JP5430544B2

JP5430544B2 - 補助垂木固定金具及び設備固定装置

Info

Publication number: JP5430544B2
Application number: JP2010278001A
Authority: JP
Inventors: 一生鈴木; 則幸 ▲高▼須
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: JP2012127079A

Description

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

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。