(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に沿って移動する駆動部と、一端が該駆動部に他端が天窓の下縁にそれぞれ枢着された駆動アームとからなり、上記駆動アームは、天窓との枢着側端部付近において該駆動アームと上記天窓表面との角度が大きくなる方向に折曲してなる折曲部を備え、かつ、該駆動アームの他端は、該他端を枢着する上記天窓の枠部に該天窓の上縁から下縁に向かって設けられた規制溝に沿って摺動可能であり、上記駆動アームが傾斜するときの折曲部から他端に至る範囲の下側縁部が摺接できるローラを梁部材に設けたことを特徴とする温室用天窓の開閉装置。
【請求項２】
斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に対して平行に設けられたラックと、このラックに歯合するピニオンによって構成され、自転によってラック上を移動する駆動部と、この駆動部に一端が枢着された駆動アームと、この駆動アームの他端付近を上記天窓表面との角度が大きくなる方向に折曲して構成された折曲端と、この折曲端が傾斜するときの下側端縁が摺接できるように梁部材に設けられたローラとを備えてなり、駆動アームの折曲端は天窓の下縁において該天窓の上縁から下縁に向かって設けられた規制溝に沿って摺動可能に枢着されてなることを特徴とする温室用天窓の開閉装置。
【請求項３】
前記折曲端は、前記天窓が閉塞する状態において、該天窓に対して垂直方向に向かって折曲してなる折曲端である請求項２記載の温室用天窓の開閉装置。
【請求項４】
斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に対して平行に設けられたラックと、このラックに歯合するピニオンによって構成され、自転によってラック上を移動する駆動部と、この駆動部に一端が枢着された駆動アームと、この駆動アームの他端に固定された略扇状の中間部材と、この中間部材に一端を回動自在に軸支されるとともに他端を上記天窓に枢着されてなる先端部材と、この先端部材が傾斜するときの下側縁部が摺接できるように梁部材に設けられたローラとを備えてなり、上記中間部材には、上記先端部材の一端を中心とした弧状の長溝が設けられ、上記先端部材のほぼ中央が上記長溝に係入されていることを特徴とする温室用天窓の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温室を構成する斜状の屋根に設けられる天窓を開閉させるための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、温室を建造する場合には、斜状の屋根の一部を開閉可能に構成した天窓が設けられており、この天窓を開閉することによって温室内の温度管理が行われていた。そこで、閉塞時には屋根の一部を構成する天窓は、高所に設置されること、全面がガラスで構成されているため大重量であること、開閉すべき天窓の枚数が多いことなどから、駆動装置を備えた開閉装置が開発されるようになった。
【０００３】
これらの開閉装置は、特開昭５３−７９４８号公報に開示される技術及び特開平８−１０７７２４号に開示される技術があった。前者の概略は、棟梁に沿って回転自在に配設されたメーンシャフトと、このメーンシャフトの周上の二箇所に接続された二本の連接桿と、この二本の連接桿が途中で交差しつつ各先端が接続された単一のアームとで構成されたものであり、単一のアームの先端が天窓に枢着され、メーンシャフトの回転により、アームがリンクして天窓を開閉する機構になっていた。また、後者にあっては、斜状の屋根に対してほぼ直角に配置されるラックが往復移動することにより、ラックの先端により支持される天窓が開閉する機構になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術のうち、前者の機構は、メーンシャフトの回転にリンクしてアームが天窓を開閉するものであるから、メーンシャフトが僅かに回転した状態でアーム先端が天窓を大きく移動させることとなり、当該シャフトを回転させるための駆動力を非常に大きなものにしなければならず、かつ、メーンシャフトに対して捩じり方向への応力が強く作用するため、上記応力に耐え得る材料の選定が難しく、これを誤るなどによって、長期間の使用が困難となる場合もあった。
【０００５】
また、後者の機構は、往復移動するラックが屋根に対してほぼ直角に配置されているものであるため、天窓を閉塞したとき、移動したラックが温室内部において下向きに大きく突出することとなっていた。一般的な温室では、遮光用および保温用のシートを温室内部に張設されており、上記のように、ラックが温室の内側に大きく突出することによって、このラックに接触しない程度の低い位置に上記各シートを張設しなければならず、これらを考慮して温室を建設すれば、屋根を比較的高く構成しなければならず、基礎や柱などの強度を増さなければならなかった。さらに、天窓は屋根の中央付近にのみ設けられるものではなく、即ち、斜状の屋根のうちの高い場所にのみ設けられるものではなく、比較的低い場所にも設けられ、そのような場所において、往復移動するラックによって天窓を開閉させた場合、一層低い位置に遮光用および保温用シートを設けざるを得ず、これらの位置が低くなるにつれて、作物の成長や作業性に影響を与えるものであった。
【０００６】
本発明は、上記諸点にかんがみ、強大な駆動力を要せずに天窓を開閉することができるとともに、温室の内側に大きく突出することのない機構による装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に沿って移動する駆動部と、一端が該駆動部に他端が天窓の下縁にそれぞれ枢着された駆動アームとからなり、上記駆動アームは、天窓との枢着側端部付近において該駆動アームと上記天窓表面との角度が大きくなる方向に折曲してなる折曲部を備え、かつ、該駆動アームの他端は、該他端を枢着する上記天窓の枠部に該天窓の上縁から下縁に向かって設けられた規制溝に沿って摺動可能であり、上記駆動アームが傾斜するときの折曲部から他端に至る範囲の下側縁部が摺接できるローラを梁部材に設けたことを特徴とする温室用天窓の開閉装置を要旨とする。
【０００８】
また、本発明は、斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に対して平行に設けられたラックと、このラックに歯合するピニオンによって構成され、自転によってラック上を移動する駆動部と、この駆動部に一端が枢着された駆動アームと、この駆動アームの他端付近を上記天窓表面との角度が大きくなる方向に折曲して構成された折曲端と、この折曲端が傾斜するときの下側端縁が摺接できるように梁部材に設けられたローラとを備えてなり、駆動アームの折曲端は天窓の下縁において該天窓の上縁から下縁に向かって設けられた規制溝に沿って摺動可能に枢着されてなることを特徴とする温室用天窓の開閉装置をも要旨としている。
【０００９】
そして、前記折曲端は、前記天窓が閉塞する状態において、該天窓に対して垂直方向に向かって折曲してなる折曲端であるのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明は、斜状の屋根に設けられた天窓の上縁が回動自在に設けられ、該天窓の下縁を昇降させて開閉可能にしてなる温室用天窓において、屋根に設けられた斜状の梁部材に対して平行に設けられたラックと、このラックに歯合するピニオンによって構成され、自転によってラック上を移動する駆動部と、この駆動部に一端が枢着された駆動アームと、この駆動アームの他端に固定された略扇状の中間部材と、この中間部材に一端を回動自在に軸支されるとともに他端を上記天窓に枢着されてなる先端部材と、この先端部材が傾斜するときの下側縁部が摺接できるように梁部材に設けられたローラとを備えてなり、上記中間部材には、上記先端部材の一端を中心とした弧状の長溝が設けられ、上記先端部材のほぼ中央が上記長溝に係入されていることを特徴とする温室用天窓の開閉装置をも要旨としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態は、図１に示すような温室１における天窓３，４の開閉装置であり、まず、温室１の構造を概ね説明する。温室１には屋根２が斜状に設けられており、この屋根２のうち、その一部が開閉できるように天窓３，４が設けられている。屋根２の全体の中央が最も高くなるように棟部５が構成されており、上記の天窓３，４は、棟部５に近い側の端縁（上縁）３ａ，４ａが回動自在に設けられ、他方の端縁（下縁）３ｂ，４ｂを上下方向に移動させることによって、当該天窓３，４を開閉するようになっていた。
【００１２】
そこで、本実施形態は、図２に示すように、屋根２の内側に設けられている斜状の梁部材１０に平行な基部１１と、この基部１１に沿って移動する駆動部１２と、この駆動部１１に接続する駆動アーム１３とを備えたものであって、駆動アーム１３の先端は、天窓３の下縁３ｂに回動自在に枢着されている。また、上記の基部１１は、両端付近において連結部材１４，１５により梁部材１０に強固に固定されており、また、駆動部１２には、回転可能な駆動軸が設けらて、棟方向に連続しつつ複数の天窓３，・・・を同時に開閉できるように構成されているのである。
【００１３】
そこで、上記各部材の詳細を説明する。図３に示すように、基部１１の表面にはラック状のギア１６が刻設されており、駆動部１２には、このギア１６に歯合するピニオン１７が設けられている。また、駆動部１２には、上述のとおり駆動軸１８が設けられており、この駆動軸１８は、ピニオン１７を貫通しつつ駆動力が伝達されるように固着され、駆動軸１８によって上記ピニオン１７を自転させることによって、当該ラック状ギア１６の上を移動し、これにより基部１１に沿って移動できるのである。また、駆動部１２には、ピニオン１７がラック状ギア１６から離脱しないように、基部１１の裏面に当接する押さえローラ１９が設けられている。この押さえローラ１９は、ラック状ギア１６とピニオン１７との間隔を一体に保つことによって、両者の歯合を確実にするものである。駆動軸１８を回転させるために、図示せぬモータが設けられており、このモータの作動により、駆動軸１８が回転して複数の駆動部１２のピニオン１７が同時に回転できるようになっている。なお、モータとしては、通常の電気モータを使用するほかギヤードモータを使用することも可能である。
【００１４】
また、駆動アーム１３は、駆動軸１８に支持されるように設けられており、駆動部１２が移動することによって、駆動アーム１３の下端が移動するようになっている。しかし、この駆動アーム１３は、駆動軸１８の回転とは関係なく駆動部１２の移動によってのみ天窓３を駆動するようになっている。即ち、両者間には図示せぬベアリングが介在しており、駆動軸１８が回転する場合であっても、駆動アーム１３は駆動軸１８の軸回りに回転することはなく、駆動部１２の移動によって駆動アーム１３の長手方向に向かって駆動力が作用し、天窓３の下縁３ｂを昇降させることができるものである。なお、一般的な梁部材１０は、Ｈ型鋼によって構成されており、連結部材１４，１５は、このＨ型鋼の下部平面部１０ａに掛止できる構成にするとともに、当該掛止部分をボルト等で締着することにより、基部１１を当該梁部材１０に強固に固定することができるものである。
【００１５】
次に、本実施形態の使用態様を説明する。図２に示すように、天窓３が閉塞している状態（図中一点鎖線で示す状態）では、駆動部１２は上部（棟部材に近接する場所）に位置し、天窓３の下縁３ｂと駆動アーム１３とを回動自在に支持する枢着部３１は、屋根２の内側に存在しており、駆動アーム１３は天窓３を支持することなく横向きになっている。ここで、駆動軸１８を回転させることによって、駆動部１２が下方（図中矢印方向）へ移動することとなる。この移動は、天窓３の下縁３ｂに接近する方向であるが、天窓３の下縁３ｂと駆動部１２との間には駆動アーム１３が存在するから、その距離が一定に維持されることとなり、駆動アーム１３の駆動力が長手方向に作用することとなるのである。従って、この駆動アーム１３が天窓３の下縁３ｂを押し上げ、天窓３の上縁３ａを中心に該天窓３を回動させるのである。この回動によって、天窓３は徐々に開放することとなる。
【００１６】
上記のようにして、開放する天窓３は、駆動アーム１３の長手方向が基部１１の長手方向に対して垂直となる状態（図２中実線で示す状態）のとき、最も大きく開放することとなる。従って、駆動部１２を上記のような状態で停止させることによって、最も大きく開口させた状態を維持させることができるのである。このとき、駆動部１２のピニオン１７（図３）を回転させるモータにブレーキ機構を備えることによって、駆動部１２の位置を固定的に停止させることができる。もっとも、上記の状態において、駆動アーム１３に作用する天窓３の重量は、駆動アーム１３の長手方向に作用するため、基部１１に沿って駆動部１２がスライドするような力は作用しない。
【００１７】
次に、天窓３を閉塞する場合は、上記操作を逆にすればよく、即ち、駆動部１２を上方へ移動すればよいのである。ここで、駆動部１２の移動は、開放時と同様に、ピニオン１７（図３）が、ラック状ギア１６（図３）の上を自転することによって自走するものであるが、この自走によって天窓３の下縁３ｂを下方へ引き下げるというよりも、天窓３の重量を支えながら後退させるものである。従って、駆動部１２が斜め方向に上昇することは容易であり、しかも、逆に駆動部１２が天窓３の重量によって勢い良く移動しないように、駆動力が作用しているのである。
【００１８】
上記のように、本実施形態では、天窓３の開放時においても閉塞時においても、基部１１よりも下方に突出する部材は存在せず、コンパクトな開閉装置であるから、温室内部を広く使用することができる。従って、梁部材１０に近接する位置に遮光用または保温用のシートを張設することができるのである。
【００１９】
次に、第二の実施形態について説明する。本実施形態は、図４に示すように、駆動アーム１３の先端を天窓３に対して大きな角度を有するように折曲してなる折曲部２０が備えられており、この折曲部２０の先端の枢着部３１は、天窓３の枠部３３に設けられた規制溝３２の内部に摺動可能に枢着されている。また、上記折曲部２０に摺接することのできるローラ２１が設けられており、このローラ２１は、梁部材１０の上に懸架する各パイプ又はＣ型鋼によって支持されるものである。そして、駆動部１２が下方に移動するとき、折曲部２０の移動方向を規制するようになっている。つまり、駆動アーム１３による駆動力の方向が駆動アーム１３の長手方向から折曲部２０の方向に変更できるようになっているのである。そして、枢着部３１は規制溝３２によって規制されつつ摺動するため、駆動アーム１３に駆動力が付与されると、枢着部３１は、この規制溝３２の内部を天窓下縁３ｂに向かって移動することとなり、折曲部２０は常にローラ２１に摺接することとなるのである。
【００２０】
ここで、天窓３が閉塞している状態における駆動アーム１３は、天窓３に対して鋭角的に配置されることとなり、駆動アーム１３を始動させようとする場合、駆動アーム１３は、枢着部３１を天窓３に対して鋭角方向（図中横方向）へ押すこととなる。そのため、天窓３を開口させる際、当該鋭角方向に駆動力が集中することとなり、枢着部３１がこの駆動力の集中に耐えることができないのである。そのため、上記に示したように、駆動アーム１３を始動させる場合、駆動アーム１３はローラ２１に摺接することとなるので、この駆動アーム１３方向への力は、ローラ２１にも分散されることとなり、かつ、枢着部３１においては駆動力は、駆動アーム１３の折曲部２０方向に作用し、この方向は天窓３を開放する方向に近似するものとなる。従って、枢着部３１に駆動力が伝達したとしても、駆動力は集中せず、当該枢着部３１は長期間の使用に耐えることができる。
【００２１】
本実施形態は、上記のような構成であるから、作動の態様にあっては、図５に示すように、天窓３を開放するための始動の際に特徴を有することとなる。まず、図５（ａ）に示すように、天窓３の閉塞時には、折曲部２０はローラ２１に当接しているものの、枢着部３１は規制溝３２の上端に位置し、駆動アーム１３と天窓３との間には遊びがなく、天窓３を強固に閉塞している。次に、天窓３を開放させるために駆動アーム１３に駆動力を付与することによって、図５（ｂ）に示すように、駆動アーム１３の長手方向に作用する駆動力は、ローラ２１に向かって作用し、折曲部２０がローラ２１に摺接しつつ上方へ移動する。この移動に押されるようにして天窓３は上縁３ａ（図４）を中心に回動を開始するのである。このとき、枢着部３１は、天窓３の回動にともなって位置を変更し、規制溝３２を若干下方に移動することとなる。このように、駆動アーム１３の長手方向に作用する駆動力を折曲部２０の方向に変更することによって、天窓３を開放する際に必要な駆動力を軽減しているのである。引き続き、駆動アーム１３の移動が進行すると、図５（ｃ）に示すように、折曲部２０がその長手方向へ移動し、天窓３を一層開放することとなる。このときも、枢着部３１は規制溝３２の内部を摺動して下方に移動することとなる。その後、枢着部３１が規制溝３２の下端まで移動した状態で、枢着部３１は一定となり、駆動アーム１３の駆動力は直接的に天窓３に伝わり、天窓３を所望の状態になるまで開放することができるのである。
【００２２】
なお、上記の枢着部３１は規制溝３２の内側において摺動自在になっているのであるが、天窓３を開放した状態において、天窓３が下方に回動することはないものの、強風に煽られて上方に回動することがある。その際、若干ではあるが、枢着部３１が規制溝３２の内側を摺動するため、天窓３が安定しないことがあった。そこで、枢着部３１が規制溝３２の内側において、天窓３の下縁３ｂに向かってバネなどにより付勢されることによって、上記のように風で上方に煽られることを回避できる。また、上記のようなバネなどによる付勢により、天窓３の閉塞時においても、駆動アーム１３の遊びを吸収させることができるのである。即ち、天窓３の閉塞した状態において、枢着部３１が、上記バネなどの付勢に抗する方向に移動すると、このバネなどが、規制溝３２の下縁３ｂ側を枢着部３１に引き寄せられることとなるので、天窓３は閉塞する方向に付勢されるのである。
【００２３】
上記の第二実施形態を少し変形することも可能である。即ち、図６に示すように、駆動アーム１３の先端付近に独立する別個の先端部材２０ａが、折曲可能に設けられているのである。つまり、駆動アーム１３の先端には、中間部材４０が設けられ、この中間部材４０を介して先端部材２０ａが接続されているのである。また、駆動アーム１３と先端部材２０ａとは、一直線上に整列されているものではなく、しかも、駆動アーム１３と中間部材４０とは固定されているが、先端部材２０ａは回動自在に軸支されているのである。また、この先端部材２０ａが摺接できるローラ２１が角パイプ又はＣ型鋼に設けるのである。中間部材４０には、先端部材２０ａが折曲方向を変更する際、その変更方向及び範囲を規制できるように弧状の長溝４１が設けられている。そして、この先端部材２０ａのほぼ中央２２が、長溝４１に係入されて、上記の弧状の規制を受けているのである。従って、駆動アーム１３に駆動力が付与された場合、中間部材４０を介して先端部材２０ａがローラ２１へ向かって駆動力を作用させることとなるのである。つまり、駆動力は駆動アーム１３の長手方向に作用するが、この力はローラ２１の反力によって先端部材２０ａを折曲方向を変化させるように作用するのである。そして、この折曲の変化に伴い、中間部材４０がローラ２１に摺接しつつその長手方向へ移動し、この移動とともに天窓３を開放させることとなるのである。
【００２４】
上記のような構成に変形した場合も作動態様はほぼ同様である。図７（ａ）に示すように、天窓３が閉塞している状態では、天窓３と駆動アーム１３との間には遊びがなく、固定的に天窓３を閉塞することができる。そして、駆動アーム１３に駆動力を付与すると、図７（ｂ）に示すように、先端部材２０ａが長溝４１に規制されつつ折曲し、この先端部材２０ａの移動に伴って、先端部材２０ａが枢着されている枢着部３１を押し上げることとなり、天窓３の下縁３ｂを上方に持ち上げることとなる。なお、先端部材２０ａのほぼ中央２２は長溝４１の内部を摺動し、その長溝４１によって許容されている範囲内を移動するのである。さらに、継続して駆動アーム１３に駆動力を付与することによって、先端部材２０ａがその折曲方向を変化させ、図７（ｃ）に示すように、一層天窓３の下縁３ｂを持ち上げることとなるのである
このように、駆動アーム１３の先端付近に折曲可能な先端部材２０ａを設けることによって、天窓３の開放を始動する際、駆動力を天窓３に対して大きな角度で作用させることができるとともに、先端部材２０ａのほぼ中央２２が長溝４１内で摺動自在に構成したことから、モータの始動に際して、その付加を軽減することをも招来するものである。つまり、モータが少し作動してから駆動力を発生させるように構成することにより、駆動軸１８（図２）の回転を容易にすることができるのである。なお、この先端部材２０ａのほぼ中央２２の摺動する方向にも前記第二の実施形態と同様にバネなどを設けることができるものである。
【００２５】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる実施の態様をとることができることは無論である。例えば、実施形態において示した駆動部１２の移動には、ラック状ギア１６の上を自走するピニオン１７を回転する機構のみを示しているが、駆動部１２は往復移動すればよいものであるから、これをシリンダによって操作する機構に変更することも可能である。特に、油圧シリンダによって操作すれば、駆動部１２を停止させた状態のブレーキ機能をも合わせて有することができるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、温室の内部に大きく突出する部材が存在しないので、遮光用または保温用シートを梁部材に近接して設けることができる。その結果、温室内を広く使用できることとなる。特に、屋根の低い場所で開閉する天窓を設ける場合、開閉装置の部材や遮光用または保温用シートが作物や作業に支障となることを回避できるものである。
【００２７】
また、天窓を開閉するための駆動力は、駆動アームによる支持によって伝達されることから、強大な駆動力を必要とせず、しかも、駆動アームの先端を折曲して駆動力の伝達方向を変更することにより、駆動力の軽減を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】温室の概略を示す説明図である。
【図２】第一の実施形態を示す説明図である。
【図３】駆動部の詳細を示す説明図である。
【図４】第二の実施形態を示す説明図である。
【図５】第二の実施形態の作動態様を示す説明図である。
【図６】第二の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図７】変形例の作動態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１  温室
２  屋根
３，４  天窓
３ａ，４ａ  上縁
３ｂ，４ｂ  下縁
５  棟部
１０  梁部材
１１  基部
１２  駆動部
１３  駆動アーム
１６  ラック状ギア
１７  ピニオン
１８  駆動軸
２０  折曲部
２１  ローラ
３１  枢着部
３２  規制溝
３３  枠部
４０  中間部材
４１  長溝
【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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