JP2019206884A - パネルの取付構造、パネル用の固定具、及び固定具の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面に対して上向きの外力を受けたとしてもパネルが浮き上がり難いパネルの取付構造を提供する。【解決手段】パネル１０を設置面上に取り付けるためのパネルの取付構造は、第１板部材と、第１板部材３００に隣接し、第１板部材３００の第１端部上に部分的に重なる第２板部材３００と、パネル１０を直接的又は間接的に支持する固定具１００と、を有する。固定具１００は、第１板部材３００上に置かれ、搭載物を支持する支持部１４８を有する第１部材１４０と、第１板部材３００と設置面との間に設けられた第２部材１１０と、を有する。第２部材１１０は、第１板部材３００の設置面からの浮き上がりを防止するよう第１部材１４０と係合する第２係合部１１１を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば太陽電池モジュールのようなパネルを含むパネルの取付構造と、パネル用の固定具と、固定具の設置方法に関する。

近年、太陽電池モジュールは様々な建造物の屋根に設置されている。住宅の屋根には、屋根材の種類によって、例えば、スレート屋根、瓦屋根、金属屋根など様々な種類がある。したがって、太陽電池モジュールを屋根材上に備え付けるための固定具も様々なものが提案されている（下記の特許文献１）。

特許文献１は、屋根板材の上面に太陽電池パネルを配置、固定する取付具を開示する。この取付具は、部分的に互いに重なった屋根板材どうしの間に挿入される挿入部と、挿入部から連続して延びて屋根板材の上方へ立ち上がる側壁と、側壁から連続して延びて太陽電池モジュールを支持する支持部と、を有する。この取付具は、屋根板材の下に挿入された挿入部のところで、釘又はねじによって下地材に固定される。

特開２０１４−５８７９７号

特許文献１に記載された太陽電池モジュールのように、屋外に設置されるパネルは、風圧のような外力を受けることがある。パネルが、特に太陽電池モジュールのようなパネルである場合、屋根面に対して上向きに風圧が働くことがある。このような風圧がパネルに作用した場合、パネルと固定された取付具は、取付具を支える屋根板材とともに上向きに外力が働くことがある。屋根板材は、下地材に固定されているわけではなく、隣接する屋根板と係合しているだけである。したがって、パネルは、風圧のような上向きの外力を受けると、固定具及び屋根板材とともに下地材から浮き上がってしまうことがある。

したがって、設置面に対して上向きの外力を受けたとしてもパネルが浮き上がり難いパネルの取付構造が望まれる。

一態様に係るパネルを設置面上に取り付けるためのパネルの取付構造は、パネルを設置面上に取り付けるためのパネルの取付構造であって、第１板部材と、前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材と、前記パネルを直接的又は間接的に支持する固定具と、を有し、前記固定具は、前記第１板部材上に置かれ、搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、前記第１板部材と前記設置面との間に設けられた第２部材と、を有し、前記第２部材は、前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するよう前記第１部材と係合する第２係合部を有する。

一態様に係る固定具は、第１板部材と、前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材と、を含む面上にパネルを直接的又は間接的に支持する固定具に関する。固定具は、前記第１板部材上に置かれ、搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、前記第１板部材と前記設置面との間に設けられた第２部材と、を有する。前記第２部材は、前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するよう前記第１部材と係合する第２係合部を有する。

パネル用の固定具を設置面上に取り付ける固定具の設置方法は、搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、前記第１部材と係合する第２係合部を有する第２部材と、を有する固定具を準備するステップと、前記固定具を設置すべき第１板部材を設置面上に設置する前に、前記設置面上に前記第２部材を配置するステップと、前記第２部材上に第１板部材を設置するステップと、前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するため前記第２係合部を前記第１部材に係合させるように、前記第１部材を前記第１板部材上に置くステップと、前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材を、前記設置面上に設置するステップと、を有する。

上記態様によれば、設置面に対して上向きの外力を受けたとしてもパネルが浮き上がり難いパネルの取付構造を提供できる。

一実施形態に係るパネルの取付構造の斜視図である。 パネルの取付構造の分解斜視図である。 固定具及び板部材の斜視図である。 パネルの取付構造の側面図である。 固定具を構成する第１部材と第２部材の斜視図である。 固定具を構成する第１部材の斜視図である。 固定具を構成する第２部材の斜視図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。

図１は、一実施形態に係るパネルの取付構造の斜視図である。図２は、パネルの取付構造の分解斜視図である。図３は、パネルの取付構造を構成する固定具及び板部材の斜視図である。なお、図３では、図の簡便のため、後述する複数の板部材のいくつかが図示されていないことに留意されたい。図４は、パネルの取付構造の部分的側面図である。ただし、図４では、図の簡便化のため、屋根材４００は示されていない。図５は、固定具を構成する第１部材１４０と第２部材１１０の斜視図である。図６は、固定具を構成する第１部材１４０の斜視図である。図７は、固定具を構成する第２部材１１０の斜視図である。

パネルを設置面上に取り付けるためのパネルの取付構造は、パネル１０と、パネル１０を支持する支持部材２００と、固定具１００と、複数の板部材３００，３００’，３００’’と、を有する。パネル１０は、例えば太陽電池モジュールであってよい。パネル１０は、１つであってもよく、複数並んでいてもよい。

本実施形態では、パネル１０は、水平面から傾斜した設置面に設置されていてよい。そのような設置面として、例えば建造物の屋根、具体的にはスレートのような屋根材４００が挙げられる。

本明細書において、傾斜した設置面において最大傾斜線に沿って高い方から低い方へ向かう方向を「流れ方向Ｆ１」と称する。流れ方向Ｆ１の上流側を「水上側」と称する。流れ方向Ｆ１の下流側を「水下側」と称する。また、水平面に平行な面内で流れ方向Ｆ１と直交する方向を「横方向Ｆ２」と称する。

支持部材２００は、横方向Ｆ２に延びていてよい。支持部材２００は、パネル１０の端部を積載するパネル積載部２２０を有する（図４参照）。１つのパネル１０は、一対の支持部材２００のパネル積載部２２０によって支持されている。

支持部材２００は、固定具１００に設けられた第１締結部材１８０によって固定具１００に取り付けられている。固定具１００は、板部材３００に設けられている。本実施形態では、各々の支持部材２００は、２つの固定具１００によって固定されている。これに限らず、各々の支持部材２００を固定する固定具１００の数は、１つ、又は３つ以上であってもよい。

複数の板部材３００，３００’，３００’’は、互いに隣接して設けられている。複数の板部材３００，３００’，３００’’は、元々設置されていた屋根材４００上に、屋根材４００を覆うように設けられていてよい。板部材３００，３００’，３００’’は、例えば金属板によって構成されていてもよいが、これに限定されない。

以下では、説明の便宜上、複数の板部材３００，３００’，３００’’を互いに区別するために、「第１板部材」、「第２板部材」及び「第３板部材」という用語が用いられることがある。この場合、第１板部材３００は、固定具１００の直下に示されている板部材に相当する。また、第２板部材３００’は、第１板部材３００の水上側に隣接する板部材に相当する。第３板部材３００’’は、第１板部材３００の水下側に隣接する板部材に相当する。

互いに隣接する板部材３００，３００’，３００’’は、部分的に互いに重なっていてよい。より具体的には、図４に示すように、第１板部材３００の第１端部は、上方に折り返された第１折り返し部３００ａを有し、第１板部材３００の第２端部は、下方に折り返された第２折り返し部３００ｂを有していてよい。ここで、第１折り返し部３００ａと第２折り返し部３００ｂは、第１板部材３００の互いに反対側の端部に位置していてよい。なお、複数の板部材３００，３００’，３００’’の各々は、前述した第１板部材３００と同様な構造を有する。第１板部材３００の第１折り返し部３００ａは、水上側に隣接する第２板部材３００’の第２折り返し部３００ｂ’と係合し、噛み合っている。また、第１板部材３００の第２折り返し部３００ｂは、水下側に隣接する第３板部材３００’’の第１折り返し部３００ａ’’と係合し、噛み合っている。このような板部材３００の係合は、流れ方向Ｆ１に互いに隣接する板部材３００，３００’，３００’’どうしの間に存在することが好ましい。これにより、板部材３００，３００’，３００’’の表面に付着した水が、板部材３００，３００’，３００’’の下側の屋根材４００に達することを抑制することができる。

固定具１００は、第１部材１４０と、第２部材１１０と、を有していてよい。第１部材１４０は、第１板部材３００上に置かれる当接部１４６と、支持部材２００を支持する支持部１４８と、を有する。当接部１４６は、固定具１００が置かれる第１板部材３００に当接し、支持部材２００及びパネル１０の荷重を支える。

支持部１４８は、当接部１４６から起立した起立壁１４７によって、当接部１４６よりも板部材３００から離れた位置に設けられている。支持部材２００は、第１締結部材１８０によって第１部材１４０の支持部１４８に締結されている。

第１締結部材１８０は、設置面に沿った面内で第１板部材３００と第２板部材３００’とが隣接する方向、ここでは流れ方向Ｆ１にスライド可能に構成されていることが好ましい。これにより、例えば支持部材２００のような搭載物の流れ方向Ｆ１の位置を調節することができる。

本実施形態では、第１部材１４０は、流れ方向Ｆ１に沿って延びた穴１３０を有する（図５及び図６参照）。第１締結部材１８０は、穴１３０を貫通するよう配置されている。第１締結部材１８０は、例えばボルトとナットを含んでいてよい。この場合、流れ方向Ｆ１に直交する横方向Ｆ２における穴１３０の幅は、ボルトの頭部及びナットよりも狭く、ボルトの螺旋部よりも広い。これにより、ナットを緩めることで、第１締結部材１８０は、穴１３０が延びている方向、すなわち流れ方向Ｆ１にスライドできる。

第１締結部材１８０の位置がスライドできれば、一対の支持部材２００どうしの間の距離が、固定具１００どうしの間の距離に制限されず、調整可能となる。すなわち、パネル１０のサイズに合わせて、一対の支持部材２００どうしの間の距離を調節できる。

第１部材１４０は、第１板部材３００の水上側に隣接する第２板部材３００’の下側に挿入される挿入部１４２を有していてよい。挿入部１４２は、当接部１４６から連続的に延びていてよい。挿入部１４２は、第１部材１４０が置かれている第１板部材３００に隣接する第２板部材３００’にまで達している。挿入部１４２は、第１部材１４０が置かれる第１板部材３００に隣接する第２板部材３００’に覆われる。

固定具１００は、第１部材１４０を設置面に固定する第１固定部材１９０を有していてよい。第１固定部材１９０は、例えばビスや釘であってよい。第１固定部材１９０は、挿入部１４２を貫通し、屋根材４００に達する。第１部材１４０はビスや釘のような固定部材１９０によって強固に固定される。この代わりに、第１固定部材１９０は、第１部材１４０を屋根材又はその下地に接着する接着剤や、第１部材１４０と引っ掛かるよう構成された屋根材又はその下地の凸部などであってもよい。

第１固定部材１９０は、挿入部１４２に設けられており、第１部材１４０が置かれている第１板部材３００に隣接する第２板部材３００’に覆われることが好ましい。これにより、板部材３００，３００’，３００’’の表面に付着した水が第１固定部材１９０のところまで浸入することが防止される。このように、第１固定部材１９０によって第１部材１４０を強固に固定しつつも、防水を実現することができる。

第１部材１４０は、第１板部材３００の第１折り返し部３００ａに沿って上方に折り返されるとともに第２板部材３００’の第２折り返し部３００ｂ’に沿ってさらに上方に折り返される第１係合部１４４を有していることが好ましい。すなわち、第１部材１４０は、第１係合部１４４のところで略Ｚ型に折り曲げられている。これにより、第１部材１４０は、第１係合部１４４よりも当接部１４６側では固定具１００が置かれた第１板部材３００の上に位置し、第１係合部１４４よりも挿入部１４２側では第１板部材３００に隣接する第２板部材３００’の下に配置されることになる。

第２部材１１０は、第１板部材３００と設置面との間に設けられており、第１部材１４０が置かれた第１板部材３００の、設置面からの浮き上がりを防止するよう構成されている。第２部材１１０は、第２固定部材１９２によって設置面、ここでは屋根材４００に固定される。第２部材１１０は、第１板部材３００の第１折り返し部３００ａに沿って上方に折り返されるとともに第１折り返し部３００ａ及び第１部材１４０の第１係合部１４４に係合する第２係合部１１１を有していてよい。これにより、第２部材１１０は、第１部材１４０と第１板部材３００との両方に係合される。したがって、第２部材１１０は、第１部材１４０と、第１部材１４０が置かれた第１板部材３００の両方を、設置面から浮き上がることを抑制する。

第２固定部材１９２は、第１部材１４０が置かれた第１板部材３００で覆われていることが好ましい。これにより、板部材３００，３００’，３００’’の表面に付着した水が第２固定部材１９２のところまで浸入することが防止される。なお、防水性をより高めるため、屋根材４００に打ち込まれるすべての固定部材１９０，１９２は、板部材３００，３００’，３００’’に覆われた位置のみに存在することが好ましい。

第２部材１１０は、第１板部材３００の第１端部３００ａから、第１板部材３００の第１端部３００ａとは反対側の第２端部３００ｂまで延びていてよい。第２部材１１０は、第１板部材３００の第２折り返し部３００ｂのところで、第２折り返し部３００ｂに沿って下側に折り返された第３係合部１１２を有することが好ましい。第３係合部１１２は、第１部材１４０が置かれた第１板部材３００の水下側に隣接する第３板部材３００’’の第１折り返し部３００ａ’’に係合する。また、前述したように、第１部材１４０が置かれた第１板部材３００の第２折り返し部３００ｂも、第１板部材３００の水下側に隣接する第３板部材３００’’の第１折り返し部３００ａ’’に係合する。これにより、パネルが上方の風圧を受けたとしても、第１板部材３００は、第２部材１１０に支えられるため、第１板部材３００ごとパネルが浮き上がることがより抑制される。

本実施形態では、前述したように、第１部材１４０と第２部材１１０は、第１係合部１４４と第２係合部１１１のところで互いに係合しているが、例えばビスや螺旋のような部材によって固定されてはいない。この場合、第１部材１４０と第２部材１１０の設置に要する作業が簡易化される。

（固定具の設置方法）
次に、前述した固定具１００を用いたパネルの設置方法について簡単に説明する。本実施形態では、まず、もともと葺いてあった屋根材４００のような設置面を覆うように板部材３００，３００’，３００’’（金属屋根）を葺く（カバー工法）。まず、固定具１００を設置すべき第１板部材３００の水下側に隣接する第３板部材３００’’まで、水下側から水上側に向かって順番に板部材を屋根材４００上に設置する。

次に、固定具１００を設置すべき第１板部材３００を屋根材４００のような設置面上に設置する際に、第１板部材３００の下側に固定具１００の第２部材１１０を設置する。すなわち、屋根材４００上に第２部材１１０を配置して第２部材１１０を第２固定部材１９２で屋根材４００に固定してから、第２部材１１０上に第１板部材３００を設置する。この際、第１板部材３００の第１折り返し部３００ａが第２部材１１０の第２係合部１１１に沿うようにしつつ、第１板部材３００の第２折り返し部３００ｂと第２部材１１０の第３係合部１１２を、第１板部材３００の水下側の第３板部材３００’’の第１係合部３００ａ’’に係合させる。

次に、第１部材１４０を、第２部材１１０上に置かれた第１板部材３００の上に置く。この際に、第１部材１４０の第１係合部１４４を、第１板部材３００の第１折り返し部３００ａと第２部材１１０の第２係合部１１１に沿わせる。

次に、ビスや釘のような第１固定部材１９０によって、第１部材１４０の挿入部１４２を屋根材４００のような設置面に固定する。次に、第１固定部材１９０を覆うように、第１板部材３００の水上側に隣接する第２板部材３００’を設置する。この際、第２板部材３００’の水下側の折り返し部３００ｂ’を、第１板部材３００の水上側の折り返し部３００ａと、第１部材１４０の第１係合部１４４とに係合させる。

上述したように固定具１００が設置されたら、固定具１００上に支持部材２００を設置し、支持部材２００によって太陽電池モジュールのようなパネル１０を設置すればよい。

以上のように、本実施形態の固定具１００では、板部材３００，３００’，３００’’を順番に葺きながら固定具１００を設置することができる。この場合、すべての板部材３００，３００’，３００’’を葺いた後に固定具を設置する場合と比較すると、固定具１００の位置決めが容易であり、施工性が向上する。

また、もともと葺いてあった屋根材４００を覆うように金属屋根を葺く工法（カバー工法）は、屋根のリフォームの際に行われることがある。本実施形態に係る固定具１００は、このリフォームで行われるカバー工法に好適に適用できる。したがって、屋根のリフォームとともに太陽電池モジュールのようなパネル１０を設置することができる。

なお、カバー工法は、もともと葺いてあった屋根材を撤去する必要がないため、人件費や施工にかかる日数を削減することができ、不要な屋根材の撤去費用もかからないというメリットがある。

上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

例えば、上記実施形態では、パネル１０は水平面から傾斜した設置面に設置されている。この代わりに、パネル１０は水平面から傾斜しない設置面に設置されていてもよい。この場合、流れ方向Ｆ１と横方向Ｆ２は、それぞれ互いに直交する２つの方向と読み変えることができることに留意されたい。

また、上記実施形態では、もともと葺いてあった屋根材４００を覆うように設置された金属屋根のような板部材３００，３００’，３００’’上に固定具１００が設けられている。この代わりに、固定具１００は、もともと葺いてあった屋根材上に設けられてもよい。この場合、前述した実施形態において、板部材３００，３００’，３００’’が、もともと葺いてあった屋根材に相当することに留意されたい。

また、固定具１００が置かれる板部材３００，３００’，３００’’の下に不図示の防水シートが敷かれてもよい。この場合、防水シートは、少なくとも第１固定部材１９０及び第２固定部材１９２が存在する領域に設けられていてよい。

１０ パネル
１００ 固定具
１１０ 第２部材
１１１ 第２係合部
１１２ 第３係合部
１３０ 穴
１４０ 第１部材
１４２ 挿入部
１４４ 第１係合部
１４６ 当接部
１４８ 支持部
１８０ 第１締結部材
１９０ 第１固定部材
１９２ 第２固定部材
２００ 支持部材
３００ 板部材
３００ａ 第１折り返し部
３００ｂ 第２折り返し部
４００ 屋根材
Ｆ１ 流れ方向
Ｆ２ 横方向

Claims (8)

1. パネルを設置面上に取り付けるためのパネルの取付構造であって、
   第１板部材と、
   前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材と、
   前記パネルを直接的又は間接的に支持する固定具と、を有し、
   前記固定具は、
   前記第１板部材上に置かれ、搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、
   前記第１板部材と前記設置面との間に設けられた第２部材と、を有し、
   前記第２部材は、前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するよう前記第１部材と係合する第２係合部を有する、パネルの取付構造。
2. 前記第１板部材の前記第１端部は、上方に折り返された第１折り返し部を有し、
   前記第２板部材は、前記第１折り返し部と係合するよう下方に折り返された第２折り返し部を有し、
   前記第１部材は、前記第１板部材の前記第１折り返し部に沿って上方に折り返されるとともに前記第２板部材の前記第２折り返し部に沿ってさらに上方に折り返される第１係合部を有し、
   前記第２部材の前記第２係合部は、前記第１板部材の前記第１折り返し部に沿って上方に折り返されるとともに前記第１折り返し部及び前記第１係合部に係合する、請求項１に記載のパネルの取付構造。
3. 前記第１部材を前記設置面に固定する第１固定部材を有し、
   前記第１部材は、前記第２板部材で覆われる挿入部を有し、
   前記第１固定部材は、前記挿入部に設けられており、前記第２板部材で覆われている、請求項１又は２に記載のパネルの取付構造。
4. 前記第２部材は、前記第１板部材で覆われた第２固定部材によって前記設置面に固定される、請求項１から３のいずれか１項に記載のパネルの取付構造。
5. 前記第２部材は、前記第１板部材の前記第１端部から、前記第１板部材の前記第１端部とは反対側の第２端部まで延びており、
   前記第２部材の前記第２端部は、前記第１板部材の、前記第２板部材とは反対側に隣接する第３板部材の下側に挿入される第３係合部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のパネルの取付構造。
6. 前記支持部は、前記固定具上に搭載される搭載物を締結可能な第１締結部材を有し、
   前記第１締結部材は、前記設置面に沿った面内で前記第１板部材と前記第２板部材とが隣接する方向にスライド可能に構成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のパネルの取付構造。
7. 第１板部材と、前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材と、を含む面上にパネルを直接的又は間接的に支持する固定具であって、
   前記第１板部材上に置かれ、搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、
   前記第１板部材と前記設置面との間に設けられた第２部材と、を有し、
   前記第２部材は、前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するよう前記第１部材と係合する第２係合部を有する、固定具。
8. パネル用の固定具を設置面上に取り付ける固定具の設置方法であって、
   搭載物を支持する支持部を有する第１部材と、前記第１部材と係合する第２係合部を有する第２部材と、を有する固定具を準備するステップと、
   前記固定具を設置すべき第１板部材を設置面上に設置する前に、前記設置面上に前記第２部材を配置するステップと、
   前記第２部材上に第１板部材を設置するステップと、
   前記第１板部材の前記設置面からの浮き上がりを防止するため前記第２係合部を前記第１部材に係合させるように、前記第１部材を前記第１板部材上に置くステップと、
   前記第１板部材に隣接し、前記第１板部材の第１端部上に部分的に重なる第２板部材を、前記設置面上に設置するステップと、を有する、方法。

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