JP7299108B2

JP7299108B2 - 固定具

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Publication number: JP7299108B2
Application number: JP2019157446A
Authority: JP
Inventors: 満荒崎
Original assignee: Solar Frontier KK
Current assignee: Solar Frontier KK
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: JP2021032061A

Description

本発明は、固定具に関し、特に屋外の傾斜した設置面に設置物を固定するための固定具に関する。

スレート屋根、瓦屋根、陸屋根など、様々な種類の屋根に取り付けられる太陽電池モジュールのような設置物が知られている。このような設置物を設置するため、屋根の種類に応じた適切な固定具が用いられる。

下記特許文献１は、太陽電池モジュールをスレート屋根上に設置するための固定構造を開示する。この固定構造は、少なくとも、傾斜を有するスレート屋根上に取り付けられる止水板と、取付ネジによって止水板上に固定される設置金具と、設置金具上に固定される縦材と、を有する。

縦材は、傾斜した屋根の水上側から水下側に沿った方向に延びており、略中空の直方体形状からなる棒状部材である。太陽電池モジュールのような設置物は、縦材の載置部上に載置され、締結ボルト及びナット等によりネジ止めすることにより、縦材に固定される。

特開２０１５－２２７５７６号公報

屋根に設置物を設置する際、当該設置物の設置個所から屋内に水が浸入することを抑制することが望まれる。特許文献１では、設置物の設置個所から屋内に水が浸入することを防止するため、止水板が設けられている。このため、特許文献１に記載された固定構造は、少なくとも、止水板、止水板上に固定される設置金具、設置金具上に固定される縦材を必要とする。

このように設置物を固定するための部品の数が多いと、設置物の施工手順が複雑になる。特に太陽電池モジュールのように傾斜した屋根に取り付けられる設置物は、足場の安定しない場所で施工されるため、より容易に施工可能な固定具が用いられることが望ましい。

したがって、設置個所からの水の侵入を抑制するとともに、設置物の施工を簡易化させることが可能な固定具が望まれる。

一態様に係る固定具は、傾斜した設置面に設置物を固定するための固定具である。この固定具は、前記設置面上に置かれる板部と、前記設置物又は前記設置物を支持する支持部材を積載する積載部と、前記設置面の方に向けて突出し、前記設置面の傾斜方向に沿って延びる止水部と、を有する。前記板部、前記積載部、及び止水部は、一体に形成されている。

上記態様によれば、設置個所からの水の侵入を抑制するとともに、設置物の施工を簡易化させることが可能な固定具を提供できる。

一実施形態に係る設置物の設置構造を示す模式図である。図１の２Ａ－２Ａ線に沿った断面図である。設置物を支持する支持部材を構成する連結具の斜視図である。一実施形態に係る固定具の上面図である。一実施形態に係る固定具の斜視図である。図５の矢印６Ａ方向から見た固定具の平面図である。図５の矢印７Ａ方向から見た固定具の側面図である。設置物の施工手順を説明するための図である。図８に続くステップを説明するための図である。

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、一実施形態に係る設置物の設置構造を示す模式図である。図２は、図１の２Ａ－２Ａ線に沿った断面図である。本実施形態では、設置物は、太陽電池モジュールのようなパネル状モジュール１０である。

パネル状モジュール１０は、水平面から傾斜した設置面５０に設置されている。そのような設置面５０として、例えば、スレート屋根やアスファルトシングル屋根などが挙げられる。

図１に示す例では、複数のパネル状モジュール１０が縦方向Ｆ１と横方向Ｆ２に並んで配置されている。ここで、「縦方向」は、設置面５０の傾斜方向、すなわち設置面の水上側と水下側とを結ぶ方向に相当する。また、「横方向」は、設置面５０に平行な面内で、縦方向Ｆ１に直交する方向に相当する。なお、図１に示す例に限定されず、パネル状モジュール１０は、縦方向Ｆ１又は横方向Ｆ２のいずれか一方のみに沿って並んでいてもよく、１つのみ設置されていてもよい。

また、図１では、設置面５０は平らに描かれているが、設置面５０は、例えばスレート屋根やアスファルトシングル屋根のように、段差を有する面であってよい。図２及び図４に示すように、設置面５０は、敷き詰められた複数の屋根材５４によって構成されていてよい。この場合、複数の屋根材５４は、縦方向Ｆ１及び横方向Ｆ２にそれぞれ並んでいる。

一例として、屋根材５４は、横方向Ｆ２においては、互いに重複することなく並んでいてよく、縦方向Ｆ１においては、互いに部分的に重なるよう並んでいてよい（図２及び図４参照）。

パネル状モジュール１０は支持部材１００によって支持されており、支持部材１００は固定具１００により設置面５０に固定されている。本実施形態では、各々のパネル状モジュール１０は、２つの支持部材１００によって支持されている。

より具体的には、各々のパネル状モジュール１０は、互いに対向する両辺において支持部材１００で支持されている。本実施形態では、各々の支持部材１００は、横方向Ｆ２に沿って延びるパネル状モジュール１０の端辺を支持する。各々の支持部材１００は、横方向Ｆ２において、各々のパネル状モジュール１０全体にわたって延びていることが好ましい。

支持部材１００は、第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂを有していてよい（図２参照）。第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂは、パネル状モジュール１０の端辺を下から支えるよう構成されている。第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂは、パネル状モジュール１０の端辺に沿って、横方向Ｆ２に延びていてよい。

支持部材１００は、第１積載部１２６ａと第２積載部１２６ｂとを仕切る側面当接部１２８を有していてよい。側面当接部１２８は、第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂに積載された一対のパネル状モジュール１０どうしの間に配置され、一対のパネル状モジュール１０の端辺に位置するフレーム１２に当接するよう構成されていてよい。

支持部材１００は、フランジ１２９を有していてよい。フランジ１２９は、第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂに積載された一対のパネル状モジュール１０のフレーム１２の上面の少なくとも一部を覆っている。したがって、フランジ１２９は、側面当接部１２８の上部から、パネル状モジュール１０のフレーム１２の上面を覆うように、縦方向Ｆ１の両側に突出していてよい。フランジ１２９は、第１積載部１２６ａ及び第２積載部１２６ｂと同様に、パネル状モジュール１０の端辺に沿って横方向Ｆ２に延びていてよい。

各々のパネル状モジュール１０のフレーム１２は、フランジ１２９と第１積載部１２６ａ又は第２積載部１２６ｂとの間に挟まれている。これにより、各々のパネル状モジュール１０の端辺が保持されている。

支持部材１００は、支持部材１００を後述する固定具３００に連結させるための連結具２００を有していてよい。図３は、設置物を支持する支持部材１００を構成する連結具２００の斜視図である。

連結具２００は、支持部材１００の本体に対して着脱可能に構成されていてよい。具体的には、支持部材１００は、連結具２００に係合可能な被係合部１２４を有していてよい。一方、連結具２００は、被保持部１２４に係合する係合部２２４を有していてよい。

図２及び図３に示す態様では、連結具２００の係合部２２４は、横方向Ｆ２に延びた溝によって構成されており、支持部材１００の被係合部１２４は、当該溝に嵌合可能で、かつ横方向Ｆ２に延びた突起によって構成されている。これにより、連結具２００は、横方向Ｆ２からスライドさせることによって、支持部材１００の被係合部１２４に取り付けられる。

また、支持部材１００の被係合部１２４としての突起の根本部分は、突起の先端よりも細くなっており、これにより、被係合部１２４は、上下方向（設置面に直交する方向）においては連結具２００の係合部２２４としての溝から外れないよう構成されている。

連結具２００は、後述する固定具３００上に置かれる底部２１０と、固定具３００と締結するための第２締結部材４００が通る孔２３２を有する固定板部２３０と、有していてよい。固定板部２３０は、概ね設置面５０に沿った方向に広がった板状の部分である。

連結具２００は、後述する固定具３００と固定される箇所にのみ設けられていてよい。本実施形態では、連結具２００は、各々の支持部材１００ごとに２つ設けられている。この代わりに、連結具２００は、各々の支持部材１００ごとに３つ以上設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、連結具２００は、支持部材１００の被係合部１２４に着脱可能に構成されている。この代わりに、連結具２００は、支持部材１００の本体と一体不可分に構成されていてもよい。この場合、支持部材１００の底部に、固定具３００と締結するための第２締結部材４００が通る孔２３２を有する板状の部分があればよい。

図４は、一実施形態に係る固定具の上面図である。図５は、一実施形態に係る固定具の斜視図である。図６は、図５の矢印６Ａ方向から見た固定具の平面図である。図７は、図５の矢印７Ａ方向から見た固定具の側面図である。

固定具３００は、設置面５０上に置かれる板部３１０と、支持部材１００を積載する積載部３２０と、止水部３３０と、を有していてよい。板部３１０、積載部３２０、及び止水部３３０は、一体に形成されている。

板部３１０は、板部３１０を貫通する貫通穴３１２を有していてよい。第１締結部材５００が、貫通穴３１２を通して、屋根材５４のような設置面５０に取り付けられる。これにより、固定具３００は、設置面５０に固定される。

固定具３００の貫通穴３１２が設けられる領域であって、固定具３００の設置面に面する一面に、防水材３６０が設けられていてよい。具体的には、防水材３６０は、少なくとも板部３１０又は後述するスペーサ３４０の設置面側の一面に設けられていてよい。防水材３６０は、シート状のゴム部材のような弾性材により構成されていてよい。そのような防水材３６０は、例えばブチルゴム系の粘着テープにより構成されていてもよい。防水材３６０により、設置面５０を流れる水が、第１締結部材５００により設置面５０に開けられる穴内に侵入することを抑制することができる。

防水材３６０は、少なくとも貫通穴３１２の周囲に設けられていてよい。また、防水材３６０は、少なくとも貫通穴３１２の周囲から、貫通穴３１２の周囲の領域から横方向Ｆ２に延びた領域にわたって設けられていてよい。より好ましくは、防水材３６０は、横方向Ｆ２において、板部３１０及び／又は後述するスペーサ３４０の一端から他端までにわたって延びていてよい。これにより、傾斜方向からの水の侵入をより抑制することができる。なお、防水材３６０は、第１締結部材５００が貫通穴３１２を貫通する前において、貫通穴３１２を塞ぐように設けられていてもよい。

固定具３００の積載部３２０は、支持部材１００、より具体的には支持部材１００の連結具２００を支持するよう構成されていてよい。本実施形態では、積載部３２０は、板部３１０から連続的に上方に突出し、かつ縦方向Ｆ１に延びた一対の突起部により構成されるレールである。連結具２００の底部は、このレールに当接する。

積載部３２０を構成する一対の突起部どうしの間の空間に、第２締結部材４００の頭部４１０が配置されていてよい（図２も参照）。第２締結部材４００のねじ部４２０は、積載部３２０を構成する一対の突起部よりも上方へ延出しており、連結具２００の固定板部２３０に設けられた孔２３２を通ってさらに上方に延びている。すなわち、積載部３２０を構成するレールは、第２締結部材４００の頭部４１０を受け入れるとともに第２締結部材４００のねじ部４２０を設置面５０から離れる方向に突出させる受け入れ部３５０を有する。なお、第２締結部材４００の頭部４１０の径は、ねじ部４２０の径よりも大きい。

第２締結部材４００のねじ部４２０にナット４３０が取り付けられている。ナット４３０は、連結具２００の固定板部２３０の上部側に設けられる。したがって、第２締結部材４００による締結によって、連結具２００と固定具３００がしっかりと固定される。

積載部３２０及び受け入れ部３５０は、縦方向Ｆ１に沿って延びていてよい。これにより、第２締結部材４００を緩めた状態において、積載部３２０上の支持部材１００及び連結具２００は、第２締結部材４００とともに、縦方向Ｆ１にスライド可能に構成される。これにより、支持部材１００の縦方向Ｆ１の位置、すなわちパネル状部材１０の縦方向Ｆ１の設置位置を微調整することができる。

固定具３００は、横方向Ｆ２おける両端よりも内側の位置であって、積載部３２０を構成するレールよりも外側の位置に、上方に立設した一対の壁部３７０を有していてよい。壁部３７０は、積載部３２０と同様に、縦方向Ｆ１に延びていてよい。壁部３７０の高さは、積載部３２０の高さと実質的に同じであることが好ましい。これにより、固定具３００は、積載部３２０と壁部３７０の両方によって連結具２００を支えることができる。

止水部３３０は、設置面５０の方に向けて突出し、縦方向Ｆ１に沿って延びるよう構成されている。これにより、固定具３００が、設置面５０上に置かれた際に、止水部３３０が設置面５０に当接する。

好ましくは、止水部３３０は、板部３１０の底面よりも設置面５０側に向けて突出している。これにより、固定具３００が、設置面５０上に置かれた際に、止水部３３０が設置面５０により強く当接する。

止水部３３０は、板部３１０を貫通する第１締結部材５００、すなわち貫通穴３１２よりも横方向Ｆ２における外側に設けられている。好ましくは、止水部３３０は、固定具３００の横方向Ｆ２における端部に設けられている。

縦方向Ｆ１に沿って延びた止水部３３０が設置面５０に当接するため、水が、横方向Ｆ２から固定具３００と設置面５０との間、より具体的には貫通穴３１２のところに侵入することを抑制することができる。

板部３１０から止水部３３０まで連続的に延びる弾性部３３２が設けられていることが好ましい。弾性部３３２は、止水部３３０及び板部３１０と一体に形成されていてよい。弾性部３３２は、設置面５０に交差する方向の外力に応じて、弾性変形可能に構成されている。

本実施形態では、弾性部３３２は、板部３１０から横方向Ｆ２に延出した部分であり、弾性部３３２の少なくとも一部は、設置面５０から離れた位置に設けられている。より好ましくは、弾性部３３２の厚みは、板部３１０の厚みよりも薄い。

前述した弾性部３３２が撓むことにより、止水部３３０は、設置面５０より強く当接することができる。特に、止水部３３０が板部３１０の底面よりも設置面５０側に向けて突出していれば、固定具３００を第１締結部材５００で設置面５０に締結することで、弾性部３３２が撓みつつ、止水部３３０が設置面５０により強く当接する。これにより、水が、横方向Ｆ２から固定具３００と設置面５０との間に侵入することをより抑制することができる。

板部３１０の厚み方向において、板部３１０の底面と止水部３３０の設置面側の先端との間の距離Ｌ２は、例えば０．２ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～３ｍｍ程度であってよい（図６参照）。

図６に示す態様では、弾性部３３２は、板部３１０から横方向Ｆ２に連続的に延出した部分により構成されている。この代わりに、弾性部３３２は、板部３１０からいったん上方に延び、そこから横方向Ｆ２に曲げられて横方向Ｆ２に延びていてもよい。この場合、弾性部３３２の板部３１０からの高さは、積載部３２０及び一対の壁部３７０の板部３１０からの高さより低いことが好ましい。もっとも、固定具３００の製造を容易にするという観点では、弾性部３３２は、図６に示すように、板部３１０の側部から横方向Ｆ２に延出していることが好ましい。

ここで、アスファルトシングル屋根の表面は微細な凹凸を含む。本実施形態の固定具３００は、止水部３３０がアスファルトシングル屋根の表面に強く当接するため、このような微細な凹凸が存在したとしても、水の侵入を抑制することができる。したがって、本実施形態の固定具３００は、アスファルトシングル屋根に設置される場合により効果的である。

図５に示すように、弾性部３３２の水上側の端部３３４は、設置面５０に当接するよう曲げられていることが好ましい。言い換えると、弾性部３３２の水上側の端部３３４の底面が、板部３１０の底面と実質的に面一になるよう構成される。これにより、固定具３００の水上側の端部全体が設置面５０に当接することになるので、縦方向Ｆ１における水上側からの水の侵入を抑制することができる。

前述したように、設置面５０がスレート屋根やアスファルトシングル屋根等により構成されている場合、設置面５０は、傾斜方向に沿って段差を有することになる。この段差は、縦方向Ｆ１における屋根材５４の縁の位置に相当する（図２及び図４参照）。

本実施形態の固定具３００は、縦方向Ｆ１において設置面５０の段差を跨って配置されてもよい。この場合、図２及び図７に示すように、固定具３００の板部３１０の設置面側の一部の領域に、段差の高さに対応するスペーサ３４０が設けられていてよい。例えば、スペーサ３４０の高さは、屋根材５４の厚みに相当していればよい。これにより、図２に示すように、固定具３００は、設置面５０の段差に跨って安定的に設置される。

固定具３００が設置面５０の段差に跨って配置される場合、第１締結部材５００を貫通させる貫通穴３１２は、ある屋根材５４上に相当する領域と、当該屋根材５４に対して縦方向Ｆ１に隣接する屋根材５４上に相当する領域と、の両方に設けられていることが好ましい。これにより、縦方向Ｆ１に互いに隣接する屋根材５４に固定具３００を固定することができるため、固定具３００をより安定させることができる。また、この場合、固定具３００の水下側に位置する貫通穴３１２は、スペーサ３４０も貫通していればよい。

また、縦方向Ｆ１において、固定具３００の水上側の端部からスペーサ３４０までの距離Ｌ１は、設置面５０に設けられた複数の段差どうしの間の間隔と実質的に等しいことが好ましい。これにより、固定具３００の水上側の端部を、固定具３００を設置する屋根材５２の水上側の屋根材５２に当接するよう、固定具３００を設置することができる。

前述したスペーサ３４０が設けられている場合、止水部３３０は、固定具３００の水上側の端部から縦方向Ｆ１において少なくともスペーサ３４０の水上側の端部までわたって延びていてよい。もっとも、止水部３３０は、固定具３００の水上側の端部から水下側の端部までわたって延びていてもよい。

また、前述した積載部３２０を構成するレールは、縦方向Ｆ１において、設置面５０に設けられた複数の段差どうしの間の間隔よりも長いことが好ましい。これにより、縦方向Ｆ１における支持部材１００の位置を、設置面５０上の段差位置に規制されることなく、柔軟に変更することができる。

図８は、設置物の施工手順を説明するための図である。図９は、図８に続くステップを説明するための図である。以下で説明する施工手順は、一例であり、本発明はこれに限定されるわけではないことに留意されたい。

まず、設置物としてのパネル状モジュール１０と、支持部材１００と、固定具３００と、を準備する。まず、設置すべきパネル状モジュール１０の縦方向Ｆ１の端辺の位置と概ね合う領域に、固定具３００を設置する。パネル状モジュール１０の水上側の一辺に対して２つの固定具３００を設置し、パネル状モジュール１０の水下側の一辺に対して２つの固定具３００を設置すればよい。

ここで、設置面５０が、スレート屋根やアスファルトシングル屋根である場合、前述したように、固定具３００を縦方向Ｆ１に隣接する屋根材５４に跨って配置することが好ましい。

次に、固定具３００の積載部３２０上に支持部材１００を取り付ける。支持部材１００は、前述した連結具２００により固定具３００に固定されることが好ましい。なお、連結具２００は、予め支持部材１００の本体に取り付けられた状態であってよい。

ここでは、固定具３００を設置面５０に固定した後に、固定具３００に支持部材１００を取り付けた。この代わりに、先に支持部材１００に固定具３００を取り付けた状態で、固定具３００を設置面５０に固定してもかまわない。

支持部材１００を設置した後に、支持部材１００の積載部１２６ａ，１２６ｂに、パネル状モジュール１０を取り付ける。この際、パネル状モジュール１０の一端辺を一方の支持部材１００に取り付けた後に、パネル状モジュール１０のもう一方の端辺を別の支持部材１００に取り付ければよい。

この際、縦方向Ｆ１における支持部材１００どうしの間隔をパネル状モジュール１０の縦方向Ｆ１における長さより若干長くなるよう配置しておき、それからパネル状モジュール１０を積載部１２６ａ，１２６ｂに保持させる際に縦方向Ｆ１における支持部材１００の位置を調整すればよい。この位置の調節は、第２締結部材４００を緩めた状態において、縦方向Ｆ１に支持部材１００及び連結具２００を固定具３００に関してスライドさせることにより実現できる。これにより、パネル状モジュール１０を容易に積載部１２６ａ，１２６ｂに嵌め込むことができる。

上記実施形態で説明した固定具３００では、水の侵入を抑制する止水部３３０と、支持部材１００を積載する積載部３２０とが一体に構成されている。すなわち、止水機能を有する部材と、設置物を積載する積載部３２０の機能を有する部材と、を互いに別々の部材で構成する必要がない。したがって、設置物を固定するための部品の数が少なくなるととともに、パネル状モジュール１０のような設置物の施工が簡易になる。

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。

例えば、上記実施形態では、屋外に設置される設置物は、太陽電池モジュールのようなパネル状モジュール１０であるが、これに限定されない。

また、支持部材１００は、前述した構造に限定されず、設置物を支持可能であれば、どのような構成であってもよい。また、可能であれば、固定具３００は、支持部材１００を利用することなく、直接的に設置物を固定してもよい。この場合、固定具３００の積載部３２０は、設置物を直接積載するよう構成されていればよい。

１０パネル状モジュール
５０設置面
１００支持部材
２００連結具
３００固定具
３１０板部
３２０積載部
３３０止水部
３３２弾性部
３４０スペーサ
３６０防水材
４００第２締結部材
５００第１締結部材
Ｆ１縦方向
Ｆ２横方向

Claims

傾斜した設置面に設置物を固定するための固定具であって、
前記設置面上に置かれる板部と、
前記設置物又は前記設置物を支持する支持部材を積載する積載部と、
前記設置面の方に向けて突出し、前記設置面の傾斜方向に沿って延びる止水部と、を有し、
前記板部、前記積載部、及び止水部は、一体に形成されており、
前記設置面は、前記傾斜方向に沿って所定の間隔で複数の段差を有しており、
前記板部の底面の一部の領域に、前記段差の高さに対応するスペーサが設けられており、
前記傾斜方向における前記固定具の水上側の端部から前記スペーサまでの距離は、前記複数の段差どうしの間の間隔と実質的に等しい、固定具。
前記板部は、前記固定具を前記設置面に取り付ける第１締結部材を通す貫通孔を有し、
前記止水部は、前記設置面に沿った面内で前記傾斜方向に直交する横方向において、前記貫通孔よりも外側に設けられている、請求項１に記載の固定具。
前記固定具の前記設置面に面する一面に設けられた防水材を有し、
前記防水材は、少なくとも前記貫通孔の周囲に設けられている、請求項２に記載の固定具。
前記止水部は、前記板部の底面よりも前記設置面側に向けて突出している、請求項１から３のいずれか１項に記載の固定具。
前記板部から前記止水部まで連続的に延びる弾性部を有し、
前記弾性部の少なくとも一部は、前記設置面に当接しないよう構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定具。
前記傾斜方向における前記弾性部の水上側の端部は、前記設置面に当接するよう曲げられている、請求項５に記載の固定具。
前記積載部は、前記設置面から離れる方向に前記板部から連続的に突出した一対の突起部により構成されるレールを含み、
前記レールは、第２締結部材の頭部を受け入れるとともに前記第２締結部材のねじ部を前記設置面から離れる方向に突出させる受け入れ部を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の固定具。