JP5916096B2

JP5916096B2 - 太陽エネルギー利用装置の設置構造

Info

Publication number: JP5916096B2
Application number: JP2012038110A
Authority: JP
Inventors: 達哉藤本; 将典川口
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: JP2013174060A

Description

本発明は、住宅などの建物の屋根に設置される太陽電池パネルなどの太陽エネルギー利用装置を設置する際の構造等に関するものであり、より詳しくは、太陽エネルギー利用装置を設置するための架台の構成に関する。

従来、住宅などの建物の屋根に太陽電池パネルを設置するための支持構造に関し、屋根上に縦桟と横桟を井桁状に設置して架台を構成し、架台の上に太陽電池パネルを設置する構成が知られており、この構成について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１では、陸屋根（水平面を構成する屋根）に太陽電池パネルを傾斜させて設置する形態について開示されており、所定位置に配設された基礎部材（置き基礎）の上に複数本の縦桟（縦レール）を平行に架け渡し、縦桟と直交するように水下側の横桟（横レール）と水上側の横桟を縦桟の上に架け渡し、水下側の横桟と水上側の横桟によって、それぞれ太陽電池パネルの水下側、水上側を下側から支持する構成が開示されている。

特開２００１−１５２６１９号公報

ところで、太陽電池パネルなどの屋根に設置される装置については、日影規制の制約等の関係から、屋根の高さ位置から可能な限り低く設置する、即ち、可能な限り低く設置可能とする要求が生じる場合がある。例えば、屋上のパラペットの立ち上がり高さよりも低く設置するといった要求などが考えられる。

この点、特許文献１に開示されるような井桁状の架台を構成する場合では、屋根上の基礎の高さ、縦桟の高さ、横桟の高さが重畳的に加算されるため、上記の要求に応じ難い場合が生じることがあった。特に横桟が中空構造であり、その上部に太陽電池パネル等の装置を配置する場合には、装置を支持する部位が著しく高い位置になってしまうことが想定される。また、高さを抑えるために、縦桟のみで太陽電池パネル等の装置を支持しようとすると、縦桟は、装置毎に最低２本必要であり、該縦桟を支えるための基礎も縦桟１本につき最低２つは必要となり、井桁状に構成するものに対して、基礎の数が増加してしまうという問題点がある。

そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、屋根の上に太陽電池パネルなどの太陽エネルギー利用装置を低い位置に設置可能とするための新規の技術について提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、
陸屋根の屋根面の所定の箇所に基礎部材が設置され、
前記基礎部材に対し複数本の縦桟が架け渡され、
前記縦桟に対し水下側横桟と水上側横桟が固定され、
前記縦桟と、前記水下側横桟と、前記水上側横桟とから井桁状の架台を構成し、前記架台に太陽エネルギー利用装置が設置される太陽エネルギー利用装置の設置構造であって、
前記水下側横桟と前記水上側横桟によって、前記太陽エネルギー利用装置の水下側端部、水上側端部がそれぞれ支持され、
前記水上側横桟が、前記縦桟に固定されるブラケットに固定されることで、
前記太陽エネルギー利用装置が、水下側の高さが水上側の高さよりも低くなる勾配を有するように傾斜して配置され、
前記水下側横桟の最下部の高さ位置が、前記縦桟の上面の高さ位置よりも下に配置される構成とする太陽エネルギー利用装置の設置構造とする。

また、請求項２に記載のごとく前記水下側横桟は前記縦桟に対しブラケットを介して固定され、前記ブラケットの高さ位置が、前記縦桟の上面の高さ位置以上に設定される構成とする。

また、請求項３記載のごとく、水下側横桟は略Ｌ字板状のブラケットを介して縦桟に対して固定されるものであり、水下側横桟の水上側の被固定部に対し、ブラケットの被固定部が固定される。

また、請求項４記載のごとく、水下側横桟の被固定部には、ブラケットの被固定部に係合する係合部が設けられており、係合部をブラケットに仮置きした状態で、留め具によるブラケットに対する水下側横桟の固定作業が可能となっている。

また、請求項５記載のごとく、水上側横桟を縦桟に固定するためのブラケットは、縦桟の側面に対して固定される。

また、請求項６記載のごとく、縦桟の側面には、突部が突設されており、突部に対し、水下側横桟を縦桟に固定するためのブラケット、及び／又は、水上側横桟を縦桟に固定するためのブラケット、を係止させる構成とする。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、請求項１に記載の発明においては、
太陽エネルギー利用装置の水下側端部の屋根面からの高さ位置をより低くすることが可能となり、勾配を確保したまま、太陽エネルギー利用装置の全体の高さ位置をより低くすることが可能となる。また、全体の高さ位置を変更しない場合において、より大きな勾配を形成するといったことも可能である。特に、水下側横桟が中空構造である場合には、太陽エネルギー利用装置を支持する部位を低くすることが可能となるため、実効性の高い効果が得られる。

また、請求項２に記載の発明においては、
太陽エネルギー利用装置の水下側端部が縦桟の上面よりも高い位置に配置されるため、縦桟を跨ぐ様にして太陽エネルギー利用装置を設置することができる。また、この場合、隣り合う縦桟の間隔（ピッチ）に関係なく太陽エネルギー利用装置を設置することができ、太陽エネルギー利用装置の配置の自由度を高くすることができる。

また、請求項３記載の発明においては、
ブラケットに対する水上側横桟の固定作業は、水下側横桟に対して横側から行うことができるため、水下側横桟に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。即ち、低姿勢となる不安定な作業を作業を無くすことができ、特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。

また、請求項４記載の発明においては、
重量のある長尺の水下側横桟手で支えずに固定作業が可能となるため、水下側横桟を手で支えながら作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。

また、請求項５記載の発明においては、
縦桟に対するブラケットの固定作業は、側面に対して横側から行うことができるため、縦桟に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。即ち、低姿勢となる不安定な作業を作業を無くすことができ、特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。

また、請求項６記載の発明においては、
縦桟に対するブラケットの位置決めや、留め具を締結する際のブラケットの回り止め回転規制が行える。特に、回り止めの効果は、ブラケットを手で押さえる必要がないため、優れた作業性を確保する上で有効なものとなる。

本発明の実施例の全体概要について示す図。屋根上の構成の概要について示す側面図。太陽電池パネルの水下側端部が水下側横桟によって支持される構成について示す側面一部断面図。太陽電池パネルの水下側端部が水下側横桟によって支持される構成について示す正面一部断面図。水下側横桟とブラケットについて示す背面側斜視図。（Ａ）は水下側横桟を取り付ける前の状態について示す部位拡大側面図。（Ｂ）は水下側横桟を取り付けた状態について示す部位拡大側面図水下側横桟の部位の拡大側面図。太陽電池パネルの水下側横桟を支持するための支持部を縦桟の上面よりも低い位置に設定する例について示す図。（Ａ）は隣り合う縦桟の間隔よりも太陽電池パネルの幅が小さく構成される場合について示す図。（Ｂ）は隣り合う縦桟の間隔よりも太陽電池パネルの幅が大きく構成される場合について示す図。（Ａ）は縦桟の一部を切り欠いてなる切欠き部に水下側横桟の端部を載置固定する形態について示す図。（Ｂ）は縦桟を貫通するようなより長い水下側横桟を切欠き部に嵌入する形態について示す図。中途部横桟と水上側横桟によって太陽電池パネルを支持する形態について示す図。

次に、発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の概要について説明するものであり、屋根１の屋根面１０に矩形板状の太陽電池パネル２を設置した状態が示されている。太陽電池パネル２のほかにも、太陽熱を利用する太陽熱温水器など、各種の太陽エネルギー利用装置が設置されることが想定される。

図１及び図２に示すごとく、屋根面１０の所定の箇所には基礎部材３，３が設置され、基礎部材３，３に対し縦桟４，４が架け渡される。縦桟４，４は複数本が平行となるように配置され、縦桟４，４と直交する方向において、それぞれ水下側横桟５、水上側横桟６が縦桟４，４に対して架け渡される。

なお、縦桟４と水下側横桟５、水上側横桟６における「縦」「横」の用語は、両者の関係を明記するために便宜的に付記するものであって、特定の方向を限定するものではない。例えば、縦と横を逆にする、つまり、「縦桟」を「横桟」と読み替えるとともに「横桟」を「縦桟」と読み替えることも可能である。また、便宜上、傾斜配置される太陽電池パネル２の低い側を水下側、高い側を水上側とする。

以上の構成により、屋根面１０には、平行に配設される複数本の縦桟４，４と、縦桟４，４と直交する方向にそれぞれ配置される水下側横桟５、水上側横桟６とから井桁上の架台７が構成される。本実施形態の屋根面１０は、ほぼ水平な面を構成する陸屋根として構成されている。

また、本実施形態では、パラペットＰの屋根面１０からの高さ位置Ｈ１よりも低い位置に太陽電池パネル２，２の高さ位置Ｈ２が納まるように設置されており、これにより、日影規制の制約等の関係において、太陽電池パネル２，２の存在が規制の制限に影響しないようになっている。

そして、水下側横桟５と水上側横桟６によって、太陽電池パネル２の水下側端部２１、水上側端部２３がそれぞれ支持される。太陽電池パネル２は、水下側の高さが水上側の高さよりも低くなる勾配Ｒを有するように傾斜して配置される。

図３は太陽電池パネル２の水下側端部２１が水下側横桟５によって支持される構成について示す側面一部断面図であり、図４は同じく正面一部断面図であり、図５は同じく背面側斜視図である。

縦桟４は、長方形状の断面を形成する中空の長尺部材により構成されており、屋根面に設置される基礎部材３に対し、固定部材３３を介して設置される。縦桟４の側面４１には、略Ｌ字板状のブラケット８の被固定部８１が留め具７５によって固定される。縦桟４は断面視において左右対称に構成され、縦桟４のいずれか一方の側面４１、或いは、両方の側面４１，４１に対しブラケット８が固定できるようになっている。

縦桟４の側面４１に形設されたコ字状のレール４４からは留め具７４が突出され、留め具７４がブラケット８の被固定部８１の図示せぬ貫通孔から突出される。この留め具７４に対し留め具７５が締結固定される。

本実施形態では、留め具７４がボルト、留め具７５がナットにて構成され、一つのブラケット８の固定を一組の留め具７４，７５で行うことができる。また、レール４４内に留め具７４のボルト頭が挿入されていることにより、レール４４の内側表面によって留め具７４の回り止めがなされる。

また、留め具７４，７５の固定作業は、側面４１に対して横側から行うことができるため、縦桟４に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。

縦桟４の側面４１には、縦桟４の長手方向に連続する突部４２が突設されており、この突部４２にブラケット８の被固定部８１を係止させることにより、ブラケット８の位置決めや、留め具７４，７５を締結する際のブラケット８の回り止め（回転規制）が行える。なお、この突部４２は、後述する水上側横桟６（図３参照）のブラケット９の位置決めや回り止めとしても機能することになる。

水下側横桟５は、上下に中空部５６，５７を有する長尺部材（中空構造）により構成されており、長手方向の端部がブラケット８を介して縦桟４に対して固定される。水下側横桟５の下側の中空部５７を形成する部位５７ａにおける水上側の側面は、ブラケット８の被固定部８２に対する被固定部５２として構成され、この被固定部５２とブラケット８の被固定部８２が留め具７６によって固定される。

水下側横桟５の被固定部５２には、ブラケット８の被固定部８２に係合する係合部５２ａが設けられており、係合部５２ａをブラケット８に仮置きした状態で、留め具７６による固定作業が可能となっている。なお、この効果を得るために、ブラケット８を縦桟４に固定した後に、ブラケット８に対する水下側横桟５の固定がなされることが好ましい。

また、留め具７６の固定作業は、水下側横桟５に対して横側から行うことができるため、水下側横桟５に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。

水下側横桟５には、断面視において平面を構成する支持部５１が形成されており、この支持部５１の上に太陽電池パネル２の水下側端部２１が載置される。載置された太陽電池パネル２の水下側端部２１は、水下側横桟５の上側の中空部５６を形成する部位５６ａによって覆い隠されるようになっている。

図３には、縦桟４に固定される水上側横桟６も示されている。水上側横桟６は、長尺の中空部材（中空構造）にて構成され、縦桟４に固定されるブラケット９に対して固定されている。水上側横桟６には、図示せぬ配線材を収容するための配線トレイ６５を固定するための固定部６１や、太陽電池パネル２の水上側端部２３を支持するための支持部６２や、太陽電池パネル２の水上側端部２３を上側から抑える押さえ部６３が形成される。

そして、図３に示すごとく、水下側横桟５の支持部５１が水上側横桟６の支持部６２よりも低い位置に配置されることによって、太陽電池パネル２が、水下側の高さが水上側の高さよりも低くなる勾配Ｒを有するように傾斜して配置される。

次に、図６（Ａ）は水下側横桟５を取り付ける前の状態について示す部位拡大側面図であり、図６（Ｂ）は水下側横桟５を取り付けた状態について示す部位拡大側面図である。

図６（Ｂ）においては、本発明において特徴的な構成である、太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持する水下側横桟５の最下部の高さ位置Ｈｄが、縦桟４の上面４３の高さ位置Ｈｕよりも下に配置される構成が示されている。

本実施例では、水下側横桟５の最下部を構成する下面部５３を、縦桟４の上面４３の高さ位置よりも下に設定することで、水下側横桟５の最下部の高さ位置Ｈｄが、縦桟４の上面４３の高さ位置Ｈｕよりも低い位置に設定されていることとしている。

また、他の実施形態として、水下側端部２１は、縦桟４の上面４３以下となる低位置においてブラケット８を介して縦桟４に支持されることとし、太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持するための支持部５１の高さ位置Ｈｍを、縦桟４の上面４３の高さ位置と略同一にする構成も考えられる。

さらに、他の実施形態として、図７に示す水下側横桟５Ａの構成のように、例えば、被固定部５２において係合部５２Ａａの位置をより高い位置に設けることで、太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持するための支持部５１Ａを上面４３よりも低い位置に設定することも可能である。

この場合、図８（Ａ）に示すように、隣り合う縦桟４，４の間隔Ｗ１よりも太陽電池パネル２Ａの幅Ｗ２が小さく構成される場合における設置形態や、図８（Ｂ）に示すように、隣り合う縦桟４，４の間隔Ｗ１よりも太陽電池パネル２Ｂの幅Ｗ３が大きく構成される場合において、介装部材４ａ，４ａを介して太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持するための支持部５１Ｂに太陽電池パネル２を設置するといった設置形態が考えられる。

また、図６乃至図８に示されるように、ブラケット８を用いて縦桟４に水下側横桟５を固定する構成とするほか、図９（Ａ）に示すように、縦桟４の一部を切り欠いてなる切欠き部４６Ａに水下側横桟５の端部を載置固定する形態や、図９（Ｂ）に示すように、水下側横桟５の端部を一部切り欠いて縦桟に載置固定する形態や、図９（Ｃ）に示すように、縦桟４を貫通するようなより長い水下側横桟５を切欠き部４６Ｂに嵌入する形態も考えられる。

以上のようにして、本発明を実施することが可能となる。
即ち、図１乃至図６に示すごとく、複数の縦桟４，４と、縦桟４，４に架け渡される水下側横桟５、及び、水上側横桟６とから井桁状の架台７を構成し、架台７に太陽電池パネル２などの太陽エネルギー利用装置が設置される太陽エネルギー利用装置の設置構造であって、太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持する前記水下側横桟５の最下部（下面部５３）の高さ位置Ｈｄが、縦桟４の上面４３の高さ位置Ｈｕよりも下に配置される構成とする。

これにより、図２に示すごとく、太陽電池パネル２の水下側端部２１の屋根面１０からの高さ位置Ｈ１をより低くすることが可能となり、勾配Ｒを確保したまま、太陽電池パネル２の全体の高さ位置Ｈ２をより低くすることが可能となる。また、全体の高さ位置Ｈ２を変更しない場合において、より大きな勾配Ｒを形成するといったことも可能である。特に、水下側横桟が中空構造である場合には、太陽電池パネル２を支持する部位（支持部５１の高さ位置Ｈｍ）を低くすることが可能となるため、実効性の高い効果が得られる。

なお、この構成を実現するために、図１０に示すように、水下側横桟５（図１）を設ける代わりに太陽電池パネル２の縦方向の中途部に中途部横桟５Ｍを設け、この中途部横桟５Ｍと水上側横桟６によって太陽電池パネル２を支持する構成とすることも考えられる。

また、図６に示すごとく、太陽電池パネル２の水下側端部２１を支持するための水下側横桟５の支持部５１の高さ位置Ｈｍが、縦桟４の上面４３の高さ位置Ｈｕ以上に設定される構成とすることで、本発明を実施することができる。

この場合には、太陽電池パネル２の水下側端部２１が縦桟４の上面４３よりも高い位置に配置されるため、縦桟４を跨ぐ様にして太陽電池パネル２を設置することができる。また、この場合、隣り合う縦桟４の間隔（ピッチ）に関係なく太陽電池パネル２を設置することができ、太陽電池パネル２の配置の自由度を高くすることができる。

また、図６に示すごとく、水下側横桟５が縦桟４の上面４３以下となる低位置において縦桟４に支持されることとすることができる。

水下側横桟５の固定位置を低くすることができ、水下側横桟５を低く配置する構成が実現可能となる。

また、図３乃至図６に示すごとく、水下側横桟５は略Ｌ字板状のブラケット８を介して縦桟４に対して固定されるものであり、水下側横桟５の水上側の被固定部５２に対し、ブラケット８の被固定部８２が固定される。

これにより、留め具７６を用いたブラケット８に対する水下側横桟５の固定作業は、水下側横桟５に対して横側から行うことができるため、水下側横桟５に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。即ち、低姿勢となる不安定な作業を作業を無くすことができ、特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。

また、図３乃至図６に示すごとく、水下側横桟５の被固定部５２には、ブラケット８の被固定部８２に係合する係合部５２ａが設けられており、係合部５２ａをブラケット８に仮置きした状態で、留め具７６によるブラケット８に対する水下側横桟５の固定作業が可能となっている。

これにより、重量のある長尺の水下側横桟５手で支えずに固定作業が可能となるため、水下側横桟５を手で支えながら作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。

また、図３に示すごとく、水上側横桟６を縦桟４に固定するためのブラケット９は、縦桟４の側面４１に対して固定される、こととしている。

具体的には、ブラケット９は、縦桟４を上から跨ぐようにして縦桟４の両側面４１に対向するブラケット側面９ａを有しており、このブラケット側面９ａが、留め具９４，９５を介して縦桟４の側面に固定されるようになっている。なお、留め具９４，９５の形態は、上述の留め具７４，７５と同様である。

これにより、縦桟４に対するブラケット９の固定作業は、側面４１に対して横側から行うことができるため、縦桟４に対して下側から作業を行う場合と比較して作業性に優れたものとなる。即ち、低姿勢となる不安定な作業を作業を無くすことができ、特に、屋根上という高所作業において優れた作業性を確保することは極めて重要なものであり、優れた効果となる。なお、あらかじめ水上側横桟６に対しブラケット９を一体化しておき、ブラケット９の縦桟４への固定と同時に、水上側横桟６の縦桟４に対する固定がなされることとしてもよい。

また、図３乃至図６に示すごとく、
縦桟４の側面４１には、突部４２が突設されており、
前記突部４２に対し、
前記水下側横桟５を前記縦桟４に固定するための前記ブラケット８、及び／又は、
前記水上側横桟６を前記縦桟４に固定するための前記ブラケット９、を係止させる構成としている。

これにより、縦桟４に対するブラケット８の位置決めや、留め具７４，７５を締結する際のブラケット８の回り止め（回転規制）が行える。特に、回り止めの効果は、ブラケット８を手で押さえる必要がないため、優れた作業性を確保する上で有効なものとなる。なお、突部４２は、上記の実施形態のように縦桟４の長手方向の全ての部位に設ける突条部にて構成するほか、断続的に設けることや、別部材を設けることなどによって実現することとしてもよい。

本発明は、太陽電池パネルや、太陽熱を利用する太陽熱温水器など、各種の太陽エネルギー利用装置を設置するための技術として幅広く適用することが可能である。

１屋根
２太陽電池パネル
３基礎部材
４縦桟
５水下側横桟
６水上側横桟
７架台
８ブラケット
９ブラケット
１０屋根面
２１水下側端部
２３水上側端部
４１側面
４２突部
５１支持部
５２被固定部
５２ａ係合部

Claims

陸屋根の屋根面の所定の箇所に基礎部材が設置され、
前記基礎部材に対し複数本の縦桟が架け渡され、
前記縦桟に対し水下側横桟と水上側横桟が固定され、
前記縦桟と、前記水下側横桟と、前記水上側横桟とから井桁状の架台を構成し、前記架台に太陽エネルギー利用装置が設置される太陽エネルギー利用装置の設置構造であって、
前記水下側横桟と前記水上側横桟によって、前記太陽エネルギー利用装置の水下側端部、水上側端部がそれぞれ支持され、
前記水上側横桟が、前記縦桟に固定されるブラケットに固定されることで、
前記太陽エネルギー利用装置が、水下側の高さが水上側の高さよりも低くなる勾配を有するように傾斜して配置され、
前記水下側横桟の最下部の高さ位置が、前記縦桟の上面の高さ位置よりも下に配置される構成とする、
太陽エネルギー利用装置の設置構造。
前記水下側横桟は前記縦桟に対しブラケットを介して固定され、
前記ブラケットの高さ位置が、前記縦桟の上面の高さ位置以上に設定される構成とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
前記水下側横桟を固定する前記ブラケットは略Ｌ字板状であり、
前記水下側横桟の水上側の被固定部に対し、前記ブラケットの被固定部が固定される、
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
前記水下側横桟の被固定部には、前記ブラケットの被固定部に係合する係合部が設けられており、
前記係合部を前記ブラケットに仮置きした状態で、留め具による前記ブラケットに対する前記水下側横桟の固定作業が可能となっている、
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
前記水上側横桟を固定する前記ブラケットは、
前記縦桟の側面に対して固定される、
ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
前記縦桟の側面には、突部が突設されており、
前記突部に対し、
前記水下側横桟を前記縦桟に固定するための前記ブラケット、及び／又は、
前記水上側横桟を前記縦桟に固定するための前記ブラケット、
を係止させる構成としている、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。