JP2018064331A - 太陽光発電モジュールの支持架台 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電モジュールの横梁部材への取付け作業効率を向上させる支持架台を提供する。【解決手段】太陽光発電モジュール８０の支持架台は、地面に立設される複数の鉄製のスクリュー杭基礎と、各スクリュー杭基礎の上端から鉛直に挿入固定される複数の支柱と、複数の支柱により支持され、側面視で斜めに、平面視で縦方向に、平行に配置される複数の縦梁部材と、縦梁部材上に支持され、平面視で横方向に、平行に配置される複数の横梁部材５０と、前記複数の支柱を任意の高さに固定する支柱固定部と、上端が横梁部材上の太陽光発電モジュールの上側角部８０Ｂに係止され、下端が横梁部材に係止されて、太陽光発電モジュールを、横梁部材と共に、縦梁部材の上側に固定するモジュール押え金具９０とを有してなる。【選択図】図６

Description

本発明は、太陽光発電モジュールの支持架台の構造に関する。

例えば、特許文献１に示されるような太陽光発電モジュールを支持する支持架台がある。

この支持架台は、地面に互いに間隔を空けて立設される複数のスクリュー杭基礎と、このスクリュー杭基礎の上端から挿入固定される複数の支柱と、これら複数の支柱により支持され、側面視で斜めに、且つ、平面視で縦方向に相互に間隔を空けて平行に配置される複数の縦梁部材と、これらの縦梁部材上に支持され、平面視で横方向に相互に間隔を空けて平行に配置される複数の横梁部材と、スクリュー杭基礎の上部に設けられ、支柱を固定する支柱固定ボルトと、を有し、支柱固定ボルトによって固定された支柱を、スクリュー杭基礎の上部に予め形成された固定用ビス孔から固定ビスによって固定する構成となっている。

又、縦梁部材と支柱とは、斜め支柱により連結され、斜め支柱は、斜め支柱連結金具によって、支柱に対して上下方向及び揺動方向の位置調整可能に取付けられている。

また、太陽光発電モジュールは、その上側角部に両側固定部材が引掛けられ、この両側固定部材が横梁部材に取付けられた固定ナットに対して、ボルトにより締付固定されることによって、架台に支持される構造であるが、取付時に固定ナットを、横梁部材の長手方向のチャネル内に、その長手方向端面から挿入しなければならないので、作業効率が低いという問題点があった。

上記特許文献１に開示された太陽光発電モジュールの支持架台は、支柱、斜め支柱、斜め支柱連結金具が、いずれも鋼材からなり、それぞれ錆止めの亜鉛めっきが施されている。

この鋼材としては、炭素鋼が一般的に使用されているが、太陽光発電モジュールの支持架台が設けられる屋外環境では、防腐機能が弱く、太陽光発電システムの長期安定運転の保証は難しく、架台が重くなり、又、設置コストが大きく、施工難度が高くなってしまうという問題点がある。

更に、炭素鋼の架台は、生産過程で加工精度を確保するのが困難であり、錆止めの亜鉛めっき工程は、環境に対して少なからず汚染をもたらすという問題点もある。

特開２０１５−２０８０５０号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、耐食性が高く、架台重量が小さく、設置コスト及び施工難度を小さくし、同時に、太陽光発電モジュールの横梁部材への取付けを容易として作業効率を向上させた、太陽光発電モジュールの支持架台を提供することを課題とする。

本発明は、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

地面の前後左右に間隔を空けて立設される複数の鉄製のスクリュー杭基礎と、前記各スクリュー杭基礎の上端から鉛直に挿入固定される複数の支柱と、前記複数の支柱により支持され、側面視で斜めに、且つ、平面視で縦方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の縦梁部材と、前記縦梁部材上に支持され、平面視で横方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の横梁部材と、前記スクリュー杭基礎の上端部に設けられ、上方から挿入された前記支柱を任意の高さに固定する支柱固定部と、を有してなる太陽光発電モジュールの支持架台であって、上端が、前記横梁部材に載置された前記太陽光発電モジュールの上側角部に係止され、下端が、前記横梁部材に係止されて、前記太陽光発電モジュールを、前記横梁部材と共に、前記縦梁部材の上側に固定するモジュール押え金具を有してなり、前記横梁部材は、断面において、台形の閉じ断面部、及び、該閉じ断面部の上側に、上方に開口し、該横梁部材の長手方向に連続するチャネル部を有し、前記チャネル部は、前記太陽光発電モジュールの裏側角部を載置するモジュール支持台部、及び、このモジュール支持台部から上方に突出して形成され、前記裏側角部の、面方向の移動を阻止して、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール間に隙間を形成する凸角点スペーサ部を有することを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台。

本発明によれば、太陽光発電モジュールの横梁部材への取付けを容易として作業効率を向上させるので、設置コスト及び施工難度を小さくすることができる。

本発明の実施例に係る太陽光発電モジュールの支持架台及びこれにより支持される太陽光発電モジュールを示す斜視図 図１の右側から見た拡大側面図 スクリュー杭基礎と支柱とを分離した状態で示す分解斜視図 支柱、斜め支柱及びこれらを連結するための斜め支柱連結金具を示す斜視図 図２のＶ部を拡大して示す一部断面とした斜視図 横梁部材を拡大して示す側面図 モジュール押え金具を拡大して示す分解斜視図 横梁部材のチャネル部にモジュール押え金具のモジュール固定ナットを係合させる過程を示す側面図 図８Ａの過程を経て、モジュール押え金具を横梁部材のチャネル部に係止させた状態を示す側面図

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の実施例に係る支持架台１０上に、太陽光発電モジュール８０を支持して、太陽光発電システムを構成した状態を示す。

支持架台１０は、地面の前後左右に間隔を空けて立設される複数の鉄製のスクリュー杭基礎２０と、各スクリュー杭基礎２０の上端から鉛直に挿入固定される円管状の支柱３０と、複数の支柱３０により、その上端に設けられた支柱ブラケット部４２を介して支持され、側面視で斜めに、且つ、平面視で縦方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の縦梁部材４０と、縦梁部材４０上に支持され、平面視で横方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の横梁部材５０と、スクリュー杭基礎２０の上端部に設けられ、上方から挿入された支柱３０を任意の高さに固定する支柱固定部２５と、支柱３０に、上下方向の位置調整自在であって、任意高さ位置に固定されたアルミニウム合金製の斜め支柱連結金具７０と、上端が縦梁部材４０の下面に、取付角度を調整自在に支持され、斜め支柱連結金具７０と縦梁部材４０との間に、傾斜して配置されたアルミニウム合金製の斜め支柱６０と、を備えて構成されている。上記アルミニウム合金は、例えば６００５−７５である。

支柱固定部２５は、図３に示されるように、スクリュー杭基礎２０における上部周壁に設けられたナットからなるねじ孔部２５Ｂと、このねじ孔部２５Ｂに螺合されて、スクリュー杭基礎２０の内側で、挿入された支柱３０の外周面を押圧して固定する３本の支柱固定ボルト２５Ａと、を備えている。

ねじ孔部２５Ｂは、スクリュー杭基礎２０の上部周壁に１２０度の等角度間隔の位置に溶着されたナットから構成されている。

又、支柱固定部２５は、ねじ孔部２５Ｂよりも下側位置に、スクリュー杭基礎２０の周壁を貫通して形成された突通しビス用孔２５Ｃと、この突通しビス用孔２５Ｃに挿通され、且つ、先端がスクリュー杭基礎２０に挿入された支柱３０の周壁に食い込んで突通す突通しビス２５Ｄとを備えている。この突通しビス２５Ｄは、アルミニウム合金より硬く、鉄よりも耐食性が高いステンレス製とするのがよい。突通しビス２５Ｄはタッピングねじとしてもよい。なお、突通しビス用として予め支柱の周壁に支柱ビス孔を形成しておき、ここに突通しビス２５Ｄが螺合されるようにしてもよい。ここで、支柱ビス孔は、突通しビス２５Ｄにより支柱３０の周壁に形成される場合、予め周壁に形成される場合の両方を含むものとする。

斜め支柱連結金具７０は、図４に示されるように、円管状の支柱３０が挿通される円環部７４と、この円環部７４の直径と等しい間隔で平行に水平に突出した２枚の板状部材からなり、斜め支柱６０の下側を支持するブラケット部７６と、円環部７４に螺合されて、且つ、その先端により円環部７４内の位置で、支柱３０を突通して、円環部７４を支柱３０に固定するための金具固定ボルト７２と、ブラケット部７６に形成されたピン孔７８と、このピン孔７８から挿入され、ブラケット部７６を構成する２辺の板状部材の間に挿入された斜め支柱６０の下端を、一定範囲で揺動自在に枢支する枢支ボルト７９と、を備えて構成されている。斜め支柱６０の下端には、枢支ボルト７９を挿通するボルト孔６１が設けられている。また、斜め支柱６０の上端は、図２に示されるように、縦梁部材４０の下側面に取付けられた斜め支柱ブラケット部４４に揺動自在に支持されている。

図５は、縦梁部材４０上に固定された横梁部材５０、この横梁部材５０に、太陽光発電モジュール８０を固定するためのモジュール押え金具９０を示している。

横梁部材５０は、断面において、台形の閉じ断面部５２、及び、この閉じ断面部５２の上側に、上向きの開口５５を有し、横梁部材５０の長手方向に連続するチャネル部５４を有している。断面において、チャネル部５４は、閉じ断面部５２から上方に連続する台形とされている。

チャネル部５４は、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール８０、８０の裏側角部８０Ａを載置するモジュール支持台部５６と、このモジュール支持台部５６から上方に突出して形成され、裏側角部８０Ａの、面方向の移動を阻止して、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール８０、８０間に隙間８１を形成する凸角点スペーサ部５８を有している。

モジュール押え金具９０は、図６に拡大して示されるように、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール８０、８０の上側角部８０Ｂに係合する押えレール部９２と、押えレール部９２を、太陽光発電モジュール８０の厚さ方向に貫通し、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール８０、８０間を通って配置され、先端（下端）がチャネル部５４内に突出可能なおねじ部９４Ａとされたモジュール固定ボルト９４と、チャネル部５４内で、おねじ部９４Ａに螺合可能なモジュール固定ナット９６とを有している。図６の符号９２Ａは、押えレール部９２に形成された、モジュール固定ボルト９４挿通用のボルト孔、９２Ｂは、太陽光発電モジュール８０、８０の対向面を規制するスペーサ部、９２Ｃは、太陽光発電モジュール８０、８０の上側角部８０Ｂを上方から押える押え部をそれぞれ示す。

モジュール押え金具９０は、押えレール部９２を貫通したモジュール固定ボルト９４の先端に、モジュール固定ナット９６を螺合させて、押えレール部９２、モジュール固定ボルト９４及びモジュール固定ナット９６を一体とした状態で、モジュール固定ナット９６をチャネル部５４内に、上方の開口５５から斜めに挿入可能な構成とされている。

チャネル部５４は、その断面における幅方向両側に、チャネル中央側に突出して設けられ、チャネル部５４内のモジュール固定ナット９６が下側から係止する下向き溝状の引掛凹部５４Ａを有している。モジュール固定ナット９６の、図６において幅方向両端には、引掛凹部５４Ａに下側から引掛かるようにした上向きの掛止突起９６Ａが設けられている。図７に、押えレール部９２、モジュール固定ボルト９４、モジュール固定ナット９６の位置関係を示す。

次に、上記実施例に係る支持架台１０の組立工程について説明する。

スクリュー杭基礎２０は、地面の前後左右に予め定められた間隔を空けて立設する。

各スクリュー杭基礎２０の上端から、支柱３０を鉛直に挿入して、図３に示されるように、所定の高さ位置で、支柱固定ボルト２５Ａをねじ孔部２５Ｂに螺合させ、先端により、スクリュー杭基礎２０の内側に挿入されている支柱３０を外側から締め付け固定する。

この状態で、支柱３０の高さを正確に調整して、次は、突通しビス用孔２５Ｃから突通しビス２５Ｄを挿入し、これを支柱３０の周壁に突通すことにより、該支柱３０を、スクリュー杭基礎２０に強固に固定する。支柱３０の周壁には、予め下孔を形成したりする必要はない。

支柱３０は、アルミニウム合金製円管から構成されているので、突通しビス２５Ｄにより、容易に突通して固定することができる。また、矩形管と比較して、円周方向の位置に制限がないので、スクリュー杭基礎２０への挿入が簡単である。

次に、図４に示されるように、支柱３０に、予め上下方向移動自在に嵌装された斜め支柱連結金具７０を、斜め支柱６０の下端のボルト孔６１が、ピン孔７８と一致するように、斜め支柱連結金具７０を上下方向に位置調整する。枢支ボルト７９をピン孔７８及び斜め支柱６０のボルト孔６１に挿通して、その位置で、斜め支柱連結金具７０を、金具固定ボルト７２で支柱３０に固定する。

金具固定ボルト７２は、円環部７４に予め形成された下孔７５に先端を挿入して、そのまま螺進させて、該先端を、円環部７４、更には、支柱３０にまで突通して、斜め支柱連結金具７０を支柱３０に強固に固定する。

これら斜め支柱連結金具７０及び支柱３０は、いずれもアルミニウム合金製であるので、金具固定ボルト７２による突通しは容易に実行することができる。

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、モジュール押え金具９０により、隣接する太陽光発電モジュール８０、８０を、両者間の隙間８１を維持した状態で、横梁部材５０に固定する過程について説明する。

まず、図８Ａに示されるように、押えレール部９２、モジュール固定ボルト９４及びモジュール固定ナット９６を予め組立てて、一体とした状態で、モジュール固定ナット９６の一方の掛止突起９６Ａをチャネル部５４内に入れて、次に、他方の掛止突起９６Ａを、チャネル部５４内に入れて、チャネル部５４の左右の引掛凹部５４Ａに対して下方から係合して、図８Ｂに示される状態で保持する。

ここで、掛止突起９６Ａはチャネル部５４の長手方向任意の位置で、チャネル部５４に対して横方向に入れることができるので、掛止突起９６Ａをチャネル部５４の長手方向端面から挿入して、長手方向に移動させたりする必要がない。

したがって、チャネル内に予めモジュール固定ナットを配置してからモジュール固定ボルトを螺合させる場合と比較して、短時間で確実に太陽光発電モジュール８０を取付けることができる。また、凸角点スペーサ部５８により、太陽光発電モジュール８０、８０間の隙間８１を正確、且つ、確実に維持することができる。

この状態で、モジュール支持台部５６と、押えレール部９２との間に、太陽光発電モジュール８０の端部を挿入して、図５に示されるように、モジュール固定ボルト９４によってモジュール押え金具９０を締め付けて、太陽光発電モジュール８０、８０を、隙間８１を維持した状態で横梁部材５０に固定して、太陽光発電モジュール８０の取付を完了する。

ここで、太陽光発電モジュール８０は、モジュール押え金具９０を介して横梁部材５０に固定されているが、この横梁部材５０は、台形の閉じ断面部５２及びその上に連続する台形のチャネル部５４から構成されているので、長尺化させても、ねじれが生じ難く、太陽光発電モジュール８０を安定して維持することができる。

１０…支持架台
２０…スクリュー杭基礎
２５…支柱固定部
２５Ａ…支柱固定ボルト
２５Ｂ…ねじ孔部
２５Ｃ…突通しビス用孔
２５Ｄ…突通しビス
３０…支柱
４０…縦梁部材
４２…支柱ブラケット部
４４…斜め支柱ブラケット部
５０…横梁部材
５２…閉じ断面部
５４…チャネル部
５４Ａ…引掛凹部
５５…開口
５６…モジュール支持台部
５８…凸角点スペーサ部
６０…斜め支柱
６１…ボルト孔
７０…斜め支柱連結金具
７２…金具固定ボルト
７４…円環部
７５…下孔
７６…ブラケット部
７８…ピン孔
７９…枢支ボルト
８０…太陽光発電モジュール
８０Ａ…裏側角部
８０Ｂ…上側角部
８１…隙間
９０…モジュール押え金具
９２…押えレール部
９２Ａ…ボルト孔
９２Ｂ…スペーサ部
９２Ｃ…押え部
９４…モジュール固定ボルト
９４Ａ…おねじ部
９６…モジュール固定ナット
９６Ａ…掛止突起

Claims (4)

1. 地面の前後左右に間隔を空けて立設される複数の鉄製のスクリュー杭基礎と、前記各スクリュー杭基礎の上端から鉛直に挿入固定される支柱と、前記支柱により支持され、側面視で斜めに、且つ、平面視で縦方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の縦梁部材と、前記縦梁部材上に支持され、平面視で横方向に、相互に間隔を空けて平行に配置される複数の横梁部材と、前記スクリュー杭基礎の上端部に設けられ、上方から挿入された前記支柱を任意の高さに固定する支柱固定部と、を有してなる太陽光発電モジュールの支持架台であって、
   上端が、前記横梁部材に載置された前記太陽光発電モジュールの上側角部に係止され、下端が、前記横梁部材に係止されて、前記太陽光発電モジュールを、前記横梁部材と共に、前記縦梁部材の上側に固定するモジュール押え金具を有してなり、
   前記横梁部材は、断面において、台形の閉じ断面部、及び、該閉じ断面部の上側に、上方に開口し、該横梁部材の長手方向に連続するチャネル部を有し、
   前記チャネル部は、前記太陽光発電モジュールの裏側角部を載置するモジュール支持台部、及び、このモジュール支持台部から上方に突出して形成され、前記裏側角部の面方向の移動を阻止して、平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール間に隙間を形成する凸角点スペーサ部を有する
   ことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台。
2. 請求項１において、
   前記モジュール押え金具は、平面視で縦方向に隣接する前記太陽光発電モジュールの上側角部に係合するモジュール押えレール部と、前記モジュール押えレール部を、前記太陽光発電モジュールの厚さ方向に貫通し、前記平面視で縦方向に隣接する太陽光発電モジュール間を通って配置され、先端が、前記チャネル部内に突出可能なおねじ軸とされたモジュール固定ボルトと、前記モジュール固定ボルトと螺合可能、且つ、螺合状態で、前記チャネル部内に配置可能なモジュール固定ナットと、を有してなり、
   前記チャネル部は、その断面における幅方向両側に、チャネル中央側に突出して設けられ、該チャネル部内の前記モジュール固定ナットが下側から係止する引掛凹部を有してなる
   ことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台。
3. 請求項２において、
   前記モジュール固定ナットは、前記チャネル部幅方向の両端に、上向きの掛止め突起を有し、この掛止め突起において、前記チャネル部の前記引掛凹部に掛止め可能とされたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台。
4. 請求項２又は３において、
   前記モジュール押え金具は、前記モジュール押えレール部を貫通した前記モジュール固定ボルトの先端に、前記モジュール固定ナットを螺合させて、前記モジュール押えレール部、前記モジュール固定ボルト及び前記モジュール固定ナットを一体とした状態で、前記モジュール固定ナットを前記チャネル部内に、上方の開口から斜めに挿入可能な構成とされたことを特徴とする太陽光発電モジュールの支持架台。

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