JP2020002615A - 固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを設置面上に設置するための固定具の数を減らすとともに、設置面に与える圧力を軽減することができる固定具を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１０を設置面上に設置するための固定具１００は、設置面に当接する当接部１１５と、当接部１１５よりも上方で太陽電池モジュール１０を直接的又は間接的に支持する支持部１１８と、を有する。少なくとも当接部１１５は、太陽電池モジュール１０の一辺に沿って延びており、太陽電池モジュール１０の当該一辺の長さの８０％以上の長さを有する。【選択図】図２

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設置面に固定する固定具に関する。

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、所定の勾配を有した野地板上に複数枚の金属板を梁行方向に葺き上げた横葺きの金属屋根上に、太陽電池モジュールを取り付けるための設置金具を開示する。各々の太陽電池モジュールは、一方向に長く延びた一対の縦材によって支持されている。各々の縦材は、複数の設置金具によって設置面に固定されている。具体的には、設置金具は、横葺きの金属屋根上に設置された水切り板を介して屋根材のような設置面に固定されている。

特開２０１１−１１７２０４号

特許文献１に記載された設置金具は、一対の縦材のそれぞれに対して複数個用いられる。したがって、１つの太陽電池モジュールを取り付けるために必要な設置金具の数が多く、太陽電池モジュールの施工に時間が要することがある。また、太陽電池モジュールの荷重は、設置金具から設置面に局所的に加わることなる。したがって、屋根材のような設置面に加わる負担（圧力）が大きくなる。

よって、太陽電池モジュールを設置面上に設置するための固定具の数を減らすとともに、設置面に与える圧力を軽減することができる固定具及び取付構造が望まれる。

一態様に係る太陽電池モジュールを設置面上に設置するための固定具は、前記設置面に当接する当接部と、前記当接部よりも上方で前記太陽電池モジュールを直接的又は間接的に支持する支持部と、を有する。少なくとも前記当接部は、前記太陽電池モジュールの一辺に沿って延びており、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する。

一態様に係る太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造は、太陽電池モジュールと、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、前記太陽電池モジュールを直接的又は間接的に支持する固定具と、を有する。前記固定具は、前記設置面に当接する当接部と、前記当接部よりも上方で前記太陽電池モジュールを直接的又は間接的に支持する支持部と、を有する。少なくとも前記当接部は、前記太陽電池モジュールの一辺に沿って延びており、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する。

上記態様によれば、太陽電池モジュールを設置面上に設置するための固定具の数を減らすとともに、設置面に与える圧力を軽減することができる。

太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造の斜視図である。 太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造の分解斜視図である。 図２の取付構造の固定具付近の拡大図である。 図３のＦ２方向から見た取付構造の側面図である。 一実施形態に係る固定具の斜視図である。

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、太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造の斜視図である。図２は、太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造の分解斜視図である。図３は、図２の取付構造の固定具付近の拡大図である。図４は、図３のＦ２方向から見た取付構造の側面図である。図５は、一実施形態に係る固定具の斜視図である。

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

太陽電池モジュール１０は、パネル１２と、パネル１２の縁に設けられたフレーム１４と、を有していてよい。フレーム１４は、パネル１２の外周を取り囲んでいてよい。パネル１２は、光を電気に変換するための平板であってよい。なお、太陽電池モジュール１０は、フレーム１４を有していない構成であってもよい。

本実施形態では、太陽電池モジュール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４００が挙げられる。本実施形態では、太陽電池モジュールは、所定の勾配を有した野地板上に複数枚の板を梁行方向に葺き上げた横葺きの屋根４００上に設置される。

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。

保持部材２００は、横方向Ｆ２に延びていてよい。保持部材２００は、太陽電池モジュール１０の端部を積載する積載部２２０を有する（図３及び図４参照）。１つの太陽電池モジュール１０は、一対の保持部材２００の積載部２２０によって支持されている。

保持部材２００は、固定具１００に設けられた締結部材１８０によって固定具１００に取り付けられている。具体的には、保持部材２００の基部２１０の底部から固定部２１２が延びている。保持部材２００の固定部２１２は、締結部材１８０によって、後述する固定具１００の支持部１１８に締結されている。締結部材１８０は、１つの固定具１００に対して、横方向Ｆ２に複数設けられていてよい。

固定具１００は、板部材３００，３００’に設けられている。本実施形態では、各々の保持部材２００は、１つの固定具１００に固定されている。複数の板部材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’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’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’を互いに区別するために、「第１板部材」及び「第２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、後述する固定具１００の当接部１１５と当接す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。

互いに隣接する板部材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’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。このような板部材３００，３００’の係合は、流れ方向Ｆ１に互いに隣接する板部材３００，３００’どうしの間に存在する。これにより、板部材３００，３００’の表面に付着した水が、板部材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、当接部１１５と、支持部１１８と、を有する。当接部１１５は、設置面に当接する部分であり、太陽電池モジュール１０や固定具１００の荷重が設置面に加われる部分である。

支持部１１８は、当接部１１５よりも上方で太陽電池モジュール１０を直接的又は間接的に支持するよう構成されている。具体的には、支持部１１８は、設置面から離れる方向に当接部１１５から連続的に延びた立設部１１７から、略Ｌ字形に曲げられることによって形成されている。支持部１１８は、設置面から離れた位置で概ね設置面に沿った面を構成していてよい。当接部１１５と、支持部１１８及び立設部１１７は、互いに一体に形成されていることが好ましい。

立設部１１７に、立設部１１７を貫通する不図示の水抜き孔が設けられていてもよい。この場合、水上側から水下側に流れる水が水抜き孔を通って立設部１１７よりも下流に流れるため、排水性を向上させることができる。

保持部材２００の基部２１０及び固定部２１２は、支持部１１８上に載せられている。保持部材２００の固定部２１２は、締結部材１８０によって固定具１００の支持部１１８に締結されている。好ましくは、支持部１１８は、設置面に直交する方向において挿入部１１２に重複しない位置に配置される。具体的には、支持部１１８は、立設部１１７に対して挿入部１１２とは反対側に設けられる。

固定具１００は、第１板部材３００の第１端部（第１折り返し部３００ａ）のところで第２板部材３００’の下側に挿入される挿入部１１２を有していてよい。挿入部１１２は、複数の板部材のうち第１板部材３００の第１折り返し部３００ａのところで、水上側に隣接する第２板部材３００’の下側に挿入されるよう構成されている。具体的には、挿入部１１２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係合部１１４を有していることが好ましい。すなわち、固定具１００は、係合部１１４のところで略Ｚ型に折り曲げられている。これにより、固定具１００は、係合部１１４よりも立設部１１７側では第１板部材３００の上に位置する。また、係合部１１４よりも立設部１１７と反対側の先端は、第２板部材３００’に覆われる。

固定具１００は、挿入部１１２を設置面に固定する固定部材１９０を有していてよい。固定部材１９０は、例えばビスや釘であってよい。固定部材１９０は、挿入部１１２を貫通し、屋根材４００に達していてよい。これにより、固定部材１９０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、固定部材１９０は、挿入部１１２を屋根材又はその下地に接着する接着剤や、挿入部１１２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。

固定部材１９０は、第２板部材３００’に覆われる位置に設けられることが好ましい。これにより、板部材３００，３００’の表面に付着した水が固定部材１９０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、設置面に打ち込まれるすべての固定部材１９０は、板部材３００，３００’に覆われた位置のみに存在することがより好ましい。

固定具１００の少なくとも当接部１１５は、太陽電池モジュール１０の一辺に沿って延びており、太陽電池モジュール１０の当該一辺の長さの好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上の長さＷ１を有する。さらに好ましくは、当接部１１５は、太陽電池モジュール１０の一辺の長さ以上の長さＷ１を有していてもよい。これにより、１つの太陽電池モジュール１０の一辺を保持するために必要な固定具１００の数は、１つでよく、太陽電池モジュール１０を設置面上に設置するための固定具の数を減らすことができる。さらに、太陽電池モジュールの荷重は、当接部１１５から設置面に加わるため、設置面に加わる圧力が軽減されることなる。なお、本実施形態では、固定具１００、すなわち当接部１１５は、横方向Ｆ２に長く延びている。

また、固定具１００の挿入部１１２は、太陽電池モジュール１０の上記一辺の長さの好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上の長さを有する。具体的には、挿入部１１２のうちの少なくとも係合部１１４が、太陽電池モジュール１０の当該一辺の長さの好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上の長さを有する。さらに好ましくは、挿入部１１２又は係合部１１４は、太陽電池モジュール１０の一辺の長さ以上の長さを有していてもよい。これにより、挿入部１１２、より具体的には係合部１１４から板部材３００，３００’へ加わる圧力も軽減することができる。

（固定具の設置方法）
次に、前述した固定具１００を用いた太陽電池モジュー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を覆うように板部材３００，３００’を葺く（カバー工法）。この際、板部材３００の水上側の折り返し部３００ａを、これに隣接する板部材３００の水下側の折り返し部３００ｂに係合させる。板部材３００は、水下側から水上側に向かって順番に設置すればよい。

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したら、第１板部材３００の水上側に隣接する第２板部材３００’を設置する前に、固定具の係合部１１４が第１板部材３００の水上側の折り返し部３００ａに沿うように、固定具１００を設置する。これにより、固定具１００の挿入部１１２は、第１板部材３００の水上側の屋根材４００上に位置することになる（図３も参照）。

次に、ビスや釘のような固定部材１９０によって、挿入部１１２を屋根材４００に固定する。次に、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、固定具１００の係合部１１４とに係合させる。

固定具１００が設置されたら、固定具１００の支持部１１８上に保持部材２００を設置し、第１締結部材１８０によって保持部材２００を支持部１１８に締結する。それから、保持部材２００によって太陽電池モジュール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を水下側から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。

なお、本実施形態では横葺屋根であるが、縦葺屋根であっても同様の効果が得られる。また、もともと葺いてあった屋根材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。

上記実施形態では、固定具１００は、保持部材２００を介して間接的に太陽電池モジュール１０を支持している。この代わりに、固定具１００は、直接的に太陽電池モジュール１０を支持していてもよい。この場合、固定具１００が、太陽電池モジュール１０を積載する積載部２２０を有していればよい。

また、固定具１００が置かれる板部材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、少なくとも固定部材１９０が存在する領域に設けられていてよい。

１０ 太陽電池モジュール
１２ パネル
１４ フレーム
１００ 固定具
１１２ 挿入部
１１４ 係合部
１１５ 当接部
１１７ 立設部
１１８ 支持部
１８０ 締結部材
１９０ 固定部材
Ｆ１ 流れ方向
Ｆ２ 横方向

Claims (6)

1. 太陽電池モジュールを設置面上に設置するための固定具であって、
   前記設置面に当接する当接部と、
   前記当接部よりも上方で前記太陽電池モジュールを直接的又は間接的に支持する支持部と、を有し、
   少なくとも前記当接部は、前記太陽電池モジュールの一辺に沿って延びており、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する、固定具。
2. 前記設置面は、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、を含み、
   前記固定具は、前記第１板部材の前記第１端部のところで前記第２板部材の下側に挿入される挿入部を有する、請求項１に記載の固定具。
3. 前記支持部は、前記設置面に直交する方向において前記挿入部に重複しない位置に配置されている、請求項２に記載の固定具。
4. 前記挿入部は、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する、請求項２又は３に記載の固定具。
5. 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、
   前記挿入部は、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係合部を有し、
   少なくとも前記係合部が、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の固定具。
6. 太陽電池モジュールを設置面上に取り付けるための取付構造であって、
   太陽電池モジュールと、
   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、
   前記太陽電池モジュー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、
   前記設置面に当接する当接部と、
   前記当接部よりも上方で前記太陽電池モジュールを直接的又は間接的に支持する支持部と、を有し、
   少なくとも前記当接部は、前記太陽電池モジュールの一辺に沿って延びており、前記太陽電池モジュールの前記一辺の長さの８０％以上の長さを有する、取付構造。

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