JP5517074B2 - 持出部材の設置構造、及び外設部材の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、下地面の不陸や瓦屋根を構成する屋根材の高さ寸法等の違い（不揃い）に対してスペーサを用いることなく、しかも容易に高さ方向の微妙な位置調整を行うことができ、太陽電池システムや緑化構造等をも取り付けることができる持出部材の設置構造、及び外設部材の取付構造に関する。

近年、社会的情勢及び政治的情勢が相俟って太陽エネルギー変換モジュールへの期待はますます高まっており、既設の構造物や建築物の屋根面への太陽電池パネルの取り付け要請もまた高まっている。
他方、二酸化炭素を減少させるために、屋根面を緑化して温度低下や光合成を行わせる試みも盛んに行われている。

瓦屋根の上に太陽エネルギー変換モジュールを取り付ける構造としては、例えば特許文献１に記載されるように、所定箇所の屋根瓦を支持瓦に取り替え、この取り付けた支持瓦に縦桟及び横桟を固定し、機能パネルを取り付ける構造が提案されている。
しかし、この特許文献１では、既存の屋根瓦に代えて特殊な支持瓦を取り付けるものである。即ちこの特許文献１における支持瓦は、その上に縦桟や横桟などを支持するために特殊な瓦を備え、どのような瓦にも対応できるものではなかった。また、ここでは機能パネルの重量がメインであるが、全加重を数枚の支持瓦で受けなければならず、個々の支持瓦への付加が大きいものであった。さらに、既存の屋根瓦を部分的に撤去して固定する場合、下地構成が木造（合板）のために、安定した強度を得ることができないという問題もあった。

また、瓦屋根を構成する屋根材の裏面側に持出金具を設置し、該持出金具を屋根材の表面側に延在させた先端（取付部）に各種の外設部材を取り付ける構造も近年多く提案されている。
なお、このとき用いられる持出金具は、精密な金型を用いて作製されるものであって、極めて高い精度で量産される。

特開２００６−１４４２６７号公報

しかしながら、どんなに精度の高い持出金具を用いても、下地面の不陸や瓦屋根を構成する屋根材の高さ寸法等の違い（不揃い）などが発生することは避けられないため、現実的には現場施工時に下地と持出金具との隙間などにスペーサを介在させることにより高さ調整を行う手法が採られていた。
また、これらのスペーサを用いた高さ調整は極めて面倒な作業であり、さらに部品点数も増え、コストが増加するという問題なども生じるものであった。
そこで、本発明は、下地面の不陸や瓦屋根を構成する屋根材の高さ寸法等の違い（不揃い）に対してスペーサを用いることなく、しかも容易に高さ方向の微妙な位置調整を行うことができ、太陽電池システムや緑化構造等をも取り付けることができる持出部材の設置構造、その設置施工方法、及びそれを用いた外設部材の取付構造、改修構造を提案することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、瓦屋根上に設置する外設部材を取り付けるために下地フレームを介して持出部材を設置する構造であって、前記下地フレームは、下地面上に沿わせる固定部と、固定部から起立し、締着具を内部に収納して長さ方向に延在する溝部を有すると共に下地面に対して傾斜している受支部とを備え、前記持出部材は、少なくとも前記溝部と交わる方向に延在する長孔を有する取付部と、少なくとも一部が瓦屋根を構成する屋根材同士の重合部分に介在する折曲部と、外設部材又は支持部材を支持する支持部とを備え、桁行き方向に沿うように下地フレームを構造材上に固定し、この下地フレームの受支部の溝部から突出する締着具を、持出部材の取付部の長孔に挿通させて位置調整して固定することを特徴とする持出部材の設置構造に関するものである。
なお、本発明の取り付け対象である瓦屋根は、和がわら、Ｓ瓦等の波形に表れるもの、平板瓦、スレート等の平坦状に表れるもの等の、周縁が重合状に接続されるものをさす。

また、本発明は、瓦屋根に前記持出部材の設置構造を設置し、さらにその支持部に外設部材を直接的又は支持部材を介して間接的に取り付けてなることを特徴とする外設部材の取付構造をも提案するものである。

本発明は、瓦屋根上に設置する外設部材を取り付けるための持出部材の設置構造であって、構造材上に固定した下地フレームの傾斜状の受支部の溝部から突出する締着具を、持出部材の取付部の長孔に挿通させて位置調整して固定する構成であるため、高さ方向の微妙な位置調整を、締着具の長孔への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。
また、桁行き方向への位置調整は、締着具の溝部への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。
さらに、持出部材は下地フレームを介して構造材に固定するため、瓦屋根を構成する屋根瓦に負担を与えることなく、圧壊や破損を生ずるおそれもなく、安定した強度を得ることができる。また、どのような仕様の瓦屋根にも適用でき、どのような仕様の太陽電池パネル等の外設部材にも、或いは改修屋根にも適用できる。

また、前記持出部材の取付構造を用いた本発明の外設部材の取付構造は、前述のように下地フレームを介して構造材に取り付けた持出部材に、外設部材を直接的又は支持部材を介して間接的に取り付けたものであるから、高重量の太陽電池システムや緑化構造などの設置にも対応することができる。

さらに、前記持出部材の取付構造を用いた本発明の改修構造は、既設の瓦屋根や形式に関わらず任意の屋根構造を支持部材に構築することができ、二重の雨仕舞い構造、二重の断熱構造を備える屋根構造とすることができる。また、従来の改修工法のように既設の瓦屋根を取り外す必要がないので、施工の手間が低減され、廃材の処理の必要もないものとなる。

（ａ）本発明の持出部材の設置構造の一実施例を拡大して示す側断面図、（ｂ）用いた持出部材及び下地フレームの組み付け状態を水上側から見た拡大正面図、（ｃ）その拡大側断面図、（ｄ）水下側から見た拡大正面図である。 （ａ）前記取付構造を用いた外装構造の一実施例を示す側断面図、（ｂ）その正断面図である。 （ａ）本発明の持出部材の設置構造の他の一実施例を拡大して示す側断面図、（ｂ）用いた持出部材及び下地フレームの組み付け状態を示す斜視図、（ｃ）それを水下側から見た正面図、（ｄ）その側断面図、（ｅ）その平面図である。 （ａ）第１実施例の持出部材を示す拡大斜視図、（ｂ）第２実施例の持出部材を示す拡大斜視図、（ｃ）下地フレームの溝部に取り付ける締着具を示す拡大斜視図、（ｄ）第１及び第２実施例に用いた下地フレームを示す拡大斜視図である。

本発明の持出部材の設置構造は、少なくとも長孔を有する取付部と折曲部と支持部とを備える持出部材を、固定部と傾斜状の受支部とを備える下地フレームを介して固定し、瓦屋根上に持ち出した支持部に外設部材を設置するものである。なお、持出部材という名称に関し、持出金具（もちだしかなぐ）という名称が一般的であるが、金属製に限定されるものではなく、例えば硬質の樹脂成型品でもよいため、持出部材とした。

下地フレームは、屋根材（屋根瓦）を保持する横桟の配設間隔において、桁行き方向に構造材上に固定される通し材であり、ビスやボルト等の固定具にて構造材に固定される固定部と、持出部材の取付部を受ける受支部とを有する構成であれば特にその構成を限定するものではない。
以下に、この下地フレームを構成する固定部、受支部について順に説明する。なお、この下地フレームとしては、アルミ押出型材等の金属材が用いられることが多いが、特にその素材を限定するものではない。

〔固定部〕
前記下地フレームの固定部は、桁行き方向に下地面上に沿わせる部位を指すものであって、後述する図示実施例のように略平坦状に形成されることが多いが、特に限定されるものではない。そして、この固定部は、長ボルト等の固定具によって下地の裏面側に配設される構造材に固定される。

〔受支部〕
前記下地フレームの受支部は、下地面に対して傾斜しており、長さ方向に延在する溝部を有し、該溝部は、締着具を内部に収納する構成である。詳しくは締め付けボルトの頭部を溝部内に遊嵌（保持）して雄ネジ部分を溝部外へ突出させた構成であり、締め付けナットを締め付けない状態では溝部方向（桁行き方向）にスライド状に移動可能である。

持出部材は、前述のように少なくとも前記溝部と交わる方向に延在する長孔を有する取付部と折曲部と支持部とを備えるピース材であり、後述する図示実施例のように、下端に設けられる取付部と、上端に設けられる支持部と、その間に設けられる折曲部とを備え、その他に複数の縦片部、横片部を備えていても良く、例えば各メーカーの種々の瓦屋根仕様に対し、適宜に縦片部、横片部の寸法や傾斜角度などを変更すればよく、特に限定するものではない。
以下に、この持出部材を構成する取付部、折曲部、支持部について、順に説明する。この持出部材についても前述のように素材を限定するものではないが、外設部材を支持する強度を有することが望ましいため、アルミ押出成形品やメッキ鋼板、ステンレス鋼板等のプレス加工品などが望ましい。

〔取付部〕
前記持出部材の取付部は、前記下地フレームの受支部に取り付ける部分を指すものであって、この取付部が取り付けられる受支部は、前述のように下地面に対して傾斜しているので、この取付部もその受支部に沿うように傾斜状に形成される。
この取付部には長孔が設けられるが、この長孔は高さ調整を目的として設けるので、この取付部の傾斜方向に沿うように形成される。

〔折曲部〕
前記持出部材の折曲部は、少なくとも一部が屋根材同士の重合部分に介在する（挟まれる）部分を含むものであって、屋根材同士の重合部分が略平坦状に形成される場合には、この折曲部も略平坦状に形成すればよいし、重合部分が傾斜状に形成される場合には、この折曲部も傾斜状に形成すればよい。

〔支持部〕
この支持部は、前述のように外設部材又は支持部材を支持する部位を指すものであって、予め上方へ延在する取付ボルトが立設されるようにしてもよい。

また、以後の施工を考慮して後述する図示実施例のように受部材を支持部の上部に接するように取り付けるようにしてもよい。
前記受部材は、特にその形状や構成等を限定するものではないが、後述する図示実施例のように略Ｕ字状のピース材としてもよく、所定間隔を隔てて配設された複数の受部材に対し、長尺な支持部材を取り付けるようにしてもよい。すなわち、ピース状の受部材は、汎用のレンチ等の治具を用いて支持部に取り付ける際に支障がなく、長尺な支持部材の取り付けを容易にする位置規制の役割も果たす。

前記受部材に取り付けられる支持部材は、特にその形状や構成等を限定するものではないが、後述する図示実施例のように桁行き方向に連続する逆Ｕ字状の長尺材又は定尺材でもよいし、或いは流れ方向に連続する長尺材又は定尺材でもよい。
なお、この支持部材は、前記受部材を介して取り付けることに限定するものではなく、前記第２縦部の上部又は前記支持部に直接的に取り付けてもよい。

前記支持部材に取り付けられる外設部材としては、太陽電池システムを後述する図示実施例にて説明するが、それに限定するものではなく、屋根面に適用される外設部材であれば、例えば緑化構造でも、雪止め金具でもよいし、避雷針、アンテナなどでもよい。
この外設部材の配設位置は、前記支持部材の任意の位置に取り付けることができるので、屋根面の任意の位置に取り付けることができる。

さらに、前記支持部材にどのような構成の改修屋根を構築して改修構造に適用してもよい。

図１（ａ）に示す第１実施例における本発明の持出部材１Ａの設置構造は、下地フレーム２の溝部２２から突出させた締着具（締め付けボルト）２ｃを、持出部材１Ａの取付部１１ａの長孔１１１に挿通させて位置調整して固定するものである。

この第１実施例における持出部材１Ａは、図４（ａ）に示すように短幅の金属板材に複数のベンダー加工を施して成型したピース材であり、長さ方向に対し、表面側又は裏面側へ合計４回の折り曲げを実施して形成したものであり、最下端に傾斜片状の取付部１１ａが設けられ、最上端に横片状の支持部１５ａが設けられ、その間に桁行き方向へ延在する横片状（下り傾斜片状）の被重合部１３ａ、複数の縦片部１２ａ，１４ａからなる折曲部が設けられた構成である。

この持出部材１Ａの取付部１１ａは、後述する下地フレーム２上に取り付けるために略傾斜状に形成され、長孔１１１が穿設（形成）され、該長孔１１１には締着具２ｃが挿通されて締め付けることにより下地フレーム２に取り付けられる。なお、長孔１１１は、下地フレーム２の溝部２２１と交わる方向に延在するように組み付けられる。
また、この持出部材１ａの縦部１２ａは、前記取付部１１ａから略垂直片状に上方へ延在し、その上端が一方の屋根材（重合側）３Ａの裏面に臨み、他方の屋根材（被重合側）３Ａの側縁に沿う。
さらに、この持出部材１Ａの被重合部１３ａは、前記第１縦部１２ａの上端から傾斜状に延在し、左右に隣接する屋根材３Ａ，３Ａの重合部分に介在する。なお、図示実施例では、左方側及び奥方側へ下り傾斜する形状とした。
また、この持出部材１Ａの縦部１４ａは、前記被重合部１３ａの先端から略垂直片状に上方へ延在し、その上端には横片状の支持部１５ａが延設されている。
この支持部１５ａには、孔１５１が形成され、該孔１５１には裏面側から取付ボルト１ｂが貫通して溶接されることにより上方へ立設する構成である。

図示実施例の持出部材１Ａの支持部１５ａには、略Ｕ字状のピース材である受金具５Ｂが取り付けられ、支持部１５ａの裏面側から立設された取付ボルトを挿通させて表面側で取付ナットで留め付ける。なお、この受金具５Ｂには、桁行き方向に延在する支持部材５が取り付けられるので、この支持部材５が複数の受金具５Ｂ，５Ｂに跨る（架け渡す）ことができる，すなわち桁行き方向に沿って配設できるように、角度を調整して取付ナットを締め付ける。

前記持出部材１Ａの取付部１１ａが取り付けられる下地フレーム２は、上面（受支部２２）が下地（野地板４Ｂ）面に対して傾斜する長尺材であって、屋根材（屋根瓦）３Ａを保持する横桟４ｃ，４ｃの配設間隔において、桁行き方向に構造材４Ａ上に固定されるものである。なお、その際、傾斜状の受支部２２は、水上側（図では右側）を向くように配設されている。
この下地フレーム２は、下地面に沿うフランジ状の固定部２１，２１に、固定具２ｂ，２ｂにて構造材４Ａに固定され、前記持出部材１Ａの取付部１１を受ける前記傾斜状の受支部２２には、長さ方向に延在する溝部２２１が形成されている。
上記溝部２２１は、締着具である締め付けボルト２ｃの頭部を内部に遊嵌（保持）して雄ネジ部分を溝部外へ突出させることができ、締め付けナット２ｄを締め付けない状態では溝部２２１方向（桁行き方向）にスライド状に移動可能であり、締め付けナット２ｄを締め付けることにより所望の位置に固定できる。

また、この第１実施例の瓦屋根は、流れ方向に配された構造材（躯体）４Ａ上に野地板４Ｂが敷設され、そのほか防水紙などが敷設された上に所定間隔にて桁行き方向に横桟（桟木）４ｃが敷設され、該横桟４ｃに和瓦である屋根材３Ａが保持される構成であり、これらは定法に準じて施工すればよい。

前記受部材５Ｂ，５Ｂに取り付けられる支持部材５は、逆Ｕ字状の長尺材であって桁行き方向に連続するように配設した。
なお、前述のように受金具５Ｂは角度を調整して取り付けるようにしたので、この支持部材５の配設は、その受部材５Ｂ，５Ｂに跨る（架け渡す）ように上方から嵌め付ければよく、この状態で側方からビス等の固着具５ｃ，５ｃで受部材５Ｂに容易に固定することができる。

前記支持部材５に取り付けられる外設部材８としては、この実施例では太陽電池パネルを採用した。
図示実施例の太陽電池パネル８は、表面側に透光材が配された太陽電池８１と、その端縁を保持すると共に裏面側に中空のスペース部分を備えるフレーム材８２とが一体的に取り付けられた構成である。
前記太陽電池パネル８における太陽電池８１としては、多結晶，単結晶，アモルファス等、どのようなものを用いてもよい。一般的に太陽電池は、導電性基体、裏面反射層、光電変換部材としての半導体層、透明導電層から構成され、上記導電性基体としては、例えば鋼板、銅、チタン、アルミニウム、ステンレス、カーボンシートを用いることができ、その他にも導電層が設けられたポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の樹脂フィルムやセラミックス等を用いることもできる。前記半導体層は特に限定するものではなく、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコン半導体、銅インジウムセレナイド等の化合物半導体を用いることができる。例えば近年提案された可撓性を有するアモルファスシリコン太陽電池は極めて薄肉で軽量であるため好ましい。

この実施例では、前記支持部材５の上に、排水部６１を備える縦支持材６Ａを流れ方向に配設し、固定具６ｃ，６ｃにて固定し、該縦支持材６Ａに太陽電池パネル８の流れ方向に沿う端縁を支持させた構成である。
そして、桁行き方向に隣接する太陽電池パネル８，８間には、押さえ部材６Ｅを取り付けた。

前記縦支持材６Ａは、左右の側端縁に上方へ延在する一対の起立片６２，６２を備え、この起立片６２のフランジ状の下端が前記支持部材５に固定する固定部であり、略中央には隆起部６３を備え、該隆起部６３の左右の肩状部分が太陽電池パネル８，８を支持する支持部である。
そして、左右の起立片６２，６２と隆状部６３との間が、排水部６１であり、雨水を流れ方向に流す役割を果たす。また、起立片６２，６２のフランジ状の上端には、桁行き方向に配設されたジョイント部材を兼ねる流水部材６Ｂ，６Ｂが固定具６ｄ，６ｄにて固定され、流水部材６Ｂ，６Ｂの流水空間６４，６４から導かれた雨水も、排水部６１に集められて水下側へ排水される。
また、左右に隣接する前記太陽電池パネル８，８の表面側には、各太陽電池パネル８，８のフレーム８２，８２を押さえる押さえ部材６Ｅが配され、上方から固着具６ｆを前記縦支持材６Ａ（の隆状部６３）に打ち込んで取り付けている。

また、前記太陽電池パネル８，８の流れ方向の端縁は、表面側の隙間に不定形のシール材８３が充填され、その裏面側に配される断面略Ｗ字状のジョイント部材６Ｂにて連結されている。このジョイント部材６Ｂは、前述のように流水部材を兼ねるものであって、樋状の流水部６４の端縁を固定具６ｄにて前記縦支持材６Ａのフランジ状の上端に固定したので、流水部６４と排水部６１とが連絡され、流水部６４に流下した雨水や結露水などは排水部６１へ導かれて水下側へ流すことができる。

このように本発明は、複数の屋根瓦３Ａが敷設されて構成される新設又は既存の瓦屋根上に、外設部材８を取り付けるための持出部材１Ａの設置構造を提案するものであり、構造材４Ａ上に固定した下地フレーム２の傾斜状の受支部２２の溝部２２１から突出する締着具（締め付けボルト）２ｃを、持出部材１Ａの取付部１１ａの長孔１１１に挿通させて位置調整して固定する構成であるため、高さ方向の微妙な位置調整を、締着具２ｃの長孔１１１への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。また、桁行き方向への位置調整は、締着具２ｃの溝部２２１への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。即ち締着具２ｃを溝部２２１の桁行き方向にスライドさせて位置を調整し、更に高さ方向の位置調整を行った後に締め付けナット２ｄを締め付けることにより、桁行き方向の位置調整と高さ方向の位置調整とが同時に行われるものとなる。
さらに、持出部材１Ａは下地フレーム２を介して構造材４Ａに固定するため、瓦屋根を構成する屋根瓦に負担を与えることなく、圧壊や破損を生ずるおそれもなく、安定した強度を得ることができる。また、図示したような瓦屋根の仕様や外設部材８の仕様に全く関係なく取り付けられるもので、どのような仕様の瓦屋根にも適用でき、どのような仕様の太陽電池パネル等の外設部材８にも、或いは改修屋根にも適用できる。

図３に示す改修構造の第２実施例は、瓦屋根が平瓦である屋根材３Ｂにより構成され、前記第１実施例と同一構成の下地フレーム２を用いるが、その傾斜状の受支部２２が水下側（図では左側）を向くように配設されている点では異なる。

この第２実施例における持出部材１Ｂは、図４（ｂ）に示すように短幅の金属板材に複数のベンダー加工を施して成型したピース材であり、長さ方向に対し、表面側又は裏面側へ合計４回の折り曲げを実施して形成したものであり、最下端に傾斜片状の取付部１１ｂが設けられ、最上端に横片状の支持部１５ｂが設けられ、その間に水下側へ延在する長横片状の被重合部１３ｂ、複数の縦片部１２ｂ，１４ｂからなる折曲部が設けられた構成である。なお、この被重合部１３ｂは長横片全体が屋根材３Ｂ，３Ｂの重合部分に介在する（挟まれる）のではなく、その基端（水上側の端部）のみが挟まれるものである。

この第２実施例においても、前記第１実施例と全く同様の効果を奏することができ、構造材４Ａ上に固定した下地フレーム２の傾斜状の受支部２２の溝部２２１から突出する締着具（締め付けボルト）２ｃを、持出部材１Ｂの取付部１１ｂの長孔１１１に挿通させて位置調整して固定する構成であるため、高さ方向の微妙な位置調整を、締着具２ｃの長孔１１１への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。また、桁行き方向への位置調整は、締着具２ｃの溝部２２１への締め付け位置の調整により容易に行うことができる。

また、この第２実施例からも明らかなように、瓦屋根の構成に応じて持出部材１Ｂの形状構成を適宜に変更すれば良い。
更に、前記第１実施例では、前述のように支持部１５ａに外設部材８として太陽電池パネルを構築したが、この外設部材８としては、それに限定するものではなく、屋根面に適用される外設部材であれば、例えば緑化構造でも、雪止め金具でもよいし、避雷針、アンテナなどでもよい。
この外設部材の配設位置は、前記支持部材の任意の位置に取り付けることができるので、屋根面の任意の位置に取り付けることができる。
さらに、外設部材に代えて改修屋根を構築して改修構造に適用してもよい。

１ 持出部材
１１ａ，１１ｂ 取付部
１２ａ，１２ｂ 縦部
１３ａ，１３ｂ 被重合部
１４ａ，１４ｂ 縦部
１５ａ，１５ｂ 支持部
２ 下地フレーム
２１ 固定部
２２ 受支部
２２１ 溝部
２ｂ 固定具
２ｃ 締着具（締め付けボルト）
２ｄ 締め付けナット
３Ａ，３Ｂ 屋根材（屋根瓦）
４Ａ 構造材（躯体）
４Ｂ 野地板
４ｃ 横桟（桟木）
５ 支持部材
５Ｂ 受部材
５ｃ 止め金具
６Ａ 縦支持材
６Ｂ 流水部材
７Ａ 垂木
７Ｂ 固定部材
７ｃ 固着具
７Ｄ 断熱材
７Ｅ 保持部材（吊子）
７Ｆ 下部保持部材（タイトフレーム）
７Ｇ 上部保持部材（受支材）
８ 外設部材（太陽電池システム）

Claims (2)

1. 瓦屋根上に設置する外設部材を取り付けるために下地フレームを介して持出部材を設置する構造であって、
   前記下地フレームは、下地面上に沿わせる固定部と、該固定部から起立し、締着具を内部に収納して長さ方向に延在する溝部を有すると共に下地面に対して傾斜している受支部とを備え、
   前記持出部材は、少なくとも前記溝部と交わる方向に延在する長孔を有する取付部と、少なくとも一部が瓦屋根を構成する屋根材同士の重合部分に介在する折曲部と、外設部材又は支持部材を支持する支持部とを備え、
   桁行き方向に沿うように下地フレームを構造材上に固定し、この下地フレームの受支部の溝部から突出する締着具を、持出部材の取付部の長孔に挿通させて位置調整して固定することを特徴とする持出部材の設置構造。
2. 瓦屋根に請求項１に記載の持出部材の設置構造を設置し、さらにその支持部に外設部材を直接的又は支持部材を介して間接的に取り付けてなることを特徴とする外設部材の取付構造。

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