JP6041480B2 - 支持装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、瓦葺きの屋根上に太陽電池モジュールのような機器を搭載する場合に用いる屋根上搭載機器の支持装置に関する。

瓦葺きの屋根上に太陽電池モジュールのような機器を搭載する場合、屋根上に機器を支持するための支持装置を設ける必要があり、このため、第１の従来例としては、瓦自体の上面に機器の架台を支持する上向きコ字状の支持部を直接設けた構造が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

しかしながら、支持部を瓦と一体に形成する構造は、各種瓦毎に支持部付の瓦を製造しなければならないという不便があり、しかも、瓦自身で機器の荷重を受けるため、瓦を陶器で造ることができず、瓦をアルミダイキャストや鋳鉄製にしなければならない。

上記したアルミダイキャストは製造にかかる金型費や量産時における単価が非常に高額になってしまうという問題がある。

また、鋳鉄は重量が非常に重くなり、一般的な戸建住宅の屋根には載せることができないという問題がある。

上記第１の従来例のような金属製の瓦を用いることなく、一般的な陶器製の瓦に対して用いることができる支持装置の第２の従来例としては、瓦に貫通孔を設け、屋根構造物に固定した支持ボルトを貫通孔から瓦の上面に突出させ、この支持ボルトに機器の架台を固定する支持装置が提案されている(例えば、特許文献２参照)。

ところで、第２の従来例の支持装置は、屋根構造物に固定されることによって位置が決まる支持ボルトによって架台の固定を行うため、架台位置の微調整用の長孔を架台に設けるか、支持ボルトの挿通孔を現場にて穿孔しなければならないという手間がかかるだけでなく、架台の上面から瓦の裏面にかけて支持ボルトが貫通しているため、雨水が支持ボルトを伝って瓦の裏面に回り込んでしまい、雨漏りの原因になるという問題がある。

更に、支持ボルトは、機器の架台固定部で受ける力点から支点及び作用点（野地板に固定された基盤板）までの距離が長大となってしまうため、機器に屋根の軒先方向に滑り落ちるような負荷が加わった場合、細軸の支持ボルトは容易に折れ曲がってしまうという問題がある。

このような第２の従来例の支持装置にある課題を解決するために提案されている第３の従来例の支持装置は、貫通孔の上面周囲に立上がり周壁を設けた瓦を用い、下向きコ字状に形成した支持部材を貫通孔に収まる状態で屋根下地構造の上に載置し、この支持部材貫通孔を覆う防水用カバー部材を重ね、前記カバー部材の上にレール状の機器固定部材を載置し、機器固定部材からカバー部材と支持部材を貫通させた固定用ねじを屋根下地構造にねじ込むことによって固定化する構造が提案されている（例えば、特許文献３参照)。

上記第３の従来例の支持装置は、支持装置の構成部材を瓦の上面と裏面で分離させた、安定性を高める構造になっていると共に、雨水が支持装置を伝って瓦の裏面に回り込むことによる雨漏りの原因を防ぎ、かつ、支持部材や機器固定部材を断面下向きコ字状とすることで、機器固定部材にかかった雨水が機器固定部材の凹み部分に溜まるのを防ぐという利点がある。

特開平０９−３２４４９８号公報 実用新案登録第３０８４６２１号公報 特許第４１１２４０５号公報

しかしながら、上記第３の従来例の支持装置においては、支持部材や機器固定部材を断面下向きコ字状とすることで、固定用ねじを機器固定部材の上面から屋根下地構造まで一連にねじ込み固定する必要があり、施工後数年経過して支持装置の構成部材が劣化すると、構成部材とこれを貫通する固定ねじの間に隙間が生じ、雨水が固定ねじを伝って瓦の裏面側に浸入し、雨漏りを生じさせるという問題がある。

また、機器固定部材についても、断面下向きのコ字状に形成されているため、機器架台固定ボルトの機器固定部材に対する位置固定作業を、機器固定部材を防水用カバー部材と支持部材へ取り付ける前に行っておく必要があり、最終的な架台の微調整を行うことが非常に困難であるという問題がある。

更に、機器固定部材の固定と、支持部材の屋根下地構造への固定を同じ固定用ねじを用いて行っているため、機器固定部材に力が加えられると、固定ねじは屋根下地構造に対して負荷を加えることになり、一般的に屋根下地構造の表面に貼付けられるアスファルトルーフィングを破ってしまい、屋根の防水性能を損なわせてしまうという問題がある。

その上、機器固定部材の取り付け位置を間違ってしまった場合、固定用ねじを引き抜いて機器固定部材の位置を変更することになるが、一度固定用ねじを引抜いてしまうと、引抜いた跡には屋根下地構造にねじ孔が開口してしまい、雨漏りを発生させる原因になるので、施工者は機器固定部材の位置決めに際して、非常に多大な神経と労力を必要とされるという問題がある。

ちなみに、機器固定部材に設けられている固定用ねじは長孔となっており、固定用ねじを緩めれば、機器固定部材の微調整が可能となる構造になっているが、実際には、固定用ねじを一旦緩めてしまうと、屋根下地構造に対するねじの挿通孔が広がってしまい、屋根下地構造の防水性を完全に失ってしまう。

そこで、この発明の課題は、陶器製の瓦葺き屋根に機器を取り付けるための、複数の構成部材からなる支持装置であって、屋根下地構造に対する固定と、構成部材相互の固定を分離させ、一連の固定用ねじを用いた固定によって発生した防水性能の低下発生を防ぐことができると共に、機器固定部材の位置調整が簡単に行える屋根上搭載機器の支持装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、下部固定用ねじのねじ込みによって屋根下地材上に固定される支持ブロックと、前記支持ブロックの上面に重なる状態で、瓦に設けられた貫通孔の立上がり周壁の上面開口全域を覆ってその周壁に密着するカバー部材と、前記カバー部材の上面に重ねて配置され、上部固定用ねじのねじ込みによってカバー部材と共に支持ブロックに固定される接合部材と、上面に屋根上搭載機器の架台を結合するための螺軸が立設され、前記接合部材に固定される接続金具とからなる構造としたものである。

上記接合部材は、ベース板の上面に係合溝が設けられ、この係合溝がベース板上に位置する溝部と、この溝部の上部に位置し、前記溝部の幅よりも小幅にした開口とで形成され、その接合部材を、上記カバー部材の上に、係合溝の長さ方向を屋根面の流れ方向に対して交差又は平行させた配置で載置し、この接合部材とカバー部材の重なり部分を、支持ブロックに対して上部固定用ねじを用いて固定し、前記接続金具は、接合部材の係合溝に挿入する係合部と、この係合部に起立するよう設けた螺軸とで形成され、前記係合溝に対して係合部を引掛けることにより取付けられるようになっているようにすることができる。

上記支持ブロックは、材料に発泡性樹脂を用い、瓦に設けられた貫通孔内に納まる平面的な大きさと、貫通孔の立上がり周壁の上端に一致するかそれよりも高くなるような高さを有し、上面に対して低い位置に下部固定用ねじによる固定部が設けられ、下面全体がフラットな平面になるよう形成されているようにすることができる。

上記カバー部材は、金属板を用いた天板の周縁に下面側に突出する周壁を設け、瓦に設けられた貫通孔の立上がり周壁を上部から覆うことができるように形成され、前記天板に上部固定用ねじの挿通孔が複数設けられている構造とすることができる。

ここで、上記支持ブロックは、上記固定部にねじ込んだ下部固定用ねじによって屋根下地構造に固定するとともにその下部固定用ねじの頭部が支持ブロックの上面から頭部が納まる状態で屋根下地材にねじ込まれるものとし、この支持ブロック上にカバー部材と接合部材を上部固定用ねじで固定するとともに、その上部固定用ねじは、支持ブロック内にねじ込んだ状態で屋根下地材に達しない長さに設定されているものとすることにより、上記カバー部材の上下で下部固定用ねじと上部固定用ねじの頭部露出面を分離でき、一連の固定用ねじを使用した場合のように、固定用ねじを伝って前記カバー部材の表面から瓦の裏面又は屋根下地構造の裏面へ雨水が浸入し、それに伴う雨漏りの発生をなくすことができると共に、材料にポリスチレン等の発泡性樹脂を用いることにより、固定用ねじのねじ込み時に生じる摩擦熱で支持ブロックが固定用ねじの表面に溶着し、固定用ねじのねじ込み部分の防水性能が向上することになる。

また、上部固定用ねじにおいては、そのねじ込み時に発生する支持ブロックの切り屑が接合部材の挿通孔に充填され、上記摩擦熱による溶融によって挿通孔の空間は埋められ、防水性が向上する。

この支持ブロックは、内部が詰まった中実でも中空のどちらでもよく、カバー部材と接合部材を固定する上部固定用ねじは、支持ブロック内に収まって屋根下地材構造に達することがない長さに設定されている。

この発明によると、支持ブロックを屋根下地構造に下部固定用ねじで固定し、支持ブロック上に重なる状態でカバー部材と接合部材を上部固定用ねじで支持ブロックに固定するようにしたので、固定用ねじを前記カバー部材の上下に分離させることで、固定用ねじを伝わって瓦の裏面又は屋根下地構造の裏面に浸入する雨水の発生を確実に防ぐことができ、防水性の向上により雨漏りの発生を防止することができる。

また、接合部材の係合溝に対して接続金具をこの接続金具に設けた係合部を用いて引掛けるようにしたので、接合部材に対する接続金具の固定に穿孔行為が不要となり、防水性を損なわないと共に、接合部材の固定後においても接続金具を接合部材の係合溝に沿って位置調整することができ、機器の架台固定作業が円滑に行え、作業能率の向上が図れる。

更に、接合部材の固定後において接続金具の位置調整を行うにあたり、屋根下地構造への固定後に固定用ねじを緩める必要性が全くなくなり、防水性の低下発生がないだけでなく、施工者の神経と労力を緩和させることができる。

この発明に係る支持装置で瓦葺屋根上に屋根上搭載機器である太陽光モジュールのような機器の架台を固定した使用状態を示す縦断正面図 この発明に係る支持装置で瓦葺屋根上に上記架台を固定した使用状態を示す縦断側面図 この発明に係る支持装置の瓦と上記架台を含めた全体の分解斜視図 この発明に係る支持装置で瓦葺屋根上に上記架台を固定した使用状態を示す斜視図 この発明に係る支持装置のカバー部材と接合部材と接続金具及び上記架台の関係を示す分解斜視図

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、瓦葺屋根において、この発明の支持装置１を取り付ける部分に該当する陶器製の瓦２は、図１乃至図３のように、略中央位置に角形の貫通孔３と、上面側に前記貫通孔３を囲む立上がり周壁４が設けられている。

次に、この発明の屋根上搭載機器の支持装置１は、図示のように、屋根下地構造の垂木５に重なるように配置したベースプレート６上に固定する支持ブロック７と、この支持ブロック７の上に重ねるカバー部材８と、前記カバー部材８上に載置する接合部材９と、接合部材９に固定する接続金具１０と、前記支持ブロック７をベースプレート６に固定する下部固定用ねじ１１と、カバー部材８と接合部材９を支持ブロック７に固定する上部固定用ねじ１２とで構成されている。

上記支持ブロック７は、矩形の角形となり、その上面に対して下方の位置に固定部７ａが設けられ、ベースプレート６との間に防水シート１３等を挟み込むことができるように下面をフラットな平坦面にするのが好ましい。

上記固定部７ａは、図１乃至図３のように、下部固定用ねじ１１の上端頭部が納まる上部大径孔７ｂと、下部固定用ねじ１１の軸部が納まる下部小径孔７ｃを、同軸心の配置で支持ブロック７を上下に貫通するように設け、上部大径孔７ｂの下端と下部小径孔７ｃの上端の部分に生じた段部によって形成され、図示の場合、固定部７ａは支持ブロック７の四隅の位置に設けられている。

この支持ブロック７は、瓦２の貫通孔３を通過できる平面的な大きさと、図１のように、ベースプレート６上に固定した状態で、上面が瓦２の立上がり周壁４の上端と同一かそれよりも少し高くなるような高さを有し、材料は下部固定用ねじ１１及び上部固定用ねじ１２を直接ねじ込めるものであればよいが、例えば、ポリスチレン等の発泡性樹脂を用いて形成され、内部が詰まった中実でも中空のどちらでもよい。

上記カバー部材８は、金属板を用いた天板８ａの周縁に下面側に突出する周壁８ｂを設け、瓦２に設けられた貫通孔３の立上がり周壁４を上部から被せてその上面開口全域を覆うことができるように形成され、前記周壁８ｂの内周面には、瓦２の立上がり周壁４に被せたときに周壁の外周面に接合するパッキン１４が取付けられ、前記天板８ａに上部固定用ねじ１２の挿通孔８ｃが複数設けられている。

上記接合部材９は、図２と図５のように、カバー部材８の上に重ねる矩形状ベース板１５の上面に、所定の間隔を設けて平行する一対の凸条１６、１６を設け、両凸条１６、１６間に上記接続金具１０との係合溝１７を形成した構造になっている。

上記係合溝１７は、平行する両凸条１６、１６間を溝部１７ａとし、前記両凸条１６、１６の上端で対向面側の位置に相手凸条１６に向けて突出する張り出し部１８を設け、両張り出し部１８、１８間を溝部１７ａよりも小幅の開口１７ｂとし、前記溝部１７ａと開口１７ｂとで内部が広く上端の開口１７ｂが狭い断面形状に形成されている。

上記のような接合部材９は、金属材料を用いて押出し成形したものを所定の長さに切断して形成され、ベース板１５には、両凸条１６、１６から外側へ張り出した部分に、上記カバー部材８の挿通孔８ｃと一致する配置で上部固定用ねじ１２の挿通孔９ａが設けられ、この接合部材９は、屋根面の流れ方向に係合溝１７の長さ方向が交差する配置又は平行する配置でカバー部材８の上面に重ね、上部固定用ねじ１２をねじ込むことによって、カバー部材８が立上がり周壁に密着するとともに、カバー部材８と共に支持ブロック７に固定する。

上記接続金具１０は、接合部材９の係合溝１７における溝部１７ａに挿入する係合部１０ａと、この係合部１０ａに起立するよう設けた螺軸１０ｂとで形成され、前記係合溝１７に対して係合部１０ａを引掛けることにより、上面の開口１７ｂから螺軸１０ｂが突出するように取付けられ、係合溝１７の長さ方向に沿って位置調整可能になる。

上記接続金具１０の上に、屋根上搭載機器である太陽電池モジュールのような機器の架台を構成する横桟１９を載置させた状態で、この横桟１９に設けられた挿通孔２０に対して、接合部材９に立設された螺軸１０ｂを挿入し、接続金具１０の螺軸１０ｂに螺合したナット２１の締め付けで、支持装置１に架台の横桟１９を固定するようになっている。

なお、接合部材９と横桟１９の間にスペーサ２２を介在させ、架台の横桟１９の固定時における高さ調節が行えるようにしていると共に、接合部材９におけるベース板１５の裏面には、ゴム等のシール２３が貼り付けてある。

この発明の支持装置１を用いて瓦屋根の上に屋根上搭載機器を設置するには、瓦屋根の支持装置１を取り付ける位置に該当する瓦に、図３のように、貫通孔３が設けられた瓦２を用い、この瓦２の下で屋根下地構造の上面における垂木の上に木製のベースプレート６を固定配置する。この場合、図３のように、ベースプレート６の裏面に平面コ字状のコーキング２４を施し、屋根下地構造とベースプレート６の重なり面における防水対策を講じておくようにする。

先ず、瓦２の貫通孔３に支持ブロック７が納まる状態で、ベースプレート６上に防水シート１３を介して支持ブロック７を重ね、四隅の固定部７ａからベースプレート６に下部固定用ねじ１１をねじ込み、ベースプレート６上に支持ブロック７を固定する。

次に、支持ブロック７上にカバー部材８を重ね、このカバー部材８で貫通孔３の上部を覆い、更に、カバー部材８の上に接合部材９を、係合溝１７の長さ方向が屋根の流れ方向に直交又は沿う配置で重ね、両者の各挿通孔８ｃと９ａを一致させた状態で、接合部材９の各挿通孔９ａから上部固定用ねじ１２を支持ブロック７に向けてねじ込み、支持ブロック７にカバー部材８と接合部材９を固定する。この上部固定用ねじ１２は、図２のように、支持ブロック７内に収まって屋根下地構造に達することのない長さに設定されている。

上記支持ブロック７を、発泡性樹脂を用いて形成すると、下部固定用ねじ１１及び上部固定用ねじ１２を直接ねじ込むことができ、前記各固定用ねじ１１、１２をねじ込むとき、摩擦熱によって支持ブロック７の各固定用ねじ１１、１２の螺入部分が溶融して各固定用ねじ１１、１２の表面に溶着し、更に、上部固定用ねじ１２においては、そのねじ込み時に発生する支持ブロック７の切り屑が盛り上がって接合部材９の挿通孔９ａに充填され、上記摩擦熱によって切り屑が溶融することによって挿通孔９ａの空間は埋められ、これらによって、下部固定用ねじ１１及び上部固定用ねじ１２のねじ込み部分の止水性が向上する。

図５のように、上記接合部材９の係合溝１７に接続金具１０の下端係合部１０ａを挿入し、この接続金具１０を係合溝１７の長さ方向にスライドさせて所定の位置まで移動させた後、接続金具１０の上に起立する螺軸１０ｂを、屋根上搭載機器である太陽光モジュールのような機器の架台構成する横桟１９に設けられた取付け挿通孔２０に挿入させ、螺軸１０ｂにナット２１を締め込むことで、支持装置１に機器の架台を固定する。

上記した接続金具１０は、接合部材９の上面にスペーサ２２及び横桟１９を配置した後、横桟１９と接続金具１０を固定する際に締め込むナット２１の締め付けのみによって接合部材９に固定するため、接続金具１０の取り付けに支持装置１の各構成部材への穿孔行為を行う必要がなく、支持装置１における防水性を低下させることがないと共に、前記接合部材９に立設する螺軸１０ｂとナット２１を締め緩めすることで、係合溝１７の長さ方向に沿って位置調整可能となる。

上記架台を構成する横桟１９と接続金具１０の固定時に、接続金具１０を接合部材９の係合溝１７に沿って位置調整することで横桟１９の位置に合わせることができ、屋根下地構造への固定後に下部固定用ねじ１１及び上部固定用ねじ１２を緩めて支持装置１全体を位置調整する必要性が全くなくなり、これにより、防水性の低下発生がないだけでなく、施工者の神経と労力を緩和させることができる。

この発明の支持装置１は、支持ブロック７を屋根下地構造に下部固定用ねじ１１で固定し、支持ブロック７上に載置したカバー部材８と接合部材９を上部固定用ねじ１２で支持ブロック７に固定するので、下部固定用ねじ１１と上部固定用ねじ１２をカバー部材８の上下に分離させることができ、前記両固定用ねじ１１と１２を上下に分断することで、一連の固定用ねじを用いた場合のように、固定用ねじを伝わって瓦の裏面側に雨水が浸入するのを確実に防ぐことができ、防水性の向上により雨漏りの発生を防止できるという利点がある。

また、上記カバー部材８の支持ブロック７に対する固定において、支持ブロック７を上面が瓦２の立上がり周壁４の上端よりも少し高くなるような高さにすることで、図１や図２に示すように、カバー部材８を立上がり周壁４に対して浮かして接触しない状態とすることができ、これにより、屋根上搭載機器の設置状態において、機器の架台である横桟１９の荷重が瓦２に直接加わらないようにすることができ、瓦２に悪影響を与えることがないという利点がある。

１ 支持装置
２ 瓦
３ 貫通孔
４ 立上がり周壁
５ 垂木
６ ベースプレート
７ 支持ブロック
７ａ 固定部
７ｂ 上部大径孔
７ｃ 下部小径孔
８ カバー部材
８ａ 天板
８ｂ 周壁
８ｃ 挿通孔
９ 接合部材
９ａ 挿通孔
１０ 接続金具
１０ａ 係合部
１０ｂ 螺軸
１１ 下部固定用ねじ
１２ 上部固定用ねじ
１３ 防水シート
１４ パッキン
１５ ベース板
１６ 凸条
１７ 係合溝
１７ａ 溝部
１７ｂ 開口
１８ 張り出し部
１９ 横桟
２０ 挿通孔
２１ ナット
２２ スペーサ
２３ シール
２４ コーキング

Claims (4)

1. 下部固定用ねじ（１１）のねじ込みによって屋根下地材（６）上に固定される支持ブロック（７）と、前記支持ブロック（７）の上面に重なる状態で、瓦（２）に設けられた貫通孔（３）の立上がり周壁（４）の上面開口全域を覆ってその周壁に密着するカバー部材（８）と、前記カバー部材（８）の上面に重ねて配置され、上部固定用ねじ（１２）のねじ込みによって前記カバー部材（８）と共に支持ブロック（７）に固定される接合部材（９）と、上面に屋根上搭載機器の架台を結合するための螺軸（１０ｂ）が立設され、前記接合部材（９）に固定される接続金具（１０）とからなる支持装置であって、
   前記下部固定用ねじ（１１）は支持ブロック（７）の上面から頭部が納まる状態で屋根下地材（６）にねじ込まれ、前記上部固定用ねじ（１２）は、支持ブロック（７）内にねじ込んだ状態で屋根下地材（６）に達しない長さに設定されている支持装置。
2. 上記接合部材（９）は、ベース板（１５）の上面に係合溝（１７）が設けられ、この係合溝（１７）が、ベース板（１５）上に位置する溝部（１７ａ）と、この溝部（１７ａ）の上部に位置し、前記溝部（１７ａ）の幅よりも小幅にした開口（１７ｂ）とで形成され、
   その接合部材（９）が、上記カバー部材（８）の上に、係合溝（１７）の長さ方向を屋根面の流れ方向に対して交差又は平行させた配置で載置され、この接合部材（９）とカバー部材（８）の重なり部分は、支持ブロック（７）に対して上部固定用ねじ（１２）を用いて固定されており、
   前記接続金具（１０）は、接合部材（９）の係合溝（１７）に挿入する係合部（１０ａ）と、この係合部（１０ａ）に起立するよう設けられた螺軸（１０ｂ）とで形成され、前記係合溝（１７）に対して係合部（１０ａ）が引掛けることにより取付けられるようになっている請求項１に記載の支持装置。
3. 上記支持ブロック（７）は、材料に発泡性樹脂が用いられ、瓦（２）に設けられた貫通孔（３）内に納まる平面的な大きさと、貫通孔（３）の立上がり周壁（４）の上端に一致するかそれよりも高くなるような高さを有し、上面に対して低い位置に下部固定用ねじ（１１）による固定部（７ａ）が設けられ、下面全体がフラットな平面になるよう形成されている請求項１又は２に記載の支持装置。
4. 上記カバー部材（８）は、金属板を用いた天板（８ａ）の周縁に下面側に突出する周壁（８ｂ）が設けられ、瓦（２）に設けられた貫通孔（３）の立上がり周壁（４）を上部から覆うことができるように形成され、前記天板（８ａ）に上部固定用ねじ（１２）の挿通孔（８ｃ）が複数設けられている請求項１又は２に記載の支持装置。

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