WO2010082653A1 - 太陽電池固定装置 - Google Patents

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Abstract

　アスファルトシングル（１００）上面に沿って形成されるとともに、アスファルトシングル（１００）へのボルト（３５０）のためのボルト孔（３１１）が形成された平板部（３１０）と、平板部（３１０）に対して垂直に突出した突出部（３２０）と、突出部（３２０）からさらにアスファルトシングル（１００）と平行に突出し、太陽電池モジュール（２００）の上面及び下面に接し、アスファルトシングル（１００）と平行に保持する一対の押さえ板押さえ板（３３１，３３２）を有する挟持部（３３０）と、平板部３１０と突出部３２０とにより形成され、太陽電池モジュール（２２０）に導通するケーブル（２３０）を固定するケーブル収納部（３１２，３１３）とを備えている。

Description

太陽電池固定装置
　本発明は、住宅の屋根に葺かれるアスファルトシングル等の屋根材の上面に設置される太陽電池固定装置に関し、特に部品点数が少なく、設置が容易なものに関する。
　住宅の屋根に葺かれる屋根材に太陽電池モジュールを取り付ける方法が知られている。図１０，１１は、このような太陽電池モジュールを取り付けるための構造の一例を示す図である。なお、図１０中１００はアスファルトシングル（屋根材）、２００は太陽電池モジュールを示している。
　太陽電池モジュール２００は、次のようにしてアスファルトシングル１００上に固定されている。すなわち、基板となる支持金物１０がアスファルトシングル１００の上面側から建物の主要構造部であるトラス等にネジ１１によりネジ止めされている。この支持金物１０には、太陽電池モジュール２００を固定するための長尺枠体３０がＬ字金具２０をボルト２１，２２を介して取付けられている。さらに、長尺枠体３０に対して太陽電池モジュール２００が取付金具４０，５０を用いて取り付けられている。
　このような取付構造であると、支持金具１０をアスファルトシングル１００上面に配置し、ネジ１１によってアスファルトシングル１００上面から屋根下地材に向かってネジこみをした後、Ｌ字金具２０をボルト２１により支持金具１０に緊結する。次に、長尺枠体３０をＬ字金具２０にボルト２２で緊結する。さらに、太陽電池モジュール２００を長尺枠体３０上に順次配置をしながら、取付金具４０，５０により固定していく作業を繰り返すこととなる。
　さらに、太陽電池モジュール２００を固定した後は、図１１に示すように、太陽電池モジュール２００から外部へ電力を供給するケーブル２３０をインシュロック７０を介して長尺枠体３０に取り付ける。
　この他、太陽電池モジュールを専用の枠体に嵌めて、この枠体を金具に取り付ける構造となったものが知られている（日本国特開２００８－９５２８１号公報）。
　上述した太陽電池固定装置には、次のような問題があった。すなわち、太陽電池を固定するために使用する部品が、それぞれ個々の独立した部品であり、部品点数が多くなる。このため、部品コストが高くなるとともに、作業が複雑で設置コストが上昇するという問題があった。
　そこで本発明は、部品点数が少なく、かつ、設置作業を容易に行うことができる太陽電池太陽電池固定装置を提供することを目的としている。
　前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の太陽電池固定装置は次のように構成されている。
　平板状の太陽電池モジュールを屋根材上に固定するための太陽電池固定装置において、前記屋根材上面に沿って形成されるとともに、前記屋根材への締結部材のための挿通孔が形成された平板部と、この平板部に対して垂直に突出した突出部と、この突出部からさらに前記屋根材と平行に突出し、前記太陽電池モジュールの上面及び下面に接し、前記屋根材と平行に保持する一対の押さえ板を有する挟持部と、少なくとも前記平板部と前記突出部とにより形成され、前記太陽電池モジュールに導通するケーブルを固定するケーブル収納部とを備えている。
　平板状の太陽電池モジュールを屋根材上に固定するための太陽電池固定装置において、前記屋根材上面に沿って形成されるとともに、前記屋根材への締結部材のための挿通孔が形成された平板部と、この平板部に対して垂直に突出して形成された支持部と、この支持部に、前記平板部に対して垂直方向に、かつ、前記平板部と反対側に開口部を有する調整溝と、前記支持部に設けられ、前記平板部と平行に突出し、前記太陽電池モジュールの下面に接する第１挟持部と、前記調整溝に着脱可能に設けられ、前記平板部に対して垂直方向に延設されるとともに、前記平板部との距離を調整できる調整支持部と、この調整支持部の前記平板部と離間した側に設けられ、前記太陽電池モジュールの上面に接することで、前記第１挟持部との間で前記太陽電池モジュールを挟持し、前記屋根材と平行に保持する第２挟持板と、少なくとも前記平板部と前記支持部とにより形成され、前記太陽電池モジュールに導通するケーブルを固定するケーブル収納部とを備えている。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池固定装置によってアスファルトシングル（屋根材）上に取り付けられた太陽電池モジュールを示す斜視図である。 図２は、同太陽電池固定装置の要部を示す断面図である。 図３は、同太陽電池固定装置に取り付けられた化粧カバーを示す断面図である。 図４は、同太陽電池モジュールを示す斜視図である。 図５は、同太陽電池固定装置に用いるスペーサの配置を示す斜視図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池固定装置の要部を示す断面図である。 図７は、同太陽電池固定装置の要部を示す斜視図である。 図８は、同太陽電池固定装置を示す模式図である。 図９は、本発明の第３の実施の形態に係る太陽電池固定装置の要部を示す断面図である。 図１０は、太陽電池固定装置の一例を示す斜視図である。 図１１は、同太陽電池固定装置の要部を示す側面図である。
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池固定装置３００によってアスファルトシングル１００上に取り付けられた太陽電池モジュール２００を示す斜視図、図２は太陽電池固定装置３００の要部を示す断面図、図３は太陽電池固定装置３００に取り付けられた化粧カバー４００を示す断面図、図４は複数の太陽電池モジュール２００を示す斜視図、図５はスペーサ１３０の配置を示す斜視図である。
　図１中１００はアスファルトシングル（屋根材）、２００は太陽電池モジュール、３００は太陽電池固定装置を示している。なお、図１において図６，７と同一機能部分には同一符号を付した。
　アスファルトシングル１００は、厚さ３ｍｍ程度の複数種類の板材１１０，１２０を重ね合わせて形成され（図５参照）、屋根下地材（不図示）の上に固定されている。板材１１０と板材１２０との間には段差部Ｄが形成され、最大の段差は板材１１０，１２０の３枚分に相当する９ｍｍ程度である。
　太陽電池モジュール２００は、四角枠状のフレーム２１０と、このフレーム２１０に支持され、マトリックス状に配置された太陽電池セル２２０とを備えている。太陽電池モジュール２００の外観は平板状となる。また、太陽電池モジュール２００は、外部へ電力を出力するためのケーブル２３０が取り付けられている（図２参照）。
　太陽電池固定装置３００は、アスファルトシングル１００上面に沿って形成された平板部３１０と、平板部３１０に対して垂直に突出した突出部３２０と、突出部３２０からさらにアスファルトシングル１００と平行に突出し、フレーム２１０の下面２１１及び上面２１２に接し、アスファルトシングル１００と平行に保持する挟持部３３０とを備えている。これら平板部３１０，突出部３２０，挟持部３３０は、金属材で一体に形成され、アースをとる機能を有している。また、図２の奥行方向に同一断面に形成されている。
　挟持部３３０は、平板部３１０に対して平行な一対の押さえ板３３１，３３２を有している。押さえ板３３１，３３２の間隙は、例えば、３５ｍｍあるいは４６ｍｍに設定され、フレーム２１０の厚さに対応している。押さえ板３３１，３３２間には、太陽電池モジュール２００をスライドして挿入させることができる。
　平板部３１０には、アスファルトシングル１００にネジ込むためのボルト３５０を挿通するボルト孔３１１が形成されている。また、フランジ状のケーブル収納部３１２，３１３とを備えている。
　平板部３１０の取付面（下面）には、樹脂材等により止水部材３７０が設けられている。
　突出部３２０には、一対の押さえ板３３１，３３２間に設けられたビス孔３２１が形成されている。ビス孔３２１には、ビス３６０が螺合され、フレーム２１０と締結され、フレーム２１０の横ズレが防止されるとともに、フレーム２１０のアースをとることができる。
　また、図３に示すように、挟持部３３０には、化粧カバー４００が着脱自在に固定されている。化粧カバー４００は、挟持部３３０に嵌合される嵌合部４１０と、この嵌合部４１０に一体に設けられ、外部に露出するカバー部４２０とを備えている。化粧カバー４００は、軒先等に向けて配置され、太陽電池固定装置３００が露出しないように覆うものである。
　なお、太陽電池固定装置３００は、フレーム２１０の中途部に配置されるだけではなく、図４に示すように、同一挟持部３００に隣接する太陽電池モジュール２００を同時に取り付けることで連結する機能も有している。
　アスファルトシングル１００には、段差部Ｄには必要に応じてスペーサ１３０が積層配置され、平板部３１０とアスファルトシングル１００の上面との間に隙間が生じない。スペーサ１３０は、厚さ３ｍｍのものを１～３枚組み合わせるか、厚さ３ｍｍ及び６ｍｍのものを組み合わせて用いる。
　このように構成された太陽電池固定装置３００を用いて、次のようにしてアスファルトシングル１００上に太陽電池モジュール２００を取り付ける。すなわち、スペーサ１３０で高さ位置を調整し、アスファルトシングル１００を平坦にした上で平板部３１０をアスファルトシングル１００に載置し、ボルト３５０をボルト孔３１１から屋根下地材に向けてねじ込む。
　次に、太陽電池モジュール２００を太陽電池固定部材３００の挟持部３３０にスライドして取り付ける。このとき、適宜、ビス孔３２１にビス３６０をねじ込み、太陽電池モジュール２００を固定する。この作業を繰り返すことで、太陽電池モジュール２００をアスファルトシングル１００に設置することができる。
　また、この際、太陽電池モジュール２００に接続されるケーブル２３０は、ケーブル収納部３１２，３１３に収納する。
　上述したように、本実施の形態にかかる太陽電池固定装置３００では、アスファルトシングル１００上に固定する部材と、太陽電池モジュール２００を支持する部材とが一体化されているため、部品コストを低減することができる。また、アスファルトシングル１００に固定する作業と、太陽電池モジュール２００を固定する作業を同時にできるため、作業が簡単化し、設置コストを低減することができる。
　また、太陽電池固定装置３００は、太陽電池モジュール２００のフレーム２１０に沿って、スライド移動できるため、アスファルトシングル１００を支持するトラス等の屋根下地材に直接固定することができ、取付強度を増すことができる。したがって、ボルトやビスの本数を減らすことができる。また、太陽電池固定装置３００の平板部３１０のスライド方向の長さはフレーム２１０に比べて短いので、取付強度を増したい場合には、容易に増やすことができる。
　さらに、ケーブル収納部３１２，３１３が設けられているため、追加部品を用いることなく、ケーブル２３０を固定することができるため、部品点数を減らすことができる。
　また、スペーサ１３０を太陽電池固定装置３００の下面に設置することで、隣接する太陽電池モジュール２００の間に配置することで、太陽電池モジュール２００の間の段差調整を行うことができる。
　図６は、本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池固定装置４００の要部を示す断面図、図７は、同太陽電池固定装置の要部を示す斜視図である。なお、これらの図において、図１，２と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図６に示すように、太陽電池固定装置４００は、アスファルトシングル１００上面に沿って形成された平板部４１０と、平板部４１０に対して垂直に突出した支持部４２０と、平板部４１０に対して垂直方向に延設されるとともに、支持部４２０に着脱可能な調整支持部４３０と備えている。
　平板部４１０には、アスファルトシングル１００にネジ込むためのボルト４５０を挿通するボルト孔４１１が形成されている。また、フランジ状のケーブル収納部４１２とを備えている。
　支持部４２０には、アスファルトシングル１００と平行に突出し、フレーム２１０の下面２１１に接し、アスファルトシングル１００と平行に保持する第１挟持板４２１，４２２とを備えている。また、支持部４２０には、平板部４１０に対して垂直方向に、かつ、平板部４１０と反対側に開口部を有する調整溝４２３が設けられている。なお、調整溝４２３には、平板部４１０と平行に一対の横溝４２４，４２５，４２６，４２７が設けられている。
　これら平板部４１０，支持部４２０は、金属材で一体に形成され、アースをとる機能を有している。また、図８の奥行方向に同一断面に形成されている。
　調整支持部４３０は、調整溝４２２に着脱可能に設けられた調整支持部本体４３１と、この調整支持部本体４３１から平板部４１０と離間した側に設けられ、フレーム２１０の上面４１２に接することで、第１挟持板４２１との間でフレーム２１０を挟持し、アスファルトシングル１００と平行に保持する第２挟持板４３２と、調整支持部本体４３１から平板部４１０側に設けられた係合部４３３とを備えている。
　調整支持部本体４３１は、支持部３２０の調整溝４２３に対し、スライドして挿入させることができる。このとき、横溝４２４，４２５，４２６，４２７のいずれかに係合部４３３を選択的に挿入することで、後述する第１挟持板４２１と第２挟持板４３２との間隙を調整することが可能となる。
　調整支持部本体４３１には、ビス孔４３４が形成されている。ビス孔４３４には、ビス４６０が螺合され、フレーム２１０と締結され、フレーム２１０の横ズレが防止されるとともに、フレーム２１０のアースをとることができる。
　なお、上述した第１挟持部４２１と第２挟持板４３２とで、挟持部が形成されている。第１挟持板４２１と第２挟持板４３２との間隙は、例えば、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４６ｍｍ、５０ｍｍに設定され、フレーム２１０の厚さに対応している。第１挟持板４２１と第２挟持板４３２との間には、太陽電池モジュール２００をスライドして挿入させることができる。
　図８はフレーム２１０の厚さが４０ｍｍの場合であり、係合部４３３を横溝４２６に係合させた場合を示す模式図である。
　このように構成された太陽電池固定装置４００では、上述した太陽電池固定装置３００と同様に、アスファルトシングル１００上に太陽電池モジュール２００を簡易な構成の部品で取り付けることができるとともに、作業が簡単化し、設置コストを低減することができる。また、太陽電池モジュール２００のフレーム２１０の厚さにいくつか種類がある場合についても、所望の厚さに対応するように係合部４３３を横溝４２４，４２５，４２６，４２７のいずれかに挿入することで、簡易に調整することが可能となる。
　図９は、本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池固定装置４００の変形例に係る太陽電池固定装置４００Ａの要部を示す断面図である。なお、この図において、図６と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図９に示すように、太陽電池固定装置４００Ａでは、太陽電池固定装置４００における平板部４１０の代わりに、互いに平行な面を有する上側平板部４６０と下側平板部４７０とが設けられている。また、上側平板部４６０と下側平板部４７０との間に、空気通流部４８０が設けられている。これら上側平板部４６０、下側平板部４７０、空気流通部４８０とが一体になって平板部４１０の機能を有している。
　上側平板部４６０には、垂直に突出した支持部４２０と、平板部４１０に対して垂直方向に延設されるとともに、支持部４２０に着脱可能な調整支持部４３０とが設けられている。また、フランジ状のケーブル収納部４１２とを備えている。
　下側平板部４７０は、アスファルトシングル１００上面に沿って形成されており、アスファルトシングル１００にネジ込むためのボルト４５０を挿通するボルト孔４１１が形成されている。
　空気流通部４８０は、矩形状の開口部を有し、内部に空気を流通させることができるとともに、上側平板部４６０をアスファルトシングル１００から離間させる機能を有している。
　なお、図９中４９０は、支持部４２０と調整支持部４３０とを締結するボルトを示している。
　このように構成された太陽電池固定装置４００Ａでは、上述した太陽電池固定装置４００と同様に、アスファルトシングル１００上に太陽電池モジュール２００を簡易な構成の部品で取り付けることができるとともに、太陽電池モジュール２００のフレーム２１０の厚さにいくつか種類がある場合についても、所望の厚さに対応するように係合部４３３を横溝４２４，４２５，４２６，４２７のいずれかに挿入することで、簡易に調整することが可能となる。また、ボルト４９０により支持部４２０と調整支持部４３０とを強固に締結することができる。さらに、太陽電池モジュール２００をアスファルトシングル１００から離間させて配置することができるとともに、空気流通部４８０内を空気が通流することで、太陽電池固定装置４００Ａの温度上昇を防止することができる。
　なお、本発明は前記実施の形態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で種々変形実施可能であるのは勿論である。例えば、上述した例では、屋根材としてアスファルトシングルを用いたが、平坦な屋根面を有する屋根材であれば、スペーサ１３０は不要となり、さらに設置が容易となる。
　本発明によれば、太陽電池モジュールの屋根材上の取り付ける際の部品コスト及び設置コストの低減化を図ることができる。

Claims (10)

  1. 　平板状の太陽電池モジュールを屋根材上に固定するための太陽電池固定装置において、
    　前記屋根材上面に沿って形成されるとともに、前記屋根材への締結部材のための挿通孔が形成された平板部と、
    　この平板部に対して垂直に突出した突出部と、
    　この突出部からさらに前記屋根材と平行に突出し、前記太陽電池モジュールの上面及び下面に接し、前記屋根材と平行に保持する一対の押さえ板を有する挟持部と、
    　少なくとも前記平板部と前記突出部とにより形成され、前記太陽電池モジュールに導通するケーブルを固定するケーブル収納部とを備えていることを特徴とする太陽電池固定装置。
  2. 　前記突出部には、前記一対の押さえ板間に設けられたボルト孔が形成されていることを特徴とする太陽電池固定装置。
  3. 　前記平板部の取付面には、止水部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
  4. 　前記挟持部には、化粧カバーが着脱自在に固定されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
  5. 　前記屋根材には、段差部が形成され、
    　前記平板部と前記段差部との間には、スペーサが配置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
  6. 　前記一対の押さえ板は、その間隔が前記屋根材に対して垂直方向において調節可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
  7. 　前記平板部は、上側平板部と下側平板部を有し、これら上側平板部と下側平板部との間には空気通流部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
  8. 　平板状の太陽電池モジュールを屋根材上に固定するための太陽電池固定装置において、
    　前記屋根材上面に沿って形成されるとともに、前記屋根材への締結部材のための挿通孔が形成された平板部と、
    　この平板部に対して垂直に突出して形成された支持部と、
    　この支持部に、前記平板部に対して垂直方向に、かつ、前記平板部と反対側に開口部を有する調整溝と、
    　前記支持部に設けられ、前記平板部と平行に突出し、前記太陽電池モジュールの下面に接する第１挟持部と、
    　前記調整溝に着脱可能に設けられ、前記平板部に対して垂直方向に延設されるとともに、前記平板部との距離を調整できる調整支持部と、
    　この調整支持部の前記平板部と離間した側に設けられ、前記太陽電池モジュールの上面に接することで、前記第１挟持部との間で前記太陽電池モジュールを挟持し、前記屋根材と平行に保持する第２挟持板と、
    　少なくとも前記平板部と前記支持部とにより形成され、前記太陽電池モジュールに導通するケーブルを固定するケーブル収納部とを備えていることを特徴とする太陽電池固定装置。
  9. 　前記調整溝には、前記平板部に対して垂直方向に離間した複数の横溝が形成され、
    　前記調整支持部には、前記横溝に選択的に係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池固定装置。
  10. 　前記平板部は、上側平板部と下側平板部を有し、これら上側平板部と下側平板部との間には空気通流部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池固定装置。
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