JP2014148822A - 折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折板屋根に対し、支柱を含む架台を介して太陽電池アレイを設置するための据付装置として、架台としての構体強度ならびに折板屋根に対する取付強度を充分に確保でき、折板屋根側の負荷による変形や破損、据付部分からの雨漏り、太陽電池アレイの撓み変形等を確実に防止でき、且つ施工容易なものを提供する。
【解決手段】太陽電池アレイ１０を支承する架台フレーム１と、折板屋根２の山部２１に跨嵌する長枠状の据付ベース３と、この据付ベース３上に立設されて架台フレーム１を支持する複数本の支柱４Ａ，４Ｂと、各支柱４Ａ，４Ｂの根元部を据付ベース３に連結する連結金具５とを備える。据付ベース３は、山部２１両側の傾斜側板部２３，２３に被さる両側の裾板部３２，３２において、傾斜側板部２３，２３にねじ止めされ、両裾板部３２，３２上にねじ止め部分を覆うカバー板６が装着されてなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、工場建屋や倉庫、体育館等の折板屋根上に太陽電池アレイを支柱を含む架台を介して設置するための据付装置に関する。

近年、環境保護、省資源、ＣＯ₂ 削減等の観点から、太陽電池パネルを用いて発電する太陽光発電システムが急速に普及しつつある。これに伴い、太陽電池パネルを既存の建造物の種々の部位、例えばビルの屋上、家屋の屋根、ベランダ、手摺り等に設置することも一般化しているが、比較的に大きな設置面積を確保できる部位として、工場建屋や倉庫、体育館等の低平な大型建物に多用される折板屋根が注目されている。この折板屋根は、一般的に金属板を断面台形の谷山が一定ピッチで連続する形に曲成したものであり、雨水を流下させるために折筋に沿って緩い勾配を持つが、谷山の高さが揃って全体的に広く平坦な設置面を構成することで、複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池アレイのような大型の太陽電池パネルを設置するのに適している。

このような折板屋根に対する太陽電池パネルの据付形態は、太陽電池パネルを屋根面に沿って配置させるフラット配置型と、架台を介して太陽電池パ７ルを所定の傾斜状態で配置させる傾斜型とに大別される。しかして、傾斜配置型では、その傾斜角度によって高い受光効率（発電効率）が得られるように設定できるが、パネル全体に風圧を受け易く且つ地震等で揺れ易い形になるため、架台としての構体強度ならびに折板屋根に対する取付強度を充分に確保すると共に、折板屋根側の負荷による変形や破損、据付部分からの雨漏り等を防止する必要がある。

従来、上記傾斜配置型における架台の簡単な据付方式として、該架台の支柱を折板屋根の山部上に載置し、一対のくの字形に曲折した帯板状の取付金具を該支柱の根元部の左右両側の各側面と該山部の左右両側の各傾斜面とにわたって当接し、両取付金具を支柱側及び折板屋根側にビス止めする方式が知られる。しかるに、このような据付方式では、折板屋根に対する支柱根元部の取付強度が弱いため、太陽電池アレイのように太陽電池パネルのサイズが大きくなると、強風時の大きな風圧や地震による大きな振動が加わった際、取付金具のビス止め部が外れたり、支柱が傾いたり、折板屋根側の変形や破損を生じたりする虞れがあると共に、ビス止め部分から雨水が屋内に浸入する懸念もあり、また折板屋根の山部における支柱立設部位に太陽電池パネル及び架台の重量負荷が集中し、該山部が凹むような変形を生じ易いという問題もあった。

一方、他の据付方式として、折板屋根の所要ピッチ分毎に離間した複数の各山部に沿って配置する複数の角筒状のレールと、これらレール間にわたって載置するアルミニウム製で断面直角三角形の横長の筒形フレームとを、該山部にボルト止めすると共に、その筒形フレームの傾斜面に横長帯板状の太陽電池モジュールを取り付ける方式（特許文献１）や、折板屋根の山部の複数箇所に、上面に取付ボルトを溶接にて突設したコ字枠状の固定ベース（固定金具）を跨嵌させ、その両側板に外側から螺挿したボルトの先端を該山部の両側傾斜面に設けた係合凹部に押接して固定し、これら固定ベース上に前記取付ボルトとナットによって左右一対の支持バーを架設固定し、両支持バーの前端に設けた前側支持部と後端に立設した支柱部の上端に設けた後側支持部との間に、太陽電池本体（太陽電池パネル）を傾斜状態に取り付ける方式（特許文献２）等が提案されている。

特開２００１−９０２７４号公報 特開２００１−３０３７２４号公報

しかしながら、前記提案に係る前者の据付方式では、折板屋根に対する架台の取付強度は充分に確保できるが、太陽電池パネルを取り付ける横長の筒形フレームが製造及び材料コスト面より大型化しにくいため、該太陽電池パネルの傾斜方向のサイズが大きい場合には適用困難であり、太陽電池モジュールとして横長のパネルを一枚ずつ横並びにするような配置形態に限定され、またレール及び筒形フレームをボルト止めする際、折板屋根の下側（屋根裏側）からボルトを外側へ突出させる操作を要して作業性が悪く、屋根裏側の構造によっては作業できない可能性もある上、そのボルト止め部分にパッキンを介在させても雨水の浸入を完全には防止できないという難点があった。一方、前記提案に係る後者の据付方式では、折板屋根に対する架台の取付強度は確保できるが、適用する折板屋根が山部の両側傾斜面に係合凹部を有するものに限られることに加え、太陽電池パネル自体を前後両端縁で支持する構造であるため、架台としての構体強度が不充分で風圧や振動に弱い上、該太陽電池パネルの傾斜方向のサイズが大きい場合に、自重で撓んで太陽電池が損傷したり発電効率の低下に繋がる懸念もあった。

本発明は、上述の事情に鑑みて、折板屋根上に太陽電池アレイを支柱を含む架台を介して高い受光効率が得られる傾斜角度で設置するための据付装置として、架台としての構体強度ならびに折板屋根に対する取付強度を充分に確保できると共に、折板屋根側の負荷による変形や破損、据付部分からの雨漏り、太陽電池アレイの撓み変形等を確実に防止でき、且つ施工容易なものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置は、複数本の縦桟１１と横桟１２が格子状に連結された架台フレーム１と、該架台フレーム１に支承される太陽電池アレイ１０と、折板屋根２の山部２１に沿って跨嵌する長枠状の据付ベース３と、この据付ベース３上に立設されて架台フレーム１を少なくとも前後両側及び左右両側で支持する複数本の支柱４Ａ，４Ｂと、各支柱４Ａ，４Ｂの根元部を据付ベース３に連結する連結金具５とを備え、据付ベース３は、山部２１両側の傾斜側板部２３，２３に被さる両側の裾板部３２，３２において、該傾斜側板部２３，２３にねじ止めされると共に、両裾板部３２，３２上にねじ止め部分を覆うカバー板６が装着されてなる構成としている。

請求項２の発明は、上記請求項１折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、据付ベース３の各裾板部３２におけるねじ止め部分の下面側と、折板屋根２の傾斜側板部２３表面との間にシール材７が介挿されてなる構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、据付ベース３及びカバー板６がアルミ型材からなり、据付ベース３にカバー板６の上下縁部（屈曲上縁部６１、係止突縁部６３）を係止する上下の係止部（下向き係止片３３、係止突縁部３４）が形成されてなる構成としている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、据付ベース３は、折板屋根２の山部２１に沿って該山部２１上に載る角筒部３１を有し、この角筒部３１の両側下部から裾板部３２，３２が張出してなり、連結金具５は、角筒部３１に跨嵌してボルト止めされる基枠部５１と、該基枠部５１上に連設されて支柱４Ａ，４Ｂの根元部にボルト止めする支柱受け部５２とを有してなる構成としている。

請求項５の発明は、上記請求項５の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、据付ベース３の角筒部３１の上部側３１ａが幅広に形成され、連結金具５の基枠部５１が該角筒部３１の幅広の上部側３１ａを上方離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持する形状を備えてなる構成としている。

請求項６の発明は、上記請求項の１〜５のいずれかの折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、架台フレーム１における前後及び左右に隣接した４本の支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂ位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置と、４本の各支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂの根元部との間にブレース８Ａ，８Ｂが架設されてなる構成としている。

請求項７の発明は、上記請求項６の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置において、各ブレース８Ａ，８Ｂの上下端部が、架台フレーム１に組み付けられた円筒状の上側ブレース取付桟１３と、支柱４Ａ，４Ａ及び４Ｂ，４Ｂの根元部間に架設された円筒状の下側ブレース取付桟１４，１４とに、各々枢支金具９を介して枢着されてなる構成としている。

次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置では、折板屋根２の山部２１に沿って長枠状の据付ベース３が跨嵌し、その両側の裾板部３２，３２で該山筋２１両側の傾斜側板部２３，２３にねじ止めされ、架台フレーム１を少なくとも前後両側及び左右両側で支持する複数本の支柱４Ａ，４Ｂが各々連結金具５を介して該据付ベース３上に立設されている。従って、架台としての根元側を含む構体強度ならびに折板屋根２に対する取付強度が大きく、太陽電池アレイ１０としてパネルサイズが大きくても強風時の風圧や地震の振動に充分に耐えることができる上、太陽電池アレイ１０自体も架台フレーム１に支持されていることで自重による撓みを生じず、太陽電池としての優れた耐久性及び発電効率を持つ。また、太陽電池アレイ１０を含む架台部全体の重量負荷は、各支柱４Ａ，４Ｂから長枠状の据付ベース３によって広面積に分散して折板屋根２の山部２１に加わるから、該山部２１の局所への負荷集中による変形や破損が回避される。一方、据付ベース３は各裾板部３２が折板屋根２の該山筋２１の傾斜側板部２３に長手方向複数箇所でねじ止めされているが、その裾板部３２上にねじ止め部分を覆うカバー板６が装着されているため、ねじ止め部分からの雨水の浸入が防止される。更に、この据付装置では、その据付工事において折板屋根２の下側からの操作が不要であり、屋根裏側の構造に左右されずに容易に作業を行える。

請求項２の発明によれば、据付ベース３の各裾板部３２におけるねじ止め部分の下面側と、折板屋根２の傾斜側板部２３表面との間にシール材７が介挿されているから、該ねじ止め部分からの雨水の浸入をより確実に防止できる。

請求項３の発明によれば、据付ベース３にカバー板６の上下縁部（屈曲上縁部６１、係止突縁部６３）を係止する上下の係止部（下向き係止片３３、係止突縁部３４）が形成されているから、該据付ベース３に対してカバー板６を一端側から長手方向に沿ってスライドさせる形で容易に装着できると共に、該据付ベース３及びカバー板６がアルミ型材からなるため、上記のスライド装着を可能とする断面形状のものを安価に量産できる。

請求項４の発明によれば、据付ベース３は、折板屋根２の山部２１に載る部分が角筒部３１をなして高剛性であり、この角筒部３１に連結金具５が跨嵌してボルト止めされているため、支柱４Ａ，４Ｂに加わる重量負荷を該角筒部３１の全体で受け止め、その下面全体から折板屋根２の山部２１へ均等に伝達でき、もって該山部２１の局所的な負荷集中による変形や破損をより確実に回避できる。

請求項５の発明によれば、連結金具５の基枠部５１が据付ベース３の角筒部３１における幅広の上部側３１ａを上方離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持する形状であるから、据付作業に際し、据付ベース３に予め連結金具５を装着した状態で取り扱うことができ、その装着状態で据付ベース３を折板屋根２にねじ止め後、支柱４Ａ，４Ｂの位置に応じて該連結金具５を据付ベース３上で摺動させて適正位置に調整できる

請求項６の発明によれば、架台フレーム１における前後及び左右に隣接した４本の支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂ位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置と、４本の各支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂの根元部との間にブレース８Ａ，８Ｂが架設されているから、架台構体が非常に高強度のトラス構造になり、強風に晒され易い場所でも大きな支持強度及び耐風圧強度を確保できる。また、ブレース８Ａ，８Ｂが上端側で架台フレーム１の上記矩形内の中央寄り位置を支承しているから、その中央寄り位置における該架台フレーム１の撓み変形が防止されると共に、ブレース８Ａ，８Ｂに加わる荷重の負荷が支柱４Ａ，４Ｂの根元側で受け止められ、該負荷が支柱４Ａ，４Ｂに対する曲げ力として作用しにくいため、支柱４Ａ，４Ｂが細くても充分な耐久性を確保できる。

請求項７の発明によれば、各ブレース８Ａ，８Ｂの上下端部が、架台フレーム１に組み付けられた円筒状の上側ブレース取付桟１３と、支柱４Ａ，４Ａ及び４Ｂ，４Ｂの根元部間に架設された円筒状の下側ブレース取付桟１４，１４とに、各々枢支金具９を介して枢着されるから、該ブレース８Ａ，８Ｂの傾斜角度及び傾斜方向が種々異なっていても、同じ枢支金具９を用いてブレース取付桟１３，１４に対する嵌合位置と回転姿勢を調整することで対応でき、もって太陽電池アレイ１０の全体サイズの違いにも共通部材を使用して材料コストを低減し得ると共に、同じ操作手順で該ブレース８Ａ，８Ｂを止着できるので施工作業も容易になる。

本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの据付装置の側面図である。 同据付装置の背面図である。 同据付装置の前部側の縦断側面図である。 同据付装置の折板屋根に対する据付ベースの装着部分を拡大して示す縦断正面図である。 （ａ）は同据付装置の後部側上部の縦断側面図，（ｂ）は（ａ）の仮想線円の拡大図である。 同据付装置の架台フレームにおけるブレースの上端側とブレース取付桟との結合部を示す縦断側面図である。 同据付装置の架台フレームにおける縦桟とブレース取付桟との結合部を示す縦断側面図である。 同据付装置におけるブレースの上端側とブレース取付桟との結合構造を示す展開斜視図である。

以下に、本発明に係る折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１及び図２に示す太陽電池アレイの据付装置は、山部２１と谷部２２とが交互に一定ピッチで連続する金属製の折板屋根２上に、太陽電池アレイ１０を前後方向に傾斜状態で据え付けるものであり、該太陽電池アレイ１０を支承する架台フレーム１と、この架台フレーム１を前部側で支持する複数本の低い支柱４Ａと、同後部側で支持する複数本の高い支柱４Ｂと、各支柱４Ａ，４Ｂに対応して折板屋根２の山部２１に沿って跨嵌する据付ベース３と、各々複数本の前後のブレース８Ａ，８Ｂと、上側及び下側のブレース取付桟１３，１４とを備えている。なお、前後の支柱４Ａ，４Ｂ及びブレース８Ａ，８Ｂは角筒状の中空アルミ型材、上側及び下側のブレース取付桟１３，１４は円筒状の中空アルミ型材からなる。

太陽電池アレイ１０は、左右方向に長い太陽光発電パネルＰを前後の傾斜方向に沿って２枚ずつ、左右方向にも複数枚が並ぶように平面的に配置したものである。また、架台フレーム１は、太陽電池アレイ１０の直下に配置した前後方向に沿う複数本の縦桟１１と、これら縦桟１１を受ける形で下側に配置した左右方向に支柱４Ａ，４Ｂ沿う複数本の横桟１２とが、相互の交叉位置で結合金具１６を介して格子状に結合されてなる。そして、太陽電池アレイ１０の前後２枚の太陽光発電パネルＰからなる矩形単位Ｕ毎に、架台フレーム１を前後左右の４本の支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ、４Ｂで支持する形で、各支柱４Ａ，４Ｂの上端部が架台フレーム１の横桟１２に対して連結金具１２を介して連結固定されると共に、各支柱４Ａ，４Ｂの下端部が連結金具５を介して据付ベース３に取付固定されている。なお、架台フレーム１の縦桟１１及び横桟１２は角筒状の中空アルミ型材からなり、その縦桟１１は前記矩形単位Ｕで左右２本が平行配置し、横桟１２も太陽電池アレイ１０の前後部に２本が平行配置している。また、太陽電池アレイ１０は、前後縁部と、前後の太陽光発電パネルＰ，Ｐ同士の隣接位置において、取付金具１９を介して架台フレーム１の縦桟１１に取り付けられている。

上側ブレース取付桟１３は、太陽電池アレイ１０の前記矩形単位Ｕ毎に、その前後方向中間位置において、架台フレーム１の左右の縦桟１１，１１間にブラケット１７を介して架設されている。また、下側ブレース取付桟１４は、前部側の左右の支柱４Ａ，４Ａの根元部間と、後部側の左右の支柱４Ｂ，４Ｂの根元部間とに、それぞれ同様のブラケット１８を介して架設されている。そして、前後のブレース８Ａ，８Ｂは、上端部が上側ブレース取付桟１３の左右の各端部に、下端側が下側ブレース取付桟１４における支柱４Ａ，４Ｂの近傍に、それぞれ枢支金具９を介して枢着され、太陽電池アレイ１０の前記矩形単位Ｕ毎に計４本が配置している。その前後２本のブレース８Ａ，８Ｂは図１の如く逆Ｖ字形をなし、また上側ブレース取付桟１３の両端部が該矩形単位Ｕにおける左右方向中央寄りに位置するため、図２に示すように前後方向から見て４本がハの字形に配置している。従って、架台フレーム１と、前記矩形単位Ｕ毎に各４本の支柱４Ａ，４Ｂ及びブレース８Ａ，８Ｂとからなる架台構体は、左右及び前後の両方向でトラス構造を構成している。

図３及び図４で示すように、据付ベース３は、横向きの角筒部３１の下端左右両側から裾板部３２，３２が縦断面ハの字形に延出した構造の長枠状をなし、折板屋根２に対し、その山部２１上に角筒部３１が載った状態で、両裾板部３２，３２が該山部２１の両側の傾斜板部２３，２３に被さるように跨嵌し、各裾板部３２において長手方向複数箇所（図では４箇所）でタッピングビスＶにてねじ止めされている。また、角筒部３１の左右両側には下部寄り位置に断面逆Ｌ字形の下向き係止片３３，３３が、各裾板部３２の下縁部には断面くの字形に立ち上がる係止突縁部３４が、それぞれ長手方向全長にわたって連続して突設されている。そして、各裾板部３２上には、カバー板６が、上反りした屈曲上縁部６１を角筒部３１の下向き係止片３３に、下縁側に内向きに突設された係止突縁部６３を当該裾板部３２の係止突縁部３４の上側にそれぞれ係合して嵌装され、ビスＶによる各ねじ止め部分を覆うと共に、下縁部６２が裾板部３２の係止突縁部３４の外側へ張出している。なお、据付ベース３及びカバー板６は共にアルミ型材にて製作されている。

なお、据付ベース３の角筒部３１は、水平隔壁３４によって内部が上下に分画されると共に、該水平隔壁３４の上部側３１ａが幅広に構成されている。また、据付ベース３の各裾板部３２の下面側には、タッピングビスＶによる各ねじ止め部分に対応して浅い凹陥部３２ａが設けてあり、この凹陥部３２ａと折板屋根２の傾斜板部２３の表面との隙間にシール材７が装填され、タッピングビスＶは該シール材７を貫通している。このシール材７としては、タッピングビスＶの貫通部を水密封止し得る粘弾性を有する材料であれば特に制約されないが、例えばＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）スポンジ等の合成ゴム系スポンジが好適である。

据付ベース３に支柱４Ａ，４Ｂを連結する連結金具５は、下向きコ字形をなす下側の基枠部５１と、上向きコ字形をなす上側の支柱受け部３２とが一体化した形態であり、据付ベース３の角筒部３１を基枠部５１で保持して側方から貫通する左右２本のボルトＢとナットＮによって連結すると共に、支柱受け部３２に支柱４Ａ，４Ｂの根元部を嵌合して同様に上下２本のボルトＢとナットＮにて連結することにより、据付ベース３上に支柱４Ａ，４Ｂを立設固定している。そして、基枠部５１の対向する両内側面には各々上下一対の凸条部５１ａ，５１ａが設けてあり、これら凸条部５１ａ，５１ａよりも上位側で据付ベース３の角筒部３１における幅広の上部側３１ａを上方離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持すると共に、ボルトＢを両凸条部５１ａ，５１ａ間の溝部５１ｂに貫通させてナットＮを螺合緊締することにより、両凸条部５１ａ，５１ａが該角筒部３１に押接するようになっている。なお、該連結金具５の基枠部５１の左右両下縁は、据付ベース３の下向き係止片３３の外側に配置している。

一方、支柱４Ａ，４Ｂの上端部を架台フレーム１の縦桟１１に連結する連結金具１５は、前記下端部の連結に用いる連結金具５の上下を逆にしたものに相当し、図３及び図５で示すように、上向きコ字形の上向き抱持枠部１５ａと、下向きコ字形の下向き抱持枠部１５ｂとが一体化しており、下向き抱持枠部１５ｂで支柱４Ａ，４Ｂの上端部を抱持すると共に、上向き抱持枠部１５ａで横桟１２を抱持した状態で、これら抱持位置に側方から貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、該横桟１２と支柱４Ａ，４Ｂとを連結固定している。なお、上向き抱持枠部１５ａによる横桟１２の抱持部では、該横桟１２の内部に角形の鉄鋼製又はアルミ製の補強パイプ４０が挿嵌されており、ボルトＢが該補強パイプ４５を貫通するように設定されている。

また、架台フレーム１の角筒状の縦桟１１及び横桟１２は、上下部が幅広の角枠部１１ａ，１２ａとなり、これによって両側面の中央部に凹陥部１１ｂ，１２ｂを有している。そして、連結金具１５の上向き抱持枠部１５ａは、図５（ｂ）で詳細に示すように、前記連結金具５の基枠部５１と同様に、対向する内側面に一対の凸条部１５１，１５１を備えており、これら凸条部１５１，１５１よりも下位側で角枠部１２ａを上下方向離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持すると共に、前記ボルトＢを両凸条部１５１，１５１間の溝部１５２に貫通してナットＮを螺合緊締することにより、両凸条部１５１，１５１が横桟１２の凹陥部１２ｂに押接するようになっている。なお、横桟１２の両側の凹陥部１２ｂ，１２ｂの各々内面側にも長手方向に沿う一対の凸条１２ｃ，１２ｃが形成されているため、該ナットＮの螺合緊締による締付力が凸条１２ｃ，１２ｃを介して補強パイプ４０に加わるようになっている。

架台フレーム１の縦桟１１と横桟１２とを結合する結合金具１６は、上部材１６Ａと下部材１６Ｂとの２部材にて構成されている。その上部材１６Ａは、平板部１６１の上面側に上向きコ字状の抱持枠部１６２が形成されており、該抱持枠部１６２内に縦桟１１を抱持した状態で、側方から貫通させたボルトＢとナットＮによって該縦桟１１に固定されている。下部材１６Ｂは、傾斜上板部１６３の下面側に一対の挟持片１６４，１６５が垂設されて下向きコ字状の抱持枠部１６６を形成しており、該抱持枠部１６６内に横桟１２を抱持した状態で、側方から貫通させたボルトＢとナットＮによって該縦桟１２に固定されている。そして、上部材１６Ａと下部材１６Ｂとは、前者の平板部１６１に後者の傾斜上板部１６３を接合した状態で、その接合部をボルトＢとナットＮにて連結している。なお、下部材１６Ｂの後部側の挟持片１６５は、縦桟１１の傾斜に対応してくの字状に曲折している。また、結合金具１６の上下部材１６Ａ，１６Ｂの抱持枠部１６２，１６６も、図５（ｂ）で代表して示すように、前記連結金具５，１５と同様に、対向する内側面に上下一対の凸条部１６７，１６７が設けてあり、両凸条部１６７，１６７を縦桟１１及び横桟１２の凹陥部１１ｂ，１２ｂに嵌入することにより、角枠部１１ａ，１２ａを上下方向離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持すると共に、両凸条部１６７，１６７間の溝部１６８で貫通したボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、両凸条部１６７，１６７が縦桟１１及び横桟１２の凹陥部１１ｂ，１２ｂに押接する。

ブレース８Ａ，８Ｂの上下端部をブレース取付桟１３，１４に枢着する枢支金具９は、図３，図６，図８に示すように、円環部９ａから一対のブレース取付片９ｂ，９ｂが外側へ延出した形状であり、円環部９ａにブレース取付桟１３，１４を挿嵌させ、その挿嵌位置で貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、ブレース取付桟１３，１４に枢着すると共に、両ブレース取付片９ｂ，９ｂ間にブレース８Ａ，８Ｂの上端側又は下端側を挟み、その挟み込み位置で貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、ブレース８Ａ，８Ｂの上下端部を枢着している。なお、図９において、Ｈはボルト挿通孔、Ｗはワッシャーを示す。

架台フレーム１の縦桟１１に上側ブレース取付桟１３を架設するブラケット１７は、図７に示すように、該ブレース取付桟１３を挿嵌させる円環部１７１を有するブラケット本体１７Ａと、縦桟１１に固定する縦桟抱持金具１７Ｂとで構成されている。その縦桟抱持金具１７Ｂは、結合金具１６の上部材１６Ａと同様の縦断面形状を有し、上向きコ字状の抱持枠部１７２で縦桟１１を抱持した状態で、その抱持位置に貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、該縦桟１１に固定されている。そして、ブラケット本体１７Ａと縦桟抱持金具１７Ｂとは、両者の接合した平板部１７３，１７４をボルト止めして一体化している。また、支柱４Ａ，４Ａの根元部間ならびに支柱４Ｂ，４Ｂの根元部間に下側ブレース取付桟１４を架設するブラケット１８は、図３で代表して示すように、ブラケット１７のブラケット本体１７Ａと同様の形態であり、円環部１８１に下側ブレース取付桟１４を挿嵌した状態で、その挿嵌位置で該円環部１８１及び支柱４Ａ，４Ｂに貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締して該ブレース取付桟１４を固定すると共に、支柱４Ａ，４Ｂの側面に当接した平板部１８２で貫通させたボルトＢにナットＮを螺合緊締して当該支柱４Ａ，４Ｂに固着されている。

太陽電池アレイ１０を架台フレーム１の縦桟１１に取り付ける取付金具１９は、図３及び図５に示すように、結合金具１６の上部材１６Ａと同様の縦断面形状を有する抱持枠部１９ａと、この抱持枠部１９ａ上に配置したスペーサー１９ｂと、Ｕ字形係止片１９ｃとで構成されている。そして、この取付金具１９では、抱持枠部１９ａで架台フレーム１の縦桟１１を上方から抱持してボルト止めすると共に、スペーサー１９ｂを前後方向で隣接する太陽光発電パネルＰ，Ｐの周枠Ｆ，Ｆ間、太陽電池アレイ１０の前後端縁では該周枠と外側の当板１９ｄとの間に配置させ、Ｕ字形係止片１９ｃの張出した両端部を周枠Ｆ，Ｆの上面又は該周枠と当板の上面に係止し、抱持枠部１９ａ及び縦桟１１と該Ｕ字形係止片１９ｃを下方から貫通するボルトＢにナットＮを螺合緊締することにより、縦桟１１に各太陽光発電パネルＰを固定している。

なお、連結金具５，１５、枢支金具９、結合金具１６の上下部材１６Ａ，１６Ｂ、ブラケット１７のブラケット本体１７Ａ及び縦桟抱持金具１７Ｂ、ブラケット１８、取付金具１９の抱持枠部１９ａ及びＵ字形係止片１９ｃは、いずれもアルミ型材の切断短材からなる。そして、これらアルミ型材ならびに既述の中空アルミ型材は、アルミニウム及びアルミニウム合金からなるものを包含する。

上記構成の太陽電池アレイの据付装置では、折板屋根２の山部２１に沿って長枠状の据付ベース３が跨嵌し、その両側の裾板部３２，３２で該山筋２１両側の傾斜側板部２３，２３にねじ止めされ、架台フレーム１を前後両側及び左右両側で支持する支柱４Ａ，４Ｂが各々連結金具５を介して該据付ベース３上に立設されているから、架台としての根元側を含む構体強度ならびに折板屋根２に対する取付強度が大きく、太陽電池アレイ１０としてパネルサイズが大きくても強風時の風圧や地震の振動に充分に耐えることができる。また、太陽電池アレイ１０自体も架台フレーム１に支持されていることで自重による撓みを生じず、太陽電池としての優れた耐久性及び発電効率を発揮する。更に、太陽電池アレイ１０を含む架台部全体の重量負荷は、各支柱４Ａ，４Ｂから長枠状の据付ベース３によって広面積に分散して折板屋根２の山部２１に加わるから、該山部２１の局所への負荷集中による変形や破損も回避される。しかも、この据付装置では、その据付工事において折板屋根２の下側からの操作が不要であるから、屋根裏側の構造に左右されずに容易に作業を行えるという利点もある。

加えて、実施形態のように、据付ベース３の折板屋根２の山部２１に沿って載る部分を高剛性の角筒部３１として、この角筒部３１に連結金具５を跨嵌してボルト止めする構成とすれば、支柱４Ａ，４Ｂに加わる重量負荷が該角筒部３１の全体で受け止められ、その下面全体から折板屋根２の山部２１へ均等に負荷を伝達できるから、該山部２１の局所的な負荷集中による変形や破損をより確実に回避できる。また、実施形態のように、連結金具５の基枠部５１を、据付ベース３の角筒部３１における幅広の上部側３１ａを上方離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持する形状とすれば、据付作業に際し、据付ベース３に予め連結金具５を装着した状態で取り扱うことができ、その装着状態で据付ベース３を折板屋根２にねじ止め後、支柱４Ａ，４Ｂの位置に応じて該連結金具５を据付ベース３上で摺動させて適正位置に調整できるから、作業性が大きく向上する。

更に、実施形態のように、架台フレーム１における前後及び左右に隣接した４本の支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂ位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置と、４本の各支柱４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂの根元部との間にブレース８Ａ，８Ｂを架設すれば、架台構体が非常に高強度のトラス構造になるから、強風に晒され易い場所でも大きな支持強度及び耐風圧強度を確保できることに加え、架台フレーム１の中央寄り位置における撓み変形も防止され、またブレース８Ａ，８Ｂに加わる荷重の負荷が支柱４Ａ，４Ｂの根元側で受け止められて曲げ力として作用しにくいため、支柱４Ａ，４Ｂが細くても充分な耐久性を確保できるという利点もある。そして、架台フレーム１に組み付けられた円筒状の上側ブレース取付桟１３と、支柱４Ａ，４Ａ及び４Ｂ，４Ｂの根元部間に架設された円筒状の下側ブレース取付桟１４，１４とに、各ブレース８Ａ，８Ｂの上下端部を各々枢支金具９を介して枢着する構成とすれば、該ブレース８Ａ，８Ｂの傾斜角度及び傾斜方向が種々異なっていても、同じ枢支金具９を用いてブレース取付桟１３，１４に対する嵌合位置と回転姿勢を調整することで対応できるから、太陽電池アレイ１０の全体サイズの違いにも共通部材を使用して材料コストを低減し得ると共に、同じ操作手順で該ブレース８Ａ，８Ｂを止着できるので施工作業も容易になる。

一方、据付ベース３は各裾板部３２が折板屋根２の該山筋２１の傾斜側板部２３に長手方向複数箇所でねじ止めされているが、その裾板部３２上にねじ止め部分を覆うカバー板６が装着されているため、ねじ止め部分からの雨水の浸入が防止される。そして、特に実施形態のように、据付ベース３の各裾板部３２におけるねじ止め部分の下面側と、折板屋根２の傾斜側板部２３表面との間にシール材７を介挿することで、該ねじ止め部分からの雨水の浸入をより確実に防止できる。

また、実施形態のように、据付ベース３にカバー板６の上下縁部を係止するための上下の係止部を設けることにより、該据付ベース３に対してカバー板６を一端側から長手方向に沿ってスライドさせる形で容易に装着できると共に、該据付ベース３及びカバー板６にアルミ型材を用いることで、上記のスライド装着を可能とする断面形状のものを安価に量産できる。なお、実施形態ではカバー板６の上下縁を屈曲上縁部６１、係止突縁部６３として、また据付ベース３側の上下の係止部を下向き係止片３３、係止突縁部３４として例示したが、これらは相互に係合可能な種々の形状に設定できる。しかして、実施形態のように、該連結金具５の基枠部５１の左右両下縁が据付ベース３の上側係止部（下向き係止片３３）の外側に配置し、且つカバー板６の下縁部６２が裾板部３２の下側係止部（係止突縁部３４）の外側へ張出した構造とすれば、カバー板６の上下縁の係合部に雨滴が当たらず、ねじ止め部分からの雨水の浸入をより効果的に防止できる。

更に、実施形態における据付ベース３の角筒部３１に対する連結金具５の連結部、架台フレーム１の横桟１２に対する連結金具１５の連結部、架台フレーム１の縦桟１１と横桟１２の結合金具１６による結合部のように、金具（５，１２，１６）にて中空材（３，１１，１２）を上下方向離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持する構成とすれば、据付け施工に際し、中空材に対して予め金具を嵌装しておき、組み付け時に必要位置まで移動させることで、その作業操作をより容易に行えるという利点がある。また、これら金具を中空材に対してボルトＢとナットＮで連結する際、実施形態のように抱持枠部の対向する各内側面に凸条部（７１ａ，１５１，１６７）を設け、両凸条部間の溝部（７１ｂ，１５２，１６８）でボルトＢを貫通するようにすれば、ナットＮの螺合緊締によって両凸条部が中空材に押接するから、該ナットＮによる締付力が広面積に分散し、該締付力の局所的集中による中空材の歪み変形を生じにくく、それだけ締付力を大きくして強固な連結状態にできるという利点がある。

本発明を適用する太陽電池アレイ１０としては、上記実施形態では傾斜する前後方向に沿って２枚の太陽光発電パネルＰが配置する構成を例示したが、前後及び左右方向の該発電パネルＰの配置枚数と全体幅には特に制約はない。しかして、据付装置における前後（傾斜）方向に沿う支柱の本数は、実施形態では前後２本であるが、太陽電池アレイ１０の前後方向の全体幅が広い場合には３本以上に増やせばよい。また、太陽電池アレイ１０の傾斜角度についても、据付場所の緯度に応じて年間平均で受光効率が最も高くなる角度とすればよく、赤道直下での０°から極地での９０°まで任意に設定できる。なお、実施形態では太陽電池アレイ１の太陽光発電パネルＰが横長であるために、該太陽電池アレイ１を架台フレーム１の縦桟１１で支承しているが、太陽光発電パネルＰが縦長の場合は該太陽電池アレイ１を架台フレーム１の横桟１２で支承することになる。また、ブレース取付桟１３，１４は、実施形態では左右方向に沿う形で架設しているが、前後方向に沿う形で架設してもよい。

本発明においては、据付ベース３の断面形状、連結金具５，１５、枢支金具９、結合金具１６、ブラケット１７，１８の形態とこれらの取付構造、太陽電池アレイ１０の架台フレーム１に対する取付構造、ブレース８Ａ，８Ｂの配置本数、配置間隔、傾斜角度、架台フレーム１の縦桟１１及び横桟１２、ブレース取付桟１３，１４、支柱４Ａ，４Ｂ、ブレース８Ａ，８Ｂに用いる中空アルミ型材の断面形状等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

１ 架台フレーム
１０ 太陽電池アレイ
１１ 縦桟
１２ 横桟
１３ 上側ブレース取付桟
１４ 下側ブレース取付桟
２ 折板屋根
２１ 山部
２２ 谷部
２３ 傾斜側板部
３ 据付ベース
３１ 角筒部
３１ａ 上部側
３２ 裾板部
３３ 下向き係止片（係止部）
３４ 係止突縁部（係止部）
４Ａ，４Ｂ 支柱
５ 連結金具
５１ 基枠部
５２ 支柱受け部
６ カバー板
６１ 屈曲上縁部（上縁）
６３ 係止突縁部（下縁）
７ シール材
８Ａ，８Ｂ ブレース
９ 枢支金具
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
Ｐ 太陽光発電パネル
Ｕ 太陽電池アレイの矩形単位
Ｖ タッピングビス（ねじ止め部分）

Claims (7)

1. 複数本の縦桟と横桟が格子状に連結された架台フレームと、該架台フレームに支承される太陽電池アレイと、折板屋根の山部に沿って跨嵌する長枠状の据付ベースと、この据付ベース上に立設されて前記架台フレームを少なくとも前後両側及び左右両側で支持する複数本の支柱と、各支柱の根元部を前記据付ベースに連結する連結金具とを備え、
   前記据付ベースは、前記山部両側の傾斜側板部に被さる両側の裾板部において、該傾斜側板部に長手方向複数箇所でねじ止めされると共に、両裾板部上にねじ止め部分を覆うカバー板が装着されてなる折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
2. 前記据付ベースの各裾板部におけるねじ止め部分の下面側と、折板屋根の傾斜側板部表面との間にシール材が介挿されてなる請求項１に記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
3. 前記据付ベース及びカバー板がアルミ型材からなり、据付ベースにカバー板の上下縁部を係止する上下の係止部が形成されてなる請求項１又は２に記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
4. 前記据付ベースは、折板屋根の山部に沿って該山部上に載る角筒部を有し、この角筒部の両側下部から前記裾板部が張出してなり、
   前記連結金具は、前記角筒部に跨嵌してボルト止めされる基枠部と、該基枠部上に連設されて前記支柱の根元部にボルト止めする支柱受け部とを有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
5. 前記据付ベースの角筒部の上部側が幅広に形成され、前記連結金具の基枠部が該角筒部の幅広の上部側を上方離脱不能で且つ長手方向摺動可能に抱持する形状を備えてなる請求項４に記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
6. 前記架台フレームにおける前後及び左右に隣接した４本の支柱位置を頂点とする矩形内の中央寄り位置と、前記４本の各支柱の根元部との間にブレースが架設されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。
7. 前記各ブレースの上下端部が、架台フレームに組み付けられた円筒状の上側ブレース取付桟と、支柱の根元部間に架設された円筒状の下側ブレース取付桟とに、各々枢支金具を介して枢着されてなる請求項６に記載の折板屋根に対する太陽電池アレイの据付装置。

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