JP2013189806A

JP2013189806A - 太陽光パネル設置構造

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Publication number: JP2013189806A
Application number: JP2012056871A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kosaka; 登志夫小坂
Original assignee: KOSAKA BANKIN KOSAKUSHO KK
Current assignee: KOSAKA BANKIN KOSAKUSHO KK
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP5712437B2

Abstract

【課題】ボルトの位置を極めて簡単に適切な位置に調節することができる太陽光パネル設置構造を提供する。
【解決手段】太陽光パネル設置構造は、野地板の上に設けられ、当該野地板を貫通して垂木に打ち込まれるビスにより複数の垂木にそれぞれ固定される複数の固定具と、前記複数の固定具の間に架け渡されて、当該複数の固定具に固定される架設レールと、ボルト頭が前記架設レールにスライド自在に固定されるとともに、ねじ部が上方に向けて突出して前記野地板の上に固定される屋根材に設けられた貫通孔に挿通するボルトと、前記屋根材の上で前記ボルトに固定され、太陽光パネルを保持するパネル支持部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光パネル設置構造に関し、特に屋根材と野地板との間に間隙が生じる瓦葺き屋根に設置する太陽光パネル設置構造に関する。

従来より、屋根上に太陽光パネルを設置する場合に、太陽光パネルが風で吹き飛ばされないように、太陽光パネルを固定する架台の基礎として垂木を用い、垂木からボルトを突出させて架台を固定するものが知られている（例えば、特許文献１）。また、特に、垂木に固定される固定ベースに設けられる垂木の長手方向に直行する方向に延びる長穴にボルトを固定することで、ボルトをスライド可能にし、ボルトが突出する位置を屋根材の形状に応じて調整可能にし、屋根材の上に突出したボルトに縦横の桟を設けて、この桟に太陽光パネルを固定する太陽光パネル支持具が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。

特開平８−１９３３９２号公報特開２０１０−２０３１６５号公報特開２０１１−８４９８４号公報

しかし、上述の固定ベースは１本の垂木に固定されるものであるので、長穴を長くすると固定ベースが垂木から側方に突出することになり、十分な強度で垂木に固定することができない。一方、長穴をあまり長くせずに、その強度を確保できるようにする場合には、ボルトのスライド可能範囲が短くなり、十分に調節することができないおそれがある。

そこで、本発明は、ボルトの位置を極めて簡単に適切な位置に調節することができる太陽光パネル設置構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の太陽光パネル設置構造は、野地板の上に設けられ、当該野地板を貫通して垂木に打ち込まれるビスにより複数の垂木にそれぞれ固定される複数の固定具と、前記複数の固定具の間に架け渡されて、当該複数の固定具に固定される架設レールと、ボルト頭が前記架設レールにスライド自在に固定されるとともに、ねじ部が上方に向けて突出して前記野地板の上に固定される屋根材に設けられた貫通孔に挿通するボルトと、前記屋根材の上で前記ボルトに固定され、太陽光パネルを保持するパネル支持部と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の太陽光パネル設置構造は、前記架設レールは、一方のフランジを直立させるとともに、他方のフランジを前記一方のフランジの上端から互いに接近する方向に延ばし、当該一方のフランジ同士の先端が互いに間隔を開けて平行な２本の山形鋼により形成されることを特徴としている。

請求項３に記載の太陽光パネル設置構造は、前記架設レールの前記ボルトを設置した位置に配置されて前記ボルトのスライドを規制する、前記固定具と略同一形状の中間固定具をさらに備え、前記固定具及び前記中間固定具は、前記架設レールを構成する前記山形鋼の前記一方のフランジを挿入する２本の溝部、及び前記垂木に固定するための下ビス孔を有する基部と、前記架設レールを上側から覆うとともにボルトを挿入可能なボルト孔、及び前記下ビス孔に整合する上ビス孔を有するカバー部と、を備えることを特徴としている。

請求項４に記載の太陽光パネル設置構造は、前記ボルトは少なくとも、屋根の４箇所から屋根材を貫通して突出しており、前記パネル支持部は、当該４箇所のボルトにそれぞれ外嵌して固定される支持ベースと、該支持ベース間に架設される４本の枠レールにより矩形に形成される枠体と、を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の太陽光パネル設置構造は、前記パネル支持部は、前記枠レールに対して摺動自在な複数の摺動体と、前記枠レールに垂直に前記摺動体の間に架設される中レールと、をさらに備えることを特徴としている。

請求項６に記載の太陽光パネル設置構造は、前記支持ベースは、前記枠レール及び前記中レールに摺動可能に固定される中間溝と、該中間溝に直角な両側方向にそれぞれ延びて、前記枠レール及び前記中間レールの端部を保持可能な袖溝と、を備えるものであって、前記摺動体は当該支持ベースと略同一形状であることを特徴としている。

請求項１の太陽光パネル設置構造によると、固定具が複数の垂木にそれぞれ固定されるとともに、これらの固定具の間に架設レールが架け渡されて固定されているので、架設レールは２本以上の垂木の間に架け渡されて固定されることになり、架設レールを十分な強度で固定することができるとともに、ボルトがこの架設レールにスライド自在であるので、屋根材の形状等に応じてボルトの位置を確実に調節することができる。

請求項２の太陽光パネル設置構造によると、架設レールが２本の山形鋼により形成されているので、例えばリップ溝形鋼により形成する場合のように溝内に結露などの水が貯まることも無く、また架設レールの鋼材の断面積を減らすことができるので安価に形成することができる。

請求項３の太陽光パネル設置構造によると、固定具が垂木と架設レールとを固定する位置だけでなく、固定具と同一構成の中間固定具がボルトを設置する位置にも配置されてボルトが設置後にスライドすることを防ぐ役割を果たすので、ボルトのスライドを防止するために別構成の部材を設ける場合に比べて部材の製造コストを安くすることができ、また、施工を容易にすることができる。

請求項４の太陽光パネル設置構造によると、少なくとも４箇所から突出するボルトに固定される支持ベースの間に４本の枠レールが架設されて、これら４本の架設レールにより矩形の枠体が形成されているので、平行に縦枠材又は横枠材のみが設置される場合に比べて強度を高くすることができる。

請求項５の太陽光パネル設置構造によると、枠レールに対して摺動自在な複数の摺動体の間に枠レールに垂直な中レールが架設されるので、枠体の内側の所望の位置に中レールを設けることができ、太陽光パネルを支持するために適切な位置に中レールを設けることができる。また、中レールを設けることでより強度を高めることができる。

請求項６の太陽光パネル設置構造によると、枠レールを固定するための支持ベースと、中レールを固定するための摺動体とが、略同一形状であるため太陽光パネル設置構造の構成部材の種類を減らすことができ、施工しやすくすることができるとともに、コストを低減することができる。

本実施形態の太陽光パネル設置構造の全体構成を説明する断面図。固定具及び架設レールの形状を示す斜視図。野地板の上に架設レールを架設し、ボルトを上方に向けて突出させた状態を示す図。中間固定具とボルトとの固定、及び支持ベースと枠レールとの固定の状態を説明する省略断面図。枠体及び中間レールの配置の一例を説明する斜視図。支持ベースの構成を説明する図であって、Ａは側面図、Ｂは正面図、Ｃは平面図、Ｄは斜視図。支持ベースに枠レールを取り付ける状態を説明する図。支持ベースに枠レールを固定した状態を説明する斜視図。枠レール又は中レールに摺動体を取り付ける一例を説明する図。摺動体と枠レール及び中レールを固定した状態を説明する斜視図。連結部材の構成を説明する断面図。

以下、各図を参照しつつ本発明の太陽光パネル設置構造１の最良の実施形態について説明する。太陽光パネル設置構造１は、主に木造住宅の屋根に太陽光パネル２を設置するものである。この太陽光パネル設置構造１を設置する屋根としては、垂木３に野地板４が固定され、この野地板４上に図示しないルーフィングなどの防水処理を施したうえで等間隔で平行に桟木５を固定し、この桟木５に引っ掛けるように屋根材６を敷設する勾配屋根が例示できるが、瓦葺の種々の屋根に設置することができる。屋根材６は、本実施形態では例えば陶器製のＳ型和瓦を用いるが、他の材質や形状の瓦であってもよい。

この太陽光パネル設置構造１は、図１、図４に示すように、屋根材６の下で、野地板４を貫通して垂木３に打ち込まれるビス７により固定される複数の固定具８と、これら固定具８の間に水平に架け渡される架設レール９と、この架設レール９にスライド自在に形成されて、屋根材６に設けられた貫通孔１０に挿通するボルト１１と、屋根材６の上で、ボルト１１に固定されるパネル支持部１２とを備えている。また、架設レール９のボルト１１を設置した位置には、中間固定具１３が設けられており、この中間固定具１３が野地板４にビス７などで固定されることにより、ボルト１１が架設レール９に対してスライドすることを規制するとともに、ボルト１１をそのねじ部１１ａが上方に向いた状態で保持している。

架設レール９は、図２に示すように、２本の山形鋼により形成されるものであって、その長手方向が水平で垂木３に対して垂直な方向を向くように、これら山形鋼の一方のフランジ９ａを垂木３側に向けて直立させるとともに、他方のフランジ９ｂを互いに接近する方向に向けた状態で、２以上の固定具８により固定されている。この山形鋼の寸法は特に限定されるものではないが、例えば厚さ３ｍｍで、各フランジの幅が２０ｍｍの等辺山形鋼を用いることができる。固定具８は、野地板４の下側の２以上の異なる垂木３が設けられた位置の上に設けられている。この固定具８は、架設レール９の下側に設けられ、２本の山形鋼を下側から保持する基部１４と、基部１４が架設レール９を保持した状態で架設レール９を上側から覆うカバー部１５とを有している。

基部１４は、金属製の矩形平板１４ｄに４本の等辺山形鋼の一片１４ａをその長手方向が互いに平行になるように溶接して形成している。これらの等辺山形鋼の他片１４ｂは、矩形平板から直立しており、等辺山形鋼の２対の他片１４ｂが間隔を開けて直立することにより他片１４ｂ同士の間に、２本の溝部１６が形成されている。また、基部１４の両側部にはビス７を挿入可能な下ビス孔１７が形成されている。カバー部１５は、断面がハット形状に形成されており、基部１４の溝部１６に架設レール９を嵌めた状態で、架設レール９の上から嵌合する形状に形成されている。カバー部１５の両側部には鍔部１８が設けられており、この鍔部１８に下ビス孔１７に整合する上ビス孔２０が形成されている。また、このカバー部１５の中央にはボルト１１のねじ部１１ａを挿入可能なボルト孔１９が形成されている。

また、中間固定具１３は、固定具８と略同一の構成であるので、図４で、固定具８の各構成と同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。中間固定具１３は図１及び図４に示すように、屋根材６の上方に膨らんだ部分の下側の空間に設けられており、ボルト１１を固定するためのボルト固定用ナット２１を屋根材６に干渉することなく収めることができる。ボルト１１は架設レール９の内側にボルト頭１１ｂが挿入されており、このボルト頭１１ｂとねじ部１１ａに螺着するボルト固定用ナット２１とで座金２２を介して、架設レール９を構成する山形鋼の他方のフランジ９ｂ及び固定具８のカバー部１５を挟持して、ボルト１１を架設レール９に固定している。

図１から図３に示すように、架設レール９を固定する際には、まず、野地板４の下方に垂木３が設けられている位置の上に固定具８の基部１４を載置する。なお図３においては図示をわかりやすくするために屋根材６の記載を省略し、野地板４を一点鎖線で記載している。基部１４は少なくとも２本以上の垂木３の上側にそれぞれ載置し、さらにこれら２つの基部１４の間の所望の位置に中間固定具１３の基部１４を載置する。そして、架設レール９を構成する２本の山形鋼の一方のフランジ９ａをこれらの基部１４の溝部１６にそれぞれ挿入する。そして、ボルト１１のボルト頭１１ｂ及び座金を架設レール９の内側に入れて中間固定具１３の基部１４が載置された位置までスライドさせる。

その後、架設レール９の上からそれぞれの固定具８の基部１４にカバー部１５を嵌合させるとともに、図４に示すように、中間固定具１３のカバー部１５のボルト孔１９にボルト１１を挿通させた上で、中間固定具１３の基部１４にも当該カバー部１５を嵌合させ、架設レール９を固定具８及び中間固定具１３の基部１４及びカバー部１５で挟み込む。そして、それぞれの上ビス孔２０及び下ビス孔１７を位置合わせし、固定具８の上側からビス７を打ち込んで、上ビス孔２０、下ビス孔１７、野地板４にビス７を貫通させ、当該ビス７を垂木３に螺着させて、固定具８及び架設レール９を垂木３に固定する。また中間固定具１３にも上ビス孔２０及び下ビス孔１７を挿通する図示しないビスを野地板４に螺着させて固定する。このようにして、１本の架設レール９をこの固定具８の間に架け渡して固定するとともに、架設レール９にボルト１１を固定する。ボルト１１のねじ部１１ａは、上方に突出し、屋根材６に設けられた貫通孔１０を挿通し、屋根材６の上に突出している。例えば屋根材６がＳ型瓦の場合には、貫通孔１０は屋根材６の山になっている部分に設けることが好ましい。屋根材６の山になっている部分の下方には他の部分よりも大きな空間があるため、中間固定具１３とボルト１１とを固定するボルト固定用ナット２１が屋根材６と干渉しない。図１及び図４に示すように、屋根材６の貫通孔１０とボルト１１との間には、コーキング剤２３を埋めて防水している。

このように、本実施形態の太陽光パネル設置構造１によると、固定具８が２以上の垂木３に固定され、これらの固定具８の間に架設レール９が架け渡されて固定されているので、架設レール９は２本以上の垂木３の間に架け渡されて固定されることになり、架設レール９を十分な強度で固定することができ、架設レール９に固定されるボルト１１が引張り荷重に抗して確実に垂木３に固定される。また、ボルト１１は中間固定具１３により野地板４上に固定されるまでは、架設レール９にスライド自在であるので、架設レール９を固定している２つの固定具８の間で所望の位置に配置することができ、屋根材６の形状等に応じてボルト１１の位置を確実に調節することができる。

また、架設レール９は、２本の山形鋼により形成されているので、例えばリップ溝形鋼により形成する場合のように溝底が塞がれることなく開放されるので結露などの水があっても下方に流れて貯まることが無く腐食を防ぐことができるとともに、架設レール９の鋼材の断面積を減らすことができるので安価に形成することができる。さらに、固定具８と中間固定具１３とが略同一の構成であるので、ボルト１１のスライドを防止するために別構成の部材を設ける場合に比べて部材の製造コストを安くすることができ、また、施工を容易にすることができる。

ボルト１１は少なくとも四角形の頂点となる位置に屋根の４か所から屋根材６を貫通して突出している。すなわち、架設レール９、固定具８、中間固定具１３などの各部材も同様に、このボルト１１が屋根材６から突出する位置に応じて、その屋根材６の下側に設けられている。なお、１本の架設レール９に２以上のボルト１１を固定することも可能であり、平行に設けられた２本の架設レール９にそれぞれ２本づつのボルト１１が固定されて、屋根材６を貫通して突出する構成としてもよい。

屋根材６の上でボルト１１に固定されるパネル支持部１２は、図５に示すように、各ボルト１１にそれぞれ外嵌して固定される支持ベース２４と、この支持ベース２４間に架設される４本の枠レール２５により矩形に形成される枠体２６と、枠レール２５に対して摺動自在な複数の摺動体２７と、枠レール２５に対して垂直に、摺動体２７の間に架設される中レール２８と、枠体２６又は中レール２８と太陽光パネル２とを連結する連結部材２９と、を備えている。なお、図５においては、屋根材６及び太陽光パネル２の記載を省略している。

このように、少なくとも４箇所から突出するボルト１１に固定される支持ベース２４の間に４本の枠レール２５が架設されて、これら４本の架設レール９により矩形の枠体２６が形成されているので、縦向きの枠レール２５ａと横向きの枠レール２５ｂとがそれぞれ連結されて、縦枠材や横枠材のいずれかのみが設置される構造に比べて強度を高くすることができる。

支持ベース２４は、図６（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように２つの等辺山形鋼を互いに平行に一方のフランジ３０ａ同士が間隔を開けて向き合い、他方のフランジ３０ｂ同士が互いに離反する方向を向いた状態で、平板上の連結板３１の中央に固定して、他方のフランジ３０ｂの間に中間溝３０を形成している。そして、この中間溝３０の両側には、図６の各図に示すように、それぞれ２つの等辺山形鋼を連結板３１に溶接して、中間溝３０に対して直角な袖溝３２を形成している。図６（Ｃ）に示すように、袖溝３２の底は、中間溝３０寄りの端部にのみ連結板３１が覆っているが、袖溝３２の大半は底が開いており、雨水などの水が滞留して支持ベース２４が腐食することを防いでいる。また、連結板３１の中央であって、中間溝３０の内側にボルト１１を挿入可能な挿入孔３３が形成されている。図１及び図４に示すように、屋根材６の上に突出するボルト１１には支持ベース２４の高さを決めるスペーサ用ナット３４が締結されており、支持ベース２４はその挿入孔３３をボルト１１に外挿しつつ座金３５を挟んでスペーサ用ナット３４上に置かれている。

枠レール２５は、図５に示すように、１対の縦向きの枠レール２５ａ及び１対の横向きの枠レール２５ｂの４本の枠レール２５を含み、その両端付近がそれぞれ支持ベース２４に固定されて、支持ベース２４の間に架設されることにより、矩形の枠体２６を形成している。これらの枠レール２５は、それぞれ２本の山形鋼により形成されており、図７に示すように、間隔を開けて平行な２本の山形鋼の一方のフランジ２５ｃをそれぞれ下方に向け、他方のフランジ２５ｄを互いに離反する方向に向けた状態で、一方のフランジ２５ｃを支持ベース２４の中間溝３０又は袖溝３２に挿入されるものである。

横向きの枠レール２５ｂは、図１、図４、及び図８に示すように、その山形鋼の一方のフランジ２５ｃを支持ベース２４の中間溝３０に挿入した状態で、その上から座金３５を挟んで支持ベース固定用ナット３６がボルト１１に締結し、支持ベース２４、及び当該枠レール２５は、座金３５を介して、スペーサ用ナット３４と支持ベース固定用ナット３６とに、挟持される。また、縦向きの枠レール２５ａは、袖溝３２に枠レール２５を構成する山形鋼の一方のフランジ２５ｃの端部を挿入して、座金を挟んで袖溝固定用ボルト３７及び袖溝固定用ナット３８で挟持して固定する。

摺動体２７は、支持ベース２４と同様の構成であるので、支持ベース２４の各構成と同一の符号を付して摺動体２７を構成する各構成の説明を省略する。摺動体２７は、図９及び図１０に示すように、縦向き又は横向きの枠レール２５を構成する山形鋼の一方のフランジ２５ｃを摺動可能に中間溝３０に挿入しており、枠レール２５の所望の位置で摺動体２７を摺動体固定用ボルト３９及び摺動体固定用ナット４０で挟んで固定している。そして、さらに摺動体２７を固定した枠レール２５と反対側の枠レール２５にも同様に摺動体２７を固定し、これらの摺動体２７の間に中レール２８を架設して、この中レール２８のフランジを袖溝３２に挿入して、中レール固定用ボルト４１及び中レール固定用ナット４２で挟んで固定する。なお、中レール２８は２本の山形鋼を枠レール２５と同様に配置したものであり、枠レール２５の形状と略同一であるので、枠レールの各構成と同一の符号を付して説明を省略する。

以上のように、本実施形態の太陽光パネル設置構造１は、支持ベース２４と摺動体２７とが同一の構成であるので、支持ベース２４と摺動体２７とが異なる構成である場合に比べて、部品点数を減らすことができ、部品の加工コストを下げることができるとともに、屋根上での施工作業をより容易にすることができる。摺動体２７の中間溝３０は縦向きの枠レール２５ａ、横向きの枠レール２５ｂ、中レール２８のいずれを挿入してもスライドすることができるので、これら縦向きの枠レール２５ａ、横向きの枠レール２５ｂ、中レール２８のいずれの位置にも固定することができる。したがって、太陽光パネル２のサイズや必要な強度に応じて、必要な位置に摺動体２７を固定して、摺動体２７の間に中レール２８を架設して固定することができる。また、中レール２８を設けることで、枠体２６の強度を高めることができる。

連結部材２９は、図１及び図１１に示すように、枠レール２５又は中レール２８のフランジに挿入されるスリット２９ａと、下面からスリット２９ａに向けて設けられたねじ孔２９ｂに螺着して連結部材２９と枠レール２５又は中レール２８とを固定する連結部固定ボルト２９ｃと、太陽光パネル２の端部が挿入される太陽光パネル保持溝２９ｄとを備えており、この連結部材２９により太陽光パネル２は枠レール２５又は中レール２８に固定される。なお、太陽光パネル２の固定はこの形態に限定されるものではなく、例えば、連結部材２９を用いずに太陽光パネル２を枠レール２５及び中レール２８で挟持するものであってもよい。また、太陽光パネル２としては光起電力を利用した例えばシリコン系、化合物系、有機系などの種々の太陽光パネル２を用いることができる。

なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

本発明に係る太陽光パネル設置構造１は、住宅の屋根に太陽光パネル２を設置する太陽光パネル設置構造１として好適に用いることができる。

１太陽光パネル設置構造
２太陽光パネル
３垂木
４野地板
６屋根材
７ビス
８固定具
９架設レール
１０貫通孔
１１ボルト
１１ａねじ部
１１ｂボルト頭
１２パネル支持部
１３中間固定部
１４基部
１５カバー部
１６溝部
２４支持ベース
２５枠レール
２６枠体
２７摺動体
２８中レール
３０中間溝
３１袖溝

Claims

野地板の上に設けられ、当該野地板を貫通して垂木に打ち込まれるビスにより複数の垂木にそれぞれ固定される複数の固定具と、
前記複数の固定具の間に架け渡されて、当該複数の固定具に固定される架設レールと、
ボルト頭が前記架設レールにスライド自在に固定されるとともに、ねじ部が上方に向けて突出して前記野地板の上に固定される屋根材に設けられた貫通孔に挿通するボルトと、
前記屋根材の上で前記ボルトに固定され、太陽光パネルを保持するパネル支持部と、を備えることを特徴とする太陽光パネル設置構造。
前記架設レールは、一方のフランジを直立させるとともに、他方のフランジを前記一方のフランジの上端から互いに接近する方向に延ばし、当該一方のフランジ同士の先端が互いに間隔を開けて平行な２本の山形鋼により形成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル設置構造。
前記架設レールの前記ボルトを設置した位置に配置されて前記ボルトのスライドを規制する、前記固定具と略同一形状の中間固定具をさらに備え、
前記固定具及び前記中間固定具は、前記架設レールを構成する前記山形鋼の前記一方のフランジを挿入する２本の溝部、及び前記垂木に固定するための下ビス孔を有する基部と、前記架設レールを上側から覆うとともに前記ボルトを挿入可能なボルト孔、及び前記下ビス孔に整合する上ビス孔を有するカバー部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の太陽光パネル設置構造。
前記ボルトは少なくとも、屋根の４箇所から屋根材を貫通して突出しており、
前記パネル支持部は、
当該４箇所のボルトにそれぞれ外嵌して固定される支持ベースと、
該支持ベース間に架設される４本の枠レールにより矩形に形成される枠体と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽光パネル設置構造。
前記パネル支持部は、
前記枠レールに対して摺動自在な複数の摺動体と、
前記枠レールに垂直に前記摺動体の間に架設される中レールと、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の太陽光パネル設置構造。
前記支持ベースは、前記枠レール及び前記中レールに摺動可能に固定される中間溝と、
該中間溝に直角な両側方向にそれぞれ延びて、前記枠レール及び前記中間レールの端部を保持可能な袖溝と、を備えるものであって、
前記摺動体は当該支持ベースと略同一形状であることを特徴とする請求項５に記載の太陽光パネル設置構造。