JP2012144939A

JP2012144939A - 太陽電池モジュールの屋根取付構造

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Publication number: JP2012144939A
Application number: JP2011005590A
Authority: JP
Inventors: Koji Ohashi; 幸治大橋; Iwasaburo Nagase; 岩三郎永瀬
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: JP5588364B2

Abstract

【課題】太陽電池モジュールの屋根取付を、作業が容易で屋根に強固且つ確実に固定できるようにする。
【解決手段】屋根１３の母屋１４に平リブ３をネジ止めにより直接に固定して、該平リブ３に起立したボルト５にＣ字押え枠４の上面からのナット５１によって平リブ３にＣ字押え枠４を締着固定する。Ｃ字押え枠４の垂下片が、太陽電池モジュール２の端部に配置したＬ字固定片２１の底板を押付け、平リブ３とＣ字押え枠４間にＬ字固定片２１を挟持する。屋根１３の上面からの作業で取付けができ、太陽電池モジュール２は屋根１３に対して、平リブ３の厚さ１ｃｍ程度の狭小空隙を残す程度に近接して固定できるから、風圧の影響を回避できる。
【選択図】図４

Description

本発明は太陽電池モジュールを、例えば、カーポート等の屋外構築物の屋根面に設置するに用いる太陽電池モジュールの屋根取付構造に関する。

屋根に太陽電池モジュールを設置するについて、例えば、下記特許文献１は、上面に所定長さのスライド溝を透設して長手方向端部両側の固定片をネジによって固定して屋根に配置した断面下向きの各太陽電池モジュールに短尺４本のＣ字ベースと、該Ｃ字ベース長手方向に断面Ｓ字状をなしてその下位突片にボルト孔を透設したＳ字金具を備え、Ｃ字ベースの上記スライド溝を介して下面からＳ字金具のボルト孔に挿通したボルトにナットを締着することによって各Ｃ字ベースにＳ字金具をＣ字ベース長手方向スライド自在に固定し、該Ｓ字金具の上位突片で太陽電池モジュールの端部上面を下向きに押え支持することによって、該太陽電池モジュールを四隅のコーナー近傍で保持したものとされている。

特開２０１０−１６３７５０号公報

この場合、予め複数のＣ字ベースとＳ字金具を屋根に配置し、重量の嵩む太陽電池モジュールが屋根勾配によって滑り落ちないように仮支持し、該太陽電池モジュールの位置調整後にＳ字金具の上位突片により太陽電池モジュールの端部上面を押え支持するようにして、比較的簡易に該太陽電池モジュールの屋根への設置作業をなし得るが、一方で、太陽電池モジュールは四隅コーナー近傍で下向きのＣ字ベース上に載置した状態でＳ字金具の上位突片によって押え支持するものであるために、屋根面と太陽電池モジュール間に比較的大きな空隙が形成され、強風時に該空隙に風が入り込むことによって、太陽電池モジュールが風圧による煽りを受け、ベースを長手方向端部両側の固定片を屋根に対して固定したネジに抜け方向の応力が集中作用するために、Ｃ字ベース及びこれに上記押え支持した太陽電池モジュールの固定に不安を残すことになる可能性がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、設置作業を可及的簡易になし得るとともに太陽電池モジュールの風圧による煽りを可及的に抑制して屋根に対する強固且つ確実な固定をなし得るようにした太陽電池モジュールの屋根取付構造を提供するにある。

上記課題に沿って本発明は、例えば交通標識等の設置に用いる平リブを、太陽電池モジュールの取付ベース（架台）とするように用い、該平リブを屋根構造材の母屋に対して重合する如くに固定し、該平リブに太陽電池モジュールを載置するとともに上記母屋上で太陽電池モジュールの幅方向端部に突出配置した上向きのＬ字固定片を、該平リブとこれにボルトナットで固定した下向きのＣ字押え枠で挟持することにより太陽電池モジュールを屋根に固定し、これによって、太陽電池モジュールの屋根に対する固定を可及的強固且つ確実に行うとともに屋根と太陽電池モジュール間の空隙を、平リブの高さ、平リブの肉厚とボルト頭の高さの１〜２ｃｍ程度として、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を可及的に狭小化し、該空隙に風が入るのを抑制するとともに風が入ってもその風圧を可及的に減衰し得るようにして、太陽電池モジュールに対する風圧による煽りを可及的に解消し、長期に亘る安定した太陽電池モジュールの固定状態を確保するようにしたものであって、即ち、請求項１に記載の発明を、母屋上に固定した奥行方向に複数長尺の平リブと、該平リブのＣ字溝にボルト頭を嵌挿して起立したボルトにナットを締着することによって該平リブ上に直交して固定した断面下向き長尺のＣ字押え枠を備え、該Ｃ字押え枠によって太陽電池モジュールの幅方向端部に突出配置した上向きのＬ字固定片を被嵌して該Ｃ字押え枠と平リブ間に該Ｌ字固定片を挟持してなることを特徴とする太陽電池モジュールの屋根取付構造としたものである。

請求項２に記載の発明は、上記に加えて、母屋に対する上記平リブの上記固定を、母屋に対して直接にネジ固定することによって、可及的簡易且つ安定してなし得るものとするように、これを、上記平リブの母屋への固定を、母屋に対して平リブの幅広基板を直接ネジ固定することによって行なってなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの屋根取付構造としたものである。

請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を閉鎖することによって、該空隙に風が入るのを防止して風圧の煽りを可及的完全に解消したものとするように、これを、上記太陽電池モジュールの軒側又は棟側端部に端部枠乃至端部パネルを設置して、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を閉鎖してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの屋根取付構造としたものである。

本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として、上記課題解決の手段としたものである。

本発明は以上のとおりに構成したから、例えば交通標識等の設置に用いる平リブを、太陽電池モジュールの取付ベースとするように用い、該平リブを屋根構造材の母屋に対して重合する如くに固定し、該平リブに太陽電池モジュールを載置するとともに上記母屋上で太陽電池モジュールの幅方向端部に突出配置した上向きのＬ字固定片を、該平リブとこれにボルトナットで固定した下向きのＣ字押え枠で挟持することにより太陽電池モジュールを屋根に固定し、これによって、太陽電池モジュールの屋根に対する固定を可及的強固且つ確実に行うとともに屋根と太陽電池モジュール間の空隙を平リブの高さ、平リブの肉厚とボルト頭の高さの１〜２ｃｍ程度として、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を可及的に狭小化し、該空隙に風が入るのを抑制するとともに風が入ってもその風圧を可及的に減衰し、太陽電池モジュールに対する風圧による煽りを可及的に解消し、長期に亘る安定した太陽電池モジュールの固定状態を確保することによって、設置作業を可及的簡易になし得るとともに太陽電池モジュールの風圧による煽りを可及的に抑制して屋根に対する強固且つ確実な固定をなし得るようにした太陽電池モジュールの屋根取付構造を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、上記に加えて、母屋に対する上記平リブの上記固定を、母屋に対して直接にネジ固定することによって、可及的簡易且つ安定してなし得るものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を閉鎖することによって、該空隙に風が入るのを防止して風圧の煽りを可及的完全に解消したものとすることができる。

太陽電池モジュールを屋根に設置した屋外設置構造物の正面図である。太陽電池モジュールを屋根に設置した屋外設置構造物の側面図である。屋外設置構造物の屋根平面図である。太陽電池モジュールの設置状態を示す縦断面図である。母屋と平リブの関係を示す縦断面図である。平リブとＣ字押え枠の関係を示す縦断面図である。

以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば、１は、屋根１３に太陽電池モジュール２を設置した屋外構造物であり、該屋外構築物１への上記太陽電池モジュール２の取付けは、母屋１４上に固定した奥行方向に複数長尺の平リブ３と、該平リブ３のＣ字溝３２にボルト頭を嵌挿して起立したボルト５にナット５１を締着することによって該平リブ３上に直交して固定した断面下向き長尺のＣ字押え枠４を備え、該Ｃ字押え枠４によって太陽電池モジュール２の幅方向端部に突出配置した上向きのＬ字固定片２１を被嵌して該Ｃ字押え枠４と平リブ３間に該Ｌ字固定片２１を挟持して行ったものとしてある。

本例にあって屋外構築物１は、例えば、自転車、オートバイ等二輪車用の充電ステーションとしてあり、太陽電池モジュールにより発電し、コントロールボックス１７における図示省略の制御機器、バッテリーを介して、充電ボックス１８の図示省略の充電器に電力を供給し、該充電器によって二輪車のバッテリーに充電を行うようにしてあり、このとき該屋外構築物１は、例えば既存のカーポートの、一対の支柱１１から傾斜突出した梁１２に屋根１３を載置固定したものを用い、該屋根１３に太陽電池モジュール２を設置することによって構成したものとしてある。本例の屋根１３は、例えば幅（横幅）を３ｍ程度、突出長さ（奥行）を２ｍ程度として、梁１２の傾斜に応じて自由端を上位の棟側とし、支柱１１側を下位の軒側とするように、例えば１０°の角度に傾斜した傾斜屋根としてあり、該屋根１３には、例えば横幅を１ｍ弱程度、長さを１．５ｍ弱とした太陽電池モジュール２を、幅方向に３枚設置して、上記充電用の発電を行うようにしてある。

太陽電池モジュール２は、その幅方向端部にそれぞれ上向きのＬ字固定片２１を備えてあり、該Ｌ字固定片２１は、例えば、太陽電池モジュール２に配置したアルミ製のフレームに該フレーム下端から側方に底板を突出し、該底板の先端から起立片を上向きに突出した該フレームに一体のものとしてある。

平リブ３は、幅広基板３１と、該幅広基板３１の中央位置に配置したボルト頭をスライド自在に嵌挿するＣ字溝３２を備えた、アルミ製長尺一体のものとしてあり、本例にあって該平リブ３は、幅を５ｃｍ程度、Ｃ字溝３２を含めた高さを１ｃｍ程度、長さを屋根幅の略全長に亘るように３ｍ弱としてある。

平リブ３は複数、例えば２本用いて、屋根１３の母屋１４上に固定してあり、本例にあって該固定は、これを、母屋１４に対して平リブ３の幅広基板３１を直接ネジ固定することによって行なってある。

即ち、屋根１３は、屋根構造材として母屋１４を備えているから、平リブ３は、これを該屋根構造材をなす母屋１４に対して重合する如くに固定することによって屋根１３の上下２箇所に幅方向に向けて平行に配置してある。

本例にあって、上記母屋１４に対する直接固定は、該母屋１４に載置固定した屋根材固定枠１５によって葺設した屋根材１６を介して、母屋１４に対してネジを螺入することによって行ってあり、該屋根材１６に上記平リブ３の上記幅広基板３１を載置し、所定間隔で該幅広基板３１からのネジを、これら屋根材１６及び屋根材固定枠１５を貫通して母屋１４に螺入することによって、該平リブ３を母屋１４に対して重合する如くにその直接の固定を行ってある。

Ｃ字押え枠４は、例えば２〜３ｃｍの基板と、該基板の両端に太陽電池モジュールの高さ、例えば３．５ｃｍより低い、同じく２〜３ｃｍ程度の垂下片を下向きに突出した断面Ｃ字状にして、太陽電池モジュール２の端部長さを同等の１．５ｍ弱の長さを有する、同じくアルミ製一体長尺のものとしてあり、基板の長手方向に適宜間隔のボルト貫通孔を複数透設したものとしてあり、本例にあって該Ｃ字押え枠４は、太陽電池モジュール２の間に２本、端部に２本の合計４本を用いるものとしてある。

上記２本の平リブ３及び４本のＣ字押え枠４による太陽電池モジュール２の取付けは、Ｃ字押え枠４によって上記太陽電池モジュール２の隣接する一対のＬ字固定片２１又は端部にあっては該端部片側のＬ字固定片２１を被嵌するとともに平リブ３に起立してＣ字押え枠４のボルト貫通孔を貫通したボルト５に、該Ｃ字押え枠４上でナット５１を締着して、上記Ｌ字固定片２１をＣ字押え枠４で平リブ３に押付け状とすることによって行ってあり、即ち、上記２本の平リブ３に、各固定位置の数、本例にあっては各４本のボルト５を、平リブ３のＣ字溝３２にボルト頭を嵌挿して起立し、該ボルト５のボルト軸を、上記Ｌ字固定片２１を被嵌したＣ字押え枠４のボルト貫通孔を貫通して該Ｃ字押え枠４の基板上に突出し、各ボルト軸にＣ字押え枠４の上面からナット５１を締着し、該ボルトナット６、６１の締着によって、母屋１４上の平リブ３に、Ｌ字固定片２１を被嵌したＣ字押え枠４を一体化して、その太陽電池モジュール２の固定を行ったものとしてある。

即ち、該ボルトナット６、６１の締着によって、Ｃ字押え枠４の垂下片が、平リブ３上に載置したＬ字固定片２１の底板をその上面に圧接して、該垂下片によるＬ字固定片２１の抜止め状態で、該Ｌ字固定片２１を平リブ３とＣ字押え枠４間に一体化するように挟持する結果、太陽電池モジュール２は、その幅方向端部の複数箇所で屋根１３に対して強固に固定されるに至るとともに屋根面と太陽電池モジュール２間には上記平リブ３の高さに応じた空隙が生じるところ、本例の平リブ３の高さは１ｃｍ程度の狭小空隙であるから、太陽電池モジュール２は、該１ｃｍ程度の狭小空隙を介して屋根面に近接した状態で固定されるに至る。

このとき、上記太陽電池モジュール２の軒側又は棟側端部に端部枠乃至端部パネル、本例にあっては端部パネル６を設置して、屋根１３と太陽電池モジュール２間の空隙を閉鎖したものとしてある。即ち、本例にあって、幅を３ｍ程度、突出長さを２ｍ程度とした屋根１３に横幅を１ｍ弱程度、長さを１．５ｍ弱とした太陽電池モジュール２を幅方向に３枚設置し、このとき図示されるように屋根突出長さ方向先端に合せて棟側に該３枚の太陽電池モジュールを引寄せ状に配置したから、屋根１３幅方向はこれら太陽電池モジュール２が覆う一方、屋根突出長さ方向の支柱１側、即ち軒側端部に０．５ｍ程度のスペースが生じるところ、本例にあっては該スペースを埋めるように上記端部パネル６を設置してある。

本例の端部パネル６は、例えば屋根面、本例にあっては屋根材１６に上記平リブ３と平行に断面Ｃ字状の下地材６１をネジ固定し、該下地材６１に上記スペースを覆う幅を有する端部パネル６、例えばアルミパネルを太陽電池モジュール２の軒側に近接するように載置し、該端部パネル６側からの所定間隔のネジで該端部パネル６を下地材６１に固定することによって、該スペースを被覆してあり、これによって屋根１３と太陽電池モジュール２間に生じる上記１ｃｍ程度の上記狭小空隙を閉鎖し、屋根面との間に空隙が開口して残存するのを防止してある。

以上の屋根１３に対する太陽電池モジュール２の取付構造によれば、該取付けに用いる平リブ３のネジ止め、平リブ３上への太陽電池モジュール２の配置、Ｃ字押え枠４の被嵌配置、ボルト５の起立及びナット５１の締着等の、太陽電池モジュール２の設置作業は、これを、全て屋根面上で容易になし得るとともに該太陽電池モジュール２の屋根面への固定も強固且つ確実になし得る上、屋根面と太陽電池モジュール間の空隙は、上記１ｃｍ程度であるから、強風時も該空隙に風が入り込むのを抑制し得るし、仮に入っても空隙が狭小であるから風圧が減衰され、太陽電池モジュール２が煽られて平リブ３のネジに過大な応力が作用することもない。また、本例では上記端部パネル６を配置して、該空隙を閉鎖したことによって更に強風の影響を解消することができ、太陽電池モジュール２の長期に安定した設置状態を維持することができる。

図示した例は以上のとおりとしたが、上記平リブの母屋上の固定を、母屋に対して平リブの水平固定片を他の部材を介して間接的にネジ固定するようにすること、上記太陽電池モジュールの軒側又は棟側端部に端部枠を設置し、また、端部パネルを棟側端部に設置して、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を閉鎖するようにすること等を含めて、本発明の実施に当って、母屋、平リブ、Ｃ字押え枠、ボルト、Ｌ字固定片、必要に応じて用いる端部枠乃至端部パネル等の各具体的形状、構造、材質、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。

１屋外構造物
１１支柱
１２梁
１３屋根
１４母屋
１５屋根材固定枠
１６屋根材
１７コントロールボックス
１８充電ボックス
２太陽電池モジュール
２１Ｌ字固定片
３平リブ
３１幅広基板
３２Ｃ字溝
４Ｃ字押え枠
５ボルト
５１ナット
６端部パネル
６１下地材

Claims

母屋上に固定した奥行方向に複数長尺の平リブと、該平リブのＣ字溝にボルト頭を嵌挿して起立したボルトにナットを締着することによって該平リブ上に直交して固定した断面下向き長尺のＣ字押え枠を備え、該Ｃ字押え枠によって太陽電池モジュールの幅方向端部に突出配置した上向きのＬ字固定片を被嵌して該Ｃ字押え枠と平リブ間に該Ｌ字固定片を挟持してなることを特徴とする太陽電池モジュールの屋根取付構造。
上記平リブの母屋上への固定を、母屋に対して平リブの幅広基板を直接ネジ固定することによって行なってなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの屋根取付構造。
上記太陽電池モジュールの軒側又は棟側端部に端部枠乃至端部パネルを設置して、屋根と太陽電池モジュール間の空隙を閉鎖してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの屋根取付構造。