(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持、固定する架台からなり、垂直状に立設した縦躯体に取り付けられる太陽電池ユニットにおいて、
前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールと該モジュールの周縁に取り付ける枠体とで形成され、
前記架台は、前記太陽電池パネルの下辺に沿って連接し、縦躯体への取付部及び前記太陽電池パネルの下端が載置状に支持される支持部を備えて水平状に配される取付フレームと、該取付フレームから垂直状に延在し、前記太陽電池パネルの裏面に位置する複数の支持アームとからなり、
前記太陽電池パネルの上端及び下端に位置する枠体が、前記架台の支持アームに設けた固定部に固定されていることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項２】
取付フレームは、水平状の支持部の前方側及び下面側に化粧部が形成された中空状であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ユニット。
【請求項３】
取付フレームは、取付部が縦躯体が配置される後方側への溝部としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構成の部材を組み合わせて太陽電池パネルを確実に且つ安定に躯体に取り付けることができるものであって、一般的な太陽電池パネルを採用することもでき、建築物の屋根以外に設けるルーバー型太陽電池として適用することもできる太陽電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を建築物の屋根以外に設けるものとして、例えば特許文献１，２に示すルーバー型又はルーバー用の太陽電池ユニットの提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、太陽電池モジュールの上端及び下端に特殊な形状の上枠２４及び下枠２５を組み付け、ブラケット１０を介して壁面に沿わせる縦材３に取り付ける構造が記載されている。
また、特許文献２には、ルーバ本体２と、該ルーバ本体２と別体で太陽電池９を保持する枠材３（上枠６、下枠７）とを備え、太陽電池９を組込んだ前記枠材３を前記ルーバ本体２に固定して一体ユニット化した構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４５１５９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１では、太陽電池モジュールの上枠２４と下枠２５とが係合可能とすると共に、上枠２４をブラケット１０にも係合可能な形状とする必要があるため、これらの各形状が複雑になり、汎用性の低いものであった。
また、前記特許文献２では、ルーバ自体に太陽電池を枠組みしたユニットであるが、枠材３（上枠６、下枠７）にはルーバ本体２と固定するための部位を必要とするため、特殊な形状にならざるを得なかった。
さらに、太陽電池は、モジュールの周辺を枠組みしてパネル化した太陽電池パネルが一般的であるが、前記特許文献１，２は、モジュール周辺の枠自体を特殊形状にしているため、一般的な太陽電池パネルを採用することができず、製造コストが嵩むことは避けられなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な構成の部材を組み合わせて太陽電池パネルを確実に且つ安定に躯体に取り付けることができるものであって、一般的な太陽電池パネルをも採用することができ、建築物の屋根以外に設けるルーバー型太陽電池として適用することもできる太陽電池ユニットを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持、固定する架台からなり、垂直状に立設した縦躯体に取り付けられる太陽電池ユニットにおいて、前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールと該モジュールの周縁に取り付ける枠体とで形成され、前記架台は、太陽電池パネルの下辺に沿って連接し、縦躯体への取付部及び前記太陽電池パネルの下端が載置状に支持される支持部を備えて水平状に配される取付フレームと、該取付フレームから垂直状に延在し、前記太陽電池パネルの裏面に位置する複数の支持アームとからなり、前記太陽電池パネルの上端及び下端に位置する枠体が、前記架台の支持アームに設けた固定部に固定されていることを特徴とする太陽電池ユニットを提案するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記太陽電池ユニットにおいて、取付フレームは、水平状の支持部の前方側及び下面側に化粧部が形成された中空状からなることを特徴とする太陽電池ユニットをも提案する。
【０００９】
また、本発明は、前記太陽電池ユニットにおいて、取付フレームは、取付部が縦躯体が配置される後方側への溝部とした（後方側が開放する溝部からなる）ことを特徴とする太陽電池ユニットをも提案する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池ユニットは、取付フレームと支持アームという簡易な構成の部材を組み合わせ、太陽電池パネルを確実に且つ安定に垂直状に立設した縦躯体に取り付ける架台を構成したものである。
そして、特殊なものでなく、一般的な太陽電池パネルを採用することもできる。
また、建築物の屋根以外に設けるルーバー型太陽電池としても好適に適用することができる。
【００１１】
さらに、取付フレームは、水平状の支持部の前方側及び下面側に化粧部が形成された中空状である場合、取付フレーム自体を軽量にすることができ、躯体等に与える荷重を低く抑えることができ、取付安定性は強化される。また、この取付フレームの内部をケーブル等の収容空間として用いることができ、実用的価値が高いものとなる。しかも、中空状の柱状体として成形することにより、その寸法長さを例えば使用する太陽電池パネル等の長さに応じて適宜に調整することができ、端部等の調整を容易に行うことができる。
【００１２】
また、取付フレームの取付部が縦躯体が配置される後方側への溝部とした場合には、この溝部に頭部を保持させたボルトを、取付フレームの長さ方向に位置調整できるため、躯体への取付位置の調整を容易に行うことができ、仮に躯体の配設位置にずれが生じていても容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）本発明の第１実施例における取付フレームを示す斜視図、（ｂ）その端部を拡大して示す斜視図、（ｃ）水平状の取付フレームから支持アームを垂直状に延在させた状態（架台）を拡大して示す斜視図、（ｄ）その斜視図である。
【図２】（ａ）倒した状態の太陽電池パネルに対し、前記構成の架台を取り付ける施工途中を示す斜視図、（ｂ）取り付けた状態を裏面側から示す斜視図である。
【図３】太陽電池パネルに架台を組み付け、ケーブルを収納した状態の太陽電池ユニットを裏面側から示す斜視図である。
【図４】（ａ）太陽電池ユニットを作業者二人で縦躯体間に取り付ける様子を示す斜視図、（ｂ）縦躯体間に太陽電池ユニットが取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図５】取付面（地表面等）に立設した４本の縦躯体（型鋼）に対し、太陽電池ユニットを上下に８列、左右に３列併設した状態を表面側から示す斜視図である。
【図６】（ａ）縦躯体に取り付けた太陽電池ユニットの表面側の正面図、（ｂ）そのＡ−Ａ断面における側面図、（ｃ）太陽電池ユニットの上端から見下ろす方向の平面図である。
【図７】（ａ）隣り合う縦躯体間隔が短く、横方向の長さが短い太陽電池ユニットの表面側の正面図、（ｂ）そのＡ−Ａ断面における断面図、（ｃ）太陽電池ユニットの上端から見下ろす方向の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の太陽電池ユニットは、太陽電池パネル（Ａ）と該太陽電池パネル（Ａ）を支持、固定する架台（Ｂ）からなり、垂直状に立設した縦躯体に取り付けられるものであって、前記太陽電池パネル（Ａ）は、太陽電池モジュール(a-1)と該モジュールの周縁に取り付ける枠体(a-2)とで形成される。
前記架台（Ｂ）は、太陽電池パネル（Ａ）の下辺に沿って連接し、縦躯体（Ｃ）への取付部、太陽電池パネル（Ａ）の下端が載置状に支持される支持部を備えて水平状に配され取付フレーム(b-1)と、該取付フレーム(b-1)から垂直状に延在し、太陽電池パネル（Ａ）の裏面に位置する複数の支持アーム(b-2)とからなる。
そして、前記太陽電池パネル（Ａ）の上端及び下端に位置する枠体(a-2)が、前記架台（Ｂ）の支持アーム(b-2)に設けた固定部に固定されている。なお、縦躯体（Ｃ）は、以下の説明では単に躯体（Ｃ）とする。
【００１５】
本発明における太陽電池パネル（Ａ）は、前述のように太陽電池モジュール(a-1)と該モジュールの周縁に取り付ける枠体(a-2)とで形成され、例えば後述する図示実施例のように面板部に太陽電池モジュール(a-1)を備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に枠体(a-2)を設けた構成を採用することができる。
この太陽電池モジュール(a-1)としては、特にその構成及び形状を限定するものではなく、多結晶，単結晶，アモルファス等のシリコン系、化合物系、有機系などどのような太陽電池を用いてもよい。
【００１６】
また、前記枠体（a-2）は、前記太陽電池モジュール(a-1)の周縁に取り付けられて矩形状のパネルを形成するものであり、太陽電池モジュール(a-1)の端縁を保持するために略コ字状（溝部を有する）であることが多く、市販の太陽電池パネルに既に具備（一体化）されているものもあり、その構成は特に限定するものではない。
【００１７】
前記本発明における架台（Ｂ）は、前述のように太陽電池パネル（Ａ）の下辺に沿って連接し、縦躯体（Ｃ）への取付部、太陽電池パネル（Ａ）の下端が載置状に支持される支持部を備えて水平状に配される取付フレーム(b-1)と、該取付フレーム(b-1)から垂直状に延在し、太陽電池パネル（Ａ）の裏面に位置する複数の支持アーム(b-2)とからなり、例えば後述する図示実施例のように前記太陽電池パネル（Ａ）の下辺に沿うように取付フレーム(b-1)を配設し、該取付フレーム(b-1)から複数の支持アーム(b-2)が鉛直状に起立するようにしてもよい。
【００１８】
前記取付フレーム(b-1)は、縦躯体（Ｃ）への取付部、太陽電池パネル（Ａ）が配置される支持部を備えるものであって、後述する図示実施例では、強度や意匠性等を勘案してボックス状に成形しているが、取付部及び支持部を有する形状であれば、特にその形状等は限定するものではない。
なお、縦躯体（Ｃ）は、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼等の梁、母屋等の鉄骨であっても、ＲＣ躯体であってもよく、さらに外壁仕上げ面であってもよい。或いは何らかの手段によって地表に立設した鉄骨等でもよく、特に鉄骨の場合、縦、横を問うものではない。
取り付ける縦躯体（Ｃ）が鉄骨である場合には、この取付フレームは例えば地表等に１本立設した縦鉄骨に対して片持ち状に取付フレームを固定してもよいし、より安定な設置強度を求める場合には、この取付フレームを少なくとも２つの鉄骨に架かる長さ（以上）に形成して両持ち状に固定することが望ましく、設置場所等の条件によっては、３つの鉄骨に跨るものでもよい（設置場所が増える）。また、この取付フレームは、前記太陽電池パネル（Ａ）と略同一長さからなるのが好ましい。
【００１９】
なお、この取付フレーム(b-1)を、後述する図示実施例のように支持部の前方側及び下面側に化粧部が形成された中空状からなり、取付部が後方側への溝部とした場合には、取付フレーム自体を軽量にすることができるため、縦躯体等に与える荷重を低く抑えることができる。
前記化粧部は、上下方向に隣り合う太陽電池パネル（Ａ）同士の間に位置するものであって、また前記中空状の内部には、ケーブルやコネクタ等を収容するようにしてもよい。
【００２０】
この取付フレーム(b-1)の前記縦躯体（Ｃ）への取付部は、後述する図示実施例では、固定部（面）の内部にボルト頭が収容可能な溝部とし、この取付フレーム(b-1)の長さ方向にボルトの位置を調整可能としているが、この仕様に限定するものではなく、延出状の固定片を設けてもよい。また、固定箇所も後述する図示実施例では、２つの溝部としているが、この仕様に限定するものではない。
【００２１】
また、太陽電池パネル（Ａ）の下端が載置状に支持される支持部は、支持アーム(b-2)が垂直状に延在可能であって、後述する図示実施例ではこの支持部を平面状（面一状）とし、支持アーム(b-2)を略垂直状に立設可能とした。
なお、この支持部には、後述する図示実施例のように開口部を開設し、中空状の内部にケーブルやコネクタ等を収容するようにしてもよい。
【００２２】
前記支持アーム(b-2)は、前記取付フレーム(b-1)から垂直状に延在し、太陽電池パネル（Ａ）の裏面に位置するのであって、後述する図示実施例では、断面視逆ハット型で、側面視テーパ状としたが、太陽電池パネル（Ａ）の枠体(a-2)が固定可能（パネルの上枠、下枠が載置する形状）で、端部が取付フレーム(b-1)の支持部に固定可能であれば特にこの仕様に限定するものではなく、平板状であってもよい。また、この支持アーム(b-2)は、後述する図示実施例では一本の取付フレーム(b-1)に対し、四本を略垂直状に立設するように取付可能としたが、この仕様に限定するものではなく、太陽電池パネル（Ａ）の長さに応じて適宜に設定すればよい。
【００２３】
そして、前記構成の本発明の太陽電池ユニットは、太陽電池パネル（Ａ）と該太陽電池パネル（Ａ）を支持、固定する架台（Ｂ）からなり、この架台（Ｂ）は、縦躯体（Ｃ）への取付部、太陽電池パネル（Ａ）が配置される支持部を備える取付フレーム(b-1)と、該取付フレーム(b-1)から垂直状に延在し、太陽電池パネル（Ａ）の裏面に位置する複数の支持アーム(b-2)とからなる簡易な構成であって、太陽電池パネル（Ａ）を確実に且つ安定に縦躯体に取り付けることができ、しかも一般的な太陽電池パネル（Ａ）を採用することもできる。そして、建築物の屋根以外に設けるルーバー型太陽電池としても好適に適用することができる。
【００２４】
また、特に取付フレーム(b-1)は、水平状の支持部の前方側及び下面側に化粧部が形成された中空状であり、取付部が後方側への溝部とした場合、取付フレーム(b-1)自体を軽量にすることができ、縦躯体等に与える荷重を低く抑えることができ、取付安定性は強化される。しかも、この取付フレーム(b-1)を中空状の柱状体として成形することにより、その寸法長さを例えば使用する太陽電池パネル（Ａ）等の長さに応じて適宜に調整することができ、端部等の調整を容易に行うことができる。
【実施例１】
【００２５】
本発明の太陽電池ユニット６は、図１〜６に示す第１実施例に示すように太陽電池パネル１と該太陽電池パネル１を支持、固定する架台２からなるものであって、前記太陽電池パネル１は、太陽電池モジュール１０と該モジュール１０の周縁に取り付ける枠体１１とで形成され、前記架台２は、前記太陽電池パネル１の一辺に沿って連接し、図１〜３には図示していない縦躯体（３）への取付部４１及び前記太陽電池パネル１が配置される支持部４２を備える取付フレーム４と、該取付フレーム４から垂直状に延在し、太陽電池パネル１の裏面が載乗して固定される固定部５１を備える複数の支持アーム５とからなるものである。
そして、前記太陽電池パネル１の枠体１１が、前記架台２の支持アーム５の固定部５１に固定されている。
なお、図１では、図１（ａ）に示す取付フレーム４の端部を拡大して示すものが図１（ｂ）であるが、この図１（ｂ）は取付フレーム４の内部を示す目的で特に大きな拡大率にて示しているが、図１（ｃ）は取付フレーム４を拡大して示している点では共通するが、立設状に配する支持アーム５の構成を示すために、取付フレーム４の方向も拡大率も前記図１（ｂ）とは異なるものである。
【００２６】
この第１実施例の架台２は、前述のように取付フレーム４と支持アーム５とからなり、図１（ｃ）に示す構成を有している。
この第１実施例における取付フレーム４は、側端面に配され、中空状の内部４０を覆う五角形状の面戸４３より明らかなように略五角柱状であって、図示しない縦躯体（３）への取付部４１は、内部にボルト４ｂの頭部が収容可能な溝部（横溝部）を、長さ方向に連続状に上下二箇所に形成した構成である。なお、前述のように図１（ａ）及び（ｂ）と図１（ｃ）では、取付フレーム４の方向が異なり、前者では支持部４２が下方を向き、後者では上方を向くように描かれている。
上記構成の取付部４１は、ボルト４ｂの頭部を収容させた状態で取付フレーム４の長さ方向にスライドさせることができるため、図示しない縦躯体（３）への取付に際して適宜位置に調整することができる。
【００２７】
また、太陽電池パネル（Ａ）が配置される支持部４２は、前述のように図１（ｃ）では上方を向く部位であって平面状（面一状）とし、合計４本配設される支持アーム５をそれぞれ略垂直状に立設可能とした構成である。
この支持部４２には、支持アーム５を立設する位置にそれぞれ取付用の円孔４２１が４箇所ずつ形成され、更に長さ方向の両端部に開口部４２２を開設し、中空状の内部４０にケーブル１３やコネクタ１４等を収容するようにしている。
【００２８】
この取付フレーム４を、この第１実施例では略五角柱状に成形したことは既に説明したが、前記取付部４１が形成される右側面と、前記支持部４２が形成される上面とを除く三面を化粧部４４としており、図１（ｃ）では裏面（下面）側となって描かれていないが、支持部４２を下向きに描いた図１（ａ），（ｂ）ではその一部が、また正面側からの斜視図である図４や図５などでは太陽電池パネル１の下側にそれぞれ化粧部４４が示されている。
【００２９】
前記支持アーム５は、前述のように前記取付フレーム４から垂直状に延在し、太陽電池パネル１の裏面が載乗して固定される固定部５１を備えるものであって、この第１実施例では、略垂直状に立設する構成とし、断面視逆ハット型で、側面視テーパ状に形成した。また、この支持アーム５には、下端に取付用のフランジ５２，５２を形成し、各フランジ５２に前後に２箇所ずつ孔５２１を形成し、図中に破線にて示すように前記支持部４２に形成した４箇所の円孔４２１とそれぞれ連通するように配置し、それぞれにおいて上方から固着具４ｄを打ち込んで支持アーム５が前記取付フレーム４に一体的に固定するようにしている。
さらに、この支持アーム５の固定部５１には、その上端及び下端に太陽電池パネル１を取り付けるための取付孔５１１が設けられているが、下端に形成した取付孔５１１は図中には表示されていない。
【００３０】
前記支持アーム５の下端に形成した取付孔５１１は、他の図２〜６でも描かれていないが、当該取付孔５１１は、図２（ａ）に示すように太陽電池パネル１の枠体１１に設けた孔１１１と連通させてボルト５ｂ及びナット５ｃにより一体的に固定することができ、区別のために下端の固定部分にはボルト５ｂ'及びナット５ｃ'を付記した。
【００３１】
前記構成の架台２に取り付けられる太陽電池パネル１は、図２（ｂ）及び図３より明らかなように、太陽電池モジュール１０と該モジュール１０の周縁に取り付ける枠体１１とで形成される構成であって、側端には端子ボックス１２が備えられ、該端子ボックス１２よりケーブル１３及び雄型コネクタ１４、雌型コネクタ１４'が延出している。これらのケーブル１３やコネクタ１４，１４'は、取付フレーム４の支持部４２に設けた開口部４２２から内部４０に収容した状態で、この構成の太陽電池ユニット６を例えば図４（ａ）のように取り扱う（持ち運ぶ）ことができ、その際にケーブル１３等の破損を防止することができる。
前記枠体１１は、側面視コ字状の保持部を有し、平面視額縁状であって、この枠体１１の上端及び下端には、前記支持アーム５に固定するための孔１１１がそれぞれ設けられている。なお、この仕様の太陽電池パネル１は、多くの市販品が存在するので、適宜に適用することができる。
【００３２】
前記構成の太陽電池ユニット６は、縦方向及び横方向に並列させて用いるが、所定位置までケーブル１３等を収納して搬送したら、例えば図４（ａ）のようにケーブル１３等の接続以前に縦躯体３への取付を行うことが望ましい。
ここでは、図面右に位置する作業者がこの太陽電池ユニット６を把持し、図面左に位置する作業者が、予め立設しているＨ鋼である縦躯体３にボルト孔３１を形成しておき、前述のように取付部４１として取り付けておいたボルト４ｂをこのボルト孔３１へ挿着して一体的に固定している。
このようにして取り付けられた図４（ｂ）の構造では、前記太陽電池ユニット６が縦躯体３，３に架かる両持ち状となっており、安定に設置される。
その後、隣り合う太陽電池ユニット６，６との接続を終えれば、前記開口部４２２には略矩形状のケーブル面戸５ｄが配され、固定具５ｅにて留め付ければよい。また、ケーブル１３の一部には保護管１５を配してもよい。
【００３３】
図５では、地表面等の取付面に合計４本の縦躯体３を立設し、隣り合う縦躯体３，３間に上下に８列ずつの太陽電池ユニット６を取り付けているが、合計２４体の太陽電池ユニット６が取り付けられている。これらの作業は、前記図４（ａ）と同様にして行えばよく、その後、上下方向及び横方向に隣り合う太陽電池ユニット６，６を適宜に電気的に接続すればよい。
【００３４】
図６（ａ）は、縦躯体３に取り付けられた前記太陽電池ユニット６の正面図であり、図６（ｂ）はその側面図、図６（ｃ）は太陽電池ユニット６の上端から見下ろす方向の平面図（伏図）であって一般部を示すものであり、図７は縦躯体３，３の配設間隔がそれより短い端部等を示す。
図６に用いられた太陽電池パネル１については、市販品でも良いことは既に説明したとおりであって、市販品としてサイズ違いのものを用意している製品は多数見られる（既に市販されている）ので、縦躯体３，３間の長さに応じて適宜なサイズのものを選定して用いればよい。
【００３５】
そして、本発明における太陽電池ユニット６を構成する架台２については、取付フレーム４の長さ寸法を調整すればよい。即ち図７における架台２'を構成する取付フレーム４'は、図６における取付フレーム４よりも短いサイズのものを用いればよい。要するに、取付フレーム４としては、前述のように中空状の内部４０を有する略五角柱状に成形したが、図７に用いる取付フレーム４'としては、その長さが短い以外は全く同様に中空状の内部４０を有する略五角柱状に成形すればよい。
なお、図６中に付した符号は、前記第１実施例におけるものと全く同様である。
一方、図７中に付した符号は、太陽電池パネル１'、及びそれを構成するモジュール１０'、枠体１１'も、架台２'、及びそれを構成する取付フレーム４'、化粧部４４'も、太陽電池ユニット６'も、全て寸法が異なる以外は前記第１実施例におけるものと全く同様であるから、符号に「'」を付して説明を省略する。
【００３６】
このように本発明の太陽電池ユニット６は、縦躯体３，３の間の配設間隔の相違にも容易に対応できるものであって、具体的には取付フレーム４'の長さ寸法を適宜に調整するだけで、容易に寸法調整を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  太陽電池パネル
１０  太陽電池モジュール
１１  枠体
２  架台
３  縦躯体
４  取付フレーム
４１  取付部
４２  支持部
４４  化粧部
５  支持アーム
５１  固定部
６  太陽電池ユニット
【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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