(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、
前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、
この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、
この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、
固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、
前記接続構造を、棟側保持部の棟側近傍に形成した丸形の切起しによる突起とし、
突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、
前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした太陽電池パネルの施工用機材。
【請求項２】
方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、
前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、
この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、
この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、
固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、
前記接続構造を、棟側保持部から乖離した棟側に形成した丸形の切起しによる突起とし、
突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、
前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした太陽電池パネルの施工用機材。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池パネルの施工用機材であって、固定金具を固定メンバーにボルト締めする構成とするとともに、軒側保持部と棟側保持部を前記固定金具に一体に構成し、その軒側保持部と棟側保持部を簡単に識別できる構成とした太陽電池パネルの施工用機材。
【請求項４】
請求項２又は請求項３のいずれかに記載の太陽電池パネルの施工用機材であって、固定金具の棟側保持部の先端に太陽電池パネルのフランジに続く側面を受承する受面を設けた太陽電池パネルの施工用機材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネルを屋根等の設置構造に敷設する太陽電池パネルの施工用機材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電に用いられる太陽電池パネルの多くは、電気的に接続した複数の太陽電池セルを、表面保護基板と裏面保護材との間に挟持し、表面保護基板と裏面保護材との間に接着剤層を形成して方形盤状とした基盤の周辺部に外枠として表面処理したアルミ製等のフレームを装着した構成が採られている。このような太陽電池パネルは、屋根等の設置構造に施工用機材を介して設置されている。施工用機材は、縦に間隔をおいて配列するアルミや軽量鉄骨等で構成された縦固定メンバーと、これに隣接する太陽電池パネルをフレームにおいて締め固定する固定金具及び固定部分を被覆するカバー等から架台として構成されている。太陽電池パネルの施工にあたっては、縦固定メンバーに太陽電池パネルを固定金具を使って仮配置し、位置調整をしてから固定金具を締め固定し隣接する太陽電池パネルを一度に固定していく。
【０００３】
このとき、個々の太陽電池パネルはアース的には独立しているため、特開２０００―１００４９０号公報に示されているように個々にアース線を接続するか、図１２に示すように一列の縦固定メンバー３０に沿う列の太陽電池パネル３１のフレーム同士をアース金具３２とタッピングネジ３３を使って電気的に接続し、一列単位でアース的にグループを作り、グループ毎に特定の縦固定メンバー３０に接続されたアース線３４に対して接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の太陽電池パネル３１の施工方法においては、アース線３４を太陽電池パネル３１の個々に接続するか、アース金具３２で接続したグループ毎をアース線３４に接続しなければならず、施工に手間と時間がかかるうえ、グループ化する仕方ではアース金具３２やタッピングネジ３３が必要なためコストが高くつくといった問題点があった。
【０００５】
また、固定金具で仮固定しておいて位置調整後に、隣接する太陽電池パネル３１を同時に締め固定するため、作業箇所の移動量が多く作業の流れが悪く作業効率が低いといった問題点も含んでいた。
【０００６】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができる作業効率の高い太陽電池パネルの施工方法を開発することであり、コストの低減の可能な太陽電池パネルの施工方法を開発することであり、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができる作業効率の高い太陽電池パネルの施工用機材を開発することであり、コストの低減の可能な太陽電池パネルの施工用機材を開発することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項１の発明は、方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、前記接続構造を、棟側保持部の棟側近傍に形成した丸形の切起しによる突起とし、突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした。
【０００８】
前記課題を達成するために請求項２の発明は、方形の平盤形態に構成され対向する両側の背面側に外方へ張出す固定用のフランジを備えた太陽電池パネルを屋根等の設置構造に固定するための太陽電池パネルの施工用機材であって、前記設置構造に棟側から軒側に向かって略平行に固定される架台を構成するレール状の複数本の固定メンバーと、この固定メンバーに設けられ、隣接する軒側と棟側との前記太陽電池パネルの前記フランジをそれぞれ保持固定する軒側保持部と棟側保持部とからなる固定金具とを備え、この固定金具の前記軒側保持部の前記フランジの押付け寸法より前記棟側保持部の押付け寸法を若干大きく設定し、固定メンバーを導電材料により構成するとともに固定金具による押付けにより太陽電池パネルと電気的な接続関係を構築する接続構造を設け、前記接続構造を、棟側保持部から乖離した棟側に形成した丸形の切起しによる突起とし、突起の外表に太陽電池パネルに傷を作る創傷手段を形成し、前記突起の切起しを固定メンバーの長手方向に沿う向きにした。
【００１２】
前記課題を達成するために請求項３の発明は、請求項１に係る前記手段における固定金具を、固定メンバーにボルト締めする構成とし、軒側保持部と棟側保持部を固定金具に一体に構成して、その軒側保持部と棟側保持部を簡単に識別できる構成とする手段を採用する。
【００１３】
前記課題を達成するために請求項４の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記手段における固定金具の棟側保持部の先端に太陽電池パネルのフランジに続く側面を受承する受面を設ける手段を採用する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図３によって示す本実施の形態は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネル１を家屋の屋根構造等の設置構造２に敷並べた状態に固定する架台を構成する施工用機材に関するものである。太陽電池パネル１自体は、図１に示すように方形の平盤態に構成された光発電機能体である基盤に外枠をなすフレーム３が装着された構成である。基盤は、ダブ線により電気的に直列接続した複数の太陽電池セルを、充填材層を形成する透明加熱融着剤のシートに挟んで、これを表面保護基板と耐候性フィルム等の裏面保護材との間に挟持して、真空引きしながら加熱して方形盤状のパネルに構成されている。
【００２３】
フレーム３は、表面処理されたアルミ材等により構成され、設置状態で上側（屋根構造に対しては棟側で、図２におけるＵ字側）となる上側フレーム４と、下側（屋根構造に対しては軒側で図２におけるＤ字側）となる下側フレーム５と、左右の縦フレーム（屋根構造では流れ方向）との組合わせによる方形の枠構造体として構成されている。上側フレーム４と下側フレーム５には、その長手方向側面の背面側において外方へ張出す固定用のフランジ６と、中間部において外方へ張出すカバー取付用のフランジ７とがそれぞれ設けられている。
【００２４】
施工用機材で構成される架台は、上記した太陽電池パネル１を屋根等の設置構造２に縦横に敷並べた状態に固定するものであり、設置構造２に棟側から軒側に向かって略平行に固定されるレール状の複数本の固定メンバー８と、固定メンバー８にボルト９締めされ、隣接する軒側と棟側との太陽電池パネル１の固定用のフランジ６を保持固定する固定金具１０と、軒側と棟側の太陽電池パネル１の固定金具１０による保持固定部分を被覆するカバー１１とから構成されている。固定メンバー８は、アルミや軽量鉄骨等の導電材料よりなるレール状の長尺部材で、太陽電池パネル１の横幅より小さい間隔で設置構造２に固定される（図３参照）。
【００２５】
この固定メンバー８には、その上面の取付面１２に太陽電池パネル１の縦幅より若干広い間隔でバーリング加工によるネジ孔１３が複数個設けられ、各ネジ孔１３の近傍には接続構造としての切起しによる爪１４が設けられている。この爪１４は、固定メンバー８の取付面１２上において太陽電池パネル１の上側フレーム４の下面に対応する位置に若干突出していて、太陽電池パネル１の固定メンバー８への固定操作により太陽電池パネル１の上側フレーム４に噛合い、上側フレーム４の表面処理を削り当該太陽電池パネル１のフレーム３と当該固定メンバー８とを電気的に接続する。
【００２６】
固定金具１０は、固定メンバー８のネジ孔１３に対応するネジ挿通孔１５が設けられ、固定メンバー８の取付面１２に当接する固定面を有する基部１６の両端に、隣接する軒側と棟側との太陽電池パネル１の固定用のフランジ６をそれぞれ保持固定する軒側保持部１７と棟側保持部１８とが一体に構成された金具である。軒側保持部１７は、基部１６の固定面より太陽電池パネル１の固定用のフランジ６の厚みほど立上がった位置にあり、棟側保持部１８は、基部１６の固定面より太陽電池パネル１の固定用のフランジ６の厚みより若干大きく立上がった位置にある。即ち、固定金具１０は、その軒側保持部１７のフランジ６の押付け寸法より棟側保持部１８の押付け寸法の方が若干大きく設定されている。そして、軒側保持部１７の突出し寸法は、固定用のフランジ６の突出し寸法に略等しくなっているが、棟側保持部１８の突出し寸法は、固定用のフランジ６の突出し寸法より若干大きくなっている。さらに棟側保持部１８の先端には、太陽電池パネル１の固定用のフランジ６に続くフレームの側面１９を受承する受面２０が形成されている。
【００２７】
カバー１１は、アルミのチャンネル状の押出し成形物であり、隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル１のカバー取付用のフランジ７間に掛渡される内側挟持部材２１にネジによって取付けられ、隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル１の隙間を被覆する。
【００２８】
太陽電池パネル１の設置構造２への施工に際しては、まず、固定メンバー８を太陽電池パネル１の横幅より小さい間隔で屋根の流れ方向に平行に複数本固定する（図３参照）。この後、各固定メンバー８の軒側端側の各ネジ孔１３に固定金具１０を、一つずつその棟側保持部１８を棟側に向けてボルト９を通してネジ締めする。軒側端側の端に配置する太陽電池パネル１を端側二本の固定メンバー８に渡るようにして二個の固定金具１０の棟側保持部１８に下側フレーム５の固定用のフランジ６を落し込み、受面２０によってフレーム３の側面１９を受承させる。続いて、同じ二本の固定メンバー８における一段上の二つのネジ孔１３に固定金具１０を、一つずつその棟側保持部１８を棟側に向け、軒側保持部１７を軒側に向けてボルト９を通してネジ締めする。各軒側保持部１７は、ボルト９締めによって太陽電池パネル１の上側フレーム４のフランジ６を固定メンバー８の取付面１２に押付け、太陽電池パネル１を二本の固定メンバー８に固定する。固定金具１０のボルト９による締付けとともに各固定メンバー８の爪１４が太陽電池パネル１の上側フレーム４に噛合い、絶縁状態にしている表面処理を削り当該太陽電池パネル１のフレーム３と二本の固定メンバー８とが電気的に接続される。
【００２９】
同様の操作で軒側端に敷設する太陽電池パネル１を突合わせて順次、二本ずつの固定メンバー８に固定する。二段目に並べる太陽電池パネル１は、その位置を下段の太陽電池パネル１に対して横幅の略半分ずつをずらして、一段目の固定金具１０の棟側保持部１８に下側フレーム５のフランジ６を落し込み、下段の太陽電池パネル１と同様の仕方で固定する。三段目や四段目についても、その下段のものに対して横幅の略半分ずつをずらして二段目と同様の仕方で固定する。そして、棟側と軒側の間にできる隙間をカバー１１で覆う。即ち、太陽電池パネル１は図３に示すように千鳥配列に敷設されることになり、共通の二本の固定メンバー８に固定された縦列の太陽電池パネル１の全ては爪１４とフレーム３との噛合いで電気的な接続関係になる。
【００３０】
そして、隣接する別系統の固定メンバー８間については固定メンバー８の配列方向に直交する方向に配列する太陽電池パネル１のフレーム３と固定メンバー８の爪１４との電気的な接続関係が確立されることにより電気的に接続する。即ち、太陽電池パネル１の固定作業とともに、特別な部品や操作無しに一連のアース構造ができ、任意の一本の固定メンバー８をアース線２２によって接地すれば全ての太陽電池パネル１をアースすることができる。また、従来と異なり固定金具１０で仮固定しておいて位置調整後に、隣接する太陽電池パネル１を同時に締め固定せず、固定金具１０の棟側保持部１８に支えさせておいて位置を調整してから上側の固定金具１０で固定していくため、作業箇所の移動量が少なく作業の流れも良く作業効率は高い。
【００３１】
固定金具１０には取付けについての方向性があるが、棟側保持部１８と軒側保持部１７は構造が異なり、長さも異なるので識別でき、上下逆に使われるようなことは殆ど起らない。また、固定金具１０の棟側保持部１８には受面２０が形成されているので太陽電池パネル１のフレーム３の側面１９を安定良く受けとめることができる。なお、爪１４については複数個設けておけば、接続不良が起る可能性を低くでき、アースについての信頼性をより高めることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図４〜図７によって示す本実施の形態は、実施の形態１で示した施工用機材における固定金具にアースのための接続構造を設けたものであり、これに係る構成以外は実施の形態１で示したものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については実施の形態１のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。
【００３３】
本実施の形態の太陽電池パネル１の施工用機材では、固定メンバー８に対して太陽電池パネル１をネジ締め固定する固定金具２３に対してアース用の接続構造が設けられている。固定金具２３は、固定メンバー８のネジ孔１３に対応するネジ挿通孔１５が設けられ、固定メンバー８の取付面１２に当接する固定面を有する基部１６の両端に、隣接する軒側と棟側の各太陽電池パネル１の固定用のフランジ６をそれぞれ保持固定する軒側保持部１７と棟側保持部１８とが一体に構成された導電材料よりなる金具である。軒側保持部１７も棟側保持部１８も、基部１６の固定面より太陽電池パネル１の固定用のフランジ６の厚みほど立上がった位置に形成され、フランジ６の押付け寸法は等しく設定されている。
【００３４】
即ち、固定金具１０において軒側保持部１７と棟側保持部１８の区別はなく、それらの一分に固定金具１０の固定メンバー８へのボルト９締めにより隣接する軒側と棟側の太陽電池パネル１の各フランジ６と固定金具１０とを電気的に接続する接続構造が設けられている（図４参照）。
【００３５】
接続構造としては、図５に示すような爪１４でも、図７に示すようなネジ締めによりフランジ６に食込むタッピングネジ２４でもよい。また、図６に示すように棟側と軒側にそれぞれ接続構造を複数構成してもよい。
【００３６】
この施工用機材では、実施の形態１のものとは異なり軒側とこれに隣接する棟側の太陽電池パネル１を固定金具１０によって同時に締め固定することになり、太陽電池パネル１の施工に当たっては仮固定してから位置調整する必要がある。しかしながら、棟側と軒側の区別がない構成のため固定メンバー８を横方向に設けることもでき、また、勾配のない設置構造２に対しても適用することができる。
【００３７】
各太陽電池パネル１のアースは、固定金具１０のボルト９締めによってタッピングネジ２４又は爪１４の太陽電池パネル１のフランジ６への食込みや噛合いにより構築される。即ち、接続構造により固定金具１０と太陽電池パネル１のフレーム３が電気的に繋がり、固定金具１０と固定メンバー８とがボルト９を介して電気的に繋がる。これにより、実施の形態１で示したような太陽電池パネル１を千鳥に少なくとも二本の固定メンバー８を跨ぐように敷設することにより、全ての太陽電池パネル１のアースが、任意の固定メンバー８一本をアースすることにより実現する。本実施の形態では固定メンバー８に接続構造を加工する必要はない。これ以外の機能は実施の形態１のものと同じである。
【００３８】
実施の形態３．
図８〜図１１によって示す本実施の形態は、実施の形態１で示した施工用機材における接続構造に工夫を講じたものであり、これに係る構成以外は実施の形態１で示したものと基本的に同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については実施の形態１のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。
【００３９】
本実施の形態の太陽電池パネルの施工用機材は、固定メンバー８に接続構造として、固定金具１０の棟側保持部１８の棟側に丸形の切起しによる突起２５が形成されている（図１０及び図１１参照）。固定金具１０については棟側保持部１８と軒側保持部１７とを一体にした実施の形態１で示した構成のものでも、図８及び図９に示すように棟側保持部１８と軒側保持部１７を分割構成したものでも構わない。突起２５は、図８に示すように棟側保持部１８の棟側近傍の固定メンバー８の取付面１２に形成するか、図９に示すように棟側保持部１８から乖離した棟側の固定メンバー８の取付面１２に形成する。
【００４０】
突起２５は、固定メンバー８の長手方向に沿う向きに形成され、その成形にあたっては切起し方向とは逆方向に外周部を打抜き、その後で切起しを行う。この成形工程を採ることにより突起２５の外表に、太陽電池パネル１のフレーム３の背面に傷を作る創傷手段としてのバリ２６が形成される。太陽電池パネル１の棟側保持部１８へのフランジ６の差込み操作により、固定メンバー８の長手方向に沿う向きに形成され突起２５のバリ２６により下側フレーム５に創傷ができ、固定メンバー８と太陽電池パネル１とが電気的に繋がり、施工とともにアースが構築できる。
【００４１】
突起２５を丸形にすると製造工程でのばらつきを少なくでき、安定したアース性能が得られる。即ち、角形や三角形の場合、先端形状が金型の磨耗等で変化し易いが丸形ではそうしたことが起き難く、しかも創傷手段としてのバリ２６を持っているので電気的な繋がりは確り確保されうる。
【００４２】
図８に示すように突起２５を棟側保持部１８の近傍に設けたものでは、突起２５が施工時に棟側保持部１８に太陽電池パネル１のフランジ６を押上げる作用を果し、軒側保持部１７の締付けとともにてこの原理が働き、小さな締付力でも確りした取付状態が保持される。また、図９に示すように突起２５を棟側保持部１８に乖離して設けたものでは、太陽電池パネル１の差込み時の角度が小さくなり、創傷手段と固定メンバー８との接触状態が長くなりアースの構築の確実性を高くすることができる。これ以外の機能は実施の形態１のものと同じである。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができ、製造上のばらつきを抑えることができ、安定したアース性能が得られ、太陽電池パネルと固定メンバーとの電気的繋がりがより確かになり、太陽電池パネルの取付状態が安定し、安定したアース性能が得られる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、複数の太陽電池パネルを簡単に一括してアースすることができ、製造上のばらつきを抑えることができ、安定したアース性能が得られ、太陽電池パネルと固定メンバーとの電気的繋がりがより確かになり、アース性能の確実性が高まり、より安定したアース性能が得られる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、請求項１に係る前記効果とともに作業性の向上を推進できる。
【００４８】
請求項４の発明によれば、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記効果とともに太陽電池パネルの保持が確りでき、安定した固定状態を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の太陽電池パネルを示す斜視図である。
【図２】  実施の形態１の太陽電池パネルの施工時の様子を示す断面図である。
【図３】  実施の形態１の太陽電池パネルの施工状態の配列を示す平面図である。
【図４】  実施の形態２の太陽電池パネルの施工時の様子を示す断面図である。
【図５】  実施の形態２の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図６】  実施の形態２の他の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図７】  実施の形態２のさらに他の固定金具を示す平面図と側面図である。
【図８】  実施の形態３の固定メンバーと太陽電池パネルを示す側面図である。
【図９】  実施の形態３の他の固定メンバーと太陽電池パネルを示す側面図である。
【図１０】  実施の形態３の固定メンバーの突起を示す平面図である。
【図１１】  実施の形態３の固定メンバーの突起を示す側面図である。
【図１２】  従来の太陽電池パネルのアース構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１  太陽電池パネル、  ２  設置構造、  ３  フレーム、  ４  上側フレーム、  ５  下側フレーム、  ６  フランジ、  ８  固定メンバー、  ９  ボルト、１０  固定金具、  １４  爪、  １７  軒側保持部、  １８  棟側保持部、  ２０  受面、  ２３  固定金具、  ２４  タッピングネジ、  ２５  突起、  ２６  バリ。
【図１】
0004451576.tif 000002
【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】
0004451576.tif 000008
【図８】
0004451576.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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