JP5836199B2 - 支持金具 - Google Patents

Description

本発明は、建造物の屋根上に設置される設備を固定する支持金具に関するものである。

太陽光発電、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、これら設備を固定するための支持金具を予め屋根上に取り付ける必要がある。支持金具の取り付けにおいては、屋根上に設置する設備の質量や設置する地域の風圧、地震などに耐えうる強度と風雨に耐えうる防水構造の確保が重要課題であり、この課題に配慮した種々の方法が実用化されている。

例えば、特許文献１では、低部カバー体と貫通穴を有した上部カバー体とを備える防水カバーと、この防水カバーを屋根の上に設置する固定手段から成り、この固定手段は、板状体と、この板状体を屋根に固定する棒状支持部と、上部カバー部の上面に対し押圧すべく、貫通穴に通した棒状支持部に取り付けた締付部材から成り、さらに低部カバー体に対し、屋根上を流下する雨水のうち、板状体に向かう分を阻止すべく、止水路を形成する技術が開示されている。

特開２００６−５２５２９号公報

しかしながら上記の支持金具では、上部カバー部に貫通穴が設けられ、貫通穴に棒状支持部を通し、上部から締付部材を用いて固定する方式であるため、屋根上を流下する雨水の屋根下地への浸入は防止できるが、貫通穴部に直接かかる雨水については屋根下地に浸入するおそれがある。仮に防水パッキンやコーキング材を用いたとしても、温度サイクルによる締結部の緩みやシール材の劣化などにより、数十年に渡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、屋根下地の腐食による支持強度の低下や、雨漏りに至る場合がある。

また、近年、金属屋根材の裏面に、断熱、防音を目的に断熱材を備えた金属屋根材が多く採用されているが、上記の支持金具は金属屋根材の上から支持金具を固定する方式であるため、断熱材の厚さが厚いほど、固定が不安定となり、屋根上に設置した設備を支えるための十分な強度の確保が難しい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置される設備を固定する支持金具において、確実な防水構造を確保するとともに、金属屋根材裏面の断熱材の有無に関わらずより強固に設備を固定可能な支持金具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、金属横葺き屋根の建造物の屋根上に設備を設置するための支持金具であって、支持金具の周囲に隣接して配置される平面形状が略方形形状の屋根材と略同一の平面形状を呈する平板部と、平板部の周囲に形成されて平板部に隣接して配置される屋根部材と係合する係合部と、平板部の第１面に設けられて設備が固定される支持部と、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置される設備を固定する支持金具において、確実な防水構造を確保するとともに、金属屋根材裏面の断熱材の有無に関わらずより強固に設備を固定可能な支持金具を得るという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる支持金具の斜視図である。 図２は、支持金具を棟から軒に向かう方向と垂直な方向から見た断面図である。 図３は、支持金具の設置状態を金属横葺き屋根の建造物の屋根上に取り付けた状態を示す斜視図である。 図４は、固定金具の斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる支持金具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、本発明の実施の形態１にかかる支持金具の斜視図である。図２は、支持金具を棟から軒に向かう方向と垂直な方向から見た断面図である。図３は、支持金具の設置状態を金属横葺き屋根の建造物の屋根上に取り付けた状態を示す斜視図である。

本実施の形態にかかる支持金具１は、図１，３に示すように、支持金具１の周囲に連接して配置される横葺き金属屋根材（軒側金属屋根材３，棟側金属屋根材４，左側金属屋根材５，右側金属屋根材６）と概略同一の平面形状を呈する平板部１０を備える。横葺き金属屋根材３〜５は、平面形状が略方形形状を呈しており、平板部１０も略方形形状の平面形状を呈する。

平板部１０の軒側となる端部には、軒側金属屋根材３と係合される軒側引掛け部（軒側係合部）１１が形成される。平板部１０の棟側となる端部には、棟側金属屋根材４と係合される棟側引掛け部（棟側係合部）１２が形成される。平板部１０の左端には、左側金属屋根材５と係合される左側引掛け部（左側係合部）１３が形成される。平板部１０の右端には、右側金属屋根材６と係合される右側引掛け部（右側係合部）１４が形成される。

平板部１０の第１面１０ａの略中央部には、建造物の屋根上に設置する設備（例えば、太陽電池モジュール５０，図２も参照）を支持するための支持部１５が設けられる。また、平板部１０には、支持金具１を屋根下地に固定するための棟側固定部１６、軒側固定部１７を備え、支持部１５には設備固定穴１８、棟側固定部１６には棟側固定穴１９が設けられる。

軒側引掛け部１１は、支持金具１の軒側に配置される軒側金属屋根材３の引掛け部３ａと係合が可能となるように設けられる。軒側引掛け部１１は、平板部１０の軒側の端部で第１面１０ａ側に折り曲げるように形成されて、平板部１０の軒側の端部からさらに軒側に向けて延びている。軒側引掛け部１１は、その第１面１０ａ側が、軒側のほうが低くなる傾斜面となるように形成される。図２では、平板部１０が略水平に示されているが、実際には、屋根の傾斜面上に設置されることで、軒側引掛け部１１の第１面１０ａ側は、軒側のほうが低くなる傾斜面となる。これにより、平板部１０と軒側引掛け部１１との連結部３１に雨水が溜まりにくくなる。また、軒側引掛け部１１は、軒側となる端部が第１面１０ａの反対面である第２面１０ｂ側に向かうように折り曲げられて、側方から見た断面が曲面形状となっている。すなわち、軒側引掛け部１１は、下面が開口した引掛け形状となっている。

平板部１０と軒側引掛け部１１との連結部３１から第１面１０ａと略平行に軒側に向けて延びる軒側固定部（軒側延出部）１７が設けられている。すなわち、軒側固定部１７は、軒側引掛け部１１の下方に矩形状の突起として平板部１０の幅方向の略全域にわたって形成されている。

棟側引掛け部１２は、支持金具１の棟側に配置される棟側金属屋根材４の引掛け部４ａと係合が可能となるように設けられる。棟側引掛け部１２は、平板部１０の棟側の端部で第１面１０ａ側に折り曲げるように形成されて、平板部１０の棟側の端部から軒側に向けて延びている。すなわち、棟側引掛け部１２は、上面が開口した引掛け形状となっている。

平板部１０と棟側引掛け部１２との連結部３２から第１面１０ａと略平行に棟側に向けて延びる棟側固定部（棟側延出部）１６が設けられている。すなわち、棟側固定部１６は、棟側引掛け部１２の下方に矩形状の突起として平板部１０の幅方向の略全域にわたって形成されている。

また、棟側固定部１６には、支持金具１を屋根下地に固定するための棟側固定穴１９が形成されている。棟側固定穴１９は、平板部１０の幅方向に沿って延びる長穴である。本実施の形態では、平板部１０の幅方向の略全域にわたって形成され、両端に５ｍｍ程度を残している。

左側引掛け部１３は、支持金具１の左側に配置される左側金属屋根材５と係合が可能となるように、平板部１０の左側に設けられ、横葺き金属屋根材と概略同一形状の上面が開口した引掛け形状である。

右側引掛け部１４は、支持金具１の右側に配置される右側金属屋根材６と係合が可能となるように、平板部１０の右側に設けられ、横葺き金属屋根材と概略同一形状の上面が開口した引掛け形状である。

平板部１０の第１面１０ａの中央部には第１面１０ａよりも隆起した隆起部２０が形成される。支持部１５は、隆起部２０上に矩形の突起形状として２ヶ所一体形成される。支持部１５には、建造物の屋根上に設置する設備を固定するための設備固定穴１８が設けられている。また、隆起部２０の高さは、支持金具１の周囲に設置された横葺き金属屋根材よりも高くなるように設けられる。

支持金具１の厚さは、周囲に設置される横葺き金属屋根材の厚さ（断熱材厚さ含む）以上である。また、支持金具１の材質はアルミなどの軽金属で、砂型などによる鋳造で製造される。

次に、支持金具１の施工手順について説明する。通常、横葺き金属屋根材は軒右側から左横方向に設置し、左隅まで設置する。そして、軒右側に戻って先に設置した横葺き金属屋根材の１段上に金属屋根材を設置し、左側まで設置する。以降、同様の作業を繰り返し、棟まで金属屋根材を設置する。

まず、屋根下地上に横葺き金属屋根材を、建造物の屋根上に設置する設備を取り付ける位置の手前まで施工する。次に、屋根上に設置する設備を取り付ける場所の屋根下地上に、支持金具１を固定するための固定金具を取り付ける。

図４は、固定金具２の斜視図である。固定金具２は、図４に示すように、Ｚ形状の折り曲げ２１を有した金属製の部品であり、屋根下地に固定するための固定金具固定穴２２を備える。固定金具２は、支持金具１の軒側に配置された軒側金属屋根材３と屋根下地の間に配置され、固定金具固定穴２２を通して、釘や木ネジ（固定手段３３）で軒側金属屋根材３と共締めで固定される。

次に、固定金具２のＺ形状の折り曲げ２１の段差部に支持金具１の軒側固定部１７が嵌合し、さらに、軒側金属屋根材３の引掛け部３ａと支持金具１の軒側引掛け部１１とが係合し、さらに、右側金属屋根材６と支持金具１の右側引掛け部１４とが係合するように支持金具１を挿入する。次に、支持金具１の棟側固定穴１９を用いて、支持金具１を屋根下地に釘や木ネジ（固定手段３４）で固定する。

次に、支持金具１の左側に左側金属屋根材５と支持金具１の左側引掛け部１３とが係合するように左側金属屋根材５を取り付ける。以下、通常の横葺き金属屋根材と同様に、支持金具１の棟側に配置される棟側金属屋根材４の手前まで施工する。次に、棟側金属屋根材４の引掛け部４ａが支持金具１の棟側引掛け部１２と係合するように棟側金属屋根材４を設置する。以降は通常の横葺き金属屋根材と同様に施工する。建造物の屋根上に設置する設備は、支持金具１の支持部１５の設備固定穴１８を用いて、ボルト、ナットなどで強固に固定される。

支持金具１と、支持金具１を固定する固定金具２を以上のような構成とすることにより、支持金具１および固定金具２を木ネジまたは釘を用いて屋根下地へ固定する箇所はすべて、金属屋根材または支持金具１で覆われる構造となり、屋根下地への固定箇所に雨水が掛かるのを抑制し、より確実な防水を実現することができる。

さらに、支持金具１は金属屋根材の上から設置する方式ではなく、金属屋根材の代わりに屋根下地上に直接設置する方式である。また、支持金具１の材料はアルミなどの軽金属であるため、金属屋根材裏面の断熱材有無に関わらず設置が可能で、建造物の屋根上に設置する設備の質量や設置する地域の風圧、地震などに耐えうる十分な強度を得やすくなる。

さらに、施工においては、支持金具１の横葺き金属屋根材との係合部の形状は、横葺き金属屋根材と概略同一形状であるため、通常の横葺き金属屋根材と同様の施工が可能である。

さらに、支持金具１を屋根下地に固定するための棟側固定部１６の棟側固定穴１９は、平板部１０の幅方向の略全域にわたる長穴形状として設けられている。そのため、支持金具１を棟側で屋根下地に固定する際に、屋根下地の下面に設けられている垂木の位置に合わせて固定手段３４を打ち付ける位置を変更することができる。そのため、より確実に垂木に支持金具１を固定することが可能であり、支持金具１を屋根下地により強固に固定することが可能である。

また、軒側固定部１７は矩形状の突起形状で支持金具１の幅方向の略全域にわたって設けられている。そのため、固定金具２は支持金具１の幅方向にどの位置でも固定可能である。そのため、支持金具１を軒側で屋根下地に固定する際に、屋根下地の下面に設けられている垂木の位置に合わせて固定金具２の位置を変更することができる。すなわち固定手段３３を打ち付ける位置を垂木の位置に合わせて変更することができる。そのため、より確実に垂木に支持金具１を固定することが可能であり、支持金具１を屋根下地により強固に固定することが可能である。

さらに、軒側引掛け部１１の第１面１０ａ側は、軒側のほうが低くなる傾斜面となるので、平板部１０と軒側引掛け部１１との連結部３１に雨水が留まりにくくなる。そのため、雨水の滞留により、支持金具１が局部的に腐食することはなく、長期使用に耐えうる信頼性を確保できる。

さらに、支持金具１の隆起部２０に支持部１５を設けることにより、支持金具１の周囲に設置された金属屋根材よりも支持部１５が高い位置となる。この構造により、支持金具１の第１面１０ａ上を流れる雨水が、支持部１５に寄りにくくなるため、支持部１５の雨水による腐食が防止でき、耐久性が向上するという効果を奏する。

また、屋根上に設置する設備が太陽電池モジュール５０の場合、雪荷重などの正圧だけでなく、風などによる負圧の影響も大きく、より強度を必要とする。本発明の支持金具１は前述したような構造により十分な強度を有しているので、耐久性に優れた設備の設置が可能となる。

さらに、屋根上に設置する設備が太陽電池モジュール５０の場合、屋根面全体に何十枚という枚数を設置するため、施工性のよさが望まれる。支持金具１は、前述したような構造により施工が簡単に行えるので、太陽電池モジュール５０の設置に対し、より適している。

さらに、屋根上に設置する設備が太陽電池モジュール５０の場合、より強度を確保するために支持金具を屋根の野地板部ではなく垂木部に固定することが望まれる。しかし、太陽電池モジュール５０は屋根面に隙間なく並べられるため、支持金具１がある決まった位置に配置されることになり、必ずしも垂木と支持金具１の固定穴が一致するとは限らない場合がある。本発明の支持金具１では棟側固定穴１９が長穴であること、固定金具２を軒側固定部１７上の任意の位置にて固定できることから、支持金具を確実に垂木上に固定でき、十分な強度を確保できるという効果がある。

以上のように、本発明にかかる支持金具は、屋根上に設置される設備を固定する支持金具に有用であり、特に、太陽電池モジュールの固定に適している。

１ 支持金具
２ 固定金具
３ 軒側金属屋根材
３ａ 引掛け部
４ 棟側金属屋根材
４ａ 引掛け部
５ 左側金属屋根材
６ 右側金属屋根材
１０ 平板部
１０ａ 第１面
１０ｂ 第２面
１１ 軒側引掛け部（軒側係合部）
１２ 棟側引掛け部（棟側係合部）
１３ 左側引掛け部（左側係合部）
１４ 右側引掛け部（右側係合部）
１５ 支持部
１６ 棟側固定部
１７ 軒側固定部
１８ 設備固定穴
１９ 棟側固定穴
２０ 隆起部
２２ 固定金具固定穴
３１ 連結部
３２ 連結部
３３ 固定手段
３４ 固定手段
５０ 太陽電池モジュール

Claims (10)

1. 金属横葺き屋根の建造物の屋根上に設備を設置するための支持金具であって、
   前記支持金具の周囲に隣接して配置される平面形状が略方形形状の屋根材と略同一の平面形状を呈する平板部と、
   前記平板部の周囲に形成されて前記平板部に隣接して配置される前記屋根材と係合する係合部と、
   前記平板部の第１面に設けられて前記設備が固定される支持部と、を備え、
   前記係合部のうち、軒側に形成された軒側係合部は、前記平板部の軒側の端部で前記第１面側に折り曲げるように形成されて、前記平板部の軒側の端部からさらに軒側に向けて延びており、
   前記平板部と前記軒側係合部との連結部から前記第１面と略平行に軒側に向けて延びる軒側延出部をさらに備えることを特徴とする支持金具。
2. 前記軒側係合部は、前記屋根上に固定された状態で、前記第１面側が、軒側のほうが低くなる傾斜面となることを特徴とする請求項１に記載の支持金具。
3. 前記軒側延出部を前記第１面側から押さえ込んで固定する断面形状がＺ形状の固定金具をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の支持金具。
4. 金属横葺き屋根の建造物の屋根上に設備を設置するための支持金具であって、
   前記支持金具の周囲に隣接して配置される平面形状が略方形形状の屋根材と略同一の平面形状を呈する平板部と、
   前記平板部の周囲に形成されて前記平板部に隣接して配置される前記屋根材と係合する係合部と、
   前記平板部の第１面に設けられて前記設備が固定される支持部と、を備え、
   前記係合部のうち、棟側に形成された棟側係合部は、前記平板部の棟側の端部で前記第１面側に折り曲げるように形成されて、前記平板部の棟側の端部から軒側に向けて延びており、
   前記平板部と前記棟側係合部との連結部から前記第１面と略平行に棟側に向けて延びる棟側延出部をさらに備え、
   前記棟側延出部には、前記支持金具の固定用の穴が形成されていることを特徴とする支持金具。
5. 前記係合部のうち、軒側に形成された軒側係合部は、前記平板部の軒側の端部で前記第１面側に折り曲げるように形成されて、前記平板部の軒側の端部からさらに軒側に向けて延びており、
   前記平板部と前記軒側係合部との連結部から前記第１面と略平行に軒側に向けて延びる軒側延出部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の支持金具。
6. 前記軒側係合部は、前記屋根上に固定された状態で、前記第１面側が、軒側のほうが低くなる傾斜面となることを特徴とする請求項５に記載の支持金具。
7. 前記軒側延出部を前記第１面側から押さえ込んで固定する断面形状がＺ形状の固定金具をさらに備えることを特徴とする請求項５または６に記載の支持金具。
8. 前記棟側延出部は、前記平板部の幅方向の略全域にわたって形成され、
   前記穴は、前記平板部の幅方向に延びる長穴であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の支持金具。
9. 前記平板部には、前記第１面から隆起した隆起部が形成され、
   前記支持部は、前記隆起部上に形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の支持金具。
10. 前記設備は太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の支持金具。