(57)【要約】【課題】大型で重量がある構造体を建造物の屋根に設置するのに好適な太陽光利用装置において、雨水の浸入を防止でき、かつ低コストで作業性に優れた太陽電池パネルの支持構造を提供すること。【解決手段】屋根下地２上に瓦３が多数配設された瓦屋根に設置する太陽光利用装置Ｓの固定構造であって、屋根下地２の所定位置に太陽光利用装置Ｓを支える支持部材５を設けるとともに、支持部材５を瓦３と同一外観をなし貫通孔４ｂを備えた金属成型瓦４で覆い、支持部材５と太陽光利用装置Ｓとを金属成型瓦４の貫通孔４ｂを通じて固定するように構成したことを特徴とする。【選択図】　図１
2004003132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根下地上に瓦が多数配設された瓦屋根に設置する太陽光利用装置の固定構造であって、前記屋根下地の所定位置に前記太陽光利用装置を支える支持部材を設けるとともに、前記瓦と同一外観をなし貫通孔を備えた金属成型瓦で前記支持部材を覆い、且つ前記支持部材と前記太陽光利用装置とを前記金属成型瓦の貫通孔を通じて固定するように構成したことを特徴とする太陽光利用装置の固定構造。
【請求項２】
前記支持部材の前記屋根下地からの高さを調節可能な機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光利用装置の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅家屋等の建造物の屋根に設置する太陽電池パネルや太陽熱温水器等の集熱及び／または発電を行なう太陽光利用装置の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池パネルや太陽熱温水器等から成る構造体を家屋の屋根に設置する太陽光利用装置において、ステンレス線などのワイヤの基端を構造体の四隅に連結し、さらに屋根の周囲部などに連結することにより、構造体の屋根への固定を行っていた。
【０００３】
しかし、太陽電池パネルを屋根瓦だけで支持すると、太陽電池パネルに吹き付ける強風で屋根瓦が割れたり、ずれ落ちたりするおそれがあるので、太陽電池パネルを屋根瓦の下の野地板等の屋根構造体によって支持する必要がある。
【０００４】
最近では、図９（ａ）に示すように、太陽電池パネルを屋根構造体に直接支持する一方法として、薄手の金具１１の一端を隣接する瓦と瓦の重ね合わせ部を通して瓦の下の野地板まで導き入れて固定し、瓦の表面に出した金具の他端に太陽電池パネルまたは同パネルの支持部材を固定する方法が知られている。
【０００５】
他の支持方法として、図９（ｂ）に示すように、屋根瓦の代わりに、屋根瓦に類似の形状を有するアルミ合金製などの台座を野地板の上に葺設して固定し、この台座で太陽電池パネルを支持する方法が知られている。
【０００６】
さらに、太陽電池パネルの施工時に屋根瓦に貫通孔を加工し、加工した貫通孔に金具を通して野地板に固定し、この金具で太陽電池パネルを支持する方法も知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、薄手の金具を瓦と瓦の重ね合わせ部に通して野地板等に固定する場合、金具が薄手であっても瓦の重ね合わせ部に隙間が生じ、この隙間から雨水が浸入する。瓦と類似の形状を有するアルミ合金製などの台座を使用する方法は台座のコストが高くなるとともに取付け工数もかかる。
【０００８】
また、瓦に金具を通すための貫通孔を瓦の施工時に加工する方法では、割れ易い瓦に現場で貫通孔を加工する作業に手間がかかるうえ、貫通孔から雨水が浸入するといった問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明では従来の上述した諸問題に鑑み案出されたものであって、特に太陽電池パネルや太陽熱温水器等の大型で重量がある構造体を建造物の屋根に設置するのに好適な太陽光利用装置において、雨水の浸入を防止でき、かつ低コストで作業性に優れた太陽電池パネルの支持構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるために、本発明の太陽光利用装置の固定構造は、屋根下地上に瓦が多数配設された瓦屋根に設置する太陽光利用装置の固定構造であって、前記屋根下地の所定位置に前記太陽光利用装置を支える支持部材を設けるとともに、前記瓦と同一外観をなし貫通孔を備えた金属成型瓦で前記支持部材を覆い、且つ前記支持部材と前記太陽光利用装置とを前記金属成型瓦の貫通孔を通じて固定するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また特に、前記支持部材の前記屋根下地からの高さを調節可能な機構を備えたこととする。
【００１２】
例えば、建造物の屋根下地に配設した支持用屋根瓦上に、太陽光を受光して発電や集熱等を行う構造体を固定して成る太陽光利用装置の固定構造において、屋根下地の所定位置に設けた支持部材の太陽光利用装置固定部位が、該支持部材を覆う金属成型瓦に設けた貫通孔を通して屋根上面へ延出し、該貫通孔はシーリング部材を介して挟持することにより防水性を得るとともに太陽光利用装置を支持する構造であることを特徴とする。
【００１３】
ここで、屋根下地とは通常の板体だけでなく、板体上に布地にアスファルトなどを含浸させたものを敷いたり、ゴム製のシート等を敷いたりする、いわゆるルーフィングを施したものなども含むものとする。支持部材は、ステンレス鋼、表面処理鋼、アルミニウム合金などからなる金属製とすれば加工が容易である上、耐久性に優れ、強度も十分に確保することができる。
【００１４】
また、支持部材は屋根下地に釘、ビスにより屋根下地に固定するが、固定位置が選択できるよう複数の固定孔を設けると更に取付けの自由度が向上できる。金属成型瓦は、ステンレス鋼、表面処理鋼、アルミニウム合金などからなる金属板とすれば加工が容易である上、耐久性に優れ、強度も十分に確保することができる。
【００１５】
また、一般に屋根下地面を精密に施工することは不可能であり、程度の大小はあるものの起伏が生じる。支持部材が太陽光利用装置固定部位の屋根下地からの高さを調節可能な機構を備えることにより屋根下地面に起伏が生じても太陽光利用装置には起伏が生じないよう調節が可能である。
【００１６】
また、構造体は特に太陽電池パネルもしくは太陽熱温水器のように大型で重量物である場合にも効果的である。
【作用】
例えば、建造物屋根に太陽電池パネルや太陽熱温水器等の構造体を設置する場合、このような構造体の設置を行う屋根下地の所定領域（例えば構造体の四隅近傍）に、予め支持部材を設ける。そして、この支持部材を覆うように金属成型瓦を設置するとともに、支持部材の表側に延出した部分に構造体を固定するのである。
【００１７】
これにより、従来の薄手の金具を瓦と瓦の重ね合わせ部に通して野地板等に固定する場合に生じた瓦の重ね合わせ部の隙間からの雨水の浸入も予め金属成型瓦の形状を周囲に使用する屋根材の形状に沿うように設計することで解消される。また、瓦と類似の形状を有するアルミ合金製などの台座を使用する方法に比べ、部材の使用量、重量を抑えることができ、取付け工数も抑えられる。
【００１８】
また、瓦に金具を通すための貫通孔を瓦の施工時に加工する方法に比べ、金属成型瓦として予め精密に加工することにより貫通部よりの雨水などの浸入を抑えることができる。
【００１９】
さらに、新築家屋はもちろん既築の家屋の屋根においても、金属成型瓦の脱着作業が容易に行うことが可能であり、現場作業も楽に且つ迅速に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る太陽光利用装置の固定構造の一実施形態について、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、家屋の屋根に太陽電池パネルや太陽熱温水器などの太陽光利用装置Ｓを構成する構造体（本体）１を設置した実施形態について説明する。野地板等の屋根下地２上に、一般の平板型陶器瓦である屋根瓦３と周辺の取合い形状がこれと同一形状（同一外観）の専用で貫通孔４ｂを備えた金属成型瓦４とが配設されている。また、金属成型瓦４が配設されている部位の屋根下地２の所定位置には、支持部材５がビス、釘などで直接又はスペーサー６を介して固定されている。このように、支持部材５と太陽光利用装置Ｓとを金属成型瓦４の貫通孔４ｂを通じて固定するように構成されている。
【００２２】
ここで、支持部材５の構造体固定部５ａは、図３に示すように、金属成型瓦４上面に設けた貫通孔４ｂを通して金属成型瓦４の上面より上部に延出している。また、金属成型瓦４および支持部材５は、強度上必要な間隔で配置されている。
【００２３】
そして、金属成型瓦４の上面より上部に延出している支持部材５の構造体固定部５ａには柱状の第１架台７が取り付けられている。支持部材５上面と金属成型瓦４下面との間及び／または金属成型瓦４上面と第１架台７下面との間には、シーリング材８を挟持する。さらに、この第１架台７に太陽電池パネルや太陽熱温水器などの構造体１を載置した柱状の第２架台９が固定されて太陽光利用装置Ｓが構成されている。
【００２４】
次に、この太陽光利用装置Ｓの固定構造における各構成部材について説明する。金属成型瓦４は図３に示すように、その表面外形が本実施形態では平板型陶器瓦とほぼ同一外観であり、上面中央部に第１架台７を受ける台座４ａを設けるとともに台座中央部には支持部材５の構造体固定部５ａの貫通孔４ｂが設けてある。金属成型瓦４は、表面処理または／および塗装を施した鋼鈑、ステンレス鋼鈑、アルミニウム合金板などの金属板からなり、加工性、耐久性が良好であるだけでなく、薄板を使用しており材料使用量、重量が小さい。また、支持部材５は表面処理及び／または塗装を施した鋼鈑、ステンレス鋼鈑、アルミニウム合金などの金属からなり加工性、耐久性が良好である。
【００２５】
次に、この太陽光利用装置Ｓの施工手順を説明する。新築の場合、まず通常の屋根瓦を図４に示すような屋根下地２の上に配設された瓦桟１０に掛けながら葺いていき、太陽光利用装置Ｓを設置する位置には、屋根下地２に支持部材５を釘、ビスなどにより固定する。
【００２６】
その後、金属成型瓦４を施工する。すなわち、通常の屋根瓦３と同様に瓦桟に掛けていくとともに、支持部材５の構造体固定部５ａを台座４ａ中央の貫通孔４ｂに通す。
【００２７】
次に、屋根流れ方向に、第１架台７を支持部材５の構造体固定部５ａに固定する。そして、この第１架台７上に第１架台７と直交する第２架台９を取り付け、さらにこの第２架台９上に太陽電池パネルや太陽熱温水器などの構造体１を載置し固定する。なお、この実施形態のように、第１架台７に構造体１を載置する第２架台９を取り付けてもよいが、第１架台７に直接構造体１を取り付けるようにしてもよい。
【００２８】
次に、他の実施形態について説明する。前述の実施形態では平板型陶器瓦の屋根に設置する例を示したが、その他の形状の屋根材、例えば和瓦の屋根に設置する場合には、図５に示すように、周辺屋根材との取合い部分が同一外形の金属成型瓦１４を用意すればよい。その場合でも支持部材５は共通の形状でよい。
【００２９】
また、図６に示すように、支持部材５が第１架台７の固定位置を調節できる機構を有すれば、屋根下地の起伏を吸収して第１架台７を取付けることが可能である。
【００３０】
また、支持部材５を図７に示すような構造にすることにより支持部材５は上面からの荷重により伸縮するような機構を有することになる。ここで、図７（ａ）に示した支持部材はステンレス鋼鈑、表面処理を施した鋼鈑などから形成されておりＳ字部分１５の弾性により上面からの荷重を本体の伸縮で吸収することができる。また、図７（ｂ）に示した支持部材はアルミニウム合金の押出し材で形成されており開口部１２、１２’を設けていることにより、上下のフランジ部１３、１３’が接するまで本体の弾性により上面からの荷重を吸収することができる。本体取付部に形成した立上り部１４、１４’は本体の強度を増すための補強構造である。このように支持部材５が上面からの荷重により伸縮するような機構を有すれば、薄板で構成された金属成型瓦４は容易に追従して上下するため屋根下地の起伏を自動的に吸収して第１架台７を取付けることが可能である。これにより積雪荷重や風荷重を受けたときにも特定の支持部材に集中して荷重を受けることが防げ、屋根下地の破損を防止することができる。
【００３１】
さらに、従来より行われている薄手の金具１１を瓦と瓦の重ね合わせ部に通して野地板等に固定する方式（図９（ｂ））に、本発明の支持構造に使用する金属成型瓦４を図８のように使用することもできる。
【００３２】
なお、構造体１として太陽電池パネルや太陽熱温水器の例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば小型の太陽電池モジュール、太陽光の反射装置、または観測機器等としてもよい。また、金属成型瓦、支持部材の材質、構造等もこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し、実施が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽光利用装置の固定構造によれば、以下に示す優れた効果を奏することができる。
【００３４】
金属成型瓦は通常の瓦形状に合わせて容易に形成できることから、周囲の通常屋根材との取合いが良好で雨漏りの心配がない。
【００３５】
また、金属成型瓦は薄板を使用するため材料の使用量を抑えられるとともに軽量であるため取り扱いが容易である。
【００３６】
また、金属成型瓦と支持部材が別体となっているとともに、係止部分が背面に隠れることもないことから、新築家屋はもちろん既築の家屋の屋根においても、金属成型瓦、支持部材の脱着作業が容易に行うことが可能であり、現場作業も楽に且つ迅速に行うことができる。
【００３７】
さらに、支持部材に高さ調整の機構を備えることにより、屋根下地の起伏に関わらず太陽光利用装置を起伏なく設置でき、特定の支持部材に集中して荷重が掛かることを防げるため、屋根下地の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態を模式的に示した側面図（一部断面図）である。
【図２】本発明に係る一実施形態を示した詳細側面図（一部断面図）である。
【図３】本発明に係る金属成型瓦を説明する斜視図である。
【図４】屋根下地に形成した支持部材を説明する一部を省略した斜視図である。
【図５】金属成型瓦の他の実施形態を説明する斜視図である。
【図６】固定位置を調節する機構を有する支持部材の一実施形態を説明する斜視図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ伸縮可能な機構を有する支持部材の実施形態を説明する斜視図である。
【図８】本発明の金属成型瓦を利用した応用例を説明する側面図（一部断面図）である。
【図９】（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来の太陽光利用装置の固定構造を模式的に示した側面図（一部断面図）である。
【符号の説明】
１：構造体
２：屋根下地
３：屋根瓦
４，１４：金属成型瓦
４ａ：台座
４ｂ：貫通孔
５：支持部材
５ａ：構造体固定部
６：スペーサー
７：第１架台
８：シーリング材
９：第２架台
１０：瓦桟
１１：従来の薄手の金具
１２：開口部
１３：フランジ部
１４：立上り部
Ｓ：太陽光利用装置
【図１】
2004003132.tif 000003
【図２】
2004003132.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004003132.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004003132.tif 000008
【図７】
2004003132.tif 000009
【図８】
2004003132.tif 000010
【図９】
2004003132.tif 000011