JP6086969B2 - スタンチョンを有する壁断熱システム - Google Patents

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Description

(関連出願への相互参照)
本願は、米国仮特許出願第61/472,400号(2011年4月6日出願)の利益を主張し、その全体の内容は、参照によって本明細書中に援用される。
(発明の背景)
(1.発明の分野)
本発明は、一般に、建物を組み立てる分野に関連する。より具体的には、本発明は、金属建物のための断熱された金属壁を製作する分野に関連する。
(2.関連技術の説明)
従来、金属建物は、一連のステップに従って組み立てられる。第一に、金属フレームが、組み立てられる。金属フレームは、数多くの構造支持部材を含む。屋根部分は、母屋と呼ばれる傾斜した屋根構造部材を含む。壁は、垂直に間隔をあけられ水平に延びている部材を含み、その部材は、ガートと呼ばれる。フレームが据え付けられると、建物の屋根と壁部分との両方を断熱することは、一般的である。
屋根配置に関して、ブランケット断熱材が、母屋の頂部を覆って掛けられ、それから屋根パネルが、断熱材を覆って固定される。いくつかの場合、長手方向のサーマルブロックが、掛けられたブランケット断熱材の上で母屋の全体の長さを走るように、母屋の頂部フランジの上方に長手方向のサーマルブロックを据え付けることが、知られている。
従来の壁に関して、ブランケット断熱材は、水平に延びているガートを覆って掛けられるように、上方から固定される。それから、金属壁パネルは、ガートの外側フランジに固定され、壁パネルと壁パネルが接続する各ガートの外側フランジとの間でブランケット断熱材をつぶす。上からつぶされた断熱材のこれらの線は、熱損失を生成する。
実施形態において、本発明は、垂直に位置をずらされた水平な支持部材(例えば、ガート)によって構造上支持される壁システムである。実施形態において、システムは、内へ延びているチャンネルを有する種類の壁パネルを含む。第一の実施形態において、ブラケットは、ガートと壁パネルとの間に据え付けられる。各ブラケットは、複数のタブを有する。タブは、ブラケットにおける別のタブから間隔をあけられ、タブは、外へ横に延びている。各タブの部分は、壁パネルと垂直に位置をずらされた水平な支持部材との間にブラケットを固定するように構成される。第二の代替実施形態において、(ブラケット上にない)独立したタブが、水平な支持部材の各々に沿って間隔をあけられ得る。どちらにせよ、空間が、ガートの外側フランジと壁パネルにおける内へ延びているチャンネルとの間に生成される。この空間は、断熱材のブランケットがタブ間に生成された空間内へ膨張させられることを可能にする。
壁を製作する方法がまた、開示される。方法は、(i)複数の垂直に間隔をあけられ水平に延びている構造部材を提供することと、(ii)水平に延びている構造部材の外側に断熱材を掛けることと、(iii)複数の水平に延びている構造部材の各々の複数の外側フランジに、ブランケット断熱材の向こう側の複数のブラケット部材における横に延びているタブにおけるコネクター部分を固定することと、(iv)壁パネルをブラケットにおける外側フランジに固定することによって、断熱材の外側に壁パネルを据え付けることとを含む。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
複数の垂直に位置をずらされた水平な支持部材と、
少なくとも1つの内へ延びているチャンネルを有する壁パネルと、
複数のタブと
を含み、各タブは、該壁パネルまたは該垂直に位置をずらされた水平な支持部材に該タブを固定するように構成された少なくとも1つの開口部を有し、該タブは、該水平な支持部材の各々に沿って間隔をあけられ、該タブは、該水平な支持部材および該内へ延びているチャンネルのうちの少なくとも1つに固定され、該タブは、断熱材のブランケットが該タブ間に生成された空間内へ膨張させられることを可能にする、
壁システム。
(項目2)
前記タブの各々は、スタンチョンブラケットの一部として形成されている、項目1に記載の壁システム。
(項目3)
前記スタンチョンブラケットは、横に延びている支持バーを含み、前記複数のタブは、該支持バーにおいて横に間隔をあけられ、該複数のタブは、該支持バーから外へ延びている、項目2に記載の壁システム。
(項目4)
前記複数のタブの各々は、下へ延びている部分において終端をなし、該下へ延びている部分は、前記水平な支持部材の外側フランジに前記スタンチョンブラケットを取り付けるための留め具を受け取ることが可能である、項目3に記載の壁システム。
(項目5)
前記水平な支持部材は、ガートである、項目4に記載の壁システム。
(項目6)
前記支持バーは、複数の孔を有し、該複数の孔は、前記壁パネルおける2つの垂直に伸びる隣接したチャンネル間の横の距離に対応する距離で横に間隔をあけられている、項目4に記載の壁システム。
(項目7)
各タブは、独立し、各タブは、前記複数のタブにおける他のタブと一体をなさず、各タブは、留め具を受け取るために各端にコネクター部分を有する、項目1に記載の壁システム。
(項目8)
前記水平な支持部材は、ガートである、項目1に記載の壁システム。
(項目9)
複数の垂直に位置をずらされた水平な支持部材と
少なくとも1つの内へ延びているチャンネルを有する壁パネルと、
複数のブラケットと
を含み、各ブラケットは、支持バーと、該支持バーに沿って横に間隔をあけられた複数のタブとを有し、該支持バーは、該内へ延びているチャンネルに該支持バーを固定するための少なくとも1つの開口部を有し、少なくとも1つのタブは、該水平な支持部材に該タブを固定するための開口部を有し、該壁パネルと該水平な支持部材との間に配置された断熱材のブランケットは、該壁パネルと該水平な支持部材との間に該タブによって生成された空間内へ膨張させられることを可能にされる、
壁システム。
(項目10)
前記タブによって生成された前記空間は、該タブ間の断熱材が膨らむための余地がある、項目9に記載の壁システム。
(項目11)
壁を生成する方法であって、該方法は、
複数の垂直に間隔をあけられ水平に延びている構造部材を提供することと、
該水平に延びている構造部材の外側に断熱材を掛けることと、
該複数の水平に延びている構造部材の各々の複数の外側フランジに、ブランケット断熱材の向こう側の複数のブラケット部材における横に延びているタブにおけるコネクター部分を固定することと、
壁パネルを該ブラケットにおける外側フランジに固定することによって、該断熱材の外側に該壁パネルを据え付けることと
を含む、方法。
(項目12)
前記掛けるステップは、前記複数のブラケットを据え付ける前に、前記壁における最上のガートに該ブランケットを留めることをさらに含む、項目11に記載の方法。
(図面のいくつかの見方の簡単な説明)
本発明の例証的な実施形態は、添付の図面を参照して、以下でより詳細に説明され、図面は本明細書中に参照によって援用される。
図1Aは、従来の断熱されたパネルの横断面の壁断面を示している。 図1Bは、従来の断熱された金属建物壁設計から選ばれた水平断面の上面図を示している。 図1Cは、図1Aおよび1Bに示されている従来の設計のためのガート周りの詳細を示している破断面である。 図1Dは、例示的な壁パネルの透視図である。 図2は、本明細書中に開示される本発明に従った、断熱された壁の透視図を示している。 図3Aは、本発明の教示に従った、スタンチョンブラケットの透視図である。 図3Bは、図3Aのスタンチョンブラケットを作るために機械加工され得る平らな金属製要素を示している。 図3Cは、図3Aのスタンチョンブラケットの端面図を示している。 図4Aは、本発明の断熱された壁から選ばれた垂直断面を示している。 図4Bは、本発明の断熱された壁から選ばれた水平断面を示している。 図4Cは、図4Aの垂直断面から選ばれた破断面を示している。 図4Dは、図4Bから選ばれた水平断面から選ばれた破断面を示している。 図5Aは、本発明の教示に従った、スペーサータブの透視図を示している。 図5Bは、図5Aのスペーサータブの端面図を示している。
(詳細な説明)
本発明の実施形態は、建物を断熱するための断熱された金属パネルシステムを提供する。開示される実施形態のための文脈を提供するために、技術の現在の状態を示している図1A、1B、1C、および1Dを参照されたい。
図1Aは、従来のシステム10を示し、金属壁パネル12が、据え付けられることにより、建物壁を生成する。図1A〜Dに示されているパネルのタイプは、商品名SHADOWALL(登録商標)によって呼ばれ、BlueScope Butler(Kansas City,Missouriに位置、BlueScope Steel Limited,Australiaのビジネスグループ)によって製造される。図1Dに示されているように、壁パネル12は、パネル12を上下に走る垂直チャンネル(または、リッジ)22を含み得る。これらの垂直チャンネル22は、パネル12の最も内奥の部分を構成し、つまりこれらのチャンネル22は、建物内部の方へ最も遠くに延びている(図1Bを参照)。これらの垂直チャンネル22の各々の間で、かすかなVディップ20がまた、チャンネル(リッジ)22と同じ方向に延びている(図1Dを参照)。
図1Aに示されているように、金属パネル12のこのタイプは、通例、複数の水平に走りかつ垂直に間隔をあけられたZガート14に固定される。各Zガート14は、外側フランジ24を有し(図1Cを参照)、金属壁パネル12は、留め具16を使用して、その外側フランジ24に固定される。留め具16は、典型的に、タッピンねじである。
壁を断熱することが望ましい場合、パネル12がZガート14に固定される前に、断熱材のブランケット18は、広げられて壁パネル12に上から掛けられ得る。断熱材のブランケット18は、内側に表面仕上げ面19を有し得、その表面仕上げ面19は、住人との接触を防ぎ、より魅力的な外観を提示し、かつ蒸気バリアを生成する。掛ける工程は、ブランケット18が広げられた位置にとどまるように、ブランケット18を最上の母屋にいくつかの態様で留めることを含み得る。広げられてパネル12に上から掛けられた後、断熱材のブランケット18は、留め具16を使用して壁パネル12と複数のZガート14の外側フランジ24との間に固定される(図1Aを参照)。より具体的には、留め具16は、垂直チャンネル22、断熱材のブランケット18を通って、Zガート14の外側フランジ24内へ駆動される。
留め具16が、壁の最も内奥の部分(チャンネル22)を通してねじ込まれる場合、留め具16は、対応するZガート14の外側フランジ24を押しつけて、断熱材のブランケット18の部分26をはさむ(図1Cを参照)。断熱材のブランケット18のこの圧縮は、熱抵抗が弱められる区域を生成し、それは、相当な熱損失を可能にする。Zガート14のフランジ24近くの区域における熱流線図を見ることが可能ならば、留め具16周囲の区域を通る熱エネルギーの有意な流れを見るだろう。逆に、熱損失がZガート14のフランジ24の上方または下方に間隔をあけられた位置において減少させられることに気付くだろう。ガート間位置における熱損失のこの減少は、(例えば、図1Aにおける垂直に間隔をあけられたZガート14間の中間で)外へ膨らむ断熱材のブランケット18が、ガートフランジ24からより遠くなるほど、より多くの空気(熱の良い絶縁体である)のための余地があることにより、断熱材を助けるからである。断熱材のブランケット18が、パネル12の数多くの位置においてチャンネル22の内側表面とガートフランジ24との間でピン留めされる場合、結果として生じる熱損失は、このように構成された建物の各壁の外側における複数の垂直に位置をずらされた平行な水平のストライプとして現れる。
図2〜5において見られ得る、本発明110によって開示される配置は、金属壁112における熱損失を大いに減少させる(図2を参照)。従来のシステム10の場合と同様に、金属壁112は、留め具を使用して建物のZガート114の外側に取り付けられる。さらに、従来のシステム10と同様に、壁112が取り付けられる場合、表面仕上げ面119を有する断熱材のブランケット118は、上から掛けられて壁112とZガート114との間に据え付けられる。さらに、従来のシステム10に類似して、新たなシステム112は、壁112の最も内奥のチャンネル部分122において固定される(図2を参照)。
しかし、金属壁パネル112を固定する場合に、断熱材のブランケット118が、直接、押しつけられることも金属壁パネル112とZガート114のフランジ124との間にはさまれることもない点で、新たなシステム110は、従来のシステムとは異なる。代わりに、横に延びているスタンチョンブラケット132(図2を参照)が、断熱材118の上に据え付けられ、スタンチョンブラケット132は、ガート114の長さに沿って、壁パネル112とZガート114の外側フランジ124との間に固定される。
図3Aにおいてより明瞭に示されているように、スタンチョンブラケット132は、横に延びている支持バー134と、支持バー134の長さに沿って間隔をあけられた複数のタブ126とを含む。各タブ126は、外へ延びている部分126aを有し、外へ延びている部分126aは、支持バー134から外へ延び、縁126bにおいて終端をなす。外へ延びている部分126aの縁126bは、支持バー134から最も離れている、外へ延びている部分126aの一部を構成する。各タブ126は、下へ延びている部分126cをさらに含み、下へ延びている部分126cは、縁126bから下へ延びている。
スタンチョンブラケット132は、平らな金属製要素131(図3Bを参照)から組み立てられ得、平らな金属製要素131は、既知の方法によって、完成したスタンチョンブラケット132を形成するように構成される。タブ126のいくつかまたはすべては、下へ延びている部分126c内に、開口部または孔126hを含み得る。支持バー134はまた、孔132hを有し得、孔132hは、支持バー134に沿って距離132lで横に間隔をあけられ、距離132lは、一般に、2つの垂直に延びている隣接したチャンネル22間の横の距離(図1Dにおける寸法22lを参照)に対応する。
建物の建て方における組み立ての点から、Zガート114は、図に示されているような場所にすでにあり、残りの壁構成要素が、Zガート114の外側に据え付けられる。いくつかの実施形態において、断熱材のブランケット118は、Zガート114のフランジ124の外側を覆って掛けられる。この時点で断熱材118を独立して固定することは、必要ないが、多くの例において、壁パネル112をZガート114に固定する前に、ブランケット118を上方から固定し、ブランケット118がガートフランジ124の外側に上から掛かることを可能にすることは意味をなす。
実施形態において、次のステップは、スタンチョンブラケット132を固定することを含む。いくつかの実施形態において、これは、壁パネル112がブラケット132の支持バー134に固定される前に、スタンチョンブラケット132のタブ126が、断熱材118の頂部におけるZガート114のフランジ124に固定されることを意味する。タブ126が、Zガート114の長さに沿って延びるように整列させられて固定された後、留め具116(図4Cを参照)が、タブ126における孔126hと断熱材のブランケット118とを通過させられ、Zガート114のフランジ124に食い込ませられる。スタンチョン132のタブ126の下に閉じ込められた断熱材の部分は、比較的小さく、タブ126がガートフランジ124に固定された後、周囲の断熱材は、簡単に外へ膨れることにより、タブ126の周囲のすべての区域を満たす。パネル112が後で据え付けられる場合に、パネル112の少なくとも1つのチャンネル122が、ブラケット132の支持バー134における孔132hに対応するように、タブ126をフランジ124に沿って水平に整列させるために、注意がされ得る。
タブ126が留め具116によってフランジ124に固定された後、次のステップは、パネル112の1つ以上のチャンネル部分122がブラケット132の支持バー134における孔132hに整列するように、パネル112をまっすぐに立てることである。特に、留め具133(図4Cを参照)は、外側からチャンネル122を通過させられ、それから、支持バー134における孔132hを通過させられる。それによって、パネル112は、Zガート114のフランジ124に間接的に固定される。
タブ126の外へ延びている部分126aが、パネル112をZガート114の外側フランジ124から位置をずらすので、有意な開いた空間が、ガート114とパネル112との間に生成され、その結果、断熱材118は、その空間を満たし得る。そのうえ、各タブ126は、隣接したタブ126から距離130(図4Bを参照)だけ横に間隔をあけられ、ブラケット132は、別のブラケット132から相当な距離128(図4Aを参照)だけ垂直に間隔をあけられる。これらの距離は、断熱材のブランケット118が、垂直に間隔をあけられたZガート114間と、さらに隣接したタブ126間の横の空間130内との両方へ膨らむためのより多くの区域を生成する。膨らんだブランケット断熱材118は、マット状の断熱材118よりも熱バリアとしてはるかに効果的である。従って、はるかに高い割合の壁パネル112が、マット状の断熱材ではなく膨らんだ断熱材によって裏打ちされ、その結果、熱損失は、スタンチョンブラケット132が理由で大いに減少させられる。
スタンチョンブラケット132の代わりに、またはスタンチョンブラケット132と共に、複数の独立したタブ200a(図5および5Bを参照)を使用することによって、上記に述べられた目的を達成することはまた、可能であり、複数の独立したタブ200aは、Zガート114の外側フランジ124の長さに沿って横に間隔をあけられる。本実施形態において、タブ200aは、縁204aおよび206aを有するベース部材202aを有する。開口部または孔208hを有するコネクター部分208aは、縁204aから垂直に上へ延びている一方、開口部または孔210hを有するコネクター部分210aは、縁206aから垂直に下へ延びている。タブ200aは、第一に、断熱材118の向こう側のZガート114のフランジ124に留め具によって固定され、留め具は、コネクター部分210aにおける孔210hを通って延び、それから、Zガート114のフランジ124に食い込む。前述のように、タブ200aのフランジ124に沿った水平方向の配置の点から、コネクター部分208aにおける孔208hがチャンネル部分122に対応するように、タブ200aがフランジ124に固定されるように注意がされ得る。タブ200aがフランジ124に固定された後、パネル112が、まっすぐに立てられて、タブ200aのコネクター部分208aに固定され得る。特に、留め具は、チャンネル122の外側から、チャンネル122およびコネクター204aの孔208hを通過させられ、それによって、パネル112をZガート114のフランジ124に間接的に固定する。任意の数のタブ200aが、特定のプロジェクトの要件に従って所望のように固定され、かつ間隔をあけられるので、これらの独立したタブ200aは、スタンチョンブラケット132よりも良い順応性を可能にし得る。
描写された種々の構成要素および示されていない構成要素の多くの異なる配置が、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに可能である。本発明の実施形態は、制限的であることではなく、例証的であることを意図して、説明されてきた。本発明の範囲から逸脱しない代替実施形態は、当業者にとって明白になる。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述の改良点を実装する代替の手段を開発し得る。
特定の特徴および下位組み合わせ(subcombination)は、有用であり、特定の特徴および下位組み合わせは、他の特徴および下位組み合わせを考慮に入れずに用いられ得、特定の特徴および下位組み合わせは、特許請求の範囲の範囲内にあると想定されることが、理解される。種々の図に記載されたすべてのステップが、説明された特定の順番で実施される必要があるわけではない。

Claims (10)

  1. 複数の垂直に位置をずらされた水平な支持部材と、
    少なくとも1つの内へ延びているチャンネルを有する壁パネルと、
    複数の個別のタブと
    を含む壁システムであって、各タブは、該壁パネルまたは該垂直に位置をずらされた水平な支持部材に該タブを固定するように構成された少なくとも1つの開口部を有し、断熱材のブランケットの厚さより短い長さを有し、
    タブは、該水平な支持部材の各々に沿って間隔をあけられ、該タブは、該水平な支持部材および該内へ延びているチャンネルのうちの少なくとも1つに固定されて、少なくとも該タブの長さだけ該水平な支持部材が該内へ延びているチャンネルから位置をずらされて該水平な支持部材と該内へ延びているチャンネルとの間の隙間が規定され該タブは、該断熱材のブランケットの一部が該隙間に圧縮され、該断熱材のブランケットの他の部分が該タブ間に生成された空間内へ膨張させられることを可能にして、該複数の個別のタブへの該壁システムを通る断熱されていない熱伝導を制限する、壁システム。
  2. 前記タブの各々は、スタンチョンブラケットの一部として形成されている、請求項1に記載の壁システム。
  3. 前記スタンチョンブラケットは、横に延びている支持バーを含み、前記複数のタブは、該支持バーにおいて横に間隔をあけられ、該複数のタブは、該支持バーから外へ延びている、請求項2に記載の壁システム。
  4. 前記複数のタブの各々は、下へ延びている部分において終端をなし、該下へ延びている部分は、前記水平な支持部材の外側フランジに前記スタンチョンブラケットを取り付けるための留め具を受け取ることが可能である、請求項3に記載の壁システム。
  5. 前記水平な支持部材は、ガートである、請求項4に記載の壁システム。
  6. 前記支持バーは、複数の孔を有し、該複数の孔は、前記壁パネルおける2つの垂直にびる隣接したチャンネル間の横の距離に対応する距離で横に間隔をあけられている、請求項4に記載の壁システム。
  7. 各タブは、独立し、各タブは、前記複数のタブにおける他のタブと一体をなさず、各タブは、留め具を受け取るために各端にコネクター部分を有する、請求項1に記載の壁システム。
  8. 前記水平な支持部材は、ガートである、請求項1に記載の壁システム。
  9. 複数の垂直に位置をずらされた水平な支持部材と
    少なくとも1つの内へ延びているチャンネルを有する壁パネルと、
    複数の個別のブラケットと
    を含む壁システムであって、各ブラケットは、支持バーと、該支持バーに沿って横に間隔をあけられた複数のタブとを有し、該支持バーは、該内へ延びているチャンネルに該支持バーを固定するための少なくとも1つの開口部を有し、少なくとも1つのタブは、該水平な支持部材に該タブを固定するための開口部を有し、各タブは、断熱材のブランケットの厚さより短い長さを有し、
    該ブラケットは、該水平な支持部材および該内へ延びているチャンネルのうちの少なくとも1つに固定されて、少なくとも該タブの長さだけ該水平な支持部材が該内へ延びているチャンネルから位置をずらされて該水平な支持部材と該内へ延びているチャンネルとの間の隙間が規定され、該タブは、該断熱材のブランケットの一部が該隙間に圧縮され、該断熱材のブランケットの他の部分が該タブ間に生成された空間内へ膨張させられることを可能にする、壁システム。
  10. 前記タブによって生成された前記空間は、該タブ間の断熱材が膨らむための余地がある、請求項9に記載の壁システム。
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