JP5896258B2 - 支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造 - Google Patents

支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造 Download PDF

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Description

本発明は、太陽電池パネル等の外設部材を直接的又は間接的に設置する支持部材を極めて容易に取り付けることができる支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造に関する。
近年、既存屋根上に太陽電池パネル等を設置する場合、縦方向、横方向或いは両方に桟部材を配して各種パネルを取り付けるものが提案されている(特許文献1)。
この特許文献1に記載の固定構造は、支持部材10に桟部材20を固定する際に、支持部材10の対向する一対の支持片13,13に、縦長の支持孔15が設けられ、この支持片13,13間に、側面に横向き溝(第一保持部21)を備える桟部材20を配設した状態で、ボルト27を横向き溝21内のナット25に締着して固定する構造である。
特開2010−261257号公報
しかしながら、前記特許文献1には、以下のような課題があった。
支持部材10と桟部材20との固定が、ボルト27とナット25との締着によって行われており、しかも屋根上でナット25を所定位置に配する作業を行わなければならず、非常に手間がかかるものであった。即ち支持部材10の支持片13,13間に桟部材20を配した後に、側方からボルト27を臨ませ、桟部材20の横向き溝21内のナット25に取り付けなければならず、面倒であると共にボルト27・ナット25の落下等も生じやすかった。
また、特にナット25を適正位置に配する作業は、桟部材20内部(横向き溝21内)という極めて小さな空間での作業となるため、特殊な部材を必要としていた。前記特許文献1の場合、ナット25に操作部25aと称される棒材が取り付けられている。
そこで、本発明者らは、太陽電池パネル等の外設部材を直接的又は間接的に設置する支持部材を極めて容易に取り付けることができる支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造を提案することを目的とする。
本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる支持部材の取付構造であって、前記固定部材は、下地に固定する固定部と、該固定部から立ち上がる側壁と、支持部材と固定部材を組み付ける上方への規制手段として、内側が開放する左右一対の嵌合溝状の保持部を有し、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成され、前記支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設され、前記側壁の内側に沿う側面に溝部が形成され、支持部材の溝部に、締着部材の大径部を収納した状態で、水上側から固定部材に取り付け可能であることを特徴とする支持部材の取付構造に関するものである。
また、本発明は、前記取付構造において、固定部材の側壁は、支持部材を包持する折曲部を有し、長孔溝は前記折曲部より上方に設けられることを特徴とする支持部材の取付構造をも提案する。
また、本発明は、前記取付構造において、レベル調整手段を備えることを特徴とする支持部材の取付構造をも提案する。
さらに、本発明は、前記取付構造により固定された支持部材に直接的に又は桟部材を介して間接的に太陽電池パネルを固定してなることを特徴とする太陽電池パネルを含む外装構造をも提案するものである。
本発明の支持部材の取付構造は、締着部材の大径部を支持部材の溝部に収納した状態で固定部材に水上側から取り付け可能であり、しかも締着部材は溝部内をスライド可能(相対的に支持部材の位置調整が可能)であるため、任意の位置に調整して締着することができる。なお、この締着部材としては、汎用のボルトを用いることができる。
特に締着部材として、予め緩くナットを連結しておくことにより、固定部材に水上側から取り付けて速やかに締着することができる。
したがって、前述の従来の固定構造に比べて面倒な手間を必要とすることもなく、部材の落下等も生じ難く、特殊な構成のナットを用いる必要もなく、極めて容易に太陽電池パネルを直接的又は間接的に設置する支持部材を取り付けることができる。
また、支持部材と固定部材が、内側が開放する左右一対の嵌合溝状の保持部である上方への規制手段を有して組み付けられているので、固定部材と支持部材との取付強度が向上し、支持部材の上方への持ち上がりを防止することができる。
また、レベル調整手段を備える場合、太陽電池パネル等の外設部材を敷設する際にレベル調整をする必要が無く、そのために部材や時間を必要とすることなく、容易に太陽電池パネル等の外設部材を敷設することができる。
また、固定部材の側壁が、支持部材を包持する折曲部を有し、長孔溝は前記折曲部より上方に設けられる場合、この構成自体が前記規制手段の一態様となるばかりでなく、締着作業をより容易に行うことができる。
さらに、前記支持部材の取付構造を用いた本発明の外装構造は、極めて容易に支持部材を取り付けることができ、しかも面倒なレベル調整も必要としないので、極めて容易に太陽電池パネルを設置することができるものである。
(a)本発明の支持部材の取付構造を用いた外装構造の一実施例(第1実施例)の取付手順を示す斜視図、(b)それに用いた固定部材のシーリングを示す斜視図及び平面図、(c)それに用いた固定部材の拡大断面図、(d)それに用いた支持部材の拡大断面図である。 第1実施例の外装構造の一般部を示す分解斜視図である。 (a)第1実施例の外装構造の水下側(軒先納め)を示す分解斜視図、(b)水上側(頂部納め)を示す分解斜視図である。 第1実施例の外装構造の一般部を示す側断面図である。 (a)第1実施例の外装構造の一般部を示す正断面図、(b)用いた桟部材の拡大断面図である。 固定部材の調整部の役割を説明する側断面図である。 (a)本発明における固定部材のバリエーションを示す斜視図であり、第1実施例における固定部材を示す斜視図、(b)他の一参考例における固定部材を示す斜視図、(c)他の一実施例における固定部材を示す斜視図、(d)他の一参考例における固定部材を示す斜視図である。
本発明の支持部材の取付構造は、対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる。
本発明における下地は、既存屋根を含む太陽電池パネル等の外設部材を固定する取付対象を指し、既存屋根についても特にその構成を限定するものではなく、後述する図示実施又は参考例ではスレート等の表面が平坦状の下地であるが、和がわら、洋瓦等の波形状の下地に対しては、平坦状となるスペーサを介して固定してもよい。
前記固定部材は、前記下地に固定する固定部と、この固定部から立ち上がる左右一対の側壁と、を有する構成であり、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成される。また、この固定部材は、一部材からなるものであっても、複数部材から構成されるものであってもよい。
前記側壁は、鉛直状でもよいし、支持部材を包持する内側への傾斜部分である折曲部を有する構成でもよい。後者の場合には、上方への持ち上がりを防止する規制手段の役割を果たすばかりでなく、傾斜状の側壁に長孔溝を設ける(但し、支持部材の溝部が側方でなくやや上方を向くと想定して)ことで締着作業をより容易に行うことができる。
前記長孔溝は、水上側に向かって開口しており、後述する支持部材の溝部に大径部が収容された状態の締着部材(大径部を除く部分)が遊嵌可能である。前述のように締着部材としては汎用のボルトを用いることができるので、この場合には頭部が大径部であり、雄ねじ部分が長孔溝に遊嵌する。
前記支持部材は、前述の溝部を有する構成である。また、この支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設されて取り付けられるものであり、取付状態において前記固定部材の側壁の内側に沿う側面に溝部が形成される。したがって、この支持部材の幅は前記固定部材の側壁間より僅かに小さく形成され、溝部は、側方が開放する構成である。
支持部材に関し、上記以外の構成については特に限定するものではなく、例えば流れ方向に連続する長尺材(連続材)を用いてもよいし、所定間隔にて比較的短尺な支持部材を複数配設するようにしてもよい。
特に後者の場合、後述する図示実施又は参考例のように流れ方向に沿って、少なくとも水下(軒側)、水上(棟側)が間隔を介して分割状(非連続状)に配するようにしてもよい。その場合、配設位置の微調整を行っても、他の支持部材に影響を及ぼさないからである。さらに、部材作製(製造)や管理の観点からも、取り扱いが容易な所定寸法の支持部材を用意しておけばよいので、望ましい。なお、その場合、前記固定部材は、各支持部材毎に設けるようにしてもよい。
前記溝部は、前述のように締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持するものであって、側方が開放し、内部に断面が略矩形状の空間を有するものであって、開放部に内側へせり出した突出部が設けられ、収納した大径部の脱落を防止する構成である。
前記溝部に保持させる締着部材は、特に限定するものではないが、前述のように汎用のボルトを用いることができ、その場合には溝部内に収納する大径部が頭部であり、雄ねじ部分が溝部外へ突出する。
この締着部材としては、予め緩くナットを連結しておいてもよく、この状態でも大径部(頭部)を支持部材の溝部に収納した状態で固定部材に水上側から取り付け可能であるから、ナットを落下させることなく、速やかに締着作業に取りかかることができる。
また、レベル調整手段を具備させるようにしてもよい。
このレベル調整手段としては、例えば後述する図示実施又は参考例のように側壁の下方をテーパー状とすることで既存スレート屋根の勾配を太陽電池パネル等の新設用レベルに調整してもよいし、或いは固定部の下方にスペーサ(断面三角状)を介在させることにより、固定部材自体のレベル調整を行うようにしてもよい。この固定部材と別体のスペーサについては、固定部材に一体化させたものでも、下地に対して固定したものでも、一体成形したものでもよい。
本発明の取付構造により固定された支持部材に直接的又は間接的に取り付ける太陽電池パネルとしては、特にその具体的構成を限定するものではなく、例えば後述する図示実施又は参考例に示すように面板部に太陽エネルギー変換モジュール(以下、太陽電池という)を備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部(フレーム材)を設けた構成でもよいし、桟部材を介在させて太陽電池パネルを取り付けるようにしてもよい。
前記太陽電池は、特にその構成及び形状を限定するものではなく、多結晶,単結晶,アモルファス等のシリコン系、化合物系、有機系などどのような太陽電池を用いてもよい。
図1〜図5に示す本発明の第1実施例の外装構造は、対向する側壁22,22を有する固定部材2Aと、締着部材3aの大径部31を収納し、且つ締着部材3aをスライド可能に保持する溝部11a,11aを有する支持部材1Aとからなる取付構造により固定された支持部材1Aに、桟部材5Aを介して間接的に太陽電池パネル6Aを固定してなるものである。
前記固定部材2Aは、図1(b),(c)及び図7(a)に示すように下地4Cに固定する固定部21と、この固定部21から立ち上がる左右一対の側壁22と、を有する構成であり、前記側壁22には水上側に向かって開口する長孔溝222が形成される。
図示実施例の固定部材2Aは、側壁22,22が水上側に設けられ、水下側には内側が開放する略コ字状の保持部23,23が設けられているピース材である。この保持部23は、上方への規制手段の一態様である。
また、前記固定部21には、複数の孔211が設けられ、孔211に固定具20にて下地4Cに固定するが、図1(b)に示すように孔211(固定具20頭部)や固定部21の下面及び周縁には接着材兼シーリング材25が配されている。
図示実施例の側壁22は、内側への傾斜部分である折曲部221を有する構成(側壁22の下半が略垂直状、側壁22の上半が内側へ傾斜状)であり、その配設状態において左右から支持部材1Aを包持することができ、その上方への持ち上がりを防止することができる。即ちこの折曲部221は、上方への規制手段の一態様である。
また、この側壁22に設けられる長孔溝222は、前述のように水上側に向かって開口しており、前記折曲部221より上方に設けられ、後述する支持部材1Aの溝部11aに大径部31が収容された状態の締着部材3Aが遊嵌可能である。
また、この支持部材の取付構造には、太陽電池パネル等の新設用レベルに調整するレベル調整手段が設けられ、該レベル調整手段として、側壁22,22の下方をテーパ状とした調整部24を設けている。
この調整部24は、支持部材1Aへ固定する太陽電池システム等のレベルを調整するものであり、この調整部24より上方の側壁22等と下地面(既存屋根)の勾配に沿う固定部21間を側面視テーパー状とした。
この調整部24の役割については、図6に示すように、一点鎖線で示された取付基準面にレベル調整したものであり、図面の右側が水上側、左側が水下側を示すが、この固定部材2Cの取付位置が水上側或いは水下側にずれたとしても、図示するように取付基準面に沿って調整部24を調整した支持部材1Aを固定すればよく、太陽電池パネル6Aを敷設する際にレベル調整をする必要が無く、容易に太陽電池パネル6Aを敷設することができる。なお、ここで用いた固定部材2Cは、図7(c)に示すように側壁22に折曲部221が設けられない以外は、前記固定部材2Aと全く同様である。
前記支持部材1Aは、図1(d)に示すように前述のように締着部材3aの大径部31を収納し、且つ締着部材3aをスライド可能に保持する溝部11aを有する構成である。
図示実施例の支持部材1Aは、中央に空間部12を有する略門型成形体である比較的短尺な定尺材であって、左右及び頂部に合計5つの溝部11a〜11cを有する構成であり、各溝部11a〜11cは、何れも内部に断面が略矩形状の空間を備え、開放部に内側へせり出した突出部が設けられ、内部空間に収納する取付ボルト等の脱落を防止する構成である。
これらの溝部11a〜11cのうち、左右の中段に設けられ、外側やや上方が開放する溝部11a,11aが、前記固定部材2Aとの連結に用いられる締着部材3aを保持するものであり、頂部の上方が開放する溝部11bは、後述する桟部材5Aの取り付けに用いられるものであり、左右の下段に設けられる外側が開放する溝部11cは、調整機構として用いられていないが、その下方側面が、取付状態において、前記固定部材2Aの調整部24,24上に載置させる設置部13,13であり、その略L字状の先端14が前記固定部材2Aの保持部23に保持される被保持部14である。
また、この支持部材1Aは、前記固定部材2Aの側壁22,22間に配設されて取り付けられるものであり、取付状態において、前記固定部材2Aの側壁22の長孔溝222の内側に溝部11aが連通するように配置される。
そして、図示実施例では、水下(軒側)、水上(棟側)が間隔を介して分割状(非連続状)に配するようにしている。図3(a)が水下側の納めを示し、図3(b)が水上側の納めを示している。なお、この図3において、7B,7Cは納めカバー材を示す。
前記溝部11aに保持させる締着部材3aは、汎用の六角ボルトであって、その頭部が前記溝部11a内に収納させる大径部31であり、雄ねじ部分が溝部11a外へ突出するので、この雄ねじ部分を把持して所定位置に調整してもよい。また、この締着部材3aとしては、予め緩くナット3bを連結しておいてもよい。
図示実施例の下地4Cは、流れ方向に配設された躯体4A上に略平坦状に略ボード状の下地材4Bが敷設され、更にその上面にスレート屋根材4Cが段状に敷設されている構成である。なお、前記固定部材2Aを配設する水上側のスレート屋根材4Cには、水切り板4Dが配設され、固定部材2Aの固定部21の周縁に水の溜まりが形成されるのを抑制するようにした。
また、前記桟部材5Aは、流れ方向に取り付けられる前記支持部材1Aに対して直交するように配設される、即ち桁行き方向に配設される連続材である。
図示実施例の桟部材5Aは、図5(b)に示すように高さの中程に、太陽電池パネル6Aのフレーム材6bの下端を支持する段状部51,51が設けられ、頂部53には、隣接する太陽電池パネル6A,6A間を塞ぐ覆い材7aや納めカバー材7B,7C等がビス止めされる。また、流れ方向に向く両下端に、略L字状の係止片52,52を有し、該係止片52に被さるように押さえ材5bが配設され、前記支持部材1Aの溝部11bに保持させた締着部材3cとナット3dにて取り付けられている。
前記桟部材5Aに取り付けられる太陽電池パネル6Aは、太陽電池の側縁に裏面側に中空部分を備えるフレーム材6bを周設した構成であって、このフレーム材6bの下端が前記桟部材5Aの段状部52に支持される状態で取り付けられる。
また、流れ方向に隣接する太陽電池パネル6A,6A間に、図4に示すように覆い材7aを配してビス止めすることにより、水下側の太陽電池パネル6Aのフレーム材6bを、覆い材7aと桟部材5Aとで挟むように一体的に固定すると共に、太陽電池パネル6A,6A間へのゴミ等の浸入を防止している。
これらの各部材から構成される第1実施例の外装構造は、図1(a)に矢印にて示すように組み付けられる。
図1(a)には、(1)前記固定部材2Aの固定部21に設けた複数の孔211に、固定具20を打ち込んで下地4Cに固定すること、(2)前記固定部材2Aを前記六角ボルトである締着部材3aを支持部材1Aの溝部11aに挿入すること、(3)該締着部材3aを固定部材2Aの長孔溝222に遊嵌させること、(4)更に締着部材3aの雄ねじ部分に座金とワッシャーと共にナット3bを取り付けること、(5)固定部材2Aの水上側のスレート屋根材4Cの下面に水切り板4Dを配設すること、(6)支持部材1Aの溝部11bに締着部材3cを保持させ、押さえ部材5bにて前記桟部材5Aを押さえ付けて座金とワッシャーと共にナット3dを締め付けて取り付けること、が矢印で示され、加えて(7)前記桟部材5Aに対し、流れ方向に隣接する太陽電池パネル6A,6Aを、覆い材7aを介在させつつ取り付けることが示されているが、それらの手順は特に限定するものではない。
特に前記(2)〜(4)の作業に関し、前述のように予め締着部材3aには緩くナット3bを連結しておいてもよい。より詳しくは締着部材3aの雄ねじ部分の先端付近にナット3bを螺合しておき、この状態で、締着部材3aの頭部31を支持部材1Aの溝部11aに収納し、ナット3bを把持しつつ、既に下地4Cに固定した固定部材2Aの長孔溝222に、水上側からスライドさせるように臨ませて取り付ける。締着部材3aを固定部材2Aの長孔溝222にスライド状に取り付ける操作は、支持部材1Aを固定部材2Aの側壁22,22間にスライド状に取り付けつつ行う。
図2、図4、及び図5(a)は、前述の(1)〜(7)の作業を行って、固定部材2A及び支持部材1Aを取り付けた後、前記構成の桟部材5A及び太陽電池パネル6Aを取り付けた一般部を示すものであって、図3(a)はその水下側の納めを、図3(b)はその水上側の納めを示す。
このように施工される本発明の外装構造、及び支持部材の取付構造は、面倒な手間を必要とすることもなく、部材(締着部材3a,3b等)の落下等も生じ難く、また特殊な構成のナットを用いる必要もなく、極めて容易に支持部材1Aを取り付けることができ、太陽電池パネル6Aを極めて容易に設置することができる。
また、固定部材2Aに取付基準面をレベル調整する調整部24を設けているので、太陽電池パネル6A等の外設部材を敷設する際にレベル調整をする必要が無く、そのために部材や時間を必要とすることなく、容易に太陽電池パネル6A等の外設部材を敷設することができる。
さらに、この第1実施例では、支持部材1Aと固定部材2Aが、上方への規制手段(側壁22の折曲部221、保持部23など)を有して組み付けられているので、固定部材2Aと支持部材1Aとの取付強度が向上し、支持部材1Aの上方への持ち上がりを防止することができる。
また、この第1実施例では、固定部材2Aの側壁22が、支持部材1Aを包持する折曲部221を有するので、この構成自体が前記上方への規制手段の一態様となるばかりでなく、傾斜状の側壁22(の上半)に長孔溝222を設けることとなるため、締着作業をより容易に行うことができる。即ち前記支持部材1Aの溝部11aが外側やや上方が開放する構成と相俟って、締着部材3aの雄ねじ部分が外側やや上方へ向いているため、この状態でナット3bを締め付けるレンチ等の治具の回動操作も容易となる。
さらに、この第1実施例では支持部材1Aを、流れ方向に沿って、水下側、水上側が間隔を介して分割状(非連続状)に配するようにしたので、配設位置の微調整を行っても、他の支持部材1Aに影響を及ぼすことがない。しかも、部材作製(製造)や管理の観点からも、取り扱いが容易な所定寸法の支持部材1Aを用意しておけばよいので、この点でも望ましい。
次に、図7(a)に示す固定部材2A、図7(b)に示す参考例である固定部材2B、図7(c)に示す実施例である固定部材2C、及び図7(d)に示す参考例である固定部材2Dについて説明する。
図7(a)に示す固定部材2Aは、前記第1実施例にも用いたので、既に説明したとおりであるが、側壁22には長孔溝222の水下側に略円状の孔223を設けているので、図5に示すようにこの孔223からビス2eを打ち込んで支持部材1Aとビス止めしてもよい。このビス2eも、上方への規制手段の一態様である。
図7(b)に示す参考例である固定部材2Bは、側壁22,22が水上側ばかりでなく水下側にまで延在しており、保持部23が設けられない以外は、前記図7(a)の固定部材2Aとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材2Bでは、前記上方への規制手段として前記第1実施例と同様に折曲部221が支持部材1Aを包持する効果が果たされる。さらに側壁22,22間に支持部材1Aを保持する部分が前記第1実施例より大きいので、支持部材1Aのぐらつき(仮置き)を押さえる作用が大きい。
図7(c)に示す実施例である固定部材2Cは、前記図6の調整部24の説明に用いたものであり、側壁22,22が上端まで略鉛直状であって、折曲部221が設けられない以外は、前記図7(a)の固定部材2Aとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材2Cでは、前記上方への規制手段として前記第1実施例と同様に保持部23が支持部材1Aの被保持部14を保持する効果が果たされる。
図7(d)に示す参考例である固定部材2Dは、保持部23も折曲部221も設けられない以外は、前記図7(a)の固定部材2Aとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材2Dでは、前記上方への規制手段が設けられていないが、側壁22,22間に支持部材1Aを保持する部分が前記第1実施例より大きいので、支持部材1Aのぐらつき(仮置き)を押さえる作用は大きい。
1A 支持部材
11a〜11c 溝部
2A〜2D 固定部材
21 固定部
22 側壁
222 長孔溝
23 保持部
24 調整部
3a 締着部材
31 大径部
3b ナット
4C 下地(スレート屋根材)
5A 桟部材
6A 太陽電池パネル
7a 覆い材
7B,7C 納めカバー材

Claims (4)

  1. 対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる支持部材の取付構造であって、
    前記固定部材は、下地に固定する固定部と、該固定部から立ち上がる側壁と、支持部材と固定部材を組み付ける上方への規制手段として、内側が開放する左右一対の嵌合溝状の保持部を有し、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成され、
    前記支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設され、前記側壁の内側に沿う側面に溝部が形成され、
    支持部材の溝部に、締着部材の大径部を収納した状態で、水上側から固定部材に取り付け可能であることを特徴とする支持部材の取付構造。
  2. 固定部材の側壁は、支持部材を包持する折曲部を有し、長孔溝は前記折曲部より上方に設けられることを特徴とする請求項1に記載の支持部材の取付構造。
  3. レベル調整手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の支持部材の取付構造。
  4. 請求項1〜3の何れか一項に記載の取付構造により固定された支持部材に直接的に又は桟部材を介して間接的に太陽電池パネルを固定してなることを特徴とする太陽電池パネルを含む外装構造。
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