(57)【要約】【課題】太陽電池パネルの支持部への荷重を分散することで、安定的に太陽電池パネルを取付対象物に固定する。【解決手段】太陽電池パネルの支持構造は、支持ユニットが、第１底部、２つの第１側部、および２つのリップ部を有し、リップ部を上にして取付対象物に固定されるリップ溝形鋼状の下部材と、長方形の第２底部、２つの第２側部、および２つの折り曲がり部を有し、第２底部を下にして配置される形鋼状の上部材と、上部材と下部材との間に配され、下部材のリップ部と当接する長方形の主部、および下部材の第１側部と係合する一対の係合部を有し、主部の上面に上部材が当接する溝形鋼状の中間部材と、長方形の天部および２つの第３側部を有し、上部材の内部に配置され、第３側部の下端部が上部材の第２側部の下端部と当接する溝形鋼状の押さえ部材と、互いに締め合わされて、上部材を下部材に固定する第１締結部材および第２締結部材を備えている。【選択図】図１Ａ
2014173360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池およびフレームを含む太陽電池パネルを、前記フレームの第１部分、および前記第１部分と対向する第２部分で、取付対象物に固定される一対の支持ユニットによりそれぞれ支持して、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する太陽電池パネルの支持構造であって、
前記支持ユニットが、それぞれ、
第１底部、前記第１底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第１側部、および前記第１側部のそれぞれの上端部に連設された２つのリップ部を有し、前記２つのリップ部を上にして、前記取付対象物に固定される、リップ溝形鋼状の下部材と、
長方形の第２底部、前記第２底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第２側部、および前記２つの第２側部の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部を有し、前記第２底部を下にして、前記下部材の上に配置される、形鋼状の上部材と、
前記下部材と前記上部材との間に配され、前記下部材の前記２つのリップ部と当接する長方形の主部、および、前記主部の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、前記下部材の前記２つの第１側部とそれぞれが係合する一対の係合部を有し、前記主部の上面に前記上部材が当接する、溝形鋼状の中間部材と、
長方形の天部および前記天部の一対の辺からそれぞれ立ち下がる２つの第３側部を有し、軸方向を前記上部材の軸方向と平行にして、前記上部材の内部に配置され、前記２つの第３側部の下端部が前記上部材の前記２つの第２側部の下端部と当接する、溝形鋼状の押さえ部材と、
互いに締め合わされて、前記上部材を前記下部材に固定する一対の第１締結部材および第２締結部材、
とを備え、
前記第１締結部材が前記押さえ部材と係合し、前記第２締結部材が前記下部材の前記２つのリップ部と係合した状態で互いに締め合わされることにより、それぞれの前記支持ユニットが、前記フレームの前記第１部分および前記第２部分を、前記上部材の前記折り曲がり部と前記下部材との間に挟んで、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する、太陽電池パネルの支持構造。
【請求項２】
前記押さえ部材の前記２つの第３側部の前記下端部の外寸の間隔が、前記上部材の前記２つの第２側部の下端部の内寸の間隔と等しいか、それよりも大きい、請求項１に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項３】
前記上部材の前記２つの第２側部の上端部の内寸の間隔が、前記押さえ部材の前記２つの第３側部の前記下端部の前記外寸の間隔よりも大きい、請求項１または２に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項４】
太陽電池およびフレームを含む太陽電池パネルを、前記フレームの第１部分、および前記第１部分と対向する第２部分で、取付対象物に固定される一対の支持ユニットによりそれぞれ支持して、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する太陽電池パネルの支持構造であって、
前記支持ユニットが、それぞれ、
第１底部、前記第１底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第１側部、および前記第１側部のそれぞれの上端部に連設された２つのリップ部を有し、前記２つのリップ部を上にして、前記取付対象物に固定される、リップ溝形鋼状の下部材と、
長方形の第２底部、前記第２底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第２側部、および前記２つの第２側部の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部を有し、前記第２底部を下にして、前記下部材の上に配置される、形鋼状の上部材と、
前記下部材と前記上部材との間に配され、前記下部材の前記２つのリップ部と当接する長方形の主部、および、前記主部の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、前記下部材の前記２つの第１側部とそれぞれが係合する一対の係合部を有し、前記主部の上面に前記上部材が当接する、溝形鋼状の中間部材と、
長方形の第３底部および前記第３底部の一対の辺から立上がる２つの第３側部を有し、軸方向を前記上部材の軸方向と平行にして、前記上部材の内部に配置され、前記２つの第３側部の上端部が前記上部材の前記２つの第２側部と当接する、溝形鋼状の押さえ部材と、
互いに締め合わされて、前記上部材を前記下部材に固定する一対の第１締結部材および第２締結部材、
とを備え、
前記第１締結部材が前記押さえ部材と係合し、前記第２締結部材が前記下部材の前記２つのリップ部と係合した状態で互いに締め合わされることにより、それぞれの前記支持ユニットが、前記フレームの前記第１部分および前記第２部分を、前記上部材の前記折り曲がり部と前記下部材との間に挟んで、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する、太陽電池パネルの支持構造。
【請求項５】
前記押さえ部材の前記２つの第３側部の前記上端部の外寸の間隔が、前記上部材の前記２つの第２側部の内寸の間隔と等しいか、それよりも大きい、請求項４に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項６】
前記上部材の前記２つの第２側部の上端部の内寸の間隔が、前記押さえ部材の前記２つの第３側部の下端部の外寸の間隔よりも大きい、請求項４または５に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項７】
前記上部材の前記第２底部と前記第２側部とが、所定の曲率半径Ｒ１を有する接続部により接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項８】
前記押さえ部材の前記第３側部の厚みが、前記上部材の前記第２側部の厚みと等しいか、それよりも大きい、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項９】
前記第２締結部材が上面および下面を有する板状部材であり、その上面に、列状に並ぶ凹部から構成される第１凹部群、および前記第１凹部群と平行な第２凹部群が形成されており、
前記下部材の２つのリップ部は、互いの対向端部にそれぞれ立ち下がり部を有し、
前記立ち下がり部のそれぞれの下端部に、前記第１締結部材と前記第２締結部材とが互いに締め合わされたときに、前記第１凹部群および前記第２凹部群とそれぞれ係合する凸部群が形成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの支持構造。
【請求項１０】
前記下部材、前記上部材、前記中間部材、および前記押さえ部材の少なくとも１つが、ステンレス鋼を含む１枚の長方形の板状部材を折り曲げて形成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の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、太陽電池パネルを建物の屋根等の取付対象物に支持させる太陽電池パネルの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力不足等のエネルギー問題がマスコミ等で大きく取り上げられ自然エネルギーを利用した発電が注目を集めている。太陽電池は、大気汚染等の弊害を生ずることなく発電をすることができるために、そのようなエネルギー問題の解消に貢献するものとして期待されている。このため、太陽電池は、広大な土地に設置される産業用のメガソーラーシステムとしてはもとより、各家庭の屋根に設置する家庭用電源としても広く普及してきている。
【０００３】
太陽電池をガラス基板上に形成し、その表面をフィルムで保護し、それを枠部材（フレーム）により保持してなる太陽電池パネルを、屋根等の取付対象物に取り付け支持させる支持構造としては、例えば、特許文献１〜３により開示されたものが知られている。特許文献１記載の太陽電池パネルの支持構造は、フレームの下部に出っ張りを設け、その出っ張りに金具を引っ掛け、その金具を取付対象物に固定することで、太陽電池パネルを固定している。特許文献２の支持構造では、断面ハット形の金具の縁でフレームを上から押さえボルト・ナットで締め付けることで、太陽電池パネルを固定している。同様に、特許文献３の支持構造では、浅いハット形の金具の縁でフレームを上から押さえボルト・ナットで締め付けることで、太陽電池パネルを固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１２０８８号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３６３８号公報
【特許文献３】特開２００４−６０３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の支持構造では、太陽電池パネルのフレームの下部に出っ張りを形成する必要があり、フレームの形状が限定される。このため、汎用のフレームではなく、特にそのような形状のフレームを製造する必要がある。したがって、太陽電池パネルの製造コストが増大する。また、その出っ張りにだけ太陽電池パネルを固定するための荷重が集中するために、太陽電池を強固に安定して固定することが困難となる。
【０００６】
これに対して、特許文献２および３の支持構造では、太陽電池パネルのフレームを上から押さえつけて固定するために、さまざまな形状のフレームを有する太陽電池パネルを取付対象物に固定することができる。また、フレームを全体的に押さえ付けて固定するために、荷重が分散されて、太陽電池パネルを強固に固定することも可能となる。しかしながら、特許文献２および３の支持構造では、単にボルトおよび六角ナットを使用して、取り付け用の金具を固定しているために、結局は、ボルトおよび六角ナットと、金具とが接触する比較的小さな領域に荷重が集中することとなり、太陽電池パネルを安定的に固定することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、太陽電池およびフレームを含む太陽電池パネルを、前記フレームの第１部分、および前記第１部分と対向する第２部分で、取付対象物に固定される一対の支持ユニットによりそれぞれ支持して、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する太陽電池パネルの支持構造であって、
前記支持ユニットが、それぞれ、
第１底部、前記第１底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第１側部、および前記第１側部のそれぞれ上端部に設けられた２つのリップ部を有し、前記２つのリップ部を上にして、前記取付対象物に固定される、リップ溝形鋼状の下部材と、
長方形の第２底部、前記第２底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第２側部、および前記２つの第２側部の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部を有し、前記第２底部を下にして、前記下部材の上に配置される、形鋼状の上部材と、
前記下部材と前記上部材との間に配され、前記下部材の前記２つのリップ部と当接する長方形の主部、および、前記主部の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、前記下部材の前記２つの第１側部とそれぞれが係合する一対の係合部を有し、前記主部の上面に前記上部材が当接する、溝形鋼状の中間部材と、
長方形の天部および前記天部の一対の辺からそれぞれ立ち下がる２つの第３側部を有し、軸方向を前記上部材の軸方向と平行にして、前記上部材の内部に配置され、前記２つの第３側部の下端部が前記上部材の前記２つの第２側部の下端部と当接する、溝形鋼状の押さえ部材と、
互いに締め合わされて、前記上部材を前記下部材に固定する一対の第１締結部材および第２締結部材、
とを備え、
前記第１締結部材が前記押さえ部材と係合し、前記第２締結部材が前記下部材の前記２つのリップ部と係合した状態で互いに締め合わされることにより、それぞれの前記支持ユニットが、前記フレームの前記第１部分および前記第２部分を、前記上部材の前記折り曲がり部と前記下部材との間に挟んで、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する、太陽電池パネルの支持構造を提供する。
【０００８】
また、本発明は、太陽電池およびフレームを含む太陽電池パネルを、前記フレームの第１部分、および前記第１部分と対向する第２部分で、取付対象物に固定される一対の支持ユニットによりそれぞれ支持して、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する太陽電池パネルの支持構造であって、
前記支持ユニットが、それぞれ、
第１底部、前記第１底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第１側部、および前記第１側部のそれぞれの上端部に連設された２つのリップ部を有し、前記２つのリップ部を上にして、前記取付対象物に固定される、リップ溝形鋼状の下部材と、
長方形の第２底部、前記第２底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第２側部、および前記２つの第２側部の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部を有し、前記第２底部を下にして、前記下部材の上に配置される、形鋼状の上部材と、
前記下部材と前記上部材との間に配され、前記下部材の前記２つのリップ部と当接する長方形の主部、および、前記主部の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、前記下部材の前記２つの第１側部とそれぞれが係合する一対の係合部を有し、前記主部の上面に前記上部材が当接する、溝形鋼状の中間部材と、
長方形の第３底部および前記第３底部の一対の辺から立上がる２つの第３側部を有し、軸方向を前記上部材の軸方向と平行にして、前記上部材の内部に配置され、前記２つの第３側部の上端部が前記上部材の前記２つの第２側部と当接する、溝形鋼状の押さえ部材と、
互いに締め合わされて、前記上部材を前記下部材に固定する一対の第１締結部材および第２締結部材、
とを備え、
前記第１締結部材が前記押さえ部材と係合し、前記第２締結部材が前記下部材の前記２つのリップ部と係合した状態で互いに締め合わされることにより、それぞれの前記支持ユニットが、前記フレームの前記第１部分および前記第２部分を、前記上部材の前記折り曲がり部と前記下部材との間に挟んで、前記太陽電池パネルを前記取付対象物に固定する、太陽電池パネルの支持構造を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、取付対象物に取り付けられた太陽電池パネルによる支持ユニットへの荷重を分散することで、安定的に太陽電池パネルを取付対象物に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造に使用される支持ユニットの一例の正面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造に使用される支持ユニットの一例の側面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造に使用される支持ユニットの他の一例の正面図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造に使用される支持ユニットの他の一例の側面図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造の一例の全体構成を示す、屋根斜面の平面図である。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造の他の一例の全体構成を示す、屋根斜面の平面図である。
【図２】同支持構造の第２締結部材の詳細を示す、上面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【図３】同支持構造の下部材の要部を拡大して示す、図１ＢのIII−III矢視線図である。
【図４】同支持構造の上部材の要部を拡大して示す、正面図である。
【図５】同支持構造の押さえ部材の機能を説明するための説明図である。
【図６】上記の支持ユニットの一例の分解正面図である。
【図７】上記の支持ユニットの一例の分解側面図である。
【図８】上記の支持ユニットの他の一例の分解正面図である。
【図９】上記の支持ユニットの他の一例の分解側面図である。
【図１０】同支持構造の下部材の取付断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造に使用される支持ユニットの一例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、太陽電池およびフレームを含む太陽電池パネルを、フレームの第１部分、および第１部分と対向する第２部分で、取付対象物に固定される一対の支持ユニットによりそれぞれ支持して、太陽電池パネルを取付対象物に固定する太陽電池パネルの支持構造に関する。取付対象物は、建物の屋根、特に屋根の斜面が代表的であるが、それに限定されるものではない。適宜の架台が設置されていれば、取付対象物は、コンクリートを打ち放した地面や、剥き出しの地面であってもよい。太陽電池パネルの形状は、特に限定されるものではなく、対向する辺を有する形状であればよい。ただし、長方形の太陽電池パネルが代表的であり、長方形であれば、第１部分および第２部分は、長方形の対向する一対の辺にそれぞれ設けることができる。その場合、第１部分と第２部分とが正対している必要はなく、例えば、第１部分を１つの辺の中央に設け、第２部分を、対向する辺の角部近傍に設けてもよい。
【００１２】
支持ユニットは、下部材、上部材、中間部材、押さえ部材、並びに、一対の第１締結部材および第２締結部材を含む。下部材は、第１底部、第１底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第１側部、および第１側部のそれぞれの上端部に連設された２つのリップ部を有し、２つのリップ部を上にして、取付対象物に固定される、リップ溝形鋼状の部材である。上部材は、長方形の第２底部、第２底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第２側部、および２つの第２側部の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部を有し、第２底部を下にして、下部材の上に配置される、形鋼状の部材である。
【００１３】
中間部材は、下部材と上部材との間に配され、下部材の２つのリップ部と当接する長方形の主部、および、その主部の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、下部材の２つの第１側部とそれぞれが係合する一対の係合部を有する溝形鋼状の部材である。主部の上面には上部材の例えば第２底部が当接する。
【００１４】
押さえ部材は、長方形の天部および、その天部の一対の辺からそれぞれ立ち下がる２つの第３側部を有し、軸方向を上部材の軸方向と平行にして、上部材の内部に配置され、２つの第３側部の下端部が上部材の２つの第２側部の下端部と当接する、溝形鋼状の部材である。
【００１５】
また、他の押さえ部材は長方形の第３底部および、その第３底部の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの第３側部を有し、軸方向を上部材の軸方向と平行にして、上部材の内部に配置され、２つの第３側部の上端部が上部材の２つの第２側部と当接する、溝形鋼状の部材である。
【００１６】
軸方向とは、形鋼が延びる方向（材軸方向）であり、上部材の第２側部と押さえ部材の第３側部の軸方向は同じ方向となる。一対の第１締結部材および第２締結部材は、互いに締め合わされることで、上部材を下部材に固定する部材である。なお、以上の説明にある「上」および「下」という概念は、太陽電池の受光面を上ないしは斜め上に向けるように太陽電池パネルを建物の屋根等に取り付ける場合の位置関係を示している。
【００１７】
そして、本発明の支持構造においては、第１締結部材が押さえ部材と係合し、第２締結部材が下部材の２つのリップ部と係合した状態で互いに締め合わされることにより、支持ユニットが、フレームの第１部分および第２部分を、上部材の折り曲がり部と下部材との間に挟んで、太陽電池パネルを取付対象物に固定する。
【００１８】
以上のように、本発明においては、第２締結部材と締め合わされる第１締結部材（例えばボルト）と上部材との間に、２つの第３側部を有する押さえ部材が介在されている。そして、押さえ部材の２つの第３側部の下端部あるいは上端部が上部材の内部で上部材と当接して、上部材を下部材に固定している。これにより、第１締結部材と第２締結部材とを締め合わせた場合の圧力は、第１締結部材と上部材の例えばボルト孔の周縁部分のみにかかるのではなく、２つの第３側部の下端部あるいは上端部にも分散してかかることとなる。このため、上部材を、例えばワッシャを介してボルトにより固定するような通常の構成と比較すると、押さえ部材の長さ（軸方向の長さ）を調節することで、押さえ部材と上部材との接触面積を必要に応じて大きくすることができる。したがって、第１締結部材（例えばボルト）による締め付け荷重を十分に分散することが容易となる。
【００１９】
また、本発明においては、第１締結部材と締め合わされる第２締結部材（例えば、板状ナット）が下部材の２つのリップ部と当接することで、上部材を下部材に固定している。これにより、例えば六角ナットがワッシャ等を介して下部材のボルト孔の周辺部と当接するような通常の構成と比較すると、第２締結部材のサイズを調節することで、第２締結部材と下部材との接触面積を必要に応じて大きくすることができ、第２締結部材による締め付け荷重を十分に分散することができる。
【００２０】
さらに、中間部材の一対の係合部が下部材の２つの第１側部とそれぞれ係合するとともに、中間部材の主部が下部材の２つのリップ部を上から押さえつけている。このため、２つのリップ部が、外力（例えばボルトの引き抜き荷重）を受けることにより、下部材の２つのリップ部および２つの第１側部の上端部の間隔が拡がってしまうのを防止することができる。これにより、例えば、太陽電池パネルが風に煽られて、上部材と係合する第１締結部材を引き抜くような外力が働いた場合にも、下部材の２つのリップ部の間隔が拡がってしまうのを中間部材によって防止することができる。その結果、２つのリップ部と第２締結部材との係合状態が解除されて、上部材が下部材から外れてしまうのを防止することができる。これにより、太陽電池パネルを取付対象物に安定的に固定することができる。
【００２１】
ここで、押さえ部材が天部の一対の辺から立ち下がる２つの第３側部を有する場合、２つの第３側部の下端部の外寸の間隔は、上部材の２つの第２側部の下端部の内寸の間隔と等しいか、それよりも大きいのが好ましい。また、押さえ部材が第３底部の一対の辺から立ち上がる２つの第３側部を有する場合、２つの第３側部の下端部の外寸の間隔は、上部材の２つの第２側部の内寸の間隔と等しいか、それよりも大きいのが好ましい。この構成により、押さえ部材を上部材の中に軸方向を平行にして差し込むことで、押さえ部材の２つの第３側部により、上部材の２つの第２側部の間隔を押し広げることが可能となる。その結果、上部材の折り曲がり部と下部材との間で、太陽電池パネルのフレームを挟んでいる力を強めることができるとともに、上部材の第２側部とフレームの側面との間に隙間がある場合には、その隙間を解消したり、上部材の第２側部によりフレームの側面を押圧し、一対の支持ユニット間で強固に固定することができる。その結果、太陽電池パネルをより強固に取付対象物に固定することができる。
【００２２】
さらに、押さえ部材が天部の一対の辺から立ち下がる２つの第３側部を有する場合、上部材の２つの第２側部の上端部の内寸の間隔は、押さえ部材の２つの第３側部の下端部の外寸の間隔よりも大きいのが好ましい。これにより、押さえ部材を上部材の内部に差し込むことが容易となり、太陽電池パネルの取付対象物への取付作業を容易にすることができる。このとき、押さえ部材の２つの第３側部の下端部の外寸の間隔Ｌ１（図５（ａ）参照）、上部材の２つの第２側部の下端部の間隔Ｌ２、および上部材の２つの第２側部の上端部の間隔Ｌ３の関係は、Ｌ３＞Ｌ１≧Ｌ２であるのが好ましく、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２であるのが更に好ましい。これにより、押さえ部材の上部材の内部への差し込み、並びに、上部材の２つの第２側部の押し広げをより容易にすることができる。
【００２３】
また、押さえ部材が第３底部の一対の辺から立ち上がる２つの第３側部を有する場合、上部材の２つの第２側部の上端部の内寸の間隔は、押さえ部材の第３側部の下端部の外寸の間隔よりも大きいのが好ましい。これにより、押さえ部材を上部材の内部に差し込むことが容易となり、太陽電池パネルの取付対象物への取付作業を容易にすることができる。このとき、押さえ部材の２つの第３側部の下端部の外寸の間隔Ｌ１、上部材の２つの第２側部の下端部の間隔Ｌ２、および上部材の２つの第２側部の上端部の間隔Ｌ３の関係は、Ｌ３＞Ｌ１≧Ｌ２であるのが好ましく、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２であるのが更に好ましい。これにより、押さえ部材の上部材の内部への差し込み、並びに、上部材の２つの第２側部の押し広げをより容易にすることができる。
【００２４】
さらに、上部材の第２底部と第２側部とは、所定の曲率半径Ｒ１を有する接続部により接続されているのが好ましい。このように、上部材の第２底部と第２側部との接続部に曲率半径Ｒ１を付与することで、押さえ部材を上部材の中に差し込んだときに、押さえ部材の２つの第３側部の下端部により、上部材の２つの第２側部の間隔をスムーズに押し広げることができる。また、曲率半径Ｒ１を適宜に設定することで、２つの第２側部の間隔が押し広げられた場合にも、第２底部と第２側部との接続部分の強度を十分な強度に保つことが容易となる。以上の観点から、曲率半径Ｒ１は、０．０１〜１０ｍｍに設定することが好ましい。
【００２５】
また、上部材の２つの第２側部の間隔は、太陽電池パネルを多く設置するためには狭くしデッドスペースを減らすことが望ましい。しかし、取付のネジに一定の強度を必要とするため大きさが必要となる。このため、ネジの強度と、作業性および太陽電池パネルの設置枚数を考慮して設計する必要がある。
【００２６】
さらに、押さえ部材の第３側部の厚みは、上部材の前記第２側部の厚みと等しいか、それよりも大きいのが好ましい。押さえ部材の第３側部の厚みを上記のように設定することで、押さえ部材を上部材の内部に差し込んだとき、上部材の２つの第２側部の間隔を押し広げることが容易となるとともに、押さえ部材の変形も抑えられるので、太陽電池パネルを取付対象物に安定的に取り付けることができる。また、押さえ部材の天部あるいは第３底部の厚みが、上部材の底部の厚みと等しいか、それよりも大きいのも好ましい。押さえ部材の天部あるいは第３底部は、第１締結部材（例えばボルト）と直接的に係合する部材であることから、その厚みを大きくして、強度を大きくすることで、より安定的に、太陽電池パネルを取付対象物に固定することができる。
【００２７】
さらに、第２締結部材が上面および下面を有する板状部材であり、その上面に、列状に並ぶ凹部から構成される第１凹部群、および前記第１凹部群と平行な第２凹部群が形成されており、下部材の２つのリップ部は、互いの対向端部にそれぞれ立ち下がり部を有し、その立ち下がり部のそれぞれの下端部に、第１締結部材と第２締結部材とが互いに締め合わされたときに、第１凹部群および第２凹部群とそれぞれ係合する凸部群が形成されているのが好ましい。
【００２８】
上記の構成により、第２締結部材と下部材の２つのリップ部との係合状態を維持することが容易となる。また、第１締結部材がボルトであり、第２締結部材が雌ねじ孔有する板状ナットであるような場合に、第２締結部材に第１締結部材を締め付けるときに、第２締結部材が回転するのを防ぐことが容易となり、太陽電池パネルの取付対象物への取付作業が容易となる。
【００２９】
ここで、下部材、上部材、中間部材、および押さえ部材は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼  あるいは鉄などの強度の優れた金属材料で構成される。さらに少なくとも１つは、ステンレス鋼を含む１枚の長方形の板状部材を折り曲げて形成されているのが好ましい。ステンレス鋼は防さび効果が優れており、耐久性が良い。また折り曲げ加工が容易であるので、各部材の製造を容易にすることができ、各部材に十分な強度を確保することも容易となる。その結果、様々な厚みの太陽電池パネルを取付対象物に固定するための支持ユニットを容易に製造することができ、太陽電池パネルのサイズの相違に柔軟に対応して、太陽電池パネルを取付対象物に固定することができる。
【００３０】
特に、上部材は、ステンレス鋼を含む１枚の長方形の板状部材を折り曲げて形成するのが好ましい。これにより、上部材の第２底部と第２側部との間に曲率半径Ｒ１の接続部を形成することが容易となる。そして、押さえ部材を上部材の内部に差し込むことで、上部材の２つの第２側部の間隔を押し広げることも容易となる。例えば、上部材をアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成すると、弾性係数が小さくなるために、押さえ部材を上部材の内部に差し込むことで、上部材の２つの第２側部の間隔を押し広げるのは困難となる。
【００３１】
なお、本発明の支持構造により、取付対象物に取り付けられる太陽電池パネルは１つに限らず、２以上の太陽電池パネルを独立に、または、連結して取り付けることができる。また、１つの太陽電池パネルを取付対象物に取り付けるために使用される支持ユニットの個数は２つに限られず、３以上の支持ユニットを適宜に使用して、１つの太陽電池パネルを取付対象物に取り付けることができる。その場合にも、１つの支持ユニットが支持する太陽電池パネルの部分は、他の１つの支持ユニットが支持する太陽電池パネルの部分と対向している。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１Ａおよび１Ｃに、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造を拡大して正面図により示す。図１Ｂおよび１Ｄに、その側面図を示す。図１Ｅに支持構造の全体図の一例を平面図により示す。図１Ｆに支持構造の全体図の他の一例を平面図により示す。
【００３３】
以下、太陽電池パネル１（１Ａ〜１Ｌ）を三角屋根の南向きの斜面２（図１Ｅ，１Ｆ参照）に取り付ける場合を例に、本発明の実施形態を説明する。図１Ｅおよび１Ｆに矢印で示すＸ方向は棟３と軒先４との間の斜面の最大傾斜線に沿った方向である。一般的な屋根であれば、Ｘ方向は、垂木に沿った方向である。図１ＡおよびＣはこのＸ方向から見た図である。Ｙ方向は棟３に沿った方向である。また、図１Ｅおよび図１Ｆは、斜面２に垂直な方向に沿った視線で斜面２を見た様子を示している。
【００３４】
図示例の支持構造１００（１００Ａ，１００Ｂ）は、複数の支持ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ）を含んでいる。それぞれの支持ユニット１０は、Ｘ方向と平行に斜面２に取り付けられるリップ溝形鋼状の下部材１０２、下部材１０２の上に配置される形鋼状の上部材１０４（１０４Ａ，１０４Ｂ）、下部材１０２と上部材１０４との間に配置される溝形鋼状の中間部材１０６、上部材１０４の内部に配置される溝形鋼状の押さえ部材１０８、並びに、互いに締め合わされて、上部材１０４を下部材１０２に固定する、一対の第１締結部材（ボルト）１１０および第２締結部材（板状ナット）１１５を備えている。下部材１０２、上部材１０４、中間部材１０６、および押さえ部材１０８は、それぞれ、ステンレス鋼を含む１枚の長方形の板状部材を折り曲げて形成することができる。
【００３５】
太陽電池パネル１は、ガラス基板上に形成された太陽電池５と、太陽電池５の周囲を保持するフレーム６とを含んでいる。フレーム６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成することができる。太陽電池パネル１の形状は例えば長方形とすることができる。以下に、太陽電池パネル１の形状が長方形である場合を説明する。
【００３６】
下部材１０２は、底部（第１底部）１１２、底部１１２の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの側部（第１側部）１１４、および２つの側部１１４のそれぞれの上端部に連接された２つのリップ部１１６を有し、２つのリップ部１１６を上、ないしは斜め上に向けて、取付対象物である斜面２に固定される。下部材１０２の底部１１２の中央部には、下部材１０２を屋根に固定するための主ネジ（ボルト）１１７の穴１１９、および主ネジ１１７を正確に締め付けるための仮ネジ（ビス）１２１の穴１２３が、主ネジ１１７の穴１１９の両横にそれぞれ形成されている。
【００３７】
下部材１０２を取付対象物に取り付ける具体的な方法を、折板屋根（はぜ締めにより繋がれた屋根板からなる縦葺タイプの屋根）に取付ける場合を図１０を用いて説明する。折板屋根の尾根部１２５の上に、その縦方向に沿って、下部材１０２を取り付ける。下部材１０２の主ネジ１１７および仮ネジ１２１の穴１１９および１２３の位置を尾根部１２５に印付けし、下穴を開ける。この時、主ネジ１１７の穴１１９にはバーリング加工によりバリを形成する。次に、下穴にコーキングを充填し、その上に約２ｍｍの弾力性シート１２７を載せる。コーキングにはブチルゴム、弾力性シート１２７としてはブチルシートを用いるのが弾力性、防水性、耐熱性などにおいて好ましい。弾力性シート１２７の上に、下部材１０２を、仮ネジ１２１の穴１２３の位置に仮ネジ１２１の下穴が来るように位置合わせをして載置し、仮ネジ１２１を穴１２３に締め込み固定する。その後、主ネジ１１７を穴１１９に締め込み、固定する。さらに、下穴のバリ部分に主ネジ１１７でメネジを形成し、締め付けることで支持構造が安定して固定できる。
【００３８】
また、瓦屋根に取付ける場合には、下部材１０２は屋根の垂木の上の野地板部分に固定することができる。そして、後で説明するように、太陽電池パネル１は、少なくとも垂木と垂直な一対の辺で支持ユニットにより支持されるので、下部材１０２は垂木に沿って設置される。
【００３９】
上部材１０４は、長方形の底部（第２底部）１１８、底部１１８の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの側部（第２側部）１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）、および２つの側部１２０の少なくとも一方の上端部に連設される折り曲がり部１２２を有している。上部材１０４は、底部１１８を下にして、下部材１０２の上に下部材の側部と上部材の側部が直交方向になるよう配置される。つまり、下部材１０２の軸方向と上部材１０４の軸方向とが略垂直となるように、上部材１０４は下部材１０２の上に載置される。
【００４０】
中間部材１０６は、下部材１０２の２つのリップ部１１６と当接する長方形の主部１２４、および、主部１２４の一対の辺からそれぞれ立ち下がり、下部材１０２の２つの側部１１４とそれぞれが係合する一対の係合部１２６を有している。主部１２４の上面には、上部材１０４の底部１１８の下面が当接している。
【００４１】
太陽電池パネル１は主に建物の屋根等の高所や広大な土地などに設置されるため、強風に晒されることも多い。このとき、太陽電池パネル１の下側に回り込んだ風により太陽電池パネル１を上に押し上げる力が働く。そうすると、太陽電池パネル１のフレーム６が持ち上げられることにより、下部材１０２の２つのリップ部１１６にも上方への力が働き、リップ部１１６が上方に反り返ろうとする。これにより、２つのリップ部１１６の間隔が拡がることになる。これに対して、中間部材１０６を下部材１０２の上から被せることで、一対の係合部１２６が２つのリップ部１１６に外側から係合する。したがって、上記のような原因で２つのリップ部１１６の間隔が拡がるのを防止し、太陽電池パネルを安定して設置することが可能となる。
【００４２】
押さえ部材１０８は、長方形の天部１２８および天部１２８の一対の辺から立下がる２つの側部（第３側部）１３０を有している。押さえ部材１０８は、軸方向（形鋼が延びる方向（材軸方向）、図１Ａでは紙面に垂直な方向）を上部材１０４の軸方向と平行にして、上部材１０４の内部に配置される。押さえ部材１０８は、２つの側部（第３側部）１３０の下端部１３０ａが、上部材１０４の２つの側部１２０の下端部と当接している。
【００４３】
図６〜図９に示すように、押さえ部材１０８の天部１２８、上部材１０４の底部１１８、中間部材１０６の主部１２４には、それぞれ、ボルト１１０の軸部を通すためのボルト孔１４４Ａ、１４４Ｂおよび１４４Ｃが設けられている。図１Ｂに示すように、下部材１０２の２つのリップ部１１６の間隔はボルト１１０の軸部の径よりも大きくされている。そして、板状ナット１１２には、ボルト１１０の雄ねじと等合する雌ねじ孔１１３が厚み方向に貫通して形成されている。
【００４４】
ボルト１１０は、押さえ部材１０８の天部１２８と例えばワッシャを介して係合し、板状ナット１１５は、下部材１０２の２つのリップ部１１６と係合した状態で互いに締め合わされる。より詳しくは、図２に示すように、板状ナット１１５は、上面および下面を有する板状部材であり、その上面１１５ａには、列状に並ぶ凹部１３２から構成される第１凹部群１３４、およびそれと平行する第２凹部群１３６が形成されている。一方、２つのリップ部１１６は、互いの対向端部にそれぞれ立ち下がり部１１６ａを有している。そして、図３に示すように、それぞれの立ち下がり部１１６ａの下端部には、ボルト１１０と板状ナット１１２とが互いに締め合わされたときに、第１凹部群１３４、および第２凹部群１３６の凹部１３２と係合する複数の凸部１３８を有する凸部群１４０が形成されている。
【００４５】
ボルト１１０と板状ナット１１５とを互いに締め合わせることで、押さえ部材１０８の２つの側部１３０の下端部が上部材１０４の底部１１８に向かって押し付けられる。これにより、上部材１０４の底部１１８が中間部材１０６の主部１２４に押し付けられ、中間部材１０６の主部１２４が、下部材１０２の２つのリップ部１１６に押し付けられ、上部材１０４が下部材１０２に固定される。
【００４６】
このとき、ボルト１１０と板状ナット１１５とによる締め付け荷重は、押さえ部材１０８の２つの側部１３０を介して上部材１０４の側部１２０の下端部に掛かるので、例えばボルト１１０により直接的に上部材１０４を固定する場合と比較すると、締め付け荷重が、上部材１０４のボルト孔の周辺部に集中することがなく、分散されて、安定的に太陽電池パネル１を固定することができる。このとき、後で説明するように、上部材１０４の側部１２０と底部１１８との間の接続部１４２（図４参照）が適宜の曲率半径Ｒ１を有していれば、より安定的に太陽電池パネル１を固定することができる。
【００４７】
そして、それぞれの支持ユニット１０は、図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、太陽電池パネル１の対向する各部分で、フレーム６を、上部材１０４の折り曲がり部１２２と下部材１０２の上部である例えばリップ部１１６との間に挟んで、太陽電池パネル１を取付対象物である斜面２に固定する。
【００４８】
支持ユニット１０には２種類のユニット１０Ａおよび１０Ｂがある。支持ユニット１０Ａは、２枚以上の太陽電池パネル１を例えば斜面２に沿って上下に並べて設置するときに、上下に並ぶ各太陽電池パネル１の間に配置されるユニットである。このとき、図１Ｅに示すように、太陽電池パネル１は、Ｘ方向と平行に上下に並べることもできるし、図１Ｆに示すように、Ｘ方向に対して斜めとなるように上下に並べることもできる。図１Ｆの例では、複数の太陽電池パネル１がジグザグに上下に並んでいる。
【００４９】
一方、支持ユニット１０Ｂは、１枚の太陽電池パネルだけを設置する場合や、あるいは太陽電池パネル１を２枚以上連ねて設置する場合の端に位置する太陽電池パネル１を支持するために使用されるユニットである。このため、支持ユニット１０Ｂには、上部材１０４の一方の側部１２０（１２０Ａ）にだけ折り曲げ部１２２が設けられており、他方の側部１２０（１２０Ｂ）には折り曲げ部１２２は設けられていない。
【００５０】
また、支持ユニット１０Ａおよび１０Ｂにより支持すべき太陽電池パネル１の部位は、太陽電池パネル１Ａおよび１Ｂについて図示（図１Ｅ）するように、太陽電池パネル１のＹ方向と平行な辺（垂木に垂直な辺）に沿った、太陽電池パネル１の四隅の内側の部位とすることができる。あるいは、太陽電池パネル１Ｃ〜１Ｆについて図示するように、支持ユニット１０を太陽電池パネル１の四隅からはみ出させることで、１つの支持ユニット１０Ａにより複数（図示例では、２つまたは４つ）の太陽電池パネル１の四隅にあたる部分を支持してもよい。この場合にも、支持ユニット１０Ａおよび１０Ｂは、主に、太陽電池パネル１を、Ｙ方向と平行な辺に沿った部位で支持している。
【００５１】
また、支持ユニット１０Ａおよび１０Ｂにより支持すべき太陽電池パネル１の部位は、太陽電池パネル１Ｇ〜１Ｌについて図示（図１Ｆ）するように、太陽電池パネル１の上側の辺に沿った部分は太陽電池パネル１の隅部とし、太陽電池パネル１の下側の辺に沿った部分は中央部とすることもできる。この場合にも、支持ユニット１０Ａおよび１０Ｂは、主に、太陽電池パネル１を、Ｙ方向と平行な辺に沿った部位で支持している。
【００５２】
図４に示すように、上部材１０４の底部１１８と側部１２０とは、所定の曲率半径Ｒ１を有する接続部１４２により接続されている。そして、図５（ａ）に示すように、押さえ部材１０８の２つの側部１３０の下端部の外寸の間隔Ｌ１は、上部材１０４の２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）の下端部の内寸の間隔Ｌ２と等しいか、それよりも大きくされている（Ｌ１≧Ｌ２）。ここで、間隔Ｌ２は、接続部１４２と側部１２０との境界部分１４２ａ測定した値とすることができる。
【００５３】
これにより、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、押さえ部材１０８を上部材１０４の内部で下に向かって押し込んだときに、上部材１０４の２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を両側に押し広げることができる。その結果、太陽電池パネル１のフレーム６を、上部材１０４の折り曲がり部１２２が下に下がることにより、より強い力で下部材１０２に向かって押し付けることができるとともに、フレーム６の側面と、上部材１０４の側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）との間に隙間が生じたような場合にもその隙間を解消することができる。また、押さえ部材の弾力性により、より強い力でフレーム６の側面を押圧することができ、フレーム間でより強く太陽電池パネルを挟み込むことができる。その結果、より安定的に太陽電池パネル１を支持することができる。そして、接続部１４２が曲率半径Ｒ１を有することから、２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）をスムーズに押し広げることができる。このとき、上部材１０４をステンレス鋼から形成することで、所望の曲率半径Ｒ１を得やすくなり、押さえ部材１０８の押し込みにより、２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を押し広げることも容易となる。
【００５４】
さらに、押さえ部材１０８の２つの側部１３０の下端部と当接する主要部分である接続部１４２が適宜の曲率半径Ｒ１を有することから、側部１３０の下端部と接続部１４２との接触面積を大きくすることができ、荷重をより効果的に分散することができる。
【００５５】
そして、上部材１０４の２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）の上端部の内寸の間隔Ｌ３は、上記の間隔Ｌ１よりも大きくなっているのが好ましい。これにより、押さえ部材１０８を上部材１０４の中に入れることが容易となる。さらに、上部材１０４の２つの側部１２０（１２０Ａ）と折り曲がり部１２２との接続部（不図示である）にも適宜の曲率半径を付与することで、押さえ部材１０８を上部材１０４の中に入れることがさらに容易となる。
【００５６】
また、押さえ部材１０８の２つの側部１３０により、上部材１０４の２つの側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を効果的に押し広げることができるように、側部１３０の厚みは、側部１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）の厚みと等しいか、それよりも大きいのが好ましい。
【００５７】
（実施の形態２）
以下、本発明の他の実施形態を、図面を参照して説明する。図１１に本発明の他の実施形態に係る太陽電池パネルの支持構造を拡大して正面図により示す。
図示例の支持構造の支持ユニット１０（１０Ｃ）は、リップ溝形鋼状の下部材１０２、下部材１０２の上に配置される形鋼状の上部材１０４（１０４Ａ）、下部材１０２と上部材１０４との間に配置される溝形鋼状の中間部材１０６、上部材１０４の内部に配置される溝形鋼状の押さえ部材１０８Ａ、並びに、互いに締め合わされて、上部材１０４を下部材１０２に固定する、一対の第１締結部材（ボルト）１１０および第２締結部材（板状ナット）を備えている。下部材１０２、上部材１０４、中間部材１０６、および押さえ部材１０８Ａは、それぞれ、ステンレス鋼を含む１枚の長方形の板状部材を折り曲げて形成することができる。
【００５８】
下部材１０２、上部材１０４、中間部材１０６および一対の第１締結部材１１０と第２締結部材１１２は、実施の形態１と同様である。押さえ部材１０８Ａは、長方形の底部（第３底部）１２８および底部１２８の一対の辺からそれぞれ立ち上がる２つの側部（第３側部）１３０を有している。押さえ部材１０８Ａは、軸方向を上部材１０４の軸方向と平行にして、上部材１０４の内部に配置される。押さえ部材１０８Ａは、２つの側部（第３側部）１３０の上端部１３０ｂが、上部材１０４の２つの側部１２０と当接している。これにより、押さえ部材１０８Ａの２つの側部１３０の上端が、上部材１０４の２つの側部１２０を押し広げることにより、太陽電池パネル１のフレーム６の側面を押圧することができ、対向する支持ユニット１０の間でより強く太陽電池パネル１を挟み込むことができる。その結果、より安定的に太陽電池パネル１を支持することができる。図示例では押さえ部材１０８Ａの底部１２８は上部材１０４の底部１１８に接していないが、接していても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、フレームの形状に制約されることなく、建物の屋根等の取付対象物に太陽電池パネルを安定して取り付けることができる。したがって、本発明は、様々な種類および形状の太陽電池パネルの設置に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  太陽電池パネル
５  太陽電池
６  フレーム
１０、１０Ａ〜１０Ｃ  支持ユニット
１００  支持構造
１０２  下部材
１０４、１０４Ａ〜１０４Ｂ  上部材
１０６  中間部材
１０８、１０８Ａ  押さえ部材
１１０  第１締結部材
１１２  底部（第１底部）
１１３  雌ねじ孔
１１４  側部（第１側部）
１１５  第２締結部材（板状ナット）
１１５ａ  上面
１１６  リップ部
１１６ａ  立ち下がり部
１１８  底部（第２底部）
１２０  側部（第２側部）
１２２  折り曲がり部
１２４  主部
１２６  係合部
１２８  天部（第３底部）、
１３０  側部（第３側部）
１３０ａ  下端部
１３０ｂ  上端部
１３２  凹部
１３４  第１凹部群
１３６  第２凹部群
１３８  凸部
１４０  凸部群
１４２  接続部
１４２ａ  境界部分
１４４Ａ  ボルト孔
１４４Ｂ  ボルト孔
１４４Ｃ  ボルト孔
【図１Ａ】
2014173360.tif 000003
【図１Ｂ】
2014173360.tif 000004
【図１Ｃ】
2014173360.tif 000005
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2014173360.tif 000007
【図１Ｆ】
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【図２】
2014173360.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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