(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配設された一対の桁梁上に、それぞれ複数の補足柱が立設されると共に該補足柱上に継ぎ横架材が架け渡され、該継ぎ横架材間に、山型フレーム材が一体となって複数架設され、該山型フレーム材上に屋根材が配設されてなる木造住宅の屋根構造であって、
上記山型フレーム材は、金具で二本の傾斜部材同士が山型をなすように剛接合されて形成されており、
上記山型フレーム材と上記継ぎ横架材との結合部が、該山型フレーム材の下面と上記補足柱とに固着された方杖部材により補強されている屋根構造。
【請求項２】
上記山型フレーム材が、４５０ｍｍ〜２，０００ｍｍ間隔で配設されており、隣接する山型フレーム材間に野地板として断熱複合パネルが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。
【請求項３】
上記桁梁の上端面から上記継ぎ横架材の上端面までの距離が９０ｍｍ〜１，０００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根構造。
【請求項４】
上記山型フレーム材が、長さの異なる複数部材を剛接合させてなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の屋根構造。
【請求項５】
上記桁梁間に床材が敷設されて小屋裏空間が形成され、上記屋根構造が該小屋裏空間の屋根を構成していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の屋根構造。
【請求項６】
上記桁梁間に、床面が形成されておらず、上記屋根構造が二階室内空間の屋根を構成していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の屋根構造。
【請求項７】
上記一対の桁梁の両端部間にラチス補強梁が架設されていることを特徴とする請求項６に記載の屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根構造に関し、詳しくは、有効活用可能な広い小屋裏空間又は最上階の広い室内空間を確保することができると共に、屋根形状の設計の自由度を増大させることができる屋根構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、木造住宅において、収納空間を増やす等の目的で小屋裏空間の有効活用が提案されている。
しかし、従来の木造建築物における屋根構造は、図７に示されるように、互いに平行に配設された一対の軒桁２０間に小屋梁・ろく梁等の横架材２１を架設し、該横架材２１上に複数の束２２を立設し、該束２２上に母屋・棟木２３や垂木２４を配設して小屋組とするものが一般的であり、小屋裏空間に高さを確保することが困難であったため、小屋裏空間の活用は小さな収納スペースを設ける程度に活用される程度であった。
また、建物の高さに法的制限がある都市部においては、その制限により小屋裏空間の高さも制限を受けるため、大きな小屋裏空間を確保することは困難であった。
【０００３】
また、通常、建物高さの制限に加え及び軒の高さにも法的な制限があるため、小屋裏の空間と最上階の室内空間とを一体としても、最上階の室内空間が僅かに広がる程度であった。
更に、屋根の最頂部においては垂木等の傾斜材が互いに接合されているが、該接合部は棟木及び束により支持されているため、該傾斜材の傾斜角度が一定範囲内に制限される等の理由から屋根形状は制限されてしまい、意匠性に優れた屋根形状等自由な屋根形状の設計・施工は困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、有効活用可能な広い小屋裏空間又は最上階の広い室内空間を確保することができると共に、屋根形状の設計の自由度を増大させることができる屋根構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、互いに平行に配設された一対の桁梁上に、それぞれ複数の補足柱が立設されると共に該補足柱上に継ぎ横架材が架け渡され、該継ぎ横架材間に、山型フレーム材が一体となって複数架設され、該山型フレーム材上に屋根材が配設されてなる木造住宅の屋根構造であって、上記山型フレーム材は、金具で二本の傾斜部材同士が山型をなすように剛接合されて形成されており、上記山型フレーム材と上記継ぎ横架材との結合部が、該山型フレーム材の下面と上記補足柱とに固着された方杖部材により補強されている屋根構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記山型フレーム材が、４５０ｍｍ〜２，０００ｍｍ間隔で配設されており、隣接する山型フレーム材間に野地板として断熱複合パネルが配設されている屋根構造を提供するものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の上記桁梁の上端面から上記継ぎ横架材の上端面までの距離が９０ｍｍ〜１，０００ｍｍである屋根構造を提供するものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記山型フレーム材が、長さの異なる複数部材を剛接合させてなる屋根構造を提供するものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、上記桁梁間に床材が敷設されて小屋裏空間が形成され、上記屋根構造が該小屋裏空間の屋根を構成している屋根構造を提供するものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、上記桁梁間に、床面が形成されておらず、上記屋根構造が二階室内空間の屋根を構成している屋根構造を提供するものである。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、上記一対の桁梁の両端部間にラチス補強梁が架設されている屋根構造を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の屋根構造の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本実施形態の屋根構造を示す図であり、図１は要部を示す概略断面図、図２は全体を示す概略断面図である。
【００１４】
本実施形態の屋根構造は、図１に示されるように、互いに平行に配設された一対の桁梁１，１上に、それぞれ複数の補足柱２，２・・が立設されると共に該補足柱２，２・・上に継ぎ横架材３，３が架け渡され、該継ぎ横架材３，３間に、金具４で複数部材が剛接合されて形成された山型フレーム材５，５・・が複数架設され、該山型フレーム材５，５・・上に屋根材６が配設されてなる。
上記山型フレーム材５と上記継ぎ横架材３との結合部は、該山型フレーム材５の下面５ｂと上記補足柱２及び／又は上記継ぎ横架材３とに固着された方杖部材７により補強されている。
【００１５】
本実施形態の屋根構造は、木造軸組構法による二階建て住宅の屋根構造であり、上記一対の桁梁１，１は、それぞれ複数の柱１０，１０上に固定されている。上記一対の桁梁１，１は、互いに平行に配設されており、材質等は従来の軒桁の形成材と同様の材を特に制限なく用いることができる。
上記補足柱２，２・・は、断面矩形の長尺状の形態を有し、上記桁梁１上に所定の間隔で立設されている。該補足柱２，２・・上には上記継ぎ横架材３が架け渡されている。
上記継ぎ横架材３は、上記補足柱２，２・・を介して上記一対の桁梁１，１のそれぞれの上に配設されている。そして、両桁梁１上の継ぎ横架材３，３同士も互いに平行に配設されている。
【００１６】
上記山型フレーム材５，５・・のそれぞれは、断面矩形の長尺状の形態を有する二つの傾斜部材５０，５１を金具４を用いて剛接合させてなるもので、該接合部を挟んで対称の形態を有している。
上記金具４は、上記二つの傾斜部材５０，５１それぞれの接続端部に形成されたスリットに半分づつ嵌挿される板状嵌挿部４０と、該板状嵌挿部４０の下端にフランジ状に設けられ、両部材５０，５１の下面に当接される水平面部４１とを有する断面逆Ｔ字形の鋼製の金具であり、上記立面部４０における上記傾斜部材５０に嵌挿される部分及び上記傾斜部材５１に嵌挿される部分には、それぞれ複数のボルト孔が形成されている。
そして、金具４による上記傾斜部材５０，５１の剛接合は、上記傾斜部材５０，５１それぞれの接合端部に形成されたスリットに上記板状の金具４を半分ずつ嵌挿させた状態で、両側面からボルト及びナット、又はドリフトピン等の緊結金具で緊結することによりなされている。
【００１７】
上記山型フレーム材５と上記継ぎ横架材３との結合部は、該山型フレーム材５の下面５ｂと上記補足柱２及び上記継ぎ横架材３とに固着された方杖部材７により補強されている。即ち、上記方杖部材７は、上記補足柱２と同様な厚みを有する三角形状の形態を有し、山型フレーム材５の下面５ｂに当接された一辺と、上記補足柱２及び上記継ぎ横架材３に当接された一辺とを備え、両辺をそれぞれ固着されて上記山型フレーム材５と上記継ぎ横架材３との結合状態を補強している。
【００１８】
上記山型フレーム材５は、上記剛接合された接合部を頂部に位置させると共に、このように両側の下部を一対の継ぎ横架材３，３上に固定されて該継ぎ横架材３，３と一体となるように配設されている。このような山型フレーム材５が、上記継ぎ横架材３，３上に所定の間隔で複数架設されている。複数の山型フレーム材５，５・・を配設する間隔は、４５０ｍｍ〜２，０００ｍｍ間隔であることが好ましく、特に９００〜１，２００ｍｍ間隔であることが好ましい。山型フレーム材５を配設する間隔が、上記範囲内であると、野地板として後述する断熱複合パネルを配設する際の作業性が向上する等により、断熱性及び施工性により一層優れた屋根構造とすることができる。
【００１９】
また、上記桁梁１の上端面１ａから上記継ぎ横架材３の上端面までの距離Ｈ（図１参照）は、９０ｍｍ〜１，０００ｍｍが好ましく、特に６００〜１，０００ｍｍが好ましい。距離Ｈが、上記範囲内であると小屋裏の有効利用が行われ、且つ高さについての法的規制もクリヤーし易い。
【００２０】
上記屋根材６としては、従来の木造軸組構法における通常公知の各種の屋根材を特に制限なく用いることができる。屋根材には、野地板及び該野地板上に載置される和瓦、洋瓦、金属板、スレート瓦等並びに防水用のルーフィング材等の下地材等が含まれ、これらを適宜に組み合わせて屋根材として用いることができる。
上記野地板としては、主として断熱性を付与する断熱材及び主として構造耐力を与える構造用面材とを備えてなる断熱複合パネルが好ましく用いられる。このような断熱複合パネルとしては、断熱材と構造用面材とが一体化された断熱複合パネルや、断熱材と構造用面材と無機質材料からなる耐火面材とが積層一体化され耐火性にも優れた断熱複合パネル、構造用耐火面材、断熱耐火面材、断熱材及び構造用面材を順次積層して一体的に形成されてなり、上記構造用耐火面材が無機軽量骨材からなる中間層を無機繊維層間に介在させた３層構造の積層体である断熱複合パネル等が好ましく用いられる。このような断熱複合パネルを野地板として用いることにより、夏の日射熱や冬の寒さの影響を低減することができ、小屋裏を居住あるいは収納空間として利用する場合や、小屋裏と最上階とを吹き抜けにして最上階を広い居住空間として利用する場合にも、より快適な利用が可能となる。また、上記複合パネルを用いることにより、垂木材の省略が可能となり施工の手間，コストの低減を行うことができる。
【００２１】
本実施形態の屋根構造においては、図２に示されるように、上記桁梁１，１間に床材８が敷設されて小屋裏空間Ａが形成されている。上記床材８としては、通常公知の各種の床材を特に制限なく用いることができ、例えば床用パネルを好適に使用することができる。
【００２２】
本実施形態の屋根構造は、上記構成を有してなるので、有効活用可能な広い小屋裏空間を確保することができる。即ち、建築物の高さにおいて、各種法的規制としての北側斜線、隣地斜線、道路斜線制限等に抵触することなく、外壁近傍（上記継ぎ横架材３，３近傍）においてもある程度の高さを確保することができる。従って、従来のように、棟木の下に位置する狭い範囲に限られず、外壁近傍部まで利用した小屋裏空間全体の有効活用を図ることができる。また、山型フレーム材５の両端部間に、該両端部を結ぶ継ぎ梁がなく、また該梁に立設される束等もないので、小屋裏空間Ａに窓を設けたりする等のプラニングが容易となる。
【００２３】
次に、本発明の屋根構造の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、本実施形態の屋根構造を示す図であり、図３は斜視図、図４は概略側面図である。
本実施形態の屋根構造においても、互いに平行に配設された一対の桁梁１，１上に、それぞれ複数の補足柱２，２・・が立設されると共に該補足柱２，２・・上に継ぎ横架材３，３が架け渡され、該継ぎ横架材３，３間に、金具４で複数部材が剛接合されて形成された山型フレーム材５，５・・が複数架設され、該山型フレーム材５，５・・上に屋根材（図示せず）が配設され、
上記山型フレーム材５と上記継ぎ横架材３との結合部は、該山型フレーム材５の下面５ｂと上記補足柱２及び／又は上記継ぎ横架材３とに固着された方杖部材７により補強されている点については、上記実施形態におけるのと同様である。
【００２４】
そして、本実施形態の屋根構造は、上記桁梁１，１間に、床材等により床面が形成されていない点、即ち、本実施形態の屋根構造が小屋裏空間の屋根ではなく最上階である二階の室内空間の屋根を構成している点、及び上記一対の桁梁１，１の両端部間にラチス補強梁９が架設されている点において上記実施形態における屋根構造と相違する。従って、上記実施形態におけるのと同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の屋根構造においては、図３に示されるように、小屋裏と二階の室内空間との間に床面が形成されていない。
上記ラチス補強梁９は、図３に示されるように、一対の桁梁１，１の両端部間に架設され、材軸方向に延びる主材間に、交互に横材９０及びラチス材９１が配設されてなる。
【００２５】
本実施形態の屋根構造は、上記構成を有してなるので、最上階に大きな居住空間を確保することができる。即ち、図４に示されるように、建築物の全体高さ、軒高さ及び各種高さの斜線制限に規制があるなかで、頂部接合部の下（図４中Ａ）のみならず外壁近傍（図４中Ｂ）においても天井高を確保することができる。また、山型フレーム材それぞれの両端部間を結ぶ梁や該梁に立設される束等がないので、窓や戸を設けたりする等のプラニングや施工が容易となる。
また、上記桁梁１は、従来構造における軒桁の高さと同じ位置に配設しても良いし、それより低い位置に配設しても良く、いずれの場合においても従来構造における柱を長くする必要がない。従って、従来よりも天井を高くする場合においても構造強度が維持され、従来と同様な天井高とする場合においては、柱の長さを短縮することができ、力学的に座屈長さが短縮されて柱強度が高くなるという効果が奏される。
【００２６】
以上、本発明の二つの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。例えば、上記両実施形態において、上記山型フレーム材５は、長さの同じ二つの部材を剛接合してなるものであるが、図５に示すように長さの異なる二つの部材５２，５３を剛接合してなるものであっても良い。このように長さの異なる二つの部材５２，５３を剛接合してなる山型フレーム材５を用いると、法規制に柔軟に対処した屋根構造や、意匠性に優れた屋根構造の設計・施工が容易である。
【００２８】
また、複数部材間の剛接合の方法は、上述のようにスリットを形成して該スリット間に接続用の鋼製金具４を嵌挿固定する方法の他、接続される部材の両側面に両部材に跨がるように板状金具を添設して接合させる方法であっても良い。即ち、この発明における剛接合は、接合部を棟木等で下方から支持しなくとも、所定の角度で結合された結合状態を維持し得る程度に金具で接合されていれば良い。
【００２９】
また、上記方杖部材７は、上記補足柱２及び上記継ぎ横架材３の両方に当接され固着されているが、上記山型フレーム材５と上記補足柱２との角度が変化しないように、山型フレーム材５と上記継ぎ横架材３との結合部を補強可能なものであれば良く、上記山型フレーム材５と上記補足柱２とを直接連絡するものであっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の屋根構造によれば、有効活用可能な広い小屋裏空間を確保すること又は最上階に大きな居住空間を確保することができると共に、屋根形状の設計の自由度を増大させることができる。
そして、本発明の屋根構造によると、基本的に全ての部材の接合部は力学的にピン構造を採用している従来の木造軸組構造体に代えて小屋組には棟部の合掌接合部を固定（剛接合）とするリジット構造を採用したため、都市型住宅における▲１▼外観自由度の拡大、▲２▼最大級の容積の獲得、▲３▼空間の高密度利用、▲４▼プランの自由度の向上等を達成することができる。
また、最上階の部屋の空間（容積）利用に幅を持たせる事が出来る上に、屋根構造を外周軸組に出来るだけ伝達する様にし、内部柱は床荷重のみを支える事を主とすることができるので、床組の構成が柱の大きな圧縮力に伴う制約を受けるケースが減り、これによりプランの自由度が増すと共に、各階の間仕切も自由に配置出来るようになるため、さらにプランの自由度が増し、建築内部の間仕切変更も容易に行え、生活の多様化に対応出来る改築もスムーズに行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の屋根構造の一実施形態の要部を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の屋根構造の一実施形態の全体を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の屋根構造の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】図４は、本発明の屋根構造の他の実施形態を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の屋根構造の更に他の実施形態を示す模式図である。
【図７】図７は、従来の屋根構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１    桁梁
２    補足柱
３    継ぎ横架材
４    金具
５    山型フレーム材
６    屋根材（野地板）
７    方杖部材
８    床材
９    ラチス補強梁
１０    柱
【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７】
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