JP2001107518A - 太陽光発電装置 - Google Patents

太陽光発電装置

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JP2001107518A JP2000229253A JP2000229253A JP2001107518A JP 2001107518 A JP2001107518 A JP 2001107518A JP 2000229253 A JP2000229253 A JP 2000229253A JP 2000229253 A JP2000229253 A JP 2000229253A JP 2001107518 A JP2001107518 A JP 2001107518A
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竹治 山脇
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱膨張の影響を抑制できる太陽光発電装置を得
ることにある。 【解決手段】屋根11に互いに平行に固定される架台2
1と、平行な架台にわたって支持されて架台21の長手
方向に並べられる複数の太陽電池モジュール18とを具
備する。各架台21は、直線状に並べられた複数のレー
ル状架台要素21a同士を継手41で接続してなり、架
台21の長手方向に隣接する架台要素21a間に要素間
間隙G1を設ける。この間隙G1の範囲内で架台要素2
1aをその長手方向に移動可能として、継手41に拘束
されることなく架台要素21aの熱膨張を吸収するよう
にしたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電をする
複数の太陽電池モジュールを備えて屋根等に設置して使
用される太陽光発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電装置が備える複数の太陽電池
モジュールは、その左右又は前後のフレームを、互いに
所定の配設間隔を置いて平行に配置される架台に支持し
て屋根等に設置される。各架台は、いずれも直線状に並
べられる複数のレール状架台要素同士を金属製の継手で
接続して形成される。
【0003】継手は、断面略コの字形をなしているとと
もに、架台の長手方向に隣接する架台要素の端部間にわ
たって内装される。そして、架台要素の端部に通される
ねじにより固定されて、隣接した架台要素の端部同士を
接続している。
【0004】太陽光発電装置の使用時に、太陽電池モジ
ュール及び金属等からなる架台等は日射を受けて熱膨脹
する。しかし、前記のように架台要素と継手とがねじ止
めされていて、しかも、継手の視認をなくすために、架
台の長手方向に隣接する架台要素の端面同士が突き当て
られており、それに応じて互いに平行な架台にわたって
支持された太陽電池モジュール同士も、架台の長手方向
に突き当てて配置されている従来の構成では、前記熱膨
脹を吸収することはできない。そのため、前記熱膨張が
架台の固定部に対する負荷となり、架台の設置状態に悪
影響を与える恐れがある。場合によっては前記熱膨張が
太陽電池モジュールの透明ガラス基板に対する負荷とな
って波及する恐れも考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、熱膨張の影響を抑制できる太陽光発電装置
を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、直線状に並べ
られた複数のレール状架台要素同士を継手で接続してな
り、互いに平行に被設置部に固定される架台と、これら
互いに平行な架台にわたって支持されて前記架台の長手
方向に並べられる複数の太陽電池モジュールと、を具備
する太陽光発電装置を前提とする。
【0007】そして、前記課題を解決するために、請求
項1の発明は、前記長手方向に隣接する架台要素間に要
素間間隙を設けて、この間隙の範囲内で前記架台要素を
その長手方向に移動可能としたことを特徴とするもので
ある。
【0008】本発明及び以下の各発明において、架台装
置の架台及び架台カバー等、及び継手は、耐候性がある
材料、例えば金属、合成樹脂、或いはこれらの複合材料
等により作ることができ、特に、軽金属、例えばアルミ
ニューム合金の押出し型材を用いて作ることは、その製
造が容易、かつ軽量で取り扱い易く太陽光発電装置全体
の重量を軽くできる点で望ましい。又、太陽電池モジュ
ールにはその光電変換をなすセルが、IV族半導体、例
えば結晶系、又は非晶質(アモルファス)系で作られる
もの、若しくは例えばGaAsに代表される化合物半導体で
作られるもの、又は例えばフタロシアニン色素に代表さ
れる有機物半導体で作られるもの等を使用できる。
【0009】この請求項1の発明においては、各太陽電
池モジュールを支持する架台の長手方向に隣接する架台
要素間に設けた要素間間隙の範囲内で、日射に基づく架
台要素の熱膨張を吸収できる。
【0010】請求項1の発明を実施するにあたり、架台
要素が架台要素間間隙の範囲内で移動できるようにする
ための手段として、請求項2の発明のように、前記長手
方向に隣接する架台要素の端部間にわたって前記継手が
内装されており、この継手の底板部及び前記架台要素の
端部底壁を通って前記被設置部にねじ込まれるねじの直
径よりも、このねじが通る前記端部底壁のねじ通孔を大
径とするか、又は前記ねじ通孔を前記長手方向に延びる
長孔として、前記間隙の範囲内での前記架台要素の移動
を許す構成とするとよい。この発明においては、架台要
素のねじ通孔とねじとの径の差によって、又は架台要素
の長孔からなるねじ通孔によって、熱膨張した際の架台
要素の移動を許すことができる。
【0011】請求項3の発明は、前記継手の底板部に設
けられるねじ通孔を前記長手方向に延びる長孔で形成し
たことを特徴とする。
【0012】この発明においては、架台の長手方向に隣
接する両架台要素の端部底壁、及びこの底壁上の上側に
重なった継手の底板部にねじを通して、前記両架台要素
端部を継手を介して接続する場合に、架台要素の寸法の
ばらつきや、架台要素の端部底壁のねじ通孔の位置のば
らつき等に拘らずに、架台要素の端部底壁のねじ通孔に
継手の底板部のねじ通孔を確実に対向させて、これらに
ねじを通して継手による接続作業を行なえるので、架台
の長手方向に隣接する両方の架台要素同士の接続作業性
を向上できる。
【0013】請求項4の発明は、前記継手が、前記架台
要素の端部底壁内面に接する底板部と、この底板部の両
縁から折り曲げられて前記架台要素の端部側壁内面に接
する側板部とを有し、前記要素間間隙を設けるためのス
ペーサ部材が施工時に取外し可能にセットされるスペー
サ着脱部を、前記要素間間隙に露出させて前記両側板部
に夫々設けたことを特徴とする。
【0014】この発明においては、継手を用いて架台要
素の端部同士を接続する際に、継手のスペーサ着脱部に
スペーサ部材を取付けて、架台の長手方向に隣接する架
台要素の端面を前記スペーサ部材に当てて、これら両架
台要素を位置決めし、その状態で継手を介して両架台要
素を接続することにより、両架台要素間に適正な大きさ
の要素間間隙を容易に作ることができる。又、この後、
既述の熱膨張の吸収機能を損なわないようにスペーサ部
材はスペーサ着脱部から取外される。
【0015】請求項4の発明を実施するにあたり、請求
項5の発明のように、前記スペーサ着脱部をプラスねじ
回しの軸部が取外し可能にセットされる大きさの孔又は
切欠き溝で形成するとよい。
【0016】この請求項5の発明においては、被設置部
に架台要素等をねじ止めしたり、その他の部分でのねじ
止めに使用されるプラスねじ回しを、スペーサ部材とし
て用いることができる。そのため、格別にスペーサ部材
を準備することなく、架台の長手方向に隣接する架台要
素間に適正な大きさの要素間間隙を容易に作ることがで
きる。
【0017】又、請求項1の発明を実施するにあたり、
請求項6の発明のように、前記各架台要素がその長手方
向に貫通する内側空間部を有し、この空間部に前記継手
を嵌入して前記長手方向に隣接する架台要素の端部間に
わたって前記継手が内装されるとともに、前記内側空間
部への前記継手の嵌入部と前記内側空間部を形取る前記
架台要素の壁とを、前記継手の幅方向及び高さ方向に前
記架台要素が位置規制されるように接触させるとよい。
【0018】この発明においては、架台要素の内側空間
部への継手の嵌入部を、架台要素の内側空間部を形取る
壁に接触させて、架台の長手方向に隣接する架台要素同
士を継手の幅方向及び高さ方向に位置規制したから、前
記長手方向に隣接する架台要素の高さ方向及び幅方向へ
のずれを抑制して架台を整然と配置できる。それに伴い
太陽電池モジュールの配置上におけるずれも抑制でき
る。
【0019】請求項6の発明を実施するにあたり、請求
項7の発明のように、前記継手の長手方向中央部に、前
記要素間間隙を形成するスペーサ凸部を設けるとよく、
この場合に、請求項8の発明のように、前記スペーサ凸
部を継手にねじ込まれたねじで形成することができる。
【0020】これら請求項7、8の発明においては、継
手のスペーサ凸部が互いに隣接する架台要素間に挟まれ
ることにより、継手の殆どが互いに隣接する架台要素に
嵌入されるにも拘らず、架台の長手方向に隣接する架台
要素間に適正な要素間間隙を確実に確保できる。しか
も、スペーサ凸部と架台要素の端部端面との引っ掛りに
より、継手を架台に対して位置決めでき、架台の長手方
向への継手の移動を防止できる。さらに、スペーサ凸部
がねじである場合には、後付けにより簡単にスペーサ凸
部を継手に設けることができる。
【0021】請求項9の発明は、前記継手の長手方向中
央部表面に前記要素間間隙に対応する表示を設けたこと
を特徴とする。
【0022】この発明においては、架台の長手方向に隣
接する架台要素の端部に対する継手の嵌め込み長さを適
正に指定できるとともに、継手の殆どが互いに隣接する
架台要素に嵌入されるにも拘らず、これら架台要素の端
子部間に前記表示を露出させることにより、架台の長手
方向に隣接する架台要素間に適正な大きさの要素間間隙
を容易に作ることができる。
【0023】請求項10の発明は、前記架台要素が外表
面にメッキ層を有するとともに前記内側空間部に金属地
肌を露出させた金属製であるとともに、前記継手が外表
面に金属地肌を露出させた金属製であって、前記内側空
間部において前記架台要素と継手との金属地肌同士を接
触させたことを特徴とする。この発明の実施において
は、請求項11の発明のように、前記内側空間部がホロ
ー部によって形成されたメッキ層付きのアルミニューム
合金製型材で前記架台要素を形成するとともに、メッキ
処理が施されていないアルミニューム合金製型材で前記
継手を形成するとよい。
【0024】これら請求項10、11の発明において
は、架台要素と継手とのメッキ層が施されていない金属
地肌同士が接触させているから、架台の長手方向に隣接
する架台要素間の電気的接続を継手を利用して実現で
き、架台要素間を格別にアース線で接続することを要し
ない。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図6を参照しながら
本発明の第1実施形態を説明する。
【0026】図1(A)には第1実施形態に係る太陽光
発電装置が屋根に設置された状況が概略的に示され、こ
の図中11は金属板ぶき屋根、例えば瓦棒ぶきの屋根で
あり、12は屋根ぶき用金属板、13は瓦棒ぶきを示
し、また、図1(A)、図2(A)、及び図6中矢印A
は軒側、矢印Bは棟側を示している。
【0027】被設置部としての屋根11上に設置される
太陽光発電装置15は、2種類の架台装置16、17、
これらの架台装置16、17によって支持されてアレイ
に配設される複数枚の太陽電池モジュール18、これら
モジュール18に接続して設けられる図示しない出力ケ
ーブル等を備えている。
【0028】架台装置16、17は、瓦棒ぶき13と直
角に交差し、かつ、図2(A)に示すように互いに所定
の配設間隔Eを置いて平行な姿勢で屋根11上に横方向
に延びて設置される。軒側と棟側に最も近い位置に夫々
配置される架台装置16は、同一構造であり、対称に配
置される。他の少なくとも一つの架台装置17は一対の
架台装置16間に設置される。
【0029】図2(A)に示すように一対の架台装置1
6、17は、いずれも直線状に並べられた複数のレール
状架台要素21a同士を後述の継手41で接続してなる
架台21と、架台カバー22と、連結ユニット23とを
備えている。各架台要素21a及び各架台カバー22は
アルミニューム合金等を押し出し成形して得た型材から
なる。
【0030】図2(A)〜(C)、図4及び図5に示す
ように架台要素21aは、モジュール支え24と、溝状
のケーブル収納部25とを有する。架台要素21aは、
ゴム板等の防水用下地シート26を瓦棒ぶき13との間
に挟んで屋根11にねじ込まれる木ねじ19よって、屋
根11上に固定される。モジュール支え24は、その天
井壁24aの幅方向中央部に長手方向に連続して延びる
開口24bを有しているとともに、この開口24bの縁
をなして天井壁24aの内外面から夫々上下に突出する
開口フランジ24cを有し、かつ、これらフランジ24
cを間に置いて天井壁24aの内面から下向きに突出す
る一対の突条24dを有している。開口24bは木ねじ
19等をねじ込む際の通路として用いられる。
【0031】なお、図2(B)(C)中24eはタッピ
ングホールであって、これにねじ込まれる図示しないセ
ルフタッピングねじにより架台装置16、17の両端の
開口を塞いで夫々配置される図示しない端板が取付けら
れる。天井壁24aの開口24bの両側に位置される天
井壁部分の内の少なくとも一方は、モジュール支持部と
して使用され、この支持部上に太陽電池モジュール18
が載置され連結ユニット23により固定される。ケーブ
ル収納部25内には図示しない前記出力ケーブルが収納
し配線される。
【0032】図2(B)(C)に示すように連結ユニッ
ト23は、アルミニューム合金等金属製の押え部材27
と、ステンレス等金属製のナット板28と、連結ボルト
29とからなる。押え部材27の下面には前記開口24
bに嵌入するインロー凸部27aが一体に突設され、か
つ、上面には一対の爪受け部27bが一体に突設されて
いる。押え部材27は、そのインロー凸部27aを開口
24bに嵌合して前記天井壁24a上に位置決めして配
置され、又、ナット板28は、その両端を前記一対の突
条24dに当てて回り止めされるとともに、締め付け完
了の時点ではその上面を前記開口フランジ24cの下端
で位置決めされてモジュール支え24内に配置される。
これら押え部材27とナット板28とは、押え部材27
を上方から挿通してナット板28に螺合される連結ボル
ト29の締付けにより、モジュール支え24のモジュー
ル支持部を挟んで取付けられる。そして、連結ボルト2
9の締め付けに伴い、押え部材27は、前記モジュール
支持部との間に太陽電池モジュール18のフレームを挟
着し、この太陽電池モジュール18を固定する。
【0033】架台カバー22は、架台装置16又は17
の架台要素21aの底壁24fと略平行に張出すカバー
突縁22aと、モジュール支え24の天井壁24a方向
に突出する一対の下向き引っ掛け爪22bとを有してい
る。これら引っ掛け爪22bはその先端に爪部を有して
いる。軒棟方向の両端に配置される一対の架台装置16
の架台カバー22は、この架台装置16の架台21がエ
ンドレールとして用いられる関係で一つのカバー突縁2
2aを有し、前記一対の架台装置16間に配置される中
間位置の架台装置17の架台カバー22は、この架台装
置17の架台21が中間レールとして用いられる関係で
互いに逆方向に張出す一対のカバー突縁22aを有して
いる。
【0034】これらの架台カバー22は、モジュール支
え24の天井壁24aに被せることにより、その引っ掛
け爪22bを爪受け部27bに夫々引掛けてモジュール
支え24に装着され、架台21及び連結ユニット23を
被って設けられる。各架台カバー22は、それに上向き
の外力を加えることにより、引っ掛け爪22bの弾性変
形を利用して爪受け部27bとの引っ掛かりを外すこと
ができる。つまり、各架台カバー22は架台21に対し
て必要に応じて取外し可能である。
【0035】後述のように所定枚数の太陽電池モジュー
ル18を設置して、太陽光発電装置15に必要な発電量
を確保するために、前記構成の架台装置16及び17の
架台要素21aの配置の一例が図6に示されている。こ
の図6で代表されるように長手方向に連続的に配置され
た架台要素21a相互間には夫々後述の要素間間隔G1
が設けられる。
【0036】そして、長手方向に連続的に配置された架
台要素21aの端部同士は図3〜図5に示す継手41で
接続されている。以下、この接続を架台装置16の架台
要素21aの端部同士の接続構造について代表して説明
する。
【0037】継手41は、金属製、例えばステンレス板
或いはアルミニューム合金の押出し型材で形成されてい
る。アルミニューム合金製とすることは、架台要素21
aとの間で電食の恐れがない点で優れており、又、本実
施形態のようにステンレス製とすることはその機械的強
度が大であるので接続強度を高くできる点で優れてい
る。図3〜図5に示すように継手41は、架台21の長
手方向に隣接する架台要素21aの端部底壁24f内面
に接する底板部42と、この底板部42の両縁から折り
曲げられて架台要素21aの端部側壁24g内面に接す
る側板部43とを有している。
【0038】底板部42には、その長手方向、つまり、
架台要素21aの長手方向に延びる長孔44がねじ通孔
として形成されているとともに、両側板部43の長手方
向中間部、好ましくは長手方向中央部には相対向するス
ペーサ着脱部45が形成されている。両側板部43の上
縁は互いに近付くように継手41の内側に向けて折り曲
げられているとともに、両側板部43の下部は架台21
の長手方向に隣接する架台要素21aの下部のタッピン
グホール24eを逃げるように斜状をなして底板部42
につながっている。こうした側板部43を有すること
は、継手41の機械的強度を高め得る点で好ましい。
【0039】スペーサ着脱部45は例えば円形の通孔で
形成され、その孔径は、太陽光発電装置15の屋根11
への施工に際して使用されるプラスねじ回し(図示しな
い)の軸部が取外し可能に挿脱される大きさに設定され
ている。なお、スペーサ着脱部45は、側板部43の上
縁に開放する切欠き溝で形成してもよく、この場合にも
その溝幅を前記プラスねじ回しの軸部が取外し可能な大
きさにするとよい。そして、このスペーサ着脱部45に
は、本実施形態の場合、図4及び図5に示されるような
丸棒からなるスペーサ部材46が取外し可能に挿脱され
る。このスペーサ部材46の径は前記プラスねじ回しの
軸部と同径であり、その長さは架台21の長手方向に隣
接する架台要素21aのモジュール支え24の幅よりも
長い。
【0040】又、図3〜図5中47は各架台要素21a
の長手方向の両端部底壁24fに夫々明けられたねじ通
孔であり、この通孔47には前記長孔44を通って挿入
されるねじ48が遊挿され、このねじ48は屋根11に
ねじ込まれて架台要素21aの長手方向両端部と継手4
1の端部とを連結する。なお、49はワッシャを示す。
そして、ねじ通孔47は架台要素21aの長手方向に延
びる長孔で形成されており、この孔47の範囲でねじ4
8に対する架台要素21aの動きを許すようになってい
る。なお、ねじ通孔47の直径をねじ48のねじ部の直
径より大きくして、この孔47の範囲でねじ48に対す
る架台要素21aの動きを許すようにすることもでき
る。
【0041】図1(B)及び図2に示すように太陽電池
モジュール18は、集積化されたセル及び電極等を有す
る長四角形のモジュール本体31と、この本体31の四
周に夫々取付けられたフレーム32、33とを備えてい
る。モジュール本体31を構成するセルの数や配列或い
はセルの種類(結晶系又は非晶質系等)は任意であり、
特に制約されるものではないが、本実施形態ではアモル
ファスシリコン製のセルを採用している。
【0042】図2で代表して示すようにフレーム32、
33はアルミニューム合金等を押し出し成形して得た型
材からなる。棟側又は軒側に配設されるモジュール本体
31の短い方の側縁に取付けられる一対のフレーム33
は、タッピングホール33aを有し、このホール33a
に、モジュール本体31の長い方の側縁に取付けられた
一対のフレーム32の端部を通って図示しないセルフタ
ッピングねじをねじ込むことにより、隣接するフレーム
32、33同士が連結され枠組みされている。
【0043】各フレーム32、33の高さはモジュール
本体31の厚みよりも高く、これらの上端部には溝状の
嵌合部34が設けられ、この内側にガスケット35を介
してモジュール本体31の縁部が嵌合して取付けられて
いる。更に、各フレーム32、33はモジュール支え2
4の天井壁24aからなるモジュール支持部に載置され
る底部36を有している。
【0044】前記構成の太陽電池モジュール18は、そ
のフレーム33の底部36を、屋根11上にその軒棟方
向に所定の配設間隔で既に固定された架台21のモジュ
ール支え24の天井壁24a上に載せた状態で、連結ユ
ニット23を締め付けることによって、モジュール支え
24上に固定される。
【0045】次に、太陽光発電装置15を屋根11上に
施工する手順を説明する。
【0046】まず、架台装置16、17の架台要素21
aを必要本数用意し、それらを屋根11上に互いに平行
に配置し、かつ、開口24bを通って屋根11にねじ込
まれる木ねじ19を用いて夫々固定する。(第1工程)
この第1工程における各架台要素21aの固定に際して
は、図6に示すように複数本のエンドレール用架台要素
21aがその長手方向に連続的に並べられ、かつ、その
長手方向に隣接する端部同士が継手41を介して接続さ
れ、同様に複数本の中間レール用の架台要素21aもそ
の長手方向に連続的に並べられ、かつ、その長手方向に
隣接する端部同士が継手41を介して接続される。
【0047】これらの接続の手順は以下の通りである。
まず、スペーサ部材46をスペーサ着脱部45にわたっ
て貫通させて継手41に直交するように配置した後、こ
の継手41の一端部を、既に固定された架台要素21a
におけるモジュール支え24の端部内側に挿入する。こ
の挿入の深さは、モジュール支え24の端面にスペーサ
部材46が当ることで規制できる。次に、前記既設の架
台要素21aに対してその長手方向に直線状に並べよう
とする新たな架台要素21aを、前記既設の架台要素2
1aの長手方向に並べて配置するとともに、そのモジュ
ール支え24における前記既設の架台21側の端部の内
側に、前記継手41の他端部を挿入する。この時の挿入
深さも新たに固定しようとする架台要素21aのモジュ
ール支え24の端面がスペーサ部材46に当ることで規
制できる。この後、既設の架台要素21a及び新たに固
しようとする架台要素21aのモジュール支え24の開
口24bを通してねじ止めを行なう。このねじ止めは、
ワッシャ49を通したねじ48を、継手41の長孔44
及びその下側に連通している架台要素21aのねじ通孔
47に通して、屋根11にねじ込むことにより実施でき
る。それにより、継手41を介して架台21相互が連結
されて、それらの長手方向に連続的に並ぶように設置さ
れる。最後に、隣接した架台要素21a相互間に挟まれ
るように位置していたスペーサ部材46を継手41のス
ペーサ着脱部45から引き抜く。
【0048】以上の手順により直線状に並べられて隣接
した架台要素21a同士の接続が完了し、こうした接続
手順をエンドレール用の架台要素21a相互に対して必
要回数繰り返し、かつ、中間レール用の架台要素21a
相互に対しても必要回数繰返す作業を行なって、架台2
1の屋根11への設置を完了する。こうして設置された
架台21の架台要素21a同士の接続が完了した状態は
図3及び図4に示されており、架台21の長手方向に隣
接した架台要素21a相互間には図3に示されるように
要素間間隙G1が形成され、この間隙G1を通して継手
41の中間部は露出されている。
【0049】なお、以上の接続作業において、スペーサ
部材46が何らかの手違い等で手元にない場合には、屋
根11に架台要素21a等をねじ止めしたり、その他の
部分でのねじ止めに使用されるプラスねじ回し(図示し
ない)の軸部を、スペーサ着脱部45に挿通させて、こ
の軸部をスペーサ部材として用いることができる。従っ
て、屋根11の傾斜に沿って不用意に棒状スペーサ部材
が抜け出すようなことがあっても、前記作業をねじ回し
を用いて継続でき、その場合においても、架台21の長
手方向に隣接する架台要素21a間に適正な大きさの要
素間間隙G1を形成できる。又、前記スペーサ部材46
の一端部に曲げや広がり部からなるストッパ部を設け
て、このストッパ部を棟側に位置させてスペーサ着脱部
45に通して使用する場合には、前記のように不用意に
抜け出ることを防止して作業ができる点で有利である。
【0050】しかも、前記継手41の底板部42のねじ
通孔が長孔44で形成されているので、各架台要素21
aの寸法のばらつきや、各架台21の端部底壁24fの
ねじ通孔47の位置のばらつき等があっても、前記接続
作業においてねじ通孔47と長孔44とを確実に対向さ
せることができる。そのため、前記ばらつきに拘らずに
長孔44及びねじ通孔47にねじ48を容易に通して前
記接続作業を行なうことができる。したがって、架台2
1の長手方向に隣接する架台要素21a同士の継手41
を介しての接続作業性がよいものである。
【0051】次に、屋根11の棟軒方向に隣接して互い
に平行に配置された架台21の架台要素21a間にわた
って太陽電池モジュール18を仮置きする。この仮置き
作業は、太陽電池モジュール18が有する一対のフレー
ム33を棟軒側に位置させて、これらを棟軒方向に隣接
した隣接した架台要素21aの天井壁24aのモジュー
ル支持部に載置することで実施できる。(第2工程)こ
の後、仮置きされた太陽電池モジュール18の設置位置
に対応して軒側の架台要素21a内に、既に押え部材2
7に通された連結ボルト29にナット板28を螺合して
組立てられた例えば2個の連結ユニット23をセットす
る。これらのユニット23は、その押え部材27のイン
ロー凸部27aを架台要素21aの開口24bに嵌めた
状態で、架台要素21aの端面開口を通して挿入され、
開口24bをガイドとして締付け位置まで摺動される。
そして、締付け位置において、ナット板28が架台要素
21aの突条24d間にあって回り止めされる状態にあ
ること、及び押え部材27がフレーム33の底部36に
被っていることを確認した後、連結ボルト29を軽く締
めて、各連結ユニット23を前記締付け位置に仮止めす
る。(第3工程)次に、既に仮置きされた太陽電池モジ
ュール18の位置を確認した後、前記2個の連結ユニッ
ト23の連結ボルト29を本締めして、太陽電池モジュ
ール18の軒側フレーム33を架台要素21aに固定す
る。この固定は、前記締付けによって、押え部材27と
ナット板28との間に押え部材27及び軒側フレーム3
3の底部36が挟着されることによって実現される。
(第4工程)そして、前記第2〜第4工程を経て既に軒
側が固定された既設の太陽電池モジュール18に対して
棟側に隣接して配置される新たな太陽電池モジュール1
8を、前記第2工程と同じ手順により、互いに隣接して
いる中間レール用架台21と棟側(端側)レール用架台
21とにわたって仮置きする。この後、中間レール用架
台21に2個の連結ユニット23を、前記第3工程と同
じ手順により締付け位置にセットしてから、これらの連
結ユニット23を前記第4工程と同じ手順で本締めし
て、中間レール用架台21に前記既設の太陽電池モジュ
ール18の軒側フレーム33を固定すると同時に、前記
新たな太陽電池モジュール18の軒側フレーム33を固
定する。こうした軒棟方向に列をなす太陽電池モジュー
ル18の設置は複数の列(例えば2列)に至るまで繰返
される。
【0052】この後、カバー突縁22aが一つしかない
架台カバー22が、エンドレール用の軒側及び棟側の架
台21の架台要素21aに夫々被着されるとともに、一
対のカバー22aを有した架台カバー22が中間レール
用架台21の架台要素21aに被着される。これらの被
着作業は、2列の太陽電池モジュール18の合計幅に応
じて予め用意された架台カバー22を、その両端が2列
の太陽電池モジュール18の両端に一致するように位置
合わせした状態で、これらのカバー22を上方から軽く
叩いて、その一対の引っ掛け爪22bを各連結ユニット
23の爪受け部27bに引っ掛けることにより行われ
る。(第5工程)そして、以上説明した第1〜第5の各
工程を必要な列だけの太陽電池モジュール18の設置に
ついて繰返すことによって、図1に示すように屋根11
への太陽光発電装置15を設置できる。なお、既述の設
置手順においては説明を省略したが、各太陽電池モジュ
ール18の出力を取出すための出力ケーブルの取り廻し
やそれへの他のケーブルの接続などの作業が並行して行
なわれることは勿論である。
【0053】こうして設置された太陽光発電装置15に
おいては、屋根11の横方向(各架台装置16、17が
直線状に延びる方向)に隣接した2枚の太陽電池モジュ
ール18の合計の幅寸法と、一本の架台カバー22の長
さ寸法とが同じに設定されているとともに、6本の架台
カバー22の合計の長さ寸法と一本の架台21の長さ寸
法とが同じに設定されている。
【0054】そのため、屋根11への既述の施工に伴っ
て、各架台21において前記横方向に隣接した架台要素
21a相互間には、図1(B)に代表して示すように要
素間間隙G1が夫々形成されるとともに、軒棟方向に並
んだ架台装置16、17によって固定されたモジュール
群の内、このモジュール群の端に位置されて前記横方向
に隣接する太陽電池モジュール(なお、他の太陽電池モ
ジュール18との区別を容易にするために図1において
は便宜上符号18aで示す。)間にも、前記要素間隙間
G1に応じたモジュール間間隙G2が夫々形成される。
そして、これら両間隙G1、G2は互いに連通されてい
る。
【0055】以上のように屋根11上に設置された太陽
光発電装置15の使用時には、日射を受けて各架台装置
16、17及び各太陽電池モジュール18が熱膨張す
る。しかし、太陽光発電装置15は、その横方向(軒棟
方向と直交する方向)の中間部に、縦方向(軒棟方向)
に互いに連続して前記装置15をその各モジュール群毎
に横方向に分断する要素間間隙G1及びモジュール間間
隙G2を有しており、かつ、架台装置16、17の各架
台要素21aと継手41とを接続しているねじ48に対
して各架台要素21aは、このねじ48が遊挿している
ねじ通孔47の範囲内で、ねじ48に妨げられることな
く前記熱膨脹に伴う移動ができる。
【0056】したがって、架台装置16、17及び太陽
電池モジュール18の熱膨張を前記隙間G1、G2で吸
収できる。そのため、前記熱膨張が架台装置16、17
を屋根11に固定するねじ48等に対する負荷となるこ
とが抑制され、架台21の設置状態に悪影響を与えるこ
とを防止できる。又、太陽電池モジュール18が有する
透明ガラス基板等へ前記熱膨張の影響が波及して、この
基板等に負荷を与えることを抑制できる。
【0057】又、前記第1実施形態では、太陽光発電装
置15の施工において、太陽電池モジュール18を架台
21に連結ユニット23を用いて固定し、その後に架台
カバー22を取付けるようにしたが、これに代えて架台
21に対する太陽電池モジュール18と架台カバー22
との取付けを同時に実施してもよい。
【0058】すなわち、まず、互いに平行に設置された
複数本のレール状の架台内の夫々に、その端からナット
が予め埋め込まれた必要な数のモジュール止め金具を挿
入してセットしてから、各架台が有するモジュール支持
部に太陽電池モジュールのフレームを載置して、互いに
平行な架台の架台要素間にわたって必要な数の太陽電池
モジュールを配置する。この後、棟軒方向両端側に配置
される端側の架台の架台要素に対して用意される端側架
台カバーと、中間位置の架台の架台要素に対して用意さ
れる中間架台カバーとを、これら架台カバーの長手方向
複数箇所に有した通孔に固定ボルトを通して、このボル
トをモジュール止め金具のナットに螺合して、所定の締
付けトルクで締付ける。それに伴い、架台カバーが夫々
架台を上側から覆って固定されると同時に、このカバー
と架台要素との間に位置されているフレームの突片が挟
着されて太陽電池モジュールの固定が行われる。それに
より、太陽光発電装置を屋根上等に設置できる。
【0059】次に、図7〜図13を参照しながら本発明
の第2実施形態を説明する。
【0060】図1及び図3中符号121はスレート屋根
であり、この屋根121上には太陽光発電装置124が
設置される。この装置124は、架台装置125と、複
数枚の太陽電池モジュール130とを備えている。
【0061】架台装置125は、屋根121上に棟軒方
向に延びてねじ止め等により固定される複数本のレール
状の縦桟191と、これら縦桟191にわたって屋根1
21の横方向(屋根121の傾斜方向と直角に交差する
方向)に延びて配置される複数本の架台126〜129
とを備えている。各架台126〜129は、いずれも直
線状に並べられた複数の架台要素を継手241で接続し
てなる。各架台126〜129は、屋根121の傾斜方
向に沿って太陽電池モジュール130の縦幅に応じた間
隔で設けられ、かつ、互いに平行に設置されている。
【0062】このように配設される複数の架台126〜
129のうち最も棟側に配置される架台126と最も軒
側に配置される架台129とは、端部架台又はエンドレ
ールとも称され、また、これらエンドレール間に配置さ
れる各架台127、128は中間架台又は中間レールと
も称される。そして、これら各架台126〜129にお
いて屋根121の傾斜方向に隣接する架台同士のうち棟
側に配置される架台を上側架台と称し、軒側に配置され
る架台を下側架台と称する。
【0063】縦桟191はアルミニューム合金の押出し
成形して得た中空構造の型材製であり、図9及び図11
に示されるように左右両側壁にナット収容溝条192を
有しているとともに、上面にもナット収容溝条193を
有して形成されている。これらの溝条192、193は
いずれもあり溝構造であって、縦桟191の長手方向全
長にわたり延びて設けられている。
【0064】これらの縦桟191は複数のサポート金具
195にボルト196及び四角形状のナット197を介
して連結されている。図9に代表して示されるようにサ
ポート金具195は、屋根121上にねじ止めされるベ
ース板198の上面に縦桟受け板199をリベット止め
してなり、縦桟受け板199が有する相対向する側板部
には長円形のボルト通孔199aが開けられている。
【0065】縦桟191は、その下部を縦桟受け板19
9の相対向する側板部間に収めた状態でボルト196及
びナット197の締付けによりサポート金具195に固
定されている。つまり、ナット収容溝条192にその端
面開口を通って収容されかつこの溝条192に対して回
り止めされた四角形のナット197に、ボルト通孔19
9a及びナット収容溝条192の側面開口を通ってボル
ト196を挿入して、このボルト196を締付けること
により、サポート金具195に縦桟191が固定されて
いる。この固定状態において縦桟受け板199の傾斜し
ている側板部に倣って縦桟191は軒方向が多少下がる
ようになっている。なお、図9中201はボルト196
が貫通するばねワッシャ、202は締付け荷重を分散す
るワッシャを夫々示している。
【0066】図8等に示されるように棟側の架台126
の架台要素126aは、屋根121に設置された状態で
斜め下向きに開放する下向き溝141と、この溝141
の下側に一体成型された一対の設置フランジ142と、
下向き溝141の上側に一体成型された一対の部材受け
部143とを有している。これら下向き溝141、設置
フランジ142、及び部材受け部143はいずれも架台
要素211の長手方向に連続して延びている。一対の設
置フランジ142は、架台要素126aの下端から幅方
向に一体に張出して設けられている。
【0067】下向き溝141は互いに平行な溝上壁14
1aと溝底壁141bとの間に形成されているととも
に、この溝141の高さ寸法は太陽電池モジュール13
0の厚みよりも小さい。溝上壁141aは溝底壁141
bよりも出幅が短く形成されていて、それにより下向き
溝141の開口の大きさを、溝上壁141a及び溝底壁
141bの出幅が同じ場合よりも大きくしている。更
に、上向きに起立している一対の部材受け部143の相
対向する面には、夫々図示しないが例えば凸部からなる
爪受け部が設けられている。これら爪受け部は図9で代
表して示す後述の中間架台127、128の爪受け部と
同様な構成である。
【0068】軒側架台129の各架台要素129aは、
屋根121に設置された状態で斜め上向きに開放する上
向き溝145と、この溝145の下側に一体成型された
一対の設置フランジ146と、下向き溝145の上側に
一体成型された一対の部材受け部147とを有してい
る。これら下向き溝145、設置フランジ146、及び
部材受け部147はいずれも架台129の長手方向に連
続して延びている。一対の設置フランジ146は架台1
29の下端から幅方向に一体に張出して設けられてい
る。
【0069】上向き溝145は互いに平行な溝上壁14
5aと溝底壁145bとの間に形成されているととも
に、この溝145の高さ寸法は太陽電池モジュール13
0の厚みよりも小さい。溝上壁145aは溝底壁145
bよりも出幅が短く形成されていて、それにより上向き
溝145の開口の大きさを、溝上壁145a及び溝底壁
145bの出幅が同じ場合よりも大きくしている。更
に、上向きに起立している一対の部材受け部147の相
対向する面には、夫々図示しないが例えば凸部からなる
爪受け部が設けられている。これら爪受け部は図9で代
表して示す後述の中間架台127、128の爪受け部と
同様な構成である。
【0070】中間架台127、128の各架台要素12
7a、128aは同一構造であり、図8〜図10に示す
ように屋根121に設置された状態で軒側に向けて斜め
下向きに開放する下向き溝151と、棟側に向けて斜め
上向きに開放する上向き溝152と、これらの溝15
1、152の下側に一体成型された一対の設置フランジ
153と、両溝151、152の上側に一体成型された
一対の部材受け部154とを有している。両溝151、
152、設置フランジ153、及び部材受け部154は
いずれも架台127、128の長手方向に連続して延び
ている。一対の設置フランジ153は架台127、12
8の下端から幅方向に一体に張出して設けられている。
【0071】下向き溝151は互いに平行な溝上壁15
1aと溝底壁151bとの間に形成されているととも
に、この溝151の高さ寸法は太陽電池モジュール13
0の厚みよりも小さい。溝上壁151aは溝底壁151
bよりも出幅が短く形成されていて、それにより下向き
溝151の開口の大きさを、溝上壁151a及び溝底壁
151bの出幅が同じ場合よりも大きくしている。同様
に、上向き溝152は互いに平行な溝上壁152aと溝
底壁152bとの間に形成されているとともに、この溝
152の高さ寸法は太陽電池モジュール130の厚みよ
りも小さい。溝上壁152aは溝底壁152bよりも出
幅が短く形成されていて、それにより上向き溝152の
開口の大きさを、溝上壁152a及び溝底壁152bの
出幅が同じ場合よりも大きくしている。更に、上向きに
起立している一対の部材受け部154の相対向する面に
は、図9及び図10に示すように例えば凸部からなる爪
受け部154aが夫々設けられている。これら爪受け部
154aは段差により形成することもできる。
【0072】前記各架台要素126a〜129aは、い
ずれもアルミニューム合金を押出し成型して得た型材で
あって、これらは図8〜図10等に示されるように長手
方向に貫通する第1、第2の内側空間部212、213
を有している。両空間部212、213は例えばホロー
部からなり、第1内側空間部212を形取る壁を符号2
12a〜212dで示す。上側の壁212aと前記溝底
壁151bとは同じである。この第1内側空間部212
内の一部にはタッピングホール214(図9及び図10
参照)が設けられており、このタッピングホール214
及び前記壁212a〜212cは位置規制用の係合部と
して用いられるようになっている。
【0073】各架台要素126a〜129aの夫々には
メッキ処理を施されている。したがって、図示しないメ
ッキ層及びその表面をコーテングする保護層は、架台要
素211の外表面にだけ形成されていて、第1、第2の
内側空間部212、213にはメッキ層は形成されてお
らず、これら第1、第2の内側空間部212、213の
内表面には金属地肌が露出されている。タッピングホー
ル214も金属地肌面の一部をなしている。
【0074】各架台要素126a〜129aは、図9〜
図11の架台要素127a、128aで代表して示され
るように設置フランジ153のボルト通孔230に例え
ば上向きに通されるボルト231及びこれに螺合される
ナット232を介して縦桟191に固定されている。
【0075】つまり、ボルト231にはその頭部が四角
形状のものが使用されており、この頭部は、縦桟191
のナット収容溝条193にその端面開口から挿入され、
かつこの溝条193に対して回り止めされている。ボル
ト231の軸部分はナット収容溝条193の上面開口を
上向きに通っており、この軸部分はボルト通孔230に
通される。そして、この上向き軸部分にナット232を
螺合して締付けることにより、縦桟191上に直角に交
差して架台要素126a〜129aが固定される。な
お、図9及び図11中233は緩み止め用のばねワッシ
ャである。
【0076】前記押さえ部材132は、アルミニューム
合金の押出し型材からなるもので、太陽電池モジュール
130の横幅正数倍の長さで、図示のものは太陽電池モ
ジュール130の横幅と同じである。これらの押さえ部
材132は、図9及び図10で代表して示すように幅方
向両側部に枠材押さえ部133を有しているとともに、
これらの間に前記爪受け部154aに引っ掛けられる一
対の係止爪134を一体に有している。各押さえ部材1
32は、架台126〜129の部材受け部143、又は
146、或は154に被せて上方から押圧して、その係
止爪143を爪受け部154aに引っ掛けることによ
り、架台126〜129の夫々にこれらを覆い隠して取
付けられている。
【0077】なお、第2実施形態の構成において、各押
さえ部材132を省略して太陽光発電装置124を実施
する場合には、一対の部材受け部143、一対の部材受
け部147、及び一対の部材受け部154は夫々も省略
されるものである。
【0078】前記架台要素126a同士、架台要素12
7a、架台要素128a同士、及び架台要素129a同
士を夫々個別に接続する前記継手241は、金属材料、
好ましくは電腐等を防止する上で架台要素126a〜1
29aと同じ材料で作るとよく、本実施形態では、アル
ミニューム合金の押出し型材製であって、メッキ処理が
施されていないものが採用されている。
【0079】図9に示されるように継手241は、例え
ば断面が長方形の直方体からなり、第1内側空間部21
2に丁度嵌入できる大きさに形成されている。詳しく
は、図10に示されるように継手241は、第1内側空
間部212に嵌入された状態で、上下両面が第1内側空
間部212の上下を形取る壁212a、212bに接触
可能であるとともに、一側面が第1内側空間部212の
一側を形取る壁212cに接触可能であり、かつ、他側
面を第1内側空間部212のタッピングホール214に
接触可能な大きさに形成されている。なお、タッピング
ホール214を省略する場合には、前記他側面が第1内
側空間部212の他側を形取る壁212dに接触可能な
大きさに形成される。
【0080】この継手241の長手方向略中央部の上面
には、継手を二分する線状の表示242(図9中2点鎖
線参照)が塗料などにより設けられていて、この表示2
42を境に一端側及び他端側を夫々第1内側空間部21
2への嵌入部241a及び241bとしている。表示2
42の幅は要素間間隙G1(図7参照)の幅と同等に形
成されていとともに、この表示242の一部にはねじ孔
243が開口されている。このねじ孔243には、要素
間間隙G1を形成するためにこの隙間G1の幅に等しい
軸径のねじ244がスペーサ凸部としてねじ込んで取付
けられている。
【0081】図12及び図13に示すように太陽電池モ
ジュール130は、方形状の太陽電池モジュール本体1
61の周部にフレームを取付けるとともに、本体161
の裏面に端子箱162を取付けて形成されている。フレ
ームは、太陽電池モジュール本体161の上縁に嵌合し
て装着された上側枠材163と、本体161の下縁に嵌
合して装着された下側枠材164と、本体161の左右
両側の側縁に個別に嵌合して装着された左右の側枠材1
65、166とを、互いにねじ167により連結して枠
組みして形成されている。各枠材163〜166はいず
れもアルミニューム合金の押出し型材からなる。なお、
図8中168はガスケットである。
【0082】太陽電池モジュール本体161は、長方形
の透明ガラス基板の裏面に薄膜太陽電池を設け、この電
池を裏面側から封止材料により封止してなる。太陽電池
は、透明ガラス基板の前記裏面に透明電極層を形成しこ
れを複数の光起電力領域に分離した後、この透明電極層
上にアモルファスシリコン等の光起電力薄膜半導体層を
形成して、この半導体層を複数個の領域に分割してなる
光起電力素子(セル)を、これら素子上に形成される裏
面電極層により電気的に直列に接続するとともに、その
接続の終端として電力を集めるための一対のバス領域を
有し、かつ、両バス領域に電極としてのバスバーを個別
に半田付けして、形成されている。両バスバーには個別
に出力取出し線の一端部が半田付けされ、これら取出し
線は前記封止材料を貫通して前記端子箱162に接続さ
れている。又、端子箱162には正負2本の出力ケーブ
ル(図示しない)が接続されている。これら出力ケーブ
ルはその先端部に他の電線部分よりも太いコネクタを有
し、これらのコネクタに接続される他の電線を介して太
陽電池モジュール本体161に発生した電力が屋外等に
引込まれるようになっている。
【0083】各枠材163〜166の高さ(厚み)寸法
はいずれも同じであって、その高さによって太陽電池モ
ジュール130の厚みを規定している。上下の両枠材1
63、164は架台126〜129の溝底壁141b、
145b、151b、152bのいずれかに支持される
下辺部163a、164aを有している。
【0084】図8及び図12に示されるように上側枠材
163の外側面には、この枠材163の厚み方向の中間
の高さ位置、詳しくは上側からほぼ1/3の高さ位置に
おいて第1挿入凸部171が一体に突設されている。こ
の凸部171は、前記溝上壁141a、151aのいず
れかに引っ掛るものであって、上側枠材163の厚みよ
りも遥かに薄い平板状であり、上側枠材163の長手方
向に連続して延びているとともに、比較的出幅が大きく
形成されている。第1挿入凸部171の上面には、その
少なくとも長手方向両端部に位置して緩衝材例えば弾性
材材料好ましくはゴム板172が接着されている。又、
上側枠材163の下片部163aの下面にも、その少な
くとも長手方向両端部に位置して緩衝材としてのゴム板
172が接着されている。
【0085】同様に、下側枠材164の外側面にも、こ
の枠材164の厚み方向の中間の高さ位置、詳しくは前
記第1挿入凸部171と同じ高さ位置である上側からほ
ぼ1/3の高さ位置において第2挿入凸部175が一体
に突設されている。この凸部175は、前記溝上壁14
5a、152aのいずれかに引っ掛るものであって、下
側枠材164の厚みよりも遥かに薄い平板状であり、下
側枠材164の長手方向に連続して延びているととも
に、その出幅は第1挿入凸部171よりもかなり短く形
成されている。第2挿入凸部175の上面には、その少
なくとも長手方向両端部に位置して緩衝材例えば弾性材
材料好ましくはゴム板176が接着されている。又、下
側枠材164の下片部164aの下面にも、その少なく
とも長手方向両端部に位置して緩衝材としてのゴム板1
76が接着されている。
【0086】図8で代表して示すように左右の側枠材1
65、166の下片部165a、166aの長手方向中
央部下面には夫々緩衝材としてのゴム板177が接着さ
れている。
【0087】次に、太陽光発電装置124を屋根121
に取付け施工する手順を説明する。
【0088】まず、屋根121上に複数のサポート金具
195を固定するとともに、既述の手順で各サポート金
具195を介して縦桟191を屋根121の棟軒方向に
延びる姿勢にボルト止めする。次に、複数の架台、つま
り、棟側及び軒側のエンドレールとなる架台126、1
29及び中間レールとなる架台127、128を、互い
に平行に配置された複数本の縦桟191と直角に交差さ
せて、既述の手順で各縦桟191にボルト止めし、それ
により、各架台126〜129を夫々屋根121の傾斜
方向に所定間隔を置いて互いに平行に配置し固定する。
【0089】各架台126〜129は、その設置フラン
ジ142又は146或は153の縦桟191との交差部
分にボルト通孔230を屋根121上で開けた後に、既
述の手順でボルト231及びナット232を介して縦桟
191に固定される。
【0090】こうした各架台126〜129の縦桟19
1間にわたる架設に際して、その長手方向に隣接する架
台要素126a同士、127a同士、128a同士、及
び129a同士は、次のように接続される。この接続の
手順は同じであるので、架台要素127a同士の接続に
ついて代表して説明する。
【0091】つまり、始めに継手241の長手方向中央
部のねじ孔243にその上方からねじ244をねじ込ん
で取付け、このねじ244によりストッパ凸部を継手2
41に形成する。次に、このねじ244が既に固定され
ている架台要素127aの長手方向一端面に当るまで、
継手241の一端側の嵌入部241aを架台要素127
aの第1内側空間部212に嵌入させる。この後、接続
しようとする架台要素127aの長手方向一端面がねじ
244に当るまで、前記接続しようとする架台要素12
7aの第1内側空間部212を継手241の他端側の嵌
入部241bに被嵌させる。以上の手順により、直線状
に並べられた接続すべき架台要素127a相互が継手2
41を用いて接続されて、架台127が組立てられる。
そして、同様な手順で他の全ての接続すべき架台要素1
26a同士、128a同士、及び129a同士が継手2
41により接続されて、全ての架台126〜129が組
立てられる。
【0092】次に、屋根121の傾斜方向に隣接する上
側架台と下側架台とにわたって太陽電池モジュール13
0を次々にけんどん方式により設置する。この設置手順
を、軒側エンドレールをなす下側架台129と中間レー
ルをなして下側架台129に隣接した上側架台128と
の間に太陽電池モジュール130を設置する場合につい
て代表して以下説明する。
【0093】はじめに、図8中2点鎖線及び図13に示
すように太陽電池モジュール130を屋根121の傾斜
方向とは逆に傾けて、その上側枠材163に一体に突設
された第1挿入凸部171を斜め下向きに開放する上側
架台128の下向き溝151に挿入する。この挿入方向
を図8及び図12中矢印Cで示す。次に、上側架台12
8を回動支点側として太陽電池モジュール130を、そ
の下側枠材164が下側架台129側に寄るように回動
させる。この回動方向を図8及び図13中矢印Dで示
す。この回動操作により、下側枠材164が斜め上向き
に開放する下側架台129の上向き溝145に近接対向
される。この後、太陽電池モジュール130全体をその
自重により屋根121の傾斜に沿って斜め下方に移動さ
せて、第1挿入凸部171の下向き溝151への挿入を
維持したまま下側枠材166の第2挿入凸部175を上
向き溝145に挿入させる。この場合の太陽電池モジュ
ール130の移動は手で補助しても差し支えないととも
に、その移動方向を図8及び図13中矢印Eで示す。以
上の手順により太陽電池モジュール130が上下に隔た
って隣接した架台128、129にわたって配置され
る。
【0094】全ての太陽電池モジュール130が以上の
ようなけんどん方式での取付けにより次々に屋根121
上に配置される。こうした配置において、屋根121の
傾斜方向と交差して隣接する太陽電池モジュール130
同士はその側枠材164、65が互いに接触するように
設けられて屋根121の横方向に並べられる。なお、各
太陽電池モジュール130群の横並び方向の一端は、予
め屋根121又は架台装置125に取付け固定される図
示しないストッパにより位置決めされているとともに、
全ての太陽電池モジュール130の配置が終わった後に
は、各太陽電池モジュール130群の横並び方向の他端
は、屋根121又は架台装置125に後付け固定される
図示しないストッパにより位置規制される。それによ
り、太陽電池モジュール130群を屋根121の横方向
に動き止めする。
【0095】最後に、各架台126〜129の夫々にそ
れらを隠すように押さえ部材133を被着する。これら
押さえ部材133は、各架台126〜129の夫々に対
して適正位置に被せた後、上方から手で加圧すると同時
にその係止爪182を架台の爪受け部154aに係止さ
せることにより行う。
【0096】以上の手順で太陽光発電装置124が屋根
121上に設置される。この設置の際に実行されるけん
どん方式による太陽電池モジュール130の設置作業に
おいては、既述のように上側架台の下向き溝141又は
151への太陽電池モジュール130の上側枠材163
の挿入が、上側枠材163の厚み全体を挿入するのでは
なく、それよりも遥かに厚みが薄い第1挿入凸部171
を挿入して行われる。そのため、第1挿入凸部171が
下向き溝141の溝上壁141a又は下向き溝151の
溝上壁151aに競り合うことが少なく、下向き溝14
1又は151への第1挿入凸部171の挿入を容易に行
うことができる。
【0097】しかも、第1挿入凸部171が上側枠材1
63の高さ方向中間位置にあることにより、第1挿入凸
部171の先端から下側枠材164の最外端、つまり本
実施形態では第2挿入凸部175とを直線で結ぶ長さ
は、上側枠材164の厚み全体を下向き溝141又は1
51に挿入した場合における同様な直線の長さよりも短
い。そのため、屋根121の傾斜方向に隣接した架台の
間隔が狭めてあっても、太陽電池モジュール130をそ
の下側枠材164が下側架台側に寄るように回動させる
際に、下側枠材164の第2挿入凸部175が下側架台
の溝上壁145a又は152aに当り難くなり、前記回
動を容易にできる。
【0098】更に、溝底壁141bより溝上壁141a
の出幅を短くして下向き溝141の間口を広くしてある
とともに、溝底壁151bより溝上壁151aの出幅を
短くして下向き溝151の間口を広くしてあり、又、同
様に、溝底壁145bより溝上壁145aの出幅を短く
して上向き溝145の間口を広くしてあるとともに、溝
底壁152bより溝上壁152aの出幅を短くして上向
き溝152の間口を広くしてある。そのため、この点に
おいても、けんどん方式で太陽電池モジュール130を
取付ける際に、溝上壁141a、145a、151a、
152aへ太陽電池モジュール130が引っ掛ることを
少なくできるとともに、特に、既述のように矢印C方向
に挿入する際の屋根面と太陽電池モジュール130とが
なす挿入角度を大きくでき、下向き溝141、151へ
の第1挿入凸部171の挿入作用をより容易にできる。
【0099】又、太陽電池モジュール130の裏面には
端子箱162が上側枠材164側に寄せて設けられてい
るから、太陽電池モジュール130の設置に際しては、
上側枠材164が上を向く姿勢にして設置する必要があ
る。この場合に、上側枠材164には下側枠材165の
第2挿入凸部175よりも長い第1挿入凸部171が突
設されているので、それを目印にして容易に太陽電池モ
ジュール130の取付け姿勢を判断することができる。
そのため、太陽電池モジュール130が誤った向きに取
付け施工される恐れが少ない。
【0100】したがって、以上の諸理由により既述のけ
んどん作業を容易にできる。
【0101】以上の手順で取付けられた各太陽電池モジ
ュール130の上側枠材163は、その第1挿入凸部1
71が上側横枠材の下向き溝141の溝上壁141a又
は下向き溝151の溝上壁151aに引っ掛るように位
置されているとともに、下辺部163aが下向き溝14
1の溝底壁141b又は下向き溝151の溝底壁151
bに載置されているので、上側枠材163はその厚み方
向の動きを拘束される。同様に、下側枠材164は、そ
の第2挿入凸部175が下側架台の上向き溝145の溝
上壁145a又は上向き溝152の溝上壁152aに引
っ掛るように位置されているとともに、下辺部164a
が上向き溝145の溝底壁145b又は下向き溝152
の溝底壁152bに載置されているので、下側枠材16
4はその厚み方向の動きを拘束される。
【0102】したがって、屋根121の棟軒方向に隣接
した架台の間から太陽電池モジュール130が外れるこ
とが妨げられる。しかも、太陽湯電池モジュール130
の上側枠材163と下側枠材164とは、各架台126
〜129の夫々に被着された押さえ部材132の枠材押
さえ部181で上側から押さえられているから、これら
押さえ部材132により軒棟方向に隣接した架台にわた
って取付けられた太陽電池モジュール130が外れるこ
とをより確実に防止でき、太陽電池モジュール130の
設置強度を向上できる。又、この設置状態では、上側枠
材163と下向き溝141又151との間に挟み込まれ
たゴム板172、173、及び下側枠材164と上向き
溝145又152との間に挟み込まれたゴム板176、
177によって、太陽電池モジュール130がその厚み
方向にがたつくことを抑制できる。
【0103】又、前記太陽光発電装置124の構成で
は、既述のように太陽電池モジュール130の上側枠材
163の厚み全体を上側架台の下向き溝141、151
に挿入する必要がないとともに、下側枠材164につい
てもその厚み全体を下側架台の上向き溝145、152
に挿入する必要がないので、下向き溝141、151及
び上向き溝145、152の上下方向の幅寸法を太陽電
池モジュール130の厚みより小さくできる。そのた
め、これらの溝を有した有した架台126〜129の高
さを低くでき、それに伴う架台126〜129の材料コ
ストの低減が可能であり、ひいては太陽光発電装置12
4のコストを低減できる。
【0104】又、太陽電池モジュール130がけんどん
方式で取付けられて、各架台126〜129上に積み重
ねて設置されることがないことに加えて、既述のように
太陽電池モジュール130及び各架台126〜129を
薄型化できることによって、太陽光発電装置124の屋
根121への設置高さを低くできる。そのため、屋根1
21とその上に設置された太陽光発電装置124との段
差が少なくなり、設置された太陽光発電装置124の外
観を向上できる。
【0105】又、既述の手順で屋根121に設置される
前記構成の太陽光発電装置124では、継手241の殆
どが架台126〜129の長手方向に隣接する架台要素
126a同士、127a同士、128a同士、及び12
9a同士にわたって嵌入されるにも拘らず、これら架台
要素間に継手241のねじ244が挟まれる。そのた
め、架台126〜129の長手方向に隣接して継手24
1を介して接続された架台要素126a相互間、127
a相互間、128a相互間、及び129a相互間に、適
正な大きさの要素間間隙G1を確実に設けることができ
る。
【0106】したがって、この要素間間隙G1の範囲内
で、日射に基づく架台要素126a〜129aの熱膨張
を吸収でき、熱膨脹によってもたらされる不具合を未然
に防ぐことができる。しかも、要素間間隙G1を確保す
るスペーサ凸部をねじ244で形成したので、後付けに
より簡単にスペーサ凸部を継手241に設けることがで
きる。なお、本発明において、スペーサ凸部はねじ24
4に代えて継手241と一体に設けてもよく、例えば切
起こすことによって設けることも、又、一体成形によっ
て設けることもできる。
【0107】継手241の長手方向中央部表面に要素間
間隙G1に対応する線状の表示242を設けたから、仮
に、ねじ244の取付けを忘れた場合でも、架台126
〜129の長手方向に隣接する架台要素126a間、1
27a間、128a間、及び129a間に適正な大きさ
の要素間間隙G1を容易に作ることができる。
【0108】つまり、架台126〜129の長手方向に
隣接する架台要素126a同士、127a同士、128
a同士、及び129a同士の端部に対する継手241の
嵌め込み長さを適正に指定している前記表示242を目
安として、これが隣接する架台要素126a同士、12
7a同士、128a同士、及び129a同士の端部間に
丁度露出するように継手241を位置させることによ
り、継手241の殆どが互いに隣接する架台要素126
a同士、127a同士、128a同士、及び129a同
士にわたって嵌入されるにも拘らず、架台要素126a
間、127a間、128a間、及び129a間に適正な
大きさの要素間間隙G1を設けることができる。
【0109】又、架台要素126a〜129aの第1内
側空間部212へ挿入された継手241の嵌入部241
a、241bは、第1内側空間部212を形取る壁21
2a〜212c及びタッピングホール214に係合され
るから、これらの接触により架台126〜129の長手
方向に隣接する架台要素126a同士、127a同士、
128a同士、及び129a同士を継手241の幅方向
及び高さ方向に位置規制できる。
【0110】そのため、隣接する架台要素126a同
士、127a同士、128a同士、及び129a同士の
高さ方向及び幅方向へのずれを抑制して各架台126〜
129を整然と配置できる。それに伴い太陽電池モジュ
ール130の配置上におけるずれも抑制され、整然と太
陽電池モジュール130群を屋根121上に設置でき
る。したがって、太陽電池モジュール130の設置強度
が向上されて、このモジュール130が風圧の作用等に
よりがたつくことも抑制できる。
【0111】しかも、ストッパ凸部をなすねじ244が
隣接した架台要素126a同士、127a同士、128
a同士、及び129a同士の端部端面に引っ掛っている
から、継手241が架台126〜129に対して位置決
めされて、架台126〜129の長手方向に継手241
が移動することを防止できる。
【0112】更に、アースをとるために隣接する架台要
素126a同士、127a同士、128a同士、及び1
29a同士を電気的に接続しなければならないが、この
場合の電気的接続には格別にアース線で接続することを
要しない。すなわち、架台要素126a同士、127a
同士、128a同士、及び129a同士を接続している
継手241の嵌入部241a、241bの外表面と、こ
れらが嵌入された架台要素126a〜129aのホロー
構造の第1内側空間部212の内表面とは、いずれも金
属地肌を露出させた面からなり、これら両面が接触され
ている。そのため、これら金属地肌同士の接触により、
接続しようとする架台要素126a同士、127a同
士、128a同士、及び129a同士の電気的接続を継
手241を介して実現できる。このように隣接する架台
要素126a同士、127a同士、128a同士、及び
129a同士を格別にアース線で接続することを要しな
いものであり、そして、アース線接続作業を省略できる
に伴い太陽光発電装置124の屋根121への取付け施
工性も向上できる。
【0113】次に、本発明の第3実施形態を図14及び
図15を参照して説明する。この第3実施形態は基本的
には第2実施形態と同じであるから、第2実施形態と同
一構成については同一符号を付してその説明を省略し、
以下、第2実施形態とは異なる構成について説明する。
この第3実施形態が第2実施形態と異なる構成は、各架
台の架台要素の内側空間部及び設置フランジの構成、並
びに前記内側空間部に対応する継手の構成である。な
お、以下の説明において、各架台の架台要素の構成は同
様であるので、架台要素127aで代表して説明する。
【0114】アルミニューム合金の押出し型材からなる
架台要素127aはホロー構造をなす一つの内側空間部
215を備えており、この空間部215の四隅には夫々
タッピングホール214が設けられている。又、架台要
素127aの軒側に突出する設置フランジ216は、そ
の先端に上向き縁部を一体に有し、この縁部と対向する
壁部との間に溝条216aを形成して断面L字形状をな
している。溝条216aは太陽電池モジュールの端子箱
に接続された出力ケーブルを収容する部分として用いら
れる。
【0115】アルミニューム合金の押出し型材からなる
継手341は、両側壁341a、及びこれら両側壁34
1aの上縁間を一体につないだ上壁341b、並びに両
側壁341aの下縁から互い近づくように直角に折れ曲
がった下片壁341cとから形成されている。そして、
この継手341の上壁341bと下片壁341cの外表
面間の高さ寸法は、内側空間部215を形取る壁215
a(これは前記溝下壁151b及び152bを含んでい
る。)と壁215bとの両内表面間の高さ寸法の略等し
く、かつ、継手341の両側壁341aの外表面間の幅
寸法は、内側空間部215を形取る左右の壁215c、
215d側内面に一体に形成されたタッピングホール2
14間の間隔と略同じに設定されている。継手341の
メッキされていない上壁341b及び下片壁341cの
外表面は内側空間部215のメッキされていない上下両
壁215b、215c内表面に接触可能であり、又、継
手341のメッキされていない両側壁341aは内側空
間部215のメッキされていないタッピングホール21
4に接触可能であり、これらの接触により隣接した架台
要素127a同士の幅及び高さ方向の位置規制と電気的
接続とを実現するようになっている。
【0116】この継手341の長手方向中央部の上壁3
41bには例えば2本のねじ244がストッパ凸部とし
てねじ込まれるようになっている。又、341a、34
2bは継手341の表示242を境とする嵌入部を示し
ている。なお、以上説明した点以外の構成は図14及び
図15に示されない部分の構成を含めて前記第2実施形
態と同じである。
【0117】従って、この第2実施形態においても、継
手341に取付けたねじ244により代表した架台12
7の長手方向に隣接する架台要素127a間に所定の大
きさの要素間間隙を設けることができるので、第2実施
形態と同様の作用を得て本発明の課題を解決できる。し
かも、その他の作用についても第2実施形態と同様に得
ることができる。
【0118】なお、本発明は前記各実施形態には制約さ
れない。例えば、本発明は架台装置の各架台を屋根の軒
棟方向に延びるように配設して設置される太陽光発電装
置にも適用できる。又、本発明において各架台要素の内
側空間部はホロー構造に限るものではなく、例えば第3
実施形態の継手と同様に下壁の一部が開いていてもよ
い。
【0119】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0120】請求項1及び2の発明によれば、日射に基
づく各架台要素の熱膨張を吸収して、熱膨張に起因する
架台への悪影響を抑制できる太陽光発電装置を提供でき
る。
【0121】請求項3の発明によれば、架台要素の寸法
のばらつきや、架台要素の端部底壁のねじ通孔の位置の
ばらつき等に拘らずに、架台の長手方向に隣接する架台
要素同士の接続作業性を向上できる。
【0122】請求項4及び5の発明によれば、架台の長
手方向に隣接する架台要素間に適正な大きさの要素間間
隙を継手により容易に作ることができる。
【0123】請求項6の発明によれば、架台の長手方向
に隣接する架台要素の高さ方向及び幅方向へのずれを継
手により抑制して各架台を整然と配置できるとともに、
それに伴い太陽電池モジュールの配置上におけるずれも
抑制できる。
【0124】請求項7、8、9の発明によれば、架台の
長手方向に隣接する架台要素間に適正な要素間間隙を空
けることができ、加えて請求項7、8の発明によれば、
架台の長手方向に継手が移動しないように継手を架台に
対して位置決めできる。
【0125】請求項10、11の発明によれば、格別に
アース線で接続することなく、架台の長手方向に隣接す
る金属製の架台要素間の電気的接続を金属製の継手を利
用して実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1実施形態に係る太陽光発
電装置が屋根に設置された状況を概略的に示す斜視図。
(B)は図1(A)中のZ部を拡大して示す斜視図。
【図2】(A)は図1(A)中のY−Y線に沿って示す
太陽光発電装置の断面図。(B)は図2(A)の軒側の
架台装置の構造を拡大して示す断面図。(C)は図2
(A)の中間位置の架台装置の構造を拡大して示す断面
図。
【図3】図1の太陽光発電装置が備える軒側架台の架台
要素間の連結構造を示す断面図。
【図4】図3中X−X線に沿って示す断面図。
【図5】第1実施形態で使用する継手と架台とスペーサ
部材とを互いに分離して示す斜視図。
【図6】図1の太陽光発電装置の各架台の屋根への配置
を示す平面図。
【図7】本発明の第2実施形態に係る太陽光発電装置を
概略的に示す斜視図。
【図8】図7の太陽光発電装置を示す断面図。
【図9】図7の太陽光発電装置の一部を分解して示す斜
視図。
【図10】図7の太陽光発電装置の継手部分を示す断面
図。
【図11】(A)は図7の太陽光発電装置の縦桟への架
台の固定構造を示す断面図。(B)は図11(A)中W
−W線に沿って示す断面図。
【図12】(A)は図7の太陽光発電装置が備える太陽
電池モジュールの正面図。(B)は図12(A)中V方
向から見た太陽電池モジュールの上面図。(C)は図1
2(A)中U−U線方向から見た太陽電池モジュールの
上部の側面図。(D)は図12(A)中T方向から見た
太陽電池モジュールの下面図。(E)は図12(A)中
S−S線方向から見た太陽電池モジュールの下部の側面
図。
【図13】図7の太陽光発電装置の太陽電池モジュール
を屋根にけんどん方式により設置する状況を示す概略的
斜視図。
【図14】本発明の第3実施形態に係る太陽光発電装置
の一部を分解して示す斜視図。
【図15】図14の太陽光発電装置の継手部分を示す断
面図。
【符号の説明】
11、121…屋根(被設置部) 15、124…太陽光発電装置 16、17、125…架台装置 18、18a、130…太陽電池モジュール 21、126〜129…架台 21a、126a〜129a…架台要素 22…架台カバー 23…連結ユニット 24f…架台の端部底壁 24g…架台の端部側壁 41、241、341…継手 241a、241b…嵌入部 42…継手の底板部 43…継手の側板部 44…継手の長孔(ねじ通孔) 45…スペーサ着脱部 46…スペーサ部材 47…架台の端部側壁のねじ通孔 48…ねじ G1…要素間間隙 126a〜129a…架台要素 212、215…内側空間部 212a〜212d、215a〜215d…内側空間部
を形取る壁 214…内側空間部内のタッピングホール 242…表示 243…ねじ孔 244…ねじ(スペーサ凸部)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線状に並べられた複数のレール状架台
    要素同士を継手で接続してなり、互いに平行に被設置部
    に固定される架台と、これら互いに平行な架台にわたっ
    て支持されて前記架台の長手方向に並べられる複数の太
    陽電池モジュールと、を具備する太陽光発電装置におい
    て、 前記長手方向に隣接する架台要素間に要素間間隙を設け
    て、この間隙の範囲内で前記架台要素をその長手方向に
    移動可能としたことを特徴とする太陽光発電装置。
  2. 【請求項2】 前記長手方向に隣接する架台要素の端部
    間にわたって前記継手が内装されており、この継手の底
    板部及び前記架台要素の端部底壁を通って前記被設置部
    にねじ込まれるねじの直径よりも、このねじが通る前記
    端部底壁のねじ通孔を大径とするか、又は前記ねじ通孔
    を前記長手方向に延びる長孔として、前記間隙の範囲内
    での前記架台要素の移動を許したことを特徴とする請求
    項1に記載の太陽光発電装置。
  3. 【請求項3】 前記継手の底板部に設けられるねじ通孔
    を前記長手方向に延びる長孔で形成したことを特徴とす
    る請求項2に記載の太陽光発電装置。
  4. 【請求項4】 前記継手が、前記架台要素の端部底壁内
    面に接する底板部と、この底板部の両縁から折り曲げら
    れて前記架台要素の端部側壁内面に接する側板部とを有
    し、前記要素間間隙を設けるためのスペーサ部材が施工
    時に取外し可能にセットされるスペーサ着脱部を、前記
    要素間間隙に露出させて前記両側板部に夫々設けたこと
    を特徴とする請求項1〜3の内のいずれか1項に記載の
    太陽光発電装置。
  5. 【請求項5】 前記スペーサ着脱部をプラスねじ回しの
    軸部が取外し可能にセットされる大きさの孔又は切欠き
    溝で形成したことを特徴とする請求項4に記載の太陽光
    発電装置。
  6. 【請求項6】 前記各架台要素がその長手方向に貫通す
    る内側空間部を有し、この空間部に前記継手を嵌入して
    前記長手方向に隣接する架台要素の端部間にわたって前
    記継手が内装されるとともに、前記内側空間部への前記
    継手の嵌入部と前記内側空間部を形取る前記架台要素の
    壁とを、前記継手の幅方向及び高さ方向に前記架台要素
    が位置規制されるように接触させたことを特徴とする請
    求項1に記載の太陽光発電装置。
  7. 【請求項7】 前記継手の長手方向中央部に、前記要素
    間間隙を形成するスペーサ凸部を設けたことを特徴とす
    る請求項6に記載の太陽光発電装置。
  8. 【請求項8】 前記スペーサ凸部が前記継手にねじ込ま
    れたねじであることを特徴とする請求項7に記載の太陽
    光発電装置。
  9. 【請求項9】 前記継手の長手方向中央部表面に前記要
    素間間隙に対応する表示を設けたことを特徴とする請求
    項7又は8に記載の太陽光発電装置。
  10. 【請求項10】 前記架台要素が外表面にメッキ層を有
    するとともに前記内側空間部に金属地肌を露出させた金
    属製であるとともに、前記継手が外表面に金属地肌を露
    出させた金属製であって、前記内側空間部において前記
    架台要素と継手との金属地肌同士を接触させたことを特
    徴とする請求項6〜9の内のいずれか1項に記載の太陽
    光発電装置。
  11. 【請求項11】 前記内側空間部がホロー部によって形
    成されたメッキ層付きのアルミニューム合金製型材で前
    記架台要素を形成するとともに、メッキ処理が施されて
    いないアルミニューム合金製型材で前記継手を形成した
    ことを特徴とする請求項10に記載の太陽光発電装置。
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