JP2024056250A - 太陽電池モジュールの補強支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積雪等の下向き荷重による太陽電池モジュールの破損を防止する補強支持装置を提供する。【解決手段】屋根に間隔をあけて固定された架台に太陽電池モジュールが設置される構成において、架台(4)が設けられていない位置で屋根の上面と太陽電池モジュールの間に介装される補強部材(11)と、該補強部材を太陽電池モジュールのフレーム部材(3)に固定する固定金具(12)により構成され、前記補強部材(11)は、フレーム部材の下面に当接して固定される上部支持部(17)と、屋根の上面に臨む下部支持部(18)を備えており、前記下部支持部(18)は、常時は屋根の上面から離間して狭小な隙間(hk)を形成するが、前記フレームが荷重を受けることにより下向きに歪んだときは屋根の上面に接支するように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、屋根に固定された架台の上に、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けた太陽電池モジュールを設置して成る構成において、太陽電池モジュールを下側から補強支持する補強支持装置に関する。

太陽電池モジュールは、屋根に間隔をあけて固定した架台の上に設置されるのが一般的である。この際、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けており、フレーム部材を架台に搭載した状態で固定することにより設置される。

ところで、近年、太陽電池モジュールの大型化に伴い、耐荷重性能に関する問題が提起されている。例えば、多雪地帯においては積雪荷重により、太陽電池モジュールが下向きに変形され、太陽電池パネルが破損するという問題がある。その他、台風等の強風による外力を受けたときも、同様の問題がある。

上述のような下向き荷重は、主に太陽電池パネルに作用する。その際、ガラス製の太陽電池パネルは、ある程度は下向きに湾曲変形することにより耐えることができるが、湾曲変形が進むと破損してしまう。

更に、太陽電池パネルの湾曲変形と共に、該パネルの外周部を支持するフレーム部材が下向きに歪変形すると、太陽電池パネルの外周縁部に亀裂が生じやすく、破損が促進される。フレーム部材は、アルミニウム等の金属製の型材により形成されているが、間隔をあけて配置された架台により部分的に支持され、隣り合う架台の間における部分は支持されていないので、その部分が下向きに変形する。

このため、太陽電池モジュールの耐荷重性能を向上するための装置を提供することが要望されている。

特開平１０－２９４４８５号 特開２００４－６６２５号公報 特許第３４５７７８３号公報

上述の要望に応えるため、従来は、太陽電池モジュールそれ自体の強度を向上させることや、フレーム部材に沿う補強用フレームを固着することにより強度を増加させることが提案されている。

しかしながら、それ自体の強度を向上した太陽電池モジュールとは別に、今まで一般的に使用されている太陽電池モジュールに広く適用可能な汎用性を有する装置を提供することが好ましい。

その際、太陽電池モジュールのフレーム部材に補強部材を固着するビスやボルト等のための穿孔やその他の加工を施すことは、製品の保証等に悪影響を与えるため不適切であり、従って、フレーム部材に加工を施さなくても取付けが可能な装置を提供することが好ましい。更に、屋根に既設されている太陽電池モジュールに後付け可能とされた装置を提供することが好ましい。

積雪等による下向き荷重を受けたときの太陽電池モジュールの状態について、図１０に基づき説明する。図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、屋根に設置された太陽電池モジュールが積雪等により下向き荷重を受けたときの状態を示す説明図であり、図１１（Ｃ）は、本発明により太陽電池モジュールの破損を防止することができる原理的構造を示す説明図である。

太陽電池モジュール１は、太陽電池セルを含むガラス製等の太陽電池パネル２の外周部にフレーム部材３を設けている。フレーム部材３は、矩形状に枠組されており、内向き溝を形成した溝形部３ａに太陽電池パネル２の周縁部を嵌入保持している。尚、溝形部３ａの下側には所定の上下幅を有して帯状に延びる骨部３ｂが一体に形成されている。

屋根Ｒの上面には所定間隔をあけて架台４が固定され、その上に太陽電池モジュール１が設置されている。具体的には、フレーム部材３を架台４に搭載し、金具等により固定している。

太陽電池モジュールが積雪等により下向き荷重を受けたとき、太陽電池パネル２は、図１１（Ａ）に示すように、下向きに湾曲変形させられ、荷重を支持する。図示のように、湾曲した太陽電池パネル２は、溝形部３ａの水平溝に対する角度が角度θＭのときは、未だ破損しない。

しかしながら、図１１（Ｂ）に示すように、下向き荷重が増大すると、太陽電池パネル２は、更に大きく湾曲させられ、溝形部３ａの水平溝に対する角度が角度θＬ（θＬ＞θＭ）のように大きくなると、破損する。

図１１（Ａ）及び（Ｂ）の何れの場合も、太陽電池パネル２は、フレーム部材３の骨部３ｂの下面に一致する下側平面３ｃを越えて下方に湾曲させられている。そこで、図１０（Ｃ）に示すように、太陽電池パネル２の下側にパネル支持部Ｐを設け、これにより、下方から下側平面３ｃの近傍で支持してやれば、湾曲した太陽電池パネル２の溝形部３ａの水平溝に対する角度が角度θＳ（θＳ＜θＭ）に抑えられ、太陽電池パネル２の破損を防止することができる。

ところで、太陽電池モジュール１の全体を被う積雪等による下向き荷重は、上述のように、架台４により支持されていない部分においてフレーム部材３を変形し、太陽電池パネル２の破損を促進する。このため、図１１（Ｃ）に示すように、隣り合う架台４の間において、フレーム部材３を支持するフレーム支持部Ｆを設けることが好ましい。

本発明は、前記のようなパネル支持部及び／又はフレーム支持部を設けることにより上記課題を解決した太陽電池モジュールの補強支持装置を提供するものであり、その際、太陽電池モジュールのフレーム部材に穿孔等の加工を施すことなく取付けを可能とした装置を提供するものである。

そこで、本発明が第１の手段として構成したところは、屋根に間隔をあけて固定された架台の上に、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けた太陽電池モジュールが設置される構成において、太陽電池モジュールを下側から補強支持する補強支持装置であり、補強支持装置は、前記架台が設けられていない位置で屋根の上面と太陽電池モジュールの間に介装される補強部材と、該補強部材を太陽電池モジュールのフレーム部材に固定する固定金具により構成されており、前記補強部材は、フレーム部材の下面に当接して固定される上部支持部と、屋根の上面に臨まされる下部支持部を備え、前記下部支持部は、屋根の上面に接支させられる接支手段を備えて成る点にある。

また、本発明が第２の手段として構成したところは、屋根に間隔をあけて固定された架台の上に、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けた太陽電池モジュールを設置して成る構成において、太陽電池モジュールを下側から補強支持する補強支持装置であり、補強支持装置は、前記架台が設けられていない位置で屋根の上面と太陽電池モジュールの間に介装される補強部材と、該補強部材を太陽電池モジュールのフレーム部材に固定する固定金具により構成されており、前記補強部材は、フレーム部材の下面に当接して固定される上部支持部と、屋根の上面に臨まされる下部支持部を備え、前記下部支持部は、常時は屋根の上面から離間して狭小な隙間を形成するが、前記フレームが荷重を受けることにより下向きに歪んだときは屋根の上面に接支することにより接支手段を形成するように構成されて成る点にある。

好ましくは、前記補強部材は、前記上部支持部と下部支持部の間に移動締付部を設けており、前記固定金具は、フレーム部材の上面に臨む押え部と、前記移動締付部に上側から臨まされる固定締付部を備えており、前記固定金具の押え部をフレーム部材の上面に当接した状態で、前記固定締付部と移動締付部の間に締結手段を設け、両締付部を相互に近接方向に向けて緊結することにより、下部支持部を屋根の上面に近接させた状態で、上部支持部をフレーム部材の下面に圧接させるように構成している。

本発明の好ましい実施形態は、屋根の棟側と軒側に向かうＸ方向と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に関して、前記太陽電池モジュールのフレーム部材は、ほぼ矩形の枠組とされ、Ｙ方向に延びる平行な一対の横向きフレームと、Ｘ方向に延びる平行な一対の縦向きフレームを有し、Ｙ方向に間隔をあけて固定された架台の上に横向きフレームを設置して成る構成において、前記補強部材は、Ｘ方向に延びる長尺材により形成され、前記一対の横向きフレームの下面に臨まされる両端部によりフレーム支持部を構成し、太陽電池パネルの下面に臨まされる中間部によりパネル支持部を構成しており、前記補強材の両端部をＸ方向から臨まされる固定金具によりそれぞれ横向きフレームに固定するように構成されている。

本発明の別の実施形態は、屋根の棟側と軒側に向かうＸ方向と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に関して、前記太陽電池モジュールのフレーム部材は、ほぼ矩形の枠組とされ、Ｙ方向に延びる平行な一対の横向きフレームと、Ｘ方向に延びる平行な一対の縦向きフレームを有し、Ｙ方向に間隔をあけて固定された架台の上に横向きフレームを設置して成る構成において、前記補強部材は、縦向きフレームの下面に臨まされる短尺材により構成されており、前記補強部材をＹ方向から臨まされる固定金具により縦向きフレームに固定するように構成されている。

前記補強部材は、金属の押出成形による型材により構成され、上壁と、上壁の両側縁部から垂設された両側壁と、上壁の下側に位置して両側壁を連結する中間壁を備え、前記型材を裁断することにより両端に開口部を形成しており、前記上壁の両端部により前記フレーム支持部を構成すると共に、中間部により前記パネル支持部を構成し、前記両側壁の下端部により前記下部支持部を構成し、前記中間壁により前記移動締付部を構成しており、前記固定金具は、前記押え部からフレーム部材の側面に沿わされる外側板部を延設すると共に、該外側板部から前記補強部材の開口部に挿入される挿入部を延設し、該挿入部に前記固定締付部を設けており、前記開口部の内部で前記移動締付部の上に固定締付部を配置した状態で、両締付部に挿通したボルトにナットを締結することにより、両締付部を相互に近接方向に向けて緊結するように構成されている。

本発明の補強支持装置によれば、太陽電池モジュールが積雪等の下向き荷重を受けたときでも太陽電池パネルの破損を好適に防止することができ、しかも、太陽電池モジュールのフレーム部材に穿孔等の加工を施すことなく取付けが可能であるという効果がある。

屋根に設置された太陽電池モジュールであり、本発明の第１実施形態に係る補強支持装置が取付けられた状態を示す斜視図である。 第１実施形態に係る補強支持装置に関して、長尺型の補強支持装置を分解状態で示す斜視図である。 長尺型の補強支持装置の一部を拡大して示す斜視図である。 第１実施形態に係る補強支持装置に関して、短尺型の補強支持装置を示しており、（Ａ）は太陽電池モジュールと共に示す斜視図、（Ｂ）は補強支持装置を拡大して示す斜視図である。 第１実施形態に係る補強支持装置に関して、補強部材と固定金具を分離した状態で示す断面図である。 第１実施形態の取付けに関する作用を示しており、（Ａ）は緊結手段を緊結する前の状態を示す斜視図、（Ｂ）は緊結手段を緊結した後の状態を示す断面図である。 屋根に設置された太陽電池モジュールに本発明の第２実施形態に係る補強支持装置を取付けた状態を示す斜視図である。 第２実施形態に係る補強支持装置を示し、（Ａ）は補強支持装置を分解状態で示す斜視図、（Ｂ）は補強部材と座部材を示す断面図である。 第２実施形態の取付けに関する作用を示す断面図である。 第３実施形態に係る補強支持装置に関して、（Ａ）（Ｂ）は第１具体例を示しており、（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は第２具体例を示している。 積雪等による下向き荷重を受けたときの太陽電池モジュールに関して、（Ａ）及び（Ｂ）は屋根に設置された太陽電池モジュールが積雪等により下向き荷重を受けたときの状態を示す説明図、（Ｃ）は、本発明により太陽電池モジュールの破損を防止することができる原理的構造を示す説明図である。

以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。

（第１実施形態）
図１ないし図６は、本発明の第１実施形態に係る補強支持装置を示している。

図１に示すように、屋根Ｒに間隔をあけて固定された架台４の上に、太陽電池モジュール１が設置されている。太陽電池モジュール１は、太陽電池セルを含む太陽電池パネル２の外周部にフレーム部材３を設けており、フレーム部材３を架台４に搭載した状態で金具により固定されている。この際、フレーム部材３は、上述したように、溝形部３ａと骨部３ｂを一体に備えており、アルミニウム等の型材により形成されている。

図例の場合、屋根Ｒは、棟側と軒側に向かうＸ方向と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に関して、Ｘ方向に延びる縦馳Ｒ１を形成しているので、縦馳Ｒ１に架台４が固定されているが、これに限られるものではない。本発明は、屋根Ｒの形式を問うものではなく、瓦を敷設した屋根、その他の屋根も含まれる。また、架台４についても、従来から公知のものを自由に使用することができる。

図示のように、架台４は、Ｙ方向に間隔をあけて屋根Ｒに固定されている。これに対して、太陽電池モジュール１のフレーム部材３は、Ｙ方向に延びる平行な一対の横向きフレーム３Ｙと、Ｘ方向に延びる平行な一対の縦向きフレーム３Ｘにより、矩形状に枠組されており、間隔をあけて配置された架台４により、横向きフレーム３Ｙが部分的に支持されている。

本発明の第１実施形態に係る補強支持装置１０には、長尺型の補強支持装置１０Ａと、短尺型の補強支持装置１０Ｂが含まれている。

長尺型の補強支持装置１０Ａは、両端部が一対の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙに交差して跨るようにＸ方向に長く延び、隣り合う架台４の間において、屋根Ｒの上面と横向きフレーム３Ｙの下面の間に挿入される長尺の補強部材１１Ａと、該補強部材１１Ａの両端部を横向きフレーム３Ｙに固定する固定金具１２Ａにより構成されている。

これに対して、短尺型の補強支持装置１０Ｂは、縦向きフレーム３Ｘの長手方向中間部に位置して、屋根Ｒの上面と縦向きフレーム３Ｘの下面の間に挿入される短尺の補強部材１１Ｂと、該補強部材１１Ｂの端部を縦向きフレーム３Ｘに固定する固定金具１２Ｂにより構成されている。

（長尺型の補強支持装置）
図２及び図３に示すように、長尺型の補強支持装置１０Ａにおいて、補強部材１１Ａは、アルミニウム等の金属の押出成形による型材により構成され、一対の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙの外側面の間隔距離Ｌとほぼ等しい長さＬ１を有している。型材は、上壁１３と、上壁１３の両側縁部から垂設された両側壁１４と、上壁１３の下側に位置して両側壁を連結する中間壁１５を備えており、成形された中空の型材を裁断することにより両端に開口部１６が形成されている。この際、補強部材１１Ａの上下高さ寸法Ｈ１は、架台４により設置された太陽電池モジュール１の下面（フレーム部材３の骨部３ｂの下面）と屋根Ｒの上面との間における隙間の上下寸法Ｈよりも僅かに小さい（Ｈ＞Ｈ１）寸法となるように形成されている。

そこで、補強部材１１Ａは、架台４により設置された太陽電池モジュール１の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙと屋根Ｒの間に介装されたとき、上壁１３が太陽電池モジュール１の下面に臨むことにより、上部支持部１７を形成するように構成されている。上部支持部１７は、補強部材１１Ａの両端部に位置して横向きフレーム３Ｙ、３Ｙの下面に臨むフレーム支持部１７Ｆと、中間部に位置して太陽電池パネル２の下面に臨むパネル支持部１７Ｐを備えている。

前記両側壁１４、１４は、下端部を内側に折曲することにより、屋根Ｒの上面に臨む下部支持部１８を形成している。

前記中間壁１５は、上向きに開口する溝部１５ａを形成しており、溝開口を狭窄するレール状のリップを設けることにより移動締付部１９を形成している。

前記固定金具１２Ａは、フレーム部材３の上面（溝形部３ａの上面）に臨む押え部２０と、前記移動締付部１９に上側から臨まされる固定締付部２１を備えている。

図示実施形態の場合、固定金具１２Ａは、アルミニウム等の金属の押出成形による型材を裁断することにより形成されており、前記押え部２０からフレーム部材３の側面に沿わされる外側板部２２を延設すると共に、該外側板部２２から前記補強部材１１Ａの開口部１６に挿入される断面Ｌ形の水平部２３ａと垂直部２３ｂを備えた挿入部２３を延設し、前記垂直部２３ｂの下端から折返し方向に向けて前記固定締付部２１を設けている。尚、固定締付部２１は、前記溝部１５ａに臨まされるボルト孔２１ａを開設している。

前記固定金具１２Ａにより補強部材１１Ａを太陽電池モジュール１の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙに取付け固定する方法は、後述するとおりであるが、頭付きボルト２４ａとナット２４ｂにより構成された締結手段２４が使用される。

ボルト２４ａは、前記固定締付部２１のボルト孔２１ａの下側から上向きに挿通され、ボルト孔２１ａの下側に位置する六角形の頭部を前記溝部１５ａに回動不能状態で摺動自在に嵌挿させるように構成されている。従って、挿入部２３を開口部１６に挿入して固定締付部２１を移動締付部１９の上側に位置させたとき、ボルト２４ａは、頭部を移動締付部１９の下面に係合した状態で軸部を上向きに突出するので、ボルト２４ａの軸部にナット２４ｂを締結することにより、両締付部１９、２１を相互に近接方向に向けて緊結することができる。

（短尺型の補強支持装置）
図４に示すように、短尺型の補強支持装置１０Ｂは、長尺型の補強支持装置１０Ａにおける補強部材１１Ａと同じ型材を長さＬ２で示すように短く裁断することにより形成された短尺の補強部材１１Ｂと、前記固定金具１２Ａと同一構成とされた固定金具１２Ｂを備えている。

従って、補強部材１１Ｂは、架台４により設置された太陽電池モジュール１の縦向きフレーム３Ｘと屋根Ｒの間に介装したとき、上壁１３により、太陽電池モジュール１の下面に臨む上部支持部１７を形成しているが、上部支持部１７は、縦向きフレーム３Ｘの下面に臨むフレーム支持部１７Ｆだけを構成する。つまり、前記長尺の補強部材１１Ａのようなパネル支持部１７Ｐは設けられていない。

その他の構成は、長尺型の補強支持装置１０Ａに関して上述した構成と同一であるから、同じ構成部分は同じ符号で示しており、重複する説明は省略する。

（第１実施形態の作用）
図５及び図６は、屋根Ｒに固定した架台４の上に設置された既設の太陽電池モジュール１に対して、第１実施形態における長尺型の補強支持装置１０Ａを取付ける方法を示している。つまり、補強支持装置の「後付け」である。この場合は、既設の太陽電池モジュール１のフレーム部材３の下側に補強部材１１Ａを挿入した後、固定金具１２で取付け固定される。

しかしながら、本発明の補強支持装置１０Ａは、新設される太陽電池モジュールについても同様の方法で取付けることが可能である。つまり、補強支持装置の「先付け」である。この場合は、屋根Ｒに設置される前の太陽電池モジュール１に対して、フレーム部材３の下側に補強部材１１Ａを固定金具１２により取付け固定し、その後、太陽電池モジュール１を屋根Ｒに設置される。

図５に示すように、フレーム部材３の横向きフレーム３Ｙの下側に補強部材１１Ａが挿入され、下部支持部１８を屋根Ｒの上面に載置される。上述のように、補強部材１１Ａの上下高さ寸法Ｈ１は、フレーム部材３の骨部３ｂの下面の高さＨよりも僅かに小さく形成されている。これにより、骨部３ｂの下面と補強部材１１Ａの上壁１３の間には、隙間ｈ（Ｈ－Ｈ１）が形成されるので、容易に挿入することができる。また、屋根Ｒの上面に多少の不陸が存在していても、不陸の程度が隙間ｈの範囲内であれば、挿入が可能である。

この状態において、フレーム部材３の上下幅寸法Ｔ（溝形部３ａと骨部３ｂを合わせた全体の寸法）と、補強部材１１Ａの開口部１６の上下寸法Ｄ（中間壁１５に形成された移動締付部１９の上面と上壁１３の下面の間の距離）に対して、固定金具１２Ａは、押え部２０と挿入部２３の水平部２３ａにより形成された凹部２５の上下寸法Ｔ１と、前記挿入部２３と固定締付部２１により形成された凸部２６の上下寸法Ｄ１を次のように構成している。

固定金具１２Ａは、押え部２０をフレーム部材３の溝形部３ａの上に載せた状態で、凸部２６を補強部材１１Ａの開口部１６に挿入することにより、前記凹部２５にフレーム部材３と補強部材１１Ａの上壁１３を受け入れる。図５に示すように、凹部２５の上下寸法Ｔ１は、フレーム部材３の上下幅寸法Ｔ及び図示の寸法ｔｈ（前記隙間ｈと上壁の厚さｔの和）に対して、Ｔ１≧Ｔ＋ｔｈとなるように形成されている。また、凸部２６の上下寸法Ｄ１は、開口部１６の上下寸法Ｄよりも小さく、Ｄ１＜Ｄとなるように形成されており、固定締付部２１と移動締付部１９の間に隙間ｄ（Ｄ－Ｄ１）が形成されるように構成している。

そこで、フレーム部材３の下側で屋根Ｒの上面に載置された補強部材１１Ａの両端部において、図５に示すように、固定金具１２Ａのボルト孔２１ａに下側からボルト２４ａを挿通させた後、図６（Ａ）に示すように、固定金具１２Ａの押え部２０をフレーム部材３の溝形部３ａの上面に当接させながら、凸部２６を補強部材１１Ａの開口部１６に挿入し、ボルト２４ａの頭部を溝部１５ａに嵌入させる。このとき、フレーム部材３の骨部３ｂの下面と補強部材１１Ａの上壁１３の間には、上述の隙間ｈが形成されており、固定締付部２１と移動締付部１９は、上述の隙間ｄを介して離間させられている。この際、ｄ≧ｈとなるように形成されている。

従って、この状態から図６（Ｂ）に示すように、ボルト２４ａにナット２４ｂを締結することにより、固定締付部２１と移動締付部１９を相互に緊結すると、固定金具１２Ａは、押え部２０をフレーム部材３の溝形部３ａの上面に当接することにより下降を阻止されているので、固定締付部２１に対して、移動締付部１９と共に補強部材１１Ａが引き上げられる。これにより、補強部材１１Ａの上壁１３（フレーム支持部Ｆ）がフレーム部材３の骨部３ｂの下面に圧接して固定され、補強支持装置１０Ａの取付けが完了する。この状態で、補強部材１１Ａは、前記隙間ｈに相当して引き上げられた結果、下部支持部１８が屋根Ｒの上面から離間して狭小な隙間ｈｋを形成する。

図１１（Ｃ）に基づいて上述したように、太陽電池モジュール１が積雪等による下向き荷重を受けたとき、太陽電池パネル２は、下向きに湾曲変形するが、補強部材１１Ａのパネル支持部１７Ｐで支承されることにより、破損に至るほど大きく湾曲させられることはない。

この際、補強部材１１Ａは、狭小な隙間ｈｋだけ屋根Ｒの上面から離れており、補強部材１１Ａが受ける下向き荷重はフレーム部材３に担持されている。上述のようにフレーム部材３は、架台４により支持されていない部分での変形が許されているが、下向き荷重により下向きに歪むと、これに追従して補強部材１１Ａが下降し、下部支持部１８を屋根Ｒの上面に接支することにより接支手段１８Ａを形成する。従って、フレーム部材３は、僅かに撓むだけで、それ以上は撓まないようにフレーム支持部１７Ｆにより強固に支持される。

第１実施形態において、短尺型の補強支持装置１０Ｂは、上述の取付方法と同様の方法で縦向きフレーム３Ｘに取付け固定される。

図示実施形態の場合、図１に示すように、横向きフレーム３Ｙは、架台４により支持されているが、これに対して、縦向きフレーム３Ｘは、下側に架台のような支持手段が設けられていない。このため、積雪等による下向き荷重を受けたとき、下向きに変形しやすく、太陽電池パネル２の破損を招来する原因となる。

短尺型の補強支持装置１０Ｂの補強部材１１Ｂは、上述した長尺の補強部材１１Ａと同様に、フレーム部材３が下向きに僅かに変形すると、直ちに下部支持部１８を屋根Ｒの上面に接支させ、上述のような接支手段１８Ａを形成することにより、フレーム支持部１７Ｆによりフレーム部材３のそれ以上の下降を阻止し、好適に支持する。これにより太陽電池パネル２の破損が防止される。

（第２実施形態）
図７ないし図９は、本発明の第２実施形態に係る補強支持装置を示している。

図７に示すように、屋根Ｒに間隔をあけて固定された架台４の上に、太陽電池モジュール１が設置されている。太陽電池モジュール１は、太陽電池セルを含む太陽電池パネル２の外周部にフレーム部材３を設けており、フレーム部材３を架台４に搭載した状態で金具により固定されている。この際、フレーム部材３は、上述したように、溝形部３ａと骨部３ｂを一体に備えており、アルミニウム等の型材により形成されている。

第１実施形態における長尺型の補強支持装置１０Ａと同様に、第２実施形態においても、補強支持装置１０は、両端部が一対の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙに交差して跨るようにＸ方向に長く延び、隣り合う架台４の間において、屋根Ｒの上面と横向きフレーム３Ｙの下面の間に介装される長尺の補強部材１１Ａと、該補強部材１１Ａの両端部を横向きフレーム３Ｙに固定する固定金具１２Ａにより構成されている。

補強部材１１Ａを形成する型材の断面形状等の構成や、これに結合される固定金具１２Ａの形状等の構成や、締結手段２４の構成は、第１実施形態に関して説明した構成と同様である。従って、同様の構成部分は同一符号で示し、重複説明を省略するが、第２実施形態の場合、上述した架台４により設置された太陽電池モジュール１の下面（フレーム部材３の骨部３ｂの下面）と屋根Ｒの上面との間における隙間の上下寸法Ｈに対して、図８に示すように、補強部材１１Ａの上下高さ寸法Ｈ２を小さくすることにより、補強部材１１Ａを小型化している。

そこで、補強部材１１Ａの長手方向の所定部位に座部材２７を固着し、該座部材２７の下端部により屋根Ｒの上面に臨む下部支持部１８を形成しており、このようにして形成された下部支持部１８から補強部材１１Ａの上壁１３の上面までの高さ寸法が第１実施形態について説明した寸法Ｈ１と等しくなるように構成している。

第２実施形態の場合、座部材２７を固着した状態で補強部材１１Ａが太陽電池モジュール１の横向きフレーム３Ｙ、３Ｙと屋根Ｒの上面の間に挿入され、第１実施形態について説明したところと同様の方法で、固定金具１２Ａにより横向きフレーム３Ｙ、３Ｙに取付け固定される。

第１実施形態の場合と同様に、締結手段２４により移動締付部１９と共に補強部材１１Ａが引き上げられ、その結果、図９に示すように、下部支持部１８が屋根Ｒの上面から離間して狭小な隙間ｈｋを形成する。

第２実施形態においても、補強部材１１Ａは、上壁１３によりパネル支持部１７Ｐを形成しているので、太陽電池モジュール１が積雪等による下向き荷重を受けたとき、太陽電池パネル２は、下向きに湾曲変形するが、パネル支持部１７Ｐで支承されることにより、破損に至るほど大きく湾曲させられることはない。

また、補強部材１１Ａは、両端部の上壁１３によりフレーム支持部１７Ｆを形成しているので、荷重が増加することによりフレーム部材３が下向きに変形すると、座部材２７の下部支持部１８が屋根Ｒの上面に接支することにより接支手段１８Ａを形成し、フレーム支持部１７Ｆがフレーム部材３を下方から強固に支持する。

第２実施形態によれば、補強部材１１Ａを小型化することが可能になるという利点がある。あるいは、例えば、架台４が背の高い金具により構成され、設置された太陽電池モジュール１の下面と屋根Ｒの上面との間における隙間の上下寸法Ｈが大きく形成されている場合において、これに対応できるように補強部材１１Ａを大型化する必要はなく、高さの異なる座部材２７を使用するだけで、汎用性を確保することができるという利点がある。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る補強支持装置を示しており、「後付け」と「先付け」の何れの方法に関しても、太陽電池モジュール１に好適に取付けることができ、しかも、取付後は接支手段１８Ａにより、好適に荷重が支持されるように構成されている。その具体例に関して、図１０（Ａ）（Ｂ）は第１具体例を示し、図１０（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は第２具体例を示している。

（第１具体例）
第１具体例の補強支持装置について、「後付け」の場合を説明する。図１０（Ａ）に示すように、屋根Ｒに既設された太陽電池モジュール１の下面（フレーム部材３の骨部３ｂの下面）と屋根Ｒの上面との間における隙間の上下寸法Ｈに対して、補強部材１１Ａの上下高さ寸法Ｈ１（図例の場合、補強部材１１Ａと座部材２８を合計した寸法）が小さくされるように構成されている。これにより、太陽電池モジュール１の下側空間に挿入すると共に、固定金具１２Ａによりフレーム部材３に取付けた後は、補強部材１１Ａの下面（図例の場合、座部材２８の下面）に形成された下部支持部１８と屋根Ｒの間には空間Ｓが形成される。

そこで、この状態から、図１０（Ｂ）に示すように、前記空間Ｓに硬質支持部材２８ａが挿入され、補強部材１１Ａの下面（図例の場合、座部材２８の下面）の下部支持部１８に装着される。この際、硬質支持部材２８ａの下面には、屋根Ｒの上面に接支する接支手段１８Ａが形成されているので、第１実施形態及び第２実施形態に関して上述したような隙間ｈｋを生じることはなく、接支手段１８Ａが屋根Ｒの上面にほぼ接支された状態となる。

第１具体例の補強支持装置は、当然のことながら、「先付け」が可能であり、この場合は、前記硬質支持部材２８ａを装着した状態の補強部材１１Ａを太陽電池モジュール１のフレーム部材３に取付け固定し、その状態で太陽電池モジュール１を屋根Ｒに配置された架台４に設置すれば、図１０（Ｂ）に示すように、接支手段１８Ａが屋根Ｒの上面に接支される。

（第２具体例）
第２具体例の補強支持装置について、「後付け」の場合を説明する。図１０（Ｃ）に示すように、補強部材１１Ａの下面（図例の場合、座部材２８の下面）の下部支持部１８には弾性支持部材２８ｂが固着されている。屋根Ｒに既設された太陽電池モジュール１の下面（フレーム部材３の骨部３ｂの下面）と屋根Ｒの上面との間における隙間の上下寸法Ｈに対して、前記弾性支持部材２８ｂを含む補強部材１１Ａの上下高さ寸法ＨＴ（図例の場合、補強部材１１Ａと座部材２８と弾性支持部材２８ｂを合計した寸法）が大きくされるように構成されている。

「後付け」の場合、図１０（Ｄ）に示すように、補強支持装置は、弾性支持部材２８ｂを圧縮することにより、太陽電池モジュール１の下側空間に向けて挿入することができる。固定金具１２Ａによりフレーム部材３に取付けた状態において、図１０（Ｅ）に示すように、弾性支持部材２８ｂが復元し、下面を屋根Ｒの上面に接支することにより、接支手段１８Ａを形成する。従って、第１実施形態及び第２実施形態に関して上述したような隙間ｈｋを生じることはなく、弾性支持部材２８ｂの弾発力を介して接支手段１８Ａが屋根Ｒの上面に接支される。

第２具体例の補強支持装置は、当然のことながら、「先付け」が可能であり、この場合は、補強部材１１Ａを太陽電池モジュール１のフレーム部材３に取付け固定し、その状態とされた太陽電池モジュール１を屋根Ｒに配置された架台４に設置すれば、図１０（Ｅ）に示すように、弾性支持部材２８ｂが下面を屋根Ｒの上面に弾接することにより接支手段１８Ａを構成する。

Ｒ 屋根
Ｒ１ 縦馳
１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池パネル
３ フレーム部材
３Ｙ 横向きフレーム
３Ｘ 縦向きフレーム
３ａ 溝形部
３ｂ 骨部
３ｃ 下側平面
４ 架台
Ｐ パネル支持部
Ｆ フレーム支持部
１０ 補強支持装置
１０Ａ 長尺型の補強支持装置
１０Ｂ 短尺型の補強支持装置
１１Ａ、１１Ｂ 補強部材
１２Ａ、１２Ｂ 固定金具
１３ 上壁
１４ 側壁
１５ 中間壁
１５ａ 溝部
１６ 開口部
１７ 上部支持部
１７Ｆ フレーム支持部
１７Ｐ パネル支持部
１８ 下部支持部
１８Ａ 接支手段
１９ 移動締付部
２０ 押え部
２１ 固定締付部
２１ａ ボルト孔
２２ 外側板部
２３ 挿入部
２３ａ 水平部
２３ｂ 垂直部
２４ 締結手段
２４ａ ボルト
２４ｂ ナット
２５ 凹部
２６ 凸部
２７ 座部材
２８ａ、２８ｂ 支持部材

Claims (6)

1. 屋根に間隔をあけて固定された架台の上に、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けた太陽電池モジュールが設置される構成において、太陽電池モジュールを下側から補強支持する補強支持装置であり、
   補強支持装置は、前記架台(4)が設けられていない位置で屋根の上面と太陽電池モジュールの間に介装される補強部材(11)と、該補強部材を太陽電池モジュールのフレーム部材(3)に固定する固定金具(12)により構成されており、
   前記補強部材(11)は、フレーム部材の下面に当接して固定される上部支持部(17)と、屋根の上面に臨まされる下部支持部(18)を備え、
   前記下部支持部(18)は、屋根の上面に接支させられる接支手段(18A)を備えて成ることを特徴とする太陽電池モジュールの補強支持装置。
2. 屋根に間隔をあけて固定された架台の上に、太陽電池セルを含む太陽電池パネルの外周部にフレーム部材を設けた太陽電池モジュールが設置される構成において、太陽電池モジュールを下側から補強支持する補強支持装置であり、
   補強支持装置は、前記架台(4)が設けられていない位置で屋根の上面と太陽電池モジュールの間に介装される補強部材(11)と、該補強部材を太陽電池モジュールのフレーム部材(3)に固定する固定金具(12)により構成されており、
   前記補強部材(11)は、フレーム部材の下面に当接して固定される上部支持部(17)と、屋根の上面に臨まされる下部支持部(18)を備え、
   前記下部支持部(18)は、常時は屋根の上面から離間して狭小な隙間(hk)を形成するが、前記フレームが荷重を受けることにより下向きに歪んだときは屋根の上面に接支することにより接支手段(18A)を形成するように構成されて成ることを特徴とする太陽電池モジュールの補強支持装置。
3. 前記補強部材(11)は、前記上部支持部(17)と下部支持部(18)の間に移動締付部(19)を設けており、
   前記固定金具(12)は、フレーム部材の上面に臨む押え部(20)と、前記移動締付部に上側から臨まされる固定締付部(21)を備えており、
   前記固定金具の押え部(20)をフレーム部材の上面に当接した状態で、前記固定締付部(21)と移動締付部(19)の間に締結手段(24)を設け、両締付部を相互に近接方向に向けて緊結することにより、下部支持部(18)を屋根の上面に近接させた状態で、上部支持部(17)をフレーム部材(3)の下面に圧接させるように構成して成ることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの補強支持装置。
4. 屋根の棟側と軒側に向かうＸ方向と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に関して、前記太陽電池モジュールのフレーム部材は、ほぼ矩形の枠組とされ、Ｙ方向に延びる平行な一対の横向きフレーム(3Y)と、Ｘ方向に延びる平行な一対の縦向きフレーム(3X)を有し、Ｙ方向に間隔をあけて固定された架台(4)の上に横向きフレームを設置して成る構成において、
   前記補強部材(11A)は、Ｘ方向に延びる長尺材により形成され、前記一対の横向きフレームの下面に臨まされる両端部によりフレーム支持部(17F)を構成し、太陽電池パネルの下面に臨まされる中間部によりパネル支持部(17P)を構成しており、
   前記補強材(11A)の両端部をＸ方向から臨まされる固定金具(12A)によりそれぞれ横向きフレーム(3Y)に固定するように構成されて成ることを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池モジュールの補強支持装置。
5. 前記長尺材により形成された補強部材(11A)は、金属の押出成形による型材により構成され、上壁(13)と、上壁の両側縁部から垂設された両側壁(14)と、上壁の下側に位置して両側壁を連結する中間壁(15)を備え、前記型材を裁断することにより両端に開口部(16)を形成しており、
   前記補強部材(11A)の両端部の上壁により前記フレーム支持部(17F)を構成すると共に、中間部の上壁により前記パネル支持部(17P)を構成し、前記両側壁の下端部により前記下部支持部(18)を構成し、前記中間壁により前記移動締付部(19)を構成しており、
   前記固定金具(12A)は、前記押え部(20)からフレーム部材の側面に沿わされる外側板部(22)を延設すると共に、該外側板部から前記補強部材の開口部(16)に挿入される挿入部(23)を延設し、該挿入部に前記固定締付部(21)を設けており、
   前記開口部(16)の内部で前記移動締付部の上に固定締付部を配置した状態で、ボルトとナットにより構成した緊結手段(24)により、両締付部(19,21)を相互に近接方向に向けて緊結するように構成されて成ることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールの補強支持装置。
6. 屋根の棟側と軒側に向かうＸ方向と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に関して、前記太陽電池モジュールのフレーム部材は、ほぼ矩形の枠組とされ、Ｙ方向に延びる平行な一対の横向きフレーム(3Y)と、Ｘ方向に延びる平行な一対の縦向きフレーム(3X)を有し、Ｙ方向に間隔をあけて固定された架台(4)の上に横向きフレームを設置して成る構成において、
   前記補強部材(11B)は、縦向きフレーム(3X)の下面に臨まされる短尺材により構成されており、
   前記補強部材をＹ方向から臨まされる固定金具(12B)により縦向きフレーム(3X)に固定するように構成されて成ることを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池モジュールの補強支持装置。

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