JP2023152679A - 金属製屋根部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工、点検、補修作業における作業者の転倒、転落の危険性を低減し、安全性が向上する金属製屋根部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る金属製屋根部材１は、山と谷が連続する波形状を有し、前記山の稜線と前記谷の谷線の方向が設置状態で屋根の傾斜方向に平行になるように設置されるものであって、設置状態で傾斜方向上側が高く下側が低くなる段差部３を有し、上側の段差部３と下側の段差部３の間の面部５が、下向きに凸となる反り形状であることを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、金属製屋根部材に関し、特に、瓦屋根に類似する外観とするための段差部が設けられた金属製屋根部材及びその製造方法に関する。

建物の屋根にはメッキ鋼板に波形状の加工を施した波板めっき鋼板が安価で軽量な素材として広く用いられている。
従来、波板めっき鋼板は約30mmピッチの波を有し、その用途は主に倉庫や工場、店舗などの建物で外観の意匠デザインを重要視しないものがほとんどであった。しかし最近ではメッキや塗装樹脂の改善により耐候性が格段に向上し、それに伴って100mm以上のピッチの波を有する波板めっき鋼板の用途が拡大しつつある。

また、単純な波形状だけでなく、波形状に交差する段差部を付与したことで瓦屋根のような外観を呈する金属製屋根部材２１（図１１参照）も開発されている。図１１に示したものは、山と谷が連続する断面波形状の波板に段差部を設けたものであって、山の稜線と谷の谷線方向が屋根傾斜方向に平行になるように設置されるものである。
図１１のように金属板を加工して瓦屋根のような外観にしたものは、「金属製長尺成形瓦」とも呼ばれ、上記耐候性の向上と相俟って、高級感のある意匠デザインが求められる一般住宅用途の屋根部材としても広く用いられている。

上記のような段差部を有する金属製屋根部材（金属製長尺成形瓦）の例が、例えば、特許文献１、特許文献２に開示されている。
特許文献１の第１図には、「金属板１の幅方向に山部２を一定間隔に５本平行に形成し、・・・（中略）・・・これらを金属板１の長手方向で多数段に例えば６段に金属板の断面形状に沿った平面形状の屈曲４により段差を付した」（［従来の技術］参照）「金属製波形長尺瓦」が示されている。
また、特許文献２の図７には、「屋根の斜面方向に単位形状（山）が５個連なった」（［００５２］参照）「金属成形瓦」が示されている。

特開平２－１０４８５３号公報 特開平１１－６２１１６号公報

上述したように、金属製の波板に段差部を付与した金属製屋根部材は、瓦屋根のような外観の意匠デザインであることから一般住宅の屋根にも適用され、広く用途が拡大した。
しかし、図１１に例示したような従来の金属製屋根部材２１は、施工、点検、補修等において、作業者が金属製屋根部材２１の上を歩行して作業する際の足掛かりとなる部分がないため、足元が不安定となって作業性が悪いという問題があった。特に、一般住宅のデザインは倉庫や工場、店舗用途の建物に比べて多様であるため、金属製屋根部材２１が急勾配に設置される場合もあり、その場合、作業者が屋根の傾斜方向に足を滑らせやすく、転倒や転落の危険性が高くなる。

また、図１１の従来の金属製屋根部材２１は、瓦屋根に似た外観ではあるが、実際の瓦屋根に比較すると単調な形状であり、金属製でありながらもさらなる意匠性に優れた金属製屋根部材が望まれていた。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、施工、点検、補修作業における作業者の転倒、転落の危険性を低減し、安全性が向上する金属製屋根部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る金属製屋根部材は、山と谷が連続する波形状を有し、前記山の稜線と前記谷の谷線の方向が設置状態で屋根の傾斜方向に平行になるように設置されるものであって、設置状態で傾斜方向上側が高く下側が低くなる段差部を有し、上側の段差部と下側の段差部の間の面部が、下向きに凸となる反り形状であることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載の金属製屋根部材において、4寸～6寸勾配で設置したときに、前記面部の下側の部分における水平方向に対する傾斜角度が20度以下であることを特徴とするものである。
（３）また、上記（２）に記載の金属製屋根部材において、前記段差部の高さHが10～25(mm)、前記山の稜線方向における前記面部の端部間距離Dが200～500(mm)、前記反り形状の反りの深さAが5～25(mm)であることを特徴とするものである。

（４）また、本発明に係る金属製屋根部材の製造方法は、上記（１）又は（２）に記載の金属製屋根部材を製造する方法であって、金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、該加工工程は、前記段差部の上段側の面部となる部位に配置されて、上段側上金型及び上段側下金型からなる上段側金型と、前記段差部の下段側の面部となる部位に配置されて、下向きに凸となる反り形状成形面部を有する下段側上金型及び下段側下金型からなる下段側金型とを用いて、前記波板における段差部の上段側の面部となる部位を、前記上段側金型によって波板の波形状に沿ってクランプした状態で、前記波板における段差部の下段側の面部となる部位を前記下段側金型によって挟圧して前記反り形状を形成し、さらに、前記上段側金型に対して前記下段側金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成することを特徴とするものである。

（５）また、本発明に係る金属製屋根部材の製造方法は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金属製屋根部材を製造する方法であって、金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、該波板成形工程によって成形された波板の前記面部となる部位に、目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成し、該浅反り形状が形成された面部に連続する前記段差部を形成し、前記浅反り形状の形成と前記段差部の形成を繰り返して中間成形品を成形する第１成形工程と、該第１成形工程で成形した前記中間成形品の浅反り形状を、目標とする反り深さの反り形状に成形する第２成形工程とを備え、前記第１成形工程は、前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第１金型と、該第１金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して前記浅反り形状を形成する第２金型とを用いて、前記第１金型で前記波板における前記段差部の上段側の面部となる部位をクランプした状態で、前記第２金型で前記段差部の下段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第１金型に対して前記第２金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成し、前記第２成形工程は、前記中間成形品の前記浅反り形状が形成された面部を該浅反り形状に沿ってクランプする第３金型と、該第３金型に隣接配置されて前記中間成形品の前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り形状に成形する第４金型とを用いて、前記第３金型で前記中間成形品における前記段差部の上段側の面部をクランプした状態で、前記第４金型で前記段差部の下段側の面部を目標とする反り形状にすることを特徴とするものである。

（６）また、本発明に係る金属製屋根部材の製造方法は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金属製屋根部材を製造する方法であって、金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、該加工工程は、前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第５金型と、該第５金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成する第６金型と、該第６金型と置換可能で前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする第７金型を用いて、前記第５金型で前記波板における上段側の面部となる部位をクランプした状態で、前記第６金型で下段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第５金型に対して前記第６金型を鉛直下方向に相対移動させることで前記段差部を形成し、前記第６金型を前記第７金型に置き換え、前記第７金型で前記浅反り形状が形成された下段側の面部を目標とする反り形状に形成し、前記段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とするものである。

（７）また、本発明に係る金属製屋根部材の製造方法は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金属製屋根部材を製造する方法であって、金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、該加工工程は、前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第８金型と、該第８金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成する第９金型を用いて、１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成すると共に該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する初期加工工程と、前記第８金型、前記第９金型、及び該第９金型に隣接配置されて前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする第１０金型を用いて、前記浅反り形状を目標の反り形状にすると共に、該目標の反り形状の上段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、かつ、該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する本加工工程を備え、前記初期加工工程は、前記第８金型で前記波板における２段目の面部となる部位をクランプした状態で、前記第９金型で１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第８金型に対して前記第９金型を鉛直下方向に相対移動させることで前記段差部を形成し、前記本加工工程は、前記第８金型で前記浅反り形状が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプした状態で、前記第９金型で前記浅反り形状が形成された面部の１段上の面部となる部位に浅反り形状を形成し、さらに、前記第８金型に対して前記第９金型を鉛直下方向に相対移動させることで段差部を形成し、さらに、前記第１０金型で前記第９金型が挟圧している面部の下段側の面部の浅反り形状を目標とする反り形状に形成し、該本加工工程を繰り返して、段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とするものである。

（８）また、本発明に係る金属製屋根部材の製造方法は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金属製屋根部材を製造する方法であって、金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、該加工工程は、前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第１１金型と、該第１１金型に隣接配置され、前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を成形する浅反り形状成形面部、及び、前記浅反り形状が形成された部位を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする目標反り形状成形面部を有する第１２金型を用いて、１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成すると共に該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する初期加工工程と、前記浅反り形状を目標の反り形状にすると共に該目標の反り形状の上段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、かつ、該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する本加工工程を備え、前記初期加工工程は、前記第１１金型で前記波板における２段目の面部となる部位をクランプした状態で、前記第１２金型の浅反り形状成形面部で１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第１１金型に対して前記第１２金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成し、前記本加工工程は、前記第１１金型で前記波板における前記浅反り形状が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプした状態で、前記第１２金型の目標反り形状成形面部で前記浅反り形状が形成された面部を目標とする反り形状に形成すると共に、前記第１２金型の浅反り形状成形面部で目標とする反り形状の上段側の面部となる部位に浅反り形状を形成し、さらに、前記第１１金型に対して前記第１２金型を鉛直下方向に相対移動させることで段差部を形成し、該本加工工程を繰り返して、段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とするものである。

本発明の金属製屋根部材においては、上側の段差部と下側の段差部の間の面部が、下向きに凸となる反り形状になっていることで、当該部分が、施工、点検、補修作業の際の作業者の足掛かりとなり、転倒、転落の危険性を低減し、安全性が向上する。
また、従来の単調な形状と比べて新たなデザイン性を有するので、意匠性と実用性を兼ね備えたものとなっている。

本発明の実施の形態１にかかる金属製屋根部材を説明する説明図である。 図２（ａ）は図１のＡ－Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ－Ｂ断面図である。 屋根の傾斜角度及び勾配の例を模式的に示す図である。 従来の金属製屋根部材の製造過程を示す図である。 従来の金属製屋根部材の製造過程において割れが生じやすい部位を説明する説明図であり、図１１の一部を上面視した図である。 図５のａ部、ｂ部における材料流れを説明する説明図であり、図６（ａ）は上凸張り出し形状の部分（ａ部）の部分拡大図、図６（ｂ）は下凸張り出し形状の部分（ｂ部）の部分拡大図である。 図１の金属製屋根部材の製造方法の一例を説明する説明図である。 図８（ａ）は従来の金属製屋根部材の製造過程における段差部の断面形状、図８（ｂ）は実施の形態の金属製屋根部材の製造過程における段差部の断面形状を示す図である。 実施例１にかかる従来例を説明する説明図である。 実施例１にかかる発明例を説明する説明図である。 従来の金属製屋根部材の例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１にかかる製造方法において金属製屋根部材のしわ発生が顕著化する場合の説明図である。 本発明の実施の形態２にかかる金属製屋根部材の製造方法を説明する説明図である。 実施の形態２の他の態様にかかる金属製屋根部材の製造方法を説明する説明図である（その１）。 実施の形態２の他の態様にかかる金属製屋根部材の製造方法を説明する説明図である（その２）。 本発明の実施の形態３にかかる金属製屋根部材の製造方法の初期加工工程を説明する説明図である。 本発明の実施の形態３にかかる金属製屋根部材の製造方法の本加工工程を説明する説明図である。 本発明の実施の形態４にかかる金属製屋根部材の製造方法の初期加工工程を説明する説明図である。 本発明の実施の形態４にかかる金属製屋根部材の製造方法の本加工工程を説明する説明図である。 実施例３にかかる浅反り形状及び目標とする反り形状の反り深さを示す図である。 実施例３にかかる比較例及び発明例のしわ発生状態を示す図である。

［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る金属製屋根部材１を図１、図２に示す。図１は、金属製屋根部材１の斜視図、図２（ａ）は図１のＡ－Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ－Ｂ断面図である。

金属製屋根部材１は、図１及び図２（ｂ）に示すように、山と谷が連続する波形状を有し、山の稜線と谷の谷線の方向が設置状態で屋根の傾斜方向に平行になるように設置されるものであって、設置状態で傾斜方向上側が高く下側が低くなる段差部３を有するものである。そして、本実施の形態に係る金属製屋根部材１は、上側の段差部３と下側の段差部３の間の面部５の形状に特徴がある。以下、具体的に説明する。

本実施の形態の金属製屋根部材１は、図２（ａ）に示すように、設置状態で上側となる段差部３（紙面左側の段差部３）と設置状態で下側となる段差部３（紙面右側の段差部３）の間の面部５が、下向きに凸となる反り形状（上反り形状）になっている。なお、設置状態で最も上側（棟側）となる面部５や、最も下側（軒側）となる面部５も同様の反り形状になっている。
上記のように、面部５が下向きに凸となる反り形状となっていることで、設置状態において、面部５の下側の部分が屋根面からせり出し、施工、点検、補修作業の際の足掛りとして機能する。当該部分の傾斜角度は、屋根の傾斜角度に比べて大幅に小さくなっているので、作業者は屋根の傾斜方向に足を滑らせにくくなり、転倒、転落の危険性が低減し、安全性が向上する。

また、金属製屋根部材１の面部５における反り形状を適切に設定することで、上記効果はより有効になる。
発明者らは鋭意検討を重ね、設置状態の金属製屋根部材１において傾斜角度が20度以下の部分があれば、作業者が歩いたり作業する際に足を滑らせにくくなり、安全性が格段に向上することを知見した。
したがって、金属製屋根部材１を屋根に設置した状態で面部５の下側（軒側）の部分の傾斜角度が20度以下となるように面部５の反り形状を設定するのが好ましい。

そこで、まずは一般的な屋根の傾斜角度について説明する。
住宅の屋根は水平に近い緩勾配から急勾配なものまで様々あるが、一般的な日本の住宅の屋根の多くは4寸～6寸勾配（水平方向：垂直方向＝10：xの傾斜をx寸勾配と呼ぶ）であり、水平方向からの傾斜角度に換算すると概ね22～31度である。
図３に5寸勾配（傾斜角度26.6度)の屋根の一例を模式的に示す。

屋根の勾配が6寸を超えて急勾配になると、安全性、作業性を確保するため作業床を別途設置したり、安全帯を使用することが多くなり、勾配が8寸以上になると法令上も作業床や安全帯の使用が義務付けられる。
一方、屋根の勾配が4寸より小さく、傾斜が緩やかであれば、足を滑らせる危険性も小さい。

したがって、4～6寸勾配(傾斜角度22～31度)の屋根に金属製屋根部材１を設置した場合に、反り形状を有する面部５の下側（軒側）の段差部側の部分の水平方向に対する傾斜角度が20度以下となるように面部５の形状が設定されているとより実用的で好ましい。
そこで本実施の形態では、一般的な住宅の屋根に設置した場合により効果的であるように、金属製屋根部材１の形状を下記のように規定する。
段差部の高さH=10～25(mm)
山の稜線方向における面部の端部間距離D=200～500(mm)
反りの深さA=5～25(mm)
上記、段差部の高さH、山の稜線方向における面部の端部間距離D及び反りの深さAについては、後述の実施例１（図１０参照）にて詳しく説明する。また、上記に規定するH、D及びAの範囲を好適とする点については、後述の実施例２にて詳しく説明する。

なお、上記に規定した形状は、4～6寸勾配の屋根に設置したときに特に効果を奏するものであるが、勾配が4～6寸の範囲を超えて傾斜が大きい、或いは傾斜が小さい屋根に用いてもよく、その場合にも、屋根上の作業者が足を滑らせにくくなる効果が失われるものではない。

次に、本実施の形態の金属製屋根部材１の製造方法について説明する。本説明に先立ち、まずは、従来の金属製屋根部材２１（図１１参照）を製造する場合の製造方法とその課題について説明する。

図１１に示した従来の金属製屋根部材２１を製造する場合、まず予備成形（ロールフォーミング等）によって波板を成形し、波板にさらに加工を施すことで、波形状に交差する段差部３を形成するのが一般的である。波板に段差部３を形成する際の成形過程を図４に示す。

図４は、図１１のＣ－Ｃ断面に相当する部位の成形過程を示す図である。
図４の上段側金型７は、設置状態で段差部３より上側（棟側）に配置される面部５（以下、上段側の面部５という）に相当する部位をクランプする金型であり、上段側上金型９と、上段側下金型１１によって構成されている。下段側金型２３は、設置状態で段差部３より下側（軒側）に配置される面部５（以下、下段側の面部５という）に相当する部位をクランプする金型であり、下段側上金型２５と、下段側下金型２７によって構成されている。

まず、波板１３における上段側の面部５に相当する部位の上下に上段側上金型９と上段側下金型１１、下段側の面部５に相当する部位の上下に下段側上金型２５と下段側下金型２７を、それぞれ配置する（図４（ａ）参照）。
そして、上段側の面部５に相当する部位を上段側金型７（上段側上金型９、上段側下金型１１）でクランプし（図４（ｂ））、さらに下段側の面部５となる部位を下段側金型２３（下段側上金型２５、下段側下金型２７）でクランプした状態で、上段側金型７に対し下段側金型２３を鉛直下方向に相対移動させる（図４（ｃ）、（ｄ））。
これにより、波板１３の波形状に交差する段差部３を形成できる（図４（ｅ）参照）。
上述したように予備成形された波板１３に対して波形状に交差するような段差部３を形成する場合、素材や寸法サイズ、加工条件によっては割れを生じることがある。この点について、図５、図６を用いて説明する。

図５は、図１１に示した金属製屋根部材２１の一部を拡大し、山の稜線方向に対して直交する上方からみた図である。図５の金属製屋根部材２１は、紙面上側が屋根の棟側、紙面下側が屋根の軒側となるように設置されるものとする。
図５に示すように、段差部３は、山の稜線（一点鎖線）及び谷の谷線（破線）に直交して山と谷の連続する方向（山と谷のピッチの方向）に直線状に連なるように形成されている。波板にこのような段差部３を形成する際、山の最上部分（稜線上）における上段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（ａ部）と、谷の最下部分（谷線上）における下段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（ｂ部）で特に板厚減少が大きく、割れが生じやすいという課題があった。この理由を図６に基づいて説明する。

図６（ａ）は、図５のａ部近傍の部分拡大図であり、上凸張り出し形状となる部分である。また、図６（ｂ）は図５のｂ部近傍の部分拡大図であり、下凸張り出し形状となる部分である。図中の白抜き矢印は、ａ部、ｂ部における材料流れを示している。
図４（ｃ）、図４（ｄ）に示したように段差加工を行うと、上段側の面部５と下段側の面部５からそれぞれ材料が引っ張られて段差部３が形成されるが、この際、上凸張り出し形状の頂点であるａ部では図６（ａ）に示すような局所的な材料流出が生じるので、板厚が大きく減少する。これは下凸張り出し形状の頂点であるｂ部においても同様である（図６（ｂ）参照）。
このように、ａ部、ｂ部は割れが生じやすい危険部位であるので、波板に段差部３を形成する際には、ａ部、ｂ部の板厚減少を考慮して実施するのが望ましい。

次に、本実施の形態の金属製屋根部材１の製造方法について説明する。
本実施の形態にかかる金属製屋根部材１の製造方法は、波板成形工程と、加工工程とを備えたものである。各工程について、以下に具体的に説明する。

＜波板成形工程＞
波板成形工程は、平板の金属板に山と谷が並行に連続する波形状を形成して波板を成形する工程である。
本工程は、断面形状が所定の波形状（図２（ｂ）参照）となる波板を成形できればよく、成形方法を限定するものではないが、例えば、平板の金属板を表面がバレル方向に波状である一対のロールの間を通過させながら徐々に目的の断面形状にするロールフォーミング等によって行う。
ロールフォーミングでは、複数段のロールを組み合わせて構成された一連のロールセットに、金属板を順に通過させることで断面形状が波形に加工され、加工前の金属板の板厚がほぼ維持された波板を成形することができる。

＜加工工程＞
加工工程は、段差部３の上段側の面部５となる部位に配置されて、上段側上金型９及び上段側下金型１１からなる上段側金型７と、段差部３の下段側の面部５となる部位に配置されて、下段側上金型１７及び下段側下金型１９からなる下段側金型１５とを用いて、波板成形工程によって成形された波板１３に下向きに凸となる反り形状と段差部３を形成する工程である。
本実施の形態の加工工程における図１のＡ－Ａ断面に相当する部位の成形過程を図７に示し、以下詳細に説明する。

上段側金型７は、図４の上段側金型７と同様のものであるので同一の符号を付している。上段側金型７の上段側上金型９と上段側下金型１１は、波板成形工程によって成形された波板１３の波形状に沿う形状を有するクランプ面部９ａ、１１ａが設けられている。
一方、下段側金型１５は、図４の下段側金型２３とは異なり、下向きに凸となる反り形状を形成（反り加工）するための成形面部が設けられている。具体的には、下段側金型１５の下段側上金型１７と下段側下金型１９は、協働して下向きに凸となる反り形状を形成する反り形状成形面部１７ａ、１９ａが設けられている。

まず、図７（ａ）に示すように、波板１３における上段側の面部５に相当する部位の上下に上段側上金型９と上段側下金型１１（上段側金型７）、下段側の面部５に相当する部位の上下に下段側上金型１７と下段側下金型１９（下段側金型１５）を、それぞれ配置する。
次に、図７（ｂ）に示すように、波板１３における上段側の面部５に相当する部位を、上段側金型７（上段側上金型９、上段側下金型１１）によって波板１３の波形状に沿って挟持（クランプ）する。

図７（ｃ）に示すように、上段側の面部５に相当する部位を上段側金型７によってクランプした状態で、下段側の面部５に相当する部位を下段側上金型１７と下段側下金型１９によって挟圧し、反り形状成形面部１７ａ、１９ａにより反り加工し、下向きに凸となる反り形状を形成する。
そして、図７（ｄ）に示すように、上段側の面部５に相当する部位と下段側の面部５に相当する部位とを、それぞれ上段側金型７と下段側金型１５により挟持した状態で、上段側金型７に対して下段側金型１５を鉛直下方向に相対移動させ、段差部３を形成する（段差加工）。

上記のように下段側の面部５の反り形状と段差部３を形成したら、上段側金型７及び下段側金型１５を解放し（図７（ｅ）参照）、波板１３における上段側金型７でクランプしていた上段側の面部５に相当する部位（図７（ｂ）～図７（ｄ）参照）を下段側金型１５の位置まで下段側（紙面右側）に移動させて、図７（ａ）と同様の状態とする。以降、図７（ａ）～図７（ｅ）を繰り返すことで、図１に示した金属製屋根部材１が製造できる。

図１に示した金属製屋根部材１を製造する他の方法としては、最初に波板１３に対して段差加工のみを行い、図１１の金属製屋根部材２１のような中間成形品を成形してから、中間成形品に対して反り加工を行い、最終成形品である金属製屋根部材に成形する方法も考えられるが、その場合、反り加工の際に上段側と下段側の材料が引っ張られて歪みが生じ、段差部３同士の間隔（段差間隔）が変化して寸法精度が低下するという問題がある。また、反り加工により段差間隔が変化しないように両側の段差部３の位置を固定した状態で反り加工を行うと、段差部３と面部５とをつなぐ屈曲部分において板厚減少や破断が生じやすくなる。
この点、図７に示した本実施の形態の製造方法によれば、段差加工と反り加工を交互に繰り返すことで、上記のような問題が生じない。具体的には、図７（ｂ）～図７（ｃ）に示す反り加工の際、下段側の材料は、先に加工された段差部３が下段側下金型１９に引っ掛かり固定されるが、段差加工を付与されていない上段側の材料が上段側金型７を通り抜けて下段側金型１５に引き込まれるため、段差部３と面部５とをつなぐ屈曲部分における板厚減少や破断を抑制できる。また、先に加工された段差部３が下段側下金型１９に引っ掛かり固定された状態で段差加工が行われるので、上述したような反り加工に伴う段差間隔の変化は生じない。

なお、前述したように、波板１３に段差部３を加工する際には、山の最上部分（稜線上）における上段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（図５のａ部）、及び谷の最下部分（谷線上）における下段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（図５のｂ部）は板厚減少が大きく、割れが生じやすい部位である。この点、本実施の形態によれば、金属製屋根部材１の製造時においてａ部、ｂ部の板厚減少も緩和できる。この理由について、以下、図８を用いて説明する。

図８（ａ）は、従来例である金属製屋根部材２１の製造過程における段差部３の成形下死点の断面形状（図４（ｄ）の破線円で囲んだ部分）を示した図であり、図８（ｂ）は、本実施の形態の金属製屋根部材１の製造過程における段差部３の成形下死点の断面形状（図７（ｄ）の破線円で囲んだ部分）を示した図である。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）は、図１１のＣ－Ｃ断面及び図１のＡ－Ａ断面、即ち、山の稜線に沿った断面形状を示すものであるが、谷の谷線に沿った断面においても、製造過程における段差部３の断面形状は図８（ａ）、図８（ｂ）と同様である。

図８（ａ）と図８（ｂ）に示した例は段差部３の高さＨ及び水平方向に対する傾斜角は同じであるが、下段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（図８（ａ）、図８（ｂ）の破線丸）において、図８（ａ）に示す従来例の肩部半径Ｒよりも、図８（ｂ）に示す本実施の形態の肩部半径Ｒ´の方が大きくなっている。これにより、段差加工の際、従来例よりも、下段側の面部５から段差部３へ材料が流れやすくなる（図８（ａ）、図８（ｂ）の白抜き矢印）。
したがって、段差加工時に上段側の面部５と下段側の面部５のそれぞれから材料が段差部３へ引き込まれる際、材料が流れやすい下段側から多く材料が引き込まれて（図８（ｂ）の白抜き矢印）、上段側の材料の引き込み量が相対的に少なくなる（図８（ｂ）の黒矢印）。
その結果、図５のａ部からの材料流出量が減少するので、ａ部の板厚減少が緩和される。

また、下段側の面部５と段差部３をつなぐ屈曲部分（図８（ｂ）の破線丸）において下流側の面部５から段差部３へ向かう材料流れが生じやすくなったことで（図８（ｂ）の白抜き矢印）、下段側の面部５の材料が図５のｂ部に流入しやすくなり供給されるので、ｂ部の板厚減少も緩和される。
上記のように、面部５に下向きに凸となる反り形状を付与し、反り加工と段差加工を交互に行うことで、段差加工におけるａ部、ｂ部の割れも抑制できる。

以上、本実施の形態によれば、上側の段差部３と下側の段差部３の間の面部５が、下向きに凸となる反り形状になっていることで、屋根への設置状態において面部５の下側（軒側）の部分が屋根面からせり出し、当該部分の傾斜角度が屋根の傾斜角度より大幅に小さくなる。したがって、当該部分が施工、点検、補修作業の際の作業者の足掛かりとなるので、作業者が屋根傾斜方向に足を滑らせにくくなって、転倒、転落の危険性が低減し、作業の安全性が向上する。

また、従来の単調な形状と比べて新たなデザイン性を有し、意匠性にも優れている。
具体的には、面部５が下向きに凸となる反り形状になっていることで、面部５と段差部３との成す角が90度よりも小さい鋭角となり、段差部３を明瞭に認識しやすくなる。段差部３が視認しやすくなることで、瓦屋根風の外観が強調され、より高級感のある意匠デザインとなる。

なお、図１に示した金属製屋根部材１は本発明の一例であり、山と谷の数や、段差部３の数はこれに限られるものではなく任意に増減してもよい。また、サイズも任意に設定が可能であり、複数枚を連結して組み合わせることで大面積の屋根材として用いることもできる。

［実施の形態２］
実施の形態１で説明した金属製屋根部材１の製造方法では、金属製屋根部材１の面部５における反り形状の反りの深さA（図１０参照）が20mm～25mmと大きい場合、反り形状を形成する際に（図７（ｃ））、しわの発生が顕著化する場合がある。この点について、図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）は、図７（ｃ）の被加工材（加工途中の波板１３）を取り出して示したものである。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した被加工材のＤ－Ｄ断面図、すなわち、波板１３の波形状の断面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）のそれぞれ破線四角枠内の領域について、波板１３の山の稜線方向に対して直交する上方から見た図である。

図１２（ａ）に示すように、上段側の段差部３に相当する部位（図中の３’）と下段側の段差部３に挟まれた下段側の面部５に相当する部位（破線四角枠内の領域）に、下向きに凸となる反り形状を形成する際、反り形状の両端から中央の底部へ向かう山の稜線方向の材料流れ（図中の矢印）が生じる。また、図１２（ｂ）に示すように、山の稜線（一点鎖線）及び谷の稜線（破線）からそれぞれ波形状の傾斜面に向かう材料流れ（図中の矢印）が生じる。そのため、図１２（ｃ）に示すように、段差部３近傍および上段側の段差部３に相当する部位３’の近傍において波形状の傾斜面（破線楕円枠参照）に材料流れが集中し、しわが発生しやすい。この傾向は、反り形状の反り深さが大きくなるほど顕著化する。
また、実施の形態１で説明した金属製屋根部材１の製造方法では、ブランクの外周に切除廃棄する端部がなく、かつ製品の全体にわたって繰り返し形状であることも、しわの発生を助長している。

したがって、図７の製造方法で金属製屋根部材１を製造する場合には、図７（ｃ）で反り形状を形成する際、上段側金型７によるクランプ力（板押さえ荷重）を高めるとよい。上段側金型７の板押さえ荷重を高め、図１２（ａ）に示した上段側からの材料流れを小さくすることで、しわの程度を多少緩和できる。しかし、しわの発生を完全に解消することは困難である。

そこで、本実施の形態２では、上記しわの発生を解消可能な金属製屋根部材１の製造方法について説明する。
本実施の形態に係る金属製屋根部材１の製造方法は、図７（ｃ）で説明した反り加工を複数回に分けて行うものであり、１回当りに反り加工する反り深さを、しわの発生しない範囲の反り深さとするものである。そして、しわの発生を抑制し、目標とする反り深さの反り形状を成形するものである。

本実施の形態にかかる金属製屋根部材１の製造方法は、波板成形工程と、第１成形工程と、第２成形工程とを備えたものである。波板成形工程は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、第１成形工程と第２成形工程について、以下に説明する。

＜第１成形工程＞
第１成形工程は、波板成形工程によって成形された波板の面部となる部位に、目標とする反り形状よりも反り深さが浅い反り形状（以下、「浅反り形状」という）を形成し、浅反り形状が形成された面部に連続する段差部を形成し、該浅反り形状の形成と段差部の形成を繰り返して中間成形品を成形する工程である。

中間成形品は、反り形状の反り深さが目標より浅い点を除いて目標形状と同様の形状を有するものであり、その成形過程は、図７に示した実施の形態１における加工工程の成形過程と同様である。以下、図７の上段側金型７を第１金型、下段側金型１５を第２金型と言い換えて第１成形工程を簡単に説明する。

第１成形工程では、波板１３の上段側の面部５となる部位を波板１３の波形状に沿ってクランプする第１金型と、第１金型に隣接配置されて波板１３の下段側の面部５となる部位を挟圧して浅反り形状を形成する第２金型を用いる。なお、「隣接配置」とは、被加工材（波板１３）の板送り方向、即ち図７における紙面右側に隣接するように配置することを意味している。

第１金型は、実施の形態１の上段側金型７と同様の形状である。
第２金型は、実施の形態１の下段側金型１５の反り形状成形面部１７ａ、１９ａに相当する部位が浅反り形状に対応した形状となっている。
第１成形工程では、第１金型で波板１３における段差部３の上段側の面部５となる部位をクランプした状態で、第２金型で段差部３の下段側の面部５となる部位に浅反り形状を形成する（図７（ａ）～図７（ｃ））。さらに、第１金型、第２金型で波板１３を挟持した状態で、第１金型に対して第２金型を鉛直下方向に相対移動させることで、段差部３を形成する（図７（ｄ））。

上記のように浅反り形状と段差部３を形成したら、第１金型及び第２金型を解放し（図７（ｅ））、波板１３における第１金型でクランプしていた部位を第２金型の位置まで下段側（紙面右側）に１段分移動させる。以降、浅反り形状の形成と段差部３の形成を目標段数分繰り返すことで、目標形状と同じ数の段差部３及び反り深さが目標よりも浅い浅反り形状が形成された面部５を有する中間成形品が成形できる。

＜第２成形工程＞
第２成形工程は、第１成形工程で成形した中間成形品の浅反り形状を、目標とする反り深さの反り形状に成形する工程である。
中間成形品の浅反り形状を目標とする反り深さに成形する過程を図１３に示す。なお、図１３では、面部の反り深さの違いを明確にするため、浅反り形状である面部に符号４３、目標とする反り深さの反り形状（以下、「目標反り形状」という）である面部に符号５３を付している。

図１３に示すように、第２成形工程では、中間成形品３５における浅反り形状４３が形成された面部を浅反り形状４３に沿ってクランプする第３金型３７と、第３金型３７に隣接配置されて中間成形品３５の浅反り形状４３が形成された面部を挟圧して目標反り形状５３に成形する第４金型４５とを用いる。

第３金型３７は対となる第３上金型３９と第３下金型４１によって構成され、第３上金型３９と第３下金型４１には、中間成形品３５の下向きに凸となる浅反り形状４３に沿って挟持（クランプ）する浅反り形状クランプ面部３９ａ、４１ａが設けられている。
なお、第３金型３７の形状は、第１成形工程で用いた第２金型（波板１３に浅反り形状４３を形成する金型）と同じである。

第４金型４５は実施の形態１の下段側金型１５に相当する金型であり、対となる第４上金型４７と第４下金型４９によって構成されている。第４上金型４７と第４下金型４９には、目標反り形状５３に対応した形状の目標反り形状成形面部４７ａ、４９ａが設けられている。

まず、図１３（ａ）に示すように、中間成形品３５における段差部３の上段側の面部の上下に第３上金型３９と第３下金型４１（第３金型３７）を、下段側の面部の上下に第４上金型４７と第４下金型４９（第４金型４５）を、それぞれ配置する。
次に、図１３（ｂ）に示すように、第３金型３７で中間成形品３５における段差部３の上段側の面部を、浅反り形状４３に沿って挟持（クランプ）する。

そして、図１３（ｃ）に示すように、第４金型４５で下段側の面部を挟圧し、浅反り形状４３を目標反り形状５３に成形する。

下段側の面部を目標反り形状５３に成形したら、第３金型３７及び第４金型４５を解放し（図１３（ｄ）参照）、中間成形品３５を下段側（紙面右側）に１段分移動させる。以降、図１３（ａ）～図１３（ｄ）を目標段数分繰り返し、中間成形品３５の浅反り形状４３を全て目標反り形状５３に成形する。
これにより、しわの発生を抑制しつつ、図１に示した金属製屋根部材１を製造できる。

[実施の形態２の他の態様]
上述した実施の形態２の製造方法は、中間成形品３５を経由して金属製屋根部材１を成形するものであった。すなわち、波板１３に目標段数分の浅反り形状４３と段差部３が形成された中間成形品３５に成形する第１成形工程と、中間成形品３５に形成された目標段数分の浅反り形状４３を目標反り形状５３に順次成形して、中間成形品３５を金属製屋根部材１に成形する第２成形工程とを要するものであった。
本実施の形態２の他の態様として、浅反り形状４３を成形する金型と、目標反り形状５３を成形する金型とを置換可能に構成すれば、中間成形品３５を経ずに金属製屋根部材１を成形できる。すなわち、１段分の浅反り形状４３と段差部３を形成し、これに引き続いて、浅反り形状４３を成形する金型と、目標反り形状５３を成形する金型とを置き換えて、１段分の浅反り形状４３を目標反り形状５３に成形する工程を、目標段差分だけ順次繰り返してもよい。本実施の形態２の他の態様として、金型を置換可能に構成し、中間成形品３５を経由せずに金属製屋根部材１を成形する例を以下に説明する。

本実施の形態２の他の態様にかかる金属製屋根部材１の製造方法は、波板成形工程と、波板成形工程によって成形された波板に、反り形状と段差部を形成する加工工程を備えている。波成形工程は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、加工工程について説明する。

加工工程（図１３－１、図１３－２）では、第５金型７、第６金型３７および第７金型４５とを用いる。
第５金型７は、波板１３における段差部３の上段側の面部５となる部位を波板１３の波形状に沿ってクランプする金型であり、前述した第１金型に相当する。なお、第５金型７は実施の形態１の上段側金型７と同様の形状であるので、これと同じ符号を付して表示した。
第６金型３７は、第５金型７に隣接配置され、波板１３の下段側の面部となる部位を挟圧して浅反り形状４３を形成する金型であり、前述した第２金型に相当する。なお、第６金型３７は実施の形態２の第３金型３７と同様の形状であるので、これと同じ符号を付して表示した。
さらに、第７金型４５は、第６金型３７と置換可能で、浅反り形状４３が形成された面部を挟圧して目標反り形状５３に成形する金型であり、前述した第４金型に相当する。なお、第７金型４５は、実施の形態２の第４金型３７と同様の形状であるので、これと同じ符号を付して表示した。

加工工程では、まず、図１３－１（ａ）に示すように、波板１３における上段側の面部５に相当する部位に第５金型７、下段側の面部５に相当する部位に第６金型３７を、それぞれ配置する。
次に、図１３－１（ｂ）に示すように、波板１３における上段側の面部５に相当する部位を、第５金型７により、波板１３の波形状に沿って狭持（クランプ）する。
図１３－１（ｃ）に示すように、第５金型７で波板１３における段差部３の上段側の面部５となる部位をクランプした状態で、第６金型３７で波板１３の下段側の面部５となる部位に浅反り形状４３を形成する。
そして、図１３－１（ｄ）に示すように、第５金型７に対して第６金型３７を鉛直下方向に相対移動させることで段差部３を形成する。
その後、第６金型３７のみを解放して（図１３－１（ｅ））、第６金型３７を第７金型４５に置き換える（図１３－２（ｆ））。
そして、図１３－２（ｇ）に示すように、第７金型４５で浅反り形状４３が形成された下段側の面部５を挟圧し、目標反り形状５３に形成する。

目標反り形状５３を形成したら、図１３－２（ｈ）に示すように、第５金型７及び第７金型４５を解放する。その後、波板１３を下段側（紙面右側）に１段分移動させると共に、第７金型４５を第６金型３７に置き換える（図示なし）。以降、上述した工程を繰り返し、段差部３の形成及び目標反り形状５３の形成を順次行うことにより、１つの成形ラインで波板１３を金属製屋根部材１に成形できる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、実施の形態２と同様にしわの発生（図１２参照）を抑制して金属製屋根部材１を製造する方法を説明する。
実施の形態２で説明した製造方法は、波板１３を金属製屋根部材１に成形するに際し、第１成形工程及び第２成形工程（成形ラインの２回通し）を必要とするか、金型の置換を必要とするものであった。これに対し、本実施の形態では、金型の置換を必要とすることなく、また、実施の形態２の中間成形品３５の成形工程（第１成形工程）を経ずに、成形ライン１回通しで波板１３を金属製屋根部材１に成形する方法について説明する。

本実施の形態にかかる金属製屋根部材１の製造方法は、波板成形工程と、波板成形工程によって成形された波板に、反り形状と段差部を形成する加工工程を備えている。波板成形工程は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、加工工程について説明する。

本実施の形態の加工工程は、初期加工工程と本加工工程を有しており、初期加工工程を実施後に本加工工程を繰り返すことで、段差部の形成及び目標反り形状の形成を順次行うものである。

＜初期加工工程＞
初期加工工程は、１段目の面部（図１に示す金属製屋根部材１において、設置状態で屋根傾斜方向の最も下側に配置される面部５）となる部位に浅反り形状４３を形成すると共に浅反り形状４３の上段側に連続する段差部３を形成する工程である。この初期加工工程は、加工工程の初期に１回だけ行うものである。
初期加工工程では、図１４に示すように、波板１３における段差部３の上段側の面部５となる部位を波板１３の波形状に沿ってクランプする第８金型５５と、第８金型５５に隣接配置されて波板１３における下段側の面部５となる部位を挟圧して浅反り形状４３を形成する第９金型６１とを用いる。
なお、第９金型６１に隣接配置された第１０金型６７は後述の本加工工程で使用する。

第８金型５５は、実施の形態２の第１金型に相当する金型であり、対となる第８上金型５７と第８下金型５９によって構成されている。第８上金型５７と第８下金型５９には、波板１３の波形状に沿う形状を有するクランプ面部５７ａ、５９ａが設けられている。

第９金型６１は、実施の形態２の第２金型及び第３金型３７に相当する金型であり、対となる第９上金型６３と第９下金型６５によって構成されている。第９上金型６３と第９下金型６５には、浅反り形状４３を成形する浅反り形状成形面部６３ａ、６５ａが設けられている。

初期加工工程では、まず、波板１３の１段目の面部となる部位を第９金型６１、波板１３の２段目の面部となる部位を第８金型５５の位置に配置する（図１４（ａ））。
そして、第８金型５５で２段目の面部となる部位をクランプし（図１４（ｂ））、第９金型６１で１段目の面部となる部位に浅反り形状４３を形成する（図１４（ｃ））。さらに、第８金型５５、第９金型６１で波板１３を挟持した状態で、第８金型５５に対して第９金型６１を鉛直下方向に相対移動させ、段差部３を形成する（図１４（ｄ））。
その後、第８金型５５及び第９金型６１を解放し（図１４（ｅ））、波板１３を下段側（紙面右側）に１段分移動させる。

＜本加工工程＞
本加工工程は、浅反り形状４３を目標反り形状５３に成形すると共に、目標反り形状５３の上段側の面部となる部位に浅反り形状４３を形成し、かつ、浅反り形状４３の上段側に連続する段差部３を形成する工程である。
本加工工程では、図１５に示すように、第８金型５５と、第９金型６１と、第９金型６１に隣接配置された第１０金型６７を用いる。

第１０金型６７は実施の形態２の第４金型４５に相当する金型であり、対となる第１０上金型６９と第１０下金型７１によって構成されている。第１０上金型６９と第１０下金型７１には、浅反り形状４３が形成された面部を挟圧して目標反り形状５３に成形する目標反り形状成形面部６９ａ、７１ａが設けられている。

図１５（ａ）は、初期加工工程を終えた図１４（ｅ）の波板１３を下段側に１段分移動させた状態である。
本加工工程では、まず、第８金型５５で浅反り形状４３が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプし（図１５（ｂ））、第９金型６１で浅反り形状４３が形成された面部の１段上の面部となる部位に浅反り形状４３を形成する（図１５（ｃ））。さらに、第８金型５５に対して第９金型６１を鉛直下方向に相対移動させることで段差部３を形成する（図１５（ｄ））。そして、第１０金型６７で第９金型６１が挟圧している面部の下段側の面部の浅反り形状４３を目標反り形状５３に成形する（図１５（ｅ））。

その後、第８金型５５、第９金型６１及び第１０金型６７を解放し（図１５（ｆ））、波板１３を下段側に移動させて、図１５（ａ）～図１５（ｅ）を繰り返す。本加工工程を繰り返して目標段数分の段差部３の形成及び目標反り形状５３の形成を順次行うことにより、上述した本実施の形態２における中間成形品３５を成形する第１成形工程を経ずに、成形ライン１回通しで波板１３を金属製屋根部材１に成形できると共にしわの発生を抑制できる。

［実施の形態４］
上述した実施の形態３は、３つの金型を用いて波板１３を金属製屋根部材１に成形するものであった。これに対して、本実施の形態では、実施の形態３の第９金型６１と第１０金型６７を一体的に構成した金型（第１２金型）を用い、該金型と第８金型５５に相当する金型（第１１金型）の２つの金型で波板１３を金属製屋根部材１に成形する例を説明する。

本実施の形態では、図１６に示すように、第１１金型７３と、第１２金型７９の２つの金型を用いる。
第１１金型７３は実施の形態３の第８金型５５に相当する金型であり、対となる第１１上金型７５と第１１下金型７７によって構成されている。第１１上金型７５と第１１下金型７７には、波板１３の波形状に沿う形状を有するクランプ面部７５ａ、７７ａが設けられている。

第１２金型７９は、実施の形態３の第９金型６１及び第１０金型６７に相当する金型であり、この２つの金型を段差部３の高さ相当分ずらして一体化させた形状となっている。第１２金型７９は、対となる第１２上金型８１と第１２下金型８３によって構成されており、第１２上金型８１には、浅反り形状４３を成形する浅反り形状成形面部８１ａと、目標反り形状５３を成形する目標反り形状成形面部８１ｂが設けられている。第１２上金型８１は２つの金型（本発明の実施形態３の第９上金型６３と第１０上金型６９）を段差部３の高さ相当分だけプレス成形方向にずらして一体化させた形状であるので、目標反り形状成形面部８１ｂは、浅反り形状成形面部８１ａよりも段差部３の高さ相当分だけプレス成形方向に突出している。これに対応するように、第１２下金型８３にも、浅反り形状成形面部８３ａ、目標反り形状成形面部８３ｂが設けられている。

本実施の形態にかかる金属製屋根部材１の製造方法は、波板成形工程、加工工程を備えており、加工工程は、初期加工工程と本加工工程を有している。実施の形態３と同様に、初期加工工程を実施後に本加工工程を繰り返すことで、段差部の形成及び目標反り形状の形成を順次行う。波板成形工程は他の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

＜初期加工工程＞
初期加工工程は、図１６に示すように、１段目の面部となる部位に浅反り形状４３を形成すると共に浅反り形状４３の上段側に連続する段差部３を形成する工程である。
初期加工工程では、まず、波板１３の１段目の面部となる部位を第１２金型７９における浅反り形状成形面部８１ａ、８３ａの間の位置、波板１３の２段目の面部となる部位を第１１金型７３の位置に配置する（図１６（ａ））。

そして、第１１金型７３で波板１３の２段目の面部となる部位をクランプし（図１６（ｂ））、第１２金型７９の浅反り形状成形面部８１ａ、８３ａで１段目の面部となる部位に浅反り形状４３を形成する（図１６（ｃ））。さらに、第１１金型７３、第１２金型７９で波板１３を挟持した状態で、第１１金型７３に対して第１２金型７９を鉛直下方向に相対移動させ、段差部３を形成する（図１６（ｄ））。
その後、第１１金型７３及び第１２金型７９を解放し（図１６（ｅ））、波板１３を下段側（紙面右側）に１段分移動させる。

＜本加工工程＞
本加工工程は、浅反り形状４３を目標反り形状５３に成形すると共に、目標反り形状５３の上段側の面部となる部位に浅反り形状４３を形成し、かつ、浅反り形状４３の上段側に連続する段差部３を形成する工程である。

図１７（ａ）は、初期加工工程を終えた図１６（ｅ）の波板１３を下段側に１段分移動させた状態である。
本加工工程では、まず、第１１金型７３で浅反り形状４３が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプする（図１７（ｂ））。そして、第１２金型７９の目標反り形状成形面部８１ｂ、８３ｂで浅反り形状４３が形成された面部を目標反り形状５３に成形すると共に、浅反り形状成形面部８１ａ、８３ａで目標反り形状５３の上段側の面部となる部位に浅反り形状４３を成形する（図１７（ｃ））。

さらに、第１１金型７３に対して第１２金型７９を鉛直下方向に相対移動させることで段差部３を形成する（図１７（ｄ））。

その後、第１１金型７３、第１２金型７９を解放し（図１７（ｅ））、波板１３を下段側に１段分移動させて、図１７（ａ）～図１７（ｄ）を繰り返す。本加工工程を繰り返し、目標段数分の段差部３の形成及び目標反り形状５３の形成を順次行うことにより、しわの発生を抑制しつつ、１つの成形ラインで波板１３を金属製屋根部材１に成形できる。

また、本実施の形態は、実施の形態３における第９金型６１による成形（浅反り形状４３の成形）と第１０金型６７による成形（目標反り形状５３の成形）を１つの金型で行うので、金型の駆動機構を単純化できると共に生産効率も向上する。

なお、上述した実施の形態２～４の製造方法では、面部の反り加工を２回に分けて行う場合を例示したが、反り加工１回当たりの反り深さを浅くして３回以上の工程に分けても良い。工程数を増やすことで、しわの発生を抑制しつつ、さらに深い反り深さの反り形状を形成することができる。

本発明の金属製屋根部材による作用効果について、具体的な実施例に基づいて説明する。
まず、比較例として、図１１に示した従来の金属製屋根部材２１のＣ－Ｃ断面における断面形状の一例を図９（ａ）に示す。図９（ａ）は、段差部の高さH=20mm、山の稜線方向における面部の端部間距離D=200mmとした例である。図９（ａ）の例において、２つの段差部３の上端同士をつなぐ線と水平線とが成す角α（段差による傾斜角度α、と称す）は5.7度である。

図９（ａ）の従来例を6寸勾配（屋根の傾斜角度γ=31.0度）の屋根に設置した状態を図９（ｂ）に示す。
図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）の従来例を6寸勾配の屋根に設置すると、面部５の延長線と水平線とが成す角度、即ち、面部５の傾斜角度θは25.3度となる。段差部３によって、面部５の傾斜角度θは、屋根の傾斜角度γよりも段差による傾斜角度αの分だけ小さくなるものの（θ=γ-α）、従来例の面部５は断面直線状であるため、屋根上で作業する際の足掛かりとなる部位がなく、作業者は屋根の傾斜方向に足を滑らせやすい（以降では、面部５の傾斜角度θのことを、足場傾斜角度θともいう）。

次に、本発明例として、面部５が下向きに凸となる反り形状となっている金属製屋根部材１（図１参照）の断面形状を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）は、段差部の高さH及び、山の稜線方向における面部の端部間距離Dは図９（ａ）の従来例と同じとし、反り形状の反りの深さA=15mmとした例である。図１０（ａ）の例において、段差による傾斜角度αは5.7度、面部５の延長線と水平線とが成す角β（面部の反りによる傾斜角度β、と称す）は17.1度である。

図１０（ａ）の本発明例を6寸勾配（屋根の傾斜角γ=31.0度）の屋根に設置した状態を図１０（ｂ）に示す。
図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）の本発明例を6寸勾配の屋根に設置すると、面部５の下側（軒側）の延長線と水平線とが成す角度、即ち、面部５の下側（軒側）の部分における足場傾斜角度θは8.2度である。このように、本発明例の面部５は断面円弧状に下向きに凸となる反り形状となっていることで、面部５の下側（軒側）の部分の足場傾斜角度θが面部の反りによる傾斜角度βの分だけ、従来例よりも小さくなる（θ=γ-（α+β））。このような緩傾斜となる面部５の下側（軒側）の箇所が屋根上で作業する際の足掛かりとなるので、作業者が足を滑らせにくくなり、作業性、安全性が向上する。

本発明の適合例として段差部の高さH、山の稜線方向における面部の端部間距離D、反り形状の反りの深さAを種々変更した金属製屋根部材１を、一般住宅に多く用いられる勾配4寸、5寸、6寸の屋根に設置した場合について、最も傾斜が緩くなる部分（面部５の下側（軒側）の部分）の足場傾斜角度θを表１に示す。

実施の形態で説明したように、発明者らは、設置状態で傾斜角度が20度以下の部分があれば、当該部分を足場として屋根の上を歩いたり作業する際に足を滑らせにくくなることを知見している。
そして、表１に示すように、山の稜線方向における面部の端部間距離Dを200～500mm、段差部の高さHを10～25mm、反り形状の反りの深さAを5～25mmの間で種々変更した場合においては、いずれの条件でも、面部の下側（軒側）の部分における足場傾斜角度θは20度以下になっており、安全性を向上できることがわかった。

実施の形態２～４で説明した金属製屋根部材１の製造方法の効果、具体的には、面部５の反り加工を複数回に分けて行うことによるしわの抑制効果について、数値解析を用いて確認したので以下に説明する。
本実施例では、面部５に形成する反り形状の目標反り深さAを20mmとして、該目標反り深さAよりも浅い、反り深さ10mm又は15mmの浅反り形状を成形してから、該浅反り形状を目標とする反り形状に成形した。なお、段差部の高さHは13mm、山の稜線方向における面部の端部間距離Dは200mmとした。
上記の反り深さ10mmの浅反り形状、反り深さ15mmの浅反り形状及び反り深さ20mmの目標反り形状の断面図を図１８（ａ）～図１８（ｃ）に示す。

面部の反り加工を２回に分けて行う例として、波板に反り深さ10mmの浅反り形状を成形し、該浅反り形状の上段側に段差部を形成してから、浅反り形状を反り深さ20mmの目標反り形状に成形した（発明例１）。

また、面部の反り加工を３回に分けて行う例として、波板に反り深さ10mmの浅反り形状を形成し、該浅反り形状の上段側に段差部を形成してから、さらに反り深さ10mmの浅反り形状を反り深さ15mmの浅反り形状に成形した。その後、反り深さ15mmの浅反り形状を反り深さ20mmの目標反り形状に成形した（発明例２）。

また、比較例として、１回の反り加工で波板に反り深さ20mmの目標反り形状を成形し、該目標反り形状の上段側に段差部を形成した。
上述した比較例、発明例１及び発明例２の方法で反り深さ20mmの反り形状を成形した場合の面部に生じるしわの状態を図１９（ａ）～図１９（ｃ）に示す。

比較例の方法で波板に反り深さ20mmの反り形状を成形した場合、図１９（ａ）に示すように、反り形状が形成された面部（破線円で囲んだ面部）には、波板の波形状の傾斜面に顕著なしわが発生した。
これに対し、発明例１、２の方法で波板に反り深さ20mmの反り形状を成形した場合、図１９（ｂ）、図１９（ｃ）に示すようにしわの発生が抑制された。
以上のことから、金属製屋根部材１の面部における反り形状の反り深さが20mm～25mmと大きい場合でも、反り加工を複数回に分けて徐々に反り深さを深くすることで、しわの発生を抑制できることを実証できた。

１ 金属製屋根部材
３ 段差部
５ 面部
７ 上段側金型、第１金型、第５金型
９ 上段側上金型
９ａ クランプ面部
１１ 上段側下金型
１１ａ クランプ面部
１３ 波板
１５ 下段側金型、第２金型
１７ 下段側上金型
１７ａ 反り形状成形面部
１９ 下段側下金型
１９ａ 反り形状成形面部
２１ 金属製屋根部材（従来例）
２３ 下段側金型（従来例）
２５ 下段側上金型（従来例）
２７ 下段側下金型（従来例）
３５ 中間成形品
３７ 第３金型、第６金型
３９ 第３上金型
３９ａ 浅反り形状クランプ面部
４１ 第３下金型
４１ａ 浅反り形状クランプ面部
４３ 浅反り形状
４５ 第４金型、第７金型
４７ 第４上金型
４７ａ 目標反り形状成形面部
４９ 第４下金型
４９ａ 目標反り形状成形面部
５３ 目標反り形状
５５ 第８金型
５７ 第８上金型
５７ａ クランプ面部
５９ 第８下金型
５９ａ クランプ面部
６１ 第９金型
６３ 第９上金型
６３ａ 浅反り形状成形面部
６５ 第９下金型
６５ａ 浅反り形状成形面部
６７ 第１０金型
６９ 第１０上金型
６９ａ 目標反り形状成形面部
７１ 第１０下金型
７１ａ 目標反り形状成形面部
７３ 第１１金型
７５ 第１１上金型
７５ａ クランプ面部
７７ 第１１下金型
７７ａ クランプ面部
７９ 第１２金型
８１ 第１２上金型
８１ａ 浅反り形状成形面部
８１ｂ 目標反り形状成形面部
８３ 第１２下金型
８３ａ 浅反り形状成形面部
８３ｂ 目標反り形状成形面部

Claims (8)

1. 山と谷が連続する波形状を有し、前記山の稜線と前記谷の谷線の方向が設置状態で屋根の傾斜方向に平行になるように設置される金属製屋根部材であって、
   設置状態で傾斜方向上側が高く下側が低くなる段差部を有し、
   上側の段差部と下側の段差部の間の面部が、下向きに凸となる反り形状であることを特徴とする金属製屋根部材。
2. 4寸～6寸勾配で設置したときに、前記面部の下側の部分における水平方向に対する傾斜角度が20度以下であることを特徴とする請求項１記載の金属製屋根部材。
3. 前記段差部の高さHが10～25(mm)、前記山の稜線方向における前記面部の端部間距離Dが200～500(mm)、前記反り形状の反りの深さAが5～25(mm)であることを特徴とする請求項２記載の金属製屋根部材。
4. 請求項１又は２に記載の金属製屋根部材を製造する金属製屋根部材の製造方法であって、
   金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、
   該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、
   該加工工程は、前記段差部の上段側の面部となる部位に配置されて、上段側上金型及び上段側下金型からなる上段側金型と、前記段差部の下段側の面部となる部位に配置されて、下向きに凸となる反り形状成形面部を有する下段側上金型及び下段側下金型からなる下段側金型とを用いて、
   前記波板における段差部の上段側の面部となる部位を、前記上段側金型によって波板の波形状に沿ってクランプした状態で、前記波板における段差部の下段側の面部となる部位を前記下段側金型によって挟圧して前記反り形状を形成し、さらに、前記上段側金型に対して前記下段側金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成することを特徴とする金属製屋根部材の製造方法。
5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製屋根部材を製造する金属製屋根部材の製造方法であって、
   金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、
   該波板成形工程によって成形された波板の前記面部となる部位に、目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成し、該浅反り形状が形成された面部に連続する前記段差部を形成し、前記浅反り形状の形成と前記段差部の形成を繰り返して中間成形品を成形する第１成形工程と、
   該第１成形工程で成形した前記中間成形品の浅反り形状を、目標とする反り深さの反り形状に成形する第２成形工程とを備え、
   前記第１成形工程は、
   前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第１金型と、該第１金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して前記浅反り形状を形成する第２金型とを用いて、
   前記第１金型で前記波板における前記段差部の上段側の面部となる部位をクランプした状態で、前記第２金型で前記段差部の下段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第１金型に対して前記第２金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成し、
   前記第２成形工程は、
   前記中間成形品の前記浅反り形状が形成された面部を該浅反り形状に沿ってクランプする第３金型と、該第３金型に隣接配置されて前記中間成形品の前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り形状に成形する第４金型とを用いて、
   前記第３金型で前記中間成形品における前記段差部の上段側の面部をクランプした状態で、前記第４金型で前記段差部の下段側の面部を目標とする反り形状にすることを特徴とする金属製屋根部材の製造方法。
6. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製屋根部材を製造する金属製屋根部材の製造方法であって、
   金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、
   該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、
   該加工工程は、
   前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第５金型と、該第５金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成する第６金型と、該第６金型と置換可能で前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする第７金型を用いて、
   前記第５金型で前記波板における上段側の面部となる部位をクランプした状態で、前記第６金型で下段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第５金型に対して前記第６金型を鉛直下方向に相対移動させることで前記段差部を形成し、前記第６金型を前記第７金型に置き換え、前記第７金型で前記浅反り形状が形成された下段側の面部を目標とする反り形状に形成し、
   前記段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とする金属製屋根部材の製造方法。
7. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製屋根部材を製造する金属製屋根部材の製造方法であって、
   金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、
   該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、
   該加工工程は、
   前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第８金型と、該第８金型に隣接配置されて前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を形成する第９金型を用いて、１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成すると共に該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する初期加工工程と、
   前記第８金型、前記第９金型、及び該第９金型に隣接配置されて前記浅反り形状が形成された面部を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする第１０金型を用いて、前記浅反り形状を目標の反り形状にすると共に、該目標の反り形状の上段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、かつ、該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する本加工工程を備え、
   前記初期加工工程は、前記第８金型で前記波板における２段目の面部となる部位をクランプした状態で、前記第９金型で１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第８金型に対して前記第９金型を鉛直下方向に相対移動させることで前記段差部を形成し、前記本加工工程は、
   前記第８金型で前記浅反り形状が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプした状態で、前記第９金型で前記浅反り形状が形成された面部の１段上の面部となる部位に浅反り形状を形成し、さらに、前記第８金型に対して前記第９金型を鉛直下方向に相対移動させることで段差部を形成し、さらに、前記第１０金型で前記第９金型が挟圧している面部の下段側の面部の浅反り形状を目標とする反り形状に形成し、
   該本加工工程を繰り返して、段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とする金属製屋根部材の製造方法。
8. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製屋根部材を製造する金属製屋根部材の製造方法であって、
   金属板に波形状を形成して波板を成形する波板成形工程と、
   該波板成形工程によって成形された波板に、前記反り形状と前記段差部を形成する加工工程とを備え、
   該加工工程は、
   前記波板の前記面部となる部位を波板の波形状に沿ってクランプする第１１金型と、該第１１金型に隣接配置され、前記波板の前記面部となる部位を挟圧して目標とする反り形状よりも反り深さが浅い浅反り形状を成形する浅反り形状成形面部、及び、前記浅反り形状が形成された部位を挟圧して目標とする反り深さの反り形状にする目標反り形状成形面部を有する第１２金型を用いて、１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成すると共に該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する初期加工工程と、
   前記浅反り形状を目標の反り形状にすると共に該目標の反り形状の上段側の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、かつ、該浅反り形状の上段側に連続する段差部を形成する本加工工程を備え、
   前記初期加工工程は、
   前記第１１金型で前記波板における２段目の面部となる部位をクランプした状態で、前記第１２金型の浅反り形状成形面部で１段目の面部となる部位に前記浅反り形状を形成し、さらに、前記第１１金型に対して前記第１２金型を鉛直下方向に相対移動させることで、前記段差部を形成し、
   前記本加工工程は、
   前記第１１金型で前記波板における前記浅反り形状が形成された面部の２段上の面部となる部位をクランプした状態で、前記第１２金型の目標反り形状成形面部で前記浅反り形状が形成された面部を目標とする反り形状に形成すると共に、前記第１２金型の浅反り形状成形面部で目標とする反り形状の上段側の面部となる部位に浅反り形状を形成し、さらに、前記第１１金型に対して前記第１２金型を鉛直下方向に相対移動させることで段差部を形成し、
   該本加工工程を繰り返して、段差部の形成及び目標とする反り形状の形成を順次行うことを特徴とする金属製屋根部材の製造方法。

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