JP5118218B2 - 太陽電池モジュールの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば陸屋根や壁面、折板屋根に太陽電池モジュールを取り付けるための太陽電池モジュールの取付構造に関するものである。

一般に、陸屋根や壁面、折板屋根などに太陽電池モジュールを取り付ける取付構造は、太陽電池モジュールの設置部に設けられた支持部材に、太陽電池モジュールをボルト締結するようになっている。

さらに、支持部材側と太陽電池モジュール側との位置合わせを容易にするよう、支持部材にレールを形成して、このレールの任意の位置に、太陽電池モジュールを取り付けるためのボルトを配置できるようにすることがある（例えば特許文献１）。

特開平１１−２００４（段落番号００１８、図１）

ところが、支持部材に形成したレールの任意の位置にボルトを配置するには、ボルトを適度に緩めた状態で、ボルトやこれと一体の金具をレールに沿ってスライドさせる必要がある。この場合、ボルトを緩めるのが不十分であると、ボルトや金具をスライドさせることができず、ボルトを緩めすぎると、レールに対するガタつきによってボルトや金具をスライドさせにくくなる。

本発明は、太陽電池モジュールの設置部への位置合わせをより容易にすることのできる太陽電池モジュールの取付構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールの取付構造は、太陽電池モジュールを設置する設置部に太陽電池モジュールを取り付けるためのものであり、設置部に固定する長尺部材と、太陽電池モジュールに固定するピース材とを備え、その長尺部材に、ピース材をボルト締結するレールを設けたものである。さらに、レールは、一対の突片を長尺部材の長手方向に連続して並設すると共に、突片に内側縁及び外側縁が突出するフランジを形成したものであり、両突片のフランジの内側縁に締結ボルトを係合可能とし、フランジの外側縁にピース材を長尺部材の長手方向にスライド自在に係合可能としたものである。

上記構成によれば、レールを構成する一対の突片に形成したフランジの内側縁に締結ボルトを係合可能とするので、長尺部材のレールにピース材をボルト締結することができ、長尺部材を固定した設置部に、ピース材を固定した太陽電池モジュールを取り付けることができる。しかも、フランジの外側縁にピース材をスライド自在に係合可能とするので、締結ボルトを十分に緩めつつ、ピース材のガタつきを防止することができ、ピース材をレールに対して安定してスライドさせることができる。これにより、レールに沿って任意の位置にピース材を容易に配置することができ、太陽電池モジュールの位置合わせをより容易にすることができる。

また、フランジの外側縁にピース材をスライド自在に係合可能とするための構成として、ピース材に、一対の突片を両側から抱き込むようフランジの外側縁に係合する一対の係合部を形成した構成を例示できる。

この構成によれば、ピース材に形成した一対の係合部が一対の突片を両側から抱き込むので、ピース材がレールから外れるのを阻止しつつ、ピース材を長手方向にスライドさせることができ、ピース材の位置合わせを容易にすることができる。

また、フランジの外側縁にピース材をスライド自在に係合可能とするための別の構成として、ピース材に、フランジの外側縁と長尺部材本体との間に侵入して突片に係合する係合部を形成し、この係合部を、フランジ及び長尺部材本体間への侵入状態で、長尺部材の長手方向と平行な軸周りに揺動可能とした構成を例示できる。

この構成によれば、ピース材に形成した係合部をその侵入状態で揺動可能とするので、レールの任意の位置において、ピース材を適宜傾けた状態で、その係合部をフランジの外側縁と長尺部材本体との間に侵入させてレールに係合させることができる。これにより、太陽電池モジュールにあらかじめピース材を固定しておき、太陽電池モジュールを適宜傾けた状態でピース材をレールに係合させた後、太陽電池モジュールの傾きを戻すことができ、太陽電池モジュールをその表面側からの作業のみで取り付けることができる。

また、長尺部材の側面に、この長尺部材を設置部に取り付ける取付ボルトのボルトヘッドを係合可能なレール溝を形成するようにしてもよい。

この構成によれば、長尺部材の側面に形成したレール溝の任意の位置に取付ボルトのボルトヘッドを係合させることができるので、設置部に対する長尺部材の位置合わせを容易にすることができ、長尺部材の固定を簡単にすることができる。

以上のとおり、本発明によると、レールを構成する一対の突片に形成したフランジの内側縁に締結ボルトを係合可能とし、さらに、フランジの外側縁にピース材をスライド自在に係合可能としている。これにより、締結ボルトを十分に緩めつつ、ピース材のガタつきを防止して、長尺部材のレールにピース材をボルト締結する前に、ピース材をレールに対して安定してスライドさせて任意の位置に配置することができ、太陽電池モジュールの位置合わせをより容易にすることができる。

本発明の陸屋根用の取付構造によって設置された太陽電池モジュールの斜視図（第１実施形態） 横材の斜視図（第１実施形態） 中間ピース材の斜視図（第１実施形態） 上側ピース材の斜視図（第１実施形態） 下側ピース材の斜視図（第１実施形態） 取付構造の要部断面図（第１実施形態） 取付構造の要部側面図（第１実施形態） 太陽電池モジュールの表面側から見た斜視図 太陽電池モジュールの裏面側から見た斜視図 太陽電池モジュールの取付手順図（第１実施形態） 壁面用の取付構造によって設置された太陽電池モジュールの斜視図（第２実施形態） 横材の斜視図（第２実施形態） 下側ピース材の斜視図（第２実施形態） 上側ピース材の斜視図（第２実施形態） 横材取付金具の斜視図（第２実施形態） 取付構造の要部断面図（第２実施形態） 取付構造の要部平面図（第２実施形態） 太陽電池モジュールの取付手順図（第２実施形態） 折板屋根用の取付構造によって設置された太陽電池モジュールの斜視図（第３実施形態） 横材の斜視図（第３実施形態） 一側ピース材の斜視図（第３実施形態） 他側ピース材の斜視図（第３実施形態） 横材取付金具の斜視図（第３実施形態） 取付構造の要部断面図（第３実施形態） 取付構造の要部側面図（第３実施形態）

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態について、図面を用いて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図７に示すように、取付構造１は、例えば、ほぼ水平で勾配のない陸屋根に複数の太陽電池モジュール２を縦横に並べて設置するためのものであり、陸屋根上に設けられた架台３に固定された長尺部材としての複数の横材４と、太陽電池モジュール２に固定される中間ピース材５、上側ピース材６及び下側ピース材７と、を備え、その横材４に、各種ピース材５、６、７をボルト締結するレール８を設けたものである。

図８及び図９に示すように、太陽電池モジュール２は、長方形の平板状とされ、その周辺が枠体９によって支持されている。枠体９の裏面側には、ボルト孔１０が形成され、ボルト孔１０にボルト１１を挿通して、枠体９に各種ピース材５、６、７を固定するようになっている。

架台３は、コンクリート基礎１２と、コンクリート基礎１２の上に立設された束材１３及び束斜材１４と、水平面に対して傾斜しつつ並設された複数の斜材１５とからなり、その斜材１５がコンクリート基礎１２、束材１３及び束斜材１４によって支持されている。

横材４は、断面略長方形の角筒状とされ、各横材４を架台３の複数の斜材１５の上面側に掛け渡すようにして、複数の横材４が太陽電池モジュール２の縦寸法と同程度の間隔をあけて並設される。横材４の側面には、レール溝１６が形成され、このレール溝１６に取付ボルト１７のボルトヘッドを係合させて、横材４を組付けブラケット１８に取り付け、この組付けブラケット１８を介して、横材４を架台３の斜材１５に固定するようになっている。

横材４のレール８は、横材４の上面に一対の突片１９ａ、１９ｂを横材４の長手方向に連続して並設してなり、突片１９ａ、１９ｂの先端に、同一平面で、内側縁及び外側縁が突出するフランジ２０ａ、２０ｂが形成されている。両フランジ２０ａ、２０ｂは、その内側縁に締結ボルト２１の軸部を挿通可能かつボルトヘッドを係合可能な大きさの間隔をあけて形成され、内側縁に係合する締結ボルト２１によって各種ピース材５、６、７を締結するようになっている。

各種ピース材５、６、７は、略長方形の小片とされ、その中央のボルト孔を締結ボルト２１が挿通するようになっている。各種ピース材５、６、７には、先端に爪部２２を有する一対の係合部２３ａ、２３ｂが裏面側に突出して形成され、この係合部２３ａ、２３ｂで、レール８の両フランジ２０ａ、２０ｂの外側縁を上面側かつ両側から抱き込むようにして、各種ピース材５、６、７が横材４にその長手方向にスライド自在に係合する。

中間ピース材５は、並設された複数の横材４のうちの中間の横材４に締結されるものであり、両縁が係合部２３ａ、２３ｂよりも突出して形成され、その突出部分に、中間ピース材５を太陽電池モジュール２の枠体９に固定するためのボルト孔２４が形成されている。

上側ピース材６は、並設された複数の横材４のうちの最上部の横材４に締結されるものであり、上縁が係合部２３ａと面一に形成されると共に、下縁が係合部２３ｂよりも突出して形成され、その突出部分に、上側ピース材６を太陽電池モジュール２の枠体９に固定するためのボルト孔２５が形成されている。

下側ピース材７は、並設された複数の横材４のうちの最下部の横材４に締結されるものであり、下縁が係合部２３ｂと面一に形成されると共に、上縁が係合部２３ａよりも突出して形成され、その突出部分に、下側ピース材７を太陽電池モジュール２の枠体９に固定するためのボルト孔２６が形成されている。

次に、太陽電池モジュールを横材に取り付ける手順を説明する。図１０に示すように、まず、陸屋根上の架台３に横材４を固定し（図１０（ａ））、横材４のレール８に各種ピース材５、６、７をスライド自在に係合させた後、これらをレール８に沿って所定の位置まで適宜スライドさせて横材４にボルト締結する（図１０（ｂ））。次いで、太陽電池モジュール２を所定の位置に配置し、その枠体９に各種ピース材５、６、７をボルト固定して、太陽電池モジュール２の横材４への取り付けが完了する（図１０（ｃ））。

［第２実施形態］
第２実施形態の取付構造２７は、例えば、建物の壁面に複数の太陽電池モジュール２を縦横に並べて設置するためのものである。

図１１〜図１７に示すように、取付構造２７は、第１実施形態の取付構造１とほぼ同じ構成であり、長尺部材としての複数の横材２８の前面にレール２９を設けて太陽電池モジュール２を取り付けるものであるが、横材２８の後面に２条のレール溝３０を形成し、固定金具３１を介して横材２８を壁面に固定している。

また、本実施形態の取付構造２７では、中間ピース材を設けることなく、全ての太陽電池モジュール２について、その下側に下側ピース材３２を固定し、上側に上側ピース材３３を固定するようになっている。

下側ピース材３２は、その下端部から後面側にフック状に突出する係合部３４が形成され、レール２９にボルト締結することなく、係合部３４をレール２９のフランジ３５の外側縁と横材２８の本体との間に侵入させて突片３６に係合するようになっている。係合部３４は、下端側のコーナー部分がＲ形状に形成され、フランジ３５と横材２８の本体との間への侵入状態で、横材２８の長手方向と平行な軸周りに揺動可能とされている。

上側ピース材３３は、レール２９に係合することなくボルト締結され、この上側ピース材３３をレール２９にボルト締結することにより、下側ピース材３２をレール２９にボルト締結することなく、太陽電池モジュール２を取り付けるようにしている。

例えば、地震などにより、太陽電池モジュール２を取付構造２７によって壁面に設置した建物が層間変位して、その壁面に固定した複数の横材２８が水平方向に相対的に変位する場合、下側ピース材３２が横材２８のレール２９に対してスライドする。これにより、上下に隣接して太陽電池モジュール２の上下部分が取り付けられる横材２８が水平方向に相対的に変位可能とされ、建物の層間変位による取付構造２７の破壊が防止される。

次に、太陽電池モジュールを横材に取り付ける手順を説明する。図１８に示すように、まず、壁面に横材２８を固定して（図１８（ａ））、太陽電池モジュール２の枠体９に下側ピース材３２及び上側ピース材３３をボルト固定すると共に、横材２８のレール２９に締結ボルト３７のボルトヘッドをスライド自在に係合させる（図１８（ｂ））。

次いで、太陽電池モジュール２を所定の位置に配置して適宜傾斜させ、下側ピース材３２の係合部３４をレール２９のフランジ３５の外側縁と横材２８の本体との間に侵入させて突片３６に係合させる（図１８（ｃ））。その後、係合部３４をその侵入状態で揺動させるようにして太陽電池モジュール２の傾斜を戻すと共に、締結ボルト３７及び太陽電池モジュール２をレール２９に沿って適宜スライドさせて、レール２９に上側ピース材３３をボルト締結して、太陽電池モジュール２の横材４への取り付けが完了する（図１８（ｄ））。

［第３実施形態］
第３実施形態の取付構造３８は、例えば、折板屋根に複数の太陽電池モジュール２を縦横に並べて設置するためのものである。

図１９〜図２５に示すように、取付構造３８は、第２実施形態の取付構造２７とほぼ同じ構成であり、長尺部材としての複数の横材３９の上面にレール４０を設けて太陽電池モジュール２を取り付けるものであるが、横材３９の側面にレール溝４１を形成し、固定金具４２を介して横材３９を折板屋根に固定している。その他の構成は第２実施形態と同じである。

上記構成によれば、横材４、２８、３９に設けるレール８、２９、４０にフランジ２０ａ、２０ｂ、３５を形成するので、このフランジ２０ａ、２０ｂ、３５を抱き込むように、あるいはフランジ２０ａ、２０ｂ、３５に引っ掛けるようにして、各種ピース材５、６、７、３２、３３をスライド自在に係合させることができる。これにより、取付現場における各種ピース材５、６、７、３２、３３の位置調整を容易にすることができ、例えば太陽電池モジュール２のサイズがそのメーカーごとに異なる場合であっても、種々のサイズの太陽電池モジュール２を容易に取り付けることができる。

また、フランジ３５に各種ピース材３２を引っ掛けるように係合させる形態を採用することにより、太陽電池モジュール２をその表面側からの作業のみによって取り付けることができるので、壁面や折板屋根に太陽電池モジュール２を設置する場合のように、太陽電池モジュール２の裏面側に作業用のスペースがない場合であっても、太陽電池モジュール２を容易に設置することができる。

１、２７、３８ 取付構造
２ 太陽電池モジュール
３ 架台
４、２８、３９ 横材
５ 中間ピース材
６、３３ 上側ピース材
７、３２ 下側ピース材
８、２９、４０ レール
９ 枠体
１０ ボルト孔
１１ ボルト
１２ コンクリート基礎
１３ 束材
１４ 束斜材
１５ 斜材
１６、３０、４１ レール溝
１７ 取付ボルト
１８ 組付けブラケット
１９ａ、１９ｂ、３６ 突片
２０ａ、２０ｂ、３５ フランジ
２１、３７ 締結ボルト
２２ 爪部
２３ａ、２３ｂ、３４ 係合部
２４、２６、２６ ボルト孔
３１、４２ 固定金具

Claims (4)

1. 太陽電池モジュールを設置する設置部に前記太陽電池モジュールを取り付けるための取付構造であって、前記設置部に固定される長尺部材と、前記太陽電池モジュールに固定されるピース材とを備え、前記長尺部材に、前記ピース材をボルト締結するレールが設けられ、該レールは、一対の突片を長尺部材の長手方向に連続して並設すると共に、前記突片に内側縁及び外側縁が突出するフランジを形成してなり、両突片のフランジの内側縁に締結ボルトが係合可能とされ、前記フランジの外側縁に前記ピース材が長尺部材の長手方向にスライド自在に係合可能とされたことを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
2. 前記ピース材に、前記一対の突片を両側から抱き込むよう前記フランジの外側縁に係合する一対の係合部が形成された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取付構造。
3. 前記ピース材に、前記フランジの外側縁と長尺部材本体との間に侵入して前記突片に係合する係合部が形成され、該係合部は、フランジ及び長尺部材本体間への侵入状態で、長尺部材の長手方向と平行な軸周りに揺動可能とされた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取付構造。
4. 前記長尺部材の側面に、該長尺部材を前記設置部に取り付ける取付ボルトのボルトヘッドを係合可能なレール溝が形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池モジュールの取付構造。

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