JP2023056756A - ソーラーパネルの取り付けレール - Google Patents

Abstract

【課題】ソーラーパネルの設置工事において、防火対策を施しつつソーラーパネルの裏面側から設置工事をすることができる工法および当該工法に用いる部材を提供すること。【解決手段】上部に長手方向に亘ってソーラーパネルＳの載置および取り付けを可能にした取り付け部３を設け、取り付け部３に対してソーラーパネルＳを固定する固定手段（１０、３０、３１）を有するとともに、載置したソーラーパネルＳの裏面側から固定手段による固定操作を可能に構成し、載置したソーラーパネルＳの裏面側において、ソーラーパネルＳと空間的な間隔を隔てた状態で不燃板９を装着可能とする装着部７若しくは装着手段を設けている。この構造により、ソーラーパネルＳの取り付け作業を裏面側から行うことができ、かつ防火性能の高いルーフを有したカーポート等の建築物を提供できる。【選択図】図１

Description

本発明は、ソーラーパネルの取り付けレールに関するものである。

建築物の屋根に対する太陽電池パネル（ソーラーパネル）の設置が進んでいるが、近年では設置スペースが減少していることもあり、カーポートと称される屋外の駐車スペースを覆う構造物の屋根を利用してソーラーパネルを設置する事例が増えている。ソーラーパネルを設置したカーポートとしては、特許文献１、特許文献２等に記載されたものがある。これらのカーポートの屋根に設置するソーラーパネルは、住宅用のソーラーパネルと同じものが用いられている。
一方、住宅の屋根にソーラーパネルを設置する場合には、固定用の枠組みを取り付けた後に防火対策として延焼防止用の金属板（不燃材による仕切り板）を施設し、その上にソーラーパネルを設置するようになっている。このような構造であるため、ソーラーパネルの取り付け工事はソーラーパネル表面側から行うようになっていた。

従来のカーポートは、地表に埋設した支柱の上部に屋根の下地を構成するフレームを設け、そのフレームに対して屋根材となるパネル類を取り付けるようになっている。また、住宅用のソーラーパネルを従来構造のカーポートに取り付ける場合において、防火対策用の不燃板を設置した後にソーラーパネルを取り付けようとすると、地上高の低い位置での作業でありながら高所作業と同様に鉄筋パイプによる足場を設けた作業が必要になるなど、設置に要する工数や費用が嵩む事例が多かった。

特開２０１６－０１７３１５号公報 特開２０１３－１１７０９７号公報

上記のように、地上高の比較的低い位置においてソーラーパネル設置の作業を行うことが可能である場合においても、屋根表面（ソーラーパネル表面）側から取り付けを行わなければならなかった。これは、工事の安全性、工事期間、工事費用等の種々の面で改善すべき課題を有している。
本発明は当該事情に鑑み発明されたものであって、ソーラーパネルの設置工事において、防火対策を施しつつソーラーパネルの裏面側から設置工事をすることができる工法および当該工法に用いる部材の提供によって、上記の課題を解決することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、
上部に長手方向に亘ってソーラーパネルの載置および取り付けを可能にした取り付け部を設け、
前記ソーラーパネルを前記取付部に対して固定する固定手段を有し、
前記載置したソーラーパネルの裏面側から前記固定手段による固定操作が可能となるように構成し、
前記載置したソーラーパネルの裏面側において、当該ソーラーパネルと空間的な間隔を隔てた位置で不燃板を装着可能とする装着部若しくは装着手段を設けたことを特徴とするソーラーパネルの取り付けレール。

また、上記ソーラーパネルの取り付けレールにおいて、
前記固定手段が、前記ソーラーパネルの外縁に装着されたフレームおよび前記取り付け部を貫通して挿通されるボルトおよび当該ボルトに締結されるナットによって構成されていることを特徴とする。

また、上記ソーラーパネルの取り付けレールにおいて、
前記不燃板を装着可能とする装着部が、当該不燃板の側縁を収容可能な溝状の空間であることを特徴とする。

また、上記ソーラーパネルの取り付けレールにおいて、
前記ソーラーパネルの取り付け部と前記不燃板を装着可能とする装着部の間に、上方に向かって開口を有した雨水を誘導する樋を設けたことを特徴とする。

本発明に係るソーラーパネルの取り付けレールは、ソーラーパネルの取り付けを裏面側から行えるものである。このため、一般的な建築物よりも屋根の高さが低いカーポートであれば、脚立を使用して無理なく届く程度の高さでソーラーパネルの設置作業が行えるという効果を有している。
また、ソーラーパネルの裏面に不燃板を取り付けることができるので、防火、延焼防止効果を有したカーポートや建築物等を構成することができるという効果を有している。

本実施の形態に係るレールの端面形状を表した説明図である。 本実施の形態に係るレールの中間部を省略して表した外観斜視図である。 本実施の形態に係るレールを使用したカーポートの側面図である。 本実施の形態に係るレールを使用したカーポートの外観イメージを表した斜視図である。 本実施の形態に係るレールを使用したカーポートの屋根構造を説明するための斜視図である。 本実施の形態に係るレールを使用したカーポートの屋根構造を一部断面図として表した説明図である。 本実施の形態に係る他のレールの端面形状を表した説明図である。 本実施の形態に係るさらに他のレールの端面形状を表した説明図である。 ソーラーパネルの構造を説明するための説明図である。

以下、本発明の一実施の形態を図を用いて説明する。
図１はソーラーパネルＳの取り付けレール（以下「レール」という）１の断面図、図２はレール１の外観斜視図を表している。レール１は図１に示した端面形状を有するアルミニウム素材によって形成した長尺の押し出し材として形成されており、予め適宜の長さに裁断され長穴等を穿設する加工を行った後に施工現場において使用されるものである。

図１に示した端面の図を用いてレール１の形状を説明する。レール１はアルミニウム製の構造材として形成された長尺の押し出し材である。本実施の形態においては、全長は収容する車両の全長を覆うことが出来る程度の約５ｍ程度の寸法に形成されている。
レール１は中心線ＣＬを中心として左右対称の端面形状を有している。具体的には、レール１は中央に中空角形状のパイプ部２を有し、パイプ部２の上部において側方に突出させたフランジ部３（３ａ、３ｂ）を有し、パイプ部の側壁を構成するウェブ４（４ａ、４ｂ）から外側に向かって突出させた樋部５（５ａ、５ｂ）を有し、ウェブ４（４ａ、４ｂ）の下方において外側に向かって突出させたフランジ状突出片６（６ａ、６ｂ）を有している。

一例として、フランジ部３（３ａ、３ｂ）の表面（上面）は、最適な例としてパイプ部２の上面から連続する平面として形成されている。この平面は後述するソーラーパネルＳを載置し取り付ける取付面を構成するようになっている。なお、取付面はソーラーパネルＳの載置及び取り付けが可能であればよく、ソーラーパネルＳと嵌合する凹凸、段部や溝等を構成してもよく、必ずしも平坦な平面として形成する必要は無い。

パイプ部２から突出した両方のフランジ部３ａ、３ｂには、長手方向に亘る複数箇所に孔１０が表裏貫通して設けられている。孔１０の形状は、円形若しくは長円形を成しており、本実施例では最適な例として長孔を穿設している。孔１０は、ソーラーパネルＳの取り付けに使用するボルトを挿通させるためのものである。
なお、ソーラーパネルＳの取り付け方法は、本実施例では直接ソーラーパネルＳのフレームに対してボルトとナットを用いてレール１に固定する方法を採用している。しかしながら、フランジ部３ａ、３ｂとソーラーパネルＳのフレームとを挟み込んで固定するような金具を使用して、両者を締結するように構成してもよい。

左右のウェブ４ａ、４ｂは、それぞれフランジ部３（３ａ、３ｂ）を含むパイプ部２の上部壁から平行に垂下した板状の部位であり、パイプ部２の上部と下部とを連結することでレール１の曲げ、捻れ等に対する機械的強度を高める部位となっている。
左右のウェブ４ａ、４ｂに設けた樋部５ａ、５ｂは、上方に向かって開口した水受けおよび流路を形成する突出部１３（１３ａ、１３ｂ）によって構成されるものであり、フランジ部３の端縁よりも寸法的に長く側方に突出するようになっている。樋部５は、ソーラーパネルＳとフランジ部３との隙間から流れ出た雨水を受け止め、傾斜して配置したレール１の傾きによって水を下流方向へ誘導し、カーポートＣ内に対する水の落下を防ぐ作用を有している。

左右のウェブ４ａ、４ｂの下端付近から側方に突出させた幅の狭い板状のフランジ状突出片６ａ、６ｂは、樋部５ａ、５ｂの裏面との間に側方に向かって開口した溝状の空間７（７ａ、７ｂ）を構成している。空間７は、詳細には後述する不燃板９を保持する作用を有するとともに、タッピングビス等のファスナ手段によってフランジ状突出片６ａ、６ｂの下面から不燃板９を固定するようになっている。
なお、本実施の形態においては、突出部１３（１３ａ、１３ｂ）の水受け部分は中空の二重構造に形成されており、水を受ける面と後述する不燃板９に接触する面との間に空間１４（１４ａ、１４ｂ）が形成されている。タッピングビス等を使用した不燃板９の固定は、上記の方法の他に、例えば突出部１３（１３ａ、１３ｂ）の下面に不燃板９を固定するようにしてもよい。この場合、タッピングビスが貫通した部位は空間１４（１４ａ、１４ｂ）であるので、タッピングビスによって水が流れる水受け面に孔が開くのを防止できるようになっている。突出部１３（１３ａ、１３ｂ）の二重構造は、このような不燃板９を取り付ける際の効果と、突出した部位自体の外力に対する強度を高める作用も有している。

パイプ部２の下端面には、レール１の固定に使用する内部空間の広い細幅の開口を有したアリ溝のような嵌合溝８が設けられている。
嵌合溝８は、内部にナット若しくはボルトの頭部を収容し、これらに螺合するボルト若しくはナットによって、レール１を支える構造部材との結合を行わせる部位として設けられている。

図３はレール１を用いたカーポートＣの全体の側面図、図４はカーポートＣ全体の外観イメージを表している。カーポートＣは、屋根部分を支える複数本の支柱Ｖ、隣接する支柱Ｖ同士を連結する梁材Ｒ、レール１及びレール１との結合によってソーラーパネルＳを取り付けるための格子状の下地枠を構成する複数の水平材Ｈを有している。カーポートＣの大きさは、収容する車両の台数、設置する敷地の大きさ等に応じて設定されるものであり、各使用部材を増減することで仕様に応じた大きさのカーポートを建築することが可能になっている。

図５は、支柱Ｖの上端に設けたレール１、レール１００ａ、レール１００ｂ及び水平材Ｈによって構成したソーラーパネルＳを取り付ける下地枠と、ソーラーパネルＳを取り付けた屋根構造を説明するための斜視図である。また、図６はソーラーパネルＳの取り付け構造を説明するために一部を断面図として表した説明図である。なお、図３及び図４に示した図は屋根の周囲に雨樋１１、１２を設けた状態を表しているが、図５は雨樋を省略して示している。
レール１、レール１００ａおよびレール１００ｂは、平行に配置された２本の水平材Ｈに対して直交する角度で取り付けられている。水平材Ｈの上部には取付金具２０を装着可能な筒状部２１が一体的に設けられている。取付金具２０は２分割された部材であり、２つの部材を結合することによって筒状部２１を挟持する挟着部を有し、筒状部２１を挟着した状態で各レール１００ａ、１００ｂを支えて固定する取付部２２を有している。

レール１の端面形状は図１に示した通りである。また、レール１００ａの端面形状を図７、レール１００ｂの端面形状を図８に示している。各図とも、屋根の軒側（下側）から棟側（上側）を見た方向からの形状を表している。各レールはアルミニウムを主成分とした押し出し材として形成されており、長手方向の何れの部位において切断した場合であっても、その基本的な断面形状は図に示した端面の形状と同一である。

レール１は、一本のレール上に並列して配置した２枚のソーラーパネルを搭載可能な共通レールであるため左右対称の形状を成している。
これに対してレール１００ａは、屋根の軒側から見て左端に配置されるものであり、右側のみの片持ち状態でソーラーパネルを載置するものであるため、レール１が備えた構成要素から不要な構成要素を省き左側の側壁を平坦な側壁面１０９ａとして形成している。
また、レール１００ｂは、屋根の軒側から見て右端に配置されるものであり、左側のみの片持ち状態でソーラーパネルを載置するものであるため、レール１が備えた構成要素から不要な構成要素を省き右側の側壁を平坦な側壁面１０９ｂとして形成している。

レール１と対比してレール１００ａの構造を説明すると、レール１００ａはレール１のパイプ部２と同様のパイプ部１０２ａを有している。また、同様にフランジ部３ａと同様のフランジ部１０３ａ、ウェブ４ａと同様のウェブ１０４ａ、樋部５ａと同様の樋部１０５ａ、フランジ状突出片６ａと同様のフランジ状突出片１０６ａ、空間７ａと同様の空間１０７ａ、突出部１３ａと同様の突出部１１３ａ、空間１４ａと同様の空間１１４ａ、嵌合溝８と同様の嵌合溝１０８ａを有している。
フランジ部１０３ａには、レール１と同様に長手方向に亘る複数箇所に孔が表裏貫通して設けられている。

また、レール１と対比してレール１００ｂの構造を説明すると、レール１００ｂはレール１のパイプ部２と同様のパイプ部１０２ｂを有している。また、同様にフランジ部３ｂと同様のフランジ部１０３ｂ、ウェブ４ｂと同様のウェブ１０４ｂ、樋部５ｂと同様の樋部１０５ｂ、フランジ状突出片６ｂと同様のフランジ状突出片１０６ｂ、空間７ｂと同様の空間１０７ｂ、突出部１３ｂと同様の突出部１１３ｂ、空間１４ｂと同様の空間１１４ｂ、嵌合溝８と同様の嵌合溝１０８ｂを有している。
フランジ部１０３ｂには、レール１と同様に長手方向に亘る複数箇所に孔が表裏貫通して設けられている。

平行に配置された水平材Ｈに対するレール１、レール１００ａおよびレール１００ｂの取り付けは、前述したように取付金具２０を用いて行われる。取付金具２０に対する各レールの固定は、取付部２２の底面から差し込んだボルト２３と、レール１底面の嵌合溝８（１０８ａ、１０８ｂ）内に配置したナット２４との締結によって行われるようになっている。
適正な間隔で配置されたレール１、レール１００ａおよびレール１００ｂの上面を構成する各フランジ部（３ａ、３ｂ、１０３ａ、１０３ｂ）には、図４に示したように複数枚のソーラーパネルが配置され固定される。

ソーラーパネルＳは住宅の屋根用として多用されているものが用いられる。図９に示したソーラーパネルＳは、発電を行うセルＳ１とセルＳ１の四辺を取り囲むフレームによって構成されている。このフレームは、セルＳ１を取り付ける溝と設置に用いるフランジ部を形成した部材（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）によって構成されており、セルＳ１を取り囲むように装着することでソーラーパネルＳを構成するようになっている。
部材Ｓ２、Ｓ３のフランジ部には、表裏方向に穿設した長孔Ｓ６が設けられており、この長孔Ｓ６を利用してボルト等の締結手段によってソーラーパネルＳを任意の箇所に固定できるようになっている。この長孔Ｓ６は、ソーラーパネルＳの背面側に設けられているものであるため、背面側から行う作業によって取り付けを行うことができるようになっている。
なお、図示しての説明は省略するが、別途ソーラーパネルＳのフレームに装着可能かつ背面側からの作業を可能とする取付金具を設けて、背面側からの取付作業ができるようにしてもよい。

次に、水平材Ｈと、水平材Ｈ上に固定されたレール１、レール１００ａおよびレール１００ｂによって固定された骨格状のベースに対するソーラーパネルＳの取り付け方法について説明する。
軒から棟を見る方向において、左端にレール１００ａが配置され、次いで複数本のレール１が配置され、右端にレール１００ｂが配置される。これらの各レールは発電効率および設置強度の観点からソーラーパネルＳが最適な位置に固定されるように等間隔で配置される。

図５に示した例のように、左端のレール１００ａと隣り合うレール１の２本のレールによってソーラーパネルＳのフレームを支持し固定する取り付け用の基台を構成する。また、この基台を構成するレール１とこのレール１に隣り合うレール１ａによっても、同様にソーラーパネルＳａを取り付けるための基台を構成する。このようにして、隣り合う一対のレールによって構成される基台をカーポートの大きさに応じて複数列構成し、屋根の表面に複数枚のソーラーパネルＳを設置する。

ソーラーパネルＳの設置手順は様々であるが、本発明が提供するカーポートの屋根部分には、ソーラーパネルＳの背面に不燃板９が配置されるようになっており、近隣で生じた火災によってソーラーパネルＳに延焼が及んだとしても、不燃板９によってそれ以上の延焼の拡大を防止するようになっている。このため、ソーラーパネルＳとともに不燃板９の設置も同時に行われる。

図６は、図５に示したＹ矢示の方向から見たソーラーパネルＳおよび不燃板９の設置部位に関する説明図である。同図に示したように、レール１００ａとレール１の上面にソーラーパネルＳを設置し、ボルト３０とナット３１を用いて固定している。
そして、設置したソーラーパネルＳの背面と平行に不燃板９が配置される。不燃板９は、レール１００ａが有する空間１０７ａとレール１が有する空間７ｂによって両縁部が保持されるようになっている。空間１０７ａと空間７ｂは、それぞれの開口が対向した装着部として作用するものであり、この空間１０７ａと空間７ｂをガイドとして軒側若しくは棟側から差し込むことで不燃板９をソーラーパネルＳの背面に装着するようになっている。装着したソーラーパネルＳは、空間１０７ａと空間７ｂを構成するフランジ状突出片１０６ａ、６ｂの背面側からタッピングビス３２等を打ち込むことによって、レール１００ａおよびレール１に固定される。
また、タッピングビス３２を打ち込む際に、不燃板９を押し上げてしまうが、空間１０７ａと空間７ｂの上面を構成する雨樋を兼ねた部材の底面が、不燃板９の浮き上がりを防止してタッピングビス３２の打ち込みを容易にする作用を有している。
なお、別途、空間１０７ａと空間７ｂと共同若しくは単独の部材として不燃板９を装着し固定することができる装着手段を設けてもよい。

以上説明したソーラーパネルを設置したルーフを有するカーポートは、ソーラーパネルの設置および固定と、防火対策用の不燃板の設置および固定を、全て屋根裏である背面側から行うことが可能である。
従来工法では、ソーラーパネルの背面に不燃板を設置する場合には不燃板を配置した後に、ソーラーパネルを重ねて配置して固定していた。この従来工法は、家屋の屋根に対する取り付け作業を前提としているために、全ての作業をソーラーパネルの表面側から行えるように各部材が作られていた。また、カーポートにおいて屋根裏面からソーラーパネルを取り付ける場合であっても、先に不燃板を設置してしまうとソーラーパネルの取り付けが出来なくなっていた。

本発明は、このような問題点を解決し、ソーラーパネルと不燃板の設置および固定の全ての作業を屋根裏側から作業できるように構成したものである。このため、作業時に大がかりな足場を組む必要のない、脚立を使用する程度の作業で防火対策を施したソーラーパネルを有する屋根を設けたカーポートの提供を可能とするものである。
また、上記したレールは、ソーラーパネルと不燃板の間に雨樋を設けている。この雨樋は、雨水の排出とソーラーパネルと不燃板との間に空間を設ける作用を兼ねたものであり、ソーラーパネルと不燃板の接触を断つことで直接的な伝熱を阻害し、延焼の防止効果を高めるものとなっている。

なお、以上の説明は本発明の一例であって、特許請求の範囲を上記の例に限定することを意図したものではない。また、上記発明の実施の形態は、特許録請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更、追加、組み合わせ、置き換え、省略等を行うことが可能であり、これらについても特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、ユニット型の建築物や物置、バルコニーの庇、その他各種の建築物の屋根に利用可能である。

１、１ａ、１００ａ、１００ｂ レール
２、１０２ａ、１０２ｂ パイプ部
３（３ａ、３ｂ）、１０３ａ、１０３ｂ フランジ部
４（４ａ、４ｂ）、１０４ａ、１０４ｂ ウェブ
５（５ａ、５ｂ）、１０５ａ、１０５ｂ 樋部
６（６ａ、６ｂ）、１０６ａ、１０６ｂ フランジ状突出片
７（７ａ、７ｂ）、１０７ａ 空間
８、１０８ａ、１０８ｂ 嵌合溝
９ 不燃板
１０９ａ、１０９ｂ 側壁面
１０ 孔
１１、１２ 雨樋
２０ 取付金具
２１ 筒状部
２２ 取付部
２３ ボルト
２４ ナット
３０ ボルト
３１ ナット
３２ タッピングビス
Ｃ カーポート
Ｈ 水平材
Ｒ 梁材
Ｓ ソーラーパネル
Ｓ１ セル
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 部材（フレーム）
Ｓ６ 長孔
Ｖ 支柱

Claims (4)

1. 上部に長手方向に亘ってソーラーパネルの載置および取り付けを可能にした取り付け部を設け、
   前記ソーラーパネルを前記取付部に対して固定する固定手段を有し、
   前記載置したソーラーパネルの裏面側から前記固定手段による固定操作が可能となるように構成し、
   前記載置したソーラーパネルの裏面側において、当該ソーラーパネルと空間的な間隔を隔てた位置で不燃板を装着可能とする装着部若しくは装着手段を設けたことを特徴とするソーラーパネルの取り付けレール。
2. 前記固定手段が、前記ソーラーパネルの外縁に装着されたフレームおよび前記取り付け部を貫通して挿通されるボルトおよび当該ボルトに締結されるナットによって構成されていることを特徴とする請求項１記載のソーラーパネルの取り付けレール。
3. 前記不燃板を装着可能とする装着部が、当該不燃板の側縁を収容可能な溝状の空間であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のソーラーパネルの取り付けレール。
4. 前記ソーラーパネルの取り付け部と前記不燃板を装着可能とする装着部の間に、上方に向かって開口を有した雨水を誘導する樋を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載のソーラーパネルの取り付けレール。
   
   
   

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