JP7722657B2 - 太陽光発電パネル取り付け具 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電パネルを太陽光発電パネル支持架台に取り付ける太陽光発電パネル取り付け具に関する。

近年、太陽光により発電する太陽光発電システムが世界的に導入されている。太陽光発電システムにおいては、屋外（例えば、地面や屋根など）に設けられた太陽光発電パネル支持架台によって支持された多数の太陽光発電パネルが用いられる。

太陽光発電パネルを太陽光発電パネル支持架台に取り付ける太陽光発電パネル取り付け具は、様々な形状のものが可能である。例えば、特許文献１、２には、ボルト通過孔が形成されたボルト締結部（特許文献１ではＵ字部材の一部及びＬ字部材の一部、特許文献２では第１対置板部及び第２対置板部）、パネル位置規制部（特許文献１ではＵ字部材の一部及びＬ字部材の一部、特許文献２では第１パネル位置決め部及び第２パネル位置決め部）及びパネル押さえ部（特許文献１では棟側突出片及び軒側突出片、特許文献２では第１延出部及び第２延出部）を有するパネル押さえ部材（特許文献１では中間パネル押さえ金具及び端部パネル押さえ金具、特許文献２では中間用押さえ部材及び端部用押さえ部材）とボルト部材（特許文献１ではボルト部材、特許文献２ではボルト）と雌ネジが形成された固定部材（特許文献１では中間スペーサ固定金具及び端部固定金具、特許文献２ではナット）を備える太陽光発電パネル取り付け具が開示されている。これらの太陽光発電パネル取り付け具は、太陽光発電パネルの外縁部をパネル押さえ部と太陽光発電パネル支持架台の間に挟み込むことによって、太陽光発電パネルを太陽光発電パネル支持架台に取り付けることができる。

特開２０１９－１７３４９１号公報 特開２０２０－１１７９０１号公報

ところで、屋外に設けられる太陽光発電パネル支持架台及び太陽光発電パネルは、風や雨や雪などの強い圧力を受ける場合も少なくなく、そのため、太陽光発電パネル取り付け具は、緩み易い環境に有る。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽光発電パネルを太陽光発電パネル支持架台に容易に取り付けることができ、かつ、非常に緩み難い太陽光発電パネル取り付け具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の太陽光発電パネル取り付け具は、ボルト挿通孔が形成された板状のボルト締結部、太陽光発電パネルの側面の位置を規制する板状のパネル位置規制部、及び該太陽光発電パネルの表面の外縁部を押さえる板状のパネル押さえ部を有するパネル押さえ部材と、雄ネジ部が該パネル押さえ部材の前記ボルト挿通孔を挿通し、頭部に多角形状の工具用穴を有するボルト部材と、該ボルト部材の前記雄ネジ部に結合する雌ネジ部が形成され、前記太陽光発電パネルの裏面を支持する太陽光発電パネル支持架台に位置固定される固定部材と、平面視において多角形状の天部と側部と突起部を有し、該突起部が前記ボルト部材の前記工具用穴に嵌め込まれて前記天部と前記側部が前記ボルト部材の前記頭部を覆うように配置されるボルトキャップ部材と、を備え、前記ボルトキャップ部材の前記天部は、平面視において平行で等しい長さに設けられた２辺を有し、該２辺間の距離である縦方向の幅がそれに垂直な横方向の幅よりも大きくなっており、前記天部の中心から前記パネル押さえ部材の前記パネル位置規制部の内壁までの距離は、前記天部の前記中心から縦方向の端までの距離よりも小さく前記天部の前記中心から横方向の端までの距離よりも大きくなっている。

請求項２に記載の太陽光発電パネル取り付け具は、請求項１に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、前記ボルトキャップ部材の前記天部の前記２辺の両端の角部は、鈍角の等しい角度に設けられている。

請求項３に記載の太陽光発電パネル取り付け具は、請求項１又は２に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、前記２辺に連続する側面のいずれかにおける前記天部の反対側には切欠き部が設けられている。

請求項４に記載の太陽光発電パネル取り付け具は、請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、前記ボルト部材の前記工具用穴は六角形状であり、前記ボルトキャップ部材の前記突起部は底面視において六角形状である。

本発明の太陽光発電パネル取り付け具によれば、太陽光発電パネルを太陽光発電パネル支持架台に容易に取り付けることができ、かつ、非常に緩み難くすることができる。

本発明の実施形態に係る太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す縮小平面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す図２Ａ中のＡ－Ａで示す切断面で切断した断面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す図３Ａ中のＢ－Ｂで示す切断面で切断した断面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す平面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す正面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す底面図である。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す平面図である。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す正面図である。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具のパネル押さえ部材の例を示す底面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルト部材の例を示す平面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルト部材の例を示す正面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルト部材の例を示す底面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具の固定部材の例を示す平面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具の固定部材の例を示す正面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具の固定部材の例を示す底面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す平面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す正面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す底面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す背面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す右側面図である。 同上の一及び他の太陽光発電パネル取り付け具のボルトキャップ部材の例を示す左側面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具のボルト部材を固定部材にねじ込むときの状態の例を示す平面図である。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具のボルト部材を固定部材にねじ込むときの状態の例を示す平面図である。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図であって、ボルト部材の固定部材へのねじ込みが完了した後に嵌め込まれたボルトキャップ部材が（ａ）は左に回っている状態のもの、（ｂ）は右に回っている状態のものである。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図であって、ボルト部材の固定部材へのねじ込みが完了した後に嵌め込まれたボルトキャップ部材が（ａ）は左に回っている状態のもの、（ｂ）は右に回っている状態のものである。 同上の一の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図であって、圧力を受けてボルトキャップ部材が（ａ）は左に最大に回っている状態のもの、（ｂ）は右に最大に回っている状態のものである。 同上の他の太陽光発電パネル取り付け具の使用状態の例を示す平面図であって、圧力を受けてボルトキャップ部材が（ａ）は左に最大に回っている状態のもの、（ｂ）は右に最大に回っている状態のものである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る太陽光発電パネル取り付け具１、１’は、太陽光発電パネルＰＡを太陽光発電パネル支持架台ＳＵに取り付けるものである。太陽光発電パネルＰＡは、その表面に太陽の光を受ける。太陽光発電パネル支持架台ＳＵは、太陽光発電パネルＰＡの裏面を支持する。

例えば、図１に示すように、太陽光発電パネル支持架台ＳＵは、長い棒状部材（以後、ベースレールと呼ぶ）ＳＵａを複数本（図１では横方向（左右方向）に４本）並べているようにし、太陽光発電パネルＰＡは、縦横に複数個（図１では縦３×横３個）取り付けられるようにすることができる。なお、ベースレールＳＵａの長さ及び本数は、取り付ける太陽光発電パネルＰＡの大きさ又は数に合わせて決められる。

太陽光発電パネル取り付け具１、１’は、図１に示すように、ベースレールＳＵａ上の適宜箇所に配置されるようにすることができる。図１では、ベースレールＳＵａは横方向にのみ並べられているが、縦方向にも並べられているようにして、それに太陽光発電パネル取り付け具１、１’を配置することも可能である。

太陽光発電パネル取り付け具１は、太陽光発電パネルＰＡ同士が隣り合うところに用いられ、太陽光発電パネル取り付け具１’は、太陽光発電パネルＰＡ同士が隣り合わないところに用いられる。

太陽光発電パネル取り付け具１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、パネル押さえ部材２とボルト部材３と固定部材４とボルトキャップ部材５を備える。太陽光発電パネル取り付け具１’は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、パネル押さえ部材２’とボルト部材３と固定部材４とボルトキャップ部材５を備える。ボルト部材３と固定部材４とボルトキャップ部材５は、太陽光発電パネル取り付け具１、１’で同じものを用いることができる。また、太陽光発電パネル取り付け具１’は、図３Ａ及び図３Ｂに示したものでは、右側に太陽光発電パネルＰＡが配置されるが、パネル押さえ部材２’を１８０度回すことで、左側に太陽光発電パネルＰＡが配置されるようにすることができる。なお、図２Ａ及び図３Ａ（及び後述する図１１～図１４）では、ボルトキャップ部材５に隠れるボルト部材３の後述する頭部３２を破線で描いている。

パネル押さえ部材２、２’は、図４Ａ～図４Ｃ及び図５Ａ～図５Ｃに示すように、ボルト締結部２１とパネル位置規制部２２とパネル押さえ部２３を有する。パネル位置規制部２２は、パネル押さえ部材２では２つが有り対称的に設けられており、パネル押さえ部材２’ではその片方の１つが有る。パネル押さえ部２３も、パネル押さえ部材２では２つが有り対称的に設けられており、パネル押さえ部材２’ではその片方の１つが有る。パネル押さえ部材２、２’では、通常、ボルト締結部２１とパネル位置規制部２２とパネル押さえ部２３が一体的に成形されている。

ボルト締結部２１は、板状のものである。ボルト締結部２１は、取り付ける太陽光発電パネルＰＡの表面に略平行な方向になる。ボルト締結部２１は、ボルト挿通孔２１ａが形成されている。ボルト挿通孔２１ａにボルト部材３が挿通して固定されたとき、基本的に、ボルト挿通孔２１ａの中心はボルト部材３の中心となる。

パネル位置規制部２２は、板状のものである。パネル位置規制部２２は、ボルト締結部２１の端部（長辺部）にそれに対して略垂直になるように形成されており、取り付ける太陽光発電パネルＰＡの表面に略垂直な方向になる。それにより、パネル位置規制部２２（より詳細には、その外壁２２ａ）は、太陽光発電パネルＰＡの側面の位置を規制する。

パネル押さえ部２３は、板状のものである。パネル押さえ部２３は、パネル位置規制部２２の端部にそれに対して略垂直になるように形成されており、取り付ける太陽光発電パネルＰＡの表面に略平行な方向になる。太陽光発電パネルＰＡの表面の外縁部は、パネル押さえ部２３と重なり、かつ、パネル位置規制部２２の外壁２２ａの外方に配置される。それにより、パネル押さえ部２３は、太陽光発電パネルＰＡの表面の外縁部を押さえるようにできる。なお、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂなどに示すパネル押さえ部２３の例では、表面側の端部にテーパーが設けられている。

ボルト部材３は、図６Ａ～図６Ｃに示すように、雄ネジ部３１がパネル押さえ部材２、２’のボルト締結部２１のボルト挿通孔２１ａを挿通する。また、ボルト部材３は、頭部３２に多角形状の工具用穴３２ａを有する。工具用穴３２ａは、工具を嵌め込む穴であり、多くの場合は六角レンチ等を嵌め込む六角形状（正六角形状）の穴である。

ボルト部材３の頭部３２の外側面は、平面視で略円形とすることができ、適宜細かな縦溝などを付加することも可能である。頭部３２は、パネル押さえ部材２、２’のパネル位置規制部２２の外壁２２ａ側とは反対側である内壁２２ｂ側に位置する。

固定部材４は、図７Ａ～図７Ｃに示すように、ボルト部材３の雄ネジ部３１に結合する雌ネジ部４１が形成されている。固定部材４は、太陽光発電パネル支持架台ＳＵに位置固定される。例えば、固定部材４に中央突起部４ａを形成し、また、ベースレールＳＵａに直線状の間隙ＳＵａａを形成し、それに中央突起部４ａが嵌まり込むようにして固定部材４を位置固定することができる（図２Ｂ及び図３Ｂ参照）。なお、固定部材４の具体的形状は、位置固定する太陽光発電パネル支持架台ＳＵ（ベースレールＳＵａなど）の構成に応じて様々なものが可能である。なお、図２Ｂ等における間隙ＳＵａａは、それを形成する両側部に符号ＳＵａａを付けることによって示している。

ボルトキャップ部材５は、図８Ａ～図８Ｆに示すように、天部５１と側部５２と突起部５３を有する。ボルトキャップ部材５は、突起部５３がボルト部材３の工具用穴３２ａに嵌め込まれて天部５１と側部５２がボルト部材３の頭部３２を覆うように配置される。ボルトキャップ部材５は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属製や硬質の樹脂製などとすることができる。

天部５１は、平面視において多角形状のものである。天部５１は、平面視において平行で等しい長さに設けられた２辺５１ａ、５１ｂを有し、辺５１ａの両端に角部５１ａｃ、５１ａｄを、辺５１ｂの両端に角部５１ｂｅ、５１ｂｆを有している。天部５１は、縦方向の幅（２辺５１ａ、５１ｂ間の距離）がそれに垂直な横方向の幅（本実施形態では後述する２辺５１ｇ、５１ｈ間の距離）よりも大きくなっており、つまり、天部５１の中心から縦方向の端（辺５１ａ又は辺５１ｂ）までの距離Ｓが横方向の端（辺５１ｇ又は辺５１ｈ）までの距離Ｔよりも大きくなっている。

ボルトキャップ部材５がボルト部材３の工具用穴３２ａに嵌め込まれたとき、ボルト部材３の中心は天部５１の中心となり、天部５１の中心（ボルト部材３の中心及びボルト挿通孔２１ａの中心）からパネル押さえ部材２、２’のパネル位置規制部２２の内壁２２ｂまでの距離Ｕ（図４Ａ、図５Ａ参照）は、天部５１の中心から縦方向の端までの距離Ｓよりも小さく天部５１の中心から横方向の端までの距離Ｔよりも大きくなっている。それにより、ボルトキャップ部材５は、正しい角度でボルト部材３の工具用穴３２ａに嵌め込まれるようにすることができる。なお、パネル位置規制部２２の内壁２２ｂまでの距離Ｕと天部５１の中心から横方向の端までの距離Ｔの差は、異物等が挟まらないように小さいのが好ましい。

本実施形態では、角部５１ａｃ、５１ａｄ、５１ｂｅ、５１ｂｆは、鈍角の等しい角度に設けられている。このように鈍角にすると、後に詳述する側部５２の強度上必要な肉厚を確保し、かつ、横方向の幅Ｔを適正な大きさに容易にすることができる。

更に詳しくは、本実施形態では、辺５１ｃと辺５１ｄが辺５１ａに接して角部５１ａｃ、５１ａｄを形成し、辺５１ｅと辺５１ｆが辺５１ｂに接して角部５１ｂｅ、５１ｂｆを形成する。また、辺５１ｇが辺５１ｃと辺５１ｅに接して丸められた角部を形成し、辺５１ｈが辺５１ｄと辺５１ｆに接して丸められた角部を形成する。

側部５２は、天部５１の外周部に天部５１に対して略垂直になるように形成されている。詳細には、側部５２は、天部５１の辺５１ａに連続する側面５２ａ、辺５１ｂに連続する側面５２ｂ、辺５１ｃに連続する側面５２ｃ、辺５１ｄに連続する側面５２ｄ、辺５１ｅに連続する側面５２ｅ、辺５１ｆに連続する側面５２ｆ、辺５１ｇに連続する側面５２ｇ、辺５１ｈに連続する側面５２ｈを有する（図８Ｂ、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆ参照）。側部５２の内壁は、ボルト部材３の頭部３２がその内方に収まる大きさになっている（図８Ｃ参照）。

側面５２ａ及び側面５２ｂにおける天部５１の反対側には、切欠き部（一部切除部）５２ａａ、５２ｂａが設けられている。これに工具（マイナスドライバなど）を差し込んで上げることで、ボルトキャップ部材５を取り外すときに容易になる。切欠き部５２ａａ、５２ｂａのいずれかだけが設けられるようにすることも可能である。

突起部５３は、天部５１の中心部に、天部５１に対して略垂直になるように側部５２の内側に形成されている。突起部５３は、ボルト部材３の工具用穴３２ａに応じた形状及び大きさであり、多くの場合は底面視において六角形状のものである。突起部５３は、工具用穴３２ａに嵌め込まれたときにその内壁に接触する。また、天部５１の２辺５１ａ、５１ｂは、突起部５３の２辺（六角形のうちの２辺）と平行に設けられるようにすることができる。

このような構成の太陽光発電パネル取り付け具１（又は１’）は、太陽光発電パネルＰＡが太陽光発電パネル支持架台ＳＵ（ベースレールＳＵａなど）に位置合わせされ配置された状態で、配置され、ボルト部材３が固定部材４にねじ込まれる。太陽光発電パネルＰＡは、その表面の外縁部がパネル押さえ部材２（又は２’）のパネル押さえ部２３により押さえられ、パネル押さえ部２３と太陽光発電パネル支持架台ＳＵの間に挟み込まれる。それにより、太陽光発電パネルＰＡは太陽光発電パネル支持架台ＳＵに取り付けられる。

ここで、ボルト部材３が固定部材４にねじ込まれるとき、ボルト部材３の頭部３２の工具用穴３２ａは、図９及び図１０に示すように、太陽光発電パネルＰＡの表面と同じ側（通常、斜め上方向き）に露出しているため、そこに作業者は容易に工具を差し込んでねじ込むことができる。それにより、太陽光発電パネルＰＡは太陽光発電パネル支持架台ＳＵに容易に取り付けられるようにすることができる。

ボルトキャップ部材５は、ボルト部材３の固定部材４へのねじ込みが完了した後に、ボルト部材３の頭部３２に嵌め込まれる。なお、嵌め込まれたボルトキャップ部材５は、ボルト部材３の固定部材４へのねじ込みが完了したときの工具用穴３２ａの角度に応じた角度となる。工具用穴３２ａが六角形状の穴の場合は、図２Ａ及び図３Ａに示した向き（角度）を中心として左３０度（図１１（ａ）及び図１２（ａ）参照）、右３０度（図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）参照）までの範囲で変わり得る。

そうして太陽光発電パネル取り付け具１により太陽光発電パネルＰＡが太陽光発電パネル支持架台ＳＵに取り付けられた後、太陽光発電パネル支持架台ＳＵ及び太陽光発電パネルＰＡが風や雨や雪などの強い圧力を受けたとき、ボルト部材３が回動（緩む向き又は締め付ける向きに回動）することも起こり得る。その場合、ボルトキャップ部材５は、ボルト部材３に追従して回動し、角部５１ａｃ、５１ａｄ、５１ｂｅ、５１ｂｆのいずれかがパネル位置規制部２２の内壁２２ｂに接したとき、それ以上の回動を防ぐことができる（図１３（ａ）、（ｂ）及び図１４（ａ）、（ｂ）参照）。こうして、太陽光発電パネル取り付け具１は、緩む向きの回動を防ぐことにより、非常に緩み難いものとすることができる。また、締め付ける向きの回動を防ぐことにより、過度の締め付けも防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態に係る太陽光発電パネル取り付け具について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。

１、１’ 太陽光発電パネル取り付け具
２、２’ パネル押さえ部材
２１ ボルト締結部
２１ａ ボルト挿通孔
２２ パネル位置規制部
２２ａ パネル位置規制部の外壁
２２ｂ パネル位置規制部の内壁
２３ パネル押さえ部
３ ボルト部材
３１ 雄ネジ部
３２ 頭部
３２ａ 工具用穴
４ 固定部材
４ａ 固定部材の中央突起部
４１ 雌ネジ部
５ ボルトキャップ部材
５１ 天部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ、５１ｈ 天部の辺
５１ａｃ、５１ａｄ、５１ｂｅ、５１ｂｆ 天部の角部
５２ 側部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇ、５２ｈ 側面
５２ａａ、５２ｂａ 側面の切欠き部
５３ 突起部
ＰＡ 太陽光発電パネル
ＳＵ 太陽光発電パネル支持架台
ＳＵａ ベースレール
ＳＵａａ ベースレールの間隙
Ｓ 天部の中心から縦方向の端までの距離
Ｔ 天部の中心から横方向の端までの距離
Ｕ ボルト挿通孔の中心（ボルト部材の中心及びボルトキャップ部材の天部の中心）からパネル位置規制部の内壁までの距離

Claims (4)

1. ボルト挿通孔が形成された板状のボルト締結部、太陽光発電パネルの側面の位置を規制する板状のパネル位置規制部、及び該太陽光発電パネルの表面の外縁部を押さえる板状のパネル押さえ部を有するパネル押さえ部材と、
   雄ネジ部が該パネル押さえ部材の前記ボルト挿通孔を挿通し、頭部に多角形状の工具用穴を有するボルト部材と、
   該ボルト部材の前記雄ネジ部に結合する雌ネジ部が形成され、前記太陽光発電パネルの裏面を支持する太陽光発電パネル支持架台に位置固定される固定部材と、
   平面視において多角形状の天部と側部と突起部を有し、該突起部が前記ボルト部材の前記工具用穴に嵌め込まれて前記天部と前記側部が前記ボルト部材の前記頭部を覆うように配置されるボルトキャップ部材と、
   を備え、
   前記ボルトキャップ部材の前記天部は、平面視において平行で等しい長さに設けられた２辺を有し、該２辺間の距離である縦方向の幅がそれに垂直な横方向の幅よりも大きくなっており、
   前記天部の中心から前記パネル押さえ部材の前記パネル位置規制部の内壁までの距離は、前記天部の前記中心から縦方向の端までの距離よりも小さく前記天部の前記中心から横方向の端までの距離よりも大きくなっている太陽光発電パネル取り付け具。
2. 請求項１に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、
   前記ボルトキャップ部材の前記天部の前記２辺の両端の角部は、鈍角の等しい角度に設けられている太陽光発電パネル取り付け具。
3. 請求項１又は２に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、
   前記２辺に連続する側面のいずれかにおける前記天部の反対側には切欠き部が設けられている太陽光発電パネル取り付け具。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電パネル取り付け具において、
   前記ボルト部材の前記工具用穴は六角形状であり、前記ボルトキャップ部材の前記突起部は底面視において六角形状である太陽光発電パネル取り付け具。