JP5721870B2 - 設備固定防水構造 - Google Patents

Description

本発明は、建造物の屋根上に固定金具を取り付けて屋根上に設備を設置する設備固定防水構造に関する。

太陽光発電装置、太陽熱利用温水器、空気調和設備の室外機などの設備を建造物の屋根上に設置する場合、これらの設備を固定するための固定金具を予め屋根上に取り付ける必要がある。固定金具の取り付けにあたっては、屋根上に設置する設備の質量や設置する地域で発生する風・地震などに耐えうる強度を確保することと、風雨に耐えうる防水構造を実現することとが重要課題であり、この課題に配慮した種々の方法が実用化されている。

日本の戸建住宅において最も多く採用されている屋根材である瓦で葺かれた瓦葺きの屋根に固定金具を取り付ける場合は、固定金具を取り付ける場所の瓦を一旦取り外し、固定金具を建造物の屋根下地に取り付ける方式が一般的である。しかしながら、瓦は風圧などによる脱落を防止するために、建造物の屋根下地材に釘で強固に固定されており、容易に取り外すことができない。すなわち、瓦を取り外すのであれば、瓦を破壊しなければならない。建造物が新築である場合はスペアの瓦の調達は比較的容易であるが、既存の住宅の場合は、瓦が廃盤となっていることなどがあり、スペアの瓦の調達が困難である。したがって、スペアの瓦を調達できないがために、所望の設備を設置できないという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１には、固定金具を取り付ける場所の瓦を取り外し、その上から防水カバーを取り付ける技術が開示されている。防水カバーは金属板を瓦と同様の形状に加工したもので、左右の瓦の一部を覆うことができるように、幅は瓦よりも大きな寸法となっている。また、中央部に凸部を設け、凸部の中心に貫通孔を設け、固定金具のボルトを貫通孔から突出させている。また、棟側端部は上方へ折り返され、棟側の瓦と嵌合する。さらに、軒側端部は下方に折り曲げることにより剛性を高め、屋根表面を吹き上がる風によって浮き上がることを防止している。

特開２００７−１４６５９６号公報

しかしながら、上記の防水カバーでは、防水カバーの凸部の貫通孔から固定金具のボルトが突出した構造であるため、瓦上を流れる雨水が建造物の屋根下地に浸入することは防止できるが、固定金具に取り付けた設備を伝って貫通孔部に流れた雨水は貫通孔から建造物の屋根下地に浸入する恐れがある。仮にパッキンやコーキング材を用いて貫通孔部をシールしたとしても、固定金具に取り付けた設備が風などによって振動するなどしてパッキンの劣化やコーキングの切れが発生し、数十年に亘る建造物に期待される寿命に対して、信頼性を確保することは困難である。万が一、屋根下地に雨水が浸入した場合、屋根下地が腐食し、屋根上に設置した設備を支える強度が低下し、設備の脱落や浸入した雨水による雨漏りが発生することさえあり得る。また、防水カバーの幅は左右の瓦の一部を覆うことができるように、瓦よりも大きな寸法となっているため、防水カバーが大型化し、その結果、高コストになるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、建造物の屋根上に設備を設置するための固定金具を、低コストで確実な防水性を備えて固定する設備固定防水構造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、瓦葺き屋根の一部の瓦に切り欠きを設けて屋根上に設備を設置するための設備固定防水構造であって、切り欠きに設置され、設備を固定する固定金具と、切り欠きを覆う防水カバーとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、建造物の屋根上に設備を設置するための固定金具を、低コストで確実な防水性を備えて固定できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる設備固定防水構造の実施の形態１の防水カバーの表面側の斜視図である。 図２は、実施の形態１の防水カバーの裏面側の斜視図である。 図３は、実施の形態１の固定金具の斜視図である。 図４は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での斜視図である。 図５は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での上面図である。 図６は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での側面図である。 図７は、切り欠きを設けた瓦に防水カバーを装着した状態を示す斜視図である。 図８は、アンダーラップカバー部を省略した防水カバーの構成例を示す図である。 図９は、本発明にかかる設備固定防水構造の実施の形態２の防水カバーの表面側の斜視図である。 図１０は、実施の形態２の防水カバーを切り欠きが設けられた瓦に装着した状態を示す図である。

以下に、本発明にかかる設備固定防水構造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、本発明にかかる設備固定防水構造の実施の形態１の防水カバーの表面側の斜視図である。図２は、実施の形態１の防水カバーの裏面側の斜視図である。防水カバー１は、瓦表面を覆うための瓦表面カバー部１１、棟側の水返し引掛け部１２、側面カバー部１３、裏面カバー部１４、及びアンダーラップカバー部１５を有する。

防水カバー１は、瓦と同様に、棟側端部に水返し引掛け部１２を備えている。水返し引掛け部１２は防水カバー１の棟側端部に上方に折り曲げられた形状で設けられている。側面カバー部１３は、瓦の軒側側面を覆うように軒側端部に下方に折り曲げられた形状で設けられている。裏面カバー部１４は瓦の軒側裏面の一部を覆うように折り曲げられた形状で設けられている。アンダーラップカバー部１５は、瓦のアンダーラップ部を覆うように形成されている。また、側面カバー部１３と裏面カバー部１４とには、固定金具２との干渉を避けるための窪み部１６が設けられている。

さらに、瓦表面カバー部１１の裏側には、シール材としてのゴムシート１７が貼り付けられている。防水カバー１の材質には、金属の薄板又は耐候性の高い樹脂（例えばＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）を用いることができる。なお、防水カバー１が瓦３との密着性に優れた材料（例えば樹脂材料）で形成されている場合には、ゴムシート１７を省略した構成とすることも可能である。

図３は、実施の形態１の固定金具の斜視図である。固定金具２は、建造物の屋根下地に固定するための屋根下地固定部２１、屋根下地固定孔２２、屋根上に設置する設備（例えば、太陽電池モジュール）を取り付けるための設備取付部としての設備固定部２３、設備固定孔２４、段葺き施工される瓦との干渉を避けるための段差部２５を有する。

次に、防水カバー１の施工手順について説明する。図４は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での斜視図である。図５は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での上面図である。図６は、固定金具を建造物の屋根下地に固定した状態での側面図である。まず、図４、図５に示すように、固定金具２を取り付ける位置にある瓦３に切り欠き３１を設ける。切り欠き３１の大きさは固定金具２の屋根下地固定部２１が収まるように、屋根下地固定部２１よりも若干大きくする。瓦３に切り欠き３１を設ける作業は、瓦３の軒側から丸ノコなどの工具を用いて行えるため、瓦３を取り外す必要はない。

次に、図６に示すように、固定金具２を建造物の屋根下地４に固定金具２の屋根下地固定孔２２を用いて、木ねじや釘で固定する。固定金具２は、設備固定部２３が軒側に位置し、軒側の瓦の棟側端部に段差部２５が沿うように固定される。その際、固定金具２の段差部２５の高さは瓦３の厚さよりも大きな寸法となっているため、固定金具２を屋根下地４に取り付けた状態で固定金具２が瓦に干渉することはない。切り欠き３１を設けた瓦３の軒側水返し部３２と固定金具２との間には防水カバー１を挿入できるだけの隙間（図５のｇ１、図６のｇ２）が設けられる。

次に、防水カバー１が挿入できるように、切り欠き３１を設けた瓦３の軒側を持ち上げ、瓦３と契合するように防水カバー１を装着する。図７は、切り欠きを設けた瓦に防水カバーを装着した状態を示す斜視図である。なお、図７において切り欠き３１は防水カバー１によって覆われているため、紙面には現れていない。切り欠き３１を設けた瓦３に防水カバー１を装着する際には、切り欠き３１を設けた瓦３の棟側に（上段に）位置する不図示の瓦の軒側を持ち上げ、切り欠き３１を設けた瓦３の棟側に位置する不図示の瓦の軒側水返し部に引っかかるように水返し引掛け部１２を挿入する。なお、図１では、水返し引掛け部１２が略９０°に折り曲げられている構成を示したが、水返し引掛け部１２は軒側に略４５°折り曲げられた形状（折り曲げ角度が４５°の鋭角となる形状）とすることで、切り欠き３１を設けた瓦３の棟側に位置する瓦の軒側水返し部に引掛けやすくなる。

図７に示すように、防水カバー１を装着すると、切り欠き３１を設けた瓦３は、軒側側面３５が側面カバー部１３によって、軒側裏面が裏面カバー部１４によって、アンダーラップ部３４はアンダーラップカバー部１５によってそれぞれ覆われる。また、切り欠き３１を設けた瓦３の棟側に位置する瓦３の軒側水返し部に水返し引掛け部１２が引っかかり強固に固定される。さらに、ゴムシート１７は圧縮され、切り欠き３１を設けた瓦３の表面に密着する。固定金具２は、防水カバー１の窪み部１６の下面から切り欠き３１を設けた瓦３の軒側に（下段に）位置する瓦３の方向に突出するように位置するため、防水カバー１の上面には貫通孔は開かない。

防水カバー１の横幅は、瓦３に設けた切り欠き３１に対して左右とも５０ｍｍ程度大きい寸法で、長さは瓦３の全長と同等、厚さは圧縮したゴムシート１７の寸法を瓦３の厚さに対して加えた寸法、裏面カバー部１４の長さは１０〜３０ｍｍである。なお、ゴムシート１７の厚さは３〜５ｍｍ程度で、防水カバー１を瓦３に取り付けられた状態で厚さが半分程度となるように圧縮される。裏面カバー部１４は、短すぎるとゴムシート１７を圧縮状態で保持する力が弱くなって防水性が低下する。逆に、長すぎると、ゴムシート１７との摩擦が大きくなって、切り欠き３１が設けられた瓦３に防水カバー１を挿入しにくくなる。

ゴムシート１７は、瓦表面カバー部１１の裏面の切り欠き３１と対向する領域の少なくとも左右に設置されていれば良く、瓦表面カバー部１１の裏側全面に貼り付けられていてもよい。ゴムシート１７を瓦表面カバー部１１の裏面全面に貼り付けると、防水性は高くなるが、切り欠き３１が設けられた瓦３に防水カバー１を装着しにくくなるため、防水性と作業性とのどちらを優先するかによって全面に貼るか部分的に貼るかを選択すれば良い。また、防水カバー１の横幅は切り欠き３１に対して左右とも５０ｍｍ程度大きいため、ゴムシート１７が瓦３と接触する幅は瓦３に設けた切り欠き３１に対して左右ともに５０ｍｍ程度となり、十分なシール代が確保されている。シール代は、５０ｍｍより大きくしても良いが、大きくするほど固定金具２の固定位置の自由度が低くなる（固定金具２の設置位置が瓦３の幅方向中央近傍に規制される）ため、５０ｍｍ程度とすることが好ましい。

アンダーラップカバー部１５は、防水性を高めるために設けることが望ましいが、アンダーラップカバー部１５を設けることにより、アンダーラップカバー部１５と窪み部１６との位置関係から固定金具２の位置が制限される（図７のように、固定金具２の設置位置がアンダーラップ部３４の近傍に規制される）ため、固定金具２の設置位置の自由度を向上させたい場合は、アンダーラップカバー部を省略した構成とすることも可能である。図８は、アンダーラップカバー部を省略した防水カバーの構成例を示す図である。また、図８のように切り欠き２６を設けることによっても、窪み部を設けた場合と同等に側面カバー部１３や裏面カバー部１４が固定金具２と干渉することを回避できる。

なお、以上の説明においては、防水カバー１が水返し引掛け部１２を備えた構成を例としたが、棟側の瓦の重量だけで防水カバー１を十分な強度で固定できるのであれば、水返し引掛け部１２を省略した構成とすることも可能である。

防水カバー１を上記のような構成とすることにより、固定金具２の屋根下地固定部２１の上面が防水カバー１で覆われ、上面に貫通孔のない構造となる。さらに、防水カバー１と瓦３との間にゴムシート１７が密着しているため、防水カバー１と瓦３との間から雨水が浸入することがなく、確実な防水が可能となる。また、ゴムシート１７は防水カバー１の裏面に設けられているため、紫外線の影響によって劣化することはなく、長寿命が期待できる。

さらに、瓦３に設けた切り欠き３１は、固定金具２の屋根下地固定部２１より若干大きい寸法を予め決めて加工すれば良く、必要以上に瓦３に切り欠きを設けることがないとともに、作業が容易で、施工における信頼性が向上する。さらに、切り欠き３１を瓦３に設ける作業時には、瓦３を屋根上から外す必要はなく、既設の瓦３を破壊して新しい瓦３を設置しなくても良い。このため、スペアの瓦を調達する必要がなく、既存の建造物へ適用が容易である。

さらに、防水カバー１にアンダーラップカバー部１５を設けない場合は、固定金具２との位置が制限されることなく、設置位置の自由度を向上させることが可能であるとともに、防水カバー１を小型化することが可能となり、製造コストを低減できる。

さらに、防水カバー１の材質を金属の薄板とすれば、様々な異なる形状の瓦に合わせて、容易に形状変更が可能で汎用性を高めることができる。

さらに、防水カバー１は金属又は樹脂の薄板とゴム（ゴムシート１７）とで構成されるため、低コストを実現できる。

さらに、水返し引掛け部１２の角度は軒側に略４５°であるため、防水カバー１を設置する瓦３の上段にある瓦に差し込みやすくなり、施工性が向上する。

さらに、例えば太陽電池モジュールのように屋根面に対して出来る限り多くの設備を搭載したい場合でも、瓦３の幅方向に対して、固定金具２の取付位置の自由度が高いために、設備設置可能な範囲が拡大し、搭載率が向上する。

さらに、本実施の形態においては、固定金具２の取り付けのために瓦３を取り外す必要がないため、既存住宅への取付け頻度が高い太陽電池モジュールの設置において特に有効である。

実施の形態２．
図９は、本発明にかかる設備固定防水構造の実施の形態２の防水カバーの表面側の斜視図である。本実施の形態においては、防水カバー１の棟側の端部に設けられている水返し引掛け部１２は、コの字状に折り曲げられている。

図１０は、実施の形態２の防水カバーを切り欠きが設けられた瓦に装着した状態を示す図である。水返し引掛け部１２は、切り欠きが設けられた瓦３の棟側水返し部３３に嵌合可能な形状となっている。水返し引掛け部１２を棟側水返し部３３に嵌合させることにより、防水カバー１を強固に固定することが可能となる。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この他の点については実施の形態１と同様であるため、重複する説明は割愛する。

上記各実施の形態は本発明の実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはなく、様々な変形が可能である。

１ 防水カバー、２ 固定金具、３ 瓦、４ 屋根下地、１１ 瓦表面カバー部、１２ 水返し引掛け部、１３ 側面カバー部、１４ 裏面カバー部、１５ アンダーラップカバー部、１６ 窪み部、１７ ゴムシート、２１ 屋根下地固定部、２２ 屋根下地固定孔、２３ 設備固定部、２４ 設備固定孔、２５ 段差部、２６，３１ 切り欠き、３２ 軒側水返し部、３３ 棟側水返し部、３４ アンダーラップ部、３５ 軒側側面。

Claims (4)

1. 瓦葺き屋根上に設備を設置するための設備固定防水構造であって、
   前記瓦葺き屋根の一部の瓦に軒側から設けた切り欠きに設置され、前記設備を固定する固定金具と、
   前記切り欠きを覆う防水カバーと
   を備えることを特徴とする設備固定防水構造。
2. 前記固定金具は、前記切り欠きの内側の領域で屋根下地に固定されることを特徴とする請求項１に記載の設備固定防水構造。
3. 前記防水カバーは、前記切り欠きが設けられた瓦の上面を覆う瓦表面カバー部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の設備固定防水構造。
4. 前記防水カバーは、前記瓦表面カバー部の裏側にシール材を備えることを特徴とする請求項３に記載の設備固定防水構造。