JP6034218B2

JP6034218B2 - 屋根における機器の搭載装置

Info

Publication number: JP6034218B2
Application number: JP2013035370A
Authority: JP
Inventors: 肌勢　勝彦; 勝彦肌勢
Original assignee: 株式会社ダイドーハント
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014163123A

Description

本発明は、屋根における機器の搭載装置、例えば、太陽光発電を行う太陽電池モジュールを屋根上に搭載するための装置に関する。

従来、屋根上に太陽電池モジュールを搭載する場合、軒側から棟側に向かうＸ方向に配置される架台を前記Ｘ方向に交差するＹ方向に間隔をあけて屋根上に列設した状態で、Ｙ方向に隣り合う架台に太陽電池モジュールを架設状に搭載すると共に、複数の太陽電池モジュールを前記Ｘ方向に配置している。この際、前記架台は、長尺の金具により構成される場合と、短尺の金具により構成される場合がある。

このような屋根における機器の搭載装置は、屋根の瓦に直接に設けると、瓦を破損するおそれがある。そこで、屋根の下地材に敷設される瓦の一部を代替瓦により構成し、該代替瓦を貫通して支持手段を下地材に固着し、該支持手段が受ける機器等の荷重を下地材により支持させるように構成した装置（以下「瓦貫通式装置」という。）が提案されている。

特開２００４−２７８１１０号公報特開２０１２−１７７２９１号公報

ところが、このような瓦貫通式装置は、代替瓦に支持手段を貫通させるための開口部が設けられているので、雨漏り防止のためのシール構造が重要となる。

特許文献１の場合、逆Ｕ形に形成された支持金具を代替瓦の開口部に挿入して下地材に支持させ、該支持金具の上壁に設けたカバー部材により、前記開口部を形成する筒壁を被わせ、該カバー部材に架台を連結固着している。しかしながら、架台からカバー部材と支持金具を貫通するボルトが筒壁の内部に向けて挿入されているため、雨水が該ボルトに沿って下地材に浸入するという問題がある。

これに対して、特許文献２の場合、支持ブロックを代替瓦の開口部に挿入して下地材に大ビスで固着し、該支持ブロックの上面に添設したカバー部材により、前記開口部を形成する筒壁を被わせ、架台を連結する連結金具をカバー部材の上面に設置した状態で、小ビスにより連結金具とカバー部材と支持ブロックをサンドイッチ状に固着している。この際、小ビスは、支持ブロックを貫通しないので、特許文献１のような雨水浸入の問題は生じないと説明されている。しかしながら、小ビスは、支持ブロックにねじ込まれているため、径年変化等により、ねじ込み部分から支持ブロックが亀裂を生じるおそれがあり、該亀裂は筒壁の内部で発生するから、防水構造が不完全である。

そこで、本発明は、代替瓦の開口部に挿入して下地材に固着される支持金具と、該支持金具の上に架台を連結する連結金具を備えた装置において、前記開口部を形成する筒壁の上端をパッキンにより好適にシールすることが可能であり、しかも、連結金具の連結手段を前記筒壁の外側に位置させることにより、該連結手段に起因する雨水浸入の対策を不要とした装置を提供することを課題とする。

そこで、本発明が手段として構成したところは、屋根の下地材に敷設される瓦に支持手段を貫通させると共に前記下地材に固着し、前記支持手段の上部に架台を連結し、前記架台に機器を搭載するように構成した屋根における機器の搭載装置において、前記瓦の一部を構成する代替瓦と、前記支持手段を構成する支持金具と、前記代替瓦と支持金具の間に介装されるパッキンと、前記支持金具を下地材に固着する固着手段と、前記支持金具と架台を連結する連結金具とから成り、前記代替瓦は、開口部を形成する筒壁を上向きに突設すると共に、該筒壁の頂部に前記パッキンの受部を形成し、前記支持金具は、前記開口部に挿入される胴部の下端に前記下地材に臨む固着部を設けると共に、上端に前記筒壁の外側に張り出す翼部を備え、該翼部により保持手段と連結手段を構成しており、前記支持金具を筒壁に挿入し、前記固着手段により前記固着部を前記下地材に固着した状態で、前記保持手段と受部の間にパッキンを密着状態で保持し、筒壁の外側に位置する連結手段に前記連結金具を固着するように構成して成る点にある。

前記筒壁の受部は、パッキンの下面を支持する支持面と、パッキンの下端内周縁に係合するリブを設け、前記翼部の保持手段によりパッキンを前記支持面に向けて圧縮するように構成することが好ましい。

本発明の好ましい実施形態は、軒側から棟側に向かうＸ方向に配置される架台を前記Ｘ方向に交差するＹ方向に所定間隔をあけて屋根上に列設する構成において、前記筒壁及びパッキンは、それぞれ対向する２辺が前記Ｘ方向及びＹ方向と平行する矩形枠状に形成され、前記支持金具は、Ｕ形に折曲された金属板の底壁により前記固着部を形成すると共に、両側壁により前記胴部を形成し、更に、胴部の上端から外側に折曲された一対の舌片により前記翼部を形成し、該翼部により前記パッキンのＸ方向の２辺保持する前記保持手段を構成しており、前記連結金具は、前記支持金具の上部を被う金属板により形成され、両側縁部の下面に前記パッキンのＹ方向の２辺に密着する密着部を設けている。

この際、前記連結金具にＹ方向に延びる横向きガイド手段を設け、前記架台にＸ方向に延びる縦向きガイド手段を設けることにより、前記連結金具に対して取付ボルトを前記横向きガイド手段を介してＹ方向に調整された位置決め状態で固定し、該取付ボルトに対して前記架台を前記縦向きガイド手段を介してＸ方向に調整された位置決め状態で固定し固着するように構成することが好ましい。

本発明によれば、支持金具５が受ける機器等の荷重を下地材１により支持させる瓦貫通式装置において、筒壁１１の外側に張り出す支持金具５の翼部１５に保持手段１６と連結手段１７を設けており、前記保持手段１６と受部１２の間にパッキン６を密着状態で保持する構成であるから、筒壁１１の開口部を好適にシールすることができ、しかも、筒壁１１の外側に位置する前記翼部１５の連結手段１７に架台８を連結するための連結金具９を連結する構成であるから、該連結部分における雨水が筒壁１１の内部に向けて浸入することはなく、信頼性の高いシール構造を提供することができ、雨漏り防止に貢献する。

本発明の１実施形態を分解状態で示す斜視図である。本発明の１実施形態に関する支持金具固着工程を示す斜視図である。支持金具固着工程に関し、（Ａ）は筒壁とパッキンを示す斜視図、（Ｂ）は支持金具の固着状態をＹ方向の断面にて示す断面図である。支持金具の固着状態をＸ方向の断面にて示す断面図である。本発明の１実施形態に関する連結金具固着工程を示す斜視図である。連結金具固着工程に関し、（Ａ）は連結金具を示す斜視図、（Ｂ）は連結金具の固着状態をＹ方向の断面にて示す断面図である。連結金具の固着状態をＸ方向の断面にて示す断面図である。本発明の１実施形態に関する架台連結工程を示す斜視図である。架台連結工程に関し、（Ａ）は架台と調整プレートを示す斜視図、（Ｂ）は架台の連結状態をＹ方向の断面にて示す断面図である。架台の連結状態をＸ方向の断面にて示す断面図である。本発明の別の実施形態を示す分解斜視図である。

以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。

［機器の屋根上搭載例］
本発明が目的とする屋根上に搭載する機器は、例えば、太陽電池モジュールの場合、屋根の軒側から棟側に向かうＸ方向に配置される架台を前記Ｘ方向に交差するＹ方向に間隔をあけて屋根上に列設すると共に、Ｙ方向に隣り合う架台にパネル形態とされた太陽電池モジュールを架設状に搭載した状態で、前記太陽電池モジュールのＸ方向の端部を前記架台に対して固定金具により固定される。そこで、本発明は、前記架台を支持するための搭載装置を提供する。

図１に示すように、搭載装置は、屋根の野地板等の下地材１に敷設される汎用瓦２の一部を構成する代替瓦３と、該代替瓦３を貫通して前記下地材１にベース材４を介して固着される支持手段としての支持金具５と、前記代替瓦３と支持金具５の間に介装されるパッキン６と、前記支持金具５を下地材１に向けて前進させながら固着する固着手段７と、前記支持金具５と架台８を連結する連結金具９を備えている。

図２に示すように、多数枚の汎用瓦２を敷設する屋根において、前述のような機器を支持するための搭載装置を必要とする所定個所に代替瓦３が配置される。その際、代替瓦３の下方には、必要に応じて、野地板等の下地材１の上にベース材４が固着される。

代替瓦３は、アルミダイキャスト等により成形された高強度のものとされ、図１に示すように、上下を貫通する開口部１０を形成する筒壁１１を上向きに突設しており、該筒壁１１の頂部に前記パッキン６の受部１２を形成している。

図３（Ａ）に示すように、筒壁１１は、対向する２辺１１ａ、１１ａがＸ方向と平行し、別の対向する２辺１１ｂ、１１ｂがＹ方向と平行する矩形枠状に形成されている。同様に、パッキン６も、対向する２辺６ａ、６ａがＸ方向と平行し、別の対向する２辺６ｂ、６ｂがＹ方向と平行する矩形枠状に形成されている。筒壁１１の頂端に形成された受部１２は、パッキン６の下面を支持する支持面１２ａと、パッキン６の下端内周縁に係合するリブ１２ｂを設けている。尚、パッキン６は、ＥＰＤＭ発泡体のような柔軟なスポンジ状の独立気泡ゴムにより形成することが好ましい。

図１ないし図４に示すように、前記支持金具５は、Ｕ形に折曲された金属板の底壁により固着部１３を形成すると共に、両側壁により胴部１４を形成し、胴部１４の上端から外側に折曲された一対の舌片により翼部１５を形成しており、該翼部１５の下面により保持手段１６を構成すると共に、該翼部１５に設けた孔により連結手段１７を構成している。

そこで、汎用瓦２の間に敷設した代替瓦３の筒壁１１の受部１２にパッキン６を添設した状態で、支持金具５の胴部１４をパッキン６及び筒壁１１に挿入すると共に、固着部１３のビス孔にビスから成る固着手段７を挿入してベース材４及び下地材１にねじ込むと、固着手段７が下地材１に向けて前進する。これにより、筒壁１１の外側に張り出した翼部１５、１５の保持手段１６がパッキン６のＸ方向の２辺１１ａを受部１２に向けて圧縮し、受部１２とパッキン６と翼部１５をサンドイッチ状に密着させる（支持金具固着工程）。この際、パッキン６のＸ方向の２辺１１ａは、図３（Ａ）に鎖線Ｐ１で示すように圧縮される。

図５ないし図７に示すように、前記連結金具９は、前記支持金具５の上部を被う金属板により形成されており、前記筒壁１１を上方から被うカバー材としての機能を兼備する。好ましくは、図６（Ａ）に示すように、アルミ押出材により成形された金属板のＹ方向の両側縁部の下面に密着部１８を形成しており、上面にＹ方向に延びる横向きガイド手段１９を設け、該横向きガイド手段１９の両端に位置する孔により連結手段２０を構成している。

図示実施形態の場合、前記横向きガイド手段１９は、連結金具９の上部に隆起すると共にＹ方向に延びる隆起部９ａにより、取付ボルト２１の角形首部２１ａを摺動自在に保持するスリット１９ａを形成すると共に、頭部２１ｂを抜止め状に収容するトンネル部１９ｂを形成している。

そこで、前記支持金具固着工程により固着された支持金具５の翼部１５、１５の上に、前記取付ボルト２１を備えた連結金具９を載置し、それぞれ孔から成る連結金具９の連結手段２０と翼部１５の連結手段１７をボルト等の固着具２２により固着する。これにより、連結金具９の密着部１８、１８がパッキン６のＹ方向の２辺１１ｂの上面に密着する（連結金具固着工程）。

図例の場合、翼部１５の連結手段１７を雌ネジ孔により形成し、固着具２２を構成するボルトを直接螺合できる構成としているが、ボルト締着のためのナットを使用しても良い。

図示省略しているが、前記支持金具固着工程を経たパッキン６は、Ｘ方向の２辺１１ａを翼部１５の保持手段１６により圧縮されているが、この状態では圧縮されてないＹ方向の２辺１１ｂを翼部１５よりも上方に突出させており、連結金具固着工程において、連結金具９を翼部１５に固着したとき、該連結金具９の密着部１８がパッキン６のＹ方向の２辺１１ｂを押圧し、圧縮状態で密着するように構成することが好ましい。

図８ないし図１０に示すように、前記架台８は、溝型部材等により構成され、底部にＸ方向に延びる長孔から成る縦向きガイド手段２３を設けている。架台８を連結金具９に連結するに際し、調整プレート２４が介装される。

調整プレート２４は、Ｙ方向と平行な両側縁部に下向きのリブ２４ａを設けると共に、該リブ２４ａの上面に該リブの肉厚と同寸法の溝２４ｂを形成しており、前記取付ボルト２１を挿通させるためのスリット２５ａ、２５ｂを開設している。従って、複数枚の調整プレート２４を積層したとき、下層の調整プレート２４の溝２４ｂに上層の調整プレート２４のリブ２４ａが嵌合するように構成されている。尚、調整プレート２４は、連結金具９の上に載置したとき、リブ２４ａ、２４ａの間に連結金具９の隆起部９ａを嵌合する。

そこで、前記連結金具固着工程により固着された連結金具９の上に、所定枚数の調整プレート２４を介して前記架台８を載置し、連結金具９から起立する取付ボルト２１を調整プレート２４のスリット２５と架台８の縦向きガイド手段２３を構成する長孔に挿入し、ナット２６を締着する（架台連結工程）。

この際、連結金具９に対して取付ボルト２１を前記横向きガイド手段１９を介してＹ方向に調整された位置決め状態で固定し、該取付ボルト２１に対して前記架台８を前記縦向きガイド手段２３を介してＸ方向に調整された位置決め状態で固定し、ナット２６を締着することにより、架台８をＸ方向及びＹ方向に調整した所定位置に設置することが可能である。

屋根の所定個所に架台８を設置した後、太陽電池モジュール等の機器が搭載され、作業を終了する。この状態において、代替瓦３の筒壁１１と支持金具５の間においては、パッキン６の圧縮されたＸ方向の２辺１１ａと上下の保持手段１６及び受部１２がサンドイッチ状に密着し、水密的にシールする。また、代替瓦３の筒壁１１と連結金具９の間においては、パッキン６のＹ方向の２辺１１ｂと上下の密着部１８及び受部１２がサンドイッチ状に密着し、水密的にシールする。そして、筒壁１１の上方空間は、連結金具９により完全に被われており、該連結金具９と支持金具５の連結手段１７、２０は、筒壁１１の外側に張り出した翼部１５の部分に設けられているので、該連結手段１７、２０を流下する雨水は、筒壁１１の外部で代替瓦３に好適に受止められ、雨漏りの原因を生成しない。

図１１は、本発明の別の実施形態を示しており、代替瓦３の筒壁１１、パッキン６、支持金具５に関する構成は、上述した実施形態と同様であるが、連結金具９のＹ方向と平行な両側縁に下向き縁部２７、２７を形成し、該下向き縁部２７、２７の間に嵌入される矩形枠状の第２パッキン２８を設けている。尚、第２パッキン２８は、上記のパッキン６と同様に、ＥＰＤＭ発泡体のような柔軟なスポンジ状の独立気泡ゴムにより形成することが好ましい。

第２パッキン２８は、支持金具５及び連結金具９の連結手段１７、２０を構成する孔に合致する挿通孔２９を貫設しており、支持金具５と連結金具９の間に第２パッキン２８を介装した状態で、固着具２２によりサンドイッチ状に固着される。この状態で、第２パッキン２８は、Ｘ方向と平行な２辺２８ａが翼部１５の食い込みを受けることにより、図示鎖線Ｐ２で示すように圧縮される。これにより、第２パッキン２８のＹ方向と平行な２辺２８ｂの下面は、下方のパッキン６のＹ方向と平行な２辺６ａの上面に圧接される。

このため、図１１に示す実施形態の場合、第２パッキン２８を追加することにより、更に高い水密的シールが可能となる。

尚、本発明が図示実施形態に限定されないことは勿論であり、図示の構成を変更し又は改良することが可能である。

例えば、支持金具５は、胴部１４を有底の筒体に形成し、翼部１５を該筒体の全周から張り出すフランジより形成しておけば、これにより、支持金具５の底部を下地材１に向けて前進させながら固着したとき、フランジ状の翼部１５の全周下面により、パッキン６の全周上面を押圧して圧縮させることが可能となる。

更に、上記の図示実施形態では、筒壁１１の頂面に受部１２を形成し、翼部１５の下面に保持手段１６を形成することにより、パッキン６を上下方向に押圧して圧縮する構成を示したが、これを変更し、筒壁１１の頂部の外周面により受部１２を形成し、翼部１５に垂設したリブにより保持手段１６を形成し、前記受部１２に周設したパッキン６の外周側面を前記リブから成る保持手段１６により抱持し密着させるように構成しても良い。

１下地材
２汎用瓦
３代替瓦
４ベース材
５支持金具
６パッキン
６ａ、６ｂ辺
７固着手段
８架台
９連結金具
９ａ隆起部
１０開口部
１１筒壁
１１ａ、１１ｂ辺
１２受部
１２ａ支持面
１２ｂリブ
１３固着部
１４胴部
１５翼部
１６保持手段
１７連結手段
１８密着部
１９横向きガイド手段
１９ａスリット
１９ｂトンネル部
２０連結手段
２１取付ボルト
２１ａ首部
２１ｂ頭部
２２固着具
２３縦向きガイド手段
２４調整プレート
２４ａリブ
２４ｂ溝
２５ａ、２５ｂスリット
２６ナット
２７下向き縁部
２８第２パッキン
２８ａ、２８ｂ辺

Claims

屋根の下地材に敷設される瓦に支持手段を貫通させると共に前記下地材に固着し、前記支持手段の上部に架台を連結し、前記架台に機器を搭載するように構成した屋根における機器の搭載装置において、
前記瓦の一部を構成する代替瓦(3)と、前記支持手段を構成する支持金具(5)と、前記代替瓦と支持金具の間に介装されるパッキン(6)と、前記支持金具を下地材に固着する固着手段(7)と、前記支持金具と架台を連結する連結金具(9)とから成り、
前記代替瓦(3)は、開口部(10)を形成する筒壁(11)を上向きに突設すると共に、該筒壁の頂部に前記パッキンの受部(12)を形成し、
前記支持金具(5)は、前記開口部に挿入される胴部(14)の下端に前記下地材に臨む固着部(13)を設けると共に、上端に前記筒壁の外側に張り出す翼部(15)を備え、該翼部により保持手段(16)と連結手段(17)を構成しており、
前記支持金具(5)を筒壁(11)に挿入し、前記固着手段(7)により前記固着部(13)を前記下地材(1)に固着した状態で、前記保持手段(16)と受部(12)の間にパッキン(6)を密着状態で保持し、筒壁(11)の外側に位置する連結手段(17)に前記連結金具(9)を固着するように構成して成ることを特徴とする屋根における機器の搭載装置。
前記筒壁(11)の受部(12)は、パッキン(6)の下面を支持する支持面(12a)と、パッキン(6)の下端内周縁に係合するリブ(12b)を設けており、前記翼部(15)の保持手段(16)によりパッキン(6)を前記支持面(12a)に向けて圧縮するように構成して成ることを特徴とする請求項１に記載の屋根における機器の搭載装置。
軒側から棟側に向かうＸ方向に配置される架台(8)を前記Ｘ方向に交差するＹ方向に所定間隔をあけて屋根上に列設する構成において、
前記筒壁(11)及びパッキン(6)は、それぞれ対向する２辺(11a,11a:11b,11b)(6a,6a;6b,6b)が前記Ｘ方向及びＹ方向と平行する矩形枠状に形成され、
前記支持金具(5)は、Ｕ形に折曲された金属板の底壁により前記固着部(13)を形成すると共に、両側壁により前記胴部(14,14)を形成し、更に、胴部の上端から外側に折曲された一対の舌片により前記翼部(15,15)を形成し、該翼部により前記パッキンのＸ方向の２辺(6a,6a)を保持する前記保持手段(16)を構成しており、
前記連結金具(9)は、前記支持金具(5)の上部を被う金属板により形成され、両側縁部の下面に前記パッキン(6)のＹ方向の２辺(6b,6b)に密着する密着部(18)を設けて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根における機器の搭載装置。
前記連結金具(9)にＹ方向に延びる横向きガイド手段(19)を設け、前記架台(8)にＸ方向に延びる縦向きガイド手段(23)を設けており、
前記連結金具(9)に対して取付ボルト(21)を前記横向きガイド手段(19)を介してＹ方向に調整された位置決め状態で固定し、該取付ボルト(21)に対して前記架台(8)を前記縦向きガイド手段(23)を介してＸ方向に調整された位置決め状態で固定し固着するように構成して成ることを特徴とする請求項３に記載の屋根における機器の搭載装置。