特許 5731203 太陽光発電ユニットの取付装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5731203

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】太陽光発電ユニットの取付装置

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/18 20140101AFI20150521BHJP

   E04D 13/00 20060101ALI20150521BHJP

   H02S 20/23 20140101ALI20150521BHJP

【ＦＩ】

   E04D13/18ETD

   E04D13/00 J

   H02S20/23 B

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-4035(P2011-4035)

(22)【出願日】2011年1月12日

(65)【公開番号】特開2012-144903(P2012-144903A)

(43)【公開日】2012年8月2日

【審査請求日】2013年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175973

【氏名又は名称】三晃金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080090

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 邦男

(72)【発明者】

【氏名】三浦 和也

【審査官】 瓦井 秀憲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９３２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５９６０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−３１４９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９７８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４０４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３４４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０４６３９９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｄ １３／１８

Ｅ０４Ｄ １３／００

Ｈ０２Ｓ ２０／２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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する複数のベース具と、該ベース具上に載置固定する低受台座及び高受台座と、太陽光発電ユニットとからなり、前記ベース具は上面部の幅方向の両端から垂下状に側面部が折曲形成され、いずれか一方の側面部の下端からベース具の幅方向内方且つ上方に向かって係止片が形成されると共に他方の側面部には締付ボルトが具備され、前記係止片の先端と前記締付ボルトとで前記馳締部の首部を押圧する構成とし、前記ベース具と前記低受台座及び前記ベース具と前記高受台座とはボルト・ナットにて固着され、前記両低受台座と両高受台座とで傾斜面が形成された両低受台座と両高受台座に、前記太陽光発電ユニットが配置固着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。

【請求項2】

請求項１において、前記太陽光発電ユニットが複数設置され、それぞれの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と一致し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。

【請求項3】

折板屋根板材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する複数のベース具と、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た前記複数のベース具上に載置固定された少なくも２本の母屋状部材と、該母屋状部材上に載置固定する低受台座及び高受台座と、太陽光発電ユニットとからなり、前記ベース具は上面部の幅方向の両端から垂下状に側面部が折曲形成され、いずれか一方の側面部の下端からベース具の幅方向内方且つ上方に向かって係止片が形成されると共に他方の側面部には締付ボルトが具備され、前記係止片の先端と前記締付ボルトとで前記馳締部の首部を押圧する構成とし、前記低受台座と前記母屋状部材及び前記高受台座と前記母屋状部材とがボルト・ナットにて固着され、前記両低受台座と両高受台座とで傾斜面が形成された両低受台座と両高受台座に、前記太陽光発電ユニットが配置固着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。

【請求項4】

請求項３において、前記太陽光発電ユニットが複数設置され、それぞれの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。

【請求項5】

請求項１，２又は３の何れか１項において、前記太陽光発電ユニットの下面には取付材が固着され、該取付材が前記低受台座と高受台座の頂部に固着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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−１５５０４０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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する複数のベース具と、該ベース具上に載置固定する低受台座及び高受台座と、太陽光発電ユニットとからなり、前記ベース具は上面部の幅方向の両端から垂下状に側面部が折曲形成され、いずれか一方の側面部の下端からベース具の幅方向内方且つ上方に向かって係止片が形成されると共に他方の側面部には締付ボルトが具備され、前記係止片の先端と前記締付ボルトとで前記馳締部の首部を押圧する構成とし、前記ベース具と前記低受台座及び前記ベース具と前記高受台座とはボルト・ナットにて固着され、前記両低受台座と両高受台座とで傾斜面が形成された両低受台座と両高受台座に、前記太陽光発電ユニットが配置固着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。

【0006】

請求項２の発明を、請求項１において、前記太陽光発電ユニットが複数設置され、それぞれの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と一致し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。

【0007】

請求項３の発明を、折板屋根板材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する複数のベース具と、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た前記複数のベース具上に載置固定された少なくも２本の母屋状部材と、該母屋状部材上に載置固定する低受台座及び高受台座と、太陽光発電ユニットとからなり、前記ベース具は上面部の幅方向の両端から垂下状に側面部が折曲形成され、いずれか一方の側面部の下端からベース具の幅方向内方且つ上方に向かって係止片が形成されると共に他方の側面部には締付ボルトが具備され、前記係止片の先端と前記締付ボルトとで前記馳締部の首部を押圧する構成とし、前記低受台座と前記母屋状部材及び前記高受台座と前記母屋状部材とがボルト・ナットにて固着され、前記両低受台座と両高受台座とで傾斜面が形成された両低受台座と両高受台座に、前記太陽光発電ユニットが配置固着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。

【0008】

請求項４の発明を、請求項３において、前記太陽光発電ユニットが複数設置され、それぞれの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。

【0009】

請求項５の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項において、前記太陽光発電ユニットの下面には取付材が固着され、該取付材が前記低受台座と高受台座の頂部に固着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。

【発明の効果】

【0010】

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、低受台座及び高受台座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及び取付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、低受台座及び高受台座とを取付と、該低受台座及び高受台座と前記太陽光発電ユニットとの取付である。

【0011】

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脊置できる。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全部で４方向のいずれか最も好ましい方向に向けて設置することができ、地形，環境等の種々の条件に簡単に対応させることができる。請求項２の発明では、特に、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一致してなることで、一般に縦葺タイプの太陽光発電ユニット取付ができる。

【0012】

また、請求項３の発明では、母屋部材を介して、太陽光発電ユニットの取付であるため、構造が簡易ながら、強度ある取付施工できる最大の効果を奏する。また、請求項４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に対し直交する方向と設けられており、一般に横葺タイプの太陽光発電ユニット取付ができる。さらに、請求項５の発明では、前記太陽光発電ユニットの下面には取付材が固着されているため、その取付材と前記低受台座及び高受台座との取付が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（Ａ）は本発明の第１実施形態の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ1−Ｘ1矢視平面図、（Ｃ）は（Ａ）の要部拡大図である。

【図2】（Ａ）は本発明の第１実施形態の要部斜視図、（Ｂ）は（Ａ）から太陽光発電ユニットを除いた要部斜視図、（Ｃ）は太陽光発電ユニットを下面側から見た斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）のＹ１−Ｙ１矢視断面図である。

【図3】（Ａ）は本発明の第１実施形態において構成部材を分離した状態の正面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は高受台座及び低受台座の斜視図、（Ｄ）はベース具の斜視図、（Ｅ）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、（Ｆ）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、（Ｇ）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。

【図4】（Ａ）は本発明の第２実施形態における要部正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２矢視平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ２−Ｙ２矢視拡大断面図である。

【図5】（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斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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１、図２等に示すように、ベース具１と、低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂと、太陽光発電ユニットＡ等とから構成される。特に、前記太陽光発電ユニットＡは、太陽光発電パネル４と枠材５とが結合されたものである。

【0015】

前記ベース具１は、図２、図３に示すように、上面部１１と、側面部１２と、係止片１３と、締付ボルト１４から構成されている。前記上面部１１は、金属屋根Ｂの折板屋根板材７としての上片部７１，７１箇所に載置できるような長さに形成されている。前記上面部１１の幅方向の両端には、側面部１２，１２が略垂下状に折曲形成されている。

【0016】

いずれか一方の側面部１２の下端からベース具１の幅方向内方且つ上方に向かって係止片１３が形成されている。該係止片１３の先端は、ベース具１の幅方向の略中央箇所まで延在形成されている。前記上面部１１，両側面部１２，１２及び係止片１３は、金属薄板材にて一体形成されたものである。

【0017】

さらに、他方側の側面部１２には、螺子孔１２ａが形成され、該螺子孔１２ａには締付ボルト１４が装着されている〔図６（Ｂ）参照〕。該締付ボルト１４及び前記螺子孔１２ａは、ベース具１の長手方向（奥行方向）に、一般には、２箇所設けられている。１箇所のみにする場合もある。

【0018】

上面部１１及び両側面部１２，１２によって形成された断面は、略門形状に形成されている〔図６（Ａ）参照〕。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、上面部１１及び両側面部１２，１２によって、前記馳締部Ｊが包囲される構造となる〔図６（Ａ），（Ｅ）参照〕。また、前記係止片１３の先端は、馳締部Ｊの下馳首部５４ａと上馳首部５５ａからなる部位を押圧し、その反対側の面が締付ボルト１４の先端に押圧されるようになっている。

【0019】

また、前記低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂは、帯板材が側面から見て方形状に屈曲形成されており、その高さが低いのが前記低受台座３Ａであり、高さが高く形成されているのが高受台座３Ｂである。特に、平面的に見た形状は、前記低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂは同一である。具体的には、前記低受台座３Ａは、底部３１Ａ，両側部３２Ｂ，３２Ａ及び頂部３３Ａにて、前記高受台座３Ｂは、底部３１Ｂ，両側部３２Ｂ，３２Ｂ及び頂部３３Ｂにてそれぞれ構成されている。

【0020】

太陽光発電ユニットＡは、図１及び図８等に示すように、平板状の太陽光発電パネル４と枠体５とが結合されたものである。前記太陽光発電パネル４は、太陽光発電セル４１ａ，４１ａ，・・・が多数集合されて太陽光発電アレイ４１が構成され、該太陽光発電アレイ４１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４１ａが数ｃｍ平方であり、太陽光発電アレイ４１が約３０ｃｍ平方である。太陽光発電パネル４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。

【0021】

前記枠体５は、図７（Ａ）に示すように、上側枠フレーム５１と、下側枠フレーム５２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５１は、前記太陽光発電パネル４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コ字状の下側枠フレーム５２が設けられている。最下側の片は広幅片５２１として形成されている。前記枠体５の上側枠フレーム５１及び下側枠フレーム５２の断面はＥ字状をなしている。前記太陽光発電パネル４と前記枠体５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。

【0022】

符号６は、取付材であって、前記枠体５の下面に取付けられる部材であり、断面門形状をなしている。つまり、頂部６１及び両側部６２，６２とで門形をなし、この門形内に、前記低受台座３Ａの頂部３３Ａ箇所及び前記高受台座３Ｂの頂部３３Ｂ箇所がそれぞれ挿入するように構成されている。また、前記取付材６は、前記枠体５の対向辺間に跨るようにして下面にボルト・ナットなどにて取付けられている。

【0023】

金属屋根Ｂは、図４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。

【0024】

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〔図５（Ａ）〕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。前記下馳部７４及び上馳部７５からなる馳締部Ｊは、具体的には、図５（Ａ）に示すように、断面略「？」状をなしている。その他にも、断面略四角形状〔図５（Ｂ）参照〕、或いは、断面逆Ｌ形状〔図５（Ｃ）参照〕に形成されることもある

【0025】

下馳部７４及び上馳部７５の下部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。前記馳締部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。前記構造材８Ｂに受金具８Ａ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として形成される。

【0026】

次に、本発明の第１実施形態の施工手順について説明する。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。

【0027】

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（傾斜角θ）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。

【0028】

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、締付ボルト１４を締め付けると、締付ボルト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。

【0029】

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、馳締部Ｊの長手方向において適宜の間隔をおいて固着されている２つのベース具１，１上に載置され、前記低受台座３Ａ，３Ａがボルト・ナットにて固着されている。また、隣接する馳締部Ｊの長手方向にも、前記２つの低受台座３Ａ，３Ａに対応して前記高受台座３Ｂ，３Ｂがボルト・ナットにて固着され、４箇所にて適宜な傾斜面が形成される。

【0030】

そして、前記低受台座３Ａ，３Ａ及び前記高受台座３Ｂ，３Ｂ上に前記太陽光発電ユニットＡの取付材６，６が載置され、それぞれがボルト・ナットにて固着されて施工完了する。そのとき、前記太陽光発電ユニットＡの太陽光発電ユニットＡの太陽光発電パネル４の傾斜面となる傾斜する基本線としての基軸Ｐ〔図１（Ｂ）参照〕は、前記金属屋根Ｂの折板屋根板材７の長手方向と同一とな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。

【0031】

次に、本発明の第２実施形態について図４及び図５に基づいて説明する。特に、母屋状部材２が新規に設けられた構成である。つまり、主な構成は、図４及び図５に示すように、ベース具１と、母屋状部材２と、低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂと、太陽光発電ユニットＡと、金属屋根Ｂとから構成されている。前記ベース具１、低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂ、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。

【0032】

前記母屋状部材２は、断面ハット形をなし、門形部２１と、両側下端より外側に水平縁２２，２２が一体形成されて適宜の長さを有している。前記母屋状部材２は、前記金属屋根Ｂにおける隣接する複数の馳締部Ｊ，Ｊ，…上に固着されたベース具１上に取り付けられる。つまり、前記母屋状部材２は、前記金属屋根Ｂの折板屋根板材７の長手方向に直交するようにベース具１上に、少なくとも２本取り付けられる。

【0033】

前記母屋状部材２の１本目の上に載置されて、所定間隔をおいて、前記２つの低受台座３Ａ，３Ａがボルト・ナットにて固着される。そして、２本目の前記母屋状部材２上に載置されて、所定間隔をおいて、前記２つの前記高受台座３Ｂ，３Ｂがボルト・ナットにて固着される。４箇所にて適宜な傾斜面が形成される。

【0034】

同様に、前記低受台座３Ａ，３Ａ及び前記高受台座３Ｂ，３Ｂ上に前記太陽光発電ユニットＡの取付材６，６が載置され、それぞれがボルト・ナットにて固着されて施工完了する。今度は、前記太陽光発電ユニットＡの太陽光発電ユニットＡの太陽光発電パネル４の傾斜面となる傾斜する基本線としての基軸Ｐ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ように施工されている。これを太陽光発電ユニットＡの「横葺き」と称する。

【0035】

第１実施形態及び第２実施形態でも、主に、ベース具１、低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂとで、又は、ベース具１、母屋状部材２、低受台座３Ａ及び高受台座３Ｂとで、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。

【符号の説明】

【0036】

１…ベース具、２…母屋状部材、３Ａ…低受台座、３Ｂ…高受台座、
Ａ…太陽光発電ユニット、Ｂ…金属屋根、Ｊ…馳締部、７…折板屋根板材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】