(57)【要約】【課題】  障子の開く角度を大きくできると共に、障子が軽く動く自然換気窓の提供。【解決手段】  障子１と、竪枠２と、メインアーム３及びサブアーム４を備え、障子１は、上部又は下部が竪枠２に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、メインアーム３は、一端が障子１の重心位置に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠２の上部又は下部に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、サブアーム４は、一端がメインアーム３の中間部に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠２の中間部に回動自在に連結してある。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
障子と、竪枠と、メインアーム及びサブアームを備え、障子は、上部又は下部が竪枠に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、メインアームは、一端が障子の重心位置に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠の上部又は下部に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、サブアームは、一端がメインアームの中間部に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠の中間部に回動自在に連結してあることを特徴とする自然換気窓。
【請求項２】
サブアームは、メインアームの半分の長さであり、一端がメインアームの長手方向の中央に回動自在に連結してあると共に他端がメインアームの一端と同じ高さ位置で竪枠に回動自在に連結してあることを特徴とする請求項１記載の自然換気窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風により障子が自然に開閉して換気が行える自然換気窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、障子の竪框上端部を竪枠に上下動自在且つ回動自在に連結すると共に、障子の竪框中間部と竪枠下部とを連結するメインアームと、メインアームの中間部と竪枠とを連結するサブアームとを有し、無風及び微風時には障子が自重により室外に辷り出すように開き、強風時には風圧により押されて障子が閉鎖するようにした自然換気辷り出し窓が開示されている。
上記の窓においては、障子の竪枠への３箇所の連結箇所のうち、一番下に位置するメインアームの端部の位置が固定で、障子上端部及びサブアームの端部の位置が障子の開閉に伴って共に上昇・下降する構造となっており、これら２箇所の案内部を竪枠に上下に隣接して設けなければならないため、障子の最大開き角度を大きくするのが困難であった。
またこの辷り出し窓は、メインアームの先端部が障子の重心位置よりも高い位置に連結してあるため、障子の回動が重く、さらに障子の開閉に伴い障子の重心が上下に移動するため、開くときは障子の自重により軽く辷り出すが、閉めるときは重心を引き上げる必要があって、そのための大きな駆動力を必要とする。従って、弱風での反応が鈍かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０８９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上に述べた実情に鑑み、障子の開く角度を大きくできると共に、障子が軽く動く自然換気窓の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による自然換気窓は、障子と、竪枠と、メインアーム及びサブアームを備え、障子は、上部又は下部が竪枠に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、メインアームは、一端が障子の重心位置に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠の上部又は下部に上下動自在且つ回動自在に連結してあり、サブアームは、一端がメインアームの中間部に回動自在に連結してあると共に他端が竪枠の中間部に回動自在に連結してあることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明による自然換気窓は、請求項１記載の発明の構成に加え、サブアームは、メインアームの半分の長さであり、一端がメインアームの長手方向の中央に回動自在に連結してあると共に他端がメインアームの一端と同じ高さ位置で竪枠に回動自在に連結してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明による自然換気窓は、竪枠に設けられる３箇所の障子との連結箇所のうち、真ん中に位置するサブアームの他端の位置が固定で、障子の上部又は下部とメインアームの他端とが、その位置に対して対照的に上昇・下降して障子が開閉するため、障子の開く角度を大きくすることができる。また、メインアームの一端が障子の重心位置に連結してあることで、障子が重心位置を支点に回動するため、障子の動きを軽くすることができる。
【０００８】
さらに請求項２記載の発明による自然換気窓は、サブアームをメインアームの半分の長さとし、サブアームの一端をメインアームの長手方向の中央に回動自在に連結すると共に他端をメインアームの一端と同じ高さ位置で竪枠に回動自在に連結したことで、開閉時に障子の重心位置が上下に移動しないため、開き方向、閉まり方向の何れにも障子が軽く動き、風に対する反応が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】自然換気窓の縦断面図であって、障子が全開した状態を示す。
【図２】自然換気窓の縦断面図であって、障子が閉鎖した状態を示す。
【図３】（ａ）は障子と竪枠との連結部を室内側から見た図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。
【図４】障子開閉・ロック機構の室内側正面図である。
【図５】図４のＸ方向矢視図であって、（ａ）は障子を閉鎖しロックした状態、（ｂ）は障子が全開したときの状態を示す。
【図６】図４のＹ方向矢視図であって、（ａ）は障子を閉鎖しロックした状態、（ｂ）は障子が全開したときの状態を示す。
【図７】障子を閉鎖しロックするときの障子開閉・ロック機構の動きを順に示す平面図である。
【図８】窓全体の室内側正面図である。
【図９】メインアームとサブアームの設置状態を模式的に示す図である。
【図１０】メインアームとサブアームの設置状態の他の例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図８は、本発明の自然換気窓を利用した窓の室内側正面図である。この窓はビル用の窓であって、上枠１１と下枠１２と左右の竪枠２，２を枠組みして窓枠が構成され、左右の竪枠２，２間に無目１３を架設し、上枠１１と無目１３間に方立１４を架設してあり、無目１３と下枠１２間の開口部にはガラスパネル１５を嵌め込んで嵌め殺し窓が構成してあり、上枠１１と無目１３間の開口部には、障子１が室外側に開く自然換気窓が連窓状に設けてある。室内側から見て右側の竪枠２の下部には、障子１の開閉操作を行うハンドル１６を設けてある。なお、以後、単に「右側」、「左側」と記載したときには、室内側から見ての右側、左側の意味である。
【００１１】
図１は障子１が全開したときの状態を示し、図２は障子１を閉鎖した状態を示している。また図３は、障子１の竪枠２への支持構造を示している。障子１は、上框１７と下框１８と左右の竪框１９，１９とを四周框組みし、その内側にガラスパネル２０を嵌め込んで構成してある。上框１７の内部の室内側寄りの位置には、図１，２に示すように、バランスウエイト２１が取付けてあり、これにより障子１の上下・前後方向のバランスを取り、回転軸５と重心の位置を一致させている。回転軸５は、障子１の上下方向の中心に近いところに設けてある。竪框１９の上端部には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、水平軸２３が側方に突出して設けてあり、水平軸２３の先端部にはベアリング２４が取付けてあり、ベアリング２４は竪枠２の内周側見込み面の上部に上下方向に設けたレール２５に案内され、上下動自在且つ回動自在となっている。回転軸５には、メインアーム３の一端が回動自在に連結してある。竪枠２の内周側見込み面の下部にはレール２６が上下方向に設けてあり、レール２６にはスライダー２２が上下動自在に案内保持され、スライダー２２にメインアーム３の他端が水平軸２７で回動自在に連結してある。メインアーム３の長手方向の中央には、メインアーム３の半分の長さのサブアーム４の一端が水平軸２８で回動自在に連結され、サブアーム４の他端は竪枠２の内周側見込み面の、障子１の回転軸５と同じ高さ位置に突設した水平軸２９に回動自在に連結してある。なお、図３は障子１の右側の支持構造を示しているが、左側も同様に方立１４又は竪枠２に支持されている。
【００１２】
風が無く障子１に荷重が掛からない状態のときには、図１に示すように、障子１が４５°開放した状態で静止するようにバランスが取られている。障子１に向かい風を受けると、図２に示すように、障子１上部に取付けたベアリング２４がレール２５に沿って上方にスライドすると共に、メインアーム３の他端に連結したスライダー２２がレール２６に沿って下方にスライドし、それに伴い障子１は重心位置に設けた回転軸５を支点に回転して閉まる。風がおさまると、障子１上部のベアリング２４が下方に、メインアーム３他端に連結したスライダー２２が上方にスライドし、障子１は回転軸５を支点に回転して開き、図１に示す状態に戻る。障子１が開閉する際、障子１の回転軸５（＝重心）は図２中に仮想線３０で示すように水平に移動する。すなわち、開閉時に障子１の重心が上下に移動しない。
【００１３】
この点について、図９の模式図を参照して説明する。サブアーム４はメインアーム３の半分の長さで、サブアーム４の一端をメインアーム３の長手方向の中央に連結し、サブアーム４の他端をメインアーム３の一端と同じ高さ位置に取付けたことで、メインアーム３とサブアーム４の他端とで構成される△ＡＣＤは、初期状態では直角三角形となっている。サブアーム４の他端の位置Ｄは固定で、メインアーム３の他端の位置Ｃは上下に移動自在である。メインアーム３とサブアーム４では、２つの二等辺三角形が出来る（△ＡＢＤ、△ＢＣＤ）。その２つの二等辺三角形の頂角θ１，θ２は、任意の角度においてθ１＋θ２＝１８０°の関係にあり、従って常に各二等辺三角形の底角θ３，θ４は、θ３＋θ４＝９０°の関係にある。よって△ＡＣＤは常に直角三角形であり、回転軸５（メインアームの一端Ａ）は水平移動しかしないことが分かる。
【００１４】
以上に述べたように本自然換気窓は、回転軸５を障子１の重心の位置と一致させており、尚且つ開閉時に回転軸５が上下に移動せず、水平移動しかしないため、開き方向、閉まり方向の何れにも障子１が軽く動き、風に対する反応が良好となる。また、サブアーム４他端の位置（水平軸２９）を固定とし、その位置に対して障子１上部（水平軸２３）とメインアーム３の他端（水平軸２７）が対照的に上下にスライドして障子１が開閉するようにしたこと、及び障子１の重心の移動を考慮する必要がないことから、障子１の開き角度を容易に設定することができ、排煙窓として使用可能な４５°までの開放を実現している。
【００１５】
図１０は、メインアーム３とサブアーム４の設置状態の他の例を示している。図１０（ａ）は、サブアーム４をメインアーム３の半分よりも短い長さとし、メインアーム３のサブアーム４の連結位置Ｂ点からメインアーム３の他端Ｃ点の長さＢＣをサブアーム４の長さＢＤと同一にしたものである。この場合、障子１の回転軸５となるメインアーム３の一端の位置は、障子１が閉じたときの位置Ａ‘点よりも障子１が開いたときの位置Ａ点の方が低い位置となるため、障子１を開きやすくすることができる。
図１０（ｂ）は、サブアーム４をメインアーム３の半分よりも長い長さとし、メインアーム３のサブアーム４の連結位置Ｂ点からメインアーム３の他端Ｃ点の長さＢＣをサブアーム４の長さＢＤと同一にしたものである。この場合、障子１の回転軸５となるメインアーム３の一端の位置は、障子１が開いたときの位置Ａ点よりも障子１が閉じたときの位置Ａ‘点の方が低い位置となるため、障子１を閉まりやすくすることができる。
何れの場合でも、障子１の回転軸５の位置（Ａ点）の位置を障子１の重心位置に一致させることで、障子１の動きを軽くすることができる。また、ＢＣ＝ＢＤとしてあることで、Ｃ点とＤ点への力の向きが正反対となり、メインアーム３の他端Ｃ点のスライド部分がスムーズに動く。
【００１６】
本自然換気窓は、ハンドル１６の操作により障子１の開閉と閉鎖時のロックを行う機構を備えており、以下、その構造について説明する。図８に示すように、右側の竪枠２内周側面には縦スライドバー３１が、無目１３上面にはスライド部４９がそれぞれ長手方向にスライド自在に設けてある。スライド部４９は、図１，２に示すように、無目１３上面に長手方向にスライド可能に取付けた横スライドバー３２を有し、図８に示すように、縦スライドバー３１の上端部と横スライドバー３２の右側端部とが、竪枠２と無目１３とのコーナー部に設けたコーナードライブ３３により連結してある。コーナードライブ３３の構造については後述するが、押し引き力を直角に伝達するものである。ハンドル１６の軸にはギア３４が、縦スライドバー３１にはギア３４と噛み合うラック３５がそれぞれ連結してあって、ハンドル１６は障子１を開くときには下向きに、障子１を閉鎖するときには上向きに回転させるものであり、ハンドル１６を閉鎖側に回転させたときには、図中に矢印で示すように、縦スライドバー３１は下方にスライドし、横スライドバー３２はそれに引っ張られて右にスライドする。
【００１７】
図４〜６に示すように、横スライドバー３２上には障子１の下框１８に設けたロック受け３６に係脱するロックピン４８が取付けてある。横スライドバー３２の先端部にはピン３７が上方に突出して設けてあり、左右方向の長孔３８にピン３７を係合して連結プレート３９が設けてある。連結プレート３９には、ピンストッパー４０がバネ４１で付勢して設けてあり、図６（ｂ）に示すように、障子１が開いた状態のときにはピン３７は長孔３８の左端の位置にあって、ピン３７にピンストッパー４０が係止している。無目１３には、障子１閉鎖時に横スライドバー３２が右方向に引っ張られたときに、ピンストッパー４０のピン３７との係止を解除するための解除ブロック４２と、連結プレート３９を所定の位置で停止させるためのストッパー４３を設けてある。
【００１８】
無目１３と竪枠２とのコーナー部には、図４に示すように、コーナードライブ４４が設けてある。コーナードライブ４４は、Ｌ型に曲がった筒状のガイド部材４４ａと、ガイド部材４４ａ内に挿通した摺動部材４４ｂとを有するもので、摺動部材４４ｂがガイド部材４４ａにガイドされた状態で摺動することで、押し引き力を直角に伝達できるものである。摺動部材４４ｂの無目１３側端部は、上述の連結プレート３９に連結してあり、摺動部材４４ｂの竪枠２側端部には障子閉鎖アーム４５が取付けてある。コーナードライブ４４と連結プレート３９とで連動部材５０を構成している。障子閉鎖アーム４５は、略Ｌ型の縦長の棒状の部材となっており、竪枠２の内周側面に添うように設置してある。
ハンドル１６を閉じ側に操作し、横スライドバー３２が右方向に引っ張られると、連動部材５０を介して障子閉鎖アーム４５が下方に移動し、図５に示すように、障子閉鎖アーム４５がスライダー２２を押し下げることで障子１が閉鎖する。障子１は風の状況に応じて自然に開閉しているが、このような障子閉鎖アーム４５によれば障子１がどの状態であっても閉鎖できる。
図５に示すように、竪枠２のレール２６の下部には、障子１が閉鎖したときにスライダー２２をバネ４６の力で上方に付勢する付勢部材４７を有し、ハンドル１６が開き側に操作され、障子閉鎖アーム４５が上方に移動すると、スライダー２２が付勢部材４７により押し上げられることで障子１が開く。
図４〜６は、左側の障子１を開閉・ロックする機構を示しているが、右側の障子１についても同様に構成してある。左側の障子１用の横スライドバー３２と右側の障子１用の横スライドバー３２とは、方立１４を跨いで繋ぎ材により連結してあり、左右の障子１，１の開閉・ロックを一つのハンドル１６で同時に行うことができる。
【００１９】
障子１を閉鎖・ロックするときの各部の作用を、図７に即してより詳細に説明する。ハンドル１６が閉鎖側に操作されると、図７（ａ）に示すように、横スライドバー３２が右方向に引っ張られ、このときピンストッパー４０がピン３７に係止しているため、連結プレート３９を介してコーナードライブ４４の摺動部材４４ｂも一緒に引っ張られ、それに伴って障子閉鎖アーム４５がスライダー２２を押し下げるため障子１が室内側に引き寄せられる。その後、障子１が閉まり切る手前で、図７（ｂ）に示すように、ピンストッパー４０が解除ブロック４２に当接し、障子１が閉め切ると同時に、図７（ｃ）に示すように、連結プレート３９がストッパー４３に当接して移動が阻止されると共にピンストッパー４０が解除ブロック４２に乗り上げてピン３７との係止が解除される。その後も続けてハンドル１６が操作されることで、横スライドバー３２はさらに右方向に引っ張られ、図７（ｄ）に示すように、ピン３７が長孔３８内を移動することで、連結プレート３９とそれに連結された障子閉鎖アーム４５は移動せずに、横スライドバー３２とこれに固定したロックピン４８のみが右方向にスライドし、この間にロックピン４８がロック受け３６に係合して障子１がロックされる。
障子１を開放するときには上記とは逆の動作になり、ロックピン４８がロック受け３６から外れるまで横スライドバー３２のみが左方向にスライドし、途中でピンストッパー４０がピン３７と係止する状態に復帰し、連結プレート３９とコーナードライブ４４を介して障子閉鎖アーム４５が上方に押し上げられ、付勢部材４７の作用により障子１が開く。
【００２０】
以上に述べたように本自然換気窓は、障子１の閉鎖とロックをハンドル１６の１アクションで行うことができる。しかも、横スライドバー３２が連動部材５０の連結プレート３９に対して無目１３の長手方向にスライド可能に取付けてあり、ピンストッパー４０と解除ブロック４２及びストッパー４３の作用により、障子１が閉め切ったところで障子閉鎖アーム４５と連結プレート３９とを停止させた後、横スライドバー３２とこれに固定したロックピン４８のみがスライドしてロックが完了するようにしたので、障子１の支持機構や開閉機構等に無理な力が掛かることなく、且つ障子１のロックを安定して行うことができる。ロックの解除と障子１の開放も、ハンドル１６の１アクションで行うことができる。また、障子閉鎖アーム４５を竪枠２に添うように設け、障子閉鎖アーム４５でスライダー２２を竪枠２に沿って押し下げることで障子１を引寄せるようにしたので、障子閉鎖アーム４５が目立たない上、障子１の下框１８と無目１３間に障子１を引き寄せるアームを別途設けないため意匠性を向上できると共に障子１を大きく開くことができ、しかも障子１がいかなる開閉状態にあるときでも障子１を閉鎖できる。
【００２１】
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。障子は、バランスウエイトを竪框に設けることもでき、上框と竪框の両方に設けることもできる。障子の回転軸は、障子の上下方向の中心に対して上下にずれた位置にあってもよく、その場合は回転軸の位置に障子の重心がくるようにバランスウエイトで調整する。また障子は、ガラスを嵌め込んだものに限らず、金属板等で形成した箱状のパネル等とすることもできる。竪枠には方立が含まれる。本発明の自然換気窓は、実施形態のものとは上下が逆のもの、すなわち障子が室外側に倒れるように開くものとすることもできる。
【符号の説明】
【００２２】
１  障子
２  竪枠
３  メインアーム
４  サブアーム
５  障子の回転軸
１４  方立（竪枠）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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