特許 7560852 太陽電池パネル設置構造

(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】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】太陽電池パネル設置構造

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/18 20180101AFI20240926BHJP

   H02S 20/23 20140101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

E04D13/18 ETD

H02S20/23 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020134649

(22)【出願日】2020-08-07

(65)【公開番号】P2022030552

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】509196556

【氏名又は名称】アイユーソーラー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100182888

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100196357

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 吉章

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】友野 収

【審査官】伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３２４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２９４９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｄ １／００ － ３／４０

Ｅ０４Ｄ １３／００ － １５／０７

Ｈ０２Ｓ ２０／００ － ２０／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置面に対して固定される固定片を備えた複数の太陽電池パネル支持金具を用いて構成される太陽電池パネル設置構造であって、
前記固定片の一辺に、上方へ延びる起立片と、前記起立片の上端から前記固定片の上方で前記固定片と平行に延びる押さえ片が一体に形成され、
前記固定片と前記押さえ片との間隔が、差し込まれた太陽電池パネルの端部と嵌合対応する間隔に設定され、
前記固定片の下面が、前記設置面に対して間接に両面接着シートで固定され、
前記太陽電池パネル支持金具が、前記固定片の下に結合される結合片と、前記結合片から連設されて前記設置面に固定される設置片を有する補助金具を備えた
太陽電池パネル設置構造。

【請求項2】

互いに別の前記太陽電池パネルを支持する前記太陽電池パネル支持金具の前記起立片が、背中合わせの状態で両面接着シートを用いて固定された
請求項１に記載の太陽電池パネル設置構造。

【請求項3】

前記固定片が前記押さえ片よりも長い
請求項１または請求項２に記載の太陽電池パネル設置構造。

【請求項4】

前記太陽電池パネル支持金具が、金属製であり、前記押さえ片を開放方向に変形可能な厚さに形成された
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の太陽電池パネル設置構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、建物の屋根や屋上（陸屋根）、壁面などに太陽電池パネルを固定する太陽電池パネル設置構造に関する。

【背景技術】

【0002】

屋上や陸屋根、舗装表面などの設置面に太陽電池パネルを設置する構造として、下記特許文献１に開示のものがある。

【0003】

この設置構造は、太陽電池パネル支持金具の下端に形成され設置面に対して固定される接地片が、太陽電池パネルの内側に対応する方向に向けて延設されており、この接地片の下面が接着剤によって設置面に固定される構造である。

【0004】

この太陽電池パネル支持金具を用いると、手軽に設置ができる上に、接着剤が日光を受けて劣化することを抑制できるので良い。また、屋根等に穴をあけずに設置できることからも、多くの利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－２０１２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、太陽電池パネル支持金具は太陽電池パネルとの結合にボルトナットを用いる構造であるので、太陽電池パネル支持金具の製造にはボルトを通す穴をあける必要があり、工数が多いうえに、固定に際して必要な部品の点数も多くなる。また、固定作業にはボルト又はナットを回転させるための冶具も必要である。

【0007】

そこで、この発明は、太陽電池パネル支持金具自体の構造を簡素にするとともに、太陽電池パネルの固定がより簡単に行えるようにすることを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そのための手段は、設置面に対して固定される固定片を備えた複数の太陽電池パネル支持金具を用いて構成される太陽電池パネル設置構造であって、前記固定片の一辺に、上方へ延びる起立片と、前記起立片の上端から前記固定片の上方で前記固定片と平行に延びる押さえ片が一体に形成され、前記固定片と前記押さえ片との間隔が、差し込まれた太陽電池パネルの端部と嵌合対応する間隔に設定され、前記固定片の下面が、前記設置面に対して間接に両面接着シートで固定され、前記固定片の下に結合される結合片と、前記結合片から連設されて前記設置面に固定される設置片を有する補助金具を備えた太陽電池パネル設置構造である。

【0009】

この構成では、太陽電池パネル支持金具の固定片と起立片と押さえ片が、差し込まれた太陽電池パネルを嵌合保持する。太陽電池パネルを保持した太陽電池パネル支持金具は、固定片の下面が両面接着シートで設置面に固定されることによって、太陽電池パネルを拘束して設置面に固定する。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、太陽電池パネル支持金具は、固定片と起立片と押さえ片を備えればよく、ボルト穴などは不要である。このため、太陽電池パネル支持金具自体の構造は至って簡素であり、部品点数も低減できる。そのうえ、太陽電池パネル支持金具の固定は両面接着シートで行うので、太陽電池パネルの設置作業は容易である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】太陽電池パネル設置構造の分離状態の斜視図。

【図2】太陽電池パネル設置構造の斜視図。

【図3】太陽電池パネル支持金具の斜視図。

【図4】太陽電池パネル設置構造の平面図。

【図5】太陽電池パネル設置構造の断面図。

【図6】太陽電池パネル設置構造の正面図。

【図7】補助金具の斜視図。

【図8】補助金具の使用状態を示す正面図。

【図9】補助金具の使用状態を示す正面図。

【図10】補助金具の使用状態を示す正面図。

【図11】補助金具の使用状態を示す正面図。

【図12】補助金具の使用状態を示す正面図。

【図13】太陽電池パネル設置構造の平面図。

【図14】図１３に示した太陽電池パネル設置構造の一部の正面図。

【図15】図１３に示した太陽電池パネル設置構造の他の一部を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

【0013】

図１に太陽電池パネル設置構造１１（以下、「設置構造」という）の分離状態の斜視図を示し、図２に設置構造１１の斜視図を示す。

【0014】

これらの図に示すように設置構造１１は、屋根板、この例では金属製で長尺の折板１２で構成された屋根１３の上に、複数の太陽電池パネル支持金具１４（以下、「支持金具」という。図３参照）を介して太陽電池パネル１５を設置する構造である。折板１２は山部２１と谷部２２を有する形状であり、支持金具１４は折板１２の上面のうち山部２１に直接又は間接に固定される。

【0015】

まず、太陽電池パネル１５についてごく簡単に説明する。太陽電池パネル１５は、直線状の辺に囲まれた平面視長方形などの板状であり、適宜の大きさに形成されている。その厚みは、４０ｍｍを超える剛性を有するものから、６ｍｍ以下の薄くフレキシブルなものまである。

【0016】

つぎに、支持金具１４について説明する。支持金具１４は、設置面である折板１２の上面に対して固定される固定片４１を備えている。図３は支持金具１４の斜視図である。図３の（ａ）と（ｂ）は、同一の支持金具１４をそれぞれ別の方向から見た状態である。

【0017】

図３に示したように支持金具１４は、一つの部材で構成されている。固定片４１は、所定面積を有する平らな長方形板状に形成されており、この固定片４１の長手方向の端である一辺に、上方へ延びる起立片４２が連設されている。起立片４２は固定片４１に対して直角である。起立片４２の上端には、固定片４１の上方で固定片４１と平行に延びる押さえ片４３が連設されている。つまり固定片４１と起立片４２と押さえ片４３は一体である。

【0018】

これらの各部からなる支持金具１４は金属製であり、一定幅の金属板をプレスして製造される。支持金具１４の幅は、折板１２の山部２１における頂面２１ａの幅に対応させるとよい。

【0019】

固定片４１と押さえ片４３との間隔、言い換えれば起立片４２の長さは、設置する太陽電池パネル１５の厚さに嵌合対応する間隔（長さ）に設定される。すなわち、固定片４１と押さえ片４３との間に太陽電池パネル１５の端部を差し込んで嵌合することができるように構成されている。いわば、固定片４１は設置面に対して固定するための構成であるほか、太陽電池パネル１５を保持するための構成の一部でもある。

【0020】

具体的には、たとえば太陽電池パネル１５の厚さが５．６ｍｍである場合には、固定片４１と押さえ片４３との間隔は６ｍｍに設定するとよい。

【0021】

押さえ片４３の長さは、太陽電池パネル１５の外周に備えられるフレームの幅などに応じて適宜設定されるが、固定片４１の長さよりも短い。換言すれば、固定片４１は押さえ片４３よりも長く形成されて、設置面に対する十分な固定状態が得られるように設計される。

【0022】

また、支持金具１４を構成する金属板は、太陽電池パネル１５を強固に保持できるように十分な強度をもつ厚さが必要ではあるが、極めて硬くて手動操作で全く変形不可能なほどの剛性は必要ではない。むしろ、金属板の厚さは、太陽電池パネル１５を押さえている押さえ片４３を手動操作で開放方向、つまり、押さえ片４３の先端を立てる方向への変形が可能な厚さに設定される。たとえば、金属板がステンレス合金である場合、その厚さは２ｍｍ程度にするとよい。なお、図示例では、金属板の全体の厚さが同一であるものを示したが、厚さを部分的に異ならせてもよい。

【0023】

このような構成の支持金具１４は、固定片４１の下面が、設置面に対して直接又は間接に両面接着シート１６で固定される。

【0024】

両面接着シート１６は、図１に一部を拡大して示したように、例えばゴムシートや織布、不織布などからなるシート状の基材６１の両面に接着層６２が一体形成されたものであり、強力な接着力を有し、耐候性も良好なものが使用される。

【0025】

使用される両面接着シート１６は、固定片４１の下面に対応する形状に裁断されて使用されるのが好ましい。

【0026】

以上のような支持金具１４と両面接着シート１６を用いた設置構造１１は、次のようにして得られる。

【0027】

まず、太陽電池パネル１５の外周の端部における複数箇所に支持金具１４を嵌める。たとえば斜視図である図２、平面図である図４に示したように、太陽電池パネル１５における屋根１３の勾配方向の上と下に対応する位置に、折板１２の山部２１同士の間隔を考慮して嵌合固定する。

【0028】

支持金具１４は、押さえ片４３の先端を太陽電池パネル１５の端部の上面に沿わせるように移動すると、押さえ片４３と固定片４１との間に太陽電池パネル１５の端部が差し込まれる。

【0029】

このあと、支持金具１４の固定片４１の下面、または折板１２の上面に両面接着シート１６の一方の面を接着したのち、固定片４１を折板１２の上面に押し付けて両面接着シート１６による支持金具１４と折板１２との直接の接着を行う（図５参照）。

【0030】

このとき、作業は、太陽電池パネル１５の勾配方向の上下に配設された支持金具１４の固定片４１を折板１２に押し付けるだけでよく、また支持金具１４は簡素な構成であって軽量であるので、高所作業であっても極めて容易である。しかも、両面接着シート１６の接着層６２は基材６１と一体のシート状をなしており、接するだけで接着作用を発揮するので、傾斜した屋根の上であっても簡単にずれたり脱落したりしない。この点からも、作業性が良い。

【0031】

また両面接着シート１６は、基材６１を有するシート状であって、基材６１の両面の接着層６２は基材６１に一体であるので、接着時に両面接着シート１６が容易にずれたり捻じれたりすることはなく、接着状態を維持できる。

【0032】

支持金具１４の接着に際して、図２、図４、図５に示したように、互いに別の太陽電池パネル１５を支持する支持金具１４の起立片４２同士が接する場合、これら起立片４２同士を背中合わせの状態で両面接着シート１６を用いて接着する。ここで用いる両面接着シート１６は、前述した両面接着シート１６と同一である。

【0033】

設置状態において、図２、図５、図６に示したように太陽電池パネル１５は屋根板（折板１２）に対して平行である。そして、屋根１３の長手方向から見ると、図６に示したように折板１２の山部２１の頂面２１ａに太陽電池パネル１５が架設された状態になり、折板１２の谷部２２に対応する位置においては大きな空間ができる。

【0034】

なお、図６中、１３ａはＨ鋼などからなる下地材であり、１３ｂはタイトフレーム、１３ｃは剣先ボルト、１３ｄは留め具、１３ｅは折板１２の裏張り材である。

【0035】

折板１２の上面と太陽電池パネル１５との間の空間では通気がなされ、この部分は図２に示したように日陰１７となる。日陰１７になる部分には、支持金具１４の固定片４１が存在するため、固定片４１の下面と折板１２との間の両面接着シート１６の全体も影に存在することになる。

【0036】

このため、日光が当たることによる接着状態の劣化を抑制し、強固な固定状態の維持ができる。

【0037】

また、支持金具１４の厚さは、押さえ片４３を開放方向に変形可能に設定されているので、太陽電池パネル１５が損傷したり不要となったりした場合には、押さえ片４３を適宜の冶具を用いて引き起こして太陽電池パネル１５を外す。

【0038】

以上のように設置構造１１は、支持金具１４を一つの部材で構成でき、その支持金具１４の構成は、設置面に対する固定のための固定片４１を太陽電池パネル１５の固定にも流用しており簡素である。支持金具１４は大きさも小さくでき、軽量である。

【0039】

簡素で軽量であるうえに、支持金具１４の固定にはボルト止めの必要がなく、部品点数も低減できる。しかも支持金具１４の固定は両面接着シート１６で行うので、太陽電池パネル１５の設置は容易に行える。

【0040】

そのうえ、固定片４１を固定する両面接着シート１６を日陰１７に置く構成であるので、接着層６２の劣化を抑制して、設置状態の耐久性も得られる。

【0041】

また、互いに背中合わせに接する支持金具１４の起立片４２同士は、両面接着シート１６を用いて固定される。このため、支持金具１４の固定片４１の固定状態はそれぞれの両面接着シート１６で維持されるが、起立片４２同士も一体化されているので、支持金具１４に上方への引っ張り力が作用した場合に、起立片４２同士が互いに押し合うような関係になる。また固定片４１は長く形成されているため、より大きな力で対抗できることになる。このため、支持金具１４の固定状態は、それぞれの両面接着シート１６の接着力のみで対抗する場合よりも強い耐力を得られる。

【0042】

以下、その他の例について説明する。この説明において、前述の構成と同一の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

【0043】

前述の例では、建物の屋根に太陽電池パネル１５を設置する例を示したが、その屋根は屋上または陸屋根のような水平な平面であってもよく、設置面は金属板のほか防水シートやコンクリート面の場合もある。また、設置面は屋根のように上を向いた面であるほか、壁面であってもよい。また屋根は建物のほか、カーポートのような構造物の屋根であってもよい。

【0044】

図７は、支持金具１４を折板１２からなる設置面に固定する際の補助金具１８の例を示している。補助金具１８は、支持金具１４の固定片４１の下に結合される結合片８１と、結合片８１から連設されて設置面に固定される設置片８２を有している。結合片８１は水平に延びるのに対して、設置片８２は折板１２の山部２１の傾斜面２１ｂに沿うように傾斜している。結合片８１の幅は支持金具１４の幅と同一に設定され、結合片８１の長さは、その幅と同じ長さに設定されるとよい。

【0045】

図７の（ａ）の補助金具１８ａは、支持金具１４を山部２１の頂面２１ａに近い低い位置に支持するものである。図７の（ｂ）の補助金具１８ｂは、支持金具１４の位置を（ａ）の補助金具１８ａの場合よりも高く支持するものであって、設置片８２は縦に延びる垂直片８３を介して形成されている。

【0046】

これらの補助金具１８ａ，１８ｂは、前述した支持金具１４と同様に一定幅の金属板をプレスして形成される。

【0047】

図７の（ａ）の補助金具１８ａの使用例を、図８、図９、図１０に示す。すなわち、この補助金具１８ａは、折板１２の勾配方向の上又は下に取り付けられる支持金具１４と折板１２の山部２１の傾斜面２１ｂとの間に介在される。結合片８１は支持金具１４の固定片４１に対して両面接着シート１６で接合され、設置片８２も同様に、傾斜面２１ｂに対して両面接着シート１６で接合される。

【0048】

図８は、太陽電池パネル１５における山部２１を超えた位置に支持金具１４が取り付けられる場合、図９は、太陽電池パネル１５における山部２１の手前位置に支持金具１４が取り付けられる場合を示している。これらの図に示すように補助金具１８ａは、太陽電池パネル１５の長さが折板１２における山部２１のピッチの倍数に対応せずに、太陽電池パネル１５の端が山部２１から離れている場合に好適に使用でき、良好な設置状態を得ることに貢献する。

【0049】

図１０は、折板１２の山部２１における頂面２１ａの幅が狭く、頂面２１ａに対して支持金具１４を直接固定したのでは十分な固定強度を得られないと思われる場合の例である。つまり、支持金具１４と補助金具１８ａを山部２１の左右に対応して一対用意して、各補助金具１８ａの設置片８２を山部２１の左右の傾斜面２１ｂに接合している。

【0050】

図７の（ｂ）の補助金具１８ｂの使用例を、図１１、図１２に示す。すなわち、垂直片８３を有する補助金具１８ｂは、折板１２の山部２１の頂面２１ａから上に突出している突出物１３ｆと太陽電池パネル１５とが干渉するのを防止する。

【0051】

図１１の折板１２は、折板１２を固定するための剣先ボルト１３ｃが突出している例であり、図１２の折板１２は、左右に並ぶ折板１２を係合し合う馳締め部１３ｇが突出している例である。

【0052】

補助金具１８ｂの垂直片８３の長さは、干渉を防止するのに必要な長さに形成され、前述した図１０の場合同様に、山部２１の左右の傾斜面２１ｂに支持金具１４を固定するのに使用される。支持金具１４と補助金具１８ｂは、山部２１の左右両方ではなく、一方のみに固定されてもよい。

【0053】

図１３は、太陽電池パネル１５における屋根１３の勾配方向の上下のみではなく、左右にも支持金具１４を固定して、太陽電池パネル１５を固定した例を示している。互い別の太陽電池パネル１５を支持する支持金具１４同士が並ぶ場合には、背中合わせに接する起立片４２同士を両面接着シート１６で接合することは、前述と同じである。

【0054】

屋根１３の勾配方向と直交する左右方向に支持金具１４を固定する場合、屋根板が折板１２で構成されるものであると、支持金具１４の固定片４１は折板１２の山部２１の頂面２１ａを横切る態様で固定されることになる。このため、たとえば図１４に示したように、図７に示した補助金具１８を使用するとよい。すなわち補助金具１８ａの結合片８１に支持金具１４の固定片４１を載せて固定し、補助金具１８ａの設置片８２を折板１２の傾斜面１２ｂの上部に固定する。結合片８１と固定片４１の相対的な位置関係は、図８、図９に示した場合とは９０度異なり、結合片８１の幅方向と固定片４１の幅方向が一致する。

【0055】

補助金具１８の結合片８１は支持金具１４の幅と同一に形成されているので、結合片８１と固定片４１を接着し合うときには幅全体を使って最大の接合面積を得られる。また固定片４１の長さは幅よりも長いので、結合片８１は固定片４１上の最適な位置に固定することができる。

【0056】

図１５は、図７に示した補助金具１８を使用して、折板１２の谷部２２の上方に支持金具１４を支持した例である。

【0057】

なお、太陽電池パネル同士の接続部分でない場合には、補助金具１８で支えられた支持金具１４は単独で存在することになる。

【0058】

また、図示は省略するが、固定片４１又は設置片８２は折板１２の上面のうち谷部２２に固定するものであってもよい。しかし、山部２１の上部に固定する前述の例の構成であると、そのぶん金具の小型化と軽量化をはかれる利点がある。

【符号の説明】

【0059】

１１…太陽電池パネル設置構造
１２…折板
２１…山部
１４…太陽電池パネル支持金具
１５…太陽電池パネル
１６…両面接着シート
１８…補助金具
４１…固定片
４２…起立片
４３…押さえ片
８１…結合片
８２…設置片

【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】