隔热框架材料以及门窗框 【技术领域】
本发明涉及隔热框架材料以及门窗框，详细地说，是涉及通过隔热部件，将金属部件彼此连结的隔热框架材料、通过具有该隔热框架材料而构成的门窗框。
背景技术
以往，通过具有一对金属部件(铝型材)和将它们连结的树脂制的隔热部件(隔热桥)而构成，通过对金属部件的一部分进行铆接，使之与隔热部件卡合一体化的隔热型材(隔热框架材料)已被公知，被用于窗户等的门窗框(例如，参照文献1：日本特开平9-177441号公报)。
文献1记载的隔热型材在金属制的一侧部件以及另一侧部件的各个两端部，成对地形成承接片以及铆接片，在使隔热部件位于承接片和铆接片之间的状态下，使用铆接辊，使铆接片向承接片变形(铆接)，据此，由它们夹持隔热部件，将一侧部件、另一侧部件以及隔热部件一体化。
但是，在上述文献1记载的那样以往的隔热型材中，在铆接时，为了不使一侧部件以及另一侧部件变形，需要在一侧部件和另一侧部件之间设置抵接承接片的背面侧，受到反力的心轴，存在隔热型材的截面形态受到制约的问题。另外，在以往的隔热型材中是在一侧部件、另一侧部件的主体的两端部形成铆接片，从其外侧进行铆接的构成，但是，在为超过铆接片位置，使主体悬臂状延长的截面形态的部件的情况下，存在由于铆接，悬臂状的前端侧变形为向内侧倾斜的可能性，这点也使得隔热型材的截面形态受到制约。
本发明的目的是提供一种能够抑制因铆接而产生的变形，并且提高截面形态的自由度的隔热框架材料以及门窗框。
【发明内容】
本发明的隔热框架材料是具有第一以及第二金属部件，和将这些金属部件彼此连结的隔热部件的隔热框架材料，其特征在于，在上述第一以及第二金属部件的相对面上，分别形成从一个相对面向另一个相对面突出的一对铆接片以及承接片，在使上述隔热部件的端部位于这些铆接片和承接片之间的状态下，使该铆接片向该承接片变形，据此，该隔热部件的端部被夹持，在上述铆接片以及承接片上，分别在隔着上述隔热部件相互相对的位置上形成铆接片卡合突部以及承接片卡合突部，在上述铆接片的上述铆接片卡合突部的背面侧，设置为了变形而被推压的推压面部，在上述第一以及第二金属部件中的至少一个金属部件中，上述铆接片作成从该相对面到上述推压面部的距离比从设有该铆接片的上述相对面到上述铆接片卡合突部的距离大的偏心铆接片。
在这里，作为使到推压面部的距离比到铆接片卡合突部大的偏心铆接片，可以设置在第一以及第二金属部件这两者上，另外也可以仅设置在第一金属部件上，或者也可以仅设置在第二金属部件上。再有，在一个金属部件上设置了多组铆接片以及承接片的情况下，即，在由多个隔热部件连结的情况下，可以将从多个铆接片中任意选择的一个或者多个铆接片作成偏心铆接片，也可以将所有的铆接片作成偏心铆接片。
根据上述的本发明，在作为从相对面部开始的距离与铆接片卡合突部相比离开的位置具有推压面部的偏心铆接片中，通过铆接装置对推压面部进行推压的推压力，和铆接片卡合突部卡合到隔热部件的端部的卡合力偏心地作用于铆接正交方向(与相对面部正交的方向)。据此，在以铆接片卡合突部为支点的情况下，因推压面部的推压力而产生的偏心转矩在支点位置为最大，同时，随着趋近偏心铆接片的基端位置(金属部件的主体位置)，转矩减少，能够抑制金属部件的变形。即，在偏心铆接片中，能够使变形集中在与铆接片卡合突部相比地前端侧的推压面部周边部分，能够抑制与铆接片卡合突部相比的基端侧的应力、变形。通过采用具有上述那样的铆接片卡合突部和推压面部的位置关系的偏心铆接片，能够在铆接时抑制金属部件的变形，能够不需要用于抑制变形的装置(以往的心轴等)、金属部件的形态(将铆接片设置在端部或者成为中空状等)。因此，能够利用具有任意的截面形态的金属部件，能够提高隔热框架材料的自由度，同时，还能够使铆接装置的构造、作业工序简单化，抑制制造成本。
此时，在本发明的隔热框架材料中，最好在上述偏心铆接片的前端侧，设置与上述推压面部连续并向上述隔热部件的一侧延伸的第一前端面部，和与该第一前端面部连续并延伸到上述铆接片卡合突部的第二前端面部，这些第一以及第二前端面部借助向离开上述推压面部的方向凸起并且呈钝角的交叉凸部连续地形成。
根据这样的构成，由于在偏心铆接片的前端侧形成第一以及第二前端面部交叉的交叉凸部，扩大了截面积，作用于推压面部的推压力容易借助交叉凸部向铆接片卡合突部传递，在偏心铆接片的基端侧难以产生应力，因此，能够更有效地抑制基端侧以及金属部件整体的应力、变形。
再有，在本发明的隔热框架材料中，最好设有上述偏心铆接片的金属部件被形成为整体大致单板状，同时，具有形成有上述铆接片以及承接片的上述相对面和位于该相对面的里侧的框架材料外观面，并且，形成为具有从上述铆接片的位置开始悬臂状延伸的自由端部。
根据这样的构成，因为即使将设有偏心铆接片的金属部件形成为整体大致单板状，也能够象上述那样抑制金属部件的变形，所以，能够防止从铆接片的位置开始悬臂状延伸的自由端部向铆接片侧(另一个金属部件侧)倾斜那样的变形。另外，由于不需要为了在金属部件形成中空部(空心部)等，抑制变形而提高刚性，所以，能够降低金属材料的使用量，同时，能够使作为隔热框架材料的情况下的尺寸(进深尺寸)紧凑化。然后，由于能够抑制金属部件的变形，所以，能够防止位于相对面的里侧的框架材料外观面的翘曲变形，能够确保隔热框架材料的加工精度以及作为最终制品的美观。
另一方面，本发明的门窗框是具有窗框架和被支撑在该窗框架的隔扇的门窗框，其特征在于，构成上述窗框架的框架材料和构成上述隔扇的框材料的至少一个具有上述任意一种隔热框架材料而构成。
根据上述的本发明，能够得到与上述的隔热框架材料同样的作用效果，能够提高门窗框的设计自由度，同时，能够抑制制造成本。
【附图说明】
图1是表示有关本发明的实施方式的门窗框的纵剖视图。
图2是表示上述门窗框的横剖视图。
图3是表示在上述门窗框中使用的本发明的隔热框架材料的剖视图。
图4A是表示上述隔热框架材料的制造工序的剖视图。
图4B是表示上述隔热框架材料的制造工序的剖视图。
图5是将上述隔热框架材料的一部分放大表示的剖视图。
图6是表示有关本发明的第一实施例的隔热框架材料的剖视图。
图7是表示有关本发明的第二实施例的隔热框架材料的剖视图。
【具体实施方式】
下面，根据附图，说明本发明的实施方式。
图1是表示作为有关本发明的实施方式的门窗框的外开窗1的纵剖视图，图2是表示外开窗1的横剖视图。
在图1以及图2中，外开窗1是设置在建筑物的外壁开口部的门窗框，通过具有固定在外壁开口部的窗框架2和被支撑在该窗框架2上的隔扇10而构成。
窗框架2通过将上框架3、下框架4以及左右的纵框架5四周组成框架而构成。另一方面，隔扇10通过在将上框11、下框12以及左右的纵框13四周组成框架的内部设置玻璃板14而构成。该隔扇10借助设置在一个(图2中左侧)纵框13上的转动销15被支撑在纵框架5上，通过转动销15能够向室外侧开闭。另外，在隔扇10的另一个(图2中右侧)纵框13上设置操作手柄16，通过该操作能够开闭。
窗框架2的上框架3如图1所示，由分别为铝型材制的室内部件3A以及室外部件3B，和将它们连结的树脂制的隔热部件(隔热桥)3C构成。下框架4由分别为铝型材制的室内部件4A以及室外部件4B，和将它们连结的两个树脂制的隔热部件(隔热桥)4C构成。纵框架5如图2所示，由分别为铝型材制的室内部件5A以及室外部件5B，和将它们连结的树脂制的隔热部件(隔热桥)5C构成。
上述的上框架3、下框架4以及纵框架5被构成为，分别具有共通的截面形状而形成，同时，通过对室内部件3A、4A、5A以及室外部件3B、4B、5B进行铆接，而与隔热部件3C、4C、5C连结，作为一体的隔热框架材料发挥功能。
另一方面，隔扇10的上框11、下框12以及纵框13是具有分别为铝型材制的室内部件11A、12A、13A以及室外部件11B、12B、13B，和将它们连结的各两个树脂制的隔热部件(隔热桥)11C、12C、13C而构成。另外，各室外部件11B、12B、13B具有延出片11D、12D、13D而形成。另外，在室内部件11A、12A、13A的立面方向内侧，安装着板条材料11E、12E、13E，通过延出片11D、12D、13D和板条材料11E、12E、13E保持玻璃板14。
也参照图3～图5，详细说明上述的上框11、下框12以及纵框13的构造以及制造方法。另外，虽然在图3～图5中，说明了上框11、下框12以及纵框13中的下框12，但由于上框11以及纵框13的构造以及制造方法也与下框12相同，所以，省略了图示。
在这里，图3是放大表示作为隔热框架材料20的下框12的剖视图。图4A以及图4B是表示下框12的制造工序的剖视图。图5是将下框12的一部分放大表示的剖视图。
在作为隔热框架材料20的下框12中，通过室内部件12A构成第一金属部件21，通过室外部件12B构成第二金属部件22，通过两个隔热部件23(隔热部件12C)，将这些第一金属部件21和第二金属部件22连结。第一金属部件21具有与第二金属部件22相对的相对面21A，和从该相对面21A向第二金属部件22突出的一对两组铆接片21B以及承接片21C而形成。再有，第一金属部件21具有构成相对面21A的室外侧侧面部21D，和与该室外侧侧面部21D的室内侧相对的室内侧侧面部21E，以及将它们连结的一对进深面部21F、21G，被形成为整体大致角筒状的中空截面。
另一方面，第二金属部件22具有与第一金属部件21相对的相对面22A，和从该相对面22A向第一金属部件21突出的一对两组铆接片22B以及承接片22C而形成。再有，第二金属部件22具有位于相对面22A的里侧并露出于室外侧的外观面(框架材料外观面)22D，同时，具有位于两个承接片22C之间的金属部件主体22E，和从作为金属部件主体22E的两端部的各铆接片22B的位置悬臂状延伸的第一自由端部22F(延出片12D)以及第二自由端部22G，形成为整体大致单板状。
另外，隔热部件23具有与第一金属部件21以及第二金属部件22的各相对面21A、22A大致正交地延伸的直状部23A，和形成在该直状部23A的第一金属部件21侧端并被扩大的第一扩大部23B，以及形成在直状部23A的第二金属部件22侧端并被扩大的第二扩大部23C而形成。第一扩大部23B以及第二扩大部23C分别如图4A、图4B以及图5所示，具有抵接于相对面22A(21A)的抵接面部23D、卡合在铆接片22B(21B)的被卡合部23E以及卡合在承接片22C(21C)的被卡合部23F，形成为截面大致等腰三角形状。
另外，第一金属部件21以及第二金属部件22的铆接片21B、22B和承接片21C、22C分别如图3以及图4A、图4B所示，在隔着隔热部件23相互相对的位置具有铆接片卡合突部211、221和承接片卡合突部212、222而形成。另外，在铆接片21B、22B中的铆接片卡合突部211、221的背面侧，形成由作为铆接装置的一部分的铆接盘D推压的推压面部213、223。在本实施方式中，推压面部213、223被形成为平坦面。然后，在作为第一以及第二金属部件21、22中的至少一个金属部件的第二金属部件22的铆接片22B中，如图5所示，将从相对面22A到推压面部223(加力中心)的距离L2设定得比从相对面22A到铆接片卡合突部221的距离L1大(L1＜L2)。即，在第二金属部件22的铆接片22B中，从铆接片卡合突部221仅偏心偏心距离e，设置推压面部223，通过该铆接片22B，构成本发明的偏心铆接片。然后，铆接片卡合突部221和推压面部223的位置关系在铆接前(图5中双点划线所示)为L1＜L2，同时，在铆接后(图5中实线所示)也得到维持(L1’＜L2’，并且偏心距离e’)。
另外，第二金属部件22的铆接片22B是在其前端侧，具有与推压面部223连续地向隔热部件23侧延伸的第一前端面部224，和与该第一前端面部224连续地延伸到铆接片卡合突部221的第二前端面部225而形成。然后，这些第一前端面部224以及第二前端面部225借助在向离开推压面部223的方向凸起并且呈钝角的交叉凸部226连续地形成。上述的具有铆接片卡合突部221、推压面部223、第一以及第二前端面部224、225以及交叉凸部226，并且形成有前端部的铆接片22B借助截面尺寸形成得比前端部小的基端侧连结部227一体地连结于相对面22A上。
上述那样的第二金属部件22的一对铆接片22B从图4A所示的变形前的状态开始，如图3以及图5所示，由一对铆接盘D推压推压面部223，以此，如图4B以及图5所示，变形到铆接片卡合突部221卡合到隔热部件23的被卡合部23E的位置。通过该铆接，隔热部件23的被卡合部23F卡合到承接片22C的承接片卡合突部222，由铆接片卡合突部221和承接片卡合突部222夹持隔热部件23的第二扩大部23C，据此，第二金属部件22和隔热部件23被连结。与此同时，通过铆接盘D，第一金属部件21的铆接片21B也被铆接，由第一金属部件21的铆接片卡合突部211和承接片卡合突部212夹持隔热部件23的第一扩大部23B，据此，第一金属部件21和隔热部件23被连结。
根据这样的本实施方式，具有下述那样的效果。
(1)即，由于将第二金属部件22的铆接片22B作为偏心铆接片形成，由铆接盘D推压推压面部223的推压力和铆接片卡合突部221卡合到隔热部件23的卡合力仅偏心偏心距离e，作用于铆接正交方向。据此，推压力难以流向铆接片22B的基端侧连结部227侧，能够使卡合力从铆接片22B的前端部集中到隔热部件23，能够抑制第二金属部件22的金属部件主体22E的变形、第一自由端部22F以及第二自由端部22G的倾斜。因此，不将第二金属部件22作成中空(空心)形状等的刚性高的形状也可以，能够利用具有形成为整体单板状等任意的截面形态的第二金属部件22，能够提高隔热框架材料20的设计自由度，同时，能够使铆接装置的构造、作业工序简单化，还能够抑制制造成本。
(2)另外，由于在铆接片22B的前端侧形成第一以及第二前端面部224、225交叉的交叉凸部226，铆接片22B的前端部的截面积被扩大，因此，作用于推压面部223的推压力能够借助交叉凸部226轻易地向铆接片卡合突部221传递。因此，由于在铆接片22B的基端侧连结部227上难以产生应力，故此，能够更有效地抑制基端侧连结部227、金属部件主体22E、第一以及第二自由端部22F、22G的应力、变形。然后，由于推压力轻易地向铆接片卡合突部221传递，故此，能够切实地发挥卡合力，因此，即使不将铆接盘D的铆接力提高到必要以上，也能够确保第二金属部件22和隔热部件23的连结强度。
(3)另外，通过抑制第二金属部件22的金属部件主体22E、第一以及第二自由端部22F、22G的变形，能够防止位于相对面22A的里侧并露出于室外侧的外观面22D的翘曲变形，可以确保隔热框架材料20的加工精度以及作为最终制品的美观。因此，能够使将隔热框架材料20作为上框11、下框12以及纵框13组装的隔扇10的美观良好，同时，由于作为室外部件11B、12B、13B，也可以不使用中空(空心)材料，因此，能够将隔扇10以及外开窗1的进深尺寸抑制在必要的最小限度。
【实施例】
下面，针对上述实施方式的隔热框架材料20，根据图6以及图7，说明利用数值解析算出了铆接时的应力的实施例。
图6以及图7分别是表示有关本发明的第一实施例以及第二实施例的隔热框架材料20、20A的应力以及变形的状态的图。
在这里，作为应力的数值解析，使用以有限元素法为基础的应力解析(FEM解析)，作为解析模型，采用上述实施方式的隔热框架材料20(第一实施例)，和相对于该隔热框架材料20变更了铆接片22B的前端形状的隔热框架材料20A(第二实施例)。即，第二实施例的隔热框架材料20A在第二金属部件22的铆接片22B中，没有形成第一前端面部224、第二前端面部225以及交叉凸部226，该位置成为凹状地凹陷的前端形状。另外，作为各实施例中的解析条件，是使铆接片21B、22B变形，直至第一以及第二金属部件21、22和隔热部件23成为规定的连结强度的状态，算出规定的连结强度状态的截面应力和各部的变形。
【第一实施例】
在第一实施例的隔热框架材料20中，如图6所示，第二金属部件22的第一自由端部22F的前端的变形量δ1A为0.34mm(图中向右)。另外，在第一金属部件21中，室外侧侧面部21D的中间部分的变形量δ1B为0.76mm(图中向右)，室内侧侧面部21E的进深面部21F侧端部的变形量δ1C为0.95mm(图中向左)，从进深面部21G突出的突片前端的变形量δ1D为0.42mm(图中向右)。能够确认作为上述的变形量均不足1.0mm，在制品的性能上以及外观上没有问题。另外，能够确认铆接片22B的基端侧连结部227的应力减小，应力从推压面部223向铆接片卡合突部221集中，来自铆接盘D的推压力借助铆接片卡合突部221，作为卡合力有效地向隔热部件23传递。
【第二实施例】
在第二实施例的隔热框架材料20A中，如图7所示，第二金属部件22的第一自由端部22F的前端的变形量δ2A为0.41mm(图中向右)。另外，在第一金属部件21中，室外侧侧面部21D的中间部分的变形量δ2B为1.24mm(图中向右)，室内侧侧面部21E的进深面部21F侧端部的变形量δ2C为1.33mm(图中向左)，从进深面部21G突出的突片前端的变形量δ2D为0.79mm(图中向右)。虽然作为上述的变形量，在制品的性能上以及外观上没有大的问题，但是，在与第一实施例的隔热框架材料20相比的情况下，能够确认大了1.2～1.8倍左右。另外，能够确认铆接片22B的基端侧连结部227的应力与第一实施例的情况相比大了一些。
从上述的第一实施例以及第二实施例的解析结果能够确认，在铆接片22B的前端部形成了第一前端面部224、第二前端面部225以及交叉凸部226的第一实施例的隔热框架材料20中，能够抑制第一金属部件21以及第二金属部件22的应力以及变形。另外，能够确认在第一实施例以及第二实施例中，都是第二金属部件22的铆接片22B为在从铆接片卡合突部221偏心的位置设置了推压面部223的偏心铆接片，通过使用这样的偏心铆接片，能够抑制单板状的第二金属部件22的变形，使第一自由端部22F的前端的变形量δ1A、δ2A十分小。
另外，本发明中并不限定于上述实施方式，还包括能够实现本发明的目的的其它的构成等，下面所示那样的变形等也包括在本发明中。
例如，在上述实施方式中，是将本发明的隔热框架材料20应用在了构成外开窗1的隔扇10的上框11、下框12以及左右的纵框13上，但是，并不局限于此。即，作为本发明的门窗框，并不限于外开窗1那样的外开形式，可以是任意的开闭形式的窗、出入口，另外也可以是不可开闭的窗。另外，作为本发明的隔热框架材料，并不限于隔扇的框材料，也可以用于窗框架的框架材料，此外，还可以应用在中横档、纵骨、直棂、横楣等的各种各样的部位。
另外，在上述实施方式中，是将第一金属部件21以及第二金属部件22中的第二金属部件22的铆接片22B作成了偏心铆接片，但是，也可以将第一金属部件21的铆接片21B作成偏心铆接片，另外，还可以将第一金属部件21以及第二金属部件22这两者的铆接片21B、22B作成偏心铆接片。再有，在上述实施方式中，是将第二金属部件22的两个部位的铆接片22B这两者作成了偏心铆接片，但也可以仅将一个作成偏心铆接片，能够有选择地应用在想要抑制应力、变形的部位。
此外，虽然在上面的记载中公开了用于实施本发明的最佳的构成、方法等，但本发明并不局限于此。即，本发明主要针对特定的实施方式，特别进行了图示，并且进行了说明，但是本领域的技术人员可以不脱离本发明的技术思想以及目的范围，针对上述实施方式，对形状、材质、数量以及其它的详细的构成增加各种变形。
因此，上面公开的对形状、材质等的限定的记载是为了便于理解本发明而举例表示的记载，不是限定本发明的记载，因此，这些形状、材质等的限定的一部分或者全部的限定以外的部件的名称的记载也包括在本发明中。