JP7493789B2 - Solar panel installation structure and its fixings - Google Patents
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Description
この発明は、傾斜した屋根板の上に太陽電池パネルを固定する太陽電池パネル設置構造に関する。 This invention relates to a solar panel installation structure that fixes a solar panel onto a sloped roof panel.
屋根板の上に太陽電池パネルを固定するには架台が用いられている。すなわち、屋根板の上面に架台が固定され、その架台に太陽電池パネルが支持される。 A mounting system is used to secure the solar panel to the roof shingles. That is, the mounting system is fixed to the top surface of the roof shingles, and the solar panel is supported by the mounting system.
下記特許文献1もその一つである。 The following Patent Document 1 is one of them.
特許文献1の太陽電池パネル支持金具は、本体金具と、裏面押さえ金具と、表面押さえ金具と、二組のボルトナットで構成されている。本体金具は、屋根板の上面に接着固定される設置片と、設置片の一端から垂直に起立する起立片と、起立片の上端から水平に延びる支持部を有している。 The solar panel support bracket in Patent Document 1 is composed of a main bracket, a back clamp, a front clamp, and two sets of bolts and nuts. The main bracket has an installation piece that is adhesively fixed to the top surface of the roof panel, a standing piece that stands vertically from one end of the installation piece, and a support part that extends horizontally from the top end of the standing piece.
太陽電池パネルの固定は、まず、太陽電池パネルのフレームに、太陽電池パネル支持金具を固定する。すなわち、本体金具の支持部の上に太陽電池パネルの外周に位置するフレームを載せ、そのフレームの下面の縁を裏面押さえ金具で挟持固定する。つづいて起立片にボルトナットで固定した表面押さえ金具で、太陽電池パネルのフレームの上面を係止し、支持部との間でフレームを挟持する。このあと、本体金具の設置片を両面接着シートで屋根の上面に固定する。 To secure a solar panel, first secure the solar panel support bracket to the frame of the solar panel. That is, the frame located on the outer periphery of the solar panel is placed on top of the support part of the main bracket, and the bottom edge of the frame is clamped and fixed with a back clamp. Next, the top surface of the solar panel frame is engaged with a front clamp fixed to the upright piece with a bolt and nut, and the frame is clamped between the front clamp and the support part. After this, the installation piece of the main bracket is fixed to the top surface of the roof with a double-sided adhesive sheet.
このような太陽電池パネル支持金具を用いた太陽電池パネル設置構造では、太陽電池パネルを手軽に設置できる。 Solar panel installation structures using such solar panel support brackets allow for easy installation of solar panels.
しかし、太陽電池パネル支持金具は、立設片と支持部によって屋根板の上面から上方に離した位置に太陽電池パネルを支える構造である。太陽電池パネルにはそれ自体の重量のほかに、風や積雪等による荷重もかかる。このため、立設片を支える接着固定された設置片にかかる荷重は大きい。 However, solar panel support brackets are designed to support the solar panel at a position above the top surface of the roof panel using an upright piece and a support section. In addition to the solar panel's own weight, it is also subjected to loads from wind, snow, etc. For this reason, the load on the adhesively fixed installation piece that supports the upright piece is large.
そこで、この発明は、太陽電池パネルを固定するための部材における屋根板との固定部位にかかる荷重を低減できるようにすることを主な目的とする。 Therefore, the main objective of this invention is to reduce the load placed on the attachment points between the roof panels and the components used to attach the solar panel.
そのための手段は、屋根板の上に太陽電池パネルを固定する太陽電池パネル設置構造であって、前記屋根板が山部と谷部を有する形状であり、前記太陽電池パネルを前記山部の頂面に直接載置するとともに、前記屋根板の上面に固定された固定部及び前記固定部から上方に立設されたボルト保持部を有する本体部材と、前記ボルト保持部に対してボルトを用いて締め付けられる押さえ部材を備えた太陽電池パネル固定具を用いて前記太陽電池パネルの縁部を下方へ押さえつける太陽電池パネル設置構造である。 The means for achieving this is a solar panel installation structure that fixes a solar panel onto a roof plate, the roof plate having a shape with peaks and valleys, the solar panel is placed directly on the top surface of the peaks, and the edge of the solar panel is pressed downward using a solar panel fixture that includes a main body member having a fixing part fixed to the top surface of the roof plate and a bolt holding part erected upward from the fixing part, and a pressing member that is tightened to the bolt holding part using a bolt.
この構成では、太陽電池パネル固定具が架台として太陽電池パネルを支えるのではなく、太陽電池パネルの重量を屋根板に支持させて、太陽電池パネル固定具が太陽電池パネルの縁部を屋根板との間で挟持する。太陽電池パネル固定具の押さえ部材は、屋根板との間でボルトの締め付けによって太陽電池パネルを挟むので、本体部材の取付け高さに影響を受けず一定の固定状態が得られる。 In this configuration, the solar panel fixture does not support the solar panel as a stand, but rather the weight of the solar panel is supported by the roof plate, and the solar panel fixture clamps the edge of the solar panel between the roof plate and the solar panel fixture. The solar panel fixture's clamping member clamps the solar panel between the roof plate and the bolts, so a constant fixed state is obtained without being affected by the mounting height of the main body member.
この発明によれば、太陽電池パネルを屋根板に支持させる構成であるので、太陽電池パネル固定具における固定部にかかる荷重を低減できる。このため、風圧を受けたり積雪による重みが加わったりしても、太陽電池パネル固定具に変形等を生じさせず、固定状態を維持できる。そのうえ、太陽電池パネル固定具は本体部材と押さえ部材に分けて構成し、太陽電池パネルは押さえ部材と屋根板との間で一定の固定状態となる構成であるので、この点からも強固な固定状態が得られる。 According to this invention, the solar panel is supported by the roof panel, so the load on the fixing part of the solar panel fixture can be reduced. Therefore, even if it is subjected to wind pressure or weight from accumulated snow, the solar panel fixture does not deform and can maintain its fixed state. Furthermore, the solar panel fixture is composed of a main body member and a pressing member, and the solar panel is fixedly fixed between the pressing member and the roof panel, so a strong fixed state can be obtained from this point of view as well.
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。 One embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
図1に、屋根板11の上に太陽電池パネル21を固定する太陽電池パネル設置構造の正面図(屋根を軒先側から見た図)を、図2に平面図(屋根を上から見た図)を示す。
Figure 1 shows a front view (view of the roof from the eaves side) of the solar panel installation structure in which a
この太陽電池パネル設置構造は、屋根板11の上面に直接載置された太陽電池パネル21を、屋根板11の上面に固定された太陽電池パネル固定具31(以下、「固定具」という)で押さえつけて固定する構造である。このため固定具31は、本体部材32、押さえ部材33及びボルト34を備えている。
This solar panel installation structure is a structure in which the
本体部材32は、屋根板11の上面に固定される固定部35と、固定部35から上方に立設されたボルト保持部36で構成される。押さえ部材33は、ボルト34によってボルト保持部36に向けて締め付けられるものである。固定に際しては、押さえ部材33で太陽電池パネル21の縁部を下方へ押さえつけて、屋根板11との間に太陽電池パネル21を挟持する。
The
図1、図2に示した屋根板11は波形スレートであり、断面略半円形の山部12と谷部13を左右方向に繰り返し有している。山部12と谷部13は傾斜面部14を介して連続している。なお、波形スレートは屋根板11の一例であり、屋根板11は波形スレート以外のものでもよい。
The
太陽電池パネル21についてごく簡単に説明すると、太陽電池パネル21は、平面視長方形であり、全周にフレーム22を有している。フレーム22は断面コ字状であり、上を向く上面22aと、裏面側に位置する下面22bと、これらを外端において連結する垂直な端面22cを有している。
To give a very simple explanation of the
固定具31は、図2に示したように1枚の太陽電池パネル21の固定に複数個用いられる。例えば図示例のように太陽電池パネル21を屋根板11の勾配方向と直交する方向に長い横長に設置する場合は、上下に位置する2つの長辺に複数個ずつ配設される。屋根板11の勾配方向に太陽電池パネル21を並べる場合には、太陽電池パネル21同士の間に取り付けられる1個の固定具31によって、隣接する2枚の太陽電池パネル21が固定される。
As shown in FIG. 2,
固定具31は前述したように本体部材32と押さえ部材33とこれらを結合するボルト34を有し、図3はその固定具31の分解斜視図である。なお、図3に示した固定具31は、勾配方向に並ぶ太陽電池パネル21間に配設されるものであり、図3に表された押さえ部材33は、それ専用のものである。勾配方向に並ぶ太陽電池パネル21の上下の端に配設される固定具31には、図3に示したものとは別の形状の押さえ部材33が用いられる。
As described above, the
固定具31について具体的に説明すると、本体部材32はプレス加工された1枚の金属板で構成されている。金属板としてはアルミニウム合金やステンレス合金、めっきされた亜鉛鉄板等が用いられる。固定具31は、金属板のほか、合成樹脂や熱可塑性繊維強化材料を用いた成形によっても得られる。
To explain the
屋根板11の上面に固定される固定部35は、屋根板11の山部12に跨るように固定されるものであり、左右一対の固定部担体37を有している。
The
固定部担体37は屋根板11に対して接着により固定されるものである。このため固定部担体37は、適宜大で接着部位の面形状に合った板状に形成されている。左右に離間配置された一対の固定部担体37の接着部位は、屋根板11の山部12と山部12から連なる側面である。前述のように屋根板11は波形であるので、固定部担体37は、山部12の断面略円弧状をなす部分に重なる湾曲部37aと、山部12から谷部13に連続する傾斜面部14に重なる平面部37bを有している。
The
固定部35、具体的には固定部担体37の上端高さは、図1に示したように、屋根板11に対する固定時に、山部12の頂面の高さ以下になる高さとされている。換言すれば、固定部35におけるボルト保持部36を有する部位以外における固定部担体37とこれらの間の空間は、太陽電池パネル21が載置されたときに、太陽電池パネル21が屋根板11の山部12の頂面に接触するのを許容する。
The height of the upper end of the
固定部35(固定部担体37)は、屋根板11の勾配方向である前後方向に長く形成されている。その長さは、十分な接着面積を確保できる長さであるとよく、別の観点からいえば、隣接する太陽電池パネル21同士の間の距離よりも長く形成されるのが好ましい。
The fixing portion 35 (fixing portion support 37) is formed long in the front-to-rear direction, which is the gradient direction of the
このような長方形板状をなす固定部担体37の長手方向の一部、具体的には中間位置に、ボルト保持部36が一体形成される。
The
ボルト保持部36は、固定部担体37から連続する左右一対の起立片38と、起立片38の上端同士を連結する連結片39を有している。起立片38と連結片39における屋根板11の勾配方向である前後方向の長さは同一である。連結片39の前後方向と左右方向の長さは、ボルト34による締め付けを可能とする長さ、つまりボルト34の頭部の直径またはボルト34に螺合されるナット34aやワッシャの直径のうちいずれか大きい方の長さ以上に設定される。特に、連結片39の前後方向の長さは、屋根板11の勾配方向に隣接する太陽電池パネル21同士の間の距離と同じに設定される。太陽電池パネル21同士の間を狭くする観点からは、ボルト保持部36の前後方向の長さは短いほうがよい。
The
前述のように起立片38と連結片39の前後方向の長さは、屋根板11の勾配方向に隣接する太陽電池パネル21同士の間の距離と同じであるので、起立片38と連結片39の前後方向の端面は、太陽電池パネル21の端面22cに当接する当接面38a,39aとなる。ボルト保持部36は、起立片38か連結片39の一方のみに当接面38a,39aを備える形状であってもよい。
As described above, the length of the standing
連結片39の高さは、固定部35を屋根板11に固定したときに屋根板11の頂面に載置される太陽電池パネル21のフレーム22の上面位置(厚さ)よりも低く、連結片39と屋根板11の頂面との間にボルト34の頭部を収容できる高さになるように設定される。
The height of the connecting
図3に例示したボルト保持部36は、ボルト34の基部を挿通保持するものであり、ボルト34を挿通する貫通穴40が中央に形成されている。なお、ボルト34は貫通穴40に対して一体に固定することもできる。また、例えばボルト34に根角ボルトを使用し、貫通穴40を角穴としてもよい。
The
押さえ部材33は、1枚の金属板で平板状に形成されており、太陽電池パネル21のフレーム22の上面22aに重なる押さえ部41を有している。具体的には、押さえ部材33は、屋根板11の勾配方向に対応する前後方向に長い平面視長方形状であり、長手方向の両端部に押さえ部41を有している。押さえ部材33の中央、つまり押さえ部41同士の中間位置には、前述したボルト34を挿通する挿通穴42が形成されている。
The pressing
押さえ部材33における屋根板11の左右方向に対応する方向の長さは、前述のボルト保持部36と同様にボルト34による締め付けを可能とする長さ以上である。屋根板11の勾配方向に対応する前後方向の長さは、屋根板11の勾配方向に隣接する太陽電池パネル21同士のフレーム22の上面22aにおける内端同士の間の距離と同等に設定される(図2参照)。
The length of the retaining
なお、押さえ部材33には、共回りを防止する構造を設けてもよい。そのための構造としては、図示を省略するが、例えば押さえ部材33の左右両側縁に下に突出する規制爪を設けるとよい。規制爪は左右両側縁に2個ずつ形成し、前後方向に並ぶ規制片同士の間の距離を、屋根板11の勾配方向に隣接する太陽電池パネル21同士の間の距離を考慮して設定する。また、規制爪に代えて打ち出し形成した突起を設けてもよい。
The pressing
屋根板11の勾配方向の上下両端に配設される固定具31に用いられる押さえ部材33は、押さえ部41を片方にのみに有する構造であり、基本的に図3に示した押さえ部材33と同じ構造である。
The clamping
屋根板11の勾配方向の上下両端に配設される固定具31については、押さえ部材33以外の部材は前述の本体部材32等と同一であるが、ボルト保持部36の当接面38a,39aについては、前後方向の両方ではなく一方のみが当接面38a,39aとなる。
The
以上のような固定具31は、次のように使用されて太陽電池パネル設置構造を構成する。
The above-described
まず、図4に示したように屋根板11の上面の所定位置に複数の固定具31を接着固定する。このとき、ボルト保持部36にはボルト34を保持しておく。固定具31の固定は両面接着シート51で行う。両面接着シート51は、図5に一部を拡大して示したように、例えばゴムシートや織布、不織布などからなるシート状の基材52の両面に接着層53が一体形成された構成であり、強力な接着力を有し、耐候性も良好なものが使用される。
First, as shown in Figure 4,
使用される両面接着シート51は、固定部担体37の下面である接着面に対応する形状に裁断されて使用されるのが好ましい。
The double-
つぎに、屋根板11の上面に固定された複数の固定具31間に敷き詰めるように、太陽電池パネル21を載置する(図5、図2参照)。太陽電池パネル21は、屋根板11の山部12の頂面に載置され、フレーム22の端面22cは、固定具31のボルト保持部36の当接面38a,39aに当接して位置規制される。
Next, the
このあと順次、ボルト34とナット34aを用いて押さえ部材33を締め付けて、太陽電池パネル21の縁部、つまりフレーム22の上面22aを下方の屋根板11に向けて押さえつける。つまり、図6、図7、図8に示したように屋根板11と押さえ部材33でフレーム22を挟持する。
Then, the
図6は屋根板11の勾配方向で隣接する太陽電池パネル21間の中間位置で切断して屋根板11の勾配方向である前後方向に見た断面図である。図7は同じ部分を左右方向から見た断面図である。図8は、屋根板11の勾配方向の上下両端に配設される固定具31について、左右方向から見た断面図である。
Figure 6 is a cross-sectional view taken at the midpoint between adjacent
このように、太陽電池パネル21は屋根板11に直接載置され、その状態が、固定具31による屋根板11に向けて押さえつけと、太陽電池パネル21を囲むように存在する固定具31のボルト保持部36による挟み込みによって維持される。固定具31は架台のように太陽電池パネル21を支持するものではないので、固定具31における屋根板11に対し固定されている固定部35にかかる荷重を軽減した設置ができる。
In this way, the
このため、太陽電池パネル21が重くても強固な固定状態が得られ、太陽電池パネル21の重みに加えて風圧が作用したり、積雪による荷重が加わったりしても、固定具31に変形をきたすことなく、良好な固定状態を維持できる。
As a result, even if the
固定具31に掛かる荷重を抑制できることから、固定具31に用いる金属板の厚さを薄くすることも可能であり、その場合には材料費を低減できる。また従来の架台には、長尺の部材を用いるものもあったが、前述のように固定具31は部材が少ないうえに長尺の部材は不要である。この点からも、製造コストや輸送コストの低減をはかれる。
Because the load on the fixing
しかも、部材が少ないうえに固定具31の固定は接着によって行うので、施工は簡単で作業性が良く、工期の短縮もはかれる。そのうえに、屋根板11に穴をあける必要が全くないので、屋根板11が古いものでありアスベストを含むものであったとしても、アスベストの飛散をなくせる。
In addition, since the number of parts is small and the fixing
また、太陽電池パネル21を山部12に直接載置して山部12押さえつける構造であるので、固定具31の固定に多少の位置ずれが生じても一定の固定状態が得られる。つまり、固定された複数の固定具31が、すべて同じ高さに固定されていない場合であっても、太陽電池パネル21における挟持固定される部位の態様を同じにできる。このため、固定具31にかかる負荷を低減できることと相まって、強固な固定状態が得られる。
In addition, because the
固定具31の固定部35は前後方向に長く形成され、その一部にボルト保持部36を有しているので、固定部35の少なくとも一部は太陽電池パネル21の下方の日陰に位置することになり、その部分は太陽光による劣化が抑制される。このため、この点からも接着による固定状態の耐久性を高められる。
The fixing
以下、その他の例について説明する。この説明において、前述の構成と同一の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。 Other examples will be described below. In this description, the same parts as those in the configuration described above will be given the same reference numerals and detailed description will be omitted.
図9は、屋根板11が縦葺きの折板である場合の太陽電池パネル設置構造の正面図である。すなわち、屋根板11は繰り返し連続する山部12と谷部13を有するが、山部12の頂面と谷部13の底面は平らである。山部12と谷部13との間は直線状の傾斜面部14である。
Figure 9 is a front view of a solar panel installation structure in which the
固定具31の本体部材32は、屋根板11の形状に合わせて形成される。すなわち本体部材32の固定部35は、図10の斜視図に示したように、離間配置された左右一対の固定部担体37を有し、これら固定部担体37は、屋根板11の傾斜面部14と同じ傾斜角に設定されている。
The
固定部担体37の長手方向の中間にボルト保持部36が設けられるが、ボルト保持部36の起立片38は、固定部担体37と同じ傾斜角である。起立片38は垂直に起立させてもよいが、曲げの工程が増えるため、その分コスト高となる。
The
固定具31における本体部材32以外の部材は前述と同じである。
The components of the
このような構成の固定具31は、前述と同様にして使用されて太陽電池パネル設置構造が構成される。
The fixing
図11は、本体部材32におけるボルト保持部36の他の例を示している。すなわち、前述のボルト保持部36は、ボルト34の基部を挿通保持する例であったが、図11のボルト保持部36は、上から挿通したボルト34の先を螺合させる構造である。
Figure 11 shows another example of the
このため、ボルト保持部36の連結片39には、貫通穴40を形成するだけではなく、連結片39の下面にナット34aを固定している。ナット34aは例えばクリンチナットで構成することができる。通常のナットで構成して溶接等で固定してもよい。バーリングとタッピングで雌ねじを直接形成することもできる。
For this reason, not only is a through
このような構成の固定具31を用いると、本体部材32を屋根板11に固定する際にボルトを備える必要がなく、作業が容易である。ナット34aはボルト保持部36内に収まるので、かさ高くなることもなく、固定作業時の部品点数を低減することもできる。
When using a
このほか、図示は省略するが、屋根板11は例えば瓦棒屋根など、その他の形態の屋根であってもよい。
In addition, although not shown in the figures, the
固定具31は両面接着シート51に代えて、接着剤で固定してもよい。
The fixing
固定具31の固定部35における前後方向の長さは、ボルト保持部36における対応する方向の長さと同じにしても、短くしてもよい。
The length of the fixing
固定具31の固定部35とボルト保持部36との関係は、ボルト保持部36を固定部35の長手方向の一方に寄せることもできる。この場合には、固定部35が太陽電池パネル21の設置時に太陽電池パネル21の下方に位置するようにするとよい。
The relationship between the fixing
固定具31の固定部35は屋根板11の谷部13に固定するものであってもよい。
The fixing
11…屋根板
12…山部
13…谷部
21…太陽電池パネル
31…固定具
32…本体部材
33…押さえ部材
34…ボルト
35…固定部
36…ボルト保持部
37…固定部担体
38a,39a…当接面
51…両面接着シート
Claims (6)
前記屋根板が山部と谷部を有する形状であり、
前記太陽電池パネルを前記山部の頂面に直接載置するとともに、
前記屋根板の上面に固定された固定部及び前記固定部から上方に立設されたボルト保持部を有する本体部材と、前記ボルト保持部に対してボルトを用いて締め付けられる押さえ部材を備えた太陽電池パネル固定具を用いて前記太陽電池パネルの縁部を下方へ押さえつける
太陽電池パネル設置構造。 A solar panel installation structure for fixing a solar panel onto a roof plate,
The roof shingle has a shape having peaks and valleys,
The solar cell panel is placed directly on the top surface of the mountain portion,
A solar cell panel installation structure in which the edge of the solar cell panel is pressed downward using a solar cell panel fixing device having a main body member having a fixing portion fixed to the upper surface of the roof panel and a bolt retaining portion erected upward from the fixing portion, and a pressing member which is tightened to the bolt retaining portion using a bolt.
請求項1に記載の太陽電池パネル設置構造。 2. The solar cell panel installation structure according to claim 1, wherein the fixing portion of the solar cell panel fixing device is fixed to the roof plate by adhesive.
請求項1または請求項2に記載の太陽電池パネル設置構造。 3. The solar cell panel installation structure according to claim 1, wherein the bolt holding portion of the solar cell panel fixing device restricts an end face of the solar cell panel.
前記屋根板の上面に固定される固定部と、前記固定部から上方に立設されたボルト保持部を有する本体部材と、
前記ボルト保持部に対してボルトを用いて締め付けられて、前記屋根板の前記山部の頂面に直接載置された前記太陽電池パネルの縁部を下方に押さえつける押さえ部材を備えた
太陽電池パネル固定具。 A solar cell panel fixture that is attached to a roof plate having a shape with peaks and valleys and fixes a solar cell panel,
A main body member having a fixing portion fixed to an upper surface of the roof panel and a bolt holding portion erected upward from the fixing portion;
A solar cell panel fixing device comprising a pressing member that is fastened to the bolt retaining portion with a bolt and presses downward the edge of the solar cell panel that is placed directly on the top surface of the ridge portion of the roof panel.
前記固定部が、左右一対の固定部担体で構成され、
前記固定部担体における前記ボルト保持部以外の部位の上端高さを、前記屋根板が有する前記山部の頂面の高さ以下にした
請求項4に記載の太陽電池パネル固定具。 The bolt holding portion is formed at a part of the fixing portion in the longitudinal direction,
The fixed portion is composed of a pair of left and right fixed portion carriers,
5. The solar cell panel fixing device according to claim 4, wherein the height of the upper end of the fixing portion support other than the bolt holding portion is set to be equal to or lower than the height of the top surface of the ridge portion of the roof panel.
前記起立片と前記連結片のうちの少なくとも一方の前後方向の端面が、前記太陽電池パネルの端面に当接する当接面に設定された
請求項4または請求項5に記載の太陽電池パネル固定具。 The bolt holding portion has a pair of left and right upright pieces and a connecting piece connecting upper ends of the upright pieces,
6. The solar cell panel fixing device according to claim 4, wherein a front-rear end surface of at least one of the standing piece and the connecting piece is set as a contact surface that contacts an end surface of the solar cell panel.
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