JP5308194B2

JP5308194B2 - 構造物支持具、及びそれを用いた太陽電池モジュールシステム

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Publication number: JP5308194B2
Application number: JP2009050762A
Authority: JP
Inventors: 泰大越
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: JP2010203165A

Description

本発明は、屋根の垂木上に太陽電池モジュール等の構造物を支持するのに好適な構造物支持具、及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。

例えば、特許文献１には、太陽電池モジュールを屋根上に取り付けるための支持装置が記載されている。この支持装置では、図２４に示すように垂木１０１、野地板１０２、及び屋根瓦１０３からなる屋根への適用を前提としており、長形の基盤板１０４を垂木１０１とは直交するように野地板１０２上に配置して、各垂木１０１の箇所で、複数の釘を基盤板１０４を介して垂木１０１に打ち込んで、基盤板１０４を固定している。各垂木１０１の間に挟まれる基盤板１０４の平板部分に垂木とは直交する方向に延びるスライド孔１０４ａを形成し、このスライド孔１０４ａにボルト１０５を移動自在に通して、ボルト１０５をスライド孔１０４ａに沿う任意位置に固定し、ボルト１０５を屋根瓦１０３の孔を通じて突設している。そして、複数本のボルト１０５を屋根上に配列し、各ボルト１０５の上端に数本の縦桟１０６を固定し、各縦桟１０６上に数本の横桟１０７を固定し、各横桟１０７上に太陽電池モジュールを固定支持している。

実用新案登録第３０８４６２１号公報

ところで、特許文献１の装置では、基盤板１０４が複数本の垂木１０１にわたり、基盤板１０４が長くなっている。このため、既存の屋根に太陽電池モジュールを設置する場合は、基盤板１０４に沿う複数の屋根瓦１０３を一旦取り外して、これらの屋根瓦１０３の下の野地板１０２部分を露出させて、ここに基盤板１０４を取り付け、これらの屋根瓦１０３を野地板１０２に再び載せる必要があり、その施工手順が煩雑であった。

また、基盤板１０４を短くするにしても、基盤板１０４のスライド孔１０４ａの両側の各垂木１０１の箇所で、基盤板１０４を固定支持していることから、基盤板１０４の長さとして少なくとも２本の垂木１０１の間隔が必要となる。従って、基盤板１０４を短くしたとしても、２本の垂木１０１の間の複数の屋根瓦１０３を取り外したり再び載せる必要があった。

尚、特許文献１では、複数の垂木１０１上に野地板１０２を載せて固定し、この野地板１０２上に複数の屋根瓦１０３を載せてなる屋根を例示しているが、地域によっては屋根の構造が異なる。例えば、複数の垂木上に該各垂木と直交する複数の瓦桟を固定し、これらの瓦桟上に複数の屋根瓦を載せてなる屋根がある。このような屋根においても、特許文献１の装置を適用することが可能であるが、上述したような問題点が生じることに変わりない。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、屋根上の構造物を支持するべく、垂木を基礎として用いる場合に、その施工手順が簡単でありながら、強度の点でも優れた構造物支持具及びそれを用いた太陽電池モジュールシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の構造物支持具は、垂木上に構造物を支持するための構造物支持具であって、前記構造物支持具は、１本の垂木上で支持されるものであり、前記垂木に固定される固定ベースと、前記固定ベースに突設される移動支持部とを備え、前記固定ベースは、主板及び主板両辺で折り曲げられた各側板からなる断面形状がコの字型の部分と、前記コの字型部分の主板に形成されたスライド孔と、前記固定ベースの中央に設けられた締結用孔と、前記固定ベースの一端側に設けられて、前記各側板と同一方向に該各側板よりも突出した当接部とを有し、前記移動支持部は、固定ベースのコの字型部分の内側から主板のスライド孔を介して該主板上へと突出して固定されている。

例えば、前記固定ベースは、コの字型部分及び該コの字型部分の各側板の縁辺で折り曲げられたそれぞれの鍔からなる断面形状がハット型の部分を有している。

また、前記当接部は、主板のスライド孔の長手方向の向きで垂木に当接される。

更に、前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する頭部と、主板のスライド孔を介して該主板上へと突出した雄ネジ部とを有するボルトである。

また、前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する係合部と、主板のスライド孔を介して該主板上へと突出した前記係合部に接続された板材とを有している。

一方、本発明の太陽電池モジュールシステムは、上記本発明の構造物支持具を備えている。

例えば、前記構造物支持具は、固定ベースの主板のスライド孔を垂木と直交させかつ固定ベースのコの字型部分の内側を垂木に向けて、固定ベースを垂木に固定し、移動支持部を固定ベースの主板のスライド孔に沿って移動させて任意の位置で固定し、主板のスライド孔を介して主板上へと突出した移動支持部の部位に太陽電池モジュールを連結することにより、垂木上に太陽電池モジュールを支持している。

また、前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔を介して該主板上へと突出し、更に垂木上の屋根瓦を介して該屋根瓦上に突出し、屋根瓦上の太陽電池モジュールに連結されて、太陽電池モジュールを支持している。

あるいは、前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔を介して該主板上へと突出し、更に屋根瓦と平行になるように屈曲して、相互に重なり合った各屋根瓦の間を通じて外部に突出し、屋根瓦上の太陽電池モジュールに連結されて、太陽電池モジュールを支持している。

本発明の構造物支持具によれば、固定ベースは、コの字型部分の内側を垂木に向けて固定される。この状態では、コの字型部分の内側と垂木間に移動支持部の移動スペースが確保されるので、移動支持部をスライド孔に沿って移動させ、移動支持部をスライド孔に沿う任意の位置に固定することができる。これにより、移動支持部材を垂木上もしくは該垂木近傍の任意の位置に固定することができる。

従って、構造物支持具により支持される構造物の荷重が垂木上もしくは該垂木近傍の位置に作用し、荷重が垂木により安定的に支持される。

仮に、荷重が垂木から離間した位置に作用したならば、垂木を中心とする構造物支持具の回転モーメントが大きくなって、垂木による荷重の安定的な支持が不可能になる。

また、移動支持部材を屋根瓦の孔を通じ突出させる場合は、屋根瓦の波型の頂部に孔を形成し、移動支持部材を屋根瓦の波型の頂部まで移動させて、移動支持部材を屋根瓦の波型の頂部の孔から突出させることができる。これにより、屋根瓦の波型の谷部に沿って流れる雨水が屋根瓦の孔に浸入することを防止することができる。

更に、複数の構造物支持具を分散して、構造物をバランスよく支持することができるように各構造物支持具の位置を最適化すれば、構造物の支持箇所の数を最小限に抑えながらも、各構造物支持具により構造物を強固に支持することができる。

この構造物支持具を取り付けるときには、１枚の屋根瓦を取り外して、１本の垂木を露出させ、この垂木に固定ベースを固定し、この後にその１枚の屋根瓦を再び載せる。従って、１個の構造物支持具を取り付けるには、１枚の屋根瓦の取り外しと取り付けを行うだけでよく、施工手順が簡単である。

例えば、固定ベースは、コの字型部分及び該コの字型部分の各側板の縁辺で折り曲げられたそれぞれの鍔からなる断面形状がハット型の部分を有している。このようなハット型部分は、その強度が高く、固定ベースの強度を高める。また、ハット型部分を構成する各鍔を、固定ベースを垂木に固定するために用いることができる。

また、固定ベースは、該固定ベースを主板のスライド孔の長手方向の向きで垂木に当接させて位置決めするための当接部を有しているので、垂木に対する固定ベースの位置決めが容易である。

例えば、移動支持部は、固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する頭部と、主板のスライド孔を介して主板上へと突出した雄ネジ部とを有するボルトである。この場合は、ボルトを垂木上の屋根瓦の孔を介して突出させ、ボルトを屋根瓦上の構造物に連結して、構造物を支持する。

また、移動支持部は、固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する係合部と、主板のスライド孔を介して主板上へと突出した係合部に接続された板材とを有する。この場合は、板材を屋根瓦と平行になるように屈曲させて相互に重なり合った各屋根瓦の間を通じて外部に突出させ、板材を屋根瓦上の構造物に連結して、構造物を支持する。

一方、本発明の太陽電池モジュールシステムは、上記本発明の構造物支持具を備えているので、同様の作用効果を奏し、構造物としての太陽電池モジュールを垂木上に支持することができる。

本発明の太陽電池モジュールシステムの一実施形態を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は、図１の太陽電池モジュールシステムを示す平面図及び側面図である。図１の太陽電池モジュールシステムが取り付けられる屋根の構造を簡略化して示す断面図である。図３の屋根の構造を拡大して示す斜視図である。図１の太陽電池モジュールシステムにおける構造物支持具を示す斜視図である。構造物支持具を示す平面図である。構造物支持具を示す正面図である。構造物支持具を示す断面図である。構造物支持具における補強部材を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は、構造物支持具を垂木に取り付けた状態を示す側面図及び正面図である。構造物支持具における縦桟を示す斜視図である。縦桟に取り付けられるタップ金具を示す斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、タップ金具及び縦桟を表側及び裏側から見て示す斜視図である。構造物支持具のボルトにより支持された縦桟を示す拡大断面図である。縦桟に対する横桟の取り付け構造を示す分解斜視図である。横桟に対する固定金具の取り付け状態を示す斜視図である。（ａ）乃至（ｄ）は、一対の横桟間に太陽電池モジュールを嵌め込んで固定するための施工手順を示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、構造物支持具の変形例を示す側面図及び正面図である。図１８の構造物支持具を垂木に取り付けた状態を示す斜視図である。図１８の構造物支持具を用いた太陽電池モジュールシステムを示す斜視図である。構造物支持具の他の変形例を示す平面図である。構造物支持具の別の変形例を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は図２２の構造物支持具における固定ベースを示す平面図及び正面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａで破断して示す断面図である。従来の太陽電池モジュールシステムを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の太陽電池モジュールシステムの一実施形態を示す斜視図である。また、図２（ａ）、（ｂ）は、図１の太陽電池モジュールシステムを示す平面図及び側面図である。

本実施形態の太陽電池モジュールシステム１は、図１、及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように屋根２の４本の垂木３に構造物支持具４を２個ずつ固定して、各構造物支持具４のボルト２１をそれぞれの屋根瓦５の孔を通じて突出させ、各垂木３別に、２個の構造物支持具４のボルト２１により縦桟６を支持して、４本の縦桟６を一定の間隔を開けて相互に平行に配置固定し、各縦桟６上に、３列の横桟７を一定の列間隔を開けて相互に並行に配置固定し、この３列の横桟７間に８枚の太陽電池モジュール８を嵌め込んで固定したものである。

各縦桟６の長手方向が屋根２の水流れ方向Ａに一致し、各横桟７の長手方向が水流れ方向Ａと直交する方向に一致している。また、４本の縦桟６上に、３列で合計６本の横桟７が固定されており、列毎に、２本の横桟７が直線状に配置されている。水流れ方向Ａの下流側から上流側へと１列目、２列目、３列目の横桟７が並び、１列目と２列目の各横桟７間に４枚の太陽電池モジュール８が嵌め込まれて固定され、２列目と３列目の各横桟７間に４枚の太陽電池モジュール８が嵌め込まれて固定されている。

太陽電池モジュール８は、太陽電池パネルと、この太陽電池パネルを縁取って保持する枠部材とで構成されている。

図３は、太陽電池モジュールシステム１が取り付けられる屋根の構造を簡略化して示す断面図である。また、図４は、同屋根の構造を拡大して示す斜視図である。この屋根２は、複数の垂木３を相互に平行にかつ水流れ方向Ａに沿って設け、各垂木３上に、複数の瓦桟１５を相互に平行にかつ水流れ方向Ａと直交するように固定し、各瓦桟１５間に複数の屋根瓦５を載せたものである。各屋根瓦５は、瓦桟１５上で部分的に重なり合っている。

本実施形態の太陽電池モジュールシステム１では、縦桟６を垂木３上に固定するために、構造物支持具４を用いている。図１、図２（ａ）及び（ｂ）から明らかなように構造物支持具４が垂木３に２個ずつ取り付けられ、２個の構造物支持具４のボルト２１がそれぞれの屋根瓦５の孔に通されて上方に突出し、２本のボルト２１の先端に１本の縦桟６が接続固定される。

図５は、構造物支持具４を示す斜視図である。また、図６、図７、及び図８は、構造物支持具４を示す平面図、正面図、及び断面図である。

図５乃至図８から明らかなように、構造物支持具４は、固定ベース２２と、この固定ベース２２の内側に配置された補強部材２３と、固定ベース２２上に突設されたボルト２１と、ナット２４とを備えている。

固定ベース２２は、金属板を切断して折り曲げ、メッキ処理を施したものである。この固定ベース２２は、長矩形の主板２２ａと、主板２２ａの両辺で折り曲げられた各側板２２ｂと、各側板２２ｂを延在させてなる各当接板２２ｃと、各側板２２ｂの縁辺で折り曲げられた各鍔２２ｄとを有している。各鍔２２ｄは、各当接板２２ｃよりも固定ベース２２の長手方向で長くされて、固定ベース２２の中央付近両側まで及んでおり、この中央付近両側の各鍔２２ｄの部分に挿通孔２２ｅが２個ずつ形成されている。また、主板２２ａには、固定ベース２２の長手方向に延びるスライド孔２２ｆが形成されている。

主板２２ａと各側板２２ｂは、断面形状がコの字型の部分を構成している。また、このコの字型部分と各鍔２２ｄは、断面形状がハット型の部分を構成している。これらのコの字型部分及びハット型部分のいずれも、それ自体の強度が高く、固定ベース２２全体の強度を高めている。

補強部材２３は、金属板を折り曲げて、メッキ処理を施したものである。この補強部材２３は、図９に示すように矩形の主板２３ａと、主板２３ａの両辺で折り曲げられた各側板２３ｂとを有している。主板２３ａには、挿通孔２３ｃが形成されている。

この補強部材２３は、固定ベース２２のコの字型部分の内側に挿入される。このとき、補強部材２３の主板２３ａが固定ベース２２の主板２２ａに当接して重なり、補強部材２３の各側板２３ｂが固定ベース２２の各側板２２ｂと直交するように、補強部材２３が配置される。この状態では、補強部材２３の主板２３ａの挿通孔２３ｃが固定ベース２２の主板２２ａのスライド孔２２ｆに重なり、ボルト２１の雄ネジ部２１ａが補強部材２３の挿通孔２３ｃと固定ベース２２のスライド孔２２ｆに挿し通され、ボルト２１の六角頭部２１ｂが補強部材２３の各側板２３ｂ間に嵌め入れられ、ボルト２１の六角頭部２１ｂの対向２辺が補強部材２３の各側板２３ｂ間に挟み込まれて、ボルト２１の回転が禁止される。更に、ボルト２１の雄ネジ部２１ａにワッシャ及びスプリングワッシャが通され、雄ネジ部２１ａにナット２４がねじ込まれ締め付けられて、ボルト２１の雄ネジ部２１ａが固定ベース２２の主板２２ａ上に突設される。

ここで、固定ベース２２のコの字型部分の内側と補強部材２３間には遊びがあり、かつ固定ベース２２のスライド孔２２ｆとボルト２１の雄ネジ部２１ａ間にも遊びがある。このため、ナット２４を緩めた状態では、ボルト２１の六角頭部２１ｂを補強部材２３と共に固定ベース２２のコの字型部分の内側でスライド移動させると同時に、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをスライド孔２２ｆに沿ってスライド移動させることができる。そして、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをスライド孔２２ｆの任意の位置に移動させてから、ナット２４を締め付けると、ボルト２１の雄ネジ部２１ａがその任意の位置に固定され突設される。

図１０（ａ）、（ｂ）は、構造物支持具４を垂木に取り付けた状態を示す側面図及び正面図である。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、固定ベース２２のコの字型部分の内側を垂木３に向けて、固定ベース２２の各鍔２２ｄを垂木３の上面に載せ、固定ベース２２をスライド孔２２ｆの長手方向の向きに移動させて、固定ベース２２の各当接板２２ｃの端部２２ｇを垂木３の側面に当接させ、固定ベース２２を位置決めすると、固定ベース２２の中央付近が垂木３上に載り、固定ベース２２の中央付近両側の各鍔２２ｄの挿通孔２２ｅが垂木３に重なる。４本の木ネジを各鍔２２ｄの挿通孔２２ｅを通じて垂木３にねじ込んで締め付けて、固定ベース２２を垂木３に固定する。これにより、固定ベース２２の中央付近が垂木３上で固定される。

この状態では、コの字型部分の内側と垂木３間に、ボルト２１の六角頭部２１ｂ及び補強部材２３の移動スペースが確保され、ボルト２１の六角頭部２１ｂ及び補強部材２３をコの字型部分の内側でスライド移動させると同時に、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをスライド孔２２ｆに沿ってスライド移動させることができる。そして、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをスライド孔２２ｆの任意の位置に移動させてから、ナット２４を締め付けて、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをその任意の位置に固定する。

このボルト２１の雄ネジ部２１ａの先端に縦桟６が固定され、縦桟６上に横桟７及び太陽電池モジュール８が搭載される。従って、ボルト２１に大きな荷重が加わり、この荷重が固定ベース２２及び垂木３にも加わる。

構造物支持具４においては、固定ベース２２の各当接板２２ｃの端部２２ｇを垂木３の側面に当接させて、固定ベース２２を位置決めしたときに、固定ベース２２の中央付近が垂木３上に載るようにしている。これにより、固定ベース２２のスライド孔２２ｆの中央付近が垂木３上に載り、ボルト２１のスライド移動範囲が垂木３の位置を中心にして設定され、ボルト２１が垂木３上もしくは垂木３近傍の任意の位置に固定される。このため、ボルト２１の位置調節が可能でありながらも、荷重が垂木３上もしくは垂木３近傍に作用し、荷重が垂木３により安定的に支持される。

仮に、荷重が垂木３から離間した位置に作用したならば、垂木３を中心とする構造物支持具４の回転モーメントが大きくなって、垂木３による荷重の安定的な支持が不可能になる。

次に、構造物支持具４を用いて、太陽電池モジュール８を屋根２上に取り付けるための施工手順を説明する。

まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように太陽電池システム１の水流れ方向Ａに沿うセンターを設定して、このセンターの両側において２本の垂木３を選択し、合計４本の垂木３を選択する。そして、これらの垂木３別に、２個の構造物支持具４の取り付け箇所を定め、これらの取り付け箇所の屋根瓦５を取り外して、屋根瓦５下の垂木３を露出させる。このとき、各太陽電池モジュール８をバランスよく支持することが可能な各縦桟６の位置を求めて、各縦桟６が取り付けられるそれぞれの垂木３を選択する。また、２個の構造物支持具４の取り付け箇所は、縦桟６との連結箇所に応じて決定されるが、縦桟６をバラス良く支持することが可能な箇所である。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように固定ベース２２の各鍔２２ｄを垂木３の上面に載せ、固定ベース２２の各当接板２２ｃの端部２２ｇを垂木３の側面に当接させて、固定ベース２２を位置決めし、４本の木ネジを各鍔２２ｄの挿通孔２２ｅを通じて垂木３にねじ込んで締め付けて、固定ベース２２を垂木３に固定する。そして、ボルト２１の雄ネジ部２１ａにねじ込まれたナット２４を緩めて、ボルト２１をスライド孔２２ｆの任意の位置に移動させてから、ナット２４を締め付けて、ボルト２１の雄ネジ部２１ａをその任意の位置に固定する。

ここで、ボルト２１をスライド孔２２ｆの任意の位置に移動させるに際しては、先に取り外された屋根瓦５を再び元の位置に戻して載せたときに、この屋根瓦５の波型の頂部を構造物支持具４のボルト２１が貫くように、かつ垂木３から構造物支持具４のボルト２１が離れ過ぎないように、ボルト２１の位置を調節する。

次に、先に取り外された各屋根瓦５を再び元の位置に戻して載せたときに、各構造物支持具４のボルト２１が貫通する該各屋根瓦５の頂部に孔を形成する。そして、各屋根瓦５の波型の頂部の孔にそれぞれの構造物支持具４のボルト２１を通して、各屋根瓦５を再び元の位置に戻して載せる。

このように各屋根瓦５の波型の頂部にそれぞれの孔を形成したことから、各屋根瓦５の波型の谷部に沿って雨水が流れても、この雨水が各屋根瓦５の波型の頂部の孔に浸入することは無く、これらの孔が雨漏りの原因になることはない。

こうして４本の垂木３に構造物支持具４を２個ずつ固定した後、各垂木３別に、２個の構造物支持具４により縦桟６を支持して、４本の縦桟６を一定の間隔を開けて相互に平行に設ける。

図１１に示すように縦桟６は、長細い主板６ａ、主板６ａの両辺で折り曲げられた各側板６ｂ、及び各側板６ｂの縁辺で折り曲げられた各鍔６ｃからなるハット型の断面形状を有しており、主板６ａの２箇所に取り付け孔６ｄが形成され、主板６ａの３箇所に係合孔６ｅが形成されている。

縦桟６の主板６ａの各係合孔６ｅには、図１２に示すようなタップ金具３１が取り付けられる。このタップ金具３１は、その主板３１ａにネジ孔３１ｂを形成し、その両側に各側板３１ｃを設けて２重に折り曲げ、更にそれぞれの側板３１ｃの中央から突出するＴ字型の支持片３１ｄを設けたものである。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、タップ金具３１の一方の支持片３１ｄを縦桟６のスリット６ｆに挿し込んで、この一方の支持片３１ｄをスリット６ｆから係合孔６ｅへと移動させ、引き続いてタップ金具３１の他方の支持片３１ｄをスリット６ｆに挿し込んで、この他方の支持片３１ｄもスリット６ｆから係合孔６ｅへと移動させ、各支持片３１ｄのＴ字型の頭部を係合孔６ｅに引っ掛けて、タップ金具３１を縦桟６の主板６ａに取り付ける。このとき、タップ金具３１の各側板３１ｃが縦桟６の各側板６ｂに対して垂直に配置される。

こうして縦桟６の主板６ａの２箇所にそれぞれのタップ金具３１を取り付けた後、図１４に示すように構造物支持具４のボルト２１の雄ネジ部２１ａ先端にナット２５をねじ込んでワッシャを入れ、雄ネジ部２１ａ先端を縦桟６の主板６ａの取り付け孔６ｄに挿入して、縦桟６の主板６ａをワッシャ上に載せ、更に雄ネジ部２１ａ先端にワッシャを入れてからナット２６をねじ込んで締め付け、上下のナット２５、２６間に縦桟６の主板６ａを挟みこんで固定する。これにより、ボルト２１の雄ネジ部２１ａ先端に縦桟６が取り付けられる。

次に、４本の縦桟６上に、３列の横桟７を配置固定する。このとき、図１５に示すように縦桟６の係合孔６ｅに取り付けられたタップ金具３１の一対の支持片３１ｄ間に横桟７を配置し、タップ金具３１の部位で、押え部材３２を横桟７に重ね合わせ、ボルト３３を押え部材３２の孔及び横桟７の溝孔７ａを通じてタップ金具３１のネジ孔３１ｂにねじ込んで、横桟７を縦桟６に仮止めする。

図１、及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように各縦桟６上に、３列の横桟７を一定の列間隔を開けて相互に並行に配置し、各横桟７を仮止めする。

横桟７毎に、図１６に示すようにボルト３４及びネジ止め金具３５を用いて、横桟７に固定金具３６を固定する。この固定金具３６は、その上端に引っ掛け爪３６ａを有し、この引っ掛け爪３６ａを太陽電池モジュール８の一辺に係合させて、太陽電池モジュール８を固定支持するためのものであり、太陽電池モジュール８の一辺について２個１組で用いられる。

この後、図１７（ａ）に示すように４枚の太陽電池モジュール８を横並びにして１列目の横桟７と２列目の横桟７間に挿入して配置する。

そして、太陽電池モジュール８毎に、図１７（ｂ）に示すように太陽電池モジュール８の水流れ方向上流側一辺を持ち上げて、図１７（ｃ）に示すように太陽電池モジュール８の水流れ方向下流側一辺を１列目の横桟７に押し付ける。これにより、固定金具３６の引っ掛け爪３６ａが太陽電池モジュール８の下流側一辺の係合溝８ａに係合する。更に、図１７（ｄ）に示すように太陽電池モジュール８の水流れ方向上流側一辺を降ろして２列目の横桟７上に載せる。

この後、２列目の横桟７を各太陽電池モジュール８の水流れ方向上流側一辺に押し付けて、１列目の横桟７と２列目の横桟７間に各太陽電池モジュール８を挟み込んで支持する。２列目の横桟７を支持する各タップ金具３１のボルト３３を締め付けて、２列目の横桟７を完全に固定する。

同様の手順で、２列目の横桟７と３列目の横桟７間にも、４枚の太陽電池モジュール８を横並びにして挟み込んで支持する。

このように本実施形態の太陽電池モジュールシステム１では、構造物支持具４毎に、１枚の屋根瓦５を取り外して、１本の垂木３を露出させ、この垂木３に固定ベース２２を固定して、ボルト２１の位置を調節し、この後にその１枚の屋根瓦を再び元の位置に戻して載せている。従って、複数の構造物支持具４を取り付けるときには、同数の屋根瓦の取り外しと取り付けを行うだけでよく、施工手順が簡単である。

また、構造物支持具４のボルト２１を垂木３上もしくは垂木３近傍の任意の位置に固定しているので、太陽電池モジュール８の荷重が垂木３上もしくは垂木３近傍に作用し、荷重が垂木３により安定的に支持される。

更に、屋根瓦５の波型の頂部を構造物支持具４のボルト２１が貫くように、ボルト２１の位置を調節しているので、屋根瓦５の波型の谷部に沿って流れる雨水が屋根瓦５の孔に浸入することは無く、この孔が雨漏りの原因になることはない。

また、各構造物支持具４を分散させて、各太陽電池モジュール８をバランスよく支持することができるように各構造物支持具４の位置を最適化しているので、太陽電池モジュール８の支持箇所の数を最小限に抑えながらも、各構造物支持具４により太陽電池モジュール８を強固に支持することができる。

図１８（ａ）、（ｂ）は、構造物支持具の変形例を示す側面図及び正面図である。この変形例の構造物支持具４Ａは、図５乃至図８の構造物支持具４と同様に、固定ベース２２、補強金具２３、及びナット２４等を備えているが、ボルト２１の代わりに、短いボルト４１及び支持板４２を用いている。支持板４２は、ボルト４１により固定ベース２２上に固定される固定部４２ａと、固定部４２ａの辺縁を折り曲げて立設された立設部４２ｂと、立設部４２ｂの辺縁を折り曲げて設けられた延長部４２ｃと、延長部４２ｃの先端を折り曲げて立設された掛止部４２ｄとを有している。

この構造物支持具４Ａでは、図５乃至図８の構造物支持具４と同様に、短いボルト４１の雄ネジ部を補強部材２３の挿通孔２３ｃと固定ベース２２のスライド孔２２ｆに挿し通し、更にボルト４１の雄ネジ部を支持板４２一端の固定部４２ａの挿通孔に通して、ボルト４１にナット４４をねじ込んで、支持板４２一端の固定部４２ａを固定ベース２２上に仮止めしている。

この構造物支持具４Ａの取り付けに際しては、図１９に示すように１枚の屋根瓦４３を取り外して、１本の垂木３を露出させ、この垂木３に固定ベース２２を固定し、ナット４４を緩めて、ボルト４１及び支持板４２をスライド孔２２ｆに沿って移動させ、ナット４４を締め付けて、ボルト４１及び支持板４２を任意の位置に固定する。この任意の位置は、先に取り外された屋根瓦４３の谷部に重なる位置であり、かつ固定ベース２２から屋根瓦４３の谷部までの高さが支持板４２の立設部４２ｂの高さに略一致するような位置である。この位置から支持板４２がずれた場合は、支持板４２の延長部４２ｃが屋根瓦４３の上面よりも低くなって、延長部４２ｃを屋根瓦４３の上面に配置し難くなる。

この状態では、支持板４２の延長部４２ｃが立設部４２ｂの高さ分だけ固定ベース２２よりも高く支持され、この延長部４２ｃが屋根瓦４３と平行になって屋根瓦４３の谷部に重なるように配置される。

先に取り外された屋根瓦４３の裏面に、該屋根瓦４３を元の位置に戻して載せたときに延長部４２ｃが嵌る溝４３ａを形成する。そして、この屋根瓦４３を元の位置に戻して載せて、この屋根瓦４３裏面の溝４３ａに延長部４２ｃを嵌め入れる。

この結果、構造物支持具４Ａの支持板４２の延長部４２ｃが相互に重なる２枚の屋根瓦４３の間から突出して、延長部４２ｃの先端の掛止部４２ｄが屋根瓦４３上に突設される。

図２０に示すように構造物支持具４Ａを縦横に並ぶように４箇所に設けて、４枚の支持板４２の掛止部４２ｄを屋根上に配設する。そして、１列目に並ぶ２枚の支持板４２の掛止部４２ｄ、及び２列目に並ぶ２枚の支持板４２の掛止部４２ｄに、それぞれの横桟４５を架け渡して固定し、これらの横桟４５上に太陽電池モジュール８を固定支持する。

このような構造物支持具４Ａを用いる場合は、屋根瓦に孔を穿設する必要がなく、雨漏りの原因になる箇所を無くすことができる。

尚、各支持板４２の掛止部４２ｄにより２本の縦桟を相互に平行に固定支持し、各縦桟上に複数の横桟を相互に平行に固定し、各横桟間に太陽電池モジュールを嵌め込んでも構わない。

図２１は、構造物支持具の他の変形例を示す平面図である。この変形例の構造物支持具４Ｂでは、固定ベース２２Ｂの主板２２ａに相互に平行な２つのスライド孔２２ｆを形成し、これらのスライド孔２２ｆにスライド移動可能なボルト２１を２本ずつ挿し通している。

このようにスライド孔の個数やボルトの本数を適宜変更して、縦桟等の支持強度を高めてもよい。

図２２は、構造物支持具の別の変形例を示す斜視図である。また、図２３（ａ）、（ｂ）は、図２２の構造物支持具における固定ベースを示す平面図及び正面図であり、図２３（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａで破断して示す断面図である。この変形例の構造物支持具４Ｃでは、固定ベース２２Ｃを用いている。この固定ベース２２Ｃは、主板２２ａと、主板２２ａの両辺で折り曲げられた各側板２２ｂと、各側板２２ｂの縁辺で折り曲げられた各鍔２２iと、各鍔ｉの縁辺で折り曲げらた各当接板２２ｊとを有している。

各鍔２２iは、主板２２ａ並びに各側板２２ｂと同一長さであり、それらの中央付近に挿通孔２２ｋが２個ずつ形成されている。また、各当接板２２ｊは、各鍔２２iの一端から各鍔２２ｉの中央付近手前までの範囲に形成されている。

補強部材２３は、図５乃至図８の構造物支持具４と同様に、固定ベース２２Ｃの主板２２ａ及び各側板２２ｂからなるコの字型部分の内側に挿入される。この補強部材２３の主板の挿通孔が固定ベース２２Ｃの主板２２ａのスライド孔２２ｆに重なり、ボルト２１の雄ネジ部２１ａが補強部材２３の挿通孔と固定ベース２２Ｃのスライド孔２２ｆに挿し通され、ボルト２１の雄ネジ部２１ａにワッシャ及びスプリングワッシャが通され、雄ネジ部２１ａにナット２４がねじ込まれ締め付けられて、ボルト２１の雄ネジ部２１ａが固定ベース２２Ｃの主板２２ａ上に突設される。

このような構造物支持具４Ｃを垂木３に取り付けるには、固定ベース２２Ｃのコの字型部分の内側を垂木３に向けて、固定ベース２２Ｃの各鍔２２ｉを垂木３の上面に載せ、固定ベース２２Ｃをスライド孔２２ｆの長手方向の向きに移動させて、固定ベース２２Ｃの各当接板２２ｊの端部２２ｍを垂木３の側面に当接させ、固定ベース２２Ｃを位置決めする。このとき、固定ベース２２Ｃの中央付近が垂木３上に載り、固定ベース２２Ｃの中央付近両側の各鍔２２ｉの挿通孔２２ｋが垂木３に重なるので、４本の木ネジを各鍔２２ｉの挿通孔２２ｋを通じて垂木３にねじ込んで締め付けて、固定ベース２２Ｃを垂木３に固定する。

また、図５乃至図８に示す固定ベース２２の更に他の変形例として、固定ベース２２の各側板２２ｂを延在させてなる各当接板２２ｃを省略し、各側板２２ｂの縁辺で折り曲げられた各鍔２２ｄだけを設けたものが考えられる。これにより、固定ベース２２を平板状の野地板に載せて固定することが可能になり、構造物支持具の適用範囲を広げることができる。

更に、図５乃至図８に示す固定ベース２２の各側板２２ｂの鍔２２ｄを省略し、この代わりに、各当接板２２ｃの端部２２ｇで両外側に折り曲げられたそれぞれの鍔を設け、これらの鍔に複数の挿通孔を形成してもよい。この場合は、固定ベース２２の各側板２２ｂを垂木３上に載せ、固定ベース２２をスライド孔２２ｆの長手方向の向きに移動させて、固定ベース２２の各当接板２２ｃの鍔を垂木３の側面に当接させ、固定ベース２２を位置決めし、複数の木ネジを各当接板２２ｃの鍔の複数の挿通孔を通じて垂木３の側面にねじ込んで、固定ベース２２を固定する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

１太陽電池モジュールシステム
２屋根
３垂木
４、４Ａ、４Ｂ構造物支持具
５、４３屋根瓦
６縦桟
７、４５横桟
８太陽電池モジュール
１５瓦桟
２１、３３、３４、４１ボルト
２２、２２Ｂ固定ベース
２３補強部材
２４、２５、２６、４４ナット
３１タップ金具
３２押え部材
３５ネジ止め金具
３６固定金具
４２支持板

Claims

垂木上に構造物を支持するための構造物支持具であって、
前記構造物支持具は、１本の垂木上で支持されるものであり、前記垂木に固定される固定ベースと、前記固定ベースに突設される移動支持部とを備え、
前記固定ベースは、主板及び主板両辺で折り曲げられた各側板からなる断面形状がコの字型の部分と、前記コの字型部分の主板に形成されたスライド孔と、前記固定ベースの中央に設けられた締結用孔と、前記固定ベースの一端側に設けられて、前記各側板と同一方向に該各側板よりも突出した当接部とを有し、
前記移動支持部は、固定ベースのコの字型部分の内側から主板のスライド孔を介して該主板上へと突出して固定されたことを特徴とする構造物支持具。
前記固定ベースは、コの字型部分及び該コの字型部分の各側板の縁辺で折り曲げられたそれぞれの鍔からなる断面形状がハット型の部分を有することを特徴とする請求項１に記載の構造物支持具。
前記当接部は、主板のスライド孔の長手方向の向きで垂木に当接されることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物支持具。
前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する頭部と、主板のスライド孔を介して該主板上へと突出した雄ネジ部とを有するボルトであることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の構造物支持具。
前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔に移動可能に係合する係合部と、主板のスライド孔を介して該主板上へと突出した係合部に接続された板材とを有することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の構造物支持具。
請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の構造物支持具を備えることを特徴とする太陽電池モジュールシステム。
前記構造物支持具は、前記固定ベースの主板のスライド孔を前記垂木と直交させかつ前記固定ベースのコの字型部分の内側を前記垂木に向けて、前記固定ベースを前記垂木に固定し、前記移動支持部を前記固定ベースの主板のスライド孔に沿って移動させて任意の位置で固定し、前記主板のスライド孔を介して該主板上へと突出した前記移動支持部の部位に太陽電池モジュールを連結することにより、前記垂木上に前記太陽電池モジュールを支持したことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールシステム。
前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔を介して該主板上へと突出し、更に前記垂木上の屋根瓦を介して該屋根瓦上に突出し、屋根瓦上の太陽電池モジュールに連結されて、前記太陽電池モジュールを支持したことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールシステム。
前記移動支持部は、前記固定ベースの主板のスライド孔を介して該主板上へと突出し、更に屋根瓦と平行になるように屈曲して、相互に重なり合った各屋根瓦の間を通じて外部に突出し、屋根瓦上の太陽電池モジュールに連結されて、前記太陽電池モジュールを支持したことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールシステム。