JP6741290B2

JP6741290B2 - 屋根上設置物の取付構造

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Publication number: JP6741290B2
Application number: JP2016161710A
Authority: JP
Inventors: 孝悦山中; 功行岡戸
Original assignee: Yanegiken Co Ltd
Current assignee: Yanegiken Co Ltd
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2036-08-22
Also published as: JP2018031114A

Description

本発明は、太陽電池モジュールや太陽熱温水器等の屋根上設置物を屋根上に取付けるための屋根上設置物の取付構造に関するものである。

屋根上設置物として太陽電池モジュールを屋根上に取付けるための取付構造としては、屋根の構造材である野地板上に葺かれた板金屋根材に、太陽電池モジュールを載置すると共に、取付金具により太陽電池モジュールを取付けるようにしたものが知られている。この取付構造では、上方から板金屋根材を貫通させたビスを構造材にねじ込むことにより、取付金具を取付けていた。しかしながら、このような従来の取付構造では、板金屋根材に孔があけられるため、その孔を通って雨漏りの発生する恐れがあった。

これに対して、野地板に取付けられている吊子に、互いに対向している一対の舌片を有した板金屋根材を上方から嵌合させた上で、一対の舌片に太陽電池モジュールを取付けるための留め具を固定するようにした取付構造が提案されている（特許文献１）。この特許文献１の技術によれば、太陽電池モジュールを取付ける際に、板金屋根材に孔をあける必要がなく、上記の問題点を解決することができる。

しかしながら、特許文献１の技術では、板金屋根材を吊子に対して嵌合させているだけであるため、太陽電池モジュールに対して強風や台風等により上方へ持ち上げるような力が強く作用した場合、太陽電池モジュールと共に板金屋根材が吊子から外れてしまう問題があった。

特開２０１３−０２８９４０号公報

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、板金屋根材に孔をあけることなく高い強度で屋根上設置物を取付けることができる屋根上設置物の取付構造の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る屋根上設置物の取付構造は、「屋根上設置物を屋根に取付けるための屋根上設置物の取付構造であって、屋根の構造材に取付けられる固定部材と、該固定部材に対して上方から被せられている板状の板金屋根材と、該板金屋根材を間にして前記固定部材に載置される屋根上設置物を取付けるための雄ネジ部を有しているボルト部材と、前記雄ネジ部に螺合されており、前記固定部材と前記板金屋根材とを前記ボルト部材とで締結しているナット部材とを具備し、前記固定部材は、平板状のベース部と、該ベース部から互いに間隔をあけて上方へ延出している一対の立壁部と、一対の該立壁部の夫々の上端から互いに接近する方向へ延出しており、先端同士の間に一定の間隔の開口部を形成している一対の天壁部とを備え、断面形状が単一であり、前記板金屋根材は、下端から上方へ向かうに従って互いに離隔しており、上端辺同士の間隔が前記開口部の間隔よりも広い案内部と、該案内部の夫々の上端辺から上方へ延出しており、上辺同士の間隔が前記開口部の間隔よりも狭い一対の変形部と、一対の該変形部の夫々の上辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の天部と、一対の該天部の夫々の先端辺から下方へ延出している一対の側部と、一対の該側部の夫々の下端辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の平面部とを備え、断面形状が単一で金属板を屈曲させて形成されており、前記案内部及び一対の前記変形部が、弾性変形させられて上方から前記開口部を通して一対の前記立壁部の間に挿入されていると共に、一対の前記天部が、一対の前記天壁部の上面に夫々当接しており、前記ボルト部材は、平行な二辺の長さが、前記開口部の間隔よりも長く前記案内部の上端辺同士の間隔よりも短い多角形の平板状で、中央から上方へ前記雄ネジ部が突出している基板部を備え、該基板部の平行な二辺が延びている長手方向を、一対の前記立壁部が対向している方向へ向けた状態で、一対の該立壁部の間に挿入されている前記案内部と一対の前記変形部とで囲まれている空間内に、前記基板部が挿入されていると共に、一対の前記変形部及び一対の前記天壁部の間を通って前記雄ネジ部が上方へ突出しており、該雄ネジ部に螺合されている前記ナット部材の締付けによる前記基板部の上昇によって、一対の前記変形部が変形させられて一対の前記天壁部の夫々の下面に当接している」ことを特徴とする。

ここで、「屋根上設置物」としては、太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空調装置の室外機、ルーフバルコニー、これら太陽電池モジュール等を取付けるための桟部材、を例示することができる。

雄ネジ部による屋根上設置物を取付ける構成としては、「屋根上設置物を、板金屋根材の一対の天部において固定部材の一対の天壁部の直上の部位に載置し、ナット部材よりも上方まで突出している雄ネジ部に、上方から屋根上設置物に当接する押圧部材を挿通させた上で、ナットを螺合させて締付ける構成」、「ナット部材よりも上方まで突出している雄ネジ部に、上方から屋根上設置物を挿通させると共にナット部材又は天部を介して天壁部に載置した上で、ナットを螺合させて締付ける構成」、「ナット部材よりも上方まで突出している雄ネジ部に、受ナットを螺合させた上で、上方から屋根上設置物を挿通させた後に、更にナットを螺合させて締付ける構成」、を例示することができる。

「固定部材」としては、「ベース部の平行な二辺よりも内側の部位から一対の立壁部が上方へ延出しているもの」、「ベース部の平行な二辺から一対の立壁部が上方へ延出しているもの」、を例示することができる。板金屋根材を形成している「金属板」としては、トタン板、アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板、ステンレス鋼板、銅板、チタン合金板、を例示することができる。

「ボルト部材」としては、「基板部と雄ネジ部とが一体に形成されているもの」、「基板部に形成された雌ネジ孔に雄ネジ部の端部が螺合されているもの」、「基板部に形成された貫通孔に雄ネジ部を有した六角ボルトが挿通されているもの」、を例示することができる。また、「ボルト部材」の基板部の形状としては、長方形、正方形、六角形、八角形、を例示することができる。

「ナット部材」としては、六角ナット、四角ナット、を例示することができる。また、「ナット部材」としては、「雄ネジ部と螺合する雌ネジ孔を有したナットと、雄ネジ部が挿通される挿通孔を有し固定部材の開口部の間隔よりも長い受部材と、を備えているもの」、「雄ネジ部と螺合する雌ネジ孔と、固定部材の開口部の間隔よりも直径の大きい座とを有している座付ナット」、「雄ネジ部と螺合する雌ネジ孔を有したナットと、雄ネジ部が挿通される挿通孔を有した座金と、を備えているもの」、を例示することができる。

本構成による屋根上設置物の取付けは、まず、固定部材のベース部を屋根の構造材に固定した状態で、一対の天壁部同士の間の開口部に、上方から板金屋根材の案内部の下端を挿入すると共に、下方へ押圧することにより、案内部の上端辺同士を互いに接近させる方向へ弾性変形させて、案内部と一対の変形部とを一対の天壁部の下方の空間に挿入する。この状態では、案内部が、天壁部の下方において変形前の形状に復帰していると共に、天部が、天壁部の上面に当接している。次に、ボルト部材を、雄ネジ部が基板部から上方へ突出するように向けた状態で、案内部と一対の変形部とで囲まれている空間に基板部を挿入すると共に、一対の天壁部及び一対の変形部同士の間から雄ネジ部を上方へ突出させた状態とする。その後、雄ネジ部にナット部材を螺合して締付けることにより、ナット部材が板金屋根材の天部を固定部材の天壁部へ押圧すると共に、基板部の上昇により板金屋根材の変形部が変形して天壁部と基板部との間に挟まれた状態となる。これにより、板金屋根材は、変形部と天部とが固定部材の天壁部を挟んだ状態で、ボルト部材とナット部材とによって固定部材に締結される。そして、上方へ突出している雄ネジ部を用いて屋根上設置物を取付けることにより、屋根上に屋根上設置物を取付けることができる。

このように、本構成によれば、板金屋根材の天部と変形部とを、固定部材の天壁部の上下に回り込ませるようにしていると共に、天部と変形部と天壁部とを、ボルト部材の基板部とナット部材とで挟むようにして締結しているため、屋根上設置物を取付けるために雄ネジ部を使用しても、板金屋根材に孔をあける必要がなく、雨漏りの発生する恐れがない。

また、屋根上設置物を取付けるための雄ネジ部が、屋根の構造材に固定される固定部材の一対の天壁部に締結されているため、強風や台風等により屋根上設置物に対して上方へ持ち上げるような力が強く作用しても、固定部材を介して屋根の構造材により抗うことができ、従来の取付構造と比較して屋根上設置物を高い強度で取付けることができる。

本発明に係る屋根上設置物の取付構造は、上記の構成に加えて、「前記固定部材は、一対の前記天壁部の夫々の先端から下方へ突出している一対の突出部を、更に備えており、前記ボルト部材は、前記基板部の上面における一対の前記突出部と対応する部位で、凹んでいると共に前記平行な二辺と直交する方向へ延びている一対のガイド凹部を、更に備えている」ものとすることができる。

本構成によれば、雄ネジ部に螺合されているナット部材を締付ける際に、ガイド凹部に突出部が挿入されている状態とすることで、ナット部材と一緒に基板部が回転してしまうことを防止することができ、締付作業を行い易いものとすることができる。

以上のように、本発明の効果として、板金屋根材に孔をあけることなく高い強度で屋根上設置物を取付けることができる屋根上設置物の取付構造を、提供することができる。

本発明の一実施形態である屋根上設置物の取付構造を適用して、屋根上設置物としての太陽電池モジュールを屋根上に取付けた状態を示す斜視図である。図１の屋根上設置物の取付構造を部分的に分解して示す分解斜視図である。（ａ）は図１の屋根上設置物の取付構造を構成している固定部材の正面図であり、（ｂ）は固定部材の斜視図である。（ａ）は図１の屋根上設置物の取付構造を構成している板金屋根材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の中央部分を拡大して示す正面図であり、（ｃ）は板金屋根材の一部を示す斜視図である。（ａ）は図１の屋根上設置物の取付構造を構成しているボルト部材の正面図であり、（ｂ）はボルト部材の斜視図である。（ａ）は図１の屋根上設置物の取付構造を構成しており太陽電池モジュールの端部側に用いているナット部材の斜視図であり、（ｂ）は太陽電池モジュール同士の間に用いているナット部材の斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は屋根の構造材への取付手順を示す説明図である。（ｃ）及び（ｄ）は図７に続く取付手順を示す説明図である。（ｅ）は図８に続く取付手順を示す説明図である。（ａ）及び（ｂ）は板金屋根材における係合部と被係合部との係合を示す説明図である。図１の屋根上設置物の取付構造における固定部材とは異なる形態の固定部材を示す斜視図である。図１の屋根上設置物の取付構造における固定部材及び板金屋根材とは異なる形態の固定部材及び板金屋根材を示す正面図である。

本発明の一実施形態である屋根上設置物の取付構造１（以下、単に取付構造１と称す）について、図１乃至図１０を参照して詳細に説明する。ここでは、太陽電池モジュール２を、屋根上設置物として説明する。本実施形態の取付構造１は、屋根の構造材３に取付けられる固定部材１０と、固定部材１０に対して上方から被せられている板状の板金屋根材２０と、板金屋根材２０を間にして固定部材１０に載置される太陽電池モジュール２を取付けるための雄ネジ部３１を有しているボルト部材３０と、雄ネジ部３１に螺合されており、固定部材１０と板金屋根材２０とをボルト部材３０とで締結しているナット部材４０と、を備えている。

固定部材１０は、図３に示すように、平板状のベース部１１と、ベース部１１から互いに間隔をあけて上方へ延出している一対の立壁部１２と、一対の立壁部の夫々の上端から互いに接近する方向へ延出している一対の天壁部１３と、一対の天壁部１３の夫々の先端から下方へ突出している一対の突出部１４と、を備えている。固定部材１０は、一対の天壁部１３の先端同士の間（一対の突出部１４同士の間）に、一定の間隔の開口部１５が形成されている。固定部材１０は、長手方向に直交する断面形状が単一である。

ベース部１１は、平面視の形状が長方形に形成されている。一対の立壁部１２は、ベース部１１の上面において、平行な二つの長辺よりも内側の位置から夫々上方へ延出している。固定部材１０は、ベース部１１における一対の立壁部１２よりも外側の部位で貫通している複数の取付孔１６（図３（ｂ）を参照）を、備えている。

固定部材１０は、アルミニウム合金の押出型材を、１００ｍｍ〜２００ｍｍの長さで切断した後に、打抜加工又は切削加工により取付孔１６を形成したものである。

板金屋根材２０は、図４に示すように、下端から上方へ向かうに従って互いに離隔しており、断面Ｖ字形の案内部２１と、案内部２１の夫々の上端辺から上方へ延出しており上辺同士の間隔が案内部２１の上端辺同士の間隔よりも狭い一対の変形部２２と、一対の変形部２２の夫々の上辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の天部２３と、一対の天部２３の夫々の先端辺から互いに離隔するように傾斜しつつ下方へ延出している一対の側部２４と、一対の側部２４の夫々の下端辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の平面部２５と、を備えている。

また、板金屋根材２０は、一方（図４において右側）の平面部２５の先端辺から上方に突出している係合部２６と、他方（図４において左側）の平面部２５の先端辺から上方に突出しており、係合部２６を上方から覆うように係合する被係合部２７と、を備えている。また、板金屋根材２０は、係合部２６から平面部２５と同一面上で外方へ延出している固定部２８を、備えている。

案内部２１は、上端辺同士の間隔が、固定部材１０の開口部１５の間隔よりも広く、一対の立壁部１２同士の間隔よりも狭い。一対の変形部２２は、上辺同士の間隔が開口部１５の間隔よりも狭い。また、変形部２２は、途中に、下方へ折返された後に上方へクランク状に屈曲されている係止部２２ａを有している。変形部２２は、クランク状の係止部２２ａの傾斜している上端側が、垂直方向へ上方に屈曲されて天部２３に接続されている。

係合部２６は、図１０に示すように、上方を向いた矢印状に形成されている。具体的には、係合部２６は、矢印の上端から下方へ互いに離隔するように斜めに延びている一対の傾斜部２６ａと、一対の傾斜部２６ａの下端から互いに接近する方向へ夫々水平に延びている一対の水平部２６ｂと、一対の水平部２６ｂの互いに接近している内側端から夫々下方へ垂直に延びている一対の軸部２６ｃと、を備えている。一対の軸部２６ｃのうち、一方の軸部２６ｃは下端が平面部２５の先端に接続されており、他方の軸部２６ｃは下端から固定部２８が延出している。また、被係合部２７は、係合部２６よりも大きい上方を向いた矢印状に形成されており、矢印の上端から下方へ互いに離隔するように斜めに延びている一対の傾斜部２７ａと、一対の傾斜部２７ａの下端から互いに接近する方向へ夫々水平に延びている一対の水平部２７ｂと、一対の水平部２７ｂの互いに接近している内側端から夫々下方へ互いに離隔するように斜めに延びている一対の案内部２７ｃと、を備えている。一対の案内部２７ｃのうち、一方の案内部２７ｃは下端が平面部２５の先端に接続されており、他方の案内部２７ｃは下端が自由端とされている。

係合部２６と被係合部２７との係合は、係合部２６に対して上から被せるように被係合部２７を下降させると、係合部２６の一対の傾斜部２６ａに被係合部２７の一対の案内部２７ｃが当接することで、一対の案内部２７ｃや一対の水平部２７ｂ等が互いに離隔する方向へ被係合部２７が弾性変形する。そして、被係合部２７の水平部２７ｂが、係合部２６の水平部２６ｂよりも下方となると、被係合部２７が変形前の状態に復帰し、被係合部２７の内部に係合部２６が挿入された状態となる。この状態では、係合部２６の水平部２６ｂの下面に、被係合部２７の水平部２７ｂの上面が当接しており、被係合部２７の上方への移動が規制されている。本実施形態の板金屋根材２０は、板金屋根材２０の係合部２６に、別の板金屋根材２０の被係合部２７を係合させることで、長手方向に対して直角方向に隣接している二つの板金屋根材２０を、連結させることができる。

板金屋根材２０は、長手方向に直交する断面形状が単一である。本実施形態の板金屋根材２０は、長手方向の長さが、屋根上に設置される複数の太陽電池モジュール２の列の一方の端から反対側の端までよりも長い。また、板金屋根材２０は、厚さが０．３５ｍｍのアルミニウム亜鉛合金めっき鋼板である。

ボルト部材３０は、平板状で外形が長方形の基板部３２と、基板部３２の上面の中央に下端が固定されている雄ネジ部３１と、を備えている。基板部３２は、平行な二つの短辺の長さが、固定部材１０の開口部１５の間隔よりも長く板金屋根材２０の案内部２１の上端辺同士の間隔よりも短い。ボルト部材３０は、更に、基板部３２の上面に形成されており、凹んでいると共に長辺に沿って延びている一対のガイド凹部３３を、備えている。一対のガイド凹部３３は、固定部材１０の一対の突出部１４と対応する間隔で形成されている。また、ボルト部材３０は、基板部３２における下面と二つの長辺側の側面とが交わる一対の角部が夫々Ｃ面取りされた一対の面取部３４を、備えている。

ナット部材４０は、ボルト部材３０の雄ネジ部３１と螺合するナット４１と、ナット４１の下方に配置され雄ネジ部３１が挿通させられる受部材４２と、から構成されている。ナット４１は、座付の六角ナットである。受部材４２は、固定部材１０の一対の立壁部１２に跨る長さである。つまり、受部材４２は、固定部材１０の開口部１５の間隔よりも長い。受部材４２は、屋根上に設置される複数の太陽電池モジュール２からなる一つの列の両端に用いられる端部用受部材４２Ａと、太陽電池モジュール２同士の間に用いられる中間用受部材４２Ｂとがある。

端部用受部材４２Ａは、外形が長方形で平板状の受部本体４３と、受部本体４３の中央を貫通しており雄ネジ部３１が挿通される挿通孔４４と、を備えている（図６（ａ）を参照）。中間用受部材４２Ｂは、外形が長方形で平板状の受部本体４３と、受部本体４３の中央を貫通しており雄ネジ部３１が挿通される挿通孔４４と、受部本体４３の二つの長辺から夫々上方へ突出している一対の立設部４５と、を備えている（図６（ｂ）を参照）。

次に、本実施形態の取付構造１を適用して、屋根上への太陽電池モジュール２の取付方法について説明する。初めに、屋根上に設置される太陽電池モジュール２は、外形が長方形の平板状に形成されている。また、太陽電池モジュール２が取付けられる屋根の構造材３は、図１及び図２に示すように、屋根の傾斜方向へ延びる長棒状で、傾斜方向に対して直角方向へ一定の間隔で並べられている複数の垂木３ａと、複数の垂木３ａに上方から取付けられている平板状の野地板３ｂと、を備えている。

屋根上への太陽電池モジュール２の取付けは、まず、複数の固定部材１０を、長手方向を屋根の傾斜方向へ向けた状態とする。そして、複数の固定部材１０を、屋根の傾斜方向へは、太陽電池モジュール２の短辺の長さと対応した間隔をあけると共に、傾斜方向に対して直角方向（横方向とも称す）へは、板金屋根材２０の幅と対応した間隔をあけて、構造材３（ここでは野地板３ｂ）上に載置する。その後、夫々の固定部材１０を、ベース部１１の取付孔１６を通して、ビス４により構造材３に固定する。この際に、一部のビス４が、野地板３ｂを貫通して垂木３ａにねじ込まれるようにすることが好ましい。これにより、固定部材１０の構造材３への固定強度を高くすることができる。

次に、屋根の軒側から見て最も左側に取付けられている複数の固定部材１０に対して、板金屋根材２０を取付ける。まず、板金屋根材２０を、長手方向を傾斜方向へ向けた後に、傾斜方向に並んでいる複数の固定部材１０の上方に位置させる（図７（ａ）を参照）。そして、各固定部材１０の一対の天壁部１３同士の間の開口部１５に、上方から板金屋根材２０の案内部２１の下端を挿入させると共に、案内部２１の一対の側面を、一対の天壁部１３の夫々の先端辺に当接させる。この状態で、板金屋根材２０を下方へ押圧すると、下方へ移動しようとする案内部２１の一対の側面に対して、天壁部１３の先端辺側から反力が作用し、図７（ｂ）において破線で示すように、一対の上端辺同士が接近する方向へ案内部２１が弾性変形する。

そして、下方へ押圧された板金屋根材２０の案内部２１と一対の変形部２２とが、一対の天壁部１３の下方の空間に挿入されると、案内部２１の弾性力により、案内部２１と一対の変形部２２とが、天壁部１３の下方において変形前の形状に復帰した状態となる。この状態では、板金屋根材２０の一対の天部２３が、一対の天壁部１３の上面に夫々当接していると共に、一対の平面部２５が野地板３ｂの上面に夫々当接している。

次に、ボルト部材３０を、雄ネジ部３１が基板部３２から上方へ突出するように向けると共に、一対のガイド凹部３３の延びている方向を屋根の傾斜方向へ向けた状態とする。そして、図８（ｃ）に示すように、基板部３２を斜めにした状態で、一対の天部２３同士の間から、案内部２１と一対の変形部２２とで囲まれている空間内に基板部３２を挿入する。この状態では、雄ネジ部３１が、一対の変形部２２及び一対の天壁部１３同士の間から一対の天部２３の上面よりも上方へ突出している。

そして、ナット部材４０における受部材４２の挿通孔４４に、雄ネジ部３１を挿通させた上で、受部材４２の長手方向を横方向へ向けた状態にして、板金屋根材２０の一対の天部２３上に受部材４２を載置する。なお、受部材４２は、屋根上に設置される複数の太陽電池モジュール２からなる一つの列の軒側及び棟側の両端部に相当する部位では、端部用受部材４２Ａを用い、太陽電池モジュール２同士の間に相当する部位では、中間用受部材４２Ｂを用いる。また、中間用受部材４２Ｂを用いる際には、一対の立設部４５が、受部本体４３から上方へ突出する向きで使用する。

その後、雄ネジ部３１にナット４１を螺合して締付ける。ナット４１を締付けることで、ボルト部材３０の基板部３２が上昇し、基板部３２のガイド凹部３３よりも外側の端部が、板金屋根材２０の変形部２２に下方から当接することとなる。受部材４２の下面に当接している天部２３に、変形部２２が上辺で連結しているため、変形部２２は、そのままの形で全体が上方へ移動することができない。従って、基板部３２が更に上昇すると、変形部２２の下辺側が上方へ移動するように、変形部２２が変形することとなる（図８（ｄ）を参照）。また、変形部２２には、途中に、下方へ折返されているクランク状の係止部２２ａが形成されているため、基板部３２の上昇によりその端部が係止部２２ａに引っ掛かる。これにより、変形部２２に対して基板部３２が滑り難くなるため、変形部２２が変形する位置を一定にすることができる。つまり、所望の位置（ここでは、係止部２２ａの傾斜している上端側において、垂直方向へ上方に屈曲する部位）で変形部２２を、変形させることができる。

ナット４１を完全に締付けた状態にすると、変形部２２の下辺が天壁部１３の下面に当接した状態となる。この状態では、天壁部１３と基板部３２との間に変形部２２が挟まれていると共に、天壁部１３と受部材４２の受部本体４３との間に天部２３が挟まれている。つまり、天壁部１３を間にした変形部２２と天部２３とが、ボルト部材３０の基板部３２とナット部材４０の受部材４２とで挟まれている。これにより、固定部材１０と板金屋根材２０とが、ボルト部材３０とナット部材４０とによって締結されることとなる。

また、固定部材１０と板金屋根材２０とを締結した状態では、固定部材１０の突出部１４が、ボルト部材３０のガイド凹部３３内に挿入されている。また、板金屋根材２０における変形部２２のクランク状の係止部２２ａの一部が、ガイド凹部３３内に挿入されている。

なお、ナット４１を完全に締付ける前に、ボルト部材３０を屋根の傾斜方向（固定部材１０の長手方向）へスライドさせて、雄ネジ部３１が、屋根上において所望の位置で突出している状態とする。また、板金屋根材２０を締結した後に、固定部２８を、釘８（図１０を参照）やビスを用いて野地板３ｂに固定しておくことが望ましい。

屋根の傾斜方向に並んでいる複数の固定部材１０に、ボルト部材３０とナット部材４０とによって、板金屋根材２０を締結したら、その隣（軒側から見て右隣り）の列の固定部材１０に、上記と同様の手順で板金屋根材２０を締結する。なお、隣の列の複数の固定部材１０に板金屋根材２０を締結する際に、図１０に示すように、先に固定されている板金屋根材２０の係合部２６に、次に固定される板金屋根材２０の被係合部２７を上方から被せて係合させておく。

上記のような作業を繰り返して、全ての板金屋根材２０を屋根上に固定したら、複数（ここでは二つ）の太陽電池モジュール２を板金屋根材２０（固定部材１０）上に取付ける。まず、最も軒側において上方へ突出している複数の雄ネジ部３１よりも棟側に、長辺が傾斜方向に対して直角に延びるように向けた第一の太陽電池モジュール２を載置する。続いて、第一の太陽電池モジュール２の軒側を、端部用押圧部材５を用いて板金屋根材２０上に取付ける。端部用押圧部材５は、詳細な図示は省略するが、平板状で中央に雄ネジ部３１が通過する貫通孔を有した基部と、基部の一辺から上方へ延出している腕部と、腕部の上端から基部に平行で基部とは反対方向へ延出している当接部と、基部から下方へ延出している脚部と、を備えている。

まず、第一の太陽電池モジュール２の軒側で上方へ突出している複数の雄ネジ部３１の夫々に、端部用押圧部材５の貫通孔を挿通させると共に、端部用押圧部材５の当接部を第一の太陽電池モジュール２の軒側の上面端部に当接させる。そして、雄ネジ部３１にナット７を螺合させて締付けることにより、第一の太陽電池モジュール２の軒側の上面端部を、端部用押圧部材５により固定部材１０へ押圧する。これにより、第一の太陽電池モジュール２の軒側が、固定部材１０及び板金屋根材２０を介して、構造材３に取付けられた状態となる。

続いて、第一の太陽電池モジュール２の棟側において、雄ネジ部３１が貫通している中間用受部材４２Ｂの軒側の立設部４５が、第一の太陽電池モジュール２の棟側の側面に当接していない場合は、ナット４１を緩めて、ボルト部材３０が軒側へスライドできるようにする。そして、ボルト部材３０と一緒に中間用受部材４２Ｂを軒側へスライドさせて、立設部４５を第一の太陽電池モジュール２の側面に当接させた後に、ナット４１を締付ける。

そして、板金屋根材２０における中間用受部材４２Ｂよりも棟側の部位に、第二の太陽電池モジュール２を載置し、第二の太陽電池モジュール２の軒側の側面を、中間用受部材４２Ｂの棟側の立設部４５に当接させる。この状態で、第一の太陽電池モジュール２の棟側と第二の太陽電池モジュール２の軒側とを、中間用押圧部材６を用いて板金屋根材２０に取付ける。中間用押圧部材６は、詳細な図示は省略するが、平板状で中央に雄ネジ部３１が通過する貫通孔を有した基部と、基部の平行な二辺から夫々上方へ延出している一対の腕部と、一対の腕部の上端から基部と平行に夫々離隔する方向へ延びている一対の当接部と、を備えている。

まず、中間用受部材４２Ｂを貫通して上方へ突出している複数の雄ネジ部３１の夫々に、中間用押圧部材６の貫通孔を挿通させると共に、中間用押圧部材６の一対の当接部を、第一の太陽電池モジュール２の棟側の上面端部と第二の太陽電池モジュール２の軒側の上面端部とに夫々当接させる。そして、雄ネジ部３１にナット７を螺合させて締付けることにより、第一の太陽電池モジュール２の棟側の上面端部と、第二の太陽電池モジュール２の軒側の上面端部とを、中間用押圧部材６により固定部材１０へ押圧する。これにより、第一の太陽電池モジュール２が、構造材３に取付けられた状態となると共に、第二の太陽電池モジュール２の軒側が、構造材３に取付けられた状態となる。

次に、第二の太陽電池モジュール２の棟側において上方へ突出している複数の雄ネジ部３１の夫々に、端部用押圧部材５の貫通孔を挿通させると共に、端部用押圧部材５の当接部を第二の太陽電池モジュール２の棟側の上面端部に当接させる。この際に、雄ネジ部３１が、第二の太陽電池モジュール２に対して、近すぎる又は遠すぎる場合は、ナット４１を緩めて、ボルト部材３０が軒側又は棟側へスライドできるようにする。そして、ボルト部材３０を軒側又は棟側へスライドさせて、第二の太陽電池モジュール２に対して、雄ネジ部３１を適正な位置とした後に、ナット４１を締付ける。その後、雄ネジ部３１にナット７を螺合させて締付けることで、第二の太陽電池モジュール２の棟側の上面端部を、端部用押圧部材５により固定部材１０へ押圧する。これにより、第二の太陽電池モジュール２の棟側が、構造材３に取付けられた状態となり、第一の太陽電池モジュール２と第二の太陽電池モジュール２とが、屋根上に取付けられている状態となる。

なお、上記の手順において、複数の固定部材１０に板金屋根材２０を固定する際に、最も軒側の固定部材１０を除いて、固定部材１０と板金屋根材２０とを完全に締結させずに、ナット４１が緩んでいる状態として、ボルト部材３０が軒側や棟側へスライドできるようにしても良い。これにより、ナット４１を緩める作業を省くことができる。

また、図示は省略するが、上記のように屋根上に設置された太陽電池モジュール２の周囲に、瓦やスレート等の屋根材を葺いても良い。或いは、太陽電池モジュール２の周囲に、金属板により形成された公知の役物を、取付けても良い。

このように、本実施形態によれば、板金屋根材２０の天部２３と変形部２２とを、固定部材１０の天壁部１３の上下に回り込ませるようにしていると共に、天部２３と変形部２２と天壁部１３とを、ボルト部材３０の基板部３２とナット部材４０とで挟むようにして締結しているため、屋根上設置物としての太陽電池モジュール２を取付けるために雄ネジ部３１を使用しても、板金屋根材２０に孔をあける必要がなく、雨漏りの発生する恐れがない。

また、太陽電池モジュール２を取付けるための雄ネジ部３１が、屋根の構造材３に固定されている固定部材１０の一対の天壁部１３に締結されているため、強風や台風等により太陽電池モジュール２に対して上方へ持ち上げるような力が強く作用しても、固定部材１０を介して屋根の構造材３により抗うことができ、従来の取付構造と比較して太陽電池モジュール２を高い強度で取付けることができる。

また、雄ネジ部３１に螺合されているナット４１を締付ける際に、ガイド凹部３３に突出部１４が挿入されている状態とすることで、ナット４１と一緒に基板部３２が回転してしまうことを防止することができ、締付作業を行い易いものとすることができる。

ところで、従来の板金屋根において、上方へ突出している瓦棒を両側から挟み込んで屋根上に取付けるようにした固定金具を用いた場合、瓦棒よりも上方に挟み込むためのボルト・ナットが位置することから、瓦棒の上面よりも固定金具の上面が高くなる。従って、固定金具の上面に太陽電池モジュールを取付けると、固定金具の分だけ高い位置に取付けられることとなる。これに対して、本実施形態では、構造材３（ここでは野地板３ｂ）に取付けられている固定部材１０の天壁部１３に、板金屋根材２０の天部２３を挟むように太陽電池モジュール２を載置して取付けている。そして、野地板３ｂから固定部材１０の上面（天部２３の上面）までの高さを、従来の瓦棒の上面までの高さと同じにした場合、太陽電池モジュール２の高さが瓦棒の上面に載置した時と同じ高さとなり、太陽電池モジュール２の取付け高さを従来よりも低くすることができる。従って、構造材３の上面に対して、太陽電池モジュール２を低い位置に取付けることができるため、太陽電池モジュール２を屋根一体型のように見せることができ、太陽電池モジュール２を目立ち難くして屋根上の見栄えを良くすることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。なお、以下では、構成が同じ部位については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

例えば、上記の実施形態では、一つの板金屋根材２０を固定する際に、複数の短い固定部材１０を用いるものを示したが、これに限定するものではなく、図１１に示すような固定部材１０Ａを用いても良い。この固定部材１０Ａは、一つの板金屋根材２０と同じ長さとしても良いし、一つの板金屋根材２０よりも長いものとしても良い。なお、図１１では、取付孔１６の記載を省略している。

また、上記の実施形態では、固定部材１０として、一対の立壁部１２が、ベース部１１の上面において平行な二つの長辺よりも内側の位置から夫々上方へ延出しているものを示したが、これに限定するものではなく、図１２に示すような固定部材１０Ｂとしても良い。この固定部材１０Ｂは、ベース部１１の短辺の長さを、一対の立壁部１２同士の間隔と同じ長さにしたものであり、一対の立壁部１２が、ベース部１１の二つの長辺から夫々上方へ延出している。この固定部材１０Ｂでは、取付孔１６が、ベース部１１における一対の立壁部１２の間の部位に形成されている。

更に、上記の実施形態では、板金屋根材２０として、一対の側部２４が、下方へ向かうに従って天部２３から遠ざかるように傾斜しているものを示したが、これに限定するものではなく、図１２に示すような板金屋根材２０Ａとしても良い。この板金屋根材２０Ａは、一対の側部２４が、一対の天部２３の夫々の先端辺から下方へ垂直に延出している。この板金屋根材２０Ａを用いる場合は、固定部材１０Ｂを用いる。この板金屋根材２０Ａを用いることで、従来の棒瓦を用いた板金屋根材と同じような外観とすることができる。

また、上記の実施形態では、板金屋根材２０に、係合部２６と被係合部２７とを備えたものを示したが、これに限定するものではなく、一対の平面部２５の夫々の先端辺から上方へ突出した平板状の突出片部を備えるようにし、隣接している板金屋根材の突出片部同士を、公知の瓦棒の技術を用いて連結するようにしても良い。

また、上記の実施形態では、板金屋根材２０の案内部２１として、断面Ｖ字形のものを示したが、これに限定するものではなく、下端から一対の上端辺へ向かうに従って上端辺同士の間隔が広くなるようなものであれば良く、断面Ｖ字形の下端がＲ面取りされていても良いし、上側が広がった断面Ｕ字形としても良い。

また、上記の実施形態では、固定部材１０に、一対の突出部１４を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、一対の突出部１４を備えていない固定部材１０としても良い。また、上記の実施形態では、ボルト部材３０に、ガイド凹部３３を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、ガイド凹部３３を備えていないボルト部材３０としても良い。

更に、上記の実施形態では、ナット部材４０としてナット４１と受部材４２とが、別々のものを示したが、これに限定するものではなく、ナット４１と受部材４２とが一体となっていても良い。また、上記の実施形態では、ナット部材４０が、ナット４１と受部材４２とで構成されているものを示したが、これに限定するものではなく、ナット４１のみからなる構成としても良い。

また、上記の実施形態では、屋根上設置物として太陽電池モジュール２を示したが、これに限定するものではなく、屋根上設置物として、太陽熱温水器、空調装置の室外機、ルーフバルコニー、これら太陽電池モジュール等を取付けるための桟部材、等としても良い。

１屋根上設置物の取付構造
２太陽電池モジュール（屋根上設置物）
３構造材
１０固定部材
１０Ａ固定部材
１０Ｂ固定部材
１１ベース部
１２立壁部
１３天壁部
１４突出部
１５開口部
１６取付孔
２０板金屋根材
２０Ａ板金屋根材
２１案内部
２２変形部
２２ａ係止部
２３天部
２４側部
２５平面部
２６係合部
２７被係合部
２８固定部
３０ボルト部材
３１雄ネジ部
３２基板部
３３ガイド凹部
４０ナット部材
４１ナット
４２受部材
４２Ａ端部用受部材
４２Ｂ中間用受部材
４３受部本体
４４挿通孔
４５立設部

Claims

屋根上設置物を屋根に取付けるための屋根上設置物の取付構造であって、
屋根の構造材に取付けられる固定部材と、
該固定部材に対して上方から被せられている板状の板金屋根材と、
該板金屋根材を間にして前記固定部材に載置される屋根上設置物を取付けるための雄ネジ部を有しているボルト部材と、
前記雄ネジ部に螺合されており、前記固定部材と前記板金屋根材とを前記ボルト部材とで締結しているナット部材とを具備し、
前記固定部材は、
平板状のベース部と、
該ベース部から互いに間隔をあけて上方へ延出している一対の立壁部と、
一対の該立壁部の夫々の上端から互いに接近する方向へ延出しており、先端同士の間に一定の間隔の開口部を形成している一対の天壁部と
を備え、断面形状が単一であり、
前記板金屋根材は、
下端から上方へ向かうに従って互いに離隔しており、上端辺同士の間隔が前記開口部の間隔よりも広い案内部と、
該案内部の夫々の上端辺から上方へ延出しており、上辺同士の間隔が前記開口部の間隔よりも狭い一対の変形部と、
一対の該変形部の夫々の上辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の天部と、
一対の該天部の夫々の先端辺から下方へ延出している一対の側部と、
一対の該側部の夫々の下端辺から互いに離隔する方向へ水平に延びている一対の平面部と
を備え、断面形状が単一で金属板を屈曲させて形成されており、前記案内部及び一対の前記変形部が、弾性変形させられて上方から前記開口部を通して一対の前記立壁部の間に挿入されていると共に、一対の前記天部が、一対の前記天壁部の上面に夫々当接しており、
前記ボルト部材は、
平行な二辺の長さが、前記開口部の間隔よりも長く前記案内部の上端辺同士の間隔よりも短い多角形の平板状で、中央から上方へ前記雄ネジ部が突出している基板部を備え、
該基板部の平行な二辺が延びている長手方向を、一対の前記立壁部が対向している方向へ向けた状態で、一対の該立壁部の間に挿入されている前記案内部と一対の前記変形部とで囲まれている空間内に、前記基板部が挿入されていると共に、一対の前記変形部及び一対の前記天壁部の間を通って前記雄ネジ部が上方へ突出しており、該雄ネジ部に螺合されている前記ナット部材の締付けによる前記基板部の上昇によって、一対の前記変形部が変形させられて一対の前記天壁部の夫々の下面に当接している
ことを特徴とする屋根上設置物の取付構造。
前記固定部材は、
一対の前記天壁部の夫々の先端から下方へ突出している一対の突出部を、更に備えており、
前記ボルト部材は、
前記基板部の上面における一対の前記突出部と対応する部位で、凹んでいると共に前記平行な二辺と直交する方向へ延びている一対のガイド凹部を、更に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の屋根上設置物の取付構造。