JP6026131B2 - 機能パネル支持架台 - Google Patents

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Description

本発明は、機能パネル支持架台に関する。さらに詳述すると、本発明は、陸屋根の表面や、コンクリートやレンガを敷設した地面の上面に設置される機能パネルを支持する架台の構造の改良に関する。
従来、陸屋根の表面や、コンクリートやレンガを敷設した地面の上面に設置される太陽光発電装置は、鉄やアルミニウムなどのレールを組み合わせた設置架台に太陽電池モジュールを配置することによって構成されていた。
このような、太陽電池モジュールを支持するための架台は、横桟や縦桟のように太陽光モジュールの荷重を受け持つ部材が、締結金具、ボルト、ナット、座金などによって結合された構造を有している。
例えば特許文献1に開示の架台は、陸屋根に突出状に設けられた支柱の上面に縦フレームを設置し、該縦フレームに直交して前後一対の横フレームが架設されることによって構成されている。該前後一対の横フレームは、太陽光モジュールの取り付け角度に対応して前側の横フレームよりも後側の横フレームの方の丈(せい)を高く形成されており、これらの前後一対の横フレームの上端部に太陽光モジュールが取付固定されている。
特開2010−265736号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示の架台では、後側の横フレームの丈が前側の横フレームの丈よりも高いものとなるので、当該後側の横フレームの部材としての材積が前側の横フレームのものよりも大きくなり、該前側の横フレームよりも重量が嵩んで架台全体の重量を高めてしまっているという問題を生じている。また、これのみならず、当該後側の横フレームの立ち上がりが一種の壁として立ち上がって機能パネル下方の空間と外気側とを隔絶してしまうため、当該機能パネルの下方空間に風等が入り込んでしまうと当該風を速やかに下方空間から逃がすことが出来ず、これによって機能パネルに大きな吹き上げ力が作用してしまう虞もある。
そこで、本発明は、架台を構成する部材の材積を可及的減じて架台全体の重量を軽減することができると共に、風等に起因して機能パネルに作用する吹上げ力を可及的軽減することができる機能パネル支持架台を提供することを目的とする。
(1)上記課題を解決すべく、本発明は、屋根に突出して設けられる支柱上に設けられて屋根上に機能パネルを支持する機能パネル支持架台であって、
前記支柱に支持される少なくとも一対の縦材と、
同一形状を有して前記一対の縦材に架設される前後一対の長尺状の横部材と、後側の横部材に固定されて前記機能パネルを立ち上げる一又は複数の脚部材とを備え、
前記前側の横部材に前記機能パネルの前部が連結固定され、
前記脚部材は、前記機能パネルの幅よりも小さい幅を有するピース状に形成されて後側の横部材上に立設され、該脚部材の上端部が前記機能パネル後部に連結固定されていることを特徴とする。
これによれば、脚部材が機能パネルよりも幅小のピース状に形成されているので、脚部材間に隙間ができ、当該隙間により機能パネルの下方空間と外部空間との間に風の通り道が形成されるので、風による吹き上げ力を逃がすことができるものとなっている。特に、機能パネルを傾斜させている場合には当該傾斜面に沿って風が流れていくので、有効に風を逃がすことが出来るものとなっている。また、脚部間の隙間よりパネルどうしの配線接続工事、配線メンテナンスを容易としている。
また、前後一対の横部材を同じ部材を用い、後側の横部材に脚部材を立設させる構成であるので、フレームとしての支持強度を確保しつつ、材積つまりは材料の使用量を削減することができるものとなっている。加えて、このように横部材が前後同一の部材を用いているので、部材種類の増加を抑えることができるものとなっているのである。
(2)また、本発明に係る機能パネル支持架台において、前記横部材は、
所定モジュールの整数倍に形成される本体部と、当該本体部の一方の端部から突出させた突出部とを備えると共に、これら本体部から突出部に亘って機能パネル設置角度に一致する傾斜面を備えた第1役物部材と、
所定モジュールの整数倍に形成される本体部と、当該本体部の他方の端部から突出させた突出部とを備えると共に、これら本体部から突出部に亘って機能パネル設置角度に一致する傾斜面を備えた第2役物部材とを備え、
前記機能パネルの前部を支持する前側の横部材として、前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて上り傾斜状として前記第1役物部材と第2役物部材とが互いの突出部を反対側に向けた状態で同一軸芯上に並んで一対の縦材間に架設され、
前記機能パネルの後部を支持する後側の横部材として、前記前側に設けられた第1役物部材の後方に第2役物部材が前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、
前記前側に設けられた第2役物部材の後方に第1役物部材が前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられていることが好ましい。
この機能パネル支持架台によれば、前側の横部材の傾斜面に機能パネルを設置するだけで当該機能パネルの取り付け角度を保持することができるので、当該機能パネルの取り付け角度調整が不要となって施工性が著しく高まるものとなる。
また、前側の横部材の傾斜面を前側から後側に向けて上り傾斜状とすることで、傾斜面の前端縁部が最も低位となり、当該前端縁部を基準として機能パネルを設置することで当該機能パネルの屋根からの突出高さを抑えることができるものとなっているのである。これによって、北側斜線規制等の規制が厳しい敷地条件であっても柔軟に対応することができるのみならず、風圧の影響も低減させることができることができるものとなっている。
また、この機能パネル支持架台によれば、後側の横部材は、前側の横部材とは逆向きに傾斜面を設置し、当該傾斜面の高い側で脚部材が立ち上がることとなるので、該脚部材の基端部に雨水や塵芥等が溜まる虞はなく、これらに起因する劣化を抑制することができるものとなっている。
さらに、この機能パネル支持架台によれば、機能パネルを支持する一対の横部材にあって、第1役物部材を前側に設ける場合には、第2役物部材を傾斜面を反対向きとした状態で第1役物部材の後側に設けることでこれら役物部材の突出部の突出方向を一致させた第1状態で設置することができ、且つ、第2役物部材を前側に設ける場合には、第1役物部材を傾斜面を反対向きとした状態で第2役物部材の後側に設けることでこれら役物部材の突出部の突出方向を前記第1状態とは反対向きの方向に突出させた第2状態としつつ、前記第1状態の突出部とは突出部の突出方向を反対向きにした状態で当該第1状態の横部材に並べてこれら第2状態の一対の横部材を設置することができ、本来であれば4部材必要とされるものが2部材で済むこととなり、部材の共通化を図ることができるものとなっている。
(3)さらに、本発明に係る機能パネル支持架台において、
前記横部材は、少なくとも所定モジュールの整数倍に形成される本体部を備える前後一対の横材を備え、
各横材は、前記機能パネル設置角度に一致する傾斜面を備えており、
前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて上り傾斜状として一対の横材を当該機能パネルの前側と後側とに平行に設けられ、
前記脚部材は、前記機能パネルを保持する保持部と、前記横材に固定される固定部と、該固定部から立ち上がって保持部まで延在する立上り部とを備え、
前記保持部は、前記機能パネルの後側下端部を下方から抱え込む一対の脚部を備え、
前記固定部は、前記他方の横材の傾斜面に一致する傾斜状に形成され、
前記固定部の下端部から立上り部が立ち上がってこれら固定部と立上り部との間のなす角が鋭角状に形成されていることが好ましい。
一般に、機能パネルの構造は上部表面をガラスで覆い、強度上アルミの四方枠にて組まれ、アルミ枠下端を支持架台と固定する構造となっており、下端固定部とガラス表面と間に距離が生じていることから、下端固定部が前側へ移動するとアルミ枠が回転しガラスの脱落が発生するおそれがある。当該荷重は固定ピース部材を介して横材の傾斜面の前端部に作用することとなり、当該前端部が僅かに撓み、横材の傾斜面が勾配を大きくする方向に回転する(捩れる)ことが考えられるが、これによって後固定ピース部材が当該横材の傾斜面の前端部を中心として機能パネルの前側に向けて僅かに回転するものとなり、これに伴って保持部も前側に移動することとなり、これによって、機能パネルの後側のフレーム体を平板部の前側に向けて引張るものとなり、当該後側のフレームは平板部に押し付けられて、この結果として平板部が脱落することをむしろ積極的に阻害するものとなるのである。
本発明によれば、架台を構成する部材の材積を可及的減じて架台全体の重量を軽減することができ、尚かつ、風等に起因して機能パネルに作用する吹上げ力を可及的軽減することができる。
本発明の一実施形態に係る機能パネル支持架台の全体を示す斜視図である。 機能パネルを支持する固定ピース等の構成例を示す機能パネル支持架台の側面図である。 両端部を支柱から突出させた第1姿勢の連結部材および該連結部材の両端部に連結される長尺部材を示す斜視図である。 連結部材および該連結部材に連結される長尺部材を示す側面図である。 両端部を支柱から突出させた第1姿勢の連結部材および該連結部材の両端部に連結される長尺部材を示す正面図である。 一方の端部のみを支柱から突出させた第2姿勢の連結部材および該連結部材の(A)一方の端部、(B)他方の端部に連結される長尺部材を示す斜視図である。 一方の端部のみを支柱から突出させた第2姿勢の連結部材および該連結部材の一方の端部に連結される長尺部材を示す正面図である。 縦フレーム体に対し、2本の横フレーム体を、各端面を突き合わせるようにした状態で連続するように締結した状態を示す斜視図である。 縦フレーム体に対し、2本の横フレーム体を、各端面を突き合わせるようにした状態で連続するように締結した状態を示す側面図である。 縦フレーム体に対し、横フレーム体を1本のみ締結した状態を示す斜視図である。 縦フレーム体に対し、横フレーム体を1本のみ締結した状態を示す側面図である。 後固定ピースの斜視図である。 前固定ピースの斜視図である。 機能パネルを横方向に2列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 機能パネルを横方向に3列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 機能パネルを横方向に4列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 機能パネルを横方向に5列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 図17とは別の態様で機能パネルを横方向に5列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 機能パネルを横方向に6列配置する場合の横フレーム体、前固定ピース、後固定ピース等の構成例を、横フレーム体の側面形状とともに示す平面図である。 本発明の第4の実施形態における、機能パネルを支持する固定ピース等の構成例を示す機能パネル支持架台の側面図である。 本発明の第4の実施形態における後固定ピースの斜視図である。 本発明の第4の実施形態における前固定ピースの斜視図である。 本発明の第4の実施形態における機能パネル支持架台の平面図である。 本発明の第4の実施形態の変形例を示す機能パネル支持架台の側面図である。 本発明の第4の実施形態の変形例における後固定ピースの斜視図である。 本発明の第4の実施形態の変形例における前固定ピースの斜視図である。 前側の機能パネル固定具およびその周辺の構成例を示す側面図である。 前側の機能パネル固定具およびその周辺の構成例を横フレーム体等とともに示す側面図である。 後側の機能パネル固定具およびその周辺の構成例を示す側面図である。 後側の機能パネル固定具およびその周辺の構成例を横フレーム体等とともに示す側面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る機能パネル支持架台の実施形態について詳細に説明する。
図1〜図26に、本発明の実施形態を示す。本発明に係る機能パネル支持架台1は、建物の屋根8に突出状に設けられる支柱9上に設置されて屋根8上に太陽光モジュールといった機能パネル10を支持する架台であり、縦フレーム体(縦材)2、横フレーム体(横部材)5などを備えている。
当該屋根8は所定の水勾配を有する陸屋根として形成されている。
また、機能パネル10は、本実施形態では太陽光モジュールであるが、太陽熱パネル等の他のパネルを採用することも可能である。
機能パネル10は、枠状のフレーム11により、平板状の機能部材12を支持した構造となっている(図16等参照)。機能部材12は例えば太陽電池モジュールであり、この場合の機能パネル10は太陽光モジュールを構成する。
機能パネル10の支持形態は特に限定されるものではないが、本実施形態では、複数の機能パネル10を水平面に対しそれぞれ同程度(一例として、10°)傾斜させた状態で並べて支持するようにしている(図1参照)。
なお、本明細書では、太陽に向け傾斜させている機能パネル(太陽光モジュール)10のうち、太陽に向けて低くなっている方を前側、これとは逆に高くなっている方を後側ともいう(図2等参照)。また、当該前側〜後側間の方向を屋根8の縦方向と称し、当該縦方向に直行する方向を屋根8の横方向と称する。
また、本実施形態では、横フレーム体5に留め付けられて機能パネル10の前部分を支持する前固定ピース3と、同じく横フレーム体5に留め付けられて機能パネル10の後部分を支持する後固定ピース4とによって機能パネル10が支持されており、前固定ピースよりも後固定ピース4のせいの高さを高くすることで機能パネル10を傾斜させている(図2、図12、図13参照)。
縦フレーム体2は、機能パネル支持架台1を構成するフレーム体の一部で、屋根8の縦方向に並ぶ支柱9に架設されている(図4等参照)。本実施形態の縦フレーム体2は、長尺部材20と、連結部材30とを備えたフレーム体として構成されている。縦フレーム体2の長尺部材20は、支柱9間に架設される長尺の部材で、長手方向を屋根8の縦方向に一致させて設置される(図2等参照)。縦フレーム体2の連結部材30は、例えばボルト・ナットからなる締結手段40によって支柱9上に取り付けられる部材で(図4等参照)、長尺部材20の端部20aを支持する(図5等参照)。これら長尺部材20および連結部材30によって構成される縦フレーム体2には、横フレーム体5が架設される。
縦フレーム体2の連結部材30は、立上り壁31、設置部32および座部33を備えるチャネル形状のジョイント金物によって構成される。座部33は、支柱9に固定される板状部分である。立上り壁31は、該座部33から、支柱9の上面に立ち上がるように形成されている例えば板状の部分である。設置部32は、該立上り壁31の上端部に形成された板状部分である。
縦フレーム体2の長尺部材20は、連結部材30の立上り壁31と設置部32に重なり合う開断面形状を呈している。長尺部材20の具体的形状は特に限定されないが、例えば本実施形態では、長尺部材20の断面形状をチャネル形状とし、載置部21、重ね合わせ部22、さらに強度増強部23を形成している(図3〜図7等参照)。
長尺部材20の載置部21は、連結部材30の設置部32上に載置される板状の部分である。載置部21には、横フレーム体5を締結するための透孔21aが形成されている(図10等参照)。重ね合わせ部22は、該載置部21を設置部32上に載置したときに連結部材30の立上り壁31に重なり合うように形成された板状の部分である。さらに、強度増強部23は、当該長尺部材20の剛性を高めるべく重ね合わせ部22の下端側でリブ状に折り曲げられた板状部分として形成されている。これにより、重ね合わせ部22の表裏方向の曲げに対する抵抗力を向上させることができる。
さらに本実施形態の長尺部材20は、載置部21と強度増強部23の端面にそれぞれ形成されたリブ状の折り返し部24,25を有している(図4等参照)。これら折り返し部24,25は、長尺部材20の剛性をさらに高める。また、載置部21の端部に形成された折り返し部24は、連結部材30の設置部32上に載置部21を載せただけの長尺部材20の仮置き時、長尺部材20がずれた際に設置部32の端面に引っ掛かることにより、当該長尺部材20が滑落するのを回避して仮置き状態を維持する。
さらに、長尺部材20は、連結部材30よりも高いせいを有するように、換言すれば鉛直方向高さが連結部材30のそれよりも大きくなるように形成されている。これにより、長尺部材20の軸心における垂直な方向の曲げに対する抵抗力を著しく向上させることができる。本実施形態では、このような長尺部材20を、当該長尺部材20の下端部が連結部材30よりも下方に延在した状態で連結部材30に連結させている(図3〜図7等参照)。これにより、長尺部材8としての強度を高めつつ、縦フレーム体2全体の屋根8からの突出高さを低く抑えることができ、北側斜線規制等敷地条件の厳しい場合でも柔軟に対応できるものとなっているのである。
上述のごとき長尺部材20は、連結部材30に対して、例えば端部20aに形成された透孔20cにボルト・ナットからなる締結手段41を通して締めることでピン接合として締結され、支柱9間に架設される(図4等参照)。ここで、連結部材30は、機能パネル支持架台1が設置される領域における支柱9(および当該連結部材30)の位置にかかわらず同一構造となっていれば、汎用性が高く、コスト面で有利である。すなわち、パネル設置領域内(端部ではない位置)に位置する支柱9上の連結部材30に対しては当該連結部材30の両側に長尺部材20を締結し(図3〜図5参照)、パネル設置領域の端部に位置する支柱9上の連結部材30に対しては当該連結部材30の片側にのみ長尺部材20を締結する場合(図6、図7参照)、1種類の連結部材30で対応することができれば便宜である。こうした場合には、パネル設置領域の端部寄りに配置される連結部材30と中央寄りに配置される連結部材30との共通化が図られ、部材の種類の低減につながる。
この点、本実施形態では、連結部材30の座部33に、長尺部材20に連結される両端部を支柱9から突出させた第1姿勢(図3、図5参照)で支柱9に固定される第1固定部33aと、長尺部材20に連結される一方の端部のみを支柱9から突出させた第2姿勢(図6、図7参照)で支柱9に固定される第2固定部33bとを設け、さらに、連結部材30の端部には、第1姿勢のときに長尺部材20に連結される第1連結部30aと、第2姿勢のときに長尺部材20に連結される第2連結部30bとを設けている。第1姿勢の連結部材30は、その両端部を支柱9の両側にほぼ同量ずつ突出させた状態となり、両端部のいずれにも長尺部材20の端部20aを同様に締結することができるようになっている(図3、図5参照)。また、第2姿勢の連結部材30は、長尺部材20に連結される一方の端部のみを支柱9から突出させ、他方の端部は支柱9から突出させないので、機能パネル支持架台1の特に端部からの部材の突出を抑え、外観を向上させることができる。
機能パネル支持架台1を構成する横フレーム体5は、縦フレーム体2とともに機能パネル支持架台1を構成するフレーム体の一部で、該縦フレーム体2上に架設される(図8〜図11等参照)。本実施形態の横フレーム体5は、機能パネル10の前側と後側とのいずれにも設置可能な形状であり、これによって汎用性を高め、部材点数を減らせるようになっている(図2参照)。
本実施形態の横フレーム体5は、断面が傾斜状の上面5aと、該上面の端部からそれぞれ延在する一対の両側面5bとを有するチャネル形状となるように折り曲げられた板状部材によって形成されている。また、両側面5bの下端部は外側に折り曲げられて折り曲げ底部5cとされ、該折り曲げ底部5cの長手方向端部には透孔5dが形成されている(図8、図10参照)。この透孔5dおよび縦フレーム体2の透孔21aにボルト・ナットからなる締結手段42を通して締めることで、横フレーム体5を縦フレーム体2の長尺部材20の載置部21に締結することができる(図8〜図11参照)。
また、本実施形態では、縦フレーム体2に対し、2本の横フレーム体5を、各端面を突き合わせた状態で連続するように締結されている(図8、図9参照)。この場合、縦フレーム体2には、各縦フレーム体2に対応した計2組の透孔21aが形成されており、各組の透孔21aと締結手段42を利用して横フレーム体5が締結される(図9参照)。このような構造の機能パネル支持架台1においては、縦フレーム体2に対し横フレーム体5を1本のみ取り付けることも当然に可能であるため(図10、図11参照)、縦フレーム体2および横フレーム体5の配置にかかわらず、同一構造の縦フレーム体2および同一構造の横フレーム体5を採用して部材の種類低減につなげることができる。
また、横フレーム体5の上面5aは、機能パネル10の設置角度と同等の傾斜が付された斜面によって形成されている。このような斜面からなる上面5aは、前側の横フレーム体5においては機能パネル10と同等に傾斜するほか、後側の横フレーム体5においては雨水が溜まるのを抑止するという機能も発揮する(図2等参照)。
続いて、機能パネル支持架台1を構成する部材の材積を可及的減じて架台全体の重量を軽減させ、尚かつ風等に起因して機能パネル10に作用する吹上げ力を可及的軽減させるようにするための構成を中心に説明する(図14〜図19等参照)。なお、図14〜図19に示す平面図では、位置が分かりやすいように前固定ピース3および後固定ピース4を実線で表している。
ここまで説明したように、本実施形態の機能パネル支持架台1においては、少なくとも一つの縦フレーム体(縦材)2が支柱9に架設されて支持されており、これら縦フレーム体2に対して、前後一対の長尺状の横フレーム体(横部材)5が架設される(図14等参照)。この場合、前後一つの長尺状の横フレーム体は、実施例において詳述するように、互いに同一形状(同一構造)となっていれば重量軽減や部材共通化の観点で好適である。
また、機能パネル支持架台1において、前固定ピース3は、前側の横フレーム体5に機能パネル10の前部を連結固定した状態で、当該機能パネル10の一部を挟持する等により固定した状態とするように形成されている(図2等参照)。
一方、後固定ピース4は、後側の横フレーム体5に固定されて機能パネル10を立ち上げる部材であり、立上り壁4aを有する脚部材として機能する(図2、図12等参照)。本実施形態の後固定ピース4は、機能パネル10の幅よりも十分に小さい幅の形成された部材で(図14等参照)、横フレーム体5のサイズや形状等に応じて一または複数が後側の横フレーム体5上に立設される。本実施形態では機能パネル1枚につき2つの後固定ピース4が用いられており、互いに離間した状態で横フレーム体5に取り付けられている。また、後固定ピース4の上端部は折り曲げられ、機能パネル10の後部に連結固定される連結部4bが形成されている。
また、本実施形態の機能パネル支持架台1が設置される建物においては、建物の屋根8に突出状に設けられる支柱9が所定の間隔ごとに配置されている。本実施形態では、このような屋根8に設置して好適なように横フレーム体5をモジュール化し、部材共通化を図るようにしている。
すなわち、機能パネル10を横方法に2列配置する場合(図14参照)、あるいは3列配置する場合(図15参照)、同一構造・形状の一対の横フレーム体5をそれぞれ前側の横フレーム体5と後側の横フレーム体5として用いることができることがあり、この場合には1種類の横フレーム体5を採用して機能パネル支持架台1を構成することができる。
一方、機能パネル10を横方法に4列配置する場合(図16参照)、5列配置する場合(図17、図18参照)、6列配置する場合(図19参照)には、支柱9の配置、横フレーム体5の長さ等の関係から、1種類の横フレーム体5のみですべての横フレーム体を構成することができず、少なくとも2種類の横フレーム体5が必要となる場合がある。このような場合におけるモジュール化の具体例を以下の第1〜第4の実施形態において説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態は、4枚の機能パネル10を横方向に並べて設置する場合を示す。この場合、屋根8に設けられる支柱9の横方向の設置間隔が機能パネル10の2モジュール分〜2モジュール分として設けられる。
本実施形態の横フレーム体5は、所定モジュールの2倍に形成される本体部51aと、当該本体部51aの一方の端部から突出させた突出部51bとを備えると共に、これら本体部51aから突出部51bに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面51cを備えた第1役物部材51を有すると共に、所定モジュールの2倍に形成される本体部52aと、当該本体部52aの他方の端部から突出させた突出部52bとを備えると共に、これら本体部52aから突出部52bに亘って機能パネル設置10の角度に一致する傾斜面52cを備えた第2役物部材52とを備えている(図16参照)。
この場合、機能パネル10の前部を支持する前側の横フレーム体5として、傾斜面51c,52cを機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状として第1役物部材51と第2役物部材52とが同一軸芯上に並んで一対の縦フレーム体2間に架設されている。
このとき、これら一対の前側の役物部材51,52は、互いの突出部51b,52bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。また、機能パネル10の後部を支持する後側の横フレーム体5として、第1役物部材51の後方に第2役物部材52が傾斜面52cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、第2役物部材52の後方に第1役物部材51が傾斜面51cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられている。このとき、これら一対の後側の役物部材51,52は、互いの突出部51b,52bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。
また、上記構成を換言すると、機能パネル10を支持する一対の横フレーム体5にあって、第1役物部材51を前側に設ける場合には、傾斜面52cを反対向きとした状態で第2役物部材52を第1役物部材51の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を一致させた第1状態で設置されている。また、第2役物部材52を前側に設ける場合には、第1役物部材51を傾斜面51cを反対向きとした状態で第2役物部材52の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を前記第1状態とは反対向きの方向に突出させた第2状態とされる。
そして、第2状態の一対の役物部材51,52を前記第1状態の一対の役物部材51,52の突出部51b,52bとは突出部51b,52bの突出方向を反対向きにした状態で当該第1状態の横フレーム体5に並べて設置することで、図16に示す上記の役物部材51,52の設置状態が実現される。
この機能パネル支持架台1においては、右前側と左後側とで横フレーム体5(第1役物部材51)を共通化することができ、同様に、右後側と左前側とで横フレーム体5(第2役物部材52)を共通化することができる。
また、前側の横フレーム体5の傾斜面51c,52cを前側から後側に向けて上り傾斜状とすることで、傾斜面51c,52cの前端縁部が最も低位となり、当該前端縁部を基準として機能パネル10を設置することで当該機能パネル10の屋根8からの突出高さが抑えられている。これによって、北側斜線規制等の規制が厳しい敷地条件であっても柔軟に対応することができるのみならず、機能パネル10に作用する風圧の影響も低減させることができる。
また、図からも明らかなように、前固定ピース3および後固定ピース4の幅は、機能パネル10よりも幅が極めて小さいピース状に形成されている(図16参照)。このため、各前固定ピース3、後固定ピース4間に隙間ができ、当該隙間により機能パネル10の下方空間と外部空間との間に風の通り道が形成されるので、風による吹き上げ力を逃がすことが可能となっている。特に、本実施形態の場合には、風が当該機能パネル10の傾斜面に沿って流れていくので、有効に風を逃がすことが可能となっている。また、このような前固定ピース3、後固定ピース4間の隙間よりパネルどうしの配線接続工事、配線メンテナンスを容易としている。
<第2の実施形態>
本実施形態は、5枚の機能パネル10を横方向に並べて設置する場合を示す。この場合、屋根8の形状や屋根8を支持する架構の構成から、屋根8に設けられる支柱9の横方向の設置間隔が図17に示す如く右方向から左方向にかけて機能パネル10の2モジュール分〜3モジュール分として設けられる場合と、機能パネル10の3モジュール分〜2モジュール分として設けられる場合がある。本実施形態では、これらのいずれの場合によっても設置可能な横フレーム体5の構成を示す。
なお、3モジュール分の間隔をあけて設けられる支柱9の間に、これらの間隔を1モジュール〜2モジュールに分割する形でさらに支柱9が配置される場合もある(図17等参照)。
本実施形態の横フレーム体5は、所定モジュールの3倍に形成される本体部51aと、当該本体部51aの一方の端部から突出させた突出部51bとを備えると共に、これら本体部51aから突出部51bに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面51cを備えた第1役物部材51と、
所定モジュールの3倍に形成される本体部52aと、当該本体部52aの他方の端部から突出させた突出部52bとを備えると共に、これら本体部52aから突出部52bに亘って機能パネル設置10の角度に一致する傾斜面52cを備えた第2役物部材52と、
所定モジュールの2倍に形成される本体部53aと、当該本体部53aの一方の端部から突出させた突出部53bとを備えると共に、これら本体部53aから突出部53bに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面53cを備えた第3役物部材53と、
所定モジュールの2倍に形成される本体部54aと、当該本体部54aの他方の端部から突出させた突出部54bとを備えると共に、これら本体部54aから突出部54bに亘って機能パネル設置10の角度に一致する傾斜面54cを備えた第4役物部材54と、
で構成されている(図17参照)。
この場合、機能パネル10の前部を支持する前側の横フレーム体5として、傾斜面51c,53cを機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状として第1役物部材51と第3役物部材53とが同一軸芯上に並んで縦フレーム体2間に架設されている。
このとき、これら一対の前側の役物部材51,53は、互いの突出部51b,53bを互いに反対方向に向けた状態で架設されている。また、機能パネル10の後部を支持する後側の横フレーム体5として、第1役物部材51の後方に第2役物部材52が傾斜面52cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、第3役物部材53の後方に第4役物部材54が傾斜面54cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられている。このとき、これら一対の後側の役物部材52,54は、互いの突出部52b,54bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。
また、上記構成を換言すると、機能パネル10を支持する横フレーム体5にあって、第1役物部材51を前側に設ける場合には、第2役物部材52を傾斜面52cを反対向きとした状態で第1役物部材51の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を一致させた第1状態で設置される。また、第3役物部材53を前側に設ける場合には、第4役物部材54を傾斜面54cを反対向きとした状態で第3役物部材53の後側に設けることでこれら役物部材53,54の突出部53b,54bの突出方向を前記第1状態とは反対向きの方向に突出させた第2状態とされる。
そして、第2状態の一対の役物部材53,54を前記第1状態の一対の役物部材51,52の突出部51b,52bとは突出部53b,54bの突出方向を反対向きにした状態で当該第1状態の横フレーム体5に並べて設置することで、図17に示す上記の役物部材の設置状態が実現される。
そして、これら第1〜第4役物部材51〜54を用いることで、図18に示す横フレーム体5の設置を実現する。
具体的には、機能パネル10の前部を支持する前側の横フレーム体5として、傾斜面52c,54cを機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状として第2役物部材52と第4役物部材54とが同一軸芯上に並んで縦フレーム体2間に架設されている。
このとき、これら一対の前側の役物部材52,54は、互いの突出部52b,54bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。また、機能パネル10の後部を支持する後側の横フレーム体5として、第2役物部材52の後方に第1役物部材51が傾斜面51cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、第4役物部材54の後方に第3役物部材53が傾斜面53cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられている。このとき、これら一対の後側の役物部材51,53は、互いの突出部51b,53bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。
また、上記構成を換言すると、機能パネル10を支持する横フレーム体5にあって、第2役物部材52を前側に設ける場合には、第1役物部材51を傾斜面51cを反対向きとした状態で第2役物部材52の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を一致させた第1状態で設置されている。また、第4役物部材54を前側に設ける場合には、第3役物部材53を傾斜面53cを反対向きとした状態で第4役物部材54の後側に設けることでこれら役物部材53,54の突出部53b,54bの突出方向を前記第1状態とは反対向きの方向に突出させた第2状態とされる。
そして、第2状態の一対の役物部材53,54を前記第1状態の一対の役物部材51,52の突出部51b,52bとは突出部53b,54bの突出方向を反対向きにした状態で当該第1状態の横フレーム体5に並べて設置することで、図18に示す上記の役物部材の設置状態が実現される。
このように、本実施形態では、機能パネル10を横方向に5モジュール並べて設置する場合に、上記の2パターンの支柱9の配置構造が考えられるが、いずれの支柱9の配置構造であっても役物部材51〜54の配置状態を変えるだけで同じ横フレーム体5を採用することができ、これらの支柱9の配置構造における横フレーム体5の共通化が図られるものとなっている。
また、図からも明らかなように、前固定ピース3および後固定ピース4の幅は、機能パネル10よりも幅が極めて小さいピース状に形成されている(図17参照)。このため、各前固定ピース3、後固定ピース4間に隙間ができ、当該隙間により機能パネル10の下方空間と外部空間との間に風の通り道が形成されるので、風による吹き上げ力を逃がすことが可能となっている。特に、本実施形態の場合には、風が当該機能パネル10の傾斜面に沿って流れていくので、有効に風を逃がすことが可能となっている。また、このような前固定ピース3、後固定ピース4間の隙間よりパネルどうしの配線接続工事、配線メンテナンスを容易としている。
<第3の実施形態>
本実施形態は、6枚の機能パネル10を横方向に並べて設置する場合を示す。この場合、屋根8に設けられる支柱9の横方向の設置間隔が機能パネルの2モジュール分〜2モジュール分〜2モジュール分として設けられる。
本実施形態の横フレーム体5は、上記第2実施形態の横フレーム体5の第1状態を形成する一対の役物部材51,52と、第2状態を形成する一対の役物部材51,52との間に本体部55aのみを有する一対の横材55を設けることで実現される。
具体的には、所定モジュールの2倍に形成される本体部51aと、当該本体部51aの一方の端部から突出させた突出部51bとを備えると共に、これら本体部51aから突出部51bに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面51cを備えた第1役物部材51と、所定モジュールの2倍に形成される本体部52aと、当該本体部52aの他方の端部から突出させた突出部52bとを備えると共に、これら本体部52aから突出部52bに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面52cを備えた第2役物部材52と、所定モジュールの2倍に形成される本体部55aと、本体部55aに亘って機能パネル10の設置角度に一致する傾斜面55cを備えた一対の横材55と、で構成されている(図19参照)。
この場合、機能パネル10の前部を支持する前側の横フレーム体5として、傾斜面51c,52cを機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状として第1役物部材51と第2役物部材52とが同一軸芯上に並ぶと共に、これらの間に一方の横材55を設置した状態で縦フレーム体2間に架設されている。
このとき、これら一対の前側の役物部材51,52は、互いの突出部51b,52bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。また、第1役物部材51の後方に第2役物部材52が傾斜面52cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、第2役物部材52の後方に第1役物部材51が傾斜面51cを機能パネル10の前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられ、さらにこれらの間に一方の横材55を設置した状態で縦フレーム体2間に架設されている。このとき、これら一対の後側の役物部材51,52は、互いの突出部51b,52bは互いに反対方向に向けた状態で架設されている。
また、上記構成を換言すると、機能パネル10を支持する横フレーム体5にあって、第1役物部材51を前側に設ける場合には、第2役物部材52を傾斜面52cを反対向きとした状態で第1役物部材51の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を一致させた第1状態で設置されている。また、第2役物部材52を前側に設ける場合には、第1役物部材51を傾斜面51cを反対向きとした状態で第2役物部材52の後側に設けることでこれら役物部材51,52の突出部51b,52bの突出方向を前記第1状態とは反対向きの方向に突出させた第2状態とされる。
そして、第1状態の一対の役物部材51,52に並べて一対の横フレーム体5を付き合わせてそれぞれ設置し、そして、第2状態の一対の役物部材51,52を前記第1状態の一対の役物部材51,52の突出部51b,52bとは突出部51b,52bの突出方向を反対向きにした状態で一対の横フレーム体5に並べて設置することで、図19に示す上記の役物部材51,52及び横材55の設置状態が実現される。
この機能パネル支持架台1においては、右前側と左後側とで横フレーム体5(第1役物部材51)を共通化することができ、同様に、右後側と左前側とで横フレーム体5(第2役物部材52)を共通化することができる。また、第1役物部材51と第2役物部材52とを共通化することができる。
また、図からも明らかなように、前固定ピース3および後固定ピース4の幅は、機能パネル10よりも幅が極めて小さいピース状に形成されている(図19参照)。このため、各前固定ピース3、後固定ピース4間に隙間ができ、当該隙間により機能パネル10の下方空間と外部空間との間に風の通り道が形成されるので、風による吹き上げ力を逃がすことが可能となっている。特に、本実施形態の場合には、風が当該機能パネル10の傾斜面に沿って流れていくので、有効に風を逃がすことが可能となっている。また、このような前固定ピース3、後固定ピース4間の隙間よりパネルどうしの配線接続工事、配線メンテナンスを容易としている。
<第4の実施形態>
本実施形態は、機能パネル10を支持する前後一対の横材55を共通化させた構造の一形態を示す(図20〜図23参照)。
本実施形態において、横フレーム体5は、少なくとも所定モジュールの整数倍に形成される本体部55aを備える前後一対の横材55を備えている。これら前後一対の横材55は、機能パネル10の設置角度に一致する共通の傾斜面55cを備えている(図20参照)。傾斜面55cは、機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状である。このような横材55は、一対が、傾斜面55cの傾斜方向を共に機能パネル10の前側から後側に向けて上り傾斜状として、当該機能パネル10の前側と後側とに平行に設けられる(図23等参照)。
本実施形態の機能パネル支持架台1において、後固定ピース4は、機能パネル10を保持する保持部4bと、横材55に固定される固定部4cと、固定部4cから立ち上がって保持部4bまで延在する立上り部4aとを備えている(図20等参照)。
固定部61は、機能パネル支持架台1に固定される部分である。前固定ピース3における固定部61は、前側の横フレーム体5の側面5bに対し、ボルトやナット等からなる締結手段43によって締結される(図28等参照)。また、後固定ピース4における固定部4cは、後側の横フレーム体5の上面5aに対し、ボルトやナット等からなる締結手段43によって締結される(図30等参照)。
保持部4bは、該固定部4cの上方に位置して、機能パネル10のフレーム11を保持する部分である。本実施形態の保持部4bは、互いに対向してフレーム11を上下から挟み込む一対の脚部63,63’と、当該一対の脚部63,63’に挟持力を付与する締結具44とを備えている。
これら脚部63,63’は、フレーム11に係合する挟み込み部63aと、フレーム11を挟み込んだ両挟み込み部63aに締付け力を付与する被締結部63bとを備えている(図29等参照)。これら脚部のうち、前側の脚部63は前固定ピース3として、後側の脚部63’は後固定ピース4としてそれぞれ機能する。
また、本実施形態において、機能パネル10のフレーム11には、機能パネル10の下方に向けて突出する係止片11aが形成されている。このようなフレーム11に対し、一対の脚部63,63’は、当該係止片11aを上下から挟み込む上下一対として形成されている(図27等参照)。本実施形態の脚部63,63’の被締結部63bとしてこれら一対の脚部63,63’には孔が形成されており、ボルト・ナットからなる締結具44としてのボルトをこれら孔に通して締結することにより、機能パネル10の係止片11aを上下から挟み込んだ状態で固定される。
また、上下一対の脚部63,63’のうち、上側の脚部63は挟み込み部63aから被締結部63bに亘って平板状に形成されると共に、下側の脚部63’は、挟み込み部63aと被締結部63bとの間に、当該被締結部63bから挟み込み部63aに向けて下り傾斜状に傾斜部が設けられている。当該傾斜部の傾斜面63cは、機能パネル10の係止片11aに当接するのみならず、締結具44による一対の脚部63,63’への締め付け力の付与に伴って係止片11aの先端部に擦り付けられるものとなる。
また、下方の脚部63’は、フレーム11の下面から外面に回り込んでこれら下面と外面に密着する鉤状部63dを備えている(図27〜図30参照)。
また、上側の脚部63は、被締結部63bからみて挟み込み部63aとは反対側となる端部が立上り部4aに連結されている。
後固定ピース4の固定部4cは、保持部4bの下方に位置して平板状に形成されており、先端側が立上り部4aに連結されている。当該固定部4cは、水平面に対し横材の傾斜面に一致する傾斜角度を有して立上り部4aに連結されており、これによって、固定部4cを傾斜面に重ねると、立上り部4aは垂直状に立ち上がるものとなる。また、固定部4cは横材55の傾斜面状にボルト締結されるものとなっていると共に前後幅は傾斜面の前後幅に一致させて形成されており、これによって、当該固定部4cを傾斜面状に締結すると、立上り部4aは、横材55の前側の側面上に立ち上がるものとなる。また、固定部4cと立上り部4aとの接合部分には透孔4eが設けられ、固定部4c上に雨水が溜まらないようになっている(図21参照)。
また、立上り部4aは矩形の平板状に形成されており、一方の端縁部に保持部4bの上側の脚部63が連結されており、当該一方の端縁部とは反対側となる端縁部に固定部4cが連結されている。本実施形態では、保持部4bの上側の脚部63と、立上り部4aと、固定部4cとは、所定の厚さを有する1枚の鋼板を屈曲形成して形成されており、高い曲げ剛性を発揮するものとなっている。
機能パネル10は、上記の後固定ピース4を介して後端部が後側の横材55に連結固定されるものとなっており、機能パネル10に作用する下向きの荷重は、当該機能パネル10の前端側で直接に前側の横材55に伝達されると共に、後端側で後固定ピース4を介して後側の横材55に伝達されるものとなっている。
このように構成された本実施形態の機能パネル支持架台1は、特に、過大な荷重に対する耐力を向上させうる点で好ましい。
本実施形態の機能パネル10は、太陽光モジュールやガラスを積層した平板部の四周縁にフレーム枠体11の上端部を嵌合させる構成となっており、フレーム枠体11を平板部の四周縁から離間させる方向に荷重が生じると、当該フレーム枠体から平板部が脱落してしまう虞がある。特に想定を超える積雪等があった場合には、当該機能パネル10上に雪が積もり、過大な荷重がモーメントとなって当該機能パネル10の前側を支持する横材55と、後側を支持する後固定ピース部材4及び後側の横材55に作用する。そして、当該荷重が過大なものとなる場合、前側の横材55は傾斜面全体で当該荷重に抵抗するものの、後側の横材55は後固定ピース部材4を介して当該荷重を受けるため、荷重が後固定ピース部材4との連結部に集中して僅かに撓んでしまうことが考えられる。一方、後固定ピース部材4は、高い剛性を有して形成されているので、かかる荷重によっても容易に変形等を生じないものとなっている。
本実施形態では、当該荷重は固定ピース部材4を介して横材55の傾斜面の前端部に作用することとなり、当該前端部が僅かに撓み、横材55の傾斜面が勾配を大きくする方向に回転する(捩れる)ことが考えられるが、これによって後固定ピース部材4が当該横材55の傾斜面の前端部を中心として機能パネル10の前側に向けて僅かに回転するものとなり、これに伴って保持部4bも前側に移動することとなり、これによって、機能パネル10の後側のフレーム体11を平板部の前側に向けて引張るものとなり、当該後側のフレーム11は平板部に押し付けられて、この結果として平板部が脱落することをむしろ積極的に阻害するものとなるのである。
このように、後固定ピース部材は、通常時に機能パネル10を下方から保持するのみならず過大な荷重が作用する非常時には機能パネル10の前側を支持する一方の横材(前側の横材)55との関係では挟み持つように支持することとなり、これによって、機能パネル支持架台1による機能パネル10の支持力が増し、過大な荷重に抗することができるものとなる。
また、本実施形態の機能パネル支持架台1においては、前後の横フレーム体5の横材55を共通化することができ、しかも傾斜面55cが同じ向きとなるように並べて用いることができる。したがって、屋根8上にこれら横材55を配置する際、一方(例えば後側)の横材55を180度反転させる手間がない。
上述した第4の実施形態の変形例を以下に示す(図24〜図26参照)。図24〜図26に示す機能パネル支持架台1においては、後固定ピース4が、左右一対のピース部材4A,4Bで構成されている。これらピース部材4A,4Bは、それぞれ立上り壁4a、連結部4b、固定部4cを有するコ字形状(チャネル形状)であり、互いに面対称となるように形成されている。この機能パネル支持架台1では、上述した脚部4dのような部材を用いず、連結部4bをこの機能パネル支持架台1の底面に当接させた状態でボルト締結して両者を固定している(図24参照)。
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
本発明は、屋根に突出状に設けられる支柱上に設置されて屋根上に機能パネルを支持する機能パネル支持架台に適用して好適である。
1…機能パネル支持架台、2…縦フレーム体(縦材)、4…後固定ピース(脚部材)、4a…立上り壁(立上り部)、4b…連結部(保持部)、4c…固定部、4d…脚部、5…横フレーム体(横部材)、8…屋根、9…支柱、10…太陽光モジュール(機能パネル)、51…第1役物部材、51a…本体部、51b…突出部、51c…傾斜面、52…第2役物部材、52a…本体部、52b…突出部、52c…傾斜面、53…第3役物部材、53a…本体部、53b…突出部、53c…傾斜面、54…第4役物部材、54a…本体部、54b…突出部、54c…傾斜面、55…横材、55a…本体部、55c…傾斜面

Claims (3)

  1. 屋根に突出して設けられる支柱上に設けられて屋根上に機能パネルを支持する機能パネル支持架台であって、
    前記支柱に支持される少なくとも一対の縦材と、
    同一形状を有して前記一対の縦材に架設される前後一対の長尺状の横部材と、
    後側の横部材に固定されて前記機能パネルを立ち上げる一又は複数の脚部材とを備え、
    側の横部材に前記機能パネルの前部が連結固定され、
    前記脚部材は、前記機能パネルの幅よりも小さい幅を有するピース状に形成されて後側の横部材上に立設され、該脚部材の上端部が前記機能パネル後部に連結固定されている
    ことを特徴とする機能パネル支持架台。
  2. 前記横部材は、
    所定モジュールの整数倍に形成される本体部と、当該本体部の一方の端部から突出させた突出部とを備えると共に、これら本体部から突出部に亘って機能パネル設置角度に一致する傾斜面とを備えた第1役物部材と、
    所定モジュールの整数倍に形成される本体部と、当該本体部の他方の端部から突出させた突出部とを備えると共に、これら本体部から突出部に亘って機能パネル設置角度に一致する傾斜面とを備えた第2役物部材とを備え、
    前記機能パネルの前部を支持する前側の横部材として、前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて上り傾斜状として前記第1役物部材と第2役物部材とが互いの突出部を反対側に向けた状態で同一軸芯上に並んで一対の縦材間に架設され、
    前記機能パネルの後部を支持する後側の横部材として、前側に設けられた第1役物部材の後方に第2役物部材が前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられると共に、
    側に設けられた第2役物部材の後方に第1役物部材が前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて下り傾斜状として設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の機能パネル支持架台。
  3. 前記横部材は、少なくとも所定モジュールの整数倍に形成される本体部を備える前後一対の横材を備え、
    各横材は、前記機能パネル設置角度に一致する傾斜面を備えており、
    前記傾斜面を前記機能パネルの前側から後側に向けて上り傾斜状として一対の横材を当該機能パネルの前側と後側とに平行に設けられ、
    前記脚部材は、前記機能パネルを保持する保持部と、前記横材に固定される固定部と、該固定部から立ち上がって保持部まで延在する立上り部とを備え、
    前記保持部は、前記機能パネルの後側下端部を下方から抱え込む一対の脚部を備え、
    前記固定部は、他方の横材の傾斜面に一致する傾斜状に形成され、
    前記固定部の下端部から立上り部が立ち上がってこれら固定部と立上り部との間のなす角が鋭角状に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の機能パネル支持架台。
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