(57)【要約】  【課題】  屋根構造の軽量化に適したセメント系瓦の技術において、瓦の断熱性を向上させた上で、製造および施工の手間を軽減し、しかも、瓦および屋根構造の止水機能を向上させる。  【解決手段】  建築物の屋根下地面４２に、互いに前後左右に連結されて敷設される断熱瓦１０である。窯業系材料の成形体からなり、概略板状をなす瓦本体２０は、その側辺に、別の断熱瓦１０の側辺と上下に重ねて連結される継手部２４〜２７と、施工状態で上辺に配置される継手部２６の上面に有し、上方側に突出する係止凸部２１とを備える。発泡樹脂の成形体からなり、瓦本体２０の裏面全体に密着して接合されてなる止水断熱部３０は、屋根下地面４２に沿って配置される平坦底面３２と、別の断熱瓦１０の継手部２６と上下に重ねて連結される継手部３４と、別の断熱瓦１０の係止凸部２１と係合する係止凹部３６とを備える。【選択図】  図１
2007009655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋根下地面に、互いに前後左右に連結されて敷設される断熱瓦であって、
窯業系材料の成形体からなり、概略板状をなす瓦本体と、
前記瓦本体の側辺に有し、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の側辺と上下に重ねて連結される継手部と、
前記継手部のうち、施工状態で上辺に配置される継手部の上面に有し、上方側に突出する係止凸部と、
発泡樹脂の成形体からなり、前記瓦本体の裏面全体に密着して接合されてなる止水断熱部と、
前記止水断熱部に有し、施工状態で前記屋根下地面に沿って配置される平坦底面と、
前記止水断熱部に有し、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の継手部と上下に重ねて連結される継手部と、
前記止水断熱部の継手部に有し、前記別の断熱瓦の係止凸部と係合する係止凹部と
を備える断熱瓦。
【請求項２】
断熱瓦全体の厚みが３０〜７０ｍｍであり、
前記瓦本体となる窯業系材料の成形体が、セメント系硬化材料からなり、面積当たり重量が１５〜２２ｋｇ／ｍ２であり、
前記止水断熱部となる発泡樹脂の成形体が、発泡倍率５〜２０倍の独立気泡ポリスチレン発泡体からなり、
前記止水断熱部の下端が前記瓦本体の下端よりも下方に１５〜４０ｍｍ張り出している
請求項１に記載の断熱瓦。
【請求項３】
前記瓦本体の上面に、反射塗膜層をさらに備える
請求項１または２に記載の断熱瓦。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の断熱瓦を製造する方法であって、
前記窯業系材料をプレス成形して前記瓦本体の形状を有する成形体を得る工程（ａ）と、
前工程（ａ）で得られた前記瓦本体の成形体を、予め成形された発泡樹脂の成形体からなる止水断熱部の上部に嵌め込んで支持させる工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）で得られ、前記止水断熱部に支持された前記瓦本体の成形体を、養生硬化させる工程（ｃ）と
を含む断熱瓦の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の断熱瓦を用いる屋根構造であって、
建築物の屋根に施工され表面が平坦な傾斜面からなる屋根下地面と、
前記屋根下地面の上に、前記止水断熱部の平坦底面を屋根下地面に密接させ、前記継手部により互いに前後左右に連結されて敷設された前記断熱瓦とを備え、
前記継手部における断熱瓦同士の隣接部分では、一方の断熱瓦の瓦本体に、他方の断熱瓦の止水断熱部が密接して止水されている
屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱瓦とその製造方法および屋根構造に関し、詳しくは、住宅等の建築物の屋根を構成し、日射熱が屋根から建築物の内部に伝熱されるのを防ぐ断熱機能を有する断熱瓦と、このような断熱瓦の製造方法と、このような断熱瓦を用いた屋根構造とを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の屋根構造として、瓦葺き仕上げを行うことは、古来より良く知られている技術である。
近年、粘土を成形し焼成する古来の瓦に代わって、セメントやモルタルなどを硬化させたセメント瓦やセメントに繊維材料が配合されたスレート瓦が使用されるようになってきた。このようなセメント系の瓦は、従来の粘土製瓦に比べて薄くでき軽量化を図ることができ大量生産にも適している。瓦の軽量化は、屋根を含む建築構造に加わる負荷を軽減でき、耐震性も強化でき易いなどの利点がある。
しかし、薄くて軽量なセメント系瓦は、従来の分厚い粘土製瓦に比べて、断熱性が劣るという問題がある。この問題を解消するために、種々の技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、瓦の裏面に、中空粒子や気泡を含む高分子バインダー層などの断熱層を積層しておく技術が示されている。高分子バインダー層は、高分子バインダーを含む塗料組成物を、瓦の裏面に塗工したり、同様の塗料組成物を繊維質基材に塗工した断熱性シートを瓦の裏面に貼り付けたりする。
特許文献２には、屋根の野地面に、発泡材などからなる板状の下地材、発泡スチロールなどからなり上面形状が瓦の裏面形状に対応する瓦下地材を順次施工し、その上に瓦をとり付ける技術が示されている。大きな矩形状をなす下地材および瓦下地材の上に、前後左右に複数個の瓦を並べて配置する。
【特許文献１】特開２００１−２７９８７７号公報
【特許文献１】特開２００３−３２８５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したようなセメント系瓦の断熱性を向上させる技術でも、製造に手間がかかったり、施工が面倒であったり、断熱性が十分でなかったりするという問題がある。また、断熱性を向上させるための構造が、瓦の止水性を損ない、屋根構造の内部に雨水などが浸入し易くなってしまうという問題がある。
例えば、特許文献１の技術では、瓦の裏面に、断熱層の塗膜やシートが付け加わることで、瓦同士の側端辺を上下に重ねて連結させる継手部分の形状精度が悪くなり、継手部分に隙間があいて浸水し易くなる。断熱層の塗膜や繊維質シートは、かなり分厚くしなければ十分な断熱性を発揮できないが、分厚くするほど、厚みのバラツキが増えたり平坦性が劣るものとなったりする。断熱層の形状精度が悪くなれば、前記した継手部分に隙間が生じ易くなる。断熱層と屋根下地板との間にも隙間が生じ易く、屋根下地板にまで水が浸入したり、水が滞留したままになったりする。屋根の内部に浸入した水は、内部構造の腐蝕や劣化の原因になる。
【０００５】
瓦の裏面や断熱層と屋根下地板との間などに浸入した水分が滞留したままになると、昼夜の寒暖差などによって、滞留した水分が凍結と融解とを繰り返し、その際の膨張収縮で、屋根構造に大きな負荷を与え、瓦や断熱層が浮き上がったり変形したり割れたりする問題が生じる。寒冷地においては、屋根構造内に浸入した水分の凍結は、建築物の耐久性を低下させる大きな要因となっている。
特許文献２のように、予め発泡スチロールなどで成形された瓦下地材であれば、十分に正確な形状精度が達成できるものと推定できる。しかし、板状の下地材、成形された瓦下地材を順番に貼り付けたあと、瓦下地材の表面凹凸毎に瓦を並べて施工するという複数段階の工程が必要である。瓦は瓦下地材に接着剤で接着固定しなければならない。その結果、施工の手間が増え、作業性が低下する。
【０００６】
しかも、屋根の上で、瓦下地材に瓦を接着する作業には、どうしても作業精度のバラツキが出易く、瓦と瓦下地材との間に水が浸入する隙間が生じ易い。瓦下地材およびその下の下地材についても、面方向で連結する個所において、十分な止水処理を施しておかないと、瓦下地材や下地材の下方まで水が浸入しやすくなる。
本発明の課題は、前記のような屋根構造の軽量化に適したセメント系瓦の技術において、瓦の断熱性を向上させた上で、製造および施工の手間を軽減し、しかも、瓦および屋根構造の止水機能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる断熱瓦は、建築物の屋根下地面に、互いに前後左右に連結されて敷設される断熱瓦であって、窯業系材料の成形体からなり、概略板状をなす瓦本体と、前記瓦本体の側辺に有し、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の側辺と上下に重ねて連結される継手部と、前記継手部のうち、施工状態で上辺に配置される継手部の上面に有し、上方側に突出する係止凸部と、発泡樹脂の成形体からなり、前記瓦本体の裏面全体に密着して接合されてなる止水断熱部と、前記止水断熱部に有し、施工状態で前記屋根下地面に沿って配置される平坦底面と、前記止水断熱部に有し、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の継手部と上下に重ねて連結される継手部と、前記止水断熱部の継手部に有し、前記別の断熱瓦の係止凸部と係合する係止凹部とを備える。
【０００８】
〔建築物〕
一般住宅など、瓦葺き屋根が採用される建築物であれば、その構造や用途などは限定されない。
建築物の一般的な屋根構造としては、通常、柱や梁、母屋などを基礎にして、屋根面に沿って棟から軒へと低くなる傾斜状態で、垂木が配設され、垂木の表面に木質系ボード材などからなる野地板が施工される。野地板が屋根下地面となる。野地板の表面は傾斜を有する平坦面である。野地板の表面に、瓦を位置決めしたり、ずれを防止したりする桟や突起を設ける場合もある。
【０００９】
垂木や野地板を用いず、柱や梁、鉄骨などに直接に屋根下地パネルを施工する場合もある。
屋根下地面の上には、通常の屋根構造と同様に、防水施工や断熱施工を行うこともできるが、本発明の場合、断熱瓦自体の断熱性および止水性が優れているので、特別な断熱施工や防水施工を行わなくても良い場合がある。断熱施工や防水施工を簡単にしておくこともできる。
〔断熱瓦〕
基本的な構造は、通常の瓦と共通する構造が適用される。屋根下地面に対して、前後左右に互いに連結されて敷設される。
【００１０】
断熱瓦の形状や構造は、屋根のデザインや施工条件などを考慮して設計することができる。断熱瓦の全体形状は、通常、概略矩形の厚板状をなす。断熱瓦全体の厚みは、施工条件によっても異なるが、通常、３０〜７０ｍｍである。
断熱瓦には、瓦本体と止水断熱部とを有する。
〔瓦本体〕
断熱瓦の外観形状を構成し、基本的な構造強度や環境耐久性などを負担する。
基本的には、通常の瓦と同様の材料、構造および製造技術が適用できる。
瓦本体は、窯業系材料の成形体からなる。窯業系材料は、セメントなどの水硬性材料をバインダーとして含む。細骨材、軽量骨材などの骨材を含むことがある。硬化性樹脂を含むこともある。ガラス繊維などの繊維材料や無機物粒子などを含むこともある。着色剤が配合されることもある。その他、通常の窯業系建材に配合される各種の添加剤が配合されることがある。このような窯業系材料を成形し硬化させることで、瓦本体が得られる。従来、各種の建築材に使用されているセメント系硬化材料を用いることができる。
【００１１】
瓦本体の形状は、概略板状をなす。一般的には平面形が正方形あるいは矩形をなす。但し、単純な平坦板状ではなく、継手部などの連結構造や止水断熱部との結合構造、釘などによる固定のための構造などを構成する凹凸や孔などの立体的形状も有している。
瓦本体は、比較的に厚みが薄く、軽量であるものが好ましい。勿論、軽量であっても、必要とされる剛性や構造強度を備えている必要がある。原料である窯業系材料の配合によっても異なるが、通常、面積当たり重量が１５〜２２ｋｇ／ｍ２であるものが好ましい。
瓦本体のうち、施工状態で外部に露出する上面に、釉仕上げ層を設けたり、着色塗装を施したりすることができる。太陽光線、特に熱線を反射する反射塗膜層を設けておけば、瓦本体の裏側まで日射熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００１２】
＜継手部＞
瓦本体には、断熱瓦同士を連結するための継手部を有する。継手部は、瓦本体の側辺に設けられ、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の側辺と上下に重ねて連結される。
継手部の配置構造としては、基本的には通常の瓦における継手部と共通する技術が適用できる。但し、後述する止水断熱部の継手部と瓦本体の継手部とを組み合わせた構造が、通常の瓦における継手部に対応することになる。
継手部の基本的な構造として、瓦本体の側辺のうち、互いに対応する側辺において、一方の側辺には、瓦本体の厚み方向で上面側に一定の幅で張り出す上側継手部を設け、他方の側辺には、瓦本体の厚み方向で下面側に一定の幅で張り出す下側継手部を設け、上側継手部と下側継手部とが互いに重ね合わされるように設定しておくことができる。例えば、平面矩形状の瓦本体であれば、一つの角を挟んだ２方向の側辺には上側継手部、残りの２方向の側辺には下側継手部を設ければよい。
【００１３】
継手部は、単純な帯板状をなすものであってもよいし、上側継手部と下側継手部とが上下方向あるいは水平方向において互いに噛み合って位置決めされる凹凸構造を付け加えておくことができる。
＜係止凸部＞
継手部のうち、施工状態で上辺に配置される継手部の上面に、上方側に突出する係止凸部を設けることができる。
係止凸部の配置構造は、通常の瓦において継手部に設けられる凹凸構造と共通する技術が適用できる。
【００１４】
例えば、瓦本体の施工状態における左右方向に沿って凸壁状の係止凸部を採用すれば、断熱瓦同士が屋根の傾斜に沿ってずり落ちることを効果的に防止できる。この場合、係止凸部を、長さ方向に連続して設けても良いし、断続的に設けることもできる。
〔止水断熱部〕
発泡樹脂の成形体からなり、瓦本体の裏面全体に密着して接合される。断熱瓦に断熱性と止水性とを与える機能を果たす。
発泡樹脂としては、建築技術分野において断熱用途に利用されている各種の発泡樹脂が採用できる。例えば、ポリスチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系発泡樹脂が挙げられる。発泡樹脂の成形体は、連続気泡を有するものよりも独立気泡を有するもののほうが、断熱性および止水性の点で優れている。
【００１５】
発泡樹脂成形体の発泡倍率が大きいほど、断熱性や弾力的変形性、軽量性などに優れる。止水性や機械的強度、剛性などを高めるには発泡倍率が小さいほうが良い。通常は、発泡倍率を５〜２０倍に設定することが望ましい。
止水断熱部の形状としては、瓦本体と組み合わせることで、断熱瓦の全体形状を構成し、断熱瓦として使用できるようになっていればよい。
止水断熱部は、瓦本体の裏側に嵌め込むようにして取り付けるので、止水断熱部の上部側の形状は、瓦本体の裏面形状に対応する形状になる。
＜平坦底面＞
止水断熱部には、施工状態で屋根下地面に沿って配置される平坦底面を有することがで
きる。平坦底面は、断熱瓦を屋根下地面に安定して強固に取り付けるのに有用である。止水断熱部を屋根下地面と広い範囲で隙間なく密着させ得ることになり、止水機能を高めたり、結露の発生を防止できたりする。平坦底面は、止水断熱部のできるだけ広い範囲に設けておくことが望ましいが、継手部などの構造上、平坦底面が設けられない個所もある。
【００１６】
＜継手部＞
止水断熱部には、瓦本体の継手部と同様の継手部が設けられる。瓦本体の継手部と組み合わされた状態で、断熱瓦の連結を果たせるようにしておく。特に、止水断熱部の継手部は、施工時に隣接して配置される別の断熱瓦の継手部と上下に重ねて連結される。止水断熱部の継手部が、別の断熱瓦のうち、瓦本体の継手部と当接するようにしておくことが望ましい。剛体状をなす瓦本体の継手部に対して、柔軟に変形し易い止水断熱部の継手部が当接することで、両者間の隙間をなくし、外気や雨水の浸入を良好に阻止できる。止水断熱部の継手部が変形することで、断熱瓦の形状や取付位置のバラツキなどを吸収することができ、断熱瓦の取付精度や瓦葺きの仕上がり外観を向上させることもできる。
【００１７】
＜係止凹部＞
瓦本体の継手部に設けられる係止凸部に対応して、止水断熱部の継手部には、別の断熱瓦の係止凸部と係合する係止凹部を設けておく。当然、係止凹部の配置構造は、瓦本体の係止凸部に合わせて設定される。
＜下端の張り出し＞
瓦本体と組み合わせた状態で、止水断熱部の下端を、瓦本体の下端よりも下方に張り出しておくことができる。このようにしておけば、断熱瓦を屋根下地面に取り付けたときに、断熱瓦を屋根下地面に押し付け、瓦本体の下端より張り出した止水断熱部を変形させることで、断熱瓦を屋根下地面に隙間なく密着させ易くなる。瓦本体の下端に対する止水断熱部の下端の下方への張り出し量を、１５〜４０ｍｍに設定できる。
【００１８】
〔断熱瓦の製造〕
以上に説明した構造を有する断熱瓦は、瓦等の建材製造技術を適用して製造することができる。基本的には、一般的な瓦の製造技術および断熱部材の製造技術を組み合わせればよい。
瓦本体と止水断熱部とを組み合わせる断熱瓦の製造方法として、以下の工程を組み合わせることができる。
＜工程（ａ）：瓦本体の成形＞
通常のセメント系瓦の製造技術が適用できる。
【００１９】
セメントなどを含む窯業系材料をプレス成形する方法が採用できる。プレス成形装置および成形条件は、通常の瓦製造の場合と同様でよい。例えば、プレス成形の成形条件として、成形圧９．８〜１４．７ＭＰａ（１００〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２）に設定できる。プレス成形時に加熱しておくこともできる。
成形によって得られる成形体は、瓦本体の形状を有するが、まだ硬化は完了していない状態である。力を加えると変形したり割れたりする可能性がある。
プレス成形を終えた瓦本体の成形体は、直ちに次の工程に供給することができる。
＜工程（ｂ）：瓦本体と止水断熱部との一体化＞
前工程（ａ）で得られ、変形可能な状態である瓦本体の成形体を、予め成形された発泡樹脂の成形体からなる止水断熱部の上部に嵌め込んで支持させる。
【００２０】
止水断熱部については、通常の発泡成形技術を適用して、予め製造しておく。
剛性のある支持台や支持板の上に、止水断熱部の平坦底面を当てた状態で載せておけば、止水断熱部が安定して支持され、作業が行い易くなる。
瓦本体および止水断熱部が、設計通りの形状であれば、瓦本体はスムーズに止水断熱部の上部に嵌め込まれる。製造のバラツキや寸法誤差によって、瓦本体と止水断熱部との形状が正確に一致していない場合でも、硬化前で変形可能は瓦本体を、わずかに変形させれば、止水断熱部への嵌め込みは容易である。
瓦本体と止水断熱部との当接面に、接着剤や硬化性材料を塗工しておけば、瓦本体と止水断熱部とが強力に接合される。但し、後で瓦本体を養生硬化させることで、瓦本体が止水断熱部に接合される作用が生じるので、接着剤などは使用しなくても構わない。
【００２１】
止水断熱部に嵌め込んだ瓦本体を止水断熱部に対して押し付けることができる。瓦本体が変形して、止水断熱部との間に残る隙間がなくなったり、止水断熱部との接合性が高まったりする。発泡樹脂成形体からなる止水断熱部の表面に有する細かな凹凸にしたがって瓦本体の表面が変形することで、瓦本体と止水断熱部との一体性が向上する。
前記したように、止水断熱部の下端が瓦本体の下端よりも下方に張り出していると、瓦本体を上方から止水断熱部へと押し付けたときに、瓦本体の変形が容易であり、止水断熱部との一体化を良好にできる。
＜工程（ｂ）：瓦本体の養生＞
止水断熱部に支持された瓦本体の成形体を、養生硬化させる。
【００２２】
養生硬化の処理装置や処理条件は、通常のセメント系瓦の製造における養生硬化と共通する技術が適用できる。
既知の瓦製造では、瓦の成形体を、形崩れしないように支持できる支持台に載せた状態で、養生装置への搬入および養生中の支持を行う。瓦の成形体が立体的形状を有するものであれば、支持台にも立体的な形状が必要になる。瓦の形状変更があれば、支持台についても設計変更が必要になる。
これに対し、止水断熱部に支持された瓦本体は、上記のような立体的形状を備えた支持台が不要である。瓦本体を支持した止水断熱部をそのままで、養生装置に送り込むなどの取り扱いができる。平坦な板などからなる支持台に、瓦本体を支持した止水断熱部の平坦底面を載せるだけでも安定した載置状態になり、取り扱い中に振動が加わったり少しぐらい傾いたりしても、転倒したり形崩れを生じたりすることはない。
【００２３】
養生処理としては、処理室内において、ヒータなどで加熱したり、加熱空気を当てたり、加熱蒸気によって蒸気養生を行ったりすることができる。加熱雰囲気を、空気以外のガスに置換しておくこともできる。加熱を行う場合、加熱温度は、止水断熱部の耐熱温度を超えないように設定する。加熱や雰囲気調整などを行わず、大気中で静置したり、風通しの良い所に置いたりする自然養生も可能である。
養生処理では、瓦本体に含まれるセメントなどの硬化性材料の作用で瓦本体の全体が硬化する。
瓦本体が硬化すれば、瓦本体と止水断熱部とが一体的に接合された断熱瓦が得られる。養生装置から取り出して、建築施工への使用が可能になる。
【００２４】
＜その他の工程＞
上記した各工程に加えて、通常の瓦製造において採用されているような各種の加工や処理の工程を行うことができる。
例えば、硬化した瓦本体の表面を磨いたり、成形バリなどの不要部分を削除したり、洗浄したりすることができる。瓦本体の表面に、仕上げ塗装を行ったり、コーティングを施したりすることができる。断熱瓦の施工などに必要な金具を取り付けたり、取付穴や取付用の凹凸構造を追加加工したりすることもできる。
〔屋根構造〕
前記のような構造の断熱瓦を用いて、瓦葺きの屋根構造が構築できる。
【００２５】
基本的には、通常の瓦葺き建築における屋根構造と共通する技術が適用できる。
具体的な屋根構造として、建築物の屋根に施工され表面が平坦な屋根下地面と、屋根下地面の上に、止水断熱部の平坦底面を屋根下地面に密接させ、継手部により互いに前後左右に連結されて敷設された断熱瓦とを備える。継手部における断熱瓦同士の隣接部分では、一方の断熱瓦の瓦本体に、他方の断熱瓦の止水断熱部が密接されて止水されている。
屋根下地面は、通常の野地板による屋根下地面と同様の構造が採用できる。屋根下地面には、防水シートや断熱ボードを貼り込むこともできるが、断熱瓦を使用すれば、防水シートや断熱ボードは無くても構わない。屋根下地面の裏側や屋根裏側に施工される断熱層や防水施工も、簡単にしたり省略したりできる場合がある。
【００２６】
屋根下地面が傾斜している場合、傾斜の低い側すなわち軒側から棟側へと断熱瓦を取り付けていく。断熱瓦の固定は、釘打ちやビス止めなど、通常の瓦施工と同様の手段が採用できる。屋根下地面に、断熱瓦を係止する桟や突起があれば、それを利用することもできる。断熱瓦の止水断熱部の平坦底面を接着剤で屋根下地面に接合することもできる。
先に施工された断熱瓦に隣接して新たな断熱瓦を取り付ける際には、先の断熱瓦に有する継手部のうち下側継手部に対して、新たな断熱瓦の上側継手部を載せるようにして連結すればよい。このとき、先の断熱瓦の下側継手部は上面に瓦本体が存在し、新たな断熱瓦の上側継手部は下面に止水断熱部が存在するので、止水断熱部が瓦本体に当接した状態で連結される。これによって、連結部における断熱瓦同士の密着性あるいは一体性が高まり、連結部からの雨水の浸入や外気の流入が確実に阻止される。新たに施工する断熱瓦を、先の断熱瓦に対して、上から押さえ付けるようにすれば、止水断熱部が柔軟に変形することで、断熱瓦同士の密着性をより確実にすることができる。
【００２７】
連結部分で止水断熱部と瓦本体との当接面に、接着剤やシール剤を介在させておけば、さらに確実な止水機能および断熱機能を果たすことができる。
このようにして、断熱瓦を順次、水平方向および傾斜の上方向へと連結しながら取り付けていく。屋根下地面の全体を、断熱瓦で覆えば、瓦葺きの屋根構造が完成する。
屋根構造を上方側からみれば、断熱瓦の瓦本体が存在するだけで、止水断熱部は瓦本体で覆い隠されている。外観的には、通常の瓦葺き屋根と変わりのない良好な意匠性を発揮することができる。比較的に損傷に弱い止水断熱部が瓦本体で保護され、経時的な損傷や劣化が起こり難い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる断熱瓦は、窯業系材料の成形体からなる瓦本体の裏面全体に、発泡樹脂の成形体からなる止水断熱部を密着させて接合している。
瓦本体の側辺に有する継手部および係止凸部に対応して、止水断熱部にも継手部および係止凹部を有しているので、断熱瓦同士を前後左右に並べ、互いの継手部同士で連結して施工すれば、通常の瓦となんら変わりなく、簡単かつ確実強固に断熱瓦の施工が行える。
止水断熱部の平坦底面を屋根下地面に沿って配置すれば、断熱瓦を安定して正確な姿勢で取り付けられる。瓦本体から止水断熱部を経て屋根下地面までが密着一体化して、水分が浸入したり滞留したりする隙間が形成され難い。
【００２９】
断熱瓦同士の連結部分では、瓦本体の継手部と止水断熱部の継手部とが上下に重なって配置され、止水断熱部が有する弾力的変形性で瓦本体に隙間なく強固に密接した状態になるので、断熱瓦同士の連結部分から内側への水の浸入が良好に阻止される。剛体である瓦同士の当接に比べて、格段に優れた止水機能を発揮できる。
その結果、薄くて軽量であるという窯業系の瓦が有する利点を十分に活かした上で、止水断熱部の存在によって、断熱性を大幅に向上させるだけでなく止水機能を格段に向上させることが可能になる。しかも、製造および施工の手間が増えることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、住宅の屋根構造に断熱瓦を用いた場合を示している。
断熱瓦１０は、住宅の傾斜屋根４０を覆って施工された野地板４２の上に、順次並べて施工される。この点では、通常の瓦と何ら変わりはない。
〔断熱瓦〕
図２に示すように、断熱瓦１０は、全体が概略矩形の厚板状をなし、瓦本体２０と止水断熱部３０とからなる。図２（ａ）における断熱瓦１０の上辺側が、図１（ａ）に示す施工状態では、野地板４２の傾斜面で上側になる棟を向いて配置される。
＜瓦本体＞
瓦本体２０は、セメント系材料の成形体からなる。止水断熱部３０は、独立気泡のポリスチレン発泡樹脂の成形体からなる。
【００３１】
図２（ａ）に平面形を示し、図２（ｂ）（ｄ）に正面および側面からみた形状を示す。瓦本体２０は、２つの矩形厚板を水平方向で斜めにずらせて重ねた形状をなしている。瓦本体２０の外周には、上側の矩形で構成される２側辺２４、２５と、下側の矩形で構成される２側辺２６、２７が突き出している。これらの側辺２４〜２７が、断熱瓦１０を前後左右に連結する際の継手部となる。上側継手部２４、２５と、下側継手部２６、２７である。
図２（ｄ）に示すように、瓦本体２０のうち、前記した上側の矩形厚板部分は、一端から他端へと低くなるように傾斜した傾斜面になっている。傾斜面の最も低くなった位置には、上方側に突出する壁状の係止凸部２１を有する。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、瓦本体２０の左右に延びる係止凸部２１の途中２個所には、上下方向に貫通する取付孔１２が設けられている。取付孔１２は、断熱瓦１０を野地板４２や垂木４４に固定するための釘が挿通できるようになっている。瓦本体２０の側辺２７に沿う部分にも同様の取付孔１２が貫通している。
図２（ｄ）あるいは図１（ａ）に示すように、瓦本体２０のうち、施工状態で野地板４２の上下方向に配置される両端では、瓦本体２０の端部が下向きに屈曲している。この屈曲部分よりも内側で、瓦本体２０の裏面全体に止水断熱部３０が配置される。
＜止水断熱部＞
止水断熱部３０は、独立気泡の発泡ポリスチレン成形体からなる。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、断熱瓦１０の平面形状では、止水断熱部３０は表面に全く露出しない。瓦本体２０で完全に覆われた状態で、瓦本体２０の裏側内部に収容されている。
止水断熱部３０の形状は、瓦本体２０の形状にほぼ沿った形状である。瓦本体２０と同じく、２つの矩形厚板を水平方向で斜めにずらせて上下に重ねた形状である。図２（ｃ）に示すように、断熱瓦１０の裏面側から見たときに、止水断熱部３０の底側の矩形部分における底面３２が、平坦な矩形状をなす。この平坦底面３２には、瓦本体２０から止水断熱部３０までを貫通する取付孔１２が配置されている。
【００３４】
平坦底面３２の２側辺に、平坦底面３２との間に段差があるＬ字形の張出部３４が設けられている。図２（ｂ）（ｄ）に示すように、張出部３４の底面は、瓦本体２０の下側継手部２６、２７の上面と同じ高さ位置に設定されている。
図２（ｃ）（ｄ）に示すように、張出部３４のうち、瓦本体２０の側辺継手部２６の裏側になる個所には、張出部３４を横断する溝状の係止凹部３６が設けられている。係止凹部３６の幅や深さなどの形状は、瓦本体２０の係止凸部２１の形状に対応している。図２（ａ）で、瓦本体２０の係止凸部２１のうち、取付孔１２の周囲で円形に膨らんだ個所に対応して、図２（ｃ）で張出部３４には係止凹部３６に、側端に突き出す切り欠きを有している。
【００３５】
図２（ｃ）において、止水断熱部３０の左右方向の側端は、瓦本体２０の側端位置までつづいて端面に露出している。上下方向の側端は、瓦本体２０の側端が下向きに屈曲している個所で挟まれている。
図２（ｄ）に示すように、瓦本体２０の側端における下向き屈曲部分の下端位置と、止水断熱部３０の側端における下端位置との間には、段差Ｇが設けられている。段差Ｇだけ、止水断熱部３０が瓦本体２０の下方に張り出している状態である。
〔断熱瓦の施工および屋根構造〕
以上に説明した断熱瓦１０を屋根構造に施工する。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、屋根構造は、母屋４６の上で棟から軒へと傾斜して架け渡された垂木４４を有し、垂木４４の上には、屋根面の全体を覆って野地板４２が隙間なく貼り付けられている。野地板４２の表面は平坦な傾斜面になる。
断熱瓦１０の姿勢を、瓦本体２０の上面における傾斜方向が、野地板４２の傾斜と逆向きになり、係止凸部２１が野地板２４の傾斜の棟側に配置されるようにする。但し、瓦本体２０の上面の傾斜は緩やかなので、傾斜した野地板４２に沿って配置された状態で、瓦本体２０の上面は、棟側から軒先側へと低くなる。
断熱瓦１０を野地板４２の表面に配置すると、止水断熱部３０の平坦底面３２が全面で、野字板４２の表面に沿って密着するように配置される。図１では図示を省略しているが、取付孔２１に釘を打って、断熱瓦１０を野地板４２あるいは垂木４４に釘打ち固定することができる。
【００３７】
このとき、断熱瓦１０の下面では、瓦本体２０の下端よりも止水断熱部３０の平坦底面３２のほうが段差Ｇだけ張り出しているので、断熱瓦１０を野地板４２に強く押し付けるようにすると、止水断熱部３０が厚み方向に比較的容易に変形することで、野字板４２に対する止水断熱部３０の密着性および止水性を向上させることができる。また、断熱瓦１０を強く押さえ付けても、止水断熱部３０が段差Ｇを無くすほどまで大きく変形しない限り、瓦本体２０の端部が野地板４２に当たったりして割れたり欠けたりすることはない。釘打ちなどの衝撃力も、止水断熱部３０の衝撃吸収作用によって軽減される。屋根上での作業者が、断熱瓦２０の上を踏んで移動したりしたときにも、止水断熱部３０が踏圧を吸収して、瓦本体２０が割れたり亀裂が入ったりすることを防ぐ。
【００３８】
図１（ａ）に示すように、１枚の断熱瓦１０が設置されたあと、次の断熱瓦１０を施工するときは、新たな断熱瓦１０の裏面において止水断熱部３０に有する係止凹部３６を、先に施工された断熱瓦１０の上面の係止凸部２１に嵌め合わせるようにして取り付ける。止水断熱部３０の係止凹部３６と張出部３４から平坦底面３２への形状部分で構成される継手部が、瓦本体２０の係止凸部２１から下側継手部２６に至る形状部分に、隙間なく当接した状態になる。但し、新たな断熱瓦１０の瓦本体２０の上側継手部２５では、上側継手部２５の下端と、止水断熱部３０の張出部３４の底面との間には、段差Ｇがついているので、上側継手部２５の下端は、先に施工された瓦本体２０には当接しない。
【００３９】
この状態で、前記同様に、新たな断熱瓦１０を野地板４２に押し付けて、釘などで固定する。断熱瓦１０を押し付ける力によって、止水断熱部３０の係止凹部３６から張出部３４の裏面を、先に施工された断熱瓦１０の瓦本体２０へと強く密着させることになる。止水断熱部３０が厚み方向に圧縮されても、段差Ｇの部分が無くなるまで圧縮されない限りは、上下の瓦本体２０同士が接触することはない。
図１（ａ）と直交する水平方向では、図１（ｂ）に示すように、先に施工された断熱瓦１０に対して、新たな断熱瓦１０の瓦本体２０に設けられ厚み方向の上部側で突き出した形の上側継手部２４および止水断熱部３０の張出部３４を、先に施工された断熱瓦１０において厚み方向の下部側で突き出した形の下側継手部２７の上に重ねるようにする。この場合も、下側の断熱瓦１０の瓦本体２０には、上側の断熱瓦１０の止水断熱部３０が当接する。上側の断熱瓦１０を厚み方向に強く押さえ付ければ、止水断熱部３０が下側の瓦本体２０に強く密着して良好な止水機能を発揮することになる。
【００４０】
このようにして、野字板４２の表面に、断熱瓦１０を前後左右に連結しながら並べて固定していくことで、瓦葺の屋根構造が構築される。図示を省略したが、屋根構造の棟部分および軒先部分では、それらの構造に適した瓦、いわゆる棟瓦や軒先瓦を施工すればよい。これら棟瓦や軒先瓦についても、瓦本体２０と止水断熱部３０とを備えた断熱瓦１０の構造を少し変形して利用することができる。
〔断熱瓦１０の製造〕
図３は、断熱瓦１０の製造工程を（ａ）〜（ｅ）へと段階的に示している。
＜段階（ａ）＞
瓦本体２０の成形を行う。上下一対の成形型７２、７４に、セメントなどの原料を混練して団子状になった成形材料２８を供給する。成形型７２、７４には、瓦本体２０の形状に対応する型面を有している。
【００４１】
＜段階（ｂ）＞
成形型７２、７４を型閉めしてプレス圧を加えると、成形材料２８は、成形型７２、７４のキャビティ形状に対応する形状、すなわち瓦本体２０の形状に成形される。
成形後は、成形型７２、７４を型開きして、成形された瓦本体２０を取り出す。
但し、成形直後の瓦本体２０は、いまだ硬化しておらず、可塑性を残した状態である。取り扱いは、柔らかい瓦本体２０が変形したり破損したりしないように、慎重に行う必要がある。
＜段階（ｃ）＞
支持台７６の上に、予め樹脂成形された止水断熱部３０を置く。止水断熱部３０の製造については、通常の型発泡成形技術を適用すればよい。発泡成形されたブロック状の発泡体の一部に対して、切削加工や切断加工を行って、所定の止水断熱部３０の形状に作製してもよい。
【００４２】
平坦な支持台７６に対して、止水断熱部３０の平坦底面３２が載せられるので、止水断熱部３０は傾いたり変形したりすることなく、安定した状態で載置される。
このような止水断熱部３０の上に、前段階（ｂ）で成形された瓦本体２０を配置する。瓦本体２０の裏面形状は、止水断熱部３０の外形と対応しているので、瓦本体２０は、止水断熱部３０にぴったりと嵌まり込む。特に、瓦本体２０は、いまだ完全には硬化しておらず、ある程度の変形が可能な状態であるので、止水断熱部３０の形状に合わせて瓦本体２０がわずかに変形することで、嵌め込み作業を容易にし、止水断熱部３０との隙間を無くすことができる。瓦本体２０の各部を、止水断熱部３０のほうに強く押し当てるようにすれば、瓦本体２０と止水断熱部３０との密着性は極めて良好になる。瓦本体２０の裏面が、止水断熱部３０を構成する発泡体の微細な凹凸や穴に押しつけられて嵌まり込むようになれば、両者の一体性はより強固になる。
【００４３】
必要に応じて、止水断熱部３０と瓦本体２０との当接面に接着剤を塗工しておいたり、瓦本体２０の成形材料と同じセメントスラリーを塗工しておいたりすれば、瓦本体２０と止水断熱部３０との接合力が強くなり、一体性が高まる。
＜段階（ｄ）＞
止水断熱部３０と瓦本体２０とが一体化した状態で、瓦本体２０を養生硬化させる。
養生硬化は、通常、内部を加熱したり加熱蒸気を供給したりできる養生室７８で行う。養生室７８における養生処理の前に、瓦本体２０から余分の水分を除去する乾燥処理を行うこともある。乾燥処理には自然乾燥あるいは乾燥炉による強制乾燥を行う。
【００４４】
何れの場合も、止水断熱部３０と瓦本体２０との一体物は、支持台７６に載せたままで、移送や養生室７８への搬入作業を行う。瓦本体２０にみだりに接触したり、瓦本体２０と止水断熱部３０とを剥がすような力が加わったりすることがなく、取り扱いが容易である。
養生室７８において、所定の時間、所定の温度で加熱された瓦本体２０は、成形材料に含まれるセメントなどの硬化材料が硬化して、硬化体からなる瓦本体２０となる。瓦本体２０が硬化すると同時に、瓦本体２０が止水断熱部３０に対して強力に接合する作用も生じる。
【００４５】
＜段階（ｅ）＞
養生硬化処理が完了すれば、硬化した瓦本体２０と止水断熱部３０とからなる断熱瓦１０が完成する。
加熱によって昇温している瓦本体２０が十分に冷却するまでは、断熱瓦１０は支持台７６の上に載せたままにしておけばよい。
瓦本体２０が十分に冷却された後は、断熱瓦１０を支持台７６から取り外して、梱包や出荷などの作業に送ればよい。必要に応じて、断熱瓦１０に対して、瓦本体２０に残った成形時のバリなどを除去したり、表面を削ったり、施工時に必要な金具を取り付けたり、金具取付用の孔や溝を形成したりする加工を施すこともできる。瓦本体２０の表面に仕上げ塗装を施すこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の断熱瓦は、例えば、住宅の瓦葺屋根を施工するのに利用される。軽量であり、施工が容易でありながら、屋根の断熱性および止水性が極めて良好である。氷点下の温度環境に晒されることが多い寒冷地の住宅において、屋根内部への浸入水の凍結による問題を解消することができ、このような寒冷地における住宅建築の高品質、高性能化に大きく貢献できることになる。また、夏期の日射が強烈な環境の住宅でも、屋根構造の内部や屋内空間が過熱されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態を表す屋根構造の異なる方向における断面図
【図２】断熱瓦の平面図（ａ）、正面図（ｂ）、背面図（ｃ）および側面図（ｄ）
【図３】断熱瓦の製造工程を段階的に示す模式的断面図
【符号の説明】
【００４８】
１０    断熱瓦
１２    取付孔
２０    瓦本体
２１    係止凸部
２４、２５  上側継手部
２６、２７  下側継手部
３０    止水断熱部
３２    平坦底面
３４    張出部
３６    係止凹部
４０    傾斜屋根
４２    野地板
４４    垂木
Ｇ      段差
【図１】
2007009655.tif 000003
【図２】
2007009655.tif 000004
【図３】
2007009655.tif 000005