JP5113859B2

JP5113859B2 - 固定部材

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Publication number: JP5113859B2
Application number: JP2010021476A
Authority: JP
Inventors: 修一小林
Original assignee: Yanegiken Co Ltd
Current assignee: Yanegiken Co Ltd
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: JP2011157761A; US8647009B2; EP2532801A4; KR20120120201A; WO2011096107A1; EP2532801A1; AU2010344759A1; AU2010344759B2; CN102725462A; US20120275844A1; CN102725462B

Description

本発明は、太陽電池モジュールを屋根上に設置する際に、太陽電池モジュールを支持する部材を屋根材に固定するために用いられる固定部材に関するものである。

建築物の屋根上に太陽電池モジュールを設置する場合、長尺状の桟材を屋根材に取り付けて井桁状に組み、この桟材を介して太陽電池モジュールを屋根材に固定することが一般的である。このようにすると、一方向に延びる桟材に対して、他方向に延びる桟材が交差する位置を調整することにより、太陽電池モジュールのサイズに合わせて桟材の間隔を調整できる利点がある。その反面で、桟材は長尺であるため、位置を調整する作業には多大な労力及び時間を要するという問題がある。加えて、井桁状に組むためには多くの桟材を必要とするため、部品点数が多く、コストが嵩むという問題もある。

一方、太陽電池モジュールを設置するための固定部材を屋根材へ直接取り付けようとすると、スレート等の屋根材には部材を取り付けられる位置に制約があるため、太陽電池モジュールの大きさと屋根材のピッチとの関係によっては、固定部材を取り付けるべき位置が、屋根材における取り付け不能位置と重なってしまい、固定部材を取り付けることができないことがあった。

ここで、屋根材に取り付けられる固定部材の太陽電池パネルに対する位置を、調整可能な太陽電池装置が提案されている（特許文献１参照）。これは、図１５に示すように、屋根材に取り付けられる固定部材２００に、ボルトの頭部２０３Ａを挿入させられる溝２０２が設けられていると共に、ボルトの軸部２０３Ｂを挿通させる貫通孔２１１を有する押さえ具２１０に、下方に向けて突出した係止部２１５が設けられているものである。

そして、太陽電池パネルを屋根に固定する際は、固定部材２００を屋根材に取り付け、ボルトの頭部２０３Ａを溝２０２内でスライドさせてから、ボルトの軸部２０３Ｂを貫通孔２１１に挿通し、太陽電池パネルの周縁に形成されているスライド溝（図示しない）に係止部２１５を係合させた状態の押さえ具２１０を、ナット２１７，１２８によって上下から締め付ける。これにより、太陽電池パネルは押さえ具２１０によって上方から押圧され、ボルト２０３を介して固定部材２００に支持され、更に固定部材２００を介して屋根材に固定される。

しかしながら、上記の固定部材２００は、固定部材の構造に対応して、太陽電池パネル側が特定の構造を備えていることを要件とするものであった。すなわち、固定部材２００では、係止部２１５と係合するスライド溝が、太陽電池パネルの周縁に形成されていることが必要である。そのため、太陽電池モジュール側に特定の構造を要求することなく、一般的な太陽電池モジュールに対して汎用的に使用できる固定部材が要請されていた。

加えて、固定部材２００では、溝２０２内をスライドするボルト２０３が、開端となっている溝２０２から外れることを防止するために、ボルト２０３がスライド可能な範囲を制限すべく、ボルトの軸部２０３Ｂを挿通する孔部２２１が穿設されたカバー部材２２０を、固定部材２００の上面を覆うように取り付けている。そのため、部品点数が多く、設置作業が煩雑であると共にコストが嵩むという問題があった。

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、屋根材の適切な位置に太陽電池モジュールを固定することができると共に、一般的な太陽電池モジュールに対して汎用的に用いることができ、且つ、少ない部品点数からなる固定部材の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明にかかる固定部材は、「屋根材に取り付けられる平板状のベース部と、該ベース部に立設された一対の天板支持部によって前記ベース部より高い位置に支持されている平板状の天板部と、該天板部を貫通し両端が閉端となった長孔部と、該長孔部を通過する大きさの軸部、及び、前記長孔部を通過しない大きさの頭部を備え、前記天板部より下方に前記頭部を位置させた状態で前記軸部を前記長孔部に挿通していると共に、太陽電池モジュールの支持部材に設けられた支持用孔部に前記軸部が挿通されるボルトと、該ボルトの前記頭部が通過する大きさで前記天板部を貫通し、前記長孔部の一端で前記長孔部と連通している頭部挿通孔と、前記長孔部の中心軸線を前記ベース部上に投影した線上に位置し、前記ベース部を貫通している固定用孔部とを具備する」ことを特徴とする。

本明細書及び特許請求の範囲における「上、下」は、本発明の固定部材において屋根材に取り付けられる側を「下」として記載している。

「屋根材」は、スレート系板、トタン板などの金属系板、木質板、樹脂系板に例示される屋根表面材、及び、野地板、垂木などの屋根構造材を指している。

「太陽電池モジュールの支持部材」としては、太陽電池モジュールにおいて太陽電池パネルの辺縁を支持している枠体を挟持しつつ載置する台状の支持部材、本発明の固定部材の天板部上に載置された太陽電池モジュールの枠体を、上方から天板部に向けて押圧する支持部材を例示することができる。

上記構成により、ベース部を屋根材に取り付け、長孔部に軸部を挿通した状態で倒立している頭部付きのボルトの軸部を、更に支持部材の支持用孔部に挿通した上でナットで締結することにより、固定部材を介して支持部材を屋根材に固定することができ、ひいては、支持部材に支持されている太陽電池モジュールを屋根材に固定することができる。その際、ボルトは長孔部に沿ってスライドさせることができるため、ベース部と支持部材とを相対的にスライドさせることができる。換言すれば、ベース部と支持部材とを、長孔部の長さ分だけ離隔接近させることができる。これにより、固定部材を屋根材の適切な位置に取り付けた上で、支持部材によってバランス良く太陽電池モジュールを支持させることができる。

ここで、ベース部には固定用孔部が穿設されているため、ここに挿通した釘やネジ釘等の締結部材によって、固定部材を屋根材に取り付けることができる。本発明では、固定用孔部が「長孔部の中心軸線を前記ベース部上に投影した仮想線上に位置する」、すなわち、長孔部の中心軸線の真下の仮想線上に固定用孔部が位置するため、支持部材が支持する荷重を、ボルトを介して固定部材が受ける部分と同軸上で、固定部材が屋根材に留め付けられることとなる。従って、固定部材を介して、太陽電池モジュールを安定的に屋根材に固定することができる。特に、固定用孔部が垂木などの構造材上に位置するように調整すれば、構造材によって固定部材が安定的に支持されると共に、固定部材及び支持部材を介した太陽電池モジュールの屋根材への設置強度を高めることができ、好適である。

また、長孔部は両端が閉端であるため、仮にボルトの締結にゆるみが生じたとしても、ボルトは長孔部の軒側の端部で自ずと止まる。すなわち、上記の特許文献１のカバー部材のような部材を別個に設けることなく、ボルトがスライドする範囲が制限されている。なお、ボルトの頭部は長孔部を通過しないが、頭部が通過できる大きさの頭部挿通孔が長孔部とつながっているため、倒立させたボルトの頭部を、頭部挿通孔を介して天板部より下方に位置させることができる。

更に、本発明の固定部材は、太陽電池モジュール側が特定の構造を備えていることを要さないため、一般的な太陽電池モジュールに対して汎用的に用いることができる。加えて、支持部材についても、支持用孔部が設けられていれば太陽電池モジュールを支持する具体的な構造は問わないため、種々のタイプの支持部材を用いて太陽電池モジュールを屋根材に固定することができる。

本発明にかかる固定部材は、上記構成に加え、「一対の前記天板支持部は、それぞれ前記ベース部の一対の辺から離れた位置で前記ベース部から立設されており、前記ベース部は、前記天板支持部と前記辺の間のベース側縁部を貫通している複数の補助固定用孔部、及び、前記ベース側縁部と前記天板支持部との境界に沿って形成された溝部とを備える」ものとすることができる。

上記のように、固定用孔部に挿通した締結部材によって固定部材を屋根材に留め付けることに加え、「補助固定用孔部」に挿通した締結部材によっても、固定部材を屋根材に留め付けることができる。従って、より強固に固定部材を屋根材に固定することができ、ひいては、太陽電池モジュールの屋根材への設置強度を高めることができる。

ここで、補助固定用孔部が設けられている「ベース側縁部」は、天板支持部より外側の部分であり天板部に覆われていないため、降雨により雨水がベース側縁部上を流下する。このとき、雨水は、ベース側縁部と天板支持部との境界に沿って形成された溝部に流れ込み易いため、補助固定用孔部を介して雨水が浸入するおそれを低減することができる。なお、締結部材を挿入した後の補助固定用孔部には、コーキング剤を充填することにより防水処理を施すことができる。

本発明にかかる固定部材は、上記構成において、「一対の前記天板支持部のそれぞれは、前記ベース部から上方に延びる立壁部、該立壁部の途中から前記天板部側に延出され前記天板部より低い高さに位置する平板状の段部、及び、該段部から上方に延び前記天板部に至る第二立壁部を備える」ものとすることができる。

上記構成により、天板部の両外側には、一段低いところに一対の段部が存在し、立壁部の段部より高い部分（以下、「立壁上部」と称する）、段部、及び第二立壁部によって、断面凹状の溝（以下、「凹状溝」と称する）が形成される。従って、太陽電池モジュールからの出力用電線や、テレビアンテナからのアンテナ線などの線材を、この凹状溝に収納することができ、太陽電池モジュールの下方の空間で屋根表面材上を引き回されるこれらの線材を、すっきりとまとめることができる。

本発明にかかる固定部材は、上記構成に加え、「前記立壁部は、前記天板部と同じ高さに至ると共に、上端から前記天板部側に延出された立壁部突片を備え、前記天板部は、前記第二立壁部との交差部より前記立壁部側に延出されて前記立壁部突片と対向している天板部突片を備える」ものとすることができる。

上記構成は、上記の凹状溝において、立壁部突片及び天板部突片が突出している分だけ、開口が狭くなっている構成である。従って、立壁部突片と天板部突片との間を通過する軸部と通過しない大きさの頭部を備える第二のボルトを用い、これを倒立させ、頭部が凹状溝内に位置した状態で軸部が立壁部突片と天板部突片との間を挿通するように配することができる。これにより、上記のボルトに加えて第二のボルトによって、支持部材を固定部材に対してより強固に連結することができ、ひいては、支持部材が支持する太陽電池モジュールを、固定部材でしっかりと支持して屋根材に固定することができる。

また、凹状溝の開口が狭くなっていることを利用し、市販のケーブルホルダーを用いて、ケーブルを支持させることができる。すなわち、市販のケーブルホルダーとして、樹脂などの弾性部材で形成され、ケーブルを保持するリング状またはＣ字状のケーブル保持部と、カギ爪状の係止爪を備えているものがある。そのようなケーブルホルダーの係止爪側を弾性変形させて凹状溝内に押し込めば、係止爪は戻り変形して立壁部突片及び天板部突片によって係止されるため、ケーブル保持部が立壁部突片及び天板部突片より上方に位置する状態で、ケーブルホルダーが固定される。これにより、ケーブル保持部に線材を挿通し、保持させることができる。

以上のように、本発明の効果として、屋根材の適切な位置に太陽電池モジュールを固定することができると共に、一般的な太陽電池モジュールに対して汎用的に用いることができ、且つ、少ない部品点数からなる固定部材を提供することができる。

本発明の第一実施形態の固定部材の（ａ）平面図、及び（ｂ）正面図である。図１におけるＸ−Ｘ線端面図である。図１の固定部材の斜視図である。図１の固定部材による太陽電池モジュールの屋根材への固定を例示する図である。図１の固定部材による太陽電池モジュールの屋根材への固定について、図４とは異なる例を示す図である。図１の固定部材への第二ボルトの取り付けを説明する図である。図１の固定部材へのケーブルホルダーの取り付けを説明する図である。本発明の第二実施形態の固定部材の正面図である。図８の固定部材の斜視図である。本発明の第三実施形態の固定部材の正面図である。図１０の固定部材の斜視図である。屋根材に取り付けられた固定部材の角度調整を説明する図である。他の実施形態の固定部材の正面図である。ベース部の外形の異なる他の実施形態の固定部材の平面図である。従来技術（特許文献１）を説明する図である。

以下、本発明の第一実施形態である固定部材１について、図１乃至図７を用いて説明する。

固定部材１は、屋根材に取り付けられる平板状のベース部１０と、ベース部１０に立設された一対の天板支持部２０によってベース部１０より高い位置に支持されている平板状の天板部４０と、天板部４０を貫通し両端が閉端となった長孔部４１と、長孔部４１を通過する大きさの軸部５２、及び、長孔部４１を通過しない大きさの頭部５１を備え、天板部４０より下方に頭部５１を位置させた状態で軸部５２を長孔部４１に挿通していると共に、太陽電池モジュールの支持部材に設けられた支持用孔部に軸部５２が挿通されるボルト５０と、ボルト５０の頭部５１が通過する大きさで天板部４０を貫通し、長孔部４１の一端で長孔部４１と連通している頭部挿通孔４２と、長孔部４１の中心軸線Ｎをベース部１０上に投影した線上に位置し、ベース部１０を貫通している固定用孔部１５とを具備している。

また、一対の天板支持部２０は、それぞれベース部１０の一対の長辺１９から離れた位置でベース部１０から立設されており、ベース部１０は、天板支持部２０と長辺１９の間のベース側縁部１１を貫通している複数の補助固定用孔部１６、及び、ベース側縁部１１と天板支持部２０との境界に沿って形成された溝部３０とを備えている。更に、一対の天板支持部２０のそれぞれは、ベース部１０から上方に延びる立壁部２１、立壁部２１の途中から天板部４０側に延出され天板部４０より低い高さに位置する平板状の段部２５、及び、段部２５から上方に延び天板部４０に至る第二立壁部２６を備えている。加えて、立壁部２１は、天板部４０と同じ高さに至ると共に、上端から天板部４０側に延出された立壁部突片２３を備え、天板部４０は、第二立壁部２６との交差部より立壁部２１側に延出されて立壁部突片２３と対向している天板部突片４３を備えている。

より詳細に説明すると、ベース部１０、天板部４０、段部２５は、何れも平面視が長方形の平板であり、天板部４０及び段部２５の長手方向の長さは、ともにベース部１０の長手方向の長さと等しい。また、立壁部２１及び第二立壁部２６は、ともにベース部１０に対して垂直に延びると共に、長手方向の長さがベース部１０の長手方向の長さと等しい長方形の平板である。そして、ベース部１０の中心点を通り長手方向に延びる仮想線を「ベース部中心線Ｍ」と称すると、一対の立壁部２１、一対の段部２５、及び一対の第二立壁部２６は、それぞれベース部中心線Ｍ対して線対称に設けられている。

天板部４０を貫通する長孔部４１は、天板部４０の長手方向（すなわち、ベース部１０の長手方向）に長く延びた孔部であり、天板部４０において、長手方向に直交する幅方向の中央に設けられている。従って、長孔部４１の中心軸線Ｎをベース部１０に投影した線は、本実施形態ではベース部中心線Ｍと一致する。そして、長孔部４１の両端のうち、固定部材１を屋根材に取り付けた際に棟側となる端部と連通するように、頭部挿通孔４２が設けられている。

ボルト５０は、頭部挿通孔４２より径の小さな円形の頭部５１付きのボルト５０であり、その軸部５２は、外周面にネジ溝が形成された円柱状のネジ軸部５２ｂと、頭部５１の付け根に形成された四角柱状の角柱軸部５２ａとからなる。そして、角柱軸部５２ａの幅は、長孔部４１の幅より僅かに小さい長さとされている。これにより、ボルト５０は、角柱軸部５２ａの外周面を長孔部４１の内周面に当接させながら、回転不能に、長孔部４１に沿ってスライドする。

固定用孔部１５は、ベース部１０においてベース部中心線Ｍ上に二つが設けられており、一つはベース部１０の軒側となる端辺の近傍に、もう一つは棟側となる端辺の近傍に設けられている。ここで、ベース部１０においてベース部中心線Ｍに近い領域は、天板部４０によって覆われているため、この領域に設けられた固定用孔部１５にネジ釘などの締結部材７１を挿通する作業の便宜のために、天板部４０に孔部が設けられている。すなわち、軒側の固定用孔部１５の上方となる位置の天板部４０に、締結部材７１の頭部５１を挿通させるのに十分な大きさの作業用孔部４７が、貫通して設けられている。この作業用孔部４７は、長孔部４１とは連通しないように、長孔部４１の軒側の端部とは離隔して設けられる。

一方、棟側の固定用孔部１５は、頭部挿通孔４２の下方となる位置でベース部１０に設けられることにより、頭部挿通孔４２が作業用の孔部を兼ねることができる。

なお、ベース部１０の上面における固定用孔部１５の開口縁１５ｓは、ベース部１０おける他の位置の上面１０ｓより、高い位置となっている（図１（ｂ）参照）。

また、本実施形態では、一対の第二立壁部２６の下端を連結する連結部６０が設けられている。この連結部６０は、長孔部４１、頭部挿通孔４２、及び作業用孔部４７が穿設されることによって、強度が低下しやすい天板部４０の剛性を担保するものである。加えて、連結部６０によって、倒立したボルト５０が軸部５２を長孔部４１に挿通させた状態が保持される。すなわち、連結部６０の上面と天板部４０の底面との間の距離は、ボルト５０の頭部５１を連結部６０に載置した状態で、角柱軸部５２ａの外周面が長孔部４１の内周面と当接する長さに設定される。なお、連結部６０には、作業用孔部４７の下方となる位置に第二作業用孔部６７が貫通して設けられている（図３参照）。

上記構成の固定部材１は、ボルト５０を除き、アルミ合金等の金属製の押出型材を所定長さに切断し、長孔部４１、頭部挿通孔４２、固定用孔部１５、補助固定用孔部１６、作業用孔部４７、及び、第二作業用孔部６７を穿設することにより製造することができる。或いは、鋳造や、合成樹脂を用いた射出成型によって形成することができる。ここで、合成樹脂を用いる場合は、耐候性に優れるコーティング剤で被覆することにより、固定部材１の耐候性を高めることができる。また、繊維強化プラスチックを用いれば、耐候性に優れると共に高強度の固定部材１を製造することが可能である。

次に、支持部材の具体例を挙げ、支持部材及び固定部材１を介した太陽電池モジュールの屋根材への固定について説明する。まず、太陽電池モジュールの枠体を上方から押圧するタイプの支持部材８０を用いる場合について、図４を用いて説明する。ここで、太陽電池モジュール１３０は、複数の太陽電池セルを有し平面視が長方形で平板状の太陽電池パネル１３２と、太陽電池パネル１３２の外周辺を支持する枠体１３１とを備えており、太陽電池パネル１３２の底面には出力用電線（図示しない）が接続されている。

支持部材８０は、押圧部材８１とスペーサ部材８２とを備えている。ここで、押圧部材８１は、平板状の基板部８１ａと、基板部８１ａの両端から上方へ延出した一対の立板部８１ｂと、立板部８１ｂの上端から互いに離反する方向に基板部８１ａと平行に延びる当接部８１ｃと、基板部８１ａの中央を貫通し固定部材１のボルト５０の軸部５２を挿通させる第一支持用孔部８１ｈとを備えている。また、スペーサ部材８２は、一対の立板部８１ｂの内側面間の距離より僅かに長い幅の平板状の基部８２ａと、基部８２ａの両端から上方に延出した一対の側部８２ｂと、基部８２ａの中央を貫通し、固定部材１のボルト５０の軸部５２を挿通させる第二支持用孔部８２ｈとを備えている。ここで、押圧部材８１の「第一支持用孔部８１ｈ」及びスペーサ部材８２の「第二支持用孔部８２ｈ」が、本発明の「支持用孔部」に相当する。

なお、押圧部材８１及びスペーサ部材８２は、共に単一断面の長尺部材を所定長さに切断して得ることができ、それぞれの長さは、例えば、固定部材１のベース部１０の幅の約２倍とすることができる。

このような構成の支持部材８０を用いることにより、太陽電池モジュール１３０は固定部材１によって次のように屋根材Ｒに固定される。なお、以下は、太陽電池モジュール１３０が支持部材８０及び固定部材１を介して屋根材Ｒに固定される構造及び原理を説明するものであり、施工手順を説明するものではない。まず、固定部材１は、屋根材Ｒにおいて適切な位置に取り付けられる。例えば、屋根材Ｒがスレート板の場合、それぞれのスレート板の軒側端辺から７０ｍｍ以内、及び、隣接して敷設されるスレート板との境界から５０ｍｍ以内には、部材を取り付けることができない等の制限がある。また、ベース部１０の固定用孔部１５に挿通する締結部材７１は、スレート板などの屋根表面材や野地板を貫通して垂木に留め付けることができれば、より望ましい。このような観点から固定部材１の配置を決定し、固定用孔部１５に挿通した締結部材７１、及び、必要に応じて補助固定用孔部１６に挿通した締結部材７１によって、ベース部１０が屋根材Ｒに留め付けられる。このとき、固定部材１が取り付けられる向きは、ベース部１０の長手方向が屋根の流れ方向と一致すると共に、頭部挿通孔４２が設けられている側が棟側となる向きとする。

一方、太陽電池モジュール１３０は、隣接する枠体１３１間にスペーサ部材８２が介在する状態で、固定部材１の天板部４０の上に載置される。このとき、隣接する枠体１３１間には、当接部８１ｃの下面と枠体１３１の上面とが当接する状態で、押圧部材８１が嵌め込まれる。そして、ボルト５０の軸部５２を、スペーサ部材８２の第二支持用孔部８２ｈ、及び、押圧部材８１の第一支持用孔部８１ｈに挿通し、ボルト５０を長孔部４１に沿ってスライドさせることにより、上記のようにベース部１０を屋根材Ｒにおける適切な位置に取り付けた上で、支持部材８０を枠体１３１に対してスライドさせ、枠体１３１に対する支持部材８０の位置を適切な位置に調整することができる。例えば、一枚の太陽電池モジュール１３０を複数の支持部材８０で支持する場合、支持部材８０の位置関係を、太陽電池モジュール１３０をバランスよく支持できるように調整することができる。そして、ボルト５０をナット５５で締結することにより、枠体１３１は押圧部材８１によって固定部材１の天板部４０に対して押圧されるため、固定部材１を介して太陽電池モジュール１３０を屋根材Ｒに固定することができる。

なお、押圧部材８１の一対の立板部８１ｂ間にカバー部材８３を嵌合させれば、ボルト５０の軸部５２を挿通させている第一支持用孔部８１ｈ及び第二支持用孔部８２ｈの上方がカバー部材８３で被覆されるため、孔部を介した雨水の浸入を防止することができる。また、太陽電池モジュール１３０を屋根上に設置する範囲における軒側の端部または棟側の端部においては、支持部材８０は軒カバーまたは棟カバーと太陽電池モジュール１３０との間に配される（図４では、棟カバー１３４を例示している）。

支持部材の別の例として、太陽電池モジュールの枠体を挟持しつつ載置する台状の支持部材９０を用いる場合について、図５を用いて説明する。支持部材９０は、箱状の基台部９１と、基台部９１の上面の端辺近くから上方に立ち上がった立設部９２と、立設部９２の上端から両側に基台部９１の上面と平行に延びる阻止部９３とを主に備えている。また、基台部９１は、太陽電池モジュールの枠体を載置する載置部９５と、固定部材１に取り付けられる取付部９６を備えており、取付部９６には固定部材１のボルト５０の軸部５２を挿通させる支持用孔部９６ｈが貫通して穿設されている。更に、載置部９５には、支持用孔部９６ｈと同軸に、ボルト５０にナット５５を締結するための作業用孔部９５ｈが設けられている。

上記のような構成により、太陽電池モジュールの枠体の端辺を立設部９２に当接させると共に、阻止部９３と載置部９５との間に枠体を挟持しつつ、載置部９５に枠体を載置させることにより、支持部材９０によって太陽電池モジュールを支持することができる。そして、ボルト５０の軸部５２を支持部材９０の支持用孔部９６ｈに挿通し、ボルト５０を長孔部４１に沿ってスライドさせることにより、上記のようにベース部１０を屋根材における適切な位置に取り付けた上で、枠体に対する支持部材９０の位置を適切な位置に調整することができる。

なお、本実施形態の固定部材１は、上記構成の支持部材８０，９０に限らず、ボルト５０の軸部５２を挿通できる支持用孔部を備えていれば、太陽電池モジュールを支持する具体的な構成を問わず、種々の支持部材を用いて太陽電池モジュールを屋根材に固定することが可能である。

また、本実施形態の固定部材１は、立壁部２１において段部２５より高い部分である立壁上部２２、段部２５、及び、第二立壁部２６によって形成されて長手方向に延びる凹状溝２７を備えており、凹状溝２７は突出している立壁部突片２３及び天板部突片４３によって開口が狭められている。これにより、図６に示すように、立壁部突片２３と天板部突片４３との間を通過する軸部７２ｂと通過しない大きさの頭部７２ａを備える第二ボルト７２を用いて、支持部材と固定部材１とをより強固に連結することができ、ひいては、太陽電池モジュールを固定部材１でしっかりと支持して屋根材に固定することができる。

また、図７に示すように、凹状溝２７にケーブルホルダー７５を取り付けることもできる。ここで、ケーブルホルダー７５は、弾性を有する樹脂製であり、Ｃ字状のケーブル保持部７５ａと、カギ爪状の係止爪７５ｂを備えている。このような構成により、係止爪７５ｂ側を弾性変形させて凹状溝２７内に押し込めば、係止爪７５ｂは戻り変形して立壁部突片２３及び天板部突片４３によって係止されるため、ケーブル保持部７５ａが立壁部突片２３及び天板部突片４３より上方に位置する状態でケーブルホルダー７５が固定される。従って、太陽電池モジュールの底面に接続された出力用電線などのケーブルを、ケーブル保持部７５ａに保持させ、すっきりとまとめることができる。

ここで、屋根材に取り付けられる固定部材１の角度の調整について、図１２を用いて説明する。ここでは、野地板Ｇの上にスレート板等の板材ｒｆが敷設された屋根材に、固定部材１が取り付けられる場合を例示する。一部を重ね合わせて敷設される板材ｒｆの境界上にかかるように固定部材１が取り付けられる際、１２（ａ）に示すように、板材ｒｆと等しい厚さのスペーサＳを、固定部材１の軒側の端部の底面に噛ませるのが一般的である。これにより、固定部材１の底面は最上面の板材ｒｆに対して平行となるが、野地板Ｇに対しては傾いた状態で取り付けられることになる。そのため、屋根の流れ方向において、異なる高さに取り付けられた複数の固定部材１によって太陽電池モジュールを支持させようとすると、太陽電池モジュールに対して曲げ応力が作用してしまう。

そこで、図１２（ｂ）に示すように、固定部材１の底面Ｂ１に、屋根の流れ方向に直交する方向に延びる窪みを設け、ここにブチルゴムなど、他の部材の形状に沿って変形し易い材料Ｓ２を配することにより、固定部材１の底面を野地板Ｇに対して平行にすることができる。或いは、図１２（ｃ）に示すように、固定部材１の底部Ｂ２に、野地板Ｇに対する板材ｒｆの傾きに対応させた傾斜を形成することによっても、固定部材１の底面を野地板Ｇに対して平行にすることができる。

また、図１２（ｄ），（ｅ）に示すように、上記のスペーサＳ（板材ｒｆと厚さが同一で軒側の端部に配される）に加え、野地板Ｇに対する板材ｒｆの傾斜に対応させて斜めに形成されたスペーサＳ３，Ｓ４を、固定部材１の底面と板材ｒｆとの間に噛ませることによっても、固定部材１の底面を野地板Ｇに対して平行にすることができる。

ここで、図１２（ｂ），（ｃ）のように、固定部材１自体の形状で傾斜を調整する場合は、固定部材１の製造に手間がかかりコストが嵩むという難点がある反面で、傾きが調整された状態が安定的に持続しやすいという利点がある。これに対し、図１２（ｄ），（ｅ）のように、スペーサＳ３，Ｓ４によって傾斜を調整する場合は、傾きが調整された状態を持続させるために、スペーサＳ３，Ｓ４として用いられる部材に耐候性が要求されるという問題がある反面で、固定部材１自体の形状を変化させる必要がないため、簡易かつ安価に調整を行うことができるという利点がある。

次に、第二実施形態の固定部材２について、図８及び図９を用いて説明する。ここで、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図で８及び図９は、ボルトを省略して図示している。

固定部材２は、屋根材に取り付けられる平板状のベース部１０と、ベース部１０に立設された一対の天板支持部２０によってベース部１０より高い位置に支持されている平板状の天板部４０と、天板部４０を貫通し両端が閉端となった長孔部４１と、長孔部４１を通過する大きさの軸部５２、及び、長孔部４１を通過しない大きさの頭部５１を備え、天板部４０より下方に頭部５１を位置させた状態で軸部５２を長孔部４１に挿通していると共に、太陽電池モジュールの支持部材に設けられた支持用孔部に軸部５２が挿通されるボルト５０と、ボルト５０の頭部５１が通過する大きさで天板部４０を貫通し、長孔部４１の一端で長孔部４１と連通している頭部挿通孔４２と、長孔部４１の中心軸線Ｎをベース部１０上に投影した線上に位置し、ベース部１０を貫通している固定用孔部１５とを具備している。また、一対の天板支持部２０は、それぞれベース部１０の一対の長辺１９から離れた位置でベース部１０から立設されており、ベース部１０は、天板支持部２０と長辺１９の間のベース側縁部１１を貫通している複数の補助固定用孔部１６、及び、ベース側縁部１１と天板支持部２０との境界に沿って形成された溝部３０とを備えている。更に、一対の天板支持部２０のそれぞれは、ベース部１０から上方に延びる立壁部２１、立壁部２１の途中から天板部４０側に延出され天板部４０より低い高さに位置する平板状の段部２５、及び、段部２５から上方に延び天板部４０に至る第二立壁部２６を備えている。

第二実施形態が第一実施形態と相違する点は、立壁部２１が立壁部突片２３を備えておらず、天板部４０も天板部突片４３を備えていない点である。従って、図８に例示するように、立壁上部２２、段部２５、及び、第二立壁部２６によって形成された凹状溝２７に、直接的にケーブル７３を収納することができる。なお、凹状溝２７に収納されたケーブル７３は、例えば、立壁部２１に貫通孔を設け、この貫通孔に通した針金や紐状の部材などで縛ることにより保持することができる。

次に、第三実施形態の固定部材３について、図１０及び図１１を用いて説明する。ここで、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図１０及び図１１では、ボルトを省略して図示している。

固定部材３は、屋根材に取り付けられる平板状のベース部１０と、ベース部１０に立設された一対の天板支持部２９によってベース部１０より高い位置に支持されている平板状の天板部４０と、天板部４０を貫通し両端が閉端となった長孔部４１と、長孔部４１を通過する大きさの軸部５２、及び、長孔部４１を通過しない大きさの頭部５１を備え、天板部４０より下方に頭部５１を位置させた状態で軸部５２を長孔部４１に挿通していると共に、太陽電池モジュールの支持部材に設けられた支持用孔部に軸部５２が挿通されるボルト５０と、ボルト５０の頭部５１が通過する大きさで天板部４０を貫通し、長孔部４１の一端で長孔部４１と連通している頭部挿通孔４２と、長孔部４１の中心軸線Ｎをベース部１０上に投影した線上に位置し、ベース部１０を貫通している固定用孔部１５とを具備している。また、一対の天板支持部２９は、それぞれベース部１０の一対の長辺１９から離れた位置でベース部１０から立設されており、ベース部１０は、天板支持部２９と長辺１９の間のベース側縁部１１を貫通している複数の補助固定用孔部１６、及び、ベース側縁部１１と天板支持部２９との境界に沿って形成された溝部３０とを備えている。

第三実施形態が第一実施形態及び第二実施形態と相違する点は、一対の天板支持部２９がベース部１０から垂直に立ち上がり、そのまま屈曲することなく天板部４０を支持している点である。また、連結部６１は上方に開口した断面コ字状であり、天板部４０の下方で、長孔部４１を挟み天板部４０の両側縁を架渡すように設けられている。従って、第一実施形態及び第二実施形態に比べると極めてシンプルな構成であり、太陽電池モジュールを屋根材に対して固定するための機能を確保しつつ、簡易かつ低廉に製造することができる。

以上のように、第一実施形態〜第三実施形態の固定部材１，２，３によれば、ベース部１０を屋根材に取り付け、ボルト５０の軸部５２を支持部材の支持用孔部に挿通した上でナット５５で留め付けることにより、固定部材１を介して支持部材を屋根材に固定することができ、ひいては、太陽電池モジュールを屋根材に固定することができる。その際、ボルト５０は長孔部４１に沿ってスライドさせることができるため、屋根材に対する固定部材１の取り付け位置、及び、太陽電池モジュールに対する支持部材の取り付け位置を、ともに適切な位置に調整することができる。

また、固定用孔部１５がベース部中心線Ｍ上に設けられており、ベース部中心線Ｍは長孔部４１の中心軸線Ｎをベース部１０に投影した線と一致している。従って、固定部材１がボルト５０を介して支持部材の荷重を受ける部分と、同軸上で固定部材１が屋根材に留め付けられるため、太陽電池モジュールを安定的に屋根材に固定することができる。

更に、長孔部４１は両端が閉端であるため、長孔部４１の長手方向が屋根の流れ方向と一致するように固定部材１が屋根材に取り付けられる場合に、ボルト５０が軒側に外れて落ちるおそれがないものとなっている。

加えて、太陽電池モジュール側が特定の構造を備えていることを要さず、支持部材についても、支持用孔部が設けられていれば太陽電池モジュールを支持する具体的な構造は問わないため、固定部材１，２，３を一般的な太陽電池モジュール及び種々のタイプの支持部材に対して、広く適用することができる。

また、ベース側縁部１１と天板支持部２０との境界に沿って溝部３０が形成されているため、雨水は溝部３０に沿って流れやすく、補助固定用孔部１６を介して雨水が浸入することを抑制することができる。加えて、ベース部１０の上面における固定用孔部１５の開口縁１５ｓは、ベース部１０の他の部分の上面１０ｓより高く形成されているため、屋根材上を流下する雨水がベース部１０を流れることがあったとしても、固定用孔部１５を介して雨水が浸入することが抑制されている。

更に、連結部６０，６１を備えていることにより、長孔部４１や頭部挿通孔４２などが設けられた天板部４０の剛性が高められていると共に、極めて簡易な構成によって、倒立しているボルト５０の落下が防止され、ボルト５０が軸部５２を長孔部４１に挿通している状態が保持されている。

加えて、第一実施形態及び第二実施形態の固定部材１，２は、天板部４０の両側に一対の凹状溝２７を備えるため、出力用電線などのケーブル７３をここに保持させることができる。

更に、第一実施形態の固定部材１は、凹状溝２７の開口が狭められているため、これを利用し、支持部材と連結に使用するボルトの本数を増やし、支持部材と固定部材との連結をより強固にすることができる。或いは、凹状溝２７にケーブルホルダー７５を容易に取り付けることができるため、ここに出力用電線などのケーブル７３を保持することもできる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記では、天板部４０の剛性を高めると共に、ボルト５０が軸部５２を長孔部４１に挿通させた状態を保持する連結部６０，６１を備える場合を例示したが、図１３に示すように、ボルト５０の頭部５１が通過しない大きさの開口６２ｈが設けられた連結部６２を備える固定部材４とすることができる。このような構成としても、ボルト５０が軸部５２を長孔部４１に挿通させた状態を保持できると共に、開口６２ｈを設けたことにより、押出成型による固定部材（ボルトを除く）の製造が容易となる。

また、上記では、ベース部１０の外形が平面視で長方形の場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図１４に示すように、棟側となる端部が中央で突出した三角形状、または舳先のような形状とされたベース部１０ｂを備える固定部材５とすることができる。このようにすることにより、屋根表面材上を流下する雨水がベース部１０ｂ上に乗り上げにくいものとなり、固定用孔部１５や補助固定用孔部１６を介して雨水が浸入するおそれを、より低減することができる。

更に、上記では、ボルトとして、円形の頭部を有し、軸部の根本に四角柱状の角柱軸部を備えるものを使用する場合を例示したが、ボルトの種類はこれに限定されず、例えば、六角ボルトや六角穴付きボルトを使用することもできる。

１，２，３，４，５固定部材
１０ベース部
１１ベース側縁部
１５固定用孔部
１６補助固定用孔部
２０，２９天板支持部
２１立壁部（天板支持部）
２３立壁部突片
２５段部（天板支持部）
２６第二立壁部（天板支持部）
４０天板部
４１長孔部
４２頭部挿通孔
５０ボルト
５１頭部
５２軸部
８０，９０支持部材
８１ｈ第一支持用孔部（支持用孔部）
８２ｈ第二支持用孔部（支持用孔部）
９６ｈ支持用孔部
Ｎ長孔部の中心軸線

特開２００４−３２４１８１号公報

Claims

屋根材に取り付けられる平板状のベース部と、
該ベース部に立設された一対の天板支持部によって前記ベース部より高い位置に支持されている平板状の天板部と、
該天板部を貫通し両端が閉端となった長孔部と、
該長孔部を通過する大きさの軸部、及び、前記長孔部を通過しない大きさの頭部を備え、前記天板部より下方に前記頭部を位置させた状態で前記軸部を前記長孔部に挿通していると共に、太陽電池モジュールの支持部材に設けられた支持用孔部に前記軸部が挿通されるボルトと、
該ボルトの前記頭部が通過する大きさで前記天板部を貫通し、前記長孔部の一端で前記長孔部と連通している頭部挿通孔と、
前記長孔部の中心軸線を前記ベース部上に投影した線上に位置し、前記ベース部を貫通している固定用孔部と
を具備することを特徴とする固定部材。
一対の前記天板支持部は、それぞれ前記ベース部の一対の辺から離れた位置で前記ベース部から立設されており、
前記ベース部は、前記天板支持部と前記辺の間のベース側縁部を貫通している複数の補助固定用孔部、及び、前記ベース側縁部と前記天板支持部との境界に沿って形成された溝部とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の固定部材。
一対の前記天板支持部のそれぞれは、前記ベース部から上方に延びる立壁部、該立壁部の途中から前記天板部側に延出され前記天板部より低い高さに位置する平板状の段部、及び、該段部から上方に延び前記天板部に至る第二立壁部を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固定部材。
前記立壁部は、前記天板部と同じ高さに至ると共に、上端から前記天板部側に延出された立壁部突片を備え、
前記天板部は、前記第二立壁部との交差部より前記立壁部側に延出されて前記立壁部突片と対向している天板部突片を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の固定部材。