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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5722982
(24)【登録日】2015年4月3日
(45)【発行日】2015年5月27日
(54)【発明の名称】光起電力アレイを形成及び設置するための方法ならびに装置
(51)【国際特許分類】
H02S 20/30 20140101AFI20150507BHJP
E04D 13/18 20140101ALI20150507BHJP
【ＦＩ】
H02S20/30
E04D13/18ETD
【請求項の数】6
【外国語出願】
【全頁数】44
(21)【出願番号】特願2013-241925(P2013-241925)
(22)【出願日】2013年11月22日
(62)【分割の表示】特願2010-502161(P2010-502161)の分割
【原出願日】2008年4月8日
(65)【公開番号】特開2014-57099(P2014-57099A)
(43)【公開日】2014年3月27日
【審査請求日】2013年12月24日
(31)【優先権主張番号】61/065,417
(32)【優先日】2008年2月11日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/066,001
(32)【優先日】2008年2月15日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509275138
【氏名又は名称】ウエスト，ジョン，アール．
(73)【特許権者】
【識別番号】509275149
【氏名又は名称】マナンサラ，クリスティーナ，シー．
(73)【特許権者】
【識別番号】509275127
【氏名又は名称】ハインライン，ハンズ−クリストフ
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(72)【発明者】
【氏名】ウエスト，ジョン，アール．
(72)【発明者】
【氏名】マナンサラ，クリスティーナ，シー．
(72)【発明者】
【氏名】ハインライン，ハンズ−クリストフ
【審査官】
堀部 修平
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００５／１１６３５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２００７／０４５６９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００６−２１０６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−２９０７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００５／０１１５１７６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｓ ２０／００ − ２０／３２
Ｅ０４Ｄ １３／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光起電力モジュールを、隣接する光起電力モジュールに結合するための結合装置であって、
それぞれが平面を画定する頂面を有する受光サイドを備えた第１の光起電力積層体及び第２の光起電力積層体と、
光起電力モジュールの外側表面上の第１溝を、隣接する光起電力モジュールの外側表面上の第２溝に接続する結合手段と、
前記結合手段とは個別にかつ独立して配置可能な高さ調節脚と、を備え、
前記結合手段は、第１係止部および第２係止部を備え、前記第１係止部は、前記第１溝に接続され、前記第２係止部の一部分は、前記第１及び第２の光起電力積層体の少なくとも一つの前記平面と実質的に平行な方向で前記第２溝の一部分に受けられるように適合され、
前記高さ調節脚は、上からアクセス可能な高さ調節機構をさらに備え、それにより、前記高さ調節脚及び前記結合手段は、前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールを備えた光起電力アレイをしっかりと形成し、設置表面の上方の光起電力アレイの距離の高さ調節が、前記結合手段によって前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールが前記光起電力アレイへとしっかりと形成された後で、当該形成された光起電力アレイの前記距離を調節するべく前記高さ調節機構の頂部を介して前記高さ調節脚の高さ調節機構を回転させることにより現場でアクセス可能であり、
前記結合手段及び高さ調節脚は、前記光起電力モジュールの側面に沿う複数の異なる位置にそれぞれ個別に移動可能である、結合装置。
それぞれが平面を画定する頂面を有する受光サイドを備えた第１の光起電力積層体及び第２の光起電力積層体と、
光起電力モジュールの外側表面上の第１溝を、隣接する光起電力モジュールの外側表面上の第２溝に接続する結合手段と、
前記結合手段とは個別にかつ独立して配置可能な高さ調節脚と、を備え、
前記結合手段は、第１係止部および第２係止部を備え、前記第１係止部は、前記第１溝に接続され、前記第２係止部の一部分は、前記第１及び第２の光起電力積層体の少なくとも一つの前記平面と実質的に平行な方向で前記第２溝の一部分に受けられるように適合され、
前記高さ調節脚は、上からアクセス可能な高さ調節機構をさらに備え、それにより、前記高さ調節脚及び前記結合手段は、前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールを備えた光起電力アレイをしっかりと形成し、設置表面の上方の光起電力アレイの距離の高さ調節が、前記結合手段によって前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールが前記光起電力アレイへとしっかりと形成された後で、当該形成された光起電力アレイの前記距離を調節するべく前記高さ調節機構の頂部を介して前記高さ調節脚の高さ調節機構を回転させることにより現場でアクセス可能であり、
前記結合手段及び高さ調節脚は、前記光起電力モジュールの側面に沿う複数の異なる位置にそれぞれ個別に移動可能である、結合装置。
【請求項2】
複数の光起電力モジュールを結合するためのシステムであって、
光起電力モジュールと、
隣接する光起電力モジュールと、
前記光起電力モジュールを、前記隣接する光起電力モジュールに接続するための結合具と、
高さ調節脚と、を備え、
前記結合具は、第１係止部および第２係止部を備え、前記第１係止部は、前記光起電力モジュールに接続され、前記第２係止部の一部分は、前記隣接する光起電力モジュールの溝内から当該隣接する光起電力モジュールを支持するように適合される一方、前記結合具の一部分は、前記隣接する光起電力モジュールを当該結合具に接続するために前記溝内で回転され、
前記高さ調節脚は、上からアクセス可能な高さ調節機構をさらに備え、それにより、前記高さ調節脚及び前記結合具は、前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールを備えた光起電力アレイをしっかりと形成し、設置表面の上方の光起電力アレイの距離の高さ調節が、前記結合具によって前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールが前記光起電力アレイへとしっかりと形成された後で、当該形成された光起電力アレイの前記距離を調節するべく前記高さ調節機構の頂部を介して前記高さ調節脚の高さ調節機構を回転させることにより現場でアクセス可能であり、
前記結合具は、前記設置表面の上方に上げられた前記光起電力モジュールを、前記結合具と前記設置表面との間にいかなる支持構造体もない状態で保持する、システム。
光起電力モジュールと、
隣接する光起電力モジュールと、
前記光起電力モジュールを、前記隣接する光起電力モジュールに接続するための結合具と、
高さ調節脚と、を備え、
前記結合具は、第１係止部および第２係止部を備え、前記第１係止部は、前記光起電力モジュールに接続され、前記第２係止部の一部分は、前記隣接する光起電力モジュールの溝内から当該隣接する光起電力モジュールを支持するように適合される一方、前記結合具の一部分は、前記隣接する光起電力モジュールを当該結合具に接続するために前記溝内で回転され、
前記高さ調節脚は、上からアクセス可能な高さ調節機構をさらに備え、それにより、前記高さ調節脚及び前記結合具は、前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールを備えた光起電力アレイをしっかりと形成し、設置表面の上方の光起電力アレイの距離の高さ調節が、前記結合具によって前記光起電力モジュールおよび前記隣接する光起電力モジュールが前記光起電力アレイへとしっかりと形成された後で、当該形成された光起電力アレイの前記距離を調節するべく前記高さ調節機構の頂部を介して前記高さ調節脚の高さ調節機構を回転させることにより現場でアクセス可能であり、
前記結合具は、前記設置表面の上方に上げられた前記光起電力モジュールを、前記結合具と前記設置表面との間にいかなる支持構造体もない状態で保持する、システム。
【請求項3】
それぞれが外側に面した溝を有する枠を備え、並列結合具により接続された第１光起電力モジュールおよび第２光起電力モジュールであって、
当該第１光起電力モジュールおよび第２光起電力モジュールのそれぞれが、平面を画定する頂面を有する受光サイドを備え、
前記並列結合具は、前記第１光起電力モジュールの前記外側に面した溝内に位置決めされた第１係止部と、前記第２光起電力モジュールの前記外側に面した溝内に位置決めされた第２係止部と、を備え、
前記第１係止部は、第１座面を有し、前記第２係止部は、第２座面を有し、前記第１および第２座面は、前記第１及び第２光起電力積層体の少なくとも一つの前記平面と実質的に垂直に方向付けられており、
前記並列結合具は、前記光起電力モジュールを設置表面に接続するように、かつ、前記設置表面の上方の前記第１および第２光起電力モジュールの高さを調節するように適合されたブラケットを備えた、第１光起電力モジュールおよび第２光起電力モジュール。
当該第１光起電力モジュールおよび第２光起電力モジュールのそれぞれが、平面を画定する頂面を有する受光サイドを備え、
前記並列結合具は、前記第１光起電力モジュールの前記外側に面した溝内に位置決めされた第１係止部と、前記第２光起電力モジュールの前記外側に面した溝内に位置決めされた第２係止部と、を備え、
前記第１係止部は、第１座面を有し、前記第２係止部は、第２座面を有し、前記第１および第２座面は、前記第１及び第２光起電力積層体の少なくとも一つの前記平面と実質的に垂直に方向付けられており、
前記並列結合具は、前記光起電力モジュールを設置表面に接続するように、かつ、前記設置表面の上方の前記第１および第２光起電力モジュールの高さを調節するように適合されたブラケットを備えた、第１光起電力モジュールおよび第２光起電力モジュール。
【請求項4】
前記溝は、前記枠の実質的に全周に延在する、請求項３に記載の光起電力モジュール。
【請求項5】
前記第１係止部は、少なくとも部分的に、前記設置表面からある距離だけ上方で前記第1光起電力モジュールに取り付けられている、請求項３に記載の光起電力モジュール。
【請求項6】
前記第１係止部は、少なくとも部分的に、前記設置表面からある距離だけ上方で前記第1光起電力モジュールに固定している、請求項３に記載の光起電力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して光起電力モジュールおよび関連する枠ならびに設置用金物具に関し、特に、光起電力アレイを形成および設置するための改善された方法ならびに装置に関する。
【背景技術】
【0002】
光起電力（ＰＶ）モジュールおよび関連する設置用金物具は周知であり、幅広く使用されている。今日使用されている、最も一般的に大量生産されるＰＶモジュールは、積層された部分、またはＰＶ積層体、および枠部分を含み、特に光を電力に変換するように設計される。ＰＶ積層体部分は、ガラス、透明なプラスチック、密閉材料（ＥＶＡのような）、活性光起電力材料、太陽電池間の相互接続導体、および保護用バックシート（ＰＶＦフィルムのような）を含むが、これらに限定されない、様々な層の積層構造を含む、実質的に平らで耐候性のある外層に太陽電池を密閉するためのものである。今日、光起電力積層体は、一般的に、正方形、長方形、三角形、および台形のような直線的な形状で製造され、それらの脆弱な性質のため、通常、ＰＶ積層体部分の傷付きやすい縁部を保持および保護し、ＰＶ積層体に損傷を与えることなくＰＶ積層体を他の物体に取り付ける手段を提供する、永続的で実質的に剛性の、接着された枠部分で完全に密閉される。ＰＶ積層体部分および接着された枠部分の組み合わせは、本明細書において、ＰＶモジュールまたは枠付きＰＶモジュールと称される。本発明は、現在生産されている、標準ＰＶ積層体用の、接着された一体型枠、およびＰＶモジュールを屋根または支持構造物に固定するために一体型枠に取り付けられる、関連する設置用金物具に関する。
【0003】
Ｋａｄｏｎｏｍｅらの米国特許第５，５７１，３３８号は、頂縁部および底縁部を有する光起電力パネルを備える光起電力モジュールを開示する。光起電力パネルの縁部に取り付けられる外枠構造は、少なくともパネルの頂縁部および底縁部に沿って延在し、雨水をパネルの下面から遠ざけるように導く上向きの開放溝を画定する。
【0004】
Ｃｉｎｎａｍｏｎによる米国特許出願第２００５０２５７４５３号は、太陽電池パネルのための一体型モジュール枠およびラッキングシステムを記述する。太陽電池パネルは、複数の太陽電池モジュール、および複数の太陽電池モジュールをともに結合するための複数の接合部（直列結合形状の）を備える。複数の接合部は、屋根への移送中、および設置後のシステムの耐用年限の間の両方で、接続されたモジュールを機械的に剛性にする手段を提供し、モジュール間に配線接続を提供し、モジュールに電気的接地経路を提供し、モジュールをパネルに追加する手段を提供し、欠陥のあるモジュールを取り外すまたは交換する手段を提供する。接合部を用いてモジュールをともに接続する際のモジュールの電気的組み立てを簡単化するために、モジュールの側面上にコネクタソケットが提供される。
【0005】
Ｅｂｅｒｓｐａｃｈｅｒらによる米国特許出願第２００７００７４７５５号は、剛化バックプレーンを有する光起電力モジュールを教示する。太陽電池モジュールは、実質的に平面に配置された１つまたはそれ以上の光起電力（ＰＶ）電池を含む。それぞれのＰＶ電池は、正面および裏面を有する。ＰＶ電池は、光が正面に入射する際に電圧を生成するように適合される。剛性バックプレーンは、バックプレーンが裏面から構造的支持を提供するように、ＰＶ電池に取り付けられる。剛性バックプレーンは、複数の空洞を有する構造コンポーネントを含む。
【0006】
前述の特許は、本発明者が認識している現在の最新技術水準を反映するものである。これらの特許の参照および考察は、本発明の特許請求の範囲の審査に関連し得る情報の開示において、出願人の認識する誠実義務の免責に役立つことを目的としている。しかしながら、上記に示される特許のいずれも、単独でも、または組み合わせて考慮される場合でも、本明細書に記載され、主張される本発明を開示、教示、示唆、説明、ないしは自明しない。
【発明の概要】
【0007】
本発明の光起電力（ＰＶ）アレイを形成および設置するための方法ならびに装置は、形成されたＰＶアレイ内の複数のＰＶモジュールに直接取り付けられ、かつそれら複数のＰＶモジュール間に差し渡す、別個の構造支持部材を使用する必要なく、ＰＶモジュールを屋根または他の設置表面に取り付けられるようにする、ＰＶモジュール枠組および結合システムを提供する。本発明の装置は、ＰＶモジュールの側面をともに相互係止してアレイを形成するための一体部品結合具を提供し、結果として、並列ビーム支持システムをもたらす。本発明の結合部材は、枠の長さ方向に沿って、実質的にいかなる位置でも枠に取り付けられ、光起電力モジュールを隣接する光起電力モジュールと相互係止する。本発明の装置は、枠部材の表面に取り付けられ、枠部材を屋根または他の設置表面に直接固定する、新規のブラケット部材をさらに含む。
【0008】
したがって、本発明の目的は、ＰＶ積層体を保持する新しくかつ改善された多目的ＰＶモジュール枠であって、隣接するＰＶモジュールを相互係止する摺動可能な結合具を係合し、かつ、屋根または設置表面に直接接続するブラケットを取り付けるための外側スロットを提供する多目的ＰＶモジュール枠を提供することであり、それによって、形成されたＰＶアレイ内の複数のＰＶモジュールに直接取り付けられ、かつそれらの複数のＰＶモジュール間に差し渡す、別個の構造支持部材を使用する必要なく、ＰＶモジュールを屋根または他の設置表面に取り付けられるようにする。
【0009】
本発明の別の目的は、隣接するＰＶモジュール枠の側面をともにしっかりと接続し、それによって、別個の構造支持部材を使用する必要なく、屋根または他の設置表面に取り付けることができる、並列ビーム支持システムを形成する、新しく、かつ改善された一体部品結合具を提供することである。
【0010】
構成および動作方法に関する、本発明の特徴である他の新規特徴は、そのさらなる目的および利点とともに、例示として本発明の好適な実施形態を図示する添付の図面に関連して次の説明を考慮することによって、より理解されるであろう。しかしながら、図面は、図示および説明するためだけのものであり、本発明の制限を定義することを意図しないことを明確に理解されたい。本発明を特徴付ける様々な新規特徴は、特に、本開示に添付され、その一部を形成する、特許請求の範囲に具体的に記載される。本発明は、単独で見たこれらの特徴のいずれか１つではなく、むしろ、具体的に記載される機能のすべての構造の特定の組み合わせに属する。
【0011】
したがって、次の発明を実施するための形態がより理解され、当該技術分野への本貢献がより認められるように、本発明のより重要な特徴が広範に概説されてきた。当然ながら、以下に記載され、添付の特許請求の範囲のさらなる主題を形成する、本発明のさらなる特徴が存在する。当業者は、本開示が基づく概念が、本発明のいくつかの目的を実行するために、他の構造、方法、およびシステムの設計の基礎として容易に利用され得ることを理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲から逸脱しない限りにおいて、同等の構成を含むと見なすことが重要である。
【0012】
さらに、要約の目的は、国際、広域、国内特許事務局、ならびに該して一般、特に、特許または法律用語あるいは専門語に通じていない当該技術分野の科学者、技術者、および実行者が、本願の技術開示の本質および核心を一瞥から素早く判断できるようにすることである。要約は、特許請求の範囲から判断される本願の本発明を定義することも、本発明の範囲を制限するものであることも、決して意図されない。
【0013】
参照の利便性のみのために、次の説明に特定の専門用語およびその派生語が使用される場合があるが、制限はしない。例えば、「上向き」、「下向き」、「左」、および「右」等の語は、特に明記しない限り、参照される図面における方向を指す。同様に、「内向き」および「外向き」等の語は、それぞれ、装置または領域の幾何学的中心、およびその指定部分に向かう方向、ならびにそれから離れる方向を指す。特に言及されない限り、単数での参照は、複数を含み、逆もまた同様である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
次の詳細な説明を考慮する際、本発明はより理解され、上述されるもの以外の目的が明らかとなるであろう。そのような説明は、以下の添付の図面を参照する。
【0015】
【図1】支柱のようなハイブリッド枠を有するＰＶモジュールの斜視図である。
【図2】並列結合具の斜視図である。
【図3】２つの隣接するＰＶモジュールを通って切断した断面である。
【図4】ともに結合された２つの隣接するＰＶモジュールの斜視図である。
【図5】高さ調節可能なブラケットの斜視図である。
【図6】２つの隣接するＰＶモジュールを通って切断した断面である。
【図7】屋根にＰＶアレイが取り付けられた建物の斜視図である。
【図9】典型的な先行技術のＰＶアレイを示す。
【図11】結合具の真上のＰＶアレイを通って切断した断面である。
【図12】２つの隣接する長方形の枠の簡略化した平面図である。
【図13】隣接する枠部材を有する４つのＰＶモジュールを備える、一般的なＰＶアレイを示す。
【図14】隣接する枠部材を有する４つのＰＶモジュールを備える、一般的なＰＶアレイを示す。
【図15】支柱のない先行技術ＰＶアレイを示す。
【図16】結合具の斜視図である。
【図17】第１の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図18】第１の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図19】結合具の斜視図である。
【図20】第２の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図21】第２の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図22】結合具の斜視図である。
【図23】第３の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図24】第３の位置にある結合具の正面図および背面図である。
【図25】本発明の第２の実施形態を示す。
【図26】本発明の第２の実施形態を示す。
【図27】本発明の第２の実施形態を示す。
【図28】本発明の第２の実施形態を示す。
【図29】本発明の第２の実施形態を示す。
【図30】本発明の第２の実施形態を示す。
【図31】本発明の第２の実施形態を示す。
【図32】本発明の第３の実施形態を示す。
【図33】本発明の第３の実施形態を示す。
【図34】本発明の第３の実施形態を示す。
【図35】本発明の第４の実施形態を示す。
【図36】本発明の第４の実施形態を示す。
【図37】本発明の第４の実施形態を示す。
【図38】本発明の第４の実施形態を示す。
【図39】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を通って切断した断面である。
【図40】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を通って切断した断面である。
【図41】２つの相互係止されたＰＶモジュールの間を切断した断面である。
【図42】２つの相互係止されたＰＶモジュールの間を切断した断面である。
【図43】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を切断した断面である。
【図44】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を切断した断面である。
【図45】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を切断した断面図である。
【図46】２つの相互係止されたＰＶモジュールの斜視図およびその間を切断した断面図である。
【図47】それぞれ、別の実施形態の２つの相互係止されたＰＶモジュール間を切断した断面および斜視図である。
【図48】それぞれ、別の実施形態の２つの相互係止されたＰＶモジュール間を切断した断面および斜視図である。
【図49】さらに別の実施形態を示す。
【図50】さらに別の実施形態を示す。
【図51】開放型張り出し屋根構造上に据え付けられた、さらに別の実施形態を示す。
【図52】開放型張り出し屋根構造上に据え付けられた、さらに別の実施形態を示す。
【図53】スナップ式コンジットボックスを有するＰＶアレイの別の実施形態を示す。
【図54】スナップ式コンジットボックスを有するＰＶアレイの別の実施形態を示す。
【図55】ＰＶモジュールのさらに別の実施形態の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
様々な図において同様の参照番号が同様のコンポーネントを指す図１〜図５５を参照すると、本明細書において、一般に１０で表示される、光起電力アレイのための新しくかつ改善された枠組および設置システムが図示されている。本文献の目的のため、適切な場合、用語の産業標準定義が適用される。光起電力は、「ＰＶ」と略称される。ＰＶ積層体は、密閉された太陽電池の群を指す。枠は、ＰＶ積層体を支持し、それに剛性を提供する、枠部材の群（長方形状のＰＶモジュールでは典型的に４つ）を指す。ＰＶモジュールは、ＰＶ積層体、枠、および少なくとも２つの出力線を備える、単独の一体部品であり、個々に配置可能な発電装置を指す。ＰＶアレイは、ともに配置されて同一発電システムの一部であるＰＶモジュールの群を指す。設置レールまたは支柱は、別個の締結具（結合具、ボルト等）を使用することによってＰＶモジュールの底部に接続し、２つまたはそれ以上のＰＶモジュールをともに機械的に連結する働きをし、それによってモジュールに構造支柱を提供し、また、設置表面に接続するための手段も提供する、構造部材である。
【0017】
第１実施形態−構造図１〜図２４は、本発明の第１の実施形態を示す。図１は、支柱のようなハイブリッド枠１２を有する光起電力、すなわちＰＶモジュール１１の斜視図を提供する。それぞれのＰＶモジュールは、実質的に同一の構成で作製される。当該技術分野において典型的であるように、枠１２は、ＰＶ積層体２０の周りに組み立てられ、枠部材１３と積層体２０との間の任意選択の接着剤、および角部の枠のねじ１８Ｕ、１８Ｌで固定される、４つの枠部材１３を備える。完全なＰＶモジュール１１は、典型的に、ＰＶモジュール製造工場で本方法で組み立てられ、次いで複数の一体部品ＰＶモジュール組み立て体１１は、特定の現場に移送され、建物または他の構造体に設置され、ＰＶアレイ１０を形成する。他の実施形態においては、ＰＶ積層体２０の周りへの枠１２の組み立ては、最終的に据え付けられる場所で完了される。したがって、製造される厳密な場所および組み立てステップは、本発明の適切な実施に関して、それほど重要ではない。
【0018】
支柱のようなハイブリッド枠１２は、ＰＶモジュール１１の４つすべての側面上に、実質的に同様の構成を含んでもよい。枠１２の頂面１４は、ＰＶ積層体２０内の電池（図示せず）と同一の方向を向く表面である。枠の外側表面１６は、以下に記載されるように、ＰＶモジュール１１をともに相互係止し、屋根または他の設置表面に接続するための多機能メスチャネル部分またはスロット２６を備える。ここに示されるような枠１２は、典型的な突き合わせ接合を可能にするために、コーナーカットを有する。他の実施形態においては、枠は、角部でマイタージョイントによって接合される。さらに、枠組部材を接合するために、いかなる典型的な方法も適用可能であり、本発明の範囲に含まれる。また、角部は、角部から結合具を挿入できるように、また、より小さな結合具が形成されたアレイ内の角部の周りを摺動できるように、形造されてもよい。ＰＶモジュール１１は、当該技術分野において典型的であるように、正極プラグ２２ｐｏｓおよび負極プラグ２２ｎｅｇとともに、正極出力ケーブル２２ｐｏｓおよび負極出力ケーブル２２ｎｅｇをさらに備える。他の実施形態においては、多重導体ケーブルが利用される。出力ケーブル２２ｐｏｓ、２２ｎｅｇは、背面に設置される電気ボックス２１から出ている。
【0019】
図２は、ツイストロック機構によって２つの隣接するＰＶモジュール枠１２の外側表面１６を相互係止するために利用される、相互係止装置すなわち並列結合具５０ａの斜視図を示す。この第１の実施形態は、各側面から突き出ているシャフト部分１０２Ａ、１０２Ｂを有する回転部分１００を備える一体部品並列結合具５０ａを意図する。シャフト部分１０２Ａの端部は、第１のキーすなわち係止部分１０４Ａを備え、シャフト部分１０２Ｂの端部は、第２のキーすなわち係止部分１０４Ｂを備える。レンチを用いて回転部分１００を回転すると、シャフト部分１０２Ａ、１０２Ｂとともに、両方の係止部分１０４Ａ、１０４Ｂが回転する。
【0020】
回転部分１００は、材料および組み立て公差のばらつきを考慮するのに役立つため、熱膨張および収縮差異を軽減するため、および２つの相互係止されたＰＶモジュール１１の係止解除に耐える力を提供するために、任意設置の上バネ１０６Ｕおよび下バネ１０６Ｌをさらに備える。バネ１０６Ｕ、１０６Ｌをそれぞれ収容し、構造的に支持するために、回転部分１００内のボア穴１１０Ｕおよび１１０Ｌ（ここでは見えない）が提供される。ここでは、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌは、円筒コイルバネとして示され、バネ鋼または他の好適なバネ材料から作製されてもよい。他の実施形態は、他の種類および形状のバネを意図し、さらに他の実施形態は、圧縮下にある枠１２が、ある程度のバネ力をもたらすため、バネのない結合具５０ａを提供する。例えば、ディスクワッシャ、波形ワッシャ、星形ワッシャ、フィンガースプリング、らせんバネ、ポリウレタンバネ、およびその他のものは、すべて、考察中の本実施形態で使用するのに好適である。回転部分１００は、典型的なレンチを用いて上方から回転部分１００を容易に回動できるように、４つの平面座１１６を備える。当業者は、平面座の数を変えることができ、使用するレンチの種類に応じて回転部分１００を単純に丸める、スロット付きにする、ボア付きにする、ローレット加工することができることを認識するであろう。シャフト部分１０２Ａ、１０２Ｂは、結合に適切な位置に移動される、拘束されていないＰＶモジュール１１を誘導し、保持するのを助長するために、任意設置の小径部分１１４Ａ、１１４Ｂをさらに備える。回転部分１００（バネ１０６Ｕ、１０６Ｌを除く）、シャフト部分１０２Ａ、１０２Ｂ、および係止部分１０４Ａ、１０４Ｂは、鋼またはアルミニウム等の中実な金属の単一片から機械加工されてもよい。別の実施形態においては、回転部分１００は、プラスチック等の軽量材料から作製されてもよい。しかしながら、当業者は、本明細書に記載されるような結合具５０ａの様々な部分を形成するために、複数のコンポーネントをともに組み立てることができ、様々な材料を使用できることを認識するであろう。
【0021】
ここで、結合具５０ａを用いてともに結合される２つの隣接するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂを通って切断した断面を示す図３をさらに含むように考察を拡大すると、第１の係止部分１０４Ａは、ＰＶモジュール１１Ａの第１のスロット２６Ａに挿入される２つの係止部分１０４Ａ、１０４Ｂの第１のものとなるように、特別に形状化されてもよいことが分かる。係止部分１０４Ａは、対向する角部に曲面１１８Ｕ、１１８Ｌを有して提供されてもよく、これは、係止部分ストップ１２０ＡＵ、１２０ＡＬが、それぞれ、スロット２６Ａの上側内側表面１２２ＡＵおよび下側内側表面１２２ＡＬと接触するまで、スロット２６Ａの内部の係止部分１０４Ａを時計回りに回転できるようにする。以下でより詳細に記載される図１０〜図１８を参照すると、当業者は、係止部分１０４Ａの幅が、スロット２６Ａ、２６Ｂ内の開口部２７Ａ、２７Ｂの高さＡよりわずかに小さく、一方、長さは、スロット２６Ａの内部の高さＢとほぼ同等であることを認識するであろう。したがって係止部分１０４Ａは、時計回りに回転される場合、第１の位置９１に配向され、オス機構またはフランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬの裏側に拘束される際に挿入されてもよい。時計回りに約９０度回転した後、係止部分ストップ１２０ＡＵ、１２０ＡＬが到達される場合、結合具５０ａは、第３の位置９３にあると考えられる（以下の中間の第２の位置９２についての記載を参照）。
【0022】
したがって、第２の係止部分１０４Ｂは、ＰＶモジュール１１Ｂ内の第２のスロット２６Ｂに挿入される２つの係止部分１０４Ｂ、１０４Ａの第２のものとなるように、特別に形状化されてもよい。この第１の実施形態は、結合具５０ａの最初の約４５度の時計回り回転で、オス機構間またはフランジ１０８ＢＵとフランジ１０８ＢＬとの間を通過することができる係止部分１０４Ｂの形状を意図する。したがって、約４５度の時計回り回転の中間位置は、第２の位置９２であると見なされる。係止部分１０４Ｂの形状は、係止部分１０４Ａの曲面１１８Ｕ、１１８Ｌと同じ側の対向する隙間域１２４Ｕ、１２４Ｌにおいて材料が除去されていることを除き、係止部分１０４Ａと同様である。したがって、結合具５０ａの第１の位置９１への配向および係止部分１０４Ａのスロット２６Ａへの挿入に、第２の位置９２への回転が続き、結果として、係止部分１０４Ａは、スロット２６Ａによって拘束され、係止部分１０４Ｂは、スロット２６Ｂへの挿入のために正しく配向される。さらに、係止部分１０４Ｂのスロット２６Ｂへの挿入に、第３の位置９３への時計回りに約４５度のさらなる回転が続き、結果として、係止部分１０４Ｂは、スロット２６Ｂによって拘束される。回転は、係止部分ストップ１２０ＡＵ、１２０ＡＬがスロット２６Ａの内側の表面１２２ＡＵ、１２２ＡＬに接触し、係止部分ストップ１２０ＢＵ、１２０ＢＬがスロット２６Ｂの内側の表面１２２ＢＵ、１２２ＢＬに接触する場合に停止し、この時点で、ＰＶモジュール１１Ａおよび１１Ｂの外側表面１６Ａならびに１６Ｂは、ともに結合または相互係止された（これらの２つの用語は、本文献を通して相互交換可能に使用される）と見なされる。他の実施形態は、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂおよびスロット２６Ａ、２６Ｂの多数の変形を意図し、これらのすべては、本発明の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態は、同一の形状であるが、互いからシャフト部分１０２Ａ、１０２Ｂに対して異なる角度で単に回転される係止部分１０４Ａ、１０４Ｂを利用してもよい。そのような実施形態は、依然として強固な相互係止を提供することができるが、係止部分１０４Ｂがスロット２６Ｂの内部にない場合にのみ第１の位置９１に達することができることから、完全に据え付けられたＰＶアレイ１０の中間から単一モジュールを取り外すことができない。他の実施形態は、上述されるような４５度および９０度とは異なる角度の回転のために形状化された係止部分を含み、一方、他のものは、反時計回り回転のために形状化された係止部分を有する。
【0023】
係止部分１０４Ａ、１０４Ｂは、結合具５０ａが回転されるとともに、枠１２に食い込み、かつ２つの隣接するＰＶモジュール１１がともに結合される場合にその間が確実にしっかりと電気接地接触するようにするための歯１１２ＡＵ、１１２ＡＬ、１１２ＢＵ、および１１２ＢＬが持ち上げられる際に、それらを適切な位置に導くためのテーパー状表面１０５ＡＵ、１０５ＡＬ、１０５ＢＵ、および１０５ＢＬをさらに備える。また、歯１１２ＡＵ、１１２ＡＬ、１１２ＢＵ、１１２ＢＬは、スロット２６Ａ、２６Ｂ内で結合具５０ａを長さ方向に摺動させる傾向がある反作用力による構造支持も提供する。他の実施形態においては、歯１１２は、ここに示されるものとは異なる場所に提供され、さらに他の実施形態においては、歯１１２は、星形ワッシャ等の別個の接地用ワッシャで置き換えられ、結合具５０ａの一部と枠１２との間に置かれる。
【0024】
図３に示されるように、２つの隣接する相互係止されたモジュール１１Ａ、１１Ｂのスロット２６Ａ、２６Ｂは、積層体２０Ａ、２０Ｂの平面と実質的に平行で、かつ、外側表面１６Ａ、１６Ｂに対して実質的に垂直であってもよい方向に結合具５０ａを挿入できるようにする開口部２７Ａ、２７Ｂを備える。開口部２７Ａ、２７Ｂの近くにあるフランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬ、１０８ＢＵ、１０８ＢＬは、結合具５０ａおよびブラケット１３２（以下を参照）が座面として使用することができるスロット２６Ａ、２６Ｂの内側表面１０９ＡＵ、１０９ＡＬ、１０９ＢＵ、１０９ＢＬを作り出す（それらの位置の効果により）。内側表面は、ＰＶ積層体２０に対して実質的に垂直であるように、ここに示される。しかしながら、他の実施形態は、傾斜した曲面１０９ＡＵ、１０９ＡＬ、１０９ＢＵ、１０９ＢＬを提供する。
【0025】
図３は、枠の内側表面１７Ａ、１７Ｂ、枠の底面１５Ａ、１５Ｂ、枠のねじ１８Ｂ、１８Ｕのための枠のねじ穴１９ＡＵ、１９ＡＬ、１９ＢＵ、１９ＢＬ、およびＰＶ積層体２０Ａ、２０Ｂを拘束するための枠の陥凹１２６Ａ、１２６Ｂをさらに示す。また、本図は、どのように、アレイ１０内のＰＶモジュール１１間の実質的に一定の間隙が、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌに対する可変の圧縮量によって許容される軽度の材料および組み立て公差問題のある回転部分１００の幅によって自動的に決定されるかも示す。例えば、完全な正方形のＰＶモジュール１１の製造は、非常に困難である。したがって、ＰＶモジュールが最大１／８インチ変化する幅および長さを有するようにすることが一般的である。先行技術システムにおいては、この変化は考慮されていない。ここに示されるようなバネ１０６Ｕ、１０６Ｌは、許容誤差の複合、したがって、据え付け作業中の適切な整列によって、重大な問題を軽減するのに役立つ、ある程度の整合性を提供する。
【0026】
図４は、２つの結合具５０ａを用いてともに結合される２つの隣接するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂの斜視図を示す。スロット２６Ａ、２６Ｂが枠１２Ａ、１２Ｂの実質的に全長に設置されていてもよいことから、結合具５０ａは、長さ方向に沿った実質的にいかなる点にもあってよい。高力接続がもたらされるとすると、現実面では、２つのＰＶモジュール間の継ぎ目あたり、典型的に、１つから３つの結合具が適切である。それぞれのＰＶモジュール１１の角部１３０では、フランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬ、１０８ＢＵ、１０８ＢＬが切り取られ、したがって上述されるように、結合具５０ａが第１の位置９１にある場合に、結合具５０ａが一対のＰＶモジュール１１間の継ぎ目から隣接する一対のＰＶモジュール１１間の継ぎ目にわたり、容易に摺動できるようにする。
【0027】
ここで、図５〜図６を参照すると、図５は、本発明の第１の実施形態のＰＶモジュール１１に接続するのに好適な高さ調節可能なブラケット１３２の斜視図を示し、図６は、結合具５０ａ（明確化のためにここでは図示せず、図３を参照）を用いてともに結合される２つの隣接するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂを通って切断した断面を示す。Ｌ形状のブラケット１３２は、ｚ軸すなわち垂直方向調節スロット１４０およびｙ軸方向調節スロット１４２（設置表面の平面に基づく座標系、図７を参照）を備える。ブラケット１３２を枠１２Ｂの外側表面１６Ｂに取り付けるために、チャネルナット１３４にねじ込まれるボルトヘッド１３７を有するチャネルボルト１３６が利用される。チャネルナット１３４は、スロット２６Ｂの内部に適合し、フランジ１０８ＢＵの裏側に拘束されるように形状化される。本実施形態は、ナット１３４が角部１３０で挿入され、適切な位置に摺動された、単純な長方形状のチャネルナット１３４を意図する。ボルト１３６をナット１３４にねじ込み、ボルトヘッド１３７と枠の外側表面１６Ｂとの間でブラケット１３２を摺動させ、次いでボルト１３６を締め付けることによって、ナット１３４をしっかりとフランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＵに引き寄せ、これによってブラケット１３２を枠１２Ｂに堅く固定する。スロット２６Ｂが枠１２Ｂの実質的に全長に設置されていることから、ブラケット１３２は、ｘ軸方向と称される長さ方向に沿った実質的にいかなる点にも取り付けることができる。したがって、スロット１４０およびスロット１４２に加えて、スロット２６Ｂは、ブラケット１３２を３次元調節できるようにし、ブラケット１３２の大幅に容易な垂木（典型的にｙ軸方向に走る）との整列を介した非常に簡単化された据え付け動作、ならびにアレイ１０内のＰＶモジュールの大幅に容易な高さ調整および整列を可能にする。ラグスクリュー１３８は、先行技術システムにおいて典型的であるいかなる他の支持構造もない状態で、ブラケット１３２、したがってアレイ１０を、屋根等の設置表面１４４に直接固定する手段を提供する。
【0028】
図６は、ブラケット１３２と右枠１２Ｂの接続を示すが、これは、いずれの外側表面１６にも接続することができ、さらにこれは、ラグねじ１３８が接続されるＰＶモジュール１１の下に位置されるように反転することができることに留意されたい。他の実施形態においては、ナット１３４は、枠１２Ｂに沿った任意の位置からスロット２６Ｂに挿入し、次いで９０度ひねってフランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬの裏側に押し込むことができるように、係止部分１０４Ｂと同様に、２つの対向する丸みを帯びた角部を有する長方形状を備える。さらに他の実施形態においては、ナット１３４は、標準的な六角形状ナットである。
【0029】
別の一実施形態では、スロット２６Ａ、２６Ｂから下方のフランジ１０８ＡＬ、１０８ＢＬを除去し、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂの下方部分を除去し、結果として、第１の実施形態のような両側の代わりに、片側係止作用をもたらす。
【0030】
第１の実施形態−基本動作図７〜図１１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る、建物１４６の屋根に据え付けられたＰＶアレイ１０が示されている。図７は、好適な設置表面１４４としての役割を果たす屋根１４４ＲにＰＶアレイ１０が取り付けられた状態で示される建物１４６の斜視図を示す。屋根垂木１４８は、屋根の頂面の直下にあり、点線で示される。本図では、ブラケット１３２は、ＰＶアレイ１０の正面に沿って見られる。ブラケット１３２は、ラグねじ１３８がＰＶモジュールの下に隠れるように配向される。ブラケット１３２は、３つのＰＶモジュール１１の最下列の外側表面１６上のスロット２６に、ＰＶモジュール１１あたり１つのブラケット１３２が取り付けられた状態で示される。それらのそれぞれのスロット２６内のブラケット１３２は、各ブラケット１３２が垂木１４８と並ぶように、ｘ軸方向に調節されている。特定の種類の屋根および設置表面でのみブラケット１３２と垂木１４８を一列に並べることが必要となるため、他の実施形態は、垂木と一列に並べられず、むしろいずれかの所望の点で設置表面に直接取り付けられる、ブラケット１３２を提供する。さらに他の実施形態においては、ブラケット１３２は、地面に設置された構造体、ピアブロック、コンクリート柱、および屋根ジャッキ、設置用柱、設置用ジャッキ、タイルブラケット、専用ブラケット、ならびにスタンドオフ等の専用の設置用金物具と一列に並べるために、ｘ方向およびｙ方向に調節される。本発明のシステムが３次元の調節可能性を提供するため、ほぼいかなる好適な設置表面にも接続することができる。
【0031】
図８は、図７と同一のＰＶアレイ１０の拡大した側面図を示す。本図は、ＰＶアレイが、支柱または他の支持材を使用することなく、屋根１４４Ｒに接続されるという事実の明確化に役立つ。ブラケット１３２は、枠１２を屋根１４４Ｒに直接接続し、結合具５０ａは、ＰＶモジュール１１をともに相互係止する。対照的に、図９は、本明細書に開示されるような相互係止システムの利益のない典型的な先行技術ＰＶアレイ１０ＰＡを示す。ＰＶモジュール１１ＰＡは、最初に、支柱１３１ＰＡによって連結される。次いで支柱１３１ＰＡは、ブラケット１３２ＰＡを介して設置表面（図示せず）に取り付けられる。ここに見られるように、支柱１３１ＰＡは、少なくとも２つのＰＶモジュール１１ＰＡと同程度の幅があり、２つが、少なくとも２つのＰＶモジュール１１ＰＡの対向する側面を支持するように設計される装置である。一方、結合具は、２つのモジュール間の継ぎ目でＰＶモジュールのみをともに接合し、したがって、単一モジュールより幅広くはない。支柱１３１ＰＡをモジュール１１ＰＡ間に差し渡すように設計されるという事実は、多くの追加材料が必要となることを意味する。支柱１３１ＰＡを利用するために必要な追加費用および据え付け時間は、先行技術システムの大きな欠点である。
【0032】
図１０は、ＰＶアレイ１０の裏面を露呈するために、建物１４６が除去されたアレイ１０を背側（図７の図から厳密に１８０度回転させた）から見ていることを除き、図７と同一のＰＶアレイ１０の斜視図を示す。本図においては、ここで、３つのブラケット１３２の列が、ＰＶモジュール１１間のすべての水平方向の継ぎ目１５０に沿って、ならびにアレイ１０の縁部である頂部１５４および底部１５６に沿って位置することが明白である。ブラケット１３２をアレイ１０にわたって比較的均一に分配する本方法は、直列結合具を利用する支柱のない先行技術システムでは、不可能である（以下の記載を参照）。
【0033】
図１１は、結合具５０ａのわずか上でかつアレイ１０に対して垂直に向くＰＶアレイ１０を通って切断し、それによって結合具５０ａおよびブラケット１３２の場所を露呈する断面を示す。アレイ１０内のすべてのＰＶモジュール１１をＰＶモジュール１１間のすべての水平継ぎ目１５０および垂直継ぎ目１５２で相互係止する結合具５０ａが示される。他の実施形態においては、結合具５０ａは、水平継ぎ目１５０上または垂直継ぎ目１５２上のいずれかでのみ利用される。ここに示されるような結合具の配置は、以下に記載されるように、ｘ軸およびｙ軸の両方に沿ってアレイ１０に二重構造または並列相互係止支持システム１６０を作り出す。各枠１２は、大部分の先行技術システムとは異なり、通常、ＰＶ枠と支柱、または同様の構造支持システムとの間で共有される次の基本的な機能を行うため、支柱のようなハイブリッド枠と称される。すなわち、（ａ）ＰＶ積層体２０の縁部を保持および保護し、（ｂ）構造支持システムを用いて、モジュール１１をともに相互接続し（構造的完全性を向上し、必要とされる設置表面１４４との接続点を最小限にするため）、（ｃ）フットタイプまたはブラケット部材を介して、アレイ１０を設置表面１４４に取り付けるための手段を提供する。
【0034】
第１の実施形態−直列および並列結合理論図１２は、２つの隣接する長方形枠ＡおよびＢの簡略化した平面図を提供する。線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４は、理論上、結合具を定置することができる、２つの枠Ａと枠Ｂとの間の継ぎ目に沿った場所を示す。線Ｃ１およびＣ２で接続する結合具は、これらの点での枠ＡおよびＢの結合体は、枠ＡおよびＢが並列に相互係止されることから、並列結合具と称される。したがって、理論上、ＡとＢとの間の継ぎ目に沿ったいかなる点も、並列結合具を受容することができるということになる。しかしながら、角部点Ｋ１およびＫ２は、枠の外側表面における先行技術スロットが一対の直交する枠部材の両側の角部にまでわたって延在しないため、特例である。この問題は、アルミニウム押出プロセス（これによって、大部分のＰＶ枠が製造される）の性質から生じ、並列結合具が、少なくとも長方形ＰＶモジュールの側面上の端部まで摺動するのを妨げる。また、角部は、第２の理由でも特例である。角部Ｋ１およびＫ２は、結合具を第１の枠部材Ｂ２の外側表面に挿入することができ、挿入点の角部の周りにある第２の枠部材Ｂ３に続く、周辺周りで唯一の場所である。したがって、平行枠部材Ａ２、Ｂ２から垂直枠部材Ｂ１、Ｂ３およびＡ１、Ａ３に延在する線Ｃ３およびＣ４が示される。結合具が垂直枠部材に走ることができることによって、構造特性が明らかに向上する（ｚ軸荷重を、より長い領域にわたって分散することができる）ことから、先行技術結合具は、２つの基本的なカテゴリに分類される。すなわち、部材の全長に沿った、実質的にいかなる場所の枠部材の側面にも接続するように最適化される並列結合具、および角部点Ｋ１、Ｋ２で枠部材の端部に接続する特別な場合のために最適化される直列結合具である。直列結合具は、それらがＡ３およびＢ３等の２つの枠部材、端部同士を連結するため、そう呼ばれる。
【0035】
第１の実施形態のＰＶアレイ１０の動作を理解するためには、最初に、ＰＶアレイ１０に与えられる力が、それにわたってどのように分散されるかを理解することが重要である。力は、表面全体にわたって作用する場合があり、そのような風圧または力は、人がそれを踏む等、極めて局所化される場合がある。いずれの場合においても、これらの力は、ＰＶシステムを設置するブラケット１３２を介して、屋根１４４Ｒまたは設置表面１４４へ伝達する方策を見出さなければならず、また、これらのブラケットは、力が印加される点または領域からある程度離れている場合がある。多くの場合において、力は、設置表面１４４にたどり着くために、ＰＶモジュールおよびそれらの間の遷移部分を横断しなければならない。枠部材１３を相互係止するための結合装置は、それを隣接する枠部材１３に係止することによって、枠部材１３をさらに支持する機会を提供する。個々のＰＶモジュール１１に対して、各枠部材１３は、ＰＶ積層体２０によって支持され角部接合部で垂直枠部材に接続される別個の構造実体としての役割を果たす。単一片の材料から構成された枠（知られている限りでは、そのような実施例は存在しない）を備える枠付きＰＶ積層体の仮想事例においてでさえ、枠の各側面は、積層体によって側面がほぼ分離されており、角部のごく一部のみが接続されていることから、依然として別個の構造実体である。したがって、結合具の構造特性を理解したい場合は、特定の結合具が、どの枠部材に、および枠部材のどこに接続されるかを考察することが重要である。ＰＶモジュール１１が、実質的に一直線の枠部材１３を備えると仮定すると、平板ＰＶモジュール１１の考えられる形状（平面図において）は、三角形、長方形、五角形、六角形等である。すべてのそのような形状は、本発明で使用するのに好適である。
【0036】
図１３〜図１４は、それぞれ、隣接する枠部材１３Ａ１と１３Ｂ１、１３Ａ２と１３Ｃ２、１３Ｂ２と１３Ｄ２、１３Ｃ１と１３Ｄ１を有する４つのＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを備える一般的なＰＶアレイ１０Ｐおよび１０Ｓを示す。これらの２つの図は、長方形アレイで可能な２つの基本的な種類の結合具、並列結合具５０および直列結合具６２を示す。一直線の面を有するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを組み立てて実質的に長方形のＰＶアレイ１０Ｐおよび１０Ｓを形成する場合、結果として、互いに直接隣接する（アレイ１０Ｐ、１０Ｓ内で）、およびアレイ１０Ｐ、１０Ｓの周辺周りの複数の枠部材１３に直接隣接する、複数の枠部材１３がもたらされる。図９．１は、各々が、２つの隣接し、かつ実質的に平行な枠部材１３の側面同士を接続する、並列結合具５０を示す。図９．２は、それぞれが、２つの実質的に同一直線上の枠部材１３の端部同士を接続する、直列結合具６２を示す。
【0037】
図１３に示されるように、並列結合具５０は、ＰＶモジュール１１Ｂに印加される力Ｆ１が、経路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に沿って、それに直接隣接するＰＶモジュール、１１Ａおよび１１Ｄとの間、ならびに経路Ｐ４およびＰ５に沿って、より離れたＰＶモジュール１１Ｃに分散されるようにする。この力の分散は、並列結合具５０が枠部材１３の端部同士、および側面同士の両方を接続できるようにするため、可能となる。例えば、枠部材１３Ｂ２および１３Ｄ２の対に加えて、直交する枠部材１３Ｂ１および１３Ａ１が相互係止される。この枠部材１３の直交する対の接続は、ＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｃの各列を隣接する列１１Ｂ、１１Ｄに接続できるようにし、力Ｆ１がアレイ１０Ｐ内のすべてのＰＶモジュールにわたって分散されるようにし、したがってＰＶ積層体２０を支持する枠構造全体を強化する。しかしながら、図１４に示されるように、直列結合具６２は、力をこの方法で取り付けられる列１１Ａ、１１Ｃ、および１１Ｂ、１１Ｄにのみ分散できるようにする。この場合にモジュール１１Ｂに与えられる同一の力Ｆ１は、経路Ｐ１０およびＰ１１のみを通ることができ、したがってＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｃへの荷重の分散を妨げる。
【0038】
先行技術分野において既知である直列結合具６２は、並列結合具より明らかに不利である一方、以下に記載されるように、本発明のいくつかの実施形態は、並列結合具に直列結合部分を追加し、それによって直列―結合を作り出す手段を提供する。そのようなハイブリッド結合具には、理論上、直列結合が枠１２のｚ軸強度（先行技術結合具においては、そのような潜在能力は認識されていないが）を向上するための機会をより提供し得ることから、明確な利点がある。
【0039】
並列相互係止支持システム１６０は、次のように動作する。専用スロット２６は、結合具５０ａが、枠部材１３の各々の直接隣接する平行対の側面をしっかりと接続できるようにする。据え付け行為中に、据え付け技術者がＰＶ積層体２０を踏むことはよくあることである。本行為は、局所的な荷重をもたらし、例えば、力Ｆ１を生成し得る。支柱のない先行技術システムにおいては、力Ｆ１は、荷重の点に最も近い枠に平行移動され、各々の枠部材１３は、しっかりと接続された追加の支持部材が近くにないため、ほとんど独立して作用する。しかしながら、本発明の第１の実施形態においては、ＰＶ積層体２０の頂部に与えられる力Ｆ１は、ＰＶ積層体２０を包囲する枠１２、ならびに荷重が与えられるＰＶ積層体２０に結合される４つの枠部材１３によって共有される。したがって、結合具５０ａが隣接する枠１２に単純に迅速に接続されることによって、支持グリッドが作り出されることが分かる。このグリッドは、アレイ２０全体にわたり、ｘ方向およびｙ方向に均一に分散され、倍の支持部材が、各ＰＶ積層体２０の縁部の下方に設置される。結果として、費用がかかる重い支柱（または他の構造部材）を必要とせずに、屋根または他の設置表面１４４に設置することができるＰＶアレイ１０がもたらされる。さらに、並列相互係止支持構造１６０によってもたらされる改善された差し渡し能力は、支柱のない先行技術システムと比較して、所与の設置表面１４４上の所与の寸法のアレイ１０の接続点（ひいてはブラケット１３２）の数を大幅に削減する。
【0040】
図１５は、ＰＶモジュール２１１ＰＡ、ブラケット２３２ＰＡおよび直列結合具２５０ＰＡを有する支柱のない先行技術ＰＶアレイ２１０ＰＡを示す。上述されるように、直列結合具は、角部で接続されなければならず、したがってそれらは、２つの隣接する列をともに接続するために使用することができない。したがって、列間のブラケットを倍にする（示されるように）か、または専用（据え付けが困難である）二重ブラケットを利用する必要がある。また、上述されるように、また、ブラケット２３２Ａ間のスパンをそれ程長くすることができないため、第１の実施形態の本発明の装置と比較して、ブラケット２３２ＰＡの総数も増加する。
【0041】
第１の実施形態−結合モード第１の実施形態の枠組および結合システムの独自の構造は、３つの異なる動作モード、すなわち、位置決めモード、係止モード、および摺動モードを可能にする。第１の実施形態においては、これらの異なるモードは、上述されるように、３つの隠れた位置９１、９２、９３のうちの１つに結合具５０ａを回転することによって容易にアクセスされ得る。他の実施形態は、以下に記載されるような異なる手段を介して、これらのモードにアクセスする。
【0042】
位置決めモードは、ＰＶアレイ１０内のＰＶモジュール１１の据え付けおよび取り外し中に主に利用される。位置決めモードは、結合具５０ａを、相互係止される一対のＰＶモジュール１１の１つのＰＶモジュール１１に固定する。ＰＶモジュールの位置決めは、特に傾斜のある屋根上で困難である場合があることから、位置決めモードは、２つのモジュールがともに誘導される際に、結合具５０ａが適切な位置に確実に留まるようにする。したがって、位置決めモードでは、結合具５０ａは、１つのＰＶモジュール１１にしっかりと固定されるか、または緩く取り付けられる。
【0043】
係止モードは、いったんアレイ１０が完全に据え付けられると、すべての結合具がそのままに保たれるモードである。係止モードは、上述されるように、２つの隣接するＰＶモジュール１１をともにしっかりと相互係止し、それによって並列相互係止支持システム１６０を形成する。係止モードでは、結合具５０ａが、２つの隣接するＰＶモジュールにしっかりと固定される。また、このモードは、２つの相互係止されたモジュールを互いに自動的に接地し、それらを適切な整列および間隔に強制する。本発明の第１の実施形態の自動接地機構は、ＰＶモジュールがモジュール１１の列内および列間の両方で互いに電気的に接地されるため、先行技術システムと比べて、大幅な改善をもたらす。したがって完全なｘ−ｙ接地マトリックスでは、結果としてＰＶアレイ１０から現場の接地機器に達する、１本の接地線のみが必要となる。
【0044】
摺動モードは、アレイ１０内のＰＶモジュール１１の据え付けおよび取り外し中に主に利用される。摺動モードは、結合具５０ａを別の位置に移す、またはアレイ１０内の隣接するＰＶモジュール対のスロット２６まで摺動させ、スロット２６に入れることができるように、２つの相互係止されたＰＶモジュールを部分的に分離する。これにより、すべての側面上に据え付けられた隣接するＰＶモジュール１１によって包囲される個々のＰＶモジュール１１を取り外しできるようにする。したがって摺動モードでは、結合具５０ａは、２つの隣接するＰＶモジュールに緩く取り付けられる。先行技術システムは、ＰＶアレイ結合具および枠組システムが、これらの結合モード（位置決め、摺動、および係止）の３つすべてを達成できることを教示または示唆しない。
【0045】
第１の実施形態−結合プロセス図１６、図１９、および図２２は、２つの隣接する枠１２Ａ、１２Ｂをともに相互係止するために利用される際の（係止部分１０４Ａ、１０４Ｂが露呈されるように、枠１２Ａ、１２Ｂの一部分のみが示される）、それぞれ、３つの隠れた位置９１、９２、９３のそれぞれにある結合具５０ａの斜視図を示す。結合具５０ａは、最初にどちらかの枠に据え付けられてもよいため、図１６、図１９、および図２２は、図３とは反対の位置にある枠１２Ａ、および１２Ｂを示すことに留意されたい。図１７〜図１８は、それぞれ、第１の位置９１にある結合具５０ａの正面図および背面図を示す。図２０〜図２１は、それぞれ、第２の位置９２にある結合具５０ａの正面図および背面図を示す。図２３〜図２４は、それぞれ、第３の位置９３にある結合具５０ａの正面図および背面図を示す。また、次の説明は、いくつかの部分は詳細図のほうが見やすいため、図２〜図３も参照する。
【0046】
２つの隣接する枠１２Ａ、１２Ｂを相互係止するプロセスは、次の通りである。最初に、結合具５０ａが第１の位置９１に配向され、係止部分１０４Ａの長さ方向とスロット２６Ｂの長さ方向を整列させ、次いで枠１２Ｂに沿った、実質的に任意の点でスロット２６Ｂに挿入される。挿入中、移動する方向は、積層体２０Ｂの平面と実質的に平行であり、スロット２６Ｂの長さ方向と実質的に垂直である。結合具５０ａは、係止部分１０４Ｂがスロット２６Ｂの裏側に達するまで、または回転部分１００が枠１２Ｂの外側表面１６Ｂに接触するまで、挿入される。図１６は、第１の位置９１にある、完全に挿入された結合具５０ａを示す。便宜上、第１の位置９１にある場合の、積層体２０の平面に対して４５度での、回転部分平面座１１６の整列を意図する。この方法では、回転部分１００の角部点が垂直上方を指し、したがって目視で整列するのが容易である。もちろん、平面座１１６の他の配向も同様に機能する。当業者は、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌが、第１の位置９１内の枠１２に触れないように配向される（それらが、スロット２６Ａ、２６Ｂの開口部２７Ａ、２７Ｂと一列に並ぶことから）ことを認識するであろう。したがって、第１の位置９１に戻ることで、完全なアレイ１０が据え付けられた後でさえ、いずれかの枠の上に係止されていないこと、およびバネ１０６Ｕ、１０６Ｌが圧縮されていないことから、摺動モードが有効になる。
【0047】
第２のステップは、図１９〜図２１に示されるように、位置決めモードを有効にするために、結合具５０ａを第２の位置９２に回転することである。軽負荷用のバネを使用されてもよいが、いったん据え付けが完了すると、アレイ１０内のモジュール１１の移動は望ましくない場合があるため、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌに比較的硬いバネを使用することを意図する。１００〜５００ポンドの全たわみ定格を有するバネは、十分に機能し得るが、他のバネ定数も好適である。したがって、結合具５０ａを第１の位置９１から第２の位置９２に移動するために、回転部分１００を約４５度時計回りに回転するように、レンチが回転部分１００に使用される。この位置では、係止部分１０４Ａは、枠１２Ｂ上に係止されており、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌは、部分的に圧縮されている。第１の位置９１から第２の位置９２に４５度回転する最初の部分の間、テーパー状表面１０５ＡＵ、１０５ＡＬは、係止部分をさらにスロットに引き込むために、フランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬと係合することに留意されたい。係止部分１０４Ａを適切な場所に誘導することによっても、テーパー状表面１０５ＢＵ、１０５ＢＬは、係止部分１０４Ａの初期整列の受容角度の範囲を拡大できるようになり、したがって回転させるために「完全に正確」である必要がないことから、結合具５０ａの柔軟性およびその使いやすさを改善する。結合具５０ａが第１の位置９１から第２の位置９２に回転されると、テーパー状表面１０５ＡＵ、１０５ＡＬの端部に達する際、歯１１２ＡＵ、１１２ＡＬは、フランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬに食い込み始める。この時点から残りの完全な９０度まで、フランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬと接触している係止部分１０４Ａの表面は、フランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬと比較的平行なままである。したがって、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌによって印加される力は、結合具５０ａをフランジ１０８ＢＵ、１０８ＢＬに対して効果的に押し付け、レンチが回転部分１００から取り外される場合に、それを安定した位置に保持する。したがって、第２の位置９２は、図１９に示されるように、結合具５０ａが枠１２Ｂのみに取り付けられている、安定した隠れた位置である。ここでは、結合具５０ａを外れた位置に移動させることなく、第２の枠１２Ａを適切な位置に、または外れた位置に移動することができる。結合具を接続できるようにする前に、ＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂの両方が適切な場所にあり、整列されている必要があるいくつかの先行技術システムとは異なり、本発明の第１の実施形態の装置は、位置決めモードでは、結合具５０ａをモジュールのうちの１つに接続された状態で、モジュールを自由に位置決めできるようにする。例えば、場合によっては、設置する屋根に持って行く前に、地面上で結合具をいくつかのＰＶモジュール１１に挿入することが有利であり得る。他の場合においては、結合具５０ａは、出荷の前に、工場でＰＶモジュール１１上に係止されてもよい。また、既に設置されたＰＶモジュールに係止されていないＰＶモジュールを相互係止する場合、結合具５０ａは、係止されていないＰＶモジュールまたは既に設置されたＰＶモジュールのいずれかに取り付けられてもよい。係止部分１０４Ｂは、結合具５０ａが第２の位置９２から第３の位置９３に回転されている場合にのみ、係止部分１０４Ｂ自体が枠１２Ａ上に係止し始めるように形状化されていることから、位置決めモードが有効となる。
【0048】
図２２〜図２４は、第３の位置９３にあり、係止モードにある枠１２Ａ、１２Ｂにしっかりと取り付けられた結合具５０ａを示す。第２の位置９２から第３の位置９３に回転するプロセスは、基本的に、第１の位置９１から第２の位置９２に回転するプロセスと同一である。回転部分１００を回転するために、レンチが使用される。テーパー状表面１０５ＢＵ、１０５ＢＬは、係止部分１０４Ｂをスロット２６Ａに誘導し、テーパー状表面１０５ＢＵ、１０５ＢＬの端部に達する際、歯１１２ＢＵ、１１２ＢＬがフランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬに食い込み始める。係止部分ストップ１２０ＡＵ、１２０ＡＬがそれぞれ、スロット２６Ｂの上側内側表面１２２ＢＵおよび下側内側表面１２２ＢＬと接触すること、ならびに係止部分ストップ１２０ＢＵ、１２０ＢＬがそれぞれ、スロット２６Ａの上側内側表面１２２ＡＵおよび下側内側表面１２２ＡＬと接触することによって、第３の位置９３への到着が示される。係止部分ストップ１２０ＡＵ、１２０ＡＬ、１２０ＢＵ、１２０ＢＬは、レンチがさらに回転するのを防止し、したがって、据え付け手順を大幅に容易にし、ボルトが過剰に回される、またはボルトの回転が不十分である可能性を除去することによって、その品質を向上する頑丈な硬いストップを提供する。
【0049】
上述される結合プロセスは、結合具５０ａを第１の位置９１から第３の位置９３に回転することによって、どのように係止部分１０４Ａがスロット２６Ａの内側表面１０９ＡＵ、１０９ＡＬに対して押し付けられるか、およびどのように回転部分１００がバネ１０６Ｕ、１０６Ｌを介して対向する枠表面、外側表面１６Ａに対して押し付けられるかを明確に示す。バネ１０６Ｕ、１０６Ｌが回転部分１００から枠１２Ａ、１２Ｂに力を伝達するように作用することから、それらは、力伝達部分とも称される。同様に、係止部分１０４Ｂは、スロット２６Ｂの内側表面１０９ＢＵ、１０９ＢＬに対して押し付けられ、回転部分１００は、バネ１０６Ｕ、１０６Ｌを介して、対向する枠表面、外側表面１６Ｂに対して押し付けられる。したがって、回転部分１００が回転すると、結合具５０ａは、各枠１２Ａ、１２Ｂ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール１１Ａおよび１１Ｂをともにしっかりと相互係止することが明らかである。
【0050】
この相互係止する方法は、結合具の反対側の端部間に挟持される、枠および支柱、設置レール、ブラケット、または他の構造部材に対して押し付けられる結合具による手段によって隣接するＰＶモジュールを相互係止する、大部分の先行技術システムとは大きく異なることに留意されたい。この基本的な構造の違いが、形成されたＰＶアレイ１０内の複数のＰＶモジュールに直接取り付けられ、それらの間に差し渡す、別個の構造支持部材（支柱、設置レール等）を使用する必要なく、ＰＶアレイ１０を形成および設置できるようにする。
【0052】
ステップ１：少なくとも１つのブラケット１３２を用いて、第１のＰＶモジュール１１を屋根１４４Ｒに固定する。
【0053】
ステップ２：２つの隣接する枠部材１３の側面をともに並列に相互係止する少なくとも１つの並列結合具５０ａを用いて、第２のＰＶモジュール１１を第１のＰＶモジュール１１と相互係止する。
【0054】
ステップ３：少なくとも１つのブラケット１３２を用いて、第２のＰＶモジュール１１を屋根１４４Ｒに取り付ける。
【0055】
ステップ４：ＰＶアレイ１０内のすべての残りのＰＶモジュール１１に対して、ステップ２および３を繰り返し、各々の新しいＰＶモジュール１１を、設置されたＰＶモジュール１１の側面に連続して相互係止し、少なくとも１つのブラケット１３２を各モジュールに取り付ける。
【0056】
上記のステップ２の詳細は、次の通りであってもよい。結合具５０ａを設置されたＰＶモジュール１１のスロット２６に挿入し、レンチを用いて回転部分１００を第２の位置９２に回転し、それによって位置決めモードを有効にし、結合具５０を用いて第２のＰＶモジュール１１と組み合わせ、結合具５０を第３の位置９３に回転し、それによって係止モードを有効にする。レンチは、レンチを２つのモジュール１１間（約１／４インチしか離れていない場合がある）で摺動させることによって、上方から操作される。あるいは、結合具５０ａは、設置されたモジュール１１ではなく、位置決めモードの係止されていないモジュール１１上に定置されてもよい。
【0057】
ステップ３の詳細は、次の通りであってもよい。ブラケットフラッシング、すなわち設置板を据え付け、ブラケットを設置板上に緩く据え付け、ブラケットを定置する必要がある場所と並ぶ、側面に沿ったいずれかの点で、ブラケットをＰＶモジュール１１に取り付け、ブラケットを設置板に固定する。多くの種類の設置表面があることから、当然ながら、ブラケットを据え付けることができる多数の方法が存在する。したがって、本発明の第１の実施形態のシステムは、ほぼいかなる設置状況にも適合する最大の柔軟性を提供するために、スロット２６および高さ調節可能なブラケット１３２を提供する。
【0058】
並列結合具５０ａは、隣接するＰＶモジュール間の任意の水平継ぎ目１５０または垂直継ぎ目１５２における実質的にいかなる点でも使用され得る。各継ぎ目１５０、１５２は、据え付け要件により、１つまたは複数の結合具５０ａを含んでもよく、あるいは結合具５０ａを含まなくてもよい。実質的にすべてのブラケット１３２は、端部からチャネルナット１３４をスロット２６に摺動させ、ブラケット１３２と整列させ、ボルト１３６をチャネルナット１３４にねじで留めてブラケット１３２を拘束することによって取り付けられてもよい。
【0059】
各結合具５０ａおよびブラケット１３２の接続の最終的な締め付けには、柔軟性があり、モジュール１１のアレイ１０への初期定置と同時である必要はない。この柔軟性は、他のものが位置決めされている間、または配線もしくは他の据え付け課題を対処している間、ＰＶモジュール１１をアレイ内に一時的に位置決めすることができるようにする。すべての結合具５０ａは、上から締め付けることができることから、ＰＶモジュール１１をいつでも係止モードに移動することができる。当業者は、考察中の実施形態の結合具の２軸性が、各々の新しいＰＶモジュール１１が設置されたＰＶモジュール１１に相互係止され、かつすべての新しいモジュール１１が、係止されていない枠部材１３を有する（まだ別のＰＶモジュールに相互係止されていない）、設置されたモジュールに追加される限り、ＰＶモジュール１１がいかなる順でも、実質的にいかなる形状のＰＶアレイ１０にも取り付けることができることを意味することを認識するであろう。例えば、概して長方形状のＰＶモジュールを設置し、しかし次いで通気口または他の障害物を避けるために、中間部においてモジュールを外しておくことが可能である。別の実施例においては、ＰＶモジュールの各列は、建築上の理由から、または屋根の形と一致させるために、特定の量だけ移動されてもよい。
【0060】
修理のために、モジュール１１を形成されたアレイの中間部から取り外す必要がある場合、必要とされるステップは、次の通りであってもよい。最初に、上方からレンチを用いて、それに接続されるすべての結合具５０ａを第１の位置９１に戻し、それによってそれぞれの摺動モードを有効にする。次いで、すべての緩められた結合具５０ａを、周辺のモジュールの上へ摺動させる。場合によっては、ブラケット１３２が、一方向への摺動を妨げる場合があるが、双方向ではない。ブラケットは、通常、少なくとも１つの方向に摺動するように、一般的には１つのモジュールに１つ据え付けられる。２つのブラケット１３２が必要とされる場合、２つのブラケット１３２の間には結合具５０ａは使用されない。次に、対象となるモジュール１１上の枠１２にブラケット１３２を接続するボルト１３６を緩め、それを垂直方向にまっすぐ上に持ち上げ、アレイ１０から外す（遠くに移動する前に、配線を取り外す）。このようにして、アレイ１０の中間部に据え付けられた個々のＰＶモジュール１１を、周りのモジュール１１を取り外す必要なく取り外し得、それによって、先行技術システムと比較して、故障修理および整備中の時間を、実質的に削減することができる。
【0061】
別の実施形態においては、ＰＶモジュール１１は、三角形または六角形等の非長方形状を有し、結合システムは、上述されるものと同一の方式で機能する。別の実施形態においては、ＰＶモジュール１１は、１つのモジュールに１つのブラケット１３２を必要としないほど、十分に小さい。本実施形態においては、複数のモジュールがともに相互係止され、次いで群のうちの１つが、ブラケット１３２を用いて屋根１４４Ｒに取り付けられる。さらに別の実施形態においては、ＰＶアレイ１０は、屋根１４４Ｒの代わりに、地面に設置されたラックシステムに設置され、ブラケット１３２が屋根１４４Ｒの代わりにラックに取り付けられることを除き、上記に概要される基本的な据え付け方法の変更はない。さらに別の実施形態においては、標準寸法のＰＶモジュール１１の群は、地上で結合具５０ａを介してともに相互係止され、次いで屋根に持ち上げられ、そこでそれらを適切な場所に固定するために、ブラケット１３２が使用される。
【0062】
第１の実施形態−利点本発明の第１の実施形態は、先行技術システムと比較して、数多くの利点をもたらす。本装置の本発明の特徴には、次のものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0063】
並列結合機構−並列結合具は、ＰＶモジュールの４つすべての側面の実質的に全長に取り付けることができ、側面と側面が向き合う配置で、平行枠部材の外側表面をともにしっかりと係止し、それによってＰＶアレイの構造性能を向上する。
【0064】
３つのモード設計−並列結合具は、レンチを用いて３つの動作モード、すなわち、位置決めモード、摺動モード、および係止モードに切り替えることができる。係止モードに達する際に、明確なストップが提供される。
【0065】
係止機構−並列結合具は、隣接する枠部材の外側表面上のスロットに挿入することができる２つの特殊形状の係止部分を提供する。係止部分は、装置の隠れた位置を有効にし、係止される位置に明確なストップを提供する。
【0066】
二重押し付け機構‐並列結合具は、回転部分が回転すると、各々の枠上の対向する面に対して押し付けられることによって、隣接する枠部材をともに相互係止する。係止部分は、スロットの内側表面に対して押し付けられ、結合具は、対向する面に対して押し付けられる。
【0067】
ツイストロック機構‐並列結合具は、約９０度の回転で非係止位置から係止位置に切り替わる回転部分を提供する。
【0068】
上からのアクセスが可能‐並列結合具は、ＰＶアレイが形成された後であっても、上からアクセスすることができる。結合具は、結合具を周辺のＰＶモジュールのスロットに摺動させることができるように、レンチを用いて上から回転させ、係止モードから摺動モードに切り替えることができる。このようにして、単一のＰＶモジュールを、形成されたＰＶアレイの中間部から取り外すことができる。
【0069】
一体部品−並列結合具は、一体部品ユニットとして現場で配置することができる。
【0070】
自動整列−並列結合具は、相互係止されたＰＶモジュールを、ＰＶアレイのｘ軸およびｙ軸の両方に沿って整列するように強制する。係止モードに回転すると、モジュール間の間隙およびモジュール高さが自動的に設定される。
【0071】
自動接地−並列結合具の係止モードへの回転によって、一体形歯が枠部材に食い込み、それによって、ＰＶアレイ全体の信頼性のあるｘ−ｙマトリックス接地を可能にする。ＰＶアレイ全体を接地するために、配線は１本のみ必要となり、接地接続は、ＰＶアレイから１つのＰＶモジュールを取り外すことによって損なわれない。
【0072】
公差補正−並列結合具は、一体形バネを介して、ＰＶアレイ内の公差のばらつきによる整列の問題を最小限にする。また、バネは、長期にわたる機構の係止解除を抑え、接地接続についての既知の力の量を維持することによって、接地問題を最小限に抑えるのに役立つ。
【0073】
多機能枠−積層体を支持し、ＰＶアレイ内のモジュールをともに連結する支柱システムを不要にする枠が提供される。それぞれの枠部材は、並列結合具を接続し、ＰＶモジュールの４つすべての側面の実質的に全長にブラケットを設置できるようにする、特殊形状スロットを備える。さらに、それぞれのスロットは、高強度相互係止、ならびに美観用フラッシングおよび異物進入防止スクリーン等のスナップ式オプションの接続を可能にする、フランジを備える。
【0074】
上記の特徴は、以下の、支柱のない設計、最小限の取り付け点、アクセスできるが隠された配線、柔軟な設置オプション、３次元寸法調節可能性、ＰＶアレイの迅速な形成、より優れた荷重分散、より優れた空気の流れ、より柔軟な配線オプション、少ない部品数、投影面積が低くかつより優れた整列による改善された美しさ、および配向の改善された柔軟性（横方向または縦方向が可能）を含むが、これらに限定されない多くの有用な利点をもたらす。
【0075】
ＰＶ設置システムから支柱を取り外す際、大きな構造上の課題が明らかとなる。ここで、支柱のない先行技術システムと比較した、第１の実施形態の構造上の利点をより詳細に記載する。
【0076】
第１に、結合具５０ａは、枠１２を、外側表面１６に対して実質的に垂直な方向（それに対して平行の代わりに）に操作することによって、寸法に対する構造的完全性を最大限にする。この事実により、枠１２押出により、費用効率が高いフランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬ、１０８ＢＵ、１０８ＢＬを作り出すことを可能にし、これは、結合具５０ａが係止部分１０４Ａ、１０４Ｂの端部を押し付けるための壁として使用する、厚くかつ非常に強い表面を提供する。この配置は、先行技術システムによって提供される圧入耐性と比較して、非常に高い引き出し強度をもたらす。フランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬ、１０８ＢＵ、１０８ＢＬは、それらが、典型的な製造プロセスにおいて枠部材１３を押出するために押出プロセスが押し出す方向と同一の方向の縦方向に設置されるため、費用効率が高いとされる。先行技術システムが必要とするような、フランジ１０８ＡＵ、１０８ＡＬ、１０８ＢＵ、１０８ＢＬに対して９０度で設置される同等のフランジを作り出すには、追加の機械作業を必要とする。
【0077】
第２に、結合具の主要部分は、枠部材内の代わりに、モジュール間の空隙に位置することができ、それによって枠に要求される寸法を削減する。
【0078】
第３に、上および下枠部材フランジ１０８ＡＵならびに１０８ＡＬの両方の内側に確実に係合する係止部分を用いて、結合具５０ａを枠１２の外側表面１６に取り付けることで、結合具５０ａが、特に先行技術システムと比較して、対向する枠の外側表面１６を分離する力に耐えられるようにする。さらに、主要な力であるこれらの分離力は、そのような結合具を用いて克服する必要があり、これは、本質的に効果的な方法でこれを行うため、先行技術解決手段より小さく設計することができ、したがって材料費の削減を伴う。
【0079】
第４に、歯１１２ＡＵ、１１２ＡＬ、１１２ＢＵ、１１２ＢＬは、それらが、結合具５０ａを係止するために、回転部分１００が回転される際に枠１２に食い込むのを容易にするために円形状であるため、結合具５０ａの縦方向保持強度を向上する。したがって、これらの歯は、縦軸に沿って引きずられるのに耐える。
【0080】
上述される構造上の利点に加え、また、本発明の第１の実施形態によって提供される接地システムは、独自の利益も有する。システムは、接地手段に供給される力の量がバネ１０６Ｕ、１０６Ｌの剛性に依存するため、先行技術より信頼性がある。いったん的確なバネ寸法が決定されると、すべての結合具は、一定量の力を接地接続に供給し、この力は、技術者がどれだけきつく結合具を締め付けるかに依存しない。
【0081】
上述の考察から、本発明の第１の実施形態は、先行技術システムと比べて重要な利点を提供することが得られる。また、本発明の他の目的および利点も記載される。
【0082】
第２の実施形態‐構造図２５〜図３１は、本発明の第２の実施形態を示す。本実施形態は、製造費を削減し、据え付けを簡単化するための枠組および結合システムの小さな変更を含むことを除き、上述される第１の実施形態と類似する。
【0083】
図２５〜図２６は、それぞれ、２つの相互係止されたモジュール２１１Ａ、２１１Ｂの断面図、および４つの相互係止されたＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄの斜視図を示す。２つの対向する枠部材１３からスロット２６Ａ、２６Ｂが取り外され、２つのスロットのない枠部材９１３、および２つのスロットのある枠部材２１３を有する、支柱のようなハイブリッド枠２１２をもたらす。スロットのない枠部材９１３は、スロットのある枠部材２１３より小さく、かつ軽量であってもよい。別の実施形態においては、スロットのない枠部材９１３は、軽量プラスチック材料から作製され、主に、積層体２０の縁部を保護する（構造支柱を提供する代わりに）ために使用される。別の実施形態においては、枠部材９１３はまったく使用されない。
【0084】
枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄは、それぞれ、外側表面２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄ、内側表面２１７Ａ、２１７Ｂ、２１７Ｃ、２１７Ｄ、頂面２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄ、および底面２１５Ａ、２１５Ｂ、２１５Ｃ、２１５Ｄ（これらの図面で、すべての表面が見られるわけではない）を備える。４つの相互係止されたＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄは、開口部２２７Ａ、２２７Ｂを有するスロット２２６Ａ、２２６Ｂが互いに平行となり、開口部２２７Ｃ、２２７Ｄを有するスロット２２６Ｃ、２２６Ｄが互いに平行となるように、配向される。２つのモジュール２１１Ａ、２１１Ｂは、スロット２０９ＡＵ、２０９ＡＬ、２０９ＢＵ、２０９ＢＬの内側表面を備える（モジュール２１１Ｂ、２１１Ｃは、ラベルが付けられていない同様の表面を備える）。したがって、すべてのスロットのある枠部材２１３は、アレイ１０の周辺周りを除き、他のスロットのある枠部材２１３に直接隣接して位置してもよく、すべてのスロットのない枠部材９１３は、アレイ１０の周辺周りを除き、他のスロットのない枠の側面９１３に直接隣接して位置してもよい。ＰＶモジュール２１１という表示は、アレイ１０内のいずれかのＰＶモジュールを指し、２１２という表示は、アレイ１０内のいずれかのＰＶモジュール２１１の枠を指す。同様に、スロット２２６は、アレイ１０内のいずれかのスロット２２６Ａ、２２６Ｂ、２２６Ｃ、２２６Ｄを指す。
【0085】
上述される第１の実施形態に示されるように、ｘ方向およびｙ方向の両方の構造的連結を維持するために、本発明の第２の実施形態は、いくつかの位置の結合具５０ａを並列結合具５０ｂに置き換える。他の位置では、結合具５０ａの代わりに並列結合具５０ｊが使用される。２つの枠部材１３がスロットのない枠部材９１３に変更されている位置には、結合接続のためのスロット２６がないため、結合具がない。また、並列結合具５０ｂは、隣接するＰＶモジュールの第２の対に直列結合接続を提供するために利用される直列結合部分１６２をさらに備えるため、二重結合具または直列−並列結合具５０ｂとも称される。したがって、並列結合具５０ｂは、先行技術システムで典型的な２つの代わりに、４つのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄを相互係止する。結合具５０ｂおよび５０ｊの配置のより詳細な説明を以下に提供する。ここでは、すべての結合具５０ｊおよび５０ｂは、水平継ぎ目１５０中に示されるが、他の実施形態は、すべての結合具５０ｊおよび５０ｂを垂直継ぎ目１５２中に提供する。さらに他の実施形態においては、枠部材１３は、４つすべての側面上で実質的に類似し、したがって結合具５０ｊおよび５０ｂは、水平継ぎ目１５０および垂直継ぎ目１５２の両方にある。
【0086】
図２７は、概して長方形状の並列結合具５０ｂの斜視図を示す。結合具５０ｂは、２つの並列結合部分５０ｂｂおよび直列結合部分１６２を備える。並列結合部分５０ｂｂは、それらが、直列結合部分１６２とうまく動作するために、わずかに異なる形状である場合があることを除き、結合具５０ｊ（以下に記載される）と類似する。例えば、一実施形態においては、並列結合部分５０ｂｂは、それらが、それらを移動可能に直列結合部分１６２に固定できるようにし、それによって結合具５０ｂを一体部品ユニットとして現場で配置できるようにする、保定部分をさらに備えることを除き、結合具５０ｊと類似する。考察中の本実施形態においては、結合部分５０ｂｂは、結合具５０ｊと同一であり、したがって、結合具５０ｂを、２つの並列結合部分５０ｂｂおよび１つの直列結合部分１６２を備える、３つの部品からなるユニットにできるようにする。別の実施形態においては、さらなる強度のために、３つ以上の結合部分５０ｂｂが利用される。さらに別の実施形態においては、直列結合部分１６２は、並列結合部分５０ｂｂを移動可能に直列結合部分１６２に固定できるようにし、それによって一体部品結合具５０ｂをもたらす、保定部分を備える。
【0087】
直列結合部分１６２は、４つの相互係止されたＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄの外側表面２１６Ａ、２１６Ｃと組み合わさるように適合された、第１の側面１６４を備える。第１の側面１６４は、枠２１２Ａ、２１２Ｃの強度を向上するために、結合の点で枠２１２Ａ、２１２Ｃと組み合わされる、３つのオス突起部を備える。オス突起部１６５は、枠２１２Ａ、２１２Ｃ内の補助スロット２２４Ａ、２２４Ｃに挿入するために適合され、公差課題があっても、確実にぴったりと合うように、わずかにテーパー状であってもよい。オス突起部１６６は、枠２１２Ａ、２１２Ｃ内のスロット２２６Ａ、２２６Ｃに挿入するために適合され、しっかりとした電気接地接触を保証し、ＰＶモジュール２１１ＡとＰＶモジュール２１１Ｃとの間の構造的接続を向上するために、枠２１２Ａ、２１２Ｃに食い込む、歯１６８Ｕ、１６８Ｌを備える。オス突起部１６６は、テーパー状であってもよい。オス突起部１６７は、枠２１２Ａ、２１２Ｃのすぐ下方で摺動するように適合され、同様にテーパー状であってもよい。他の実施形態においては、オス突起部１６５、１６６、１６７は、テーパー状でなくてもよい。直列結合部分１６２は、以下に記載されるように、並列結合部分５０ｂｂを挿入できるようにする、少なくとも２つのスロットまたは穴１７０Ａ、１７０Ｂと、直列結合部分１６２が据え付けられる際に、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｃから外方に向く、第２の側面１７２と、をさらに備える。別の実施形態においては、歯１６８Ｕ、１６８Ｌは、直列結合部分１６２の異なる表面、または結合具５０ｂの異なる部分上の歯と置き換えられる。他の実施形態においては、直列結合部分１６２は、様々な数のオス突起部を有する。さらに別の実施形態においては、直列結合部分１６２上にオス突起部がない。他の材料および長さが可能であるが、アルミニウムまたは鋼等の剛性材料から、約３〜１２インチの長さの直列結合部分１６２を作製することを意図する。
【0088】
図２８は、次のものを除き、結合具５０ａと同一の部分のすべてを備える、並列結合具５０ｊの斜視図を示す。第１に、ここでは２３２Ａで表示される、シャフト部分１０２Ａは、約ブラケット１３２の幅だけ延長されている。第２に、回転部分１０は、結合具５０ｊの各側面に２つ、約１８０度離れて配向される４つのバネ２３６Ａ、２３６Ｂ、２３６Ｃ、２３６Ｄ（ここでは、すべてが見えるわけではない）を備える、回転部分２００で置き換えられている。第３に、バネ用ボア穴１１０Ｕ、１１０Ｌは、新しいバネ２３６Ａ、２３６Ｂ、２３６Ｃ、２３６Ｄに対応するために、バネ用ボア穴２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ、２４０Ｄで置き換えられている。結合具５０ｊは、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂと同じように機能する係止部分２０４Ａ、２０４Ｂをさらに備える。結合具５０ｊのすべての残りの部分は、結合具５０ａと同一であり、したがってここでは具体的に表示されない。この第２の実施形態の並列結合部分５０ｂｂは、結合具５０ｊと同一であり、したがって、また、同一の記号表示を参照する。
【0089】
図２９は、高さ調節可能なブラケット１３２および並列結合具５０ｊの斜視図を示す。本発明の第２の実施形態の別の利点は、延長されたシャフト部分２３２Ａが、上述されるように、結合具５０ｊが、隣接するＰＶモジュールをともに相互係止する一方、ブラケット１３２もＰＶモジュール１１に取り付ける、二重機能を実行できるようにすることである。この特徴は、結合具およびブラケットの別個の締結具を締め付ける必要がある先行技術システムと比較した場合、据え付け時間を実質的に削減する。また、当業者は、ブラケット１３２内の垂直調節スロット１４０は、スロット２６Ａ、２６Ｂに対してほぼ垂直であり、バネ２３６Ａ、２３６Ｂ、２３６Ｃ、２３６Ｄは、第１の位置９１で、４つすべてのバネが自由であり、結合具５０ａと同じように圧縮されないように、配向されることを認識するであろう。本発明の範囲内で、多くの他のバネの変形が可能である。
【0090】
図３０は、結合具５０ｊと相互接続される、２つの隣接するＰＶモジュール２１２Ａ、２１２Ｂを示す、断面を提供する。上述されるように、第１の位置９１にある結合具５０ｊが示される。約９０度回転される場合、結合具５０ｊは、枠２１２Ａおよび２１２Ｂをともに相互係止し、同時に、ブラケット１３２を枠２１２Ａに対して圧縮する。したがって、チャネルナット１３４およびチャネルボルト１３６は、もはや必要ない。
【0091】
第２の実施形態‐動作図３１は、ＰＶアレイ１０が第２の実施形態の枠組および結合システムを利用することを除き、図１１と同一である。ブラケット１３２は、ここでは、それらが結合具５０ｊを介して、枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄに接続され、それによってＰＶアレイ１０に必要とされる総部品数および据え付け時間を削減することを除き、同一の位置に示される。直列−並列結合具５０ｂは、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄの４つの角部が交わる角部点をブリッジする。例えば、４つのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄが交わる角部点２９５をブリッジする結合具５０ｂが示される。並列結合部分５０ｂｂは、モジュール２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃ、２１１Ｄを相互係止し、一方、直列結合部分１６２は、モジュール２１１Ｂ、２１１Ｄおよび２１１Ａ、２１１Ｃを相互係止する。直列結合部分１６２とともに、並列結合部分５０ｂｂが枠２１２Ａを枠２１２Ｂに、および枠２１２Ｃを枠２１２Ｄに係止するため、２１１Ａと２１１Ｃとの間の第２の直列結合部分は、可能であるが、必要ではないことに留意されたい。
【0092】
したがって、第１の実施形態の２軸並列相互係止支持システム１６０は、ｘ軸またはｙ軸に沿って実施してもよい１軸並列相互係止支持システム２６０で置き換えられる。図３１に示されるように、並列結合部分５０ｂｂおよび並列結合具５０ｊは、隣接する枠部材２１３の側面同士を並列に係止し、これは、ｙ軸に沿った、対になった枠部材２１３の垂直列を作り出す。直列結合部分１６２は、枠部材２１３を、ｘ軸に沿って縦方向に相互係止し、それによって垂直列を接続し、システム全体の強度を向上する。直列結合部分１６２は、枠２１６の回転部分１００と外側表面との間に位置する。並列結合部分５０ｂｂは、直列結合部分１６２に対して回転できることから、回転部分１００の回転は、並列結合部分１６２を枠２１２Ａ、２１２Ｃにしっかりと圧縮する。この作用は、ｚ軸荷重が、枠２１２Ａ、２１２Ｃを縦方向に下って分散されることから、結合具５０ｂの範囲内のｚ軸荷重（風等）に対する枠２１２Ａ、２１２Ｃの強度を実質的に向上する働きをする。いくつかの先行技術結合具もまた、この同一の効果による向上したｚ軸強度を提供する一方、直列結合部分１６２は、次の理由から、実質的により強い場合がある。すなわち、（ａ）直列結合部分１６２がスロットまたは枠２１２Ａ、２１２Ｃの内部空洞内に完全に含まれていないことから、ｚ方向に大幅に高くすることができ、それによって強度を向上する、（ｂ）結合部分１６２は、枠を変形させ、強度を低下させる傾向のある張力の代わりに、強度を向上する、枠２１２Ａ、２１２Ｃの一部の周囲の圧縮力によって枠２１２Ａ、２１２Ｃに固定される、（ｃ）結合部分１６２は、図２５に見られるように、それらが開口部２２７Ａの拡大を防止することから、荷重下での枠２１２Ａ、２１２Ｃの変形を防止する傾向がある、上側オス突起部１６５および下側１６７オス突起部を備える、および（ｄ）結合部分１６２は、固定された中心点を有さず、したがって、高荷重領域と調和するために、スロット２２６Ａ、２２６Ｃに摺動されてもよいためである。
【0093】
したがって、並列結合部分５０ｂｂの第１の位置９１から第３の位置９３への回転によって、係止部分２０４Ａは、スロット２２６Ａの内側表面２０９ＡＵ、２０９ＡＬに対して押し付けられ、回転部分２００は、バネ２３６Ａ、２３６Ｃを介して、直列結合部分１６２、つまり対向する枠表面、外側表面２１６Ａに対して押し付けられる。この場合、回転部分２００の押し付け作用は、バネ２３６Ａ、２３６Ｃ、および直列結合部分１６２を通じて枠２１２Ａに伝達される。したがって、また、バネ２３６Ａ、２３６Ｃ、および直列結合部分１６２は、力伝達部分とも称される。回転部分２００と枠２１２Ｂとの間に直列結合部分１６２がないことから、結合プロセスのこの部分は、モジュール１２Ｂで上述されるものと同じように進行する。つまり、係止部分２０４Ｂは、スロット２２６Ｂの内側表面２０９ＢＵ、２０９ＢＬに対して押し付けられ、回転部分１００は、バネ２３６Ｂ、２３６Ｄを介して、対向する枠表面、外側表面２１６Ｂに対して押し付けられる。したがって、ＰＶ枠２１２Ａおよび２１２Ｂは、回転部分２００の第１の位置９１から第３の位置９３への回転によって、結合具５０ｂに係止される。結合具５０ｂのもう一方の半分は、枠２１２Ｃおよび２１２Ｄを結合具５０ｂに係止するのと同じように動作する。したがって、結合具５０ｂは、回転部分２００が回転すると、各々の枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、および２１１Ｄをともにしっかりと相互係止することが明らかである。他の実施形態においては、ワッシャ、圧力分散プレート、およびバネ等、結合具５０ｂとともに設置されたＰＶモジュール２１１から取り外すことができる装置は、結合具５０ｂと枠２１２との間に定置される。これらの場合においては、該装置は、力伝達部分と称される場合があり、直列結合部分が組み込まれるのと同じように、結合具５０ｂの一部として見なされる。一方、ＰＶモジュール２１１間に差し渡す、および／または設置表面に取り付けられるブラケットならびに支柱は、それらが結合具５０ｂとともに取り外すことができないことから、結合具５０ｂの一部とは見なされない。
【0094】
図３０に示されるように、本発明の第２の実施形態は、ブラケット１３２を取り付ける機能を２つの隣接するＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂを相互係止する機能と組み合わせることによって、部品および人件費を削減するための手段を提供する。したがって、ここでは、ＰＶアレイの据え付けは、ステップが１つ少ない。知る限りでは、２つの隣接するＰＶモジュールの側面をともに並列に結合し、それと同時に、高さ調節可能なブラケットを枠２１２Ａの側面に固定することができる、機能が組み合わせられた結合具を教示する先行技術システムはない。
【0095】
本発明の第２の実施形態に係るＰＶアレイ１０の形成および設置に関わる基本ステップは、次の通りであってもよい。
【0096】
ステップ１：少なくとも１つのブラケット１３２を用いて、第１のＰＶモジュール２１１を設置表面１４４に固定する。
【0097】
ステップ２：２つの隣接する枠部材の側面をともに並列に相互係止する少なくとも１つの並列結合具５０ｂまたは５０ｊを用いて、第２のＰＶモジュール２１１を第１のＰＶモジュール２１１と相互係止する。
【0098】
ステップ３：少なくとも１つのブラケット１３２を用いて、第２のＰＶモジュール２１１を設置表面１４４に取り付ける。
【0099】
ステップ４：ＰＶアレイ１０内のすべての残りのＰＶモジュール２１１に対して、ステップ２および３を繰り返し、各々の新しいＰＶモジュール２１１を、設置されたＰＶモジュール２１１の側面に連続して相互係止し、少なくとも１つのブラケット１３２を各モジュールに取り付ける。
【0100】
４つのＰＶモジュール２１１が交わる実質的にすべての角部点２９５に、並列結合具５０ｂが使用されてもよい。ＰＶモジュール２１１間の継ぎ目中に設置される実質的にすべてのブラケットは、結合具５０ｊを介して取り付けられてもよい。各結合具５０ｂ、５０ｊ、およびブラケット１３２の接続の最終的な締め付けには、柔軟性があり、モジュール２１１のアレイ１０内への初期定置と同時である必要はない。この柔軟性により、他のものが位置付けられている間、または配線もしくは他の据え付け課題が取り扱われている間、ＰＶモジュール２１１を一時的にアレイ内に位置付けすることができるようにする。すべての結合具５０ｂおよび５０ｊは、上から締め付けることができるため、ＰＶモジュール２１１を、いつでも係止モードに移動することができる。当業者は、考察中の実施形態の結合具の２軸性が、各々の新しいＰＶモジュール２１１が、設置されたＰＶモジュール２１１に相互係止され、すべての新しいモジュール２１１が、枠部材２１３の係止されていない部分（まだ別のＰＶモジュールに相互係止されていない）を有する、設置されたモジュールに追加される限り、ＰＶモジュール２１１を、いかなる順でも、実質的にいかなる形状のＰＶアレイ１０にも据え付けることができることを意味することを認識するであろう。上述されるように、結合具５０ｂを使用する場合、段付きアレイは、不可能である。
【0101】
上述される第１の実施形態と類似する別の実施形態においては、結合具５０ｊは結合具５０ａと置き換えられ、それによって、結合具５０ｊを用いてブラケット１３２を拘束できるようにし、一方、上述されるすべての並列結合具による据え付けの利益も維持する。
【0102】
第３の実施形態図３２〜図３４は、本発明の第３の実施形態を示す。本実施形態は、結合具５０ａの結合作用の配向が変更されており、保定要素が追加されていることを除き、上述される第１の実施形態と類似する。枠１２上の垂直に配向された対向する面に対して押し付けられる代わりに、並列結合具５０ｃは、枠１２上の水平に配向された対向する面に対して押し付けられるように提供される。
【0103】
図３２は、２つの隣接するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂのスロット２６Ａ、２６Ｂに据え付けられているが、完全に締め付けられていない並列結合具５０ｃの斜視図を示す。この図に結合具５０ｃが示されるように、枠１２Ａ、１２Ｂは切り取られている。図３３は、保定部分３５４Ｌ、３５４Ｒの２つの側面の分解図を提供する。図３４は、並列結合具５０ｃを用いてともに結合された２つの隣接するＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂを通って切断した断面図を示す。断面は、示されるように、部分的に結合具５０ｃを通って切断される。
【0104】
図３２〜図３４を参照すると、結合具５０ｃは、位置タブ３６２を介して係止部分３０４およびナット部分３０６を保持する保定部分３５４を備える。係止部分３０４は、枠１２Ａと係止するための第１の側面３０４Ａと、枠１２Ｂと係止するための第２の側面３０４Ｂと、を備えてもよい。ナット部分３０６は、枠１２Ａに固定するための第１の側面３０６Ａと、枠１２Ｂに固定するための第２の側面３０６Ｂと、を備えてもよい。保定部分３５４は、オスおよびメスアーム対３５８ＬＭ、３５８ＲＦおよび３５８ＬＦ、３５８ＲＭを介してともに連結する２つの実質的に同一の半分３５６Ｌ、３５６Ｒを備えてもよい。２つの半分３５６Ｌ、３５６Ｒは、係止部分３０４およびナット部分３０６を拘束し、結合具５０ｃがスロット２６Ａ、２６Ｂに挿入される際に、それらを適切な位置に保持する。挿入中、スナップ式係止部分３６０ＬＡ、３６０ＬＢ、３６０ＲＡ、３６０ＲＢは、下向きに屈曲し、次いで、フランジ１０８ＡＵ、１０８ＢＵを通って挿入されると、所定位置に跳ね戻る。多くの他の半可撓性材料も好適であるが、プラスチック材料から保定部分３５４を作製することを意図する。ボルトまたはねじ山のある回転部分３００は、上方から工具を受け入れ、枠１２Ａ、１２Ｂの周囲で結合具５０ｃを締め付ける、および緩めるために使用される、ヘッド３５２を備える。係止部分３０４は、回転部分３００の外径より大きく、ねじ山のない、回転部分３００のための穴を備える。ナット部分３０６は、回転部分３００上のねじ山のために、ドリル加工およびタップ加工され、結合具５０ｃが締め付けられる場合に、枠１２Ａ、１２Ｂに食い込み、それによってモジュール１１Ａとモジュール１１Ｂとの間の電気接地連続性を提供し、結合具５０ｃの構造的接続を向上するための歯３６４を備える。他の材料も好適であるが、アルミニウムまたは鋼等の剛性材料から係止部分３０４、およびナット部分３０６を作製することを意図する。
【0105】
第３の実施形態の装置の動作は、結合具５０ｃの動作を除き、第１の実施形態と類似する。結合具５０ｃは、結合具５０ｃが、現場で、据え付けることができる状態になっている一体部品ユニットとして配置され得るように、半分３５６Ｌ、３５６Ｒを係止部分３０４およびナット部分３０６の周囲で連結することによって、工場で予め組み立てられてもよい。据え付けるために、結合具５０ｃは、ＰＶモジュール１１Ａ内のスロット２６Ａに沿った、実質的にいかなる点でも挿入される。結合具５０ｃは、スロット２６Ａ内の開口部２７Ａの方向を指すスナップ式係止部分３６０ＬＡ、３６０ＲＡを用いて、積層体２０Ａの平面に対して実質的に平行であり、スロット２６Ａの長さ方向に対して実質的に垂直な移動方向に挿入される。結合具５０ｃは、スナップ式係止部分３６０ＬＡ、３６０ＲＡがフランジ１０８ＡＵを越えて、適切な場所に嵌合するまで挿入される。ここでは、結合具５０ｃは、位置決めモードにあり、ＰＶモジュール１１Ｂに結合できる状態にある。結合具５０ｃが、保定部分３５４によって適切な場所に保持されることによって、ＰＶモジュール１１Ａおよび１１Ｂは、互いから独立して自由に移動させることができる。したがって、本実施形態は、位置決めモードで、第１の実施形態で上述されるものと同一の独立移動能力を提供するが、結合具５０ｃは、この段階中、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂの代わりに保定部分３５４によって、適切な位置に保持される。結合動作を完了するために、結合具５０ｃは、上述されるように、適切な場所に嵌合するまで、スロット２６Ｂに挿入される。次いで、ドライバーを使用して、回転部分ヘッド３５２を係合して回転部分３００を回転し、これによってナット部分３０６がスロット２６Ａ、２６Ｂに向かって引き込まれ、係止部分３０４がスロット２６Ａ、２６Ｂから外方に押される。
【0106】
より具体的に、回転部分３００の回転によって、係止部分３０４およびナット部分３０６が、ともに近づくように移動され、これによって、係止部分３０４は、スロット２６Ａ、２６Ｂの内側表面３０９ＡＬ、３０９ＢＬに対して押し付けられ、ナット部分３０６は、対向する面、枠１２Ａ、１２Ｂの底面１５Ａ、１５Ｂに対して押し付けられる。したがって、回転部分３００が回転すると、結合具５０ｃは、各々の枠１２Ａ、１２Ｂ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール１１Ａおよび１１Ｂをともにしっかりと相互係止することが明らかである。係止部分３０４およびナット部分３００を枠１２Ａ、１２Ｂの周囲で締め付けると、位置タブ３６２は、それらが、回転部分３００に使用されるドライバーによって供給される力によって過度の力が加えられるため、曲がる、または壊れる。いったん回転部分３００が締め付けられると、ここでは、結合具５０ｃは、係止モードである。摺動モードは、アレイ１０が形成された後でさえ、依然として上からアクセスすることができる、回転部分３００を緩めることによっていつでもアクセスすることができる。第１の実施形態と同様に、摺動モードは、モジュールを形成されたＰＶアレイ１０の中間部から取り外すことができるようにするために、結合具５０ｃが、周辺の継ぎ目１５０または１５２上を摺動できるようにする。
【0107】
他の実施形態においては、係止部分３０４と枠１２Ａ、１２Ｂとの間の接触の表面積は、フランジ１０８ＡＬ、１０８ＢＬを拡大する、またはそれを全部取り外すことによって、増加される。別の実施形態は、隣の対のモジュールに届き、それによって上記の第２の実施形態と類似するように、４つのモジュールの結合を作り出すために、直列結合部分を用いて、係止部分３０４およびナット部分３０６を延長する。別の実施形態においては、係止部分３０４は、スロット２２６の内側表面に対して押し付けるように、バネ要素を備える。さらに別の実施形態においては、保定部分は、上側および下側フランジのためのバネ要素を備えるように、異なる形に形状化される。第４の実施形態
図３５〜図３８は、本発明の第４の実施形態を示す。本実施形態は、係止部分２０４Ａ、２０４Ｂおよび回転部分２００がわずかに変更されていることを除き、上述されるような第２の実施形態に類似する。
【0108】
図３５は、２つの隣接するＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂに据え付けられた並列結合具５０ｄの斜視図を示し、図３６は、右側に摺動されている回転部分４００ＣＤ（以下の説明を参照）を有する結合具５０ｄの斜視図を示す。図３７は、結合具５０ｄを用いてともに相互係止されている４つのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄ間の継ぎ目に沿って切断した断面を提供し、図３８は、４つの相互係止したＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄの斜視図を示す。本発明と一致するように、並列結合具５０ｄは、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤと、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤと、を備え、これらは結合具５０ｄが係止モードに移動すると、枠２１２を圧縮するように働く。係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤは、それらが、２つの対間、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ対とＰＶモジュール２１１Ｂ、２１１Ｄ対との間をブリッジするために、直列結合部分４６２によって細長くなっているという点で、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂとは異なり、したがって結合具５０ｄは、別個の直列結合部分１６２を必要としないことを除き、第２の実施形態と同様に、４つの隣接するＰＶモジュールを相互係止できるようにする。結合具５０ｄは、４つのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄをともに相互係止することができる、一体部品ユニットとして現場で配置することができる。第２の実施形態で記載されるように、２つの並列結合部分５０ｂｂに加えて直列結合部分１６２を利用する代わりに、本実施形態は、本質的に２つの結合部材が２つの係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤを共有できるようにし、それによって「二重結合」装置を作り出す。
【0109】
結合具５０ｄを締め付けるために、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤがスロット２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ内でもはや回転できないため、ねじ山のあるシャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０２Ｄ（すべてが見えるわけではない）が、シャフト部分２３２Ａ、２３２Ｂを置き換え、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤ内のねじ山のある穴４９０Ａ、４９０Ｂ、４９０Ｃ、４９０Ｄ（すべてが見えるわけではない）にねじ込まれる。シャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂおよび４０２Ｃ、４０２Ｄの対向する端部には、シャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０２Ｄの回転によって、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤが、図３６に示される矢印に従って、互いから見て反対方向に水平に移動されるように、反対巻きのねじ山が提供される。回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤは、回転部分１００を置き換え、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤがシャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０２Ｄから分離され、図３６に示される矢印に従って、それらを独立してシャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０２Ｄから水平に移動できるようにすることを除き、同じように機能する。しかしながら、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤは、それぞれ、シャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂおよび４０２Ｃ、４０２Ｄと剛体接続され得る、またはこれらから形成され得る、六角形の部分４９４ＡＢ、４９４ＣＤと一致するために、六角形のボア穴４９２ＡＢ、４９２ＣＤがそれらに提供されるため、それらのそれぞれのシャフト部分４０２Ａ、４０２Ｂおよび４０２Ｃ、４０２Ｄから独立して回転することはできない。他の実施形態においては、六角形の部分に、同一の機能性を達成するための他の形状が提供される。
【0110】
特に図３７を参照すると、レンチを用いて回転部分４００ＡＢを第１の方向に回転することによって、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤが、枠２１２Ａ、２１２Ｂを互いに引き寄せることは明らかである。回転部分４００ＡＢは、摺動可能であることから、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂの外側表面２１６Ａ、２１６Ｂの両方と接触するまで、六角形のシャフト部分４９４ＡＢに沿って、摺動する。枠２１２Ａ、２１２Ｂの両方が回転部分４００ＡＢに接触した後、第１の方向にさらに回転することによって、係止部分４０４ＡＣは、スロット２２６Ａの内側表面２０９ＡＵ、２０９ＡＬに対して押し付けられ、回転部分４００ＡＢは、対向する枠表面、外側表面２１６Ａに対して押し付けられる。同様に、回転部分４００ＡＢの回転によって、係止部分４０４ＢＤは、スロット２２６Ｂの内側表面２０９ＢＵ、２０９ＢＬに対して押し付けられ、回転部分４００ＡＢは、対向する枠表面、外側表面２１６Ｂに対して押し付けられる。したがって、ＰＶ枠２１２Ａおよび２１２Ｂは、回転部分４００ＡＢの回転によって、結合具５０ｄに係止される。結合具５０ｄのもう一方の半分は、同じように動作し、枠２１２Ｃおよび２１２Ｄを結合具５０ｄに係止する。したがって、結合具５０ｄは、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤが回転すると、それぞれの枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、および２１１Ｄをともにしっかりと相互係止することが明らかである。
【0111】
いったん両方の回転部分４００ＡＢおよび４００ＣＤが、それらが完全に締め付けられる位置に回転されると、前述されるように、結合具５０ｄは、係止モードになる。回転部分４００ＡＢの第１の方向とは反対である第２の方向への回転は、ＰＶモジュール２１１Ａおよび２１１Ｂを分離する。ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃ、２１１Ｄをそれぞれ分離するために、回転部分４００ＡＢおよび４００ＣＤの両方が回転される場合、次いで結合具５０ｄは、摺動モードに切り替えられ、したがってＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂまたは２１１Ｃ、２１１Ｄのいずれかのスロットに完全に入るまで、自由に摺動することができる。
【0112】
また、図３５および図３７は、結合具５０ｄが締め付けられる場合に、枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄに食い込み、それによって、４つすべてのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄ間に信頼性のある電気接地接続を提供し、結合具５０ｄの構造特性を向上する、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤ上の隆起した部分または歯４９６ＡＣおよび４９６ＢＤを露呈する。また、これらの図面は、係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤの上側および下側の任意選択の保定部分４５４ＡＣ、４５４ＢＤも示す。保定部分４５４ＡＣ、４５４ＢＤは、端部から結合具５０ｄを一対のスロット２２６Ａ、２２６Ｂに挿入できるようにするが、結合具５０ｄが、係止モードに切り替えられる前に、自然に落下する、または摺動して動き回るのを防止する、可撓性材料を備えてもよい。別の実施形態は、長さが約半分の１つの回転部分のみを備えることを除き、第４の実施形態と同一である。本実施形態は、同じように機能するが、４つの代わりに２つのＰＶモジュール２１１をともに相互係止するために最適化されている。
【0113】
第４の実施形態は、本明細書に記載される他の実施形態のうちのいくつかと比較して、いくつかの利点を提供する。回転部分の摺動能力が、バネ２３６Ａ、２３６Ｂ、２３６Ｃ、２３６Ｄを不要にし、直列結合部分４６２の係止部分４０４ＡＣ、４０４ＢＤへの組み込みが、直列結合部分１６２を不要にし、製造費が削減され得る。しかしながら、直列結合部分４６２は、スロット２２６Ａ、２２６Ｂ内に含まれなければならないことから、直列結合部分１６２ほど強力ではない。
【0114】
さらなる実施形態図３９〜図４０は、それぞれ、図３５〜図３８に示されるような第４の実施形態と類似する、別の実施形態の斜視図、および２つの相互係止されたＰＶモジュール２１１ＡとＰＶモジュール２１１Ｂとの間を切断した断面を示す。製造費の削減を助長する本実施形態は、複数の回転部分５００のために、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤが排除されている、並列結合具５０ｅを提供する。本配置は、第４の実施形態で示されるような、１つが内側であり、１つが外側である代わりに、両方ともスロット２２６の内側である、２つの対向する面に対して押し付ける機構によって、結合具５０ｅを枠２１２に取り付けられるようにする。係止部分５０４ＡＣ、５０４ＢＤは、前述のものとほぼ同一であるが、ここでは、保定部分４５４ＡＣ、４５４ＢＤおよび歯４９６ＡＣ、４９６ＢＤは排除されている。係止部分５０４ＡＣ、５０４ＢＤは、ｘ軸スペーサねじ５７６を有するｙ軸スペーサブロック５７４によって、ともに堅く接合される。スペーサねじ５７６は、各モジュールをねじ５７６まで摺動できるように、初期の据え付け中、示されるように適切な場所にある。しかし、据え付け完了後に、モジュールをアレイ１０から取り外す必要がある場合、スペーサねじ５７６が取り外され、結合具５０ｅが完全に隣の水平継ぎ目１５０まで摺動される。また、係止部分５０４ＡＣ、５０４ＢＤは、前述同様に、直列結合部分５６２を備える。回転部分５００は、ねじ山がつけられてもよいシャフト部分５０２を備え、枠２１２に食い込み、信頼性のある電気接地を保証し、結合具５０ｅの構造特性を向上するために、カップ状の端部がさらに提供される。したがって、回転部分５００は、スロット２２６の内部にある部分、および枠２１２の外部にある部分を備える。また、回転部分５００の外側部分は、回転部分４００ＡＢ、４００ＣＤと同様に、上方から回転できるようにする、六角形または他の形状のヘッド部分５０３を備えてもよい。
【0115】
図４０およびＰＶモジュール２１１ＡとＰＶモジュール２１１Ｂとの間の結合プロセスを参照すると、回転部分５００の回転によって、それらは、スロット２２６Ａ、２２６Ｂの内側表面５０７Ａ、５０７Ｂに対して押し付けられ、それによって、係止部分５０４ＡＣ、５０４ＢＤが対向する内側表面５０９ＡＵ、５０９ＡＬ、５０９ＢＵ、５０９ＢＬに対して押し付けられるようにし、それによって隣接するＰＶモジュール２１１Ａおよび２１１Ｂの側面をともにしっかりと結合する。結合具５０ｄと同様に、結合具５０ｅは、４つの隣接するＰＶモジュールをともに接続するように設計されるため、当業者は、モジュール２１２Ｃおよび２１２Ｄの結合具が、ＰＶモジュール２１２Ａおよび２１２Ｂで記載されたものと同一のプロセスを利用することを認識するであろう。したがって、回転部分５００が回転すると、結合具５０ｅは、それぞれの枠２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、および２１１Ｄをともにしっかりと相互係止することが明らかである。
【0116】
前述のものと類似する別の実施形態においては、ＰＶモジュール２１１Ｃ、２１１Ｄをともに相互係止する係止部分５０４ＡＣ、５０４ＢＤの半分は、直列結合部分５６２とともに排除される。これは、結合具５０ｅとともにＰＶアレイ１０で使用する（終点で等）のに好適である可能性がある、２つのモジュール並列結合具をもたらす。別の実施形態においては、結合具は、関連する結合具５０ｅの回転部分５００とともに、単一の係止部分５０４ＡＣから形成される。本実施形態は、先行技術直列結合具と類似する一方、結合作用が、スロット２２６の２つの対向する面上に押し付けられる結果生じる（強度を向上するために）という点において、大きく異なる。さらに、圧入機構はなく、接地は、回転部分５００によって提供される。別の実施形態は、スペーサブロック５７４が、係止部分間のピンを介して、係止部分５０４ＡＣと係止部分５０４ＢＤとの間に摺動可能に保持され、スロット開口部２２７Ａより高いということを除き、図３３〜図３４の実施形態と類似する。本変形は、回転部分が摺動してモジュール間の間隙を設定する代わりに、スペーサブロックが摺動することを除き、第４の実施形態と同様に機能する。さらに別の実施形態においては、複数のスペーサブロックが利用される。
【0117】
図４１〜図４２は、それぞれ、図１〜図２４に示されるような第１の実施形態と類似するが、製造費を削減し得る、別の実施形態の、２つの相互係止されたＰＶモジュール１１ＡとＰＶモジュール１１Ｂとの間を切断した断面および斜視図を示す。本実施形態は、剛体接続される代わりに、シャフト部分６０２Ａ、６０２Ｂを介して、回転部分６００にねじ込まれる係止部分６０４Ａ、６０４Ｂを有する、結合具５０ｆを提供する。また、回転部分６００は、結合具５０ｆを周辺のＰＶモジュールの対のスロット２６Ａ、２６Ｂに摺動できる（摺動モードで）だけでなく、それが「角部を曲がり」、ｘ軸方向のスロットからｙ軸方向のスロットに、またはその逆に移動することもできるように、寸法が縮小されている。この特徴は、ＰＶアレイ内のスロットが一方向に整列されていない場合にも、ＰＶモジュールを取り外せるようにする。場合によっては、これは、偶然により、または他の場合においては、公差問題もしくは構築上の理由により起こる場合がある。回転部分６００上のバネ６０６Ｕ、６０６Ｌは、前述のものより小さいが、同一の機能を果たす。シャフト部分６０２Ａ、６０２Ｂには、回転部分６００の回転によって、係止部分６０４Ａがスロット２６Ａの内側表面１０９ＡＵ、１０９ＡＬに対して押し付けられ、回転部分６００が対向する面、枠１２Ａの外側表面１６Ａに対して押し付けられるように、反対のねじ山が提供される。同様に、係止部分６０４Ｂは、スロット２６Ｂの内側表面１０９ＢＵ、１０９ＢＬに対して押し付けられ、回転部分６００は、対向する面、枠１２Ｂの外側表面１６Ｂに対して押し付けられる。したがって、回転部分６００が回転すると、結合具５０ｆは、それぞれの枠２１２Ａ、２１２Ｂ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂをともにしっかりと相互係止することが明らかである。
【0118】
前述のものと類似する別の実施形態においては、係止部分６０４Ａおよびシャフト部分６０２Ａは、第１の実施形態の係止部分１０４Ａおよびシャフト１０２Ａで置き換えられる。
【0119】
図４３〜図４４は、それぞれ、図３２〜図３４に示されるような第３の実施形態と類似する、別の実施形態の斜視図、および２つの相互係止されたＰＶモジュール１１ＡとＰＶモジュール１１Ｂとの間を切断した断面を示す。本実施形態は、並列結合具５０ｇ上で、回転部分３００をシャフト７５０およびカム７８０Ａ、７８０Ｂで置き換えることにより、必要とされる据え付け時間を削減する。カム７８０Ａ、７８０Ｂは、レンチを用いて上方から心棒７８８の周囲で回転させることができる、回転部分７００に剛体接続される。シャフト７５０は、シャフト７８８が通される穴（見えず）を有する、平らな、狭い部分７７４、中径部分７７５、より大きな直径部分７７６、およびヘッド部分７５２を備える。側面７０６Ａ、７０６Ｂを有するワッシャ部分７０６は、シャフト部分７７６上に置かれ、シャフト部分７７６より大きいが、ヘッド部分７５２の直径より小さい、ボア穴（見えず）を備える。側面７０４Ａ、７０４Ｂを有する係止部分７０４は、シャフト部分７７５上に置かれ、シャフト部分７７５より大きいが、シャフト部分７７６より小さいボア穴（見えず）を備える。係止部分７０４は、より厚い部分７８５Ａ、７８５Ｂを備え、据え付けられていない場合、保定バネ７５６Ａ、７５６Ｂによってレッジ７８８上に押し下げられる（矢印の方向に）。
【0120】
動作させるために、カム７８０Ａ、７８０Ｂは、それらが係止部分７０４に触れないように回転される。次いで、結合具５０ｇが枠１２Ａ上に嵌合される。枠１２Ａ上に押し込まれる場合に、係止部分７０４およびワッシャ部分７０６を開くことができるように、ゴムまたは同様のもの等の可撓性材料からバネ７５６Ａ、７５６Ｂを作製することを意図する。バネ７５６Ａ、７５６Ｂと併せて、より厚い部分７８５Ａ、７８５Ｂは、結合具が落下するのを防止し、ひいては位置決めモードを有効にする。枠１２Ｂおよび結合具５０ｇは、同一の方法で結び付けられる。いったん結合具５０ｇが枠１２Ａ、１２Ｂの両方の上に緩く置かれると、次いでレンチを使用して回転部分７００を回転し、これによってカム７８０Ａ、７８０Ｂを回転し、これは、係止部分７０４およびワッシャ部分７０６を互いに向かって押し進める。この移動によって、係止部分７０４は、スロット２６Ａ、２６Ｂの内側表面３０９ＡＬ、３０９ＢＬに対して押し付けられ、ワッシャ部分７０６は、対向する面、枠１２Ａ、１２Ｂの底面１５Ａ、１５Ｂに対して押し付けられる。したがって、結合具５０ｇは、回転部分７００が回転すると、それぞれの枠２１２Ａ、２１２Ｂ上の対向する面に対して押し付けられることによって、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂをともにしっかりと相互係止することが明らかである。隆起した歯７６４は、前述されるように、締め付けを受けて枠１２Ａ、１２Ｂに食い込み、それによって確実に接地接触するようにし、構造特性を向上する。別の実施形態においては、バネ７５６Ａ、７５６Ｂは、示されるように、休止位置を備え、したがって、据え付けられていない場合、係止部分をレッジ７８８上に押しつけない。別の実施形態は、自由な状態として垂直方向位置を設定し、次いで一方向への回転は、位置決めモードに移動し、もう一方の方向への回転は、係止モードを有効にする、カム形状を提供する。そして、別の実施形態は、回転部分７００に接続されたハンドルを提供する。
【0121】
図４５〜図４６は、それぞれ、図２６〜図２８に示されるような第３の実施形態と類似する、別の実施形態の斜視図、および２つの相互係止されたＰＶモジュール１１ＡとＰＶモジュール１１Ｂとの間を切断した断面を示す。本実施形態は、保定部分３５４を保定バネ８５６Ａ、８５６Ｂに置き換えることによって、製造費の削減をもたらし得る。前述の実施形態と同様に、結合具５０ｈは、据え付けられていない場合に、側面８０４Ａ、８０４Ｂを有する係止部分８０４をレッジ８８８上に引き下げる（矢印の方向に）、保定バネ８５６Ａ、８５６Ｂを備える。結合具５０ｈは、枠１２Ａ上に嵌合され、位置決めモード中、係止部分８０４のバネ８５６Ａ、８５６Ｂ、およびより厚い部分８８５Ａ、８８５Ｂによって適切な場所に一時的に保持される。また、より厚い部分８８５Ａ、８８５Ｂは、横方向の荷重に確実な係合を提供するように寸法化されてもよい。第３の実施形態で記載されるように、回転部分３００の回転によって、結合具は、係止モードに切り替わる。本実施形態の別の変形は、レッジ８８８が不要となるように、示されるような休止状態にあるバネ８５６Ａ、８５６Ｂを提供する。さらに別の変形は、より厚い部分８８５Ａ、８８５Ｂを枠と相互係止する歯で置き換え、別のものは、係止部分８０４上に接地スパイクを提供する。
【0122】
図４７〜図４８は、それぞれ、図１〜図２４に示されるような第１の実施形態と類似する、別の実施形態の、２つの相互係止されたＰＶモジュール１１ＡとＰＶモジュール１１Ｂとの間を切断した断面および斜視図を示す。結合具５０ｉを説明する本実施形態の主な違いは、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂが、それぞれ、係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬおよび９０４ＢＵ、９０４ＢＬの対で置き換えられていることである。対になった係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬおよび９０４ＢＵ、９０４ＢＬには、回転部分９００が回転される場合に、内側表面９０９ＡＵ、９０９ＡＬ、９０９ＢＵ、９０９ＢＬに対して押し付けられるように適合される、剛性カム表面９８２ＡＵ、９８２ＡＬ、９８２ＢＵ、９８２ＢＬが提供される。回転部分９００は、保定部分９５４Ａ、９５４Ｂを通り抜ける一対のシャフト（見えず）を介して、係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬ、９０４ＢＵ、９０４ＢＬに剛体接続される。保定部分９５４Ａ、９５４Ｂは、保定部分９５４Ａ、９５４Ｂをスロット２６Ａ、２６Ｂに挿入することによって、保定部分が変形する、または曲がり、位置決めモードが有効になるように、可撓性材料から作製されてもよい。回転すると、ギザギザのあるカム表面９８２ＡＵ、９８２ＡＬ、９８２ＢＵ、９８２ＢＬ上のギザギザは、枠１２Ａ、１２Ｂに食い込み、それによって接地接触を固定し、結合具５０ｉの強度を向上する。係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬ、９０４ＢＵ、９０４ＢＬは、平らな部分９８０Ａ、９８０Ｂを備え、これは、それらが全体の幅を開口部２７Ａ、２７Ｂ未満に減らしてあることから、スロット２６Ａ、２６Ｂと適切に整列される場合に挿入できるようにする。したがって、係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬ、９０４ＢＵ、９０４ＢＬのスロット２６Ａ、２６Ｂへの挿入にナット部分９００の回転が続き、これによって係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬ、９０４ＢＵ、９０４ＢＬが対向する面９０９ＡＵ、９０９ＡＬ、９０９ＢＵ、９０９ＢＬに対して押し付けられ、それによって隣接するＰＶモジュール２１１Ａおよび２１１Ｂの側面をともにしっかりと結合する。別の実施形態においては、係止部分９０４ＡＵ、９０４ＡＬ、９０４ＢＵ、９０４ＢＬは、回転部分９００の回転によってスロット２６の裏側と内側表面１０８ＡＬ、１０８ＡＵとの間にカム作用が生じるように、示される配向から９０度回転される。別の実施形態においては、第１の位置９１および第２の位置９２の両方において、１つのカムを挿入可能にする、第１の実施形態と類似するオフセットカム配置のため、保定部分９５４Ａ、９５４Ｂが排除される。
【0123】
図４９〜図５０は、スペーサブロック２７４が追加されていることを除き、上述される第２の実施形態と類似する実施形態を示す。図４９は、下側の側面上のスロット２７６を介して直列結合部分１６２上に据え付けられたスペーサブロック２７４が示されていることを除き、図２６と同一である。図５０は、スロット２７６、およびＰＶモジュール１１の出力配線２２ｎｅｇ、２２ｐｏｓを固定するための、下側に設置された配線クリップ２８５をさらに露呈する、スペーサブロック２７４の斜視図を提供する。本方法で配線を固定することは、配線クリップ２８５が、配線が目障りに、かつ危険に屋根表面に垂れ下がることを防止する手段を提供するため、従来のシステムと比べて、大幅な改善である。さらに、ＰＶモジュール２１１Ａ、２１１ＢとＰＶモジュール２１１Ｃ、２１１Ｄとの間の水平継ぎ目１５０は、本実施形態では、配線プラグ２４ｎｅｇ、２４ｐｏｓの幅よりわずかに広く設定され、したがって、検査および修理のために、上からスペーサブロック２７４を容易に引き上げて外し、継ぎ目１５０を通して配線２２ｎｅｇ、２２ｐｏｓをすぐに引き出すことができるため、ＰＶアレイ１０配線システムの故障修理および整備が大幅に簡単化される。それらの間の配線システムを整備するために、ＰＶモジュール１１Ａ、１１Ｂを分離する必要はない。別の実施形態においては、配線クリップは、スロット２６Ａに嵌合し、それによって枠２６Ａの実質的に全長に沿って配線を縛ることができるようにする、バネクリップを備える。さらに別の実施形態においては、ヒンジで連結された配線クリップ２８５がスロット２６Ａに嵌合し、それを隠すためにモジュール１１の下に吊るされ、次いでアクセスできるようにするために、モジュール１１間の空隙に戻される。
【0124】
図５１〜図５２は、ＰＶアレイ１０が屋根１４４Ｒの代わりに開放型張り出し屋根構造１４４Ｃ上に据え付けられることを除き、上述される第２の実施形態と類似する、本発明の実施形態を示す。ＰＶアレイ１０の異なる設置表面１４４上への据え付けは、ブラケット１３２の軽微な変更を必要とし、直列結合部分１６２は、以下に記載される通りである。
【0125】
図５１および図５２は、それぞれ、張り出し屋根構造１４４Ｃ上に据え付けられたＰＶアレイ１０の斜視図および側面図を示す。張り出し屋根１４４Ｃは、けた１８２によって支持され、また、垂直柱１８４によって支持される、母屋１８０を備える。実質的にいかなる傾斜角（水平から垂直まで）もＰＶアレイ１０に好適であることを証明するために、本実施形態では、ほぼ同一の高さの垂直柱１８４を意図する。例えば、多くの先行技術システムは、相互係止または設置システムが正常に機能するために、ＰＶアレイの特定の傾斜を要求するが、本明細書に記載される結合および枠組システムは、ＰＶアレイ１０にいかなるそのような制限も課さない。ＰＶアレイ１０は、図５１に示されるように、図１９〜図２２で説明されるものと同一の方法で、結合具５０ｂおよび直列結合部分１６２を用いて、４つの群に機械的に相互係止された、合計１６個のＰＶモジュールを備える。本実施形態においては、異なる設置表面１４４の使用は、ブラケットおよび直列結合部分１６２の配置のわずかな変更を必要とする。図５１の詳細は、４つのＰＶモジュール２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ｄの群が集まる、中心垂直継ぎ目１５２中の母屋桁１８０に２つの枠２１２を直接接続するために利用される、二重ブラケット１８６を示す。二重ブラケット１８６は、ブラケット１３２と同一の方法で枠２１２に接続するための垂直調節スロット１８８を有する、垂直部分１８７Ｌ、１８７Ｒを備え、このブラケットのみが２つの隣接するＰＶモジュール２１１を接続する。中心垂直継ぎ目１５２に沿った各々の水平列は、１つの二重ブラケット１８６を備えるが、ここではすべてが見えるわけではない。二重ブラケット１８６は、二重ブラケット１８６を母屋桁１８０に固定するためのＵボルトスロット１９０Ｌ、１９０Ｒ（すべてが見えるわけではない）、Ｕボルト１９２、ナット、およびワッシャ１９３、ならびに直列結合部分９６２をさらに備える。ＰＶモジュール２１１は、これがＰＶモジュール２１１の最終列であるため、１つのみ垂直部分１８７があることを除き、二重ブラケット１８６と類似する、ブラケット１３２Ｕの手段によって、他の２つの母屋桁に固定される。
【0126】
考察中の本実施形態に関して、また、大部分の先行技術システムでは必要とされる支柱またはＰＶ枠支持部材が不要であることに留意することも重要である。例えば、ＰＶアレイ１０は、図５１に示されるように、通常、母屋桁１８０とＰＶ枠２１２との間にＰＶ枠支持部材１３１ＰＡの追加の層を必要とし、または別の方法としては、いくつかの先行技術システムは、構造支柱の別の層を追加する代わりに、示される母屋桁の数を８（列当たり２つ）に増加できるようにする（したがって母屋桁がＰＶ枠支持部材となる）。しかしながら、本実施形態の本発明のシステムは、示されるように、ＰＶ枠２１２と３つの母屋桁１８０の接続のみを必要とする、並列相互係止支持システム１６０を作り出す。他の実施形態においては、枠２１２の寸法を最小化することが望ましく、したがって追加の母屋桁が使用される場合があるが、依然として先行技術システムが必要とするほど多くはなく、他の実施形態においては、ブラケット１３２は、設置表面１４４の形状との接続を容易にするために、異なる形状で形成される。例えば、いくつかは、Ｉ型鋼の一部を圧縮するように形状化され、一方、他のものは、円形パイプに接続するために適合される。さらに他のものは、アレイ１０の一側面を上方へ傾けることができるように、「脚」として形成される。当業者は、多くの異なる種類のブラケットがあり、これらは、本発明の装置の全範囲を構成することを認識するであろう。したがって、設置表面１４４との接続を最適化するために形状化された一部分と、少なくとも１つのＰＶ枠２１２との接続を最適化するために形状化された別の部分と、を有するいかなるブラケットも、本発明で使用するのに好適なブラケット１３２である。
【0127】
図５３〜図５４は、スナップ式コンジットボックス１９５をさらに備える、ＰＶアレイ１０の別の実施形態を示す。図５３は、列の端部である、２つの相互係止されたＰＶモジュール１２Ａ、１２Ｂの斜視図を示す。図５４は、コンジットボックス１９５の斜視図を示す。コンジットボックス１９５は、バネクリップ１９７を介して、スロット２６Ａ、２６Ｂに嵌合する。コンジットボックス１９５の背面にある穴１９６は、アレイ１０からの配線がボックス１９５に入り、次いでボックス１９５に接続されたコンジット１９８を通って出ることができるようにする。当該技術分野において典型的な任意のコンジットボックス１９５のカバープレートは、ここでは図示されていない。ＰＶアレイ１０とともにコンジットボックス１９５を使用することによって、すべての配線は、ＰＶモジュール１２間の空隙を通り、次いでコンジットボックス１９５に入り、コンジット１９８を通ってインバータまたは他のシステム機器に出るため、配線が大幅に単純化される。一般的にＰＶ設置者は、配線接続箱を、支柱および他の材料を介して、支持構造体に接続するための手段を作製する。しかしながら、既製品の箱は、各作業ごとに支柱を切断し、特注の組み立てを行う時間を削減する。また、コンジットボックス１９５は、ＰＶモジュール枠と合うように製造され得るため、アレイ１０の美しさを向上し得る。他の実施形態においては、コンジットボックス１９５は、上記の第２の実施形態に示されるように、直列結合部分の接続と類似する方法で、バネクリップ１９７の代わりにボルトまたは結合具５０ａを介して接続することによって、枠１２Ａ、１２Ｂによりしっかりと取り付けられる。さらに他の実施形態においては、コンジットボックスは、張力緩和またはコンジット結合具を受容するための単純な板で置き換えられる。
【0128】
図５５は、図１に示されるようなＰＶモジュール１１の別の実施形態の斜視図を示す。ＰＶ積層体４２０および枠４１２を有するＰＶモジュール４１１が示される。枠４１２は、積層体バックプレーン、すなわち基板４０９の反対側の側面上にスロット４２６を有する、２つの枠部材４１３を備える。基板４０９等の装置は、当該技術分野において既知であるように、屋根を保温／防音、もしくはＰＶ積層体２０に構造支柱を提供する、またはその両方の役目を果たしてもよい。しかしながら、基板４０９は、ＰＶ積層体４２０を完全に支持するには剛性が十分ではなく、したがって、ＰＶモジュール４１１に構造支柱を提供するため、およびＰＶモジュール４１１のアレイの側面をともに相互係止するための手段を提供するために、基板４０９もしくは積層体４２０または両方に、枠部材４１３がのり付けされる、締結される、さもなければ接着される。基板４０９は、ＰＶ積層体４２０の下面に接着されてもよい。ＰＶ積層体４２０は、枠部材４１３および基板４０９によって支持されるため、示されるように、枠部材４１３を張り出させてもよい。別の実施形態においては、枠部材４１３は、基板４０９を囲む。
【0129】
他の実施形態は、異なる特徴を追加する。例えば、一実施形態は、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂが外れる、または自由に動くことを防止するため、および定位置停止を提供するために、係止部分１０４Ａ、１０４Ｂにボールまたは戻り止めを追加する。別のものは、回転部分１００に取り付けられた、取り外しが容易なハンドルを提供する。ハンドルは、係止モードの場合に、積層体２０の高さの真下に差し込まれ、指つまみを使用して素早く回転することができる。緊急時には、そのような特徴が消防士にとって有用であり得る。別の実施形態は、開きボルトを備える係止部分を提供する。他の実施形態は、工具ホルダー、工具、配線ホルダー、ライト、締結具、美観用フラッシング、建築上の特徴、雪よけ、異物進入防止スクリーン、齧歯動物侵入防止スクリーン、サイン、ケーブルクリップ、鳥よけ、および電気コネクタ筐体等、スロット２６に嵌合する、またはそれに接続する、様々な装置を提供する。
【0130】
前述の開示は、当業者が、必要以上の実験を行うことなく本発明を実践できるようにするのに十分であり、発明者によって現在考慮されている本発明を実践する最良の形態を提供する。本発明の好ましい実施形態の完全な開示が本明細書に提供されるが、本発明を、示され、記載される厳密な構成、寸法関係、および動作に制限することは意図されない。当業者は、様々な修正、代替構成、変更、および同等物を容易に思いつき、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、それらを適宜採用することができる。そのような変更は、代替の材料、コンポーネント、構造配置、寸法、形状、形態、機能、および動作上の特徴等を含み得る。
【0131】
したがって、本発明の適切な範囲は、図面に示されるもの、および本明細書に記載されるものと同等のすべてのそのような修正、ならびにすべての関係を包含するように、添付の特許請求の範囲の最も広義の解釈によってのみ判断されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】