JP4451576B2 - 太陽電池パネルの施工用機材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネルを屋根等の設置構造に敷設する太陽電池パネルの施工用機材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
太陽光発電に用いられる太陽電池パネルの多くは、電気的に接続した複数の太陽電池セルを、表面保護基板と裏面保護材との間に挟持し、表面保護基板と裏面保護材との間に接着剤層を形成して方形盤状とした基盤の周辺部に外枠として表面処理したアルミ製等のフレームを装着した構成が採られている。このような太陽電池パネルは、屋根等の設置構造に施工用機材を介して設置されている。施工用機材は、縦に間隔をおいて配列するアルミや軽量鉄骨等で構成された縦固定メンバーと、これに隣接する太陽電池パネルをフレームにおいて締め固定する固定金具及び固定部分を被覆するカバー等から架台として構成されている。太陽電池パネルの施工にあたっては、縦固定メンバーに太陽電池パネルを固定金具を使って仮配置し、位置調整をしてから固定金具を締め固定し隣接する太陽電池パネルを一度に固定していく。
【0003】
このとき、個々の太陽電池パネルはアース的には独立しているため、特開2000―100490号公報に示されているように個々にアース線を接続するか、図12に示すように一列の縦固定メンバー30に沿う列の太陽電池パネル31のフレーム同士をアース金具32とタッピングネジ33を使って電気的に接続し、一列単位でアース的にグループを作り、グループ毎に特定の縦固定メンバー30に接続されたアース線34に対して接続している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の太陽電池パネル31の施工方法においては、アース線34を太陽電池パネル31の個々に接続するか、アース金具32で接続したグループ毎をアース線34に接続しなければならず、施工に手間と時間がかかるうえ、グループ化する仕方ではアース金具32やタッピングネジ33が必要なためコストが高くつくといった問題点があった。
【0005】
また、固定金具で仮固定しておいて位置調整後に、隣接する太陽電池パネル31を同時に締め固定するため、作業箇所の移動量が多く作業の流れが悪く作業効率が低いといった問題点も含んでいた。
【0006】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができる作業効率の高い太陽電池パネルの施工方法を開発することであり、コストの低減の可能な太陽電池パネルの施工方法を開発することであり、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができる作業効率の高い太陽電池パネルの施工用機材を開発することであり、コストの低減の可能な太陽電池パネルの施工用機材を開発することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項1の発明は、方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、前記接続構造を、棟側保持部の棟側近傍に形成した丸形の切起しによる突起とし、突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした。
【0008】
前記課題を達成するために請求項2の発明は、方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、前記接続構造を、棟側保持部から乖離した棟側に形成した丸形の切起しによる突起とし、突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした。
【0012】
前記課題を達成するために請求項3の発明は、請求項1に係る前記手段における固定金具を、固定メンバーにボルト締めする構成とし、軒側保持部と棟側保持部を固定金具に一体に構成して、その軒側保持部と棟側保持部を簡単に識別できる構成とする手段を採用する。
【0013】
前記課題を達成するために請求項4の発明は、請求項1又は請求項2のいずれかに係る前記手段における固定金具の棟側保持部の先端に太陽電池パネルのフランジに続く側面を受承する受面を設ける手段を採用する。
【0022】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1〜図3によって示す本実施の形態は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネル1を家屋の屋根構造等の設置構造2に敷並べた状態に固定する架台を構成する施工用機材に関するものである。太陽電池パネル1自体は、図1に示すように方形の平盤態に構成された光発電機能体である基盤に外枠をなすフレーム3が装着された構成である。基盤は、ダブ線により電気的に直列接続した複数の太陽電池セルを、充填材層を形成する透明加熱融着剤のシートに挟んで、これを表面保護基板と耐候性フィルム等の裏面保護材との間に挟持して、真空引きしながら加熱して方形盤状のパネルに構成されている。
【0023】
フレーム3は、表面処理されたアルミ材等により構成され、設置状態で上側(屋根構造に対しては棟側で、図2におけるU字側)となる上側フレーム4と、下側(屋根構造に対しては軒側で図2におけるD字側)となる下側フレーム5と、左右の縦フレーム(屋根構造では流れ方向)との組合わせによる方形の枠構造体として構成されている。上側フレーム4と下側フレーム5には、その長手方向側面の背面側において外方へ張出す固定用のフランジ6と、中間部において外方へ張出すカバー取付用のフランジ7とがそれぞれ設けられている。
【0024】
施工用機材で構成される架台は、上記した太陽電池パネル1を屋根等の設置構造2に縦横に敷並べた状態に固定するものであり、設置構造2に棟側から軒側に向かって略平行に固定されるレール状の複数本の固定メンバー8と、固定メンバー8にボルト9締めされ、隣接する軒側と棟側との太陽電池パネル1の固定用のフランジ6を保持固定する固定金具10と、軒側と棟側の太陽電池パネル1の固定金具10による保持固定部分を被覆するカバー11とから構成されている。固定メンバー8は、アルミや軽量鉄骨等の導電材料よりなるレール状の長尺部材で、太陽電池パネル1の横幅より小さい間隔で設置構造2に固定される(図3参照)。
【0025】
この固定メンバー8には、その上面の取付面12に太陽電池パネル1の縦幅より若干広い間隔でバーリング加工によるネジ孔13が複数個設けられ、各ネジ孔13の近傍には接続構造としての切起しによる爪14が設けられている。この爪14は、固定メンバー8の取付面12上において太陽電池パネル1の上側フレーム4の下面に対応する位置に若干突出していて、太陽電池パネル1の固定メンバー8への固定操作により太陽電池パネル1の上側フレーム4に噛合い、上側フレーム4の表面処理を削り当該太陽電池パネル1のフレーム3と当該固定メンバー8とを電気的に接続する。
【0026】
固定金具10は、固定メンバー8のネジ孔13に対応するネジ挿通孔15が設けられ、固定メンバー8の取付面12に当接する固定面を有する基部16の両端に、隣接する軒側と棟側との太陽電池パネル1の固定用のフランジ6をそれぞれ保持固定する軒側保持部17と棟側保持部18とが一体に構成された金具である。軒側保持部17は、基部16の固定面より太陽電池パネル1の固定用のフランジ6の厚みほど立上がった位置にあり、棟側保持部18は、基部16の固定面より太陽電池パネル1の固定用のフランジ6の厚みより若干大きく立上がった位置にある。即ち、固定金具10は、その軒側保持部17のフランジ6の押付け寸法より棟側保持部18の押付け寸法の方が若干大きく設定されている。そして、軒側保持部17の突出し寸法は、固定用のフランジ6の突出し寸法に略等しくなっているが、棟側保持部18の突出し寸法は、固定用のフランジ6の突出し寸法より若干大きくなっている。さらに棟側保持部18の先端には、太陽電池パネル1の固定用のフランジ6に続くフレームの側面19を受承する受面20が形成されている。
【0027】
カバー11は、アルミのチャンネル状の押出し成形物であり、隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル1のカバー取付用のフランジ7間に掛渡される内側挟持部材21にネジによって取付けられ、隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル1の隙間を被覆する。
【0028】
太陽電池パネル1の設置構造2への施工に際しては、まず、固定メンバー8を太陽電池パネル1の横幅より小さい間隔で屋根の流れ方向に平行に複数本固定する(図3参照)。この後、各固定メンバー8の軒側端側の各ネジ孔13に固定金具10を、一つずつその棟側保持部18を棟側に向けてボルト9を通してネジ締めする。軒側端側の端に配置する太陽電池パネル1を端側二本の固定メンバー8に渡るようにして二個の固定金具10の棟側保持部18に下側フレーム5の固定用のフランジ6を落し込み、受面20によってフレーム3の側面19を受承させる。続いて、同じ二本の固定メンバー8における一段上の二つのネジ孔13に固定金具10を、一つずつその棟側保持部18を棟側に向け、軒側保持部17を軒側に向けてボルト9を通してネジ締めする。各軒側保持部17は、ボルト9締めによって太陽電池パネル1の上側フレーム4のフランジ6を固定メンバー8の取付面12に押付け、太陽電池パネル1を二本の固定メンバー8に固定する。固定金具10のボルト9による締付けとともに各固定メンバー8の爪14が太陽電池パネル1の上側フレーム4に噛合い、絶縁状態にしている表面処理を削り当該太陽電池パネル1のフレーム3と二本の固定メンバー8とが電気的に接続される。
【0029】
同様の操作で軒側端に敷設する太陽電池パネル1を突合わせて順次、二本ずつの固定メンバー8に固定する。二段目に並べる太陽電池パネル1は、その位置を下段の太陽電池パネル1に対して横幅の略半分ずつをずらして、一段目の固定金具10の棟側保持部18に下側フレーム5のフランジ6を落し込み、下段の太陽電池パネル1と同様の仕方で固定する。三段目や四段目についても、その下段のものに対して横幅の略半分ずつをずらして二段目と同様の仕方で固定する。そして、棟側と軒側の間にできる隙間をカバー11で覆う。即ち、太陽電池パネル1は図3に示すように千鳥配列に敷設されることになり、共通の二本の固定メンバー8に固定された縦列の太陽電池パネル1の全ては爪14とフレーム3との噛合いで電気的な接続関係になる。
【0030】
そして、隣接する別系統の固定メンバー8間については固定メンバー8の配列方向に直交する方向に配列する太陽電池パネル1のフレーム3と固定メンバー8の爪14との電気的な接続関係が確立されることにより電気的に接続する。即ち、太陽電池パネル1の固定作業とともに、特別な部品や操作無しに一連のアース構造ができ、任意の一本の固定メンバー8をアース線22によって接地すれば全ての太陽電池パネル1をアースすることができる。また、従来と異なり固定金具10で仮固定しておいて位置調整後に、隣接する太陽電池パネル1を同時に締め固定せず、固定金具10の棟側保持部18に支えさせておいて位置を調整してから上側の固定金具10で固定していくため、作業箇所の移動量が少なく作業の流れも良く作業効率は高い。
【0031】
固定金具10には取付けについての方向性があるが、棟側保持部18と軒側保持部17は構造が異なり、長さも異なるので識別でき、上下逆に使われるようなことは殆ど起らない。また、固定金具10の棟側保持部18には受面20が形成されているので太陽電池パネル1のフレーム3の側面19を安定良く受けとめることができる。なお、爪14については複数個設けておけば、接続不良が起る可能性を低くでき、アースについての信頼性をより高めることができる。
【0032】
実施の形態2.
図4〜図7によって示す本実施の形態は、実施の形態1で示した施工用機材における固定金具にアースのための接続構造を設けたものであり、これに係る構成以外は実施の形態1で示したものと同じである。従って、実施の形態1のものと同じ部分については実施の形態1のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。
【0033】
本実施の形態の太陽電池パネル1の施工用機材では、固定メンバー8に対して太陽電池パネル1をネジ締め固定する固定金具23に対してアース用の接続構造が設けられている。固定金具23は、固定メンバー8のネジ孔13に対応するネジ挿通孔15が設けられ、固定メンバー8の取付面12に当接する固定面を有する基部16の両端に、隣接する軒側と棟側の各太陽電池パネル1の固定用のフランジ6をそれぞれ保持固定する軒側保持部17と棟側保持部18とが一体に構成された導電材料よりなる金具である。軒側保持部17も棟側保持部18も、基部16の固定面より太陽電池パネル1の固定用のフランジ6の厚みほど立上がった位置に形成され、フランジ6の押付け寸法は等しく設定されている。
【0034】
即ち、固定金具10において軒側保持部17と棟側保持部18の区別はなく、それらの一分に固定金具10の固定メンバー8へのボルト9締めにより隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル1の各フランジ6と固定金具10とを電気的に接続する接続構造が設けられている(図4参照)。
【0035】
接続構造としては、図5に示すような爪14でも、図7に示すようなネジ締めによりフランジ6に食込むタッピングネジ24でもよい。また、図6に示すように棟側と軒側にそれぞれ接続構造を複数構成してもよい。
【0036】
この施工用機材では、実施の形態1のものとは異なり軒側とこれに隣接する棟側の太陽電池パネル1を固定金具10によって同時に締め固定することになり、太陽電池パネル1の施工に当たっては仮固定してから位置調整する必要がある。しかしながら、棟側と軒側の区別がない構成のため固定メンバー8を横方向に設けることもでき、また、勾配のない設置構造2に対しても適用することができる。
【0037】
各太陽電池パネル1のアースは、固定金具10のボルト9締めによってタッピングネジ24又は爪14の太陽電池パネル1のフランジ6への食込みや噛合いにより構築される。即ち、接続構造により固定金具10と太陽電池パネル1のフレーム3が電気的に繋がり、固定金具10と固定メンバー8とがボルト9を介して電気的に繋がる。これにより、実施の形態1で示したような太陽電池パネル1を千鳥に少なくとも二本の固定メンバー8を跨ぐように敷設することにより、全ての太陽電池パネル1のアースが、任意の固定メンバー8一本をアースすることにより実現する。本実施の形態では固定メンバー8に接続構造を加工する必要はない。これ以外の機能は実施の形態1のものと同じである。
【0038】
実施の形態3.
図8〜図11によって示す本実施の形態は、実施の形態1で示した施工用機材における接続構造に工夫を講じたものであり、これに係る構成以外は実施の形態1で示したものと基本的に同じである。従って、実施の形態1のものと同じ部分については実施の形態1のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。
【0039】
本実施の形態の太陽電池パネルの施工用機材は、固定メンバー8に接続構造として、固定金具10の棟側保持部18の棟側に丸形の切起しによる突起25が形成されている(図10及び図11参照)。固定金具10については棟側保持部18と軒側保持部17とを一体にした実施の形態1で示した構成のものでも、図8及び図9に示すように棟側保持部18と軒側保持部17を分割構成したものでも構わない。突起25は、図8に示すように棟側保持部18の棟側近傍の固定メンバー8の取付面12に形成するか、図9に示すように棟側保持部18から乖離した棟側の固定メンバー8の取付面12に形成する。
【0040】
突起25は、固定メンバー8の長手方向に沿う向きに形成され、その成形にあたっては切起し方向とは逆方向に外周部を打抜き、その後で切起しを行う。この成形工程を採ることにより突起25の外表に、太陽電池パネル1のフレーム3の背面に傷を作る創傷手段としてのバリ26が形成される。太陽電池パネル1の棟側保持部18へのフランジ6の差込み操作により、固定メンバー8の長手方向に沿う向きに形成され突起25のバリ26により下側フレーム5に創傷ができ、固定メンバー8と太陽電池パネル1とが電気的に繋がり、施工とともにアースが構築できる。
【0041】
突起25を丸形にすると製造工程でのばらつきを少なくでき、安定したアース性能が得られる。即ち、角形や三角形の場合、先端形状が金型の磨耗等で変化し易いが丸形ではそうしたことが起き難く、しかも創傷手段としてのバリ26を持っているので電気的な繋がりは確り確保されうる。
【0042】
図8に示すように突起25を棟側保持部18の近傍に設けたものでは、突起25が施工時に棟側保持部18に太陽電池パネル1のフランジ6を押上げる作用を果し、軒側保持部17の締付けとともにてこの原理が働き、小さな締付力でも確りした取付状態が保持される。また、図9に示すように突起25を棟側保持部18に乖離して設けたものでは、太陽電池パネル1の差込み時の角度が小さくなり、創傷手段と固定メンバー8との接触状態が長くなりアースの構築の確実性を高くすることができる。これ以外の機能は実施の形態1のものと同じである。
【0043】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができ、製造上のばらつきを抑えることができ、安定したアース性能が得られ、太陽電池パネルと固定メンバーとの電気的繋がりがより確かになり、太陽電池パネルの取付状態が安定し、安定したアース性能が得られる。
【0044】
請求項2の発明によれば、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができ、製造上のばらつきを抑えることができ、安定したアース性能が得られ、太陽電池パネルと固定メンバーとの電気的繋がりがより確かになり、アース性能の確実性が高まり、より安定したアース性能が得られる。
【0047】
請求項3の発明によれば、請求項1に係る前記効果とともに作業性の向上を推進できる。
【0048】
請求項4の発明によれば、請求項1又は請求項2のいずれかに係る前記効果とともに太陽電池パネルの保持が確りでき、安定した固定状態を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の太陽電池パネルを示す斜視図である。
【図2】 実施の形態1の太陽電池パネルの施工時の様子を示す断面図である。
【図3】 実施の形態1の太陽電池パネルの施工状態の配列を示す平面図である。
【図4】 実施の形態2の太陽電池パネルの施工時の様子を示す断面図である。
【図5】 実施の形態2の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図6】 実施の形態2の他の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図7】 実施の形態2のさらに他の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図8】 実施の形態3の固定メンバーと太陽電池パネルを示す側面図である。
【図9】 実施の形態3の他の固定メンバーと太陽電池パネルを示す側面図である。
【図10】 実施の形態3の固定メンバーの突起を示す平面図である。
【図11】 実施の形態3の固定メンバーの突起を示す側面図である。
【図12】 従来の太陽電池パネルのアース構造を示す側面図である。
【符号の説明】
1 太陽電池パネル、 2 設置構造、 3 フレーム、 4 上側フレーム、 5 下側フレーム、 6 フランジ、 8 固定メンバー、 9 ボルト、10 固定金具、 14 爪、 17 軒側保持部、 18 棟側保持部、 20 受面、 23 固定金具、 24 タッピングネジ、 25 突起、 26 バリ。
Claims (4)
- 方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、
前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、
この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、
この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、
固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、
前記接続構造を、棟側保持部の棟側近傍に形成した丸形の切起しによる突起とし、
突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、
前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした太陽電池パネルの施工用機材。 - 方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、
前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、
この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、
この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、
固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、
前記接続構造を、棟側保持部から乖離した棟側に形成した丸形の切起しによる突起とし、
突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、
前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした太陽電池パネルの施工用機材。 - 請求項2に記載の太陽電池パネルの施工用機材であって、固定金具を固定メンバーにボルト締めする構成とするとともに、軒側保持部と棟側保持部を前記固定金具に一体に構成し、その軒側保持部と棟側保持部を簡単に識別できる構成とした太陽電池パネルの施工用機材。
- 請求項2又は請求項3のいずれかに記載の太陽電池パネルの施工用機材であって、固定金具の棟側保持部の先端に太陽電池パネルのフランジに続く側面を受承する受面を設けた太陽電池パネルの施工用機材。
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