JP6478383B2 - モジュール取付け用のフレームおよびフレームセット - Google Patents

Description

本発明は太陽光発電用のモジュール取付け用のフレームおよびフレームセットに関する。

特許文献１には、土台部上に複数本の縦桟を略平行に且つ所定角度をもって配設固定し、この縦桟の上面にソーラパネル等の面状物品を縦横に配列固定できる架台構成セットが開示されている。
その架台構成セットは、前記縦桟がその上端に配され、その全体が１つのユニットから成る縦桟フレームを使用する。この縦桟フレームの複数を土台部上に列設し、これら縦桟フレーム間には適宜補強材を配設固定して架台が形成される。これにより架台の各縦桟上に面状物品が配列固定される、というものである。

特開２０１４−８８６９５号公報

特許文献１の架台を施工するには、縦桟にソーラパネルを位置合わせし、ボルトで締結して取り付ける。このため、現場作業が多くなり、施工が煩雑になる。特に、メガソーラのように数千枚のモジュールを設置する場合にはその煩雑さは無視できない。

そこで本発明は、施工が簡易なモジュール取付け用のレール、レールセット、並びにそのレールを用いたフレーム、フレームセットを提供することを課題としている。

（１）本発明のモジュール取付け用のレールは、太陽光発電用のモジュールの側面をガイドする側面ガイド部と、前記モジュールの側縁付近の裏面を支持する裏面支持部と、前記側面ガイド部に連結され、裏面支持部と対向するようにモジュールの側縁付近の表面側に設けられる押え部とからなる断面略コ字状を呈しており、その断面が略コ字状の内部に前記モジュールの側縁付近を抜き差し自在にスライドさせ、モジュールをスライド方向に順次差し込んで多段に並設する、ことを特徴としている。

（２）このようなモジュール取付け用のレールは、前記裏面支持部および押え部が側面ガイド部を超えてそれぞれ反対向きに延びており、他のモジュールの側縁付近をガイドすることができるものが好ましい。

（３）さらに、前記レールがモジュールの長辺の側縁付近をガイドしているものが好ましい。

（４）さらに、前前記レールをその長手方向に傾斜させて配置しており、そのレールに沿って、上方から斜め下方にモジュールが差し込まれるものが好ましい。

（５）本発明のモジュール取付けレールセットは、上述のレールの複数本がモジュールの幅で並列に配設され、それらのレールの間にモジュールが差し込まれることを特徴としている。

（６）本発明のフレームは、それぞれ太陽光発電用のモジュールの側面をガイドする側面ガイド部と、 前記モジュールの側縁付近の裏面を支持する裏面支持部と、前記側面ガイド部に連結され、裏面支持部と対向するようにモジュールの側縁付近の表面側に設けられる押え部と、前記裏面支持部の外端から下方に延びる固定部とからなり、前記側面ガイド部同士が背中合わせにされた２本のレールと、前記２本のレールの固定部の間に挿入され、固定部に対して回動自在に連結された脚部とからなることを特徴としている。

（７）本発明のフレームセットは、上述のフレームを複数有し、それらのフレームがモジュールの幅で並列に配設されていることを特徴としている。

（１）本発明のレールは、モジュールの側縁付近を断面略コ字状のレールに沿ってスライドさせて抜き差しすることができるから、モジュールの横方向の位置合わせが容易である。その上で、モジュールをレールに乗せて、その自重をレールに預けてスライドさせながら設置すべき位置へ導くので、作業が楽である。
さらに、例えば、そのレールに差し込んだ前方のモジュールの後端面に、後方のモジュールの先端面を突き当てるようにして、モジュールを順次スライド方向に並設すると、作業が一層容易になる。その場合、縦方向のモジュールの位置合わせが容易である。
また、押え部によってモジュールがレールから上方に外れるのが防止されると、差し込んだモジュールを後でボルトなどの締結具で締結する作業を省略することができる。特にメガソーラなど数千枚のモジュールを設置する場合には有効である。

（２）このようなモジュール取付け用のレールにおいては、前記裏面支持部および押え部が側面ガイド部を超えてそれぞれ反対向きに延びており、他のモジュールの側縁付近をガイドすることができる場合は、隣接するモジュールの側縁付近を同時にガイドするから、１枚のモジュールに対して２つのレールを設置するのではなく、１枚のモジュールに対して１つのレールを設置すればよいので、設置作業が楽である。

（３）さらに、前記レールがモジュールの長辺の側縁付近をガイドしている場合は、左右の側縁同士を均等に保持することができるので、安定して支持することができる。さらに左右のモジュールの長辺同士の高さが揃うので、整然と配列することができる。

（４）さらに、前前記レールをその長手方向に傾斜させて配置しており、そのレールに沿って、上方から斜め下方にモジュールが差し込まれる場合は、レールの傾斜に沿って、上方から斜め下方にモジュールが差し込まれるから、モジュールの重量を利用して容易に下方にスライドさせることができる。
（６）その上で、本発明のフレームは、レールの底面支持部に連結された脚部を備えている。その脚部のレールに連結している部位がレールに対して回動自在である。このため、その脚部をレールに重ねるように傾倒させて施工場所へ搬送するから、嵩張らず輸送が容易である。そして、脚部を施工の際に起立させて用いることができるので、現場での組立作業が容易である。

（５）（７）本発明のモジュール取付け用のレールセットおよびフレームセットは、複数のレールを並列に配設し、それらのレールの間にモジュールを差し込むから、モジュールの取付作業が容易である。

図１ａは本発明の一実施形態のフレームセットにモジュールを差し込んだ様子を示す上面図、図１ｂは図１ａの正面図である。 図２は図１ｂのＡ矢視である。 図３は図２ｂの側面図である。 図４はフレームを組み立てる様子を示す概略工程図である。 図５はフレームセットにモジュールを差し込む様子を示す概略工程図である。

まず、図１ａを用いてフレームセットを説明する。そのフレームセット１０は、並列に配置された複数個のフレーム１、１、１・・（図では３個）からなる。それらのフレームの間に、複数枚のモジュール１１が支持されている。
本実施形態では、縦長のモジュール１１を縦向きに配列しており、隣接するフレーム１、１同士の間隔は、１枚のモジュールの幅に合わせられ、その幅よりわずかに広くされている。それにより２本のフレーム１、１の内側部分でモジュール１１の長辺の側縁部を載置することができる。

前記フレーム１の長さは、縦に並べるモジュール１１の枚数による。すなわち１枚のモジュール１１の長さ（長辺）の配列枚数倍あるいはそれに近い長さにする。この実施形態では図１ａに示すように、前後に４枚のモジュール１１を載置することができるように、３〜４倍程度にしている。

そのモジュール１１は、例えば、発電部を金属製の枠で囲ったものである。その枠体は、通常は滑らかな側周面を有している。そして、一般的に、その外形形状は長方形である。なお、正方形やその他の形状のものでもよい。

図１ｂに示すように、前記フレーム１は、例えば、その長手方向の先端から約１／４および３／４の位置に設けられる前後脚部２、３と、その脚部２、３に支持されるレール４、４とからなる。そのレールは２枚が重ねられて一組とされ、前記脚部２、３に支持されている（図２参照）。
その前脚部２は短尺であり、後脚部３は長尺である。このため、フレーム１は長尺の後脚部３の側が高くなるように、図では右上がりに、傾斜している。
本実施形態では、傾斜角度は水平に対して１０°である。例えば、その傾斜角度としては、０°〜２０°であり、１０°〜１５°であるのが好ましい。なお、その傾斜角度は、２０°〜９０°であってもよい。さらに、モジュール１１が取り付けられたフレームセット１０を水平にしてよく、垂直、すなわち水平に対し９０°に起立させてもよい。

前記フレーム１が設置される地面には、前後の基礎１２、１３が設けられている。その基礎１２、１３にそれぞれ前後脚部２、３が取り付けられている。その基礎１２、１３は、フレーム１に直交する横方向に延びており、他の隣接するフレーム１（図１ｂ参照）の脚部２、３と共通して用いられる。
なお、各脚部にそれぞれ基礎を設けてもよい。

図１ｂに示すように、前後脚部２、３の下端にはＬ字のブラケット５、５がそれぞれ取り付けられている。そのブラケット５、５を介して、前後の基礎１２、１３にそれぞれアンカーボルト５ａ、５ａが打ち込まれ、前後脚部２、３をそれぞれ基礎１２、１３に固定している。
また、図示していないが、ブラケットの脚部との取り付け部位において、ブラケット側には、長孔が形成されており、脚部との高さ位置を調整した上でボルトによって締結される。
なお、前記アンカーボルトとしては、ホールインアンカー、ケミカルアンカーなどを用いてもよい。さらに、商品名ＧＴスパイラル杭（特許第３０２３５８３号）と呼ばれる杭を用いてもよい。その場合には、基礎１２、１３の両方あるいはいずれかを設けずに、脚部を直接に地面に固定してもよい。

前後脚部２、３は、それぞれリップ付きのチャンネルあるいはリップ溝型鋼とほぼ同じ形状である。各チャンネルの向かい合う側壁には孔６ａ、６ａが形成され、その孔にボルト６が挿通されている。そのボルト６はレール４を貫通している。そのボルト６、６を中心として、脚部２、３はフレーム１の前側に傾倒あるいは起立するように回動する（図３参照）。それら脚部は内向きに折り畳まれるのが好ましい。

図１ｂに示すように、後脚部３には、前側の筋交い７ａおよび後側の筋交い７ｂが設けられている。それらの筋交いは、起立した後脚部３とレール４との間を渡している。その際に、レール４、筋交い、脚部とで形成される三角形が、筋交いを底辺とする二等辺三角形を形成するようにするのが好ましい。
各筋交いの基端側はボルトなどの軸部材を介してレール４と回動自在に連結されている。一方、先端側には長孔が形成されており、その長孔にボルトが通され、脚部３に回動自在に連結されている。それらの筋交い７ａ、７ｂは、設置しない時には、レール４側の基端を回動中心として傾倒し、レール４に沿うように折り畳むことができる。

本実施形態の脚部は、ステンレスの板材からなる。用いられる金属の材質としては、ステンレスの他、亜鉛メッキ鋼板、アルミニウム板などの耐候性が高く、加工が容易なものが好ましい。

図４に示すように、フレームセット１０のフレーム１、１の間には渡り筋交い７ｃ、７ｄが斜めに連結されている。例えば、前脚部２、２の間には渡り筋交い７ｃが連結されており、後脚部３、３の間には渡り筋交い７ｄが連結されている。前記フレームセット１０において、渡り筋交い７ｃ、７ｄを入れるフレーム１、１間と、入れないフレーム１、１間とは交互にされている。

次に、図２に戻ってレール４を説明する。２本のレール４、４は同じ形状であるので、一方を説明し他方の説明を省略する。
そのレール４（図の右側）は、前記モジュール１１の側縁付近の裏面を支持する裏面支持部４ａと、その裏面支持部４ａの内端（図の左側）から上方に屈曲して前記モジュール１１の側面をガイドする側面ガイド部４ｂと、その側面ガイド部４ｂの上端を裏面支持部４ａと同じ側に屈曲してモジュールの側縁付近の表面側に設けられる押え部４ｃとを備えている。そして、裏面支持部４ａの外端には、下方に屈曲された固定部４ｄが設けられている。その固定部４ｄには孔４ｅが形成されている。
それらの側面ガイド部、裏面支持部、側面ガイド部および押え部は、全体として断面略コ字状を呈している。そして、その断面が略コ字状の内部に前記モジュールの側縁付近を抜き差し自在にスライドさせるスライドガイドのように機能する。なお、スライドガイドのような機能を有する長尺な部材によりモジュールの三方をガイドするようにしてもよい。例えば、長尺な棒状の部材でモジュールのスライド方向の移動をガイドするなどである。
さらに、前記押え部４ｃは、モジュールの側縁付近の上方の表面に接してなくてもよいし、接していてもよい。そして、側面ガイド部４ｂは、モジュール１１の側面と接していなくてもよいし、接していてもよい。

それらの２本のレール４、４は、それぞれの側面ガイド部４ｂ、４ｂを背中合わせにした状態で、固定部４ｄ、４ｄの間に脚部２、３を挟むようにして連結されている。一方で
、脚部２、３を挟んでいない箇所には、スペーサが挟まれている。図１ｂの符号８はボルトである。本実施形態ではスペーサとして長さ約１５ｍｍのパイプを用いており、レール４、４を貫通するボルト８を前記パイプ内に通し、レール４、４でパイプを挟持して固定している。
なお、図１ａに示すように、フレームセットのうち、最も外側に配置されるフレーム１のレール４は、１本である。

本実施形態のレール４は折り曲げて成形しているが、押し出して成形してもよい。押し出し成形の場合は、２本のレール４、４を別個に形成してもよいし、それらの側面ガイド部４ｂ、４ｂを共有するようにして、一体に形成してもよい。
なお、本実施形態ではレール４の板厚は１．６ｍｍである。そして板厚としては、１．２〜４．５ｍｍであり、１．６〜２．３ｍｍであるのが好ましい。

次に、図３および図５を用いて、モジュール１１をフレームセット１０に取り付ける様子を説明する。
図３に示すように、各フレーム１はその脚部２、３を折り畳んだ状態で工場から出荷され、施工場所へ搬送される（工程Ｓ１）。
次いで、搬送されたフレーム１の脚部２、３が起こされ、筋交い７ａ、７ｂを脚部３に取り付け、組み立てられる（工程Ｓ２）。

図５に示すように、組み立てられた複数のフレーム１・・を基礎１２、１３に取り付ける（工程Ｓ３）。そして、渡り筋交い７ｃ、７ｄをフレーム１、１の後端に斜めに入れる（図３参照）。
次いで、隣接するフレームのレール４、４にモジュールの両側縁付近を差し込む（工程Ｓ４）。前記レールの先端には、ストッパ９が設けられており、それにぶつかって下端（一段目）のモジュールは係止される。
さらに、差し込んだ一段目のモジュールの後端面に、二段目のモジュールの先端面を突き当てるようにして、モジュールを順次スライドさせて、多段に並設する（工程Ｓ５）。
このため、モジュール１１の縦横方向の位置合わせがほとんど不要になる。さらに、モジュール１１は断面コ字状のレール４に差し込まれているので、ボルトなどの締結具で締結するのを省くことができる。このため、部品全数を大幅に減らすことができ、設置の労力を軽減することができる。

前記レール４の押え部４ｃは、レールの長手方向の全長に渡って設けらずともよく、部分的に設けてもよい。その場合には、前後のモジュール１１、１１の接合部を含む範囲の上面に配置されるのがよい。
さらに、前記押え部４ｃは、レール４と別体とし、ボルトなどの締結具により固定されるものでもよい。
また、レール４の押え部として、レール４の強度を維持しつつ、かつ、モジュール１１のスライドガイドとしての機能を有する程度に、幅の狭いものを設けて、部分的にモジュール１１がレール内から抜け出るのを防止する補強メンバとして別部材の押え部を追加的に側面ガイド部４ｂの上端付近に連結するようにしてもよい。

なお、レール４を鉛直に立てて、モジュール１１を立てるように配置する場合に、レールを鉛直平面において、傾斜させると、モジュール１１をスライドさせる際に、下方のレール４の側面ガイド部に荷重を支持させながら、レール４の下端にモジュール１１を降しやすくなる。

前述の実施形態では、モジュール１１の長辺側をレール４に差し込んだが、短辺側を差し込んでもよい。
前記レール４を直接に家屋、物置、ビル、あるいは灯台、風車などの半恒久的な建造物の外壁や屋根などに設置してもよい。
さらに、山やその急峻な斜面など、設置場所が既に傾斜している場合には、必ずしも傾斜のための脚部は必要ない。このため、基礎１２、１３にレール４を直接に設置したり、スペーサあるいは嵩上げ部材としての脚部を介してレール４を設置してもよい。
さらに、洋上や湖、池の水面にフロートを浮かせ、そのフロートにレール４を敷いてもよい。
さらに、錆の防止や軽量化を目的として、レール４を合成樹脂で成形してもよい。特に錆の防止や、風雨、日光などによる部材の劣化を防止すべく、レール４、さらにはフレーム１の全体に塗装を施してもよい。特に、モジュールなどの電気機器への伝熱を防止すべく、フレームに熱を吸収しにくい材質の塗料の塗膜を形成してもよい。

１ フレーム
２ 前脚部
３ 後脚部
４ レール
４ａ 裏面支持部
４ｂ 側面ガイド部
４ｃ 押え部
４ｄ 固定部
４ｅ 孔
５ ブラケット
５ａ アンカーボルト
６ ボルト
６ａ 孔
７ａ 筋交い（前）
７ｂ 筋交い（後ろ）
７ｃ、７ｄ 渡り筋交い
８ ボルト（スペーサのボルト）
９ ストッパ
１０ フレームセット
１１ モジュール
１２ 基礎（前）
１３ 基礎（後ろ）

Claims (4)

1. それぞれ太陽光発電用のモジュールの側面をガイドする側面ガイド部と、
   前記モジュールの側縁付近の裏面を支持する裏面支持部と、
   前記側面ガイド部に連結され、裏面支持部と対向するようにモジュールの側縁付近の表面側に設けられる押え部と、
   前記裏面支持部の外端から下方に延びる固定部とからなり、
   前記側面ガイド部同士が背中合わせにされた２本のレールと、
   前記２本のレールの固定部の間に挿入され、固定部に対して回動自在に連結された脚部とからなる、モジュール取付け用のフレーム。
2. 前記２本のレールの前後にそれぞれ連結された前後の脚部を備えており、後の脚部が前の脚部より長くされ、組み立てたときにレールが前下がりに傾斜する、請求項１記載のモジュール取付け用のフレーム。
3. 前記脚部と前記２本のレールの固定部とが、全体を貫通するボルトによって締結されている請求項１または２記載のモジュール取付け用のフレーム。
4. 請求項１、２または３のいずれかに記載のフレームを複数有し、
   それらのフレームがモジュールの幅で並列に配設されている、フレームセット。

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