JP3171824U - 太陽光パネル用架台 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを平面的に配置して太陽光パネルを敷設する際に用いる架台を、事前の精密な角度設定等を不要としつつ、簡便に組み立てることができ、施工現場で容易に角度調整が可能な太陽光パネル用架台を提供する。【解決手段】架台を、土台に立設される複数の支柱と、土台の表面と略平行な姿勢で複数の支柱に固定される複数の梁材４と、各梁材４の上面に複数個取り付けられる角度調整金具５と、太陽光パネルの配置角度に応じた角度で各角度調整金具５に固定されて各太陽電池モジュールを載置して取り付ける架台フレーム６とを備えたものとして、各角度調整金具５に対する任意の高さ位置で架台フレーム６を固定することが可能な角度調整機構Ｘを設けた構成とした。【選択図】図３

Description

本考案は、太陽光パネルを設置するための架台の構造に関するものである。

太陽光パネルには、矩形平板状の太陽電池モジュールを多数、平面的に配置した種類のものが従来より利用されている。例えば、傾斜のない陸屋根に太陽光パネルを設置する場合、太陽に各太陽電池モジュールのオモテ面を向けるために、太陽電池モジュールを傾斜させて取り付けるために架台が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。

「三洋住宅用太陽光発電システム 標準架台 施工要領書」、２００８年４月１日発行、三洋電機株式会社・三洋ソーラーエナジーシステム株式会社

このような架台では、陸屋根に設置したコンクリート製土台ベースに支柱を立設するとともに斜材で補強しつつ、太陽電池モジュールを取り付けるための架台フレームを太陽電池モジュールを取り付けるべき角度に調整して支柱間に架け渡した構成としているのが一般的である。また、傾斜のある屋根に太陽光パネルを配置する場合、屋根の傾斜と異なる角度に太陽光パネルを設けることがあり、その場合にも屋根に支柱を立設して、支柱に架け渡した架台フレームの角度を調整し、その架台フレームに太陽電池モジュールを取り付ける、という施工方法が採用されている。

前述したように、支柱間に架設される架台フレーム自体の配置角度を、架台フレームに取り付けられる太陽電池モジュールの配置角度に対応して決定する架台の場合、施工現場での施工前に予め配置角度を決め、それに応じて支柱の高さや架台フレームを取り付けるための加工を施しておく必要があるため、施工現場での配置角度の変更には応じにくいものであり、また設置後に太陽光パネルの配置角度を変更する必要が生じた場合には、架台自体を交換しなければならないことになっていた。

本考案は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、太陽光パネルの設置角度を施工現場で容易に設定でき、組立作業も簡便な架台であって、設置後の太陽光パネルの配置角度変更も容易となる架台を提供することにある。

すなわち本考案は、複数枚の太陽電池モジュールを平面的に配列して形成される太陽光パネルを取り付ける架台であって、土台に立設される複数の支柱と、太陽電池モジュールの上下方向に延伸し土台の表面と略（ほぼ）平行な姿勢で複数の支柱にそれぞれ固定される複数の梁材と、各梁材の上面に複数個取り付けられる角度調整金具と、太陽光パネルの配置角度に応じた角度で各角度調整金具に固定され各太陽電池モジュールを載置して取り付ける架台フレームとを備え、各角度調整金具に対する任意の高さ位置で架台フレームを固定することによって、太陽電池モジュールを配置すべき角度に対応した角度に架台フレームを固定可能な角度調整機構を設けていることを特徴とするものである。

ここで、支柱が立設される土台には、陸屋根の他、傾斜のある屋根、平場、傾斜地等の太陽光パネルが配置される種々の環境が該当し、支柱を安定的に立設するためにコンクリート製等の基礎ベースを設ける場合はこの基礎ベースも土台に含まれる。本考案の架台を用いて複数の太陽電池モジュールを平面的に配置し、太陽光パネルを敷設する場合には、土台の表面に対して異なる角度で各太陽電池モジュールを太陽に向けて設置するのに適している。

このような本考案の架台は、土台に立設した支柱に対して梁材を土台表面と略平行に配置することができ、特に土台が陸屋根や平場であれば梁材は略水平に配置することができるものである。さらにその梁材に対して角度調整金具を固定し、その角度調整金具に傾斜した角度で架台フレームを固定し、その架台フレームに各太陽電池モジュールを取り付ければ、太陽に向けて傾斜した角度で太陽光パネルを配置することができる。したがって、支柱に傾斜した角度で直接的に架台フレームを固定していた従来の架台と比較すれば、本考案の架台は組み立てが極めて容易であり、太陽光パネルの施工現場での配置角度変更にも容易に対応することが可能となる。なお、本考案においては、支柱、梁材、角度調整金具、架台フレームの他にも、例えば架台の強度と安定性を向上するための斜材その他の部材を利用してもよい。

特に本考案では、角度調整機構を、架台フレームの左右の側壁と、角度調整金具に設けられる底壁、架台フレームの左右の側壁に沿って起立する前記左右の起立壁、並びに前記左右の起立壁に形成され梁材と略直角をなして上方に開口するスリットと、架台フレームを前記角度調整金具に固定するためのボルト及びナットとによって構成したものとして、角度調整金具の底壁を梁材に固定した状態で、架台フレームの左右の起立壁と角度調整金具の左右の起立壁とをそれぞれ重ね合わせた状態でスリットに挿入したボルトの軸部に前記ナットを螺着することによって、スリットの適宜の高さ位置で角度調整金具に架台フレームを固定し得るように構成した架台を採用することができる。

このような構成の角度調整機構を採用した場合には、角度調整金具の左右両起立壁に形成したスリットの任意の高さ位置にボルト及びナットを利用して架台フレームの左右両側壁をそれぞれ固定することができるため、架台フレームの傾斜角度の調整を極めて容易に行うことができる。さらに、底壁とスリットを形成した左右の起立壁とを少なくとも備えた極めて簡易な構成の角度調整金具を採用することができる。ただし、角度調整金具には上述のような底壁と左右両起立壁以外の構成を備えたものを利用することを妨げるものではない。

また本考案においては、架台フレームと角度調整金具における角度調整機構の関係を逆にした構成を採用することも可能である。すなわち、上述のようなスリットを架台フレームの左右の側壁に形成し（ただしその場合、スリットは下方に開口する）、スリットの内側において架台フレームの左右の側壁にボルトの頭部を支持させるとともにスリット内に軸部を挿入し、さらにその軸部を角度調整金具の左右の起立壁にそれぞれ挿入したうえでナットで固定する、という構成を採用した場合でも、土台表面に対して傾斜した角度で角度調整金具に架台フレームを固定することが可能である。

さらに、上述のような構成の角度調整機構においては、架台フレームの左右の側壁に、当該架台フレームの延伸方向に延び且つ側方に開口する連続溝を形成し、角度調整金具の左右の起立壁を架台フレームの左右の側壁の外側に沿って起立したものとして、角度調整金具の底壁を梁材に固定した状態で、架台フレームの連続溝に頭部を収容したボルトの軸部を角度調整金具のスリットに挿入し、起立壁の外側から軸部にナットを螺着することによって、スリットの適宜の高さ位置で角度調整金具に架台フレームを固定し得るようにした構成を採用することも可能である。

このような構成の角度調整機構とした場合、架台フレームの左右両側壁にそれぞれ形成した連続溝に、架台フレームの延伸方向の任意の位置にボルトを配置することができるため、架台フレームに対して梁材上の角度調整金具が如何なる位置にあっても、架台フレームの角度を適宜に調節しつつスムーズに角度調整金具に固定することができる。

本考案の架台によれば、太陽光パネルを土台に対して傾斜した角度で太陽に向けて配置するに際して、土台に立設する支柱、土台と平行に支柱間に架け渡される梁材、梁材に固定される角度調整金具、角度調整金具に固定される架台フレームを簡易に組み立て、角度調整金具と架台フレームとに亘って設けた角度調整機構によって容易に架台フレームの角度を調節することができるものである。架台フレームの角度は太陽光パネルを構成する太陽電池モジュールの配置角度に対応させればよいことから、施工前に各部材に調整済みの加工を施す必要もなく、施工現場での太陽光パネルの配置角度変更にも容易に対応することができる。

本考案の一実施形態に係る架台及び架台に取り付けた太陽光パネルの概略構成を示す概観斜視図。 同架台及び太陽光パネルの概略構成を下方から見た状態として示す概観斜視図。 同架台における梁材、角度調整金具、架台フレームの関係を示す斜視図。 同架台における梁材、角度調整金具、架台フレームの関係を示す側面図。 図４におけるＩ−Ｉ線概略断面図。 本考案において角度調整金具の変形例を適用した架台の一部を図５に対応して示す図。

以下、本考案の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すこの実施形態は、図１，図２に示すように、多数の太陽電池モジュールＭを太陽に向けて傾斜させた姿勢で平面的に配置して太陽光パネルＡを構成するために用いられる架台１である。なお、図１，図２においては、後述する抑え金具７や各種ボルトやナットを省略した概観のみを示している。各図に示す架台１は、土台として略水平且つ平坦な陸屋根Ｒの表面に配置されるものである。以下、架台１を構成する各部材について具体的に説明する。

架台１は、陸屋根Ｒに土台の一部として固定設置されるコンクリート製の基礎ベースＲａに略鉛直姿勢で配置される複数の支柱２と、複数の支柱間２に亘って取り付けられる斜材３と、支柱２の上端部間に亘って略水平姿勢で取り付けられる複数の梁材４と、各梁材４にそれぞれ複数個ずつ固定される角度調整金具５と、複数の角度調整金具５によって傾斜した角度で支持されて太陽電池モジュールＭを取り付ける架台フレーム６とによって構成されるフレーム構造を有するものである。

支柱２は、太陽光パネルＡを配置すべき陸屋根Ｒの表面に前後左右に間欠的に配置された基礎ベースＲａに略鉛直姿勢で下端部を埋設した鋼材からなるものである。ここで、前後方向とは、傾斜させて敷設後の太陽光パネルＡの低い側を前、高い側を後と規定し、左右方向とは、太陽光パネルＡの幅方向と規定する。複数の支柱２のうち左右方向に配置される支柱２は何れも略同じ高さに設定している。前後方向に配置される支柱２は、前側の支柱２の高さを低く、後側の支柱２の高さを高く設定しているが、この高さの違いは、敷設後の太陽光パネルＡの傾斜角度に概ね対応させている。斜材３は、支柱２と同様の鋼材からなるものであり、前後に隣接する支柱２間に亘って斜めに固定することで、基本的なフレーム構造の安定化を図っている。

梁材４は、左右の支柱２の上端部間に亘って取り付けられる鋼材からなるものであり、図３、図４、図５に示すように、略水平姿勢で配置される。梁材４の長さは、左右方向に複数並べられる太陽電池モジュールＭの幅寸法の合計（言い換えると、太陽光パネルＡの幅寸法）に略等しくなるように設定している。本実施形態において各梁材４には、角度調整金具５を取り付けるための略水平な上面４１ｓを少なくとも備えた鋼材として、例えば断面「コ」字型の溝形鋼を適用している。

角度調整金具５は、各梁材４の上壁４１の上面４１ｓに略一定間隔で複数個並べて配置される金具である。この角度調整金具５は、平板状の底壁５１と、底壁５１の両側端部から略直角に立ち上がる平板状をなす左右の起立壁５２，５２を一体に有するＵ字型の部材である。底壁５１の中央部には、梁材４の上面４１ｓに固定する際に用いられるボルトＢ１の軸部Ｂ１ｂが挿入される貫通孔５１ａを形成している。この貫通孔５１ａに対応して、梁材４の上壁４１にも貫通孔４１ａを形成しており、角度調整金具５の底壁５１側から挿入したボルトＢ１を梁材４の上壁４１の裏側からナットＮ１で螺着することで、各角度調整金具５を梁材４に固定している。なお、ボルトＢ１の頭部Ｂ１ａと底壁５１との間、ナットＮ１と梁材４の上壁４１との間には、適宜のワッシャＷ１１，Ｗ１２を配置している。

左右の各起立壁５２には、前後方向中央部に、起立壁５２の厚みを貫通して上方に開口するスリット５２ａを形成している。スリット５２ａの開口幅は、角度調整金具５に架台フレーム６を固定する際に用いられるボルトＢ２の軸部Ｂ２ｂの太さよりもやや広く設定している。

架台フレーム６は、太陽電池モジュールＭを載置する上壁６１を底壁６２よりも幅広とした概ね角パイプ状の長尺な部材である。架台フレーム６の長さは、前後方向に複数並べられる太陽電池モジュールＭの前後寸法の合計（言い換えると、太陽光パネルＡの前後寸法）に略等しくなるように設定している。

この架台フレーム６において、上壁６１の左右側端部は、左右の側壁６３，６３よりも外側に位置付けて、上壁６１に載置する太陽電池モジュールＭの安定化を図っている。この上壁６１の幅方向中央部には、長手方向に延びる連続溝６１ａを形成している。この連続溝６１ａは、開口幅よりも奥側が広がった形状をなしており、太陽電池モジュールＭを取り付ける際に利用する固定金具７を太陽電池モジュールＭと共に上壁６１に固定するボルトＢ３の頭部Ｂ３ａを連続溝６１ａの内部の任意位置に収容しつつ軸部Ｂ３ｂを開口から表出させてナットＮ３で固定するように構成している。

左右の側壁６３、６３は、角度調整金具５の左右の起立壁５２，５２に内側から対面する程度に離間して設けられており、底壁６２と共に角度調整金具５に対して上方から挿入される。各側壁６３の下端部には、底壁６２の両側端部との間に跨がって、上壁６１に形成した連続溝６１ａと同様の連続溝６３ａを形成している。すなわちこの連続溝６３ａは、この連続溝６３ａは、開口幅よりも奥側が広がった形状をなしており、角度調整金具５に取り付ける際に用いられるボルトＢ２の頭部を連続溝６３ａの内部の任意位置に収容しつつ軸部Ｂ２ｂを開口から表出させ、角度調整金具５の起立壁５２のスリット５２ａに挿入し、スリット５２ａの適宜の高さ位置で軸部Ｂ２ｂにナットＮ２を螺着するようにしている。なお、ナットＮ２と起立壁５２との間には、ワッシャＷ２１及びスプリングワッシャＷ２２を挿入している。本実施形態では、このような構成によって、角度調整金具５に対して任意の高さ位置で架台フレーム６を固定することができる角度調整機構Ｘを採用している。このような角度調整機構Ｘを通じて、架台フレーム６は、前後方向に高さを変えつつ一直線上に並ぶ複数の角度調整金具５に取り付けられる結果、陸屋根Ｒに対して太陽光パネルＡを敷設すべき適切な角度で傾斜させて各太陽電池モジュールＭを取り付けることができる。

このように、傾斜した角度で配置された架台フレーム６には、図２、図４、図５（図３、図５においては太陽電池モジュールＭの図示を省略している）に示すように、上壁６１に各太陽電池モジュールＭを載置する。その際に、前後の太陽電池モジュールＭの間（各太陽電池モジュールＭの長辺同士の間）にボルトＢ３の軸部Ｂ３ｂを突出させるように、架台フレーム６の上壁６１の連続溝６１ａにおけるボルトＢ３及びナットＮ３の位置が調節される。そして、図４に示すように、一対の側片７１，７１及び上斜片７２，７２を備えた抑え金具７を、頂部に形成した貫通孔にボルトＢ３の軸部Ｂ３ｂに挿入させて上方から落とし込み、各側片７１を上方から前後の太陽電池モジュールＭの各長辺に形成した溝Ｍａに引っ掛けた上で、ナットＮ４を軸部Ｂ３ｂに螺着する。このようにすることで、各太陽電池モジュールＭが架台フレーム６の傾斜角度に応じた角度で傾斜姿勢に固定され、太陽光パネルＡの敷設が完了する。

以上のように、本実施形態の架台１は、陸屋根Ｒに立設した支柱２に対して略水平姿勢で梁材４を取り付け、その梁材４に取り付けた角度調整金具５に角度調整機構Ｘを通じて傾斜した角度で架台フレーム６を取り付けるように構成したものである。特に、上述のような角度調整機構Ｘを利用することで、架台フレーム６の連続溝６３ａにボルトＢ２を挿入しナットＮ２やワッシャＷ２１，Ｗ２２を緩く装着しておけば、角度調整金具５のスリット５２ａに上方からボルトＢ３の軸部Ｂ３ｂを落とし込み、任意の高さ位置でナットＮ２を締め付けるだけという簡単な作業を行うだけで、太陽電池モジュールＭを配置すべき角度に架台フレーム６を傾斜させて固定することができる。したがって、陸屋根Ｒに立設される支柱に対して直接的に架台フレームを傾斜姿勢で取り付けていた従来の架台と比較すると、本実施形態の架台１であれば、支柱２には梁材４や斜材３を簡易な構成で取り付けることができ、また架台フレーム６の取付角度の設定や施工現場での変更も容易に行うことができる。したがって、架台１の組立施工の簡便化と時間短縮を図ることが可能である。

なお、本考案は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば図６に示すような構成の角度調整金具１５０を上述した実施形態の角度調整金具５に代えて用いることも可能である。図６においては、角度調整金具１５０以外の部材は上記実施形態のものと同一であるため説明を省略する。この角度調整金具１５０は、前述の角度調整金具５よりも広幅とした底壁５１と、角度調整金具５と同様にスリット１５２ａをそれぞれ形成した左右の起立壁１５２，１５２と、各起立壁１５２の上端部に連続して側方へ延出させた上壁１５３，１５３を備えたものである。各起立壁１５２のスリット１５２ａは上壁１５３にも連続して形成してある。このような構成の角度調整金具１５０であっても、架台フレーム６との間に角度調整機構Ｘが構成されており、上記実施形態と同様の簡便さで傾斜した角度に架台フレーム６を固定することができる。また、底壁１５１の２箇所において梁材４に固定するようにしているため、角度調整金具１５０の安定性を向上することができる。さらに、底壁１５１と略平行な上壁１５３を備えているため、例えば太陽光パネルＡを陸屋根Ｒと略平行に（略水平に）配置しなければならない場合には、各太陽電池モジュールＭを上壁１５３に安定的に載置して固定する態様にも対応させることが可能である。

また、上記実施形態の架台１は、上記実施形態のように、略水平な陸屋根Ｒにのみ適用されるものではなく、比較的広い平場等に太陽光パネルＡを敷設する場合にも利用することができる。さらに本発明の架台は、傾斜した屋根や傾斜地に太陽光パネルを配置する場合であっても、支柱の高さを適宜調節し、梁材を屋根や傾斜地の表面と略平行になるように配置した上で、梁材に角度調整金具を取り付け、傾斜した角度で架台フレームを取り付けることで、屋根や傾斜地の表面からさらに傾斜した角度で太陽光パネルを敷設することが可能である。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…架台
２…支柱
４…梁材
５，１５０…角度調整金具
６…架台フレーム
５１，１５１…底壁
５２，１５２…起立壁
５２ａ，１５２ａ…スリット
６３…側壁
６３ａ…連続溝
Ｂ２…ボルト
Ｎ２…ナット
Ｘ…角度調整機構
Ａ…太陽光パネル
Ｍ…太陽光モジュール
Ｒ…陸屋根（土台）

Claims (3)

1. 複数枚の太陽電池モジュールを平面的に配列して形成される太陽光パネルを取り付ける架台であって、
   土台に立設される複数の支柱と、前記太陽電池モジュールの上下方向に延伸し前記土台の表面と略平行な姿勢で複数の前記支柱にそれぞれ固定される複数の梁材と、前記各梁材の上面に複数個取り付けられる角度調整金具と、前記太陽光パネルの配置角度に応じた角度で前記各角度調整金具に固定され前記各太陽電池モジュールを載置して取り付ける架台フレームとを具備し、
   前記各角度調整金具に対する任意の高さ位置で前記架台フレームを固定することによって、前記太陽電池モジュールを配置すべき角度に対応した角度に前記架台フレームを固定可能な角度調整機構を設けていることを特徴とする太陽光パネル用架台。
2. 前記角度調整機構は、
   前記架台フレームの左右の側壁と、
   前記角度調整金具に設けられる底壁、前記架台フレームの左右に沿って起立する前記左右の起立壁、並びに前記左右の起立壁に形成され前記梁材と略直角をなして上方に開口するスリットと、
   前記架台フレームを前記角度調整金具に固定するためのボルト及びナットとによって構成されるものであり、
   前記角度調整金具の底壁を前記梁材に固定した状態で、前記架台フレームの前記左右の起立壁と前記角度調整金具の前記左右の起立壁とをそれぞれ重ね合わせた状態で前記スリットに挿入した前記ボルトの軸部に前記ナットを螺着することによって、前記スリットの適宜の高さ位置で前記角度調整金具に前記架台フレームを固定し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネル用架台。
3. 前記架台フレームの左右の側壁に、当該架台フレームの延伸方向に延び且つ側方に開口する連続溝を形成し、
   前記角度調整金具の前記左右の起立壁を前記架台フレームの前記左右の側壁の外側に沿って起立したものとして、
   前記角度調整金具の底壁を前記梁材に固定した状態で、前記架台フレームの前記連続溝に頭部を収容した前記ボルトの軸部を前記スリットに挿入し、前記起立壁の外側から前記軸部に前記ナットを螺着することによって、前記スリットの適宜の高さ位置で前記角度調整金具に前記架台フレームを固定し得るように構成したことを特徴とする請求項２に記載の太陽光パネル用架台。

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