JP4498347B2 - スレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法 - Google Patents

Description

この発明は、家屋の屋根瓦の上に太陽電池モジュールを取り付ける工法に係り、特に、スレート瓦を葺いた屋根瓦の上に太陽電池モジュールを取り付けるスレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法に関するものである。

一般に木造住宅の屋根の部分は最上部に棟木、これに平行にその中間にモヤ木、最下部に軒桁と骨組みがあり、これらに直角に等間隔で複数の垂木（寸法は一定してはいないが４５ミリ角以上の木材が使われている）を棟木から軒桁より先に出る様に釘打ちしている（軒の出と呼んでいるが突出寸法は一定してなく、６０センチ位が多いようである。）。
棟木などに対して直角に等間隔で取り付けられる複数の垂木の上には野地板と呼ばれる下地板が張られている。下地板の材質は製材した板（厚みは９ミリ以上１５ミリが一般的）又は合板（ベニヤ板）で、下地板の寸法は３尺×６尺（９１０ミリ×１８２０ミリ）が使用されているが、合板の使用が多くなっている。
この下地板（野地板）の上に例えばルーフィング（２２ＫＧ）と呼ばれる防水紙を張り、その上に屋根瓦を葺いている。
家屋の屋根瓦は粘土瓦、陶器瓦、セメント瓦、スレート瓦など種類も多い。
このうち、スレート瓦はセメントを主原料としてつくられた住宅屋根用の平形化粧板で厚さは５．５ミリ程度、広さは９１０×４００ミリ程度であるが、製造メーカーによって形状・寸法の違いはあるがどの商品も平板では一致している。
スレート瓦は軒瓦（上り寸法が短い）から葺きはじめて一段葺きあげる毎に千鳥葺き（半分ずらす）をして葺き上げが済んだらシリコン、板金工事を施工し、スレート瓦の一枚毎に４本の釘で下地板（野地板）に固定している。
このようにして屋根に葺かれたスレート瓦の上に太陽電池モジュールを設置する場合には当該モジュールを架台に取り付ける前に、スレート瓦の上に複数のプレートを所定間隔で縦横に置き、各プレートをネジ釘でスレート瓦を貫きその下側の下地板（野地板）に止めて保持している。
このようにして下地板に保持された各プレートに太陽電池モジュールの架台を取り付けていた。つまり、太陽電池モジュールは架台、各プレートを介して下地板に保持されていた。

ところで、架台、プレートを介して太陽電池モジュールが保持される下地板は好環境下では１５年〜２０年程度腐食することがないが、スレート瓦にひび割れなどがあって雨漏りがある場合や室内の湿度が高くて天井をとおして屋根裏に湿気がこもった場合などは極端に耐用年数が減少して腐食する。実験によると合板３０×４５と２２×２２センチに切断した２枚を水中に１日つけて、その後は外部に放置すると、合わせた薄板がバラバラに外れている。
このため、太陽電池モジュールの架台を取り付ける各プレートをスレート瓦の上に置き釘止めするのは、釘を下地板に打ち込むので保持力が弱く、更に下地板が腐食していくので危険である。
前記のような工法でスレート瓦の上に太陽電池モジュールの取り付けが行われているが、保持力が弱く台風や強風時に太陽電池モジュール及び架台が屋根から飛ばされて大きな被害が予想される。

一方、下地板に比較して垂木は家屋の寿命と同様に長くもつことが知られているが、太陽電池モジュールの取り付け業者やその作業員は家屋の屋根の構造についての知識が乏しく、垂木に各プレートを保持させるという発想が全くないのが現状であった。
これに加えて、垂木はスレート瓦をその上に葺く下地板の下側に位置しており、スレート瓦に各プレートを取り付ける場合、垂木はスレート瓦や下地板で覆われて隠れていてその位置を目視することができず、その正確な位置を知るためには屋根の裏側の天井内に入ることが必要である。しかも屋根の裏側の天井内で分かった垂木の位置を屋根の表側のスレート瓦の上で作業する作業員に正確に知らせるには、その間に介在するスレート瓦や下地板が邪魔となって難しいと共に手間と時間がかかり非常に面倒である。従って、スレート瓦に各プレートを取り付ける場合、スレート瓦及び下地板を貫きその下側の垂木にネジ釘で各プレートを止めて保持させるのは極めて困難と考えられる。

この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、スレート瓦や下地板で覆われてその位置を目視することができない垂木に、スレート瓦及び下地板を貫き架台取り付けレールを容易に保持させて、架台取り付けレールを介して太陽電池モジュール及びその架台を下地板より丈夫な垂木に保持させることにより、台風や強風時に太陽電池モジュール及び架台が屋根から飛ばされるのを防ぐことのできるスレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法を提供することにある。

以上の目的を達成するために、この発明は、スレート瓦の屋根の少なくとも１ヶ所のスレート瓦を数枚外し、スレート瓦の下に張られている防水紙の一部を剥がして下地板の表面を現し、下地板の表面に見える下地板を垂木に釘打ちして固着させている釘の頭の位置から垂木の予測位置とピッチ間隔を調べ、スレート瓦の表面に垂木の予測位置を目印として付けると共に剥がした防水紙及び外したスレート瓦を復旧し、垂木の目印に対して直角に架台取り付けレールをスレート瓦の上に配置し、架台取り付けレールとその下側の垂木の目印が付けられたスレート瓦との間に一定の厚みを有する基板をそれぞれ敷いて架台取り付けレールとスレート瓦との間に雨水が流れる隙間を確保し、各基板の孔位置の真上の架台取り付けレールにそれぞれ孔をあけ、架台取り付けレールの孔、基板の孔、スレート瓦、防水紙及び下地板を貫いて固着具の先端側を垂木に挿入させて保持し、架台取り付けレールの表面側にその長さ方向に形成されたスライド係合溝に沿って支柱ボルトをスライドさせて架台の取り付け孔位置に固定し、その後、架台、太陽電池モジュールを取り付ける手段よりなるものである。

以上の記載より明らかなように、この発明に係るスレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法によれば、屋根の裏側の天井内に入ることなく、下地板の表面に見える下地板を垂木に釘打ちして固着させている釘の頭の位置から垂木の予測位置とピッチ間隔を、スレート瓦が葺かれている屋根の表側から推測することができるので、スレート瓦の表面に垂木の位置とピッチ間隔を目印として印字することが容易にできる。これにより、架台取り付けレールをスレート瓦の上に固定する固着具の先端側を、スレート瓦の表面に印字した目印に従ってスレート瓦、下地板を貫いてその下側の垂木に確実に挿入して保持させることができる。
このように、スレート瓦や下地板で覆われてその位置を目視することができない垂木に、スレート瓦及び下地板を貫き容易に架台取り付けレールを固着具により保持させて、架台取り付けレールを介して太陽電池モジュール及び架台を下地板より丈夫な垂木に保持させることにより、台風や強風時に太陽電池モジュール及び架台が屋根から飛ばされるのを防ぐことのできるという極めて新規的有益なる効果を奏するものである。

また、請求項２のように、架台取り付けレールのスライド係合溝を挟んでその両幅側の表面に、基板の２ヶ所の孔間隔に対応する位置に孔形成用目印溝を長さ方向に形成した場合には、基板の２ヶ所の孔位置に対応する孔を架台取り付けレールの表面に形成するとき、この孔形成用目印溝にドリルの先端を当接することによって、回転当初のドリルの先端が反動で不規則に振れるのを防いで予定の孔あけ位置に容易に孔をあけることができる。

以下、図面に記載の発明を実施するための最良の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１はスレート瓦の屋根の上に取り付けた架台取り付けレールに太陽電池モジュールを設置した部分断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は要部の分解斜視図、図４はスレート瓦の一部を外した屋根の部分切り欠き斜視図、図５はスレート瓦の屋根の上に太陽電池モジュールを設置した部分斜視図である。

図において、太陽電池モジュール４の架台４１を取り付ける架台取り付けレール１は、架台４１の取り付け孔に挿入される支柱ボルト１３をスライド自在に及びこれを固定して支持するものである。架台取り付けレール１はネジクギなどの固着具１６により、スレート瓦５、防水紙６及び下地板７を貫いてその下側の垂木８に保持される。

この架台取り付けレール１には例えばアルミニウム製が使用されるが、素材はステンレスや防錆鉄製でも支障はない。素材がアルミニウム製の場合はステンレスや防錆鉄製に比べて軽くなるので作業性が増す。又架台取り付けレール１の長さは５メートル前後のものが使用しやすい。

架台取り付けレール１の平板１１の表面の中央には、上記した支柱ボルト１３を自由にスライド移動させるためのスライド係合溝１２が突設されている。スライド係合溝１２は架台取り付けレール１の長さ方向に向けてその断面方向が形成されている。支柱ボルト１３は架台取り付けレール１の長さ方向に自由にスライド移動できる。

スライド係合溝１２はその断面中央を挟んで左右対象型に形成されている。スライド係合溝１２は左右幅に対して長さが長い架台取り付けレール１の平板１１に対して垂直に左右の溝側面１２ａが平行に立設して形成され、左右の溝側面１２ａの上端側は互いにその内側に向けて直角に折曲されている。

左右の溝側面１２ａの折曲された上端同士の間には、スライド係合溝１２に沿ってスライドする支柱ボルト１３の直径より大きくて支柱ボルト１３の頭部１３ａの直径より狭い上端開口溝１２ｂが長さ方向にわたって形成されている。スライド係合溝１２の内部の溝幅は支柱ボルト１３の頭部１３ａの直径より広く、支柱ボルト１３の頭部１３ａ側がこのスライド係合溝１２の内部を長さ方向に自由にスライド移動できる構造になっている。

支柱ボルト１３には架台４１の取り付け孔位置で、当該支柱ボルト１３を固定する固定ナット１３ｂが上端開口溝１２ｂより上方に突出するボルト部分に螺合されている。この固定ナット１３ｂを上端開口溝１２ｂ側に向けて締め付けることにより、支柱ボルト１３を架台４１の取り付け孔位置で架台取り付けレール１に固定できる構造になっている。

また、架台取り付けレール１のスライド係合溝１２を挟んでその両幅側の平板１１の表面には、架台取り付けレール１の下側のスレート瓦５との間に取り付けられる基板２の２ヶ所に形成された孔２１，２１の孔間隔に対応する位置に孔形成用目印溝１４，１４がその長さ方向に向けてそれぞれ形成されている。

架台取り付けレール１の平板１１の表面に形成された左右の孔形成用目印溝１４，１４の間隔は、基板２の２ヶ所に形成された孔２１，２１の孔の中心間隔と同一になっており、架台取り付けレール１の平板１１の表面に基板２の２ヶ所に形成された孔２１，２１の各位置に対応する孔１５，１５を現場であける場合、この孔形成用目印溝１４，１４を目標することで孔あけ作業が容易になると共にあけられる孔１５，１５の位置の誤差を小さくすることが可能になる。

この孔形成用目印溝１４，１４は溝型になって少し窪んでいるため、ドリルの先端をこの孔形成用目印溝１４，１４に容易に当接させてずれるのを防ぐことができると共に先端を当接させてドリルを回転させたときに、回転当初のドリルの回転時の反動によるドリル先端の振れを小さくして、あける孔１５，１５の位置からずれるのを可能な限り防ぐことができる。

基板２は、上記したように、架台取り付けレール１の下側のスレート瓦５との間に取り付けられて、架台取り付けレール１とスレート瓦５の間に隙間を確保して、垂木８に直角に取り付けられる架台取り付けレール１が雨水の流れを堰き止める障害となるのを防ぐ役目を果たす。

このため、基板２は一定の厚み、例えば１０ミリ程度の厚みを有し、その大きさは例えば５０×６０ミリ程度である。基板２には上記したように２ヶ所に孔２１，２１が形成されている。この２ヶ所の孔２１，２１は架台取り付けレール１を垂木８に保持する例えばネジクギなどの固着具１６が貫通するための孔である。この基板２にはゴム製の材質が使用され、又ゴムには耐熱ゴムが良い。

次に、上記発明を実施するための最良の形態の構成に基づく施工方法について以下説明する。
先ず、垂木８の位置を探す方法ではスレート瓦５を屋根の傾斜方向の前後２枚、横方向に２〜３枚取り外す。屋根の横幅（桁）が長い時にはスレート瓦５の左右側の離れた場所を更に取り外す必要がある。１ヶ所だけ取り外して垂木８の寸法割りをしても誤差がでて垂木８の中心がずれる場合があるからである。

取り外しの時は釘切断工具を使用し、スレート瓦５の重なり部分に挿入して、スレート瓦５に打ち込み止めてある釘４本を切断してスレート瓦５を引き抜く。スレート瓦５の下側の下地板７の表面には防水紙６（ルーフィング）が張ってあり、下地板７の表面は防水紙６で覆われて隠れているので、スレート瓦５の下にある防水紙６（ルーフィング）を横に切断して一部を剥がして隠れている下地板７の表面を見えるようにする。

下地板７は等間隔で配置された垂木８に釘打ちで固定されており、下地板７の表面には垂木８に固定する釘の頭７１が見えるので、この釘の頭７１を通じて垂木８の位置が分かることになる。つまり、屋根の裏側の天井内に入ることなく屋根の表側から垂木８の位置を知ることができる。

垂木８の位置が分かったら、スレート瓦５の表面に目印５１として例えば縦線を全面に印字する。屋根の表側から垂木８の位置を知ることができるので、屋根の裏側の天井内に入りそこから知らせる場合に比べて印字作業も短時間に行うことができる。この後は剥がしていた防水紙６及び取り外していたスレート瓦５を復旧するが、最初に釘を引き抜いたスレート瓦５は釘が打たれないので、接着剤（例えばシリコン）で止める。

取り付け位置として目印５１の縦線で表示される垂木８に対して直角に架台取り付けレール１を軒先に近い方からスレート瓦５の上に順次設置し、二本目からは架台４１の寸法に合わせて架台取り付けレール１を屋根の最上部側に向けて平行に設置する。架台取り付けレール１は例えば長さが５メートル前後のものが使用される。

取り付けられた架台取り付けレール１と垂木８の位置としてスレート瓦５の表面に印字された目印５１の縦線とが交差する位置、つまり架台取り付けレール１の取り付け位置の各垂木８の真上には、架台取り付けレール１の下側に例えばゴム製の基板２を敷く。ゴム製の基板２の厚さは例えば１０ミリ、５０×６０ミリ程度で、この基板２により架台取り付けレール１とスレート瓦５の間に隙間ができて雨水は堰き止められることなく流れる。

ゴム製の基板２には固着具１６の例えばネジクギを貫通させるための孔２１，２１が２ヶ所に形成されている。ゴムの両面に粘着テープを貼り、架台取り付けレール１の垂木８の位置に貼り付ける。

架台取り付けレール１には垂木８の位置毎に垂木８の方向の２ヶ所に例えば６ミリ程度の孔１５，１５をあける。孔１５，１５は下側に敷かれた上記基板２の２ヶ所に形成された孔２１，２１の真上位置に形成する。孔１５，１５は架台取り付けレール１の平板１１の両幅側に形成されている孔形成用目印溝１４，１４を目標することで容易にしかも孔あけ位置の誤差を少なくしてあけることが可能となる。

架台取り付けレール１は垂木８毎に固着具１６の例えばネジクギ２本を使って２ヶ所で止める。この時ネジクギが十分な保持能力があるように垂木８に約３０ミリメートルは通る必要がある。架台取り付けレール１の厚み、基板２の厚み、スレート瓦５の厚み（２枚分）、下地板７の厚み（１２ミリが多い）を加算してネジクギは６５ミリ以上が必要である。

設置した架台取り付けレール１のスライド係合溝１２にステンレス製の支柱ボルト１３を取り付け、スライド係合溝１２に沿って支柱ボルト１３を自由にスライド移動させて、架台４１の取り付け孔位置で支柱ボルト１３を固定ナット１３ｂでとめる。支柱ボルト１３の長すぎる部分は切断する。固着具１６としての例えばネジクギの位置、ゴムには雨漏り防止のシリコンを施工する。

この後は従来と同じ様に架台４１、太陽電池モジュール４の順序に設置工事を行う。

この発明の施工方法の特徴は従来のプレートは使用せずに架台取り付けレール１を上記の工程で、スレート瓦５、防水紙６及び下地板７を貫き、その下にある垂木８にネジクギなどの固着具１６で止めて保持させることにある。こうすることにより保持力が強くなり、更に下地板７（野地板）の腐食に起因する保持力の低下または無力化も防止することができる。

なお、この発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

この発明を実施するための最良の形態を示すスレート瓦の屋根の上に取り付けた架台取り付けレールに太陽電池モジュールを設置した部分断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 この発明を実施するための最良の形態を示す要部の分解斜視図である。 この発明を実施するための最良の形態を示すスレート瓦の一部を外した屋根の部分切り欠き斜視図である。 この発明を実施するための最良の形態を示すスレート瓦の屋根の上に太陽電池モジュールを設置した部分斜視図である。

符号の説明

１ 架台取り付けレール
１１ 平板
１２ スライド係合溝
１２ａ 溝側面
１２ｂ 上端開口溝
１３ 支柱ボルト
１３ａ 頭部
１３ｂ 固定ナット
１４ 孔形成用目印溝
１５ 孔
１６ 固着具
２ 基板
２１ 孔
４ 太陽電池モジュール
４１ 架台
５ スレート瓦
５１ 目印
６ 防水紙
７ 下地板
７１ 釘の頭
８ 垂木

Claims (2)

1. スレート瓦の屋根の少なくとも１ヶ所のスレート瓦を数枚外し、スレート瓦の下に張られている防水紙の一部を剥がし、下地板の表面を現し、下地板の表面に見える下地板を垂木に釘打ちして固着させている釘の頭の位置から垂木の予測位置とピッチ間隔を調べ、スレート瓦の表面に垂木の予測位置を目印として付けると共に剥がした防水紙及び外したスレート瓦を復旧し、垂木の目印に対して直角に架台取り付けレールをスレート瓦の上に配置し、架台取り付けレールとその下側の垂木の目印が付けられたスレート瓦との間に一定の厚みを有する基板をそれぞれ敷いて架台取り付けレールとスレート瓦との間に雨水が流れる隙間を確保し、各基板の孔位置の真上の架台取り付けレールにそれぞれ孔をあけ、架台取り付けレールの孔、基板の孔、スレート瓦、防水紙及び下地板を貫いて固着具の先端側を垂木に挿入させて保持し、架台取り付けレールの表面側にその長さ方向に形成されたスライド係合溝に沿って支柱ボルトをスライドさせて架台の取り付け孔位置に固定し、その後、架台、太陽電池モジュールを取り付けることを特徴とするスレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法。
2. 架台取り付けレールのスライド係合溝を挟んでその両幅側の表面に、基板の２ヶ所の孔間隔に対応する位置に孔形成用目印溝を長さ方向に形成した請求項１記載のスレート瓦用屋根への太陽電池モジュール取付工法。

Images