JP2016086512A - パネル取付架台及びパネル取付金具 - Google Patents

Abstract

【課題】桟部材に対するパネルの固定作業を簡略化しつつ、パネル取付架台に十分な強度を確保することができるようにする。【解決手段】パネル取付架台１００を、１２本の横桟部材１及び２本の縦桟部材２で構成した。横方向の支点間距離Ｌ１、縦方向の支点間距離Ｌ２として、それぞれに沿って２個ずつ設置した束石３にパネル取付架台１００を支持させる。縦方向に沿って配置される縦桟部材２は、支点間距離Ｌ２が支点間距離Ｌ１よりも長く、大きな強度が要求されるために金属製とした。太陽光発電パネル１０を固定するためのパネル取付金具やブラケットがねじ取めされる横桟部材１は、下穴の形成が不要な木製とした。【選択図】図１

Description

この発明は、太陽光発電パネル等のパネルを保持するパネル取付架台、及びパネル取付架台にパネルを取り付ける際に用いられるパネル取付金具に関する。

太陽光発電システムは、屋外において多数枚の太陽光発電パネルをパネル取付架台に固定して構成される。太陽光発電パネルは、パネル取付架台に位置決めして載置された後、太陽光発電パネルの取付孔に挿入したボルトをパネル取付架台を構成する桟部材に締結することで固定される。

パネル取付架台の桟部材を金属材料で構成すると、ボルトを締結するための下孔を桟部材に形成しておく必要がある。また、太陽光発電パネル及び桟部材に予め取付孔及び下孔が形成されていると、太陽光発電パネルをパネル取付架台の適正な位置に正確に載置した後、取付孔及び下孔に対してボルトを正確に挿入する必要があり、パネル取付架台に対する太陽光発電パネルの固定作業が煩雑化する。

そこで、従来のパネル取付架台では、格子を構成するように配置される桟部材である縦支持材及び横支持材を木材で構成し、取付金具を介して太陽光発電パネルを架台に固定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。取付金具は、太陽光発電パネルを桟部材に押し付けた状態で桟部材にねじ込まれる木ねじによって桟部材に取り付けられる。桟部材に予め下孔を形成しておく必要がなく、パネル取付架台に対する太陽光発電パネルの厳格な位置決め作業も不要になる。

特開２０１４−１０１６２８号公報

しかし、パネル取付架台に取り付けるべき太陽光発電パネルが多数になると、木製の桟部材では強度が不足する場合がある。即ち、パネル取付架台を構成する桟部材は、設置面に配置された束石等の基礎部材に支持されるが、基礎部材の配置間隔が長くなると桟部材に作用する曲げモーメントが大きくなり、桟部材に要求される強度も増す。例えば、傾斜地にパネル取付架台を設置する場合、基礎部材に桟部材を取り付ける際に作業者は無理な姿勢での作業を強いられるため、作業者の負担を軽減すべく基礎部材の配置数は少なくされる。強度を確保するために金属製の桟部材を用いたのでは、桟部材に対する太陽光発電パネルの固定作業を簡略化することができない。

この問題は、太陽光発電システムに用いられるパネル取付架台に限らず、複数枚のパネルが固定されるパネル取付架台に一般的に生じる。

この発明の目的は、桟部材に対するパネルの固定作業を簡略化しつつ、十分な強度を確保することができるパネル取付架台、及びこのパネル取付架台に用いられるパネル取付金具を提供することにある。

この発明のパネル取付架台は、第１の桟部材及び第２の桟部材を備え、パネルを保持する。第１の桟部材は、木製で上面にパネルが固定される。第２の桟部材は、金属製で平面視において第１の桟部材と異なる方向に配置される。

パネルは、木製の第１の桟部材の上面に容易に固定される。金属製の第２の桟部材を、平面視において第１の桟部材と異なる方向に配置することで、十分な強度が確保される。

第１の桟部材及び前記第２の桟部材を平面視において第１及び第２の方向のそれぞれに沿って互いに異なる支点間距離で配置された複数の支点で支持し、第１及び第２の方向のうち、支点間距離の短い方に沿って第１の桟部材を配置し、支点間距離の長い方に沿って第２の桟部材を配置することが好ましい。支点間距離が長い方向に沿って第２の桟部材を配置することで、より大きな曲げモーメントに応じた強度を確保することができる。

第２の桟部材を所定の傾斜方向に沿って傾斜させることが好ましい。第２の桟部材を傾斜方向に沿って配置することにより、傾斜方向について十分な強度を確保することができる。

パネルが矩形の平面形状を呈する場合、第１の桟部材をその長手方向をパネルの短辺方向に沿って配置し、第２の桟部材をその長手方向を第１の桟部材の長手方向に直交して配置することが好ましい。

この発明のパネル取付金具は、傾斜させて配置されたパネル取付架台にパネルを保持させる際に用いられ、第１の桟部材の上面に固定され、パネルの一部に傾斜方向に沿って当接する係止部を備えている。木製の第１の桟部材の上面における任意の位置に固定した状態で、係止部がパネルに対する重力の作用方向に沿ってパネルの一部に当接し、パネルが第１の桟部材に保持される。

第１の桟部材の長手方向に直交する断面内で、第１の桟部材に複数方向から当接する当接面を備えることが好ましい。第１の桟部材に容易に仮置きでき、パネル取付時の作業性が向上する。

この発明によれば、桟部材に対するパネルの固定作業を簡略化しつつ、パネル取付架台に十分な強度を確保することができる。

（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の実施形態に係るパネル取付架台の平面図及び側面図である。 同パネル取付架台の要部の拡大側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、同パネル取付架台における太陽光発電パネルの固定状態を示す斜視図、側面断面図及び正面断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の別の実施形態に係るパネル取付架台の断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の別の実施形態に係るパネル取付金具の側面図である。である。

以下に、太陽光発電ユニットに適用した場合の本発明の実施形態に係るパネル取付架台及びパネル取付金具について、図面を参照しつつ説明する。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この発明の実施形態に係るパネル取付架台１００は、一例として屋外の斜面２００に設置される太陽光発電ユニットに適用される。太陽光発電ユニットは、パネル取付架台１００の上面に一例として１８枚の矩形の太陽光発電パネル１０を縦６行、横３列のマトリックス状に固定して構成されている。太陽光発電パネル１０は、この発明のパネルに相当し、後述するパネル取付金具及びブラケットを介して、所定の傾斜角度に傾斜させて固定される。パネル取付架台１００は、斜面２００の横方向の長さに応じて、横方向に複数並べて設置される。

架台１００は、一例として横桟部材１、縦桟部材２、束石３、支柱４を有している。束石３及び支柱４は、この発明の支点を構成し、例えばコンクリートブロックで構成され、一部を斜面２００に埋設されている。なお、この発明の支点は、より正確には、縦桟部材２については支柱４との接合部分であり、横桟部材１については縦桟部材２との接合部分である。束石３は、横方向（第１の方向）及び縦方向（第２の方向）に沿ってそれぞれ支点間距離Ｌ１及びＬ２の間隔で２個ずつ設置されている。

横桟部材１は、この発明の第１の桟部材であり、一例として正方形断面を呈する木材で構成されている。横桟部材１は、一例として、１枚の太陽光発電パネル１０ごとに２本ずつ、合計１２本配置されている。縦桟部材２は、この発明の第２の桟部材であり、一例としてＨ型鋼で構成されている。縦桟部材２は、アルミニウムの押出材で構成することもできる。縦桟部材２は、支点間距離Ｌ２以上の長さの金属製の部材を含むものであればよく、例えば、Ｈ型鋼等の金属製の部材の上面に単一又は複数の木材を接合したものとすることもできる。縦桟部材２は、横桟部材１の両端部に１本ずつ、合計２本配置されており、両端部を支柱４を介して束石３に固定されている。１２本の横桟部材１が、２本の縦桟部材２の上面に配置される。

図２に示すように、斜面２００に一部を埋設された束石３の上面から、一例としてＨ型鋼で構成された支柱４が垂直に延出している。支柱４の上端は、太陽光発電パネル１０の傾斜角度に応じた角度に切断され、溶接等によって取付板４１が固定されている。縦桟部材２は、一例としてボルト４２を介して取付板４１に固定される。横桟部材１は、一例としてＵボルト１１を介して縦桟部材２に固定される。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、太陽光発電パネル１０は、パネル取付金具５及びブラケット６を介して、横桟部材１に固定される。この発明の実施形態に係るパネル取付金具５は、一例として金属製の帯状の平板をプレス加工により２箇所で直角に屈曲し、上面に２本の係止ピン５１を突設させるとともに２個の貫通孔５３を形成したものである。パネル取付金具５の背面には、２箇所に貫通孔５２が形成されている。なお、図では、一方の貫通孔５２のみが図示されている。

２本の係止ピン５１のそれぞれは、この発明の係止部であり、横方向に隣接する２枚の太陽光発電パネル１０それぞれのフレーム１０１に形成された係止孔１０２に下方から嵌入し、太陽光発電パネル１０の傾斜方向に沿って係止孔１０２の上端部に当接する。この当接によって太陽光発電パネル１０の荷重がパネル取付金具５を介して横桟部材１に作用し、太陽光発電パネル１０が横桟部材１に保持される。

ブラケット６は、横方向に隣接する２枚の太陽光発電パネル１０の間において、パネル取付金具５の上方に配置される。ブラケット６は、例えば、金属平板のプレス加工によって形成されており、パネル取付金具５に対向する面に２個の貫通孔６１が形成されている。ブラケット６の上端部は、左右に延出した平板状の押圧部６Ａにされている。

横桟部材１の長手方向におけるパネル取付金具５の取付位置は、太陽光発電パネル１０等の寸法誤差によってばらつきを生じる場合がある。このため、パネル取付金具５は、横桟部材１の長手方向における取付位置が定まった後に、図示しない木ネジを貫通孔５２から横桟部材１にねじ込むことにより、横桟部材１に固定される。

ブラケット６は、横桟部材１に固定されたパネル取付金具５によって位置決めされた２枚の太陽光発電パネル１０の間に、パネル取付金具５の上方に位置するように挿入される。木ネジ６２を貫通孔６１及び貫通孔５３に貫通させて横桟部材１にねじ込むことで、押圧部６Ａが２枚の太陽光発電パネル１０の上面を下方に押圧し、風圧等による浮き上がりを規制する。

このように、太陽光発電パネル１０は、ともに横桟部材１に取り付けられるパネル取付金具５及びブラケット６を介して、横桟部材１に固定される。ブラケット６は、太陽光発電パネル１０の傾斜方向に沿った側部に配置される。このため、太陽光発電パネル１０には上面と押圧部６Ａとの間の摩擦力のみがブラケット６から作用することになり、傾斜させて配置された太陽光発電パネル１０をブラケット６のみで確実に固定することができない。そこで、パネル取付架台１００では、パネル取付金具５を使用し、太陽光発電パネル１０の荷重を係止孔１０２の上端部に当接する係止ピン５１によって支持するようにしている。

横桟部材１及び縦桟部材２を格子状に配置して構成されたパネル取付架台１００を、束石３に支持させて設置する作業を簡略化するためには、束石３の設置数を減らして束石３に対するパネル取付架台１００の取付作業数を削減することが好ましい。特に、斜面２００にパネル取付架台１００を設置する場合、作業者は束石３にパネル取付架台１００を取り付ける際に無理な姿勢を強いられるため、束石３の設置数はできるだけ少なくすべきである。

このため、図１に示したように、パネル取付架台１００では、矩形の太陽光発電パネル１０を縦長に配置し、横方向及び縦方向のそれぞれに沿って２個ずつ、合計４個の束石３を備えている。この場合、縦方向の支点間距離Ｌ２が横方向の支点間距離Ｌ１に比較して長くなり、縦桟部材２には横桟部材１よりも大きな強度が要求される。また、寸法誤差による各太陽光発電パネル１０の固定位置の変動に対応するために、太陽光発電パネル１０は下穴の形成を必要としない木材に固定すべきである。

そこで、パネル取付架台１００では、十分な強度が必要とされる縦桟部材２を金属製とし、これに直交する横桟部材１を太陽光発電パネル１０の固定に適した木製とすることで、桟部材に対するパネルの固定作業を簡略化しつつ、パネル取付架台１００に十分な強度を確保することができるようにしている。

図１（Ａ）に示したように、パネル取付架台１００において太陽光発電パネル１０を横３列に配置しているのは、横桟部材１を１本の木材で構成することができる長さを考慮したものである。また、この長さは、太陽光発電パネル１０の間に手が届き易い長さであり、この間に配置されるパネル取付金具５やブラケット６を用いた太陽光発電パネル１０の固定作業を行い易くなることをも考慮したものである。

なお、矩形又は正方形の複数の太陽光発電パネル１０を全体として横長に配置する場合には、パネル取付架台１００を平面内で９０度回転させて使用することになり、横桟部材１を金属製とし、縦桟部材２を木製とすることになる。

つまり、横桟部材１及び縦桟部材２に要求される強度は、横方向及び縦方向のそれぞれにおける束石３等が構成する支点の支点間距離によって変化するため、横方向及び縦方向のうち、支点間距離のより短い方の桟部材を木製とし、支点間距離のより長い方の桟部材を金属製とすることになる。

但し、天然素材である木材の長さには限界があり、例えば、図１に示した縦桟部材２の長さが１０ｍの場合、これを木製とするために４ｍの木材１本と３ｍの木材２本を接合することになる。木製の縦桟部材２の強度は接合部において低下するため、各接合部に束石３を設置しなければならず、合計８個の束石３が必要になって縦桟部材２の設置作業が煩雑化する。縦桟部材２を金属製とすることで、このような問題を生じることがない。

図４（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、角形断面のパイプで構成された縦桟部材２０１又は薄型鋼で構成された縦桟部材２０２を木製の横桟部材１の上方に配置することもできる。この場合には、隣接する太陽光発電パネル１０の間に各太陽光発電パネル１０の上面を押圧するブラケット６を配置し、このブラケット６を横桟部材１の上面に図示しない木ネジによって固定する。

パネル取付金具５は、必ずしも横桟部材１の３面に当接するものである必要はない。図５（Ａ）に示すパネル取付金具５０１のように、横桟部材１の長手方向に直交する断面内で横桟部材１の２面に当接するものであってもよい。また、図５（Ｂ）に示すパネル取付金具５０２のように、横桟部材１の長手方向に直交する断面内で横桟部材１に複数の方向から当接するものであってもよい。

なお、この発明のパネル取付架台及びパネル取付金具は、太陽光発電パネルに限らず、他のパネルを固定する場合にも適用することができる。

１−横桟部材（第１の桟部材）
２−縦桟部材（第２の桟部材）
３−束石（支点）
４−支柱（支点）
５−パネル取付金具
１０−太陽光発電パネル（パネル）
１００−パネル取付架台

Claims (6)

1. パネルを保持するパネル取付架台であって、
   上面にパネルが固定される木製の第１の桟部材と、
   平面視において前記第１の桟部材と異なる方向に配置される金属製の第２の桟部材と、
   を備えたパネル取付架台。
2. 前記第１の桟部材及び前記第２の桟部材は、平面視において第１及び第２の方向のそれぞれに沿って互いに異なる支点間距離で配置された複数の支点で支持され、
   前記第１及び第２の方向のうち、支点間距離の短い方に沿って前記第１の桟部材を配置し、支点間距離の長い方に沿って前記第２の桟部材を配置した請求項１に記載のパネル取付架台。
3. 前記第２の桟部材を所定の傾斜方向に沿って傾斜させた状態で配置した請求項１又は２に記載のパネル取付架台。
4. 前記パネルは、矩形の平面形状を呈し、
   前記第１の桟部材は長手方向を前記パネルの短辺方向に沿って配置され、前記第２の桟部材は長手方向を前記第１の桟部材の長手方向に直交して配置される請求項３に記載のパネル取付架台。
5. 請求項３又は４に記載のパネル取付架台に用いられるパネル取付金具であって、
   前記第１の桟部材の上面に固定され、前記パネルの一部に前記傾斜方向に沿って当接する係止部を備えたパネル取付金具。
6. 前記第１の桟部材の長手方向に直交する断面内で、前記第１の桟部材に複数方向から当接する当接面を備えた請求項５に記載のパネル取付金具。

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