JP2004140256A - 太陽電池パネル設置構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】必要な強度を確保しながら，太陽電池パネルを設置するための構造物を軽量且つ安価にできる太陽電池パネル設置構造を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール（２１）をアルミ枠（２２）に保持した太陽電池パネル（２０）と、太陽電池パネル（２０）を搭載するための鉄骨枠（１３）が、基礎（１１）に固着されたアングル（１２）により支持された架台（１０）と、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とを締結する締結具（３０ａ、３０ｂ）とを備え、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすようにアルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ）により少なくとも６箇所で締結されている。
【選択図】 図１
【解決手段】太陽電池モジュール（２１）をアルミ枠（２２）に保持した太陽電池パネル（２０）と、太陽電池パネル（２０）を搭載するための鉄骨枠（１３）が、基礎（１１）に固着されたアングル（１２）により支持された架台（１０）と、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とを締結する締結具（３０ａ、３０ｂ）とを備え、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすようにアルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ）により少なくとも６箇所で締結されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池パネル設置構造に関し、特に太陽電池パネルを基礎に固定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池パネルを建物の屋根や屋上に設置することが行われている。太陽電池パネルを設置する方法としては、一般に、図１０に示すように、屋根や屋上に設けられた基礎１１の上に架台１０を設置し、この架台１０に、太陽電池パネル２０をボルト３０ａ及びナット３０ｂからなる締結具を用いて４点で結合することが行われている。
【０００３】
更に詳しく説明すると、架台１０は、基礎１１に固定されるアングル１２と、このアングル１２によって支持される鉄骨枠１３とから構成されている。鉄骨枠１３には、太陽電池パネル２０を取り付けるための４個の孔１４が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には、外側に張り出した板状の張出部２３が形成されており、この張出部２３には上記４個の孔１４にそれぞれ対応する４個の孔２４が設けられている。
【０００４】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、鉄骨枠１３に設けられた孔１４とアルミ枠２２の張出部２３に設けられた孔２４とを位置合わせしてボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を用いて四隅で締結される。
【０００５】
ところで、架台１０や太陽電池パネル２０といった構造物は、建築基準法により、強度基準が定められている。この強度基準は、例えば雪による上からの荷重である正圧及び図１１に示すような風による下からの風荷重である負圧に耐え得るような値（Ｎ／ｍ２）である。そこで、従来は、架台１０の鉄骨枠１３の強度と太陽電池パネル２０のアルミ枠２２の強度とを別個に計算し、各々が強度基準を満足するように製作されている。
【０００６】
このようにして製作された架台１０と太陽電池パネル２０とをボルト３０ａ及びナット３０ｂで締結した場合、全体としての強度は基準を大幅に越えるので過大であるという指摘がなされている。その一方、建物の屋根や屋上の強度や太陽電池パネル２０の設置費用を考慮すると、太陽電池パネル２０を設置するための構造物は極力軽量且つ安価であることが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、必要な強度を確保しながら、太陽電池パネルを設置するための構造物を軽量且つ安価にできる太陽電池パネル設置構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明に係る太陽電池パネル設置構造は、上記目的を達成するために、太陽電池モジュール（２１）をアルミ枠（２２）に保持した太陽電池パネル（２０）と、太陽電池パネル（２０）を搭載するための鉄骨枠（１３）が、基礎（１１）に固着された鉄骨（１２）により支持された架台（１０）と、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とを締結する締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）とを備え、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすようにアルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結されている。この場合、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とは締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）によって少なくとも６箇所で締結するように構成できる。
【００１０】
この太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすように、換言すれば、アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）の各単体では所定の強度基準を満たさなくてもよいように構成されているので、鉄骨枠（１３）及びアルミ枠（２２）を従来に比べて薄肉化できる。その結果、太陽電池パネル設置構造全体として軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００１１】
また、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、基礎（１１）に支持された鉄骨（１６）に締結具（３１）で締結するように構成できる。この構成によれば、鉄骨枠（１３）が不要になるので、太陽電池パネル設置構造全体を更に軽量化ができると共に、低コスト化できる。
【００１２】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に交わる方向に突出した突起部（２５）を有し、該突起部（２５）は基礎（１１）に締結具（３１）で締結されるように構成できる。この構成によれば、鉄骨（１６）が不要になるので、太陽電池パネル設置構造全体を更に軽量化ができると共に、低コスト化できる。
【００１３】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に平行な方向に突出する板状の張出部（２３）を有し、締結具（３２）は、アルミ枠（２２）に沿って延伸する板状の板状部分（３２ｂ）を有し、アルミ枠（２２）は、板状部分（３２ｂ）と鉄骨枠（１３）とに挟まれて固定されるように構成できる。この構造は、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）とをより強固に一体化する。このため、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）との一方に加えられた応力は他方に分散され、鉄骨枠（１３）アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）のそれぞれに求められる強度を小さくできる。
【００１４】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に平行な方向に突出する板状の張出部（２３）を有し、締結具（３３）は、アルミ枠（２２）に沿って延伸し、且つ、張出部（２３）が挿入されるスリット（３３ａ）を有する。この構造は、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）とをより強固に一体化する。このため、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）との一方に加えられた応力は他方に分散され、鉄骨枠（１３）アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）のそれぞれに求められる強度を小さくできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル設置構造物を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来の技術の欄で説明した太陽電池パネル設置構造物の部分と同一又は相当部分には、従来の技術の欄で使用した符号と同じ符号を付して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に設置された架台１０、太陽電池パネル２０、並びに、これらを締結するためのボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を含んで構成されている。
【００１７】
架台１０は、基礎１１に固定されたアングル１２と、このアングル１２によって支持される鉄骨枠１３とから構成されている。アングル１２は鉄骨部材から構成されている。鉄骨枠１３には、太陽電池パネル２０を取り付けるための８個の孔１４が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には、それぞれ、外側に張り出した板状の張出部２３が形成されており、一の張出部２３に４個、合計で８個の孔２４が設けられている。
【００１８】
この図１に示した太陽電池パネル設置構造物は、従来の技術の欄で図１０を参照しながら説明した太陽電池パネル設置構造物と、以下の点を除き、同じである。従って、以下では相違点のみを説明する。
【００１９】
第１の相違点は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度は、従来のそれらより弱いことである。即ち、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とがボルト３０ａ及びナット３０ｂにより締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されており、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は所定の強度基準以下である。
【００２０】
第２の相違点は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々には、８個の孔１４が設けられていることである。
【００２１】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、図２の側面図に示すように、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、鉄骨枠１３に設けられた８個の孔１４と太陽電池パネル２０の張出部２３に設けられた８個の孔２４とが位置合わせされ、ボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を用いて８箇所で締結される。
【００２２】
この構成は、太陽電池パネル設置構造物の強度を必要な程度に保ちながら、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることを可能にする。四隅においてのみ鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが締結されている従来の太陽電池パネル設置構造は、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが一体にならず、それぞれが大きな強度を有する必要がある。例えば、図１１に示されているように風による下からの負圧が印加されると、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れ、該負圧の荷重が主としてアルミ枠２２に印加される。従って、アルミ枠２２は、単体で大きな強度を有する必要がある。同様に、鉄骨枠１３のみに荷重が加えられることがあるため、鉄骨枠１３も、単体で大きな強度を有する必要がある。一方、本実施の形態では、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２とが、四隅に加えて中間部分においてもボルト３０ａ及びナット３０ｂによって締結されているため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とがより一体化されて剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、更に、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００２３】
なお、上述した例では、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２に、８個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設ける構成としたが、例えば図３の側面図に示すように、１４個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設けるように構成することもできる。本願発明者等は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２に、少なくとも６個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設ければ、従来の太陽電池パネル設置構造のそれらよりも薄肉化された鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を使用しても、所定の強度基準を満足することを確認した。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造から鉄骨枠１３を除去したものである。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に設置された架台１０、太陽電池パネル２０、及び、これらを締結するためのボルト及びナットから成る締結具３１から構成されている。
【００２６】
架台１０は、基礎１１に固定された固定具１５及びアングル１６から構成されている。アングル１６は鉄骨部材から構成されており、その先端部には、ボルト及びナットからなる締結具３１で太陽電池パネル２０を取り付けるための孔（図示しない）が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には６個の孔（図示しない）が設けられている。このアルミ枠２２の強度は、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されている。
【００２７】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、アングル１６に設けられた孔とアルミ枠２２に設けられた６個の孔とが位置合わせされ、締結具３１を用いて６箇所で締結される。
【００２８】
この構成により、実施の形態１における鉄骨枠１３が不要になるので、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、架台１０の鉄骨部材を減らすことができる。その結果、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、太陽電池パネル設置構造全体を軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００２９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造からアングル１６を除去したものである。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に固定された固定具１５、太陽電池パネル２０、及び、これらを締結するためのボルト及びナットから成る締結具３１から構成されている。
【００３１】
固定具１５の先端部には、締結具３１で太陽電池パネル２０を取り付けるための孔（図示しない）が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。
【００３２】
アルミ枠２２の四隅には、太陽電池モジュール２１の受光面に交わる方向、例えば垂直方向に突出した突起部２５が該アルミ枠２２と一体に形成されている。４個の突起部２５は、アルミ枠２２の一辺の両端に設けられた２個の突起部２５の長さが、他辺の両端に設けられた２個の突起部２５の長さより長くように形成されている。各突起部２５の先端部には孔（図示しない）が設けられている。アルミ枠２２の強度は、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されている。
【００３３】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を固定具１５に取り付ける場合は、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、固定具１５に設けられた孔とアルミ枠２２の突起部２５に設けられた孔とが位置合わせされ、ボルト及びナットから成る締結具３１を用いて締結される。
【００３４】
この構成により、実施の形態２におけるアングル１６が不要になるので、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、鉄骨部材を減らすことができる。その結果、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造によりも、更に、太陽電池パネル設置構造全体を軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００３５】
なお、上述した実施の形態１〜３に係る太陽電池パネル設置構造では、架台１０と太陽電池パネル２０とを締結するための締結具として、ボルト及びナットを用いたが、締結具としては、リベットを用いることもできる。
【００３６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造と異なる手段でアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する。実施の形態１と同様に、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とが締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように設計され、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は、該強度基準以下である。
【００３７】
図６は、実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造のアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の拡大断面図であり、図７は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の斜視図である。図６に示されているように、アルミ枠２２は、鉄骨枠１３の上に載置される。鉄骨枠１３には、アルミ枠２２を支持するためのプレート金具３２が接合されている。図７に示されているように、プレート金具３２は、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するように設けられる。図６に示されているように、プレート金具３２は、第１板状部材３２ａと第２板状部材３２ｂとを含む。第２板状部材３２ｂは、第１板状部材３２ａに接合され、第１板状部材３２ａと第２板状部材３２ｂとは、Ｌ字型をなしている。第１板状部材３２ａは、溶接、又はボルトによって鉄骨枠１３に固着される。アルミ枠２２の張出部２３は、太陽電池モジュール２１の受光面に実質的に平行な２つの平行面２３ａ、２３ｂを有する。張出部２３は、架台１０と反対側の平行面２３ａにおいて第２板状部材３２ｂに面接触し、架台１０と同一の側の平行面２３ｂにおいて鉄骨枠１３に面接触し、プレート金具３２と鉄骨枠１３とに挟まれる。張出部２３がプレート金具３２と鉄骨枠１３とに挟まれることにより、太陽電池パネル２０が架台１０に固定される。
【００３８】
かかる方法によってアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結することは、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを薄肉化することを可能にする。実施の形態３では、アルミ枠２２の辺に沿って延設されるプレート金具３２によってアルミ枠２２が鉄骨枠１３に締結されるため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れにくい。即ち、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とは、より一体になって剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００３９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１及び実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造と異なる手段でアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する。実施の形態１と同様に、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とが締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように設計され、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は、該強度基準以下である。
【００４０】
図８は、実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造のアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の拡大断面図であり、図９は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の斜視図である。図８に示されているように、アルミ枠２２は、鉄骨枠１３の上に載置される。鉄骨枠１３には、アルミ枠２２を支持するためのスリット金具３３が接合されている。スリット金具３３は、溶接、又はボルトによって鉄骨枠１３に固着される。図９に示されているように、スリット金具３３は、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するように設けられる。図８に示されているように、スリット金具３３には、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するスリット３３ａが設けられ、板状の張出部２３は、スリット３３ａに挿入される。スリット金具３３は、架台１０と反対側の面２３ａ、及び架台１０と同一の側の面２３ｂとで張出部２３に面接触して張出部２３を挟み込む。張出部２３がスリット金具３３に挟まれることにより、太陽電池パネル２０が架台１０に固定される。
【００４１】
かかる方法によってアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結することは、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを薄肉化することを可能にする。実施の形態３では、アルミ枠２２の辺に沿って延設されるスリット金具３２によってアルミ枠２２が鉄骨枠１３に締結されるため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れにくい。即ち、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とは、より一体になって剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、必要な強度を確保しながら、太陽電池パネルを設置するための構造物を軽量且つ安価にできる太陽電池パネル設置構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の他の例を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図１０】従来の太陽電池パネル設置構造を示す斜視図である。
【図１１】従来の太陽電池パネル設置構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 架台
１１ 基礎
１２、１６ アングル
１３ 鉄骨枠
１４、２４ 孔
１５ 固定具
２０ 太陽電池パネル
２１ 太陽電池モジュール
２２ アルミ枠
２３ 張出部
２５ 突起部
３０ａ ボルト
３０ｂ ナット
３１ 締結具
３２ プレート金具
３３ スリット金具
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池パネル設置構造に関し、特に太陽電池パネルを基礎に固定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池パネルを建物の屋根や屋上に設置することが行われている。太陽電池パネルを設置する方法としては、一般に、図１０に示すように、屋根や屋上に設けられた基礎１１の上に架台１０を設置し、この架台１０に、太陽電池パネル２０をボルト３０ａ及びナット３０ｂからなる締結具を用いて４点で結合することが行われている。
【０００３】
更に詳しく説明すると、架台１０は、基礎１１に固定されるアングル１２と、このアングル１２によって支持される鉄骨枠１３とから構成されている。鉄骨枠１３には、太陽電池パネル２０を取り付けるための４個の孔１４が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には、外側に張り出した板状の張出部２３が形成されており、この張出部２３には上記４個の孔１４にそれぞれ対応する４個の孔２４が設けられている。
【０００４】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、鉄骨枠１３に設けられた孔１４とアルミ枠２２の張出部２３に設けられた孔２４とを位置合わせしてボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を用いて四隅で締結される。
【０００５】
ところで、架台１０や太陽電池パネル２０といった構造物は、建築基準法により、強度基準が定められている。この強度基準は、例えば雪による上からの荷重である正圧及び図１１に示すような風による下からの風荷重である負圧に耐え得るような値（Ｎ／ｍ２）である。そこで、従来は、架台１０の鉄骨枠１３の強度と太陽電池パネル２０のアルミ枠２２の強度とを別個に計算し、各々が強度基準を満足するように製作されている。
【０００６】
このようにして製作された架台１０と太陽電池パネル２０とをボルト３０ａ及びナット３０ｂで締結した場合、全体としての強度は基準を大幅に越えるので過大であるという指摘がなされている。その一方、建物の屋根や屋上の強度や太陽電池パネル２０の設置費用を考慮すると、太陽電池パネル２０を設置するための構造物は極力軽量且つ安価であることが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、必要な強度を確保しながら、太陽電池パネルを設置するための構造物を軽量且つ安価にできる太陽電池パネル設置構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明に係る太陽電池パネル設置構造は、上記目的を達成するために、太陽電池モジュール（２１）をアルミ枠（２２）に保持した太陽電池パネル（２０）と、太陽電池パネル（２０）を搭載するための鉄骨枠（１３）が、基礎（１１）に固着された鉄骨（１２）により支持された架台（１０）と、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とを締結する締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）とを備え、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすようにアルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結されている。この場合、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とは締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）によって少なくとも６箇所で締結するように構成できる。
【００１０】
この太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）と鉄骨枠（１３）とが締結具（３０ａ、３０ｂ、３１、３２、３３）により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすように、換言すれば、アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）の各単体では所定の強度基準を満たさなくてもよいように構成されているので、鉄骨枠（１３）及びアルミ枠（２２）を従来に比べて薄肉化できる。その結果、太陽電池パネル設置構造全体として軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００１１】
また、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、基礎（１１）に支持された鉄骨（１６）に締結具（３１）で締結するように構成できる。この構成によれば、鉄骨枠（１３）が不要になるので、太陽電池パネル設置構造全体を更に軽量化ができると共に、低コスト化できる。
【００１２】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に交わる方向に突出した突起部（２５）を有し、該突起部（２５）は基礎（１１）に締結具（３１）で締結されるように構成できる。この構成によれば、鉄骨（１６）が不要になるので、太陽電池パネル設置構造全体を更に軽量化ができると共に、低コスト化できる。
【００１３】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に平行な方向に突出する板状の張出部（２３）を有し、締結具（３２）は、アルミ枠（２２）に沿って延伸する板状の板状部分（３２ｂ）を有し、アルミ枠（２２）は、板状部分（３２ｂ）と鉄骨枠（１３）とに挟まれて固定されるように構成できる。この構造は、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）とをより強固に一体化する。このため、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）との一方に加えられた応力は他方に分散され、鉄骨枠（１３）アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）のそれぞれに求められる強度を小さくできる。
【００１４】
更に、本発明の太陽電池パネル設置構造においては、アルミ枠（２２）は、太陽電池モジュール（２１）の受光面に平行な方向に突出する板状の張出部（２３）を有し、締結具（３３）は、アルミ枠（２２）に沿って延伸し、且つ、張出部（２３）が挿入されるスリット（３３ａ）を有する。この構造は、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）とをより強固に一体化する。このため、鉄骨枠（１３）とアルミ枠（２２）との一方に加えられた応力は他方に分散され、鉄骨枠（１３）アルミ枠（２２）及び鉄骨枠（１３）のそれぞれに求められる強度を小さくできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル設置構造物を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来の技術の欄で説明した太陽電池パネル設置構造物の部分と同一又は相当部分には、従来の技術の欄で使用した符号と同じ符号を付して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に設置された架台１０、太陽電池パネル２０、並びに、これらを締結するためのボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を含んで構成されている。
【００１７】
架台１０は、基礎１１に固定されたアングル１２と、このアングル１２によって支持される鉄骨枠１３とから構成されている。アングル１２は鉄骨部材から構成されている。鉄骨枠１３には、太陽電池パネル２０を取り付けるための８個の孔１４が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には、それぞれ、外側に張り出した板状の張出部２３が形成されており、一の張出部２３に４個、合計で８個の孔２４が設けられている。
【００１８】
この図１に示した太陽電池パネル設置構造物は、従来の技術の欄で図１０を参照しながら説明した太陽電池パネル設置構造物と、以下の点を除き、同じである。従って、以下では相違点のみを説明する。
【００１９】
第１の相違点は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度は、従来のそれらより弱いことである。即ち、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とがボルト３０ａ及びナット３０ｂにより締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されており、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は所定の強度基準以下である。
【００２０】
第２の相違点は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々には、８個の孔１４が設けられていることである。
【００２１】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、図２の側面図に示すように、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、鉄骨枠１３に設けられた８個の孔１４と太陽電池パネル２０の張出部２３に設けられた８個の孔２４とが位置合わせされ、ボルト３０ａ及びナット３０ｂから成る締結具を用いて８箇所で締結される。
【００２２】
この構成は、太陽電池パネル設置構造物の強度を必要な程度に保ちながら、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることを可能にする。四隅においてのみ鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが締結されている従来の太陽電池パネル設置構造は、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが一体にならず、それぞれが大きな強度を有する必要がある。例えば、図１１に示されているように風による下からの負圧が印加されると、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れ、該負圧の荷重が主としてアルミ枠２２に印加される。従って、アルミ枠２２は、単体で大きな強度を有する必要がある。同様に、鉄骨枠１３のみに荷重が加えられることがあるため、鉄骨枠１３も、単体で大きな強度を有する必要がある。一方、本実施の形態では、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２とが、四隅に加えて中間部分においてもボルト３０ａ及びナット３０ｂによって締結されているため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とがより一体化されて剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、更に、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００２３】
なお、上述した例では、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２に、８個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設ける構成としたが、例えば図３の側面図に示すように、１４個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設けるように構成することもできる。本願発明者等は、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２に、少なくとも６個の孔１４及び孔２４をそれぞれ設ければ、従来の太陽電池パネル設置構造のそれらよりも薄肉化された鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を使用しても、所定の強度基準を満足することを確認した。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造から鉄骨枠１３を除去したものである。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に設置された架台１０、太陽電池パネル２０、及び、これらを締結するためのボルト及びナットから成る締結具３１から構成されている。
【００２６】
架台１０は、基礎１１に固定された固定具１５及びアングル１６から構成されている。アングル１６は鉄骨部材から構成されており、その先端部には、ボルト及びナットからなる締結具３１で太陽電池パネル２０を取り付けるための孔（図示しない）が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。アルミ枠２２の対向する一対の辺には６個の孔（図示しない）が設けられている。このアルミ枠２２の強度は、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されている。
【００２７】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を架台１０に取り付ける場合は、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、アングル１６に設けられた孔とアルミ枠２２に設けられた６個の孔とが位置合わせされ、締結具３１を用いて６箇所で締結される。
【００２８】
この構成により、実施の形態１における鉄骨枠１３が不要になるので、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、架台１０の鉄骨部材を減らすことができる。その結果、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、太陽電池パネル設置構造全体を軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００２９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造からアングル１６を除去したものである。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造物を示す斜視図である。この太陽電池パネル設置構造物は、基礎１１の上に固定された固定具１５、太陽電池パネル２０、及び、これらを締結するためのボルト及びナットから成る締結具３１から構成されている。
【００３１】
固定具１５の先端部には、締結具３１で太陽電池パネル２０を取り付けるための孔（図示しない）が設けられている。また、太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール２１と、これを保持するアルミ枠２２とから構成されている。
【００３２】
アルミ枠２２の四隅には、太陽電池モジュール２１の受光面に交わる方向、例えば垂直方向に突出した突起部２５が該アルミ枠２２と一体に形成されている。４個の突起部２５は、アルミ枠２２の一辺の両端に設けられた２個の突起部２５の長さが、他辺の両端に設けられた２個の突起部２５の長さより長くように形成されている。各突起部２５の先端部には孔（図示しない）が設けられている。アルミ枠２２の強度は、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように製作されている。
【００３３】
上記の構成において、太陽電池パネル２０を固定具１５に取り付ける場合は、太陽電池モジュール２１の受光面を上にした状態で、固定具１５に設けられた孔とアルミ枠２２の突起部２５に設けられた孔とが位置合わせされ、ボルト及びナットから成る締結具３１を用いて締結される。
【００３４】
この構成により、実施の形態２におけるアングル１６が不要になるので、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造に比べて、鉄骨部材を減らすことができる。その結果、実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造によりも、更に、太陽電池パネル設置構造全体を軽量化ができると共に、低コスト化ができる。
【００３５】
なお、上述した実施の形態１〜３に係る太陽電池パネル設置構造では、架台１０と太陽電池パネル２０とを締結するための締結具として、ボルト及びナットを用いたが、締結具としては、リベットを用いることもできる。
【００３６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造と異なる手段でアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する。実施の形態１と同様に、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とが締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように設計され、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は、該強度基準以下である。
【００３７】
図６は、実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造のアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の拡大断面図であり、図７は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の斜視図である。図６に示されているように、アルミ枠２２は、鉄骨枠１３の上に載置される。鉄骨枠１３には、アルミ枠２２を支持するためのプレート金具３２が接合されている。図７に示されているように、プレート金具３２は、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するように設けられる。図６に示されているように、プレート金具３２は、第１板状部材３２ａと第２板状部材３２ｂとを含む。第２板状部材３２ｂは、第１板状部材３２ａに接合され、第１板状部材３２ａと第２板状部材３２ｂとは、Ｌ字型をなしている。第１板状部材３２ａは、溶接、又はボルトによって鉄骨枠１３に固着される。アルミ枠２２の張出部２３は、太陽電池モジュール２１の受光面に実質的に平行な２つの平行面２３ａ、２３ｂを有する。張出部２３は、架台１０と反対側の平行面２３ａにおいて第２板状部材３２ｂに面接触し、架台１０と同一の側の平行面２３ｂにおいて鉄骨枠１３に面接触し、プレート金具３２と鉄骨枠１３とに挟まれる。張出部２３がプレート金具３２と鉄骨枠１３とに挟まれることにより、太陽電池パネル２０が架台１０に固定される。
【００３８】
かかる方法によってアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結することは、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを薄肉化することを可能にする。実施の形態３では、アルミ枠２２の辺に沿って延設されるプレート金具３２によってアルミ枠２２が鉄骨枠１３に締結されるため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れにくい。即ち、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とは、より一体になって剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００３９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造は、実施の形態１及び実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造と異なる手段でアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する。実施の形態１と同様に、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各強度は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とが締結された状態において、建築基準法で定められた所定の強度基準より大きくなるように設計され、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の個々の強度は、該強度基準以下である。
【００４０】
図８は、実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造のアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の拡大断面図であり、図９は、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結する部分の斜視図である。図８に示されているように、アルミ枠２２は、鉄骨枠１３の上に載置される。鉄骨枠１３には、アルミ枠２２を支持するためのスリット金具３３が接合されている。スリット金具３３は、溶接、又はボルトによって鉄骨枠１３に固着される。図９に示されているように、スリット金具３３は、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するように設けられる。図８に示されているように、スリット金具３３には、アルミ枠２２の辺に沿って延伸するスリット３３ａが設けられ、板状の張出部２３は、スリット３３ａに挿入される。スリット金具３３は、架台１０と反対側の面２３ａ、及び架台１０と同一の側の面２３ｂとで張出部２３に面接触して張出部２３を挟み込む。張出部２３がスリット金具３３に挟まれることにより、太陽電池パネル２０が架台１０に固定される。
【００４１】
かかる方法によってアルミ枠２２と鉄骨枠１３とを締結することは、アルミ枠２２と鉄骨枠１３とを薄肉化することを可能にする。実施の形態３では、アルミ枠２２の辺に沿って延設されるスリット金具３２によってアルミ枠２２が鉄骨枠１３に締結されるため、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とが離れにくい。即ち、鉄骨枠１３とアルミ枠２２とは、より一体になって剛体に近づく。従って、アルミ枠２２に加えられた荷重は鉄骨枠１３に分散され、鉄骨枠１３に加えられた荷重はアルミ枠２２に分散される。ゆえに、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の各々の強度を従来に比べて弱くすることができる。これは、鉄骨枠１３及びアルミ枠２２を従来に比べて薄肉化できることを意味する。鉄骨枠１３及びアルミ枠２２の薄肉化は、太陽電池パネル設置構造全体の軽量化と低コスト化との観点から好ましい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、必要な強度を確保しながら、太陽電池パネルを設置するための構造物を軽量且つ安価にできる太陽電池パネル設置構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る太陽電池パネル設置構造の他の例を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る太陽電池パネル設置構造の一例を示す斜視図である。
【図１０】従来の太陽電池パネル設置構造を示す斜視図である。
【図１１】従来の太陽電池パネル設置構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 架台
１１ 基礎
１２、１６ アングル
１３ 鉄骨枠
１４、２４ 孔
１５ 固定具
２０ 太陽電池パネル
２１ 太陽電池モジュール
２２ アルミ枠
２３ 張出部
２５ 突起部
３０ａ ボルト
３０ｂ ナット
３１ 締結具
３２ プレート金具
３３ スリット金具
Claims (6)
- 太陽電池モジュールをアルミ枠に保持した太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルを搭載するための鉄骨枠が、基礎に固着された鉄骨により支持された架台と、
前記アルミ枠と前記鉄骨枠とを締結する締結具、とを備え、
前記アルミ枠と前記鉄骨枠とが前記締結具により締結された状態でのみ所定の強度基準を満たすように前記アルミ枠と前記鉄骨枠とが前記締結具により締結されている、
太陽電池パネル設置構造。 - 前記アルミ枠と前記鉄骨枠とは前記締結具によって少なくとも６箇所で締結されている、
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。 - 前記アルミ枠は、前記基礎に支持された鉄骨に前記締結具で締結されている、
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。 - 前記アルミ枠は、前記太陽電池モジュールの受光面に交わる方向に突出した突起部を有し、該突起部は前記基礎に前記締結具で締結されている、
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。 - 前記アルミ枠は、前記太陽電池モジュールの受光面に平行な方向に突出する板状の張出部を有し、
前記締結具は、前記アルミ枠に沿って延伸する板状の板状部分を有し、
前記アルミ枠は、前記板状部分と前記鉄骨枠とに挟まれて固定される
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。 - 前記アルミ枠は、前記太陽電池モジュールの受光面に平行な方向に突出する板状の張出部を有し、
前記締結具は、前記アルミ枠に沿って延伸し、且つ、前記張出部が挿入されるスリットを有する
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。
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