WO2011099455A1

WO2011099455A1 - 留め具

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Publication number: WO2011099455A1
Application number: PCT/JP2011/052549
Authority: WO
Inventors: 大輔浅田
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Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2011-08-18
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Abstract

断面略Ｃ字状の構造物の開口部から挿入し，短辺が開口部の幅より短い基部（８０）と，基部（８０）内に挿入され，外周の直径が開口部の幅より長く，内周に雌ネジ部（９１）を有するナット（９０）とからなり，基部（８０）は，ナット（９０）及び雄ネジ部（６０）が挿入される開放部を備え，ナット（９０）は，基部（８０）の開放部から挿入後，構造物の開口部を通過可能な傾斜状態に保持した状態で，構造物の中空部内に挿入され，構造物の開口部を通して基部（９０）の開放部から雄ネジ部（６０）を挿入することにより，開口部と平行に揺動して雌ネジ部（９１）が開口部に臨み，雄ネジ部（６０）のねじ込み操作により，雄ネジ部（６０）と雌ネジ部（９１）が螺合し，相手部材を固定する。

Description

留め具

　この発明は、例えば屋根に設置される長尺なＣ形鋼等の構造物に、太陽電池モジュール等の相手部材を固定するための留め具に関し、構造物の開口部を通過可能な傾斜状態にナットを保持した基部を構造物の開口部から挿入した上、当該開口部から雄ネジ部を挿入することで、ナットを開口部と平行に揺動した上、当該ナットの雌ネジ部に雄ネジ部をねじ込むことができるようにしたものである。

　従来、基部にナットを軸部を介して回転可能に支持し、ナットが直立した状態で取付板に穿設された透孔に差し込み、その後、透孔を通して挿入されたボルトでナットを水平な状態に回転させることができるようにした留め具が知られている（特許文献１の段落番号「０００９」～「００１２」、図１、図４、図６及び図７参照）。
　上記した従来のナットには、ボルトの先端部に押された際に、ナットに回転方向の力を作用させるためのガイド斜面を設けていた（特許文献１の段落番号「００１２」及び図７参照）。

特許4156404号公報

　しかし、上記した従来の留め具では、ナットが直立した状態から不用意に回転するおそれがあるという第１の問題点があった。
　また、上記した従来の留め具では、ナットを直立した状態で透孔に挿入するので、ガイド斜面を設けたり、又、ナットを軸部を介して支持する必要があったので、構造が複雑になり、又、既存のナットを利用できないという第２の問題点があった。

　そこで、本発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造物の開口部を通過可能な傾斜状態にナットを保持した基部を構造物の開口部から挿入した上、当該開口部から雄ネジ部を挿入することで、ナットを開口部と平行に揺動した上、当該ナットの雌ネジ部に雄ネジ部をねじ込むことができるようにしたものである。

　本発明は、上記した目的を達成するためになされたものであり、本発明は、次の点を特徴とする。

　第１に、断面略Ｃ字状の構造物（例えばＣ形鋼）に相手部材（例えば太陽電池モジュール）を固定するための留め具である。
　第２に、留め具は、構造物（例えばＣ形鋼）の開口部から挿入し、短辺が開口部の幅より短い基部と、基部内に挿入され、外周の直径が開口部の幅より長く、内周に雌ネジ部を有したナットとからなる。

　第３に、基部は、ナット及び雄ネジ部（例えばボルト）の挿入を可能とする開放部を備える。
　第４に、ナットは、基部の開放部から挿入後、構造物（例えばＣ形鋼）の開口部を通過可能な傾斜状態に保持された状態で、構造物（例えばＣ形鋼）内の中空部内に挿入される。

　これに加え、ナットは、構造物（例えばＣ形鋼）の開口部を通して、基部の開放部側から雄ネジ部（例えばボルト）を挿入することにより、開口部と平行に揺動して、雌ネジ部が開口部に臨む。
　さらに、ナットは、雄ネジ部（例えばボルト）のねじ込み操作により、当該雄ネジ部（例えばボルト）と雌ネジ部が螺合し、相手部材（例えば太陽電池モジュール）を固定する。
　本発明は、次の点も特徴として備えていてもよい。

　基部の外周面には、構造物（例えばＣ形鋼）の開口部の開口縁に係止する係止爪を備えた。この場合、係止爪により、構造物の開口部から基部の抜けを防止することができる。また、係止爪を開口部の開口縁に弾性的に当接させることにより、構造物の中空部内、すなわち構造物の長手方向に基部が移動するのを防止することができる。
　本発明は、次の点も特徴として備えていてもよい。

　基部には、当該基部を構造物（例えばＣ形鋼）の中空部内に挿入した状態で、開口部に臨む操作摘みを備えた。この場合、操作摘みを使用して、構造物の中空部内、すなわち構造物の長手方向に基部を移動することができる。
　本発明は、次の点も特徴として備えていてもよい。

　基部には、ナットが揺動する際に弾性的に当接する制動部を備えた。この場合、ナットが揺動する際に、制動部にナットを弾性的に当接させることで、ナットがボルトの軸線からずれ、雄ネジ部とナットの雄ネジ部とが螺合しなくなることを未然に防止することができる。
　本発明は、次の点も特徴として備えていてもよい。

　基部の内側面には、ナットを傾斜状態に仮止めする仮止め部を備えた。この場合、仮止め部により傾斜状態に仮止めすることで、ナットが不用意に回動するのを未然に防止することができる。

　本発明は、以上のように構成されているので、構造物の開口部を通過可能な傾斜状態にナットを保持した基部を構造物の開口部から挿入した上、当該開口部から雄ネジ部を挿入することで、ナットを開口部と平行に揺動した上、当該ナットの雌ネジ部に雄ネジ部をねじ込むことができる。

本発明の１実施の形態に係る留め具の斜視図である。留め具の取付位置を説明するための分解斜視図、並びに支持金具の取付状態を説明するための一部斜視図である。留め具の取付状態を説明するための一部断面にした斜視図である。留め具にボルトを挿入する際の斜視図である。本発明の１実施の形態に係るナットの取付状態を説明するための基部の一部を断面にした斜視図である。本発明の１実施の形態において、ボルトを挿入した状態の留め具の斜視図である。ボルトを挿入した状態の基部の一部を断面にした斜視図である。ボルトを挿入した状態のナットの揺動を説明するための基部の一部断面図である。ボルトを挿入した状態のナットの揺動を説明するための基部の他の一部断面図である。ボルトとナットとの螺合状態を説明するための斜視図である。ナットの巻き上げ状態を説明するための基部の一部を断面にした斜視図である。ナットの巻き上げ状態を説明するための他の基部の一部を断面にした斜視図である。ナットの巻き上げ状態を説明するための留め具の斜視図である。本発明の１実施の形態に係る基部の正面図である。基部の背面図である。基部の一部平面図である。基部の背面図である。基部の左側面図である。基部の右側面図である。図１４のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図１４のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。図１５のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。図１６のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。図１６のＥ－Ｅ線に沿う断面図である。図１５のＦ－Ｆ線に沿う断面図である。留め具の正面図である。留め具の右側面図である。図２６のＧ－Ｇ線に沿う断面図である。図２７のＨ－Ｈ線に沿う断面図である。

（留め具10）
　図１中、10は、留め具を示し、図２に示すように、例えば屋根（瓦20）に設置される長尺なＣ形鋼30等の構造物に、太陽電池モジュール40等の相手部材を固定するためのものである。
　具体的には、図２に示すように、瓦20に支持金具50を複数個取り付け、支持金具50に対し、縦桟30aを渡らせて複数本固定し、更に、縦桟30aに対し、Ｃ形鋼30である横桟30bを渡らせて複数本固定する。最後に、留め具10を使用して、横桟30bに対し、太陽電池モジュール40を渡らせて複数枚固定する。

　なお、瓦20に支持金具50を介して縦桟30aを固定したが、これに限定されず、図示しないが、支持金具が固定されたいわゆる支持瓦を使用し、支持瓦に対して縦桟30aを固定しても良い。また、瓦20を使用した屋根を例示したが、これに限定されず、図示しないが、瓦20を使用しない屋根でも良い。
　さらに、縦桟30aと横桟30bとを組んで、太陽電池モジュール40を固定したが、縦桟30aと横桟30bとのいずれか一方のみを使用しても良い。

　また、太陽電池モジュール40の取付位置として、屋根（瓦20）を例示したが、これに限定されない。また、相手部材として、太陽電池モジュール40を例示したが、これに限定されず、太陽熱の集熱器、緑化設備、看板等でも良い。
　一方、Ｃ形鋼30は、図３に示すように、断面略Ｃ字状に形成され、溝形鋼（チャンネル）の開口部31を内側に少し折り込んでアルファベットの「Ｃ」を四角く押しつぶしたような形状の断面を持つ長尺な鋼材から構成されている。Ｃ形鋼30は、上面に開口部31を有し、内部に中空部32を有する。そして、Ｃ形鋼30の開口部31の幅a1より中空部32の内部の幅a2が幅広になっている。

　Ｃ形鋼30と留め具10との間には、図３に示すように、留め具10の後述するナット90にねじ込む雄ネジ部を有するボルト60と、当該ボルト60の軸部61が通る、後述する貫通孔71を有するブラケット70とを備える。
　ボルト60は、図３及び図４に示すように、金属製であり、雄ネジ部を有し、ブラケット70の後述する貫通孔71を通る軸部61と、貫通孔71の内径より大きな外径を有する頭部62とを有する。

　なお、ボルト60として、金属製のものを例示したが、これに限定されず、樹脂製のものでも良い。
　ブラケット70は、図３に示すように、太陽電池モジュール40を取り付けるためのものであり、金属製で、貫通孔71は表裏面に円形に貫通している。
　なお、ブラケット70として、金属製のものを例示したが、これに限定されず、樹脂製のものでも良い。

　留め具10は、大別すると、図１に示すように、次のパーツを備える。
　なお、次の（１）及び（２）については、後述する。
　　　　（１）基部80
　　　　（２）ナット90
　なお、留め具10のパーツは、上記した（１）及び（２）に限定されない。
（基部80）
　基部80は、図１及び図３に示すように、Ｃ形鋼30の開口部31から挿入し、短辺b1が開口部31の幅a1より短いものである。基部80は、適度な弾性と剛性とを有する樹脂により一体的に形成する。

　また、基部80の高さb2は、Ｃ形鋼30の中空部32の内部の高さa3以下、例えば高さa3にほぼ等しく設定している。
　具体的には、基部80には、図１及び図１４～２５に示すように、大別すると、次の各部を備える。
　なお、次の（１）～（４）については、後述する。

　　　　（１）ナット保持部100
　　　　（２）底壁110
　　　　（３）側壁120,130
　　　　（４）操作摘み140
　なお、基部80の各部は、上記した（１）～（４）に限定されない。
（ナット90）
　ナット90は、図３及び図５に示すように、基部80内に挿入され、外周の直径c1が開口部31の幅a1より長く、内周に雌ネジ部91を有したものである。ナット90は、市販の金属製の六角ナットが使用されている。

　なお、ナット90として、金属製のものを例示したが、これに限定されず、樹脂製のものでも良い。
　ナット90は、図１及び図３に示すように、基部80の開放部101から挿入後、Ｃ形鋼30の開口部31を通過可能な傾斜状態に保持された状態で、Ｃ形鋼30内の中空部32内に挿入される。

　これに加え、ナット90は、図３、図４、図６及び図７～９に示すように、Ｃ形鋼30の開口部31を通して、基部80の開放部101側からボルト60を挿入することにより、開口部31と平行に揺動して、雌ネジ部91が開口部31に臨む。
　さらに、ナット90は、図３、図１０及び図１３に示すように、ボルト60のねじ込み操作により、当該ボルト60と雌ネジ部91が螺合し、ブラケット70を介して太陽電池モジュール40を固定する。
（ナット保持部100）
　ナット保持部100は、図１、図２６、図２８及び図２９に示すように、開放部101から挿入されたナット90を保持するものである。

　具体的には、ナット保持部100は、図１、図１４及び図１５に示すように、凹状に形成され、後述する底壁110と、Ｃ形鋼30の長手方向に対向する一対の側壁120,130とから三方が囲まれた内側に形成されている。開放部101は、上面、及び基部80の短辺b1の方向の両側面が開放している。
（底壁110）
　底壁110は、図１、図１４及び図１５に示すように、ナット保持部100の底に位置する。

　底壁110の上面には、図５、図７、図８、図２０及び図２８に示すように、ナット90の外周の下側を傾斜させた状態で支持する凸状の支持部111を設けている。
　支持部111は、基部80の短辺b1の方向に離れて山形に突出した大小２個の小突起112と大突起113とからなる。小さく山形に突出した小突起112は、その斜面によりナット90の角部を傾斜させた状態で支持するものである。大きく山形に突出した大突起113は、ナット90を挿入する際のガイドとして機能する。すなわち、ナット90は、小突起112のみにより傾斜状態に保持しているものである。
（側壁120,130）
　側壁120,130は、図１、図１４及び図１５に示すように、底壁110のＣ形鋼30の長手方向の前後から上方に延び、ナット保持部100を挟んで対向する。

　具体的には、側壁120,130には、図１、図１４～２５に示すように、次の各部を備える。
　なお、次の（１）～（４）については、後述する。
　　　　（１）仮止め部121,131
　　　　（２）ガイド部122,132
　　　　（３）制動部123,133
　　　　（４）係止爪124,134
　なお、側壁120,130の各部は、上記した（１）～（４）に限定されない。
（操作摘み140）
　操作摘み140は、図１、図１４及び図１５に示すように、基部80をＣ形鋼30の中空部32内に挿入した状態で、図示しないが、開口部31に臨むものである。

　具体的には、操作摘み140は、側壁120,130の一方から、Ｃ形鋼30の長手方向に延び、上方に向かってＬ字形に折れ曲がっている。操作摘み140は、図示しないが、基部80をＣ形鋼30の中空部32内に挿入した状態で、開口部31から上方に突出する。
　なお、操作摘み140は、側壁120,130の一方に設けたが、これに限定されず、基部80の他の箇所に設けても良い。また、操作摘み140を、１個設けたが、これに限定されず、複数個設けても良い。さらに、操作摘み140を開口部31から上方に突出させたが、これに限定せず、開口部31に面していたり、開口部31から引っ込んでいても良く、この場合には、指や治具等を開口部31から差し込んで、操作摘み140をスライドするようにしても良い。
（仮止め部121,131）
　仮止め部121,131は、図１、図５、図２０、図２１及び図２９に示すように、側壁120,130の相対向した内側面に凹状に形成され、ナット90を傾斜状態に仮止めするためのものである。

　仮止め部121,131は、ナット90の傾斜に合わせて傾斜した溝状であり、ナット90の外周の一部がはまり込む。
　なお、仮止め部121,131を一対設けたが、これに限定されず、単数或いは３個以上設けても良い。
（ガイド部122,132）
　ガイド部122,132は、図１、図４及び図１６～１６に示すように、開放部101の開放上面に位置し、ボルト60の軸部61の挿入方向を規制するためのものである。ガイド部122,132は、側壁120,130の相対向した内側面から相対向して一対突出する。
　ガイド部122,132の厚み、すなわちボルト60の挿入方向の厚みは、Ｃ形鋼30の肉厚より薄く設定されている。
　すなわち、Ｃ形鋼30の肉厚が厚いため、図３に示すように、ナット90が巻き上げられると、開口部31に向かって相対向して断面Ｌ字形に折れ曲がったＣ形鋼30の端部の内面、すなわち図３において下面がナット90の上面に当接する。ナット90の上面がＣ形鋼30の端部の下面に当接した状態において、ガイド部122,132の厚みが薄いため、ナット90の上面は、ガイド部122,132の図１３において下面から離れて位置する。なお、図３と図１３とを比較すると、基部80の向きを９０度異ならせている。

　また、ガイド部122,132を一対設けたが、これに限定されず、単数或いは３個以上設けても良い。
（制動部123,133）
　制動部123,133は、図１、図７及び図８に示すように、ナット90が揺動する際に弾性的に当接するものである。

　具体的には、制動部123,133は、一対形成され、上端部が側壁120,130にそれぞれ連接し、下方に向かって棒状に延びている。
　制動部123,133は、ナット90が傾斜状態から開口部31と平行に倒れるように揺動する際に、ナット90の外周に押されて、図７及び図８に示すように、側壁120,130にそれぞれ連接する上端部を中心に、基部80の短辺b1の外方に向かって撓む。このため、ナット90がゆっくりと且つスムーズに倒れるように揺動する。また、制動部123,133が一対有ることから、ナット90が揺動する際に、よじれることなく、平行に倒れる。

　なお、制動部123,133を一対設けたが、これに限定されず、単数或いは３個以上設けても良い。
（係止爪124,134）
　係止爪124,134は、図１及び図１４～１９に示すように、基部80の外周面に形成され、Ｃ形鋼30の開口部31の開口縁に係止するものである。

　具体的には、係止爪124,134は、側壁120,130の短辺b1の方向の左右の外側面から外向きにそれぞれ突出し、四方に配置され、計４個設けられている。係止爪124,134は、開口部31を通過する際に、その内縁に押されて内向きにたわみ込むことで、開口部31を通過し、通過後、弾性的に復元することで、開口部31からの基部80の抜けを防止する。
　一方、基部80の高さb2が、Ｃ形鋼30の中空部32の内部の高さa3にほぼ等しく設定されていることから、基部80が中空部32内にはまり込むと、図３に示すように、その底が中空部32の底に載る。このため、係止爪124,134が、開口部31を通過後、復元した際に開口部31の両側の内面に弾性的に当接することで、基部80がＣ形鋼30の長手方向に移動するのを防止している。

　なお、係止爪124,134を４個設けたが、これに限定されず、単数、２個、３個或いは５個以上も設けても良い。
（留め具10の取付方法）
　つぎに、上記した構成を備えた留め具10を用いて、図３に示すように、構造物であるＣ形鋼30に対し、相手部材である太陽電池モジュール40を取り付けるためのブラケット70をボルト60を使用して固定する取付方法について説明する。
（留め具10の組み立て）
　まず、図１、図２６、図２８及び図２９に示すように、基部80の開放部101からナット90を斜めに挿入して留め具10を組み立てる。

　ナット90を斜めに挿入すると、その外周の下側が凸状の支持部111に支持され、外周の両側が凹状の仮止め部121,131にはまり込み、ナット90がナット保持部100に傾斜状態で保持される。
（Ｃ形鋼30への留め具10の仮止め）
　つぎに、組み立てた留め具10を、図３に示すように、Ｃ形鋼30の開口部31に合わせて挿入することで、留め具10をＣ形鋼30に対して仮止めする。

　すなわち、開口部31の幅a1と、留め具10の基部80の短辺b1とが一致する向きとし、基部80を開口部31に合わせて上方から挿入する。基部80を挿入すると、その短辺b1の方向に外向きに突出する係止爪124,134が、開口部31の内縁に当接する。
　ここで、基部80を強く挿入すると、開口部31の内縁に押されて、係止爪124,134が内向きにたわみ込むことで、開口部31を通過し、通過後、弾性的に復元することで、開口部31からの基部80の抜けを防止する。

　また、このとき、基部80が中空部32内にはまり込むと、その底が中空部32の底に載り、開口部31の両側の内面に係止爪124,134が弾性的に当接することで、基部80がＣ形鋼30の長手方向に移動するのを防止する。
　さらに、基部80の操作摘み140は、図示しないが、開口部31から上方に突出する。このため、操作摘み140を摘んで、Ｃ形鋼30の長手方向に沿って、基部80をスライドさせることで、後述するブラケット70を取り付ける位置決めを行うことができる。
（Ｃ形鋼30へのブラケット70の取り付け）
　つぎに、Ｃ形鋼30に取り付けた留め具10を使用して、図３に示すように、Ｃ形鋼30に対してブラケット70を取り付ける。

　まず、ブラケット70の貫通孔71に、ボルト60の軸部61を通し、貫通孔71から突出した軸部61を、Ｃ形鋼30の開口部31を通し、留め具10の開放部101に挿入する。
　ボルト60の軸部61を挿入すると、図４に示すように、その先端部がナット90の傾斜した上側の面に当接する。
　ここで、軸部61を強く挿入すると、その先端部に押され、図６～９に示すように、ナット90がナット保持部100の底壁110に向かって倒れ込む。

　このとき、ナット90の外周に押されて、図７及び図８に示すように、制動部123,133が撓むことで、ナット90がゆっくりと且つスムーズに倒れるように揺動する。
　ナット90が倒れると、雌ネジ部91が開口部31に臨み、ボルト60の軸部61の軸心と、雌ネジ部91の中心とが一致する。
　このため、ボルト60をねじ込むと、図１０及び図１３に示すように、軸部61が雄ねじ部（例えばボルト60）と雌ネジ部(91)が螺合する。

　ボルト60を更にねじ込むと、図３、図１０～１３に示すように、ナット90が中空部32内で上昇し、開口部31の外縁に位置する内面に当接し、ナット90、Ｃ形鋼30、ブラケット70、ボルト60の頭部62の４個の金属製の部品が互いに密着し、Ｃ形鋼30に対してブラケット70が固定される。
　なお、２０１０年２月１０日に出願された日本特許出願第２０１０－０２８２１８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims

　断面略Ｃ字状の構造物に相手部材を固定するための留め具であって、
　前記留め具は、
　前記構造物の開口部から挿入し、短辺が前記開口部の幅より短い基部と、
　前記基部内に挿入され、外周の直径が前記開口部の幅より長く、内周に雌ネジ部を有したナットとからなり、
　前記基部は、
　前記ナット及び雄ネジ部の挿入を可能とする開放部を備え、
　前記ナットは、
　前記基部の開放部から挿入後、前記構造物の開口部を通過可能な傾斜状態に保持された状態で、前記構造物内の中空部内に挿入され、
　前記構造物の前記開口部を通して、前記基部の前記開放部側から前記雄ネジ部を挿入することにより、前記開口部と平行に揺動して、前記雌ネジ部が前記開口部に臨み、
　前記雄ネジ部のねじ込み操作により、当該雄ネジ部と前記雌ネジ部が螺合し、前記相手部材を固定することを特徴とする留め具。
　前記基部の外周面には、
　前記構造物の前記開口部の開口縁に係止する係止爪を備えたことを特徴とする請求項１に記載の留め具。
　前記基部には、
　当該基部を前記構造物の前記中空部内に挿入した状態で、前記開口部に臨む操作摘みを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の留め具。
　前記基部には、
　前記ナットが揺動する際に弾性的に当接する制動部を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の留め具。
　前記基部の内側面には、
　前記ナットを前記傾斜状態に仮止めする仮止め部を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の留め具。