ソーラーシステムの取付構造及び取付プレート
【課題】施工が容易でソーラーシステムを安定して支持することが可能なソーラーシステムの取付構造及び取付プレートを提供する。
【解決手段】傾斜した屋根Ｒにソーラーシステム１を取り付けるためのソーラーシステム１の取付構造であって、水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚のスレートＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２の間に挿入された挿入部１１と上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出してソーラーシステム１に取り付けられた取付部１２とを有する取付プレート１０と、中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間であって下側のスレートＳ１の水上側に配置されたスペーサ５０と、を備え、挿入部１１は、当該挿入部１１と中央のスレートＳ２とスペーサ５０とを貫通するビス１９によって屋根下地Ｒ１に固定されている。
【解決手段】傾斜した屋根Ｒにソーラーシステム１を取り付けるためのソーラーシステム１の取付構造であって、水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚のスレートＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２の間に挿入された挿入部１１と上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出してソーラーシステム１に取り付けられた取付部１２とを有する取付プレート１０と、中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間であって下側のスレートＳ１の水上側に配置されたスペーサ５０と、を備え、挿入部１１は、当該挿入部１１と中央のスレートＳ２とスペーサ５０とを貫通するビス１９によって屋根下地Ｒ１に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネルを備えるソーラーシステムを屋根に取り付けるためのソーラーシステムの取付構造及び取付プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ソーラー発電パネルやソーラー温水パネルなどの太陽光パネルを備えるソーラーシステムは、建物の屋根に設置されることが多い。ソーラーシステムは風圧などによる浮き上がり力に負けないように屋根下地にしっかりと取り付ける必要がある。
例えば、特許文献１には、屋根下地に立設した支柱の先端にレールを取り付け、このレール上に太陽光パネルを取り付けるソーラーシステムの取付構造が開示されている。このソーラーシステムの取付構造では、支柱を突出させるための開口部を瓦に設けるとともに、開口部をカバーするカバー部材を支柱に嵌装させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３３３８２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のソーラーシステムの取付構造では、瓦に開口部を予め形成する特殊加工が必要になる。また、支柱を設置した場所とそれ以外の場所で瓦を使い分ける必要があり、施工が煩雑になる。さらに、スレート瓦のように被覆材が複数重なる構造の屋根に適用するのは困難であった。また、カバー部材を支柱に嵌装するだけでは、止水が不十分になりやすいため、不定形シーリング材などを用いて防水工事を別途行なう必要がある。そのため、特許文献１に記載の構造では、製造や施工に手間がかかってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、施工が容易でソーラーシステムを安定して支持することが可能なソーラーシステムの取付構造及び取付プレートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、傾斜した屋根にソーラーシステムを取り付けるためのソーラーシステムの取付構造であって、水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材と、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入された挿入部と上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられた取付部とを有する取付プレートと、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を備え、前記挿入部は、当該挿入部と中央の前記被覆材と前記スペーサとを貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、水下側の端部が露出するようにずらしながら傾斜した屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材を備える屋根にソーラーシステムを取り付けるための取付プレートであって、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入される挿入部と、上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられる取付部と、を有し、前記挿入部は、当該挿入部と、中央の前記被覆材と、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、３枚の被覆材のうちの上側の被覆材と中央の被覆材の間に、取付プレートの挿入部が挿入されるとともに、下側の被覆材と屋根下地との間にスペーサが設置され、この挿入部と中央の被覆材とスペーサとを貫通する固定具によって取付プレートが屋根下地に固定されている（固定される）ので、取付プレートを屋根下地に容易に固定することができる。
なお、「被覆材を貫通」とは、隣接する被覆材同士の目地部を貫通する場合も含むものとする。
【０００９】
また、このような構成によれば、取付プレートの取付部に取り付けられたソーラーシステムが風圧によって浮き上がり力を受けて、挿入部のうち固定具が貫入されている部分に曲げモーメントが生じ、中央の被覆材に下向きの反力が作用した場合に、中央の被覆材と屋根下地との間にスペーサが設置されているので、中央の被覆材が沈み込んだり破損したりすることがない。そのため、ソーラーシステムを安定して支持することができる。
【００１０】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有する構成とするのがよい。
【００１１】
このような構成によれば、立ち上り部によって延出部を上方に配置することができるので、中央の被覆材と延出部との間に、ソーラーシステムの固定具の一部（例えばボルトの頭部）を収容する空間を形成することができる。また、ソーラーシステムを延出部に固定したときに、ソーラーシステムと被覆材とが接触することを防止することができる。
【００１２】
前記取付プレートは、前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブを有する構成とするのがよい。
【００１３】
このような構成によれば、ソーラーシステムが風圧によって浮き上がり力を受けて、取付プレートに曲げモーメントが作用した場合に、リブによって挿入部と取付部の剛性を高めることで、両者の変形を抑制することができる。これにより、ソーラーシステムを安定して支持することができる。
なお、挿入部のうち固定具が貫入されている部分に大きな曲げモーメントが作用するので、この部分よりも水上側までリブを延設するのが好ましい。
【００１４】
前記取付プレートは、前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部を有する構成とするのがよい。
【００１５】
このような構成によれば、取付プレートを設置する際に、中央の前記被覆材の水上側の端部に係合部が係合する（引っ掛かる）ので、取付プレートが滑り落ちることがない。そのため、傾斜した屋根上での施工作業が容易になる。
【００１６】
前記挿入部を跨いで中央の前記被覆材の上に配置され、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材との隙間を塞ぐ発泡シートをさらに備える構成とするのがよい。
【００１７】
このような構成によれば、挿入部を跨いで中央の被覆材の上に発泡シートが配置されているので、上側の被覆材と中央の被覆材との隙間が発泡シートによって塞がれることとなる。そのため、風によって吹き上げられた雨水等が上側の被覆材と中央の被覆材との隙間に入り込むことを抑制することができる。
【００１８】
前記取付プレートは、前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部を有し、下側の前記被覆材と前記屋根下地の間には、他のスペーサが設置され、前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、前記他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されている構成とするのがよい。
【００１９】
このような構成によれば、取付部からさらに水下側に延出して中央の被覆材の上面に当接する当接部が、当該当接部と中央の被覆材と下側の被覆材と他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって屋根下地に固定されているので、ソーラーシステムに取り付けられる取付部が両側から支持されることになる。そのため、取付部を片持ち支持する場合に比較して、取付プレートの支持剛性を高めることができ、例えば、取付プレートを薄型化することが可能になる。また、取付プレートの設置箇所を削減することができるので、防水欠損部を少なくして防水上のリスクを低減することができるとともに、施工の省力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、施工が容易でソーラーシステムを安定して支持することが可能なソーラーシステムの取付構造及び取付プレートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ソーラーシステムの取付構造を備える屋根の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１のII−II線断面図である。
【図４】取付プレートの構造図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。
【図５】図２のＡ部を拡大して示した断面図である。
【図６】中央のスレートの上に取付プレートと発泡シートを設置した状態を示した平面図である。
【図７】ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の断面図、（ｂ）は第２段階の断面図、（ｃ）は第３段階の断面図である。
【図８】ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の平面図、（ｂ）は第２段階の平面図、（ｃ）は第３段階の平面図である。
【図９】変形例に係るソーラーシステムの取付構造の断面図である。
【図１０】変形例に係るスペーサ及び防水シートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、勾配屋根上にソーラーシステムを取り付ける場合を例に挙げて説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、方向を説明する場合、勾配の上側を「水上側」と称し、勾配の下側を「水下側」と称する。
【００２３】
図１は、ソーラーシステムの取付構造を備える屋根の平面図である。図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図である。図３は、図１のII−II線断面図である。
図１に示すように、ソーラーシステム１は、太陽光を利用して発電や温水生成等を行なう装置であり、支持体である屋根Ｒの上に設置されている。本実施形態では、ソーラーシステム１は、屋根Ｒの表面から上方に離間した位置に整列配置された複数のソーラー発電パネル２と、ソーラー発電パネル２を支持する下地フレーム３と、を有している。そして、ソーラーシステム１（より詳しくは下地フレーム３）は、取付プレート１０によって屋根Ｒの屋根下地Ｒ１に固定されている。
【００２４】
屋根Ｒは、屋根下地Ｒ１と、屋根下地Ｒ１を被覆する複数のスレートＳ，Ｓ・・・と、を備えている。
被覆材であるスレートＳは、例えば、粘板系、セメント系、金属系等の板状部材の中から適宜選択して用いることができる。スレートＳは、水下側の端部Ｓｄが露出するようにずらしながら屋根下地Ｒ１上に互いに重ねて配置されている。なお、以下の説明においては、取付プレート１０に関わる３枚のスレートＳを、下側から順にスレートＳ１、スレートＳ２、スレートＳ３と称する場合がある。
屋根下地Ｒ１は、図２に示すように、面材Ｒ２と、面材Ｒ２を支持する垂木Ｒ３とを備えている。
【００２５】
図１に示すように、ソーラー発電パネル２は、太陽光によって発電を行なう部材であり、屋根Ｒの勾配方向と、屋根面に沿って勾配方向と直交する左右方向とに沿って、それぞれ複数枚配置されている。ソーラー発電パネル２は、屋根Ｒ上に敷設された下地フレーム３上に固定されている。
なお、ソーラー発電パネル２に替えて、太陽光で温水を生成するソーラー温水パネル（図示省略）を設置してもよい。
【００２６】
下地フレーム３は、図１に示すように、左右方向に互いに間隔を空けて、勾配方向に沿って延在して配置されている。下地フレーム３は、２本で一つのソーラー発電パネル２を支持している。下地フレーム３は、アルミニウム製またはステンレス製のプレート、あるいは防錆処理が施された鋼製プレートを屈曲させて形成されており、幅方向中間部を中心として対称形状になっている。
下地フレーム３は、図２、図３に示すように、上向きに開口する断面視略コ字状の部材であり、その開口部には内向きに延出する断面視略Ｊ字状のフランジ３１，３１が形成されている。下地フレーム３は、適所においてボルトＢ及びナットＮを介して取付プレート１０に固定されている。下地フレーム３には、ソーラー発電パネル２を下地フレーム３に固定するための固定金具４が取り付けられている。
【００２７】
固定金具４は、図２、図３に示すように、下地フレーム３の凹溝内に配置されたベース金具４１と、隣り合うソーラー発電パネル２同士の間に配置された押さえ金具４２と、両者を連結するボルトＢ及びナットＮと、を主に有している。ベース金具４１は、下向きに開口する断面視略コ字状の短尺部材である。押さえ金具４２は、上向きに開口する断面視略Ｕ字状の部材である。押さえ金具４２は、側壁４２ｂ，４２ｂの上端に、外向きに延出するフランジ４２ｃ，４２ｃを有している。ベース金具４１の上壁４１ａ及び押さえ金具４２の下壁４２ａには、ボルトＢの軸部を挿通するための貫通孔が形成されている。この貫通孔に挿通したボルトＢをベース金具４１の下側に配置したナットＮに締結すると、ベース金具４１の上壁４１ａが下地フレーム３のフランジ３１，３１に当接するとともに、押さえ金具４２のフランジ４２ｃ，４２ｃがソーラー発電パネル２の縁部に当接する。これにより、ソーラー発電パネル２が下地フレーム３に固定されることになる。
【００２８】
図４は、取付プレートの構造図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。
取付プレート１０は、ソーラーシステム１を屋根Ｒに固定するための部材である。取付プレート１０は、例えばアルミニウム製またはステンレス製のプレート、あるいは防錆処理が施された鋼製プレートを屈曲させて形成されている。取付プレート１０は、図１、図２に示すように、水上側が上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間に配置されているとともに、水下側が上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出している。取付プレート１０は、挿入部１１と、取付部１２と、係合部１３と、を主に備えている。
【００２９】
挿入部１１は、図２乃至図４（主に図４）に示すように、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間に挿入される平板状の部位である。挿入部１１の水下側には、固定具であるビス１９を挿通するためのビス孔１１ａが形成されている。挿入部１１は、ビス１９によって屋根下地Ｒ１に固定されている。また、挿入部１１は、水下側に４本のリブ１１ｂを有している。リブ１１ｂは、ビス孔１１ａ付近から水下側の端部にかけて上向きに膨出形成されている。これにより、ビス孔１１ａ付近の剛性が向上する。なお、リブ１１ｂは、取付部１２の後記する立ち上り部１４まで延設されている。
【００３０】
取付部１２は、上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出してソーラーシステム１に取り付けられる部位である。取付部１２は、立ち上り部１４と、延出部１５と、補強壁１６，１６と、を有している。
【００３１】
立ち上り部１４は、挿入部１１の水下側の端部から略直角に立ち上がる部位である。立ち上り部１４には、挿入部１１から連続するリブ１１ｂが膨出形成されている。これにより、挿入部１１と立ち上り部１４との屈曲部位の剛性が向上する。
【００３２】
延出部１５は、立ち上り部１４の上端部から水下側に延出する部位である。延出部１５の中央部位には、ボルトＢを挿通するための貫通孔１５ａが形成されている。延出部１５は、中央のスレートＳ２の水下側の端部よりも上側に配置されている。これにより、下地フレーム３を延出部１５に取り付けたときに、スレートＳと下地フレーム３との間に隙間を設けることができる。なお、延出部１５の下側の空間には、ボルトＢの頭部が配置（収容）されている（図２、図３参照）。
【００３３】
補強壁１６，１６は、立ち上り部１４の左右端部と延出部１５の左右端部とをそれぞれ連結する壁状の部位である。これにより、立ち上り部１４に対する延出部１５の剛性が向上する。
【００３４】
係合部１３は、挿入部１１の水上側の端部を下向きに折り曲げて突出形成した壁状の部位である。係合部１３は、中央のスレートＳ２の水上側の端部に係合して（引っ掛かって）、施工時に取付プレート１０が落下するのを防止する機能を有する。これにより、取付プレート１０の施工が容易になる。
【００３５】
図５は、図２のＡ部を拡大して示した断面図である。
中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間であって、下側のスレートＳ１の水上側には、スペーサ５０が配置されている。スペーサ５０は、側面視台形状を呈する樹脂製の部材である。スペーサ５０は、独立気泡型発泡体（例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等）で構成されている。スペーサ５０は、製材や樹脂成型品などを使用することができる。スペーサ５０は、取付プレート１０をビス１９で屋根下地Ｒ１に取り付けた際に、中央のスレートＳ２が折れ曲がるのを防止する機能を有する。スペーサ５０の上面は、中央のスレートＳ２の下面と略同一の勾配となるように傾斜している。
【００３６】
スペーサ５０の下側には、防水シートＰ１が敷設されている。防水シートＰ１は、下側のスレートＳ１の下方にまで延設されている。
また、取付プレート１０と中央のスレートＳ２との間であって、ビス１９が打ち込まれる部分の周囲には、防水シートＰ２が敷設されている。
防水シートＰ１，Ｐ２は、例えば、金属性材料との馴染みがよいブチルシートなどで構成されている。これにより、ビス１９の周囲の防水が図られる。
【００３７】
ビス１９は、取付プレート１０を屋根下地Ｒ１に固定する固定具である。ビス１９は、上から順番に、取付プレート１０（挿入部１１）、防水シートＰ２、中央のスレートＳ２、スペーサ５０、防水シートＰ１、を貫通して屋根下地Ｒ１に螺合している。なお、ビス１９は、スレートＳを屋根下地Ｒ１に釘打ち固定するための釘孔（図示せず）や、隣接するスレートＳ同士の目地部等を利用して、スレートＳ２を貫通している。
【００３８】
図６は、中央のスレートの上に取付プレートと発泡シートを設置した状態を示した平面図である。
発泡シート６０は、中央のスレートＳ２と上側のスレートＳ３（図５参照）の間の隙間を塞ぐ部材であり、例えば発泡ウレタンなどの発泡性樹脂材料で構成されている。発泡シート６０は、図６に示すように、取付プレート１０の挿入部１１を左右に跨ぐようにして、中央のスレートＳ２の上に配置されている。発泡シート６０は、上側のスレートＳ３に押圧されることで、取付プレート１０の挿入部１１や防水シートＰ２の表面形状に馴染むように変形して隙間を塞ぎ、雨水等の浸入を抑制する（図３参照）。
【００３９】
本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造及び取付プレート１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、ソーラーシステム１の取付構造の施工方法について説明する。
図７は、ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の断面図、（ｂ）は第２段階の断面図、（ｃ）は第３段階の断面図である。図８は、ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の平面図、（ｂ）は第２段階の平面図、（ｃ）は第３段階の平面図である。
【００４０】
第１段階では、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、面材Ｒ２の上に防水シートＰ１を敷設し、さらに防水シートＰ１の上に下側のスレートＳ１とスペーサ５０とを設置する。
【００４１】
第２段階では、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、まず、スペーサ５０と下側のスレートＳ１の上に、中央のスレートＳ２を敷設する。このとき、下側のスレートＳ１の水下側の端部が露出するように、中央のスレートＳ２を水上側にずらして設置する。また、図８（ｂ）に示すように、左右端部の目地がずれるように、下側のスレートＳ２に対して、中央のスレートＳ２を左右方向にずらして設置する。
【００４２】
次に、中央のスレートＳ２の上に防水シートＰ２を敷設し、防水シートＰ２の上に取付プレート１０を設置する。このとき、取付プレート１０の係合部１３を、中央のスレートＳ２の水上側の端部に引っ掛けることにより、取付プレート１０の滑落を防止することができる。
【００４３】
次に、取付プレート１０をビス１９で屋根下地Ｒ１に固定する。より詳しくは、取付プレート１０の挿入部１１に設けたビス孔１１ａ（図４（ａ）参照）にビス１９をあてがい、電動ドライバなどの工具を用いて屋根下地Ｒ１に向けてビス１９をもみ込むことで、防水シートＰ２、中央のスレートＳ２、スペーサ５０、防水シートＰ１、をこの順序で貫通させて、ビス１９を屋根下地Ｒ１に貫入させる。このとき、中央のスレートＳ２の下側にスペーサ５０が配置されているので、中央のスレートＳ２が凹んだり割れたりすることを抑制できる。
なお、ビス１９は、図８（ｂ）に示すように、隣接する中央のスレートＳ２同士の目地部を貫通するように設置するのがよい。
【００４４】
第３段階では、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示すように、発泡シート６０を、取付プレート１０の挿入部１１を左右に跨ぐようにして、中央のスレートＳ２の上に配置する。そして、発泡シート６０の上に上側のスレートＳ３を設置する。これにより、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間の隙間が発泡シート６０によって塞がれることになる。
【００４５】
その後、図２に示すように、取付プレート１０の取付部１２に下地フレーム３をボルトＢ及びナットＮで締結し、下地フレーム３にソーラー発電パネル２を固定金具４で固定することによって、ソーラーシステム１の取付構造が完成する。
【００４６】
続いて、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造及び取付プレート１０の作用効果について説明する。
【００４７】
本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、３枚のスレートＳ１，Ｓ２，Ｓ３のうちの上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２の間に、取付プレート１０の挿入部１１が挿入されるとともに、下側のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間にスペーサ５０が設置され、この挿入部１１と中央のスレートＳ２とスペーサ５０とを貫通するビス１９によって取付プレート１０が屋根下地Ｒ１に固定されるので、スレートＳに開口部や切り欠き部を形成する必要がなく、取付プレート１０を屋根下地Ｒ１に容易に固定することができる。
【００４８】
また、このような構成によれば、取付プレート１０の取付部１２に取り付けられたソーラーシステム１が風圧によって浮き上がり力を受けて、挿入部１１のうちビス１９が貫入されている部分に曲げモーメントが生じ、中央のスレートＳ２に下向きの反力が作用した場合に、中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間にスペーサ５０が設置されているので、中央のスレートＳ２が沈み込んだり破損したりすることがない。そのため、ソーラーシステム１を安定して支持することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、中央のスレートＳ２の下側に微弾性を有する独立発泡体からなるスペーサ５０を備えるとともに、スペーサ５０のさらに下側にブチルシート等で構成された防水シートＰ１を備えているので、ビス１９などの固定具による貫通部の防水性能をより確実にすることができる。
【００５０】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、立ち上り部１４によって延出部１５を上方に配置することができるので、中央のスレートＳ２と延出部１５との間にボルトＢの頭部を収容する空間を形成することができる。また、延出部１５は、上側のスレートＳ３よりも上方に配置されているので、ソーラーシステム１（より詳しくは下地フレーム３）を延出部１５に固定したときに、ソーラーシステム１と上側のスレートＳ３とが接触することを防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、挿入部１１から取付部１２（より詳しくは立ち上り部１４）に亘って突設されたリブ１１ｂを有しているので、ソーラーシステム１が風圧によって浮き上がり力を受けて、取付プレート１０に曲げモーメントが作用した場合に、リブ１１ｂによって挿入部１１と取付部１２の剛性を高めることで、両者の変形を抑制することができる。これにより、ソーラーシステム１を安定して支持することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、リブ１１ｂが、挿入部１１のビス孔１１ａよりも水上側まで延設されているので、固定部であるビス孔１１ａ付近に大きな曲げモーメントが作用した場合でも、挿入部１１の変形を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、取付プレート１０を設置する際に、中央のスレートＳ２の水上側の端部に係合部１３を引っ掛けることができるので、取付プレート１０を仮止めしなくても滑り落ちることがない。そのため、傾斜した屋根Ｒ上での施工作業が容易になる。
【００５４】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、挿入部１１を跨いで中央のスレートＳ２の上に配置され、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との隙間を塞ぐ発泡シート６０をさらに備えているので、風によって吹き上げられた雨水等が上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との隙間に入り込むことを抑制することができる。
【００５５】
つづいて、変形例に係るソーラーシステム１の取付構造について、図９を参照して説明する。説明において、前記した実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図９は、変形例に係るソーラーシステムの取付構造の断面図である。
変形例に係るソーラーシステム１の取付構造は、取付プレート１０Ａの構造が前記した実施形態と異なっている。
具体的には、取付プレート１０Ａは、取付部１２からさらに水下側に延出して中央のスレートＳ２の上面に当接する当接部１７を有している。
当接部１７は、取付部１２（より詳しくは延出部１５）の水下側の端部から立ち下がる立ち下り部１７ａと、第２のビス１９Ａによって屋根下地Ｒ１に固定される固定部１７ｂと、を有している。
【００５７】
中央のスレートＳ２と固定部１７ｂとの間には、防水シートＰ２Ａが配置されている。また、下側のスレートＳ１と屋根下地Ｒ１との間であって、第２のビス１９Ａが貫入される部分には、第２のスペーサ５０Ａが設置されている。第２のスペーサ５０Ａと屋根下地Ｒ１との間には、防水シートＰ１Ａが設置されている。防水シートＰ１Ａは、前記したスペーサ５０（以下、「第１のスペーサ５０」という場合がある。）の下に敷設した防水シートＰ１と一体に構成されている。第２のビス１９Ａは、固定部１７ｂと防水シートＰ２Ａと中央のスレートＳ２下側のスレートＳ１と第２のスペーサ５０Ａと防水シートＰ１Ａと、を貫通して、屋根下地Ｒ１に螺合している。
【００５８】
変形例に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、取付プレート１０Ａが、中央のスレートＳ２に当接して屋根下地Ｒ１に固定される当接部１７（固定部１７ｂ）を有しているので、取付部１２を水上と水下の両側から支持することができる。これにより、前記した実施形態の片持ち支持となる取付プレート１０（図２参照）に比較して、取付プレート１０Ａの支持剛性を飛躍的に向上させることができる。
【００５９】
図１０は、変形例に係るスペーサ及び防水シートの斜視図である。
図１０（ａ）に示すように、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａは、互いに間隔を空けた状態で、一枚の防水シートＰ１Ｂの水上側と水下側に設置されている。なお、防水シートＰ１Ｂの水上側が前記した防水シート５０を構成し、防水シートＰ１Ｂの水下側が前記した防水シートＰ１Ａを構成している。
【００６０】
このように、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａを、防水シートＰ１Ｂで一体化すると、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａとの位置関係がずれることがない。そのため、第１のスペーサ５０及び第２のスペーサ５０Ａを、スレートＳ及び取付プレート１０Ａに対して的確な位置に設置することができる。
【００６１】
なお、図１０（ｂ）に示すように、第２のスペーサ５０Ａ’を水上側に延長して第１のスペーサ５０に連続するように構成してもよい。このようにすれば、下側のスレートＳ１と屋根下地Ｒ１との間の空間（図９参照）をすべて塞いで、固定部１７ｂの支持剛性を高めることができる。
【００６２】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００６３】
例えば、取付プレート１０はリブ１１ｂを有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、取付プレート１０の剛性に応じてリブ１１ｂを適宜省略してもよい。同様に、取付部１２の補強壁１６も省略可能である。
【００６４】
また、本実施形態では、取付プレート１０で下地フレーム３を支持する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、取付プレート１０でソーラー発電パネル２を直接支持する構成としてもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、挿入部１１の水上側の端部に係合部１３を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、係合部１３を省略してもよい。また、いわゆる防水ワッシャ（図示せず）などによって、ビス１９の周囲の防水を図るとなおよい。また、変形例のビス１９Ａについては、取付部１２にボルトＢを留め付ける際に、ビス１９Ａの周囲をカバーするカバー部材（図示せず）などを同時に留め付けることで、ビス１９Ａの防水性を向上させるとなおよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ ソーラーシステム
２ ソーラー発電パネル
３ 下地フレーム
４ 固定金具
１０ 取付プレート
１０Ａ 取付プレート
１１ 挿入部
１１ａ ビス孔
１１ｂ リブ
１２ 取付部
１３ 係合部
１４ 立ち上り部
１５ 延出部
１５ａ 貫通孔
１６ 補強壁
１９ ビス
５０ スペーサ
６０ 発泡シート
Ｐ１ 防水シート
Ｐ２ 防水シート
Ｒ 屋根
Ｒ１ 屋根下地
Ｓ１ スレート
Ｓ２ スレート
Ｓ３ スレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネルを備えるソーラーシステムを屋根に取り付けるためのソーラーシステムの取付構造及び取付プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ソーラー発電パネルやソーラー温水パネルなどの太陽光パネルを備えるソーラーシステムは、建物の屋根に設置されることが多い。ソーラーシステムは風圧などによる浮き上がり力に負けないように屋根下地にしっかりと取り付ける必要がある。
例えば、特許文献１には、屋根下地に立設した支柱の先端にレールを取り付け、このレール上に太陽光パネルを取り付けるソーラーシステムの取付構造が開示されている。このソーラーシステムの取付構造では、支柱を突出させるための開口部を瓦に設けるとともに、開口部をカバーするカバー部材を支柱に嵌装させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３３３８２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のソーラーシステムの取付構造では、瓦に開口部を予め形成する特殊加工が必要になる。また、支柱を設置した場所とそれ以外の場所で瓦を使い分ける必要があり、施工が煩雑になる。さらに、スレート瓦のように被覆材が複数重なる構造の屋根に適用するのは困難であった。また、カバー部材を支柱に嵌装するだけでは、止水が不十分になりやすいため、不定形シーリング材などを用いて防水工事を別途行なう必要がある。そのため、特許文献１に記載の構造では、製造や施工に手間がかかってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、施工が容易でソーラーシステムを安定して支持することが可能なソーラーシステムの取付構造及び取付プレートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、傾斜した屋根にソーラーシステムを取り付けるためのソーラーシステムの取付構造であって、水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材と、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入された挿入部と上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられた取付部とを有する取付プレートと、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を備え、前記挿入部は、当該挿入部と中央の前記被覆材と前記スペーサとを貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、水下側の端部が露出するようにずらしながら傾斜した屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材を備える屋根にソーラーシステムを取り付けるための取付プレートであって、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入される挿入部と、上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられる取付部と、を有し、前記挿入部は、当該挿入部と、中央の前記被覆材と、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、３枚の被覆材のうちの上側の被覆材と中央の被覆材の間に、取付プレートの挿入部が挿入されるとともに、下側の被覆材と屋根下地との間にスペーサが設置され、この挿入部と中央の被覆材とスペーサとを貫通する固定具によって取付プレートが屋根下地に固定されている（固定される）ので、取付プレートを屋根下地に容易に固定することができる。
なお、「被覆材を貫通」とは、隣接する被覆材同士の目地部を貫通する場合も含むものとする。
【０００９】
また、このような構成によれば、取付プレートの取付部に取り付けられたソーラーシステムが風圧によって浮き上がり力を受けて、挿入部のうち固定具が貫入されている部分に曲げモーメントが生じ、中央の被覆材に下向きの反力が作用した場合に、中央の被覆材と屋根下地との間にスペーサが設置されているので、中央の被覆材が沈み込んだり破損したりすることがない。そのため、ソーラーシステムを安定して支持することができる。
【００１０】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有する構成とするのがよい。
【００１１】
このような構成によれば、立ち上り部によって延出部を上方に配置することができるので、中央の被覆材と延出部との間に、ソーラーシステムの固定具の一部（例えばボルトの頭部）を収容する空間を形成することができる。また、ソーラーシステムを延出部に固定したときに、ソーラーシステムと被覆材とが接触することを防止することができる。
【００１２】
前記取付プレートは、前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブを有する構成とするのがよい。
【００１３】
このような構成によれば、ソーラーシステムが風圧によって浮き上がり力を受けて、取付プレートに曲げモーメントが作用した場合に、リブによって挿入部と取付部の剛性を高めることで、両者の変形を抑制することができる。これにより、ソーラーシステムを安定して支持することができる。
なお、挿入部のうち固定具が貫入されている部分に大きな曲げモーメントが作用するので、この部分よりも水上側までリブを延設するのが好ましい。
【００１４】
前記取付プレートは、前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部を有する構成とするのがよい。
【００１５】
このような構成によれば、取付プレートを設置する際に、中央の前記被覆材の水上側の端部に係合部が係合する（引っ掛かる）ので、取付プレートが滑り落ちることがない。そのため、傾斜した屋根上での施工作業が容易になる。
【００１６】
前記挿入部を跨いで中央の前記被覆材の上に配置され、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材との隙間を塞ぐ発泡シートをさらに備える構成とするのがよい。
【００１７】
このような構成によれば、挿入部を跨いで中央の被覆材の上に発泡シートが配置されているので、上側の被覆材と中央の被覆材との隙間が発泡シートによって塞がれることとなる。そのため、風によって吹き上げられた雨水等が上側の被覆材と中央の被覆材との隙間に入り込むことを抑制することができる。
【００１８】
前記取付プレートは、前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部を有し、下側の前記被覆材と前記屋根下地の間には、他のスペーサが設置され、前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、前記他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されている構成とするのがよい。
【００１９】
このような構成によれば、取付部からさらに水下側に延出して中央の被覆材の上面に当接する当接部が、当該当接部と中央の被覆材と下側の被覆材と他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって屋根下地に固定されているので、ソーラーシステムに取り付けられる取付部が両側から支持されることになる。そのため、取付部を片持ち支持する場合に比較して、取付プレートの支持剛性を高めることができ、例えば、取付プレートを薄型化することが可能になる。また、取付プレートの設置箇所を削減することができるので、防水欠損部を少なくして防水上のリスクを低減することができるとともに、施工の省力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、施工が容易でソーラーシステムを安定して支持することが可能なソーラーシステムの取付構造及び取付プレートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ソーラーシステムの取付構造を備える屋根の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１のII−II線断面図である。
【図４】取付プレートの構造図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。
【図５】図２のＡ部を拡大して示した断面図である。
【図６】中央のスレートの上に取付プレートと発泡シートを設置した状態を示した平面図である。
【図７】ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の断面図、（ｂ）は第２段階の断面図、（ｃ）は第３段階の断面図である。
【図８】ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の平面図、（ｂ）は第２段階の平面図、（ｃ）は第３段階の平面図である。
【図９】変形例に係るソーラーシステムの取付構造の断面図である。
【図１０】変形例に係るスペーサ及び防水シートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、勾配屋根上にソーラーシステムを取り付ける場合を例に挙げて説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、方向を説明する場合、勾配の上側を「水上側」と称し、勾配の下側を「水下側」と称する。
【００２３】
図１は、ソーラーシステムの取付構造を備える屋根の平面図である。図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図である。図３は、図１のII−II線断面図である。
図１に示すように、ソーラーシステム１は、太陽光を利用して発電や温水生成等を行なう装置であり、支持体である屋根Ｒの上に設置されている。本実施形態では、ソーラーシステム１は、屋根Ｒの表面から上方に離間した位置に整列配置された複数のソーラー発電パネル２と、ソーラー発電パネル２を支持する下地フレーム３と、を有している。そして、ソーラーシステム１（より詳しくは下地フレーム３）は、取付プレート１０によって屋根Ｒの屋根下地Ｒ１に固定されている。
【００２４】
屋根Ｒは、屋根下地Ｒ１と、屋根下地Ｒ１を被覆する複数のスレートＳ，Ｓ・・・と、を備えている。
被覆材であるスレートＳは、例えば、粘板系、セメント系、金属系等の板状部材の中から適宜選択して用いることができる。スレートＳは、水下側の端部Ｓｄが露出するようにずらしながら屋根下地Ｒ１上に互いに重ねて配置されている。なお、以下の説明においては、取付プレート１０に関わる３枚のスレートＳを、下側から順にスレートＳ１、スレートＳ２、スレートＳ３と称する場合がある。
屋根下地Ｒ１は、図２に示すように、面材Ｒ２と、面材Ｒ２を支持する垂木Ｒ３とを備えている。
【００２５】
図１に示すように、ソーラー発電パネル２は、太陽光によって発電を行なう部材であり、屋根Ｒの勾配方向と、屋根面に沿って勾配方向と直交する左右方向とに沿って、それぞれ複数枚配置されている。ソーラー発電パネル２は、屋根Ｒ上に敷設された下地フレーム３上に固定されている。
なお、ソーラー発電パネル２に替えて、太陽光で温水を生成するソーラー温水パネル（図示省略）を設置してもよい。
【００２６】
下地フレーム３は、図１に示すように、左右方向に互いに間隔を空けて、勾配方向に沿って延在して配置されている。下地フレーム３は、２本で一つのソーラー発電パネル２を支持している。下地フレーム３は、アルミニウム製またはステンレス製のプレート、あるいは防錆処理が施された鋼製プレートを屈曲させて形成されており、幅方向中間部を中心として対称形状になっている。
下地フレーム３は、図２、図３に示すように、上向きに開口する断面視略コ字状の部材であり、その開口部には内向きに延出する断面視略Ｊ字状のフランジ３１，３１が形成されている。下地フレーム３は、適所においてボルトＢ及びナットＮを介して取付プレート１０に固定されている。下地フレーム３には、ソーラー発電パネル２を下地フレーム３に固定するための固定金具４が取り付けられている。
【００２７】
固定金具４は、図２、図３に示すように、下地フレーム３の凹溝内に配置されたベース金具４１と、隣り合うソーラー発電パネル２同士の間に配置された押さえ金具４２と、両者を連結するボルトＢ及びナットＮと、を主に有している。ベース金具４１は、下向きに開口する断面視略コ字状の短尺部材である。押さえ金具４２は、上向きに開口する断面視略Ｕ字状の部材である。押さえ金具４２は、側壁４２ｂ，４２ｂの上端に、外向きに延出するフランジ４２ｃ，４２ｃを有している。ベース金具４１の上壁４１ａ及び押さえ金具４２の下壁４２ａには、ボルトＢの軸部を挿通するための貫通孔が形成されている。この貫通孔に挿通したボルトＢをベース金具４１の下側に配置したナットＮに締結すると、ベース金具４１の上壁４１ａが下地フレーム３のフランジ３１，３１に当接するとともに、押さえ金具４２のフランジ４２ｃ，４２ｃがソーラー発電パネル２の縁部に当接する。これにより、ソーラー発電パネル２が下地フレーム３に固定されることになる。
【００２８】
図４は、取付プレートの構造図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。
取付プレート１０は、ソーラーシステム１を屋根Ｒに固定するための部材である。取付プレート１０は、例えばアルミニウム製またはステンレス製のプレート、あるいは防錆処理が施された鋼製プレートを屈曲させて形成されている。取付プレート１０は、図１、図２に示すように、水上側が上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間に配置されているとともに、水下側が上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出している。取付プレート１０は、挿入部１１と、取付部１２と、係合部１３と、を主に備えている。
【００２９】
挿入部１１は、図２乃至図４（主に図４）に示すように、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間に挿入される平板状の部位である。挿入部１１の水下側には、固定具であるビス１９を挿通するためのビス孔１１ａが形成されている。挿入部１１は、ビス１９によって屋根下地Ｒ１に固定されている。また、挿入部１１は、水下側に４本のリブ１１ｂを有している。リブ１１ｂは、ビス孔１１ａ付近から水下側の端部にかけて上向きに膨出形成されている。これにより、ビス孔１１ａ付近の剛性が向上する。なお、リブ１１ｂは、取付部１２の後記する立ち上り部１４まで延設されている。
【００３０】
取付部１２は、上側のスレートＳ３の水下側の端部から突出してソーラーシステム１に取り付けられる部位である。取付部１２は、立ち上り部１４と、延出部１５と、補強壁１６，１６と、を有している。
【００３１】
立ち上り部１４は、挿入部１１の水下側の端部から略直角に立ち上がる部位である。立ち上り部１４には、挿入部１１から連続するリブ１１ｂが膨出形成されている。これにより、挿入部１１と立ち上り部１４との屈曲部位の剛性が向上する。
【００３２】
延出部１５は、立ち上り部１４の上端部から水下側に延出する部位である。延出部１５の中央部位には、ボルトＢを挿通するための貫通孔１５ａが形成されている。延出部１５は、中央のスレートＳ２の水下側の端部よりも上側に配置されている。これにより、下地フレーム３を延出部１５に取り付けたときに、スレートＳと下地フレーム３との間に隙間を設けることができる。なお、延出部１５の下側の空間には、ボルトＢの頭部が配置（収容）されている（図２、図３参照）。
【００３３】
補強壁１６，１６は、立ち上り部１４の左右端部と延出部１５の左右端部とをそれぞれ連結する壁状の部位である。これにより、立ち上り部１４に対する延出部１５の剛性が向上する。
【００３４】
係合部１３は、挿入部１１の水上側の端部を下向きに折り曲げて突出形成した壁状の部位である。係合部１３は、中央のスレートＳ２の水上側の端部に係合して（引っ掛かって）、施工時に取付プレート１０が落下するのを防止する機能を有する。これにより、取付プレート１０の施工が容易になる。
【００３５】
図５は、図２のＡ部を拡大して示した断面図である。
中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間であって、下側のスレートＳ１の水上側には、スペーサ５０が配置されている。スペーサ５０は、側面視台形状を呈する樹脂製の部材である。スペーサ５０は、独立気泡型発泡体（例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等）で構成されている。スペーサ５０は、製材や樹脂成型品などを使用することができる。スペーサ５０は、取付プレート１０をビス１９で屋根下地Ｒ１に取り付けた際に、中央のスレートＳ２が折れ曲がるのを防止する機能を有する。スペーサ５０の上面は、中央のスレートＳ２の下面と略同一の勾配となるように傾斜している。
【００３６】
スペーサ５０の下側には、防水シートＰ１が敷設されている。防水シートＰ１は、下側のスレートＳ１の下方にまで延設されている。
また、取付プレート１０と中央のスレートＳ２との間であって、ビス１９が打ち込まれる部分の周囲には、防水シートＰ２が敷設されている。
防水シートＰ１，Ｐ２は、例えば、金属性材料との馴染みがよいブチルシートなどで構成されている。これにより、ビス１９の周囲の防水が図られる。
【００３７】
ビス１９は、取付プレート１０を屋根下地Ｒ１に固定する固定具である。ビス１９は、上から順番に、取付プレート１０（挿入部１１）、防水シートＰ２、中央のスレートＳ２、スペーサ５０、防水シートＰ１、を貫通して屋根下地Ｒ１に螺合している。なお、ビス１９は、スレートＳを屋根下地Ｒ１に釘打ち固定するための釘孔（図示せず）や、隣接するスレートＳ同士の目地部等を利用して、スレートＳ２を貫通している。
【００３８】
図６は、中央のスレートの上に取付プレートと発泡シートを設置した状態を示した平面図である。
発泡シート６０は、中央のスレートＳ２と上側のスレートＳ３（図５参照）の間の隙間を塞ぐ部材であり、例えば発泡ウレタンなどの発泡性樹脂材料で構成されている。発泡シート６０は、図６に示すように、取付プレート１０の挿入部１１を左右に跨ぐようにして、中央のスレートＳ２の上に配置されている。発泡シート６０は、上側のスレートＳ３に押圧されることで、取付プレート１０の挿入部１１や防水シートＰ２の表面形状に馴染むように変形して隙間を塞ぎ、雨水等の浸入を抑制する（図３参照）。
【００３９】
本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造及び取付プレート１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、ソーラーシステム１の取付構造の施工方法について説明する。
図７は、ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の断面図、（ｂ）は第２段階の断面図、（ｃ）は第３段階の断面図である。図８は、ソーラーシステムの取付構造の施工手順を３段階に分けて説明するための説明図であり、（ａ）は第１段階の平面図、（ｂ）は第２段階の平面図、（ｃ）は第３段階の平面図である。
【００４０】
第１段階では、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、面材Ｒ２の上に防水シートＰ１を敷設し、さらに防水シートＰ１の上に下側のスレートＳ１とスペーサ５０とを設置する。
【００４１】
第２段階では、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、まず、スペーサ５０と下側のスレートＳ１の上に、中央のスレートＳ２を敷設する。このとき、下側のスレートＳ１の水下側の端部が露出するように、中央のスレートＳ２を水上側にずらして設置する。また、図８（ｂ）に示すように、左右端部の目地がずれるように、下側のスレートＳ２に対して、中央のスレートＳ２を左右方向にずらして設置する。
【００４２】
次に、中央のスレートＳ２の上に防水シートＰ２を敷設し、防水シートＰ２の上に取付プレート１０を設置する。このとき、取付プレート１０の係合部１３を、中央のスレートＳ２の水上側の端部に引っ掛けることにより、取付プレート１０の滑落を防止することができる。
【００４３】
次に、取付プレート１０をビス１９で屋根下地Ｒ１に固定する。より詳しくは、取付プレート１０の挿入部１１に設けたビス孔１１ａ（図４（ａ）参照）にビス１９をあてがい、電動ドライバなどの工具を用いて屋根下地Ｒ１に向けてビス１９をもみ込むことで、防水シートＰ２、中央のスレートＳ２、スペーサ５０、防水シートＰ１、をこの順序で貫通させて、ビス１９を屋根下地Ｒ１に貫入させる。このとき、中央のスレートＳ２の下側にスペーサ５０が配置されているので、中央のスレートＳ２が凹んだり割れたりすることを抑制できる。
なお、ビス１９は、図８（ｂ）に示すように、隣接する中央のスレートＳ２同士の目地部を貫通するように設置するのがよい。
【００４４】
第３段階では、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示すように、発泡シート６０を、取付プレート１０の挿入部１１を左右に跨ぐようにして、中央のスレートＳ２の上に配置する。そして、発泡シート６０の上に上側のスレートＳ３を設置する。これにより、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との間の隙間が発泡シート６０によって塞がれることになる。
【００４５】
その後、図２に示すように、取付プレート１０の取付部１２に下地フレーム３をボルトＢ及びナットＮで締結し、下地フレーム３にソーラー発電パネル２を固定金具４で固定することによって、ソーラーシステム１の取付構造が完成する。
【００４６】
続いて、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造及び取付プレート１０の作用効果について説明する。
【００４７】
本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、３枚のスレートＳ１，Ｓ２，Ｓ３のうちの上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２の間に、取付プレート１０の挿入部１１が挿入されるとともに、下側のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間にスペーサ５０が設置され、この挿入部１１と中央のスレートＳ２とスペーサ５０とを貫通するビス１９によって取付プレート１０が屋根下地Ｒ１に固定されるので、スレートＳに開口部や切り欠き部を形成する必要がなく、取付プレート１０を屋根下地Ｒ１に容易に固定することができる。
【００４８】
また、このような構成によれば、取付プレート１０の取付部１２に取り付けられたソーラーシステム１が風圧によって浮き上がり力を受けて、挿入部１１のうちビス１９が貫入されている部分に曲げモーメントが生じ、中央のスレートＳ２に下向きの反力が作用した場合に、中央のスレートＳ２と屋根下地Ｒ１との間にスペーサ５０が設置されているので、中央のスレートＳ２が沈み込んだり破損したりすることがない。そのため、ソーラーシステム１を安定して支持することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、中央のスレートＳ２の下側に微弾性を有する独立発泡体からなるスペーサ５０を備えるとともに、スペーサ５０のさらに下側にブチルシート等で構成された防水シートＰ１を備えているので、ビス１９などの固定具による貫通部の防水性能をより確実にすることができる。
【００５０】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、立ち上り部１４によって延出部１５を上方に配置することができるので、中央のスレートＳ２と延出部１５との間にボルトＢの頭部を収容する空間を形成することができる。また、延出部１５は、上側のスレートＳ３よりも上方に配置されているので、ソーラーシステム１（より詳しくは下地フレーム３）を延出部１５に固定したときに、ソーラーシステム１と上側のスレートＳ３とが接触することを防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、挿入部１１から取付部１２（より詳しくは立ち上り部１４）に亘って突設されたリブ１１ｂを有しているので、ソーラーシステム１が風圧によって浮き上がり力を受けて、取付プレート１０に曲げモーメントが作用した場合に、リブ１１ｂによって挿入部１１と取付部１２の剛性を高めることで、両者の変形を抑制することができる。これにより、ソーラーシステム１を安定して支持することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、リブ１１ｂが、挿入部１１のビス孔１１ａよりも水上側まで延設されているので、固定部であるビス孔１１ａ付近に大きな曲げモーメントが作用した場合でも、挿入部１１の変形を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、取付プレート１０を設置する際に、中央のスレートＳ２の水上側の端部に係合部１３を引っ掛けることができるので、取付プレート１０を仮止めしなくても滑り落ちることがない。そのため、傾斜した屋根Ｒ上での施工作業が容易になる。
【００５４】
また、本実施形態に係るソーラーシステム１の取付構造は、挿入部１１を跨いで中央のスレートＳ２の上に配置され、上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との隙間を塞ぐ発泡シート６０をさらに備えているので、風によって吹き上げられた雨水等が上側のスレートＳ３と中央のスレートＳ２との隙間に入り込むことを抑制することができる。
【００５５】
つづいて、変形例に係るソーラーシステム１の取付構造について、図９を参照して説明する。説明において、前記した実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図９は、変形例に係るソーラーシステムの取付構造の断面図である。
変形例に係るソーラーシステム１の取付構造は、取付プレート１０Ａの構造が前記した実施形態と異なっている。
具体的には、取付プレート１０Ａは、取付部１２からさらに水下側に延出して中央のスレートＳ２の上面に当接する当接部１７を有している。
当接部１７は、取付部１２（より詳しくは延出部１５）の水下側の端部から立ち下がる立ち下り部１７ａと、第２のビス１９Ａによって屋根下地Ｒ１に固定される固定部１７ｂと、を有している。
【００５７】
中央のスレートＳ２と固定部１７ｂとの間には、防水シートＰ２Ａが配置されている。また、下側のスレートＳ１と屋根下地Ｒ１との間であって、第２のビス１９Ａが貫入される部分には、第２のスペーサ５０Ａが設置されている。第２のスペーサ５０Ａと屋根下地Ｒ１との間には、防水シートＰ１Ａが設置されている。防水シートＰ１Ａは、前記したスペーサ５０（以下、「第１のスペーサ５０」という場合がある。）の下に敷設した防水シートＰ１と一体に構成されている。第２のビス１９Ａは、固定部１７ｂと防水シートＰ２Ａと中央のスレートＳ２下側のスレートＳ１と第２のスペーサ５０Ａと防水シートＰ１Ａと、を貫通して、屋根下地Ｒ１に螺合している。
【００５８】
変形例に係るソーラーシステム１の取付構造によれば、取付プレート１０Ａが、中央のスレートＳ２に当接して屋根下地Ｒ１に固定される当接部１７（固定部１７ｂ）を有しているので、取付部１２を水上と水下の両側から支持することができる。これにより、前記した実施形態の片持ち支持となる取付プレート１０（図２参照）に比較して、取付プレート１０Ａの支持剛性を飛躍的に向上させることができる。
【００５９】
図１０は、変形例に係るスペーサ及び防水シートの斜視図である。
図１０（ａ）に示すように、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａは、互いに間隔を空けた状態で、一枚の防水シートＰ１Ｂの水上側と水下側に設置されている。なお、防水シートＰ１Ｂの水上側が前記した防水シート５０を構成し、防水シートＰ１Ｂの水下側が前記した防水シートＰ１Ａを構成している。
【００６０】
このように、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａを、防水シートＰ１Ｂで一体化すると、第１のスペーサ５０と第２のスペーサ５０Ａとの位置関係がずれることがない。そのため、第１のスペーサ５０及び第２のスペーサ５０Ａを、スレートＳ及び取付プレート１０Ａに対して的確な位置に設置することができる。
【００６１】
なお、図１０（ｂ）に示すように、第２のスペーサ５０Ａ’を水上側に延長して第１のスペーサ５０に連続するように構成してもよい。このようにすれば、下側のスレートＳ１と屋根下地Ｒ１との間の空間（図９参照）をすべて塞いで、固定部１７ｂの支持剛性を高めることができる。
【００６２】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００６３】
例えば、取付プレート１０はリブ１１ｂを有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、取付プレート１０の剛性に応じてリブ１１ｂを適宜省略してもよい。同様に、取付部１２の補強壁１６も省略可能である。
【００６４】
また、本実施形態では、取付プレート１０で下地フレーム３を支持する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、取付プレート１０でソーラー発電パネル２を直接支持する構成としてもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、挿入部１１の水上側の端部に係合部１３を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、係合部１３を省略してもよい。また、いわゆる防水ワッシャ（図示せず）などによって、ビス１９の周囲の防水を図るとなおよい。また、変形例のビス１９Ａについては、取付部１２にボルトＢを留め付ける際に、ビス１９Ａの周囲をカバーするカバー部材（図示せず）などを同時に留め付けることで、ビス１９Ａの防水性を向上させるとなおよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ ソーラーシステム
２ ソーラー発電パネル
３ 下地フレーム
４ 固定金具
１０ 取付プレート
１０Ａ 取付プレート
１１ 挿入部
１１ａ ビス孔
１１ｂ リブ
１２ 取付部
１３ 係合部
１４ 立ち上り部
１５ 延出部
１５ａ 貫通孔
１６ 補強壁
１９ ビス
５０ スペーサ
６０ 発泡シート
Ｐ１ 防水シート
Ｐ２ 防水シート
Ｒ 屋根
Ｒ１ 屋根下地
Ｓ１ スレート
Ｓ２ スレート
Ｓ３ スレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜した屋根にソーラーシステムを取り付けるためのソーラーシステムの取付構造であって、
水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材と、
上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入された挿入部と上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられた取付部とを有する取付プレートと、
中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を備え、
前記挿入部は、当該挿入部と中央の前記被覆材と前記スペーサとを貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とするソーラーシステムの取付構造。
【請求項２】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、
前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項３】
前記取付プレートは、前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項４】
前記取付プレートは、前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項５】
前記挿入部を跨いで中央の前記被覆材の上に配置され、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材との隙間を塞ぐ発泡シートをさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項６】
前記取付プレートは、前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部を有し、
下側の前記被覆材と前記屋根下地の間には、他のスペーサが設置され、
前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、前記他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項７】
水下側の端部が露出するようにずらしながら傾斜した屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材を備える屋根にソーラーシステムを取り付けるための取付プレートであって、
上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入される挿入部と、上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられる取付部と、を有し、
前記挿入部は、当該挿入部と、中央の前記被覆材と、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする取付プレート。
【請求項８】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、
前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有することを特徴とする請求項７に記載の取付プレート。
【請求項９】
前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブをさらに有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の取付プレート。
【請求項１０】
前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部をさらに有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の取付プレート。
【請求項１１】
前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部をさらに有し、
前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、下側の前記被覆材と前記屋根下地の間に設置された他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の取付プレート。
【請求項１】
傾斜した屋根にソーラーシステムを取り付けるためのソーラーシステムの取付構造であって、
水下側の端部が露出するようにずらしながら屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材と、
上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入された挿入部と上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられた取付部とを有する取付プレートと、
中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を備え、
前記挿入部は、当該挿入部と中央の前記被覆材と前記スペーサとを貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とするソーラーシステムの取付構造。
【請求項２】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、
前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項３】
前記取付プレートは、前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項４】
前記取付プレートは、前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項５】
前記挿入部を跨いで中央の前記被覆材の上に配置され、上側の前記被覆材と中央の前記被覆材との隙間を塞ぐ発泡シートをさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項６】
前記取付プレートは、前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部を有し、
下側の前記被覆材と前記屋根下地の間には、他のスペーサが設置され、
前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、前記他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のソーラーシステムの取付構造。
【請求項７】
水下側の端部が露出するようにずらしながら傾斜した屋根下地上に互いに重ねて配置された少なくとも３枚の被覆材を備える屋根にソーラーシステムを取り付けるための取付プレートであって、
上側の前記被覆材と中央の前記被覆材の間に挿入される挿入部と、上側の前記被覆材の水下側の端部から突出して前記ソーラーシステムに取り付けられる取付部と、を有し、
前記挿入部は、当該挿入部と、中央の前記被覆材と、中央の前記被覆材と前記屋根下地との間であって下側の前記被覆材の水上側に配置されたスペーサと、を貫通する固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする取付プレート。
【請求項８】
前記取付部は、前記挿入部の水下側の端部から立ち上がる立ち上り部と、前記立ち上り部の上端から水下側に延出する延出部と、を備えてなり、
前記延出部は、前記ソーラーシステムの固定具を挿通するための貫通孔を有することを特徴とする請求項７に記載の取付プレート。
【請求項９】
前記挿入部から前記取付部に亘って突設されたリブをさらに有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の取付プレート。
【請求項１０】
前記挿入部の水上側から下向きに突出して中央の前記被覆材の水上側の端部に係合する係合部をさらに有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の取付プレート。
【請求項１１】
前記取付部からさらに水下側に延出して中央の前記被覆材の上面に当接する当接部をさらに有し、
前記当接部は、当該当接部と、中央の前記被覆材と、下側の前記被覆材と、下側の前記被覆材と前記屋根下地の間に設置された他のスペーサと、を貫通する他の固定具によって前記屋根下地に固定されることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の取付プレート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１４９１６（Ｐ２０１３−１４９１６Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７６２２（Ｐ２０１１−１４７６２２）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（３９１０１１５４８）田島応用化工株式会社 (19)
【出願人】（５９６０３７４６０）株式会社エプコ (14)
【出願人】（３９７０３１５７７）株式会社ヨネキン (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（３９１０１１５４８）田島応用化工株式会社 (19)
【出願人】（５９６０３７４６０）株式会社エプコ (14)
【出願人】（３９７０３１５７７）株式会社ヨネキン (16)
【Ｆターム（参考）】
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