JP4990899B2 - ピボットヒンジおよび回転窓 - Google Patents

Description

技術の背景および概要

本発明は、実質的に静止した第１部材に固定されるようになる第１部品と、第２部材に固定されるようになる第２部品と、を含み、第２ヒンジ部品が、第１ヒンジ部品および第２ヒンジ部品の外部（第１ヒンジ部品および第２ヒンジ部品からずれた位置）に配置されたヒンジ軸線を中心とし、第１ヒンジ部品に関係して枢動可能（回転可能）となっている、ピボットヒンジに関する。本発明は、さらに、このようなヒンジを含む窓に関する。

この種のヒンジは、本出願人の国際特許出願ＷＯ９９２８５８１およびＧＢ１０２８２５１等の多くの出願から既知である。これらの文献に開示されたヒンジは、フレーム部材が第１部材に対応するとともにサッシ部材が第２部材と対応する窓へ、取り付けられるようになっている。これらのヒンジは二つのヒンジ部品を含んでいる。これらのヒンジ部品は、二つのヒンジ部品が互いに向き合うように、第１および第２の部材のそれぞれの表面に直接取り付けられている。ヒンジは、かくして、二つの部材間に配置される。これらの部材の一方又は両方に、ヒンジを収容するための凹所が設けられる。このような構造により、ヒンジの取り付けを容易にし、二つの部材間を良好に且つ確実に連結する。したがって、新たなヒンジの開発に費やされた労力は、ヒンジ部品間の相互作用の最適化に集中されてきた。その一方で、構造内でのヒンジの位置の変更は、多かれ少なかれ無視されてきた。

最新の窓は断熱性が益々向上しているため、些細な改善でも、設計エンジニアの関心事となってきた。ガスケット、断熱性のカラー（collar）、フレームおよびサッシの設計に多くの関心が注がれてきたが、上文中に言及したように、ヒンジの全体構造および位置はここ三十年に亘ってほとんど変わっていない。

したがって、本発明の目的は、窓構造の断熱性を最適化することに使用され得るヒンジを提供することである。

この目的は、第１端が第２ヒンジ部品に連結されており、第２部材に固定するための手段が第２端に設けられた連結ピースを持つヒンジによって達成される。第２端は、ヒンジ軸線と平行な方向に観察して第２ヒンジ部品から距離を空けて配置されている。二つのヒンジ部品によって形成されたヒンジ本体部は、かくして、第２部材、典型的にはサッシ部材と向き合った、第１部材、典型的にはフレーム部材の側部に配置されていてもよく、連結ピースは前記第１部材の幅に亘って延びている。窓で使用した場合には、通常は、主として熱伝導性が高い金属で形成されたヒンジ本体部が、かくして、フレーム部材の低温側に配置され、これによって、以下にさらに詳細に説明するように、熱の逃げ道(サーマルブリッジ、thermal bridge)が形成されないようにする。別の利点は、第１部材がヒンジを外部に露呈しないようにし、第２部材から第１部材に向かって見たとき、すなわち、ヒンジをルーフ窓で使用した場合に建物の内部から見たとき、ヒンジが実際上見えないようにすることである。

その代りに、ヒンジは、第１部材、すなわちフレーム部材の凹所に配置されていてもよい。これにより、ヒンジの両側がシールドされ、連結ピースをそれ程長くしなくてもよいという別の利点が得られる。しかしながら、熱についての配慮に基づくと、凹所は、できるだけ第１部材の低温側に近付けて配置しなければならない。

固定手段は、簡単には、釘やねじを通すための穴であってもよいが、打ち抜いた歯等の他の手段を使用してもよい。

従来は、この種の連結ピースを使用することは不利であると考えられてきた。これは、こうした構造には、例えば過大なモーメントが加わり易いと考えられてきたためである。しかしながら、連結ピースを適切に形成することにより、必ずしもこのようなことが起らないということがわかった。一つの好ましい実施の形態では、連結ピースは、好ましくは鋼製の、シート状またはプレート状の材料からなり、シート状またはプレート状の材料を曲げることによって成形される。プレート状であるため、連結ピースは、曲げおよび捩じりに対する抵抗が比較的高く、また、構造の全体としての大きさを大きく拡張させることなく、窓構造に嵌着することができる。さらに、プレート状材料を使用した場合、連結ピースは、フレーム部材の表面にしたがい、ピースの曲げラインがフレーム部材の長さ方向軸線と実質的に平行になる。この形体により、フレームと、取り付けた状態で窓を気候からシールドするのに使用されるクラッディング部材との間で連結ピースが必要とする空間が最小になる。欧州規格ＤＩＮ ＥＮ １０１４０に適合する鋼が好ましい。これは、耐候性であり、容易に入手することができ、良好な結果をもたらすためである。

連結ピースは、曲げ、折り畳み又は圧縮成形等によって、第２ヒンジ部品と一体の部品として形成されていてもよいし、ボルトやリベットを用いた接合、溶接、接着等によって第２ヒンジ部品に固定されていてもよい。唯一必要とされることは、ヒンジユニットが、第２部材、例えば窓サッシの作動中に生じる荷重およびモーメントを受け取ることができるということである。

連結ピースの形状は、使用されるべき構造に基づくが、回転窓で使用する場合には、第１ヒンジ部品と第２ヒンジ部品とによって形成された連結ピースおよびヒンジ本体部は、Ｌ字状またはＵ字状の全体形状を有するユニットを形成し、連結ピースの少なくとも一部分は、ヒンジ軸線と実質的に平行であることが好ましい。この場合、一方の脚部を形成するヒンジ本体部は、第１部材、または、フレーム部材の側部に配置されていてもよいし又は凹所に配置されていてもよく、この際、連結ピースがフレーム上を延び、サッシにねじ等の適当なファスナ（固定具）によって固定される。Ｌ字状の連結ピースを使用する場合には、ヒンジ軸線と実質的に平行なサッシ部材の上面に取り付けられる。Ｕ字状の連結ピースを使用する場合には、第２脚部が第１部材と第２部材との間、あるいは、フレーム部材とサッシ部材との間の空間に突出する。多くの場合、Ｕ字状の連結ピースを使用する実施の形態が好ましい。これは、連結ピースの固定が二つの部材によって隠されるためである。

純粋に美的観点から、連結ピースの長さは、ヒンジ本体部が隠される限り、重要でないということがわかるが、上文中に示したように、熱について考えると、ヒンジをできるだけ第２部材から離して配置することが必要とされる。したがって、連結ピースは、第１部材の幅の少なくとも五分の一、好ましくは、第１部材の幅の約半分と対応する距離に亘って延びているべきである。第１部材が矩形であることはほとんどなく、そのため、「第１部材の幅」という言い方は、連結ピースに面する側部での全幅に関し、連結ピースが延びる距離について与えられた寸法は、大きさをおおまかに示すに過ぎないと理解されるべきである。

本発明の別の特徴では、窓が提供される。この窓は、サッシおよびフレームを連結するための一対のヒンジを持ち、サッシおよびフレームは、それぞれ、二つの側部材と、上部材と、下部材と、を有し、各々が実質的に矩形の開口部を形成し、上部材および下部材と平行であり且つヒンジ部品の外側に配置されたヒンジ軸線を中心としてフレームに関連しサッシを回転することができ、ヒンジの各々は、サッシ側部材に固定されたサッシヒンジ部品と、対応するフレーム側部材に固定されたフレームヒンジ部品と、を含み、ヒンジは、サッシ部材から遠ざかる方向に向いたフレーム部材の面に固定されているか或いはフレーム側部材の上面に形成された凹所に固定されており、形成された開口部に面する側には凹所は影響を及ぼさず、サッシヒンジ部品は、フレーム部材の少なくとも一部にわたって固定フレーム部材の長手方向に対して実質的に横方向に延びる連結ピースを介し、サッシ側部材に連結されている、ことを特徴とする。

このようにして、連結ピースを用いて建物の暖かな室内とヒンジ本体部との間に所定の距離をもたらすことにより、断熱性を改善した回転窓が提供される。低温の外部の近くに位置決めされるため、ヒンジからの冷橋効果(cold bridge effect)が大幅に低減される。さらに、室内に面するフレームの面に食い込む必要なしにヒンジ連結部分を提供することができるため、目に見える方の表面に適切な外観を提供することができる。これと同時に、ヒンジに塵埃等の異物が入り込む危険を低減する。

この他の有利な実施の形態は、従属項から明らかである。

以下、添付図面を参照して、本発明を説明する。

発明を実施するための形態

図１のヒンジ１は、三つの主要部分、すなわち、第１ヒンジ部品２と、第２ヒンジ部品３と、連結ピース４と、を含んでいる。連結ピース４は、図示の実施の形態においては、リベットによってサッシヒンジ部品に固定されている。

第２ヒンジ部品３は、第１ヒンジ部品２に関し、ヒンジ軸線５を中心として枢動可能（回転可能）となっている。図示のヒンジは、ルーフ窓に用いられるピボットヒンジであるため、ヒンジ軸線は、ヒンジ部品の外側（ヒンジ部品の外部、ヒンジ部品からずれた位置）に、すなわち、ヒンジ部品の幾分上方に配置されている。ヒンジ軸線をこの位置に置くことにより、構造の第１および第２の部材の部品を互いに干渉させることなく、枢動を実施することができる。これを以下に詳細に説明する。

連結ピース４および第２ヒンジ部品３は、逆Ｕ字状のユニットを形成している。このユニットは、図示の実施の形態において、第２ヒンジ部品３によって形成されている第１の脚部４１と、ヒンジによって連結されるべき部材のうちの一方の部材の表面上を延びるようになる中央部４２と、ヒンジによって連結されるべき部材のうちの他方の部材に連結されるようになる第２の脚部４３と、を含んでいる。本実施の形態では、第２の脚部４３には、釘またはねじを通すための穴４４と、ヒンジ１が固定されるべき部材の対応する穴に嵌着するようになった一対のピン４５と、が設けられている。別の態様では、連結ピースは、それ自体が、第１脚部が第２ヒンジ部品３にリベットや溶接等で取り付けられるＵ字状（図示せず）であってもよく、あるいは、ユニットが第２の脚部を持たないＬ字状の形状であってもよい。この場合、固定手段４４、４５は、この場合に幾分延長した中央部４２に設けられる。

図２では、ヒンジは、第１の定置された部材（第１の静止した部材）を形成するフレーム２０と、第１部材とに関連して枢動することができる第２部材を形成するサッシ３０と、を含んでいる窓において使用される。サッシ３０は、一つの上部材と一つの下部材と二つの側部材とによって囲まれたガラス７を支持している。フレームは、木製形材２１および鋼製形材２２を含み、第１および第２のヒンジ部品２、３によって形成されたヒンジ本体部２３が鋼製形材２２の凹所２２ａ内に配置されている。連結ピース４は、木製形材２１の上面２５の幅に亘って延びており、第２ヒンジ部品３をサッシ３０に連結する。以下において、第２ヒンジ部品３をサッシヒンジ部品と呼び、第１ヒンジ部品２をフレームヒンジ部品２と呼ぶ。

連結ピース４がプレート状であるため、ヒンジを曲げてフレーム２０の形状と対応する形状にすることができる。さらに、プレート状の連結ピースはほとんど空間を占有せず、これにより、クラッディング６は、従来技術のヒンジを有する窓において使用されるものと比較してほとんど嵩張らない。

鋼製形材２２は、フレーム部材の全長（図示せず）に亘って延びてフレーム部材２１に強度および剛性を加えてもよいし、あるいは、ヒンジに必要なポケットまたは凹所を提供するための局所的エレメントであってもよい。別の態様では、鋼製形材２２を全くなくし、フレーム部材を、研削加工で凹所を形成した木製形材としてもよい。あるいは、例えば、図２の鋼製形材および木製形材に一つの断熱材料を加えた三つ又はそれ以上の異なる構成要素でフレーム部材を形成してもよい。複合材料、およびプラスチックやアルミニウム等の材料を使用してもよい。

図２では、鋼製形材は、フレーム部材２１の上部の幅の約半分を構成するように示してあり、最も右側に配置してある。しかしながら、ヒンジを受け入れるための凹所が、例えばフレーム部材の中央に配置されていてもよく、また、フレーム部材の全幅に占める割合が異なっていてもよい、ということが理解されるべきである。

図３は、上文中に説明したのと同じ断面を示すが、この図には、等温線８１−８６が書き込んである。従来技術のヒンジは、代表的には、破線８７で示すように配置され、幾つかの等温線８１−８４を横切り、このため、熱の逃げ道(thermal bridge)の効果を持つようになる。逆に、容易にわかるように、本発明のヒンジは、構造の暖かい方の側部から大きく離間して配置されており、最も外側の等温線８１、８２の物質にしか影響を及ぼさない。したがって、熱の観点から見ると、ヒンジは、サッシからできるだけ離して配置さればならない。

窓全体を図４に開放状態で示す。この窓のフレーム部材２０１、２０２は、木製形材から形成されており、ヒンジ用の凹所が機械加工によって形成されている。左側ヒンジ１がこの角度から見えるが、これらのヒンジは、両方とも、たとえクリーニングを行うために窓を１８０°回転させても、内側からは見えない。これは、美観上有利であるばかりでなく、布等がヒンジに挟まってしまう危険を小さくし、使用される洗剤からヒンジを保護する。

窓１０において、サッシおよびフレームの各々は、二つの側部材２０１，２０２、３０１，３０２と、上部材２０３、３０３と、下部材２０４、３０４と、を含んでいる。サッシおよびフレームは、各々、実質的に矩形状の開口部２０５および３０５を取り囲んでいる。開口部３０５は、ガラス７で覆われている。フレーム部材２０１−２０４によって構成されたフレームは、建物の構造、例えば傾斜したルーフのルーフ構造に作り付けられるようになった主フレームとして形成される。サッシは、フレームと関連し、上部材および下部材と平行であり且つヒンジ部品の外側（ヒンジ部品の外部、ヒンジ部品からずれた位置）に配置されたヒンジ軸線５を中心として回転することができる。上文中に説明したように、前記ヒンジの各々は、サッシ側部材に固定されたサッシヒンジ部品３と、対応するフレーム側部材に固定されたフレームヒンジ部品２と、を含んでいる。この図に示す実施の形態において、ヒンジは、フレーム側部材２０１、２０２の上面に例えば研削加工によって形成された凹所２０１ａ、２０２ａに固定される。取り囲まれた開口部に面する側は、凹所から実質的に影響を受けない。上文中に説明したように、サッシヒンジ部品は、フレーム部材の少なくとも一部分２５に亘ってフレーム部材の長手方向に対して実質的に交差する方向に図２に示す方法と対応する方法で延びる連結ピース４を介し、サッシ側部材に連結されている。

上文中において、ヒンジを中央ハング回転窓（中央ハングピボットウィンドウ）での使用に関して説明した。しかしながら、特許請求の範囲の範疇から逸脱することなく、ヒンジ軸線がこの他の位置に設けられた窓、例えばヒンジが中央部と上部との中間に設けられた窓、および、同様の態様で機能する他の構造にも使用することができる、ということが理解されるべきである。ヒンジは、例えば、緊急脱出用開口部に使用され得る。この場合、ヒンジは、ずらしてあることにより、炎の熱から保護され得る。

同様に、ヒンジは、通常の使用中には窓の上部に配置されたヒンジ軸線を中心として回転するが、クリーニングを行うために枢動する窓で使用してもよい。このような窓はそれ自体既知である。ヒンジ本体部をずらしたこのような窓の実施の形態を図５および図６に示す。上文中に説明した実施の形態に示す窓と同じ又は等価の機能を持つエレメントには、５００を加えた同じ参照番号が付してある。

窓５１０は、本発明に関して第２部材を形成するサッシ５３０を含む。このサッシの右側の部材５３２を図６に示す。通常の使用中、サッシ５３０は、建物の構造、例えば傾斜したルーフのルーフ構造に作り付けられるようになる主フレーム５４０に対して上部において開放する。上部の回転可能な連結は、ヒンジ（図示せず）によって行われる。ガラス５０７の両側をクリーニングすることができるようにするため、窓５１０には中間フレーム５２０が設けられている。中間フレーム５２０は二つの側部材を含み、これらの側部材のうちの右側の側部材５２２が図６に示されている。中間フレームの上部材および下部材は、本実施の形態の場合のように、仮想的なものであってもよく、中間フレームの部材内の開口部は、側部材、主フレーム５４０の上部材、および、ガラス５０７によって画定されていてもよい。

通常の作動中、すなわちサッシを上部のヒンジ軸線を中心として揺動させる場合には、中間フレーム５２０の側部材５２２はサッシ５３０の側部材５３２と一緒に移動する。サッシ５３０をリバース位置にするため、すなわちほぼ１８０°回転するため、フレームの上部に設けられた作動手段（図示せず）によりサッシ５３０を中間フレーム５２０から解放し、次いでサッシ５３０を中間フレーム５２０に対してヒンジ軸線５０５を中心として枢動させる。上述の実施の形態に関して説明したように、ヒンジ軸線は、ヒンジ部品の外側に（ヒンジ部品の外部に、ヒンジ部品からずれた位置に）、すなわち、ヒンジ部品の僅かに上方に配置されている。このようにして、サッシ５３０および中間フレーム５２０のそれぞれに取り付けられたクラッディング５０６の部分は、互いに干渉しない。したがって、この実施の形態では、中間フレーム５２０が、実質的に定置の（実施的に静止した）第１部材を形成する。これは、サッシ５３０で枢動が行われたとき、中間フレーム５２０が、主フレーム５４０およびサッシ５３０に対して実質的に定置のままであるためである。

図２に示す方法と同様の方法で、第１ヒンジ部品５０２は、定置の第１部材、すなわち中間フレーム５２０の側部材５２２に連結される。図６に部分だけが見える第２ヒンジ部品５０３は、第１ヒンジ部品５０２と、参照番号５０４を全体的に付された連結ピースと、連結されている。中央部５０４ｂ（図１の部品４２と対応する）は、第２ヒンジ部品５０２におそらくは一体に連結され、他端が第２脚部５０４ｃ（図１の部品４３と対応する）に連結されている。第２脚部５０４ｃは、サッシの側部材５３２に連結されている。

ヒンジをこのように別の位置に配置することによって得られる利点は、ヒンジを窓の中央の従来の位置で使用した場合と関連して上文中に説明した利点と同じである。

本発明は、図示し且つ上文中に説明した実施の形態に限定されるものと考えられるべきではない。例えば、ヒンジ部品のこの他の実施の形態を考えることができる。

図１は、本発明によるヒンジの一実施の形態の分解斜視図である。 図２は、ヒンジを受け入れるための凹所を有する窓の一実施の形態の部分断面図である。 図３は、等温線を書き込んだ図２の実施の形態と対応する断面図である。 図４は、ヒンジが設けられた開放状態にある窓の別の実施の形態を下方から見た斜視図である。 図５は、本発明による窓の別の実施の形態の斜視図である。 図６は、図５に示す窓の断面の部分斜視図である。

Claims (10)

1. サッシ（３０）およびフレーム（２０）を連結するための一対のヒンジ（１）を備える回転窓（１０）であって、
   前記サッシおよび前記フレームは、それぞれ、二つの側部材（２０１、２０２；３０１、３０２）と、上部材（２０３；３０３）と、下部材（２０４；３０４）と、を有し、各々が実質的に矩形状の開口部（２０５；３０５）を取り囲み、
   前記サッシは、前記上部材および前記下部材と平行であり且つ前記ヒンジ部品の外部に位置するヒンジ軸線（５）を中心として、前記フレームに関連して回動され得り、
   前記ヒンジの各々は、サッシ側部材に対して固定されたサッシヒンジ部品（３）と、対応するフレーム側部材に固定されたフレームヒンジ部品（２）と、を含み、
   前記ヒンジは、前記サッシ部材から遠ざかる方向に向いた前記フレーム部材の面に固定され、或いは、前記フレーム側部材の上面に形成された凹所であって、前記取り囲まれた開口部に面する側に実質的に影響を及ぼさない凹所（２２ａ；２０１ａ、２０２ａ）に固定され、
   前記サッシヒンジ部品は、前記フレーム部材の長手方向を実質的に横切るようにして前記フレーム部材の少なくとも一部分（２５）上を延びる連結ピース（４）を介し、前記サッシ側部材に連結されている
   ことを特徴とする窓。
2. 前記連結ピース（４）と、前記フレームヒンジ部品（２）および前記サッシヒンジ部品（３）によって構成されたヒンジ本体部（２３）とは、実質的にＵ字状のユニットを構成し、
   前記サッシヒンジ部品を含む又は前記サッシヒンジ部品によって構成された前記Ｕ字状の第１の脚部は、前記ヒンジ軸線（５）に実質的に垂直であり、前記凹所（２２ａ；２０１ａ、２０２ａ）内に突出している又は前記取り囲まれた開口部（２０５）から遠ざかる方向に向いた前記フレームの前記面（２０６）に沿っており、
   前記Ｕ字状の中央部（４２）は、前記ヒンジ軸線と実質的に平行であり、前記フレーム部材の一部分（２５）上を延び、
   前記Ｕ字状の第２の脚部（４３）は、前記サッシ（２０）に固定され、
   前記中央部および前記第２の脚部は前記連結ピースによって形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の窓。
3. 前記ヒンジの前記連結ピース（４）および前記サッシ部品（３）は実質的にＬ字状のユニットを形成し、
   前記サッシヒンジ部品を含む又はこのサッシヒンジ部品によって構成された前記Ｌ字状の第１の脚部は、前記凹所（２２ａ；２０１ａ、２０２ａ）内に突出している又は前記取り囲まれた開口部（２０５）から遠ざかる方向に向いた前記フレームの前記面（２０６）に沿っており、
   前記連結ピースによって形成された前記Ｌ字状の第２の脚部は、前記サッシ（３０）に固定され、前記ヒンジ軸線（５）と実質的に平行である
   ことを特徴とする請求項１に記載の窓。
4. 前記連結ピース（４）は、好ましくは鋼製の、シート状またはプレート状の材料からなっている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の窓。
5. 前記凹所（２０１ａ、２０２ａ）は、木製のフレーム側部材の実質的に中実の部分に機械加工によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の窓。
6. 各フレーム側部材（２０１、２０２）は、前記凹所を構成する窪み又はポケット（２２ａ）を有する金属製またはプラスチック製の形材（２２）を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の窓。
7. 前記ヒンジ軸線（５）に沿った前記サッシヒンジ部品（３）と前記サッシ側部材（３０１、３０２）との間の距離は、前記フレーム側部材（２０１、２０２）の幅の少なくとも五分の一であり、好ましくは前記フレーム側部材（２０１、２０２）の幅の略半分であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の窓。
8. 前記フレームヒンジ部品（２）を収容した前記凹所（２０１ａ、２０２ａ）は、前記取り囲まれた開口部（２０５）から遠ざかる方向に向いた前記フレーム側部材（２０１、２０２）の前記外面（２０６）に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窓。
9. 前記フレーム（２０）は、建物構造に定置に連結されるようになる主フレームである
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窓。
10. 前記フレーム（５２０）は、前記サッシ（５３０）および建物構造に定置に連結されるようになる主フレームに連結された中間フレームである
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窓。

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