JP2012158896A - 太陽電池パネルの取り付け構造と取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な市販の部材を多用でき、設置工事を簡易に、安価に行うことができる太陽電池パネルの取り付け構造と、取り付け方法を提供する。
【解決手段】ベース金具１と、ベースパイプ２、支持パイプ３、起立パイプ４と、上下直交クランプ５，６と、接続金具７が用いられる。ベース金具１は、ボルト８で屋根上に固定される。その上にベースパイプ２が平行に敷設される。一対の支持パイプ３がベースパイプ３上に、それと直交方向に井桁状に配置される。起立パイプ４が、ベースパイプ２上に支持パイプ３を支持する。起立パイプ４は、直交クランプ５，６で、支持パイプ３とベースパイプ２とに結合される。接続金具７は、ブラケット２３、顎部材２４、ストッパ２５、付勢手段２６を具備し、太陽電池パネルの縦枠Ｐ１に取り付けられる。接続金具７の顎部材２４を支持パイプ３に押し当て、保持位置へ回転させ、ストッパ２５で開口を閉じて支持パイプ３を把持する。
【選択図】図１

Description

この発明は、太陽電池パネルを屋根上に取り付ける簡易な構造と取り付け方法に関する。

特許文献１には、以下のような太陽電池パネルの固定方法が記載されている。架台の上面にボルトを立設する。ボルトを貫通する貫通孔有するベース金具と、ブラケットと、押さえ金具とを設ける。ブラケットは、太陽電池パネルの枠体の裏面部にボルトで固定する貫通孔を有し、且周縁部に上向き係止部を有する。押さえ金具は、ブラケットの上向き係止部の内側方に嵌挿する係止壁部を有する上面部に貫通孔を有する。架台の上面に架台に対しベース金具を直角状にボルトを貫通して載置し固定する。押さえ金具の貫通孔にボルトを貫通すると共に、ブラケットの上向き係止部に押さえ金具の係止壁部を嵌挿し、ボルトにナットを締め付け組立てる太陽電池パネルの固定方法である。
特許文献２には、太陽電池パネルのような部材を単管パイプのような管体へ固定するための把持金具であって、管体に対する装着、ロック、取り外し作業が容易で、構造の簡易なものが提案されている。この金具においては、ブラケットが、ほぼ円弧状の凹部を前方へ開口させる。顎部材が、ブラケットに枢支され、保持位置と解放位置との間で回転自在である。ストッパが、ブラケットに枢支され、ロック位置と非ロック位置との間で回転自在で、ロック位置に回転付勢される。ストッパは、ロック位置において、顎部材が保持位置から解放位置へ回転するのを阻止するが、顎部材２４が解放位置から保持位置へ回転するのを許容し、かつ、非ロック位置において、顎部材が保持位置から解放位置へ回転するのを許容する。付勢手段が、顎部材の回転途上でデッドポイントを越えて顎部材を選択的に、ロック位置又は非ロック位置に保持する。

特開２０１０−２４８７６３号公報 特開２０１１−６９３７号公報

上記特許文献1に記載された従来の太陽電池パネルの固定方法は、専用の部材を用いた複雑な構成であり、設置工事費用を引き上げる一因となっている。
したがって、この出願に係る発明は、安価な市販の部材を多用でき、設置工事を簡易に、安価に行うことができる太陽電池パネルの取り付け構造と、取り付け方法を提供することを課題としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、この出願に係る発明の太陽電池パネルＰの取り付け構造は、各一対の縦枠Ｐ１と横枠Ｐ２からなる枠材により四囲を包囲された縦長矩形の太陽電池パネルＰを屋根Ｒ上に固定するためのものである。この取り付け構造においては、ベース金具１、単管パイプからなるベースパイプ２、単管パイプからなる支持パイプ３、単管パイプからなる起立パイプ４、上部及び下部の直交クランプ５，６、太陽電池パネルの縦枠Ｐ１に取り付けられる接続金具７が用いられる。ベース金具１は、少なくとも２本のベースパイプ２を屋根Ｒ上に互いに平行に敷設するためのもので、相互に所定間隔を置いて少なくとも4つがボルト８で固定される。ベース金具１は、本体９と、これの片側に枢着される把持アーム１０と、他側に枢着されるアイボルト１１とを具備する。ベース金具の本体９は、屋根Ｒに植立される一対のルーフボルト８を挿通させる一対のボルト孔１４を有する底板１２と、底板の対向両縁から直角に立ち上がり、ベースパイプ３の下部を受ける上開きの円弧状切欠１５を有する一対の支持板１３とを有する。把持アーム１０は、支持板１３の一端側に基端部が枢着され、中間にベースパイプ３の上部を受けて支持板１３との間にベースパイプ３を把持するための円弧状湾曲部１７を有し、先端側にボルト挿通用の切欠溝１８を有する。アイボルト１１は、支持板１３の他端側にアイ部２０が枢着され、ねじ部２１を把持アーム１０の切欠溝１８に挿通してナット２２で支持アームを１０締め付け可能である。支持パイプ３は、少なくとも一対が、ベースパイプ３上に所定の間隔を置き、かつ相互間に太陽電池パネルの縦枠Ｐ１の長さ寸法より小なる間隔を置いて、ベースパイプ２と直交方向に井桁状に配置される。起立パイプ４は、ベースパイプ２上に支持パイプ３を支持するために、両パイプ２，３の交差部対応位置のベースパイプ２上に、上向きに立ち上げられる。起立パイプ４の下部は、下部直交クランプ５でベースパイプ２と結合され、上部は、上部直交クランプ６で支持パイプに結合される。接続金具７は、太陽電池パネルＰを支持パイプ３に結合するために、各縦枠Ｐ１の下面に、支持パイプ３の相互間隔に対応する相互間隔を置いて固着される。接続金具７は、ブラケット２３、顎部材２４、ストッパ２５、付勢手段２６を具備する。ブラケット２３は、太陽電池パネルの縦枠Ｐ１の下面にボルト止めされ、支持パイプ３を受ける円弧状保持凹部２７を太陽電池パネルＰの反対側へ開口させてなる。顎部材２４は、ブラケット２３に枢支されることで、保持位置と解放位置との間を回転自在で、保持位置においてブラケット２３の保持凹部２７の開口を４０閉じて保持凹部２７との間に支持パイプ３を抱持し、解放位置において保持凹部２７の開口３８を開いて支持パイプ３を解放し、又は開口３８へ進入する支持パイプ３を受け入れて保持位置へ回転可能である。ストッパ２５は、中間部においてブラケット２３支されることで、ロック位置と非ロック位置との間を回転自在で、常時はロック位置に回転付勢され、一端側にロック部２８すると共に、他端側に回転操作部２９し、ロック位置において顎部材２４が保持位置から解放位置へ回転する経路上にロック部２８を配置して顎部２４の回転を阻止するが、解放位置から保持位置へ回転する顎部材２４に押されて顎部材の回転経路から退避することで顎部材２４の保持位置への通過を許容し、また非ロック位置において顎部材２４が保持位置から解放位置へ回転する経路の外にロック部２８を配置して顎部材２４の回転を許容する。付勢手段２６は、ブラケット２３と顎部材２４との間に介設され、顎部材２４の回転途上でデッドポイントを越えて顎部材２４をロック位置又は非ロック位置に選択的に保持するよう付勢する。

この出願に係る発明の取り付け構造と、これを用いた取り付け方法によれば、安価な市販の部材を多用して、太陽電池パネルの設置工事を簡易に、安価に行うことができる。

太陽電池パネルの取り付け構造を示す正面図である。 太陽電池パネルの取り付け構造を示す側面図である。 太陽電池パネルの取り付け構造を示す一部の平面図である。 ベース金具の正面図である。 ベース金具の側面図である。 ベース金具の平面図である。 接続金具の正面図である。 接続金具の側面図である。 接続金具による太陽電池パネルの固定操作過程を示す側面図である。 接続金具による太陽電池パネルの固定操作過程を示す側面図である。 接続金具による太陽電池パネルの固定操作過程を示す側面図である。 直交クランプの斜視図である。

図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
太陽電池パネルＰは、各一対の縦枠Ｐ１と横枠Ｐ２からなる枠材により四囲を包囲された縦長矩形の板状部材である。この太陽電池パネルＰの取り付け構造においては、ベース金具１、単管パイプからなるベースパイプ２、単管パイプからなる支持パイプ３、単管パイプからなる起立パイプ４、下部及び上部の直交クランプ５，６、太陽電池パネルＰの縦枠Ｐ１に取り付けられる接続金具７が用いられる。

ベース金具１は、少なくとも２本のベースパイプ２を屋根Ｒ上に互いに平行に敷設するためのもので、相互に所定間隔を置いて少なくとも4つがボルト８で屋根Ｒ上に固定される。図４〜６に示すように、ベース金具１は、本体９と、これの片側に枢着される把持アーム１０と、他側に枢着されるアイボルト１１とを具備する。

ベース金具の本体９は、底板３４と、底板３４の対向両縁から直角に立ち上がる一対の支持板１３とを有する。底板３４は、屋根Ｒに植立される一対のルーフボルト８を挿通させる一対のボルト孔１４を有する。支持板１３は、ベースパイプ２の下部を受ける上開きの円弧状切り欠き１５を有する。

把持アーム１０は、支持板１３の一端側に枢ピン１６で基端部が枢着され、支持板１３との間を開閉自在である。把持アーム１０は、中間にベースパイプ２の上部を受けて支持板の切り欠き１５との間にベースパイプ２を把持するための円弧状湾曲部１７を有し、また先端側にボルト挿通用の切り欠き溝１８を有する。

アイボルト１１は、支持板１３の他端側に枢ピン19でアイ部２０が枢着され、ねじ部２１を把持アーム１０の切り欠き溝１８に挿通して、ナット２２で支持アーム１０を締め付ける。

支持パイプは３、少なくとも一対が、ベースパイプ２の上方に間隔を置いて、これと直交方向に井桁状に配置される。太陽電池パネルＰを載せ置くことができるように、支持パイプ３の相互間隔は、太陽電池パネルＰの縦枠の長さ寸法より小なる間隔に設定される。

起立パイプ４は、ベースパイプ２上に支持パイプを支持するためのもので、両パイプの交差部対応位置のベースパイプ２上に、上向きに立ち上げられる。起立パイプ４の下部は、下部直交クランプ５でベースパイプ２と結合され、上部は、上部直交クランプ６で支持パイプ３に結合される。直交クランプ５，６は、例えば図１２に示すような市販のものである。

図７〜１１に示すように、接続金具７は、太陽電池パネルＰを支持パイプ３に結合するためのもので、各縦枠Ｐ１の下面に、支持パイプ３の相互間隔に対応する相互間隔を置いて固着される。接続金具７は、ブラケット２３、顎部材２４、ストッパ２５、付勢手段２６を具備する。

ブラケット２３は、太陽電池パネルの縦枠Ｐ１の下面にボルト止めされ、支持パイプ３を受ける円弧状保持凹部２７を太陽電池パネルＰの反対側へ開口させてなる。

顎部材２４は、ブラケット２３に軸３０で枢支されることで、保持位置と解放位置との間を回転自在で、保持位置においてブラケット２３の保持凹部２７の開口を閉じて保持凹部２７との間に支持パイプ３を抱持し、解放位置において保持凹部２７の開口を開いて支持パイプ３を解放し、又は開口へ進入する支持パイプ３を受け入れて保持位置へ回転可能である。ストッパ２５は、中間部において軸３１でブラケット２３に枢支されることで、ロック位置と非ロック位置との間を回転自在で、常時はばね３２でロック位置に回転付勢され、一端側にロック部２８を有すると共に、他端側に回転操作部２９を有し、ロック位置において顎部材２４が保持位置から解放位置へ回転する経路上にロック部２８を配置して顎部材２４の回転を阻止するが、解放位置から保持位置へ回転する顎部材２４に押されて顎部材２４の回転経路から退避することで顎部材２４の保持位置への通過を許容し、また非ロック位置において顎部材２４が保持位置から解放位置へ回転する経路の外にロック部２８を配置して顎部材２４の回転を許容する。付勢手段２６は、ブラケット２３と顎部材２４との間に介設され、顎部材２４の回転途上でデッドポイントを越えて顎部材２４をロック位置又は非ロック位置に選択的に保持するよう付勢する。

顎部材２４は、図７に示す保持位置と図１０に示す解放位置との間で軸３０を中心にして回転自在である。顎部材２４は、ブラケット２３の一対の支持板３３の内側に、これと平行に配置される平行一対の支持板３４を具備する。支持板３４は、凹状保持面３５と、これを囲むように相互に反対方向へ延びる第１及び第２の脚３６，３７を有するほぼＵ字状に湾曲した平板材である。凹状保持面３５は、保持位置において開口３８を太陽電池パネルの裏面と平行方向に向け、ブラケットの凹部２７と対向して内側に支持パイプ３を抱持する。第１の脚３６は、保持位置において太陽電池パネルの裏面と平行方向に延び、ブラケット２３の凹部２７の開口３８に交差してこれを閉じ、解放位置において太陽電池パネルと反対側へ転倒し、開口３８を開くように配置される。第２の脚３４の先端部には、ストッパ２５と係合する係合部３９が設けられる。顎部材２４は、解放位置において、凹状保持面３５の開口４０を太陽電池パネルと反対側へ斜めに向け、ここに支持パイプ３を受け入れることができるように配置される。顎部材２４の回転範囲は、ブラケット２３の円弧状ガイド孔４１を通して支持板３４を貫通するガイド軸４２により規制される。

ブラケット２３と顎部材２４との間には、顎部材をロック位置又は非ロック位置に保持するよう付勢する付勢手段２６が介設される。付勢手段２６は、ばねガイド４３とこれに嵌め込まれたばね４４とを具備する。ばねガイド４３は、下端部に軸線方向の長孔４５を有し、これを貫通してブラケットの支持板３３に支承された軸４６により、軸線方向移動自在に枢支される。上端の係合凹部４７が軸４２に回転自在に係合することによって、ばねガイド４３は顎部材２４に枢支される。ばね４４は、ばねガイド４３を常時軸線方向先端側へ付勢することによって、顎部材２４を回転付勢するが、顎部材２４の回転途上でデッドポイントを越えて、それまでと反対方向へ顎部材２４を回転付勢する。

ストッパ２５は、一端側にロック部２８を有すると共に、他端側に回転操作部２９を有し、中間部に軸受部４９を有する。ストッパ２５は、軸受部４９においてブラケット２３の突出部４８の先端部間に軸３１で枢支され、図７に示すロック位置と図１０に示す非ロック位置との間で回転自在である。ロック部２８付近には、デテントボール５２が組み込まれ、これが、ブラケット２３のデテント孔５３に落ち込むことにより、ストッパ４を非ロック位置に保持する（図９）。軸受部４９の先端側には当接面５０が設けられ、この当接面５０が、ブラケット２３の突出部４８の先端に設けられた当接片５１に当接（図７）することにより、ストッパ２５をロック位置に保持する。

しかして、ストッパ２５は、ロック位置において、顎部材２４が保持位置から解放位置へ回転する経路上、すなわち係合部３９の移動経路上にロック部２８を配置して顎部材２４の回転を阻止するが、非ロック位置においては、係合部３９の移動経路の外にロック部２８を配置して顎部材２４の回転を許容する。またストッパ２５は、ロック位置において、顎部材２４が解放位置から保持位置へ回転するときに係合部３９に押し上げられ（図１１）、その移動経路からいったん退避し、保持位置への回転を許容する。

太陽電池パネルＰを、水平に架設された支持パイプ３に支持する場合、図１０に示す開放状態（ストッパ２５はロック位置にあり、顎部材２４は解放位置にある。）において、太陽電池パネルＰを支え持って接続金具７を支持パイプ３に当てがい、顎部材２４の凹状保持面３５を支持パイプ３に嵌合させつつ、太陽電池パネルＰを支持パイプ３へ押しつける。顎部材２４は、当初は、ばね４４を圧縮しながら、支持パイプ３と共に保持位置へ回転（図１０において反時計方向）し、その途上でデッドポイントを越えたばね４４に回転付勢され、図１１に示すように、係合部３９がストッパ２５のロック部２８を押し上げるように、ストッパ２５をばね力に抗して回転（図において時計方向）させ、保持位置（図７）に至る。ストッパ２５は、係合部３９が通過した後、ロック位置に反時計方向へ回転して復元し、図７のロック状態に至る。

図７の状態では、顎部材２４がばね４４により保持位置に付勢されているが、解放方向（時計方向）へ回転する強い外力が加わった場合でも、係合部３９がストッパ２５のロック部２８に当接することにより、顎部材２４の回転が阻止され、保持位置に拘束されるから、太陽電池パネルＰを確実に支持パイプ３に固定することができる。

太陽電池パネルＰを支持パイプ３から取り外す場合には、図７の状態から、図９のように、ストッパ２５の回転操作部２９を押し上げて、ストッパ２５を非ロック位置（時計方向）へ回転させると、ロック部２８が顎部材２４の係合部３９の回転経路から外れる。この状態で、太陽電池パネルＰを支持パイプ３から引き剥がすように操作すると、顎部材２４が解放位置（時計方向）へ回転し、図１０に示すように、支持パイプ３を解放するので、太陽電池パネルＰを支持パイプ３から取り外すことができる。この間に、ばね４４がデッドポイントを越え、顎部材２４は解放位置に付勢される。

屋根R上に太陽電池パネルＰを取り付ける場合には、まず屋根R上に少なくとも4つのベース金具１を相互に所定間隔を置いてボルト８で固定する。このベース金具１上に、少なくとも２本のベースパイプ２を互いに平行に敷設する。２本のベースパイプ２の４箇所に下部直交クランプでベースパイプ２と支持パイプ１との交差部に対応する位置のベースパイプ上に、下部直交クランプ５で起立パイプ４の下部を結合し、四方に起立パイプ４を立ち上げる。起立パイプ４の上部に、上部直交クランプ６で少なくとも２本の支持パイプ３を結合して、これをベースパイプ２に対して井桁状に固定する。太陽電池パネルPの縦枠P1の下面に予めボルト止めされている接続金具７の顎部材２４を解放位置に配置した状態で、ブラケット２３の保持凹部２７に支持パイプ３を受け入れるように太陽電池パネルPを配置する。太陽電池パネルPを支持パイプ３に押しつけるように操作することにより、顎部材２４が、解放位置から保持位置へ、付勢手段２６のデッドポイントを越えて回転する。これで自動的に太陽電池パネルPが支持パイプ３上に固定される。

太陽電池パネルPを支持パイプ３上にいったん固定した後、例えば太陽電池パネルPの縦方向一端側の一対の接続金具７のストッパ２５を非ロック位置（時計方向）へ回転させて、太陽電池パネルＰの一端側を支持パイプ３から引き剥がすように操作すると、一端側が支持パイプ３から外れ、他端側の接続金具７が支持パイプ３に対して相対回転することで、太陽電池パネルPの縦方向一端側を容易に引き起こすことができる。この状態で、太陽電池パネルPの結線作業を容易に行うことができる。再度の固定も容易である。

１ ベース金具
２ ベースパイプ
３ 支持パイプ
４ 起立パイプ
５ 下部直交クランプ
６ 上部直交クランプ
７ 接続金具
８ ボルト
９ ベース金具の本体
１０ 把持アーム
１１ アイボルト
１２ 底板
１３ 支持板
１４ ボルト挿通孔
１５ 円弧状切欠
１６ 枢ピン
１７ 湾曲部
１８ 切欠溝
１９ 枢ピン
２０ アイ部
２１ ねじ部
２２ ナット
２３ ブラケット
２４ 顎部材
２５ ストッパ
３０ 軸
３１ 軸
３３ 支持板
４０ 開口
２７ 凹部
４８ 突出部
３４ 支持板
３５ 凹状保持面
３６ 第１の脚
３７ 第１の脚
３９ 係合部
３８ 開口
４１ ガイド孔
４２ ガイド軸
２６ 付勢手段
４３ ばねガイド
４４ ばね
４５ 長孔
４６ 軸
４７ 係合凹部
３２ ばね
２８ ロック部
２９ 回転操作部
４９ 軸受部
５２ デテントボール
５３ デテント孔
５０ 当接面
５１ 当接片
Ｐ 太陽電池パネル
Ｐ１ 縦枠
Ｐ２ 横枠

Claims (2)

1. 各一対の縦枠と横枠からなる枠材により四囲を包囲された縦長矩形の太陽電池パネルを屋根上に、固定するための取り付け構造であって、
   屋根上に相互に所定間隔を置いてボルトで固定される少なくとも4つのベース金具と、
   このベース金具を介して屋根上に互いに平行に敷設される単管パイプからなる少なくとも２本のベースパイプと、
   このベースパイプ上に所定の間隔を置き、かつ相互間に太陽電池パネルの縦枠の長さ寸法より小なる間隔を置いて、ベースパイプと直交方向に井桁状に配置される単管パイプからなる少なくとも一対の支持パイプと、
   前記ベースパイプ上に前記支持パイプを支持するために、両パイプの交差部対応位置のベースパイプ上に上向きに立ち上げられる単管パイプからなる起立パイプと、
   この起立パイプの下部と前記ベースパイプとを結合するための下部直交クランプと、
   前記起立パイプの所定高さ位置に前記支持パイプを結合するための上部直交クランプと、
   太陽電池パネルの各縦枠の下面に、前記支持パイプをの相互間隔に対応する相互間隔を置いて固着され、支持パイプを把持する接続金具とを具備し、
   前記ベースパイプを支持するベース金具は、屋根に植立される一対のルーフボルトを挿通させる一対のボルト孔を有する底板と、底板の対向両縁から直角に立ち上がり、前記ベースパイプの下部を受ける上開きの円弧状切り欠きを有する一対の支持板とを有する本体と；支持板の一端側に基端部が枢着され、中間にベースパイプの上部を受けて支持板との間にベースパイプを把持するための円弧状湾曲部を有し、先端側にボルト挿通用の切り欠き溝を有する把持アームと；支持板の他端側にアイ部が枢着され、ねじ部を把持アームの切り欠き溝に挿通してナットで把持アームを締め付け可能なアイボルトとを具備し、
   前記接続金具は、前記太陽電池パネルの縦枠の下面にボルト止めされ前記支持パイプを受ける円弧状保持凹部を太陽電池パネルの反対側へ開口させたブラケットと；このブラケットに枢支されることで、保持位置と解放位置との間を回転自在で、保持位置においてブラケットの保持凹部の開口を閉じて保持凹部との間に前記支持パイプを抱持し、解放位置において保持凹部の開口を開いて支持パイプを解放し、又は開口へ進入する支持パイプを受け入れて保持位置へ回転可能な顎部材と；中間部において前記ブラケットに枢支されることで、ロック位置と非ロック位置との間を回転自在で、常時はロック位置に回転付勢され、一端側にロック部を有すると共に、他端側に回転操作部を有し、ロック位置において顎部材が保持位置から解放位置へ回転する経路上にロック部を配置して顎部材の回転を阻止するが、解放位置から保持位置へ回転する顎部材に押されて顎部材の回転経路から退避することで顎部材の保持位置への通過を許容し、また非ロック位置において顎部材が保持位置から解放位置へ回転する経路の外にロック部を配置して顎部材の回転を許容するストッパと；前記ブラケットと前記顎部材との間に介設され、顎部材の回転途上でデッドポイントを越えて顎部材をロック位置又は非ロック位置に選択的に保持するよう付勢する付勢手段とを具備することを特徴とする太陽電池パネルの取り付け構造。
2. 請求項1に記載の取り付け構造を用いて屋根上に太陽電池パネルを取り付ける方法であって、
   屋根上に相互に所定間隔を置いてボルトで少なくとも4つの前記ベース金具を固定する工程と、
   このベース金具上に前記ベースパイプを把持して、少なくとも２本のベースパイプを互いに平行に敷設する工程と、
   前記ベースパイプと前記支持パイプとの交差部対応位置のベースパイプ上に、前記下部直交クランプで前記起立パイプの下部を結合する工程と、
   前記起立パイプの上部に前記上部直交クランプで前記支持パイプを結合して、少なくとも２本の支持パイプを前記ベースパイプに対して井桁状に固定する工程と、
   太陽電池パネルの縦枠の下面に予めボルト止めされている前記接続金具の顎部材を解放位置に配置した状態で、前記ブラケットの保持凹部に前記支持パイプを受け入れるように太陽電池パネルを配置し、これを支持パイプに押しつけるように操作することにより、顎部材を解放位置から保持位置へ前記付勢手段のデッドポイントを越えて回転させ、太陽電池パネルを支持パイプ上に固定する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池パネルの取り付け方法。

Images