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技術 スレート屋根へのソーラーモジュール取付金具

出願人 JXTGエネルギー株式会社
発明者 西野圭太
出願日 2011年5月19日 (8年6ヶ月経過) 出願番号 2011-112234
公開日 2012年12月10日 (6年11ヶ月経過) 公開番号 2012-241410
状態 特許登録済
技術分野 屋根ふき・それに関連する装置または器具 塔;農工業用築物;大型貯蓄容器の建設
主要キーワード モジュール配列 横長配置 水切り効果 覆い板 ブチルゴムシート タッピンネジ 押し出し成形品 取付態様
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年12月10日)のものです。
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図面 (10)

課題

解決手段

取付金具10は、スレート上に載置され、水上側の一端部(差込み部11a)が当該スレートとその上側のスレートとの重なり部に差込まれた状態で、水下側ネジ又はクギによる固定部11bにて固定されるベース板11と、このベース板11から立上がるモジュール取付用上がり部13と、を含んで構成される。取付金具10は、更に、前記ベース板11から立上がり、前記固定部11bの水上側を覆う壁を形成する水切り用立上がり部14と、前記水切り用立上がり部14に連なって水下側へ延び、前記固定部11bを挟んでこれを底部とするシール剤充填用の溝を形成する一対のシール溝形成用立上がり部15、15と、を含んで構成される。

概要

背景

スレート屋根太陽電池モジュール集熱モジュールなどのパネル状のソーラーモジュール取付ける場合、スレート屋根上に取付金具を固定し、この取付金具にレール状の架台を取付け、この架台にソーラーモジュールを取付けるようにしている。

ソーラーモジュール取付金具は、スレート屋根上にネジクギを用いて固定される(詳しくは、スレートを介して野地板垂木に固定される)。そして、ネジ・クギのスレート貫通部からの水漏れを防止するため、取付金具とスレートとの接合面の縁部、及び、ネジ・クギの頭部の回りに、シール剤を塗布している。

また、特許文献1では、取付金具の水上側の上部(ネジやクギの頭部を含む)を覆う覆い板を設け、この覆い板の水上側の一端部を取付金具が載置されたスレートとその上側のスレートとの重なり部に差込むようにしている。

概要

スレート屋根へのソーラーモジュール(太陽電池モジュール及び/又は集熱モジュール)の取付時の防水性を向上させる。取付金具10は、スレート上に載置され、水上側の一端部(差込み部11a)が当該スレートとその上側のスレートとの重なり部に差込まれた状態で、水下側のネジ又はクギによる固定部11bにて固定されるベース板11と、このベース板11から立上がるモジュール取付用上がり部13と、を含んで構成される。取付金具10は、更に、前記ベース板11から立上がり、前記固定部11bの水上側を覆う壁を形成する水切り用立上がり部14と、前記水切り用立上がり部14に連なって水下側へ延び、前記固定部11bを挟んでこれを底部とするシール剤充填用の溝を形成する一対のシール溝形成用立上がり部15、15と、を含んで構成される。

目的

本発明は、このような実状に鑑み、スレート屋根にネジやクギを用いて固定しても高い防水性を発揮できるソーラーモジュール取付金具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

スレート屋根ソーラーモジュール取付けるために、スレート屋根上に固定される取付金具であって、スレート上に載置され、水上側の一端部が当該スレートとその上側のスレートとの重なり部に差込まれた状態で、水下側の固定部にて当該スレート上に固定されるベース板と、前記ベース板から立上がるソーラーモジュール取付用上がり部と、前記ベース板から立上がり、前記固定部の水上側を覆う壁を形成する水切り用立上がり部と、前記ベース板から立上がり、前記水切り用立上がり部に連なって水下側へ延び、前記固定部を挟んで前記固定部を底部とするシール剤充填用の溝を形成する一対のシール溝形成用立上がり部と、を含んで構成される、スレート屋根へのソーラーモジュール取付金具

請求項2

前記壁は、その延在方向中間部が水上側に凸をなすことを特徴とする、請求項1記載のスレート屋根へのソーラーモジュール取付金具。

請求項3

前記取付金具は、前記ベース板と、前記ソーラーモジュール取付用立上がり部と、前記水切り用立上がり部と、前記シール溝形成用立上がり部と、を含んで構成される、取付金具本体、及び、前記水切り用立上がり部と前記シール溝形成用立上がり部とにより区画されるシール溝の上部を覆う蓋部材、を含んで構成されることを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のスレート屋根へのソーラーモジュール取付金具。

技術分野

0001

本発明は、屋根ソーラーモジュール太陽電池モジュール及び/又は集熱モジュール)を取付けるためのソーラーモジュール取付金具に関し、特にスレート屋根へのソーラーモジュール取付金具に関する。

背景技術

0002

スレート屋根に太陽電池モジュールや集熱モジュールなどのパネル状のソーラーモジュールを取付ける場合、スレート屋根上に取付金具を固定し、この取付金具にレール状の架台を取付け、この架台にソーラーモジュールを取付けるようにしている。

0003

ソーラーモジュール取付金具は、スレート屋根上にネジクギを用いて固定される(詳しくは、スレートを介して野地板垂木に固定される)。そして、ネジ・クギのスレート貫通部からの水漏れを防止するため、取付金具とスレートとの接合面の縁部、及び、ネジ・クギの頭部の回りに、シール剤を塗布している。

0004

また、特許文献1では、取付金具の水上側の上部(ネジやクギの頭部を含む)を覆う覆い板を設け、この覆い板の水上側の一端部を取付金具が載置されたスレートとその上側のスレートとの重なり部に差込むようにしている。

先行技術

0005

特開平09−184264号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来の一般的な防水処理は、耐用年数が短く、構造的にシール剤を長期にわたって保持することが困難である。
また、特許文献1のように、スレートの重なり部に差込んだ覆い板を用いて防水性を得る手法は、よい発想ではあるが、覆い板が取付金具とは別体であるため、覆い板の固定が不十分となり、覆い板の固定のために別のネジ等を使用すると、そのネジ等からの防水対策が必要となってしまう。

0007

本発明は、このような実状に鑑み、スレート屋根にネジやクギを用いて固定しても高い防水性を発揮できるソーラーモジュール取付金具を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

上記の課題を解決するために、本発明に係るソーラーモジュール取付金具は、スレート上に載置され、水上側の一端部が当該スレートとその上側のスレートとの重なり部に差込まれた状態で、水下側の固定部にて当該スレート上に固定されるベース板と、前記ベース板から立上がるソーラーモジュール取付用上がり部と、前記ベース板から立上がり、前記固定部の水上側を覆う壁を形成する水切り用立上がり部と、前記ベース板から立上がり、前記水切り用立上がり部に連なって水下側へ延び、前記固定部を挟んで前記固定部を底部とするシール剤充填用の溝を形成する一対のシール溝形成用立上がり部と、を含んで構成される。

発明の効果

0009

本発明によれば、スレートの重なり部に差込まれるベース板により、取付金具の水上側から取付金具の下面側に雨水が潜り込むのを防止できる。
また、水切り用立上がり部(壁)により、ベース板上を流れる雨水が固定部に向かうのを阻止することができ、防水性を向上させることができる。

0010

また、シール溝形成用立上がり部(シール溝)により、固定部を防水するシール剤を多量に保持できると共に、確実な施工が期待でき、防水性を更に向上させることができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の一実施形態を示すソーラーシステムの平面図
取付金具の斜視図
取付金具のスレート屋根への取付状態を示す平面図
取付金具のスレート屋根への取付状態を示す正面図
取付金具のスレート屋根への取付状態を示す側面図
蓋部材の平面図及び側面図
取付金具の蓋部材装着状態の平面図
取付金具による架台及びソーラーモジュールの取付状態を示す正面図
図8のA−A断面図

実施例

0012

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すソーラーシステム(モジュール配列)の平面図である。

0013

本実施形態でのソーラーシステムは、ソーラーモジュールとして太陽電池モジュールを使用した発電ステムであり、屋根上に複数の長方形燃料電池モジュール1をマトリクス状に配置して構成される。

0014

特にこの例では、長方形の太陽電池モジュール1を、その短辺を屋根の傾斜方向(水下側−水上側)にして、横長に配置し、縦横にマトリクス状(図では縦4×横4)に並べて配置してある。

0015

太陽電池モジュール1は、金属(例えばアルミ)製の矩形フレーム2と、該フレーム2内の上部に嵌め込まれたPVパネル3とを含んで構成される。PVパネル3は、透明な強化ガラス(詳しくは2層のガラス板間)に太陽電池セルをマトリクス状に取付けたもので、太陽光を受けて発電する。

0016

スレート屋根への太陽電池モジュール1の取付けに際しては、スレート屋根上に取付金具10を固定し、この取付金具10にレール状の架台30を取付け、この架台30に太陽電池モジュール1を取付ける。

0017

ここで、架台30は、屋根の傾斜方向(水上側−水下側)と直交する横方向に適当な間隔をあけて複数設け、それぞれを屋根の傾斜方向に延在させる。
そして、隣合う一対の架台30、30の上に縦方向の複数(図では4枚)の太陽電池モジュール1を支持させ、各架台30の延在方向における太陽電池モジュール1、1間の固定部Xにて太陽電池モジュール1のフレーム2を固定する。

0018

従って、取付金具10は、スレート屋根上における各架台30の予想される延在方向線上の適当位置(例えば3箇所)に固定し、例えば3個の取付金具10で1本の架台30を支持する。

0019

次に、取付金具10について、図2図5により説明する。
図2は取付金具(取付金具本体)の斜視図、図3は取付金具のスレート屋根への取付状態を示す平面図、図4は取付金具のスレート屋根への取付状態を示す正面図、図5は取付金具のスレート屋根への取付状態を示す側面図である。

0020

取付金具10の説明に先立って、スレート屋根について、図4及び図5により説明する。スレートは、屋根の傾斜方向に延在する垂木Tに支持される野地板N上にルーフィング防水シート)Rを介して配置され、また、個々のスレートS1、S2、S3、・・・は、屋根の傾斜方向に例えば1/3ずつずらして配置される。

0021

取付金具(本体)10は、例えばガルバリウム鋼板製で、ベース板11を含んで構成される。ベース板11は、スレートS3上(詳しくは、屋根の傾斜方向に例えば1/3ずつずらして配置される3枚重ねのスレートS1〜S3上)に載置され、水上側の一端部(差込み部)11aが当該スレートS3とその上側のスレートS4との重なり部に差込まれた状態で、水下側の固定部11bにて当該スレートS3上に固定される。ここでの固定部11bは、ネジ(ビス)又はクギによる固定部で、板面にネジ又はクギの挿通孔、この例では、縦3×横2個の挿通孔を形成してなる。

0022

ベース板11の下面には、スレートS3との密着性を高めるため、ブチルゴムシートなどの粘着シート12を貼り付けるが、本実施形態では、ベース板11の差込み部11aとそれ以外の部分との間に、粘着シート12の厚さ分の段差11cを設けて、差込み部以外の部分にのみ粘着シート12を貼り付けている。これは、差込み部11aの下面に粘着シートを貼ると、差込み時に粘着シートがしごかれて剥離してしまうのを防止するためである。従って、このような剥離の恐れがない場合は、段差を設けず、ベース板11の下面全体に粘着シート12を貼り付けるようにしてもよい。

0023

取付金具(本体)10はまた、ベース板11から立上がる一対のモジュール(架台)取付用立上がり部13、13を含んで構成される。この例では、モジュール取付用立上がり部13はベース板11上に板材下端部を溶接により固着して形成してなる。

0024

モジュール取付用立上がり部13は、これに架台30をボルト35とタッピンネジ36とで固定するものであり(図8参照)、ボルト挿通孔13aとネジ挿通孔13bとを有している。また、架台30の取付高さを調整可能とするため、ボルト挿通孔13aは長孔とし、ネジ挿通孔13bは選択可能に2個設けている。

0025

取付金具(本体)10はまた、ベース板11から立上がり、ネジ又はクギによる固定部11bの水上側を覆う壁を形成する水切り用立上がり部14を含んで構成される。この例では、水切り用立上がり部14もベース板11上に板材の下端部を溶接により固着して形成してなる。

0026

水切り用立上がり部14は、その延在方向中間部(取付金具10の幅方向中央部)が水上側に凸をなすように、く字状に形成されている。尚、水上側に凸であれば、円弧状であってもよい。

0027

取付金具(本体)10はまた、ベース板11から立上がり、前記水切り用立上がり部14に連なって水下側へ延び、ネジ又はクギによる固定部11bを挟んで、当該固定部11bを底部とするシール剤充填用の溝(シール溝)を形成する一対のシール溝形成用立上がり部15、15を含んで構成される。この例では、シール溝形成用立上がり部15もベース板11上に板材の下端部を溶接により固着して形成してなる。

0028

また、本実施形態では、一対のシール溝形成用立上がり部15、15の間で、かつ固定部11bをなす挿通孔の縦列と縦列との間の、ベース板11上に、断面コ字状に屈曲させたチャンネル材16を開放側を下にして溶接してなる。

0029

従って、本実施形態では、左側のシール溝形成用立上がり部15とチャンネル材16との間に、左側の固定部を底部とするシール溝17Aが形成され、右側のシール溝形成用立上がり部15とチャンネル材16との間に、右側の固定部を底部とするシール溝17Bが形成される。

0030

次に、スレート屋根への取付金具10の取付けについて説明する。
スレートS3上に取付金具10のベース板11を載置し、水上側の一端部(差込み部)11aを当該スレートS3とその上のスレートS4との重なり部に差込むと共に、ベース板11の下面を粘着シート12を介してスレートS3上に密着させる。

0031

そして、ベース板11の固定部11b(以下ではネジによる固定部とする)の挿通孔に例えばSUS製のネジ18を差込み、このネジ18により、ベース板11をスレートS3上に固定する。詳しくは、図4又は図5に示されるように、3枚重ねのスレートS1〜S3及びルーフィングRを介して、野地板N、又は更に下の垂木Tに固定する。

0032

ネジ18による固定後、ネジ18の頭部はシール溝17A、17Bの底部に露出しているので、シール溝17A、17Bにシリコン系のシール剤19を充填して固化させる。尚、図示は省略したが、取付金具10のベース板11とスレートS3との接合面の縁部の回りにもシール剤を塗布する。

0033

このような構造であれば、次のような効果が得られる。
(1)スレートの重なり部に差込まれるベース板11(差込み部11a)により、取付金具10の水上側から取付金具の下面側に雨水が潜り込むのを防止できる。
(2)水切り用立上がり部(壁)14により、ベース板11上を流れる雨水が固定部11bに向かうのを阻止することができ、防水性を向上させることができる。
(3)シール溝形成用立上がり部(シール溝)15により、固定部11bを防水するシール剤19を多量に保持できると共に、確実な施工が期待でき、防水性を更に向上させることができる。
また、水切り用立上がり部14により形成される壁が、その延在方向中間部が水上側に凸をなすことにより、水切り効果をより一層高めることができる。

0034

本実施形態ではまた、取付金具(本体)10の防水性を一層高めるために、蓋部材20が用意される。
図6(a)、(b)は蓋部材の平面図及び側面図、図7は取付金具の蓋部材装着状態の平面図である。

0035

蓋部材20は、水切り用立上がり部14に係止されて、水切り用立上がり部14より水下側の上部を覆うものであり、水切り用立上がり部14の形状に沿うく字状の前縁部20aと、この前縁部20bから水下側へ延在する上蓋部20bとを含んで構成される。そして、前縁部20bの内面には、水切り用立上がり部14との密着性を高めるためにブチルゴムシートなどの粘着シート21が貼り付けられている。また、上蓋部20bの中央には、上蓋部20bをチャンネル材16の上面に固定するためのネジ挿通孔20cが形成されている。

0036

尚、蓋部材20は、少なくとも、水切り用立上がり部14とシール溝形成用立上がり部15、15(及びチャンネル材16)とにより区画されるシール溝17A、17Bの上部を覆うように形成されていればよい。

0037

従って、取付金具10に対し、図3の状態(シール剤充填状態)から蓋部材20を被せて、タッピンネジ22でネジ止めすることにより、シール溝17A、17B内のシール剤に雨水等が直接かかるのを防止でき、防水性をより一層高めることができる。

0038

すなわち、取付金具10が、ベース板11と、モジュール取付用立上がり部13と、水切り用立上がり部14と、シール溝形成用立上がり部15と、を含んで構成される、取付金具本体(10)、及び、前記水切り用立上がり部14と前記シール溝形成用立上がり部15とにより区画されるシール溝の上部を覆う蓋部材20、を含んで構成されるようにすることで、防水性をより一層高めることができる。

0039

次に、本実施形態での、取付金具10への架台30の取付構造について、図8により説明する。
図8は取付金具10による架台30及び燃料電池モジュール1の取付状態を示す正面図である。

0040

架台30は、矩形断面のアルミの押し出し成形品で、両側面部にナット31をスライド自在で回転不能に収納可能なレール溝32が形成されると共に、上面部にボルト33の頭部をスライド自在で回転不能に収納可能なレール溝34が形成されている。

0041

従って、取付金具10の一対のモジュール取付用立上がり部13、13間に架台30を位置させ、ボルト35を取付用立上がり部13のボルト挿通孔13a(図5)に通してレール溝32にセットされたナット31に螺合することにより、取付金具10に架台30を固定できる。ここで、ボルト挿通孔13aは長孔であるので、架台30の上下位置を調整可能であり、調整後に、取付金具10の2個のネジ挿通孔13b(図5)のいずれか一方にタッピンネジ36を挿入し、このタッピンネジ36を架台30にネジ止めして固定する。

0042

次に、本実施形態での、架台30への太陽電池モジュール1の取付構造について、図8及び図9により説明する。図9図8のA−A断面図である。
ソーラーモジュール1のフレーム2の両側面(長辺側)の最下部にはL字状の押さえ部2aが突出形成されている。

0043

架台30の上面部のレール溝34にセットされたボルト33は、その中間部にてナット37により固定する。そして、ボルト33の先端側には、下向きコ字状押さえ金具38の中央孔部を挿通し、この押さえ金具38の下向きの両端をフレーム2の押さえ部2aに相対させてある。従って、押さえ金具38の上からボルト33の先端部にナット39を螺合して締付けることで、押さえ金具38により、ソーラーモジュール1のフレーム2を押さえ固定可能である。

0044

尚、本実施形態では、水切り用立上がり部14とシール溝形成用立上がり部15、15とは、それぞれ別部材を溶接して、一体的に連ねているが、水切り用立上がり部14とシール溝形成用立上がり部15、15とを初めから一体に形成してもよく、これらにより、水上側と両側部とを壁とし、水下側を開放したシール溝が形成されるようにすればよい。

0045

また、本実施形態では、一対のシール溝形成用立上がり部15、15の間に更にチャンネル材16のような区画部材を設けているが、このような区画部材は、ベース板11の固定部11bでのネジ又はクギの使用本数及びこれらの配置に応じ、適宜選択して使用すればよい。

0046

また、取付金具10への太陽電池モジュール1の取付態様については、架台30を介しての取付態様や、太陽電池モジュール1の横長配置を含め、本実施形態は、一態様を示しているに過ぎず、どのような取付態様であってもよい。

0047

また、取付金具10を太陽電池モジュール1を取付けるために用いたが、集熱モジュールを固定するために用いてもよい。集熱モジュールは、金属(例えばアルミ)製の矩形のフレームと、該フレーム内の上部に嵌め込まれた集熱パネルとを含んで構成される。集熱パネルは、太陽電池セルを取付けず、ガラス板のみとしたもので、太陽光を受けて内部の空気を効果的に加熱できる。また、太陽電池モジュールと集熱モジュールとを組み合わせて配置するハイブリッド方式のシステムに適用することも可能である。

0048

以上述べたように、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

0049

1太陽電池モジュール
2フレーム
2a押さえ部
3PVパネル
10取付金具
11ベース板
11a差込み部
11bネジ又はクギによる固定部(挿通孔)
11c段差
12粘着シート
13モジュール取付用立上がり部
13aボルト挿通孔
13bネジ挿通孔
14水切り用立上がり部
15シール溝形成用立上がり部
16チャンネル材
17A、17Bシール溝
18 ネジ
19シール剤
20蓋部材
20a前縁部
20b上蓋部
20c ネジ挿通孔
21 粘着シート
22タッピンネジ
30架台
31ナット
32レール溝
33ボルト
34 レール溝
35 ボルト
36 タッピンネジ
37 ナット
38押さえ金具
39 ナット
S1、S2、S3、S4スレート
Rルーフィング
N野地板
T垂木
X 固定部

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