JP5430544B2 - 補助垂木固定金具及び設備固定装置 - Google Patents

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本発明は、太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置するための設備固定装置及び補助垂木固定金具に関する。
太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置する場合、これらの設備を固定する固定部は、設備の重量、設置する地域の風圧、地震などに耐えうる強度を確保する必要がある。これらの設備を固定するには、予め、設備を固定するための固定金具を屋根上に固定し、その固定金具上に設備を固定する方法が一般的である。
固定金具は、十分な固定強度を確保するために、屋根の野地板を介して垂木など屋根の構造体に、木ネジ、釘、ボルト・ナット等により固定される。しかしながら、通常、垂木が木材である場合、所定の間隔で垂木が配置されているため、設備の固定位置が制約される、という問題がある。
また、屋根材が金属である場合、金属屋根材の接合部であるハゼ部が垂木の上に位置していて、固定金具が垂木に取付けられない、という問題がある。空気調和機の室外機等、比較的設置面積が小さい設備の場合、固定金具の個数が少ないため、ある程度、設置位置を調整して設置することが可能であるが、太陽電池モジュールのように、屋根の広い面積に設置するような設備の場合、固定金具の個数が多く、設置位置を調整して設置することは困難である。
また、固定金具を垂木に固定せずに、屋根全面に敷設されている野地板に固定すれば設備の固定位置の自由度は高くなるが、野地板の厚さは通常9〜12mm程度のため、十分な強度が確保できない、という問題がある。
従来、母屋等の屋根下地桟材に固定される固定部材と、その固定部材の垂直片の外側面より外方に突出したボルト受け部材とからなる金具本体と、前記ボルト受け部材の水平部に形成したボルト穴へ挿入されるとともに、その先端を前記屋根下地桟材上の野地板を貫通して屋根上方に突出させられる架台支持ボルトからなり、前記ボルト穴は、前記桟材の幅方向に長い長穴とされている屋根上に設置される架台の支持装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−150706号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された金具本体では、設備の固定位置の調整代は、前記長穴の寸法によって決まるため、調整代を大きくするためには、長穴を長くする必要があり、それに伴い金具本体が大型化し、製造コスト及び製造設備が大きくなる。更に、調整できる方向は、長穴の長手方向に限定され、長穴の短手方向の調整はできず、固定位置の調整代は著しく限定されたものであった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、建物の屋根上に設置する設備を、建物の構造体(垂木)に固定し、十分な固定強度を確保するとともに、設備の設置位置の自由度を向上させる汎用性の高い低コストな設備固定装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、長手方向に細長い繋ぎ板部と、該繋ぎ板部の長手方向両端部に形成され締結具通し孔が設けられた第1、第2の取付板部と、前記繋ぎ板部の短手方向縁部から直角に屈曲し締結具通し孔が設けられた長手方向に細長い第3の取付板部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、建物の屋根上に設置する設備を、建物の構造体(垂木)に固定し、十分な固定強度を確保するとともに、設備の設置位置の自由度を向上させる汎用性の高い低コストな設備固定装置が得られる、という効果を奏する。
図1は、本発明に係る補助垂木固定金具の実施の形態1を示す斜視図である。 図2−1は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態1を示す横断面図である。 図2−2は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態1を示す斜視図である。 図3−1は、実施の形態1の設備固定装置を示す横断面図である。 図3−2は、実施の形態1の設備固定装置を示す斜視図である。 図4は、長い補助垂木が取付けられた実施の形態1の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。 図5は、短い補助垂木が取付けられた実施の形態1の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。 図6−1は、実施の形態2の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。 図6−2は、実施の形態2の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。 図7は、実施の形態2の補助垂木固定金具を示す斜視図である。 図8−1は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態2を示す縦断面図である。 図8−2は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態2を示す一部破断斜視図である。 図9−1は、実施の形態4の設備固定装置を示す縦断面図である。 図9−2は、実施の形態4の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。
以下に、本発明にかかる補助垂木固定金具及び設備固定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明に係る補助垂木固定金具の実施の形態1を示す斜視図であり、図2−1は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態1を示す横断面図であり、図2−2は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態1を示す斜視図であり、図3−1は、実施の形態1の設備固定装置を示す横断面図であり、図3−2は、実施の形態1の設備固定装置を示す斜視図である。
図2−1及び図2−2に示すように、実施の形態1の屋根91は、建物の棟から軒に向かって下り勾配に延設された断面矩形の垂木2と、垂木2の上に一面に敷設された野地板4と、野地板4の上に葺かれた板金製の屋根材5と、を備えている。屋根材5は、野地板4を介して、垂木2に釘52を打込んで固定される。垂木2の材料は、木材又は鉄骨である。
屋根材5は、垂木2に固定されるため、屋根材5同士の接合部であるハゼ部51は、通常、垂木2上に配置される。ハゼ部51が、垂木2上に配置されていると、設備固定金具6(図3−1、図3−2参照)を垂木2上に取付けることができない。
図1に示すように、実施の形態1の補助垂木固定金具1は、長手方向に細長い繋ぎ板部13aと、繋ぎ板部13aの長手方向両端部に形成された第1、第2の取付板部10a、10bと、繋ぎ板部13aの短手方向縁部から直角に屈曲し長手方向に細長い第3の取付板部13と、第3の取付板部13の長手方向両端部から直角に屈曲し所定の高さ(15mm程度)を有するスペーサ部19と、を有している。
第1、第2の取付板部10a、10bの一側部11には、補助垂木固定金具1を垂木2下面に固定する締結具(木ネジ又は釘)7(図3−1参照)を挿通する長手方向に離間した2つの丸孔14と、締結具としてのボルトを挿通する長手方向に長い長孔16が設けられている。補助垂木固定金具1は、垂木2が木材の場合は、丸孔14を用いて木ネジ又は釘により垂木2に固定され、垂木2が鉄骨の場合は、長穴16を用いてボルト・ナットにより垂木2に固定される。
また、第1、第2の取付板部10a、10bの他側部12には、補助垂木3(図3−1、図3−2参照)を固定する締結具(木ネジ又は釘)8を挿通する長手方向に離間した2つの丸孔15と、締結具としてのボルトを挿通する長手方向に長い長孔17が設けられている。通常、補助垂木3は、木材が用いられるので、丸孔15を用いて木ネジ又は釘により他側部12に固定される。また、第3の取付板部13には、長手方向に長い長孔18が直列に2つ設けられ、長孔18を用いて、木ネジ又は釘により、垂木2の側面に補助垂木固定金具1を固定する。
補助垂木固定金具1は、板金製であり、必要な強度が得られるように板厚が選定される。通常、板厚は、1.6mm以上とすることが望ましい。第3の取付板部13と繋ぎ板部13aの屈曲部に、リブなどを設けて強度を高めてもよい。補助垂木固定金具1の第1、第2の取付板部10a、10bの長手方向寸法は、80mm程度であり、補助垂木固定金具1の垂木2への固定、及び、補助垂木3の補助垂木固定金具1への固定に十分な強度を有している。
補助垂木3は、その側面がスペーサ部19に接した状態で補助垂木固定金具1へ固定される。スペーサ部19の高さを15mm程度とし、垂木2と補助垂木3との間隔を15mm程度確保する。板金製の屋根材5の形状等により、垂木2と補助垂木3との間隔が15mm以上必要な場合は、スペーサ片19の高さを15mm以上とする。
図3−1及び図3−2に示すように、実施の形態1の設備固定装置81は、実施の形態1の屋根91の垂木2の側面に第3の取付板部13が締結具7により取付けられ、垂木2の下面に第1、第2の取付板部10a、10bの一側部11が締結具7により取付けられた補助垂木固定金具1と、第1、第2の取付板部10a、10bの他側部12と屋根91の野地板4との間に垂木2と間隔をあけて平行に配置され第1、第2の取付板部10a、10bの他側部12に締結具8により固定された補助垂木3と、補助垂木3上の屋根材5上に配置され締結具(木ネジ又は釘)9により屋根材5及び野地板4を介して補助垂木3に締結された設備固定金具6と、を備えている。補助垂木3は、補助垂木固定金具1に固定され、野地板4に密着している。
図4は、長い補助垂木が取付けられた実施の形態1の設備固定装置を示す一部破断斜視図であり、図5は、短い補助垂木が取付けられた実施の形態1の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。
図4に示すように、1本の垂木2に、複数の補助垂木固定金具1を間隔をあけて取付け、長尺の1本の補助垂木3を、複数の補助垂木固定金具1により、垂木2に平行に支持する。また、図5に示すように、1本の垂木2に、複数の補助垂木固定金具1を間隔をあけて取付け、夫々の補助垂木固定金具1により、短尺の補助垂木3を、夫々垂木2に平行に支持するようにしてもよい。
実施の形態2.
図6−1は、実施の形態2の設備固定装置を示す一部破断斜視図であり、図6−2は、実施の形態2の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。
何らかの障害物があり、補助垂木固定金具1を垂木2の下面に固定できない場合は、図6−1及び図6−2に示すような、実施の形態2の設備固定装置82を用いるとよい。実施の形態2の設備固定装置82は、屋根91の垂木2の側面に第1、第2の取付板部10a、10bが締結具7により取付けられた補助垂木固定金具1と、第3の取付板部13と屋根91の野地板4との間に垂木2と平行に配置され第3の取付板部13に締結具8により固定された補助垂木3と、補助垂木3上の屋根材5上に配置され締結具9(図3−1参照)により屋根材5及び野地板4を介して補助垂木3に締結された設備固定金具6(図3−1参照)と、を備えている。
実施の形態3.
図7は、実施の形態2の補助垂木固定金具を示す斜視図である。屋根91に設置する設備が軽量である場合等、補助垂木固定金具の強度が小さくてもよい場合は、図7に示すように、補助垂木固定金具1を長手方向中央部で半分に切断した形状とし、補助垂木固定金具の使用量を節約してもよい。
図7に示すように、実施の形態2の補助垂木固定金具1aは、長手方向に細長い繋ぎ板部13aと、繋ぎ板部13aの長手方向一端部に形成され丸孔14、15、長孔16、17が設けられた第1の取付板部10aと、繋ぎ板部13aの短手方向縁部から直角に屈曲し長孔18が設けられた長手方向に細長い第3の取付板部13と、を有している。
また、図示はしないが、実施の形態2の補助垂木固定金具1aを用いた実施の形態3の設備固定装置は、屋根91の垂木2の側面に第3の取付板部13が締結具7により取付けられ、垂木2の下面に第1の取付板部10aの一側部11が締結具7により取付けられた補助垂木固定金具1aと、第1の取付板部10aの他側部12と屋根91の野地板4との間に垂木2と間隔をあけて平行に配置され第1の取付板部10aの他側部12に締結具8により固定された補助垂木3と、補助垂木3上の屋根材5上に配置され締結具9により屋根材5及び野地板4を介して補助垂木3に締結された設備固定金具6と、を備えている。
以上説明した実施の形態1〜3の設備固定装置により、板金製の屋根材5の接合部であるハゼ部51が垂木2上に位置する場合、ハゼ部51から離れた場所に、設備固定金具6を取付けることができる。また、設備固定金具6を取付けるときに、ハゼ部51に力が加わることはなく、ハゼ部51の変形による野地板4への雨水の浸入、雨漏りを防止することができる。
また、図4に示すように、1本の垂木2に補助垂木固定金具1を複数個、間隔をあけて固定し、長い補助垂木3を垂木2に対して平行に通しで固定することができる。この場合、図5に示すように、1本の垂木2に複数個の補助垂木固定金具1を間隔をあけて固定し、夫々の補助垂木固定金具1により、短い補助垂木3を、夫々垂木2に平行に支持するのに比べて、設備固定金具6の固定位置の自由度が高い。
さらに、何らかの障害物があり、補助垂木固定金具1を垂木2の下面に固定できない場合は、図6−1に示すように、補助垂木固定金具1を90°回転させ、丸孔14、丸孔15、長孔16又は長孔17を用いて、垂木2の側面に補助垂木固定金具1の第1、第2の取付板部10a、10bを固定し、第3の取付板部13の長孔18を用いて、補助垂木3を下面から支持することも可能で、補助垂木固定金具1の使用形態は非常に広い。
実施の形態4.
図8−1は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態2を示す縦断面図であり、図8−2は、実施の形態1の補助垂木固定金具が取付けられる屋根の実施の形態2を示す一部破断斜視図であり、図9−1は、実施の形態4の設備固定装置を示す縦断面図であり、図9−2は、実施の形態4の設備固定装置を示す一部破断斜視図である。
図8−1及び図8−2に示すように、実施の形態2の屋根92は、屋根92の傾斜方向に対して横方向(棟と平行な方向)に延設された断面矩形の横垂木21と、横垂木21の上に一面に敷設された野地板4と、野地板4の上に葺かれた屋根材22と、を備えている。屋根92の構造上、隣合う2本の横垂木21の間は、設備固定金具6を取付けるための十分な強度を有する構造体がないため、設備固定金具6を取付けることができない。
図9−1及び図9−2に示すように、実施の形態4の設備固定装置84は、屋根92の隣合う2本の横垂木21の対向する側面夫々に、第1、第2の取付板部10a、10bが締結具7により取付けられた対向する2つの補助垂木固定金具1と、夫々の第3の取付板部13と屋根92の野地板4との間に横垂木21と直交するように配置され夫々の第3の取付板部13に締結具8により固定された補助垂木3と、補助垂木3上の屋根材22上に配置され締結具9により屋根材22及び野地板4を介して補助垂木3に締結された設備固定金具6と、を備えている。
補助垂木固定金具1を90°回転させ、丸孔14、15、長孔16又は17を利用し、締結具7により、隣合う2本の横垂木21の対向する側面に、夫々補助垂木固定金具1を固定する。締結具7は、横垂木21の材料が木材である場合は、木ネジ又は釘であり、丸孔14又は15を利用して固定し、横垂木21の材料が鉄骨である場合は、ボルト・ナットであり、長孔16又は17を利用して固定する。
補助垂木3は、2つの補助垂木固定金具1の第3の取付板部13に支持され、長孔18を利用して、締結具8により、横垂木21と直交するように固定される。補助垂木3は、補助垂木固定金具1に固定された状態で、野地板4と密着する。補助垂木3の材料は木材であり、締結具8は、木ネジ又は釘である。設備固定金具6は、屋根材22及び野地板4を介して、補助垂木3に締結具9を用いて固定される。締結具9は、木ネジ又は釘である。
補助垂木3は、第3の取付板部13の両端に設けられた2つのスペーサ部19の間に配置される。2つのスペーサ部19の間に配置することにより、補助垂木3が第3の取付部13からはみ出して取付けられることがなく、施工における品質が安定する。また、第3の取付部13の長手方向寸法は、200mm程度であり、補助垂木3の幅に対して十分余裕のある寸法となっているため、補助垂木3の取付け位置の自由度が高い。
以上説明したように、実施の形態4の設備固定装置84によれば、従来、設備固定金具6を取付けることができなかった隣合う横垂木21間の屋根材22上に、設備固定金具6を取付けることができる。
また、補助垂木固定金具1の形状を上記の形状とすることにより、垂木2や横垂木21等の屋根の構造体に対して、平行方向、直交方向いずれの方向にも、1種類の補助垂木固定金具1により補助垂木3を支持することができる。補助垂木固定金具1は、汎用性が高く、設備固定金具6の取付け自由度を飛躍的に向上させる。さらに、補助垂木固定金具1、1aは、小型であり、低コストである。
以上のように、本発明に係る補助垂木固定金具及び設備固定装置は、太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置するための装置として有用である。
1、1a 補助垂木固定金具
2 垂木
3 補助垂木
4 野地板
5 屋根材
6 設備固定金具
7、8、9 締結具
10a 第1の取付板部
10b 第2の取付板部
11 一側部
12 他側部
13 第3の取付板部
13a 繋ぎ板部
14、15 丸孔
16、17、18 長孔
19 スペーサ部
21 横垂木
22 屋根材
51 ハゼ部
52 釘
81、82、84 設備固定装置
91、92 屋根

Claims (10)

  1. 長手方向に細長い繋ぎ板部と、
    該繋ぎ板部の長手方向両端部に形成され締結具通し孔が設けられた第1、第2の取付板部と、
    前記繋ぎ板部の短手方向縁部から直角に屈曲し締結具通し孔が設けられた長手方向に細長い第3の取付板部と、
    を有することを特徴とする補助垂木固定金具。
  2. 前記第3の取付板部の長手方向両端部から直角に屈曲し所定の高さを有するスペーサ部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の補助垂木固定金具。
  3. 前記第1、第2の取付板部に設けられた締結具通し孔は、長手方向に長いボルト締結用の長孔と、木ネジ又は釘締結用の丸孔であり、前記第3の取付板部に設けられた締結具通し孔は、長手方向に長い木ネジ又は釘締結用の長孔であることを特徴とする請求項1又は2に記載の補助垂木固定金具。
  4. 屋根の垂木の側面に前記第3の取付板部が締結具により取付けられ、前記垂木の下面に前記第1、第2の取付板部の一側部が締結具により取付けられた請求項1に記載の補助垂木固定金具と、
    前記第1、第2の取付板部の他側部と前記屋根の野地板との間に前記垂木と間隔をあけて平行に配置され前記第1、第2の取付板部の他側部に締結具により固定された補助垂木と、
    前記補助垂木上の屋根材上に配置され締結具により前記屋根材及び野地板を介して前記補助垂木に締結された設備固定金具と、
    を備えることを特徴とする設備固定装置。
  5. 前記補助垂木は長尺であり、前記垂木に間隔をあけて取付けられた複数の前記補助垂木固定金具により支持されていることを特徴とする請求項4に記載の設備固定装置。
  6. 前記補助垂木は短尺であり、前記垂木に間隔をあけて取付けられた複数の前記補助垂木固定金具に、夫々の前記短尺の補助垂木が支持されていることを特徴とする請求項4に記載の設備固定装置。
  7. 屋根の垂木の側面に前記第1、第2の取付板部が締結具により取付けられた請求項1に記載の補助垂木固定金具と、
    前記第3の取付板部と前記屋根の野地板との間に前記垂木と平行に配置され前記第3の取付板部に締結具により固定された補助垂木と、
    前記補助垂木上の屋根材上に配置され締結具により前記屋根材及び野地板を介して前記補助垂木に締結された設備固定金具と、
    を備えることを特徴とする設備固定装置。
  8. 長手方向に細長い繋ぎ板部と、
    該繋ぎ板部の長手方向一端部に形成され締結具通し孔が設けられた第1の取付板部と、
    前記繋ぎ板部の短手方向縁部から直角に屈曲し締結具通し孔が設けられた長手方向に細長い第3の取付板部と、
    を有することを特徴とする補助垂木固定金具。
  9. 屋根の垂木の側面に前記第3の取付板部が締結具により取付けられ、前記垂木の下面に前記第1の取付板部の一側部が締結具により取付けられた請求項8に記載の補助垂木固定金具と、
    前記第1の取付板部の他側部と前記屋根の野地板との間に前記垂木と間隔をあけて平行に配置され前記第1の取付板部の他側部に締結具により固定された補助垂木と、
    前記補助垂木上の屋根材上に配置され締結具により前記屋根材及び野地板を介して前記補助垂木に締結された設備固定金具と、
    を備えることを特徴とする設備固定装置。
  10. 屋根の隣合う2本の横垂木の対向する側面夫々に、前記第1、第2の取付板部が締結具により取付けられた請求項1に記載の補助垂木固定金具と、
    夫々の前記第3の取付板部と前記屋根の野地板との間に前記横垂木と直交するように配置され夫々の前記第3の取付板部に締結具により固定された補助垂木と、
    前記補助垂木上の屋根材上に配置され締結具により前記屋根材及び野地板を介して前記補助垂木に締結された設備固定金具と、
    を備えることを特徴とする設備固定装置。
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