JP3504109B2

JP3504109B2 - 屋上設備機器の設置用架台を備えた屋根の防水構造

Info

Publication number: JP3504109B2
Application number: JP13112897A
Authority: JP
Inventors: 完雄山本; 充朗藤家
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2004-03-08
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JPH10317604A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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備えた屋根
の防水構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池モジュール等の屋上設備機器を
屋根上に設置する場合、まず母屋上の野地板にアスファ
ルトルーフィング等の防水処理を施した屋根下地に、例
えばリップ溝形鋼からなる架台を設置して、この架台に
多数の太陽電池モジュール等を取り付けるのが一般的で
ある。このような架台の屋根下地への固定は、架台に挿
入したビスを野地板や母屋に上方からねじ込む等の方法
により行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにビスを使
用して架台を固定すると、野地板や母屋にビス孔があく
ことになるが、従来においてはビス頭が露出した状態と
なっているので、雨水がこの露出部分から野地板や母屋
のビス孔に浸入し、野地板や母屋にしみ込んでこれらを
腐らせたり、また雨漏りを引き起こすといった不具合が
生じていた。

【０００４】本発明は、上記に鑑み、雨仕舞いに優れた
屋上設備機器の設置用架台を備えた屋根の防水構造の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、架台を屋根下地にビス又はボルト等の固定具
で固定し、前記屋根下地に配した金属板製屋根葺き材の
端部で前記固定具の露出部分を覆うとともに、その端部
を前記架台側面の下向きの溝に挿入したものである。

【０００６】そして、前記架台は、溝形鋼の側面に前記
下向きの溝を構成する一対の溝片及び斜め下方に突出す
る一対の取付片を一体的に形成してなり、該取付片を前
記固定具で斜め上方から締め付けたものである。

【０００７】さらに、前記屋根葺き材の端部は、前記固
定具の露出部分を覆うように傾斜して立ち上がった傾斜
片と、該傾斜片の先端から前記架台の側面に沿って垂直
に延出した垂直片と、該垂直片の先端から斜め下方に延
出された折返し片とからなり、前記垂直片を前記架台の
側面にビス止めし、前記折返し片を前記下向きの溝に挿
入したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る防水構造
を備えた太陽電池モジュール設置屋根を図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の太陽電池
モジュール設置屋根の概略斜視図、図２は同じくその屋
根傾斜方向の側面図、図３は太陽電池モジュールを設置
したモジュール設置部の破断斜視図、図４は同じくその
一部破断平面図、図５はダミーモジュールを使用したと
きの一部破断平面図、図６は架台及び太陽電池モジュー
ルの取付構造を示す縦断面図、図７は同じくその要部拡
大図、図８は同じくその分解斜視図、図９は軒先部分の
屋根傾斜方向の縦断面図、図１０はけらば部分の桁行方
向の縦断面図、図１１は瓦と太陽電池モジュールとの境
界部分の屋根傾斜方向の縦断面図である。

【０００９】太陽電池モジュール設置屋根は、図１,２
に示すように、切妻屋根(10)の棟側を瓦(11)が設置され
る瓦葺き一般屋根部(12)とし、軒先側を屋上設備機器で
ある太陽電池モジュール(13)が設置されるモジュール設
置部(14)としたもので、これら一般屋根部(12)及びモジ
ュール設置部(14)は、互いに屋根(10)の桁行方向に沿っ
てけらばからけらばまで配されている。

【００１０】図２において、(15)は、トラス(16)上に桁
行方向に差し渡された複数の母屋であり、この母屋(15)
上に野地板(17)が設置されており、さらに野地板(17)の
上面にはアスファルトルーフィング(18)が貼られてい
る。このような屋根下地のやや棟側寄りに広小舞(19)が
桁行方向に取り付けられており、この広小舞(19)を境に
して一般屋根部(12)とモジュール設置部(14)とに分けら
れている。

【００１１】一般屋根部(12)においては、アスファルト
ルーフィング(18)上に瓦(11)が順次敷設されており、軒
先側の瓦(11)が広小舞(19)上に載っている。なお、一般
的な瓦(11)に代えてスレート瓦を用いることもある。

【００１２】また、モジュール設置部(14)においては、
図３,４に示すように、アスファルトルーフィング(18)
上に、アルミニウム製のリップ溝形鋼からなる架台(20)
が屋根傾斜方向に沿って互いに平行に多数本固定されて
おり、さらに金属板製屋根葺き材としての防水鋼板(21)
が敷設されて瓦棒屋根が構成されている。そして、図４
に示すように、架台(20)間に跨って桁行方向に８枚、屋
根傾斜方向に３列の合計２４枚の太陽電池モジュール(1
3)が取り付けられている。太陽電池モジュール(13)の配
列は、これに限定されるものではなく、例えば桁行方向
に６枚、屋根傾斜方向に４列の合計２４枚としたり、桁
行方向に８枚、屋根傾斜方向に４列の合計３２枚とした
りといったように、屋根形状や必要な発電容量に応じて
適宜変更する。また、太陽電池モジュール(13)をモジュ
ール設置部(14)に設置した際に、屋根(10)の大きさの違
いにより、モジュール設置部(14)に隙間部分すなわち太
陽電池モジュール(13)が設置されていない余剰部分が生
じることがあるが、このような場合には、図５に示すよ
うに、その余剰部分にダミーモジュール(Ｄ)を配置して
外観を整えるようにしている。

【００１３】ここで、架台(20)の取付構造及びその架台
(20)への太陽電池モジュール(13)の取付構造を図３,６,
７,８に基づいて説明する。なお、ダミーモジュール
(Ｄ)も太陽電池モジュール(13)と同様に取り付けられる
ので、太陽電池モジュール(13)の取り付け構造は、その
ままダミーモジュール(Ｄ)の取り付けに適用できるもの
である。

【００１４】まず架台(20)は、その側面上部に一対の逆
Ｌ字形の溝片(22)が屋根傾斜方向に沿って一体的に形成
され、さらに側面下部に斜め下方に突出した一対の取付
片(23)が屋根傾斜方向に沿って一体的に形成されてい
る。この架台(20)は、溝片(22)を回避するように取付片
(23)のビス孔に斜め上方から挿入した固定具であるビス
(24)を、屋根下地である野地板(17)及び母屋(15)にねじ
込むことにより締め付け固定されている。

【００１５】防水鋼板(21)は、軒先に取り付ける軒先
用、架台(20)間に取り付ける架台間用、配線引き込み用
のパイプ付きの配線引き込み用、広小舞(19)付近に取り
付ける上部用、けらばに取り付けるけらば用等、配置場
所によって異なる各種タイプを備え、これらの桁行方向
に沿って適宜折曲形成された折返し部分(Ｒ)同士を係合
させたり、互いの端部を重ね合わせることによって、こ
れら防水鋼板(21)が架台(20)を囲むように野地板(17)の
全面にわたって敷き詰められて屋根葺き材を構成してい
る。

【００１６】架台間用の防水鋼板(21)の架台(20)と平行
な端部には、上述したビス(24)の頭を覆うように架台(2
0)の取付片(23)とほぼ平行に傾斜して立ち上げられた傾
斜片(25)と、該傾斜片(25)の先端から架台(20)の側面に
沿って垂直に延出された垂直片(26)と、該垂直片(26)の
先端から斜め下方に延出された折返し片(27)とが一体的
に形成されている。そして、折返し片(27)が架台(20)の
側面と溝片(22)とによって形成された下向きの溝(28)内
に挿入されて、折返し片(27)の先端が溝片(22)の下端爪
部(29)に係合され、防水鋼板(21)の垂直片(26)と架台(2
0)の側面との間に生じる微細な隙間は、溝片(22)によっ
て上方から覆われた状態となっている。これにより、架
台(20)における取付片(23)のビス孔への雨水の浸入が防
止され、雨仕舞いに優れた防水性能の高い防水構造とな
っている。また、防水鋼板(21)の垂直片(26)は、架台(2
0)の側面に水平方向にねじ込んだパッキン付きビス(30)
により固定されている。

【００１７】一方、太陽電池モジュール(13)は、セル
（太陽電池の基本単位）を必要枚配列し、屋外で利用で
きるよう強化ガラス(33)で覆って方形状にパッケージ化
したものである。なお、ダミーモジュール(Ｄ)として
は、例えばアルミニウム板の表面にセルパターンを印刷
したフィルムを貼り付けたもの等が使用される。そし
て、太陽電池モジュール(13)の周囲には、金属製のモジ
ュールフレーム(34)が方形枠状に嵌め込まれている。こ
のモジュールフレーム(34)は、太陽電池モジュール(13)
の端部にクッション材(35)を介して外嵌されるコ字形嵌
合溝片(36)と、該嵌合溝片(36)の下面から間隔をあけて
垂下された内外一対の垂直片(37)(38)と、これら垂直片
(37)(38)の下端に跨って水平に張り出した取付脚片(40)
とが一体的に形成されてなる。また、屋根傾斜方向に沿
って配されたモジュールフレーム(34)には、外側の垂直
片(37)に係合片(41)が一体的に形成されている。

【００１８】このモジュールフレーム(34)の取付脚片(4
0)が、架台(20)のリップ(31)上面にクッション材(42)を
介して載置されている。そして、モジュールフレーム(3
4)の係止片(41)及び外側の垂直片(37)によって形成され
る一対の係合溝(43)に、太陽電池モジュール(13)の屋根
傾斜方向の長さとほぼ同じ長さを有する門形の連結金具
(50)の一対の垂直片(51)が上方から挿入され、桁行方向
に隣接するモジュールフレーム(34)同士が連結されてい
る。また、連結金具(50)の水平片(52)には、屋根傾斜方
向に所定の間隔をあけてボルト挿入孔(53)が形成されて
いる。

【００１９】一方、架台(20)内には、所定の間隔をあけ
て複数の止め金具(54)が連結金具(50)に対向して配され
ている。この止め金具(54)は、逆Ｕ字形の中央突出片(5
5)と、該中央突出片(55)の下端から桁行方向に突出した
一対の水平片(56)とが一体的に形成されてなり、中央突
出片(55)には連結金具(50)のボルト挿入孔(53)に対応し
てナット孔(57)が形成されている。そして、連結金具(5
0)のボルト挿入孔(53)に上方から挿入した連結ボルト(5
8)の下端を止め金具(54)のナット孔(57)に螺合して、予
め連結金具(50)と止め金具(54)とを仮止めした状態で、
止め金具(54)を架台(20)内に挿入するとともに、連結金
具(50)の垂直片(51)を係合溝(43)に上方から挿入し、こ
の状態で連結ボルト(58)を締め付けることにより、止め
金具(54)の一対の水平片(56)がリップ(31)の下面に夫々
当接し、太陽電池モジュール(13)が架台(20)に固定され
る。

【００２０】この太陽電池モジュール(13)の取り付け
は、まず軒先側の１列目のけらばからけらばまで行い、
１列目が完了した時点でこれら太陽電池モジュール(13)
に電気配線を施し、引き続き２列目、３列目の取り付け
及び電気配線を行う。電気配線は、各太陽電池モジュー
ル(13)を直列接続するものであり、その端部は配線引き
込み用の防水鋼板(21)のパイプから野地板(17)及び母屋
(15)に形成された配管口(59)を介して建物内に導かれ
（図３参照）、最終的にインバーターに接続されてい
る。このように取り付けられた太陽電池モジュール(13)
は、その表面が一般屋根部(12)に設置した各瓦(11)の表
面と、ほぼ同一平面上に位置している。すなわち、屋根
(10)の表面が瓦(11)及び太陽電池モジュール(13)を含め
て全体的にフラットな外観となっている。

【００２１】次に、敷設された太陽電池モジュール(13)
周りの構造について説明する。この周辺部には、各種化
粧カバーが取り付けられて、架台(20)の端部を覆った
り、モジュール設置部(14)との間に生じる微細な隙間を
塞ぐといった対策が施されている。また、周辺部には、
防水鋼板(21)による防水対策が施されている。

【００２２】図９は軒先部分の構造を示しており、(60)
は桁行方向に沿って配された軒先側化粧カバーであっ
て、倒Ｚ字形のカバー取付金具(61)を介して各架台(20)
の軒先側の先端に跨って固定されている。この軒先側化
粧カバー(60)は、略倒Ｌ字形で、太陽電池モジュール(1
3)の桁行方向の長さとほぼ同じ長さを有し、その下端が
カバー取付金具(61)のカバー取付片(62)にボルト(63)を
介して固定されており、そこから野地板(17)に対して垂
直に立ち上がって軒先と反対方向に湾曲し、その端部が
軒先に面するモジュールフレーム(34)の上端に近接して
配され、軒先側に露出する架台(20)の端部及びモジュー
ルフレーム(34)を隠して軒先側端部の外観を良好にして
いる。なお、カバー取付金具(61)は、その水平片(64)が
架台(20)の軒先側端部にボルト(65)により固定されてお
り、水平片(64)の一方の端部を下方に垂直に折曲して前
記のカバー取付片(62)とし、他方を上方に垂直に折曲し
て軒先に面するモジュールフレーム(34)が当接して位置
決めがなされる位置決め片(66)としている。

【００２３】また、軒先用の防水鋼板(21)の棟側の端部
が野地板(17)にビス止めされており、この端部にアスフ
ァルトルーフィング(18)が被せられて、さらにその上に
架台用の防水鋼板(21)の軒先側の端部が重ね合わされ
て、ビス孔への雨水の浸入を防止している。なお、図９
中、(67)は軒樋、(68)は軒先母屋、(69)は腕木である。

【００２４】図１０はけらば部分の構造を示しており、
(70)はけらば水切(71)とこれに対向するモジュールフレ
ーム(34)との間に差し渡されて屋根傾斜方向に沿って連
続的に配されたけらば側化粧カバーである。

【００２５】ここで、けらば水切(71)についてまず説明
すると、けらば水切(71)は、野地板(17)に固定される取
付片(72)と、該取付片(72)の端部より垂直に立ち上がっ
た垂直片(73)と、該垂直片(73)の上端から破風下地板(7
4)の上部を覆って破風鉄板(75)に係合した略逆Ｌ字形の
外縁片(76)と、垂直片(73)の上端からモジュールフレー
ム(34)方向に突出した水平片(77)とが一体的に形成され
てなる。

【００２６】このけらば水切(71)の取付片(72)は、架台
の一方の取付片(78)が載置された状態で、これらに形成
されたビス孔に上方から挿入されたビス(79)を野地板(1
7)及び母屋(15)にねじ込むことにより共締めされてい
る。また、垂直片(73)には、けらば用の防水鋼板(21)の
一端が水平方向からのビス(80)により固定されており、
この防水鋼板(21)は、垂直片(73)に沿ってその下端まで
延出された後にビス(79)の頭を覆うように傾斜して立ち
上げられ、他端が架台の一方のリップ(96)に被せられ
て、リップ(96)間の開口から架台の内部に挿入されてい
る。そして、防水鋼板(21)の一端とけらば水切(71)の垂
直片(73)との間に生じる隙間が、けらば水切(71)の水平
片(77)で上方から覆われている。

【００２７】これにより、架台及びけらば水切(71)の両
取付片(72)(78)のビス孔からの雨水の浸入を防止し、雨
仕舞い優れた防水性能の高い防水構造となっている。

【００２８】そして、けらば側化粧カバー(70)は、２つ
の上下水平片(85)(86)とこれらを連結する垂直片(87)と
が一体的に形成されてなるもので、太陽電池モジュール
(13)の屋根傾斜方向の長さとほぼ同じ長さを有し、モジ
ュール取付金具(88)を介して架台に固定されている。モ
ジュール取付金具(88)は、倒Ｌ字形のボルト挿入孔付き
の係止片(90)及び平板状のカバー取付片(91)とこれらを
連結するＵ字形連結片(92)とが一体的に形成されてなる
ものであり、係止片(90)のボルト挿入孔に上方から挿入
した連結ボルト(58)の下端を止め金具(97)に螺合して、
モジュール取付金具(88)と止め金具(97)とを仮止めした
状態で、止め金具(97)を架台(20)内に挿入するととも
に、係止片(90)をモジュールフレーム(34)の係合溝(43)
に上方から挿入し、この状態で連結ボルト(58)を締め付
けることにより、連結片(92)がリップ(96)上の防水鋼板
(21)に押し付けられて、モジュールフレーム(34)が架台
(20)上に固定される。そして、このモジュール取付金具
(88)のカバー取付片(91)上にけらば側化粧カバー(70)の
下水平片(86)がボルト(93)により固定されている。

【００２９】図１１は太陽電池モジュール(13)と瓦(11)
との境界部分の構造を示しており、(100)は軒先に近い
列の瓦(11)とこれに対向するモジュールフレーム(34)と
の間に差し渡されて桁行方向に沿って連続的に配された
境界側化粧カバーである。この境界側化粧カバー(100)
は、倒略Ｌ字形の脚片(101)と、該脚片(101)の端部から
傾斜して立ち上げられた略平板状の傾斜片(102)とが一
体的に形成されてなるもので、太陽電池モジュール(13)
の桁行方向の長さとほぼ同じ長さを有し、カバー取付金
具(103)を介して架台(20)に固定されている。カバー取
付金具(103)は、Ｕ字形取付片(104)及び境界側化粧カバ
ー(100)の傾斜片(102)に対応して傾斜したカバー取付片
(105)とこれらを連結する水平片(106)とが一体的に形成
されてなるもので、そのＵ字形取付片(104)の底部が架
台(20)の棟側端部にボルト(107)により固定されてい
る。

【００３０】そして、境界側化粧カバー(100)の傾斜片
(102)がカバー取付金具(103)のカバー取付片(105)上に
ボルト(108)により固定されることにより、傾斜片(102)
の端部がモジュールフレーム(34)の上端に近接し、脚片
(101)が前記の瓦(11)の下方で防水鋼板(21)上に載置さ
れた状態となっている。これにより、軒先に近い瓦(11)
とモジュールフレーム(34)との隙間が境界側化粧カバー
(100)によって塞がれ、しかもこれは瓦(11)の表面と同
方向に傾斜して瓦(11)と連続性を持っており、境界部分
の外観を良好にしている。

【００３１】また、架台間用の防水鋼板(21)の棟側の端
部に上部用の防水鋼板(21)の軒先側の端部が重ね合わさ
れて、両者が折返し部分(Ｒ)を介して係合されている。
さらに、上部用の防水鋼板(21)の棟側の端部が広小舞(1
9)に被せられてビス(109)により固定され、この部分に
アスファルトルーフィング(18)が被せられている。これ
により、各ビス孔からの雨水の浸入を防止している。

【００３２】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本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、本実施形
態では、ビスを使用して架台を固定するようにしたが、
ボルト又は釘といった野地板や母屋に差し込んで架台に
固定する固定具を使用してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、架台を屋根下地に固定するための固定具の露
出部分は、屋根葺き材により完全に被覆されているの
で、雨水は屋根葺き材の上面を通って外部に導かれるこ
とになる。従って、固定具の露出部分から屋根下地にあ
いたビス孔等に雨水が浸入することがなく、雨仕舞いに
優れた防水性能の高い防水構造を提供できる。

【００３４】また、屋根葺き材の端部を架台の下向きの
溝に挿入するだけで、屋根葺き材の端部と架台との間に
生じる隙間からの雨水の浸入を簡単かつ確実に防止する
ことができ、構造が簡単で、別途部材を必要とせずに安
価である。

【００３５】さらに、架台の屋根下地への固定は、斜め
下方に突出した取付片を固定具で斜め上方から締め付け
ればよく、架台を簡単に固定することができ、作業性が
良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュール設置
屋根の概略斜視図である。

【図２】同じくその屋根傾斜方向の側面図である。

【図３】太陽電池モジュールを設置したモジュール設置
部の破断斜視図である。

【図４】同じくその一部破断平面図である。

【図５】ダミーモジュールを使用したときの一部破断平
面図である。

【図６】架台及び太陽電池モジュールの取付構造を示す
縦断面図である。

【図７】同じくその要部拡大図である。

【図８】同じくその分解斜視図である。

【図９】軒先部分の屋根傾斜方向の縦断面図である。

【図１０】けらば部分の桁行方向の縦断面図である。

【図１１】瓦と太陽電池モジュールとの境界部分の屋根
傾斜方向の縦断面図である。

【符号の説明】

(15) 母屋 (17) 野地板 (20) 架台 (21) 防水鋼板 (24) ビス (25) 取付片 (26) 垂直片 (27) 折返し片 (28) 溝 (30) ビス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−240829（ＪＰ，Ａ) 特開平１−275833（ＪＰ，Ａ) 特開平６−85305（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−40049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04D 13/00 E04D 13/18 E04D 3/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】架台を屋根下地にビス又はボルト等の固
定具で固定し、前記屋根下地に配した金属板製屋根葺き
材の端部で前記固定具の露出部分を覆うとともに、その
端部を前記架台側面の下向きの溝に挿入した防水構造で
あって、前記架台は、溝形鋼の側面に前記下向きの溝を
構成する一対の溝片及び斜め下方に突出する一対の取付
片を一体的に形成してなり、該取付片を前記固定具で斜
め上方から締め付けたことを特徴とする屋上設備機器の
設置用架台を備えた屋根の防水構造。
【請求項２】前記屋根葺き材の端部は、前記固定具の
露出部分を覆うように傾斜して立ち上がった傾斜片と、
該傾斜片の先端から前記架台の側面に沿って垂直に延出
した垂直片と、該垂直片の先端から斜め下方に延出され
た折返し片とからなり、前記垂直片を前記架台の側面に
ビス止めし、前記折返し片を前記下向きの溝に挿入した
請求項１記載の屋上設備機器の設置用架台を備えた屋根
の防水構造。