JP5802974B2 - 木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法 - Google Patents

Description

本発明は、木製の太陽光発電パネル架台とその架台取替方法に関するものである。

従来は太陽光発電パネルを地上や建物の平らな屋上に設置する場合、金属製かＦＲＰ製が使われている

下記特許文献１には、全国各地で手軽に使用できる木製架台が提案されている。

登録実用新案第３１８０７９１号公報

解決しようとする問題点は、上記特許文献１は、屋外では木材が金属材料より腐朽に弱く太陽光発電パネルの耐用年数より短いと考えられるため、当初の設置費用が金属材料より安価でも、腐朽のための木製架台取替が必要になり、その取替時に、その上部の太陽光発電パネルの取り外し、再取り付け及び電気工事の費用が追加となり、木製架台の総費用は安価とはならないことである。

上記のような課題に鑑み、本発明ではその課題を解決すべく発明されたものであって、その目的とするところは、上部に取付けられている太陽光発電パネルは複数のパネルの集合体であるため防水機能のない太陽光発電パネルに下部の架台を雨雪から保護する屋根の機能を持たせることで木製架台の腐朽進行を遅らせ、さらに、木製架台取替の必要性が出てきた時、その上部の太陽光発電パネルを取り外さず、さらに電気工事も一切行わずに、取替出来る木製の太陽光発電パネル架台とその架台取替方法を、提供することを目的とする。

本発明者が上記課題を解決するために採用した手段は次のとおりである。

即ち、本発明は、上部に太陽光発電パネルを設置する木製架台における架台の取替方法であって、
この架台は、基礎の上にそれぞれ起立させた二本の柱と、これらの柱間に前記太陽光発電パネルの設置勾配に合わせて傾斜させて配置した梁とからなる門型部が形成され、
この門型部の上部に複数の桁を配置してこれら門型部同士が連結される一方、当該桁の上には太陽光発電パネルを取付ける部分を備えているとともに、
柱と梁、柱と桁はそれぞれ方杖で連結固定されており、
これら柱、梁、桁、方杖は全て木製であり、かつ、前記基礎は、最初の柱と取替時の柱を同時に建てることが出来るスペースが上面に確保出来る大きさになっており、
架台の取替時、新規の柱を最初の柱の横に並べて基礎の上面に建て、新規の柱と基礎とを固定して、かつ、新規の梁を新規の柱の上部に固定し、
続いて、太陽光発電パネルの金属フレームと最初の梁との間に新規の桁を上下各開口部の方向からそれぞれ挿入して新規の梁に固定し、
次に、新規の方杖の上部を新規の梁および桁に、下部を新規の柱と固定し、
太陽光発電パネルを取り付けている金属フレームと最初の桁とを外し、新規の桁と金属フレームを固定した後に、
既存の、桁、梁、柱を順次解体撤去することによって、木製架台の全体あるいは部分を何度でも取替出来るようにするという技術的手段を採用したことによって、木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法を完成させた。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、基礎を作るとき、最初の柱および新規の柱の２本の柱を基礎に固定できる位置に位置決め用の基礎金物を４本埋め込み、２本の基礎金物の穴にボルトを通して柱と基礎を固定するという技術的手段を採用することもできる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、柱の下部を基礎に固定する一方、取替時の新規の桁の巾寸法だけ最初の梁より上下共に長くした新規の梁を新規の柱の上部に固定するという技術的手段を採用することもできる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、最初の架台の方杖を取り外す場合に、取替用の新規の方杖を仮の方杖として取替工事に差し障りのない最初の架台部分に仮止めしておき、架台の安全を確保する一方、
仮止めしていた方杖を外し、新規の方杖として、上部は新規の梁、桁に、下部は新規の柱と固定するという技術的手段を採用することもできる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、新規の方杖を固定した後、太陽光発電パネルを取り付けている金属フレームと最初の桁との接合金物を外し、外した金物で、新規の桁と金属フレームを固定する時、接合金物の脱着を１個ずつ行い、太陽光発電パネルの落下を防ぐという技術的手段を採用することもできる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、妻側から挿入する新規の桁の桁背寸法を新規の桁より所定寸法だけ小さくして作り、架台の妻側から差込み、最初の桁に並べて設置し、新規の梁と新規の桁の間に前記所定寸法の厚さの木製パッキンを置き、新規の桁と新規の梁を固定するという技術的手段を採用することもできる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、下部の架台構造物を雪や雨による錆や腐敗から守るために、太陽光発電パネルの金属フレームの上部先端および桁の木口に水切りを取り付け、太陽光発電パネル同士の接合部分にコーキング処理を施して、防水屋根の機能を持たせるという技術的手段を採用することもできる。

全国各地で安価に入手しやすい木材（間伐材使用も可能）を使用し、取替工事も低費用で出来ることから、木材使用の太陽光発電パネル架台を半永久的に使用することが出来る効果と地域産業である木材産業の活性化にも寄与する。

さらに、架台は腐朽すれば取替えるという前提と周囲の環境保全のため、架台の木材には薬品による防腐処理を施さないから、撤去された架台の木材は、他の製品への再利用や、バイオマスとしての利用が可能である。

図１は架台の斜視図である。 図２は架台と太陽光発電パネルの斜視図である。 図３は架台の妻側立面図である。 図４は架台の桁側立面図である。 図５（イ）は実施例１の基礎金物ｂの斜視図であり、図５（ロ）は実施例１の基礎金物ｂを埋め込んだ基礎ａの斜視図である。 図６は実施例１の最初に基礎ａに柱１を建てた平面図である。 図７は実施例１の最初に柱１を建てた基礎ａの平面図である。 図８は実施例１の最初に基礎ａに柱１を建てた斜視図である。 図９は実施例１の取替時、基礎ａに柱７を建てた平面図である。 図１０は実施例１の取替時に柱１に接して柱７を建てた基礎ａの平面図である。 図１１は実施例１の取替時に柱１に接して柱７を建てた斜視図である。 図１２は実施例１の取替時に柱７に梁８を取り付けた図である。 図１３は実施例１の取替時に桁９を取り付けた図である。 図１４（イ）は実施例２の基礎金物ｂの斜視図であり、図１４（ロ）は実施例２の基礎金物ｂを埋め込んだ基礎ｐの斜視図である。 図１５は実施例２の最初に基礎ｐに柱１を建てた平面図である。 図１６は実施例２の最初に柱１を建てた基礎ｐの平面図である。 図１７は実施例２の最初に基礎ｐに柱１を建てた斜視図である。 図１８は実施例２の取替時に柱１に接して柱１１を建てた平面図である。 図１９は実施例２の取替時に柱１に接して柱１１を建てた基礎ｐの平面図である。 図２０は実施例２の取替時に柱１に接して柱１１を建てた斜視図である。 図２１は実施例２の取替時に柱１１に梁１２を取り付けた図である。 図２２は実施例２の取替時に桁１３と桁１５を取り付けた図である。 図２３は取替時に妻側から差し込んだ桁を取り付ける図である。 図２４は水切りの図である。 図２５は桁ズレ防止板の図である。 図２６は桁１５を増やした図である。 図２７は実施例１の柱下部の溝の図である。 図２８は実施例２の柱下部の溝の図である。

本発明の木製架台は、全体の形としては図１、図２、図３、図４に示す通りである。具体的には、基礎ａの上にそれぞれ起立させた二本の柱１・１と、これらの柱間に前記太陽光発電パネルｅの設置勾配に合わせて傾斜させて配置した梁２とからなる門型部が形成され、この門型部の上部に複数の桁３を配置してこれら門型部同士が連結される一方、当該桁３の上には太陽光発電パネルｅを取付ける部分を備えているとともに、柱１と梁２、柱１と桁３はそれぞれ方杖４で連結固定されており、これら柱１、梁２、桁３、方杖４は全て木製であり、かつ、前記基礎ａは、最初の柱１と取替時の柱７を同時に建てることが出来るスペースが上面に確保出来る大きさになっており、風雪に耐える構造に作られ、上部に設置される太陽光発電パネルｅの大きさに合わせて、図１の矢印Ａが示す桁行方向、矢印Ｂが示す梁間方向に長さを変えて対応出来るようになっている。

上記木製架台は、年月が立ち風雪で腐朽し架台を取替る必要が生じた時のため、最初につくる基礎ａは図５の（ロ）、基礎ｐは図１４の（ロ）に示すように、最初の柱と取替時の柱を同時に建てることが出来るスペースが上面に確保出来る大きさになっている。

なお、雨水が上部の太陽光発電パネルを伝って下部の架台を濡らし、架台に腐朽やサビが発生するのを防ぐため、図２、図２４に示すように、太陽光発電パネルｅの金属フレームｆの上部先端にアングルｓを使って取付けた水切りｈと、桁３の木口に取付けた水切りｉと、太陽光発電パネル相互の接合部に施工された防水コーキングｇにより、上部の太陽光発電パネルｅが下部の木製架台を雨水から守る屋根の役目を持っている。

次に、本発明を実施するための最良の形態の構成に基づく本架台の取替方法について以下詳述する。

最初に架台を建てるために作る基礎ａは、架台取替時に図５の（ロ）、図１０、図１１に示すように、最初の柱１に接してもう１本の柱７を建てることができる大きさに作る。

上記基礎ａを作るとき、図５の（イ）に示す基礎金物ｂを４本、図１０に示すように柱１、柱７の２本の柱を基礎ａに固定できる位置に埋め込み、その基礎ａの上面に、図６に示す矢印ｋの方向の勾配に設置される太陽光発電パネルｅの水下の方向（勾配の下がっている方向）から見て基礎ａ上の右側の部分に柱１を建て、図７、図８に示すように、２本の基礎金物ｂの穴ｃにボルトｄを通して柱１と基礎ａを固定する。続いて、図３、図４に示すように、梁２、桁３、方杖４の順に梁２、桁３、方杖４を柱１にボルトで固定し架台を組み立てる。続いて、桁３の上に金属フレームｆを取付け、太陽光発電パネルｅを取付ける。

年月が立ち、当初設置された木製架台が腐朽した時の架台取替の施工方法を示す。
はじめに、最初の架台の方杖４を外す。方杖４を取り外す場合、安全性を考え取替用の新規の方杖１０を仮の方杖として取替工事に差し障りのない最初の架台部分に釘で仮止めしておき、架台の安全を確保する。次に、取替時の新規の柱７を図９、図１０、図１１に示すように、最初の柱１の横に並べて基礎ａの上に建て、新規の柱７と２本の基礎金物ｂを最初の柱１の時と同様にボルトで固定する。続いて、図１２、図１３に示すように、取替時の新規の桁９の巾寸法ｔだけ最初の梁２より上下共に長くした新規の梁８を新規の柱７の上部に固定する。続いて、図１３に示すように、太陽光発電パネルｅの金属フレームｆと最初の梁８との間に新規の桁９を上下各開口部（図中の矢印ｍ、矢印ｎ）の方向からそれぞれ挿入して新規の梁８に固定する。次に、仮止めしていた方杖１０を外し、図３、図４に示すように、新規の方杖として、上部は梁８、桁９に、下部は新規の柱７とボルトで固定する。その後、太陽光発電パネルｅを取り付けている金属フレームｆと最初の桁３との接合金物を外し、外した接合金物で、新規の桁９と金属フレームｆを固定する。この時、接合金物の脱着は１個ずつ行い、太陽光発電パネルの落下を防ぐ。その後に、既存の、桁３、梁２、柱１を順次解体撤去する。こうして組み立てられた新規の木製架台が、年月が立ち、腐朽した時は、本実施例の手順を繰り返すことによって、木製架台の全体あるいは部分を何度でも取替出来る。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、基礎の上面における新規の柱の建て位置が異なるものである。最初に架台を建てるために作る基礎ｐは、架台取替時に図１４の（ロ）、図１９、図２１に示すように、最初の柱１に接してもう１本の柱１１を建てることができる大きさに作る。

上記基礎ｐを作るとき、図１４の（イ）に示す位置決め用の基礎金物ｂを４本、図１９に示すように柱１、柱１１の２本の柱を基礎ｐに固定できる位置に埋め込み、その基礎ｐの上面に、図１５に示す矢印ｋの方向の勾配に設置される太陽光発電パネルｅの水下の方向（勾配の下がっている方向）から見て基礎ｐ上の右側の部分に柱１を建て、図１６、図１７に示すように、２本の基礎金物ｂの穴ｃにボルトｄを通して柱１と基礎ｐを固定する。続いて、図３、図４に示すように、梁２、桁３、方杖４の順に梁２、桁３、方杖４を柱１にボルトで固定し架台を組み立てる。続いて、桁３の上に金属フレームｆを取付け、太陽光発電パネルｅを取付ける。

年月が立ち、当初設置された木製架台が腐朽した時の架台取替の施工方法を示す。
はじめに、最初の架台の方杖４を外す。方杖４を取り外す場合、安全性を考え取替用の新規の方杖１４を仮の方杖として取替工事に差し障りのない最初の架台部分に釘で仮止めし架台の安全を確保する。次に、取替時の新規の柱１１を図１８、図１９、図２０に示すように、最初の柱１の対角線に取替時の新規の柱１１の対角線が接するように取替時の新規の柱１１を建て、新規の柱１１と２本の基礎金物ｂを最初の柱１と同様にボルトで固定する。続いて、図２１に示すように、新規の梁１２を新規の柱１１の上部に固定する。続いて、図２２に示すように、太陽光発電パネルｅの金属フレームｆと最初の梁１２との間に新規の桁１３を上開口部（図中の矢印ｑ）の方向から挿入し最初の桁３に並べて設置し梁８に固定する。

次に、勾配下部の新規の桁１５の取り付けは、太陽光発電パネルｅの取り付け用金属フレームｆと新規の梁１２との間隙に新規の桁１５を架台妻側から差し込んで設置するが、金属フレームｆと新規の梁１２の間隔寸法と新規の桁１５の桁背寸法が同じであれば差し込むことは容易でない。その解決方法として、新規の桁１５の桁背寸法を新規の桁１３より所定寸法ｊだけ小さくして作り、架台の妻側から差込み、図２２に示すように矢印ｒの方向に移動し最初の桁３に並べて設置し、新規の梁１２と新規の桁１５の間に前記所定寸法の厚さｊの木製パッキン５を置き、新規の桁１５と新規の梁１２を固定する。その後、太陽光発電パネルｅを取り付けている金属フレームｆと最初の桁３との接合金物を外し、外した金物で、新規の桁１３、桁１５と金属フレームｆを固定する。この時、接合金物の脱着は１個ずつ行い、太陽光発電パネルの落下を防ぐ。その後に、既存の、桁３、梁２、柱１を解体撤去する。

以上、実施例１、実施例２について説明したが、下記のような変形例も可能である。

上部に設置される太陽光発電パネルの枚数によっては、図１の矢印Ａの桁行方向に伸ばす場合は、柱１、梁２の門型部の数を増やし、矢印Ｂの梁間方向に長さが長くなる場合は、図２６に示すように桁１５の数を増やして対応する。

前記の数を増やす桁１５の取り付け方法は、全て、妻側から差込み、図２２、図２３に示す桁１５の取り付け方法とする。

構造耐力上必要な桁３、桁９、桁１３、の背寸法は、桁１５の寸法に寸法ｊを加えた寸法とする。

架台取替時の新規架台組立においては、新規架台の柱２本とその上部に傾斜させて配置した梁１本からなる門型部３セットを組み立て完了後にその梁の上に桁を配置し門型部を連結し、桁と金属フレームと太陽光発電パネルを固定し、続いて新規架台に接した最初の架台の門型３セットとその上の桁を解体撤去する。この工程を繰り返すことで、解体撤去したボルト、ビス類の金物を再使用し新規架台組立時のボルト、ビス類の金物使用量を節約する。

最初の架台組立時も取替時の架台組立時も、桁３、桁９、桁１３を取り付けた後、図３図４、図２３、図２４、図２５、図２６に示すように、桁３の下側、梁２の両側に接して桁ズレ防止板６を取付ける。

柱１、柱７が基礎ａに、柱１、柱１１が基礎ｐに接する柱中心部分の雨雪による腐朽防止のため、図２７、図２８に示すように、柱１、柱７、柱１１の下面に１５ミリ角の溝ｕを基礎固定ボルトｄの方向と９０度回転させた方向に作り、柱１、柱７、柱１１内部の水分乾燥を促進する。

基礎金物ｂの代替として、基礎ａ、基礎ｐに市販のケミカルアンカーを打ち込むことも可能である。

本架台の各部材間の取り付け方法は、まず、柱と基礎ａ、基礎ｐは市販の基礎金物ｂとボルトで取付け、柱と梁は市販の羽子板ボルトとボルトで取り付け、梁と桁と木製パッキン５は市販のボルトと羽子板ボルト、ビスで取付け、方杖と柱、梁、桁の取付けは市販のボルトとビスを使用し、桁ズレ防止板６の取り付けは、ビスを使用するが、これらの取付け方法以外に、木造建築物に使われる相欠き、込み栓、ホゾなどの工法も架台の構造耐力上支障が本発明の要旨から逸脱しなければ使用可能である。

日本での太陽光発電の多くは、勾配のある住宅の屋根に設置されてあり、その場合太陽光発電パネルを屋根に取り付ける部材は金属フレームｆを屋根材と太陽光発電パネルの間に１列に設置するのみで架台は不要である。しかし、２０１２年の再生可能エネルギー買取法成立により、太陽光発電パネルを大容量で平地に設置する需要が急拡大している。平地に太陽光発電パネルを設置する場合には架台が必要になる。
一般的にはその架台は金属か希に、ＦＲＰで作られ耐久性はあるが高価であり、地産地消できない材料である。この架台を、日本各地で容易に調達できる木材（間伐材も可）で制作できれば、コストも抑えることができ、その材料の調達から組立までの地域雇用も生まれる。しかし屋外設置であるため、木材は雨雪により腐朽し、太陽光発電パネルの耐用年数が来る以前に木製架台取替の必要性が生じるが、その時は上部の太陽光発電パネルを撤去し再取付し、さらに電気工事も必要となり、木製架台は金属架台より安価ではないという欠点があったが、上部の太陽光発電パネルをそのままに下部の架台のみ交換できるという本発明は架台制作が安価で出来、日本各地での太陽光発電普及とともに国産木材の利用普及にもつながり産業上の利用可能性が大きいと思われる。

１ 最初の柱
２ 最初の梁
３ 最初の桁
４ 最初の方杖
５ 木製パッキン
６ 桁ズレ防止板
７ 実施例１の新規の柱
８ 実施例１の新規の梁
９ 実施例１の新規の桁
１０ 実施例１の新規の方杖
１１ 実施例２の新規の柱
１２ 実施例２の新規の梁
１３ 実施例２の新規の桁
１４ 実施例２の新規の方杖
１５ 実施例２の取替時の妻側から挿入する桁
ａ 実施例１の基礎
ｂ 基礎金物
ｃ 穴
ｄ ボルト
ｅ 太陽光発電パネル
ｆ 金属フレーム
ｇ コーキング
ｈ 水切り
ｉ 水切り
ｊ 木製パッキン寸法
ｋ 勾配方向
ｍ 挿入方向
ｎ 挿入方向
ｑ 挿入方向
ｒ 挿入方向
ｓ アングル
ｔ 梁長さ追加寸法
ｕ 溝
ＧＬ 地面の表面線
ｐ 実施例２の基礎

Claims (7)

1. 上部に太陽光発電パネルを設置する木製架台における架台の取替方法であって、
   この架台は、基礎の上にそれぞれ起立させた二本の柱と、これらの柱間に前記太陽光発電パネルの設置勾配に合わせて傾斜させて配置した梁とからなる門型部が形成され、
   この門型部の上部に複数の桁を配置してこれら門型部同士が連結される一方、当該桁の上には太陽光発電パネルを取付ける部分を備えているとともに、
   柱と梁、柱と桁はそれぞれ方杖で連結固定されており、
   これら柱、梁、桁、方杖は全て木製であり、かつ、前記基礎は、最初の柱と取替時の柱を同時に建てることが出来るスペースが上面に確保出来る大きさになっており、
   架台の取替時、新規の柱を最初の柱の横に並べて基礎の上面に建て、新規の柱と基礎とを固定して、かつ、新規の梁を新規の柱の上部に固定し、
   続いて、太陽光発電パネルの金属フレームと最初の梁との間に新規の桁を上下各開口部の方向からそれぞれ挿入して新規の梁に固定し、
   次に、新規の方杖の上部を新規の梁および桁に、下部を新規の柱と固定し、
   太陽光発電パネルを取り付けている金属フレームと最初の桁とを外し、新規の桁と金属フレームを固定した後に、
   既存の、桁、梁、柱を順次解体撤去することによって、木製架台の全体あるいは部分を何度でも取替出来るようにしたことを特徴とする木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
2. 基礎を作るとき、最初の柱および新規の柱の２本の柱を基礎に固定できる位置に位置決め用の基礎金物を４本埋め込み、２本の基礎金物の穴にボルトを通して柱と基礎を固定することを特徴とする請求項１記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
3. 柱の下部を基礎に固定する一方、取替時の新規の桁の巾寸法だけ最初の梁より上下共に長くした新規の梁を新規の柱の上部に固定することを特徴とする請求項１または２記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
4. 最初の架台の方杖を取り外す場合に、取替用の新規の方杖を仮の方杖として取替工事に差し障りのない最初の架台部分に仮止めしておき、架台の安全を確保する一方、
   仮止めしていた方杖を外し、新規の方杖として、上部は新規の梁、桁に、下部は新規の柱と固定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
5. 新規の方杖を固定した後、太陽光発電パネルを取り付けている金属フレームと最初の桁との接合金物を外し、外した金物で、新規の桁と金属フレームを固定する時、接合金物の脱着を１個ずつ行い、太陽光発電パネルの落下を防ぐことを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
6. 妻側から挿入する新規の桁の桁背寸法を新規の桁より所定寸法だけ小さくして作り、架台の妻側から差込み、最初の桁に並べて設置し、新規の梁と新規の桁の間に前記所定寸法の厚さの木製パッキンを置き、新規の桁と新規の梁を固定することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。
7. 下部の架台構造物を雪や雨による錆や腐敗から守るために、太陽光発電パネルの金属フレームの上部先端および桁の木口に水切りを取り付け、太陽光発電パネル同士の接合部分にコーキング処理を施して、防水屋根の機能を持たせることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の木製の太陽光発電パネル架台の架台取替方法。

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