JP2017040101A - 屋根構造及びその施工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】容易に施工することが可能であり、部材を運搬するときの効率の向上を図ることが可能な、太陽光発電パネルが設置される屋根構造を提供する。【解決手段】1つ又は複数の太陽光発電パネル101が設置される屋根構造100は、ベース材104と、複数のパネル支持部材105とを備える。ベース材104は、隣接する端部近傍が互いに重なり合うように平行に並べられた複数の平板107を含む。複数のパネル支持部材105は、1つ又は複数の太陽光発電パネル101の第1の方向を向く辺部の各々を支持するための部材であって、第1の方向に延在してベース材上に固定される。【選択図】図1

Description

本発明は、屋根構造及びその施工方法に関し、特に、太陽光発電パネルが設置される屋根の構造及びその施工方法に関する。
1つ又は複数の太陽光発電パネルが設置される屋根構造が種々提案されている。例えば、特許文献1に記載の太陽光発電システムでは、太陽電池モジュール設置用支持体を有する金属屋根材が屋根上に複数設置され、この金属屋根上に太陽電池モジュール及びダミーモジュールが金属屋根全体を覆うように載置される。特許文献1に記載の金属屋根材は、プレス成型により形成される突起部を有する。
特開2006−274551号公報
特許文献1に記載の金属屋根材には、突起部が設けられるので、施工に手間が掛かる。また、金属屋根材を運搬するとき、特許文献1に記載の金属屋根材を運搬する場合、突起部が設けられていない平板よりも、大きなスペースを占めてしまうので、運搬時の効率が悪くなってしまう。
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであって、容易に施工することが可能であり、部材を運搬するときの効率の向上を図ることが可能な、太陽光発電パネルが設置される屋根構造及びその施工方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る屋根構造は、
1つ又は複数の太陽光発電パネルが設置される屋根構造であって、
隣接する端部近傍が互いに重なり合うように平行に並べられた複数の平板を含むベース材と、
前記1つ又は複数の太陽光発電パネルの第1の方向を向く辺部の各々を支持するための部材であって、前記第1の方向に延在して前記ベース材上に固定された複数のパネル支持部材とを備える。
本発明によれば、複数の平板を並べてベース材を設け、その上に、複数のパネル支持部材を固定することで、1つ又は複数の太陽光発電パネルが設置される屋根を施工することができる。そのため、容易に施工することが可能である。また、複数の平板は、ロール状に巻いたり、互いに密着させたりして運搬することができるので、部材を運搬するときの効率の向上を図ることが可能になる。
本発明の一実施の形態に係る屋根構造の外観を示す斜視図である。 一実施の形態に係る屋根構造を側方から見た図であって、一部を省略することで拡大した図である。 一実施の形態に係る係止部材の側面図である。 一実施の形態に係る中間部材の側面図である。 一実施の形態に係る屋根構造の施工過程を示す図であって、ベース材を設ける途中の状態を示すものである。 一実施の形態に係る屋根構造の施工過程を示す図であって、ベース材を設けた状態を示すものである。 一実施の形態に係る屋根構造の施工過程を示す図であって、端部支持部材と中間支持部材とを設置した状態を示すものである。 一実施の形態に係る屋根構造の施工過程を示す図であって、太陽光発電パネルを取り付けつつ、パネル支持部材を設置する過程を示すものである。 一実施の形態に係る屋根構造が完成するとともに、当該屋根構造に太陽光発電パネルが取り付けられた状態を示す図である。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。
本発明の一実施の形態に係る屋根構造100は、一般的な家屋の屋根の一部又は前部に採用される構造であって、外観斜視図である図1に示すように、5行3列のマトリクス状に概ね矩形の太陽光発電パネル101が設置されるものである。図1では、寄棟屋根が有する4面のうちの1つに本実施の形態に係る屋根構造100が採用される例を示す。
屋根構造100は、図1及び側面図である図2に示すように、概ね、棟木102から軒へ向かって延在する垂木103の上に設けられるベース材104と、ベース材104の上に固定された18個(すなわち、6行3列)のパネル支持部材105とを備える。
ここで、本実施の形態では、棟木102から軒へ向かう方向を前方とし、その逆を後方とする。また、棟木102が延びる方向を左右とし、右方と左方とは、それぞれ、棟木102を前方から見た場合の右と左とに従うものとする。さらに、太陽光発電パネル101が太陽光を受ける受光面が向く方向を上方とし、その逆を下方とする。これらの左、右、前、後、上、下などの方向を示す用語は、説明のために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。例えば、前方は、第1の方向としての左方に交差する第2方向の一例である。
ベース材104は、垂木103の上に設けられる野地板106と、野地板106の上に設けられる6枚の平板107とが層状に重ねられており、上方から見て一部に、例えば災害時に住人が屋根上に避難するための開口108が設けられている。
野地板106は、例えば、木製である。なお、ベース材104を構成する部材は、適宜変更されてもよく、例えば、野地板106と複数の平板107との間に、又は、野地板106に代えて、アスファルトフェルト層が設けられてもよい。
平板107の各々は、長さ方向が左方を向くように平行に並べられた細長い平板であり、例えば、ロールされた金属板からこの金属板を左方又は右方へ展開することで設けられたものである。
なお、平板107の数は、6枚に限られず、複数であればよい。また、平板107の各々の材料は、適宜変更されてもよい。さらに、また、平板107の各々は、ロールされたものから展開して設けられなくてもよい。
6枚の平板107は、前後に隣接する端部近傍が互いに重なり合うように、前後に並べられている。詳細には、最も前方に配置されるものを除く5枚の平板107の各々の前端部近傍は、前後に隣接する平板107のうちの前方に隣接して位置する平板107の後端部近傍の上に重ねられている。隣接する平板107が重なり合う部分は、例えば接着剤で互いに固定され、この接着剤には、湿気を吸うことで硬化する性質を有するものが好適に採用される。
18個のパネル支持部材105の各々は、図1に示すように、左右に延在する細長い部材である。前後に隣接する2つのパネル支持部材105によって、1枚の太陽光発電パネル101が支持される。詳細には、前後に隣接する2つのパネル支持部材105のうちの前方に位置するパネル支持部材105が、1つの太陽光発電パネル101の前辺部を支持し、前後に隣接する2つのパネル支持部材105のうちの後方に位置するパネル支持部材105が、当該太陽光発電パネル101の後辺部を支持する。ここで、太陽光発電パネル101の前辺部及び後辺部は、左方を向く辺部の例である。
詳細には、本実施の形態に係る18個のパネル支持部材105は、前後に並ぶ6個のパネル支持部材105を1組として、左右に並ぶ3組のパネル支持部材105から構成されている。各組を構成するパネル支持部材105の各々は、同様の構成を有する。
すなわち、1組のパネル支持部材105は、前後の両端に位置する一対の係止部材109と、一対の係止部材の間に設けられる4つの中間部材110とを有する。一対の係止部材109の各々は、太陽光発電パネル101の1つの辺部(前辺部又は後辺部)を支持する。中間部材110の各々は、中間部材110の前方部分と後方部分のそれぞれで太陽光発電パネル101の後辺部及び前辺部、すなわち、太陽光発電パネル101の2つの辺部(前辺部及び後辺部)を支持する。
詳細には、前端に位置する係止部材109は、概ね同一の形状で左右に延びており、図2及び拡大側面図である図3に示すように、平板107の上に固定され、15枚の太陽光パネル101全体の最も前方に位置する端部及び最も後方に位置する端部を支持する端部支持部材111と、端部支持部材111とともに太陽光発電パネル101の前辺部を上下に挟んで保持する端部係止部材112と、端部支持部材111と端部係止部材112とを締結するための部材であって、例えばボルト及びナットなどの第1締結具113とを有する。
端部支持部材111は、図3に示すように、前後に並んで設けられ、各々の左右に長い下面部が平板107に固定される第1固定プレート部114,115と、第1固定プレート部114,115の各々の前端に下端が接続して同じ長さで上方へ延びる第1離間部116,117と、第1離間部116,117の各々の上端を接続する第1支持部118とを有する。
第1固定プレート部114,115は、例えば接着剤により平板107に固定される。なお、平板107の材料が磁性体である場合、第1固定プレート部114,115は、磁石によって平板107に固定されてもよく、このとき例えば、磁石は、第1固定プレート部114,115の下面部に埋設されるとよい。
第1支持部118は、前後左右に延びる上面を有し、この上面の一部が太陽光発電パネル101の前辺部近傍の下面に当接することで、太陽光発電パネル101の前辺部を支持する。第1離間部116,117が設けられるため、第1支持部118は、平板107との間を離間させて太陽光発電パネル101を支持することができる。
また、本実施の形態では、第1支持部118は、太陽光発電パネル101が当接する部分の前方に、第1締結具113を構成するボルトを挿設するための貫通孔が左右に並んで2つ設けられている(図7参照)。
端部係止部材112は、左右に延びる平板状の第1挟持部119と、第1挟持部119の前方下方にて左右に延びる平板上の第1締結部120と、第1挟持部119の前端部及び第1締結部120の後端部を上下の段差を設けて接続する第1段差部121とを有する。
第1挟持部119は、前後左右に延びる下面を有し、この下面が太陽光発電パネル101の前辺部近傍の上面に当接することで、太陽光発電パネル101の前辺部を第1支持部118とともに挟持する。また、第1段差部121は、太陽光発電パネル101の前辺部の一部と当接することで、太陽光発電パネル101の前辺部を支持する。第1締結部120は、第1締結具113を構成するボルトを挿設するための貫通孔が左右に並んで2つ設けられている。
第1締結具113は、例えば、第1支持部118及び第1締結部120に上下に並ぶように設けられた2組の穴に挿設される2本のボルトと、各ボルトに螺合するナットとから構成される。ボルトを締め付けることで、端部支持部材111と端部係止部材112とにより、太陽光発電パネル101の前辺部近傍を強く挟んで、太陽光発電パネル101の前辺部を保持することができる。
後端に位置する係止部材109は、前端に位置する係止部材109と前後対称な構造を有する。
中間部材110の各々は、概ね同一の形状で左右に延びており、図2及び拡大側面図である図4に示すように、平板107の上に固定される中間支持部材122と、前後に隣接する太陽光発電パネル101それぞれの後辺部及び前辺部を中間支持部材122とともに上下に挟んで保持する中間係止部材123と、中間支持部材122と中間係止部材123とを締結するための部材であって、例えばボルト及びナットなどの第2締結具124とを有する。
中間支持部材122は、図4に示すように、前後に並んで設けられ、各々の左右に長い下面部が平板107に固定される第2固定プレート部125,126と、前後それぞれの第2固定プレート部125,126の後端及び前端に下端が接続して同じ長さで上方へ延びる第2離間部127,128と、第2離間部127,128の各々の上端を接続する第2支持部129とを有する。
第2固定プレート部125,126は、例えば接着剤により平板107に固定される。なお、平板107の材料が磁性体である場合、第2固定プレート部125,126は、上述の第1固定プレート部114,115と同様に、磁石によって平板107に固定されてもよく、このとき例えば、磁石は、第2固定プレート部125,126の下面部に埋設されるとよい。
第2離間部127,128の各々は、上下方向の長さが第1離間部116,117と等しい。
第2支持部129は、前後左右に延びる上面を有し、この上面の前方部分及び後方部分のそれぞれが前後に隣接する太陽光発電パネル101の後辺部近傍及び前辺部近傍の下面に当接することで、前後に隣接する太陽光発電パネル101の後辺部及び前辺部を支持する。第2離間部127,128が設けられるため、第2支持部129は、平板107との間を離間させて太陽光発電パネル101を支持することができる。
また、本実施の形態では、第2支持部129は、前後に隣接する太陽光発電パネル101が当接する部分の間に、第2締結具124を構成するボルトを挿設するための貫通孔が左右に並んで2つ設けられている(図7参照)。
中間係止部材123は、前後に並んで設けられ、各々が左右に長い平板状の第2挟持部130,131と、前後に並ぶ第2挟持部130,131の中間下方にて前後左右に延びる平板上の第2締結部132と、前方の第2挟持部130の後端部と前方の第2挟持部131の前端部とから下方に延びて、それぞれ、第2締結部132の前端部と第2締結部132の後端部とに接続する第2段差部133,134とを有する。
第2挟持部130,131の各々は、前後左右に延びる下面を有する。
前方の第2挟持部130の下面は、前後に隣接する太陽光発電パネルのうちの前方の太陽光発電パネル101の後辺部近傍の上面に当接する。これによって、前方の第2挟持部130は、当該太陽光発電パネル101の後辺部を第2支持部129とともに挟持する。
また、後方の第2挟持部131の下面は、前後に隣接する太陽光発電パネルのうちの後方の太陽光発電パネル101の前辺部近傍の上面に当接する。これによって、後方の第2挟持部131は、当該太陽光発電パネル101の前辺部を第2支持部129とともに挟持する。
後方の第2段差部134は、太陽光発電パネル101の前辺部の一部と当接することで、太陽光発電パネル101の前辺部を支持する。第2締結部132は、第2締結具124を構成するボルトを挿設するための貫通孔が左右に並んで2つ設けられている。
第2締結具124は、第1締結具113と同様に、例えば、第2支持部129及び第2締結部132に上下に並ぶように設けられた2組の穴に挿設される2本ボルトと、各ボルトに螺合するナットとから構成される。ボルトを締め付けることで、中間支持部材122と中間係止部材123とにより、前後に隣接する太陽光発電パネル101それぞれの後辺部近傍及び前辺部近傍を強く挟んで、前後に隣接する太陽光発電パネル101それぞれの後辺部及び前辺部を保持する。
これまで、本発明の一実施の形態に係る屋根構造100の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係る屋根構造100の施工方法について説明する。
図5に示すように、開口108が設けられた野地板106の下端に沿って、1枚目の平板107が敷かれる。このとき、好ましくは、平板107は、運搬が容易なロールから展開することで野地板106の上に敷かれる。この場合、平板107は、例えば、屋根の形状及び大きさに合わせて、切断されるとよい。
そして、上方の平板107が順に、上述の1枚目の平板107と同様に敷かれる。このとき、既に敷かれた平板107の上端近傍の上に接着剤が塗布され、新たに敷かれる平板107は、既に敷かれた平板107の上端近傍の上に、下端近傍が重なるように敷かれる。これにより、図6に示すように、最も前方に配置されるものを除く5枚の平板107の各々の前端部近傍が、前方に隣接して位置する平板107の後端部近傍の上に重ねて設けられる。また、接着剤により、上下に隣接する平板107は固定される。
また、平板107を敷く際、野地板106の開口108を塞がないように、平板107は、適宜切断される。本実施の形態では、下から2番目の平板107が、開口108を塞がないように切断されることで、ベース材の開口108が設けられる。これにより、災害時などに住人は、開口108を通じて、屋根の上に避難することができる。開口108は、通常は、開閉可能な蓋により、雨水などが屋根裏に入り込まないように密閉して塞がれるとよい。
図7に示すように、設置する太陽光発電パネル101の枚数及び位置に応じて、端部支持部材111と中間支持部材122とが、平板107の上に固定される。なお、端部支持部材111と中間支持部材122とが磁石で固定される場合、接着剤などで固定される場合よりも、端部支持部材111と中間支持部材122とを容易に平板107の上に固定することができる。そのため、屋根構造100の施工を容易にすることが可能になる。
続けて、太陽光発電パネル101が下から順に取り付けられる。
詳細には例えば、最も下方に位置する端部支持部材111に、端部係止部材112が第1締結具113により仮止めされ、太陽光発電パネル101が、その前端部を第1段差部121に当接するように、第1支持部118と第1挟持部119との間に配置される。その太陽光発電パネル101の上端を第2支持部129と前方の第2挟持部130との間で挟むように、中間係止部材123が、第2締結具124により中間支持部材122に仮止めされる。これによって、1枚の太陽光発電パネル101が仮止めされる。図8は、最も下方に位置する太陽光発電パネル101のうち、最も右方に位置するものが、仮止めされた状態を示す。
下方に位置する太陽光発電パネル101から順にすべての太陽光発電パネル101が仮止めされると、適宜工具などと用いて、第1締結具113の各々と第2締結具124の各々とが締め付けられる。これにより、図9に示すように、太陽光発電パネル101の前辺部及び後辺部の各々を支持するためのパネル支持部材105が、各々の長さ方向を左方へ向けて、ベース材104の上に固定されて、屋根構造100が完成する。また、同時に、太陽光発電パネル101の各々が、屋根構造100に固定される。
本実施の形態に係る屋根構造100は、平行に並べられた複数の平板107を含むベース材104と、太陽光発電パネルを支持するための複数のパネル支持部材とを備え、複数のパネル支持部材105は、ベース材104の上に固定される。そのため、複数の平板を並べることによってベース材を設け、その上に、複数のパネル支持部材105を固定することで、太陽光発電パネル101が設置される屋根構造100を施工することができる。このように、容易に施工することが可能である。また、平板107は、ロール状に巻いたり、互いに密着させたりして運搬することができるので、屋根構造100を施工するための部材を運搬するときの効率の向上を図ることが可能になる。
本実施の形態に係る平板107の各々は、ロールされた金属板から当該金属板を左方へ展開することで、長さ方向が左方を向くように設けられる。ロール状にすることで、平板107を容易に運搬することができる。従って、屋根構造100を施工するための部材を運搬するときの効率の向上を図ることが可能になる。なお、ロールされた金属板から当該金属板を左方へ展開することで設けられても、平板107の各々は、同様に長さ方向が左方を向くように設けることができる。
本実施の形態に係る複数のパネル支持部材105は、上端及び下端に位置する一対の係止部材109と、一対の係止部材109の間に設けられる中間部材110を有する。これにより、複数の太陽光発電パネル101を、上下に並べて設置することが可能になる。
本実施の形態に係る係止部材109と中間部材110とは、それぞれ、第1離間部116,117と第2離間部127,128とを有する。これにより、太陽光発電パネル101はベース材104から離間するように支持され、太陽光発電パネル101とベース材104との間に隙間を設けることができる。一般的に、太陽光発電パネル101は直射日光を受けるので、温度が上昇して、発電効率が低下してしまうことがある。太陽光発電パネル101とベース材104との間に、隙間を設けることにより、隙間に水を撒くなどして太陽光発電パネル101を冷却することができる。従って、太陽光発電パネル101の発電効率の向上を図ることが可能になる。
通常、一の屋根構造100に取り付けられる複数の太陽光発電パネル101は、同様の機種であるため、太陽光発電パネル101の各々の厚さ(上下方向の長さ)は、等しい。また、本実施の形態に係る第2離間部127,128の各々は、上下方向の長さが第1離間部116,117と等しい。そのため、複数のパネル支持部材105は、複数の太陽光発電パネル101が太陽光を受ける受光面を面一に支持することができる。従って、複数の太陽光発電パネル101が屋根構造100に取り付けられた場合の屋根の意匠性を向上させることが可能になる。
本実施の形態に係る複数の平板107は、下方へ並べられており、複数の平板107の各々は、下方に隣接する平板107の上端部近傍の上に重ねられている。これにより、雨水などが、上下に隣接する平板107の間を通過して、平板107の下へ浸入することを防ぐことができる。従って、雨水などが、屋根裏に浸入することを防ぐことが可能になる。
また、このような平板107の間は、湿気を吸うことで硬化する接着剤で固定されてもよく、これによって、雨水などを屋根裏へより一層浸入し難くすることが可能になる。
本実施の形態に係るベース材104は、屋根上に避難するための開口108を有する。これにより、災害時などに住人が屋根の上に避難することが容易になる。従って、災害時などにおける住人の安全性の向上を図ることが可能になる。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限られない。
例えば、実施の形態では、15枚の太陽光発電パネル101が設置される例により説明したが、太陽光発電パネル101が取り付けられる枚数は、これに限られず、1枚以上であればよい。太陽光発電パネル101が1枚の場合、中間部材110は不要である。これによっても、実施の形態と同様の効果を奏する。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
100 屋根構造
101 太陽光発電パネル
104 ベース材
105 パネル支持部材
106 野地板
107 平板
108 開口
109 係止部材
110 中間部材
111 端部支持部材
112 端部係止部材
113 第1締結具
122 中間支持部材
123 中間係止部材
124 第2締結具

Claims (8)

  1. 1つ又は複数の太陽光発電パネルが設置される屋根構造であって、
    隣接する端部近傍が互いに重なり合うように平行に並べられた複数の平板を含むベース材と、
    前記1つ又は複数の太陽光発電パネルの第1の方向を向く辺部の各々を支持するための部材であって、前記第1の方向に延在して前記ベース材上に固定された複数のパネル支持部材とを備える
    ことを特徴とする屋根構造。
  2. 前記複数の平板の各々は、ロールされた金属板から当該金属板を一方向へ展開することで設けられた
    ことを特徴とする請求項1に記載の屋根構造。
  3. 前記複数のパネル支持部材は、
    両端に位置する一対の係止部材と、
    前記一対の係止部材の間に設けられる中間部材を有する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の屋根構造。
  4. 前記複数のパネル支持部材は、前記1つ又は複数の太陽光発電パネルを前記ベース材から離間するように支持する
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の屋根構造。
  5. 前記複数のパネル支持部材は、前記複数の太陽光発電パネルが太陽光を受ける受光面を面一に支持するように構成される
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の屋根構造。
  6. 前記複数の平板は、前記第1の方向と交差する第2の方向に並べられており、
    前記複数の平板の各々は、隣接する他の平板のうちの第2の方向に位置する平板の端部近傍の上に重ねられている
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の屋根構造。
  7. 前記ベース材は、屋根上に避難するための開口を有する
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の屋根構造。
  8. 1つ又は複数の太陽光発電パネルが設置される屋根を施工するための屋根施工方法であって、
    ベース材を設けることと、
    前記1つ又は複数の太陽光発電パネルの第1の方向を向く辺部の各々を支持するための複数のパネル支持部材を、当該複数のパネル支持部材の各々の長さ方向を前記第1の方向へ向けて、前記ベース材上に固定することとを含み、
    前記ベース材を設けることは、隣接する端部近傍が互いに重なり合うように複数の平板を平行に並べることを含む
    ことを特徴とする屋根施工方法。
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