(57)【要約】【課題】  複雑な構成を採用することなく断熱し防水することができて結露の発生を効果的に抑制し、容易かつ安価に製造でき、取り付け作業が極めて簡単であり、取り付けたときの美感はシンプルかつ統一感があり、断熱板材に対する押さえ強度を増して耐風圧効果を奏して、繰り返しの振動や熱膨張収縮によるひずみにも対応し得る断熱用ワッシャーおよびこれを用いた断熱構造体を提供する。【解決手段】  本願発明に係る断熱用ワッシャー１は、金属材料からなり、略中央部に形成したファスナー７の挿通孔２を底部に有するとともに、ファスナーの頭部７１を収容し、かつ充填用断熱材５を充填するための中空収容部３と、その上縁部に、略垂直で、かつ直径を中空収容部３の直径の２倍以上となるように形成するとともに、複数の熱伝導低減孔を形成したフランジ部４とを有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなる断熱用ワッシャーであって、
略中央部に形成したファスナーを挿通させる挿通孔と、
この挿通孔を底部に有するとともに、当該挿通孔に挿通されたファスナーの頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部と、
前記中空収容部の上縁部に前記中空収容部と略垂直となり、かつ直径を前記中空収容部の内周直径の２倍以上となるように形成するとともに、複数のフランジ熱伝導低減孔を形成したフランジ部と
を有することを特徴とする断熱用ワッシャー。
【請求項２】
請求項１において、前記中空収容部の側面に複数の側面熱伝導低減孔を形成したことを特徴とする断熱用ワッシャー。
【請求項３】
金属材料からなる断熱用ワッシャーであって、
略中央部に形成したファスナーを挿通させる挿通孔と、
この挿通孔を底部に有するとともに、当該挿通孔に挿通されたファスナーの頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部と、
前記中空収容部の上縁部に前記中空収容部と略垂直となるように形成するとともに、直径を前記中空収容部の内周直径および高さの２倍から５倍となるように形成したフランジ部と
を有することを特徴とする断熱用ワッシャー。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、１ｍ２当たりの固定強度が５，０００Ｎ／ｍ２以上である断熱用ワッシャー。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかにおいて、前記中空収容部には、前記ファスナーの頭部を収容するように前記挿通孔の周縁部を下方に延出してなるファスナー頭部収容部が設けられており、前記ファスナー頭部収容部と前記ファスナー頭部との接する面に断熱部を備えてなる断熱用ワッシャー。
【請求項６】
複数の断熱板材を連接して屋根や壁を構成する断熱構造体であって、
断熱板材の表面にワッシャー嵌入穴を形成し、このワッシャー嵌入穴に請求項１から５のいずれかに記載の断熱用ワッシャーの中空収容部を埋設し、この中空収容部の底部に形成した挿通孔にファスナーを挿通して前記断熱板材を固定するとともに、前記ファスナー頭部を覆うようにして前記中空収容部に充填用断熱材を充填して構成されることを特徴とする断熱構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱板材にファスナーを締結する際に用いられ、断熱効果を高めるとともにヒートブリッジ現象の発生を抑えることにより結露を防止し、かつ断熱板材に対する押さえ強度を増して耐風圧効果も高め、繰り返しの振動や熱膨張収縮によるひずみにも対応し得る断熱用ワッシャーおよび断熱構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、寒冷地における建築物の壁や屋根には断熱材が張られており、建築物内を温暖に維持するための様々な工夫がなされているところ、建築物内と外部との気温差の影響によりヒートブリッジ現象という問題が存在している。このヒートブリッジ現象とは、断熱された建物の屋根や外壁等に部分的に熱を伝えやすい物や状態がある場合において、その部分から橋を渡るように熱が出入りする現象をいい、結露や着霜の原因となっている。例えば屋根の断熱に関しては、従来、図１８に示すとおり、平ワッシャー１２にファスナー７を挿通することにより断熱板材６をプレート１４に固定し、断熱板材６のファスナー７挿通面にシート１５を被覆していたため、その施工や環境等の条件によってはファスナー頭部７１で断熱できず、ねじ部７２に外熱が伝わってヒートブリッジ現象が発生し、シート１５の内側において結露等を生じていた。また、隣接する断熱板材６を連接する際、接合面１３をそのままの状態で、いわゆる平矧ぎ（芋矧ぎ）するように連接したため、接合面１３の隙間で断熱できず、隙間に外熱が伝わってヒートブリッジ現象が発生し、結露等を生じていた。これを防止するためには、従来、断熱板材６を被覆したシート１５を、さらに別の断熱板材で被覆する必要があり、かかる施工には特別な技術や技倆を要していた。
【０００３】
ところで、従来より、防水、または断熱板材や壁材等の建材に対する当接強度を増すことを目的としたワッシャーが提案されている。例えば防水を目的としたワッシャーについて、実開平７−３２２１９号公報には、構造部材の結合等に用いられるファスナーの締結時におけるねじ孔部分からの雨水の侵入を防止するファスナー用防水ワッシャーが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、ファスナーがヒートブリッジを形成することによる断熱性の低下や結露の発生の防止を目的としたワッシャーについて、実開昭５４−１７７６６５号公報には、底壁にボルトを挿通するボルト穴とフランジとを形成し、断熱材の充填可能な上方に開口した円筒形の空間を有する樹脂製のワッシャーが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
また、断熱板材や壁材等の建材に対する当接強度を増すことを目的としたワッシャーについて、特開昭６３−２６１０４４号公報には、ファスナーの垂直方向に延びるフランジを有し、かつ滑り止めのピンを前記フランジ部分に配設した、全体がディスク状なるワッシャーを含む屋根被覆材用のファスナー組立体が提案されている。ファスナーを締結することによりファスナー頭部下面に生じる力がディスク状のワッシャーに伝わって接触パッドの外側下部コーナーに集中することにより、さらには滑り止めのピンを前記フランジ部分に配設することにより押さえ強度を確保するものである（特許文献３）。
【０００６】
さらに、断熱材を接合する構造において、実開昭５８−７３８０７号公報には、断熱材を合板パネルに仮止めするための、フランジに孔を設けた座板が提案されている（特許文献４）。
【０００７】
【特許文献１】実開平７−３２２１９号公報
【特許文献２】実開昭５４−１７７６６５号公報
【特許文献３】特開昭６３−２６１０４４号公報
【特許文献４】実開昭５８−７３８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載された考案に係るワッシャーは、ファスナー頭部とワッシャーと構造部材間とに生じる隙間空間を、弾性体で形成した舌片を密着させることにより密閉し、ねじ孔を通じての雨水の侵入を防止するものである。そのため、ファスナー頭部が構造部材の外面に現れてしまい、ワッシャーによる断熱効果がなく結露等を防止することはできないという問題がある。また、ファスナー頭部が構造部材の外面に現れることにより外観を損ねてしまうという問題もある。
【０００９】
一方、上記特許文献２に記載された考案を構成するワッシャーは、フランジ部が極めて小さいために押さえ強度が確保できない。つまり、前記フランジ部は円筒形空間の開口端縁に形成されていることから、その直径は円筒形空間の内周直径と比較してわずかに大きい程度であり、表面材に対する押さえ強度を確保できるものではなく、ボルト緊締に際する位置決めができる程度であって、本発明の目的のような耐風圧効果を奏することはできないという問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献３に記載された発明を構成するワッシャーにおいて、ファスナーの取り付け穴の上部はファスナーの頭部が隠れるように大径部となっているが、生来、ファスナーの取り付け穴の上部に充填用断熱材を充填するということを想定しておらず、取り付け穴の上部において断熱効果を発揮することができる量の充填用断熱材を充填するだけの容量も深さも確保されていないため、断熱することができないという問題がある。
【００１１】
そして、当該発明を構成するワッシャーは複雑な構造であるため、仮にこのワッシャーの頭部における容量または深さを確保すべくハブを下方に延出し、かつカウンタ凹所と、中心穴と、スロットとをディスクのより下方に形成した場合、ハブの付け根部分への負担が増し、かえってディスクが曲げに対して脆弱になり、当該発明の目的に反することとなるという問題もある。
【００１２】
さらに、上記特許文献４に記載された考案に係る座板においては、断熱板を合板パネルに仮止めするためのものであって、その仮止め後には釘を抜き去ってしまうため、そもそも釘を介するヒートブリッジ現象等を防止する目的はない。従って、前記座板には、釘頭を収容して断熱充填材を充填するための収容空間は設けられていない。また、前記座板はプラスチック材により一体成型されているため断熱対策をする必要がなく、よってフランジ部に形成された複数の孔にも熱伝導低減の意図や作用効果が生じることもない。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、複雑な構成を採用することなく断熱し防水することができて結露の発生を効果的に抑制し、容易かつ安価に製造でき、取り付け作業が極めて簡単であり、取り付けたときの美感はシンプルかつ統一感があり、断熱板材に対する押さえ強度を増して耐風圧効果を奏して、繰り返しの振動や熱膨張収縮によるひずみにも対応し得る断熱用ワッシャーおよびこれを用いた断熱構造体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】
【００１４】
本発明に係る断熱用ワッシャーの第一の特徴は、金属材料からなる断熱用ワッシャーであって、略中央部に形成したファスナーを挿通させる挿通孔と、この挿通孔を底部に有するとともに、当該挿通孔に挿通されたファスナーの頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部と、前記中空収容部の上縁部に前記中空収容部と略垂直となり、かつ直径を前記中空収容部の内周直径の２倍以上となるように形成するとともに、複数のフランジ熱伝導低減孔を形成したフランジ部とを有している点にある。
【００１５】
また、本発明において、前記中空収容部の側面に複数の側面熱伝導低減孔を形成することが好ましい。
【００１６】
一方、本発明に係る断熱用ワッシャーの第二の特徴は、金属材料からなる断熱用ワッシャーであって、略中央部に形成したファスナーを挿通させる挿通孔と、この挿通孔を底部に有するとともに、当該挿通孔に挿通されたファスナーの頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部と、前記中空収容部の上縁部に前記中空収容部と略垂直となるように形成するとともに、直径を前記中空収容部の内周直径および高さの２倍から５倍となるように形成したフランジ部とを有している点にある。
【００１７】
また、本発明において、固定強度が５，０００Ｎ／ｍ２以上であることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明において、前記中空収容部には、前記ファスナーの頭部を収容するように前記挿通孔の周縁部を下方に延出してなるファスナー頭部収容部が設けられており、前記ファスナー頭部収容部と前記ファスナー頭部との接する面に断熱部を備えてなることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る断熱構造体の特徴は、複数の断熱板材を連接して屋根や壁を構成する断熱構造体であって、断熱板材の表面にワッシャー嵌入穴を形成し、このワッシャー嵌入穴に本願発明の断熱用ワッシャーの中空収容部を埋設し、この中空収容部の底部に形成した挿通孔にファスナーを挿通して前記断熱板材を固定するとともに、前記ファスナー頭部を覆うようにして前記中空収容部に充填用断熱材を充填して構成される点にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る断熱用ワッシャーおよびこれを用いた断熱構造体によれば、複雑な構成を採用することなく断熱し防水することができて結露の発生を効果的に抑制し、容易かつ安価に製造でき、取り付け作業が極めて簡単であり、取り付けたときの美感はシンプルかつ統一感があり、断熱板材に対する押さえ強度を増し耐風圧効果を奏して、繰り返しの振動や熱膨張収縮によるひずみにも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る断熱用ワッシャー１の実施形態について図面を用いて説明する。図１および図２は、本実施形態における断熱用ワッシャー１を示す斜視図および平面図であり、図３は、図２の３Ａ−３Ａ’線断面図、また図４および図５は、使用状態での中空収容部３を拡大した断面図である。
【００２２】
本実施形態における断熱用ワッシャー１は、挿通したファスナー７において断熱し防水し、特に結露の発生を防止すること、およびファスナー７を強固に閉めた状態を保ちつつファスナー頭部７１と断熱用ワッシャー１と断熱板材６との間に生じる隙間空間をなくすことで水や冷気等の外部からの浸入を阻止し、断熱板材６に対する押さえ強度を増し耐風圧効果を奏するものであり、図１から図３に示すように、主として、略中央部に形成したファスナー７を挿通させる挿通孔２と、この挿通孔２を底部に有するとともに挿通孔２に挿通されたファスナー頭部７１を収容し、かつ充填用断熱材５を充填可能な容量を有する凹状の中空収容部３と、中空収容部３の上縁部に形成したフランジ部４とを有している。
【００２３】
なお、本発明にいう「断熱」とは、熱を遮断するほか、熱を伝わりにくくすることをいい、例えば、本実施形態においては、結露の発生を抑制可能な程度に熱を伝わりにくくすることをいう。また、「防水」とは広い意味で使われ、雨や融雪水等の水またはその他液体の浸入、浸潤、あるいは浸透等、水または液体により濡れる状態となるのを防ぐほか、結露や着霜を防ぐことも含む。
【００２４】
また、本実施形態において、断熱用ワッシャー１は、図４、図５、図７および図８に示すように、挿通孔周縁部２１が所定の傾斜角度を有したテーパー状であるファスナー頭部７１に用いられるものとして説明するが、これらに限られるものではない。例えば、ファスナー頭部７１が柱状の場合には、図１１に示すように当該挿通孔周縁部２１がファスナー頭部７１が抜け出ないような凹状であればよい。また、本実施形態におけるファスナー７として螺合可能なステンレス製のビスが用いられている。
【００２５】
以下、本実施形態における断熱用ワッシャー１の各構成部についてより詳細に説明する。挿通孔２は、図１から図３に示すように、中空収容部３の底部にファスナー７を挿通可能な大きさの略円形状に形成されている。本実施形態において、挿通孔２の内周面は頭部を除くファスナー７の本体の最大直径よりも若干大きめの内径に形成されており、挿通孔２を回してもファスナー７を伴わず、空回りするようになっている。なお、挿通孔２は、略円形状に形成した方が製造や取り付け作業の容易性や各種のファスナー７の形状に対応できる汎用性の点から好ましいが、同様な効果を奏する場合には、例えば多角状等の他の形状に形成してもよい。
【００２６】
また、中空収容部３には、図１および図３に示すように、ファスナー頭部７１を収容するよう、挿通孔２の周縁部２１を下方に延出して略円形凸状に形成したファスナー頭部収容部２１１が設けられている。このためファスナー頭部７１が中空収容部３の底部に安定的に座し、ファスナー７と断熱用ワッシャー１とが一体となって安定し、取り付け作業が極めて簡単となり、かつファスナー７の締め付けに応じて断熱用ワッシャー１の押さえ強度を増すという作用効果を奏する。なお、本実施形態において、当該周縁部２１の傾斜角度は、ファスナー頭部７１の形状を考慮して、ファスナー頭部７１の軸線に直交する方向に対して約４５°に設定されている。
【００２７】
中空収容部３は、ファスナー頭部７１を収容し、かつ、充填用断熱材５が充填される役割を果たすものであり、図１、図３、図４、図５、図７、図８、図１０、および図１１に示すように、底部にファスナー７の頭部７１を座するように略凹状に形成されている。
【００２８】
本実施形態において、中空収容部３の内周面３１は、ファスナー７の最大寸法よりも大きめの内径に形成されており、ファスナー７の側面と係合しないように構成されている。また、中空収容部３の容量は、ファスナー頭部７１を収容した状態で断熱し防水することができる量の充填用断熱材５を充填することができる容量である。具体的な寸法はファスナー頭部７１の大きさ等の兼ね合いで適宜定めることが可能であるが、断熱板材との兼ね合いを考慮する必要もあるため、中空収容部３の高さは中空収容部３を埋設する断熱材の厚みの１／２程度が好ましい。本実施形態では、内周の直径を２０．４ｍｍ、高さを２０ｍｍに形成することにより好適な中空収容部３を形成している。なお、同様な効果を奏する場合にはこれに限られない。また、中空収容部３に充填する充填用断熱材５は特に限られるものではなく、本実施形態においては好適な充填用断熱材５として硬質ウレタン系フォームを用いているが、同様な効果を奏するものであればポリエチレン発泡体等の他の固体材でもよく、またゲル状や液体等のものでもよい。
【００２９】
また、中空収容部３の形状はプレス加工による製造や取り付け作業の容易性や汎用面の点から、縦断面形状がＵ字状で全体を略円筒状と形成するのが好ましいが、これに限られるものではなく、ファスナー頭部７１を収容し、かつ、断熱し防水することができる量の充填用断熱材５を充填可能な容量となるのであれば、形状を問わず、例えば、縦断面形状が升状で全体が略多角筒状に形成してもよい。
【００３０】
また、図１に示すように、中空収容部３には、フランジ部４からの伝熱を低減するために側面熱伝導低減孔３２が複数個形成されている。本実施形態では、直径が７ｍｍの略円形からなる３つの側面熱伝導低減孔３２を側面縦方向略中央にほぼ等間隔で形成している。これにより、例えば、金属製であるデッキプレート９における熱膨張と熱収縮との繰り返しや断熱構造体８における振動の繰り返しによって生じるひずみに対応し得る必要な強度と柔軟性とを保ちつつ、フランジ部４や中空収容部３からファスナー７への熱伝導を低減することが可能である。なお、前記側面熱伝導低減孔３２は、少なくともフランジ部４や中空収容部３からファスナー７への熱伝導が低減するものであれば、孔の形状や大きさ、孔の数は特に限られるものではない。また、本実施形態では、中空収容部３に側面熱伝導低減孔３２を形成するものとして説明するが、特に熱伝導の低減が必要のない場合には、図１２や図１３に示すように、側面熱伝導低減孔３２を形成しなくてもよい。
【００３１】
さらに、中空収容部３の内側におけるファスナー頭部７１と接する面には、断熱の効果をより向上させるため、図４に示すような断熱被膜７３ａからなる断熱部７３を形成するか、図５に示すような断熱パッキン７３ｂからなる断熱部７３を形成するのが好ましい。
【００３２】
断熱被膜７３ａについては、本実施形態ではウレタン樹脂を用いることにより好適な断熱被膜７３ａを形成しているが、同様な効果を奏するものであれば他の樹脂を用いて形成してもよく、液体やゲル状、固体等の物質を用いて形成してもよい。
【００３３】
一方、断熱パッキン７３ｂについては、本実施形態では材質として塩化ビニル樹脂を用い、形状を略円形状とし、ファスナー７の挿通孔を設けて、ファスナー頭部７１よりやや大きく、かつ厚さを１．５ｍｍ程度に形成することにより、好適な断熱パッキン７３ｂを形成している。なお、同様な効果を奏するものであれば材質や形状、大きさ、厚さは特に限られるものではなく、例えば材質については他の樹脂を用いて形成してもよく、ゲル状等の物質を用いて形成してもよい。また、断熱パッキン７３ｂは、断熱ワッシャー１の製造時に予め中空収容部３の内側に備えてもよいし、断熱ワッシャー１とは別個に形成してファスナーを挿通する際に中空収容部３の内側に備えてもよい。
【００３４】
フランジ部４は、図１および図３に示すように、中空収容部３の上縁部に中空収容部３と略垂直になるように形成されており、断熱板材６を押さえる役割を果たすものである。前記フランジ部４は、略円盤状であって、その直径が中空収容部３の内周直径の２倍以上に形成され、より好ましくは前記フランジ部４の直径が中空収容部３の内周直径および高さの２倍から５倍の長さに形成されている。これは、施工時したときにシンプルかつ統一感を奏し、かつファスナー７の締め付けに応じて一体的に断熱板材６を押さえるためである。これにより断熱板材６に対する押さえ強度を増して耐風圧効果を得ることができる。また製造の容易性や汎用面の点からも好適である。本実施形態では、内周の直径２０．４ｍｍに対し、フランジ部４の直径を８０．０ｍｍに形成することにより好適なフランジ部４を形成している。
【００３５】
また、図１に示すように、本実施形態のフランジ部４には、当該フランジ部４による熱伝導を低減するとともに、弾性力を高めるためのフランジ熱伝導低減孔４１が形成されている。本実施形態では、直径が１６ｍｍの略円形からなる５つのフランジ熱伝導低減孔４１をフランジ部４の円形状縁部に沿ってほぼ等間隔に形成している。これにより、例えば、屋根等に適用された際、金属製であるデッキプレート９が熱膨張と収縮とを繰り返すことによりひずみが生じたり、断熱構造体８が振動を繰り返すことによって歪みが生じても、必要な強度と柔軟性をもって対応でき、しかもフランジ部４から中空収容部３への熱伝導を効果的に低減できる。なお、少なくともフランジ部４から中空収容部３への熱伝導を低減させられるものであれば、孔の形状や大きさ、孔の数は特に限られるものではない。また、本実施形態では、フランジ部４にフランジ熱伝導低減孔４１を形成するものとして説明するが、特に熱伝導の低減が必要のない場合には、図１２に示すように、フランジ熱伝導低減孔４１を形成しなくてもよい。
【００３６】
以上のような断熱用ワッシャー１の材質は、例えば、断熱板材６を固定するために用いられる金属製のデッキプレート９において、熱膨張と収縮との繰り返し、あるいは断熱用ワッシャー１を用いた断熱構造体８における振動の繰り返しによって生じるひずみに対して確実に固定できるよう、金属材料を用いている。、好ましい金属材料としては、例えば鋼板やチタン等を挙げることができるが、製造の容易性や汎用性の点から鋼板がより好ましい。鋼板を材質とする場合は強度や耐食性の向上の観点からクロムめっきを施すのがより好ましいが、同様な効果を奏する場合には、他のめっきやコーティング等を施してもよい。
【００３７】
また、本実施形態において、断熱用ワッシャー１は図３に示すように、フランジ部４と中空収容部３との接合部を面取りしたものとして説明するが、鋼板を絞り加工することにより中空収容部３が形成されているからであり、これに限られるものではない。例えば、溶接等によってフランジ部４と中空収容部３との接合部が略直角になるように形成してもよい。
【００３８】
つぎに、本発明に係る断熱用ワッシャーを用いた断熱構造体８の実施形態について図面を用いて説明する。図１０は本実施形態の断熱構造体８を示す要部の縦断正面図であり、図４、図５、図８および図９は、図１０における断熱構造体８の要部を拡大して示す縦断正面図である。
【００３９】
本実施形態の断熱構造体８は、挿通したファスナー７や隣接する断熱板材６の接合面６２において断熱し結露等の防水を行うものである。図１０に示すように、本実施形態の断熱構造体８は、主として複数の断熱板材６を連接してなり、断熱板材６の表面にワッシャー嵌入穴６１を形成し、このワッシャー嵌入穴６１に本発明に係る断熱用ワッシャー１の中空収容部３を埋設し、この中空収容部３の底部に形成した挿通孔２にファスナー７を挿通して断熱板材６を固定するとともに、中空収容部３に充填用断熱材５を充填して構成される。
【００４０】
なお、本実施形態において、断熱構造体８は、図１０に示すように複数の断熱板材６を連接して屋根を構成するものとして説明するが、これに限られるものではなく、例えば、壁や床等を構成するものに適用してもよい。
【００４１】
以下、各構成部についてより詳細に説明する。ワッシャー嵌入穴６１は中空収容部３を埋設する役割を果たすものであり、図６に示すように中空収容部３の形状に応じて中空収容部３が嵌入できるように形成されている。ワッシャー嵌入穴６１は、断熱用ワッシャー１の形状に合わせて形成されており、縦断面形状がＵ字状であって全体として略円筒状に形成されている。但し、中空収容部３が嵌入できれば、そのような形状に限られない。また、断熱用ワッシャー１の断熱の効果を向上させ、かつ断熱用ワッシャー１による断熱板材６に対する押さえ強度を増し耐風圧効果を向上させる点から、ワッシャー嵌入穴６１は中空収容部３に密着させるように形成されるのが好ましい。これにより、ワッシャー嵌入穴６１から水等が入り込んでしまうおそれがなく、断熱構造体８の美観もよいし、破損しにくい。
【００４２】
断熱板材６の固定は、ワッシャー嵌入穴６１に中空収容部３を埋設し、挿通孔２および断熱板材６にファスナー７を挿通することにより行う。本実施形態では、ファスナー７としてステンレス製のビスを用い、ステンレス製ビスのねじ部７２を断熱板材６およびデッキプレート（ＪＦＥ建材株式会社製、商品名：ＱＬデッキＱＬ９９−７５）９にねじ込んで螺合させる。但し、これに限られるものではなく、例えば、断熱板材６を固定することができれば、他のプレートや板等の建材を当該デッキプレート９の代わりに用いてもよく、また、ファスナー７として他の材質からなるビス、ボルトおよびナット、または釘等をステンレス製ビスの代わりに用いてもよい。また、本実施形態においては、断熱板材６とデッキプレート９との間に図示しない接着剤を用いることで固定強度を増しているが、これに限られるものではない。なお、ファスナー７としてボルトおよびナットを用いる場合、中空収容部３の内側からボルトを挿通孔２に挿通し、断熱板材６とデッキプレート等に貫通させてナットと螺合してもよく、また、デッキプレート等にボルトを挿通し断熱板材６に貫通させて挿通孔２に挿通し、中空収容部３の内側においてナットと螺合してもよい。
【００４３】
また、本実施形態における充填用断熱材５は、硬質ウレタン系フォームを用いて中空収容部３のほぼ全容量を充填するように形成している。但し、ファスナー頭部７１を覆うようにし断熱することができれば、これに限られるものではない。例えば、同様な効果を奏するのであれば、中空収容部３の一定容量を充填するように固体やゲル状の充填用断熱材を形成してもよく、液体の充填用断熱材を用いる場合は、中空収容部３に注入する形態で一定容量または全容量を充填するようにしてもよい。
【００４４】
なお、隣接する断熱板材６の接合面は、断熱し、かつ防水するため、接合面６２を略凹凸状に形成して連接するのが好ましい。本発明にいう略凹凸状とは、接合面６２が２面以上となることをいい、例えば、接合面の上下を掻き取って接合する、いわゆる相欠矧ぎ等が含まれる。本実施形態では、接合面６２を相欠矧ぎするように形成して断熱板材６を連接することを好適として説明するが、これに限られるものではなく、接合面６２が２面以上であって密着することで断熱し防水することができるものであればよい。例えば、接合面６２を核矧ぎ、雇核矧ぎ、蟻核矧ぎ、矢筈矧ぎ、またはほぞ矧ぎ等するように形成して断熱板材６を連接してもよい。
【００４５】
つぎに、以上のような構成を備えた本実施形態における断熱用ワッシャー１および断熱構造体８の作用につき、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、本実施形態の断熱用ワッシャー１にステンレス製ビス７を挿通し、断熱板材６をデッキプレート９に固定する場合について説明するが、他のファスナー７を挿通して断熱板材６を他の建材に固定する場合も同様である。
【００４６】
図６に示すように、予めワッシャー嵌入穴６１を穿孔した断熱板材６をデッキプレート９の上に配置し、前記ワッシャー嵌入穴６１に中空収容部３を嵌合させて埋設する。
【００４７】
つぎに、図７に示すように、ファスナー７を挿通孔２に挿通して断熱板材６にねじ込んで固定する。このとき、本実施形態では、ファスナー７のねじ部がデッキプレート９の凸部の略中央に形成されたＵ字状の溝９１に螺合する。ファスナー７を強固に締め付けることにより、フランジ部４にデッキプレート９の方向の圧縮力が作用し、かつデッキプレート９の断熱板材６の方向の張力が作用する。この圧縮力と張力により、フランジ部４が断熱板材６を押さえ込んで密着し、耐風圧作用を奏する。また、フランジ部４に適度な大きさ、個数のフランジ熱伝導低減孔４１を形成しているので、耐風圧作用を保持しつつ、金属製であるデッキプレート９における熱膨張と収縮との繰り返し、あるいは断熱構造体８における振動の繰り返しによって生じるひずみに対応することができる。しかもフランジ部４の熱が中空収容部３に伝わりにくくし、より高い断熱作用を奏する。さらに、中空収容部３がワッシャー嵌入穴６１に入り込んで密着し、ワッシャー嵌入穴６１へ外部からの水等が入り込むのを阻止する。
【００４８】
一方、ファスナー７の頭部７１は、挿通孔２の周縁部２１を延出させて略円形凸状に形成されたファスナー頭部収容部２１１に収容され、安定的に座する。また、その頭部７１はウレタン樹脂からなる断熱被膜７３ａまたは塩化ビニル樹脂からなる断熱パッキン７３ｂを介して中空収容部３の内面に接するため、ファスナー７の熱がより伝わりにくく、さらに高い断熱作用を奏する。また、塩化ビニル樹脂からなる断熱パッキン７３ｂは、端材を適用できるために大量生産ができ、製造コストも低減することができる。
【００４９】
つぎに、図８に示すように、ファスナー頭部７１を覆うようにして中空収容部３に充填用断熱材５を充填する。このとき、本実施形態では、充填用断熱材５である硬質ウレタン系フォームを中空収容部３の内周面３１より若干大きく形成して収縮させながら中空収容部３に充填するため、硬質ウレタン系フォームは中空収容部３に嵌合し、ステンレス製ビスの頭部７１を被覆する。中空収容部３は十分な深さに形成されているため、その上縁部からステンレス製ビス７の頭部７１までは距離が離れており、外気温の影響を受けにくいところ、充填用断熱材５を充填することにより、中空収容部３における断熱効果をより高めることができる。
【００５０】
さらに、中空収容部３に適度な大きさ、個数の側面熱伝導低減孔３２を形成しているので、フランジ部４や中空収容部３の熱がファスナー７に伝わりにくく、さらに高い断熱作用を奏するとともに、金属製であるデッキプレート９における熱膨張と収縮との繰り返し、あるいは断熱構造体８における振動の繰り返しによって生じるひずみに対応することができる。
【００５１】
また、複数の断熱板材６の連接は、図９に示すように、断熱板材６の接合面６２を略凹凸状に形成して連接する。このとき、本実施形態では、一方の接合面の上部と他方の接合面の下部を掻き取って噛み合わせて接合する、いわゆる相欠矧ぎするように形成して断熱板材６を連接するため、接合面６２の密着度が高く、接合面６２において外部からの冷気が伝わりにくく高い断熱作用を奏する。
【００５２】
なお、本実施形態では、図４、図５、図９、および図１０に示すように、断熱構造体８を屋根に施工する例を示しているため、必要に応じて、断熱構造体８の表面に第一アスファルト防水層１０ａおよび第二アスファルト防水層１０ｂを張り付けることにより、外部からの水等の浸入を防いでいる。
【００５３】
以上のような本実施形態によれば、
１．断熱できることでヒートブリッジ現象の発生を抑制でき、かつ外部からの水等の浸入および結露の発生を防止することができるため、ほぼ確実に防水することができる。
２．断熱板材をデッキプレートにしっかりと固着でき、風圧に耐えることができる。
３．強度の高い材料で製造することができ、断熱用ワッシャーを必要な肉厚に形成することも可能であるため、破壊するおそれが少ない。
４．中空収容部３、側面熱伝導低減孔３２、フランジ部４、フランジ熱伝導低減孔４１等はプレス加工によって形成が可能である等、シンプルな構造なので製造しやすく、かつ、断熱パッキン７３ｂ等は端材を適用できるために大量生産ができ、製造コストも低減することができる。
５．熟練を必要とせず誰でも簡単に取り付けられ、取付作業にかかる手間や時間を低減することができる。
６．外観がシンプルで統一的な美観を呈することができ、周辺の景観とのマッチングもよい等の効果を奏する。
【００５４】
[実施例]
次に、本発明に係る断熱用ワッシャーを実際にデッキプレートに固定用部材として使用した場合の固定強度について測定試験を行った。試験片としては、本実施形態の断熱用ワッシャー１の他に、比較例１として発明者が作製した平ワッシャー（ＨＴワッシャー)と、比較例２としてフランジ部４の直径が中空収容部３の内径の２倍未満のワッシャーを準備した。なお、本発明の範囲は、これらの実施例および比較例によって示される特徴に限定されない。
【００５５】
［本実施例］
本実施例の断熱用ワッシャー１は、中空収容部３の直径が２０．４ｍｍ、高さが２０．０ｍｍ、フランジ部４の直径が８０．０ｍｍのものを使用した。また、中空収容部３には直径７ｍｍの側面熱伝導低減孔３２が３つ形成され、フランジ部４には直径１６ｍｍのフランジ熱伝導低減３１が５つ形成されている。そして、当該断熱用ワッシャー１の固定強度を測定するため、図１４に示すように、面積が１．０８ｍ２（９００ｍｍ×１，２００ｍｍ）の硬質ウレタン系フォーム断熱材を断熱用ワッシャー１とデッキプレートとビスとを用いて４カ所にて固定し、その引張り試験を行った。硬質ウレタン系フォーム断熱材は厚さ５０ｍｍのもの、デッキプレートはＱＬデッキＬ９９−７５（ＪＦＥ建材株式会社製）、ビスは発明者が作製したＨＴビスを用いた。引張りは試験温度２０℃の下、建研式接着力試験器ＬＰＴ−１００（オートブラフ、山本扛重機株式会社製）にて１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で行い、測定は同じ建研式接着力試験器ＬＰＴ−１００を用いて行った。
【００５６】
上記試験の結果、固定１カ所当たりの強度は１，４００Ｎであった。なお、１ｍ２（上付き）当たりの固定強度は、（１カ所当たりの強度）×（４カ所）／（面積１．０８ｍ２）の式から求められ、本実施例の１ｍ２当たりの固定強度は５，１８５Ｎ／ｍ２であった。
【００５７】
［比較例１］
従来の平ワッシャーの固定強度を測定するため、図１５に示すように、硬質ウレタン系フォーム断熱材を、当該平ワッシャーとデッキプレートとビスとを用いて４カ所にて固定し、その引張り試験を行った。使用した平ワッシャーは外径が６０ｍｍ、孔径が７ｍｍのＨＴワッシャー）を用いた。また、硬質ウレタン系フォーム断熱材は厚さ２５ｍｍのものを用い、デッキプレートとビスとは前記本実施例と同じものを用いた。また、引張り試験およびその測定も本実施例と同じ条件下で行った。比較例２の試験の結果、固定１カ所当たりの強度は８５３Ｎであり、１ｍ２当たりの固定強度は３，１５９Ｎ／ｍ２であった。
【００５８】
［比較例２］
比較例２のワッシャーの寸法は、中空収容部３の直径が２２ｍｍ、フランジ部の直径が４０ｍｍに形成した。このワッシャーの固定強度を測定するため、図１６に示すように、硬質ウレタン系フォーム断熱材を、比較例２のワッシャーとデッキプレートとビスとを用いて４カ所にて固定し、その引張り試験を行った。当該比較例２のワッシャーは本実施形態における断熱用ワッシャー１と同じ材質を用いて作製した。ビスはＨＴビスを用い、硬質ウレタン系フォーム断熱材とデッキプレートとは試験例１と同じものを用いた。引張り、測定ともに試験例１および２と同じ条件下で行った。試験例３の結果、固定１カ所当たりの強度は４１０Ｎであり、１ｍ２当たりの固定強度は１，５１３Ｎ／ｍ２であった。
【００５９】
以上の各試験結果によれば、本実施例の断熱用ワッシャー１を用いることで断熱板材に対する押さえ強度を増すことができ、その結果、耐風圧効果を奏することが可能であることが明らかとなった。特に、図１７に示すように、本実施例の断熱用ワッシャー１の１ｍ２当たりの固定強度は、屋根に使用した場合に要求される大型台風にも耐えうる固定強度であり、従来の平ワッシャーに比べて約１．６倍の強度を示した。また、比較例２のワッシャーと比較すれば約３倍もの強度差がある。従って、本実施例の断熱用ワッシャー１は、近年、大型化する台風にも耐えられるような極めて高い固定強度を奏し、大きな対風圧力が要求される屋根での使用が可能な実用性の高いワッシャーであることがわかる。
【００６０】
なお、本発明に係る断熱用ワッシャー１および断熱構造体８は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００６１】
例えば、上述した本実施形態では、屋根において施工する場合を示しているが、これに限られるものではない。例えば、壁や床において断熱用ワッシャー１および断熱構造体８を施工する場合には、デッキプレート９の代わりに他のプレート、板等の建材に断熱板材６を固定してもよいし、壁の場合は屋根と同様に、断熱用ワッシャー１を取り付けた断熱構造体８の表面に防水層を張り付けてもよいし、床の場合は、必要に応じて張り付けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る断熱用ワッシャーの実施形態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の断熱用ワッシャーを示す平面図である。
【図３】図２の３Ａ−３Ａ’線における断面図である。
【図４】本実施形態に係る断熱用ワッシャーに断熱被膜を形成したものの使用状態における縦断面図である。
【図５】本実施形態に係る断熱用ワッシャーに断熱パッキンを備えたものの使用状態における縦断面図である。
【図６】本実施形態に係る断熱用ワッシャーの嵌入穴を穿孔した状態における縦断面図である。
【図７】本実施形態に係る断熱用ワッシャーで断熱板材を固定した状態における縦断面図である。
【図８】本実施形態に係る断熱用ワッシャーに充填用断熱材を充填した状態における縦断面図である。
【図９】本実施形態に係る断熱構造体の断熱板材接合面における縦断面図である。
【図１０】本実施形態に係る断熱構造体の使用状態における縦断面図である。
【図１１】本発明に係る断熱用ワッシャーの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明に係る断熱用ワッシャーの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】本発明に係る断熱用ワッシャーの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１４】本実施例の強度試験の実施状態を示す縦断面図である。
【図１５】比較例１の強度試験の実施状態を示す縦断面図である。
【図１６】比較例２の強度試験の実施状態を示す縦断面図である。
【図１７】強度試験結果を示す表である。
【図１８】従来の屋根における断熱防水施工の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  断熱用ワッシャー
２  挿通孔
３  中空収容部
４  フランジ部
５  充填用断熱材
６  断熱板材
７  ファスナー
８  断熱構造体
９  デッキプレート
１０ａ  第一アスファルト防水層
１０ｂ  第二アスファルト防水層
１１  断熱防水施工の状態（従来技術）
１２  平ワッシャー（従来技術）
１３  断熱板材の接合面（従来技術）
１４  プレート（従来技術）
１５  シート（従来技術）
２１  挿通孔周縁部
３１  中空収容部の内周面
３２  側面熱伝導低減孔
４１  フランジ熱伝導低減孔
６１  ワッシャー嵌入穴
６２  断熱板材の接合面
７１  ファスナー頭部
７２  ファスナーねじ部
７３  断熱部
７３ａ  断熱被膜
７３ｂ  断熱パッキン
９１  デッキプレート凸部の溝
２１１  ファスナー頭部収容部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008298281.tif 000015
【図１４】
2008298281.tif 000016
【図１５】
2008298281.tif 000017
【図１６】
2008298281.tif 000018
【図１７】
2008298281.tif 000019
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月29日(2008.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなる断熱用ワッシャーであって、
略中央部に形成したファスナーを挿通させる挿通孔と、
この挿通孔を底部に有するとともに、当該挿通孔に挿通されたファスナーの頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部と、
前記中空収容部の上縁部に前記中空収容部と略垂直となり、かつ直径を前記中空収容部の内周直径の２倍以上となるように形成するとともに、複数のフランジ熱伝導低減孔を形成したフランジ部と
を有することを特徴とする断熱用ワッシャー。
【請求項２】
請求項１において、前記中空収容部の側面に複数の側面熱伝導低減孔を形成したことを特徴とする断熱用ワッシャー。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、１ｍ２当たりの固定強度が５，０００Ｎ／ｍ２以上である断熱用ワッシャー。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記中空収容部には、前記ファスナーの頭部を収容するように前記挿通孔の周縁部を下方に延出してなるファスナー頭部収容部が設けられており、前記ファスナー頭部収容部と前記ファスナー頭部との接する面に断熱部を備えてなる断熱用ワッシャー。
【請求項５】
複数の断熱板材を連接して屋根や壁を構成する断熱構造体であって、
断熱板材の表面にワッシャー嵌入穴を形成し、このワッシャー嵌入穴に請求項１から請求項４のいずれかに記載の断熱用ワッシャーの中空収容部を埋設し、この中空収容部の底部に形成した挿通孔にファスナーを挿通して前記断熱板材を固定するとともに、前記ファスナー頭部を覆うようにして前記中空収容部に充填用断熱材を充填して構成されることを特徴とする断熱構造体。