(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個を連結面で水平方向に連結して建物の屋根を構成する屋根ユニットであって、
前記連結面に立設された小屋組トラスと、
対向して配置した前記小屋組トラス間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材とを、有し、
前記小屋組トラスは上弦材と下弦材と束と方杖とを備え、
前記上弦材は、母屋又は野地板を支持する上部フランジと、該上部フランジから下方に垂下するウェブと、該ウェブから内側側方に突出するリブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記上部フランジとで囲まれた保持部を形成し、
前記下弦材は、建物の桁又は梁の上面に当接する下部フランジと、該下部フランジから上方に直立するウェブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記下部フランジとで囲まれた保持部を形成し、
前記束及び方杖は、一端が前記上弦材の保持部に接合され、他端が前記下弦材の保持部に接合されてなり、
前記上弦材接続部材は、前記上弦材の前記上部フランジと前記ウェブの内側面と前記リブとで形成された断面コ字形状の部位に接合されており、
前記上弦材接続部材の両端部の高さがその他の部位よりも低く形成されていることを特徴とする屋根ユニット。
【請求項２】
前記下弦材のウェブから内側側方に突出するリブを備えることを特徴とする請求項１に記載の屋根ユニット。
【請求項３】
前記束又は方杖が、前記連結面に沿って張り出すフランジを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の屋根ユニット。
【請求項４】
前記上弦材、下弦材、束、方杖がいずれもアルミニウム合金製押出形材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の屋根ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、
隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの上弦材同士又は下弦材同士が束又は方杖の接合位置において接合具で接合されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構成する屋根構造であって、
隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束同士又は方杖同士がブラケットで抱持されて連結されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
【請求項７】
連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブと、他方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブとの間に筒状スペーサが介設され、該筒状スペーサ内を挿通して前記ウェブ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の屋根構造。
【請求項８】
連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凹部と、他方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凸部とが嵌合してなる、ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の屋根構造。
【請求項９】
前記凸部の幅が根元から先端に向けて徐々に小さくなることを特徴とする請求項８に記載の屋根構造。
【請求項１０】
請求項３に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、
隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束のフランジ同士又は方杖のフランジ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の屋根を構成する屋根ユニット及びこれを用いた屋根構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、現場作業を効率化するために、複数個の屋根ユニットを工場である程度まで組み立てておき、その後にこれらを現場に搬入して建物上で連結する屋根構造ないし屋根構築工法が多数提案されている。一方で、近年の建築基準法の仕様規定から性能規定への改正に起因して、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工やユニット化が容易であるという特長をもったアルミニウム合金製の押出形材を屋根架構の骨組材として用いる要請がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような様々な特長を有するアルミニウム合金製の押出形材を骨組材として用いた屋根ユニットや屋根構造は未だ提案されていない。特に、寄棟屋根や曲り屋の屋根のような複雑な形状部位を有する傾斜屋根の架構をアルミニウム合金製の押出形材からなる骨組材でユニット化したものは皆無である。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑み、金属形材、特に様々な特長を有するアルミニウム合金製の押出形材を骨組材として用いつつ、それ自体の組立性や建物への設置効率に優れた屋根ユニットや、施工性に優れた高品質の屋根構造を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る屋根ユニットは、複数個を連結面で水平方向に連結して建物の屋根を構成する屋根ユニットであって、前記連結面に立設された小屋組トラスと、対向して配置した前記小屋組トラス間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材とを、有し、前記小屋組トラスは上弦材と下弦材と束と方杖とを備え、前記上弦材は、母屋又は野地板を支持する上部フランジと、該上部フランジから下方に垂下するウェブと、該ウェブから内側側方に突出するリブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記上部フランジとで囲まれた保持部を形成し、前記下弦材は、建物の桁又は梁の上面に当接する下部フランジと、該下部フランジから上方に直立するウェブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記下部フランジとで囲まれた保持部を形成し、前記束及び方杖は、一端が前記上弦材の保持部に接合され、他端が前記下弦材の保持部に接合されてなり、前記上弦材接続部材は、前記上弦材の前記上部フランジと前記ウェブの内側面と前記リブとで形成された断面コ字形状の部位に接合されており、前記上弦材接続部材の両端部の高さがその他の部位よりも低く形成されていることを特徴とする。
【０００６】
かかる屋根ユニットは、小屋組トラスが組み込まれたものであるので強度が高く、しかも、建物の桁又は梁上で複数個連結するだけで屋根架構を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できるものとなっている。また、小屋組トラスの上弦材が上部フランジを有するので、母屋又は野地板を小屋組トラスに対して簡単に取り付けることができる。また、小屋組トラスの下弦材が下部フランジを有するので、屋根ユニットを建物の桁又は梁上に簡単に設置することができる。さらに、上弦材及び下弦材に保持部が形成されているので、束や方杖を組み込んで簡単に小屋組トラスを組み立てることができる。なお、現場作業の効率化という観点から、屋根ユニットは予め母屋又は野地板が組み込まれたものであることが望ましいが、母屋又は野地板が組み込まれていない屋根ユニットとして、このような屋根ユニットを建物に設置した後に母屋又は野地板を取り付けるようにしてもよい。
【０００７】
本発明の請求項２に係る屋根ユニットは、請求項１に記載の屋根ユニットにおいて、前記下弦材のウェブから内側側方に突出するリブを備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる屋根ユニットでは、小屋組トラスの上弦材及び下弦材がウェブの側方に突出するリブを備えた断面二次モーメントの大きな骨組材となっているので、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニットとなっている。また、リブがウェブの内側側方に突出しているため、保持部に束や方杖を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好である。
【０００９】
本発明の請求項３に係る屋根ユニットは、請求項１又は請求項２に記載の屋根ユニットにおいて、束又は方杖が、連結面に沿って張り出すフランジを備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる屋根ユニットは、束又は方杖が連結面に沿って張り出すフランジを備えるので、束同士又は方杖同士を簡単に接合することができ、しかも接合位置の自由度が高い。
【００１１】
本発明の請求項４に係る屋根ユニットは、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の屋根ユニットにおいて、上弦材、下弦材、束、方杖がいずれもアルミニウム合金製押出形材からなることを特徴とする。
【００１２】
かかる屋根ユニットは、小屋組トラスがアルミニウム合金製押出形材からなるので、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金製押出形材の特長を最大限に生かした屋根架構を実現することができる。
【００１３】
本発明の請求項５に係る屋根構造は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの上弦材同士又は下弦材同士が束又は方杖の接合位置において接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【００１４】
かかる屋根構造は、束又は方杖を介在させた位置で上弦材同士及び下弦材同士を接合することにより屋根ユニット同士が連結されているので、屋根ユニット同士の連結部の接合強度が高い強固な屋根構造となる。
【００１５】
本発明の請求項６に係る屋根構造は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構成する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束同士又は方杖同士がブラケットで抱持されて連結されてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
かかる屋根構造は、対向させた束同士又は方杖同士をブラケットで束ねて連結することにより屋根ユニット同士が連結されているので、屋根ユニット同士の接合位置の自由度が高く、施工性がよい。
【００１７】
本発明の請求項７に係る屋根構造は、請求項５又は請求項６に記載の屋根構造において、連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブと、他方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブとの間に筒状スペーサが介設され、該筒状スペーサ内を挿通して前記ウェブ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【００１８】
かかる屋根構造は、上弦材同士及び下弦材同士を接合する位置に筒状スペーサが介設されているので、当該接合位置の接合強度が高く、しかも束材や方杖の位置とは無関係な任意の位置で上弦材同士、下弦材同士を接合でき、施工性がよい。
【００１９】
本発明の請求項８に係る屋根構造は、請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の屋根構造において、連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凹部と、他方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凸部とが嵌合してなる、ことを特徴とする。
【００２０】
かかる屋根構造では、対向する束材同士、方杖同士が凹凸をもって嵌合しているので、屋根ユニット同士の位置決めが簡単かつ正確になされ、さらに屋根ユニット同士が連結面方向にずれにくい。
【００２１】
本発明の請求項９に係る屋根構造は、請求項８に記載の屋根構造において、凸部の幅が根元から先端に向けて徐々に小さくなることを特徴とする。
【００２２】
かかる屋根構造では、凸部の先端を少しだけ凹部に挿入すれば自動的に凸部全体を凹部内に挿入して両者を嵌合させることができるので、屋根ユニットの位置決めがさらに簡単となる。なお、凹部についても、凸部と対応するように、入口から奥に向けて徐々に幅狭となるように形成してあることが望ましい。
【００２３】
本発明の請求項１０に係る屋根構造は、請求項３に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束のフランジ同士又は方杖のフランジ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【００２４】
かかる屋根構造は、束同士又は方杖同士を連結面に沿ったフランジで接合することにより屋根ユニット同士を連結してあるため、接合位置の自由度が高く、施工性がよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略するものとする。
【００２６】
（屋根ユニット）
本発明に係る屋根ユニットを、切妻形式の屋根構造Ｙ１に適用する場合を例に説明する。屋根ユニット１０１は、図１に示すように、対向して設置された小屋組トラス１０，１０と、小屋組トラス１０，１０間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材１５ａおよび下弦材接続部材１５ｂと、小屋組トラス１０，１０に設置された野地板１６と、から構成されている。また、小屋組トラス１０は、屋根ユニット１０１の側端面（連結面Ｊ１）に配置される。
【００２７】
上弦材接続部材１５ａおよび下弦材接続部材１５ｂは、例えば、図３（ｂ）に示すような断面横Ｈ字形状の形材や、図３（ｃ）に示すような断面逆Ｌ字形状の形材からなる。また、これらには、好適にはアルミニウム合金製の押出形材が使用される。
【００２８】
野地板１６は、木製の板材またはアルミニウム合金製の板材などの金属板からなる。
【００２９】
小屋組トラス１０は、図１に示すように、屋根勾配に合わせて傾斜するとともに、野地板１６を支持する上弦材１１と、桁材Ｋ，Ｋに架設される下弦材１２と、上弦材１１を支持する束１３と、方杖１４と、から構成される。
【００３０】
上弦材１１は、図５（ａ）に示すように、野地板１６の下面に当接する上部フランジ１１ａと、上部フランジから下方に垂下するウェブ１１ｂと、ウェブ１１ｂから屋根ユニット１０１の内側側方に突出するリブ１１ｃと、により断面横ｈ字形状に形成されている。リブ１１ｃにより、上弦材１１を断面二次モーメントの大きな骨組材とすることができる。したがって、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニット１０１を形成することができる。また、リブ１１ｃがウェブ１１ｂから屋根ユニット１０１の内側側方に突出しているため、束１３や方杖１４を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好になる。
【００３１】
下弦材１２は、建物の桁材Ｋの上面に当接する下部フランジ１２ａと、下部フランジ１２ａから上方に直立するウェブ１２ｂと、ウェブ１２ｂから内側側方に突出するリブ１２ｃと、により断面横ｈ字形状に形成されている。リブ１２ｃにより、断面二次モーメントの大きな骨組材とすることができる。したがって、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニット１０１を形成することができる。また、リブ１２ｃがウェブ１２ｂの内側側方に突出しているため、束１３や方杖１４を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好になる。
【００３２】
束１３は、図５（ｂ）に示すように、断面矩形の中空の形材からなる。
【００３３】
方杖１４は、図示は省略するが、束１３と同様に、断面矩形の中空の形材からなる。
【００３４】
また、小屋組トラス１０を構成する上弦材１１、下弦材１２、束１３および方杖１４は、いずれもが好適にはアルミニウム合金製の押出形材からなる。なお、アルミニウム合金製の押出形材に限定されることはなく、他の金属製形材であってもよい。小屋組トラス１０の各部材をアルミニウム合金製の押出形材とすることで、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金の特長を最大限に活かすことができる。
【００３５】
そして、小屋組トラス１０は、図５（ａ）に示すように、上弦材１１のウェブ１１ｂの外側面と上部フランジ１１ａとで囲まれてなる保持部１１ｄに束１３あるいは方杖１４の上端を接合するとともに、下弦材１２のウェブ１２ｂの外側面と下部フランジ１２ａとで囲まれてなる保持部１２ｄに束１３あるいは方杖１４の下端を接合することで構築される。また、各部材は、ボルト・ナット、ドリルスクリューあるいは溶接などの適宜な方法により接合される。
【００３６】
そして、屋根ユニット１０１は、図１に示すように、対向して配置した小屋組トラス１０，１０間を、上弦材接続部材１５ａと下弦材接続部材１５ｂにより接合し、小屋組トラス１０，１０上に野地板１６を設置することにより構築される。各部材は、それぞれ、ボルト・ナット、ドリルスクリューあるいは溶接などの適宜な方法により接合される。
【００３７】
より詳細には、上弦材接続部材１５ａは、図３（ａ）に示すように、上弦材１１の上部フランジ１１ａとウェブ１１ｂとリブ１１ｃにより断面コ字形状に形成された部位に接合され、下弦材接続部材１５ｂは、図５（ａ）に示すように、下弦材１２の下部フランジ１２ａとウェブ１２ｂとリブ１２ｃにより断面コ字形状に形成された部位に接合される。
【００３８】
また、屋根ユニット１０１の側端部（連結面Ｊ１）では、図５（ａ）に示すように、上弦材１１、下弦材１２、束１３（方杖１４）および野地板１６の側端部を面一に揃える。
【００３９】
このような構成の屋根ユニット１０１は、小屋組トラス１０が組み込まれたものであるので強度が高く、しかも、工場などで予め構築しておくことで、現場作業を大幅に削減できる。また、小屋組トラス１０の上弦材１１が上部フランジ１１ａを有するので、母屋（図示せず）又は野地板１６を小屋組トラス１０に対して簡単に取り付けることができる。また、小屋組トラス１０の下弦材１２が下部フランジ１２ａを有するので、屋根ユニット１０１を建物の桁材Ｋに簡単に設置することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、現場作業の効率化という観点から、屋根ユニット１０１には予め野地板１６が組み込まれているが、これに限定されることはなく、小屋組トラス１０を建物に設置した後に野地板１６などを取り付けるような構成であってもよい。また、小屋組トラス１０の形状、これを構成する部材の配置および本数などは、図示の実施形態に限定されることはなく、屋根構造などに合わせて、適宜変更してよい。また、小屋組トラス１０，１０を、上弦材接続部材１５ａと下弦材接続部材１５ｂとにより連結する構成としたが、これらの配置および本数なども、図示の実施形態に限定されることはない。また、上弦材接続部材１５ａや下弦材接続部材１５ｂのような棒状の部材に限らず、板状の部材により、小屋組トラス１０，１０を連結してもよい。
【００４１】
なお、上弦材接続部材１５ａとして、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、断面が長手方向に一様な形材を使用する場合には、上弦材接続部材１５ａと野地板１６との間に隙間が生じる。この隙間を無視して野地板１６を接合してもよいが、より安定した状態で固定するために、上弦材接続部材１５ａと野地板１６との間にスペーサＳを介設してもよい。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、両端部の高さがその他の部位よりも低く形成された上弦材接続部材１５ｃを使用してもよい。このような形状の上弦材接続部材１５ｃは、図４（ｃ）に示すような上部のフランジが断面略逆Ω字形状に形成された形材１５ｃ’の両端部において、逆Ω字形状の部位を潰すことにより形成することができる。上弦材接続部材１５ｃによると、野地板１６との間に隙間が生じないので、スペーサＳを用いずとも、野地板１６を安定した状態で固定することができる。
【００４２】
（第１の屋根構造）
次に、前記のように構成された屋根ユニット１０１の複数を連結して構成した屋根構造Ｙ１について説明する。
【００４３】
なお、以下では、便宜上、桁材Ｋ，Ｋ間の所定の位置に先行して設置された屋根ユニットに符号１０１を付し、これに連結する屋根ユニットに符号１０１’を付して区別するが、屋根ユニット１０１と屋根ユニット１０１’は同一の構成である。また、屋根ユニット１０１’を構成する部材にも「’」を付して、屋根ユニット１０１を構成する部材と区別する。
【００４４】
屋根構造Ｙ１は、図２に示すように、水平方向に連結された複数の屋根ユニット１０１（１０１’）からなる。すなわち、隣り合う屋根ユニット１０１，１０１’の小屋組トラス１０，１０’が連結面Ｊ１で対向し、小屋組トラス１０，１０’を構成する各部材が接合されてなる。
【００４５】
連結面Ｊ１では、下弦材１２と下弦材１２’（上弦材１１と上弦材１１’）とが接合される。なお、下弦材１２と下弦材１２’とは、束１３と束１３’との接合位置（もしくは、方杖１４と方杖１４’との接合位置）において接合される場合（接合構造Ｐ）と、それ以外の位置において接合される場合（接合構造Ｒ）と、がある。
【００４６】
下弦材１２と下弦材１２’とが、束１３と束１３’（方杖１４と方杖１４’）との接合位置において接合される場合（接合構造Ｐ）とは、図５（ａ）に示すように、束１３と束１３’（方杖１４と方杖１４’）が下弦材１２と下弦材１２’との間に介在する位置において下弦材１２と下弦材１２’とが接合される場合であり、下弦材１２のウェブ１２ｂと下弦材１２’のウェブ１２ｂ’とが、ボルトＢ・ナットＮなどの接合具により接合される。下弦材１２と下弦材１２’との間に束１３，１３’（方杖１４，１４’）が介設されているので、屋根ユニット１０１と屋根ユニット１０１’との連結部の接合強度が高い強固な屋根構造となる。
【００４７】
また、下弦材１２と下弦材１２’（上弦材１１と上弦材１１’）とを、束１３と束１３’（方杖１４と方杖１４’）との接合位置以外の位置において接合する場合（接合構造Ｒ）は、図６に示すように、下弦材１２のウェブ１２ｂと下弦材１２’のウェブ１２ｂ’との間に筒状のスペーサ１７を介設し、これにボルトＢを挿通させて、ナットＮで締め付けることにより下弦材１２と下弦材１２’とを接合する。下弦材１２と下弦材１２’との間にスペーサ１７が介設されているので、接合位置の接合強度が向上し、しかも束１３や方杖１４の位置とは無関係な任意の位置で下弦材１２と下弦材１２’（上弦材１１と上弦材１１’）を接合できるので、施工性がよい。
【００４８】
なお、上弦材１１と上弦材１１’との接合は、下弦材１２と下弦材１２’との接合と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００４９】
また、束１３と束１３’とを接合して屋根ユニット１０１と屋根ユニット１０１’とを連結してもよい（接合構造Ｑ）。この場合、図７（ａ）に示すように、束１３と束１３’とは、断面ハット形状のブラケット１８，１８’により抱持されて接合される。ブラケット１８，１８’の設置位置は自由度が高く、すなわち、束１３と束１３’とが接合される位置の自由度が高いので施工性がよい。
【００５０】
なお、方杖１４と方杖１４’との接合は、束１３と束１３’との接合と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００５１】
また、連結面Ｊ１において、小屋組トラス１０を構成する各部材は、前記した「接合構造Ｐ」又は「接合構造Ｑ」の少なくとも一方により接合され、必要に応じて「接合構造Ｒ」を併用すればよい。
【００５２】
次に、屋根ユニット１０１（１０１’）と桁材Ｋとの接合について説明する。図８に示すように、下弦材１２，１２’の下フランジ１２ａ，１２ａ’の上面に設置された板状の接合部材１９ａにボルトを挿通し、このボルトを桁材Ｋに貫設して締め付けて、接合部材１９ａで下弦材１２，１２’を下方に押さえ込むことで、屋根ユニット１０１（１０１’）と桁材Ｋとを接合する。なお、屋根ユニット１０１，１０１’と桁材Ｋとの接合は、これに限定されることはなく、例えば、図９に示すように、断面横Ｌ字形状の接合部材１９ｂ，１９ｂにより、下弦材１２，１２’の下フランジ１２ａ，１２ａ’をそれぞれ押さえ込んで接合してもよい。また、桁材Ｋが金属材料であれば溶接などにより接合することもできる。
【００５３】
（第１の屋根構築工法）
次に、屋根構造Ｙ１の構築工法について説明する。
【００５４】
まず、図２に示すように、桁材Ｋ，Ｋ間の所定の位置に設置された屋根ユニット１０１の隣に、連結面Ｊ１で小屋組トラス１０と小屋組トラス１０’とを対向させた状態で、屋根ユニット１０１’を設置する。
【００５５】
次に、上弦材１１と上弦材１１’（下弦材１２と下弦材１２’）とを、束１３と束１３’との接合位置（もしくは、方杖１４と方杖１４’との接合位置）において、ボルト・ナットなどの接合具により接合する（接合構造Ｐ）。また、図６に示すように、その他の位置においては、上弦材１１と上弦材１１’（下弦材１２と下弦材１２’）との間にスペーサ１７を介設し、スペーサ１７を利用して上弦材１１と上弦材１１’（下弦材１２と下弦材１２’）とを接合する（接合構造Ｒ）。また、図７に示すように、ブラケット１８，１８’を用いて、束１３と束１３’（方杖１４と方杖１４’）を接合（接合構造Ｑ）してもよい。
【００５６】
そして、図８に示すように、接合部材１９ａなどを用いて屋根ユニット１０１，１０１’と桁材Ｋとを接合する。
【００５７】
以上のように、屋根ユニット１０１（１０１’）により屋根構造Ｙ１を構築すれば、建物の桁材Ｋ上で複数個の屋根ユニット１０１を連結するだけで容易に屋根構造Ｙ１を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【００５８】
（第２の屋根構造）
以上においては、本発明に係る屋根ユニットおよび屋根構造を、切妻形式の屋根に適用する場合を例に説明したが、これに限定されることはなく、様々なタイプの屋根構造に適用が可能である。以下では、他の屋根構造の例として、図１０に示すような、寄棟形式の屋根であって、平面形状がＬ字形状を有する屋根構造Ｙ２に適用した場合について説明する。
【００５９】
屋根構造Ｙ２は、図１０に示すように、複数の屋根ユニット１０１と、寄棟部分の屋根ユニット１０２，１０３，１０４とからなる。
【００６０】
屋根ユニット１０２は、図１１（ａ）に示すように、小屋組トラス２０Ａおよび２０Ｂと、隅木部材２１と、隅木部材２１と小屋組トラス２０Ａあるいは隅木部材２１と小屋組トラス２０Ｂとを連結する上弦材接続部材２５ａと、小屋組トラス２０Ａと小屋組トラス２０Ｂとを連結する下弦材接続部材２５ｂと、小屋組トラス２０Ａ、小屋組トラス２０Ｂおよび隅木部材２１に設置された野地板２６と、から構成されている。
【００６１】
小屋組トラス２０Ａ，２０Ｂ、上弦材接続部材２５ａ、下弦材接続部材２５ｂ、野地板２６は、屋根ユニット１０１のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【００６２】
隅木部材２１は、図１２に示すように、野地板２６の下面に当接する上部フランジ２１ａと、上部フランジから下方に垂下するウェブ２１ｂと、ウェブ２１ｂから両側に突出するリブ２１ｃと、からなり、上部フランジ２１ａとリブ２１ｃは、屋根面の傾斜に合わせて形成されている。
【００６３】
屋根ユニット１０３は、図１１（ｂ）に示すように、小屋組トラス３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、隅木部材３１ａ、谷木部材３１ｂ、野地板３６などを有し、曲り屋根の張出部分の屋根ユニット１０４は、図１１（ｃ）に示すように、小屋組トラス４０、隅木部材４１、野地板４６などを有する。これらの詳細な説明は省略するが、屋根ユニット１０２と同様に適宜屋根形状に合わせて構築されている。
【００６４】
そして、屋根ユニット１０２の隣に、連結面Ｊ２で小屋組トラス２０Ａと小屋組トラス３０Ａとを対向させた状態で、屋根ユニット１０３を設置する。同様に、屋根ユニット１０３の隣に、連結面Ｊ３で小屋組トラス３０Ｂと小屋組トラス４０とを対向させた状態で、屋根ユニット１０４を設置する。このとき、図１０に示すように、小屋組トラス２０Ｂおよび小屋組トラス３０Ｃは、連結面Ｊ１で小屋組トラス１０と対向している。そして、各連結面で小屋組ユニットを連結することで、屋根構造Ｙ２が構築される。
【００６５】
屋根ユニット同士の連結方法、あるいは、屋根ユニットと桁材Ｋとの接合方法は、第１の実施形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
なお、屋根ユニット１０１、１０２、１０３が集まる部分Ｔ（図１０参照）では、図７（ｂ）に示すように、屋根ユニット１０２の束２３および屋根ユニット１０３の束３３の幅をそれぞれ屋根ユニット１０１の束１３の半分にして、これらを束ねたときに矩形形状になるように形成しておくことで、ブラケット１８，１８’で抱持して接合することができる。
【００６７】
以上のように、屋根構造Ｙ２のような複雑な形状を有する屋根架構であっても、建物の桁材Ｋ上で複数個の屋根ユニット１０１，１０２，１０３，１０４を連結するだけで容易に屋根構造Ｙ２を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【００６８】
（束、方杖の第１の変形例）
断面矩形の中空角柱からなる束や方杖に替えて、図１３に示すように、連結面で対向する小屋組トラス１０，１０’において、凸部１３ａが形成された束１３を一方の小屋組トラス１０に組み込み、前記の凸部１３ａに嵌合しうる凹部１３ｂが形成された束１３’を他方の小屋組トラス１０’に組み込んでもよい。また、凸部１４ａが形成された方杖１４を小屋組トラス１０に組み込み、凹部１４ｂが形成された方杖１４’を小屋組トラス１０’に組み込んでもよい。
【００６９】
このような構成とすることで、対向する束１３，１３’あるいは方杖１４，１４’が凹凸をもって嵌合するので、屋根ユニット１０１，１０１’の位置決めが簡単かつ正確になされ、さらに屋根ユニット１０１，１０１’が連結面方向にずれにくくなる。
【００７０】
なお、凸部１３ａと凹部１３ｂとの組み合わせには、様々なものがある。例えば、図１４（ａ），（ｄ）に示すように、中空角柱から張り出したリブ１３ｃからなる凸部１３ａと、これに嵌合する凹部１３ｂであってもよい。また、図１４（ｂ），（ｅ）に示すように、中空角柱から張り出したリブ１３ｄ，１３ｄからなる凹部１３ｂと、リブ１３ｄ，１３ｄ間に嵌合する凸部１３ａであってもよい。
【００７１】
また、図１４（ｃ），（ｆ）は、前記の屋根構造Ｙ２のように、複数の束が集まる部分Ｔ（図１０参照）で、束２３と束３３が付き合わされる面にそれぞれリブ１３ｅを形成し、これを束１３の凹部１３ｂに嵌合させればよい。
【００７２】
また、図１５（ａ），（ｄ）に示すように、束１３の凸部１３ａの幅を根元から先端に向けて徐々に小さくなるように形成してもよい。
【００７３】
このようにすると、束１３の凸部１３ａの先端を少しだけ束１３’の凹部１３ｂに挿入すれば自動的に凸部１３ａ全体を凹部１３ｂ内に挿入して両者を嵌合させることができるので、屋根ユニットの位置決めがさらに簡単となる。なお、図１５（ｂ），（ｅ）に示すように、凹部１３ｂについても、凸部１３ａと対応するように、入口から奥に向けて徐々に幅狭となるように形成してあることが望ましい。
【００７４】
このような形状の束や方杖も、アルミニウム合金製の押出形材を利用して容易に製作することができる。
【００７５】
また、図１５（ｃ），（ｆ）に示すように、凹部１３ｂが形成された形材を突き合わせた際に生じる隙間と等しい断面形状を有する形材１３ｆ（図１５（ｃ）では断面６角形）を、凹部１３ｂに嵌め込んで凸部１３ａを形成してもよい。このような束や方杖を製作すると、同一形状の形材で束や方杖を形成できる上に、屋根ユニットを構築するときに、凹凸の配置を悩まずに済む。
【００７６】
（束、方杖の第２の変形例）
断面矩形の中空角柱からなる束や方杖に替えて、連結面に沿って張り出すフランジを備えた束又は方杖を使用した小屋組トラスで屋根構造を構築してもよい。
【００７７】
すなわち、図１６（ａ），（ｄ）に示すような、断面ハット形状に形成した束１３（方杖１４）を小屋組トラスに組み込むものである。また、このような束や方杖の断面形状は、これに限定されることはなく、図１６（ｂ），（ｅ）に示すように、断面矩形の中空角柱からなる束１３（方杖１４）の側方に連結面に沿ってフランジ１３ｇ（１４ｇ）を張り出してもよい。また、図１６（ｃ），（ｆ）は、図１０の屋根構造Ｙ２のように、複数の束が集まる部分Ｔにおける例を示したものである。
【００７８】
このような形状の束１３（方杖１４）を使用して小屋組トラス１０を構築しておくと、連結面で付き合わせたフランジ１３ｇにおいて、ボルト・ナットなどの接合具により簡単に接合することができ、しかも接合位置の自由度が高いので、施工性がよい。
【００７９】
（第２の屋根構築工法）
前記した屋根構築工法は、屋根ユニットを隣接させて連結するものであるが、図１７に示すように、水平方向に互いに隙間をあけて屋根ユニット１０５を桁材Ｋ上に設置した後に、これらの屋根ユニット１０５，１０５間に野地板ユニット１０６を架設してもよい。
【００８０】
屋根ユニット１０５の野地板ユニット１０６との連結面Ｊ５には小屋組トラス５０が立設され、小屋組トラス５０は上弦材５１と下弦材５２と束５３と方杖５４とを備えている。
【００８１】
上弦材５１は、図１８に示すように、野地板５６を支持する上部フランジ５１ａと、上部フランジ５１ａから下方に垂下するウェブ５１ｂと、ウェブ５１ｂから屋根ユニット１０５の内側側方に突出するリブ５１ｃとを有するとともに、ウェブ５１ｂの外側面と上部フランジ５１ａとにより保持部５１ｄが形成されている。
【００８２】
下弦材５２は、桁材Ｋの上面に当接する下部フランジ５２ａと、下部フランジ５２ａから上方に直立するウェブ５２ｂ，５２ｂとを有し、ウェブ５２ｂ，５２ｂと下部フランジ５２ａとで囲まれた断面Ｕ字形状の保持部５２ｄが形成されている。また、ウェブ５２ｂ，５２ｂの上端から、保持部５２ｄと反対の方向にリブ５２ｃ，５２ｃがそれぞれ突出する。
【００８３】
束５３及び方杖５４は、断面の一部が上部フランジ５１ａよりも外側に張り出すように上端が上弦材５１の保持部５１ｄに接合され、下端が下弦材５２の保持部５２ｄに接合される。
【００８４】
野地板ユニット１０６は、骨組材６１と野地板５６とを備える。
【００８５】
骨組材６１は、野地板５６を支持する上部フランジ６１ａと、上部フランジ６１ａから下方に垂下するウェブ６１ｂと、ウェブ６１ｂから野地板ユニット１０６の内側側方に突出するリブ６１ｃと、を有するとともに、上部フランジ６１ａとウェブ６１ｂの外側面とで囲まれた保持部６１ｄが形成されている。
【００８６】
そして、桁材Ｋ上に隙間をあけて屋根ユニット１０５，１０５を設置したあとに、図１８に示すように、小屋組トラス５０の上弦材５１よりも外側に張り出している束５３（方杖５４）上に、野地板ユニット１０６の保持部６１ｄを載せて連結することで、屋根構造Ｙ３が構築できる。また、図示は省略するが、屋根ユニット１０５とこれと隙間をあけて設置されるもう一つの屋根ユニット１０５とを接続する下弦材接続部材を、対向する小屋組トラス５０，５０の下弦材５２，５２間（野地板ユニット１０６の下方）に設置してもよく、これにより、屋根構造Ｙ３の強度を向上させることができる。
【００８７】
屋根構造Ｙ３は、桁材Ｋ上に隙間をあけて設置された屋根ユニット１０５，１０５に野地板ユニット１０６を架設するだけで構築することができるので、野地板ユニット１０６の位置決めが簡単で、施工性がよい。また、現場作業を大幅に省力化することができる。さらに、屋根ユニット１０５が水平方向に隙間をあけて設置されているので、屋根ユニット１０５の数を減らして屋根架構の構築の手間を大幅に軽減することができる。また、輸送時に嵩張る屋根ユニットの数が減るので、輸送効率も向上する。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の屋根ユニット及び屋根構造によれば、屋根ユニットを建物の桁又は梁上で複数個連結するだけで屋根架構を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【００８９】
また、屋根ユニットおよび野地板ユニットを構成する各部材をアルミニウム合金製の押出形材とすることで、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金の特長を最大限に活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る屋根ユニットの斜視図である。
【図２】図１の屋根ユニットを用いた屋根構造（第１の屋根構造）の組立斜視図である。
【図３】（ａ）は図１の屋根ユニットのＡ１−Ａ１断面図、（ｂ）は（ａ）に示す上限材接続部材を表す斜視図、（ｃ）は上限材接続部材の他の形態を表す斜視図である。
【図４】（ａ）は図１の屋根ユニットのＡ１−Ａ１断面における他の形態を表す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す上弦材接続部材を表す斜視図、（ｃ）は（ｂ）の上弦材接続部材の製造方法を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は図２の屋根構造の連結面付近の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ２−Ａ２断面図である。
【図６】（ａ）は下弦材同士の接合の一形態を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ３−Ａ３断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は束材同士の連結の一形態を表す断面図である。
【図８】屋根ユニットと桁材との接合の一形態を表す斜視図である。
【図９】屋根ユニットと桁材との接合の他の形態を表す斜視図である。
【図１０】本発明に係る第２の屋根構造を表す斜視図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１０に示す屋根構造を構築するための屋根ユニットを表す斜視図である。
【図１２】図１１（ａ）のＡ４−Ａ４断面図である。
【図１３】束材同士もしくは方杖同士の連結の他の形態を表す斜視図である。
【図１４】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は組立前の状態、（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ（ａ）〜（ｃ）の組立後の状態を表す。
【図１５】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は組立前の状態、（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ（ａ）〜（ｃ）の組立後の状態を表す。
【図１６】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は組立前の状態、（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ（ａ）〜（ｃ）の組立後の状態を表す。
【図１７】実施形態に係る屋根構築工法の他の実施形態を説明する組立斜視図である。
【図１８】図１７の屋根構造の連結面付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０１〜１０５  屋根ユニット
１０６  野地板ユニット
１０，２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，４０，５０  小屋組トラス
１１，５１  上弦材
１２，５２  下弦材
１３，５３  束
１４，５４  方杖
１５ａ，１５ｃ，２５ａ  上弦材接続部材
１５ｂ，２５ｂ  下弦材接続部材
１６，２６，３６，４６，５６  野地板
１７  筒状スペーサ
１８  ブラケット
１９ａ，１９ｂ  接合部材
Ｋ  桁材
Ｓ  スペーサ
Ｙ１〜Ｙ３  屋根構造
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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