JP2015025309A - 太陽光パネル設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボルトの位置を極めて簡単に適切な位置に調節することができる太陽光パネル設置構造を提供する。【解決手段】太陽光パネル設置構造は、瓦と野地板との間に空間を有する瓦葺き屋根に太陽光パネルを設置する太陽光パネルの設置構造であって、野地板上に配置されるスペーサに架設される互いに平行な複数のレールと、レールを野地板の下側に設けられている垂木に固定する複数の固定部と、レールに摺動可能に外嵌される複数の摺動部と、前記摺動部に固定されて屋根材を貫通して上方に突出する複数のボルトと、前記瓦の上側で前記レールと平行になるように前記複数のボルトに架設される互いに平行な複数の水平材と、長手方向が屋根の勾配方向となるように配置され、前記複数の水平材に固定される勾配材と、前記勾配材に太陽光パネルを固定するパネル固定部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光パネル設置構造に関し、特に屋根材と野地板との間に空間が生じる瓦葺き屋根に設置する太陽光パネル設置構造に関する。

従来より、屋根上に太陽光パネルを設置する場合に、太陽光パネルが風で吹き飛ばされないように、太陽光パネルを固定する架台の基礎として垂木を用い、垂木からボルトを突出させて架台を固定するものが知られている（例えば、特許文献１）。また、特に、垂木に固定される固定ベースに設けられる垂木の長手方向に直行する方向に延びる長穴にボルトを固定することで、ボルトをスライド可能にし、ボルトが突出する位置を屋根材の形状に応じて調整可能にし、屋根材の上に突出したボルトに縦横の桟を設けて、この桟に太陽光パネルを固定する太陽光パネル支持具が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。

特開平８−１９３３９２号公報 特開２０１０−２０３１６５号公報 特開２０１１−８４９８４号公報

しかし、上述の固定ベースは１本の垂木に固定されるものであるので、長穴を長くすると固定ベースが垂木から側方に突出することになり、十分な強度で垂木に固定することができない。一方、長穴をあまり長くせずに、その強度を確保できるようにする場合には、ボルトのスライド可能範囲が短くなり、十分に調節することができないおそれがある。

そこで、本発明は、ボルトの位置を簡単に適切な位置に調節することができる太陽光パネル設置構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の太陽光パネル設置構造は、瓦材と野地板との間に空間を有する瓦葺き屋根に太陽光パネルを設置する太陽光パネル設置構造であって、前記野地板上に互いに間隔を開けて複数配置されるスペーサと、前記スペーサに架設される長手形状であって、その長手方向が水平になるように配置される互いに平行な複数のレールと、前記レールを前記野地板の下側に設けられている垂木に固定する複数の固定部と、前記レールに摺動可能に外嵌される複数の摺動部と、前記摺動部に固定されて屋根材を貫通して上方に突出する複数のボルトと、前記瓦材の上側で前記レールと平行になるように前記複数のボルトに架設される互いに平行な複数の水平材と、長手方向が屋根の勾配方向となるように配置され、前記複数の水平材に固定される勾配材と、前記勾配材に太陽光パネルを固定するパネル固定部と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の太陽光パネル設置構造は、前記ボルトに外嵌する弾性材料からなり、前記瓦材の下側に配置される瓦受け部と、前記ボルトに螺着して、前記瓦材を抑える瓦押さえナットと、を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の太陽光パネル設置構造は、前記水平材は、前記屋根の勾配方向と略平行な上片と、当該上片から下側に垂下する前記屋根の勾配方向に略垂直な側片と、により構成される山形鋼であり、前記ボルトに螺着する高さ決めナットと、前記高さ決めナットの上面に当接するように前記ボルトに外嵌するとともに、前記水平材の前記側片を受けるアングル受け具と、前記ボルトに外嵌するとともに、前記水平材の上片を上方から押さえるアングル押さえ具と、前記アングル押さえ具を固定するように前記ボルトに螺着する固定ナットとを備えることを特徴としている。

請求項４に記載の太陽光パネル設置構造は、前記勾配材を上側から覆うとともに下側が開放されており、両側に鍔部を有する固定片と、前記側片の下端に引っ掛かる側面視Ｊ字状に形成され、上端にネジ部が形成され、当該上端が前記鍔部を貫通してナットにより当該鍔部に固定されるフックと、を有する連結部を備え、当該連結部により前記勾配材が前記水平材に固定されるものであり、最も軒側に設けられる前記水平材は、前記上片の軒側から前記側片が垂下するように配置されることを特徴としている。

請求項５に記載の太陽光パネル設置構造は、太陽光パネルはその軒側及び棟側にそれぞれ先端が上方に突出する突出片を有する取付部が設けられており、前記パネル固定部は前記勾配材の下面に当接する下側当接部と、前記取付部を上方から押さえるパネル押さえ部と、前記下側当接部と前記パネル押さえ部とを互いに接近させつつ接続する接続ボルトとを有しており、最も軒側のパネル押さえ部は、一端側が長く、他端側が短くなるように逆Ｊ字状に湾曲させた板材により形成されており、前記他端側が前記取付部を上方から押さえるとともに、一端側が前記勾配材の軒側端部を隠す鼻隠を構成することを特徴としている。

請求項１の太陽光パネル設置構造によると、野地板と瓦材との間の空間にレールが水平に架設され、このレールに摺動可能な摺動部に瓦材を貫通して上方に突出するボルトが固定されているので、ボルトは摺動部の摺動に伴って水平方向に移動可能となっている。したがって、極めて簡単にボルトの水平方向における位置を調整することができる。特に、Ｓ型の瓦材のように山と谷とが形成されている瓦材においては、瓦材の山部分の下側が野地板との間のスペースが大きくなっており、摺動部等を瓦材と干渉することなく収めることができるとともに、ボルトを挿通させる貫通孔が瓦材の山部分に設けられることが防水上も有利であるが、上述の通りボルト及び摺動部を極めて簡単に瓦材の山部分に移動させることができる。そして、レールは固定部によって野地板の下側に設けられている垂木に固定されるので、レールを十分な強度で固定することができ、このレールに、摺動部、ボルト、水平材、及び勾配材を介して、固定される太陽光パネルの設置強度を高くすることができる。

請求項２の太陽光パネル設置構造によると、弾性材料からなる瓦受け部が瓦材の下側に配置されており、ボルトに螺着している瓦押さえナットを締める方向に回転させることにより、瓦材を瓦受け部に押し付けることができ、瓦受け部は弾性変形によって瓦材に密着するので、瓦材のボルトが貫通している部分の防水性を高めることができる。

請求項３の太陽光パネル設置構造によると、水平材を一般流通品である山形鋼とすることで、コストを下げることができる。そして、それぞれボルトに外嵌するアングル受け具と、アングル押さえ具と、で水平材を挟み込み、高さ決めナットと固定ナットとを回転させることにより、アングル受け具及びアングル押さえ具を互いに接近する方向に締め付けて水平材を固定するので、水平材を確実且つ強固に固定することができる。

請求項４の太陽光パネル設置構造によると、固定片が勾配材を上側から覆うとともに、フックが水平材の側片の下端に引っ掛かった状態で、フックの上端が鍔部を貫通し、そのフックの上端にナットを螺着させることで、水平材と勾配材とを強固に固定することができる。このとき、水平材の側片にはフックにより上方に引き上げられる方向に力が加わるので、水平材の上片は、その側片と反対側が、勾配材から離れる方向に傾斜するが、最も軒側に設けられる水平材は、上片の軒側から側片が垂下するように配置されていることで、勾配材を確実に水平材に固定することができる。

請求項５の太陽光パネル設置構造によると、太陽光パネルの軒側及び棟側にはそれぞれ先端が上方に突出する突出片を有する取付部が設けられている。そして、勾配材の下面に当接する下側当接部と、取付部を上方から押さえるパネル押さえ部と、で、取付部及び勾配材を挟んだ状態で、接続ボルトによって下側当接部とパネル押さえ部とを互いに接近させるので、取付部と勾配材とを強固に固定することができる。そして、最も軒側のパネル押さえ部は、一端側が長く、他端側が短くなるように逆Ｊ字状に湾曲させた板材により形成されているので、取付部と勾配材とを強固に固定するとともに、勾配材の軒側端部を隠す鼻隠としても用いることができる。

太陽光パネルの設置構造を上方から見た状態を示す図。 太陽光パネル及び瓦材の図示を省略して、太陽光パネルの設置構造の下部構成を示す図。 太陽光パネルの設置構造の下部構成を示す断面図。 野地板上にレールを配置して固定した状態を示す図。 （Ａ）はボルトに瓦材を外挿した状態を示し、（Ｂ）は、瓦材を瓦押さえナットで押さえて瓦受け部が弾性変形した状態を示す図。 ボルトに水平材を固定する作業工程を示す図。 太陽光パネルの設置構造の下部構成の断面図。 連結部の構成を示す斜視図。 連結部を用いて水平材に勾配材を固定した状態を示す図。 水平材に勾配材を固定した状態の軒側から棟側に平行に３本設けられている水平材の互いの位置関係を示す図。 図１０のＡ部分拡大図。 パネル固定部を用いて太陽光パネルを固定した状態を示す図。

以下、各図を参照しつつ本発明の太陽光パネル設置構造１の最良の実施形態について説明する。太陽光パネル設置構造１は、瓦材２と野地板３との間に空間が生じる瓦葺き屋根に太陽光パネル４を設置するものである。この太陽光パネル設置構造１を設置する屋根としては、垂木５に野地板３が固定され、この野地板３上に図示しないルーフィングなどの防水処理を施したうえで等間隔で平行に図示しない桟木を固定し、この桟木に引っ掛けるように瓦材２を敷設する勾配屋根が例示できるが、瓦葺の種々の屋根に設置することができる。瓦材２は、本実施形態では例えば陶器製のＳ型和瓦を用いるが、他の材質や形状の瓦であってもよい。

この太陽光パネル設置構造１は、図２及び図３に示すように、野地板３上に互いに間隔を開けて複数配置されるスペーサ６と、スペーサ６に架設される長手形状であって、その長手方向が水平になるように配置される互いに平行な複数のレール７と、レール７を前記野地板３の下側に設けられている垂木５に固定する複数の固定部８とを備えている。そして太陽光パネル設置構造１は、さらに、レール７に摺動可能に外嵌さレール７複数の摺動部９と、各摺動部９にそれぞれ固定されて瓦材２を貫通して上方に突出する複数のボルト１０とを備えている。そして、太陽光パネル設置構造１は、瓦材２の上方には、レール７と平行になるように複数のボルト１０に架設される互いに平行な複数の水平材１１と、長手方向が屋根の勾配方向となるように配置され、複数の水平材１１に固定される勾配材１２と、勾配材１２に太陽光パネル４を固定するパネル固定部１３と、を備えている。なお、図２においては、図示の便宜上瓦材２の記載を省略している。

スペーサ６は例えば合成樹脂製の矩形平板であり、図４に示すように、野地板３に載置されて、このスペーサ６の上に架設されるレール７と野地板３との間に間隙を設ける役割を果たしている。レール７は、野地板３の水平方向に沿って設けられる鉄製で四角柱状の長手材である。固定部８は中央がレール７の外側を覆うように形成されるとともに、両側に野地板３に当接するフランジ１４を有している。そして、両側のフランジ１４にはそれぞれ３箇所のビス孔１５が設けられている。これらのビス孔１５から野地板３を貫通するようにビス１６を打ち込み、当該ビス１６を垂木５に固定する。これによって固定部８が垂木５に固定されるとともに、この固定部８は中央がレール７の外側を覆っているので、レール７もまた固定部８を介して垂木５に固定される。

摺動部９は、四角筒状に形成されており、内部にレール７を挿通させて、レール７を摺動することができる形状である。摺動部９の上面には、ボルト１０が溶接により固定されている。

摺動部９の上側でボルト１０には、円筒形状の瓦受け部１７が外挿している。瓦受け部１７は弾性を有する合成樹脂により形成されている。瓦材２の山側にはボルト１０を挿通できる不図示の貫通孔が設けられており、図５（Ａ）に示すように、瓦材２を瓦受け部１７の上側からボルト１０に外挿させて、更にその上から瓦材２の形状に合わせた座金１８をボルト１０に外挿させる。そして、図５（Ｂ）に示すように座金１８の上からボルト１０に螺合させた瓦押さえナット１９を締めて、瓦材２をその下方の瓦受け部１７に押し付ける。瓦受け部１７は弾性を有するので、瓦受け部１７が弾性変形して瓦材２に密着し、瓦材２に設けられた貫通孔から雨水などが瓦材２の下側に侵入することを抑制できる。なお、瓦受け部１７と瓦材２との間には更に防水性を有するコーキング剤を塗布しておくと、更に防水性を高めることができる。

瓦材２の上方でボルト１０に固定される水平材１１は、屋根の勾配方向と略平行な上片２０と、当該上片２０から下側に垂下する屋根の勾配方向に略垂直な側片２１と、により構成される山形鋼である。水平材１１を固定する際には、まず、図６（Ａ）に示すように、上方に突出しているボルト１０に高さ決めナット２２を螺合させて、水平材１１を固定する高さを決める。そして、図６（Ｂ）に示すように、側面視Ｊ字状に折曲された金属製板材のアングル受け具２３を高さ決めナット２２の上面に当接するようにボルト１０に外挿する。ついで、図６（Ｃ）に示すように、長尺な山形鋼からなる水平材１１の側片２１をボルト１０とアングル受け具２３との間に差し込む。そして、図６（Ｄ）に示すように、矩形平板材の両側を下方に折り曲げて形成したアングル受さえ具２４と、水平材１１と同じ山形鋼を短く切断して形成した固定用アングル２５とをボルト１０に外挿し、さらに図６（Ｅ）に示すように、ボルト１０に螺合する固定ナット２６を固定用アングル２５を下方に押し付けるように締結する。

水平材１１の下方では、高さ決めナット２２によってアングル受け具２３の高さが固定されており、水平材１１の上方では、アングル受さえ具２４と固定用アングル２５とが固定ナット２６によって下方に押し付けられるので、水平材１１はアングル受け具２３とアングル受さえ具２４とに挟まれて、確実且つ強固に固定される。しかも、水平材１１を一般流通品である山形鋼とすることで、太陽光パネル設置構造１の材料コストを下げることができる。

図１に示すように、水平材１１は、屋根の勾配方向、すなわち屋根の棟から軒に向かう方向に対して垂直な方向に互いに平行に３本設けられている。なお、ボルト１０及びボルト１０に外挿する各部材は１本の水平材１１に対してそれぞれ３箇所づつ設けられており、合わせて９箇所に設けられている。水平材１１は、図７に示すように、棟側の２本の水平材１１が、上片２０の棟側から側片２１が垂下するように配置されており、最も軒側に配置されている水平材１１は、上片２０の軒側から側片２１が垂下するように配置される。

勾配材１２は、図１に示すように長手方向が屋根の勾配方向となるように配置されて３本の水平材１１の上側に架設して固定される２本の角パイプである。勾配材１２を水平材１１に固定する連結部２７は、図８及び図９に示すように、勾配材１２を上側から覆うとともに下側が開放されており、両側に鍔部２８を有する固定片２９と、水平材１１の側片２１の下端に引っ掛かる側面視Ｊ字状に形成され、上端にネジ部が形成され、当該上端が前記鍔部２８を貫通してナット３０により当該鍔部２８に固定されるフック３１と、を有している。

このように、連結部２７は、その固定片２９が勾配材１２を上側から覆うとともに、フック３１が水平材１１の側片２１の下端に引っ掛かった状態で、フック３１の上端が鍔部２８を貫通し、そのフック３１の上端にナット３０を螺着させることで、水平材１１を上方に牽引して勾配材１２との固定を強固にすることができる。このとき、図１０及び図１１に示すように、水平材１１の側片２１にはフック３１により上方に引き上げられる方向に力が加わるので、水平材１１の上片２０は、側片２１と反対側が、勾配材１２から離れる方向に傾斜する。しかし、前述のとおり水平材１１は、棟側の２本の水平材１１が、上辺の棟側から側片２１が垂下するように配置されており、最も軒側に設けられる水平材１１は、上片２０の軒側から側片２１が垂下するように配置されているので、水平材１１が互いに異なる方向に傾斜することとなり、水平材１１が傾斜することによって発生するわずかなぐらつきを抑制することができ、勾配材１２がを確実に水平材１１に固定することができる。

太陽光パネル４は図１２に示すように、その軒側及び棟側にそれぞれ先端が上方に突出する突出片３３を有する取付部３２が設けられている。また、勾配材１２に太陽光パネル４を固定するパネル固定部１３は、勾配材１２の下面に当接する下側当接部３４と、取付部３２を上方から押さえる側面視逆Ｕ字状のパネル押さえ部３５と、下側当接部３４と前記パネル押さえ部３５とを互いに接近させつつ接続する接続ボルト３６とを有している。下側当接部３４には接続ボルト３６を螺着する図示しないネジ孔が２箇所設けられており、パネル押さえ部３５には接続ボルト３６を挿通する不図示の挿通孔が設けられている。太陽光パネル４を勾配材１２に固定する際には、まず、勾配材１２の上面に太陽光パネル４を載置する。そして、下側当接部３４を勾配材１２の下側に配置しつつ、パネル押さえ部３５を太陽光パネル４の取付部３２に設けられた突出片３３に引掛けながら勾配材１２の上側に配置するそして、２本の接続ボルト３６をそれぞれ勾配材１２の両側でパネル押さえ部３５の挿通孔に挿通させて、下側当接部３４のネジ孔に螺合させる。そして、接続ボルト３６を締結方向に回して、、下側当接部３４とパネル押さえ部３５とを互いに接近させることにより、その間に挟まれている太陽光パネル４の取付部３２と勾配材１２とを密着させて固定する。

本実施形態においては、太陽光パネル４は屋根の勾配方向に２枚並べて設置されており、２枚の太陽光パネル４が隣り合う箇所では、パネル押さえ部３５が棟側及び軒側の太陽光パネル４の取付部３２に引っ掛かるように配置され、両側の太陽光パネル４の取付部３２を勾配材１２に固定している。また、最も軒側のパネル固定部１３ｂは、パネル押さえ部３５ｂが、一端側が長く、他端側が短くなるように逆Ｊ字状に湾曲させた板材により形成されており、このパネル押さえ部３５ｂの他端側が取付部３２を上方から押さえるとともに、一端側が勾配材１２の軒側端部を隠す鼻隠を構成している。この最も軒側のパネル固定部１３ｂは、接続ボルト３６ｂがを貫通するように構成されており、勾配材１２の下面に当接する下側当接部３４ｂは、接続ボルト３６ｂに螺着するナット形状である。

このように構成されることで、勾配材１２の軒側端部を隠すことができるとともに、勾配材１２を接続ボルト３６ｂが貫通することでより確実に太陽光パネル４を勾配材１２に固定することができる。

以上のように、本実施形態の太陽光パネル設置構造１は、太陽光パネル４を垂木５に対して強固に固定することができるものであり、瓦材２の位置に応じて太陽光パネル４を固定するためのボルト１０の位置を極めて簡単に調整することができるものである。

なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

本発明に係る太陽光パネル設置構造１は、住宅の屋根に太陽光パネル４を設置する太陽光パネル設置構造１として好適に用いることができる。

１ 太陽光パネル設置構造
２ 瓦材
３ 野地板
４ 太陽光パネル
５ 垂木
６ スペーサ
７ レール
８ 固定部
９ 摺動部
１０ ボルト
１１ 水平材
１２ 勾配材
１３ パネル固定部
１７ 瓦受け部
１９ 瓦押さえナット
２０ 上片
２１ 側片
２２ 高さ決めナット
２３ アングル受け具
２４ アングル押さえ具
２７ 連結部
２８ 鍔部
２９ 固定片
３０ ナット
３１ フック
３２ 取付部
３３ 突出片
３４ 下側当接部
３５ パネル押さえ部
３６ 接続ボルト

Claims (5)

1. 瓦材と野地板との間に空間を有する瓦葺き屋根に太陽光パネルを設置する太陽光パネルの設置構造であって、
   前記野地板上に互いに間隔を開けて複数配置されるスペーサと、
   前記スペーサに架設される長手形状であって、その長手方向が水平になるように配置される互いに平行な複数のレールと、
   前記レールを前記野地板の下側に設けられている垂木に固定する複数の固定部と、
   前記レールに摺動可能に外嵌される複数の摺動部と、
   前記摺動部にそれぞれ固定されて瓦材を貫通して上方に突出する複数のボルトと、
   前記瓦材の上側で前記レールと平行になるように前記複数のボルトに架設される互いに平行な複数の水平材と、
   長手方向が屋根の勾配方向となるように配置され、前記複数の水平材に固定される勾配材と、
   前記勾配材に太陽光パネルを固定するパネル固定部と、を備えることを特徴とする太陽光パネル設置構造。
2. 前記ボルトに外嵌する弾性材料からなり、前記瓦材の下側に配置される瓦受け部と、
   前記ボルトに螺着して、前記瓦材を抑える瓦押さえナットと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル設置構造。
3. 前記水平材は、前記屋根の勾配方向と略平行な上片と、当該上片から下側に垂下する前記屋根の勾配方向に略垂直な側片と、により構成される山形鋼であり、
   前記ボルトに螺着する高さ決めナットと、
   前記高さ決めナットの上面に当接するように前記ボルトに外嵌するとともに、前記水平材の前記側片を受けるアングル受け具と、
   前記ボルトに外嵌するとともに、前記水平材の上片を上方から押さえるアングル押さえ具と、
   前記アングル押さえ具を固定するように前記ボルトに螺着する固定ナットとを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光パネル設置構造。
4. 前記勾配材を上側から覆うとともに下側が開放されており、両側に鍔部を有する固定片と、前記側片の下端に引っ掛かる側面視Ｊ字状に形成され、上端にネジ部が形成され、当該上端が前記鍔部を貫通してナットにより当該鍔部に固定されるフックと、を有する連結部を備え、
   当該連結部により前記勾配材が前記水平材に固定されるものであり、
   最も軒側に設けられる前記水平材は、前記上片の軒側から前記側片が垂下するように配置されることを特徴とする請求項３に記載の太陽光パネル設置構造。
5. 太陽光パネルはその軒側及び棟側にそれぞれ先端が上方に突出する突出片を有する取付部が設けられており、
   前記パネル固定部は前記勾配材の下面に当接する下側当接部と、前記取付部を上方から押さえるパネル押さえ部と、前記下側当接部と前記パネル押さえ部とを互いに接近させつつ接続する接続ボルトとを有しており、
   最も軒側のパネル押さえ部は、一端側が長く、他端側が短くなるように逆Ｊ字状に湾曲させた板材により形成されており、前記他端側が前記取付部を上方から押さえるとともに、一端側が前記勾配材の軒側端部を隠す鼻隠を構成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽光パネル設置構造。

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