JP6124682B2 - 太陽光パネル用取付治具 - Google Patents

Description

本発明は建物の躯体に複数の太陽光パネルを取り付ける太陽光パネル用取付治具に関する。

近年、施設などにおいて必要な電気を補うために、太陽光を電気に変換する変換媒体である太陽光パネルをその施設の屋根、屋上または壁に取り付ける例がある。

太陽光パネルは、太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールの外周を取り囲んで保持するフレームとを有する。太陽電池モジュールは、複数のセルと、これらのセルを保護する保護ガラスとからなる。このように構成される太陽光パネルにおいては、太陽光が太陽電池モジュールのセルにより電気、具体的には直流の電力に変換される。そして、変換された直流の電力は、インバータなどの交流への変換機を介して電気機器に供給されて、この電気機器を駆動させ、あるいは施設のバッテリに供給されて蓄電される。

一般的に、太陽光パネルにおける太陽光から電気への変換効率は低く、その残り、すなわち電気に変換されないエネルギは熱となり、太陽光パネルの温度を上昇させる。そして、太陽光パネルは、温度が高くなると変換効率が低下するという特性を有する。よって、変換効率の低下を防ぐため、太陽光パネルが複数ある場合、これらの太陽光パネルを互いに隙間を介して配置することで、その隙間から太陽光パネルの裏面の熱を逃がして温度上昇を抑制している。

下記特許文献１には、複数の太陽光パネルを同一平面上に並べるようにしてコンクリート躯体に取り付けるために複数の下地材を積み重ねる構成が開示されている。具体的には、コンクリート躯体にホールインアンカーを介して等間隔に配置された支持ブラケットと、支持ブラケットに支持される縦材とからなる下地材を用いて、太陽光パネルがコンクリート躯体に取り付けられる。

特開平１１−１３１７３６号公報

従来の、複数枚の太陽光パネルを同一平面上に並べるようにして建物の躯体に取り付ける取付構造においては、少なくとも２種の鋼材が用いられる。すなわち、建物の躯体に固定され、一方向に延びる第一鋼材と、この第一鋼材に直交するように、これの上に固定される第二鋼材とが用いられる。これらの第一及び第二鋼材により、太陽光パネルの仕上げ平面が規定され、予め割り付けられた位置に調整され太陽光パネルが取り付けられる。

しかしながら、従来のような太陽光パネルの取付工法では、上述のように２種の鋼材を直交するように積み重ねるため、その取付部材自体の重量が大きくなってしまうとともに、取付部材の高さが大きくなってしまうという問題があった。また、取付部材の重量が大きいために、コストが増大するとともに、取り付けに手間がかかるという問題もある。

本発明の目的は、簡易かつ軽量な構成で、複数の太陽光パネルを容易に同一平面上に取り付けることができる太陽光パネル用取付治具を提供することにある。

本発明は、建物の躯体の同一平面に複数の太陽光パネルを取り付ける太陽光パネル用取付治具において、前記躯体に取り付けられるアンカーボルトと、躯体に対し間隔をあけて、前記アンカーボルトに固定される台座プレートと、台座プレートの上にボルトを介して取り付けられ、太陽光パネルを受けて固定するパネル受け部材と、を有し、前記アンカーボルトには、前記台座プレートを固定するとともに、前記平面を規定するため、前記躯体から前記台座プレートまでの高さを調整可能なナットが設けられ、前記台座プレートには、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記アンカーボルトの位置誤差を吸収するための、前記アンカーボルトが遊嵌可能なアンカーボルト孔が形成されるとともに、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記パネル受け部材の第一方向の位置誤差を吸収するための、第一方向に延び、前記ボルトが貫通する第一長孔が形成され、前記パネル受け部材には、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記パネル受け部材の第一方向に直交する第二方向の位置誤差を吸収するための、第二方向に延び、前記ボルトが貫通する第二長孔が形成されることを特徴とする。

また、前記パネル受け部材には、太陽光パネルに形成される取付孔に挿入されて引っ掛かる突起部が設けられることを特徴とする。

また、前記パネル受け部材は、第二方向に互いにスライド可能な第一パネル受け部材と第二パネル受け部材を有することを特徴とする。

また、前記台座プレートのアンカーボルト孔は、第一方向及び第二方向にそれぞれ延びる２つの長孔を含むことを特徴とする。

本発明の太陽光パネル用取付治具によれば、簡易かつ軽量な構成で、複数の太陽光パネルを容易に同一平面上に取り付けることができる。

複数枚の太陽光パネルを同一平面上に取り付けた状態を示す図である。 本実施形態の太陽光パネル用取付治具の構成を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線による太陽光パネル用取付治具の断面図である。 図２のＢ−Ｂ線による太陽光パネル用取付治具の断面図である。 台座プレートを示す図である。 パネル受け部材を示す図である。 太陽光パネルをパネル受け部材に取り付けるときの状態を示す図である。

以下、本発明に係る太陽光パネル用取付治具の実施形態について、図を用いて説明する。

まず、複数枚の太陽光パネルを、太陽光パネル用取付治具を用いて同一平面上に取り付けた状態について図１を用いて説明する。

複数の太陽光パネル１０は、互いに所定の隙間を空けて同一平面上に割り付けられている。そして、太陽光パネル１０は、太陽光パネル用取付治具（以降、単に「取付治具」と記す）１２を介して建物の躯体、例えばコンクリートに取り付けられている。躯体の表面は、壁面、床面及び斜めの屋根面のいずれかである。図に示されるように、取付治具１２は、隣接する太陽光パネル１０間の隙間に設けられる。１個の太陽光パネル１０につき４個の取付治具１２が用いられ、１個の取付治具１２は隣接する太陽光パネル１０を互いに支持するように配置される。

太陽光パネル１０は、太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールの外周を取り囲んで保持するフレームとを有する（共に図示せず）。太陽電池モジュールは、複数のセルと、これらのセルを保護する保護ガラスとからなる。フレームは、太陽電池モジュールを補強可能な強度を有する材質、例えば金属製であり、取付治具１２に固定される。このように構成される太陽光パネル１０においては、太陽光がセルにより電気に変換され、変換された電力が機器またはバッテリなどに供給される。

隣接する太陽光パネル１０は、上述したように、間隔をあけてそれぞれ配置される。太陽光パネル１０の裏面の熱をその隙間から逃がすためである。間隔は、例えば５ｍｍから１０ｍｍである。

次に、取付治具１２の構成について、図２、図３及び図４を用いて説明する。図２は、取付治具１２の構成を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線による取付治具１２の断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線による取付治具１２の断面図である。各図に示される符号ｘ，ｙ，ｚは、相互に直交する方向を表している。符号ｘは太陽光パネル１０の長手方向であり、符号ｙは太陽光パネル１０の短手方向であり、符号ｚは太陽光パネル１０の高さ方向である。

本実施形態の取付治具１２は、建物の躯体１４に取り付けられるアンカーボルト１６と、躯体１４に対し間隔をあけて、アンカーボルト１６に固定される台座プレート１８と、台座プレート１８に取り付けられ、太陽光パネル１０を受けて固定するパネル受け部材２０とを有する。これらの金物には、耐食性のある材料、例えばステンレス、亜鉛メッキが用いられる。このような、簡易な取付治具１２により、複数の太陽光パネル１０を容易に取り付けることができる。以下、取付治具１２の具体的な構成について説明する。

アンカーボルト１６は、コンクリートに埋め込んで使用するボルトである。アンカーボルト１６は、コンクリート打設前に鉄筋に結束されるアンカーボルト、または打ち込みアンカーやケミカルアンカーのような後打ちアンカーボルトを使用することができる。本実施形態のアンカーボルト１６は、１個の取付治具１２に対して２個用いられ、これらがｘ方向に間隔を空けて配置される。

アンカーボルト１６には、台座プレート１８を所望の高さで固定するナット２２が設けられる。ナット２２によって台座プレート１８の高さを調整することにより、太陽光パネル１０の仕上げの平面を規定することができる。すなわち、台座プレート１８の高さ調整を介して、躯体１４から太陽光パネル１０までの高さを調整し、各太陽光パネル１０を同一平面上に配置することができる。ナット２２により台座プレート１８をアンカーボルト１６に固定する際に、座金を使用することができる。また、ナット２２は、台座プレート１８を確実に固定するために、ダブルナットを使用することができる。

台座プレート１８は、板状の部材であり、太陽光パネル１０の正規の割り付けに対するアンカーボルト１６の位置誤差を吸収する部材である。台座プレート１８には、アンカーボルト１６が遊嵌可能なアンカーボルト孔２４が形成される。

図５は、台座プレートを示す図である。この図に示されるように、アンカーボルト孔２４は、アンカーボルト１６の数２個に対応して２個形成される。一方のアンカーボルト孔２４は、ｘ方向に延びる長孔２４ａであり、他方のアンカーボルト孔２４は、ｙ方向に延びる長孔２４ｂである。このように、各アンカーボルト孔２４が、異なる方向にそれぞれ延びて形成されることにより、アンカーボルト１６のｘ，ｙ方向の位置誤差を吸収することができる。

また、台座プレート１８は、太陽光パネル１０の正規の割り付けに対するパネル受け部材２０のｘ方向の位置誤差を吸収する機能も有する。このため、台座プレート１８には、図５に示されるように、ｘ方向に延び、締結用のボルト２６が貫通する第一長孔２８が形成されている。この第一長孔２８により、パネル受け部材２０の取付時において、パネル受け部材２０とボルト２６をｘ方向に移動させることができ、パネル受け部材２０のｘ方向の位置を調整することができる。

さらに、台座プレート１８の下部には、ボルト２６に嵌合するナット３０を第一長孔２８と同じ長さ分スライド可能に保持するガイド部３２が設けられている。ガイド部３２の、ナット３０を収容する内部の幅は、ナット３０の二面幅より大きく対角距離より小さい。よって、ガイド部３２は、ナット３０の回転を規制することができる。このような構成により、パネル受け部材２０の取付時において、ボルト２６をナット３０に締め付けた状態で、ｘ方向に移動させることができ、パネル受け部材２０のｘ方向の位置を調整することができる。

パネル受け部材２０は、台座プレート１８上にボルト２６を介して取り付けられる。パネル受け部材２０は、太陽光パネル１０を受けて固定するとともに、太陽光パネル１０の正規の割り付けに対するパネル受け部材のｙ方向の位置誤差を吸収する機能を有する。具体的には、パネル受け部材２０には、ｙ方向に延び、ボルト２６が貫通する第二長孔３４が形成される。この第二長孔３４により、台座プレート１８にパネル受け部材２０を取り付ける時に、パネル受け部材２０とボルト２６を台座プレート１８に対してｙ方向に移動させることができ、パネル受け部材２０のｙ方向の位置を調整することができる。

パネル受け部材２０には、隣接する太陽光パネル１０をそれぞれ受けるための受け面３６と、受け面３６から突出する突出部３８とを有する。受け面３６は、ボルト２６に締め付けられる領域よりも一段高い領域に設けられ、この領域は、ボルト２６の頭部よりも高い位置に形成される。これにより、太陽光パネル１０の取付時において、ボルト２６の頭部が太陽光パネル１０の裏面に接触してしまうことを防止している。また、受け面３６の領域は、パネル受け部材２０の取付時において、アンカーボルト１６の先端部との接触を防止するため、十分な高さが確保されている。

図６は、パネル受け部材２０を示す図であり、図７は、太陽光パネル１０をパネル受け部材２０に取り付けるときの状態を示す図である。これらの図に示されるように、突起部３８は、太陽光パネル１０の形成される取付孔４０に挿入されて引っ掛かる形状になっている。すなわち、突起部３８は、首部と、首部より径が大きい頭部とからなる。そして、頭部が、取付孔４０を貫通してこの孔４０に引っ掛かることで、太陽光パネル１０をパネル受け部材２０にスムーズに取り付けることができる。

また、パネル受け部材２０は、ｙ方向に互いにスライド可能な第一パネル受け部材２０ａと第二パネル受け部材２０ｂを有する。第二パネル受け部材２０ｂには、ｙ方向のみに第一パネル受け部材２０ａが移動可能なように、ｘ方向の両端にｙ方向に延びるガイドレール４２が形成されている。また、第一及び第二パネル受け部材２０ａ，ｂの重複する領域には、第二長孔３４が形成されている。この構成により、２つの突起部３８の距離を調整することができるので、隣接する太陽光パネル１０の隙間を調整することができる。なお、本実施形態はパネル受け部材２０がスライド可能な２つの部材からなる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。隣接する太陽光パネル１０の隙間が予め所定の値に設定されているのであれば、パネル受け部材２０を一部材とすることができる。

次に、取付治具１０を用いた太陽光パネル１０の取付工法について説明する。この取付工法においては、アンカーボルト１６として後打ちアンカーを用いる場合について説明する。

太陽光パネル１０の割り付け寸法に基づいて、躯体１４表面に墨出しを行う。この墨出しは、隣接する太陽光パネル１０間の中心線とすることができる。そして、アンカーボルト１６を躯体１４に打ち込み、ダブルナット２２で台座プレート１８の高さを調整し位置決めを行う。

そして、アンカーボルト１６に座金と台座プレート１８をセットする。このとき、台座プレート１８は、アンカーボルト孔２４を利用してアンカーボルト１６の位置誤差を吸収しながら、台座プレート１８の中心が、上記中心線に合うようにセットする。その後、座金とナット２２をアンカーボルト１６にセットし、ナット２２の締め付けにより、台座プレート１８をアンカーボルト１６に固定する。

続いて、台座プレート１８にパネル受け部材２０を取り付ける。パネル受け部材２０の第二長孔３４と台座プレート１８の第一長孔２８にボルト２６を貫通させ、その先端をナット３０に螺合させる。そして、これらの長孔２８，３４を利用してパネル受け部材２０の位置誤差を吸収しながら、突起部３８が太陽パネル１０の取付孔４０の位置と合うようにセットする。そして、ボルト２６の締め付けにより、パネル受け部材２０を台座プレート１８に固定する。

次に、太陽光パネル１０をパネル受け部材２０に取り付ける。太陽光パネル１０の取付孔４０を突起部３８に挿し込み、突起部３８の頭部が取付孔４０内部に入った後に太陽光パネル１０をスライドさせることで、太陽光パネル１０をパネル受け部材２０に固定する。隣接する太陽光パネル１０間の隙間には、その間隔を保持するためのセパレータを挿入し、この取付工法は終了する。なお、太陽光パネル１０への配線については、この固定前に予め結線を行っておくことが好適である。

本実施形態の取付治具１２によれば、アンカーボルト１６と台座プレート１８とパネル受け部材２０という簡易な構成の金物で太陽光パネル１０を取り付けることができる。また、長尺の鋼材を用いないので、従来工法に比べ取付部材自体の重量を少なくすることができ、コストを削減するとともに、取り扱いが容易なため取付時間を短縮することができる。また、長尺の鋼材を用いないので、従来工法に比べ取付部材自体の高さを低くすることができる。さらに、本実施形態の取付治具１２によれば、各治具１２ごとに位置誤差を調整することができるので、太陽光パネル１０の正規の割り付けに合う精度の高い太陽光パネル１０の設置が可能になる。

１０ 太陽光パネル、１２ 太陽光パネル用取付治具、１４ 躯体、１６ アンカーボルト、１８ 台座プレート、２０ パネル受け部材、２２，３０ ナット、２４ アンカーボルト孔、２６ ボルト、２８ 第一長孔、３４ 第二長孔、３６ 受け面、３８ 突起部、４０ 取付孔、４２ ガイドレール。

Claims (4)

1. 建物の躯体上の同一平面に複数の太陽光パネルを取り付ける太陽光パネル用取付治具において、
   前記躯体に取り付けられるアンカーボルトと、
   躯体に対し間隔をあけて、前記アンカーボルトに固定される台座プレートと、
   台座プレートの上にボルトを介して取り付けられ、太陽光パネルを受けて固定するパネル受け部材と、
   を有し、
   前記アンカーボルトには、前記台座プレートを固定するとともに、前記平面を規定するため、前記躯体から前記台座プレートまでの高さを調整可能なナットが設けられ、
   前記台座プレートには、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記アンカーボルトの位置誤差を吸収するための、前記アンカーボルトが遊嵌可能なアンカーボルト孔が形成されるとともに、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記パネル受け部材の第一方向の位置誤差を吸収するための、第一方向に延び、前記ボルトが貫通する第一長孔が形成され、
   前記パネル受け部材には、太陽光パネルの正規の割り付けに対する前記パネル受け部材の第一方向に直交する第二方向の位置誤差を吸収するための、第二方向に延び、前記ボルトが貫通する第二長孔が形成される、
   ことを特徴とする太陽光パネル用取付治具。
2. 請求項１に記載の太陽光パネル用取付治具において、
   前記パネル受け部材には、太陽光パネルに形成される取付孔に挿入されて引っ掛かる突起部が設けられる、
   ことを特徴とする太陽光パネル用取付治具。
3. 請求項１または２に記載の太陽光パネル用取付治具において、
   前記パネル受け部材は、第二方向に互いにスライド可能な第一パネル受け部材と第二パネル受け部材を有する、
   ことを特徴とする太陽光パネル用取付治具。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽光パネル用取付治具において、
   前記台座プレートのアンカーボルト孔は、第一方向及び第二方向にそれぞれ延びる２つの長孔を含む、
   ことを特徴とする太陽光パネル用取付治具。

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