JP5897977B2 - 太陽電池モジュールの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールを架台に取り付けるための太陽電池モジュールの取り付け構造に関するものである。

従来、所望の場所に架台を設置し、架台に太陽電池モジュールを取り付けている。架台に対して太陽電池モジュールはネジ止めされる。施工方法を簡略化するために、ネジ止め以外の方法が考えられている。たとえば、下記の特許文献１に、架台にブラケットを設け、架台に対して太陽電池モジュールをスライドさせることによって、太陽電池モジュールを設置する方法が開示されている。

しかし、太陽電池モジュールは複数の太陽電池セルを取り付けているために大きく、架台上をスライドさせるのは大変であり、簡単な取り付け方法が求められる。さらに、太陽電池モジュールを取り付けた後は、架台から容易に外れないようにする必要がある。

特開２０００−６４５２３号公報

本発明の目的は、架台に太陽電池モジュールを簡単に取り付けられ、外れにくい取り付け構造を提供することにある。

太陽電池モジュールは枠体に太陽電池セルが取り付けられている。本発明は、太陽電池モジュールが直線状の架台に取り付けられる太陽電池モジュールの取り付け構造である。太陽電池モジュールの取り付け構造は、前記架台に形成された第１凹部と、一面と他面とを有し、前記架台の上に配置され、第１開口部の形成されたプレートと、前記プレートの第１開口部を介して第１凹部にはめ込まれるロック部材と、前記枠体に設けられ、ロック部材がはめ込まれる第２開口部とを備える。

架台の上にプレートが配置され、第１開口部を介してロック部材が第１凹部にはめ込まれる。架台、プレート、ロック部材が一体になる。太陽電池モジュールを架台に配置するとき、ロック部材が枠体の第２開口部にはめ込まれる。架台、プレート、ロック部材、および枠体が一体になり、架台に太陽電池モジュールが取り付けられる。複数の太陽電池モジュールを架台に取り付けることによって、太陽電池モジュールが縦横に配列される。

前記第１開口部の周縁に形成された第２凹部と、前記ロック部材に形成され、第２凹部にはまり込む押さえ部とを備える。押さえ部が第２凹部にはまり込み、プレートを押さえつける。

前記プレートの一面に形成された第１凸部と、前記プレートの他面に形成された第２凸部と、前記枠体に形成され、第１凸部がはまる第３開口部と、前記架台に形成され、第２凸部がはまる第４開口部とを備える。第１凸部と第２凸部がそれぞれ第３開口部と第４開口部に挿入され、架台に対するプレートの位置とプレートに対する枠体の位置が決められる。

前記ロック部材が板バネで構成されており、板バネに形成した直線状であり、かつ、凹状または凸状の補強部を設ける。ロック部材が第２開口部を通過するときに撓むが、補強部によって塑性変形を防止する。

前記ロック部材の板バネにおいて、プレートの第１開口部の内面に接する当たり面、および第１凹部の底部に押し当てられるバネ機構を設ける。ロック部材が第１凹部にはめ込まれるときに、当たり面が第１開口部に接する。また、バネ機構が第１凹部の底部に押し当てられる。

本発明によると、ネジを使用せずに太陽電池モジュールを架台に取り付けることができる。設置工事が簡単であり、工期を短縮できる。ロック部材によって、太陽電池モジュールが架台から容易に外れない構造になっている。風が吹いても太陽電池モジュールを架台に取り付けておくことができる。

本発明の太陽電池モジュールの取り付け構造を示す上面図である。 複数の太陽電池モジュールを縦横に配列したときの枠体と架台との位置関係を示す図である。 架台を示す図であり、（ａ）は架台の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 プレートを示す図であり、（ａ）は一面を示す図であり、（ｂ）は他面を示す図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 枠体の第２開口部と第３開口部を示す図である。 ロック部材を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。 太陽電池モジュールの取り付け方法を示す図であり、（ａ）はプレートを架台に配置する図であり、（ｂ）はロック部材を第１凹部に挿入する図であり、（ｃ）はロック部材を挿入した図である。 太陽電池モジュールの取り付け方法を示す図であり、（ａ）はロック部材をスライドさせた図であり、（ｂ）は２つのロック部材を取り付けた図である。 太陽電池モジュールを架台に取り付けた斜視図である。

本発明の太陽電池モジュールの取り付け構造について図面を使用して説明する。

太陽電池モジュール１２は、方形の枠体１４に太陽電池セル１６が取り付けられたものである（図２）。図２では１つの枠体１４に１つの太陽電池セル１６を示しているが、実際は複数の太陽電池セル１６が取り付けられている。

架台１８は帯状の板体１９を折り曲げて少なくとも上部２１と側部４５を備えるようにした直線状のレールである（図３）。複数の架台１８が平行に並べられている。この架台１８に太陽電池モジュール１２の枠体１４が取り付けられる。１枚の太陽電池モジュール１２が、複数の架台１８に渡って取り付けられる。太陽電池モジュール１２の取り付け構造は、太陽電池モジュール１２の枠体１４と架台１８とが交差するところに設けられる。

図１に示す太陽電池モジュール１２の取り付け構造１０は、架台１８に形成された第１凹部、架台１８の上に配置され、第１開口部の形成されたプレート２０、プレート２０の第１開口部を通って第１凹部にはめ込まれるロック部材２２、および枠体１４に設けられた第２開口部を備える。図１において、太陽電池セル１６や太陽電池モジュール１２のコネクタを省略している。

図３に示すように、架台１８には、第１凹部２４、コネクタ用開口部４８、コネクタ用開口部４８同士をつなげるスリット５０、第４開口部５８を備える。これらは、架台１８の上部２１に形成されている。

架台１８に形成された第１凹部２４は、幅広部２６と幅狭部２８とを有する。幅広部２６と幅狭部２８はいずれの形状も方形になっている。架台１８は板体で構成されており、架台１８の上面２７を構成する部分と第１凹部２４の底部３０との間に隙間３２を有する。底部３０は幅広部２６と幅狭部２８よりも広くなっている。架台１８の幅広部２６の周縁と幅狭部２８の周縁において、架台１８を構成する板体１９が底部３０に対して隙間３２を介して対向する。後述するように、隙間３２にロック部材２２の一部がはめ込まれる。第１凹部２４は２箇所に設けられ、幅広部２６同士が対向するようになっている。図３（ｂ）では、底部３０が上部２１から離れているが、実際は第１凹部２４の周縁の任意の場所で隙間３２を形成しながら接続されている。

また、第１凹部２４は、幅広部２６における幅狭部２８の反対側に突出部３１を設ける。突出部３１は、幅広部２６から側方に突出した凹部である。上記のように隙間３２が形成されており、後述するように突出部３１に挿入されたロック部材２２の一部が、隙間３２にスライドされて、はめ込まれる。

図４に示すように、プレート２０は板状であり、一面３４と他面３６とを備える。他面３６が架台１８に接するように配置される。プレート２０は第１開口部３８を備える。第１開口部３８は、架台１８の第１凹部２４の幅広部２６、幅狭部２８および突出部３１と同形状の幅広部４０、幅狭部４２および突出部４３を備える。第１凹部２４と第１開口部３８との数は同じであり、プレート２０を架台１８の上に配置した際、第１開口部３８が第１凹部２４と同じ位置に配置される。また、幅広部２６、４０同士、幅狭部２８、４２同士および突出部３１、４３同士が同じ位置に配置される。

プレート２０の側部４４がＬ字状に折り曲げられており、側部４４の内面が架台１８の側部４５に接する。プレート２０の断面がコの字状になっており、プレート２０の強度を高め、変形を防止できる。側部４４によって、架台１８に対するプレート２０の幅方向の位置ずれを防止できる。

プレート２０にコネクタ４６が取り付けられる。コネクタ４６は２つであり、コネクタ４６同士がケーブル（図示省略）で接続される。ケーブルはプレート２０の他面３６に配置される。これらのコネクタ４６は太陽電池モジュール１２のコネクタに接続できる位置に取り付けられる。

コネクタ４６およびケーブルを配置するために、架台１８には、プレート２０に設けられたコネクタ４６を配置するためのコネクタ用開口部４８とコネクタ用開口部４８同士をつなげるスリット５０を備える。プレート２０を架台１８の上に配置すると、コネクタ４６がコネクタ用開口部４８に配置され、ケーブルがスリット５０を通り、架台１８の内部に収納される。コネクタ４６やケーブルによって、プレート２０が架台１８から浮き上がることはない。

太陽電池モジュール１２を架台１８に配置する際、プレート２０のコネクタ４６と太陽電池モジュール１２のコネクタとが接続される。コネクタ４６同士がケーブルで接続されており、隣り合う太陽電池モジュール１２同士が電気接続される。太陽電池モジュール１２を架台１８に配置する際、太陽電池モジュール１２同士を電気接続するための工事が不要である。

図４に示すように、プレート２０に第１凸部５２、第２凸部５４および第３凸部５５を設ける。第１凸部５２と第３凸部５５はプレート２０の一面３４、第２凸部５４はプレート２０の他面３６に設ける。第１凸部５２と第２凸部５４の形状は、円柱または円錐台であるが、これらの形状に限定されない。第３凸部５５の形状は直方体である。第３凸部５５はプレート２０の幅方向を向いているが、これは枠体１４の方向である。

枠体１４に第３開口部５６を形成する（図５）。プレート２０の第１凸部５２が第３開口部５６にはめ込まれる。架台１８に第４開口部５８を形成する（図３）。プレート２０の第２凸部５４が第４開口部５８にはめ込まれる。第１、第２凸部５２、５４と第３、第４開口部５６、５８によって、架台１８、プレート２０および枠体１４の位置合わせをおこなうことができる。第１凸部５２よって、太陽電池モジュール１２のコネクタをコネクタ４６に接続するとき、位置合わせがおこなわれているため、コネクタ４６に無理な衝撃とを加えずに接続することができ、コネクタ４６の破損を防止できる。

第３凸部５５は、プレート２０の上に枠体１４が配置されたとき、枠体１４が斜めに向かないように、枠体１４の方向を固定する。枠体１４が所定の方向（プレート２０に対して直角方向）から斜めにずれようとしても、第３凸部５５に当たって斜めにならない。枠体１４を所定の方向に固定することができる。また、枠体１４を固定する際、枠体１４を所定の方向に向けることができ、ロック部材２２などの破損を防止できる。なお、第３凸部５５は１つの直方体で構成されたが、複数の凸部を枠体１４の方向に並べて第３凸部５５としても良い。

図６に示すロック部材２２は、プレート２０の第１開口部３８を介して第１凹部２４にはめ込まれる。ロック部材２２は板バネを折り曲げて形成されている。ロック部材２２は、平面状の底部６０、底部６０に対してほぼ垂直に立ち上げられた支持部６２、支持部６２に対して鋭角に折り曲げられて構成された爪部６４を備える。

ロック部材２２の底部６０が架台１８の第１凹部２４の幅広部２６に挿入され、幅広部２６から幅狭部２８にスライドされる。架台１８と第１凹部２４の底部３０の間の隙間３２に、ロック部材２２の底部６０における側部６６が入り込む。その側部６６が入り込むように、後述する押さえ部６８を設け、側部６６が側方に突出するようにする。ロック部材２２が第１凹部２４から抜けないようになる。底部６０の先端６９も側方に突出しており、第１凹部２４の突出部３１に挿入され、突出部３１から幅広部２６にスライドされる。側部６６と同様に隙間３２に底部６０の先端６９が入り込む。ロック部材２２の架台１８への固定強度を高める。

図５に示す枠体１４の第２開口部７０に、ロック部材２２が配置される。第２開口部７０にロック部材２２が通るとき、ロック部材２２の爪部６４が支持部６２の方向に変形する。ロック部材２２が第２開口部７０を通過後、爪部６４が元の位置に戻り、爪部６４の先端７２が枠体１４に接する。爪部６４の先端７２は底面に対して斜方向に折れ曲がり、さらに垂直方向に折れ曲がっている。先端７２の一部が、枠体１４の第２開口部７０の中に一部が入り込む。第２開口部７０のエッジ７１に先端７２の斜方向の部分７２'のほぼ中央が強く当たり、爪部６４が枠体１４を強く押さえる。枠体１４を架台１８から離そうとしても、ロック部材２２の爪部６４が引っかかり、さらにロック部材２２は架台１８に固定されているため、枠体１４が架台１８に固定される。

また、図４に示すように、プレート２０における第１開口部３８の幅狭部４２の周縁に第２凹部７４を設け、ロック部材２２の支持部６２に押さえ部６８を設ける。押さえ部６８は、支持部６２における底部近傍に切り込みを入れ、爪部６４の反対側に折り曲げて形成する。押さえ部６８は支持部６２に対して垂直方向を向いている。ロック部材２２を幅広部４０から幅狭部４２にスライドさせたとき、スライド完了位置で、押さえ部６８が第２凹部７４にはまり込む。プレート２０からロック部材２２が抜けないようになる。押さえ部６８はプレート２０を押さえる役目を有する。押さえ部６８が枠体１４を受けており、金属の枠体１４が樹脂のプレート２０に直接当たらない。

さらに、折り曲げて押さえ部６８を形成しているため、支持部６２における底部近傍に空間７６が形成される。そのため、ロック部材２２の底部６０における側部６６と押さえ部６８が、架台１８とプレート２０を挟み込んでおり、架台１８、プレート２０、およびロック部材２２が一体となる。

ロック部材２２の支持部６２に凹状または凸状の補強部７８を形成しても良い。補強部７８は底部６０に対して垂直方向であり、支持部６２を一直線に通っている。ロック部材２２の爪部６４が変形する際、ロック部材２２の支持部６２が塑性変形するのを防止する。補強部７８の数は限定されない。なお、補強部７８の代わりにロック部材２２の厚みを厚くして、支持部６２の塑性変形を防止しても良い。

ロック部材２２の底部６０において、支持部６２の方向に折り曲げた当たり面８０を設けても良い。本発明では、側部６６の全てが上述したように隙間３２に入るのではなく、一部が折れ曲がって当たり面８０になっている。当たり面８０がプレート２０の第１開口部３８の内面に接する。ロック部材２２をスライドさせる際、当たり面８０によってまっすぐにスライドすることができ、プレート２０の第１開口部３８を保護することができる。また、ロック部材２２がゆがまず、太陽電池モジュール１２を取り付けたときに、プレート２０の破損を防止できる。

ロック部材２２の支持部６２と爪部６４との最も広い間隔よりも、枠体１４の第２開口部７０の幅を狭くする。爪部６４が支持部６２の方向に変形することによって、ロック部材２２が第２開口部７０を通過するが、爪部６４が元の位置に戻ることによって、ロック部材２２が第２開口部７０を再び通過することはない。ロック部材２２によって、枠体１４が架台１８に固定される。

ロック部材２２の底部６０にバネ機構８１を設ける。バネ機構８１は、底部６０に切り込みを入れて、下方に曲げることによって形成する。たとえば、下方に約３°曲げて形成する。上記のようにロック部材２２の底部６０の側部６６と先端６９が隙間３２に入り込むが、第１凹部２４の底部３０に対してバネ機構８１がロック部材２２の底部６０を押し上げようとするため、底部６０の側部６６が隙間３２の内面に当たり、底部６０の位置がずれにくくなる。ロック部材２２の位置を固定することができる。

１枚の太陽電池モジュール１２は複数箇所で架台１８に取り付けられるため、１枚の太陽電池モジュール１２に対して、複数の取り付け構造１０を備える。

次に、太陽電池モジュール１２の取り付け方法を説明する。（１）第１凹部２４と第４開口部５８の形成された架台１８を準備し、所望の位置に設置する。複数の架台１８が平行に並ぶようにする。

（２）第１開口部３８および第１凸部５２、第２凸部５４、第３凸部５５を備えたプレート２０を準備し、第１凹部２４と第１開口部３８が重なるようにして、プレート２０を架台１８の上に配置する（図７（ａ））。このとき、プレート２０の第２凸部５４を架台１８の第４開口部５８にはめ込んで、架台１８に対するプレート２０の位置合わせをおこなう。プレート２０には２つのコネクタ４６が取り付けられており、架台１８のコネクタ用開口部４８にコネクタ４６が配置される。また、コネクタ４６同士を接続するケーブルをスリット５０に入れる。

（３）ロック部材２２の底部６０を第１凹部２４の幅広部２６と突出部３１に挿入する（図７（ｂ）、（ｃ））。底部６０の側部６６は幅広部２６に挿入され、底部６０の先端６９は突出部３１に挿入される。

（４）ロック部材２２をスライドさせる（図８（ａ））。底部６０の側部６６が幅広部２６から幅狭部２８にスライドされ、底部６０の先端６９が突出部３１から幅広部２６にスライドされる。側部６６と先端６９がそれぞれ隙間３２に挟み込まれる。架台１８に対してプレート２０とロック部材２２とが固定される。ロック部材２２のスライド完了位置で押さえ部６８が第２凹部７４に入る。

さらにもう１つのロック部材２２を準備して、上記（１）〜（４）をおこなうことによって、２つのロック部材２２が固定される（図８（ｂ））。

（５）プレート２０とロック部材２２の取り付けられた架台１８の上に太陽電池モジュール１２を配置する（図９）。配置する際、太陽電池モジュール１２の枠体１４の第２開口部７０にロック部材２２を通過させる。このとき、第１凸部５２を第３開口部５６にはめ込んで、プレート２０に対する枠体１４の位置合わせをおこなう。第３凸部５５によって、枠体１４が斜めに向かないようになる。ロック部材２２が第２開口部７０を通過する際、ロック部材２２の爪部６４が支持部６２に向かって変形し、通過後に元に戻る。爪部６４の先端７２が枠体１４に引っかかり、ロック部材２２が再び第２開口部７０を通過することはない。太陽電池モジュール１２が架台１８に固定される。

太陽電池モジュール１２を架台１８に設置すると同時に、プレート２０のコネクタ４６と太陽電池モジュール１２のコネクタが接続され、隣り合う太陽電池モジュール１２同士が電気接続される。

以上のように、本発明は太陽電池モジュール１２を架台１８に固定する際、ネジ止めを必要としない。太陽電池モジュール１２を設置するのが簡単であり、設置のための工期が短縮できる。太陽電池モジュール１２を設置した後は、ロック部材２２などによって簡単には取り外しすることができない。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、１箇所の第１凹部２４、第１開口部３８およびロック部材２２を２つにして、２枚の太陽電池モジュール１２を取り付けたが、第１凹部２４などを１つにして、１枚の太陽電池モジュール１２を取り付ける構成であっても良い。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０：太陽電池モジュールの取り付け構造
１２：太陽電池モジュール
１４：枠体
１６：太陽電池セル
１８：架台
１９：架台を構成する帯状の板体
２０：プレート
２１：架台の上部
２２：ロック部材
２４：第１凹部
２６、４０：幅広部
２８、４２：幅狭部
３０：第１凹部の底部
３１、４３：突出部
３２：隙間
３４：プレートの一面
３６：プレートの他面
３８：第１開口部
４４：プレートの側部
４５：架台の側部
４６：コネクタ
４８：コネクタ用開口部
５０：スリット
５２：第１凸部
５４：第２凸部
５５：第３凸部
５６：第３開口部
５８：第４開口部
６０：ロック部材の底部
６２：支持部
６４：爪部
６６：ロック部材の底部の側部
６８：押さえ部
６９：ロック部材の底部の先端
７０：第２開口部
７２：爪部の先端
７４：第２凹部
７６：空間
７８：補強部
８０：当たり面
８１：バネ機構

Claims (5)

1. 枠体に太陽電池セルを取り付けた太陽電池モジュールを直線状の架台に取り付ける太陽電池モジュールの取り付け構造であって、
   前記架台に形成された第１凹部と、
   一面と他面とを有し、前記架台の上に配置され、第１開口部の形成されたプレートと、
   前記プレートの第１開口部を介して第１凹部に挿入されて固定されるロック部材と、
   前記枠体に設けられ、ロック部材がはめ込まれる第２開口部と、
   を備えた太陽電池モジュールの取り付け構造。
2. 前記第１開口部の周縁に形成された第２凹部と、
   前記ロック部材に形成され、第２凹部にはまり込む押さえ部と、
   を備えた請求項１の太陽電池モジュールの取り付け構造。
3. 前記プレートの一面に形成された第１凸部と、
   前記プレートの他面に形成された第２凸部と、
   前記枠体に形成され、第１凸部がはまる第３開口部と、
   前記架台に形成され、第２凸部がはまる第４開口部と、
   を備えた請求項１または２の太陽電池モジュールの取り付け構造。
4. 前記ロック部材が板バネで構成されており、板バネに形成した直線状であり、かつ、凹状または凸状の補強部を設けた請求項１から３のいずれかの太陽電池モジュールの取り付け構造。
5. 前記ロック部材の板バネにおいて、プレートの第１開口部の内面に接する当たり面、および第１凹部の底部に押し当てられるバネ機構を設けた請求項４の太陽電池モジュールの取り付け構造。

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