JP6128963B2 - 取付金具 - Google Patents

Description

本発明は、はぜ締め形折板屋根に太陽電池モジュールを固定する取付金具に関する。

一般的に、工場や体育館などの大型建物の屋根は金属板を用いた折板屋根が多い。折板屋根は、はぜ締め形、重ね形、および、かん合形の３種に大別される。はぜ締め形折板屋根は、固定金具を介してボルトとナットでタイトフレームに折板を固定し、隣接する折板をはぜ締めにより結合する。

従来のはぜ締め形折板屋根への太陽電池モジュールの固定方法としては、はぜ部を取付金具で挟持することで折板屋根に取付金具を固定し、取付金具の天面に受け材を配置し、受け材を介して取付金具に太陽電池モジュールを固定するものがある。（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

特開２０００−３３６８５７号公報 特開２０１１−１４０８６１号公報

太陽電池モジュールの屋根上への固定においては、部材コストや取付工数を低減させたいとの要望がある。そこで、取付金具の天面に配置する受け材を省略しようとすると、取付金具の天面自体に、太陽電池モジュールを設置するためのある程度の水平で大きな面積が必要となる。

ここで、特許文献１および特許文献２に開示された取付金具では、Ｃ字形の断面形状を呈する２つの金具ではぜ部を挟持させているが、太陽電池モジュールを設置するための面積を大きくするために天面を大きくした場合に、金具の天面部同士の接触面積も大きくなる。そのため、２つの金具をボルトで締結していく過程で、金具が傾いて天面部同士の接触にずれが生じる場合がある。そして、天面部のずれが生じたままで折板屋根へ固定されてしまう、いわゆる天面部分での噛み込みが生じやすくなる。天面部分での噛み込みが生じると、取付金具の固定が不安定になるという問題がある。また、２つの金具で天面を形成するため、天面部の水平が保てなくなる場合がある。そのため、太陽電池モジュールを天面に直接設置する際に太陽電池モジュールと天面が局所的に接触することになる。太陽電池モジュールと天面の接触が局所的になると、太陽電池モジュールの設置が不安定になるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、取付金具の天面の面積を拡大しても折板屋根に安定して固定ができ、かつ、太陽電池モジュールを取付金具に直接設置しても取付金具に太陽電池モジュールを安定して設置ができる取付金具を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１金具と第２金具とではぜ締め形折板屋根のはぜ部を挟持して、はぜ締め形折板屋根上に太陽電池モジュールを固定する取付金具であって、第１金具は、はぜ部に対して一方側から接触する第１底面部と、第１底面部と対向する天面部と、第１底面部と天面部とを連結させる連結部と、を有して、全体としてＣ字形の断面形状を呈し、第２金具は、はぜ部に対して他方側から接触する第２底面部と、第２底面部から天面部に向けて延びる支持部と、を有して、全体としてＬ字形の断面形状を呈し、天面部には、第１底面部から離れる方向に延びるボルトが立設され、連結部と、支持部には、互いに相対する位置にボルト挿通用の挿通穴が形成されており、挿通穴に挿通されたボルトによって第１金具と第２金具とが締結されることで、第１底面部と第２底面部によってはぜ部が挟持され、支持部は、はぜ締め形折板屋根側から天面部に当接して、天面部を支持し、天面部に太陽電池モジュールを直接設置することを特徴とする。

本発明によれば、取付金具の天面の面積を拡大しても、折板屋根に安定して固定ができ、かつ、太陽電池モジュールを取付金具に直接設置しても、太陽電池モジュールの安定した設置が可能となる取付金具を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具を折板屋根に固定した状態を示す正面図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具を折板屋根に固定した状態を示す右斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具を折板屋根に固定した状態を示す左斜視図である。 図４は、Ｃ金具の斜視図である。 図５は、Ｌ金具の斜視図である。 図６は、取付金具を用いて太陽電池モジュールを設置した状態を示す正面図である。 図７は、取付金具を用いて太陽電池モジュールを設置した状態を示す側面図である。 図８は、１組のボルトとナットで取付金具を折板屋根に固定した状態を示す右斜視図である。 図９は、２組のボルトとナットで取付金具を折板屋根に固定した状態を示す右斜視図である。 図１０は、Ｃ金具側にナットを設けて取付金具を折板屋根に固定した状態を示す正面図である。 図１１は、Ｃ金具側にナットを設けて取付金具を折板屋根に固定した状態を示す右斜視図である。 図１２は、Ｃ金具側にナットを設けて取付金具を折板屋根に固定した状態を示す左斜視図である。 図１３は、実施の形態１の変形例１にかかる取付金具を折板屋根に固定した状態を示す正面図である。 図１４は、実施の形態１の変形例２にかかる取付金具を折板屋根に固定した状態を示す正面図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる取付金具を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す正面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す右斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す左斜視図である。図４は、Ｃ金具３の斜視図である。図５は、Ｌ金具４の斜視図である。

取付金具１が固定される折板屋根２は、はぜ部８を有するはぜ締め形折板屋根である。折板屋根２は、はぜ部８を有する折板屋根２であれば、特に形状は問わない。例えば、折板屋根２は、上面下面が交互にある波形断面であり、上面にはぜ部８を有する。はぜ部８は、上方の片側にはぜ締め形状が突出した凸部８ａと、下方にくび部８ｂを有する。なお、はぜ部８は、折板屋根２の上面の両側にはぜ締め形状が突出していても構わない（図示せず）。

取付金具１は、Ｃ金具（第１金具）３、Ｌ金具（第２金具）４、締結ボルト５、ナット６、固定ボルト７を備え、折板屋根２のはぜ部８をＣ金具３とＬ金具４とで挟持するように締結ボルト５で締結させることで、折板屋根２に固定される。

Ｃ金具３は、はぜ部８のくび部８ｂに対して一方側から接触するＣ側底面部（第１底面部）３ｃと、Ｃ側底面部３ｃと対向する天面部３ａと、Ｃ側底面部３ｃと天面部３ａとを連結させるＣ側側面部（連結部）３ｂと、を有して、全体としてＣ字形の断面形状を呈する。

天面部３ａの略中央には、上下方向に貫通して固定ボルト７を挿通可能な固定穴３ｄが形成される。Ｃ側側面部３ｂには、Ｌ金具４側に向けて貫通する複数の挿通穴３ｅが形成されている。Ｃ側底面部３ｃの先端には、上方に折り返されてはぜ部８に当接するチャック部３ｆが形成される。

Ｌ金具４は、はぜ部８に対して他方側から接触するＬ側底面部（第２底面部）４ｂと、Ｌ側底面部４ｂから天面部３ａに向けて延びるＬ側側面部（支持部）４ａと、を有して、全体としてＬ字形の断面形状を呈する。Ｌ側側面部４ａには、Ｃ金具３側に向けて貫通する複数の挿通穴４ｃが形成される。Ｌ側底面部４ｂの先端には、上方に折り返されてはぜ部８に当接するチャック部４ｄが形成される。

ここで、Ｃ金具３のＣ側側面部３ｂに形成された挿通穴３ｅと、Ｌ金具４のＬ側側面部４ａに形成された挿通穴４ｃとは、Ｃ金具３とＬ金具４とではぜ部８を挟持した状態で互いに相対する位置となるように形成される。これにより、Ｃ金具３とＬ金具４とではぜ部８を挟持した状態で、挿通穴３ｅと挿通穴４ｃとに締結ボルト５を挿通させることができる。

取付金具１を折板屋根２に固定する際には、まずＣ金具３の天面部３ａに形成された固定穴３ｄに、折板屋根２側から固定ボルト７を通して固定ボルト７の軸部を立設させる。そして、Ｃ金具３のＣ側側面部３ｂにある挿通穴３ｅとＬ金具４のＬ側側面部４ａにある挿通穴４ｃに締結ボルト５を挿入し、締結ボルト５の軸部にナット６をねじ込むことで、Ｃ金具３とＬ金具４とが一体化される。Ｃ金具３とＬ金具４とが一体化されることで、Ｃ側底面部３ｃとＬ側底面部４ｂとの間にはぜ部８が挟持され、取付金具１が折板屋根２に固定される。

Ｃ金具３とＬ金具４は、金属製であり、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅、銅合金とする非鉄金属材料、炭素鋼、高張力鋼、圧延鋼、ステンレス鋼、構造用合金鋼とする鉄系材料にて製造される。Ｃ金具３とＬ金具４の形状は、押出成形、鋳造、曲げ加工、切削加工あるいは押出加工にて外形が形成される。Ｃ金具３とＬ金具４の肉厚は１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。Ｃ金具３の天面部３ａは、略Ｃ字状断面と垂直方向の長さが８０ｍｍ以上が好ましい。

図６は、取付金具１を用いて太陽電池モジュール９を設置した状態を示す正面図である。図７は、取付金具１を用いて太陽電池モジュール９を設置した状態を示す側面図である。太陽電池モジュール９は、折板屋根２に固定された取付金具１の天面部３ａ上に直接固定される。具体的には、天面部３ａ上に載置された太陽電池モジュール９が、押え金具１０によって押さえ込まれて固定される。取付金具１は、一個につき太陽電池モジュール９を一個あるいは二個の固定に用いる。

押え金具１０は、太陽電池モジュール９を固定できるものであれば、特に形状は問わない。図１１および図１２に示す例では、押え金具１０は、掛かり面１０ａと底面１０ｂと側面１０ｃとを有している。底面１０ｂの略中央には、通し穴１０ｄが形成されている。太陽電池モジュール９は、押え金具１０の掛かり面１０ａの形状に沿うものであれば、特に形状は問わない。例えば、太陽電池モジュール９は直方体である。

次に、太陽電池モジュール９の設置方法について説明する。まず、取付金具１を折板屋根２の上面に配置されたはぜ部８に取り付ける。ここでは、Ｃ金具３とＬ金具４ではぜ部８を跨ぐように配置し、Ｃ金具３のＣ側底面部３ｃとＬ金具４のＬ側底面部４ｂを折板屋根２の上面に設置する。このとき、Ｃ金具３をはぜ部８のはぜ締め形状が突出している凸部８ａのある側に配置し、Ｌ金具４を他方に配置することが好ましい。なお、Ｌ金具４をはぜ部８のはぜ締め形状が突出している凸部８ａのある側に配置し、Ｃ金具３を他方に配置してもよい（図示せず）。

そして、Ｃ金具３のチャック部３ｆとＬ金具４のチャック部４ｄをはぜ部８のくび部８ｂあるいは凸部８ａにあて、Ｃ金具３とＬ金具４とを締結させる。これにより、取付金具１がはぜ部８を挟持して、折板屋根２に取付金具１が固定される。

続いて、取付金具１に太陽電池モジュール９を固定する。ここでは、太陽電池モジュール９をＣ金具３で形成する取付金具１の天面部３ａ上に配置し、押え金具１０の底面１０ｂの略中央にある通し穴１０ｄを固定ボルト７の軸部に通す。

押え金具１０の側面１０ｃに太陽電池モジュール９を当接させることにより、Ｃ金具３で形成する取付金具１の天面部３ａ上における太陽電池モジュール９の位置決めをする。そして、押え金具１０の掛かり面１０ａを太陽電池モジュール９に当接させ、固定ボルト７にナット１１をねじ込むことで、取付金具１の天面部３ａに太陽電池モジュール９が固定される。

以上説明した本実施の形態１にかかる取付金具１では、２つの金具３，４を締結ボルト５で締結させるが、Ｃ金具３のみで天面（天面部３ａ）が形成され、Ｌ金具４は、Ｌ側側面部４ａで天面部３ａを下方から支持する構造であるため、天面部分で面同士が接触する場合に比べて、天面部分での噛み込みが生じにくくなる。また、Ｃ金具３のみで取付金具１の天面（天面部３ａ）が形成されるため、複数の金具で天面を形成する場合に比べて、天面の水平が保たれる。

ここで、図６および図７に示すように取付金具１に太陽電池モジュール９を直接固定する場合には、天面部３ａを大きく形成する必要がある。このように、Ｃ金具３の天面部３ａを大きくして取付金具１の天面の面積を大きくしても、天面部分での噛み込みを抑えて、取付金具１を安定して折板屋根２に固定することができる。また、太陽電池モジュールを取付金具１の天面（天面部３ａ）に直接設置しても、太陽電池モジュールと天面の局所的な接触を防いで、大量電池モジュール９を取付金具１に安定して設置することができる。これは、太陽電池モジュール９を折板屋根２に安定して固定することができると換言できる。

なお、Ｃ金具３のＣ側側面部３ｂまたはＬ金具４のＬ側側面部４ａには、締結ボルト５の頭部あるいはナット６の外形と一致する形状の溝３ｇを形成してもよい。締結ボルト５またはナット６が溝３ｇに嵌まることで、締結ボルト５またはナット６の回転が規制される。これにより、締結ボルト５またはナット６の一方側を回転させるための１つの締結工具を用いればよいため、作業性の向上を図ることができる。

溝３ｇの外側には、溝３ｇを覆う溝板（蓋）３ｈを設けてもよい。これにより、溝３ｇ側に締結ボルト５を設けた場合には、ナット６をねじ込む前に締結ボルト５の脱落が防止されるため、作業性の向上を図ることができる。溝３ｇ側に締結ボルト５を設けた場合には、ナット６部分への雨水等の浸入を軽減することができ、腐食の抑制を図ることができる。

Ｃ金具３の天面部３ａには、Ｃ側底面部３ｃ側に向けて突出する位置決め突起３ｉを形成してもよい。これによりＣ金具３とＬ金具４とを締結する過程で、Ｌ金具４のＬ側側面部４ａが位置決め突起３ｉに当接することで、Ｌ金具４の位置決めがなされ、作業性の向上を図ることができる。なお、位置決め突起３ｉとＣ側側面部３ｂとの間に形成される溝に、固定ボルト７の頭部が嵌まって、固定ボルト７の回転が規制されるように構成してもよい。この場合、天面部３ａの下側に締結工具を差し込む必要がなくなるため、作業性の向上を図ることができる。

Ｃ金具３またはＬ金具４と締結ボルト５またはナット６との間に座金を挿入してもよい。また、Ｃ金具３の天面部３ａと固定ボルト７との間に座金（図示せず）を挿入してもよい。これにより、座面の陥没や振動による締結ボルト５、ナット６あるいは固定ボルト７の緩みを防止でき、安定した締結を行なうことができる。

図８は、１組の締結ボルト５とナット６で取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す右斜視図である。図９は、２組の締結ボルト５とナット６で取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す右斜視図である。Ｃ金具３とＬ金具４を締め付ける締結ボルト５とナット６の組数は、図８および図９に示すように、１組または２組にしてもよい。締結ボルト５とナット６の組数を変更することで、作業工数の調整や、締結強度の調整を行うことができる。

図１０は、Ｃ金具３側にナット６を設けて取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す正面図である。図１１は、Ｃ金具３側にナット６を設けて取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す右斜視図である。図１２は、Ｃ金具３側にナット６を設けて取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す左斜視図である。Ｃ金具３とＬ金具４を締結する締結ボルト５とナット６の取付位置は、図１０〜図１２に示すように、溝３ｇ側にナット６を設けてもよい。図１に示すように、溝３ｇ側に締結ボルト５を設けると、締結ボルト５とナット６を締結する過程で、締結ボルト５のねじ部分がナット６の頭から長く飛び出る場合がある。ねじ部分がナット６の頭から長く飛び出た場合、締結工具にソケットレンチを用いると、締結ボルト５のねじ部分とソケットが干渉し、締結ボルト５とナット６をねじ込むことができないため、全長の長いディープソケットを使用するなどの締付工具を変更する必要がある。図１０〜図１２に示すように、溝３ｇ側にナット６を設ければ、通常のソケットにより締結ボルト５とナット６を締結することができるため、作業性の向上を図ることができる。

固定ボルト７は、図９に示すように、Ｃ金具３の天面部３ａに止め輪１２で抜け落ち防止してもよい。また、固定金具１の天面に立設される固定ボルト７は、天面部３ａと一体に設けられていてもよく、例えば、天面部３ａにねじ山の形成されたねじ棒を溶接して設けてもよい（図示せず）。図２、図８のように、固定ボルト７の下部に締結ボルト５が配置される場合、固定ボルト７にナット１１をねじ込まなくとも、固定ボルト７の頭と締結ボルト５のねじ部が干渉するため、固定ボルト７は天面３ａから抜け落ちない。固定ボルト７の下部に締結ボルト５が配置されなくとも、止め輪１２や、天面部３ａと一体に設けられることで、固定ボルト７にナット１１をねじ込む前段階から固定ボルト７が天面３aから抜け落ちないため、作業性の向上を図ることができる。

図１３は、実施の形態１の変形例１にかかる取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す正面図である。本変形例１では、取付金具１のチャック部３ｆのうちはぜ部８のくび部８ｂに相対する面に、Ｃ側底面部３ｃから離れるほどはぜ部８のくび部８ｂに向かう傾斜面１ｂを設けている。この構成によれば、くび部８ｂ側に傾斜があっても、チャック部３ｆにつけた傾斜が沿うため、チャック部３ｆとくび部８ｂとの接触面積が拡大し、取付金具１の固定の安定化を図ることができる。なお、Ｌ金具４のチャック部４ｄに傾斜面を形成してもよい（図示せず）。

図１４は、実施の形態１の変形例２にかかる取付金具１を折板屋根２に固定した状態を示す正面図である。本変形例２では、はぜ部８の凸部８ａの側にあるチャック部３ｆを、他方のチャック部４ｄより大きくし、チャック部３ｆの先端をはぜ部８の凸部８ａに接触させている。この構成によれば、はぜ締めによる凸部８ａとチャック部３ｆが接触するため、取付金具１の鉛直上方向の固定の安定化を図ることができる。

なお、はぜ部８の両側に凸部が形成されている場合には、Ｌ側金具４のチャック部４ｄの先端も凸部に接触させてもよい（図示せず）。また、図１４に示すように、取付金具のいずれか一方のチャック部３ｆ，４ｄを凸部に接触させ、他方をくび部８ｂに接触させてもよい。また、取付金具のチャック部３ｆ，４ｄの大きさは異なってもよい。

以上のように、本発明にかかる取付金具は、はぜ締め形折板屋根上に太陽電池モジュールを固定する取付金具に有用である。

１ 取付金具、２ 折板屋根（はぜ締め形折板屋根）、３ Ｃ金具（第１金具）、３ａ 天面部、３ｂ Ｃ側側面部（連結部）、３ｃ Ｃ側底面部（第１底面部）、３ｄ 固定穴、３ｅ 挿通穴、３ｆ チャック部、３ｇ 溝、３ｈ 溝板（蓋）、３ｉ 位置決め突起、４ Ｌ金具（第２金具）、４ａ Ｌ側側面部（支持部）、４ｂ Ｌ側底面部（第２底面部）、４ｃ 挿通穴、４ｄ チャック部、５ 締結ボルト、６ ナット、７ 固定ボルト、８ はぜ部、８ａ 凸部、８ｂ くび部、９ 太陽電池モジュール、１０ 押え金具、１０ａ 掛かり面、１０ｂ 底面、１０ｃ 側面、１０ｄ 通し穴、１１ ナット、１２ 止め輪。

Claims (10)

1. 第１金具と第２金具とではぜ締め形折板屋根のはぜ部を挟持して、前記はぜ締め形折板屋根上に太陽電池モジュールを固定する取付金具であって、
   前記第１金具は、前記はぜ部に対して一方側から接触する第１底面部と、前記第１底面部と対向する天面部と、前記第１底面部と前記天面部とを連結させる連結部と、を有して、全体としてＣ字形の断面形状を呈し、
   前記第２金具は、前記はぜ部に対して他方側から接触する第２底面部と、前記第２底面部から前記天面部に向けて延びる支持部と、を有して、全体としてＬ字形の断面形状を呈し、
   前記天面部には、前記第１底面部から離れる方向に延びる固定ボルトが立設され、
   前記連結部と、前記支持部には、互いに相対する位置に締結ボルト挿通用の挿通穴が形成されており、
   前記挿通穴に挿通された前記締結ボルトによって前記第１金具と前記第２金具とが締結されることで、前記第１底面部と前記第２底面部によって前記はぜ部が挟持され、
   前記支持部の上面全体が、前記はぜ締め形折板屋根側から前記天面部に当接して、前記天面部を支持し、
   前記天面部に前記太陽電池モジュールを直接設置することを特徴とする取付金具。
2. 前記連結部および前記支持部の少なくとも一方に、前記挿通穴に挿通される前記締結ボルトの頭部またはその前記締結ボルトにねじ込まれるナットが嵌まって、前記締結ボルトまたは前記ナットの回転を規制する溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の取付金具。
3. 前記挿通穴が、複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の取付金具。
4. 複数の前記挿通穴の少なくとも１つの挿通穴に挿通される前記締結ボルトが前記固定ボルトの下部に位置すること特徴とする請求項３に記載の取付金具。
5. 前記天面部には、前記第１底面部に向けて突出し、前記支持部に当接して、前記第１金具と前記第２金具とを締結した際の、前記第２金具の位置決めを行う位置決め突起が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の取付金具。
6. 前記第１底面部および前記第２底面部の少なくとも一方は、前記はぜ部と対向する挟持面に、前記はぜ部の形状に合せた傾斜を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の取付金具。
7. 前記第１底面部および前記第２底面部の少なくとも一方が、前記はぜ部の凸部に接触することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の取付金具。
8. 前記第１金具を前記はぜ部の凸部側に配置することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の取付金具。
9. 前記第１底面部および前記第２底面部の少なくとも一方には、その先端が前記天面部側に折り曲げられたチャック部が形成され、前記はぜ部を挟持することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の取付金具。
10. 前記チャック部の一方が、他方と大きさが異なることを特徴とする請求項９に記載の取付金具。

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