特許 7285649 屋根構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-25

(45)【発行日】2023-06-02

(54)【発明の名称】屋根構造

(51)【国際特許分類】

   E04D 3/00 20060101AFI20230526BHJP

   E04B 7/12 20060101ALI20230526BHJP

   E04B 1/343 20060101ALN20230526BHJP

【ＦＩ】

E04D3/00 B

E04B7/12

E04B1/343 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019024123

(22)【出願日】2019-02-14

(65)【公開番号】P2020133137

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2022-01-12

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）日刊建設工業新聞（平成３１年１月１６日付、第３面） （２）建設通信新聞（平成３１年１月１６日付、第３面） （３）日刊建設産業新聞（平成３１年１月１６日付、第２面） （４）前田建設工業株式会社のウェブサイト （４－１）掲載アドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍａｅｄａ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｅｌｅｃｔ／２０１９／０１／１５／１８７３．ｈｔｍｌ （４－２）掲載日 平成３１年１月１５日

(73)【特許権者】

【識別番号】000201478

【氏名又は名称】前田建設工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519051263

【氏名又は名称】原田 真宏

(73)【特許権者】

【識別番号】519051274

【氏名又は名称】原田 麻魚

(73)【特許権者】

【識別番号】519051285

【氏名又は名称】蒲池 健

(74)【代理人】

【識別番号】100130362

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 嘉英

(72)【発明者】

【氏名】吉田 実

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 義隆

(72)【発明者】

【氏名】山根 崇

(72)【発明者】

【氏名】原田 真宏

(72)【発明者】

【氏名】原田 麻魚

(72)【発明者】

【氏名】蒲池 健

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０８８７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７０５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８８７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４０－０１６０２５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平０４－２１６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７４００６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｄ ３／００－３／４０

Ｅ０４Ｂ ７／１２

Ｅ０４Ｂ １／３２

Ｅ０４Ｂ １／３４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一組の面材の長さ方向の一端部を互いに接合して形成した屋根構造であって、
前記一組の面材の接合部において、各面材の幅方向の長さが同一である断面Ｖ字状または各面材の幅方向の長さが異なる断面Ｌ字状となるように面材同士を接合して、接合部を下向きに凸状の谷部あるいは上向きに凸状の山部とすることにより、一組の面材の面外変形及び鉛直変形を低減させる状態とし、
前記面材の少なくとも一側面に幅方向の補強材を複数配設し、
前記面材の長さ方向に沿って、補強補助材を掛け渡した、
ことを特徴とする屋根構造。

【請求項2】

一組の面材の長さ方向の一端部を互いに接合して形成した屋根構造を一単位とし、
複数単位の屋根構造を幅方向に連続させて配設するとともに、
幅方向に隣り合う各屋根構造の端部同士は、上下に離隔した状態となっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。

【請求項3】

長さ方向に接合した一組の面材を下側から支えるための支持部材を備え、
前記支持部材は、設置面から立ち上げた一対の支柱と、一対の支柱の間に掛け渡すとともに、面材の下面形状に合致した支持部を有するように交差させた支承部材とを一単位とし、
前記一単位の支持部材を屋根構造の長さ方向に所定間隔で設置する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の屋根構造。

【請求項4】

前記面材は、単板積層材であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の屋根構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大空間に適した屋根構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、屋根構造を構築するために種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１（特開２０００－２９１２１０号公報）には、長尺状の金属製屋根材に関する技術が開示されているが、大空間の屋根構造に使用する長尺状の屋根材については、未だ解決されていない課題が山積している。

【0003】

大空間の屋根を木造で構築するには、梁やトラスなどの横架材を配置するとともに、横架材と直交する方向に母屋や垂木を配置して、その上に構造用合板等の面材を配置するのが一般的である。このような屋根構造では、構造用合板、ＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）、ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）等の面材が使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２９１２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、構造用合板やＬＶＬなどの面材は一般的に面外剛性が低いため、スパンが長くなると撓み（鉛直変形）が大きくなってしまう。そこで、形状保持のため大断面集成材の梁や仕口に加工されたトラスなどの横架材が必要となり、木造建物のコストアップ要因となっていた。

【0006】

また、ＣＬＴは面外剛性が高く、材積が大きいという利点があるものの、その分、重量が重くなり、材料コストが上昇するとともに、屋根を支持する部材コストも上昇する可能性があるという懸念があった。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、大空間の使用に適しており、軽量かつ変形が少なく、コストを低減することが可能な屋根構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る屋根構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る屋根構造は、一組の面材の長さ方向の一端部を互いに接合して形成する。そして、一組の面材の接合部において、各面材の幅方向の長さが同一である断面Ｖ字状または各面材の幅方向の長さが異なる断面Ｌ字状となるように面材同士を接合して、接合部を下向きに凸状の谷部あるいは上向きに凸状の山部とすることにより、一組の面材の面外変形及び鉛直変形を低減させる状態とし、面材の少なくとも一側面に幅方向の補強材を複数配設し、面材の長さ方向に沿って、補強補助材を掛け渡したことを特徴とするものである。

【0009】

また、上述した構成の屋根構造において、一組の面材の長さ方向の一端部を互いに接合して形成した屋根構造を一単位とし、複数単位の屋根構造を幅方向に連続させて配設するとともに、幅方向に隣り合う各屋根構造の端部同士は、上下に離隔した状態とすることが可能である。また、長さ方向に接合した一組の面材を下側から支えるための支持部材を備えた構造とすることが可能である。この場合、支持部材は、設置面から立ち上げた一対の支柱と、一対の支柱の間に掛け渡すとともに、面材の下面形状に合致した支持部を有するように交差させた支承部材とを一単位とし、一単位の支持部材を屋根構造の長さ方向に所定間隔で設置することが可能である。このような屋根構造において、面材は、単板積層材を使用することが可能である。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る屋根構造によれば、面材を水平方向に配設するのではなく、一組の面材を接合して、接合部に角度を持たせることにより、水平材とした時には使用していなかった面材の面内剛性と強度を鉛直方向にも寄与させ、鉛直変形を低減させることができる。

【0011】

また、例えば、一組の面材をＶ形（断面Ｖ字状）に接合し、谷部分あるいは山部分（接合部）で面材同士を接合することにより、面材の面外変形が低減し、鉛直変形を低減させることができる。

【0012】

さらに、面材が薄く剛性が低い場合には、Ｖ形の先端が面外変形してしまうが、Ｖ形の面材の上面または下面、あるいは両面に鉄骨梁等の補強材を配設することにより変形を抑えることができる。また、この補強材（鉄骨梁）は、谷部分あるいは山部分（接合部）におけるＶ形面材同士の接合にも寄与している。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る屋根構造の斜視図。

【図2】本発明の実施形態に係る（防水材等を施工した）屋根構造の斜視図。

【図3】本発明の実施形態に係る（幅方向に連続した）屋根構造の断面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る屋根構造を説明する。図１～図３は本発明の実施形態に係る屋根構造を説明するもので、図１は屋根構造の斜視図、図２は防水材等を施工した屋根構造の斜視図、図３は幅方向に連続した屋根構造の断面模式図である。なお、各図において部材の配置や形状等が異なる場合があるが、本発明に係る屋根構造としては実質的に同一の構成を示したものである。

【0015】

＜屋根構造の概要＞
本発明の実施形態に係る屋根構造１００は、図１～図３に示すように、一組の面材１０の長さ方向の一端部を互いに接合して形成したものであり、面材１０の接合部１１において幅方向に屈曲させている。すなわち、一組の面材１０を長さ方向に並べて、幅方向の断面形状がＶ形となるように、一組の面材１０の長さ方向の一端部を接合する。また、面材１０の一側面あるいは両側面には、幅方向の補強材２０（例えば、鉄骨梁）を複数配設することが好ましい。

【0016】

＜屋根構造に使用する面材＞
本実施形態に係る屋根構造１００に使用する面材１０は、強度や寸法精度が安定しており、長尺材が得られるという点で単板積層材が好ましいが、合板、金属製板等、他の面材１０を使用してもよい。

【0017】

＜幅方向の断面形状＞
幅方向の断面形状は、断面Ｖ字状（一組の面材１０において、各面材１０の幅方向の長さが同一）、断面Ｌ字状（一組の面材１０において、各面材１０の幅方向の長さが異なる）とし、それぞれ下方に向かって凸状（接合部１１が谷部となる形状）あるいは上方に向かって凸状（接合部１１が山部となる形状）とすることが可能である。

【0018】

どのような断面形状とするかは、屋根構造１００を適用する建築物の使用目的、設置場所等に応じて適宜選択することができる。また、これらの形状の屋根構造１００を組み合わせて用いてもよい。

【0019】

＜補強材＞
本実施形態の屋根構造１００では、図１に示すように、面材１０の少なくとも一側面に幅方向の補強材２０を複数配設してある。すなわち、屋根構造１００を構成する面材１０の上面または下面、あるいは上下両面に複数の補強材２０を配設する。補強材２０は、上述したように、面材１０の先端が面外変形することを防止するとともに、接合部１１における面材１０同士の接合に寄与するための部材であり、例えば、鉄骨梁からなる。本実施形態では、断面Ｖ字状となった面材１０の上面に、屋根構造１００の幅方向に延びる補強材２０を複数配設してある。

【0020】

本実施形態の屋根構造１００では、図１に示すように、面材１０の上面に設けた複数の補強材２０の端部付近に、屋根構造１００の長さ方向に沿って、Ｈ形鋼からなる補強補助材３０を掛け渡してある。この補強補助材３０により、屋根構造１００の剛性をさらに高めることができる。また、面材１０の長さ方向に沿って、木製の補助材４０を複数掛け渡してもよい。

【0021】

＜支持部材＞
本実施形態の屋根構造１００は、図１及び図２に示すように、長さ方向に接合した一組の面材１０を下側から支えるための支持部材５０を備えている。この支持部材５０は、例えば、柱構造からなるが、屋根構造１００を下側から支えることができれば、壁構造としてもよいし、これらの構造を組み合わせてもよい。

【0022】

本実施形態の支持部材５０は、図１及び図２に示すように、設置面から立ち上げた一対の支柱５１と、支柱５１の間に掛け渡すとともに、面材１０の下面形状に合致した支持部を有するように交差させた支承部材５２とを一単位として、一単位の支持部材５０を屋根構造１００の長さ方向に所定間隔で設置することにより、屋根構造１００を下側から支持する。なお、支持部材５０の構造は、屋根構造１００の構造に合わせて適宜設定することができる。

【0023】

＜被覆材＞
本実施形態の屋根構造１００は、図２に示すように、面材１０の上面に、補強材２０、野地板６０、防水材７０、仕上材８０を配設してある。なお、面材１０の下面に、補強材２０、野地板６０、防水材７０、仕上材８０を配設してもよいし、面材１０の両面に、これらの部材を配設してもよい。いずれの面にこれらの部材を配設するかは、建築物の使用目的、設置場所等に応じて適宜選択することができる。また、面材１０の上面または下面に他の部材を配設してもよい。

【0024】

＜複数組の屋根構造＞
本実施形態の屋根構造１００は、例えば、一単位で１５ｍ程度の長さとすることができる。さらに、図３に示すように、一単位の屋根構造１００を幅方向に複数単位並べて設置することにより、広い面積の屋根構造１００を構築することができる。この際、複数単位の屋根構造１００を幅方向に連続させて配設するとともに、幅方向に隣り合う各屋根構造１００の端部同士は、上下に離隔させることが好ましい。また、隣り合う屋根構造１００の長さ方向の端部付近は幅方向に重畳している。

【0025】

幅方向に隣り合う屋根構造１００の端部同士を上下に離隔させるとは、幅方向に隣り合う屋根構造１００の高さを異ならせることであり、これにより、幅方向に隣り合う屋根構造１００の端部の間に空間を設けることができる。この空間は採光部となり、屋根構造１００を幅方向に連続して配設した際に、屋根構造１００の下方部において明るさを確保することができる。

【0026】

また、幅方向に隣り合う屋根構造１００の端部に生じた空間に、透光性部材９０（例えば、アクリル板やガラス板）を嵌め込むことにより、幅方向に隣り合う屋根構造１００の隙間から雨や風が吹き込むことを防止できるとともに、採光部としての機能を保持することができる。

【0027】

＜長さ方向の接合＞
上述したように、本実施形態の屋根構造１００は１５ｍ程度の長さを有しているが、このような屋根構造１００を長さ方向に接合することにより（例えば、ゲルバー梁）、さらに長尺な屋根構造１００とすることができる。

【符号の説明】

【0028】

１０ 面材
１１ 接合部
２０ 補強材
３０ 補強補助材
４０ 補助材
５０ 支持部材
５１ 支柱
５２ 支承部材
６０ 野地板
７０ 防水材
８０ 仕上材
９０ 透光性部材
１００ 屋根構造

【図1】

【図2】

【図3】