特許 7543149 パネルの取付具及び太陽電池パネルの支持構造

(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】

(24)【登録日】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】パネルの取付具及び太陽電池パネルの支持構造

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/00 20060101AFI20240826BHJP

   E04D 13/18 20180101ALI20240826BHJP

   H02S 20/23 20140101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

E04D13/00 J

E04D13/18 ETD

H02S20/23 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021008810

(22)【出願日】2021-01-22

(65)【公開番号】P2022112835

(43)【公開日】2022-08-03

【審査請求日】2023-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】514158800

【氏名又は名称】株式会社クリーンエナジージャパン

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井原 邦宜

【審査官】菅原 奈津子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２５３４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００７２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４８５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１１７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０３０２９２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｄ １３／００

Ｅ０４Ｄ １３／１８

Ｈ０２Ｓ ２０／２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

折板屋根のハゼ部にパネルを取り付ける取付具であって、
前記ハゼ部の側面を挟み込む一対の挟持部と、
前記パネルの取付時に前記パネルにおける辺縁部の下面を支持する支持体と、
前記辺縁部の上面を保持する上面保持部と、
前記挟持部、前記支持体及び前記上面保持部を締結する締結部とを備え、
対を成す前記挟持部が、前記ハゼ部の側面に当接する咬合端部、前記支持体と接続する接続部及び前記接続部から前記咬合端部にかけて延設された延設部をそれぞれ備え、
対を成す前記挟持部における前記接続部の少なくとも一方が、前記支持体に対して揺動可能に接続され、前記接続部を揺動軸として揺動する一方の端部が前記咬合端部であり、他方の端部が前記揺動によって前記支持体に対して離合する揺動端部であって、前記揺動端部を前記支持体から離す方向に移動させた場合に、対を成す前記挟持部における前記咬合端部の間隔が開き、前記揺動端部を前記支持体に近づける方向に移動させた場合に、前記咬合端部の間隔が閉じるように、前記揺動端部と前記咬合端部とが前記接続部に対して配置され、
前記締結部が、前記上面保持部の前記支持体と反対側の面と接して前記上面保持部を係止する第一係止部と、前記揺動端部の前記支持体と反対側の面と接して前記揺動端部を係止する第二係止部とを備え、前記締結部が、前記パネルの取り付け時に前記第一係止部と前記第二係止部との間隔を狭めることにより、前記第一係止部が前記上面保持部を前記支持体側へ締め付けて前記上面保持部と前記支持体との間に前記パネルを挟持させると共に、前記第二係止部が前記揺動端部を前記支持体側へ締め付け、この締め付けによって前記咬合端部の間隔を閉じさせて前記ハゼ部を挟持する
パネルの取付具。

【請求項2】

前記締結部が、前記支持体の前記パネルを支持する面における中央に立設された支柱部を備える請求項１に記載のパネルの取付具。

【請求項3】

前記上面保持部が、前記上面保持部の下面から前記支柱部と当接する位置にかけて延設された突支部を備えた請求項２に記載のパネルの取付具。

【請求項4】

前記上面保持部が、前記支柱部に対して回転可能に取り付けられた請求項３に記載のパネルの取付具。

【請求項5】

前記締結部が、前記第一係止部が係止する前記上面保持部と前記支柱部との間に弾性部材を備え、前記パネルの取り付け前の状態では、前記弾性部材の弾性力によって前記上面保持部を前記支持体から離れる方向へ付勢し、前記上面保持部と前記支持体との間隔を前記パネルの厚さ以上に保持した請求項２から４の何れか１項に記載のパネルの取付具。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載のパネルの取付具を用い、太陽電池パネルの周縁部を折板屋根のハゼ部に対して固定支持した太陽電池パネルの支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、折板屋根上にパネルを取り付ける取付具及び太陽電池パネルの支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、矩形状に形成された太陽電池パネルの外周フレーム枠を保持して折板屋根のハゼ部に固定設置するための太陽電池パネルの取付金具が記載されている。

【0003】

特許文献２には、略コ状に形成して対向させる左右一対の挟着板と、両挟着板の天板部を重ねて一体に結合する取付用ボルトとからなり、対向した両底板部の先端部で折板屋根のハゼ部を挟着し得るようにしてなる折板屋根ハゼ取付金具が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１２７３３０号公報

【文献】実用新案登録第３１７６９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

折板屋根上に太陽電池パネルを取り付ける場合、折板屋根のハゼ部を挟持するように取付金具を取り付ける工程と、この取付金具上に太陽電池パネルを載置する工程と、太陽電池パネルを押さえる部材を組み付けて取付金具に対して固定する工程とを太陽電池パネルの数に合わせて繰り返すことになり、非常に手間がかかるという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、折板屋根上にパネルを設置する作業を容易にする技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明に係るパネルの取付具は、
折板屋根のハゼ部にパネルを取り付ける取付具であって、
前記ハゼ部の側面を挟み込む一対の挟持部と、
前記パネルの取付時に前記パネルにおける辺縁部の下面を支持する支持体と、
前記辺縁部の上面を保持する上面保持部と、
前記挟持部、前記支持体及び前記上面保持部を締結する締結部とを備え、
対を成す前記挟持部が、前記ハゼ部の側面に当接する咬合端部、前記支持体と接続する接続部及び前記接続部から前記咬合端部にかけて延設された延設部をそれぞれ備え、
対を成す前記挟持部における前記接続部の少なくとも一方が、前記支持体に対して揺動可能に接続され、前記接続部を揺動軸として揺動する一方の端部が前記咬合端部であり、他方の端部が前記揺動によって前記支持体に対して離合する揺動端部であって、前記揺動端部を前記支持体から離す方向に移動させた場合に、対を成す前記挟持部における前記咬合端部の間隔が開き、前記揺動端部を前記支持体に近づける方向に移動させた場合に、前記咬合端部の間隔が閉じるように、前記揺動端部と前記咬合端部とが前記接続部に対して配置され、
前記締結部が、前記上面保持部の前記支持体と反対側の面と接して前記上面保持部を係止する第一係止部と、前記揺動端部の前記支持体と反対側の面と接して前記揺動端部を係止する第二係止部とを備え、前記締結部が、前記パネルの取り付け時に前記第一係止部と前記第二係止部との間隔を狭めることにより、前記第一係止部が前記上面保持部を前記支
持体側へ締め付けて前記上面保持部と前記支持体との間に前記パネルを挟持させると共に、前記第二係止部が前記揺動端部を前記支持体側へ締め付け、この締め付けによって前記咬合端部の間隔を閉じさせて前記ハゼ部を挟持する。

【0008】

前記取付具は、前記締結部が、前記支持体の前記パネルを支持する面における中央に立設された支柱部を備えてもよい。

【0009】

前記取付具は、前記上面保持部が、前記上面保持部の下面から前記支柱部と当接する位置にかけて延設された突支部を備えてもよい。

【0010】

前記取付具は、前記上面保持部が、前記支柱部に対して回転可能に取り付けられてもよい。

【0011】

前記取付具は、前記締結部が、前記第一係止部が係止する前記上面保持部と前記支柱部との間に弾性部材を備え、前記パネルの取り付け前の状態では、前記弾性部材の弾性力によって前記上面保持部を前記支持体から離れる方向へ付勢し、前記上面保持部と前記支持体との間隔を前記パネルの厚さ以上に保持しても良い。

【0012】

上記課題を解決するため、本発明に係る太陽電池パネルの支持構造は、前記取付具を用い、太陽電池パネルの周縁部を折板屋根のハゼ部に対して固定支持する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、折板屋根上にパネルを設置する作業を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】太陽電池パネルの支持構造を示す外観図である。

【図2】太陽電池パネルの支持構造を示す模式断面図である。

【図3】パネルの取付具を示す分解斜視図である。

【図4】ハゼ部の断面形状を示す図である。

【図5】取付具の取り付け手順を示す図である。

【図6】太陽電池パネルを片側のみで挟持した場合の問題点を示す図である。

【図7】取付具を中間クランプとして用いた状態を示す図である。

【図8】取付具の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。
＜第１の実施形態＞
図１は、パネルの取付具２０を用いて太陽電池パネルＰを折板屋根１に対して固定支持した太陽電池パネルの支持構造を示す外観図、図２は、太陽電池パネルの支持構造を示す模式断面図、図３は、パネルの取付具２０を示す分解斜視図である。

【0016】

図１の例では、折板屋根１の勾配に沿って長手にハゼ部２が形成され、このハゼ部２に取付具２０が固定され、この取付具２０により太陽電池パネルＰが固定指示されている。なお、取付具２０を固定するハゼ部２は、縦葺きに限らず、横葺きであってもよい。

【0017】

取付具２０は、図２，図３に示すように、ハゼ部２の側面を挟み込む一対の挟持部２２Ｌ，２２Ｒと、太陽電池パネルＰの取付時に、太陽電池パネル辺縁部の下面を支持する支持体２３と、太陽電池パネルＰの上面を保持する上面保持部２４と、これらを締結する締結部２５とを備えている。

【0018】

一対の挟持部２２Ｌ，２２Ｒは、実質的に同形状を有する部材であり、一方を逆向きに配置した左右対称の構成である。このため、以下の説明では、左右の区別が必要となる場合を除き、両方を挟持部２２と総称する。

【0019】

挟持部２２は、ハゼ部２の側面に当接する咬合端部２２１、支持体２３と接続する接続部２２２及び接続部２２２から咬合端部２２１にかけて延設された延設部２２３を備えている。挟持部２２は、接続部２２２を介して支持体２３に対し揺動可能に接続されている。ここで接続部２２２を揺動軸として揺動する一方の端部が咬合端部２２１であり、他方の端部が揺動によって支持体２３に対して離合する揺動端部２２４である。図２に示すように、挟持部２２は、Ｘ－Ｙ断面において、揺動端部２２４が接続部２２２から内側へ横行し、延設部２２３が接続部２２２から所定距離下降し、内側へ屈曲して、その下端を咬合端部２２１とした形状となっている。このように左右の挟持部２２Ｌ，２２Ｒは、ハゼ部２を挟持する際にハゼ部２を内側空間に収められるように延設部２２３が外側へ膨出している。これにより、種々の形状のハゼ部２を挟持できるようにしている。図４は、ハゼ部の断面形状を示す図である。本実施形態の挟持部２２は、例えば図４に示す丸ハゼや各ハゼなど、種々のハゼ部２Ａ～２Ｄを挟持可能である。

【0020】

咬合端部２２１は、ハゼ部２の側面と接する縦面２２１ａと、折板屋根１の上面に接して太陽電池パネルＰの荷重をかける底面２２１ｂとを有している。咬合端部２２１は、折板屋根１に取り付けられた際、折板屋根１に傷を付けないように少なくとも縦面２２１ａ及び底面２２１ｂを覆うゴム等のカバー２２１ｃを有してもよい。

【0021】

挟持部２２は、接続部２２２を揺動軸（揺動中心）として揺動端部２２４を支持体から離す方向に移動させた場合に、対を成す挟持部２２における各咬合端部２２１の間隔が開き、揺動端部２２４を支持体２３へ近づける方向に移動させた場合に、各咬合端部２２１の間隔が閉じるように、揺動端部２２４と咬合端部２２１とが接続部２２２に対して配置されている。即ち、揺動端部２２４は、接続部２２２を支点として咬合端部２２１を開閉させる場合の力点となっている。揺動端部２２４は、左右の挟持部２２Ｌ，２２Ｒを向かい合わせた際に内側となる端辺における中央（Ｘ軸方向中央）に、第二ボルト２５５と係合する矩形状の係合凹部を備えている。

【0022】

支持体２３は、略板状の部材であり、上面２３１が太陽電池パネルＰの下面を支持する。上面２３１には、中央部を横断する溝２３１ａが設けられ、この溝２３１ａの側面に締結部２５と嵌合する嵌合溝２３１ｂが設けられている。更に、上面２３１の平面視中央には、締結部２５の第二ボルト２５５を通す貫通孔２３４が穿設されている。また、支持体２３の下面２３２には、挟持部２２と接続する嵌合凸部２３３が設けられている。

【0023】

締結部２５は、第一ボルト２５１、支柱部２５２、中子部２５３、弾性部材２５４、及び第二ボルト２５５を備えている。

【0024】

支柱部２５２は、所定の間隔を空けて上下方向に立設される一対の側壁部２５２ａと、各側壁部２５２ａの上端を繋ぐ上板部２５２ｂとにより、中子部２５３を収容する空間の三方を囲む枠状の部材である。各側壁部２５２ａの下端には、側壁部２５２ａから外側へ突出し、支持体２３の嵌合溝２３１ｂと嵌合する嵌合鍔部２５２ｄが設けられている。また、上板部２５２ｂには、締結部２５の第一ボルト２５１を通す貫通孔２５２ｃが穿設されている。

【0025】

中子部２５３は、支柱部２５２の内側空間に収容される立方体の部材である。中子部２５３は、上下方向に貫通したネジ穴２５３ａが設けられている。中子部２５３は、横断面
（Ｘ－Ｚ断面）において、その外形が支柱部２５２の内側空間と相似な非円形であり、上下動可能となるように、内側空間に遊嵌されている。但し、支柱部２５２の内壁面と中子部２５３の側面との隙間は僅かであり、例えば第二ボルト２５５又は第一ボルト２５１が中子部２５３のネジ穴２５３ａにネジ込まれ、Ｙ軸回りの回転力を受けた場合でも、中子部２５３の側面が支柱部２５２の内壁面に突き当たることで、中子部２５３が第二ボルト２５５又は第一ボルト２５１と共に回ることが防止される。

【0026】

弾性部材２５４は、支柱部２５２の上板部２５２ｂと上面保持部２４の下面との間に配置され、上下方向に伸縮するコイルバネである。なお、弾性部材２５４は、コイルバネに限らず、板バネやコイルバネ、ゴム、スポンジ等、他の弾性部材であってもよい。

【0027】

上面保持部２４は、太陽電池パネルＰの辺縁部上面を保持する板状部材であり、上面視中央部に第一ボルト２５１を通す貫通孔２４１が穿設されている。第一ボルト２５１が、上面保持部２４の貫通孔２４１、弾性部材２５４の中空部、及び支柱部２５２の貫通孔２５２ｃを介して、中子部２５３のネジ穴２５３ａに螺合されることで、上面保持部２４が締結部２５の支柱部２５２に対して取り付けられる。このとき上面保持部２４は、支柱部２５２の上板部２５２ｂよりも外側へ張り出しており、この張り出した部分の下面が太陽電池パネルＰと接し、支持体２３との間で太陽電池パネルＰを挟持する。このように、太陽電池パネルＰを挟持する際、第一ボルト２５１が上面保持部２４をネジ止めする構成であり、第一ボルト２５１の頭部が本実施形態における第一係止部である。なお、第一ボルト２５１は、頭部にフランジを有するフランジ付きボルトである。これに限らず、第一ボルト２５１は、ワッシャーを介して上面保持部２４をネジ止めする構成であってもよい。

【0028】

上面保持部２４は、周縁部の下面から支柱部２５２と当接する位置にかけて筋交状に斜めに延設され、上面保持部２４の平面状の部分の姿勢を使用時において支柱部２５２に対して略垂直に保持するようにサポートするつっかい（突支）部２４２を備えている。上面保持部２４は、第一ボルト２５１を中心として回転可能であり、第一ボルト２５１に対して突支部２４２が位置する方向を変えられるようになっている。

【0029】

また、第二ボルト２５５が、揺動端部２２４の下側から、支持体２３の貫通孔２３４を介して、中子部２５３のネジ部２５１ａがネジ穴２５３ａに螺合される。このように、太陽電池パネルＰを挟持する際、第二ボルト２５５が揺動端部２２４を支持体２３に対して締め付ける構成であり、第二ボルト２５５の頭部２５５ｂが本実施形態における第二係止部である。なお、第二ボルト２５５は、ネジ部２５５ａと頭部２５５ｂの接合部分に、横断面形状が方形の角根部２５５ｃを備えている。第二ボルト２５５が揺動端部２２４を係止する際、第二ボルト２５５の角根部２５５ｃが揺動端部２２４の係合凹部と係合することにより、第二ボルト２５５の回転が抑止される。

【0030】

上述のように、本実施形態の取付具２０は、支持体２３に挟持部２２及び締結部２５が取り付けられ、上面保持部２４が締結部２５に取り付けられて、一つのユニットとして形成される。

【0031】

次に、取付具２０により、折板屋根１上に太陽電池パネルＰを固定設置する手順を説明する。図５は、取付具２０の取り付け手順を示す図である。

【0032】

先ず図５（ａ）のように挟持部２２Ｌ，２２Ｒの延設部２２３を左右方向（Ｘ軸方向）に引いて咬合端部２２１・２２１間を開き、ハゼ部２に被せてから咬合端部２２１・２２１を閉じることで図５（ｂ）のようにハゼ部２を挟持する。図５（ａ）のように咬合端部２２１・２２１間を開くと、揺動端部２２４が第二ボルト２５５を引き下げ、中子部２５３を介して第一ボルト２５１も引き下げることになるが、弾性部材２５４が縮むことで第
一ボルト２５１や上面保持部２４を外すことなく咬合端部２２１・２２１間を開くことができる。そして咬合端部２２１・２２１間を開く力をかけない状態では、弾性部材２５４の弾性力によって第一ボルト２５１が上方へ引き上げられ、中子部２５３を介して第二ボルト２５５も引き上げられることにより、揺動端部２２４が支持体２３側に近づけられ、咬合端部２２１・２２１間が閉じて図５（ｂ）の姿勢が保たれる。

【0033】

図５（ｂ）に示すように、太陽電池パネルＰの取り付け前の状態では、上面保持部２４と支持体２３との間隔ＬＡが、太陽電池パネルＰの厚さＬＢよりも大きくなるように設定されている。即ち、弾性部材２５４が上面保持部２４を上方へ付勢し、上面保持部２４と支持体２３との間隔ＬＡを保持しているので、太陽電池パネルＰの辺縁部を上面保持部２４と支持体２３との間に差し入れることができ、一人で取り付け作業を行うような場合でも容易に取り付けることができる。

【0034】

そして、図５（ｃ）に示すように、太陽電池パネルＰの辺縁部を上面保持部２４と支持体２３との間に位置させた状態で、第一ボルト２５１を中子部２５３のネジ穴２５３ａにネジ込む。これにより、第一ボルト２５１の頭部（第一係止部）と第二ボルト２５５の頭部（第二係止部）との間隔を狭め、第一ボルト２５１が上面保持部２４を支持体２３側へ締め付けて、上面保持部２４と支持体２３との間に太陽電池パネルＰを挟持させる。これと共に、第二ボルト２５５が揺動端部２２４を支持体２３側へ締め付け、この締め付けによって咬合端部２２１の間隔を閉じさせてハゼ部２を挟持する。

【0035】

このように、第一ボルト２５１を締める一つの動作で、太陽電池パネルＰを挟持する動作とハゼ部２を挟持する動作を同時に行うことできるので、太陽電池パネルＰを折板屋根１に設置する作業を容易にすることができる。

【0036】

なお、取付具２０は、図６（ａ）に示すように、二つの太陽電池パネルＰの間に配置され、両側の太陽電池パネルＰを挟持する中間クランプとして用いられる場合と、片側の太陽電池パネルＰを挟持するエンドクランプとして用いられる場合とがある。取付具２０が、エンドクランプとして用いられる場合、例えば、図６（ｂ）のように、片側でのみ太陽電池パネルＰを挟持し、支柱部２５２を挟んで反対側に太陽電池パネルＰが無いと、上面保持部２４が傾いて、太陽電池パネルＰが無い側の上面保持部２４と支持体２３との間隔ＬＡが狭くなり、太陽電池パネルＰを挟持している側の上面保持部２４と支持体２３との間隔ＬＡが広がって、太陽電池パネルＰが外れ易くなる可能性が考えられる。このため、取付具２０が、エンドクランプとして用いられる場合、図７に示すように、支柱部２５２に対して太陽電池パネルＰと反対側に突支部２４２を位置させ、突支部２４２が支柱部２５２の側面に突き当たることで、上面保持部２４が傾くことを防止する。これにより取付具２０が、エンドクランプとして用いられる場合でも、太陽電池パネルＰを確実に挟持できる。なお、中間クランプとして用いられる場合には、上面保持部２４を回転させて突支部２４２を太陽電池パネルＰの間に位置させる。このように、上面保持部２４を回転させて突支部２４２の位置を変えることで、取付具２０は、中間クランプとエンドクランプを兼用できる。

【0037】

〈変形例〉
図８は、取付具の変形例を示す図である。上述の実施形態では、対を成す挟持部２２Ｌ，２２Ｒが共に、支持体２３に対して揺動可能に接続された例を示したが、本変形例の取付具２０Ａは、一方の挟持部２２Ｌが揺動可能に接続された構成となっている。なお、この他の構成は、前述の実施形態と同じである。

【0038】

図８に示すように、挟持部２２Ｒは、接続部２２２Ａが支持体２３に固設されている。挟持部２２Ｌ等については、前述と同じであるため再度の説明を省略する。本変形例では
、片側の挟持部２２Ｌのみが揺動するので、咬合端部２２１間の開き量が少なくなるが、可動部が少なく、剛性が確保しやすいため信頼性を向上できると共に、組み立て工数が少なくなり、生産性を向上できる。

【0039】

〈その他〉
上記実施形態では、太陽電池パネルを折板那根に取り付ける例を示したが、取り付けるパネルは、太陽電池パネルに限らず、パワーコンディショナや太陽熱温水器など、少なくとも取付具に挟持される部分がパネル状のものであれば、他の装置であってもよい。例えば、看板や、表示装置、エアコンの室外機を固定するためのパネルなどであってもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ ：折板屋根
２ ：ハゼ部
２０，２０Ａ：取付具
２２ ：挟持部
２３ ：支持体
２４ ：上面保持部
２５ ：締結部
２２１ ：咬合端部
２２２ ：接続部
２２３ ：延設部
２２４ ：揺動端部
Ｐ ：太陽電池パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】