(57)【要約】【課題】  垂木が湾曲している場合でも同一の構成部材を用いて支柱を任意の位置に設置できるようにする。支柱の建物からの最大離間距離を大きく取れるようにする。【解決手段】  前枠４の底面を実質的に妻垂木１の底面の延長上に存在させ、桁３には妻垂木の下面に当接して固着される上面壁３ａを、その上面壁の下方に断面円弧状の凸曲面を有する雄嵌合部３ｄを備え、支柱２の上端部に桁の雄嵌合部の凸曲面と等しい曲率半径の凹曲面を有する雌嵌合部１３ｃを備えた連結具１３を固着し、雌嵌合部１３ｃに桁の雄嵌合部３ｄが嵌合されて共通の円弧中心周りに回動された後に連結具１３と桁３とを固定する締結具１４を備えた。前枠の底面と妻垂木の底面間に第１段差を、桁の上面壁に第１の段差を補完する形状の第２段差を形成し、支柱を垂木先端側に立設する時は、両段差を合致させて前枠と桁の一部を重ね合わせる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂木掛けと垂木と前枠の間に屋根材を固定し、支柱の上端部に掛け渡した桁により前記垂木を支持する屋根において、
前記前枠には、底面が実質的に前記垂木の底面の延長上に存在するものを備え、
前記桁には、前記垂木の下面に当接して固着される上壁を、その上壁の下方に横断面形状が円弧状の凸曲面を有する雄嵌合部を備え、
前記支柱の上端部に、前記桁の雄嵌合部の凸曲面と等しい曲率半径を有する凹曲面を有する雌嵌合部を備えた連結具を固着するとともに、前記桁の雄嵌合部を前記雌嵌合部に嵌合させて前記両曲面に共通の円弧中心周りに回動された後に前記連結具と前記桁とを固定する締結具を備えたことを特徴とする屋根。
【請求項２】
前枠は、その底面が垂木の下面から下方に若干突出して両面の間に第１の段差を形成するように取付けられ、桁の上壁には前記第１の段差を補完する形状の第２の段差が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の屋根。
【請求項３】
桁の雄嵌合部の背面側又は正面側にあり溝が形成されているとともに、連結具の雌嵌合部には凹曲面の円弧に沿って長軸を有する長孔が設けられ、締結具は、前記あり溝に頭部を摺動自在に嵌合されたボルトと、そのボルトの前記長孔に貫通された軸にねじ合わされるナットとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラス、バルコニー、カーポート等に設置される屋根、とくに、垂木掛けと垂木と前枠の間に屋根材を固定し、支柱の上端部間に掛け渡した桁により前記垂木を支持する形態を有する屋根に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６にテラス用屋根について示すように、この種の屋根Ｒは、一般的に、複数本の垂木１０１が支柱１０２の上端部間に掛け渡した桁１０３により支持されている。この場合、支柱の立設位置は、図６に実線で示すように建物Ｈから最も離間された位置に設置され、従って、桁１０３は垂木１０１の先端部に接続されるのが通例であるが、地中埋設物の存在その他の理由で支柱を垂木先端に対応する位置に立設できない場合は、図６に鎖線で示すように支柱１０２´を建物Ｂ側に寄った位置に立設し、その場合は桁１０３´も垂木１０１の先端から建物側に寄った中間位置において垂木に接続される。
【０００３】
そして、従来は、支柱が建物から最も離間された位置（102 ）に立設される場合も、中間位置（102'）に立設される場合も、屋根の先端には透明アクリルパネル等の屋根材の下端縁を固定する前枠１０４が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６の例のように垂木１０１が直線状のものである場合は、支柱１０２，１０２´の立設位置のいかんに関わらず桁１０３，１０３´の垂木及び支柱に対する接続角度が一定であるから、桁と垂木と支柱の接続に格別の困難性はない。
【０００５】
しかしながら、屋根には、外観向上のために下端部近傍が湾曲されている垂木１を用いるものがある。この場合は、支柱立設位置によって、桁の垂木に対する接続角度又は桁の支柱に対する接続角度が変化するため、従来の桁の垂木及び支柱に対する接続構造をそのまま使用することができない。また、従来の屋根では、垂木に接続されている前枠が桁の垂木先端方向の移動を制限する形状を有しているため、支柱の建物からの最大離間距離がその前桁の存在により制約を受けていた。
【０００６】
また、従来の屋根には、材料節減のために、図７に例示するように、パネル１０５の下端縁を固定し、かつ、パネル上面から流出する雨水を受ける雨樋１０６を一体に有する前枠１０４´に支柱接続部１０４´ａを備えることにより、前枠１０４で桁を兼ねるようにしたものが知られている。しかし、この場合は、垂木１０１の中間位置に支柱１０２´が接続される場合に、前枠１０４´とは別の桁１０３´を用意する必要があり、また、前枠１０４´も支柱接続部１０４´ａを備えないものを要望されることから、全体としてコストアップになる問題があった。
なお、図７において、１０７は雨樋１０６から排水する縦樋である。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、第１の課題は、垂木と桁の新たな連結構造を用いることにより、垂木の下部が湾曲している場合でも同一の構成部材を用いて支柱を任意の位置に設置できるようにした屋根を提供することにある。
【０００８】
第２の課題は、支柱の建物からの最大離間距離を従来よりも大きく取ることができるようにすることにある。
【０００９】
第３の課題は、垂木の湾曲に容易に対応できる連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の課題を解決するため、本発明による屋根は、前枠には底面が実質的に前記垂木の底面の延長上に存在するものを備え、桁には、前記垂木の下面に当接して固着される上壁を、その上壁の下方に横断面形状が円弧状の凸曲面を有する雄嵌合部を備え、支柱の上端部に、前記桁の雄嵌合部の凸曲面と等しい曲率半径を有する凹曲面を有する雌嵌合部を備えた連結具を固着するとともに、前記桁の雄嵌合部を前記雌嵌合部に嵌合させて前記両曲面に共通の円弧中心周りに回動された後に前記連結具と前記桁とを固定する締結具を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
第２の課題を解決するため、本発明による屋根は、前枠がその底面が垂木の下面から下方に若干突出して両面の間に第１の段差を形成するように取付けられ、桁の上面壁には第１の段差を補完する形状の第２の段差が形成されていることを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
第３の課題を解決するため、本発明による屋根は、桁の雄嵌合部の背面側又は正面側にあり溝が形成されているとともに、連結具の雌嵌合部には凹曲面の円弧に沿って長軸を有する長孔が設けられ、締結具は、前記あり溝に頭部を摺動自在に嵌合されたボルトと、そのボルトの前記長孔に貫通された軸にねじ合わされるナットとからなることを特徴としている（請求項３）。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明による屋根は、桁が垂木の下面に当接して固着される上壁を、その上壁の下方に横断面形状が円弧状の凸曲面を有する雄嵌合部を有し、支柱の上端部に桁の雄嵌合部の凸曲面と等しい曲率半径を有する凹曲面を有する雌嵌合部を備えた連結具を固着するとともに、前記桁の雄嵌合部を前記雌嵌合部に嵌合させて前記両曲面に共通の円弧中心周りに回動された後に連結具と桁とを固定する締結具を備えてあるので、支柱を所定位置に立設した後、垂木掛けを建物の所定高さに固定した屋根組みの垂木の下面に上壁を当接して固着した桁の雄嵌合部を前記支柱の上端部に固着してある連結具の抱持部の雌嵌合部に嵌合すると、支柱の立設位置に関わりなく、雄嵌合部及び雌嵌合部が共通な円弧中心回りに相対的に回動して安定した角度で嵌合され、締結具による桁と連結具の締結が可能になる。
【００１４】
請求項２の発明による屋根は、前枠の底面が垂木の下面から下方に若干突出して両面の間に第１の段差を形成するように取付けられ、桁の上面壁には第１の段差を補完する形状の第２の段差が形成されているので、桁が垂木の中間位置に接続される場合は、桁の上面壁の一側端部に第１の段差に等しい肉厚の安定材を介在されて、桁を堅固に垂木に接続することができる。また、桁を垂木の先端まで移動すると、その第２の段差に前枠の下面と垂木の下面の間の第１の段差を嵌合して前枠と桁を部分的に重ね合わせることができるため、支柱の建物からの最大離間距離を従来よりも大きくすることができる。
【００１５】
請求項３の発明による屋根は、桁の雄嵌合部の背面側又は正面側にあり溝が形成され、連結具の雌嵌合部に凹曲面の円弧に沿って長軸を有する長孔が設けられ、締結具は前記あり溝に頭部を摺動自在に嵌合されたボルトと前記長孔に貫通されたボルトの軸にねじ合わされるナットとからなるので、締結具の桁及び連結具に対する装着、桁の垂木に対する接続位置に伴う桁と連結具の接続角度の変化に容易に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】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明による屋根の前枠と桁の断面形状を示す要部断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は支柱の上端部に取付けられる連結具と桁との接続構造を示す要部の分解斜視図、図４は支柱を垂木の中間位置に立設した場合における本発明による屋根の要部断面図、図５は支柱を垂木の先端位置に立設した場合における本発明による屋根の要部断面図である。
【００１７】
図１及び図２において１は屋根の幅方向両端部に位置する垂木、すなわち、妻垂木であり、上端部付近に屋根材の一例としてのアクリルパネル（以下、単にパネルという。）の端縁を載せるパネル載置部１ａを有する。４は前枠であり、垂木側の縦壁４ａの上端部にパネル載置部４ｂを有し、縦壁４ａの上端部付近からパネル載置部４ｂと反対側にほぼ横転Ｕ字形のパネル端縁を受ける受け溝４ｃを有し、縦壁４ａの下端部から垂木１と反対側に湾曲Ｌ字形に形成された雨樋部４ｄを有し、その雨樋部の底壁の縦壁よりも垂木側に延長突出する突縁４ｅが形成されている。突縁４ｅは先端がＬ字状に屈曲されていて、その突縁に垂木１の長手方向端部が載置されるようにしてある。
【００１８】
前枠４と垂木１との接続は、垂木の長手方向端部を前枠４の突縁４ｅに載置し、垂木の長手方向端面を前枠４の縦壁４ａに当接し、横転Ｌ字形の連結金具Ｃの一辺を垂木１の端部に挿入してねじＳ１により固着し、連結金具Ｃの他辺を前枠の縦壁４ａにねじＳ２より固着することにより接続されている。接続された状態で、垂木１の下面と前枠４の下面との間に後者が若干低くなる第１の段差ｓｔ１が形成されるようになっている。
【００１９】
図１の８は前枠４の長手方向端部に装着されて、雨樋４ｄの端面を密閉するキャップであり、雨樋４ｄの内周面に嵌合して密着される挿入部８ａを有している。
【００２０】
図２の１Ｅは中間の垂木であり、妻垂木１と同様に中空の各筒状に形成され、上端部両肩に妻垂木のパネル載置部１ａと同一形状のパネル載置部１ａＥが設けられている。中間垂木１Ｅも横転Ｌ字形の連結金具ＣＥを用いてねじＳ１，Ｓ２により前枠４に連結されている。
また、妻垂木及び中間垂木はいずれもその長手方向一端部が図示されていない既知の垂木掛けに連結され、長手方向他端部はこれを前枠４の突縁４ｅに載置されて前述のように連結金具Ｃにより結合される。
【００２１】
図１において３は各垂木の下面に結合される桁であり、筒状に形成され、図３にも示されているように、上面壁３ａと、その上面壁の幅方向一端部と他端部付近から下方に延びる正面壁３ｂ及び背面壁３ｃと、その正面壁及び背面壁の下端部間を連続し、かつ、断面形状が円弧をなす雄嵌合部３ｄとを有し、上面壁の背面壁の上端部を越えた位置まで延出する取付部３ｅを有している。上面壁３ａは、その幅方向のほぼ中央から正面壁３ｂ側の部分は背面壁側の部分よりも低くされて、前述された第１の段差ｓｔ１と等しい高さの段差、すなわち、第１の段差ｓｔ１を補完する形状を有する第２の段差ｓｔ２が形成されている。また、桁３の雄嵌合部の背面側部分には桁の長手方向に連続するあり溝３ｆが形成され、さらに雄嵌合部の正面側の上端部に停止部３ｇが形成されている。
【００２２】
このあり溝３ｆには後述される締結具１４を構成するボルト１４ａとナット１４ｃのうち、ボルト１４ａの頭部を長手方向端部から挿入することができる。そのボルトの軸はあり溝から外側に突出し、その先端にワッシャ１４ｂを挿通した後、ナット１４ｃをねじ込むことができる。
【００２３】
上記構造の桁３は、妻垂木１に対しては、図１及び図２に示すように、上面壁３ａを垂木１の下面に当接し、取付部３ｅに設けてある孔（不図示）に貫通したボルト９の軸を垂木１の突縁１ｂに装着した支持金具１０に貫通し、これにナット１１をねじ込むことにより、垂木に結合されている。
そして、桁３を図４に示すように前枠４から離間させた時は、第２の段差ｓｔ２に、すなわち、桁３の上面壁と垂木１の下面との間の隙間にその段差と等しい肉厚の安定板１２を介在させて、桁３の垂木１に対する当接状態を安定化させることができる。また、桁３を図５に示すように前枠４方向に移動したときは、その第２の段差ｓｔ２に前枠４の突縁４ｅ及び雨樋４ｄの底面を嵌合して、桁３と前枠４の一部を重ね合わせることが可能である。
【００２４】
一方、本発明においては、図３に示すように、支柱２の上端部に連結具１３が固着されている。この連結具１３は、座板１３ａと、その座板から下方に延びて、支柱２の上端部からその中空部に挿入されて固定される固定部１３ｂと、座板の上面に円弧面に沿って上方に突出する一対の矩形曲面板１３ｃ1 ，１３ｃ2 からなる雌嵌合部１３ｃとを一体に有している。固定部１３ｂには支柱の上端部側面に貫通される止めねじ１５をねじ込むためのねじ孔１３ｄが設けられている。また、雌嵌合部１３ｃの凹曲面の曲率半径は桁３の雄嵌合部３ｄの凸曲面の曲率半径と等しくされている。さらに、背面側（建物側）の矩形円弧板１３ｃ2 には、縦方向に長軸を有する長孔１３ｅが形成されている。
【００２５】
図２において２０はパネル５が垂木掛け、各垂木及び前枠のパネル載置部に周縁が嵌合載置されたパネル５を押さえるパネル押さえであり、各垂木の上面に形成されているねじ受け溝１ｃに各パネル押さえを貫通したねじ２１をねじ込むことにより固定されている。  
【００２６】
上記の構成を有する屋根を、図４に示すように妻垂木１の先端から建物側に寄った位置に取付けた桁３を支柱２により支持する場合は、垂木掛けにおいて建物に固定された屋根の妻垂木の支柱の上方に位置する部分に桁３を、その取付部３ｅ及び指示金具１０に貫通したボルト９にナット１１をねじ込むことにより固定する。この場合、桁３の第２段差に安定板１２を介在させる。続いて、まだ大地に植設されていない支柱２の上端部を桁３に接近して、連結具１３の雌嵌合部１３ｃに桁３の雄嵌合部３ｄを嵌合し、桁３のあり溝３ｆに装着しておいた締結具のボルト１４ａの軸を連結具１３の矩形曲面板１３ｃ2 の長孔１３ｅに貫通し、矩形曲面板１３ｃ2 から突出したボルト１４ａの軸にナット１４ａｃを軽く締め付ける。続いて、その状態で支柱２を垂直状態にする。その場合、雄嵌合部３ｄと雌嵌合部１３ｃが曲面対偶して円弧中心回りに回動自在であるので、支柱を容易に垂直状態にすることができる。そして、締結具のナット１４ｃを完全に締め付けることにより、妻垂木１と桁３と支柱２が相互に結合される。支柱２はその下端部がスラブ又は大地に設けられた孔に植設される。
【００２７】
桁３はその雄嵌合部３ｄを連結具１３の雌嵌合部１３ｃに嵌合した状態で、それらの円弧中心回りに回動して、ボルト１４ａの軸が長孔１３ｅの両端部で停止されるまで回動することができる。ボルトの軸が長孔の下端部で停止された時は、雌嵌合部１３ｃの正面側の矩形曲面板１３ｃ1 の先端部が雄嵌合部３ｄの停止部３ｇに当たって止められる。従って、桁３から連結具１３に加わる力が正面側矩形曲面板１３ｃ1 と背面側矩形曲面板１３ｃ2 に分散される。これにより連結具の結合強度が増大されている。しかし、停止縁３ｇは必ずしも設けなくともよい。
【００２８】
次に、支柱２を図５に示すように建物からの離間距離が最大となる位置に立設する場合は、桁３を妻垂木１の先端部方向に、妻垂木１と前枠４の底面間の第１段差ｓｔ１と桁３の上面壁の第２段差ｓｔ２が合致当接する位置まで移動して、ボルトナット９，１１により桁３を妻垂木１に固定する。この場合は、桁３と垂木の間に安定板が介在されないことはいうまでもない。次に、桁３に支柱２の上端部に結合された連結具１３を接近し、その雌嵌合部１３ｃに桁の雄嵌合部３ｄを嵌合し、ボルトナット９，１１を仮止めした状態で支柱２を垂直にした後、ボルトナット９，１１を本締めして桁と連結具都を結合する。そして、その支柱の下端部をスラブ又は大地に設けた孔の中に植設して固定する。
【００２９】
上記の実施の形態においては、妻垂木１の底面と前枠３の底面との間に第１の段差ｓｔ１を、桁３の上面壁に第１の段差と合致する第２の段差ｓｔ２が設けられているので、図５に示すように、桁３の一部を前枠４の一部と重ね合わせることが可能であり、そのため、支柱２の建物からの最大離間距離を前枠の建物側に寄った位置に桁が設けられる従来の屋根よりも１００ｍｍ程度は大きく取ることができる。また、段差の合致により垂木１に固定されている桁３の前枠方向の移動が完全に阻止される効果も得られる。
【００３０】
桁３のあり溝３ｆ及び停止部３ｇは、垂木の勾配が許す限り、図１の例とは逆に、それぞれ桁の正面側及び背面側に設けることもできる。
【００３１】
図４及び図５において、１６，１７は前枠４の雨樋から流下する雨水を地上に誘導するエルボ及び誘導樋である。
【００３２】
前枠の底面を妻垂木の底面に連続させるとともに、桁３の上面壁３ａを段差のない平面にした場合も、桁３の一部を前枠４の一部と重ね合わせることが可能であるから、妻垂木１の底面と前枠３の底面との間に第１の段差と桁３の上面壁の第２の段差は、必須の構成ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による屋根の前枠と桁の断面形状を示す要部断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。
【図３】支柱の上端部に取付けられる連結具と桁との接続構造を示す要部の分解斜視図。
【図４】支柱を垂木の中間位置に立設した場合における本発明による屋根の要部断面図。
【図５】支柱を垂木の先端位置に立設した場合における本発明による屋根の要部断面図。
【図６】一般的な屋根を示す側面図。
【図７】従来の屋根における支柱位置の辺かに伴う問題点を説明する要部断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１    妻垂木
２    支柱
３    桁
３ａ    上面壁
３ｄ    雄嵌合部
３ｆ    あり溝
ｓｔ２  第２段差
４    前枠
ｓｔ１  第１段差
１３  連結具
１３ｃ  雌嵌合部
【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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