JP3914843B2 - 自然風力換気窓 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自然風力換気窓に関する。ここで自然風力換気窓とは内気の状態と外気により生ずる障子に加わる風力の状態によって自然に障子が開閉して換気が行われる窓のことをいう。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内外気の条件により自然に開閉される窓が要望されている。例えば、水平回転用の回転窓において障子にバランスウエートを設けて水平回転軸を中心とするモーメントをほぼ均衡させて内外気の条件により、窓を開いて自然換気を行うことができる窓が提案されている（特開平１０−１８４５７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した回転窓では水平回転軸を中心とする障子とバランスウエートを併せたものは、あたかもヤジロベエの如くであり、障子に作用する風力は水平回転軸の上下で逆方向に作用する。従って、水平回転軸の上側と下側における夫々の障子の面積差が障子の回転力を生じさせるための有効面積となる。その一方で、バランスウエートが大きなものとなる。そこで、障子を開又は閉にするために風圧による力に対して障子とバランスウエートを加えた慣性重量が著しく大きくなる。そこで開閉時に軽く動作しない。そのため、開く場合障子の回転速度が上昇した処で慣性重量の大きな障子がストッパに当接するのでストッパに格別な緩衝作用を行わせるような工夫が必要である。また、回転障子が閉じる際も障子の回転速度が上昇した処で窓枠に当接する。そこで、障子が閉まる際に大きな音が生ずる。それ故、開閉の際の防音対策を必要とする。また、バランスウエートが障子の上框に取り付けられ室内側へ突出するので室内側にブラインドとかルーバを設置することができない。
【０００４】
従来の辷り出し窓は障子の上端が窓枠の堅枠に沿って設けたガイドレールに案内されて動き、障子の堅框の中間部と窓枠の堅枠下部とをリンクであるアームで結合し障子の下端が外方へ突出する窓であった。辷り出し窓では障子が室内側へ突出しないので室内側の設備等との干渉はなく、室内の意匠の点からも優れている。
【０００５】
このような辷り出し窓では直線状に摺動部分があるので風力によっては、滑らかに開閉できないので自然風力換気窓とはならない。
【０００６】
そこで、本発明者は建物等の換気を目的とした開口部に用いられる窓であって、外部からの動力によらずに無風状態で、障子は一定量開きその状態を保つと共に一定風速以上の、建物内部へ吹込もうとする風で障子が閉まり建物内部へ風が吹込むことを押える自然風力換気窓であって、慣性重量に対する風力の比が小さく動作の軽い自然風力換気窓を提案している（特願２００２−０４６５０３号参照）。この自然風力換気窓は障子全面に当る自然風により発生する力がすべて障子を閉めようとする力として作用する点で開閉動作が風力の変化に対して明確な点ですぐれている。
【０００７】
上記本発明者の発明は障子を開いた際に室内側へ突出する物のない自然風力換気窓となっている。
【０００８】
処が上記先の発明の辷り出し窓において、錘を付さないで構成すると窓の美観がすぐれているというサッシ本来の特徴を生かせる。一方、錘を付さない辷り出し窓とするにはサッシ断面に制約が伴わない障子の構成例えばガラスを最も外部側に設けるような窓においては錘を付さないで構成しては自然風力換気窓とすることが困難であることが判明した。そこで障子に錘を外部に露出して付すと先の出願によっても明らかなように外観に細心の注意をしたとしても外観を多かれ少なかれ損なうことは避けられない。
【０００９】
本発明は外観を損なうことなく障子の支持機構と障子の重力に基づく開閉力を加減可能な自然風力換気窓を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る第１の発明は部屋又は建屋の外部に面して取り付けられる窓枠と、窓枠に納まり窓を閉めた状態と窓枠から外部へ向って辷り出して開く障子を有する自然風力換気窓であって、中空部を有する框により四方組みされた障子の重心を変更するために框の中空部に内蔵した錘と、窓枠の両側の堅枠と、障子の竪框間に夫々設けられ竪框上部に一端が枢着され他端が前記一端よりも低い位置において堅枠に枢着された短い長さのメインアームと、竪框中間部に一端が枢着され他端が竪枠下部に枢着されメインアームよりも長い長さのサブアームとを有し、障子を閉めた状態において、各アームは夫々ほぼ垂直方向を向いて、各アームの竪框への枢着位置が各アームの竪枠への枢着位置の上方に位置し、障子の重量と錘の重量により各アームを付勢する位置に障子の重心があることを特徴とする自然風力換気窓である。
【００１１】
本出願に係る第２の発明は障子の上框又は及び下框に調整用錘を収納する条溝又は中空部を設け、該条溝又は中空部内に後付け可能に調整用錘を装着したことを特徴とする第１の発明に記載の自然風力換気窓である。
【００１２】
本出願に係る第３の発明は下框に装着する調整用錘が障子の下框に沿って出し入れ可能であり、下框の調整用錘を装着した条溝又は及び中空部の両端から錘が外方へ逸脱するのを防止する部材を設けたことを特徴とする第２の発明に記載の自然風力換気窓である。
【００１３】
本出願に係る第４の発明は上框に装着する調整用錘が障子の上框に上框に対する交叉方向へ出し入れ可能であることを特徴とする第２の発明に記載の自然風力換気窓である。
【００１４】
本出願に係る第５の発明はメインアーム及びサブアームが外方へ回動した際にメインアーム又は、及びサブアームが当接するストッパであって、竪枠又は竪框に設けたストッパを有することを特徴とする第１から第４の何れか１つの発明に記載の自然風力換気窓である。
【００１５】
本出願に係る第６の発明はサブアームを竪框へ枢着した位置が障子の重心よりも上方にあることを特徴とする第１から第５の何れか１つの発明に記載の自然風力換気窓である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
（全体構成）
図１は窓の正面を外部側より見る正面図である。この自然風力換気窓（以下、窓という）Ｄは建屋の外部に面して取り付けられる窓枠１と、窓枠１に納まり窓を閉めた状態と窓枠１から外部へ向って開く障子２を有する。これらはアルミ押出型材を主たる材料として構成されている。窓枠１の両側の竪枠１１夫々と障子２の竪框２１間にはメインアーム３とサブアーム４（図示は分り易いように実線で示したが、実際には見えない）が配設されている。なお、メインアーム３は竪框２１上部の側面に一端が枢着され、他端が前記一端よりも低い位置において竪枠１１に枢着されている。メインアーム３は短い。サブアーム４は竪框２１の中間部の側面に一端が枢着され、他端は竪枠１１の下端に枢着されている。サブアーム４はメインアーム３よりも長い。
【００１８】
上記窓枠１、障子２、メインアーム３、サブアーム４でもって夫々をリンクとする四節連鎖機構を構成している。
【００１９】
（窓枠と障子框の構成）
この窓Ｄは周囲が嵌め殺し窓Ｈにより囲まれている。これらの窓Ｄ，Ｈは窓枠の外側面に近い側にガラスを備えている。
【００２０】
窓枠１は左右の竪枠、上枠、下枠を四方組みしたものであって建屋の外部に面して躯体に取り付けられる。また、障子２は左右の竪框、上框、下框を四方組みした四方框の外部側にガラス５を保持してある。障子２はメインアーム３、サブアーム４を介して竪枠１１に取り付けられる。
【００２１】
図２に示すように建屋躯体として少なくとも床側と天井側の間に柱１０１が設けられている。二本の柱１０１間にわたされたクロスレール１０２（図４参照）が柱１０１に締結されている。クロスレール１０２は窓の上下に設けられ、上枠１２、下枠１３とクロスレール１０２が締結されている。下側のクロスレール１０２を蔽う窓台１０３が下枠１３に取り付けられている。即ち、窓Ｄ，Ｈはカーテンウォール工法に適応する窓となっている。
【００２２】
竪枠１１と竪框２１は図２、図３に断面が示されている。図２、図３は夫々水平断面図である。竪枠１１は窓内部に面し見込方向の部材である内周材１１ａの外部側に外部側に面する外面材１１ｂを壁面に沿って設けてある。また、内周材１１ａの内部側に面する内面材１１ｃを面を壁面に沿って設けてある。内周材１１ａの内部側端部に内面材１１ｃと同一面を有し、断面で見て先端がオフセットした戸当り材１１ｅを有する。内周材１１ａの背部には中空部１１ｈ，１１ｈが設けてある。中空部１１ｈ，１１ｈを構成するための外周材１１ｉには突条１１ｊが設けてある。
【００２３】
戸当り材１１ｅにはパッキン６を取り付けるための条溝１１ｇが設けてある。この条溝１１ｇは窓枠１の上枠１２、下枠１３（図４参照）に設けた同様の条溝１２ａ，１３ａと併せて外部側より見て方形に囲繞されている。そして各条溝１１ｇ，１２ａ，１３ａを通じてパッキン６が嵌合している。そこで障子２を閉めると障子２の竪框２１、上框２２、下框２３の室内に面する内面材２１ａ，２２ａ，２３ａがパッキン６に当接する。これによって障子２と窓枠１間の気密が計られる。
【００２４】
上框２２の内面材２２ａの下端に内部側へ向って突条２２ｄが設けてある。この突条２２ｄは調整用錘６１を取り外し可能に装着するためのものである。突条２２ｄは断面が鍵形をしており、その突条２２ｄと内周面２２ａ間に断面方形の調整用錘６１が丁度嵌合している。突条２２ｄと内面材２２ａ間の空間（条溝２２ｅ）は両端が栓で塞がれている。調整用錘６１は上框２２に、上框２２に対する交叉方向へ着脱される。即ち、調整用錘６１は条溝２２ｅに対して上方からの着脱である。ただし、本例では図６に示すように障子２を開いて調整用錘６１を上框２２に着脱する。この調整用錘６１はサッシ製造時及びサッシを供用中共に着脱可能である。
【００２５】
障子２を閉めた際に障子２の竪框２１の外部側の外面材２１ｂに当接するパッキン９が竪枠１１に設けてある。このパッキン９は竪枠１１の外面材１１ｂに設けた外部側に向って開口している条溝１１ｋに嵌合している。このパッキン９はまた、上枠１２の外面材１２ｂに設けた条溝１２ｃに嵌合している。下框２３にはパッキン９を嵌合する条溝は備えていない。パッキン９は竪枠１１、上枠１２に窓の外側正面より見て門形に配置されている。見込方向において竪框２１の外面材２１ｂと内部側の面が同位置にあるガラス溝フランジ２２ｆが上框２２と一体成形されている。パッキン９が外面材２１ｂ、フランジ２２ｆに当接することにより、障子２を閉めた際の水密を計っている。下枠１３は内周材１３ｃが外部側へ行くに従って段階的に低くなっている。これによって下枠１３のパッキン６よりも外部側は複数の段の水返しを構成している。また、上枠１２と上框２２間及び竪枠１１と竪框２１間の結露水の排出を計ってある。
【００２６】
障子２を閉めると竪框２１の外周材２１ｄ、外面材２１ｂと、竪枠１１の内周材１１ａ、戸当り材１１ｅで囲まれた上下方向に長い空間Ｓが出来る。この空間Ｓにメインアーム３、サブアーム４が収容されている。
【００２７】
下框２３の外部側に設けたガラス溝フランジ２３ｆの下方には２つの鍵形突条２３ｊでもって条溝２３ｉが設けてある。この条溝２３ｉには下框２３に沿って出し入れ可能な調整用錘６２が設けてある。この錘６２の外方への逸脱を防止する部材として条溝２３ｉの端部には着脱可能に図示されない栓を取り付けてある。この調整用錘６２はサッシ製造時サッシ供用中共に着脱可能である。
【００２８】
（ガラスの取付構成）
図４に示すガラス５はガラス台８を介して下框２３のガラス溝フランジ２３ｆ上に載置されている。上框２２、下框２３のガラス溝にはグレージングビード４５，４６を介しガラス５の上下縁が保持されている。結合部材３５，３６は１面がガラス５に固着され該１面とは反対側の他面が上框２２の外面材２２ｂ及び外面材２２ｂよりも外部側のフランジ２２ｆ、下框２３の外面材２３ｂの下方への延出部を有するガラス溝フランジ２３ｆ、アタッチ材５１に夫々固着されている。ここで、アタッチ材５１は下框２３のフランジ２３ｆに設けた突条２３ｈと突起２３ｇに係止されている。
【００２９】
図３に示すように竪框２１の外面材２１ｂの外部側の面と、ガラス５との間にはグレージングビード４６，４７、結合部材４８，４９が設けてある。ここで、結合部材４８，４９は１面がガラス５に固着され、該１面とは反対側の他面が竪框２１に固着されている。上記構成により、ガラス５は障子２の外部側に近い位置にあり、障子２の竪框２１が外部側より見てガラス５に蔽われているため美観にすぐれる。
【００３０】
（メインアームの取付構成）
図１に示すように竪框２１と上框２２の仕口は竪框勝である。即ち、上框２１の端部が竪框２１に侵入する形である。
【００３１】
図４に示すように障子２の竪框２１の上端部にはＬ型のメインアーム障子側取付具１４が取り付けてある。その取付具１４は竪框２１の上角部分で竪框２１の上端及び上框２２の上面と竪框２１の外周材２１ｄに内隅側を当接する。そして、上方からタッピンねじを前記取付具１４及び上框２２の上面材の穴を挿通して上框２２の上面材の下面に当接する当板（図示されない）にねじ込んで固定している。又、側方から図示されない小ねじを前記取付具１４、竪框２１の内周材２１ｄを挿通して、竪框２１の中空部２１ｅに挿入してある図示されない当板にねじ込み固定してある。
【００３２】
図４に示すようにメインアーム取付具１４の上下方向の部材には壁面に平行な水平方向の中心線上にピン１７が固定されている。ピン１７にはメインアーム３の上端部の穴が回転自在に嵌合している。
【００３３】
図５、図６に示すようにメインアーム３の下部はメインアーム枠側取付具１８を介して竪枠１１に枢着されている。この取付具１８は竪枠１１に固定されている。取付具１８に設けたピン２６にメインアーム３の下端側が回転自在に嵌合している。
【００３４】
図６に示すように、メインアーム３が外部側へ回動した際の回動限度を定めるために、取付具１８にはメインアーム３が当接しそれ以上回転しないようにストッパ１８ａが設けてある。このストッパ１８ａはメインアーム枠側取付具１８に一体又は溶着されており、メインアーム３の回動軌跡上へ突出している。
【００３５】
上記においてメインアーム枠側取付具１８、ピン２６は鋼製である。
【００３６】
（サブアーム取付構成）
図３、図５、図６に示すように障子２の竪框２１の中間部分にはほぼたんざく状のサブアーム障子側取付具２８が取り付けてある。この取付具２８は竪框２１の外周材２１ｄに当接し、取付具２８の穴を挿通する小ねじ２９を竪框２１を挿通して竪框２１内の図示されない当板にねじ込み固定されている。当板は鋼材製である。ここで、当板は框側取付具１４，２８を取りつけるためのものであり、図５、図６で見て框側取付具１４，１８とほぼ同大の板材である。
【００３７】
サブアーム４の上端部の穴を挿通してピン３１がサブアーム框側取付具２８に固定されている。これによって、サブアーム４の上端が障子２に回転自在に取り付けられている。
【００３８】
竪枠１１の下部にはサブアーム枠側取付具３２が内周材１１ａに当接している。この取付具３２の穴を挿通する小ねじ３３は内周材１１ａを貫通して内周材１１ａの背面に設けた図示されない当板にねじ込まれている。
【００３９】
サブアーム側取付具３２には壁面に平行な水平方向の中心線でもってピン３４が固定されている。ピン３４にはサブアーム４の下端の穴が回転自在に嵌合している。
【００４０】
図６に示すように、サブアーム４が外部側へ回動した際の回動限度を定めるために、サブアーム４が当接してそれ以上回転しないようにストッパ３２ｂが設けてある。このストッパ３２ｂはサブアーム枠側取付具３２に一体又は溶着されており、サブアーム４の回動軌跡上へ突出している。
【００４１】
ここで、各アーム３，４のストッパとしては框側に設けてもよい。即ち、図６に示すように、障子２が開く際には、ピン１７，３１を中心にして障子２に対して反時計回りに各アーム３，４が回転するので、位置１８ｂ，３２ｃにおいて各リンク３，４に当接するストッパを設けてもよい。なおストッパは総ての位置に設けてもよいが、何れか１個所（障子の左右では２個）以上を設けることにより機能する。
【００４２】
（錘の配置構成）
上述した障子が風力の大きさにより開放された状態を保ち、一定風力以上で閉まるようにするための、障子の框の設計においては框の形状、ガラスの位置、ガラスの厚み等に制約を受ける。
【００４３】
そこで、上述の制約を回避するには障子に錘を付すことは有効である。しかし乍ら、障子の外部に露出して錘を付すとどうしても多かれ少なかれ美観を損ずる。
【００４４】
そこで、この実施の形態では錘を障子の框内に設ける。
【００４５】
この実施の形態では捨て錘と調整用錘を設ける。これらの錘は美観を損しないように、且つ自然風力換気窓の機能を達成するためのものである。ここで捨て錘は障子の重心位置を移動させる為の錘であり、調整用錘は窓を製作時の製作誤差による障子開閉動作のばらつきを微調整する。また、調整用錘は窓の経年による歪、摩耗等による開閉動作のばらつきを補正するものである。
【００４６】
上記のため調整用錘は取り外し可能に障子に装着されるものである。
【００４７】
捨て錘５２，５３は図３、図５、図６、図７に２重斜線を付して示すように竪框２１の中空部２１ｅに挿入されている。図３に示すように捨て錘５２，５３は竪框２１の内面材２１ａ、外面材２１ｂの中空部構成材に接する大きさの断面四角形である。この捨て錘５２，５３の断面形状は中空部２１ｅに挿入できれば制約はなく、障子重心位置の移動量を所期のものとすることを期して定められる。図６に示すように捨て錘５２はメインアーム障子側取付具１４とサブアーム障子側取付具２８間にわたっている。また、捨て錘５３は竪框２１と下框２３との仕口からサブアーム障子側取付具２８間にわたっている。捨て錘５２，５３は夫々竪框２１の外周材２１ｄを挿通してねじ込まれた小ねじ５７（図３参照）により竪框２１に固定されている。
【００４８】
捨て錘５４は図４、図５、図６、図７に２重斜線を付して示すように上框２２の中空部２２ｉに挿入されている。ここで、中空部２２ｉは内面材２２ａ、外面材２２ｂ、外周材２２ｇ、内周材２２ｈでほぼ方形に囲まれて構成されている。上框２２と竪框２１を竪框勝に仕組む仕口において両框を結合するためのタッピンねじをねじ込むタッピング穴２２ｑ（図７参照）が夫々外周材２２ｇ、内周材２２ｈの中空部側に設けてある。
【００４９】
従って捨て錘５４の形状を簡単な形状である断面四角としているので捨て錘５４は上述のタッピング穴２２ｑを構成する部分に干渉しない大きさとしている。捨て錘５４は外面材２２ｂ、内周材２２ｈに接している。捨て錘５４は上框２２の長手方向の全長近くまで配設してある。
【００５０】
捨て錘５５は図４、図５、図６、図７に２重斜線を付して示すように下框２３の中空部２３ｅに挿入されている。ここで、中空部２３ｅは内面材２３ａ、外面材２３ｂ、外周材２３ｃ、内周材２３ｄでほぼ方形に囲まれて構成されている。下框２３と、竪框２１を竪框勝に仕組む仕口において両框を結合するためのタッピンねじをねじ込むためのタッピング穴２３ｑ（図７参照）が外面材２３ｂと内周材２３ｄの中空部側に設けてある。
【００５１】
従って捨て錘５５の形状を簡単な形状である断面四角としているので捨て錘５５は上述のタッピング穴２３ｑを構成する部分に干渉しない大きさとしている。捨て錘５５は内面材２３ａ、外周材２３ｃに接している。捨て錘５５は図２に示すように下框２３の長手方向の全長の近くまで配設してある。
【００５２】
（メインアーム、サブアームの取付位置）
本実施の形態のメインアーム３、サブアーム４の取付位置について説明する。図８、図９は摸式的に示す本発明の自然風力換気窓の見込方向縦断面図であり、図８は障子２が閉じた状態、図９は障子２が開いた状態を示す。
【００５３】
力学的に説明するため、既述したピン１７はメインアーム障子側支点３ａ、ピン２６はメインアーム枠側支点３ｂ、ピン３１はサブアーム障子側支点４ａ、ピン３４はサブアーム枠側支点４ｂと表現する。
【００５４】
図８に示すように障子２が閉じられている際は、障子２は直立している。そのときの障子２の重心ＣＧは障子上下方向のほぼ中心、ガラス面の室内側寄りにある。説明を簡単にするため、この重心ＣＧをとおり、壁面に平行な垂直平面ＰＬ上にメインアーム障子側支点３ａ、サブアーム障子側支点４ａが位置するとする。そして、前記平面ＰＬよりも室内側にメインアーム枠側支点３ｂ、サブアーム枠側支点４ｂが位置する。ここで、メインアーム３が前記平面ＰＬとなす角をθ１、サブアーム４が前記平面ＰＬとなす角はθ２である。障子側支点３ａ，４ａを中心として平面ＰＬから反時計回りの夫々のアーム３，４のなす角θ１，θ２を正角とする。障子側支点３ａ，４ａが障子重心をとおる平面ＰＬよりも外部側にあっても差支えはないが、枠側支点３ｂ，４ｂは室内側になければならない。上述において、角度θ１，θ２は何れも小さくθ２＜θ１である。
【００５５】
本例では障子２の重心ＣＧはメインアーム障子側支点３ａ、サブアーム障子側支点４ａよりも下方にある。このため、障子２が開いた状態におけるサブアーム４とサブアーム障子側支点４ａをとおる垂線のなす角α２を小さくとれる。
【００５６】
ここで、障子２が閉まった状態において障子２を開こうとする力についてみると、平面ＰＬ上に障子両支点３ａ，４ａがある条件では障子２の重量Ｗは支点３ａ，４ａには夫々Ｗ／２が加わる。そこで、支点３ａに加わる荷重Ｗ／２をメインアーム３に沿う力とメインアーム３に直交する力に分解すると、メインアーム３に直交するする力はＷ／２・ｓｉｎθ１となる。メインアーム３の長さ（支点３ａ，３ｂ間の距離のこと）をＬ１とすると、障子２の荷重によりメインアーム３を枠側支点３ｂを中心にして外部側へ回転しようとするモーメントＭ１＝Ｌ１・Ｗ／２・ｓｉｎθ１となる。また、支点４ａに加わる荷重Ｗ／２をサブアーム４に沿う力とサブアーム４に直交する力に分解すると、サブアーム４に直交する力はＷ／２・ｓｉｎθ２となる。サブアーム４の長さ（支点４ａ，４ｂ間の距離のこと）をＬ２とすると、障子２の荷重によりサブアーム４を枠側支点４ｂを中心にして外部側へ回転しようとするモーメントＭ２＝Ｌ２・Ｗ／２・ｓｉｎθ２となる。
【００５７】
障子２が開くとき、メインアーム３、サブアーム４は枠側支点３ｂ，４ｂを中心にして反時計回りに回動して夫々ストッパ１８ａ，３２ｂに当接して停止し、図６、図９（図９ではストッパは図略）の位置となる。この無風状態では換気が行われる。
【００５８】
障子２が開いてストッパ１８ａ，３２ｂにメインアーム３、サブアーム４が当接した状態での力の均衡は次のとおりである。メインアーム障子側支点３ａとサブアーム障子側支点４ａとの水平距離をＭ、障子重心ＣＧとメインアーム障子側支点３ａとの水平距離をＮとすると、サブアーム４の框側支点４ａに加わる垂直荷重をＰ２として、Ｐ２−Ｐ１＝Ｗ Ｐ２・Ｍ＝Ｗ・Ｎであるから、Ｐ２＝（Ｎ／Ｍ）・Ｗとなる。また、メインアーム障子側支点３ａには障子２の重量に基づいて上向きの力が加わる。上向きの垂直荷重Ｐ１＝Ｗ・（Ｎ−Ｍ）／Ｍである。そこで、この荷重Ｐ１のメインアーム３に直交する成分はメインアーム框側支点３ａを頂点とするメインアーム３と垂線のなす角をα１とすると、Ｐ１・ｓｉｎα１＝（Ｗ・（Ｎ−Ｍ）／Ｍ）・ｓｉｎα１
そこで、障子２の上側はメインアーム枠側支点３ｂを中心としてＭ３＝（Ｗ・（Ｎ−Ｍ）／Ｍ）・ｓｉｎα１・Ｌ１なるモーメントが働き障子２の上側を閉めようとする力が生じている。
【００５９】
ここでサブアーム障子側支点４ａには障子２の重量に基づいて生ずる荷重は下向きであるのでサブアーム４には反時計回りのモーメントＭ４が生じ障子２が開く方向に働く。
【００６０】
障子２を開こうとするモーメントＭ４は力Ｐ２の方向とサブアーム４のなす角をα２とすると、Ｍ４＝Ｐ２・ｓｉｎα２・Ｌ２ここで、Ｌ２はサブアーム４の支点４ａ，４ｂ間の距離である。そして、Ｍ３＜Ｍ４となるように設定されており、且つこれらの差を小さなものとしてある。それ故、無風時は、障子２が開いた状態で障子２が閉まる方向へ移動しないようになっている。
【００６１】
上述のような点を勘案してメインアーム３、サブアーム４の長さ、支点３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ位置を設定する。
【００６２】
このような設定により、無風時に障子２は閉めた位置から自然に緩やかに開く。そして、例えば、障子２の外部側から障子２面に交叉方向から風が吹き付けると風圧によって障子２は閉まる。その閉まり方は、図９においてメインアーム３が枠側支点３ｂを中心にして時計回りに回動し、サブアーム４は枠側支点４ｂを中心に時計回りに回動するものである。そこで、強い風であると障子２は閉ってしまう。然し乍ら微風の際は障子２は少し開いた状態であって外気は室内側へ吹き込む。この微風によっても障子２が閉まるのは、サブアーム障子側支点４ａが障子重心ＣＧよりも上にあって前記角α２が小さく、且つ、障子２の全面に加わる風力が室内側へ向う力となるためである。なお、且つメインアーム３が室内側へ向って回動しようとする釣合状態であるためである。
【００６３】
なお、障子２は開閉装置を付さないでも、窓の風力等で自然に開閉換気するものであるが、自然換気動作を邪げない開閉装置を付し、或いは暴風雨に備えて締り装置を備えてもよい。
【００６４】
（建物に備えた場合の自然風力換気窓）
図１０から図１２に自然風力換気窓について動作を説明する。図において建物４１の外壁の上部には上述した本発明の自然風力換気窓Ｄが設けてある（障子２のみ示す）。ここでＤ１は風上側、Ｄ２は風下側に配置した窓Ｄである。この窓Ｄは通常建物の上部に設ける。この窓Ｄは対向する壁面に夫々設けるが建物４１の全周に設けても良い。符号３７は建物３５の床面に置かれた発熱体３７である。ここで発熱体３７とはＯＡ機器、ストーブ、エアコンの室内側熱交換器等の例がある。また、建物４１の下部には吸気を行うように、例えば外壁にルーバ（図示されない）等が設けてある。この吸気は「吸気」の文字と黒角点の連鎖で示す。
【００６５】
図１０は無風状態で発熱体３７が動作しているときを示す。窓Ｄ１，Ｄ２共障子２は無風状態では一定量開いている。この障子２の開放は障子２の重量と窓Ｄの構成によっている。発熱体３７で加熱された空気は図示黒丸の点の連鎖で表したように上昇し天井に沿って窓Ｄ１，Ｄ２に向い排気される。同時に吸気が行われる。
【００６６】
図１１は一定風速以下の風３８が一方の窓Ｄ１に吹きつける場合を示す。この場合に風上側は障子２に対して正圧を加えることになる。しかし、風力が小さいため、障子２は閉じないか閉じても全閉はしない。そこで黒角の点線で示すように風上側から窓を通じて室内へ外気が入る。このため、発熱体３７から上昇してくる暖気と室内へ進入した外気は混合し風下側の窓Ｄ２から排出される。
【００６７】
図１２に示すように風上側から一定風速以上の風３９が吹くと風上側の窓Ｄ１は障子２が閉まり、外気は室内に進入しない。一方、風下側の窓Ｄ２外は負圧となるので障子２は開いたままである。従って、発熱体３７からの内部発熱等は風下側の窓Ｄ２を通じて排気される。
【００６８】
上述の無風、一定風速以下の風、一定風速以上の風の換気量をみると、無風時は風上、風下の窓から排気される。即ち、排気する窓は２個所である。即ち、無風以外の場合に比して排気開口面積は２倍である。一定風速以下の風の場合は、風上側の障子２は全開から開度を小さくした開度で開き外気がわずかしか室内へ入らない。そして一定風速以下の場合の風下側の窓は全開しているが風下の負圧が小さいので１つの窓としての排気量はそう大きくはならない。一定風速以上の風の場合は、風上側の障子２は閉じている。そして、内部発熱体３７の内部発熱等は風下側に生ずる負圧が大きくなるので無風時の１つの窓から排気する空気の量よりも大きな量の内気が風下側から排気される。
【００６９】
上述の観点から見ると分かるように無風時、一定風速以下の風の吹くとき、一定風速以上の風の吹くときに換気量を均等化の方向へ障子の開閉、開度が変更されることが分かる。従って中間期（４〜６月、９〜１１月）等に、利用することで空調負荷の低減が図れる。
【００７０】
また、室内に吹き込もうとする一定風速以上の風においては障子が風力のみで自動的に閉まり、室内に吹き込もうとする風が一定風速以下になると動力を用いることなく、又、手動操作をすることなく自動的に障子が開くので、これまで、まれに吹き込む風のために断念していた、窓を開けての換気が可能となる。但し、強風時には風力の消長が大きいので開閉装置、締り装置で障子を閉めておく必要がある。
【００７１】
上述では自然風力換気窓Ｄは建物の外部に面して取り付けられた窓枠とした構成であるが建物に代えて部屋でもよい。即ち、部屋の外に廊下又は他の部屋がある場合において、廊下又は他の部屋が外部側に面する通常の窓を有して、この窓開放時において、風は吹き込むので建物の外部側に面しない部屋の風上となる窓に設ける場合も有効である、また、風下側の窓であって廊下又は他の部屋に面している場合も自然風力換気窓を設けてもよい。
【００７２】
本発明の上記作用効果に対して従来の外辷り出し窓では図１３に示すように開閉装置（自動、手動）によって障子２′は一定開度に保たれる。また、障子２′は上端が竪枠に沿って上下する構成であるため外部から見込方向内部側へ向って加えられる外力（風上側の一定風速以上の風等）によっても機構上閉まるおそれが小さく、また、この特性を生かした窓とされていた。そこで一定風速以上の風３９が吹くと、風上側の窓は障子２′が開いたままであるため、室内へ吹き込み、室内の気圧を高め風下側の窓から排気して室内を著しく換気してしまう。このとき、吹き込んだ風で室内環境を乱す。そして室内にても風が舞う状態となったりして机の上の書類等が飛ぶ。そこで、屋内での作業や、生活に煩わしさが発生し、支障をきたす場合がある。そのため、やむを得ず少なくとも風上側の障子２′を閉めてしまう。または同障子２′を閉めてしまう必要がある。従って、発熱体３７からの内部発熱等に対して空調装置を作動する必要が出てくる。
【００７３】
（捨て錘による重心移動）
次に自然風力換気窓において、下記２点についての解決方法を述べる。
【００７４】
（１）障子が意匠上の制約を受けて、障子の重心位置及びメインアーム・サブアームの形状及び取付位置を得られない場合、ある定められた風速の風で、開いた障子を閉める事が可能な方法。
【００７５】
（２）障子を構成する、上框・竪框・下框が同じもので構成された障子でも、障子の幅と高さの寸法の違いや、またガラスの厚さの違い（となり合わせたサッシでも、防火法規により片や単板ガラス、片や網入りガラスという場合がある。）等で、障子の重心位置、重量がまちまちになるものに対し、ある定められた風速の風で、開いた障子を閉める条件を満たし、統一されたメインアーム３、サブアーム４の形状、サッシへの取付け位置を採用する方法。
【００７６】
上記（１）（２）の説明の前に、障子２が無風時に、閉状態から自然に開き、そこから風が吹いて閉まる状態を設計する根本となる条件について述べる。
【００７７】
図１４、図１５は、同一の自然風力換気窓が閉じた状態と開いた状態を示している。ここでメインアーム３、サブアーム４の延長線上の交点である瞬間回転中心Ｃより障子２の重心ＣＧの位置が水平方向で右側に位置している。この状態が障子２は開き勝手にあることを示し、図とは逆に重心位置が左側に位置する場合は、障子２は閉まり勝手にある。また、図１４の瞬間回転中心−障子重心間の水平距離（Ａ）と図１５の障子２が開いた場合の該距離（Ｂ）を比較すると、Ａ＜Ｂで、障子２の重量をＷとすると、Ａ×Ｗ＜Ｂ×Ｗとなり、瞬間回転中心−重心間の水平距離（Ａ、Ｂ）に障子の重量を乗じた値をここでは、『回転トルク』とするが、この回転トルクが大きい方が、障子２の開き勝手が強いということになる。この回転トルクが、障子２が開いた状態から閉まる方向に受けた風で発生するモーメント（以下『閉鎖モーメント』よりも小さければ、開いた障子２は風で閉まるということこととなり、あらかじめどれくらいの風で閉まるかを定めれば、風により発生するモーメント（閉鎖モーメント）が定まり、障子２が閉鎖状態から開放状態までのあらゆる局面で、この数値以下となるように、障子２の重心位置及びメインアーム３、サブアーム４の形状と、サッシへの取付け位置を決めて行くことにより、あらかじめ定めた風で障子を閉鎖することが可能となる。ただし実際の設計ではさらに、メインアーム３、サブアーム４の軸部の回転抵抗等を加味し、設計を行う必要がある。
【００７８】
以下、前段で述べた、（１）（２）について、説明をする。
【００７９】
（１）について
今、サッシの意匠上の制約により、図１４、図１５において、あらかじめ定められた風により障子２に発生する閉鎖モーメントに対し、以下の条件があるとする（障子重量は、Ｗとする）。
【００８０】
Ａ×Ｗ（障子閉鎖時の回転トルク）＜閉鎖モーメント・・・・・図１４
Ｂ×Ｗ（障子開放時の回転トルク）＞閉鎖モーメント・・・・・図１５
ここで、あらかじめ定められた風で障子２が閉まるようにするためには、意匠上の制約により、メインアーム３、サブアーム４はいじれないので、図１６のごとく、下框２３に重量αの錘（捨て錘５５）を付加して障子２の重心位置を符号６３から６４へ移動することにより
Ｂ′×Ｗ（障子閉鎖時の回転トルク）＜閉鎖モーメント・・・・・図１６となる。
【００８１】
図１５で満たせなかった条件を図１６では満たすことを可能としている。この際、図１６の状態はもちろん実際の設計では閉状態から開放状態のあらゆる局面で条件を満たすように重心位置を移動することが、必要である。
【００８２】
ここで、重心位置を移動するための基本式を挙げる。
【００８３】
物体の重心位置（ここではｙ方向について述べる ｙｏ：Ｙ方向重心位置）は、
ｙｏ＝断面１次モーメント（断面積：Ａ×重心位置：Ｙ）／断面積：Ａ
である。
【００８４】
また、二つ以上の物体からなる重心位置は、
ｙｏ＝｛（Ａ１×Ｙ１）＋（Ａ２×Ｙ２）＋・・・・（Ａｎ×Ｙｎ）｝／（Ａ１＋Ａ２・・・・Ａｎ）
となる。
【００８５】
これで、Ａ１、Ｙ１を障子として、Ａ２、Ｙ２を錘とすると、錘（捨て錘）を付加した障子の重心位置が求められる。つまり、図１６であれば、下の条件を満たす錘（捨て錘）５５を付加すればよい。Ｘ方向に対しても同様である。（但し、この際も前段で述べたメインアーム３、サブアーム４の軸部の回転抵抗等を下の条件に加味する必要はある。また例では下框２３であるが竪框２１、上框２２に錘（捨て錘）を付加する場合もあり、框の見付面の見えがかり部分より、見え隠れ部分に錘（捨て錘）を付加することが意匠上よく、望まれる。
【００８６】
閉鎖モーメント≦Ｂ′×（Ｗ＋α）・・・・・α：錘（捨て錘）の重量
（２）について
（２）についても（１）で述べたように、障子の閉状態から開放時のあらゆる局面での回転トルク＜閉鎖モーメントとなる条件を満たせばよい。但し、前段で述べたメインアーム３、サブアーム４の軸部の回転抵抗等を下の条件に加味する必要はある。
【００８７】
また、障子を構成する、上框、竪框、下框が同じもので構成された障子で幅・高さのサイズも同じでも、ガラス厚さの違いにより障子の重心位置、重量が異なる場合がある。又、四節連鎖機構による外辷り出し窓を自然風力換気窓とする場合、障子の形式、例えばガラス位置が図２６、図２７に示すガラス５が障子２の外部側又は図２８、図２９に示す障子２の框内にある場合がある。建物にこのサッシが横並びに設置される場合、風に対する障子の挙動をそろえることを求められることがある。この場合は、重量の軽い方の障子の重量を重い方のものと同じになるように錘（捨て錘）を付加しつつ、重い方の重心位置と同じ位置となるようにする。つまり錘（捨て錘）を框に付加することで、メインアーム・サブアームのサイズや取付け位置を同一としておけば、風に対する挙動をそろえることができる。
【００８８】
既に述べたように本実施の形態では調整用錘を用いている。設計者は自然風力換気窓が一定風力以下で開き、一定風力以上で閉じるように計画する。そこで上述した捨て錘５２〜５５を全部設け、又は捨て錘５２〜５５を選択的に設ける。しかし乍ら、製作誤差、メインアーム３、サブアーム４の取付部の摩擦トルクのばらつき等で設計値から外れた仕様となり、窓の開閉動作が期待の動作から外れることがある。このとき、調整用錘６１，６２を既に述べたように取り外し可能に装着してある。即ち、調整用錘６１，６２はサッシが完成して建屋に組み込まれた後も後付け可能である。ここで、調整用錘６１は上框２２に設けられ、調整用錘６２は下框２３に設けられている。この調整用錘６１，６２は必要により設けられるものである。
【００８９】
また、経年により自然風力換気窓の形状の狂い、メインアーム３、サブアーム４の取付部の摩擦トルクの変化により、同じ風力による開閉状態が変化することに対しても錘を調整する必要があり、調整用錘６１，６２を設ける。
【００９０】
上框２２に保持する調整用錘６１は上框２２の見込方向で室内側にある。また、上框２２内に設けた捨て錘５４より見込方向で室内側にある。
【００９１】
下框２３に保持する調整用錘６２は下框２３の見込方向で外部側にある。なお、本例では調整用錘６２は見込方向でガラス５と同位置にある。また、調整用錘６２は下框２３内に設けた捨て錘５５より見込方向で外部側にある。
【００９２】
上述の点より、上框２２に設ける調整用錘６１は障子２の重量Ｗと障子２に設けた捨て錘５２〜５５の重量に基づく障子２の重心を見込方向室内側へ移動させる効果がある。効果は特に上框２２に設けた捨て錘５４の重量が設計上の狙いから外れ所望よりも不足していたとしても、捨て錘５４よりも調整用錘６１が見込方向の室内側にあるので捨て錘５４の不足分よりも小さい重量の調整用錘６１で足りるものである。なお、図４に示す上框２２に設ける調整用錘６１は条溝２２ｅに丁度入る大きさとしてある。この場合、調整用錘６１の重量の調整は長さを調節することによる。また、調整用錘６１は断面を条溝２２ｅよりも小さくして重量調節してもよい。もちろん、断面、長さ共に調節することにより調整用錘６１の重量を調整してもよい。
【００９３】
下框２３に設ける調整用錘６２は障子２の重心Ｗと障子２に設けた捨て錘５２〜５５の重量に基づく障子２の重心を見込方向外部側へ移動させる効果がある。その効果は特に下框２３に設けた捨て錘５５の重量が設計上の狙いから外れ所望よりも不足していたとしても、捨て錘５５よりも調整用錘６２が見込方向の外部側にあるので捨て錘５５の不足分よりも小さい重量の調整用錘６２で足りるものである。なお、図４に示す調整用錘６２は条溝２３ｉに丁度入る大きさとしてある。この場合調整用錘６１の重量の調整は長さを調整することによる。また、調整用錘６２は断面を条溝２３ｉよりも小さくして重量調節してもよい。もちろん断面、長さを共に調節することにより、調整用錘６１の重量を調整してもよい。
【００９４】
上述において、捨て錘５２〜５５、調整用錘６１，６２の材質は防食と重量を得る点でステンレス鋼が適当であるが、他の金属の場合、合成樹脂、セラミック等であってもよい。
【００９５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を説明する。
【００９６】
（全体構成）
図１７は窓の正面を外部側より見る正面図である。この自然風力換気窓（以下、窓という）Ｅは建屋の外部に面して取り付けられる窓枠１と、窓枠１に納まり窓を閉めた状態と窓枠１から外部へ向って開く障子２を有する。これらはアルミ押出型材を主たる材料として構成されている。図示は２連の障子２で窓枠１は方立１０で区切られている。窓枠１の両側の竪枠１１、方立１０夫々と障子２の竪框２１間にはメインアーム３とサブアーム４（図示は分り易いように実線で示したが、実際には見えない）が配設されている。なお、方立１０と竪枠１１の窓内に面する形状は同様であるので以下の説明では方立側も竪枠１１としてのべる。メインアーム３は竪框２１上部の側面に一端が枢着され、他端が前記一端よりも低い位置において竪枠１１に枢着されている。メインアーム３は短い。サブアーム４は竪框２１の中間部の側面に一端が枢着され、他端は竪枠１１の下端に枢着されている。サブアーム４はメインアーム３よりも長い。
【００９７】
上記窓枠１、障子２、メインアーム３、サブアーム４でもって夫々をリンクとする四節連鎖機構を構成している。
【００９８】
（窓枠の構成）
窓枠１は左右の竪枠、上枠、下枠を四方組みしたものであって建屋の外部に面して躯体に取り付けられる。また、障子２は左右の竪框、上框、下框を四方組みした四方框内にガラス５を嵌め込んである。障子２はメインアーム３、サブアーム４を介して竪枠１１に取り付けられる。
【００９９】
竪枠１１と竪框２１は図１８、図１９に断面が示されている。図１８、図１９は夫々水平断面図である。竪枠１１は窓内部に面し見込方向の部材である内周材１１ａの外部側に外部側に面する外面材１１ｂを面を窓外へ向けて且つ壁面に沿って設けてある。また、内周材１１ａの内部側に面する内面材１１ｃを面を室内へ向けて且つ壁面に沿って設けてある。３条の突条が内周材１１ａの上下方向に沿って窓内に設けてある。これら突条は外部側から内部側へ向って戸当り材１１ｄ、突条１１ｆ、戸当り材１１ｅの順に設けてある。
【０１００】
戸当り材１１ｅにはパッキン６を取り付けるための条溝１１ｇが設けてある。この条溝１１ｇは窓枠１の上枠１２、下枠１３（図２０参照）に設けた同様の条溝１２ａ，１３ａと併せて外部側より見て方形に囲繞されている。そして各条溝１１ｇ，１２ａ，１３ａを通じてパッキン６が嵌合している。そこで障子２を閉めると障子２の竪框２１、上框２２、下框２３の室内に面する内面材２１ａ，２２ａ，２３ａがパッキン６に当接する。これによって障子２と窓枠１間の気密が計られる。
【０１０１】
竪枠１１の内周材１１ａからの突条の立上がりは、戸当り材１１ｅよりも戸当り材１１ｄが小さい。障子２を閉めた際に戸当り材１１ｄに当接するパッキン９が竪框２１に設けてある。このパッキン９は竪框２１の外面材２１ｂの外周側端部に設けた内部側に向って開口している条溝２１ｃに嵌合している。このパッキン９はまた、上框２２の外面材２２ｂに設けた条溝２２ｃに嵌合している。下框２３にはパッキン９を嵌合する条溝は備えていない。パッキン９は竪框２１、上框２２に正面より見て門形に配置されている。見込方向において竪枠１１の戸当り材１１ｄと同位置に上枠１２には戸当り材１２ｄが設けられている。パッキン９が戸当り材１１ｄ，１２ｄに当接することにより、障子２を閉めた際の水密を計っている。下枠１３は内周材１３ｃが外部へ行くに従って段階的に低くなっている。竪枠１１の戸当り材１１ｄと見込方向同位置に設けた突条１３ｂには図示されない水抜き穴又は溝が設けてある。この水抜穴又は溝により突条１３ｂよりも室内側の内周材１３ｃ上に水が溜まらないようにしてある。突条１３ｂは下枠１３と一体成形されている。このように下枠１３のパッキン６の位置よりも外部側は複数の段の水返しを構成している。また、上枠１２と上框２２間及び竪枠１１と竪框２１間の結露水の排出を計ってある。
【０１０２】
障子２を閉めると、竪框２１の外周材２１ｄ、外面材２１ｂと竪枠１１の内周材１１ａ、戸当り材１１ｅで囲まれた上下方向に長い空間Ｓが出来る。この空間Ｓにメインアーム３、サブアーム４が収容されている。
【０１０３】
（ガラスの取付構成）
図２０に示すガラス５はガラス台８を介して下框２３上に載置されている。上框２２、下框２３のガラス溝にはグレージングビード４９を介しガラス５の上下縁が保持されている。図１９に示すように竪框２１の内周側の外面材２１ｂの内部側と、竪框２１に係合するガラス縁２４との間のガラス溝にグレージングビード４９を介してガラス５の左右の縁が保持されている。
【０１０４】
（メインアームの取付構成）
図１７に示すように竪框２１と上框２２の仕口は竪框勝であって上框２１の端部が竪框２１に侵入する形である。
【０１０５】
図１８、図２１、図２２に示すように障子２の上框２２の端部上にはＬ型のメインアーム取付具１４が取り付けてある。その取付具１４は竪框２１の上角部分で竪框２１の上端及び上框２２の上面と竪框２１の外周材２１ｄに内隅側を当接する。そして、上方からタッピンねじ１５を前記取付具１４及び上框２２の上面材の穴を挿通して上框２２の上面材の下面に当接する当板（図示されない）にねじ込んで固定している。又、側方から小ねじ１６を前記取付具１４、竪框２１の内周材２１ｄを挿通して竪框２１の中空部２１ｅに挿入してある当板２０にねじ込み固定してある。
【０１０６】
図１８に示すようにメインアーム取付具１４の上下方向の部材には壁面に平行な水平方向の中心線上にピン１７が固定されている。ピン１７はつば１７ａ，つば１７ａから縮径した大径軸部１７ｂ、大径軸部１７ｂから縮径した小径軸部１７ｃを有する。この小径軸部１７ｃはメインアーム取付具１４の穴に圧入され端部をかしめられている。大径軸部１７ｂは座部１４ａの穴に圧入されている。また、大径軸部１７ｂにはメインアーム３の上端部の穴が回転自在に嵌合している。
【０１０７】
前記座部１４ａはメインアーム取付具１４に溶着されている。ここで、メインアーム取付具１４、座部１４ａは鋼材でできている。
【０１０８】
メインアーム３の下部はメインアーム枠側取付具１８を介して竪枠１１に枢着されている。この取付具１８は突条とした戸当り材１１ｄと突条１１ｆ間に嵌め込まれた上、取付具１８の穴を挿通する小ねじ１９を竪枠１１を挿通して内周材１１ａの背面に当接する当板１９ａにねじ込み竪枠１１に固定されている。
【０１０９】
取付具１８は図２３に縦断面図が示されている。取付具１８はコ字形をしており、凹部中央を貫通する穴に特殊ボルト２５を嵌合し、つば付ピン２６の中心にねじ込み、つば付ピン２６を取付具１８に対して固定してある。なお、特殊ボルト２５はねじ付でなく端部をかしめてピン２６をメインアーム枠側取付具１８に固定してもよい。２７は特殊ボルト２５に挿入されたばね座金であって特殊ボルト２５の弛み止めである。つば付ピン２６のピン部にはメインアーム３の下部の穴が回転可能に嵌入している。
【０１１０】
図２２に示すように、メインアーム３が外部側へ回動した際の回動限度を定めるために、メインアーム３が当接しそれ以上回転しないようにストッパ１８ａが設けてある。このストッパ１８ａはメインアーム枠側取付具１８に一体又は溶着されており、メインアーム３の回動軌跡上へ突出している。
【０１１１】
上記においてメインアーム枠側取付具１８、ピン２６は鋼製である。
【０１１２】
（サブアーム取付構成）
図１９、図２１、図２２に示すように障子２の竪框２１の中間部分にはほぼたんざく状のサブアーム障子側取付具２８が取り付けてある。この取付具２８は竪框２１の外周材２１ｄに当接し、取付具２８の穴を挿通する小ねじ２９を竪框２１を挿通して当板２０にねじ込み固定されている。当板２０は鋼材製である。ここで、当板２０は竪框２１の上端部から中間部まで一つ物であって障子側取付具１４，２８を取りつけるためのものであるが軽量化のために別々にしてもよい。サブアーム障子側取付具２８には座部２８ａが溶着されている。座部２８ａにサブアーム４の上端部が当接している。
【０１１３】
図２４に示すようにサブアーム４の上端部の穴を挿通してピン３１がサブアーム障子側取付具２８にねじ込まれている。ピン３１は段付でつば３１ａと、つば３１ａから縮径してつづく大径軸部３１ｂと、大径軸部３１ｂから縮径した小径軸部３１ｃを有する。小径軸部３１ｃは外周がおねじで座部２８ａの位置で取付具２８に設けためねじにねじ込まれている。小径軸部３１ｃの端部はかしめられている。なお、小径軸部３１ｃはねじなし円筒として取付具２８の穴に圧入し端部をかしめてもよい。ピンの大径軸部３１ｂにはサブアーム４の上端が回転自在に嵌合している。
【０１１４】
図１９に示すように竪枠１１の下部には外部側の戸当り材１１ｄと突条１１ｆの間に嵌合してサブアーム枠側取付具３２が内周材１１ａに当接している。この取付具３２の穴を挿通する小ねじ３３は内周材１１ａを貫通して内周材１１ａの背面に設けた当板３０にねじ込まれている。サブアーム枠側取付具３２には座部３２ａが溶着されている。
【０１１５】
図２５に示すように座部３２ａの位置において壁面に平行な水平方向の中心線でもってピン３４が固定されている。ピン３４はつば３４ａ、つば３４ａから縮径して続く大径軸部３４ｂ、大径軸部３４ｂから縮径した小径軸部３４ｃを有する。小径軸部３４ｃはサブアーム枠側取付具３２の穴に圧入され端部がかしめられている。大径軸部３４ｂにはサブアーム４の下端の穴が回転自在に嵌合している。
【０１１６】
図２２に示すように、サブアーム４が外部側へ回動した際の回動限度を定めるために、サブアーム４が当接してそれ以上回転しないようにストッパ３２ｂが設けてある。このストッパ３２ｂはサブアーム枠側取付具３２に一体又は溶着されており、サブアーム４の回動軌跡上へ突出している。
【０１１７】
ここで、各アーム３，４のストッパとしては框側に設けてもよい。即ち、図２２に示すように、障子２が開く際には、ピン１７，３１を中心にして障子２に対して反時計回りに各アーム３，４が回るので、位置１８ｂ，３２ｃにおいて各リンク３，４に当接するストッパを設けてもよい。なおストッパは総ての位置に設けてもよいが、何れか１個所（障子の左右では２個）以上に設けることにより機能する。
【０１１８】
実施例としてメインアーム３の長さは５ｃｍ、サブアーム４の長さは４８ｃｍ、θ１＝１７．５度、θ２＝１度である。メインアーム３を外方へ回転しようとするモーメントをＭ１、サブアーム４を外方へ回転しようとするモーメントをＭ２とすると、
実施例では
Ｍ１＝５・０．３・Ｗ／２＝１．５・Ｗ／２
Ｍ２＝４８・０．０２６・Ｗ／２＝１．２４８・Ｗ／２
Ｍ１／Ｍ２＝１．２
となる。
【０１１９】
即ち、実施例では障子２が閉められた状態においてメインアーム３、サブアーム４を外方へ回動しようとするモーメントは大略等しい。
【０１２０】
メインアーム、サブアームの取付位置は実施の形態１の説明を援用する。障子２に設ける捨て錘５２〜５５の配設は実施の形態１と同様であり、実施の形態１の説明を援用する。又、調整用錘６１，６２の配設は実施の形態１と同様であり、実施の形態１の説明を援用する。
【０１２１】
ここで、竪框２１に設ける捨て錘５３は断面溝形の当板２０及び小ねじ２９があるため、これらを除いた部分に断面角形の錘としてある。実施の形態２の調整用錘６２は下框２３の外部側に設けたが、実施の形態１と同様に下框２３の下部に設けてもよい。
【０１２２】
各実施の形態における捨て錘５２〜５５、調整用錘６１，６２の材質はステンレス鋼が好適であるが、サッシ材に電気腐食を生じさせない限り特に制限はない。
【０１２３】
実施の形態２の自然風力換気窓の作用は実施の形態１の説明を援用する
【０１２４】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果がある。
（１）框の中空部内に捨て錘を設けたので、サッシの意匠を阻害することなく、サッシ断面の設計の自由度が得られ、各種のサッシに対応できる。
（２）調整用錘を後付け可能に框に装着したので、設計上の狙いからすると捨て錘の配置、重量が目標を充分達成するものではないことが結果として判明した段階でも調整用錘により機能を一層満足させるものとすることができる。また、経年によりサッシの変形、メインアーム、サブアームの枢着部の摩擦抵抗の変化による回転抵抗の変化があったとしても調整用錘を加減することにより機能を回復できる。
（３）下框に装着する調整用錘が障子の下框に沿って出し入れ可能であるので、障子を開いた状態で調整用錘を出し入れできる。
（４）上框に装着する調整用錘が障子の上框に交叉方向へ出し入れ可能であるので、窓枠内に上框がある状態において調整用錘を出し入れできる。
（５）メインアーム又は及びサブアームが当接するストッパーを竪枠又は竪框に設けたので障子の開いた位置が一定位置に定まり、障子が可逆的に開閉できない位置まで回動することがない。
（６）サブアームを竪框へ枢着した位置が障子の重心よりも上方にあるため障子の腕間回転中心を適当な位置とでき、且つ障子の開放限度を大きくとれる。
【図面の簡単な説明】
図１３を除き何れも本発明の実施の形態を示し、
【図１】実施の形態１の自然風力換気窓の正面図である。
【図２】実施の形態１の自然風力換気窓の水平断面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】実施の形態１の自然風力換気窓の見込方向縦断面図である。
【図５】実施の形態１の自然風力換気窓の見込方向縦断面図である。
【図６】実施の形態１の自然風力換気窓の見込方向縦断面図である。
【図７】実施の形態１の障子の断面を示す斜視図である。
【図８】実施の形態のアームの取付位置を示す摸式図である。
【図９】実施の形態のアームの取付位置を示す摸式図である。
【図１０】建物に本発明の窓を採用した場合を模式的に示す縦断面図である。
【図１１】建物に本発明の窓を採用した場合を模式的に示す縦断面図である。
【図１２】建物に本発明の窓を採用した場合を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】従来例の辷り出し窓を備えた建物の縦断面図である。
【図１４】自然風力換気窓の力学的関係を示す摸式見込方向縦断面図である。
【図１５】自然風力換気窓の力学的関係を示す摸式見込方向縦断面図である。
【図１６】自然風力換気窓の力学的関係を示す摸式見込方向縦断面図である。
【図１７】実施の形態２の窓の外部側より見る正面図である。
【図１８】実施の形態２の竪枠の水平断面図である。
【図１９】実施の形態２の竪枠の水平断面図である。
【図２０】実施の形態２の窓の見込方向の縦断面図である。
【図２１】実施の形態２の窓の見込方向の縦断面図である（障子閉状態）。
【図２２】実施の形態２の窓の見込方向の縦断面図である（障子開状態）。
【図２３】メインアーム枠側取付具の壁面に平行な平面で切った縦断面図である。
【図２４】サブアーム框側取付具の壁面に平行な平面で切った縦断面図である。
【図２５】サブアーム枠側取付具の壁面に平行な平面で切った縦断面図である。
【図２６】実施の形態１のガラスを框外部側に備えた自然風力換気窓の摸式縦断面図である。
【図２７】図２６の摸式水平断面図である。
【図２８】実施の形態２のガラスを框内に備えた自然風力換気窓の摸式縦断面図である。
【図２９】図２８の摸式水平断面図である。
【符号の説明】
ＣＧ…障子の重心
Ｄ，Ｅ…自然風力換気窓
Ｈ…嵌め殺し窓
Ｌ１…メインアームの長さ
Ｌ２…サブアームの長さ
Ｍ，Ｎ…水平距離
Ｍ１，Ｍ３…メインアームを回そうとするモーメント
Ｍ２，Ｍ４…サブアームを回そうとするモーメント
Ｓ…空間
ＰＬ…平面
θ１…メインアーム角度（閉時）
θ２…サブアーム角度（閉時）
α１…重線とメインアームとのなす角
α２…重線とサブアームとのなす角
Ｗ…障子の重量
Ｘ…自然風力換気窓（Ｘ１…風上側 Ｘ２…風下側）
１…窓枠
２…障子 ２′…従来例の障子
３…メインアーム ３ａ…メインアーム障子側支点 ３ｂ…メインアーム枠側支点
４…サブーム ４ａ…サブアーム障子側支点 ４ｂ…サブアーム枠側支点
５…ガラス
６…パッキン
７…パッキン
８…ガラス台
９…パッキン
１０…方立
１１…竪枠 １１ａ…内周材 １１ｂ…外面材 １１ｃ…内面材 １１ｄ…戸当り材 １１ｅ…戸当り材 １１ｆ…突条 １１ｇ…条溝 １１ｈ…中空部
１１ｉ…外周材 １１ｊ…突条 １１ｋ…条溝
１２…上枠 １２ａ…条溝 １２ｂ…外面材 １２ｃ…条溝 １２ｄ…戸当り材
１３…下枠 １３ａ…条溝 １３ｂ…突条 １３ｃ…内周材 １３ｄ…突条
１４…メインアーム障子側取付具 １４ａ…座部
１５…タッピンねじ
１６…小ねじ
１７…ピン １７ａ…つば １７ｂ…大径軸部 １７ｃ…小径軸部
１８…メインアーム枠側取付具 １８ａ…ストッパ １８ｂ…ストッパの位置
１９…小ねじ １９ａ…当板
２０…当板
２１…竪框 ２１ａ…内面材 ２１ｂ…外面材 ２１ｃ…条溝 ２１ｄ…外周材 ２１ｅ…中空部 ２１ｆ…内周材
２２…上框 ２２ａ…内面材 ２２ｂ…外面材 ２２ｃ…条溝 ２２ｄ…突条
２２ｅ…条溝 ２２ｆ…ガラス溝フランジ ２２ｇ…外周材 ２２ｈ…内周材
２２ｉ…中空部
２３…下框 ２３ａ…内面材 ２３ｂ…外面材 ２３ｃ…外周材 ２３ｄ…内周材 ２３ｅ…中空部 ２３ｆ…ガラス溝フランジ ２３ｇ…突起 ２３ｈ…突条 ２３ｉ…条溝 ２３ｊ…鍵形突条 ２３ｑ…タッピング穴
２４…ガラス縁
２５…特殊ボルト
２６…ピン
２７…ばね座金
２８…サブアーム障子側取付具 ２８ａ…座部
２９…小ねじ ２９ａ…当板
３０…当板
３１…ピン ３１ａ…つば ３１ｂ…大径軸部 ３１ｃ…小径軸部
３２…サブアーム枠側取付具（下部） ３２ａ…座部 ３２ｂ…ストッパ ３２ｃ…ストッパの位置
３３…小ねじ ３３ａ…裏板
３４…ピン ３４ａ…つば ３４ｂ…大径軸部 ３４ｃ…小径軸部
３５，３６…結合部材
３７…発熱体
３８…一定風速以下の風
３９…一定風速以上の風
４１…建物
４７，４８…結合部材
４９…グレージングビード
５１…アタッチ材
５２，５３，５４，５５…捨て錘
５７…小ねじ
６１，６２…調整用錘
６３，６４…重心位置
１０１…柱
１０２…クロスレール
１０３…窓台

Claims (6)

1. 部屋又は建屋の外部に面して取り付けられる窓枠と、窓枠に納まり窓を閉めた状態と窓枠から外部へ向って辷り出して開く障子を有する自然風力換気窓であって、
   中空部を有する框により四方組みされた障子の重心を変更するために框の中空部に内蔵した錘と、
   窓枠の両側の堅枠と、障子の竪框間に夫々設けられ竪框上部に一端が枢着され他端が前記一端よりも低い位置において堅枠に枢着された短い長さのメインアームと、竪框中間部に一端が枢着され他端が竪枠下部に枢着されメインアームよりも長い長さのサブアームとを有し、
   障子を閉めた状態において、各アームは夫々ほぼ垂直方向を向いて、各アームの竪框への枢着位置が各アームの竪枠への枢着位置の上方に位置し、障子の重量と錘の重量により各アームを付勢する位置に障子の重心があることを特徴とする自然風力換気窓。
2. 障子の上框又は及び下框に調整用錘を収納する条溝又は中空部を設け、該条溝又は中空部内に後付け可能に調整用錘を装着したことを特徴とする請求項１に記載の自然風力換気窓。
3. 下框に装着する調整用錘が障子の下框に沿って出し入れ可能であり、下框の調整用錘を装着した条溝又は及び中空部の両端から錘が外方へ逸脱するのを防止する部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の自然風力換気窓。
4. 上框に装着する調整用錘が障子の上框に上框に対する交叉方向へ出し入れ可能であることを特徴とする請求項２に記載の自然風力換気窓。
5. メインアーム及びサブアームが外方へ回動した際にメインアーム又は、及びサブアームが当接するストッパであって、竪枠又は竪框に設けたストッパを有することを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の自然風力換気窓。
6. サブアームを竪框へ枢着した位置が障子の重心よりも上方にあることを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の自然風力換気窓。

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