JP6692074B2

JP6692074B2 - 太陽光発電装置

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Publication number: JP6692074B2
Application number: JP2018504010A
Authority: JP
Inventors: 久保　幸一; 幸一久保; 良後藤; 稔樋口; 吉田　朋秀; 朋秀吉田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: JPWO2017154306A1; WO2017154306A1

Description

本開示は、太陽光発電装置に関する。

特許文献１は、屋根にネジ止めされる固定用金具と、当該金具に固定されると共に、太陽電池モジュールが固定される架台フレームと、当該フレーム上に載せられる太陽電池モジュールとを備えた太陽光発電装置を開示する。この太陽光発電装置では、架台フレーム上に立設したボルトに押え金具を取り付け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ことで、太陽電池モジュールを架台フレーム上に固定している。また、図１６に例示するように、ボルトが立設したベース金具を屋根に複数取り付け、上記押え金具を用いて太陽電池モジュールをベース金具上に固定する方法も知られている。

特開２０１５−０７８４８４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。

本開示の一態様であ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、屋根材間の段差を埋めるスペーサとを備え、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、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部を有し、スペーサ上に載置されて屋根に固定されるものである。

また、本開示の一態様であ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、屋根の野地板上に敷設されるベースプレートとを備え、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、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部を有し、ベースプレート上に載置されて野地板に固定されるものである。

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架台フレームを示す図である。実施形態の一例である太陽光発電装置において、架台フレームの長手方向中央部及び棟側端部近傍の縦方向断面図である。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。実施形態の他の一例である太陽光発電装置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軒側端部及びフレーム支持部材を示す図である。図９中のＢＢ線断面図である。実施形態の他の一例である架台フレームを示す図である。図１１中のＣＣ線断面図である。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、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。詳しくは後述するが、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１６参照）。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。

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〜図７に、実施形態の一例である太陽光発電装置１０を示す。

図１は、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、屋根材１０１間の段差を埋めるスペーサ１５，１６（スペーサ１６は後述の図４参照）とを備える。架台フレーム１４は、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部３３を有する。

以下では、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という場合がある。

太陽光発電装置１０は、長尺状の架台フレーム１４の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、スペーサ１５，１６上に載置されて屋根１００に固定される。屋根１００には、野地板１０２の上に屋根材１０１が敷設されている。屋根材１０１は、例えばスレート瓦である。屋根材１０１は、棟側の屋根材１０１を軒側の屋根材１０１の一部に重ねながら軒棟方向に配置されるため、屋根材１０１が重なり合った部分には段差が形成される。

太陽光発電装置１０では、屋根材１０１間に形成された段差部分にスペーサ１５，１６が配置される。スペーサ１５，１６は、段差を埋める程度の厚みを有する。スペーサ１５，１６の厚みは、棟側から軒側に向かって次第に薄くなっている。このようなスペーサ１５，１６を設けることで、屋根１００の傾斜に沿って架台フレーム１４を安定に固定できる。また、スペーサ１５，１６上に架台フレーム１４を直接配置して野地板１０２に直接固定することにより、架台フレーム１４の高さを低くすることができ、屋根１００と太陽光発電装置１０の一体感が高めることができる。

本実施形態では、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（図４参照）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、架台フレーム１４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、架台フレーム１４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を架台フレーム１４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、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。架台フレーム１４の長さは特に限定されないが、架台フレーム１４は、複数の太陽電池モジュール１１を載置可能な長さとすることが好適である。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。

図２は図１中のＡＡ線断面図、図３は架台フレーム１４を上から見た図である。図１〜図３に例示するように、架台フレーム１４は、固定金具が載せられる基部３０と、基部３０の上面に立設した一対の鉤部３１と、基部３０の下部から横方向に張り出した一対のフランジ部３２とを有する。基部３０、鉤部３１、及びフランジ部３２は、架台フレーム１４の全長にわたって形成されている。なお、太陽電池モジュール１１のフレーム１３は鉤部３１の上に載せられる。

基部３０は、中空の略角柱形状を有し、上壁部３０ａ、下壁部３０ｂ、及び一対の側壁部３０ｃを有する。上壁部３０ａと下壁部３０ｂは、互いに略平行に形成される。一対の側壁部３０ｃは、上壁部３０ａ、下壁部３０ｂの幅方向両端部において、上壁部３０ａ、下壁部３０ｂに対して略垂直に形成される。下壁部３０ｂは、フランジ部３２と共に架台フレーム１４の底面を形成し、スペーサ１５，１６に接触する。

上壁部３０ａには、固定金具の位置決めに使用される後述のピン５５（図４参照）が挿通される貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、架台フレーム１４の長手方向両端部及び中央部に２つずつ形成される。貫通孔３４から挿通されたピン５５の軸部は、基部３０の中空部に収容される。このため、側壁部３０ｃの高さは、ピン５５の軸部の長さを考慮して決定される。下壁部３０ｂには、貫通孔３４と対向する位置にピン５５との干渉を避けるための凹部３９が形成されている。

鉤部３１は、基部３０の幅方向両端部に形成されている。鉤部３１は、基部３０の幅方向両端部から上方に真っ直ぐ延び、途中で内側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成されている。基部３０の上壁部３０ａと鉤部３１によって、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部３３が構成される。第１金具５０、第２金具６０、及び第３金具７０の一部は、基部３０と鉤部３１の間に挿入され、上方に抜けない状態で架台フレーム１４の長手方向にスライド可能に支持される。

フランジ部３２は、スペーサ１５，１６を介して野地板１０２に固定される部分である。フランジ部３２は、基部３０の下端部から横方向に張り出し、架台フレーム１４の幅方向両側に形成されている。基部３０の下壁部３０ｃ及びフランジ部３２の下面は、各部の境界位置で段差が形成されることなく連続した略平坦な面であって、例えばスペーサ１５，１６の上面に隙間なく接触する。フランジ部３２は、上述のように、下壁部３０ｂと共に架台フレーム１４の略平坦な底面を形成する。

一対のフランジ部３２は、野地板１０２に対してネジ止めされる。各フランジ部３２には、ネジ３７が挿通される貫通孔３５が形成されている。貫通孔３５は、架台フレーム１４の長手方向に長い長孔である。貫通孔３５は、例えば架台フレーム１４が２枚の太陽電池モジュール１１に対応する長さを有する場合、各フランジ部３２の長手方向両端部及び中央部にそれぞれ２つずつ、合計１２個形成される。また、各フランジ部３２には、スペーサ１５に対して架台フレーム１４を仮止めするための仮止めピン３８（図４参照）が挿し込まれる貫通孔３６が形成されている。貫通孔３６は、貫通孔３５と同様の長孔である。貫通孔３６は、各フランジ部３２の長手方向両端部にそれぞれ１つずつ、合計４個形成される。

図４は、太陽光発電装置１０のスペーサ１５，１６が設置された部分（太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの境界位置）の縦方向断面図である。図４に例示するように、架台フレーム１４は、スペーサ１５，１６上に載置されている。架台フレーム１４は、スペーサ１５，１６にフレームの底面が接触した状態で設けられる。架台フレーム１４は、例えばスペーサ１５，１６の近傍においてフレームの底面が屋根材１０１と接触している、或いは屋根材１０１との間に僅かな隙間（例えば、０．５〜３ｍｍ程度）をあけて設けられている。

スペーサ１５，１６には、架台フレーム１４を野地板１０２に固定するためのネジ３７が挿通される貫通孔１５ａ，１６ａが複数形成されている。架台フレーム１４は、スペーサ１５，１６を貫通して野地板１０２に打ち込まれるネジ３７によって野地板１０２に直接ネジ止めされる。ネジ３７には、例えば木ネジが使用される（後述のネジ８５についても同様）。スペーサ１５には、さらに、仮止めピン３８が挿し込まれる貫通孔１５ｂが形成されている。本実施形態では、スペーサ１５が架台フレーム１４の長手方向両端部に対応する位置に設けられ、スペーサ１６がフレームの長手方向中央部に対応する位置に設けられる。スペーサ１５，１６は、ネジ３７によって架台フレーム１４と共に野地板１０２に固定されるが、ネジ止めされる前に接着材（例えば、両面テープ）を用いて屋根材１０１に固定されることが好適である。

本実施形態では、上述のように、スペーサ１５に対して架台フレーム１４を仮止めするための仮止めピン３８が設けられる。なお、仮止めピン３８は、架台フレーム１４を野地板１０２にネジ止めした後、即ち本固定した後に取り外されてもよい。仮止めピン３８には、例えばボルトが使用される。例えば、架台フレーム１４の貫通孔３６がスペーサ１５の貫通孔１５ｂと一致するように、架台フレーム１４をスペーサ１５上に載置した後、貫通孔３６，１５ｂに仮止めピン３８を挿し込むことで、スペーサ１５に対して架台フレーム１４を仮止めできる。

フレーム１３Ａ，１３Ｂは、上述の通り架台フレーム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。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、途中で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、途中で外側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成されている。

架台フレーム１４、第１金具５０、及び第３金具７０には、ピン５５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５５により架台フレーム１４に位置決めされる。ピン５５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）を架台フレーム１４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）を架台フレーム１４に固定する。また、第３金具７０は、第２金具６０と共に、棟側フレームを架台フレーム１４に固定する。

図５〜図７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、棟側から第１金具５０、第２金具６０、第３金具７０の順で配置される（図４参照）。

図５に例示するように、第１金具５０は、架台フレーム１４のガイドレール部３３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５５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３１に干渉せず、基部５１の横方向両端部がガイドレール部３３を構成する基部３０と鉤部３１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３３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６に例示するように、第２金具６０は、ガイドレール部３３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３３を構成する基部３０と鉤部３１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３３を構成する鉤部３１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と架台フレーム１４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７に例示するように、第３金具７０は、ガイドレール部３３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３３を構成する基部３０と鉤部３１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３０と鉤部３１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５５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、例えば架台フレーム１４のガイドレール部３３に第１金具５０を挿入してピン止めし、当該架台フレーム上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、当該架台フレームに軒側フレームを固定する。そして、ガイドレール部３３に第３金具７０を挿入してピン止めし、当該架台フレーム１４に棟側フレームを載せて、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、当該架台フレーム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。

図８〜図１０に、実施形態の他の一例である太陽光発電装置４０を示す。

図８は、太陽光発電装置４０の分解斜視図である。図８に例示するように、太陽光発電装置４０は、太陽電池モジュール１１と、フレーム１３が載せられる架台フレーム４４と、フレーム１３を架台フレーム４４に固定するための固定金具と、野地板１０２上に敷設されるベースプレート４１とを備える。架台フレーム４４は、貫通孔３５，３６の代わりに貫通孔４５がフランジ部３２に形成されている点で、架台フレーム１４と異なる。なお、ガイドレール部３３を含む他の構成は両フレームで共通する。

太陽光発電装置４０では、太陽電池モジュール１１の下に複数のベースプレート４１が配置され、架台フレーム４４が各ベースプレート４１上に載置されて野地板１０２に固定される。架台フレーム４４は、ベースプレート４１を貫通して野地板１０２に打ち込まれるネジ３７（図９参照）によって野地板１０２に直接ネジ止めされる。太陽光発電装置４０によれば、ベースプレート４１を用いることで、架台フレーム４４の位置合わせ等が容易になり施工性が向上する。また、屋根材を介することなく架台フレーム４４が野地板１０２に直接固定されるため、太陽光発電装置１０の場合よりも太陽電池モジュール１１の高さをさらに低くでき、屋根１００とモジュールの一体感がさらに向上する。

ベースプレート４１は、屋根１００の軒側の桁方向一方側（以下、「左側」とする）から野地板１０２上に配置される。左側に配置されるベースプレート４１上には、桁方向他方側（以下、「右側」とする）に隣接配置されるベースプレート４１の一部が重ねられる。また、軒側に配置されるベースプレート４１上には、棟側に配置されるベースプレート４１の一部が重ねられる。このようにして、ベースプレート４１は軒側の左から棟側の右に向かって順に設置される。ベースプレート４１の設置は、簡便で精度良く行うことができる。１枚の太陽電池モジュール１１の裏側には、例えば２枚のベースプレート４１が配置される。

ベースプレート４１には、複数の浮き止め４２が設けられることが好ましい。図８に示す例では、１枚のベースプレート４１に対して、軒側端部の右側に１つ、棟側端部の左右に１つずつ、合計３つの浮き止め４２が設置されている。浮き止め４２は、ベースプレート４１との間に、当該プレートの上に重ねられるベースプレート４１を挿し込み可能な隙間を有する。例えば、棟側に配置されたベースプレート４１は、軒側に配置されたベースプレート４１の浮き止め４２によって上方に浮き上がらないように押えられる。

架台フレーム４４は、各ベースプレート４１の横方向中央部において軒棟方向に沿って載置されている。各架台フレーム４４は、架台フレーム１４と同様に、複数の太陽電池モジュール１１を載置可能な長さを有し、軒棟方向に並ぶ２枚のベースプレート４１上に載置される。各架台フレーム４４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、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。

架台フレーム４４の各フランジ部３２には、ネジ３７が挿通される貫通孔４５が複数形成されている。貫通孔４５は、例えば略真円形状の孔である。貫通孔４５は、例えば架台フレーム４４が２枚の太陽電池モジュール１１に対応する長さを有する場合、各フランジ部３２の長手方向両端部及び中央部にそれぞれ２つずつ、合計１２個形成される。なお、架台フレーム４４に貫通孔３５，３６を形成して、太陽光発電装置１０，４０で架台フレームを共通化してもよい。

図９は、架台フレーム４４の軒側端部及びフレーム支持部材８０を示す図である。図１０は、図９中のＢＢ線断面図である。図９及び図１０に例示するように、太陽光発電装置４０は、架台フレーム４４の軒側端部を支持するフレーム支持部材８０を備える。フレーム支持部材８０は、ベースプレート４１上に載置され当該プレートを介して野地板１０２に直接固定される。フレーム支持部材８０は、太陽光発電装置４０の施工時においてベースプレート４１上に載置された架台フレーム４４を野地板１０２にネジ止め（本固定）するまでの間、架台フレーム４４の軒側端部を支えるための部材である。フレーム支持部材８０を設けることで、架台フレーム４４の設置が容易になり施工性が向上する。

フレーム支持部材８０は、ベースプレート４１を介して野地板１０２に固定される一対の固定部８１と、各固定部８１にそれぞれ立設して架台フレーム４４を幅方向両側から挟む一対の第１支持部８２と、各第１支持部８２を連結する第２支持部８３とを有する。フレーム支持部材８０は、例えば第１支持部８２が軒棟方向に沿うようにベースプレート４１上の軒側端部に配置される。各固定部８１は、ベースプレート４１を介して野地板１０２に固定される部分であって、略平坦な板状に形成され、ネジ８５を用いて野地板１０２に固定される。各固定部８１には、ネジ８５が挿通される貫通孔８４が形成されている。

各固定部８１は、フレーム支持部材８０の棟側端部に設けられている。そして、各第１支持部８２がフレーム支持部材８０の棟側端部から軒側に延びている。各第１支持部８２は、各固定部８１に対して略垂直に形成された壁部であって、例えば架台フレーム４４の各フランジ部３２に当接してフレームを横方向両側から挟む。第２支持部８３は、各第１支持部８２の軒側端部同士を連結する壁部であって、架台フレーム４４の軒側端面を支持する。

フレーム支持部材８０には、第１支持部８２と第２支持部８３によって、架台フレーム４４の軒側端部が挿入される平面視略Ｕ字形状の凹部が形成される。第２支持部８３同士の間隔（第１支持部８２の長さ）は、架台フレーム４４の挿入に支障がない範囲でフレームの幅に近い長さに設定される。当該凹部に挿入された架台フレーム４４は、例えば第１支持部８２によって基部３０の軒側端面が支持され、各第２支持部８３によって横方向両側から挟まれる。

上記構成を備えた太陽光発電装置１０，４０は、図１６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１０の場合は架台フレーム１４，４４に太陽電池モジュール１１を固定し、太陽光発電装置２００の場合はベース金具２０４に対して太陽電池モジュール２０１を固定するが、その固定方法が両者で大きく異なる。

図１６に示すように、太陽光発電装置２００の場合は、ベース金具２０４に立設したボルト２０２の軸部に押え金具２０３を取り付けることで、ベース金具２０４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ベース金具２０４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１０，４０の場合は、上述のように、架台フレーム１４，４４のガイドレール部３３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を架台フレーム上に配置していけばよい。太陽光発電装置１０，４０の場合は、図１６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。

図１１〜図１５は、実施形態の他の一例である架台フレームを示す図である。

図１１は、架台フレーム１１０を示す図である。図１２は、図１１中のＣＣ線断面図である。図１１及び図１２に例示するように、架台フレーム１１０は、屋根１００に固定される第１架台フレーム１１１と、固定金具をスライド可能に支持するガイドレール部１２５を含み、第１架台フレーム１１１より長さが短い第２架台フレーム１２１とを有する。第２架台フレーム１２１は、第１架台フレーム１１１の上に固定される。

架台フレーム１１０は、長尺状の第１架台フレーム１１１上に、長さの短い第２架台フレーム１２１が載せられ、ネジ１１８を用いて互いに固定された構造を有する。複数の太陽電池モジュール１１に跨る長さを有する第１架台フレーム１１１に対して、第２架台フレーム１２１の長さは、例えば第１架台フレーム１１１の長さの３％〜１５％程度である。第２架台フレーム１２１は、１本の第１架台フレーム１１１に複数設置される。１本の第１架台フレーム１１１に設置される第２架台フレーム１２１の数は、架台フレーム１１０上に位置す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１１１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。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底板部１１２及び立壁部１１３を形成し、底板部１１２に貫通孔１１５，１１６を設けることで、第１架台フレーム１１１が製造される。他方、第２架台フレーム１２１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。このように、高価な第２架台フレーム１２１をフレーム１３が載せられる部分だけに設けた構成を採用することで、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１１１は、屋根１００に固定される底板部１１２と、底板部１１２に立設する一対の立壁部１１３とを有する。底板部１１２は、ネジ（図示せず）を用いて野地板１０２に直接固定される。底板部１１２と野地板１０２の間には、例えば上述のスペーサ１５，１６が設けられる。底板部１１２には、ネジが挿通される貫通孔１１５、及び仮止めピンが挿し込まれる貫通孔１１６が、第１架台フレーム１１１の長手方向に並んで複数形成されている。貫通孔１１５，１１６は、フレームの長手方向に長い長孔であり、例えば第１架台フレーム１１１の長手方向両端部及び中央部に形成される。

一対の立壁部１１３は、底板部１１２の幅方向両端部にそれぞれ立設している。各立壁部１１３は、底板部１１２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。立壁部１１３の上下方向長さ（高さ）は、第１架台フレーム１１１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が向上する。第１架台フレーム１１１は野地板１０２に直接ネジ止めされるため、立壁部１１３の高さ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。

立壁部１１３には、上述のように、第２架台フレーム１２１が載せられてネジ止めされる。各立壁部１１３には、ネジ１１８が挿通される貫通孔１１７が形成されている。貫通孔１１７は、例えば第１架台フレーム１１１の長手方向に複数形成される。各第２架台フレーム１２１は、立壁部１１３の各々に少なくとも２本ずつ、合計４本のネジ１１８で固定されることが好ましい。ネジ１１８には、例えばドリルネジ、タッピンネジ等が使用される。

各立壁部１１３の上端部は、第１架台フレーム１１１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１１１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１１４が形成される。張り出し部１１４は、立壁部１１３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。張り出し部１１４の張り出し長さは、第１架台フレーム１１１のネジ止め作業に支障がない長さとされ、例えば第１架台フレーム１１１の幅の２０％未満である。

第２架台フレーム１２１は、第１架台フレーム１１１の立壁部１１３に載せられる基部１２２と、基部１２２の上面に立設した一対の鉤部１２３とを有する。また、第２架台フレーム１２１には、基部１２２と鉤部１２３とで構成されたガイドレール部１２５が形成されている。基部１２２、鉤部１２３、及びガイドレール部１２５の形態は、架台フレーム１４の場合と同様である。ガイドレール部１２５は第２架台フレーム１２１の全長にわたって形成され、ガイドレール部１２５には、上述の固定金が上方に抜けない状態でスライド可能に支持される。各第２架台フレーム１２１の基部１２２には、ピン５５が挿通される貫通孔１２６が２つずつ形成されている。

第２架台フレーム１２１は、第１架台フレーム１１１の立壁部１１３に沿って下方に延び、立壁部１１３にそれぞれ固定される一対の脚部１２４を有する。第２架台フレーム１２１には、長手方向の全長にわたって脚部１２４が形成されている。脚部１２４は、第１架台フレーム１１１の外側に延びる。

脚部１２４は、基部１２２の下面のうち第１架台フレーム１１１の幅方向両端に対応する位置よりも外側から立壁部１１３の外面に沿って延出している。脚部１２４は、根元から先端まで基部１２２の下面に対して略垂直に形成されている。後述する第２架台フレーム１５１の場合は、第１架台フレーム１１１の長手方向端部から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１２１の場合は、第１架台フレーム１１１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。図１２に示す例では、脚部１２４がネジ１１８によって立壁部１１３に固定されているが、例えばリベットを用いて固定されてもよい。

図１３に例示する架台フレーム１３０は、底板部１３２及び一対の立壁部１３３を有する第１架台フレーム１３１と、各立壁部１３３にネジ止めされる一対の脚部１４２を有する第２架台フレーム１４１とを備える。第１架台フレーム１３１は、底板部１３２の幅が狭く、立壁部１３３の上部に張り出し部１１４が形成されていない点で、第１架台フレーム１１１と異なる。第２架台フレーム１４１は、脚部１４２が第１架台フレーム１３１の内側に挿し込まれる点で、第２架台フレーム１２１と異なる。一対の脚部１４２は、基部１２２の下面から立壁部１３３の内面に沿うように、貫通孔１３４と対向する位置を超えて下方に延びている。また、第２架台フレーム１４１は、第１架台フレーム１３１よりも幅広であり、第１架台フレーム１３１の幅方向両端から横方向両側に張り出している。

図１４に例示する架台フレーム１５０は、第１架台フレーム１１１の張り出し部１１４の下に回り込む一対の脚部１５２を有する第２架台フレーム１５１を備える。一対の脚部１５２は、第２架台フレーム１４１の脚部１４２と同様に、第１架台フレーム１１１の内側に挿入され、基部１２２の下面から各立壁部１１３に形成された貫通孔１１７と対向する位置を超えて下方に延び、各立壁部１１３にそれぞれネジ止めされる。。

一対の脚部１５２は、基部１２２の下面のうち第１架台フレーム１１１の各張り出し部１１４の先端に対応する位置よりも内側から延出し、張り出し部１１４を含む立壁部１１３の内面に沿った形状を有する。架台フレーム１５０では、脚部１５２が張り出し部１１４の下に回り込むことで、第２架台フレーム１５１が第１架台フレーム１１１に引っ掛けられている。そして、第２架台フレーム１５１は、基部１２２と脚部１５２によって各張り出し部１１４を挟持している。脚部１５２は立壁部１１３にネジ止めされているが、張り出し部１１４に引っ掛けられることで、第２架台フレーム１５１の負圧に対する耐久性がさらに向上する。

図１５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１架台フレーム１１１上から張り出していない。そして、立壁部１１３と上下方向に略並ぶ位置に鉤部１２３が設けられている。脚部１６３は、第２架台フレーム１５１の脚部１５２と同様に、第１架台フレーム１１１の内側に挿入されて立壁部１１３にネジ止めされる。一方、脚部１６４は第１架台フレーム１１１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立壁部１１３の外面に沿って下方に延出し、立壁部１１３にネジ止めされる。

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１１１の内側に挿入されて張り出し部１１４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は立壁部１１３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１１１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１１１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１５１の脚部１５２と、第２架台フレーム１２１の脚部１２４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又は組み合わせ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、１５，１６スペーサ、１５ａ，１５ｂ，１６ａ貫通孔、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基部、３０ａ上壁部、３０ｂ下壁部、３０ｃ側壁部、３１鉤部、３２フランジ部、３３ガイドレール部、３４，３５，３６貫通孔、３７ネジ、３８仮止めピン、３９凹部、４０太陽光発電装置、４１ベースプレート、４２浮き止め、４４架台フレーム、４５貫通孔、５０第１金具、５１基部、５２鉤部、５３立壁部、５４貫通孔、５５ピン、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フレーム支持部材、８１固定部、８２第１支持部、８３第２支持部、８４貫通孔、８５ネジ、１００屋根、１０１屋根材、１０２野地板、１１０架台フレーム、１１１第１架台フレーム、１１２底板部、１１３立壁部、１１４張り出し部、１１５，１１６，１１７貫通孔、１１８ネジ、１２１第２架台フレーム、１２２基部、１２３鉤部、１２４脚部、１２５ガイドレール部、１２６貫通孔、１３０架台フレーム、１３１第１架台フレーム、１３２底板部、１３３立壁部、１３４貫通孔、１４１第２架台フレーム、１４２脚部、１５０架台フレーム、１５１第２架台フレーム、１５２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、
屋根材間の段差を埋めるスペーサと、
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、
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有し、前記スペーサ上に載置されて屋根に固定され、
前記屋根に固定される第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架台フレーム上に固定される第２架台フレームとを有する、太陽光発電装置。
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、
屋根の野地板上に敷設されるベースプレートと、
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、
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有し、前記ベースプレート上に載置されて前記野地板に固定され、
前記屋根に固定される第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架台フレーム上に固定される第２架台フレームとを有する、太陽光発電装置。
前記スペーサに対して前記架台フレームを仮止めするための仮止めピンをさらに備え、
前記架台フレーム及び前記スペーサには、前記仮止めピンが挿し込まれる貫通孔がそれぞれ形成されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記架台フレームの軒側端部を支持するフレーム支持部材をさらに備え、
前記フレーム支持部材は、前記ベースプレート上に載置されて前記野地板に固定されている、請求項２に記載の太陽光発電装置。
前記第１架台フレームは、前記屋根に固定される底板部と、前記底板部に立設する立壁部とを有し、
前記第２架台フレームは、前記第１架台フレームの前記立壁部に沿って下方に延び、前記立壁部に固定される脚部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
前記第２架台フレームの前記脚部は、前記第１架台フレームに引っ掛けられている、請求項５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１〜６のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。