JP3165943U - 金属断熱屋根用の天窓構造 - Google Patents

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栄一 土田
栄一 土田
谷村 明彦
明彦 谷村
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Abstract

【課題】天窓構造の設置に要する時間と手間を短縮し、さらに材料コストを削減して天窓構造全体の設置コストを減少でき、とくに金属断熱屋根に好適な天窓構造を提供する。【解決手段】窓板5と、窓板5を支持する窓枠構造6とで天窓4を構成し、屋根材2に固定した窓フレーム7で天窓4を支持する。窓フレーム7は、屋根材2に形成した窓開口3の開口周縁壁に固定される第1脚部21と、窓開口3に最も近い屋根材2のリブ壁12に固定される第2脚部22と、第1、第2の両脚部21・22をつなぐ窓受座23とを一体に備えている。窓枠構造6は、第1枠31と、第2枠32と、窓フレーム7に締結されて、第1枠31を窓受座23に固定する取付枠33などで構成する。窓受座23で支持した窓枠構造6を窓フレーム7に締結して、天窓4を屋根材2に固定する。【選択図】図1

Description

本考案は、金属断熱屋根用の天窓構造に関する。屋根材は、金属製の折板材の内面に発泡断熱層を固定して構成してある。
一般的な折板屋根用の天窓構造は、例えば特許文献1、2に公知である。特許文献1の天窓構造は、母屋に固定されるベース枠と、ベース枠上に固定される長尺の窓受フレームと、窓受フレームの間を一定間隔おきに橋絡する受枠と、窓受フレームに締結される長尺の押え枠と、板ガラスなどで構成してある。板ガラスは、その上下面が押え枠と受枠とで挟持されており、押え枠および窓受フレームの板ガラスとの接当部分にはそれぞれパッキンが配置してある。
特許文献2の天窓構造は、折板材の頂部に固定される複数の窓受フレームと、窓受フレームの間を橋絡する受枠と、窓受フレームに締結される長尺のキャップ体と、板ガラスなどで構成してある。特許文献1の天窓構造とは異なり、特許文献2の天窓構造ではキャップ体に張り出したシール腕にジッパーガスケットを装着し、ジッパーガスケットで板ガラスの側縁部分を支持している。また、タイトフレームを利用して天窓を折板材に固定するので、特許文献1の天窓構造において必須のべース枠を省略できる簡便さもある。ジッパーガスケットはパッキンを兼ねている。
本考案の天窓構造は金属断熱屋根を適用対象とするが、金属断熱屋根を構成する屋根材は例えば特許文献3に見ることができる。そこでは、鋼板を素材とする折板材の内面に、独立気泡性の発泡プラスチック材からなる断熱材を接着して屋根材を構成している。屋根材は母屋(屋根下地)に対してボルトで直接固定される。なお、市販されている屋根材の折板材は、多くの場合、ほぼ平坦なベース壁と台形状のリブ壁を交互に形成して形成してある。
特許第3333991号公報(段落番号0018〜0021、図2) 特許第3040733号公報(段落番号0007、図2) 特開平08−120838号公報(段落番号0008、図1)
特許文献1の天窓構造のように、母屋に設けたべース枠を基本構造にして、その上部に天窓を構築する工法(以下、単にベース組工法と言う。)は、縦葺き屋根、横葺き屋根、金属断熱屋根など、屋根構造の違いとは無関係に、あらゆる屋根に適用できる利点がある。必要があれば、ジッパーガスケットで板ガラスを支持する特許文献2の天窓構造を設置することもできる。しかし、母屋上にベース枠を設ける必要があるため、天窓構造を設置するのに多くの時間と手間が掛かり、設置コストが嵩むのを避けられない。また、縦葺き屋根における天窓の幅寸法が、折板材の働き幅の整数倍に制約される。
その点、特許文献2の天窓を構築する工法(以下、単に折板組工法と言う。)においては、窓受フレームを折板材の頂部に直接固定するので、ベース組工法において必須のべース枠を省略できる。したがって、天窓の設置に要する時間と手間を短縮し、さらに材料コストを削減して、天窓構造全体の設置コストを減少できる。しかし、適用対象が折板材で構成された縦葺き屋根に限定されるうえ、天窓の幅寸法が折板材の働き幅の整数倍に制約される。
上記のように、金属断熱屋根に天窓構造を設ける場合には、現状、ベース組工法の天窓構造を設置するしかないが、その設置コストが嵩む点に不満があった。因みに、金属断熱屋根は、省エネルギーの観点から断熱性能の高さが注目されており、その導入事例は一般的な折板材に比べて急速に拡大しつつある。さらに、昼間における照明器具の使用を抑制してエネルギー消費を削減できる点で、天窓付きの金属断熱屋根の普及も進んでいる。なお、天窓の殆どは専業メーカーによって製造されて既製品化されているが、その取り付け構造は屋根材の構造に応じて好適化する必要があるため、殆どの場合は屋根材のメーカー、あるいは金属断熱屋根の施工業者が独自に設計している。
本考案の目的は、天窓構造の設置に要する時間と手間を短縮し、さらに材料コストを削減して天窓構造全体の設置コストを減少できる、金属断熱屋根用の天窓構造を提供することにある。
本考案に係る天窓構造は、屋根材2で構築された金属断熱屋根に適用される。図3に示すように天窓4は、透明な窓板5と、窓板5を支持する窓枠構造6とで構成されて、屋根材2に固定した窓フレーム7で支持してある。窓フレーム7は、屋根材2に形成した窓開口3の開口周縁壁に固定される第1脚部21と、窓開口3から離れた屋根材2の上面に固定される第2脚部22と、第1、第2の両脚部21・22をつなぐ窓受座23とを一体に備えている。窓受座23で支持した窓枠構造6を窓フレーム7に締結して、天窓4を屋根材2に固定する。透明な窓板5とは、半透明の窓板5を含むこととする。
屋根材2の上面にリブ壁12を突設する。第2脚部22は、窓開口3に最も近い屋根材2のリブ壁12に固定する。
図1に示すように、天窓4の窓枠構造6は、窓板5の下面を支持する長尺の第1枠31と、第1枠31に締結されて、第1枠31と協同して窓板5を挟持する長尺の第2枠32と、窓フレーム7に締結されて、第1枠31を窓フレーム7と協同して窓受座23に固定する取付枠33とを含む。
図6に示すように、天窓4の窓枠構造6は、窓板5の下面を窓板支持枠81を介して支持する下フレーム80と、ジッパーガスケット93を支持するキャップ体83と、下フレーム80とキャップ体83を窓フレーム7と協同して窓受座23に固定する締結金具82とを含む。
本考案においては、窓板5と、窓板5を支持する窓枠構造6とで天窓4を構成し、屋根材2に固定した窓フレーム7の窓受座23に窓枠構造6を取り付けて、天窓構造を金属断熱屋根に構築するようにした。また、窓フレーム7は、窓開口3の開口周縁壁に固定される第1脚部21と、窓開口3から離れた屋根材2の上面に固定される第2脚部22と、両脚部21・22をつなぐ窓受座23とで単純な構造とした。
上記のように、窓受座23で支持した窓枠構造6を窓フレーム7に締結して、天窓4を窓フレーム7を介して屋根材2に固定できるようにすると、従来のベース組工法の天窓構造において不可欠のべース枠を省略できる。また、窓フレーム7の構造を簡素化して材料コストを削減できるうえ、窓フレーム7を屋根材2の上面側に固定するので、その取り付けを簡便に行える。したがって、天窓構造の設置に要する時間と手間を短縮し、さらにべース枠を省略し、窓フレーム7の構造を簡素化できる分だけ材料コストを削減して天窓構造全体の設置コストを減少できる。また、天窓4の幅寸法はリブ壁12の形成位置ごとに調整できるので、従来の天窓構造に比べて天窓4の幅寸法の選択の幅を拡大できる。
第2脚部22を窓開口3に最も近い屋根材2のリブ壁12に固定すると、リブ壁12の高さ寸法分だけ第2脚部22の上下寸法を小さくできる。したがって、第2脚部22が第1脚部21と同じ上下寸法に設定してある場合に比べて、窓フレーム7の材料コストを節約し、さらに窓フレーム7の構造強度を向上できる。
窓板5を挟持する第1枠31および第2枠32と、取付枠33とで構成した窓枠構造6によれば、地上で予め組み立てておいた天窓4を窓フレーム7に組み付けることにより、金属断熱屋根上に天窓構造を構築できる。したがって、屋根上で行われる構築作業に要する手間と時間を大幅に削減して天窓構造全体の設置コストを減少できる。
下フレーム80と、ジッパーガスケット93を支持するキャップ体83と、下フレーム80とキャップ体83を窓フレーム7に固定する締結金具82などで構成した窓枠構造6によれば、先に説明した天窓構造に比べて窓枠構造6を簡素化し、さらに全高寸法を小さくできる。したがって、ベース組工法に不可欠のべース枠を省略できることに加えて、窓枠構造6をさらに簡素化して天窓構造の全体コストを削減できる。また、全高寸法が小さい分だけ天窓構造をコンパクト化できる。
本考案に係る天窓構造を示す断面図である。 本考案に係る天窓構造の施工例を示す斜視図である。 本考案に係る天窓構造の縦断正面図である。 本考案に係る天窓構造の構成部材を示す分解断面図である。 本考案に係る天窓構造の主な構成部材の斜視図である。 別の実施例に係る天窓構造を示す断面図である。 別の実施例に係る天窓構造の縦断正面図である。 別の実施例に係る天窓構造の構成部材を示す分解断面図である。 別の実施例に係る天窓構造の主な構成部材の斜視図である。
(実施例) 図1ないし図5は本考案に係る天窓構造の実施例を示す。図3において、符号1は母屋、符号2は母屋1に組まれた屋根材であり、一群の屋根材2によって陸屋根構造の金属断熱屋根を構成している。屋根材2・2の間には窓開口3が開口してあり、この窓開口3の上方空間を覆う状態で天窓4が配置してある。天窓4は、内外二重に配置した板ガラス(窓板)5と、板ガラス5を支持する窓枠構造6とで構成してある。窓枠構造6は屋根材2に固定した窓フレーム7で支持する。
屋根材2は、平坦なベース壁11と台形状のリブ壁12が交互に形成してある鋼板製の折板材13と、折板材13の下面側に間隔をあけて配置される鋼板製の内壁材14と、これら両者13・14の間に設けられる断熱材15とで構成してある。断熱材15は硬質樹脂を充填発泡して形成する。屋根材2の働き幅は1000mm、リブ壁12の隣接ピッチは250mm、ベース壁11からの突出高さは38mmである。先の窓開口3はベース壁11を屋根材2の長手方向に沿って切断して形成する。このようにベース壁11を切断して窓開口3を形成すると、切断の手間を軽減できる。
図4において窓フレーム7は、窓開口3の開口周縁壁に固定される第1脚部21と、窓開口3に最も近いリブ壁12の上面に固定される第2脚部22と、第1、第2の両脚部21・22をリブ壁12の上面より上方でつなぐ窓受座23とを一体に備えている。窓フレーム7は、屋根材2の長手方向に沿う長尺材からなり(図5参照)、第1脚部21に設けた締結座24と、第2脚部22に設けた締結座25のそれぞれが、ボルト(セルフドリリングボルト)26・27で固定してある。
第1脚部21をボルト26で固定するとき、カバー枠20が同時に締結される。カバー枠20は、窓開口3の内周面および上下の開口周縁壁を覆って窓開口3を保護し、同時に窓開口3の外観を向上する。リブ壁12の上面にねじ込まれるボルト27は、ゴムパッキン付きのボルトからなる。図3に破線で示すように、窓フレーム7が母屋1と交差する部分では、先の各ボルト26・27が母屋1にもねじ込まれており、これにより、窓フレーム7を金属断熱屋根に対して強固に固定することができる。
窓枠構造6は、板ガラス5を上下双方から挟持する第1枠31および第2枠32と、第1枠31を窓フレーム7と協同して窓受座23に固定する取付枠33と、3種の止水カバー34・35・36などで構成する。図1および図4に示すように第1枠31は、内面側の板ガラス5を支持する上部の窓板支持壁39と、窓板支持壁39の内縁に連続して下向きに伸びる締結壁40と、窓板支持壁39の外縁に連続して下向きに折り曲げられる連結壁41とを一体に備えている。締結壁40の下端には、上向きに開口する樋部42が形成してあり、樋部42の下面にゴム製のパッキン43が固定してある。樋部42の内側縁には、後述する受枠を支持する枠支持壁44が張り出してある。
第2枠32は、外面側の板ガラス5に被さる上壁46と、内外の板ガラス5の側縁を覆う縦壁47とで断面が逆L字状に形成してあり、縦壁47の下部を連結壁41にビス(セルフドリリングビス)48で締結して、第1枠31に固定してある。第1枠31、および第2枠32は、それぞれ屋根材2の長手方向に沿う長尺材からなる。内外の板ガラス5は、スペーサー51を介して隣接しており、第1枠31および第2枠32でゴム製のパッキン52・53・54を介して上下に挟持してある。
取付枠33は、第1枠31の樋部42を先の窓受座23と協同して挟持する横向きの挟持壁57と、挟持壁57の突端から下向きに折り曲げられる規制壁58と、挟持壁57の基端に連続して下向きに折り曲げられる締結壁59とを一体に備えた金具からなる(図5参照)。規制壁58を締結壁40と樋部42との隣接隅部にあてがった状態で、締結壁59を窓フレーム7の第1脚部21にボルト(セルフドリリングボルト)60で締結することにより、第1枠31を取付枠33と窓受座23とで挟持固定できる。
図1に示すように、3種の止水カバー34・35・36のうち、リブ壁12の斜辺部分にボルト(セルフドリリングボルト)63で固定される第1の止水カバー34は、そのカバー壁64が樋部42に設けたパッキン43と窓受座23との間に挟持される。この止水カバー34によって、締結座25の上面とボルト27の外面が覆われている。また、第2の止水カバー35は、第1枠31の締結壁40に対してビス(セルフドリリングビス)65でパッキン66を介して締結してあり、そのカバー壁67で先のボルト63の外面を覆っている。第3の止水カバー36は、第2の止水カバー35を固定するビス65を利用して締結壁40に固定してあり、第2の止水カバー35の上端と、窓板支持壁39の下面側を覆っている。第1〜第3の止水カバー34〜36は、いずれも屋根材2の長手方向に沿う長尺材からなる。
図2に示すように、板ガラス5は屋根材2の長手方向に沿って分割してあるが、分割された各板ガラス5の隣接部分の下面側は、図示していない受枠で支持してある。また、隣接する板ガラス5の上面は、第2枠32に固定した押え枠72で押え保持してある。押え枠72はビス48を利用して第1枠31に締結してある。
天窓構造は以下の手順で構築する。まず屋根材2、および窓開口3が形成された屋根材2を母屋1に組んで金属断熱屋根を構築する。次ぎに、カバー枠20を窓開口3に装着し、さらに窓フレーム7を窓開口3の周縁壁に載置して、ボルト26・27で屋根材2に固定する。窓開口3の水上側と水下側のそれぞれに水切構造を組み付ける。天窓4は、第2の止水カバー35、および第3の止水カバー36を除いて予め組み立ておき、第1枠31の樋部42を窓フレーム7の窓受座23に載置する。
上記のように天窓4を窓受座23に載置した状態で、窓開口3の側から取付枠33を第1枠31の樋部42に係合し、その締結壁59を窓フレーム7の第1脚部21にボルト60で固定する。また、第1の止水カバー34をリブ壁12にボルト63で固定する。次ぎに、第2の止水カバー35、および第3の止水カバー36をビス65で第1枠31の締結壁40に固定する。最後に、窓開口3の水上側と水下側のそれぞれの水切構造にシーリングを施して天窓構造を完成する。
上記の天窓構造によれば、窓フレーム7の窓受座23で支持した窓枠構造6を窓フレーム7に締結して、天窓4を窓フレーム7を介して屋根材2に固定できるので、従来のベース組工法の天窓構造において不可欠のべース枠を省略できる。したがって、天窓構造の設置に要する時間と手間を短縮し、さらにべース枠を省略できる分だけ材料コストを削減して天窓構造全体の設置コストを減少でき、とくに金属断熱屋根に適した天窓構造を提供できる。また、天窓4の幅寸法はリブ壁12の形成位置ごとに調整できるので、従来の天窓構造に比べて天窓4の幅寸法の選択の幅を拡大できる。
図6ないし図9は、ジッパーガスケット93で板ガラス5の側縁部分を支持する構造の天窓構造の実施例を示す。この実施例における天窓4は、図7に示すように1個の板ガラス(窓板)5と、板ガラス5を支持する窓枠構造6とで構成してあり、窓枠構造6を屋根材2に固定した窓フレーム7で支持している。
図6において窓枠構造6は、板ガラス5の下面を支持する下フレーム80と、左右の下フレーム80どうしを橋絡する窓板支持枠81と、下フレーム80と共に窓フレーム7に締結固定されるT字状の締結金具82と、キャップ体83と、2種の止水カバー101・102などで構成する。ハット形の下フレーム80には、窓板支持枠81の下面を支持する受壁84と、締結金具82を支持する受壁85が形成してあり、受壁85にはボルト89用の挿通穴111が形成してある。キャップ体83、および下フレーム80で支持される樋体86は、屋根材2の長手方向に沿う長尺材からなる。締結金具82は、下向きに開口するコ字状の締結枠88と、締結枠88の内面中央に固定したボルト89とからなり、窓フレーム7の長手方向に沿って一定間隔置きに配置してある。
図8に示すようにキャップ体83は、先の締結枠88が差し込まれる断面C字状の主枠91と、主枠91の上隅から横向きに突設されるシール腕92とを一体に備えている。シール腕92にはゴム製のジッパーガスケット(窓パッキン)93が差し込み装着してあり、このジッパーガスケット93で板ガラス5の側縁部分を支持する。
ジッパーガスケット93は、断面六角形状のゴム条材からなり、その一側にシール腕92に外嵌する装着溝94が設けられ、他側に板ガラス5を支持するシール溝95が形成されている。ジッパーガスケット93の上面の溝96に、ロック条材97を圧嵌装着することにより、装着溝94およびシール溝95を締め付けて、ジッパーガスケット93をシール腕92に固定でき、さらにシール溝95に嵌め込んだ板ガラス5を分離不能に固定できる。窓板支持枠81は断面がコ字状の枠体からなり、その上面にシート状のパッキン98が貼り付けてある。
2種の止水カバー101・102のうち、リブ壁12の斜辺部分にボルト(セルフドリリングボルト)103で固定される止水カバー101は、そのカバー壁104がキャップ体83の主枠91と、窓フレーム7の窓受座23との間に挟持されている。この止水カバー101によって、締結座25の上面とボルト27の外面が覆われている。また、別の止水カバー102は、先のカバー壁104とともに、主枠91と窓受座23との間に挟持されてボルト103の外面を覆っている。両止水カバー101・102は、キャップ体83の主枠91の内面においてパッキン105を介して密着している。
図9に示すように、窓フレーム7の窓受座23には、締結金具82のボルト89を挿通するための挿通穴107が一定間隔おきに形成してあり、各挿通穴107に対応してナット108を締め付けるための操作窓109が第1脚部21に形成してある。分割された各板ガラス5の隣接部分の下面は、図示していない窓板支持枠で支持されており、隣接する板ガラス5の間にはパッキンが装填してある。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。
上記の天窓構造は以下の手順で構築する。まず屋根材2、および窓開口3が形成された屋根材2を母屋1に組んで金属断熱屋根を構築する。次ぎに、カバー枠20を窓開口3に装着し、さらに窓フレーム7を窓開口3の周縁壁に載置して、ボルト26・27で屋根材2に固定する。このとき、止水カバー101をボルト103でリブ壁12の斜辺部分に固定し、もう一つの止水カバー102を先の止水カバー101に仮り組みしておく。窓開口3の水上側と水下側のそれぞれに水切構造を組み付ける。
次ぎに、締結金具82と、そのボルト89が挿通された下フレーム80とを、窓フレーム7の窓受座23に載置して、ボルト89を窓受座23に設けた挿通穴107に仮り組みする。この状態で、樋体86を下フレーム80に組み付け、更にキャップ体83を締結金具82と下フレーム80との間に組み付ける。操作窓109から差し込んだナット108を、各締結金具82のボルト89にねじ込んで、下フレーム80およびキャップ体83を窓フレーム7に固定する。窓板支持枠を下フレーム80同士を橋絡する状態で配置し、ジッパーガスケット93をキャップ体83のシール腕92に装着する。この状態で板ガラス5をジッパーガスケット93に装着し、そのロック条材97を溝96に圧嵌して板ガラス5を固定する。最後に、窓開口3の水上側と水下側のそれぞれの水切構造にシーリングを施して天窓構造を完成する。
上記の天窓構造によれば、図1から図5で説明した天窓構造と同様に、天窓4を窓フレーム7を介して屋根材2に固定できるので、従来のベース組工法の天窓構造において不可欠であったべース枠を省略できる。したがって、天窓構造の設置に要する時間と手間を短縮し、さらにべース枠を省略できる分だけ材料コストを削減して天窓構造全体の設置コストを減少でき、金属断熱屋根に適した天窓構造を提供できる。また、図1から図5で説明した天窓構造と比べて、窓枠構造6を簡素化できるので、天窓構造の全体コストをさらに削減できる。また、天窓構造の全寸法を小さくしてコンパクト化できる。天窓4の幅寸法はリブ壁12の形成位置毎に調整できるので、従来の天窓構造に比べて天窓4の幅寸法の選択の幅を拡大できる。
上記の実施例では、窓フレーム7を屋根材2の長手方向に沿う長尺材で形成したがその必要はなく、窓フレーム7は窓開口3に沿って断続的に配置することができる。窓板5は板ガラスである必要はなく、網入りガラスや、透明ないし半透明のプラスチック板材で形成することができ、その構成枚数も自由に選定できる。
窓フレーム7の第2脚部22は、ベース壁11に締結することができる。その場合には、窓受座23がリブ壁12を跨ぐように窓フレーム7を形成することができる。また、リブ壁12に相当する突起を備えていない屋根材2においては、同様に第2脚部22をベース壁11に締結することになる。窓フレーム7の第2脚部22は、リブ壁12の斜辺部に締結することができる。さらに、第2脚部22の締結壁25は、リブ壁12の上辺部と斜辺部に沿ってへ字状に形成することができる。本考案の天窓構造は、屋根材2で構成した切妻構造の金属断熱屋根にも適用できる。
1 母屋
2 屋根材
3 窓開口
4 天窓
5 板ガラス(窓板)
6 窓枠構造
7 窓フレーム
21 第1脚部
22 第2脚部
23 窓受座
31 第1枠
32 第2枠
33 取付枠

Claims (4)

  1. 金属断熱屋根に適用される天窓構造であって、
    天窓(4)は、窓板(5)と、窓板(5)を支持する窓枠構造(6)とで構成されて、屋根材(2)に固定した窓フレーム(7)に支持されており、
    窓フレーム(7)は、屋根材(2)に形成した窓開口(3)の開口周縁壁に固定される第1脚部(21)と、窓開口(3)から離れた屋根材(2)の上面に固定される第2脚部(22)と、第1、第2の両脚部(21・22)をつなぐ窓受座(23)とを一体に備えており、
    窓受座(23)で支持した窓枠構造(6)を窓フレーム(7)に締結して、天窓(4)が屋根材(2)に固定してある金属断熱屋根用の天窓構造。
  2. 屋根材(2)の上面にリブ壁(12)が突設されており、
    第2脚部(22)が、窓開口(3)に最も近い屋根材(2)のリブ壁(12)に固定してある請求項1に記載の金属断熱屋根用の天窓構造。
  3. 天窓(4)の窓枠構造(6)が、窓板(5)の下面を支持する第1枠(31)と、第1枠(31)に締結されて、第1枠(31)と協同して窓板(5)を挟持する第2枠(32)と、窓フレーム(7)に締結されて、第1枠(31)を窓フレーム(7)と協同して窓受座(23)に固定する取付枠(33)とを含む請求項1または2に記載の金属断熱屋根用の天窓構造。
  4. 天窓(4)の窓枠構造(6)が、窓板(5)の下面を窓板支持枠(81)を介して支持する下フレーム(80)と、ジッパーガスケット(93)を支持するキャップ体(83)と、下フレーム(80)とキャップ体(83)を窓フレーム(7)と協同して窓受座(23)に固定する締結金具(82)とを含む請求項1または2に記載の金属断熱屋根用の天窓構造。
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