JP2018204408A - 屋根における機器搭載用支持装置及び機器搭載支持方法 - Google Patents
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Abstract
Description
架台15に太陽電池モジュール等のような盤状機器が搭載されている場合、強風により煽られると、図19に示すように、架台15に上向きの引張荷重F1が作用する。支持金具9の脚部12は、図示矢印Q1で示すように、容易に浮き上がるので、支持金具9の全体が引上げられる。支持金具9の唯一の固着個所は、金具用ビス14により構成されている。金具用ビス14は、垂下壁5と起立壁3の両壁に固定されているが、支持金具9は、一方の垂下壁5に固着されているに過ぎないから、垂下壁5と共に、図示矢印Q2で示すように、容易に揺動する。このため、支持金具9は、金具用ビス14を支点として支持壁10が折れ曲がり、その際、金具用ビス14が折損又は破断すると、固着状態を喪失して屋根上から脱落する危険がある。
複数の支持金具9に架設された架台15は、屋根の下り勾配に沿って配置され、従って、太陽電池モジュール等の機器も下り勾配に沿って搭載されている。そこで、積雪等により架台15が受ける荷重は、屋根勾配に沿う下流方向の分力として、図20に示すように支持金具9に対する滑落方向の荷重F2を作用する。この際、前記金具用ビス14は、支持壁10の下孔を介して垂下壁5及び起立壁3にねじ込まれており、該金具用ビス14の軸線が荷重F2の作用する方向に沿わせられている。このため、屋根勾配に沿う下流方向の荷重F2が作用したとき、図示鎖線Q3で示すように、金具用ビス14が容易に引き抜かれ、支持金具9が固着状態を失い、屋根に沿って滑落する危険がある。
支持金具9は、現状の屋根に形成されている屋根接合部6の構造と屋根勾配(角度θ1)を何ら考慮せず、単純に屋根接合部6に固着する構成とされているため、図21に示すように、支持壁10が垂下壁5に圧着された固着状態において、屋根下地材1に対して垂直姿勢、つまり、鉛直線に対して前傾姿勢を保持した状態で固着されている。しかしながら、太陽電池モジュール等の重量物を搭載した架台15の荷重F3は、鉛直方向の下向きに作用するため、図示鎖線Q4で示すように、支持壁10が座屈変形するおそれがある。
この点に関して、前記支持壁10の強度を補うため、脚部12が屋根材2Uに接支されている。しかしながら、豪雪地帯においては、積雪により、前記荷重F3が数百kgに及ぶことも珍しくない。そこで、このような大荷重F3が脚部12にかかると、屋根材2Uが局部的に圧迫されるので、図21に鎖線Q5で示すように、屋根材2Uが陥没変形するおそれがある。
支持装置20は、屋根接合部6に搭載される金具本体21と、前記金具本体21を屋根接合部6に固着する金具用ビス22と、前記金具本体21の上に載置された架台23を固定するための架台用ボルト24により構成されている。
図5ないし図7は、屋根上に支持装置20を設置する方法と、設置された支持装置20に架台23を搭載する方法を示している。
架台23に太陽電池モジュール等のような盤状機器が搭載されている場合、強風により煽られると、図9に示すように、架台23に上向きの引張荷重F1が作用し、架台用ボルト24を介して翼部27が引き上げ方向の力を受ける。その際、図示のように、唯一の固着手段を構成する金具用ビス22に固定されたビス孔33を支点とするモーメントM1を生じることになるが、この場合、該モーメントM1に対して、角筒部25の第1支持壁28aと第2支持壁28bを支持する底壁30と、上向きフック26が好適に対抗し、金具本体25の設置姿勢を保持する。
図10に示すように、積雪等により架台23が受ける下向き荷重により、屋根勾配に沿う下流方向の荷重F2が作用した場合、支持装置20は、屋根勾配の平面Pに沿って滑落方向の力を受けるが、該平面Pに対して、金具用ビス22は、上述のように、その軸線Rが角度θ3で傾斜させられた状態で垂下壁5及び起立壁3に締着されているので、容易に引き抜かれることはなく、支持装置20の固着状態を保持し、屋根に沿って滑落することはない。
図11に示すように、支持装置20は、金具本体25が角筒部25により剛体構造とされており、底壁30の載置部30aを屋根材2Dに沿って載置した状態で、第1支持壁28aと第2支持壁28bをほぼ鉛直方向に起立させている。従って、太陽電池モジュール等の重量物を搭載した架台23から鉛直方向の下向きに作用する荷重F3は、第1支持壁28aと第2支持壁28bにより直下から対向して好適に支持され、しかも、屋根材2Dの平面に面接触された底壁30の載置部30aにより安定した状態で支持される。
図12ないし図14は、支持装置20の第2実施形態を示している。支持装置20は、屋根接合部6に搭載される金具本体21と、前記金具本体21を屋根接合部6に固着する金具用ビス22と、前記金具本体21の上に載置された架台23を固定するための架台用ボルト24により構成されており、この点は、第1実施形態と同様である。
図15ないし図17は、支持装置20の第3実施形態を示している。支持装置20は、屋根接合部6に搭載される金具本体21と、前記金具本体21を屋根接合部6に固着する金具用ビス22と、前記金具本体21の上に載置された架台23を固定するための架台用ボルト24により構成されており、この点は、第1実施形態と同様である。
2 屋根材
2D 下流側の屋根材
2U 上流側の屋根材
3 起立壁
4 平板壁
5 垂下壁
6 屋根接合部
7 屋根用ビス
8 接合用ビス
20 支持装置
21 金具本体
22 金具用ビス
23 架台
24 架台用ボルト
24a 頭部
25 角筒部
26 上向きフック
26a 連設壁
26b フック壁
27 翼部
28a 第1支持壁
28b 第2支持壁
29 基壁部
30 底壁
30E 張出底壁
30a 載置部
31 頂壁
31a 搭載部
32 内部壁
33 ビス孔
34 導入孔
35 保持部
Claims (5)
- 上流の棟側から下流の軒側に向けて角度θ1の下り勾配を有する屋根下地材に敷設される金属製の屋根材に関して、各屋根材は、上流に向かう端部に起立壁と該起立壁から延びて屋根下地材に屋根用ビスでビス止めされる平板壁を連設し、下流に向かう端部に下向きの垂下壁を設けており、
下流側に敷設された屋根材(2D)と上流側に敷設された屋根材(2U)の相互に、下流側の屋根材の起立壁(3)に対して、上流側の屋根材の垂下壁(5)を覆い被せ、該垂下壁を起立壁にビス止めすることにより屋根接合部(6)を構成する屋根において、
前記接合部(6)に位置して屋根上に搭載される機器の架台(23)を支持する支持装置(20)であり、
前記支持装置は、金具本体(21)と、前記金具本体を前記屋根接合部に固着する金具用ビス(22)と、前記金具本体に架台(23)を搭載した状態で固定する架台用ボルト(24)により構成されており、
前記金具本体(21)は、下流側の屋根材(2D)に載置される載置部(30a)と、前記起立壁(3)と垂下壁(5)の間に下方から挿入されるフック壁(26b)を備えた上向きフック(26)と、下流側から前記垂下壁(5)に臨まされる基壁部(29)を一体に形成すると共に、前記基壁部にビス孔(33)を設けており、
下流側から前記ビス孔(33)に挿入した金具用ビス(22)を前記垂下壁と起立壁に貫通して螺入し、基壁部(29)と垂下壁(5)を相互に締結すると共に、フック壁(26b)と起立壁(3)を相互に締結することにより、金具本体(21)を屋根接合部(6)に固着するように構成して成ることを特徴とする屋根における機器搭載用支持装置。 - 前記ビス孔(33)の軸線は、屋根下地材の下り勾配に沿う屋根材の平面(P)に対して角度θ3で上向き傾斜する軸線(R)に沿って形成されて成ることを特徴とする請求項1に記載の屋根における機器搭載用支持装置。
- 前記金具本体(21)は、前記載置部(30a)の上方位置で架台(23)を搭載する搭載部(31a)と、前記搭載部を支持する支持壁(28)を一体に形成しており、
前記支持壁(28)は、屋根下地材の下り勾配に沿う屋根材の平面(P) に直交する垂直線(V)に対して上流側に向けて角度θ2で傾斜させられて成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の屋根における機器搭載用支持装置。 - 前記支持壁(28)は、上流側に配置された第1支持壁(28a)と、下流側に配置された第2支持壁(28b)を備えており、第1支持壁(28a)と第2支持壁(28b)を下流側の屋根材(2D)に支持させるように構成して成ることを特徴とする請求項3に記載の屋根における機器搭載用支持装置。
- 請求項1に記載の支持装置を使用することにより屋根上に機器を搭載する方法であり、
(A)屋根の接合部(6)において垂下壁(5)と起立壁(3)をビス止めした接合用ビス(8)を取外し、垂下壁を起立壁から上向きに離反させることにより、平板壁(4)の上方空間を開放させる工程と、
(B)既設の屋根用ビス(7)に近隣する位置で新たな屋根用ビス(7a)を平板壁(4)に打ち込むことにより、屋根下地材(1)に対する平板壁(4)の固着力を増強させる工程と、
(C)その後、上向きフック(26)のフック壁(26b)を起立壁(3)に臨ませた状態で金具本体(21)を下流側の屋根材(2D)に載置すると共に、垂下壁(5)を下降させて基壁部(29)とフック壁(26b)の間に挿入する工程と、
(D)次いで、下流側からビス孔(33)に挿入した金具用ビス(22)を垂下壁(5)と起立壁(3)に貫通して螺入することにより、基壁部(29)と垂下壁(5)を相互に締結すると共に、フック壁(26b)と起立壁(3)を相互に締結することにより、金具本体(21)を屋根接合部(6)に固着する工程と、
(E)前記金具本体(21)の上に架台(23)を搭載して固定すると共に、該架台に機器を搭載する工程とから成ることを特徴とする屋根における機器搭載支持方法。
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