JP5593649B2

JP5593649B2 - 太陽電池パネル支持装置

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Publication number: JP5593649B2
Application number: JP2009179856A
Authority: JP
Inventors: 正憲貫井; 信男水野
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: JP2011032723A

Description

この発明は、建物の屋上等の構築物の外側面に太陽電池パネルを支持するための太陽電池パネル支持装置に関するものである。

従来、この種の太陽電池パネル支持装置としては、例えば図１２及び図１３に示すような構成が提案されている。この従来構成においては、建物の屋上等に開口部を下に向けた複数のチャンネル材等よりなる骨組材４１が間隔をおいて平行に固定されている。骨組材４１上には複数枚の太陽電池パネル４２が相互間隔をおいた状態で、縦方向及び横方向に並べて支持されている。各太陽電池パネル４２の端面には、上方に向かって開口する係止溝部４３が端面の延長方向の全長にわたって形成されている。隣接する太陽電池パネル４２間において、それらの係止溝部４３には断面ほぼ逆Ｕ字状をなす各一対の取付金具４４が嵌着されている。そして、これらの取付金具４４がボルト４５及びナット４６によって骨組材４１に締着されることにより、各太陽電池パネル４２が骨組材４１に対して固定されている。

また、従来の太陽電池パネル支持装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成も提案されている。この従来構成においては、建物の屋根面に支持レールが敷設されている。太陽電池パネルの枠体には、支持レール上に固定するための固定部が設けられている。そして、この固定部を複数のボルトによって支持レールに固定することにより、太陽電池パネルが支持レール上に隙間をおいた状態で並べて支持されている。また、隣接する太陽電池パネル間の隙間には継ぎ目パネルが嵌着され、この継ぎ目パネルがボルトによって支持レールに固定されることにより、太陽電池パネル間の隙間が塞がれている。

特開平１１−３２４２４６号公報

ところが、これらの従来の太陽電池パネル支持装置においては、次のような問題があった。
図１２及び図１３に示す従来構成においては、太陽電池パネル４２として、その係止溝部４３が形成された特殊構造のものが必要であるため、汎用性に乏しく、高価なものとなる。また、隣接する太陽電池パネル４２の長辺部分を各一対の取付金具４４によって固定しているため、多数の取付金具４４が必要になって、固定作業に手間がかかるという問題があった。しかも、取付金具４４の数や取付け位置が特定されていないため、その取付金具４４の数や位置決め位置がばらつき、太陽電池パネル４２の支持強度が低下したりするという問題もあった。

また、特許文献１に記載の従来構成においては、太陽電池パネルの枠体に設けられた固定部を複数のネジによって角パイプ状をなす支持レールに直接固定するようになっている。このため、前記固定部にネジを通すための孔を設ける必要があるとともに、そのネジを支持レールにねじ込む必要があって、固定作業に手間と労力がかかるものであった。そして、前記のようにネジは支持レールに対して直接ねじ込まれているため、ネジと支持レールとの結合深さは角パイプ状をなす支持レールの天板の厚さ分しかなく、ネジまたはネジ孔のネジ山が壊れてしまうと、太陽電池パネルの支持強度が著しく低下するおそれがある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、太陽電池パネルを固定することに必要な部材の数量を減少させることができて、材料費を節減することができるとともに、固定作業を容易に行うことができる太陽電池パネル支持装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、建物等の構築物の外側面の太陽電池パネルのコーナ部を押さえるための押さえ部材と、前記構築物の外側面に骨組材を介して固定される支持部材とを備え、その支持部材には、太陽電池パネルのコーナ部裏面を支持するための支持面と、太陽電池パネルのコーナ部の隣接する２つの端面を受けるための受け面とが形成され、前記骨組材は、この上の所定位置に前記太陽電池パネルのコーナ部が位置決めされて配置されるように間隔をおいて平行に配置されており、前記押さえ部材は、前記支持部材に脱着可能に固定されて、太陽電池パネルのコーナ部の表面を押さえることを特徴としている。
なお、ここで、コーナ部を押さえるための押さえ部材は、隣接する２〜６枚の四角形や三角形等の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を１本のネジを用いて、同時に、かつスポット的に押さえるためのものを指し、その平面形状は、円形，楕円形，多角形，Ｔ形，十字形，星形等として具体化される。さらに、太陽電池の発電セルを覆わない形状が望ましい。

従って、この発明の太陽電池パネル支持装置においては、１つの押さえ部材により、複数枚の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を同時に押さえて固定することができる。このため、従来構成とは異なり太陽電池パネルを固定するのに多数の取付金具を用いたり、多数のボルトを用いたりする必要がなく、太陽電池パネルの固定に必要な部材の数量を減少させることができる。よって、材料費を節減することができるとともに、固定作業を簡略化することができる。

請求項２の発明は、前記押さえ部材は、複数枚の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を押さえることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記支持部材の支持面及び受け面は９０度ごとに４箇所に形成され、前記押さえ部材は４枚の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を覆う大きさに形成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記支持部材の受け面には弾性材が設けられていることを特徴とす
る。
請求項５の発明は、前記押さえ部材は支持部材に対してネジにより固定されることを特徴とする。

請求項６の発明は、前記骨組材は、Ｃ形鋼により構成され、開口部を上に向けた状態で設置されることを特徴とする。

請求項７の発明は、前記押さえ部材は、太陽電池パネルと接触する面を弾性材により構成したことを特徴とする。
請求項８の発明は、前記押さえ部材は、弾性材と、その弾性材に埋設された芯材とよりなり、前記芯材は隣接する太陽電池パネルの表面間に位置することを特徴とする。

以上のように、この発明によれば、太陽電池パネルを固定することに必要な部材の数量を減少させることができて、材料費を節減することができるとともに、固定作業を容易に行うことができるという効果を発揮する。

第１実施形態の太陽電池パネル支持装置を示す要部斜視図。図１の２−２線における部分拡大断面図。太陽電池パネル支持装置の分解斜視図。図１の太陽電池パネル支持装置の一部を拡大して示す分解斜視図。図２の太陽電池パネル支持装置の分解断面図。第２実施形態の太陽電池パネル支持装置を示す要部平面図。図６の６−６線における部分拡大断面図。図６の７−７線における部分拡大断面図。図６の８−８線における部分拡大断面図。第２実施形態の太陽電池パネル支持装置の変形例を示す要部平面図。変更例を示す斜視図。従来の太陽電池パネル支持装置を示す要部平面図。図１２の１０−１０線における部分拡大断面図。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化した太陽電池パネル支持装置の第１実施形態を、図１〜図５に従って説明する。

図１及び図２に示すように、建物の外側面１１である屋上には、複数のＣ形鋼よりなる骨組材１２が間隔をおいて平行に固定されている。骨組材１２上には複数枚の太陽電池パネル１３が載置部材１４を介して、縦方向及び横方向に並べて相互間隔をおいた状態で支持されている。

図２及び図４に示すように、前記載置部材１４はボルト１５、ナット１６及び座金１７により、各骨組材１２の上面に間隔をおいて複数配置されている。各載置部材１４の中央部には、前記ボルト１５を挿通するためのボルト挿通孔１８ａ及び後述するネジ２３を螺合するための雌ネジ部１８ｂを有するボス部１８が形成されている。各載置部材１４におけるボス部１８の外周部には、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの裏面を載置状態で支持するための載置板１９と、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの隣接する２つの端面を受けるために、放射方向に突出する４枚の受け板２０とが形成されている。この受け板２０は、９０度ごとに形成されている。各受け板２０の側面には、ゴム等の柔軟性を有する弾性材２１が接着固定されている。前記ボス部１８及び受け板２０は、太陽電池パネル１３の厚さと同じ高さに形成されているか、あるいはやや低く形成されている。

図２及び図３に示すように、前記載置部材１４の載置板１９上に太陽電池パネル１３のコーナ部が載置された状態で、隣接する４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａの表面には、円板状の押さえ部材２２が配置されている。この押さえ部材２２は４枚の太陽電池パネル１３の突き合わせ状態のコーナ部１３ａを覆う大きさに形成されている。そして、この押さえ部材２２の中央部のネジ挿通孔２２ａを介して、載置部材１４のボス部１８の雌ネジ部１８ｂにネジ２３が螺合されることにより、押さえ部材２２が載置部材１４に対して脱着可能に固定されている。その結果、４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａの表面が押さえ部材２２により押さえられている。

次に、前記のように構成された太陽電池パネル支持装置により、建物の外側面１１に太陽電池パネル１３を設置する方法について説明する。
さて、この太陽電池パネル１３の設置時には、あらかじめ構築物の外側面１１に複数の骨組材１２が平行に配置され、それらの骨組材１２上に複数の載置部材１４がボルト１５、ナット１６及び座金１７により所定間隔おきに取り付けられる。そして、太陽電池パネル１３の設置のために、図４及び図５に示すように、各太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａを載置部材１４上に配置する。この状態では、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの裏面が載置部材１４の載置板１９上に載置されるとともに、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの隣接する２つの端面が載置部材１４の各受け板２０の弾性材２１に当接される。この当接により、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａが骨組材１２上の所定位置に位置決めされて、４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａが１つの載置部材１４上に支持される。

この状態で、図４及び図５に示すように、４枚の太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの表面に１つの押さえ部材２２を置いて、その押さえ部材２２をネジ２３により載置部材１４に対して固定する。この固定により、４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａの表面が、押さえ部材２２によって同時に押し付け状態で保持される。このようにして、図１に示すように、太陽電池パネル１３の固定作業が終了する。なお、太陽電池パネル１３群の端縁部においては、２枚の太陽電池パネル１３のコーナ部のみが、太陽電池パネル１３群のコーナ部においては、１枚の太陽電池パネルのコーナ部のみが載置部材１４に支持される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）この太陽電池パネル支持装置においては、１つの押さえ部材２２により、複数枚の太陽電池パネル１３の突き合わせ状態のコーナ部１３ａを同時に押さえて固定することができる。このため、従来構成とは異なり太陽電池パネルの固定のために多数の取付金具を用いたり、多数のボルトを用いたりする必要がなく、太陽電池パネル１３の固定に必要な部材の数量を減少させることができる。よって、材料費を節減することができるとともに、固定作業を簡略化することができて、太陽電池パネルの設置における作業効率をアップできる。

（２）この太陽電池パネル支持装置においては、骨組材１２上に載置部材１４が配列され、各載置部材１４には、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの裏面を支持するための載置板１９と、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの隣接する２つの端面を受けるための受け板２０とが、９０度ごとに４箇所に形成されている。このため、４枚の太陽電池パネル１３の突き合わせ状態のコーナ部１３ａを載置部材１４上の所定位置に簡単に位置決めすることができて、太陽電池パネル１３の固定作業を一層簡略化することができる。

（３）この太陽電池パネル支持装置においては、載置部材１４の各受け板２０に弾性材２１が設けられている。このため、この弾性材２１により太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの隣接する２つの端面を載置部材１４の各受け板２０に対して緩衝的に当接させることができるとともに、太陽電池パネル１３や骨組材１２，あるいは載置部材１４のある程度の位置ずれを弾性材２１の弾性変形によって吸収することができる。

（４）この太陽電池パネル支持装置においては、押さえ部材２２がネジ２３により載置部材１４に脱着可能に固定されている。このため、太陽電池パネル１３の保守点検時等において、押さえ部材２２を載置部材１４に対して簡単に脱着することができて、太陽電池パネル１３の保守点検等の作業を容易に行うことができる。

（５）この太陽電池パネル支持装置においては、ボス部１８の内周面の雌ネジ部１８ｂに螺合されたネジ２３によって固定されている。従って、前述した特許文献１の構成とは異なり、ネジ２３の固定深さを長く確保でき、ネジ破壊等のおそれを防止することができる。このため、太陽電池パネル１３を風に対して優れた安定性を有した状態で設置することができる。しかも、太陽電池パネル１３の固定が緩んだ場合には、雌ネジ部１８ｂを締めなおせばよく、その作業は簡単である。

（６）この太陽電池パネル支持装置においては、小さな押さえ部材２２が太陽電池パネル１３のコーナ部をスポット的に押さえるだけである。このため、建物の外壁等に設置された太陽電池パネル群の外観が損なわれることはなく、意匠性を向上できるとともに、意匠性の自由度を増すことができる。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した太陽電池パネル支持装置の第２実施形態を図６〜図１０に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第２実施形態においては、図６及び図７に示すように、建物の屋上等の外側面１１に、骨組材１２Ａが縦方向に所定間隔おきで平行に固定されるとともに、同様な骨組材１２Ｂが横方向の適当位置にも固定されている。骨組材１２Ａ，１２Ｂ上には複数枚の太陽電池パネル１３が載置部材１４を介して、縦方向及び横方向に並べて支持されている。

図７及び図８に示すように、この実施形態の載置部材１４は単純な平板状に形成され、太陽電池パネル１３におけるコーナ部１３ａを含む外周縁の裏面を支持するように、骨組材１２Ａ上に溝１２ａの両側において間隔をおいて溶接固定されている。各載置部材１４上には、太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの外周縁の裏面を弾性的に支持するためのゴム等よりなる弾性支持板２５が接着固定されている。

図６〜図８に示すように、前記載置部材１４上の弾性支持板２５上に太陽電池パネル１３が支持された状態で、隣接する４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａ間において、載置部材１４には２種類の押さえ部材２２Ａ，２２Ｂがボルト２６、ナット２７及び座金２８により脱着可能に固定されている。この場合、あらかじめ座金２８の下面にはナット２７が溶接固定され、ボルト２６が押さえ部材２２Ａ，２２Ｂ及び載置部材１４を介してナット２７に螺合されることにより、押さえ部材２２Ａ，２２Ｂが載置部材１４に対して固定されている。

図６及び図７に示すように、一方の押さえ部材２２Ａは、縦方向の骨組材１２Ａに対して横方向の骨組材１２Ｂが交差していない部分において、縦方向の骨組材１２Ａ上の載置部材１４に配置されている。そして、この押さえ部材２２Ａには、４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａの表面を押さえるための平面形ほぼ長四角状の押さえ部２２ｂが形成されている。これに対して、図６及び図８に示すように、他方の押さえ部材２２Ｂは、縦方向の骨組材１２Ａに対して横方向の骨組材１２Ｂが交差している部分において、縦方向の骨組材１２Ａ上の載置部材１４に配置されている。そして、この押さえ部材２２Ｂには、４枚の太陽電池パネル１３における突き合わせ状態のコーナ部１３ａの表面を押さえるための平面形ほぼ十字状の押さえ部２２ｃが形成されている。

図７及び図８に示すように、前記両押さえ部材２２Ａ，２２Ｂは、ゴム等よりなる弾性材２９と、その弾性材２９に埋設された金属板よりなる芯材３０とから構成されている。弾性材２９の上面中央部には、前記ボルト２６を脱着するための凹部３１が形成されている。そして、芯材３０が隣接する太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの表面間に跨って配置されるとともに、弾性材２９が太陽電池パネル１３のコーナ部１３ａの表面に接触されるようになっている。

図７及び図８に示すように、前記各押さえ部材２２Ａ，２２Ｂの凹部３１にはキャップ３２が脱着可能に取り付けられている。そして、このキャップ３２により、ボルト２６の頭部が外部に露出しないように被覆されている。

また、この実施形態においては、必要に応じて隣接する太陽電池パネル１３の端縁間にも、次のような押さえ構造が施される。
すなわち、図９及び図１０に示すように、縦方向または横方向に延びる所要の骨組材１２Ａ，１２Ｂの上面には載置板３３が溶接により固定され、その載置板３３の上面中央部には長さ方向に延びる係止溝部３３ａが形成されている。隣接する太陽電池パネル１３の端縁間において、載置板３３には押さえ部材２２Ｃが前記と同様な弾性支持板２５を介して脱着可能に固定されている。押さえ部材２２Ｃの下部中央には、載置板３３の係止溝部３３ａに係合可能な複数のアンカー状の係合凸部３４ａを有する係止突部３４が突設されている。押さえ部材２２Ｃの上部には、隣接する太陽電池パネル１３の端縁の表面を押さえるための平面形ほぼ長四角状の押さえ部２２ｄが形成されている。

図９に示すように、前記押さえ部材２２Ｃは、前記押さえ部材２２Ａ，２２Ｂと同様に、ゴム等よりなる弾性材２９と、その弾性材２９に埋設された金属板よりなる芯材３０とから構成されている。そして、芯材３０が隣接する太陽電池パネル１３の端縁の表面間に跨って配置されるとともに、弾性材２９が太陽電池パネル１３の端縁の表面に接触されるようになっている。この押さえ部材２２Ｃは、図６に示すように短いものであっても、長いものであってもよい。

なお、太陽電池パネル１３群の端縁部においては、２枚の太陽電池パネル１３のコーナ部のみが、太陽電池パネル１３群のコーナ部においては、１枚の太陽電池パネルのコーナ部のみが押さえ部材２２Ａによって押さえされる。あるいは、太陽電池パネル１３群の端縁部を長い押さえ部材２２Ｃによって押さえられるようにしてもよい。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
さらに、この第２実施形態においては、以下の効果がある。

（７）押さえ部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの外側がゴム等の弾性材から構成されているため、任意の色に着色できる。このため、太陽電池パネル装置の外観を向上できる。
（８）前記のように、押さえ部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの外側がゴム等の弾性材から構成されている。このため、建物の外側面１１の平坦度の低さや骨組材１２Ａの変形によって太陽電池パネル１３の上面に高低差が生じたような場合に、その高低差を吸収して、太陽電池パネル１３の上面を適切に押さえることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図３に２点鎖線で示すように、載置部材１４の載置板１９を延長して、骨組材１２に対して広い範囲で支持できるようにすること。この場合、載置板１９の突出部分を折り取ることができるように、罫書き状の切取り線１９ａを形成すると、載置板１９を短くする場合に都合がよい。

・図１１に示すように、載置部材１４において、受け板２０の側面だけではなく、載置板１９の上面にも弾性材２１を設けること。また、図示しないが、太陽電池パネル１３を押さえる押さえ部材２２の下面にも弾性材を設けること。

・太陽電池パネル装置を広場の敷石上等、建物以外の構築物の外側面に設けること。
・太陽電池パネル装置を建物の外壁の外側面に設けること。従って、太陽電池パネル１３は起立状態で支持される。

・骨組材１２を設けることなく、載置部材１４を建物の屋上等に直接固定すること。
（他の技術的思想）
前記実施形態から把握されるが、請求項として挙げられていない請求項を以下に示す。

（Ａ）建物等の構築物の外側面の太陽電池パネルのコーナ部を除いた辺を押さえるための押さえ部材を備えたことを特徴とする太陽電池パネル支持装置。
このように構成すれば、太陽電池パネルの辺を適切に押さえることができる。

（Ｂ）構築物の外側面に固定され、太陽電池パネルを載置するための支持部材を備え、前記押さえ部材は支持部材に脱着可能に固定され、その押さえ部材には隣接する太陽電池パネルの端縁の表面を押さえるための押さえ部が形成されたことを特徴とする前記他の技術的思想（Ａ）項に記載の太陽電池パネル支持装置。

（Ｃ）前記押さえ部材は、太陽電池パネルと接触する面を弾性材により構成したことを特徴とする前記他の技術的思想（Ｂ）項に記載の太陽電池パネル支持装置。
（Ｄ）前記押さえ部材は、弾性材と、その弾性材に埋設された芯材とよりなり、前記芯材は隣接する太陽電池パネルの表面間に位置することを特徴とする他の技術的思想（Ｃ）項に記載の太陽電池パネル支持装置。

１１…構築物の外側面、１２，１２Ａ，１２Ｂ…骨組材、１３…太陽電池パネル、１３ａ…コーナ部、１４…支持部材、１９…支持面、２０…受け面、２１…弾性材、２２，２２Ａ，２２Ｂ…押さえ部材、２２ｂ，２２ｃ…押さえ部、２３…ネジ、２６…ボルト、２７…ナット、２９…弾性材、３０…芯材。

Claims

建物等の構築物の外側面の太陽電池パネルのコーナ部を押さえるための押さえ部材と、
前記構築物の外側面に骨組材を介して固定される支持部材とを備え、
その支持部材には、太陽電池パネルのコーナ部裏面を支持するための支持面と、太陽電池パネルのコーナ部の隣接する２つの端面を受けるための受け面とが形成され、
前記骨組材は、この上の所定位置に前記太陽電池パネルのコーナ部が位置決めされて配置されるように間隔をおいて平行に配置されており、
前記押さえ部材は、前記支持部材に脱着可能に固定されて、太陽電池パネルのコーナ部の表面を押さえることを特徴とする太陽電池パネル支持装置。
前記押さえ部材は、複数枚の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を押さえることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記支持部材の支持面及び受け面は９０度ごとに４箇所に形成され、前記押さえ部材は４枚の太陽電池パネルの突き合わせ状態のコーナ部を覆う大きさに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記支持部材の受け面には弾性材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記押さえ部材は支持部材に対してネジにより固定されることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記骨組材は、Ｃ形鋼により構成され、開口部を上に向けた状態で設置されることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記押さえ部材は、太陽電池パネルと接触する面を弾性材により構成したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル支持装置。
前記押さえ部材は、弾性材と、その弾性材に埋設された芯材とよりなり、前記芯材は隣接
する太陽電池パネルの表面間に位置することを特徴とする請求項７に記載の太陽電池パネル支持装置。