JP6922659B2 - 支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法 - Google Patents

支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法 Download PDF

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Description

本発明は、支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法に関する。
従来、特許文献1および特許文献2に開示されるように、屋根上に太陽電池モジュールを取り付けるための取付ユニットについて知られている。この取付ユニットは、太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを両側から挟んだ状態でその両縁部に係止される一対のモジュール係止具と、このモジュール係止具を屋根上で支持するための一対の支持具と、を備えるものである。特許文献1に開示されるモジュール係止具は、太陽電池モジュールに係止可能な鉤部材と、この鉤部材が載置される軌道部材と、を有している。鉤部材は、軌道部材上に沿って移動可能とされている。また特許文献2に開示されるモジュール係止具は、太陽電池モジュールの縁部に係止される鉤部を有する横桟からなり、支持金具により屋根上で支持されている。この支持金具には、長手方向に沿って開口溝が形成されており、横桟を当該開口溝に沿って移動させることができる。
特開2011−99256号公報 特許第5963463号公報
特許文献1に開示される太陽電池モジュールの取付ユニットでは、鉤部材を軌道部材上において移動させることにより、当該鉤部材の位置を太陽電池モジュールに対して係止し易いように調整することができる。このため、支持具を屋根上に配置する際に位置ずれが生じたとしても、鉤部材の位置を調整することによって当該位置ずれを吸収することが可能である。
しかし、太陽電池モジュールに対して積雪荷重や風荷重などが加わり、これによって鉤部材が太陽電池モジュールから離れる向きに押されることがある。この場合、鉤部材が太陽電池モジュールから離れるように軌道部材に沿って移動し、鉤部材が太陽電池モジュールから外れることにより、太陽電池モジュールが脱落する虞がある。また特許文献2に開示される太陽電池モジュールの取付ユニットにおいても、同様の理由で横桟が太陽電池モジュールから離れるように支持金具の開口溝に沿って移動する懸念があり、特許文献1と同様に太陽電池モジュールの脱落についての課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、太陽電池モジュールの脱落を防止することが可能な支持具、当該支持具を備える太陽電池モジュールの取付ユニット、および当該取付ユニットを組み立てる太陽電池モジュールの取付方法を提供することである。
本発明の一局面に係る支持具は、所定の第1面に載置可能な載置部と、前記載置部上に設けられるとともに太陽電池モジュールの縁部に係止可能な係止部と、を有するモジュール係止具を、前記第1面の勾配と異なる勾配を有する所定の第2面で支持するための支持具である。この支持具は、前記第2面上に固定される第1被固定部と、前記第1被固定部上に設けられるとともに前記モジュール係止具を取付可能な第1被取付部であって、前記第2面に対して傾斜するとともに前記載置部が載置される第1傾斜面を有する前記第1被取付部と、を備えている。前記第1傾斜面には、前記モジュール係止具を前記第1被取付部に固定するための締結部材の挿通を許容する長穴であって、前記第1傾斜面における前記第2面からの距離が異なる複数の位置の間での前記締結部材の移動を許容する前記長穴が形成されている。またこの支持具は、前記長穴が延びる方向の一方側に向かって前記締結部材を付勢する付勢機構をさらに備えている。
この支持具においては、第1被取付部の第1傾斜面に長穴が形成されており、この長穴に締結部材を挿通するとともに当該長穴において締結部材を移動させることができる。このため、第1被固定部を第2面上に固定する際に施工誤差が生じたとしても、長穴において締結部材を移動させることによって第1被取付部に対するモジュール係止具の取付位置を調整することができる。これにより、上記施工誤差を吸収することができる。
しかも、第1被取付部に対するモジュール係止具の取付位置を固定した後、付勢機構によって締結部材を長穴が延びる方向の一方側に向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュールが当該一方側に係止される場合に、太陽電池モジュールに積雪荷重や風荷重などが加わっても、締結部材が長穴に沿って移動し、それによってモジュール係止具が太陽電池モジュールから離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、モジュール係止具の係止部が太陽電池モジュールの縁部から外れて太陽電池モジュールが脱落するのを防止することができる。
上記支持具において、前記付勢機構は、前記第1傾斜面に沿って上側から下側に向かって前記締結部材を付勢するように構成されていてもよい。
この構成によれば、モジュール係止具が第1傾斜面に沿って上側に移動するのを、重力を利用して効果的に規制することができる。
上記支持具において、前記付勢機構は、前記第1被取付部に対して取付可能な螺子と、前記第1被取付部に形成されるとともに前記螺子を挿通可能な螺子穴と、を含んでいてもよい。
この構成によれば、螺子を螺子穴に挿通するだけで締結部材を簡単に付勢することができる。
上記支持具において、前記第1被取付部は、前記第1傾斜面を含む被載置部と、前記第1傾斜面に取り付けられる前記モジュール係止具に対向するように前記被載置部から立ち上がる立設部と、を有していてもよい。前記螺子穴は、前記立設部に設けられていてもよい。
この構成によれば、モジュール係止具が第1傾斜面に取り付けられた状態で螺子を螺子穴に挿通することにより、当該螺子を用いてモジュール係止具を押すことによって締結部材を付勢することができる。このため、螺子によって締結部材を直接押す場合に比べて、締結部材を付勢するための施工がより簡単になる。
上記支持具において、前記第1被取付部は、前記第1傾斜面の高さを調整可能となるように、前記第1被固定部に取り付けられていてもよい。
この構成によれば、モジュール係止具を第1被取付部に取り付けた時の高さ位置(第2面からの距離)を適宜調整することが可能になる。
本発明の他の局面に係る太陽電池モジュールの取付ユニットは、上記本発明に係る支持具である第1支持具と、前記第1被固定部から離れた位置で前記第2面上に固定される第2被固定部と、前記第2被固定部上に設けられるとともに前記モジュール係止具を取付可能な第2被取付部であって、前記第2面に対して傾斜するとともに前記載置部が載置される第2傾斜面を有する第2被取付部と、を有する第2支持具と、前記第1被取付部および前記第2被取付部にそれぞれ取り付けられるとともに、前記太陽電池モジュールを両側から挟む一対の前記モジュール係止具と、前記一対のモジュール係止具を前記第1被取付部および前記第2被取付部にそれぞれ固定するための一対の締結部材と、前記一対のモジュール係止具がそれぞれ係止される一対の縁部を有する前記太陽電池モジュールと、を備えている。前記第1支持具の前記付勢機構は、前記一対の締結部材のうち前記第1傾斜面に形成された前記長穴に挿通された前記締結部材を、前記長穴が延びる方向において前記太陽電池モジュールに向かって付勢する。
この太陽電池モジュールの取付ユニットは、上記本発明の支持具である第1支持具を備えており、この第1支持具の付勢機構によって、締結部材を長穴が延びる方向における太陽電池モジュールに向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュールに積雪荷重や風荷重などが加わっても、締結部材が長穴に沿って移動し、それによってモジュール係止具が太陽電池モジュールから離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、モジュール係止具の係止部が太陽電池モジュールの縁部から外れて太陽電池モジュールが脱落するのを防止することができる。
本発明のさらに他の局面に係る太陽電池モジュールの取付方法は、上記太陽電池モジュールの取付ユニットを組み立てる方法であって、前記第1支持具を前記第2面上に固定する第1固定ステップと、前記第2支持具を前記第1支持具から離れた位置で前記第2面上に固定する第2固定ステップと、前記一対のモジュール係止具を前記一対の締結部材によって前記第1被取付部および前記第2被取付部のそれぞれに固定する第3固定ステップと、前記太陽電池モジュールの前記一対の縁部に前記一対のモジュール係止具をそれぞれ係止することにより、前記一対のモジュール係止具によって前記太陽電池モジュールを両側から挟むように固定する係止ステップと、前記第1支持具の前記付勢機構によって、前記第1傾斜面に形成された前記長穴に挿通された前記締結部材を、前記長穴が延びる方向において前記太陽電池モジュールに向かって付勢する付勢ステップと、を備えている。
この方法によれば、付勢機構によって締結部材を長穴が延びる方向において太陽電池モジュールに向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュールに積雪荷重や風荷重などが加わった場合でも、締結部材が長穴に沿って移動し、それによってモジュール係止具が太陽電池モジュールから離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、モジュール係止具が太陽電池モジュールの縁部から外れて太陽電池モジュールが脱落するのを防止することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、太陽電池モジュールの脱落を防止することが可能な支持具、当該支持具を備える太陽電池モジュールの取付ユニット、および当該取付ユニットを組み立てる太陽電池モジュールの取付方法を提供することができる。
本発明の実施形態1に係る太陽電池モジュールの取付ユニットの構成を模式的に示す平面図である。 図1中の領域IIにおける拡大図である。 図2中の矢印IIIに示す方向から見たときの上記取付ユニットを模式的に示す側面図である。 太陽電池モジュールが勾配屋根の上面に設置される様子を示す模式図である。 図3中の領域Vの拡大図である。 第1被取付部の底面図である。 第1傾斜面に垂直な方向から見た第1傾斜部の平面図である。 図5中の矢印VIIIに示す方向から見た第1被取付部の側面図である。 被取付部に対するモジュール係止具の取り付けを説明するための模式図である。 図3中の領域Xの拡大図である。 第2被取付部の底面図である。 第2傾斜面に垂直な方向から見た第2傾斜部の平面図である。 支持具が陸屋根の上面に固定された様子を示す図である。 モジュール係止具が支持具に載置された様子を示す図である。 モジュール係止具を太陽電池モジュールの縁部に係止する手順を説明するための図である。 太陽電池モジュールの第2縁部にモジュール係止具が係止した様子を示す図である。 太陽電池モジュールの両縁部にモジュール係止具が係止した様子を示す図である。 締結部材を太陽電池モジュールに向かって付勢する手順を説明するための図である。 本発明の実施形態2に係る支持具の構成を説明するための模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法について詳細に説明する。
(実施形態1)
まず、本発明の実施形態1に係る支持具および当該支持具を備えた太陽電池モジュールの取付ユニットの構成について説明する。実施形態1に係る太陽電池モジュールの取付ユニット1(以下、単に「取付ユニット1」とも称する)は、例えば、陸屋根の上面2(第2面)に太陽電池モジュール10を設置するためのものである。
図1は、陸屋根の上面2の平面図である。図1に示すように、陸屋根の上面2には、複数(本実施形態では12個)の取付ユニット1が、水平方向に互いに隣接して配置されている。各取付ユニット1は、複数枚(2枚または3枚)の太陽電池モジュール10を備えている。各太陽電池モジュール10は、例えば、単結晶シリコン型のモジュールであってもよいし、多結晶シリコン型のモジュールであってもよい。なお、各取付ユニット1は、複数枚の太陽電池モジュール10を備えるものに限定されず、1枚の太陽電池モジュール10のみを備えるものであってもよい。
各太陽電池モジュール10は、太陽光を受ける受光面10Aを有し、この受光面10Aが水平面に対して所定の角度で傾斜する姿勢で配置されている。具体的には、各太陽電池モジュール10は、南向きに下り勾配となるように傾斜している。図1中においては、各太陽電池モジュール10の傾斜に沿った方向が矢印で示されている。
図2は、図1中の領域IIに配置された一つの取付ユニット1を示している。図3は、図2中の矢印IIIに示す方向から側面視したときの取付ユニット1を示している。
図3に示すように、陸屋根は、ALCパネル5と、このALCパネル5上に位置する勾配断熱材6と、この勾配断熱材6を覆う防水シート7と、を備えている。この防水シート7の表面が陸屋根の上面2に相当する。図2および図3に示すように、取付ユニット1は、一対の縁部(第1縁部11および第2縁部12)を有する太陽電池モジュール10と、当該一対の縁部に係止される一対のモジュール係止具(第1モジュール係止具21および第2モジュール係止具22)と、当該一対のモジュール係止具を陸屋根の上面2で支持するための一対の支持具(第1支持具31および第2支持具32)と、当該一対のモジュール係止具を支持具に固定するための一対の締結部材(第1締結部材61および第2締結部材66)と、を主に備えている。第1支持具31は、本発明の支持具の一例である。
本明細書では、南北方向を「第1方向D1」と称し、この第1方向D1に直交する方向を「第2方向D2」と称する。図2に示すように、第1および第2モジュール係止具21,22は、太陽電池モジュール10の第1および第2縁部11,12に沿って第2方向D2に延びるレール状に形成されている。第1および第2支持具31,32は、複数(本実施形態では3つずつ)設けられており、第2方向D2において互いに間隔を空けて直線状に並べられている。すなわち、第1および第2モジュール係止具21,22は、第2方向D2における複数箇所(本実施形態では3箇所)で支持されている。
図4に示すように、第1および第2モジュール係止具21,22は、太陽電池モジュール10を勾配屋根の上面2A(第1面)に平行となるように取り付けるための金具である。このため、第1モジュール係止具21は、勾配屋根の上面2Aに載置可能な第1載置部62と、この第1載置部62上に設けられるとともに太陽電池モジュール10の第1縁部11に係止可能な第1係止部63と、を有している。また第2モジュール係止具22は、勾配屋根の上面2Aに載置可能な第2載置部64と、この第2載置部64上に設けられるとともに太陽電池モジュール10の第2縁部12に係止可能な第2係止部65と、を有している。
本実施形態の取付ユニット1では、第1および第2支持具31,32を用いることにより、上述の通り勾配屋根の上面2Aへの太陽電池モジュール10の取付用に設計された第1および第2モジュール係止具21,22を、陸屋根の上面2で支持することができる。これにより、水平面である陸屋根の上面2においても、勾配屋根の上面2Aに取り付ける場合と同様に、太陽電池モジュール10を傾斜した姿勢で取り付けることが可能になる。以下、この取付ユニット1の各構成要素について詳細に説明する。
図5は、図3中の領域Vの拡大図である。図5に示すように、第1支持具31は、陸屋根の上面2上に固定される第1被固定部41と、この第1被固定部41上に設けられるとともに第1モジュール係止具21を取付可能な第1被取付部42と、を主に有している。
第1被固定部41は、平面視で円板形状を有する第1アンカーディスク43と、この第1アンカーディスク43の円中心から垂直に立設された第1アンカーボルト44と、を有する。第1アンカーディスク43は、複数のビス3(図3参照)により陸屋根の上面2に固定されている。
図5に示すように、第1アンカーボルト44には、水密用ナット45と、二つの固定用ナット46と、1枚のワッシャ47と、1枚のバネワッシャ48と、がそれぞれ嵌められている。水密用ナット45は、アンカー施工箇所での水密性を確保するためのものであり、第1アンカーボルト44の根元(第1アンカーディスク43との接続部)まで締め付けられている。水密用ナット45の緩みを防ぐため、水密用ナット45と固定用ナット46との間にナットガード(図示しない)がさらに配置されてもよい。
第1被取付部42は、第1アンカーボルト44に固定される第1ボルト固定部51と、陸屋根の上面2に対して傾斜するとともに第1モジュール係止具21の第1載置部62が載置される第1傾斜面54を含む第1傾斜部53と、第1ボルト固定部51と第1傾斜部53とを接続する第1柱脚部52と、を有している。第1被取付部42は、第1ボルト固定部51、第1傾斜部53および第1柱脚部52が一体に形成された金具であって、一枚の金属板を折り曲げることにより形成されている。
図6は、第1被取付部42の底面図である。図7は、第1傾斜面54と垂直な方向から見たときの第1傾斜部53の平面図である。図8は、図5中の矢印VIIIに示す方向から見た第1被取付部42の側面図である。
図6に示すように、第1ボルト固定部51は、平面視で略矩形状の板体からなり、第1アンカーボルト44が挿通される第1ボルト穴51Aが中央近傍に形成されている。第1アンカーボルト44を第1ボルト穴51Aに挿通し、二つの固定用ナット46によって第1ボルト固定部51を挟んで締め込むことにより、第1被取付部42(第1ボルト固定部51)を第1被固定部41(第1アンカーボルト44)に取り付けることができる。ここで、下側の固定用ナット46の高さ位置を変えることにより、第1傾斜面54の高さ(陸屋根の上面2から第1傾斜面54までの距離)を調整することができる。
第1傾斜部53は、一枚の金属板の両端を垂直に折り曲げることにより形成されており、第1ボルト固定部51に対向している。図5に示すように、第1傾斜部53は、第1傾斜面54を含む第1被載置部56と、第1方向D1における第1被載置部56の両端から第1傾斜面54に対して垂直に立ち上がる一対の立設部(上側立設部57および下側立設部58)と、を有している。これらの立設部は、第1傾斜面54に取り付けられる第1モジュール係止具21(第1載置部62)の側面に対向する。
図7に示すように、第1傾斜面54には、第1締結部材61の挿通を許容する第1長穴55が、第1傾斜面54に沿って延びるように形成されている。第1締結部材61は、例えばボルトによって構成されており、図5に示すように先端に第1ナット61Aが締め付けられる。これにより、第1モジュール係止具21を第1被取付部42(第1傾斜面54)に固定することができる。
第1長穴55は、第1傾斜面54における陸屋根の上面2からの距離が異なる複数の位置の間での第1締結部材61の移動を許容する。すなわち、第1長穴55は、第1方向D1の幅W1が第1締結部材61のボルト径よりも大きいため、第1ナット61Aを緩めた状態において第1締結部材61を第1長穴55に沿ってスライドさせることができる。
第1柱脚部52は、平面視で略矩形状の金属板からなる。第1柱脚部52は、第1ボルト固定部51に対して垂直に延びており、第1ボルト固定部51の一端と第1傾斜部53(第1被載置部56)の一端とを接続する。
図5に示すように、第1モジュール係止具21は、第1載置部62が第1傾斜面54に載置された状態で、第1被取付部42に取り付けられている。具体的には、図9に示すように、第1載置部62の底部(第1傾斜面54に当接する部位)には、第1締結部材61の挿通を許容する挿通穴62Aが長手方向に沿って形成されている。この挿通穴62Aが第1長穴55と重なるように第1載置部62を第1傾斜面54上に載置し、第1締結部材61を挿通穴62Aおよび第1長穴55にそれぞれ挿入し、第1締結部材61の先端に第1ナット61Aを締め付けることによって、第1モジュール係止具21を第1傾斜面54に固定することができる。
図5に示すように、第1係止部63は、第1載置部62の上面から垂直に立ち上がる部分と、この部分の先端から太陽電池モジュール10側に延びる第1爪部63Aと、を有する。この第1爪部63Aを、太陽電池モジュール10の第1縁部11に突設された第1突設部11Aに嵌合することにより、第1係止部63が太陽電池モジュール10の第1縁部11に係止される。
第1支持具31は、第1長穴55が延びる方向の一方側に向かって第1締結部材61を付勢する付勢機構80を備えている。本実施形態における付勢機構80は、第1被取付部42に対して取付可能な螺子81と、第1被取付部42(上側立設部57)に形成されるとともに螺子81を挿通可能な螺子穴82(図8参照)と、を含む。螺子穴82は、第2方向D2における位置が第1長穴55と同じである。
図5に示すように、螺子81を螺子穴82に挿通して当該螺子穴82にねじ込むことにより、螺子81の先端によって第1モジュール係止具21(第1載置部62)を第1長穴55が延びる方向の一方側(太陽電池モジュール10側)に押すことができる。これにより、第1締結部材61を第1長穴55が延びる方向の一方側(太陽電池モジュール10側)に向かって付勢することができる。具体的には、第1締結部材61を第1傾斜面54に沿って上側から下側に向かって付勢することができる。これにより、第1締結部材61が第1長穴55に沿って太陽電池モジュール10から離れる向きに移動するのを規制することができる。
図10は、図3中の領域Xの拡大図である。図3および図10に示すように、第2支持具32は、第1被固定部41から第1方向D1に離れた位置で陸屋根の上面2上に固定される第2被固定部91と、この第2被固定部91上に設けられるとともに第2モジュール係止具22を取付可能な第2被取付部92と、を有している。
第2被固定部91は、第1被固定部41と略同様の構成を有する。すなわち、第2被固定部91は、円板状の第2アンカーディスク93と、その中心から垂直に立設された第2アンカーボルト94と、を有する。第2アンカーディスク93は、第1アンカーディスク43と同様に、複数のビス4(図3参照)により陸屋根の上面2に固定されている。また第2アンカーボルト94には、水密用ナット95と、2つの固定用ナット96と、1枚のワッシャ97と、1枚のバネワッシャ98と、がそれぞれ嵌められている。
第2被取付部92は、第2アンカーボルト94に固定される第2ボルト固定部101と、第1傾斜面54(図5参照)と略同じ角度で陸屋根の上面2に対して傾斜するとともに第2モジュール係止具22の第2載置部64が載置される第2傾斜面102を含む第2傾斜部103と、第2ボルト固定部101と第2傾斜部103とを接続する第2柱脚部104と、を有する。第2被取付部92は、第1被取付部42と同様に、一枚の金属板を折り曲げることにより形成されている。
図11は、第2被取付部92の底面図である。図12は、第2傾斜面102と垂直な方向から見た第2傾斜部103の平面図である。
図11に示すように、第2ボルト固定部101は、平面視で略矩形状の板体からなり、第2アンカーボルト94が挿通される第2ボルト穴101Aが中央近傍に形成されている。第2アンカーボルト94を第2ボルト穴101Aに挿通し、2つの固定用ナット96によって第2ボルト固定部101を挟んで締め込むことにより、第2被取付部92(第2ボルト固定部101)を第2被固定部91(第2アンカーボルト94)に取り付けることができる。このとき、第1支持具31の場合と同様に、下側の固定用ナット96の高さ位置を変えることによって、第2傾斜面102の高さ(陸屋根の上面2から第2傾斜面102までの距離)を調整することができる。
図12に示すように、第2傾斜部103は、平面視で略矩形状の板体からなり、第2ボルト固定部101に対向している。第2傾斜面102には、第2締結部材66の挿通を許容する第2長穴105が、第2傾斜面102に沿って延びるように形成されている。第2締結部材66は、第1締結部材61と同様にボルトなどによって構成されている。図10に示すように、第2締結部材66を第2モジュール係止具22(第2載置部64)および第2被取付部92(第2傾斜部103)に貫通させ、その先端に第2ナット62Aを締め付けることにより、第2モジュール係止具22を第2被取付部92(第2傾斜面102)に固定することができる。
第2長穴105は、第1長穴55と同様に、第2傾斜面102における陸屋根の上面2からの距離が異なる複数の位置の間での第2締結部材66の移動を許容する。すなわち、第2長穴105は、延在方向の幅W2が第2締結部材66のボルト径よりも大きいため、第2ナット62Aを緩めた状態で第2締結部材66を第2長穴105に沿ってスライドさせることができる。
第2柱脚部104は、第1柱脚部52と同様に、平面視で矩形状の金属板からなる。第2柱脚部104は、第2ボルト固定部101に対して垂直に延びており、第2ボルト固定部101の一端と第2傾斜部103の一端とを接続する。第2柱脚部104は、第1柱脚部52よりも短くなっている。このため、図3に示すように、太陽電池モジュール10は、第1支持具31から第2支持具32に向かって下向きに傾斜する姿勢となる。
第2モジュール係止具22は、第1モジュール係止具21と同様に構成されており、第2載置部64が第2傾斜面102に載置された状態で第2被取付部92に取り付けられている。具体的には、第2載置部64の底部(第2傾斜面102に当接する部位)にも、第1載置部62と同様に、第2締結部材66の挿通を許容する挿通穴が形成されている。このため、当該挿通穴が第2長穴105と重なるように第2載置部64を第2傾斜面102上に載置し、第2締結部材66を当該挿通穴および第2長穴105にそれぞれ挿入し、第2締結部材66の先端に第2ナット62Aを締め付けることによって、第2モジュール係止具22を第2傾斜面102に固定することができる。
第2係止部65は、第2載置部64の上面から垂直に立ち上がる部分と、この部分の先端から太陽電池モジュール10側に延びる第2爪部65Aと、を有する。この第2爪部65Aを、太陽電池モジュール10の第2縁部12に突設された第2突設部12Aに嵌合することにより、第2係止部65が太陽電池モジュール10の第2縁部12に係止される。これにより、太陽電池モジュール10は、一対のモジュール係止具によって第1および第2縁部11,12の両側から挟まれた状態となっている。
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュールの取付方法について説明する。
まず、第1支持具31を陸屋根の上面2上に固定する(第1固定ステップ)。このステップでは、まず、複数の第1被固定部41を準備し、図13に示すように、これらを第2方向D2に間隔を空けて直線状に並べる。そして、ビス3を第1アンカーディスク43に貫通させるとともに、ALCパネル5まで到達するように打ち込む。これにより、第1被固定部41が陸屋根の上面2に固定される。
続いて、第1被取付部42を第1被固定部41に取り付ける。図5を参照して、まず、上側の固定用ナット46、ワッシャ47およびバネワッシャ48を第1アンカーボルト44から取り外す。このとき、水密用ナット45および下側の固定用ナット46は、第1アンカーボルト44に嵌め込んだままとする。
そして、第1ボルト固定部51の第1ボルト穴51Aに第1アンカーボルト44を挿通し、第1ボルト固定部51の下面を下側の固定用ナット46に当接させる。その後、ワッシャ47、バネワッシャ48および上側の固定用ナット46を第1アンカーボルト44に順に嵌め込み、上側の固定用ナット46を締め込む。これにより、第1被取付部42が第1被固定部41に固定される。
図13に示すように、このステップでは、第1長穴55が延びる方向が第1支持具31の配列方向(第2方向D2)と直交するように、第1被取付部42を取り付ける向きを調整する。また複数の第1支持具31間において、第1傾斜面54の高さ(陸屋根の上面2からの距離)が同じになるように調整する。これにより、後述のステップにおいてモジュール係止具を第1傾斜面54上に載置する際に、モジュール係止具を水平状態に保つことができる。例えば、陸屋根の上面2において僅かに傾斜がある場合などには、このようなレベル調整が必要となる。
次に、第2支持具32を陸屋根の上面2上に固定する(第2固定ステップ)。このステップでは、まず、第1被固定部41と同数の第2被固定部91を準備し、これらを第1被固定部41に対して第1方向D1に離れた位置に配置する。具体的には、図13に示すように、一つの第2被固定部91と一つの第1被固定部41とが第1方向D1において直線状に並ぶように、複数の第2被固定部91を第2方向D2に間隔を空けて直線状に並べる。そして、第1被固定部41の場合と同様に、ビス4をALCパネル5まで到達するように打ち込むことにより、第2被固定部91が陸屋根の上面2上に固定される。
続いて、第2被取付部92を第2被固定部91に取り付ける。この取付手順は、第1被取付部42を第1被固定部41に取り付けるときとほぼ同じである。図10を参照して、まず、上側の固定用ナット96、ワッシャ97およびバネワッシャ98を第2アンカーボルト94から取り外す。そして、第2ボルト固定部101の第2ボルト穴101Aに第2アンカーボルト94を挿通し、第2ボルト固定部101の下面を下側の固定用ナット96の上面に当接させる。その後、ワッシャ97、バネワッシャ98および上側の固定用ナット96を第2アンカーボルト94に順に嵌め込み、最後に上側の固定用ナット96を締め込む。これにより、第2被取付部92が第2被固定部91に固定される。このような手順により、第2支持具32が第1方向D1において第1支持具31から離れた位置で陸屋根の上面2上に固定される。
図13に示すように、このステップでは、第2長穴105が延びる方向が、第1長穴55が延びる方向と同じになるように、第2被取付部92を取り付ける向きを調整する。また上述のようにモジュール係止具の水平状態を保つため、複数の第2支持具32間において、第2傾斜面102の高さ(陸屋根の上面2からの距離)が同じになるように調整する。また第1傾斜面54と第2傾斜面102とが同一平面上に位置するように、第2支持具32を固定する位置が決定される。
なお、本実施形態では、第1支持具31を固定した後、第2支持具32を固定する場合について説明したが、この順序に限定されない。すなわち、第2支持具32を固定した後に第1支持具31を固定してもよいし、第1支持具31と第2支持具32を交互に固定してもよい。
次に、一対のモジュール係止具(第1および第2モジュール係止具21,22)を、第1被取付部42および第2被取付部92のそれぞれに固定する(第3固定ステップ)。図14に示すように、まず、第1モジュール係止具21を準備し、これを複数の第1支持具31に跨るように配置する。具体的には、図9を参照して、第1載置部62に形成された挿通穴62Aが第1長穴55と重なるように、第1載置部62を第1傾斜面54上に載置する。そして、第1締結部材61を挿通穴62Aおよび第1長穴55に挿通し、第1締結部材61の先端に第1ナット61Aを取り付ける。そして、第1ナット61Aを締め込むことにより、第1モジュール係止具21を第1被取付部42(第1傾斜面54)に固定する。
また第2モジュール係止具22も、第1モジュール係止具21と同様にして第2被取付部92に固定される。図14に示すように、まず、第2モジュール係止具22を複数の第2支持具32に跨るように配置する。続いて、図10に示すように、第2締結部材66を第2載置部64の底部に形成された挿通穴および第2長穴105に挿通し、第2締結部材66の先端に第2ナット62Aを取り付ける。そして、第2ナット62Aを締め込むことにより、第2モジュール係止具22を第2被取付部92(第2傾斜面102)に固定する。なお、第1モジュール係止具21および第2モジュール係止具22を固定する順序は、上記順序と逆であってもよい。
このステップでは、第2ナット62Aを本締めする一方、第1ナット61Aは仮締めの状態としておく。よって、この状態では、第1締結部材61を第1長穴55に沿ってスライドさせることにより、第1被取付部42に対する第1モジュール係止具21の位置を調整することができる。
なお、第1および第2被取付部42,92において、第1および第2締結部材61,66が挿通される穴が長穴ではない場合、次のような問題が生じ得る。すなわち、図13に示すように第1および第2支持具31,32を固定する際に、施工誤差が発生し、これによって第1および第2支持具31,32の第1方向D1の位置がずれることがある。この場合、第1および第2締結部材61,66の挿通穴が長穴でなければ、このような誤差を吸収することができないため、第1および第2モジュール係止具21,22を第2方向D2に沿って直線状に配置することができず、結果として取付ユニット1が傾いてしまう。また第1および第2支持具31,32が三つ以上並べられる場合には、第1および第2モジュール係止具21,22を三つ以上の支持具に跨って配置すること自体が困難になる。これに対し、本実施形態のように、第1および第2締結部材61,66の挿通穴を長穴にすることにより、上記のようなアンカー施工の誤差による問題を解消することができる。
次に、一対のモジュール係止具によって太陽電池モジュール10を両側から挟むように固定する(係止ステップ)。このステップでは、図15および図16に示すように、まず、太陽電池モジュール10の第1縁部11側を持ち上げた状態で、第2縁部12に第2係止部65を係止する。具体的には、第2係止部65の先端に設けられた第2爪部65Aを、第2縁部12に設けられた第2突設部12Aに引っ掛ける。
続いて、図15および図17に示すように、太陽電池モジュール10の第1縁部11側を下げ、第1爪部63Aを第1突設部11Aに引っ掛けることにより、第1縁部11に第1係止部63を係止する。上述の通り、第1ナット61Aは仮締め状態であるため、第1爪部63Aが第1突設部11Aに対して確実に引っ掛かるように、第1モジュール係止具21の位置を調整してもよい。
その後、第1ナット61Aを本締めすることにより、第1被取付部42に対する第1モジュール係止具21の位置を完全に固定する。このようにして、太陽電池モジュール10の第1および第2縁部11,12に対して第1および第2モジュール係止具21,22がそれぞれ係止され、太陽電池モジュール10が第1および第2モジュール係止具21,22によって両側から挟まれた状態で固定される。
次に、第1支持具31の付勢機構80によって、第1締結部材61を第1長穴55が延びる方向において太陽電池モジュール10に向かって付勢する(付勢ステップ)。このステップでは、図18に示すように、螺子81を螺子穴82に挿通する。そして、螺子81の先端により、第1モジュール係止具21(第1載置部62)の側面(第1傾斜面54から垂直に立ち上がる面)を、太陽電池モジュール10に向かって押さえ込む。つまり、螺子81の先端によって、第1載置部62の側面を第1傾斜面54に沿って上側から下側に向かって押すことにより、第1締結部材61を太陽電池モジュール10に向かって付勢する。これにより、第1締結部材61が第1長穴55に沿って太陽電池モジュール10から離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、第1モジュール係止具21が第1締結部材61とともに太陽電池モジュール10から離れる方向に移動するのも規制されるため、第1係止部63が第1縁部11から外れることによって太陽電池モジュール10が脱落するのを防止することができる。
ここで、上記の通り説明した本実施形態に係る支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法の特徴および作用効果について列記する。
本実施形態に係る支持具(第1支持具31)は、勾配屋根の上面2A(所定の第1面)に載置可能な第1載置部62と、第1載置部62上に設けられるとともに太陽電池モジュール10の第1縁部11に係止可能な第1係止部63と、を有する第1モジュール係止具21を、勾配屋根の上面2Aの勾配と異なる勾配を有する陸屋根の上面2(所定の第2面)で支持するための支持具である。この第1支持具31は、陸屋根の上面2上に固定される第1被固定部41と、第1被固定部41上に設けられるとともに第1モジュール係止具21を取付可能な第1被取付部42であって、陸屋根の上面2に対して傾斜するとともに第1載置部62が載置される第1傾斜面54を有する第1被取付部42と、を備えている。第1傾斜面54には、第1モジュール係止具21を第1被取付部42に固定するための第1締結部材61の挿通を許容する長穴であって、第1傾斜面54における上面2からの距離が異なる複数の位置の間での第1締結部材61の移動を許容する第1長穴55が形成されている。また第1支持具31は、第1長穴55が延びる方向の一方側に向かって第1締結部材61を付勢する付勢機構80をさらに備えている。
この第1支持具31においては、第1被取付部42の第1傾斜面54に第1長穴55が形成されており、この第1長穴55に第1締結部材61を挿通するとともに当該第1長穴55において第1締結部材61を移動させることができる。このため、第1被固定部41を陸屋根の上面2上に固定する際に施工誤差が生じたとしても、第1長穴55において第1締結部材61を移動させることによって第1被取付部42に対する第1モジュール係止具21の取付位置を調整することができる。これにより、上記施工誤差を吸収することができる。
しかも、第1被取付部42に対する第1モジュール係止具21の取付位置を固定した後、付勢機構80によって第1締結部材61を第1長穴55が延びる方向の一方側(太陽電池モジュール10側)に向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュール10に積雪荷重や風荷重などが加わっても、第1締結部材61が第1長穴55に沿って移動し、それによって第1モジュール係止具21が太陽電池モジュール10から離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、第1モジュール係止具21の第1係止部63が太陽電池モジュール10の第1縁部11から外れて太陽電池モジュール10が脱落するのを防止することができる。
この第1支持具31において、付勢機構80は、第1傾斜面54に沿って上側から下側に向かって第1締結部材61を付勢するように構成されている。これにより、第1モジュール係止具21が第1傾斜面54に沿って上側に移動するのを、重力を利用して効果的に規制することができる。
この第1支持具31において、付勢機構80は、第1被取付部42に対して取付可能な螺子81と、第1被取付部42に形成されるとともに螺子81を挿通可能な螺子穴82と、を含む。これにより、螺子81を螺子穴82に挿通するだけで第1締結部材61を簡単に付勢することができる。
この第1支持具31において、第1被取付部42は、第1傾斜面54を含む第1被載置部56と、第1傾斜面54に取り付けられる第1モジュール係止具21に対向するように第1被載置部56から立ち上がる上側立設部57と、を有している。螺子穴82は、上側立設部57に設けられている。これにより、第1モジュール係止具21が第1傾斜面54に取り付けられた状態で螺子81を螺子穴82に挿通することにより、当該螺子81によって第1モジュール係止具21を押すことができる。このため、螺子81によって第1締結部材61を直接押す場合に比べて、第1締結部材61を付勢するための施工がより簡単になる。また螺子81の種類を選択することにより、螺子81を螺子穴82に挿通する際に、当該螺子穴82の穴内面に螺子溝を切りながら施工することも可能である。
この第1支持具31において、第1被取付部42は、第1傾斜面54の高さを調整可能となるように、第1被固定部41に取り付けられている。これにより、第1モジュール係止具21を第1被取付部42に取り付けたときの高さ位置(陸屋根の上面2からの距離)を調整することが可能になる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの取付ユニット1は、上記第1支持具31と、第1被固定部41から離れた位置で陸屋根の上面2上に固定される第2被固定部91と、第2被固定部91上に設けられるとともに第2モジュール係止具22を取付可能な第2被取付部92であって、陸屋根の上面2に対して傾斜するとともに第2載置部64が載置される第2傾斜面102を有する第2被取付部92と、を有する第2支持具32と、第1被取付部42および第2被取付部92にそれぞれ取り付けられるとともに、太陽電池モジュール10を両側から挟む一対のモジュール係止具(第1および第2モジュール係止具21,22)と、一対のモジュール係止具を第1被取付部42および第2被取付部92にそれぞれ固定するための一対の締結部材(第1および第2締結部材61,66)と、一対のモジュール係止具がそれぞれ係止される一対の縁部(第1および第2縁部11,12)を有する太陽電池モジュール10と、を備えている。第1支持具31の付勢機構80は、一対の締結部材のうち第1傾斜面54に形成された第1長穴55に挿通された第1締結部材61を、第1長穴55が延びる方向において太陽電池モジュール10に向かって付勢する。
この太陽電池モジュールの取付ユニット1は、上記第1支持具31を備えており、この第1支持具31の付勢機構80によって、第1締結部材61を第1長穴55が延びる方向における太陽電池モジュール10側に向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュール10に積雪荷重や風荷重などが加わっても、第1締結部材61が第1長穴55に沿って移動し、それによって第1モジュール係止具21が太陽電池モジュール10から離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、第1モジュール係止具21の第1係止部63が太陽電池モジュール10の第1縁部11から外れて太陽電池モジュール10が脱落するのを防止することができる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの取付方法は、上記本実施形態に係る太陽電池モジュールの取付ユニット1を組み立てる方法である。この方法は、第1支持具31を陸屋根の上面2上に固定する第1固定ステップと、第2支持具32を第1支持具31から離れた位置で陸屋根の上面2上に固定する第2固定ステップと、一対のモジュール係止具21,22を一対の締結部材61,62によって第1被取付部42および第2被取付部92のそれぞれに固定する第3固定ステップと、太陽電池モジュール10の一対の縁部11,12に一対のモジュール係止具21,22をそれぞれ係止することにより、一対のモジュール係止具21,22によって太陽電池モジュール10を両側から挟むように固定する係止ステップと、第1支持具31の付勢機構80によって、第1傾斜面54に形成された第1長穴55に挿通された第1締結部材61を、第1長穴55が延びる方向において太陽電池モジュール10に向かって付勢する付勢ステップと、を備えている。
この方法によれば、付勢機構80によって第1締結部材61を第1長穴55が延びる方向において太陽電池モジュール10に向かって付勢することができる。これにより、太陽電池モジュール10に積雪荷重や風荷重などが加わった場合でも、第1締結部材61が第1長穴55に沿って移動し、それによって第1モジュール係止具21が太陽電池モジュール10から離れる方向に移動するのを規制することができる。したがって、第1モジュール係止具21が太陽電池モジュール10の第1縁部11から外れて太陽電池モジュール10が脱落するのを防止することができる。
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る支持具、太陽電池モジュールの取付ユニットおよび太陽電池モジュールの取付方法について、図19を参照して説明する。実施形態2は、基本的に上記実施形態1と同様であるが、付勢機構の構成において異なっている。以下、上記実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
実施形態2に係る第1支持具31Aは、付勢機構80として、例えばブロック状のゴム体83(弾性体)を備えている。図19に示すように、第1モジュール係止具21が第1傾斜面54に固定された状態において、第1載置部62の外側面62Bと上側立設部57の内面57Aとの間には幅W3を有する隙間が形成されている。ゴム体83は、この幅W3よりも大きい幅を有しており、押し縮められた状態で当該隙間に配置されている。このため、ゴム体83の復元力が第1載置部62の外側面62Bに加わり、これによって第1締結部材61を付勢することができる。またゴム体83に代えて、バネ体を付勢機構80として用いてもよい。
実施形態2に係る太陽電池モジュールの取付方法では、付勢ステップにおいて、螺子81を取り付ける代わりに、ゴム体83を押し縮めて第1載置部62の外側面62Bと上側立設部57の内面57Aとの間の隙間に配置する。これにより、螺子81を用いた場合と同様に第1締結部材61を太陽電池モジュール10に向かって付勢することができるため、太陽電池モジュール10の脱落を防止することができる。
(その他実施形態)
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。
上記実施形態1では、第2面の一例として建物の陸屋根の上面2について説明したが、これに限定されない。例えば、第2面がベランダ屋根の上面であってもよいし、ガレージ屋根の上面などであってもよい。
上記実施形態1では、締結部材の一例としてボルトについて説明したが、これに限定されない。例えば、第1および第2締結部材61,66がリベットであってもよい。また第1および第2締結部材61,66に締め付けられるのは第1および第2ナット61A,62Aに限定されず、例えば第1および第2締結部材61,66の先端と螺合する雌螺子部が形成されたブロック体が用いられてもよい。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 太陽電池モジュールの取付ユニット
2 陸屋根の上面(第2面)
2A 勾配屋根の上面(第1面)
10 太陽電池モジュール
11 第1縁部
12 第2縁部
21 第1モジュール係止具
22 第2モジュール係止具
31,31A 第1支持具
32 第2支持具
41 第1被固定部
42 第1被取付部
54 第1傾斜面
55 第1長穴
56 第1被載置部
57 上側立設部
61 第1締結部材
62 第1載置部
63 第1係止部
64 第2載置部
65 第2係止部
66 第2締結部材
80 付勢機構
81 螺子
82 螺子穴
83 ゴム体
91 第2被固定部
92 第2被取付部
102 第2傾斜面

Claims (7)

  1. 所定の第1面に載置可能な載置部と、前記載置部上に設けられるとともに太陽電池モジュールの縁部に係止可能な係止部と、を有するモジュール係止具を、前記第1面の勾配と異なる勾配を有する所定の第2面で支持するための支持具であって、
    前記第2面上に固定される第1被固定部と、
    前記第1被固定部上に設けられるとともに前記モジュール係止具を取付可能な第1被取付部であって、前記第2面に対して傾斜するとともに前記載置部が載置される第1傾斜面を有する前記第1被取付部と、を備え、
    前記第1傾斜面には、前記モジュール係止具を前記第1被取付部に固定するための締結部材の挿通を許容する長穴であって、前記第1傾斜面における前記第2面からの距離が異なる複数の位置の間での前記締結部材の移動を許容する前記長穴が形成されており、
    前記長穴が延びる方向の一方側に向かって前記締結部材を付勢する付勢機構をさらに備えることを特徴とする、支持具。
  2. 前記付勢機構は、前記第1傾斜面に沿って上側から下側に向かって前記締結部材を付勢することを特徴とする、請求項1に記載の支持具。
  3. 前記付勢機構は、前記第1被取付部に対して取付可能な螺子と、前記第1被取付部に形成されるとともに前記螺子を挿通可能な螺子穴と、を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の支持具。
  4. 前記第1被取付部は、前記第1傾斜面を含む被載置部と、前記第1傾斜面に取り付けられる前記モジュール係止具に対向するように前記被載置部から立ち上がる立設部と、を有しており、
    前記螺子穴は、前記立設部に設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の支持具。
  5. 前記第1被取付部は、前記第1傾斜面の高さを調整可能となるように、前記第1被固定部に取り付けられていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の支持具。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の支持具である第1支持具と、
    前記第1被固定部から離れた位置で前記第2面上に固定される第2被固定部と、前記第2被固定部上に設けられるとともに前記モジュール係止具を取付可能な第2被取付部であって、前記第2面に対して傾斜するとともに前記載置部が載置される第2傾斜面を有する第2被取付部と、を有する第2支持具と、
    前記第1被取付部および前記第2被取付部にそれぞれ取り付けられるとともに、前記太陽電池モジュールを両側から挟む一対の前記モジュール係止具と、
    前記一対のモジュール係止具を前記第1被取付部および前記第2被取付部にそれぞれ固定するための一対の締結部材と、
    前記一対のモジュール係止具がそれぞれ係止される一対の縁部を有する前記太陽電池モジュールと、を備え、
    前記第1支持具の前記付勢機構は、前記一対の締結部材のうち前記第1傾斜面に形成された前記長穴に挿通された前記締結部材を、前記長穴が延びる方向において前記太陽電池モジュールに向かって付勢することを特徴とする、太陽電池モジュールの取付ユニット。
  7. 請求項6に記載の太陽電池モジュールの取付ユニットを組み立てる方法であって、
    前記第1支持具を前記第2面上に固定する第1固定ステップと、
    前記第2支持具を前記第1支持具から離れた位置で前記第2面上に固定する第2固定ステップと、
    前記一対のモジュール係止具を前記一対の締結部材によって前記第1被取付部および前記第2被取付部のそれぞれに固定する第3固定ステップと、
    前記太陽電池モジュールの前記一対の縁部に前記一対のモジュール係止具をそれぞれ係止することにより、前記一対のモジュール係止具によって前記太陽電池モジュールを両側から挟むように固定する係止ステップと、
    前記第1支持具の前記付勢機構によって、前記第1傾斜面に形成された前記長穴に挿通された前記締結部材を、前記長穴が延びる方向において前記太陽電池モジュールに向かって付勢する付勢ステップと、を備えることを特徴とする、太陽電池モジュールの取付方法。
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