JP2014505816A - 太陽電池パネル装置及びアセンブリ - Google Patents

Abstract

太陽電池パネルモジュールは、支持面上の位置用のフレーム上に支持される太陽光パネルを含む。フレームは、フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっており、屋根面上で太陽光パネルの支持を提供する少なくとも１つの側壁を含む。フレームは、フレームを太陽電池パネルアセンブリの隣のフレームに取着する接続部を更に含む。後方セクションは、フレームの側壁間に延在するとともに、フレームの後方セクションの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部に形成されている段部で終端している曲線状の面を有する。フレームが支持面上に位置決めされると、段部から支持面に向かって下方へ、又は段部からノーズセクションに向かってフレームの縦方向に延在して、少なくとも１つの側壁（又はその一部）とともに、少なくとも１つの開口は除いて、外部雰囲気に対して閉じているスペースを画定する仕切り壁を設けることができる。
【選択図】図２




































補正クレーム
【請求項１】
比較的平坦な面上で太陽光パネル手段を支持する装置であって、複数の相互接続される支持フレーム（１０）のアセンブリを含み、各支持フレーム（１０）は、該フレームのノーズセクション（１２）から後方セクション（１３）にかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁（１１）を含み、側壁（１１）の傾斜した上面は、前記太陽光パネル手段（８０）を支持するように形状決め及び寸法決めされている縁面（１４）を有して形成されており、該装置は、各フレームの上面及び下面が、使用されていないときは開口しており、使用時には前記太陽光パネル手段及び該装置が位置付けられる前記比較的平坦な面によって閉じており、前記後方フレームセクション（１３）が、概ね曲線状であるとともに、使用時に、本来であれば密閉されているフレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口（３５）を有してその蹴込み部が形成されている段部（３３）で終端している外面（３２）を有することを特徴とする、装置。
【請求項２】
各相互接続される支持フレーム（１０）は、該フレームのノーズセクション（１２）から後方セクション（１３）にかけて上方へテーパー状になっている１つのみの側壁（１１）を含み、該側壁は、前記アセンブリの隣接するフレームの第２の側壁を提供することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各相互接続される支持フレームは、該フレームのノーズセクション（１２）から後方セクション（１３）にかけて上方へテーパー状になっている２つの側壁（１１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
比較的平坦な面上の位置用の、太陽電池パネルアセンブリの少なくとも１つの太陽光パネルの支持フレームであって、該フレームのノーズセクション（１２）から後方セクション（１３）にかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁（１１）を含み、側壁（１１）の傾斜した上面は、太陽光パネル手段（８０）を封止して支持するように形状決め及び寸法決めされている縁面（１４）を有して形成されており、該支持フレームの上面及び下面は、該支持フレームが使用されていないときは開口しており、該支持フレームの使用時には前記少なくとも１つの太陽電池パネル及び前記比較的平坦な面によってそれぞれ閉じられること、並びに、前記後方フレームセクションは、概ね曲線状であるとともに、該支持フレームの使用時に、本来であれば閉じているフレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口（３５）を有してその蹴込み部が形成されている段部（３３）で終端している外面（３２）を有することを特徴とする、支持フレーム。
【請求項５】
太陽光パネル手段（８０）が前記少なくとも１つの側壁（１１）によって支持された状態で前記フレームが支持面上に位置決めされると、前記後方フレームセクション（１３）の内面及び前記側壁の少なくとも一部とともに、前記少なくとも１つの開口（３５）は別として、外部雰囲気に対して実質的に閉じている内部スペースを画定する内部仕切り壁（３６）を含むことを特徴とする、請求項４に記載のフレーム。
【請求項６】
前記側壁（１１）は、輸送を容易にするように、その上縁からその下縁にかけて外方へ傾斜しており、各フレームが別のフレーム内に入れ子状になることを可能にすることを特徴とする、請求項４又は５に記載のフレーム。
【請求項７】
前記側壁（１１）は、垂直線に対して７度〜１５度の角度だけ傾斜していることを特徴とする、請求項６に記載のフレーム。
【請求項８】
前記角度は１０度であることを特徴とする、請求項７に記載のフレーム。
【請求項９】
前記側壁は、該側壁の実質的に全長にわたって延在するとともに、使用時に隣のフレームのフランジに重なる、外方へ突出しているフランジ（１８）を含むことを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１０】
前記仕切り壁（３６）は、前記段部（３３）の下面から、使用時に前記フレームが支持される前記比較的平坦な面とその最下縁が接触する位置まで下方へ延在し、前記仕切り壁を適所に保持する支持手段が設けられることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１１】
前記太陽光パネル（８０）の下面は、前記フレームが支持される面の真上にあることを特徴とする、請求項４〜１０のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１２】
前記仕切り壁（３６）は、前記側壁（１１）間で、前記段部（３３）から前記ノーズセクション（１２）に向かって前記フレームの縦方向に延在し、太陽光パネル手段（８０）が前記側壁によって支持された状態で前記フレームが支持面上に位置決めされると、前記側壁及び前記フレームの後方セクションの内側とともに、実質的に閉じた内部スペースを画定することを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１３】
前記フレームの前記側壁（１１）によって支持される太陽光パネル手段（８０）の下面は、前記縦方向に延在する仕切り壁（３６）の真上にあることを特徴とする、請求項１２に記載のフレーム。
【請求項１４】
前記側壁（１１）の上縁は、配線通路の少なくとも１つの凹部（１５）を有して形成されていることを特徴とする、請求項４〜１３のいずれか一項に記載フレーム。
【請求項１５】
複数の等間隔に離間した、又は実質的に等間隔に離間した開口（３５）が前記段部の蹴込み部に形成されていることを特徴とする、請求項４〜１４のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１６】
前記後方セクション（１３）及び前記ノーズセクション（１２）は、隣の太陽電池パネルフレームの相補的な固定具に取着される固定具を担持する外方へ突出しているストリップ又はレッジを有して形成されていることを特徴とする、請求項４〜１５のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１７】
各支持フレームは、該フレームの側部に対して平行に又は実質的に平行に引かれる中心線を中心に対称（又は実質的に対称）であり、そうでなくとも、前記フレームの幅方向に延在する部分を、前記フレームの一方の側縁に対して平行であるか又は実質的に平行である線に沿って切断するか又は別様に分離することによって取り除くことができるように形状決め及び寸法決めされており、この場合、残りのフレーム部分は、切断された側縁に沿って隣接するフレームの隣の相互に連結する側縁に取着されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１８】
概ね平坦な支持面上に位置付けられるフレーム（１０）上で支持される太陽光パネル手段（８０）を含む太陽電池パネルモジュールであって、前記フレームは、該フレームのノーズセクション（１２）から後方セクション（１３）にかけて上方へテーパー状になっており、前記支持面上で前記太陽光パネル手段（８０）の支持を提供する少なくとも１つの側壁（１１）、及び、該フレームを太陽電池パネルアセンブリの隣のフレームに接続する手段を含み、該モジュールは、前記後方セクション（１３）が、前記フレームの前記側壁（１１）間に延在するとともに、前記フレームの後方セクションの本来であれば閉じている内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口（３５）を有してその蹴込み部（３４）が形成されている段部で終端している凹状の曲線状の面（３２）、及び、前記フレームが比較的平坦な支持面上に位置決めされると、前記段部から前記支持面に向かって下方へ、又は前記段部から前記ノーズセクションに向かって前記フレームの縦方向に延在して、該モジュールの使用時に、前記２つの側壁（又はその一部）とともに、前記少なくとも１つの開口は除いて、前記太陽光パネル手段及び前記比較的平坦な支持面によって外部雰囲気に対して閉じられるスペースを画定する仕切り壁（３６）を有することを特徴とする、太陽電池パネルモジュール。

Description

本発明は、比較的平坦な屋根又は他の支持面上の位置用のフレームによって又はフレーム内でそれぞれ支持される複数の太陽光パネルを含む太陽電池パネル装置及びアセンブリに関し、特に、太陽電池パネル装置及びアセンブリを適所に保持するのに支持面の貫通が必要とされないそのような装置及びアセンブリであって、装置及びアセンブリの各フレームは、風の揚圧力に抗し、それによって太陽電池パネル装置及びアセンブリを適所に保持するように設計されている、そのような装置及びアセンブリに関する。より詳細には、本発明は、太陽電池パネルアセンブリの太陽電池パネルのそのようなフレームに関する。

屋根に設置される太陽電池パネルアセンブリが既知である。これらのアセンブリは、一般的に、１つ又は複数の傾斜フレームによって、又は１つ又は複数の傾斜フレーム内で支持される太陽光パネルをそれぞれ含む多数の個々のモジュールを含み、各フレームはその隣接するフレーム（単数又は複数）に物理的に連結され、例えば５０個以上の個々のモジュールからなるアセンブリを提供する。このアセンブリはこの場合、極短な気象条件の際を除いて支持面に対する移動に抗する安定性を提供するのに十分な重量を有する。

そのようなアセンブリの例が、特許文献１並びに特許文献２及び特許文献３に見られる。特許文献１は、太陽電池パネルフレームであって、太陽光パネルがフレームの一部を形成するトレイ内で支持されており、トレイがパネルの下面を支持屋根面から隔てる、太陽電池パネルフレームを開示している。

特許文献２は、太陽光パネルが、間に空気が流される離間した支持体上で支持されるアセンブリであって、この空気流は、パネルの下と、対向する屋根面との間に画定されているスペースを通る、アセンブリを開示している。特許文献３は、複数の連結された太陽電池パネルアセンブリを含む屋根システムを開示している。

太陽電池パネルアセンブリ全体の重量に加えて、アセンブリの安定性は、あらゆる気象条件において、その重量、及びパネルの露出している面にわたって流れる風によってアセンブリの各太陽光パネルに加わる下向きの力が、パネルの下面に加わる力の和よりも大きいことを確実にすることによって大幅に高まる。正味の下向きの力は、優勢な風の方向によって変わる。

例えば特許文献２では、この下向きの力が、パネルの上方及び下方の空気流状態を実質的に等しく維持することによって各太陽光パネルの上方及び下方の圧力を等しくしようとすることにより部分的に達成される。したがって、パネルが設置されるフレームは、空気を各モジュールのパネルの下に流すように設計されており、それによって、この空気流によってパネルの両側に加わる圧力の平衡が実質的に保たれる。このように圧力の平衡を保つことは、特許文献２では流体接続と称されている。

特許文献１では、必要な下向きの力は、基本的に、太陽光パネルを、フレームの一部を形成するトレイ内に位置付け、アセンブリの各太陽光パネルの下の空気の流れを防止するか又は最小限に抑え、それによって太陽光パネルの下の圧力が激しい気象条件の際であっても露出しているパネルの面に加わる圧力よりも小さいことを確実にすることによって達成される。

欧州特許出願第１５９７７６５号 米国特許第５７４６８３９号 米国特許第５７０６６１７号

本発明を通じて、本出願人は、フレームを支持する個々のパネル、したがって太陽電池パネルアセンブリ自体が厳しい気象の間に支持面から持ち上がる傾向を防止する、代替的な改善された方法を提供する。

既知の太陽電池パネル装置が経験する更なる問題は、太陽光パネルの寸法が標準化されていないという理由から生じる。これは、異なる会社によって製造されたパネルに対応するために異なるサイズの支持フレームが多くの場合に必要であることを意味する。

本発明の特徴は、個々の支持フレームの寸法を容易に変更し、入手可能な太陽光パネルの全て又はかなりの大部分を、本発明による太陽電池パネル支持フレームのアセンブリ内に収容することができることを確実にすることができることである。

本発明の更なる特徴は、アセンブリが、それぞれが隣接するフレームと側壁を共有する複数の個々のフレームを含むことができることである。

一態様では、本発明は、比較的平坦な面上で複数の太陽光パネルを支持する装置であって、複数の相互接続される支持フレームのアセンブリを含み、各支持フレームは、フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁を含み、側壁の傾斜した上面は、太陽光パネルを支持するように形状決め及び寸法決めされており、各フレームは、後方フレームセクションが、概ね曲線状であるとともに、フレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部が形成されている段部で終端している外面を有することを特徴とする、装置を提供する。

別の態様では、本発明は、太陽電池パネルアセンブリの太陽光パネルの支持フレームであって、フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁を含み、側壁の傾斜した上面は、太陽光パネルを支持するように形状決め及び寸法決めされており、支持フレームは、後方フレームセクションが、概ね曲線状であるとともに、フレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部が形成されている段部で終端している外面を有することを特徴とする、支持フレームを提供する。

少なくとも１つの側壁並びに前方フレームセクション及び後方フレームセクションの内面は、フレームによって支持される太陽光パネルの下面とともに、上記少なくとも１つの開口は別として、外部雰囲気に対して部分的に又は全体に実質的に閉じている内部スペースを画定する。

フレームは、支持面上に位置決めされると、後方フレームセクションの内面及び少なくとも１つの側壁の少なくとも一部とともに、上記少なくとも１つの開口は別として、外部雰囲気に対して実質的に閉じている内部スペースを画定する内部仕切り壁を含むことができる。

上述の「内部スペース」は、以下では、フレームの「実質的に密閉された内部スペース」と称される。

上記側壁は、好ましくは、輸送及び保管を容易にするように、その上縁からその下縁にかけて外方へ傾斜しており、各フレームが別のフレーム内に入れ子状になることを可能にする。

上記側壁は、７度〜１５度の角度だけ傾斜することができる。好ましい角度は１０度である。

代替的な構成では、上記側壁は垂直であるか又は実質的に垂直である。

上記側壁は、好ましくは、側壁の全長（又はその相当な部分）にわたって延在するとともに、使用時に相互接続するために隣のフレームのフランジに重なる、外方へ突出しているフランジを含む。

各フランジは、好ましくは、フレームが互いに接続されると隣のフレームの凹部内に位置付けられる１つ又は複数の段部を含むように形状決めされる。好ましくは、フランジはフレームと一体的に形成される。

各フレームの一方の側のフランジの地上の高さは、好ましくは、各フレームの他方の側のフランジの高さよりも、各フランジの厚さに等しいか又は実質的に等しい距離だけ高い。

１つの構成では、仕切り壁は、パネルが組み付けられたフレームが支持面上に位置決めされると、段部の下面から下方へ延在し、後方フレームセクションの内面及び少なくとも１つの側壁の一部とともに、上述の実質的に閉じた内部スペースを画定する。

この構成では、仕切り壁は、段部の下面から、使用時にフレームが支持される面とその最下縁が接触する位置まで下方へ延在するプラスチック材料又は金属材料のシートを含むことができる。仕切り壁を適所に保持するのを助ける手段を設けることができる。

代替的な構成では、仕切り壁は、フレームの段部からノーズセクションまでフレームの縦方向に延在する。

少なくとも１つの排水口を、仕切り壁の下側縁に形成することができる。

代替的な構成では、仕切り壁は、適所にパネルを有するフレームが支持面上に位置決めされると、段部からノーズセクションに向かってフレームの縦方向に延在し、少なくとも１つの側壁及びフレームの後方セクションの内側とともに、上述の実質的に閉じた内部スペースを画定する。この構成では、太陽光パネルの下面は、好ましくは、縦方向に延在する仕切り壁の真上にある。

上記側壁の上縁は、好ましくは、配線通路の凹部を有して形成されている。

複数の等間隔に離間した、又は実質的に等間隔に離間した開口を段部の蹴込み部に形成することができる。

フレームの後方セクション及びノーズセクションは、好ましくは、隣の太陽電池パネルフレームの相補的な固定具に取着される固定具を担持する外方へ突出しているフランジを有して形成されている。

バラスト支持トレイをフレーム内部に位置決めすることができる。このトレイは、好ましくは、フレーム内部に取り外し可能に接続可能な１つ又は複数の金属フックによってフレームに接続される。

フレームは、射出成形法又は熱成形法によってプラスチック材料から製造することができる。

代替的な構成では、フレームは、アルミニウム若しくは亜鉛めっき鋼等の金属材料、又はプラスチック材料及び１つ又は複数の金属材料の組み合わせから製造することができる。したがって、ノーズフレームセクション及び後方フレームセクション並びに段部は、金属材料（例えばアルミニウム若しくは亜鉛めっき鋼）、又は外側が金属材料で被覆若しくはコーティングされたプラスチック材料若しくは他の材料から製造することができる。材料は、代替的には、金属材料の層又はコーティング内に挟まれるプラスチック材料又は同様の材料の層を含んでいてもよい。この構成では、側壁は、プラスチック材料又は金属材料から製造することができる。

２つの側壁を含むフレームは、好ましくは、それらの上縁が互いに概ね平行な状態で位置合わせされる。

各支持フレームは、好ましくは、フレームの側部に対して平行に又は実質的に平行に引かれる中心線を中心に対称（又は実質的に対称）であり、そうでない場合、フレームの幅方向に延在する部分を、フレームの一方の側縁に対して平行であるか又は実質的に平行である線に沿って切断するか又は別様に分離することによって取り除くことができるように形状決め及び寸法決めされており、この場合、残りのフレーム部分は、切断された側縁に沿って隣接するフレームの隣の連結する側縁に取着される。

このことによって、各個々のパネルの長さ及び／又は幅に関係なく、太陽光パネルのアレイがパネルフレームのアセンブリ内に収容されることを可能にする。

この特徴は、異なるサイズの太陽光パネルを受け入れるようにフレームを種々の寸法に構成する必要性を実質的に排除する。

上記で述べたように、本発明によるフレームは、好ましくは、射出成形技法又は熱成形技法によって製造される。いずれの技法も、比較的高い生産速度を有し、過去に用いられてきたより従来的な技法と比較して設計特徴の融通性をより高くすることを可能にする。さらに、射出成形は、フレームを、ＵＶ安定化ポリプロピレン等の比較的安価な材料から製造することを可能にする。

１つの構成では、そのノーズセクション及び後方セクションを含む各フレームは、上記で述べた技法のうちの１つによって単一の片として製造される。ノーズフレームセクション及び後方フレームセクション並びに段部は、その後でアルミニウム又は亜鉛めっき鋼等の金属材料で実質的に被覆するか又はコーティングすることができる。

代替的な構成では、個々のフレームの壁は、述べた技法のうちの１つによってプラスチック材料から製造することができ、使用時に変色するか又は損傷を受ける可能性がある程度までＵＶ線に暴露されるフレームの部分は、アルミニウム又は亜鉛めっき鋼等の金属材料から別個に製造される。これらのフレームの部分は、次いで、幾つかの既知の手順のうちのいずれか１つによって組み立てられる。

更なる態様では、本発明は、概ね平坦な面上で複数の太陽光パネルを支持するアセンブリであって、複数の相互接続される支持フレームを含み、各支持フレームは、フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっているとともに、アセンブリの他のフレームの側壁に対して概ね平行である少なくとも１つの側壁を含み、アセンブリは、アセンブリの各後方フレームセクションが、概ね曲線状であるとともに、それぞれのフレーム部材の内部を外部の雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部が形成されている段部で終端している外面を有し、アセンブリの支持フレームの側壁の傾斜上面が複数の太陽光パネルを支持するように形状決め及び寸法決めされていることを特徴とする、アセンブリを提供する。

各支持フレームは、単一の側壁を含むことができ、各フレームの開口している側は、アセンブリの隣接するフレームの側壁又は閉鎖部材によって閉じられる。

ここで、本発明を、添付の線図を参照して専ら例示として説明する。

太陽光パネルを支持する、本発明によるフレームを上から見た平面図である。 図１に示されている支持フレームを上から見た斜視図である。 図示のフレームの一部を形成するクランプの断面側面図である。 本発明による代替的なフレームを上から見た斜視図である。 本発明による幾つかの連結した支持フレームを上から見た平面図であり、１つのそのようなフレームの幅が縮小されている。 本発明による支持フレームとともに用いられるアーチカバーの上面及び側縁の斜視図である。 本発明による支持フレームとともに用いられるアーチカバーの上面及び側縁の側面図である。 本発明による支持フレームとともに用いられるリアカバーの斜視図である。 本発明による支持フレームとともに用いられるリアカバーの平面図である。 本発明による支持パネルとともに用いられる縁部デフレクターの上面の斜視図である。 本発明による支持パネルとともに用いられる縁部デフレクターの下面の斜視図である。 本発明による代替的なフレームを上から見た斜視図である。 組み立て前の、図９に示されているフレームの個々の構成部材を示す図である。 図９に示されているフレームのノーズセクションと後方セクションとの間の接続を示す図である。 図９に示されているフレームの細部を示す図である。 本発明による代替的なフレームを上から見た平面図である。 図１３に示されているフレームに接続可能な側壁の等角図である。 図１３に示されているようなフレームのアセンブリの等角図である。 太陽光パネルが適所にある、図１５に示されているアセンブリの等角図である。

以下に記載される実施形態の全てにおいて、記載されるフレームの同じか又は同等な特徴には同じ参照符号が用いられる。

図１及び図２に示されている太陽電池パネル支持フレーム１０は、図２から分かるように、フレームのノーズセクション１２から後方セクション又はバックセクション１３にかけて上方へテーパー状になっている側壁１１を含む。各側壁１１は、平面図では概ね三角形であり、フレーム１０の使用時にフレーム１０が部分的に又は全体に支持する太陽光パネル（図示せず）の支持を提供する上縁面１４を有する。

電気ケーブルが１つのフレームから隣のフレーム（単数又は複数）に通ることを可能にするように各縁面１４にチャネル１５が設けられている。各側壁の後縁１６は曲線状である。

フレーム１０の下面は開口しており、フレームは、側壁１１の下縁並びにノーズセクション及び後方フレームセクションの下縁によって支持される。

各側壁１１は、保管及び輸送を容易にするために、垂直線に対して比較的小さい角度だけ傾斜しており、幾つかのフレーム１０が互いに入れ子状になることを可能にする。この角度は、好ましくは、７度〜１５度の範囲内であり、好ましくは１０度である。各側壁の下縁には、１つ又は複数の排水穴１７が形成されており、凝縮物又は他の流体がフレームの内部から出ることを可能にする。

各側壁１１のベースからは、サイドフランジ１８ａ、１８ｂが外方へ突出している。フランジ１８ａは、２つの離間した段部１９及び凹部２１を画定するように形状決めされており、フランジ１８ｂは段部２０を有して形成されている。各サイドフランジ１８ａ、１８ｂの肉厚は同じであるが、フランジ１８ａの地上の高さは、フランジの肉厚と同じ量だけフランジ１８ｂの地上の高さよりも高く、フランジ１８ａが隣のフレームのフランジ１８ｂに重なってぴったり嵌まることを可能にし、それによって各フレームが支持屋根面上に確実に着座することを可能にする。

そのように嵌まると、フランジ１８ａの凹部２１が最下のフランジ１８ｂの段部２０の上に位置し、凹部２１の側面は、段部２０を受け入れるように形状決め及び／又は寸法決めされている。記載のように組み立てられると、重ね合わせられたサイドフランジ１８ａ、１８ｂは、例えばねじによって一緒に固定することができる。しかし、他の形態の固定具を用いてもよい。

フランジ１８ａ、１８ｂは、フレームの側壁１１と一体的に形成することができる。代替的には、フランジ１８ａ、１８ｂは、別々に形成してから後の段階でフレームに固定してもよい。

ノーズフレームセクション１２は、２つの側壁１１間に延在する内壁２２を含み、内壁２２の上面は、太陽光パネルの一方の側を支持することが可能なレッジ２３を画定する。壁２２は、段部２４によって境界が定められており、段部２４に当接して、支持される太陽光パネルの側縁を位置付けることができる。

段部２４の前方には、ノーズセクション１２の上面２５が延在する。この面２５は、支持フレーム上での太陽光パネルの保持を助けるようにクリップを受け入れる一連の凹部２６を有する段部２４に隣接するその縁に沿って形成されている。クリップを適所に固定するねじを受け入れるように穴が面２５に形成されている。代替的な形態の固定具を用いてもよい。

ノーズセクション１２の上面２５は、排水チャネル２８を有して形成される段部、及び段部３０を有して形成される外方へ突出しているノーズフランジ２９に対して下方へ傾斜している。ノーズフランジ２９は、サイドフランジ１８ａと同様であり、隣のフレームの相補的な後方フランジ３１と協働し、フレームのノーズセクション及び後方セクションがねじ又は他の同様の固定具を用いて一緒に固定されることを可能にする。協働するノーズセクション及び後方セクションのフランジは、図１１において見ることができる。

後方フレームセクション１３は、湾曲した、好ましくは弓状の凸状の上面３２を含み、その側部は、側壁１１の後縁１６に合流する。曲線状の面３２は、蹴込み部３４が複数の開口３５を有して形成されている段部３３において終端している。図２には６個のそのような開口が示されているが、より多いか又は少ない開口を設けてもよい。

段部３３は、蹴込み部３４のベースから突出し、側壁１１間でフレームの全幅にわたって延在するレッジを画定する。この段部は、フレーム上で支持される太陽光パネルの支持を提供する。蹴込み部３４から離れた段部の縁から下方へ突出しているのは仕切り壁３６である。フレームの使用時に、仕切り壁の下縁が、フレームが支持される屋根の面と接触する。

上記の説明から理解されるように、フレームが支持屋根面上に位置決めされると、仕切り壁３６の内面が、後方フレームセクション１３の曲線状の面３２の内面、及び側壁１１の、後方フレームセクションの境界を定める部分とともに、開口３５は別として、フレーム内部の外の雰囲気に対して実質的に閉じている内部スペースを画定する。前述したように、このスペースは、本明細書では「実質的に密閉された内部スペース」と称される。

図示されていない実施形態では、仕切り壁は設けられず、そのようなフレームの「実質的に密閉された内部スペース」はフレームの内部全体を含む。複数のフレームからなるアセンブリでは、アセンブリの境界に沿うフレームは、図示のような仕切り壁を含むことができ、アセンブリの他のフレームの全て又は幾つかは仕切り壁を有しない。

段部３３の下には、図面の図３に示されているクランプが位置決めされている。クランプは、上側雌ねじ部材３９及び下側部材４１が支持されるボルト３８を含む。ボルトの上端は、上側部材及びナット４２の相補的なねじ山を受け入れるようにねじ切りされている。ワッシャがボルト及び上側部材の対向する面間に位置決めされている。ナットを回すと、上側部材３９がボルトに対して垂直方向に、下側部材４１に接離するように動かされる。

下側部材４１は、ボルト３８の環状肩部４３に着座する。上側セクションは、前方に突出するアーム４４（すなわちフレームのノーズセクション１２に向かって）、及びクランプの下側部材４１の上方へ突出するアーム４６と接触する下方へ突出するアーム４５を含む。下側部材は、フレームの使用時に仕切り壁３６の支持体として働く、上方へ延在するプレート４７を含む。

使用時に、ボルト３８は、段部３３に形成されている幾つかの細長いスロット４８のうちの選択されたスロットを通って突出する。太陽光パネルがフレーム上に位置決めされると、その側部のうちの１つが段部３３によって支持される。パネルが定位置にある状態で、アーム４４が段部３３の側面に重なり、プレート４７の外面が仕切り壁３６の内面に当接するまで、ボルト３８が位置付けられるスロットに沿ってクランプが移動される。ナット４２を回すと、アーム４４の下面が付勢され、太陽光パネルとクランプ接触し、ボルトのヘッド４９が動かされて、フレームが設置される屋根面に接触する。したがって、クランプ３７は、太陽光パネルを定位置に保持するのを助ける働きをし、プレート４７を通じて仕切り壁３６の支持を提供する。通常、各フレームに２つ以上のクランプが用いられる。

クランプ３７は通常、鋼等の材料から製造され、上側フレーム部材３９及び下側フレーム部材４１は通常、同じ形材の押出型材である。

図４に示されている代替的なフレームでは、図１及び図２に示されている仕切り壁３６の代わりに、縦方向に延在する仕切り壁５１が用いられている。仕切り壁５１は、側壁面１４上で支持されるリップ５２、リップ２３及び段部３３の縁を有して形成される。使用時に、太陽光パネルは、仕切り壁５１に接して仕切り壁５１の真上に位置付けられる。仕切り壁は、フレーム内部の上述した実質的に密閉されているスペースが端部セクション１３の下のスペースだけではなく仕切り壁５１の下に画定されるエリアも含む以外は、仕切り壁３６と同じように働く。

したがって、図４に示されている実施形態では、フレームが支持屋根面上に位置付けられると、仕切り壁５１の下面が、側壁１１の内面及び後方セクション１３の曲線状の面３２の下面とともに、開口３５は別として、フレーム内部の外の雰囲気に対して閉じている上述した実質的に密閉されるスペースを画定する。このスペースはしたがって、図１及び図２を参照して前述したスペースと同様である。

同様に、図４には、アーチカバー５３及びリアカバー５４が示されている。これらについては、添付の図面の図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して以下で説明する。

図５は、４つの等しい寸法のパネルフレーム１０Ａ、及び幅がフレーム１０Ａの幅よりも小さい１つのパネルフレーム１０Ｂからなるアセンブリを示している。１つのフレームのノーズセクション及びリアセクションと隣のフレームのノーズセクション及びリアセクションとの間の前述した接続がこの図から分かる。隣のフレームの重なり合うサイドフランジ１８ａ、１８ｂも見える。

前述したように、既知の太陽電池パネルアセンブリが経験する問題は、太陽光パネルの寸法が標準化されていないという理由から生じる。これは、異なる会社によって製造されたパネルに対応するために異なるサイズの支持フレームが多くの場合に必要であることを意味する。本発明の特徴は、個々の支持フレームの寸法を容易に変更し、入手可能な太陽光パネルの全て又はかなりの大部分を、本発明による太陽電池パネル支持フレームのアセンブリ内に収容することができることを確実にすることができることである。

太陽光パネルは、平面図で概ね矩形であり、フレームのアセンブリ上に位置付けられると、それらの主軸が各フレームの主軸に対して垂直である状態で、端から端までアセンブリの縦方向に位置決めされる。これは、フレームを縦方向に必要な幅に切断し、この切断したフレームセクションをアセンブリの別のフレームに連結させることによって、必要なアセンブリの全長を簡単に変えることができ、それによって、アセンブリの全長がパネルの複数の幅に比例することを意味する。

図５に示されているように、切断されたフレーム１０Ｂは、隣のフレーム１０Ａの左側に簡単に接続され、必要に応じてアセンブリの全幅を増大させる。他のフレームは同様に切断され、隣接するフレーム１０Ａに取着されて必要なアセンブリを完成させる。

前述したように、図５に示されている隣のフレームの側壁フランジ１８ａ、１８ｂは重なり、支持屋根面の面に平坦に載り、それによって、フレームを支持面から持ち上げる傾向を有しかねない風のいかなる侵入も防止する。

しかし、フレームの後方セクションの隣接する縁と、アセンブリの境界を定めるフレームの側縁、前縁及び後縁との間にスペースが存在する。

優勢な風の方向が後方フレームセクションに向いている場合、それらのスペース内への風の侵入を防止するために、図４並びに図６Ａ及び図６Ｂに示されているアーチカバー５３が設けられる。これらの図から分かるように、各アーチカバー５３は、端部フランジ５６及び５７間に位置決めされる弓状セクション５５を有して形成される。セクション５５の形状は、後方フレームセクション１３の上面３２の形状と同じであるか又は実質的に同じであり、それによって、セクション５５は、組み付けられると、この面の側部及び隣のフレームの側部にわたって又はこれらの側部に平行にぴったりと着座する。

端部フランジ５６には、組み付け時にアーチカバーの最後方端部を閉じるリップ５８が設けられている。端部フランジ５７は、ノーズセクション１２に向かって前方に延在し、組み付けられると、隣のフレームの段部３３に平行に位置する。隣のフレームに形成される好適に位置決めされる開口に位置する突起５９が設けられ、アーチカバーを適所に固定する。アーチカバーはしたがって、隣り合うフレーム間に存在しかねないスペースを閉じる。

アセンブリの境界を定めるフレーム１０のノーズセクション１２及び後方セクション１３は、図７Ａ及び図７Ｂに示されているように縁ストリップ６１によってシールされる。各縁ストリップは、段部６３及び凹部６４を有して形成される縦方向に延在するフランジ６２を有し、フランジ６２は、各ノーズフレームセクション１２及び後方フレームセクション１３の縁フランジ２９、３１を補完するように形状決めされる。縁ストリップの、アセンブリの境界を定める側は、下縁が支持屋根面と直接接触する端壁６５によって閉じられる。縁ストリップをアセンブリの最外のフレームに固定するために固定具が設けられる。

記載のフレームとともに用いられる縁部デフレクター６６が図面の図８Ａ及び図８Ｂに示されている。これらのデフレクター６６は、使用時には、アセンブリの境界を定めるフレームの側縁に接して、側縁に平行に位置決めされる。各縁部デフレクターは、湾曲した外面６７、並びにフレームアセンブリの境界を定めるフレームのサイドフランジ１８ａ及び１８ｂに接してサイドフランジ１８ａ及び１８ｂに平行にそれぞれ着座する下面６８及び側面６９を有して形成される。

縁部デフレクターは、好ましくは、コンクリート等の材料から製造され、厳しい気象条件の際にアセンブリを適所に保持するのを助けるバラストとして働く。排水チャネル７０が縁部デフレクターに設けられている。湾曲した面６７は、優勢な風の方向がフレームの側壁に向いている場合に、風を、フレームの側面から離して、フレームの上面にわたって偏向させる。

図示されていない実施形態では、各フレームは、ノーズセクション１２及び後方セクション１３に接続される単一の側壁を含み、各フレームの開口している側は、フレームがパネル支持アセンブリに組み付けられると、隣接するフレームの側壁、又は別個の閉鎖パネルによって閉じられる。

図１、図２、図４及び図５に示されているフレームは通常、紫外線安定化ポリプロピレン等のプラスチック材料から製造され、好ましくは、射出成形技法によって製造される。この技法は、製造コストを大幅に低減し、製造速度を最大限に高めるという利点を提供する。この技法はまた、より従来的な成形技法と比較して設計特徴の融通性をより高くする。射出成形はまた、ＵＶ安定化ポリプロピレン等のあまり高価でないプラスチック材料を使用することを可能にする。

プラスチック材料が使用時に高レベルのＵＶ光に暴露される場合に劣化又は変色する傾向がある場所では（例えば高温多湿に晒される領域では）、特に、フレームの、使用時に雰囲気に暴露される部分には、他の材料を容易に用いることができる。

プラスチック及び金属双方の構成部材を含むフレームが図９に示されている。このフレームはまた、中央壁又は台座１１ａを含むという点で、前述したフレームと異なる。この壁は、フレーム上に設置されると太陽光パネルの付加的な支持を提供する。

この実施形態では、ノーズセクション１２及び後方セクション１３並びに段部３３の暴露される面は、アルミニウム若しくは亜鉛めっき鋼等の金属、又はそのような金属の層で表面仕上げされる材料、又はアルミニウム、亜鉛めっき鋼若しくは他の金属のシート間に挟まれるプラスチック材料若しくは他の材料の層を含む材料、又は金属材料の外側層でコーティングされるプラスチック材料若しくは他の材料から製造される。金属の表面仕上げは紫外線に対する保護を提供する。側壁及び仕切り壁等の、すぐには雰囲気には暴露されない部品は通常、例えば図１及び図２のフレームに用いられるようなプラスチック材料から製造される。また、壁１１、１１ａは、必ずしも傾斜している必要はなく、垂直又は実質的に垂直であってもよい。

図９に示されているフレームは、単一の射出成形片又は熱成形片として製造することができ、フレームの使用時に紫外線の影響に暴露されるそれらの部品は、その後、記載したように金属材料で表面仕上げ又はコーティングされる。代替的には、フレームは、図１０に示されているような別個の構成部材を用いて製造することができる。

図１０の実施形態では、使用時に紫外線に暴露されない側壁１１、１１ａは、射出成形技法又は熱成形技法によってプラスチック材料から製造される。金属ブラケット７１が、壁１１、１１ａの、構成部材を組み立てると段部３３を支持する部分に対して溶接又は他の既知の技法によって固定される。各ブラケット７１の上面は、段部を各壁１１、１１ａに固定するねじ又は他の固定具を受け入れるように孔を有して形成されている。同様のブラケット７２が側壁の上面に固定され、ここでブラケット７２がフレームのノーズセクション１２を支持する。側壁は、ブラケット７１の存在以外は、図１〜図４を参照して前述した側壁と同一である。

ノーズセクション１２、段部３３、及び後方フレームセクション１３の湾曲した面３２は、通常は押出し法によってアルミニウム又は亜鉛めっき鋼等の金属から製造される。仕切り壁３６は、プラスチック材料又は金属材料から製造することができる。

図１０に示されている構成部材からフレームを組み立てるには、ノーズセクション１２をブラケット７２の上に位置付けて適所に固定し、段部３３を、後方フレームセクション１３の湾曲した壁の端部が段部３３の下に捕えられて次いで適所に固定された状態で、同様にブラケット７１上に位置付ける。

２つの隣り合うフレームの後方セクションとノーズセクションとの間の接続は、図１１及び図１２から分かる。後方セクション１３のフランジ３１は、後方フレームセクションのフランジ３１を隣のフレームのノーズセクションのフランジ２９に接続するためのねじ穴７４を有して形成されるクリップ７３を担持する。図１２から最もよく分かるように、段部３３の下方へ延在する端部７５によって形成されているスロットは、バッフル７６で満たされ、その傾斜面７７は、隣り合うフレーム間に流れる空気を偏向させる働きをする。

使用時に、多数の個々の太陽電池パネルモジュールを含むアセンブリは、各フレーム１０が隣接するフレーム（単数又は複数）に接続された状態で屋根面上に位置付けられて一体のアセンブリを画定し、アセンブリを適所に保持するのに屋根の貫通は必要とされない。屋根面からのアセンブリの変位は、第１にはアセンブリの全重量によって、第２には、各フレームの下の空気の圧力があらゆる気象条件においてフレーム及びパネルの外側に加えられる圧力よりも高くないことを確実にすることによって防止される。

各フレームの下の空気の圧力があらゆる気象条件においてフレーム及びパネルの外側に加えられる圧力よりも高くないことを確実にすることは、特に優勢な風の方向がアセンブリのフレームの後方セクションに向かい後方セクション上を流れる場合に、各フレームの上述した実質的に密閉された内部スペース内への空気の流れを防止するか又は大幅に制限することによって達成される。そのような状況では、太陽光パネルの外面に加わる圧力が低下することによってフレームに設置されたパネルが支持屋根面から持ち上がる可能性が増加する傾向がある。

本発明によるフレームの場合、そのような厳しい気象条件では、風は、各後方フレームセクション１３の曲線状の面３２にわたって加速し、段部３３に到達するにつれてこの面から離れる。これによって、蹴込み部３４に形成されている開口３５において低圧状況が生じ、空気が各フレームの上述した実質的に密閉された内部スペースから引き出される。これは、他のパネルの面に加わる正味の下向きの力がパネルの内面に加わるいずれの力も上回ったままであることを確実にする。換言すると、開口３５において生じる低圧状況によって、側壁１１によって境界を定められている各実質的に密閉された内部スペース、後方セクションの曲線状の面３２の内面及び仕切り壁３６又は５１内の空気が、実質的に密閉された内部スペースから抜かれ、それによって、フレームを付勢して屋根面と接触させる真空（又はほぼ真空）を生成する。

フレーム及びパネルの上面と下面との間にそれによって生成される圧力差は、各フレームを下方へ付勢し、それによってフレーム及びパネルのアセンブリが支持屋根面から持ち上がるいかなる傾向も相殺する。

ここで図１３〜図１６に示されている本発明の実施形態を参照すると、図１３から最もはっきりと分かるように、各個々のフレームは、単一の側壁１１によって接合されているノーズセクション１２及び後方セクション１３を含む。図１４から分かるように、フレームのアセンブリにおいて、個々の側壁１１は隣接するフレームの側壁も画定する。アセンブリの最外のフレームの開口側は、図１５に示されているような分離可能な側壁１１ａによって閉じられる。これらの壁１１ａは、隣のフレームのノーズセクション及び後方セクションの側面に、クリップ等によって簡単に取着される。

太陽光パネル８０がフレームアセンブリの側壁によって支持された状態で相互接続されているフレームのアセンブリが、図１６に示されている。

上記の記載は本発明による太陽電池パネルアセンブリの単なる例示であり、添付の特許請求の範囲に記載されているような本発明から逸脱することなく、上記の記載に対して変更を容易に加えることができることが理解されるであろう。

Claims (19)

1. 比較的平坦な面上で複数の太陽光パネルを支持する装置であって、複数の相互接続される支持フレームのアセンブリを含み、各支持フレームは、該フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁を含み、側壁の傾斜した上面は、太陽光パネルを支持するように形状決め及び寸法決めされており、各フレームは、前記後方フレームセクションが、概ね曲線状であるとともに、該フレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部が形成されている段部で終端している外面を有することを特徴とする、装置。
2. 各相互接続される支持フレームは、該フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている１つのみの側壁を含み、該側壁は、前記アセンブリの隣接するフレームの第２の側壁を提供する、請求項１に記載の装置。
3. 各相互接続される支持フレームは、該フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている２つの側壁を含む、請求項１に記載の装置。
4. 太陽電池パネルアセンブリの少なくとも１つの太陽光パネルの支持フレームであって、該フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっている少なくとも１つの側壁を含み、側壁の傾斜した上面は、少なくとも１つの太陽光パネルを封止して支持するように形状決め及び寸法決めされており、該支持フレームは、前記後方フレームセクションが、概ね曲線状であるとともに、該フレームの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部が形成されている段部で終端している外面を有することを特徴とする、支持フレーム。
5. 太陽光パネル（単数又は複数）が前記少なくとも１つの側壁によって支持された状態で前記フレームが支持面上に位置決めされると、前記後方フレームセクションの内面及び前記側壁の少なくとも一部とともに、前記少なくとも１つの開口は別として、外部雰囲気に対して実質的に閉じている内部スペースを画定する内部仕切り壁を含むことを特徴とする、請求項４に記載のフレーム。
6. 前記側壁は、輸送を容易にするように、その上縁からその下縁にかけて外方へ傾斜しており、各フレームが別のフレーム内に入れ子状になることを可能にすることを特徴とする、請求項４又は５に記載のフレーム。
7. 前記側壁は、７度〜１５度の角度だけ傾斜している、請求項６に記載のフレーム。
8. 前記角度は１０度である、請求項７に記載のフレーム。
9. 前記側壁は、該側壁の実質的に全長にわたって延在するとともに、使用時に隣のフレームのフランジに重なる、外方へ突出しているフランジを含む、請求項４〜８のいずれか一項に記載のフレーム。
10. 前記仕切り壁は、前記段部の下面から、使用時に前記フレームが支持される面とその最下縁が接触する位置まで下方へ延在し、前記仕切り壁を適所に保持する支持手段が設けられる、請求項５〜９のいずれか一項に記載のフレーム。
11. 前記太陽光パネルの下面は、前記フレームが支持される面の真上にある、請求項４〜１０のいずれか一項に記載のフレーム。
12. 前記仕切り壁は、前記側壁間で、前記段部から前記ノーズセクションに向かって前記フレームの縦方向に延在し、太陽光パネル（単数又は複数）が前記側壁によって支持された状態で前記フレームが支持面上に位置決めされると、前記側壁及び前記フレームの後方セクションの内側とともに、実質的に閉じた内部スペースを画定する、請求項５〜９のいずれか一項に記載のフレーム。
13. 前記フレームの前記側壁によって支持される太陽光パネルの下面は、前記縦方向に延在する仕切り壁の真上にある、請求項１２に記載のフレーム。
14. 前記側壁の上縁によって少なくとも部分的に支持される太陽光パネルを更に含む、請求項４〜１３のいずれか一項に記載のフレーム。
15. 前記側壁の前記上縁は、配線通路の凹部を有して形成されている、請求項４〜１４のいずれか一項に記載のフレーム。
16. 複数の等間隔に離間した、又は実質的に等間隔に離間した開口が前記段部の蹴込み部に形成されている、請求項４〜１５のいずれか一項に記載のモジュール。
17. 前記後方セクション及び前記ノーズセクションは、隣の太陽電池パネルフレームの相補的な固定具に取着される固定具を担持する外方へ突出しているストリップ又はレッジを有して形成されている、請求項４〜１６のいずれか一項に記載のフレーム。
18. 各支持フレームは、該フレームの側部に対して平行に又は実質的に平行に引かれる中心線を中心に対称（又は実質的に対称）であり、そうでなくとも、前記フレームの幅方向に延在する部分を、該フレームの一方の側縁に対して平行であるか又は実質的に平行である線に沿って切断するか又は別様に分離することによって取り除くことができるように形状決め及び寸法決めされており、この場合、残りのフレーム部分は、切断された側縁に沿って隣接するフレームの隣の連結する側縁に取着される、請求項４〜１７のいずれか一項に記載のフレーム。
19. 概ね平坦な支持面上の位置用のフレーム上で支持される太陽光パネルを含む太陽電池パネルモジュールであって、前記フレームは、該フレームのノーズセクションから後方セクションにかけて上方へテーパー状になっており、前記支持面上で前記太陽光パネルの支持を提供する少なくとも１つの側壁、及び、該フレームを太陽電池パネルアセンブリの隣のフレームに接続する手段を含み、該モジュールは、前記後方セクションが、前記フレームの前記側壁間に延在するとともに、前記フレームの後方セクションの内部を外部雰囲気と連通させる少なくとも１つの開口を有してその蹴込み部に形成されている段部で終端している凹状の曲線状の面、及び、前記フレームが支持面上に位置決めされると、前記段部から前記支持面に向かって下方へ、又は前記段部から前記ノーズセクションに向かって前記フレームの縦方向に延在して、前記２つの側壁（又はその一部）とともに、前記少なくとも１つの開口は除いて、外部雰囲気に対して閉じているスペースを画定する仕切り壁を有することを特徴とする、太陽電池パネルモジュール。

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