JP3263800B2 - 開閉型天窓装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モーターの駆動力で滑
らかに開閉操作を行える開閉型天窓装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、開閉型天窓装置を屋根に取付け
て、採光や換気を行うようにした家屋が増えてきた。こ
のような開閉型天窓装置には種々のタイプがあるが、最
も簡単な構造のものは、図４に示すような天窓装置であ
る。

【０００３】この開閉型天窓装置は、採光ドーム１０１
を取付けた天窓上枠１０２と、屋根の開口部に設置され
る天窓基枠１０３を、その一側端で蝶番等により開閉自
在に枢着し、天窓上枠１０２と天窓基枠１０３の間にガ
ススプリング１０４等を設けて、天窓上枠１０２を開く
方向に常時付勢すると共に、天窓上枠１０２の他側端に
開閉操作を行うワイヤ１０５を取付け、このワイヤ１０
５を開口部の壁内を通して室内の手動の巻取具１０６等
に巻付けた構造をしている。従って、巻取具１０６から
ワイヤ１０５をフリーにすると、天窓上枠１０２がガス
スプリング１０４の弾発力で上方に回動して図示のよう
に開き、ワイヤ１０５を手動で巻取具１０６に巻取る
と、天窓上枠１０２が閉じるようになっている。

【０００４】また、上記のような手動式の開閉型天窓装
置に対し、天窓基枠の四隅にモーターで昇降動作する支
柱を設け、この支柱で天窓上枠の四隅を支えて平行に開
閉させるモーター駆動式の開閉型天窓装置も開発されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す手動式の開閉型天窓装置は、ワイヤ１０５が柔軟性
に劣るため、巻取具１０６にワイヤ１０５をスムーズに
巻取りにくく、また、開口部の壁内にワイヤ１０５を通
す作業もかなり面倒という問題があった。しかも、巻取
具１０６が室内の壁面等に取付けられていると邪魔にな
り、美観を損なうという問題もあった。

【０００６】このような問題はモーター駆動式の開閉型
天窓装置では生じない。けれども、前記のモーター駆動
式の天窓装置は、四本の支柱を傾きなく垂直に昇降でき
るように天窓基枠の四隅に取付ける作業（いわゆる芯出
し作業）が容易でなく、またモーターによって四本の支
柱を同一速度で高低差をなくして同時に昇降動作させる
ことも容易ではないため、天窓上枠を四本の支柱で均等
に支えながら水平状態を保って偏りなく上下動させ、ス
ムーズに天窓上枠を開閉させることが相当難しいという
問題があった。また、このモーター駆動式の開閉型天窓
装置は、駆動機構が故障すると、手動で天窓上枠を開閉
させることができないという問題もあった。

【０００７】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
で、採光ドームを取付けた天窓上枠をモーターの駆動力
によってスムーズに片開きさせたり閉じたりすることが
できる開閉型天窓装置の提供を主たる目的とする。そし
て、更に望ましくは、モーターが故障しても天窓上枠を
手動で開閉させることができ、出力が比較的小さいモー
ターを使用しても天窓上枠を容易且つ確実に開閉させる
ことができる開閉型天窓装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の開閉型天窓装置は、採光ドームを取付けた
天窓上枠と天窓基枠をその一側端で開閉自在に枢着し、
天窓基枠の内側に、上下方向に回動して天窓上枠を開閉
させる回動アームと、モーターと、このモーターの回転
駆動力を減速して回動アームに伝達する減速ギヤーとを
設け、回動アームの上端に取付けられたローラを天窓上
枠に設けられたガイドレールに走行自在に係着したこと
を特徴とするものであり、望ましくは、減速ギヤーの減
速比を１０〜５０に設定したものである。

【０００９】そして、更に望ましくは、モーターの出力
軸に設けた駆動ギヤーと減速ギヤーの入力軸に設けた受
動ギヤーとの噛合を解除できるようにモーターを移動可
能に設置し、減速ギヤーの入力軸を手動で回転させる手
動回転手段を天窓基枠に設けると共に、減速ギヤーの入
力軸を天窓上枠が開く回転方向に常時付勢するコイルバ
ネを設けたものである。

【００１０】

【作用】本発明の開閉型天窓装置は、採光ドームを取付
けた天窓上枠が閉じた状態のときにモーターを回転駆動
させると、その回転駆動力が減速ギヤーで減速されて回
動アームに伝達され、回動アームがゆっくりと上方に回
動する。そして、この回動アームの回動に伴って回動ア
ーム上端のローラが天窓上枠のガイドレールの一端から
他端へ走行しながら天窓上枠が持ち上げられ、天窓上枠
と天窓際との枢着部を中心に天窓上枠が上方に回動して
スムーズに片開きする。次に、モーターを逆方向に回転
駆動させると、上記と反対に回動アームがゆっくりと下
方に回動し、それに伴って天窓上枠も下方にスムーズに
回動して閉じる。

【００１１】特に、減速ギヤーの減速比を１０〜５０に
設定してあると、回動アームの回動速度が天窓上枠の開
閉に適した速度となり、モーターの負荷も適度に軽減さ
れるので、天窓上枠の開閉動作が極めてスムーズにな
る。

【００１２】また、モーターの出力軸に設けた駆動ギヤ
ーと減速ギヤーの入力軸に設けた受動ギヤーとの噛合を
解除できるようにモーターを移動可能に設置し、減速ギ
ヤーの入力軸を手動で回転させる手動回転手段を天窓基
枠に設けてあると、モーターが故障した場合など必要な
ときに、モーターを移動させて駆動ギヤーと受動ギヤー
の噛合を解除し、手動回転手段で減速ギヤーの入力軸を
回転させて、天窓上枠を手動開閉させることができる。

【００１３】更に、天窓上枠が開き始めるときにはモー
ターに大きい負荷が加わるが、コイルバネを設けて減速
ギヤーの入力軸を天窓上枠が開く回転方向に常時付勢し
ていると、コイルバネの付勢力の分だけモーターに加わ
る負荷が軽減されるので、出力が比較的小さいモーター
を使用しても、天窓上枠を容易且つ確実に開閉させるこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１は本発明の一実施例に係る開閉型天窓
装置の斜視図で、天窓上枠が開いた状態を示しており、
図２は同装置の断面図で、天窓上枠が閉じた状態を示し
ている。また、図３は図１のＡ−Ａ線で切断した天窓基
枠の断面図である。

【００１６】図１〜図３において、１はアルミニウム等
の金属製の型材を方形に枠組みした天窓基枠であり、こ
の天窓基枠１は屋根の開口部に固定される。２は採光ド
ーム３を取付けた天窓上枠であり、この天窓上枠２もア
ルミニウム等の金属製の型材を方形に枠組みしたもので
ある。採光ドーム３は、ポリカーボネート等の透光性な
いし半透光性の合成樹脂をドーム状に成形したもので、
周囲の鍔部が天窓上枠２に止具で固定されている。

【００１７】上記の天窓基枠１と天窓上枠２は、その一
側端で蝶番４により回動自在に枢着されている。そし
て、天窓基枠１の内側には、上下方向に回動して天窓上
枠２を開閉させる左右の回動アーム５，５と、モーター
６と、このモーター６の回転駆動力を減速して回動アー
ム５，５に伝達する左右の減速ギヤー７，７等が設けら
れている。

【００１８】モーター６は、支持体８を介して天窓基枠
１の内側に上下移動可動に設置されている。即ち、この
モーターの支持体８は蝶ネジ９で天窓基枠１に締付固定
されており、蝶ネジ９の挿通孔が上下方向に長い長孔８
ａとされている。従って、蝶ネジ９を緩めると、長孔８
ａの上下寸法の範囲内で支持体８とモーター６を上方に
移動させることが可能である。

【００１９】このモーター６の下方には、減速ギヤー
７，７の共通の入力軸１０が配置され、天窓基枠１の内
側面に固定された軸受部材１１ａ，１１ｂによって回転
自在に軸受けされている。そして、この入力軸１０に取
付けられた受動ギヤー１０ａとモーター６の出力軸に取
付けられた駆動ギヤー６ａが噛合し、モーター６の回転
駆動力が入力軸１０に伝わるようになっている。この受
動ギヤー１０ａと駆動ギヤー６ａの噛合は、上記のよう
に蝶ネジ９を緩めてモーター６を支持体８と共に上方へ
移動させると、解除することができる。

【００２０】また、この入力軸１０には傘歯車１２が設
けられ、この傘歯車１２に噛合する傘歯車１３の軸が、
天窓基枠１の内側に取付けられた軸受部材１４に軸受さ
れている。これらは入力軸１０の手動回転手段として設
けられたもので、傘歯車１３の軸には操作棒２３を挿入
する穴が形成されており、この穴に操作棒２３を挿入し
て傘歯車１３を回すと、傘歯車１２を介して入力軸１０
を回転させることが可能となっている。

【００２１】更に、この入力軸１０にはバネ受リング１
５が取付けられており、このバネ受リング１５と軸受部
材１１ａとの間には、コイルバネ１６が入力軸１０を覆
うように装着されている。このコイルバネ１６は、入力
軸１０を天窓上枠２が開く回転方向（例えば入力軸が右
回転したとき天窓上枠が開くとすれば右回転方向）に常
時付勢するために、ねじりを与えて装着されており、そ
の両端がバネ受リング１５と軸受部材１１ａに固定され
ている。このようにコイルバネ１６によって入力軸１０
を天窓上枠２が開く回転方向に常時付勢すると、天窓上
枠２を開くときモーター６に加わる負荷がコイルバネ１
６の付勢力の分だけ軽減されるので、出力が比較的小さ
いモーター６を使用しても、天窓上枠２を開閉させるこ
とが可能となる。

【００２２】前記の減速ギヤー７，７は、天窓基枠１の
左右内側に取付けられたギヤーボックス１７，１７に３
個ずつ収容されている。そして、各ギヤーボックス内の
最初の第一減速ギヤーには入力軸１０が直結し、最後の
第三減速ギヤーの軸には回動アーム５の下端が固定され
ている。従って、回動アーム５は第三減速ギヤーと共に
上下に回動するようになっている。各ギヤーボックス内
の減速ギヤーの個数は３個に限らず幾つでもよいが、最
終的な減速比が１０〜５０の範囲となるように設定する
ことが望ましい。このように減速比を設定すると、採光
ドーム３と天窓上枠２との総重量が２０〜７０ｋｇであ
っても、回動アーム５の回動速度が天窓上枠２の開閉に
適した速度となり、約１０〜３０秒で開閉動作が終了
し、また、モーター６の負荷も適度に軽減され、天窓上
枠２の開閉動作が極めてスムーズになるからである。具
体的には、減速ギヤーの個数が３個の場合、３０／７
０、３０／８０、３０／１００として減速比を２０．５
となし、４個の場合には、３０／６０、３０／７０、３
０／８０、３０／１００として減速比を４１．５となせ
ばよい。

【００２３】左右の回動アーム５は上端にローラ５ａを
備えており、このローラ５ａが天窓上枠２の内側に設け
られたガイドレール１８に走行自在に係着されている。
従って、回動アーム５が上方に回動すると、アーム上端
のローラ５ａがガイドレール１８の一端から他端へ走行
しながら天窓上枠２を持ち上げ、スムーズに天窓上枠２
を片開きすることが可能である。このときの開き角度は
約６０°である。そして、回動アーム５が下方に回動す
ると、アーム上端のローラ５ａがガイドレール１８の他
端から一端へ走行し、天窓上枠２がスムーズに閉じられ
る。このガイドレール１８の一端にはリミットスイッチ
１９が設けられ、回動アーム上端のローラ５ａがガイド
レール１８の他端まで走行して天窓上枠２が完全に閉じ
た状態になると、リミットスイッチ１９が作動してモー
ター６を停止するように構成されている。

【００２４】更に、天窓上枠２の内側には、左右一対の
補助アーム２０，２０の上端が回動自在に枢着されてお
り、この補助アーム下端のローラ２０ａが天窓基枠１の
内側のガイドレール２１に走行自在に係着されている。
そして、このガイドレール２１の他端にはストッパー２
１ａが設けられている。この補助アーム２０は、開時に
採光ドーム３が風にあおられても、下端のローラ２０ａ
がストッパー２１ａに係止し、それ以上開かないように
するためのものである。また、このガイドレール２１の
他端にもリミットスイッチ２２が設けられており、補助
アーム下端のローラ２０ａがガイドレール２１の一端か
ら他端まで走行して天窓上枠２が完全に片開きした状態
になると、リミットスイッチ２２が作動してモーター６
を停止するように構成されている。

【００２５】尚、リミットスイッチ１９，２２は、ガイ
ドレール１８又はガイドレール２１の両端に取付けるよ
うにしてもよい。

【００２６】以上のような構成の開閉型天窓装置は、天
窓基枠１を屋根の開口部にアンカーボルト等で固定して
設置される。そして、図２のように天窓上枠２が閉じた
状態でモーター６を駆動させると、その回転駆動力が駆
動ギヤー６ａ及び受動ギヤー１０ａを介して減速ギヤー
７，７の入力軸１０に伝わり、更に減速ギヤー７，７で
減速されて回動アーム５，５に伝達され、回動アーム
５，５がゆっくりと上方に回動する。このように回動ア
ーム５，５が上方に回動すると、回動アーム上端のロー
ラ５ａがガイドレール１８を走行しながら天窓上枠２を
持ち上げる。従って、採光ドーム３を取付けた天窓上枠
２は偏りを生じることなく蝶番４を中心に上方へスムー
ズに回動して片開きする。そして、補助アーム下端のロ
ーラ２０ａがガイドレール２１の他端まで走行し、図２
に一点鎖線で示すように天窓上枠２が完全に片開きした
状態になると、リミットスイッチ２２が作動してモータ
ー６が停止する。このように片開きした採光ドーム３と
天窓上枠２は、補助アーム２０、２０により安定して開
状態を保つ。

【００２７】次に、モーターを逆方向に回転駆動させる
と、回動アーム５，５や補助アーム２０，２０が上記と
逆動作し、天窓上枠２が下方にスムーズに回動する。そ
して、回動アーム５のローラ５ａがガイドレール１８の
一端まで戻って天窓上枠２が完全に閉じると、リミット
スイッチ１９が作動してモーター６が停止する。

【００２８】このような天窓上枠２の開閉動作は、減速
ギヤー７の減速比を１０〜５０に設定した場合、既述し
たように極めてスムーズである。特に、この実施例で
は、コイルバネ１６によって減速ギヤー７，７の入力軸
１０を天窓上枠２が開く回転方向に常時付勢し、モータ
ー６にかかる負荷を軽減しているので、出力の比較的小
さいモーター６を使用しても、確実に天窓上枠２の開閉
動作を行うことができる。

【００２９】一方、モーター６が故障した場合など、天
窓上枠２を手動で開閉したい場合には、蝶ネジ９を緩め
てモーター６を支持体８と共に上方へ移動させ、駆動ギ
ヤー６ａと受動ギヤー１０ａの噛合を解除してから、傘
歯車１３の軸の穴に操作棒２３を挿入して手動で傘歯車
１３を回せばよい。このように傘歯車１３を回すと、傘
歯車１２を介して減速ギヤー７の入力軸１０が回転し、
簡単に天窓上枠２を開閉させることができる。従って、
天窓上枠２が開いた状態でモーター６が故障して雨が降
ってきたような場合でも、すぐに手動で天窓上枠２を閉
じることができるので便利である。

【００３０】なお、モーター６の停止は、リミットスイ
ッチによらずにモーター６にかかる負荷を検知し、これ
により電源が切れるようにしてもよい。更に、モーター
６には遠隔操作や煙感知操作などのリモコンで作動する
機能を組み込んでもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の開閉型天窓装置は、採光ドームを取付けた天窓上枠
を、モーターの駆動力と減速ギヤーと回動アームによっ
てスムーズに開閉させることができるといった効果を奏
する。そして、望ましい実施態様では、上記効果に加え
て、モーターが故障しても天窓上枠を手動で簡単に開閉
させることができ、出力が比較的小さいモーターを使用
しても天窓上枠を容易且つ確実に開閉させることができ
るといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る開閉型天窓装置の斜視
図で、天窓上枠が開いた状態を示す。

【図２】同装置の断面図で、天窓上枠が閉じた状態を示
す。

【図３】図１のＡ−Ａ線で切断した天窓基枠の断面図で
ある。

【図４】従来の開閉型天窓装置の側面図で、天窓基枠が
開いた状態を示す。

【符号の説明】

１ 天窓基枠 ２ 天窓上枠 ３ 採光ドーム ４ 蝶番 ５ 回動アーム ６ モーター ６ａ モーターの出力軸の駆動ギヤー ７ 減速ギヤー １０ 減速ギヤーの入力軸 １０ａ 入力軸の受動ギヤー １２，１３ 傘歯車 １６ コイルバネ

フロントページの続き (72)発明者 金治 卓哉 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タ キロン株式会社内 (72)発明者 伊賀 正浩 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タ キロン株式会社内 (72)発明者 井田 麻美 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タ キロン株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−169687（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−11977（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−73129（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−124587（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−20881（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04D 13/03 - 13/035

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 採光ドームを取付けた天窓上枠と天窓基
   枠をその一側端で開閉自在に枢着し、天窓基枠の内側
   に、上下方向に回動して天窓上枠を開閉させる回動アー
   ムと、モーターと、このモーターの回転駆動力を減速し
   て回動アームに伝達する減速ギヤーとを設け、回動アー
   ムの上端に取付けられたローラを天窓上枠に設けられた
   ガイドレールに走行自在に係着した天窓装置であって、
   モーターの出力軸に設けた駆動ギヤーと減速ギヤーの入
   力軸に設けた受動ギヤーとの噛合を解除できるようにモ
   ーターを上下移動可能に設置すると共に、減速ギヤーの
   入力軸を手動で回転させる手動回転手段を天窓基枠に設
   け、減速ギヤーの入力軸を天窓上枠が開く回転方向に常
   時付勢するコイルバネを設けたことを特徴とする開閉天
   窓装置。