JP4874405B2 - スライディング屋根の継ぎ目の構成 - Google Patents

Description

（発明の背景）
本発明は、隣接する金属パネルの差動拡張に適応する、スライディング屋根の継ぎ目の構造に関する。

典型的な金属の屋根の構造は、構造梁にわたって横たわる金属の母屋（ｐｕｒｌｉｎ）の配列を含む。母屋および梁（ｂｅａｍ）は、以下では屋根の「サブ構造」と称される。母屋の大部分は、「Ｃ」または「Ｚ」の断面を有し、中央のウェブの両エッジにおいて、上部フランジと下部フランジとを有する。「Ｚ」形状の部材は、入れ子にすることが可能であるという利点を有するので人気がある。屋根の構造は、連結された金属の屋根パネルの配列を、しばしばパネルの下の絶縁層によって支持する。屋根のパネルは、母屋にわたって垂直に横たわり、屋根の棟（ｒｉｄｇｅ）で、パネルが棟から軒（ｅａｖｅ）へと延材する。通常パネルは、軒に固定され、パネルが拡張して長手方向に収縮し、さらには、強い風によって母屋が持ち上げられることを防ぐように支持される。パネルは通常、波形が付けられているので、横方向の拡張は、通常は問題ではない。しかしながら、長手方向の拡張のサイクルは、周囲の温度が毎年１００°Ｆ程度変化するので、問題となり得る。太陽熱によって上限が高められ、このことは、太陽が上がり雲によって太陽が隠されるときに、一定の周囲の温度においてさえも、屋根をかなりの程度に拡張および収縮される。これらの理由のために、屋根パネルは、パネルが長手方向にかなり運動することを可能にするように、サブ構造に連結されなければならない。通常パネルは、軒においてサブ構造に固定され、屋根の棟に向けて拡張することを可能にし、そこでは、それらの端部は、キャップによって緩く覆われる。

長方形の敷地を有する標準的な倉庫型の建物において、パネルは全て同じ長さであり、パネルが横たわる際に、パネルの覆われたエッジは、しっかりと折り畳まれて、防水構造を形成する。様々な特定の屋根の継ぎ目機構が、この目的のために存在する。等しい長さのパネルは、熱の変化が生じるときに、一斉に拡張および収縮する。

しかしながら、屋根が内側のコーナーを有するときに、１つの長さのパネルは、実質的に異なる長さのパネルに隣接して横たわり、棟からの異なる距離だけ、軒から延材する。そのような屋根は、図４に示されている。パネルが加熱または冷却されるときに、異なる熱膨張が、「剪断ライン」ＳＬの両側で、パネルの長手方向の相対運動を引き起こす。これらのパネルのエッジは、異なる熱膨張から生じる曲がりの危険性またはその他の構造的な損傷をもたらさずに、互いに継ぎ合わせることができない。

本発明の目的は、異なる長さの、または、ずれた係留波形を有する、または、異なる熱膨張率を有する、隣接する屋根パネルが、これらのパネルの重なり合うエッジに継ぎ目を作ることなく、屋根上に固定的に保持するような構成を可能にすることである。

この目的は、以下に記載される、スライディング屋根の継ぎ目の構造によって達成される。

図１は、本発明を利用した屋根の継ぎ目の上方からの斜視図である。 図２は、本発明を利用した屋根の継ぎ目の下方からの斜視図である。 図３は、本発明を利用した屋根の継ぎ目の端面図である。 図４は、内側コーナーを有する屋根を示す。

本発明を利用した屋根の継ぎ目の部分が、図１に示される。屋根パネル１０は、平行な母屋１２によって支持され、平行な母屋のうちの１つのみが示されている。傾斜屋根において、母屋は通常、屋根の棟に沿って走っている。言い換えると、母屋は、軒から棟へと走る構造部材によって支持されている。

図中では、異なる長さの２つの屋根パネル１０、１０’の部分が示されており、それぞれの軒Ｅ１、Ｅ２（図４）に固定されており、これらは、互いにかなりずれている。軒の構造の詳細は、この説明においては重要ではない。パネル１０、１０’を相互連結して母屋に支持するための方法が重要である。

図１が示すように、各パネルのそれぞれは、立ち上がった側部２２、２４を境界とする幅の広い中央部分２０を有し、立ち上がった側部２２、２４のそれぞれは、折り畳まれて継ぎ目を形成するように設計された相補的なエッジ２６、２８を有する。屋根上のパネル接合部の大部分は、折り畳まれて継ぎ目をなすが、（「剪断」ラインに沿った）異なる長さＳＬの隣接するパネルの間では、パネルのエッジは、折り畳まれていない状態のままにされる。パネルを母屋に固定するために、そしてパネルが剪断ライン上で互いに対して長手方向動くことを可能にするように、エキスパンションブラケットアセンブリが、剪断ラインに沿って設置される。

図２に最も良く見られるように、エキスパンションブラケットアセンブリ３０は、母屋に垂直に横切って横たわり、母屋にボルト固定されている、中央要素３２と、中央要素の１つの側における第１のウィング要素３４と、中央要素の反対の側における第２のウィング要素３６とを含む。第１および第２のウィング要素は、実質的に互いに対する鏡像である。各々は、中央要素とオーバーラップする垂直セグメント４０（図３）と、垂直ウェブから外側に延在している水平セグメント４２と、屋根パネル上の波形の形状に適合するような角度で屈曲する傾斜セグメント４４とを有している。

２つのスロット５０、５２（図２）が、中央要素３２の垂直セグメント４０に形成されている。これらのスロットは、パネルのエッジに平行な方向に伸びており、リベット５４のシャフト５６がいずれかのスロットを通ることができるが、リベット５４のヘッド５８が通ることができないように、サイズが決められている。リベットはまた、中央要素内の穴を通って延在する。リベットは、中央要素に対してウィング要素を保持するが、該要素は使用中に互いに対してスライド可能でなければならないので、きつく保持することのないように、サイズが決められている。

扱いを容易にするためにブラケットアセンブリを安定化させるために、ナイロンのセンタリングピン（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｐｉｎ）６０が、各要素の中心としてそれぞれ形成される整列穴を介して、工場で挿入される。

設置の間に、エキスパンションブラケットアセンブリが、各母屋にわたって配置され、中央要素の下部フランジは、母屋の上部フランジとオーバーラップする。例えば自己ドリル型および自己タップ型のネジのようなファスナーが、アセンブリを軒に固定するために、オーバーラップしているフランジを介して駆動される。ウィングブラケットが設置中にずれようとするのを防ぐナイロンのセンタリングピンは、設置者によって除去される必要がない。ナイロンのセンタリングピンは、設置後に、熱効果によって屋根パネルが互いに対してずれるときに剪断される。

エキスパンションブラケットアセンブリ３０が剪断ラインに沿って設置されると、屋根パネルが屋根上に配置され、それらの相補的なエッジ２６、２８は、通常の方法でオーバーラップして継ぎ目を形成する。剪断ラインに沿った継ぎ目を除く全ての屋根の継ぎ目は、一緒に折り畳まれて継ぎ目を形成する。剪断ライン上の継ぎ目は、相対的なスライディング運動が起こり得るように、折り畳まれないままにされる。

屋根パネルをブラケットに連結するために、適切なファスナー６２が、屋根パネルの立ち上がった側部と、ウィングブラケットの傾斜ウェブとを介して駆動され、それらはそこでオーバーラップする。ファスナーは、自己ドリル型、自己タップ型のネジであり得る。ネジは、パネルと下部のブラケットとの間のどのような運動をも防ぐように、十分にきつく締められる。

剪断ラインに沿った接合部は、密閉されないままである場合には、冷気、雨水、埃または昆虫が入る部位を提供する。漏れを防ぎ、かつ、外部の材料を接合部の外に留まらせるために、カバー７０が変形していない接合部の上に設置される。カバーは、可撓性の密閉部７２（例えば、シリコン膜）を含み、該可撓性の密封部７２は、設置の間に適用される連続的な接着密封帯（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｅａｌａｎｔ ｓｔｒｉｐ）７４（図３）によって、屋根パネルのそれぞれの側部に固定される。膜は、剪断ラインのいずれかの側におけるパネルの実質的に予想される長手方向ずれに適応するのに十分な程度に柔軟である。好適には、カバーはまた、膜の上に横たわる金属の天蓋（ｃａｎｏｐｙ）７６を含み、該天蓋は、逆「Ｖ」形状であり、該天蓋の屈曲の角度は、下の屋根パネルの波形に適合したものである。天蓋の１つの側と下部のウィングブラケットとを介して挿入されるネジ７８によって固定される金属の天蓋は、膜を損傷から保護するだけではなく、優れた仕上がりの外観を提供する。しかしながら、金属の天蓋は、オプションの特徴として考えられ、一部の場合においては不要であり得る。

本発明の要素の詳細は変更され得る。例えば、材料選択、金属ゲージ、様々なパーツを相互連結するファスナーおよびピンの正確な位置および性質は、設計選択である。また、本発明は、異なる材料から作られるパネルが並んで横たわる構成における、異なるエキスパンションを補償するために用いられ得る。本発明には、変形および変種が考えられるので、上述の記載および添付の図面は、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の単なる例示に過ぎないとして考えられるべきである。

Claims (13)

1. 屋根構造に金属の屋根パネルを固定し、その一方で横方向に隣接する屋根パネルの差動熱拡張を可能にする差動拡張屋根ブラケットであって、
   長手方向を有する中央要素と、
   一対のウィング要素であって、該一対のウィング要素の一方は、該中央要素のいずれかの側にある、一対のウィング要素と、
   該屋根パネルが拡張および収縮するときに、該ウィング要素が、互いに対して該長手方向に運動し、かつ、該中央要素に対して該長手方向に運動するように、両方のウィング要素を該中央要素に固定する少なくとも１つの保持具と
   を備える、差動拡張屋根ブラケット。
2. 前記屋根パネルは、前記ウィング要素の上に横たわっており、該ウィング要素に固定されており、
   空気、水、汚染物が該パネルのエッジの間を通過することを防ぐ、該屋根パネルのエッジの上に設置されたカバー
   をさらに備える、請求項１に記載の発明。
3. 前記カバーは、前記横方向に隣接する屋根パネルのそれぞれに取り付けられた可撓性の膜を含む、請求項２に記載の発明。
4. 前記カバーは、前記可撓性の膜を覆う金属の天蓋を含む、請求項３に記載の発明。
5. 前記ウィング要素の各々は、前記長手方向に延在する少なくとも１つのスロットを有し、前記中央要素は、該スロットと整列可能な少なくとも１つの穴を有し、前記保持具は、該スロットと該穴とを通り、該スロットよりも大きな端部分を有しており、該保持具は、該中央要素に対して該ウィング要素を保持し、その一方で該要素が互いに対して長手方向にスライドすることを可能にする、請求項１に記載の発明。
6. 前記保持具は、リベットである、請求項５に記載の発明。
7. 前記屋根パネルを前記ウィング要素のそれぞれに固定するファスナーをさらに備える、請求項１に記載の発明。
8. 前記ファスナーは、自己ドリル型、自己タップ型のボルトである、請求項７に記載の発明。
9. サブ構造を有する屋根であって、
   該サブ構造を覆う金属の屋根パネルであって、該パネルの一部は、剪断ラインの両側で異なる長さまたは異なる熱膨張率を有している、金属の屋根パネルと、
   該剪断ラインに沿って該金属の屋根パネルを支持する差動エキスパンションブラケットと
   を備え、各差動エキスパンションブラケットは、
   長手方向を有する中央要素と、
   一対のウィング要素であって、該一対のウィング要素の一方は、該中央要素のいずれかの側にある、一対のウィング要素と、
   該屋根パネルが拡張および収縮するときに、該ウィング要素が、互いに対して該長手方向に運動し、かつ、該中央要素に対して該長手方向に運動するように、両方のウィング要素を該中央要素に固定する少なくとも１つの保持具と
   を含む、屋根。
10. 前記屋根パネルは、前記ウィング要素の上に横たわっており、該ウィング要素に固定されており、
    空気、水、汚染物が該パネルのエッジの間を通過することを防ぐ、該屋根パネルのエッジの上に設置されたカバー
    をさらに備える、請求項９に記載の発明。
11. 前記カバーは、前記横方向に隣接する屋根パネルのそれぞれに取り付けられた可撓性の膜を含む、請求項１０に記載の発明。
12. 前記カバーは、前記可撓性の膜を覆う金属の天蓋を含む、請求項１１に記載の発明。
13. 前記ウィング要素の各々は、前記長手方向に延在する少なくとも１つのスロットを有し、前記中央要素は、該スロットと整列可能な少なくとも１つの穴を有し、前記保持具は、該スロットと該穴とを通り、該スロットよりも大きな端部分を有しており、該保持具は、該中央要素に対して該ウィング要素を保持し、その一方で該要素が互いに対して長手方向にスライドすることを可能にする、請求項９に記載の発明。

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