JP2002332722A - 屋根鋼鈑の滑雪構造 - Google Patents
屋根鋼鈑の滑雪構造Info
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- JP2002332722A JP2002332722A JP2001140378A JP2001140378A JP2002332722A JP 2002332722 A JP2002332722 A JP 2002332722A JP 2001140378 A JP2001140378 A JP 2001140378A JP 2001140378 A JP2001140378 A JP 2001140378A JP 2002332722 A JP2002332722 A JP 2002332722A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メソレベルの凸部によって屋根の積雪を滑落
し易くすることができる屋根鋼鈑の滑雪構造を提供す
る。 【解決手段】 屋根鋼鈑１の表面に滑雪方向の上流側か
ら下流側へと徐々に高さを増しつつ末広がりとなるメソ
レベル（０．１〜２ｍｍ）の凸部２を、屋根鋼鈑１と雪
ブロックとの平滑接触部の減少と、滑雪抵抗力の低減と
に有効な配列で多数配置する。
し易くすることができる屋根鋼鈑の滑雪構造を提供す
る。 【解決手段】 屋根鋼鈑１の表面に滑雪方向の上流側か
ら下流側へと徐々に高さを増しつつ末広がりとなるメソ
レベル（０．１〜２ｍｍ）の凸部２を、屋根鋼鈑１と雪
ブロックとの平滑接触部の減少と、滑雪抵抗力の低減と
に有効な配列で多数配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屋根から積雪を滑
落し易くする屋根鋼鈑の滑雪構造に関する。
落し易くする屋根鋼鈑の滑雪構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】勾配屋根は多様な屋根形状が利点である
ことから、積雪地域においても多くの建築物に採用さ
れ、その多くは塗装鋼鈑で仕上られている。勾配屋根の
滑雪性状は適切な屋根雪処理に関わる重要なことであ
り、これまでにも滑雪性に関わる材料特性などの研究が
多く行われている。それらの研究をみると、塗装鋼鈑表
面のミクロレベル（１００μｍ以下）の形状、即ち塗膜
表面の粗さに関わる滑雪性と金属屋根の葺工法によって
生じるマクロレベルの形状（２ｍｍ〜数ｃｍ）における
滑雪性を評価したものに分けられて、これら既往の研究
では両者の間に位置するメソレベルの形状（１００μ〜
２ｍｍ）の凹凸に関わる滑雪性は評価していない。
ことから、積雪地域においても多くの建築物に採用さ
れ、その多くは塗装鋼鈑で仕上られている。勾配屋根の
滑雪性状は適切な屋根雪処理に関わる重要なことであ
り、これまでにも滑雪性に関わる材料特性などの研究が
多く行われている。それらの研究をみると、塗装鋼鈑表
面のミクロレベル（１００μｍ以下）の形状、即ち塗膜
表面の粗さに関わる滑雪性と金属屋根の葺工法によって
生じるマクロレベルの形状（２ｍｍ〜数ｃｍ）における
滑雪性を評価したものに分けられて、これら既往の研究
では両者の間に位置するメソレベルの形状（１００μ〜
２ｍｍ）の凹凸に関わる滑雪性は評価していない。
【０００３】しかしながら、上記既往の研究によれば、
滑雪界面に介在する融雪水により粘着抵抗を軽減させる
ことで摩擦抵抗を小さくすることができるから、屋根鋼
鈑に１ｍｍ程度の凹凸を設けることによっても滑雪性を
向上させることができると考えられる。
滑雪界面に介在する融雪水により粘着抵抗を軽減させる
ことで摩擦抵抗を小さくすることができるから、屋根鋼
鈑に１ｍｍ程度の凹凸を設けることによっても滑雪性を
向上させることができると考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの点に着目
し、前記考察を具象化することにより、メソレベルの凸
部によって屋根の積雪を滑落し易くすることができる屋
根鋼鈑の滑雪構造を提供することをその課題とする。
し、前記考察を具象化することにより、メソレベルの凸
部によって屋根の積雪を滑落し易くすることができる屋
根鋼鈑の滑雪構造を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る屋根鋼鈑の滑雪構造は、屋根鋼鈑の表面に
滑雪方向の上流側から下流側へと徐々に高さを増しつつ
末広がりとなる高さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの凸部を、上流
から下流に向かって縦列配置することを特徴とする。
本発明に係る屋根鋼鈑の滑雪構造は、屋根鋼鈑の表面に
滑雪方向の上流側から下流側へと徐々に高さを増しつつ
末広がりとなる高さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの凸部を、上流
から下流に向かって縦列配置することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る屋根鋼鈑の滑
雪構造の実施形態を説明する。
雪構造の実施形態を説明する。
【０００７】図１及び図２において符号１は滑雪構造の
屋根鋼鈑を示す。この屋根鋼鈑１は塗装鋼鈑、特に摩擦
抵抗の少ないの塗装鋼鈑を用いることが好ましく、この
塗装鋼鈑１に雪ブロックとの連続した平滑接触面と滑雪
に対する抵抗力とがなるべく小さくなるような形状のメ
ソレベルの凸部２を適当な相互間隔で形成する。
屋根鋼鈑を示す。この屋根鋼鈑１は塗装鋼鈑、特に摩擦
抵抗の少ないの塗装鋼鈑を用いることが好ましく、この
塗装鋼鈑１に雪ブロックとの連続した平滑接触面と滑雪
に対する抵抗力とがなるべく小さくなるような形状のメ
ソレベルの凸部２を適当な相互間隔で形成する。
【０００８】凸部２の上記条件を満たす形状は、滑雪方
向の上流側から下流側へ高さを増しつつ末広がりとなる
形状を基本とするものであり、図２（ａ）（ｂ）に示す
ように両斜辺部イに対して裾部ロが円弧をなす扇形か、
図面には示してないが裾部が直線をなす三角形、裾側が
山形をなす不等辺四角形などとし、高さはメソレベルの
０．１ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍに
設定するものであり、塗装鋼鈑１への形成はプレス加工
によって形成する。
向の上流側から下流側へ高さを増しつつ末広がりとなる
形状を基本とするものであり、図２（ａ）（ｂ）に示す
ように両斜辺部イに対して裾部ロが円弧をなす扇形か、
図面には示してないが裾部が直線をなす三角形、裾側が
山形をなす不等辺四角形などとし、高さはメソレベルの
０．１ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍに
設定するものであり、塗装鋼鈑１への形成はプレス加工
によって形成する。
【０００９】凸部２の形状と配列は、表１の自然滑雪実
験表に示す試料Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、
Ｋについて、斜辺イの長さ（扇形の半径）Ｒ、斜辺部イ
の挟角θ、凸部２の横間隔Ｘ、縦間隔Ｙを表１に記載し
た通りに設定し、凸部３の高さを両斜辺部イが接する頂
部ハから徐々に高さを増して裾部ロの中央部の最高の部
分で０．５〜１ｍｍ（手加工による凸部形成のためこの
範囲のばらつき発生）になるように設定した。なお、こ
の試料に用いた塗装鋼鈑１の接触角は７０．２ｄｅｇ、
粗さＲｚは０．５５μｍであった。なお、表１において
試料Ａは凸部２を形成しない平面の塗装鋼鈑を示す。
験表に示す試料Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、
Ｋについて、斜辺イの長さ（扇形の半径）Ｒ、斜辺部イ
の挟角θ、凸部２の横間隔Ｘ、縦間隔Ｙを表１に記載し
た通りに設定し、凸部３の高さを両斜辺部イが接する頂
部ハから徐々に高さを増して裾部ロの中央部の最高の部
分で０．５〜１ｍｍ（手加工による凸部形成のためこの
範囲のばらつき発生）になるように設定した。なお、こ
の試料に用いた塗装鋼鈑１の接触角は７０．２ｄｅｇ、
粗さＲｚは０．５５μｍであった。なお、表１において
試料Ａは凸部２を形成しない平面の塗装鋼鈑を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】上記各試料Ａ〜Ｋによる自然滑雪実験を次
のように行なった。試料Ａ〜Ｋに自然雪を成形した雪ブ
ロック（大きさ１２×８ｃｍのしまり雪、雪荷重１０及
び２０ｋｇ／ｍ3）を載せて、水平状態で室温＋６℃で
所定時間（１５分及び３０分）放置した。その後、試料
Ａ〜Ｋを傾斜角度８度に傾け、傾けた時刻を基点として
雪ブロックが滑り始めるまでの経過時間、及びその時点
から２０ｃｍ滑動するのに要した経過時間を測定する実
験を同じ条件において４回行ない、その平均値をとった
結果は表１に示す通りである。
のように行なった。試料Ａ〜Ｋに自然雪を成形した雪ブ
ロック（大きさ１２×８ｃｍのしまり雪、雪荷重１０及
び２０ｋｇ／ｍ3）を載せて、水平状態で室温＋６℃で
所定時間（１５分及び３０分）放置した。その後、試料
Ａ〜Ｋを傾斜角度８度に傾け、傾けた時刻を基点として
雪ブロックが滑り始めるまでの経過時間、及びその時点
から２０ｃｍ滑動するのに要した経過時間を測定する実
験を同じ条件において４回行ない、その平均値をとった
結果は表１に示す通りである。
【００１２】雪の動摩擦係数は次のように測定した。試
料Ａ〜Ｋの上に自然雪を成形した雪ブロック（大きさ１
２×１２ｃｍのしまり雪、雪荷重２０ｋｇ／ｍ3）を載
せ、所定時間後に５ｍｍ／ｓｅｃの速度で１５ｃｍ滑動
させて測定した滑動抵抗力を雪重量で徐した値を動摩擦
係数とした。測定は室温−１０℃で雪ブロックをセット
とし、その後、室温を＋５℃に上げ、融雪水が若干発生
（摩擦界面が湿潤化）する１時間経過後およびその１時
間経過後毎に４回測定する操作を三回同じ条件で行な
い、その平均値をとった。
料Ａ〜Ｋの上に自然雪を成形した雪ブロック（大きさ１
２×１２ｃｍのしまり雪、雪荷重２０ｋｇ／ｍ3）を載
せ、所定時間後に５ｍｍ／ｓｅｃの速度で１５ｃｍ滑動
させて測定した滑動抵抗力を雪重量で徐した値を動摩擦
係数とした。測定は室温−１０℃で雪ブロックをセット
とし、その後、室温を＋５℃に上げ、融雪水が若干発生
（摩擦界面が湿潤化）する１時間経過後およびその１時
間経過後毎に４回測定する操作を三回同じ条件で行な
い、その平均値をとった。
【００１３】上記実験において滑雪が開始するまでの時
間経過をみると、２通りの条件において、凸部２を形成
してない試料Ａと凸部２を形成した試料Ｂ〜Ｋとの差は
顕著には認められない。しかし、２０ｃｍ滑動するのに
要する時間を見ると、凸部２を形成してない試料Ａは、
雪荷重２０ｋｇ／ｍ3、１５放置後では３７分、雪荷重
１０ｋｇ／ｍ3、３０放置後では５７分であり、凸部２
を形成した何れの試料Ｂ〜Ｌよりも時間が長く、試料Ｈ
と比較すると２倍近い時間を要している。
間経過をみると、２通りの条件において、凸部２を形成
してない試料Ａと凸部２を形成した試料Ｂ〜Ｋとの差は
顕著には認められない。しかし、２０ｃｍ滑動するのに
要する時間を見ると、凸部２を形成してない試料Ａは、
雪荷重２０ｋｇ／ｍ3、１５放置後では３７分、雪荷重
１０ｋｇ／ｍ3、３０放置後では５７分であり、凸部２
を形成した何れの試料Ｂ〜Ｌよりも時間が長く、試料Ｈ
と比較すると２倍近い時間を要している。
【００１４】上記結果から摩擦抵抗の少ない塗装鋼鈑１
に漸次に高さを増す末広状のメソレベルの凸部２を設け
た場合でも、滑雪開始に対する影響はないが、滑動に要
する時間、すなわち滑雪速度には大きく影響する。この
要因は、雪ブロックと塗装鋼鈑１との実質接触面積、す
なわち、雪ブロックと屋根鋼鈑とが平面で連続して接触
する面積が減少することにより、その界面に生ずる融雪
水の粘着抵抗が軽減されたことによる現象と考えられ
る。
に漸次に高さを増す末広状のメソレベルの凸部２を設け
た場合でも、滑雪開始に対する影響はないが、滑動に要
する時間、すなわち滑雪速度には大きく影響する。この
要因は、雪ブロックと塗装鋼鈑１との実質接触面積、す
なわち、雪ブロックと屋根鋼鈑とが平面で連続して接触
する面積が減少することにより、その界面に生ずる融雪
水の粘着抵抗が軽減されたことによる現象と考えられ
る。
【００１５】次に、上記凸部２を設けることによる滑雪
性への影響を動摩擦係数から評価する。凸部２を形成し
ない試料Ａ、凸部２を形成した試料Ｈおよび試料Ｋにつ
いて動摩擦係数を比較すると図２に示す通りであり、試
料Ａは界面の湿潤初期において大きな摩擦係数を示し、
その後の湿潤化過程においてその値が徐々に減少してい
る。これに対し、試料Ｈおよび試料Ｋは湿潤初期での摩
擦係数が試料Ａよりも小さな値を示し、その後の湿潤化
過程においてもその値が殆ど変化しない。このように動
摩擦係数からみても凸部２を設けることによって、滑雪
性を向上させる効果があり、その効果は湿潤初期におい
て顕著である。
性への影響を動摩擦係数から評価する。凸部２を形成し
ない試料Ａ、凸部２を形成した試料Ｈおよび試料Ｋにつ
いて動摩擦係数を比較すると図２に示す通りであり、試
料Ａは界面の湿潤初期において大きな摩擦係数を示し、
その後の湿潤化過程においてその値が徐々に減少してい
る。これに対し、試料Ｈおよび試料Ｋは湿潤初期での摩
擦係数が試料Ａよりも小さな値を示し、その後の湿潤化
過程においてもその値が殆ど変化しない。このように動
摩擦係数からみても凸部２を設けることによって、滑雪
性を向上させる効果があり、その効果は湿潤初期におい
て顕著である。
【００１６】また、凸部２の大きさと配列、間隔等の滑
雪性への影響をみると、図３に示す通りである。図中に
示している初期とは室温＋５℃で１時間経過し、界面が
湿潤化したときの摩擦係数、最大とは同室温で更に４時
間経過する過程において、界面に生じる融雪水の粘性抵
抗が最大になったときの値である。図３のように横間隔
Ｘの影響をみると、Ｘの値が小さい場合（凸部２の間隔
が狭い）に僅かながら摩擦係数が小さくなる。縦間隔の
影響は小さい。凸部２の斜辺部イの長さＲの影響をみる
と、Ｒが大きい場合に摩擦係数が小さくなる。また、斜
辺部イの挟角θの影響をみると、θが大きい場合に摩擦
抵抗が小さくなる傾向がある。
雪性への影響をみると、図３に示す通りである。図中に
示している初期とは室温＋５℃で１時間経過し、界面が
湿潤化したときの摩擦係数、最大とは同室温で更に４時
間経過する過程において、界面に生じる融雪水の粘性抵
抗が最大になったときの値である。図３のように横間隔
Ｘの影響をみると、Ｘの値が小さい場合（凸部２の間隔
が狭い）に僅かながら摩擦係数が小さくなる。縦間隔の
影響は小さい。凸部２の斜辺部イの長さＲの影響をみる
と、Ｒが大きい場合に摩擦係数が小さくなる。また、斜
辺部イの挟角θの影響をみると、θが大きい場合に摩擦
抵抗が小さくなる傾向がある。
【００１７】以上のことから、漸次に高さを増す末広状
の凸部２の配置が及ぼす摩擦係数への影響をみると、凸
部２の斜辺部イの長さＲおよび斜辺部イの挟角θが大き
く、横間隔Ｘが狭い場合は、すなわち凸部２の裾部ロが
試料面に対して長く配置される場合に摩擦係数が小さく
なる。この要因は、前述した通り、滑雪方向に連続した
平滑部を存在させないようにすることによって、その段
差部分で融雪水による粘着抵抗が低減されるためと考え
られる。
の凸部２の配置が及ぼす摩擦係数への影響をみると、凸
部２の斜辺部イの長さＲおよび斜辺部イの挟角θが大き
く、横間隔Ｘが狭い場合は、すなわち凸部２の裾部ロが
試料面に対して長く配置される場合に摩擦係数が小さく
なる。この要因は、前述した通り、滑雪方向に連続した
平滑部を存在させないようにすることによって、その段
差部分で融雪水による粘着抵抗が低減されるためと考え
られる。
【００１８】
【発明の効果】前述した通り、本発明に係る屋根鋼鈑の
滑雪構造は、屋根鋼鈑に滑雪方向の上流側より下流側へ
と高さを漸増しつつ末広がりとなるメソレベルの凸部を
形成することにより、雪ブロックに連続して接する屋根
の平滑部分を減少させるとともに、雪が屋根を滑動する
際の滑雪抵抗力を低減させて滑雪性を著しく向上させる
ことができる。
滑雪構造は、屋根鋼鈑に滑雪方向の上流側より下流側へ
と高さを漸増しつつ末広がりとなるメソレベルの凸部を
形成することにより、雪ブロックに連続して接する屋根
の平滑部分を減少させるとともに、雪が屋根を滑動する
際の滑雪抵抗力を低減させて滑雪性を著しく向上させる
ことができる。
【図１】本発明に係る滑雪構造を備える屋根鋼鈑の一部
分の平面図
分の平面図
【図２】（ａ）（ｂ）は屋根鋼鈑に形成した凸部の拡大
平面図及び断面図
平面図及び断面図
【図３】凸部を設けた屋根鋼鈑の動摩擦係数を示す線図
【図４】凸部の形状および滑雪性への影響を示す線図
【図５】凸部の横間隔および縦間隔の滑雪性への影響を
示す線図
示す線図
１ 屋根鋼鈑 ２ 凸部 イ 斜辺部 ロ 裾部 ハ 頂部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苫米地 司 北海道札幌市手稲区曙９条１丁目10−２ Ｆターム(参考） 2E108 AA02 AZ01 BN03 CC02 GG11
Claims (1)
- 【請求項１】 屋根鋼鈑の表面に滑雪方向の上流側から
下流側へと徐々に高さを増しつつ末広がりとなる高さ
０．１ｍｍ〜２ｍｍの凸部を、上流から下流に向かって
縦列配置することを特徴とする屋根鋼鈑の滑雪構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140378A JP2002332722A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 屋根鋼鈑の滑雪構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140378A JP2002332722A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 屋根鋼鈑の滑雪構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002332722A true JP2002332722A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001140378A Ceased JP2002332722A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 屋根鋼鈑の滑雪構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002332722A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009235851A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mr Roofman:Kk | 滑雪屋根材 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001140378A patent/JP2002332722A/ja not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009235851A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mr Roofman:Kk | 滑雪屋根材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041028 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041112 |
|
| A045 | Written measure of dismissal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20050330 |