JP2013177789A - 屋上設備機器設置用架台の取付装置及び取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュール等の屋上設備機器を設置するための架台を、瓦屋根にしっかりと安定して取り付けることができる取付装置を提供する。
【解決手段】この取付装置１は、瓦屋根の屋根下地面４０上に一般瓦４１とともに葺設される専用瓦２と、架台５５を支持する支持体３とからなる。支持体３は、屋根下地面４０上に葺設された専用瓦２を貫通した状態で屋根下地面４０上に立設される筒状材１０と、この筒状材１０の上面開口１０ａを覆うようにして筒状材１０の上端部に被せられて、架台５５が載置されるカバー材２０と、これら架台５５及びカバー材２０を貫通した状態で筒状材１０のビスガイド部１１に挿入されて、屋根下地面４０にねじ込まれる複数の固定用ビス３０とを備えている。
【選択図】図２

Description

この発明は、太陽電池モジュールや太陽熱温水器等の屋上設備機器を設置する架台を瓦屋根に取り付けるための取付装置及び取付方法に関する。

近年、太陽電池モジュールを屋上に設置して、太陽光発電により電力を得るようにした太陽光発電システムを導入した住宅が普及しており、新築の住宅だけでなく、既築の住宅にも広く導入されている。

太陽電池モジュールの屋上への設置にあたっては、様々な工法が提案されているが、瓦屋根を有する住宅に対しては、瓦屋根上に架台を取り付けて、この架台に太陽電池モジュールを設置していることが多い。この場合、架台を瓦によって直接支持すると、架台及び太陽電池モジュールの荷重が瓦にかかることになり、瓦に欠けや割れが生じ易く、強度的に不安があった。

そこで、屋根下地面上に一般瓦とともに専用瓦を要所要所に葺設して、それら専用瓦を貫通するようにして支持体を屋根下地面上に固定して、この支持体によって架台を支持することで、一般瓦や専用瓦に対する荷重負荷をなくすようにした取付装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、既築の住宅においては、屋根下地面上に葺設してある一般瓦のうちの一部を取り外して、その取り外した箇所に専用瓦及び支持体を設けるようにしている。

特許第４１１２４０５号公報

上記の特許文献１に記載の取付装置では、支持体の基部を構成する金具が、一対の側面部と上面部とを有する逆Ｕ字状に形成されていて、一対の側面部を瓦屋根の傾斜方向に沿わせるようにして屋根下地面上に立設されている。この場合、支持体の金具は、瓦屋根の傾斜方向の外力に対しては十分に抵抗することができるが、瓦屋根の傾斜方向と直交する桁行方向の外力に対する強度は十分とは言えるものではなかった。このため、架台及び太陽電池モジュールの荷重に加えて、地震や強風、積雪等によってさらなる負荷がかかるようなことがあると、支持体の金具に変形や座屈が生じるおそれがあった。

また、支持体の金具は、専用瓦を貫通した状態で屋根下地面上に立設されていることから、少なくとも専用瓦の厚みと専用瓦下面から屋根下地面までの隙間寸法とを足し合わせた寸法よりも大きな高さを有している。従って、このような金具を屋根下地面に止め付けるための固定用ビスとしては、そのビス頭から先端までの長さが長いものが使用されていて、金具を止め付けた状態において、ビス頭と先端との間の中間部分の比較的長い範囲が、屋根下地面にねじ込まれることなく露出した状態となっている。このため、固定用ビスにおいても、変形や座屈が生じ易いといった不具合があった。

すなわち、上記の特許文献１に記載の取付装置では、架台を瓦によって支持させないようにして、瓦の欠けや割れをなくすことができるものの、架台の取付強度において今一つ信頼性に欠けていて、改良の余地があった。

そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、太陽電池モジュール等の屋上設備機器を設置するための架台を、瓦屋根にしっかりと安定して取り付けることができる取付装置及び取付方法の提供を目的とする。

この発明の取付装置１は、屋上設備機器５０を設置する架台５５を瓦屋根に取り付けるためのものであって、前記瓦屋根の屋根下地面４０上に一般瓦４１とともに葺設される専用瓦２と、前記架台５５を支持する支持体３とからなり、前記支持体３は、前記屋根下地面４０上に葺設された前記専用瓦２を貫通した状態で前記屋根下地面４０上に立設される筒状材１０と、この筒状材１０の上面開口１０ａを覆うようにして筒状材１０の上端部に被せられて、前記架台５５が載置されるカバー材２０と、これら架台５５及びカバー材２０を貫通した状態で前記筒状材１０内に挿通されて、前記屋根下地面４０にねじ込まれる複数の固定用ビス３０とを備えたことを特徴とする。

そして、前記筒状材１０に、その上端部から下端部にかけて、前記固定用ビス３０を挿入する複数のビスガイド部１１が設けられている。また、前記筒状材１０は、横断面六角形状に形成され、その角部分の内周面側に、前記ビスガイド部１１が設けられている。さらに、前記筒状材１０に、その内周面の対向する部位間に跨って、前記瓦屋根の傾斜方向に沿った補強用隔壁１２が設けられている。

さらにまた、前記筒状材１０は、その軸方向の全長に亘って同一の横断面形状を有する押出成形品とされ、前記専用瓦２は、前記一般瓦４１と同じ陶器製とされている。

この発明の取付方法は、上記の取付装置１を用いて前記架台５５を瓦屋根に取り付けるための方法であって、前記屋根下地面４０上に一般瓦４１とともに前記専用瓦２を葺設して、この専用瓦２を貫通した状態で前記屋根下地面４０上に前記筒状材１０を立設し、この筒状材１０の上面開口１０ａを覆うようにして筒状材１０の上端部に前記カバー材２０を被せて、このカバー材２０上に前記架台５５を載置して、これら架台５５及びカバー材２０を貫通して前記筒状材１０内に挿通させた前記複数の固定用ビス３０を、前記屋根下地面４０にねじ込むことで、前記架台５５を瓦屋根に取り付けるようにしたことを特徴とする。

この発明の取付装置を使用して、架台を瓦屋根に取り付けることで、架台に屋上設備機器を設置した場合、これら架台及び屋上設備機器の荷重は、支持体にかかることになって、一般瓦や専用瓦に対する荷重負荷をなくすことができ、これら一般瓦や専用瓦の破損を防止することができる。しかも、支持体の基部を構成しているのが筒状材であることから、瓦屋根の傾斜方向及び桁行方向、その他の方向の外力に対しても十分に抵抗することができ、架台及び屋上設備機器の荷重に加えて、地震や強風、積雪等によってさらなる負荷がかかるようなことがあっても、筒状材の変形や座屈を生じ難くすることができる。これにより、架台をしっかりと安定して取り付けることができる。加えて、筒状材によって取付強度を高めることで、支持体の小型化が可能になり、取付装置の製造コストの低減を図ることができる。

また、固定用ビスを、筒状材のビスガイド部に挿入させながら屋根下地面にねじ込むことで、固定用ビスにおける屋根下地面にねじ込まれない中間部分がビスガイド部によって保護されて、外力による固定用ビスの変形や座屈を生じ難くすることができ、架台をしっかりと安定して取り付けることができる。

さらに、横断面六角形状の筒状材における強度的に強い角部分の内周面側に、ビスガイド部を設けることで、固定用ビスの中間部分をより確実に保護することができる。さらにまた、筒状材に補強用隔壁を設けることで、筒状材の変形や座屈をより一層防止することができる。

また、筒状材を生産性に優れた押出成形品とし、専用瓦を安価な陶器製とすることで、取付装置の製造コストの低減を図ることができる。しかも、一般瓦に合わせて、専用瓦を陶器製とすることで、一般瓦と専用瓦とを外観上違和感なく葺設することができ、意匠性の向上を図ることができる。

この発明の一実施形態に係る取付装置を使用した架台の取付状態を示す斜視図である。 取付装置の分解斜視図である。 取付装置の縦断面図である。 取付装置の横断面図である。 架台の取付手順を示す図である。 架台の取付手順を示す図である。 架台の取付手順を示す図である。 架台の取付手順を示す図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る取付装置１は、図１に示すように、屋上設備機器である太陽電池モジュール５０を設置する架台５５を住宅の瓦屋根に取り付けるために用いられる。

太陽電池モジュール５０は、方形状の太陽電池パネル５１と、この太陽電池パネル５１の周端部に取り付けた方形枠状のモジュールフレーム５２とから構成されている。また、架台５５は、瓦屋根の傾斜方向に沿った複数の短尺の縦桟６０と、瓦屋根の傾斜方向と直交する桁行方向に沿った複数の長尺の横桟７０とを備えている。そして、縦桟６０が傾斜方向及び桁行方向に適宜間隔あけて瓦屋根に取り付けられ、これら縦桟６０の上面間に跨るようにして、横桟７０が傾斜方向に適宜間隔をあけて取り付けられ、これら横桟７０間に嵌め込まれるようにして、複数の太陽電池モジュール５０が瓦屋根上に並設されるようになっている。なお、架台５５としては、このような縦桟６０及び横桟７０を組み付けた構造のものだけに限らず、太陽電池モジュール５０を設置できれば、どのような構造のものであっても良い。

取付装置１は、図１乃至図４に示すように、瓦屋根の屋根下地面４０上に一般瓦４１とともに葺設される専用瓦２と、架台５５の縦桟６０を支持する支持体３とから構成されている。なお、屋根下地面４０は、図３に示すように、野地板４２上にアスファルトルーフィング４３を敷設することによって構成された防水面となっている。

専用瓦２は、図２乃至図４に示すように、その中央付近に方形状の貫通孔４が形成されていて、この貫通孔４の周端部から上方へ向けて枠状突起５が突出している。この専用瓦２は、一般瓦４１と同じ陶器製であって、貫通孔４及び枠状突起５を除くその他の形状が一般瓦４１と同様になっていることから、外観上違和感がないように一般瓦４１とともに葺設することができる。

支持体３は、図２乃至図４に示すように、屋根下地面４０上に葺設された専用瓦２の貫通孔４を貫通した状態で、屋根下地面４０上に補強板６を介して立設される筒状材１０と、この筒状材１０の上面開口１０ａを覆うようにして筒状材１０の上端部に被せられて、架台５５の縦桟６０が載置されるカバー材２０と、複数の固定用ビス３０とを備えている。

筒状材１０は、その軸方向の全長に亘って同一の横断面形状を有する例えばアルミニウム製の押出成形品とされている。この筒状材１０には、その上端部（上面開口１０ａ）から下端部（下面開口１０ｂ）にかけて連続するように、固定用ビス３０を挿入する複数のビスガイド部１１と、瓦屋根の傾斜方向に沿った補強用隔壁１２とが形成されている。具体的に、筒状材１０は、図４に示すように、例えば横断面六角形状に形成されていて、その内周面の対向する部位間すなわち６つの角部分のうち瓦屋根の傾斜方向に対向する２つの角部分間に跨って、補強用隔壁１２が筒状材１０の内部空間を二分するように形成され、６つの角部分のうち残りの４つの角部分の内周面側に、例えば横断面Ｃ字状のビスガイド部１１がそれぞれ形成されている。なお、ビスガイド部１１は、その内径が固定用ビス３０の外径よりも僅かに大きくなっている。

この筒状材１０は、図３に示すように、屋根下地面４０上に補強板６を介して立設した状態において、その下面開口１０ｂが補強板６によって塞がれて、その上端面が専用瓦２の枠状突起５の上端面よりも上方へはみ出すようになっている。

カバー材２０は、方形状の平面部２１と、この平面板２１の周端部から下方へ向けて突出した枠部２２とを備えている。そして、平面部２１には、筒状材１０のビスガイド部１１に対応した４つのビス挿通孔２３が形成されている。

このカバー材２０は、図３に示すように、筒状材１０の上端部に被せた状態において、その平面部２１が専用瓦２の枠状突起５の上端面には当接せずに、筒状材１０の上端面にのみ当接されて、その枠部２２が専用瓦２の枠状突起５を外側から囲むようになっている。

なお、カバー材２０上に載置される架台５５の縦桟６０は、図２に示すように、レール状の本体部６１と、この本体部６１から側方へ張り出した一対のフランジ部６２とを備え、フランジ部６２には、その長手方向に等間隔をあけて複数のビス挿通孔６３が形成されている。

固定用ビス３０は、カバー材２０上に載置した縦桟６０を、カバー材２０及び筒状材１０とともに屋根下地面４０に止め付けるためのもので、そのビス頭から先端までの長さが長いものが使用されている。止め付けに際しては、図２乃至図４に示すように、例えば４本の固定用ビス３０が使用され、これら固定用ビス３０は、縦桟６０及びカバー材２０の互いに一致させたビス挿通孔２３、６３を貫通した状態で、筒状材１０のビスガイド部１１に挿入されて、屋根下地面４０に補強板６を介してねじ込まれるようになっている。

次に、上記構成の取付装置１を使用して、例えば既築の住宅における瓦屋根に架台５５を取り付ける方法について説明する。まず、図５に示すように、支持体３の設置箇所付近に葺設してある一般瓦４１を取り外して、これにより露出した屋根下地面４０に補強板６をビス止めする。続いて、図６に示すように、この補強板６を覆うようにして、一般瓦４１の代わりに専用瓦２を葺設する。なお、新築の住宅の場合には、予め屋根下地面４０に補強板６をビス止めしておき、支持体３の設置箇所に専用瓦２が位置するように、一般瓦４１の葺設と同時に専用瓦２を葺設すれば良い。

続いて、図７に示すように、専用瓦２の貫通孔４を貫通した状態で、屋根下地面４０上に補強板６を介して筒状材１０を立設するとともに、この筒状材１０の上面開口１０ａを覆うようにして筒状材１０の上端部にカバー材２０を被せる。そして、図８に示すように、このカバー材２０上に架台５５の縦桟６０を載置して、これらの互いに一致させたビス挿通孔２３、６３へ固定用ビス３０を上方から差し込んで、筒状材１０のビスガイド部１１に挿入させながら、屋根下地面４０に補強板６を介してねじ込む。これにより、架台５５の縦桟６０が、カバー材２０及び筒状材１０とともに屋根下地面４０に止め付けられる。このようにして瓦屋根の要所要所に取り付けた縦桟６０の上面間に跨って、横桟７０を適宜取り付ける。これにより、架台５５が取付装置１を介して瓦屋根に取り付けられることになる。

上記のようにして架台５５を取り付けることで、架台５５に太陽電池モジュール５０を設置した場合、これら架台５５及び太陽電池モジュール５０の荷重は、支持体３にかかることになって、一般瓦４１や専用瓦２に対する荷重負荷をなくすことができ、これら一般瓦４１や専用瓦２の破損を防止することができる。

しかも、支持体３の基部を構成しているのが補強用隔壁１２付きの筒状材１０であることから、従来のような逆Ｕ字状に形成されたものと比べて、瓦屋根の傾斜方向の外力に対して十分に抵抗することができるだけでなく、桁行方向やその他の方向の外力に対しても十分に抵抗することができ、架台５５及び太陽電池モジュール５０の荷重に加えて、地震や強風、積雪等によってさらなる負荷がかかるようなことがあっても、筒状材１０の変形や座屈を生じ難くすることができる。

さらに、固定用ビス３０としては、専用瓦２を貫通する比較的高さのある筒状材１０を屋根下地面４０上に止め付ける必要があることから、そのビス頭から先端までの長さが長いものを使用しており、止め付け状態において、ビス頭と先端との間の中間部分の比較的長い範囲が、屋根下地面４０や補強板６にねじ込まれないことになる。ところが、この固定用ビス３０の中間部分は、筒状材１０のビスガイド部１１に挿通された状態となっていて、しかもビスガイド部１１は、横断面六角形状の筒状材１０における強度的に強い角部分の内周面側に形成されていることから、中間部分がビスガイド部１１によってしっかりと保護されて、外力による固定用ビス３０の変形や座屈を生じ難くすることができる。

これらのことから、瓦屋根に架台５５をしっかりと安定して取り付けることができ、太陽電池モジュール５０の設置を良好に行うことができる。

さらにまた、専用瓦２は、安価な陶器製であり、支持体３の筒状材１０は、生産性に優れた押出成形品であることから、取付装置１の製造コストの低減を図ることができる。

この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、架台に設置される屋上設備機器としては、太陽電池モジュールに限らず、太陽熱温水器やその他の機器であっても良い。

１・・取付装置、２・・専用瓦、３・・支持体、１０・・筒状材、１０ａ・・上面開口、１１・・ビスガイド部、１２・・補強用隔壁、２０・・カバー材、３０・・固定用ビス、４０・・屋根下地面、４１・・一般瓦、５０・・屋上設備機器、５５・・架台

Claims (7)

1. 屋上設備機器（５０）を設置する架台（５５）を瓦屋根に取り付けるための取付装置（１）であって、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の構成からなることを特徴とする。
   （Ａ）．前記瓦屋根の屋根下地面（４０）上に一般瓦（４１）とともに葺設される専用瓦（２）と、前記架台（５５）を支持する支持体（３）とからなる。
   （Ｂ）．前記支持体（３）は、筒状材（１０）と、カバー材（２０）と、複数の固定用ビス（３０）とを備える。
   （Ｃ）．前記筒状材（１０）は、前記屋根下地面（４０）上に葺設された前記専用瓦（２）を貫通した状態で、前記屋根下地面（４０）上に立設される。
   （Ｄ）．前記カバー材（２０）は、前記筒状材（１０）の上面開口（１０ａ）を覆うようにして筒状材（１０）の上端部に被せられる。
   （Ｅ）．前記カバー材（２０）上に、前記架台（５５）が載置される。
   （Ｆ）．前記複数の固定用ビス（３０）は、前記架台（５５）及びカバー材（２０）を貫通した状態で前記筒状材（１０）内に挿通されて、前記屋根下地面（４０）にねじ込まれる。
2. 前記筒状材（１０）に、その上端部から下端部にかけて、前記固定用ビス（３０）を挿入する複数のビスガイド部（１１）が設けられた請求項１記載の屋上設備機器設置用架台の取付装置。
3. 前記筒状材（１０）は、横断面六角形状に形成され、その角部分の内周面側に、前記ビスガイド部（１１）が設けられた請求項２記載の屋上設備機器設置用架台の取付装置。
4. 前記筒状材（１０）に、その内周面の対向する部位間に跨って、前記瓦屋根の傾斜方向に沿った補強用隔壁（１２）が設けられた請求項１乃至３のいずれかに記載の屋上設備機器設置用架台の取付装置。
5. 前記筒状材（１０）は、その軸方向の全長に亘って同一の横断面形状を有する押出成形品とされている請求項１乃至４のいずれかに記載の屋上設備機器設置用架台の取付装置。
6. 前記専用瓦（２）は、前記一般瓦（４１）と同じ陶器製とされている請求項１乃至５のいずれかに記載の屋上設備機器設置用架台の取付装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の取付装置（１）を用いて、前記架台（５５）を瓦屋根に取り付けるための取付方法であって、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程からなることを特徴とする。
   （Ａ）．前記屋根下地面（４０）上に一般瓦（４１）とともに前記専用瓦（２）を葺設する工程。
   （Ｂ）．この専用瓦（２）を貫通した状態で前記屋根下地面（４０）上に前記筒状材（１０）を立設する工程。
   （Ｃ）．この筒状材（１０）の上面開口（１０ａ）を覆うようにして筒状材（１０）の上端部に前記カバー材（２０）を被せる工程。
   （Ｄ）．このカバー材（２０）上に前記架台（５５）を載置する工程。
   （Ｅ）．これら架台（５５）及びカバー材（２０）を貫通して前記筒状材（１０）内に挿通させた前記複数の固定用ビス（３０）を、前記屋根下地面（４０）にねじ込むことで、前記架台（５５）を瓦屋根に取り付ける工程。