JP2018135736A - 固定具 - Google Patents

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

【課題】被設置対象がたとえ波板であっても、波板の損傷を回避し、安定した状態で設置することができる固定具の提供。
【解決手段】この固定具2は、ベース固定板4と、このベース固定板4の上面に装着された、設置対象物と連結しうる連結部材とを備えており、上記ベース固定板4が、その下面に直線状に配置された脚部20を有しており、この直線上の脚部20が、互いに平行に複数列形成されており、上記ベース固定板4には、被設置対象に固定するための複数の第一固定用孔28が形成されており、この複数の第一固定用孔28が、上記脚部20と平行に配列されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、太陽光発電パネル等の設置対象物を、建造物の屋根等の被設置対象に設置するために用いる固定具に関する。
例えば、一般住宅の屋根に太陽光発電パネル等を設置する工事が知られている。この工事では、パネル設置用の架台を、スレート等の屋根材、野地板等にネジ止めすることが多い。パネルをトタン屋根に設置する場合には、トタン板の上面に金具等をネジ止めする必要が生じる。特開2013−256778号公報にも記載されているように、一般的には、金具等をトタン板に直接ネジ止めしている。
しかし、トタン板は十分な強度を備えていない。波板の場合も、それがトタン製であろうと合成樹脂製であろうと、同様に、十分な強度を備えていない。また、波板は、一般的に、波の山部の高さが小さいので、防水処理が困難である。以上の問題も有り、トタン板の屋根や波板の屋根に対しては、太陽光発電パネル等の設置の需要は少ない。
特開2013−256778号公報
本発明は、前述した現状に鑑みてなされたものであり、パネル等の設置対象物がトタン屋根や波板屋根であっても、当該パネル等を安定した状態で固定することのできる固定具を提供することにある。
本発明に係る固定具は、
ベース固定板と、
このベース固定板の上面に装着された、設置対象物と連結しうる連結部材とを備えており、
上記ベース固定板が、その下面に直線状に配置された脚部を有しており、
この直線上の脚部が、互いに平行に複数列形成されており、
上記ベース固定板には、被設置対象に固定するための複数の第一固定用孔が形成されており、
この複数の第一固定用孔が、上記脚部と平行に配列されている。
好ましくは、上記脚部が、上記ベース固定板の下面に突設され、且つ、矩形の平板状を呈しており、
上記複数の第一固定用孔が一直線状に配列されており、
この第一固定用孔の配列が、上記脚部同士の間に配置されており、
上記連結部材が、上記脚部同士の間に配置されている。
好ましくは、上記連結部材が、先端が上方を向いた姿勢で上記ベース固定板の上面に装着されるボルトであり、
このボルトが、上記第一固定用孔の一直線状の配列の中に位置しており、
この第一固定用孔の配列の左右両側に、第一固定用孔の配列と平行に、被設置対象に固定するための複数の第二固定用孔が一直線状に配列されて形成されている。
好ましくは、上記連結部材が、先端が上方を向いた姿勢で上記ベース固定板の上面に装着されるボルトであり、
上記ベース固定板に上記ボルトを着脱可能に保持するボルト保持部が配設されており、
このボルト保持部が、ボルトの頭部を収容する頭部収容部と、この頭部を保持する姿勢で上記頭部収容部に嵌着されうる蓋部材とを有している。
好ましくは、上記ベース固定板を上から覆う防雨カバーをさらに備えており、
この防雨カバーに、上記ベース固定板上に装着された連結部材が貫通しうる貫通孔が形成されており、
上記防雨カバーにおける、平面視で上記ベース固定板が対応する範囲より外方に、被設置対象に固定するための複数の第三固定用孔が形成されている。
好ましくは、上記被設置対象に波板が含まれており、
上記脚部の高さが、上記波板の谷深さ以上であり、
この脚部同士の間隔が、上記波板の波のピッチの整数倍である。
好ましくは、上記第一固定用孔の配列及び第二固定用孔の配列のいずれもが、上記脚部から、上記波板の波のピッチの1/2、又は、波板の波のピッチの整数倍プラス1/2ピッチだけ離間している。
本発明に係る固定具によれば、簡単な形状構造でありながら、容易且つ強固に設置対象物を被設置対象に設置することができる。
図1は、本発明に係る固定具の一実施形態が、波板製の屋根に取り付けられた状態を示す斜視図である。 図2は、図1の固定具の一部を構成するベース固定板の組み立て前斜視図である。 図3(a)は、図1の固定具の組み立て途中の状態を示す正面図であり、図3(b)は、組み立てられた状態の上記固定具を示す正面図である。 図4(a)は、図1の固定具を図1における屋根の棟側から軒に向かって見た、すなわち図1におけるIV−IV線に沿って見た部分斜視図であり、図4(b)は、図4(a)における棟側のカバー部材の一例を示す斜視図である。 図5は、図4におけるV−V線に沿って見た部分断面図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1には、一般的な木造建築物の屋根102が概略的に示されている。この屋根102では、複数本の垂木104が、互いに間隔を置いて、棟106から軒108まで下方に傾斜して組み込まれている。この垂木104の上面に、いわゆるコンパネ(コンクリートパネル)、バラ板110等が設置される。このバラ板110等の上面には、波板112が貼り付けられている。波板112の素材としては、トタン、合成樹脂板等が採用されうる。
図1に示されるように、上記屋根102の波板112の上面には、固定具2が取り付けられている。この固定具2は、屋根102に太陽光発電パネル等を設置するために用いられうる。もちろん、この固定具2は、パネル等の設置対象物を、屋根ではなく、側壁や天井裏等にも設置することもできる。この固定具2は、従来はパネル等の固定が容易ではない薄い波板112に装着するのに適している。
本実施形態の固定具2は、ベース固定板4と、防雨カバー6と、棟側カバー8と、連結部材12とを備えている。この防雨カバー6及び棟側カバー8を設置する目的は、主に、ベース固定板4を固定するためのビス用孔から下方への雨水の浸入を防止することである。さらに、ベース固定板4自体を雨水から防御する作用をも奏する。図1では、ベース固定板4の大部分が、防雨カバー6及び棟側カバー8の下方に隠れている。後述するが、本実施形態では、1個の防雨カバー6により、直列配置された2個(図示せず)のベース固定板4が覆われている。
図2及び図3には、ベース固定板4が示されている。図中のX方向が左右方向(幅方向)、Y方向が上下方向、Z方向が長手方向(軸方向)である。上記連結部材12は、パネル等をベース固定板4に連結するものである。本実施形態では、連結部材として六角頭付きボルト12が採用されている。ベース固定板4は、本体10と、ボルト12を保持するボルト保持部14とを備えている。ボルト保持部14は、本体10と一体となった頭部収容部16と、本体10とは別体の蓋部材18とを有している。以下、本体10とは、頭部収容部16を含んだ部材として扱う。頭部収容部16は、ボルト12の頭部12aを収容し、蓋部材18は、頭部収容部16を閉止してボルト12を保持する(図3参照)。
本体10は、屈曲された板状を呈している。長方形板の左右両辺が、共に平行且つ同一方向に90°屈曲されている。左右の屈曲された部分が脚部20を構成している。この複数個の脚部20同士の間隔が、波板112の谷(山)のピッチの整数倍にされているのが好ましい。ピッチとは、隣接する谷底(山頂)同士の間隔である。さらに、脚部20の高さ(上下方向の幅)は、被設置対象としての波板112の谷深さ(山高さ)より僅かに大きくされているのが好ましい。以上の構成により、固定具2を波板112に設置する際、全脚部20を波板112の谷に一致させることができる。さらに、脚部20の下端が波板112の谷底に当接し、設置による荷重がバラ板110等に直接支持される。以上により、低強度の波板112には、設置による荷重が殆ど負荷されない。なお、脚部20は、互いに平行な2本には限定されず、3本以上形成されてもよい。
本体10は、その幅方向の中央部分が、上方に向けて横断面コ字状に屈曲されている。屈曲角度は90°である。この横断面コ字状の部分が上記頭部収容部16を構成している。この頭部収容部16を上方から見れば、長い直方体状を呈している。この頭部収容部16の軸方向は、上記脚部20の長手方向に平行である。一方、蓋部材18も、その横断面がコ字状を呈し、外観が長い直方体状と言える。
本体10及び蓋部材18はいずれも、その中心軸に関して左右対称の形状を呈している。屈曲されて形成された脚部20と頭部収容部16との間、すなわち、頭部収容部16の左右両側には、同一平面形状(長方形状)の平板部22、24が形成されている。この左右の平板部22、24は、互いに同一平面内に位置している。かかる構成により、固定具2を波板112の屋根102に設置したとき、平板部22、24の面は、屋根の面と略平行になる。脚部20の存在により、平板部22、24の下面は、波板112の山頂に強力には当接しない。また、頭部収容部16は波板112の山より上方に位置することになる。
頭部収容部16の上面には、ボルト用貫通孔26が形成されている。このボルト用貫通孔26は、ボルト保持部14によって保持されたボルト12を上方に突出させるための貫通孔である。本実施形態では、このボルト用貫通孔26は、本体10の中央位置に形成されているが、かかる構成には限定されない。また、ボルト用貫通孔26の個数は1個には限定されず、複数個であってもよい。複数個の場合、全ボルト用貫通孔26が頭部収容部16の長手方向に一直線状に配列されているのが好ましい。その理由は後述する。
図3に示されるように、蓋部材18は、その開口18a側から、頭部収容部16の下端の開口16aへ挿入され、収容される。その結果、図3(b)に示されるように、頭部収容部16と蓋部材18とに囲まれた直方体上の空間が形成される。この空間内に、ボルト12の頭部12aが収容されて、保持される。このために、まず、ボルト12をその先端から、ボルト用貫通孔26にその下方から挿通させる。そして、頭部12aが頭部収容部16内に収まったら、蓋部材18を頭部収容部16に嵌着する。そして、ボルト12にナット30(図5参照)を螺着すれば、ボルト12は頭部収容部16に固定される。波板112の波の山には、おおよそ蓋部材18の重量だけが付加される。
なお、ベース固定板4の構成は、図示のものには限定されない。例えば、ボルト保持部14を有さず、横断面がコ字状のベース固定板であってもよい。この場合、ベース固定板の上面には、例えば、寸切りボルト(総ネジボルト)が溶接によって突設される。しかし、前述した本実施形態におけるベース固定板4が好ましい。上記構成を有するボルト保持部14によれば、材質の異なるボルト、径の異なるボルト、長さの異なるボルト等を、自由に選定し、取り替えることができるからである。この本体10及び蓋部材18の材質としては、強度の観点から金属が好ましい。
図2に示されるように、頭部収容部16の上面及び蓋部材18の下面それぞれには、複数の第一固定用孔28が形成されている。この第一固定用孔28は、ベース固定板4を被設置対象に固定するためのビス、釘、ボルト等が挿通される孔(ビス用孔ともいう)である。頭部収容部16の第一固定用孔28と、蓋部材18の第一固定用孔28とは、蓋部材18が頭部収容部16に嵌着されたとき、上下方向に対応する位置に形成されている。従って、1本のビス32が、頭部収容部16及び蓋部材18の対応する第一固定用孔28に挿通され、バラ板110及び垂木104に螺着されるうる(図5参照)。
この複数の第一固定用孔28は、上記脚部20と平行に、一直線状に配置されるのが好ましい。加えて、この第一固定用孔28の一直線状の配列は、脚部20から、波板112の波のピッチの1/2、又は、波板112の波のピッチの整数倍プラス1/2ピッチ(例えば、1.5ピッチ、2.5ピッチ、3.5ピッチ等)だけ離間しているのが好ましい。第一固定用孔28の配列が、波板112の山と一致しうるからである。その結果、ビス32によって波板112に形成される孔は、波板112の山の頂上に沿うことになる(図5参照)。この構成によれば、孔から下方への水漏れが抑制される。
さらに、図2に示されるように、第一固定用孔28の直線配列上に、前述したボルト用貫通孔26が形成されているのが好ましい。この構成のベース固定板4を波板112の屋根102に設置する際、この第一固定用孔28の直線配列が、できるだけ平面視で垂木104の中心軸に近接させることができるからである。この配置により、ベース固定板4の中央部分に位置するビス32が、高強度の垂木104にねじ込まれる。ボルト12を介して付加される設置対象物であるパネル等の重量が、効率よく垂木104に支持されうる。
図2に示されるように、左右の平板部22 、24それぞれに、複数のビス用孔(第二固定用孔)34が形成されている。第二固定用孔34も、前述した第一固定用孔28と同様、脚部20と平行に、一直線状に配置されるのが好ましい。加えて、この第二固定用孔34の一直線状の配列も、脚部20から、波板112の波のピッチの1/2、又は、波板112の波のピッチの整数倍プラス1/2ピッチ(例えば、1.5ピッチ、2.5ピッチ、3.5ピッチ等)だけ離間しているのが好ましい。これにより、第二固定用孔34の配列が、波板112の山と一致しうる。その結果、ビス36によって波板112に形成される孔は、波板112の山の頂上に沿うことになる(図5参照)。これにより、ビス用孔34から下方への水漏れが抑制される。ここで用いられるビス36は、バラ板110にねじ込まれるので(図5参照)、前述のビス32より短くてよい。
ベース固定板4の軸方向長さ及び幅寸法は、特に限定されない。長さは、図1における屋根102の棟106から軒108までの長さと略同一でもよく、それより短くてもよい。一台のパネルを設置するために、通常は複数個の短いベース固定板4が用いられるが、複数本のボルト保持部14及び複数個の連結部材12を備えた1個の固定板が用いられてもよい。
図1及び図4には、ベース固定板4を覆うように装着された防雨カバー6と棟側カバー8とが示されている。防雨カバー6は、屋根102に設置されたベース固定板4の全体を、上から覆うための部材である。図示されていないが、前述したとおり、本実施形態では1個の防雨カバー6が、直列配置の2個のベース固定板4を覆っている。もちろん、1個の防雨カバー6に覆われるベース固定板4は、1個でもよく3個以上でもよい。棟側カバー8は、傾斜した姿勢で設置されているベース固定板4の上端部(屋根102の棟側の端部)を覆うための部材である。防雨カバー6及び棟側カバー8は、トタン等の金属板製でもよく、塩化ビニール、繊維強化プラスチック(FRP)、ウレタン等の合成樹脂板等から形成されてもよい。
図4(a)及び図5に示されるように、防雨カバー6は、その横断面形状が上方凸の三角形状の三角屋根部38と、三角屋根部38の左右の外側辺に沿って連続して形成された左右の平屋根部40と、各平屋根部40の外側辺に沿って連続して形成された左右の裾部42とを備えている。左右の平屋根部40は、互いに同一平面内に位置している。左右の裾部42は、平屋根部40の外側辺から下方に傾斜して屈曲させられている。防雨カバー6全体、三角屋根部38、平屋根部40及び裾部42はいずれも、平面視で、互いに平行な長方形状を呈している。三角屋根部38は上記ベース固定板4を覆う部分である。平屋根部40及び裾部42は、ベース固定板4の左右両側辺の外方の、波板112の1本の山を、上方及び外側方から覆うためのものである。また、平屋根部40は、波板112の山を通して、バラ板110にビス止めされる部位である。
三角屋根部38の頂上部には、ボルト用貫通孔43が形成されている(図5参照)。このボルト用貫通孔43は、前述のボルト12及びナット30を上方に突出させるための貫通孔である。このボルト用貫通孔43の個数及び配置は、ベース固定板4の頭部収容部16に形成されたボルト用貫通孔26に対応している。本実施形態では、1個の防雨カバー6が2個のベース固定板4を覆っている。このベース固定板4には1本のボルト12が装着される。従って、この防雨カバー6には、頂上部に沿って2個のボルト用貫通孔43が形成されている。一般的に、太陽光発電パネル等は、矩形の4頂点に配置された合計4本のボルトによって固定される。かかる目的のためには、図1に示されるような、固定具2の配置が好ましい。もちろん、防雨カバー6のボルト用貫通孔43の個数や配置は、ベース固定板4の構造や配置に応じて定まる。左右の平屋根部40それぞれに、その長手方向に沿って一直線状に、複数のビス46用の孔(第三固定用孔)44が形成されている。三角屋根部38の幅は、上記ベース固定板4の幅より大きくされるのが好ましい。左右の第三固定用孔44の配列の間隔は、波板112の波のピッチの整数倍にされるのが好ましい。これにより、第三固定用孔44の配列が、波板112の山と一致する。その結果、ビス46によって波板112に形成される孔は、波板112の山の頂上に沿うことになる(図5参照)。これにより、ビス用孔44から下方への水漏れが抑制される。
図4(b)には、棟側カバー8が示されている。棟側カバー8は、その横断面形状が上方凸の三角形状の三角屋根部48と、三角屋根部48の軸方向の一端部を閉止する三角形状の端壁部50と、この端壁部50の下端縁から軸方向外方に延びる底板部52とを備えている。端壁部50の形状は、三角屋根部48の横断面形状と同一の三角形である。底板部52は長方形状を呈し、その幅は三角屋根部48の幅と同一である。図4(a)に示されるように、この棟側カバー8は、その底板部52が棟106の下側に挿入されることにより、屋根102に装着される。棟側カバー8が装着された後で、防雨カバー6の棟側の端部が棟側カバー8の三角屋根部48の下に挿入される。そして、防雨カバー6が屋根102にビス止めされる。
図1及び図4(a)では、ベース固定板4が長く、屋根102の棟106から軒108まで延びている。たとえ、ベース固定板4の長さが短くて、その端部が棟106まで届いていなくても、防雨カバー6は、その端部が棟106まで届く長いものを用いるのが、防水効果向上の観点から好ましい。
図5を参照しつつ、この固定具2の波板屋根102への設置手順を簡単に説明する。前述したごとく、脚部20同士の間隔が、被設置対象である屋根102の波板112の谷(山)のピッチの整数倍にされたベース固定板4を用意する。ベース固定板4は、その幅方向中央部が、できるだけ屋根102の垂木104の中心軸に近くなるような位置に設置することとする。必要に応じ、ベース固定板4の裏面には、ブチルゴム等を貼着する等、防水処理を施すのが好ましい。前述したように、ベース固定板4の平板部22、24には、被設置対象である波板112の山の略頂上に対応するように第一及び第二の固定用孔28、34が形成されている。ベース固定板4の頭部収容部16には、ボルト用貫通孔26も形成されている。ボルト用貫通孔26は、ベース固定板4を屋根に設置したとき、垂木104の中心軸に近い位置に形成されている。
予め、固定具2の設置予定位置に対応する棟106に、棟側カバー8を仮止めしておく。ボルト12を、ベース固定板4のボルト用貫通孔26に、その下方から挿通させる。蓋部材18を頭部収容部16に嵌着する。ボルト12に、ワッシャー56及びスプリングワッシャー58を嵌合する。必要に応じて、予め、図示しない防水用パッキンをボルト12に嵌合しておく。ついで、ナット30をボルト12に螺着して、ボルト12をボルト保持部14に固定する。このベース固定板4を、屋根102の波板112上に仮置きする。このとき、ボルト保持部14の幅方向中央が、垂木104の中心軸に近くなる位置を選択する。この位置には、予め、棟側カバー8が仮止めされている。第一及び第二の固定用孔28、34を通して、ビス32、36をバラ板110及び垂木104にねじ込む。ベース固定板4が屋根102に固定される。このとき、ビス32、36は、波板112の山部を貫通する。必要に応じて、固定用孔28、34にはシリコーンコーキングを施してもよい。また、公知のパッキン付きビスを用いてもよい。
防雨カバー6を、ベース固定板4の上に載置する。このとき、ボルト用貫通孔43にボルト12を挿通させ、且つ、防雨カバー6の上端を棟側カバー8の下に挿入する。ついで、第三固定用孔44を通して、ビス46をバラ板110までねじ込む。防雨カバー6が、ベース固定板4を覆った状態で屋根102に固定される。必要に応じて、第三固定用孔44にはシリコーンコーキングを施してもよい。このとき、ビス46は、波板112の山部を貫通する。最後に、切頭円錐筒状(いわばラッパ状)のパッキン54を、ボルト12に嵌合してボルト用貫通孔43を閉止することにより、防水処置を施す。
以上の説明では、固定具2の被設置対象として、波板112の屋根102を例示した。この固定具2の適用は、特定の波ピッチの波板に限定されることはない。さらに、この固定具2の使用対象は、波板にも限定されない。例えば、平板の屋根であっても側壁等であってもよい。また、屋根の垂木等が金属製であっても、使用する固定用ネジを金属用にすれば対応可能である。
また、本実施形態では、連結部材としてボルトが採用されている。しかし、ボルトには限定されない。公知の各種連結部材が採用されうる。
本発明に係る固定具は、屋根の上に太陽光発電パネル等を設置する場合を含み、構造物に種々の部材を取り付ける場合に有用である。
2・・・固定具
4・・・ベース固定板
6・・・防雨カバー
8・・・棟側カバー
10・・・(ベース固定板の)本体
12・・・ボルト
14・・・ボルト保持部
16・・・頭部収容部
18・・・蓋部材
20・・・脚部
22、24・・・平板部
26、43・・・ボルト用貫通孔
28・・・第一固定用孔
30・・・ナット
32、36、46・・・ビス
34・・・第二固定用孔
38、48・・・三角屋根部
40・・・平屋根部
42・・・裾部
44・・・第三固定用孔
50・・・端壁部
52・・・底板部
54・・・ゴムパッキン
56・・・ワッシャー
58・・・スプリングワッシャー
102・・・屋根
104・・・垂木
106・・・棟
108・・・軒
110・・・バラ板
112・・・波板

Claims (7)

  1. ベース固定板と、
    このベース固定板の上面に装着された、設置対象物と連結しうる連結部材とを備えており、
    上記ベース固定板が、その下面に直線状に配置された脚部を有しており、
    この直線上の脚部が、互いに平行に複数列形成されており、
    上記ベース固定板には、被設置対象に固定するための複数の第一固定用孔が形成されており、
    この複数の第一固定用孔が、上記脚部と平行に配列されている、固定具。
  2. 上記脚部が、上記ベース固定板の下面に突設され、且つ、矩形の平板状を呈しており、
    上記複数の第一固定用孔が一直線状に配列されており、
    この第一固定用孔の配列が、上記脚部同士の間に配置されており、
    上記連結部材が、上記脚部同士の間に配置されている、請求項1に記載の固定具。
  3. 上記連結部材が、先端が上方を向いた姿勢で上記ベース固定板の上面に装着されるボルトであり、
    このボルトが、上記第一固定用孔の一直線状の配列の中に位置しており、
    この第一固定用孔の配列の左右両側に、第一固定用孔の配列と平行に、被設置対象に固定するための複数の第二固定用孔が一直線状に配列されて形成されている、請求項2に記載の固定具。
  4. 上記連結部材が、先端が上方を向いた姿勢で上記ベース固定板の上面に装着されるボルトであり、
    上記ベース固定板に上記ボルトを着脱可能に保持するボルト保持部が配設されており、
    このボルト保持部が、ボルトの頭部を収容する頭部収容部と、この頭部を保持する姿勢で上記頭部収容部に嵌着されうる蓋部材とを有している、請求項1から3のいずれかに記載の固定具。
  5. 上記ベース固定板を上から覆う防雨カバーをさらに備えており、
    この防雨カバーに、上記ベース固定板上に装着された連結部材が貫通しうる貫通孔が形成されており、
    上記防雨カバーにおける、平面視で上記ベース固定板が対応する範囲より外方に、被設置対象に固定するための複数の第三固定用孔が形成されている、請求項1から4のいずれかに記載の固定具。
  6. 上記被設置対象に波板が含まれており、
    上記脚部の高さが、上記波板の谷深さ以上であり、
    この脚部同士の間隔が、上記波板の波のピッチの整数倍である、請求項1から5のいずれかに記載の固定具。
  7. 上記第一固定用孔の配列及び第二固定用孔の配列のいずれもが、上記脚部から、上記波板の波のピッチの1/2、又は、波板の波のピッチの整数倍プラス1/2ピッチだけ離間している、請求項4に記載の固定具。
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