(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上板と下板とを有する立方体形状のケーシングと、第１ローラ及び第２ローラと、帯状のバンドとからなり、前記ケーシングの上板と下板との間に、前記第１ローラ及び第２ローラが水平軸上を回転可能に設けられ、前記上板の下面側の一方側と前記下板の上面側の他方側との間に前記バンドの一端と他端とがそれぞれ固定され、該バンドの中間が前記第１ローラと第２ローラとの間にＳ字状に巻き掛けされてなるローラマイトバネユニットが、台座上の前後に立設されたガイド部材内に遊挿され、前記第１ローラ又は第２ローラの軸部が固定されつつ、前記ケーシングの両側に形成された横長孔を介して前記ケーシングがガイド部材付き台座に対して摺動可能に設けられ、前記ケーシングは屋根面固定用の部位としてなることを特徴とする折板屋根受具。
【請求項２】
請求項１において、前記第１ローラ及び第２ローラの直径を異なるようにしつつ、前記バンド横幅を一定としてなることを特徴とする折板屋根受具。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記屋根面固定用の部位としての吊子が設けられ、前記ケーシング上又は横に固着されてなることを特徴とする折板屋根受具。
【請求項４】
上板と下板とを有する立方体形状のケーシングと、第１ローラ及び第２ローラと、帯状のバンドとからなり、前記ケーシングの上板と下板との間に、前記第１ローラ及び第２ローラが水平軸上を回転可能に設けられ、前記上板の下面側の一方側と前記下板の上面側の他方側との間に前記バンドの一端と他端とがそれぞれ固定され、該バンドの中間が前記第１ローラと第２ローラとの間にＳ字状に巻き掛けされてなるローラマイトバネユニットに対して、その上側及び両側を覆うように門形可動部が設けられると共に、前記第１ローラ又は第２ローラの軸部が前記門形可動部の両側部に取付けられて該門形可動部が前記ケーシングに対して摺動可能に設けられ、前記門形可動部は屋根面固定用の部位としてなることを特徴とする金属屋根受具。
【請求項５】
請求項４において、前記第１ローラ及び第２ローラの直径を異なるようにしつつ、前記バンド横幅を一定としてなることを特徴とする折板屋根受具。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記屋根面固定用の部位としての吊子が設けられ、前記門形可動部上又は横に固着されてなることを特徴とする折板屋根受具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折板屋根の流れ方向としての屋根板材の長手方向が長尺で、その長手方向に熱伸縮が発生しても、良好に対応できる折板屋根受具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、折板屋根流れ方向としての屋根板材の長手方向が長尺な場合において、熱伸縮に対応するように種々開発されている。その折板屋根において、山部と谷部とが連続する折板屋根では、外気温度の変化によって、屋根板材の長手方向が長尺な場合、その長手方向に沿って伸縮する。この伸縮量は、夏等の高温時には極めて大きく、熱歪が発生することにより、特に馳締等の連結部の吊子及び支持具による固定箇所では、熱伸縮による大きな歪が現れて、きしみ音が出る音鳴り現象が発生していたので、これを解消すべく、熱伸縮に対応して適宜可動する可動型屋根受具（スライド型固定金具ともいう。）が開発されており、この種のものとして特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００３】
該可動型屋根受具は、施工時の温度条件並びに、完成後の使用状態における伸び側、縮み側の変位を吸収するため、確実にスライド代を確保する必要がある。しかし、施工時、スライド中央位置に吊子をセットした（センタリング）状態で可動型屋根受具を取り付けても、その後屋根葺き作業等を行うと、その段階で可動型屋根受具の吊子が勝手にスライドしてしまい、不適切な（伸縮吸収代が無い）位置で屋根材に固定されることがしばしば生じ得る。この場合、伸縮代のない可動型屋根受具に熱伸縮力が集中し、可動型屋根受具が破損する虞も生じていた。折板屋根の屋根板材によって施工された屋根で、特に大形建造物においては、従来の可動型屋根受具を使用しても、そのスライド性能が十分発揮されないことがあった。また、固定型屋根受具（拘束型固定金具ともいう。）に対して、屋根板材の過大な熱伸縮による荷重が働き、前記固定型屋根受具には損傷が引き起こされることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５６４８
【特許文献２】特開２００９−２０３７１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような破損については次の要因が考えられる。その折板屋根板材には、熱伸縮力以外に、屋根板材自身の重量、積雪荷重、風荷重、地震荷重等の様々の負荷が掛かる。これらの負荷が掛かった状態では、円滑にスライドしないことが生じ得る。また建物の供用期間中にはこれらの負荷により、躯体や屋根板材が変形し、スライド性能が低下することが考えられる。一般には熱伸縮に対応できるような可動型屋根受具については、特許文献１及び特許文献２に開示されているが、これらの特許文献１，２では上記の問題点や或は施工時、スライド中央位置から吊子がずれてしまうという不都合な点は解決されていない。
【０００６】
また、一般に、二重屋根に使用される固定型屋根受具の方が熱伸縮による負荷は大きい。これは、二重屋根を使用する建物では、空調等を備えることが一般であり、そのために、躯体や二重屋根の下葺き用の屋根板材の温度条件の変動が小さく、上葺き用の屋根板材の温度変化がそのまま熱伸縮負荷として断熱具にかかることになる。また、上葺き屋根板材の下に断熱材があることで、熱が上葺き屋根板材の下に逃げにくくなるため、上葺き屋根板材の温度変動が大きくなり、可動型屋根受具の開発の要望がある。
【０００７】
一般に、金属製の折板屋根の熱伸縮による場合には、その長さ位置、例えば、先端の５０ｍの位置と、その箇所より２０ｍ内側では、伸縮量が相違しているが、そのいずれの箇所でも、同じ力が作用している。これをコイルばねなどで対応させると、伸縮量に応じた，ばね定数となる。そこで、どの位置でも、同じ力が作用するものが望まれていた。その役割をなす原理機構として、ローラマイトばねが存在していることが判明しているが、如何にして応用するかは重要な課題であった。
【発明の概要】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、折板屋根の流れ方向としての屋根板材の長手方向が長尺で、その長手方向に熱伸縮が発生しても、それを良好に追従することができ、特に、伸縮量の変化にかかわらず、どの位置でも、同じ力が作用するような機構を実現することにある。    
【０００９】
本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、折板屋根の流れ方向としての屋根板材の長手方向が長尺で、その長手方向に熱伸縮が発生しても、それを良好に追従することができ、特に、伸縮量の変化にかかわらず、どの位置でも、同じ力が作用するように開発し、その力で復元機能を持たせるようにすることを実現することにある。    
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、上板と下板とを有する立方体形状のケーシングと、第１ローラ及び第２ローラと、帯状のバンドとからなり、前記ケーシングの上板と下板との間に、前記第１ローラ及び第２ローラが水平軸上を回転可能に設けられ、前記上板の下面側の一方側と前記下板の上面側の他方側との間に前記バンドの一端と他端とがそれぞれ固定され、該バンドの中間が前記第１ローラと第２ローラとの間にＳ字状に巻き掛けされてなるローラマイトバネユニットが、台座上の前後に立設されたガイド部材内に遊挿され、前記第１ローラ又は第２ローラの軸部が固定されつつ、前記ケーシングの両側に形成された横長孔を介して前記ケーシングがガイド部材付き台座に対して摺動可能に設けられ、前記ケーシングは屋根面固定用の部位としてなることを特徴とする折板屋根受具としたことにより、前記課題を解決した。
【００１１】
請求項２の発明を、請求項１において、前記第１ローラ及び第２ローラの直径を異なるようにしつつ、前記バンド横幅を一定としてなることを特徴とする折板屋根受具としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記屋根面固定用の部位としての吊子が設けられ、前記ケーシング上又は横に固着されてなることを特徴とする折板屋根受具としたことにより、前記課題を解決した。
【００１２】
請求項４の発明を、上板と下板とを有する立方体形状のケーシングと、第１ローラ及び第２ローラと、帯状のバンドとからなり、前記ケーシングの上板と下板との間に、前記第１ローラ及び第２ローラが水平軸上を回転可能に設けられ、前記上板の下面側の一方側と前記下板の上面側の他方側との間に前記バンドの一端と他端とがそれぞれ固定され、該バンドの中間が前記第１ローラと第２ローラとの間にＳ字状に巻き掛けされてなるローラマイトバネユニットに対して、その上側及び両側を覆うように門形可動部が設けられると共に、前記第１ローラ又は第２ローラの軸部が前記門形可動部の両側部に取付けられて該門形可動部が前記ケーシングに対して摺動可能に設けられ、前記門形可動部は屋根面固定用の部位としてなることを特徴とする金属屋根受具としたことにより前記課題を解決した。
【００１３】
請求項５の発明を、請求項４において、前記第１ローラ及び第２ローラの直径を異なるようにしつつ、前記バンド横幅を一定としてなることを特徴とする折板屋根受具としたことにより、前記課題を解決した。請求項６の発明を、請求項４又は５において、前記屋根面固定用の部位としての吊子が設けられ、前記門形可動部上又は横に固着されてなることを特徴とする折板屋根受具としたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明においては、折板屋根の流れ方向としての屋根板材の長手方向が長尺で、その長手方向に熱伸縮が発生しても、ローラマイトばねユニットが可動して、良好に追従することができる。熱伸縮力に対しての反力（抵抗力）が発生することとなり、折板屋根を伸びにくくすると同時に熱歪み等を最小限にできる折板屋根受具を提供できる。特に、本発明では、ローラマイトばねによる力Ｆが、長手方向の熱伸縮量が変化しても一定であることが最大の効果である。請求項２の発明では、前記第１ローラ及び第２ローラの直径を異なるようにし、その相違量が大きいほど大きな値を得ることができる。請求項３の発明では、馳締タイプの折板屋根の熱伸縮に良好に対応できる。請求項４の発明では、動きとしては、可動型部が可動するが、請求項１と同様の効果も奏する。さらに、請求項５及び６の発明では、請求項２及び３の発明と同様な効果を発揮しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に使用するローラマイトばね箇所の主要部材の斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）の簡易側面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ１−Ｙ１矢視断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態の通常位置の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）において右方向に力が作用した場合の状態図、（Ｃ）は（Ａ）において左方向に力が作用した場合の状態図である。
【図４】（Ａ）は第２実施形態の本発明の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図５】（Ａ）は第２実施形態の本発明に吊子を取付けた縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の主要部の断面図、（Ｃ）は本発明の第２実施形態の変形例の斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）の断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第２実施形態の通常位置の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）において右方向に力が作用した場合の状態図、（Ｃ）は（Ａ）において左方向に力が作用した場合の状態図である。
【図７】（Ａ）は第１実施形態の本発明を取り付けた馳締折板屋根の一部正面図、（Ｂ）は第２実施形態の本発明を重合折板屋根に取り付けた要部断面図、（Ｃ）は第２実施形態の本発明を嵌合折板屋根に取り付けた要部断面図である。
【図８】（Ａ）は第３実施形態の本発明の一部断面とした正面図、（Ｂ）は第３実施形態の本発明に使用する固定台座本体の斜視図、（Ｃ）はローラマイトばねユニットが収納ケースに内蔵された断面図、（Ｄ）は（Ｃ）の斜視図、（Ｅ）は（Ｃ）の縦断側面図である。
【図９】（Ａ）は第３実施形態の本発明を馳締折板屋根に取り付けた要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）の主要部の断面図、（Ｃ）は第３実施形態の主要部材の斜視図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の原理説明を合わせたローラマイトばねの断面図、（Ｂ）は（Ａ）に作用する移量に対する力の関係グラフ、（Ｃ）は（Ａ）の状態から右側にロールを移動させた状態図、（Ｄ）は（Ａ）の状態から左側にロールを移動させた状態図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の第４実施形態の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の主要部の縦断側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の３つの実施形態について図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、第１実施形態である。特に、本発明の第１実施形態は、図１及び図２に示すように、主に、ケーシング１と、第１ローラ２と、軸部３１付き第２ローラ３と、バンド４とからなるローラマイトばねユニットＡと、ガイド部材６付き台座５とから構成されている。前記ガイド部材６は、図１（Ａ）に示すように、門形状に形成されたり、或いは、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、左右対称の逆Ｌ形状に構成されることがある。
【００１７】
何れにしても、門形状のガイド部材６又は逆Ｌ形状の両ガイド部材６，６内に前記ローラマイトばねユニットＡが摺動可能に設けられている。また、該ローラマイトばねユニットＡの一部に横溝又は横突条を設け、これをガイド部材６にて摺動可能に構成することもある。該台座５は、梁，母屋などの構造材に設ける受具５２など一体形成されていることが多い。また、第１ローラ２にも軸部２１を設けることもある。つまり、本発明は、後述するローラマイトばね（図１０参照）自体ではなく、これを応用した製品である。
【００１８】
前記ケーシング１は、横長の立方体形状をなし、上板１１と下板１２との間に前側板１３、後部板１４とで、方形状フレームが構成され、且つ両側に側板１５，  １５が設けられている。該側板１５，  １５には、横長孔１７，１７が形成されている。前記ケーシング１内には、第１ローラ２及び第２ローラ３が水平軸上を回転可能に設けられている。前記バンド４は、ばね鋼材で、板厚ｔ＝一定で、しかも、原則として板幅ｂも一定に形成されている。また、前記第１ローラ２の外径ｒ１は、前記第２ローラ３の外径ｒ２よりも小さく形成されている。
【００１９】
さらに、前記ケーシング１の上板１１の下面側の一方側〔図１（Ａ）右側参照］と、前記下板１２の上面側の他方側〔図１（Ａ）左側参照］との間に前記バンド４の一端と他端とがそれぞれ固定されている。そして、該バンド４の中間が前記第１ローラ２と第２ローラ３との間にＳ字状に巻き掛けされている。このようにしてローラマイトばねユニットＡが構成されている。
【００２０】
前記台座５は、長方形状板のべースとしての役割をなし、長手方向の前後に前記ガイド部材６，６が立設されている。該ガイド部材６と前記台座５との空間に、前記ローラマイトばねユニットＡのケーシング１が遊挿され、前記ローラマイトばねユニットＡは、前記ガイド部材６付き台座５に対して前後方向に摺動可能に設けられている。
【００２１】
このとき、前記第２ローラ３の軸部３１が前記ケーシング１の左右の横長孔１７内を可動可能に設けられている。具体的には、前記軸部３１が、前記台座５の中間位置の孔部５１に軸着されて回転可能で、移動不能に設けられることによって、今度は、前記ローラマイトばねユニットＡ（ケーシング１）がガイド部材６付き台座５に対して摺動可能に設けられている。そのケーシング１が屋根面固定用の部位としてなる。
【００２２】
ここで、ローラマイトばねについての作用を解説しておく。基本的には、図１０に示すように、ケーシング１（方形状フレーム）と、２個の第１ローラ２，第２ローラ３と、可撓性のバンド４とからなる。このバンド４の板厚ｔ及び幅bは一定とし、第１ローラ２の
外径ｒ１、第２ローラ３の外径ｒ２とする。これらを条件とする。そして、第１ローラ２，第２ローラ３の中心のＭ（モーメント）の釣り合いと、はりの理論を適用すると（Ｅ：ヤング率）、力Ｆは数式１のようになる。
【００２３】
すなわち、力Ｆ＝一定となる。つまり、前記第２ローラ３が、図１０（Ｂ）のように移動して変位（変位量Ｗ）しても、力Ｆに変化はなく、一定値となっている。このことは、コイルばね（コイルスプリングばね）では、線形であり、到底考えられないと言われる値である。
【００２４】
【数１】
0005597118.tif 000002
また、バンド４の両端の板幅を変えて、変形台形状として、ｂ１、ｂ２とすることでも、Ｆ＝一定とすることができる。
【００２５】
【数２】
0005597118.tif 000003
このような、効果を奏するにかかわらず、図１０（Ｃ）の位置又は図１０（Ｄ）の位置になるように力Ｆを加えても、該力Ｆを取り除いた瞬間に、その元の位置〔図１０（Ａ）〕に瞬時に戻る作用をなす。また、元の位置に戻らせないこともできる。
【００２６】
第２実施形態は、前記ケーシング１が固定状態とし、前記第２ローラ３の軸部３１が移動可能に構成されている。図４に示すように、このときには、第２ローラ３が上側になって、第１ローラ２が下側になるようにして、前記ローラマイトばねユニットＡは、第１実施形態と同様に構成されている。そして、前記門形可動部７が、前記ローラマイトばねユニットＡに対して、その上側及び両側を覆うようにして設けられている。前記第２ローラ３の軸部３１が前記門形可動部７の両側部に取付けられて、該門形可動部７が前記ケーシング１に対して摺動可能に設けられている。このときの前記門形可動部７は屋根面固定用の部位としてなる。前記バンド４の材質は、ばね鋼であるが、そのＦなる値が、例えば、数十ｋｇとなるように構成されている。また、この値よりも大きくても小さくても、本発明の権利範囲内である。
【００２７】
前記折板屋根Ｒにおける連結部などに固定される部位であり、馳締式の折板屋根Ｒでは、吊子８２としての役割をなす〔図１（Ａ）及び（Ｂ）参照〕。該吊子８２に限定されないが、代表の一例として説明する。該吊子８２は、屋根板材９１の馳部に係止する馳部８２ａと、その下方の取付用の下部取付部８２ｂとから構成されている。前記馳部８２ａが前記折板屋根Ｒにおける連結部に固定され、該折板屋根Ｒの熱伸縮に対応して可動するようになっている。
【００２８】
まず、施工時においては、折板屋根Ｒの屋根板材９１を、本発明の折板屋根受具を介して取付けたときには、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、中立位置にセットされている。具体的には、第１ローラ２、第２ローラ３との接触点箇所が中立位置となることが一般である。屋根施工直後であっても、常に、前記吊子８２のセンタリングが保持できるものである。
【００２９】
施工後において、前記折板屋根Ｒの屋根板材９１が長手方向に熱伸縮した場合であって、例えば、図４（Ｂ）及び図５（Ａ）において、紙面の左側に伸張したときには、前記屋根板材９１に固定されている屋根面固定部８と前記ローラマイトばねユニットＡは、同時に紙面の左側に移動する。すると、Ｆなる力で前記第２ローラ３が動く。このとき、最大の点は、コイルばねとは異なり、ローラマイトばねでは、力Ｆ＝一定となる点が大きい。図２（Ｂ）において、一方側（同図において右側）で押圧されつつ、反力Ｆが生ずる。つまり、折板屋根Ｒの熱による伸長に対して前記ローラマイトばねの付勢力が作用し、左側への伸長を抑制する作用をなす。
【００３０】
施工後において、例えば、図５（Ａ）又は図６（Ｂ）において、紙面の右側に伸張したときには、前記屋根板材９１に固定されている屋根面固定部としての吊子８２と折板屋根Ｒとが同時に紙面の右側に移動する。すると、同一の力Ｆが水平方向に加わり、所定の力にて作用する。このとき、一定の力にできる。つまり、折板屋根Ｒの熱による伸長に対して前記バンド４の付勢力が作用し、左側への伸長を抑制する作用をなすものである。
【００３１】
次に、第３実施形態を、図８及び図９に基づいて説明する。この折板屋根受具は、主に、二重屋根に使用するタイプであり、前記ローラマイトばねユニットＡと、該ローラマイトばねユニットＡが内蔵される収納ケースＢが、固定台座本体Ｃに取り付けられて構成されている。特に、前記収納ケースＢ内において、前記ローラマイトばねユニットＡが摺動して、この上に固定した突起Ｐに対して屋根面固定部としての吊子等が取付けられる。前記固定台座本体Ｃなどは合成樹脂製の断熱性能を有する部材とすることもある。この場合の、第２ローラ３の軸部３１は、回転可能であっても、固定台座本体Ｃに取り付けられて前後には不動に構成されている。第３実施形態では、前記ローラマイトばねユニットＡ自体が摺動して、これに固着した突起Ｐが摺動して、折板屋根Ｒの熱伸縮に対応できる。
【００３２】
まず、施工時においては、ローラマイトばねの作用により、常に、前記吊子８２のセンタリングが保持できる。さらに、施工後において、前記折板屋根Ｒの屋根板材が長手方向に熱伸縮した場合であって、その突起Ｐは一方側へ押圧されるが、常に同一の反力としての力Ｆが生ずる。つまり、折板屋根Ｒの熱による伸長に対して前記ローラマイトばねの付勢力が作用し、左側又は右側への伸長を抑制する作用をなす。
【００３３】
以上のように本発明の第１実施形態乃至第３実施形態では、図１，図４及び図７（Ａ）に示すように、折板屋根において馳締タイプが主であったが、これに限定されない。すなわち、図７（Ｂ）に示すような重合折板屋根に対応できる。また、図７（Ｃ）に示すように、屋根板材９１とキャップ材９２とを嵌合して屋根葺成する嵌合タイプの折板屋根にも適用できるものである。さらに、前記第１ローラ２と前記第２ローラ３は、前記ケーシング１に対して、上下の実施形態と逆に設置されても、本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３４】
１…ケーシング、１１…上板、１２…下板、１７…横長孔、２…第１ローラ、
３…第２ローラ、３１…軸部、４…バンド、Ａ…ローラマイトばねユニット、５…台座、６…ガイド部材、７…門形可動部、８２…吊子。
【図１】
0005597118.tif 000004
【図２】
0005597118.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005597118.tif 000012
【図１０】
0005597118.tif 000013
【図１１】
0005597118.tif 000014