JP2016108876A - ソーラー機器固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルを屋外に設置された支持フレーム上に固定金具を使用して固定する太陽電池パネル固定構造において、固定金具上でのボルト・ナットの締結作業を不要とすることにより、ボルト・ナットの締結作業に必要とされるスペース分だけ固定金具を小型化し、太陽電池パネル設置のスペース効率を改善する。【解決手段】固定金具４０のフランジ部４１を、太陽電池パネル２０の端部に係合し、太陽電池パネル２０を屋外に設置するための主フレーム１２上に、固定金具４０をボルト６１・ナット６２により固定して、太陽電池パネル２０を主フレーム１２上に固定する太陽電池パネル固定構造であって、ボルト６１の頭部を固定金具４０の屈曲部４２で挟んで回転不能に保持し、主フレーム１２の下方からナット６２を、主フレーム１２上に太陽電池パネル２０と共に固定金具４０を挟んだ状態で、ボルト６１に対して締結する。【選択図】図４

Description

本発明は、陸屋根上、地上等の屋外に、太陽電池パネル、太陽熱温水器等のソーラー機器を設置して固定するソーラー機器固定構造に関する。

陸屋根上に太陽電池パネルを設置するための固定構造としては、陸屋根上に設置された支持フレームに太陽電池パネルをボルト・ナットを使用して固定するのが一般的である。具体的には、太陽電池パネルの外枠に形成された取付孔と支持フレームに形成された取付孔とにボルトを貫通させてナットで締結して固定する構造が採用されている。しかし、この固定構造の場合、製造誤差によって両取付孔の位置にずれがあると、位置調整が必要となり、ボルト・ナットによる固定作業の作業性が悪いという問題がある。

一方、別の固定構造として、専用の固定金具を使用して太陽電池パネルを支持フレーム上に挟み込んで固定する構造も使用されている。下記特許文献１には、陸屋根ではなく、スレート葺き屋根に太陽電池パネルを専用の固定金具を使用して固定する類似の構造が開示されている。

特開２０１１−２４７００４号公報

しかし、固定金具を使用する固定構造の場合、固定金具によって太陽電池パネルを支持フレーム上で挟み込むため、支持フレーム上に太陽電池パネルを挟んだ状態で、固定金具を固定するためのスペースが必要となり、太陽電池パネル設置のスペース効率が低下する問題がある。即ち、太陽電池パネルを支持フレーム上で挟み込むためには、支持フレーム上で太陽電池パネルを挟んだ状態で、固定金具をボルト・ナットによって支持フレーム上に固定する必要がある。その際、太陽電池パネルに隣接して、固定金具上には、ボルト・ナットの締結作業を行うためのスペースが必要となる。その結果、支持フレーム上で固定金具の占めるスペースが大きくなり、必要枚数の太陽電池パネルを設置するために必要なスペースが大きく必要となる。若しくは、限られたスペースに設置できる太陽電池パネルの枚数が少なくなってしまう。

このような問題に鑑み本発明の課題は、太陽電池パネルのようなソーラー機器を屋外に設置された支持フレーム上に固定金具を使用して固定するソーラー機器固定構造において、固定金具上でのボルト・ナットの締結作業を不要とすることにより、ボルト・ナットの締結作業に必要とされるスペース分だけ固定金具を小型化し、ソーラー機器設置のスペース効率を改善することにある。

第１発明は、固定金具のフランジ部を、太陽電池パネル等のソーラー機器の端部に係合し、該ソーラー機器を屋外に設置するための支持フレーム上に、前記固定金具をボルト・ナットにより固定して、前記ソーラー機器を前記支持フレーム上に固定するソーラー機器固定構造であって、前記ボルト・ナットの組合せの一方を前記固定金具上に回転不能に保持し、前記支持フレームの下方から前記ボルト・ナットの組合せの他方を、支持フレーム上にソーラー機器と共に固定金具を挟んだ状態で、前記一方に対して締結する。

第１発明において、固定金具は、隣接するソーラー機器が存在しない端部のソーラー機器を固定する端部固定金具でもよいし、互いに隣接するソーラー機器を同時に固定する中間固定金具でもよい。また、ボルト・ナットの組合せの一方である、ボルト又はナットを、固定金具上で回転不能に保持する保持構造は、各種の構造が採用可能である。

第２発明は、上記第１発明において、前記固定金具は、前記支持フレーム上に固定された複数のソーラー機器のうち、隣接するソーラー機器同士間に設置されて、両ソーラー機器の互いに隣接する端部を挟持する中間固定金具であり、両ソーラー機器の前記端部に係合する一対のフランジ部同士の間には、前記ボルトの頭部を回転不能に保持するように壁面部が形成され、該壁面部は、前記ボルトの頭部におけるナット締結時の連れ回りを阻止するように、前記ボルトの頭部に当接している。

第２発明において、固定金具の壁面部は、一対のフランジ部同士の間で支持フレームから離間する側に突出して形成されていてもよい。

第３発明は、上記第２発明において、前記固定金具の壁面部は、前記固定金具における前記一対のフランジ部同士の間に、前記ボルトの頭部を保持するスペースを形成するように前記支持フレーム側に屈曲した屈曲部によって形成され、該屈曲部は、両ソーラー機器の前記端部間に挟まれると共に、前記ボルトの頭部におけるナット締結時の連れ回りを阻止するように、前記屈曲部によって形成される互いに対向する一対の前記壁面部が、前記ボルトの頭部を挟持する大きさとされている。

本発明によれば、ボルト・ナットの組合せの一方は、回転不能となるように固定金具上に保持され、ボルト・ナットの組合せの他方が固定金具及び支持フレームを挟んで一方に締結される。そのため、ボルト・ナットによって固定金具を支持フレーム上に固定するに際し、ボルト・ナットの一方を締結のため回転したとき、他方の連れ回りを阻止するように工具で保持する必要はなく、ボルト・ナットの組合せの一方の固定金具上でのスペースは小さくて済み、支持フレーム上で固定金具が占めるスペースを小さくすることができる。従って、ソーラー機器設置のスペース効率を改善することができる。また、ボルト・ナットの締結作業をソーラー機器の下側のみから行うことができるため、ボルト・ナットの締結作業のためにソーラー機器の上に乗って行う作業はなくすことができ、ソーラー機器を締結作業時に損傷させる恐れをなくすことができる。しかも、支持フレームの下側は開放空間とされているため、ボルト・ナットの締結作業の作業性を改善することができる。

本発明の一実施形態である太陽電池パネル固定装置の側面図である。 図１の太陽電池パネル固定装置の部分断面背面図である。 図１の太陽電池パネル固定装置の平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面拡大図である。 図１の太陽電池パネル固定装置における端部固定金具の斜視図である。 図１の太陽電池パネル固定装置における中間固定金具の斜視図である。 図１の太陽電池パネル固定装置における中間固定金具の平面図である。 図１の太陽電池パネル固定装置における中間固定金具の正面図である。 上記実施形態における太陽電池パネルを支持フレームに固定する様子を示す説明図であり、最下端の太陽電池パネルを固定する様子を示す。 上記実施形態における太陽電池パネルを支持フレームに固定する様子を示す説明図であり、最下端の次の太陽電池パネルを固定する様子を示す。 上記実施形態における太陽電池パネルが支持フレームに固定された様子を示す説明図である。 図１の太陽電池パネル固定装置における中間固定金具の変形例を示す図４と同様の断面図である。

図１〜３は本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、ソーラー機器としての太陽電池パネルを陸屋根上に設置して固定する太陽電池パネル固定構造に本発明を適用した例を示す。各図中、矢印により陸屋根上に設置された太陽電池パネル固定装置の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

この場合、太陽電池パネル固定装置は、一つの支持フレーム１０によって前後方向に４枚、左右方向に３枚で、合計１２枚の太陽電池パネル２０を支持している。支持フレーム１０は、陸屋根上に設置された前後方向に２個、左右方向に３個で、合計６個のコンクリートブロック１１上に組み立てられて構成されている。支持フレーム１０は、左右方向に並べられた各３個のコンクリートブロック１１上に跨って各ベースフレーム１３が固定され、太陽電池パネル２０を固定する主フレーム１２が、前後方向に傾斜して、各太陽電池パネル２０に２本づつ、合計６本が左右方向に並べて設けられている。

支持フレーム１０の主フレーム１２に対する太陽電池パネル２０の固定は、端部固定金具３０及び中間固定金具４０によって行われている。端部固定金具３０及び中間固定金具４０は、各主フレーム１２と各太陽電池パネル２０の前後端部との交点部分に設置されており、端部固定金具３０は、隣接する太陽電池パネル２０が存在しない前後端に位置する太陽電池パネル２０の端部に使用され、中間固定金具４０は、互いに隣接する太陽電池パネル２０を同時に固定する部分に使用される。

図５は端部固定金具３０を拡大して示している。端部固定金具３０は、概ねＬ字断面形状に屈曲形成されており、Ｌ字形状の屈曲部３２の上端部にはフランジ部３１が形成され、屈曲部３２の下端部にはフランジ部３４が形成されている。また、屈曲部３２の下面中央部には貫通孔３３が穿設されている。

図６〜８は中間固定金具４０を拡大して示している。中間固定金具４０は、概ねＵ字断面形状に屈曲形成されており、Ｕ字断面形状の屈曲部４２の両側上端部には、それぞれフランジ部４１が形成され、屈曲部４２の中央底面部には貫通孔４３が穿設されている。

図４は、端部固定金具３０及び中間固定金具４０を使用して太陽電池パネル２０を挟持固定した状態を拡大して示している。最前端の太陽電池パネル２０の前端部に対応する主フレーム１２上に端部固定金具３０が固定され、その太陽電池パネル２０の前端部が端部固定金具３０のフランジ部３１によって挟持されている。また、隣接する太陽電池パネル２０同士間に位置する太陽電池パネル２０の端部に対応する主フレーム１２上に中間固定金具４０が固定され、その太陽電池パネル２０の各端部が中間固定金具４０のフランジ部４１によって挟持されている。

端部固定金具３０の主フレーム１２に対する固定は、ボルト５１を端部固定金具３０の貫通孔３３及び主フレーム１２上の貫通孔（不図示）を貫通させ、そのボルト５１にナット５２を締結することによって行われている。このとき、ボルト５１の頭部は、端部固定金具３０の屈曲部３２によって形成される壁面部３２ａに当接して、端部固定金具３０に対して回転不能とされている。そのため、ボルト５１の雄ねじ部にナット５２の雌ねじ部を螺合して締結する際に、ボルト５１が連れ回りするのが阻止される。従って、ボルト５１に対してナット５２を締結する際にボルト５１が連れ回りしないようにボルト５１の頭部を工具によって保持する必要はなくなり、ボルト５１の頭部と端部固定金具３０の屈曲部３２との間に工具を挿入するスペースを設ける必要をなくすことができる。なお、端部固定金具３０のフランジ部３４は、主フレーム１２の前端縁部に当接して、主フレーム１２に対して端部固定金具３０が相対回転しないようにされている。

また、中間固定金具４０の主フレーム１２に対する固定は、ボルト６１を中間固定金具４０の貫通孔４３及び主フレーム１２の貫通孔（不図示）に貫通させ、そのボルト６１にナット６２を締結することによって行われている。このとき、ボルト６１の頭部は、中間固定金具４０の屈曲部４２によって形成される互いに対向する一対の壁面部４２ａに挟まれて当接して、中間固定金具４０に対して回転不能とされている。そのため、各ボルト６１の雄ねじ部にナット６２の雌ねじ部を螺合させる際に、ボルト６１が連れ回りするのが阻止される。従って、ボルト６１に対してナット６２を締結する際にボルト６１が連れ回りしないようにボルト６１の頭部を工具によって保持する必要はなくなり、ボルト６１の頭部と中間固定金具４０の屈曲部４２との間に工具を挿入するスペースを設ける必要をなくすことができる。

このように、ボルト５１、６１及びナット５２、６２の組合せの一方である各ボルト５１、６１は、回転不能となるように端部固定金具３０又は中間固定金具４０上に保持され、ボルト５１、６１及びナット５２、６２の組合せの他方である各ナット５２、６２が、端部固定金具３０又は中間固定金具４０、及び主フレーム１２を挟んで各ボルト５１、６１に締結される。そのため、各ボルト５１、６１頭部の端部固定金具３０及び中間固定金具４０上でのスペースは小さくて済み、主フレーム１２上で端部固定金具３０及び中間固定金具４０が占めるスペースを小さくすることができる。従って、太陽電池パネル２０設置のスペース効率を改善することができる。また、各ナット５２、６２の各ボルト５１、６１に対する締結作業を太陽電池パネル２０の下側のみから行うことができるため、各ナット５２、６２の各ボルト５１、６１に対する締結作業のために太陽電池パネル２０の上に乗って行う作業はなくすことができ、太陽電池パネル２０を締結作業時に損傷させる恐れをなくすことができる。しかも、主フレーム１２の下側は開放空間とされているため、各ナット５２、６２の各ボルト５１、６１に対する締結作業の作業性を改善することができる。更に、各ナット５２、６２の各ボルト５１、６１に対する締結作業を端部固定金具３０又は中間固定金具４０の上側で行う場合は、各ボルト５１、６１を主フレーム１２上に固定しておく必要があり、各ナット５２、６２とは別にナットを用意して係る固定を行う必要があるが、本実施形態のように各ナット５２、６２の各ボルト５１、６１に対する締結作業を主フレーム１２の下側から行う場合、余分なナットを用意する必要がないメリットもある。

図９〜１１は、太陽電池パネル２０を２本の主フレーム１２上に固定する作業の様子を示している。まず、図９では、最前端の太陽電池パネル２０を主フレーム１２上に固定する様子を示している。ここでは、各主フレーム１２の最前端位置に端部固定金具３０を仮固定した状態で、太陽電池パネル２０を各端部固定金具３０の屈曲部３２に向けて、白抜き矢印で示すように主フレーム１２上で移動して、太陽電池パネル２０の前端部を各端部固定金具３０の屈曲部３２に当接させる。その状態で、それぞれボルト５１に対してナット５２を締結して、太陽電池パネル２０の前端部２箇所を各端部固定金具３０のフランジ部３１によって挟持して、太陽電池パネル２０を２本の主フレーム１２上に固定する。このように太陽電池パネル２０を端部固定金具３０のフランジ部３１によって挟持するため、端部固定金具３０の上下方向の寸法は太陽電池パネル２０の厚さに応じたものとされている。

次に図１０では、上述のように主フレーム１２上に固定された最前端の太陽電池パネル２０に隣接して、後側の太陽電池パネル２０を固定する様子を示している。ここでは、最前端の太陽電池パネル２０の後端位置に対応して各主フレーム１２上に、それぞれ中間固定金具４０を仮固定した状態で、後側の太陽電池パネル２０を各中間固定金具４０の屈曲部４２に向けて、白抜き矢印で示すように主フレーム１２上で移動して、後側の太陽電池パネル２０の前端部を各中間固定金具４０の屈曲部４２に当接させる。その状態で、それぞれボルト６１に対してナット６２を締結して、前後２枚の太陽電池パネル２０の後端部及び前端部の各２箇所を中間固定金具４０のフランジ部４１によって挟持して、２枚の太陽電池パネル２０を２本の主フレーム１２上に固定する。このとき、製造上のばらつきによって、ボルト６１が貫通する中間固定金具４０の貫通孔４３の位置と主フレーム１２上の貫通孔（不図示）の位置とが前後方向にずれる可能性がある。その場合でもボルト６１が両貫通孔を貫通することができるように、主フレーム１２上の貫通孔は前後方向に長く形成されていることが望ましい。このように太陽電池パネル２０を中間固定金具４０のフランジ部４１によって挟持するため、ボルト６１の上下方向の寸法は太陽電池パネル２０の厚さに応じたものとされている。

以後同様に、順次後側に位置する太陽電池パネル２０を２個づつの中間固定金具４０によって２本の主フレーム１２上に固定し、最後端の太陽電池パネル２０は、最前端の太陽電池パネル２０の前端部を端部固定金具３０によって主フレーム１２上に固定したのと同様に、最後端の太陽電池パネル２０の後端部を端部固定金具３０によって主フレーム１２上に固定する。このようにして、２本の主フレーム１２上に４枚の太陽電池パネル２０が固定された状態が図１１に示されている。このとき、端部固定金具３０及び中間固定金具４０における各ボルト５１、６１の周りのスペースは小さくて済むため、太陽電池パネル２０を４枚設置するための前後方向のスペースを小さくすることができる。そのため、陸屋根上の限られたスペースに多くの太陽電池パネル２０を設置することができる。図１〜３及び図１１では、太陽電池パネル２０を前後方向に４枚並べた場合について説明したが、それ以上の枚数の太陽電池パネル２０を前後方向に並べることも必要に応じて可能であり、その場合には、端部固定金具３０及び中間固定金具４０の主フレーム１２上でのスペースが小さくて済むことによるスペース効率の改善効果は更に大きくなる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、ソーラー機器としては、太陽電池パネルに限定されず、太陽熱温水器等でもよい。また、支持フレームは、陸屋根上に設置されるものに限定されず、地上に設置されるものでもよい。更に、固定金具の壁面部は、上記実施形態のように固定金具における一対のフランジ部同士の間で支持フレーム側に屈曲した屈曲部によって形成されるものに限定されず、図１２のように一対のフランジ部４４同士の間で主フレーム１２から離間する側に突出された突部４５によって形成されていてもよい。図１２において４５ａは壁面部を示す。

１０ 支持フレーム
１１ コンクリートブロック
１２ 主フレーム
１３ ベースフレーム
２０ 太陽電池パネル（ソーラー機器）
３０ 端部固定金具（固定金具）
３１、３４ フランジ部
３２ 屈曲部
３２ａ 壁面部
３３ 貫通孔
４０ 中間固定金具（固定金具）
４１、４４ フランジ部
４２ 屈曲部
４２ａ、４５ａ 壁面部
４３ 貫通孔
４５ 突部
５１、６１ ボルト
５２、６２ ナット

Claims (3)

1. 固定金具のフランジ部を、太陽電池パネル等のソーラー機器の端部に係合し、該ソーラー機器を屋外に設置するための支持フレーム上に、前記固定金具をボルト・ナットにより固定して、前記ソーラー機器を前記支持フレーム上に固定するソーラー機器固定構造であって、
   前記ボルト・ナットの組合せの一方を前記固定金具上に回転不能に保持し、
   前記支持フレームの下方から前記ボルト・ナットの組合せの他方を、前記支持フレーム上に前記ソーラー機器と共に前記固定金具を挟んだ状態で、前記一方に対して締結するソーラー機器固定構造。
2. 請求項１において、
   前記固定金具は、前記支持フレーム上に固定された複数のソーラー機器のうち、隣接するソーラー機器同士間に設置されて、両ソーラー機器の互いに隣接する端部を挟持する中間固定金具であり、
   両ソーラー機器の前記端部に係合する一対のフランジ部同士の間には、前記ボルトの頭部を回転不能に保持するように壁面部が形成され、
   該壁面部は、前記ボルトの頭部におけるナット締結時の連れ回りを阻止するように、前記ボルトの頭部に当接しているソーラー機器固定構造。
3. 請求項２において、
   前記固定金具の壁面部は、前記固定金具における前記一対のフランジ部同士の間に、前記ボルトの頭部を保持するスペースを形成するように前記支持フレーム側に屈曲した屈曲部によって形成され、
   該屈曲部は、両ソーラー機器の前記端部間に挟まれると共に、前記ボルトの頭部におけるナット締結時の連れ回りを阻止するように、前記屈曲部によって形成される互いに対向する一対の前記壁面部が、前記ボルトの頭部を挟持する大きさとされているソーラー機器固定構造。
   

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