JP5606898B2 - 太陽光発電モジュール用架台 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電モジュールを設置する太陽光発電モジュール用架台に関するものである。

太陽光発電モジュールを設置する手段として、鉄骨フレームを組み立てた架台に設置する手段がある。この鉄骨フレームの架台に固定された太陽光発電モジュールは、風の影響を大きく受けるため、鉄骨フレームの架台を強固に固定する必要がある。そこで、架台の設置位置にアンカーボルトを打込んで固定する手段が採用されている。ところが、設置位置が屋上の場合、このアンカーボルトの打ち込みによって屋上の防水層に亀裂が生じ、雨漏りが発生する不都合が生じていた。

また、アンカーボルトの代わりに重石を使用する固定手段が採用されている。この重石として例えばコンクリート製のブロック等で架台を固定するものである。このような重石を使用すると、アンカーボルト等を打込まずに固定することが可能になる。

特許文献１に記載されている架台は、矩形状の基台上面にボルトを突設して基礎部を形成し、この基礎部に鉄骨フレームを連結するものである。この架台によると、特に、部品点数を少なくしてコストを安く抑えようとしている。そのため、フレームの構造を直角三角形状に組み合わせると共に、フレームと基礎部との連結部分に補強部材を装着して全体の強度を高めようとするものである。

一方、特許文献２、３に記載されている架台は、発電モジュールと架台とを一体化して架台自体を重石として使用するものである。この架台は、予め太陽光発電モジュールを組み付けた架台を使用するもので、設置作業では、この架台ごと太陽光発電モジュールを搬送して設置することになる。

特開２００８‐２０８５５４号公報 特開平７‐２２４５０６号公報 特開平８‐２７４３６４号公報

従来の鉄骨フレームの架台によると、アンカーボルトの使用により屋上の防水層に亀裂が生じる不都合がある。また、ブロック等の重石を屋上に使用した場合は、屋上の荷重が極めて重くなり、予め太陽光発電モジュールを設置する予定のなかった既存の建築物等では、耐久強度が不足するおそれも生じる。

一方、特許文献１に記載の架台では、矩形状の基台にボルトを突設して形成した基礎部を使用しているが、この基礎部を設置面に載置するのみでは十分な固定力は得られない。そのため、特許文献１においても架台を固定するためにはアンカーボルトが必要になる。また、この基礎部とフレームとの連結部分に補強部材を装着して強度を高め、全体の部品点数を少なくしようとするものであるが、フレームと基礎部を連結するには数多くのボルトが使用され、フレームを直角三角形状に組み立てる際も多数のボルトやナットを使用している。このため、架台の設置作業に多数のボルトやナットの緊締作業が必要になり、多くの手間が掛かる不都合がある。

更に、特許文献２、３に記載のごとく、発電モジュールと架台とを一体化して重石代わりの架台を屋上に設置した場合、屋上でのフレーム組み立て作業等はなくなるが、屋上の荷重が極めて重くなるので、耐久強度に問題が生じることになる。しかも、予め太陽光発電モジュールを組み付けた状態での設置作業になるので、この設置作業に重機が必要不可欠になる。したがって、太陽光発電モジュール設置作業のために重機の搬送やクレーン移動範囲の確保など、極めて大掛かりで作業コストが高くなる不都合がある。更に、ビルの高層化は年々増しており、高層化されたビルの屋上に重機を用いて搬入する作業自体も次第に困難になっている。

そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、架台を構築するフレームの組立作業を極めて簡単で、しかも、発電モジュールの装着も容易に行うことができる太陽光発電モジュール用架台の提供を目的とするものである。

上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、設置面にフレームを組み合わせ載置する架台１０と、該架台１０の上に発電モジュールＰを設置し、発電モジュールＰの周囲から設置面までに開いた隙間にカバー体２０を装着する架台であって、架台１０を構成するフレームの各接続部は各フレームを組み合わせることで連結され、該架台１０にカバー体２０をネジ止めして架台１０とカバー体２０と発電モジュールＰとを一体に固定するように構成した太陽光発電モジュール用架台において、前記架台１０は、水平設置面に平行に配置される嵌合溝部Ｗを備えた基礎フレーム１１と、該基礎フレーム１１の先端部を連結すると共に、前記発電モジュールＰの先端部を支持する連結フレーム１２と、該基礎フレーム１１の後方上面に前記発電モジュールＰの後端部を支持する支持フレーム１３と、により構成され、基礎フレーム１１に嵌合溝部Ｗを形成し、該嵌合溝部Ｗに嵌合せしめる嵌合接続部Ｘを連結フレーム１２と支持フレーム１３との各接続部に設けたものである。

第２の手段において、前記基礎フレーム１１の嵌合溝部Ｗは、設置面に載置する載置板１１ａから左右一対の支持側板１１ｂが立設されて断面倒コ字状に形成されると共に、該基礎フレーム１１の長手方向に沿った係止凹部１１ｃが形成され、前記連結フレーム１２と支持フレーム１３との嵌合接続部Ｘは、嵌合溝部Ｗの載置板１１ａ上に設置せしめる重合片１２ａ、１３ａと、支持側板１１ｂの間に嵌合する幅を有する嵌合部１２ｂ、１３ｂとを備え、該嵌合部１２ｂ、１３ｂの外側面に係止突起１２ｃ、１３ｃを形成して係止凹部１１ｃに嵌合係止するように構成している。

第３の手段において、前記カバー体２０は、前記架台１０に設置した発電モジュールＰの側面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された側面カバー２１と、前記発電モジュールＰの後面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された後面カバー２２と、発電モジュールＰの周囲縁の一部及び側面カバー２１の上端部を係止する連結カバー２３とを備え、連結フレーム１２と支持フレーム１３から上方に突出した連結ボルト１４に連結カバー２３を連結することで、発電モジュールＰとカバー体２０とが架台１０に同時に固定されるように構成したことにある。

本発明の請求項１のごとく、該架台１０にカバー体２０をネジ止めして架台１０とカバー体２０とを一体に固定するように構成しているので、カバー体２０が固定された架台１０は、各フレームを組み合わせて連結していても強固な固定力が得られるものである。したがって、カバー体２０のネジ止め作業を合理的に行うことができる。

しかも、設置面にフレームを組み合わせ載置する架台１０と、該架台１０の上に発電モジュールＰを設置し、発電モジュールＰの周囲から設置面までに開いた隙間にカバー体２０を装着する構成であるから、架台１０の下への風の流入を抑制して発電モジュールＰにかかる揚力を低減せしめることができる。この結果、従来の架台のように、架台１０を固定するためのアンカーボルトは必要なくなった。

また、架台１０を構成するフレームの各接続部は、連結フレーム１２と支持フレーム１３とを基礎フレーム１１に形成した嵌合溝部Ｗに嵌合せしめる嵌合接続部Ｘを備えており、各フレームを組み合わせることで連結されるから、従来の鉄骨フレームを組み立てる場合のように多数のボルトやナットを緊締する作業から開放された。

請求項２のごとく、基礎フレーム１１の嵌合溝部Ｗは、断面倒コ字状に形成されると共に、該基礎フレーム１１の長手方向に沿った係止凹部１１ｃが形成され、連結フレーム１２と支持フレーム１３との嵌合接続部Ｘは、嵌合溝部Ｗの載置板１１ａ上に設置せしめる重合片１２ａ、１３ａや、支持側板１１ｂの間に嵌合する幅を有する嵌合部１２ｂ、１３ｂを備え、該嵌合部１２ｂ、１３ｂの外側面に係止突起１２ｃ、１３ｃを形成して係止凹部１１ｃに嵌合係止するように構成しているので、嵌合溝部Ｗと嵌合接続部Ｘとの連結力を高めることができ、各フレームを組み合わせることで連結した状態でも高い固定力が得られる。

請求項３のように、連結フレーム１２と支持フレーム１３から上方に突出した連結ボルト１４に連結カバー２３を連結することで、発電モジュールＰとカバー体２０とが架台１０に同時に固定されるように構成したことにより、発電モジュールＰの装着作業も簡単になり、従来のように架台１０に発電モジュールＰをネジ止めする作業も一切不要になった。この結果、発電モジュールの装着も合理的に行えるものである。

しかも、発電モジュールＰから外側に傾斜した側面カバー２１や後面カバー２２が架台１０の安定性を高めているので、発電モジュールＰに吹付ける風圧が、発電モジュールＰを設置面に押圧する効率的な力に変換される。この結果、軽量でありながら強風に対して極めて安定性のある設置が可能になった。

本発明架台の一実施例を示す斜視図である。 本発明連結フレームの嵌合接続部の一実施例を示す側面図である。 本発明連結フレームの接続状態を示す概略正面図である。 本発明支持フレームの一実施例を示す斜視図である。 本発明支持フレームの接続状態を示す概略正面図である。 本発明架台に発電モジュールを装着した状態を示す側面図である。 本発明側面カバーの固定状態を斜め後方から示す斜視図である。 本発明の使用状態を斜め後方から示す一部分解斜視図である。 本発明の使用状態を斜め前方から示す斜視図である。

このように本発明によると、鉄骨フレームの組立作業を極めて簡単に行うことができ、しかも、発電モジュールの装着も合理的に行えるなどといった目的を実現した。

以下、本発明システムの一実施例を説明する。本発明架台１０は、設置面にフレームを組み合わせ載置するもので、該架台１０の上に発電モジュールＰを設置し、発電モジュールＰの周囲から設置面までに開いた隙間にカバー体２０を装着するように構成している（図９参照）。

そして、架台１０を構成するフレームの各接続部は各フレームを組み合わせることで連結され、該架台１０にカバー体２０をネジ止めして架台１０とカバー体２０とを一体に固定するように構成したものである。

本発明で使用する架台１０は、基礎フレーム１１と、連結フレーム１２と、支持フレーム１３とで構成する（図１参照）。架台１０の材質として、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属材や強化プラスチック等の合成樹脂材などで形成される。

基礎フレーム１１は、水平設置面に左右に一対配置される部材で、この基礎フレーム１１の先端部を連結フレーム１２が連結する（図１参照）。図示の基礎フレーム１１は、断面リップ溝形状の嵌合溝部Ｗを有する杆体状である。

この嵌合溝部Ｗは、設置面に載置する載置板１１ａから左右一対の支持側板１１ｂが立設されて断面倒コ字状に形成されると共に、該支持側板に長手方向に沿った係止凹部１１ｃが形成されている（図３参照）。

連結フレーム１２は、基礎フレーム１１先端近くの嵌合溝部Ｗに、連結フレーム１２に形成した嵌合接続部Ｘを嵌合して接続する。この連結フレーム１２の嵌合接続部Ｘは、嵌合溝部Ｗの載置板１１ａ上に設置せしめる重合片１２ａと、支持側板１１ｂの間に嵌合する幅を有する嵌合部１２ｂとから構成されている（図２参照）。更に、嵌合部１２ｂの外側面に係止突起１２ｃを形成し、基礎フレーム１１の係止凹部１１ｃに、上から強制的に押し込むことで嵌合係止するように構成している（図３（イ）、（ロ）参照）。図示の嵌合接続部Ｘは、前後一対の嵌合部１２ｂを形成し、各嵌合部１２ｂの下端部を屈曲して重合片１２ａを形成している（図２参照）。

また、この連結フレーム１２は、発電モジュールＰの先端部を支持固定する部材でもある（図１参照）。図示例の連結フレーム１２は、基礎フレーム１１の相互間に架け渡す帯状の連結杆１２ｄと、基礎フレーム１１の先端部相互の隙間を覆うカバー部１２ｅとを形成している。そして、この連結杆１２ｄとカバー部１２ｅとで形成された段部に、発電モジュールＰの先端部を係止しながら連結杆１２ｄ上に載置する。更に、連結杆１２ｄの両端部下面に、重合片１２ａや嵌合部１２ｂを形成する連結体１２ｆを設けている。この連結体１２ｆには、連結杆１２ｄを貫通して連結杆１２ｄ上に立設せしめる連結ボルト１４を備えている（図２参照）。この連結ボルト１４は、連結杆１２ｄ上の発電モジュールＰと側面カバー２１との境界に立設されており、連結杆１２ｄ上の発電モジュールＰと側面カバー２１とに接するように装着されている（図８参照）。

支持フレーム１３は、基礎フレーム１１の後方上面に発電モジュールＰの後端部を支持する部材である（図１参照）。この支持フレーム１３の下端にも嵌合接続部Ｘを形成している（図４参照）。この支持フレーム１３の嵌合接続部Ｘは、嵌合溝部Ｗの載置板１１ａ上に設置せしめる重合片１３ａと、支持側板１１ｂの間に嵌合する幅を有する嵌合部１３ｂとを備え、該嵌合部１３ｂの外側面に係止突起１３ｃを形成して係止凹部１１ｃに、上から強制的に押し込むことで嵌合係止するように構成している（図５（イ）、（ロ）参照）。図示の嵌合接続部Ｘは、帯状の嵌合部１３ｂ下端を屈曲して該嵌合部１３ｂを前後一対形成し、各嵌合部１３ｂに係止突起１３ｃを形成すると共に、嵌合部１３ｂ相互を連結する部材を重合片１３ａとして構成している（図４参照）。

また、支持フレーム１３の幅は、発電モジュールＰと側面カバー２１とを同時に載置可能な幅に形成する。図示例では、発電モジュールＰを載置する載置片１３ｄと、該載置片１３ｄから鉛直下方に延長され載置片１３ｄを所定の高さに支持せしめる支持体１３ｅとを設けている（図４参照）。更に、載置片１３ｄの上端部には、側面カバー２１と後面カバー２２とに係止せしめる一対の係止突起１３ｇを突設し、この係止突起１３ｇに側面カバー２１の係止孔２１ｆと、後面カバー２２の係止孔２２ｄを係止固定するものである（図８参照）。

カバー体２０は、架台１０に設置した発電モジュールＰの側面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された側面カバー２１と、前記発電モジュールＰの後面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された後面カバー２２と、発電モジュールＰの周囲縁の一部及び側面カバー２１の上端部を係止する連結カバー２３とで構成されている（図８参照）。図示のカバー体２０は、特に発電モジュールＰの後端部が持ち上った状態で載置した架台１０に装着するのに好適であるが、発電モジュールＰを水平にしても使用することができる。

そして、連結フレーム１２と支持フレーム１３から上方に突出した連結ボルト１４に連結カバー２３を連結することで、発電モジュールＰとカバー体２０とが架台１０に同時に固定されるように構成している（図８参照）。

側面カバー２１は、発電モジュールＰの左右側縁部から外側に傾斜した一対のカバーである（図７参照）。図示の側面カバー２１は、発電モジュールＰの左右側縁に沿った帯状の上面部２１ａと、この上面部２１ａからそれぞれ屈曲形成された側面部２１ｂと、前面部２１ｃと、後面部２１ｄとを備えている。側面部２１ｂは、架台１０の側部の外側に傾斜しており、前面部２１ｃは、連結フレーム１２の端部を覆っている（図９参照）。後面部２１ｄは、発電モジュールＰの後部外側に傾斜して発電モジュールＰから設置面までの隙間を覆っている（図８参照）。

また、側面カバー２１の前面部２１ｃと後面部２１ｄとの各下端に連結片２１ｅを形成し、該連結片２１ｅを後述する架台１０の基礎フレーム１１に固定ネジ２４で固定するものである（図８参照）。更に、上面部２１ａの後端部と後面部２１ｄの上端との境に係止孔２１ｆを開穿してあり、この係止孔２１ｆに後述する支持フレーム１３の係止突起１３ｇを係止する。

後面カバー２２は、発電モジュールＰの後側縁部から外側に傾斜したカバーである（図８参照）。この後面カバー２２は、発電モジュールＰの後側縁に沿って形成した帯状の上面部２２ａから、架台１０の外側に傾斜した後面部２２ｂを備えている。また、後面部２２ｂの左右下端に一対の連結片２２ｃを形成し、該連結片２２ｃを後述する架台１０の基礎フレーム１１に固定ネジ２４で固定するものである。更に、上面部２２ａと後面部２２ｂとの境に係止孔２２ｄを開穿してあり、この係止孔２２ｄに後述する支持フレーム１３の係止突起１３ｇを係止する。

連結カバー２３は、側面カバー２１と発電モジュールＰを架台１０に連結するカバーである（図８参照）。図示の連結カバー２３は、発電モジュールＰの左右側縁と側面カバー２１の上面部２１ａとを同時に係止する帯状を成している。そして、連結カバー２３に開穿した一対の連結孔２３ａに、後述する架台１０の連結フレーム１２と支持フレーム１３とに立設された連結ボルト１４を挿通し、固定ナット２５で固定することで、発電モジュールＰを架台１０に着脱自在に連結するものである。したがって、発電モジュールＰは、全くボルト止めすることなく架台１０とカバー体２０で固定されるものである。

本発明架台の組み立て手順は次のとおりである。まず、水平設置面の左右に基礎フレーム１１を複数本並行に配置する。次に、これら基礎フレーム１１の先端付近の嵌合溝部Ｗに連結フレーム１２の嵌合接続部Ｘを接続して基礎フレーム１１と連結フレーム１２とを連結する。更に、基礎フレーム１１の後端付近の嵌合溝部Ｗに支持フレーム１３の嵌合接続部Ｘを接続して支持フレーム１３を立設する（図１参照）。そして、連結フレーム１２と支持フレーム１３との上に発電モジュールＰを載置する（図６参照）。

続いて、架台１０に設置された発電モジュールＰの側面から設置面までの隙間を覆う側面カバー２１を支持フレーム１３に装着する（図７参照）。このとき、固定ネジ２４で基礎フレーム１１に固定してもよい。更に、後面カバー２２を支持フレーム１３に装着する（図８参照）。後面カバー２２も固定ネジ２４で基礎フレーム１１に固定してもよい。最後に連結カバー２３を連結ボルト１４にネジ止めすることで、カバー体２０と発電モジュールＰとが同時に架台１０に固定されるものである。

尚、本発明の各構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において自由に変更できるものである。

本発明によると、主にビルの屋上のような水平設置面に設置するのに好適であるが、この他、地上での使用などあらゆる場所に発電モジュールＰを設置することが可能である。

Ｐ 発電モジュール
Ｗ 嵌合溝部
Ｘ 嵌合接続部
１０ 架台
１１ 基礎フレーム
１１ａ 載置板
１１ｂ 支持側板
１１ｃ 係止凹部
１２ 連結フレーム
１２ａ 重合片
１２ｂ 嵌合部
１２ｃ 係止突起
１２ｄ 連結杆
１２ｅ カバー部
１２ｆ 連結体
１３ 支持フレーム
１３ａ 重合片
１３ｂ 嵌合部
１３ｃ 係止突起
１３ｄ 載置片
１３ｅ 支持体
１３ｆ 連結体
１３ｇ 係止突起
１４ 連結ボルト
２０ カバー体
２１ 側面カバー
２１ａ上面部
２１ｂ 側面部
２１ｃ 前面部
２１ｄ 後面部
２１ｅ 連結片
２１ｆ 係止孔
２２ 後面カバー
２２ａ 上面部
２２ｂ 後面部
２２ｃ 連結片
２２ｄ 係止孔
２３ 連結カバー
２３ａ 連結孔
２４ 固定ネジ
２５ 固定ナット

Claims (3)

1. 設置面にフレームを組み合わせ載置する架台と、該架台の上に発電モジュールを設置し、発電モジュールの周囲から設置面までに開いた隙間にカバー体を装着する架台であって、架台を構成するフレームの各接続部は各フレームを組み合わせることで連結され、該架台にカバー体をネジ止めして架台とカバー体と発電モジュールとを一体に固定するように構成した太陽光発電モジュール用架台において、前記架台は、水平設置面に平行に配置される嵌合溝部を備えた基礎フレームと、該基礎フレームの先端部を連結すると共に、前記発電モジュールの先端部を支持する連結フレームと、該基礎フレームの後方上面に前記発電モジュールの後端部を支持する支持フレームと、により構成され、基礎フレームに嵌合溝部を形成し、該嵌合溝部に嵌合せしめる嵌合接続部を連結フレームと支持フレームとの各接続部に設けたことを特徴とする太陽光発電モジュール用架台。
2. 前記基礎フレームの嵌合溝部は、設置面に載置する載置板から左右一対の支持側板が立設されて断面倒コ字状に形成されると共に、該基礎フレームの長手方向に沿った係止凹部が形成され、前記連結フレームと支持フレームとの嵌合接続部は、嵌合溝部の載置板上に設置せしめる重合片と、支持側板の間に嵌合する幅を有する嵌合部とを備え、該嵌合部の外側面に係止突起を形成して係止凹部に嵌合係止するように構成した請求項１記載の太陽光発電モジュール用架台。
3. 前記カバー体は、前記架台に設置した発電モジュールの側面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された側面カバーと、前記発電モジュールの後面から外側に傾斜し前記水平設置面に向けて延長された後面カバーと、発電モジュールの周囲縁の一部及び側面カバーの上端部を係止する連結カバーとを備え、連結フレームと支持フレームから上方に突出した連結ボルトに連結カバーを連結することで、発電モジュールとカバー体とが架台に同時に固定されるように構成した請求項１記載の太陽光発電モジュール用架台。

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