JP7038484B2 - 固定装置及びパネル構造体 - Google Patents

Description

本発明は、複数の瓦を含む瓦屋根に被設置物を設置するための固定装置、及び当該固定装置を含むパネル構造体に関する。

近年、複数の太陽電池モジュールのようなパネルアレイが瓦屋根に設置されることがある。瓦屋根の上に太陽電池モジュールのような被設置物を取り付けた場合、瓦が割れてしまう虞があるため、瓦に直接取り付けることは困難である。

特許文献１は、被設置物を固定するための固定装置（架台）を取り付けるため、特別な構造を有する瓦材を使用することを開示する。具体的には、多数の瓦のうちのいくつかを取り除き、野地板にアンカー形状の支持具を取り付け、取り除いた瓦の代わりに特別な構造を有する瓦材が設置される。この瓦材は支持具が挿通する孔を有しているため、支持具は瓦材の孔を通って瓦材よりも上方に延びる。太陽電池モジュールのような被設置物は、瓦材よりも上方に延びた支持具に取り付けられる。

特許第５７２５４９９号公報

特許文献１に記載された固定装置では、アンカー状の支持具を野地板に固定した後、瓦材の孔に支持具を挿通させつつ、瓦材を周囲の瓦に挟み込む必要があるため、施工が容易ではない。具体的には、瓦材を周囲の瓦に挟み込む場合、屋根の傾斜面に沿って瓦材をスライドさせる必要があるが、アンカー状の支持具を瓦材の孔に挿通させた状態で瓦材をスライドさせることは困難である。

アンカー状の支持具を瓦材の孔に挿通させた状態で瓦材をスライドさせ易くするために、瓦材の孔の大きさをアンカー状の支持具の径よりも大きくすることも考えられる。この場合には、雨水のような液体が瓦の下へ達し易くなり、屋根の防水性が低下する虞がある。

したがって、屋根の防水性を損なうことなく、被設置物を瓦屋根に設置し易くする固定装置が望まれる。

一態様に係る固定装置は、少なくとも第１方向に並んだ複数の瓦を含む瓦屋根に被設置物を設置するための固定装置である。当該固定装置は、前記複数の瓦のうちの１つを取り除いた箇所に設置される瓦状部材と、前記瓦状部材を支える支持面を有する固定台と、前記瓦状部材を前記固定台の前記支持面に締結する締結部材と、を有する。前記瓦状部材は、前記第１方向における一方に隣接する前記瓦の下に配置される第１辺と、前記第１方向における他方に隣接する前記瓦の上に配置される第２辺と、を有する。前記固定台と前記瓦状部材が前記締結部材によって互いに締結されていない状態において、前記固定台は、前記支持面の前記第１辺側の部分で前記瓦状部材と当接し、前記支持面の前記第２辺側の部分で前記瓦状部材から離間するよう構成されている。

一態様に係るパネル構造体は、上記固定装置と、当該固定装置に固定されたパネルと、を有する。

屋根の防水性を損なうことなく、被設置物を瓦屋根に設置し易くする固定装置を提供することができる。

一実施形態に係るパネル構造体を示す模式図である。 図１の矢印Ｆ２方向から見たパネル構造体の断面図である。 被設置物を固定する固定装置の分解斜視図である。 固定装置を構成する瓦状部材の斜視図である。 瓦屋根に瓦状部材を置いた状態を示す斜視図である。 図５の６Ａ－６Ａ線に沿った断面図である。 図５の７Ａ－７Ａ線に沿った断面図である。 瓦状部材を固定台に締結した状態を示す斜視図である。 図８の９Ａ－９Ａ線に沿った断面図である。 図８の１０Ａ－１０Ａ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。

図１は、一実施形態に係るパネル構造体を示している。図２は、図１の矢印Ｆ２方向から見たパネル構造体の断面図である。図３は、被設置物を固定する固定装置の分解斜視図である。なお、図３では、便宜上、瓦屋根１０の瓦１２を全て取り除いた屋根が示されている。図４は、固定装置を構成する瓦状部材の斜視図である。

パネル構造体は、傾斜した瓦屋根１０上に設置される。パネル構造体は、例えば太陽電池モジュールのようなパネル２０と、パネルを支持する支持部材１１０と、パネル２０及び支持部材１１０のような被設置物を瓦屋根１０上に固定する固定装置と、を有する。当該固定装置は、瓦状部材１００と、固定台９０と、締結部材２１０と、固定金具２００と、を有する。

本明細書において、傾斜した瓦屋根１０において最大傾斜線に沿って高い方から低い方へ向かう方向を「流れ方向Ｆ１」と称する。流れ方向Ｆ１の上流側を「水上側」と称する。流れ方向Ｆ１の下流側を「水下側」と称する。また、水平面に平行な面内で流れ方向Ｆ１と直交する方向を「横方向Ｆ２」と称する。

瓦屋根１０に設けられた複数の瓦１２は流れ方向Ｆ１と横方向Ｆ２とに並んでいる。固定台９０は、複数の瓦１２のうちの１つを取り除いた箇所において、野地板のような瓦１２の下地に例えば締結部材９６によって固定される。固定台９０は、野地板のような瓦１２の下地に接する脚部９４と、瓦状部材１００を支える支持面９２と、を有する。支持面９２は、脚部９４よりも上方に位置する。支持面９２は、瓦状部材１００が固定台９０に接する部分に相当する。

瓦状部材１００は、屋根に敷き詰められた複数の瓦１２のうちの１つを取り除いた箇所に設けられる。瓦状部材１００は、瓦屋根１０に設置された瓦１２と実質的に同じ又は似た形状を有していてよい。瓦状部材１００は、被設置物の荷重に耐えられるよう、板金から構成されていることが好ましい。

締結部材２１０は、瓦状部材１００を固定台９０の支持面９２に締結する。本実施形態では、締結部材２１０は、瓦状部材１００の上に設けられる固定金具２００と、瓦状部材１００と、固定台９０とを締結する。

固定金具２００は、被設置物を支持可能に構成されていれば、どのような構成を有していてもよい。一例として、本実施形態では、固定金具２００は、パネル２０及び支持部材１１０を支持可能に構成されている。また、固定金具２００は、瓦状部材１００を介して固定台９０の支持面９２と対向する平板部を有していてよい。

固定金具２００の瓦状部材１００に面する側に、不図示の防水部材が設けられていてもよい。当該防水部材は、固定金具２００の、瓦状部材１００に向けられた面全体に設けられていても良く、固定金具２００の、締結部材２１０が設けられた領域のみに設けられていても良い。当該防水部材によって、締結部材２１０を挿通する孔を通って雨水のような液体が瓦状部材の下へ染み込むことを防止することができる。

支持部材１１０は、固定金具２００に取り付けられる。支持部材１１０を固定金具２００に取り付けるための構造は特に限定されない。例えば、支持部材１１０は、不図示の締結部材によって固定金具２００に取り付けられてもよい。

支持部材１１０は、パネル２０の側端部を保持可能なパネル保持部を有していてよい。パネル２０は、パネル２０の両端部において一対の支持部材１１０によって支持されている（図１及び図２参照）。

瓦状部材１００は、流れ方向Ｆ１における一方（水上側）に隣接する瓦１２の下に配置される第１辺１００ａと、流れ方向Ｆ１における他方（水下側）に隣接する瓦１２の上に配置される第２辺１００ｂと、横方向Ｆ２における一方に隣接する瓦１２の下に配置される第３辺１００ｃと、横方向Ｆ２における他方に隣接する瓦１２の上に配置される第４辺１００ｄと、を有する。

また、瓦状部材１００は、固定台９０の支持面９２と当接する被支持部１０８を有する。被支持部１０８は、固定台９０の支持面９２に密着可能な面を有する。具体的には、固定台９０の支持面９２は平面に形成されており、被支持部１０８も支持面９２と密着可能な平面であることが好ましい。

固定台９０と瓦状部材１００が締結部材２１０によって互いに締結されていない状態において、固定台９０の支持面９２は、第１辺１００ａから第２辺１００ｂの方に向かうにつれて被支持部１０８と支持面９２との間の距離が増加するように、被支持部１０８に対して傾斜して構成されている（図６参照）。この場合、支持面９２の第２辺１００ｂ側の部分において、瓦状部材１００と固定台９０との間の隙間Ｇはより大きくなる。また、固定台９０と瓦状部材１００が締結部材２１０によって互いに締結されていない状態において、固定台９０の支持面９２は、第３辺１００ｃから第４辺１００ｄの方に向かうにつれて被支持部１０８と支持面９２との間の距離が増加するように、被支持部１０８に対して傾斜して構成されていてもよい（図７参照）。この場合、支持面９２の第４辺１００ｄ側の部分において、瓦状部材１００と固定台９０との間の隙間Ｇはより大きくなる。

具体的な一例として、固定台９０の支持面９２は、固定台９０が野地板のような下地に設置された状態で、流れ方向Ｆ１における下地の傾斜角と流れ方向Ｆ１における瓦１２の傾斜角（被支持部１０８の傾斜角）との間の角度となるように構成されていてよい。例えば、固定台９０の支持面９２は、下地の表面と実質的に平行に形成されていてもよい。

また、固定台９０の支持面９２は、固定台９０が野地板のような下地に設置された状態で、水上側の瓦１２の水下側の端部よりも低く、水下側の瓦１２の水上側の端部よりも高い位置になるように構成されていてもよい。

瓦状部材１００は、特許文献１に記載されたようなアンカー状の支持具を挿通させるための比較的大きな孔を有していない。そのため、雨水のような液体が瓦状部材１００の下に浸入することを抑制することができる。

第１防水部材１２０が、瓦状部材１００の第１辺１００ａの上面側に設けられていることが好ましい。第１防水部材１２０は、瓦状部材１００が固定台９０に締結された状態で、瓦状部材１００の水上側に隣接する瓦１２の下面に密着する。

また、第２防水部材１２４が、瓦状部材１００の第２辺１００ｂの下面側に設けられていることが好ましい。第２防水部材１２４は、瓦状部材１００が固定台９０に締結された状態で、瓦状部材１００の水下側に隣接する瓦１２の上面に密着する。

本実施形態では、第１防水部材１２０及び第２防水部材１２４の両方が、瓦状部材１００に設けられている。この代わりに、第１防水部材１２０及び第２防水部材１２４の一方のみが、瓦状部材１００に設けられていてもよい。

第３防水部材１２２が、瓦状部材１００の第３辺１００ｃの上面側に設けられていることが好ましい。第３防水部材１２２は、瓦状部材１００が固定台９０に締結された状態で、瓦状部材１００の横方向Ｆ２の一方に隣接する瓦１２の下面に密着する。

また、第４防水部材１２６が、瓦状部材１００の第４辺１００ｄの下面側に設けられていることが好ましい（図７及び図１０も参照）。第４防水部材１２６は、瓦状部材１００が固定台９０に締結された状態で、瓦状部材１００の横方向Ｆ２の他方に隣接する瓦１２の上面に密着する。

本実施形態では、第３防水部材１２２及び第４防水部材１２６の両方が、瓦状部材１００に設けられている。この代わりに、第３防水部材１２２及び第４防水部材１２６の一方のみが、瓦状部材１００に設けられていてもよい。

第１防水部材１２０、第２防水部材１２４、第３防水部材１２２及び第４防水部材１２６は、弾性変形可能な弾性部材から構成されていることが好ましい。

次に、前述した固定装置の具体的な構成とともに、固定装置を瓦屋根に取り付ける方法について説明する。

図５は、瓦屋根に瓦状部材を置いた状態を示す斜視図である。図６は、図５の６Ａ－６Ａ線に沿った断面図である。図７は、図５の７Ａ－７Ａ線に沿った断面図である。図８は、瓦状部材を固定台に締結した状態を示す斜視図である。図９は、図８の９Ａ－９Ａ線に沿った断面図である。図１０は、図８の１０Ａ－１０Ａ線に沿った断面図である。

前述した固定装置を瓦屋根１０に設置する際、まず、瓦屋根１０に設置された複数の瓦１２のうちの少なくとも１つを取り除く。取り除いた瓦１２の箇所において、固定台９０を野地板のような下地に固定する（図３参照）。

次に、固定台９０の支持面９２の上に瓦状部材１００を置く（図５参照）。これにより、瓦状部材１００の第１辺１００ａが流れ方向Ｆ１における一方（水上側）に隣接する瓦１２の下に配置され、瓦状部材１００の第２辺１００ｂが流れ方向Ｆ１における他方（水下側）に隣接する瓦１２の上に配置され、瓦状部材１００の第３辺１００ｃが、横方向Ｆ２における一方に隣接する瓦１２の下に配置され、瓦状部材１００の第４辺１００ｄが、横方向Ｆ２における他方に隣接する瓦１２の上に配置される（図６～図７参照）。本実施形態では、瓦状部材１００を固定台９０の支持面９２の上に置く際に、瓦状部材１００を瓦屋根１０の傾斜面に沿った方向にスライドさせることができるため、瓦状部材１００を容易に設置できる。

固定台９０と瓦状部材１００が締結部材２１０によって互いに締結されていない状態において、第１辺１００ａから第２辺１００ｂの方に向かうにつれて被支持部１０８と支持面９２との間の距離は増加している。すなわち、固定台９０の第２辺１００ｂ側の部分と支持面９２との間により大きな隙間Ｇが形成される（図６参照）。

さらに、固定台９０と瓦状部材１００が締結部材２１０によって互いに締結されていない状態において、第３辺１００ｃから第４辺１００ｄの方に向かうにつれて被支持部１０８と支持面９２との間の距離が増加していてもよい。すなわち、固定台９０の第４辺１００ｄ側の部分と支持面９２との間により大きな隙間Ｇが形成されてもよい（図７参照）。

次に、締結部材２１０によって、瓦状部材１００を固定台９０の支持面９２に締結する（図８参照）。本実施形態では、瓦状部材１００の上に固定金具２００を置き、固定金具２００と瓦状部材１００と固定台９０とを締結部材２１０によって締結する。これにより、瓦状部材１００が固定台９０の支持面９２に押しつけられ、瓦状部材１００の被支持部１０８は上述した隙間Ｇが小さくなる又は無くなるように、固定台９０の支持面９２に近接又は密着する（図９及び図１０参照）。

締結部材２１０による締結に伴う瓦状部材１００の変形又は動作によって、瓦状部材１００の第１辺１００ａが上方へ動くとともに、瓦状部材１００の第２辺１００ｂが下方へ動く。また、瓦状部材１００の第３辺１００ｃが上方へ動くとともに、瓦状部材１００の第４辺１００ｄが下方へ動く。この瓦状部材１００の動きによって、瓦状部材１００とその周囲の瓦１２との間の隙間が解消される。このようにして、瓦屋根１０の防水性を損なうことを抑止することができる。

また、前述した瓦状部材１００の動きによって、第１防水部材１２０、第２防水部材１２４、第３防水部材１２２及び第４防水部材１２６が、瓦状部材１００と瓦１２との間で押しつぶされた状態で、瓦１２に密着する。これにより、瓦状部材１００を、通常の瓦１２よりも水密性の高い状態で設置することができる。

以上のようにして、瓦屋根１０に固定装置を取り付けることができる。パネル２０や支持部材１１０のような被設置物は、適宜、固定金具２００上に取り付ければよい。

上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

例えば、上記実施形態では、瓦屋根に設置される被設置物が太陽電池モジュールのようなパネルであるケースについて説明した。しかしながら、被設置物は、パネルに限定されず、瓦屋根に設置されるものであればよい。

また、上記実施形態に係る瓦及び瓦状部材の形状は一例であり、本発明は、和瓦や平板瓦のような瓦の種類に関係なく適用可能である。瓦状部材１００は、周囲の瓦１２の間に設置可能な形状を有していればよい。

また、上記実施形態では、瓦屋根１０に設けられた複数の瓦１２は流れ方向Ｆ１と横方向Ｆ２とに並んでいる。しかしながら、複数の瓦１２が並ぶ方向は必ずしも当該実施形態で説明した方向に限られない。複数の瓦１２は、少なくとも第１方向に並んでいればよく、好ましくは第１方向と、当該第１方向に交差する第２方向とに並んでいればよい。

１０ 瓦屋根
１２ 瓦
９０ 固定台
９２ 支持面
１００ 瓦状部材
２００ 固定金具
２１０ 締結部材

Claims (4)

1. 少なくとも第１方向に並んだ複数の瓦を含む瓦屋根に被設置物を設置するための固定装置であって、
   前記複数の瓦のうちの１つを取り除いた箇所に設置される瓦状部材と、
   前記瓦状部材を支える支持面を有する固定台と、
   前記瓦状部材を前記固定台の前記支持面に締結する締結部材と、を有し、
   前記瓦状部材は、
   前記固定台の前記支持面と当接する被支持部と、
   前記第１方向における一方に隣接する前記瓦の下に配置される第１辺と、
   前記第１方向における他方に隣接する前記瓦の上に配置される第２辺と、を有し、
   前記第１辺が前記一方に隣接する前記瓦の下に配置され、前記第２辺が前記他方に隣接する前記瓦の上に配置され、前記固定台と前記瓦状部材が前記締結部材によって互いに締結されていない状態において、前記支持面は、前記第１辺側の端部が前記被支持部に当接し、かつ前記第１辺から前記第２辺の方に向かうにつれて前記被支持部との間の距離が増加するように、前記被支持部に対して傾斜して構成されている、固定装置。
2. 前記瓦状部材の前記第１辺の上面側と、前記瓦状部材の前記第２辺の下面側の少なくとも一方に設けられた防水部材を有する、請求項１に記載の固定装置。
3. 前記固定装置は、前記第１方向と交差する第２方向に並んだ複数の瓦を含む瓦屋根に前記被設置物を設置するよう構成されており、
   前記瓦状部材は、
   前記第２方向における一方に隣接する前記瓦の下に配置される第３辺と、
   前記第２方向における他方に隣接する前記瓦の上に配置される第４辺と、を有し、
   前記固定装置は、前記瓦状部材の前記第３辺の上面側と、前記瓦状部材の前記第４辺の下面側の少なくとも一方に設けられた防水部材を有する、請求項１又は２に記載の固定装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の固定装置と、
   前記固定装置に固定されたパネルと、を有する、パネル構造体。

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