JP4785156B1 - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【目的】簡易で且つ迅速な施工ができると共に、強固且つ耐久性のある仕上がりにすることができる太陽光発電装置を提供すること。
【構成】構造材１００と、太陽光発電ユニット９と、被係止部２１を有する取付膨出条２が形成された縦樋材Ａと、重合膨出部４が形成された横樋Ｂと、係止部５３を有する左右一対の挟持部材５と取付部材６とから構成される下地具Ｃらなること。複数並設された構造材１００間に、縦樋材Ａが複数配置固定され、取付部材６が取付膨出条２上に配置されると共に両挟持部材５の両係止部５３が両被係止部２１に係止されること。両挟持部材５上に横樋Ｂの重合膨出部４が重合配置され、隣接する屋根傾斜方向に隣接する横樋Ｂの両重合膨出部４間と屋根幅方向に隣接する縦樋材Ａに装着された下地具Ｃ間に太陽光発電ユニット９が載置されること。
【選択図】 図３

Description

本発明は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、強固且つ耐久性のある仕上がりにすることができる太陽光発電装置に関する。

従来、太陽光発電モジュール体（ソーラパネル）を使用して、構造物の屋根又は壁に設けた太陽光発電装置が存在している。近年では、環境保護に対する観念から自然を利用した新エネルギー源の需要が高まっており、その中でも太陽光エネルギを利用する太陽光発電モジュール体（ソーラパネル）が著しく注目を受けている。これ伴い、この太陽光パネルを屋根（壁面も含む）に装着するための装置も重要な事項となっている。この種の装置が、特許文献１乃至４に開示されている。

特許第２９３９２３８号 特許第２８５７５８１号 特開２００１−２９８２０５ 特開２０００−２３４４２５

特に、重要なことは、屋根（壁も含む）に対して、いかに簡易且つ迅速に施工することができ、しかも強度及び雨仕舞いも良好にできるかということにある。これに対して特許文献１乃至３では、何れも構造的には、装置を構成する部品点数が多く且つそれぞれの部品の形状及び構成も複雑である。さらにこれらの部品を施工現場で組み付ける作業は、極めて高い熟練した技術が必要であり、そのような熟練した作業員を確保することも困難となる。特に、雨仕舞いの構造は複雑化しているので、よほど正確な組付けを行わなければ雨仕舞いは、不完全なものとなるおそれが十分にある。

また、各部品同士の組付けを正確に行わなければ、十分な強度を得ることはできず、耐久性のある装置にすることができない。特許文献４については、構造は単純化されてはいるが、各部品との組付けにおいて、確実な連結，固定等が行われず、したがって組付け精度も低く、施工完了後の部品間相互の位置ずれ等が発生し易く、耐久性に不安が生じるものである。そこで、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、簡易で且つ迅速に組付け施工ができると共に、強固且つ耐久性のある仕上がりにすることができる太陽光発電装置を提供することにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、横梁としての構造材と、縦フレームと横フレームとからなる枠体に太陽光発電パネル本体が装着されてなる太陽光発電ユニットと、幅方向両側に被係止部を有する取付膨出条が縦樋状部の幅方向中間箇所で且つ長手方向に沿って形成された縦樋材と、重合膨出部が横樋状部の幅方向中間箇所に形成されてなる横樋と、前記被係止部に係止する係止部を有する左右一対の挟持部材と該両挟持部材と連結する取付部材とから構成されてなる下地具とからなり、複数並設された前記構造材間に、所定間隔をおいて前記縦樋材が複数配置固定され、前記取付部材が前記取付膨出条上の長手方向任意の位置に配置されると共に、前記両挟持部材の両係止部が前記取付膨出条の両被係止部に幅方向に跨るようにして係止され、前記両挟持部材上に前記横樋の重合膨出部が重合配置され、隣接する屋根傾斜方向に隣接する前記横樋の両重合膨出部間と屋根幅方向に隣接する前記縦樋材に装着された前記下地具間に前記太陽光発電ユニットが載置されてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記両挟持部材の挟持側部は方形状とすると共に、前記横樋の重合膨出部は、前記挟持側部に重合可能な方形門形状に形成されてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記取付部材には、前記縦カバー部材が固着される螺子軸が装着されてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記両挟持部材の外方に突出する位置決め突出部を有し、該位置決め突出部に前記横樋の長手方向端部が当接可能としてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記横樋における前記重合膨出部の幅方向中間には位置決め突出部が形成され、該位置決め突出部には前記太陽光発電ユニットの前記横フレームが当接可能としなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、隣接する太陽光発電ユニットの対向する縦フレーム間に配置される縦カバー部材と、対向する横フレーム間に配置される横カバーとが具備され、前記縦カバー部材は、前記取付部材に固着されると共に、対向する縦フレームが押えられて固定されてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記横樋には前記横カバーが固着される螺子軸が装着されてなる太陽光発電装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、太陽光発電装置を屋根（壁も含む）としたり又は既存の屋根（壁も含む）に装着するための組付施工が極めて簡易且つ迅速にでき、しかも施工後の強度及び耐久性に優れ、排水性等の雨仕舞にも優れたものにでき。まず、下地具の両挟持部材には、係止部が形成されており、縦樋材の取付膨出条の幅方向両側には被係止部が形成され、下地具の両挟持部材は、前記取付膨出条を幅方向より挟持しつつ、係止部を被係止部に係止するのみで、下地具を縦樋材に極めて簡単に上下及び水平方向等のあらゆる方向に対して強固に装着することができる。

そして、並設された縦樋材において、その隣接する縦樋材間に装着されて対向する下地具同士に縦樋材と直交するようにして、横樋の長手方向両端箇所を配置すると共に、該横樋の重合膨出部を両下地具の挟持部材に重合するのみで、並設された縦樋材に横樋を簡易且つ迅速で、しかも正確に施工することができる。そして、隣接する横樋間にて対向する重合膨出部に太陽光発電ユニットの両横フレームが載置され、横カバーを横樋に固定する等の種々の固定手段によって固定するのみで施工を完了することができる。

この施工作業では、下地具は両挟持を縦樋材の取付膨出条に両挟持を挟持しつつ、締付具を介して締め付けるのみで、簡単に装着でき、また、両挟持部材を締め付ける締付具（ボルト・ナット）を少し緩めた状態にしておけば、下地具は縦樋材の取付膨出条の長手方向に沿って移動可能となり下地具の装着位置を微調整することも簡単にできる。それゆえに、熟練した技術を有していない作業員であっても極めて正確に施工ができる。また、本発明では、種々の製造メーカーのサイズ及び細部形状の異なる太陽光発電ユニットの装着に良好に適応することができる。

また、縦樋材において、取付膨出条は、縦樋状部の幅方向中間箇所に位置しているので、下地具は、縦樋材の幅方向に対して必然的に中間箇所に装着することができる。そして、屋根幅方向（Ｘ方向）に沿って隣接する横樋の重合膨出部は、下地具の両挟持部材に重合されるので、横樋の長手方向端部は、縦樋材の縦樋状部内に確実に入り込む構成にできる。よって、横樋を流れる雨水は長手方向の端部から、縦樋材に確実に流れ込むことができ、極めて良好な雨仕舞を構成できる。

これによって、本発明を屋根とした建築物の屋内（室内）への雨垂れを防止できるように水密性を確保することができる。さらに、本発明の構成部材は、主に、縦樋材と横樋と下地具と太陽光発電ユニットとからなり、部品点数も少なく、現場への部品搬入が楽であり、部品紛失も防止できる。

請求項２の発明では、前記両挟持部材の挟持側部は方形状とすると共に、前記横樋の重合膨出部は、前記挟持側部に重合可能な方形門形状に形成されたことで、重合箇所同士が略同一形状となり、重合膨出部は挟持部材の所定位置への重合を容易に行うことができ、重合による嵌め合いも極めて良好であり、ガタツキを最小限に抑えて安定した重合接続状態にできる。

請求項３の発明では、下地具の取付部材には、螺子軸が装着されており、該螺子軸を利用して、太陽光発電ユニットを縦カバー部材等の適宜の固定手段を備えた構成にすることを容易にでき、作業効率を向上させることができる。具体的には、固定手段とした縦カバー部材等を、横方向に隣接する太陽光発電ユニットの対向する縦フレーム間に配置したときに、前記螺子軸にて縦カバー部材を固定する際に、容易に作業できる。

請求項４の発明では、下地具の両挟持部材は、挟持頂面部の上方で且幅方向外方に向かって突出する位置決め突出部を有しており、下地具を縦樋材の幅方向中間箇所に位置する取付膨出条に装着されるので、両挟持部材の両位置決め突出部によって、両挟持部材上に配置された横樋同士は、縦樋材の幅方向中間箇所で所定間隔をおいて対向するように設置できる。

そして、横樋の長手方向端部は、両挟持部材の両位置決め突出部に当接可能としているので、縦樋材の幅方向中間箇所で横樋の長手方向端部同士が均等に配置され、横樋から縦樋材への雨水の放出が正確に行われ良好な雨仕舞にすることができる。また、前記両挟持部材の位置決め突出部によって、隣接する横樋と同様に屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する太陽光発電ユニットの縦フレーム同士の間隔も所定間隔にでき、整然とした太陽光発電ユニットの配置にすることができる。

請求項５の発明では、横樋における前記重合膨出部の幅方向中間には位置決め突出部が形成され、該位置決め突出部には前記太陽光発電ユニットの前記横フレームが当接可能としたので横樋に対して太陽光発電ユニットの装着を正確に行うことができ、且つ横樋にて屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する太陽光発電ユニットの横フレーム同士の間隔も所定間隔にでき、整然とした太陽光発電ユニットの配置にすることができる。請求項６の発明では縦カバー部材と、横カバーとを備えたので雨水の浸入をより一層良好に防止できる。請求項７の発明では、横樋には前記横カバーが固着される螺子軸が装着されているので、横カバーの装着を簡単にできる。

（Ａ）は本発明の太陽光発電装置の一部切除した平面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の（イ）部拡大図である。 本発明の一部切除した太陽光発電装置の要部の斜視図である。 本発明の一部切除した太陽光発電装置の要部拡大斜視図である。 （Ａ）は図１のＸ1−Ｘ1矢視断面図、（Ｂ）は図１のＸ2−Ｘ2矢視断面図、（Ｃ）は図１のＹ1−Ｙ1矢視断面図、（Ｄ）は図１のＹ2−Ｙ2矢視断面図である。 （Ａ）は下地具の斜視図、（Ｂ）の下地具の分解斜視図、（Ｃ）は両挟持部材により取付部材に対して締付が行われていない状態図、（Ｄ）は両挟持部材により取付部材に対して締付が行われ押圧されている状態図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の施工過程を示す工程図、（Ｄ）は（Ｂ）のＹ3−Ｙ3矢視断面図である。 （Ａ）は構造材上に装着された隣接する縦樋材間に横樋を装着しようとする工程を示す斜視図、（Ｂ）は構造材上に装着された縦樋材間に横樋を装着している工程を示す正面略示図である。 （Ａ）は縦樋材の取付膨出条に対して下地具を適正位置付近に配置しようとする工程を示す平面図、（Ｂ）は縦樋材の取付膨出条に配置した下地具を適正位置まで移動した工程を示す平面図、（Ｃ）は縦樋材の取付膨出条適正位置に締付固定した下地具の挟持部材に横樋の重合膨出部を重合しようとする行程を示す平面図である。 （Ａ）は縦樋材に下地具を介して横樋が装着された構成の斜視図、（Ｂ）は横樋から縦樋材に雨水が流れる状態を示す平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の（ウ）部拡大図、（Ｄ）は（Ｃ）のＸ3−Ｘ3矢視断面図である。 （Ａ）乃至（Ｄ）はサイズ及び細部形状の異なる太陽光発電ユニットに本発明の太陽光発電装置を装着した要部正面図、（Ｅ）は太陽光発電ユニットの略視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明は、図１乃至図４に示すように、主に縦樋材Ａと、横樋Ｂと、下地具Ｃと、太陽光発電ユニット９と、構造材１００とから構成される。縦樋状部１は、長手方向に長尺な部材で且つ設置場所に合わせて適宜の長さとする。

ここで、本発明を構成する各構成部材には、長手方向及び幅方向が存在する。長手方向とは、通常は長尺の方向のことであり、幅方向とは、長手方向に直交する方向のことである。縦樋材Ａは、縦樋状部１と取付膨出条２とから構成され、平坦状（略平坦状も含む）の底面部１１の幅方向両端に垂直状の立上り側部１２，１２が形成されたものである〔図１，図３，図４（Ａ），（Ｂ），図６及び図８等参照〕。

取付膨出条２は、縦樋状部１の底面部１１の幅方向中間箇所で且つその長手方向に沿って形成される（図３，図７（Ａ），図８，図９（Ａ）等参照）。取付膨出条２は、底面部１１の幅方向略中間箇所から上方に向かって膨出する部位であって、その長手方向に対して直交する断面形状は略「Ω」形状等に形成されている。そして、縦樋状部１は、その幅方向において、取付膨出条２を境とし、その両側に２個の樋部が並設されるように仕切られている。

取付膨出条２には、その幅方向両側に被係止部２１，２１が形成されている〔図４（Ａ），（Ｂ），図５（Ｃ），（Ｄ），図６（Ａ）乃至（Ｃ）等参照〕。該被係止部２１は、具体的には取付膨出条２の幅方向両側面の一部が外方に突出するように形成された部位であり、後述する下地具Ｃの挟持部材５の、係止部５３と係止する部位である。被係止部２１，２１の下方は垂直状の側部となっている〔図３，図４（Ａ），（Ｂ）参照〕。

縦樋材Ａの縦樋状部１と取付膨出条２とは一体形成されたものであり、長尺の形鋼材として形成される。或いは、縦樋材Ａは、金属板から底面部１１，立上り側部１２及び取付膨出条２が折り曲げ加工又はプレス加工等にて形成されることもある。また、取付膨出条２の頂部の幅方向中間箇所には、長手方向に沿って溝条２２が形成されており、雨水の通路となると共に取付膨出条２の断面を複雑な形状にして、長手方向における曲げに対する強度を強固にしている。

横樋Ｂは、横樋状部３と重合膨出部４とから構成されている〔図１，図３，図４（Ｃ），（Ｄ）、図７（Ａ）及び図８（Ｃ），図９等参照〕。横樋状部３は、平坦状（略平坦状も含む）の底面部３１の幅方向両端に立上り側部３２，３２が形成されている〔図３，図４（Ｃ），（Ｄ）、図６（Ｄ），図７（Ａ）参照〕。横樋状部３の底面部３１の幅方向中間箇所には、重合膨出部４が形成されている。そして、横樋状部３は、その幅方向において、重合膨出部４を境とし、その両側に２個の樋部が並設されるように仕切られている。重合膨出部４は、後述する下地具Ｃの挟持部材５に被せるようにして重合させる部位である。

該重合膨出部４は、上面部４１の幅方向両端から下方に向かって垂直状の側面部４２，４２が形成されたものである〔図３，図７（Ａ）及び図９等参照〕。さらに、両側面部４２は、底面部３１から折曲形成されたものである。重合膨出部４は、前記上面部４１と側面部４２，４２とによって、長手方向に直交する断面形状（幅方向の断面形状）が略方形状（長方形等）の門形状に形成されている〔図３，図４（Ｃ），（Ｄ）、図６（Ｄ），図７（Ａ）及び図９（Ａ）等参照〕。

このように、横樋状部３と重合膨出部４とは、金属板がプレス加工等により適宜に折り曲げられて一体的に形成される。或いは、横樋状部３と重合膨出部４とが一体的となるような形鋼として形成されることもある。重合膨出部４の上面部４１には、小凸形条４３が形成されており、該小凸形条４３の頂部には、位置決め突出部４４が形成されている〔図３，図６（Ｄ），図７（Ａ）参照〕。小凸形条４３は、長手方向に直交する断面形状（幅方向の断面形状）が長方形又は正方形等の略方形状に形成されている。

位置決め突出部４４は、断面凹形状に形成されたものであり、水平片４４ａと位置規制片４４ｂとから構成される〔図３，図６（Ｄ），図７（Ａ）参照〕。水平片４４ａは、平坦板状に形成され、前記小凸形条４３の上面に形成され、水平片４４ａの幅方向両端に位置規制片４４ｂ，４４ｂが形成され、長手方向に直交する断面形状（幅方向の断面形状）が略凹状の皿形状に形成されたものである。幅方向における両位置規制片４４ｂ，４４ｂの間隔は、前記小凸形条４３の幅方向両側よりも大きく、両位置規制片４４ｂ，４４ｂは小凸形条４３から突出する〔図３，図６（Ｄ），図７（Ａ）等参照〕。

また、両位置規制片４４ｂ，４４ｂの間隔は、重合膨出部４の上面部４１の幅方向よりも小さく、両位置規制片４４ｂ，４４ｂは、上面部４１の幅方向の範囲よりも内側に引き込んで位置する〔図６（Ｄ）参照〕。そして、位置決め突出部４４の両位置規制片４４ｂ，４４ｂ間の幅方向中心位置と、上面部４１の幅方向中心位置は一致しており、両位置規制片４４ｂ，４４ｂと、上面部４１とは幅方向において左右対称の形状となる〔図３，図６（Ｄ），図７（Ａ）等参照〕。

位置決め突出部４４は、重合膨出部４の上面部４１に載置される太陽光発電ユニット９の位置を決める役目をなすものである。つまり、後述する屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する前記太陽光発電ユニット９，９の対向する横フレーム９２ｂ，９２ｂ間を所定間隔にする役目をなす〔図４（Ｃ），（Ｄ）参照〕。そして、位置決め突出部４４によって、対向する横フレーム９２ｂ，９２ｂ同士が当接しないようにし、全ての隣接する太陽光発電ユニット９，９の横フレーム９２ｂ，９２ｂの間隔が等しくなるようにするものである。

また、位置決め突出部４４の幅方向中間の位置には螺子軸４５が横樋Ｂの長手方向に沿って適宜の間隔に装着されている。螺子軸４５は、後述する太陽光発電ユニット９を横カバー８２等の固定手段を介して固定する役目をなす。螺子軸４５は、横樋Ｂの小凸形条４３と位置決め突出部４４に溶接等の固着手段にて固着される。特に螺子軸４５としてボルトを使用した場合には、ボルト頭部を前記小凸形条４３内に収めて装着することができる〔図４（Ｃ）参照〕。

また、螺子軸４５は、予め横樋Ｂに設けられないこともあるが、この場合には、螺子軸４５は横樋Ｂとは別部材として、施工時に横樋Ｂに装着されることになる。横樋Ｂの長手方向の長さは、通常は、等間隔をおいて配置された縦樋材Ａ，Ａ，…において隣接する縦樋材Ａ，Ａ間の間隔に略等しい長さとする。横樋Ｂは、長手方向において、いずれの位置でも断面は同一形状であり、現場にて必要な長さに切断して使用することもできる。

次に、下地具Ｃは、図３、図４（Ａ），（Ｂ），図５等に示すように、左右一対の挟持部材５，５と、取付部材６と、締付具７とから構成される。挟持部材５は、左右１組で使用されるものであり、左右のそれぞれの挟持部材５，５は幅方向において左右対称の形状である。それぞれの挟持部材５は、挟持上面部５１の外端から下方に挟持側面部５２が形成され、該挟持側面部５２の下端に係止部５３が形成されている。挟持上面部５１は、長方形又は正方形等の方形状に形成されたものであり、挟持側面部５２も同様に長方形又は方形状に形成されている。

そして、挟持上面部５１と挟持側面部５２とは、略立方体の一部を構成する形状をなし、前記横樋Ｂの重合膨出部４が適正に重合される構造となっている。そのために、挟持上面部５１及び挟持側面部５２は、前記重合膨出部４の断面形状よりも僅かに小さく形成されている。そして、挟持上面部５１に重合膨出部４の上面部４１が載置重合され、重合膨出部４の側面部４２，４２が、挟持側面部５２の長手方向両端に略当接状態となる。これによって重合膨出部４を挟持部材５の挟持上面部５１及び挟持側面部５２に対して被せるようにして重合され、横樋Ｂが挟持部材５によって安定した状態で支持され、横樋Ｂと下地具Ｃとの間にガタツキが生じないようになっている〔図４（Ｃ），図６（Ｄ）参照〕。

また、両係止部５３，５３は、前記挟持側面部５２，５２の下端から内方且つ上方に向かって折り返し状に折曲形成された部位である。前記両挟持部材５，５は、前記取付膨出条２上に左右方向に跨るようにして配置され、両係止部５３，５３は、前記縦樋材Ａの取付膨出条２に形成された両被係止部２１，２１と係止する〔図５（Ｃ），（Ｄ），図６（Ａ），（Ｂ）等参照〕。

挟持上面部５１の内端側から上方に向かって当接側片５４が形成されている。該当接側片５４は、挟持上面部５１に対して直角（略直角も含む）となるように折曲形成された部位である。さらに、前記当接側片５４の上端から外方に向かって位置決め突出部５５が形成されている。該位置決め突出部５５は、断面略「Ｌ」字形状に形成されており、水平片５５ａと位置規制片５５ｂとから構成され、水平片５５ａは、前記当接側片５４の上端に直角状に折曲形成され、水平片５５ａの外端に位置規制片５５ｂが形成されている。

当接側片５４から前記位置決め突出部５５の位置規制片５５ｂの突出寸法Ｌａは、前記挟持上面部５１の幅方向における寸法Ｌｏよりも小さく形成され、Ｌｏ＞Ｌａとなる。位置決め突出部５５の両位置規制片５５ｂ，５５ｂは、屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する横樋Ｂ，Ｂの長手方向端部がそれぞれ当接し、両横樋Ｂ，Ｂの長手方向端部同士の間隔を所定間隔にする〔図４（Ａ）参照〕。

また、前記位置決め突出部５５の両位置規制片５５ｂ，５５ｂは、屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する前記太陽光発電ユニット９の対向する縦フレーム９２ａ，９２ａ間の間隔を所定間隔にする役目をなす。つまり、前記両位置規制片５５ｂ，５５ｂは、隣接する太陽光発電ユニット９，９の対向する両縦フレーム９２ａ，９２ａ同士が当接しないようにして、全ての隣接する太陽光発電ユニット９，９の縦フレーム９２ａ，９２ａの間隔が等しくなるようにする〔図４（Ａ）参照〕。

また、位置規制片５５ｂの突出寸法Ｌａは、後述する取付部材６の幅方向中心からの距離Ｌｂよりも大きく形成され、位置決め突出部５５と取付部材６との幅方向端部には隙間Ｌｃが構成される。これによって、雨水は、横樋Ｂの横樋状部３から縦樋材Ａの縦樋状部１に流れ込むようにできる〔図９（Ｂ）乃至（Ｄ）参照〕。図９（Ｂ）乃至（Ｄ）において、太線（太点線も含む）による矢印は、雨水の流れを示すものである。

前記挟持上面部５１には、長手方向両端より下方に向かって垂下押え片５１ａ，５１ａが形成されている（図５参照）。また、前記挟持側面部５２には長手方向両端より内方に向かって補助押え片５２ａ，５２ａが形成されている。前記垂下押え片５１ａと、前記補助押え片５２ａは、それぞれ略三角形状の板片であり、垂下押え片５１ａと、補助押え片５２ａとが傾斜状の辺同士が近接又は突出した状態に構成されている。前記挟持側面部５２には、後述する締付具７のボルト７１が貫通する締付孔５２ｂが形成されている。

取付部材６の形状は、略四角柱を水平に寝かした状態の直方体形状に形成されている〔図５（Ａ），（Ｂ）参照〕。取付部材６は、長方形状の頂面部６１の幅方向両端から下方に垂直状の側片６２，６２が形成され、長手方向両端から下方に端片６３，６３が形成されている。前記側片６２，６２には、締付孔６２ａ，６２ａが形成されている。前記頂面部６１の長手方向両側には、螺子軸６４，６４が植設されている。

該螺子軸６４は、後述する太陽光発電ユニット９を縦カバー部材８１等の固定手段を介して固定する役目をなす。該螺子軸６４は、取付部材６の頂面部６１に溶接等の固着手段にて固着される。ボルトを螺子軸６４として使用する場合には、ボルト頭部を取付部材６内に収めることもある。また、螺子軸６４は、予め取付部材６に設けられないこともあるが、この場合には、螺子軸６４は別部材として、施工時に取付部材６に装着されることになる。

締付具７は、ボルト７１とナット７２から構成される（図５参照）。左右一対の挟持部材５，５は、挟持側面部５２と挟持上面部５１とが相互に外方を向くようにして、当接側片５４，５４同士を当接させる。そして、両挟持側面部５２，５２の間に取付部材６が配置され、両挟持側面部５２，５２の締付孔５２ｃ，５２ｃ及び取付部材６の両締付孔６２ａ，６２ａに前記ボルト７１が貫通され、ナット７２が螺合される。

このように、締付具７を介して、取付部材６の両側片６２，６２が両挟持部材５，５の両垂下押え片５１ａ，５１ａによって挟持された状態で、両挟持部材５，５と取付部材６とが連結される構造となる。そして、締付具７によって両挟持部材５，５の両挟持側面部５２，５２が締め付けられ、さらに両垂下押え片５１ａ，５１ａは、取付部材６の両側片６２，６２を押圧し、取付部材６が両挟持部材５，５に固定されることができる〔図４（Ｂ），図５（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

特に、両挟持部材５，５を締付具７によって締め付けると、両挟持上面部５１，５１同士が当接側片５４，５４を中心にして回転しようとするため、両垂下押え片５１ａ，５１ａはより一層、取付部材６の両側片６２，６２を食い込むように押圧し、取付部材６の固定強度を増加させることができる〔図５（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

次に、縦カバー部材８１と横カバー８２は、縦樋材Ａに装着された下地具Ｃと、横樋Ｂに配置された太陽光発電ユニット９を固定する役目をなす部材である〔図１（Ａ），（Ｃ），図３，図４，図６等参照〕。その縦カバー部材８１は、縦樋材Ａの上方位置に配置され、太陽光発電ユニット９の縦フレーム９２ａ箇所を押圧しつつ固定する役目をなす部材である。横カバー８２は、横樋Ｂの上方位置に配置され、太陽光発電ユニット９の横フレーム９２ｂ箇所を押圧しつつ固定する役目をなす部材である〔図１（Ａ），（Ｃ），図４（Ｄ）等参照〕。

縦カバー部材８１は、カバーベース８１ａの幅方向中間箇所に円弧形状のアーチ部８１ｂが形成されている〔図１（Ａ），（Ｃ），図４（Ａ），図６（Ｃ）等参照〕。カバーベース８１ａとアーチ部８１ｂとの間は空隙であり、カバーベース８１ａとアーチ部８１ｂには同一位置に取付孔８１ｃが形成されている。カバーベース８１ａの取付孔８１ｃは、前記螺子軸６４，６４が貫通する部位であり、アーチ部８１ｂの取付孔８１ｃは、螺子軸６４に螺合するナット６５が挿入且つ締付のための回転操作できる程度の直径を有している。

横カバー８２は、略平板状のカバーベース８２ａの幅方向中間箇所で且つ下面側に補強部８２ｂが形成されている〔図３，図４（Ｄ）等参照〕。該補強部８２ｂは、長手方向に直交する断面形状が凹形状に形成されたものであり、前記カバーベース８２ａと共に取付孔８２ｃが形成されている。取付孔８２ｃは、補強部８２ｂ側が螺子軸４５が貫通する大きさであり、カバーベース８２ａは、螺子軸４５と螺合するナット４６が挿入且つ締付のための回転操作できる程度の直径を有している。また、横カバー８２は、前記縦カバー部材８１と同一断面形状のものを使用することもある。

なお、縦カバー部材８１及び横カバー８２の代わりに、前記太陽光発電ユニット９の縦フレーム９２ａと横フレーム９２ｂとを図示しない押え部材等で固定することもある。該押え部材は特に図示しないが、隣接する前記縦フレーム９２ａ，９２ａ又は前記横フレーム９２ｂ，９２ｂ同士を部分的に押圧する小片状の金具である。押え部材は、横樋Ｂに装着された螺子軸４５又は前記下地具Ｃの取付部材６に装着された螺子軸６４を利用して固定される。

太陽光発電ユニット９は、太陽光発電パネル或いはモジュール（太陽電池モジュール）とも呼ばれ、製造メーカーによって、構成及びサイズは種々様々となっている。太陽光発電ユニット９は、太陽光発電パネル本体９１が枠体９２に装着された構造体である。前記太陽光発電パネル本体９１は、太陽光発電セル９１ａが多数集合されて構成されている〔図１（Ｃ），図３参照〕。

太陽光発電ユニット９は、約１ｍ内外の長方形（約１ｍ×約１．５ｍ）等の方形である。さらに、太陽光発電ユニット９が多数集合した状態（設置されたモジュール全て）をストリングとし、このストリングが多数集合したものを太陽光発電アレイという。また、ストリングと太陽光発電アレイとは、同一の概念として扱われることもある。

前記枠体９２は、図１（Ａ），図２，図３等に示すように、対向する両縦フレーム９２ａ，９２ａと、対向する両横フレーム９２ｂ，９２ｂとで方形枠状に形成されている。縦フレーム９２ａと横フレーム９２ｂには、前記太陽光発電パネル本体９１の一辺を挿入支持する断面コ字状の被挿入部が設けられて構成されている。構造材１００は、横梁として、その長手方向が屋根幅方向（Ｘ方向）に沿って配置される。

構造材１００は、通常はリップ溝形鋼，Ｈ形鋼或いはＩ形鋼等からなり、必要に応じて断熱板等の下地材等が設けられている。なお、本発明の太陽光発電装置を屋根として使用するときには、屋根の幅方向をＸ方向とし、以下屋根幅方向（Ｘ方向）と称する。該屋根幅方向とは、屋根の傾斜方向に直交する方向であり、たとえば屋根に棟又は軒先が存在する場合には、棟又は軒先に平行な方向のことである。

また、前記屋根幅方向（Ｘ方向）に直交する屋根形成方向をＹ方向とする。このＹ方向は、通常、屋根が傾斜する方向であり、水上側と水下側を有する。Ｙ方向は屋根傾斜方向（Ｙ方向）と称する。なお、屋根傾斜方向（Ｙ方向）では、傾斜が極めて僅かな略平坦な面としたものも含まれる

次に、本発明の太陽光発電装置における施工について説明する。本発明の太陽光発電装置は、通常はそのままで屋根として使用される。また、既設の屋根に本発明の太陽光発電装置が装着されることもある。ここでは、太陽光発電装置は、屋根として施工されるものとして説明する。まず、屋根の傾斜方向をＹ方向とし、屋根幅方向をＸ方向とする。その屋根傾斜方向（Ｙ方向）の傾斜角度をθとする（図１乃至図３参照）。

まず、横梁としての構造材１００の長手方向を屋根幅方向（Ｘ方向）に合わせて、複数の構造材１００，１００，…が屋根傾斜方向（Ｙ方向）に所定間隔をおいて並設される〔図１（Ａ），図２参照〕。そして、前記縦樋材Ａ，Ａ，…を、構造材１００の長手方向に対して直交させて、所定間隔（前記太陽光発電ユニット９の横幅に相当する間隔）をおいて並列状態配置し、縦樋用吊子１３にて固着される〔図６（Ａ）参照〕。また、場合によっては、溶接手段にて固着されることもある。

次いで、下地具Ｃの取付部材６の長手方向を、縦樋材Ａの長手方向に合わせ、複数の下地具Ｃ，Ｃ，…を該縦樋材Ａの取付膨出条２の長手方向に沿って所定間隔をおいて装着する〔図６（Ｂ）、図８（Ａ）参照〕。このとき、まず、締付具７のボルト７１とナット７２との締付を緩めて、両挟持部材５，５の間隔を拡げておき、そのまま、取付膨出条２の上方から被せるようにして両挟持部材５，５を取付膨出条２に配置する〔図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。

取付部材６は、両挟持部材５，５に締付具７を介して連結された状態であるから、両挟持部材５，５を取付膨出条２に被せることで、取付部材６はそのまま取付膨出条２の頂部に載置されることになる。下地具Ｃの締付具７を緩めた状態では、下地具Ｃは取付膨出条２を長手方向に沿って位置の調整が可能である。そのため、下地具Ｃを最初におおよその目安で取付膨出条２に配置した場合に、その位置が適正位置から寸法Ｌだけ外れた位置であっても、適正位置まで簡単に移動させることができ、以後の作業が行い易いようにできる〔図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。

下地具Ｃの締付具７（ボルト７１・ナット７２）を締め付けることにより、両挟持部材５，５の両挟持側面部５２，５２は互いに近接するように押圧され、両係止部５３，５３は、取付膨出条２の両被係止部２１，２１に係止する。また、締付具７により締付を強力にした場合に、両挟持部材５，５の両挟持上面部５１，５１及び両挟持側面部５２，５２が撓み、両垂下押え片５１ａ，５１ａが取付部材６の両側片６２，６２を押圧し、補助押え片５２ａ，５２ａが取付膨出条２の頂部を押圧することができる〔図５（Ｃ），（Ｄ）参照〕。これによって、挟持部材５の補助押え片５２ａと係止部５３とが取付膨出条２の頂部と被係止部２１とを確実且つ強固に固着し、より一層，強固な固着にできる。

下地具Ｃは、縦樋材Ａの長手方向に沿って複数装着され、その間隔は、太陽光発電ユニット９の縦フレーム９２ａの長さと略同等とする。そして、下地具Ｃは、並設された全ての縦樋材Ａにおいて、屋根幅方向（Ｘ方向）で同一に揃うようにして装着される〔図１（Ａ）、図２参照〕。次に、隣接する縦樋材Ａ，Ａに横樋Ｂを直交するようにして、前記下地具Ｃ，Ｃを介して配置する。

横樋Ｂの下地具Ｃに対する装着は、隣接する縦樋材Ａ，Ａにて屋根幅方向に同一位置に設置された挟持部材５に重合される〔図６（Ｂ）、図７（Ａ），図８（Ｃ）参照〕。ここで横樋Ｂの重合膨出部４は、下地具Ｃの挟持部材５の挟持上面部５１と挟持側面部５２に重合することができるように形成されているので、横樋は長手方向の両端の重合膨出部４を挟持部材５に被せるのみで、正確な位置を決定することができる。

また、下地具Ｃの両挟持部材５，５には、位置決め突出部５５，５５が形成されており、それぞれの位置決め突出部５５の外端に横樋Ｂの長手方向端部が当接（近接状態も含む）させることで、より一層ガタツキのない精度の高い装着にすることができる〔図４（Ａ）、図６（Ｃ）参照〕。また、上記構成とすることにより、縦樋材Ａの縦樋状部１の幅方向両側で対向するようにして設置された両横樋Ｂ，Ｂの長手方向端部は、位置決め突出部５５によって、所定の間隔を有しており、両横樋Ｂ，Ｂの長手方向端部が縦樋材Ａの縦樋状部１に入り込む量は、等しいものにできる〔図４（Ａ）、図６（Ｃ）参照〕。

このとき、前述したように、当接側片５４から前記位置決め突出部５５の位置規制片５５ｂの突出寸法Ｌａは、前記挟持上面部５１の幅方向における寸法よりも小さく形成されている。また後述する取付部材６の幅方向中心からの距離Ｌｂよりも大きく形成され、位置決め突出部５５と取付部材６との幅方向端部には隙間Ｌｃが構成される。該隙間Ｌｃは、雨水が横樋Ｂから縦樋材Ａに流れ込むのに適度な間隔となる隙間である〔図９（Ｂ）乃至（Ｄ）参照〕。これによって横樋Ｂから縦樋材Ａへの雨水の流れが良好となる。

下地具Ｃは、前述したように、それぞれの縦樋材Ａに対して、太陽光発電ユニット９の縦フレーム９２ａの間隔に合わせて設置しているので、隣接する縦樋材Ａ，Ａ間に設置した横樋Ｂの屋根傾斜方向（Ｙ方向）における間隔も必然的に太陽光発電ユニット９の縦フレーム９２ａと略同一の間隔となる。

また、横樋Ｂの長手方向端部箇所は、縦樋材Ａの上方に位置することになる〔図９（Ａ）参照〕。すなわち、横樋Ｂの横樋状部３の長手方向端部は、縦樋材Ａの縦樋状部１の内方側に入り込む構成となる〔図９（Ｂ）参照〕。これによって、横樋Ｂの横樋状部３に流れ込んだ雨水は、その長手方向端部から縦樋状部１内に放出されることになる〔図９（Ｂ）乃至（Ｄ）参照〕。このように、縦樋材Ａと横樋Ｂとによって良好な雨仕舞構成にすることができ、本発明を屋根として使用した建築物の屋内（室内）への雨垂れを確実に防止できるように十分な水密性を確保することができる。

次に、屋根傾斜方向（Ｙ方向）にて隣接する横樋Ｂ，Ｂ間に太陽光発電ユニット９が配置される。太陽光発電ユニット９の横樋Ｂへの配置は、太陽光発電ユニット９の両横フレーム９２ｂ，９２ｂが屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する横樋Ｂ，Ｂの両重合膨出部４，４に載置される。このようにして、屋根傾斜方向（Ｙ方向）に並設された横樋Ｂ，Ｂ，…に順次太陽光発電ユニット９が配置される。

さらに詳しくは、屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する横樋Ｂ，Ｂのそれぞれの重合膨出部４に設けられた両位置決め突出部４４，４４間に配置され固定される。具体的には、太陽光発電ユニット９の横フレーム９２ｂ，９２ｂは、位置決め突出部４４の位置規制片４４ｂに当接することにより、太陽光発電ユニット９の屋根傾斜方向（Ｙ方向）における適正位置が決定され、且つ屋根傾斜方向（Ｙ方向）において隣接する太陽光発電ユニット９，９の横フレーム９２ｂ，９２ｂ同士の間隔も所定間隔となって適正に決定される。

また、屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する太陽光発電ユニット９，９の対向する縦フレーム９２ａ，９２ａ同士の間隔は、下地具Ｃの位置決め突出部５５によって決定される。このようにして、複数の太陽光発電ユニット９，９，…が屋根傾斜方向（Ｙ方向）及び屋根幅方向（Ｘ方向）に配置される。

そして、屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する太陽光発電ユニット９，９間には縦カバー部材８１が配置され、下地具Ｃの螺子軸６４とナット６５によって縦カバー部材８１が屋根幅方向（Ｘ方向）に隣接する太陽光発電ユニット９の対向する縦フレーム９２ａ，９２ａを押圧しつつ固着される。

次に、屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する太陽光発電ユニット９，９間には横カバー８２が配置され、横樋Ｂに装着された螺子軸４５とナット４６によって横カバー８２が屋根傾斜方向（Ｙ方向）に隣接する太陽光発電ユニット９の対向する横フレーム９２ｂ，９２ｂを押圧しつつ固着される。図１０（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明の太陽光発電装置に異なる製造メーカーの種々のサイズの太陽光発電ユニット９が装着可能であることを示す正面図である。

図１０（Ｅ）は、基本的な太陽光発電ユニット９の高さ方向の寸法をＺ0としたもので
ある。そして、それぞれの製造メーカーでは、高さ方向の寸法が異なるものであり、図１０（Ａ）乃至（Ｄ）は、高さ方向の寸法がそれぞれ異なるＺ1，Ｚ2，Ｚ3及びＺ4としたものであり、また、細部の形状についても、それぞれ異なっている。

このように高さ方向の異なる太陽光発電ユニット９に対して、横樋Ｂの螺子軸４５及び下地具Ｃの螺子軸６４の寸法を適宜変更させるのみで良い。また、太陽光発電ユニット９の縦・横のサイズに対しては、縦樋材Ａ，横樋Ｂ及び下地具Ｃの配置によって、容易に変更させて、適応させることができる。このように、本発明では、種々の製造メーカーのサイズ及び細部形状の異なる太陽光発電ユニット９に対しての装着に良好に適応することができる。

太陽光発電ユニットの縦フレーム９２ａ及び横フレーム９２ｂから外方に向かって突出片９２ｃが形成されているものが多いが、該突出片９２ｃについても、横樋Ｂに形成された位置決め突出部４４及び下地具Ｃに形成された位置決め突出部５５によって、隣接する太陽光発電ユニット９，９同士が相互に干渉することを防ぐことができる。なお、前記太陽光発電ユニット９の太陽光発電パネル本体９１の太陽光発電セルを透明又は半透明に構成すれば、屋根などの採光部として提供できる利点がある。

Ａ…縦樋材、１…縦樋状部、２…取付膨出条、２１…被係止部、Ｂ…横樋、
３…横樋状部、４…重合膨出部、Ｃ…下地具、５…挟持部材、６…取付部材、
７…締付具、９…太陽光発電ユニット、９１…太陽光発電パネル本体、９２…枠体、
９２ａ…縦フレーム、９２ｂ…横フレーム、１００…構造材。

Claims (7)

1. 横梁としての構造材と、縦フレームと横フレームとからなる枠体に太陽光発電パネル本体が装着されてなる太陽光発電ユニットと、幅方向両側に被係止部を有する取付膨出条が縦樋状部の幅方向中間箇所で且つ長手方向に沿って形成された縦樋材と、重合膨出部が横樋状部の幅方向中間箇所に形成されてなる横樋と、前記被係止部に係止する係止部を有する左右一対の挟持部材と該両挟持部材と連結する取付部材とから構成されてなる下地具とからなり、複数並設された前記構造材間に、所定間隔をおいて前記縦樋材が複数配置固定され、前記取付部材が前記取付膨出条上の長手方向任意の位置に配置されると共に、前記両挟持部材の両係止部が前記取付膨出条の両被係止部に幅方向に跨るようにして係止され、前記両挟持部材上に前記横樋の重合膨出部が重合配置され、隣接する屋根傾斜方向に隣接する前記横樋の両重合膨出部間と屋根幅方向に隣接する前記縦樋材に装着された前記下地具間に前記太陽光発電ユニットが載置されてなることを特徴とする太陽光発電装置。
2. 請求項１において、前記両挟持部材の挟持側部は方形状とすると共に、前記横樋の重合膨出部は、前記挟持側部に重合可能な方形門形状に形成されてなることを特徴とする太陽光発電装置。
3. 請求項１又は２において、前記取付部材には、螺子軸が装着されてなることを特徴とする太陽光発電装置。
4. 請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記両挟持部材の外方に突出する位置決め突出部を有し、該位置決め突出部に前記横樋の長手方向端部が当接可能としてなることを特徴とする太陽光発電装置。
5. 請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記横樋における前記重合膨出部の幅方向中間には位置決め突出部が形成され、該位置決め突出部には前記太陽光発電ユニットの前記横フレームが当接可能としてなることを特徴とする太陽光発電装置。
6. 請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、隣接する太陽光発電ユニットの対向する縦フレーム間に配置される縦カバー部材と、対向する横フレーム間に配置される横カバー部材とが具備され、前記縦カバー部材は、前記取付部材に固着されると共に、対向する縦フレームが押えられて固定されてなることを特徴とする太陽光発電装置。
7. 請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記横樋には前記横カバー部材が固着される螺子軸が装着されてなることを特徴とする太陽光発電装置。

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