(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁システムであって、以下：
複数の垂直に配置された水平支持部材；
壁パネルであって、該壁パネルは、該壁パネルの内側面上に少なくとも一つの内方向へ延びるリッジを有する、壁パネル；および
複数の発泡断熱ブロックであって、該ブロックの各々が、実質的に硬質であり、該内方向へ延びるリッジの形状に合致するように適合されている表面を有する、ブロック
を含み；
該複数の発泡断熱ブロックが該水平支持部材の各々に沿って離れて間隔をおかれ、該ブロックが、該パネルと該水平支持部材との間に留められ、
断熱材のブランケットは、該支持部材と該ブロックとの間で、該ブロック間にある空間の中へ横方向に拡張させられ、該ブロックは、個々のブロックの長さよりも大きい距離で相互に垂直方向に間隔をおかれている、壁システム。
【請求項２】
請求項１に記載の壁システムであって、前記複数のブロックの各々が、前記リッジの相互的形状に合致する前方向に角度を付けられた対向する側部を有する、壁システム。
【請求項３】
請求項１に記載の壁システムであって、前記ブロックが、個々のブロックの幅よりも大きい距離で相互に水平方向に間隔をおかれている、壁システム。
【請求項４】
請求項１に記載の壁システムであって、前記水平支持部材が胴差であり、そして前記ブロックが各胴差の外側フランジに留められている、壁システム。
【請求項５】
請求項１に記載の壁システムであって：
前記ブロックの各々が厚さ寸法を有し；そして
該ブロックの配置が、前記壁パネルの最も内部の部分と前記水平支持部材の複数の外側フランジとの間の間隙をもたらし、前記断熱材のブランケットの該間隙の中への前記拡張を可能にする、
壁システム。
【請求項６】
請求項１に記載の壁システムであって、前記発泡断熱ブロックの各々が以下：
前面；
二つの対向する角度を付けられた横面であって、該横面は、前記壁パネルの前記リッジの形状に合致するように適合している、横面；および
前記水平支持部材の外側フランジを係合するための実質的に平らな後面
を含む、壁システム。
【請求項７】
壁を作る方法であって、該方法が以下：
複数の垂直に配置された水平支持部材を有する建物構造を提供すること；
少なくとも一つの内方向へ延びる特徴を該壁の内側面上に有する壁パネルを得ること；
複数の発泡断熱ブロックの各々の一つの側面の形状を、該内方向へ延びる特徴に合致させること；
該複数の発泡断熱ブロックを、該水平支持部材の外側と該内方向へ延びる特徴との間に配置することであって、該ブロックは、個々のブロックの長さよりも大きい距離で相互に垂直方向に間隔をおかれている、こと；および
該壁を該水平支持部材に留めることで、該ブロックを挟み込むこと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本明細書は、２０１１年３月９日出願の米国仮出願第６１／４５１，０５６号に対する優先権を主張し、その仮出願の全内容が、本明細書において参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
（本発明の背景）
１．本発明の分野
本発明は、概して建物の建設の分野に関連する。より具体的には、本発明は、断熱金属建物の断熱の分野に関連する。
【０００３】
２．関連技術の説明
従来、金属建物は、一連のステップに従って建設される。第一に、金属フレームが建設される。金属フレームは、多数の構造支持部材を含む。屋根部分は、母屋と呼ばれる傾斜した屋根構造部材を含む。壁は、垂直に間隔をあけられた水平に延びる部材を含み、その部材は胴差と呼ばれる。いったんフレームが据え付けられると、建物の屋根部分および壁部分の両方を断熱することが一般的である。
【０００４】
屋根の構成に関して、ブランケット断熱材が母屋の頂部の上に掛けられ、次いで屋根パネルがその断熱材の上で固定される。いくつかの場合において、長手方向のサーマルブロック（ｔｈｅｒｍａｌ  ｂｌｏｃｋ）を母屋の頂部フランジの上に据え付けることが、公知であり、サーマルブロックは、掛けられているブランケット断熱材の上を母屋の全長を通る。
【０００５】
従来の壁に関して、ブランケット断熱材が水平方向に延びる胴差の上に掛けられるように、そのブランケット断熱材は上から固定される。次いで、金属壁パネルは、胴差の外側のフランジへ固定され、ブランケット断熱材を壁パネルと各胴差の外側フランジとの間でつぶし、その胴差では、壁パネルと外側フランジとが接触する。詰め込まれた（ｐａｃｋｅｄ−ｄｏｗｎ）断熱材のこれらのラインは、熱損失を生じさせる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示された実施形態は、建物上で垂直に配置された水平支持部材（例えば、胴差）の上へ取り付けられることに適合する壁システムを含む。ひとつの実施形態において、このシステムは、少なくとも一つの内方向に延びる特徴（例えば、リッジ（ｒｉｄｇｅ）もしくは溝）を有する壁パネルを含む。実施形態において、多数の発泡断熱ブロックが、内方向に延びる特徴の形状に合うように（一つの側面上において）適合する。さらに、ブロックは、水平支持部材の各々に沿って（垂直方向に）離され間隔をあけられ得、ついで壁パネルと支持部材との間で固定され得る。ブロックはまた、水平方向に離され間隔をあけられて、配列を生じさせる。ブランケットの厚さは、間隙を生じさせる。その間隙は、断熱材のブランケットが、ブロック間に生じた空間の中へ拡張されることを可能にする。
【０００７】
一つの実施形態において、複数のブロックのうちの各々は、特徴（例えば、リッジ）の相互的な形状に合致する前方に角度を付けられた対向する側と、各胴差の上の外側フランジへ固定されることに適合する背面部とを有する。
【０００８】
方法もまた開示され、その方法は、（ｉ）複数の垂直に配置された水平支持部材を有する建築構造を提供すること；（ｉｉ）少なくとも一つの内方向に延びる特徴を壁の内表面上に有する壁パネルを得ること；（ｉｉｉ）複数の断熱ブロックの各々の一面の形状をその内方向に延びる特徴に合わせること；（ｉｖ）複数の発泡断熱ブロックを水平支持部材の外側と内方向に延びる特徴との間に配置すること；および（ｖ）壁を水平支持部材へ留めることでブロックを挟み込むこと、を含む。
１つの実施形態において、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
壁システムであって、以下：
複数の垂直に配置された水平支持部材；
少なくとも一つの内方向へ延びるリッジを有する壁パネル；および
複数の発泡断熱ブロックであって、該ブロックの各々が該内方向へ延びるリッジの形状に合致するように適合されている表面を有する、ブロック
を含み；
該複数の発泡断熱ブロックが該水平支持部材の各々に沿って離れて間隔をおかれ、該ブロックが、該パネルと該水平支持部材との間に留められ、該ブロックは、該支持部材と該ブロックとの間の断熱材のブランケットが該ブロック間に作られた空間の中へ拡張することを可能にする、壁システム。
（項目２）
項目１に記載の壁システムであって、前記複数のブロックの各々が、前記リッジの相互的形状に合致する前方向に角度を付けられた対向する側部を有する、壁システム。
（項目３）
項目１に記載の壁システムであって、前記ブロックが断熱発泡剤で作られている、壁システム。
（項目４）
項目１に記載の壁システムであって、前記ブロックが、個々のブロックの長さよりも大きい距離で相互に垂直方向に間隔をおかれている、壁システム。
（項目５）
項目１に記載の壁システムであって、前記ブロックが、個々のブロックの幅よりも大きい距離で相互に水平方向に間隔をおかれている、壁システム。
（項目６）
項目６に記載の壁システムであって、前記ブロックが、個々のブロックの長さよりも大きい距離で相互に垂直方向にも間隔を置かれている、壁システム。
（項目７）
項目１に記載の壁システムであって、前記水平支持部材が胴差であり、そして前記ブロックが各胴差の外側フランジに留められている、壁システム。
（項目８）
項目１に記載の壁システムであって：
前記ブロックの各々が厚さ寸法を有し；そして
該ブロックの配置が、前記壁の最も内部の部分と前記水平支持部材の複数の外側フランジとの間の間隙をもたらし、前記断熱材のブランケットの該間隙の中への前記拡張を可能にする、
壁システム。
（項目９）
項目１に記載の壁システムであって、各スペーサーブロックが以下：
前面；
二つの対向する角度を付けられた横面であって、該横面は、前記壁パネルの前記リッジの形状に合致するように適合している、横面；および
前記水平支持部材の外側フランジを係合するための実質的に平らな後面
を含む、壁システム。
（項目１０）
壁を作る方法であって、該方法が以下：
複数の垂直に配置された水平支持部材を有する建物構造を提供すること；
少なくとも一つの内方向へ延びる特徴を該壁の内側面上に有する壁パネルを得ること；
複数の発泡断熱ブロックの各々の一つの側面の形状を、該内方向へ延びる特徴に合致させること；
該複数の発泡断熱ブロックを、該水平支持部材の外側と該内方向へ延びる特徴との間に配置すること；および
該壁を該水平支持部材に留めることで、該ブロックを挟み込むこと
を含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
（図面のうちのいくつかの図の簡単な説明）
本発明の例示的実施形態は、添付の図面を参照して下記で詳細に説明され、それらの図面は、本明細書において参照として援用され、そして：
【図１−１】図１Ａは、従来の断熱された壁パネルの切断面的な壁断面を示す。図１Ｂは、従来の断熱された金属建物の壁デザインから取られた水平断面の上面図が示される。図１Ｃは、図１Ａおよび図１Ｂにおいて示された従来のデザインのための胴差の周りの仕様を示す破断面である。
【図１−２】図１Ｄは、開示される実施形態の目的を達成するために使用され得る従来の壁を示す。
【図２】図２は、本明細書において開示される発明に従う断熱された壁の斜視図を示す。
【図３】図３Ａ、図３Ｃ、および図３Ｄは、各々、斜視、上面、および前面からの角度の付いた縁を持つスペーサーブロックを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の断熱された壁から取られた垂直断面を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の断熱された壁から取られた水平断面を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａの垂直断面から取られた破断面を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ｂから取られた水平断面から取られた破断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（詳細な説明）
本発明の実施形態は、建物のための断熱された金属パネルシステムと、建物の壁用の金属パネルを建設するための方法とを提供する。
【００１１】
開示される実施形態に関する背景を提供するために、先行技術の図面の図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、先行技術において公知である事項を示す。図１Ａを参照すると、従来のシステム１０が示され、そこでは、金属壁パネル１２が据え付けられて、建物の壁を生じさせる。この種の壁パネル１２は、通常、複数の水平に向かい垂直に間隔をあけられたＺ胴差１４へ固定される。金属壁パネル１２は、典型的にファスナ１６を使用して水平なＺ胴差へ留められ、そのファスナは、典型的にセルフタッピングねじである。
【００１２】
断熱材が所望される場合、内側に仕上げ面１９を有する断熱材のブランケット１８が、典型的に、広げられて壁に掛け下げられ、次いでファスナ１６を使用して壁パネル１２とＺ胴差１４との間に固定される。ファスナ１６は、図１Ｃにおいて示されるように、胴差の外側フランジ２４の中にねじ込まれる。仕上げ面１９は、居住者との望ましくない接触を防止し、より魅力的な見た目を提示し、そして防湿層を生じさせる。取り付けられる場合、断熱材は、垂直の溝２２の内側面の間で留められる。壁１２を上下に通る垂直の溝２２は、最内部の部分であって、垂直の溝が建物内部に向かって最も遠く延びることを意味する（図１Ｂを参照のこと）。これらの溝の各々の間で、壁１２の最も外側のの高まった部分２０はまた、垂直方向に非均一に延びる。ファスナ１６は、壁１２の溝領域２２を通し、次いで断熱ブランケット１８を通り、次に胴差外側フランジ２４へて動かされる。
【００１３】
図１Ｃにおける分解図を見ると、ファスナ１６が壁の内部部分２２を通してねじ込まれる場合、そのファスナは、胴差１４の最も外側のフランジ２４を圧迫し、断熱材の部分２６を挟み込むことが、見られ得る。
【００１４】
領域２６において断熱材１８を詰め込むことは、顕著な熱損失を引き起こす。当業者が認識するように、ブランケットをつぶし込むこと（ｍａｓｈｉｎｇ  ｄｏｗｎ）は耐熱性が弱められた領域を生じさせる。このために、胴差の外側フランジ近くの領域において熱フローダイアグラム（ｈｅａｔ  ｆｌｏｗ  ｄｉａｇｒａｍ）を観察する場合、ファスナ１６を取り囲む領域を通る熱エネルギーの顕著な流れを見ることになり、胴差外側フランジの上もしくは下に間隔をあけられた場所では熱損失が減らされる。これは、断熱材１８（例えば、図１Ａにおける胴差間の中間部）が、挟み込みを行う胴差外側フランジ２４よりもさらに外方向に膨らみ（ｂｉｌｌｏｗ）膨張する（ｆｌｕｆｆ）ことによる。そして、断熱材ブランケットが、パネル１１２における多数の場所において溝２２の内側面と胴差外側フランジ２４との間で締め付けられることを考慮すると、結果として生じる熱損失は、建物のそのように構成された各壁の外側の熱損失の、垂直に配置された複数の平行な水平縞として現れる。
【００１５】
図２〜図４において非常によく見られ得る本発明１１０の構成は、金属壁１１２の熱損失を減らす。従来のシステムと同様に、金属壁１１２は、ファスナ１１６を使用して、建物の胴差１１４の外側に付けられる。また、従来のシステムと同様に、表面仕上げされた断熱材１１８のブランケットは、掛け下げられて、壁が組み込まれた場合、壁と胴差１１４との間に取り付けられる。また、従来のシステムと同様に、断熱ブランケットは、断熱材の内側に仕上げ面１１９を有する。さらに、新しいシステム１１０は、従来のシステム１０と同様に、壁１１２の最も内部の溝部分１２２において留められる。
【００１６】
しかし、新しいシステム１１０は、胴差１２４の外側フランジが壁パネル１１２の留め付けの際にブランケット断熱材１１８を直接圧迫しないことにおいて、異なっている。代わりに、前方へ角度の付いた対向する面を各々有する複数の発泡スペーサーブロック１２６が、壁１１２と胴差外側フランジ１２４との間において胴差１４の長さに沿って、断続的に留められる。
【００１７】
図４Ａにおいて見られ得るように、スペーサーブロック１２６は、かなりの距離１２８により垂直方向に間隔をあけられる。距離１２８は、各ブロックの縦方向の寸法よりもはるかに大きく、ブロック間の有意な垂直方向の間隔あけを可能にする。また、横方向では、（図４Ｂにおいて見られ得る）スペーサーブロック１２６は、横方向に距離１３０間隔をあけられている。これは、スペーサーブロック１２６が断熱発泡材で作られているので、スペーサーブロック１２６は金属壁パネル１１２を胴差から熱力学的に隔離し、変位させるという顕著な熱力学的利点を生じさせる。各ブロックの横方向の寸法は、ブロック間の水平方向の距離１３０よりも有意に小さく、この距離１３０は、壁パネル１１２の上のリッジ／溝１２２の間の距離により指示される。図２を参照のこと。さらに、ブランケット断熱材１１８は、少数のバラバラに広がった場所において胴差外側フランジ１２４に対して締め付けられるだけである。それゆえ、ブロック１２６はまた、耐熱性を提供することに加えて、壁を胴差外側フランジから離して間隔をおくことに役立つ。これは、ブランケット断熱材のためのより大きな領域を生じさせて、ブランケット断熱材を中へ膨らませ（膨張させ）、そしてまた（図１Ａ〜図１Ｃ等において示されるような従来のデザインにおいて起こるような）胴差外側フランジの全距離近くまで延びることによる熱損失を防止する。
【００１８】
スペーサーブロック１２６の詳細は、図３Ａ〜図３Ｄにおいて最もよく見られ得る。図３Ａを最初に参照すると、各スペーサーブロック１２６は、前面３０２（図３Ｃを参照のこと）および二つの対向する角度を付けられた前面３０４を有することが、見られ得る。横方向に、スペーサーブロック１２６は、二つの後部分３０８まで後ろに延びる側部３０６、次いで背面３１０を有し、その二つの後部分は、ブロックの背部分を集束角において切り取ることにより生じる。図３Ｄは、ブロック１２６の背部を示す。ブロック１２６の頂部３１２が、図３Ｂにおいて見られ得、図３Ｃおよび図３Ｄの両方において指し示される。示されていないが、ブロック１２６の底部は、頂部３１２と同じであり、そしてブロック１２６は、左右対称および上下対称である。
【００１９】
図２および図４Ｃ〜図４Ｄにおいて最もよく見られるように、これらのブロック１２６は、壁の溝／リッジ部分１２２の内側リッジ表面と胴差外側フランジ１２４との間において内側に嵌るように特別に構成される。より具体的には、面３０２は、溝１２２のリッジに対して突き当たり、そして角度の付いた側部３０４は、壁内側のブロック嵌めが適合するように、溝１２２の傾斜した表面に対応する。ブロック１２６の他の側面上に、ブロック３１０は、壁が固定される場合、胴差外側フランジ１２４に対して突き当たる。
【００２０】
ブロック１２６の各々は、（面３０２と面３１０との間の）厚さ寸法を有する。これにより、ブロックの（図２において示される配列での）配置が、壁の最内部部分（例えば、リッジ）と水平支持部材１１４の外側のフランジ１２４との間の間隙を結果としてもたらす。これは、生じた間隙の中への断熱材のブランケットの膨張を可能にする。
【００２１】
建物の建方における組立に関して、胴差１１４は、図において示されるように、すでに所定の位置にあり、そして残りの壁構成要素が、それらの外側に取り付けられる。いくつかの実施形態において、ブランケット断熱材１１８は、胴差１１４の外側の上に掛けられる。断熱材１１８をこの点で独立に留めることは必要ではないが、しかし多くの（ｍａｙ）事例において、ブランケット１１８を上から固定し、胴差１１４の上へ壁を留めることの前にブランケットが掛け下げられることを可能にすることが、道理にかなっている。実施形態における次のステップは、いくつかの方法でのブロックの固定を含む。いくつかの実施形態において、これは、ブロックが、壁が所定の位置に留められる前に示された位置にある壁の内側面（リッジ）に、接着されるか、いくつかの他の方法で留められることを意味する。各ブロック１２６を接着するための正確な位置は、水平なブロック１２６の行を、水平方向へ延びる各胴差の垂直位置において間隔をあけることにより決定される（図２を参照のこと）。このことは、使用者が、ブロック１２６の全てが接着されている状態で、掛けられた断熱材１１８の上にパネル１１２を配置すること、およびパネル１１２を所定の位置に保持することを可能にする。次いで、各ファスナ１１６（例えばセルフタッピングねじ）は、各ブロック１２６が存在するところの外側にあるパネル１１２を通り、そのブロックを通してねじ込まれ得、そして胴差外側フランジ１２４に食い込み得る。ひとたびファスナ１１６の全てが取り付けられたら、パネル／ブロックアセンブリは、建物に固定されるが、顕著な開放空間が、パネル１１２と胴差１１４との間の距離により生じる。ブロック１２６はこの空間を生じさせる。この生じた空間は、断熱材１１８のいっそうの膨張を胴差１１４の間において可能にするだけでなく、胴差フリンジに沿ってブロックの間に生じる空間の中への膨張もまた可能にする。
【００２２】
膨張したブランケット断熱材が、遮熱層としては敷き詰められた（ｍａｔ  ｄｏｗｎ）断熱材よりも大幅に効果的である。それゆえ、壁パネル１１２のうちのたいへん高い割合が、敷き詰められるではなく膨らまされた断熱材により裏打ちされる。それゆえに、図１において示される従来のシステムとは反対に、熱損失は、ブロックの使用により非常に減らされる。また、壁の後ろに膨張した断熱材がない図２〜図４の実施形態においては、発泡断熱ブロック１２６が存在する。それゆえ、高いレベルの耐熱性が、従来のシステムとは異なり、パネルが取り付けられた後、パネル全体にわたり提供される。
【００２３】
描写された様々な構成要素の多くの異なった構成と、示されなかった構成要素とが、本発明の趣旨および範囲から外れることなく可能である。本発明の実施形態は、限定的ではなく説明的であることを意図して説明された。本発明の範囲から外れない代替的な実施形態が、当業者にとって明白になる。当業者は、上述の改善を本発明の範囲から外れることなく実施する代替的手段を開発し得る。
【００２４】
特定の特徴およびサブコンビネーションが、有用であり、そして他の特徴およびサブコンビネーションへの参照なしに用いられ得、そして本特許請求の範囲の範囲内において実施されることが、理解される。様々な図において列挙されたステップの全てが、説明された特定の順番において実行される必要はない。
【図２】
0005723997.tif 000002
【図３Ａ】
0005723997.tif 000003
【図３Ｂ】
0005723997.tif 000004
【図３Ｃ】
0005723997.tif 000005
【図３Ｄ】
0005723997.tif 000006
【図４Ａ．４Ｃ】
0005723997.tif 000007
【図４Ｂ．４Ｄ】
0005723997.tif 000008
【図１−１】
0005723997.tif 000009
【図１−２】
0005723997.tif 000010