JP2012251385A - ソーラーパネル用の取付金具 - Google Patents

Abstract

【課題】根の雨漏れ対策を無効にすることがなく、支持台の平行度の微調整を設置途中においても行うことができるソーラーパネルの取付金具を提供すること。
【解決手段】屋根２０を構成している梁部材２１に折板２２を取り付けているアンカーボルト２４に連結されて、ソーラーパネル用の支持台３１を屋根２０に取り付けるための取付金具１０であって、取付金具１０を、アンカーボルト２４の突出部分に連結される金具本体１１と、この金具本体１１上に取り付けられる支持板１２と、この支持板１２を金具本体１１に取り付けるワッシャ１４及び取付ボルト１３とにより構成したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソーラーパネル用の取付金具に関し、特に、ソーラーパネルを支持する支持台を、折板を使用して構成した屋根に取り付けるための取付金具に関するものである。

近年、太陽光を利用して発電するソーラーパネルが大量に使用されるようになってきているが、このソーラーパネルは、太陽光が当たる場所、特に、屋根上に取り付けることが行われている。

屋根としては、種々なタイプのものがあるが、特許文献１及び特許文献２にて提案されているような、折板を使用して構成された屋根に、このソーラーパネルを取り付けることの方が、瓦屋根のような屋根に比べて、簡単で効率的である。折板を使用して構成された屋根は、駐車場や工場等の広い床面積の建物を覆うものとして、また緩やかな傾斜のものであることが多いからである。

特開２０１１−１７１７５号公報、要約、代表図 特開２０１０−２４６１９号公報、要約、代表図

特許文献１には、「固定対象物に対して垂直上向きの風荷重がかかる場所においても強い保持力を確保できる取り付け部材、この取り付け部材を用いた太陽光発電システム、この取り付け部材を用いた固定対象物施行方法を提供する」を目的とした「取り付け部材、太陽光発電システム、および固定対象物施工方法」が提案されている。

この特許文献１の「取り付け部材」は、図８に示すように、「取り付け部材１は、固定対象物としての桟部材１０１ｓを固定する固定部材１０ｐが配置される固定部材配置部１０と、取り付け位置となる取り付け対象部２０１を挟むように相互に対向する一対の延長対向部２０と、一対の延長対向部２０から固定部材配置部１０の方へ取り付け対象部２０１に沿うようにそれぞれ延長された一対の立ち上げ延長部２６とを備える。一対の立ち上げ延長部２６は、固定部材配置部１０へ向かう立ち上げ方向Ｄｖで凹凸構造を備える」ようにしたものである。そして、この特許文献１の「取り付け部材」は、当該文献の段落００３７にも記載されているように、「太陽電池モジュールは、取り付け部材によって取り付け位置である取り付け対象部に取り付けられており、取り付け部材は、本発明に係る取り付け部材である」ものであり、当初の目的が達成できるものと思われる。

しかしながら、特許文献１の「取り付け部材」は、特に、ソーラーパネルの取付における以下の実情には十分対処し切れていないものとなっている。

一方、特許文献２には、「強風に煽られても破損されずに太陽光発電パネルなどを長期間固定しておくことが可能となる金属折板屋根におけるパネル支持構造を提供する」を目的としてなされた、「金属折板屋根におけるパネル支持構造」に関する発明が提案されている。

この特許文献２にて提案されている「金属折板屋根におけるパネル支持構造」は、図９にも示すように、「建物の梁である支持板１２形鋼１のフランジ上面に溶接されたタイトフレーム３に、建物の天井を覆う波形の折板４が固定される金属折板屋根において、折板４の山筋にタイトフレームの上向きボルト孔６を挟んで一対のボルト孔８、８を設け、ボルト孔８、８の上から係着ボルト７、７を差し込んでＬ字鋼１のフランジ２の下面２ｂの両側に係着ボルト７、７を係着させ、折板４の上に突出した係着ボルト７のネジ部７ｂ及び上向きボルト６の上に三孔座金板９を装着して折板４をタイトフレーム３に固定ボルト１２で締め付け固定し、さらに三孔座金板９の上に硬質ゴムパッキン１３及び金属製のパッキン押え板１８を係着ボルト７のネジ部７ｂを突出させて装着して固定ナット２３で締め付け固定する」ものであり、当初の目的が達成できるものと思われる。

しかしながら、特許文献２の「金属折板屋根におけるパネル支持構造」は、特に、ソーラーパネルの取付における以下の実情には十分対処し切れていないものとなっている。

太陽電池モジュール（以下、太陽光電池パネルまたはソーラーパネルという）の取付は、瓦屋根に対して行われることもあるが、一般的には、工場や駐車場の屋根のように、大面積の屋根を利用して行われることが多い。この大面積の屋根は、図８や図９に示すように、スレートや波型鋼板のような「折板」によって葺かれることが多く、またこの「折板」は、建物の屋根を構成している梁部材に対して、「タイトフレーム」を介して取り付けられることも多い。そして、これらの「折板」や「タイトフレーム」は、「雨漏れ」が発生しないように、種々な雨漏れ対策品、例えばゴムパッキングやワッシャ、あるいはコーキング材を使用して固定されている。

そこで、「折板」及び「タイトフレーム」を使用して新規の屋根を構成するにあたって、「ソーラーパネル」もこの新規屋根に取り付ける場合は、当然に「雨漏れ」対策を施すから良いが、既設の屋根に対して「ソーラーパネル」を後付けで取り付ける場合には、次のような問題が発生する。既設の屋根にあっては、雨漏れ対策が施されていたのであるが、これに太陽光電池パネルを取付ようとすると、雨漏れ対策を一旦解除しなければならないことが発生するのである。（雨漏れ解除の問題）

一方、太陽光電池パネル、つまりソーラーパネルは、屋根上に設置した支持台上に取り付けるのが一般的であり、かつ、多数のパネルを碁盤の目のように整然と並べるのが効率を高める上で必要である。換言すれば、屋根上に設置されるべき支持台は、整然と並べられなければならないものであり、その整然と並べるためには、取付位置の調整が行えると便利である。（ソーラーパネルは整然と並べなければならないことの問題）

そこで、本発明者等は、ソーラーパネルを「折板」を使用した屋根（新規あるいは既設を問わず）に取り付けるに当たって、当該屋根の雨漏れ対策を無効にすることがなく、しかも、支持台の平行度の微調整を設置途中においても行えるようにできる、ソーラーパネルの取付金具を提供するにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは、ソーラーパネルを「折板」を使用した屋根に取り付けることができることは勿論、当該屋根の雨漏れ対策を無効にすることがなく、しかも、支持台の平行度の微調整を設置途中においても行うことができる、ソーラーパネルの取付金具を、簡単な構造によって提供することにある。

以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、後述する実施形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「屋根２０を構成している梁部材２１に折板２２を取り付けているアンカーボルト２４に連結されて、ソーラーパネル用の支持台３１を屋根２０に取り付けるための取付金具１０であって、
この取付金具１０を、アンカーボルト２４の突出部分に連結される金具本体１１と、この金具本体１１上に取り付けられる支持板１２と、この支持板１２を金具本体１１に取り付けるワッシャ１４及び取付ボルト１３とにより構成するとともに、
金具本体１１を、底部の基板部１１ａと、この基板部１１aの両側から立ち上がる支持腕部１１ｂと、これら各支持腕部１１ｂ上にて基板部１１ａ上に水平に折れ曲がり、ワッシャ１４が下側から係止される係止部１１ｃとにより構成するとともに、
支持板１２の中央に取付ボルト１３が挿通される長穴１２ａを形成して、この支持板１２の金具本体１１に対する連結位置が、長穴１２ａの範囲内で自在となるようにしたことを特徴とするソーラーパネル用の取付金具１０」
である。

すなわち、本発明に係る取付金具１０は、図１及び図２に示すように、屋根２０を構成している梁部材２１に折板２２を取り付けているアンカーボルト２４に連結されて、ソーラーパネル用の支持台３１を屋根２０に取り付けるものである。ここで、重要なことは、屋根２０が既設のものであっても、新設のものであっても、折板２１を梁部材２２に固定しているアンカーボルト２４に当該取付金具１０が連結されることである。

特に、当該取付金具１０は、図２に示すように、各アンカーボルト２４に連結されるものであることが重要である。何故なら、アンカーボルト２４は、折板２１を梁部材２２に固定するにあたって、雨漏れ防止のためのパッキング等も固定しているし、場合によっては、このアンカーボルト２４を中心にした他の雨漏れ防止対策も施されているため、アンカーボルト２４の固定状態は変更しないようにする必要があるからである。もし、アンカーボルト２４による折板２１の梁部材２２に対する固定状態を、例えばアンカーボルト２４の固定ナットを緩めたり、アンカーボルト２４の位置を変更したりすると、それまでに確定されてアンカーボルト２４の固定による雨漏れ防止対策に変更が加えられることになってしまう。

また、本発明に係る取付金具１０を各アンカーボルト２４に連結するために、この取付金具１０は、アンカーボルト２４の突出部分に連結される金具本体１１と、この金具本体１１上に取り付けられる支持板１２と、この支持板１２を金具本体１１に取り付けるワッシャ１４及び取付ボルト１３とにより構成してあるのである。つまり、本発明に係る取付金具１０は、金具本体１１、支持板１２、取付ボルト１３及びワッシャ１４の４つの部品によって、つまり非常に簡単な構成によって構成されているのである。

つまり、金具本体１１は、図２、図３、及び図６の（ａ）と（ｂ）に示すように、アンカーボルト２４の突出部分に連結されるものとしてある。一般的に、複数の折板２１によって構成した屋根２０においては、各折板２１を梁部材２２に取り付けるためのアンカーボルト２４は、折板２１の表面に突出した部分にナットを螺着してこれを締結することにより、各折板２１を梁部材２２に取り付けているのである。このため、複数の折板２１によって構成した屋根２０においては、アンカーボルト２４の上端が折板２１の上面に突出しているから、この突出部分を本発明に係る取付金具１０は、金具本体１１の連結部分として利用するようにしているのである。

各アンカーボルト２４は、図２中の点線部分で示すように、その各下端が梁部材２２に対する「アンカー」となっているから、屋根２０の構成部材としてしっかりとした固定的部分となっている。このため、各アンカーボルト２４の、折板２１上面への突出部分に連結した金具本体１１は、屋根２０に対してしっかりと固定されることになる。従って、この金具本体１１上にワッシャ１４及び取付ボルト１３によって取り付けられる支持板１２も、屋根２０に対してしっかりと固定されることになる。

さらに、上述した金具本体１１は、底部の基板部１１ａと、この基板部１１aの両側から立ち上がる支持腕部１１ｂと、これら各支持腕部１１ｂ上にて基板部１１ａ上に水平に折れ曲がり、ワッシャ１４が下側から係止される係止部１１ｃとにより構成してあるから、図２にも示すように、支持板１２を、各アンカーボルト２４とは無関係に、あるいは各アンカーボルト２４と切り離した取付ボルト１３によって、当該取付金具１０を構成している金具本体１１にしっかりと固定することができる。

特に、金具本体１１は、底部の基板部１１ａの両側から立ち上がる支持腕部１１ｂを備えているから、支持板１２を、屋根２０から所定上方に配置することができるため、この支持板１２の上に取り付けられるソーラーパネル支持のための支持台３１を屋根２０から浮かせることができて、支持台３１に対するソーラーパネルの取付作業空間を確保することができる。また、この金具本体１１は、各支持腕部１１ｂ上にて基板部１１ａ上に水平に折れ曲がる係止部１１ｃを備えているから、この係止部１１ｃにワッシャ１４を下側から係止することができるのであり、このワッシャ１４を介して取付ボルト１３を取り付けることにより、金具本体１１に対する支持板１２の取付が無理なく行えるのである。

そして、本発明に係る取付金具１０においては、図４に示すように、その支持板１２の中央に取付ボルト１３が挿通される長穴１２ａが形成してあるから、この支持板１２の金具本体１１に対する連結位置が、長穴１２ａの範囲内で自在となっているのである。

この支持板１２は、その複数によってソーラーパネルが取り付けられる支持台３１を支持するものであるが、支持台３１は、複数のソーラーパネルを整然と並べるために、直線状に形成されている。そうなると、各支持板１２は、ある直線上に並んでいなければならない。ところが、各取付金具１０が連結されるべき各アンカーボルト２４は、種々な理由によってある直線上に並んでいることは少ない。各支持板１２は、取付金具１０によってアンカーボルト２４上に取り付けられることになるものであるから、各アンカーボルト２４が直線上に並んでいなければ、ある直線上に並ばない。

ところが、本発明に係る取付金具１０にあっては、その支持板１２の中央に取付ボルト１３が挿通される長穴１２ａが形成してあったから、この長穴１２ａの範囲内で支持板１２の金具本体１１に対する連結位置が自由に調整でき、各支持板１２を、ある直線に沿って並べることができるのである。これによって、当該取付金具１０は、各支持台３１の互いの平行度の微調整も設置途中において行えるのである。

従って、本発明に係る取付金具１０は、ソーラーパネルを「折板」を使用した屋根２０に取り付けることができることは勿論、当該屋根２０の雨漏れ対策を無効にすることがなく、しかも、支持台３１の平行度の微調整を設置途中においても行えるものとなっているのである。

以上、説明した通り、本発明に係る取付金具１０は、
「屋根２０を構成している梁部材２１に折板２２を取り付けているアンカーボルト２４に連結されて、ソーラーパネル用の支持台３１を屋根２０に取り付けるための取付金具１０であって、
この取付金具１０を、アンカーボルト２４の突出部分に連結される金具本体１１と、この金具本体１１上に取り付けられる支持板１２と、この支持板１２を金具本体１１に取り付けるワッシャ１４及び取付ボルト１３とにより構成するとともに、
金具本体１１を、底部の基板部１１ａと、この基板部１１aの両側から立ち上がる支持腕部１１ｂと、これら各支持腕部１１ｂ上にて基板部１１ａ上に水平に折れ曲がり、ワッシャ１４が下側から係止される係止部１１ｃとにより構成するとともに、
支持板１２の中央に取付ボルト１３が挿通される長穴１２ａを形成して、この支持板１２の金具本体１１に対する連結位置が、長穴１２ａの範囲内で自在となるようにしたこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、ソーラーパネルを「折板」を使用した屋根２０に取り付けることができることは勿論、当該屋根２０の雨漏れ対策を無効にすることがなく、しかも、支持台３１の平行度の微調整を設置途中においても行うことができる、ソーラーパネルの取付金具１０を、簡単な構造によって提供することができるのである。

本発明に係る取付金具１０を屋根２０に取り付けた状態を示す斜視図である。 同取付金具１０の縦断面図である。 同取付金具１０を構成する金具本体１１を拡大して示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 同取付金具１０を構成する支持板１２を拡大して示す斜視図である。 同取付金具１０を構成する取付ボルト１３及びワッシャ１４を拡大して示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。 同取付金具１０をアンカーボルト２４に連結する作業状態を示すもので、（ａ）は折板２１上にアンカーボルト２４の上端が突出している様子を示す部分斜視図、（ｂ）はアンカーボルト２４の突出部分に取付金具１０を構成している金具本体１１を取り付けた状態を示す部分斜視図である。 同取付金具１０をアンカーボルト２４に連結する作業状態を示すもので、（ａ）は金具本体１１上に支持板１２を取り付けた様子を示す部分斜視図、（ｂ）は支持板１２にソーラーパネルを支持するための支持台３１を取り付けた状態を示す部分斜視図である。 特許文献１に示された取付構造を示す部分縦断面図である。 特許文献２に示された技術を示す分解斜視図である。

次に、以上のように構成した本発明を、図面に示した実施の形態に係る取付金具１０について説明すると、図１には、本実施形態に係る取付金具１０を屋根２０に取り付けた状態が示してある。つまり、この取付金具１０は、屋根２０を構成している梁部材２１に折板２２を取り付けているアンカーボルト２４に連結されて、ソーラーパネル用の支持台３１を屋根２０に取り付けるものである。

ここで、当該取付金具１０が対象としている屋根２０について説明すると、この屋根２０は、図１及び図２に示したように、多数の折板２１を、アンカーボルト２４によって梁部材２２上に取り付けて形成されるものであり、折板２１は、スレート、波状鋼板、あるいは波状樹脂板等、種々な材料のものが使用されているものである。これらの折板２１は、図２あるいは従来技術を示す図９に示したように、その頂部に挿通したアンカーボルト２４の下端（アンカー部）を梁部材２２に係止させた上で、折板２１から突出している上端のネジ部にナットを螺着することにより、梁部材２２に固定されるものである。この場合、折板２１を構成する材料によっては、折板２１の下側に、図２に示したようなタイトフレーム２３が配置されることもある。

いずれにしても、この屋根２０を構成している各折板２１の上面側には、図６の（ａ）にも示したように、アンカーボルト２４の上端部が突出しているのであり、この突出分には、当該アンカーボルト２４の固定のためのナットを締め付け得るようにするためのネジ部が形成されている。

一方、本発明に係る取付金具１０を使用して上記屋根２０上に取り付けられるソーラーパネルは、図２にも示したように、折板２１から少し離した状態で設置される支持台３１上に取り付けられるものである。つまり、ソーラーパネルを屋根２０上に取り付けるためには、支持台３１が必要になっているのであり、この支持台３１自体も屋根２０上の所定位置に固定しなければならないものである。

さて、本実施形態に係る取付金具１０は、図１及び図２に示したように、アンカーボルト２４の突出部分に連結される金具本体１１と、この金具本体１１上に取り付けられる支持板１２と、この支持板１２を金具本体１１に取り付けるワッシャ１４及び取付ボルト１３との、たった４つの部品により構成したものである。

金具本体１１は、図３の（ａ）から（ｃ）にて示したように、底部の基板部１１ａと、この基板部１１aの両側から立ち上がる支持腕部１１ｂと、これら各支持腕部１１ｂ上にて基板部１１ａ上に水平に折れ曲がり、ワッシャ１４が下側から係止される係止部１１ｃとにより構成したものである。

この実施形態に係る金具本体１１の基板部１１ａは、図３の（ｂ）に示したように、その中央部分が少し持ち上がった状態になっているものであり、この盛り上がり部分の下に、アンカーボルト２４の突出部分に螺着されているナットの収容箇所を形成しているのである。勿論、この基板部１１ａの中央部分には、図３の（ｃ）に示したように、アンカーボルト２４の突出部分を挿通するための取付穴１１ｄが形成してある。

また、金具本体１１の基板部１１aの両側からは、特に図３の（ａ）にて示したように、支持腕部１１ｂが同じ高さで立ち上がるものであり、これらの支持腕部１１ｂ上には後述する支持板１２が乗せられて、当該支持板１２を基板部１１ａに対して平行に支持する。これら各支持腕部１１ｂ上には、基板部１１ａ上に水平に延在するように折れ曲がる係止部１１ｃが形成されていて、これらの係止部１１ｃには、図２にも示したように、ワッシャ１４が下側から係止されることになる。つまり、これらの係止部１１ｃは、図５に示したような四角形状のワッシャ１４の、互いに対抗する「辺」を下面にて係止することになるものであり、各支持腕部１１ｂの上部内側面とともに、ワッシャ１４の位置決め及び回転止めをも果たすものである。

上記ワッシャ１４には、図５の（ａ）及び（ｂ）にて示したように、取付ボルト１３の頭部が係止されるものであり、この取付ボルト１３のネジ部は、後述する支持板１２の長穴１２ａから上方に突出する。この取付ボルト１３の支持板１２から突出したネジ部には、図２にて示したように、ナットが螺着されるものであり、これによって支持板１２を金具本体１１に固定するものである。なお、本実施形態に係るワッシャ１４の裏面には、図５の（ｂ）及び（ｃ）にて示したように、取付ボルト１３の頭部の回り止めを行う突起が形成してあって、この取付ボルト１３の突出部分にナットを締結する場合の操作性がよくなるようにしてある。

支持板１２は、図４に示したように、支持台３１の支持及び取付が行えるように、平板上に形成したものであり、その中央には取付ボルト１３の突出部分を挿通する長穴１２ａが形成してある。この長穴１２ａは、支持板１２を取付ボルト１３とワッシャ１４とによって金具本体１１に連結するに際して、取付ボルト１３の位置を当該長穴１２ａの範囲内で自在となるようにしているものである。何故なら、ワッシャ１４は金具本体１１に対して係止部１１ｃなどによって位置調整できないし、取付ボルト１３は固定的なワッシャ１４の挿通穴に挿通されているから、これらのワッシャ１４及び取付ボルト１３は、金具本体１１に対して自由に位置調整が行えないからである。

また、この支持板１２には、図４に示したように、複数の係止部１２ｂが折曲形成してあるが、これらの係止部１２ｂは、上述したソーラーパネルのための支持台３１を位置決めし固定する際に利用されるものである。つまり、これらの係止部１２ｂは、支持台３１の幅や取付部分に合わせた大きさや位置に形成したものである。

１０ 取付金具
１１ 金具本体
１１ａ 基板部
１１ｂ 支持腕部
１１ｃ 係止部
１１ｄ 取付穴
１２ 支持板
１２ａ 長穴
１２ｂ 係止部
１３ 取付ボルト
１４ ワッシャ
２０ 屋根
２１ 折板
２２ 梁部材
２３ タイトフレーム
２４ アンカーボルト
３１ 支持台

Claims (1)

1. 屋根を構成している梁部材に折板を取り付けているアンカーボルトに連結されて、ソーラーパネル用の支持台を、前記屋根に取り付けるための取付金具であって、
   この取付金具を、前記アンカーボルトの突出部分に連結される金具本体と、この金具本体上に取り付けられる支持板と、この支持板を前記金具本体に取り付けるワッシャ及び取付ボルトとにより構成するとともに、
   前記金具本体を、底部の基板部と、この基板部の両側から立ち上がる支持腕部と、これら各支持腕部上にて前記基板部上に水平に折れ曲がり、前記ワッシャが下側から係止される係止部とにより構成するとともに、
   前記支持板の中央に前記取付ボルトが挿通される長穴を形成して、この支持板の前記金具本体に対する連結位置が、前記長穴の範囲内で自在となるようにしたことを特徴とするソーラーパネル用の取付金具。

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