JP6382015B2 - 起伏地対応型太陽光パネル架台 - Google Patents

Description

本発明は、平坦な土地に限らず、原野や丘陵地等の起伏のある土地において太陽光パネルを連続的に並べて設置するのに好適な起伏地対応型太陽光パネル架台に関するものである。

従来の一般的な太陽光パネルの架台は、矩形状に形成されたフレーム状の枠と、この枠を支持する支持柱とから構成されており、前記太陽光パネルは、前記枠に対して段差や隙間を設けずに整然と並べて設置されるようになっている。

また、太陽光発電装置の大型化により、太陽光パネルを設置する架台における支持柱の数が増加しており、これに伴ってスペーサによる角度や高さの調整が困難となっていた。このような問題に対して支持柱の角度や高さを調整することのできる太陽光パネルの設置架台が提案されている。

例えば、特開２００９−３０２１２３号公報では、太陽電池パネルを支持する複数の脚部が、下部支持部材と上部支持部材とに分割されて構成されているとともに締結具によって締結されており、前記下部支持部材と前記上部支持部材のいずれか一方には、相互の角度を可変として締結される締結穴が設けられ、この締結穴は高さ方向に延びる長孔とされていることを特徴とする太陽電池架台装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１によれば、脚部が角度と高さに関して可変とされているので、不規則な曲面の設置場所であっても太陽電池パネルの受光面を適切な傾斜角度となるように調整できるとされている。

特開２００９−３０２１２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、各脚部相互間における高さの違いを微調整できるに過ぎず、丘陵地等のような大きな起伏に対応できるものではない。つまり、仮に大きな起伏のある場所に設置しようとすると、矩形枠に無理な負荷がかかり歪みの原因となったり、太陽光パネル全体が安定的に設置できず、場合によっては破損してしまう。また、太陽光パネルを連続して並置させた場合、段差が目立って外観が悪く、施工に失敗したとの印象を与えてしまう。したがって、通常、丘陵地等に設置する場合には、多額の費用をかけて整地する必要がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、丘陵地等の起伏地に沿って複数の太陽光パネルを設置することを可能とした起伏地対応型太陽光パネル架台を提供することを目的としている。

本発明に係る起伏地対応型太陽光パネル架台は、起伏地に太陽光パネルを設置可能な起伏地対応型太陽光パネル架台であって、後方側において横方向に並設される複数の後方支持柱と、前方側において横方向に並設される複数の前方支持柱と、前記各後方支持柱の上部に架設される後方横架フレームと、前記各前方支持柱の上部に架設される前方横架フレームと、前記後方横架フレームおよび前記前方横架フレームに沿って所定間隔を隔てて前記各横架フレームと交差するように取り付けられる複数のパネル載置用支持材とを有し、前記後方横架フレームには前記パネル載置用支持材を左右方向へ揺動可能に取り付ける揺動取付手段が設けられているとともに、前記前方横架フレームには前記パネル載置用支持材をこのパネル載置用支持材の長手方向に沿って摺動可能に取り付ける摺動取付手段が設けられている。

また、本発明の一態様として、前記後方横架フレームおよび前記前方横架フレームが鉛直方向に屈曲可能な屈曲手段により複数のフレーム材を連結することで構成されているとともに、前記フレーム材が前記後方支持柱および前記前方支持柱の上部において鉛直方向に揺動可能なフレーム揺動支持手段によって支持されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記揺動取付手段が、前記パネル載置用支持材を左右方向へ揺動可能に軸支する揺動軸と、この揺動軸を前記後方横架フレームに固定する軸固定材とを有するようにしてもよい。

さらにまた、本発明の一態様として、前記摺動取付手段が、前記パネル載置用支持材を長手方向に沿って摺動可能に遊嵌する遊嵌具と、この遊嵌具を前記前方横架フレームに固定する遊嵌具固定材とを有するようにしてもよい。

本発明によれば、丘陵地等の起伏地に沿って複数の太陽光パネルを設置することができる。

本発明に係る起伏地対応型太陽光パネル架台の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態におけるフレーム揺動支持手段を示す（ａ）側面図および（ｂ）背面図である。 本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台を起伏地に設置した状態を正面斜め側から見た使用状態図である。 本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台を起伏地に設置した状態を背面斜め側から見た使用状態図である。 本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台に太陽光パネルを載置した状態を示す正面から見た使用状態図である。 本実施形態におけるフレーム材を示す（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。 本実施形態における屈曲手段を示す（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。 本実施形態におけるパネル載置用支持材を示す図である。 本実施形態における揺動取付手段を示す斜視図である。 本実施形態における摺動取付手段を示す斜視図である。 本実施形態における後方横架フレームおよび前方横架フレームが屈曲している状態を示す使用状態図である。 本実施形態における後方横架フレームおよび前方横架フレームがそれぞれ後方支持柱および前方支持柱に対して傾斜した状態で設置されている状態を示す使用状態図である。

以下、本発明に係る起伏地対応型太陽光パネル架台の一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台１は、図１に示すように、後方側において横方向に並設される複数の後方支持柱２と、前方において横方向に並設される複数の前方支持柱３と、前記各後方支持柱２，２・・・の上部に架設される後方横架フレーム４と、前記各前方支持柱３，３・・・の上部に架設される前方横架フレーム５と、前記後方横架フレーム４および前記前方横架フレーム５に取り付けられる複数のパネル載置用支持材６とを有する。以下、各構成について詳細に説明する。

後方支持柱２は、柱材であって、下端部を地中に埋設され、あるいは基礎に固定されるようにして立設されるものである。本実施形態では、金属等によって円柱状に形成されている。なお、後方支持柱２の形状は、円柱状のものに限定されるものではなく、必要に応じて角柱状や板状等から適宜選択することができる。

後方支持柱２の上部には、フレーム揺動支持手段７が設けられている。このフレーム揺動支持手段７は、後方横架フレーム４を鉛直方向に揺動可能に支持するものであり、図２に示すように、水平面７１と垂直面７２とを有している。前記水平面７２は後方支持柱２の上部にボルトによって固定され、前記垂直面７２には後方横架フレーム４を揺動可能に支持する支点孔７３が形成されている。

起伏地対応型太陽光パネル架台１では、図１、図３および図４に示すように、複数の後方支持柱２，２・・・が、所定間隔を隔てて横方向に並設されている。後方支持柱２同士の間隔は、特に限定されるものではなく、搭載される太陽光パネルＰの加重、設置される地盤や基礎の強度、起伏地においては起伏地の形状等に応じて適宜選択される。

なお、本実施形態におけるフレーム揺動支持手段７は、後方支持柱２の上部に対しボルト等の締結具により固定されているが、溶接等の他の固定方法により固定してもよく、後方支持柱２と一体的に形成してもよい。

前方支持柱３は、後方支持柱２と同様、下端部を地中に埋設され、あるいは基礎に固定されるようにして立設される柱である。また、前方支持柱３は、金属等によって円柱状に形成されているとともに、上部にフレーム揺動支持手段７が設けられている。さらに、前方支持柱３は、設置される緯度や起伏に応じて、太陽光パネルＰを最適な傾斜角度で載置できるように、図１、図３および図４に示すように、後方支持柱２に比べて高さが低く形成されている。

起伏地対応型太陽光パネル架台１では、複数の前方支持柱３が、後方支持柱２の前方側において所定間隔を隔てて横方向に並設されている。また、太陽光パネルＰを正面視を基準とした場合、左右方向に傾斜させた状態で設置するため、前方支持柱３は、図５に示すように、後方支持柱２に対して真正面に重なるのではなく、横方向にずらした位置に設置されている。

次に、後方横架フレーム４について説明する。後方横架フレーム４は、後方支持柱２の上部に架設されるものである。本実施形態における後方横架フレーム４は、図１に示すように、複数のフレーム材４１を屈曲手段４２により連結することで構成されている。

各フレーム材４１は、金属等によって形成された棒状部材である。本実施形態では、図６に示すように、垂直面４３と上下の水平面４４とを有するいわゆるＣ型鋼が用いられている。また、フレーム材４１の一端には屈曲手段４２と鉛直方向に屈曲可能に連結されるための支点孔４５が設けられているとともに、他端にはフレーム材４１の長手方向に沿って伸縮を許容するための上下２つの長孔４６が設けられている。

なお、フレーム材４１は、Ｃ型鋼に限定されるものではなく、Ｌ型鋼、円筒、円柱、角柱および板材等から適宜選択してもよい。

屈曲手段４２は、フレーム材４１同士を鉛直方向に屈曲可能に連結するものである。図８に示すように、本実施形態における屈曲手段４２は、フレーム材４１と同様、Ｃ型鋼を用いて形成されている。屈曲手段４２の一端にはフレーム材４１の支点孔４５と連結するための支点用連結孔４７が設けられているとともに、他端にはフレーム材４１の上下２つの長孔４６に連結するための上下２つの長孔用連結孔４８が設けられている。また、屈曲手段４２の略中央には、フレーム揺動支持手段７の支点孔７３に連結するための支柱用連結孔４９が設けられている。

屈曲手段４２は、図１に示すように、フレーム材４１と前後反対方向に向け、フレーム材４１の垂直面４３と屈曲手段４２の垂直面４３との平らな面同士を当接させるように配置する。そして、フレーム材４１の支点孔４５と屈曲手段４２の支点用連結孔４７とをボルトとナット等の締結具により連結するとともに、フレーム材４１の長孔４６と屈曲手段４２の長孔用連結孔４８とをボルトとナット等の締結具により連結している。これにより、後方横架フレーム４は、各フレーム材４１の支点孔４５を支点として、鉛直方向に屈曲可能に構成される。また、後方横架フレーム４は、長孔４６による許容長さ分、長手方向に伸縮可能に構成されている。

また、後方横架フレーム４は、後方支持柱２の上部に設けられたフレーム揺動支持手段７に連結される。本実施形態では、図１に示すように、後方横架フレーム４の屈曲手段４２の支柱連結孔４９とフレーム揺動支持手段７の支点孔７３とをボルトとナット等の締結具により連結している。これにより、後方横架フレーム４は、各後方支持柱２に対して、鉛直方向に揺動可能に構成される。

前方横架フレーム５は、前方支持柱３の上部に架設されるものである。本実施形態では、後方横架フレーム４と同様の構成を備えており、Ｃ型鋼からなる複数のフレーム材４１を、屈曲手段４２により連結することで構成されている。また、前記前方横架フレーム５は、フレーム揺動支持手段７を介して、前方支持柱３の上部に架設される。よって、前方横架フレーム５は、各フレーム材４１の支点孔４５を支点として、鉛直方向に屈曲可能に構成されているとともに、長孔４６による許容長さ分、長手方向に伸縮可能に構成され、かつ各前方支持柱３に対して鉛直方向に揺動可能に支持されている。

次に、パネル載置用支持材６について説明する。パネル載置用支持材６は太陽光パネルＰを設置するためのものであり、図８に示すように、幹状フレーム６１と、この幹状フレーム６１の上に配置される複数の枝状フレーム６２とから構成されている。また、パネル載置用支持材６は揺動取付手段８により後方横架フレーム４に取り付けられているとともに、摺動取付手段９により前方横架フレーム５に取り付けられている。

前記幹状フレーム６１は、金属製等の四角柱により形成されており、上端側に揺動取付手段８と揺動可能に連結するための揺動連結孔６３が形成されている。

前記枝状フレーム６２は、金属製等のＬ型鋼により形成されている。また、複数本の枝状フレーム６２が、幹状フレーム６１に対し略直角で、かつ長手方向に対し所定間隔を隔てて固定されている。本実施形態では、２本の枝状フレーム６２により１枚の太陽光パネルＰを固定するようになっている。

なお、幹状フレーム６１や枝状フレーム６２は、四角柱やＬ型鋼に限定されるものではなく、円柱や円筒等から適宜選択してもよい。

起伏地対応型太陽光パネル架台１では、複数のパネル載置用支持材６が後方横架フレーム４および前方横架フレーム５に沿って所定間隔を隔てて前記各横架フレーム４，５と交差するように取り付けられる。このとき、パネル載置用支持材６は、揺動取付手段８および摺動取付手段９により後方横架フレーム４および前方横架フレーム５に取り付けられる。

揺動取付手段８は、後方横架フレーム４に対しパネル載置用支持材６を左右方向へ揺動可能に支持するためのものである。本実施形態では、図９に示すように、揺動軸８１と、この揺動軸８１を後方横架フレーム４に固定する軸固定材８２とで構成されている。具体的には、ボルトとナット等のピン接合可能な締結具８１からなり、幹状フレーム６１の揺動連結孔６３に挿通され、軸固定材８２に固定するようになっている。

軸固定材８２は、揺動軸８１を後方横架フレーム４に固定するものであり、図示しないが、揺動軸８１であるボルトを挿通させるための挿通孔を有する。この挿通孔は、太陽光パネルＰを設置する角度と直角をなすような傾斜角度に形成されている。これにより、揺動軸８１に軸支されたパネル載置用支持材６が、後方横架フレーム４および前方横架フレーム５に沿って左右方向に揺動可能に取り付けられる。

起伏地対応型太陽光パネル架台１では、複数の揺動取付手段８が、図１および図９に示すように、後方横架フレーム４における任意の位置の垂直面４３に固定されている。

摺動取付手段９は、前方横架フレーム５に対しパネル載置用支持材６をこのパネル載置用支持材６の長手方向に沿って摺動可能に取り付けるものである。本実施形態では、図１０に示すように、遊嵌具９１と、この遊嵌具９１を前方横架フレーム５に固定する遊嵌具固定材９２とを有する。

遊嵌具９１は、パネル載置用支持材６を摺動可能に取り付けるために遊嵌するものであり、本実施形態では、コの字状のボルトとこれに螺合するナットから構成されている。よって、パネル載置用支持材６は、幹状フレーム６１の軸方向に摺動しうるとともに、前記揺動取付手段８の揺動動作に合わせて左右方向に揺動可能に取り付けられている。なお、遊嵌具９１は、コの字状ボルトに限定されるものではなく、Ｕ字状ボルトやボルト以外のものから適宜選択してもよい。

遊嵌具固定材９２は、遊嵌具９１を前方横架フレーム５に固定するものであり、図示しないが、遊嵌具９１であるコの字状ボルトを挿通させるための２つの挿通孔を有する。また、遊嵌具固定材９２は、図１および図１０に示すように、前方横架フレーム５における任意の位置の垂直面４３に固定されている。

また、本実施形態における起伏地対応型太陽光パネル架台１では、パネル載置用支持材６を斜めに傾斜させて支持するため、摺動取付手段９が、揺動取付手段８に対して前方横架フレーム５に沿って横方向にずれた位置に設置されている。

次に、本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台１における各構成の作用について説明する。

後方横架フレーム４および前方横架フレーム５は、図１１に示すように、屈曲手段４２によってフレーム材４１の支点孔４５を中心として鉛直方向に屈曲する。

また、後方横架フレーム４および前方横架フレーム５は、フレーム揺動支持手段７によってフレーム揺動支持手段７の支点孔７３を中心として鉛直方向に揺動可能であり、図１２に示すように、後方支持柱２または前方支持柱３に対する角度の変化が可能である。

さらに、後方横架フレーム４および前方横架フレーム５は、フレーム材４１に設けられた長孔４６によって、長手方向に伸縮する。

よって、後方横架フレーム４および前方横架フレーム５は、図３および図４に示すように、起伏地に沿って屈曲ないし揺動傾斜することにより全体としてなだらかな曲線を描いて架設されるため外観上も美しい。

パネル載置用支持材６は、揺動取付手段８によって揺動軸８１を中心として左右方向に角度を変えられる。このため、各パネル載置用支持材６を取り付ける揺動取付手段８と摺動取付手段９との左右方向の位置がずれたとしても、図５に示すように、正面視において傾斜した状態で設置することができる。また、図３および図４に示すように、起伏地に設置される場合であっても、後方横架フレーム４および前方横架フレーム５に合わせて左右方向の角度が変わってもそれに合わせることができる。

また、後方横架フレーム４と前方横架フレーム５と間隔が大きくなって揺動取付手段８と摺動取付手段９との距離が離れた場合であっても、パネル載置用支持材６は、前記摺動取付手段９によって摺動可能に取り付けられているため、長手方向に変位しても問題ない。このため、パネル載置用支持材６や各横架フレーム４，５に不要な応力を与えずに設置することができる。

よって、各パネル載置用支持材６およびその上に載置される太陽光パネルＰは、図３および図４に示すように、起伏に合わせて設置される。

以上のような本実施形態の起伏地対応型太陽光パネル架台１によれば、以下のような効果を得ることができる。
１．起伏地であっても当該起伏地に沿って複数枚の太陽光パネルＰを並べて設置することができる。
２．起伏地の大規模な整地が不要になるため、設置コストを抑制することができる。
３．設置現場で設置角度や高さ等を適宜調整しながら容易に組み立てを行うことができるため、設置前の厳密な測量等は必要としない。
４．太陽光パネルＰを起伏地に沿って配置することができるため、無機質な印象とは異なり、自然な景色と一体的な美しい景観を作ることができる。

なお、本発明に係る起伏地対応型太陽光パネル架台１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、起伏地対応型太陽光パネル架台１は、大きな起伏を有さない平地等における太陽光パネルの設置に用いてもよい。

１ 起伏地対応型太陽光パネル架台
２ 後方支持柱
３ 前方支持柱
４ 後方横架フレーム
５ 前方横架フレーム
６ パネル載置用支持材
７ フレーム揺動支持手段
８ 揺動取付手段
９ 摺動取付手段
４１ フレーム材
４２ 屈曲手段
４３ 垂直面
４４ 水平面
４５ 支点孔
４６ 長孔
４７ 支点用連結孔
４８ 長孔用連結孔
４９ 支柱用連結孔
６１ 幹状フレーム
６２ 枝状フレーム
６３ 揺動連結孔
７１ 水平面
７２ 垂直面
７３ 支点孔
８１ 揺動軸（締結具）
８２ 軸固定材
９１ 遊嵌具
９２ 遊嵌具固定材
Ｐ 太陽光パネル

Claims (4)

1. 起伏地に太陽光パネルを設置可能な起伏地対応型太陽光パネル架台であって、
   後方側において横方向に並設される複数の後方支持柱と、
   前方側において横方向に並設される複数の前方支持柱と、
   前記各後方支持柱の上部に架設される後方横架フレームと、
   前記各前方支持柱の上部に架設される前方横架フレームと、
   前記後方横架フレームおよび前記前方横架フレームに沿って所定間隔を隔てて前記各横架フレームと交差するように取り付けられる複数のパネル載置用支持材と
   を有し、
   前記後方横架フレームには前記パネル載置用支持材を左右方向へ揺動可能に取り付ける揺動取付手段が設けられているとともに、前記前方横架フレームには前記パネル載置用支持材をこのパネル載置用支持材の長手方向に沿って摺動可能に取り付ける摺動取付手段が設けられている起伏地対応型太陽光パネル架台。
2. 前記後方横架フレームおよび前記前方横架フレームが鉛直方向に屈曲可能な屈曲手段により複数のフレーム材を連結することで構成されているとともに、前記フレーム材が前記後方支持柱および前記前方支持柱の上部において鉛直方向に揺動可能なフレーム揺動支持手段によって支持されている請求項１に記載の起伏地対応型太陽光パネル架台。
3. 前記揺動取付手段が、前記パネル載置用支持材を左右方向へ揺動可能に軸支する揺動軸と、この揺動軸を前記後方横架フレームに固定する軸固定材とを有する請求項１または請求項２に記載の起伏地対応型太陽光パネル架台。
4. 前記摺動取付手段が、前記パネル載置用支持材を長手方向に沿って摺動可能に遊嵌する遊嵌具と、この遊嵌具を前記前方横架フレームに固定する遊嵌具固定材とを有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の起伏地対応型太陽光パネル架台。

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