JP6150640B2

JP6150640B2 - 太陽光発電パネル用架台

Info

Publication number: JP6150640B2
Application number: JP2013146445A
Authority: JP
Inventors: 公章佐藤
Original assignee: 株式会社佐藤型鋼製作所
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: JP2014031710A

Description

本願発明は、太陽光発電パネル用架台に関し、さらに詳しくは太陽光発電パネルを強固に取り付けるための架台に関するものである。

近年、火力発電に代わり、省資源化が可能なクリーンなエネルギーとして太陽光発電の開発・改良が進められ、積極的に広く導入されるようになっている。太陽光発電の設備（即ち、太陽光発電パネル）は、一般的に平らな面または建物の屋上、住宅の屋根上に設置されている。通常、太陽光発電パネルは、太陽の光を効率的に受光することができるように、太陽光発電パネル取付架台を使用して、所定の傾斜角度で支持するようになっている。

太陽光発電パネルは、その特性上屋外に設置されるので、いろいろな方向からの風を受けることとなり、パネルに対して上向きの風圧力が働いたり、下向きの風圧力が働いたりする。従って、太陽光発電パネルに傾斜を持たせた姿勢で、強風による風荷重に耐えるように強固に取り付ける架台が必要とされている。

これらの要求を満たすために、通常、強い強度の鋼材（例えば、Ｃ型鋼）を用いて、太陽光発電パネル設置用の傾斜面を備えた架台を組み立て、柱部分、梁部分を、アンカー、ボルト・ナットを使用して組み上げたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１０１１２３号公報

ところが、上記特許文献１に開示されている太陽光発電パネル用架台の場合、建築材料のような鋼材（例えば、Ｃ型鋼）を使用するので、重量が過度に大きくなり、移動に多大な労力を要するとともに、敷設時に床面に加わる負荷が大きくなるという問題点がある。

ところで、近年、Ｃ形鋼に代えて角形鋼（例えば、コーナ部で両端をかしめた角形鋼）が多用されるようになってきている。この角形鋼は、Ｃ形鋼に比べて軽量であって捩れに対して強く、閉鎖断面なので強度が飛躍的に高まるし、軽量化や精度（例えば、平坦度）、コスト面でも有利となる。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、軽量であって、台風等の高い風圧が掛かっても十分な耐久性を保持することのできる太陽光発電パネル用架台を提供することを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、上下方向に段違い状態で配置された平行に並ぶ第１の金属製角形筒と、該第１の金属製角形筒に対して直交し且つその上面に太陽光発電パネルが取り付けられる第２の金属製角形筒とからなり、前記第１の金属製角形筒と前記第２の金属製角形筒との間に、前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を介設してなる太陽光発電パネル用架台であって、前記傾斜姿勢保持手段を、前記第１の金属製角形筒に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒における両側面を抱持する一対の抱持片を有する断面コ字状の結合具と、該結合具の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒の下面に当接されて前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持具とによって構成している。

本願発明の第１の手段では、上記のように構成したことにより、まず段違い状態で平行に並ぶ第１の金属製角形筒に対して第２の金属製角形筒を直交して取り付け且つ第１の金属製角形筒と第２の金属製角形筒との間に、該第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を介設するだけで、太陽光発電パネルが取り付けられる第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を所望の傾斜角度に保持することができることとなり、簡単な構成で太陽光発電パネル用架台を組み立てることができる。

しかも、軽量で剛性の高い第１および第２の金属製角形筒を組み合わせることにより、太陽光発電パネル用架台を組み立てることができることとなり、台風等の高い風圧が掛かっても十分な耐久性を保持することができる。

また本願発明の第１の手段では、さらに、前記傾斜姿勢保持手段を、前記第１の金属製角形筒に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒における両側面を抱持する一対の抱持片を有する断面コ字状の結合具と、該結合具の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒の下面に当接されて前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持具とによって構成しており、その結果、結合具と傾斜姿勢保持具とからなる簡単な構成で第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を構成することができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた太陽光発電パネル用架台において、前記第１の金属製角形筒を、高さの異なる金属製角形筒からなる支持柱を介して支持するようにしており、その結果、太陽光発電パネルの設置高さを自由に選択することが可能となる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１または第２の手段を備えた太陽光発電パネル用架台において、前記第１および第２の金属製角形筒および支持柱を、所定の幅に切断された金属板をその両端がコーナの一点において接するように四角筒状に折曲して構成された中空な金属板四角筒によって構成するとともに、前記金属板の一方の端部に、前記金属板角形筒の内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆Ｊ字状折曲部を設け且つ前記金属板の他方の端部に、内側に逆Ｕ字状折曲部を設けて、両者を連続して嵌合圧着せしめて水平方向に連続するコーナ型接続部として成形しており、その結果、太陽光発電パネル用架台を構成する第１および第２の金属製角形筒および支持柱の剛性を大幅に強化することができる。

本願発明の第１の手段によれば、まず上下方向に段違い状態で配置された平行に並ぶ第１の金属製角形筒と、該第１の金属製角形筒に対して直交し且つその上面に太陽光発電パネルが取り付けられる第２の金属製角形筒とからなる太陽光発電パネル用架台において、前記第１の金属製角形筒と前記第２の金属製角形筒との間に、該第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を介設して、段違い状態で平行に並ぶ第１の金属製角形筒に対して第２の金属製角形筒を直交して取り付け且つ第１の金属製角形筒と第２の金属製角形筒との間に、該第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を介設するだけで、太陽光発電パネルが取り付けられる第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を所望の傾斜角度に保持することができるようにしたので、簡単な構成で太陽光発電パネル用架台を組み立てることができるという効果がある。

しかも、軽量で剛性の高い第１および第２の金属製角形筒を組み合わせることにより、太陽光発電パネル用架台を組み立てることができるので、台風等の高い風圧が掛かっても十分な耐久性を保持することができるという効果がある。

また、本願発明の第１の手段では、そのように構成した場合において、前記傾斜姿勢保持手段を、前記第１の金属製角形筒に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒における両側面を抱持する一対の抱持片を有する断面コ字状の結合具と、該結合具の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒の下面に当接されて前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持具とによって構成しており、結合具と傾斜姿勢保持具とからなる簡単な構成で第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を構成することができる。

本願発明の第２の手段では、上記第１の手段を備えた太陽光発電パネル用架台において、前記第１の金属製角形筒を、高さの異なる金属製角形筒からなる支持柱を介して支持しており、太陽光発電パネルの設置高さを自由に選択することが可能となる。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１または第２の手段を備えた太陽光発電パネル用架台において、前記第１および第２の金属製角形筒を、所定の幅に切断された金属板をその両端がコーナの一点において接するように四角筒状に折曲して構成された中空な金属板四角筒によって構成するとともに、前記金属板の一方の端部に、前記金属板角形筒の内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆Ｊ字状折曲部を設け且つ前記金属板の他方の端部に、内側に逆Ｕ字状折曲部を設けて、両者を連続して嵌合圧着せしめて水平方向に連続するコーナ型接続部として成形しており、太陽光発電パネル用架台を構成する第１および第２の金属製角形筒および支持柱の剛性を大幅に強化することができる。

本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台の組付状態（太陽光発電パネルを除く）を示す斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台の要部を示す拡大断面図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台を構成する第１および第２の金属製角形筒を示す斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台において用いられる傾斜姿勢保持手段を構成する結合具の拡大斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台において用いられる傾斜姿勢保持手段を構成する傾斜姿勢保持具の拡大斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台において第１の金属製角形筒を固定するための固定具の拡大斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台において用いられる傾斜姿勢保持手段と第１の金属製角形筒とを結合するための連結具を示す拡大斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台の組付状態（太陽光発電パネルを除く）を示す斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台における支持柱の変形例を示す斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台における支持板の斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台における支持柱の上端に被嵌される蓋部材の斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台における支持柱の上端部の構造を示す部分斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台における支持柱の上端部と第１および第２の金属製角形筒との結合構造の例を示す斜視図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台の変形例を示す斜視図である。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの実施の形態について説明する。

第１の実施の形態
図１ないし図７には、本願発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台が示されている。

この太陽光発電パネル用架台Ｘは、太陽光発電パネルＰ（図２参照）を取り付けるために建物の屋上等に設置されるものであり、建物の屋上等において高さの異なる支持台１，１および２，２に対して後述するＬ字形状の固定具３，３および４，４を介して固定された上下方向に段違い状態で配置された平行に並ぶ第１の金属製角形筒５，５と、該第１の金属製角形筒５，５に対して直交し且つその上面に太陽光発電パネルＰ（図２参照）が取り付けられる第２の金属製角形筒６，６とからなっている。前記固定具３，４における垂直辺３ａ，４ａおよび水平片３ｂ，４ｂには、図６に示すように、固定具３，４を第１の金属製角形筒５の側面に対して固定するためのボルト７を挿通させるためのルーズ穴８および固定金具３，４を前記支持台１，２に取り付けるためのボルト９を挿通させるためのルーズ穴１０がそれぞれ形成されている。この場合、前記支持台１，１および２，２は、建物の屋上等に設置されるコンクリート製の台とされている。

前記第１および第２の金属製角形筒５，６は、図３に示すように、所定の幅に切断された金属板をその両端がコーナの一点において接するように四角筒状に折曲して構成された中空な金属板四角筒によって構成されている。前記金属板の一方の端部には、前記金属板角形筒の内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆Ｊ字状折曲部ａが設けられ、前記金属板の他方の端部には、内側に逆Ｕ字状折曲部ｂが設けられており、両者を連続して嵌合圧着せしめて水平方向に連続するコーナ型接続部ｃとして成形されている。そして、該コーナ型接続部ｃにおける逆Ｕ宇状折曲部ｂの基端から内側に向かってコの字状に突出するリブｄが水平方向に連続して形成されている。このように構成したことにより、コーナ型接続部ｃの外れをリブｄにより防止できるとともに金属製角形筒の剛性強化も図れる。図３において、符号１１は第１および第２の金属製角形筒５，６の側面に形成されたボルト７あるいはホルト１７を挿通するための横長形状のルーズ穴である。

ところで、太陽光発電パネルＰは、太陽の光を効率的に受光することができるように、太陽光発電パネル用架台Ｘを用いて所定の傾斜角度で支持される必要がある。そこで、本実施の形態においては、図２に示すように、前記第１の金属製角形筒５，５と前記第２の金属製角形筒６，６との間には、該第２の金属製角形筒６，６の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段１２が介設されることとなっている。

前記傾斜姿勢保持手段１２は、図２に示すように、前記第１の金属製角形筒５に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒６における両側面６ａ，６ａを抱持する一対の抱持片１３ａ，１３ａを有する断面コ字状の結合具１３と、該結合具１３の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒６の下面に当接されて該第２の金属製角形筒６の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持具１４とによって構成されている。

前記結合具１３は、図４に示すように、前記第２の金属製角形筒６における両側面６ａ，６ａを抱持する一対の抱持片１３ａ，１３ａを有しており、これらの抱持片１３ａ，１３ａには、その中央部において該結合具１３を第２の金属製角形筒６の両側面６ａ，６ａに対して固定するボルト１７を挿通するための縦長のルーズ穴１５．１５が形成されている。そして、該ルーズ穴１５，１５を囲む位置には、ボルト１４の頭およびボルト１４の端部に螺着されるナットを位置させるための膨らみ部１６が形成されている。該膨らみ部１６は、前記抱持片１３ａ，１３ａを補強する役目も果たしている。図４において、符号１８は、抱持片１３ａ，１３ａを前記第２の金属製角形筒６の両側面６ａ，６ｂに対して固定するためのビス１８ａ（図２参照）を挿通するビス穴である。

前記傾斜姿勢保持具１４は、図５に示すように、前記結合具１３の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒６の下面に当接されて該第２の金属製角形筒６の傾斜姿勢を保持するものであり、前記第２の金属製角形筒６の下面に当接される矩形形状の当接面１４ａと、該当接面１４ａの両端から一体に垂設された高さの異なるＬ字形状の脚部１４ｂ，１４ｃとからなっている。つまり、脚部１４ｂ，１４ｃを前記結合具１３の内底面にビス１９を用いて固定することにより、当接面１４ａが所定の傾斜角となるようになっているのである。なお、傾斜姿勢保持具１４における当接面１４ａの幅寸法および脚部１４ｂ，１４ｃの端部間の寸法は、前記結合具１３の底面の幅寸法および長さ寸法と等しくされている。図５において、符号２０は前記ビス１９を挿通するためのビス穴である。また、前記ビス１９に代えてボルトを用いることもある。

前記傾斜姿勢保持手段１２と前記第１の金属製角形筒５とは、後述する連結具２１を介して結合されている。

該連結具２１は、図７に示すように、第１の金属製角形筒５の両側面にボルト７およびビス２２を介して取り付けられる鉛直部２１ａと、該鉛直部２１ａの上端から水平方向に一体に延設され且つ前記結合具１３の下面に対して取り付けられる水平部２１ｂとからなる逆Ｌ字状の部材からなっており、前記水平部２１ｂの端部には、前記傾斜姿勢保持具１４における脚部１４ｂ，１４ｃと前記結合具１３の底面端部とを共に挟み込む折り返し部２１ｃが一体に延設されている。該折り返し部２１ｃは、前記ビス１９により前記傾斜姿勢保持具１４の脚部１４ｂ，１４ｃと前記結合具１３の底面とを共締め固定することとなっている。図７において、符号２３はボルト７を挿通するためのルーズ穴、２４，２５はビス１９，２２を挿通するためのビス穴である。このようにすると、傾斜姿勢保持具１４を結合具１３の底面にズレることなく強固に取り付けることが可能となる。

上記実施の形態においては、一方の第２の金属製角形筒６と第１の金属製角形筒５との結合部と、第１の金属製角形筒５と支持台１，２との結合部とは上下方向に同位置となっているが、他方の第２の金属製角形筒６と第１の金属製角形筒５との結合部と第１の金属製角形筒５と支持台１，２との結合部とは上下方向に異なった位置となっている。従って、上記固定具３，４の一方側における垂直片３ａ，４ａと上記連結具２１の垂直部２１ａ，２１ａとは、ボルト７により共締め状態とされている。

ついで、本実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台Ｘの組立手順について説明する。

まず、建物の屋上等に設置された支持台１，２上に第１の金属製角形筒５，５を段違い状態で平行に取り付け、ついで、第１の金属製角形筒５，５に対して直交する第２の金属製角形筒６，６を取り付けるのであるが、このとき、第１の金属製角形筒５，５と第２の金属製角形筒６，６との間に第２の金属製角形筒６，６を所定の傾斜角度に保持するための傾斜姿勢保持手段１２，１２・・が介設される。

即ち、結合具１３内に傾斜姿勢保持具１４を配置した状態で、傾斜姿勢保持具１４における脚部１４ｂ，１４ｃと結合具１３の底面端部とを連結具２１の折り返し部２１ｃ，２１ｃによって挟持し且つビス１９，１９によって共締めする。この状態の傾斜姿勢保持手段１２を、連結具２１の鉛直部２１ａを第１の金属製角形筒５の側面に対してビス２２およびボルト７で固定し且つ結合具１３の抱持片１３ａを第２の金属製角形筒６の側面に対して固定する。すると、太陽光発電パネルＰが取り付けられる第２の金属製角形筒６，６が太陽光の受光に最適な傾斜姿勢で強固に取り付けられる。

第２の実施の形態
図８ないし図１４には、本願発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電パネル用架台が示されている。

この場合、前記支持台１，２は、図８に示すように、同じ高さのコンクリート台１ａ，２ａと、該コンクリート台１ａ，２ａ上に直立姿勢で立設された高さの異なる金属製角形筒からなる支持柱１ｂ，２ｂとからなっている。符号１ｃ，２ｃは、コンクリート台１ａ，２ａ上に設置された金属製の支持板であり、該支持板１ｃ，２ｃ上には、前記支持柱１ｂ，２ｂが立設されている。そして、前記支持柱１ｂ，２ｂは、図９に示す断面正方形形状のものでもよいが、本実施の形態の場合、断面長方形形状の２本の支持柱１ｂ1，２ｂ1とされており、前記支持板１ｃ，２ｃ上には、前記２本の支持柱１ｂ1，２ｂ1の下端間に挿入される板部材１ｃ1，２ｃ1が溶接により立設されている(図１０参照）。符号１ｃ2，２ｃ2は、板部材１ｃ1，２ｃ1の中央部にそれぞれ形成されたボルト挿通用のルーズ穴である。

また、前記支持柱１ｂ，２ｂの上端には、図１１に示すように、断面コ字状の蓋部材１ｄ，２ｄが被嵌されており、該蓋部材１ｄ，２ｄの上面中央には、前記金属製角形筒１ｂ1，２ｂ1の上端間に挿入される蓋部材１ｄ1，２ｄ1がそれぞれ溶接により垂設されている。符号１ｄ2，２ｄ2は前記蓋部材１ｄ，２ｄの側面にそれぞれ形成されたボルト挿通用のルーズ穴である。そして、前記板部材１ｄ1，２ｄ1の上面には、前記第１および第２の金属製角形筒５，６を挟持するための一対の固定具３，３および４，４が立設されている（図１２参照）。本実施の形態においては、前記固定具３，４には、前記第１および第２の金属製角形筒５，６を固定するための３個のボルト挿通用のルーズ穴１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されており、該ルーズ穴１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうち左右のルーズ穴１５ａ，１５ｃは、図１３に示すように、長さの長い第１の金属製角形筒５を形成する際において所定長さの金属製角形筒５．５を繋ぐ箇所において金属製角形筒５，５を固定するために使用される。

ところで、本実施の形態においては、前記支持板１ｃ，２ｃと前記第１および第２の金属製角形筒５．６との間には、金属製角形筒からなる斜め補強部材２６，２６が介設されている。このようにすると、太陽光パネル用架台Ｘがより強固になり、風圧、地震、積雪等の荷重の負荷が掛かっても、十分に耐えることができる。

また、本実施の形態において使用される支持柱１ｂ，２ｂおよび斜め補強部材２６は、第１の実施の形態における金属製角形筒５，６と同様な構成とされている。このようにすると、成形時に４面にルーズ穴や丸穴を正確にあけることができるので、成形後の穴あけ作業や設置場所での穴あけ作業が不要となり、穴あけコストが別途必要にならない。

さらに、本実施の形態においては、コンクリート台１ａ，２ａの両方に支持柱１ｂ，２ｂを立設するようにしているが、図１４に示すように、支持柱１ｂの高さを低くできるような場合には、支持柱２ｂを省略して、コンクリート台２ａ上に第１の金属製角形筒５を直接取り付けるようにする場合もある。なお、この場合には、コンクリート台２ａ上に第１の金属製角形筒５が直接取り付けられた側においては、斜め補強部材は省略されることとなる。

その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。

本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。

１，２は支持台
１ａ，２ａはコンクリート台
１ｂ，２ｂは支持柱
５は第１の金属製角形筒
６は第２の金属製角形筒
１２は傾斜姿勢保持手段
１３は結合具
１４は傾斜姿勢保持具
Ｐは太陽光発電パネル
Ｘは太陽光発電パネル用架台

Claims

上下方向に段違い状態で配置された平行に並ぶ第１の金属製角形筒と、該第１の金属製角形筒に対して直交し且つその上面に太陽光発電パネルが取り付けられる第２の金属製角形筒とからなり、前記第１の金属製角形筒と前記第２の金属製角形筒との間に、前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持手段を介設してなる太陽光発電パネル用架台であって、前記傾斜姿勢保持手段を、前記第１の金属製角形筒に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒における両側面を抱持する一対の抱持片を有する断面コ字状の結合具と、該結合具の内底面に取り付けられ、前記第２の金属製角形筒の下面に当接されて前記第２の金属製角形筒の傾斜姿勢を保持する傾斜姿勢保持具とによって構成したことを特徴とする太陽光発電パネル用架台。
前記第１の金属製角形筒を、高さの異なる金属製角形筒からなる支持柱を介して支持したことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネル用架台。
前記第１および第２の金属製角形筒および支持柱を、所定の幅に切断された金属板をその両端がコーナの一点において接するように四角筒状に折曲して構成された中空な金属板四角筒によって構成するとともに、前記金属板の一方の端部に、前記金属板角形筒の内側に折曲され、さらにその先端部が外側に向かって折曲されてなる逆Ｊ字状折曲部を設け且つ前記金属板の他方の端部に、内側に逆Ｕ字状折曲部が設けて、両者を連続して嵌合圧着せしめて水平方向に連続するコーナ型接続部として成形したことを特徴とする請求項１または２記載の太陽光発電パネル用架台。