JP2015074903A - 建築用板材及び建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】屋根や外壁を新設する際、あるいは、老朽化した屋根や外壁を改修する際において、コストを削減して簡単に板材や枠材等を設置可能な屋根材や外壁材の建築用板材を提供する。
【解決手段】本発明の建築用板材１は、下地フレームにタイトフレームを介して固定される。そして、左右方向に交互に連続する山部分２と谷部分３とを備え、左右方向の一端縁に係合部４が形成される一方、その他端縁に前記係合部４が係合可能な被係合部５が形成されるとともに、該係合部５に連続して略あり状のガイド溝６が形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋根材、外壁材等の建築用板材及び建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造に関するものである。

近年、家屋の屋根等を始めとして様々な場所に太陽電池モジュールを設置して発電を行なう太陽光発電が広く利用されるようになっている。特に、再生可能エネルギー固定価格買取制度の導入により、戸建て住宅に比べて面積の大きな工場の屋根を利用して多数の太陽電池モジュールを設置し、太陽光発電所を構築することが提案され、実施されるようになっている。

例えば、工場においては、折板形状の屋根材が広く採用されており、梁部材にタイトフレームを固定する一方、端部を重ね合わせて折板形状の屋根材を順に配置するとともに、タイトフレームに設けた固定ボルトを利用して固定するようにしている。このような屋根材に太陽電池モジュールを設置するには、特許文献１に示すように、タイトフレームの固定ボルトを利用して取付金具を屋根材に固定し、取付金具に太陽電池モジュールの支持部材を固定し、支持部材を利用して太陽電池モジュールを固定するようにしている。

特開２０１２−２５１３８５号公報

しかしながら、前述したように、屋根材を固定するタイトフレームの固定ボルトを利用して取付金具を固定した後、取付金具に支持部材を固定する必要があり、作業が煩雑になるとともに、部品点数が増加し、コストが上昇するという欠点があった。特に、既存の屋根材に太陽電池モジュールを設置する場合はともかく、工場を新設する場合、あるいは、老朽化した屋根を葺き替える場合においても、取付金具及び支持部材が必要であり、コストを削減して簡単に太陽電池モジュールを設置することが要望されていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、屋根や外壁を新設する際、あるいは、老朽化した屋根や外壁を改修する際において、コストを削減して簡単に板材や枠材等を設置可能な建築用板材を提供するとともに、建築用板材に太陽電池モジュールをコストを削減して簡単に固定することのできる建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造を提供するものである。

本発明の建築用板材は、下地フレームにタイトフレームを介して固定され、左右方向に交互に連続する山部分と谷部分とを備えた折板形状の建築用板材であって、左右方向の一端縁に係合部が形成される一方、その他端縁に前記係合部が係合可能な被係合部が形成されるとともに、該被係合部に連続して略あり状のガイド溝が形成されることを特徴とするものである。

本発明によれば、梁部材等の下地フレームに固定された複数個のタイトフレームにわたって建築用板材を、先行する建築用板材の被係合部に後続する建築用板材の係合部を係合させて配置する。この際、タイトフレームの固定ボルトに、該固定ボルトに対応して形成された取付穴を挿通して建築用板材を配置し、固定ボルトにパッキン、ワッシャを装着した後、固定ボルトにナットをねじ込むことにより、建築用板材をタイトフレーム、すなわち、下地フレームに固定することができる。

この結果、建築用板材を下地フレームに設けたタイトフレームに簡単に固定することができ、屋根材や外壁材として利用することができる。また、建築用板材上に板材や枠材等を設置するに際しては、ガイド溝にボルト部材あるいはナット部材を配置するとともに、ボルト部材あるいはナット部材にそれぞれナットあるいはボルトをねじ結合すればよく、コストを削減して簡単に固定することが可能となる。

本発明の建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造は、請求項１に記載の建築用板材のガイド溝に該ガイド溝に沿って移動自在な頭部を有する複数個のボルト部材を配置し、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールをボルト部材にねじ結合したナット及び係止材を介して固定することを特徴とするものである。

本発明によれば、建築用板材上に太陽電池モジュールを配置する一方、そのガイド溝にボルト部材の頭部を配置し、ボルト部材に係止材を挿通してナットをねじ結合することにより、建築用板材に太陽電池モジュールを係止材を介して挟み込んで固定することができる。

この結果、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールを、建築用板材のガイド溝に配置したボルト部材及び該ボルト部材にねじ結合したナット及び係止材を介して固定することができ、コストを削減して簡単に固定することができる。

本発明の建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造は、請求項１に記載の建築用板材のガイド溝に該ガイド溝に沿って移動自在なナット部材を配置し、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールをナット部材にねじ結合したボルト及び係止材を介して固定することを特徴とするものである。

本発明によれば、建築用板材上に太陽電池モジュールを配置する一方、そのガイド溝にナット部材を配置し、ナット部材に係止材を介在してボルトをねじ結合することにより、建築用板材に太陽電池モジュールを係止材を介して挟み込んで固定することができる。

この結果、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールを、建築用板材のガイド溝に配置したナット部材及び該ナット部材にねじ結合したボルト及び係止材を介して固定することができ、コストを削減して簡単に固定することができる。

本発明の建築用板材によれば、屋根や外壁を新設する際、あるいは、老朽化した屋根や外壁を改修する際において、コストを削減して簡単に板材や枠材等を設置可能な屋根材や外壁材を得ることができる。

また、本発明の建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造によれば、建築用板材に太陽電池モジュールをコストを削減して簡単に固定することができる。

本発明の建築用板材の一実施形態を示す斜視図である。 図１の建築用板材の正面図である。 図１の建築用板材を屋根材として葺設する工程を示す分解斜視図である。 図３のタイトフレームに建築用板材を固定して示す断面図である。 図４のＡ部拡大図である。 建築用板材を屋根材として葺設した屋根に対する太陽電池モジュールの固定構造を示す断面図である。 図６の太陽電池モジュールを固定するボルト部材の頭部の平面図及びＢ−Ｂ線断面図である。 建築用板材を屋根材として葺設した屋根に対する他の太陽電池モジュールの固定構造を示す断面図である。 図１の建築用板材を外壁材として配設するとともに、該外壁材に太陽電池モジュールを設置して示す斜視図である。 図１の建築用板材の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２には、本発明の建築用板材１の一実施形態が示されている。

この建築用板材１は、亜鉛メッキ鋼板やアルミニウム合金板を成型加工して形成され、左右方向に台形波状に交互に連続する山部分２と谷部分３とを備えた折板であって、例えば、屋根材としては、棟から軒に至る長さを有している。そして、建築用板材１の左右方向の一端縁には、Ｕ字状に折り返された係合部４が形成されるとともに、その他端縁には、係合部４が係合可能な被係合部５が形成され、また、被係合部５に連続して、開口６ａを有する断面略あり状のガイド溝６が形成されている。

この建築用板材１のガイド溝６は、後述するように、ボルト部材１５の頭部１５１の縦寸法、横寸法及び高さに対応して開口幅ｗ１、内面幅ｗ２及び内面高さｈが設定されている。また、建築用板材１のガイド溝６の底壁には、後述するタイトフレーム１０の固定ボルト１１に対応して長手方向に設定間隔をおいて複数個の取付穴（図示せず）が形成されている。

ところで、建築用板材１を固定するため、下地フレームＦにタイトフレーム１０が溶接等によって固定される。このタイトフレーム１０は、帯状板を建築用板材１の断面形状に合わせて台形波型状に折曲して形成され、その各山部には、建築用板材１を固定するための固定ボルト１１が上向きに溶着されている（図３参照）。

したがって、建築用板材１を固定する場合、例えば、建築用板材１を屋根材として使用する場合は、屋根の流れ方向に設定間隔をおいて配設された梁部材としての下地フレームＦにそれぞれタイトフレーム１０を固定した後、下地フレームＦにそれぞれ固定された複数個のタイトフレーム１０にわたって下端縁が軒に、上端縁が棟にそれぞれ位置するとともに、一端縁が一方の妻に位置するように一の建築用板材１を位置決めし、配置する。この際、一の建築用板材１のガイド溝６に形成された各取付穴を各タイトフレーム１０の固定ボルト１１にそれぞれ挿通し、各固定ボルト１１をそれぞれガイド溝６内に突出させる。次いで、建築用板材１のガイド溝６の開口６ａを通してパッキン１２、ワッシャ１３を各固定ボルト１１に挿通するとともに、ナット１４をそれぞれねじ結合し、一の建築用板材１をタイトフレーム１０を介して下地フレームＦに固定する（図４、図５参照）。

一の建築用板材１をタイトフレーム１０に固定したならば、先に固定された一の建築用板材１の被係合部５に、次の建築用板材１の係合部４を係合するとともに、タイトフレーム１０の固定ボルト１１に取付穴を合わせて複数個のタイトフレーム１０にわたって次の建築用板材１を配置した後、各固定ボルト１１にそれぞれパッキン１２及びワッシャ１３を順に挿通するとともに、各固定ボルト１１にナット１４をそれぞれねじ結合して固定する。以下、同様に、他方の妻に向かって建築用板材１を先に固定された建築用板材１の被係合部５に係合部４を係合させた後、複数個のタイトフレーム１０にわたって配置するとともに、固定ボルト１１を利用して順に固定する。

このようにして、屋根の一方の妻から他方の妻にわたって建築用板材１を固定したならば、詳細には図示しないが、面度、鼻隠し、棟包み、破風等を施工することにより、屋根を葺設することができる。

そして、建築用板材１によって葺かれた屋根に太陽電池モジュール１００を設置するには、建築用板材１のガイド溝６にボルト部材１５を配置する。

ここで、ボルト部材１５は、上下面が平行四辺形状の略平行六面体形状の頭部１５１と、該頭部１５１に形成された雌ねじ１５１ａに一端がねじ結合されて一体に溶着されたスタッドボルト１５２とから構成されている。そして、ボルト部材１５の頭部１５１は、縦寸法ａがガイド溝６の開口幅ｗ１よりも小さく設定され、また、横寸法ｂがガイド溝６の内面幅ｗ２よりも小さく、上面（下面）の平行四辺形の長辺側対角線の長さがガイド溝６の内面幅ｗ２よりも大きく設定され、さらに、高さｃがガイド溝６の内面高さｈよりも小さく設定されている。これにより、建築用板材１のガイド溝６に臨んでボルト部材１５を保持し、その頭部１５１の長手方向をガイド溝６に合わせて落とし込むことにより、頭部１５１を開口６ａを通してガイド溝６の内部に配置することができ、その状態でガイド溝６に沿って移動させれば、屋根の流れ方向の任意の位置に位置決めすることができる。その後、ボルト部材１５を９０度時計回り方向に回動させることにより、頭部１５１をその長手方向がガイド溝６の開口６ａを横切るように配置して開口６ａからの抜け出しを防止することができる。

なお、ボルト部材１５を時計回り方向に９０度を越えて回動させた場合、上方より見て、頭部１５１の上面（下面）の平行四辺形における長辺側対角線が臨む頂部がガイド溝６の内面に突き当たり、それ以上の回動が阻止される。すなわち、ボルト部材１５のスタッドボルト１５２にナット１４をねじ込んだ場合、ボルト部材１５がナット１４とともに回転しようとするが、ボルト部材１５は回転することがない。このため、ボルト部材１５を各別に支持することなくナット１４をねじ込むことにより、簡単にねじ結合することができる。

次に、新しく葺いた屋根に太陽電池モジュール１００を設置する場合を説明する。

ここで、太陽電池モジュール１００は、よく知られているように、矩形状に形成された太陽電池パネルの周縁に枠材を装着して構成されている。

まず、屋根を構成する建築用板材１に太陽電池モジュール１００を配置した後、太陽電池モジュール１００における枠材の一方、例えば、軒側の長辺側枠材あるいは短辺側枠材が臨む、選択された複数個の建築用板材１のガイド溝６にボルト部材１５の頭部１５１を開口６ａを通してそれぞれ挿入し、枠材の軒側固定位置に対応する固定位置までそれぞれ移動させた後、略９０度時計回り方向に回動して抜け出しを防止する。同様に、枠材の対向する他方（棟側）の長辺側枠材あるいは短辺側枠材が臨む、選択された複数個の建築用板材１のガイド溝６にボルト部材１５の頭部１５１を開口６ａを通してそれぞれ挿入し、枠材の棟側固定位置に対応する固定位置までそれぞれ移動させた後、略９０度時計回り方向に回動して抜け出しを防止する。

次いで、ボルト部材１５のスタッドボルト１５２に係止材１６を挿通するとともに、その先端部を太陽電池モジュール１００の枠材の上面にあてがった後、ナット１４をねじ結合する。この際、ボルト部材１５の頭部１５１が建築用板材１のガイド溝６の内面に突き当たり、ナット１４とともに回転することがないため、単にナット１４をねじ込めばよく、簡単にねじ結合することができる。ナット１４のねじ込みに伴って相対的にボルト部材１５が引き上げられ、頭部１５１がガイド溝６の開口６ａの内面側に接触する一方、係止材１６の先端部が枠材の上面に接触し、太陽電池モジュール１００がボルト部材１５及びナット１４及び係止材１６を介して建築用板材１に挟み込まれて固定される（図６参照）。

以下、他のボルト部材１５についても、同様に係止材１６を装着するとともに、ナット１４をねじ込み、太陽電池モジュール１００の枠材を固定する。

これにより、太陽電池モジュール１００の枠材の対向する長辺側枠材または短辺側枠材をそれぞれ少なくとも軒側及び棟側において２組ずつ、計４組のボルト部材１５及びナット１４、係止材１６を介して複数個の建築用板材１にわたって確実に固定することができる。しかも、建築用板材１に形成されたガイド溝６にボルト部材１５を配置し、係止材１６を装着してナット１４をねじ結合するといった簡単な作業で太陽電池モジュール１００を固定することができる他、取付金具等を固定する必要がなく、作業時間を大幅に短縮することができるとともに、部品点数を削減してコストを大きく削減することができる。

なお、前述した実施形態においては、太陽電池パネルの周縁部に枠材を装着した太陽電池モジュールを屋根材に固定する場合、すなわち、太陽電池モジュール１００の枠材を、建築用板材１のガイド溝６に配置したボルト部材１５、該ボルト部材１５に係止材１６を装着してねじ結合したナット１４を用いて固定する場合を例示したが、フレームレスの太陽電池モジュール、すなわち、プラスチックフィルムの表面に太陽電池層を形成した薄膜形太陽電池をシート材に貼着した太陽電池モジュールを固定することもできる。この場合は、図８に示すように、建築用板材１のガイド溝６に、前述したボルト部材１５の頭部１５１に相当するナット部材１７を配設し、建築用板材１に太陽電池モジュール２００を配置した後、係止材１６を介してボルト１８をナット部材１７にねじ結合することにより、太陽電池モジュール２００のシート材をボルト１８、係止材１６及びナット部材１７を介して建築用板材１に対して固定することができる。

この場合、屋根の軒側及び棟側において、太陽電池モジュール１００，２００の枠材の対向する長辺側枠材または短辺側枠材をそれぞれ桁行方向に設定間隔をおいて固定する場合を例示したが、屋根の一方の妻側及び他方の妻側において、太陽電池モジュール１００，２００の枠材の対向する長辺側枠材または短辺側枠材をそれぞれ屋根の流れ方向に設定間隔をおいて固定することもできる。

また、建築用板材１を屋根材として使用する場合を説明したが、図９に示すように、外壁材として利用することもできる他、外壁材としての建築用板材１に太陽電池モジュール１００（２００）を固定することもできる。

さらに、前述した実施形態においては、１個の谷部分３の両側にそれぞれ山部分２を有する建築用板材１を例示したが、図１０に示すように、谷部分３は１個に限らず２個以上であっても構わない。

１ 建築用板材
２ 山部分
３ 谷部分
４ 係合部
５ 被係合部
６ ガイド溝
６ａ 開口
１０ タイトフレーム
１１ 固定ボルト
１５ ボルト部材
１５１ 頭部
１５２ スタッドボルト
１６ 係止材
１７ ナット部材
１００，２００ 太陽電池モジュール

Claims (3)

1. 下地フレームにタイトフレームを介して固定され、左右方向に交互に連続する山部分と谷部分とを備えた折板形状の建築用板材であって、左右方向の一端縁に係合部が形成される一方、その他端縁に前記係合部が係合可能な被係合部が形成されるとともに、該被係合部に連続して略あり状のガイド溝が形成されることを特徴とする建築用板材。
2. 請求項１に記載の建築用板材のガイド溝に該ガイド溝に沿って移動自在な頭部を有する複数個のボルト部材を配置し、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールをボルト部材にねじ結合したナット及び係止材を介して固定することを特徴とする建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造。
3. 請求項１に記載の建築用板材のガイド溝に該ガイド溝に沿って移動自在なナット部材を配置し、建築用板材上に配置された太陽電池モジュールをナット部材にねじ結合したボルト及び係止材を介して固定することを特徴とする建築用板材を用いた太陽電池モジュールの固定構造。

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