JP5963718B2

JP5963718B2 - 支持部材

Info

Publication number: JP5963718B2
Application number: JP2013155036A
Authority: JP
Inventors: 智司豊田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: JP2015025279A

Description

本発明は、太陽電池モジュールや太陽熱利用温水器などの設備機器を屋根上に固定するための支持部材に関する。

太陽電池モジュールや太陽熱利用温水器などの設備機器を屋根上に設置する場合、屋根上に設備機器を固定するための支持部材を設置する必要がある。例えば、屋根材としての瓦の一部を、開口部が形成された瓦材に置き換え、その開口部を通して屋根の下地構造に支持金具を固定する。そして、その支持金具を介して設備機器を屋根上に固定する。

例えば特許文献１には、瓦材に形成された開口を通して発泡性樹脂ブロックを屋根の下地構造に固定し、その発泡性樹脂ブロック上にカバー部材を介して支持金具を固定する構成が開示されている。

特開２０１２−１７７２９１号公報

このような支持部材には、経年劣化による引抜強度の低下を抑えるとともに、風、積雪、地震の揺れ等によって設備機器に加わる負荷に耐えるべく、設備機器をより強固に屋根上に固定可能とすることが求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、経年劣化による引抜強度の低下を抑えるとともに、設備機器をより強固に屋根上に固定可能とする支持部材を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋根上の固定面に対して立設される固定部と、固定部を挟んだ両側に張り出して固定面に当接される張出部と、を備え、張出部には、張出部を固定面に固定させるネジを貫通させるガイド孔が形成され、ガイド孔に貫通されたネジは、その貫通方向が固定部から離れる方向に規制されることを特徴とする。

本発明によれば、経年劣化による引抜強度の低下を抑えるとともに、設備機器をより強固に屋根上に固定可能とする支持部材を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る支持部材を屋根の下地構造に固定した状態を示す断面図である。図２は、図１に示す支持部材の分解斜視図である。図３は、支持金具の斜視図である。図４は、支持金具の平面図である。図５は、支持金具の正面図である。図６は、支持金具の側面図である。図７は、変形例にかかる支持金具の平面図である。図８は、変形例にかかる支持金具の正面図である。図９は、変形例にかかる支持金具の側面図である。図１０は、スレート屋根材に支持金具を固定した状態を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる支持部材を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る支持部材を屋根の下地構造１に固定した状態を示す断面図である。図２は、図１に示す支持部材の分解斜視図である。実施の形態１にかかる支持部材は、支持瓦２、支持金具４、カバー部材６を備える。

支持瓦２は、瓦葺きの屋根において、屋根材である瓦１０の一部に置き換えて配置される。したがって、支持瓦２は、１または複数の瓦１０を外した部分と平面視において略同じ形状を呈している。支持瓦２には、開口部２１が形成されている。

図３は、支持金具４の斜視図である。図４は、支持金具４の平面図である。図５は、支持金具４の正面図である。図６は、支持金具４の側面図である。支持金具４は、例えば鋼板を板金加工して作製される。

固定部４１は、平板形状を呈する基部４１ａの両端に同一方向に折り曲げられた側板部４１ｂを有し、全体として断面コ字形状を呈している。基部４１ａには、連通孔４１ｃが形成されている。

張出部４２は、固定部４１を挟んだ両側に張り出すように形成される。具体的には、固定部４１の側板部４１ｂの先端に形成される。図４に示すように、平面視において、基部４１ａのうち側板部４１ｂが形成される辺と平行な方向（矢印Ｘに示す方向）には、固定部４１の幅よりも張出部４２の幅の方が大きくなっている。そして、張出部４２は、矢印Ｘに示す方向において、固定部４１の両側に突出している。

張出部４２は、図５に示すように、平板状の板部材が折り曲げられて形成されている。この折り曲げによって、張出部４２には、固定部４１側を向いた傾斜面４２ａが設けられる。傾斜面４２ａには、張出部４２を貫通するガイド孔４４が形成される。ガイド孔４４の貫通方向は、傾斜面４２ａと略垂直な方向となっている。したがって、ガイド孔４４に貫通される固定ネジ５は、その貫通方向が、固定部４１が固定される固定面に沿った方向において、固定部４１から離れる方向に規制される。

ガイド孔４４は、張出部４２のうち、矢印Ｘに示す方向において、固定部４１の両側に突出している部分に形成される。これは、ガイド孔４４の貫通方向に固定部４１を投影した投影部分と重ならない領域にガイド孔４４が形成されていると換言することができる。

支持金具４は、支持瓦２の開口部２１に固定部４１を貫通させた状態となるように、屋根の下地構造１に固定される。ここで、屋根の下地構造１として、垂木１１、野地板１２、ルーフィング１３が重ねられて層となっている一般的な構造を例に挙げて説明する。

まず、下地構造１上に固定台３が固定される。固定台３は、固定ネジ１４を垂木１１および野地板１２にねじ込むことで、下地構造１上に固定されている。固定台３は、支持金具４に比べて平面形状が大きなものが用いられる。これにより、垂木１１と固定台３とを確実に重ねて、固定ネジ１４を垂木１１にねじ込ませることが可能となる。

この固定台３の一面（固定面）上に支持金具４の張出部４２を当接させ、固定ネジ５をガイド孔４４に貫通させて固定台３および野地板１２にねじ込むことで、支持金具４が屋根上に固定される。支持金具４は、支持瓦２の開口部２１の位置によって固定位置が限定されるため、必ずしも垂木１１に固定ネジ５をねじ込ませることができるとは限らない。

カバー部材６は、支持瓦２と支持金具４とが屋根上に固定された状態で、開口部２１を覆うように設けられる。カバー部材６には、連通孔６ａが形成されている。カバー部材６が開口部２１を覆った状態で、カバー部材６に形成された連通孔６ａと支持金具４の固定部４１に形成された連通孔４１ｃとが互いに連通する。

互いに連通した連通孔６ａ，４１ｃに通したボルト１５、ナット１６で、縦桟７が屋根上に締結される。縦桟７には、図示を省略する設備機器、例えば太陽電池モジュールや太陽熱利用温水器が固定される。

以上説明したように、本実施の形態１にかかる支持部材では、ガイド孔４４に貫通される固定ネジ５が、その貫通方向が固定部４１から離れる方向に規制されるので、野地板１２に対して斜めにねじ込まれる。固定ネジ５を野地板１２に貫通させた場合、野地板１２に対して垂直に固定ネジ５をねじ込むよりも斜めにねじ込むほうが、野地板１２に固定ネジ５がねじ込まれている長さを大きくすることができる。

したがって、固定ネジ５が垂木１１にねじ込まれていない場合であっても、野地板１２にねじ込まれている部分での引抜強度の向上を図り、より強固に屋根上に固定することができる。支持金具４が強固に固定されることで、支持金具４を介して屋根上に固定される設備機器の固定強度の向上を図ることができる。

また、野地板１２に対して斜めに固定ネジ５がねじ込まれることで、野地板１２に対して垂直となる方向へ支持金具４が引っ張られた場合に、荷重分散によって固定ネジ５への引抜荷重が小さくなる効果もある。これにより、固定ネジ５がねじ込まれることで野地板１２に形成されたねじ穴が広がりにくくなり、経年劣化による固定強度の低下を抑えることができる。

なお、本実施の形態１では、固定ネジ５の貫通方向が、固定部４１から離れる方向となるように、傾斜面４２ａやガイド孔４４を形成しているが、固定ネジ５の貫通方向を固定部４１に近づく方向としても、野地板１２に対して固定ネジ５を斜めにねじ込むことが可能となる。ただし、この場合には、支持瓦２を屋根上に設置後に、開口部２１を通して固定ネジ５をねじ込む作業を行うことが困難となる。

住宅の新築時などには、支持瓦２の設置と支持金具４の設置とが異なる作業者によって行われる場合がある。そうすると、支持瓦２の設置後にも支持金具４を固定可能であることが望ましい。本実施の形態１では、固定ネジ５の貫通方向を、固定部４１から離れる方向とすることで、支持瓦２の設置後に支持金具４を固定可能となっている。

また、ガイド孔４４同士の距離が開口部２１の各辺の長さよりも大きく、平面視においてガイド孔４４が支持瓦２に隠れてしまう場合であっても、固定ネジ５の貫通方向を、固定部４１から離れる方向とすることで、支持瓦２の開口部２１を通して斜めに固定ネジ５やそれをねじ込むための工具を挿入させれば、ガイド孔４４に固定ネジ５を貫通させることができる。そのため、平面視における支持金具４の張出部４２の大きさをより大きくしても、支持瓦２の設置後に支持金具４を固定することが可能となる。また、張出部４２を大きく形成することで、固定部４１の断面係数の向上を図ることも可能となる。

なお、支持瓦２の設置後に支持金具４を固定する場合には、固定ネジ５の角度は屋根面から６０°程度立ち上がるように張出部４２の傾斜面４２ａの角度が野地板１２に対して３０°程度とすることが望ましい。また、固定ネジ５の長さは、打ち込む作業の際に支持瓦２の開口部２１から固定ネジ５が簡単に落下しないように、(野地板１２から開口部２１までの距離)÷ｃｏｓ３０°以上の長さとすることが望ましい。

また、固定部４１や張出部４２の形状は、上記で例示したものに限られない。例えば、固定部４１の両側に張り出した張出部４２同士がつなげられて、１枚の板状に形成されていても構わない。また、支持金具４の材質をアルミニウムとして、耐食性の向上を図ってもよい。また、図５において二点鎖線で示すように、支持金具４の裏面にブチルなどの粘着性防水シート４５を貼り付けて、防水性の向上を図ってもよい。また、傾斜面４２ａを設けずに、ガイド孔４４の貫通方向だけで、固定ネジ５の貫通方向を固定部４１から離れる方向に規制するように構成してもよい。

図７は、変形例にかかる支持金具４の平面図である。図８は、変形例にかかる支持金具４の正面図である。図９は、変形例にかかる支持金具４の側面図である。本変形例にかかる支持金具４では、基部４１ａのうち側板部４１ｂが形成される辺と平行な方向（矢印Ｘに示す方向）に、固定部４１の幅と張出部４２の幅とが等しくなっている。したがって、ガイド孔４４の貫通方向に固定部４１を投影した投影部分と重なる領域にガイド孔４４が形成される。

そのため、ガイド孔４４に固定ネジ５を貫通させるのに固定部４１が邪魔になってしまう。そこで、本変形例では、固定部４１のうち、ガイド孔４４の貫通方向（固定ネジ５の貫通方向）に沿ってガイド孔４４を固定部４１側に延長させた延長部分と重なる領域には開口４６が形成されている。

この開口４６を通して、固定ネジ５やそれをねじ込むための工具をガイド孔４４まで到達させることが可能となる。また、開口４６の縁部は、固定ネジ５をねじ込む際に、固定ネジ５や工具がずれるのを防ぐためのガイド部としても機能する。

図１０は、スレート屋根材９に支持金具４を固定した状態を示す図である。図１０に示すように、スレート屋根材９に直接、支持金具４を固定することで、部材を共通化することができる。また、斜めに固定ネジ５がねじ込まれることで、引抜強度の向上を図ることができ、屋根上に設置される設備機器の固定強度の向上を図ることができる。この場合、スレート屋根材９の表面が、張出部４２が当接される固定面となる。また、支持金具４に直接、縦桟７（図１，２も参照）が固定される構造となる。

以上のように、本発明にかかる支持部材は、屋根上に設備機器を固定するための支持部材に有用である。

１下地構造、２支持瓦、３固定台、４支持金具、５固定ネジ、６カバー部材、６ａ連通孔、７縦桟、９スレート屋根材、１０瓦、１１垂木、１２野地板、１３ルーフィング、１４固定ネジ、１５ボルト、１６ナット、２１開口部、４１固定部、４１ａ基部、４１ｂ側板部、４１ｃ連通孔、４２張出部、４２ａ傾斜面、４４ガイド孔、４５粘着性防水シート、４６開口。

Claims

屋根上の固定面に対して立設される固定部と、
前記固定部を挟んだ両側に張り出して前記固定面に当接される張出部と、を備え、
前記張出部には、前記張出部を前記固定面に固定させるネジを貫通させるガイド孔が形成され、
前記ガイド孔に貫通された前記ネジは、その貫通方向が、前記固定面に沿った方向において、前記固定部から離れる方向に規制されることを特徴とする支持部材。
前記張出部のうち前記固定面側の反対側には、前記固定部側を向いた傾斜面が設けられ、
前記ガイド孔は、前記傾斜面部分に形成され、前記傾斜面と略垂直となる方向に貫通することを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
前記ガイド孔は、前記固定部を前記ネジの貫通方向に投影した投影部分と重ならない領域に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の支持部材。
前記ガイド孔は、前記固定部を前記ネジの貫通方向に投影した投影部分と重なる領域に形成され、
前記固定部のうち、前記ガイド孔を前記ネジの貫通方向に沿って前記固定部側に延長させた延長部分と重なる領域には開口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の支持部材。
前記固定面に固定された固定部を貫通させる開口部が形成された屋根材と、
前記開口部を覆うカバー部材と、をさらに備え、
前記固定部と前記カバー部材には、前記カバー部材が前記開口部を覆った状態で互いに連通する連通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の支持部材。