JP6671014B2

JP6671014B2 - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP6671014B2
Application number: JP2018501011A
Authority: JP
Inventors: 良後藤; 稔樋口; 久保　幸一; 幸一久保
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: JPWO2017145500A1; WO2017145500A1

Description

本開示は、太陽光発電装置に関する。

特許文献１は、屋根の野地板に固定される台座部、及び台座部上に設けられ、屋根材の貫通孔から屋根材の表側に突き出る軸部を有するアンカーと、アンカーの軸部に固定される架台フレームとを備えた太陽電池モジュールの取り付け器具を開示する。当該太陽光発電装置では、モジュールフレームの外側に張り出した鍔部を押え付ける押え金具を用いて太陽電池モジュールを架台フレーム上に固定している。

特開２０１４−１９４１３３号公報

ところで、太陽光発電装置には、屋根に対して太陽電池モジュールをしっかり固定できると共に、施工性に優れることが求められている。特許文献１に開示された太陽光発電装置は、特に施工性について改良の余地がある。

本開示に係る太陽光発電装置は、太陽電池パネルと、当該パネルの端縁部に設置されたモジュールフレームとを有する太陽電池モジュールと、モジュールフレームが載せられる架台フレームと、モジュールフレームを架台フレームに固定するための固定金具と、屋根の野地板に固定される台座部と、当該台座部に立設し、屋根材を貫通して当該屋根材の表側に突き出る軸部とを有する複数のアンカーとを備え、モジュールフレームは、モジュールの外側に向かって開口した外溝を有し、固定金具は、外溝に挿し込まれ、架台フレームは、少なくとも２つのアンカーに跨って設けられ、各アンカーの軸部に固定される長尺状の第１架台フレームと、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部を含み、第１架台フレームより長さが短く第１架台フレームの上部に固定される第２架台フレームとを有する。

本開示の一態様である太陽光発電装置によれば、屋根に対する太陽電池モジュールの取り付けが容易で優れた施工性が得られる。また、太陽電池モジュールを屋根にしっかり固定することができる。

実施形態の一例である太陽光発電装置を示す分解斜視図である。図１中のＡＡ線断面図である。実施形態の一例である太陽光発電装置において、軒棟方向に隣接配置される２枚の太陽電池モジュールの境界位置の断面を示す図である。実施形態の一例である第１金具を示す斜視図である。実施形態の一例である第２金具を示す斜視図である。実施形態の一例である第３金具を示す斜視図である。図１中のＢＢ線断面図である。実施形態の一例である架台フレーム及びアンカーを示す分解斜視図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームの断面図である。従来の太陽光発電装置を施工する様子を示す図である。

本開示の一態様である太陽光発電装置によれば、第２架台フレームのガイドレール部に固定金具を挿入し、当該固定金具をモジュールフレームの外溝に挿し込むという簡便な方法により、太陽電池モジュールを架台フレームに固定することができる。第２架台フレームは第１架台フレームを介して野地板に固定されたアンカーに取り付けられる。第１架台フレームに対する第２架台フレームの固定は地上で行うことができるので、屋根の上では第２架台フレーム付きの第１架台フレームをアンカーに取り付ければよい。詳しくは後述するが、アンカーに取り付けられた架台フレームに対して押え金具を用いて太陽電池モジュールを固定する従来の構造では、各押え金具を止め付ける作業が面倒であり、また無理な体勢での作業を余儀なくされる場合がある（後述の図１５参照）。本開示の一態様である太陽光発電装置は、屋根に対する太陽電池モジュールの安定した固定性を維持しながら、従来の構造に比べて施工時の作業負荷が小さく優れた施工性を有する。

本開示の一態様である太陽光発電装置では、複数のアンカーに跨って設けられる第１架台フレームと、第１架台フレームより長さが短い第２架台フレームとが併用される。第１架台フレームは、ガイドレール部を有する第２架台フレームに比べて構造が単純である。また、第２架台フレームはアルミニウムを主成分とする金属材料を押し出し成形して製造されることが好ましいが、第１架台フレームは、例えば比較的安価な鋼板を用いて構成される。即ち、高価な第２架台フレームを固定金具が取り付けられる部分だけに使用して長さを短くし、安価な第１架台フレームを各アンカーに跨る長さとすることで、施工性及び固定性を損なうことなく材料コストを大幅に削減できる。

また、第２架台フレームの強度を第１架台フレームの強度に取り込めるため、第１架台フレームの耐荷重性が高くなる。或いは、耐荷重性を確保しながら、第２架台フレームの材料使用量を削減できる。太陽電池モジュールが固定される第２架台フレームには、モジュールを持ち上げようとする力（負圧）が作用するが、第２架台フレームは第１架台フレームに組み付けられているため、負圧に対する耐久性が向上する。

以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであるから、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において、「略〜」との記載は、略同一を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められる場合を含む意図である。

以下に例示する実施形態では、長尺状の架台フレームが屋根の軒棟方向に沿って配置される。以下では、屋根の軒棟方向に沿う固定金具等の方向を「縦方向」という場合があり、屋根の桁方向（屋根の軒棟方向に垂直な方向）に沿う固定金具等の方向を「横方向」、屋根の野地板に垂直な方向に沿う固定金具等の方向を「上下方向」という。なお、架台フレームの長手方向と当該縦方向は同じ方向であり、架台フレームの幅方向と当該横方向は同じ方向である。図面には、屋根の軒棟方向・縦方向を矢印α、桁方向・横方向を矢印β、上下方向を矢印γで示す。

図１は、実施形態の一例である太陽光発電装置１０の分解斜視図である。図１に例示するように、太陽光発電装置１０は、太陽電池パネル１２と、当該パネルの端縁部に設置されたモジュールフレーム１３（以下、「フレーム１３」とする）とを有する太陽電池モジュール１１を備える。さらに、太陽光発電装置１０は、フレーム１３が載せられる架台フレーム１４と、フレーム１３を架台フレーム１４に固定するための固定金具と、屋根１００の野地板１０１（後述の図２参照）に固定される複数のアンカー８０とを備える。図１では、説明の便宜上、軒棟方向に隣接配置される２枚の太陽電池モジュール１１について、軒側に配置されるモジュールを太陽電池モジュール１１Ａ、棟側に配置されるモジュールを太陽電池モジュール１１Ｂとする。

太陽光発電装置１０は、長尺状の架台フレーム１４上に複数の太陽電池モジュール１１を並べて設置することで構成される。架台フレーム１４は、少なくとも２つのアンカー８０に跨って設けられた第１架台フレーム３０と、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部４４を含む第２架台フレーム４０とを有する。第１架台フレーム３０は、各アンカー８０の軸部８２に固定される。第２架台フレーム４０は、第１架台フレーム３０より長さが短く、第１架台フレーム３０の上部に固定される。

架台フレーム１４は、屋根材１０２の上に配置される。屋根１００には、野地板１０１の上に屋根材１０２が敷設されている。屋根材１０２は、特に限定されないが、図１では和瓦を図示している。本実施形態では、一部の屋根材１０２に形成された貫通孔１０３を通ってアンカー８０の軸部８２が屋根材１０２の表側に突き出ており、軸部８２の当該突き出た部分に架台フレーム１４の第１架台フレーム３０が固定されている。

太陽光発電装置１０では、固定金具として第１金具５０及び第２金具６０が使用される。フレーム１３は太陽電池モジュール１１の外側に向かって開口した外溝（後述の図３参照）を有し、固定金具は当該外溝に挿し込まれる。太陽光発電装置１０は、フレーム１３の外溝には挿し込まれないが、架台フレーム１４に対するフレーム１３の固定に用いられる第３金具７０を備える。

太陽電池パネル１２は、例えば複数の太陽電池セルがガラス板と樹脂製のバックシートで挟持された略平坦なパネルである。太陽電池モジュール１１及び太陽電池パネル１２は、平面視で略長方形状を有する。太陽電池モジュール１１は、短辺が軒棟方向に沿うように、隣り合う太陽電池モジュール１１の短辺同士が略接触した状態で屋根１００に配置されている。なお、太陽電池モジュール１１は、長方形以外の平面視形状を有していてもよく、例えば正方形、台形等であってもよい。

フレーム１３は、太陽電池パネル１２の端縁部を保護し、第２架台フレーム４０に対する太陽電池モジュール１１の固定に利用される。第１金具５０及び第２金具６０は、第２架台フレーム４０上に載せられるフレーム１３と係合して、太陽電池モジュール１１を第２架台フレーム４０に固定する。フレーム１３は、太陽電池パネル１２の２つの長辺に沿って設けられた２つの長辺フレームと、２つの短辺に沿って設けられた２つの短辺フレームとを含む。

架台フレーム１４は、上述の通り、第１架台フレーム３０と第２架台フレーム４０を有し、その長手方向が軒棟方向に沿うように屋根１００に配置される。第１架台フレーム３０は、軒棟方向に並ぶ少なくとも２つのアンカー８０に跨って設けられ、軒棟方向に複数の太陽電池モジュール１１を載置可能な長さを有する。第１架台フレーム３０は、少なくともその長手方向両端部又はその近傍がアンカー８０の軸部８２に固定されることが好適である。なお、太陽電池モジュール１１は第２架台フレーム４０を介して第１架台フレーム３０に載せられる。

架台フレーム１４は、屋根１００の桁方向に適当な間隔をあけて互いに略平行に配置される。１枚の太陽電池モジュール１１は、少なくとも２本の架台フレーム１４によって支持される。第１架台フレーム３０が２つのアンカー８０に跨って設けられ、第２架台フレーム４０はフレーム１３が載せられる部分であって固定金具が設置される部分に設けられる。具体的には、各太陽電池モジュール１１の軒側端部及び棟側端部に対応する位置に第２架台フレーム４０が設けられ、第２架台フレーム４０上にモジュールの軒側端部及び棟側端部が載せられる。軒棟方向に隣接配置される２枚の太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの境界部には、両方のモジュールに跨るように第２架台フレーム４０が設けられる。

図２は、図１中のＡＡ線断面図である。図２に例示するように、太陽光発電装置１０では、野地板１０１に固定されたアンカー８０の軸部８２に第１架台フレーム３０が固定され、第１架台フレーム３０に固定された第２架台フレーム４０に太陽電池モジュール１１のフレーム１３が固定されている。即ち、太陽電池モジュール１１は第２架台フレーム４０、第１架台フレーム３０、及びアンカー８０を介して野地板１０１に固定されている。

アンカー８０は、野地板１０１に固定される台座部８１と、台座部８１に立設し、屋根材１０２を貫通して当該屋根材の表側に突き出る軸部８２とを有する。屋根材１０２の貫通孔１０３から突き出した軸部８２には、防水性を高めるため、屋根材１０２の表側にキャップ８７が取り付けられ、貫通孔１０３と軸部８２との隙間にはシーリング材８８が充填される。また、軸部８２には貫通孔１０３の周囲に位置する屋根材１０２の裏面に当接する弾性部材８６と、弾性部材８６を支持する支持部材８５とが取り付けられる。弾性部材８６は、屋根材１０２に押されて弾性変形する部材である。弾性部材８６には、例えばゴム、樹脂発泡体などが使用される。

台座部８１は、略平坦な板状に形成され、野地板１０１に対してネジ８４を用いて固定される。台座部８１は、例えば平面視略正方形状を呈し、台座部８１の端縁部にネジ８４が挿通される複数の貫通孔８３が形成されている。ネジ８４には、例えば木ネジが使用される。軸部８２は、台座部８１の上面の中央部において、上面に対して略垂直に立設している。軸部８２には、ナット８９等を取り付けるためのネジが形成されている。

軸部８２の貫通孔１０３から突き出た部分は、第１架台フレーム３０の下壁部３２に形成された貫通孔３４（後述の図８参照）に通される。そして、ナット８９、ワッシャ９０を用いて下壁部３２が軸部８２に固定される。具体的には、ナット８９及びワッシャ９０を軸部８２に取り付け、ワッシャ９０の上に第１架台フレーム３０を載せた後、ワッシャ９２及びナット９０を軸部８２に取り付けることで、第１架台フレーム３０を軸部８２に固定する。

図３は、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの境界位置の断面図である。図３に例示するように、架台フレーム１４上に載せられるフレーム１３Ａ，１３Ｂは、本体部２０Ａ，２０Ｂと、モジュールの内側に向かって開口した内溝２２Ａ，２２Ｂと、モジュールの外側に向かって開口した外溝２４Ａ，２４Ｂとをそれぞれ有する。各フレーム１３Ａ，１３Ｂは、上述の通り、第２架台フレーム４０上に載せられる。また、各フレーム１３Ａ，１３Ｂはモジュールの内側に張り出した内鍔部２５Ａ，２５Ｂをそれぞれ有する。フレーム１３Ａ，１３Ｂは断面形状が互いに同じであるため、以下、これらで共通の内容はフレーム１３Ａを例に挙げて説明する。

本体部２０Ａは、中空の略角柱形状を有する。フレーム１３Ａは、本体部２０Ａの上面に立設した第１鉤部２１Ａを有し、本体部２０Ａの上面と第１鉤部２１Ａとの間に太陽電池パネル１２Ａを挿入可能な隙間である内溝２２Ａが形成される。第１鉤部２１Ａは、本体部２０Ａの外側から上方に真っ直ぐ延び、内側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成されている。また、フレーム１３Ａは本体部２０Ａの下面に立設した第２鉤部２３Ａを有し、本体部２０Ａの下面と第２鉤部２３Ａとの間に第２金具６０を挿し込み可能な隙間である外溝２４Ａが形成される。第２鉤部２３Ａは、本体部２０Ａの内側から下方に真っ直ぐ延び、外側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成されている。

フレーム１３Ａ，１３Ｂが載せられる第２架台フレーム４０は、第１架台フレーム３０の側壁部３１ａ，３１ｂに載せられ、ネジ３６を用いて側壁部３１ａ，３１ｂの上部に固定される。ネジ３６には、例えばドリルネジ、タッピンネジ等が使用される。第２架台フレーム４０は、第１金具５０、第２金具６０、及び第３金具７０をスライド可能に支持するガイドレール部４４を有する。

第２架台フレーム４０、第１金具５０、及び第３金具７０には、ピン４６が挿通される貫通孔が形成されており、当該各金具はピン４６により第２架台フレーム４０に位置決めされる。ピン４６には、例えばボルトが使用される。そして、第１金具５０がフレーム１３Ｂの外溝２４Ｂに挿し込まれ、第３金具７０と係合する第２金具６０がフレーム１３Ａの外溝２４Ａに挿し込まれる。

第１金具５０は、太陽電池モジュール１１の軒側端部に設置されるフレーム１３（以下、「軒側フレーム」という場合がある）を第２架台フレーム４０に固定する。第２金具６０は、太陽電池モジュール１１の棟側端部に設置されるフレーム１３（以下、「棟側フレーム」という場合がある）を第２架台フレーム４０に固定する。また、第３金具７０は、第２金具６０と共に、棟側フレームを第２架台フレーム４０に固定する。

図４〜図６は、第１金具５０、第２金具６０、及び第３金具７０の斜視図である。ここでは、各金具が太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの境界位置に設置されるものとして説明する。当該境界位置において、各金具は、第１金具５０、第２金具６０、第３金具７０の順で棟側から配置される（図３参照）。

図４に例示するように、第１金具５０は、第２架台フレーム４０のガイドレール部４４にスライド可能に係合する基部５１と、基部５１の軒側端部に立設した鉤部５２と、基部５１の棟側端部に立設した立壁部５３とを有する。基部５１には、ピン４６が挿通される貫通孔５４が形成されている。基部５１の横方向長さは鉤部５２及び立壁部５３の横方向長さより長く、基部５１は、鉤部５２及び立壁部５３の横方向両端に対応する位置から横方向両側に張り出している。鉤部５２及び立壁部５３は鉤部４３に干渉せず、基部５１の横方向両端部がガイドレール部４４を構成する基部４１と鉤部４３の間に挿入される。

鉤部５２は、外溝２４Ｂに挿し込まれる部分であって、金具の軒側端部を棟側に折り返して略Ｌ字状に形成されている。鉤部５２は、基部５１との間に、基部５１がガイドレール部４４に挿入された状態でフレーム１３Ｂの底板を挿し込み可能な隙間をあけて形成される。立壁部５３は、金具の棟側端部を上方に折り曲げて基部５１に対して略垂直に形成されている。立壁部５３は、フレーム１３Ｂの内鍔部２５Ｂの先端に面して当該先端の近傍に配置され、太陽電池モジュール１１Ｂの棟側への移動を防止する。

図５に例示するように、第２金具６０は、ガイドレール部４４にスライド可能に係合する基部６１と、基部６１の棟側端部に立設した鉤部６２とを有する。基部６１の横方向長さは、鉤部６２の横方向長さより長い。基部６１は、鉤部６２の横方向両端に対応する位置から横方向両側に張り出し、その張り出した部分がガイドレール部４４を構成する基部４１と鉤部４３の間に挿入される。鉤部６２は、外溝２４Ａに挿し込まれる部分であって、金具の棟側端部を軒側に折り返して略Ｌ字状に形成されている。

基部６１には、上方に突出した突起６３が形成されている。また、鉤部６２には下方に突出した突起６４が形成されている。突起６３はガイドレール部４４を構成する鉤部４３に当接し、突起６４は基部６１と鉤部６２の間に挿し込まれるフレーム１３Ａの底板に当接して、フレーム１３Ａと第２架台フレーム４０の結合力を高める。さらに、第２金具６０は第３金具７０と係合する。基部６１の軒側端部には、第３金具７０と係合する係合部として凹部６５が形成されている。

図６に例示するように、第３金具７０は、ガイドレール部４４にスライド可能に係合する基部７１と、基部７１の軒側端部に立設した立壁部７２と、立壁部７２の上部から棟側に延出した鍔部７３とを有する。鍔部７３は、例えば立壁部７２の一部を棟側に折り曲げて形成される。基部７１の横方向長さは、立壁部７２の横方向長さより長い。基部７１は、立壁部７２の横方向両端に対応する位置から横方向両側に張り出し、その張り出した部分がガイドレール部４４を構成する基部４１と鉤部４３の間に挿入される。第３金具７０は、基部７１の横方向両端部から立壁部７２を超えて軒側に延び、基部４１と鉤部４３の間に挿入される延出部７５を有する。

基部７１には、第２金具６０と係合する係合部として略半円形状の凸部７４が形成されている。第３金具７０の凸部７４が第２金具６０の凹部６５に嵌ることで、各金具が係合される。また、基部７１にはピン４６が挿通される貫通孔７６が形成されている。立壁部７２は、フレーム１３Ａの内鍔部２５Ａの先端に面して当該先端の近傍に配置され、太陽電池モジュール１１Ａの軒側への移動を防止する。また、鍔部７３は内鍔部２５Ａ上に張り出し、フレーム１３Ａの浮き上がりを防止する。

太陽光発電装置１０では、例えば第２架台フレーム４０のガイドレール部４４に第１金具５０を挿入してピン止めし、当該第２架台フレーム４０に軒側フレームを載せて外溝に鉤部５２を挿し込むことで、第２架台フレーム４０に軒側フレームを固定する。そして、ガイドレール部４４に第３金具７０を挿入してピン止めした第２架台フレーム４０に棟側フレームを載せ、当該棟側フレームの外溝に第２金具６０の鉤部６２を挿し込むことで、当該第２架台フレーム４０に棟側フレームを固定する。太陽光発電装置１０は、この手順を軒側から棟側に繰り返すという簡便な方法によって施工することができる。

以下、図７及び図８を参照しながら、特に架台フレーム１４の構成について、さらに詳説する。図７は図１中のＢＢ線断面図、図８は架台フレーム１４及びアンカー８０の分解斜視図である。

図７及び図８に例示するように、架台フレーム１４は、長尺状の第１架台フレーム３０の上部に、長さの短い第２架台フレーム４０が載せられ、ネジ３６を用いて互いに固定された構造を有する。少なくとも２つのアンカー８０に跨る長さを有する第１架台フレーム３０に対して、第２架台フレーム４０の長さは、例えば第１架台フレーム３０の長さの３％〜１５％程度であり、各アンカー８０の間隔よりも短い。第２架台フレーム４０は、１本の第１架台フレーム３０に複数設置される。１本の第１架台フレーム３０に設置される第２架台フレーム４０の数は、少なくとも架台フレーム１４上に配置される太陽電池モジュール１１の枚数＋１つである。

第１架台フレーム３０は、材料コスト削減等のため、鋼鉄を主成分とする金属材料で構成されることが好ましい。第１架台フレーム３０を構成する好適な金属材料としては、腐食を防止するためのメッキ層が表面に形成された鋼板が挙げられる。例えば、高耐食性の鋼板を曲げ加工して側壁部３１ａ，３１ｂ及び下壁部３２を形成し、下壁部３２に貫通孔３４を設けることで、第１架台フレーム３０が製造される。他方、第２架台フレーム４０は、成形性、軽量性等の観点から、アルミニウムを主成分とする金属材料で構成されることが好ましく、例えばアルミニウム合金の押出成形により製造される。

第１架台フレーム３０と第２架台フレーム４０を同じ長さで製造した場合、製造コストは第１架台フレーム３０＜第２架台フレーム４０である。本実施形態では、安価な第１架台フレーム３０を各アンカー８０に跨る長尺状とし、高価な第２架台フレーム４０をフレーム１３が載せられる部分だけに使用することで、施工性及び固定性を損なうことなく製造コストの大幅な削減を図ることができる。

第１架台フレーム３０は、アンカー８０の軸部８２に固定される下壁部３２と、下壁部３２に立設する一対の側壁部３１ａ，３１ｂとを有する。下壁部３２には、軸部８２が挿通される貫通孔３４が第１架台フレーム３０の長手方向に複数形成されている。貫通孔３４は、第１架台フレーム３０の長手方向に長い長孔であり、例えば第１架台フレーム３０の長手方向両端部又はその近傍に形成される。

側壁部３１ａ，３１ｂは、下壁部３２の幅方向両端部にそれぞれ立設している。側壁部３１ａ，３１ｂは、下壁部３２に対して略垂直に形成され、互いに略平行に対向配置される。側壁部３１ａ，３１ｂの上下方向長さ（高さ）は、第１架台フレーム３０の耐荷重性を考慮して決定され、通常、高さを高くするほどフレーム強度（特に、上下方向に作用する荷重に対する強度）が向上する。第１架台フレーム３０は第２架台フレーム４０の組み付けにより補強されるため、側壁部３１ａ，３１ｂを低くしても必要な耐荷重性を確保することが可能である。

側壁部３１ａ，３１ｂには、上述のように、第２架台フレーム４０が載せられてネジ止めされる。側壁部３１ａ，３１ｂの上部には、ネジ３６が挿通される貫通孔３５が形成されている。貫通孔３５は、第１架台フレーム３０の長手方向に複数形成される。第２架台フレーム４０は、側壁部３１ａ，３１ｂの各々に少なくとも２本ずつ、合計４本のネジ３６で固定されることが好ましい。

側壁部３１ａ，３１ｂの上端部は、第１架台フレーム３０の内側にそれぞれ折り曲げられている。これにより、第１架台フレーム３０の上端部には、フレームの内側に張り出した一対の張り出し部３３が形成される。張り出し部３３は、側壁部３１ａ，３１ｂの剛性を高め、特にフレームの幅方向に作用する荷重に対する耐久性を向上させる。また、張り出し部３３は第２架台フレーム４０が引っ掛かる鉤部として機能し、第１架台フレーム３０と第２架台フレーム４０の結合力を強くする。張り出し部３３の張り出し長さは、アンカー８０に対する第１架台フレーム３０の固定作業に支障がない長さとされ、例えば第１架台フレーム３０の幅の２０％未満である。

第２架台フレーム４０は、第１架台フレーム３０の側壁部３１ａ，３１ｂに載せられる基部４１と、基部４１の上面に立設した一対の鉤部４３とを有する。基部４１は、略平坦な板状に形成され、横方向より縦方向に長く、横方向両端部（幅方向両端部）が第１架台フレーム３０の幅方向両側から外側に張り出している。そして、基部４１の幅方向両端部に鉤部４３が形成される。鉤部４３は、第２架台フレーム４０の長手方向全長にわたって形成される。鉤部４３は、基部４１の幅方向両端から上方に真っ直ぐ延び、内側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成されている。フレーム１３は、各鉤部４３の上に載せられる。

第２架台フレーム４０は、上述の通り、ガイドレール部４４を有する。ガイドレール部４４は、基部４１と鉤部４３とで構成され、第１金具５０、第２金具６０、及び第３金具７０の一部が基部４１と鉤部４３の間に挿入される。各金具は、ガイドレール部４４（鉤部４３）によって上方に抜けない状態で、第２架台フレーム４０の長手方向にスライド可能に支持される。基部４１には、ピン４６が挿通される貫通孔４５が形成されている。第１金具５０及び第３金具７０の各貫通孔を貫通孔４５と一致させてピン４６を挿すことで、第２架台フレーム４０上に各金具が位置決めされる。

第２架台フレーム４０は、第１架台フレーム３０の側壁部３１ａ，３１ｂに沿って下方に延び、側壁部３１ａ，３１ｂにそれぞれ固定される一対の脚部４２ａ，４２ｂを有する。第２架台フレーム４０には、長手方向の全長にわたって脚部４２ａ，４２ｂが形成されている。脚部４２ａ，４２ｂは、第１架台フレーム３０の内側に挿入される。脚部４２ａ，４２ｂは、基部４１の下面から側壁部３１ａ，３１ｂに形成された貫通孔３５と対向する位置を超えて下方に延び、ネジ３６を用いて側壁部３１ａ，３１ｂにそれぞれ固定される。なお、第２架台フレーム４０には脚部４２ａ，４２ｂの下端同士を連結する連結部を設けてもよい。

脚部４２ａ，４２ｂは、基部４１の下面のうち第１架台フレーム３０の各張り出し部３３の先端に対応する位置よりも内側から延出している。また、脚部４２ａ，４２ｂは張り出し部３３を含む側壁部３１ａ，３１ｂの内面に沿った形状を有する。架台フレーム１４では、脚部４２ａ，４２ｂが各張り出し部３３の下に回り込むことで、第２架台フレーム４０が第１架台フレーム３０に引っ掛けられている。そして、第２架台フレーム４０は、基部４１と脚部４２ａ，４２ｂによって各張り出し部３３を挟持している。脚部４２ａ，４２ｂは側壁部３１ａ，３１ｂにネジ止めされているが、張り出し部３３に引っ掛けられることで、第２架台フレーム４０の負圧に対する耐久性がさらに向上する。

上記構成を備えた太陽光発電装置１０は、図１５に例示する従来の太陽光発電装置２００に比べて施工性に優れている。また、太陽光発電装置１０は、太陽光発電装置２００と同等或いはそれ以上の耐荷重性を有する。太陽光発電装置２００の場合も、アンカーの軸部に架台フレームを固定し、当該フレーム上に太陽電池モジュール２０１を載置するが、当該装置では架台フレームに対する太陽電池モジュール２０１の固定方法が太陽光発電装置１０の場合と大きく異なる。この相違は、架台フレーム、固定金具、及びモジュールフレームの構造が互いに異なることに起因する。

図１５に示すように、太陽光発電装置２００の場合は、架台フレームに予め固定されたボルト２０２の軸部に押え金具２０３を取り付けることで、架台フレームに対してモジュールフレームを固定する。押え金具２０３は、モジュールフレームの外側に張り出した鍔部を架台フレームに押え付ける。２枚の太陽電池モジュール２０１の間には、押え金具２０３を少なくとも２つずつ取り付ける必要がある。押え金具２０３の止め付け作業には長時間を要する場合があり、また無理な体勢での作業を余儀なくされる場合がある。

これに対し、太陽光発電装置１０の場合は、上述のように、第２架台フレーム４０のガイドレール部４４に固定金具を取り付けた後、当該固定金具をフレーム１３の外溝に挿し込むという簡便な方法により施工することができる。そして、屋根１００の軒側から順に、各太陽電池モジュール１１のフレーム１３を第２架台フレーム４０上に配置していけばよい。太陽光発電装置１０の場合は、図１５に例示するような体勢での作業はなく、比較的短時間での施工が可能である。なお、第１架台フレーム３０に対する第２架台フレーム４０の組み付けは地上で行えばよく、屋根１００の上では第２架台フレーム４０付きの第１架台フレーム３０をアンカー８０の軸部８２に固定すればよい。

図９〜図１４は、実施形態の他の一例である架台フレーム１１０，１２０，１３０，１４０，１５０をそれぞれ示す断面図である。以下では、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を用いて重複する説明を省略し、上述の実施形態との相違点について説明する。

図９に例示する架台フレーム１１０は、脚部１１２ａ，１１２ｂが上下方向に長く延びた第２架台フレーム１１１を備える点で、架台フレーム１４と異なる。架台フレーム１１０では、固定金具が載せられる基部４１が第１架台フレーム３０の上端から離れた位置に設けられている。即ち、固定金具を支持するガイドレール部４４、フレーム１３が載せられる鉤部４３が、架台フレーム１４の場合より高い位置に形成されている。

脚部１１２ａ，１１２ｂは、脚部４２ａ，４２ｂと同様に、基部４１の下面から延出して第１架台フレーム３０内に挿入され、各張り出し部３３の下に回り込み、側壁部３１ａ，３１ｂにネジ止めされる。一方、脚部１１２ａ，１１２ｂでは、基部４１の下面に対して略垂直に形成された部分である第１部分１１３の上下方向長さが、張り出し部３３の下に回り込み側壁部３１ａ，３１ｂにネジ止めされる部分である第２部分１１４の長さより長くなっている。第１部分１１３は、固定金具が載せられる基部４１をかさ上げして、基部４１を第１架台フレーム３０の上端から離間させるかさ上げ用の脚部である。

太陽電池パネル１２上に雪が積もった場合、雪の重みでパネルが撓む場合がある。そして、太陽電池パネル１２の撓みが大きくなると、パネルの裏側に配置された第１架台フレーム３０にパネルが接触してパネルが損傷する可能性がある。そこで、ガイドレール部４４を構成する基部４１を第１架台フレーム３０の上端から離間させる第２架台フレーム１１１を用いて、太陽電池パネル１２と第１架台フレーム３０との間隔を広げることで、かかる太陽電池パネル１２の損傷を防止することができる。架台フレーム１１０を用いた太陽光発電装置は、多雪地域に好適である。架台フレーム１１０によれば、第１部分１１３の長さを変更することで、太陽電池モジュール１１のかさ上げ量を調整できる。

図１０に例示する架台フレーム１２０は、脚部１２２ａ，１２２ｂが第１架台フレーム３０の外側に延びた第２架台フレーム１２１を備える。脚部１２２ａ，１２２ｂは、基部４１の下面のうち第１架台フレーム３０の幅方向両端に対応する位置よりも外側から側壁部３１ａ，３１ｂの外面に沿って延出している。脚部１２２ａ，１２２ｂは、根元から先端まで基部４１の下面に対して略垂直に形成されている。第２架台フレーム４０の場合は、第１架台フレーム３０の長手方向両端から第１架台フレーム３０に挿し込み目的とする位置までスライドさせる必要があるが、架台フレーム１２０の場合は、第１架台フレーム３０の目的とする位置に第２架台フレーム１２１を直接載せて配置できる。脚部１２２ａ，１２２ｂは、例えばリベット１２３を用いて側壁部３１ａ，３１ｂに固定される。

図１１に例示する架台フレーム１３０は、側壁部１３３ａ，１３３ｂの上端部がフレームの外側に折り曲げられた第１架台フレーム１３１と、脚部１３４ａ，１３４ｂが基部４１の下面から下方に真っ直ぐ延びた第２架台フレーム１３２とを備える。第１架台フレーム１３１の上端部には、フレームの外側に張り出した張り出し部１３５が形成されている。第２架台フレーム１３２は、架台フレーム１４の場合と同様に、脚部１３４ａ，１３４ｂが第１架台フレーム１３１の内側に挿入され、ネジ３６を用いて側壁部１３３ａ，１３３ｂにそれぞれ固定されている。架台フレーム１３０の場合も、脚部１３４ａ，１３４ｂが第１架台フレーム１３１に引っ掛けられないため、第１架台フレーム１３１の目的とする位置に第２架台フレーム１３２を直接載せて配置できる。

図１２及び図１３に例示する架台フレーム１４０，１５０は、アンカー８０の軸部８２に固定される下壁部１４３と、下壁部１４３に立設する側壁部１４４とを有する第１架台フレーム１４１をそれぞれ備える。また、第１架台フレーム１４１は、側壁部１４４の上端から下壁部１４３と略平行に形成された上壁部１４５を有する。上壁部１４５は下壁部１４３に対向配置され、側壁部１４４は下壁部１４３及び上壁部１４５に対して略垂直に形成されている。第１架台フレーム１４１の場合、側方が大きく開口しているため、下壁部１４３と軸部８２の固定作業を行い易い。

架台フレーム１４０，１５０は、互いに形状の異なる第２架台フレーム１４２，１５１を備える。架台フレーム１４０を構成する第２架台フレーム１４２は、第２フレーム４０等と同様に、基部４１と、鉤部４３と、側壁部１４４に固定される脚部１４６とを有する。脚部１４６は、基部４１の幅方向一端部から側壁部１４４の外面に沿って下方に延び、リベット１４７を用いて側壁部１４４の上部に固定される。第１架台フレーム１４１は側壁部１４４を１つしか有さないため、第２架台フレーム１４２も側壁部１４４にネジ止めされる脚部１４６を１つしか有さない。但し、第２架台フレーム１４２は、基部４１の幅方向他端部から上壁部１４５の下に回り込み、上壁部１４５に引っ掛かる爪部１４８を有する。

架台フレーム１５０を構成する第２架台フレーム１５１は、第１架台フレーム１４１の上壁部１４５に載せられる第２基部１５２と、第２基部１５２の上面に立設した一対のかさ上げ用脚部１５３ａ，１５３ｂとを有する点で、第２架台フレーム１４２と異なる。固定金具が載せられガイドレール部４４を構成する基部４１は、かさ上げ用脚部１５３ａ，１５３ｂによってかさ上げされ、第１架台フレーム１４１の上端から離れた位置に設けられている。

かさ上げ用脚部１５３ａ，１５３ｂは、第２基部１５２の幅方向両端部から上方に延び、基部４１の幅方向両端部に接続されている。脚部１４６は第２基部１５２の幅方向一端部から下方に延び、爪部１４８は第２基部１５２の幅方向他端部から上壁部１４５の下に回り込む。第２架台フレーム１５１によれば、かさ上げ用脚部１５３ａ，１５３ｂの長さを変更することで、太陽電池モジュール１１のかさ上げ量を調整できる。かさ上げ用脚部１５３ａ，１５３ｂを用いた太陽光発電装置は、多雪地域に好適である。

図１４に例示する架台フレーム１６０は、２種類の脚部１６３，１６４を有する第２架台フレーム１６１を備える。また、第２架台フレーム１６１の基部１６２は、第２架台フレーム４０の基部４１のように第１架台フレーム３０上から張り出していない。そして、側壁部３１ａ，３１ｂと上下方向に略並ぶ位置に鉤部４３が設けられている。脚部１６３は、第２架台フレーム４０の脚部４２ｂと同様に、第１架台フレーム３０の内側に挿入されてネジ３６を用いて側壁部３１ｂに固定される。一方、脚部１６４は第１架台フレーム３０の外側に設けられる。脚部１６４は、基部１６２の幅方向一端部から側壁部３１ａの外面に沿って下方に延出し、ネジ３６を用いて側壁部３１ａに固定される。

第２架台フレーム１６１によれば、基部１６２の幅方向他端側に形成された脚部１６３が第１架台フレーム３０の内側に挿入されて張り出し部３３の下に回り込むことで、負圧に対する耐久性を高めることができる。他方、基部１６２の幅方向一端側に形成された脚部１６４は側壁部３１ａの外面に沿って配置されるため、第２架台フレーム１６１は第１架台フレーム３０の目的とする位置に直接載せて配置できる。つまり、２種類の脚部１６３，１６４を有する第２架台フレーム１６１は、第１架台フレーム３０に対する組み付けが容易でありながら、負圧に対する耐久性に優れる。

なお、第２架台フレーム１６１は、第２架台フレーム４０の脚部４２ｂと、第２架台フレーム１４２の脚部１４６とを有するフレームであるといえる。このように、架台フレームは上述の実施形態の各構成要素を組み替えて構成されてもよい。

１０太陽光発電装置、１１，１１Ａ，１１Ｂ太陽電池モジュール、１２太陽電池パネル、１３モジュールフレーム、１４架台フレーム、２０Ａ，２０Ｂ本体部、２１Ａ，２１Ｂ第１鉤部、２２Ａ，２２Ｂ内溝、２３Ａ，２３Ｂ第２鉤部、２４Ａ，２４Ｂ外溝、２５Ａ，２５Ｂ内鍔部、３０第１架台フレーム、３１ａ，３１ｂ側壁部、３２下壁部、３３張り出し部、３４，３５貫通孔、３６ネジ、４０第２架台フレーム、４１基部、４２ａ，４２ｂ脚部、４３鉤部、４４ガイドレール部、４５貫通孔、４６ピン、５０第１金具、５１基部、５２鉤部、５３立壁部、５４貫通孔、６０第２金具、６１基部、６２鉤部、６３，６４突起、６５凹部、７０第３金具、７１基部、７２立壁部、７３鍔部、７４凸部、７５延出部、７６貫通孔、８０アンカー、８１台座部、８２軸部、８３貫通孔、８４ネジ、８５支持部材、８６弾性部材、８７キャップ、８８シーリング材、８９，９１ナット、９０，９２ワッシャ、１００屋根、１０１野地板、１０２屋根材、１０３貫通孔、１１０架台フレーム、１１１第２架台フレーム、１１２ａ，１１２ｂ脚部、１１３第１部分、１１４第２部分、１２０架台フレーム、１２１第２架台フレーム、１２２ａ，１２２ｂ脚部、１２３リベット、１３０架台フレーム、１３１第１架台フレーム、１３２第２架台フレーム、１３３ａ，１３３ｂ側壁部、１３４ａ，１３４ｂ脚部、１３５張り出し、１４０架台フレーム、１４１第１架台フレーム、１４２第２架台フレーム、１４３下壁部、１４４側壁部、１４５上壁部、１４６脚部、１４７リベット、１４８爪部、１５０架台フレーム、１５１第２架台フレーム、１５２第２基部、１５３ａ，１５３ｂかさ上げ用脚部、１６０架台フレーム、１６１第２架台フレーム、１６２基部、１６３，１６４脚部

Claims

太陽電池パネルと、当該パネルの端縁部に設置されたモジュールフレームとを有する太陽電池モジュールと、
前記モジュールフレームが載せられる架台フレームと、
前記モジュールフレームを前記架台フレームに固定するための固定金具と、
屋根の野地板に固定される台座部と、当該台座部に立設し、屋根材を貫通して当該屋根材の表側に突き出る軸部とを有する複数のアンカーと、
を備え、
前記モジュールフレームは、モジュールの外側に向かって開口した外溝を有し、
前記固定金具は、前記外溝に挿し込まれ、
前記架台フレームは、少なくとも２つの前記アンカーに跨って設けられ、前記各アンカーの前記軸部に固定される長尺状の第１架台フレームと、前記固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部を含み、前記第１架台フレームより長さが短く前記第１架台フレームの上部に固定される第２架台フレームとを有し、
前記第１架台フレームは、前記アンカーの前記軸部に固定される下壁部と、前記下壁部に立設する側壁部とを有し、
前記第２架台フレームは、前記第１架台フレームの前記側壁部に沿って下方に延び、前記側壁部に固定される脚部を有する、太陽光発電装置。
前記側壁部は、前記下壁部の幅方向両端部にそれぞれ立設し、各々の上端部がフレームの内側又は外側にそれぞれ折り曲げられている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記第２架台フレームは、前記第１架台フレームに引っ掛けられている、請求項１又は２に記載の太陽光発電装置。
前記第１架台フレームは、鋼鉄を主成分とする金属材料で構成され、
前記第２架台フレームは、アルミニウムを主成分とする金属材料で構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
前記第２架台フレームは、前記固定金具が載せられる基部をかさ上げして前記第１架台フレームから離間させるかさ上げ用脚部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。