説明

太陽電池モジュールの屋根上設置構造

【課題】太陽電池モジュールを取り付けるための屋根への孔開けを必要とせず、且つ屋根と太陽電池モジュールと間の配置間隔を小さくできる太陽電池モジュールの屋根上設置構造を提供する。
【解決手段】屋根の立ちはぜに固定される支持金具1と、上記支持金具1の支持片12bの下面と上記屋根との間に位置する受け部材13と、上記受け部材13上に配置される端フレーム2と、上記受け部材13の上面から上方に突き出るボルト部14bに装着されて上記受け部材13と上記端フレーム2とを相互に固定するナット14cと、太陽電池モジュール固定具4とを備えており、太陽電池モジュールの縁側が上記端フレーム2における本体板部2a上に載せられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、屋根への太陽電池の設置に好適な太陽電池モジュールの屋根上設置構造に関する。
【背景技術】
【0002】
屋根に太陽電池を取り付ける構造として、金属の葺き板にビス打ち等によって取り付け用の孔を開ける構造が特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−96986号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような取り付け構造では、上記取り付け用の孔を完璧に止水することが容易でないために雨漏りを生じやすく、また積雪地域では融雪水によるトラブルを生じやすい。更に、積雪地域で採用されるスノーダクトや緩勾配片流れなどの屋根において、この屋根と太陽電池モジュールとの間に間隔があり過ぎると、太陽電池モジュール下に雪が溜まりやすくなり、すが漏れのリスクが高くなる。
【0005】
この発明は、太陽電池モジュールを取り付けるための屋根への孔開けを必要とせず、且つ屋根と太陽電池モジュールと間の配置間隔を小さくできる太陽電池モジュールの屋根上設置構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明の太陽電池モジュールの屋根上設置構造は、上記の課題を解決するために、挟み金物部及び支持部を有し、上記挟み金物部によって屋根の立ちはぜに固定されるはぜ固定金物と、上記支持部により支持されるフレームと、上記支持部の上方に突き出る締結部に装着されて上記支持部と上記フレームとを相互に固定する固定部材とを備えており、太陽電池モジュールの縁側が上記フレームにおける本体板部上に載せられており、上記支持部は上記本体板部を介して上記太陽電池モジュールの縁側の下方に存在していることを特徴とする。
【0007】
上記構成であれば、屋根の立ちはぜに固定されるはぜ固定金物を用いるので、屋根にビス打ちをする必要がなくなり、雨漏りを防止できる。また、上記屋根を基準とした上記フレームの配置高さは、上記支持部の高さと上記フレームにおける本体板部の厚みとを足し合わせた値となり、この配置高さは、太陽電池支持フレームとして例えば中空状フレームを用いる場合に比べて格段に低くなる。このように上記フレームの配置高さを低くできると、太陽電池モジュールの裏側と屋根との間に雪が入り込むのを防止し、すが漏れの発生リスクを軽減することができる。また、屋根の傾斜に沿って太陽電池モジュールを配置することができ、太陽電池モジュールが配置された屋根の見栄えをよくすることができる。
【0008】
上記締結部及び固定部材を用いて太陽電池モジュールを上記フレームに固定することも可能であるが、上記締結部及び固定部材とは別に太陽電池モジュール固定具が上記フレームに設けられるようにしてもよい。
【0009】
上記太陽電池モジュール固定具を用いる場合、上記フレームにおける上記本体板部の位置よりも高い箇所に当該太陽電池モジュール固定具と上記フレームとの相互固定のための締結箇所を形成する台座部材を備えるのがよい。これによれば、上記台座部材により上記太陽電池モジュール固定具を上記フレームにしっかりと固定することができる。
【0010】
また、上記太陽電池モジュール固定具を用いる場合、上記フレームに係止穴が形成されていて、上記太陽電池モジュール固定具には上記係止穴に入る大きさで且つ上記係止穴から抜けない形状を有する係止部が設けられているのがよい。これによれば、上記フレームを上記金具に固定した後に、上記太陽電池モジュール固定具を上方からの操作だけで上記フレームに取り付けることが可能になる。
【0011】
また、これらの太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームとして、片側に太陽電池モジュールが配置される端フレームと、両側に太陽電池モジュールが配置される中フレームとを備え、上記中フレームは、上記本体板部の端から屋根側に一旦立ち下がって立ち上がる二重板縁を有するものでもよい。この二重板縁を有する場合には上記中フレームの剛性を高めることができる。
【0012】
また、これらの太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームが上記立ちはぜに平行に配置される構成としてもよいが、上記フレームが上記立ちはぜに交差する方向に配置される構成の方が望ましい。このように交差配置することにより、上記立ちはぜのピッチの影響を受けないで太陽電池モジュールを配置することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明であれば、屋根からのフレームの配置高さを低くすることができるので、太陽電池モジュールの裏側に雪が入り込むのを防止し、すが漏れの発生リスクを軽減できる等の優れた諸効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】同図(A)は本発明の太陽電池モジュールの屋根上設置構造に用いられる支持金物の一例を示した斜視図であり、同図(B)は同組み立て斜視図である。
【図2】図1に示した支持金物を屋根に配置する様子を示した斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の組み立ての様子を示した斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の一部を示した図であって、支持金物上に端フレームを載せた状態を示した斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の組み立ての様子を示した斜視図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の一部を示した図であって、端フレームに太陽電池モジュール固定具を取り付けた状態を示した斜視図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の組み立ての様子を示した斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の一部を示した図であって、端フレーム箇所の断面図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造の一部を示した図であって、中フレーム箇所の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
次に、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【0016】
図1(A)及び図1(B)は、この実施形態に係る太陽電池モジュールの屋根上設置構造に用いることができる支持金物(はぜ固定金物)1を示している。この支持金物1は、挟み金物部11と、鉤状金物部(支持部)12と、受け部材(支持部)13と、締結ボルト14(締結部)と、ナット15(固定部材、図4参照)とを備える。
【0017】
上記支持金物1における上記挟み金物部11は、一対の板材が各々の上辺側で例えば溶接固定されてなる挟み部11aと、上記一対の板材の各々を曲げ加工してなるフランジ部11bとを有する。上記挟み部11aの上記一対の板材の間には立ちはぜ101の厚みに対応した幅の隙間が形成されている。また、上記挟み部11aには、上記立ちはぜ101の厚み方向に貫通する貫通穴11cが立ちはぜ101の延設方向に2箇所形成されている。上記貫通穴11cにボルト11dを挿通してナット11eを締め込むことにより、挟み金物部11が立ちはぜ101に固定される。また、上記フランジ部11bには当該フランジ部11bに上記鉤状金物部12を固定するために用いられる貫通穴11fが2箇所形成されている。
【0018】
上記鉤状金物部12は、上記フランジ部11bに対面する固定面部12aと、上記固定面部12aに対して略90度折り曲げられた支持片12bとからなる。上記支持片12bの中央部には貫通穴12fが形成されている。また、上記固定面部12aには貫通穴12cが形成されており、この貫通穴12c及び上記貫通穴11fにボルト12dを挿通してナット12eを締め込むことにより、上記挟み金物部11に上記鉤状金物部12が固定される。
【0019】
上記受け部材13は例えば立方体又は直方体形状を有したゴム材などの緩衝材からなる。この受け部材13の下面には上記立ちはぜ101が収まる溝部13aが形成されている。また、この受け部材13には、その上面の中央箇所から上記溝部13aに至る垂直貫通穴13bが形成されている。そして、上記鉤状金物部12の支持片12bが上記受け部材13の上面に当接した状態で、上記鉤状金物部12の固定面部12aが上記挟み金物部11のフランジ部11bに固定される。
【0020】
上記締結ボルト14は、上記受け部材13の上記溝部13aに収まり且つ回動が規制される長方形状板部14aと、この長方形状板部14aの中央部から立ち上がるように設けられたボルト部14bとからなる。上記長方形状板部14aを上記溝部13a内に収め、上記締結ボルト14を上記垂直貫通穴13bに挿通させると、上記ボルト部14bの先端が上記受け部材13の上面から突き出る。そして、この突き出たボルト部14bを上記支持片12bに形成された貫通穴12fに通し、上記ボルト部14bの先端部にナット15(固定部材、図4参照)を螺合することができる。
【0021】
図2は、金属板葺きの屋根100への上記支持金物1の取り付けの様子を示している。上記立ちはぜ101は、屋根100における垂木102が配置されている箇所に形成されているのがよい。この場合、上記支持金物1は上記垂木102の配置箇所の上方に設けられることになる。なお、この実施形態では、上記屋根100は積雪寒冷地の無落雪屋根(スノーダクト、緩勾配片流れ等)となっているが、このような無落雪屋根への適用に限定されるものではない。
【0022】
図3は、上記屋根100に取り付けた上記支持金物1上に端フレーム2及び中フレーム3を取り付ける様子を示している。この図に示している設置形態では、各フレーム2、3を上記立ちはぜ101の延設方向に交差させて配置している。上記端フレーム2は、その片側に太陽電池モジュール5が配置されるフレームであり、上記中フレーム3はその両側に太陽電池モジュール5が配置されるフレームである。
【0023】
図4は、上記支持金物1上に上記端フレーム2を取り付けた状態を示した斜視図である。上記端フレーム2は、例えば金属板部材を折り曲げ加工することで断面略C字形状を有したものとなっている。上記端フレーム2は、その本体板部2aが上記支持金物1の支持片12b上に載せられるとともに上記本体板部2aに形成されているその長手方向に長い貫通長穴2dに上記支持金物1のボルト部14bを挿通させている。そして、上記ボルト部14bにナット15を締めつけることで支持金物1上に上記端フレーム2が固定される。上記中フレーム3も同様に上記支持金物1に取り付けられる。また、上記端フレーム2の本体板部2aの長手方向端部には、第1係止貫通穴2bが形成されているとともに、その外側となる位置に4個の第2係止貫通穴2cが形成されている。上記中フレーム3も同様にその本体板部3aに第1係止貫通穴3b及び第2係止貫通穴3cが形成されている(図9参照)。
【0024】
図5は、上記端フレーム2及び上記中フレーム3に太陽電池モジュール固定具4を取り付ける様子を示している。上記太陽電池モジュール固定具4は、上記支持金物1の位置よりも各フレーム2、3の端寄りに取り付けられる。もちろん、上記太陽電池モジュール固定具4を、上記支持金物1の位置よりも内側に取り付けてもよい。
【0025】
図6は、上記端フレーム2に太陽電池モジュール固定具4を取り付けた状態を示した斜視図である。上記太陽電池モジュール固定具4は、台座部材41と、ボルト部材42と、係止ナット部材43と、締め付けナット44と、カバー固定ナット45(図8、9参照)からなる。
【0026】
上記台座部材41は、金属板を逆U字状に折り曲げることで台座面部41a及び二つの脚部41bを有したものとなっている。上記台座面部41aの中央には上記ボルト部材42が挿通される貫通穴が形成されている。また、各脚部41bの下端に形成されている4つの係止突起が上記端フレーム2の本体板部2aに形成された上記4個の第2係止貫通穴2cにより係止される。
【0027】
上記係止ナット部材43は上記ボルト部材42の下端側に螺合(溶接等でもよい)されている。そして、上記係止ナット部材43は、上記第1係止貫通穴2bに入る大きさで且つ上記第1係止貫通穴2bから抜けないような長辺形状を有している。さらに、上記係止ナット部材43には、上記第1係止貫通穴2bの縁に当接できる突起43aが形成されている。上記係止ナット部材43が上記端フレーム2の長手方向に対して斜めに向けられると、この係止ナット部材43は、上記第1係止貫通穴2bから抜け出なくなり且つ上記突起43aが上記第1係止貫通穴2bの縁に当接して回動できない状態となる。
【0028】
上記締め付けナット44は上記ボルト部材42の上側から螺合され、この締め付けナット44を締め付けていくことで上記台座部材41を上記端フレーム2に固定することができる。ここで、上記台座部材41は、上記端フレーム2における上記本体板部2aの位置よりも高い箇所に当該太陽電池モジュール固定具4と上記端フレーム2との相互固定のための固定箇所を形成するものとなる。なお、同様の方法で太陽電池モジュール固定具4は上記中フレーム3にも取り付けられる。
【0029】
図7は、上記フレーム2、3に載せられた太陽電池モジュール5を化粧カバー6によって固定する様子を示している。
【0030】
図8は上記化粧カバー6が配置された端フレーム2の箇所の断面図である。上記化粧カバー6はその平板本体部の両側に立ち上げ部が形成された断面コ字形状を有している。そして、上記化粧カバー6の上記平板本体部には太陽電池モジュール固定具4の上記ボルト部42が挿通される貫通穴が形成されている。この貫通穴を通したボルト部材42の先端側にカバー固定ナット45が装着され、上記化粧カバー6が固定される。また、上記化粧カバー6と締め付けナット44の間には、上記ボルト部材42に嵌合するパイプ状のスペーサ7が設けられている。
【0031】
上記端フレーム2の端部側の立ち上げ部上端には、受け部2eが折り曲げ形成されており、上記化粧カバー6の一方の立ち上げ部は上記受け部2eに当接し、他方の立ち上げ部は太陽電池モジュール5の係止突起部5aに当接する。また、上記太陽電池モジュール5はその縁側の下面を端フレーム2の上記本体板部2a上に載せている。そして、上記支持片12b(支持部)は上記本体板部2aを介して上記太陽電池モジュール5の縁側の下方に存在している。
【0032】
図9は上記化粧カバー6が配置された中フレーム3の箇所の断面図である。隣り合う2枚の太陽電池モジュール5はその縁側を中フレーム3の本体板部3a上に載せている。そして、各太陽電池モジュール5の縁側は上記本体板部3aを介して上記支持金物1の支持片12b上に存在している。また、中フレーム3の上記本体板部3aの両側には立ち上げ部が形成されるが、上記支持金物1の挟み金物部11が設けられない側の立ち上げ部は、上記本体板部3aの端から屋根側に一旦立ち下がって立ち上がる二重板縁3dとなっている。また、上記端フレーム2と同様に、上記化粧カバー6の上記平板本体部には、太陽電池モジュール固定具4の上記ボルト部42が挿通される貫通穴が形成されている。この貫通穴を通したボルト部材42の先端側にカバー固定ナット45が装着され、上記化粧カバー6が固定される。また、上記化粧カバー6と締め付けナット44の間には、上記ボルト部材42に嵌合するパイプ状のスペーサ7が設けられている。
【0033】
上記の構成であれば、上記屋根100を基準とした上記フレーム2、3の配置高さは、上記受け部材13(支持部)の高さと上記支持片12b(支持部)の厚みと上記フレーム2、3における本体板部2a,3aの厚みとを足し合わせた値となり、この配置高さは、太陽電池支持フレームとして例えば中空状フレームを用いる場合に比べて格段に低くなり、またフレームの軽量化も図れる。このように上記フレーム2、3の配置高さを低くできると、太陽電池モジュール5の裏側と屋根100との間に雪が入り込むのを防止し、すが漏れの発生リスクを軽減することができる。また、太陽電池モジュール5が配置された屋根の見栄えもよくなる。
【0034】
そして、この実施形態では、鉤状金物部12と受け部材13とにより支持部を構成し、上記支持片12bの下面と上記屋根100との間に上記受け部材13を介在させているので、上記支持片12b上に加わる荷重が当該支持片12bを介して上記受け部材13に加わることになる。なお、支持片12bを設けない場合には、上記フレーム2、3の本体板部2a,3aが上記受け部材13上に直接配置される構造となるが、このような直接配置の構造とすることも可能である。この構造の場合には、上記挟み金物部11のフランジ部11bを上記受け部材13にビス等を用いて固定すればよい。また、一つの受け部材13を両側から挟むように挟み金物部を設ける構造としてもよい。また、このような支持片12bを設けない構造において、上記本体板部2a,3aと上記受け部材13との間に上記支持片12bと同等の大きさの板状部材を介在させてもよい。更に、鉤状金物部12と受け部材13とにより支持部を構成するのではなく、受け部材13を省略して例えば鉤状金物部12だけで支持部を構成してもよいものである。この場合、鉤状金物部12の支持片12bに締結部材となるボルトを装着すればよい。
【0035】
また、この実施形態では、上記フレーム2、3が上記立ちはぜ101に交差する方向に配置されたので、上記立ちはぜ101のピッチの影響を受けないで太陽電池モジュール5を配置することができる。なお、上記フレーム2、3が上記立ちはぜ101に平行に配置される構造を排除するものではない。
【0036】
また、この実施形態では、上記締結ボルト14及びナット15とは別に太陽電池モジュール固定具4を上記フレーム2、3に設けることとしており、上記締結ボルト14やナット15の配置や構造に制限されない独自の配置や構造による太陽電池モジュール固定具4を採用できることになる。なお、上記締結ボルト14のボルト部14bを長くし、この締結ボルト14に台座部材41を係合させ、上記ナット15とは別のナットで上記台座部材41を固定する構造とすることも可能である。
【0037】
また、この実施形態では、上記太陽電池モジュール固定具4において、上記フレーム2、3における上記本体板部2a,3aの位置よりも高い箇所に当該太陽電池モジュール固定具4と上記フレーム2、3との相互固定のための締結箇所を形成する台座部材41を設けているので、上記太陽電池モジュール固定具4を上記フレーム2、3にしっかりと固定することができる。具体的には、上記本体板部2a,3aの位置でボルト部材42をナット止めをすると、上記ボルト部材42がぐらつくおそれがあるが、上記台座部材41を設ける構造であれば、上記ボルト部材42がぐらつくのを防止できる。
【0038】
また、この実施形態では、上記太陽電池モジュール固定具4には上記第1係止貫通穴2b,3bに入る大きさで且つ上記第1係止貫通穴2b,3bから抜けないための長辺部を有する上記係止ナット部材43が設けられているので、上記フレーム2、3を上記支持金具1に固定した後に、上記太陽電池モジュール固定具4を上方からの操作だけで上記フレーム2、3に取り付けることが可能になる。
【0039】
また、この実施形態では、上記中フレーム3は、その本体板部の端から屋根100側に一旦立ち下がって立ち上がる二重板縁3dを有するので、当該中フレーム3の剛性を高めることができる。なお、上記二重板縁3dを形成することに限定するものではなく、上記二重板縁3dを形成しない場合には、上記支持金物1は2個の挟み金物部11を有した構造とすることができる。この場合、鉤状金物部12は鉤状ではなく断面コ字形状を有するのがよい。
【0040】
また、この実施形態では、上記化粧カバー6と締め付けナット44の間には、上記ボルト部材42に嵌合するパイプ状のスペーサ7が設けられている。かりに、ナット44の締め付けを忘れている場合、上記スペーサ7は規定位置より上方に位置することになり、この状態では上記化粧カバー6が浮いてしまうのでナット44の締め忘れに気付くことが可能になる。また、上記スペーサ7が規定の位置に在る状態で上記化粧カバー6との間に少し隙間があれば、ナット45の締め付けで上記化粧カバー6が少し下方に撓んでバネ効果が生じ、ナット45の緩みを防止できることにもなる。
【符号の説明】
【0041】
1 支持金物(はぜ固定金物)
11 挟み金物部
12 鉤状金物部(支持部)
12a 支持片
13 受け部材(支持部)
14 締結ボルト(締結部)
14b ボルト部
15 ナット(固定部材)
2 端フレーム
2a 本体板部
2b 第1係止貫通穴(係止穴)
3 中フレーム
3a 本体板部
3b 第1係止貫通穴(係止穴)
3d 二重板縁
4 太陽電池モジュール固定具
41 台座部材
42 ボルト部材
43 係止ナット部材(係止部)
44 締め付けナット
45 カバー固定ナット
5 太陽電池モジュール
6 化粧カバー
7 スペーサ
100 屋根
101 立ちはぜ
102 垂木

【特許請求の範囲】
【請求項1】
挟み金物部及び支持部を有し、上記挟み金物部によって屋根の立ちはぜに固定されるはぜ固定金物と、上記支持部により支持されるフレームと、上記支持部の上方に突き出る締結部に装着されて上記支持部と上記フレームとを相互に固定する固定部材とを備えており、太陽電池モジュールの縁側が上記フレームにおける本体板部上に載せられており、上記支持部は上記本体板部を介して上記太陽電池モジュールの縁側の下方に存在していることを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。
【請求項2】
請求項1に記載の太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記締結部及び固定部材とは別に太陽電池モジュール固定具が上記フレームに設けられることを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。
【請求項3】
請求項2に記載の太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームにおける上記本体板部の位置よりも高い箇所に上記太陽電池モジュール固定具と上記フレームとの相互固定のための締結箇所を形成する台座部材を備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。
【請求項4】
請求項2または請求項3に記載の太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームに係止穴が形成されており、上記太陽電池モジュール固定具には上記係止穴に入る大きさで且つ上記係止穴から抜けない形状を有する係止部が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。
【請求項5】
請求項1〜請求項4に記載の太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームとして、片側に太陽電池モジュールが配置される端フレームと、両側に太陽電池モジュールが配置される中フレームとを備えており、上記中フレームは、その本体板部の端から屋根側に一旦立ち下がって立ち上がる二重板縁を有することを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの屋根上設置構造において、上記フレームが上記立ちはぜに交差する方向に配置されたことを特徴とする太陽電池モジュールの屋根上設置構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−40525(P2013−40525A)
【公開日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−179286(P2011−179286)
【出願日】平成23年8月19日(2011.8.19)
【出願人】(390037154)大和ハウス工業株式会社 (946)
【出願人】(511014116)株式会社ヤブシタ (2)
【Fターム(参考)】