JP2020070696A - 屋根構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋根全体の重量を抑えることができるとともに、取付金具を屋根下地に緊結するための貫通孔を屋根材に穿つ予備作業を不要とすることができる屋根構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】金属板を素材とする表基材と、表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材と裏基材との間に充填された芯材とをそれぞれ有し、軒方向５に関して互いの側端が突き合わされるとともに、軒棟方向６に関して軒側の金属屋根材１の上に棟側の金属屋根材１の一部が重ねられて、複数の金属屋根材１が屋根下地の上に並べて配置される。取付金具２が、金属屋根材１に重ねて配置されるとともに、緊結部材７の打込みにより金属屋根材１とともに屋根下地に緊結される。搭載物４が取付金具２に取り付けられる。取付金具２の緊結位置には、棟側の金属屋根材１が重ねられている。【選択図】図１

Description

本発明は、屋根下地の上に複数の屋根材を並べて配置する屋根構造及びその製造方法に関する。

従来用いられていたこの種の屋根構造としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来の屋根構造は、住宅屋根用化粧スレートに代表される窯業系の平板屋根材を屋根下地の上に並べて配置している。そして、このような平板屋根材の上に取付金具を介して例えば太陽光発電パネル等の搭載物を搭載している。

特開２０１３−１０８３１１号公報

取付金具は、例えば釘やビス等の緊結部材により平板屋根材を通して屋根下地に緊結する必要がある。窯業系の平板屋根材に緊結部材をむやみに打込むと、その平板屋根材が割れてしまうことがある。このため、上記のような従来の屋根構造のように窯業系の平板屋根材を用いる場合、取付金具の緊結作業を行う前に、平板屋根材に緊結部材を通すための貫通孔を平板屋根材に穿つ予備作業が必要となる。また、雨水等の水分が流れる位置に穿たれた貫通孔にはシーリング材により止水処理を行う必要がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、取付金具を屋根下地に緊結するための貫通孔を屋根材に穿つ予備作業を不要とすることができるとともに、シーリング材による止水処理を省略することができる屋根構造及びその製造方法を提供することである。

本発明に係る屋根構造は、金属板を素材とする表基材と、表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材と裏基材との間に充填された芯材とをそれぞれ有し、軒方向に関して互いの側端が突き合わされるとともに、軒棟方向に関して軒側の金属屋根材の上に棟側の金属屋根材の一部が重ねられて、屋根下地の上に並べて配置された複数の金属屋根材と、金属屋根材に重ねて配置されるとともに、緊結部材の打込みにより金属屋根材とともに屋根下地に緊結された取付金具と、取付金具に取り付けられた搭載物とを備え、取付金具の緊結位置に棟側の金属屋根材が重ねられている。

また、本発明に係る屋根構造の製造方法は、金属板を素材とする表基材と、表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材と裏基材との間に充填された芯材とをそれぞれ有する複数の金属屋根材を、軒方向に関して互いの側端を突き合わせつつ、屋根下地の上に並べて配置する工程と、金属屋根材に取付金具を重ねて配置するとともに、取付金具及び金属屋根材に緊結部材を打ち込んで、金属屋根材とともに取付金具を屋根下地に緊結する工程と、取付金具の緊結位置に棟側の金属屋根材が重なるように、軒棟方向に関して軒側の金属屋根材の上に棟側の金属屋根材の一部を重ねて配置する工程と、取付金具に搭載物を取り付ける工程とを含む。

本発明の屋根構造及びその製造方法によれば、金属屋根材を用いているので、取付金具を屋根下地に緊結するための貫通孔を屋根材に穿つ予備作業を不要とすることができる。また、取付金具の緊結位置に前記棟側の金属屋根材が重ねられているので、シーリング材による止水処理を省略することができる。

本発明の実施の形態１による屋根構造を示す平面図である。 図１の金属屋根材を示す正面図である。 図２の金属屋根材を示す背面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶに沿う金属屋根材１の断面図である。 図１の取付金具を示す斜視図である。 図１の屋根構造の製造方法を説明するための説明図である。 図６において重ねて配置された３つの金属屋根材を示す側面図である。 本発明の実施の形態２による屋根構造に用いられる取付金具を示す斜視図である。 図８の取付金具を用いた屋根構造の製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態３による屋根構造に用いられる取付金具を示す斜視図である。 図１０の取付金具を用いた屋根構造の製造方法を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による屋根構造を示す平面図である。図において、本実施の形態の屋根構造には、複数の金属屋根材１と、複数の取付金具２と、一対の取付案内部材３と、搭載物４とが含まれている。

金属屋根材１は、平板状の外形を有する部材であり、屋根下地の上に並べて配置されている。具体的には、屋根の軒方向５に関して、各金属屋根材１は互いの側端が突き合わされて配置されている。また、軒方向５に直交する屋根の軒棟方向６に関して、各金属屋根材１は、軒側の金属屋根材１の上に棟側の金属屋根材１の一部が重ねられて配置されている。さらに、軒方向５に関して、棟側の金属屋根材１は、軒方向５に沿う金属屋根材１の延在幅の半分だけ、軒側の金属屋根材１に対してずらして配置されている。各金属屋根材１は、例えば釘やビス等の緊結部材７の打込みにより、屋根下地に緊結されている。なお、緊結部材７は棟側の金属屋根材１によって覆い隠されており、図１では一部の緊結部材７のみを破線で図示している。

取付金具２は、軒方向５及び軒棟方向６に互いに所定の間隔をおいて金属屋根材１に取り付けられている。取付金具２が配置される間隔は、搭載物４に応じて変更され得る。取付金具２は、金属屋根材１に重ねて配置されているとともに、緊結部材７の打込みにより金属屋根材１とともに屋根下地に緊結されている。すなわち、取付金具２に打ち込まれる緊結部材７は、緊結部材７の下に位置する金属屋根材１を貫通して屋根下地に達する。

一対の取付案内部材３は、それぞれ直線状のレール体であり、軒棟方向６に互いに離間して配置されている。各取付案内部材３は、その長手方向が軒方向５に沿うように配設されており、軒方向５に離間して配置された複数の取付金具２に連結されている。

搭載物４は、建物の屋根に搭載されるものであり、取付案内部材３を介して取付金具２に取り付けられている。搭載物４は、太陽光発電パネル又は太陽熱温水器によって構成され得る。なお、本実施の形態では取付案内部材３を介して取付金具２に搭載物４が取り付けられるように説明しているが、取付案内部材３が省略されていてもよい。

次に、図２は図１の金属屋根材１を示す正面図であり、図３は図２の金属屋根材１を示す背面図であり、図４は図２の線ＩＶ−ＩＶに沿う金属屋根材１の断面図である。図２〜４に示すように、金属屋根材１は、長手方向１Ｌ（幅方向）及び短手方向１Ｓ（奥行方向）を有する平面視略矩形の外形を有している。金属屋根材１は、長手方向１Ｌが屋根の軒方向５に沿い、短手方向１Ｓが屋根の軒棟方向６に沿うように屋根下地の上に配置される（図１参照）。図２〜図４に示すように、金属屋根材１は、表基材１２、裏基材１３及び芯材１４を有している。

表基材１２は、金属板を素材とする金属製の部材であり、金属屋根材１が屋根下地の上に配置された際に屋根の外面に表れる部材である。図４に特に表れているように、表基材１２には、天板１２０ａ及び周壁１２０ｂを有する箱状の本体部１２０が設けられている。

図２に表れているように、表基材１２の天板１２０ａには、金属屋根材１の長手方向１Ｌ（軒方向５）に互いに離間して複数の緊結孔１２１が設けられている。緊結孔１２１は、金属屋根材１への緊結部材７（図１参照）の打込み位置を示している。本実施の形態では緊結孔１２１が表基材１２に設けられているように説明しているが、例えば印刷された記号や凹凸等の緊結部材７の打込み位置を示す非開口状の印が緊結孔１２１の代わりに天板１２０ａに設けられてもよい。

表基材１２の素材である金属板としては、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板を用いることができる。表基材１２を箱状とするとき、鋼板を絞り加工して表基材１２を構成することが好ましい。これは、鋼板を絞り加工することで周壁１２０ｂに加工硬化が生じ、金属屋根材１の耐風圧性能を向上できるためである。また、周壁１２０ｂが表基材１２の周方向に連続する壁面とすることができるためである。

裏基材１３は、本体部１２０の開口を塞ぐように表基材１２の裏側に配置された部材である。本体部１２０の開口は、本体部１２０の周壁１２０ｂの反天板側端部の内縁によって縁取られている。裏基材１３としては、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙等の軽量な素材を用いることができる。これらの軽量な素材を裏基材１３に用いることで、金属屋根材１の重量が増大することを回避することができる。

芯材１４は、例えば発泡樹脂等により構成されるものであり、本体部１２０と裏基材１３との間に充填されている。芯材１４の素材としては、特に制限が無く、ウレタン、フェノール、ヌレート樹脂等を用いることができる。ただし、屋根材においては不燃認定材料を使用することが必須となる。不燃材料認定試験は、ＩＳＯ５６６０−１コーンカロリーメーター試験法に準拠した発熱性試験が実施される。芯材１４となる発泡樹脂が発熱量の多いウレタンなどの場合は、芯材１４の厚みを薄くしたり、発泡樹脂に無機発泡粒子を含有させたりすることができる。本体部１２０と裏基材１３との間に発泡樹脂が充填されることで、樹脂シート等の裏打ち材を表基材１２の裏側に張り付ける態様よりも、表基材１２の裏面に芯材１４を強固に密着させることができ、雨音性、断熱性及び耐踏み潰れ性等の屋根材に求められる性能を向上させることができる。

次に、図５は図１の取付金具２を示す斜視図である。図５に示すように取付金具２には、基板２０及び係合部２１が設けられている。基板２０は、平面視略矩形の平板である。取付金具２は、基板２０の短手方向２０Ｓが屋根の軒方向５に沿い、基板２０の長手方向２０Ｌが屋根の軒棟方向６に沿うように配置される（図１参照）。

基板２０の長手方向２０Ｌの一端側には、緊結孔２０ａが設けられている。基板２０が金属屋根材１に重ねた状態で緊結孔２０ａに緊結部材が打込まれることで、取付金具２が金属屋根材１とともに屋根下地に緊結される。

基板２０の長手方向２０Ｌの他端側には、張出部２００が設けられている。張出部２００は、所定の高さを有する一対の壁部２００ａと、壁部２００ａ間に設けられた天板部２００ｂとを有している。天板部２００ｂには、基板２０の長手方向２０Ｌに長く延びる長孔２００ｃが設けられている。長孔２００ｃには、例えばボルト等の図示しない締結部材が挿通される。この長孔２００ｃに挿通された締結部材を利用して、図１に示す取付案内部材３が取付金具２に締結され得る。

係合部２１は、基板２０の長手方向２０Ｌの他端に一体に設けられた断面Ｌ字状の舌片である。基板２０の裏面と係合部２１との間に金属屋根材１の端部が挿入されることで、取付金具２が金属屋根材１に係合される。

次に、図６は図１の屋根構造の製造方法を説明するための説明図であり、図７は図６において重ねて配置された３つの金属屋根材１を示す側面図である。図６に示すように、図１の屋根構造を製造する場合、屋根の軒方向５に関して、互いの側端を突き合わせながら複数の金属屋根材１を屋根下地の上に並べて配置する。最も軒側に配置された金属屋根材１は、屋根下地の上に配置された後であって、棟側に他の金属屋根材１を配置する前に、緊結部材７の打込みにより屋根下地に緊結される。

その次に、軒棟方向に関して、軒側の金属屋根材１の上に棟側の金属屋根材１の一部を重ねながら、複数の金属屋根材１を屋根下地の上に並べて配置する。棟側の金属屋根材１は、軒側の金属屋根材１に打ち込まれた緊結部材７を覆い隠すように軒側の金属屋根材に重ねられる。また、棟側の金属屋根材１は、軒側の金属屋根材に重ねられた状態で緊結部材７の打込みにより屋根下地に緊結される。緊結部材７は、軒側の金属屋根材１を貫通する位置で棟側の金属屋根材１に打ち込まれることができる。

金属屋根材１は、従来の窯業系の平板屋根材に比べて軽い。このため、金属屋根材１を用いることで、屋根全体の重量を抑えることができる。

上述のように複数の金属屋根材１を屋根下地の上に並べて配置する際、所定の間隔で取付金具２を金属屋根材１に重ねて配置するとともに、緊結部材７の打込みにより金属屋根材１とともに取付金具２を屋根下地に緊結する。具体的には、取付金具２の基板２０の裏面と係合部２１との間に金属屋根材１の軒側端を挿入して、取付金具２を金属屋根材１に重ねつつ金属屋根材１に係合させる。また、取付金具２の基板２０に設けられた緊結孔２０ａに緊結部材７を打ち込んで、金属屋根材１とともに取付金具２を屋根下地に緊結する。

上述のように金属屋根材１が表基材１２、裏基材１３及び芯材１４によって構成されているため、いずれの位置で金属屋根材１に緊結部材７を打ち込んでも、窯業系の平板屋根材で生じるような割れが金属屋根材１に生じることはない。このため、従来の窯業系の平板屋根材を用いる場合に必要であった貫通孔を前もって平板屋根材に穿つ予備作業を不要とすることができる。また、緊結部材７を任意の位置で金属屋根材１に打ち込むことができるので、取付金具２の配置を容易に変更できる。

緊結部材７が打込まれた取付金具２の緊結位置には、棟側の金属屋根材１が重ねて配置される。すなわち、取付金具２の緊結のために金属屋根材１に設けられた貫通孔は、棟側の金属屋根材１によって覆い隠される。これにより、取付金具２の緊結のために金属屋根材１に設けられた貫通孔に雨水等の水分が進入する虞を少なくでき、シーリング材により止水処理を省略することができる。

金属屋根材１及び取付金具２が屋根下地に緊結された後、取付金具２に取付案内部材３を介して搭載物４を取り付けて、図１に示すような屋根構造を得る。

このような屋根構造及びその製造方法によれば、金属屋根材１を用いているので、屋根全体の重量を抑えることができるとともに、取付金具２を屋根下地に緊結するための貫通孔を屋根材に穿つ予備作業を不要とすることができる。また、搭載物４に応じて容易に取付金具２の緊結位置を変更することができる。さらに、取付金具２の緊結位置に棟側の金属屋根材１が重ねられているので、シーリング材による止水処理を省略することができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２による屋根構造に用いられる取付金具２を示す斜視図である。図８に示す取付金具２は、実施の形態１の取付金具２（図５参照）に延出片２２が追加されたものである。延出片２２は、係合部２１から基板２０の短手方向２０Ｓの両側に延出された舌片である。延出片２２には、緊結孔２２ａが設けられている。

次に、図９は、図８の取付金具２を用いた屋根構造の製造方法を示す説明図である。図８の取付金具２を用いる場合、金属屋根材１に延出片２２を重ねるように取付金具２を配置して、延出片２２の緊結孔２２ａに緊結部材７を打ち込み取付金具２を金属屋根材１とともに屋根下地に緊結する。その次に、取付金具２の基板２０の裏面と係合部２１との間に棟側の金属屋根材１の軒側端を挿入しながら、その棟側の金属屋根材１を屋根下地の上に配置する。このとき、延出片２２の緊結孔２２ａが設けられた位置、すなわち取付金具２の緊結位置がその棟側の金属屋根材１によって覆い隠される。

その次に、取付金具２の基板２０に設けられた緊結孔２０ａに緊結部材７を打ち込んで、その棟側の金属屋根材１とともに取付金具２を屋根下地にさらに緊結する。その後、基板２０の緊結孔２０ａが設けられた位置、すなわち取付金具２の緊結位置がさらに棟側の金属屋根材１によって覆い隠される。その他の構成は、実施の形態１と同じである。このように延出片２２が設けられた取付金具２を用いることも可能である。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３による屋根構造に用いられる取付金具２を示す斜視図である。図１０に示す取付金具２は、実施の形態２の取付金具２（図８参照）に断面Ｌ字状の第２係合部２３が追加されたものである。基板２０の表面と第２係合部２３との間に金属屋根材１が挿入されることで、その金属屋根材１と取付金具２が係合される。図１０に示す態様では基板２０の緊結孔２０ａが省略されているが、緊結部材が第２係合部２３に干渉しないような位置に緊結孔２０ａを設けてもよい。

次に、図１１は、図１０の取付金具２を用いた屋根構造の製造方法を示す説明図である。図１０の取付金具２を用いる場合、金属屋根材１に延出片２２を重ねるように取付金具２を配置して、延出片２２の緊結孔２２ａに緊結部材７を打ち込み取付金具２を金属屋根材１とともに屋根下地に緊結する。その次に、取付金具２の基板２０の裏面と係合部２１との間に棟側の金属屋根材１の軒側端を挿入しながら、その棟側の金属屋根材１を屋根下地の上に配置する。このとき、延出片２２の緊結孔２２ａが設けられた位置、すなわち取付金具２の緊結位置がその棟側の金属屋根材１によって覆い隠される。

その次に、基板２０の表面と第２係合部２３との間にさらに棟側の金属屋根材１の軒側端を挿入しながら、その棟側の金属屋根材１を屋根下地の上に配置する。その他の構成は、実施の形態１と同じである。このように第２係合部２３が設けられた取付金具２を用いることも可能である。

１ 金属屋根材
１２ 表基材
１３ 裏基材
１４ 芯材
２ 取付金具
３ 取付案内部材
４ 搭載物
７ 緊結部材

Claims (3)

1. 金属板を素材とする表基材と、前記表基材の裏側に配置された裏基材と、前記表基材と前記裏基材との間に充填された芯材とをそれぞれ有し、軒方向に関して互いの側端が突き合わされるとともに、軒棟方向に関して軒側の金属屋根材の上に棟側の金属屋根材の一部が重ねられて、屋根下地の上に並べて配置された複数の金属屋根材と、
   前記金属屋根材に重ねて配置されるとともに、緊結部材の打込みにより前記金属屋根材とともに前記屋根下地に緊結された取付金具と、
   前記取付金具に取り付けられた搭載物と
   を備え、
   前記取付金具の緊結位置に前記棟側の金属屋根材が重ねられている
   ことを特徴とする屋根構造。
2. 前記搭載物は、太陽光発電パネル又は太陽熱温水器によって構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の屋根構造。
3. 金属板を素材とする表基材と、前記表基材の裏側に配置された裏基材と、前記表基材と前記裏基材との間に充填された芯材とをそれぞれ有する複数の金属屋根材を軒方向に関して互いの側端を突き合わせつつ屋根下地の上に並べて配置する工程と、
   前記金属屋根材に取付金具を重ねて配置するとともに、前記取付金具及び前記金属屋根材に緊結部材を打ち込んで、前記金属屋根材とともに前記取付金具を前記屋根下地に緊結する工程と、
   前記取付金具の緊結位置に棟側の金属屋根材が重なるように、軒棟方向に関して軒側の金属屋根材の上に棟側の金属屋根材の一部を重ねて配置する工程と
   前記取付金具に搭載物を取り付ける工程と
   を含むことを特徴とする屋根構造の製造方法。

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