JP2013253369A - 屋外設置型パネル支持構造並びに屋外設置型パネルの支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量なため設置対象を選ばない利点を有しておりながら、同時に、軽量であり且つ設置対象を選ばないがゆえに問題となる風圧等による応力に対しても十分な支持を行うことができる、屋外設置型パネル支持構造等の提供。
【解決手段】パネル支持構造１は、太陽光発電パネル３と留め具５とを備える。太陽光発電パネルは、トラス状構造を含む剛性パネルである。太陽光発電パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝１５が形成されている。留め具５は、下部材１７と上部材２１とを含む。下部材は、太陽光発電パネルの下面と当接するベース面２１と、ベース面から立ち上がり組み合わせ溝に挿入される挿入片部２３とを有している。上部材は、太陽光発電パネルの上面と当接する押え面３５を有している。太陽光発電パネルは、その厚み全体が、ベース面と押え面とにより挟まれて支持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、屋外設置型パネル支持構造並びに屋外設置型パネルの支持方法に関するものである。

屋根上に太陽光発電パネルを設置する構造としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この構造においては、まず、太陽電池モジュールが、太陽電池本体とベース体とから構成され、そのベース体は、鋼板等で形成され太陽電池本体を貼り付ける主面壁と、その主面壁に対して折り曲げることで形成される係止壁とを有している。また、かかる太陽電池モジュールを屋根に対して支持する締付金具は、支持ベースと、押え具とから構成されている。支持ベースには、上向きに開口するスリット状の溝が設けられている。そして、太陽光発電パネルの固定は、支持ベースの溝に、太陽電池モジュールのベース体の係止壁を深く差し込んでおき、さらに、その上から押え具を被せ、主面壁である鋼板の部分で押え具により押えられることで行われていた。

特許第４７２６８７８号公報

ところで、実際に太陽光発電パネルを屋根に設置するにあたっては、対象となる屋根は、その形状、構造等に関し、様々なものがある。特に既存の屋根が対象となる場合、そもそも屋根の上面に何か載せることを想定していない建屋もあり、躯体の強度に余裕のない物件もある。このため、太陽光発電パネルは、軽量である方が、対象となる屋根を限定しない分、好ましく、また、如何なる屋根に対しても強度面で好ましい。

しかしながら、太陽光発電パネルが軽量である場合には、風等の風圧の影響を大きく受けることとなり、風圧力とそれに抗する支持力とに起因した過度な応力が太陽光発電パネルに作用してしまう恐れがある。

また、このような懸念とは別に、次のような問題がある。まず、様々な屋根に適用しようとした場合、パネル留め具を固定するための設置用ボルトの位置は、屋根の形状・強度によってある程度、制約を受けてしまうこととなり、すなわち、留め具の配置態様は一様には統一できない。一方、軽量なパネルを風にあおられず且つ過度な応力を与えずに押さえておくためには、屋根側で留め具が設置できる場所に対しては、可能な限りその位置でパネル側でも留め具と組み合うことができるようにしておきたい。しかし、上述したように、設置用ボルトを配置できる位置は、屋根や条件によって全くバラバラであり、予めパネル側で留め具と組み合う位置を限定してしまうと、場合によっては、屋根側の留め具の設置位置を活かすことができず、風圧力に対して十分にパネルを支持しておくことが困難になる物件も出現する可能性がある。

また、上述した特許文献１に開示の構成では、主面壁を構成する薄い鋼板の部分を上方から押えている態様なので、太陽電池モジュールが軽量であるほど、風で下方からあおられたり、主面壁に集中して応力が作用したりする恐れがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、軽量なため設置対象を選ばない利点を有しておりながら、同時に、軽量であり且つ設置対象を選ばないがゆえに問題となる風圧等による応力に対しても十分な支持を行うことができる、屋外設置型パネル支持構造等を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の屋外設置型パネル支持構造は、支持対象パネルと、留め具とを備え、前記支持対象パネルは、トラス状構造を含む剛性パネルであり、前記支持対象パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝が少なくとも一つは形成されており、前記留め具は、下部材と上部材とを含み、前記下部材は、前記支持対象パネルの下面と当接するベース面と、該ベース面から立ち上がり前記組み合わせ溝に挿入される挿入片部とを有しており、前記上部材は、前記支持対象パネルの上面と当接する押え面を有しており、前記支持対象パネルは、その厚み全体が、前記ベース面と前記押え面とにより挟まれて支持される。
さらに、同目的を達成するための本発明の屋外設置型パネルの支持方法は、支持対象パネルと留め具とを用意し、前記支持対象パネルは、トラス状構造を含む剛性パネルであり、前記支持対象パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝が少なくとも一つは形成されており、前記留め具は、下部材と上部材とを含み、前記下部材は、前記支持対象パネルの下面と当接するベース面と、該ベース面から立ち上がり前記組み合わせ溝に挿入される挿入片部とを有しており、前記上部材は、前記支持対象パネルの上面と当接する押え面を有しており、前記支持対象パネルを、その厚み全体が、前記ベース面と前記押え面とにより挟まれるようにして支持する。

本発明によれば、軽量なため設置対象を選ばない利点を有しておりながら、同時に、軽量であり且つ設置対象を選ばないがゆえに問題となる風圧等による応力に対しても十分な支持を行うことができる。

本発明の実施の形態として、太陽光発電パネルの屋根への支持状態を示す図である。 図１の支持状態に関し、一対の留め具の間の領域を矢印ＩＩから示す図である。 一枚の太陽光発電パネルの平面、底面、長辺側側面及び短辺側側面を示す図である。 下部材に関する六面図及び斜視図である。 上部材に関する六面図及び斜視図である。 下部材と上部材との組み合わせ状態に関する六面図及び斜視図である。

以下、本発明に係る屋外設置型パネル支持構造を、太陽光発電パネルの屋根への支持構造として実施した場合の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態として、太陽光発電パネルの屋根への支持状態を示す図である。図２は、図１の支持状態に関し、一対の留め具の間の領域を矢印ＩＩから示す図である。

本実施の形態のパネル支持構造１は、支持対象パネルである太陽光発電パネル３と、留め具５とを備えており、波形の折板屋根７の上面に配置される。具体的には、折板屋根７の山部７ａ毎に、複数の台座９を固定し、その台座９から上方に突出した設置用ボルト９ａを利用して、留め具５を設置し、太陽光発電パネル３を支持する。なお、台座９の構成は、本発明では特に限定されるものではなく、設置用ボルト９ａが上向きに得られるものであればよく、周知の物品を利用することも可能であろう。

太陽光発電パネル３について図１〜図３に基づいて説明する。図３は、一部、留め具が組み合わされた状態ではあるが、一枚の太陽光発電パネルの平面、底面、長辺側側面及び短辺側側面を示す図である。

太陽光発電パネル３は、トラス状構造を含む軽量高剛性パネルであり、図２によく示されているように、パネル表面側をなすソーラーモジュール１１と、パネル裏面側に設けられた凹凸補強壁部１３とを有している。

ソーラーモジュール１１は、平面視矩形をなしており、凹凸補強壁部１３の表面に取り付けられている。なお、ソーラーモジュール１１の厚みは、図面上の視認性を優先するため誇張して描かれている。ソーラーモジュール１１の周縁は、保護材におって縁取り保護されている。凹凸補強壁部１３は、金属材料から構成されており、太陽光発電パネル３の厚みを生むようなトラス状構造を備えている。具体的には、図２及び図３に示されているように、三角錐を構成する壁面を含むような形態からなる凹凸を有している。これにより、太陽光発電パネル３は、一枚の鋼板では得られにくい大きな肉厚を有し、高剛性且つ超軽量という特徴を備えている。

支持対象パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝が少なくとも一つは形成されているものとし、本実施の形態では、太陽光発電パネル３の設置時における下面に、図３に示されるように、一対の組み合わせ溝１５が形成されている。組み合わせ溝１５は、太陽光発電パネル３の下面におけるそれぞれ対応する長辺側端部に、その長辺に沿う方向で延びている。

次に、留め具５について図２及び図４〜図６に基づいて説明する。図４、図５及び図６はそれぞれ、下部材、上部材、及び、下部材と上部材との組み合わせ状態に関する六面図及び斜視図である。留め具５は、下部材１７と、上部材１９とを含む。留め具５の材質は特に限定されるものではないが、ステンレス鋼板、ＺＡＭ（登録商標）、ガルバリウム鋼板（登録商標）等が好適に用いられる。

下部材１７は、ベース面２１と、そのベース面２１から立ち上がる一対の挿入片部２３及び二対の姿勢保持突片部２５とを有している。ベース面２１は、太陽光発電パネル３や、上部材１９の後述する底面と当接し、ベース面２１の中央には、前述した台座９の設置用ボルト９ａが挿通される貫通穴２７が設けられている。

下部材１７は、平面視、概ね矩形を成しており、一対の挿入片部２３はベース面２１の一対の短辺部から上向きに立ち上がっている。また、姿勢保持突片部２５は、ベース面２１の長辺部それぞれから一対ずつ立ち上がっており、ベース面２１の各長辺部の二つの姿勢保持突片部２５同士はその長辺方向に間隔をあけて位置している。また、ベース面２１の一方の長辺部の二つの姿勢保持突片部２５の間隔と、ベース面２１の他方の長辺部の二つの姿勢保持突片部２５の間隔とは、等しくなっている。

また、本実施の形態では、安定据付用突片２９がベース面２１の各長辺部から下向きに垂れ下がっている。安定据付用突片２９は、ベース面２１の長辺部のそれぞれから三つずつ垂れ下がっており、三つの安定据付用突片２９は、一対の姿勢保持突片部２５の間と、二つの姿勢保持突片部２５それぞれの外側とに位置している。

上部材１９は、底面３１と、一対の厚み確保壁３３と、一対の押え面３５とを有している。底面３１は、下部材１７のベース面２１上に載置される、平面視、矩形の面である。底面３１には、前述した台座９の設置用ボルト９ａが挿通される貫通穴３７が設けられている。

一対の厚み確保壁３３は、底面３１における一対の長辺から上方に立ち上がり、それぞれ対応する押え面３５につながる部分である。また、一対の押え面３５は、それぞれ対応する厚み確保壁３３の上端から、相互に反対向きに延び、すなわち、平面視、底面３１と逆側に延びる。押え面３５は、太陽光発電パネル３の上面と当接するように企図されている。

図２及び図６に基づいて、下部材１７と上部材１９との組み合わせ態様について説明する。下部材１７と上部材１９とは、平面視、下部材１７の一対の挿入片部２３の延びる向きと上部材１９の一対の厚み確保壁３３の延びる向きとが揃うような関係で、上部材１９の底面３１が下部材１７のベース面２１上に載置される。また、そのとき、下部材１７の貫通穴２７と、上部材１９の貫通穴３７とはほぼ重なるように組み合わされる。さらに、下部材１７のベース面２１における一方の長辺側の一対の姿勢保持突片部２５の間と、下部材１７のベース面２１における他方の長辺側の一対の姿勢保持突片部２５の間とに、上部材１９の底面３１が挿入される。

また、上記のように上部材１９を下部材１７に載せると、厚み確保壁３３によって、上部材１９の押え面３５と下部材１７のベース面２１とが離隔した状態で保持され、それにより、厚み確保壁３３、押え面３５及びベース面２１の内側に、太陽光発電パネル３の厚み全体を挿入することができるパネル収容スペース３９が確保される。

次に、パネル支持構造によるパネルの支持方法すなわち上述した留め具による太陽光発電パネルの支持方法について説明する。まず、図１に示されるように、波形の折板屋根７の上面、詳細には、折板屋根７の山部７ａ毎に、複数の台座９を固定しておく。そして、それぞれの台座９から上方に突出する設置用ボルト９ａに、下部材１７の貫通穴２７を通すようにして、下部材１７を台座９の上に載置する。このとき、下部材１７の安定据付用突片２９が台座９の対応部と当接または当接寸前となるように下部材１７の安定据付用突片２９と台座９との関係を考慮しておけば、下部材１７が台座９上で設置用ボルト９ａを回転軸とするような態様で回転することを抑制することができ、下部材１７の状態が安定することで、その後の作業性が良好となる。

続いて、複数の対応する下部材１７に跨るようにして、それら下部材１７の上に太陽光発電パネル３を載せる。このとき、図２に詳細が示されるように、各下部材１７の挿入片部２３が太陽光発電パネル３の下面の組み合わせ溝１５内に入り込むようにして、太陽光発電パネル３の下面が下部材１７のベース面２１に載せられる。

さらに、太陽光発電パネル３が載せられた下部材１７のそれぞれに、上方から、対応する上部材１９を載せ、且つ、下部材１７の貫通穴２７を貫通してなお上方に突出している設置用ボルト９ａに、上部材１９の貫通穴３７を通すようにする。また、この状態では、図２及び図６に示されるように、下部材１７のベース面２１における一方の長辺側の一対の姿勢保持突片部２５の間と、下部材１７のベース面２１における他方の長辺側の一対の姿勢保持突片部２５の間とに、上部材１９の底面３１が挿入される。そして、上部材１９の底面３１から上方に突出した設置用ボルト９ａに対して、固定用ナット４１（図２拡大部に点線図示）を螺合させ、締め込むことで、上部材１９と下部材１７とがきつく連結される。このようにして、太陽光発電パネル３は、下部材１７のベース面２１と上部材１９の押え面３５とに挟み込まれ、且つ、組み合わせ溝１５に下部材１７の挿入片部２３が係合されることで、折板屋根７に対して支持される。なお、図１に示されるように、一つの留め具５はその両側で異なる太陽光発電パネル３を支持することができる。

以上説明した本実施の形態に係るパネル支持構造及びパネル支持方法によれば、太陽光発電パネルを軽量高剛性にして、強度の観点で多種多様な設置対象への適用を可能としながら、留め具により太陽光発電パネルの厚み全体を上下から挟み、且つ、太陽光発電パネルにおいて所定方向に長く延びる組み合わせ溝に留め具の挿入片部を係合させて支持するようにしたので、風圧に対する支持の観点でも多種多様な設置対象への適用を可能としている。このように、本実施の形態によれば、軽量なため設置対象を選ばない利点を有しておりながら、同時に、軽量であり且つ設置対象を選ばないがゆえに問題となる風圧等による応力に対しても十分な支持を行うことが可能となっている。

また、上部材においては、底面における一対の長辺から上方に立ち上がる一対の厚み確保壁を設け、一対の押え面は、対応する厚み確保壁の上端から、相互に反対向きに延びるように構成されているので、単に、下部材に上部材を載せるだけで、上部材に設けた厚み確保壁によって、上部材の押え面と下部材のベース面とが離隔され、それにより、厚み確保壁、押え面及びベース面の内側に、支持対象パネルの厚み全体を挿入することができるパネル収容スペースを容易且つ確実に確保することができる。よって、支持対象パネルの厚み全体を支持するにあたって、施工性が良好かつ効率的である。

また、太陽光発電パネルを肉厚な構造とし、その肉厚を利用して留め具側ではなく太陽光発電パネル側に溝を設けたので、太陽光発電パネルを肉厚な構造とし風圧に対する強度が向上している割には、太陽光発電パネルと留め具とを組み合わせた全体構成としては、高さがコンパクトに仕上がっている。さらに、組み合わせ溝の深さは、必然的に、太陽光発電パネルの肉厚の範囲内となるので、前述した特許文献１のような深いスリット状の溝への挿入動作も不要となり、施工が簡単・効率的である。

さらに、太陽光発電パネル自体が高剛性でありながら軽量なので、下部材のベース面による片持ち態様での支持が適用し易く、また、かかる片持ち態様での支持態様が、上述した太陽光発電パネル側の組み合わせ溝と立ち上がりによる挿入片部との組み合わせという簡素な態様の導入に貢献している。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、上述した施工手順は、あくまでも一例であり、本発明としては、下部材に対して上部材を仮組みしておき、すなわち、上部材と下部材とをきつく締結しないでおき、それら下部材及び上部材の間に、太陽光発電パネルの端部を挿入したのち、固定用ナットを本締めするような態様を排除するものではない。

１ パネル支持構造、３ 太陽光発電パネル、５ 留め具、１５ 組み合わせ溝、１７ 下部材、１９ 上部材、２１ ベース面、２３ 挿入片部、２５ 姿勢保持突片部、３１ 底面、３３ 厚み確保壁、３５ 押え面、３９ パネル収容スペース。

Claims (6)

1. 支持対象パネルと、留め具とを備え、
   前記支持対象パネルは、トラス状構造を含む剛性パネルであり、
   前記支持対象パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝が少なくとも一つは形成されており、
   前記留め具は、下部材と上部材とを含み、
   前記下部材は、前記支持対象パネルの下面と当接するベース面と、該ベース面から立ち上がり前記組み合わせ溝に挿入される挿入片部とを有しており、
   前記上部材は、前記支持対象パネルの上面と当接する押え面を有しており、
   前記支持対象パネルは、その厚み全体が、前記ベース面と前記押え面とにより挟まれて支持される、
   屋外設置型パネル支持構造。
2. 前記上部材は、前記押え面と、前記下部材の前記ベース面に載置される底面と、前記底面から立ち上がり前記押え面につながる厚み確保壁とを備えており、
   前記厚み確保壁によって、前記上部材の前記押え面と前記下部材の前記ベース面とを離隔させ、それにより、該厚み確保壁、該押え面及び該ベース面の内側に、前記支持対象パネルの厚み全体を挿入することができるパネル収容スペースを確保する、
   請求項１の屋外設置型パネル支持構造。
3. 前記下部材は、前記ベース面から立ち上がる二対の姿勢保持突片部を有しており、
   前記上部材は、前記下部材に載置された状態で、前記底面が前記二対の姿勢保持突片部の間に挟まれる、
   請求項２の屋外設置型パネル支持構造。
4. 支持対象パネルと留め具とを用意し、
   前記支持対象パネルは、トラス状構造を含む剛性パネルであり、
   前記支持対象パネルの下面には、下方に開口し一方向に延びる組み合わせ溝が少なくとも一つは形成されており、
   前記留め具は、下部材と上部材とを含み、
   前記下部材は、前記支持対象パネルの下面と当接するベース面と、該ベース面から立ち上がり前記組み合わせ溝に挿入される挿入片部とを有しており、
   前記上部材は、前記支持対象パネルの上面と当接する押え面を有しており、
   前記支持対象パネルを、その厚み全体が、前記ベース面と前記押え面とにより挟まれるようにして支持する、
   屋外設置型パネルの支持方法。
5. 前記上部材は、前記押え面と、前記下部材の前記ベース面に搭載される底面と、前記底面から立ち上がり前記押え面につながる厚み確保壁とを備えており、
   前記厚み確保壁によって、前記上部材の前記押え面と前記下部材の前記ベース面とを離隔させ、それにより、該厚み確保壁、該押え面及び該ベース面の内側に、前記支持対象パネルの厚み全体を挿入することができるパネル収容スペースを確保する、
   請求項４の屋外設置型パネルの支持方法。
6. 前記下部材は、前記ベース面から立ち上がる二対の姿勢保持突片部を有しており、
   前記上部材は、前記下部材に載置された状態で、前記底面が前記二対の姿勢保持突片部の間に挟まれる、
   請求項５の屋外設置型パネルの支持方法。

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