JP2015014109A - ソーラーパネルの飛散防止装置、およびソーラーパネルの設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルが風の影響により飛散するのを確実に防止することのできる飛散防止装置。【解決手段】 屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネル（１１）の飛散防止装置は、ソーラーパネルの下面に近接して配置されたデッキプレート（１）と、デッキプレートを屋根に取り付けるための取付け部材（１２）とを備えている。デッキプレートは、上フランジ（１ａ）と、該上フランジよりも下方に位置する下フランジ本体（１ｂ）と、上フランジから下フランジ本体へ斜めに延びる傾斜ウェブ（１ｃ）と、下フランジ本体の両端から上フランジの高さ位置まで斜め上方へ延びる端部フランジ（１ｄ）とを有する。【選択図】 図５

Description

本発明は、ソーラーパネルの飛散防止装置、およびソーラーパネルの設置構造に関する。さらに詳細には、本発明は、屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルの飛散防止に関するものである。

建屋の屋上は、既存であると新築であるとに関わらず、空きスペースになっていることが多い。これは、所要の防水性能を確保するため、建屋を軽量化するため、地上から高い位置では重量物に作用する地震力が大きいなどの理由による。近年、屋上の空きスペースの有効活用、クリーンエネルギーの有効利用などの要望から、軽量なソーラーパネルを屋上に設置するケースが増えている。

しかしながら、例えば既存の建屋において、所要の防水性能を維持しつつ屋上に（屋根の上に）ソーラーパネルを適切に設置することは容易ではない。屋根の上では風力が強く、かつ建物外周部では風の流れが乱されるため、屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルには大きな風力が作用するからである。

ソーラーパネルが適切に設置されていない場合、風力によりソーラーパネルが飛散・落下して、それ自体が損傷する可能性がある。また、飛散・落下したソーラーパネルが人に衝突する危険性もある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルが風の影響により飛散するのを確実に防止することのできる飛散防止装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルの飛散防止装置であって、
前記ソーラーパネルの下面に近接して配置されたデッキプレートと、
前記デッキプレートを前記屋根に取り付けるための取付け部材とを備え、
前記デッキプレートは、上フランジと、該上フランジよりも下方に位置する下フランジ本体と、前記上フランジから前記下フランジ本体へ斜めに延びる傾斜ウェブと、前記下フランジ本体の両端から前記上フランジの高さ位置まで斜め上方へ延びる端部フランジとを有することを特徴とする飛散防止装置を提供する。

本発明の第２形態では、第１形態の飛散防止装置を備えていることを特徴とするソーラーパネルの設置構造を提供する。

本発明の飛散防止装置では、例えばエンドクローズド加工されたデッキプレートがソーラーパネルの下面に近接して付設されるので、全体として上面が平面状で且つ下面が凸面状の形態を有する一体化されたソーラーパネルおよびデッキプレートには通過する風により下向きの力が作用する。その結果、本発明では、屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルが風の影響により飛散するのを確実に防止することができる。

本発明の実施形態にかかる飛散防止装置が適用されるソーラーパネルの設置状態を示す図である。 図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 本実施形態にかかる飛散防止装置の主要な構成要素であるデッキプレートの平面図である。 （ａ）は図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、（ｂ）は図３の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 本実施形態にかかる飛散防止装置を取り付ける手順を説明する組立図である。 図４（ｂ）の断面図に対応して、デッキプレートの取付け状態を示す断面図である。 図４（ａ）の断面図に対応して、デッキプレートの取付け状態を示す断面図である。

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる飛散防止装置が適用されるソーラーパネルの設置状態を示す図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。本実施形態では、一例として、折板状の屋根部材を用いて構成された屋根を有する既存の建物においてソーラーパネルに付設される飛散防止装置に対して本発明を適用している。

図１を参照すると、ソーラーパネル１１が、固定金具１２により、折板状の屋根部材１３のはぜ部１３ａに取り付けられている。すなわち、ソーラーパネル１１は、折板状の屋根部材１３により構成された屋根から上方へ間隔を隔てて設置されている。はぜ部１３ａは、図２に示すように、隣り合う折板状の屋根部材１３が互いに係合する部分である。

固定金具１２は、図１および図２に示すように、折板状の屋根部材１３のはぜ部１３ａに係合する係合部材１２ａと、係合部材１２ａを水平方向に貫通して係合部材１２ａの下端部がはぜ部１３ａを両側から挟むように締め付けるボルト・ナット１２ｂと、ソーラーパネル１１を上下から挟むように支持する下側支持部材１２ｃおよび上側支持部材１２ｄと、係合部材１２ａの上端部を上下方向に貫通して一対の支持部材１２ｃ，１２ｄを係合部材１２ａに取り付けるボルト・ナット１２ｅとにより構成されている。なお、ボルト・ナット１２ｅに代えて、係合部材１２ａの上端部から上方へ延び且つ雄ねじが刻設された雄ねじ軸部と、この雄ねじ軸部に螺合するナットとを用いることもできる。

図３は、本実施形態にかかる飛散防止装置の主要な構成要素であるデッキプレートの平面図である。図４（ａ）は図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、図４（ｂ）は図３の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。本実施形態にかかるデッキプレート１は、図３および図４に示すように、上フランジ１ａと、下フランジ本体１ｂと、傾斜ウェブ１ｃと、端部フランジ１ｄと、側方フランジ１ｅとにより構成されている。

上フランジ１ａは、全体的に平板状の形態を有する。下フランジ本体１ｂは、上フランジ１ａよりも下方に位置して、全体的に平面状に延びている。傾斜ウェブ１ｃは、図４（ａ）に示すように、上フランジ１ａおよび下フランジ本体１ｂと鈍角をなすように、上フランジ１ａから下フランジ本体１ｂへ斜めに延びている。端部フランジ１ｄは、図４（ｂ）に示すように、下フランジ本体１ｂの両端から上フランジ１ａの高さ位置まで斜め上方へ延びている。

側方フランジ１ｅは、上フランジ１ａと同じ高さ位置において、上フランジ１ａの両端に接するように、複数の上フランジ１ａと下フランジ本体１ｂとが繰り返されるピッチ方向（図３中水平方向：以下、単に「ピッチ方向」という）に細長く延びている。側方フランジ１ｅには、固定金具１２のボルト・ナット１２ｅのボルト部分が貫通するための複数の孔１ｅａが、ピッチ方向に間隔を隔てて形成されている。デッキプレート１は、図４（ａ）に示すように、ピッチ方向を含む横断面において、内側へ向かって斜め下方へ延びる傾斜ウェブ１ｃが両端に位置するように形成されている。

デッキプレート１は、例えばエンドクローズド加工されたデッキプレートである。具体的に、エンドクローズド加工されたデッキプレートとは、例えば床スラブのコンクリート打設時にデッキの端部からコンクリートが流出するのを防ぐために当該端部が閉塞加工されたデッキプレートである。すなわち、本実施形態にかかるデッキプレート１として、比較的安価で且つ入手が容易な市販のデッキプレートを用いることができる。

図５は、本実施形態にかかる飛散防止装置を取り付ける手順を説明する組立図である。先ず、本実施形態にかかる飛散防止装置の取り付けに先立って、既設のソーラーパネル１１を取り外す。具体的には、図示を省略するが、ボルト・ナット１２ｅのナットを緩めて、ソーラーパネル１１、上側支持部材１２ｄ、下側支持部材１２ｃを取り外す。その結果、図５に示すように、係合部材１２ａとボルト・ナット１２ｂとボルト・ナット１２ｅのボルト部分とからなる固定金具１２の一部だけが折板状の屋根部材１３のはぜ部１３ａに取り付けられた状態が得られる。

本実施形態では、屋根部材１３のはぜ部１３ａに取り付けられた複数の固定金具１２のボルト・ナット１２ｅのボルト部分がデッキプレート１の側方フランジ１ｅに形成された複数の孔１ｅａをそれぞれ貫通するようにデッキプレート１を位置決めし、一対の側方フランジ１ｅを対応する複数の係合部材１２ａの上端面に載置する。次いで、デッキプレート１の一対の側方フランジ１ｅから上方へ突出したボルト・ナット１２ｅのボルト部分が下側支持部材１２ｃに形成された孔を貫通するように下側支持部材１２ｃを位置決めし、複数の下側支持部材１２ｃをデッキプレート１の一対の側方フランジ１ｅの上面に載置する。

次いで、ボルト・ナット１２ｅのボルト部分が貫通した状態でデッキプレート１の一対の側方フランジ１ｅの上面に載置された複数の下側支持部材１２ｃに対してソーラーパネル１１を位置決めし、複数の下側支持部材１２ｃの支持面にソーラーパネル１１を載置する。さらに、下側支持部材１２ｃから上方へ突出したボルト・ナット１２ｅのボルト部分が上側支持部材１２ｄに形成された孔を貫通するように上側支持部材１２ｄを位置決めし、複数の上側支持部材１２ｄの当接面と複数の下側支持部材１２ｃの支持面とによりソーラーパネル１１を挟み込む。

最後に、上側支持部材１２ｄから上方へ突出したボルト・ナット１２ｅのボルト部分に、ボルト・ナット１２ｅのナット（図５では不図示）を螺合させて締め付ける。こうして、図６および図７に示すように、本実施形態にかかる飛散防止装置の主要な構成要素であるデッキプレート１が、ソーラーパネル１１の下面１１ａに近接した状態で屋根に取り付けられる。

図６は、図４（ｂ）の断面図に対応して、デッキプレートの取付け状態を示す断面図である。また、図７は、図４（ａ）の断面図に対応して、デッキプレートの取付け状態を示す断面図である。本実施形態では、図７に示すように、デッキプレート１は、ピッチ方向を含む横断面において、内側へ向かって斜め下方へ延びる傾斜ウェブ１ｃが両端に位置するように設置される。

また、本実施形態では、図６および図７に示すように、デッキプレート１と屋根との間に風が流入するための所要の隙間が形成され、且つソーラーパネル１１とデッキプレート１との間には風が実質的に流入しないように、デッキプレート１が屋根に取り付けられる。また、本実施形態では、ソーラーパネル１１を屋根に取り付けるための固定金具１２だけを用いて、デッキプレート１がソーラーパネル１１の下面１１ａに近接した状態で屋根に取り付けられる。

図１に示すように本実施形態にかかる飛散防止装置が取り付けられていない従来の構成では、平板状の形態を有するソーラーパネル１１の上下を通過する風の影響により、ソーラーパネル１１に対して上向きの力（風荷重）が作用する。その結果、この上向きの力により折板状の屋根部材１３のはぜ部１３ａを両側から挟んでいる係合部材１２ａがはぜ部１３ａから外れ易く（離脱し易く）、ひいてはソーラーパネル１１が風の影響により飛散して落下する恐れがある。

本実施形態では、図６および図７に示すように、エンドクローズド加工されたデッキプレート１がソーラーパネル１１の下面１１ａに近接して付設されているので、一体化されたソーラーパネル１１とデッキプレート１とが、全体として上面が平面状で且つ下面が凸面状の形態を有する。具体的に、図６を参照すると、デッキプレート１の下面が、水平方向に延びる下フランジ本体１ｂと、その両端の端部フランジ１ｄとにより、全体として凸面状になっている。また、図７を参照すると、デッキプレート１の下面が、水平方向に沿って間隔を隔てた複数の下フランジ本体１ｂと、その両端の傾斜ウェブ１ｃとにより、全体として凸面状になっている。したがって、ソーラーパネル１１の上側を通過する風とデッキプレート１の下側（すなわちデッキプレート１と屋根との間）を通過する風とにより、一体化されたソーラーパネル１１およびデッキプレート１には下向きの力が作用する。

全体として上面が平面状で且つ下面が凸面状の形態を有する一体化されたソーラーパネル１１およびデッキプレート１に対して通過する風により下向きの力が作用することは、例えば上面が平面状で且つ下面が凸面状のウィングにより下向きの力をレーシングカーに作用させて安定走行を図ることから容易に理解することができる。また、例えば上面が凸面状で且つ下面が平面状の両翼により揚力（上向きの力）を発生させて飛行機の機体を浮かせていることからも、上下方向に逆の作用として容易に理解することができる。

このように、本実施形態では、全体として上面が平面状で且つ下面が凸面状の形態を有する一体化されたソーラーパネル１１およびデッキプレート１には通過する風により下向きの力が作用するので、折板状の屋根部材１３のはぜ部１３ａを両側から挟んでいる係合部材１２ａがはぜ部１３ａから離脱することがなく、ひいては屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネル１１が風の影響により飛散するのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、折板状の屋根部材１３の底面に沿った雨水の流れを妨げることなく、換言すれば屋根面に沿った水の流路を確保しつつ、ソーラーパネル１１が風の影響により飛散するのを確実に防止することができる。また、本実施形態によれば、既存の建物の屋根においてソーラーパネルの取付け部を容易に補強することができない場合に、現状の構造体の耐力を維持しつつ風の影響により飛散しないソーラーパネルの設置が可能になる。

なお、上述の実施形態では、ソーラーパネル１１を屋根に取り付けるための固定金具１２を利用してデッキプレート１を屋根に取り付ける構成例に基づいて本発明を説明している。しかしながら、これに限定されることなく、デッキプレートを屋根に取り付けるための取付け部材、およびソーラーパネルを屋根に取り付けるための取付け部材の具体的な構成については様々な形態が可能である。

また、上述の実施形態では、折板状の屋根部材１３を用いて構成された折板構造の屋根を有する既存の建物においてソーラーパネル１１に付設される飛散防止装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、新築の建物においてソーラーパネルとともに新設される飛散防止装置に対しても同様に本発明を適用することができる。また、本発明の飛散防止装置が適用可能な屋根の形態（屋根の構造、形状など）については、様々な変形例が可能である。

１ デッキプレート
１ａ 上フランジ
１ｂ 下フランジ本体
１ｃ 傾斜ウェブ
１ｄ 端部フランジ
１ｅ 側方フランジ
１１ ソーラーパネル
１２ 固定金具
１２ａ 係合部材
１２ｂ，１２ｅ ボルト・ナット
１２ｃ，１２ｄ 支持部材
１３ 折板状の屋根部材
１３ａ はぜ部

Claims (6)

1. 屋根から上方へ間隔を隔てて設置されるソーラーパネルの飛散防止装置であって、
   前記ソーラーパネルの下面に近接して配置されたデッキプレートと、
   前記デッキプレートを前記屋根に取り付けるための取付け部材とを備え、
   前記デッキプレートは、上フランジと、該上フランジよりも下方に位置する下フランジ本体と、前記上フランジから前記下フランジ本体へ斜めに延びる傾斜ウェブと、前記下フランジ本体の両端から前記上フランジの高さ位置まで斜め上方へ延びる端部フランジとを有することを特徴とする飛散防止装置。
2. 前記デッキプレートは、前記上フランジおよび前記下フランジ本体のピッチ方向を含む横断面において、内側へ向かって斜め下方へ延びる傾斜ウェブが両端に位置するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の飛散防止装置。
3. 前記取付け部材は、前記デッキプレートと前記屋根との間に風が流入するための所要の隙間が形成され、且つ前記ソーラーパネルと前記デッキプレートとの間には風が実質的に流入しないように、前記デッキプレートを前記屋根に取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載の飛散防止装置。
4. 前記取付け部材は、前記ソーラーパネルを前記屋根に固定する固定金具と共通の部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の飛散防止装置。
5. 前記共通の部材は、折板状の屋根部材のはぜ部と係合する部材であることを特徴とする請求項４に記載の飛散防止装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の飛散防止装置を備えていることを特徴とするソーラーパネルの設置構造。
   

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