JP2503175B2 - 角錐形天窓 - Google Patents
角錐形天窓Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はビルディング、家屋な
ど建築物の屋根に設けられる角錐形の天窓に関する。
ど建築物の屋根に設けられる角錐形の天窓に関する。
【０００２】ビルなどの屋根に天窓を作ると自然の太陽
光を建物の内部に採り入れることができる。電気照明と
は違い、室内のムードをより柔らかく明るくすることが
できる。天窓であるから、透明板を主体として構成され
る。
光を建物の内部に採り入れることができる。電気照明と
は違い、室内のムードをより柔らかく明るくすることが
できる。天窓であるから、透明板を主体として構成され
る。
【０００３】単に平坦で水平の窓であると、面積が限ら
れてしまう。排水や物理的強度、製造の容易さなどを考
えると、平坦な水平の天窓というのは難しい。どうして
も半円球（ドーム）や角錐になる。しかし半円球のもの
はガラスの形成が難しい。破損した時に修復するのも大
変である。角錐の天窓ということになると、透明体（ガ
ラス、プラスチック透明体）が三角形の異形のものには
なるが、平坦な板状の透明体を用いることができる。こ
こで角錐形というのは四角錐、六角錐、八角錐などであ
る。通常は正多角錐であるものを用いるのがよい。しか
し、本発明はもちろん正多角錐でないものにも利用する
ことができる。
れてしまう。排水や物理的強度、製造の容易さなどを考
えると、平坦な水平の天窓というのは難しい。どうして
も半円球（ドーム）や角錐になる。しかし半円球のもの
はガラスの形成が難しい。破損した時に修復するのも大
変である。角錐の天窓ということになると、透明体（ガ
ラス、プラスチック透明体）が三角形の異形のものには
なるが、平坦な板状の透明体を用いることができる。こ
こで角錐形というのは四角錐、六角錐、八角錐などであ
る。通常は正多角錐であるものを用いるのがよい。しか
し、本発明はもちろん正多角錐でないものにも利用する
ことができる。
【０００４】
【従来の技術】実公平４−１７６９６号は本出願人の創
始した角錐形の天窓を提供している。これは四角錐の場
合でいえば次のような構造を持つ。正方形をなす水平の
基礎枠がある。基礎の４隅から斜め上向き中心に向けて
４本の支持桁をとりつける。４本の支持桁は中心部で互
いに対向するが、そのままでは相互に連結できない。支
持桁の中心付近での対向端部は長手方向と直角に切断し
てあるからである。そこで四型の連結金具というもので
４本の支持桁の中心端部を相互に連結する。
始した角錐形の天窓を提供している。これは四角錐の場
合でいえば次のような構造を持つ。正方形をなす水平の
基礎枠がある。基礎の４隅から斜め上向き中心に向けて
４本の支持桁をとりつける。４本の支持桁は中心部で互
いに対向するが、そのままでは相互に連結できない。支
持桁の中心付近での対向端部は長手方向と直角に切断し
てあるからである。そこで四型の連結金具というもので
４本の支持桁の中心端部を相互に連結する。
【０００５】連結金具は４角形に近い形状をしている
が、異形の金具である。これは中心の水平基板部と、こ
れの４辺から折立てられた４つの連結板部とを有する。
連結板部の傾斜は４本の支持桁の傾斜に対して直角をな
すように決められる。支持桁の端面が長手方向に直角で
あるからこれは当然のことである。
が、異形の金具である。これは中心の水平基板部と、こ
れの４辺から折立てられた４つの連結板部とを有する。
連結板部の傾斜は４本の支持桁の傾斜に対して直角をな
すように決められる。支持桁の端面が長手方向に直角で
あるからこれは当然のことである。
【０００６】連結板部の４面に、４本の支持桁の端部を
コの字型の連結板とビスとを用いて固着する支持桁の斜
下方は基礎枠に固定する。こうして８本の金属棒材によ
る骨格ができる。枠の上へクッション材、コーキング材
を取付け、その上へ三角形のガラス板４枚を置く。ガラ
スの継目に当る稜線には傘形断面の押え板を当てがう。
押え板はボルトによって下方の支持桁に固定する。ガラ
スは押え板と支持桁の間で安定に支持される。上頂部は
押え板が届かないから、ここには小さい四角錐の母線形
状のトップカバーをビスでとりつける。トップカバーに
より上頂部の空隙をなくすことができる。もちろん押え
板や支持桁とガラス板の間にはパッキング（クッション
材、コーキング材）が介装してあるので、雨水の浸入、
すきま風の流入などを防ぐことができる。弾性材を用い
るのでガラスの損傷、振動などを有効に防ぐことができ
る。
コの字型の連結板とビスとを用いて固着する支持桁の斜
下方は基礎枠に固定する。こうして８本の金属棒材によ
る骨格ができる。枠の上へクッション材、コーキング材
を取付け、その上へ三角形のガラス板４枚を置く。ガラ
スの継目に当る稜線には傘形断面の押え板を当てがう。
押え板はボルトによって下方の支持桁に固定する。ガラ
スは押え板と支持桁の間で安定に支持される。上頂部は
押え板が届かないから、ここには小さい四角錐の母線形
状のトップカバーをビスでとりつける。トップカバーに
より上頂部の空隙をなくすことができる。もちろん押え
板や支持桁とガラス板の間にはパッキング（クッション
材、コーキング材）が介装してあるので、雨水の浸入、
すきま風の流入などを防ぐことができる。弾性材を用い
るのでガラスの損傷、振動などを有効に防ぐことができ
る。
【０００７】支持桁はアルミサッシなどの型材であり、
押出し成形で作られるから、断面形状が同一の材料であ
る。これを一定の長さに鋸で切断するのである。この点
は基礎枠についても同じことである。基礎枠は隅部で４
５°をなす部分をつきあわせて９０°とする。したがっ
て基礎枠の両端は長手方向と４５°をなすように切り出
す。しかしこの場合でも切断面は長手方向の他の面に対
しては９０°をなす。であるから、鋸（回転鋸）板に対
して４５°をなす方向で型材を基盤に押しつけ、型材２
は鋸板を相対的に直進させて４５°の面を切り出すこと
ができる。
押出し成形で作られるから、断面形状が同一の材料であ
る。これを一定の長さに鋸で切断するのである。この点
は基礎枠についても同じことである。基礎枠は隅部で４
５°をなす部分をつきあわせて９０°とする。したがっ
て基礎枠の両端は長手方向と４５°をなすように切り出
す。しかしこの場合でも切断面は長手方向の他の面に対
しては９０°をなす。であるから、鋸（回転鋸）板に対
して４５°をなす方向で型材を基盤に押しつけ、型材２
は鋸板を相対的に直進させて４５°の面を切り出すこと
ができる。
【０００８】回転鋸は型材を直角に切り出すことができ
るが、直角以外の角で切り出すことは難しい。鋸板の回
転は水平軸のまわりの回転である。基盤はこれまた水平
である。切断されるべき型材の断面の長方形の２辺を
Ａ，Ｂとする。これは直行する２辺である。この辺を含
む面をＡ面、Ｂ面ともいうことにする。基盤面にＡ面を
当てて、型材を鋸板に対して角度Θをなすように切って
ゆけば、切断面ＣはＡ面に対しては直角でＢ面に対して
は角度Θをなす。
るが、直角以外の角で切り出すことは難しい。鋸板の回
転は水平軸のまわりの回転である。基盤はこれまた水平
である。切断されるべき型材の断面の長方形の２辺を
Ａ，Ｂとする。これは直行する２辺である。この辺を含
む面をＡ面、Ｂ面ともいうことにする。基盤面にＡ面を
当てて、型材を鋸板に対して角度Θをなすように切って
ゆけば、切断面ＣはＡ面に対しては直角でＢ面に対して
は角度Θをなす。
【０００９】支持桁の下端部は長手方向に斜めになる面
で切り出す。しかし斜めといっても桁材の他の面に対し
ては直交する切断面であるから、鋸で切ることができ
る。
で切り出す。しかし斜めといっても桁材の他の面に対し
ては直交する切断面であるから、鋸で切ることができ
る。
【００１０】実公平４−１７６９６号では支持桁の上端
は長手方向に直交する面に切るので、これは極めて容易
に切断できる。このように、型材の切断が容易であると
いう利点があった。
は長手方向に直交する面に切るので、これは極めて容易
に切断できる。このように、型材の切断が容易であると
いう利点があった。
【００１１】支持桁の下端の切断角Θは、屋根の傾斜角
Φに依存する。屋根の傾きというのは頂点から基礎枠へ
引いた垂線が水平面となす角である。これは４５°とか
３０°とかいうふうに自在に決定できる。正方形屋根に
する場合は、支持枠下端の傾斜角Θ（切断角に等しい）
は、Θ＝ｔａｎ-1｛（ｔａｎΦ／√2 ｝である。基礎枠
の切断角は４５°である。いずれにしても切断面が、型
材の２組の面のいずれかに対して直交するので、その面
を基盤に置いて鋸板で切ることができるのである。
Φに依存する。屋根の傾きというのは頂点から基礎枠へ
引いた垂線が水平面となす角である。これは４５°とか
３０°とかいうふうに自在に決定できる。正方形屋根に
する場合は、支持枠下端の傾斜角Θ（切断角に等しい）
は、Θ＝ｔａｎ-1｛（ｔａｎΦ／√2 ｝である。基礎枠
の切断角は４５°である。いずれにしても切断面が、型
材の２組の面のいずれかに対して直交するので、その面
を基盤に置いて鋸板で切ることができるのである。
【００１２】鋸板は上下方向に移動する場合もあり、こ
の場合は型材を下方に置いて、鋸板を下降させながら型
材を切断する。留め切りと呼ぶ。この場合でも、いずれ
かの面に直角な面であれば簡単に切り出すことができ
る。
の場合は型材を下方に置いて、鋸板を下降させながら型
材を切断する。留め切りと呼ぶ。この場合でも、いずれ
かの面に直角な面であれば簡単に切り出すことができ
る。
【００１３】
【発明の解決しようとする課題】支持桁４本を中心で纏
めるために四型の金具である連結金具を必要とした。連
結金具は中央に正方形の水平基板部を有し、４辺には折
立てた連結板部を持つ。
めるために四型の金具である連結金具を必要とした。連
結金具は中央に正方形の水平基板部を有し、４辺には折
立てた連結板部を持つ。
【００１４】下方から天井を見上げると、４本の支持桁
が上方に延び一箇所で合体しているのであるが、合体し
たところで鋭い直線が途切れて正方形の基板部が見え
る。これはやはり見映えが良くない。４本の支持桁は最
後までスッキリと延びて一点に収束するようなものであ
ることが望ましい。連結金具が邪魔である。
が上方に延び一箇所で合体しているのであるが、合体し
たところで鋭い直線が途切れて正方形の基板部が見え
る。これはやはり見映えが良くない。４本の支持桁は最
後までスッキリと延びて一点に収束するようなものであ
ることが望ましい。連結金具が邪魔である。
【００１５】これは意匠上の問題であるが、それ以外に
も問題がある。連結金具は異形の部材であるから製造コ
ストが嵩む。金属板を異形成形しなければならない。も
しも連結金具を除くことができれば、部品コストを下げ
ることができる。
も問題がある。連結金具は異形の部材であるから製造コ
ストが嵩む。金属板を異形成形しなければならない。も
しも連結金具を除くことができれば、部品コストを下げ
ることができる。
【００１６】もうひとつ力学的な問題を指摘することが
できる。隣接する２本の支持桁と基礎枠とによって二等
辺三角形ができる。これは力学的に強いはずである。し
かし実公平４−１７６９６の場合、実際には上頂部に連
結金具が存在する。ためにこれは３角形を作らず４角形
になっている。４角形であるので変形に対する抵抗力が
弱い。連結金具を排除できれば骨格は３角形を形成し機
構学的に強固なものとなる。
できる。隣接する２本の支持桁と基礎枠とによって二等
辺三角形ができる。これは力学的に強いはずである。し
かし実公平４−１７６９６の場合、実際には上頂部に連
結金具が存在する。ためにこれは３角形を作らず４角形
になっている。４角形であるので変形に対する抵抗力が
弱い。連結金具を排除できれば骨格は３角形を形成し機
構学的に強固なものとなる。
【００１７】これだけの問題があるのであるから、連結
金具を除去すれば良いように見える。しかしこれはそう
簡単ではない。連結金具を除く、４本の支持桁を直接に
つきあわせれば良い筈である。そうすると、支持桁の上
端部を９０°で切断するという訳にゆかない。そうでは
なくて、支持桁の上端の右半分を１３５°の角で左半分
を反対向きに１３５°の角で切るということが必要にな
る。それでは１３５°になればいいと思うがそうではな
い。支持桁はそれ自身上方斜めを向いており、１３５°
というのは水平面へ投影した図面での話である。もしも
４本の支持桁を直接に突き合わすことができれば、連結
金具をなくすことができまことに好都合であるが、切断
の困難のためにこれが難しい。
金具を除去すれば良いように見える。しかしこれはそう
簡単ではない。連結金具を除く、４本の支持桁を直接に
つきあわせれば良い筈である。そうすると、支持桁の上
端部を９０°で切断するという訳にゆかない。そうでは
なくて、支持桁の上端の右半分を１３５°の角で左半分
を反対向きに１３５°の角で切るということが必要にな
る。それでは１３５°になればいいと思うがそうではな
い。支持桁はそれ自身上方斜めを向いており、１３５°
というのは水平面へ投影した図面での話である。もしも
４本の支持桁を直接に突き合わすことができれば、連結
金具をなくすことができまことに好都合であるが、切断
の困難のためにこれが難しい。
【００１８】既に延べたように、長方形の型材があり、
面Ａ、面Ｂが直交する面とする時、いずれかに直交する
断面Ｃでこれを切ることができる。いずれにも直交しな
い断面Ｗがあったとすると、これを鋸でできることはで
きない。回転する鋸板は上下に動くので、水平に置かれ
た型材を非直交断面ｘに沿って切ることはできない。こ
れを切断の困難と呼ぶことにする。どうして困難かとい
うと、支持桁の上端部は平面図に投影したときに１３５
°の角度をなす面Ｗで切るべきである。ところが、支持
桁は水平面上にあるのではなく水平面に対して角Θだけ
起き上がっている。上端部を「へ」の字型に切るのであ
るがこの面Ｗは、支持桁のいずれの面Ａ，Ｂに対しても
直角でない。
面Ａ、面Ｂが直交する面とする時、いずれかに直交する
断面Ｃでこれを切ることができる。いずれにも直交しな
い断面Ｗがあったとすると、これを鋸でできることはで
きない。回転する鋸板は上下に動くので、水平に置かれ
た型材を非直交断面ｘに沿って切ることはできない。こ
れを切断の困難と呼ぶことにする。どうして困難かとい
うと、支持桁の上端部は平面図に投影したときに１３５
°の角度をなす面Ｗで切るべきである。ところが、支持
桁は水平面上にあるのではなく水平面に対して角Θだけ
起き上がっている。上端部を「へ」の字型に切るのであ
るがこの面Ｗは、支持桁のいずれの面Ａ，Ｂに対しても
直角でない。
【００１９】図８によってより厳密に述べる。ｘｙｚ座
標系において、突き合わせ面をｘｚ，ｙｚ面とする。支
持桁は４本あるがひとつだけを図示する。第１象限にあ
るもので代表する。支持桁はｘｙ面（水平面）に対して
Θの角度をなす。また、これは投影においてｘ軸からφ
だけ傾いている。枠材の背中（上面）をＡ面とする。こ
れに立てた法線ベクトルａは ａ（ｓｉｎΘｃｏｓφ，ｓｉｎΘｃｏｓφ，ｃｏｓΘ） である。枠材の側面をＢ面とする。これに立てた法線ベ
クトルｂは、 ｂ（ｓｉｎφ，ｃｏｓφ，０） である。上方から見て１３５°の角度をなすべき切断面
Ｗに立てた法線ベクトルＷは Ｗ（０，−１，０） である。面ＢとＷのなす角は１３５°である。ところが
面ＡとＷのなす角はｃｏｓ-1｛ｓｉｎΘｓｉｎφ｝であ
るが、φ＝４５°としても、これはｃｏｓ-1｛ｓｉｎΘ
／√2 ｝となって直角ではない。たとえばΦ＝４５°
（傾き角がΦ）とすると、Θは３５°であるが、この場
合、面ＡＷの交角は６６°である。９０°から２４°も
食い違っているこれでは鋸板で切ることができない。
標系において、突き合わせ面をｘｚ，ｙｚ面とする。支
持桁は４本あるがひとつだけを図示する。第１象限にあ
るもので代表する。支持桁はｘｙ面（水平面）に対して
Θの角度をなす。また、これは投影においてｘ軸からφ
だけ傾いている。枠材の背中（上面）をＡ面とする。こ
れに立てた法線ベクトルａは ａ（ｓｉｎΘｃｏｓφ，ｓｉｎΘｃｏｓφ，ｃｏｓΘ） である。枠材の側面をＢ面とする。これに立てた法線ベ
クトルｂは、 ｂ（ｓｉｎφ，ｃｏｓφ，０） である。上方から見て１３５°の角度をなすべき切断面
Ｗに立てた法線ベクトルＷは Ｗ（０，−１，０） である。面ＢとＷのなす角は１３５°である。ところが
面ＡとＷのなす角はｃｏｓ-1｛ｓｉｎΘｓｉｎφ｝であ
るが、φ＝４５°としても、これはｃｏｓ-1｛ｓｉｎΘ
／√2 ｝となって直角ではない。たとえばΦ＝４５°
（傾き角がΦ）とすると、Θは３５°であるが、この場
合、面ＡＷの交角は６６°である。９０°から２４°も
食い違っているこれでは鋸板で切ることができない。
【００２０】本発明はこのような支持桁の切断の困難を
解決することを目的とする。この切断の困難を解決でき
れば、角錐形天窓において、異形の連結金具を除くこと
ができる。
解決することを目的とする。この切断の困難を解決でき
れば、角錐形天窓において、異形の連結金具を除くこと
ができる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の角錐形天窓は、
支持桁の底面を平坦にせず、これを２平面が交差する凹
面とし、正四角錐の場合は２平面のなす角度がｃｏｓ-1
（ｃｏｓ2 Φ）となるようにしたものである。ただしΦ
は透明体（屋根板）の傾斜角である。
支持桁の底面を平坦にせず、これを２平面が交差する凹
面とし、正四角錐の場合は２平面のなす角度がｃｏｓ-1
（ｃｏｓ2 Φ）となるようにしたものである。ただしΦ
は透明体（屋根板）の傾斜角である。
【００２２】正四角錐の場合、本発明の角錐形天窓は正
方形に組合わされた基礎枠と、基礎枠の隅部に一端が固
着され基礎枠の隅部から正方形の中心に向かって斜め上
方に延びるように設けられ上面、底面、側面を有する４
本の支持桁と、隣接する支持桁と基礎枠とのなす三角形
の枠空間を覆うように取付けられる４枚の透明光とを含
み、透明板が基礎枠を含む面に対してなす傾斜角をΦと
して、４本の支持桁の中心側の先端部は隣接する支持桁
の２等分面に沿うように切断されており、支持桁の先端
部は切断部が互いにほぼ接触する状態で連結されてお
り、支持桁の底面は中央で窪むように左右の２平面が中
央で交差する凹面形状であって左右２平面のなす角度Ψ
がｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝であるようにしたことを特徴
とする。
方形に組合わされた基礎枠と、基礎枠の隅部に一端が固
着され基礎枠の隅部から正方形の中心に向かって斜め上
方に延びるように設けられ上面、底面、側面を有する４
本の支持桁と、隣接する支持桁と基礎枠とのなす三角形
の枠空間を覆うように取付けられる４枚の透明光とを含
み、透明板が基礎枠を含む面に対してなす傾斜角をΦと
して、４本の支持桁の中心側の先端部は隣接する支持桁
の２等分面に沿うように切断されており、支持桁の先端
部は切断部が互いにほぼ接触する状態で連結されてお
り、支持桁の底面は中央で窪むように左右の２平面が中
央で交差する凹面形状であって左右２平面のなす角度Ψ
がｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝であるようにしたことを特徴
とする。
【００２３】
【作用】支持桁の切断の困難を、支持桁底面の２平面交
差凹面構造によって解決することができる。図８によっ
て説明したように、４本の支持桁を斜めにとりつけ、先
端を１３５°の角度で（上からみて）切断する構造は切
断の困難があって簡単には作れない。側面Ｂと切断面Ｗ
が１３５°であるのは仕方がない。これは４本の支持桁
を中央で接合するのであるからどうしてもこうなる。と
ころが、底面Ｄは少し事情が異なる。底面Ｄが上面Ａと
同じように単なる平坦面であれば、Ｄ即ちＡとＷのなす
角度が、６６°である（Φ＝４５°）ことは先に段落０
０１９で述べた。交角が６６°であると面Ｗを切ること
ができない。しかし、底面Ｄを２４°分だけ傾けること
ができれば、底面Ｄと切断面Ｗとを直角にすることがで
きよう。そうすれば上下動する（或いは水平動する）鋸
板によって切断面Ｗを切ることができる。
差凹面構造によって解決することができる。図８によっ
て説明したように、４本の支持桁を斜めにとりつけ、先
端を１３５°の角度で（上からみて）切断する構造は切
断の困難があって簡単には作れない。側面Ｂと切断面Ｗ
が１３５°であるのは仕方がない。これは４本の支持桁
を中央で接合するのであるからどうしてもこうなる。と
ころが、底面Ｄは少し事情が異なる。底面Ｄが上面Ａと
同じように単なる平坦面であれば、Ｄ即ちＡとＷのなす
角度が、６６°である（Φ＝４５°）ことは先に段落０
０１９で述べた。交角が６６°であると面Ｗを切ること
ができない。しかし、底面Ｄを２４°分だけ傾けること
ができれば、底面Ｄと切断面Ｗとを直角にすることがで
きよう。そうすれば上下動する（或いは水平動する）鋸
板によって切断面Ｗを切ることができる。
【００２４】ところが切断面Ｗは左右両側に２面ある。
２面は互いに９０°をなす面である。底面に傾斜をつけ
て一方の切断面Ｗ1 と９０°をなすようにしても、もう
一方の切断面Ｗ2 と９０°をなすようにすることができ
ない。Ｗ1 とＷ2 の両方に直交する面は基礎枠の作る水
平面だけである。このような面は支持桁の長手方向に平
行でないので作ることができない。底面を変形してでき
る面は当然長手方向に不変でなければならない。支持桁
は押出し成型するからである。
２面は互いに９０°をなす面である。底面に傾斜をつけ
て一方の切断面Ｗ1 と９０°をなすようにしても、もう
一方の切断面Ｗ2 と９０°をなすようにすることができ
ない。Ｗ1 とＷ2 の両方に直交する面は基礎枠の作る水
平面だけである。このような面は支持桁の長手方向に平
行でないので作ることができない。底面を変形してでき
る面は当然長手方向に不変でなければならない。支持桁
は押出し成型するからである。
【００２５】それで左右の切断面Ｗ1 ，Ｗ2 のそれぞれ
に直角な２面を底面に形成することができれば、これら
の面Ｄ1 ，Ｄ2 によってＷ1 ，Ｗ2 を切り出すことがで
きる。
に直角な２面を底面に形成することができれば、これら
の面Ｄ1 ，Ｄ2 によってＷ1 ，Ｗ2 を切り出すことがで
きる。
【００２６】底面Ｄが、２平面Ｄ1 Ｄ2 に分割されてお
り全体として凹面状であるとする。そしてＤ1 とＷ1 と
は垂直、Ｄ2 とＷ2 とは垂直となるにはどうあればよい
のか？図９は支持桁の配置を示す略図である。底面の中
心線をＥＦとし、Ｆ点で基礎枠に接するものとする。Ｅ
点が中央での合一点である。切断面Ｗ1 は四角形である
が、これをＥＬＴＳとする。
り全体として凹面状であるとする。そしてＤ1 とＷ1 と
は垂直、Ｄ2 とＷ2 とは垂直となるにはどうあればよい
のか？図９は支持桁の配置を示す略図である。底面の中
心線をＥＦとし、Ｆ点で基礎枠に接するものとする。Ｅ
点が中央での合一点である。切断面Ｗ1 は四角形である
が、これをＥＬＴＳとする。
【００２７】半底面Ｄ1 は、当然のことであるが、中心
線ＥＦを含まなくてはならない。そして半底面Ｄ1 は切
断面Ｗ1 に直交しなければならない。ところで切断面Ｗ
1 というのは、この図ではｘｚ面である。図８、図９
は、基礎枠に平行になるようｘ，ｙ軸を取っており、４
つの支持桁は、ｘ、ｙの正負の軸に対して４５°の角度
をなす。そしてｚ軸上の一点で４つの支持桁が合体して
いる。隣接する支持桁の２等分面で、支持桁の先端を切
れば、ぴったりと先端部が対応する。２等分面というの
はｘｚ面、ｙｚ面に他ならない。であるから、切断面Ｗ
1 はｘｚ面で、Ｗ 2 はｙｚ面なのである。
線ＥＦを含まなくてはならない。そして半底面Ｄ1 は切
断面Ｗ1 に直交しなければならない。ところで切断面Ｗ
1 というのは、この図ではｘｚ面である。図８、図９
は、基礎枠に平行になるようｘ，ｙ軸を取っており、４
つの支持桁は、ｘ、ｙの正負の軸に対して４５°の角度
をなす。そしてｚ軸上の一点で４つの支持桁が合体して
いる。隣接する支持桁の２等分面で、支持桁の先端を切
れば、ぴったりと先端部が対応する。２等分面というの
はｘｚ面、ｙｚ面に他ならない。であるから、切断面Ｗ
1 はｘｚ面で、Ｗ 2 はｙｚ面なのである。
【００２８】すると斜めの中心線ＥＦを含みｘｚ面に直
角な面は何か？ということになる。点Ｆよりｘ軸に下ろ
した垂線の脚をＧとする。そのような面はＥＧＦ面に他
ならない。ＥＧＦ面こそが、中心線ＥＦを含みｘｚ面に
直交する唯一の面である。
角な面は何か？ということになる。点Ｆよりｘ軸に下ろ
した垂線の脚をＧとする。そのような面はＥＧＦ面に他
ならない。ＥＧＦ面こそが、中心線ＥＦを含みｘｚ面に
直交する唯一の面である。
【００２９】点Ｆよりｙ軸に下ろした垂線の脚をＨとす
る。中心線ＥＦを含みｙｚ面に直角な面は何か？それは
ＥＦＨ面である。
る。中心線ＥＦを含みｙｚ面に直角な面は何か？それは
ＥＦＨ面である。
【００３０】であるから、支持桁の底面Ｄは２分割して
Ｄ1 ，Ｄ2 とした時、これらがＥＧＦ面、ＥＦＨ面の一
部であるようにすれば、Ｄ1 とＷ1 とは垂直、Ｄ2 とＷ
2 とは垂直という面が得られるのである。支持桁は左右
対称であるので、この面Ｄ1，Ｄ2 を決定するには、こ
れらの面のなす角Ψを決定すればよい。
Ｄ1 ，Ｄ2 とした時、これらがＥＧＦ面、ＥＦＨ面の一
部であるようにすれば、Ｄ1 とＷ1 とは垂直、Ｄ2 とＷ
2 とは垂直という面が得られるのである。支持桁は左右
対称であるので、この面Ｄ1，Ｄ2 を決定するには、こ
れらの面のなす角Ψを決定すればよい。
【００３１】ところが透明体（ガラス板）の水平となす
角がΦであるので（Φは屋根の傾斜角）、φ＝４５°
（正方形基礎枠）のとき、面ＥＧＦのｘｙ面に対する傾
きΦも、面ＥＦＨのｘｙ面に対する傾きも同じでΦであ
る。
角がΦであるので（Φは屋根の傾斜角）、φ＝４５°
（正方形基礎枠）のとき、面ＥＧＦのｘｙ面に対する傾
きΦも、面ＥＦＨのｘｙ面に対する傾きも同じでΦであ
る。
【００３２】すると面ＥＧＦに立てた法線のベクトル
は、（ｓｉｎΦ，０，ｃｏｓΦ）となる。面ＥＦＨに立
てた法線のベクトルは（０，ｓｉｎΦ，ｃｏｓΦ）とな
る。一般に２面の交角は、法線ベクトルのなす角に等し
い。法線ベクトルのなす角は、単位法線ベクトルの内積
に等しい。従って、面ＥＦＨと面ＥＧＦのなす角Ψはｃ
ｏｓΨ＝ｃｏｓ2 Φによって与えられる。つまり底面の
２分割面Ｄ1 ，Ｄ2 の交角Ψは、 Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝ （１） によって与えられる。こうすれば、Ｄ1 とＷ1 とは垂
直、Ｄ2 とＷ2 とは垂直となるから、鋸板によりＷ1 ，
Ｗ2 を切ることができる。
は、（ｓｉｎΦ，０，ｃｏｓΦ）となる。面ＥＦＨに立
てた法線のベクトルは（０，ｓｉｎΦ，ｃｏｓΦ）とな
る。一般に２面の交角は、法線ベクトルのなす角に等し
い。法線ベクトルのなす角は、単位法線ベクトルの内積
に等しい。従って、面ＥＦＨと面ＥＧＦのなす角Ψはｃ
ｏｓΨ＝ｃｏｓ2 Φによって与えられる。つまり底面の
２分割面Ｄ1 ，Ｄ2 の交角Ψは、 Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝ （１） によって与えられる。こうすれば、Ｄ1 とＷ1 とは垂
直、Ｄ2 とＷ2 とは垂直となるから、鋸板によりＷ1 ，
Ｗ2 を切ることができる。
【００３３】屋根の傾斜角が４５°の場合、（Φ＝４５
°）Ψ′＝１２０°となる。屋根の傾斜角が３０°の場
合は、Ψ′＝１３８．６°となる。その他任意の角度Φ
に対してΨを求めることができる。Φ＝４０°であれば
１２５°である。Φ＝３５°であれば１３２°である。
ただし２平面のなす角という場合、同じ方向にベクトル
を立ててその交角で定着するから、（１）式の場合、鋭
角（９０°以下）が求められる。連続した凹面Ｄ1 ，Ｄ
2 と見てこの挟角をΨ′として、これを求めるには１８
０°からΨを引いて、Ψ′＝１８０°−Ψとして求めら
れる。
°）Ψ′＝１２０°となる。屋根の傾斜角が３０°の場
合は、Ψ′＝１３８．６°となる。その他任意の角度Φ
に対してΨを求めることができる。Φ＝４０°であれば
１２５°である。Φ＝３５°であれば１３２°である。
ただし２平面のなす角という場合、同じ方向にベクトル
を立ててその交角で定着するから、（１）式の場合、鋭
角（９０°以下）が求められる。連続した凹面Ｄ1 ，Ｄ
2 と見てこの挟角をΨ′として、これを求めるには１８
０°からΨを引いて、Ψ′＝１８０°−Ψとして求めら
れる。
【００３４】以上の説明は正四角錐の天窓の場合であ
り、基礎枠が正方形の場合である。本発明がこのような
場合に限られないのはもちろんである。
り、基礎枠が正方形の場合である。本発明がこのような
場合に限られないのはもちろんである。
【００３５】基礎枠が長方形の場合を述べる。図９にお
いてφが４５°でない。この場合、屋根の傾斜角が２つ
になる。ＥＧとＧＯとの角＝Φ、ＥＨとＨＯとの角＝Φ
2 となりΦが２つの値をとる。基礎枠の長さの比はｔａ
ｎΦ2 ：ｔａｎΦ1 である。この場合、支持桁の底面Ｄ
1 ，Ｄ2 のなす角Ψは Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓΦ1 ｃｏｓΦ2 ｝ （２） によって求められる。これも簡単なベクトルの計算によ
って容易に分かる。凹面のなす角Ψ′は１８０°からΨ
を引いて求める。たとえばΦ1 ＝３０°、Φ2 ＝３５°
であれば、基礎枠の比は１：０．８２であり、Ψ′＝１
３５°である。
いてφが４５°でない。この場合、屋根の傾斜角が２つ
になる。ＥＧとＧＯとの角＝Φ、ＥＨとＨＯとの角＝Φ
2 となりΦが２つの値をとる。基礎枠の長さの比はｔａ
ｎΦ2 ：ｔａｎΦ1 である。この場合、支持桁の底面Ｄ
1 ，Ｄ2 のなす角Ψは Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓΦ1 ｃｏｓΦ2 ｝ （２） によって求められる。これも簡単なベクトルの計算によ
って容易に分かる。凹面のなす角Ψ′は１８０°からΨ
を引いて求める。たとえばΦ1 ＝３０°、Φ2 ＝３５°
であれば、基礎枠の比は１：０．８２であり、Ψ′＝１
３５°である。
【００３６】図９では上面が平坦であるとしている。し
かし、上面Ａも中心で２分割Ａ1 ，Ａ2 してこれらがＤ
1 ，Ｄ2 とそれぞれ平行面になるようにしてもよい。こ
うすると、ガラスを置く時にガラス面とＡ1 ，Ａ2 面と
が平行になる。コーキング材（ライナ、パッキン）が単
純な矩形断面をもつものでよいということになる。これ
を図１０に示す。これはＡ1 とＤ1 とは平行、Ａ2 とＤ
2 とは平行とするのでパッキン材のとりつけ、形状など
を容易にするだけである。もちろんＡ1 とＷ1とは垂
直、Ａ2 とＷ2 とは垂直となるので、Ａ1 ，Ａ2 を鋸盤
の基盤に当てるということも考えらはれるが、凹面の方
が安定するので、実際にはありえない。
かし、上面Ａも中心で２分割Ａ1 ，Ａ2 してこれらがＤ
1 ，Ｄ2 とそれぞれ平行面になるようにしてもよい。こ
うすると、ガラスを置く時にガラス面とＡ1 ，Ａ2 面と
が平行になる。コーキング材（ライナ、パッキン）が単
純な矩形断面をもつものでよいということになる。これ
を図１０に示す。これはＡ1 とＤ1 とは平行、Ａ2 とＤ
2 とは平行とするのでパッキン材のとりつけ、形状など
を容易にするだけである。もちろんＡ1 とＷ1とは垂
直、Ａ2 とＷ2 とは垂直となるので、Ａ1 ，Ａ2 を鋸盤
の基盤に当てるということも考えらはれるが、凹面の方
が安定するので、実際にはありえない。
【００３７】本発明は四角錐の天窓に限定されるもので
はない。三角錐、五角錐、六角錐、七角錐、八角錐など
任意の偶数のものに適用することができる。正ｎ角錐の
場合を考える。図１１は正ｎ角錐の概略図である。基礎
枠はｎ本ある。回転中心軸から基礎枠を見込む角は２π
／ｎである。屋根の傾斜角をΦとする。ｍ番目の屋根
（透明板）の中心軸まわりの角度をφｍとする。ｍ番目
の屋根に立てた単位法線ベクトルは（ｃｏｓφm ｓｉｎ
Φ、ｓｉｎΦm ｓｉｎΦ、ｃｏｓΦ）である。ｍ番目と
（ｍ＋１）番目の法線ベクトルのなす角Ψはこれらの内
積によって与えられるので、 ｃｏｓΨ＝（ｃｏｓφm ｃｏｓφm ＋1 ＋ｓｉｎφm ｓｉｎφm ＋1 ） ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （３） ＝ｃｏｓ（φm −φm ＋1 ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （４） ＝ｃｏｓ（２π／ｎ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （５） となるので、 Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓ（２π／ｎ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ｝ （６） によって求める。１８０°からΨを引いて凹面のなす角
がわかる。Φ＝３０°の六角錐（ｎ＝６）の場合は、
Ψ′＝１５１°である。
はない。三角錐、五角錐、六角錐、七角錐、八角錐など
任意の偶数のものに適用することができる。正ｎ角錐の
場合を考える。図１１は正ｎ角錐の概略図である。基礎
枠はｎ本ある。回転中心軸から基礎枠を見込む角は２π
／ｎである。屋根の傾斜角をΦとする。ｍ番目の屋根
（透明板）の中心軸まわりの角度をφｍとする。ｍ番目
の屋根に立てた単位法線ベクトルは（ｃｏｓφm ｓｉｎ
Φ、ｓｉｎΦm ｓｉｎΦ、ｃｏｓΦ）である。ｍ番目と
（ｍ＋１）番目の法線ベクトルのなす角Ψはこれらの内
積によって与えられるので、 ｃｏｓΨ＝（ｃｏｓφm ｃｏｓφm ＋1 ＋ｓｉｎφm ｓｉｎφm ＋1 ） ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （３） ＝ｃｏｓ（φm −φm ＋1 ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （４） ＝ｃｏｓ（２π／ｎ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ （５） となるので、 Ψ＝ｃｏｓ-1｛ｃｏｓ（２π／ｎ）ｓｉｎ2 Φ＋ｃｏｓ2 Φ｝ （６） によって求める。１８０°からΨを引いて凹面のなす角
がわかる。Φ＝３０°の六角錐（ｎ＝６）の場合は、
Ψ′＝１５１°である。
【００３８】
【実施例】図１は天窓の概略斜視図である。これは正四
角錐天窓の例である。正方形に組合わせた基礎枠１の隅
部に、４本の支持桁２の一端が斜めに取付けられてい
る。
角錐天窓の例である。正方形に組合わせた基礎枠１の隅
部に、４本の支持桁２の一端が斜めに取付けられてい
る。
【００３９】支持桁２は中心方向斜上方に延び中央で一
体に結合される。結合部には連結金具のようなものを介
在させない。直接に先端部を突き合わせて固定する。支
持桁２と基礎枠１が作る三角形の部分に天窓ガラス３を
取付ける。４本の支持桁２を突き合わせた天頂部は４角
傘形のトップカバー４によって覆っている。
体に結合される。結合部には連結金具のようなものを介
在させない。直接に先端部を突き合わせて固定する。支
持桁２と基礎枠１が作る三角形の部分に天窓ガラス３を
取付ける。４本の支持桁２を突き合わせた天頂部は４角
傘形のトップカバー４によって覆っている。
【００４０】本発明の最も特徴的な部分は支持桁の形状
にある。図２は支持桁の断面図の例である。これはアル
ミニウム押出し成形などで作られるので、断面状が長手
方向に同一である。これは上面Ａ1 ，Ａ2 側面Ｂ、底面
Ｄ1 ，Ｄ2 を有する型材である。側面Ｂは単に平行２側
面である。しかし底面が単なる平坦面ではなく、内側に
折曲る折線ＬＭＮの断面を持つ面となっている。２平面
の組合わせである。左右の分割平面をＤ1 ，Ｄ2 とす
る。Ｄ1 面は辺ＬＭの部分を、Ｄ2 面は辺ＭＮの部分を
意味する。この支持桁は屋根の傾斜角がΦ＝４５°の場
合のものである。本発明の思想に従って、底面Ｄ1 ，Ｄ
2 のなす角がΨ′＝１２０°となっている。
にある。図２は支持桁の断面図の例である。これはアル
ミニウム押出し成形などで作られるので、断面状が長手
方向に同一である。これは上面Ａ1 ，Ａ2 側面Ｂ、底面
Ｄ1 ，Ｄ2 を有する型材である。側面Ｂは単に平行２側
面である。しかし底面が単なる平坦面ではなく、内側に
折曲る折線ＬＭＮの断面を持つ面となっている。２平面
の組合わせである。左右の分割平面をＤ1 ，Ｄ2 とす
る。Ｄ1 面は辺ＬＭの部分を、Ｄ2 面は辺ＭＮの部分を
意味する。この支持桁は屋根の傾斜角がΦ＝４５°の場
合のものである。本発明の思想に従って、底面Ｄ1 ，Ｄ
2 のなす角がΨ′＝１２０°となっている。
【００４１】Ｄ1 面、Ｄ2 面を鋸盤の基盤に当てて半分
の切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切り出すことができる。
の切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切り出すことができる。
【００４２】上面Ａは平坦であってもよいのであるが、
この例では、２分割し、Ａ1 ，Ａ2面となっている。Ａ
1 ，Ａ2 面の傾斜はＤ1 ，Ｄ2 面と等しくしている。Ａ
1 とＤ1 とは平行、Ａ2 とＤ2 とは平行である。このよ
うにすると、面Ａ1 ，Ａ2 がガラス面と平行になるので
ガラスライナが単純な矩形断面をもつもので良いことに
なる。もしも上面Ａを平坦にすると、３０°の傾斜を有
する断面形状のガラスライナが必要である。本発明にお
いては上面Ａの傾斜角は任意である。この例では上面の
水平に対する傾斜をΨ／２とするのはガラス面と平行に
するためであって、ここが平行でなければならないとい
うことはない。ガラスライナの選択により任意の傾斜の
上面を採用することができる。
この例では、２分割し、Ａ1 ，Ａ2面となっている。Ａ
1 ，Ａ2 面の傾斜はＤ1 ，Ｄ2 面と等しくしている。Ａ
1 とＤ1 とは平行、Ａ2 とＤ2 とは平行である。このよ
うにすると、面Ａ1 ，Ａ2 がガラス面と平行になるので
ガラスライナが単純な矩形断面をもつもので良いことに
なる。もしも上面Ａを平坦にすると、３０°の傾斜を有
する断面形状のガラスライナが必要である。本発明にお
いては上面Ａの傾斜角は任意である。この例では上面の
水平に対する傾斜をΨ／２とするのはガラス面と平行に
するためであって、ここが平行でなければならないとい
うことはない。ガラスライナの選択により任意の傾斜の
上面を採用することができる。
【００４３】また上面は中央に長溝Ｑを持つ。これは後
に述べるように押え板を固定するためのものである。で
あるから上面は厳密にはＡ1 ，Ｑ，Ａ2 の３面に分割さ
れているのである。Ａ1 ，Ａ2 面の突条Ｒはライナを止
めるためのものである。
に述べるように押え板を固定するためのものである。で
あるから上面は厳密にはＡ1 ，Ｑ，Ａ2 の３面に分割さ
れているのである。Ａ1 ，Ａ2 面の突条Ｒはライナを止
めるためのものである。
【００４４】屋根の傾斜角Φの函数として、底面の傾斜
角Ψ／２が変化する。つまり底面の開き角Ψ′＝１８０
°−Ψも変わる。図３は屋根の傾斜角が３０°の場合の
支持桁の断面図である。この例では底面Ｄ1 ，Ｄ2 の傾
斜角Ψ／２は２０．７°であり、２面Ｄ1 ，Ｄ2 の開き
角Ψは１３８．６°である。上面は平坦面であってもよ
いのであるが、この例もＡ1 ，Ｑ，Ａ2 に分割され、Ａ
1 とＤ1 とは平行、Ａ 2 とＤ2 とは平行となるようにな
っている。
角Ψ／２が変化する。つまり底面の開き角Ψ′＝１８０
°−Ψも変わる。図３は屋根の傾斜角が３０°の場合の
支持桁の断面図である。この例では底面Ｄ1 ，Ｄ2 の傾
斜角Ψ／２は２０．７°であり、２面Ｄ1 ，Ｄ2 の開き
角Ψは１３８．６°である。上面は平坦面であってもよ
いのであるが、この例もＡ1 ，Ｑ，Ａ2 に分割され、Ａ
1 とＤ1 とは平行、Ａ 2 とＤ2 とは平行となるようにな
っている。
【００４５】ここに記したものはΦ＝４５°、３０°の
２つの場合だけである。しかし、先述のように、底面の
傾斜を与える角Ψはｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝に与えられ
るので任意のΦに対して、支持桁の傾きを求めるのは容
易である。
２つの場合だけである。しかし、先述のように、底面の
傾斜を与える角Ψはｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝に与えられ
るので任意のΦに対して、支持桁の傾きを求めるのは容
易である。
【００４６】しかしながら支持桁の断面形状は本発明の
特長の全てを表しているわけではない。むしろ本発明の
特長は、支持桁の先端を平面図で見て１３５°の角度で
切断しえたというところにある。平面図で見て、という
のは、支持桁は斜めであるがこれを基礎面を含む水平面
に投影して、という意味である。
特長の全てを表しているわけではない。むしろ本発明の
特長は、支持桁の先端を平面図で見て１３５°の角度で
切断しえたというところにある。平面図で見て、という
のは、支持桁は斜めであるがこれを基礎面を含む水平面
に投影して、という意味である。
【００４７】図４は支持桁４本を中心部で結合する直前
の状態を示す分解斜視図である。支持桁４の先端は１３
５°の切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を有する。向かって左の切断面
をＷ 1 、右の切断をＷ2 とする。支持桁に番号ｋを付け
てそれらの切断面をＷ1k ,Ｗ 2kとすると、Ｗ2kとＷ1k＋
1 （ｋ＝１，２，３，４）との面が対向接近し、あるい
は接触するように配置される。つまり、従来例で説明し
たような四形の連結金具なしで直接にこれらの部材を連
結するのである。このように４本の支持桁を連結した場
合、切断面Ｗ1 ，Ｗ2 は常に隣接する支持桁の２等分面
に平行になる。逆に隣接する支持桁の２等分面に平行に
なるように支持桁を切断するといっても良い。
の状態を示す分解斜視図である。支持桁４の先端は１３
５°の切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を有する。向かって左の切断面
をＷ 1 、右の切断をＷ2 とする。支持桁に番号ｋを付け
てそれらの切断面をＷ1k ,Ｗ 2kとすると、Ｗ2kとＷ1k＋
1 （ｋ＝１，２，３，４）との面が対向接近し、あるい
は接触するように配置される。つまり、従来例で説明し
たような四形の連結金具なしで直接にこれらの部材を連
結するのである。このように４本の支持桁を連結した場
合、切断面Ｗ1 ，Ｗ2 は常に隣接する支持桁の２等分面
に平行になる。逆に隣接する支持桁の２等分面に平行に
なるように支持桁を切断するといっても良い。
【００４８】ここで２つの半直線（頂点を共有する）の
２等分面というのは、その面内の任意の点から半直線へ
下ろした垂線の長さが常に等しい面として定義される。
２等分面というのは、その面内の任意の点から半直線へ
下ろした垂線の長さが常に等しい面として定義される。
【００４９】これらの支持桁の任意の隣接する２つは、
翼形金具５によって結合される。翼形金具５は単純なＬ
形の金具と少し違う。直角に折曲げた２片からなるが、
この片が折曲げ軸に対して直角ではなく屋根の傾角Φに
よって決まる支持桁の傾角Θだけ傾いている。４角錐の
場合ｔａｎΘ＝ｔａｎΦ／√2 という関係があり、屋根
の傾斜Φが４５°のときΘ＝３５°、Φが３０°のとき
Θ＝２２°である。
翼形金具５によって結合される。翼形金具５は単純なＬ
形の金具と少し違う。直角に折曲げた２片からなるが、
この片が折曲げ軸に対して直角ではなく屋根の傾角Φに
よって決まる支持桁の傾角Θだけ傾いている。４角錐の
場合ｔａｎΘ＝ｔａｎΦ／√2 という関係があり、屋根
の傾斜Φが４５°のときΘ＝３５°、Φが３０°のとき
Θ＝２２°である。
【００５０】この例はΦ＝４５°、Θ＝３５°の例であ
る。４つの等価な翼形金具５が図示されているが、その
開き角が随分と違うように見える。これは折曲げ片が軸
に対して下方に３５°傾いているためである。遠い方の
翼形金具５は、折曲りの凸部の方から眺め、近い方の翼
形金具５は折曲りの凹部の方から眺めることになるので
このように開き角が違うように見えている。しかし同じ
物である。
る。４つの等価な翼形金具５が図示されているが、その
開き角が随分と違うように見える。これは折曲げ片が軸
に対して下方に３５°傾いているためである。遠い方の
翼形金具５は、折曲りの凸部の方から眺め、近い方の翼
形金具５は折曲りの凹部の方から眺めることになるので
このように開き角が違うように見えている。しかし同じ
物である。
【００５１】翼形金具５には螺穴６が穿孔されている。
支持桁２の側面には対応する位置に通し穴７が穿孔され
る。翼形金具５を支持桁２の側内面に当て、ビス８を通
し穴７から差入れ、螺穴６に螺着するのである。
支持桁２の側面には対応する位置に通し穴７が穿孔され
る。翼形金具５を支持桁２の側内面に当て、ビス８を通
し穴７から差入れ、螺穴６に螺着するのである。
【００５２】支持桁の結合状態の断面図を図５と図６に
示す。図５は支持桁の中心線を含む面で切断したもので
ある。これは２等分面の方向をｘｙ、ｙｚ面とする座標
系ではｘ＝ｙ式はｘ＝−ｙという面で切断したもので軸
方向はｘ（上バー付きｘ）ｙ，ｘｙ（上バー付きｙ）と
して示している。この断面には支持桁の内部構造が現れ
る。翼形金具５とビス８によって支持桁２が固定された
状態がよく分かる。また支持桁２の底辺の断面に応じ
て、稜線Ｌ1 Ｌ2 が右方の支持桁に、稜線Ｎ1 Ｎ 2 が左
方の支持桁に現れる。断面線は中心線に沿うものでＭ1
Ｍ2 、Ｍ1 Ｍ3 である。中央の支持桁において底面の中
心線Ｍ1 Ｍ4 が見えるがこれは、稜線Ｎ1Ｎ3 ，Ｌ1 Ｌ
3 よりも奥にある線である。
示す。図５は支持桁の中心線を含む面で切断したもので
ある。これは２等分面の方向をｘｙ、ｙｚ面とする座標
系ではｘ＝ｙ式はｘ＝−ｙという面で切断したもので軸
方向はｘ（上バー付きｘ）ｙ，ｘｙ（上バー付きｙ）と
して示している。この断面には支持桁の内部構造が現れ
る。翼形金具５とビス８によって支持桁２が固定された
状態がよく分かる。また支持桁２の底辺の断面に応じ
て、稜線Ｌ1 Ｌ2 が右方の支持桁に、稜線Ｎ1 Ｎ 2 が左
方の支持桁に現れる。断面線は中心線に沿うものでＭ1
Ｍ2 、Ｍ1 Ｍ3 である。中央の支持桁において底面の中
心線Ｍ1 Ｍ4 が見えるがこれは、稜線Ｎ1Ｎ3 ，Ｌ1 Ｌ
3 よりも奥にある線である。
【００５３】接合部線Ｍ1 Ｎ1 ，Ｍ1 Ｌ1 が見えるの
は、底面が凹面になっているからである。
は、底面が凹面になっているからである。
【００５４】図６は隣接する２つの支持桁の結合部を示
す斜視図である。これは切断面Ｗ1，Ｗ2 を明らかに示
している。切断面Ｗ1 ，Ｗ2 は面一（つらいち）になっ
ている。これは少し前傾した状態を描いている。
す斜視図である。これは切断面Ｗ1，Ｗ2 を明らかに示
している。切断面Ｗ1 ，Ｗ2 は面一（つらいち）になっ
ている。これは少し前傾した状態を描いている。
【００５５】図７はガラスを取付けた状態での支持桁に
直角に切った断面図である。透明体としてはガラス、プ
ラスチックなど光をいくらかでも通しうるものを使用す
る。完全に透明である必要はない。支持桁２の上面
Ａ1 ，Ａ2 には長手方向に延びるガラスライニング９が
取付けられる。ガラスライニング９の断面形状は単純な
長手方向である。これは上面Ａ1 ，Ａ2 がガラス面と平
行になるように傾斜がついているからである。もちろん
上面を側面Ｂに直角な面として、くさび型断面のガラス
ライニング９を用いてもよい。板状のガラス３の端を、
ガラスライニング９に載せる。への字型断面の押え板１
１は下面端に長手方向に沿ってパッキン材１０を取付け
てある。この押え板１１によってガラス板３の上端縁を
押える。パッキン材１０の外側にはシール材１２を充填
し、ごみ、雨水の浸入を防ぐ。押え板１１の上にはへの
字型断面のカバー板１３を嵌込んで止める。押え板１１
は長いボルト１４を、溝Ｑのボルト穴１５に螺込むこと
により、支持桁に対して固定する。押え板１１は中央に
溝１６を有する。カバー板１３は中央下方に下向きの一
対の爪１７を有する。爪１７を溝１６に嵌込むことによ
りカバー板１３が抜け止めされる。
直角に切った断面図である。透明体としてはガラス、プ
ラスチックなど光をいくらかでも通しうるものを使用す
る。完全に透明である必要はない。支持桁２の上面
Ａ1 ，Ａ2 には長手方向に延びるガラスライニング９が
取付けられる。ガラスライニング９の断面形状は単純な
長手方向である。これは上面Ａ1 ，Ａ2 がガラス面と平
行になるように傾斜がついているからである。もちろん
上面を側面Ｂに直角な面として、くさび型断面のガラス
ライニング９を用いてもよい。板状のガラス３の端を、
ガラスライニング９に載せる。への字型断面の押え板１
１は下面端に長手方向に沿ってパッキン材１０を取付け
てある。この押え板１１によってガラス板３の上端縁を
押える。パッキン材１０の外側にはシール材１２を充填
し、ごみ、雨水の浸入を防ぐ。押え板１１の上にはへの
字型断面のカバー板１３を嵌込んで止める。押え板１１
は長いボルト１４を、溝Ｑのボルト穴１５に螺込むこと
により、支持桁に対して固定する。押え板１１は中央に
溝１６を有する。カバー板１３は中央下方に下向きの一
対の爪１７を有する。爪１７を溝１６に嵌込むことによ
りカバー板１３が抜け止めされる。
【００５６】本発明で最も重要なことは、底面Ｄ1 ，Ｄ
2 をｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝の角をなす２面としたこと
により、上下動、水平動する鋸（回転鋸刃）によって切
断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切ることができるということである。
図１２は切断の状態を示す略図である。水平の基盤の端
に、支持桁材の一方めの傾斜底面Ｄ1 を当てがう。する
と、水平面と切り出すべき切断面Ｗ1 が直交する関係に
なる。鋸の刃は鉛直面に平行であり、水平面とは直角で
ある。そこで鋸の刃面と支持桁材が４５°をなすように
方向を決める。たの状態で鋸刃を上下にあるいは水平に
動かして一方の切断面Ｗ1 を切ることができる。
2 をｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝の角をなす２面としたこと
により、上下動、水平動する鋸（回転鋸刃）によって切
断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切ることができるということである。
図１２は切断の状態を示す略図である。水平の基盤の端
に、支持桁材の一方めの傾斜底面Ｄ1 を当てがう。する
と、水平面と切り出すべき切断面Ｗ1 が直交する関係に
なる。鋸の刃は鉛直面に平行であり、水平面とは直角で
ある。そこで鋸の刃面と支持桁材が４５°をなすように
方向を決める。たの状態で鋸刃を上下にあるいは水平に
動かして一方の切断面Ｗ1 を切ることができる。
【００５７】次に切断されたものについて他方の切断面
Ｗ2 を切る。この場合は底面Ｄ2 を基盤に当てがう。方
向の設定も先程の工程と９０°異なる。
Ｗ2 を切る。この場合は底面Ｄ2 を基盤に当てがう。方
向の設定も先程の工程と９０°異なる。
【００５８】
【発明の効果】支持桁の底面を２分割し傾斜面としたの
で、この傾斜面を利用して、側面と１３５°の角をなし
屋根の傾斜角だけ傾いた面を切断することができるよう
になった。このような対称な切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切り出
すことができるので、４つの支持桁を直接に（連結金具
なしで）連結することができる。
で、この傾斜面を利用して、側面と１３５°の角をなし
屋根の傾斜角だけ傾いた面を切断することができるよう
になった。このような対称な切断面Ｗ1 ，Ｗ2 を切り出
すことができるので、４つの支持桁を直接に（連結金具
なしで）連結することができる。
【００５９】連結金具がなくて、４本の支持桁が最後ま
で延びて一体に結合されるので、室内から天窓を見上げ
た時の美観が優れている。底面が平坦でなく２分割面で
あるがこれも単なる棒材よりもより意匠的に好ましい。
で延びて一体に結合されるので、室内から天窓を見上げ
た時の美観が優れている。底面が平坦でなく２分割面で
あるがこれも単なる棒材よりもより意匠的に好ましい。
【００６０】なによりも、異形の連結金具を不要とする
ので部品点数を減らすことができる。連結金具の部品コ
ストを削減することができるのでより安価に天窓を作る
ことができる。
ので部品点数を減らすことができる。連結金具の部品コ
ストを削減することができるのでより安価に天窓を作る
ことができる。
【００６１】本発明は正方形基礎枠上の天窓に限らず、
長方形基礎枠上の天窓の支持桁にも適用することができ
る。また四角錐に限らず、正ｎ多角錐の場合にも適用す
ることができる。
長方形基礎枠上の天窓の支持桁にも適用することができ
る。また四角錐に限らず、正ｎ多角錐の場合にも適用す
ることができる。
【００６２】また支持桁と基礎枠とが三角形を形づくる
ので力学的により堅牢な構造になる。
ので力学的により堅牢な構造になる。
【図１】角錐形天窓の全体概略図である。
【図２】屋根の傾斜角が４５°である場合に本発明で用
いる支持桁の断面図である。
いる支持桁の断面図である。
【図３】屋根の傾斜角が３０°である場合に本発明で用
いる支持桁の断面図である。
いる支持桁の断面図である。
【図４】４本の支持桁の結合部の分解斜視図である。
【図５】支持桁の結合部の支持桁中心線を含む面で切っ
た断面図である。
た断面図である。
【図６】２本の支持桁の結合部を示す斜視図である。
【図７】ガラスを取付けた支持桁の断面図である。
【図８】支持桁の配置と切断面や各面との関係を示す座
標系斜視図である。
標系斜視図である。
【図９】本発明の思想に従い支持桁の底面を２分割傾斜
面した時の各面とのなす角を説明するための座標系斜視
図である。
面した時の各面とのなす角を説明するための座標系斜視
図である。
【図１０】支持桁の底面だけでなく上面も分割面として
傾斜面とした時の座標系斜視図である。
傾斜面とした時の座標系斜視図である。
【図１１】正ｎ角形の角錐体において隣接面のなす角を
求めるための斜視図である。
求めるための斜視図である。
【図１２】鋸板により切断面を切り出すことができるこ
とを示す斜視図である。
とを示す斜視図である。
１ 基礎枠 ２ 支持桁 ３ ガラス ４ トップカバー ５ 翼形金具 ６ 螺穴 ７ 通し穴 ８ ビス ９ ガラスライニング １０ パッキン材 １１ 押え板 １２ シール材 １３ カバー板 １４ ボルト １５ ボルト穴 １６ 溝 １７ 爪
Claims (4)
- 【請求項１】 正方形に組合された基礎枠と、基礎枠の
隅部に一端が固着され基礎枠の隅部から正方形の中心に
向かって斜め上方に延びるように設けられ上面、底面、
側面を有する４本の支持桁と、隣接する支持桁と基礎枠
とのなす三角形の枠空間を覆うように取付けられる４枚
の透明板とを含み、透明板が基礎枠を含む面に対してな
す傾斜角をΦとして、４本の支持桁の中心側の先端部は
隣接する支持桁の２等分面に沿うように切断されてお
り、支持桁の先端部は切断部が互いにほぼ接触する状態
で連結されており、支持桁の底面は中央で窪むように左
右の２平面が中央で交差する凹面形状であって左右２平
面のなす角度Ψがｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝であるように
したことを特徴とする角錐形天窓。 - 【請求項２】 支持桁の上面は左右の２平面を含みこれ
ら２平面のなす角度Ｘがｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ｝である
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載の角錐形天
窓。 - 【請求項３】 正ｎ角形に組合わされた基礎枠と、基礎
枠の隅部に一端が固着され基礎枠の隅部から正ｎ角形の
中心に向かって斜め上方に延びるように設けられ上面、
底面、側面を有するｎ本の支持桁と、隣接する支持桁と
基礎枠とのなす三角形の枠空間を覆うように取付けられ
るｎ枚の透明板とを含み、透明板が基礎枠を含む面に対
してなす傾斜角をΦとして、ｎ本の支持桁の中心側の先
端部は隣接する支持桁の２等分面に沿うように切断され
ており、支持桁の先端部は切断面が互いにほぼ接触する
状態で連結されており、支持桁の底面は中央で窪むよう
に左右の２平面が中央で交差する凹面形状であって左右
２平面のなす角Ψがｃｏｓ-1｛ｃｏｓ2 Φ＋ｃｏｓ（２
π／ｎ）ｓｉｎ-2 Φ｝であるようにしたことを特徴と
する角錐形天窓。 - 【請求項４】 長方形に組合された基礎枠と、基礎枠の
隅部に一端が固着され基礎枠の隅部から長方形の中心に
向かって斜め上方に延びるように設けられ上面、底面、
側面を有する４本の支持桁と、隣接する支持桁と基礎枠
とのなす三角形の枠空間を覆うように取付けられる４枚
の透明板とを含み、隣接する透明板が基礎枠を含む面に
対してなす傾斜角をΦ1 ，Φ2 として、４本の支持桁の
中心側の先端部は隣接する支持桁の２等分面に沿うよう
に切断されており、支持桁の先端部は切断面が互いほぼ
接触する状態で連結されており、支持桁の底面は中央で
窪むように左右の２平面が中央で交差する凹面形状であ
って左右２平面のなす角度Ψがｃｏｓ-1｛ｃｏｓΦ1 ｃ
ｏｓΦ2 ｝であるようにしたことを特徴とする角錐形天
窓。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702793A JP2503175B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 角錐形天窓 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702793A JP2503175B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 角錐形天窓 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212751A JPH06212751A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2503175B2 true JP2503175B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=11654564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP702793A Expired - Fee Related JP2503175B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 角錐形天窓 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503175B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9045905B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-02 | Bellwether Design Technologies, Llc | Skylight and method of fabricating the same |
| CN116498009B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-12-01 | 中建三局集团华南有限公司 | 一种可适应不同斜面交角的异形钢梁构造制作方法 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP702793A patent/JP2503175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06212751A (ja) | 1994-08-02 |
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Legal Events
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