JP5190961B2

JP5190961B2 - 排水部を備える架台の接続構造、及び太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造

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Publication number: JP5190961B2
Application number: JP2009057355A
Authority: JP
Inventors: 元旦舩木
Original assignee: 元旦ビューティ工業株式会社
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: JP2010209593A

Description

本発明は、屋根面の流れ方向の長さが大きな建造物の屋根に太陽電池モジュールや採光パネル等を敷設する仕様にも利用できる排水部を備える架台の接続構造、及び太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造に関する。

従来、建築部の屋根に太陽電池モジュールを設置する様々な形式（構造）が提案されている。その形式（構造）を大別すると、既存の屋根上に、支持フレーム等によって太陽電池モジュールを設置する構造であって、それ自体には屋根としての機能（防水性）を必要としないものと、新設や葺き替え時に採用され、下地（野地板、鉄骨）上に直接太陽電池パネルを設置する構造であって、その太陽電池パネル自体に屋根としての機能を持たせるものとがある。
前者は、各種の屋根面に適用できるという利点がある反面、屋根上に設置するものであるため、基本的に屋根が必要であり、意匠性にも問題があった。これに比べて後者は、太陽電池パネル自体が屋根面を構成するため、意匠性に優れている。

特許文献１に提案される構造は、前記の後者、すなわち太陽電池パネルを直接下地上に設置する構造の一例であって、レール状の支持部材に樋部を形成した構成が記載されている。

特開平７−１８０３１０号公報

しかしながら、前記特許文献１の構造では、太陽電池パネルを設置する範囲の全長（水勾配方向）に支持部材を配設しなければならず、屋根面の流れ方向が短い場合にしか適用できないという問題があった。そして、屋根面の流れ方向が長い場合には、支持部材を突き合わせ状にしてシール等で連結する必要があるが、シール自体の劣化や支持部材の伸縮によるシールの破断が生じ、浸水する恐れがあった。

そこで、本発明は、前述の問題を解消でき、屋根面の流れ方向の長さが大きな建造物の屋根に太陽電池モジュールや採光パネル等を敷設する仕様にも利用できる排水部を備える架台の接続構造を提案することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、下地に排水部を備える架台を接続部材にて長手方向に接続してなる接続構造であって、前記架台は、下地上に固定される固定部と、該固定部から上方へ延在する脚部と、該脚部の上方に設けられる排水部とを備え、さらに、少なくとも水上側に配される架台の前記脚部の水下側に挿入受部を形成してなり、前記接続部材は、前記架台の排水部を外側から包囲する水上部分と、前記排水部の内側に配設される水下部分とを備え、水上側の架台の挿入受部に接続部材を挿入すると共に、その排水部の外側に水上部分を包囲させ、水下側の架台の排水部の内側に水下部分を配設して接続することを特徴とする排水部を備える架台の接続構造に関するものである。

さらに、本発明は、前記接続構造において、少なくとも接続される両架台の固定部が第２接続部材で保持されていることを特徴とする排水部を備える架台の接続構造をも提案するものである。

また、本発明は、前記排水部を備える架台を、太陽電池モジュールを敷設するための架台に適用した太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造を提案する。

本発明の架台の接続構造は、水上側及び水下側に配する両架台の排水部を接続部材で接続することで、排水部からの浸水を防ぎつつ雨水を確実に流下させることができる。また、屋根面の流れ方向の長さに応じてこの接続構造を複数箇所に設けることにより、屋根面の流れ方向の長さが大きな建造物にも容易に対応することができる。また、重ね代に余裕を持たすことにより、架台の伸縮にも対応することができる。
そして、この架台の排水部の側縁に太陽電池モジュールを配設することにより、太陽電池モジュールを備える外装構造を構築することができ、また架台の排水部の側縁に採光パネルを配設することにより採光パネルを備える外装構造を構築することができる。

また、少なくとも接続される両架台の固定部が第２接続部材で保持されている場合には、両架台がズレ動くことが無いため、接続部材が安定に両架台の排水部に配設され、継続的に排水部からの浸水を防ぐことができる。

さらに、本発明の太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造は、前記架台の接続構造を太陽電池モジュールを敷設するための架台に適用したものであるから、仮に雨水が太陽電池モジュールから浸入しても、太陽電池モジュールにて生ずる露結水も、排水部にて水下側へ流下させることができる。

（ａ）本発明の接続構造の一実施例に用いる架台及び接続部材を示す斜視図、（ｂ）接続した状態を示す斜視図である。（ａ）前記接続した状態を示す側面図、（ｂ）その平面図、（ｃ）Ａ−Ａ線における断面図、（ｄ）Ｂ−Ｂ線における断面図、（ｅ）Ｃ−Ｃ線における断面図である。（ａ）用いた架台を示す側面図、（ｂ）その平面図、（ｃ）その下面図、（ｄ）その正面図である。（ａ）〜（ｌ）本発明に使用し得る架台の形状バリエーションを示す正面図である。（ａ）本発明を適用した太陽電池モジュールを備える外装構造の一実施例の正面図、（ｂ）その側面図である。（ａ）本発明を適用した太陽電池モジュールを備える外装構造の他の一実施例の正面図、（ｂ）その側面図である。

本発明の架台の接続構造は、固定部と脚部と排水部とを備える架台を、水上部分及び水下部分とからなる接続部材にて接続したものである。
そして、水上側に配される架台の挿入受部に接続部材を挿入すると共に、接続部材の水上部分にて水上側の架台の排水部を外側から包囲し、水下部分を水下側に配される架台の排水部の内側に配設して接続する。

本発明に用いられる前記架台は、排水部を備える構造材であって、下地上に固定される固定部と、該固定部から上方へ延在する脚部と、該脚部の上方に設けられる排水部とを備え、さらに、少なくとも水上側に配される架台の前記脚部の水下側に挿入受部を形成した構成である。
そして、この架台は、前述のように構造材であって、下地上に所定間隔で配され、太陽電池モジュールや採光パネルの側縁を支持する支持部を設けてもよいし、支持部材を取り付けるようにしてもよい。

前記固定部は、鉄骨躯体等の下地に対して固着により直接的に固定するものでも、例えばＬ字状のアングル金具等を介して締着により間接的に固定するものでもよく、また鉄骨躯体上に野地板等を介したものでもよいよい。
なお、前記下地とは、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼等から鉄骨躯体などの公知の屋根下地でもよいし、各種の既設の屋根面でもよい。

前記脚部は、前記固定部と排水部とを連結する部分であって、例えば縦片状でも、二重縦片状でも、排水部の左右の側面から垂下する枠片状でもよい。
また、少なくとも水上側に配する架台の脚部の水下側には、挿入受部を形成している。この挿入受部は、水下側から接続部材を挿入できるものであれば、特にその形状等を限定するものではなく、例えば後述する図示実施例のように脚部の上端が溝状に切り欠かれた形状でもよいし、脚部の水下側端部を全体的に切り欠いた形状でもよい。

前記排水部は、上方が開口する樋状部分であって、側面の上端に内側へ向く折曲部を設けてもよいし、底面から***する***部を設けてもよい。
前記折曲部は、太陽電池モジュールや採光パネルなどを受支するものであって、流れ方向の接続部分に配設する流水部材の側縁を受支する受支部として用いてもよいし、後述する図示実施例（図６）のように保持部材を係止する係止部として用いてもよい。
前記***部は、その上端を太陽電池モジュールや採光パネルなどを支持する支持部としてもよいし、下地への固着具を打ち込むようにしてもよいし、或いはその上端に後述する図示実施例（図５）のように取付ボルトの頭部を嵌合支持する嵌合部を設けるなど各種部材の取付部として用いてもよい。

本発明に用いられる前記接続部材は、前記架台の排水部を外側から包囲する水上部分と、前記排水部の内側に配設される水下部分とを備える構成である。

前記水上部分は、前記架台の排水部を外側から包囲できるものであれば、その具体的な構成を限定するものではない。この水上部分と前記架台との隙間を少なくするためには、前記排水部の外郭よりも僅かに大きい内容積を有することが望ましい。
また、前記架台の脚部に設ける挿入受部を前述のように脚部の上端に溝状に形成した場合には、切り欠かれた脚部の上端が接続部材の下面を支持するため、下方への脱落を生ずることがないが、挿入受部を、前述のように脚部の水下側端部を全体的に切り欠いて形成した場合には、例えば接続部材の排水部を構成する側面部に、前記架台の排水部の側面上端に係止する係止部を設けたり、或いは側方からビス止めして下方への脱落を防ぐことができる。
なお、側方からのビス止めは、接続の強度も上がり、ずれも無くなり、水上部分、水下部分の何れか一方のみ行うことで、伸縮にも対応できる。

前記水下部分は、前記架台の排水部の内側に配設できるものであれば、その具体的な構成を限定するものではない。この水下部分と前記架台との隙間を少なくするためには、前記排水部の内容績よりも僅かに小さい外郭を有することが望ましい。

本発明は、水上側及び水下側に配する前記構成の架台の排水部を前記構成の接続部材で接続することで、排水部からの浸水を防ぎつつ雨水を確実に流下させることができる。また、屋根面の流れ方向の長さに応じてこの接続構造を複数箇所に設けることにより、屋根面の流れ方向の長さが大きな建造物にも容易に対応することができる。

さらに、接続される両架台の固定部を保持する第２接続部材を設けることにより、両架台のズレ動きを防止することができる。
この第２接続部材としては、両架台の固定部ばかりでなく、排水部をも保持するようにすることにより、両架台のズレ動きをより確実に防止するようにしてもよい。

そして、この架台の排水部の側縁に太陽電池モジュールを配設することにより、太陽電池モジュールを備える外装構造を構築することができ、また架台の排水部の側縁に採光パネルを配設することにより採光パネルを備える外装構造を構築することができる。

前記太陽エネルギー変換モジュールは、流れ方向に長尺な本体の周縁に各種シール材を一体化し、さらにその周縁をフレーム材を用いて取り囲むようにしたものでもよく、特にその構成及び形状を限定するものではない。
前記本体としては、多結晶，単結晶，アモルファス等、どのような太陽電池を用いてもよい。一般的に太陽電池は、導電性基体、裏面反射層、光電変換部材としての半導体層、透明導電層から構成され、上記導電性基体としては、例えば鋼板、銅、チタン、アルミニウム、ステンレス、カーボンシートを用いることができ、その他にも導電層が設けられたポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の樹脂フィルムやセラミックス等を用いることもできる。前記半導体層は特に限定するものではなく、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコン半導体、銅インジウムセレナイド等の化合物半導体を用いることができる。例えば近年提案された可撓性を有するアモルファスシリコン太陽電池は極めて薄肉で軽量であるため好ましい。

前記架台を太陽電池モジュール敷設用架台として用いる場合には、前述のように架台に太陽電池モジュールの側縁を支持する支持部を設けてもよいし、各種部材を用いて取り付けるようにしてもよく、太陽電池モジュールの取付手段を限定するものではなく、例えば後述する図示実施例のように、挟持状であってもよいし、ビス等の固定具にて取り付けるものでもよい。

また、太陽電池モジュールの側縁は、排水部上に位置するように取り付け、太陽電池モジュールの表面を流れる雨水を排水部に導くようにするが、太陽電池モジュールの流れ方向の端縁は、横方向（＝流れ方向に直交する方向）に配した流水部材の流水部上に位置するように取り付ければよい。
この流水部材は、樋状の流水部を備える部材であって、その側縁が前記架台の排水部内に位置するように接続すればよく、前述のように側縁を、前記架台の排水部の側面の上端に設けた折曲部に受支させてもよいし、排水部の側面上方を切り欠いて該切欠部分に嵌合状に配設してもよい。
そして、太陽電池モジュールから流水部に導かれた雨水は、さらに架台の排水部に導かれて水下側へ流下させることができる。

本発明の架台の接続構造は、図１及び図２に示すように固定部１１と脚部１２と排水部１３とを備える架台１を、水上部分２１及び水下部分２２とからなる接続部材２にて接続したものである。
なお、図面には、流れ方向の水上側に配する架台１に対し、水下側に配する架台に符号「１'」を付して区別した。

前記架台１は、図３に示すように下地３上に固定される固定部１１と、該固定部１１から上方へ延在する脚部１２と、該脚部１２の上方に設けられる排水部１３とを備え、さらに、少なくとも水上側に配される架台１の前記脚部１２の水下側に挿入受部１２１を形成した構成である。

図示実施例の架台１の固定部１１は、略水平片状に形成され、脚部１２は、前記固定部１１の略中央に起立片状（縦片状）に形成され、排水部１３は、前記脚部１２の上端に樋状に形成されている。この排水部１３の側面の上端を内側へ折り曲げた折曲部１３１は、後述する流水部材の下面を受支する受支部として用いられる。
また、脚部１２に形成される挿入受部１２１は、水下端から略水平状に形成された欠き込み部である。

前記接続部材２は、前記架台１の排水部１３を外側から包囲する水上部分２１と、前記排水部１３の内側に配設される水下部分２２とを備える構成である。

図示実施例の接続部材２は、前記架台１の排水部１３のひとまわり大きな形状寸法を有する水上部分２１とひとまわり小さな形状寸法を有する水下部分２２とそれらの間の連結部分２３とからなる。
そして、水上部分２１は、図２（ｅ）に示すように水上側の架台１の排水部１３を構成する底面及び側面の外側に沿うように配設され、水上部分２１は、図２（ｄ）に示すように水下側の架台１'の排水部１３を構成する底面及び側面の内側に沿うように配設されている。

前記構成の架台１，１'の排水部１３，１３を前記構成の接続部材２で接続した接続構造は、排水部１３からの浸水を防ぎつつ雨水を確実に流下させることができる。なお、図２（ｃ）中に示すＷ矢印は水流れを示している。
そして、屋根面の流れ方向の長さに応じて前記接続部材２を複数用いることにより、屋根面の流れ方向の任意の長さに対応することができ、流れ方向が大きな建造物にも容易に対応することができる。

また、接続部材２の水上部分２１、水下部分２２を排水部１３，１３に配設する際の重ね代に余裕を持たすことにより、架台１，１'の伸縮にも対応することができる。なお、図２（ｃ）中に示すＨ矢印は伸縮を示している。

前記架台１は、図４に示す様々な態様があり、例えば脚部１２は、第１列目に示す架台１ａ，１ｅ，１ｉのように排水部１３の中央付近から下方へ延在する二重縦片状に形成してもよいし、第２列目及び第３列目に示す架台１ｂ，１ｃ，１ｆ，１ｇ，１ｊ，１ｋのように排水部１３の左右の側面から垂下する枠片状に形成してもよく、第４列目に示す架台１ｄ，１ｈ，１ｌのように排水部１３の中央から垂下する縦片状に形成してもよい。
また、例えば固定部１１は、第１列目及び第２列目に示す架台１ａ，１ｂ，１ｅ，１ｆ，１ｉ，１ｊのように脚片の下端から外側へ延在するように形成してもよいし、第３列目及び第４列目に示す架台１ｃ，１ｄ，１ｇ，１ｈ，１ｋ，１ｌのように中央に位置する平坦状に形成してもよい。

また、前記架台１には、例えば第１段目及び第２段目に示す架台１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのように排水部１３の底面の略中央から***する***部１４を設け、その上端を太陽電池モジュールや採光パネルの側縁を支持する支持部１４１としても、下地への固着具を打ち込むようにしてもよい。特に第１段目に示す架台１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、さらに後述する図示実施例（図５）のように取付ボルト５の頭部５１を嵌合支持する嵌合部１４２を形成した。また、例えば第３段目に示す架台１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌのように排水部１３の側面の上端に折曲部１３１を形成してもよい。

図５に示す太陽電池モジュールを備える外装構造は、前記接続構造を太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造に適用したものであり、この実施例における架台１ｘは、前記図４（ｄ）に示した架台１ｄと横幅サイズが異なるだけで、略同一の形状構成を有する。

そして、この図５には、接続部材２については図示していないが、架台１ｘの流れ方向の端縁構造は、前記実施例と同様に、水上部分２１を排水部１３の外側に配設するため、水上側の架台１ｘの脚部１２の水下側に挿入受部１２１（図中に一点鎖線で場所を示した）を形成し、水下部分２２を排水部１３の内側に配設するため、水下側の架台１ｘの***部１４を構成する起立状片の水上側に挿入受部１４３（図中に一点鎖線で場所を示した）を形成した。

また、図示実施例では、前記架台１ｘの固定部１１を保持する第２接続部材３を設け、架台１ｘのズレ動きを防止した。
なお、前記第２接続部材３は、固定部１１を保持する下方保持部３１を備えるばかりでなく、排水部１３の側面の外側に沿うように保持する上方保持部３２をも備える構成であるため、架台１ｘのズレ動きはより確実に防止される。

前記太陽電池モジュール４は、矩形状の流れ方向に長尺な本体４０の周縁をシール４１を介してフレーム材４２が挟持状に保持する構成であって、前記排水部１３に形成された***部１４の支持部１４１に支持されている。

また、前記太陽電池モジュール４，４の流れ方向における接続は、図５（ｂ）に示すように裏面側に流水部材７を位置させた状態で行われる。
前記流水部材７は、横方向に配設される樋状部材であって、その側縁が前記架台１ｘの排水部１３内に位置するように側面の上端（折曲部１３１）に受支される。そして、この流水部材７の流水部７１に導かれた雨水は、架台１ｘの排水部１３に導かれて水下側へ流下させることができる。

この外装構造を施工するには、架台１ｘを図示しない接続部材２にて接続し、排水部１３内に設けられた***部１４の支持部１４１上に太陽電池モジュール４を敷設（フレーム材４２を載置）する。その際、予め***部１４の上端（嵌合部１４２）には、取付ボルト５を取り付けおく。また、流れ方向に隣接する太陽電池モジュール４，４間の裏面側には、流水部材７の流水部７１が位置するように配設しておく。そして、横方向に隣接する太陽電池モジュール４，４間に流れ方向に長尺な固定板材６を取り付けて取付ボルト５の上端に取り付けたナット５０を締め付けることにより、固定板材６が太陽電池モジュール４（フレーム材４２）を下方へ押さえ付け、太陽電池モジュール４を挟持状に固定することができる。

図６に示す太陽電池モジュールを備える外装構造も、前記接続構造を太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造に適用したものであり、この実施例における架台１ｙは、前記図４（ｌ）に示した架台１ｌとほぼ同一の形状構成を有する。

この図示実施例は、表面側に配する表板材８Ａと裏面側に配する保持部材８Ｂを、ボルト９−ナット９０にて締め付けることにより太陽電池モジュール４を取り付ける構成であって、それ以外の構成は、前記図５の実施例とほぼ同様であるから同一符号を付して説明を省略する。

この実施例における架台１ｙの排水部１３の内部に開口部よりも幅広の保持部材８Ｂを配し、この保持部材８Ｂ上に太陽電池モジュール４，４を配し、これらに跨って表板材８Ａを配してボルト９−ナット９０にて上下から挟み込むようにした。
すなわちこの実施例では、ナット９０を締め付けると、保持部材８Ｂは排水部１３の側面の上端（折曲部１３１）に係止され、さらに太陽電池モジュール４，４を裏側から持ち上げるように作用し、表面側から表板材８Ａが押し付けるように作用するので、太陽電池モジュール４が挟着状に取り付けられるものとなる。

１，１ａ〜１ｌ，１ｘ，１ｙ架台
１１固定部
１２脚部
１３排水部
１３１折曲部
１４ ***部
１４１支持部
１４２嵌合部
２接続部材
２１水上部分
２２水下部分
３，３' 第２接続部材
３１下方保持部
３２上方保持部
４太陽電池モジュール
４０本体（太陽電池）
４１シール
４２，４２' フレーム材
５取付ボルト
６固定板材
７流水部材
８Ａ表板材
８Ｂ保持部材
９ボルト
９０ナット

Claims

下地に排水部を備える架台を接続部材にて長手方向に接続してなる接続構造であって、
前記架台は、下地上に固定される固定部と、該固定部から上方へ延在する脚部と、該脚部の上方に設けられる排水部とを備え、さらに、少なくとも水上側に配される架台の前記脚部の水下側に挿入受部を形成してなり、
前記接続部材は、前記架台の排水部を外側から包囲する水上部分と、前記排水部の内側に配設される水下部分とを備え、
水上側の架台の挿入受部に接続部材を挿入すると共に、その排水部の外側に水上部分を包囲させ、水下側の架台の排水部の内側に水下部分を配設して接続することを特徴とする排水部を備える架台の接続構造。
少なくとも接続される両架台の固定部が第２接続部材で保持されていることを特徴とする請求項１に記載の排水部を備える架台の接続構造。
下地に太陽電池モジュールを敷設するための架台を接続部材にて長手方向に接続してなる接続構造であって、
前記架台は、下地上に固定される固定部と、該固定部から上方へ延在する脚部と、該脚部の上方に設けられる排水部とを備え、さらに、少なくとも水上側に配される架台の前記脚部の水下側に挿入受部を形成してなり、
前記接続部材は、前記架台の排水部を外側から包囲する水上部分と、前記排水部の内側に配設される水下部分とを備え、
水上側の架台の挿入受部に接続部材を挿入すると共に、その排水部の外側に水上部分を包囲させ、水下側の架台の排水部の内側に水下部分を配設して接続することを特徴とする太陽電池モジュール敷設用架台の接続構造。