JP5271434B1 - 屋根上構造物取付金具 - Google Patents

Abstract

【課題】スレート屋根の下の母屋に対してねじ込んで固定する棒状をなす屋根上構造物取付金具において、施工が容易で十分な強度も得られるようにする。
【解決手段】回転力入力部２２を有した支持軸部２１より上に、屋根上構造物６５を取り付ける取付部３１を有し、前記支持軸部２１より下に、屋根材６３の下の母屋６２に固定する固定部４１を有した棒状をなす屋根上構造物取付金具１１において、固定部４１に、屋根材６３と母屋６２に対して順に穿孔するドリルねじ部４２と、ドリルねじ部４２で切り込んだ母屋６２に螺合する固定ねじ部４３を形成する。支持軸部２１は固定部４１よりも太く形成し、支持軸部２１の下端面に、母屋６２の上面に当接する当接面２４を形成する。支持軸部２１の下端部には、屋根材６３に穿孔する穿孔刃２５を形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えばソーラーパネル等の屋根上構造物を取り付けるための屋根上構造物取付金具に関し、より詳しくは、施工が容易で強度も得られるような屋根上構造物取付金具に関する。

屋根上構造物取付金具としては、下記特許文献１に開示されたものがある。この金具は、全体として棒状をなし、ねじからなる圧入部を下端側に備え、屋根上構造物を取り付けるための固定部を上端側に備えた構成である。

金具を屋根に対して固定するには、下端側の圧入部を瓦等の屋根部材（屋根材）に圧入した後に屋根部材の下の屋根板（母屋）に圧入する。圧入は、屋根板に対して圧入部を適度な深さだけねじ込んで行う。

この構成によれば、圧入部を屋根部材から圧入するだけで金具を屋根に対して固定できるので、作業性がよいという利点がある。

特許第３６５６９６８号公報

しかしながら、前記特許文献１の構成では、屋根上構造物取付金具の固定状態は圧入部の係止力のみで支えなければならないので、十分な強度を得られないおそれがある。

また、適度な深さだけ圧入するという圧入部を有した構成であるので、圧入部のねじ込み深さは圧入作業ごとにまちまちで、均一な圧入状態を得ることが困難である。このため、上端側の固定部の高さが一定にならず後の工程に影響が生じたり、固定強度にばらつきが生じたりするおそれもあった。

そこで、この発明は、施工が容易で十分な強度も得られるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、回転力入力部を有した支持軸部より上に、屋根上構造物を取り付ける取付部を有し、前記支持軸部より下に、屋根材の下の母屋に固定する固定部を有した棒状をなす屋根上構造物取付金具であって、前記固定部に、前記屋根材と前記母屋に対して順に穿孔するドリルねじ部と、該ドリルねじ部で切り込んだ前記母屋に螺合する固定ねじ部が形成され、前記支持軸部が前記固定部よりも太く形成され、該支持軸部の下端面に、前記母屋の上面に当接する当接面が形成された屋根上構造物取付金具である。

この構成によると、屋根上構造物取付金具の取り付けに際して、葺成された屋根の屋根材の所定位置からその下の母屋に向けて、屋根上構造物取付金具の固定部を回転力入力部への回転力の入力でねじ込むと、屋根材と母屋に穴が開き、固定部の固定ねじ部が母屋に螺合する。固定ねじ部が螺合しきると、前記固定部より上の支持軸部の下端面の当接面が、母屋の上面に当接して、固定ねじ部のさらなる螺合が規制され、屋根上構造物取付金具が起立状態で固定される。

必要な屋根上構造物取付金具を固定した後、支持軸部より上の取付部を利用して屋根上構造物とその取り付けのための部材を適宜取り付けると、屋根上構造物の荷重を、固定部と支持軸部が支える。

別の手段は、前記屋根上構造物取付金具を用いて、前記固定部を鋼板又は鋼材からなる前記母屋に固定し、前記取付部に前記屋根上構造物を固定した屋根構造である。

この発明によれば、屋根上構造物取付金具を屋根材の上から母屋に向けてねじ込めば固定できるので、作業は容易である。その上、固定部を螺合したときには、固定部よりも太い支持軸部の下端面の当接面が母屋に当接した時点で自動的に固定ねじ部の螺合が完了し、一定の固定状態を得られる。また、当接面の当接により十分な固定強度も得られる。

しかも、一定の固定状態が得られるので、複数の屋根上構造物取付金具を固定しても同様の固定状態が得られる。このため屋根上構造物取付金具間で、屋根上構造物を取り付ける取付部の高さにばらつきが生じたりするような不都合はなく、屋根上構造物を取り付ける後の作業も所望通り円滑に行える。また、固定状態が一定であるので、屋根上構造物を支持する構成全体として脆弱な部位ができることを防止でき、屋根上構造物の強固な取り付け状態を確保できる。

屋根上構造物取付金具の正面図。 屋根上構造物取付金具の使用状態を示す断面図。 屋根上構造物取付金具の穿孔刃部分の説明図。 他の例に係る屋根上構造物取付金具の穿孔刃部分の説明図。 屋根上構造物取付金具の固定の仕方を示す説明図。 屋根上構造物取付金具の固定の仕方を示す説明図。 屋根上構造物取付金具の固定の仕方を示す説明図。 屋根上構造物取付金具の固定状態を示す断面図。 他の例に係る屋根上構造物取付金具の正面図。 他の例に係る屋根上構造物取付金具の正面図。 図１０の屋根上構造物取付金具の固定の仕方を示す説明図。 図１０の屋根上構造物取付金具の固定の仕方を示す説明図。 図１０の屋根上構造物取付金具の固定状態を示す断面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、屋根上構造物取付金具１１（以下、「金具」という）の正面図、図２は、その使用状態を示す断面図である。図２（ａ）は屋根６１を勾配方向下側から見た断面図であり、図２（ｂ）は屋根６１の勾配方向と直交する方向に切断した断面図である。この例の屋根６１は、下地である母屋６２の上に波型スレートが屋根材６３として固定されて構成されている。母屋６２は梁材の上に板材を備えたものでも、梁材のみからなるものでもいずれでもよいが、母屋６２の上面は鋼板又は鋼材で構成されている。

これらの図に示したように、金具１１は、ソーラーパネルや雪止め金具、アンテナ、緑化装置等の様々な屋根上構造物６５（屋根上構造物を取り付けるための部材も含む。以下同じ）を屋根６１の上に取り付けるためのもので、全体として略丸棒状をなしている。長手方向の中間部には支持軸部２１を有し、この支持軸部２１より上には、屋根上構造物６５を取り付けるための取付部３１を、下には屋根材６３より下で屋根材６３を支えている母屋６２に固定する固定部４１を有している。

この固定部４１は、先鋭の略丸棒状で、下端（先端）に、前記屋根材６３と前記母屋６２に対して順に穿孔するドリルねじ部４２を有し、このドリルねじ部４２より上に、前記ドリルねじ部４２で切り込んだ前記母屋６２に螺合する固定ねじ部４３が形成されている。ドリルねじ部４２は、屋根材６３はもちろん、母屋６２にも切り込む強度を有する。固定ねじ部４３は、固定部４１の上端位置まで形成されている。

前記支持軸部２１は円柱状で、上端部には金具１１を回転させるための回転力入力部２２が形成されている。回転力入力部２２は六角ナット形状で、支持軸部２１と一体である。回転力入力部２２の下部には、外周に張り出すフランジ部２２ａが形成されている。

また、支持軸部２１は前記固定部４１よりも太く形成され、支持軸部２１の下端が、固定部４１の外周面から水平方向に張り出すように構成されている。すなわち、支持軸部２１の下端面には、固定部４１の固定ねじ部４３を前記母屋６２に螺合したときに母屋６２の上面に当接する当接面２４を有する。この当接面２４の内外（径）方向の幅（張り出し量）は適宜設定される。

この当接面２４を含む支持軸部２１の下端部には、屋根材６３に穿孔する穿孔刃２５が形成されている。図３（ａ）は穿孔刃２５部分の展開図、図３（ｂ）は穿孔刃２５部分の底面図である。図３中の矢印は、固定に際しての支持軸部２１の回転方向を示す。

すなわち穿孔刃２５は、支持軸部２１の下端部を略鋸刃状に切り欠いて形成されている。具体的には、穿孔刃２５は、回転方向後方側で支持軸部２１の軸方向と平行な垂直片２５ａと、回転方向前方側で支持軸部２１の軸方向に対して上側ほど回転方向後方に傾斜する傾斜片２５ｂと、これらの間で支持軸部２１の軸方向と直交する水平部２５ｃを有する。水平部２５ｃのうち支持軸部２１の下端の水平部２５ｃは、前記当接面２４である。

なお、穿孔刃２５は、図３（ｂ）に示したように、支持軸部２１の下端面の厚み（径）方向の全体にわたって切り欠いて形成するほか、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、回転方向前方側よりも回転方向後方側の方が深く切り込むように切り欠いて形成して、下端面を面一にしてもよい。この場合には前記当接面２４の面積を広くとることができる。

このような支持軸部２１の前記回転入力部２２の下面から前記当接面２４までの長さは、固定対象である前記屋根材６３における穿孔部位の上面と前記母屋６２の上面との間の長さに対応している。つまり、その長さは、支持軸部２１の当接面２４を母屋６２の上面に当接させたときに、回転力入力部２２の下面が屋根材６３の穿孔部位の上面に近接する長さであり、穿孔部位に止水等を施したうえで屋根材６３を押さえ付けるように設定される。図２に示した屋根材６３は波型のスレートであるので、波型に湾曲した頂面６３ａが前記穿孔部位となる。

前記取付部３１は、適宜太さの円柱状で、外周面に雄ねじ３２が形成されている。この雄ねじ３２にナット（図示せず）を螺合するなどして、屋根上構造物６５（図２参照）が取り付けられる。

このような構成の金具１１は、図１に破線であらわしたように、支持軸部２１及び取付部３１を構成する部分と、固定部４１を構成する部分を別々に製造し、これらを一体化して製造する。つまり固定部４１を構成する部分の上端側には差し込み部１２が形成され、支持軸部２１及び取付部３１を構成する部分の下端側には前記差し込み部１２を受け入れる穴部１３が形成されている。これら差し込み部１２と穴部１３の一体化は、これらに形成されたねじ等の適宜手段で行う。このように複数部材を製造してから一体化するほか、鋳造や削り出し、粉末冶金等の手段ですべてが一体になるように製造してもよい。

この金具１１の使用には、図５に示したようにスプリングワッシャ５１と、シール材５２を備えたシールカバー５３が用いられる。スプリングワッシャ５１は周知のもので、支持軸部２１の回転力入力部２２の下に挿嵌される。

シールカバー５３は支持軸部２１に挿嵌可能な環状のシール材５２を内側に備えるものである。シール材５２はゴム製で、圧縮されたときに周囲に止水性を得られるように変形する。シールカバー５３はシール材５２を保持しシール材５２の上面と周面を被覆するキャップ状の保持部５３ａと、この保持部５３ａの外周に一体に形成された被覆面部５３ｂを有する。被覆面部５３ｂは、屋根材６３の上面を覆い屋根材６３の上面に接する形状である。

つまり、図示例は、屋根材６３として波型スレートを用い、金具１１は波型スレートの波型の頂面６３ａ、すなわち上に向けて凸に湾曲する湾曲面に対して上からねじ込んで固定するものであるので、被覆面部５３ｂは、前記湾曲面に対応する形状に形成されている。被覆面部５３ｂは、図２（ｂ）に示したように平面視略長方形状であり、屋根６１の勾配方向と直交する方向の方が屋根６１の勾配方向に対応する方向よりも長く形成されている。

以上のような構成の金具１１は、次のようにして使用される。
まず、図６に示したように、スプリングワッシャ５１と、シール材５２を保持したシールカバー５３を金具１１の支持軸部２１に挿嵌して保持し、この状態で波型スレートからなる屋根材６３の所定位置の頂面６３ａに対して屋根材６３に垂直な方向からねじ込む。ねじ込みは、支持軸部２１の回転力入力部２２に治具を嵌めて治具を駆動して行う。回転力入力部２２の下端のフランジ２２ａが嵌めた治具のストッパとなる。

金具１１の回転により、下端の固定部４１のドリルねじ部４２が、図７に示したように屋根材６３に穿孔する。これによってできる穴は、少なくとも固定部４１の太さ以上の大きさである。

更なる回転によって、金具１１における支持軸部２１の穿孔刃２５が屋根材６３に穿孔し、金具１１下端のドリルねじ部４２が母屋６２に穿孔する。穿孔刃２５を備えるので、支持軸部２１が進入する穴を確実かつ容易にあけることができる。

続いての回転で、ドリルねじ部４２より上の固定ねじ部４３が母屋６２に螺合する。固定ねじ部４３が螺合しきると、支持軸部２１の下端面の当接面２４が母屋６２の上面に当接して、螺合が自動的に停止する。

このような金具１１の固定を、所定の複数の穿孔部位に対して行う。

母屋６２に固定された金具１１は、固定部４１の固定ねじ部４２による母屋６２に対する結合力と、支持軸部２１の当接面２４の母屋６２上面に対する当接により、起立状態が保持される。母屋６２は鋼板又は鋼材からなるので、固定ねじ部４２の結合力は高い。

このとき、図８に示したように、支持軸部２１の回転力入力部２２の下面はスプリングワッシャ５１を介してシールカバー５３を屋根材６３に押圧する。シールカバー５３に保持されたシール材５２は圧縮され、支持軸部２１と屋根材６３の穴との間を止水する。被覆面部５３ｂは屋根材６３の穿孔部位の周囲に面接触する。

被覆面部５３ｂが湾曲形状の屋根材６３に面接触することで、シールカバー５３は屋根材６３の上で安定し、相互の位置関係が保持される。

金具１１の起立状態の保持と、前記シールカバー５３と屋根材６３との位置関係保持により、複数本の金具１１の固定状態は屋根６１に対して強固に維持される。

所定箇所に金具１１を固定した後、屋根材６３の上に突出している取付部３１に、屋根上構造物６５を適宜取り付ける。この取り付け状態では、屋根上構造物６５の荷重を、固定部４１と支持軸部２１がシールカバー５３及び屋根材６３と協働して支える。

前述のように金具１１を屋根材６３の上から母屋６２に向けてねじ込めば金具１１の固定作業が行えるので、固定作業は容易である。そのうえ固定部４１より上側には固定部４１よりも太い支持軸部２１が設けられて母屋６２の上面に当接する当接面２４が形成されているので、金具１１を固定する螺合作業において一定の螺合状態が得られると回転は自動的に止まり、固定ねじ部４３の母屋６２に対する螺合が完了する。このため、一定の固定状態が得られるうえに、当接面２４の当接により十分な固定強度も得られる。

また、一定の固定状態が得られるので、固定される複数の金具１１間で、取付部３１の高さにばらつきが生じたりするような不都合はなく、屋根上構造物６５を取り付けるための後の施工が所望通り円滑に行える。

さらに、複数の金具１１の固定状態が一定であるため、屋根上構造物６５を支持する構成全体として脆弱な部位ができることを防止でき、屋根上構造物６５の強固な取りつけ状態を確保できる。

以下、その他の例について説明する。この説明において前述の構成と同一または同等の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図９は他の例に係る金具１１の正面図であり、この金具１１の固定部４１のドリルねじ部４２は、下端に小径で先鋭のガイドドリル部４２ａを有した二段構造である。ガイドドリル部４２ａより上側にはテーパ面４２ｂが形成されている。

この金具１１では、前述と同様の作用効果を有するほかに、ガイドドリル部４２ａを有するので、穿孔位置がずれにくく、小さい圧力で穿孔が可能であるという効果を有する。ドリルねじ部４２は三段以上の多段構造でもよい。

図１０（ａ）は他の例に係る金具１１の正面図であり、この金具１１の固定部４１の外周面には、前記屋根材６３に穿孔し、穿孔によって固定部４１から脱落する分離式穿孔刃４５が形成されている。具体的には、固定部４１のドリルねじ部４２と固定ねじ部４３の間の外周面における相反する２箇所に、外周に向けて突出する分離式穿孔刃４５が形成されている。

分離式穿孔刃４５は、図１０（ａ）のＡ−Ａ切断部端面図である図１０（ｂ）に示したように薄板状である。この分離式穿孔刃４５の付け根の厚さは、屋根材６３に穿孔が完了して母屋６２に当たった時に折れて外れ、固定ねじ部４３が母屋６２に螺合するのを許容するように設定されている。また、分離式穿孔刃４５の突出長さは、図１０（ａ）に示したように支持軸部２１の径に対応する長さである。

このように構成された金具１１では、図１１に示したように、屋根材６３にねじ込むと、ドリルねじ部４２が屋根材６３に穴をあけて進入した後、分離式穿孔刃４５がその穴を端緒として切り込んで穴を広げるように穿孔する。分離式穿孔刃４５の突出長さが支持軸部２１の径に対応する長さであるので、分離式穿孔刃４５によってあけられた穴に支持軸部２１は容易に進入する。

分離式穿孔刃４５は穿孔を行って母屋６２に当たると、図１２に示したように支持軸部２１から脱落するので、固定部４１の固定ねじ部４３が母屋６２に螺合可能である。固定ねじ部４３が母屋６２に完全に螺合すると、図１３に示したような状態になって、支持軸部２１の下端面の環状をなす広い当接面２４が母屋６３の上面に当接し、安定的に固定状態を保持する。

このように構成された金具１１でも、前述と同様の作用効果を有する。

前述の構成はこの発明を実施するための一形態であって、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。

例えば、屋根材の材質やドリルねじ部の構成によっては、前記穿孔刃や分離式穿孔刃を省略することもできる。

屋根材は、波型スレート以外のもの、例えば瓦などであってもよい。

１１…屋根上構造物取付金具
２１…支持軸部
２２…回転力入力部
２４…当接面
２５…穿孔刃
３１…取付部
４１…固定部
４２…ドリルねじ部
４３…固定ねじ部
４５…分離式穿孔刃
５２…シール材
５３…シールカバー
５３ａ…保持部
５３ｂ…被覆面部
６１…屋根
６２…母屋
６３…屋根材
６５…屋根上構造物

Claims (6)

1. 回転力入力部を有した支持軸部より上に、屋根上構造物を取り付ける取付部を有し、前記支持軸部より下に、屋根材の下の母屋に固定する固定部を有した棒状をなす屋根上構造物取付金具であって、
   前記固定部に、前記屋根材と前記母屋に対して順に穿孔するドリルねじ部と、該ドリルねじ部で切り込んだ前記母屋に螺合する固定ねじ部が形成され、
   前記支持軸部が前記固定部よりも太く形成され、
   該支持軸部の下端面に、前記母屋の上面に当接する当接面が形成された
   屋根上構造物取付金具。
2. 前記支持軸部の下端部に、前記屋根材に穿孔する穿孔刃が形成された
   請求項１に記載の屋根上構造物取付金具。
3. 前記固定部の外周面に、前記屋根材に穿孔し、前記母屋に当たって固定部から脱落する分離式穿孔刃が形成された
   請求項１または請求項２に記載の屋根上構造物取付金具。
4. 前記回転力入力部の下面から前記当接段部までの長さが、前記屋根材における穿孔部位の上面と前記母屋の上面との間の長さに対応したものである
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の屋根上構造物取付金具。
5. 前記回転力入力部の下に、環状をなすシール材を保持しシール材の上面と周面を被覆する保持部と、該保持部の外周に形成され前記屋根材の上面を覆う被覆面部を有するシールカバーが付属された
   請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の屋根上構造物取付金具。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の屋根上構造物取付金具を用いて、前記固定部を鋼板からなる前記母屋に固定し、前記取付部に前記屋根上構造物を固定した
   屋根構造。

Images