JP3196511U - 屋根用パネル固定金具 - Google Patents

Abstract

【課題】重ね式の金属屋根などの屋根の外部に外断熱パネルや太陽光発電パネルなどを固定する際、新たな孔を開削することなく、様々な屋根形状、パネルサイズ、剣先ボルトピッチの建築物に柔軟に対応でき、材工共に安価で、かつ金属屋根施工業者が容易に施工できるような固定金具を提供する。【解決手段】固定金具６は少なくとも取付金具７、下部金具８、上部金具９の３つの部材より構成され、取付金具を金属屋根１の剣先ボルト部４にナット５で固定し、下部金具を取付金具に、上部金具を下部金具に、それぞれドリルねじ１１で固定し、下部金具と上部金具でパネル１０をはさみ込むことによりパネルを金属屋根に取り付ける。取付金具、下部金具、上部金具はいずれも厚さ０．３〜３．０ｍｍの板を折り曲げて形成される。【選択図】図１

Description

本考案は、重ね式の金属屋根などの屋根に容易に外断熱パネルや太陽光発電パネルを取り付けるための、固定金具に関するものである。

近年、化石燃料の利用過多に起因する地球温暖化や都市部のヒートアイランド現象などの解決が喫緊の課題となっている。従来より、これらの問題に取り組むべく様々な新エネルギー・省エネルギーシステムが提案されてきている。また、特に日本では震災に起因する電力不足が深刻な問題となっており、様々な分野において速やかな節電対策を行うことは急務である。

建築物においては、屋根や壁などに、空調機器の省エネルギーを目的として断熱パネルを施工したり、電力を賄うことを目的として太陽電池発電パネルを施工したりすることがなされている。戸建住宅においては早くから省エネルギー基準などが定められており、新エネルギー・省エネルギー商品も市場に数多く存在する。しかしながら、特に、金属屋根を有するような工場や大・中規模商業施設等に関しては、空調機や製造機器等の省エネルギー対策は非常に優秀である一方、建築物そのものの断熱・省エネルギー対策は劣悪であると言わざるをえない。また、既設の建築物の割合が圧倒的に多く、建物自体の耐用年数も長いため、今後これらの建築物のエネルギー対策に取り組むことは非常に重要である。

工場や大・中規模商業施設等に関しては、建物の内部の生産活動や商業活動を妨げることなく、新エネルギー・省エネルギー機器を取り付けることが重要である。また、平屋建ての構造が多いことから壁面積よりも屋根面積の割合が多いという特徴がある。従って、建築物の屋根外部に外断熱パネルか、太陽電池発電パネルを施工することが最も現実的である。

パネルを金属屋根などに取り付けるための固定金具に関する発明は過去にもなされており、例えば、特許文献１には、「折板屋根構造」という発明の名称で、パネルの折板屋根に遮光用のルーバーアッセンブリーパネルを固定した構造が開示されている。特許文献１によれば、折板屋根に、支柱部を取り付け、支柱部に枠部材を取り付け、枠部材にルーバーアッセンブリーパネルを設けた構造となっている。しかしながら、特許文献１では、支柱部を屋根に取り付ける際、屋根に新たに孔を開削する必要があり、施工の際に発生する切削粉などが建物内部に落ちるばかりか、孔より雨水が建物内に浸入する原因となり、建物内の生産活動や商業活動に悪影響を及ぼしかねないという問題がある。

また、特許文献２には、「太陽光発電装置付きカーポート」という発明の名称で、折板屋根に太陽光発電装置を組み込む構造が開示されている。特許文献２によれば、折板屋根を固定しているタイトフレームより突出した剣先ボルト部に縦材を共締めし、縦材に太陽光発電ユニットの支持枠を固定した構造となっている。しかしながら、特許文献２では、縦材の下辺部に剣先ボルトと同一ピッチの孔を開削する必要があり、僅かな剣先ボルトピッチのずれによって縦材が剣先ボルトに入らないという問題が生じる。従って、縦材の孔の開削は現場で行う必要があり、同時に太陽光発電ユニットの支持枠４にも現場で開削する必要がある。従って、施工に手間がかかってしまう。

このように、屋根にパネルを取り付ける既存の施工方法は、非現実的なものであった。

特開２００３−３４３０４７ 特開２００２−３０７７４

解決しようとする問題点は、重ね式の金属屋根などの屋根の外部に外断熱パネルや太陽光発電パネルなどを固定する際、新たな孔を開削することなく、様々な屋根形状、パネルサイズ、剣先ボルトピッチの建築物に柔軟に対応でき、材工共に安価で、かつ金属屋根施工業者が容易に施工できるような固定金具を提供することである。考案者らは、鋭意研究の結果、少なくとも３つ部材より固定金具を構成することによりこれらの問題を解決することに成功した。

すなわち、上記目的を達成するために、請求項１に記載の固定金具は、
パネルを重ね式の金属屋根に取り付けるための固定金具であり、
固定金具は少なくとも取付金具、下部金具、上部金具の３つの部材より構成されており、取付金具を金属屋根の剣先ボルト部に固定し、下部金具を取付金具に固定し、上部金具を下部金具に固定し、下部金具と上部金具でパネルをはさみ込むことによりパネルを金属屋根に取り付けるための固定金具であり、
固定金具の取付金具、下部金具、上部金具のいずれも厚さ０．３乃至３．０ｍｍの板を折り曲げたものであることを特徴とするものである。

請求項２に記載の固定金具は、
請求項１に記載の固定金具の、取付金具が，貫通孔部，屋根固定羽部，剣先ボルト収納部，および，下部金具固定部を有することを特徴とするものである。

請求項３に記載の固定金具は、
請求項１または２のいずれか一項に記載の固定金具の，下部金具が，ドリルねじ収納部，パネル敷設部，取付金具ガイド羽部を有することを特徴とするものである。

請求項４に記載の固定金具は、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の固定金具の，上部金具が，ドリルねじ収納部，パネル押え部を有することを特徴とするものである。

請求項５に記載の固定金具は、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固定金具の、複数枚の取付金具、または下部金具、または上部金具が、凹部と凸部を重ねることができる構造を有することを特徴とするものである。

以上説明したように、本考案の請求項１に記載の固定金具においては、
固定金具は少なくとも取付金具、下部金具、上部金具の３つの部材より構成されているため、様々な屋根形状、パネルサイズ、剣先ボルトピッチの建築物に柔軟に対応することができるという利点がある。また、固定金具の形状を単純にすることができ、金具のコストが低くなるという利点がある。さらには、施工に関しては取付金具、下部金具、上部金具のそれぞれを剣先ボルトやドリルねじなどを用いて固定し、パネルを敷設するだけで済むため、一般の金属屋根施工業者でも容易に施工できるという利点がある。

また、本考案の請求項２乃至４に記載の固定金具においては、
金属屋根に穴を開けることなくパネルを金属屋根に確実かつ強固に所定位置に取り付けることができるため、建物内の生産活動や商売活動を妨げることなくパネルを取り付けることができるという利点がある。

また、本考案の請求項５記載の固定金具においては、
金具を重ねることができる構造にすることによって、施工前の金具の容積を減らすことができ、金具の輸送や屋根上への荷上げの際に手間を減らすことができるという利点がある。

本考案による固定金具を用いて、外断熱パネルを折板屋根に取り付けた斜視図を示す。（実施例１） 本考案による固定金具を用いて、外断熱パネルを折板屋根に取り付けた斜視図を示す。（実施例１） 本考案による固定金具の構成部材である、取付金具の上図面および側面図を示す。（実施例１） 本考案による固定金具の構成部材である、下部金具の上図面および側面図（実施例１） 本考案による固定金具の構成部材である、上部金具の上図面および側面図（実施例１）

本考案の最良の実施の形態に係る固定金具の実施例について、図１乃至図５を用いて説明する。なお、本考案は実施例に限定されるものではない。

図１に、本考案による固定金具を用いて、外断熱パネルを折板屋根に取り付けた斜視図を示す。また、図２に、本考案による固定金具を用いて、外断熱パネルを折板屋根に取り付けた断面図を示す。金属屋根の種類には折板屋根１の他、瓦棒、横葺などがあり、通常は母屋２上に取り付けられたタイトフレーム３より突出した剣先ボルト４、およびナット５によってタイトフレームに固定されている。この工法を重ね式という。通常、重ね式の折板屋根１の場合には、折板屋根山部にて剣先ボルト４およびナット５にて固定されている。重ね式による屋根施工方法の他、金属屋根本体の接合部分に「馳（ハゼ）」と呼ばれる加工を施し、タイトフレームと折板本体を「吊子」と呼ばれる金具を用いて、ハゼを機械によって締め付けて固定する屋根施工方法も存在する。これをハゼ式という。工場や大・中規模の大型商業施設においては、より強固に屋根を取り付けることができる重ね式の方が主流である。本考案に関しては、重ね式の金属屋根などの屋根の外部に、外断熱パネルや太陽光発電パネルなどを取り付けるための固定金具である。屋根に新たな孔を開削することなくパネルを取り付けるには、剣先ボルト４を利用してタイトフレーム３および折板屋根１とともに固定金具６をナット５で締めて固定すれば良い。

折板屋根１に関しては、折板屋根谷部１−１を雨水が流れるように勾配をつけてタイトフレームに取り付けられている。隣り合う折板屋根山部１−２間は同一ピッチであるが、勾配方向の剣先ボルト４のピッチは、タイトフレーム３を取り付けている母屋のピッチに依存するため、現場によりまちまちである。また、勾配方向の剣先ボルト４のピッチは、概ね±１０ｍｍ程度のズレを有する。従って、勾配方向の剣先ボルト４のピッチに柔軟に対応するためには、固定金具６の剣先ボルト４に固定される部分を、分離・独立せしめた構造、すなわち、取付金具７のような部材を有することが望ましい。また、固定金具６には、外断熱パネルなどのパネル１０を固定することになるが、パネル１０の厚さの公差や、パネル１０に特別な加工を施すことなく固定金具６に取り付けることを考慮すると、分離した二つの部材で、剣先ボルト４の軸方向に沿って上方および下方よりパネル１０をはさみ込むような構造、すなわち、下部金具８、上部金具９のような部材を有することが望ましい。従って、固定金具６は少なくとも取付金具７、下部金具８、上部金具９の３つの部材より構成されている。

図３に、本考案による固定金具の構成部材である、取付金具の上図面および側面図を示す。取付金具７は折板屋根１より突出した剣先ボルト４を用いて、ナット５で固定されている。従って、取付金具７には、貫通孔部７−１を有している必要がある。また、ナット５をインパクトレンチなどで締めるための空隙、さらには、剣先ボルト４およびナット５が収納できるだけの空間、すなわち、剣先ボルト収納部７−２が必要となる。ナット５を締めて取付金具７を固定する際、ナット５の回転とともに取付金具７が回転してしまうことがある。そこで、折板屋根山部１−２の形状に合わせた屋根固定羽部７−３を設けることによって、取付金具７の回転を抑制することができるのみならず、取付金具７を折板屋根１に確実に固定せしめることが可能となる。また、取付金具７と下部金具８は、下部金具固定部７−４において下部金具８側よりドリルねじ１１で固定されている。ドリルねじとは、ねじの先端部分にドリル状の部分を持ったねじである。重ね合った２枚の板を接合する際に、板の上の接合したい箇所にドリルねじ１１を回転させると、下穴を必要とせずに自身で板にねじを切りながら２枚の板を接合することができる。従って、現場において容易に施工することが可能となる。また、パネル１０を折板屋根１の山部に対して平行に取り付けるために、下部金具固定具７−４は折板屋根１の山部に平行であることが望ましい。

図４に、本考案による固定金具の構成部材である、下部金具の上図面および側面図を示す。下部金具８は取付金具７の上部に固定するため、折板屋根１の勾配方向にそって、または、勾配方向と直角方向の隣り合う取付金具８のピッチ分の長さを有することが望ましいが，後述するように，同一である必要はない。いずれの方向にも取り付けることができるが、パネル１０の幅は下部金具８のピッチより後述するドリルねじ収納部８−３の幅分だけ減じた寸法にする必要がある。長さに関しては、任意の寸法にすることができる。折板屋根山部１−２間のピッチは一定しているが、勾配方向に沿ったタイトフレーム間のピッチは、母屋のピッチに依存しており、一様でないことがある。従って、下部金具８の長手方向は、折板屋根１の勾配方向と平行であることが望ましい。勾配方向と平行に下部金具を施工する際は，施工現場によって母屋２（タイトフレーム３）のピッチは様々であり，また，同一の施工現場においても母屋２（タイトフレーム３）のピッチが一様でないことがあり，タイトフレーム３に下部金具８の寸法を準備することが煩雑な場合もある。従って，必ずしも取付金具７のピッチと同一の寸法である必要はない。このとき，下部金具８は２個未満の取付金具７によって指示される箇所が生じてしまう可能性がある。この場合，タイトフレーム３に取り付けた，勾配方向と平行な方向で隣り合う取付金具７同士の間に，１個以上の取付金具７を折板屋根１に取り付けても良い。折板屋根１に剣先ボルト４が突出していない箇所に取り付けるため，ドリルネジなどで折板屋根１に直接固定してもよいが，折板屋根１にあまり孔を開けることが好ましくないため，両面テープなどで貼り付けるか，敷設するだけでも良い。下部金具８には、剣先ボルト４の軸方向に沿って下方よりパネル１０をはさみ込むためのパネル敷設部８−１が必要になる。また、パネル敷設部８−１にはドリルねじ１１が打ち込まれ、下部金具８と接触する取付金具７の下部金具固定部７−４に貫通・固定されている。この際、ドリルねじ１１の頭部はパネル敷設部８−１面上より若干突出するが、パネル１０との干渉を軽減するには、皿ねじなどを用いるとよい。また、外断熱パネルの場合には、ドリルねじ１１の頭部が断熱材にめり込むため、殆ど問題にならない。パネル敷設部８−１の両脇部に取付金具ガイド羽部８−２を設けることにより、施工時に取付金具７に確実に固定せしめることが可能となる。また、後述するが、下部金具８と上部金具９を固定せしめる際は、上部金具９側よりドリルねじ１１を用いて締め込む。その際、パネル１０に開削することなく、かつ、剣先ボルト４と干渉することなくドリルねじ１１を締め込むために、下部金具８にドリルねじ収納部８−３を設け、ドリルねじ収納部にドリルねじを打ち込む必要がある。ドリルねじ収納部は、パネル１０の側面よりパネルを支え、パネルがずれないようにする働きもある。

図５に、本考案による固定金具の構成部材である、上部金具の上図面および側面図を示す。上部金具９は下部金具８の上部に固定するため、下部金具と同じ長さを有することが望ましい。また、上部金具９には、剣先ボルト４の軸方向に沿って上方よりパネル１０をはさみ込むためのパネル押え部９−１が必要になる。さらに下部金具と同じように、パネル１０の側面よりパネルを支え、かつ、ドリルねじの頭部を収納するために、ドリルねじ収納部９−２を有することが望ましい。

固定金具の取付金具、下部金具、上部金具は、いずれも厚みが０．３乃至３．０ｍｍの板であることが望ましい。０．３ｍｍ以下であると、耐風性、耐踏性などの機械強度的に問題が生じる。また、３ｍｍを超えると、ドリルねじによる固定が難しくなる。また、固定金具６の材質としては、機械的強度や耐候性の面から、金属製であることが望ましい。さらに、耐食性を考慮すると、折板屋根１、剣先ボルト４、ナット５と同一材質であることが望ましい。従って、現実的には、塗装溶融亜鉛めっき鋼板、ガルバリウム鋼板ということになる。

固定金具６を構成する取付金具７に関しては、例えば、剣先ボルト収納部７−２を若干テーパー形状にすることによって、凹部と凸部を重ねることができる構造を有することができる。複数枚の取付金具同士を重ね合わせることによって、複数枚の金具の見かけの体積を減らすことができ、輸送の際や、屋根上に荷揚げする際に手間を軽減することができる。下部金具１８のドリルねじ収納部８−３、上部金具のドリルねじ収納部９−２に関しても、同様の構造にすることによって同じ効果を得ることができる。

以上説明したように、請求項１乃至請求項５に記載された考案は、建築物の空調エネルギー削減、ヒートアイランド対策、熱環境対策、および、構築物の熱ストレスからの保護を目的とした建築物屋根面への外断熱パネル、太陽光発電パネル、さらには緑化パネルなどの設置が可能である。

１ 折板屋根
１−１ 折板屋根谷部
１−２ 折板屋根山部
２ 母屋
３ タイトフレーム
４ 剣先ボルト
５ ナット
６ 固定金具
７ 取付金具
７−１ 貫通孔部
７−２ 剣先ボルト収納部
７−３ 屋根固定羽部
７−４ 下部金具固定部
８ 下部金具
８−１ パネル敷設部
８−２ 取付金具ガイド羽部
８−３ ドリルねじ収納部
９ 上部金具
９−１ パネル押え部
９−２ ドリルねじ収納部
１０ パネル
１１ ドリルねじ

すなわち、上記目的を達成するために、請求項１に記載の固定金具は、
パネルをボルト固定型の折板屋根に取り付けるための固定金具であり、
前記固定金具６は少なくとも取付金具７、下部金具８、上部金具９の３つの部材より構成されており、
前記取付金具７を前記折板屋根１より突出した剣先ボルト部４にナット５で固定し、前記下部金具８を前記取付金具７にドリルねじ１１で固定し、前記上部金具９を前記下部金具８にドリルねじ１１で固定し、前記下部金具８と前記上部金具９で前記パネル１０をはさみ込むことにより前記パネル１０を前記折板屋根１に取り付けるための固定金具であり、前記固定金具６の前記取付金具７、前記下部金具８、前記上部金具９のいずれも厚さ０．３乃至３．０ｍｍの板を折り曲げたものであることを特徴とするものである。

請求項２に記載の固定金具は
請求項１に記載の前記固定金具の、前記取付金具７が、
前記折板屋根１より突出した前記剣先ボルト４を用いて前記ナット５で固定されるための貫通孔部７−１と、
前記折板屋根１の折板屋根山部１−２の形状に合わせることにより、前記取付金具７の回転を抑制するための屋根固定羽部７−３と、
前記剣先ボルト４を収納するための、剣先ボルト収納部７−２と、
前記取付金具７と下部金具８をドリルねじ１１で固定するための、下部金具固定部７−４と、
を有することを特徴とするものである。

請求項３に記載の固定金具は、
請求項１または２のいずれか一項に記載の前記固定金具６の、前記下部金具８が、
前記上部金具と前記下部金具を前記ドリルねじ１１で締め込み、また、前記ドリルねじ１１を収納し、且つ、前記パネル１０の側面より前記パネル１０を支えるための、ドリルねじ収納部８−３と、
前記上部金具９と前記下部金具８で前記パネル１０を挟み込んで、前記ドリルねじ１１に沿って下方より前記パネル１０を固定するための、パネル敷設部８−１と、
下部金具８を取り付け金具７に確実に固定するための、取付金具ガイド羽部８−２と、
を有することを特徴とするものである。

請求項４に記載の固定金具は、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の前記固定金具６の、前記上部金具９が、
前記パネル１０の側面よりパネルを支え、且つ、前記上部金具９と前記下部金具８を締め付けえる前記ドリルねじ１１の頭部を収納するための、ドリルねじ収納部９−２と、
前記上部金具９と前記下部金具８で前記パネル１０を挟み込んで、前記ドリルねじ１１に沿って上方より前記パネル１０を固定するための、パネル押え部９−１と、
を有することを特徴とするものである。

請求項５に記載の固定金具は、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固定金具の、前記取付金具７の前記剣先ボルト収納部７−２、または、前記下部金具８の前記ドリルねじ収納部８−３、または、前記上部金具９の前記ドリルねじ収納部９−２、をテーパー形状にすることによって、複数枚の前記取付金具７、または、前記下部金具８、または、前記上部金具９同士を重ね合わせることができることを特徴とするものである。

Claims (5)

1. パネルをボルト固定型の金属屋根に取り付けるための固定金具であり、
   固定金具は少なくとも取付金具、下部金具、上部金具の３つの部材より構成されており、取付金具を金属屋根の剣先ボルト部に固定し、下部金具を取付金具に固定し、上部金具を下部金具に固定し、下部金具と上部金具でパネルをはさみ込むことによりパネルを金属屋根に取り付けるための固定金具であり、
   固定金具の取付金具、下部金具、上部金具のいずれも厚さ０．３乃至３．０ｍｍの板を折り曲げたものであることを特徴とする、固定金具。
2. 前記固定金具の，取付金具が，貫通孔部，屋根固定羽部，剣先ボルト収納部，および，下部金具固定部を有することを特徴とする，請求項１に記載の固定金具。
3. 前記固定金具の，下部金具が，ドリルねじ収納部，パネル敷設部，取付金具ガイド羽部を有することを特徴とする，請求項１または２のいずれか一項に記載の固定金具。
4. 前記固定金具の，上部金具が，ドリルねじ収納部，パネル押え部を有することを特徴とする，請求項１乃至３のいずれか一項に記載の固定金具。
5. 前記固定金具の、複数枚の取付金具、または下部金具、または上部金具が、凹部と凸部を重ねることができる構造を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固定金具。

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