JP2014031690A - Support frame and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋根上に太陽電池設備を固定する支持架台およびその支持架台を用いた太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a support frame for fixing a solar cell facility on a roof and a solar cell module using the support frame.
太陽電池等の設備を建造物の屋根上に設置する場合、これらの設備を固定するための支持架台、および縦ラックを予め屋根上に取り付ける。支持架台の取り付けにおいては、屋根上に設置する設備の質量や設置する地域の風圧、地震などに耐えうる強度の確保が重要課題であり、この課題に配慮した種々の方法が実用化されている。 When installing facilities such as solar cells on the roof of a building, a support frame for fixing these facilities and a vertical rack are previously mounted on the roof. In mounting the support frame, securing the strength to withstand the mass of the equipment installed on the roof, the wind pressure in the area where it is installed, earthquakes, etc. is an important issue, and various methods that take this issue into consideration have been put into practical use. .
例えば、特許文献1では、瓦葺き屋根材への太陽電池取付施工時に、野地板の上にタルキに固定する為のベース合板や瓦との段差を合わせるスペーサー合板を配置し、その上に支持架台を取り付け、瓦と瓦の間から支持架台を出す。その後、数点の支持架台にて縦ラックを支持架台上面で支持して固定する技術が開示されている。
For example, in
しかしながら、上記の固定方法では、反り屋根(照り屋根)や起り屋根など、屋根自体が湾曲している場合、太陽電池モジュールの架台構造の一部を形成する支持架台と縦ラックに隙間が生じるため、支持架台によって縦ラックを固定することができない領域が生じやすくなる。そうすると、縦ラックの支持点数が確保できないため、積雪荷重や風圧荷重に対する十分な強度を確保しにくくなる。 However, in the above fixing method, when the roof itself is curved, such as a warped roof (lighted roof) or a raised roof, a gap is generated between the support frame and the vertical rack that form a part of the frame structure of the solar cell module. An area in which the vertical rack cannot be fixed by the support frame tends to occur. If it does so, since the number of supporting points of a vertical rack cannot be ensured, it will become difficult to ensure sufficient intensity with respect to a snow load or a wind pressure load.
また、屋根自体が湾曲している場合や、屋根自体が十分な平面度で形成されていない場合、支持架台の上面の傾斜や高さが支持架台ごとにばらつくことになるため、支持架台に局所的に荷重が掛かり、支持架台が変形するおそれがある。 In addition, if the roof itself is curved or if the roof itself is not formed with sufficient flatness, the slope and height of the upper surface of the support frame will vary from one support frame to another, so that the support frame is locally Load is applied, and the support frame may be deformed.
本発明は、上記に鑑みて提案されたものであって、反り屋根(照り屋根)や起り屋根など、屋根自体が湾曲している場合であっても、局所的に荷重が掛かるのを抑えるとともに、十分な支持点数の確保による強度の確保を図ることのできる支持架台を得ることを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above, and even when the roof itself is curved, such as a warped roof (lighted roof) or a raised roof, it is possible to suppress a local load from being applied. It is an object of the present invention to provide a support frame that can ensure strength by securing a sufficient number of support points.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋根の傾斜方向に沿って延びるように設けられるラックを複数箇所で屋根から支持する支持架台であって、屋根に固定される基礎金具と、基礎金具とラックとの間に設けられて、基礎金具とラックとを連結させる高さ増し金具と、を備え、基礎金具は、屋根に固定される屋根固定部と、ラックの延びる方向と略垂直な方向となる幅方向の両側からラックを挟んで保持可能とされた基礎保持部と、を有し、高さ増し金具は、ラックを幅方向の両側から挟んで保持可能とされた高さ増し保持部と、高さ増し保持部に対して屋根側に設けられるとともに基礎保持部に挿入されて基礎保持部に保持可能とされた挿入保持部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a support frame that supports a rack provided so as to extend along an inclination direction of a roof from a roof at a plurality of positions, and is fixed to the roof. A base bracket, and a height increasing bracket that is provided between the base bracket and the rack and connects the base bracket and the rack. The foundation bracket includes a roof fixing portion that is fixed to the roof, and the rack extends. And a base holding portion that can be held by holding the rack from both sides in the width direction that is substantially perpendicular to the direction, and the height-enhancing bracket can hold the rack from both sides in the width direction. A height-increasing holding portion, and an insertion holding portion that is provided on the roof side with respect to the height-increasing holding portion and is inserted into the base holding portion and can be held in the base holding portion. .
本発明によれば、反り屋根(照り屋根)や起り屋根など、屋根自体が湾曲している場合であっても、局所的に荷重が掛かるのを抑えるとともに、十分な支持点数の確保による強度の確保を図ることのできる支持架台を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, even if the roof itself is curved, such as a warped roof (lighted roof) or a raised roof, it is possible to suppress the load locally, and the strength by securing a sufficient number of support points. There is an effect that a support frame that can be secured can be obtained.
以下に、本発明の実施の形態にかかる支持架台および太陽電池モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Below, the support frame and solar cell module concerning embodiment of this invention are demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュール50の概略構成を示す側面図である。太陽電池モジュール50は、支持架台30を用いて太陽電池設備40を屋根上に固定して構成されている。太陽電池設備40は、受光面に太陽光が照射されることで発電する太陽電池パネル(図示せず)を備える一般的なものを用いればよく、その詳細な説明は省略する。
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a
太陽電池モジュール50は、屋根の傾斜方向に沿って延びるように設けられたラック3に対して、太陽電池設備40を固定することで構成される。ラック3は、支持架台30によって屋根から支持される。なお、以下の説明において、屋根の傾斜方向に沿ったラック3の大きさを長さといい、その方向を長さ方向という。また、長さ方向と垂直な方向に沿ったラック3の大きさを幅といい、その方向を幅方向という。
The
支持架台30は、基礎金具1と高さ増し金具2とを備える。図2は、基礎金具1の正面図、側面図、および上面図である。基礎金具1は、屋根のタルキ等に基礎金具1を固定するための屋根固定部16が設けられている。屋根固定部16には、タルキ等にビス止め等するための穴13が形成されている。屋根固定部16は、屋根材としての瓦6の隙間から突出するように側面視において段差を有する形状となっている。
The
屋根固定部16のうち瓦6の隙間から突出する端部には、基礎保持部17が設けられる。基礎保持部17は、互いに対向する一対の基礎壁部11と基礎壁部11の下端同士を結ぶ基礎底部15とを有して断面コ字状に形成される。
A
基礎壁部11は、内側面同士の間隔X1がラック3の幅X4(図4も参照)と略等しく形成されており、基礎壁部11の間にラック3を挟んで保持可能となっている。基礎壁部11には、ラック3の幅方向に沿ってボルトを挿入可能な基礎側貫通穴12が形成されている。基礎側貫通穴12は、互いに対向する位置に形成される。
The
図3は、高さ増し金具2の正面図および側面図である。高さ増し金具2は、高さ増し保持部25と挿入保持部26とを有して構成される。高さ増し保持部25は、互いに対向する一対の高さ増し壁部24と、高さ増し壁部24の下端同士を結ぶ高さ増し底部27とを有して断面コ字状に形成される。
FIG. 3 is a front view and a side view of the height-increasing
高さ増し壁部24は、内側面同士の間隔X3がラック3の幅X4(図4も参照)と略等しく形成されており、高さ増し壁部24の間にラック3を挟んで保持可能となっている。高さ増し壁部24には、ラック3の幅方向に沿ってボルトを挿入可能な高さ増し側貫通穴22が形成されている。高さ増し側貫通穴22は、互いに対向する位置に形成される。
The height-increasing
挿入保持部26は、高さ増し底部27の下面から突出形成されて互いに対向する一対の挿入壁部23と、挿入壁部23の下端同士を結ぶ挿入底部28を有して断面コ字状に形成されている。挿入壁部23は、外側面同士の間隔X2がラック3の幅X4(図4も参照)と略等しくなるように形成されており、基礎金具1の基礎壁部11の間に挿入可能となっている。
The
また、挿入壁部23には、ラック3の幅方向に沿ってボルトを挿入可能な挿入側貫通穴21が形成されている。挿入側貫通穴21は、挿入底部28から高さ増し底部27に向かう方向に延びる長穴として形成されている。挿入側貫通穴21は、互いに対向する位置に形成されている。
Further, the
図4は、ラック3の正面図および側面図である。ラック3は、正面視において略方形形状を呈しており、その天面33に太陽電池設備40が固定される。ラック3の側壁32には、ラック3の幅方向に沿ってボルトを挿入可能なラック側貫通孔31が形成されている。ラック側貫通孔31は、ラック3の長さ方向に沿って延びる長穴として形成されている。ラック側貫通孔31は、互いに対向する位置に形成されている。
FIG. 4 is a front view and a side view of the
図5は、支持架台30と支持架台30に連結されたラック3の正面図である。図6は、支持架台30と支持架台30に連結されたラック3の側面図である。図5に示すように、基礎金具1と高さ増し金具2とを連結させることで支持架台30とし、高さ増し金具2の高さ増し保持部25にラック3を保持させることができる。基礎金具1と高さ増し金具2とは、高さ増し金具2の挿入保持部26を基礎金具1の基礎保持部17に挿入させた状態で、基礎側貫通穴12と挿入側貫通穴21とに貫通させたボルト9とナット10とで連結される。
FIG. 5 is a front view of the
また、高さ増し金具2とラック3とは、ラック3を高さ増し保持部25に挿入させた状態で、ラック側貫通孔31と高さ増し側貫通穴22とに貫通させたボルト39とナット41とで連結される。なお、各金具同士の連結に用いるボルトは、図5において基礎金具1と高さ増し金具2との連結に用いたように、両側の貫通穴12,21を貫通する一本のボルト9であってもよいし、ラック3と高さ増し金具2との連結に用いたように、両側の貫通穴22,31のそれぞれに貫通する2本のボルト39であってもよい。
Further, the height-increasing
また、図示は省略するが、基礎金具1の基礎保持部17にラック3を挿入させれば、高さ増し金具2を省略して基礎金具1とラック3とを直接連結させることができる。すなわち、高さ増し金具2を用いずに支持架台30を構成することができる。このように、高さ増し金具2の有無を選択することで、屋根とラック3との距離に合わせて支持架台30の高さを調整することができる。
Although illustration is omitted, if the
ここで、高さ増し金具2の挿入保持部26に形成された挿入側貫通穴21は長穴であるので、基礎保持部17への挿入保持部26の挿入深さを調整することが可能となっている。これにより、支持架台30の高さをより細かく調整することが可能となる。また、図5に示すように、挿入底部28と基礎底部15との間に高さ調整金具7を介在させることで、挿入保持部26の挿入深さを安定させることができる。
Here, since the insertion side through
図7は、高さ調整金具7の平面図および正面図である。高さ調整金具7は、厚み2mm程度の板状形状を呈しており、その表裏に両面テープ72を貼り付けて構成される。高さ調整金具7としては、例えば金属板が用いられる。また、高さ調整金具7は、両面テープ72によって、基礎底部15と挿入底部28とに接着される。なお、両面テープ72に代えて接着剤を用いても構わない。
FIG. 7 is a plan view and a front view of the
図8は、支持架台30が固定される屋根の例としての反り屋根4を示す図である。反り屋根4は、屋根面が傾斜方向に沿って凹形状となっている。なお、図1では、支持架台30を反り屋根4に固定した例を示している。図1に示すように、反り屋根4にラック3を設置する場合、ラック3の端部と中間部分とで屋根面との距離に違いが生じる。本実施の形態1では、高さ増し金具2の有無によって支持架台30の高さを調整することができる。したがって、高さ増し金具2を用いて支持架台30を高くすることで、屋根面との距離が大きくなるラック3の中間部分も支持することができる。これにより、十分な支持点数の確保による強度の確保を図ることができる。
FIG. 8 is a view showing a
図9は、反り屋根4に支持架台30を用いてラック3を支持する他の例を示す図である。反り屋根4の反りが急である場合や、長さのあるラック3を用いた場合には、ラック3の端部でも屋根面との間にある程度の距離を空けなければ、ラック3の端部が屋根面に干渉してしまう。このような場合には、図9に示すように、ラック3の端部を支持する支持架台30にも高さ増し金具2を用いるとともに、中間部分を支持する支持架台30にはそれよりも多くの高さ増し金具2を用いることで、ラック3の端部と屋根面との干渉を抑えつつ、支持点数の確保を図ることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example in which the
図10は、支持架台30が固定される屋根の例としての起り屋根5を示す図である。起り屋根5は、屋根面が傾斜方向に沿って凸形状となっている。図11は、起り屋根5に支持架台30を用いてラック3を支持した例を示す図である。起り屋根5では、図10に示すように、ラック3の端部で屋根面との距離が大きくなる。そこで、ラック3の端部を支持する支持架台30に高さ増し金具2を用いることで、中間部分を支持する支持架台30よりも高さを大きくしている。
FIG. 10 is a diagram illustrating the rising
なお、支持架台30は、屋根に固定されるため、屋根の反りや起りに合わせて取付角度が変化する。一方、本実施の形態1では、高さ増し金具2または基礎金具1とラック3とが、ラック3の幅方向に沿って挿入されるボルトによって連結されるので、図6に示すように高さ増し金具2または基礎金具1とラック3との連結角度を変化させることができる。
In addition, since the
したがって、屋根の反りや起りに合わせて、高さ増し金具2または基礎金具1とラック3との連結角度を調整することで、支持架台30に局所的に荷重が掛かるのを抑えて、支持架台30の変形を抑えることができる。なお、高さ増し金具2または基礎金具1とラック3との連結角度は、±30°程度の自由度が確保できればほとんどの反り屋根4、起り屋根5に対応可能となる。
Accordingly, by adjusting the connection angle between the height-added
また、屋根形状が平面の場合においても、十分な平面度で形成されておらず、実際は屋根面の高さが均一ではない場合がある。このような場合、不陸整正の必要があるが、高さ増し金具2または基礎金具1とラック3との連結角度を調整可能にしたことで、不陸の整正が不要となる。
Further, even when the roof shape is flat, it is not formed with sufficient flatness, and the height of the roof surface may not be uniform in practice. In such a case, it is necessary to correct the unevenness. However, since the connection angle between the height-increasing
なお、本実施の形態1では、挿入側貫通穴21を長穴として、支持架台30の高さの微調整を可能としているが、高さ増し側貫通穴22を長穴として、支持架台30の高さの微調整を可能としてもよい。この場合には、高さ増し底部27とラック3の底面との間に高さ調整金具7を介在させてもよい。
In the first embodiment, the insertion side through
図12は、変形例としての基礎金具1を示す正面図、側面図、および上面図である。図12に示すように、フラット屋根用の基礎金具1を用いて支持架台30を構成すれば、シングル葺き屋根材や金属葺き屋根材にも適用可能となる。
FIG. 12 is a front view, a side view, and a top view showing a foundation metal fitting 1 as a modification. As shown in FIG. 12, if the
以上のように、本発明にかかる支持架台は、太陽電池設備を屋根上に固定するのに有用であり、特に、反り屋根や起り屋根に太陽電池設備を固定するのに適している。 As described above, the support frame according to the present invention is useful for fixing the solar cell facility on the roof, and is particularly suitable for fixing the solar cell facility to a warped roof or a raised roof.
1 基礎金具、2 高さ増し金具、3 ラック、4 反り屋根、5 起り屋根、6 瓦、7 高さ調整金具、9 ボルト、10 ナット、11 基礎壁部、12 基礎側貫通穴、13 穴、15 基礎底部、16 屋根固定部、17 基礎保持部、21 挿入側貫通穴、22 高さ増し側貫通穴、23 挿入壁部、24 高さ増し壁部、25 高さ増し保持部、26 挿入保持部、27 高さ増し底部、28 挿入底部、30 支持架台、31 ラック側貫通孔、32 側壁、33 天面、39 ボルト、40 太陽電池設備、41 ナット、50 太陽電池モジュール、72 両面テープ、X1,X2,X3 間隔、X4 幅。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記屋根に固定される基礎金具と、
前記基礎金具と前記ラックとの間に設けられて、前記基礎金具と前記ラックとを連結させる高さ増し金具と、を備え、
前記基礎金具は、前記屋根に固定される屋根固定部と、前記ラックの延びる方向と略垂直な方向となる幅方向の両側から前記ラックを挟んで保持可能とされた基礎保持部と、を有し、
前記高さ増し金具は、前記ラックを幅方向の両側から挟んで保持可能とされた高さ増し保持部と、前記高さ増し保持部に対して前記屋根側に設けられるとともに前記基礎保持部に挿入されて前記基礎保持部に保持可能とされた挿入保持部と、を有することを特徴とする支持架台。 A support frame for supporting a rack provided so as to extend along the inclination direction of the roof from the roof at a plurality of locations,
A foundation fitting fixed to the roof;
A height-increasing metal fitting provided between the base metal fitting and the rack and connecting the base metal fitting and the rack;
The foundation metal fitting includes a roof fixing portion that is fixed to the roof, and a foundation holding portion that is capable of holding the rack from both sides in a width direction that is substantially perpendicular to a direction in which the rack extends. And
The height-increasing metal fitting is provided on the roof side with respect to the height-increasing holding portion, and is provided on the roof side with respect to the height-increasing holding portion, and can be held by holding the rack from both sides in the width direction. An insertion holding portion that is inserted into and can be held by the foundation holding portion.
前記基礎壁部の内側面同士の間隔は、前記ラックの幅と略等しく形成され、
前記高さ増し保持部は、互いに対向する一対の高さ増し壁部と前記高さ増し壁部の下端同士を結ぶ高さ増し底部とを有して断面コ字状に形成され、
前記高さ増し壁部の内側面同士の間隔は、前記ラックの幅と略等しく形成され、
前記挿入保持部は、前記高さ増し底部の下面から突出形成されて互いに対向する一対の挿入壁部を有しており、
前記挿入壁部の外側面同士の間隔は、前記ラックの幅と略等しく形成されることを特徴とする請求項1に記載の支持架台。 The foundation holding part has a pair of foundation wall parts facing each other and a foundation bottom part connecting the lower ends of the foundation wall parts, and is formed in a U-shaped cross section,
The interval between the inner side surfaces of the foundation wall is formed substantially equal to the width of the rack,
The height increasing holding portion has a pair of height increasing wall portions facing each other and a height increasing bottom portion connecting the lower ends of the height increasing wall portions, and is formed in a U-shaped cross section.
The interval between the inner side surfaces of the height-increased wall portion is formed substantially equal to the width of the rack,
The insertion holding portion has a pair of insertion wall portions that are formed to protrude from the lower surface of the increased bottom portion and face each other,
The support frame according to claim 1, wherein an interval between outer surfaces of the insertion wall portion is formed substantially equal to a width of the rack.
前記挿入保持部が前記基礎保持部に挿入された状態で、前記基礎底部と前記挿入底部との間に設けられる高さ調整金具をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の支持架台。 The insertion holding part further has an insertion bottom part connecting the lower ends of the insertion wall part and is formed in a U-shaped cross section,
The support frame according to claim 2, further comprising a height adjustment fitting provided between the base bottom portion and the insertion bottom portion in a state where the insertion holding portion is inserted into the base holding portion.
前記高さ増し壁部には、前記ラックの幅方向に沿ってボルトを挿入可能な高さ増し側貫通穴が形成され、
前記挿入壁部には、前記ラックの幅方向に沿ってボルトを挿入可能な挿入側貫通穴が形成され、
前記ラックと前記基礎金具とは、前記基礎側貫通穴に貫通させたボルトで連結可能とされ、
前記ラックと前記高さ増し金具とは、前記高さ増し側貫通穴に貫通させたボルトで連結可能とされ、
前記基礎金具と前記高さ増し金具とは、前記基礎側貫通穴と前記挿入側貫通穴とに貫通させたボルトで連結可能とされることを特徴とする請求項2または3に記載の支持架台。 A foundation side through hole into which a bolt can be inserted along the width direction of the rack is formed in the foundation wall portion,
The height increasing wall portion is formed with a height increasing side through hole into which a bolt can be inserted along the width direction of the rack,
The insertion wall is formed with an insertion side through hole into which a bolt can be inserted along the width direction of the rack.
The rack and the foundation metal fitting are connectable with a bolt that penetrates the foundation side through hole,
The rack and the height-enhanced metal fitting can be connected with a bolt penetrating the height-increased side through hole,
4. The support frame according to claim 2, wherein the base metal fitting and the height-enhanced metal fitting can be connected by a bolt that passes through the base side through hole and the insertion side through hole. .
前記支持架台を介して保持された太陽電池パネルと、を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。 A support frame according to any one of claims 1 to 5,
And a solar cell panel held via the support frame.
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