JP3197136U - 無落雪屋根用太陽光パネル架台 - Google Patents

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Abstract

【課題】建物の外側への突出を抑制することで落雪を防止し、建物本来のデザインを阻害しない優れたデザイン性を有するとともに、屋根やパラペットの損傷を防止しつつ屋根に強固に固定することのできる無落雪屋根用太陽光パネル架台を提供する。【解決手段】太陽光パネル20を設置する架台本体2と、無落雪屋根10上に横架された横架材3と、この横架材3の両端部をパラペット102a、bに固定する横架材固定具4と、横架材3を支持する複数の横架材支持具5とを有し、横架材固定具4が、パラペット102a、bの破風103に沿って固定される固定部と、この固定部からパラペット102a、bの上方に向けて延設される屈曲部と、この屈曲部からパラペット102a、bの上面に沿って屋根101側に延設される水平部と、この水平部よりも上方の所定の高さで延設される連結部とを有する。【選択図】図1

Description

本考案は、屋根の外縁に沿ってパラペットが設けられた無落雪屋根において、屋根にビス留め等の穴を設けることなく設置可能な無落雪屋根用太陽光パネル架台に関するものである。
一般的な無落雪屋根10は、図12に示すように、緩傾斜に形成された屋根101と、この屋根101の外縁に沿って設けられた落雪を防止するためのパラペット102とを有している。この無落雪屋根10において、屋根101上に直接太陽光パネル20を固定した場合、前記太陽光パネル20の受光面が略水平方向に設けられてしまう。そのため、受光面に対する太陽光の入射角度が浅くなり、発電効率が低くなるという問題がある。また、降雪地域においては、雪が前記太陽光パネル20上に堆積して発電されなくなるという問題もある。
これらの問題を解決するため、従来、無落雪屋根では、太陽光の入射角度や雪の滑落し易さ等を考慮した太陽光パネル架台を設け、その上に太陽光パネルが設置されている。
しかし、前記太陽光パネル架台は、屋根にビス留めされて固定されているため、ビス留めの穴から雨水が浸入し雨漏りを生じさせるといった新たな問題が生じている。そこで、これまでに、無落雪屋根において屋根にビス留め等の穴を設けることなく太陽光パネル架台を固定する構造に関する考案が提案されている。
例えば、特開2008−75346号公報では、外壁の外側から壁縦材に対してネジ止めされる支持部材と、ソーラーパネル架台に固定されるとともに先端がパラペットの外方に突出するアーム部材と、このアーム部材の先端部に配置した位置調整用アジャスタと、前記支持部材と前記位置調整用アジャスタとを連結する吊張材とを有するソーラーパネル架台の固定構造が提案されている(特許文献1)。この特許文献1の記載によれば、前記ソーラーパネル架台を優れた強度特性を有する壁縦材で支持させることにより、架台の支持強度を長期間保証することができるとされている。
また、実用新案登録第3160565号公報では、対向するパラペットに、横架材の両端部が横架して載置されるとともに、前記両端部がパラペットの上端部に締結具を介して固定されており、前記横架材の中間部の下端には、脚部の上端が着脱自在または回転自在に取り付けられ、その脚部の下端がプレートおよび弾性マットを介して屋根面に仮載置される、ソーラパネル架台の設置構造が提案されている(特許文献2)。この特許文献2の記載によれば、横架材と屋根面との間に広い空間を形成することができるため、架台をそのままにして、屋根の葺替え、修理、防水処理を行えることができるとされている。
特開2008−75346号公報 実用新案登録第3160565号公報
しかしながら、特許文献1に記載された考案においては、支持部材、アーム部材および吊張材等が建物から外に大きく張り出しており、建物外から見上げた場合に視認され易く、かつ不格好である。つまり、当該考案は、建物本来のデザインを阻害してしまい、デザイン性を重視する施主や設計者にとって採用しづらい構成であって、一般的に普及するには至っていない。また、建物の外にある部材には雪が積もりやすく、落雪のおそれがあるため安全上の問題もある。
また、特許文献2に記載された考案においては、架台は風力などによって水平方向の引張力を生じさせるが、横架材を締結する締結具の締結方向と、横架材によって引っ張られる引張方向とが直交しているため、締結具が横架材による引張力に耐えられなくなったり、パラペットを損傷させるという問題がある。また、横架材を支持する脚部は屋根に固定されていないため、外れ易いといった問題もある。
本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであって、建物の外側への突出を抑制することで落雪を防止し、建物本来のデザインを阻害しない優れたデザイン性を有するとともに、屋根やパラペットの損傷を防止しつつ屋根に強固に固定することのできる無落雪屋根用太陽光パネル架台を提供することを目的としている。
本考案に係る無落雪屋根用太陽光パネル架台は、屋根の外縁に沿ってパラペットが設けられた無落雪屋根に太陽光パネルを設置するための無落雪屋根用太陽光パネル架台であって、前記太陽光パネルを設置する架台本体と、一方の屋根外縁に設けられた前記パラペットから他方の対向位置にある屋根外縁に設けられた前記パラペットまで前記無落雪屋根上に横架されて前記架台本体を支持する横架材と、この横架材の両端部を前記パラペットに固定する横架材固定具と、前記無落雪屋根上で前記横架材を支持する複数の横架材支持具とを有し、前記横架材固定具が、前記パラペットの破風に沿って固定される固定部と、この固定部から前記パラペットの上方に向けて延設されるとともに前記パラペットの角部形状に沿って屈曲される屈曲部と、この屈曲部から前記パラペットの上面に沿って屋根側に延設される水平部と、この水平部よりも上方の所定の高さで延設されるとともにその上端に前記横架材の端部が連結される連結部とを有する。
また、本考案の一態様として、前記横架材固定具の前記水平部と前記パラペットとの間に緩衝材を配置してもよい。
さらに、本考案の一態様として、前記横架材支持具は、無落雪屋根のハゼ部を両側から挟持する一対の挟持脚部材と、前記挟持脚部材の上方に設けられて前記横架材を支持する支持柱とを有しており、前記一対の挟持脚部材は、互いの上端部を面接触させて締結部材により締め付けられることによって互いの下端部間において前記ハゼ部を挟持するようにしてもよい。
また、本考案の一態様として、前記挟持脚部材の一対の下端部は、互いに向かい合う略水平状の水平板部を有しており、互いの対向面において前記ハゼ部を挟持するとともに、前記水平板部の下面を前記屋根に面接触させて前記横架材を支持するようにしてもよい。
さらに、本考案の一態様として、前記挟持脚部材と前記支持柱との間には、前記挟持脚部材と前記支持柱との間には、屋根の傾斜に合わせて支持角度を調整するための角度調整板が設けられており、一対の前記挟持脚部材の上端部には前記締結部材を挿通させる少なくとも2つの挿通孔が略平行に形成されており、前記角度調整板には、一方の前記挿通孔が連通される連通孔と、他方の前記挿通孔が連通されるとともに一方の前記連通孔を中心として円弧状に形成された円弧状連通孔とが形成されていてもよい。
本考案によれば、建物の外側への突出を抑制することで落雪を防止し、建物本来のデザインを阻害しない優れたデザイン性を有するとともに、屋根やパラペットの損傷を防止しつつ屋根に強固に固定することができる。
本考案に係る無落雪屋根用太陽光パネル架台の一実施形態を屋根に設置した状態を示す斜視図である。 本実施形態の無落雪屋根用太陽光パネル架台を無落雪屋根に設置した状態を示す側面図である。 本実施形態の架台本体に太陽光パネルを設置した状態を示す正面図である。 本実施形態における横架材固定具を示す側面図である。 本実施形態における横架材固定具を示す正面図である。 本実施形態における横架材固定具をパラペットの破風に設置した状態を示す側面図である。 本実施形態における横架材固定具の連結部に設けられるL字部材の(a)正面図、(b)側面図および(c)平面図を示す図である。 本実施形態における横架材支持具の一対の挟持脚部材および角度調整板を組み立てた状態を示す(a)正面図、(b)側面図および(c)平面図である。 本実施形態における横架材支持具をハゼ部に挟持させた状態を示す正面図である。 本実施形態における角度調整板を示す側面図である。 本実施形態の架台設置方法を示すフローチャートである。 一般的な無落雪屋根とこの無落雪屋根に直接太陽光パネルを設置した場合の状態を示す斜視図である。
以下、本考案に係る無落雪屋根用太陽光パネル架台1および架台設置方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態における無落雪屋根用太陽光パネル架台1は、図1に示すように、屋根101の外縁に沿ってパラペット102が設けられた無落雪屋根10に太陽光パネル20を設置するためのものであり、前記太陽光パネル20を設置する架台本体2と、一方の前記パラペット102aから他方の対向位置にある前記パラペット102bまで前記無落雪屋根10上に横架される横架材3と、これら横架材3の両端部を前記パラペット102a,102bの破風103に固定する横架材固定具4と、前記横架材3を支持する複数の横架材支持具5とを有する。以下、各構成について説明する。
架台本体2は、太陽光パネル20を設置する架台であり、主に、C型鋼、角鋼管、円鋼管、アングル材等、様々な棒状の鋼材等を組み合わせて形成されるものである。本実施形態における架台本体2は、図2に示すように、横架材3に固定されるベース材21と、このベース材21や前記横架材3に立設される支柱材22と、この支柱材22の上端部に固定されるとともに設置場所の緯度や経度、雪の滑落し易い角度等を考慮した適当な角度に傾斜している傾斜材23と、構造的な補強を行うための筋交い等の補強材24とを有する。
前記ベース材21、前記支持材22、前記傾斜材23および前記補強材24等は、ボルトおよびナット等の締結部材または溶接等によって組み立てられ、図2および図3に示すように、前記傾斜材23の上に太陽光パネル20が設置できるようになっている。
なお、架台本体2は、棒状の鋼材によって構成されるものに限定されるものではなく、板材等の太陽光パネル20を支持可能な剛性を有するものから適宜選択してもよい。
横架材3は、前記無落雪屋根10上の屋根101の葺き替え等の作業が可能な程度の高さ位置において前記架台本体2を支持するためのものであり、一方のパラペット102aから他方の対向位置にあるパラペット102bまで横架可能な長さの鋼材で構成されている。本実施形態における横架材3は、複数のC型鋼をボルトおよびナット等の締結部材を用いて直列状に連結することで構成されている。
なお、横架材3は、C型鋼を用いたものに限定されるものではなく、角鋼管、円鋼管、アングル材等、架台本体2および太陽光パネル20を支持可能な剛性を有するものから適宜選択してもよい。
横架材固定具4は、横架材3を支持するものであり、図4に示すように、前記パラペット102の破風103に沿って固定される固定部41と、この固定部41から前記パラペット102の上方に延設される屈曲部42と、この屈曲部42から前記パラペット102の上面に沿って屋根101側に延設される水平部43と、この水平部43よりも上方の所定の高さで延設されるとともにその上端に前記横架材3の端部を連結する連結部44とを有する。本実施形態における横架材固定具4は、主に、縦長の板材を適宜屈曲させることで各部を形成している。以下、横架材固定具4の各部についてより詳細に説明する。
固定部41は、建物100から外側への突出部分を小さくするデザインにするとともに雨漏りを防止するため、屋根101やパラペット102の上端部ではなくパラペット102の外側面である破風103に固定される部分である。本実施形態における固定部41は、縦長に形成された板材であり、図5に示すように、上下2箇所で前記破風103にビス留めさせるための下孔45,45が形成されている。
屈曲部42は、建物100から外側への突出部分を小さくするとともに前記パラペット102の角部を破損させないようにするために、前記固定部41から上方に向けて延設させ、前記パラペット102の角部形状に沿って屈曲された部分である。本実施形態における屈曲部42は、図6に示すように、前記パラペット102の角部において略水平方向に突出されたハゼ部104を避けるように縦断面が略コの字状となるように屈曲形成されている。
水平部43は、前記架台本体2や前記横架材3等を建物100外から見上げた場合に視認しずらくするため、前記屈曲部42から前記パラペット102の上面に沿って屋根101側に延設された部分である。本実施形態では、前記水平部43と前記パラペット102との間には、板ゴム等によって形成された緩衝材6が配置されており、前記架台本体2や前記横架材3等による垂直方向の荷重を支持するとともに、前記パラペット102の上端部の損傷を防止している。
連結部44は、上述のとおり、前記横架材3を前記パラペット102よりも高く、かつ前記無落雪屋根10上の屋根101の葺き替え等の作業が可能な程度の高さで支持する部分である。本実施形態における連結部44は、前記水平部43の先端から上方に向けて屈曲させることで延設されている垂直部441と、この垂直部441に固定されるL字状に屈曲されたL字部材442とからなる。図示しないが、前記垂直部441には、前記L字部材をボルトおよびナットによって固定するための貫通孔が縦方向に2つ形成されている。
また、L字部材442の各面には、図7に示すように、幅方向または長手方向に長く形成された長孔443が形成されており、ボルトおよびナット等の締結部材によって前記横架材3を固定する際に、垂直方向および水平方向に対して微調整ができるようになっている。
なお、本実施形態におけるL字部材442は、垂直部441と別体に形成されているが、垂直部441の上端から略水平方向に延設されるように一体的に形成してもよい。
つぎに、横架材支持具5について説明する。横架材支持具5は、前記パラペット102等にかかる前記架台本体2や前記横架材3等による荷重負担を軽減するため、前記横架材3を下方から安定的に支持するものであり、図8および図9に示すように、一対の挟持脚部材51,51と、これら挟持脚部材51,51と前記横架材3とを連結する支持柱52と、前記挟持脚部材51,51と前記支持柱52との相対的な角度を調整する角度調整板53とを有する。
一対の挟持脚部材51,51は、無落雪屋根10の屋根101において上方に向けて凸状に形成されたハゼ部104を両側から挟持するものである。本実施形態における挟持脚部材51は、板材を適宜屈曲させることで形成されており、略水平に形成される水平板部511と、この水平板部511から上方に向けて所定の角度で屈曲された傾斜部512と、この傾斜部512の上端から上方に略垂直状に屈曲された上端部513とを有する。つまり、本実施形態における挟持脚部材51は、板材を水平板部511と傾斜部512との境界および傾斜部512と上端部513との境界の2箇所で折り曲げ加工することにより安価に製造される。以下、挟持脚部材51の各部についてより詳細に説明する。
水平板部511は、略矩形状に形成されており、略直線状の端部において前記ハゼ部104を挟持するとともに、下面を屋根101に面接触させることで安定的に前記横架材3を支持する部分である。
傾斜部512は、前記水平板部511の外側を上方に屈曲させ、所定の鋭角状に傾斜させた部分である。本実施形態では、図9に示すように、前記水平板部511が前記ハゼ部104に挟持された場合に、前記水平板部511の下面が屋根104に面接触する角度になるように、図8に示すように、前記ハゼ部104の幅に応じて、前記水平板部511の端部側が水平より若干上向きになるように屈曲されている。
上端部513は、前記傾斜部512の上端から上方に向けて略垂直状に形成された部分であり、角度調整板53にボルトおよびナット等の締結部材を挿通させる少なくとも2つの挿通孔(図示しない)が略平行に形成されている。
角度調整板53は、一対の挟持脚部材51,51と支持柱52との間に設けられるものであり、本実施形態では、一対の挟持脚部材51,51の上端部513,513によって挟持されるようになっている。また、角度調整板53には、図10に示すように、前記挟持脚部材51の上端部513における一方の挿通孔に連通される連通孔531と、他方の挿通孔に連通されるとともに一方の前記挿通孔を中心として円弧状に形成された円弧状連通孔532とが形成されている。また、角度調整板53の上部は、略コの字形に屈曲されており、上面部分には支持柱52を挿通させるための挿通孔533が形成されている。
支持柱52は、外周に雄ネジが形成されたねじ棒であり、前記角度調整板53に設けられた挿通孔533および前記横架材3に設けられた挿通孔(図示しない)に挿通されるとともに、所定の位置においてナットによって挟持することで固定されるようになっている。
つぎに、本実施形態の架台設置方法について説明する。本実施形態の架台設置方法は、図11に示すように、横架材固定具4をパラペット102の破風103に固定する横架材固定具設置工程と、前記横架材固定具4に横架材3を設置する横架材設置工程と、複数の前記横架材支持具5,5・・・を設置する横架材支持具設置工程と、前記横架材3の上に前記架台本体2を設置する架台本体設置工程とを有する。
横架材固定具設置工程は、前記横架材固定具4を一方の屋根101外縁に設けられた前記パラペット102aの破風103および他方の対向位置にある屋根101外縁に設けられた前記パラペット102bの破風103に固定する工程である。具体的には、図6に示すように、パラペット102の上部に緩衝材6を配置し、その上に前記横架材固定具4の水平部43を載置し、ビス等によって固定部41を前記パラペット102の破風103に固定する。
横架材設置工程は、無落雪屋根10上に前記横架材3を横架させて両端部を前記横架材固定具4の前記連結部44に連結する工程である。本実施形態では、図6に示すように、連結部44におけるL字部材442を垂直部441に沿わせてボルトおよびナットによって固定するとともに、L字部材442の水平面に前記横架材3の端部をボルトおよびナットによって固定する。このとき、L字部材442に設けられた長孔443によって長さや高さを微調整しながら固定することができる。
横架材支持具設置工程は、複数の前記横架材支持具5,5・・・を前記横架材3と前記屋根101との間に所定間隔を隔てて設置する工程である。図9に示すように、一対の挟持脚部材51,51の上端部513同士を締結部材により締め付けるとともに、水平板部511の端面間に挟持させる。このとき、ハゼ部104および屋根101が傾斜している場合は、図2に示すように、角度調整板53を用いて支持柱52が垂直方向に沿うように角度の調整を行う。また、支持柱52の下端を角度調整板53の挿通孔533に挿通させるとともに、上端を横架材3の挿通孔に挿通させ、所定の高さにおいてナットによって挟持することで前記横架材支持具5を前記横架材3に固定する。
架台本体設置工程は、前記横架材3の上に前記架台本体2を設置する工程である。本実施形態では、横架材3を設置後に、ベース材21を固定し、その上に予め組み立てられた支柱材22、傾斜材23および補強材24を固定することで設置される。なお、架台本体2は、各部材を屋根101の上で組み立ててもよく、予め組み立てられた状態のものを前記横架材3に設置するようにしてもよい。
つぎに、本実施形態の無落雪屋根用太陽光パネル架台1の各構成における作用について説明する。
横架材固定具4は、図6に示すように、破風103に固定されることによって、屋根101やパラペット102の上端部にはビス留めの穴が設けられていない。また、破風103では、建物100との間においていわゆる縁が切れているため、浸入した雨水が下に流れ落ちる。そのため、雨水が建物100内に浸入することはない。
また、横架材固定具4では、下方から視認できる部分は、固定部41や屈曲部42等の一部分であり、破風103やパラペット102の角部に沿って形成されているため、建物100との一体感がある印象を与える。また、水平部43を設けて連結部44を屋根101側に配置したことにより、建物100外から見上げた場合に架台本体2や太陽光パネル20は視認しづらい。よって、建物100の外観上のデザイン性を損なうことなく、無落雪屋根10に太陽光パネル20を設置することができる。
架台本体2や横架材3等による垂直方向の荷重は、横架材固定具4の水平部43や横架材支持具5によって支持される。また、風を受ける等して生じた水平方向の引張力に対しては、横架材固定具4の固定部41によって支持される。よって、架台本体2や横架材3等に生じる垂直方向および水平方向の力に対して安定性を確保することができる。
また、屈曲部42によってパラペット102の角部との接触を避けているとともに、水平部43とパラペット103との間に緩衝材6を配置しているため、前記パラペット103への荷重負担も軽減されている。
また、横架材支持具5では、一対の挟持脚部材51,51の水平板部511の端面同士によって屋根101のハゼ部104を挟持して強く固定することができるため、外れることがない。また、角度調整板53によって角度を調整したり、挟持脚部材51の水平板部511と傾斜部512との屈曲角度を適宜設計することにより、前記水平板部511の下面が屋根101と略平行となって面接触するため、横架材3や架台本体2等の荷重を面で受けることができ、安定性が更に増す。
以上のような本実施形態の無落雪屋根用太陽光パネル架台1によれば、以下の効果を得ることができる。
1.横架材固定具4は、建物100の外側に突出する部分が少なく、横架材3との連結部分が屋根101側に配置させているため、建物100外からは架台本体2や太陽光パネル20が視認しづらく、建物100本来のデザインを阻害することなく、すっきりとしたデザインにすることができる。
2.屋根101やパラペット102の上端部にビス留めの穴孔が無いため雨漏りの心配が無い。
3.荷重による垂直方向の力や風等による引張力に対して適宜負担を分散しているため、強固に固定可能であるとともに、屋根101やパラペット102等の破損を防止することができる。
4.横架材支持具5では、屋根101のハゼ部104を挟持して固定するため、強固な固定が可能であるとともに、締結部材を緩めることによって取り外しも容易に行うことができる。
なお、本考案に係る無落雪屋根用太陽光パネル架台は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
例えば、架台本体2を支持する横架材の本数は、1本でものよく、3本以上であってもよい。
1 無落雪屋根用太陽光パネル架台
2 架台本体
3 横架材
4 横架材固定具
5 横架材支持具
6 緩衝材
10 無落雪屋根
20 太陽光パネル
21 ベース材
22 支柱材
23 傾斜材
24 補強材
41 固定部
42 屈曲部
43 水平部
44 連結部
45 下孔
51 挟持脚部材
52 支持柱
53 角度調整板
100 建物
101 屋根
102 パラペット
103 破風
104 ハゼ部
441 垂直部
442 L字部材
443 長孔
511 水平板部
512 傾斜部
513 上端部
531 連通孔
532 円弧状連通孔
533 挿通孔

Claims (5)

  1. 屋根の外縁に沿ってパラペットが設けられた無落雪屋根に太陽光パネルを設置するための無落雪屋根用太陽光パネル架台であって、
    前記太陽光パネルを設置する架台本体と、一方の屋根外縁に設けられた前記パラペットから他方の対向位置にある屋根外縁に設けられた前記パラペットまで前記無落雪屋根上に横架されて前記架台本体を支持する横架材と、この横架材の両端部を前記パラペットに固定する横架材固定具と、前記無落雪屋根上で前記横架材を支持する複数の横架材支持具とを有し、
    前記横架材固定具が、前記パラペットの破風に沿って固定される固定部と、この固定部から前記パラペットの上方に向けて延設されるとともに前記パラペットの角部形状に沿って屈曲される屈曲部と、この屈曲部から前記パラペットの上面に沿って屋根側に延設される水平部と、この水平部よりも上方の所定の高さで延設されるとともにその上端に前記横架材の端部が連結される連結部とを有する、無落雪屋根用太陽光パネル架台。
  2. 前記横架材固定具の前記水平部と前記パラペットとの間に緩衝材を配置してなる、請求項1に記載の無落雪屋根用太陽光パネル架台。
  3. 前記横架材支持具は、無落雪屋根のハゼ部を両側から挟持する一対の挟持脚部材と、前記挟持脚部材の上方に設けられて前記横架材を支持する支持柱とを有しており、前記一対の挟持脚部材は、互いの上端部を面接触させて締結部材により締め付けられることによって互いの下端部間において前記ハゼ部を挟持する、請求項1または請求項2に記載の無落雪屋根用太陽光パネル架台。
  4. 前記挟持脚部材の一対の下端部は、互いに向かい合う略水平状の水平板部を有しており、互いの対向面において前記ハゼ部を挟持するとともに、前記水平板部の下面を前記屋根に面接触させて前記横架材を支持する、請求項3に記載の無落雪屋根用太陽光パネル架台。
  5. 前記挟持脚部材と前記支持柱との間には、屋根の傾斜に合わせて支持角度を調整するための角度調整板が設けられており、一対の前記挟持脚部材の上端部には前記締結部材を挿通させる少なくとも2つの挿通孔が略平行に形成されており、
    前記角度調整板には、一方の前記挿通孔が連通される連通孔と、他方の前記挿通孔が連通されるとともに一方の前記連通孔を中心として円弧状に形成された円弧状連通孔とが形成されている、請求項3または請求項4に記載の無落雪屋根用太陽光パネル架台。
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CN110736435A (zh) * 2019-08-29 2020-01-31 昆明理工大学 一种基于太阳能几何光学的高度测量装置及方法

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