(57)【要約】【課題】強風に煽られても破損されずに太陽光発電パネルなどを長期間固定しておくことが可能となる金属折板屋根におけるパネル支持構造を提供する。【解決手段】建物の梁であるＨ形鋼１のフランジ上面に溶接されたタイトフレーム３に、建物の天井を覆う波形の折板４が固定される金属折板屋根において、折板４の山筋にタイトフレームの上向きボルト孔６を挟んで一対のボルト孔８、８を設け、ボルト孔８、８の上から係着ボルト７、７を差し込んでＨ字鋼１のフランジ２の下面２ｂの両側に係着ボルト７、７を係着させ、折板４の上に突出した係着ボルト７のネジ部７ｂ及び上向きボルト６の上に三孔座金板９を装着して折板４をタイトフレーム３に固定ボルト１２で締め付け固定し、さらに三孔座金板９の上に硬質ゴムパッキン１３及び金属製のパッキン押え板１８を係着ボルト７のネジ部７ｂを突出させて装着して固定ナット２３で締め付け固定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山部上に上向きボルトを備えた波形のタイトフレームが建物の梁であるＨ形鋼の上側のフランジ上面に溶接され、該上向きボルトに建物の天井を覆う波形の折板が該折板の山筋に設けたボルト孔を嵌めて固定される金属折板屋根において、
該折板の山筋の前記ボルト孔を挟んだ両側に前記Ｈ形鋼のフランジの両側辺の真上部位に穿設されたボルト孔に貫通して上部のネジ部が前記折板から突出し、下部がフランジ下面両側に係着される２本の係着ボルトと、
前記各ボルト孔とに合致する３つのボルト孔が形成され、各ボルト孔上に突出した前記係着ボルト及び上向きボルトに螺着された固定ナットで前記折板を固定する三孔座金板と、
前記上向きボルトの長さよりも厚い肉厚とし、前記三孔座金板の両側のボルト孔に合致したボルト孔及び前記中間のボルト孔に合致して前記上向きボルトの全上部を収納可能としたボルト穴とが形成されると共に前記ボルト孔列の両側に折板の山部両側の斜面を覆う傾斜部が形成され、前記三孔座金板上に前記係着ボルトを貫通して装着される下開きコ字型の硬質ゴムパッキンと、
前記ゴムパッキンの上面に密接してゴムパッキンの上面を被覆可能とするとともに該ゴムパッキンの両ボルト孔に合致するボルト孔が設けられ、該両ボルト孔から上に突出した前記係着ボルトのネジ部に螺着された固定ナットで前記ゴムパッキンを固定するパッキン押え板と、から成り、
前記金属折板屋根上に突出した係着ボルトのネジ部に太陽光発電パネル等のパネルを直接又は取付金具を介して固定可能としたことを特徴とする金属折板屋根におけるパネル支持構造。
【請求項２】
各固定ナットとその下の部材との間にワッシャーを単数又は複数装着したことを特徴とする請求項１に記載の金属折板屋根におけるパネル支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倉庫、工場、体育館等の金属折板屋根において、その屋根上に太陽光発電パネルや看板等を取り付けるためのパネル支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
倉庫、工場、体育館等の広い床面積をもつ大型の建物では、屋根に金属製の波形の折板を使用して折筋方向に勾配をつけて葺くものが多く見られる。
これらの建物に使用されている金属屋根に対して太陽光発電パネルや看板などのパネルを取り付ける場合、従来では一般的に折板の山部に対して専用金具などを介して固定することが多い。
例えば下記特許文献１では、折板の山部の上に専用金具を設けることが記載され、また下記特許文献２では、山部とそれに繋がる両傾斜面に被着する専用金具を用いたパネル支持構造が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−９０２７４号公報
【特許文献２】特開２００７−２８４９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの屋根に使用されている金属折板の厚さは、通常０．６〜０．８ｍｍ程度と薄い鉄板が使用されている。この厚さであると、上記引用文献１及び引用文献２に記載の金属屋根のパネル支持構造では、折板の山部に専用金具を設けただけでは台風などの強風で折板が煽られると、その折板の谷部を固定した金属梁材との溶接部分が剥がれたり、パネルを固定した山部が強風に耐え切れずに変形や破損してしまうことがあった。
また、この折板の破損の影響を受けて、その上に設置されている太陽光発電パネルや看板などのパネルまでも損傷してしまうことがあった。
【０００４】
そこで本発明の目的は、建物の強度の大きな梁材に折板が固定されると同時に、その上に設置される太陽光発電パネルや看板などのパネルも梁材に固定され、屋根の折板が強風に煽られても、折板及び太陽光発電パネル等が損傷されることのない強固なパネル支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明の金属折板屋根におけるパネル支持構造は、山部上に上向きボルトを備えた波形のタイトフレームが建物の梁であるＨ形鋼の上側のフランジ上面に溶接され、該上向きボルトに建物の天井を覆う波形の折板が該折板の山筋に設けたボルト孔を嵌めて固定される金属折板屋根において、該折板の山筋の前記ボルト孔を挟んだ両側に前記Ｈ形鋼のフランジの両側辺の真上部位に穿設されたボルト孔に貫通して上部のネジ部が前記折板から突出し、下部がフランジ下面両側に係着される２本の係着ボルトと、前記各ボルト孔とに合致する３つのボルト孔が形成され、各ボルト孔上に突出した前記係着ボルト及び上向きボルトに螺着された固定ナットで前記折板を固定する三孔座金板と、前記上向きボルトの長さよりも厚い肉厚とし、前記三孔座金板の両側のボルト孔に合致したボルト孔及び前記中間のボルト孔に合致して前記上向きボルトの全上部を収納可能としたボルト穴とが形成されると共に前記ボルト孔列の両側に折板の山部両側の斜面を覆う傾斜部が形成され、前記三孔座金板上に前記係着ボルトを貫通して装着される下開きコ字型の硬質ゴムパッキンと、前記ゴムパッキンの上面に密接してゴムパッキンの上面を被覆可能とするとともに該ゴムパッキンの両ボルト孔に合致するボルト孔が設けられ、該両ボルト孔から上に突出した前記係着ボルトのネジ部に螺着された固定ナットで前記ゴムパッキンを固定するパッキン押え板と、から成り、前記金属折板屋根上に突出した係着ボルトのネジ部に太陽光発電パネル等のパネルを直接又は取付金具を介して固定可能としたことを特徴とする
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記各固定ナットとその下の部材との間にワッシャーを単数又は複数装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の金属折板屋根におけるパネル支持構造は、Ｈ形鋼の梁に対して直接係着ボルトで固定でき、また薄い折板はタイトフレームの上面と三孔座金板の下面との広い面積の当接して固定ナットで絞め付けて押えて面的の固定することとなる。ことような固定によってＨ形鋼と折板、タイトフレーム及び三孔座金板とが一体化し、Ｈ形鋼の梁方向ではタイトフレームで支えると共に折板の折筋方向では係着ボルトで支えて四方から強固に支持可能となる。そしてこれによって強風などによる四方に発生する荷重を広く四方に分散できる強固な構造となり、これによってパネル支持部分の変形や損傷を防止することが可能となる。
【０００８】
次に、前記三孔座金板の上から硬質ゴムパッキンを被せることで、折板の山部の周辺域を含めて柔軟性を持って広く押さえ付け、さらに、その上からパッキン押え板を硬質ゴムパッキンに密接させ、固定ナットで硬質とは云え柔軟性を備えたゴムパッキンを面的に締め付けて硬質ゴムパッキン変形及び変質を防ぐと共に硬質ゴムパッキンの折板への押圧力が均一になるようにし、断続して起こる強風などによる荷重に柔軟に対応でき、パネル支持構造の変形や破壊を防止することが可能となる。
【０００９】
また、金属折板屋根の折板の山筋に２つのボルト孔を設けて、屋根上からそのボルト孔に前記係着ボルトを差し込んで、Ｈ形鋼の上側のフランジ下面に係着部をそれぞれ両側から当接状態にして前記三孔座金板の上から固定ナットで締め付け固定でき、これらの施工工程は全て屋根上で行えるので既設の建築物にいつでも施工することが可能となる。
【００１０】
さらに、硬質ゴムパッキンは折板の上に突出している前記タイトフレームの上向きボルトを覆うので、この上向きボルトの上から雨水の侵入がなく、上向きボルトの基部部分及び折板のボルト孔付近への濡れによる錆びの発生が防止され、強度上重要な前記タイトフレームと前記三孔座金板との交差面の劣化を防ぐことが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記各固定ナットにワッシャーを装着することで、各固定ナットの弛みによる支持構造の弱体化や、部品の脱落による損壊を防止することが可能となり、この構造を正常に長期間維持することが可能となるので補修機会の減少による管理上の費用節減にも役立てることが可能となる。
【００１２】
このように一体化され高強度となった支持構造によって前記金属折板屋根上に突出した係着ボルトの上部のネジ部には、その上に直接又は取付金具を介して取り付けられた太陽光発電パネル等のパネル類がＨ形鋼との繋がりを持って強く固定されるので、パネル類自体が強風に合っても、容易に変形したり、また外れたりして損傷されることが防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の金属折板屋根における太陽光発電パネル等のパネル支持構造の実施の形態を説明する。
倉庫、工場、体育館等の広い床面積の大型の建物では、その屋根を金属製の波形の折板を使用して折筋（折り目）方向に勾配をつけて葺いているものが多く見られる。
本発明ではそのような金属折板屋根のうち、図１（柱、壁部分などは省略）に示すように、建物の梁材としてＨ字鋼１を用い、該Ｈ字鋼のフランジを上下に組んだ構造となっている金属折板屋根を対象とする。
本発明の構造は新築の建物に用いることも可能であるが、以下で説明するように施工工程は全て屋根上で行えるので、天井裏に人が入って行う必要がなく、このため既築の建物の屋根に対して屋根を剥がさずにパネル支持構造を形成することが可能である。
【００１４】
なお、本発明は建物の金属折板屋根部分の発明なので、実施例を示す以下の各図では建物の柱や壁部分などを省略して示しており、また内部構造は金属折板によって隠れて分かり難いので各図は折板を透視的に描いている。
【００１５】
以下、本発明の金属折板屋根におけるパネル支持構造を実施例を示す図で詳細に説明する。
本発明は、図１及び図２に示すように、建物の梁であるＨ形鋼１の上側のフランジ２のウェブに沿った上面２ａに、折板４の波形に重なるような波形に形成されたタイトフレーム３を長手方向に這わせるように配設し、そのタイトフレーム３の谷部３ａをフランジ２の上面２ａに溶接して固着する。図２中の符号Ｓがスポット溶接した部分である。
該タイトフレーム３の山部３ｂの上面には上に向けて突設させた上向きボルト６が固着される。この上向きボルト６に前記波形の折板４が、傾斜した折筋５をＨ形鋼１と直交差させる向きに配される。
そして、前記上向きボルト６が合致する位置にボルト孔４ｃが開設され、このボルト孔４ｃに上向きボルト６が差し込まれ、建物の天井を覆う波形の折板４が葺かれる。
これまでの構造は、既存の金属折板屋根における構造でもある。
既存の屋根に施工する場合は、既存の屋根では波形の折板４の上にナットが螺着され金属折板４が前記タイトフレーム３を介してＨ形鋼１のフランジに固定してあるが、本発明では、該タイトフレーム３に折板４を固定したナットや座金類は全て抜き取っておく。
【００１６】
次に、図４に示すように、前記タイトフレーム３上に載せた折板４の山部４ｂの山筋の面の中央に、前記タイトフレーム３に固定するためのボルト孔４ｃの位置から略等距離とすると共に前記フランジ２の幅Ｗと同程度の間隔を設けて一対のボルト孔８、８を設ける。即ち、一対のボルト孔８、８の位置が、Ｈ形鋼の上側のフランジ２の両側辺の真上にあたる部位であって且つ折板４の山筋中央の部位となる。
そして、前記一対のボルト孔８、８の上から、下方を屈曲させて上側にネジ部７ｂを有する係着ボルト７、７を係着部７ａ側を下向きにして差し込む。この係着ボルト７、７の係着部７ａはＨ形鋼の上側のフランジ２の下面に引っ掛けられれば良いので、「Ｌ」字や「し」字状などの内向き湾曲した形状に形成することも可能である。
このときＬ字状の前記係着ボルト７、７の上部の両ネジ部７ｂ、７ｂ及び前記上向きボルト６が、図４に示すように、折板４の上に突出した状態となっている。
そこで次に、図１及び図４に示すように、前記上向きボルト６及び前記係着ボルト７、７の両ネジ部７ｂ、７ｂに合致する板面位置に設けたボルト孔９ａ、９ｂ、９ｃの三孔を備えた三孔座金板９を前記上向きボルト６及び前記係着ボルト７のネジ部７ｂ、７ｂに嵌め込み、該三孔座金板９の上に突き出た前記上向きボルト６及び両ネジ部７ｂ、７ｂの上からワッシャー１０、１１を嵌め込み、その上から固定ナット１２を螺着して強く締め付ける。
【００１７】
このとき、前記固定ナット１２で係着部７ａが前記Ｈ形鋼１上側のフランジ２の下面２ｂを強く押圧した状態で固定されるが、両係着ボルト７の係着部７ａは前記Ｈ形鋼１上側のフランジ２の下面２ｂでその係着部７ａの先端の向きがいずれも前記Ｈ形鋼１の中央向きとなっていることを確認するために、前記両係着ボルト７の上端部の係着部７ａ方向となる一箇所に着色筆記具などで目印（図省略）を着けておくと、屋根の上からは見えない係着部７ａの先端の向きを確認することが可能となる。
【００１８】
これで、前記折板４が前記タイトフレーム３の上面と前記三孔座金板９の下面との広い面積で挟まれた状態で強固に固定される。
通常、前記折板４は厚さが０．５ｍｍから０．８ｍｍと薄く弱い。このため、風圧を受ける屋根に対して減圧と加圧が繰り返される変化のある圧力を、一点で受けると力の集中で容易にそん部分が破損するおそれがあるが、本発明では、そのような圧力を面的に広く分散することで折板４の変形を起こさせことなく、強い風圧を受けても前記折板４の破損を防ぐことが可能となる。
【００１９】
次に、前記三孔座金板９の上から、厚手で下開きコ字型に形成され、前記上向きボルト６及び両係着ボルト７のネジ部７ｂ、７ｂ部分に合致した位置に設けられた中間のボルト穴１７と、その両側のボルト孔１５、１６とを有する硬質ゴムパッキン１３（図３で示し、その（イ）は斜視図、（ロ）は縦断斜視図、（ハ）は逆さにした斜視図である）を使用して、両側のボルト孔１５、１６を貫通させて前記上向きボルト６に被せるように装着する。
このとき、前記中間のボルト穴１７は上向きボルト６の上端とこれに螺着された固定ナット１２を隠すことが可能な深さと形状に形成され、上向きボルト６の上端が硬質ゴムパッキン１３の中に隠れて上に突出しないようにする。
このため、硬質ゴムパッキン１３は前記上向きボルト６の長さよりも厚い肉厚とし、両側のボルト孔１５、１６は下側を固定ナット１２が納まるようにその上部よりも大きい径に形成する。
また前記ゴムパッキン１３の材質はゴムのうちでも小さい圧力では殆ど変形がないほど硬い硬質ゴムを使用する。
【００２０】
そして、前記ゴムパッキン１３の上に突出した前記係着ボルト７、７の上から、前記係着ボルト７、７の上部位置に対応した位置にボルト孔１９、２０を有するパッキン押え板１８を嵌め込む。
該パッキン押え板１８は前記硬質のゴムパッキン１３の上面を全部を覆う大きさの金属製の下向きコ字型に形成した金属板から成り、前記係着ボルト７のネジ部７ｂ、７ｂを前記ボルト孔１９、２０に嵌めて被せるように装着する。
そして該パッキン押え板１８に上に突出したネジ部７ｂ、７ｂの上からワッシャー２１、２２を嵌めて固定ナット２３を螺着し、図５に示すように、前記ゴムパッキン１３の下面で折板４の山部周囲の上面部分を押え付けるように締め付けて固定する。
以上により、前記係着ボルト７、７によって、タイトフレーム３の上面及びその下の前記Ｈ形鋼１上側のフランジ２に対して、各使用部材が強固に固定される。
【００２１】
以上で構成される本発明の折板屋根におけるパネル支持構造には、この上に各種パネルを固定することができるが、太陽光発電パネルを固定する場合には、パネルが太陽光発電パネルである場合には、上下の枠が上下のＨ形鋼１の梁材間に突出させた前記係着ボルト７のネジ部７ｂ、７ｂに固定ナットなどで固定する。
次に太陽光発電パネルを固定する場合の一例を挙げると、図６に示すように、太陽光発電パネルは中の太陽光発電モジュール２４と外周の太陽光発電パネル枠２５とから成り、その太陽光発電パネル枠２５を固定する。
前記太陽光発電パネル枠２５は本発明のパネル支持構造におけるＨ形鋼１に屈曲部７ａが固定され且つパッキン押え板１８からネジ部７ｂ、７ｂが突出した前記係着ボルト７、７に固定される。
前記係着ボルト７のネジ部７ｂ、７ｂに対して直接に太陽光発電パネルを固定することも可能であるが、その場合、太陽光発電パネルが前記係着ボルト７のネジ部７ｂの位置にに合致したものでなければならない。
しかし太陽光発電パネルは製造各社によってサイズが統一されているわけではないので、通常そのサイズやパネルの取り付け角度に応じてパネル枠を支持可能とする取付金具を介して固定する。
【００２２】
図６の実施例では前記太陽光発電パネルは傾斜させて固定する態様であるため、両側を斜めに折り曲げた傾斜固定金具２６を介在させる。
その傾斜固定金具２６は前記パッキン押え板１８上に密着するように固定ナット２３を外して傾斜固定金具２６に設けたボルト孔２６ａに前記係着ボルト７のネジ部７ｂを通し、ナット２８でパッキン押え板１８上に固定する。
そして、両側の斜めに折り曲げた部分のボルト孔のボルト２９、３０で固定プレート２７を固定する。
この固定プレート２７上に各パネル支持構造部分を結ぶランナー３１を横向き掛け渡し、該ランナー３１に前記太陽光発電パネル枠２５固定されている固定プレート３５を、パネル位置を調節して固定する。
この位置の調節は、前記固定プレート３５及びランナー３１に設けた長孔３６、３２、    ３６にボルト３７、３３を移動させつつ行う。
以上のように太陽光発電パネルは固定されるが、この固定部分については別にも各種態様が可能である。
そして上記太陽光発電パネルは本発明のパネル支持構造の前記係着ボルトを介してＨ形鋼１に繋がって強固に固定されるので強風に耐えることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は金属折板屋根におけるパネル支持構造であり、その上に取り付けるパネルは、太陽光発電パネルや看板などの各種パネルが使用可能である。その際、それらのパネルと本発明のパネル支持構造との間には前記係着ボルトの上部へ装着可能な各種金具類を介在させてその形状、サイズなどに各種対応可能に固定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の使用状態を示し、折板を透視した斜視図である。
【図２】下地となる構造材を示す斜視図である。
【図３】本発明に用いる硬質ゴムパッキンの（イ）は斜視図、（ロ）は縦断斜視図、（ハ）は逆さにした斜視図である。
【図４】本発明の構造の施工工程中を示す折板を透視した斜視図である。
【図５】本発明の構造を示す折板を透視した斜視図である。
【図６】本発明の構造に太陽光発電パネルを取り付けた状態を示す折板を透視した斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    Ｈ形鋼
２    Ｈ形鋼上側のフランジ
２ｂ  Ｈ形鋼上側のフランジの下面
３    タイトフレーム
３ａ  タイトフレームの谷部
３ｂ  タイトフレームの山部
４    折板
４ａ  折板の谷部
４ｂ  折板の山部
４ｃ  ボルト孔
５    折板の折筋
６    上向きボルト
７    係着ボルト
７ａ  係着ボルトの係着部
７ｂ  係着ボルトのネジ部
８    ボルト孔
９    三孔座金板
９ａ  ボルト孔
９ｂ  ボルト孔
９ｃ  ボルト孔
１０  ワッシャー
１１  ワッシャー
１２  固定ナット
１３  ゴムパッキン
１４  山部斜面押え部
１５  ボルト孔
１６  ボルト孔
１７  ボルト穴
１８  パッキン押え板
１９  ボルト孔
２０  ボルト孔
２１  ワッシャー
２２  ワッシャー
２３  固定ナット
２４  太陽光発電モジュール
２５  太陽光発電パネル枠
２６  傾斜固定金具
２６ａ傾斜固定金具のボルト孔
２７  固定プレート
２８  ナット
２９  ボルト
３０  ボルト
３１  ランナー
３２  長孔
３３  ボルト
３４  長孔
３５  固定プレート
３６  長孔
３７  ボルト
Ｗ    フランジ幅
Ｓ    溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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