JP6502497B2 - 屋根ペーバーロックシステム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年１２月９日出願の米国仮出願第６２／０８９４００号を基礎とする優先権を主張するものである。

本開示は、様々な環境条件において揚圧力を低減させ、安定性および強度を高めるために屋根デッキ上のペーバー材を互いにロック（固定）するための装置および方法である。本開示は、特に、２つ以上のクロスブレースによって中央コネクタ点に取り付けられる、ある幾何学的形状の上部フレームからなるペーバーロック装置を提供する。

人口増加に伴い、特に大都市では、住民のなかで周囲のパノラマの景色を見渡すことができるレストランやバーなどの高層ビル上の共用エリアを作りたいという要望とともに、十分な緑地を確保したいという欲求が高まってきている。

住民の要望を満たすために、現在、商業用オフィスビル、マンション、住宅用高層ビルのなかで、リラクゼーションや個人の福利と社会化のために屋上ガーデン、パティオ、バー、レストラン、および住居用緑地として屋根を使用するものが増えている。

さらに、屋上スペースには、都市気温の上昇の有害な影響を緩和、野生生物や益虫の誘引、空中汚染の吸収、流出する雨水の浄化など、多くの副次的利点がある。

しかし、屋根はまた、雨、雪、猛暑、または地震並びに多大な交通量などの激しい環境条件におかれる傾向がある。したがって、パティオとデッキの配置は、パティオとデッキの作成に使用される材料の選択とともに、環境に合わせて慎重に選択する必要がある。

さらに、複数階建ての建物の屋根は、保守や修理が必要な場合がでてくる電気配線、空調ダクト、暖房または水配管などの重要な構造設備がみえないように設けられているので、重要な場所へのアクセスを可能にするために屋根パティオやデッキは取り外し可能とする場合が多い。

このような多様な要件に対応するために、多くの一般的な屋根エリアはバラストシステムを使用しており、バラストシステムでは、ペーバーとしても知られている重量の大きいタイルまたは木材が、一般的な屋外屋根エリアにわたって敷設され、それはペーバーの重量のみによって適正位置に保持されている。

ペーバーは、形状、サイズ、および材料を変えることができるが、典型的には幅１２インチ〜３６インチまでの範囲の正方形で、厚さはペーバー材料に応じて決まるが、一般的には２インチ以下であり、したがって浮揚を避ける十分な重量を有するが、重機の必要なしに作業員が設置できるサイズと強度のものである。

ペーバーは、典型的には、各ペーバー間に殆どスペースを空けないか全くスペースを空けずに敷設されて縁部と縁部とが整列され、各ペーバーは、下の表面にアクセスするために必要に応じて取り外し可能である。

屋根表面へのアクセスを容易にするために、ペーバーは高く作られた基台上に設置されることも多く、そのような基台は一定の高さであるか、または屋根表面の形状の変化に対応するように高さ調節が可能であり、それにより完成した屋根パティオが様々なデザインおよびスタイルで連続的に一様な平坦面を維持することが可能となる。

各ペーバーは基台の一部分に載るので、各基台は隣接するペーバーの複数の角部を保持し、インターロックデッキを形成することができる。ペーバー角部の数は、ペーバーの幾何学的形状によって変わる。例えば、チェス盤のように格子状に整列された正方形または長方形のペーバーには、基台角部を４つ備えたペーバー基台があり、各ペーバー角部は基台の角部のほぼ１つ分を占めている。

より大きなペーバーまたはより重いペーバーに対応するために、追加の基台を他の支持点に配置することができる。

しかし、バラスト式屋根ペーバーは、通常の状態の間に適所に保持されるような十分な重量を必要とし、したがって、安価で取り付けが容易であるかまたはより耐久性のある軽量材料の場合は、何らかのタイプのロック機構なしに設置状態を維持できないことになる。

ハリケーンの間の突風のような極端な気象事象や地震のような致命的な事象にさらされている場合、バラスト式ペーバーも適所に設置状態を維持できないことがある。

このことは、建物の高さ、形状、または他の建物との近接状態が、風のせん断力および他の強い風力を引き起こす可能性の高い高層ビルのデッキまたはパティオエリアに特に当てはまる。

屋根縁部、屋根の棟または障害物の近くなどの屋根に沿った特定の点は、風を変向させ、パティオ表面のすぐ上の領域での気圧の著しい低下を引き起こす。

ペーバーの上側表面の外部圧力分布は、隣接するペーバー間の隙間および基台と接触しているペーバーの下側の空間を通る風の流れを引き起こす。

風上縁部や角部などの屋根の特定の領域では、ペーバーの下に高い圧力が存在し、特定の個々のペーバーに揚力を生じさせる圧力差が生じることがある。

ペーバーの下側表面に作用する圧力が、上側表面が受ける圧力を超えると、ペーバーは、バラスト重量の効果を低減させる負の正味の圧力（揚圧力）を受けることになる。揚圧力が高くなると、ペーバーが移動または破損し、破壊的な飛散ごみが生成され、屋根およびその基材に損傷を与える外力にさらされることになる。

同様に、高い揚圧力にさらされた場合に、凍結や融解などの過酷な条件によって、ある一点でペーバーが脆弱になり、クラックが生ずる可能性もある。破損した領域はよりサイズが小さく、バラスト重量がより小さくなっているので、それらを移動させるためにはあまり揚圧力が必要とされず、場合によっては、ペーバー小片が危険な飛散ごみになる可能性がある。

ペーバーを故障させる可能性のある正味の圧力は、ペーバー重量、ペーバーの屋根面積、ペーバー材料の密度、およびその透過性などの多数の要因によって変わる。２フィート×２フィート×２インチ厚で、約９０ポンドの重さを有するコンクリートペーバーは、わずか１２５ｍｐｈのハリケーンの突風の風力によって飛ばされる可能性がある（非特許文献１を参照）。

風よけとして作用する他の高層建築物が存在しない単独で建つ高層ビルまたは低地に位置するより小さな複数階建築物、風速を下げるバッファが存在しない平坦な地理的領域は、特に破壊的な風を受ける傾向がある。

多数の条件に対してペーバー強度を計算する方法が複数存在する。例えば、単一のペーバーに作用する全体的な風の浮揚荷重Ｌ（ｔ）を計算する方法は、以下の式から得ることができる。

式中、Ａはペーバーの表面積、Ｃ_Pnet（ｔ）−Ｃ_Pext（ｔ）−Ｃ_Pint（ｔ）は、同じ位置での外側圧力係数と対応する下側圧力係数との間の瞬間的な差として定義される正味全圧力係数である。選択された軸の周りの転倒モーメントは、以下の式から得られる。

式中、ｅ（ｘ、ｙ）は、選択された軸からペーバーの各点までの距離として定義されるモーメントアームである（非特許文献２を参照）。

吹き飛びは、揚圧力がペーバーの重量Ｗと等しいときに生ずる。したがって、吹き飛びが発生する臨界風速Ｕ_CRITは、以下の式から計算される。

任意の位置における平均圧力係数は、以下の式から計算される

式中、Ｐ（ｔ）_meanは経時的な平均圧力の履歴、ρは空気密度であり、Ｕは建物の高さで測定された平均風速である。個々のペーバーを適切に固定するためには、風圧はその変動が非常に大きく、たとえ複数の試験を行っても予想され得るピーク圧力値との大きな差違が生じ得るため、ＣＰ_peakの測定値を考慮すべきである（前出と同様の非特許文献２を参照）。

ピーク圧力を決定する１つの方法は、非特許文献３に記載されているものがある。
このアプローチから得られる推定値は、時系列に含まれる情報全体に基づいているため、単一の観測ピークに基づく推定値よりも安定的である。ピーク圧力係数は、以下の式から得ることができる。

式中、Ｐ（ｔ）_peakはピーク圧力であり、Ｕ_3sは基準高さでのピーク３−ｓ突風である（非特許文献３を参照）。

様々な風速での屋根ペーバー強度要件を決定するための別の方法の例としては、非特許文献４または非特許文献５に記載されているものが挙げられる。

同様に、当業者は、自発的統一規格の設定および発行における世界的に認められたリーダーであるＡＳＴＭインターナショナルのような組織の統一ガイドラインを考慮すべきである。例えば、コンクリート屋根ペーバーは、コンクリート屋根ペーバーの標準仕様Ｃ１５．０３有効標準ＡＳＴＭ Ｃ１４９１に従って構築され配置することができる。

具体的な試験としては、次のものに限定しないが、５０サイクル凍結融解試験（ＡＳＴＭ Ｃ−６７）、摩擦係数試験（ＡＳＴＭ Ｃ１０２８−８４）、圧縮試験（ＡＳＴＭ Ｃ−６７）、および曲げ強さ試験（ＡＳＴＭ−６７）が挙げられる。

一群の未固定ペーバーを一体にロックすることにより、ペーバーの上に十分な下向きの力が加わり、その力が一緒に作用して風によって引き起こされた正味の浮揚荷重を相殺し、屋根の全点で安定性が高められることは、当業者には周知である。

ペーバーロックシステムの一例は、「Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｓｔａｂｌｅ ｒｏｏｆ ｐａｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｂａｌｌａｓｔ ｂｌｏｃｋ（空気力学的に安定な屋根ペーバーシステムおよびバラストブロック）」という名称の米国特許第５３７７４６８号明細書（特許文献１）に記載のものであり、ここでは矩形のバラストブロックが列をなすように並べられ、舌部と溝部の端面同士によってインターロックされる。各列の隣接するブロックは、ブロックの上下の空気圧の排出および均等化のために両ブロックの端面間に迷路状チャネルを形成する。ロック機構を達成するために、ペーバーのある側部には溝が切り込まれ（雌型）、ペーバーの反対側の側部には押出ジョイント（雄型）が配置され、押出ジョイント（雄型）は、隣接するペーバーの雌型溝にぴったりと合うサイズと形状を有する。この方法では、ペーバーを屋根の全領域に渡って一体的に保持することができる。

その舌部と溝部を利用する方式は、コンクリートや石で作られた重いバラストペーバーでは機能しないという大きな欠点がある。

別の方法は、「Ｂａｌｌａｓｔ Ｂｌｏｃｋ Ｄｅｃｋ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｐｅｄｅｓｔａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（バラストブロックデッキシステムおよび基台アセンブリ）」という名称の米国特許第６６０４３３０号明細書（特許文献２）に示されている。バラストブロックデッキシステムは、既存の屋根構造体上に高いデッキを形成するように横方向に配置された複数のバラストブロック（ペーバー）を含む。基台は、屋根を横断して間隔を置いて配置された隣接するペーバーの角部の真下に、支持体として配置される。基台の上に角部キャップが取り付けられ、角部キャップは強風の際にペーバーを適所に保持する。ペーバー角部は、平らなペーバープレートを受容するように切り欠きされ、プレート表面がペーバーと同じ高さになって均一な表面を形成するようにされる。

ペーバープレートの問題点は、設置時にはペーバー表面が均一であっても、時間の経過とともに、住民や他の歩行者の継続的な行き来により、特にホテルやレストランなどの非常に人の行き来が多い屋上では人の行き来により、ずれや傾斜などのプレート変位またはペーバー表面のへこみが生じることがある。

同様に、継続的に構成要素が屋外にさらされることで、ペーバープレートに悪影響を及ぼすことがある。例えば雪、氷、または強い熱がプラスチック製のペーバープレートに、反りなどのダメージを与えることがあり、これによりプレートが脆弱になり変位が生ずる。

ペーバープレートの表面が隣接するペーバーの表面と同じ高さでなくなると、ペーバープレートは、縁部にごみおよび他の吹き寄せられた物を集めることがあり、その縁部ではプレートがペーバーの上面よりも低くなり、つまずく危険が生じる。

さらに、角部プレートの下側に水が溜まって、パティオやデッキ全体に細菌、藻類、および白かびが増殖し、蚊などの虫が繁殖できる場所が残ることがある。

プレートの表面は、油やその他の粒子状物質を含む排出水から滑りやすくなり、危険な状態を作り出すことがある。

また、ペーバーがチーク材のような軽量材料であるパティオまたはデッキでは、下向きの圧力をかけるバラスト力が最小限しか存在しない。したがって、上向きの力が非常に小さくても、軽量のペーバーが取り外され得る。場合によっては、より大きなプレートの形態では、さらに強い下向きの力が必要になることがある。角部プレートが大きいものであると、屋根のパティオやデッキの美観を損ねるだけでなく、さらにごみや水がたまりやすくなる。

屋上バラストブロックシステムは、特定の条件下で満足に機能することができるが、ペーバーに下向きの力をかけることができ、望ましい美観を維持しつつ天候や人の行き来の安定性に対する影響を低減することができる、ペーバーを一体にロックするための改良されたシステムが必要である。

米国特許第５３７７４６８号明細書 米国特許第６６０４３３０号明細書

Ａｙｓｃｕｅ， Ｊｏｎ Ｋ．， "Ｈｕｒｒｉｃａｎｅ Ｄａｍａｇｅ ｔｏ Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ： Ｒｉｓｋ ａｎｄ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ，" Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９６， Ｔｈｅ Ｊｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｓｇｈａｒｉ Ｍｏｏｎｅｇｈｉ， Ｍ．， Ｉｒｗｉｎ， Ｐ．， Ｇａｎ Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ， Ａ． （２０１４）． Ｗｉｎｄ Ｕｐｌｉｆｔ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｏｏｆ ｐａｖｅｒｓ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ２０１４， １９１５−１９２５ Ｓａｄｅｋ， Ｆ．， ａｎｄ Ｓｉｍｉｕ， Ｅ．， （２００２）， "Ｐｅａｋ Ｎｏｎ−Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｗｉｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｆｏｒ Ｄａｔａｂａｓｅ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｌｏｗ−Ｒｉｓｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ，" Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ＡＳＣＥ， Ｖｏｌ． １２８（５）， ｐｐ． ５３０−５３９ Ａｌｙ， Ａ．Ｍ．， Ｂｉｔｓｕａｍｌａｋ， Ｇ．Ｔ．， ａｎｄ Ｃａｎ Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ， Ａ． "Ｆｕｌｌ−ｓｃａｌｅ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｌｏｏｓｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｏｏｆ ｐａｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，" Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ， ４４， ６０−２７０， ２０１２ Ａｓｇｈａｒｉ Ｍｏｏｎｅｇｈｉ， Ｍ．， Ｉｒｗｉｎ， Ｐ．， Ｃａｎ Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ， Ａ． （２０１５）． Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｒｏｏｆ ｐａｖｅｒｓ ａｇａｉｎｓｔ Ｗｉｎｄ Ｕｐｌｉｆｔ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ２０１５， ２６７９−２６８８

したがって、本発明の目的は、現在のプレート型バラストペーバーシステムにみられる問題を低減する、バラスト式および非バラスト式屋根ペーバー用のロックシステムを提供するとともに、多様な環境の組み合わせにおける屋根デッキまたはパティオの、および幅広いペーバーおよびペーバー材料の構造的な安定性を向上させることにある。

屋根ペーバーロックシステムは、一連の対称的な多角形のペーバーと、前記ペーバーの上に位置するペーバーロックと、ペーバーロックが取り付けられた前記ペーバーの下にある固定対象物とからなる。

極端な環境条件下で前記ペーバーを適正位置に保持するのに必要な対抗力を提供するために、ペーバーロックは複数のペーバーの上面に置かれ、前記ペーバーロックの中心は、前記ペーバーの角部が互いに出会う位置においてパティオまたはデッキ上に配置される。

前記ペーバーロックは、ポリマーやステンレススチールなどの非腐食性の材料および軽量材料で構成する必要がある。

前記ペーバーロックは、開口部を有する幾何学的形状の上部フレームと、前記上部フレームの一端から反対側の端部上の中央コネクタまで延びているクロスブレースとして機能する２つ以上のスペーサアームとで構成されている。

前記中央コネクタは、前記上部フレームの中央に位置する。

前記ペーバーの上側には、前記ペーバーの角部の頂点の一方の側と他方の側の間に対角方向にわたって延びる２つ以上の溝を有する。

前記ペーバーが互いに隣接して配置されると、前記ペーバー溝は、複数の前記ペーバーの角部が互いに出会う点を取り囲む形状を形成し、前記上部フレームの寸法および形状に対応する寸法および形状を有する。

前記上部フレームが、前記ペーバー溝に嵌合すると、前記上部フレームの頂部がペーバー表面と同一平面上またはその下方に位置する。

前記ペーバー溝を傾斜させて、液体やごみがスペーサ継ぎ目の下の屋根に流されるようにもできる。

前記ペーバー溝を広い幅を有するように作製し、前記上部フレームが、液体や小さいごみを集めて、スペーサ継ぎ目へ、かつ下の屋根へと向けるチャネルを形成するために幅広の容積部を作り出すこともできる。

前記スペーサアームは、前記ペーバーの間の空間（ペーバー継ぎ目）に対応しているため、ペーバーロックが複数のペーバーの頂点にある複数のペーバーの上に置かれると、前記スペーサアームは前記ペーバー継ぎ目内に隠される。

前記ペーバーの角部の頂点の水平方向上部を部分的に除去して、複数のペーバーの角部が中央コネクタ切り欠きを形成するようにしてもよく、この場合、中央コネクタ切り欠きは中央コネクタと同じかそれより大きいので、中央コネクタは前記ペーバーの表面と同一平面上かそれより下に位置することになる。

前記ペーバーロックに強度と安定性を加えるには、前記ペーバーの下にある固定対象物に固定する必要がある。従来は、屋根ペーバーの角部はペーバー基台上に配置され、前記ペーバー基台は、パティオやデッキを屋根より高い位置に維持する。

前記ペーバー基台は前記ペーバーの角部の下に置かれ、前記ペーバーロックの下で、それによりコネクタボルトを前記中央コネクタのコネクタ孔に通し、さらに前記ペーバー基台上部の孔に挿通させ、その場所で前記コネクタボルトを、十分な追加強度を提供する点まで締め付けることができる。

屋根ペーバーロックシステムを配置する方法は、ペーバー溝および中央コネクタ切り欠きを有する屋根ペーバーを製造することを含む。

前記ペーバーは、屋根の上、または前記ペーバー基台の上に敷設され、前記ペーバーロックは、複数の隣接するペーバーのペーバー溝内に入れられる。

前記ペーバーは、前記ペーバーロックをペーバー基台のようなパティオの下にある固定対象物に結合することによって適所にロックされる。

上部フレーム、スペーサアーム、およびコネクタ孔を有する中央コネクタからなるペーバーロック装置を示す図である。 ペーバーロックの側面図を示す図である。 ペーバーロックを配置する前にグリッド形成における４つのバラスト式ペーバーの上側からみた図である。 中心点から外向きにスペーサアームに向けて傾斜した底部を有する、傾斜した上部フレームの側面図である。 ペーバー中央コネクタ切り欠き［２４］を有する２つのペーバーの側面図である。 典型的なペーバー基台を示す図である。 ペーバーロックを適所に配置した状態の、ペーバー中央コネクタ切り欠きを有する２つのペーバーの側面図である。 ペーバーロック、ペーバー、およびペーバー基台の断面図である。 複数のペーバーおよびペーバーロックを有する屋根デッキの上面図である。

図１は、上部フレーム［１０］、スペーサアーム［１２］、中央コネクタ［１４］、およびコネクタ孔［１６］からなるペーバーロックを示す。

上部フレーム［１０］は、正方形や円などのような幾何学的形状で、額縁のように開いた内側表面領域を有している。

上部フレーム［１０］のサイズは変えることができ、より大きなスパンおよび距離を有するより大きいサイズのものとして、デッキやパティオの表面の美観に悪影響を与えずに、上向きの風圧に対して十分な釣り合いを取るために必要な大きい下向きの圧力を生ずるように構成できる。

上部フレーム［１０］の形状を変えて、屋根のデッキ全体に幾何学的なデザインとパターンを作り出すこともできる。

スペーサアーム［１２］は、ペーバーロックの強度を強化するクロスブレースとして機能する。

提示された実施形態では、４つのスペーサアーム［１２］が存在する。各スペーサアーム［１２］の一端は上部フレーム［１０］の１つの角部に接続され、スペーサアーム［１２］の他端は中央コネクタ［１４］に接続されている。しかし、スペーサアーム［１２］は、上部フレームの形状、ペーバー継ぎ目の数と位置に応じて上部フレーム［１０］に沿って複数の点に接続することができる。

全体の中央、４つのスペーサアーム［１２］同士の間に中央コネクタ［１４］は存在する。

好ましい装置では、中央コネクタ［１４］はコネクタ孔［１６］を含む。

図２は、ペーバーロックの側面図を示す。上部の長方形は上部フレーム［１０］の片側で、スペーサアーム［１２］は透視図の形でその下にあり、ビューアから離れる方向に移動する（この図では、スペーサアーム［１２］は均一な高さを有している）。

図示された実施形態は、チェス盤のような対称的な行に均等に分布された正方形のコンクリートペーバーを想定しているが、任意の数のパターン、形状またはサイズが考えられる。

図３は、ペーバーロックを配置する前の格子形成における４つのバラストペーバー［１８］の平面図を示す。

本実施形態では、ペーバー溝［２０］、ペーバー継ぎ目［２２］、およびペーバー角孔［２４］を示されている。

ペーバーロックが４つのペーバー［１８］に取り付けられているとき、ペーバーロックの構成要素は、ペーバーの構成要素に一致するように設計され、ペーバーロックの見える部分が最小となるぴったりと合う形とされている。

好ましい実施形態では、上部フレーム［１０］の寸法は、ペーバー溝［２０］のサイズに対応し、上部フレーム［１０］が複数のペーバー［１８］上のペーバー溝［２０］内に位置するようにされる。

上部フレーム［１０］の頂部は、ペーバー表面に対して任意の高さにすることができるが、ペーバー表面よりも上部フレーム［１０］が高いと、つまずきの原因になる危険が生じる可能性があるので、上部フレーム［１０］の好ましい高さは、パティオまたはデッキ面にわたるペーバー表面と同一平面上またはその下方に位置する高さである。

ペーバー溝［２０］の幅は、上部フレーム［１０］の幅と同一か、それ以上にすることができる。ぴったり合うようにすることで、繁殖する虫を引き寄せ得る水たまりの発生を最小限に抑え、ごみや他の堆積物がその空間に溜まりにくくすることができる。

図示された実施形態では、ペーバー溝［２０］は菱形を形成し、上部フレーム［１０］がセットされる位置でペーバー内に切削または成形される。

ペーバー溝の深さは、ペーバー［１８］を作成するために使用される材料によって変わる。例えば、コンクリートペーバーは、大半の木製ペーバーよりも厚くかつ重く、より深いペーバー溝［２０］を形成することが可能である。同様に、ペーバーロックで使用される材料も、ペーバー溝［２０］の深さに影響を与え得る。例えば、溶接鋼製のペーバーロックは、軽量のプラスチック上部フレーム［１０］よりも上部フレーム［１０］高さ（したがって、ペーバー溝［２０］深さ）を必要としない。

ペーバー溝［２０］に捕捉された水、油、または小さな粒状物質は、スペーサアーム［１２］に向けて下向きに流れ、下の屋根に流出することができる。

ペーバー溝［２０］の底部は水平にする必要はなく、代わりにペーバー溝［２０］の片側から反対側に傾斜するか、またはペーバー溝［２０］内のある位置からスペーサアーム［１２］へと外向き傾斜したものであり得る。対応するペーバー溝［２０］は、上部フレームの底部がペーバー溝［２０］の底部にある複数の点で接触するように同様に傾斜している必要がある。ペーバー溝［２０］の凹部やくぼみは、水やごみが溜まる可能性のある領域になる可能性があるため、製造時に生じないようにすべきである。

別の実施形態では、ペーバー溝［２０］の幅が上部フレーム［１０］の幅よりも大きく、より多くの水、油および小さな粒状物質をペーバー溝［２０］に流入させ、下の屋根に流すことができる。

さらに、当業者は、ペーバー溝［２０］が、そのペーバー溝［２０］の場所でのペーバー［１８］の強度に及ぼす影響を、特に特定の地理的場所のために材料およびサイズを決定する際には考慮する必要がある。いくつかの場合で、セラミックのような初めから脆弱な材料を使用する場合には、特にペーバー溝［２０］が、ペーバー［１８］の残部よりも安定性が低い領域となり得る。天候による揚圧力の増加または歩行者の歩行による下向きの圧力の増加があるときに、前記圧力に対抗するのに十分な強度を維持するのに十分な材料がペーバー溝の下になく、溝が深く切削または成形されている場合には、ペーバー溝［２０］においてペーバー［１８］にクラックが生ずる可能性がある。

歩行者の歩行、揚圧風、地震による衝撃波など、ペーバー［１８］に作用する力は、ペーバー［１８］全体にわたって均一な圧力を生成することはほとんどないことに留意すべきである。これは、ペーバー［１８］とペーバーロックの組み合わせが、ペーバー溝［２０］のような潜在的な脆弱点を含む、ペーバー［１８］のすべての点で、ペーバー［１８］が壊れないようにする、予想される最大の力に耐えるための十分な強度を持たせなければならないことを意味する。

図示された実施形態では、４つのペーバー［１８］が角部で交差し、４つのペーバー継ぎ目［２２］を生成している。

スペーサアーム［１２］は、ペーバー継ぎ目［２２］内に配置できる。スペーサアーム［１２］がペーバー［１８］の表面より下の位置にあると、スペーサアーム［１２］が見えにくくなり、ペーバーロックが下向きの力を維持しながら屋根デッキの美観への影響が最小限となるようにするのに役立つので好ましい。

スペーサ継ぎ目［２２］の数は、ペーバー［１８］の形状と配置によって決まる。例えば、六角形のペーバーが使用される場合、３つのペーバー空間が作成され、三角形の上部フレーム［１０］と中央コネクタ［１４］に接続する３つのスペーサアーム［１２］が使用可能となる。

図示された実施形態では、ペーバー継ぎ目［２２］は、上から見たときにペーバー溝［２０］に対して４５度の角度をなす。

ペーバーロックが設置されている場合、スペーサアーム［１２］はペーバー継ぎ目［２２］に嵌合されているため、スペーサアーム［１２］は、ペーバー間の空間の幅と同じかそれより小さい大きさでなければならない。スペーサアーム［１２］の頂点は美観のためにペーバー［１８］表面の下に位置させることができる。

好ましい実施形態では、スペーサアーム［１２］の数は、ペーバー継ぎ目［２２］の数に一致するが、スペーサアーム［１２］の数は、ペーバー継ぎ目［２２］の数より少なくてもよい。

ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］は、中央コネクタ［１４］を保持する。

ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］は、各ペーバーの角部にある切り欠き領域であり、Ｎは角部に接続するペーバーの数としたとき、１／Ｎ以上の切り欠き面積である。例えば、角部に接続する４つのペーバーの図示された実施形態では、４つのペーバー［１８］のそれぞれのペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］は、中央コネクタ［１４］のサイズの１／４に等しい切り欠きである。ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］は、したがって中央コネクタ［１４］のサイズ以上になる。

好ましい実施形態では、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］の深さは、中央コネクタ［１４］の高さ以上であり、中央コネクタは前記ペーバーの表面と同一平面上かそれより下に位置することになる。

図４は、中心点からスペーサアーム［１２］へと外向きに傾斜した底部を有する傾斜した上部フレーム［１０］の側面図を示す。上部フレームの頂部は、ペーバー［１８］表面と同一平面上となるような高さとされている。

図５は、それぞれペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］を備えた２つのペーバー［１８］の側面図を示す。

好ましくは、ペーバーロックは均等な釣り合い力を提供するためにぴったりと合わなければならず、そうしないと屋根の角部や段部などの脆弱なペーバーの領域に過剰なストレスが加わり、ペーバーの破損の可能性が高くなる。

同様に、適切に設置されたペーバーは、凍結水や熱応力の膨張力や、地震などの壊滅的な事象による慣性力による損壊を最小限に抑えることができる。

ペーバーロックがペーバー［１８］上に設置されると、各ペーバーのロックは、コネクタ孔［１６］を介して固定対象物に固定され、パティオまたはデッキの全てのペーバーロックがインターロックされる。

インターロックシステムは隣接するペーバーに揚圧力を分配して、ペーバー［１８］に加わる揚圧力に抵抗する。

本発明は屋根への直接接続も想定しているが、最も一般的なアプローチではペーバー基台［２８］を使用する。

図６は、典型的なペーバー基台［２８］を示しているが、本発明では、複数種のペーバー基台［２８］を使用して安定化のためにペーバーロックを一体に接続することもできる。

ペーバー基台［２８］は、屋根のような表面基材上に載置されている。典型的なバラスト式屋根ペーバーシステムでは、ペーバー基台［２８］は永久的に屋根に固定されない。しかし、より大きい釣り合い力が必要な場合は、ペーバーロックを接続する前にペーバー基台［２８］を表面基材に永久的に固定することができる。

ペーバーは上部基台［３０］上に敷設される。各ペーバーが上部基台［３０］の中心から等距離になるようにペーバーを均等に整列させるために、ペーバーデバイダ［３４］を使用できる。

図６に示されたペーバー基台［２８］は、均一な格子パターンで４つのペーバー［１８］を収容するように設計されている。ペーバーデバイダ［３４］はペーバー［１８］配置をガイドし、各ペーバーの角部をペーバー基台［２８］の中央に配置し、ペーバー側がペーバーデバイダ［３４］によって区切られるようにする。

ペーバーデバイダ［３４］の厚さはペーバー継ぎ目［２２］の幅以下の大きさである。

基台孔［３２］は、コネクタ孔［１６］の真下にあり、そこを通してペーバーロックがペーバー基台［２８］に接続される。

ペーバー基台［２８］は屋根の上に敷設されるが、例えばボルト締結によって屋根に固定することができる。

図７は、４つのペーバー［１８］の上面図を示しており、ペーバーロックが適所に設けられている状態が示されている。

上部フレーム［１０］は、上面図からみることができ、ペーバー表面と同一平面となる高さを有し、４つのペーバー［１８］の交点に菱形パターンが生成されている。

スペーサアーム［１２］は、デッキまたはパティオ表面からの視認性を最小限に抑えるために、より小さい深さでペーバー継ぎ目［２２］に載置される。

中央部において、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］の上に配置されているのは中央コネクタ［１４］である。コネクタボルト［３８］は、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］の上に配置され、ペーバーロックをペーバー基台［２８］に接続している。

好ましい実施形態では、ねじ締め装置が使用されるが、ペーバーロックの基台への取り付けと、取り付けの解除の両方が可能なあらゆる機構の使用が想定されている。

図８は、ペーバーロック、ペーバー［１８］およびペーバー基台［２８］の断面図であり、ペーバーロックが様々な構成要素にどのように取り付けられるかを詳細に示している。図示された実施形態では、ペーバー基台の底部［４０］は、表面基材上に載置されているが、取り付けられていない。ペーバー［１８］は（この図ではみられない３つの追加のペーバーとともに）、上部基台［３０］上に敷設され、ペーバーデバイダ［３４］によって所定位置に案内される。各ペーバー［１８］は、ペーバー溝［２０］とペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］を有する。

上部フレーム［１０］はペーバー溝［２０］に配置され、スペーサアーム［１２］はペーバー継ぎ目［２２］に位置する。中央コネクタ［１４］は、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］に位置する。スペーサアーム［１２］と中央コネクタ［１４］の両方が、この図ではペーバーの上面より低い位置に存在する。

最後に、コネクタボルト［３８］はコネクタ孔［１６］内に位置し、基台コネクタ孔［４２］を通してペーバー基台［２８］に取り付けられる。コネクタボルト［３８］の頂部は、ペーバー基台［２８］内にねじ込まれた後、ペーバー［１８］の上面と同一平面上または下の位置にあり、つまずく危険を引き起こす可能性がある隆起障害部のないデッキ全体にわたる均一な表面を作り出す。

図９は、複数のペーバー［１８］およびペーバーロックを備えた屋根デッキの上面図を示す。この上面図から、中央コネクタ［１４］のコネクタ孔［１６］を通されたコネクタボルト［３８］が見える。中央コネクタ１４およびコネクタボルト［３８］は、４つの隣接するペーバー［１８］のペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］に配置されていることが示されている。ペーバーの間にはペーバー継ぎ目［２２］があり、このペーバー継ぎ目は、表面の下にあってこの図では見えないスペーサアーム［１２］を保持する。ペーバー溝［２０］に複数のペーバー［１８］の上部フレーム［１０］がセットされている。

屋根ペーバーロックシステムの配置方法は、（１）ペーバー［１８］を製造するステップ、（２）ペーバーロックを製造するステップ、（３）ペーバー［１８］およびペーバーロックを配置するステップの３つのステップを有する。

好ましい実施形態では、ペーバー［１８］は、前述したように、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］とペーバー溝［２０］とを備えるように製造される。

本発明の方法は、多種の製造プロセスを想定しているが、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］およびペーバー溝［２０］を含むペーバー［１８］を製造するための好ましい方法は、ペーバー［１８］が既に製造された後にペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］およびペーバー溝［２０］を切削するか、またはペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］およびペーバー溝［２０］をモールドの一部として含めるかのいずれかである。

例えば、木材ペーバーのペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］とペーバー溝［２０］は、ペーバー［１８］から切削される場合が多い。コンクリートペーバーでは、コンクリートペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］とペーバー溝［２０］のサイズと形状に相当する隆起部を含むモールドにコンクリートを注ぐ。

ペーバーロックを製造する方法は、所望の材料、予想される環境条件およびペーバー［１８］材料などの要因によって変わってくる。

例えばペーバーロックがポリマー製である場合、製造には射出成形プロセスまたは３Ｄ印刷を使用することができ、ペーバーロックはステンレス鋼のような非腐食性の金属製である場合には、ペーバーロックは、ロールフォーミング、プレス成形、鍛造、プレス延伸、および押出などの技術を使用して形成することができる。

パティオまたはデッキを敷設するためには、好ましい方法では、ペーバー基台［２８］をパティオまたはデッキエリアの至る所で、ペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］およびペーバーロック中央コネクタ［１４］の推定位置より下に配置する。

好ましい方法では、ペーバーはペーバー基台の上に敷設される。

一実施形態では、ペーバーデバイダ［３４］を使用してペーバー［１８］を適所に案内する。

一旦１セットのペーバー［１８］が敷設されてペーバー基台［２８］にロックされると、ペーバーロックの敷設は、中央コネクタ［１４］がペーバー中央コネクタ切り欠き［２６］内に配置され、スペーサアーム［１２］がペーバー継ぎ目［２２］内に配置され、上部フレーム［１０］がペーバー溝［２０］内に配置されるように行われる。

ペーバーロックは、一旦適所に配置されると固定することができるが、パティオまたはデッキの位置を調整できるように、ロックをする前に、連続するパティオまたはデッキを敷設し、全てのペーバーロックを配置することが推奨される。

ペーバーロックをペーバー基台［２８］に固定するあらゆる方法が想定されているが、コネクタボルト［３８］をコネクタ孔［１６］、ペーバー角孔［２４］、および基台コネクタ孔［４２］に通して締結する方法が好ましい。

本明細書において言及された全ての特許文献および他の文献は、本発明に関する分野の当業者のレベルを示すものである。すべての特許文献および他の文献の内容は、参照により個々の刊行物の内容が具体的かつ個別に組み入れられた場合と同程度に、引用により本明細書に組み込まれる。

本発明の特定の実施形態が示されているが、本発明が本明細書に記載された特定の構成または配置に限定されるものではないことを理解されたい。本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができ、本発明は明細書および本願に含まれるあらゆる図面／図に示され記載されたものに限定されるとみなすべきではないことは、当業者には明らかであろう。

当業者であれば、本発明が目的とすることを実施し、上述した目的および利点、ならびに本発明の性質上当然に達成される他の目的および利点を達成するためによく適合されていることを容易に理解されよう。本明細書に記載の実施形態、方法、手順および技術は、現時点での好ましい実施形態の代表しており、例示的なものにすぎず、本発明の範囲の限定を意図するものではない。当業者であれば、本発明の精神の範囲内に包含され、特許請求の範囲の請求項の規定する範囲内である本発明の変更および他の用途も想到されよう。本発明は、本明細書に特定の好ましい実施形態に関連して記載されているが、特許請求の範囲に記載された本発明はそのような特定の実施形態に不当に限定されるべきではないことを理解されたい。実際、当業者に自明である本発明を実施するための記載された実施態様の様々な改変が、特許請求の範囲の請求項に記載された発明の範囲内にあることが意図されている。

Claims (17)

1. ペーバーロックシステムであって、
   対称多角形の少なくとも３つのペーバーであって、ペーバー継ぎ目を形成するために前記ペーバーのなかの別の１つのペーバーの側部に隣接する少なくとも１つの側部を有する、該ペーバーと、
   開口部を有する幾何学的形状の上部フレーム、前記上部フレーム内の中央に配置され、そのなかに形成されたコネクタ孔を有する中央コネクタ、および前記上部フレームの一点から前記中央コネクタまで延びる少なくとも２つのスペーサアームを含むペーバーロックと、
   前記中央コネクタの前記コネクタ孔内に挿通するのに十分な長さと幅を有する締結具とを有し、
   前記スペーサアームの各々が上面を有し、前記上部フレームは、垂直方向において前記スペーサアームの各々の上面よりも上方に配置される上面を有し、
   前記締結具は、固定対象物に締結されるように構成された、ペーバーロックシステム。
2. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記ペーバーロックが成形ポリマーから作られている、ペーバーロックシステム。
3. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記ペーバーロックが非腐食性の金属から作られている、ペーバーロックシステム。
4. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記ペーバーの各々が、各ペーバーの頂点の先端を終端とする２つの側部の間に対角方向にわたって延びるペーバー溝を含み、
   前記ペーバーの各々が、前記頂点の先端の代わりに、そこに形成された中央コネクタ切り欠きを有し、
   前記中央コネクタ切り欠きは、前記ペーバー溝から不連続に離間している、ペーバーロックシステム。
5. 請求項４に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記ペーバーの各々は、上側表面を有し、
   前記上部フレームは、前記ペーバーの各々の上の前記溝に一致する形状を有し、
   前記上部フレームは前記ペーバーの各々の前記溝に嵌合し、前記上部フレームは、前記ペーバーの前記上側表面と同一平面上またはその下方に位置する上側表面を有する、ペーバーロックシステム。
6. 請求項５に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記スペーサアームは、前記ペーバーの２つの隣接するペーバーの間に形成される前記ペーバー継ぎ目に嵌合するのに十分な幅を有し、前記スペーサアームの頂部は前記ペーバーの前記上側表面より下方に位置する、ペーバーロックシステム。
7. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記ペーバーの各々は、上側表面を有し、
   前記中央コネクタは、前記ペーバーの前記中央コネクタ切り欠きに嵌合するのに十分なサイズを有し、前記締結具は、前記ペーバーの前記上側表面より下方に位置する頂部を有する、ペーバーロックシステム。
8. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記締結具は、ペーバー基台に固定されるコネクタボルトであり、前記コネクタボルトは前記ペーバー基台の頂部にある基台孔を通して前記ペーバー基台に固定される、ペーバーロックシステム。
9. 請求項４に記載のペーバーロックシステムであって、
   前記溝は、前記ペーバー継ぎ目に向かって傾斜しており、前記上部フレームは、複数の点で前記溝の底部に接触するように傾斜している傾斜した底部を有する、ペーバーロックシステム。
10. 請求項９に記載のペーバーロックシステムであって、
    前記溝が、前記上部フレームから離れる向きに傾斜しており、前記ペーバーの表面上の液体の溜まりを減らすチャネルを形成する側部を有する、ペーバーロックシステム。
11. 請求項４に記載のペーバーロックシステムであって、
    前記少なくとも３つのペーバーが、４つの基台によって支持された少なくとも４つの屋根ペーバーのなかの３つであって、前記４つの屋根ペーバーの各々の頂点の１つが、基台中央コネクタ孔を露出した状態で、前記基台の１つの表面上の１象限上に配置され、
    前記上部フレームが前記屋根ペーバーにわたって配置され、前記中央コネクタの前記コネクタ孔が前記基台中央コネクタ孔に位置合わせされ、前記上部フレームが前記屋根ペーバーの各々の前記溝内に配置され、
    前記締結具は、前記コネクタ孔に挿通され、前記基台中央コネクタ孔内に挿入され、そこで前記締結具は適正位置に固定されるが着脱可能であり、前記ペーバーロックが物理的に前記基台に触れることなく前記４つの屋根ペーバーを前記基台の１つに固定する、ペーバーロックシステム。
12. 請求項１に記載のペーバーロックシステムであって、
    基台孔が形成されたペーバー基台をさらに有し、前記締結具は、前記ペーバー基台に固定されるコネクタボルトであり、前記コネクタボルトは前記ペーバー基台の頂部にある前記基台孔を通して前記ペーバー基台に固定される、ペーバーロックシステム。
13. 屋根の表面とペーバーの底面との間に空間を維持した状態で、屋根上にペーバーを設置する方法であって、
    ペーバーを提供する段階であって、前記ペーバーは、前記ペーバーに形成された、その少なくとも１つの頂点の一方の側と他方の側の間に対角方向にわたって延びるペーバー溝と、前記頂点の先端の代わりに前記ペーバーに形成された中央コネクタ切り欠きとを有する、該段階と、
    開口部を有する幾何学的形状の上部フレームと、中央コネクタと、前記上部フレームの一点から前記上部フレームの中央の前記中央コネクタまで延びる少なくとも２つのスペーサアームとを有するペーバーロックを提供する段階であって、前記スペーサアームの各々が上面を有し、前記上部フレームは、垂直方向において前記スペーサアームの各々の上面よりも上方に配置される上面を有する、該段階と、
    少なくとも２つのペーバーの角部の頂点をペーバー基台上に敷設する段階であって、前記ペーバーは互いに隣接し、基台の上部にある基台孔はアクセス可能となる、該段階と、
    前記ペーバーロックを前記少なくとも２つのペーバー上に敷設する段階であって、前記上部フレームが前記ペーバー溝内に位置し、前記スペーサアームが、２つの隣接する前記ペーバーの間に形成されるペーバー継ぎ目内に位置する、該段階と、
    締結具をコネクタ孔を通して配置し、前記基台孔に固定して、前記ペーバーを前記ペーバーロックと前記基台との間に固定する段階とを含む、方法。
14. 屋根の表面とペーバーの底面との間に空間を維持した状態で、屋根上にペーバーを設置する方法であって、
    ペーバーにおいて少なくとも１つの頂点の一方の側と他方の側の間に対角方向にわたって延びるペーバー溝を切削する段階と、
    前記頂点の先端の代わりに中央コネクタ切り欠きを切削する段階と、
    開口部を有する幾何学的形状の上部フレームと、中央コネクタと、前記上部フレームの一点から前記上部フレームの中央の前記中央コネクタまで延びる少なくとも２つのスペーサアームとを有するペーバーロックであって、前記中央コネクタは、そこに形成されたコネクタ孔を有し、前記スペーサアームの各々が上面を有し、前記上部フレームは、垂直方向において前記スペーサアームの各々の上面よりも上方に配置される上面を有する、該ペーバーロックを提供する段階と、
    少なくとも２つのペーバーの角部の頂点をペーバー基台上に敷設する段階であって、前記ペーバーは互いに隣接し、基台の上部にある基台孔はアクセス可能となる、該段階と、
    前記ペーバーロックを前記少なくとも２つのペーバー上に敷設する段階であって、前記上部フレームが前記ペーバー溝内に位置し、前記スペーサアームが、隣接する前記ペーバーの間に形成されるペーバー継ぎ目内に位置する、該段階と、
    締結具を前記コネクタ孔を通して配置し、前記基台孔内に固定して、前記ペーバーを前記ペーバーロックと前記基台との間に固定する段階とを含む、方法。
15. ペーバーの溝に係合してペーバーを固定対象物にロックするためのペーバーロックであって、
    上面を有し、開口部を有する幾何学的形状の上部フレームと、
    前記上部フレーム内の中央に配置され、そのなかに形成されたコネクタ孔を有する中央コネクタと、
    前記上部フレームの一点から前記中央コネクタまで延びる少なくとも２つのスペーサアームであって、前記上部フレームの前記上面よりも垂直方向において低い位置に配置される上面を有する該スペーサアームと、
    前記中央コネクタの前記コネクタ孔内に挿通するのに十分な長さと幅を有する締結具とを有し、
    前記締結具は、固定対象物に締結されるように構成された、ペーバーロック。
16. 請求項１５に記載のペーバーロックであって、
    前記上部フレームは、正方形、矩形、または円形の形状を有し、空の内部表面領域を有する、ペーバーロック。
17. 請求項１５に記載のペーバーロックであって、
    前記上部フレームは、複数のペーバーを固定し、
    前記上部フレームで固定された前記ペーバーの隣接するそれぞれが、それらの間にペーバー継ぎ目を画定し、
    前記スペーサアームの数が、前記ペーバー継ぎ目の数に等しい、ペーバーロック。

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