開閉装置を用いた場合においても、窓開閉装置の基体やオペレータハンドルがカーテン又はロールスクリーン等に干渉し難くなるとともに、開閉窓における窓開閉装置の存在感が小さくなってすっきりとした印象になるので、デザイン性が向上する。

本発明に係る開閉窓は、窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓であって、前記窓開閉装置を備えたものである（請求項４）。

以上のような歯車とアームの組立体の製造方法、及び前記製造方法で製造された前記組立体を用いた、障子が室外側へ開く開閉窓に用いる窓開閉装置によれば、主に以下に示すような効果を奏する。
（１）歯車及びアームを別々に焼入れするよりも大幅にコストダウンできるとともに、リベットも焼き入れされるので前記組立体の強度を向上でき、歯車及びアームが強固に一体化される。
（２）歯車及びアームが強固に一体化されていることから、歯車とアームのガタツキを抑えて信頼性を向上できるとともに、歯車の回転軸芯を金属製の基体に対してリベット止めする必要はないので前記組立体の基体への取付けが容易になる。

また、以上のような構成の障子開き角度切替機構を備えた窓開閉装置によれば、（１）及び（２）の効果に加え、主に以下に示すような効果を奏する。
（３）障子開き角度切替機構の切欠部等の構成をウォームホイールに設ける必要がないので、大きな力が作用するウォームホイールの強度及び剛性が低下しない。
（４）障子開き角度切替機構の構成が簡素であるので、障子開き角度切替機構の動作が確実になるとともに、製造コストの上昇を抑制できる。
（５）障子開き角度切替機構を含む窓開閉装置の基体の奥行き、及び前記基体が取り付けられる窓枠の枠部材に添う方向の前記基体の長さをコンパクトにすることができる。

本発明の実施の形態に係る歯車とアームの組立体の製造方法を示す説明図であり、（ａ）は組立工程を示す分解斜視図、（ｂ）は組立工程で形成した歯車とアームの組立体の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る窓開閉装置を備えた開閉窓の障子を閉じた状態を示す横断面平面図である。 同じく障子を全開にした状態を示す横断面平面図である。 同じく障子を半開にした状態を示す横断面平面図である。 窓開閉装置の基体を被うカバーを透明にして示す斜視図である。 同じくカバーを取り外して基体を透明にして示す斜視図である。 窓開閉装置を斜め上方から見た分解斜視図である。 同じく部分分解斜視図である。 窓開閉装置を斜め下方から見た部分分解斜視図である。 障子開き角度切替機構により障子が開く角度を全開にした状態で、基体を被うカバーを取り外して基体を透明にして示す窓開閉装置の要部拡大平面図である。 障子開き角度切替機構により障子が開く角度を半開にした状態で、基体を被うカバーを取り外して基体を透明にして示す窓開閉装置の要部拡大平面図である。 （ａ）は窓開閉装置の要部拡大底面図、（ｂ）は窓開閉装置の要部拡大横断面底面図である。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
なお、本明細書においては、室内側から室外側へ向かう方向の前側を前、後側を後とし、左右は前方に向かっていうものとし、室内側から見た図を正面図とする。

＜歯車とアームの組立体の製造方法＞
図１（ａ）の分解斜視図、及び図１（ｂ）の斜視図に示すように、本発明の実施の形態に係る歯車とアームの組立体Ａは、ウォームホイール５、揺動アーム６、及びリベットＩ，Ｉからなり、何れも鋼製である。
本実施形態の歯車とアームの組立体Ａは、障子開き角度切替機構を備えた窓開閉装置、又は障子開き角度切替機構を備えない窓開閉装置に用いる。

ウォームホイール５は、その全周に歯部５Ａが形成されており、中心孔５Ｂを有する。
また、ウォームホイール５は、中心孔５Ｂを挟むように、回転中心に対して１８０°位相が異なる位置に、通孔５Ｃ，５Ｃを有する。
このようなウォームホイール５は、例えば、高張力鋼板、クロムモリブデン鋼板、又は炭素鋼板からプレス加工で外形抜きと中心孔５Ｂ及び通孔５Ｃ，５Ｃの孔明けを行った後、切削加工で歯部５Ａを形成する。

揺動アーム６は、基端部６Ａに中心孔６Ｃ、先端部６Ｂに通孔を有する。
また、揺動アーム６は、基端部６Ａに、中心孔６Ｃを挟むように、回転中心に対して１８０°位相が異なる位置に、通孔６Ｄ，６Ｄを有するとともに、切欠部６Ｅを有する。
このような揺動アーム６は、例えば、高張力鋼板、クロムモリブデン鋼板、又は炭素鋼板からプレス加工で成形する。

リベットＩは、例えば、炭素鋼棒からプレス加工で成形する。
なお、リベットＩは、市販品であってもよいが、焼入れによる表面硬化は行わないものとする。

（組立工程）
ウォームホイール５の通孔５Ｃ，５Ｃ及び揺動アーム６の通孔６Ｄ，６Ｄを位置合わせする。その状態では、ウォームホイール５の中心孔５Ｂと揺動アーム６の中心孔６Ｃとが合う。
図１（ａ）のように、リベットＩ，Ｉを通孔６Ｄ，６Ｄ及び通孔５Ｃ，５Ｃに挿通して軸端を加締める。それにより、図１（ｂ）のように、ウォームホイール５の回転軸芯から径方向へ離間した２箇所で加締めたリベットＩ，Ｉにより、ウォームホイール５及び揺動アーム６は一体化され、歯車とアームの組立体Ａになる。
なお、ウォームホイール５の回転軸芯から径方向へ離間した３箇所以上でリベットＩ，Ｉ，…を加締めるようにしてもよい。

（表面硬化工程）
次に、前記組立工程で形成した歯車とアームの組立体Ａに焼入れを行って表面硬化させる表面硬化工程を行う。
焼入れには、例えば、浸炭焼入れ、窒化焼入れ、真空焼入れ、又は高周波焼入れ等がある。
なお、焼入れ後に、必要に応じて焼きもどしを行ってもよい。

以上のような製造方法によれば、歯車とアームの組立体Ａの全体に対して焼入れを行うので、ウォームホイール５及び揺動アーム６を別々に焼入れするよりも大幅にコストダウンできるとともに、リベットＩ，Ｉも焼き入れされるので組立体Ａの強度を向上でき、ウォームホイール５及び揺動アーム６が強固に一体化される。
例えば、揺動アーム６を固定してオペレータハンドルＫ（図５）を回す捩り試験において、ウォームホイール５及び揺動アーム６を別々に焼入れする方法で製造した組立体Ａよりも、本発明の製造方法で製造した組立体Ａの方が、約２０％強度が高かった。
その上、ウォームホイール５が焼き入れされるので、ウォームホイール５の耐摩耗性が向上する。
その上さらに、ウォームホイール５及び揺動アーム６が強固に一体化されていることから、ウォームホイール５と揺動アーム６のガタツキを抑えて信頼性を向上できるとともに、ウォームホイール５の回転軸芯を金属製の基体に対してリベット止めする必要はないので組立体Ａの基体への取付けが容易になる。

以上のような歯車とアームの組立体の製造方法は、前記窓開閉装置に用いる歯車とアームの組立体Ａのような、歯車がウォームホイール５でアームが揺動アーム６である組立体Ａ以外にも適用できる。すなわち、歯車は、ウォームホイール以外の円筒歯車であってもよく、アームは、窓開閉装置の揺動アーム以外であってもよい。

次に、歯車とアームの組立体Ａの使用例として、窓開閉装置を備えた開閉窓について説明する。

＜窓開閉装置を備えた開閉窓＞
図２〜図４の横断面平面図に示す本発明の実施の形態に係る窓開閉装置１を備えた開閉窓は、窓枠Ｃに取り付けられた障子Ｄが室外側へ開き、障子Ｄを窓開閉装置１により開閉するものであり、本発明が適用される開閉窓の一例として縦すべり出し窓Ｌを示している。
縦すべり出し窓Ｌにおいて、窓枠Ｃの上枠及び障子Ｄの上框の間、並びに窓枠Ｃの下枠及び障子Ｄの下框の間に取り付けられた上下の窓ステーＭ，Ｍを介して、障子Ｄは窓枠Ｃにより支持される。
なお、図２〜図４において、駆動軸３に駆動入力を伝えるオペレータハンドルＫ（例えば、図５参照）の図示は省略している。

＜窓開閉装置＞
窓開閉装置１は、障子Ｄが開く角度を図３の全開及び図４の半開に切り替える障子開き角度切替機構Ｎを備える。つまみＦを図２及び図３の位置にすると、障子Ｄは図３に示す全開まで開き、つまみＦを図４の位置にすると、障子Ｄは図４に示す半開までしか開かない。
このような障子開き角度切替機構Ｎにより障子Ｄを半開までしか開かないようにすれば、防犯性及び安全性を高めることができる。

図３の横断面平面図、並びに図５及び図６の斜視図に示すように、窓開閉装置１は、窓枠Ｃの枠部材（本実施の形態では下枠）に固定された基体２に支持されて略室内外方向に延びる、駆動軸３と同軸のウォーム４と、ウォーム４に噛み合い、垂直軸芯Ｂ１まわりに揺動するウォームホイール５と、ウォームホイール５と一体で揺動する、室外方向水平面内に延びる揺動アーム６と、揺動アーム６と障子Ｄとを連結する連結アーム７とを含む。
連結アーム７の基端部７Ａは揺動アーム６の先端部６Ｂに枢結され、連結アーム７の先端部７Ｂは障子側金具Ｅに枢結される。
図５に示すオペレータハンドルＫを回転することにより、そのトルクが駆動軸３及びウォーム４を介して、ウォームホイール５に伝達されるので、揺動アーム６及び連結アーム７を介して障子Ｄが開閉する。

なお、窓開閉装置１の基体２は、合成樹脂製であり、図７及び図８に示すようなカバーＧで被われるので、コンパクトでかつ滑らかな外観を有する。
本発明により、後述するように基体２が非常にコンパクトになることから、コンパクトな一つの基体２に対して、基体２を被うカバーＧを設けても窓開閉装置１はコンパクトなままである。
そして、窓開閉装置１を使用する開閉窓のデザイン及び色調に応じてカバーＧを交換することにより、カバーＧを交換するたけで様々なデザイン及び色調に適合した窓開閉装置１にすることができるので、製品価値を高めることができる。

図７の斜め上方から見た分解斜視図、及び図９の斜め下方から見た部分分解斜視図に示すように、歯車とアームの組立体Ａのウォームホイール５は、その全周に歯部５Ａを有し、図１０の要部拡大平面図に示すように、歯部５Ａの一部がウォーム４と噛み合う。

組立体Ａにおける揺動アーム６の基端部６Ａ及びウォームホイール５を基体２の開口部２Ａに挿入する。また、揺動アーム６に添わせるように当接片９を基体２の開口部２Ａに挿入する。
合成樹脂製の基体２の通孔２Ｃ、ウォームホイール５の中心孔５Ｂ及び揺動アーム６の中心孔６Ｃ、及び当接片９の通孔９Ａにローレット付きシャフトＨを圧入する。それにより、組立体Ａは、基体２により垂直軸芯Ｂ１まわりに揺動可能に支持され、当接片９は基体２に固定される。
組立体Ａのウォームホイール５及び揺動アーム６が強固に一体化されていることから、ウォームホイール５の回転軸芯を金属製の基体に対してリベット止めする必要はなく、合成樹脂製の基体２に対して前記のとおりローレット付きシャフトＨを圧入するだけで、組立体Ａを基体２に容易に取り付けることができる。

図７の斜め上方から見た分解斜視図、及び図８の斜め上方から見た部分分解斜視図に示すように、駆動軸３のスプライン軸３Ａをガイド部材８の通孔８Ｂに挿通して鍔部３Ｂをガイド部材８に当接させた状態で、ガイド部材８のねじ部８Ａを基体２の螺孔２Ｂに螺合する。それにより、図６の斜視図に示すように、ウォームホイール５の歯部５Ａにウォーム４が噛み合い、基体２からスプライン軸３Ａが突出した状態で、駆動軸３及びウォーム４は、基体２により軸芯まわりに回動可能に支持される。
スプライン軸３Ａには、図示しないセットねじを用いてオペレータハンドルＫの基端部を取り付ける。

図７の斜め上方から見た分解斜視図、及び図９の斜め下方から見た部分分解斜視図に示すように、基体２の通孔２Ｄ、係合体１２の通孔１２ＡにリベットＪを挿通し、リベットＪの二面幅軸部１３Ａを係止片１０の二面幅孔１０Ａに嵌合させ、リベットＪのＤ型軸部１３Ｂを操作片１１のＤ孔１１Ａに嵌合させて軸端を加締める。
また、図８の斜め上方から見た部分分解斜視図に示す操作片１１の基体２から外方へ突出する部分には、基体２にカバーＧを装着した後に、つまみＦを取り付ける。

以上のように各部品が組み付けられた基体２は、取付孔２Ｅ，２Ｅを利用して窓枠Ｃの枠部材（本実施の形態では下枠）に固定される。
以上のような窓開閉装置１により、図５に示すオペレータハンドルＫを操作することにより、障子Ｄを開閉できる。
また、図１０及び図１１の要部拡大平面図に示すように、つまみＦを操作することにより、係止片１０を垂直軸芯Ｂ２まわりに揺動させることができる。

図１０の要部拡大平面図、並びに図１２（ａ）の要部拡大底面図、及び図１２（ｂ）の要部拡大横断面底面図の実線に示すつまみＦの位置では、係合体１２の係合凸部１２Ｂが操作片１１先端の係合凹部１１Ｂに係合するので、つまみＦ及び操作片１１、並びに係止片１０の位置が固定され、その位置では、揺動アーム６が揺動しても切欠部６Ｅ内に係止片１０が入らない。
よって、図２及び図３、並びに図１０のように、駆動軸３を回動させることにより、障子Ｄは、閉じた状態（図２）から全開にした状態（図３）との間の適宜位置まで開くことができる。

図１２（ａ）の要部拡大底面図、及び図１２（ｂ）の要部拡大横断面底面図の矢印のようにつまみＦを揺動させた、図１１の要部拡大平面図、並びに図１２（ａ）の要部拡大底面図、及び図１２（ｂ）の要部拡大横断面底面図の二点鎖線に示すつまみＦの位置では、係止片１０の側部が当接片９の当接部９Ｂに当接し、係合体１２の係合凸部１２Ｂが操作片１１先端の係合凹部１１Ｃに係合するので、つまみＦ及び操作片１１、並びに係止片１０の位置が固定され、その位置では、揺動アーム６の切欠部６Ｅ内に係止片１０が入る。
よって、図２及び図４、並びに図１１のように、駆動軸３を回動させることにより、障子Ｄは、閉じた状態（図２）から半開にした状態（図４）との間の適宜位置まで開くことができる。

以上のとおり、基体２に支持されて垂直軸芯Ｂ２まわりに揺動する係止片１０を揺動アーム６の切欠部６Ｅ内に出没させることにより、障子Ｄが開く角度を全開及び半開に切り替えることができる。基体２に支持されて垂直軸芯Ｂ２まわりに揺動し、つまみＦにより操作される係止片１０、及び係止片１０が出没する、揺動アーム６の切欠部６Ｅが、障子開き角度切替機構Ｎを構成する。

図１０及び図１１に示すように、係止片１０の揺動中心である垂直軸芯Ｂ２は、ウォームホイール５の歯先円直径の幅内で、ウォームホイール５よりも室内側に位置する。
よって、窓開閉装置１の基体２の幅（左右方向の長さ）を、図１０及び図１１のように、非常にコンパクトにすることができるので、スリムな外観の開閉窓に用いる窓開閉装置１として好適なものとなる。

以上のような構成の窓開閉装置１によれば、ウォームホイール５と揺動アーム６が別部品であり、ウォームホイール５は障子開き角度切替機構Ｎの構成部品ではない。よって、障子開き角度切替機構Ｎの切欠部等の構成をウォームホイール５に設ける必要がないので、大きな力が作用するウォームホイール５の強度及び剛性が低下しない。
その上、揺動アーム６の基端部６Ａの切欠部６Ｅ及び切欠部６Ｅ内に出没する係止片１０が、障子開き角度切替機構Ｎを構成する部品であり、障子開き角度切替機構Ｎの構成が簡素であるので、障子開き角度切替機構Ｎの動作が確実になるとともに、製造コストの上昇を抑制できる。

その上さらに、揺動アーム６の基端部６Ａの切欠部６Ｅをウォームホイール５の歯底円よりも径方向内方に位置させることにより、障子開き角度切替機構Ｎを含む窓開閉装置１の基体２の奥行き、及び基体２の幅（左右方向の長さ）をコンパクトにすることができる。
よって、窓開閉装置１が小型ですっきりした外観になるので、スリムな外観の開閉窓（例えば、図２〜図４のような幅が小さい縦すべり出し窓Ｌ）にも使用できる。
また、スリムな外観の開閉窓ではない通常の外観の開閉窓に窓開閉装置１を用いた場合においても、窓開閉装置１の基体２やオペレータハンドルＫがカーテン又はロールスクリーン等に干渉し難くなるとともに、開閉窓における窓開閉装置１の存在感が小さくなってすっきりとした印象になるので、デザイン性が向上する。

さらに、ウォームホイール５が、特許文献１及び２のような特殊形状ではない、全周に歯部５Ａを有する通常形状の歯車であることから、機械加工が容易である。それにより、製造コストを低減できるとともに精密な歯車が形成できる。よって、ウォームホイール５の強度を保てるので、ウォームホイール５をよりコンパクトに形成できる。
その上、ウォームホイール５の全周に歯部５Ａがあるため、周方向のどの位置からでもウォーム４と噛み合うので、揺動アーム６を揺動させる角度、及び障子開き角度切替機構Ｎにより切り替える半開の角度等を設計する際における自由度が向上する。

以上の説明における窓開閉装置１は障子開き角度切替機構Ｎを備えたものであるが、前記のとおり、本発明の歯車とアームの組立体の製造方法で製造した前記組立体を用いる窓開閉装置は、障子開き角度切替機構を備えないものであってもよい。
また、以上の説明においては、オペレータハンドルにより駆動軸及びウォームを回動させる、手動で操作する窓開閉装置について説明したが、窓開閉装置はそのような手動で操作する構成に限定されるものではなく、駆動軸を例えばギヤドモータ等のアクチュエータの出力軸と連結する構成等、電動で操作する構成であってもよい。
さらに、高所に設置した開閉窓及び窓開閉装置に対し、その下方からボールチェーン等により開閉操作をする構成であってもよい。

以上の説明においては、窓開閉装置が適用される開閉窓が縦すべり出し窓である場合を示したが、窓開閉装置が適用される開閉窓は、横すべり出し窓、片開き窓又は突出し窓等であってもよく、すなわち、窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開くものであればよい。
したがって、本発明の窓開閉装置は、それが適用される開閉窓の構成に応じて、下枠ではなく上枠や縦枠に取り付けられる。
窓開閉装置が縦枠に取り付けられる場合は、ウォームホイールは水平軸芯まわりに揺動し、ウォームホイールと一体で揺動する揺動アームは、室外方向垂直面内に延び、係止片は水平軸芯まわりに揺動する。

Ａ 歯車とアームの組立体 Ｂ１，Ｂ２ 垂直軸芯
Ｃ 窓枠 Ｄ 障子
Ｅ 障子側金具 Ｆ つまみ
Ｇ カバー Ｈ ローレット付きシャフト
Ｉ，Ｊ リベット Ｋ オペレータハンドル
Ｌ 縦すべり出し窓（開閉窓） Ｍ 窓ステー
Ｎ 障子開き角度切替機構
１ 窓開閉装置 ２ 基体
２Ａ 開口部 ２Ｂ 螺孔
２Ｃ，２Ｄ 通孔 ２Ｅ 取付孔
３ 駆動軸 ３Ａ スプライン軸
３Ｂ 鍔部 ４ ウォーム
５ ウォームホイール ５Ａ 歯部
５Ｂ 中心孔 ５Ｃ 通孔
６ 揺動アーム（アーム） ６Ａ 基端部
６Ｂ 先端部 ６Ｃ 中心孔
６Ｄ 通孔 ６Ｅ 切欠部
７ 連結アーム ７Ａ 基端部
７Ｂ 先端部 ８ ガイド部材
８Ａ ねじ部 ８Ｂ 通孔
９ 当接片 ９Ａ 通孔
９Ｂ 当接部 １０ 係止片
１０Ａ 二面幅孔 １１ 操作片
１１Ａ Ｄ孔 １１Ｂ，１１Ｃ 係合凹部
１２ 係合体 １２Ａ 通孔
１２Ｂ 係合凸部 １３Ａ 二面幅軸部
１３Ｂ Ｄ型軸部

Claims (4)

1. 歯車との間でトルク伝達を行う、前記歯車と別体のアームを前記歯車に一体化する、歯車とアームの組立体の製造方法であって、
   前記組立体は、前記歯車、前記アーム、及びリベットで構成され、
   前記歯車はウォームホイールであり、
   前記アームは、窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓の窓開閉装置に用いる、室外方向水平面内又は室外方向垂直面内に延びる揺動アームであり、
   前記組立体は、前記ウォームホイールの回転軸芯の位置に、
   前記ウォームホイールの中心孔と、当該中心孔に合わさる、前記揺動アームの基端部の中心孔とを有し、
   前記ウォームホイール、前記揺動アーム、及び前記リベットは鋼製であり、
   前記ウォームホイールは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
   前記揺動アームは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
   前記ウォームホイールの前記中心孔と前記揺動アームの前記中心孔とを合わせるとともに、前記ウォームホイールの前記通孔と前記揺動アームの前記通孔とを合わせるように、前記ウォームホイール及び前記揺動アームを位置合わせし、前記ウォームホイールの前記通孔及び前記揺動アームの前記通孔に前記リベットを挿通して軸端を加締めて固定し、前記組立体を形成する組立工程と、
   前記組立体に焼入れを行って表面硬化させる表面硬化工程と、
   を含むことを特徴とする、
   歯車とアームの組立体の製造方法。
2. 窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓において、
   前記窓枠に固定された基体に支持されて略室内外方向に延びる、駆動軸と同軸のウォームと、
   前記ウォームに噛み合い、垂直軸芯又は水平軸芯まわりに揺動するウォームホイールと、
   前記ウォームホイールと一体で揺動する、室外方向水平面内又は室外方向垂直面内に延びる揺動アームと、
   前記揺動アームと前記障子とを連結する連結アームとを含む、
   前記障子を開閉する窓開閉装置であって、
   前記窓開閉装置の基体は合成樹脂製であり、
   前記ウォームホイールと前記揺動アームは別部品で、両部品は鋼製であり、
   前記ウォームホイールは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
   前記揺動アームは、その前記中心孔から径方向へ離間した複数箇所に通孔を有し、
   前記ウォームホイールの前記中心孔と前記揺動アームの前記中心孔とを合わせるとともに、前記ウォームホイールの前記通孔と前記揺動アームの前記通孔とを合わせるように、前記ウォームホイール及び前記揺動アームを位置合わせし、前記ウォームホイールの前記通孔及び前記揺動アームの前記通孔に鋼製のリベットを挿通して軸端を加締めて固定した組立体を用い、当該組立体は、組立後に焼入れを行って表面硬化させたものであり、
   前記組立体は、前記窓開閉装置の前記基体に対して、前記ウォームホイールの前記中心孔及び前記揺動アームの前記中心孔に、リベットではないシャフトを挿通することで取り付けられるものであることを特徴とする、
   窓開閉装置。
3. 前記揺動アームは、その基端部に切欠部を有し、
   前記基体に支持されて垂直軸芯又は水平軸芯まわりに揺動する係止片を前記切欠部内に出没させることにより、前記障子が開く角度を全開及び半開に切り替える、
   請求項２記載の窓開閉装置。
4. 窓枠に取り付けられた障子が室外側へ開く開閉窓であって、
   請求項２又は３に記載の窓開閉装置を備えた開閉窓。
   

Images