JP2015078580A

JP2015078580A - 太陽光発電パネル架台

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Publication number: JP2015078580A
Application number: JP2013217900A
Authority: JP
Inventors: 広瀬　宣雄; Yoshio Hirose; 宣雄広瀬; 加藤　文雄; Fumio Kato; 文雄加藤
Original assignee: Sunrail Co Ltd
Current assignee: Sunrail Co Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: JP5912100B2

Abstract

【課題】太陽光発電パネル架台として、太陽光発電パネルを簡単に能率よく確実に固定でき、固定強度に優れ、施工コスト及び材料コストも少なくて済むものを提供する。
【解決手段】前方に低く傾斜した架台フレーム１０上に、太陽光発電パネルＰの複数枚が平面的に配列して取り付けられ、架台フレーム１０の縦桟１の上面に設けた奥広の摺動ガイド溝１１に、アルミ押出型材の切断短材よりなるスライド金具４が摺動自在で且つ上方離脱不能に嵌挿され、スライド金具４に下方から貫通された止着用ボルトＢ１が上方へ突出し、縦桟１上に載せた太陽光発電パネルＰ，Ｐ同士が止着用ボルトＢ１を挟んで隣接配置し、止着用ボルトＢ１に嵌め込んだ押さえ金具５が隣接配置した両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠材Ｐｆ，Ｐｆ上に橋架し、押さえ金具５上から止着用ボルトＢ１にナットＮ１を締め付けることにより、両太陽光発電パネルＰ，Ｐが押さえ金具５と縦桟１との間で挟着固定されてなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数本の縦桟と横桟とが格子状に連結された架台フレーム上に、太陽光発電パネルが取り付けられてなる太陽光発電パネル架台に関する。

近年、環境保護、省資源、ＣＯ₂削減等の観点から、太陽電池を利用した太陽光発電システムが急速に普及しており、大きな発電量を得るために複数枚の太陽光発電パネル（太陽電池モジュール）を縦横に平面的に並べた太陽電池アレイが一般化し、更にはメガソーラーやギガソーラーとして多数基の太陽電池アレイを並設した大規模太陽光発電施設も増加しつつある。そして、太陽電池アレイは、一基が短辺数ｍ、長辺数ｍ〜数十ｍといった大型になるため、通常、複数本の縦桟と横桟とを交叉部で連結した格子状の架台フレームにて支承し、地上や陸屋根に設けたコンクリート製の土台や杭、建屋の屋根に設けた受け金具等のベースに対し、該架台フレームの下位側桟の要所において取付金具もしくは支柱と取付金具を介して支持させている。

このような太陽光発電パネル架台において、太陽光発電パネルを架台フレーム上に固定する手段として、従来より多種多様な方式が提案され、また採用されているが、いずれも固定強度、施工精度、作業性、施工コスト及び材料コスト等の面で充分に満足できるものとは言えなかった。

例えば、特許文献１に記載の固定方式は、平板部とネジ部とからなる固定ボルトを用い、その平板部を架台フレームの横桟内に挿入してネジ部が上方突出した状態で、該横桟上に隣接する太陽電池パネル枠の側端部を載せ、両側端部間に下向きコ字枠状のカバー材を前記ネジ部に遊貫させて被せ、このカバー材の両側の係合部を両太陽電池パネル枠の側縁上部に設けた係合溝部に係合させ、該ボルトにナットを螺合緊締することにより、カバー材と横桟との間で両太陽電池パネル枠を挟持固定する。しかるに、この固定方式では、平板部を有する特殊な形態の固定ボルトを用い、太陽電池パネル枠としても上記係合溝部を備えるものが必要であり、それだけ部材コストが高く付く上、架台フレームの横桟に対して固定ボルトが平板部で嵌合しているだけであるから、地震による大きな揺れや強風による風圧が作用した際、該平板部が歪んで横桟から離脱する懸念があった。

特許文献２に記載の固定方式は、太陽電池パネル枠の側部下面側に水平部を有するブラケットをボルト止めし、架台フレームの上部レール部材の凹溝にボルト頭部を摺動自在に嵌合して立設した取付ボルトに保持板を螺合し、この保持板上に隣接する太陽電池パネル枠の両ブラケットの水平部を載置すると共に、これら水平部の端部上面を覆うように押さえ部材を取付ボルトに遊貫させ、その上から締結ナットを螺合緊締することにより、保持板と押さえ部材との間で両ブラケットを挟持固定する。しかるに、この固定方式では、上記ブラケット及び保持板を要することに加えて、各取付ボルトには上記締結ナットの他に上部レール部材側に対する固定ナットと保持板を受けるロックナットを螺着する必要があり、もって固定作業の工数が多くなって施工能率に劣ると共に、部品点数が多くなって材料コストも嵩む上、取付ボルトが上部レール部材の凹溝にボルト頭部のみで嵌合して、且つ直立した該取付ボルトにて太陽光発電パネル側の全体を支承しているから、地震による大きな揺れや強風による風圧が作用した際、該取付ボルトが曲がったり、ボルト頭部が捩じ切れたりする懸念があった。

特許文献３に記載の固定方式は、架台フレームの上位側桟の上面側に設けた溝部に、根角ボルトの頭部を抜出不能に挿嵌し、この根角ボルトの上方突出したねじ部に、スペーサ部材を遊貫してその上からナットを螺合緊締して固定し、上位側桟上に載せた隣接する太陽電池パネル枠の側面を該スペーサ部材に当接した状態で、前記ねじ部に上向き開放コ字枠状の押圧部材を遊貫し、該押圧部材の両側に設けた係止片を両太陽電池パネル枠上に接当させ、該ねじ部にナットを螺合緊締することにより、押圧部材と上位側桟との間で両太陽電池パネル枠を挟持固定する。この固定方式でも、上位側桟の溝部に対して根角ボルトが頭部側で嵌合しているだけであるから、やはり地震時の大きな揺れや風圧が作用した際、該根角ボルトの頭部が捩じれて断裂したり、溝部側の拡がり変形で該頭部が抜出したりする懸念があった。

特許文献４に記載の固定方式では、架台フレームの上面の溝部に摺動自在で且つ上方離脱不能に嵌合させる取付け金具と、相反する外側方向へ向く２つの係合部を有する行列連結具及び行間連結具とを用い、２行２列の４枚の太陽電池パネル枠の行間に配置した行列連結具の一方の係合部に一側２枚の太陽電池パネル枠を係合してネジ止めし、他方の係合部に他側２枚の太陽電池パネル枠を係合すると共に、前記溝部に嵌合させた取付け金具上に行間連結具を配置し、この行間連結具の底板部を通してボルトを取付け金具のネジ孔に螺着すると共に、該行間連結具を両係合部に前記列に並ぶ２枚の太陽電池パネル枠の間に配置して、その両係合部に両側の太陽電池パネル枠を各々係合するようにしている。この固定方式では、特に行間連結具及び取付け金具が非常に複雑な形態であり、その１個ずつを多段階の曲げ加工を経て製作せねばならず、部材コストが極めて高く付く上、行列連結具及び行間連結具の係止部の上下幅が一定であるから、これら連結具が太陽電池パネル枠の上下厚さに対応した専用のものとなって汎用性に乏しいという難点があった。

特開平１１−３２４２５９号公報特開２０１０−２４２３６７号公報特開２０１０−２６１２５７号公報特開２０１１−２２００２０号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて、太陽光発電パネル架台として、架台フレームに対して太陽光発電パネルを簡単に能率よく確実に固定でき、その固定強度に優れ、地震時の大きな揺れや強風時の大きな風圧を受けても、固定部分が外れたり歪んだりする懸念がなく、また施工コスト及び材料コストも少なくて済む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の発明に係る太陽光発電パネル架台は、前後方向に沿う複数本の縦桟１と左右方向に沿う複数本の横桟２とが格子状に連結されて前方に低く傾斜した架台フレーム１０上に、矩形枠材Ｐｆの内側に太陽電池モジュールＭを嵌装してなる太陽光発電パネルＰの複数枚が平面的に配列して取り付けられてなり、架台フレーム１０の縦桟１及び横桟２の内、上位側桟（縦桟１）の上面に長手方向に連続する奥広の摺動ガイド溝１１を備え、この摺動ガイド溝１１にアルミ押出型材の切断短材よりなるスライド金具４が摺動自在で且つ上方離脱不能に嵌挿されると共に、該スライド金具４に下方から貫通された止着用ボルトＢ１が上方へ突出し、該架台フレーム１０の上位側桟上に載せた太陽光発電パネルＰ，Ｐ同士が止着用ボルトＢ１を挟んで隣接配置すると共に、該止着用ボルトＢ１に嵌め込んだ押さえ金具５が隣接配置した両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠材Ｐｆ，Ｐｆ上に橋架し、該押さえ金具５上から止着用ボルトＢ１に螺合したナットＮ１の締め付けにより、両太陽光発電パネルＰ，Ｐが該押さえ金具５と上位側桟との間で挟着固定されてなるものとしている。

請求項２の発明は、上記請求項１の太陽光発電パネル架台において、スライド金具４は、ボルト挿通孔４１を有して摺動方向に長い帯板状の基板部４ａの下面側に、平行する２条の脚片部４ｂ，４ｂが突設され、該ボルト挿通孔４１に通した止着用ボルトＢ１の頭部Ｂ１ａが両脚片部４ｂ，４ｂ間に回転不能に嵌合するように構成されてなるものとしている。

請求項３の発明は、上記請求項２の太陽光発電パネル架台において、上位側桟が中空アルミ押出型材からなり、その摺動ガイド溝１１が両側の内側面に凹入形成された係合溝部１１ａ，１１ａによって奥広に構成され、スライド金具４の基板部４ａの幅方向両側に、係合溝部１１ａに係合する係合条片部４ｃが突設されてなるものとしている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの太陽光発電パネル架台において、止着用ボルトＢ１にスペーサー金具６が押さえ金具５より下位に嵌装され、隣接配置する太陽光発電パネルＰ，Ｐの間で該スペーサー金具６を挟み付けて位置決めするように構成されてなるものとしている。

請求項５の発明は、上記請求項３の太陽光発電パネル架台において、上位側桟の両側面に、長手方向に連続する係止溝１２が形成され、スペーサー金具６は、下向き開放したコ字枠状をなすアルミ押出型材の切断短材よりなり、その両側片部６ｂ，６ｂに内向きに突出する係止凸部６ｃを備えており、上位側桟に対し、両係止凸部６ｃ，６ｃを両係止溝１２，１２に係合して上方離脱不能にスライド嵌合してなるものとしている。

請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの太陽光発電パネル架台において、上位側桟が前方に低く傾斜配置した縦桟１であり、その摺動ガイド溝１１の前端部に、嵌装されたスライド金具４の抜出を阻止するストッパー部材７が止着されてなるものとしている。

請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかの太陽光発電パネル架台において、上位側桟の端部において、摺動ガイド溝１１に嵌挿したスライド金具４を貫通する止着用ボルトＢ１に、端位置の太陽光発電パネルＰの矩形枠材Ｐｆに対する端部用押さえ金具８が嵌装され、この押さえ金具８上から該止着用ボルトＢ１に螺合したナットＮ１の締め付けにより、端位置の太陽光発電パネルＰが該端部用押さえ金具８と上位側桟との間で挟着固定されると共に、この端部用押さえ金具８に連設した側方カバー部８１により、止着用ボルトＢ１が側方に対して隠れるように構成されてなる。

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の発明に係る太陽光発電パネル架台では、架台フレーム１０に太陽光発電パネルＰを取り付ける際、該架台フレーム１０の上位側桟（縦桟１）の摺動ガイド溝１１に、下方から止着用ボルトＢ１を貫通させたスライド金具４を嵌挿し、この上位側桟上に太陽光発電パネルＰ，Ｐ同士を止着用ボルトＢ１を挟んで隣接配置するように載せ、該止着用ボルトＢ１に嵌め込んだ押さえ金具５を隣接する両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠材Ｐｆ，Ｐｆ間に橋架し、該押さえ金具５上から止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締することにより、両太陽光発電パネルＰ，Ｐを該押さえ金具５と上位側桟との間で挟着固定する。従って、この太陽光発電パネル架台によれば、架台フレーム１０に対して各太陽光発電パネルＰを簡単な操作で能率よく固定できる上、その固定強度が大きく、例えば太陽光発電パネルＰに地震時の大きな揺れや強風時の大きな風圧が作用しても、架台フレーム１０に対する取付部分に加わる負荷がスライド金具４を介して摺動ガイド溝１１の両側縁部１ａ，１ａで受け止められ、該スライド金具４が摺動ガイド溝１１から外れる虞れがないことは無論のこと、止着用ボルトＢ１が捩じ切れたり曲がったりする懸念もない。しかも、スライド金具４はアルミ押出型材の切断短材からなるため、曲げ強度の大きい厚肉状に容易に設定できると共に、長尺のアルミ押出型材より同一形状・寸法の多数個を安価に製作できるという利点がある。

また、上記の太陽光発電パネルＰの取り付けにおいては、スライド金具４が止着用ボルトＢ１に対するナットＮ１の未螺合又は弛緩状態で摺動ガイド溝１１に沿って移動可能であるから、架台フレーム１０上に載せた各太陽光発電パネルＰを容易に位置調整でき、各太陽光発電パネルＰを位置決めした上で該ナットＮを螺合緊締することにより、太陽光発電パネルＰの全体の配置を高精度に設定できる。更に、太陽光発電パネルＰは押さえ金具５と上位側桟との間で挟着固定されるだけであるから、その矩形枠材Ｐｆに各別な係止構造を設ける必要がない上、該押さえ金具５の高さが止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合し得る範囲で可変であるから、その可変範囲で太陽光発電パネルＰの上下厚さの違いに対応でき、もって高い汎用性が得られる。

請求項２の発明によれば、スライド金具４を上位側桟の摺動ガイド溝１１に嵌挿した状態で止着用ボルトＢ１が回転不能に保持されるから、太陽光発電パネルＰの取り付けにおいて該止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締する際、単に該ナットＮ１を捻回するだけでよく操作容易であり、また該スライド金具４の基板部４ａが摺動方向に長い帯板状であるため、摺動ガイド溝１１の両側縁部１ａ，１ａに対する当接幅が大きくなり、それだけ太陽光発電パネルＰの固定強度が増大する。

請求項３の発明によれば、上位側桟の摺動ガイド溝１１の両側に凹入形成した係合溝部１１ａ，１１ａに、スライド金具４の基板部４ａの幅方向両側に突設した係合条片部４ｃ，４ｃが係合するから、摺動ガイド溝１１内でのスライド金具４のがたつきが防止され、もって太陽光発電パネルＰがより強固な取付状態になる。また、上位側桟が中空アルミ押出型材からなるため、軽量で且つ高強度であると共に、上記摺動ガイド溝１１を有する複雑な断面形状であっても安価に量産できるという利点がある。

請求項４の発明によれば、止着用ボルトＢ１に嵌装されたスペーサー金具６を隣接配置する太陽光発電パネルＰ，Ｐの間で挟み付けて位置決めできるから、架台フレーム１０上での各太陽光発電パネルＰの位置設定をより容易に精密に行える。

請求項５の発明によれば、スペーサー金具６は、下向き開放したコ字枠状をなし、その両側片部６ｂ，６ｂに設けた係止凸部６ｃを上位側桟の両側面の係止溝１２に係合させる形で、該上位側桟に対して上方離脱不能にスライド嵌合することから、スライド金具４に貫通させた止着用ボルトＢ１に予め挿嵌した状態で、当該スライド金具４の摺動ガイド溝１１への挿嵌と同時に上位側桟にスライド嵌合でき、それだけ操作容易であると共に、止着用ボルトＢ１における挿嵌高さが一定して外観体裁も向上する。また、該スペーサー金具６は、アルミ押出型材の切断短材よりなるから、同一形状・寸法の多数個を安価に製作できるという利点がある。

請求項６の発明によれば、上位側桟が前方に低く傾斜配置した縦桟１であり、その摺動ガイド溝１１の前端部に、嵌装されたスライド金具４の抜出を阻止するストッパー部材７が止着されているから、架台フレーム１０への太陽光発電パネルＰの取り付けに際し、各スライド金具４が止着用ボルトＢ１に対するナットＮ１の未螺合又は弛緩状態のまま、前後に配列させる複数枚の太陽光発電パネルＰを、その前列側から順次に、前端及び相互間にスライド金具４を介在させながら該縦桟１上に載せ、該縦桟１の傾斜に沿って滑らせて前方へ詰めてゆく形で能率よく配列させることができる。

請求項７の発明によれば、端位置の太陽光発電パネルＰは、上位側桟の端部において、スライド金具４を貫通する止着用ボルトＢ１に嵌挿した端部用押さえ金具８と上位側桟との間で挟着固定されるが、該端部用押さえ金具８に連設した側方カバー部８１により、止着用ボルトＢ１が側方に対して隠れるため、太陽光発電パネル架台全体ととしての外観体裁が良好となる。

本発明の一実施形態に係る太陽光発電パネル架台の側面図である。同太陽光発電パネル架台における太陽光発電パネルを外した状態での要部の背面図である。同太陽光発電パネル架台における太陽光発電パネルを外した状態での要部の平面図である。同太陽光発電パネル架台における架台フレームに対する太陽光発電パネルの取付状態を示す一部切欠縦断側面図である。同太陽光発電パネルの取付状態を架台フレームの縦桟と横桟の連結部を含めて示す縦断正面図である。同架台フレームの太陽光発電パネル取付部分を示し、（ａ）は各部材の組み付け前の斜視図、（ｂ）は各部材の組み付け後の斜視図である。同架台フレームの中間部における太陽光発電パネルの取付状態を示す斜視図である。同架台フレームの端部における太陽光発電パネルの取付状態を示す斜視図である。同架台フレームの前部側の支持構造を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図である。同架台フレームの後部側の支持構造を示す背面図である。本発明に係る傾斜角度が異なる太陽光発電パネル架台を例示し、（ａ）は傾斜角２０°の該パネル架台の側面図、（ｂ）は傾斜角３０°の該パネル架台の側面図である。本発明の太陽光発電パネル架台におけるブレースの配設構成を例示し、（ａ）は支柱スパンが奇数である該パネル架台の背面図、（ｂ）は支柱スパンが偶数である該パネル架台の背面図である。

以下に、本発明に係る太陽光発電パネル架台の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３に示す太陽光発電パネル架台は、左右方向に沿って所定間隔置きに配置した前部側及び後部側の角柱状のコンクリート基礎９Ａ，９Ｂ上に、前方に低く傾斜した架台フレーム１０が構築され、この架台フレーム１０上に、矩形枠材Ｐｆの内側に太陽電池モジュールＭを嵌装した太陽光発電パネルＰが前後方向の各列４枚ずつで左右方向４列以上に平面的に配列して取り付けられ、これら太陽光発電パネルＰの全体で太陽電池アレイを構成している。なお、図示の架台フレーム１０の傾斜角度は１０°に設定している。

架台フレーム１０は、傾斜した前後方向に沿う複数本の縦桟１と、左右方向に沿う前後２本の横桟２とが、縦桟１を上位として各交叉位置でフレーム連結金具３０を介して格子状に連結されており、後側の横桟２には各コンクリート基礎９Ｂに対応して角筒状のアルミ型材からなる支柱３３が取り付けられている。そして、架台フレーム１０の前部側は前側の横桟２において取付金具３４を介してコンクリート基礎９Ａに支持固定され、後部側は支柱６の下端部において同じく取付金具３４を介してコンクリート基礎９Ｂに支持固定されている。また、図３に示すように、各太陽光発電パネルＰは左右方向に長い矩形をなし、架台フレーム１０の縦桟１は太陽光発電パネルＰの１枚当り２本の割合で配置し、コンクリート基礎９Ａ，９Ｂは架台フレーム１０の左右両端を含めて太陽光発電パネルＰの左右配列の３列置きに配置している。更に、架台フレーム１０の後部側の要所における隣接する支柱３３，３３間には、目の字形の断面を有する中空アルミ型材からなる一対のブレース３５，３５がＸ字状に交叉配置して設けられている。

図４及び図５に示すように、各太陽光発電パネルＰは、架台フレーム１０の上位側桟である縦桟１上に載置されており、該縦桟１の上面の摺動ガイド溝１１に嵌挿されたスライド金具４と、該スライド金具４を下方から貫通する止着用ボルトＢ１と、該止着用ボルトＢ１に嵌挿した押さえ金具５又は端部押さえ金具８と、該止着用ボルトＢ１に螺着するナットＮ１とによって、該架台フレーム１０に固定されている。また、各止着用ボルトＢ１にはスペーサー金具６が嵌装されている。

架台フレーム１０の縦桟１は、太陽光発電パネルＰの前後配列の全長を少し越える長さを有する縦断面縦長矩形の中空アルミ押出型材からなり、図５及び図６に示すように、上面に長手方向に連続する摺動ガイド溝１１を備えると共に、両側面の上部と下部に長手方向に連続する係止溝１２，１３が形成されている。そして、摺動ガイド溝１１は、その両側の内側面に縦断面Ｌ字形に凹入する係合溝部１１ａ，１１ａを有しており、これら係合溝部１１ａ，１１ａの位置で奥広になっている。また、上部の係止溝１２は単純な窪みをなすが、下部の係止溝１２は縦断面Ｌ字形に凹入している。

スライド金具４は、アルミ押出型材の切断短材からなり、図６（ａ）にて詳細に示すように、摺動方向に長い帯板状で厚肉の基板部４ａの下面側に平行する２条の脚片部４ｂ，４ｂが突設されると共に、該基板部４ａの幅方向両側に縦断面Ｌ字形の係合条片部４ｃ，４ｃが張設されており、該基板部４ａの中央部には上下に透通するボルト挿通孔４１を備えている。そして、このスライド金具４は、縦桟１の摺動ガイド溝１１に対して一端側から挿嵌することにより、両係合条片部４ｃ，４ｃが係合溝部１１ａ，１１ａに係合するため、該縦桟１の長手方向に摺動自在で且つ上方離脱不能に保持される。なお、この挿嵌状態において、スライド金具４の基板部４ａの上面が縦桟１の上端と略同じ高さで、両脚片部４ｂ，４ｂが摺動ガイド溝１１の内底に略接するように寸法設定されている。

止着用ボルトＢ１は、一般的な六角ボルトであって、スライド金具４のボルト挿通孔４１に下方から挿通させることにより、その六角形の頭部Ｂ１ａが該スライド金具４の両脚片部４ｂ，４ｂ間に回転不能に収まるように設定されている。

押さえ金具５は、図４〜図７に示すように、架台フレーム１０の前後方向の中間部において太陽光発電パネルＰを固定するのに使用されるものであり、略正方形板状のアルミ押出型材の切断短材からなり、両側縁に縦断面逆Ｌ字状の係合片５ａを備えている。また、端部押さえ金具８は、図４及び図８に示すように、架台フレーム１０の前後両端部において太陽光発電パネルＰの端部を固定するのに使用されるものであり、押さえ金具５と同様にアルミ押出型材の切断短材からなり、矩形の基板部８０の一側側縁に縦断面逆Ｌ字状の係合片８０ａを備えるが、該基板部８０他側側縁には縦断面日の字形の側方カバー部８１が垂設されている。なお、図示を省略しているが、押さえ金具５及び端部押さえ金具８にはボルト挿通孔が穿設されている。

スペーサー金具６は、下向き開放コ字枠状のアルミ押出型材の切断短材からなり、図６に示すように、その上板部６ａにボルト挿通孔６１を有すると共に、両側片部６ｂ，６ｂの下端に内向きに突出する係止凸部６ｃが形成されている。そして、このスペーサー金具６は、両係止凸部６ｃ，６ｃを縦桟１の両係止溝１２，１２に係合させる形で、該縦桟１に上方離脱不能にスライド嵌合し得るように設定されている。

図６（ｂ）に示すように、スライド金具４と止着用ボルトＢ１及びスペーサー金具６は、スライド金具４とその上側に配置させたスペーサー金具６の両ボルト挿通孔４１，６１に下方から止着用ボルトＢ１を貫通させた状態で、スライド金具４を縦桟１の摺動ガイド溝１１へ挿嵌すると同時にスペーサー金具６を縦桟１にスライド嵌合させる。これにより、スライド金具４から止着用ボルトＢ１が直立した状態で安定に保たれると共に、スペーサー金具６の上板部６ａも縦桟１から一定の高さに安定的に保持される。

一方、前方に低く傾斜した各縦桟１の前端部では、図４に示すように、その摺動ガイド溝１１の前端の底面に、Ｌ字形に曲折した金属板からなるストッパー部材７がドリリングタッピングねじＳによって固着されている。これにより、該摺動ガイド溝１１に嵌挿したスライド金具４は、その脚片部４ｃがストッパー部材７に当接することで、該摺動ガイド溝１１から前方への抜落が阻止されている。

架台フレーム１０に太陽光発電パネルＰを取り付けるには、各縦桟１の摺動ガイド溝１１に、上述のように止着用ボルトＢ１及びスペーサー金具６を組み付けたスライド金具４の所要個数、つまり前後方向に配列させる太陽光発電パネルＰの枚数プラス１個（図１，図３の如く太陽光発電パネルＰの前後方向の枚数が４枚の場合は５個）を挿嵌させておき、この縦桟１上に所要枚数の太陽光発電パネルＰを前列側から順次に、前後端及び相互間にスライド金具４を介在させながら載せてゆく。このとき、各縦桟１の摺動ガイド溝１１に挿嵌した最前端のスライド金具４がストッパー部材７に接当した状態で停止するから、、前後複数枚の太陽光発電パネルＰを該縦桟１の傾斜に沿って滑らせて前方へ詰めてゆく形で能率よく配列させることができる。

そして、図４に示すように、該架台フレーム１０の前後方向の中間部では、前後に隣接する太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠体Ｐｆ，Ｐｆの対向側面をスライド金具４に組み付けたスペーサー金具６に当接させた状態で、該スライド金具４から突出する止着用ボルトＢ１に押さえ金具５を嵌装し、該押さえ金具５の両係合片５ａ，５ａが各々両側の矩形枠体Ｐｆ，Ｐｆの内側に配置する状態で、止着用ボルトＢ１に平座金Ｗ１及びばね座金Ｗ２を介してナットＮ１を螺合して締め付けることにより、押さえ金具５と縦桟１との間で両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠体Ｐｆ，Ｐｆを挟着固定する。また同様に、該架台フレーム１０の前後端部では、端部位置の太陽光発電パネルＰの矩形枠体Ｐｆの前側面又は後側面をスペーサー金具６に当接させた状態で、止着用ボルトＢ１に端部押さえ金具８を係合片８０ａ側が太陽光発電パネルＰ側に向くように嵌装し、その上から止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合して締め付けることにより、押さえ金具８と縦桟１との間で両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠体Ｐｆ，Ｐｆを挟着固定する。なお、この前後端部では、図８に示すように、押さえ金具８の側方カバー部８１によって止着用ボルトＢ１の軸部及びスペーサー金具６が側方から隠されことで、太陽光発電パネル架台の前後の外観が良くなっている。

次に、架台フレーム１０の縦桟１と横桟２の連結について説明する。横桟２は、縦断面略縦長矩形の中空アルミ押出型材からなり、図５及び図９（ａ）に示すように、内部空間が仕切壁２０より上下に区切られると共に、縦桟１の傾斜に対応して傾斜した上面に長手方向に連続する摺動ガイド溝２１を有している。この摺動ガイド溝２１は、縦桟１の摺動ガイド溝１１と同様の断面形状であり、その両側の内側面に縦断面Ｌ字形に凹入した係合溝部２１ｂを有し、両係合溝部２１ｂ，２１ｂの位置で奥広になっている。なお、図５では、既述した縦桟１に対する太陽光発電パネルＰの取付部分の断面と、縦桟１と横桟２の連結部分の断面とを合わせて同位置に示しているが、両部分（図示仮想線ｂを境とする上下部分）は平面視では異なる位置にある（図３参照）。

縦桟１と横桟２を各交叉部で連結するフレーム連結金具３０は、図５に示すように、横桟２の摺動ガイド溝２１に嵌入させるスライド部材３１と、その上に配置させる受け部材３２とで構成されている。なお、これらスライド部材３１及び受け部材３２はアルミ型材の切断短材からなる。そして、スライド部材３１は、太陽光発電パネルＰの固定に用いる前記のスライド金具４と同様の縦断面形状であり、帯板状の基板部３１ａの下面側に一対の平行な脚片部３１ｂ，３１ｂが突設されると共に、該基板部３１ａの幅方向両側に図示省略した係合条片部が張設され、また基板部３１ａの長手方向両側部にはボルト挿通孔３１ｃ，３１ｃが穿設されている。一方、受け部材３２は、横桟２の上面幅に略等しい前後幅で且つスライド部材３１に対応する長さの基板部３２ａと、該基板部３２ａの中央側から前後方向に沿って上方へ突出する平行２条の挟持壁部３２ｂとを有し、両挟持壁部３２ｂ，３２ｂの上端に内向きに突出する縦断面Ｌ字形の係止片３２ｃが形成されており、基板部３２ａの左右両側部にボルト挿通孔３２ｄを備えると共に、各挟持壁部３２ｂに図示省略したねじ挿通孔が形成されている。

縦桟１と横桟２とを連結するには、後述するように予めコンクリート基礎９Ａ，９Ｂ上に支持固定させた前後の各横桟２に対し、その摺動ガイド溝２１に一端側から、縦桟１との交叉部に対応する数のスライド部材３１を、各ボルト挿通孔３１ｄに下方から固定ボルトＢ２を挿通した状態でスライド嵌合させる。これにより、各スライド部材３１は該摺動ガイド溝２１に摺動自在で且つ上方離脱不能に保持されると共に、該スライド部材３１から直立した２本の固定ボルトＢ２が摺動ガイド溝２１から上方へ突出した状態となるから、次に各スライド部材３１の上に受け部材３２を載置し、その基板部３２ａの各ボルト挿通孔３２ｄに挿通した固定ボルトＢ２に平座金Ｗ１及びばね座金Ｗ２を介してナットＮ２を螺着する。かくして、スライド部材３１上に受け部材３２を装着した各フレーム連結金具３０は、ナットＮ２の締め付けが緩んだ状態で設定した縦桟１との各交叉部へ順次に移動させ、各交叉部において受け部材３２の両挟持壁部３２ｂ，３２ｂ間に後方から縦桟１をスライド嵌合させて、該縦桟１の両側の係止溝１３，１３に係止片３２ｃ，３２ｃを係入させる。

上記のようにフレーム連結金具３０の受け部材３２にスライド嵌合させた縦桟１は、係止溝１３，１３に係止片３２ｃ，３２ｃが係入しているために上方には離脱不能であるが、傾斜した前後方向には摺動可能であり、またフレーム連結金具３０もナットＮ２が緩んだ状態で横桟２に沿って左右方向に移動できる。従って、この縦桟１と横桟２との仮組み状態で各縦桟１の前後の交叉部を位置調整し、架台フレーム１０全体の配置を正確に設定した上で、まずフレーム連結金具３０の両側のナットＮ２を締め付けることにより、スライド部材３１と受け部材３２との間で、横桟２の摺動ガイド溝２１の両側縁部２２，２２を挟着し、もって横桟２にフレーム連結金具３０を固定し、次いで受け部材３２の両挟持壁部３２ｂ，３２ｂのねじ挿通孔に外側からドリリングタッピングねじＳを通して縦桟１に螺刻貫通させることにより、該縦桟１と横桟２とが交叉部で剛体的に強固に連結した状態となる。

次に、コンクリート基礎９Ａ，９Ｂによる架台フレーム１０の支持構造について説明する。これらコンクリート基礎９Ａ，９Ｂは、地面Ｇに載置した置き基礎もしくは下部を地中に埋設した杭基礎からなり、図７及び図８に示すように、その頂面から垂直に穿設した下孔９０に、アンカーボルトＢ３が樹脂系バインダー９１を介して一部を上方突出した状態で埋入固着されている。そして、前部側のコンクリート基礎９Ａは、後部側のコンクリート基礎９Ｂよりも高く設定されている。

取付金具３４は、アルミ型材の切断短材からなり、一側半部に左右方向の長孔３４１を有する水平板部３４ａの他側半部に、上下方向の２本の長孔３４２と複数のねじ挿通孔３４３を有して前後方向に沿う一対の垂直壁部３４ｂ，３４ｃが一体に立設されている。そして、該取付金具３４は、コンクリート基礎９Ａ，９Ｂの頂面に水平板部３４ａを載置して、その長孔３４０に通したアンカーボルトＢ３に平座金Ｗ１及びばね座金Ｗ２を介してナットＮ３を螺合緊締することにより、これらコンクリート基礎９Ａ，９Ｂに該長孔３４０の範囲で左右方向に位置調整可能に固定されている。

前側の横桟２は、図９に示すように、その両端部において各々下部を取付金具３４の垂直壁部３４ｂ，３４ｃ間に嵌合した状態で、両垂直壁部３４ｂ，３４ｃの一方の長孔３４２を通して該横桟２に貫通させた取付ボルトＢ４にナットＮ４を締着することにより、該長孔３４２の範囲で上下方向に位置調整可能に固定されると共に、その調整位置において取付金具３４の両垂直壁部３４ｂ，３４ｃの上下一方（図では上側）のねじ挿通孔３４３を通して外側からドリリングタッピングねじＳをねじ込むことにより、所定高さに固着されている。そして、各取付金具３４には、隣接する横桟２，２同士が同様にして各々の端部同士を近接して突き合わせた状態で固着されている。

後側の横桟２は、両端部において底壁が支柱３３の左右幅の略１／２幅で切除されており、図１０に示すように、その切除部分に該支柱３３が上端を仕切壁２０〔図５，図９（ａ）参照〕に当接して略片側半幅で嵌合され、その嵌合部分の上下二か所に貫通させた各取付ボルトＢ５にナット（図示省略）を締着することにより、該支柱３３の上端部に支持されている。そして、架台フレーム１０の左右方向における中間に配置する支柱３３の上端部では、隣接する横桟２，２同士が同様にして各々の端部同士を近接して突き合わせた状態で固着されている。また、各支柱３３の下端部は、取付金具３４の垂直壁部３４ｂ，３４ｃ間に嵌合した状態で、前側と同様に、両垂直壁部３４ｂ，３４ｃの両方の長孔３４２，３４２を通して該横桟２に貫通させた各取付ボルトＢ４にナットＮ４を締着することにより、該長孔３４２の範囲で上下方向に位置調整可能に固定されると共に、その調整位置において取付金具３４の両垂直壁部３４ｂ，３４ｃのねじ挿通孔３４３を通して外側からドリリングタッピングねじＳをねじ込むことにより、所定高さに固着されている。

なお、架台フレーム１０の左右両端位置に配置する支柱３３の上端部では、その左右幅の片側半部のみに横桟２の端部が嵌合するため、図２及び図３に示すように、外観体裁面より横桟非連結の上端半部に桁端部材２３を取り付けている。また、支柱３３，３３間に取り付けるブレース３５は、図１０に示すように、支柱３３の上端部と横桟２との連結部、ならびに支柱３３の下端部と取付金具３４との連結部に用いる取付ボルトＢ５，Ｂ４の一つを利用し、各端部を止着している。

上記構成の太陽光発電パネル架台では、架台フレーム１０に太陽光発電パネルＰを取り付ける際、下方から止着用ボルトＢ１を貫通させたスライド金具４を縦桟１の摺動ガイド溝１１に嵌挿し、この縦桟１上に太陽光発電パネルＰ，Ｐ同士を止着用ボルトＢ１を挟んで隣接配置するように載せ、該止着用ボルトＢ１に嵌め込んだ押さえ金具５を隣接する両太陽光発電パネルＰ，Ｐの矩形枠材Ｐｆ，Ｐｆ間に橋架し、その上から止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締すればよいから、各太陽光発電パネルＰを簡単な操作で能率よく固定できる。また、スライド金具４が止着用ボルトＢ１に対するナットＮ１の未螺合又は弛緩状態で摺動ガイド溝１１に沿って移動可能であるから、架台フレーム１０上に載せた各太陽光発電パネルＰを容易に位置調整でき、各太陽光発電パネルＰを位置決めした上で該ナットＮを螺合緊締することにより、太陽光発電パネルＰの全体の配置を高精度に設定できる。

そして、各太陽光発電パネルＰは押さえ金具５と縦桟１との間で挟着固定されるが、縦桟１側では挟着力が摺動ガイド溝１１に嵌挿したスライド金具４を介して作用し、該摺動ガイド溝１１の両側縁部１ａ，１ａが太陽光発電パネルＰの矩形枠体Ｐｆとスライド金具４との間で挟圧される形になるから、各太陽光発電パネルＰの固定強度は非常に大きくなる。従って、太陽光発電パネルＰに地震時の大きな揺れや強風時の大きな風圧が作用しても、架台フレーム１０に対する取付部分に加わる負荷がスライド金具４を介して摺動ガイド溝１１の両側縁部１ａ，１ａで受け止められ、該スライド金具４が摺動ガイド溝１１から外れる虞れがないことは無論のこと、止着用ボルトＢ１が捩じ切れたり曲がったりする懸念もない。

一方、太陽光発電パネルＰは押さえ金具５と縦桟１との間で挟着固定されるだけであるから、その矩形枠材Ｐｆに各別な係止構造を設ける必要がない上、該押さえ金具５の高さが止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合し得る範囲で可変であるから、その可変範囲で太陽光発電パネルＰの上下厚さの違いに対応でき、もって高い汎用性が得られる。

また、特に実施形態のスライド金具４では、縦桟１の摺動ガイド溝１１に嵌挿した状態で止着用ボルトＢ１が脚片部４ｂ，４ｂ間で回転不能に保持されるから、太陽光発電パネルＰの取り付けにおいて該止着用ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締する際、単に該ナットＮ１を捻回するだけでよく操作容易である上、その基板部４ａが摺動方向に長い帯板状であるため、摺動ガイド溝１１の両側縁部１ａ，１ａに対する当接幅が大きくなり、それだけ太陽光発電パネルＰの固定強度が増大する。加えて、縦桟１の摺動ガイド溝１１の両側に設けた係合溝部１１ａ，１１ａに、該スライド金具４の基板部４ａの幅方向両側に設けた係合条片部４ｃ，４ｃが係合するから、摺動ガイド溝１１内での該スライド金具４のがたつきが防止され、もって太陽光発電パネルＰがより強固な取付状態になるという利点がある。

更に、実施形態のように止着用ボルトＢ１にスペーサー金具６を嵌装することにより、該スペーサー金具６を隣接配置する太陽光発電パネルＰ，Ｐの間で挟み付けて位置決めできるから、架台フレーム１０上での各太陽光発電パネルＰの位置設定をより容易に精密に行える。また、実施形態で例示したように、該スペーサー金具６を下向き開放したコ字枠状とし、その両側片部６ｂ，６ｂに設けた係止凸部６ｃを縦桟１の両側面の係止溝１２に係合させる形で、該縦桟１に対して上方離脱不能にスライド嵌合させる構成とすれば、スライド金具４に貫通させた止着用ボルトＢ１に予め該スペーサー金具６を挿嵌した状態で、当該スライド金具４の摺動ガイド溝１１への挿嵌と同時に該スペーサー金具６を縦桟１にスライド嵌合でき、それだけ操作容易であると共に、止着用ボルトＢ１における該スペーサー金具６の挿嵌高さが一定して外観体裁も向上する。

一方、実施形態の如く、前方に低く傾斜配置した縦桟１の摺動ガイド溝１１の前端部に、嵌装されたスライド金具４の抜出を阻止するストッパー部材７を止着する構成とすれば、架台フレーム１０への太陽光発電パネルＰの取り付けに際し、各スライド金具４が止着用ボルトＢ１に対するナットＮ１の未螺合又は弛緩状態のまま、前後に配列させる複数枚の太陽光発電パネルＰを、その前列側から順次に、前端及び相互間にスライド金具４を介在させながら該縦桟１上に載せ、該縦桟１の傾斜に沿って滑らせて前方へ詰めてゆく形で能率よく配列させることができる。また、縦桟１の両端部では、端位置の太陽光発電パネルＰは端部用押さえ金具８と該縦桟１との間で挟着固定されるが、該端部用押さえ金具８が実施形態の如く側方カバー部８１を備えることにより、止着用ボルトＢ１が側方に対して隠れるため、太陽光発電パネル架台全体ととしての外観体裁が良好となる。

なお、スライド金具４をアルミ押出型材の切断短材にて構成すれば、曲げ強度の大きい厚肉状に容易に設定できると共に、長尺のアルミ押出型材より同一形状・寸法の多数個を安価に製作できるという利点がある。また、縦桟１に中空アルミ押出型材を用いれば、軽量で且つ高強度になると共に、上記摺動ガイド溝１１を有する複雑な断面形状であっても安価に量産できるという利点があり、これは横桟２についても同様である。更に、スペーサー金具６についても、実施形態の如くアルミ押出型材の切断短材にて構成すれば、同一形状・寸法の多数個を安価に製作できるという利点がある。

本発明の太陽光発電パネル架台としては、架台フレーム１０の縦桟１と横桟２の上下関係が実施形態とは逆であってもよい。例えば、各太陽光発電パネルＰが傾斜した前後方向に長い形態である場合、その傾斜方向の配置枚数が少なくなるから、各パネルＰを複数箇所で支承できるように本数を多くした横桟２を上位側として、これら横桟２をコンクリート基礎９Ａ，９Ｂに対応した配置間隔の縦桟１で受け、各縦桟１の前部側と後部側でコンクリート基礎９Ａ，９Ｂに支持させればよい。また、本発明では、傾斜した架台フレーム１０の低い前部側にも支柱を設け、該支柱の下端部を後部側と同様に取付金具３４を介してコンクリート基礎９Ａに支持固定する構成も採用できる。しかるに、実施形態のように前部側の横桟２を直接に取付金具３４に固定すれば、低い前部側がコンクリート基礎９Ａに対して剛体的に強固に支持固定されるため、地震による大きな揺れや風圧を受けても倒壊が防止されると共に破損や歪みも生じにくく、また前部側に支柱を用いないことで部材点数が少なくなり、それだけ組立施工が容易になって部材コストも低減されるという利点がある。

一方、架台フレーム１０の傾斜角度は、前記実施形態で例示した１０°に限らず、設置場所の周辺状況や緯度による受光効率等を勘案して適宜設定すればよい。例えば、図１１（ａ）は該傾斜角度を２０°、同図（ｂ）は該傾斜角度を３０°、にそれぞれ設定した太陽光発電パネル架台を示している。

なお、架台フレーム１０の後部側のブレース３５は必須ではないが、これを設けることで架台構体としての強度が向上する。このようなブレース３５は、架台フレーム１０の左右方向全長にわたって設けてもよいが、隣接する支柱３３，３３間を１スパンとして３スパン以上の左右長さを有する架台フレーム１０において、左右両端のスパンを含む一つ置き又は二つ置きの各スパンに、それぞれＸ字状に交叉する形で設けることが推奨される。例えば、架台フレーム１０が３スパン以上の奇数スパンである場合は、図１２（ａ）のように、左右両端のスパンを含む一つ置きの各スパンに、Ｘ字状のブレース３５，３５を設ければよい。また、架台フレーム１０が４スパンである場合は、図１２（ｂ）のように、中央側の２スパンをブレースなしとする。これにより、全体のブレース３５の取付本数が少なくても架台構体としての大きな強度を確保できるから、それだけ部材コストが低減されると共に、取付作業の工数削減によって施工能率が大幅に向上する。

架台フレーム１０を設置する基礎部分については、例示したコンクリート基礎９Ａ，９Ｂのようなコンクリート製の置き基礎や杭基礎に限らず、スクリュー杭、左右方向又は前後方向に長いコンクリート製土台、建屋の屋根に設けた支持金具や取付フレーム等、設置部位の状況に応じた様々な基礎構造を採用できる。更に、本発明においては、架台フレーム１０の縦桟１と横桟２の各々の断面形状ならびに相互の連結構造、摺動ガイド溝１１及びスライド金具４の断面形状、押さえ金具５及び端部押さえ金具８の形態、太陽光発電パネルＰの形状と傾斜方向に沿う配列枚数等、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縦桟（上位側桟）
１０架台フレーム
１１摺動ガイド溝
１１ａ係合溝部
１２係止溝
２横桟
４スライド金具
４ａ基板部
４ｂ脚片部
４ｃ係合条片部
５押さえ金具
６スペーサー金具
６ｂ側片部
６ｃ係止凸部
７ストッパー部材
８端部押さえ金具
８１側方カバー部
Ｂ１止着用ボルト
Ｍ太陽電池モジュール
Ｎ１ナット
Ｐ太陽光発電パネル
Ｐｆ矩形枠材

Claims

前後方向に沿う複数本の縦桟と左右方向に沿う複数本の横桟とが格子状に連結されて前方に低く傾斜した架台フレーム上に、矩形枠材の内側に太陽電池モジュールを嵌装してなる太陽光発電パネルの複数枚が平面的に配列して取り付けられてなり、
前記架台フレームの縦桟及び横桟の内、上位側桟の上面に長手方向に連続する奥広の摺動ガイド溝を備え、この摺動ガイド溝にアルミ押出型材の切断短材よりなるスライド金具が摺動自在で且つ上方離脱不能に嵌挿されると共に、該スライド金具に下方から貫通された止着用ボルトが上方へ突出し、
該架台フレームの上位側桟上に載せた太陽光発電パネル同士が前記止着用ボルトを挟んで隣接配置すると共に、該止着用ボルトに嵌め込んだ押さえ金具が隣接配置した両太陽光発電パネルの矩形枠材上に橋架し、該押さえ金具上から前記止着用ボルトに螺合したナットの締め付けにより、両太陽光発電パネルが該押さえ金具と上位側桟との間で挟着固定されてなる太陽光発電パネル架台。
前記スライド金具は、ボルト挿通孔を有して摺動方向に長い帯板状の基板部の下面側に、平行する２条の脚片部が突設され、該ボルト挿通孔に通した前記止着用ボルトの頭部が両脚片部間に回転不能に嵌合するように構成されてなる請求項１に記載の太陽光発電パネル架台。
前記上位側桟が中空アルミ押出型材からなり、その摺動ガイド溝が両側の内側面に凹入形成された係合溝部によって奥広に構成され、前記スライド金具の基板部の幅方向両側に、前記係合溝部に係合する係合条片部が突設されてなる請求項２に記載の太陽光発電パネル架台。
前記止着用ボルトにスペーサー金具が前記押さえ金具より下位に嵌装され、隣接配置する太陽光発電パネルの間で該スペーサー金具を挟み付けて位置決めするように構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。
前記上位側桟の両側面に、長手方向に連続する係止溝が形成され、
前記スペーサー金具は、下向き開放したコ字枠状をなすアルミ押出型材の切断短材よりなり、その両側片部に内向きに突出する係止凸部を備えており、前記上位側桟に対し、両係止凸部を前記両係止溝に係合して上方離脱不能にスライド嵌合してなる請求項４に記載の太陽光発電パネル架台。
前記上位側桟が前方に低く傾斜配置した前記縦桟であり、その摺動ガイド溝の前端部に、嵌挿された前記スライド金具の抜出を阻止するストッパー部材が止着されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。
前記上位側桟の端部において、前記摺動ガイド溝に嵌挿した前記スライド金具を貫通する前記止着用ボルトに、端位置の前記太陽光発電パネルの矩形枠材に対する端部用押さえ金具が嵌装され、この押さえ金具上から該止着用ボルトに螺合したナットの締め付けにより、端位置の太陽光発電パネルが該端部用押さえ金具と上位側桟との間で挟着固定されると共に、この端部用押さえ金具に連設した側方カバー部により、前記止着用ボルトが側方に対して隠れるように構成されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。