JP5750260B2 - 屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物の屋根に太陽電池モジュールを取り付けた屋根構造に関し、特に防水性と通気性を向上させ、屋根の耐久性を確保する技術に関する。

建物の屋根の野地板に直接太陽電池モジュールパネルを固定することが従来から行われている。また、野地板上に載置された波板（波形の屋根板）に太陽電池モジュールパネルを取り付けた屋根構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平７−２１７１０１号公報 特許第４４７８２４０号公報

上述した太陽電池モジュール取付方法では、次のような問題があった。すなわち、建物の屋根の野地板に直接太陽電池モジュールパネルを取り付ける場合、野地板から雨水が漏れ、雨漏りの原因となるという問題があった。これに対し、波板に太陽電池モジュールを取り付けた屋根は強度も充分であり、しかも野地板に直接太陽電池モジュールを取り付けないので雨漏りの心配もない。しかしながら、雨漏りを防止するため波板の上端を塞ぐ構造となり、波板と野地板の間の通気が十分とれず、野地板の湿気を排出することができず、野地板が劣化するという問題があった。

また、波板の凹凸の間隔は決まっているため、波板の波上部が野地板を支持する垂木との位置とが必ずしも一致するとは限らないため、太陽電池モジュール（取付金具）を波板・野地板を通して垂木に止めるための釘が波板の波上部の位置で貫通せず、新たな雨漏りの原因となったり、止める箇所が少なくなることで取付強度が不足するという問題があった。

そこで本発明は、太陽電池モジュールを波板を介して野地板上に取り付ける場合において、太陽電池モジュールと野地板との間の通気を確保するとともに、垂木への取り付けを確実に行うことができる屋根構造を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の屋根構造は次のように構成されている。

垂木と、この垂木に下面が支持された野地板と、この野地板の上に配置され、複数枚の波板が組み合せられるとともに、凹凸部の長手方向が雨水の流れ方向と一致するように配置された波板構造体と、この波板構造体の上に取り付けられた取付金具と、前記波板の上流側の開口部を通気可能に覆うとともに、前記波板の上側に雨水を案内する水切り部材と、この取付金具に取り付けられた太陽電池モジュールとを備え、前記取付金具の前記波板への取付部位は、前記波板の形状に合わせて形成されると共に、前記取付金具は、前記波板の波下部との間に隙間が形成されて取り付けられ、前記取付金具と前記波板とは前記波板の波上部の位置でビスによって締結されている。

本発明によれば、太陽電池モジュールを波板を介して野地板上に取り付ける場合において、太陽電池モジュールと野地板との間の通気を確保するとともに、垂木への取り付けを確実に行うことが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る屋根構造を示す断面図。 同屋根構造の要部を示す断面図。 同屋根構造の軒先側を示す断面図。 同屋根構造の大棟側を示す断面図。 同屋根構造の要部を示す斜視図。 同屋根構造の要部を示す正面図。 同屋根構造の側端側を示す断面図。 同屋根構造の側端側の別の例を示す断面図。 同屋根構造の要部を示す斜視図。 同屋根構造に組み込まれた波板構造体と野地板と案内部材と垂木を示す正面図。 同屋根構造に組み込まれた波板構造体と野地板と案内部材と垂木を示す正面図。 同屋根構造に組み込まれた波板構造体とカバー部材との位置関係を示す説明図。 同屋根構造に組み込まれた取付金具を示す平面図。 同取付金具を示す側面図。 同取付金具を図１２におけるＡ−Ａ線で切断し、矢印方向に見た断面図。 同取付金具を図１２におけるＢ−Ｂ線で切断し、矢印方向に見た断面図。 同取付金具を図１２におけるＣ−Ｃ線で切断し、矢印方向に見た断面図。 同屋根構造の変形例を示す断面図。 同屋根構造の変形例を示す断面図。 同屋根構造の変形例を示す断面図。 同屋根構造の要部を示す断面図。

図１は本発明の一実施の形態に係る屋根構造１を示す断面図、図２は屋根構造１の要部を拡大して示す断面図である（図１中二点鎖線Ｌ）。屋根構造１は、垂木１０と、この垂木１０に下面が支持された野地板２０と、この野地板２０の上に配置された波板構造体３０と、この波板構造体３０の上に配置された取付金具４０と、この取付金具４０によって支持された太陽電池モジュール５０と、野地板２０上に直接取り付けられた屋根材６０とを備えている。なお、波板構造体３０と野地板２０との間には、透湿ルーフィング等の下葺材（不図示）が設置されている。

波板構造体３０は、ガルバニウム鋼板等の金属製又は合成樹脂製（ポリ塩化ビニル樹脂やポリカーボネート樹脂）の波板３１を複数用いて、その一部を重ね合わせた構造となっている（図２参照）。波板３１は、波上部３１ａと波下部３１ｂとが交互に、かつ、一定の間隔で形成されている。また、波上部３１ａと波下部３１ｂとが並ぶ波方向は、垂木１０の延びる方向（垂木方向）と直交して配置されている。すなわち、凹凸部の長手方向が雨水の流れ方向と一致するように配置されている。

図２に示すように、波板３１の垂木方向の端部には、波下部３１ｂを塞ぐように返り部（突起部）３１ｃが形成されている。このため、波板３１同士を重ね合わせると下段の波板３１と上段の波板３１との間に隙間が生じ、通気路Ｐが形成される。

取付金具４０は、図３及び図４に示すように、太陽電池モジュール５０の下端側と上端側にそれぞれ配置されている。取付金具４０は、波板構造体３０と太陽電池モジュール５０との間に十分な空間を形成する機能を有している。

取付金具４０は、図６に示すように、波板３１の上面に合わせて下面が形成されたベース部４１と、このベース部４１に対して垂直方向に延設された垂直部材４２と、この垂直部材４２に設けられ後述するブラケット４４を取り付ける取付部４３とを備えている。ベース部４１は、取付金具４０を波板３１上に留めるためのビス４０ａが必ず波板３１の波上部３１ａに合致することとなる。

下端側の取付金具４０の取付部４３には、ボルト４３ａによりブラケット４４が締結される。ブラケット４４は、太陽電池モジュール５０の下端面を支持している。このブラケット４４を介して太陽電池モジュール５０を取付金具４０に取り付けているため、ブラケット４４により波板構造体３０上のゴミや雨水を堰き止めることがなく、波板３１の重なり部分や釘穴から波板構造体３０下側へ雨水が浸入することがない。

ブラケット４４の上部には、太陽電池モジュール５０上の雨水を後述する軒先水切り部材４６上に案内する雨水案内板４５が取り付けられている。軒先水切り部材４６は、金属製の板材を折曲して形成されており、波板３１の下流側の開口部を通気可能に覆うとともに、滴下した雨水を軒先側に案内する機能を有している。軒先水切り部材４６の基端（一端）４６ａ側は取付金具４０に固定され、先端（他端）４６ｂ側は野地板２０の軒先端よりも低い位置に設けられている。なお、軒先水切り部材４６の基端４６ａが取付金具４０に固定される箇所は水平方向に沿って間欠的であり、その隙間は十分にゴミや雨水を通過させるための隙間が形成されている。

上端側の取付金具４０の取付部４３には、ボルト４３ａによりブラケット４７が締結される。ブラケット４７は、太陽電池モジュール５０の上端面を支持している。ブラケット４７の上部には、太陽電池モジュール５０と波板構造体３０との間にゴミ等が入らないようにするためのカバー４８が取り付けられている。カバー４８には通気用のスリット４８ａが設けられている。さらにカバー４８の先端は屋根材６０の端部に固定されている。

カバー４８と野地板２０との間には、水切り部材４９が設けられ、屋根材６０やカバー４８上の雨水を波板構造体３０の上面に案内する機能を有し、野地板２０と波板構造体３０との隙間に入り込まないようにしている。

なお、図５に示すように、野地板２０と波板構造体３０との間は、水切り部材４９と波板３１の波上部３１ａとの隙間から太陽電池モジュール５０と波板構造体３０との間に連通され、上述したスリット４８ａへ通気（Ｒ２）する構造となっている（図４中二点鎖線Ｋ）。

太陽電池モジュール５０の側端面側には、図７Ａ、図７Ｂ及び図８に示すように、太陽電池モジュール５０上の雨水を隣接する屋根材６０上に案内する水切り部材５１が設けられている。

また、図７Ａに示すように、野地板２０と波板構造体３０との間には、２枚の水切り部材７０，７１が積層して設けられており、水切り部材７０の先端部及び水切り部材７１の先端部はいずれも屋根材６０の下面の異なる位置に配置されている。水切り部材７０の先端部及び水切り部材７１の先端部との間には、シール材７２が設けられている。

上述した構造の変形例として、図７Ｂに示すように、２枚の水切り部材７３，７４を積層して設けてもよい。この場合、水切り部材７３の先端７３ａを屋根材６０の下面に、基端７３ｂを野地板２０と波板構造体３０との間に配置する。また、水切り部材７４の先端７４ａを屋根材６０の下面に、基端７４ｂを波板３１の上面に固定してもよい。なお、水切り部材７３の先端７３ａ及び水切り部材７４の先端７４ａとの間には、シール材７５が設けられている。

なお、図９〜図１６は、波板３１と垂木１０との位置合わせ方法を示す説明図である。波板３１の凹凸の間隔及び垂木１０の配置間隔はそれぞれ一定で、かつ、互いに無関係に決まっている。このため、波板３１の波上部３１ａが必ずしも垂木１０の真上に位置するとは限らない。波上部３１ａ以外の位置で波板３１側から垂木１０に固定釘を打つと、波板３１上の雨水が固定釘を伝わって野地板２０側へ水漏れが生じる虞がある。このため、波板３１の位置を適宜調整する必要がある。一方、波板３１を移動させると隣接する波板３１と隙間が生じ、隙間から雨水が野地板２０上に滴下する等の問題があった。

図９は、上述した隙間を、図９に示すような接続用波板８０を波板３１の相互間に設けることで、波板３１の位置を調整しても隙間が生じないようにするものである。接続用波板８０は、上述した波板３１と同様に構成された波板部８１と、隣接する両側の波板３１の波上部３１ａに被せる平板８２とを備えている。

なお、図９，１０に示すように、垂木１０の真上であって波板３１の波上部３１ａと野地板２０との間には案内部材９０が設けられている。案内部材９０は、野地板２０上に載置されるベース部９１とこのベース部９１に設けられた角筒部９２とが一体に形成されており、この角筒部９２の軸心線と垂木１０の長手方向とが平行となるように配置されている。

図１１は、波板３１の相互間に設けた接続用カバー１００を示す説明図である。図１１中３１ｄは波板３１の端部を示している。波板３１の位置を調整しても隙間が生じないようにするものである。接続用カバー１００は、波上部３１ａに被せる平板１０１と、この平板１０１の水平方向の両端部を押圧するとともに、波板３１の波上部３１ａと共に貫通して固定する固定部材１０２とを備えている。図１１中Ｗに示すように、波板３１の端部３１ｄ同士の離間距離を１０ｍｍ以内で調整することが可能となる。

図９〜図１１に示すように、波板３１の波上部３１ａと垂木１０の位置とを一致させる場合であっても隣接する波板３１間に隙間が生じず、雨水が滴下することを防止することができる。また、波板３１の波上部３１ａと垂木１０の位置とを一致させることで、ビス４０ａを波板３１の波上部３１ａから垂木１０へ真っ直ぐに貫通させることができ、野地板２０へ雨水が漏れることを防止することができる。

図１２は取付金具４０を示す平面図、図１３は取付金具４０を示す側面図である。取付金具４０のベース部４１には、波板３１の波上部３１ａに対応して設けられた貫通孔４１ａ〜４１ｃが設けられている。貫通孔４１ａ〜４１ｃは、それぞれ図１４〜図１６に示すように、それぞれの向きが異なっている。すなわち、貫通孔４１ａはベース部４１の面に対し垂直方向に設けられ、貫通孔４１ｂ，４１ｃはそれぞれ傾いて設けられている。これは、ベース部４１ａは波板３１の凹凸に合致するように形成されているが、上述したような理由により波板３１の波上部３１ａと垂木１０との位置は必ずしも一致しないため、一致しない場合には貫通孔４１ｂ，４１ｃを用いて斜め方向にビス４０ａを打ち込むことで波上部３１ａと垂木１０を固定することが可能となる。

このように構成された屋根構造１では、太陽電池モジュール５０の下端側（軒先側）では、野地板２０と波板構造体３０間の通気（Ｒ１）の入口が設けられ、上端側では野地板２０と波板構造体３０間の通気（Ｒ２）の出口が設けられている。このため、野地板２０の湿気の排出が可能となる。また、太陽電池モジュール５０の下端側では、太陽電池モジュール５０と波板構造体３０間の通気（Ｑ１）の入口が設けられ、上端側では太陽電池モジュール５０と波板構造体３０間の通気（Ｑ２）の出口が設けられている。このため、日照により温度が上昇した太陽電池モジュール５０の温度を下げることができ、発電効率の低下を防ぐことが可能となる。

波板構造体３０はその構造上通気路Ｐが形成されているため、野地板２０と波板構造体３０との間の換気を十分に行うことができる。このため、野地板２０の湿気を野地板２０と波板構造体３０との空間から排湿できる。したがって、野地板２０での結露を防止でき、野地板２０の耐久性を向上させることができる。同様にして太陽電池モジュール５０下の熱気や雨水等の湿気を棟から排出できる。このため、断熱性も向上させることができる。

軒先水切り部材４６は、波板３１の上部から来るゴミを堰き止めないように波板３１との間に空間が確保するとともに、風雨によって波板３１と野地板２０との間の雨水の浸入を防ぐことが可能となる。

また、太陽電池モジュール５０の側端面側は、水切り部材５１が設けられ、隣接する屋根材６０上へ雨水が案内されている。さらに、野地板２０と波板構造体３０との間には、２枚の水切り部材７０，７１が設けられており、波板構造体３０側へ雨水が浸入することを防止している。

さらに、案内部材９０が設けられているため、波上部３１ａと垂木１０とを位置決めできるとともに波板３１を正確に配置することができる。また、この案内部材９０の位置でビス４０ａを打ち込めば、必ず垂木１０にビス４０ａを留め付けることができる目印ともなる。

上述したように、本実施の形態に係る屋根構造１によれば、波板構造体３０上に太陽電池モジュール５０を取り付けた場合であっても、野地板２０上の換気・防水を確保することができる。

図１７は、上述した実施の形態に係る屋根構造１の変形例に係る屋根構造１Ａを示す断面図である。屋根構造１Ａにおいては、大棟部において換気装置２００が配置されている。波板構造体３０は、軒先部から大棟部まで配置され、換気装置２００において外部に野地板２０上の空気が通気（Ｒ３）し、排出される構造となっている。

図１８は、上述した実施の形態に係る屋根構造１の変形例に係る屋根構造１Ｂを示す断面図である。屋根構造１Ｂにおいては、波板構造体３０の軒先側に別の屋根部材６０が配置されている構造である。この場合、軒先水切り部材４６の代わりに、水切り部材３００及び３０１を用い、取付金具４０上の雨水及び波板構造体３０上の雨水を屋根部材６０の上面に案内することで、換気及び防水を確保することができる。

図１９は屋根構造１の変形例に係る断面図、図２０は図１９中二点鎖線Ｍで示す部分の拡大断面図である。野地板２０に開口部２１が形成されている。この場合、軒先から入った波板３１と野地板２０との間の通気Ｒ３を野地板２０の下方の小屋裏空間に流入させることができる。この場合、カバー４８と波板構造体３０との間の換気構造がなくとも、野地板２０の湿気を排出することが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］垂木と、この垂木に下面が支持された野地板と、この野地板の上に配置され、複数枚の波板が組み合せられるとともに、凹凸部の長手方向が雨水の流れ方向と一致するように配置された波板構造体と、この波板構造体の上に取り付けられた取付金具と、前記波板の上流側の開口部を通気可能に覆うとともに、前記波板の上側に雨水を案内する水切り部材と、この取付金具に取り付けられた太陽電池モジュールとを備えていることを特徴とする屋根構造。
［２］前記野地板と前記波板構造体との間には、前記垂木に沿って延設され、前記波板の波上部の下面に配置される案内部材が設けられていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［３］前記波板構造体は、水平方向の両側部に平板を有する接続用波板を具備し、この接続用波板は、隣接する両側の波板の波上部に前記平板を被せて配置されていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［４］前記波板構造体は、水平方向に間隙をもって相隣接する波板同士の間に亘って設けられた平板状のカバー部材と、このカバー部材の水平方向の両端部を押圧するとともに、前記波板の波上部と共に貫通して固定する平板状の固定部材とを備えていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［５］前記取付金具の前記波板への取付部位は、前記波板の形状に合わせて形成されていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［６］前記取付金具は、前記波板の波上部に対応して設けられた貫通孔を有し、この貫通孔の向きは少なくとも２種類の方向に設けられていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［７］前記取付金具は、前記波板の波下部との間に隙間が形成されて取り付けられていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。
［８］前記波板の下流側の開口部を通気可能に覆うとともに、雨水を軒先に案内する軒先水切り部材をさらに備え、前記軒先水切り部材の一端側は前記取付金具に固定され、他端側は前記野地板の軒先端よりも低い位置に設けられていることを特徴とする［１］に記載の屋根構造。

１…屋根構造、１０…垂木、２０…野地板、３０…波板構造体、３１…波板、４０…取付金具、４６…軒先側水切り部材、４８…カバー部材、４９…水切り部材、５０…太陽電池モジュール、７０，７１，７３，７４…水切り部材、８０…接続用波板、９０…案内部材、１００…接続用カバー。

Claims (9)

1. 垂木と、
   この垂木に下面が支持された野地板と、
   この野地板の上に配置され、複数枚の波板が組み合せられるとともに、凹凸部の長手方向が雨水の流れ方向と一致するように配置された波板構造体と、
   この波板構造体の上に取り付けられた取付金具と、
   前記波板の上流側の開口部を通気可能に覆うとともに、前記波板の上側に雨水を案内する水切り部材と、
   この取付金具に取り付けられた太陽電池モジュールとを備え、
   前記取付金具の前記波板への取付部位は、前記波板の形状に合わせて形成されると共に、前記取付金具は、前記波板の波下部との間に隙間が形成されて取り付けられ、前記取付金具と前記波板とは前記波板の波上部の位置でビスによって締結されていることを特徴とする屋根構造。
2. 垂木と、
   この垂木に下面が支持された野地板と、
   この野地板の上に配置され、複数枚の波板が組み合せられるとともに、凹凸部の長手方向が雨水の流れ方向と一致するように配置された波板構造体と、
   この波板構造体の上に取り付けられた取付金具と、
   前記波板の上流側の開口部を通気可能に覆うとともに、前記波板の上側に雨水を案内する水切り部材と、
   この取付金具に取り付けられた太陽電池モジュールとを備え、前記波板の下流側の開口部を通気可能に覆うとともに、雨水を軒先に案内する軒先水切り部材をさらに備え、
   前記軒先水切り部材の一端側は前記取付金具に固定され、他端側は前記野地板の軒先端よりも低い位置に設けられていることを特徴とする屋根構造。
3. 前記野地板と前記波板構造体との間には、前記垂木に沿って延設され、前記波板の波上部の下面に配置される案内部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根構造。
4. 前記波板構造体は、水平方向の両側部に平板を有する接続用波板を具備し、
   この接続用波板は、隣接する両側の波板の波上部に前記平板を被せて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根構造。
5. 前記波板構造体は、水平方向に間隙をもって相隣接する波板同士の間に亘って設けられた平板状のカバー部材と、
   このカバー部材の水平方向の両端部を押圧するとともに、前記波板の波上部と共に貫通して固定する平板状の固定部材とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根構造。
6. 前記取付金具の前記波板への取付部位は、前記波板の形状に合わせて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の屋根構造。
7. 前記取付金具は、前記波板の波上部に対応して設けられた貫通孔を有し、この貫通孔の向きは少なくとも２種類の方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。
8. 前記取付金具は、前記波板の波下部との間に隙間が形成されて取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の屋根構造。
9. 前記波板の下流側の開口部を通気可能に覆うとともに、雨水を軒先に案内する軒先水切り部材をさらに備え、
   前記軒先水切り部材の一端側は前記取付金具に固定され、他端側は前記野地板の軒先端よりも低い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。

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