JP6060372B2 - 太陽エネルギー利用設備取付け架台及び太陽光発電装置 - Google Patents

太陽エネルギー利用設備取付け架台及び太陽光発電装置 Download PDF

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本発明は、波形スレート屋根の上に太陽エネルギー利用設備を取り付けるための太陽エネルギー利用設備取付け架台及びその取付け架台に太陽電池モジュールを取り付けた太陽光発電装置に関する。
建物の屋根構造の一種に波形スレート屋根がある。この波形スレート屋根は、図5に示したように、C形鋼の開口部100を横向きにして屋根裏桁方向に複数本配設される母屋101と、山部102aと谷部102bが交互に連続する波板であって母屋101の上に直接又は木毛板等の下地材(図示せず)を介して配設される波形スレート102と、母屋101と波形スレート102とを連結するフックボルト103と、から概略構成される。前記フックボルト103は、周知のように、略レの字状に曲がった下側のフック部103aを母屋101の開口部100の縁に引っ掛かけて係合させると共に上側の雄ネジ部103bを波形スレート102の山部102a上に突出させてゴムパッキン103cと座金103dを介してナット103eで締め付けるものである。
ところで現在、太陽エネルギーを有効利用するべく、建物の屋根に太陽電池モジュールや集熱パネルを設置する要望が高まっているが、上記した波形スレート屋根は、波形スレート102の強度面に不安があるため太陽エネルギー利用設備を取り付けるための取付け架台の設置が難しい。
しかし、波形スレート屋根は、工場や倉庫などに多く採用されていて広大な面積があり、しかも起伏のない単純な斜面である場合が多いため、太陽エネルギー利用設備の設置場所として大きな潜在能力を秘めている。したがって波形スレート屋根に太陽エネルギー利用設備を取り付ける取付け架台が強固且つ簡単に設置できれば、太陽エネルギーの利用促進に大きな利益をもたらし得る。
しかして、波形スレート屋根に太陽エネルギー利用設備の取付け架台を設置する技術が、例えば特許文献1に記載されている。
特開平10−266943号公報
特許文献1に記載された太陽エネルギー利用設備取付け架台は、図5に示したように、波形スレート102のフックボルト103の雄ネジ部103bに専用の取付け金具104を連結し、その取付け金具104によって波形スレート102の上面にその波形スレート102の波の方向と直角方向に配設した横フレーム105を取り付け、その横フレーム105上に屋根の傾斜方向に配設した縦フレーム(図示せず)を固着してなる。
しかしながら上記技術では、取付け金具104をフックボルト103に取り付ける作業と、その取付け金具104に横フレーム105を取り付ける作業が必要であるため、作業工数が多くて施工に時間が掛かる。既設の波形スレート屋根ではフックボルト103が錆び付いている場合があり、そのような場合にはなおさら時間が掛かる。
また、フックボルト103と横フレーム105との間に取付け金具104を介在させることにより、横フレーム105の配置と母屋101の配置が上下方向に重ならないため(特許文献1[図2]参照)、いかに複数の山部102aに荷重を分散させたとしても、横フレーム105の下に波形スレート102以外の支えがない分、波形スレート102に複雑な曲げ応力が作用するおそれがある。
さらにまた、フックボルト103毎に取付け金具104が必要であるため、余分なコストが掛かる。
本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、波形スレート屋根の上に少ない工数で効率良く施工することができ、しかも強度に優れた太陽エネルギー利用設備取付け架台及び太陽光発電装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため本発明は、
C形鋼の開口部を横向きにして屋根裏桁方向に複数本配設される母屋と、
山部と谷部が交互に連続する波板であって前記母屋の上に直接又は下地材を介して配設される波形スレートと、
下側のフック部を前記母屋に引っ掛け状態に係合させると共に上側の雄ネジ部を前記波形スレートの山部の外に突出させてナットで締め付け、そうして前記母屋と前記波形スレートとを連結するフックボルトと、を有する波形スレート屋根に太陽エネルギー利用設備を取り付けるための太陽エネルギー利用設備取付け架台であって、
前記波形スレートの上面に前記母屋と同方向に且つその母屋の上方に対応する位置に配設される複数本の横フレームと、
屋根の傾斜方向に配設されて前記横フレーム上に固着される複数本の縦フレームと、を備えており、
前記横フレームは、一側に開口部を有するC形鋼で形成すると共にその開口部を下向きにして前記山部と前記谷部が連続する方向に一列に並ぶ前記フックボルトの外部突出部分の上に被せ、そうして波形スレートを挟んで前記母屋の上に且つその母屋に沿わせて横設するものであり
記フックボルトを有しない前記山部と、その山部の上下に位置する前記母屋及び前記横フレームと、を当該山部側からその下の母屋に締め込んだビスで固定するようにした太陽エネルギー利用設備取付け架台を提供する。
また、請求項2に記載したように、前記フックボルトを有しない前記山部と前記横フレームとの間に防水テープを介在させると共に前記横フレームの上から前記防水テープを貫通させて前記母屋にビスを締め込むことでその母屋に前記横フレームを固定するようにした請求項1記載の太陽エネルギー利用設備取付け架台を提供する。
また、請求項3に記載したように、請求項1又は2に記載の太陽エネルギー利用設備取付け架台の前記縦フレームに太陽電池モジュールを取り付けた太陽光発電装置を提供する。
本発明の取付け架台によれば、フックボルトの外部突出部分をC形鋼の開口部で跨ぐようにしたため、フックボルトが障害になることもなく横フレームの配置と母屋の配置を上下方向に重ねることが可能になり、波形スレートの山部で受けた荷重をさらに母屋で確実に支えることができる。よってより高い強度が得られる。
さらに横フレームを取り付けるに際し、フックボルトの上に単に被せるのみで結合関係を有しないため、フックボルトが仮に錆び付いていても強度面、作業面で殆ど影響がない。
以上要するに本発明の取付け架台によれば、工場や倉庫などに多く採用されている波形スレート屋根が、太陽エネルギー利用設備の設置面として有効活用できるため、太陽エネルギーの利用を加速度的に促進させ得る効果がある。
また、請求項2に記載の発明によれば、横一列に並ぶフックボルトに対し、その列上にあってフックボルトを有しない複数の山部に防水テープを貼着する工程と、C形鋼の開口部を下向きにして前記横一列に並ぶフックボルトの外部突出部分の上に被せるようにして横フレームを横設する工程と、横フレームの上から前記防水テープを貫通させて母屋にビスを締め込む工程と、によって横フレームが設置できる。したがって全体の作業工数が少ないため、施工が比較的短時間で行える。
太陽電池モジュールを設置した状態を示す波形スレート屋根の一部切欠要部平面図である。 波形スレートの波と直交する方向に切断した状態を示すスレート屋根の要部断面図である。 図2のA−A線断面図である。 図2のB−B線断面図である。 従来技術を示す一部を断面にした分解斜視図である。
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
[波形スレート屋根]
上記のように波形スレート屋根は、C形鋼の開口部1aを横向きにして屋根裏桁方向に複数本配設される母屋1と、山部2aと谷部2bが交互に連続する波板であって母屋1の上に直接又は木毛板等の下地材(図示せず)を介して配設される波形スレート2と、母屋1と波形スレート2とを連結するフックボルト3と、から概略構成される。
前記フックボルト3は、略レの字状に曲がった下側のフック部3aを母屋1の開口部1aの縁に釣り針状に引っ掛かけて係合させると共に上側の雄ネジ部3bを波形スレート2の山部2aに突出させてゴムパッキン3cと座金3dを介してナット3eで締め付けるものである。
[太陽エネルギー利用設備]
実施形態の太陽エネルギー利用設備は、太陽電池モジュール4で発電する太陽光発電装置であり、上記の波形スレート屋根の上に、その波形スレート屋根に設置した取付け架台5を介して複数枚の太陽電池モジュール4,4…を並べたものである。
[取付け架台]
前記取付け架台5は、波形スレート2の上面に母屋1と同方向に且つその母屋1の上方に対応する位置に配設される複数本の横フレーム6,6…と、屋根の傾斜方向に配設されて横フレーム6上に例えば刃付きビス(テクスビス)等のビス7で固着される複数本の縦フレーム8,8…と、を備えている。
前記横フレーム6は、一側に開口部6aを有するC形鋼で形成されており、その開口部6aを下向きにして横一列に並ぶフックボルト3,3…の外部突出部分の上にすっぽり被せ、そうしてフックボルト3との干渉を回避しつつ波形スレート2の母屋1上方の山部2a,2a…上に横設されている。
なお、横フレーム6のC形鋼は、角形C字状であって開口部6aの両横に細幅の帯板部6b,6bが形成されており、この帯板部6b,6bによって山部2aに作用する横フレーム6の荷重を適宜分散させることができる。したがって、横フレーム6の荷重が一部に集中して山部2aが破損する、というようなリスクが殆どない。
一方、横フレーム6は、フックボルト3を有しない山部2a、例えば実施形態のようにフックボルト3を有する山部2aの片隣の山部2aと横フレーム6との間にブチルゴム等の防水テープ9を介在させると共に横フレーム6の上から防水テープ9を貫通させて母屋1に例えば刃付きビス(テスクビス)等のビス10を締め込むことで固定されている。
さらに横フレーム6は、山部2aとの高所側の接合部にシリコン等のシーリング材11(図4参照)を設けてなる。そうすることにより、横フレーム6と山部2aの高所側の接合部に雨水が掛かっても、屋根の傾斜と山部2aの傾斜によりシーリング材11を境にして左右の谷部2bに振り分けられてそのまま流下する。したがって、横フレーム6内のビス10回りに雨水が殆ど到達しないため、防水テープ9によるビス10回りの防水が仮に不完全であったとしても水漏れ等のおそれが殆どない。
[施工方法]
以上のように構成される取付け架台5は、横一列に並ぶフックボルト3,3…に対し、その列上にあってフックボルト3を有しない片隣の山部2a,2a…に例えばブチルゴム製で長方形の防水テープ9を貼着する工程と、C形鋼の開口部6aを下向きにして横一列に並ぶフックボルト3,3…の外部突出部分の上にすっぽり被せ、そうして横フレーム6を山部2a上に横設する工程と、横フレーム6の上から防水テープ9を貫通させて母屋1にビス10を締め込む工程と、横フレーム6と山部2aの少なくとも高所側の接合部にシーリング材11を注入してシールする工程と、こうして設置した横フレーム6上に屋根の傾斜方向、すなわち横フレーム6と直交する方向に配設したC形鋼製の縦フレーム8をビス7で固定する工程と、によって施工することができる。
そして、こうして波形スレート屋根の上に取り付けた取付け架台5に対し、縦フレーム8上に複数の太陽電池モジュール4,4…を並べて固定金具12(図4参照)で固定することにより太陽光発電装置が完成する。
以上、本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では波形スレート2を母屋1の上に直接配設したが、母屋1と波形スレート2の間に木毛板等の下地材(図示せず)を介在させるようにしてもよい。
また、実施形態では、取付け架台5に太陽電池モジュール4を取り付けるようにしたが、その取付け架台5に太陽熱集熱パネル(図示せず)を取り付けて、太陽熱利用温水器や太陽熱利用暖房装置等の太陽熱利用設備にしてもよい。
また、実施形態では、横フレーム6と山部2aの高所側の接合部にシーリング材11を設けるようにしたが、防水テープ9の防水効果が高い場合にはシーリング材11を設けなくてもよい。
1 …母屋
1a …開口部
2 …波形スレート
2a …山部
2b …谷部
3 …フックボルト
3a …フック部
3b …雄ネジ部
3e …ナット
4 …太陽電池モジュール
5 …太陽エネルギー利用設備取付け架台
6 …横フレーム
6a …開口部
8 …縦フレーム
9 …防水テープ
10 …ビス
11 …シーリング材

Claims (3)

  1. C形鋼の開口部を横向きにして屋根裏桁方向に複数本配設される母屋と、
    山部と谷部が交互に連続する波板であって前記母屋の上に直接又は下地材を介して配設される波形スレートと、
    下側のフック部を前記母屋に引っ掛け状態に係合させると共に上側の雄ネジ部を前記波形スレートの山部の外に突出させてナットで締め付け、そうして前記母屋と前記波形スレートとを連結するフックボルトと、を有する波形スレート屋根に太陽エネルギー利用設備を取り付けるための太陽エネルギー利用設備取付け架台であって、
    前記波形スレートの上面に前記母屋と同方向に且つその母屋の上方に対応する位置に配設される複数本の横フレームと、
    屋根の傾斜方向に配設されて前記横フレーム上に固着される複数本の縦フレームと、を備えており、
    前記横フレームは、一側に開口部を有するC形鋼で形成すると共にその開口部を下向きにして前記山部と前記谷部が連続する方向に一列に並ぶ前記フックボルトの外部突出部分の上に被せ、そうして波形スレートを挟んで前記母屋の上に且つその母屋に沿わせて横設するものであり
    記フックボルトを有しない前記山部と、その山部の上下に位置する前記母屋及び前記横フレームと、を当該山部側からその下の母屋に締め込んだビスで固定するようにしたことを特徴とする太陽エネルギー利用設備取付け架台。
  2. 前記フックボルトを有しない前記山部と前記横フレームとの間に防水テープを介在させると共に前記横フレームの上から前記防水テープを貫通させて前記母屋にビスを締め込むことでその母屋に前記横フレームを固定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の太陽エネルギー利用設備取付け架台。
  3. 請求項1又は2に記載の太陽エネルギー利用設備取付け架台の前記縦フレームに太陽電池モジュールを取り付けたことを特徴とする太陽光発電装置。
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