JP5725499B2 - 取付部材、太陽光発電システム及び取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、取付部材、太陽光発電システム及び取付方法に関する。

近年、太陽電池パネルや太陽熱温水器などの機器を建物の屋根に搭載し、太陽光を利用して発電するシステムや、太陽熱を利用して水を温めるシステム等が普及している。
このような機器を屋根に取り付ける方法としては、屋根を構成する野地板や瓦材に取付穴を形成し、そこに取付部材を取り付けて架台を組み、架台に機器を取り付ける方法（いわゆる屋根置きタイプ）が知られている。この場合、野地板に形成する取付穴には、雨水等が浸入しないようにコーキング剤やブチルテープ等による防水処理が施されている。
しかしながら、コーキングはコーキング剤の劣化により長期に亘って防水性が保つのが難しい。また上述の取り付け方法の場合、取付穴への固定ビスの取り付け角度など、施工者のスキルによっては施工不良による漏水のおそれがあることが指摘されている。

下記特許文献１には、板状の基台と、この基台の表面側に一方の端部が固定された支柱と、この支柱の他方の端部に取り付けられた、レールや屋根設置体を固定するための上部支持部とを具備した屋根用固定装置が記載されている。
またここには、屋根の瓦材に穴を設け、前記穴をカバーする可動部を前記穴の上に設置するとともに、前記可動部に穴を設け、前記支柱が挿入され、上下移動できるように、この穴の寸法を前記支柱の寸法より大きくすることが記載されている。
これによれば、支柱が可動部の穴に沿って上下方向に自由に移動できるので、瓦材の防水処理部に応力がかからず、防止性を維持できるとされている。

特開２００５−１３３３８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、瓦材に設けた穴をカバーする可動部に穴が設けられているため、そこから雨水等が浸入するおそれがある。また引用文献１には、可動部からの水の浸入を防ぐため、パッキン材を挟み込むことも記載されているが、パッキン材の経年劣化により長期間にわたって防水性を維持するのは難しい。
さらに、このような屋根用固定装置の場合、基台を野地板に取り付ける際の固定具の取り付け角度が悪いと、固定具と野地板との間に隙間が生じ、施工不良による漏水の恐れがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡便に設置でき、且つ確実な防水性を確保できる取付部材、太陽光発電システム及び取付方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る取付部材は、野地板と瓦材との間に存在する形で前記野地板に固定される固定部材と、前記固定部材から立設して瓦材に形成された貫通孔を貫通する形で屋根に搭載される機器を支持する支持部を有した支持部材と、前記貫通孔を塞ぐように設けられるパッキン材とを備えた取付部材であって、前記固定部材と前記瓦材との間には、弾性を有するクッション材が圧縮状態で配設されていることを特徴とする。
本発明の取付部材において、前記クッション材は、複数個に分割して構成されているものとしてもよい。
また本発明の取付部材において、前記支持部の外周と前記貫通孔との隙間にコーキング層が形成されているものとしてもよい。
さらに本発明の取付部材において、前記機器は、太陽電池パネルとしてもよく、このような取付部材を備えた太陽光発電システムとしてもよい。
本発明に係る取付方法は、支持部材の支持部が固定部材から立設する様に前記固定部材を野地板に固定する工程と、前記支持部に弾性を有するクッション材を取り付けた後、前記支持部を瓦材に形成された貫通孔に貫通させて前記固定部材を前記野地板と前記瓦材との間に配置すると共に、前記固定部材と前記瓦材との間に存在する前記クッション材を圧縮させる工程と、前記貫通孔を塞ぐようにパッキン材を設ける工程と、前記支持部で屋根に搭載される機器を支持する工程と、を備える。
本発明の取付方法において、前記クッション材は、複数個に分割して構成されているものとしてよい。
また本発明の取付方法において、前記クッション材を圧縮させる工程の後に、前記貫通孔に貫通させた前記支持部の外周と前記貫通孔との隙間にコーキング層を形成する工程を備えるようにしてもよい。
さらに本発明の取付方法において、前記機器は、太陽電池パネルとしてもよい。

本発明に係る取付部材、太陽光発電システム及び取付方法によれば、簡便に設置でき、且つ確実な防水性を確保できる。

本発明の第１実施形態に係る取付部材を説明するための屋根構造の模式的断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、同取付部材の取付要領を説明するための模式的断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、同取付部材の取付要領を説明するための模式的断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る取付部材１は、固定部材２と、支持部材３と、パッキン材４とを備えている。固定部材２は、野地板７に固定され、支持部材３は、固定部材２から立設して瓦材８に形成された貫通孔８１を貫通する形で屋根５に搭載される機器１０を支持する支持部３０を有している。パッキン材４は、貫通孔８１を塞ぐように設けられる。そして野地板７と瓦材８との間には、弾性を有するクッション材１２が圧縮状態で配設されている。
以下、詳しく説明する。

ここでは屋根５に搭載される機器１０の例として、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールが搭載された例を説明する。また図例の屋根５には、瓦材８として平板瓦が施工された例を示しているが、これに限定されず、和瓦、Ｓ型瓦等のいわゆる厚物瓦が葺かれた屋根５としてもよい。
図１に示す屋根５は、勾配のある屋根５を示しており、垂木６の上に隙間のないように打ち付けられた野地板７と、野地板７の上に上下多段に葺き重ねられた瓦材８とで構成されている。
図中、７０は、野地板７の上に積層される下葺き材であり、下葺き材としては、防水性、断熱性等に優れたアスファルトトルーフィング、アスファルトフェルト、合成樹脂シート等を用いることができる。
ここで野地板７は、特に限定されるものではないが、構造用合板の他、耐火性、防音性等を備えた木質系セメント板等を用いることができる。

屋根５の上には、機器１０が複数枚設置され、それら機器１０は、屋根５の縦方向に配された縦ラック９０と、屋根５の横方向に配された横ラック９１とで構成された架台９に取り付けられる。
縦ラック９０及び横ラック９１は、それぞれ長尺の鋼材からなり、その形態は特に限定されるものではないが、図例の縦ラック９０は、断面Ｉ型の鋼材からなり、鍔状に突出した下端部９０ａに支持部材３を連結具１４で連結されて縦ラック９０が屋根５の上で支持される。
横ラック９１は、断面逆Ｕ字型の鋼材からなり、縦ラック９０に対して連結具９２（図１参照）によって連結され固定されている。

機器１０の一例として図に示した太陽電池パネルは、薄型の板体からなり、その四周はアルミ製等からなる枠材１０ａで囲われている。そして枠材１０ａの内側には多数の太陽電池セルが設けられており、太陽光のエネルギーを電力に変換して発電を行う。枠材１０ａの端部には、鉤状の係止部１０ａａが形成されており、横ラック９１に係止部１０ａａが係止されて取り付け保持されるよう構成されている。
なお、太陽電池パネルから得られた電力は、専用のユニット（不図示）で家庭用等として使用するために直流から交流に変換される。

機器１０を屋根５に取り付け固定する取付部材１についてさらに詳しく説明する。
取付部材１は、上述のように固定部材２と、支持部材３と、パッキン材４とを備えている。
固定部材２は、板状の固定部２０で構成されており、固定部２０の略中央部分は、支持部３０を貫通した状態で保持するための貫通孔２１が形成されている。また固定部２０には、野地板７に打ち込まれる固定具１１が挿通される挿通孔２０ａも複数形成されている。
固定部２０の下面は、ブチルテープ等で防水処理を行ったものとしてもよい。図中、１４は防水処理層を示している。

支持部３０は、中実円柱からなり、固定部２０に配置される側には板状の台座部（不図示）が設けられており、台座部の上に固定部２０が被さった状態で固定されることにより、支持部３０が図に示すように屋根５の上に立設された状態とすることができる。
支持部３０の先側は、ボルト軸の機能を備えているため、ねじ溝が形成されており、ナット１４ａ及び座金１４ｂが装着されて、縦ラック９０の下端部９０ａと強固に連結されるように構成されている。
瓦材８には、支持部３０が貫通した状態で配設されるように貫通孔８１が形成されている。貫通孔８１の大きさは若干の位置ずれを吸収できるように支持部３０の径よりも大きく形成されていることが望ましい。
貫通孔８１には、支持部３０を貫通させた状態でその隙間を塞ぐようにパッキン材４が装着される。

パッキン材４は、ゴム材等からなり、支持部３０に貫通させた状態で且つ瓦材８に密着した状態で取り付けられる。パッキン材４は、支持部３０の外周に密着して取り付けられ、支持部３０の軸方向に沿って巻くように形成された軸周り部４０と、瓦材８の貫通孔８１を完全に覆うように貫通孔８１の外径よりも大きい径を備えたカバー部４１とを備えている。カバー部４１は、瓦材８側へ接近するにつれて次第に径が大きくなるように形成されており、図１に示すように断面視すると裾が広がった傾斜状となっている。
図中、１３はコーキング層を示しており、パッキン材４が装着できない瓦材８の貫通孔８１と支持部３０との隙間にコーキング剤を充填し、防水性の向上を図っている。

野地板７と瓦材８との間には、クッション材１２が圧縮状態で配設されている。クッション材１２は、合成ゴムの発泡体等からなり、例えばＥＰＤＭ合成ゴムを主成分とした半独立気泡発泡体等が好適にクッション材１２として用いられる。なお、クッション材１２の材質は、これに限定されるものではなく、凹凸面にも追随しやすく、圧縮が容易で長期にわたって安定したシール性を発揮できるものであればよい。
図例のものは、ＥＰＤＭ合成ゴムを主成分とした半独立気泡発泡体からなるクッション材１２を用いた例を示している。図２（ｃ）に示すようにクッション材１２は、円柱状の略中央を刳り貫いて貫通孔１２ａを形成し、複数個に分割してドーナツ型に構成されたものとしてもよい。貫通孔１２ａは、支持部３０の径とほぼ同じ径とすることが望ましい。
これによれば、支持部３０に隙間なく取り付けることができ、固定部２への水の浸入を阻止して防水性を向上させることができる。

このようにクッション材１２が、複数個分割されたものとすれば、瓦材８の種類によって野地板７と瓦材８との間の隙間寸法が異なる場合でも、クッション材１２を入れる枚数を変えることによって対応することができる。またクッション材１２の取り付けは、支持部３０に貫通孔２０ａを挿入し貫通させればよく、ずれを気にすることなく容易に取り付けることができる。
したがって、図例の場合は、分割形成されたクッション材１２が野地板７と瓦材８との間（より具体的には、固定部２０の上面から瓦材８の裏面）の隙間寸法に合わせて４枚のクッション材１２が配設されている例を示しているが、これに限定されるものではない。
例えばＳ型瓦の場合は、上述の隙間が図例の瓦材８の場合よりも空くので、これにあわせて４個〜５個、配設するようにしてもよいし、一般的な和瓦の場合は、３個〜４個、配設するなど、クッション材１２を入れる個数を変更して調整することができる。

次に、図を参照しながら、屋根５への取付部材１の取り付け要領を説明する。
まず、屋根５の上における機器１０の取り付け位置を決め、既存の瓦材８を取り外す（図２・（ａ）及び（ｂ）参照）。ここで、一旦取り外した瓦材８には、支持部３０が貫通される貫通孔８１を所定位置に形成しておく。下葺き材７０の上の所望の位置にブチルテープ等を貼着して防水処理層１４を形成する。固定部材２を配置し、固定部２０の挿通孔２０ａ（図１参照）に固定具１１を挿通させ野地板７に螺入していき、固定部２０を屋根５に固着する。このとき、支持部３０が固定部材２から立設されるように固定部２０の貫通孔２１に支持部３０を貫通させた状態で固定部２０を被せ、その状態で屋根５に固着する（図２（ｃ）参照）。
ここで、固定具１１による螺入位置は、特に限定されるものではないが、図例のように垂木６に固定具１１の打ち込みができれば、強固に取り付けることができる。また屋根５への固着性を高めるため、固定部２０の下面に接着剤を塗布しておいてもよい。
支持部材３を屋根５から突出したように固着させたら、クッション材１２を支持部３０に取り付けていく（図２（ｄ）参照）。
そして取り外した瓦材８に形成された貫通孔８１に支持部３０を貫通させて、瓦材８を元の位置に取り付ける。瓦材８を元の位置に戻す際には、瓦材８のクッション材１２は瓦材８の重みで約５０パーセント程度、圧縮される（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。
そして瓦材８の貫通孔８１に支持部３０を貫通させた状態で支持部３０の外周と貫通孔８１内との間の隙間にコーキング剤を充填し、コーキング層１３を形成し、その上にパッキン材４を取り付ける。
そして支持部３０の先端側からナット１４ａ、座金１４ｂを装着し、縦ラック９０を介在させた状態で、さらに座金１４ｂ、ナット１４ａを取り付け、支持部３０に強固に螺着する。このようにボルト軸でもある支持部３０にダブルナット１４ａ，１４ａで締め付け固定することにより、縦ラック９０の重みも加わってクッション材１２はさらに野地板７と瓦材８との間で圧縮状態になる。

以上によれば、簡便にクッション材１２を介在させた取付部材１を強固に屋根５に取り付けることができる。
また瓦材８の貫通孔８１はパッキン材４で覆われ、コーキング層１３で塞がれている上に、野地板７と瓦材８との間には、弾性を有するクッション材１２が圧縮状態で配設されている。したがって、例えば屋根５を伝って上流側から雨水が流れてきても、雨水の浸入を防止することができる。また固定具１１の取り付け角度が悪くてもこのように防水された構造となっている漏水のおそれを少なくすることができ、防水処理層１４が雨水等にさらされることがなく、長期に渡って防水機能を発揮することができる。

なお、取付部材１及びこれを構成する各部材の形状、構成、連結構造等、また屋根５を構成する各部材の形状、構成、連結構造等は図例に限定されるものではない。機器１０も図例の太陽電池パネルに限定されるものではない。

１ 取付部材
１２ クッション材
２ 固定部材
３ 支持部材
３０ 支持部
４ パッキン材
５ 屋根
７ 野地板
８ 瓦材
８１ 貫通孔

Claims (9)

1. 野地板と瓦材との間に存在する形で前記野地板に固定される固定部材と、前記固定部材から立設して瓦材に形成された貫通孔を貫通する形で屋根に搭載される機器を支持する支持部を有した支持部材と、前記貫通孔を塞ぐように設けられるパッキン材とを備えた取付部材であって、
   前記固定部材と前記瓦材との間には、弾性を有するクッション材が圧縮状態で配設されていることを特徴とする取付部材。
2. 請求項１において、
   前記クッション材は、複数個に分割して構成されていることを特徴とする取付部材。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記支持部の外周と前記貫通孔との隙間にコーキング層が形成されている取付部材。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記機器は、太陽電池パネルであることを特徴とする取付部材。
5. 請求項４に記載された取付部材を備えた太陽光発電システム。
6. 支持部材の支持部が固定部材から立設する様に前記固定部材を野地板に固定する工程と、前記支持部に弾性を有するクッション材を取り付けた後、前記支持部を瓦材に形成された貫通孔に貫通させて前記固定部材を前記野地板と前記瓦材との間に配置すると共に、前記固定部材と前記瓦材との間に存在する前記クッション材を圧縮させる工程と、前記貫通孔を塞ぐようにパッキン材を設ける工程と、前記支持部で屋根に搭載される機器を支持する工程と、を備える機器の取付方法。
7. 請求項６において、
   前記クッション材は、複数個に分割して構成されていることを特徴とする機器の取付方法。
8. 請求項６または７において、前記クッション材を圧縮させる工程の後に、前記貫通孔に貫通させた前記支持部の外周と前記貫通孔との隙間にコーキング層を形成する工程を備える機器の取付方法。
9. 請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
   前記機器は、太陽電池パネルであることを特徴とする機器の取付方法。

Images