JP5571937B2 - 屋根への機能パネルの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根への機能パネルの取付構造に関し、詳しくは太陽電池モジュールや太陽熱温水パネルなどの特定の機能を有する機能パネルを屋根に取り付ける技術に関するものである。

従来、太陽電池モジュールのような機能パネルを屋根に取り付けるにあたっては、屋根に予め複数の支持桟を所定の間隔をあけて互いに平行に並べて設置し、機能パネルの両端部のフレームを隣合う支持桟に架け渡してビス固定により取り付けるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９３９７５号公報

ところが上記特許文献１に示された従来例では、機能パネルの一端部側のフレームを支持桟の片側上面に載置し、支持桟の他側上面に、該機能パネルと隣合う別の機能パネルの一端部側のフレームを載置し、両フレームにそれぞれ上方からビスを打ち込んで支持桟に対して固定しているため、作業者は機能パネルの上面に乗りながらフレームのビス止めをしなければならない。この場合、ガラス基板上に複数の膜からなる太陽電池膜が積層された太陽電池モジュールのような機能パネルにおいては、反りやクラック、踏み割れなどが生じやすく、故障や破損の原因となりやすいという課題を有していた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、作業者が機能パネルの上面に乗らずに支持桟に対する機能パネルの取り付け作業を可能として、機能パネルの反りやクラックの発生、踏み割れ等を防止すると共に、取り付け強度を確保できるようにした屋根への機能パネルの取付構造を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明は、屋根１に複数の支持桟２を所定の間隔をあけて設置し、機能パネル３の両端部のフレーム４を隣合う支持桟２に架け渡して取り付けるようにした屋根への機能パネルの取付構造であって、上記機能パネル３の両端部のフレーム４の外端面４ａから外側方Ａに向けて突出する側面視上向きＬ字状をなすＬ形係止部５をそれぞれ突設する。上記機能パネル３のフレーム４を支持桟２に取り付ける固定金具６を備える。固定金具６の中央側を支持桟２に対して固定具にて固定する。固定金具６の一端側に、支持桟２の片側上面に載置される機能パネル３の一端部側のＬ形係止部５の上方向Ｂへの動きを規制するための下方向押え部８を設ける。固定金具６の他端側に、支持桟２の他側上面から上方向に離間配置される上横片９を設けて、該上横片９と支持桟２の他側上面との間に機能パネル３の他端部側のＬ形係止部５を差込み自在に収納し、Ｌ形係止部の上方向の動きを規制するための収納凹所１０を形成したことを特徴としている。

このような構成とすることで、機能パネル３の他端部側のＬ形係止部５を支持桟２と固定金具６間に設けられる収納凹所１０内に差し込み収納した状態で、機能パネル３の一端部側のフレーム４を上記支持桟２と隣合う別の支持桟２に載置して、固定金具６を用いて該機能パネル３の他端部側のＬ形係止部５の上方向Ｂへの動きを固定金具６の下方向押え部８により規制する。これにより、機能パネル３の支持桟２への取り付け強度を確保できると共に、従来のように作業者が機能パネル３の上に乗って上方からフレーム４を支持桟２に対してビス止めする作業を行う必要がなくなる。

また、上記固定金具６の上横片９の端縁部９ａに、機能パネル３の他端部側のフレーム４の外端面４ａの一部に食い込んで、該フレーム４の固定金具６に対する動きを規制するための食い込み突起１１を突設するのが好ましい。この場合、上横片９に食い込み突起１１を設けるという簡易な構造で、収納凹所１０に差込み収納される機能パネル３の他端部側のずれ動きを容易に防止できるようになる。

また、上記機能パネル３のフレーム４と固定金具６と支持桟２とをそれぞれ導電性材料で構成し、フレーム４の外面を腐食防止用塗膜で被覆すると共に、上記食い込み突起１１が食い込むフレーム４の一部の塗膜を剥がして機能パネル３のアース取り出し部とするのが好ましい。この場合、機能パネル３が例えば太陽電池パネルの場合に発電によって帯電した電荷を、フレーム４に食い込む食い込み突起１１を介して、固定金具６→支持桟２→屋根１側へとアースできるので、機能パネル３ごとにアース線を接続する手間を省略できる。

本発明は、収納凹所への差込み収納と固定金具による押え保持との組み合わせにより、機能パネルの両端部のフレームを支持桟に対して強固に取り付けることができると共に、作業者は機能パネルの上に乗らずに機能パネルの取り付け作業が可能となり、結果、従来のような機能パネルの反りやクラック、踏み割れなどが生じるという問題を解消できるものである。

本発明の一実施形態を示し、機能パネルを固定金具により支持桟に対して取り付けた状態の側面断面図である。 （ａ）は同上の固定金具の斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は幅方向押え部側から見た正面図である。 同上の軒先の機能パネル及び軒先カバーの取り付け状態を示す側面断面図である。 同上の棟部の機能パネル及び棟部カバー、ジャンプ台の取り付け状態を示す側面断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は同上のベース板の施工手順の説明図である。 （ａ）（ｂ）は同上の軒先の機能パネルの施工手順を説明する断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は同上の中間側の機能パネルの施工手順を説明する断面図である。 （ａ）（ｂ）は棟部の機能パネルの施工手順を説明する断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は同上の機能パネルの施工手順を説明する斜視図である。 同上の機能パネルの施工後における屋根の一部破断した斜視図である。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

屋根１は、図１０に示すように、野地板１５の上に屋根下地材（下葺き材）１６を葺設し、その上面の一部領域にベース板１３を介して複数の支持桟２を所定の間隔をあけて設置し、機能パネル３の両端部のフレーム４が隣合う支持桟２に架け渡して取り付けられている。図中の１４は瓦（不燃材）である。

機能パネル３は、例えば太陽光による発電を担う太陽電池モジュール或いは、太陽熱温水パネルなどの特定の機能を有するものである。

機能パネル３の両端部には、図１に示すように、パネル外周部３ａを把持する把持部４ｂを備えた断面略矩形状のフレーム４がそれぞれ設けられると共に、各フレーム４の外端面４ａの下部から外側方Ａに向けて側面視上向きＬ字状をなすＬ形係止部５がそれぞれ突設されている。

本例の支持桟２は、軒棟方向Ｆと直交する横方向Ｇ（図１０）に延びた横桟からなり、軒棟方向Ｆに所定間隔をあけて複数本設置される。各支持桟２は金属製で、図１に示すように、長手方向（図１の紙面に対して垂直な方向）と直交する幅方向Ｄの断面が略山形に形成されており、一方の脚部２ａをタッピングネジ８０を用いてベース板１３を介して屋根下地材１６に固定してある。

支持桟２には、ボルト１２が貫通するボルト孔１８が形成されており、ボルト１２はその頭部を下にしてボルト孔１８を貫通して上方向Ｂに突出している。図１中の１９はボルト１２の頭部の受け部であり、ナット２５の締結時にボルト１２の脱落防止等が図られる。

機能パネル３の両端部の各フレーム４は、固定金具６を用いて隣合う支持桟２にそれぞれ取り付けられる。本例の固定金具６は、略矩形の板金を折り曲げ成型することにより形成されており、図２に示すように、中央側にボルト孔１７が穿孔されている。固定金具６の一端側には、水平方向に延びる下方向押え部８と、下方向押え部８の先端から垂直下方に屈曲する幅方向押え部７とが逆Ｌ字状に連続形成されている。下方向押え部８は、図１に示すように、Ｌ形係止部５の上端に当接してＬ形係止部５の上方向Ｂへの動きを規制する働きをし、また幅方向押え部７は、該フレーム４とＬ形係止部５との間に挿入されて機能パネル３の支持桟２の幅方向Ｄへの動きを規制する働きをする。ここでは幅方向押え部７は、機能パネル３のフレーム４の外端面４ａからＬ形係止部５の付け根部分に亘って密着可能とされ、これにより幅方向押え部７は機能パネル３の幅方向Ｄ及び上方向Ｂへの動きをそれぞれ規制する。

また固定金具６の他端側には、下方向押え部８とは反対方向に延びる上横片９が設けられており、この上横片９の下面に支持桟２から立設したリブ２０の上端が当たることで、上横片９は支持桟２の他側上面から上方向Ｂに離間して保持され、これにより上横片９と支持桟２の他側上面との間に、Ｌ形係止部５が差込み自在な収納凹所１０が形成されている。本例では上横片９の端縁部９ａは、図２（ａ）（ｃ）に示すように、先端に行く程上方向Ｂに向かうように傾斜しており、これにより収納凹所１０の入側の上下の開口寸法が広がり、Ｌ形係止部５の差込みがし易くしている。さらに本例では上横片９の端縁部９ａの３箇所から先端が尖った食い込み突起１１を突出させてあり、この食い込み突起１１が機能パネル３のフレーム４の外端面４ａに食い込むことで、収納凹所１０側のフレーム４のずれ動きが防がれるようになる。なお、食い込み突起１１は上横片９の中央と両端の計３箇所に設けられているが、その数や形成位置は適宜に変更自在である。

さらに固定金具６の両側部からは、下方に向かって一対の挟持片２１（図２）が切り起こされており、固定金具６の上横片９を支持桟２から立設されたリブ２０の上端に載置したときに、両挟持片２１,２１の間に該リブ２０が挟み込まれるようになり、支持桟２に対する固定金具６の位置決めが容易に行えるようにしてある。

上記固定金具６の上面側には、中間カバー２３を取り付けるためのカバー受け金具２２が配置される。カバー受け金具２２は上方に開口した断面Ｕ字状に形成されており、平面視で固定金具６と略同じ幅寸法を有している。カバー受け金具２２の底面には開口孔（図示せず）が形成され、支持桟２から突出するボルト１２が固定金具６のボルト孔１７からカバー受け金具２２の開口孔を貫通して、カバー受け金具２２の内側に突出しており、この突出したボルト１２の先端にナット２５が締結されることで、カバー受け金具２２と固定金具６とが一体的に支持桟２に固定されるものである。カバー受け金具２２の両側上端のそれぞれの内面には凹凸面が形成され、中間カバー２３を上からカバー受け金具２２に押し付けることで、カバー受け金具の凹凸面に中間カバー２３の下面側に設けた係止片２３ａの凹凸面が噛み合って互いに係着されるようになっている。

次に施工手順の一例を説明する。図９（ａ）〜（ｅ）は概略を示しており、先ず軒先の機能パネル３を取り付け、中間カバー２３を取り付け、次いで、棟部の機能パネル３を取り付け、ジャンプ台５０と棟部カバー３１とを取り付け、次いで側面カバー８１を取り付ける。

軒先の施工手順を図５、図６に具体的に示す。先ず、軒先のベース板１３ａを取り付け、その上に軒先の支持桟２を取り付け（図５（ａ））、一般のベース板１３と支持桟２を軒棟方向Ｆに順次取り付け（図５（ｂ）、（ｃ））、側面捨て水切り８０（図５（ｄ））を取り付けた後に、軒先カバー２６（図５（ｅ））を取り付ける。

この軒先カバー２６は、図６（ａ）に示すように、側面視略逆Ｕ字状に形成されており、後片２６ａの下端部を軒先の支持桟２の片側上面に載置して、後片２６ａの下端部から軒側Ｆ１に突出する突片２６ｄを、支持桟２の片側上面に設けた棟側Ｆ２への折り返し部２ｂ内に掛止する。次いで、図３に示すように、支持桟２から突出するボルト１２に対して固定金具６とカバー受け金具２２とをナット締結により固定する。このとき、固定金具６の幅方向押え部７が軒先カバー２６の立上片２６ｅの内側に挿入されて軒先カバー２６の後片２６ａに密着することで、軒先カバー２６が支持桟２に対して固定され、軒先カバー２６の前片２６ｃが軒先の支持桟２の前方を覆うと共にその下端が軒先水切３０の上面近傍位置まで垂下した状態となる。さらに中間カバー２３をカバー受け金具２２に取り付けて中間カバー２３の軒側Ｆ１の外周部にて軒先カバー２６の頂部２６ｂの上面を被覆する。

次に、軒先の機能パネル３の取り付け手順を説明する。先ず、図６（ｂ）に示すように、軒先の機能パネル３の軒側Ｆ１の端部を下向き、棟側Ｆ２の端部を上向きとなれるように傾けて、軒側Ｆ１のＬ形係止部５を支持桟２と固定金具６の上横片９間に形成された収納凹所１０に臨ませた状態で、図６（ｂ）の矢印方向に機能パネル３の棟側Ｆ２の端部を下に降ろしながら、該Ｌ形係止部５を収納凹所１０内に差込み（図３の状態）、且つこの機能パネル３の棟側Ｆ２のフレーム４を棟側Ｆ２の支持桟２の片側上面に載置する（図７（ｂ）の状態）。

次いで、棟側Ｆ２の支持桟２から突出するボルト１２に対して固定金具６とカバー受け金具２２とをナット締結により固定する。このとき、固定金具６の幅方向押え部７が機能パネル３のＬ形係止部５（図６（ａ））の内側に挿入されて該機能パネル３のフレーム４（図１の左側のフレーム４）の外端面４ａに密着すると共に、Ｌ形係止部５の上端に下方向押え部８が当接することで、図１に示すように、固定金具６の幅方向押え部７によってＬ形係止部５の支持桟２の幅方向Ｄへの動きが規制された状態となり、且つ、固定金具６の下方向押え部８により該Ｌ形係止部５の上方向Ｂへの動きが規制された状態となる。そして、固定金具６の上横片９と該支持桟２の他側上面との間には側方に開口した収納凹所１０が形成された状態となる。その後、中間カバー２３をカバー受け金具２２に取り付けて中間カバー２３の軒側Ｆ１の外周部にて機能パネル３の棟側Ｆ２のフレーム４の上面を被覆する（図７（ｃ）の状態）。このように収納凹所１０への差し込みと、固定金具６による押え保持とによって軒先の機能パネル３を支持桟２に対して確実に固定できる。その後、図７（ｄ）→図７（ｅ）→図７（ｂ）→図７（ｃ）のように、他の機能パネル３も同じ要領で順次取り付けていく。

次に、棟部の施工手順の具体例を図８（ａ）（ｂ）に示す。棟部に位置する支持桟２の片側上面に、棟部の機能パネル３の棟側Ｆ２のフレーム４を載置して固定金具６にて幅方向Ｄ及び上方向Ｂへの押え保持を行った後に、ジャンプ台５０を取り付ける。ジャンプ台５０の棟側端部５０ａは、図４に示すように、棟部の瓦１４裏面に押接させる。図４中の５３は防水テープである。ジャンプ台５０の軒側端部５０ｂは支持桟２の棟側Ｆ２の脚部２ａ上面に載置する。これにより軒部の瓦１４側から流れ落ちる雨水はジャンプ台５０によって水切りされることで、雨水が支持桟２の内側や瓦１４の裏面側へ浸入するのが防がれる。その後、棟部カバー３１を取り付ける。棟部カバー３１は、図４に示すように、その上端縁３１ａを中間カバー２３下面に当接させ、下端縁３１ｂをジャンプ台５０上面に当接させた状態で、棟部カバー３１の上下２箇所をカバー受け金具２２の棟側の側壁及び支持桟２の棟側の壁部に対してタッピングネジ４０,４１を用いて固着する。

しかして上記構成によれば、機能パネル３は収納凹所１０への差込み収納と固定金具６による押え保持とによって隣合う支持桟２に取り付けられるので、従来のように作業者が機能パネル３の上に乗ってフレーム４を支持桟２に対してビス止めする必要がないものであり、この結果、施工時の機能パネル３の反りやクラック、踏み割れなどの問題が生じないものである。

しかも、機能パネル３の支持桟２の幅方向Ｄへの動きを、固定金具６の幅方向押え部７により規制でき、機能パネル３の上方向Ｂへの動きを固定金具６の下方向押え部８及び収納凹所１０によって規制できる。さらに本例では機能パネル３の上方向Ｂへの動きを幅方向押え部７でも規制できるので、機能パネル３の取り付け強度を十分に確保できるものである。

また本例では、図２に示すように、固定金具６の上横片９の端縁部９ａに先端が尖った食い込み突起１１を突設させて、機能パネル３のフレーム４の外端面４ａの一部に食い込ませるようにしたので、該フレーム４から突出するＬ形係止部５を収納凹所１０内に収納した状態で、該フレーム４の固定金具６に対する動き、特に支持桟２の長さ方向に沿う動きを規制することができる。しかも上横片９から食い込み突起１１を突設させるという簡易な構造で、収納凹所１０側の機能パネル３のフレーム４のずれ動きを防止できるようになる。

さらに本例の食い込み突起１１は、機能パネル３のアース取り出し部としても機能する。機能パネル３が太陽電池パネルの場合において、太陽電池の発電によって帯電した電荷をアースする必要がある。通常、機能パネル３のフレーム４は導電材であるアルミニウムで構成されているが、その外面は腐食防止のためにアルマイト処理や塗装などが施されていて、フレーム４外面は電気的に絶縁されている。このため機能パネル本体３ａにアース線を接続せねばならず、アース線の配線は甚だ面倒である。そこで、本例では、機能パネル３のフレーム４と固定金具６と支持桟２とをそれぞれ導電性材料で構成し、フレーム４の外面をアルマイト処理すると共に、上記固定金具６の食い込み突起１１が食い込むフレーム４の一部の塗膜を剥がし、この部分に食い込み突起１１を食い込ませることで、機能パネル３のアース取り出し部とすることができる。つまり、発電によって帯電した電荷を、フレーム４に食い込む食い込み突起１１を介して固定金具６→支持桟２→屋根１側へとアースできるので、機能パネル３ごとにアース線を接続する手間を省略できる利点がある。

前記実施形態では、軒棟方向Ｆに間隔をあけて設置した支持桟（横桟）２に対して、機能パネル３の軒棟方向Ｆの両端部をそれぞれ取り付ける場合を説明したが、これに限らず、横方向Ｇ（図１０）に間隔をあけて設置した支持桟（縦桟）に対して機能パネル３の軒棟方向Ｆと直交する横方向Ｇの両端部をそれぞれ取り付ける構成とすることも可能である。

１ 屋根
２ 支持桟
３ 機能パネル
４ フレーム
４ａ フレームの外端面
５ Ｌ形係止部
６ 固定金具
８ 下方向押え部
９ 上横片
１０ 収納凹所
１１ 食い込み突起
Ａ 外側方
Ｂ 上方向

Claims (3)

1. 屋根に複数の支持桟を所定の間隔をあけて設置し、機能パネルの両端部のフレームを隣合う支持桟に架け渡して取り付けるようにした屋根への機能パネルの取付構造であって、上記機能パネルの両端部のフレームの外端面から外側方に向けて側面視上向きＬ字状をなすＬ形係止部をそれぞれ突設し、上記機能パネルのフレームを支持桟に取り付ける固定金具を備え、固定金具の中央側を支持桟に対して固定具にて固定すると共に、固定金具の一端側に、支持桟の片側上面に載置される機能パネルの一端部側のＬ形係止部の上方向への動きを規制するための下方向押え部を設け、固定金具の他端側に、支持桟の他側上面から上方向に離間配置される上横片を設けて、該上横片と支持桟の他側上面との間に機能パネルの他端部側のＬ形係止部を差込み自在に収納し、Ｌ形係止部の上方向の動きを規制するための収納凹所を形成したことを特徴とする屋根への機能パネルの取付構造。
2. 上記固定金具の上横片の端縁部に、機能パネルの他端部側のフレームの外端面の一部に食い込んで、該フレームの固定金具に対する動きを規制するための食い込み突起を突設したことを特徴とする請求項１記載の屋根への機能パネルの取付構造。
3. 上記機能パネルのフレームと固定金具と支持桟とをそれぞれ導電性材料で構成し、フレームの外面を腐食防止用塗膜で被覆すると共に、上記食い込み突起が食い込むフレームの一部の塗膜を剥がして機能パネルのアース取り出し部とすることを特徴とする請求項２記載の屋根への機能パネルの取付構造。

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