(57)【要約】【課題】防水シートが敷設された屋上等の屋根に設備を固定するためのボルトの取付構造および取付方法であって、荷重支持力および施工性に優れ、防水性能を確実に維持し得る屋根の設備支持用ボルトの取付構造および当該ボルトの取付方法を提供する。【解決手段】設備支持用ボルトの取付構造は、ボルト支持穴１ｃに固定された設備支持用のボルト３と、当該ボルトの露出する基部を覆う状態でボルト３に装着された封止材受金物４と、当該封止材受金物の上面およびその外周側の防水シート２に貼着された第１の封止材としてのカバーシート５と、当該カバーシートのボルト挿通部分を覆う状態にボルト３に装着され且つナット６１で締め付けられた第２の封止材としてのシール座金６とを備えている。カバーシート５により、封止材受金物４と周囲の防水シート２との気密性を確保し、更に、シール座金６により、封止材受金物４とボルト３との微小な隙間を封止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水シートが敷設された屋根における設備支持用ボルトの取付構造であって、設備を配置すべき屋根の所定位置に開口されたボルト支持穴と、防水シートを貫通させて前記ボルト支持穴に固定された設備支持用のボルトと、逆浅皿状に形成され且つ前記ボルトの露出する基部を覆う状態で当該ボルトに装着された封止材受金物と、非透水性のシートから成り且つ前記ボルトに装着されて前記封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートに貼着された第１の封止材としてのカバーシートと、当該カバーシートのボルト挿通部分を覆う状態に前記ボルトに装着され且つ前記カバーシートを介して前記封止材受金物にナットで締め付けられた第２の封止材としてのシール座金とを備えていることを特徴とする屋根の設備支持用ボルトの取付構造。
【請求項２】
カバーシートが、封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートに溶剤または熱風を使用して接着されている請求項１に記載の取付構造。
【請求項３】
シール座金は、短軸の逆有底円筒状に形成された金属製外套と、当該金属製外套よりも長さの長い短軸の円筒状に形成され且つ当該金属製外套に嵌め込まれたゴム製シール材とから構成され、当該ゴム製シール材は、ナットの締め付けによる変形部分がカバーシート及び封止材受金物とボルトとの隙間にかみ込んでいる請求項１又は２に記載の取付構造。
【請求項４】
シール座金を締め付けるナットが、ナット上面にフリクションリングを一体化して成る緩み止めナットである請求項１〜３の何れかに記載の取付構造。
【請求項５】
防水シートが敷設された屋根における設備支持用ボルトの取付方法であって、設備を配置すべき屋根の所定位置に防水シートの表面からボルト支持穴を開口し、当該ボルト支持穴に設備支持用のボルトを固定した後、逆浅皿状の封止材受金物を前記ボルトに装着して当該ボルトの露出する基部を覆い、次いで、非透水性のシートから成る第１の封止材としてのカバーシートを前記ボルトに装着し、前記封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートに前記カバーシートを貼着し、更に、第２の封止材としてのシール座金を前記ボルトに装着して前記カバーシートのボルト挿通部分を覆い、当該カバーシートを介して前記封止材受金物にナットで前記シール座金を締め付けることを特徴とする屋根の設備支持用ボルトの取付方法。
【請求項６】
封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートにカバーシートを溶剤または熱風を使用して接着する請求項５に記載の取付方法。
【請求項７】
シール座金として、短軸の逆有底円筒状に形成された金属製外套と、当該金属製外套よりも長さの長い短軸の円筒状に形成され且つ当該金属製外套に嵌め込まれたゴム製シール材とから構成された座金を使用し、ナットの締め付けにより、前記シール座金の前記ゴム製シール材の変形部分をカバーシート及び封止材受金物とボルトとの隙間にかみ込ませる請求項５又は６に記載の取付方法。
【請求項８】
シール座金を締め付けるナットとして、ナット上面にフリクションリングを一体化して成る緩み止めナットを使用する請求項５〜７の何れかに記載の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根の設備支持用ボルトの取付構造および当該ボルトの取付方法に関するものであり、詳しくは、コンクリート下地に防水シートが敷設された屋上等の屋根に設備を固定するための設備支持用ボルトの取付構造および取付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルの屋上等の屋根における防水処理としては、耐荷重性、耐候性、熱遮断性に優れた防水シート、例えば、主に塩化ビニルから成る複層構造の防水シートを敷設する乾式工法が普及している。斯かる工法では、防水シート固定用金物として、表面にホットメルト接着剤が塗布された鋼板製の円板を屋上に所定間隔で多数配置し且つビスで躯体側に予め固定した後、屋上面に展開した上記の防水シートの表面から電磁誘導加熱装置によって円板を加熱し、表面のホットメルト接着剤を溶融して防水シートを円板に貼着することにより、施工性を飛躍的に向上している（特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、屋上においては、太陽光発電システムに使用される太陽電池モジュール等を設置する場合、その架台をボルトで躯体側に固定している。斯かる架台の固定方法としては、上記のような防水シートの表面からボルト支持用の穴を開口し、この穴にボルトの基部を挿入して樹脂で固定した後、ボルトの先端部を所要の長さだけ突出させた状態に当該ボルトの周りにコンクリートを打設してボルト基部が埋め込まれた台を形成し、更に、当該台の表面とその周囲の屋上面に防水層を形成した後、台の上に架台を載せ且つボルトに架台を固定する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
更に、屋上設備として、意匠性に優れ且つ歩行に適した屋上床を構成するため、ボルトが予め付設された台座を使用して床仕上げ板を設置した構造も提案されている。斯かる構造においては、ボルトが立設され且つ底面が樹脂で被覆された円板状の台座を防水シートの上から躯体側にビスで固定した後、台座の表面を増し張りシートで覆い、かつ、当該増し張りシートを台座表面と台座周辺の防水シートに溶着し、そして、床仕上げ板の受け部をボルトの先端部に固定している（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８７２７０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６７０５９号公報
【特許文献３】特開２０００−１７８０２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽電池モジュールの架台を設置する上記の技術は、ボルトを躯体に直接固定するため、耐荷重性に優れている反面、台の施工に手間が掛かり、かつ、設備の交換や改築の際に台を撤去し難いと言う問題に加え、コンクリートの打設によって防水シートに損傷を与える虞がある。また、ボルトに沿って防水シートの裏側まで水が浸透し易く、屋上の防水性が損なわれると言う問題がある。
【０００７】
他方、床仕上げ板を設置する上記の技術は、ほぼ乾式の工法で施工できる利点はあるが、小径のビスで台座を固定するため、１個の台座の荷重支持力が小さく、重量の大きな設備に適用する場合には一層多くの台座を設置しなければならない。また、ボルトの基端から浸透した水が台座固定用のビスに沿って防水シートの裏側まで浸透し易く、上記の場合と同様に、屋上の防水性が損なわれると言う問題がある。
【０００８】
如何なる設備にせよ、屋上等の屋根に設備を設置するに当たっては、荷重支持力および施工性に優れている点に加え、防水性能を維持することが極めて重要である。本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンクリート下地に防水シートが敷設された屋上等の屋根に設備を固定するためのボルトの取付構造および取付方法であって、荷重支持力および施工性に優れ、屋根の防水性能を確実に維持し得る設備支持用ボルトの取付構造および当該ボルトの取付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明においては、防水シートが敷設された屋根の躯体に直接固定した設備支持用のボルトに対し、防水用の封止材を適用するための逆浅皿状の封止材受金物、第１の封止材としてのカバーシート、および、第２の封止材としてのシール座金を順次に装着し、封止材受金物によってボルトの基部を覆うと共に、封止材受金物の上面および封止材受金物の外周側の防水シートにカバーシートを貼着することにより、封止材受金物と周囲の防水シートと気密性を確保し、更に、カバーシートの上から封止材受金物にシール座金をナットで締め付けることにより、封止材受金物とボルトとの微小な隙間を封止し、ボルトに沿った水の浸透を抑制するようにした。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の要旨は、防水シートが敷設された屋根における設備支持用ボルトの取付構造であって、設備を配置すべき屋根の所定位置に開口されたボルト支持穴と、防水シートを貫通させて前記ボルト支持穴に固定された設備支持用のボルトと、逆浅皿状に形成され且つ前記ボルトの露出する基部を覆う状態で当該ボルトに装着された封止材受金物と、非透水性のシートから成り且つ前記ボルトに装着されて前記封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートに貼着された第１の封止材としてのカバーシートと、当該カバーシートのボルト挿通部分を覆う状態に前記ボルトに装着され且つ前記カバーシートを介して前記封止材受金物にナットで締め付けられた第２の封止材としてのシール座金とを備えていることを特徴とする屋根の設備支持用ボルトの取付構造に存する。
【００１１】
また、本発明の第２の要旨は、防水シートが敷設された屋根における設備支持用ボルトの取付方法であって、設備を配置すべき屋根の所定位置に防水シートの表面からボルト支持穴を開口し、当該ボルト支持穴に設備支持用のボルトを固定した後、逆浅皿状の封止材受金物を前記ボルトに装着して当該ボルトの露出する基部を覆い、次いで、非透水性のシートから成る第１の封止材としてのカバーシートを前記ボルトに装着し、前記封止材受金物の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シートに前記カバーシートを貼着し、更に、第２の封止材としてのシール座金を前記ボルトに装着して前記カバーシートのボルト挿通部分を覆い、当該カバーシートを介して前記封止材受金物にナットで前記シール座金を締め付けることを特徴とする屋根の設備支持用ボルトの取付方法に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設備支持用のボルト、封止材受金物、カバーシート、シール座金およびナットだけを主に使用して施工できるため、施工性を一層向上でき、また、設備支持用のボルトを躯体に直接固定するため、より大きな荷重支持力が得られる。そして、封止材受金物でボルトの基部を覆い、第１の封止材としてのカバーシートを貼着して封止材受金物と周囲の防水シートとの気密性を確保し、更に、第２の封止材としてのシール座金をカバーシートの上からナットで締め付け、封止材受金物とボルトとの微小な隙間を封止し、ボルトに沿った水の浸透を抑制できるため、防水シートの機能を損なうことなく、屋根の防水性能を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る屋根の設備支持用ボルトの取付構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る屋根の設備支持用ボルトの取付構造および取付方法に使用される主な部材を示す展開斜視図である。
【図３】防水シートの敷設例および設備支持用ボルトの配置例を一部破断して示す屋根の部分的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る屋根の設備支持用ボルトの取付構造（以下、「取付構造」と略記する。）及び屋根の設備支持用ボルトの取付方法（以下、「取付方法」と略記する。）の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、鉄筋コンクリート造、プレキャストコンクリート造、軽量気泡コンクリート造などのコンクリートで躯体が構築された建物の屋上等の屋根であって、コンクリート下地に防水シートが敷設された屋根に適用される。以下、屋根の一つであるビルの屋上に適用した形態について説明する。
【００１５】
図３に符号２で示す上記の防水シートとしては、例えば、主に塩化ビニルから成るシートが使用される。斯かる防水シート２は、塩化ビニル樹脂の多層構造、あるいは、これにガラス繊維層を介在させた構造を備えており、厚さを１．５〜３ｍｍ程度に設計されている。上記のような防水シート２は、ＪＩＳ  Ａ６００８「一般複合塩ビシート」に規格が定められており、例えば、菱興プラスチック社製の商品名「ダイヤフォルテ（登録商標）」として建築分野で広く使用されている。
【００１６】
図３に示すように、防水シート２は、防水シート固定用の金物である鋼板製の円板９を使用して屋上に敷設されている。円板９は、例えば鋼板の打抜き加工により、厚さが０．８ｍｍ、直径が８８ｍｍの逆浅皿状に形成され且つ中央にビス穴が設けられており、屋上のコンクリート下地１に対して１〜５個／ｍ２程度の割合でビスで固定されている。円板９の表面には、ホットメルト接着剤が塗布され、そして、防水シート２は、屋上面に展開した状態において表面から電磁誘導加熱装置によって円板９を加熱することにより、ホットメルト接着剤で円板９に貼着されている。
【００１７】
また、防水シート２の縁部は、表面にホットメルト接着剤が塗布された鋼板製の平板９１を使用し、上記と同様に躯体側に固定されており、フェンス部分の防水シート２の上縁部は、押え板９２によって水返し部分に固定され且つ封止されている。更に、コンクリート下地１の表面には、防水シート２とコンクリート下地１との熱的な絶縁を図るため、発泡ポリエチレンから成る厚さ２ｍｍ程度の下地シート２１が予め敷設されていてもよい。また、従前の断熱防水工法と同様に、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン、発泡フェノール等から成る断熱材が防水シート２とコンクリート下地１との間、または、下地シート２１とコンクリート下地１との間に敷設されてもよい。なお、防水シート２は、接着剤を使用した従前の湿式工法によっても敷設することができる。
【００１８】
先ず、上記の屋上における本発明の取付構造について説明する。図３において符号Ｓが本発明を適用したボルト取付部分を示している。本発明の取付構造は、図１及び図２に示すように、設備を配置すべき屋上の所定位置に開口されたボルト支持穴１ｃと、防水シート２を貫通させてボルト支持穴１ｃに固定された設備支持用のボルト３と、逆浅皿状に形成され且つボルト３の露出する基部を覆う状態で当該ボルトに装着された封止材受金物４と、非透水性のシートから成り且つボルト３に装着されて封止材受金物４の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シート２に貼着された第１の封止材としてのカバーシート５と、カバーシート５のボルト挿通部分を覆う状態にボルト３に装着され且つカバーシート５を介して封止材受金物４にナット６１で締め付けられた第２の封止材としてのシール座金６とを備えている。
【００１９】
ボルト支持穴１ｃは、設備に配置に準じて所定位置に所要の数だけ設けられる。ボルト支持穴１ｃは、後述するボルト固定材１０を充填するため、ボルト３の直径の１１０〜１３０％程度に相当する直径で開口され、その深さは、設備を取り付けるための長さと荷重支持力とを確保する観点から、ボルト３が５０ｍｍ程度埋設されるように設定されている。なお、ボルト支持穴１ｃは、防水シート２の敷設前に設けられてもよいし、後述するように既設の防水シート２の表面から開口されてもよい。
【００２０】
ボルト３は、ボルト支持穴１ｃに挿入され且つボルト固定材１０によって当該ボルト支持穴に鉛直に固定されている。ボルト３の仕様は、支持する設備によっても異なるが、例えば太陽電池モジュールを設置する場合、ボルト３としては、直径が８〜１２ｍｍ程度、長さが１００〜１５０ｍｍ程度のステンレス製または鋼製のボルトが使用される。ボルト３を固定するためのボルト固定材１０としては、エポキシアクリレート等の熱硬化性樹脂を使用でき、施工性、接着強度および耐候性の観点からは、２液型のエポキシ系接着剤が好ましい。
【００２１】
封止材受金物４は、後述する第１及び第２の封止材と協働的に作用して防水機能を発揮する鋼板製の部材であり、鋼板の打抜き加工により、例えば厚さが１．２ｍｍ、直径が６４ｍｍの逆浅皿状に形成されており、かつ、その中央に上記のボルト３の挿通穴が設けられている。封止材受金物４は、中央のボルト挿通穴に対し、ボルト支持穴１ｃに固定された上記のボルト３を相対的に挿通することにより、ボルト３の露出する基部を覆う状態で当該ボルトに装着されている。また、後述するカバーシート５を溶剤や熱風融着により接着するため、封止材受金物４の上面には、塩化ビニル樹脂等から成る接着層が塗布形成されていてもよい。
【００２２】
カバーシート５は、封止材受金物４の外周縁と防水シート２との境界を封止するために配置される。カバーシート５は、前述の防水シート２と同様の素材により、封止材受金物４よりも大きな直径、例えば１５０ｍｍの直径の円板状に形成され、かつ、その中央に上記のボルト３の挿通穴が設けられている。カバーシート５は、中央の挿通穴に対し、ボルト３を相対的に挿通することにより、封止材受金物４を覆う状態にボルト３に装着され、そして、テトラヒドロフラン、メチルケトン等の溶剤や熱風発生装置の熱風を使用して封止材受金物４の上面および封止材受金物４の外周側の防水シート２に接着されている。なお、カバーシート５の外周縁の防水シート２との境界部分は、更に、例えばテトラヒドロフランに塩化ビニルを添加して成るシール材によって封止されてもよい。
【００２３】
シール座金６は、封止材受金物４の中央のボルト挿通穴とボルト３との隙間を封止するために装着されている。シール座金６は、ステンレス等で短軸の逆有底円筒状に形成された金属製外套と、当該金属製外套よりも長さの長い短軸の円筒状に形成され且つ当該金属製外套に嵌め込まれたフッ素ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ等の軟質のゴム製シール材とから構成されている。
【００２４】
すなわち、シール座金６は、金属製外套の中央およびゴム製シール材の中央に各重畳するボルト挿通穴を備えており、かつ、ゴム製シール材は、その下端部が僅かにはみ出した状態に金属製外套に組み込まれている。そして、斯かるゴム製シール材は、ナット６１で締め付けた場合、その締め付けによるシール材の変形部分、換言すれば、はみ出し部分がカバーシート５及び封止材受金物４とボルト３との微小な隙間にかみ込むようになされている。
【００２５】
上記のナット６１は、ボルト３を中心として前述の封止材受金物４、カバーシート５及びシール座金６を固定し且つ当該シール座金を加圧するナットである。斯かるナット６１としては、通常のナットを使用することもできるが、温度変化にともなう素材の変形や躯体の振動による緩みを防止するため、好ましくは緩み止めナットが使用される。
【００２６】
上記の緩み止めナットとしては、バネであるフリクションリングをカシメ加工によりナット上面に一体化して構成されたいわゆるフリクションリング付きナットが挙げられる。斯かる緩み止めナットは、外れる方向に回動させた際、ボルトのねじ山に接するフリクションリングがねじ山に対してボルトの基端部へ向かう方向に応力を作用させ、当該応力とその反力によってねじ山を加圧することにより、摩擦トルクを発生させて外れる方向の回動を規制するように構成されている。上記のような緩み止めナットは、例えば、富士精密社製の商品名「Ｕナット」の名称で一般には機械部品として使用されている。
【００２７】
本発明の取付構造においては、ボルト３の先端側に設備を取り付けるようになされている。図１は、太陽電池モジュール取付用の架台をボルト３で支持した状態を例示したものであり、図中の符号８は、リップ溝型鋼から成るモジュールの架台を示している。すなわち、ボルト３には、装置受ナット７１、座金７２、座金７３、装置固定ナット７４が順次に螺着され、架台８は、その一側面の設けられたボルト挿通穴を利用してボルト３に固定されている。装置受ナット７１は、架台８の支持高さの調整および鉛直荷重を支持するためのナットであり、装置固定ナット７４は、架台８を締め付けるためのナットである。なお、装置固定ナット７４として、前述したものと同様の緩み止めナットを使用することにより、振動などによる緩みを防止できる。
【００２８】
次に、上記の取付構造を利用した前述の屋上における本発明の取付方法について説明する。本発明においては、先ず、設備を配置すべき屋上の所定位置にコンクリートドリルを使用して防水シート２の表面から前述のボルト支持穴１ｃを開口する。そして、ボルト支持穴１ｃにボルト固定材１０としてエポキシアクリレート系樹脂を充填してボルト３を挿入し、ボルト固定材１０を養生、硬化させてボルト３を鉛直に固定する。
【００２９】
次いで、前述の封止材受金物４をボルト３に装着し、ボルト３の露出する基部を封止材受金物４によって覆った後、非透水性のシートから成る前述の第１の封止材としてのカバーシート５をボルト３に装着する。そして、前述の溶剤または熱風発生装置の熱風を使用し、封止材受金物４の上面および当該封止材受金物の外周側の防水シート２にカバーシート５を接着する。
【００３０】
続いて、第２の封止材としてのシール座金６をボルト３に装着し、カバーシート５のボルト挿通部分を覆う。そして、ボルト３にナット６１を螺着し、カバーシート５を介して封止材受金物４に上記のシール座金６を締め付ける。斯かるナット６１の締め付けにより、シール座金６のゴム製シール材を変形させ、その変形部分をカバーシート５及び封止材受金物４とボルト３との隙間、すなわち、カバーシート５及び封止材受金物４のボルト挿通穴の内周部分にかみ込ませることができる。
【００３１】
上記のように、本発明によれば、設備支持用のボルト３、封止材受金物４、カバーシート５、シール座金６及びナット６１だけを主に使用して施工できるため、施工が極めて簡単であり、施工性を一層向上でき、工期を更に短縮することができる。また、設備支持用のボルト３を躯体に直接固定するため、より大きな荷重支持力を得ることができる。そして、封止材受金物４でボルト３の基部を覆い、第１の封止材としてのカバーシート５を貼着して封止材受金物４と周囲の防水シート２との気密性を確保し、更に、第２の封止材としてのシール座金６をカバーシート５の上からナット６１で締め付け、封止材受金物４とボルト３との微小な隙間を封止してボルト３に沿った水の浸透を抑制できるため、防水シート２の機能を損なうことなく、屋上の防水性能を確実に維持することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ：コンクリート下地
１０：ボルト固定材
１ｃ：ボルト支持穴
２  ：防水シート
２１：下地シート
３  ：ボルト
４  ：封止材受金物
５  ：カバーシート
６  ：シール座金
６１：ナット
７１：装置受ナット
７４：装置固定ナット
８  ：架台
９  ：円板
９１：平板
９２：押え板
Ｓ  ：ボルト取付部分
【図１】
2011226180.tif 000003
【図２】
2011226180.tif 000004
【図３】
2011226180.tif 000005