JP2000328731A - 天窓装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 換気・排煙が可能で、上枠の重量変更に対し
ても対応でき、上枠の開閉駆動のための駆動手段の能力
を抑制し、安価な天窓装置とする。 【解決手段】 建物の屋上等で窓用開口を形成した下枠
２の上方にＸアーム４１〜４４およびＸフリーアーム４
５によって上枠３を昇降自在に配置する。下枠２側のＸ
アームの滑動端を連結バー５４を介して押しばね５５に
よって付勢して、上枠３を上昇させるように付勢する。
押しばね５５の付勢力によって上枠３の重量が軽減さ
れ、昇降用モータ４６の駆動力の負担が減るため、上枠
３に、内側ドーム３２が追加されたり、ステンレス鋼板
材３４が備えられて上枠３の重量が増加しても、昇降用
モータ４６の能力を向上させなくても対応できるため、
天窓装置の低価格化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の屋上等で採
光および排煙・換気を行うために設けられる天窓装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物の屋内への採光および排煙・
換気等を行うための天窓装置としては、屋根或いは屋上
窓板等としての上枠を、各枠に備えられた摺動案内
（溝）内を滑動する滑動子が末端に備えられたＸアーム
等を用いて屋根或いは屋上等に開口を形成する下枠に対
して昇降自在に設けて、電動モータによる自動開閉装置
或いはトーションバー若しくはガスステイ及びワイヤに
よる手動開閉装置を用いて開閉させている。ここで、上
枠には、ガラスや透過性樹脂等による透光性ドーム等が
用いられていて、屋外の光を屋内に導入している。

【０００３】また、屋根や屋上から屋外の光を導入する
ための天窓装置では、上枠の採光窓には、透明樹脂等に
よるドームが設けられているが、このドームを二重に設
けて断熱層を形成し、天窓の閉時における外気との断熱
を図るようにしたものがある。さらに、天窓装置では、
用途に応じて、各枠に耐火用の強度補強のためのステン
レス板を重ね合わせたものなどがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、従来で
は、屋根、屋上等には、それぞれの必要性に応じて、各
種の開閉可能な天窓装置が設けられているが、同寸法の
天窓装置であっても、上述したような二重ドームの有無
や、補強用ステンレスの有無などの仕様の違いがある
と、重量が余分に上枠に加わるため、上枠の昇降用モー
タ等に大きな駆動力が必要となるとともに、昇降駆動に
際してはモータ等の出力部に上枠荷重による負荷が増加
することから、歯車等の機構部に強度の向上が要求され
る。このため、二重構造の枠やドームを有する天窓で
は、単一構造の天窓装置の場合と比較して装置全体の価
格の大幅な上昇を招くという問題がある。

【０００５】本発明は、換気・排煙等が可能な天窓装置
において、上枠のドーム等の仕様変更に伴う重量の増加
に対しても、モータ等の駆動系の負担を増加させること
がない、安価な装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１は、
建物の屋上等で上下方向に連通する窓用開口を形成する
下枠と、該下枠の前記窓用開口を前記下枠の上方側より
開閉する上枠とからなり、交点で軸支した２本のアーム
の各一端を前記下枠及び前記上枠においてそれぞれ回動
端とするＸアームを前記上枠及び下枠の両側に対をなし
て配置して、前記Ｘアームの回動端側で前記Ｘアームを
回動させる回動駆動手段を設けて前記上枠を前記下枠の
上方で昇降自在に配置した天窓装置において、前記２本
のアームのうちの一方のアームの他端を対向する枠にお
いて滑動端とするとともに、前記上枠を上昇方向へ付勢
するように前記滑動端を付勢する上昇付勢手段を設けた
ことを特徴とする。

【０００７】請求項２は、請求項１において、前記Ｘア
ームは、前記下枠および前記上枠の両側に複数対が配置
され、前記下枠における各側の各滑動端同士又は前記上
枠における各側の各滑動端同士を連結棒で連結して各側
のＸアームを連動させるようにするとともに、該連結棒
に前記上昇付勢手段の作用点を作用させて、該連結棒を
介して前記上昇付勢手段の付勢力を前記Ｘアームに作用
させたことを特徴とする。

【０００８】請求項３は、請求項１、２において、前記
上昇付勢手段は前記下枠又は前記上枠に係止された押し
ばねであり、該押しばねの係止部分には、前記付勢力を
調整するための調整ねじが備えられたことを特徴とす
る。請求項４は、請求項３において、前記滑動端は前記
下枠側に設けられ、前記押しばねは前記Ｘアームの前記
下枠側で前記滑動端を付勢することを特徴とする。請求
項５は、請求項１から４において、前記回動駆動手段
は、電動モータであることを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用・効果】本発明の天窓装置では、建物の屋
上等で上下方向に連通する窓用開口を形成する下枠の上
方には上枠が配置され、各枠の両側に対をなして設けら
れたＸアームの各アームの各一端が回動端とされて、上
枠は下枠の上方で昇降自在に設けられている。上枠が下
枠の上方で上昇すると、下枠に形成された窓用開口によ
って、屋外と屋内とが連通し、屋内の換気・或いは排煙
等を行うことができる。

【００１０】Ｘアームの回動端側にはＸアームを回動さ
せる回動駆動手段が設けられ、２本のアームのうちの一
方のアームの他端は、対向する枠において滑動端となっ
ており、滑動端には、上枠を上昇方向へ付勢する上昇付
勢手段が設けられている。従って、Ｘアームは常時は上
昇付勢手段による付勢力を受けて、上枠を上昇させる側
の付勢力が与えられる。これにより、回動駆動手段が設
けられたＸアームの回動端側では、上枠の重量は上昇付
勢手段による付勢力によって軽減され、Ｘアームを回動
させる際に必要な駆動力が軽減される。

【００１１】この結果、回動駆動手段には、上枠の重量
に対応する駆動力は必要なく、上昇付勢手段によって軽
減される分だけ小さな駆動力のみで、上枠の昇降動作を
行うことができる。このように、アームの滑動端を付勢
する上昇付勢手段を設けることによって、上枠の重量が
上昇付勢手段の付勢力によって軽減されることになるた
め、上枠に対して追加仕様等によって別部材が追加され
て上枠全体の重量が増加しても、上枠の昇降を行うため
の駆動手段の駆動力を抑制することができる。従って、
昇降駆動のためのモータ等の能力を抑えることができ、
駆動力の上昇に伴う価格の上昇を抑制することができ、
安価な装置とすることができる。

【００１２】請求項４の発明では、上枠を上昇方向へ付
勢するための押しばねがＸアームの下枠側の滑動端を付
勢するように下枠側に設けられているため、押しばね分
の重量が上枠とともにＸアームに加わらないため、上枠
の昇降に際の駆動力を確実に軽減できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の天窓装置１を説明する。図１は、工場等の天窓とし
て設けられる本発明の天窓装置１である。天窓装置１
は、建物の図示しない水平な屋根等の屋上面に固定して
取り付けられ、窓用開口を形成する四角形の下枠２と、
この下枠２の上方で昇降動作して、下降時に下枠２に覆
い被さって窓用開口を開閉する四角形の上枠３と、上枠
３と下枠２とを連絡して上枠３を昇降させるための昇降
機構４とからなる。

【００１４】最上部に位置する上枠３には、上方に向か
う凸球面形状のアクリル製の透明なドーム３１が設けら
れ、ドーム３１の内側には、図２に示すように、ガラス
板３３が配置されている。なお、ドーム３１の内側に
は、仕様に応じて、ドーム３１との間に空気層を有して
配置された内側ドーム３２が設けられる場合がある。こ
の内側ドーム３２は、外気温度の変化に対して屋内の温
度変化を少なくするための断熱層を、ドーム３１との間
に形成するものである。さらに、ガラス板３３を支持す
る上枠３の内側には、仕様に応じて、一点鎖線に示すよ
うに、厚み１．５ｍｍ程度のステンレス鋼板材３４によ
る、補強耐火構造が設けられる場合もある。

【００１５】昇降機構４は、下枠２と上枠３とを連結す
るＸアーム４１、４２、４３、４４及びＸフリーアーム
４５と、昇降駆動部材としての昇降用モータ４６と、昇
降補助用の押しばね５５と、これらの関連部材とからな
り、各Ｘアーム４１、４２、４３、４４は、それぞれ軸
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａで回転自在に支持され
た片４１ａと片４１ｂ、片４２ａと片４２ｂ、片４３ａ
と片４３ｂ、片４３ａと片４３ｂからそれぞれ構成され
ており、図２にも示すように、昇降機構４は、下枠２及
び上枠３の内側に配置されている。

【００１６】下枠２及び上枠３の同一辺側に対をなして
設けられているＸアーム４１、４２において、一方のＸ
アーム４１の一方の片４１ａの下方端は、下枠２に支持
された回転軸に回動自在に軸支された揺動軸側端となっ
ており、片４１ａの下方端には昇降用モータ４６の回転
が連結シャフト４６ａを介して伝達される減速機構４７
の出力歯車と噛み合う歯車が備えられていて、片４１ａ
は昇降用モータ４６の駆動によって下枠２側を揺動軸と
して揺動する揺動腕となっている。

【００１７】Ｘアーム４１の片４１ｂの上方端は、上枠
３の内側の辺に沿って配置された摺動案内溝５１の端部
に備えられた回転軸に回動自在に軸支された揺動軸側端
となっており、片４１ｂの下方端は、下枠２の内側の辺
に沿って配置された摺動案内溝５３内に滑動自在に配置
された滑動片（図示なし）に連結されて、摺動案内溝５
３に沿って移動可能にされている。これにより、上記片
４１ａが昇降用モータ４６の駆動によって揺動する際
に、片４１ｂは、上枠３側を揺動軸として揺動する揺動
腕となっている。なお、片４１ａの上方端は、フリー端
となっている。

【００１８】Ｘアーム４１と対をなすもう一方のＸアー
ム４２の一方の片４２ａの下方端は、下枠２に支持され
た回転軸に回動自在に軸支された揺動軸側端となってお
り、片４２ａの上方端は、上記摺動案内溝５１内に滑動
自在に配置された滑動片５２に連結されて、上記片４１
ａと同様に摺動案内溝５１に沿って移動可能にされてい
る。Ｘアーム４２の他方の片４２ｂの下方端は、上記摺
動案内溝５３内に滑動自在に配置された滑動片（図示な
し）に連結されて、摺動案内溝５３に沿って移動可能に
されている。これにより、上記片４１ａが昇降用モータ
４６の駆動によって揺動する際に、片４２ｂは、上枠３
側を揺動軸として揺動する揺動腕となっている。なお、
片４２ｂの上方端は、フリー端となっている。

【００１９】同様に、Ｘアーム４３、４４は、上記Ｘア
ーム４１、４２と同様の構成からなり、下枠２及び上枠
３の上記Ｘアーム４１、４２と対向する同一辺側で対を
なして下枠２と上枠３とを連結するように設けられてい
る。

【００２０】以上の構成からなる各Ｘアーム４１〜４４
において、下枠２の摺動案内溝５３をそれぞれ移動可能
に設けられた上記Ｘアーム４１の片４１ｂの下端とＸア
ーム４２の片４２ｂの下端及びＸアーム４３の片４３ｂ
の下端とＸアーム４４の片４４ｂの下端には、図３に示
すように、片４１ｂの下端と片４２ｂの下端及び片４３
ｂの下端と片４４ｂの下端とをそれぞれ相互に連結する
連結バー５４がそれぞれ連結されており、上記Ｘアーム
４１の片４１ｂの下端とＸアーム４２の片４２ｂの下端
及びＸアーム４３の片４３ｂの下端とＸアーム４４の片
４４ｂの下端とは、連結バー５４を介してそれぞれ連動
する。

【００２１】これによって、各Ｘアーム４１〜４４と摺
動用案内溝５１、５３との間にばらつきがあっても、同
一側にそれぞれ対をなして配されたＸアーム４１とＸア
ーム４２及びＸアーム４３とＸアーム４４の各昇降動作
が連動し、各Ｘアーム４１とＸアーム４２、Ｘアーム４
３とＸアーム４４の各昇降動作が同期するため、上枠３
の昇降を安定させることができる。

【００２２】さらに、各連結バー５４には、押しばね５
５の端部によって押圧される押しばね用ピストン５６が
それぞれ備えられている。押しばね５５には、下枠２の
昇降用モータ４６と対向する側に備えられた調整ボルト
５７を介して、押しばね５５を押し縮める方向に押圧力
が与えられており、押しばね５５の他方の端部が押しば
ね用ピストン５６に当接することによって、押しばね５
５は押しばね用ピストン５６を介して連結バー５４を昇
降用モータ４７側へ向かって付勢する。

【００２３】これによって、各Ｘアーム４１、４２及び
Ｘアーム４３、４４は、押しばね５５の押圧力によって
上枠３の重量に抗して上枠３を押し上げる方向の付勢力
を常に与えられることになり、上枠３の重量に対して押
しばね５５の押圧力が重量を緩和するため、上枠３の昇
降動作のための駆動力及び制動力を抑えることができ、
上枠３を昇降させるための昇降用モータ４６の能力を小
さくすることができる。尚、調整ボルト５７は、両側の
各押しばね５５の押圧力を調整して、上枠３の重量に合
わせてバランスを整えるためのものである。

【００２４】Ｘフリーアーム４５は、図４に示すよう
に、Ｘアーム４１、４２及びＸアーム４３、４４に対す
る側方で、下枠２と上枠３とを連結するもので、片４５
ａと片４５ｂは、軸４５Ａで回転自在に相互に支持さ
れ、各片４５ａ、４５ｂの各端部は、下枠２と上枠３に
それぞれ備えられた摺動用案内溝４８、４９内を摺動す
る滑動片と連結されており、上枠３を昇降時に安定させ
ている。

【００２５】以上の構成からなる本実施例の天窓装置１
は、閉窓時には、図４及び図５に実線で示すとおり下枠
２の上に上枠３が重なり合った状態となり、開窓時に
は、同図各一点鎖線で示すとおり、下枠２の上方位置に
上枠３が上昇し、下枠２と上枠３との間に空間を形成
し、この空間を排煙、換気等に利用する。

【００２６】本発明では、上枠３を昇降させる昇降機構
であるＸアーム４１〜４４においては、下枠２側の滑動
端となる片４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂの下枠２側
の滑動端側が連結バー５４を介して押しばね５５によっ
て付勢されていて、上枠３を上昇させるように付勢する
ため、ドーム３１の内側に内側ドーム３２が設けられる
場合や、耐火構造のステンレス鋼板材３４が設けられた
場合など、仕様の変更に伴って上枠３の重量が変更され
た場合であっても、増加した重量に対応する駆動力の増
加は必要なく、付勢力によって軽減された分の重量に相
当するだけの駆動力のみで円滑に昇降させることができ
る。従って、昇降用モータ４６の駆動力の負担が軽減さ
れ、昇降用モータ４６の能力等の大型化の必要がなくな
り、安価な天窓装置１とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の天窓装置の概略を示す斜視図である。

【図２】本発明の天窓装置におけるＸアームを示す部分
断面図である。

【図３】本発明の天窓装置における昇降機構を説明する
ための昇降機構の要部正面図である。

【図４】本発明の天窓装置の作動を示す正面断面図であ
る。

【図５】本発明の天窓装置の作動を示す側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 天窓装置 ２ 下枠 ３ 上枠 ４１ Ｘアーム ４２ Ｘアーム ４３ Ｘアーム ４４ Ｘアーム ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ 軸（交点） ４１ａ，４１ｂ 片（２本のアーム） ４２ａ，４２ｂ 片（２本のアーム） ４３ａ，４３ｂ 片（２本のアーム） ４４ａ，４４ｂ 片（２本のアーム） ４６ 昇降用モータ（回動駆動手段、電動モータ） ５４ 連結バ−（連結棒） ５５ 押しばね（上昇付勢手段） ５７ 調整ボルト（調整ねじ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 英樹 名古屋市緑区鳴海町字上汐田68番地 中央 発條株式会社内 (72)発明者 青木 宏憲 東京都中央区入船１丁目３番地９ 株式会 社菱晃内 Ｆターム(参考） 2E052 AA03 CA06 DA02 DA06 DA07 DB02 DB06 DB07 EA12 EB01 EC01 KA15 KA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の屋上等で上下方向に連通する窓用
   開口を形成する下枠と、該下枠の前記窓用開口を前記下
   枠の上方側より開閉する上枠とからなり、 交点で軸支した２本のアームの各一端を前記下枠及び前
   記上枠においてそれぞれ回動端とするＸアームを前記上
   枠及び下枠の両側に対をなして配置して、 前記Ｘアームの回動端側で前記Ｘアームを回動させる回
   動駆動手段を設けて前記上枠を前記下枠の上方で昇降自
   在に配置した天窓装置において、 前記２本のアームのうちの一方のアームの他端を対向す
   る枠において滑動端とするとともに、前記上枠を上昇方
   向へ付勢するように前記滑動端を付勢する上昇付勢手段
   を設けたことを特徴とする天窓装置。
2. 【請求項２】 前記Ｘアームは、前記下枠および前記上
   枠の両側に複数対が配置され、前記下枠における各側の
   各滑動端同士又は前記上枠における各側の各滑動端同士
   を連結棒で連結して各側のＸアームを連動させるように
   するとともに、該連結棒に前記上昇付勢手段の作用点を
   作用させて、該連結棒を介して前記上昇付勢手段の付勢
   力を前記Ｘアームに作用させたことを特徴とする請求項
   １記載の天窓装置。
3. 【請求項３】 前記上昇付勢手段は前記下枠又は前記上
   枠に係止された押しばねであり、該押しばねの係止部分
   には、前記付勢力を調整するための調整ねじが備えられ
   たことを特徴とする請求項１または２記載の天窓装置。
4. 【請求項４】 前記滑動端は前記下枠側に設けられ、前
   記押しばねは前記Ｘアームの前記下枠側で前記滑動端を
   付勢することを特徴とする請求項３に記載の天窓装置。
5. 【請求項５】 前記回動駆動手段は、電動モータである
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の天
   窓装置。