(57)【要約】【課題】太陽電池パネルの取り外し作業が容易で、かつ多少の取付誤差の影響を受け難いパネル保持部材を得る。【解決手段】野地板５１上の桟木５２にねじ５３を用いて、予め第１、第２上部フレーム３５、３６を組み付けている固定フレーム３７をねじ止めすることにより固定する。上層の太陽電池パネルＰ’を嵌合した下部フレーム３２’の爪状部３３’を下層の第１上部フレーム３５と第２状部フレーム３６の間隙に挿入する。このようにして上層の太陽電池パネルＰ’を屋根上に保持し、その上層に更に別の太陽電池パネルを設置してゆくことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の勾配の下方側で太陽電池パネルを保持する下部フレームと、上方側で前記太陽電池パネルを保持する上部フレームとを有し、これらの太陽電池パネル、下部フレーム、上部フレームを前記屋根上に順次にずらしながら積層して配列し、前記下部フレームは下層側の上部フレーム上に取り付け、前記上部フレームを前記屋根上に固定する固定フレーム上に取り付けるパネル保持部材において、前記上部フレームの固定用端面を前記固定フレームの固定用端面に接面して固定すると共に、前記下部フレームの下部に着脱自在に設けた爪状部の先端を、下層側の前記上部フレームに設けた間隙部に挿入することを特徴とするパネル保持部材。
【請求項２】
前記上部フレームは２つのフレームから構成し、これらのフレーム間に前記間隙部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のパネル保持部材。
【請求項３】
前記上部フレームに前記間隙部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパネル保持部材。
【請求項４】
前記太陽電池パネルに対する前記上部フレームの固定用端面の傾斜角は２０〜７０度としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光により発電する太陽電池パネルを住宅等の屋根上に取り付けるためのパネル保持部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エコエネルギ、環境対策の一環から住宅の屋根上等に設置し、太陽光により発電を行う太陽光発電が注目されている。一般に、この太陽光発電は単結晶、多結晶、アモルファスシリコン等から成る複数の太陽電池セルを基板上に配列し、電極、配線等を配置した太陽電池パネルから電力を得るものであり、設置場所や設置面積に応じた複数枚の太陽電池パネルが並設されている。
【０００３】
図９は従来の太陽電池パネルを保持するパネル保持部材の分解断面図を示しており、屋根の勾配の下方にある太陽電池パネルＰの下辺は金属製の下部フレーム１に嵌合し、上辺は上部フレーム２に嵌合している。この上部フレーム２の上部には、断面略Ｌ字型形状の金属製の係止部材３がねじ４により立設するように固定されている。更に、上部フレーム２の下部には断面略コ字型形状の取付部２ａが一体成型されている。そして、この取付部２ａを金属製の固定フレーム５に接合し、これらの接触面に接着剤６を塗布することにより、取付部２ａと固定フレーム５を固定している。
【０００４】
図１０はこのパネル保持部材を用いて屋根の野地板１１にパネル保持部材を固定した状態の断面図を示している。接着剤６を介して上部フレーム２と固定フレーム５を固定した後に、野地板１１上の桟木１２に、固定フレーム５をねじ１３を用いて固定する。
【０００５】
図１１は固定した太陽電池パネルＰの上層側に、更に別の太陽電池パネルＰ’を積層した状態の断面図を示し、下層側の係止部材３に上層の太陽電池パネルＰ’を嵌合した下部フレーム１’を重ね合わせ、下部フレーム１’の側面からねじ１４を用いて係止部材３と連結する。そして、この下部フレーム１’、上部フレーム２、固定フレーム５により太陽電池パネルＰ’を保持する。このようにして複数枚の太陽電池パネルを屋根上に順次にずらしながら積層し固定する。
【０００６】
図１２はメンテナンス等において、所望の太陽電池パネルＰを取り外す場合の説明図である。先ず、ねじ１４を取り外すことにより、係止部材３と下部フレーム１’の係止を外し、上層の太陽電池パネルＰ’を下部フレーム１’ごと上方に持ち上げる。この際に、上層の図示しない上部フレームと固定フレームが固定されていても、太陽電池パネルＰ’は面積の割りに薄い部材であるため多少は撓むことが可能であり、係止部材３の高さ分程度は十分に持ち上げることができる。
【０００７】
このように、上層の太陽電池パネルＰ’を上方に持ち上げた状態において、下層の上部フレーム２に力Ｆを加えて、図１３に示すように上部フレーム２と固定フレーム５を固定している接着剤６を剥離して分離し、固定フレーム５から太陽電池パネルＰを引き抜くことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来のパネル保持部材においては幾つかの問題点を有している。第１に、上部フレーム２と固定フレーム５との固定に接着剤６を用いているため、接着剤６の量により接着強度が異なり、品質を一定に保持することが困難である。また、メンテナンス等により太陽電池パネルＰやパネル保持部材を交換する際には、接着剤６を剥離する必要がある。太陽電池パネルＰは薄い部材であるため、大きな力を掛けると破損し易いため、慎重な作業が要求される。また、太陽電池パネルＰは長期間屋外で使用するものであり、接着剤６には経年劣化や耐水性の問題を有している。
【０００９】
第２に、上述のパネル保持部材は一般的に屋根上に複数枚の太陽電池パネルＰを固定する際において使用するものであるが、広い面積の屋根上には多少の凹凸や桟木１２の割付等の誤差があるにも拘わらず、全ての太陽電池パネルＰを極めて高精度に取り付けることは困難である。
【００１０】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、接着剤を使用せずに組み付けると共に、太陽電池パネルの取り外し作業が容易で、かつ多少の取付誤差の影響を受け難いパネル保持部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するための本発明に係るパネル保持部材の技術的特徴は、屋根の勾配の下方側で太陽電池パネルを保持する下部フレームと、上方側で前記太陽電池パネルを保持する上部フレームとを有し、これらの太陽電池パネル、下部フレーム、上部フレームを前記屋根上に順次にずらしながら積層して配列し、前記下部フレームは下層側の上部フレーム上に取り付け、前記上部フレームを前記屋根上に固定する固定フレーム上に取り付けるパネル保持部材において、前記上部フレームの固定用端面を前記固定フレームの固定用端面に接面して固定すると共に、前記下部フレームの下部に着脱自在に設けた爪状部の先端を、下層側の前記上部フレームに設けた間隙部に挿入することにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るパネル保持部材は、接着剤を使用することなく、ねじ止めにより組み付けることにより、製品の品質も安定する。また、下層の上部フレームに下部フレームの爪状部を挿入することにより、取り付け位置が多少ずれても固定できるため、取付誤差の影響を受け難く、屋根の多少の凹凸や誤差等に柔軟に対応して取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は実施例１におけるパネル保持部材の分解断面図を示し、太陽電池パネルＰは防水機能等を向上させるためにラミネート加工を施され、例えば幅１４７２ｍｍ×長さ２８０ｍｍの大きさとされている。太陽電池パネルＰの下辺は、防水・防振・絶縁のための合成樹脂等から成るパッキン３１を介して、金属製の下部フレーム３２に嵌合されている。また、下部フレーム３２には、図示しない側部フレームをねじ止めするためのねじ孔３２ａ、３２ｂが穿けられている。この下部フレーム３２の下部には、例えば幅１００ｍｍ×長さ３３ｍｍの単数又は複数の略Ｌ字形状の爪状部３３が下部フレーム３２の側面からねじ３４により取り付けられている。なお、本実施例においては幅１００ｍｍの爪状部３３を用いているが、更に幅広の形状でも、或いは下部フレーム３２の幅と同じ幅を有してもよい。
【００１５】
太陽電池パネルＰの上辺は、パッキン３１を介して金属製の第１上部フレーム３５に嵌合されている。また、説明の便宜のために下部フレーム３２と第１上部フレーム３５を分離しているが、実際には太陽電池パネルＰの側辺は、下部フレーム３２、上部フレーム３５と連結した図示は省略した金属製の側部フレームにより囲まれている。
【００１６】
この第１上部フレーム３５の先端部には太陽電池パネルＰに対して略６０度傾斜した固定用端面３５ａが一体成形されると共に、この固定用端面３５ａにはねじ孔３５ｂが穿けられている。更に、第１上部フレーム３５の先端部には図示しない水抜き孔が穿けられていると共に、後述する第２上部フレームの固定用端面を位置決めするための突起部３５ｃが設けられている。また、第１上部フレーム３５は軽量化するための肉抜き孔３５ｄが穿けられ、この肉抜き孔３５ｄの両側には側部フレームをねじ止めするためのねじ孔３５ｅ、３５ｆが穿けられている。
【００１７】
第１上部フレーム３５の上方には、第２上部フレーム３６が配置されている。第２上部フレーム３６は第１上部フレーム３５の固定用端面３５ａと接面する固定用端面３６ａを有すると共に、この固定用端面３６ａにはねじ孔３６ｂが穿けられ、太陽電池パネルＰと略平行な上面３６ｃを有している。また、固定用端面３６ａの法線方向の上面３６ｃには孔部３６ｄが穿けられている。なお、本実施例においては、固定用端面３５ａと太陽電池パネルＰの角度は略６０度としたが、２０〜７０度の任意の傾斜角としてもよい。また、上面３６ｃには後述する固定フレームを屋根上に固定する際に用いるねじを挿通するための孔部３６ｅが穿けられている。この第２上部フレーム３６は第１上部フレーム３５と同じ幅を有していてもよいし、下部フレーム３２の爪状部３３を係止するに足る大きさ、個数を選択することもできる。
【００１８】
また、第１、第２上部フレーム３５、３６の固定用端面３５ａ、３６ａは、固定フレーム３７の固定用端面３７ａと接面するようにされ、この固定用端面３７ａにはねじ孔３７ｂが穿けられている。固定フレーム３７は後述するように屋根上の桟木に固定するための固定部３７ｃを有している。この固定フレーム３７には桟木に固定するねじを挿通するためのねじ孔３７ｄ、３７ｅが穿けられている。
【００１９】
図２は第１、第２上部フレーム３５、３６を固定フレーム３７に組み付けた状態の断面図を示している。先ず、第１上部フレーム３５の固定用端面３５ａに、第２上部フレーム３６の固定用端面３６ａと、固定フレーム３７の固定用端面３７ａをそれぞれ重ね合わせる。その後に、第２上部フレーム３６の上面３６ｃに穿けられた孔部３６ｄからねじ４１を挿入し、固定用端面３５ａ、３６ａ、３７ａに穿けられたねじ孔３５ｂ、３６ｂ、３７ｂを介してねじ止めすることにより、第１、第２上部フレーム３５、３６を固定フレーム３７に組み付けることができる。
【００２０】
なお、本実施例においては予め工場等において、太陽電池パネルＰに下部フレーム３２、爪状部３３、第１、第２上部フレーム３５、３６、固定フレーム３７を組み付けたものを使用するが、屋根上において組み付けてもよい。
【００２１】
また、本実施例においては、上部フレームは第１、第２上部フレーム３５、３６の２つの部材により構成したが、第１、第２上部フレーム３５、３６は一体成形としてもよい。
【００２２】
図３は図２において第１、第２上部フレーム３５、３６を組み付けた固定フレーム３７を屋根上に固定した状態の断面図を示している。野地板５１上の桟木５２にねじ５３を用いて、固定フレーム３７をねじ止めすることにより固定する。
【００２３】
図４は屋根上に固定した太陽電池パネルＰの上層に、別の太陽電池パネルＰ’を固定した状態の断面図を示している。上層の太陽電池パネルＰ’を嵌合した下部フレーム３２’の爪状部３３’を下層の第１上部フレーム３５と第２状部フレーム３６の間隙に挿入する。
【００２４】
このようにして上層の太陽電池パネルＰ’を屋根上に保持し、その上層に更に別の太陽電池パネルを設置してゆくことができる。
【００２５】
また、爪状部３３’が第１、第２上部フレーム３５、３６の間の間隙に挿入されることにより、上方に位置する太陽電池パネルＰ’に風等により上方に浮上する力が加わっても、爪状部３３’が第２上部フレーム３６の上面３６ｃに引っ掛かることにより、太陽電池パネルＰ’が浮き上がることはない。
【００２６】
また、十分な長さを有する爪状部３３’を挿入することにより、太陽電池パネルＰ’を設置する際の多少の誤差等が生じても、太陽電池パネルＰ’の下辺側は、ねじ等により固定されていないので、下部フレーム３２’及び爪状部３３’の位置を微調整することにより、取付誤差等を吸収することができる。
【００２７】
なお、本実施例においては、ねじ３４、４１、５３を用いて各部材を固定しているが、ねじ以外の嵌合等による機械的な固定方法を用いてよい。
【００２８】
図５はメンテナンス等において、一部の太陽電池パネルＰを取り外す場合の断面図を示している。先ず、太陽電池パネルＰ’と嵌合している下部フレーム３２’のねじ３４を外すことにより、爪部材３３’を下部フレーム３２’から分離した後に、上層の太陽電池パネルＰ’を下部フレーム３２’ごと上方に持ち上げる。
【００２９】
このようにして太陽電池パネルＰ’を持ち上げた後に、孔部３６ｄからドライバを挿し込んでねじ４１を外すことにより、図６に示すように取り外す太陽電池パネルＰを第１、第２上部フレーム３５、３６ごと固定フレーム３７から分離することができる。この際に、ねじ４１は太陽電池パネルＰ’の面に対して傾斜して取り付けられているため、太陽電池パネルＰ’をあまり高く持ち上げなくとも、第２上部フレーム３６の孔部３６ｄからドライバを挿入することにより容易に取り外すことができる。そして、最後に下層の第１、第２上部フレーム３５、３６から爪状部３３’を引き抜くことにより、所望の太陽電池パネルＰを取り外すことができる。
【００３０】
しかし、第１、第２上部フレーム３５、３６に対して上層の下部フレーム３２’は、ねじ等により強固に固定しているわけではないため、暴風雨等の強い風雨の際には、若干の隙間が生ずることもあり、例えば図７の矢印で示すような経路から雨水が侵入することもある。これらの雨水は第１上部フレーム３５に設けられた水抜き孔から図示しない側部フレームに設けられた樋を介して排水される。
【実施例２】
【００３１】
図８は実施例２におけるパネル保持部材の断面図を示しており、実施例１と同一の部材には同一の符号を付している。本実施例２においては第２上部フレーム３８の上部に、上層の爪状部３３’を係止するための間隙部３９が設けられている。爪状部３３’を間隙部３９に挿入することより、上方に位置する太陽電池パネルＰ’に風等により上方に浮上する力が加わっても、浮き上がることを防止することができる。また、この間隙部３９は爪状部３３’毎に設けてもよいし、複数の爪状部３３’を同時に係止することの可能な幅広の形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１におけるパネル保持部材の分解断面図である。
【図２】上部フレームを固定フレームに組み付けた状態の断面図である。
【図３】野地板に固定フレームを固定した状態の断面図である。
【図４】上層の太陽電池パネルを固定するための断面図である。
【図５】太陽電池パネルを取り外す場合の説明図である。
【図６】太陽電池パネルを取り外す場合の説明図である。
【図７】雨水が浸入する場合の説明図である。
【図８】実施例２におけるパネル保持部材の断面図である。
【図９】従来のパネル保持部材の分解断面図である。
【図１０】野地板に固定フレームを固定した状態の断面図である。
【図１１】太陽電池パネルを固定する場合の説明図である。
【図１２】太陽電池パネルを取り外す場合の説明図である。
【図１３】太陽電池パネルを取り外す場合の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
３２  下部フレーム
３３  爪状部
３４、４１、５３  ねじ
３５  第１上部フレーム
３５ａ、３６ａ、３７ａ  固定用端面
３６、３８  第２上部フレーム
３６ｃ  上面
３６ｄ、３６ｅ  孔部
３７  固定フレーム
３７ｃ  固定部
３９  間隙部
５１  野地板
５２  桟木
Ｐ  太陽電池パネル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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