JP2013221323A - 太陽電池モジュールの取付金具 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で安価に製造することができ、しかも取り付け作業が容易で、特に架台を介さずに太陽電池モジュールを直接、屋根に設置することができる太陽電池モジュールの取付金具を提供する。
【解決手段】取付金具３１は、屋根材の凸部５１に添う形状の接着面５を有し、該接着面５に連通する多数の貫通孔が設けられ、接着面５に塗布した接着剤４０により屋根材に固着されるベース板材２の上面に支持ボルト３が突設されている主金具１と、上面に平坦な支承面２３を有し、裏面２４に前記支持ボルト３のねじ軸部がねじ嵌合して支承面２３側に貫通可能なナット体２５が固着されている受け台を備えている。
【選択図】図１３

Description

本発明は、建物の屋根に設置される太陽電池モジュールを取り付けるための取付金具に関するものである。

従来、屋根上に太陽電池モジュールを設置する場合、一般的には太陽電池モジュールを設置する架台を取付金具を用いて屋根に固定し、該架台に太陽電池モジュールを載置して支持固定させている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

上記した取付金具については、種々のタイプのものが知られているが、概して構造が複雑で、製造コストが高いだけでなく、設置作業に時間を要するものであった。

また、太陽電池モジュールを設置する架台を接着剤を用いて屋根の防水層に固定する架台固定方法も知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。

しかし、上記従来の接着剤を用いた架台の固定方法では、平型屋根など設置する屋根が限定されていた。また、接着剤が屋根の雨水流路に露出するため、接着力が劣化し易い構造であった。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消するものであり、構造が簡単で部品点数が少なく、安価に製造することができ、しかも取り付け作業が容易で、設置工事費を大幅に低減することができる太陽電池モジュールの取付金具を提供することを目的としている。

また、本発明は、基本的に共通する部品からなる複数種の取付金具を用いて、架台を介さずに太陽電池モジュールを直接、屋根に設置することができる太陽電池モジュールの取付金具を提供することを技術的課題としている。

さらに、本発明は、太陽電池モジュールの架台を屋根に固定するのにも使用可能な太陽電池モジュールの取付金具を提供することを技術的課題としている。

上記課題を解決するために、本願の請求項１に係る発明は、屋根材の凸部に添う形状の接着面を有し、該接着面に連通する多数の貫通孔が設けられ、前記接着面に塗布した接着剤により前記屋根材に固着されるベース板材の上面に支持ボルトが突設されている主金具と、上面に平坦な支承面を有し、裏面に前記支持ボルトがねじ嵌合して前記支承面側に貫通可能なナット体が固着されている受け台と、を備えていることを特徴とする。

本願の請求項２に係る発明は、請求項１記載の前記受け台の前記ナット体にねじ嵌合する前記支持ボルトのねじ軸部が、前記支承面より突出していることを特徴とする。

また、本願の請求項３に係る発明は、請求項１記載の前記受け台の前記ナット体にねじ嵌合する前記支持ボルトのねじ軸部が、前記支承面より突出していないことを特徴とする。

さらに、本願の請求項４に係る発明は、請求項３記載の太陽電池モジュールの取付金具であって、前記受け台の上面に前記ナット体とは別の補助ナット体が前記受け台の裏側へ貫通状態に固着され、前記支承面より突出していることを特徴とする。

そして、本願の請求項２ないし４に係る発明の取付金具を用いることで、架台を介さずに太陽電池モジュールを直接、屋根に設置することができるものである。

また、本願の請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の取付金具の前記受け台が、方形の扁平な金属板により形成されていることを特徴とするもので、より簡単な構造とすることができる。

さらに、本願の請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の取付金具の前記接着面に塗布した接着剤により前記ベース部材を前記屋根材に固着したとき、前記接着剤が前記貫通孔を通じて前記ベース板材の上面に露出することを特徴とするもので、前記ベース板材が前記屋根材に強固に固着される構成としたものである。

以上説明したように、本願の請求項１ないし４に記載の取付金具は、接着剤により屋根材に固着されるベース板材に支持ボルトが突設されている主金具と、前記支持ボルトがねじ嵌合して上面の平坦な支承面側に貫通可能なナット体が裏面に固着されている受け台との共通する２つの部品で構成されているから、簡単な構造で、安価に製造することができる。しかも、取り付け作業が容易に行なえ、太陽電池モジュールの設置工事費を大幅に低減することが可能である。特に、前記主金具の前記ベース板材に、屋根材の凸部に沿う形状の接着面に連通する多数の貫通孔が設けられているから、前記接着面に塗布した接着剤により前記ベース板材を前記屋根材に接着したとき、該接着剤が前記貫通孔を通じて前記ベース板材の表面側へ露出して前記接着剤の接着効果が高められ、前記ベース板材が前記屋根材に強固に接着されるだけではなく、前記貫通孔を多数設けることで前記ベース板材の軽量化が図れるという効果を奏する。

また、本願の請求項１ないし４に記載の取付金具を用いて、架台を介さずに太陽電池モジュールを直接、屋根に設置することができるという効果を奏する。

さらに、本願の請求項２に記載の取付金具を単独で用いて、太陽電池モジュールの架台を屋根に固定することができるという効果を奏する。

本発明に係る取付金具を構成する第１の主金具を示す斜視図である。 同上第１の主金具の正面図である。 図２の３−３線に沿う断面図である。 本発明に係る取付金具を構成する第２の主金具を示す斜視図である。 同上第２の主金具の正面図である。 図５の６−６線に沿う断面図である。 本発明に係る取付金具を構成する第１の受け台を示す平面図である。 図７の８−８線に沿う断面図である。 同上第１の受け台の裏側から見た斜視図である。 本発明に係る取付金具を構成する第２の受け台を示す平面図である。 図１０の１１−１１線に沿う断面図である。 同上第２の受け台の斜視図である。 第１の主金具と第１の受け台とを組み合わせた本発明に係る第１の取付金具の使用状態を示す正面図である。 同上側面図である。 第２の主金具と第１の受け台とを組み合わせた本発明に係る第２の取付金具の使用状態を示す正面図である。 同上側面図である。 第２の主金具と第２の受け台とを組み合わせた本発明に係る第３の取付金具の使用状態を示す正面図である。 同上側面図である。 同上第３の取付金具に併用する押え金具を示す斜視図である。 同上正面図である。 本発明に係る第１の取付金具、第２の取付金具及び第３の取付金具を用いて太陽電池モジュールを直接、波形スレート屋根に設置した使用例を示す概略平面図である。 同上斜視図である。 本発明に係る第１の取付金具を用いて太陽電池モジュールの架台を波形スレート屋根に固定した使用例を示す斜視図である。 同上要部拡大側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面は、本発明に係る太陽電池モジュールの取付金具を波形スレート屋根に適用した実施例を示しており、図１〜図３に示す第１の主金具と、図４〜図６に示す第２の主金具と、図７〜図９に示す第１の受け台と、図１０〜図１２に示す第２の受け台とを組み合わせて構成した第１の取付金具、第２の取付金具及び第３の取付金具の３つの類似した取付金具を用いて太陽電池モジュールを直接、波形スレート屋根に設置するものである。

図１〜図３に示す第１の主金具１は、鋼板等の金属板を波形スレート屋根材５０（図１３参照）の凸部５１に添う山形状に曲げ加工して形成されたベース板材２の頂部中央に支持ボルト３が突設されている。ベース板材２には多数の貫通孔４が設けられ、内側面が波形スレート屋根材５０の凸部５１に密着する接着面５とされている。なお、ベース板材２の頂部に設ける貫通孔６は径大孔としている。これは、ベース板材２を波形スレート屋根材５０の凸部５１に接着剤で固着する際、波形スレート屋根５０の打込み釘（図示せず）の頭部が邪魔にならないように、遊嵌させて逃がすために考慮したものである。支持ボルト３は、クリンチボルト、溶接ボルト等を用いるのが好適で、図３に示すように、頭部８がベース板材２の頂部中央に設けたエンボス部７に収容して固着され、長いねじ軸部９がベース板材２の頂部中央を貫通して突設されると共に、頭部８が接着面５側へ突出しないように取り付けられている。

図４〜図６に示す第２の主金具１２は、基本的には図１〜図３に示した第１の主金具と同一の構成を有しており、支持ボルト３のねじ軸部９ａが短くなっている点のみが異なっている。該短いねじ軸部９ａは、後述する第１の受け台２１のナット体２５にねじ嵌合して組み付けたとき、第１の受け台２１の支承面２３から突出しない長さに設定されている。

図７〜図９に示す第１の受け台２１は、鋼板等の金属板により形成した単純な四角形の扁平板２２の上面を平坦な支承面２３とし、その中央部の裏面２４にナット体２５を固着突設したものである。ナット体２５は、扁平板２２に打ち込んでかしめ結合されるピアスナット又は溶接ナットを用いるのが好適で、そのねじ孔２６は支承面２３側へ貫通している。該ナット体２５は第１の主金具１及び第２の主金具１２の支持ボルト３のねじ軸部９又は９ａにねじ嵌合される。

図１０〜図１２に示す第２の受け台２７は、基本的には図７〜図９に示した第１の受け台２１と同一の構成を有しており、扁平板２２上面の支承面２３に補助ナット体２８が固着されている。該補助ナット体２８もナット体２５と同様に扁平板２２に打ち込んでかしめ結合されるピアスナット又は溶接ナットを用いるのが好適で、そのねじ孔２９は裏面２４側へ貫通している。該補助ナット体２８には、後述する押え金具４５の押えボルト４７（図１９、図２０参照）がねじ嵌合される。

図１３及び図１４は、前述した第１の主金具１と第１の受け台２１とを組み合わせた第１の取付金具３１の使用状態を示している。該第１の取付金具３１は、第１の主金具１の支持ボルト３の長いねじ軸部９に第１の受け台２１のナット体２５をねじ嵌合したもので、ベース板材２の接着面５に塗布した接着剤４０により波形スレート屋根５０の凸部５１にベース板材２が固着される。接着剤４０は特に限定されないが、耐水性、耐久性、靭性等を考慮するとエポキシ系、変形シリコン系が望ましく、粘性はチキソトロピックで高粘度であれば好適である。接着面５に塗布した接着剤４０は、ベース板材２を凸部５１に押し付けて接着したとき、多数の貫通孔４と径大貫通孔６からベース板材２の表面側へ露出するので、接着剤４０による接着効果が高められる。

このように波形スレート屋根５０の凸部５１に固着された第１の取付金具３１は、図示のように、互いに隣接しては位置される太陽電池モジュール６０，６０の端部６０ａ，６０ａを第１の受け台２１の支承面２３に載置した状態で、長いねじ軸部９に押え板４１を嵌め合わせ、ねじ軸部９にねじ嵌合した止めナット４２を締め付けることにより、押え板４１と第１の受け台２１とで両太陽電池モジュール６０，６０の端部６０ａ，６０ａを挟持固定するものである。図中、５２は波板スレート屋根５０を取り付ける野地板である。

図１５及び１６は、前述した第２の主金具１２と第１の受け台２１とを組み合わせた第２の取付金具３２の使用状態を示している。該第２の取付金具３２は、第２の主金具１２の支持ボルト３の短いねじ軸部９ａに第１の受け台２１のナット体２５をねじ嵌合したもので、短いねじ軸部９ａは支承面２３から突出していない。そして、ベース板材２が接着面５に塗布した接着剤４０により波形スレート屋根５０の凸部５１に固着されるのは、第１の取付金具３１と同様であるが、該第２の取付金具３２は、太陽電池モジュール６０の裏面を支承面２３により当接支持して、撓みを防止するために使用される。

図１７及び１８は、前述した第２の主金具１２と第２の受け台２７とを組み合わせた第３の取付金具３３の使用状態を示している。該第３の取付金具３３は、第２の取付金具３２と同様に支持ボルト３の短いねじ軸部９ａは支承面２３から突出していない。そして、ベース板材２が接着面５に塗布した接着剤４０により波形スレート屋根５０の凸部５１に固着されるのは、第１の取付金具３１及び第２の取付金具３２と同様であるが、該第３の取付金具３３は、各太陽電池モジュール６０の周辺部６０ｂを支持固定するのに使用される。そのために、図１９及び図２０に示す押え金具４５が併用される。該押え金具４５は、Ｌ字形の押え板４６と、押えボルト４７とで構成され、押え板４６に挿通した押えボルト４７のねじ軸部４８を第２の受け台２７の補助ナット体２８にねじ嵌合して締め付けることにより、第２の受け台２７の支承面２３に載置した太陽電池モジュール６０の周辺部６０ｂを押え板４６と第２の受け台２７とで挟持固定する。

図２１及び２２は、前述した第１の取付金具３１、第２の取付金具３２及び第３の取付金具３３を用いて、架台を介さずに複数の太陽電池モジュール６０，６０・・・を直接、波形スレート屋根５０に設置した使用例を示している。このように本発明に係る３種類の取付金具３１、３２及び３３を用いて太陽電池モジュール６０を設置すると、各取付金具３１、３２及び３３が類似する２つの部品で構成されているので、構造が簡単で、安価に製造することができるだけでなく、取付金具の軽量化が図れる。しかも、取り付け作業が容易で、太陽電池モジュール６０の設置工事費を大幅に低減することが可能である。

図２３及び図２４は、本発明に係る第１の取付金具３１を用いて太陽電池モジュールの架台７０を波形スレート屋根５０に固定した使用例を示している。架台７０は縦桟７１と横棧７２とで構成されている。一方、第１の取付金具３１は、前述のようにベース板材２を波形スレート屋根５０の凸部５１に接着剤４０で固着して取り付け固定され、その長いねじ軸部９に横棧７２を嵌め合わせたのち、該ねじ軸部９にねじ嵌合した止めナット７３を締め付けることにより、各横棧７２が第１の取付金具３１を介して波形スレート屋根５０に固定される。

上記の実施形態においては、本発明に係る取付金具を波形スレート屋根に適用した実施例について説明したが、本発明は、折版屋根、瓦屋根その他凸条部を有する屋根に適用することが可能である。

１ 第１の主金具
２ ベース板材
３ 支持ボルト
４ 貫通孔
５ 接着面
６ 径大貫通孔
７ エンボス部
８ 頭部
９ 長いねじ軸部
９ａ 短いねじ軸部
１２ 第２の主金具
２１ 第１の受け台
２２ 扁平板
２３ 支承面
２４ 裏面
２５ ナット体
２６ ねじ孔
２７ 第２の受け台
２８ 補助ナット体
３１ 第１の取付金具
３２ 第２の取付金具
３３ 第３の取付金具
４０ 接着剤
４１ 押え板
４２ 止めナット
４５ 押え金具
４６ Ｌ字形押え板
４７ 押えボルト
４８ ねじ軸部
５０ 波形スレート屋根
５１ 凸部
５２ 野地板
６０ 太陽電池モジュール
６０ａ 端部
６０ｂ 周辺部

特開平１１−１３２３８号公報 特許第４７８０８１０号公報 特開２０１０−２４２４１２号公報 特開平８−２８４３５１号公報

Claims (7)

1. 屋根材の凸部に添う形状の接着面を有し、該接着面に連通する多数の貫通孔が設けられ、前記接着面に塗布した接着剤により前記屋根材に固着されるベース板材の上面に支持ボルトが突設されている主金具と、
   上面に平坦な支承面を有し、裏面に前記支持ボルトがねじ嵌合して前記支承面側に貫通可能とするナット体が固着されている受け台と、
   を備えていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付金具。
2. 前記受け台の前記ナット体にねじ嵌合する前記支持ボルトのねじ軸部が、前記支承面より突出していることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの取付金具。
3. 前記受け台の前記ナット体にねじ嵌合する前記支持ボルトのねじ軸部が、前記支承面より突出していないことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの取付金具。
4. 請求項３記載の太陽電池モジュールの取付金具であって、前記受け台の上面に前記ナット体とは別の補助ナット体が前記受け台の裏側面へ貫通状態に固着され、前記支承面より突出していることを特徴とする太陽電池モジュールの取付金具。
5. 前記受け台が、方形の扁平な金属板により形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付金具。
6. 前記接着面に塗布した接着剤により前記ベース部材を前記屋根材に固着したとき、前記接着剤が前記貫通孔を通じて前記ベース板材の上面に露出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付金具。
7. 前記屋根材が波形スレートであって、
   前記ベース板材は、前記接着面が前記波形スレートの山部に添う山形状に湾曲していて、該ベース板材の頂部中央上面に前記支持ボルトが突設され、かつ、頂部の両端近傍に前記波形スレートの打込み釘の頭部を遊嵌可能とする大径の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付金具。

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