(57)【要約】【課題】建物の屋根上に設置する設備を、野地板等のような、垂木以外の建物の構造体に固定し、十分な固定強度を確保しつつ、設備の設置位置の自由度を向上させることのできる設備固定装置を得ること。【解決手段】設備固定装置１は、長手方向に貫通孔が形成された筒状形状を呈する筒部１０と、筒部１０の長手方向に沿った一端側に設けられて、筒部１０の外周から外側に張り出す張出部１２と、筒部１０の他端側から挿入されて、筒部１０よりも長く形成された軸部１３ｂと、筒部１０の内径よりも大きな外径に形成された頭部１３ａとを有するボルト１３と、筒部１０に挿入された状態のボルト１３の軸部１３ｂに取り付けられたナット１６と、を備え、筒部１０には、長手方向に沿って延びるように形成された複数の開口１０ｂが形成されている。【選択図】図２−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に貫通孔が形成された筒状形状を呈する筒部と、
前記筒部の長手方向に沿った一端側に設けられて、前記筒部の外周から外側に張り出す張出部と、
前記筒部の他端側から挿入されて、前記筒部よりも長く形成された軸部と、前記筒部の内径よりも大きな外径に形成された頭部とを有するボルトと、
前記筒部に挿入された状態の前記ボルトの軸部に取り付けられたナットと、を備え、
前記筒部には、長手方向に沿って延びるように形成された複数の開口が形成されていることを特徴とする設備固定装置。
【請求項２】
前記筒部に形成された開口同士の間隔が略等しいことを特徴とする請求項１に記載の設備固定装置。
【請求項３】
前記張出部と前記ナットの間に設けられて前記ボルトの軸部が貫通する防水部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の設備固定装置。
【請求項４】
前記張出部と前記開口との間には所定の間隔が設けられており、前記筒部のうち前記張出部と前記開口との間には外ねじが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の設備固定装置。
【請求項５】
前記ボルトの軸部には、前記頭部の反対側から縦穴が形成され、
前記ボルトの軸部の側面には前記縦穴に連通するボルト側横孔が形成され、
前記筒部の側面のうち、前記張出部と前記開口との間には、前記貫通孔に連通する筒部側横孔が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の設備固定装置。
【請求項６】
前記開口の形状は、略ひし形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の設備固定装置。
【請求項７】
前記開口の形状は、略長方形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の設備固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置するための設備固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置する場合、これらの設備を固定する固定部は、設備の重量、設置する地域の風圧、地震などに耐えうる強度を確保する必要がある。これらの設備を固定するには、予め、設備を固定するための固定金具（設備固定装置）を屋根上に固定し、その固定装置上に設備を固定する方法が一般的である。
【０００３】
固定金具は、十分な固定強度を確保するために、屋根の野地板を介して垂木など屋根の構造体に、木ネジ、釘、ボルト・ナット等により固定される。しかしながら、通常、垂木が木材である場合、所定の間隔で垂木が配置されているため、垂木の位置に合わせて設備の固定位置が制約されるという問題がある。
【０００４】
また、垂木が金属の場合は、板厚が１〜３ｍｍ程度と薄板であることが多いため、ネジ等による固定では十分な強度が確保できない場合や、垂木の形状が複雑な場合もあるため、垂木へのネジ固定自体が困難であるという問題がある。
【０００５】
また、屋根材が金属である場合、金属屋根材の接合部であるハゼ部が垂木の上に位置していて、固定金具が垂木に取付けられないという問題がある。空気調和機の室外機等、比較的設置面積が小さい設備であれば、固定金具の個数が少ないため、設置位置を調整して設置することが可能であるが、太陽電池モジュールのように、屋根の広い面積に設置するような設備の場合、固定金具の個数が多く、設置位置を調整して設置することは困難である。
【０００６】
また、固定金具を垂木に固定せずに、屋根全面に敷設されている野地板に固定すれば、垂木の材質、形状等の制約もなく、設備の固定位置の自由度は高くなるが、野地板の厚さは通常９〜１２ｍｍ程度のため、十分な強度が確保できないという問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１には、野地板に形成されたボルト孔にボルトを貫通させ、ボルトに取り付けられた座金（ワンサイド座金と大座金）で野地板を挟み込んで、取付強度と防水性を確保する設備固定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３１２０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載された設備固定装置では、野地板に対して室内側に設けられるワンサイド座金が非対称形状であり、野地板との接触が片あたりとなる。そのため、野地板の挟み込みにて十分な取付強度が得られず、また強度バラツキが大きくなってしまうという問題があった。また、野地板に形成したボルト孔に比べ、ボルト軸の直径が小さくなるため、設備固定装置にガタツキが発生しやすく、強度不足になる場合があるという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、建物の屋根上に設置する設備を、野地板等のような、垂木以外の建物の構造体に固定し、十分な固定強度を確保しつつ、設備の設置位置の自由度を向上させることのできる設備固定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、長手方向に貫通孔が形成された筒状形状を呈する筒部と、筒部の長手方向に沿った一端側に設けられて、筒部の外周から外側に張り出す張出部と、筒部の他端側から挿入されて、筒部よりも長く形成された軸部と、筒部の内径よりも大きな外径に形成された頭部とを有するボルトと、筒部に挿入された状態のボルトの軸部に取り付けられたナットと、を備え、筒部には、長手方向に沿って延びるように形成された複数の開口が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、建物の屋根上に設置する設備を、例えば野地板等、垂木以外の構造体建物の構造体に固定し、十分な固定強度を確保するとともに、高い防水性を確保でき、設備の設置位置の自由度を向上させることのできる設備固定装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる設備固定装置が取り付けられる屋根構造の一例を示す斜視図である。
【図１−２】図１−２は、図１−１に示す屋根構造の側面図である。
【図２−１】図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる設備固定装置の概略構成を示す側面図である。
【図２−２】図２−２は、図２−１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視図である。
【図３−１】図３−１は、筒部の概略構成を示す側面図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１に示すＢ−Ｂ線に沿った矢視図である。
【図３−３】図３−３は、他の例としての筒部の概略構成を示す側面図である。
【図４】図４は、ボルトの概略構成を示す側面図である。
【図５】図５は、設備固定装置が屋根構造に仮固定された状態を示す横断面図である。
【図６−１】図６−１は、ナットを途中まで締め付けた状態の設備固定装置を示す横断面図である。
【図６−２】図６−２は、ナットをさらに締め付けた状態の設備固定装置を示す横断面図である。
【図６−３】図６−３は、図６−２に示すＣ−Ｃ線に沿った矢視図である。
【図７−１】図７−１は、設備固定金具が設備固定装置によって屋根構造に取り付けられた様子を示す断面図である。
【図７−２】図７−２は、設備固定金具が設備固定装置によって屋根構造に取り付けられた様子を示す断面図である。
【図８】図８は、筒部の変形例を示す側面図である。
【図９−１】図９−１は、ボルトの変形例を示す側面図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１に示すＤ−Ｄ線に沿った矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる設備固定装置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。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる設備固定装置が取り付けられる屋根構造の一例を示す斜視図である。図１−２は、図１−１に示す屋根構造の側面図である。図１−１および図１−２に示すように、屋根構造は、建物の棟から軒に向かって下り勾配に延設された断面矩形の垂木２と、垂木２の上に一面に敷設された野地板４と、野地板４の上に葺かれた板金製の屋根材５と、防水層６とを備えている。屋根材５は、野地板４を介して、垂木２に釘を打込んで固定される。垂木２の材料は、例えば木材や鉄骨である。屋根構造の上面には、屋根材５の接合部であるハゼ部３が形成される。
【００１６】
図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる設備固定装置１の概略構成を示す側面図である。図２−２は、図２−１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視図である。図２−１および図２−２に示すように、設備固定装置１は、筒部１０、支持部（張出部）１２、ボルト１３、防水部１４、座金１５、ナット１６を備える。
【００１７】
図３−１は、筒部１０の概略構成を示す側面図である。図３−２は、図３−１に示すＢ−Ｂ線に沿った矢視図である。筒部１０は、長手方向に貫通孔１０ａが形成された筒状形状を呈している。筒部１０の長手方向に沿った一端側には、筒部１０の外周よりも外側に張り出す支持部１２が設けられている。
【００１８】
図３−２に示すように、支持部１２は円筒形状を呈しており、筒部１０の外径１０３よりも張出部の外径１２１のほうが大きくなっている。筒部１０の材質は、金属もしくは樹脂などであるが、十分な取付強度を確保するためには金属であることが好ましい。
【００１９】
支持部１２の材質は金属や樹脂、また防水性を有するブチルなどのパッキンである。なお、支持部１２と筒部１０とは、強固に接着され、容易には剥がれない構造となっている。なお、支持部１２と筒部１０とが同じ材質で構成される場合には、支持部１２と筒部１０とが一体成型されていても構わない。
【００２０】
筒部１０の側面には、長手方向に沿って延びるように複数の開口１０ｂが形成されている。筒部１０の側面において、開口１０ｂと支持部１２との間には所定の間隔が設けられている（以下、開口１０ｂと支持部１２との間の領域を面部１０２ともいう）。この所定の間隔は、設備固定装置１の取付対象となる屋根構造の野地板４の厚みと略同じ間隔であることが望ましい。
【００２１】
図３−３は、他の例としての筒部１０の概略構成を示す側面図である。図３−３に示すように、開口１０ｂと支持部１２との間に外ねじ１０ｃが形成されていてもよい。外ねじ１０ｃのねじ山を含めた外径１０４は、筒部１０の外径１０３よりも大きくなる。
【００２２】
また、開口１０ｂの形状は、筒部１０の長手方向に沿って延びる形状であればよく、図３−１に示すように略長方形形状を呈していてもよいし、図３−３に示すように略ひし形形状を呈していてもよい。また、楕円形状であってもよい。
【００２３】
図４は、ボルト１３の概略構成を示す側面図である。ボルト１３は、頭部１３ａと軸部１３ｂを有する。頭部１３ａの外径１１１は、筒部１０の貫通孔１０ａの内径１１０よりも大きく形成されている。ボルト１３は、筒部１０の他端側から貫通孔１０ａに挿入される。軸部１３ｂの長さは、筒部１０の長さよりも長くなっており、筒部１０の一端側から軸部１３ｂの先端が露出する。筒部１０の一端側から露出した軸部１３ｂの先端には、防水部１４、座金１５がはめ込まれ、さらにナット１６がねじ込まれる。
【００２４】
次に、設備固定装置１を屋根構造に固定する手順について説明する。図５は、設備固定装置１が屋根構造に仮固定された状態を示す横断面図である。なお、図５では、屋根構造を断面図として示し、設備固定装置１を側面図として示している。まず、屋根構造に対して、屋根材５、野地板４、および防水層６を貫通する下孔７を形成し、筒部１０の他端側から設備固定装置１を下孔７に挿入する。
【００２５】
なお、図１で示した屋根構造では、屋根材５が金属である場合を例に挙げているが、スレートやアスファルトシングルなどの屋根材であってもよいし、瓦を取り外した後のように屋根材が無い場合でもよい。
【００２６】
下孔７の直径７０１は、支持部１２の外径１２１よりも小さくなっているため、支持部１２が引っ掛かり、設備固定装置１が反対側に抜け落ちるのを防ぐことができる。なお、図３−１で例示したように筒部１０の面部１０２に外ねじ１０ｃが形成されていない場合には、下孔７の直径７０１を、筒部１０の外径１０３と略同じかやや大きくするのが好ましい。また、図３−３で例示したように筒部１０の面部１０２に外ねじ１０ｃが形成されている場合には、下孔７の直径７０１を、筒部１０の外径１０３と略同じかやや小さくするのが好ましい。
【００２７】
面部１０２に外ねじ１０ｃが形成されている場合には、野地板４に対して筒部１０がタッピングしながら挿入されるため、筒部１０が野地板４により密着し、ボルト１３の屋根構造に対する垂直度の向上、および水平方向の固定強度と防水性の向上の効果が期待できる。また、面部１０２の外周部にはシーリング材が具備されていてもよい。この場合も野地板４との密着性が向上する。
【００２８】
次に、ナット１６を締結方向に締め付ける。図６−１は、ナット１６を途中まで締め付けた状態の設備固定装置１を示す横断面図である。なお、図６−１では、屋根構造を断面図として示し、設備固定装置１を側面図として示している。ナット１６を締結方向に締め付けることで、図６−１に示すように、ボルト１３の頭部１３ａが筒部１０の他端を押し上げ、筒部１０の開口１０ｂに挟まれた領域が、その中央付近で外側方向に変形する。
【００２９】
図６−２は、ナット１６をさらに締め付けた状態の設備固定装置１を示す横断面図である。図６−３は、図６−２に示すＣ−Ｃ線に沿った矢視図である。なお、図６−２では、屋根構造を断面図として示し、設備固定装置１を側面図として示している。図６−１に示す状態からさらにナット１６を締め付けると、図６−２に示すように、筒部１０の変形した部分が野地板４に接触し、座金１５と筒部１０とで野地板４を挟み込む形となる。
【００３０】
ナット１６の締結によって、防水部１４は座金１５と野地板４との間で押し潰され、屋根材５や野地板４、また各部材の隙間を埋めるように密着するため、高い防水性を確保することができる。また、開口１０ｂの数と位置を調整することで、筒部１０の変形した部分を対称形に野地板４に接触させることができる。これにより、設備固定装置１に風圧荷重などが加えられた場合でも、片あたりとなるのを抑えて、バラツキが少ない十分な強度を確保することができる。
【００３１】
例えば、複数形成される開口１０ｂの開口幅を略等しくし、開口１０ｂ同士の間隔を略等しくすることで、筒部の変形した部分を対称形に野地板４に接触させることができる。また、開口１０ｂを少なくとも３箇所以上形成すれば、筒部１０の変形した部分と野地板４との接触箇所が３箇所以上になるので、設備固定装置１をより安定的に屋根構造に固定することができる。
【００３２】
次に、屋根上に設備を固定する設備固定金具が、設備固定装置１によって屋根構造に取り付けられた様子を図面で示す。図７−１は、設備固定金具２０が設備固定装置１によって屋根構造に取り付けられた様子を示す断面図である。図７−１に示すように、設備固定金具２０は、設備固定装置１を取り付ける際に、防水部１４の下に共締めされてもよい。この場合は、設備固定金具２０の裏面にブチル等の防水層２０１を追加することで、より防水性を高めることもできる。
【００３３】
図７−２は、設備固定金具１１が設備固定装置１によって屋根構造に取り付けられた様子を示す断面図である。図７−２に示すように、設備固定装置１を取り付けた上にさらに別構造としてナット１７等をボルト１３にはめ込んで、設備固定金具１１を屋根構造に取り付けてもよい。
【００３４】
以上説明したように、設備固定装置１は、野地板４を筒部１０の変形した部分と座金１５等で挟んで固定するので、垂木２を介さずにより強固に屋根上に設備を固定することができる。ここで、図１−２に示すように、ハゼ部３と重なってしまった垂木２には、ハゼ部３が邪魔になってしまい、垂木２を介して固定される固定装置を用いることが難しい場合がある。そのため、垂木２を介して設備を固定する場合には、設備の配置が制限されてしまう場合がある。一方、本実施の形態にかかる設備固定装置１であれば、垂木２を介さずに設備を固定することができるので、設備の設置位置の自由度の向上を図ることができる。
【００３５】
図８は、筒部１０の変形例を示す側面図である。図９−１は、ボルト１３の変形例を示す側面図である。図９−２は、図９−１に示すＤ−Ｄ線に沿った矢視図である。筒部１０の面部１０２には複数の孔１０５が開孔されている。また、ボルト１３の中心には貫通孔１３１が、側面には複数の孔１３２が開孔されている。この場合、設備固定装置１を取り付けた後に、貫通孔１３１に液状やゲル状等のシーリング材を注入することで、孔１０５，１３２を通して、野地板４の断面および裏面にもシーリングが回り込み、より防水性を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる設備固定装置は、太陽電池モジュール、太陽熱温水器、空気調和機の室外機等の設備を建物の屋根上に設置するための装置として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  設備固定装置
２  垂木
３  ハゼ部
４  野地板
５  屋根材
６  防水層
７  下孔
１０  筒部
１０ａ  貫通孔
１０ｂ  開口
１０ｃ  外ねじ
１１  設備固定金具
１２  支持部（張出部）
１３  ボルト
１３ａ  頭部
１３ｂ  軸部
１４  防水部
１５  座金
１６  ナット
１７  ナット
２０  設備固定金具
１０２  面部
１０３  外径
１０４  外径
１０５  孔
１１０  内径
１１１  外径
１２１  外径
１３１  貫通孔
１３２  孔
２０１  防水層
７０１  直径
【図１−１】
2014005682.tif 000003
【図１−２】
2014005682.tif 000004
【図２−１】
2014005682.tif 000005
【図２−２】
2014005682.tif 000006
【図３−１】
2014005682.tif 000007
【図３−２】
2014005682.tif 000008
【図３−３】
2014005682.tif 000009
【図４】
2014005682.tif 000010
【図５】
2014005682.tif 000011
【図６−１】
2014005682.tif 000012
【図６−２】
2014005682.tif 000013
【図６−３】
2014005682.tif 000014
【図７−１】
2014005682.tif 000015
【図７−２】
2014005682.tif 000016
【図８】
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【図９−１】
2014005682.tif 000018
【図９−２】
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