JP7356945B2 - 天窓の窓枠、天窓 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の屋根や屋上に形成された開口部に取付けられる天窓の窓枠、およびこれを有する天窓に関するものである。

建築物の側面に設けられる窓は、ガラスなどからなる遮蔽体と、この遮蔽体の周縁を支持する窓枠とから構成されている。こうした窓枠のうち、強度と断熱性とを両立させるために、金属製の外枠と、樹脂製の内枠とを組み合わせた二重枠の窓枠が知られている。

一方、天窓は、建築物の屋根に形成された開口部に設けられ、採光や換気などに用いられる。こうした天窓は、開口部の縁部に固定される額縁状の枠体と、この枠体に例えば開閉可能に取り付けられて開口部を塞ぐ遮蔽体とを備えている。遮蔽体は、外光を透過可能な透明や白色のガラス板や樹脂板などから構成され、形状も平板状や半球状（ドーム状）、あるいは錘状など各種形状のものが用途に合わせて用いられる。

こうした天窓は、建築物の屋根に設けられるために、建築物の側面に設けられる窓とは異なる特性が求められる。例えば、天窓の破損や天窓からの浸水は、窓の場合と比較して影響が大きいため、窓よりも高い強度や防水性が求められる。

また、天窓は、窓よりも長時間太陽光に曝露されるため、屋根の照り返し等による輻射熱、再放射により、窓よりも温度条件がより厳しくなる。そして、屋根の一方の端部から他方の端部までに渡って設置される長尺の天窓では、異種材料による二重枠にすると線膨張差が大きくなり、こうした線膨張差を緩和、吸収する構造が必要となる。

また、天窓は、建築物の側面に設けられる窓とは異なり、遮蔽体の自重、および降雪時の積雪荷重を直接受け止める必要があり、遮蔽体およびこれを支持する天窓の窓枠は、高い強度が要求される。
これらの観点から、天窓は、建築物の側面に設けられる窓をそのまま利用することはできず、天窓独自の構造が必要である。

天窓のうち、特に断熱性を高めた枠体としては、アルミニウムなど金属を用いて形成した外枠と内枠の２重枠の間に、合成ゴムや合成樹脂等の断熱材を介在させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、枠体に合成樹脂や木などの断熱性能が高い部材を用いることもできるとされた天窓も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２－４５１８号公報 実願２００２－８０５９号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示された天窓の構造では、温度変化による構成材料の熱膨張によって、接合部分の変形や損傷の懸念があった。天窓のような直接、太陽光に晒される構造物は、昼夜の温度差が数十度以上になることもあり、こうした温度変化のサイクルによって天窓が膨張、収縮を繰り返し、天窓の接合部分に歪が蓄積しやすい。特に、天窓の構成部材のうち、樹脂材料で成形されている部分は熱膨張率が大きく、部材の熱膨張を吸収、ないし緩和できる天窓が望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、天窓の窓枠を構成する樹脂製の内枠部材の熱膨張を吸収し、内枠部材の熱膨張による破損、変形を防止することが可能な天窓の窓枠、およびこれを用いた天窓を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の天窓の窓枠は、建築物の屋根に形成された開口部に取り付けられる天窓の窓枠であって、金属によって構成される矩形の外枠部材と、前記外枠部材を前記屋根の開口部に固定する固定部材と、樹脂によって構成され、前記外枠部材の内側に配置される矩形の内枠部材と、を有し、前記内枠部材は、複数の分割体からなり、該分割体の端部には、膨張吸収構造部が形成されており、前記膨張吸収構造部は、弾性材料からなる弾性部材と、前記分割体の端面を覆う蓋部材とを有することを特徴とする。

また、本発明では、前記蓋部材には、前記内枠部材の内枠溝部に連なり、該内枠溝部に生じた水を前記内枠部材の外部に導く排水部を有することも好ましい。

また、本発明では、前記膨張吸収構造部は、少なくとも前記内枠部材の一対の対角、または対向する２辺に形成されていることも好ましい。

本発明の天窓は、前記各項に記載の天窓の窓枠を備えた天窓であって、前記外枠部材に直接的又は間接的に支持され、前記外枠部材の開口部を塞ぐ遮蔽体を有することを特徴とする。

本発明によれば、天窓の窓枠を構成する樹脂製の内枠部材の熱膨張を吸収し、内枠部材の熱膨張による破損、変形を防止することが可能な天窓の窓枠、およびこれを用いた天窓を提供することが可能になる。

本発明の第１実施形態の天窓を示す断面図である。 図１に示す天窓の要部拡大断面図である。 外枠部材だけを示す断面図である。 内枠部材だけを示す断面図である。 窓枠を取り付けた状態において、上から見た時の内枠部材だけを示す平面図である。 内枠部材の分割体と、膨張吸収構造部とを示す斜視図である。 互いに分離した状態の膨張吸収構造部だけを示す斜視図である。 互いに結合した状態の膨張吸収構造部だけを示す斜視図である。 内枠部材に対する膨張吸収構造部の形成位置の例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。 本発明の第４実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の天窓の窓枠および天窓について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の天窓の窓枠を備えた天窓を示す断面図である。また、図２は、図１に示す天窓の要部拡大断面図である。
本発明の第１実施形態の天窓１０は、例えば建築物１の屋根に形成された開口部３に取り付けられる。
天窓１０は、窓枠（天窓の窓枠）１４と、遮蔽体１２とを備えている。窓枠１４は、建築物１の開口部３の縁部５に固定される外枠部材１１と、外枠部材１１の内側に配置される内枠部材１３と、外枠部材１１を建築物１の屋根の開口部３に固定（係着）する係着具（固定部材）１９とを有する。縁部５の外面は、防水層８によって覆われる。

外枠部材１１は、金属、例えばアルミニウム、ステンレス、銅合金などから形成される。本実施形態では、外枠部材１１は、アルミニウムから形成されている。より具体的には、外枠部材１１は、アルミニウム材を押出成型することで形成されている。

外枠部材１１は、外形形状が中央部分に開口部１１Ｐを備えた正方形枠状、長方形枠状、円形枠状、楕円形枠状になどに形成されている。本実施形態では、外枠部材１１は、正方形枠状（矩形額縁状）に形成されている。

外枠部材１１は、本実施形態では例えば断面が略Ｌ字状に形成され、下部の受け面１１Ｓによって内枠部材１３を載置可能に受け止める。また、外枠部材１１の下部には、この外枠部材１１を建築物１の開口部３の縁部５に固設させる係着具１９が取り付けられている。この係着具１９は、端部が建築物１の開口部３の縁部５に対して、例えばアンカーボルト６によって固着される。これにより、天窓１０全体が建築物１の開口部３に固定される。

係着具１９は、例えば、アルミニウム板や鋼板などから形成されている。これにより、外枠部材１１を高強度で確実に支持することができる。なお、係着具１９を樹脂によって形成することもできる。係着具１９を樹脂で形成することによって、樹脂で形成された内枠部材１３とともに、天窓１０の断熱性を高めることができる。
また、外枠部材１１には、上部に係止される押縁部材１５を介して遮蔽体１２が固定される。

なお、外枠部材１１の下部と建築物１の開口部３の縁部５との間は、係着具１９を埋めるようにモルタル詰めされたモルタル部２５が形成されていることも好ましい。また、外枠部材１１の外側縁部は、建築物１の開口部３の縁部５を覆うように張り出した張出部１１Ｑが形成されていることも好ましい。張出部１１Ｑは、例えば外枠部材１１と同様の材料によって形成されていればよい。

また、外枠部材１１を建築物１の屋根の開口部３に固定する固定部材は、本実施形態のように係着具１９に限定されるものでは無く、外枠部材１１を建築物１の屋根の開口部３に固定可能な部材であればどのようなものであっても良い。

外枠部材１１と張出部１１Ｑとの間、および外枠部材１１の張出部１１Ｑと建築物１の縁部５の外面に形成された防水層８との間には、コーキング部２７が形成されている。こうしたコーキング部２７は、防水性の樹脂のコーキング剤からなり、天窓１０の外側と室内側との間の防水性、気密性、断熱性を確保する。

図３は、外枠部材だけを示す断面図である。
外枠部材１１は、枠体壁部１１０から室内側に向けて延びる受け部１１１と受け部１１１の端部を直角に屈折させた立ち上り部１１２によって、室内側の結露による水滴を受け止めて、結露排出穴１１３から排出させる。これにより、室内側に結露が籠ることを防止できる。

また、受け部１１１の下面１１Ｄには、溝部１１４が一体に形成される。この溝部１１４にはボルトが挿入され（図２参照）、ナットと共に係着具（固定部材）１９（図２参照）を係止する。

矩形の外枠部材１１の四辺には、溝部１１５が形成される。この溝部１１５にはボルトが挿入され、受け部材２８（図２参照）を係合する。これにより、受け部材２８は枠状に係合される。

なお、受け部材２８（図２参照）は、外枠部材１１の受け部１１６に当接して、外枠部材１１とともに外力を受ける構成にすることが好ましい。本実施形態では、天窓１０の重量および降雪による積雪荷重や風圧により生じる荷重を外枠部材１１と受け部材２８とで一体に受け止める構成としている。

遮蔽体１２は、外枠部材１１の開口部１１Ｐを塞ぐ部材である。遮蔽体１２は、光透過性、または遮光性の板状部材から構成される。遮蔽体１２としては、例えば、透明ガラス板、不透明ガラス板、樹脂板、金属板などを用いることができる。ガラス板としては、網入り強化ガラス板、断熱性ガラス板、複層ガラス板などを用いることができる。樹脂板としては、ポリカーボネート板、塩化ビニル板、ポリエチレン板などを用いることができる。金属板としては、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛合金板などを用いることができる。本実施形態では、遮蔽体１２として複層ガラス板を用いている。

遮蔽体１２の形状としては、平板状、半球状（ドーム状）、長円形状、四角錐状などに形成することができる。また、遮蔽体１２として、平板状のガラス板と、これを覆う半透明ドーム状の樹脂板など、複数の部材から構成することもできる。本実施形態では、遮蔽体１２は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂をフリーブローや真空成型によりドーム状に成形したものを用いている。

遮蔽体１２は、押縁部材１５を介して外枠部材１１の上部に固定されている。これにより、遮蔽体１２の荷重は金属で形成された外枠部材１１に加わる構成とされている。外枠部材１１を金属で形成することで、ガラス板や金属板など重量の大きな材料で形成された遮蔽体１２を確実に支持することができる。

また、押縁部材１５と外枠部材１１との間および押縁部材１５と遮蔽体１２との間には、コーキング部２７が形成されている。こうしたコーキング部２７は、防水性の樹脂のコーキング剤からなり、天窓１０の外側と室内側との間の防水性、気密性、断熱性を確保する。

内枠部材１３は、樹脂、例えばポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂などから形成される。本実施形態では、内枠部材１３は、硬質塩化ビニル樹脂によって全体が一体に形成されている。より具体的には、内枠部材１３は、硬質塩化ビニル樹脂を押出成型し、四隅を溶着することで形成されている。こうした内枠部材１３は、強度、断熱性を保ちながらも、軽量化、経済性を両立させるため、中空構造であることが好ましい。

内枠部材１３は、外形形状が外枠部材１１の内側に挿入可能な形状、例えば、正方形枠状、長方形枠状、円形枠状、楕円形枠状になどに形成されている。本実施形態では、内枠部材１３は、外枠部材１１よりも一回り小さい正方形枠状（額縁状）に形成されている。

内枠部材１３は、外枠部材１１の下部の受け面１１Ｓに載置される。即ち、内枠部材１３は、外枠部材１１の内側に置かれるだけで、外枠部材１１に対して直接的ないし間接的に固定しない構成にされている。

内枠部材１３は、外側面が外枠部材１１の内側面との間に所定の隙間ΔＧが保たれるように、外枠部材１１に配置されている。こうした隙間Ｇは、外気に接する外枠部材１１と、室内に臨む内枠部材１３との間の断熱性を保つ。また、隙間Ｇは、構成材料の違いによって熱膨張率が異なる外枠部材１１と内枠部材１３との間で、それぞれの熱による収縮を許容する。

隙間ΔＧは、例えば、外枠部材１１および内枠部材１３が矩形形状である場合に、その一辺の長さに対して０．４～０．６％程度の線膨張差があるとすれば、マージンも含めて一辺の長さの１．０～１．５％の範囲にすることが好ましい。

内枠部材１３の上部には、内枠部材１３の開口部１３Ｐを塞ぐ内側遮蔽体１７が配置されている。内側遮蔽体１７は、例えば樹脂板からなり、本実施形態では、断熱性の高い採光材として中空ポリカーボネート樹脂板から構成されている。こうした内側遮蔽体１７は、軽量な樹脂板で形成することにより、樹脂製の内枠部材１３に大きな荷重が加わることは無い。内側遮蔽体１７は、内枠部材１３の上部に取り付けられるパネル保持部材２４によって内枠部材１３に係止される。

図４は、内枠部材だけを示す断面図である。
内枠部材１３は、中空部１３１が一体に形成されている。この中空部１３１を外周壁部１３２などと例えば樹脂一体成型で形成することによって、内枠部材１３の軽量化およびコストダウンを図ることができる。

また、内枠部材１３の中空部１３１に隔壁１３３を設け、中空部１３１を複数に区画すれば、内枠部材１３の断熱性、および強度をより一層高めることができるので好ましい。

内枠部材１３は、上下方向を外枠部材１１の受け部１１１と受け部材２８（図２参照）で挟持されることにより係止されるが、それぞれの当接部分からの気流漏れを防止するために、下段タイト材１３４ａ、上段タイト材１３４ｂを形成することが好ましい。下段タイト材１３４ａ、上段タイト材１３４ｂは、例えば、薄板状のゴム材などから構成されている。

また、内枠部材１３の下段タイト材１３４ａ、上段タイト材１３４ｂ及び中段タイト材１３４ｃを一体成形することによって、内枠部材１３をより低コストに製造することができる。また、外周壁部１３２から延びるガイド部１３５を形成することで、内枠部材１３を外枠部材１１に取り付ける際の指標となり、天窓１０の組立性を向上させることができる。
こうしたガイド部１３５や下段タイト材１３４ａは、内枠部材１３の室外寄りに形成することで、断熱性を高めることができる。

また、外周壁部１３２の一部を内側（室内側）に凹ませた外周壁溝部１３２ａを形成することによって、後述する弾性部材１６（図２参照）の変形応力を利用することもできる。

また、内枠部材１３には、内枠溝部１３６およびこれに連なる結露排出穴１３７が形成され、室内側に生じた結露（水）は、内枠溝部１３６に貯められ、結露排出穴１３７から外枠部材１１の受け部１１１（図３参照）を介して外枠部材１１の結露排出穴１１３（図３参照）から室外側に排出される。

更に、内枠部材１３の室内側には、中空部１３８が形成されていることが好ましい。こうした中空部１３８は、内枠部材１３の表面温度低下を抑制し、室内側に結露が滴下することを防止する。

外枠部材１１の受け面１１Ｓとは反対側の下面１１Ｄには、断熱部材２３が配置されている。断熱部材２３は、例えば、発泡ウレタン、グラスウールなどから形成されていればよい。また、内枠部材１３の下面１３Ｍには、室内パネル２２が配置されている。室内パネル２２は、例えば、石膏ボードであればよい。こうした断熱部材２３と室内パネル２２とは、所定の隙間を保って配置される。

また、パネル保持部材２４に隣接してガラス受け金具２６が設けられ、このガラス受け金具２６の上面と遮蔽体１２との間には、帯状弾性部材１８が更に設けられることが好ましい。この帯状弾性部材１８は、内枠部材１３と遮蔽体１２との隙間を塞いで断熱性を確保するとともに、内枠部材１３の上方向への熱膨張を許容する。なお、この帯状弾性部材１８は、内枠部材１３と遮蔽体１２との隙間を閉塞しているだけであり、遮蔽体１２の荷重がこの帯状弾性部材１８を介して内枠部材１３に加わることは無い。

内枠部材１３と外枠部材１１との間の隙間ΔＧの一部には、弾性部材１６が配されている。この弾性部材１６は、例えば矩形に形成された外枠部材１１の四隅の内角部分だけに形成されていればよい。弾性部材１６は、例えば、樹脂製の多孔質材料から構成されていればよい。

弾性部材１６は繰り返し弾性を有する材料であることが好ましく、本実施形態では発泡ポリエチレンを用いて形成している。なお、弾性部材１６は内角部分に沿ったＬ字状に一体に成形されている以外にも、２枚の平板状の板材をＬ字状にジョイントさせたものであっても良い。

こうした弾性部材１６によって、外枠部材１１の内側に置かれているだけの内枠部材１３の揺動を抑制するとともに、外枠部材１１の内側の各辺に対して等間隔の隙間でセンタリングさせることができる。なお、こうした弾性部材１６は、外枠部材１１の四隅の内角部分だけに選択的に形成し、他の部分は隙間ΔＧを確保することで、内枠部材１３と外枠部材１１との間の断熱性を保つ。

また、この弾性部材１６は、外枠部材１１だけに固定させるか、あるいは隙間ΔＧに配置することで、外枠部材１１と内枠部材１３との間で、それぞれの熱による収縮を阻害しない構成になっている。

内枠部材１３は、こうした弾性部材１６によって室内側に設置される。この時、内枠部材１３と弾性部材１６とは、所謂、締り嵌めの関係になり、内枠部材１３の取付時に弾性部材１６を押し潰しつつ挿入する状態にすることが好ましい。

これにより、弾性部材１６の弾性力によって内枠部材１３は自然に外枠部材１１の中央位置にセンタリングされ、内枠部材１３の取付位置を調整するといった手間の掛かる工程を省略することができる。これにより、天窓１０の取付作業のコストダウンを図ることができる。

図５は、窓枠を取り付けた状態において、上から見た時の内枠部材だけを示す平面図である。
内枠部材１３は、複数の分割体１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄから構成されている。本実施形態の内枠部材１３は、矩形の４つの角部で互いに分割され、矩形の４辺をそれぞれ構成する分割体１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄから構成されている。

内枠部材１３の矩形の４つの角部で互い隣り合う分割体１３Ａ～Ｄどうしの間には、膨張吸収構造部５１が形成されている。より具体的には、分割体１３Ａと分割体１３Ｂとの間の角部には膨張吸収構造部５１Ａが、分割体１３Ｂと分割体１３Ｃとの間の角部には膨張吸収構造部５１Ｂが、分割体１３Ｃと分割体１３Ｄとの間の角部には膨張吸収構造部５１Ｃが、分割体１３Ｄと分割体１３Ａとの間の角部には膨張吸収構造部５１Ｄが、それぞれ設けられている。

図６は、内枠部材の分割体と、膨張吸収構造部とを示す斜視図である。また、図７は、互いに分離した状態の膨張吸収構造部だけを示す斜視図である。図８は、互いに結合した状態の膨張吸収構造部だけを示す斜視図である。なお、以下の説明では、矩形の内枠部材１３の４つの角部にそれぞれ形成される膨張吸収構造部５１Ａ～Ｄのうち、分割体１３Ａと分割体１３Ｂとの間の角部に形成される膨張吸収構造部５１Ａを挙げて説明するが、他の膨張吸収構造部５１Ｂ～Ｄも同様の構成である。

それぞれの膨張吸収構造部５１は、一対の蓋部材５２Ａ，５２Ｂと、この蓋部材５２Ａおよび蓋部材５２Ｂの間に配される弾性部材５３とを備えている。蓋部材５２Ａ，５２Ｂは、それぞれ分割体１３Ａ、１３Ｂの一端面を覆うように取り付けられる。蓋部材５２Ａ，５２Ｂは、分割体１３Ａ、１３Ｂの一端面の形状を倣った形状の板状部材であり、弾性部材５３の一部が進入可能なように形成されている。これにより、蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間で弾性部材５３が位置ズレすることなく挟持される。

蓋部材５２Ａ，５２Ｂは、内枠部材１３と同一の材料で形成されていればよく、樹脂、例えばポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂などから形成される。本実施形態では、蓋部材５２Ａ，５２Ｂは、硬質塩化ビニル樹脂によって全体が一体に形成されている。

蓋部材５２Ａ，５２Ｂの分割体１３Ａ、１３Ｂの一端面と対向する内面側には、排水部５４が形成されている。この排水部５４は、蓋部材５２Ａ，５２Ｂをそれぞれ分割体１３Ａ、１３Ｂの一端面に係合させた際に、内枠部材１３の内枠溝部１３６（図４を参照）に連なるようになり、この内枠溝部１３６に生じた水、例えば結露を内枠部材１３の外部に導くようになっている。

弾性部材５３は、両側面がそれぞれ蓋部材５２Ａ，５２Ｂに対面して、その一部が進入し、蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間に挟持される。これにより、蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとのギャップを縮めることができる。即ち、分割体１３Ａ、１３Ｂが長手方向に熱膨張すると、この弾性部材５３が蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間で押し縮められ、分割体１３Ａ、１３Ｂに過剰な応力が加わることなく熱膨張による長さの増加分を吸収する。

弾性部材５３の構成材料としては、繰り返し膨張、収縮しても弾性力の低下が少ない材料、例えば、多孔質樹脂が挙げられる。多孔質樹脂としては、例えば、多孔質ポリウレタン（ウレタンスポンジ）、多孔質ポリスチレン、多孔質ポリプロピレンなどが挙げられる。

弾性部材５３の取り付け方法としては、例えば、室温（２５℃）で弾性部材５３に応力が加わることのない（押し縮められた状態でない）ように蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間に挟持させればよい。これにより、例えば、夏季などで分割体１３Ａ、１３Ｂの温度が４０℃程度に上昇し、長さ方向に熱膨張しても、蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間で弾性部材５３が押し縮められて、分割体１３Ａ、１３Ｂの熱膨張による長さの増加分が吸収される。

また、例えば、室温（２５℃）で弾性部材５３に多少応力が加わる状態（多少、押し縮められた状態）で蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間に挟持させてもよい。これにより、例えば、冬期などで分割体１３Ａ、１３Ｂの温度が０℃程度に降下し、長さ方向に熱収縮しても、蓋部材５２Ａと蓋部材５２Ｂとの間で押し縮められていた弾性部材５３が膨張し、蓋部材５２Ａおよび蓋部材５２Ｂと、弾性部材５３との間に隙間が生じ、弾性部材５３が位置ズレしてしまうことを防止できる。

以上のような構成の天窓１０は、外枠部材１１と、これに支持された遮蔽体１２を開閉可能に構成することもできる。即ち、建築物１の開口部３に対して、外枠部材１１に支持された遮蔽体１２全体を上方に向けて垂直ないし斜めに移動させたり、一辺を回転軸にして遮蔽体１２を回動させることで建築物１の開口部３を露出させ、室内の換気を行うことが可能な構成にすることもできる。

以上のような構成の本実施形態の天窓１０によれば、樹脂からなる内枠部材１３を、複数の分割体１３Ａ～１３Ｄから構成し、それぞれの分割体１３Ａ～１３Ｄの端部どうしの間に膨張吸収構造部５１を形成することによって、分割体１３Ａ～１３Ｄが設置環境の温度上昇によって熱膨張し、長手方向に長さが伸びても、膨張吸収構造部５１を構成する弾性部材５３が押し縮められることによって、分割体１３Ａ～１３Ｄの伸びが吸収される。

これにより、分割体１３Ａ～１３Ｄ（内枠部材１３）に熱膨張による応力が加わることが無く、温度上昇によっても変形や破損することのない窓枠（天窓の窓枠）１４を実現することができる。

また、膨張吸収構造部５１を構成する蓋部材５２Ａ，５２Ｂに、内枠部材１３の内枠溝部１３６に連なるように排水部５４を形成すれば、内枠溝部１３６に生じた水、例えば結露を内枠部材１３の外部に導くことができるので、内枠部材１３に結露が溜まって室内に滴下する等を防止することができる。

また、外枠部材１１と内枠部材１３とからなる２重枠部材によって、天窓１０の高い断熱性を実現できる。即ち、外枠部材１１の内側に内枠部材１３を配置することで、外枠部材１１だけでは防ぎきれない熱の漏れを内枠部材１３で抑制し、天窓１０を介して外気と室内との間で熱が移動することを防止できる。
また、天窓１０によれば、また、室内側に配された内枠部材１３を熱伝導率が低い樹脂で形成することによって、内枠部材１３を介して熱が伝搬することを抑制し、より一層高い断熱性を実現できる。

更に、天窓１０によれば、外枠部材１１に対して隙間ΔＧを保って内枠部材１３を配置することで、外枠部材１１と内枠部材１３との間で空気層が形成され、外枠部材１１と内枠部材１３との間で熱の伝搬を遮断して、より一層高い断熱性を実現できる。

一方、本実施形態の天窓１０によれば、外枠部材１１を金属で形成して、この外枠部材１１に重量の大きな遮蔽体１２を支持させ、樹脂で構成される内枠部材１３は外枠部材１１に配置する、例えば外枠部材１１の受け面１１Ｓに乗せるだけにすることで、外枠部材１１と比べて機械的な強度の低い内枠部材１３に、遮蔽体１２の大きな荷重が加わることが無い。

遮蔽体１２の荷重は、外枠部材１１から係着具（固定部材）１９を介して建築物１の屋根の開口部３に直接加わり、内枠部材１３には遮蔽体１２の荷重が加わることが無い。これにより、内枠部材１３を断熱性に優れた樹脂によって構成しても、内枠部材１３が変形したり、あるいは破損する懸念が無い。また、外枠部材１１は、係着具１９を介して建築物１の開口部３の縁部５に固設されるので、重量の大きな遮蔽体１２の荷重は外枠部材１１を介して建築物１に直接加わる。

本実施形態の天窓１０によれば、外枠部材１１を金属で形成し、内枠部材１３を樹脂で形成し、互いに固定しない構成にすることで、優れた断熱性を実現しつつ、機械的な強度も維持することが可能な天窓１０を実現できる。

また、本実施形態の天窓１０によれば、外枠部材１１に対して隙間ΔＧを保って内枠部材１３を配置し、外枠部材１１に対して内枠部材１３を固定しない構成にすることで、外枠部材１１と内枠部材１３とを膨張係数の異なる材料で構成しても、外枠部材１１と内枠部材１３との間で応力による歪が生じないので、金属に比べて機械的な強度の低い樹脂で形成した内枠部材１３の破損を確実に防止することができる。

また、直接外気に露呈される外枠部材１１を耐候性の高い金属で構成し、樹脂で構成された内枠部材１３を直接、外気に露呈させない構成にすることで、耐候性に優れた天窓１０を実現できる。

（膨張吸収構造部の形態例）
上述した実施形態では、膨張吸収構造部５１を構成する蓋部材５２Ａ～５２Ｄは、内枠部材１３を構成する分割体１３Ａ～１３Ｄに対して着脱自在に形成しているが、蓋部材５２Ａ～５２Ｄを分割体１３Ａ～１３Ｄと一体に形成することもできる。

また、上述した実施形態では、膨張吸収構造部５１は、蓋部材５２Ａ～５２Ｄと弾性部材５３とから構成しているが、これに限定されるものではなく、弾性部材だけから構成することもできる。また、内枠部材を構成する分割体の熱膨張による伸びを吸収可能な構成であれば、どのようなものであってもよい。

図９は、内枠部材に対する膨張吸収構造部の形成位置の例を示す模式図である。
図９（ａ）では、矩形の内枠部材６０を、互いに対向するＬ字状の分割体６０Ａ，６０Ｂから構成し、一対の対角上にそれぞれ膨張吸収構造部６１Ａ，６１Ｂを形成した例である。

図９（ｂ）では、矩形の内枠部材７０を、互いに対向するコ字状の分割体７０Ａ，７０Ｂから構成し、矩形の内枠部材７０の対向する２辺の中央に相当する位置に、それぞれ膨張吸収構造部７１Ａ，７１Ｂを形成した例である。

図９（ｃ）では、矩形（長方形）の内枠部材８０を、４辺それぞれ分割して、更に２つの長辺を更に２分割した分割体８０Ａ～８０Ｆから構成し、二対の対角上にそれぞれ膨張吸収構造部８１Ａ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｆを形成し、更に矩形の内枠部材８０の対向する２辺の中央に相当する位置に、それぞれ膨張吸収構造部８１Ｂ，８１Ｅを形成した例である。

このように、内枠部材のサイズに合わせて、適宜、膨張吸収構造部の設置数を調整することにより、大きなサイズの天窓であっても、内枠部材の熱膨張による伸びを吸収することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の天窓について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
第２実施形態の天窓２０は、アルミニウムで構成される外枠部材１１のうち、内枠部材１３に臨む領域に第１補強部材２１が形成されている。この第１補強部材２１は、例えば、内枠部材１３に臨む領域、本実施形態では弾性部材１６に接するように、鋼板やステンレス板から構成されている。こうした第１補強部材２１を外枠部材１１の内枠部材１３に臨む領域に形成することによって、外枠部材１１の強度を向上させ、かつ、耐熱性を高めることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の天窓について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
第３実施形態の天窓３０は、樹脂で構成される内枠部材１３の外表面の一部に、第２補強部材３１が形成されている。この第２補強部材３１は、例えば、内枠部材１３の外表面を覆う鋼板やステンレス板から構成されている。こうした第２補強部材３１を内枠部材１３の外表面の一部、本実施形態では内枠部材１３の内側寄りの外表面および下面に形成することによって、金属と比較して比重は軽いが耐熱性や強度の低い樹脂で形成された内枠部材１３の強度および耐熱性の向上と、内枠部材１３の軽量化とを両立させることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の天窓について説明する。
図１２は、本発明の第４実施形態の天窓を示す要部拡大断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
第４実施形態の天窓４０は、樹脂で構成される内枠部材１３は中空部１３Ｆを有し、この中空部１３Ｆの内表面の一部に第３補強部材４１が形成されている。この第３補強部材４１は、例えば、内枠部材１３の中空部１３Ｆの内表面を覆う鋼板やステンレス板から構成されている。

こうした第３補強部材４１を内枠部材１３の中空部１３Ｆの内表面の一部、本実施形態では内枠部材１３の中空部１３Ｆの内表面のうち、内枠部材１３の内側寄りの内側面に形成することによって、金属と比較して比重は軽いが強度の低い樹脂で形成された内枠部材１３の強度の向上と、内枠部材１３の軽量化とを両立させることができる。

（天窓の固定方法）
次に、第１実施形態の天窓１０を建築物１の開口部３に固定する天窓の固定方法について説明する。
まず、予め天窓の製造工場などにおいて、外枠部材１１の四隅の内角部分に弾性部材１６を配置する。弾性部材１６は、例えば、両面テープなどを用いて外枠部材１１の四隅の内角部分に貼着させればよい。

そして、外枠部材１１の内側に内枠部材１３を挿入し、内枠部材１３を構成する分割体１３Ａ～１３Ｄを外枠部材１１の下部の受け面１１Ｓに載置する。この時、それぞれの分割体１３Ａ～１３Ｄどうしの間（角部）に、蓋部材５２Ａ～５２Ｄと弾性部材５３とからなる膨張吸収構造部５１を配置する。なお、内枠部材１３は外枠部材１１に対して固着などは行わず、単に受け面１１Ｓに乗せるだけである。また、内枠部材１３を外枠部材１１の内側に載置する際には、外枠部材１１の四隅の内角部分に設けた弾性部材１６によって、内枠部材１３の外側の四辺が外枠部材１１の内側に対してそれぞれ所定の隙間ΔＧを保つようにセンタリングされる。

次に、内枠部材１３に、開口部１３Ｐを塞ぐように、樹脂板からなる内側遮蔽体１７を配置する。この内側遮蔽体１７は、内枠部材１３に対して、例えばパネル保持部材２４によって固定すればよい。
次に、外枠部材１１の上部に、開口部１１Ｐを塞ぐように、例えば複層ガラス板からなる遮蔽体１２を載置する。そして、押縁部材１５によって遮蔽体１２を外枠部材１１の上部に固定させる。

このようにして完成した天窓１０を、取付対象となる建築物１の開口部３まで運搬し、開口部３を覆うように天窓１０を設置してから、係着具（固定部材）１９を介してアンカーボルト６によって外枠部材１１を開口部３の縁部５に固着する。

この後、必要に応じて、外枠部材１１の下部と建築物１の開口部３の縁部５との間に、係着具１９を埋めるようにモルタル詰めしたモルタル部２５を形成して、天窓１０を建築物１に対してより強固に固設することが好ましい。モルタル部２５を形成することで、係着具（固定部材）１９の腐食防止を図ることもできる。

なお、先に外枠部材１１を建築物１に対して固設し、その後、この外枠部材１１の内側に内枠部材１３や内側遮蔽体１７を配する順番で天窓１０を固定することも好ましい。こうした順番で施工すれば、外枠部材１１を建築物１に対して固設する際に、内枠部材１３や内側遮蔽体１７が取付作業の支障となることがない。
以上のような工程を経て、天窓１０を建築物１の開口部３に容易に取り付けることができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…天窓
１１…外枠部材
１２…遮蔽体
１３…内枠部材
１３Ａ～１３Ｄ…分割体
５１…膨張吸収構造部
５２…蓋部材
５３…弾性部材

Claims (4)

1. 建築物の屋根に形成された開口部に取り付けられる天窓の窓枠であって、
   金属によって構成される矩形の外枠部材と、
   前記外枠部材を前記屋根の開口部に固定する固定部材と、
   樹脂によって構成され、前記外枠部材の内側に配置される矩形の内枠部材と、を有し、
   前記内枠部材は、複数の分割体からなり、該分割体の端部には、膨張吸収構造部が形成されており、
   前記膨張吸収構造部は、弾性材料からなる弾性部材と、前記分割体の端面を覆う蓋部材とを有することを特徴とする天窓の窓枠。
2. 前記蓋部材には、前記内枠部材の内枠溝部に連なり、該内枠溝部に生じた水を前記内枠部材の外部に導く排水部を有することを特徴とする請求項１に記載の天窓の窓枠。
3. 前記膨張吸収構造部は、少なくとも前記内枠部材の一対の対角、または対向する２辺に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の天窓の窓枠。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の天窓の窓枠を備えた天窓であって、
   前記外枠部材に直接的又は間接的に支持され、前記外枠部材の開口部を塞ぐ遮蔽体を有することを特徴とする天窓。

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