(57)【要約】【課題】既存の設備にわずかの変更を加えるだけで対処でき、効果的に平板瓦建材の軽量化と強度の両立を図ることを可能にする技術の提供。  【解決手段】ほぼ帯状の裏側面釉薬層を有する平板瓦建材であって、瓦尻側平行線（本発明の第一の態様）、裏側面中央線（本発明の第二の態様）、または瓦頭側平行線（本発明の第三の態様）により、裏側面釉薬層を２つの施釉部分領域に分けた場合、各施釉部分領域の幅が所定範囲内にあることを特徴とする平板瓦建材。【選択図】図２
2018165455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に平行で、前記裏側面中央線との距離が、前記平板瓦建材の瓦尻側方向に３．２５ｃｍである前記裏側面上の一線分として、瓦尻側平行線が定義され、
前記瓦尻側平行線に沿って、かつ該瓦尻側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層１が形成され、
前記裏側面釉薬層１を、前記瓦尻側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域１１と、前記瓦尻側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域１２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域１１及び１２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の１５％〜３２％以下の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材。
【請求項２】
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に沿って、かつ該裏側面中央線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層２が形成され、
前記裏側面釉薬層２を、前記裏側面中央線よりも瓦頭側にある施釉部分領域２１と、前記裏側面中央線よりも瓦尻側にある施釉部分領域２２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の９％〜３２％の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材。
【請求項３】
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に平行で、前記裏側面中央線との距離が、前記平板瓦建材の瓦頭側方向に３．２５ｃｍである前記裏側面上の一線分として、瓦頭側平行線が定義され、
前記瓦頭側平行線に沿って、かつ該瓦頭側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層３が形成され、
前記裏側面釉薬層３を、前記瓦頭側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域３１と、前記瓦頭側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域３２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域３１及び３２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の２６％〜３２％以下の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材。
【請求項４】
前記平板瓦建材の厚みが、６ｍｍ〜１６ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平板瓦建材。
【請求項５】
前記平板瓦建材の単位表面積当たりの重量が、１．３０〜３．５２ｇ／ｃｍ2である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の平板瓦建材。
【請求項６】
前記表側面上、少なくとも７０％の表面上に表側面釉薬領域が形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の平板瓦建材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘土瓦の一種である平板瓦（Ｆ形瓦）に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板瓦を含む粘土瓦建材は、成形・乾燥した粘土質原料を焼成して製造されるものであることから、対候性、耐火性、防水性、遮熱性、遮音性、耐蝕性、美観等の多くの点で、他の材質の建材よりも優れた特徴を有している。しかし、かかる粘土瓦建材は、十分な機械的強度を確保するために、ある程度の厚みが要求され、重量が非常に大きくなってしまうという問題がある。このため、粘土瓦建材の輸送・施工等の容易性、あるいは建築物の軽量化等の要求に合致させるべく、強度を確保しつつも軽量である粘土瓦建材が切望されている。
【０００３】
かかる軽量粘土瓦建材として、これまで種々の試みがなされている。
【０００４】
たとえば、特許文献１、２等では、屋根瓦の平部の厚みを薄くすることにより軽量化を図るものの、それに伴う強度の低下に対しては、屋根瓦の裏側面に補強リブを設けることで強度の低下を補っている。同様に、特許文献３では、割れやすい中央部を肉厚にすることによって強度を向上させている。
【０００５】
また、特許文献４、５等では、多孔質形成材等を添加した粘土材料を用いて、中空多孔質体に焼成することで軽量化を図っている。また、特許文献６では、陶磁器用原料に熱硬化性樹脂成形品の粉砕物を添加して焼成することで、軽量化と強度の両立を図っている。
【０００６】
さらに、特許文献７では、平瓦を３枚縦に連結させた一体型瓦とすることで、施工する場合の重なり部分を除くことを可能にして軽量化させたとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３２５２１５号公報
【特許文献２】特開平０５−２３０９３７号公報
【特許文献３】特開２００７−２２４５４０号公報
【特許文献４】特開２００９−１７９５４８号公報
【特許文献５】特開２００７−２１０８７２号公報
【特許文献６】特開２００３−３４２０５７号公報
【特許文献７】特開２０１２−２０２１５３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】加藤悦朗ら、「高強度磁気素地の曲げ強度に及ぼす施釉の効果」、日本セラミックス協会学術論文誌  ９８［５］５０４−０９（１９９０）
【非特許文献２】秋月俊彦ら、「強化磁器の開発研究（１）強化磁器陶土の開発」、長崎県窯業技術センター研究報告（平成１２年度）、第４３−４８頁
【非特許文献３】瓦屋根標準設計・施工ガイドライン  第２３〜第２５頁（図ＩＩ−１−１，及び図ＩＩ−１−２）、監修：独立行政法人建築研究所、発行：社団法人全日本瓦工事業連盟、全国陶器瓦工業組合連合会、全国厚形スレート組合連合会  平成13年8月13日発行、編集  瓦屋根標準施工ガイドライン委員会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように種々の試みがなされてはいるものの、これら公知の方法では、必ずしも既存の設備だけで容易に対処できるとは限らない。
【００１０】
そこで、既存の設備にわずかの変更を加えるだけで対処でき、それでもなお効果的に、粘土瓦建材の軽量化と強度の両立を図ることを可能にする技術が依然として切望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは粘土瓦建材のうち、平板瓦を対象として、その軽量化および強度について鋭意検討した。
【００１２】
その結果、平板瓦建材の裏側面の所定位置にほぼ帯状の施釉領域を形成することにより、裏側面全面を施釉しなくても、鋼製円盤による荷重を用いた曲げ試験［ＪＩＳ  Ａ５２０８−１９９６，５．３（３）、Ｆ形桟瓦の曲げ試験］により測定される十分な曲げ破壊強度を効率的に得ることができることを見出した。
【００１３】
すなわち、本発明の第一の態様は、
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に平行で、前記裏側面中央線との距離が、前記平板瓦建材の瓦尻側方向に３．２５ｃｍである前記裏側面上の一線分として、瓦尻側平行線が定義され、
前記瓦尻側平行線に沿って、かつ該瓦尻側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層１が形成され、
前記裏側面釉薬層１を、前記瓦尻側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域１１と、前記瓦尻側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域１２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域１１及び１２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の１５％〜３２％の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材に関する。
【００１４】
そして、本発明の第二の態様は、
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に沿って、かつ該裏側面中央線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層２が形成され、
前記裏側面釉薬層２を、前記裏側面中央線よりも瓦頭側にある施釉部分領域２１と、前記裏側面中央線よりも瓦尻側にある施釉部分領域２２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の９％〜３２％の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材である。
【００１５】
そして、本発明の第三の態様は、
表側面及び裏側面を有する、平板瓦建材であって、
前記平板瓦建材の平面形状について、外接矩形が存在し、
前記外接矩形が、互いに対向する瓦尻側辺と瓦頭側辺からなる一対の第一の辺と、該第一の辺と直交する互いに対向する一対の第二の辺とを備え、
前記外接矩形の２つの対角線の交点である外接矩形中央点に対応する裏側面の点として、裏側面中央点が定義され、
前記外接矩形中央点を通り、前記外接矩形の第一の辺に平行な線分に対応する前記裏側面上の線分として、裏側面中央線が定義され、
前記裏側面中央線に平行で、前記裏側面中央線との距離が、前記平板瓦建材の瓦頭側方向に３．２５ｃｍである前記裏側面上の一線分として、瓦頭側平行線が定義され、
前記瓦頭側平行線に沿って、かつ該瓦頭側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層３が形成され、
前記裏側面釉薬層３を、前記瓦頭側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域３１と、前記瓦頭側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域３２という２つの施釉部分領域に分けた場合、
前記施釉部分領域３１及び３２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の２６％〜３２％の範囲内にある、ことを特徴とする、平板瓦建材である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の平板瓦建材は、裏面側表面の特定の一部領域にのみ裏側面釉薬層を形成するという簡便な手段で、該平板瓦建材の強度を効率的に向上させることができる。この結果、該平板瓦建材の厚みを薄くすることで軽量化させても、十分な強度を維持できる。
【００１７】
製造コストの観点からみても、既存の設備に裏側面の一部についての施釉工程を加えるだけであるため、有利である。
【００１８】
本願発明の好ましい一実施態様によれば、在来の平板桟瓦の強度を維持しつつ、１５％程度の軽量化を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】代表的な平板瓦（平板桟瓦、Ｆ形桟瓦）の各部位の名称を説明する図である。
【図２】代表的な平板瓦の表側面の写真である。図２（ａ）はフルフラットな平板瓦、図２（ｂ）はアンダーラップ及びオーバーラップ構造が平板瓦本体から表側に突き出るように形成されている。いずれもＪＩＳ  Ａ５２０８−１９９６、４．４．２のＦ形の寸法に適合する平板瓦である。
【図３】代表的に本発明の第一の態様の裏側面釉薬領域の配置を説明する図である。なお、図中の［  ］で表示した部分は、平板瓦の外接矩形の辺の名称を指す。
【図４】応力解析シミュレーションで用いた仮想平板瓦のサイズを示す。但し、第一の辺（瓦頭側辺あるいは瓦尻側辺）を２分するように二分割した１／２モデルを図示している。
【図５】試験例１に対応する、応力解析シミュレーションにおける鋼製円盤の姿勢拘束条件［図５（ａ）］、及び試験例２に対応する、応力解析シミュレーションにおける鋼製円盤の姿勢非拘束条件［図５（ｂ）］を図示している。
【図６】応力解析シミュレーションで得られた応力集中領域の概略を示す図である。図６（ａ）は鋼製円盤拘束条件（試験例１、裏側面施釉なしの条件）、図６（ｂ）は鋼製円盤非拘束条件（試験例２、裏側面施釉なしの条件）に対応する。応力集中領域の概略は黒塗りの領域で表示されている。
【図７】試験例１及び試験例２における応力解析シミュレーションで用いた仮想裏側面釉薬層の位置及び幅（２Ｌ）を図示している。図７（ａ）では裏側面中央線、図７（ｂ）では瓦尻側平行線、図７（ｃ）では瓦頭側平行線を中心として、それぞれ対称に配置された仮想施釉層である。
【図８】試験例１及び試験例２の応力解析シミュレーションで得られた最大主応力と仮想裏側面施釉層の中心位置と幅の関係を示す図である。図８（ａ）は試験例１における鋼製円盤の拘束条件下での結果であり、図８（ｂ）は試験例２における鋼製円盤の非拘束条件下での結果である。また、「中央」とは、裏側面中央線を中心とした施釉層［図７（ａ）参照］、「尻側」とは瓦尻側平行線を中心とした施釉層［図７（ｂ）参照］、「頭側」とは瓦頭側平行線を中心とした施釉層［図７（ｃ）参照］を指す。また、施釉幅は図７に図示される２Ｌに対応する。
【図９】平板瓦の裏側面につき、裏側面中央線、瓦尻側平行線、及び瓦頭側平行線のそれぞれを中心とする種々の幅の施釉層を形成し、その曲げ試験を実際に行った結果を示す。「中央」、「尻側」及び「頭側」の略記については図８と同様である。また、施釉幅は図７に図示される２Ｌに対応する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［１］平板瓦
本発明の各態様は、平板瓦建材を対象とする。
【００２１】
平板瓦（Ｆ形瓦）とは粘土瓦の一種であって、粘土を材料として１０００〜１２５０℃程度の高温で焼成する工程を含む製造過程によって製造される。より具体的には一般に、土練機から押し出されて板状に成形された粘土を金属製の型に入れプレスして、建材に成形する成形工程と、成形された建材を乾燥する乾燥工程と、施釉された建材を焼成する焼成工程とを経て製造され、任意工程として、乾燥工程と焼成工程の間に、乾燥された建材の表側面に釉薬（「表側面釉薬層」）を塗布する施釉工程を含めてもよい。
【００２２】
平板瓦（Ｆ形瓦）は、同じ粘土瓦に属するＪ形瓦（山と谷の凹凸を有する昔ながらの和風瓦）やＳ形瓦（山と谷がテーパー状に接続して一体となった瓦）と異なり、山と谷の凹凸をなくした平板状の瓦である（たとえば図１、図２参照）。
【００２３】
本発明にいう平板瓦は少なくとも、ほぼ平坦な板状形状の瓦本体と、該瓦本体の瓦頭側末端から瓦裏側面方向に屈曲した前垂れを有する（以下、「前垂れ」と言う場合、平板瓦の厚み相当分を除いた部分を指すものとする）。かかる前垂れ構造は、雨水が平板瓦の裏側面に入り込まないようにするために設けられている。
【００２４】
もっとも、本発明にいう平板瓦にはさらに、上記以外の付属構造が含まれていてもよい（図１、図２参照）。たとえば図１に例示される平板瓦では、瓦表側面に鍵穴、水返し（瓦尻側）、アンダーラップが例示され、瓦裏側面にオーバーラップ、引っ掛け爪（瓦尻側）、補強リブが例示されている。
【００２５】
ここで、瓦本体が「ほぼ平坦」とは、実質的に湾曲していないことをいう。ここで、「実質的に」としたのは、各種の付属構造（たとえば瓦における、水返し、釘穴、アンダーラップ、オーバーラップ、引っ掛け爪、補強リブ等、図１、図２参照）の存在により、ごく一部において平坦性が損なわれる場合も含めることを考慮したものである。
【００２６】
また、「板状形状」とは、ほぼ均一な厚みを有し、ほぼ矩形（正方形又は長方形のいずれも包含）の平面を有する形状をいう。そして、ここにいう「ほぼ均一な厚み」とは、前記各種の付属構造を除き、その厚みの変動中央値からの上下へそれぞれ２０％未満、より好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満しか変動しないことをいう。
【００２７】
また、「ほぼ矩形」とは、平板瓦の裏側面を下にして平板瓦がほぼ水平（平板瓦の表側面がほぼ水平）になるように瓦尻側末端を持ち上げた状態に維持した場合に、該水平面上に垂直に投影して得られる２次元平面形状に外接する矩形（以下、「外接矩形」という）が存在し、前記外接矩形（直角四辺形）中に占める前記２次元平面形状の面積％が、７８％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９５％以上である形状をいう。
【００２８】
なお、平板瓦の瓦尻側下部を、水平面上に設置された桟木（厚み１５ｍｍ程度）に載せた場合、平板瓦をほぼ水平にするには、通常、瓦頭側にある前垂れの下に適切な厚み（３〜４ｍｍ程度）の、水平面上のゴム板をかませることで行うことができる。
【００２９】
［２］主な用語
以下、本発明の説明に必要な更なる用語につき、以下、定義する。
−「瓦頭側」とは、平板瓦を屋根に設置した状態で、屋根に向かって軒先から良く見える方の側の瓦側面をいう。
−「瓦尻側」とは、瓦頭側と対向する側の瓦側面をいう。
−「第一の辺」とは、平板瓦の外接矩形の辺のうち、瓦尻側辺及び／又は瓦頭側辺のことをいう。
−「第二の辺」とは、平板瓦の外接矩形の辺のうち、第一の辺と直交する、互いに対向する一対の辺の一方または双方のことをいう。
−「瓦尻側末端」及び「瓦頭側末端」とは、それぞれ瓦尻側辺及び瓦頭側辺に対応する、平板瓦の末端部分をいう。ここで、「対応する」とは、瓦尻側辺または瓦頭側辺を通り外接矩形平面に直交する平面が、平板瓦の裏側面と接する平板瓦の末端のことをいう。
−「裏側面中央点」とは、外接矩形の２つの対角線の交点（以下、「外接矩形中央点」という）に対応する、平板瓦の裏側面の点をいう。そして、ここにいう「対応する」とは、前記外接矩形中央点から外接矩形平面に垂直に延ばした直線が平板瓦の裏側面と交わる点をいう。
−「裏側面中央線」とは、外接矩形中央点を通り、外接矩形の第一の辺に平行な、外接矩形平面上の直線（以下、「外接矩形中央線」という）に対応する、平板瓦の裏側面上の線分をいう。そして、ここにいう「対応する」とは、前記外接矩形中央線を通り前記外接矩形平面に直交する平面が、平板瓦の裏側面と交差することにより得られる平板瓦の裏側面上の線分のことをいう。
−「瓦尻側平行線」とは、裏側面中央線に平行で、裏側面中央線との距離が、瓦尻側方向に３．２５ｃｍである、瓦裏側面上の線分のことをいう。
−「瓦頭側平行線」とは、裏側面中央線に平行で、裏側面中央線との距離が、瓦頭側方向に３．２５ｃｍである、瓦裏側面上の線分のことをいう。
【００３０】
なお、以下、「対応する」との文言は、前記「瓦尻側末端」、「瓦頭側末端」、「裏側面中央点」、及び「裏側面中央線」の定義中に用いた意味と同様の意味を有するものとして用いる。
【００３１】
また、ここにいう裏側面中央点、裏側面中央線及び瓦尻側平行線、瓦頭側平行線などは、対象となる平板瓦建材の裏側面上にリブ等の付属構造があるために一部に凹凸が存在する場合においても、かかる付属構造のない平坦な表面上にあると想定した概念である。
【００３２】
［３］裏側面釉薬層
（３−１）
本発明の各態様においては、乾燥された平板瓦の裏側面の特定の一部領域にほぼ帯状に、裏側面釉薬層を形成することが特徴になっている。
【００３３】
瓦の裏側面に釉薬層を形成した瓦は古くから製造されてきたが、その目的は塩害や凍害に対する耐久性を高めるためであり、係る目的を達成するため、裏側面のほぼ全域に釉薬層が形成されてきた。これに対して、本願発明では曲げ破壊強度を向上させることを目的として、平板瓦建材の裏側面に対して、所定の一部領域にのみ釉薬層を形成する。
【００３４】
この裏側面釉薬層形成工程は乾燥工程と焼成工程の間に行うことができるが、任意工程である表側面釉薬層の形成の際に用いる既存の設備に、裏側面の施釉工程を加えるだけであるため、コスト面でも有利である。
【００３５】
ここで、表側面とは、平板瓦を設置する場合に、外部側に置かれるべき表面を指し、裏側面とは、前記表側面とは反対側の表面を指す。
【００３６】
また、本発明の各態様においては、裏側面の釉薬処理により平板瓦の曲げ破壊強度を向上させることができるため、十分な強度を維持しつつ厚みを小さくすることにより軽量の平板瓦建材を提供できる。本発明の提供できる平板瓦建材の厚みとしては、好ましくは１２ｍｍ〜１６ｍｍとすることができ、さらには６ｍｍ〜１２ｍｍの薄さの軽量品を与えることも可能である。
【００３７】
また、裏側面釉薬層の厚みは、通常、２００〜２５０μｍ程度である。
【００３８】
また、本発明の各態様においては、単位表面積当たりの重量としては、３．５２〜２．５８ｇ／ｃｍ2とでき、さらには２．５８〜１．３０ｇ／ｃｍ2のより軽量な平板瓦を与えることも可能である。
【００３９】
なお、ここにいう単位表面積当たりの重量は、平板瓦の裏側面を下にして平板瓦がほぼ水平になるように瓦尻側末端を持ち上げた状態に維持した場合に、該水平面上に垂直に投影される平板瓦の２次元平面形状の面積を全面積基準にして計算する。
【００４０】
もっとも、本発明の態様の対象となりうる平板瓦の場合、より簡便には、ＪＩＳ  Ａ  ５２８０表２に定められている各種寸法区分の桟瓦の長さＡ及び幅Ｂを有する矩形の面積として、単位面積当たりの重量を計算する基準となる全面積を求めてもよい。
【００４１】
（３−２）
本発明の第一の態様においては、瓦尻側平行線に沿って、かつ該瓦尻側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層１が形成される。
【００４２】
ここで、「ほぼ帯状」とは、以下のように定義する。すなわち、平板瓦建材の裏側面上、裏側面中央線に平行な２本の線分を、対向する一対の辺として含む帯状矩形（直角四辺形）を想定し、該帯状矩形のうち、裏側面釉薬層１に外接する帯状矩形を考える。そして、該帯状矩形中に占める裏側面釉薬層１の面積％が、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上である場合を「ほぼ帯状」と定義する。
【００４３】
なお、ここにいう帯状矩形の面積は、平板瓦の裏側面を下にして平板瓦がほぼ水平になるように瓦尻側末端を持ち上げた状態に維持した場合に、該水平面上に前記帯状矩形を垂直に投影して得られる水平面上の領域の面積をいうものとする。
【００４４】
また、裏側面釉薬層１には、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上の瓦尻側平行線が含まれる。この際、この裏側面釉薬層１に含まれる瓦尻側平行線の中点（瓦尻側平行線を等しい長さの線分に二分する、瓦尻側平行線上の点）を含むものとする。また、平板瓦がアンダーラップを有する場合、裏側面釉薬層はアンダーラップ構造上にも延在している方がよい。アンダーラップは薄く強度が低いためである。
【００４５】
そして、裏側面釉薬層１を、瓦尻側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域１１と、瓦尻側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域１２という２つの施釉部分領域に分けた場合、施釉部分領域１１及び１２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の１５％〜３２％の範囲内にある（図３参照）。
【００４６】
本態様は、比較的広範囲の種々の施釉幅において安定的に、他の位置、たとえば同じ施釉幅を有する他の位置の帯状施釉、すなわち裏側面中央線を含む帯状施釉や瓦頭側平行線を含む帯状施釉と比べても同等またはそれ以上の曲げ破壊強度を有する（図９、表２、試験例３）。同じ施釉幅で他の位置の帯状施釉と比べてより有利に曲げ破壊強度を向上させる観点からは、施釉部分領域１１及び１２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の１５％超かつ２６％未満が好ましく、１８％〜２４％がより好ましい。また、できるだけ曲げ破壊強度を向上させる観点からは、施釉部分領域１及び２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の２１％〜３２％が好ましい。
【００４７】
また、効率的な施釉による強度向上の観点からは、施釉部分領域１１及び１２の幅がほぼ等しいことが好ましい。
【００４８】
（３−３）
本発明の第二の態様においては、裏側面中央線に沿って、かつ該裏側面中央線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層２が形成される。
【００４９】
そして、裏側面釉薬層２を、裏側面中央線よりも瓦頭側にある施釉部分領域２１と、裏側面中央線よりも瓦尻側にある施釉部分領域２２という２つの施釉部分領域に分けた場合、施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の９％〜３２％の範囲内にある。この範囲において無施釉対照品に比べて約１．５倍ないしそれ以上の曲げ破壊強度向上が認められた。また、少ない施釉幅で、同じ施釉幅の他の位置の帯状施釉と比べてより有利に曲げ破壊強度を向上させる観点からは、施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の９％〜１５％の範囲内にあることが好ましい。さらに、この態様においてできるだけ曲げ破壊強度を向上させる観点からは、施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の２１％〜３２％の範囲内にあることが好ましい（図９、表２、試験例３）。
【００５０】
また、効率的な施釉による強度向上の観点からは、施釉部分領域２１及び２２の幅がほぼ等しいことが好ましい。
【００５１】
その他の事項については、「瓦尻側平行線」を「裏側面中央線」に読み替えて前記（３−２）の記載を準用する。
【００５２】
（３−４）
本発明の第三の態様においては、瓦頭側平行線に沿って、かつ該瓦頭側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、裏側面釉薬層３が形成される。
【００５３】
そして、裏側面釉薬層３を、瓦頭側平行線よりも瓦尻側にある施釉部分領域３１と、瓦頭側平行線よりも瓦頭側にある施釉部分領域３２という２つの施釉部分領域に分けた場合、施釉部分領域３１及び３２の幅がそれぞれ独立に前記第二の辺の全長（ｃｍ）の２６％〜３２％以下の範囲内にある。このような範囲とすることで、他の位置、たとえば同じ施釉幅を有する他の位置の帯状施釉、すなわち裏側面中央線を含む帯状施釉より優れた、そして瓦尻側平行線を含む帯状施釉と同程度の曲げ破壊強度を有する（図９、表２、試験例３）。
【００５４】
また、効率的な施釉による強度向上の観点からは、施釉部分領域３１及び３２の幅がほぼ等しいことが好ましい。
【００５５】
その他の事項については、「瓦尻側平行線」を「瓦頭側平行線」に読み替えて前記（３−２）の記載を準用する。
【００５６】
［４］平板瓦の応力解析シミュレーション
（４−１）
裏側面釉薬層の位置・施釉幅と曲げ破壊強度との関係を調べるため、直径６５ｍｍの鋼製円盤による荷重を用いた曲げ試験［ＪＩＳ  Ａ５２０８−１９９６，５．３（３）、Ｆ形桟瓦の曲げ試験］を下記のようにモデル化した（図４参照）。
・モデルは対称性を考慮して、第一の辺（瓦頭側辺あるいは瓦尻側辺）を２分するように二分割した１／２モデルとした。
・桟木は剛体として取り扱い、上面を全方向及び回転固定とした。
・前垂れ下端尻側の辺をＹ方向固定とした。
・円盤中心下端及びその直下の瓦本体表面の点をＸ方向固定とした。
・瓦本体と桟木及び瓦本体と鋼製円盤間は摩擦無しで接触するものとした。
・部材間にゴム等は考慮していない。
【００５７】
そして上記モデルを用いて、鋼製円盤は厚み１０ｍｍとして静的に−Ｙ方向に２０００Ｎ荷重（１／２モデル）することにより、平板瓦素地にどのような応力が生じるのかにつき、応力解析シミュレーションを行った。
【００５８】
（４−２）
この結果、鋼製円盤の姿勢を拘束した条件、すなわち、鋼製円盤により平板瓦に荷重をかけている間、鋼製円盤が何れの方向にもぶれることなく、鋼製円盤の荷重平面と荷重方向とが常に垂直に維持されている条件の下では、鋼製円盤の瓦接触面（瓦表側面）の瓦尻側端部を中心とし、瓦尻側平行線に沿った領域に、応力集中が生じていることを見出した［試験例１、図５（ａ）、図６（ａ）参照］。これは、瓦裏側面中央点に対応する表側面上の荷重中心の位置と、瓦頭側末端から桟木に至るまでの平板瓦部分（瓦尻側末端から桟木で支持された部分までを除いた平板瓦部分）についての中央点とが合致せず、荷重中心の方が、瓦頭側末端から桟木に至るまでの平板瓦部分の中央点よりも、やや瓦尻側に寄っていることによるものと考えられる。
【００５９】
本発明者らはさらに、かかる新しい知見に基づき、仮想瓦裏側面上に仮想釉薬層を形成することで、効率的に最大主応力を低下させる検討を行った。
【００６０】
まず、仮想施釉層の位置・形状としては、より少ない施釉面積で応力集中領域をカバーできる位置・形状を選択するのが有利である。そこで、瓦尻側平行線に沿って、かつ該瓦尻側平行線を含む、ほぼ帯状の釉薬層として、所定幅の裏側面釉薬層１（瓦尻側平行線を境として、瓦頭側を施釉部分領域１１、瓦尻側を施釉部分領域１２と呼ぶ）を形成する。かかる瓦尻側平行線に沿った略帯状領域を施釉領域とすることで、効率的に応力集中領域を、施釉層でカバーすることが期待できる。
【００６１】
これに対して、たとえば瓦尻側平行線に垂直な方向の帯状領域、あるいは裏側面中央点を中心とする円状領域などは、応力集中領域の施釉層による効率的なカバーは期待できず、現実の平板瓦を用いた実測結果でも効率的な強度向上は見られなかった。
【００６２】
ここで、瓦尻側平行線は、裏側面中央線に平行で、裏側面中央線との距離が瓦尻側方向に３．２５ｃｍ（鋼製円盤の半径）の位置にあるため、鋼製円盤（直径６．５ｃｍ）の瓦接触面（瓦表側面）の瓦尻側端部に対応する瓦裏側面を通過する。
【００６３】
応力解析シミュレーションによれば、瓦尻側平行線を含む帯状釉薬層１を施すことにより［図７（ｂ）参照、施釉幅２Ｌ］、施釉幅の増加に伴い最大主応力が速やかに低下し、施釉幅がおよそ４５ｍｍ以降は最大主応力がほぼ一定に近い状態となった［図８（ａ），「尻側」］。これは瓦尻側にある応力集中領域が瓦尻側平行線を含む釉薬層により覆われたことに対応するものと考えられた。
【００６４】
これに対して、裏側面中央線を含む帯状施釉層２［図７（ａ）参照、施釉幅２Ｌ］及び瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層３［図７（ｃ）参照、施釉幅２Ｌ］では、施釉幅の増加に伴い最終的に落ち着く最大主応力の低下値は、瓦尻側平行線を含む釉薬層とほぼ同様であるが、瓦尻側平行線を含む帯状釉薬層１とは異なる変化挙動を示した。すなわち、裏側面中央線を含む帯状施釉層２では、施釉幅がおよそ４５ｍｍまでは緩やかに最大主応力が低下するが、およそ４５〜８５ｍｍの施釉幅において最大主応力の山が形成された［図８（ａ），「中央」］。また、瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層３では、施釉幅がおよそ１００ｍｍまでは緩やかに最大主応力が低下するが、およそ１００〜１５０ｍｍの施釉幅において最大主応力の山が形成された［図８（ａ），「頭側」］。これらの最大主応力の山は、施釉層の端部が瓦尻側にある応力集中領域内に達したことに対応すると考えられる。釉薬層の端部では平板瓦の厚みに釉薬層の厚みが加わって急激に厚みが変化するため、大きな歪みが生じやすいと考えられるからである。
【００６５】
以上の応力解析シミュレーション結果からは、鋼製円盤の姿勢を拘束した条件下では、瓦尻側平行線を含む帯状釉薬層とすることが、種々の施釉幅について安定的に平板瓦の応力を低下させるのに最も適していると期待された。また、特に瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層とするよりも、小さい施釉幅でも、平板瓦の応力を低下させるのに有利になることが期待された。
【００６６】
（４−３）
他方、発明者らは、前記（４−２）で説明した応力解析シミュレーションとは別に、直径６５ｍｍの鋼製円盤による荷重を用いた曲げ試験［ＪＩＳ  Ａ５２０８−１９９６，５．３（３）、Ｆ形桟瓦の曲げ試験］の前記モデルにおいて、鋼製円盤の姿勢が非拘束（任意に傾いてもよい）条件下に、すなわち、鋼製円盤により平板瓦に荷重をかけている間、鋼製円盤の荷重平面と荷重方向とが垂直からずれてもよい条件下で、平板瓦素地にどのような応力が生じるのかについても、応力解析シミュレーションを行った［試験例２、図５（ｂ）参照］。
【００６７】
そしてこの場合、鋼製円盤の姿勢を拘束した場合とは異なり、鋼製円盤の瓦接触面（瓦表側面）の瓦尻側端部を中心とし、瓦尻側平行線に沿った領域（第一応力集中領域）及び鋼製円盤の瓦接触面（瓦表側面）の瓦頭側端部を中心とし、瓦頭側平行線に沿った領域（第二応力集中領域）の双方に、応力集中が生じることがわかった［図６（ｂ）参照］。これは、鋼製円盤非拘束の条件下では、鋼製円盤の荷重平面と荷重方向とが常に垂直に維持されているわけではなく、瓦尻側ないし瓦頭側に少し傾くことが可能であるため、瓦頭側にも荷重がかかりやすくなったことによるものと考えられる。
【００６８】
かかる異なった条件下での新しい知見に基づき、本発明者らはさらに、この条件下において、前記（４−２）と同様に、仮想瓦裏側面上に仮想釉薬層を形成することで、効率的に最大主応力を低下させる検討を行った。
【００６９】
この結果、まず鋼製円盤非拘束条件における最大主応力は、いずれの帯状施釉層においても、前記（４−２）で説明した鋼製円盤拘束条件における最大主応力よりも全般的に低いことがわかった。これは、鋼製円盤拘束条件と異なり２つの応力集中領域が形成されることにより、応力が分散したためと考えられる。
【００７０】
次に、各帯状施釉層における最大主応力の変化挙動を観察する。
【００７１】
まず、裏側面中央線を含む帯状施釉層２［図７（ａ）参照、施釉幅２Ｌ］及び瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層３［図７（ｃ）参照、施釉幅２Ｌ］では、最大主応力の変化挙動は、鋼製円盤姿勢拘束条件下と類似した挙動を示したが、瓦尻側平行線を含む帯状釉薬層１［図７（ｂ）参照、施釉幅２Ｌ］では、最大主応力が、鋼製円盤姿勢拘束条件下とはかなり異なった挙動を示し、瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層の最大主応力の変化挙動と同様な変化挙動を示した［図８（ｂ）参照］。すなわち施釉幅１０５〜１５０ｍｍの範囲に最大主応力の山が現れた。
【００７２】
これは、鋼製円盤非拘束の条件下では、新たに瓦頭側端部を中心とする第二応力集中領域が形成されるためであり、施釉幅１０５〜１５０ｍｍの範囲に最大主応力の山は、瓦尻側平行線を含む帯状釉薬層１の端部が第二応力集中領域内に達したことに対応すると考えられる。
【００７３】
以上の応力解析シミュレーション結果からは、全般的に前記（４−２）の鋼製円盤拘束条件よりも最大主応力が低いことがわかった。また、鋼製円盤姿勢非拘束条件下では、むしろ裏側面中央線を含む帯状釉薬層とした方が、より小さい施釉幅でおおよそ応力最低値に到達しており、施釉幅が比較的小さくても平板瓦の応力を低下させるのにより適していると期待された。
【００７４】
（４−４）
実際の平板瓦の曲げ試験において、上記（４−２）及び（４−３）のいずれの条件が支配的か問題となる。
【００７５】
あまり明確には断言できないものの、特に施釉幅が１０．５ｃｍ超〜１５ｃｍにおいて、瓦尻側平行線を中心に施釉した場合（「尻側」）の方が、瓦頭側平行線を中心に施釉した場合（「頭側」）に比べて、曲げ破壊強度が概ね優れていたことから（試験例３、図９参照）、前記（４−２）で説明した鋼製円盤の姿勢拘束条件の方が、より支配的と考えられた。すなわち、施釉幅１０．５ｃｍ〜１５ｃｍにおける図８（ａ）に示される最大主応力の大小関係（「尻側」＜「頭側」）と図９に示される曲げ破壊荷重の大小関係（「尻側」＞「頭側」）において、最大主応力と曲げ破壊強度との間に予想される負の相関がみられる。
【００７６】
もっとも、施釉幅が比較的小さい範囲（たとえば施釉幅１０ｃｍ未満）では、瓦尻側平行線を中心に施釉した場合の曲げ破壊試験における優位性が乏しくなっており、裏側面中央線を中心に施釉した場合の曲げ破壊試験における優位性が現れてきている。鋼製円盤の姿勢非拘束条件の影響がかなり入り込んでいるかもしれない。すなわち、裏側面中心線を中心に施釉した場合において、施釉幅が比較的小さい段階では、曲げ試験による荷重の最中における平板瓦の変形等の影響が比較的大きく、結果的に鋼製円盤非拘束条件に近い状態になりやすい可能性も考えられる。
【００７７】
（４−５）
瓦尻側平行線を含む施釉を行う本発明の第一の態様では、施釉部分領域１１及び１２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の１５％〜３２％の範囲内に規定している。これは第二の辺の全長が３５ｃｍである場合、１５％が各部分施釉領域の幅５．２５ｃｍ（裏側面釉薬層の施釉幅として１０．５ｃｍ）、３２％が各部分施釉領域の幅１１．２５ｃｍ（裏側面釉薬層の全幅として２２．５ｃｍ）に対応する。試験例３（表２、図９）に示されるように、この範囲において曲げ破壊強度は、無施釉対照品に比べて１．５０倍を超え、同じ施釉幅で他の態様（「中央」、「頭側」）と比べても同等以上の最大レベルの向上率を示す。
【００７８】
前記（４−２）の応力解析シミュレーション（鋼製円盤姿勢拘束条件）で予想された、特に施釉幅１０．５〜１５ｃｍ付近における瓦尻側平行線を中心とする施釉に対する優位性も、良好に示されているように思われる。
【００７９】
（４−６）
また、裏側面中央線を含む施釉を行う本発明の第二の態様では、施釉部分領域２１及び２２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の９％〜３２％の範囲内に規定している。これは第二の辺の全長が３５ｃｍである場合、９％が部分施釉領域の幅６．５ｃｍ（裏側面釉薬層の施釉幅として１３ｃｍ）、３２％が部分施釉領域の幅１１．２５ｃｍ（裏側面釉薬層の全幅として２２．５ｃｍ）に対応する。試験例３（図９）に示されるように、この範囲において曲げ破壊強度は、無施釉対照品に比べて約１．５倍ないしそれ以上の向上率を示す。
【００８０】
なお、比較的小さい施釉幅（２Ｌ）（たとえば６．５ｃｍ）では、前記（４−２）の応力解析シミュレーション（鋼製円盤姿勢拘束条件）の予想とかなりずれてきており、裏側面中央線を含む施釉では、前記（４−３）の鋼製円盤非拘束条件がかなり混在している可能性が考えられる。
【００８１】
（４−７）
また、瓦頭側平行線を含む施釉を行う本発明の第三の態様では、施釉部分領域３１及び３２の幅がそれぞれ独立に第二の辺の全長（ｃｍ）の２６％〜３２％の範囲内に規定している。これは第二の辺の全長が３５ｃｍである場合、２６％が部分施釉領域の幅１８．５ｃｍ（裏側面釉薬層の施釉幅として９．２５ｃｍ）、３２％が部分施釉領域の幅２２．５ｃｍ（裏側面釉薬層の全幅として１１．２５ｃｍ）に対応する。試験例３（図９）に示されるように、この範囲において曲げ破壊強度は、無施釉対照品に比べて１．５倍を超え、同じ施釉幅で他の態様（「中央」、「尻側」）と比べても同等以上の最大レベルの向上率を示す。
【００８２】
前記（４−２）の応力解析シミュレーション（鋼製円盤姿勢拘束条件）においても、瓦頭側平行線を含む施釉では、比較的施釉幅が大きい場合に応力は最低レベルに到達している。
【００８３】
［５］その他  
（５−１）
本発明の各態様の裏側面施釉層が形成される対象となる裏側面領域は、平滑であることが、曲げ破壊強度の観点から好ましい。
【００８４】
ここでいう「平滑」とは、より具体的には、隆起ないし陥没する部分構造（たとえば補強リブ等の隆起構造、陥没孔ないし貫通孔の陥没構造、段差構造等）を有しないことをいう。かかる部分構造は、たとえば金型を用いたプレス成形により形成されたものが例示できる。ここで隆起と陥没の区別は、裏側面からの観察により行う。
【００８５】
かかる部分構造を構成する粘土の配向方向が、その周辺領域を構成する粘土の配向方向と比べて乱れていること、また、隆起する部分構造においては該隆起構造を構成する粘土の密度がその周辺部分よりも低くなりやすいこと等により、歪みが生じやすくなっていると考えられるからである。
【００８６】
（５−２）
また、裏側面施釉に用いる釉薬としては、任意の公知の釉薬を用いることができるが、少なくとも珪素及びアルミニウムを含む組成の釉薬、より具体的には、主にＳｉＯ2：３７％、Ａｌ2Ｏ3：９％、ＭｎＯ：２３％、Ｆｅ2Ｏ3：７％、ＣａＯ：６％程度を含む組成の釉薬が、溶融と凝固の観点で好ましい。
【００８７】
また、裏側面施釉に用いる釉薬と表側面施釉に用いる釉薬とは同種であってもよい。
【００８８】
（５−３）
さらに、本発明の平板瓦建材の表側表面上、少なくとも７０％の表面上に表側面釉薬層を形成してもよい。
【００８９】
これは通常の周知の施釉工程であり、任意の公知の釉薬を用いることができる。
【実施例】
【００９０】
[試験例１]
応力解析シミュレーション技術を用いて、平板瓦に適用される曲げ試験（ＪＩＳ  Ａ  ５２０８に規定されるＦ形瓦の曲げ試験）をモデル化し、高い応力が生じる位置を求める検討を行った。
【００９１】
シミュレーションに用いた仮想平板瓦は、３４５ｍｍ（第一の辺）×３５０ｍｍ（第二の辺）のサイズで、瓦の厚み１６ｍｍ、瓦頭側（第一の辺）に瓦本体に垂直に備えられた前垂れ［高さ１５ｍｍ（瓦自体の厚みは除いた値）、幅９ｍｍ］を有する。かかる仮想平板瓦を高さ１５ｍｍ、幅２４ｍｍの仮想桟木（仮想平板瓦の尻側より３７ｍｍ離した位置に置く）の上に置くことで、仮想平板瓦を水平に支持する（図４参照）。そして、仮想釉薬層の厚みは２００μｍとした。
【００９２】
また、応力解析に用いた材料のヤング率及びポアソン比として以下の表１の値を用いた。
【００９３】
【表１】
2018165455.tif 000003
【００９４】
なお、このシミュレーションでは、図４に示すようにそれぞれの第一の辺が２分されるように半分に分割したモデル（１／２モデル）で計算を行った。計算対象の対称性を利用して計算を簡略化するためである。
【００９５】
本試験例１では、平板瓦に荷重をかける鋼製円盤（直径６５ｍｍ）の姿勢を拘束する条件、すなわち、平板瓦に荷重をかける方向が、常に鋼製円盤の円形接触表面に垂直になるように荷重をかける条件で応力解析シミュレーションを行っている［図５（ａ）参照］。
【００９６】
まず、裏側面施釉がない場合の応力解析シミュレーションの結果から応力集中領域の概略を図示したのが図６（ａ）である。当該応力集中領域は、鋼製円盤の瓦接触面のうち瓦尻側部を中心とし、瓦尻側辺（第一の辺）におおよそ平行に（従って、瓦尻部平行線に沿って）生じていた。
【００９７】
かかる特徴的な応力集中領域の分布と、裏側面施釉層の位置及び幅との関係を調べるため、裏側面施釉層を有する仮想平板瓦を対象として、さらなる応力解析シミュレーションを行った。仮想裏側面施釉層は、裏側面中心線［図７（ａ）参照］、瓦尻側平行線［図７（ｂ）参照］、及び瓦頭側平行線［図７（ｃ）参照］それぞれを中心として、対称に帯状配置した（全幅２Ｌ）。全幅２Ｌとしては、２５、４５、６５、８５、１０５、１３０、１５０、及び１９５ｍｍを採用した。
【００９８】
シミュレーションの結果、応力集中領域を含めた応力分布のパターンは施釉層がない場合と外観上、類似していた。
【００９９】
また、施釉層の幅を増加するのに伴い、裏側面中央線、瓦尻側平行線、及び瓦頭側平行線のいずれを中心として施釉した場合も、最終的におおよそ同様な最大主応力の最低値に達した。しかし、施釉幅の変動に伴う最大主応力の変化挙動がこれら三者では著しく異なっていることがわかった［図８（ａ）参照］。
【０１００】
すなわち、瓦尻側平行線を中心に施釉した場合、最も小さい施釉幅（２Ｌ＝〜４５ｍｍ）で最大主応力がほぼ最低に近い状態となり、その後、施釉幅を増加させても最大主応力の変動は小さかった。この段階で、瓦尻側平行線付近にある前記応力集中領域が施釉層によってすべて覆われたためと考えられた。
【０１０１】
これに対して、裏側面中心線及び瓦頭側平行線それぞれを中心に施釉した場合、それぞれ約４５ｍｍ〜約８５ｍｍ、あるいは約１０５ｍｍ〜１５０ｍｍの施釉幅で最大主応力の山が形成された。かかる最大主応力の山は釉薬層の端部が、前記応力集中領域に入り込んだことによるものと考えられる（裏側面中央線及び瓦頭側平行線それぞれを中心とする施釉層が、応力集中領域の存在する瓦尻側平行線に到達するときの施釉幅がそれぞれ６５ｍｍ、１３０ｍｍ）。瓦の厚みに施釉層の厚みが加わるため、施釉層端部では厚みが急激に変化し、歪みが生じやすいためと考えられる。もっとも、シミュレーションでは、施釉層の側面が平板瓦表面に対して垂直に立ち上がっているとの前提で計算しているため、応力の変動が実際よりもかなり誇張されていると考えられる。
【０１０２】
以上の応力解析シミュレーションにより、鋼製円盤姿勢拘束条件においては、瓦尻側平行線を中心に含む施釉層とすることが、種々の施釉幅で安定的に応力を低下させる、すなわち平板瓦の曲げ破壊強度を向上させるのに有利であることが期待された。また、特に瓦頭側平行線を含む帯状釉薬層とするよりも、小さい施釉幅でも、平板瓦の応力を低下させるのに有利になることが期待された。
【０１０３】
［試験例２]
試験例１で採用した鋼製円盤の姿勢拘束条件の代わりに、鋼製円盤の姿勢非拘束条件を採用する以外は、試験例１と同様にして、仮想平板瓦の応力解析シミュレーションを行った。
【０１０４】
ここで、鋼製円盤の姿勢非拘束条件とは、鋼製円盤の中心下端軸の周りの回転を許容し、荷重方向と鋼製円盤の円形接触表面の垂直方向との間のずれを許すものである［図５（ｂ）参照］。より具体的には、荷重に伴う平板瓦の変形に伴って鋼製円盤が傾くことを想定する条件である。
【０１０５】
まず、裏側面施釉がない場合の応力解析シミュレーションの結果から応力集中領域の概略を図示したのが図６（ｂ）である。これによると試験例１と同様、鋼製円盤の瓦接触面のうち、瓦尻側部を中心とし、瓦尻側辺（第一の辺）におおよそ平行に（従って、瓦尻部平行線に沿って）、応力集中領域（第一の応力集中領域）が生じていた。しかし、試験例１と異なり、更にそれに加えて、鋼製円盤の瓦接触面のうち、瓦頭側部を中心とし、瓦頭側辺（第一の辺）におおよそ平行に（従って、瓦頭部平行線に沿って）、第二の応力集中領域も生じていた。
【０１０６】
かかる特徴的な応力集中領域の分布と、裏側面施釉層の位置及び幅との関係を調べるため、試験例１と同様にして、裏側面施釉層を有する仮想平板瓦を対象として、さらなる応力解析シミュレーションを行った。
【０１０７】
その結果、応力集中領域を含めた応力分布のパターン自体は施釉層がない場合と外観上、類似していた。
【０１０８】
またこの条件における最大主応力は、いずれの帯状施釉層においても、試験例１の鋼製円盤拘束条件における最大主応力よりも全体的に低い。これは、鋼製円盤拘束条件と異なり２つの応力集中領域が形成されることにより、応力が分散したためと考えられる。
【０１０９】
次に、各帯状施釉層における最大主応力の変化挙動を観察した。
【０１１０】
まず、施釉層の幅を増加に伴い、最終的に到達する最大主応力の最低値については、裏側面中央線、瓦尻側平行線、及び瓦頭側平行線のいずれを中心として施釉した場合も、施釉幅の増大によって最終的にはほぼ同様な値に達した。また、施釉幅の変動に伴う最大主応力の変化挙動も、裏側面中央線及び瓦頭側平行線それぞれを中心に施釉した場合は、試験例１と同様な変化挙動を示した［図８（ｂ）の「中央」及び「頭側」］。
【０１１１】
しかし、瓦尻側平行線を中心に施釉した場合、最大主応力の変化挙動は、試験例１の変化挙動とは全く異なっていた［図８（ｂ）の「尻側」］。すなわち、試験例１では施釉幅がおよそ４５ｍｍまで比較的大きく応力が低下し、その後の応力の変動はわずかであったが、本試験例２では、瓦頭側平行線を中心に施釉した場合と同様、施釉幅１００ｍｍ〜１５０ｍｍの施釉幅で最大主応力の山が形成された。これは、試験例１と異なり、応力分布のパターンにおいて瓦頭側平行線に沿った第二の応力集中領域も生じていることによると考えられる。より具体的には、施釉層の厚み分だけ厚みが急激に変動し歪みが生じやすい施釉層端部が、瓦頭側平行線に沿った第二の応力集中領域に入り込んだことによると考えられる。実際、図７（ｂ）において、２Ｌが１３０ｍｍのとき、施釉層の一方の端部は６５ｍｍ（＝Ｌ）離れた瓦頭側平行線（第二の応力集中領域が存在）に達する。
【０１１２】
以上の応力解析シミュレーション結果からは、鋼製円盤姿勢非拘束条件下では、試験例１の鋼製円盤姿勢拘束条件に比べて全般的に最大主応力が低いことがわかった。また、この条件下では、むしろ裏側面中央線を含む帯状釉薬層とした方が、より小さい施釉幅でおおよそ応力最低値に到達しており、施釉幅が比較的小さくても平板瓦の応力を低下させるのにより適していると期待された。
【０１１３】
［試験例３］
上記試験例１及び２の応力解析シミュレーションから、平板瓦（Ｆ形桟瓦）の曲げ試験の結果が、鋼製円盤の姿勢の条件、すなわち、姿勢拘束条件か非拘束条件かによって異なると予想されることがわかった。
【０１１４】
そこで、仮想実験ではなく現実に実施するＦ形桟瓦の曲げ試験において、鋼製円盤の姿勢の条件について、拘束条件あるいは非拘束条件のいずれが支配的であるのかを実際の平板瓦の曲げ破壊試験を実施することにより確認することにした。
【０１１５】
より具体的には、平板瓦について、裏側面中央線を中心として種々の幅で裏側面施釉した試験サンプルＩ［図７（ａ）参照］と、瓦尻側平行線を中心として同様に種々の幅で施釉した試験サンプルII［図７（ｂ）参照］と、瓦頭側平行線を中心として同様に種々の幅で施釉した試験サンプルIII［図７（ｃ）参照］とを準備し、鋼製円盤による荷重を用いた曲げ試験［ＪＩＳ  Ａ５２０８−１９９６，５．３（３）、Ｆ形桟瓦の曲げ試験］により、曲げ破壊強度を実際に測定した。その結果を下記表２及び図９に示す。
【０１１６】
なお、用いた平板瓦のサイズは、Ｆ形区分４０の粘土瓦であり、長さ３５０ｍｍ、幅３４５ｍｍ、動き寸法における長さａが２８０ｍｍ、幅φが３０５ｍｍであった。
【０１１７】
なお、動き寸法とは、平板瓦を屋根に葺いたとき、他の平板瓦と重ならず外部に露出できる領域をいう。
【０１１８】
【表２】
2018165455.tif 000004
【０１１９】
＊１：試験サンプルＩ［図７（ａ）参照］
＊２：試験サンプルＩＩＩ［図７（ｃ）参照］
＊３：試験サンプルＩＩ［図７（ｂ）参照］
＊４：図７にいう２Ｌに相当。
＊５：無施釉（施釉幅０）における曲げ破壊強度に対して何倍になったかを示す。
＊６：２つの施釉部分領域それぞれの幅が、第一の辺の全長（３５ｃｍ）に占める割合（％）を示す。すなわち試験サンプルＩ（「中央」）については、（施釉部分領域１１の幅（％）＋施釉部分領域１２の幅（％））を、試験サンプルII（「尻側」）については、（施釉部分領域２１の幅（％）＋施釉部分領域２２の幅（％））を、試験サンプルIII（「頭側」）については、（施釉部分領域３１の幅（％）＋施釉部分領域３２の幅（％））を示す。
【０１２０】
前記試験例１及び２の最大主応力のシミュレーション結果から判断すると、鋼製円盤拘束条件では、瓦尻側平行線を中心とした施釉の方が、瓦頭側平行線を中心とした施釉よりも曲げ破壊強度が、大部分の施釉幅において高くなることが予想される［図８（ａ）参照］。他方、鋼製円盤非拘束条件では、逆に瓦頭側平行線を中心とした施釉の方が、瓦尻側平行線を中心とした施釉よりも曲げ破壊強度が、大部分の施釉幅において同程度ないしやや高くなることが予想される［図８（ｂ）］。
【０１２１】
これを図９の曲げ破壊強度で観察すると、大部分の施釉幅において、瓦尻側平行線を中心とした施釉（試験サンプルＩＩ）の方が、瓦頭側平行線を中心とした施釉（試験サンプルＩＩＩ）よりも曲げ破壊強度が大きくなっており、鋼製円盤の姿勢については拘束条件の方が支配的ではないかと考えられる（なお、図８で最大主応力が低い方が、図９で曲げ破壊強度が高いことが予想されるため、図８と図９では大小を逆にして観察する必要がある）。また、施釉幅が１８．５ｃｍ及び２２．５ｃｍの場合、瓦尻側平行線を中心とした施釉（試験サンプルＩＩ）と、瓦頭側平行線を中心とした施釉（試験サンプルＩＩＩ）とで曲げ破壊強度が同等の結果が得られているが、図８（ａ）のシミュレーションにおいても施釉幅の増大により、最終的には同様な最大応力値に落ち着いており、シミュレーションとなんら矛盾するものではない。
【０１２２】
もっとも、施釉幅６．５ｃｍ程度の比較的小さい施釉幅では、図８（ａ）のシミュレーションの予想とは異なり、裏側面中央線を中心とした施釉（試験サンプルＩ）の方が、尻側平行線を中心とした施釉（試験サンプルＩＩ）よりも曲げ破壊強度が高くなっている。これは、かかる小さい施釉幅の範囲では、裏側面中央線を中心とした施釉（試験サンプルＩ）において鋼製円盤非拘束条件が混在したためとも考えられる。
【０１２３】
また、図９では、図８（ａ）における最大主応力の山に対応する、曲げ破壊強度の明確な急激な変化は表現されていない。これは、離散的にプロットしている関係上、曲げ破壊強度の急激な変化として検知しづらいこと、あるいは実際の施釉層の端部側面が、シミュレーションで仮定したような垂直に立っているとは限らず、シミュレーションほどの顕著な態様で観察しづらいことも考えられる。
【図１】
2018165455.tif 000005
【図２】
2018165455.tif 000006
【図３】
2018165455.tif 000007
【図４】
2018165455.tif 000008
【図５】
2018165455.tif 000009
【図６】
2018165455.tif 000010
【図７】
2018165455.tif 000011
【図８】
2018165455.tif 000012
【図９】
2018165455.tif 000013