JP5731221B2 - 太陽光発電ユニットの取付装置 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電ユニットを傾斜状態で金属屋根上に極めて簡易に装着することができ、且つ、太陽光発電ユニットの傾斜方向を施工時に選定することができる太陽光発電ユニットの取付装置に関する。

従来、金属屋根上に、太陽光発電ユニット（太陽光発電パネルとも称する）を取り付けるための装置が種々開発されている。工場，大形ビル等には、多数の太陽光発電ユニットが必要である。特に、屋根が金属製の折板屋根板材で構成されたものでは、多数の部品を必要としている。この種のものとして特許文献１が存在する。

特開２００５−１５５０４０号

特許文献１に開示されたものでは、金属屋根の山形頂部にクランプ等を装着し、このクランプに長尺な支持部材を設け、この支持部材に太陽光発電装置を装着するものであった。このような構成のために、部品点数が多く、組付けが面倒であった。そこで、本発明は、これらの欠点及び欠陥を解消するとともに、汎用性ある物とすることを目標とした。つまり、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、太陽光発電ユニットを簡易且つ迅速に取付けることができると共に、作業効率を向上させ、安価に提供できることを実現することである。

そこで発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、折板屋根板材同士が馳締部を介して連結された金属屋根の前記馳締部の長手方向及び隣接する該馳締部に固定される複数のベース具と、複数の該ベース具上に載置固定された少なくも２個ずつの挟持用低受台具，及び挟持用高受台具と、太陽光発電ユニットとからなり、前記挟持用低受台具は、低受台板と低押え板とで構成され、前記挟持用高受台具は、高受台板と高押え板とでそれぞれ構成され、前記低押え板は、平坦状の押え板部と、この他端からの僅かな高さの短垂下部とで断面逆Ｌ字形に形成され、前記高押え板は、平坦状の押え板部と、この他端から適宜の高さの垂直部と、この上端から、前記太陽光発電パネルの周縁を押圧する緩やかな傾斜片と、前記押え板部の一端から僅かな高さの短垂下部とで断面変形Ｍ字形に形成され、前記両挟持用低受台具と両挟持用高受台具とで傾斜面が形成された両挟持用低受台具と両挟持用高受台具に、前記太陽光発電ユニットが配置されて挟持固定されてなる太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記挟持用低受台具と前記挟持用高受台具は、それぞれ２ピースとして前記太陽光発電ユニットの周縁を挟持するように受台板と押え板部とで形成されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記太陽光発電ユニットの傾斜面を形成する基軸は前記折板屋根板材の長手方向に対して直交する線上に配置されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項において、前記両挟持用低受台具と両挟持用高受台具との間にそれぞれ連続中間受台具が配置され、前記両挟持用低受台具と前記両連続中間受台具との間、該両連続中間受台具と前記両挟持用高受台具との間にそれぞれ前記太陽光発電ユニットが配置されて挟持固定されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項５の発明を、請求項４において、前記連続中間受台具は２ピースとして前記太陽光発電ユニットの傾斜下側及び傾斜上側をそれぞれ挟持するように受台板と押え板部とで形成されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項６の発明を、請求項４又は５において、前記連続中間受台具は複数とし、前記馳締部の長手方向における水下側と水上側との間に１又は複数の前記太陽光発電ユニットが挟持固定されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明では、太陽光発電ユニットを金属屋根に取り付けるための主要なる部材は、ベース具と、挟持用低受台具及び挟持用高受台具とを取り付けるのみで、太陽光発電ユニットの取付装置ができる。詳しくは、該太陽光発電ユニットを構成する太陽光発電パネルの枠材をも工場などでは加工する必要もあるが、現場での取付はあくまでも、ベース具と、挟持用低受台具及び挟持用高受台等の取付と、該挟持用低受台具及び挟持用高受台と前記太陽光発電ユニットとの取付である。

さらに、該太陽光発電ユニットの受光面を太陽向けて簡単に設置できる。つまり、金属屋根に対して太陽光発電ユニットの傾斜方向を２方向のいずれか好ましい方向に向けて設置することができる。請求項２の発明では、特に、２ピースの挟持用低受台具及び挟持用高受台具にて簡単に太陽光発電ユニットの取付ができる。

また、請求項３の発明では、傾斜面を形成する基軸は前記折板屋根板材の長手方向と直交する線上に配置させることで、一般に横葺タイプの太陽光発電ユニット取付ができる。請求項４の発明では、連続中間受台具を配置したことで、複数個の太陽光発電ユニットを設置するときに簡易且つ迅速にできる利点がある。

請求項５の発明では、前記連続中間受台具の構成も２ピースであり、簡単にできる。請求項６の発明では、３個以上の太陽光発電ユニットを設置するのに簡易且つ迅速にできる効果点がある。

（Ａ）は本発明の第２実施形態の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ1−Ｘ1矢視図である。 （Ａ）は図１（Ｂ）のＹ1−Ｙ1矢視図、（Ａ）の（ア）部詳細図、（Ａ）の（イ）部詳細図、（Ａ）の（ウ）部詳細図である。 （Ａ）は挟持用低受台具の斜視図、（Ｂ）は連続中間受台具の斜視図、（Ｃ）は挟持用高受台具の斜視図、（Ｄ）はベース具の斜視図である。 （Ａ）は金属屋根において馳締部を丸馳タイプとした要部正面図、（Ｂ）は金属屋根において馳締部を角馳タイプとした要部正面図、（Ｃ）は金属屋根において馳締部を縦馳タイプとした要部正面図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）から太陽光発電ユニットを除いた要部斜視図、（Ｃ）は金属屋根にベース具を取り付けた要部斜視図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明の第１実施形態の主な構成は、図６等に示すように、ベース具１と、挟持用低受台具２及び挟持用高受台具３と、太陽光発電ユニットＡ等とから構成される。特に、該太陽光発電ユニットＡは、太陽光発電パネル５と枠材６とが結合されたものである。

前記ベース具１は、図２（Ｂ）乃至（Ｄ）、図３（Ｄ）に示すように、上面部１１と、前後の角型Ω形の門形部１２，１２と、中間位置の開閉部１３と、該開閉部１３を閉める取付ボルト１４から構成されている。前記開閉部１３は門形片１３ａと下端の掴み片１３ｂ，１３ｂとを有している。前記取付ボルト１４はボルト１４ａとナット１４ｂとからなっている。さらに、上側に締付ボルト１５が設けられている。該締付ボルト１５はボルト１５ａとナット１５ｂとからなっている。

前記ベース具１は、前記馳締部Ｊに被せられるようにして金属屋根Ｂの山形頂部箇所に配置され、前記開閉部１３の門形片１３ａを締め付けて後述の馳締部Ｊの首部を前記掴み片１３ｂ，１３ｂにて挟持するように構成されている。特に、前記掴み片１３ｂ，１３ｂの先端は、馳締部Ｊの下馳首部と上馳首部からなる部位を押圧し、取付ボルト１４のボルト１４ａにナット１４ｂが締め付けられている。

また、前記挟持用低受台具２及び挟持用高受台具３は、それぞれ２ピースの板材にて屈曲形成されている。前記挟持用低受台具２は、低受台板２１と低押え板
２２とで、前記挟持用高受台具３は、高受台板３１と高押え板３２とでそれぞれ構成されている。適宜傾斜した前記太陽光発電ユニットＡの下側周縁を、前記低受台板２１と低押え板２２とで、その上側周縁を前記高受台板３１と前記高押え板３２とでそれぞれ挟持固定されるように構成されている。

前記低受台板２１は、平板状の取付板部２１１と、この一端からの僅かな高さの短垂下部２１２と、この下端から、前記太陽光発電パネル５の周縁を支持する緩やかな傾斜部２１３とで断面変形Ｚ字形に形成されている。また、前記低押え板２２は、平坦状の押え板部２２１と、この他端からの僅かな高さの短垂下部２２２とで断面逆Ｌ字形に形成されている。

前記高受台板３１は、平板状の取付板部３１１と、この他端からの適宜の高さの垂直部３１２と、この上端から、前記太陽光発電パネル５の周縁を押圧する緩やかな傾斜片３１３とで断面変形Ｚ字形に形成されている。また、前記高押え板３２は、平坦状の押え板部３２１と、この他端から適宜の高さの垂直部３２２と、この上端から、前記太陽光発電パネル５の周縁を押圧する緩やかな傾斜片３２３と、前記押え板部３２１の一端から僅かな高さの短垂下部３２４とで断面変形Ｍ字形に形成されている。

太陽光発電ユニットＡは、図１，図５及び図６等に示すように、平板状の太陽光発電パネル５と枠体６とが結合されたものである。前記太陽光発電パネル５は、太陽光発電セル５１ａ，５１ａ，・・・が多数集合されて太陽光発電アレイ５１が構成され、該太陽光発電アレイ５１が複数集合されて構成されている。具体的には、例えば、太陽光発電セル５１ａが数ｃｍ平方であり、太陽光発電アレイ５１が約３０ｃｍ平方である。太陽光発電パネル５が約１ｍ内外の平方又は長方形（約１ｍ×約１．５ｍ）である。この大きさには限定されない。

前記枠体６は、図２（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、上側枠フレーム６１と、下側枠フレーム６２とが一体して方形枠として形成されている。上側枠フレーム６１は、前記太陽光発電パネル５の周囲を額縁状に囲うもので断面コ字状をなしている。この下側に同じく断面ロ字状の下側枠フレーム６２が設けられている。前記太陽光発電パネル５と前記枠体６とからなる太陽光発電ユニットＡは、予め工場にて取付構成されている。

金属屋根Ｂは、図５及び図６等に示すように、折板屋根板材７，受金具８Ａ及び構造材８Ｂによって構成される。本発明においては、金属屋根Ｂは、大形工場や、大形ビル，大形施設等の大形建築物に適応する大きさの屋根とする。折板屋根板材７は、金属薄板から形成された折板タイプのものであり、主板７１の幅方向両側より立上り側部７２，７２が形成されている。該立上り側部７２の上端には、略平坦状とした上片部７３が形成されている。そして、該上片部７３の外端から下馳部７４が形成され、他方の上片部７３には上馳部７５が形成されている。

前記折板屋根板材７ ，７ ，…が複数並設され、隣接する折板屋根板材７ ，７同士の前記下馳部７４と上馳部７５とを馳締連結して馳締部Ｊを構成し、金属屋根Ｂを施工する。前記主板７１と、立上り側部７２，７２は、断面略有底Ｖ字状の谷形状を構成する。下馳部７４及び上馳部７５は、円弧状をなしており、具体的には、図４（Ａ）に示すように、断面略「？」状をなしている。その他にも、特に図示しないが種々の形状としたものが存在し、断面略四角形状〔図４（Ｂ）参照〕、或いは、断面逆Ｌ形状〔図４（Ｃ）参照〕に形成されることもある

下馳部７４及び上馳部７５の下部と前記上片部７３との間には垂直状部位が形成され、下馳首部と上馳首部と称する。下馳部７４と上馳部７５とが馳締めされて馳締部Ｊが構成される。該馳締部Ｊでは、前記下馳首部と上馳首部とが略当接状態となり略垂直状に形成された首部を構成する。構造材７Ｂに受金具７Ａを介して複数の折板屋根板材７，７，…が並設され、隣接する折板屋根板材７，７の下馳部７４と上馳部７５とが馳締されて馳締部Ｊが形成される。

次に、本発明の第１実施形態の施工について説明する。隣接する折板屋根板材７，７同士の馳締連結によって複数の馳締部Ｊ，Ｊ，…が並設されている金属屋根Ｂには、該金属屋根Ｂを構成する折板屋根板材７の長手方向に沿って勾配を設けられ、その勾配の傾斜方向を流れ方向とし、該流れ方向の上方を水上側とし、下方を水下側とする。図１（Ｂ）の金属屋根Ｂの上側が水上側とし、その下側を水下側とする。

その他の図面でも、金属屋根Ｂにおいて、水上側、水下側は必ず存在するが、本発明においては、前記太陽光発電ユニットＡの傾斜面が何れかの側に向くように設置される。このように、金属屋根Ｂの水上側、水下側のどちら側でも取り付けることができ、実施形態に制限されない。

ベース具１が金属屋根Ｂの隣接する複数の馳締部Ｊの長手方向に沿って配置され、馳締部Ｊがベース具１の両側面部１２，１２によって挟持される。また、係止片１３の先端は馳締部Ｊの付け根部に当接又は近接した状態となる。そして、取付ボルト１４を締め付けると、取付ボルト１４の先端が馳締部Ｊの首部付け根部に当接し、且つ押圧することによって、ベース具１が馳締部Ｊに固着される。特に、馳締部Ｊの長手方向において適宜の間隔をおいてベース具１が固着されている。少なくとも２個に固着される。

また、隣接する複数の馳締部Ｊ，Ｊ，…においてもベース具１が固着されている。そして、隣接する馳締部Ｊ，Ｊの流れ方向の同位置に固着されている２つのベース具１，１上に、前記挟持用低受台具２，２の低受台板２１，２１が載置され、さらに、この２つに前記太陽光発電ユニットＡの間隔を有する２つのベース具１，１上に、前記挟持用高受台具３，３の高受台板３１，３１が載置される。

そして、前記両低受台板２１，２１と両高受台板３１，３１との４箇所で適宜な傾斜面が形成された状態で、前記太陽光発電ユニットＡが配置され、前記両低受台板２１，２１には両低押え板２２，２２とで、適宜傾斜した前記太陽光発電ユニットＡの下側周縁が、前記高受台板３１，３１には両高押え板３２，３２とで、その上側周縁がそれぞれ締付ボルト１５のナット１５ａの締め付けにて挟持固定され、前記太陽光発電ユニットＡの取付施工が完了する。

そのとき、該太陽光発電ユニットＡの太陽光発電パネル５の傾斜面となる傾斜する基本線としての傾斜基軸は、前記金属屋根Ｂの折板屋根板材７の長手方向と直交する線上に存在するように施工されている。これを太陽光発電ユニットＡの「縦葺き」と称する。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態としては、前記太陽光発電ユニットＡが、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）に示すように、連続して複数設けられる場合であり、連続中間受台具４が必須となる。つまり、主な構成は、図２（Ａ）に示すように、ベース具１と、挟持用低受台具２，挟持用高受台具３及び連続中間受台具４と、太陽光発電ユニットＡとから構成される。前記ベース具１、挟持用低受台具２及び挟持用高受台具３、太陽光発電ユニットＡ及び金属屋根Ｂについては、第１実施形態の構成部材と同一であり、その説明を省略する。

前記連続中間受台具４も、２ピースの板材にて屈曲形成されている。該連続中間受台具４は、中間受台板４１と中間押え板部４２とで構成されている。前記連続中間受台具４が１個のみで、適宜傾斜した前記太陽光発電ユニットＡの上側周縁と、別の適宜傾斜した前記太陽光発電ユニットＡの下側周縁とを同時に挟持固定されるように構成されている。

前記中間受台板４１は、平板状の取付板部４１１と、この他端から適宜の高さの垂直部４１２と、この上端から前記太陽光発電ユニットＡの上側周縁を支持する緩やかな傾斜部４１３と、前記取付板部４１１の一端から僅かな高さの短垂下部４１４と、この下端から外側に前記別の太陽光発電ユニットＡの下側周縁を支持する緩やかな傾斜部４１５とが一体形成されている。

前記中間押え板部４２は、前記中間受台板４１に対応する形状をなし、平板状の取付板部４２１と、この他端から適宜の高さの垂直部４２２と、この上端から前記太陽光発電ユニットＡの上側周縁を押える緩やかな傾斜部４２３と、前記取付板部４２１の一端から短傾斜部４２４と、この外端から外側に前記別の太陽光発電ユニットＡの下側周縁を押える緩やかな傾斜部４２５とが一体形成されている。

その施工を図１及び図２に基づいて説明すると、前記太陽光発電ユニットＡ，Ａが連続する箇所において、前記連続中間受台具４を介在させつつ挟持固定する。具体的には、前記連続中間受台具４の中間受台板４１の上に、隣接する両前記太陽光発電ユニットＡ，Ａの上側周縁と、下側周縁と載置して、その上から前記中間押え板部４２を被せて締付ボルト１５のナット１５ａにて締め付けて前記太陽光発電ユニットＡ，Ａを連続した状態で挟持固定する。この場合も太陽光発電ユニットＡの「横葺き」である。

第１実施形態及び第２実施形態でも、主に、ベース具１、挟持用低受台具２及び挟持用高受台具３にて、或いはベース具１と、挟持用低受台具２，挟持用高受台具３及び連続中間受台具４にて、前記太陽光発電ユニットＡを簡易且つ迅速に金属屋根Ｂに取付施工できるという最大の利点がある。さらに、太陽光発電ユニットＡの傾斜方向（受光面）を施工時に適宜選定して設置することができる効果も備えている。

１…ベース具、２…挟持用低受台具、３…挟持用高受台具、４…連続中間受台具、
７…折板屋根板材、Ａ…太陽光発電ユニット、Ｂ…金属屋根、Ｊ…馳締部。

Claims (6)

1. 折板屋根板材同士が馳締部を介して連結された金属屋根の前記馳締部の長手方向及び隣接する該馳締部に固定される複数のベース具と、複数の該ベース具上に載置固定された少なくも２個ずつの挟持用低受台具，及び挟持用高受台具と、太陽光発電ユニットとからなり、前記挟持用低受台具は、低受台板と低押え板とで構成され、前記挟持用高受台具は、高受台板と高押え板とでそれぞれ構成され、前記低押え板は、平坦状の押え板部と、この他端からの僅かな高さの短垂下部とで断面逆Ｌ字形に形成され、前記高押え板は、平坦状の押え板部と、この他端から適宜の高さの垂直部と、この上端から、前記太陽光発電パネルの周縁を押圧する緩やかな傾斜片と、前記押え板部の一端から僅かな高さの短垂下部とで断面変形Ｍ字形に形成され、前記両挟持用低受台具と両挟持用高受台具とで傾斜面が形成された両挟持用低受台具と両挟持用高受台具に、前記太陽光発電ユニットが配置されて挟持固定されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。
2. 請求項１において、前記挟持用低受台具と前記挟持用高受台具は、それぞれ２ピースとして前記太陽光発電ユニットの周縁を挟持するように受台板と押え板部とで形成されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。
3. 請求項１又は２において、前記太陽光発電ユニットの傾斜面を形成する基軸は前記折板屋根板材の長手方向に対して直交する線上に配置されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。
4. 請求項１，２又は３の何れか１項において、前記両挟持用低受台具と両挟持用高受台具との間にそれぞれ連続中間受台具が配置され、前記両挟持用低受台具と前記両連続中間受台具との間、該両連続中間受台具と前記両挟持用高受台具との間にそれぞれ前記太陽光発電ユニットが配置されて挟持固定されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。
5. 請求項４において、前記連続中間受台具は２ピースとして前記太陽光発電ユニットの傾斜下側及び傾斜上側をそれぞれ挟持するように受台板と押え板部とで形成されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。
6. 請求項４又は５において、前記連続中間受台具は複数とし、前記馳締部の長手方向における水下側と水上側との間に１又は複数の前記太陽光発電ユニットが挟持固定されてなることを特徴とする太陽光発電ユニットの取付装置。

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