JP2015208175A - 太陽光発電パネル架台 - Google Patents

Abstract

【課題】架台の傾斜角度を広範囲に多段階に且つ容易に調整可能であり、架台全体の強度及び耐久性に優れ、構造的に極めて簡素な太陽光発電パネル架台を提供する。【解決手段】架台の左右方向中央部に位置して前後傾斜方向に沿う縦桟１と、縦桟１上に前後方向所定間隔置きに固定された複数本の横桟３と、縦桟１を頂部で支持する１本の支柱３と、隣接する横桟２，２の各対間に取り付けられた複数枚の太陽光発電パネルＰとを備え、縦桟１及び支柱３が角筒状の中空アルミ型材からなり、支柱３の頂部側の左右側面部３ａ，３ａと縦桟１の中間部の左右側面部１ａ，１ａに、支柱３と縦桟１とを前後２カ所でボルト止めするためのボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆを有し、支柱３における前後一方側のボルト挿通孔が架台の複数の傾斜角度に共通して一か所に形成され、同他方側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが架台の各傾斜角度毎に対応した複数カ所に形成されてなる。【選択図】図８

Description

本発明は、架台の左右方向中央部に位置して前後傾斜方向に沿う縦桟と、該縦桟上に前後方向所定間隔置きに固定された複数本の横桟と、前記縦桟を頂部で支持する１本の支柱と、隣接する縦桟の各対間に取り付けられた複数枚の太陽光発電パネルとを備えた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。ところが、これら太陽光発電施設では、発電システムとしての経済性に見合うために、数十年といった長期間にわたる安定した継続稼働を前提として、風雨や地震の揺れ等に耐え得る優れた耐久性を確保して、且つ発電効率をできるだけ高め、また設備コスト、施工コスト、稼働コスト、保全コスト等を可及的に低減する必要がある。

従来、太陽光発電パネル架台として、発電効率を最大限に高める目的で、センサーで検出される太陽位置の変化や設置地域の緯度に対応したプログラムに基づき、太陽光発電パネルを常に太陽に向けるように電動や油圧駆動によって変位制御する、太陽追尾機構を備えるものが多々ある（例えば、特許文献１〜３）。しかしながら、これらの太陽追尾機構を設けた太陽光発電パネル架台では、設備及び保全のコストが非常に高く付く上、概して構造的に架台可動部の耐久強度が不充分であり、また太陽追尾機構の長期的な信頼性についても、まだ２０年以上の稼働実績がない現状では確約されたものとは言えない。

現在、汎用されている太陽光発電パネル架台は、複数本の縦桟及び横桟を格子状に連結した架台フレームを前後左右の支柱で支承し、この架台フレーム上に複数枚の太陽光発電パネルを縦横に配列して取り付けた構造が主流である。そして、左右方向に長く連続する大型の架台では前後の支柱が左右方向一定間隔置きに配置され、また前後にも長い形態では前後方向の中間部にも支柱を配置するようにしている（例えば、特許文献４の図１）。しかるに、架台フレームを前後左右の支柱で支承する構造では、受光効率面から太陽光発電パネルの傾斜角度（仰角）を設置場所の緯度等に応じて変更する場合、その傾斜角度毎に前後一方又は両方の支柱として高さの異なるものを用意する必要があり、それだけ資材コストが嵩むことに加え、支柱とこれを立設する基礎の数が多くなるため、施工作業に手間及び時間を要して施工コストも高く付くという難点があった。

なお、架台フレームを前後左右の支柱で支承する太陽光発電パネル架台として、後部支柱の一部をネジ軸とし、該ネジ軸の範囲で架台フレームの支承高さを変えることで架台の傾斜角度を調整可能としたもの（特許文献５）も提案されているが、その傾斜角度の調整範囲は１０°程度でしかない。一方、太陽光発電パネルの傾斜角度を多段階に調整可能な太陽光発電パネル架台として、１本の支柱の頂部に架台フレームを水平枢軸を介して傾動自在に支承し、該架台フレームの後部側と支柱中間部との間にＶ字形の支え棒を上下のブラケットを介して斜めに架設すると共に、該支え棒の支柱側の枢着位置を上下複数段に選択可能としたものも提案されている（特許文献６）。しかるに、この支え棒を用いる太陽光発電パネル架台は、支柱頂部と架台フレームとが剛体的に連結しておらず、支え棒があっても架台全体の強度に乏いため、強風時の風圧や地震の揺れに抗する上でパネル構体が小サイズで軽量のものに制約され、また支え棒の支柱側の枢着位置を上下複数段に選択しても、架台フレームの傾斜角度の調整幅は３０°程度に止まる。

特開２０００−１８１５４３号公報 特開２００２−１５１７２２号公報 特開２００７−１８１４８４号公報 実用新案登録第３１７１８２４号公報（図１） 特開２０１２−２０２０３０号公報 特開平８−１７０７９０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、架台の傾斜角度を広範囲に多段階に且つ容易に調整可能であり、しかも架台全体の強度及び耐久性に優れる上、構造的に極めて簡素であって設備コスト、施工コスト、稼働コスト、保全コスト等を従来に比して大きく低減し得る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、架台（パネル構体１０）の傾斜下位側を前として、架台の左右方向中央部に位置して前後傾斜方向に沿う縦桟１と、該縦桟１上に前後方向所定間隔置きに固定された複数本の横桟２と、縦桟１を頂部で支持する１本の支柱３と、隣接する横桟２，２の各対間に取り付けられた複数枚の太陽光発電パネルＰとを備え、縦桟１及び支柱３が角筒状の中空アルミ型材からなり、図２に示すように、支柱３の頂部側の左右側面部３ａ，３ａと縦桟１の中間部の左右側面部１ａ，１ａとに、該支柱３と縦桟１とを前後２カ所でボルト止めするためのボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆ，３２、１１Ａ，１１Ｂ，１２を有し、その支柱３における前後一方側のボルト挿通孔３２が架台の複数の傾斜角度に共通して一か所に形成されると共に、同他方側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが架台の各傾斜角度毎に対応した複数カ所に形成されてなることを特徴としている。

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、縦桟１における前後一方側のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂが架台３の複数の傾斜角度に共用する長孔をなすものとしている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の太陽光発電パネル架台において、縦桟１の下部側に長手方向摺動自在に嵌合する縦断面コ字状の補強枠４を備え、該補強枠４が縦桟１のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂ，１２に対応するボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂ，４２を有してなるものとている。

請求項４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、縦桟１における前後のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂ，１２が長孔と丸孔とで構成され、補強枠４のボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂ，４２が該縦桟１の長孔に対して丸孔に、該縦桟１の丸孔に対して長孔にそれぞれ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１〜４のいずれかの太陽光発電パネル架台において、図４、特に図７に示すように、支柱３は、内部が上下方向に連続する仕切壁３３によって中央空間部３４と前側空間部３５及び後側空間部３６とに区割され、その中央空間部３４に角筒状の補強鋼管５が嵌入されると共に、前側空間部３５及び後側空間部３６に臨んで前後のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆ，３２（図２参照）が穿設されてなるものとしている。

請求項６の発明は、上記請求項５の太陽光発電パネル架台において、支柱３は、前側空間部３５及び後側空間部３６の少なくとも一方が更に仕切壁３３によって外寄り中空部３５ａ，３６ａと内寄り中空部３５ｂ，３６ｂとに区割され、架台の各傾斜角度毎に対応して複数カ所に形成される他方側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが外寄り中空部３５ａ及び内寄り中空部３５ｂに臨んで穿設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の太陽光発電パネル架台において、縦桟１及び横桟２と太陽光発電パネルＰとからなるパネル構体１０の重心が支柱３の前後２カ所のボルト止め部の間に位置してなるものとしている。

請求項８の発明は、上記請求項１〜７のいずれかの太陽光発電パネル架台において、縦桟１が支柱３の頂部の左右両側に当接配置する２本の角筒状の中空アルミ型材からなるものとしている。

請求項９の発明は、上記請求項１〜８のいずれかの太陽光発電パネル架台において、架台の最小傾斜角と最大傾斜角の角度差が４０°以上であって、且つ該架台の傾斜角度を４段階以上の多段階に調整可能であるものとしている。

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の発明に係る太陽光発電パネル架台では、縦桟１及び横桟２と太陽光発電パネルＰとからなるパネル構体１０が１本の支柱３の頂部に支承されるが、該パネル構体１０の縦桟１が支柱３の頂部側の前後２カ所でボルト止めされることに加え、該縦桟１及び支柱３が共に角筒状の中空アルミ型材からなるから、該パネル構体１０と支柱３とが剛体的に強固に連結された状態となり、もって該パネル構体１０のサイズ及び重量が大きくとも架台全体として高強度で強風時の風圧や地震の揺れに充分に耐えることができ、また電動や油圧による駆動部を有さず、これら駆動部の故障や機能低下の懸念もないから、極めて優れた耐久性を発揮する。更に、この太陽光発電パネル架台では、電動や油圧による駆動部を有さず、それらのメンテナンスが不要であることに加え、パネル構体１０と支柱３がブラケット等を介さずに直接にボルト止めでき、且つ支柱３を支える基礎も一つでよいから、設備コスト、施工コスト、稼働コスト、保全コストのいずれについても非常に少なくて済む。

しかも、この太陽光発電パネル架台においては、支柱３における前後一方側のボルト挿通孔３２が架台の複数の傾斜角度に共通して一か所に形成され、同他方側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが架台の各傾斜角度毎に対応した複数カ所に形成されるから、一方側の一か所のボルト挿通孔３２によるボルト止めと、他方側の複数カ所のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆより選択される位置でのボルト止めにより、パネル構体１０を所望の傾斜角度に設定できる。加えて、一方のボルト挿通孔３２と他方のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆとが前後方向に近い位置にあるから、他方のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの相互の高低差が少なくても、パネル構体１０の傾斜角度の調整幅を大きくとることができ、例えば該傾斜角度の調整幅を１０°〜６０°と広範囲として、低緯度地域から高緯度地域まで同じ太陽光発電パネル架台を用いて高い受光効率を得るように設定することが可能である。また、設置後の太陽光発電パネル架台においても、一方のボルト挿通孔３２によるボルト止め部を支点として保持した状態で、他方のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆのいずれかによるボルト止め部のボルトを異なる位置のボルト挿通孔に差し変えるだけで、パネル構体１０の傾斜角度を簡単に変更できるから、例えば夏冬の２回あるいは四季毎の４回、季節による太陽高度の変化に合わせて受光効率の高い傾斜角度に変更することで、一年を通して高い発電効率を得ることが可能となり、また降雪地域での冬季に傾斜角度を大きくすることで着雪を防止できるという利点もある。

請求項２の発明によれば、縦桟１における前後一方側のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂが架台の複数の傾斜角度に共用する長孔をなすから、支柱３側の複数カ所に設ける他方のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの数に対して縦桟１側の孔数が少なくなり、それだけ縦桟１の穿孔による強度低下を抑制できる。また逆に言えば、縦桟１の強度を確保しつつ、支柱３側の他方のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの数を多くして、パネル構体１０の傾斜角度の調整段数を増加できる。

請求項３の発明によれば、縦桟１の下部側にボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂ，４２を有する補強枠４が嵌合し、縦桟１の支柱３に対するボルト止め部近傍が補強枠４によって補強されるから、該縦桟１と支柱３との連結がより強固になり、架台全体としてもより高強度になる。また、補強枠４は縦桟１に対して長手方向摺動自在に嵌合しているから、パネル構体１０の傾斜角度が変わっても、所定の位置までスライドさせて縦桟１のボルト止め部近傍を補強できる。

請求項４の発明によれば、補強枠４のボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂ，４２が該縦桟１の長孔に対して丸孔に、該縦桟１の丸孔に対して長孔にそれぞれ構成されているから、該補強枠４と縦桟１における長孔部分の断面欠損が相互に補われ、該断面欠損による強度低下が抑制される。

請求項５の発明によれば、支柱３の内部が仕切壁３３によって中央空間部３４と前側及び後側空間部３５，３６に区割され、その中央空間部３４に角筒状の補強鋼管５が嵌入されているから、中空アルミ型材からなる該支柱３がより高剛性になることに加え、前後のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆ，３２が前側及び後側空間部３５，３６に臨むから、前後２カ所のボルト止め部も高剛性で強く緊締でき、それだけ該支柱３と縦桟１との連結強度が増大する。又、補強鋼管５には上記ボルト挿通孔を穿設することがないから、補強鋼管５の強度を低下させることがないと共に、前記ボルト挿通孔の形成を容易に行うことができる。

請求項６の発明によれば、支柱３の複数カ所に設けるボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが前側又は後側空間部３５，３６の更に前後に区割された外寄り中空部３５ａ，３６ａと内寄り中空部３５ｂ，３６ｂとに臨んで穿設されているから、これらによるボルト止め位置の剛性が更に高くなり、該支柱３と縦桟１との連結強度が更に大きくなる。

請求項７の発明によれば、パネル構体１０の重心が支柱３に対する前後２カ所のボルト止め部の間に位置し、重量バランスが支柱３の前後に略均等になるから、架台の角度調整を小さい力で容易に行える。

請求項８の発明によれば、縦桟１が支柱３の頂部の左右両側に当接配置する２本の角筒状の中空アルミ型材からなり、前後のボルト止め部において両側の縦桟１，１間で支柱３を挟み付ける形で締結することになるから、パネル構体１０と支柱３との連結部がより高剛性で極めて強固に一体化すると共に、各横桟２が２本の縦桟１，１に固定されるから、該パネル構体１０自体の強度も大きくなる。

請求項９の発明によれば、架台の最小傾斜角と最大傾斜角の角度差が４０°以上であって、且つ該架台の傾斜角度を４段階以上の多段階に調整可能であるから、設置場所の緯度ならびに季節による太陽高度の違いに対応して、高い受光効率が得られるように該傾斜角度を広範囲に且つ細かく調整できる。

本発明の一実施形態に係る太陽光発電パネル架台の全体を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。 同太陽光発電パネル架台におけるパネル構体と支柱との連結部を分解状態で示す縦断側面図である。 同太陽光発電パネル架台における太陽光発電パネル取付前の平面図である。 同太陽光発電パネル架台の支柱の横断平面図である。 同太陽光発電パネル架台の縦桟及び補強枠を示し、（ａ）は縦桟の縦断面図、（ｂ）は補強枠の縦断面図、（ｃ）縦桟に補強枠を嵌装した状態の縦断面図である。 同太陽光発電パネル架台の横桟の縦断面図である。 同太陽光発電パネル架台の縦桟と支柱との連結部を示す平面図である。 同太陽光発電パネル架台のパネル構体と支柱との連結部を示し、（ａ）は架台の傾斜角度が３０°の場合の縦断側面図、（ｂ）は架台の傾斜角度が６０°の場合の縦断側面図である。 同太陽光発電パネル架台のパネル構体の縦桟と横桟との結合部を示す一部破断縦断側面図である。 同結合部における各部材を分解状態で示す斜視図である。

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（ａ）（ｂ）に示す太陽光発電パネル架台は、地盤Ｇに上部側一部を残して埋設した略立方体形状のコンクリート基礎Ｃ上に、角筒状の中空アルミ型材からなる１本の支柱３が垂直に立設され、この支柱３の頂部に矩形のパネル構体１０が前方に低く傾斜した状態で連結されている。そのパネル構体１０は、図３でも示すように、左右方向中央部に位置して前後傾斜方向に沿って平行配置した２本の縦桟１，１と、両縦桟１，１上に前後方向一定間隔置きに固定された５本の横桟２と、隣接する横桟２，２の各対間に左右２列で前後４列に取り付けられた８枚の太陽光発電パネルＰとで構成されている。そして、２本の縦桟１，１は、長手方向中央部において、各々下部側に嵌装した補強枠４を介して支柱３の頂部の左右両側に当接配置し、その当接部の前後２カ所で該支柱３にボルト止めされている。なお、縦桟１及び横桟２は、縦長角筒状の中空アルミ型材からなる。

図２に示すように、支柱３は、頂端が前方へ低く傾斜しており、その頂部の左右側面部３ａ，３ａに、前部側の高さが異なる６カ所にボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが穿設されると共に、後部側の頂端近傍の一か所にボルト挿通孔３２が穿設されている。なお、前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの内、４つのボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｃ，３１Ｅは該支柱３の前縁に近く配置しているのに対し、２つのボルト挿通孔３１Ｄ，３１Ｆは若干後位に配置している。そして、図に付記するように、前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆは、架台の傾斜角度１０°〜６０°の範囲で１０°ずつ異なる６つの各傾斜角度に対応している。

また、各縦桟１は、左右側面部１ａ，１ａの下部側に、長手方向に連続する摺動ガイド溝１３を備えると共に、その長手方向の中央部には摺動ガイド溝１３よりも下位に位置して、前後方向の長孔をなす２つの前部側のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂと、丸孔をなす後部側の１つのボルト挿通孔１２とが穿設されている。更に、補強枠４の左右側面部４ａ，４ａには、丸孔をなす２つの前部側のボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂと、長孔をなす後部側の１つのボルト挿通孔４２とが穿設されている。

ここで、図２に付記するように、支柱３における後部側のボルト挿通孔３２の中心から前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの各中心までの距離ｒ１〜ｒ６と、縦桟１における後部側のボルト挿通孔４２の中心から前部側ボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂの各長孔における前後端円弧の各中心までの距離Ｌ１〜Ｌ４とは、次式１，２の関係をなすように設定されている。
Ｌ１≦ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４≦Ｌ２・・・式１
Ｌ３≦ｒ５，ｒ６≦Ｌ４・・・・・・・・・式２

なお、補強枠４のボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂ，４２は、縦桟１のボルト挿通孔１１Ａ，１１Ｂ，１２と同じ距離関係に設定されているが、その前部側のボルト挿通孔４１Ａ，４１Ｂが丸孔、後部側のボルト挿通孔４２が長孔であり、縦桟１における長孔・丸孔の配置とは逆になっている。

角筒状の支柱３の中空内部は、図４の横断面で示すように、長手方向に連続する４つの仕切り壁３３によって広い中央空間部３４と、前側空間部３５の狭い外寄り空間３５ａ及び内寄り中空部３５ｂと、後側空間部３６の狭い外寄り空間３６ａ及び内寄り中空部３６ｂとに、前後５つに区割されている。しかして、中央空間部３４には、角筒状の補強鋼管５が該支柱３の全長にわたって挿嵌されており、中央空間部３４の四周内面に２条ずつ設けた各凸条部３７が補強鋼管５の外周面に接当することで、該支柱３と補強鋼管５がガタツキのない嵌合状態になってる。また、図２に示す前部側の４つのボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｃ，３１Ｅは前側空間部３５の外寄り空間３５ａに、前部側の残る２つのボルト挿通孔３１Ｄ，３１Ｆは前側空間部３５の内寄り空間３５ｂに、後部側のボルト挿通孔３２は後側空間部３６の外寄り空間３６ａに、それぞれ臨んで穿設されている。

図５（ａ）に示すように、縦桟１の中空アルミ型材は、内部が長手方向に連続する上下の仕切壁１４ａ，１４ｂによって広い中央空間部１５ａと狭い上下両側の空間部１５ｂ，１５ｃとに区割されており、下側仕切壁１４ｂの両側部が左右側面部１ａ，１ａの各摺動ガイド溝１３の奥底部を形成している。また、該縦桟１の上面部１ｂの幅方向中央には、長手方向に連続する金具保持溝１６が形成され、この金具保持溝１６の両側部に縦断面逆Ｌ字形に凹入する係合溝部１６ａ，１６ａを有している。また、図５（ｂ）に示すように、補強枠４は、縦断面上向き開放コ字形のアルミ型材からなり、両側面部４ａ，４ａの上端に断面逆Ｌ字形に内向き突出する係合突縁部４３が形成されている。そして、該補強枠４は、図５（ｃ）に示すように、両側の係合突縁部４３，４３を縦桟１の摺動ガイド溝１３，１３に係合した状態で、該縦桟１の下部側に長手方向摺動自在で且つ下方離脱不能に嵌合される。

一方、横桟２は、図６の断面で示すように、左右側面部１ａ，１ａの下部側に長手方向に連続する摺動ガイド溝２１，２１を有すると共に、上端から左右両側へ張出する取付片２２，２２が長手方向全長にわたって設けられている。なお、横桟２は、後述のように連結金具７に連結される。

図１（ｂ）及び図３に示すように、支柱３と該支柱３を挟んでその両側の縦桟１，１との前後部２カ所でのボルト止めは、図７及び図８（ａ）（ｂ）で示すように、後部側においては両縦桟１，１及び補強枠４と支柱３の後部側のボルト挿通孔１２，１２，４２，３２にボルトＢ１を通し、該ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締する。そして、前部側においては、架台の傾斜角度を１０°，２０°，３０°，４０°のいずれかに設定する場合、両縦桟１，１及び補強枠４の前部側で且つ後寄りのボルト挿通孔１１Ｂ，１１Ｂ，４１Ｂと、支柱３の前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｄより設定傾斜角度に応じて選択される１つとにボルトＢ１を通し、該ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締する。また、架台の傾斜角度を５０°又は６０°に設定する場合、両縦桟１，１及び補強枠４の前部側で且つ前寄りのボルト挿通孔１１Ａ，１１Ａ，４１Ａと、支柱３の前部側のボルト挿通孔３１Ｅ，３１ＦのいずれかとにボルトＢ１を通し、該ボルトＢ１にナットＮ１を螺合緊締する。図８（ａ）は傾斜角度を３０°に、図８（ｂ）は傾斜角度を６０°に、それぞれ設定した状態を示している。なお、各ボルトＢ１の頭部側には平座金Ｗ１を、ナットＮ１側には平座金Ｗ１及びばね座金Ｗ２をそれぞれ介在させている。

両縦桟１，１に対する各横桟２の連結固定には、図９及び図１０に示すように、各固定部において上下一対の連結金具６，７が使用される。その下側連結金具６は、帯板状の基板部６ａの幅方向両側に縦断面Ｌ字形の係止条片部６ｂを有すると共に、基板部６ａの下面側に一対の平行な脚片部６ｃ，６ｃが突設され、両脚片部６ｃ，６ｃ間で下方に開く溝部６１を構成しており、基板部６ａの長手方向両側部には上下方向のボルト挿通孔６２が穿設されている。また、上側連結金具７は、縦桟１の上面部１ｂに対応する左右幅で且つ下側連結金具６に対応する長さの基板部７ａと、該基板部７ａの中央側から左右方向に沿って上方へ突出する平行２条の挟持壁部７ｂ，７ｂとを有し、両挟持壁部７ｂ，７ｂの上端に内向きに突出する縦断面Ｌ字形の係止片７１が形成されており、基板部７ａの左右両側部に下側連結金具６に対応して上下方向のボルト挿通孔７２が穿設されると共に、各挟持壁部７ｂの上部に一対のねじ挿通孔７３，７３が形成されている。

そして、下側連結金具６は、縦桟１の金具保持溝１６に対し、その各係止条片部６ｂが該金具保持溝１６の係合溝部１６ａに係合して、且つ基板部６ａの上面が縦桟１の上面部１ｂと面一になる状態で、長手方向摺動自在に挿嵌し得るように寸法設定されている。また、上側連結金具７は、両挟持壁部７ｂ，７ｂの間隔が横桟２の幅に略対応し、且つ各係止片７１が横桟２の係止溝部２１に係入し得るように、それぞれ寸法設定されている。なお、これら上下の連結金具６，７はアルミ型材の切断短材にて構成されている。

両縦桟１，１上に横桟２を固定するには、各縦桟１の金具保持溝１６に横桟１の本数に対応する個数（例示では５個）の下側連結金具６を、各ボルト挿通孔６２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、各下側連結金具６は、各２本の固定ボルトＢ２が頭部を両脚片部６ｃ，６ｃ間の溝部６１に収めて上方へ突出した状態で、該金具保持溝１６に摺動自在で且つ上方離脱不能に保持される。一方、各横桟２には、２本の縦桟１，１に対応して２個の上側連結金具７を、両係止片７１，７１が該横桟２の摺動ガイド溝２１，２１に係合した状態でスライド嵌合させておく。次に、図９に示すように、各下側連結金具６の上に上側連結金具７を重ね、該上側連結金具７の各ボルト挿通孔７２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。なお、下側連結金具６の溝部６１は固定ボルトＢ２の頭部を回転不能とする幅に設定されている。

上述のように組み付けた上下の連結金具６，７は、ナットＮ２の締め付けが緩んだ状態で、縦桟１の長手方向に沿ってスライド移動可能であると共に、横桟２の長手方向にもスライド可能である。従って、各横残２は、両縦桟１，１上で前後方向及び左右方向の何れにも変位可能な仮組み状態となるから、この仮組み状態で位置調整して性格な固定位置に合わせ、ナットＮ２を締め付けることにより、下側連結金具６の両側の係止条片部６ｂ，６ｂ（図１０参照）と上側連結金具７の基板部７ａとの間で、縦桟１の金具保持溝１６の両側の上面部１ｂ，１ｂが挟着され、もって縦桟１に両連結金具６，７が固定されることで前後方向に移動不能となり、次いで上側連結金具７の両挟持壁部７ｂ，７ｂの各ねじ挿通孔７３に外側からドリリングタッピングねじＳを通して当該横桟２の側壁部に螺刻貫通させることにより、縦桟１に対して左右方向にも移動不能となり、該縦桟１に強固に連結した状態となる。

太陽光発電パネルＰの取り付けは、図９に示すように、隣接配置した横桟２，２の取付片２２，２２上に該太陽光発電パネルＰを抱持する周枠Ｆの下側の内向き突縁部Ｆａを載せ、該突縁部Ｆａ及び取付片２２に予め穿設されたボルト挿通孔（図示省略）にボルトＢ３を挿通してナットＮ３を螺合緊締すればよい。

かくして構築した太陽光発電パネル架台は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、縦桟１及び横桟２と太陽光発電パネルＰとからなるパネル構体１０が左右及び前後に対称な形態に設定され、その中央位置において支柱３に支承されている。従って、該パネル構体１０は、その傾斜角度の違いに拘らず、支柱３に対する前後２カ所のボルト止め位置の間に重心が位置している。

上記構成の太陽光発電パネル架台においては、パネル構体１０が１本の支柱３の頂部に支承されているが、該パネル構体１０の縦桟１が支柱３の頂部側の前後部２カ所でボルト止めされることに加え、該縦桟１及び支柱３が共に角筒状の中空アルミ型材からなるため、該パネル構体１０と支柱３とが剛体的に強固に連結され、もって該パネル構体１０のサイズ及び重量が大きくとも架台全体として高強度で強風時の風圧や地震の揺れに充分に耐え得る優れた耐久性を発揮する。

特に実施形態のように、支柱３の内部を仕切壁３３によって中央空間部３４と前側及び後側空間部３５，３６に区割し、その中央空間部３４に角筒状の補強鋼管５を嵌入する構成とすれば、該支柱３がより高剛性になることに加え、前後のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆ，３２が前側及び後側空間部３５，３６に臨むから、前後２カ所のボルト止め部も高剛性で強く緊締でき、それだけ該支柱３と縦桟１との連結強度が増大することになる。この場合、支柱３の前側空間部３５を更に例示したように外寄り中空部３５ａと内寄り中空部３５ｂとに区割し、該支柱３の複数カ所に設ける前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆをこれら外寄り中空部３５ａと内寄り中空部３５ｂとに臨んで穿設する構成とすれば、ボルト止め位置の剛性が更に高くなり、該支柱３と縦桟１との連結強度が更に大きくなる。また、実施形態の図１（ｂ）及び図３に示すように、前後のボルト止め部において２本の縦桟１，１間で支柱３を挟み付ける形で締結する構成とすれば、パネル構体１０と支柱３との連結部がより高剛性で極めて強固に一体化すると共に、各横桟２が２本の縦桟１，１に固定されるから、該パネル構体１０自体の強度も大きくなるという利点がある。

一方、この太陽光発電パネル架台では、図２に示すように、支柱３における後部側のボルト挿通孔３２が架台の異なる６つの傾斜角度に共通して一か所に形成され、同前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆが架台の各傾斜角度毎に対応した６カ所に形成されるから、後部側の１か所のボルト挿通孔３２によるボルト止めと、前部側の６カ所のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆより選択される位置でのボルト止めにより、パネル構体１０を１０°〜６０°までの１０°刻みの所望の傾斜角度に設定できる。従って、低緯度地域から高緯度地域まで同じ太陽光発電パネル架台を用いて高い受光効率を得るように設定することが可能である。なお、このように、架台の傾斜角度を広範囲に調整できるのは、支柱３に設ける後部側のボルト挿通孔３２と前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆとが前後方向に近い位置にあり、前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆの相互の高低差が少なくても大きな角度差を設定できることによる。

また、設置後の太陽光発電パネル架台においても、後部側のボルト挿通孔３２によるボルト止め部を支点として保持した状態で、前部側のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆのいずれかによるボルト止め部のボルトを異なる位置のボルト挿通孔に差し変えるだけで、パネル構体１０の傾斜角度を簡単に変更できる。従って、例えば夏冬の２回あるいは四季毎の４回、季節による太陽高度の変化に合わせて受光効率の高い傾斜角度に変更することで、一年を通して高い発電効率を得ることが可能となる。また、降雪地域の冬季において該傾斜角度を例えば６０°といった高角度に設定することで、太陽光発電パネルＰへの着雪を防止できるという利点もある。

なお、実施形態では架台の最小傾斜角と最大傾斜角の角度差を５０°として６段階に角度調整できるようにしているが、本発明においては、設置場所の緯度差や季節変化による太陽高度の違いに対応する上で、該角度差が４０°以上で４段階以上の多段階に調整可能とすることが推奨される。

しかして、実施形態として例示したように、パネル構体１０の傾斜角度の違いに拘らず、その重心が支柱３に対する前後２カ所のボルト止め位置の間に位置するように設定すれは、支柱３の前後の重量バランスが略均等になるから、傾斜角度の調整を小さい力で容易に行えるという利点がある。

一方、実施形態では支柱３の頂部の後部側に複数の傾斜角度に共用する１つのボルト挿通孔３２を儲け、同前部側に各傾斜角度に対応する複数のボルト挿通孔３１Ａ〜３１Ｆを設けているが、逆に、頂部の前部側に共用の１つのボルト挿通孔を設け、同後部側に各傾斜角度に対応する複数のボルト挿通孔を設ける構成としてもよい。

縦桟１のボルト挿通孔については、実施形態のように前後一方側（前部側）を複数の傾斜角度に共用する長孔とすることで、支柱３の前後一方側（前部側）の複数カ所に設けるボルト挿通孔に対して孔数を少なくでき、それだけ縦桟１の穿孔による強度低下を抑制できる。また逆に言えば、縦桟１の強度を確保しつつ、支柱３側の各傾斜角度に対応するボルト挿通孔の数を多くして、パネル構体１０の傾斜角度の調整段数を増加できる。なお、実施形態では縦桟１の前部側のボルト挿通孔として２個の長孔を設けているが、架台の傾斜角度の調整段階が少ない場合は１個の長孔だけで支柱３側の複数のボルト挿通孔に対応可能である。

本発明では実施形態で用いた補強枠４を省略してもよいが、該補強枠４を用いることで、縦桟１の支柱３に対するボルト止め部近傍を補強できるから、該縦桟１と支柱３との連結がより強固になり、架台全体としてもより高強度になる。また、補強枠４は、縦桟１に対して長手方向摺動自在であるから、パネル構体１０の傾斜角度が変わっても、所定の位置までスライドさせて縦桟１のボルト止め部近傍を補強できる。なお、実施形態のように、補強枠４のボルト挿通孔を、該縦桟１の長孔に対して丸孔に、該縦桟１の丸孔に対して長孔にすることにより、該補強枠４と縦桟１の長孔部分の断面欠損を相互に補えるから、該断面欠損による強度低下を抑制できる。

支柱３を立設する基礎部分については、例示した半埋設型のコンクリート基礎Ｃに限らず、コンクリート製の置き基礎やコンクリート杭、スクリュー杭等、種々の形態のものを採用できる。更に、本発明においては、横桟２の本数、太陽光発電パネルＰの配設枚数、縦桟１及び横桟２と支柱３の断面形状、縦桟１と横桟２との連結固定手段、横桟２に対する太陽光発電パネルＰの取付手段等、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
１ａ 側面部
１１Ａ，１１Ｂ 前部側のボルト挿通孔
１２ 後部側のボルト挿通孔
２ 横桟
３ 支柱
３ａ 側面部
３１Ａ〜３１Ｆ 前部側のボルト挿通孔
３２ 後部側のボルト挿通孔
３３ 仕切壁
３４ 中央空間部
３５ 前側空間部
３５ａ 外寄り中空部
３５ｂ 内寄り中空部
３６ 後側空間部
３６ａ 外寄り中空部
３６ｂ 内寄り中空部
４ 補強枠
４１Ａ，４１Ｂ 前部側のボルト挿通孔
４２ 後部側のボルト挿通孔
５ 補強鋼管
１０ パネル構体
Ｂ１ ボルト
Ｎ１ ナット
Ｐ 太陽光発電パネル

Claims (9)

1. 架台の傾斜下位側を前として、架台の左右方向中央部に位置して前後傾斜方向に沿う縦桟と、該縦桟上に前後方向所定間隔置きに固定された複数本の横桟と、前記縦桟を頂部で支持する１本の支柱と、隣接する横桟の各対間に取り付けられた複数枚の太陽光発電パネルとを備え、
   前記縦桟及び支柱が角筒状の中空アルミ型材からなり、
   支柱の頂部側の左右側面部と縦桟の中間部の左右側面部とに、該支柱と縦桟とを前後２カ所でボルト止めするためのボルト挿通孔を有し、その支柱における前後一方側のボルト挿通孔が架台の複数の傾斜角度に共通して一か所に形成されると共に、同他方側のボルト挿通孔が架台の各傾斜角度毎に対応した複数カ所に形成されてなることを特徴とする太陽光発電パネル架台。
2. 前記縦桟における前後一方側のボルト挿通孔が架台の複数の傾斜角度に共用する長孔をなす請求項１に記載の太陽光発電パネル架台。
3. 前記縦桟の下部側に長手方向摺動自在に嵌合する縦断面コ字状の補強枠を備え、該補強枠が縦桟のボルト挿通孔に対応するボルト挿通孔を有してなる請求項１又は２に記載の太陽光発電パネル架台。
4. 前記縦桟における前後のボルト挿通孔が前記長孔と丸孔とで構成され、前記補強枠のボルト挿通孔が該縦桟の長孔に対して丸孔に、該縦桟の丸孔に対して長孔にそれぞれ構成されてなる請求項３に記載の太陽光発電パネル架台。
5. 前記支柱は、内部が上下方向に連続する仕切壁によって中央空間部と前側空間部及び後側空間部とに区割され、その中央空間部に角筒状の補強鋼管が嵌入されると共に、前側空間部及び後側空間部に臨んで前後のボルト挿通孔が穿設されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。
6. 前記支柱は、前側空間部及び後側空間部の少なくとも一方が更に前記仕切壁によって外寄り中空部と内寄り中空部とに区割され、架台の各傾斜角度毎に対応して複数カ所に形成される前記他方側のボルト挿通孔が外寄り中空部及び内寄り中空部に臨んで穿設されてなる請求項５に記載の太陽光発電パネル架台。
7. 前記縦桟及び横桟と太陽光発電パネルとからなるパネル構体の重心が前記支柱の前後２カ所のボルト止め部の間に位置してなる請求項１〜６のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。
8. 前記縦桟が前記支柱の頂部の左右両側に当接配置する２本の角筒状の中空アルミ型材からなる請求項１〜７のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。
9. 架台の最小傾斜角と最大傾斜角の角度差が４０°以上であって、且つ該架台の傾斜角度を４段階以上の多段階に調整可能である請求項１〜８のいずれかに記載の太陽光発電パネル架台。

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