JP5945032B1 - 天窓改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】現在は光拡散型天窓が徐々に知られてきたが、光拡散板を用いない天窓も多数存在しているし、現在も設置され続けている。特に折板屋根に設置する天窓は簡便に設置できるため、採光面をガラスのみで構成した大型の天窓が相当数設置された。しかし、設置した建物用途によっては、天窓で室内が暑くなり、天窓の上にすだれを設けたり、遮光シートを設けたりとの対策を余儀なくされことも多数見聞されている。【解決手段】採光面をガラスのみで構成した天窓を取り付けるための取付ボルトで下方に突出したもの、又は突出した取付ボルトが無い場合は天窓の下地金物にメカニカルに固定した下方に突出した取付ボルトを利用して、光拡散板を固定し、固定時に光拡散板の出入りを微調整する仕組みを有する天窓の改良工法による。【選択図】 図１

Description

この発明は、採光面をガラスのみで構成した既存の天窓を光拡散型天窓に改良する技術である。

現在は光拡散型天窓が徐々に知られてきたが、光拡散板を用いない採光面をガラスのみで構成した天窓も多数存在しているし、現在も設置され続けている。特に折板屋根に設置する天窓は簡便に設置できるため、採光面をガラスのみで構成した大型の天窓が相当数設置されてきた。しかし、設置した建物用途によっては、天窓からの日射で室内が暑くなり過ぎたため、天窓の上にすだれを設けたり、遮光シートを設けたりとの対策を余儀なくされことも多数見聞されている。

採光面をガラスのみで構成した天窓を設置することで、日射を取り入れることが出来るので、室内が明るくなり、照明を消灯できるとの誤解を建築主や設計者は持っていることが多い。実際は、直射日光が届く部分は明るいが、隣接する直射日光が当たらない部分は逆に暗く感じるため、天窓を設置しても照明を消灯することが出来ないことに完成してから気づくことが多い。

特願平８−２９７４３３ 集光装置及び天窓 特願２０００−１０７８５０ 天窓装置 特願２０００−３３４１５１ 天窓用集光装置 特願２００４−２９０９０２ 天窓構造 特願２０１１−１７９９０ 採光部及びそのような採光部を用いた採光装置

天窓は、直射日光を取り入れることが出来るが、照明器具と同様の効果を得るためには照明器具と同様の広がる配光が必要である。その為に天窓のガラスの直下に光拡散板を設ける工夫がされている。例えば、特許文献１ 特願平８−２９７４３３ 集光装置及び天窓 では、屋根部分に集光装置を設け、天井面まで導光管で結び、導光管の端部に光拡散体を設けている。しかし、この集光装置は風呂、キッチン、トイレなどの小さな空間に用いるべく発明されたもので、大型の建物に設置した大型の採光面をガラスのみで構成した天窓に応用する技術とはなっていない。

例えば、特許文献２ 特願２０００−１０７８５０ 天窓装置 では、天窓の採光部分の直下に光拡散板を設置することを特徴とする発明である。この発明を利用して、採光面をガラスのみで構成した住宅の天窓の木製枠に光拡散板を固定することで光拡散型天窓への改良が可能である。光拡散板の固定の為には木製枠に孔を明け、ビスやボルトで固定することが考えられる。
しかし、既存の天窓に加工を加えることで、天窓の商品としての品質保証に瑕疵が生じる。また、採光部が連続する大きな天窓に後から光拡散板を設置する場合に、木製枠にビスやボルトだけで固定しても、連続する光拡散板の面を揃え、通りを通し、美しく設置することは困難である。光拡散板を実用的に取り付ける為には、枠に嵌めた光拡散板を用いることが必須である。この発明は大型の建物に設置した大型の採光面をガラスのみで構成した既存の天窓に、容易に光拡散性能を付加する技術とはなっていない。

例えば、特許文献３ 特願２０００−３３４１５１ 天窓用集光装置 では、天窓の上方に集光と拡散の機能を持つ透光性の板を有することを特徴とした発明である。集光装置は天窓の外側に設けるので、風雨にさらされ、直射日光を浴びるため、耐候性や強度が必要である。採光面をガラスのみで構成した天窓の外側に、この発明の集光部材を設置するためには、天窓若しくは屋根にボルトなどで強固に固定する必要があり、天窓や屋根の品質保証に瑕疵が生じる。そのため、この発明は採光面をガラスのみで構成した既存の天窓に後から容易に光拡散性能を付加する技術とはなっていない。

例えば、特許文献４ 特願２００４−２９０９０２ 天窓構造 では、ガラスの直下に空間を設けて光拡散板を設置する発明である。本発明では、樋体とガラスに挟んで光拡散板を設置する構造のため、天窓の設置の時から光拡散板を設置しなければならない。そのため、この発明は採光面をガラスのみで構成した天窓に後から容易に光拡散性能を付加する技術とはなっていない。

例えば、特許文献５ 特願２０１１−１７９９０ 採光部及びそのような採光部を用いた採光装置 では、屋根に設けた天窓と、天窓と天井面を結ぶ導光路と、天井面に結露を防止するために設けた光拡散板からなる発明である。光拡散板は枠に固定され、枠は天井内に組み込まれた下地に固定するものである。予め天井内に下地を設けることが必要条件となっている。しかし、採光面をガラスのみで構成した既存の天窓では、光拡散板の下地が用意されていない。そのため、この発明は、後から容易に光拡散性能を付加する技術とはなっていない。

採光面をガラスのみで構成した天窓を取り付けるための取付ボルトで下方に突出したもの、又は下方に突出した取付ボルトが無い場合は天窓の下地鋼材等にメカニカルに固定した取付ボルトを利用して、光拡散板を固定し、固定時に光拡散板の出入りを微調整する仕組みを有する天窓の改良工法。

採光面をガラスだけで構成した天窓に、光拡散板を取り付けることで、光拡散型天窓と同様の照明電力の削減効果が可能となる。適切な照明制御方法により、照明電力量を６０％以上削減することが可能である。さらに、取り付けた光拡散板端部部材を天窓下地部材や屋根に連続させることで、開口部の断熱性能、日射取得に関する性能向上につなげることができる。

折板屋根に設置した連続した採光面をガラスだけで構成した天窓に、光拡散板を主体構造体として連続して設置し、光拡散板の面の違いを補正して取り付けることで、光拡散板が一体の装置としての見栄えを作ることができる。

光拡散板を連続して設置する際に、両側の光拡散板のみ支持し、後から挿入することができる仕組みにより、定尺寸法の光拡散板を多く利用し、その間を長さ調整用光拡散板として取付けることで、設置の時間を短縮し、光拡散板の使用材料を節約する工法となる。

は、採光面をガラスだけで構成した既存の天窓に、光拡散板を取り付けた状態を示した図である。（ａ）は、天窓の取付ボルトが既存の天窓の下に突き出している場合の光拡散板の取付方法。（ｂ）は、天窓取付下地に取付ボルトをつけた上で、光拡散板を取り付ける方法である。光拡散板端部材を取付下地に連続させて、天窓の断熱性能を向上させる方法を示す。 は、図１の縦断図である。（ａ）は、全体を示す。（ｂ）は、長さ調整用光拡散板の取付方法のうち、先行してジョイナーに差し込む側。（ｃ）は、長さ調整用光拡散板を後からジョイナーに差し込む側である。 は、光拡散板の取付手順図である。（ａ）は、光拡散板を取り付ける前。（ｂ）は、光拡散板にパッキンリングを取り付け、光拡散板に貫通孔を明けた状態。（ｃ）は、取付ボルトに取り付けた内ナットに、光拡散板の貫通孔を通した状態。（ｄ）は、外ナットを挿入した状態。 は、光拡散板固定具の取付手順図である。（ａ）は、内ナットとその準備の状態。（ｂ）は、内ナットにパッキンリングをセットし、取付ボルトに取り付けた状態。（ｃ）は、内ナットに取り付けたパッキンリングの粘着材の裏紙を剥がした状態。（ｄ）は、光拡散板をパッキンリングに押し付けて、光拡散板にパッキンリングを取り付けた状態、パッキンリング固定材を取り外す。（ｅ）は、パッキンリングに合わせて光拡散板に貫通孔を明けた状態。(f)は、光拡散板を外ナットで取り付け、仮固定した状態。（ｇ）は、内ナットと外ナットを同時に回転させて光拡散板の位置を微調整する状態。（ｈ）は、内ナットのみを回転させ、光拡散板と内ナットと外ナットを緊結した状態である。 は、固定具と回転具の説明図である。（ａ）は、取付ボルト、内ナット、回転具の姿図。（ｂ）は、（ａ）の断面図。調節ダイヤルを少し回転させると、軸部を押さえつけていた固定ラッチが軸部から浮き、外ナットソケットが、前後への移動、回転が可能となる。手を放すと調節ダイヤルは元の位置に戻り、固定ラッチは軸部を押さえつける。内ナットの端部の凹凸部に、回転具の先端嵌合部を合わせ、内ナットを回転させて取付ボルトにねじ込む状態を示す。（ｃ）は、取付ボルトに取り付いた内ナットに対して、回転具の外ナットソケットにより外ナットを回転させてねじ込む状態を示す。（ｄ）は、内ナットと外ナットの間に光拡散板を挟み込んだ状態で内ナットと外ナットを同じ回転をさせるため、内ナットの端部の凹凸に回転具の先端嵌合部を合わせ、外ナットに回転具の外ナットソケットを合わせた状態である。また、同じ状態で調節ダイヤルを回し、外ナットソケットを自由に回転させる状態とし、外ナットソケットを片手で持ち、ハンドルを回転させることで、内ナットのみを回転させ、内ナットと外ナットを緊結状態とすることができる。

折板屋根に設けた採光面をガラスのみで構成した既存の天窓に、光拡散板を取り付ける方法を以下に示す。

光拡散板の取付手順を説明する。（）内の番号は、図面で用いる符号を示す。
既存の天窓の取付ボルト（９０）が下方に突出した形式の天窓への取付方法である。
取り付けに必要な資材は、順に内ナット（９１）、パッキンリング固定材（９４）、パッキンリング（９３）、光拡散板（０９）、光拡散板の端部に取り付ける光拡散板端部材（９９）、外ナット（９６）である。パッキンリングの下面には粘着材（９５）が貼り付けてある。
はじめにパッキンリングを、パッキンリング固定材に取り付けた上で、内ナットに取り付ける。（図３ （ａ）、図４ （ａ））
パッキンリングを取り付けた内ナットを回転具の先端嵌合部（７６）の凹凸を利用して、取付ボルト（９０）にねじ込み取り付ける。（図４（ｂ））
パッキンリングの下面の粘着材の裏紙を剥がし、光拡散板の取付位置の微調整を行いながら、光拡散板を内ナットに押しつける。（図４ （ｃ））
パッキンリングが粘着材により、光拡散板に張り付くので、光拡散板を下におろす。その際に、パッキンリング又は内ナットについているパッキンリング固定材を取り除く。（図４（ｄ））
光拡散板に張り付いたパッキンリングで示した位置にドリルの刃を合わせて、取付孔を明ける。（図４（ｅ））
光拡散板にパッキンリングを取り付けたものを、内ナットに外ナットをねじ込んで、内ナットつば（９２）と外ナットで挟んで仮固定する。（図３ （ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、図４（ｆ））
回転具の外ナットソケット（７７）の位置を調整し、内ナットと外ナットを同時に回転させて、光拡散板の位置を微調整する。（図４（ｇ））
微調整が終わった段階で、回転具の調節ダイヤル（７９）を回転させ、固定ラッチ（８９）を軸部（７５）から浮かせ、先端嵌合部により内ナットのみを締めて、光拡散板を緊結する。（図４（ｈ））
以上により、１枚の光拡散板が取り付けられる。

続いて、次の光拡散板を取り付けることになるが、既存の天窓の取付ボルトは、等間隔で設置されていることが多く、光拡散板の定尺寸法とは異なる。
定尺の光拡散板を多く用いることで、作業性の向上や歩留まりの向上が可能となる。また、既存の天窓に設置するため、屋根に設けられているタイトフレーム、梁、水平ブレース、照明器具、配管配線、ダクトなどの障害物が多いため、全ての取付ボルトに固定具を装着できるとは限らない。
この両方を満足させるためには、長さ調整用光拡散（９７）を用い、両側の光拡散板のジョイント部材（９８）のみで支持する方法が有効である。長さ調整用光拡散板の一方の端をジョイント部材に差し込み、もう一方の端は、ジョイント部材をめくり挟み込んで固定する。（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ））

実施例２は、天窓下地部材（０７）に天窓が固定され、天窓の下部に取付ボルトが無い場合の光拡散板の取付方法である。
天窓下地部材にボルト等で取付ボルト（９０）を設置し、その取付ボルトを利用して、その後は実施例１と同じ方法で光拡散板を取り付けることが出来る。

天窓下地部材は、天窓の設置範囲で連続して取り付けられる事例が多い。そのため長く伸びた光拡散板端部材を用い、天窓下地部材と光拡散板を連続させることで、天窓と光拡散板を閉じた空間とし、熱貫流率下げる効果が期待できる。（図１（ｂ））

光拡散型天窓は、倉庫、工場、店舗、体育館への利用が有効である。病院、療養施設、介護施設、保育施設など日光浴が必要ではあるが、日光浴が困難な人へは、光拡散型天窓が有効である。

０１ 鉄骨梁
０２ 折板
０３ ハゼ
０７ 天窓下地部材
０８ 光拡散型天窓
０９ 光拡散板
１０ 網入りガラス
１１ 天窓フレーム
１２ 天窓カバー
１３ 天窓内樋
１４ 天窓コ型金物
１５ 天窓固定ボルト
１６ ガスケット
１７ ジッパー
１８ シール
１９ パッキン
７４ ハンドル
７５ 軸部
７６ 先端嵌合部
７７ 外ナットソケット
７８ 空洞
７９ 調節ダイヤル
８９ 固定ラッチ
９０ 取付ボルト
９１ 内ナット
９２ 内ナットつば
９３ パッキンリング
９４ パッキンリング固定材
９５ 粘着材
９６ 外ナット
９７ 長さ調整用光拡散板
９８ ジョイント部材
９９ 光拡散板端部材

Claims (5)

1. 折板屋根において既存の天窓 に対して切断、孔明け、溶接加工を加えることなく、既存の天窓の直下に固定具を用いて光拡散板を設置し、採光面をガラスのみで構成した天窓を光拡散型天窓に改良する方法であって、
   前記固定具は、
   内外面の両面にねじ切りし、上端部若しくは中間部につばがあり、下端部には凹凸がある内ナットと、
   前記内ナットの外面のねじにねじ込む外ナットからなり、
   既存の天窓の取付ボルトにねじ込んだ内ナットと外ナットの間に光拡散板を挟んで固定することを特徴とする固定具、
   及び光拡散板の厚さ調整のためのパッキンリングと、
   既存の天窓からボルトが出ていない場合に 既存の天窓の下地にねじで取付ける取付ボルトからなる方法。
2. 請求項１記載の光拡散板の設置方法で、両側が取付ボルトに固定された光拡散板の中間に 、両側の光拡散板の端部のジョイント部材により、 光拡散板を取付け、支持する方法。
3. 請求項１記載の光拡散板の設置方法で、光拡散板端部材を既存の採光面をガラスのみで構成した天窓又は既存の採光面をガラスのみで構成した天窓下地まで延長し、既存の採光面をガラスのみで構成した天窓と新設した光拡散板と光拡散板端部材により閉鎖した空間を構成し、採光面をガラスのみで構成した天窓の断熱性能を向上させる方法。
4. 請求項１記載の光拡散板の設置方法で、光拡散板の取付孔の位置を決定するため、光拡散板の取付孔の周囲に取付ける前記パッキンリングの下面に粘着材を取り付けた上で、予め前記内ナットに取付け、光拡散板の位置合わせの際に、光拡散板をパッキンリングの下面の粘着材に押し付けて、パッキンリングを光拡散板に取付け、ドリル刃をパッキンリングの位置に合わせて光拡散板に取付孔を明ける方法。
5. 請求項１記載の固定具のうち、内ナットと外ナットを取り付けるための回転具であって、
   軸部に取付ボルトに干渉しない空洞を有し、 軸部の先端に内ナットの下端部の凹凸に嵌合する突起のある軸部をもち、前記軸部の外周に外ナットを回転させ内ナットに取り付ける外ナットソケットを持ち、前記ソケットは軸部上を前後し、
   内ナットのみを回転させる場合は、外ナットソケットを押し下げて、内ナットソケットを用いて内ナットを回転させ、
   外ナットのみを回転させる場合は、外ナットソケットを押し出して、外ナットソケットを用いて外ナットを回転させ、
   内ナットと外ナットを同時に回転させる場合は、外ナットソケットの位置を調整し、外ナットと内ナットを同時に回転させることを特徴とする回転具。