(57)【要約】【課題】負荷モーメントを低減でき、デッドスペースも生じない屋根構造物を提供する。【解決手段】屋根１を支柱２で支持した屋根構造物であって、屋根１の前端部を自由端とし、後端部に支柱２の上端部を結合した片持ち構造としており、支柱２の下端部がコンクリート基礎５に固定されており、支柱２は上端が後方側に、下端が前方側に向くよう傾斜している。支柱２が傾斜しているので、屋根１に負荷が生じた際に支柱２にカウンターモーメントｃｍが発生する。このカウンターモーメントが、負荷により生じた負荷モーメントＭを低減するので、支柱２を強度上有利な状態にすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根を支柱で支持した屋根構造物であって、
前記屋根の前端部を自由端とし、後端部に前記支柱の上端部を結合した片持ち構造であり、
前記支柱の下端部が地中に固定されており、
該支柱は、上端が後方側に、かつ下端が前方側に向くよう傾斜している
ことを特徴とする屋根構造物。
【請求項２】
前記支柱の傾斜角度は、６５〜８５°である
ことを特徴とする請求項１記載の屋根構造物。
【請求項３】
前記支柱の下端部は、地中のコンクリート基礎に固定されており、該コンクリート基礎の後端は、前記屋根の後端よりも前方に位置する
ことを特徴とする請求項１または２記載の屋根構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根構造物に関する。さらに詳しくは、屋根を支柱で支持する基本構造をもっており、車庫（カーポート）や自転車を保管する駐輪場（サイクルポート）、人の歩行場所に設置する回廊などを含む屋根構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーポートに代表される屋根構造物の従来例として、特許文献１の技術がある。この従来技術は、多くのカーポートと同様に屋根の後端部を複数の支柱で片持ち支持したものである。支柱は垂直に立てられ、その上端部が屋根の後端部に固定され、その下端部は地中に埋められたコンクリート基礎に固定されている。
【０００３】
しかるに、上記従来技術では、つぎのような問題があった。
第１に、垂直な支柱に大きな負荷モーメントがかかるという問題があった。図４（Ｂ）に基づき説明する。
屋根１０１に積雪等で大きな荷重Ｗが発生した場合、支柱１０２には、反時計回りの負荷モーメントＭが作用する。このため、支柱１０２はこの負荷モーメントＭに耐えるだけの剛性をもたせなければならず、支柱１０２と屋根１０１との結合部の強度も高めなければならなかった。
【０００４】
第２に、上記従来技術には、塀際等の隣地境界に設置する場合にカーポート後方にデッドスペースが出来やすいという問題があった。図５（Ｂ）に基づき説明する。
図中符号１１０はブロック塀であり、１１１はその基礎であるＬ形フーチングである。
支柱１０２の下端部１０２ｂは、コンクリート基礎１０５に埋設して固定されている。このコンクリート基礎１０５は、強度確保上、埋設された支柱１０２から支柱自体の幅寸法ｄと同じ寸法のかぶり寸法ｅをもたなければならないと、平成１４年国土交通省告示第４１０号で定められている。このかぶり寸法ｅを確保しコンクリート基礎１０５をＬ形フーチング１１１に最接近させたとしても、カーポートの屋根１０１の後端とブロック塀１１０との間にはデッドスペースＤｓが生ずる。すなわち、カーポートとして自動車を保護できる空間は屋根１０１の真下までであるので、デッドスペースＤｓ部分はカーポートの保護が及ばない無用の領域となる。このように、上記従来技術では敷地の有効利用が制約される。
【０００５】
上記のごとき強度上の問題に対しては、屋根や支柱を構成する部材の断面寸法を大きくしたり、より強度の高い材料（アルミニウム材よりもスチール材など）を選択して、高強度設計にするのが周知の技術思想である。
しかし、このような従来周知の高強度設計では、コストが高くなるのみならず、製品の寸法や重量も大きくなるので、設置場所の選定が制約されるなどの新たな問題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者は、前記従来技術における大きな負荷モーメントの発生およびデッドスペースの発生という問題と、従来型高強度設計が招く寸法の大形化やコストの増加という問題に対し、根本的に異なる設計思想を以って解決しようとした。
すなわち、本発明は、片持ち構造の屋根構造物において、支柱を傾斜させるという全く新たな設計思想に基づき、上記問題点を解決した屋根構造物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の屋根構造物は、屋根を支柱で支持した屋根構造物であって、前記屋根の前端部を自由端とし、後端部に前記支柱の上端部を結合した片持ち構造であり、前記支柱の下端部が地中に固定されており、該支柱は、上端が後方側に、かつ下端が前方側に向くよう傾斜していることを特徴とする。
要するに、本発明の技術的思想は、片持ち構造の屋根構造物において、支柱を傾斜させるという、これまで誰も着想しなかった発想に基づき、強度上有利な屋根構造物を完成した点に特徴が存する。
【０００９】
第２発明の屋根構造物は、第１発明において、前記支柱の傾斜角度は、６５〜８５°であることを特徴とする。
第３発明の屋根構造物は、第１発明または第２発明において、前記支柱の下端部は、地中のコンクリート基礎に固定されており、該コンクリート基礎の後端は、前記屋根の後端よりも前方に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、支柱の上端が後方側にあって下端が前方側に位置するように支柱が傾斜しているので、屋根に負荷が生じた際に支柱にカウンターモーメントが発生する。このカウンターモーメントが、負荷により生じた負荷モーメントを相殺（低減）するので、支柱を強度上有利な状態にすることができる。したがって、用いる部材はアルミニウム製の形材などの軽量材を使用でき、寸法の大形化を招くこともなく屋根構造物を構成できるので、コストが増加することがない。また、設置場所の選定が制約されることもない。
【００１１】
第２発明によれば、支柱の傾斜角度が６５°〜８５°であることにより、カウンターモーメントによる負荷モーメントの低減効果を充分に確保でき、かつ支柱の許容応力の低下等の不具合も発生させることはない。
第３発明によれば、コンクリート基礎のかぶり寸法を確保しながら、屋根の後端を塀等の隣地境界に接近させて設置できるので、デッドスペースが生じないように屋根構造物を設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカーポートＡの斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図１のカーポートＡの側面図である。
【図３】図１のカーポートＡの正面図である。
【図４】カーポートにおけるカウンターモーメントｃｍ作用の説明図であり、（Ａ）は本発明の例、（Ｂ）は従来技術の例を示す。
【図５】カーポートにおけるデッドスペースＤｓの説明図であり、（Ａ）は本発明の例、（Ｂ）は従来技術の例を示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係るカーポートＢの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明に係る屋根構造物の適用対象はカーポートのほか、サイクルポートや回廊などを含むが、以下では、代表的な適用対象であるカーポートに適用した実施形態を図１から図３に基づき説明する。
なお、本明細書で、前後方向を意味する用語は、図１および図２における左側を基準として「前方」とか「前端」と表現し、右側を基準として「後方」とか「後端」と表現する。また、左右を意味する用語は、図３における左右を基準として表現する。上下を意味する用語は、各図の上下方向を基準として表現する。図２および図３における符号Ｇは、地面を示す。
【００１４】
Ａはカーポートで、屋根１と支柱２を構成要素としている。
屋根１は、その後端部で左右一対の支柱２，２に取付けられ固定されている。屋根１の前端部は自由端である。つまり、本発明に係る屋根構造物は片持ち構造であることが前提となっている。
【００１５】
屋根１は、梁１ａ、母屋１ｂ、垂木１ｃからなる枠材１ｄに平板状の屋根材１ｅを固定した公知の部材である。なお、図示のような枠材１ｄや屋根材１ｅを用いなくとも、屋根として機能するのであれば、どのような構造の屋根でも本発明に含まれる。
梁１ａ、母屋１ｂ、垂木１ｃはアルミニウム製の押出し形材が用いられるが、これに限られない。
屋根材１ｅはポリカーボネートなどの合成樹脂製の透明なものが代表的に用いられるが、これに限られない。
【００１６】
支柱２，２は左右一対で用いられるが、それは同一構成の部材なので、一方の支柱２を代表させて、以下その構成を説明する。
支柱２は、アルミニウム製の押出し形材が用いられており、これは、スチール製などに比べ、軽量であり、かつ耐候性に優れているという利点を有している。
【００１７】
本発明において、屋根１を支持する支柱２の本数は、２本以上でもよく、本数に制限はない。すなわち、屋根１の後端部に固定され、屋根１を片持ち支持できればよく、例えば、屋根の左右寸法が大きい場合、左右一対の支柱２の間に、複数本の支柱２を設けてもよい。
【００１８】
支柱２は、公知の柱構造を採用でき、１本の柱で構成してもよく２本の柱で構成してもよい。２本の柱で構成する場合、平行な２本の柱を複数の連結材により連結し、柱と柱の間にカバー材を取り付ける構成を採用できる。このような構成の支柱は、部材の寸法を大形化することなく、支柱２の幅寸法を大きく取りやすいという利点がある。支柱２を２本の柱で構成する場合も、連結材やカバー材を使用しないものや、その他種々の構成のものが本発明に含まれる。なお、図１、図２および図６に示す支柱２はカバー材を装着したものを示しており、図４および図５では、簡単化のためカバー材を表示せず、支柱２の外形のみ示している。
【００１９】
支柱２，２の上端部と屋根１の後端部との結合は、公知の手段を任意に用いてよい。すなわち、Ｌ形の挿入金具を梁１ａの中空部と支柱２の中空部に差し込んでボルト止めする等の公知の手法が代表的に用いられる。また、これ以外の任意の結合方法も採用でき、たとえば、支柱２の上端面に梁１ａの下端面が結合されたものや、支柱２の上端面と梁１ａの上端面が略面一になるように結合されたものなども本発明に含まれる。
支柱２の下端部２ｂは、地中のコンクリート基礎５に固定されている。
【００２０】
屋根１の後端と支柱２の後面には、樋４が取付けられている。この樋４は、屋根１の後端に取付けられる横樋４ａと支柱２の後面に取付けられる縦樋４ｂとからなる。
なお、図１および図６には樋４を全て示しているが、図２、図４および図５では簡単化のため横樋４ａのみを示している。
【００２１】
図２に示すように、本発明の特徴は支柱２を傾斜させていることにある。
その傾斜は、支柱２の上端が後方側に位置し、支柱２の下端が前方側に位置するような傾斜である。そして、コンクリート基礎５の後端は屋根１の後端よりも前方に位置している。本明細書では、このような傾斜を「後傾」と表現することがある。
【００２２】
この支柱２の後傾により生ずる第１の効果を、図４（Ａ）に基づき説明する。
屋根１に積雪等で大きな下向きの荷重Ｗが発生した場合を仮定する。この場合、支柱２の上端を中心に、反時計回りの負荷モーメントＭが発生する。ここまでは、従来技術と変りはない。
【００２３】
また、屋根１にかかった荷重Ｗは、支柱２を下向きに押し下げる力ｆも発生させる。この押し下げ力ｆは支柱２の上端を起点とし垂直下向きに押し下げる力である。本発明では、支柱２の下端は前方側に位置しているので、押し下げ力ｆにより支柱２を時計回りに回そうとするモーメントが働く。このモーメントが本明細書でいうカウンターモーメントｃｍであり、図中点線で示している。このカウンターモーメントｃｍは負荷モーメントＭとは反対向きの方向であるため、負荷モーメントＭを低減する働きを奏する。
【００２４】
負荷モーメントＭの低減効果を効果的に発生させる観点からは、支柱２の傾斜角度θは、６５°〜８５°が好ましい。
傾斜角度が８５°を超えると、カウンターモーメントｃｍによる負荷モーメントＭの低減効果が少なくなる。一方、傾斜角度が６５°を下廻ると、支柱２の許容応力が低下したり、支柱自体が長くなって、コストが増加し、かつ自動車への出入りが不便になるなどの不利益が増大する。
傾斜角度が６５°〜８５°の範囲であると、上記不都合が実用上無視できるほど小さくなり、反対に負荷モーメントＭの低減効果を享受できる。
【００２５】
また、傾斜角度は、７０°〜８０°がより好ましく、７５°が最も好ましい。傾斜角度θは小さくなるほどカウンターモーメントｃｍが大きくなり、負荷モーメントＭの低減効果が大きくなるのであるが、傾斜角度が７０°〜８０°の範囲であれば、負荷モーメントＭの低減効果と支柱２の強度保持が適切にバランスするので、実用性が高い。
そして、傾斜角度が７５°の場合、負荷モーメントＭの低減効果が約２５％となる。すなわち、負荷モーメントＭが１００％から７５％に減少する。
【００２６】
このように、本発明によれば、支柱２を後傾させることで強度上有利な状態にすることができる。換言すれば、負荷モーメントＭに対しては支柱２の耐モーメント強度が２５％向上するのと同じである。それゆえ、支柱２の断面寸法が同じであるなら、垂直な支柱を用いた場合よりも大きな負荷（荷重Ｗ）に耐えられ、また、垂直支柱を用いた場合より小さい断面寸法にしても、同程度の負荷（荷重Ｗ）を支えることができる。
【００２７】
上記の説明は、積雪等による荷重Ｗを対象とするものであるが、屋根１を上向きに煽ろうとする外力にも同様な効果がある。たとえば、強い風が前方から後方へ吹くと、屋根１が上向きに煽られるが、このときは支柱２の上端に時計回りのモーメントが発生する。このモーメントの向きは図４に示す負荷モーメントＭと反対向きであるが、カウンターモーメントも図４に示すカウンターモーメントｃｍと反対向きに生ずるので、相殺して負荷モーメントが低減することに変りはない。
このように、本発明は強い風に対しても支柱２を強度上有利な状態にすることができる。
【００２８】
上記のように、本発明における支柱２はカウンターモーメントｃｍを生じさせるため後傾させている。そのため、後傾した支柱２のみで屋根１を支えることができる。
【００２９】
つぎに、支柱２の後傾により生ずる第２の効果を図５（Ａ）に基づき説明する。
図中符号１０はブロック塀であり、１１はその基礎であるＬ形フーチングである。
本発明においても、支柱２の下端部２ｂは、コンクリート基礎５に埋設して固定されており、このコンクリート基礎５は、強度確保上、支柱２から支柱２の幅寸法ｄと同じ寸法のかぶり寸法ｅをもっていることは従来技術と同様である（注：平成１４年国土交通省告示第４１０号）。
【００３０】
この場合、かぶり寸法ｅを有するコンクリート基礎５をＬ形フーチング１１に接近させると、支柱２が後傾している結果、屋根１の後端は塀等に容易に最接近させることができる。換言すれば、コンクリート基礎５の設置はＬ形フーチング１１の設置場所に制約されずに設置場所を選ぶことができる。
したがって、傾斜角度θの数値にもよるが、屋根１の後端はブロック塀１０にギリギリまで接近させることが可能である。この場合、屋根１による保護を受ける屋根直下の空間はブロック塀１０の間際まで存在することになり、屋根１の保護を受けないデッドスペースは生じない。
以上のように、本実施形態のカーポートＡでは敷地の有効利用が可能である。
【００３１】
（他の実施形態）
図６は、本発明の他の実施形態に係るカーポートＢを示している。
屋根１と一対の支柱２，２からなり、かつ支柱２が後傾している基本構成は、図１〜図３に基づき説明した実施形態と同一である。
本実施形態では、屋根１と支柱２との間の空間にサイドパネル３を取付けている。サイドパネル３の構成は、アルミニウム製の枠体にポリカーボネート等の透明の合成樹脂板を取付けたものを例示できるが、これに限られない。
【００３２】
上記各実施形態の屋根構造物において、照明（例えば、ＬＥＤ照明）や案内板（サイン）などの種々の付属物を取り付けてもよい。
また、図示のカーポートＡ，Ｂは１台駐車用であるが、２台以上の複数台駐車用のカーポートにも本発明の適用が可能である。複数台駐車用のカーポートに適用する場合、支柱２の数を増やしたり、これらのカーポートを連棟して使用してもよい。
【００３３】
上記各実施形態のカーポートＡ，Ｂは、支柱２を後傾させることで生じるカウンターモーメントｃｍで負荷モーメントＭを相殺できるので、部材の大形化や強度の高い材料を使用することなく、したがってコストを増加させることなく、支柱２を強度上有利な状態にすることができるという相反する効果を奏するものである。また、駐車させた自動車への出入りの容易性も確保できるという利点も奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、屋根を支柱で片持ち支持する形式の屋根構造物を対象とし、その対象物には、車庫（カーポート）や、自転車を保管する駐輪場（サイクルポート）、人の歩行場所に設置する回廊を含むが、これらに限定されず、屋根を一対の支柱で片持ち支持し、かつ支柱が傾斜している基本構造を有するならば、どのような対象物も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ，Ｂ  カーポート
１  屋根
２  支柱
３  サイドパネル
５  コンクリート基礎
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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