(57)【要約】      （修正有）【課題】完全な漏水対策を実現し、工事の早い段階で雨天対策がとれ、部品の数を減らすことで、天窓工事の工期を短縮し、屋根の裏面での操作を排除した作業性、安全性を高めた折板屋根に設置する光拡散型天窓を提供する。【解決手段】折板屋根０１の馳０２と馳折接合する馳２１を有する天窓サイドフレーム０３を持つ天窓構造であり、矩形である光拡散板０８の四辺のうち、光拡散板が連続する側の二辺に立ち上り４１を有し、それ以外の辺に立ち下り４２を有する光拡散板を用い、立ち上りを覆う形状を持ち、天窓の両側の天窓サイドフレームを緊結する天窓リブ０５とし、ネジ、ネジと金具、若しくは金具を用いて、馳折接合を補強した。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折板屋根の馳と馳折接合する馳を有する天窓サイドフレームを持つ天窓構造。
【請求項２】
矩形である光拡散板の四辺のうち、光拡散板が連続する側の二辺に立ち上りを有し、それ以外の辺に立ち下りを有する光拡散板を用いる天窓構造。
【請求項３】
請求項２記載の光拡散板の立ち上りを覆う形状を持ち、天窓の両側の天窓サイドフレームを緊結する天窓リブを用いる天窓構造。
【請求項４】
折板屋根設置工事において、天窓リブに先行して天窓サイドフレームを設置又は固定する工法。
【請求項５】
ネジ、ネジと金具、若しくは金具を用いて、請求項１記載の馳折接合を補強する方法。
【請求項６】
左右の天窓サイドフレームを１基で製作するロール成型機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、馳折折板屋根（以下、「折板屋根」という。）に設置する光拡散型天窓の性能向上と施工安全性向上に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
光拡散型天窓を設置することで昼間に照明を消灯し、照明消費電力を６０％以上削減できる。大規模な建築物に多用される折板屋根には、光拡散型天窓を容易に設置することができる。折板屋根は日本における新築建築物の屋根の面積のおよそ半数にもなっている。折板屋根に光拡散型天窓を設置することの環境課題への貢献が見込まれるが、普及は進んでいない。
また、シート防水屋根が普及している。しかし、これまでの天窓は重量が重く、屋根自体が軽量なシート防水屋根に設置するには不向きであり、シート防水屋根に向いた天窓は開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５７３３４７号  公報  天窓構造
【特許文献２】特開  平１-２９９９４５号  公報  採光外囲体
【特許文献３】特開  昭５８-１７６３５５号  公報  断熱採光外囲体
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
折板屋根に設置する光拡散型天窓は、低コストで、省エネ・省資源に特化している。折板屋根の屋根に占める割合の高さから、光拡散型天窓が環境問題で貢献する可能性は計り知れないものがある。また、太陽光が人心の健康に及ぼす効果、作業性向上の効果もあきらかにされつつある。しかしながら、漏水に強く、施工性に優れた製品がないため、光拡散型天窓の普及が進まないのが現状である。
【０００５】
大規模な建築物に多用される折板屋根に設置することができる図１の光拡散型天窓は、図２のような構成とすることが多い。図２のような構成の光拡散型天窓は、天窓リブの取付、内樋の設置、天窓サイドフレームの設置、光拡散板の設置、シーリング材の設置、フロートガラス、網入りガラス、複層ガラス、その他の光透過部材（以下、「採光板」という。）の設置、シーリング材ジッパー取付、という手順で組み立てられる。採光板が取り付けられるまでは、雨水の漏水の可能性があり、屋根の下の工事を開始することが出来ない。
【０００６】
天窓サイドフレームは、逆U字型の金物とボルトと受け材により構成される天窓サイドフレーム固定具により、折板屋根に挟み込むことで固定している。天窓サイドフレームと折板屋根は天窓サイドフレーム固定具部分では密着するものの、それ以外の部分では、それぞれのたわみやゆがみがあるため密着はしていない。パッキンやシールを施しても、気密性を高くすることは出来ない。
【０００７】
天窓サイドフレームを取付けるために、天窓サイドフレームに逆Ｕ字金物を中に入れた上で、逆Ｕ字金物のボルトを天窓リブ支持部の穴に通すという細かな作業が必要である。一番大きく重量のある部材を用いて、細かな作業をするという施工上の難しさがある。
【０００８】
採光板のシーリング材の位置が馳の内側にあるため、シーリング材からの漏水を防ぐために内樋が必要となっている。内樋によって有効な採光面積が小さくなり、不経済となっている。
【０００９】
天窓リブの位置が低いため、光拡散板と干渉する位置にあたる。天窓リブ毎に光拡散板が分断される。シールを施す量が増え、施工に時間がかかる。
【００１０】
図３のような天窓は、嵌合型折板屋根のために考案された光拡散型天窓である。嵌合型折板屋根は折板をタイトフレームにボルトで固定した後、ボルト固定した部分にカバーを嵌合させる屋根である。ボルト固定の性能安定性があるが、部品点数が増えるため高価となり、馳接合の折板屋根ほどは普及していない。
【００１１】
折板屋根はロール成型により作られるが、ロール成型は寸法安定性に欠ける。一方で、図３の内部カバー及び外部カバーはアルミ押出形材であり、寸法安定性が高い特徴がある。外部カバーを内部カバーに嵌合させることは、互いの寸法安定性から問題はないが、内部カバーを折板に嵌合させる場合は、両者の寸法安定性の違いから、完全な嵌合は困難であり、実用的ではない。
また、アルミ押出形材は、工場でなければ製作できないため運搬上の長さの制限があり、大型の建物に必要な大型の天窓には不向きである。
【００１２】
図４のような下地を必要とする天窓は、開口部が小さくなり、明かりを取る意味において効率が悪い。
【００１３】
図４のような下地を必要とする天窓はまた、採光板の両側からの雨水の浸水については通し受金具が排水機能を果たすが、採光板のジョイント部分の継手板により浸水したものについては、前記排水機能は働かず、完全な防水には至っていない。
【００１４】
シート防水屋根も相当な割合で設置されている。しかし、これまでの天窓は重量が重く、屋根自体が軽量なシート防水屋根に設置するには不向きであり、シート防水屋根に向いた天窓は開発されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
折板屋根と一体となる馳折接合部を有する天窓サイドフレームと、立ち上がりと立ち下がりを有する光拡散板の組合せにより、本発明の光拡散型天窓は完全な漏水対策を実現した。さらには、天窓工事の早い段階で雨天対策がとれるため、屋根の下の工事が始められ、建築工事への負荷が小さい。また、光拡散型天窓の部品の数を減らすことで、天窓工事の工期を短縮する事が可能となる。そして屋根の裏面での操作を排除し、作業性、安全性を高める事ができた。
天窓サイドフレームを折板屋根の馳と直接馳折結合することで、折板屋根と天窓サイドフレームが継ぎ目なくつながり、シンプルで漏水の危険の小さい天窓となる。
光拡散板を天窓リブよりも先行する工法により、施工途中の天窓でも漏水の危険がなく、後工程を前倒しできる。
部品が少なく軽量な本発明の光拡散型天窓は、屋根自体が軽量なシート防水屋根への設置については何ら問題ない。
【発明の効果】
【００１６】
光拡散型天窓を設置すると、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。これまでも機能向上やコスト削減が図られてきた。本発明により、施工時の安全向上、作業時間の短縮、降雨対策による後工程着手の前倒しにより、折板屋根への光拡散型天窓の普及が進み、環境課題への貢献が可能となる。
太陽光の心身への効果が明らかになり、天窓は健康のための設備という認識が可能となる。特には自由に外に出かけることが難しい病院、老健施設などの需要に応えるものとなる。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】折板屋根に線状に設置する一般的な光拡散型天窓の横断面である。
【図２】折板屋根に線状に設置する一般的な光拡散型天窓の詳細図である。（ａ）は、天窓サイドフレームである。（ｂ）は、天窓リブである。
【図３】公開特許公報  特開  平成１-２９９９４５  採光外囲体  図２を引用したもので、アルミ形材を用いる天窓の横断面の例である。
【図４】公開特許公報  特開  昭和５８-１７６３５５    断熱採光外囲体  図２を引用したもので、補強下地を用いる天窓の横断面の例である。
【図５】本考案の横断面図である。
【図６】本考案の詳細図である。（ａ）は、天窓サイドフレームである。（ｂ）は、天窓リブである。
【図７】本考案の天窓リブの馳部である。（ａ）は、仮設置時である。（ｂ）は、かしめ後である。
【図８】本考案の部材を用いて、シート防水屋根に光拡散型天窓を設置した例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図５は、本発明の馳のある天窓サイドフレームを用いた光拡散型天窓である。図６はその詳細である。
馳のある天窓サイドフレームは、折板屋根の馳と一体にかしめられ、必要な場合は図６  （ａ）に示すように馳の補強を行っても良い。馳の上に本発明の立ち上がりと立ち下りのある光拡散板が載る。本発明の天窓リブは、図６  （ｂ）に示す通り、前記光拡散板の立ち上がりを覆うように設置し、前記天窓サイドフレームにネジにより固定する。
前記天窓サイドフレームの端部にシーリング材を取付ける。前記天窓リブシーリング受け部にパッキンを設置した後、シーリング材の受け口に採光板を挿入し、採光板の継ぎ目にシーリングを施し、シーリング材ジッパーを取付けて完成する。
【００１９】
天窓サイドフレームの馳の形状は、図７  （ａ）に示す通りＺ型（鋭角）でも良いし、直角、鈍角でも良く、曲線若しくは直線と曲線の組み合わせでも良い。
図７  （ａ）に示す通り、天窓サイドフレームを折板屋根に載せるだけで、天窓サイドフレームの馳が折板屋根の馳に掛り、転倒しない。その後、天窓サイドフレームの馳をかしめることで折板屋根に固定される。折板屋根に載せ安定した状態で、天窓サイドフレームの位置を微調整出来るので、正確な位置の確定が容易となる。一番大きな部材を一番最初に折板屋根の上に設置する事で作業性が向上する。
【００２０】
折板屋根は、通例ではロール成型機により成型した、片側にオスの馳、逆の側にメスの馳を持つ一枚の折板を連続して敷き並べた屋根である。当該折板を同じ向きに並べ、隣接する折板の馳のオスメスを重ね、更に建物躯体に緊結したタイトフレームを巻き込みながら、馳をかしめ、馳折接合を完成させる。折板屋根は折板同士が互いに馳折接合で連結していることで全体として強度を確保し、タイトフレームは屋根全体を建物に繋ぎ止めるものである。
【００２１】
折板屋根は折板同士が互いに馳折接合で連結していることで全体として強度を確保している。折板屋根が使用される地域、立地、場所により、必要な馳折接合の強度は異なる。
天窓は屋根の一部であるから、屋根と同等以上の強度が必要である。そのため、折板屋根と天窓サイドフレームを馳折接合することで、折板同士と同様の接合強度が可能となる。
また、馳の間に不定形シーリングを充填することで、気密性の高い天窓構造とすることも可能となる。
【００２２】
前記の馳折接合よりもさらに接合強度が必要な場合の補強方法は、馳折部分の互いの馳を貫通するネジにより固定する方法、コの字型の板バネにより固定する方法、図６  （ａ）馳補強材のようにコの字型の部品の一方の端部からネジにより馳折部分を押さえつけて固定する方法、及びそれぞれの組合せにより固定する方法がある。また、図２  天窓サイドフレーム固定具を用いても補強しても良い。
必要とされる補強の程度、使用する場所により補強方法を適切に選定する。
【００２３】
光拡散板は、ポリカーボネート複層板が多く用いられている。光拡散板は、天窓の屋外側にある採光板を透過した太陽光を幅広く拡散させながら透過させる機能を持つが、屋外側の光透過部材の室内側で発生する結露水の落下防止、光透過部材のシール破断、光透過部材の破損の際の漏水の落下防止、及び天窓部分での断熱性能の向上に寄与している。
【００２４】
端部に立ち上り、立ち下がりを設けた本発明の光拡散板は、結露水・漏水の落下防止としての機能向上が図られている。
採光板の結合部でのシール破断により発生する漏水は、天窓リブを伝い光拡散板の上に落ちる。当該立ち上りが、天窓リブの内部に差し込まれることで、漏水は確実に光拡散板の上を流れ、漏水防止の機能を果たす。採光板の破損による漏水の際も、採光板から直接若しくは天窓リブを経由して漏水は光拡散板に落下するので、天窓の下には漏水は至らず、漏水防止が可能である。
【００２５】
光拡散板に落下した漏水は、左右どちらかの光拡散板の立ち下がりに達し、天窓サイドフレーム排水部に確実に落下する。立ち下りがあることで、光拡散板の裏側に漏水が回り、開口部から床に滴ることはない。勾配がない屋根の場合は、光拡散板を天窓サイドフレーム側に勾配を持たせ、漏水を円滑に流しむようにしてもよい。
【００２６】
結露は水分を含んだ空気と個体との温度差が原因で発生する。温度の低い個体との境界面で水分を含んだ空気の温度が下がり、飽和温度以下になる時に起きる。有害な結露は、天窓の内側において発生する場合である。冬期などで天窓の部材が外気や放射冷却等で低温となり、水分を多く含んだ室内の空気との間で発生する。
【００２７】
天窓の部材で最も低温になるものとしては、天窓サイドフレーム、シーリング材、採光板である。また、天窓サイドフレームを介して天窓リブも温度が下がる。天窓サイドフレームで発生する結露は直接天窓サイドフレーム排水部に流れ、シーリング材、採光板において発生する結露は、光拡散板を経由して天窓サイドフレーム排水部に流れ、外部に排出される。
【００２８】
天窓リブに起因する結露の場合、光拡散板の継ぎ目部分という、室内の空気が直接触れる場所での結露となる。建物の湿度の状況によっては、結露が床に滴る可能性がある。
そのため、結露のおそれがある場合は、天窓サイドフレームと天窓リブのヒートブリッジを遮断するため、天窓サイドフレームと天窓リブを断熱パッキンを挟んで固定しても良いし、天窓リブ内面を樹脂コーティングし、内面温度の低下を防ぐ処置を行っても良い。
【００２９】
当該光拡散板の立ち上がりが、天窓リブの内部に適当な隙間を持った状態で差し込まれる事で、光拡散板の伸縮を拘束することなく光拡散板は天窓リブにより位置が限定される。これにより光拡散板の固定の為の部品、金具は不要となる。
【００３０】
当該立ち下がりは両側の天窓サイドフレームにより位置が定められ、移動する事は無い。当該立ち下がりを有する光拡散板は、固定の為の部材や部品を必要としない。
【００３１】
これまでは天窓リブに合わせて光拡散板を分割して設置していた。天窓リブは採光板のジョイントシール受けの他、採光板の中間部で採光板の補強、折板の接合のためにも設置される。そのため、光拡散板は細かく分断して設置され、固定するシールの数量が多くなるだけでなく、固定するシールの破断、はみ出しなど、機能的にも見た目においても課題があった。
本発明の天窓リブと光拡散板は、光拡散板の平たん部では天窓リブと干渉することはないため、光拡散板の大きさは光拡散板の都合だけで決めることが出来る。
【００３２】
光拡散板として用いるポリカーボネート複層板の市中品は、４ｍ×２ｍ程度の大きさである。
光拡散板は採光板に比べてとても軽量である。厚さ６．８ｍｍの網入りガラスの重量は、１７ｋｇ/平方メートルに対し、厚さ６ｍｍのポリカーボネート複層板は、１．４ｋｇ/平方メートルである。幅０．５ｍ、長さ４ｍとしても重量は３ｋｇに満たない。
光拡散板は他のものに衝突しても自身も相手も破損することはまれである。
そのため大きな部材とすることで作業性は向上する。採光板２枚に対して光拡散板１枚、であるとか採光板３枚に対して光拡散板１枚を割り付けることも可能となる。部品点数の省略は工事コスト、スケジュールの短縮に役立つ。
【００３３】
上記とは逆に、採光板よりも短い間隔で天窓リブを取付け、光拡散板を小さくして挿入することで、屋根上からの照明器具の維持管理や更新等の開口部としても利用しても良い。
【００３４】
光拡散板の立ち上りと隣接する光拡散板の立ち上りとの間、光拡散板と馳折接合部の間をそれぞれシールすることで、気密性を高めた仕様としても良い。
【００３５】
逆U字型の天窓リブは、天窓サイドフレーム間をつなぐ逆U字型の天窓リブ本体と、リブの両端に取り付け天窓サイドフレームをネジで固定する天窓リブ固定部と、天窓リブの上に取り付き、採光板のジョイントのシール押えとなる天窓リブシーリング受け部からなる。
天窓リブ本体は、天窓を挟んだ両側の折板に生ずる応力を伝える強度を有する。また逆U字型の内側空間に光拡散板の立ち上りを内包する。
天窓リブ固定部は、天窓サイドフレームを固定する部分で、必要強度により、端部の厚さ、長さ、天窓リブ固定ネジの数を変えて対応する。
天窓リブシーリング受け部は、採光板との間にバックアップ材をはさみ、シール施工する。天窓リブシーリング受け部の形状は図６  （ｂ）に示す逆U字型の他、T字型、角パイプ、角材としても良い。
【００３６】
天窓リブは、光拡散板の設置後に設置し、天窓サイドフレームに固定するものである。立ち上り、立ち下がりを持つ光拡散板を用いる場合、天窓リブを光拡散板の立ち上がりの上に載せた時点で、通常の雨においては、光拡散板のジョイントから雨水が下に降り込まない状態となる。天窓リブを天窓サイドフレームに固定するまで待つ必要は無い。
またその時点で、部品や工具の落下を防ぐ状態となる。
当該の状態で雨天等の心配をせず、部品や工具の落下を心配せずに下の階の工事が可能となる。他の天窓工法に比べてく後工事の着手を前倒し出来るので、建設工事の工期を短くできる。
【００３７】
折板屋根に用いる本発明は、シート防水屋根にも適用可能である。
図８  に示すように、シート防水屋根は、デッキプレートの上に、硬質な断熱材を設置し、その上にシート防水層を張り付けたものである。
光拡散型天窓を設置するための立ち上がりを設け、馳と嵌合する端部を持つ水切りを設置することで、本発明の天窓を設置することが可能となる。
【００３８】
天窓サイドフレームは、左右対称である。これまでは一つの型のロール成型機で、天窓サイドフレームを製作し、一方を回転させてから、設置するしかなかった。大型の施設では長い天窓サイドフレームを回転させる場所が用意できない。そのため屋根上で回転させる事が行われてきた。足場が悪い上に、天窓の開口がある中で、人力により行う工事であり、危険極まりない。
【００３９】
従来の天窓サイドフレームロール成型機は、一般のロール成型機と同様に、ロール成型機全体を形成するフレーム、薄板を曲げ加工する成型ローラー群、ローラー群を支持する軸、ローラーを回転させる駆動部、切断装置、制御装置及び安全装置からなる。
【００４０】
本発明の天窓サイドフレームの左右を１基で製作する成型機は、作成する天窓サイドフレームは対称形であるから、成型ローラー群の配置も左右対称で、ローラー軸も同位置となり軸受は兼用可能である。また、駆動部も兼用できる。フレームを一つとすることで、設置、運搬、保管も容易になる。左右対称なのでロール成型機の設計も兼用可能であり、設計製作コストも抑制可能である。
本発明の天窓サイドフレームの左右を１基で製作する成型機により、現地での加工が求められる大型の折板屋根建物に光拡散型天窓を設置する場合の工事の安全とスピードアップに寄与し、光拡散型天窓の普及にも寄与する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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、日光浴が困難な人のためにも、光拡散型天窓が有効である。
【符号の説明】
【００４２】
０１    折板屋根
０２    折板屋根馳部
０３    天窓サイドフレーム
０４    天窓サイドフレーム固定具
０５    天窓リブ
０６    天窓リブ支持部
０７    内樋
０８    光拡散板
０９    シーリング材
１０    シーリング材ジッパー
１１    採光板
２１    天窓サイドフレーム馳部
２２    天窓サイドフレーム排水部
２３    馳補強材
２４    馳補強フック
２５    馳補強ネジ
３１    天窓リブ固定部
３２    天窓リブ固定ネジ
３３    天窓リブシーリング受け部
４１    光拡散板立ち上り
４２    光拡散板立ち下り
５１    採光板シーリング材
５２    採光板バックアップ材
６１    シート防水屋根鉄骨下地
６２    シート防水屋根デッキ材
６３    シート防水屋根立ち上り下地
６４    シート防水屋根断熱材
６５    シート防水
６６    水切り金物
【図１】
2018012978.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018012978.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018012978.tif 000008
【図７】
2018012978.tif 000009
【図８】
2018012978.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月12日(2017.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折板屋根に馳折接合する馳を有した天窓サイドフレームを持つ天窓構造であって、天窓サイドフレームは、馳に対して折板屋根に沿った天窓の開口部とは反対側に、排水機能を内部に有する排水部を備えるとともに、馳に沿った長尺状である、天窓サイドフレームを持つ天窓構造である。
【請求項２】
矩形である光拡散板の四辺のうち、馳と平行になる二辺に立ち下りを有し、それ以外の辺に立ち上りを有する光拡散板を用いる、請求項１に記載の天窓構造。
【請求項３】
前記光拡散板の立ち上りを覆う形状を持ち、天窓の両端の天窓サイドフレームを緊結する天窓リブを用いる、請求項２に記載の天窓構造。
【請求項４】
請求項１に記載の天窓構造において、前記馳折接合をネジ、ネジと金具、もしくは金具を用いて補強する工法。