JP3845115B2 - 木製フレーム、フレーム部品及びそのようなフレーム部品を製作する方法 - Google Patents

Description

発明の技術分野
第１の様相では、本発明は、窓或いはドアの可動部分のための木製フレームに係り、これらの可動部分の各々は、壁の開口部において外側に面する第１の部分と内側に面する第２の部分と、を有する。
発明の背景
以前より知られている型の木製窓に関連して、腐敗による損傷が大きな問題となっている。木製窓の腐敗による損傷は、家のオーナーにかなりの出費を生じさせるもとになっている。この問題の根本的な要因は、窓のフレームが、木片すなわち、その特性及び繊維方向が、その本質上、制御できないものからできているということにある。このように、窓の製作者は、元の丸太のままで、どこにでも転がっているかもしれないものを、その切り取り位置で圧断した板を買っている。その板は、あるケースにおいては、丸太の外側の樹脂性材料から抜き取られたものであるかもしれないし、他のケースでは、中央部の芯材から抜き取られたものであるかもしれない。窓の製作者は、年輪の方向の制御を全く欠いている。ある時には、個々のフレーム部品において心材の面がフレームの内側に向いているかもしれないし、また、ある時には、外側に向いているかもしれない。木材の旋盤細工は、とりわけ、フレームの隠された側へ向いている、その可能性のある節の面によって左右される。通常では、その可能性のある節は、ドリルで穴をあけられ、節の無い木製プラグに置き換えられるが、そのプラグは、周囲の木製フレームや外部の天候状況と比較して何ら特別な選定もなく接着される。伝統的な丸太ののこぎり細工では、丸太は分けられ、すなわち、のこぎりによる複数の互いに平行な切断によって分割され、特に小サイズの丸太の場合には、木材の年輪が、最終のフレーム部品において外側に向く表面に走っている向きに主として方向付けられるであろうということを意味する。木材の体積比感受性（bulkingsusceptibility）は、径方向よりも接線方向がより大きくなっているという事実（実際には約７％）によって、個々のフレーム部品の外側において塗装或いは他の処理が施された層は、適当な表面を有する木と同様に、塗装保護層における裂け目の形成へと導く、大きく変化する収縮量及び長手方向の応力（elogation stress）に曝される。腐敗問題は、特に、フレームの底部部品とフレームの側部部品のより低い部分において際だっており、これらの部分は、裂け目への水の浸透及びフレームの底部部品と接合された側部部品のより低い端部からの毛管吸水の結果として、実際に比較的早く（８年から１５年で）、約２０ｃｍまでの高さまで腐ってくる傾向にある。伝統的なフレームについての別の不利益は、フレーム部品のすべてが、主として四角形の断面形状を有しているということである。この断面形状は、オブザーバーが室内にいるときの視界すなわちパノラマ角度が、オブザーバーにより近い内側エッジよりもむしろフレームの中心に面したフレーム部品の外側エッジによって制限される。従って、与えられたフレームサイズに関して、パノラマ角度は、比較的小さくなるであろう。
本発明の目的及び特徴
本発明は、上述した問題点及び不利益を未然に防止し、そして、特に内側に開口する窓フレーム又はドアフレームのための改善された木製フレームを創造することを目的とする。従って、本発明の第１の目的は、一方では、保護塗装或いは他の表面処理が施された外側に置かれた層のみならず木製フレームの表面の木に発生する裂け目形成の傾向に持ちこたえられること、また他方では、吸水と吸水されたところに接続されたところの腐敗現象へ対抗する、というかなり増強された能力を有する木製フレームを創造することである。本発明のもう一つの目的は、個々のフレーム部品の間の接合部における湿り気を保持するという木製フレームの傾向が極小にまで減じられた木製フレームを創造することである。本発明のさらに別の目的は、任意の与えられたフレームサイズに対して、向上された視界すなわち増加されたパノラマ角度を提供する木製フレームを提供することである。換言すれば、そのフレームは、付属している窓の可動部分を通る光の入射を増やすことを可能にするべきである。
本発明の第１の様相では、少なくとも第１の目的は、請求項１で特徴付けられた記載により画定された特徴によって保持される。本発明に係るフレームの望ましい実施例が、従属する請求項２及び請求項３において、よりいっそう明確に画定される。
本発明の第２の様相では、本発明は、フレーム部品それ自体にも関している。本発明に係るフレーム部品の特徴は、請求項４乃至請求項６までに明瞭に示されている。第３の様相では、本発明は、かかるフレーム部品を製作する方法にも関している。本発明に係る製作方法の特徴は、請求項７において明瞭に示されている。
添付された図面の簡単な説明
添付図面において、
図１は、本発明に係るフレームが含まれる窓構造の斜視図である。
図２は、閉じられた状態で示された窓構造のフレームとさらに付属の窓可動部分とを通った部分水平断面の拡大図である。
図３は、フレームと窓可動部分とを通った、図２に対応する垂直断面図である。
図４は、丸太の断面図である。
図５は、本発明に係るフレーム部品の切り取りのためになされる分割切断線を備えた図４に対応する断面図である。
図６は、フレーム部品のための個々の機能部品を通った断面図である。
図７は、フレームの頂部若しくは側部部品を通った断面図である。
図８は、フレームの底部部品を通った断面図である。
図９は、フレームの底部部品の代替実施例の断面図である。
図１０は、底部部品に関連したフレーム側部部品の設計を示す分解斜視図である。
図１１は、前記側部及び底部部品の側面図である。
本発明の望ましい実施例の詳細な説明
図１には、本発明に係る木製フレームが構成された状態の窓構造が示されており、このフレームは、１によって全体が示され、窓の可動部分は、一般に２によって示されており、この可動部分は、フレームに関して旋回可能とされている。この例では、フレーム１が４つの単一のフレーム部品、すなわち１つの頂部部品３と、２つの側部部品３’と、１つの底部部品３”と、から構成されている。しかしながら、このことは、本発明が、いわゆるマルチライトウィンドウ、つまりそのフレームが１又は複数の、中心から放射状に延びる垂直及び又は水平の仕切りを有する窓にも適用され得るということを排除するものではない。窓可動部２は、マルチガラス張りタイプ（multi glazing type）のものであり、開き窓４に加えて、２つに分かれた単一ガラス６、６”からなる遮断ガラスの形態で外部のガラス枠５（図２及び図３も見よ）と内部枠ユニット６とから構成される。窓可動部２は、伝統的な方法で、適当な数の背出し蝶番すなわち関節部７を介して、フレーム１に旋回可能なように吊らされている。
ここで、図２及び図３を参照すると、個々のフレーム部品３が、問題とする壁の開口部（図示なし）の外側に面した第１の部分８からいかに構成されているかが詳細に示されており、前記部分は、少なくとも部分的には、内側に面した第２の部分９よりも厚くされていることがわかる。第１の部分８が少なくとも部分的には、第２の部分９よりも厚くすなわちより幅広いという事実によって、窓可動部２のための横肩部表面１０は、２つの部品の間に形成されている。各々のフレーム部品は、内側に面した、すなわち室内側に配置された長表面１１と、その反対側の外側に面した長表面１２と、を有している。壁開口部の周囲の部分に面した平表面すなわち側部が参照番号１３によって指し示されている。この表面では、１又は複数の溝１４が公知の方法により切り抜かれており、それらの溝の主たる目的は、外側と内側との間で可能な湿気移動を遮断することにある。表面１３と実質的に平行でフレームの中心に面したより外側の部分９の表面は、参照番号１５により指し示されている。前記表面は、横肩部表面１０から内側に延在する。
実質的に四角形の基本形状を有する従来のフレーム部品とは異なり、各々のフレーム部品の第１の部品８が、互いに対して鋭角的に外側方向に収斂する２つの表面、すなわち一方の表面は表面１３により構成され、他方の表面は参照番号１６により指し示されているものによって、画定されている。これらの斜めに交わる表面１３、１６は、当初の丸太を切断、分割したものから出たものであり、前記切断の線は、丸太の中心部から真に放射状に延在している。このことは、フレーム部品の第１部分８の木材の年輪は、個々の年輪に対する仮想上の接線が表面１３，１６を通ってこれらの表面の平面部に対して実質的に垂直に延びるように配向されていることに帰着する。さらに、より古い年輪は、部分８の偏狭の自由端の表面１２に最も近接した位置に配置されている。
ここで、図４乃至図８を参照すると、本発明に係るフレーム部品の製造原理が示されている。図４は、製造開始点で提供される丸太１７の断面を示している。この丸太の個々の年輪には、参照番号１８が附してある。様々な種類の木を使用できるけれども、実際面では、イチイモドキ（スウェーデン産イチイモドキ）が望ましく、特に木目が緻密で芯材の引っ張り強度が大きい成長速度が遅いイチイモドキの丸太が望ましい。イチイモドキの丸太の芯材は、天然に蓄えられた樹脂化合物を大量に含む。この樹脂化合物は、腐敗菌に対する天然の保護を提供すると共に、表在性樹脂と比較して、水分を吸収する傾向がかなり小さい。従って、非常に樹脂が多い芯材の最初の丸太材の状態での引っ張り強度がこのように大きい場合には、フレーム部品の第１部分８全体をこのような芯材でつくることに大きな価値がある。実際には、直径が少なくとも３２０ミリ（ｍｍ）でなければならない丸太の芯材の直径は、丸太の直径の少なくとも２／３である。
図５には、丸太１７が、例えば円盤のこぎりブレードなどの手段によって、正確に径方向に等距離に切断面１９、１９’に沿って８つに分割された状態がどのように与えられているかを示している。前記切断線１９、１９’は、ケーキ状ブランクの８つの片、すなわち各片が互いに垂直方向に交わる２つの分割切断面２０、２１で分割されている機能部品であるような各片に分割されている。前記分割面は、参照番号２２で指し示されている木材片に分割する。後のステップでは、分割面２０に垂直方向に向く分割面２３が、残りの部品２４を分割する。切り取られたフレーム機能部品２５は、最終的なフレーム部品の断面領域よりも少なくとも幾分大きい断面領域を有している。
図６に示してあるように、適当な仕上げ処理、例えば倣いフライス削り及び／又は平削りを施すことによって、破線で示すフレーム部品３を最終的に取り出す。これを行うと、完成したフレーム部品の平らな表面１３は切断表面１９の近くにあり、表面１６は切断表面１９’の近くにある。機能部品のならしの前に、断面位置での小型の三角形内側部分２６、主として丸太の若い木からなるものが、適当に取り除かれる。
図７には、フレームのための頂部部品３若しくは底部部品３’の最終的な賦形形状が示されており、図８においては、底部部品３”の最終的な賦形形状が示されている。これらの図では、個々の頂部若しくは底部部品の外側に面した長側部表面１２が、あらゆる点において、いかに平面であり、かつ、表面１３に垂直に延在しているかが、見られる。しかしながら、底部部品３”の外側に面したエッジ部では、表面１６の上の窓シート（図示しない）を固定するために断面位置の角溝２７が削り出される。
実際、外側に収斂する表面１３、１６の間の角度は、２０度乃至６０度、好適には３５度から５０度までの範囲内にすべきである。図７と図８との間の比較によって見られるように。この角度は、底部の部品３”の角度より、個々の頂部又は底部の部品３、３’の角度の方がより大きい。このように、図７に示す表面１３と表面１６との間の角度は、図８に示す底部の部品３”の対応する角度が約３８度であるのに対し、約４５度の角度に保持している。しかしながら、両者のケースでは、肩部表面１０の幅のみならず各々の第２の部品９の厚さがほぼ等しい大きさ、すなわち表面１３とエッジ２８との間の距離がほぼ等しい大きさである。従って、図７及び図８に示された２つの型のフレーム部品間の角度の違いは、底部部品３”の第１の部分８が、図７にそれぞれ示されたフレーム部品３及び３’の対応する第１の部分８よりも深いということを意味する。換言すれば、フレームの底部部品３”の肩部表面１０は、頂部部品及び側部部品における、それに対応する肩部表面よりも、外側に面したエッジ部からの距離がより大きいところに配置されている。この距離の効果は、図３より明らかであり、この図は、底部の部品３”の肩部表面が、どのように、外部ガラスと同時に窓フレームの外部ガラス５の内側に位置が定められ、その次に、フレームの頂部及び側部部品における肩部表面１０の内側に位置が定められるということを示している。前記外部ガラスは、それの底部エッジに水切り２９を備えるのが有利である。このようにして、例えば外部ガラスの外側に沿って走る、たたきつけるような雨などの水は、底部部品の肩部表面１０から安全な距離のところのより低いフレーム部品の外側にさらされた斜めに傾いた表面１６（窓シートを備えた）の上に落ちるであろう。
フレーム部品の外側部分８の表面１３，１６の間の傾斜をなすための上述された角度範囲（２０度−６０度）は、勿論、図面に示したフレーム部品に対して有効である。フレーム部品がマルチライトウィンドウにおける中央部の仕切を形成するとき、これら表面間の角度は、かなり大きなものとなり、例えば６０度−８５度の範囲内に設定される。これらのケースにおいても、これらの表面は、当初の丸太の正確に径方向の分割切断から出されたものである。
図９に示されたフレーム底部部品の代替実施例では、傾斜表面１６とフレームのための肩部表面１０との間の過渡部において、高く盛り上がった隆起部３０が設けられており、この隆起部の目的は、強風により表面１６の窓シートに沿って上方にあおられるおそれのある水がフレーム内部に入り込むことを防止することにある。隆起部３０の内側は、肩部表面１０の部分を形成し、その一方で、隆起部の外側は、水切り２９のフリー外部エッジの少し内側に配置される。図９に従った実施例では、この隆起部は、フレーム底部部品をなす木材と一体的な部分として構成することができ、該部分はフレーム底部部品の表面１６により小さい角度（３８度）を画成することにより容易に形成することができる。しかしながら、隆起部３０として同様の水防止の目的を果たすような、例えばアルミニウムやプラスティックなどの分離可能な型枠を図８に従ったフレーム底部部品に提供することも考えられる。
図１０に示すように、フレームにおける個々のフレーム部品は、適当な数のねじからなる、ねじ接続によって相互接続されるようにしてもよい。可能ならば、このねじ接続を、これらフレーム部品の接触表面の間の接着により補強してもよい。図１０では、さらに、いかに個々の側部部品３’が、少なくともそれの底端部において当該フレームの底部部品３”の頂側部の輪郭形状と一致した側部形状を有しているかが示されている（一致した形態の適合は、フレームの頂部部品３に対しても生じている）。
本発明の特に望ましい実施例によれば、各々の側部部品３’の底端部において、周辺の輪になったビードすなわち縁部３３により画成された奥底の座ぐり溝３２と、底部部品３”の頂側部に向かった側部部品の肩部表面を構成するより低い端部表面３４と、が形成される。座ぐり溝３２の深さとして、実際には３−４ｍｍに保持し、ビード３３の幅及び厚さとして、４−５ｍｍの範囲にあるようにしてもよい。２つのフレーム部品が相互に接続されるときに座ぐり溝３２は侵入した湿気の排出を容易にするキャビティを形成する。ねじ３１が締められたとき、大きな表面圧力が比較的薄いビード３３に印可されてビードにおける繊維構造の圧縮へと導き、これによって前記ビードにおける木製材料がフレームの側部部品の他の木製材料よりもより大きな密度にすなわちコンパクトに維持される。このことは、キャビティへの湿気の浸透がより困難とされ、かつ、フレーム部品における垂直方向の水の毛管吸引に対抗することができるという進んだ効果に導く。このようにして初期に浸透した水の量は、ビード、木製隆起部及びフレームの底部部品に対するシーリングの薄い表面３４に沿って、限定された長さの中で拡大される。
図１に従った窓構造、詳細には図２及び図３に示される窓構造に含まれる窓可動部２は、実際、好ましく木製の機能部品２２から取り出された個々のフレーム部品から構成してもよく、これらの機能部品はフレーム部品を形成する機能部品２５から切断１９’、２０、２１の方法により分割される。機能部品２２は、主として、僅かに樹脂性の樹材からなるが、このことは、開き窓４が、外側にさらされた、より外側のガラス板５の内側に完全に位置するところであるので、何ら実際上の不都合は生じさせない。この方法では、より外側のガラス板は、窓可動部が閉じられた状態で、開き窓とフレームの内側に面した肩部表面１０との間に位置する、それのエッジ部を有する。換言すれば、開き窓は、降水、風或いは日射の形態で、いかなる明白な気候上の影響にもさらされない。
図２及び図３は、より内側にある長い側部表面１１と窓の中央部に面した表面１５との間の遷移部分での個々のフレーム部品が、斜めに傾いた傾斜表面３５をどのように有しているかを示し、表面３５は、該表面と等しい角度で傾けられた表面３６と共同して形成されており、表面３６は、全体として個々の開き窓からはみ出し、部分的にはフレーム部品と重複している。都合のよいことに、弾力性のあるシーリング部材３８が表面の間に配置されており、これらの部材はビード３７の上に非常に適切に固定される。フレームをなす４つのフレーム部品の傾斜表面３５は、くさび形状のテープリングである、めす状のシートを形成し、これは、窓が閉められたとき、傾斜表面３６により限定された開き窓の先細のおす部と一致してこれを受け入れる。
本発明の利点は、非常に多くある。外側に面した個々のフレーム部品の部分、これは、降水、風或いは直接日射にさらされるが、元の十字形切断で正確に径方向に延在する傾斜表面により限定されており、かつ、年輪が、さらされた表面処理された表面に主として垂直方向に向いていることが得られる。木の膨張傾向は径方向において最小となるので、木表面と、それの外側にある保護塗装などの表面処理層との裂け目形成の性質は最小となる。さらには、フレームのより外側の部分は、たいてい非常に重い樹脂であり、腐敗菌の攻撃に自然に抵抗し、かつ、水を吸収する性質が最小となる。さらに追加して、フレーム側部部品の底部部品から垂直方向への水の毛管吸引に対するリスクが最小に減じられる。外側に面したフレーム部品の部分が斜めの切断表面を有しているという事実によって、四角形の外部部品を備えたフレーム部品の使用に基づいた従来の木製窓と比較して、室内にいるオブザーバーの視界すなわちパノラマ角度が大幅に拡大されるというさらなる利点が得られる。本発明の別の本質的な利点は、様々なフレーム部品が、自動的かつ強制的に、正確な方法でフレームに配置されるということである。個々のフレーム機能部品が丸太の中心からの径方向の切断により元の丸太から分割されるとすぐに、高度に樹脂性の芯材は、液材が内側に向くのに対し、常にフレームの外側に向けられる。次に、この効果は、フレームの隣接するフレーム部品が、それらが様々な条件の温度や湿気にさらされるとき、自然な方法で共同することを必要とする。このようにして、フレーム部品の様々な外側部分の材料は、材料が徹底的に芯材からなるという点において、フレーム部品のより内側部分の樹脂性木材料が類似の態様で主に均一にふるまうのと同時に、収縮と膨張の運動に関連して主に均一にふるまうであろう。換言すれば、隣接するフレーム部品の間の接合部における有害な機械的応用は自動的に消去される。
本発明の実行可能な改良
本発明は、図面で示された上記説明の実施例に単に限定されるものではない。それ故に、表面１３と表面１６との間の角度が鋭角で提供されるという広い制限の範囲内において、該表面間の調整角度を変化させることが可能となる。しかしながら、実際には、上述した角度範囲が望ましい。本発明に係るフレームを、図２と図３に示されたタイプよりも他のタイプの窓可動部を備えた本発明に係るフレームに結合することも可能である。従って、窓可動部は、単にガラス板をはめたタイプのものであっても大変によい。本発明を、固定されたガラスユニットを備えた窓部やいわゆるマルチライトウィンドウにそれぞれ適用することも考えられ、該マルチライトウィンドウのフレーム部品は、１又は複数の垂直及び又は水平の仕切りを含んでいる。ガラスユニットが固定されるとき、肩部表面１０と内部フレーム部品９の内側エッジ領域の固定ボーダーとの間に固定されるようにしてもよい。この接続では、本発明に係るフレームが、例えば窓のドアと共同したドア構造にも用いることができるということも指摘されるべきである。個々のフレーム部品に関して、必ずしもたった一つの部品から作られた均一の木製ボディからならなければならない必要はない。従って、前記フレーム部品は、２つの相互結合されたもの、例えば部分的に互いに膠着されたボディから構成してもよい。本発明は、外側に開口した窓可動部或いはドア可動部のためのフレームにも適用され得る。そのようなケースでは、フレーム部品の最も内側と最も外側の部品の間の内側に面した肩部表面が省略される。

Claims (7)

1. フレーム部品（３）を含む窓又はドアの可動部のための木製フレーム（１）であって、各々の前記フレーム部品が、壁の開口部で外側に面した第１部分（８）と、内側に面した第２の部分（９）と、を有し、個々のフレーム部品（３）の外側に面した前記第１の部分（８）が、外側に向かって互いに対して鋭角に収斂する２つの表面（１３，１６）により画定され、前記表面は、当初の丸太（１７）でなされた分割切断部分から生じ、前記切断部分は、前記丸太の中心領域から実質的に径方向に延在し、前記第１の部分の木製材料の年輪（１８）は、個々の年輪の仮想的な接線が、年輪表面上の平面に実質的に垂直の前記表面（１３，１６）を通るように切断され、かつ、より古い年輪が、前記部分（８）の開放された狭いエッジに近接して配置されるような方法で、配置されている、ことを特徴とする前記木製フレーム。
2. 内側に開口する窓又はドアの可動部のために設計され、かつ、前記第１の部分（８）は、前記フレームの中心に面した側部に沿って、窓又はドアの可動部のための肩部表面（１０）が形成されるように、少なくとも部分的には第２の部分（９）よりも厚くされた、請求項１に係る木製フレームであって、
   底部部品（３”）の外側に面した第１の部分（８）は、前記フレーム底部部品の肩部表面（１０）が、前記窓又はドアの可動部（２）のより外側の気候にさらされた表面の内側に配置されるように、他のフレーム部品（３及び３’）の対応する第１の部分よりも大きい深さを有することを特徴とする前記木製フレーム。
3. 請求項１又は請求項２に係る木製フレームであって、
   同じサイドの中に含まれる個々のサイド部品（３’）が、少なくとも、それの底端部において、底部部品（３”）の頂側部の輪郭形状に対応する端部側部形状を有しており、かつ、周辺の輪になったビードすなわち縁部（３３）により画定された前記底端部に、皿穴（３２）が窪んで形成され、縁部のより低い端部表面（３４）が、底部部品の頂側部に対して側部部品の接触表面を形成すること、を特徴とする前記木製フレーム。
4. 壁の開口部で外側に面した第１の部分（８）と、内側に面した第２の部分（９）と、を有する、窓又はドアの可動部のために意図された木製フレーム部品であって、
   前記第１の部分（８）は、外側に向かって互いに対して鋭角に収斂する２つの表面（１３，１６）により画定され、前記表面は、当初の丸太（１７）でなされた分割切断部分から生じ、前記切断部分は、前記丸太の中心領域から実質的に径方向に延在し、前記第１の部分の木製材料の年輪（１８）は、個々の年輪の仮想的な接線が、年輪表面上の平面に実質的に垂直の前記表面（１３，１６）を通るように切断され、かつ、より古い年輪が、前記部分（８）の開放された狭いエッジに近接して配置されるような方法で、配置されている、ことを特徴とする前記木製フレーム部品。
5. 請求項４に係るフレーム部品であって、前記第１の部分（８）の外側に収斂する表面（１３，１６）の間の角度は、２０度−６０度の範囲内にあることを特徴とする前記フレーム部品。
6. １つの仕切りの形態における請求項４に係るフレーム部品であって、前記第１の部分の外側に収斂する表面の間の角度は、６０度−８５度の範囲内にあることを特徴とする前記フレーム部品。
7. 請求項４乃至請求項６のいずれか１項に係るフレーム部品の製作方法であって、個々の木製機能部品（２５）にくさび状すなわち扇形の断面を与える、丸太（１７）の中心領域から径方向に延在する分割切断部分（１９，１９’）の手段によって丸太（１７）が、いくつかの個別の木製機能フレーム（２５）に分割され、かつ、切断後の個々の木製機能部品（２５）が、前記第２の部分（９）から互いに対して鋭角に収斂する２つの表面（１３，１６）により画成された第１の部分（８）を有するフレーム部品を形成するように、例えばプロフィルミル（profil mill）などにより仕上げられ、前記第１の部分（８）は、個々の年輪の仮想的な接線が年輪表面上の平面に実質的に垂直の前記表面（１３，１６）を通るように切断され、かつ、より古い年輪が前記部分（８）の開放された狭いエッジに近接して配置されるような方法で配置されている、それの木製材料の年輪を有する、ことを特徴とするフレーム部品の製作方法。

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