(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを架台に固定する太陽電池モジュール用の固定具であって、
隣接する太陽電池モジュールの対向する側面同士の間に配置されるクランプと、
前記クランプの内部に位置し、前記クランプを前記架台に固定する固定部材と、
を有し、
前記クランプは、底面と、底面から立設し、前記固定部材と当接する内面及び該内面とは反対側に位置する外面を有する側部と、を有し、
前記内面は、前記底面に近づくにつれて前記外面とは離間するテーパー形状をしており、
外力がない状態で、前記固定部材の所定面は、前記内面と当接することを特徴とする、太陽電池モジュール用の固定具。
【請求項２】
前記固定部材は、頭部が円錐台形状のボルトであり、
前記所定面は、前記頭部の側面であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール用の固定具。
【請求項３】
前記固定部材は、ボルトと楔であり、
前記ボルトは、前記楔と当接する頭部と、前記楔と前記クランプの底部とに挿通され、前記架台と係合する軸部と、を有し、
前記楔は前記ボルトが挿通する貫通部を有し、
前記所定面は、前記楔の側面であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール用の固定具。
【請求項４】
太陽電池素子を備えた太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周端部を挟持するフレームと、
を備えた複数の太陽電池モジュールが互いに隣接して配置され、
隣接する前記太陽電池モジュールは、請求項１乃至３の何れか一項に記載の太陽電池モジュール用の固定具で架台に固定されていることを特徴とする、太陽電池モジュールアレイ。
【請求項５】
前記フレームは、
フレーム側部と、
前記フレーム側部の前記太陽電池パネル側の壁面から突出し、前記太陽電池パネルの一方の面側に位置する第１のフランジと、
前記フレーム側部の前記壁面から突出し、前記第１のフランジと前記太陽電池パネルの厚さ方向に間隔を置いて、前記太陽電池パネルの他方の面側に位置する第２のフランジと、
を有し、
前記第２のフランジの前記フレーム側部側に、前記フレーム側部に近づくにつれて前記第１のフランジに徐々に近づく階段状の傾斜部が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池モジュールアレイ。
【請求項６】
前記第１のフランジの前記太陽電池パネルと対向する面に、凹部が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池モジュールアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール用の固定具、及び太陽電池モジュールアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の太陽電池モジュールは、設置時にはアレイ状に並べられ、架台に固定される。互いに隣接する太陽電池モジュールは、Ｕ字状のクランプとボルトとからなる固定具を用いて架台に固定されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１において、クランプはその断面において、ボルトが挿入される底部と、底部の両端から垂直に立設しており、隣接する太陽電池モジュールの側面とそれぞれ当接する側部と、それぞれの側部の底部側とは反対側の端部から側部に対して垂直に突出すると共に、太陽電池モジュールの表面と係合するフランジ部とが設けられている。
【０００４】
太陽電池モジュールを架台に固定するときには、クランプの一方のフランジ部が隣接する一方の太陽電池モジュールの表面に、クランプの他方のフランジ部が隣接する他方の太陽電池モジュールの表面にそれぞれ接触した状態で、クランプの底部にボルトを差し込み、架台に固定する。
【０００５】
クランプは、その側部が太陽電池モジュールの側面の外側に当接したまま架台に固定されているので、該側部によって太陽電池モジュールの水平方向の動きが抑制される。更に、クランプは、そのフランジが太陽電池モジュールの表面を押さえつけるようにして架台に固定されているので、該フランジによって太陽電池モジュールの垂直方向の動きが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１９９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、太陽電池モジュールが架台に固定されているときに風が吹くと、太陽電池モジュールの裏面側に回り込んだ風によって、太陽電池モジュールの裏面側から表面側に向かう力が太陽電池モジュールに働く場合がある。この場合、太陽電池モジュールは表面側（上方）に向かって押し上げられ、太陽電池モジュールが上方に向かって反るように変形するおそれがある。固定具、特にＵ字状のクランプの強度が弱いと、この変形に起因して、クランプの側部が互いに近接する方向（Ｕ字の内側方向）に変形し、太陽電池モジュールの端部がフランジ部から外れてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの変形を抑制し、該太陽電池モジュールをより強固に架台に固定することができる、太陽電池モジュール用の固定具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本太陽電池モジュール用の固定具は、太陽電池モジュールを架台に固定する太陽電池モジュール用の固定具であって、隣接する太陽電池モジュールの対向する側面同士の間に配置されるクランプと、クランプの内部に位置し、クランプを架台に固定する固定部材と、を有し、クランプは、底面と、底面から立設し、固定部材と当接する内面及び該内面とは反対側に位置する外面を有する側部と、を有し、内面は、底面に近づくにつれて外面とは離間するテーパー形状をしており、外力がない状態で、固定部材の所定面は、内面と当接することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、太陽電池モジュールの変形を抑制し、太陽電池モジュールをより強固に架台に固定することができる、太陽電池モジュール用の固定具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール用の固定具の使用時の状態を例示する概略断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る固定具の分解斜視図である。
【図４】第２の実施の形態に係る固定具の分解側面図である。
【図５】第３の実施の形態に係る固定具の分解側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する断面図であり、図２は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール用の固定具の使用時の状態を例示する概略断面図であり、図３は、第１の実施の形態に係る固定具の分解斜視図である。なお、図２及び図３では太陽電池モジュールを簡略化して示している（後述の図４、図５も同様）。
【００１４】
まず、架台２００に固定される太陽電池モジュール１０の構成について説明する。なお、以下で説明する太陽電池モジュールの構成は一例として説明するだけであり、その構成を限定するものではない。太陽電池モジュール１０は、太陽電池素子を備えた太陽電池パネル２０と、太陽電池パネル２０の周端部を挟持するように保持すると共に、架台２００に固定されるフレーム４０とを有する。
【００１５】
太陽電池パネル２０の表面及び裏面の中央部は平面状であるが、裏面の周端部は表面側に向かって屈折している。太陽電池パネル２０は、基板２１と、太陽電池素子２２と、表面保護材２３と、封止材２４と、シール材２７と、絶縁部材２８と、を有する。太陽電池パネル２０において、例えば、ガラス基板や金属基板等の基板２１上に太陽電池素子２２が形成され、太陽電池素子２２上にＥＶＡ（Ethylene-vinyl acetate）等の封止材２４（接着材）を介して、白板強化ガラス板等の表面保護材２３が配置されている。
【００１６】
図１に示す本実施の形態の例では、基板２１の平面形状が表面保護材２３の平面形状より小さく形成され、封止材２４の平面形状が基板２１の平面形状より更に小さく形成され、これらの中心が略一致するように積層され、積層体３０が形成されている。この積層体３０の側端部には段差が生じるため、その段差を埋めるようにシリコーン系樹脂等のシール材２７が設けられており、シール材２７の側端面は表面保護材２３から基板２１に向かって傾斜している。側端部にシール材２７が設けられた積層体３０の周縁部を覆うように絶縁部材２８が貼付されている。
【００１７】
フレーム４０は、太陽電池パネル２０（図１参照）を挟むように位置する表面フランジ（第１のフランジ）４１及び裏面フランジ（第２のフランジ）４２と、架台２００に固定される固定部４３と、表面フランジ４１と裏面フランジ４２と固定部４３とをつなぐ側部４４とを有する。なお、表面フランジ４１は本発明に係る第１のフランジの代表的な一例であり、裏面フランジ４２は本発明に係る第２のフランジの代表的な一例である。
【００１８】
フレーム４０の表面フランジ４１は、側部４４の太陽電池パネル２０側の壁面から突出し、太陽電池パネル２０の一方の面側（受光面側）に位置している。又、裏面フランジ４２は、側部４４の太陽電池パネル２０側の壁面から突出し、表面フランジ４１と太陽電池パネル２０の厚さ方向に間隔を置いて、太陽電池パネル２０の他方の面側（裏面側）に位置している。
【００１９】
前述のように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０において、太陽電池パネル２０の周端部は、裏面が表面側に向かって屈折している。そのため、裏面フランジ４２の先端（太陽電池パネル２０の中央に近い部分）は表面フランジ４１と略平行であるが、裏面フランジ４２の側部４４に近い部分においては、側部４４に近づくにつれて表面フランジ４１に徐々に近づく階段状の傾斜部４２１が形成されている。太陽電池パネル２０と表面フランジ４１及び裏面フランジ４２と側部４４とで囲まれる領域に、例えばシリコーン系樹脂等からなる充填材２９を充填し、雨等の水の浸入を防いでもよい。
【００２０】
裏面フランジ４２の側部４４近傍に階段状の傾斜部４２１を設けることで、製造時に太陽電池パネル２０の端部が側部４４側に押し込まれたときに、予め表面フランジ４１及び裏面フランジ４２と側部４４とで囲まれる領域に充填しておいた充填材２９のうちの余分な分は傾斜部４２１に沿って裏面フランジ４２の長手方向（図１において手前から奥に向かう方向）に移動する。そのため、表面フランジ４１及び裏面フランジ４２と側部４４とで囲まれる領域の奥にまで太陽電池パネル２０を押し込むことができる。
【００２１】
又、表面フランジ４１の太陽電池パネル２０と対向する面には凹部４１１が形成されている。凹部４１１を設けることで、製造時に太陽電池パネル２０の端部が側部４４側に押し込まれたときに、凹部４１１内に余分な充填材２９が溜まるため、充填材２９が太陽電池パネル２０側に流出することを防止できる。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照して第１の実施の形態に係る固定具７０について詳細に説明する。固定具７０は、太陽電池モジュール１０を架台２００に固定する太陽電池モジュール用の固定具である。なお、複数の太陽電池モジュール１０が配置され、隣接する太陽電池モジュール１０が固定具７０で架台２００に固定されることにより、太陽電池モジュールアレイが構成される。
【００２３】
固定具７０は、断面が略Ｕ字状であるクランプ７１と、クランプ７１を架台２００に固定するボルト７２と、クランプ７１の内部に位置する楔７３とを有する。クランプ７１は、隣接する太陽電池モジュール１０の対向する側面間に配置されている。
【００２４】
クランプ７１は、底部７１１と、底部７１１の両端から略垂直に立設する側部７１２と、夫々の側部７１２の底部７１１側とは反対側の端部から側部７１２に対して略垂直に突出するフランジ部７１３とを有する。側部７１２は隣接する太陽電池モジュール１０の側面と当接する部分であり、フランジ部７１３は太陽電池モジュール１０の受光面と係合する部分である。なお、底部７１１には、ボルト７２を挿通する挿通孔７１ｘが形成されている。
【００２５】
楔７３は、断面が四角形であり、ボルト７２が挿入される貫通部７３ｘを有し、クランプ７１の側部７１２同士の間に配置される。楔７３は、クランプ７１の対向する側部７１２の間の幅と略同一の大きさを有する。つまり、クランプ７１の両側の側部７１２の内面７１ｆと楔７３の両側の側面７３ｅとは面接触（面同士で当接）している。
【００２６】
ボルト７２は、頭部７２１と頭部７２１から延伸する軸部７２２とを有する。ボルト７２の軸部７２２は、矢印Ａ（図３参照）に示すように、楔７３の貫通部７３ｘに挿入されると共に、貫通部７３ｘから突出した先端部がクランプ７１の底部７１１の挿通孔７１ｘを介して架台２００の挿入部（不図示）に差し込まれる。そして、軸部７２２と架台２００の挿入部とが係合することで、ボルト７２が架台２００に対して固定される。本実施の形態においては、ボルト７２と楔７３とでクランプ７１を架台２００に固定する固定部材７４が構成されている。
【００２７】
次に、第１の実施の形態に係る固定具７０による太陽電池モジュール１０の架台２００への固定方法の一例について説明する。まず、等間隔に配置された柱状の複数の架台２００上に、太陽電池モジュール１０を配置する。この際、隣接する太陽電池モジュール１０同士のフレーム４０が同じ架台上に載るようにする。そして、太陽電池モジュール１０のフレーム４０の固定部４３を架台２００に不図示のボルトで固定する。
【００２８】
次に、隣接する太陽電池モジュール１０の対向する側面４４同士の間にクランプ７１を挿入し、クランプ７１のフランジ部７１３と太陽電池モジュール１０の表面とを当接させる。そして、クランプ７１の側部７１２同士の間に楔７３を挿入する。
【００２９】
次に、ボルト７２の軸部７２２を楔７３の貫通部７３ｘとクランプ７１の挿通孔７１ｘを介して架台２００の不図示の挿入部に挿入する。そして、ボルト７２を架台２００の挿入部にねじ込む。これにより、クランプ７１が架台２００に固定される。又、太陽電池モジュール１０が、該太陽電池モジュール１０の受光面がフランジ７１３に押し込まれるようにして、架台２００に固定される。
【００３０】
このように、第１の実施の形態に係る固定具７０において、クランプ７１の内部に配置される楔７３は、クランプ７１の側部７１２同士の間の幅と略同一の大きさを有し、クランプ７１の両側の側部７１２の内面７１ｆと楔７３の両側の側面７３ｅとは面接触している。これにより、風等に起因する太陽電池モジュール１０の変形が生じようとしても、クランプ７１の側部７１２同士の間に楔７３が位置するので、太陽電池モジュール１０に横方向（図２の矢印Ｂ方向）の力を作用させる。そのため、クランプ７１の側部７１２同士は互いに近接する方向に変形できず、よって、強固に太陽電池モジュール１０を架台２００に固定することができる。
【００３１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、クランプと楔とが当接する面に夫々テーパーを施す例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００３２】
図４は、第２の実施の形態に係る固定具の分解側面図である。図４を参照するに、第２の実施の形態に係る固定具７０Ａにおいて、クランプ７１Ａの対向する側部７１２の内面７１ｆは、底部７１１に近づくにつれて互いに近接するテーパー形状である。同様に、楔７３Ａのクランプ７１Ａの側部７１２と当接する側面７３ｅもテーパー形状である。
【００３３】
クランプ７１Ａの側部７１２の内面７１ｆのテーパー角θ１と楔７３Ａの側面７３ｅのテーパー角θ２とは略同一である。従って、ボルト７２によって楔７３Ａがクランプ７１Ａの底部７１１に向かって押し込まれると、クランプ７１Ａの内面７１ｆと楔７３Ａの側面７３ｅとが面接触し、楔７３Ａはクランプ７１Ａの側部７１２に対し、側部７１２同士が離間する方向に力を加える。
【００３４】
又、楔７３Ａがボルト７２によって押し込まれるにつれて、楔７３Ａによりクランプ７１Ａの側部７１２同士が離間する方向に加えられる力が大きくなる。そのため、固定具７０Ａは、太陽電池モジュール１０の側面を押し込むようにして太陽電池モジュール１０を架台２００に固定することができ、これにより、寸法誤差によって生じる太陽電池モジュールとクランプ７１Ａとの間の隙間によって生じる緩みやガタツキを抑制することができる。
【００３５】
又、クランプ７１Ａの側部７１２の内面７１ｆと楔７３Ａの側面７３ｅとが面接触をするため、太陽電池モジュール１０に楔７３Ａによる力が集中し過ぎることがなく、固定具７０Ａによって太陽電池モジュール１０に損傷が生じることが防止される。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、ボルト７２と楔７３Ａとでクランプ７１Ａを架台２００に固定する固定部材７４Ａが構成されている。
【００３７】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、クランプとボルトとが当接する面にテーパーを施す例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００３８】
図５は、第３の実施の形態に係る固定具の分解側面図である。図５を参照するに、第３の実施の形態に係る固定具７０Ｂは、クランプ７１Ｂと、ボルト７２Ｂとを有する。一方、上述の実施形態とは異なり、楔を有していない。クランプ７１Ｂの構成は第２の実施の形態のクランプ７１Ａと同様である。
【００３９】
ボルト７２Ｂは、頭部７２３と頭部７２３から延伸する軸部７２２とを有している。頭部７２３は、軸部７２２側が細くなる円錐台形状である。つまり、頭部７２３の側面７２ｅはテーパー形状である。そして、クランプ７１Ｂの側部７１２の内面７１ｆのテーパー角θ３と頭部７２３の側面７２ｅのテーパー角θ４とは略同一である。そのため、ボルト７２Ｂがクランプ７１Ｂの挿通孔７１ｘを介して架台２００に係合するように押し込まれると、クランプ７１Ｂの内面７１ｆとボルト７２Ｂの側面７２ｅとが面接触し、ボルト７２Ｂはクランプ７１Ｂの側部７１２に対し、側部７１２同士が離間する方向に力を加える。
【００４０】
クランプ７１Ｂがボルト７２Ｂによって押し込まれるにつれて、ボルト７２Ｂによりクランプ７１Ｂの側部７１２同士が離間する方向に加えられる力が大きくなる。そのため、第２の実施の形態と同様の効果を奏する。又、固定具７０Ｂでは、固定具７０や７０Ａに比べ部品点数が減るため、コスト増加を抑制することが可能になると共に、作業工数を少なくできる。なお、本実施の形態では、ボルト７２Ｂがクランプ７１Ｂを架台２００に固定する固定部材７４Ｂである。
【００４１】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  太陽電池モジュール
２０  太陽電池パネル
４１  表面フランジ（第１のフランジ）
４２  裏面フランジ（第２のフランジ）
４４  側部
７０、７０Ａ、７０Ｂ  固定具
７１、７１Ａ、７１Ｂ  クランプ
７１ｘ  挿通孔
７２、７２Ｂ  ボルト
７２ｅ、７３ｅ  側面
７３、７３Ａ  楔
７４、７４Ａ、７４Ｂ  固定部材
２００  架台
４１１  凹部
４２１  傾斜部
７１１  底部
７１２  側部
７２１、７２３  頭部
７２２  軸部
【図１】
0006712844.tif 000002
【図２】
0006712844.tif 000003
【図３】
0006712844.tif 000004
【図４】
0006712844.tif 000005
【図５】
0006712844.tif 000006