水平開啟窗的結構支撐的製作方法

2023-09-13 07:57:20

專利名稱：水平開啟窗的結構支撐的製作方法
水平開啟窗的結構支撐發明背景發明領域本發明涉及了可以沿著水平突出方向向外開啟的窗， 具體說，它涉及了一個用於可水平開啟窗的結構支撐設計，其中窗框 由一個柵格結構增強，並且利用滾輪、軸承或其他類似的減少摩擦方 法，沿著一個或幾個水平支撐運動，該設計減少了開、關窗所需的力 量。相關技術描述窗已為人熟知，幾個世紀來用於建築物和其他封 閉的結構，如車輛，並且大多數做成可以開啟。可開啟的窗通常沿著 垂直方向開啟，或者與一個不動結構，如窗框架或窗扉鉸接，使得窗 可以繞著連接點轉動，相對於不動結構使部分窗向外和部分窗向內運 動。垂直開啟窗的普通例子是雙層懸掛窗。轉動窗的一個例子是通風 的天窗/窗，它可以繞著窗扉中的一個中心連接點轉動。儘管這類可開啟的窗起到了作用和適於提供通風的預期目的，但 它們每一個具有缺點和限制，使得常規的窗不適用於所有的目的。例 如，關於常規窗的最普遍關注的問題是防止被闖入的能力.對於垂直 開啟的窗，玻璃可以被打碎，鎖被開啟，窗被滑動開啟，為竊賊提供 了一個入口.結果是，窗不能開啟通風，因為恐怕可能發生非法的侵入。對於轉動的懸掛窗也是如此，雖然對非法侵入可能提供稍少的機 會。有關常規窗的另一個問題是如果發生風暴，灰塵、汙物和其他 空氣中的碎屑可能吹入開啟的窗，把不希望的物質引入建築物。本設 計容許用安裝一個過濾裝置而不阻擋窗的視野。此外，常規的窗在開 啟時具有固有的不安全性，因為物體可以被丟出窗外，可能傷及外面 的人，或者人可能偶爾掉到開啟的窗外。因此，不添加擋塊，常規的 可開啟窗不裝在高層建築、醫院或其他公共設施中。安裝擋塊的特徵
是容許進出不超過4英寸到6英寸。因此，這種構造的使用者失去了 自然通風的好處。常規窗的另一個缺點是窗的開啟方式可能阻擋了其餘窗的視野。 如果在窗上安裝了紗網更是如此。對於轉動懸掛的窗，這個問題尤其 尖銳，因為窗部分地從窗扉向外旋轉和部分地向內旋轉，窗的一部分 最容易在某一時間上阻擋了視野。另外，轉動的懸掛窗必須要能夠自 由旋轉而不觸及灌木或樹木，或者不接觸建築物內的家具或固定用具。解決常規窗的缺陷的一種窗設計是可水平開啟的窗。水平開啟窗 設計成可以開啟，同時仍提供了安全、不阻擋視野、易於安裝和安裝 時實際不受限制的布局.水平開啟窗的結構可以相對於窗扉沿水平方 向開啟，環繞著基本上整個窗的周邊提供了一個通風空間。因為窗從 周圍的窗扉向外水平運動，窗基本上保持其原有的形式，從而不管怎 樣也不會阻擋窗的視野。另外，窗從窗扉向外水平運動的距離不足以 容許人通過窗進入。Jancan的美國專利號6,070,637公布了一種可水平開啟的窗。該 水平開啟窗的窗框由用作開、關窗的同一機構來支持。這種機構由位 於窗四角上的絲扣銷軸式的開啟裝置組成。或者是，機構包括一個剪 刀式開啟裝置。因為開啟裝置也作為支撐裝置， 一般需要一個以上的 開啟裝置。由於必須同時操作多個開啟裝置，如目前設計那樣，造成 了一個相當笨重的開啟機構。此外，因為開啟裝置也支持著窗，窗的 重量約束著開啟裝置，使它即使不是不可能，也會更加難以操作.因此，如果把窗框的支撐與開、關窗的裝置分開將是有利的.此 外，可以有利地提供一個裝置，減少窗框和支撐之間的摩擦，使得更 容易開、關窗。發明摘要按照本發明，水平開啟窗的窗框由一個柵格結構增強。如在該應 用中所採用，名稱"窗框"指保持玻璃或其他相似透明材料的窗的一 部分。窗框和柵格結構至少由一個定長的不動水平支撐來支持。當窗
框和柵格結構沿水平方向在開啟和關閉位置之間運行時，不動水平支 撐對它們提支持，並且與用於開、關窗的裝置分開。用至少一個水平 支撐來支持窗框和柵格結構，容許一個單獨的機構來有效地開、關窗。窗還可以包括一個窗扉，來接納與之對準的窗。如果窗包括一個 窗扉，水平支撐可以設置成與窗扉接觸，或者可以設置成與窗扉分開。在一個實施例中，柵格結構是一個剛性結構。在另一個實施例中， 柵格結構可以設計成可以像手風琴那樣從開啟位置到關閉位置運動，水平支撐可以用螺栓、螺釘、鐵釘、膠或工業上已知的其他任何 類似方法固定連接到窗所在的建築物上。作為替代方式，可以把板或 其他安裝表面固定到窗所在的建築物，由此把水平支撐可拆地連接到 窗所在的建築物上，然後可以把支架可拆地連接和支持在安裝表面上。水平支撐可以由兩個或更多部分組成，每個部分包括至少一個安 裝板和至少一個水平梁.可以構成窗使得窗框在水平支撐的第一端和水平支撐的第二端之 間運動.作為替代方式，可以用一個裝置把窗框可動地連接到水平支 撐上，容許當窗框從關閉位置到開啟位置運動時，窗框同時運動離開 水平支撐的第一端和第二端.柵格結構連接到水平支撐，使得它可以在開啟和關閉位置之間前 後運行。在其最有利的結構中，柵格結構和所連接的窗框在插入水平 支撐和柵格結構之間的滾輪或軸承上運行，當窗框和柵格結構沿著水 平支撐運動時，滾輪減少了窗框和柵格結構與水平支撐之間摩擦.這 容許窗框和柵格結構相當容易地在開啟和關閉位置之間運動，由此容 許採用多種方法來開、關窗，包括手動曲柄或電動開啟裝置，或者簡 單地用手推拉窗框.此外，本發明包括了用金屬、塑料、木材或其他適當材料構成的 柵格結構，以增加窗的結構強度。柵格結構也可以與窗框形成一體，附圖的幾個視圖簡述
在附圖中，說明了目前認為實現本發明的最好模式圖l描述了本發明窗的一個透視圖，窗處於部分開啟位置；圖2描述了窗的柵格結構透視圖；圖3描述了處於開啟位置的可收縮柵格結構的側視圖；圖4描述了處於收縮位置的可收縮柵格結構的側視圖；圖5描述了窗的透視圖，安裝支架設置成離窗扉有一定距離；圖6描述了外部水平支撐的透視圖；圖7描述了具有可拆固定支架的水平支撐透視圖；圖8描述了包括兩個獨立部分的水平支撐的透視圖；圖9描述了柵格結構和外部水平支撐的部分透視圖；圖IO描述了滾輪機構的透視圖；

圖11描述了取自線11-11的圖10中所示滾輪機構的縱向剖視圖； 圖12描述了窗的一個替代實施例的縱向剖視圖； 圖13描述了處於關閉位置的窗的透視圖；圖14描述了一個窗實施例的縱向剖視圖，其中水平支撐懸臂向著安裝窗的建築物內部；圖15描述了圖14的替代實施例的支撐和軌道透視圖；圖16描述了圖14的支撐和軌道的部分透視圖，其中軌道支持著一個滑車；圖17描述了取自線17-17的圖16中所示的軌道和滑車剖視圖。 本發明詳述在圖1中大致說明了本發明的窗，它表示了窗IO的一個透視圖。 窗10大致包括一個窗扉12，它配合在牆壁14中預先成形和適當尺寸 的開口中，以及一個窗框16，它的結構可支持至少一塊玻璃18。窗扉 12的外邊20可以與牆壁14齊平，或者可以從牆壁14伸出，如圖1 所示。窗框16適當構造成夾持一塊玻璃18。但是，窗框16也可以夾 持任何傳統窗材料的其他類型，如有機玻璃或屏蔽材料。如圖1所示，窗包括一個柵格結構22，它與窗框16連接，位於
窗框16和窗扉12之間。柵格結構22對窗框16提供了結構強度。柵 格結構22可以是鋼、木材、複合材料或適當強度和重量的其他任何材 料，賦於柵格結構足夠的剛性來支持窗框16和玻璃18。在一個替代 的實施例中，柵格結構22和窗框16可以形成一起作為一個整體。如 圖2所示的柵格結構22，可以構成具有一個第一周邊件24，其尺寸和 形狀可容納窗框16的面26(圖12)的至少一部分。柵格結構22還包 括一個第二周邊件28，它的尺寸和形狀與第一周邊件24類似，並且 用撐杆30與第一周邊件24隔開，撐杆30用第一端32連接到第一周 邊件24和用第二端34連接到第二周邊件28。在一個實施例中，撐杆30可以剛性地固定到相關的周邊件24,28 上，由此保持第一周邊件24與第二周邊件28的隔開距離.在一個替 代實施例中，如圖3所示，撐杆30連接到周邊件24,28的方式使得柵 格結構22可以收縮。在這個實施例中，撐杆30連接到第一周邊件24 和第二周邊件28的方式容許第一周邊件24從一個第一位置到一個第 二位置運動，在第一位置中，第一周邊件24與第二周邊件28隔開， 在第二位置中，第一周邊件24對準靠在第二周邊件28上，如圖4所 示。作為一個例，如圖3和4所示，撐杆30的第一端32和/或第二端 34可以用 一個樞軸件36固定到相關的周邊件24,28上，容許撐杆繞樞 軸件36轉動。作為替代方式，撐杆30的第一端32和/或第二端34可 以用一個銷件38固定到相關的周邊件24,28,銷件38可以在撐杆30 用銷件38連接的周邊件24，28中的一條槽40內滑動.在笫一周邊件 24移向第二周邊件28時，這種構形容許當用銷件38固定的撐杆30 的端32，34在槽40內滑動時，用樞軸件36固定的撐杆30的端32，34 繞樞軸件36轉動.圖4說明了處於關閉位置中的柵格結構22。當用樞軸件36固定 的每個撐杆30的端32，34繞樞軸件36轉動時，用銷件38固定的每個 撐杆30的端32，34沿著槽40運動。這種設置容許周邊件24，28相互運 動，從第一周邊件24與第二周邊件28隔開的伸出位置(圖3),運動 到第一周邊件24與第二周邊件28對準的關閉位置(圖4)。 回到圖l，一個支架42固定到牆壁14。支架42是窗IO的支持件。 支架42從窗所在的牆壁向外水平突出。如這裡所採用，名詞"水平，， 在用於描述支架和包括支架的構件時，意味著是垂直於窗扉縱軸的方 位。支架42是不動的，並且具有固定的長度。支架42具有用於把支 架42連接到牆壁14的安裝板44。如圖l所示，安裝板44與牆壁14 齊平。支架42具有從安裝板44突出的水平梁46。水平梁46與窗扉 12接觸，如圖l所示.但是，水平梁46也可以設置成不與窗扉12接 觸.圖5說明了一個替代實施例，其中水平梁46離開窗扉12—定距 離48,因此與窗扉12不接觸。但是，支架42支持窗框16和柵格結 構22，如以下更充分的描述.儘管圖1中描述了兩個水平梁46，替代的實施例可以包括僅一個 水平梁46,或者多於兩個的水平梁46。水平梁46可以位於窗10的底 部49，或者窗10的側面50或頂部52.每個支架水平梁46作為一個 軸54 (用假想線表示)的支撐， 一個滾輪座56位於軸54上(圖10 )。 軸54通過窗框16中的一個開口 55。圖6表示了支架42的透視圖，軸54由水平梁46支持.在圖6 所示的實施例中，水平梁46在其第一端60上包括一個垂直支撐58， 支持了軸54的第一端62。軸54的第二端64由安裝板44支持。在所 示的實施例中，軸54設置成大體上與水平梁46平行。但是，水平梁 46不一定要與軸54平行，水平梁46和軸54可以相互之間以及相對 於牆壁14為任何方向，只要軸54設置成沿著窗框16的運動方向(圖 1),此外，儘管圖6所示的軸54大體上為方形剖面，軸54也可以為 任何幾何形狀的剖面，包括圓形、橢圓形、矩形等。在圖6的實施例中，安裝板44是支架42本身的一個整體部分。 但是，在一個替代實施例中，如圖7所示，支架42包括一個安裝支架 68和一個可拆支撐組件69。在這個實施例中，安裝柱66固定到可拆 支撐組件69上。水平梁46固定到可拆支撐組件69上。安裝支架68 固定到牆壁14上。接納件70固定到安裝支架68上。接納件70包含 凹孔72,足以接納安裝柱66的一端74。安裝柱66的構形使得每個安
裝柱端74可以插入相應接納件70的凹孔72中。在另一個實施例中，如圖8所示，支架42包括至少兩個分開部分 45,47，每一個支持至少一個水平梁46。從而安裝板44可以相互定位 來適應不同尺寸的窗10。圖9是柵格結構22、滾輪座56和安裝板44的部分說明。用焊接、 螺栓、螺釘、鉚釘、膠或任何其他已知的方法把滾輪座56固定到柵格 結構22上。軸54延伸通過滾輪座56。圖10說明了滾輪座56的近視 圖。滾輪座56是一個由鋼或其他剛性結構材料製成的空心結構，在其 笫一端76和第二端78敞開。軸54延伸通過滾輪座56,伸出在滾輪 座56的第一端76和第二端78之外。多個滾輪80通過滾輪軸82位於 滾輪座56中，滾輪軸82通過形成在滾輪座56側壁86,88中的適當尺 寸的孔84。 一個滾輪襯墊90位於滾輪80的一側。 一個第二滾輪襯墊 91 (用假想線表示)位於滾輪80的另一側。滾輪村墊90,91保持滾輪 80的位置在滾輪座56內。滾輪80設置成與軸54的第一表面92和笫 二表面94接觸，笫一表面92和第二表面94位於軸54的對著的兩側。圖ll說明了圖10中取自線11-11的滾輪座56的縱向剖面。 一個 笫一滾輪96和第二滾輪98設置成與軸54的笫一表面92接觸。 一個 第三滾輪IOO設置成與軸54的第二表面94接觸。第三滾輪100與第 一滾輪96和第二滾輪98偏置。滾輪96,98,100的定位保持了軸54相 對於滾輪座56的位置。回到圖9，說明了用軸54支持柵格22的方式和用水平梁46支持 軸54的方式，滾輪座56固定到柵格22上。由於滾輪80與軸54接觸， 軸54支持了滾輪座56.因此，柵格結構22的重量傳到軸54.因為支 架42固定到牆壁14,柵格結構的重量通過滾輪座56、滾輪80、軸54、 水平梁46和支架42傳到牆壁14。用很小的力可以使柵格結構22在 軸54的第一端62和安裝支架42之間的方向上運動，因為滾輪80容 許柵格結構22以很小的阻力沿著軸54滾動。這裡描述的滾輪80和滾輪座56說明了把柵格結構22可動地固定 到軸54上的一個方法。但是，可以用其他方法來實現這個目的，如滾
子軸承，或者軸54與柵格結構22的直接接觸，使得柵格結構22沿著 軸54有效地滑動。或者是，滾輪座56可以固定到支架42上，而軸 54可以固定到柵格結構22上，使得軸54通過滾輪座56前後運動， 而滾輪座56保持不動。圖12說明了圖1所示窗10的一個替代實施例的縱向剖視圖，其 中從軸54懸掛了窗框16以及柵格結構22,在這個實施例中，支架42 固定到窗所在建築物的橫梁102上。滾輪座56位於柵格結構22的上 部104。由於滾輪80與軸54接觸，軸54支持了滾輪座56。因為柵 格結構22固定到滾輪座56和窗框16固定到柵格結構22，窗框16和 柵格結構22被水平梁46支持。圖12還說明了可以把一個開啟裝置 106固定到窗10的方式。開啟裝置106可以是任何適當的機構，包括 手動開啟裝置、電動機械裝置、液壓開啟裝置或太陽能裝置.在這個 例子中，開啟裝置106是一個非常簡單的機械裝置(無動力的)，包括 一個連接到絲扣銷110的曲柄108,絲扣銷110插入絲扣軸112內。 曲柄108延伸通過牆壁14的一個孔114.在曲柄108通過牆壁14中 的孔114的地方， 一個軸承116包圍著曲柄108。絲扣軸112用適當 的方式固定到窗框16和/或柵格結構22.當曲柄108轉動時，它轉動 了絲扣銷IIO，接著在絲扣軸112內轉動。當絲扣銷IIO在絲扣軸112 內轉動時，絲扣軸112運動靠近或遠離牆壁14。因為絲扣軸112固定 到窗框16和/或柵格結構22，絲扣軸112的運動造成.窗框16和柵格 結構22運動靠近或遠離牆壁14。圖13說明了處於關閉位置的窗10，而圖l說明了處於開啟位置 的窗IO。可以看到，窗框16從圖13所示的與窗扉12對準的位置向 外水平運動。如這裡所採用，當用於描述窗框16的開啟時，名詞"水 平"意味著是窗框16沿著垂直於牆壁14平面的方向，向內朝著窗扉 12和向外離開窗扉12運動.在圖l所示的開啟位置中，在窗框16和 窗扉12之間建立了一個開口 120。這個開口容許通過窗10的通風。 為了防止在開啟位置中通過窗10進入昆蟲或雨水，環繞窗框16周邊 (即環繞所有四周)或在柵格結構22內可以放置一個通風裙122，最 好是環繞窗10的所有四周在窗扉12和窗框16之間相互連接。通鳳裙 122的構造使得當窗框16從窗扉12向外水平運動時，與柵格結構22 和/或窗框16 —起向外運動。圖14,15,16和17說明了窗124的一個替代實施例，其中支撐件 126突出到安裝窗124的建築物內部。支撐件126包括一個水平件128, 它大體上平行於窗框16的運行方向，支撐件126還包括一個固定件 130。固定件130作為把支撐件126連接到牆壁14上的裝置，支撐件 126具有第一垂直支撐柱132，它支持了一個軌道136的笫一端134。 軌道136具有一個第二端138,它由一個第二垂直支撐柱140支持。 第二垂直支撐柱140位於第一垂直支撐柱132和軌道36第二端138 之間，圖15表示了支撐件126和軌道136的透視圖，這個視圖表示了笫 一垂直支撐柱132支持軌道136第一端134的方式，這個視圖也表示 了第二垂直支撐柱140支持軌道136第二端138的方式.笫二垂直支 撐柱140可以位於軌道136第二端138和第一垂直支撐柱132之間的 任何位置，軌道136在其上表面144中還包含一個凹口 142. —個第 一滾輪146安裝在這個凹口 142內，第一滾輪146由一個輪軸148連 接到軌道136，輪軸148通過軌道136中的一個孔150和通過第一滾 輪146，使得第一滾輪146可以轉動。第一滾輪146也設置成4吏得第 一滾輪146的一部分伸出在軌道136的上表面144之外。圖16表示了支撐件126和軌道136的部分透視圖，在這個圖中， 一個滑車152設置成使得其第一側面154靠在笫一滾輪146上。滑車 152具有兩個側面156,它們延伸超過軌道136的側邊158,使得滑車 152的側面156不與軌道136的側邊158接觸。圖17是滑車152和軌 道136的剖視圖，說明了側面156延伸超過軌道136側邊158的方式。 回到圖16，滑車152的側面156也延伸超過軌道136的下表面160。 一個第二滾輪162由一個輪軸164連接到滑車152的側面156，輪軸 164通過滑車152側面158中的一個孔168和通過第二滾輪162，使得 第二滾輪162可以轉動。第二滾輪162位於第一滾輪146和滑車152
的第二端170之間。第二滾輪162也設置成使得它與軌道136的下表 面160接觸。第一滾輪146和第二滾輪162提供了軌道136和滑車152 之間的接觸點，容許滑車152沿著軌道136前後運行。雖然在圖15 中說明了兩個滾輪，但可以釆用多於兩個的滾輪。回到圖14,柵格結構22連接到滑車152的第一端172。當滑車 152沿著軌道136前後運動時，它由滾輪146,162支持。滑車152的前 端153在關閉位置A點和開啟位置B點之間運動。與滑車152連接的 柵格結構22和窗框16在與滑車152 —起前後運動時，它們在開啟和 關閉位置之間運動。這裡提到的圖示實施例的具體細節僅作為舉例而不作為限制。顯 然，熟悉該技術的人員可以對本發明的圖示實施例做出許多補充、刪 節和修改，而不偏離在以下權利要求中規定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一個可水平開啟的窗，包括一個窗框；一個定長的不動水平支撐件，設置成當窗框在開啟和關閉位置之間運行時支持上述窗框；以及一個在開啟位置和關閉位置之間使上述窗框運動的裝置。
2. 如權利要求l的水平開啟窗，還包括一個窗扉，設置成接納與 之對準的上述窗框。
3. 如權利要求1的水平開啟窗，還包括一個與上述窗框連接的剛 性柵格結構，
4. 如權利要求3的水平開啟窗，其中上述柵格結構可以收縮。
5. 如權利要求1的水平開啟窗，其中上述定長的不動支撐件包括 一個安裝支架；以及一個與上述安裝支架可拆地連接的支撐支架。
6. 如權利要求l的水平開啟窗，其中上述定長的不動支撐件包括 至少兩個部分，上述每個部分具有至少一個安裝板和至少一個水平梁 和至少一個軸。
7. 如權利要求l的水平開啟窗，其中上述定長的不動水平支撐件 包括一個第一端和一個第二端，以及其中上述窗框可以在上述不動水 平支撐件的上述第一端和上述不動水平支撐件的上述第二端之間運 動。
8. 如權利要求l的水平開啟窗，其中上述定長的不動水平支撐件 包括一個第一端和一個第二端，以及其中上述窗框可以在靠近上述不 動水平支撐件的上述第一端的位置，以及遠離上述不動水平支撐件的 上述第一端和第二端的位置之間運動。
9. 如權利要求1的水平開啟窗，還包括一個運動促進件，該促進 件支持在上述定長的不動水平支撐件上，對上述窗框提供運動。
10. 如權利要求9的水平開啟窗，其中上述運動促進件包括滾輪。
11. 如權利要求9的水平開啟窗，其中上述運動促進件包括軸承。
12. 如權利要求3的水平開啟窗，其中上述窗框和柵格結構形成 一個整體。
13. 如權利要求3的水平開啟窗，其中上述柵格結構包括從以下 一組材料中選擇的材料鋼、鋁、鈦、木材、塑料、玻璃鋼及其組合。
14. 如權利要求1的水平開啟窗，其中在開啟和關閉位置之間移 動上述窗框的上述裝置包括至少一個銷，該銷可伸縮地容納在與上述 窗框連接的一個空心軸中，以實現有選擇地調節上述窗框的運動。
15. 如權利要求2的水平開啟窗，其中上述定長的不動水平支撐 件設置成與上述窗扉接觸。
16. 如權利要求2的水平開啟窗，其中上述定長的不動水平支撐 件與上述窗扉分開。
17. —個促進水平開啟窗運動的摩擦減少機構，包括 一個定長的不動水平支撐件；至少一個運動促進件，與上述定長的不動水平支撐件滑動連接，上述至少一個運動促進件構造成接納和支持一個窗框。
18. 如權利要求17的促進水平開啟窗運動的摩擦減少機構，其中 上述運動促進件包括至少一個滾輪。
19. 如權利要求17的促進水平開啟窗運動的摩擦減少機構，其中 上述運動促進件包括至少一個軸承。
20. 如權利要求17的摩擦減少機構，其中上述運動促進件構造成 接納和支持一個柵格結構。
全文摘要
一個在水平開啟窗上的柵格結構框架設計，具有固定端，懸臂或是可收縮的，其中柵格結構框架用於在開啟位置中的結構。該設計容許玻璃和窗框的載荷通過柵格結構框架傳到一個座來承受載荷，它簡化了開、關窗所需的機構。
文檔編號E05F11/00GK101106924SQ200480003670
公開日2008年1月16日 申請日期2004年2月4日 優先權日2003年2月6日
發明者史蒂文·安東尼·帕森斯 申請人:史蒂文·安東尼·帕森斯