JP2012021340A - ソーラーパネル用取付ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】横葺き屋根に簡便に固定でき、ソーラーパネルに吹き上げ荷重が作用した際に破損したりすることがなく、雨仕舞いも優れたソーラーパネル用取付ユニットを提供する。
【解決手段】ソーラーパネル用取付ユニットを、天板部1aと立て板部1bと底板部1cとから成るＺ字型のソーラーパネル載置金具１と、第一爪部2aが先端に形成されている第一挟持板部2bとばね板部2cと第一板部2dとから成る第一留め金具２と、第二爪部3aが先端に形成されている第二挟持板部3bと第二板部3cとから成る第二留め金具３とから構成させると共に、横葺き屋根板Ｘの段部Xb近傍を第一爪部2aと第二爪部3aとで圧接するための第一挟持板部2bに立設された締結用ボルト3dに締結用ナット3eが螺合されていると共に、前記圧設位置より水上側に位置するソーラーパネル載置金具１の天板部1aの部位に、ソーラーパネルを固定するためのアンカーボルト５を立設させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、横葺き屋根に固定され、ソーラーパネルを設置するためのソーラーパネル用取付ユニットに関するものである。

近年、資源の有効利用や太陽エネルギーの有効活用の観点から、屋根上へのソーラーパネルの設置が盛んに行われている。

このようなソーラーパネルの設置方法としては、先に屋根上にソーラーパネル用取付ユニットを固定し、そのユニット上にソーラーパネルが取り付けられることが多い。このような先に固定されるソーラーパネル用取付ユニットは、平らな屋根（陸屋根）に対しては比較的容易に固定することができるが、傾斜した屋根に固定することは難しい。特に横葺き屋根では、そのデザイン性を高めるために、各横葺き屋根板の水下側に段部が設けられていて、この段部が障害となってソーラーパネル用取付ユニットの固定が困難となることがある。

このような横葺き屋根への固定が難しいという問題に対しては、下地材と、該下地材の上面に敷設され該下地材の上面に外囲面を形成する外囲板と、前記外囲面の上方にこれに対して水平に複数並列配置された長尺状の架台と、前記外囲面に固定または係止され長尺状の前記架台を支持するための受部を有する取付金具と、前記架台上に複数配置されたソーラーパネルなどのパネル状構造物と、前記パネル状構造物の縁部を係止する押え部を有し前記架台に保持された押え板とを備えたことを特徴とする外囲体がある（例えば，特許文献１参照。）。

この外囲体（パネル状構造物とその取付ユニット等）では、外囲板（屋根板）にＺ字型の取付金具が固定され、そのＺ字型の取付金具の上に架台やパネル状構造物が取り付けられる構造となっていて、パネル状構造物を横葺き屋根板の段部より高い位置に固定することができるようになっている。しかしながらこのような嵩上げのために使用されるＺ字型の取付金具は外囲板（屋根板）の上から、ビスなどの止着具によって、下地材（野地板）に固着されているため（段落番号０００７）、ビス等が打たれた部位の雨仕舞いが難しいという問題がある。

またこのように横葺き屋根板の段部を避けるために、ソーラーパネルを屋根板から少し浮かせた位置に取り付けると、ソーラーパネルと屋根板との間に隙間ができる。そしてこの隙間に風が吹き込むと、ソーラーパネルには上向きの吹き上げ荷重が作用し、この吹き上げ荷重によって、ソーラーパネル用取付ユニットが持ち上げられて屋根板から外れたり破損したりして、ソーラーパネルの脱落が起こることがある。

このような吹き上げ荷重の問題に対して、建物の屋根に支持金物を介して重量物を取り付ける構造であって、重量物の重量及び形状に基づいて算出された吹き上げ荷重と、建物の屋根の野地板厚さとに基づいて前記野地板に前記支持金物を固定するビス径、該ビスの最低本数、該ビスの取付位置を設定したことを特徴とする重量物取付構造がある（例えば，特許文献２参照。）。

この重量物取付構造では、予め吹き上げ荷重等を算出してビス径やビスの本数等を決め、これらのビスで支持金物（ソーラーパネル用取付ユニット）を屋根に固定するので、吹き上げ荷重に耐え得るようにソーラーパネルを取り付けることができる。

しかしながら、この重量物取付構造も径の大きなビスや多数のビスを使用して固定しようとするものであるから、このビスの位置決めや打ち込みに手間がかかり、またこのような径の大きなビスや多数のビスが打ち込まれることにより、雨仕舞いが難しいという問題がある。

特開２０００−１２９８６８号公報 特開２００２−２７６０９６号公報

本発明は前記の問題に鑑み、横葺き屋根に簡便に固定することができ、またソーラーパネルに吹き上げ荷重が作用した際にソーラーパネル用取付ユニットが屋根板から外れたり破損したりすることを防止でき、更に雨仕舞いも十分に確保できるソーラーパネル用取付ユニットを提供することを課題とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、ソーラーパネル用取付ユニットを、横葺き屋根板の水下側の段部近傍の上面に圧接される第一爪部を先端に有する第一留め金具と、水上側の横葺き屋根板の段部近傍の折り返し面と水下側の横葺き屋根板の上面の水上側端部との間に挿し込まれる第二爪部を先端に有する第二留め金具と、ソーラーパネルが載置されるソーラーパネル載置金具とを主要部材とし、横葺き屋根板の段部近傍を第一爪部と第二爪部とで挟持させると共に、その際の圧接力を調整するために第一留め金具に穿設された穴部に挿通させた第二留め金具に立設されている締結用ボルトに締結用ナットを取り付けて締め付ければ、第一爪部と第二爪部との圧接力を調整しながら簡便に固定することができ、更に横葺き屋根板を貫通させるビス等を使用することなく固定することができるので十分な雨仕舞いを確保することができ、また吹き上げ荷重については、ソーラーパネルが載置されるソーラーパネル載置金具の天板部に立設されていてソーラーパネルを固定するアンカーボルトの位置を第一留め金具の第一爪部及び第二留め金具の第二爪部より水上側に位置する部位にすることで、吹き上げ荷重により生じるモーメントがソーラーパネル載置金具の横葺き屋根板の上面の水上側に載置されている底板部をその横葺き屋根板のに押し付けるように作用してソーラーパネル用取付ユニットが屋根板から外れたり破損したりすることがなく、ソーラーパネルを確実に設置することができることを究明して本発明を完成させたのである。

即ち本発明は、ソーラーパネルが載置固定される天板部と、天板部の端部から直角に折曲された立て板部と、立て板部の天板部と反対側の端部から天板部と反対側に向けて直角に折曲されていて横葺き屋根板の上面の水上側に載置される底板部とから成るＺ字型のソーラーパネル載置金具と、
横葺き屋根板の水下側の段部近傍の上面に圧接される第一爪部が先端に形成されている第一挟持板部と、第一挟持板部の第一爪部と反対側の端部から折曲されたばね板部と、ばね板部の端部から折曲された第一板部とから成る第一留め金具と、
水上側の横葺き屋根板の段部近傍の折り返し面と水下側の横葺き屋根板の上面の水上側端部との間に挿し込まれる第二爪部が先端に形成されており水下側の横葺き屋根板の上面の水上側に圧接される第二挟持板部と、第二挟持板部の第二爪部と反対側の端部から直角に折曲された第二板部とから成るＬ字型の第二留め金具とから構成されていると共に、
第二留め金具の第二板部が第一留め金具の第一板部とソーラーパネル載置金具の立て板部との間に挟持された状態でこれらを貫通させた固定用ボルトに螺合された固定用ナットにより、ソーラーパネル載置金具と第一留め金具と第二留め金具とが固定されていて、
第二留め金具の第二挟持板部の中央部に立設された締結用ボルトが第一留め金具の第一挟持板部の対応する位置に穿設された穴部に挿通されており、横葺き屋根板の水下側の段部近傍の上面を圧接する第一挟持板部の第一爪部と第二挟持板部の第二爪部との圧接力を調整するための締結用ナットが締結用ボルトに螺合されていると共に、ソーラーパネル載置金具の天板部であって第一留め金具の第一爪部及び第二留め金具の第二爪部より水上側に位置する部位に、ソーラーパネルを固定するためのアンカーボルトが立設されていることを特徴とするソーラーパネル用取付ユニットである。

また、締結用ボルトに螺合されている締結用ナットを締めるための工具を挿入する開口穴を、ソーラーパネル載置金具の天板部に形成すれば、ソーラーパネル用取付ユニットの固定が更に容易にできて好ましいのである。

本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットは、ソーラーパネルが載置固定される天板部と、天板部の端部から直角に折曲された立て板部と、立て板部の天板部と反対側の端部から天板部と反対側に向けて直角に折曲されていて横葺き屋根板の上面の水上側に載置される底板部とから成るＺ字型のソーラーパネル載置金具と、横葺き屋根板の水下側の段部近傍の上面に圧接される第一爪部が先端に形成されている第一挟持板部と、第一挟持板部の第一爪部と反対側の端部から折曲されたばね板部と、ばね板部の端部から折曲された第一板部とから成る第一留め金具と、水上側の横葺き屋根板の段部近傍の折り返し面と水下側の横葺き屋根板の上面の水上側端部との間に挿し込まれる第二爪部が先端に形成されており水下側の横葺き屋根板の上面の水上側に圧接される第二挟持板部と、第二挟持板部の第二爪部と反対側の端部から直角に折曲された第二板部とから成るＬ字型の第二留め金具とから構成されていると共に、第二留め金具の第二板部が第一留め金具の第一板部とソーラーパネル載置金具の立て板部との間に挟持された状態でこれらを貫通させた固定用ボルトに螺合された固定用ナットにより、ソーラーパネル載置金具と第一留め金具と第二留め金具とが固定されていて、第二留め金具の第二挟持板部の中央部に立設された締結用ボルトが第一留め金具の第一挟持板部の対応する位置に穿設された穴部に挿通されており、横葺き屋根板の水下側の段部近傍の上面を圧接する第一挟持板部の第一爪部と第二挟持板部の第二爪部との圧接力を調整するための締結用ナットが締結用ボルトに螺合されているから、先端に第一爪部を有する第一留め金具と先端に第二爪部を有する第二留め金具とソーラーパネルが載置されるソーラーパネル載置金具とが主要部材として構成されていて、横葺き屋根板の水下側の段部近傍を第一留め金具の第一爪部と第二留め金具の第二爪部とで挟持させることができると共に、その際の圧接力を調整するために第二留め金具に立設させた締結用ボルトを第一留め金具に穿設された穴部に挿通させ、この締結用ボルトに締結用ナットを螺合させて、締結用ボルトを締めることによって、第一留め金具の第一爪部と第二留め金具の第二爪部との圧接力を調整しながら簡便に固定することができ、またビス等を使用することなく固定することができるので十分な雨仕舞いを確保することができ、
また吹き上げ荷重については、ソーラーパネルが載置されるソーラーパネル載置金具の天板部に立設されていてソーラーパネルを固定するアンカーボルトの位置を第一留め金具の第一爪部及び第二留め金具の第二爪部より水上側に位置する部位にすることで、吹き上げ荷重により生じるモーメントがソーラーパネル載置金具の横葺き屋根板の上面の水上側に載置されている底板部をその横葺き屋根板のに押し付けるように作用してソーラーパネル用取付ユニットが屋根板から外れたり破損したりすることがなく、ソーラーパネルを確実に設置することができるのである。

また、締結用ボルトに螺合されている締結用ナットを締めるための工具を挿入する開口穴が、ソーラーパネル載置金具の天板部に形成されている態様では、ソーラーパネル用取付ユニットの固定が更に容易にできて好ましい。

本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットの一実施例を横葺き屋根板上に載置した状態を示す側面図である。 図１の状態から締結用ナットを締結用ボルトに螺合させ、横葺き屋根板の段部近傍を第一挟持板部の第一爪部と第二挟持板部の第二爪部とで挟持させて本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットを横葺き屋根板上に固定した状態を示す側面図である。 図２の本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットの斜視説明図である。 図２の本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットにソーラーパネルを載置固定した状態を示す説明図である。 図２の本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットに吹き上げ荷重が作用した状態を示す説明図である。 従来のソーラーパネル用取付ユニットに吹き上げ荷重が作用した状態を示す説明図である。

以下、図面を用いて本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットについて詳細に説明する。

図面中、１はソーラーパネルが載置固定される天板部1aと、天板部1aの端部から直角に折曲された立て板部1bと、立て板部1bの天板部1aと反対側の端部から天板部1aと反対側に向けて直角に折曲されていて横葺き屋根板Ｘの上面Xaの水上側に載置される底板部1cとから成るＺ字型のソーラーパネル載置金具である。

２は横葺き屋根板Ｘの段部Xb近傍の上面Xaに圧接される第一爪部2aが先端に形成されている第一挟持板部2bと、第一挟持板部2bの第一爪部2aと反対側の端部から折曲されたばね板部2cと、ばね板部2cの端部から折曲された第一板部2dとから成る第一留め金具である。

３は水上側の横葺き屋根板Ｘの水下側の段部Xb近傍の折り返し面Xcと水下側の横葺き屋根板Ｘの上面Xaの水上側端部との間に挿し込まれる第二爪部3aが先端に形成されており水下側の横葺き屋根板Ｘの上面Xaの水上側に圧接される第二挟持板部3bと、第二挟持板部3bの第二爪部3aと反対側の端部から直角に折曲された第二板部3cとから成るＬ字型の第二留め金具である。
またこの第二留め金具３の第二挟持板部3bの中央部に立設された締結用ボルト3dが第一留め金具２の第一挟持板部2bの対応する位置に穿設された穴部に挿通されており、横葺き屋根板Ｘの水下側の段部Xb近傍を圧接する第一挟持板部2bの第一爪部2aと第二挟持板部3bの第二爪部3aとの圧接力を調整するための締結用ナット3eが締結用ボルト3dに螺合されている。

４は第二留め金具３の第二板部3cが第一留め金具２の第一板部2dとソーラーパネル載置金具１の立て板部1bとの間に挟持された状態でこれらを貫通させた固定用ボルトであり、この固定用ボルト４に固定用ナット4aが螺合されることによって、ソーラーパネル載置金具１と第一留め金具２と第二留め金具３とが固定される。

５はソーラーパネル載置金具１の天板部1aであって第一留め金具２の第一爪部2a及び第二留め金具３の第二爪部3aより水上側に位置する部位に立設されている、ソーラーパネルを固定するためのアンカーボルトである。

６は第二留め金具３の締結用ボルト3dに螺合されている締結用ナット3eを締めるための工具を挿入するためにソーラーパネル載置金具１の天板部1aに形成されている開口穴である。

このような本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットを実際に横葺き屋根に設置して使用するには、先ず、第二留め金具３の締結用ボルト3dに螺合されている締結用ナット3eを緩めた状態で、第一留め金具２の第一爪部2aと第二留め金具３の第二爪部3aとを図１の如く大きく開いて、第二留め金具３の第二爪部3aを水上側の横葺き屋根板Ｘの段部Xb近傍の折り返し面Xcと水下側の横葺き屋根板Ｘの上面Xaの水上側端部との間に挿し込む。

そして図２の如く、締結用ナット3eを締め付けることによって、第一挟持板部2bの第一爪部2aを押し下げ、横葺き屋根板Ｘの水下側の段部Xb近傍を第一挟持板部2bの第一爪部2aと第二挟持板部3bの第二爪部3aとで圧接するようにして挟持させる。その際、図３のようにソーラーパネル載置金具１の天板部1aに開口穴６が形成されている場合には、この開口穴６の上方からボックスレンチやラチェットレンチ等を挿入して締め付けることで締結用ナット3eを簡単に締結することができるのである。

このように本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットでは、横葺き屋根板Ｘの水下側の段部Xb近傍を第一爪部2aと第二爪部3aとで挟持させて、締結用ナット3eでナット留めするだけであるから、非常に簡便に設置することができ、また野地板Ｙにビス等を打つ必要もないので、雨仕舞いも十分に確保できるのである。

次にこのように設置されたソーラーパネル用取付ユニットのソーラーパネル載置金具１の天板部1aにソーラーパネルを載置し、更に天板部1a上のアンカーボルト５でソーラーパネルを固定すれば、図４のように設置できる。その際にソーラーパネルは横葺き屋根板Ｘの段部Xbを避けるために、横葺き屋根板Ｘから少し浮いた位置に固定されるから、ソーラーパネルと横葺き屋根板Ｘとの間に隙間ができる。この隙間に水下側から強風が吹き込むとソーラーパネルに上向きの吹き上げ荷重が作用するのである。

このような吹き上げ荷重が図６のような従来のソーラーパネル用取付ユニットに作用すると、横葺き屋根板Ｘの段部Xb近傍を挟持する第一留め金具２の第一爪部2a及び第二留め金具３の第二爪部3aを支点として、図６(I)の如きモーメントが生じ、図６(II)のようにソーラーパネル用取付ユニット全体が大きく持ち上げられて、横葺き屋根板Ｘから外れたり破損したりすることがあった。

本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットにおいても、このような上向きの吹き上げ荷重が作用すると、ソーラーパネルが固定されているアンカーボルト５に図５(II)のように上向きの力が働く。しかしながら、本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットでは、水上側で上向きの吹き上げ荷重を受けることによって、ソーラーパネルが載置されるソーラーパネル載置金具１の天板部1aに立設されていてソーラーパネルを固定するアンカーボルト５の位置を第一留め金具２の第一爪部2a及び第二留め金具３の第二爪部3aより水上側に位置する部位にすることで、吹き上げ荷重により生じるモーメントが第一留め金具２の第一爪部2a及び第二留め金具３の第二爪部3aを支点として図５(II)のように支点より水下側では第一留め金具２の底板部1cを横葺き屋根板Ｘに押し付けるように作用するので、ソーラーパネル用取付ユニットが横葺き屋根板Ｘから外れたり破損したりすることがなく、ソーラーパネルを確実に設置することができるのである。

このように本発明に係るソーラーパネル用取付ユニットは、横葺き屋根板Ｘに簡便に固定することができ、またソーラーパネルに吹き上げ荷重が作用した際に横葺き屋根板Ｘから外れたり破損したりすることを防止でき、更に雨仕舞いも十分に確保できるのである。

１ ソーラーパネル載置金具
1a 天板部
1b 立て板部
1c 底板部
２ 第一留め金具
2a 第一爪部
2b 第一挟持板部
2c ばね板部
2d 第一板部
３ 第二留め金具
3a 第二爪部
3b 第二挟持板部
3c 第二板部
3d 締結用ボルト
3e 締結用ナット
４ 固定用ボルト
4a 固定用ナット
５ アンカーボルト
６ 開口穴
Ｘ 横葺き屋根板
Xa 上面
Xb 段部
Xc 折り返し面
Ｙ 野地板

Claims (2)

1. ソーラーパネルが載置固定される天板部(1a)と、該天板部(1a)の端部から直角に折曲された立て板部(1b)と、該立て板部(1b)の該天板部(1a)と反対側の端部から該天板部(1a)と反対側に向けて直角に折曲されていて横葺き屋根板(Ｘ)の上面(Xa)の水上側に載置される底板部(1c)とから成るＺ字型のソーラーパネル載置金具(１)と、
   横葺き屋根板(Ｘ)の水下側の段部(Xb)近傍の上面(Xa)に圧接される第一爪部(2a)が先端に形成されている第一挟持板部(2b)と、該第一挟持板部(2b)の該第一爪部(2a)と反対側の端部から折曲されたばね板部(2c)と、該ばね板部(2c)の端部から折曲された第一板部(2d)とから成る第一留め金具(２)と、
   水上側の横葺き屋根板(Ｘ)の段部(Xb)近傍の折り返し面(Xc)と水下側の横葺き屋根板(Ｘ)の上面(Xa)の水上側端部との間に挿し込まれる第二爪部(3a)が先端に形成されており水下側の横葺き屋根板(Ｘ)の上面(Xa)の水上側に圧接される第二挟持板部(3b)と、該第二挟持板部(3b)の該第二爪部(3a)と反対側の端部から直角に折曲された第二板部(3c)とから成るＬ字型の第二留め金具(３)とから構成されていると共に、
   該第二留め金具(３)の第二板部(3c)が該第一留め金具(２)の第一板部(2d)と該ソーラーパネル載置金具(１)の立て板部(1b)との間に挟持された状態でこれらを貫通させた固定用ボルト(４)に螺合された固定用ナット(4a)により、該ソーラーパネル載置金具(１)と該第一留め金具(２)と該第二留め金具(３)とが固定されていて、
   該第二留め金具(３)の第二挟持板部(3b)の中央部に立設された締結用ボルト(3d)が該第一留め金具(２)の第一挟持板部(2b)の対応する位置に穿設された穴部に挿通されており、横葺き屋根板(Ｘ)の水下側の段部(Xb)近傍の上面(Xa)を圧接する該第一挟持板部(2b)の第一爪部(2a)と該第二挟持板部(3b)の第二爪部(3a)との圧接力を調整するための締結用ナット(3e)が該締結用ボルト(3d)に螺合されていると共に、該ソーラーパネル載置金具(１)の天板部(1a)であって該第一留め金具(２)の該第一爪部(2a)及び該第二留め金具(３)の該第二爪部(3a)より水上側に位置する部位に、ソーラーパネルを固定するためのアンカーボルト(５)が立設されていることを特徴とするソーラーパネル用取付ユニット。
2. 締結用ボルト(3d)に螺合されている締結用ナット(3e)を締めるための工具を挿入する開口穴(６)が、ソーラーパネル載置金具(１)の天板部(1a)に形成されている請求項１に記載のソーラーパネル用取付ユニット。

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