WO2018216105A1 - 金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法 - Google Patents

金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法 Download PDF

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和泉　圭二
祐吾 太田
朋幸 長津
教昌 三浦
克哉 乘田
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日新製鋼株式会社
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    • E04D2001/3494—Fastenings for attaching roof-covering elements to the supporting elements characterised by the type of roof covering elements being fastened made of rigid material having a flat external surface

Definitions

  • the present invention relates to a metal roofing material that is tightly bound to a roof base by driving a fastening member and a roofing method using the same.
  • the inventors of the present invention have a metal roofing material as shown in Patent Document 1 below, that is, a metal front base material, a back base material disposed on the back side of the front base material, a front base material and a back surface.
  • a metal roofing material provided with a core material made of foamed resin filled between the base material. After such a metal roofing material is disposed on the roof base, the metal roofing material is fastened to the roof base by driving a fastening member such as a nail or a screw.
  • a dent or buckling may occur around the driving position of the binding member due to the pressure caused by the driving of the binding member.
  • a dent or buckling causes retention of moisture such as rain water which causes corrosion of the metal roof material and deterioration of the design of the metal roof material.
  • a method for preventing dents or buckling a method of increasing the plate thickness of the front base material can be considered, but when such a method is adopted, an increase in the roof weight is caused.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a metal roofing material capable of reducing the dent or buckling of the front base material due to the driving of the binding member and the use thereof. Is to provide a roofing method.
  • the metal roofing material according to the present invention includes a front base material having a main body formed in a box shape using a metal plate as a raw material, and a back base disposed on the back side of the front base so as to close the opening of the main body.
  • a metal roofing material provided with a core material filled between the main body part and the back substrate, and fastened to the roof base by driving the fastening member into the main body part, and is arranged along the polygonal sides.
  • a projecting rib composed of at least one projecting portion provided along the circle is provided on the top plate portion of the main body, and the fastening member is driven into the inner region of the projecting rib. It is configured.
  • the roofing method according to the present invention includes a front base material having a main body formed in a box shape using a metal plate as a raw material, and a back base disposed on the back side of the front base so as to close the opening of the main body. And a core material filled between the main body portion and the back substrate, and is arranged along a polygonal side or at least one protrusion arranged along a circle.
  • the projecting rib comprising at least one projecting portion disposed along a polygonal side or disposed along a circle is provided. Since it is provided in the top plate part of the main body part and the binding member is driven into the inner region of the projecting rib, the dent or buckling of the front base material due to the driving of the binding member can be reduced.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a metal roof material taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 6 shows the circle
  • Embodiment. 1 is a front view showing a metal roofing material 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a rear view showing the metal roofing material 1 of FIG. 1
  • FIG. 3 is taken along line III-III of FIG. 4 is a cross-sectional view of the metal roofing material 1
  • FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the main body 100 of FIG. 1
  • FIG. 5 shows a roofing structure and a roofing method using the metal roofing material 1 of FIG. It is explanatory drawing shown.
  • the metal roofing material 1 shown in FIGS. 1 to 3 is arranged together with other metal roofing materials on the roof foundation of a building such as a house, as shown in FIG. As particularly shown in FIG. 3, the metal roofing material 1 has a front base material 10, a back base material 11, and a core material 12.
  • the front substrate 10 is made of a metal plate, and is a member that appears on the outer surface of the roof when the metal roofing material 1 is placed on the roof base.
  • the metal plate that is the material of the front substrate 10 is a hot-dip Zn-plated steel plate, hot-dip Al-plated steel plate, hot-dip Zn-plated stainless steel plate, hot-dip Al-plated stainless steel plate, stainless steel plate, Al plate, Ti plate, and paint-melted Zn-base.
  • a plated steel plate, a coated hot-dip Al-plated steel plate, a coated hot-dip Zn-based plated stainless steel plate, a painted hot-Al plated stainless steel plate, a painted stainless steel plate, a painted Al plate, or a coated Ti plate can be used.
  • the thickness of the metal plate is preferably 0.5 mm or less. As the thickness of the metal plate increases, the strength of the roofing material increases while the weight increases. By setting the thickness of the metal plate to 0.5 mm or less, it is possible to avoid the weight of the metal roofing material 1 from becoming too large, and to cover equipment such as solar cell modules, solar water heaters, air conditioner outdoor units, snow melting related equipment, etc. The total weight of the roof when placed on top can be reduced. In addition, it is preferable that the thickness of a metal plate is 0.27 mm or more. By setting the thickness of the metal plate to 0.27 mm or more, the strength required as a roofing material can be secured, and the wind pressure resistance performance and the crushing performance can be sufficiently obtained. The wind pressure resistance is the performance that the metal roofing material 1 can withstand without buckling against strong wind.
  • the front substrate 10 has a box-shaped main body portion 100 having a top plate portion 101 and a peripheral wall portion 102.
  • the main body 100 is preferably formed by drawing or overhanging a metal plate.
  • the peripheral wall portion 102 can be a wall surface continuous in the circumferential direction of the front substrate 10, and moisture can enter the inside of the main body portion 100. Can be lowered.
  • the box-shaped main body 100 can be formed by bending a metal plate having a shape as shown in FIG.
  • the peripheral wall 102 is formed by work hardening. Hardness can be increased. Specifically, the Vickers hardness of the peripheral wall portion 102 can be increased by about 1.4 to 1.6 times compared to before processing. As described above, the peripheral wall portion 102 is a wall surface continuous in the circumferential direction of the front substrate 10 and the hardness of the peripheral wall portion 102 is increased by work hardening, so that the wind pressure resistance performance of the metal roofing material 1 is remarkably improved. .
  • the back substrate 11 is a member arranged on the back side of the front substrate 10 so as to close the opening of the main body 100.
  • a lightweight material such as aluminum foil, aluminum vapor-deposited paper, aluminum hydroxide paper, calcium carbonate paper, resin film or glass fiber paper can be used. By using these lightweight materials for the back substrate 11, it is possible to avoid an increase in the weight of the metal roofing material 1.
  • the core material 12 is made of, for example, a foamed resin or the like, and is filled between the main body portion 100 of the front base material 10 and the back base material 11.
  • the core material 12 is filled between the main body portion 100 and the back base material 11, so that the core material is placed inside the main body portion 100 rather than an aspect in which a backing material such as a resin sheet is attached to the back side of the front base material 10. 12 can be firmly adhered to each other, and the performance required for the roofing material such as rain sound property, heat insulation property and tread resistance can be improved.
  • the height h of the main body 100 filled with the core material 12 is preferably 4 mm or more and 8 mm or less.
  • the strength of the main body 100 can be sufficiently increased, and wind resistance can be improved.
  • the heat insulation is also good at 4 mm or more.
  • the height h of the main body 100 to 8 mm or less, it is possible to avoid the increase in the organic mass of the core material 12 and to obtain the incombustible material certification more reliably.
  • the metal roofing material 1 has a width direction 100 a (longitudinal direction) of the main body 100 extending along a direction 4 parallel to the eaves of the roof, and a depth direction 100 b ( (Short direction) is adapted to extend along the eaves direction 5 of the roof.
  • Each metal roof material 1 is fastened to the roof base by driving a fastening member such as a screw or a nail.
  • the building-side metal roofing material 1 is arranged on the roof base while being superimposed on the eaves-side metal roofing material 1.
  • the top plate portion 101 of the main body portion 100 includes a plurality of driving display portions 2 that are spaced apart from each other along the width direction 100 a of the main body portion 100, and the periphery of each driving display portion 2. And protruding ribs 3 arranged on the surface.
  • the driving display unit 2 and the protruding rib 3 will be described in more detail.
  • FIG. 6 is a plan view showing the area VI of FIG. 1 in an enlarged manner
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6
  • FIG. 8 is a plane showing a circle that fits in the internal area 3a of FIG. FIG.
  • the driving display unit 2 is a configuration for representing a position where a binding member is driven into the metal roofing material 1.
  • the driving display portion 2 of the present embodiment is configured by a concave portion having a circular shape in plan view.
  • the driving display unit 2 may take another mode in which the operator can visually or tactilely recognize the driving position of the binding member, such as a protrusion, an opening, or a printed or engraved symbol.
  • the protruding rib 3 is constituted by a plurality of protruding portions 30 arranged along a rectangular side extending long in the depth direction 100b of the main body portion 100.
  • the driving display unit 2 is disposed in the inner region 3 a of the protruding rib 3. That is, the metal roofing material 1 of the present embodiment is configured such that the fastening member is driven into the inner region 3a of the protruding rib 3, and when roofing (creating a roof) as shown in FIG. Inserts the fastening member into the inner region 3 a of the protruding rib 3.
  • each protrusion 30 is configured by projecting a part of a metal plate constituting the top plate 101.
  • the vertical inner wall 30a of each protrusion 30 extends in a direction intersecting with the wall surface of the inner region 3a of the protruding rib 3, and is fastened to the inner region 3a (the driving display portion 2) of the protruding rib 3.
  • the projecting rib 3 is provided with a plurality of openings 31 that communicate the outer region 3 b and the inner region 3 a of the projecting rib 3.
  • the four openings 31 are formed by removing the protrusions 30 at both ends of the upper and lower sides of the rectangle.
  • a surface under the same conditions as the surfaces of the inner region 3 a and the outer region 3 b of the protruding rib 3 is extended.
  • the openings 31 positioned at both ends of the lower side of the rectangle constitute an eaves-side opening 31E positioned on the eaves side of the protruding rib 3 when the metal roofing material 1 is arranged on the roof base.
  • the eaves side means the downstream side in the flow direction of the roof.
  • the ratio of the opening 31 in the protruding rib 3 (hereinafter referred to as the opening ratio) is preferably 50% or less.
  • the center angle corresponding to the opening is when a circle having the largest radius that fits in the inner region 3a is drawn as shown in FIG. 8, and a straight line passing through the center of the circle and the inner ends of each opening 31a is drawn. Further, the angles ⁇ 1 to ⁇ n between the straight lines corresponding to the respective openings 31a.
  • the four opening portions 31a are provided in the protruding rib 3 as shown in FIG.
  • the opening ratio (%) ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 + ⁇ 3 + ⁇ 4) ⁇ 360 ⁇ ⁇ 100.
  • the circle that fits in the inner region 3 a means a circle that is located inside the protruding rib 3 and that does not extend beyond the vertical inner wall 30 a of all the protruding portions 30.
  • N is an arbitrary positive number corresponding to the number of openings 31.
  • the height H of the protrusion 30 is preferably 0.2 mm or more.
  • the height H corresponds to the distance between the surface of the inner region 3 a or the outer region 3 b of the projecting rib 3 and the top of the projecting portion 30.
  • the height of the protrusion 30 is 0.2 mm or more, the deformation of the front substrate 10 due to the driving of the binding member can be suppressed to a small level.
  • the value (W / H) obtained by dividing the width W of the protrusion 30 by the height H of the protrusion 30 is preferably 3 or more.
  • the width W corresponds to the distance between the vertical inner wall 30a of the protrusion 30 and the vertical outer wall.
  • the shortest distance L from the center position of the inner region 3a to the protrusion 30 is 5 mm or more and 20 mm or less.
  • the shortest distance L from the center position of the inner region 3a to the protrusion 30 can be defined by the radius of a circle having the largest radius that fits in the inner region 3a (see FIG. 8). As will be described later with reference to examples, when the shortest distance L is 5 mm or more and 20 mm or less, the deformation of the front substrate 10 due to the driving of the binding member can be suppressed to a small level.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a modification of the protruding rib 3 of FIG.
  • the protrusions 30 constituting the protruding ribs 3 may be arranged along a circle.
  • the protruding rib 3 may be constituted by one protruding portion 30, and (b) to (d) and FIG.
  • the protruding rib 3 may be constituted by a plurality of protruding portions 30.
  • a plurality of openings 31 may be arranged to face each other with the center position of the protruding rib 3 interposed therebetween, or FIG. 9 (e). And as shown to (f), the one opening part 31 may be provided so that the opening rate of the protruding rib 3 may be 50%. As shown in FIG. 9 (h), a part of the opening 31 can be used as the eaves-side opening 31E while the opening ratio of the protruding rib 3 is set to 50%.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a further modification of the protruding rib 3 of FIG.
  • the protrusions 30 constituting the protruding rib 3 may be disposed along a square side.
  • the protruding rib 3 may be constituted by one protrusion 30.
  • FIGS. 10 (b) to 10 (d) and FIGS. 10 (f) to (h) As shown, the protruding rib 3 may be constituted by a plurality of protrusions 30.
  • a plurality of openings 31 may be arranged to face each other with the center position of the protruding rib 3 interposed therebetween.
  • one opening 31 may be provided so that the opening ratio of the protruding rib 3 is 50%.
  • a part of the opening 31 can be used as the eaves-side opening 31E while the opening ratio of the protruding rib 3 is set to 50%.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing still another modified example of the protruding rib 3 of FIG.
  • the projecting portions 30 constituting the projecting rib 3 may be disposed along the sides of a triangle, a rhombus (square), a pentagon, and an octagon.
  • the protrusion 30 may be arrange
  • an opening 31 can be provided.
  • the inventor made a prototype of the metal roofing material 1 as a test material under the following conditions.
  • the material of the front substrate 10 was a coated hot-dip Zn-55% Al-plated steel sheet, a painted hot-Zn-6% Al-3% Mg-plated steel sheet, or a painted hot-Al-plated steel sheet.
  • As the back substrate 11 0.2 mm glass fiber paper, 0.2 mm Al vapor-deposited paper, 0.2 mm PE resin film, 0.1 mm Al foil or 0.27 mm painted hot-dip Zn plated steel sheet was used.
  • As the core material 12 a two-component mixed type foamed resin was used. The mixing ratio of the polyol component and the isocyanate, phenol or nurate component was 1: 1 by weight.
  • the back base material 11 is arranged on the back side of the front base material 10 so as to close the opening of the main body 100, and a commercially available high-pressure injector is used.
  • a foamed resin was injected into the gap between the main body 100 of the front substrate 10 and the back substrate 11. Resin foaming is carried out for 2 minutes in a mold whose temperature is adjusted to 70 ° C by circulating hot water, and then the roofing material is taken out of the mold and allowed to stand at room temperature of 20 ° C for 5 minutes to complete foaming of the resin. It was.
  • the metal plate extending from the lower end of the main body 100 toward the outside of the main body 100 is cut so that the protruding width of the flange is 5 mm, and the metal plate is formed into a predetermined shape by the bender.
  • the final size of the metal roofing material 1 was 414 mm ⁇ 910 mm.
  • the final thickness of the roofing material was in the range of 3 mm to 8 mm.
  • the shape of the protruding rib 3, the presence or absence of the eaves-side opening 31E, the height H of the protruding portion 30, the shortest distance L from the center position of the inner region 3a to the protruding portion 30, the protruding portion 30 The value obtained by dividing the width W of the protrusion 30 by the height H of the protrusion 30 and the opening ratio (ratio occupied by the opening 31 in the protruding rib 3) are changed, and the following (1) evaluation of the weight of the roofing material, (2) Evaluation of depressions at the time of binding, (3) evaluation of the occurrence of coating film cracks, and (4) evaluation of ease of rainwater flow were performed. The results are shown in the following table.
  • the unit weight of the roofing material is 250 N / m 2 or more, and the roofing material weight is evaluated as ⁇ . Became.
  • the unit weight of the roofing material could be less than 250 N / m 2 by setting the thickness of the metal plate constituting the front substrate 10 to 0.5 mm or less. From this result, it was confirmed that the thickness of the metal plate constituting the surface base material 10 is preferably 0.5 mm or less.
  • the shortest distance L becomes small, when the roof material is fastened with a nail or a screw with a hammer, a driver, or an electric tool, the protrusion 30 may become a barrier and hinder the fastening work.
  • the shortest distance L is preferably 5 mm or more.
  • the projecting rib 3 including at least one projecting portion 30 disposed along a polygonal side or along a circle. Is provided on the top plate portion 101 of the main body portion 100, and the fastening member is driven into the inner region 3a of the protruding rib 3, so that the dent or buckling of the front substrate 10 due to the driving of the binding member is reduced. Can do.
  • the projecting rib 3 is provided with at least one opening 31 for communicating the outer region 3b and the inner region 3a of the projecting rib 3, the upper portion of the projecting rib 3 is another metal roof material. Even if it is blocked by the above, it is possible to ensure the flow of air to and from the inside and outside of the protruding rib 3. Thereby, even if moisture such as rainwater enters the internal region 3a of the protruding rib 3, evaporation of the water can be promoted, and the possibility of moisture remaining in the internal region 3a of the protruding rib 3 is reduced. be able to.
  • At least one opening 31 includes an eaves-side opening 31E located on the eave side of the projecting rib 3 when the metal roofing material 1 is disposed on the roof base, the projecting rib 3 Moisture that has entered the inner region 3a can escape to the outer region 3b of the projecting rib 3 through the eaves-side opening 31E, and the possibility that moisture will remain in the inner region 3a of the projecting rib 3 is reduced. Can do.
  • the ratio (opening ratio) occupied by the opening 31 in the protruding rib 3 is 50% or less, the deformation of the front substrate 10 due to the driving of the binding member can be suppressed to a small level.
  • the height H of the protrusion 30 is 0.2 mm or more, the deformation of the surface base material 10 due to the driving of the binding member can be suppressed to be small.
  • the coating film formed on the surface of the metal plate constituting the top plate portion 101 is applied. The occurrence of cracks can be avoided more reliably.
  • the shortest distance from the center position of the inner region 3a to the protrusion 30 is not less than 5 mm and not more than 20 mm, the deformation of the surface base material 10 due to the driving of the binding member can be suppressed to a small level.
  • the thickness of the metal plate constituting the front substrate 10 is 0.5 mm or less, it is possible to more reliably avoid the weight of the metal roofing material 1 becoming too large.

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Abstract

本発明に係る金属屋根材１は、金属板を素材とし箱形に形成された本体部１００を有する表基材１０と、本体部１００の開口を塞ぐように表基材１０の裏側に配置された裏基材１１と、本体部１００と裏基材１１との間に充填された芯材１２とを備え、本体部１００への緊結部材の打込みにより屋根下地に緊結される金属屋根材１であって、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部３０からなる突状リブ３が本体部１００の天板部１０１に設けられており、突状リブ３の内部領域３ａに緊結部材が打込まれるように構成されている。

Description

金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法
　本発明は、緊結部材の打込みにより屋根下地に緊結される金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法に関する。
　本発明者らは、下記の特許文献１に示されているような金属屋根材、すなわち金属製の表基材と、表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材と裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材とを備えた金属屋根材の実用化を試みている。このような金属屋根材は、屋根下地の上に配置された後に、例えば釘又はビス等の緊結部材が打込まれることにより屋根下地に緊結される。
特許第５８６４０１５号公報
　上述のような金属屋根材に緊結部材を打ち込んだ場合、緊結部材の打込みに起因する圧力によって、緊結部材の打込位置の周囲に凹み又は座屈が生じることがある。このような凹み又は座屈は、金属屋根材の腐食原因となる雨水等の水分の滞留、及び金属屋根材の意匠の悪化を引き起こす。凹み又は座屈を防ぐ方法としては表基材の板厚を増やす方法が考えられるが、このような方法を採ると屋根重量の増大を引き起こす。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、緊結部材の打込みによる表基材の凹み又は座屈を小さくすることができる金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法を提供することである。
　本発明に係る金属屋根材は、金属板を素材とし箱形に形成された本体部を有する表基材と、本体部の開口を塞ぐように表基材の裏側に配置された裏基材と、本体部と裏基材との間に充填された芯材とを備え、本体部への緊結部材の打込みにより屋根下地に緊結される金属屋根材であって、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部からなる突状リブが本体部の天板部に設けられており、突状リブの内部領域に緊結部材が打込まれるように構成されている。
　また、本発明に係る屋根葺き方法は、金属板を素材とし箱形に形成された本体部を有する表基材と、本体部の開口を塞ぐように表基材の裏側に配置された裏基材と、本体部と裏基材との間に充填された芯材とを備え、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部からなる突状リブが本体部の天板部に設けられた金属屋根材を用いた屋根葺き方法であって、金属屋根材を屋根下地の上に配置する工程と、突状リブの内部領域に緊結部材を打ち込んで金属屋根材を屋根下地に緊結する工程とを含む。
　本発明の金属屋根材及びそれを用いた屋根葺き方法によれば、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部からなる突状リブが本体部の天板部に設けられており、突状リブの内部領域に緊結部材が打込まれるので、緊結部材の打込みによる表基材の凹み又は座屈を小さくすることができる。
本発明の実施の形態による金属屋根材を示す正面図である。 図１の金属屋根材を示す背面図である。 図１の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿う金属屋根材の断面図である。 図１の本体部の別態様を示す説明図である。 図１の金属屋根材１を用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を示す説明図である。 図１の領域ＶＩを拡大して示す平面図である。 図６の線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面図である。 図６の内部領域に収まる円を示す平面図である。 図６の突状リブの変形例を示す説明図である。 図６の突状リブの更なる変形例を示す説明図である。 図６の突状リブの更に別の変形例を示す説明図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
　実施の形態．
　図１は本発明の実施の形態による金属屋根材１を示す正面図であり、図２は図１の金属屋根材１を示す背面図であり、図３は図１の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿う金属屋根材１の断面図であり、図４は図１の本体部１００の別態様を示す説明図であり、図５は図１の金属屋根材１を用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を示す説明図である。
　図１～図３に示す金属屋根材１は、図５に示すように、家屋等の建物の屋根下地の上に他の金属屋根材とともに配置されるものである。図３に特に表れているように、金属屋根材１は、表基材１０、裏基材１１及び芯材１２を有している。
　表基材１０は、金属板を素材とするものであり、金属屋根材１が屋根下地の上に配置された際に屋根の外面に表れる部材である。表基材１０の素材である金属板としては、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板を用いることができる。
　金属板の厚みは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。金属板の厚みの増加に伴い、屋根材の強度が増大する一方で重量が増す。金属板の厚みを０．５ｍｍ以下とすることで、金属屋根材１の重量が大きくなりすぎることを回避でき、太陽電池モジュール、太陽光温水器、エアコン室外機、融雪関連機器等の機器を屋根上に設けた際の屋根の総重量を抑えることができる。なお、金属板の厚みが０．２７ｍｍ以上であることが好ましい。金属板の厚みを０．２７ｍｍ以上とすることで、屋根材として必要とされる強度を確保でき、耐風圧性能や踏み潰れ性能を十分に得ることができる。耐風圧性能とは、強い風に対して座屈せずに金属屋根材１が耐えられる性能である。
　表基材１０は、天板部１０１及び周壁部１０２を有する箱形の本体部１００を有している。この本体部１００は、金属板に絞り加工又は張り出し加工が施されることで形成されることが好ましい。絞り加工又は張り出し加工により箱形の本体部１００を形成することで、周壁部１０２を表基材１０の周方向に連続する壁面とすることができ、本体部１００の内部に水分が浸入する可能性を低くすることができる。但し、図４に示すような形状を有する金属板を図中の一点鎖線に沿って屈曲して箱形の本体部１００を形成することも可能である。
　表基材１０の金属板として鋼板（溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板）を用いるとともに、絞り加工又は張り出し加工により本体部１００を形成した場合、加工硬化により周壁部１０２の硬度を高めることができる。具体的には、周壁部１０２のビッカース硬度を加工前に比べて１．４～１．６倍程度増大させることもできる。上述のように周壁部１０２が表基材１０の周方向に連続する壁面とされるとともに、加工硬化により周壁部１０２の硬度が高められることによって、金属屋根材１の耐風圧性能が著しく向上する。
　裏基材１１は、本体部１００の開口を塞ぐように表基材１０の裏側に配置された部材である。裏基材１１としては、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙等の軽量な素材を用いることができる。これらの軽量な素材を裏基材１１に用いることで、金属屋根材１の重量が増大することを回避することができる。
　芯材１２は、例えば発泡樹脂等により構成されるものであり、表基材１０の本体部１００と裏基材１１との間に充填されている。本体部１００と裏基材１１との間に芯材１２が充填されることで、樹脂シート等の裏打ち材を表基材１０の裏側に張り付ける態様よりも、本体部１００の内部に芯材１２を強固に密着させることができ、雨音性、断熱性及び耐踏み潰れ性等の屋根材に求められる性能を向上させることができる。
　芯材１２の素材としては、特に制限が無く、ウレタン、フェノール、ヌレート樹脂等を用いることができる。ただし、屋根材においては不燃認定材料を使用することが必須となる。不燃材料認定試験は、ＩＳＯ５６６０－１コーンカロリーメーター試験法に準拠した発熱性試験が実施される。芯材１２となる発泡樹脂が発熱量の多いウレタンなどの場合は、本体部１００の厚みを薄くしたり、発泡樹脂に無機発泡粒子を含有させたりすることができる。
　芯材１２が充填される本体部１００の高さｈは、４ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下とされることが好ましい。本体部１００の高さｈを４ｍｍ以上とすることで、本体部１００の強度を十分に高くすることができ、耐風圧性を向上させることができる。断熱性についても４ｍｍ以上で良好となる。また、本体部１００の高さｈを８ｍｍ以下とすることで、芯材１２の有機質量が多くなりすぎることを回避して、より確実に不燃材料認定を得ることができるようにしている。
　図５に示すように、金属屋根材１は、本体部１００の幅方向１００ａ（長手方向）が屋根の軒と平行な方向４に沿って延在され、後述の本体部１００の奥行方向１００ｂ（短手方向）が屋根の軒棟方向５に沿って延在されるように適合されている。各金属屋根材１は、例えばビス又は釘等の緊結部材が打ち込まれることで屋根下地に緊結される。また、軒棟方向５に関して、棟側の金属屋根材１が軒側の金属屋根材１の上に重ねられながら屋根下地の上に配置される。
　図１に戻り、本体部１００の天板部１０１には、本体部１００の幅方向１００ａに沿って互いに離間して配置された複数の打込表示部２と、各打込表示部２の周囲に配置された突状リブ３とが設けられている。以下、打込表示部２及び突状リブ３についてより詳細に説明する。
　図６は図１の領域ＶＩを拡大して示す平面図であり、図７は図６の線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面図であり、図８は図６の内部領域３ａに収まる円を示す平面図である。打込表示部２は、金属屋根材１に緊結部材を打ち込む位置を表すための構成である。図６及び図７に示すように、本実施の形態の打込表示部２は、平面視円形の凹部により構成されている。しかしながら、打込表示部２は、例えば突体、開口又は印刷若しくは刻設された記号等、緊結部材の打込み位置を作業者が視覚的又は触覚的に認識できる他の態様を採ることもできる。
　突状リブ３は、本体部１００の奥行方向１００ｂに長く延在された長方形の辺に沿って配設された複数の突部３０により構成されたものである。打込表示部２は、突状リブ３の内部領域３ａに配置されている。すなわち、本実施の形態の金属屋根材１は突状リブ３の内部領域３ａに緊結部材が打込まれるように構成されており、図５のように屋根葺き（屋根の作成）を行う際には突状リブ３の内部領域３ａに緊結部材を打込む。
　図７に示すように、各突部３０は天板部１０１を構成する金属板の一部が張り出されることにより構成されている。各突部３０の縦内壁３０ａは、突状リブ３の内部領域３ａの壁面に対して交わる方向に延在されており、突状リブ３の内部領域３ａ（打込表示部２）に緊結部材が打込まれた際の内部領域３ａの変形に抵抗できる。すなわち、突状リブ３の内部領域３ａ（打込表示部２）に緊結部材が打込まれることで、緊結部材の打込みによる表基材１０の凹み又は座屈が小さくされる。
　図６に示すように、突状リブ３には、突状リブ３の外部領域３ｂと内部領域３ａとを連通する複数の開口部３１が設けられている。本実施の形態の突状リブ３では、長方形の上辺及び下辺の両端において突部３０が欠落されることで４つの開口部３１が形成されている。開口部３１では、突状リブ３の内部領域３ａ及び外部領域３ｂの面と同条件の面が延在されていることが好ましい。突状リブ３に開口部３１が設けられることで、図５に示すように突状リブ３の上部が他の金属屋根材によって塞がれたとしても、突状リブ３の内外を行き来する空気の流れを確保することができる。これにより、突状リブ３の内部領域３ａに雨水等の水分が浸入しても、その水分の蒸発を促すことができ、突状リブ３の内部領域３ａに水分が残存し続ける虞を小さくすることができる。
　ここで、長方形の下辺両端に位置する開口部３１は、金属屋根材１が屋根下地の上に配置された際に突状リブ３の軒側に位置する軒側開口部３１Ｅを構成する。軒側とは、屋根の流れ方向の下流側を意味する。このような軒側開口部３１Ｅが設けられることで、突状リブ３の内部領域３ａに浸入した水分が軒側開口部３１Ｅを通って突状リブ３の外部領域３ｂに抜け出ることができ、突状リブ３の内部領域３ａに水分が残存し続ける虞を小さくすることができる。
　突状リブ３において開口部３１が占める割合（以下、開口率と呼ぶ）は、５０％以下であることが好ましい。開口率は、以下の式によって定義することができる。
　開口率（％）＝（開口部に対応する中心角の総和÷３６０）×１００
　開口部に対応する中心角とは、図８のように内部領域３ａに収まる最も大きな半径を有する円を描くとともに、その円の中心と各開口部３１ａの内両端とを通る直線を描いた際に、各開口部３１ａに対応する直線間の角度θ１・・・θｎである。図８のように４つの開口部３１ａが突状リブ３に設けられた態様の場合、開口率（％）＝｛（θ１＋θ２＋θ３＋θ４）÷３６０｝×１００と表される。なお、内部領域３ａに収まる円とは、突状リブ３の内側に位置する円であって、すべての突部３０の縦内壁３０ａを超えて延在しない円を意味する。また、ｎは開口部３１の数に対応する任意の正数である。後に実施例を挙げて説明するように、突状リブ３の開口率が５０％以下であることで、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　突部３０の高さＨは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。高さＨは、突状リブ３の内部領域３ａ又は外部領域３ｂの面と突部３０の頂部との距離に相当する。後に実施例を挙げて説明するように、突部３０の高さが０．２ｍｍ以上であることで、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値（Ｗ／Ｈ）が３以上であることが好ましい。幅Ｗは突部３０の縦内壁３０ａと縦外壁との間の距離に相当する。後に実施例を挙げて説明するように、Ｗ／Ｈが３以上であることで、突部３０を形成する加工が過酷になることを回避でき、天板部１０１を構成する金属板の表面に形成された塗膜にクラックが生じることをより確実に回避することができる。
　内部領域３ａの中心位置から突部３０までの最短距離Ｌが５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下であることが好ましい。内部領域３ａの中心位置から突部３０までの最短距離Ｌは、内部領域３ａに収まる最も大きな半径を有する円の半径によって定義することができる（図８参照）。後に実施例を挙げて説明するように、最短距離Ｌが５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下であることで、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　次に、図９は、図６の突状リブ３の変形例を示す説明図である。図９の（ａ）～（ｈ）に示すように、突状リブ３を構成する突部３０は円に沿って配設されてもよい。図９の（ａ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）に示すように１つの突部３０によって突状リブ３が構成されてもよく、図９の（ｂ）～（ｄ）及び（ｈ）に示すように複数の突部３０によって突状リブ３が構成されてもよい。
　図９の（ｂ）～（ｄ）に示すように、突状リブ３の中心位置を間に挟んで複数の開口部３１が互いに対向して配置されてもよいし、図９の（ｅ）及び（ｆ）に示すように突状リブ３の開口率が５０％となるように１つの開口部３１が設けられてもよい。図９の（ｈ）に示すように、突状リブ３の開口率を５０％としつつ、開口部３１の一部を軒側開口部３１Ｅとすることもできる。
　次に、図１０は、図６の突状リブ３の更なる変形例を示す説明図である。図１０の（ａ）～（ｈ）に示すように、突状リブ３を構成する突部３０は正方形の辺に沿って配設されてもよい。図１０の（ａ）及び（ｅ）に示すように１つの突部３０によって突状リブ３が構成されてもよく、図１０の（ｂ）～（ｄ）及び（ｆ）～（ｈ）に示すように複数の突部３０によって突状リブ３が構成されてもよい。
　図１０の（ｂ）～（ｄ）、（ｆ）及び（ｇ）に示すように、突状リブ３の中心位置を間に挟んで複数の開口部３１が互いに対向して配置されてもよいし、図１０の（ｅ）に示すように突状リブ３の開口率が５０％となるように１つの開口部３１が設けられてもよい。図１０の（ｈ）に示すように、突状リブ３の開口率を５０％としつつ、開口部３１の一部を軒側開口部３１Ｅとすることもできる。
　次に、図１１は、図６の突状リブ３の更に別の変形例を示す説明図である。図１１の（ａ）～（ｅ）に示すように、突状リブ３を構成する突部３０が三角形、ひし形（四角形）、五角形及び八角形の辺に沿って配設されてもよい。また、より角を有する多角形の辺に沿って突部３０が配設されてもよい。図１１の（ａ）～（ｅ）に示すように三角形、ひし形（四角形）、五角形及び八角形の辺に沿って突部３０が配設される場合でも、図９及び図１０に示すように開口部３１が設けることができる。
　次に、実施例を挙げる。本発明者は、以下の条件にて金属屋根材１を供試材として試作した。
　表基材１０の素材は、０．２０～０．６ｍｍの塗装溶融Ｚｎ－５５％Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ－６％Ａｌ－３％Ｍｇめっき鋼板又は塗装溶融Ａｌめっき鋼板を使用した。
　裏基材１１のとしては、０．２ｍｍガラス繊維紙、０．２ｍｍＡｌ蒸着紙、０．２ｍｍＰＥ樹脂フィルム、０．１ｍｍＡｌ箔又は０．２７ｍｍ塗装溶融Ｚｎめっき鋼板を使用した。
　芯材１２としては、２液混合型の発泡樹脂を使用した。ポリオール成分とイソシアネート、フェノールもしくはヌレート成分の混合比率は重量比で１：１とした。
　表基材１０を所定の屋根材厚みと形状となるように加工した後に、本体部１００の開口を塞ぐように表基材１０の裏側に裏基材１１を配置し、市販の高圧注入機により表基材１０の本体部１００と裏基材１１との間の空隙に発泡樹脂を注入した。樹脂発泡は、温水循環により７０℃に温度調整した金型内で２分保持した後、金型から屋根材を取出し、室温２０℃の条件下で５分間静置し、樹脂の発泡を完了させた。
　樹脂の発泡を完了させた後に、フランジの突出幅が５ｍｍとなるように、本体部１００の下端から本体部１００の外方に向けて延びる金属板を切断し、ベンダーにより金属板を所定の形状に曲げ加工した。最終的な金属屋根材１の寸法は、４１４ｍｍ×９１０ｍｍとした。また、最終的な屋根材の厚みは３ｍｍ～８ｍｍの範囲とした。
　このような供試材において、突状リブ３の形状、軒側開口部３１Ｅの有無、突部３０の高さＨ、内部領域３ａの中心位置から突部３０までの最短距離Ｌ、突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値、開口率（突状リブ３において開口部３１が占める割合）を変更して、以下の（１）屋根材重量の評価、（２）緊結時の窪みの評価、（３）塗膜クラックの発生状況の評価及び（４）雨水の流れやすさの評価を行った。その結果を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（１）屋根材重量の評価基準
　屋根材の単重を計測し、以下の基準により評価した。なお、本評価基準は、標準的な１３０Ｎ/ｍ2の太陽電池モジュールが屋根に搭載されたことを想定し、屋根材を含む屋根全体の重量から以下の評価基準により評価した。
　○：屋根材単重が２５０Ｎ/ｍ2未満
　△：屋根材単重が２５０Ｎ/ｍ2以上
（２）緊結時の窪みの評価基準
　緊結部材として、市販の山喜産業株式会社製ベストビス（径４．０ｍｍφ×長さ３５ｍｍ）とインパクトドライバー（株式会社マキタ製ＴＤ１３６Ｄ）とを使用して、２枚重ねの屋根材を緊結した。緊結の窪みは、緊結した上側の屋根材の窪みを隙間ゲージによって測定し、以下の評価基準により評価した。
　○：緊結時の窪みが２ｍｍ未満
　△：緊結時の窪みが２ｍｍ以上
（３）塗膜クラックの発生状況の評価
　突部３０を形成するときに塗装鋼板に発生する塗膜クラックを１０倍の拡大鏡により目視で観察し、以下の評価基準により評価した。
　○：塗膜クラックの発生が認められないか、又は軽微なクラックが認められる
　△：著しい塗膜クラックの発生が認められる
（４）雨水の流れやすさ
　屋根材を勾配１５°に傾斜させ、屋根材の上部に１０００ｍＬの水道水を流し、突状リブ３の内部領域３ａに残る状況を目視により以下の評価基準で評価した。
　○：水が淀みなく流れ、内部領域に水がほとんど残っていない
　△：水が残っている
　比較例１に示すように、表基材１０を構成する金属板の板厚を０．６ｍｍとした場合、屋根材の単重が２５０Ｎ/ｍ2以上となり、屋根材重量を△と評価することになった。一方で、実施例に示すように、表基材１０を構成する金属板の板厚を０．５ｍｍ以下とすることで、屋根材の単重を２５０Ｎ/ｍ2未満とすることができた。この結果から、表基材１０を構成する金属板の板厚が０．５ｍｍ以下であることが好ましいことが確認された。
　比較例２に示すように、突状リブ３の開口率が５０％を超えた場合、緊結時の窪みが２ｍｍ以上となり、緊結時の窪みを△と評価することになった。一方で、実施例等に示すように、開口率が５０％以下の場合には緊結時の窪みを２ｍｍ未満とすることができた。この結果から、開口率を５０％以下とすることが好ましいことが確認された。
　比較例３に示すように、内部領域３ａの中心位置から突部３０までの最短距離Ｌが２０ｍｍを超えた場合、緊結時の窪みが２ｍｍ以上となり、緊結時の窪みを△と評価することになった。一方で、実施例等に示すように、最短距離Ｌが２０ｍｍ以下の場合には緊結時の窪みを２ｍｍ未満とすることができた。この結果から、最短距離Ｌを２０ｍｍ以下とすることが好ましいことが確認された。なお、最短距離Ｌが小さくなると、金槌、ドライバー又は電動工具により釘やビスで屋根材を緊結する際に突部３０が障壁となり緊結作業に支障を来すおそれがある。このため、最短距離Ｌは５ｍｍ以上が好ましい。
　比較例４に示すように、突部３０の高さＨが０．２ｍｍ未満の場合、緊結時の窪みが２ｍｍ以上となり、緊結時の窪みを△と評価することになった。一方で、実施例等に示すように、突部３０の高さＨを０．２ｍｍ以上の場合には緊結時の窪みを２ｍｍ未満とすることができた。この結果から、突部３０の高さＨを０．２ｍｍ以上とすることが好ましいことが確認された。
　比較例５，６に示すように、突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値が３未満の場合、塗膜にクラックが発生し、塗膜クラックの発生状況を△と評価することになった。一方で、実施例等に示すように、突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値が３以上の場合には、塗膜にクラックが発生することを回避できた。この結果から、突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値を３以上とすることが好ましいことが確認された。
　比較例２，７，８に示すように、軒側開口部３１Ｅを設けなかった場合、突状リブ３の内部領域３ａに水が残り、雨水の流れやすさを△と評価することになった。一方で、実施例等に示すように、軒側開口部３１Ｅを設けた場合には、突状リブ３の内部領域３ａに水が残ることを回避することができた。この結果から、軒側開口部３１Ｅを設けることが好ましいことが確認された。
　このような金属屋根材１及びそれを用いた屋根葺き方法では、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部３０からなる突状リブ３が本体部１００の天板部１０１に設けられており、突状リブ３の内部領域３ａに緊結部材が打込まれるので、緊結部材の打込みによる表基材１０の凹み又は座屈を小さくすることができる。
　また、突状リブ３には、突状リブ３の外部領域３ｂと内部領域３ａとを連通する少なくとも１つの開口部３１が設けられているので、突状リブ３の上部が他の金属屋根材によって塞がれたとしても、突状リブ３の内外を行き来する空気の流れを確保することができる。これにより、突状リブ３の内部領域３ａに雨水等の水分が浸入しても、その水分の蒸発を促すことができ、突状リブ３の内部領域３ａに水分が残存し続ける虞を小さくすることができる。
　さらに、少なくとも１つの開口部３１は、金属屋根材１が屋根下地の上に配置された際に突状リブ３の軒側に位置する軒側開口部３１Ｅを含んでいるので、突状リブ３の内部領域３ａに浸入した水分が軒側開口部３１Ｅを通って突状リブ３の外部領域３ｂに抜け出ることができ、突状リブ３の内部領域３ａに水分が残存し続ける虞を小さくすることができる。
　さらにまた、突状リブ３において開口部３１が占める割合（開口率）が５０％以下であるので、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　また、突部３０の高さＨが０．２ｍｍ以上であるので、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　さらに、突部３０の幅Ｗを突部３０の高さＨで除算した値（Ｗ／Ｈ）が３以上であるので、天板部１０１を構成する金属板の表面に形成された塗膜にクラックが生じることをより確実に回避することができる。
　さらにまた、内部領域３ａの中心位置から突部３０までの最短距離が５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下であるので、緊結部材の打込みによる表基材１０の変形を小さく抑えることができる。
　また、表基材１０を構成する金属板の板厚が０．５ｍｍ以下であるので、金属屋根材１の重量が大きくなりすぎることをより確実に回避できる。

Claims (9)

  1. 　金属板を素材とし箱形に形成された本体部を有する表基材と、前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、前記本体部と前記裏基材との間に充填された芯材とを備え、前記本体部への緊結部材の打込みにより屋根下地に緊結される金属屋根材であって、
    　多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部からなる突状リブが前記本体部の天板部に設けられており、前記突状リブの内部領域に前記緊結部材が打込まれるように構成されている、
    　金属屋根材。
  2. 　前記突状リブには、前記突状リブの外部領域と前記内部領域とを連通する少なくとも１つの開口部が設けられている、
    　請求項１記載の金属屋根材。
  3. 　前記少なくとも１つの開口部は、前記金属屋根材が前記屋根下地の上に配置された際に前記突状リブの軒側に位置する軒側開口部を含んでいる、
    　請求項２記載の金属屋根材。
  4. 　前記突状リブにおいて前記開口部が占める割合が５０％以下である、
    　請求項２又は請求項３に記載の金属屋根材。
  5. 　前記突部の高さが０．２ｍｍ以上である、
    　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
  6. 　前記突部の幅を前記突部の高さで除算した値が３以上である、
    　請求項５記載の金属屋根材。
  7. 　前記内部領域の中心位置から前記突部までの最短距離が５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下である、
    　請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
  8. 　前記表基材を構成する前記金属板の板厚が０．５ｍｍ以下である、
    　請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
  9. 　金属板を素材とし箱形に形成された本体部を有する表基材と、前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、前記本体部と前記裏基材との間に充填された芯材とを備え、多角形の辺に沿って配設されるか又は円に沿って配設された少なくとも１つの突部からなる突状リブが前記本体部の天板部に設けられた金属屋根材を用いた屋根葺き方法であって、
    　前記金属屋根材を屋根下地の上に配置する工程と、
    　前記突状リブの内部領域に緊結部材を打ち込んで前記金属屋根材を前記屋根下地に緊結する工程と
    　を含む、
    　屋根葺き方法。
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