JP2021071016A - 固定具 - Google Patents

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哲之 白井
Tetsuyuki Shirai
哲之 白井
貴寛 北野
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貴寛 北野
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Abstract

【課題】パネル状モジュールを安定的に支持可能な固定具を提供する。【解決手段】固定具100は、設置面50に固定される基部200と、基部200に取り付けられ、パネル状モジュールを積載可能な積載部220を有する支持部材300と、を有する。基部200は、設置面50に沿った第1方向に交差する第2方向における両端に位置する一対の係合部210を有する。支持部材300は、一対の係合部210に係合する一対の被係合部310を有する。【選択図】図5

Description

本発明は、固定具に関し、特に太陽電池モジュールのようなパネル状モジュールを固定するための固定具に関する。
スレート屋根、瓦屋根、陸屋根など、様々な種類の屋根に取り付けられる太陽電池モジュールのような設置物が知られている。このような設置物を設置するため、屋根の種類に応じた適切な固定具が用いられる。
下記特許文献1は、谷部と山部が横方向に交互に形成されたスレート波板上に、太陽電池モジュールを装着するための取付金具を開示する。特許文献1に記載された取付金具は、スレート波板の形状に応じたプレート主体と、プレート主体上に固定されるアングル材と、アングル材上に固定される縦ラックと、を有する。
アングル材は、プレート主体及びスレート波板の複数の凸部どうしが互いに隣接する横方向に沿って延びている。一方、縦ラックは、プレート主体及びスレート波板の凸部自体の延材方向、すなわち横方向に交差する方向に沿って長く延びている。各々の縦ラックは、太陽電池モジュールの長さよりも長く、2つのアングル材によってプレート主体に固定される。太陽電池モジュールは、縦ラック上に搭載され、パネル抑え金具により縦ラックに取り付けられる。
特開2014−111876号公報
太陽電池モジュールのようなパネル状モジュールは、建造物の屋根のように足場の安定し難い場所に設置されることがある。したがって、パネル状モジュールの施工の観点からは、固定具は、なるべく小さいサイズで、容易に施工し易いものであることが望ましい。
このような観点から、本願の発明者は、太陽電池モジュールのようなパネル状モジュールの長さに応じた長さを有する縦ラック、又は縦ラックに直交する方向に延びる横ラックの長さを短くすることを検討した。この場合、本願の発明者は、ラック上のパネル状モジュールが安定的に支持されないという課題を発見した。
したがって、パネル状モジュールを安定的に支持可能な固定具が望まれる。
一態様に係る固定具は、設置面に固定される基部と、前記基部に取り付けられ、パネル状モジュールを積載可能な積載部を有する支持部材と、を有する。前記基部は、設置面に沿った第1方向における両端に位置する一対の係合部を有する。前記支持部材は、前記一対の係合部に係合する一対の被係合部を有する。
上記態様によれば、パネル状モジュールを安定的に支持可能な固定具を提供できる。
設置面上に支持されたパネル状モジュールを示す模式図である。 図1の2A方向から見た固定具付近のパネル状モジュールの部分的側面図である。 第1実施形態に係る固定具の斜視図である。 設置面に略直交する方向から見た第1実施形態に係る固定具の上面図である。 図4の5A−5A線に沿った固定具の断面図である。 第1実施形態に係る固定具の分解斜視図である。 第2実施形態に係る固定具の側面図である。 設置面に略直交する方向から見た第2実施形態に係る固定具の上面図である。 図8の9A−9A線に沿った固定具の断面図である。 第3実施形態に係る固定具の側面図である。 設置面に略直交する方向から見た第3実施形態に係る固定具の上面図である。 図11の12A−12A線に沿った固定具の断面図である。
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。
(第1実施形態)
図1は、設置面上に支持されたパネル状モジュールを示す模式図である。図2は、図1の2A方向から見た部分的側面図である。より具体的には、図2は、図1の2A方向から見た固定具付近のパネル状モジュールの部分的側面図である。
パネル状モジュール10は、例えば太陽電池モジュールであってよい。パネル状モジュール10は、建造物の屋根のような設置面50に設置されていてよい。
以下では、図のX方向を横方向と称し、図のY方向を縦方向と称することがある。本実施形態では、一例として、パネル状モジュール10は、凹凸を有する設置面50に設置されている。具体的には、設置面50は縦方向に延びた複数の凸部52を有しており、複数の凸部52は横方向に所定のピッチP1で並んで配置されている。このような設置面50として、例えば立馳を有する屋根がある。この場合、凸部52が立馳に相当する。
図1では、複数のパネル状モジュール10が縦方向と横方向に並んで配置されている。図1に示す例に限定されず、パネル状モジュール10は、縦方向又は横方向のいずれか一方のみに沿って並んでいてもよく、1つのみ設置されていてもよい。
パネル状モジュール10は固定具100によって設置面50に固定されている。図1に示す態様では、1つのパネル状モジュール10は、4つの固定具100によって固定されている。これに限定されず、1つのパネル状モジュール10は、4つ以上の固定具100によって固定されていてもよい。
パネル状モジュール10は、パネル部12と、フレーム部14と、を有していてよい。パネル部12は、平板状の部分である。フレーム部14は、パネル部12の端辺に沿って設けられている。パネル状モジュール10が太陽電池モジュールである場合、パネル部12は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換パネルに相当する。
パネル状モジュール10は、電力供給用及び/又は電力取り出し用のケーブル18を有していてもよい(図2参照)。パネル状モジュール10が太陽電池モジュールである場合、ケーブル18は、パネル部12と電気的に接続されており、太陽電池モジュールから電力を取り出す電気ケーブルを構成する。
図3は、第1実施形態に係る固定具の斜視図である。図4は、設置面に略直交する方向から見た第1実施形態に係る固定具の上面図である。図5は、図4の5A−5A線に沿った固定具の断面図である。図6は、第1実施形態に係る固定具の分解斜視図である。なお、図3〜5では、便宜上、パネル状モジュール10のケーブル18も図示されている。
固定具100は、基部200と、支持部材300と、押圧部材400と、を有していてよい。基部200は、第3締結部材700により設置面50に固定される。基部200は、横方向に延びていてよい。ただし、基部200は、横方向におけるパネル状モジュール10の長さよりも十分短くてよい。
設置面50が前述したような凸部52を有する場合、基部200は、横方向において、設置面50の凸部52どうしの間のピッチP1の2倍以上の長さを有していることが好ましい。より好ましくは、基部200は、凸部52どうしの間のピッチの3倍以上の長さを有している。この場合、基部200は、少なくとも2つ、好ましくは3つ以上の凸部52上に位置するよう配置できる。これにより、基部200は、少なくとも2つ、好ましくは3つ以上の第3締結部材700により設置面50、具体的には凸部52に固定される。固定具100が複数の凸部52に固定されることにより、各々の凸部52にかかる負荷が低下する。なお、図2では、基部200は、4つの第3締結部材700により設置面50に固定されている。
基部200は、横方向から見て、略U字型の形状を有していてよい(特に図5参照)。略U字型の形状の底部220は、前述した第3締結部材700が取り付けられる部分を構成する。略U字型の形状の底部220は、設置面50上に直接置かれてもよく、弾性部材のような別部材を介して設置面50上に置かれてもよい。
基部200は、設置面50に沿った縦方向における両端に位置する一対の係合部210を有する。係合部210は、例えば、略U字型の形状の上部から縦方向の外側に突出した突出部212により構成されていてよい。
係合部210としての突出部212は、横方向に連続的に沿って延びていてよい。第1実施形態では、基部200の上部の縦方向における各々の端に、横方向に沿って延びた2本の突出部212が設けられている。
支持部材300は、基部200に取り付けられ、パネル状モジュール10を積載可能な積載部320を有する(図2〜図4等参照)。支持部材300は、複数の基部200に支えられている必要はなく、1つの基部200に取り付けられていてよい。
積載部320は、支持部材300の上部によって構成されていてよい。積載部320は、パネル状モジュール10の端部、例えばフレーム部14を、下方から支えるよう構成されていてよい(図2も参照)。第1実施形態では、支持部材300は、互いに隣接するパネル状モジュール10の端部を積載する一対の積載部320を有する。この場合、一対の積載部320は、基部200の上方を覆う支持部材300の上部により構成されていてよい。
第1実施形態では、各々の固定具100に設けられた積載部320は、互いに隣接するパネル状モジュール10、具体的に横方向に隣接するパネル状モジュール10を支持可能に構成されている。これにより、複数のパネル状モジュール10を設置面50に固定する際に、固定具100の数を減らすことができる。
支持部材300は、積載部320から下方に延びた側部340と、基部200の一対の係合部210に係合する一対の被係合部310と、を有していてよい。被係合部310は、積載部320の下方で、側部340の内側に形成されていてよい(特に図5参照)。
一対の被係合部310は、基部200の係合部210としての突出部と嵌合するよう構成されていてよい。第1実施形態では、被係合部310は、横方向から見たときに、係合部210としての突出部212を上部312と下部314で挟み込んでいる。さらに、被係合部310の上部312の内側の端313は、係合部210としての突出部212が外れないよう、下方に曲げられていてよい。
前述したように、基部200と支持部材300は、縦方向における両端に設けられた一対の係合部210及び被係合部310により互いに係合している。すなわち、支持部材300は、縦方向において2つの端部で基部200に固定されるため、縦方向において一か所で固定される場合と比較すると、支持部材300の縦方向の端部が上方又は下方に傾くことを抑制することができる。これにより、支持部材300が1つの基部200に固定される場合であっても、支持部材300の安定性を向上させることができる。
一対の被係合部310は、横方向に沿って延びていてよい。より具体的には、一対の係合部210及び一対の被係合部310は、横方向に沿って支持部材300をスライド可能にするように、横方向に沿って延びていることが好ましい。これにより、基部200の設置位置に制約があったとしても、パネル状モジュール10の設置位置に応じて、基部200に対する支持部材300の横方向における位置を調節することができる。
支持部材300の側部340は、基部200の係合部210を超えてさらに下方に延びていてよい。第1実施形態では、支持部材300の側部340のうちの一部は、U字状の基部200の側面の少なくとも一部を覆う被覆部342を構成する(図5参照)。
基部200と支持部材300は、被覆部342のところで第1締結部材500によって互いに締結されることが好ましい。第1実施形態では、支持部材300、特に支持部材300の上部が、基部200の上方を覆っている。基部200と支持部材300は、横方向に向いた側面、すなわち被覆部342のところで第1締結部材500によって互いに締結されることが好ましい。
第1締結部材500は、基部200と支持部材300を互いに締結できれば、どのようなものであってもよい。第1締結部材500は、例えば、ビス、釘、ボルトとナットの組み合わせなどであってよい。なお、基部200と支持部材300の側面には、第1締結部材500を通す穴が予め形成されていてもよく、予め形成されていなくてもよい。
第1締結部材500が取り付けられていない状態、又は緩められた状態において、支持部材300は、前述したように、基部200に対して横方向にスライド可能であってよい。支持部材300が第1締結部材500により基部200に締結された状態では、支持部材300は、基部200に対して横方向にスライド不能に固定される。パネル状モジュール10の設置後には、支持部材300は、基部200に対して横方向にスライド不能に固定されていてよい。
支持部材300は、ケーブル18を保持するケーブル保持部350と、日除け部360と、を有することが好ましい(図5参照)。ケーブル保持部350は、支持部材300の側部340の外側に設けられていてよい。
具体的には、支持部材300は、支持部材300の側部340の外側に、横方向から見て略L字型の突出部352を有していてよい。略L字型の突出部352と側部340との間に、ケーブル18を保持可能な空間が形成されている。固定具100にケーブル保持部350が設けられていることにより、ケーブル18を綺麗に纏めることができる。
また、日除け部360は、ケーブル保持部350の上方、より具体的には、ケーブル18を保持可能な空間の上方を覆っていてよい。第1実施形態では、日除け部360は、支持部材300の上部により構成されていてよい。すなわち、支持部材300の上部は、設置面50に沿った方向において、ケーブル保持部350の上方を覆うように突出している。なお、日除け部360は、前述の積載部320を兼ねていてもよい。
ケーブル保持部350としての略L字型の突出部352と日除け部360との間には、ケーブルの径よりも大きい隙間Gが設けられている。ケーブル18は、この隙間Gを通してケーブル保持部350内に配置される。
押圧部材400は、積載部320上に置かれたパネル状モジュール10の端部、例えばフレーム部14を、積載部320へ押し付けるよう構成されている。第1実施形態では、押圧部材400は、縦方向から見て、略U字の形状を有する(図2、図3及び図6参照)。
略U字の形状の押圧部材400の底部410は、支持部材300の上部に当接する。押圧部材400の底部410は、後述する第2締結部材600を通す穴部430を有していてよい。第2締結部材600は、支持部材300に取り付けられており、穴部430を通って押圧部材400の底部410の上方まで延びている。これにより、押圧部材400は、第2締結部材600により支持部材300と固定される。
略U字の形状の押圧部材400の上部は、横方向における外側に突出したフランジ部420を有していてよい。フランジ部420は、支持部材300の積載部320に対向するよう構成されている。したがって、フランジ部420は、積載部320上に置かれたパネル状モジュール10の端部を積載部320へ押し付ける。
支持部材300の上部は、第2締結部材600を横方向にスライド可能に支持する溝330を有していてよい(図4、図5及び図6等参照)。溝330は、横方向に延びていてよい。好ましくは、溝330は、横方向において、支持部材300の上部の一端から他端まで延びている。第2締結部材600が横方向にスライド可能であれば、支持部材300に対する押圧部材400の横方向の位置を微調整することができる。これにより、パネル状モジュール10の設置時に、パネル状モジュール10の端部を積載部320とフランジ部420との間に挟み込み易くすることができる。また、パネル状モジュール10の横方向における位置を微調整することもできる。
第2締結部材600は、ボルトとナットのような部材により構成されていてよい。この場合、第2締結部材600は、芯部610と頭部620を含むボルトと、ナット630と、を有していてよい。頭部620の径は、芯部610の径よりも大きい。この場合、横方向から見て、溝330の底の縦方向におけるサイズは、溝330の底よりも上方の縦方向におけるサイズよりも大きいことが好ましい。これにより、溝330は、頭部620を収容しつつ、頭部620が上方に抜けないよう構成される。この構成によれば、第2締結部材600は、芯部610に取り付けられるナット630を緩めた状態で、溝330に沿って横方向にスライド可能に構成される。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る固定具について図7、図8及び図9を参照して説明する。図7は、第2実施形態に係る固定具の側面図である。図8は、設置面に略直交する方向から見た第2実施形態に係る固定具の上面図である。図9は、図8の9A−9A線に沿った固定具の断面図である。なお、図7〜図9では、便宜上、パネル状モジュール10のケーブル18も図示されている。
第2実施形態において、第1実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第1実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。
第2実施形態では、基部200の係合部210と、支持部材300の被係合部310の構造が、第1実施形態と異なっている。第2実施形態では、係合部210は、横方向から見て、基部200の上部に設けられた略C字型の部分により構成されている。より具体的には、係合部210は、横方向から見て、基部200の側面から内側に括れた部分と、基部200の最上部で外側に向かって延びた突出部と、を有する。
支持部材300の被係合部310は、基部200の係合部210としての略C字型の部分と嵌合するよう構成されている。第2実施形態では、被係合部310は、横方向から見たときに、係合部210としての略C字型の部分を上部312と下部314で挟み込んでいる。さらに、支持部材300の被係合部310は、基部200の係合部210の外側に設けられている。
第2実施形態では、支持部材300の側部340は、基部200の内側で、基部200の係合部210を超えてさらに下方に延びている。基部200の側面の少なくとも一部は、支持部材300の側部340のうちの一部を覆う被覆部242を構成する(図9参照)。基部200と支持部材300は、被覆部242のところで第1締結部材500によって互いに締結される。
第2実施形態では、図7に示すように、基部200の側面、具体的には前述した被覆部242は、第1締結部材500を通す穴部280を有していてよい。また、支持部材300の側部340のうち被覆部242に重なる部分は、第1締結部材500を通す穴部380を有していてよい。第1締結部材500は基部200の穴部280と支持部材300の穴部380を通っており、これにより基部200と支持部材300が互いに締結される。なお、図7では、穴部280及び穴部380の位置をわかり易くするため、便宜上、第1締結部材500は描かれていない。
支持部材300の穴部380は、横方向において第1締結部材500の径よりも長いことが好ましい。これにより、支持部材300は、基部200に対して横方向にスライド可能に構成される。したがって、基部200に対する支持部材300の横方向の位置を微調整することができる。
第2実施形態では、支持部材300の穴部380が横方向において第1締結部材500の径よりも長く構成されている。この代わりに、基部200の穴部280が横方向において第1締結部材500の径よりも長く構成されていてもよい。すなわち、基部200と支持部材300の少なくとも一方に設けられた穴部280,380が、横方向において第1締結部材500の径よりも長く構成されていてよい。
第2実施形態では、支持部材300の積載部320は、上方から見て円弧状に切り欠かれた切り欠き部324を有していてよい(図8参照)。切り欠き部324は、上方から見て、基部200に取り付けられる第3締結部材700と略重なる位置に設けられる。言い換えると、切り欠き部324は、第3締結部材700が上方から見て積載部320に覆われないよう形成されている。これにより、基部200に取り付けられる第3締結部材700に上方からアクセスし易くなっている。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る固定具について図10、図11及び図12を参照して説明する。図10は、第3実施形態に係る固定具の側面図である。図11は、設置面に略直交する方向から見た第3実施形態に係る固定具の上面図である。図12は、図11の12A−12A線に沿った固定具の断面図である。図12では、パネル状モジュール10が肉厚の長方形状として描かれている。この代わりに、パネル状モジュール10は、図2に示すような形状を有していても良い。
第3実施形態において、第1実施形態及び/又は第2実施形態と同様又は類似の構成要素については同じ符号が付されていることに留意されたい。また、第1実施形態及び/又は第2実施形態と同様又は類似の構成要素については、その説明を省略することがあることに留意されたい。
第3実施形態では、固定具100は、縦方向に互いに隣接する一対のパネル状モジュール10の端部を支持するよう構成されている。第3実施形態において、支持部材300は、第2実施形態に係る支持部材とほぼ同様の構造を有する。ただし、第3実施形態では、支持部材300の上部が、縦方向により長く延びている。支持部材300の上部の縦方向に延びた部分は、積載部320を構成する。
この場合、押圧部材400のフランジ部420も、積載部320に合わせて縦方向に突出している。すなわち、押圧部材400は、縦方向に沿って並んだ一対のフランジ部420を有する。これにより、縦方向に互いに隣接する一対のパネル状モジュール10の端部を積載部320とフランジ部420で挟み込むことができる。
第3実施形態では、フランジ部420に設けられた穴部430は、縦方向において第2締結部材600の径、より具体的には芯部610の径よりも長い。これにより、押圧部材400は、支持部材300に関して縦方向にスライド可能に構成される。したがって、パネル状モジュール10の設置時に、パネル状モジュール10の端部を積載部320とフランジ部420との間に挟み込み易くすることができる。
また、第3実施形態においても、押圧部材400は、第1実施形態で説明したように、支持部材300に関して横方向にスライド可能に構成されていてよい。すなわち、支持部材300の上部は、第2締結部材600を横方向にスライド可能に支持する溝330を有していてよい。この場合、溝330は、穴部430の延在方向と交差する方向に延びている。これにより、押圧部材400は、支持部材300に関して縦方向にも横方向にもスライド可能に構成される。
第3実施形態では、押圧部材400のフランジ部420の内側に、アース用の導電部材460が設けられている。導電部材460は、例えばねじのような締結部材によって押圧部材400に取り付けられている。導電部材460は、フランジ部420の下側に突起462を有していてよい。
導電部材460の突起462は、パネル状モジュール10に接しており、パネル状モジュール10を接地していてよい。好ましくは、導電部材460の突起462は、第1実施形態で説明したパネル状モジュール10のフレーム部14に接していてよい。フレーム部14が非導電性のコーティングを有する場合であっても、導電部材460の突起462が非導電性のコーティングを削りとることによって、フレーム部14は導電部材460を介して接地される。
また、押圧部材400は、フランジ部420と積載部320との間に、パネル状モジュール10の方に向かって突出する突出部470を有していてもよい。突出部470は、パネル状モジュール10、具体的にはパネル状モジュール10のフレーム部14に当接していてよい。これにより、パネル状モジュール10、具体的にはパネル状モジュール10のフレーム部14は、縦方向においては、導電部材460から離れて配置されていてよい。
上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
例えば、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態で説明した構成は、可能な限り、互いに置き換え又は交換可能であることに留意されたい。
10 パネル状モジュール
50 設置面
100 固定具
200 基部
210 係合部
242 被覆部
300 支持部材
310 被係合部
320 積載部
342 被覆部
350 ケーブル保持部
360 日除け部
400 押圧部材
500 第1締結部材(側面締結)
600 第2締結部材
700 第3締結部材(設置面固定)
P1 ピッチ

Claims (10)

  1. 設置面に固定される基部と、
    前記基部に取り付けられ、パネル状モジュールを積載可能な積載部を有する支持部材と、を有し、
    前記基部は、設置面に沿った第1方向における両端に位置する一対の係合部を有し、
    前記支持部材は、前記一対の係合部に係合する一対の被係合部を有する、固定具。
  2. 前記一対の係合部は、前記第1方向における外側に突出した突出部を含み、
    前記一対の被係合部は、前記突出部を挟むよう構成されている、請求項1に記載の固定具。
  3. 前記一対の係合部及び前記一対の被係合部は、前記第1方向に交差する第2方向に沿って前記支持部材をスライド可能にするように、前記第2方向に沿って延びている、請求項1又は2に記載の固定具。
  4. 前記基部と前記支持部材の一方は、前記基部と前記支持部材の他方の側面の少なくとも一部を覆う被覆部を有し、
    前記基部と前記支持部材は、前記被覆部のところで第1締結部材によって互いに締結される、請求項1から3のいずれか1項に記載の固定具。
  5. 前記基部と前記支持部材の少なくとも一方は、前記第1締結部材を通す穴部を有し、
    前記穴部は、前記第2方向において前記第1締結部材の径よりも長い、請求項4に記載の固定具。
  6. 前記設置面は、前記第1方向に所定のピッチで並び、かつ前記第1方向に延びる複数の凸部を有し、
    前記基部は、前記所定のピッチの2倍以上の長さを有し、少なくとも3つの第3締結部材により前記設置面に固定される、請求項1から5のいずれか1項に記載の固定具。
  7. 前記支持部材は、ケーブルを保持するケーブル保持部と、前記ケーブル保持部の上方を覆う日除け部と、を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の固定具。
  8. 前記支持部材は、互いに隣接するパネル状モジュールの端部を積載する一対の前記積載部を有し、
    前記一対の積載部は、前記基部の上方を覆う前記支持部材の上部により構成されている、請求項1から7のいずれか1項に記載の固定具。
  9. 前記積載部と対向するフランジ部を有する押圧部材を有し、
    前記押圧部材は、前記支持部材に対して、前記第1方向に交差する第2方向に沿ってスライド可能に構成されている、請求項1から8のいずれか1項に記載の固定具。
  10. 前記押圧部材は、前記第1方向に交差する第2方向に沿って並んだ一対の前記フランジ部を有し、
    前記押圧部材は、前記支持部材に対して、前記第2方向に沿ってスライド可能に構成されている、請求項1から9のいずれか1項に記載の固定具。


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