JP2017078249A - 建築物の外装材およびその外装材を用いた屋根または壁の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイトフレームの使用を不要にして効率的な施工を実現し、耐風圧性能の改善された外装材、その外装材を用いた屋根、壁の構築方法を提供する。【解決手段】矩形シート状をなす溝板１と、この溝板１の幅方向の一端につながる下重ね合わせ嵌合部２と、溝板１の幅方向の他端につながる上重ね合わせ嵌合部３とを備え、下重ね合わせ嵌合部２、上重ね合わせ嵌合部３をそれぞれ相互に嵌合させて建築物の屋根または壁を構築する外装材において、下重ね合わせ嵌合部２を、傾斜側壁２ａと、一対の顎部２ｂ、２ｃを有する頭部２ｄと、水平板２ｅを外装材の固定部とするとともに水平板２ｅの外縁端に起立片２ｆを有する脚部２ｇで構成する。また、上重ね合わせ嵌合部３を、傾斜側壁３ａと、互いに逆向きに膨出する一対の顎部３ｂ、３ｃを有する頭部３ｄと、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の外表面に合わさる片持ち舌片３ｅで構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の屋根や壁を構築するのに用いて好適な金属製の外装材およびその外装材を用いた屋根または壁の構築方法に関するものである。

矩形状の金属シート材に折曲げ加工を施すことによって製造される長尺の金属製の折板屋根あるいは金属製の外壁材は、比較的軽微なロール成形によって連続生産が可能で経済性に優れており、折曲げ寸法、角度を適切に設計することによって必要な構造性能を確保できる利点を有していることから、工場、倉庫、事務所、住宅などの建築物の外装材として広く使用されている。

とくに、外装材を金属折板屋根として用いる施工では、折板屋根本体の取付けに先行してタイトフレーム（折板屋根本体の厚さの２倍以上の厚さを有する別部材）を所定の間隔で鉄骨などの母屋に溶接またはねじ止め固定し、該タイトフレームの山部と折板屋根本体の山部をボルト、ナットを介して直接固定するか、あるいは、該タイトフレームにねじ止め固定された吊り子を介して折板屋根本体の端縁をハゼ締めするのが一般的である。

ところで、近年、この種の外装材にあっては、図５に示すように、外装材の端面を下方に延長してそれを母屋へ直接接続する形式の外装材およびそれを用いた工法が提案されており、この点に関しては例えば、先行文献１が参照される。

特許第５３４５２５２号公報

上記文献に開示された技術は、ロール成形機で主要な部材を一度に成形することが可能で、しかも、タイトフレームの取付け作業を省略できる長所を有しており、極めて有用な外装材として期待されるものであるところ、以下のような問題点が残されていた。

すなわち、脚部の、母屋への接続を、ドリルねじなどの締結手段を用いて行うため、ねじ打ち位置の直上には、インパクトドライバーの作業空間を確保しておかなければならないことから、外装材は、必然的にその山部中心（外装材の嵌合部中心）から偏った位置で固定せざるを得ない。

軽量で比較的剛性の小さい金属製の外装材にとって最も配慮すべき構造設計事項は、風荷重である。台風、爆弾低気圧などの暴風時において建物の屋根、外壁面には強い引き剥がし力が作用するため、該外装材は、これに耐えられる設計、製造、施工をしなければならない。

建築基準法においてはその設計荷重が定められており、例えば、平均風速３８ｍ／ｓの地域で、高さ２０ｍのフラット屋根においては最大３２００Ｐａもの風荷重が作用するものとして設計することが求められる。

ところで、上記先行文献１において開示されている外装材（折板屋根材）にあっては、外装材の、母屋への接続位置は、図６に示すように、風荷重の合力、作用位置となる外装材の山部中心から離れた位置にあるため、強い風圧が作用すると外装材の山部の中心は、外装材の接続位置に近接するように斜め上方に移動し、外装材の山部が起立するように回転変形が生じる。そしてそのとき、外装材同士をつなぎ合わせる嵌合部の掛かり代が失われ、該嵌合部が、図７に示すように、容易に外れてしまう不具合を有している。

本発明の課題は、タイトフレームレス化を図って効率的な施工を実現することができるだけでなく、近年、益々強力化する台風、爆弾低気圧に対しても十分に対応し得る耐風圧性能の高い外装材、その外装材を用いた屋根、壁の構築方法を提案するところある。

本発明は、矩形シート状をなす溝板と、この溝板の幅方向の一端につながる下重ね合わせ嵌合部と、該溝板の幅方向の他端につながる上重ね合わせ嵌合部とを備え、隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部、下重ね合わせ嵌合部との相互間で該下重ね合わせ嵌合部、該上重ね合わせ嵌合部をそれぞれ相互に嵌合させて建築物の屋根または壁を構築する外装材であって、
前記下重ね合わせ嵌合部は、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向の内外に向けて互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端に垂下保持され、その下端部に接続するとともに水平板を外装材の固定部とし、かつ、該水平板の外縁端に起立片を有する脚部からなり、
前記上重ね合わせ嵌合部は、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向の内外に向けて互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端につながり、前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の外表面に合わさる片持ち舌片からなることを特徴とする建築物の外装材である。

上記の構成からなる建築物の外装材においては、前記下重ね合わせ嵌合部は、その脚部の下端部から前記頭部に至るまでの全域または少なくとも該頭部直下の領域に垂直壁部を有すること、前記上重ね合わせ嵌合部は、その頭部と前記傾斜側壁との境界に、該下重ね合わせ嵌合部の垂直壁部との重ね合わせを可能とする垂直壁部を有することが好ましい。

また、本発明は、上記の外装材を複数枚用いて建築物の屋根または壁を構築するに当たり、前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部に前記外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部の前記脚部の水平板を締結手段を介して母屋に固定し、次いで、該母屋に固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部に、前記隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させ、さらに、その重ね合わせ嵌合部分（上重ね合わせ嵌合部と隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部との重ね合わせ嵌合部分、下重ね合わせ嵌合部と隣接する外装材の上重ね合わせ嵌合部との重ね合わせ嵌合部分）を相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返すことにより建築物の屋根または壁を構築することを特徴とする建築物の屋根または壁の構築方法である。

さらに、本発明は、上記の外装材を複数枚用いて建築物の屋根または壁を構築するに当たり、前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部に前記外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部の前記脚部の水平板を締結手段を介して母屋に固定し、次いで、該母屋に固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部に、前記隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させ、さらに、前記下重ね合わせ嵌合部の前記垂直壁部および前記上重ね合わせ嵌合部の垂直壁部を相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返すことにより建築物の屋根または壁を構築することを特徴とする建築物の屋根または壁の構築方法である。

上記の構成からなる本発明の外装材によれば、下重ね合わせ嵌合部を、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向の内外に向けて互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端に垂下保持され、その下端部に接続する水平板を外装材の固定部とするとともに該水平板の外縁端に起立片を有する脚部から構成し、上重ね合わせ嵌合部を、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向の内外に向けて互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端につながり、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の外表面に合わさる片持ち舌片から構成したため、外装材同士が、下重ね合わせ嵌合部の頭部の顎部と上重ね合わせ嵌合部の頭部の顎部とによって引き抜け不能につなぎ合わさるとともに、下重ね合わせ嵌合部の頭部および上重ね合わせ嵌合部の頭部の相互間で締結手段を介して機械的な接続が可能となる。これにより、タイトフレームを使用せずとも外装材同士の接続が分断されるような回転変形は起こり難くなる。

本発明によれば、下重ね合わせ嵌合部の脚部の下端部から前記頭部に至るまでの全域または少なくとも該頭部直下の領域に垂直壁部を設け、上重ね合わせ嵌合部の頭部とそれにつながる傾斜側壁との境界に、下重ね合わせ嵌合部の垂直壁部との重ね合わせを可能とする垂直壁部を設け、外装材同士を、垂直壁部において締結手段によって機械的に接続することにより、風荷重の合力、作用点を外装材の母屋に対する接続位置に近づけることが可能となり耐風圧性能が大幅に改善される。

また、本発明によれば、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部に前記外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部の前記脚部の水平板を締結手段を介して母屋に固定し、次いで、該母屋に固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部に、前記隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させ、さらに、その重ね合わせ部分を相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返すことにより、建築物の屋根または壁の効率的な構築が可能となる。とくに、下重ね合わせ嵌合部の垂直壁部および前記上重ね合わせ嵌合部の垂直壁部を相互に機械的に接続することで風荷重の合力、作用点を外装材の母屋に対する接続位置に近づけることができるので耐風圧性能の改善された建築物の屋根または壁の構築が可能となる。

本発明にしたがう外装材の外観を斜視図である。 図１に示した外装材の正面を示した図である。 図１に示した外装材の接続状態を模式的に示した図である。 本発明にしたがう外装材の他の例を示した図である。 従来の外装材を用いて屋根を構築した場合の接続状態を模式的に示した図である。 図５に示した外装材につき、風荷重の合力、作用位置と、風荷重が外装材の表面に作用している状態を示した図である。 図５に示した外装材につき、過大な風荷重が作用して外装材同士の接続が分断（嵌合部の外れ）された様子を示した図である。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明に用いて好適な外装材の外観を斜視図を示した図であり、図２は、その正面を示した図である。

なお、本発明の外装材は、建築物の屋根あるいは壁のサイズに合わせてその複数枚を相互につなぎ合わせることによって凸部と凹部が交互に配列された波形形状を有する屋根や壁を構築することを基本としている。以下、３枚の外装材をつなぎ合わせて建築物の屋根を構築する場合について説明する。また、本発明において「隣接配置する外装材」とは、右隣（先行して敷設される外装材）、左隣（後行において敷設される外装材）に配置される外装材を意味しており、形状や寸法等は全て同じものを使用する。外装材は、具体的には、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板等の薄板材を用い、それを曲げ加工やプレス加工等により成形されるものである。

図１、２における符号１は、矩形シート状をなす溝板である。この溝板１は、幅方向の寸法が短く、また、長手方向の寸法が長い平面形状を有するものが用いられる。なお、溝板１は、矩形シート状をなすもの以外のものを適用することも可能であり図示の形状に限定されない。

また、２は、溝板１の幅方向の一端でその長手方向の全長にわたってつながる下重ね合わせ嵌合部（山型形状をなすもの）、３は、溝板１の幅方向の他端（下重ね合わせ部２の対向位置）でその長手方向の全長にわたってつながる上重ね合わせ嵌合部（山型形状をなすもの）である。

下重ね合わせ嵌合部２は、一端が溝板１の端部１ａにつながり、該端部１ａから幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁２ａ（溝板１に対して５０〜６０°程度の角度を有する）と、この傾斜側壁２ａの立ち上がり端２ａ１につながり、該溝板１の幅方向において互いに逆向きに膨出する一対の顎部２ｂ、２ｃを有する頭部２ｄと、この頭部２ｄの外縁端２ｄ１に垂下保持される脚部２ｇ（溝板１に対して５０〜６０°程度の角度を有する）から構成されている。脚部２ｇは、その下端部に外装材を母屋に固定する固定部を形成する水平板２ｅと該水平板２ｅの外縁端につながる起立片２ｆを有している。

下重ね合わせ嵌合部２の頭部２ｄは、ドーム形状をなすものを適用することでき、隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部の内側空間に嵌合可能で、かつ、嵌合状態で顎部２ｂ、２ｃが該上重ね合わせ嵌合部の頭部に設けられた顎部（後述する）に引き抜け不能に係合するようになっている。また、下重ね合わせ嵌合部２の脚部２ｇの水平板２ｅは、外装材を母屋に固定する固定部として機能するものであり、この水平板２ｅを介して例えばドリルねじの如き締結手段を母屋にねじ込むことにより外装材は母屋に固定される。外装材を母屋に固定する場合、溝板１と母屋との間には隙間を形成することができるが（図３参照）、該溝板１を母屋に密着させて固定してもよい。

また、上重ね合わせ嵌合部３は、一端が溝板１の端部１ｂにつながり、該端部１ｂから幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁３ａ（下重ね合わせ部２の傾斜側壁２ａとは逆向きに立ち上るもので溝板１に対して５０〜６０°程度の角度を有する）と、この傾斜側壁３ａの立ち上がり端３ａ１につながり、該溝板１の幅方向において互いに逆向きに膨出する一対の顎部３ｂ、３ｃを有する頭部３ｄと、この頭部３ｄの外縁端３ｄ１につながり、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の外表面に合さる片持ち舌片３ｅから構成されている。

上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄは、下重ね合わせ嵌合部２の頭部２ｄと同様のドーム形状をなす弾性変形可能ものからなっており、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部を入れ込むことができる内部空間を有している。そして、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部が該内部空間に入り込んだ状態（嵌合状態）で顎部３ｂ、３ｃが隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の顎部に引き抜け不能に係合するようになっている。なお、上重ね合わせ嵌合部３と隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部との嵌合は、上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄの下面開放部を隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の頭部の上面に位置せしめ、該上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄを隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の頭部へ向けて押し込むことによって実現される。この押し込みにより外装材の上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄは弾性変形して下面開放部が拡大するが、隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の頭部が該頭部３ｄの内側空間に位置したとろで元の形状へと復元する。

図３は、左隣の外装材（先行して敷設した外装材）と、右隣の外装材（後行において敷設される外装材）を、それぞれ上重ね合わせ嵌合部３と左隣の外装材の下重ね合わせ嵌合部２′、下重ね合わせ嵌合部２と右隣りの外装材の上重ね合わせ嵌合部３′で嵌合させるとともに、上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄの頂面および左隣の外装材の下重ね合わせ嵌合部２′の頭部２ｄ′の頂面、下重ね合わせ嵌合部２の頭部２ｄの頂面および右隣りの外装材の上重ね合わせ嵌合部３′の頭部３ｄ′の頂面でワンサイドボルトの如き締結手段４を介して接続した状態を示した図である。外装材は、ドリルねじｎを用いて母屋ｍに固定している。

本発明の外装材は、上重ね合わせ嵌合部３、下重ね合わせ嵌合部２のいずれにおいても顎部３ｂ、３ｃ、２ｂ、２ｃにより隣接配置する外装材と引き抜け不能に嵌合するとともに、上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄの頂面、下重ね合わせ嵌合部２の頭部２ｄの頂面で隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部２′の頭部２ｄ′、上重ね合わせ嵌合部３′の頭部３ｄ′で機械的に接続しているため、過大な風荷重が作用したとしても外装材の接続部（嵌合部）が起立するような回転変形は起こり難く、機械的接続部分において塑性変形が生じて接続強度が失われない限りにおいて外装材同士の分断（離脱）を確実に抑制することができる。

上記の外装材を用いて建築物の屋根材を構築するには、左隣に隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部２′に外装材の上重ね合わせ嵌合部３を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部２の脚部２ｇの水平板２ｅを締結手段を介して母屋ｍに固定し、次いで、該母屋ｍに固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部２の頭部２ｄに、右隣に隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部３′の頭部３ｄ′を嵌合させ、さらに、その重ね合わせ部分を締結手段４を介して相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返せばよい（建築物の壁を構築する際も同様の手順で行われる）。

図４は、下重ね合わせ嵌合部２の脚部２ｇにつき、その頭部２ｄの直下に垂直壁部５を設ける一方、上重ね合わせ嵌合部３の頭部３ｄと傾斜側壁３ａとの境界に、該下重ね合わせ嵌合部２の垂直壁部５との重ね合わせを可能とする垂直壁部６を設け、これらの垂直壁部５、６と隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部２′の垂直壁部５′、上重ね合わせ嵌合部３′の垂直壁部６′との間で締結手段４を介して接続した、本発明にしたがう他の例を示した図である。

かかる外装材によれば、風荷重の合力、作用点Ｐ１を、外装材の母屋ｍに対する接続位置Ｐに近づけることが可能となり、タイトフレームを使用せずとも耐風圧性能を大幅に向上させることができる。

脚部２ｇは溝板１から離れる向きにやや傾斜を付したものを例として示したが、全長にわたって垂直壁部とすることも可能であり、この場合、風荷重の合力、作用点Ｐ１は、外装材の母屋ｍに対する接続位置Ｐの直上に位置することになり耐風圧性能を向上させる観点からは最も好ましい構造となる。

なお、図４に示した構造ものでは、上重ね合わせ嵌合部３の顎部３ｃの膨出代を大きくして締結手段４の庇としての機能を持たせることにより屋根材あるいは壁材としての止水性、耐久性の向上が期待できる。

本発明によれば、タイトフレームの使用を不要にして効率的な施工を実現することが可能でかつ、近年、益々強力化する台風、爆弾低気圧に対しても十分に対応し得る耐風圧性能の高い外装材、その外装材を用いた屋根、壁の構築方法が提供できる。

１ 溝板
２ 下重ね合わせ嵌合部
２ａ 傾斜側壁
２ｂ 顎部
２ｃ 顎部
２ｄ 頭部
２ｅ 水平板
２ｆ 起立片
２ｇ 脚部
３ 上重ね合わせ嵌合部
３ａ 傾斜側壁
３ｂ 顎部
３ｃ 顎部
３ｄ 頭部
３ｅ 片持ち舌片
４ 締結手段
５ 垂直壁部
６ 垂直壁部
ｍ 母屋
ｎ ドリルねじ

Claims (4)

1. 矩形シート状をなす溝板と、この溝板の幅方向の一端につながる下重ね合わせ嵌合部と、該溝板の幅方向の他端につながる上重ね合わせ嵌合部とを備え、隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部、下重ね合わせ嵌合部との相互間で該下重ね合わせ嵌合部、該上重ね合わせ嵌合部をそれぞれ相互に嵌合させて建築物の屋根または壁を構築する外装材であって、
   前記下重ね合わせ嵌合部は、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向において互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端に垂下保持され、その下端部に接続する水平板を外装材の固定部とするとともに該水平板の外縁端に起立片を有する脚部からなり、
   前記上重ね合わせ嵌合部は、一端が前記溝板の端部につながり、該端部から幅方向外側に向けて立ち上がる傾斜側壁と、この傾斜側壁の立ち上がり端につながり、該溝板の幅方向において互いに逆向きに膨出する一対の顎部を有する頭部と、この頭部の外縁端につながり、前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部の外表面に合わさる片持ち舌片からなることを特徴とする建築物の外装材。
2. 前記下重ね合わせ嵌合部は、その脚部の下端部から前記頭部に至るまでの全域または少なくとも該頭部直下の領域に垂直壁部を有し、
   前記上重ね合わせ嵌合部は、その頭部と前記傾斜側壁との境界に、該下重ね合わせ嵌合部の垂直壁部との重ね合わせを可能とする垂直壁部を有することを特徴とする請求項１に記載した建築物の外装材。
3. 請求項１または２に記載した外装材を複数枚用いて建築物の屋根または壁を構築するに当たり、
   前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部に前記外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部の前記脚部の水平板を締結手段を介して母屋に固定し、次いで、該母屋に固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部に、前記隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させ、さらに、その重ね合わせ部分を相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返すことにより建築物の屋根または壁を構築することを特徴とする建築物の屋根または壁の構築方法。
4. 請求項２に記載した外装材を複数枚用いて建築物の屋根または壁を構築するに当たり、
   前記隣接配置する外装材の下重ね合わせ嵌合部に前記外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させるとともに、該外装材の下重ね合わせ嵌合部の前記脚部の水平板を締結手段を介して母屋に固定し、次いで、該母屋に固定された該外装材の下重ね合わせ嵌合部に、前記隣接配置する外装材の上重ね合わせ嵌合部を嵌合させ、さらに、前記下重ね合わせ嵌合部の前記垂直壁部および前記上重ね合わせ嵌合部の垂直壁部を相互に機械的に接続する作業を一工程として、その工程を複数回にわたって繰り返すことにより建築物の屋根または壁を構築することを特徴とする建築物の屋根または壁の構築方法。

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