(57)【要約】【課題】架台の組み立てと同時にアース配線も完了させることができ、別個にアース作業のようなものを必要としない、極めて施工性の良い太陽光発電パネル用架台の組立の際に用いられるアース機能付き組立金具を提供する。【解決手段】重ねあわされた金属製の第１部材Ａと第２部材Ｂとの間に設置されて両者を機械的且つ電気的に接続する組立金具６である。金具本体６ｈは第１部材Ａ又は第２部材Ｂのいずれか一方の接合面ａに対向する、他方の対向面ｂに設けられた係合溝３１ｍ、３１ｍ’内に収納される。係合溝３１ｍ、３１ｍ’の開口縁には係止リブ３１ｏ、３１ｏ’が突設されており、金具本体６ｈは係止リブ３１ｏ、３１ｏ’に係合する。金具本体６ｈには係止リブ３１ｏ、３１ｏ’及び前記接合面ａにそれぞれ食い込む絶縁破壊突起６ａ，６ｂと、第１部材Ａ又は第２部材Ｂのいずれか一方を他方に押圧して両者を接続する締結具Ｃが締結される締結部６ｃが設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ねあわされた金属製の第１部材と第２部材との間に設置されて両者を機械的且つ電気的に接続する組立金具であって、
第１部材又は第２部材のいずれか一方の接合面に対向する、他方の対向面に設けられた係合溝内に収納され、係合溝の開口縁に突設された係止リブに係合する金具本体には、
前記係止リブ及び前記接合面にそれぞれ食い込む絶縁破壊突起が前記係止リブ及び前記接合面との対向面に突設され、更に、第１部材又は第２部材のいずれか一方を他方に押圧して両者を接続する締結具が締結される締結部が金具本体に設けられていることを特徴とする太陽光発電パネル用架台のアース機能付きの組立金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を用いて発電を行う太陽光発電パネル用架台の組み立てに用いられる組立金具に関し、特に太陽光発電パネルからの漏れ電流を別途アース配線をすることなく架台の組立と同時にアース配線が完了するアース機能付き組立金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電パネルは、光起電力により発電する複数のセルをリード線等より直列に接続して内蔵したものである。セルは非常に薄い単結晶又は多結晶のシリコンなどの薄板で非常に破損しやすく、これらを等間隔に縦横に並べて敷設し、２枚の強化ガラスを接着剤により接着することで内部にサンドイッチ状態で密閉し、セルの補強を図っている。もちろん、強化ガラスによるサンドイッチ状態のものでは取り扱いが不便であり、しかも強度的に不十分であるため、更に保持強度を高めるべく、四周をアルミ押出材のフレームで囲うようにしている。
【０００３】
セルに太陽光が照射されると発電するが、セルに接続され、電流を取り出すためのリード線の被覆部分が経年変化により劣化するなどして、セルから漏れ電流が発生する場合があり、その場合、太陽光発電パネルに電荷が蓄積される。当該電荷がパネルに蓄積された状態で作業者等が触れると危険なため、アース接続することが義務付けられている。
【０００４】
従来の太陽光発電パネルにおけるアース接続では、太陽光発電パネルを架台に組み付けた後、或いは組み付け途中で、例えば、両端に圧着端子を形成した電線を用い、一方の端子部分を太陽光発電パネルのフレームにビスをビス止めし、他方の端子部分を、太陽光発電パネルを設置する際に固定する架台などにビス止めすることにより行っている。架台はアルミ製などの金属製部材が用いられており、この架台から接地され、アース接続を構成している。
【０００５】
太陽光発電システムにおいては、発電量を確保するため、太陽光発電パネルを多数配置することになるためアース接続についてはそれぞれの太陽光発電パネル毎に架台と接続せねばならず、特に、大システムではこのアース作業だけでも膨大な作業量となる。このような、太陽光発電システムにおけるアース接続構成としては、例えば、特許文献１のような構成が知られている。
【０００６】
特許文献１にかかる技術では、アース接続する際、各太陽光発電パネル毎にわざわざ圧着端子を加工し、更に距離を合わせる必要があった。また、ビス止め作業が多くなるなど作業性が悪く、大システムでは到底採用できない方式であった。そこで、このような問題点を解決する方策として特許文献２に示すようなものも提案された。
【０００７】
この場合は架台を構成するフレームと電気的に接続する取付部と、前記フレームに蓄電した電荷をアースするための電線を収納する電線収納部と、前記電線収納部内に先端が電線と電気的に接続するビスを設け、ビスをねじ込むことで内部電線に接触導通させるようにしているものの、やはり太陽光発電システムを構築したのち、太陽光発電パネルの一つ一つにおいて、ビスのねじ込み作業を行わねばならず、組み立てに多大の時間を要するという作業性の悪さを解消するとはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１００４９０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、架台の組み立てと同時にアース配線も完了させることができ、別個にアース作業のようなものを必要としない、極めて施工性の良い太陽光発電パネル用架台の組立の際に用いられるアース機能付き組立金具を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、重ね合わされた金属製の第１部材Ａと第２部材Ｂとの間に設置されて両者を機械的且つ電気的に接続する組立金具６であって、
第１部材Ａ又は第２部材Ｂのいずれか一方の接合面ａに対向する、他方の対向面ｂに設けられた係合溝３１ｍ、３１ｍ’内に収納され、係合溝３１ｍ、３１ｍ’の開口縁に突設された係止リブ３１ｏ、３１ｏ’に係合する金具本体６ｈには、
前記係止リブ３１ｏ、３１ｏ’及び前記接合面ａにそれぞれ食い込む絶縁破壊突起６ａ，６ｂが前記係止リブ３１ｏ、３１ｏ’及び前記接合面ａとの対向面６ｔに突設され、更に、第１部材Ａ又は第２部材Ｂのいずれか一方を他方に押圧して両者を接続する締結具Ｃが締結される締結部６ｃが金具本体６ｈに設けられていることを特徴とする太陽光発電パネル用架台１のアース機能付きの組立金具６である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る組立金具６では、締結具Ｃを金具本体６ｈに締め込んで行くと、第１部材Ａ又は第２部材Ｂのいずれか一方が他方に押圧され、組立金具６によって機械的に接続されることになるが、この時、組立金具６の絶縁破壊突起６ａ，６ｂが第２部材Ｂの係止リブ３１ｏ、３１ｏ’及び第１部材Ａの接合面ａに食い込んでその部分の絶縁膜を破壊する。その結果、組立金具６を介して第１部材Ａと第２部材Ｂとが電気的に接続される。換言すれば、組立金具６による第１部材Ａと第２部材Ｂとの締結作業が、組立金具６を介してのアース回路形成作業を兼ねることなり、従来のアース回路形成作業を省略することができ、作業効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における太陽光発電パネルの設置状態の斜視図である。
【図２】図１に用いられる基台の斜視図である。
【図３】本発明に用いられる斜辺部材の設置状態の拡大断面斜視図である。
【図４】図３のＹ部拡大断面斜視図である。
【図５】本発明の組立金具の斜視図である。
【図６】図３のＸ矢視図である。
【図７】図３のＺ部拡大断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。太陽光発電パネル２０は、照射された太陽光を電気に変換し、該パネル２０から引き出されたコード２１を介して外部に送電する設備であり、基台１０上に傾斜させて並設された斜辺部材３０上に縦横に並べて設置され、引き出されたコード２１は必要に応じて斜辺部材３０に収納される。基台１０としては、屋根（図示せず）或いは斜辺部材３０が傾斜して所定間隔で載置される上・下梁部材４，５以下の部分で構成される基台１０などが考えられる。基台１０としては斜辺部材３０が傾斜して所定間隔で載置できるものであればどのようなものでもよい。ここでは、図１，２に示すようなもので、これを中心に説明する。
【００１４】
太陽光発電パネル用架台１は、基台１０と、この上に傾斜して所定間隔で載置される斜辺部材３０とで構成される。基台１０としては、例えば、並設された複数の背の高い水上側支持脚２と、水上側支持脚２より背の低い下流側支持脚３と、隣接する水上側支持脚２間に架設された上梁部材４と、隣接する下流側支持脚３間にそれぞれに架設された下梁部材５で構成したものがあげられる。水上側支持脚２及び下流側支持脚３は、基礎ブロック２ａ，３ａと、基礎ブロック２ａ，３ａ上に設けられた背の高い脚部２ｂ、背の低い取付プレート３ｂで構成されている。基礎ブロック２ａ，３ａ間の間隔Ｌを接離させることにより、基台１０の傾斜角度を適切な角度に設定することができる。そして、図２に示すように、上梁部材４と下梁部材５に直交し且つ所定間隔で斜辺部材３０が傾斜して固定されている。
【００１５】
本発明の太陽光発電システムにおいて、第１部材Ａ、第２部材Ｂは上下に重ね合わされた金属製の部材で、前述のようにパネル２０に蓄積された電荷をアースさせるために互いに電気的導通をとる必要がある。本実施例では、太陽光発電パネル２０と斜辺部材３０との関係では、太陽光発電パネル２０が第１部材Ａであり、その下に位置する斜辺部材３０が第２部材Ｂとなる。また、斜辺部材３０とこれに重ね合わされて接続される上・下梁部材４，５との関係では、斜辺部材３０が第１部材Ａであり、その下に位置する上・下梁部材４，５が第２部材Ｂとなる。なお、図面では第１、２部材との関係を分かりやすくするためにパネル２０と斜辺部材３０とでは、パネル２０をかっこなしのＡ、斜辺部材３０をかっこなしのＢで示し、斜辺部材３０と上・下梁部材４，５との関係では、斜辺部材３０をかっこつきＡ、上・下梁部材４，５をかっこつきのＢで示す。
【００１６】
斜辺部材３０は、図６に示すように、斜辺部材本体３１と必要に応じて設けられるカバー部材３２とで構成されている。本実施例ではカバー部材３２を用いた場合を採用している。斜辺部材本体３１は、アルミ押出材で構成され、平行した一対の縦片３１ｔと、縦片３１ｔの上縁間に設けられた上面部３１ｊ、下縁間に設けられた下面部３１ｋ及び下縁外面から外に延出されたＬ形の下リブ３１ｒとで構成され、上・下面部３１ｊ、３１ｋには斜辺部材本体３１の全長に亙って係合溝３１ｍ，３１ｎが形成されている。係合溝３１ｍ，３１ｎの開口内縁にはそれぞれ係止リブ３１ｏ，３１ｐが全長に亙って突設されている。そして、上面部３１ｊの外縁から垂設された垂設片３１ｑの下端全長に軸部３１ｓが形成されている。Ｌ形の下リブ３１ｒの先端部分には上方に向かって掛止片３１ｒ１が立設されている。
【００１７】
カバー部材３２は樹脂材（勿論、アルミ押出材で形成してもよい。）で、水平片部３２ａと垂直片部３２ｂ及び水平片部３２ａと垂直片部３２ｂを繋ぐ円弧片部３２ｃとで構成されており、水平片部３２ａの先端に軸部３１ｓに外嵌して回動する関節部３２ｓが全長に亙って形成され、縦片３１ｔの側面３１ａとカバー部材３２との間に電線挿通用空間３３が設けられている。垂直片部３２ｂの下端部内面には内方に延出された内鍔片３２ｄが全長に亙って設けられており、下リブ３１ｒの掛止片３１ｒ１に係脱可能な係止片３２ｄ１が垂設されている。なお、内鍔片３２ｄの先端部分は全長に亙って下方に傾斜するように折曲されている。そして垂直片部３２ｂの下端部分に固定用の通孔３２ｂ１が所定間隔で形成されている。カバー部材３２は斜辺部材本体３１と同じ長さで、カバー部材３２の関節部３２ｓを軸部３１ｓに外嵌させ、この部分を丁番として回動可能とし、斜辺部材本体３１とカバー部材３２の少なくともいずれか一方に、電線挿通用空間３３に連通する開口３４を形成するようにしてもよいが、本実施例では、図３に示すように、カバー部材３２の長さを例えば太陽光発電パネル２０に合わせた長さとし、電線挿通用空間３３に連通する開口３４となる隙間を設けて複数枚のカバー部材３２を斜辺部材本体３１に取り付けるようにしている。
【００１８】
上・下梁部材４，５もアルミ押出材で、図６に示すように、第１部材Ａである斜辺部材３０の下面である接合面ａに接合される対向面ｂに全長に亙って設けられた係合溝３１ｍ’の開口縁に係止リブ３１ｏ’が形成されている。なお、係合溝３１ｍ’は斜辺部材３０の係合溝３１ｍと同じ形状である。従って、係止リブ３１ｏ’も係止リブ３１ｏと同じ形状である。
【００１９】
組立金具６は、図５に示すように細長い棒状の金属（例えばステンレス）製部材で、締結具Ｃとして六角ボルトが使用され、これに対して、金具本体６ｈの第１部材Ａに対する対向面６ｔの中央に締結部６ｃとなるねじ孔が形成されている。勿論、締結具Ｃが六角ボルトでなければ、それに対応した締結部６ｃが採用される。そして、締結部６ｃの両方に斜辺部材３０の係合溝３１ｍの係止リブ３１ｏや、上・下梁部材４，５の係合溝３１ｍ’の係止リブ３１ｏ’の厚みとほぼ等しい高さの直方体状の隆起部６ｒが突設されており、隆起部６ｒの入隅部分が係止リブ３１ｏ，３１ｏ’に係止する係止部となっている。
【００２０】
そして、一方の絶縁破壊突起６ａは隆起部６ｒの第１部材Ａに対する対向面６ｔに２箇所ずつ、他方の絶縁破壊突起６ｂは金具本体６ｈの第２部材Ｂの係止リブ３１ｏ、３１ｏ’に対する対向面６ｔで、締結部６ｃの周囲に本実施例では４箇所突設されている。絶縁破壊突起６ａ，６ｂの形状は円錐や三角錐、四角錐など錐形のものが好ましい。なお、隆起部６ｒの対向面６ｔに設けられた絶縁破壊突起６ａは、隆起部６ｒの両サイドの入隅部分が係止リブ３１ｏ，３１ｏ’に係止し、絶縁破壊突起６ｂがこれらに突き刺さった時に、係止リブ３１ｏ，３１ｏ’より上に突出して第１部材Ａの接合面ａに突き刺さる高さに形成されている。
【００２１】
太陽光発電パネル２０を固定する固定部材５０はコ字状の本体５０ａの開口端に外鍔５１が突設されており、本体５０ａの中央にボルト孔５０ｂが穿設されている。
【００２２】
基台１０の組み立てに当たっては、基礎ブロック２ａ，３ａを所定の間隔で配置し、一方の基礎ブロック２ａに脚部２ｂをそれぞれ立設し、全脚部２ｂを上梁部材４に固定し、他方の基礎ブロック３ａ上に架設した下梁部材５を取付プレート３ｂにて該基礎ブロック３ａに固定する。次に、基台１０の上・下梁部材４，５上に斜辺部材３０を所定間隔で傾斜して設置する。上・下梁部材４，５と斜辺部材３０との固定は以下のように行われる。図７に示すように、上梁部材４（又は下梁部材５）の係合溝３１ｍ’に組立金具６を挿入し、上梁部材４（又は下梁部材５）と斜辺部材３０が交差する部分に位置させる。斜辺部材３０のカバー部材３２を開き、斜辺部材本体３１の下リブ３１ｒのボルト孔３１ｒ２に六角穴付きボルトのような締結具Ｃを挿入し、雄ネジのような締結具Ｃの締結部分を組立金具６の締結部６ｃに捻じ込む。図３、７では締結具Ｃは２本であるが、勿論、１本でもよい。
【００２３】
組立金具６はこの捻じ込みによって斜辺部材３０側に引き寄せられ、組立金具６の隆起部６ｒの絶縁破壊突起６ａは斜辺部材３０の接合面ａに食い込み、接合面ａの絶縁被膜を破壊し、これによって絶縁破壊突起６ａと斜辺部材３０の電気的接合が図られる。同様に組立金具６の他方の絶縁破壊突起６ｂは上梁部材４（又は下梁部材５）の係止リブ３１ｏ’の下面に食い込み、係止リブ３１ｏ’の下面の絶縁被膜を破壊し、絶縁破壊突起６ｂと係止リブ３１ｏ’の電気的接合が図られる。その結果、組立金具６を介して上梁部材４（又は下梁部材５）と斜辺部材３０の電気的接合が実現する。同時に締結具Ｃの組立金具６への捻じ込みにより、斜辺部材本体３１が上梁部材４（又は下梁部材５）の上面に押圧固定され、斜辺部材３０を上梁部材４（又は下梁部材５）に機械的に固定する。なお、上梁部材４（又は下梁部材５）の適所から引き出されたアース線７０の下端が地中に埋設される。
【００２４】
斜辺部材３０の固定が終了すると、次に図２に示すように組み立てられた基台１０上に縦横に太陽光発電パネル２０が配置される。そして図４に示すように、両端に外鍔５１が突出された固定部材５０の本体５０ａが、隣接する太陽光発電パネル２０の間に配設され、外鍔５１を太陽光発電パネル２０の上に係止した状態でボルト孔５０ｂに六角ボルトのような締結具Ｃを挿通し、雄ネジのような締結具Ｃの締結部分を組立金具６の締結部６ｃに捻じ込む。
【００２５】
組立金具６はこの捻じ込みによって固定部材５０側に引き寄せられ、前述同様、組立金具６の隆起部６ｒの絶縁破壊突起６ａは太陽光発電パネル２０の接合面ａに食い込み、接合面ａの絶縁被膜を破壊し、これによって絶縁破壊突起６ａと太陽光発電パネル２０の電気的接合が図られる。同様に組立金具６の他方の絶縁破壊突起６ｂは斜辺部材３０の係止リブ３１ｏの下面に食い込み、係止リブ３１ｏの下面の絶縁被膜を破壊し、絶縁破壊突起６ｂと係止リブ３１ｏの電気的接合が図られる。その結果、組立金具６を介して太陽光発電パネル６と斜辺部材３０の電気的接合が実現する。同時に締結具Ｃの組立金具６への捻じ込みにより、固定金具５０の外鍔５１が太陽光発電パネル２０の上面に係合して太陽光発電パネル２０を斜辺部材３０に機械的に固定する。
【００２６】
最後に、太陽光発電パネル２０から引き出されたコード２１は作業者により開かれたカバー部材３２の開口３４から斜辺部材本体３１の側面３１ａの電線挿通用空間３３に挿入され、然る後、カバー部材３２を閉じて係止片３２ｄ１が掛止片３１ｒ１に係合され、最後にカバー部材３２の通孔３２ｂ１に挿通した止めネジ６０で掛止片３１ｒ１に固定する。該固定は係止片３２ｄ１の掛止片３１ｒ１に対する係合が十分に固いものであれば止めネジ６０は必ずしも要しない。これによりコード２１は電線挿通用空間３３内に収納され、外部から保護されることになる。加えて、コード２１が外部に剥き出しにならず外観的にすっきりしたものとなる。
【００２７】
なお、上記の例では、カバー部材３２は上辺３２ｊが蝶着される例を示したが、下辺３２ｋ側を蝶着するようにしてもよい。また、上・下梁部材４，５及び脚部２ｂ，３ｂもアルミ押出材とすることで組み立て作業性がより向上する。また、斜辺部材本体３１の側面３１ａは図の実施例では平面となっているが、複数の棚を設けることで、コード２１を整理して収納することも可能となる。斜辺部材本体３１は一対の縦片３１ｔを有し、強度的にも優れたものとなっているが、強度が足れば１枚でもよい。
【００２８】
このように組み立てられた太陽光発電システムでは、太陽光を浴び、太陽光発電が行われることになるが、経年劣化により従来例で述べたようにセルからの漏れ電流が発生する。しかしながら、本発明では、漏れ電流はパネル２０、組立金具６、斜辺部材３０、組立金具６、上梁部材４（又は下梁部材５）、アース線７０を通って常時アースされ、太陽光発電パネル２０に電荷が蓄積されることはない。そして、架台１の組立にあたって組立金具６が第１，２部材Ａ、Ｂ間の導通を確保することになるので、従来のように導通確保の作業を別個に行う必要がなく、組立作業を大幅に短縮することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１：太陽光発電パネル用架台，２：水上側支持脚，２ａ：基礎ブロック，２ｂ：脚部，３：下流側支持脚，３ａ：基礎ブロック，３ｂ：取付プレート，４：上梁部材，５：下梁部材，６：組立金具，６ａ，６ｂ：絶縁破壊突起，６ｃ：締結部，６ｈ：金具本体，６ｒ：隆起部，６ｔ：対向面，１０：基台，２０：太陽光発電パネル，２１：コード，３０：斜辺部材，３１：斜辺部材本体，３１ａ：側面，３１ｊ：上面部，３１ｋ：下面部，３１ｍ，３１ｍ’，３１ｎ：係合溝，３１ｏ，３１ｏ’，３１ｐ:係止リブ，３１ｑ：垂設片，３１ｒ：下リブ，３１ｒ１：掛止片，３１ｒ２：ボルト孔，３１ｓ：軸部，３１ｔ：縦片，３２：カバー部材，３２ａ：水平片部，３２ｂ：垂直片部，３２ｂ１：通孔，３２ｃ：円弧片部，３２ｄ：内鍔片，３２ｄ１：係止片，３２ｊ：上辺，３２ｋ：下辺，３２ｓ：関節部，３３：電線挿通用空間，３４：開口，５０：固定部材，５０ａ：本体，５０ｂ：ボルト孔，５１：外鍔、６０：止めネジ，７０：アース線，Ａ：第１部材，ａ：接合面，Ｂ：第２部材，ｂ：対向面，Ｃ：締結具，Ｌ：間隔。
【図１】
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【図２】
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【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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