JP6422292B2 - 機能パネルの固定構造 - Google Patents

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

本発明は機能パネルの固定構造に関し、特に機能パネルを屋根の棟部を利用して傾斜した屋根面に設置する固定構造に関する。
従来から、太陽光発電パネルや太陽熱温水パネル等の種々の機能パネルが、住宅の傾斜した屋根の上に設置されている。機能パネルを太陽光発電パネルとして設置する場合は、太陽光により発電した電力を住宅用の電力として供給することができ、また、機能パネルを太陽熱温水パネルとして設置する場合は、太陽熱により生成された温水を貯湯タンクに貯留した後に給湯することができる。
ところで、上記の機能パネルを屋根上に設置する場合、従来では、屋根の傾斜した屋根面に固定金具(固定用架台)を固定し、固定金具に機能パネルを取り付けることで、機能パネルを屋根上に設置している。住宅の屋根構造が複数の化粧スレートが敷設されたスレート屋根である場合、一般的に、固定金具は化粧スレートを貫通して屋根構造材(野地板、垂木)にビス固定される。
しかし、従来の固定方法であって固定金具を化粧スレートを貫通して屋根構造材にビス固定する固定方法では、ビス固定部から雨水が屋内に侵入して雨漏りが発生したり、侵入した雨水によって屋根構造体を腐食させたりする等の不具合が発生する虞がある。そこで、この問題を解決する為のビス固定部に対する防水構造が、種々の文献に開示されている。
例えば、特許文献1の太陽電池モジュールの屋根取付け方法においては、固定金具のビス固定部に別体の金属製の覆い板を被せ、この覆い板の上端部を化粧スレートの間に差し込んだ構造が開示され、特許文献2のスレート屋根へのソーラーモジュール取付金具においては、固定金具に、ビス固定部の上方側を覆う山形形状の水切り用立ち上がり部と、シール溝を形成する1対のシール溝形成用立ち上がり部とを設けた構造が開示されている。
特開平9−184264号公報 特開2012−241410号公報
しかし、特許文献1の太陽電池モジュールの屋根取付け方法では、ビス固定部に防水専用部材である別体の金属製の覆い板を取り付ける必要があるので、部品点数が増加して、コスト高となる問題があり、特許文献2のスレート屋根へのソーラーモジュール取付金具では、固定金具に防水専用の構造である水切り用立ち上がり部や1対のシール溝形成用立ち上がり部を一体的に設ける必要があるので、固定金具の構造が複雑化してしまうという問題がある。
本発明の目的は、機能パネルの固定構造において、ビス固定部を低減して、低コストで且つ簡単な構造でもって屋根裏への雨水等の侵入を防止可能な構造を備えたもの、少ない部材で且つ省施工で機能パネルを屋根に設置可能な構造を備えたもの、等を提供することである。
請求項1の機能パネルの固定構造は、棟部を挟んで傾斜した2つの屋根面のうちの少なくとも一方の屋根面に機能パネルを固定する為の棟部固定金具を備えた機能パネルの固定構造であって、前記棟部固定金具は、前記棟部を挟んで前記2つの屋根面に固定可能な1対の屋根面固定部と、前記機能パネルの上端部を固定可能なパネル上部固定部とを有し且つ前記棟部に被冠させて固定する棟部被冠部と、前記棟部被冠部の前記1対の屋根面固定部のうちの少なくとも一方の屋根面固定部の端部から前記屋根面に対して平行に下方へ延びる延長部と、前記延長部の下端部に設けられ且つ前記機能パネルの下端部を固定可能なパネル下部固定部とを備え、前記パネル下部固定部は、前記機能パネルの裏面側で且つ前記機能パネルの下端部よりも上方に位置していることを特徴としている。
請求項2の機能パネルの固定構造は、請求項1の発明において、前記棟部被冠部は、前記棟部に装着された換気棟包みの外形形状に沿うような形状に構成され、前記棟部被冠部の前記1対の屋根面固定部は、前記換気棟包みの換気口の近傍に夫々設けられたことを特徴としている。
請求項の機能パネルの固定構造は、請求項1の発明において、前記延長部の下端部は、前記屋根面の傾斜方向と直交する方向に張架されたワイヤー部材によって保持されていることを特徴としている。
請求項1の発明によれば、棟部固定金具は、棟部を挟んで2つの屋根面に固定可能な1対の屋根面固定部と、機能パネルの上端部を固定可能なパネル上部固定部とを有し且つ棟部に被冠させて固定する棟部被冠部と、棟部被冠部の1対の屋根面固定部のうちの少なくとも一方の屋根面固定部の端部から屋根面に対して平行に下方へ延びる延長部と、延長部の下端部に設けられ且つ機能パネルの下端部を固定可能なパネル下部固定部とを備えたので、以下の効果を奏する。
即ち、棟部固定金具を屋根に取り付ける場合、棟部被冠部を棟部に被冠させ、1対の屋根面固定部を2つの屋根面に夫々固定することで、棟部固定金具を屋根に取り付けることができ、機能パネルを棟部固定金具に取り付ける場合、機能パネルの上端部と下端部とを棟部固定金具のパネル上部固定とパネル下部固定部とに夫々固定することで、機能パネルを屋根に設置することができる。
従って、棟部被冠部を、棟部を挟んで2つの屋根面に固定することで、延長部を介して棟部被冠部と連なるパネル下部固定部を屋根面に直接固定する必要がなくなるので、機能パネルの上端部と下端部とを別体の固定金具を使用して屋根に設置する場合と比較して、屋根面のビス固定部が低減し、雨漏り対策の為のシール箇所も低減し、特許文献1のようにビス固定部に対して専用の防水部材を取り付ける場合や特許文献2のように固定金具に専用の防水構造を形成する場合と比較して、低コストで且つ簡単な構造でもって屋根裏への雨水等の侵入を防止することができる。
また、機能パネルの上端部と下端部とを一体品の棟部固定金具によって固定可能であるので、機能パネルの上端部と下端部とを別体の固定金具で夫々固定する場合における固定金具の位置決めの為の墨出し作業等が必要なくなり、少ない部品で且つ省施工で屋根に機能パネルを設置することができ、機能パネルの設置を低コストで実現できる。
そして、パネル下部固定部は、機能パネルの裏面側で且つ機能パネルの下端部よりも上方に位置しているので、機能パネルと棟部固定金具との間の固定部が、機能パネルの外側に露出しなくなり、機能パネルの外観が維持されるので、意匠的価値を損なうことがない。
請求項2の発明によれば、棟部被冠部は、棟部に装着された換気棟包みの外形形状に沿うような形状に構成され、棟部被冠部の1対の屋根面固定部は、換気棟包みの換気口の近傍に夫々設けられたので、屋根面のビス固定部を棟部の近傍に配置することができ、これにより、ビス固定部の近傍を流れる雨水の流量が低減し、屋根裏への雨水等の侵入をより確実に防止することができる。
請求項の発明によれば、延長部の下端部は、屋根面の傾斜方向と直交する方向に張架されたワイヤー部材によって保持されているので、ワイヤー部材によって延長部が屋根面から離間することに対して補強することができ、棟部固定金具の下端部の固定強度不足を解消することができる。
実施例1に係る屋根と機能パネルと棟部固定金具の斜視図である。 棟側の屋根と機能パネルと棟部固定金具の断面図である。 軒側の屋根と機能パネルと棟部固定金具の断面図である。 棟部固定金具の斜視図である。 実施例2に係る軒側の屋根と機能パネルと棟部固定金具の断面図である。 棟部固定金具の斜視図である。 実施例2の部分変更形態に係る棟部固定金具の斜視図である。
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
本発明は、機能パネル10の固定構造に関するものであるが、最初に、本発明の機能パネル10の固定構造が適用される屋根1の構造について簡単に説明する。
図1〜図3に示すように、建物の上部を覆う屋根1(スレート屋根)は、2つの傾斜屋根2A,2B、この2つの傾斜屋根2A,2Bの屋根面3A,3Bが交わる稜線部分からなる棟部4、2つの傾斜屋根2A,2Bの下端部であって建物の外側に夫々突出する軒部5A,5B等から構成されている。
図2,図3に示すように、2つの傾斜屋根2A,2Bは、傾斜方向に延び且つ傾斜方向と直交する方向に等間隔に配設された複数の垂木6、これら複数の垂木6の上に隙間無く配設された野地板7、この野地板7の上に重畳された複数の化粧スレート8等から夫々構成されている。
図1,図2に示すように、棟部4には、屋根裏に連通する開口部4aが稜線に沿って所定の間隔を空けて形成され、この開口部4aを覆うように換気棟包み9が棟部4に装着されている。換気棟包み9は、化粧スレート8に固定された1対の内側部材9aと、この1対の内側部材9aに固定され且つ断面視にて山形形状の外側部材9bとを備えている。
1対の内側部材9aと外側部材9bとの間には、開口部4aに連通し且つ空気を流通する為の換気通路9cと、この換気通路9cから屋根面3A,3Bの傾斜方向の下方に向かって夫々開口し且つ棟部4の近傍部に夫々開口した2つの換気口9dが設けられている。換気通路9cには、空気が上下に蛇行しながら流通するように複数の仕切り部9eが設けられている。
次に、機能パネル10について説明する。
図1〜図3に示すように、機能パネル10は、例えば1.3m×0.7m程度のサイズに構成された長方形状のパネル本体10a、このパネル本体10aの周囲を覆うフレーム枠10b等を有している。本実施例では、機能パネル10は太陽熱温水パネルであるが、これに限定する必要はなく、太陽光発電パネルからなる機能パネル10の場合であっても良い。尚、機能パネル10のサイズ・形状は、長方形状に限らず正方形状のものであっても良く、適宜変更可能である。
次に、本発明の機能パネル10の固定構造について説明する。
図1〜図4に示すように、機能パネル10の固定構造は、棟部4を挟んで傾斜した2つの屋根面3A,3Bのうちの少なくとも一方の屋根面3Aに機能パネル10を固定する為の棟部固定金具12を備えたものである。
即ち、機能パネル10の固定構造は、傾斜屋根2Aの上に棟部4に沿って配置された1又は複数の機能パネル10を屋根面3Aに固定する為の構造であって、1又は複数の機能パネル10を1又は複数の棟部固定金具12によって上下方向(縦方向)の両端を支持した状態で屋根面3Aに固定する為の構造である。
尚、図示は省略しているが、屋根1には、複数の機能パネル10が棟部4に沿うように配置され、機能パネル10のサイズ、設置数や設置位置に応じて複数の棟部固定金具12が屋根1に取り付けられているが、図1では、1枚の機能パネル10と2つの棟部固定金具12のみを図示している。複数の棟部固定金具12は、全て同じ形状のものであるので、以下では、1つの棟部固定金具12についてのみ説明する。
次に、棟部固定金具12の具体的な構造について説明する。
図1〜図4に示すように、棟部固定金具12は、機能パネル10を屋根1の棟部4の近傍に且つ屋根面3A,3Bのうちの一方の屋根面3Aと平行に取り付ける為のものである。棟部固定金具12は、薄鋼板を打ち抜き及び曲げ加工する板金加工によって形成されている。棟部固定金具12の表面には、防蝕兼絶縁被膜が形成されている。
図1〜図4に示すように、棟部固定金具12は、1対の屋根面固定部14A,14B及びパネル上部固定部15を有する棟部被冠部13、この棟部被冠部13の1対の屋根面固定部14A,14Bのうちの少なくとも一方の屋根面固定部14Aの端部から屋根面3Aに対して平行に下方へ延びる延長部16、この延長部16の下端部に設けられ且つ機能パネル10の下端部を固定可能なパネル下部固定部17等を備えている。
次に、棟部被冠部13について説明する。
図2,図4に示すように、棟部被冠部13は、棟部4に被冠させて固定する為のものであり、断面視にて山形形状の頂壁面部13a、この頂壁面部13aの両端部から略直角に屋根面3A,3B側に夫々延びる1対の縦壁面部13b、この1対の縦壁面部13bから略直角に互いに離隔する方向に夫々延びる1対の屋根面固定部14A,14B等を備え、棟部4に装着された換気棟包み9の外形形状に沿うような形状に構成されている。
次に、1対の屋根面固定部14A,14Bについて説明する。
図2,図4に示すように、1対の屋根面固定部14A,14Bは、棟部4を挟んで2つの屋根面3A,3Bに固定可能なものであり、2つの貫通孔21を夫々備えている。1対の屋根面固定部14A,14Bは、2本の固定ビス22(所謂、木ネジ)を介して2つの傾斜屋根2A,2Bの化粧スレート8と野地板9に夫々固定されることで、屋根面3A,3Bに夫々固定されている。1対の屋根面固定部14A,14Bは、換気棟包み9の換気口9dの近傍に夫々設けられている(図2参照)。
次に、パネル上部固定部15について説明する。
図2,図4に示すように、パネル上部固定部15は、機能パネル10の上端部を固定可能なものであり、頂壁面部13aの2つの傾斜面部のうちの傾斜屋根2A側の傾斜面部からなる。パネル上部固定部15は、パネル固定金具25を固定する為の貫通孔23を備えている。
機能パネル10の上端部をパネル上部固定部15に固定する場合、機能パネル10のフレーム枠10bに形成された係合部10cに、パネル固定金具25の係合部を係合し、締結ボルト26を貫通孔23の下方から挿入し、締結ボルト26の先端部をパネル固定金具25の挿通孔を挿通して上方からナット27で螺合することで、機能パネル10の上端部をパネル上部固定部15に固定することができる(図2参照)。
次に、延長部16について説明する。
図2〜図4に示すように、延長部16は、棟部被冠部13とパネル下部固定部17とを連結する為のものであり、屋根面3Aの傾斜方向に平行に且つ固定状態の機能パネル10の下部近傍に向かって延びるように形成されている。延長部16の下端部は、屋根面3Aの傾斜方向と直交する方向に張架されたワイヤー部材33によって保持されている。ワイヤー部材33は、延長部16の表面に接触して屋根面3A側に押圧しても良いし、延長部16の表面に近接した状態であっても良い。
次に、パネル下部固定部17について説明する。
図3,図4に示すように、パネル下部固定部17は、機能パネル10の下端部を固定可能なものであり、側面視にてL字形状に構成されている。パネル下部固定部17は、その先端が棟部4に向くように延長部16の下端部から延長した部分を折り返すことで形成されている。パネル下部固定部17は、機能パネル10の裏面側で且つ機能パネル10の下端部よりも上方に位置している。
機能パネル10の下端部をパネル下部固定部17に固定する場合、機能パネル10の裏面側に形成されたL字係合片10dを、パネル下部固定部17に傾斜方向の上方から係合することで、機能パネル10の下端部をパネル下部固定部17に固定することができる。
尚、棟部固定金具12の上下方向(縦方向)の長さは、機能パネル10の上下幅(縦幅)に合わせて設定され、棟部固定金具12の左右方向(横方向)の長さは、機能パネル10の左右幅(横幅)の1/8〜1/12程度に設定され、棟部固定金具12の板厚は、例えば1.6mm程度に設定されているが、特にこれらのサイズに限定する必要はない。
機能パネル10には、断面視にて山形形状の化粧カバー31が取り付けられている。化粧カバー31の一方の端部は、パネル固定金具25にビス31aによって固定され、化粧カバー31の他方の端部は、棟部被冠部13の屋根面3B側の縦壁面部13bにビス31bによって固定されている。機能パネル10が太陽熱温水パネルの場合は、化粧カバーの内部に配管32が収納されている。
次に、ワイヤー部材33について説明する。
図1,図3,図4に示すように、ワイヤー部材33は、例えば、可撓性のある非伸縮性の線状部材で構成され、機能パネル10の裏面側で且つ棟部固定金具12の延長部16の上側を通るように傾斜屋根2Aの傾斜方向と直交する方向に張架されている。ワイヤー部材33の両端部は、建物の壁部に固定された接続金具(図示略)に夫々連結されている。ワイヤー部材33の直径は、例えば、1mm〜2mm程度に設定される。尚、本実施例のワイヤー部材33は、可撓性を有するものであるが、ある程度の直進性を維持可能なものが望ましい。
次に、本発明の機能パネル10の固定構造の作用及び効果について説明する。
先ず、棟部固定金具12を屋根1に取り付ける場合、棟部固定金具12の棟部被冠部13を棟部4の換気棟包み9に被冠させ、棟部被冠部13の1対の屋根面固定部14A,14Bを2つの屋根面3A,3Bの棟部4の近傍に複数のビス22を介して夫々固定することで、棟部固定金具12を屋根1に取り付けることができる。尚、機能パネル10の設置数や設置個所に応じて、1又は複数の棟部固定金具12が棟部4に取り付けられる。
次に、機能パネル10を棟部固定金具12に取り付ける場合、機能パネル10の下端部のL字係合片10dをパネル下部固定部17に差し込み、機能パネル10の上端部をパネル上部固定部15にパネル固定金具25や締結ボルト26等を介して固定することで、機能パネル10を棟部固定金具12に上下両端を支持する状態にして屋根1(屋根面3A)に設置することができる。
以上説明したように、棟部被冠部13を、棟部4を挟んで2つの屋根面3A,3Bに固定することで、延長部16を介して棟部被冠部13と連なるパネル下部固定部17を屋根面3Aに直接固定する必要がなくなるので、機能パネルの上端部と下端部とを別体の固定金具を使用して屋根に設置する場合と比較して、屋根面3Aのビス固定部が低減し、雨漏り対策の為のシール箇所も低減し、ビス固定部に対して専用の防水部材を取り付ける場合や固定金具に専用の防水構造を形成する場合と比較して、低コストで且つ簡単な構造でもって屋根裏への雨水等の侵入を防止することができる。
また、機能パネル10の上端部と下端部とを一体品の棟部固定金具12によって固定可能であるので、機能パネル10の上端部と下端部とを別体の固定金具で夫々固定する場合における位置決めの為の墨出し作業等が必要なくなり、少ない部品で且つ省施工で屋根面3Aに機能パネル10を設置することができ、機能パネル10の設置を低コストで実現できる。
棟部被冠部13は、棟部4に装着された換気棟包み9の外形形状に沿うような形状に構成され、棟部被冠部13の1対の屋根面固定部14A,14Bは、換気棟包み9の換気口9dの近傍に夫々設けられたので、屋根面3Aのビス固定部を棟部4の近傍に配置することができ、これにより、ビス固定部の近傍を流れる雨水の流量が低減し、屋根裏への雨水等の侵入をより確実に防止することができる。
パネル下部固定部17は、機能パネル10の裏面側で且つ機能パネル10の下端部よりも上方に位置しているので、機能パネル10と棟部固定金具12との間の固定部が、機能パネル10の外側に露出しなくなり、機能パネル10の外観が維持されるので、意匠的価値を損なうことがない。
延長部16の下端部は、屋根面3Aの傾斜方向と直交する方向に張架されたワイヤー部材33によって保持されているので、ワイヤー部材33によって延長部16が屋根面3Aから離間することに対して補強することができ、棟部固定金具12の下端部の固定強度不足を解消することができる。
次に、実施例1の棟部固定金具12を部分的に変更した実施例2について説明する。尚、実施例1では、棟部固定金具12のパネル下部固定部17は、機能パネル10の裏面側で且つ機能パネル10の下端部よりも上方に位置しているが、この実施例2では、棟部固定金具12Aのパネル下部固定部17Aは、機能パネル10Aの下端部と略同じ位置にある。
図5,図6に示すように、パネル下部固定部17Aは、機能パネル10Aの下端部を固定可能なものであり、パネル固定金具35を固定する為の貫通孔28を備え、側面視にてL字形状に構成されている。パネル下部固定部17Aは、その先端が軒側に向くように延長部16の下端部から延長した部分を折り曲げることで形成されている。パネル下部固定部17Aは、機能パネル10Aの下端部と略同じ位置に位置している。
機能パネル10Aの下端部をパネル下部固定部17Aに固定する場合、機能パネル10Aのフレーム枠10Abに形成された係合部10Adに、パネル固定金具35の係合部を係合し、締結ボルト36をパネル固定金具35の挿通孔に上方から挿入し、締結ボルト37の先端部をパネル下部固定部17の貫通孔28を挿通して下方からナット37で螺合することで、機能パネル10Aの下端部をパネル下部固定部17Aに固定することができる(図5参照)。その他の構成、作用及び効果については、前記実施例1と同様であるので説明は省略する。
次に、棟部固定金具12Aの部分変更形態について説明する。
図7に示すように、棟部固定金具12Bの延長部16の幅方向の両端部には、傾斜方向の全長に亙って1対のリブ部39が形成されている。1対のリブ部39の傾斜方向の上下両端部は、棟部被冠部13とパネル下部固定部17Aとに夫々溶接接合されている。1対のリブ部39の下端近傍部には、ワイヤー部材33が挿通される貫通孔39aが夫々形成されているが、これら貫通孔39aは省略可能である。延長部16の下端部には、雨水を逃す為の逃し孔(図示略)が形成されている。このように、1対のリブ部39aを設けることで、棟部固定金具12Bの強度が向上する。
次に、前記実施例1,2を部分的に変更した形態について説明する。
[1]前記実施例1,2において、棟部固定金具12,12A,12Bは、棟部被冠部13の1対の屋根面固定部14A,14Bのうちの一方の屋根面固定部14Aの端部から屋根面3Aに対して平行に下方へ延長部16が延び、この延長部16の下端部にパネル下部固定部17を設けた構造であるが、特にこの構造に限定する必要はなく、適宜変更可能である。
即ち、棟部被冠部13に2つのパネル上部固定部15を設け、1対の屋根面固定部14A,14Bの両端部から屋根面3A,3Bに対して平行に下方へ2つの延長部16が延び、これら2つの延長部16の下端部にパネル下部固定部17を設けた構造であっても良い。この構造によれば、棟部4を挟んで傾斜した2つの屋根面3A,3Bの両方に機能パネル10を固定することができる。
[2]前記実施例1,2の棟部被冠部13の形状は、特に限定する必要はなく、棟部4に装着された換気棟包み9の外形形状に応じて適宜変更可能であり、前記実施例1,2の棟部被冠部16の延長部の長さも、機能パネル10,10Aのサイズに応じて適宜変更可能である。
[3]前記実施例1,2においては、換気棟包み9について説明したが、特にこれに限ることなく、換気棟包み9に併設される棟包み(図示せず、換気棟包み9と外形形状が略同等)を備えていても良い。
[4]その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
3A,3B 屋根面
4 棟部
9 換気棟包み
9d 換気口
10 機能パネル
12,12A,12B 棟部固定金具
13 棟部被冠部
14A,14B 1対の屋根面固定部
15 パネル上部固定部
16 延長部
17,17A パネル下部固定部
33 ワイヤー部材

Claims (3)

  1. 棟部を挟んで傾斜した2つの屋根面のうちの少なくとも一方の屋根面に機能パネルを固定する為の棟部固定金具を備えた機能パネルの固定構造であって、
    前記棟部固定金具は、
    前記棟部を挟んで前記2つの屋根面に固定可能な1対の屋根面固定部と、前記機能パネルの上端部を固定可能なパネル上部固定部とを有し且つ前記棟部に被冠させて固定する棟部被冠部と、
    前記棟部被冠部の前記1対の屋根面固定部のうちの少なくとも一方の屋根面固定部の端部から前記屋根面に対して平行に下方へ延びる延長部と、
    前記延長部の下端部に設けられ且つ前記機能パネルの下端部を固定可能なパネル下部固定部とを備え
    前記パネル下部固定部は、前記機能パネルの裏面側で且つ前記機能パネルの下端部よりも上方に位置していることを特徴とする機能パネルの固定構造。
  2. 前記棟部被冠部は、前記棟部に装着された換気棟包みの外形形状に沿うような形状に構成され、前記棟部被冠部の前記1対の屋根面固定部は、前記換気棟包みの換気口の近傍に夫々設けられたことを特徴とする請求項1に記載の機能パネルの固定構造。
  3. 前記延長部の下端部は、前記屋根面の傾斜方向と直交する方向に張架されたワイヤー部材によって保持されていることを特徴とする請求項1に記載の機能パネルの固定構造。
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