ソーラータイル
【課題】
温度変化等で枠体に大きな撓みが生ずることなく、長期間水密性の維持を確保できるソーラータイルを得ることを目的としている。
【解決手段】
本発明のソーラータイル１は、開口部の周縁部に枠体設置部となるフランジ部３を有する有底枠状のソーラータイル本体５と、前記のフランジ部３に設置された弾性体からなるシール部材９と、シール部材９に重なると共に前記本体の開口部２３を覆う透光性の部材からなる蓋体１１と、蓋体１１の外周部を押圧するように配置され、フランジ部３に固定される枠体１５を有し、枠体１５は少なくとも２分割され、分割された部材同士の対向部に所定の隙間Ｓができるように固定されていることを特徴とするものである。
温度変化等で枠体に大きな撓みが生ずることなく、長期間水密性の維持を確保できるソーラータイルを得ることを目的としている。
【解決手段】
本発明のソーラータイル１は、開口部の周縁部に枠体設置部となるフランジ部３を有する有底枠状のソーラータイル本体５と、前記のフランジ部３に設置された弾性体からなるシール部材９と、シール部材９に重なると共に前記本体の開口部２３を覆う透光性の部材からなる蓋体１１と、蓋体１１の外周部を押圧するように配置され、フランジ部３に固定される枠体１５を有し、枠体１５は少なくとも２分割され、分割された部材同士の対向部に所定の隙間Ｓができるように固定されていることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光をエネルギー源として発光し、路面の照明や案内表示等に用いるソーラータイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソーラータイルは本体内に太陽光発電装置や蓄電装置、照明装置を収容し、路面に設置され、路面の照明や案内表示等に用いられる。
ソーラータイルは路面に設置するため、気温の変化や太陽光から受ける熱、上方を通過する人や車から受ける不均一な外力等を受けても内部に雨水等が侵入しないような構造である必要がある。
そのようなソーラータイルの先行技術には以下のものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されたソーラータイルは、有底枠状の本体（同文献中、ケーシング１）に、円形の環状体から形成さている枠体（同、防水留め金具２０）をねじ固定し、その枠体で強化ガラス製の蓋体（同、蓋２）をシール部材を介して本体に押さえる構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録公報 第3055207号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ソーラータイルは、本体を地中に埋設し、枠体および蓋体を地表面に臨ませて設置される。そのため、枠体は地面上に露出して太陽光等の環境変化の影響を直接受けるが、地中にある本体はその影響を直接受けない。このように枠体と本体は環境変化の影響度合いが異なるため、本体と枠体で温度差が生じ、本体と枠体の熱膨張量が異なることになる。
このとき特許文献１に開示されたソーラータイルは、枠体が切れ目のない環状体で形成されて、本体にねじ固定されている。このため、本体と枠体の熱膨張量が異なると、本体と枠体との間で相互に応力が作用し、枠体には、本体側から固定ねじを介して応力が作用し、枠体に面外方向の撓みが発生する可能性がある。枠体に撓みが発生すると、蓋体に対する押圧力が弱まり、本体と枠体の間に隙間が生じ、その隙間から雨水等が侵入する恐れがある。
【０００６】
また、切れ目のない環状体で形成した枠体の場合、切れ目のない枠体という1つの部材上に配置される固定ねじ間で、比較的距離が離れているものが存在する。枠体が固定ねじから受ける応力は固定ねじ間の熱膨張量に比例して大きくなるため、比較的距離が離れている固定ねじが存在する従来例の場合、枠体に作用する応力も大きくなると考えられる。そのため、固定ねじや固定ねじで固定される各部材に疲労が蓄積されて耐久性に悪影響を与えると共に、繰り返し応力が長期間作用すると、ねじが緩んでしまうという問題もある。
【０００７】
また、枠体に作用する応力は、上述したような温度変化による枠体と本体の熱膨張量の違いによってもたらされる場合だけではなく、ソーラータイルの上方を通過する人や車から不均一な力を受ける際にも発生する。この際、枠体が環状体であるため、枠体の一部分に作用する応力は枠全体にも影響し、前述した問題と同様に、固定ねじ及び固定ねじで固定される各部材への疲労の蓄積や、ねじの緩みを発生させる。特に前述した面外方向に撓んで本体と枠体の間に隙間が発生し、該隙間の発生している部位に力を受けると、てこの原理で比較的大きな力が作用することもあり、疲労の蓄積やねじの緩みを助長する。
【０００８】
また更に、環状体からなる枠体の場合、その製造時には少なくとも枠体よりも大きな板材から環状の枠体をプレス成形しなければならず、使用可能な平板材料が限定され、また枠体を打ち抜いたあとの材料が無駄になり製造コストが大きくなるという問題もある。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、温度変化等で枠体に大きな撓みが生ずることなく、長期間水密性の維持を確保できると共に製造コストも低減できるソーラータイルを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係るソーラータイルは、開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに矩形状を形成するものであり、分割された各部材は少なくとも角部を含むように形成されていることを特徴とするものである。
分割された枠体の各部が角部を含むことで、各部の剛性が高くなり、固定ねじの数が同じであれば角部を含まない場合に比較してより強固な押圧力が得られ、逆に必要な押圧力を得るのに角部を含まない場合に比較して固定ねじの数を少なくすることが可能になる。
【００１２】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに正方形を形成するものであり、前記各部材は等辺L字体状に４分割されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記枠体は前記枠体設置部に固定ねじによって固定されており、該固定ねじが前記シール部材の外周側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記枠体を固定する固定ねじのねじ孔が該枠体の長手方向に千鳥状に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るソーラータイルは、開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されているので、直射日光による熱や外気温の変化によって本体と枠体の間で熱膨張量が異なる場合であっても、両者間での相対的な位置変化が許容され、枠体に大きな撓みが生ずることなく、さらにねじや各部材に対して負荷がかかることがなくなり、ねじの緩みも発生しなくなり、長期間水密性の維持を確保できる。
また、枠体を少なくとも２分割にして組立時に環状になるようにしたので、成型時に環状の枠体を成形する場合と比較して、一枚の平板材料からより多くの枠体を成形することができ、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの平面図である。
【図２】図１における矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２における丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る枠体を構成する等辺Ｌ字体の平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る枠体を構成する等辺Ｌ字体の斜視図である。
【図６】図４における矢視Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図４における矢視Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの底面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施の形態にかかるソーラータイル１は、開口部２３の周縁部に外向きのフランジ部３を有する有底枠体の本体５と、フランジ部３に形成されたシール部材用溝７に設置された弾性体からなるシール部材９と、シール部材９に重なると共に本体５の開口部２３を覆う透光性の部材からなる蓋体１１と、蓋体１１の外周部を押圧するように配置され、フランジ部３にねじ固定される枠体１５を有している。以下詳細に説明する。
【００１８】
＜本体＞
本体５は開口部２３の周縁部に外向きのフランジ部３を有する有底枠状によって構成されている。なお、本実施の形態のフランジ部３は本発明の枠体設置部に相当する。
本体５の内側には導光板２、太陽電池セル４、蓄電装置６等の機器が収容されている。なお、本実施の形態における本体５はアルミダイキャスト製である。
【００１９】
フランジ部３の上面最外周部には上方に突出する凸部１７が全周にわたって形成されている。凸部１７の内側には、枠体１５を設置するための枠体設置面１９が形成され、さらにその内側には蓋体１１を設置するための蓋体設置面２１が形成されている。したがって、本体５を開口部２３の上方から見ると、開口部２３を取り囲むように蓋体設置面２１があり、蓋体設置面２１を取り囲むように枠体設置面１９があり、さらに枠体設置面１９を取り囲むように凸部１７の上面があるという配置になっている。
【００２０】
フランジ部３における凸部１７、枠体設置面１９及び蓋体設置面２１の３者の高さの関係を説明すると、凸部１７の上面が最上面で、枠体設置面１９は凸部１７の上面より枠体１５の厚み分下がった位置にあり、さらに蓋体設置面２１は枠体設置面１９から蓋体の外周部に形成された段部１３（図３参照）の厚み分下がった位置にある。
【００２１】
また、図２、図８に示すようにフランジ部３の下面内周部には、所定間隔を離して下方に膨出する膨出部２５を有する。膨出部２５は各辺に３個設けられ、中央にある膨出部２５ａは他の２個の膨出部２５ｂよりも大形に形成されている。膨出部２５は枠体１５を本体５に固定するための枠体固定用ねじ２７のねじ孔２９を設けるため部分であり、ねじ孔２９の深さよりも厚くなるように設定されている。このようにねじ孔２９に必要な箇所のみを膨出させることにより、フランジ部３全体がねじ孔の深さよりも厚さを有さなくてもよく、本体５の省材料化が図られている。
【００２２】
また、図３に示すように蓋体設置面２１にはシール部材９を設置するためのシール部材用溝７を有する。シール部材用溝７は蓋体設置面２１の径方向の中央部に全周にわたって形成されている。シール部材用溝７の深さは、円断面をもつシール部材９の直径より浅く設定される。シール部材用溝７の深さをこのように設定することにより、シール部材９を設置した際に、シール部材９の上部が蓋体設置面２１から突出し、蓋体１１を設置したとき突出部が蓋体１１によって押圧され、水密性を発揮する。
【００２３】
また、図３、図８に示すようにフランジ部３の底面の各角部にはソーラータイル１を埋設する際に地面に固定するための溝付きスプリングピン３１を設けている。
【００２４】
＜蓋体＞
蓋体１１は透光性を有する材料から成る１枚の矩形状の板によって形成され、図２に示すように、外周下面が蓋体設置面２１に載置されて本体５に設置されている。
蓋体１１の外周部には表面側から枠体１５の厚み分だけへこむ段部１３が形成されている。蓋体１１の外周部に段部１３を形成することにより、枠体１５を設置したときに、枠体の上面３３と蓋体の上面３５が面一となる。
蓋体の上面３５は、上方を通る人や車の滑り止め用の突起３７を複数有している。
【００２５】
＜枠体＞
枠体１５は、図４、図５に示すように辺の等しいＬ字型の形状からなる部材（以下、「等辺Ｌ字体３９」という）を４枚、図１に示すように配置することで、矩形環状体に形成されている。このとき、等辺Ｌ字体３９は各辺の端部４１を対向させて配置されており、端部４１同士間には０．５ｍｍの隙間Ｓが形成されている（図１参照）。
なお、等辺Ｌ字体３９はステンレス製である。
【００２６】
１つの等辺Ｌ字体３９は、５か所の皿ねじ用貫通孔４３を有している。皿ねじ用貫通孔４３は、等辺Ｌ字体３９の角部に１か所（皿ねじ用貫通孔４３ａ）、各端部４１近傍に１か所ずつ（皿ねじ用貫通孔４３ｂ）、さらに皿ねじ用貫通孔４３ａと各皿ねじ用貫通孔４３ｂの中間に１か所ずつ（皿ねじ用貫通孔４３ｃ）に形成されている。
皿ねじ用貫通孔４３ｃは、皿ねじ用貫通孔４３ａと皿ねじ用貫通孔４３ｂを結ぶ線の中央から枠外方向にずれた箇所に位置している。つまり、各皿ねじ用貫通孔４３の位置は、一方の皿ねじ用貫通孔４３ｂから、その隣り合う皿ねじ用貫通孔４３を順に線で結んでいくと、折れ曲がった線を形成するような千鳥配置となっている（図６および図７を参照）。
【００２７】
また、図３に示すように皿ねじ用貫通孔４３は、ねじ螺入時に皿ねじの頭部上面と等辺Ｌ字体３９の上面が一致するように皿ねじの頭部の形状に合わせてテーパ部が形成される。
【００２８】
皿ねじ用貫通孔４３の径は、枠体固定用ねじ２７のねじ部の径よりも若干大きく設定され、枠体固定用ねじ２７を入れると所定の隙間が形成されるようになっている。本実施の形態では皿ねじ用貫通孔４３は直径６ｍｍであり、使用するねじはＭ５としており、前記ねじ部と皿ねじ用貫通孔４３の間には片側０．５ｍｍの隙間が形成されている。
【００２９】
＜全体の形状に関して＞
ソーラータイル１は、本体５内に蓄電装置６等を収容し、シール部材用溝７にシール部材９を設置した後、蓋体１１で開口部２３を覆い、さらに等辺Ｌ字体３９を環状になるように４枚配置し、枠体固定用ねじ２７で等辺Ｌ字体３９を本体５に固定して組み立てられている。このとき、図３に示すように凸部１７の上面、枠体の上面３３、枠体固定用ねじ２７の頭部上面、および蓋体の上面３５は略面一となる。
【００３０】
また、図３に示すように等辺Ｌ字体３９はねじ固定によって蓋体１１を押さえつけ、さらに蓋体１１はシール部材９の突出部を本体５に押さえつけることで水密性を発揮する。
【００３１】
上記のように組み立てられた本実施の形態に係るソーラータイル１を地中に埋設した場合、等辺Ｌ字体３９は地面上に露出しているため気温等の環境変化の影響を直接受けるが、本体５は地中にあり、また蓋体１１で覆われているため、その影響を直接受けない。そのため環境の変化があると、等辺Ｌ字体３９と本体５で温度差が生じ、その結果、両者間で熱膨張量が異なることになる。このとき、本実施の形態では、等辺Ｌ字体３９間に０．５ｍｍの隙間Ｓがあるため、本体５側から等辺Ｌ字体３９に作用する応力による面方向への歪を逃すことができ、面外方向の撓みの発生を抑制することができる。その結果、等辺Ｌ字体３９で蓋体１１を押さえつける力が弱まって本体５と等辺Ｌ字体３９の間に隙間が生じることがなく、長期間水密性の維持を確保することができる。
また、上記隙間が生じないので、発明が解決しようとする課題の項で説明したてこの原理による疲労の蓄積やねじの緩みを助長することもない。
【００３２】
また、本実施の形態に係るソーラータイル１は、枠体１５を４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成したので、本体５と枠体１５に熱膨張係数の異なる材料を使用した場合でも熱膨張量の違いによる悪影響を受けることもない。
【００３３】
また、本実施の形態に係るソーラータイル１は、枠体１５を４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成したので、熱膨張によって枠体１５が枠体固定用ねじ２７から受ける応力による悪影響も軽減される。以下、この点を詳細に説明する。
まず、熱膨張量を考えるため、枠体固定用ねじ２７間の距離について整理する。切れ目のない環状体で形成した従来例のような枠体の場合、角部に配置された固定ねじと、その対角に配置された固定ねじの間の距離が最も離れている。他方、等辺Ｌ字体３９の場合、皿ねじ用貫通孔４３ｂに挿入した枠体固定用ねじ２７同士の間の距離が最も離れている。よって、切れ目のない環状体で形成した枠体と、４枚の等辺Ｌ字体３９を環状に配置して形成される枠体１５が、大きさが同じである場合、ねじ固定される最大距離は等辺Ｌ字体３９で枠体を形成した場合の方が短くなる。そのため、ねじ固定される部材間の熱膨張量も小さくなる。その結果、ねじ固定される部材間に作用する応力も小さくなり、疲労が蓄積されて耐久性に悪影響を与える問題や、ねじが緩んでしまうという問題を改善することができる。
【００３４】
また、等辺Ｌ字体３９同士は分離しているため、ある１つの等辺Ｌ字体３９に、ソーラータイル１の上方を通過する人や車から応力が作用した場合、他の等辺Ｌ字体３９へ影響を及ぼすことがなく、一部分に作用した応力が枠体全体に影響するような環状体の場合と比較して、疲労の蓄積や、ねじの緩みの問題を改善することができる。
【００３５】
また、等辺Ｌ字体３９の皿ねじ用貫通孔４３の位置は、上方から見ると、角部に１か所、さらに辺部の長手方向に千鳥状に２か所ずつ位置されているため、等辺Ｌ字体３９は、直線状にねじ孔が位置されている場合と比較して、蓋体１１への押圧力がより強固になる。
【００３６】
また、等辺Ｌ字体３９は矩形の角部を含むような形状の部材であり、長方形の部材と比較して面剛性が高く、結果として、少ないねじ数で蓋体１１への押圧力が確保できる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る枠体１５は４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成されるので、等辺Ｌ字体３９を製造する際、より小さな平板材料からプレス成形することができ、また等辺Ｌ字体３９の形状は１つの平板材料から効率的に材料取りをすることが可能である。
この点から、切れ目のない環状体から枠体を形成した際のコスト的な問題を改善することができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態においては、本体５が正方形であり、その形状に伴い枠体１５を構成する部材を、Ｌ字状の部材（等辺Ｌ字体３９）としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、下記のような態様も含む。
例えば、本体５が円形である場合、その形状に伴って枠体１５は組み合わさることで円環を形成するような２枚の半円環状の部材から構成してもよい。また、本体５が５角形のような多角形の場合、その形状に伴って、複数の部材から多角形環をなすような複数の部材から構成してもよい。この場合、多角形の角部を含むような部材とすることで、面剛性を高くでき、好ましい形態となる。
また、上記の実施の形態においては、シール部材９の設置する個所はシール部材用溝７としたが、シール部材９の設置個所は溝状ではなく、例えば切欠状で形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ 隙間
１ ソーラータイル
２ 導光板
３ フランジ部
４ 太陽電池セル
５ 本体
６ 蓄電装置
７ シール部材用溝
９ シール部材
１１ 蓋体
１３ 段部
１５ 枠体
１７ 凸部
１９ 枠体設置面
２１ 蓋体設置面
２３ 開口部
２５ 膨出部
２５ａ 膨出部
２５ｂ 膨出部
２７ 枠体固定用ねじ
２９ ねじ孔
３１ 溝付きスプリングピン
３３ 枠体の上面
３５ 蓋体の上面
３７ 滑り止め用の突起
３９ 等辺Ｌ字体
４１ 端部
４３ 皿ねじ用貫通孔
４３ａ 皿ねじ用貫通孔
４３ｂ 皿ねじ用貫通孔
４３ｃ 皿ねじ用貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光をエネルギー源として発光し、路面の照明や案内表示等に用いるソーラータイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソーラータイルは本体内に太陽光発電装置や蓄電装置、照明装置を収容し、路面に設置され、路面の照明や案内表示等に用いられる。
ソーラータイルは路面に設置するため、気温の変化や太陽光から受ける熱、上方を通過する人や車から受ける不均一な外力等を受けても内部に雨水等が侵入しないような構造である必要がある。
そのようなソーラータイルの先行技術には以下のものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されたソーラータイルは、有底枠状の本体（同文献中、ケーシング１）に、円形の環状体から形成さている枠体（同、防水留め金具２０）をねじ固定し、その枠体で強化ガラス製の蓋体（同、蓋２）をシール部材を介して本体に押さえる構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録公報 第3055207号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ソーラータイルは、本体を地中に埋設し、枠体および蓋体を地表面に臨ませて設置される。そのため、枠体は地面上に露出して太陽光等の環境変化の影響を直接受けるが、地中にある本体はその影響を直接受けない。このように枠体と本体は環境変化の影響度合いが異なるため、本体と枠体で温度差が生じ、本体と枠体の熱膨張量が異なることになる。
このとき特許文献１に開示されたソーラータイルは、枠体が切れ目のない環状体で形成されて、本体にねじ固定されている。このため、本体と枠体の熱膨張量が異なると、本体と枠体との間で相互に応力が作用し、枠体には、本体側から固定ねじを介して応力が作用し、枠体に面外方向の撓みが発生する可能性がある。枠体に撓みが発生すると、蓋体に対する押圧力が弱まり、本体と枠体の間に隙間が生じ、その隙間から雨水等が侵入する恐れがある。
【０００６】
また、切れ目のない環状体で形成した枠体の場合、切れ目のない枠体という1つの部材上に配置される固定ねじ間で、比較的距離が離れているものが存在する。枠体が固定ねじから受ける応力は固定ねじ間の熱膨張量に比例して大きくなるため、比較的距離が離れている固定ねじが存在する従来例の場合、枠体に作用する応力も大きくなると考えられる。そのため、固定ねじや固定ねじで固定される各部材に疲労が蓄積されて耐久性に悪影響を与えると共に、繰り返し応力が長期間作用すると、ねじが緩んでしまうという問題もある。
【０００７】
また、枠体に作用する応力は、上述したような温度変化による枠体と本体の熱膨張量の違いによってもたらされる場合だけではなく、ソーラータイルの上方を通過する人や車から不均一な力を受ける際にも発生する。この際、枠体が環状体であるため、枠体の一部分に作用する応力は枠全体にも影響し、前述した問題と同様に、固定ねじ及び固定ねじで固定される各部材への疲労の蓄積や、ねじの緩みを発生させる。特に前述した面外方向に撓んで本体と枠体の間に隙間が発生し、該隙間の発生している部位に力を受けると、てこの原理で比較的大きな力が作用することもあり、疲労の蓄積やねじの緩みを助長する。
【０００８】
また更に、環状体からなる枠体の場合、その製造時には少なくとも枠体よりも大きな板材から環状の枠体をプレス成形しなければならず、使用可能な平板材料が限定され、また枠体を打ち抜いたあとの材料が無駄になり製造コストが大きくなるという問題もある。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、温度変化等で枠体に大きな撓みが生ずることなく、長期間水密性の維持を確保できると共に製造コストも低減できるソーラータイルを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係るソーラータイルは、開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに矩形状を形成するものであり、分割された各部材は少なくとも角部を含むように形成されていることを特徴とするものである。
分割された枠体の各部が角部を含むことで、各部の剛性が高くなり、固定ねじの数が同じであれば角部を含まない場合に比較してより強固な押圧力が得られ、逆に必要な押圧力を得るのに角部を含まない場合に比較して固定ねじの数を少なくすることが可能になる。
【００１２】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに正方形を形成するものであり、前記各部材は等辺L字体状に４分割されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記枠体は前記枠体設置部に固定ねじによって固定されており、該固定ねじが前記シール部材の外周側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記枠体を固定する固定ねじのねじ孔が該枠体の長手方向に千鳥状に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るソーラータイルは、開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されているので、直射日光による熱や外気温の変化によって本体と枠体の間で熱膨張量が異なる場合であっても、両者間での相対的な位置変化が許容され、枠体に大きな撓みが生ずることなく、さらにねじや各部材に対して負荷がかかることがなくなり、ねじの緩みも発生しなくなり、長期間水密性の維持を確保できる。
また、枠体を少なくとも２分割にして組立時に環状になるようにしたので、成型時に環状の枠体を成形する場合と比較して、一枚の平板材料からより多くの枠体を成形することができ、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの平面図である。
【図２】図１における矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２における丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る枠体を構成する等辺Ｌ字体の平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る枠体を構成する等辺Ｌ字体の斜視図である。
【図６】図４における矢視Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図４における矢視Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの底面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るソーラータイルの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施の形態にかかるソーラータイル１は、開口部２３の周縁部に外向きのフランジ部３を有する有底枠体の本体５と、フランジ部３に形成されたシール部材用溝７に設置された弾性体からなるシール部材９と、シール部材９に重なると共に本体５の開口部２３を覆う透光性の部材からなる蓋体１１と、蓋体１１の外周部を押圧するように配置され、フランジ部３にねじ固定される枠体１５を有している。以下詳細に説明する。
【００１８】
＜本体＞
本体５は開口部２３の周縁部に外向きのフランジ部３を有する有底枠状によって構成されている。なお、本実施の形態のフランジ部３は本発明の枠体設置部に相当する。
本体５の内側には導光板２、太陽電池セル４、蓄電装置６等の機器が収容されている。なお、本実施の形態における本体５はアルミダイキャスト製である。
【００１９】
フランジ部３の上面最外周部には上方に突出する凸部１７が全周にわたって形成されている。凸部１７の内側には、枠体１５を設置するための枠体設置面１９が形成され、さらにその内側には蓋体１１を設置するための蓋体設置面２１が形成されている。したがって、本体５を開口部２３の上方から見ると、開口部２３を取り囲むように蓋体設置面２１があり、蓋体設置面２１を取り囲むように枠体設置面１９があり、さらに枠体設置面１９を取り囲むように凸部１７の上面があるという配置になっている。
【００２０】
フランジ部３における凸部１７、枠体設置面１９及び蓋体設置面２１の３者の高さの関係を説明すると、凸部１７の上面が最上面で、枠体設置面１９は凸部１７の上面より枠体１５の厚み分下がった位置にあり、さらに蓋体設置面２１は枠体設置面１９から蓋体の外周部に形成された段部１３（図３参照）の厚み分下がった位置にある。
【００２１】
また、図２、図８に示すようにフランジ部３の下面内周部には、所定間隔を離して下方に膨出する膨出部２５を有する。膨出部２５は各辺に３個設けられ、中央にある膨出部２５ａは他の２個の膨出部２５ｂよりも大形に形成されている。膨出部２５は枠体１５を本体５に固定するための枠体固定用ねじ２７のねじ孔２９を設けるため部分であり、ねじ孔２９の深さよりも厚くなるように設定されている。このようにねじ孔２９に必要な箇所のみを膨出させることにより、フランジ部３全体がねじ孔の深さよりも厚さを有さなくてもよく、本体５の省材料化が図られている。
【００２２】
また、図３に示すように蓋体設置面２１にはシール部材９を設置するためのシール部材用溝７を有する。シール部材用溝７は蓋体設置面２１の径方向の中央部に全周にわたって形成されている。シール部材用溝７の深さは、円断面をもつシール部材９の直径より浅く設定される。シール部材用溝７の深さをこのように設定することにより、シール部材９を設置した際に、シール部材９の上部が蓋体設置面２１から突出し、蓋体１１を設置したとき突出部が蓋体１１によって押圧され、水密性を発揮する。
【００２３】
また、図３、図８に示すようにフランジ部３の底面の各角部にはソーラータイル１を埋設する際に地面に固定するための溝付きスプリングピン３１を設けている。
【００２４】
＜蓋体＞
蓋体１１は透光性を有する材料から成る１枚の矩形状の板によって形成され、図２に示すように、外周下面が蓋体設置面２１に載置されて本体５に設置されている。
蓋体１１の外周部には表面側から枠体１５の厚み分だけへこむ段部１３が形成されている。蓋体１１の外周部に段部１３を形成することにより、枠体１５を設置したときに、枠体の上面３３と蓋体の上面３５が面一となる。
蓋体の上面３５は、上方を通る人や車の滑り止め用の突起３７を複数有している。
【００２５】
＜枠体＞
枠体１５は、図４、図５に示すように辺の等しいＬ字型の形状からなる部材（以下、「等辺Ｌ字体３９」という）を４枚、図１に示すように配置することで、矩形環状体に形成されている。このとき、等辺Ｌ字体３９は各辺の端部４１を対向させて配置されており、端部４１同士間には０．５ｍｍの隙間Ｓが形成されている（図１参照）。
なお、等辺Ｌ字体３９はステンレス製である。
【００２６】
１つの等辺Ｌ字体３９は、５か所の皿ねじ用貫通孔４３を有している。皿ねじ用貫通孔４３は、等辺Ｌ字体３９の角部に１か所（皿ねじ用貫通孔４３ａ）、各端部４１近傍に１か所ずつ（皿ねじ用貫通孔４３ｂ）、さらに皿ねじ用貫通孔４３ａと各皿ねじ用貫通孔４３ｂの中間に１か所ずつ（皿ねじ用貫通孔４３ｃ）に形成されている。
皿ねじ用貫通孔４３ｃは、皿ねじ用貫通孔４３ａと皿ねじ用貫通孔４３ｂを結ぶ線の中央から枠外方向にずれた箇所に位置している。つまり、各皿ねじ用貫通孔４３の位置は、一方の皿ねじ用貫通孔４３ｂから、その隣り合う皿ねじ用貫通孔４３を順に線で結んでいくと、折れ曲がった線を形成するような千鳥配置となっている（図６および図７を参照）。
【００２７】
また、図３に示すように皿ねじ用貫通孔４３は、ねじ螺入時に皿ねじの頭部上面と等辺Ｌ字体３９の上面が一致するように皿ねじの頭部の形状に合わせてテーパ部が形成される。
【００２８】
皿ねじ用貫通孔４３の径は、枠体固定用ねじ２７のねじ部の径よりも若干大きく設定され、枠体固定用ねじ２７を入れると所定の隙間が形成されるようになっている。本実施の形態では皿ねじ用貫通孔４３は直径６ｍｍであり、使用するねじはＭ５としており、前記ねじ部と皿ねじ用貫通孔４３の間には片側０．５ｍｍの隙間が形成されている。
【００２９】
＜全体の形状に関して＞
ソーラータイル１は、本体５内に蓄電装置６等を収容し、シール部材用溝７にシール部材９を設置した後、蓋体１１で開口部２３を覆い、さらに等辺Ｌ字体３９を環状になるように４枚配置し、枠体固定用ねじ２７で等辺Ｌ字体３９を本体５に固定して組み立てられている。このとき、図３に示すように凸部１７の上面、枠体の上面３３、枠体固定用ねじ２７の頭部上面、および蓋体の上面３５は略面一となる。
【００３０】
また、図３に示すように等辺Ｌ字体３９はねじ固定によって蓋体１１を押さえつけ、さらに蓋体１１はシール部材９の突出部を本体５に押さえつけることで水密性を発揮する。
【００３１】
上記のように組み立てられた本実施の形態に係るソーラータイル１を地中に埋設した場合、等辺Ｌ字体３９は地面上に露出しているため気温等の環境変化の影響を直接受けるが、本体５は地中にあり、また蓋体１１で覆われているため、その影響を直接受けない。そのため環境の変化があると、等辺Ｌ字体３９と本体５で温度差が生じ、その結果、両者間で熱膨張量が異なることになる。このとき、本実施の形態では、等辺Ｌ字体３９間に０．５ｍｍの隙間Ｓがあるため、本体５側から等辺Ｌ字体３９に作用する応力による面方向への歪を逃すことができ、面外方向の撓みの発生を抑制することができる。その結果、等辺Ｌ字体３９で蓋体１１を押さえつける力が弱まって本体５と等辺Ｌ字体３９の間に隙間が生じることがなく、長期間水密性の維持を確保することができる。
また、上記隙間が生じないので、発明が解決しようとする課題の項で説明したてこの原理による疲労の蓄積やねじの緩みを助長することもない。
【００３２】
また、本実施の形態に係るソーラータイル１は、枠体１５を４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成したので、本体５と枠体１５に熱膨張係数の異なる材料を使用した場合でも熱膨張量の違いによる悪影響を受けることもない。
【００３３】
また、本実施の形態に係るソーラータイル１は、枠体１５を４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成したので、熱膨張によって枠体１５が枠体固定用ねじ２７から受ける応力による悪影響も軽減される。以下、この点を詳細に説明する。
まず、熱膨張量を考えるため、枠体固定用ねじ２７間の距離について整理する。切れ目のない環状体で形成した従来例のような枠体の場合、角部に配置された固定ねじと、その対角に配置された固定ねじの間の距離が最も離れている。他方、等辺Ｌ字体３９の場合、皿ねじ用貫通孔４３ｂに挿入した枠体固定用ねじ２７同士の間の距離が最も離れている。よって、切れ目のない環状体で形成した枠体と、４枚の等辺Ｌ字体３９を環状に配置して形成される枠体１５が、大きさが同じである場合、ねじ固定される最大距離は等辺Ｌ字体３９で枠体を形成した場合の方が短くなる。そのため、ねじ固定される部材間の熱膨張量も小さくなる。その結果、ねじ固定される部材間に作用する応力も小さくなり、疲労が蓄積されて耐久性に悪影響を与える問題や、ねじが緩んでしまうという問題を改善することができる。
【００３４】
また、等辺Ｌ字体３９同士は分離しているため、ある１つの等辺Ｌ字体３９に、ソーラータイル１の上方を通過する人や車から応力が作用した場合、他の等辺Ｌ字体３９へ影響を及ぼすことがなく、一部分に作用した応力が枠体全体に影響するような環状体の場合と比較して、疲労の蓄積や、ねじの緩みの問題を改善することができる。
【００３５】
また、等辺Ｌ字体３９の皿ねじ用貫通孔４３の位置は、上方から見ると、角部に１か所、さらに辺部の長手方向に千鳥状に２か所ずつ位置されているため、等辺Ｌ字体３９は、直線状にねじ孔が位置されている場合と比較して、蓋体１１への押圧力がより強固になる。
【００３６】
また、等辺Ｌ字体３９は矩形の角部を含むような形状の部材であり、長方形の部材と比較して面剛性が高く、結果として、少ないねじ数で蓋体１１への押圧力が確保できる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る枠体１５は４枚の等辺Ｌ字体３９によって形成されるので、等辺Ｌ字体３９を製造する際、より小さな平板材料からプレス成形することができ、また等辺Ｌ字体３９の形状は１つの平板材料から効率的に材料取りをすることが可能である。
この点から、切れ目のない環状体から枠体を形成した際のコスト的な問題を改善することができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態においては、本体５が正方形であり、その形状に伴い枠体１５を構成する部材を、Ｌ字状の部材（等辺Ｌ字体３９）としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、下記のような態様も含む。
例えば、本体５が円形である場合、その形状に伴って枠体１５は組み合わさることで円環を形成するような２枚の半円環状の部材から構成してもよい。また、本体５が５角形のような多角形の場合、その形状に伴って、複数の部材から多角形環をなすような複数の部材から構成してもよい。この場合、多角形の角部を含むような部材とすることで、面剛性を高くでき、好ましい形態となる。
また、上記の実施の形態においては、シール部材９の設置する個所はシール部材用溝７としたが、シール部材９の設置個所は溝状ではなく、例えば切欠状で形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ 隙間
１ ソーラータイル
２ 導光板
３ フランジ部
４ 太陽電池セル
５ 本体
６ 蓄電装置
７ シール部材用溝
９ シール部材
１１ 蓋体
１３ 段部
１５ 枠体
１７ 凸部
１９ 枠体設置面
２１ 蓋体設置面
２３ 開口部
２５ 膨出部
２５ａ 膨出部
２５ｂ 膨出部
２７ 枠体固定用ねじ
２９ ねじ孔
３１ 溝付きスプリングピン
３３ 枠体の上面
３５ 蓋体の上面
３７ 滑り止め用の突起
３９ 等辺Ｌ字体
４１ 端部
４３ 皿ねじ用貫通孔
４３ａ 皿ねじ用貫通孔
４３ｂ 皿ねじ用貫通孔
４３ｃ 皿ねじ用貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されていることを特徴とするソーラータイル。
【請求項２】
前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに矩形状を形成するものであり、分割された各部材は少なくとも角部を含むように形成されていることを特徴とする請求項１記載のソーラータイル。
【請求項３】
前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに正方形を形成するものであり、前記各部材は等辺L字体状に４分割されていることを特徴とする請求項２記載のソーラータイル。
【請求項４】
前記枠体は前記枠体設置部に固定ねじによって固定されており、該固定ねじが前記シール部材の外周側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のソーラータイル。
【請求項５】
前記枠体を固定する固定ねじのねじ孔が該枠体の長手方向に千鳥状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のソーラータイル。
【請求項１】
開口部の外周に枠体設置部を有する有底枠状の本体と、前記枠体設置部に設置された弾性体からなるシール部材と、該シール部材に重なると共に前記本体の開口部を覆う透光性の部材からなる蓋体と、該蓋体の外周部を押圧するように配置され、前記枠体設置部に固定される枠体とを有し、該枠体は少なくとも２分割されて構成され、分割された各部材同士の対向部に所定の隙間ができるように固定されていることを特徴とするソーラータイル。
【請求項２】
前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに矩形状を形成するものであり、分割された各部材は少なくとも角部を含むように形成されていることを特徴とする請求項１記載のソーラータイル。
【請求項３】
前記枠体は、分割された各部材を前記枠体設置部に設置したときに正方形を形成するものであり、前記各部材は等辺L字体状に４分割されていることを特徴とする請求項２記載のソーラータイル。
【請求項４】
前記枠体は前記枠体設置部に固定ねじによって固定されており、該固定ねじが前記シール部材の外周側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のソーラータイル。
【請求項５】
前記枠体を固定する固定ねじのねじ孔が該枠体の長手方向に千鳥状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のソーラータイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４５００（Ｐ２０１３−４５００Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８１４６（Ｐ２０１１−１３８１４６）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００１０７０６６）株式会社リッチェル (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００１０７０６６）株式会社リッチェル (77)
【Ｆターム（参考）】
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