(57)【要約】【課題】機能パネルを強固で且つ凸部に近接して凹凸屋根に取り付け可能とした固定部材及びこれを用いた機能パネルの固定構造を提案する。【解決手段】本発明は、凸部と凹部とを軒方向Ｄ２に交互に有した凹凸屋根に取り付けられ、上方に機能パネルを固定する固定部材２０であって、前記機能パネル用の取付部３０を有し前記凸部の上方に配置される基部２４と、基部２４の軒方向Ｄ２の端部から夫々垂下して設けられ前記凸部の各側面部に当接される二つの縦片２１とを備え、固着具挿通用の貫通孔２５を縦片２１に設け、前記固着具を軒方向Ｄ２に沿って貫通孔２５に挿通して凸部又は芯材に縦片２１を固着した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に開口する凸部と上方に開口する凹部とを軒方向に交互に有した凹凸屋根に取り付けられ、上方に機能パネルを固定する固定部材であって、
前記機能パネル用の取付部を有し前記凸部の上方に配置される基部と、前記基部の軒方向の端部から夫々垂下して設けられ前記凸部の軒方向を向く各側面部に当接される二つの縦片とを備え、
固着具挿通用の貫通孔を前記縦片に設けたものであることを特徴とする固定部材。
【請求項２】
請求項１記載の固定部材を用いた前記凹凸屋根への機能パネルの固定構造であって、
軒方向に沿って前記貫通孔に挿通する固着具を備え、
該固着具で前記凸部内に配置した芯材又は前記側面部に前記縦片を固着してなることを特徴とする機能パネルの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸屋根に機能パネルを取り付ける機能パネル設置用の固定部材及びこの固定部材を用いた機能パネルの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、既設の屋根に、太陽光発電パネル等の機能パネルを取り付けることがある。このものとして、例えば、特許文献１等には、固定金具を折板屋根の山部の頂点に固着して、この固定金具で太陽電池パネルを折板屋根に固定して取り付ける太陽電池パネル設置方法が開示されている。この方法では、山部の頂点に設けた結合部を、固定部材の両フィンガー部で掴むことによって、固定部材が折板屋根に取り付けられる。具体的には、両フィンガー部の結合部を掴む部位より上方に、ボルトが挿通してあり、ボルトのフィンガー部より外側にはナットが取り付けてある。このため、固定部材は、このボルト及びナットで両フィンガー部を締め付けることで、両フィンガー部で結合部を挟み込むことができ、これによって、両フィンガー部で結合部を掴んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１等のようなボルトナットで締め付けて山部（凸部）を掴む所謂クランプ式の固定部材では、風等に起因する機能パネルの振動等によって、ボルトナットでの締め付けに緩みを生じ易いという問題がある。そして、前記クランプ式の固定部材では、結合部と固定部材の両フィンガー部を接続するベース部との上下方向の間に、ボルト挿通用の空間を有している。このため、機能パネルが折板屋根の山部から上方に離れて位置し易く、機能パネルの振動が大きくなり易いという問題がある。
【０００５】
そこで、前記事情を鑑みて、本発明は、機能パネルを強固で且つ近接して凹凸屋根に取り付け可能とした機能パネル設置用の固定部材及びこれを用いた機能パネルの固定構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明は、下方に開口する凸部と上方に開口する凹部とを軒方向に交互に有した凹凸屋根に取り付けられ、上方に機能パネルを固定する固定部材であって、前記機能パネル用の取付部を有し前記凸部の上方に配置される基部と、前記基部の軒方向の端部から夫々垂下して設けられ前記凸部の軒方向を向く各側面部に当接される二つの縦片とを備え、固着具挿通用の貫通孔を前記縦片に設けたものであることを特徴とする。
【０００７】
また、前記課題を解決するために本発明は、前述の固定部材を用いた前記凹凸屋根への機能パネルの固定構造であって、軒方向に沿って前記貫通孔に挿通する固着具を備え、該固着具で前記凸部内に配置した芯材又は前記側面部に前記縦片を固着してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、前記構成を具備したことで、凹凸屋根に対して、ボルトナット等で締め付けて凸部を掴む所謂クランプ式のものに比べて、強固に取り付けることができる。そして、本発明は、貫通孔に挿通した固着具で縦片を側面部又は芯材に固着するため、前記クランプ式のものに比べて、基部と凸部との上下方向の隙間を狭め易くすることができる。これらによって、本発明は、機能パネルを強固で且つ凹凸屋根の凸部に近接して取り付け易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の固定部材の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の機能パネルの固定構造の機能パネルを省略した断面図を示し、（ａ）は固定部材嵌め込み時であり、（ｂ）は固定部材固着時である。
【図３】本発明の実施形態の屋根構造において一部の凹凸屋根材等の図示を省略した斜視図である。
【図４】同上の屋根構造において凹凸屋根材同士の連結部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。本実施形態は、図３に示すように、片流れ屋根を有する建物１に適用したものである。以下の説明では、傾斜した屋根面に沿って軒と棟を結ぶ方向を軒棟方向Ｄ１とし、軒に沿う方向を軒方向Ｄ２とし、棟に沿う方向を棟方向とする。本実施形態では、軒方向Ｄ２と棟方向は平行になっている。
【００１１】
建物１の軒側の外壁の上端部には、軒部２が形成されており、軒部２は、屋外側に向かって突出する。軒部２の屋外側の面（鼻板面）は、下方ほど屋内側に位置するように傾斜している。また、建物１の棟側の外壁の上端部には、棟部３が形成されており、棟部３は屋外側に向かって突出する。棟部３の屋外側の面は鉛直である。
【００１２】
建物１の屋根下地は、垂木等の建築躯体上に野地板４を設けることで、形成されている。野地板４は、棟側から軒側に向かって略一様な角度で下り傾斜している。野地板４の軒側端部は、軒部２よりもさらに屋外側に突出している。野地板４の軒側端面は、軒部２の屋外側の面と略平行である。野地板４の棟側端部は、軒棟方向Ｄ１において、棟部３の屋外側の面よりも屋内側に控えた位置に配置されている。
【００１３】
野地板４の上には、凹凸屋根材１１が載置されており、凹凸屋根材１１は、軒方向Ｄ２に複数並べて設けてある。各凹凸屋根材１１は、例えば、鋼板製になっている。各凹凸屋根材１１は、図２に示すように、下方に開口し且つ上方に突出する凸部１２と、上方に開口し且つ下方に凹む凹部１３とを有する。凸部１２と凹部１３とは、軒方向Ｄ２に交互に並んで形成してある。各凸部１２の側面部１２ａは、隣接する凹部１３の側面部を兼ねている。各凸部１２の両側面部１２ａは上面部に対して略直角である。
【００１４】
野地板４とこの上に配置された各凹凸屋根材１１の間には、通気空間１７（第１通気空間）が形成されている。各通気空間１７は、凸部１２と野地板４で囲まれた空間になっており、軒方向Ｄ２に沿って凸部１２と同数形成されている。通気空間１７は、凹凸屋根材１１の軒棟方向Ｄ１の全長に亘って形成されている。通期空間１７は、軒棟方向Ｄ１と直交する断面形状が、略矩形状になっている。
【００１５】
図３に示すように、凹凸屋根材１１の軒側端部は、軒棟方向Ｄ１において、野地板４の軒側端縁よりも屋外側に位置した出代部１８になっている。凹凸屋根材１１の出代部１８における凸部１２（すなわち、各凸部１２の軒側の端部）は、下方に開口している。これら出代部１８における各凸部１２の下開口は、軒棟方向Ｄ１に長尺な矩形状に形成されており、この下開口部分が、対応する通気空間１７の導入口になっている。
【００１６】
図４に示すように、凹凸屋根材１１の軒方向Ｄ２における端部は、凹部１３で形成されている。そして、この端部において、凹部１３の外側面部の上部には、被掛止部１４が形成されている。更に、隣り合う凹凸屋根材１１の間には、連結具８が配置されており、連結具８は、掛止部１０を有しており、掛止部１０に、各凹凸屋根材１１の被掛止部１４が掛止される。
【００１７】
各連結具８には、軒棟方向Ｄ１に長いカバー部材１５が取り付けられる。各カバー部材１５は、下方に開口する略溝形の部材になっており、その両側面部の下部には、被係合部１６が形成されている。各カバー部材１５は、両側の被係合部１６を対応する凹凸屋根材１１の被掛止部１４に掛止することで、両側の凹凸屋根材１１を介して連結具８に取り付けられる。このため、カバー部材１５は、両側の凹凸屋根材１１の間の部分と、ここに配置された連結具８を、上側から覆っている。
【００１８】
本実施形態では、図３に示すように、複数の凹凸屋根材１１で形成した屋根面上に、機能パネルが設置してある。機能パネルは、例えば、太陽光発電パネル４８となっている。太陽光発電パネル４８は、例えばシリコンを主材料とした半導体素子を有しており、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する。なお、太陽光発電パネル４８は、上下両面で受光して発電可能な両面受光型のパネルであってもよいし、上面のみで受光して発電可能なパネルであってもよい。
【００１９】
太陽光発電パネル４８は、複数の凸部１２の上方に設置されており、複数の凸部１２に跨っている。このため、太陽光発電パネル４８とこの下方に位置する凹凸屋根材１１の間には、第２通気空間が形成されている。この第２通気空間は、太陽光発電パネル４８と凹部１３とで囲まれた空間になっており、太陽光発電パネル４８の下方に位置する凹部１３と同数形成される。
【００２０】
また、太陽光発電パネル４８は、任意の連結具８に設けたボルト９及び任意の凸部１２に取り付けた固定部材２０によって、前記屋根面上に固定される。言い換えると、太陽光発電パネル４８は、固定部材２０及びボルト９を用いて屋根面上に固定されている。
【００２１】
固定部材２０は、図１に示すように、平板状の基部２４と、基部２４の軒方向の端部から夫々垂下して設けた二つの縦片２１とを一体で備えており、軒棟方向Ｄ１と直交する断面形状が、下向きに開口したコ字状（矩形Ｕ字状）になっている。図２に示すように、固定部材２０は、Ｕ字の内側に凸部１２を配置した状態で、凹凸屋根材１１に取り付けられる。そして、固定部材２０は、例えば鋼板製になっており、この鋼板を屈曲させることで、縦片２１と基部２４とが一体に形成されている。
【００２２】
基部２４は、任意の凸部１２の上方に配置されており、基部２４の軒方向Ｄ２の寸法が、凸部１２の軒方向Ｄ２の寸法と略同じになっている。基部２４は、機能パネル用の取付部３０を有する。取付部３０は、基部２４の板面から上方に突出しており、軒棟方向Ｄ１及び軒方向Ｄ２の両方向において基部２４の略中央に設けてある。
【００２３】
取付部３０は、図１，２に示すように、例えば、上下方向に沿って軸方向を有したボルト３１と、ボルト３１に螺合したナット３２とで形成してある。ボルト３１は、連結具８に設けたボルト９と略同径になっている。そして、ボルト３１は、基部２４の平面視略中央に貫通して取り付けてある。言い換えると、基部２４は、平面視略中央に、上下に貫通した孔（貫通孔）を有しており、この貫通孔にボルト３１が挿通してある。
【００２４】
更に、ボルト３１は、その頭部が基部２４の下面に当接してある。ナット３２は、前記基部２４に当接させたボルト３１に上方側から螺合させて取り付けてある。そして、ナット３２は、その下端が基部２４の上面に当接してある。このため、ボルト３１は、その頭部とナット３２とで基部２４を挟持することで、基部２４に固定されている。そして、取付部３０は、ボルト３１の基部２４（ナット３２）より上方に突出した部位に、太陽光発電パネル４８が取り付けられる。
【００２５】
縦片２１は、基部２４の板面に略直交した向きで基部２４から突出する。縦片２１は、平板状に形成してあり、板面が軒方向Ｄ２を向く。そして、各縦片２１は、互いの板面が軒方向Ｄ２に対向しており、この板面が、基部２４を配置した凸部１２の各側面部１２ａに夫々当接される。言い換えると、二つの縦片２１は、凸部１２の一方の側面部１２ａに当接される第１縦片２２と、この凸部１２の反対側（他方）の側面部１２ａに当接される第２縦片２３とに区別される。そして、固定部材２０は、各縦片２１のＵ字の内側を向く板面（内面）が、Ｕ字の内側に位置する凸部１２の対応する側面部１２ａに夫々当接される。
【００２６】
また、縦片２１は、貫通孔２５が設けてあり、貫通孔２５は軒方向Ｄ２に沿って板面を貫通して形成されている。貫通孔２５は、各縦片２１に夫々二つずつ設けてある。各縦片２１の二つの貫通孔２５は、軒棟方向Ｄ１及び上下方向の両方向にずれて形成されている。そして、四つの貫通孔２５は、軒方向Ｄ２に視て、正方形又は長方形の四方の角に位置するように並んでおり、各縦片２１の二つの貫通孔２５は、正方形（長方形）の対角線上に並ぶ。言い換えると、両縦片２１は、軒側の貫通孔２５が上下にずれた位置で軒方向Ｄ２に並び、棟側の貫通孔２５が上下にずれた位置で軒方向Ｄ２に並ぶ。
【００２７】
貫通孔２５には、ねじ等の固着具３４が軒方向Ｄ２に沿って挿通される。固着具３４は、貫通孔２５に挿通される軸体と、軸体の軸方向の一端に形成された頭部とを有する。固着具３４は、縦片２１の前記内面の反対側の板面（外面）に前記頭部を当接して、縦片２１に取り付けられる。この際、固着具３４は、軸体の頭部とは反対の端部側が、縦片２１を当接した側面部１２ａを貫通して、通気空間１７に配置した芯材３６に固定される。
【００２８】
これによって、縦片２１は、側面部１２ａを介在して芯材３６に固着される。言い換えると、固定部材２０は、縦片２１を芯材３６に固着して前記屋根面上（凹凸屋根上）に取り付けられる。なお、芯材３６は、軒方向Ｄ２において縦片２１と重なる位置に一部又は全部が位置するものであればよい。具体的には、芯材３６を例えば、凸部１２の軒棟方向Ｄ１の全長に亘って設置してもよいし、縦片２１の軒棟方向Ｄ１の寸法と略同じ寸法で形成して前記重なる部位にのみ設置してもよいし、縦片２１の前記寸法より長尺で形成して設置してもよい。
【００２９】
以下、凹凸屋根に機能パネル（太陽光発電パネル４８）を設置するための構造やその手順について、図２に基づいて詳述する。
【００３０】
まず、作業者は、凹凸屋根の任意の凸部１２の所定の位置に固定部材２０を嵌め込み、縦片２１を側面部１２ａに当接させる。そして、作業者は、前記所定の位置における通気空間１７（凸部１２の内側）に芯材３６を配置する。なお、前記所定の位置は、太陽光発電パネル４８の取付部３０用の被取付部（不図示）の位置等の太陽光発電パネル４８の形状等に対応して設定される。また、芯材３６の配置は、固定部材２０の嵌め込み前に行ってもよい。
【００３１】
次に、作業者は、固着具３４を貫通孔２５に挿通し、この固着具３４を、例えば側面部１２ａ及び芯材３６に捻じ込む等で、側面部１２ａに貫通させて芯材３６に取り付ける。この際、固着具３４は、軒方向Ｄ２に沿って貫通孔２５、側面部１２ａ、及び芯材３６に挿通される。言い換えると、固着具３４は、軸体の軸芯を軒方向Ｄ２と略平行にして、貫通孔２５及び側面部１２ａに貫通して芯材３６に取り付けられる。そして、固着具３４は、縦片２１を側面部１２ａに当接した状態で、頭部を縦片２１に当接させることで、芯材３６への取付が完了となる。固定部材２０は、全ての貫通孔２５に対して固着具３４の取付が完了することで、凸部１２の前記所定の位置に固着完了となる。
【００３２】
固定部材２０の固着後、作業者は、太陽光発電パネル４８の前記被取付部を、取付部３０（ボルト３１）やボルト９に固定して、太陽光発電パネル４８を固定部材２０や連結具８に取り付ける。これによって、太陽光発電パネル４８は、凹凸屋根上に設置される。
【００３３】
このように、本実施形態の機能パネルの固定構造において、固定部材２０は、任意の凸部１２に上方側から嵌め込んだ状態で、凹凸屋根に取り付けられる。そして、固定部材２０は、この状態で、固着具３４を用いて、側面部１２ａを介在して縦片２１を芯材３６に固着される。これによって、固定部材２０は、凹凸屋根に固着される。
【００３４】
このため、本実施形態では、ボルトナット等で締め付けて凸部を掴む所謂クランプ式のものに比べて、固定部材２０を凹凸屋根へ強固に取り付け易くすることができる。これによって、本実施形態では、太陽光発電パネル４８を凹凸屋根に強固に固定（設置）し易くすることできる。
【００３５】
そして、本実施形態では、固着具３４を縦片２１、側面部１２ａ、及び芯材３６に挿通するため、基部２４と凸部との上下方向の間に締め付け用のボルトを配置する前記クランプ式のものに比べて、前記上下方向の間の隙間（寸法）を狭め易くすることができる。これによって、本実施形態では、太陽光発電パネル４８を凹凸屋根の凸部１２に近接して取り付け易くすることができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、前記隙間を狭め易くしたことで、所謂クランプ式のものに比べて、例えば風等で太陽光発電パネル４８を揺れ難くしたり太陽光発電パネル４８の振動を低減し易くしたり等することができる。このため、本実施形態では、例えば設置した太陽光発電パネル４８の安定性を向上し易くすることができる等で、太陽光発電パネル４８を凹凸屋根に強固に固定し易くすることできる。
【００３７】
また、本実施形態では、固着具３４を軒方向Ｄ２に沿って挿通したことで、前記クランプ式のものに比べて、固定部材２０の上向きの外力に対する耐久性を向上し易くすることができる。これによって、本実施形態では、例えば太陽光発電パネル４８の風による浮き上がり等での上向きの外力に対して固定部材２０を凹凸屋根から外れ難くすることができて、太陽光発電パネル４８を凹凸屋根に強固に固定し易くすることできる。
【００３８】
更に、本実施形態では、各縦片２１に複数の貫通孔２５を軒棟方向Ｄ１に並べて設けたことで、縦片２１を固着具３４の軸周りに回転し難くしたり、芯材３６への縦片２１の取付強度を向上し易くしたり等することができる。これによって、本実施形態では、固定部材２０を凸部に強固で且つ安定して固着し易くすることができる。
【００３９】
そして、本実施形態では、両縦片２１の互いの貫通孔２５を軒方向Ｄ２に視て上下方向に並べて（ずらして）設けたことで、第１縦片２２側の固着具３４と第２縦片２３側の固着具３４とを干渉し難くすることができる。これによって、本実施形態では、固着具３４の干渉に伴う例えば芯材３６の破損や固着具３４の取付不良等での、固定部材２０に対する凹凸屋根の保持強度の低下を抑制することができる。
【００４０】
また、太陽光発電パネル４８は、周囲の雰囲気温度が高い場合や、直射日光が長時間照射された場合等に、発電素子が高温になって発電効率（変換効率）が低下する恐れがある。これに対して、本実施形態では、太陽光発電パネル４８の下方に通気空間１７（第１通気空間）と凹部１３（第２通気空間）が設けてある。このため、本実施形態では、通気空間１７や前記第２通気空間を流れる空気によって、太陽光発電パネル４８を冷却し易くすることができる。これによって、本実施形態では、太陽光発電パネル４８の温度上昇を抑えることができて、太陽光発電パネル４８の発電効率の低下を抑制し易くすることができる。そして、本実施形態では、太陽光発電パネル４８を凸部１２に近接して取付可能としたため、所謂クランプ式のものに比べて、通気空間１７による冷却効果を得易くすることができる。
【００４１】
なお、本発明は、前述した実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。例えば、機能パネルは、太陽光発電パネル４８に限らず、その他の機能を有するパネルであってもよい。また例えば、本発明は、片流れ屋根に限らず、切妻屋根等のその他の形状の屋根にも適用可能である。また例えば、固着具３４は、側面部１２ａに貫通後、通気空間１７側の部位を拡径させる等で、縦片２１を側面部１２ａに固着するものであってもよい。また例えば、凹凸屋根への機能パネルの固定構造は、連結具８にボルト９を備えないものであってもよい。言い換えると、該固定構造は、固定部材２０のみで機能パネルを凹凸屋根に設置するものであってもよい。また例えば、凸部１２と野地板４との間は、通気空間１７に限らない。
【符号の説明】
【００４２】
１  建物
２  軒部
３  棟部
４  野地板
８  連結具
１１  凹凸屋根材
１２  凸部
１２ａ  側面部
１３  凹部
１７  通気空間（第１通気空間）
２０  固定部材
２１  縦片
２２  第１縦片
２３  第２縦片
２４  基部
２５  貫通孔
３０  取付部
３４  固着具
３６  芯材
４８  太陽光発電パネル
Ｄ１  軒棟方向
Ｄ２  軒方向
【図１】
2014080730.tif 000003
【図２】
2014080730.tif 000004
【図３】
2014080730.tif 000005
【図４】
2014080730.tif 000006