特許 7486249 太陽光パネルの架台、その製造方法及び太陽光パネルの設置方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-09

(45)【発行日】2024-05-17

(54)【発明の名称】太陽光パネルの架台、その製造方法及び太陽光パネルの設置方法

(51)【国際特許分類】

   H02S 20/23 20140101AFI20240510BHJP

   E04D 13/18 20180101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

H02S20/23 A

E04D13/18

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023162872

(22)【出願日】2023-09-26

【審査請求日】2023-10-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516254588

【氏名又は名称】株式会社ＹＫスチール

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 清実

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼谷 武士

【審査官】家田 政明

(56)【参考文献】

【文献】特許第７２７１０１２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第４４１４５６９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０２３－０３８０７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｓ ２０／００－２０／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の屋上において太陽光パネルを支持する枠体を備えており、
前記枠体が、水平方向に並んだ複数台の前記太陽光パネルを跨ぐように直線状に延びており、
前記枠体内に固化した充填材が充填されており、
前記充填材内に埋め込まれた鉄筋と、
前記充填材内で前記鉄筋を支持する支持材とをさらに備えており、
前記支持材が、前記枠体の幅方向に沿って延び、
前記枠体の幅方向に関する前記支持材の両端が、前記枠体の一方の側壁の内表面及び他方の側壁の内表面とそれぞれ接触していることを特徴とする太陽光パネルの架台。

【請求項2】

建物の屋上において太陽光パネルを支持する枠体を備えており、
前記枠体が、水平方向に並んだ複数台の前記太陽光パネルを跨ぐように直線状に延びており、
前記枠体内に固化した充填材が充填されており、
前記枠体が、
その長さ方向に延びた複数の枠部材と、
前記複数の枠部材同士を前記長さ方向に関して連結させる連結部材とを有しており、
前記連結部材に、前記長さ方向に長尺な貫通孔が形成されており、
前記連結部材の貫通孔を貫通した螺子部材が前記枠部材に対して締め付けられていることで前記連結部材が前記枠部材と固定されており、
前記連結部材の上面の少なくとも一部が水平面に対して傾斜した平面に沿っており、
前記太陽光パネルが、前記傾斜した平面に沿うように配置されていると共に前記連結部材の上面の前記一部に固定されていることを特徴とする太陽光パネルの架台。

【請求項3】

前記充填材がモルタルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光パネルの架台。

【請求項4】

前記充填材の強度を向上させるバインダー材が前記充填材内に含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光パネルの架台。

【請求項5】

前記枠体が、その長さ方向と直交する断面に関して矩形の形状を有しており、
前記枠体の天井壁及び底壁のいずれかに前記長さ方向に延びた開口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光パネルの架台。

【請求項6】

前記枠体の幅方向に関して前記枠体の側壁から前記開口に向かって突出する突出部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の太陽光パネルの架台。

【請求項7】

前記一方の側壁及び前記他方の側壁のそれぞれに貫通孔が形成されており、
前記支持材の両端のそれぞれに開口していると共に、前記枠体の幅方向に関して前記貫通孔と対向する凹部が前記支持材に形成されており、
前記凹部内に螺子山が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネルの架台。

【請求項8】

請求項７に記載の太陽光パネルの架台を製造する方法であって、
前記支持材の前記凹部が前記貫通孔と前記枠体の幅方向に関して対向するように前記支持材を前記枠体内に配置する配置工程と、
前記配置工程後に、前記枠体の外側から前記貫通孔を通じて前記支持材の凹部へと螺子部材を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程後に、前記枠体内に、固化前の前記充填材を充填する充填工程と、
前記充填工程後に、前記枠体内の前記充填材を固化させる固化工程とを備えていることを特徴とする太陽光パネルの架台の製造方法。

【請求項9】

請求項１又は２に記載の太陽光パネルの架台を用いて太陽光パネルを設置する方法であって、
屋上構造物を支持する２本の隣り合う建物の梁を跨ぐように前記枠体を配置することを特徴とする太陽光パネルの設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽光パネルを設置するための架台、その製造方法及び太陽光パネルの設置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽光パネルを建物の屋上に設置するための架台が用いられている。特許文献１の固定フレームはその一例であり、屋上に固定された固定フレームのスライド溝に太陽光パネルを挿入することで太陽光パネルが屋上に設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第７２７８４６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、太陽光パネルが屋上に設置される際に、屋上を支持する建物の構造物が太陽光パネル及びその架台による荷重に耐えられるかどうかが必ずしも十分に考慮されていない点に着眼した。

【0005】

本発明の目的は、太陽光パネルを含めた荷重を建物の構造物に支持させやすい太陽光パネルの架台、その製造方法及び太陽光パネルの設置方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の太陽光パネルの架台は、建物の屋上において太陽光パネルを支持する枠体を備えており、前記枠体が、水平方向に並んだ複数台の前記太陽光パネルを跨ぐように直線状に延びており、前記枠体内に固化した充填材が充填されている。

【0007】

従来の太陽光パネルの設置方法によると、例えば上述した特許文献１に示すように、太陽光パネルごとに固定フレームが設置される。このため、太陽光パネルと固定フレームによる荷重が屋上の構造物に対して局所的に発生しやすい。これに対し、本発明の枠体は複数台の太陽光パネルを跨ぐように延びているので、従来技術と比べて荷重が分散しやすい。

【0008】

一方で、枠体が長尺になると、太陽光パネルの荷重が枠体に発生させる曲げ等の変形によって屋上への枠体の接触範囲が局所的になり、太陽光パネル及び架台の荷重がそこに集中するおそれが生じる。これに対し、本発明の枠体内には充填材が充填されている。これにより、枠体の強度が高められている。よって、枠体の変形が抑制されるため、枠体の変形による荷重の集中が抑制される。

【0009】

以上により、本発明の架台は、太陽光パネルを含めた荷重を建物の構造物に支持させやすいものとなっている。

【0010】

また、本発明においては、前記充填材がモルタルであることが好ましい。これによると、コンクリートを使用した場合、骨材に偏りが生じ、強度にばらつきが生じるおそれがある。モルタルを使用することにより、このような強度のばらつきが抑制される。

【0011】

また、本発明においては、前記充填材の強度を向上させるバインダー材が前記充填材内に含まれていることが好ましい。これによると、枠体全体の強度が向上する。

【0012】

また、本発明においては、前記枠体が、その長さ方向と直交する断面に関して矩形の形状を有しており、前記枠体の天井壁及び底壁のいずれかに前記長さ方向に延びた開口が形成されていることが好ましい。これによると、開口を通じて枠体内の水分を枠体外に逃がすことができ、枠体内の水分の凍結や枠体の腐食による破損が抑制される。

【0013】

また、本発明においては、前記枠体の幅方向に関して前記枠体の側壁から前記開口に向かって突出する突出部が形成されていることが好ましい。これによると、内部の充填材の全体又は一部分が枠体から脱出することが抑制される。

【0014】

また、本発明においては、前記充填材内に埋め込まれた鉄筋と、前記充填材内で前記鉄筋を支持する支持材とをさらに備えており、前記支持材が、前記枠体の幅方向に沿って延び、前記枠体の幅方向に関する前記支持材の両端が、前記枠体の一方の側壁の内表面及び他方の側壁の内表面とそれぞれ接触していることが好ましい。これによると、鉄筋により枠体全体の強度を向上できる。また、支持材に鉄筋を適切に支持させることができる。

【0015】

また、本発明においては、前記一方の側壁及び前記他方の側壁のそれぞれに貫通孔が形成されており、前記支持材の両端のそれぞれに開口していると共に、前記枠体の幅方向に関して前記貫通孔と対向する凹部が前記支持材に形成されており、前記凹部内に螺子山が形成されていることが好ましい。これによると、架台の製造時、枠体内に充填材を充填する際に、枠体の外側から貫通孔を通じ、ボルト等の螺子部材で支持材を適切に支持することができる。このときに使用した螺子部材は、充填された充填材の固化後に枠体から取り外してもよいし、枠体に取り付けたままでもよい。

【0016】

また、本発明においては、前記枠体が、その長さ方向に延びた複数の枠部材と、前記複数の枠部材同士を前記長さ方向に関して連結させる連結部材とを有しており、前記連結部材に、前記長さ方向に長尺な貫通孔が形成されており、前記連結部材の貫通孔を貫通した螺子部材が前記枠部材に対して締め付けられていることで前記連結部材が前記枠部材と固定されていることが好ましい。これによると、枠部材を連結させることで枠体全体の長さを確保できる。また、貫通孔を通じて連結部材を螺子部材で枠部材に取り付ける際に、貫通孔が長尺であるため、取り付け位置を調整可能である。

【0017】

また、本発明においては、前記連結部材の上面の少なくとも一部が水平面に対して傾斜した平面に沿っており、前記太陽光パネルが、前記傾斜した平面に沿うように配置されていると共に前記連結部材の上面の前記一部に固定されていることが好ましい。これによると、太陽光パネルを、連結部材の上面に沿って傾斜させつつ架台上に設置できる。

【0018】

上記本発明に係る太陽光パネルの架台の製造方法は、前記支持材の前記凹部が前記貫通孔と前記枠体の幅方向に関して対向するように前記支持材を前記枠体内に配置する配置工程と、前記配置工程後に、前記枠体の外側から前記貫通孔を通じて前記支持材の凹部へと螺子部材を挿入する挿入工程と、前記挿入工程後に、前記枠体内に、固化前の前記充填材を充填する充填工程と、前記充填工程後に、前記枠体内の前記充填材を固化させる固化工程とを備えている。

【0019】

例えば、本発明の支持材の代わりに、比較的長尺な螺子軸に枠体を幅方向に貫通させ、両側方からナットをボルトに取り付けて締め付ける方法も考えられる。しかしながら、この方法によると、両側からナットを締め付けることで枠体や内部の充填材が破損するおそれがある。これに対し、本発明の支持材を用いた上記製造方法によると、このような締め付けによる破損を生じるおそれがない。

【0020】

上記本発明に係る太陽光パネルの架台を用いて太陽光パネルを設置する方法は、屋上構造物を支持する２本の隣り合う建物の梁を跨ぐように前記枠体を配置する。

【0021】

これによると、本発明の架台を用いることで荷重を分散できるのみならず、２本の梁に荷重を適切に支持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態である太陽光パネルの架台の正面図である。

【図2】図１の太陽光パネルの架台における一部の平面図である。

【図3】図１の太陽光パネルの架台におけるＩＩＩ－ＩＩＩ’線断面図（一部端面図を含む）である。

【図4】図１の一点鎖線ＩＶで囲まれた範囲の拡大図である。

【図5】図１の一点鎖線Ｖで囲まれた範囲の拡大図である。

【図6】図１の太陽光パネルの架台の製造方法に係るフローチャートである。

【図7】図１の実施形態の変形例に係る枠体の断面図（一部端面図を含む）である。

【図8】図１の実施形態の変形例に係る太陽光パネル及び左連結部材を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の一実施形態である太陽光パネルの架台１（以下、架台１という。）について、図１～図５を参照しつつ説明する。架台１は、建物の屋上に設置された太陽光パネルセット５００を支持する架台である。太陽光パネルセット５００は、左太陽光パネル５１０及び右太陽光パネル５２０を有している。左太陽光パネル５１０の右端と右太陽光パネル５２０の左端が接続した状態で、複数の太陽光パネルセット５００が左右方向及び前後方向のそれぞれに沿って並んで設置されている。なお、以下において、図１及び２に示すように、架台１を設置する建物の屋上の上下方向を上下方向とし、架台１の横方向を左右方向、上下方向及び左右方向と直交する方向を前後方向という。

【0024】

架台１は、図１に示すように、枠体１００及びパネル連結構造部２００を有している。枠体１００は、図２に示すように、複数台の太陽光パネルセット５００を左右方向に跨ぐように直線状に延びている。

【0025】

枠体１００は複数の枠部材３００及び枠体連結構造部４００を有している。複数の枠部材３００は、図１及び図２に示すように、左右方向に沿って一列に並んでいる。各枠部材３００は、図２に示すように、左太陽光パネル５１０及び右太陽光パネル５２０からなる太陽光パネルセット５００全体を左右方向に跨いでいる。枠体１００は、太陽光パネルセット５００の前端及び後端のそれぞれにおいて太陽光パネルセット５００を支持している。枠体１００は複数の枠部材３００及び枠体連結構造部４００を有している。複数の枠部材３００は、枠体連結構造部４００によって左右方向に沿って互いに連結された状態で、太陽光パネルセット５００の前端及び後端のそれぞれに設置されている。このような枠部材３００の連結構造及び太陽光パネルセット５００の支持構造の詳細について、以下において説明する。

【0026】

各枠部材３００は、図３に示すように、Ｃ型鋼３１０、支持材３２０、鉄筋３３０及び充填材３４０を有している。Ｃ型鋼３１０は、図３及び図４に示すように、左右方向に延び、左右方向と直交する断面に関して矩形の形状を有している。また、Ｃ型鋼３１０は左右対称な構造を有している。Ｃ型鋼３１０は、天井壁３１１、底壁３１２、前壁３１３及び後壁３１４を有している。天井壁３１１は前突出部３１１ａ及び後突出部３１１ｂを有している。前突出部３１１ａは、前壁３１３の上端部全体から後突出部３１１ｂに向かって突出している。後突出部３１１ｂは、後壁３１４の上端部全体から前突出部３１１ａに向かって突出している。前突出部３１１ａ及び後突出部３１１ｂがそれぞれ互いに向かって突出している。天井壁３１１には、左端から右端まで左右方向に延びた開口３１１ｃが形成されている。

【0027】

前壁３１３の右端部には、図４に示すように、左右方向に等間隔に貫通孔３１３ａ及び３１３ｂが形成されている。後壁３１４の右端部には、同様に、貫通孔３１４ｂ（図３参照）を含む２つの貫通孔が形成されている。貫通孔３１３ｂと貫通孔３１４ｂとは対向している。前壁３１３及び後壁３１４の他の貫通孔も、前後方向に対向している。同様に、前壁３１３の左端部には、２つの貫通孔が形成されている。後壁３１４の左端部には、２つの貫通孔が形成されている。前壁３１３の左端部の２つの貫通孔と、後壁３１４の左端部の２つの貫通孔とはそれぞれ前後方向に対向している。

【0028】

支持材３２０は、図３に示すように、Ｃ型鋼３１０の内部において、前後方向に沿って延びた部材である。支持材３２０の長さは、Ｃ型鋼３１０の内部空間の前後方向の長さと同様である。支持材３２０は、丸パイプ３２１並びにナット３２２ａ及び３２２ｂを有している。丸パイプ３２１の前端にはナット３２２ａが接続している。丸パイプ３２１の後端にはナット３２２ｂが接続している。支持材３２０は貫通孔３１３ｂ及び３１４ｂの間に設置されている。ナット３２２ａの前端が前壁３１３の内表面に接触している。ナット３２２ｂの後端が後壁３１４の内表面に接触している。同様に、支持材３２０は、前壁３１３の貫通孔３１３ａと後壁３１４の他の貫通孔との間に設置され、支持材３２０の前端が前壁３１３の内表面に、支持材３２０の後端が後壁３１４の内表面に接触している。同様に、前壁３１３の左端部の２つの貫通孔と、後壁３１４の左端部の２つの貫通孔との間にも、支持材３２０が設置されている。

【0029】

鉄筋３３０は鋼製の棒材３３１及び３３２を有している。棒材３３１及び３３２は、Ｃ型鋼３１０の左右方向に沿って延びた部材である。棒材３３１及び３３２の左右方向の長さは、Ｃ型鋼３１０の内部空間の左右方向の長さと同様である。棒材３３１及び３３２は、Ｃ型鋼３１０の内部において、互いに平行に配置されている。棒材３３１及び３３２は、支持材３２０上に設置されている。棒材３３１及び３３２は、支持材３２０に支持されている。なお、鉄筋３３０の棒材は、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

【0030】

充填材３４０は、Ｃ型鋼３１０の内部に、左右方向に関して太陽光パネルセット５００を跨ぐ範囲で充填されている。充填材３４０には、モルタル、コンクリート等が使用されてよいが、モルタルであることが好ましい。充填材３４０には、バインダー材が使用されてもよい。バインダー材には、グラスファイバー、砂・砂利等が使用されてもよい。

【0031】

枠体連結構造部４００は、図４に示すように、左右方向に隣り合う２つの枠部材３００同士を連結させる部材である。枠体連結構造部４００は、左右連結部材４１０（本発明でいう連結部材）及び前後連結部材４５０を有している。

【0032】

左右連結部材４１０は左連結部材４２０、右連結部材４３０及び中間連結部材４４０を有している。左連結部材４２０は、図３及び４に示すように、左右方向に延び、左右方向と直交する断面に関して矩形の概略形状を有している。左連結部材４２０は、下方に開口したコ字形状の部材である。左連結部材４２０は、天井壁４２１、前壁４２２及び後壁４２３を有している。

【0033】

天井壁４２１の上面は、図４に示すように、水平面に対して、左方から右方に向かって下方に傾斜した平面に沿っている。天井壁４２１は、右太陽光パネル５２０を固定する貫通孔４２１ａを有している。前壁４２２及び後壁４３３の内表面は、枠部材３００の前壁３１３及び後壁３１４の外表面にそれぞれ接触している。前壁４２２の右端部には、左右方向に等間隔に貫通孔４２２ａ、４２２ｂ及び４２２ｃが形成されている。貫通孔４２２ａ、４２２ｂ及び４２２ｃは、それぞれ左右方向に長尺な孔である。同様に、後壁４２３の右端部には、左右方向に等間隔に貫通孔４２３ｂ（図３参照）を含む３つの貫通孔が形成されている。３つの貫通孔は、それぞれ左右方向に長尺な孔である。貫通孔４２２ｂと貫通孔４２３ｂとは対向している。前壁４２２及び後壁４２３の他の貫通孔も、同様に前後方向に対向している。

【0034】

図３に示すように、Ｃ型鋼３１０の前壁３１３の貫通孔３１３ｂと左連結部材４２０の前壁４２２の貫通孔４２２ｂとが前後方向に対向している。貫通孔３１３ｂに対する貫通孔４２２ｂの位置は、Ｃ型鋼３１０に対して左連結部材４２０を左右に動かすことで調整されている。貫通孔４２２ｂを貫通したボルト４６１（本発明でいう螺子部材）が、貫通孔３１３ｂを貫通し、Ｃ型鋼３１０及び左連結部材４２０を支持材３２０のナット３２２ａとの間に挟み込みつつ、ナット３２２ａの螺子山に対して締め付けられている。同様に、Ｃ型鋼３１０の後壁３１４の貫通孔３１４ｂと左連結部材４２０の後壁４２３の貫通孔４２３ｂとが前後方向に対向している。そして、貫通孔４２３ｂを貫通したボルト４６１が、貫通孔３１４ｂを貫通し、Ｃ型鋼３１０及び左連結部材４２０を支持材３２０のナット３２２ｂとの間に挟み込みつつ、ナット３２２ｂの螺子山に対して締め付けられている。なお、ボルト４６１並びにナット３２２ａ及び３２２ｂの少なくともいずれかには、ボルト４６１をこれらのナットに締め付ける際にその供回りを防止するための防止構造が設けられていることが好ましい。あるいは、供回りを防止するためのワッシャーが併用されてもよい。これにより、ボルト４６１の締め付けの際に、充填材３４０に過度な負荷が掛かるのが抑制される。

【0035】

また、左連結部材４２０の前壁４２２における貫通孔４２２ｂの左側の貫通孔４２２ａにおいても同様である。貫通孔４２２ａ及びこれと前後方向に対向するＣ型鋼３１０の前壁３１３の貫通孔を貫通したボルト４６１が、Ｃ型鋼３１０及び左連結部材４２０をナット３２２ａとの間に挟み込みつつ、ナット３２２ａの螺子山に対して締め付けられている。さらに、左連結部材４２０の後壁４２３における貫通孔４２３ｂの左側の貫通孔においても同様である。これらによって、左連結部材４２０と枠部材３００とが固定されている。

【0036】

右太陽光パネル５２０は、図３及び図４に示すように、その右前端部付近が、左連結部材４２０の天井壁４２１の上面の左端部付近に沿うように配置されている。この部分において、Ｚ型金具４６２の左部が右太陽光パネル５２０を天井壁４２１との間に挟み込み、Ｚ型金具４６２の右部と天井壁４２１の上面とがボルト４６３及びナット４６４によって固定されている。これにより、右太陽光パネル５２０と枠体１００とが固定されている。

【0037】

右連結部材４３０は、図４に示すように、左右方向に直交する平面Ｃ１に対して、左連結部材４２０と対称な構成を有していると共に、左連結部材４２０と対称に配置されている。右連結部材４３０は、左連結部材４２０が取り付けられた枠部材３００の右隣の枠部材３００に、左連結部材４２０と同様に固定されている。また、右連結部材４３０には、左太陽光パネル５１０が左連結部材４２０と右太陽光パネル５２０との固定構造と同様に固定されている。

【0038】

中間連結部材４４０は、左連結部材４２０及び右連結部材４３０を互いに固定させることにより、左連結部材４２０に固定された枠部材３００と右連結部材４３０に固定された枠部材３００とを互いに固定させる部材である。中間連結部材４４０は、図４に示すように、左右方向に延び、左右方向に直交する断面に関して矩形の概略形状を有している。中間連結部材４４０は、下方に開口したコ字形状を有している。中間連結部材４４０は、天井壁４４１、前壁４４２及び後壁（図示なし）を有している。天井壁４４１には、前後連結部材４５０との固定に使用される貫通孔４４１ａが形成されている。

【0039】

前壁４４２には、平面Ｃ１に対して互いに対称な配置関係で並んだ貫通孔４４２ａ及び４４２ｂが形成されている。後壁にも同様に、貫通孔４４２ａ及び４４２ｂと前後方向に対向する２つの貫通孔が形成されている。前壁４４２及び後壁の内表面において、その左側部分はそれぞれ左連結部材４２０の右端部の前壁４２２及び後壁４２３の外表面に接触している。前壁４４２及び後壁の内表面において、その右側部分は、それぞれ右連結部材４３０の左端部の前壁４３２及び後壁（図示なし）の外表面に接触している。中間連結部材４４０の前壁４４２の貫通孔４４２ａ及び左連結部材４２０の前壁４２２の貫通孔４２２ｃを貫通したボルト４６５が、左連結部材４２０の内側に配置されたナット（不図示）との間に中間連結部材４４０及び左連結部材４２０を挟み込みつつ、このナットに対して締め付けられている。同様に、中間連結部材４４０の後壁の貫通孔及び左連結部材４２０の後壁４２３の貫通孔を貫通したボルト４６５が、左連結部材４２０の内側に配置されたナットとの間に中間連結部材４４０及び左連結部材４２０を挟み込みつつ、このナットに対して締め付けられている。これによって、中間連結部材４４０と左連結部材４２０とが固定されている。これと同様の方法により、中間連結部材４４０と右連結部材４３０とが固定されている。これらによって、一方の枠部材３００の右端部と他方の枠部材３００の左端部とが固定されている。このようにして、複数の枠部材３００が枠体連結構造部４００によって互いに連結されており、左右方向に並んだ複数台の太陽光パネルセット５００を跨ぐように直線状に延びている。

【0040】

前後連結部材４５０は、前後方向に並んだ枠部材３００を互いに固定させる部材である。前後連結部材４５０は、図２に示すように、最前列の枠部材３００から最後列の枠部材３００まで延びている。前後連結部材４５０は、図４に示すように、前後方向に延び、前後方向と直交する断面に関して矩形の形状を有している。前後連結部材４５０は右方に開口している。前後連結部材４５０は、天井壁４５１、底壁４５２及び左壁４５３を有している。底壁４５２には、前後方向に並んだ複数の貫通孔４５２ａが形成されている。前後連結部材４５０の底壁４５２の貫通孔４５２ａと中間連結部材４４０の天井壁４４１の貫通孔４４１ａとを貫通したボルト４６６が、中間連結部材４４０及び前後連結部材４５０をナット４６７との間に挟み込みつつ、ナット４６７に対して締め付けられている。これによって、前後連結部材４５０と中間連結部材４４０が固定されている。同様にして、複数の中間連結部材４４０が前後連結部材４５０に固定されることで、枠部材３００が前後方向に並行して配置される。

【0041】

パネル連結構造部２００は、図１及び図５に示すように、左太陽光パネル５１０の右端部と右太陽光パネル５２０の左端部とを固定する構造部である。パネル連結構造部２００は、台座２１０、パネル支持部材２２０及びパネル挟持部材２４０を有している。台座２１０は、下方に開口したコ字形状の部材である。台座２１０は、枠部材３００を前後方向に跨ぐように配置された状態で枠部材３００に固定されている。台座２１０と枠部材３００との固定方法には、溶接による方法や、ボルトやナット等を用いた方法の他、どのような方法が採用されてもよい。台座２１０の左半分の上面は左方に向かうほど下方に配置されるように傾斜している。この部分には左太陽光パネル５１０の右端部が載せられている。台座２１０の右半分の上面は右方に向かうほど下方に配置されるように傾斜している。この部分には右太陽光パネル５２０の左端部が載せられている。

【0042】

台座２１０にはパネル支持部材２２０が２組のボルト２３１及びナット（不図示）により固定されている。パネル支持部材２２０は、下方に開口したコ字形状の部材である。パネル支持部材２２０は、台座２１０を前後方向に跨ぐように配置された状態で台座２１０に固定されている。

【0043】

パネル挟持部材２４０は、パネル支持部材２２０の上方に配置された平板部材である。パネル挟持部材２４０は、１つのボルト２３１及び２つのナット２３２によりパネル支持部材２２０に固定されている。これにより、パネル挟持部材２４０は、左太陽光パネル５１０及び右太陽光パネル５２０を台座２１０との間に挟み込みつつ台座２１０に対して固定されている。

【0044】

以下に、架台１の製造方法及び設置方法について、説明する。まず、図６を参照しつつ、架台１に用いられる枠部材３００の製造方法について説明する。Ｓ１において、Ｃ型鋼３１０の前壁３１３の右端部に貫通孔３１３ａ及び３１３ｂを形成する。同様に後壁３１４の右端部に貫通孔３１４ｂを含む２つの貫通孔を形成する。同様に、前壁３１３及び後壁３１４の左端部に、それぞれ２つの貫通孔を形成する。

【0045】

次に、Ｓ２において、前壁３１３の貫通孔３１３ｂ及び後壁３１４の貫通孔３１４ｂの間に支持材３２０を配置する（本発明でいう配置工程）。その際、支持材３２０のナット３２２ａの凹部が貫通孔３１３ｂと前後方向に関して対向し、ナット３２２ｂの凹部が後壁３１４の貫通孔３１４ｂと前後方向に関して対向するように、支持材３２０をＣ型鋼３１０内に配置する。

【0046】

また、Ｃ型鋼３１０の外側から貫通孔３１３ｂを通じて、ナット３２２ａの凹部へと仮ボルト（本発明でいう螺子部材、図示なし）を挿入する（本発明でいう挿入工程）。Ｃ型鋼３１０を仮ボルトとナット３２２ａとの間に挟み込みつつ、仮ボルトをナット３２２ａの螺子山に対して締め付ける。同様に、Ｃ型鋼３１０の外側から貫通孔３１４ｂを通じて、ナット３２２ｂの凹部へと仮ボルトを挿入する（本発明でいう挿入工程）。Ｃ型鋼３１０を仮ボルトとナット３２２ｂとの間に挟み込みつつ、仮ボルトをナット３２２ｂの螺子山に対して締め付ける。

【0047】

同様に、Ｃ型鋼３１０の前壁３１３の貫通孔３１３ａ及び後壁３１４の貫通孔の間に支持材３２０を配置し、それぞれの貫通孔へと仮ボルトを挿入する。Ｃ型鋼３１０を仮ボルトとナット３２２ａ及び３２２ｂとの間に挟み込みつつ、仮ボルトをナット３２２ａ及び３２２ｂの螺子山に対して締め付ける。さらに、同様に、Ｃ型鋼３１０の前壁３１３及び後壁３１４の左端部のそれぞれに左右に並んだ２つの貫通孔においても、それぞれ前壁３１３と後壁３１４との貫通孔の間に支持材３２０を設置し、仮ボルトを挿入する。そして、Ｃ型鋼３１０を、前壁３１３においてはナット３２２ａ、後壁３１４においてはナット３２２ｂとの間に挟み込みつつ、仮ボルトをナット３２２ａ又は３２２ｂの螺子山に対して締め付ける。

【0048】

次に、鉄筋３３０を支持材３２０上に配置する。Ｃ型鋼３１０の内部において、棒材３３１及び３３２を互いに平行に配置する。

【0049】

次に、Ｓ３において、固化前の充填材３４０をＣ型鋼３１０内部に充填する（本発明でいう充填工程）。図３に示すように、Ｃ型鋼３１０の天井壁３１１付近まで充填材３４０を充填する。なお、充填材３４０は、少なくとも鉄筋３３０がその内部に埋没する程度まで充填されればよい。

【0050】

次に、Ｓ４において、充填材３４０が固化するまで、Ｃ型鋼３１０を静置する（本発明でいう固化工程）。

【0051】

次に、Ｓ５において、前壁３１３及び後壁３１４のそれぞれの貫通孔から仮ボルトを取り外す。このようにして、枠部材３００を製造する。製造した枠部材３００は現場へ輸送される。

【0052】

続いて、枠部材３００を使用して、架台１を建物の屋上に設置し、太陽光パネルセット５００をこれに固定する方法を説明する。

【0053】

枠部材３００と、左連結部材４２０及び右連結部材４３０とを固定する。左連結部材４２０の左端部と枠部材３００のＣ型鋼３１０の右端部とを互いの貫通孔を通じて固定することで、左連結部材４２０と枠部材３００とを固定する。左連結部材４２０の貫通孔４２２ａ等は長尺であるため、取り付け位置を調整しつつ、左連結部材４２０をボルト４６１でＣ型鋼３１０に取り付けていく。なお、ボルト４６１は仮ボルトとして使用したものでもよい。同様にして、右連結部材４３０の右端部と、別の枠部材３００のＣ型鋼３１０の左端部とを固定することで、右連結部材４３０と枠部材３００とを固定する。次に、中間連結部材４４０と左連結部材４２０及び右連結部材４３０とを固定する。この際、左連結部材４２０の貫通孔４２２ｃ及び右連結部材４３０の貫通孔は長尺であるため、取り付け位置を調整しつつ、左連結部材４２０及び右連結部材４３０を中間連結部材４４０に取り付けていく。これを繰り返すことによって、複数の枠部材３００を枠体連結構造部４００によって互いに連結させる。そして、屋根等の屋上構造物を支持する２本の隣り合う梁６００を跨ぐように、連結させた複数の枠部材３００によって構成された枠体１００を設置する。これを前後方向に関して所定の間隔で繰り返し、複数の枠体１００を前後方向に配列させる。そして、枠体１００の中間連結部材４４０同士を前後連結部材４５０によって固定する。

【0054】

次に、太陽光パネルセット５００の前端部及び後端部を、それぞれ枠部材３００に固定する。右太陽光パネル５２０の右前端部と枠部材３００の左連結部材４２０とを固定し、左太陽光パネル５１０の左前端部と右連結部材４３０とを固定する。同様にして、右太陽光パネル５２０の右後端部と別の枠部材３００の左連結部材４２０とを固定し、左太陽光パネル５１０の左端部と右連結部材４３０とを固定する。そして、パネル連結構造部２００によって左太陽光パネル５１０の右端部と右太陽光パネル５２０の左端部とを枠部材３００に固定する。同様にして、太陽光パネルセット５００を枠部材３００に固定していき、複数の太陽光パネルセット５００を左右方向に並べていく。さらに、これを前後方向に繰り返すことで、複数の太陽光パネルセット５００を前後方向に並べていく。

【0055】

以上のような架台１によると、枠体１００は複数台の太陽光パネルセット５００を跨ぐように長尺に延びているので、従来技術と比べて荷重が分散しやすい。このため、例えば太陽光パネルごとに固定フレームが設置されると、太陽光パネルと固定フレームによる荷重が屋上の構造物に対して局所的に発生しやすいという、従来の太陽光パネルの設置方法による問題が発生しにくいものとなる。

【0056】

一方で、枠体１００が長尺であると、太陽光パネルセット５００の荷重が枠体１００に曲げ等の変形を発生させる可能性が高まる。仮に、枠体１００が変形すると、これによって屋上への枠体１００の接触範囲が局所的になり、太陽光パネルセット５００及び架台１の荷重がそこに集中するおそれが生じる。これに対し、枠体１００のＣ型鋼３１０内には充填材３４０が充填されている。これにより、枠体１００の強度が高められている。よって、枠体１００の変形が抑制されるため、枠体１００の変形による荷重の集中が抑制される。

【0057】

以上により、架台１は、太陽光パネルセット５００を含めた荷重を建物の構造物に支持させやすいものとなっている。

【0058】

また、充填材３４０にコンクリートを使用した場合、骨材に偏りが生じ、強度にばらつきが生じるおそれがあるが、充填材３４０にモルタルを使用することにより、このような強度のばらつきが抑制される。

【0059】

また、充填材３４０の強度を向上させるバインダー材が充填材３４０内に含まれていることで、枠体１００全体の強度が向上すると共に、充填材３４０の経年劣化による破損が抑制される。

【0060】

また、Ｃ型鋼３１０が、その左右方向と直交する断面に関して矩形の形状を有しており、天井壁３１１に左右方向に延びた開口３１１ｃが形成されている。これによると、開口３１１ｃを通じてＣ型鋼３１０内の水分をＣ型鋼３１０外に逃がすことができ、Ｃ型鋼３１０内の水分の凍結や枠体１００の腐食による破損が抑制される。

【0061】

また、Ｃ型鋼３１０の前後方向に関して、前壁３１３及び後壁３１４のそれぞれから開口３１１ｃに向かって突出する前突出部３１１ａ及び後突出部３１１ｂが形成されている。これによると、Ｃ型鋼３１０内部の充填材３４０の全体又は一部分がＣ型鋼３１０から脱出することが抑制される。

【0062】

また、枠部材３００は、充填材３４０内に埋め込まれた鉄筋３３０と、充填材３４０内で鉄筋３３０を支持する支持材３２０とを備えており、支持材３２０が、枠部材３００の前後方向に沿って延びている。支持材３２０の前端が前壁３１３の内表面に、支持材３２０の後端が後壁３１４の内表面に接触している。これによると、鉄筋３３０により枠体１００全体の強度を向上できる。また、支持材３２０に鉄筋３３０を適切に支持させることができる。

【0063】

また、Ｃ型鋼３１０の左端部及び右端部のそれぞれに貫通孔が形成されている。例えば、Ｃ型鋼３１０の前壁３１３に貫通孔３１３ｂが、後壁に貫通孔３１４ｂが形成されている。また、支持材３２０は、Ｃ型鋼３１０の前後方向に関して貫通孔３１３ｂ及び３１４ｂと対向する凹部を有するナット３２２ａ及び３２２ｂを有している。ナット３２２ａ及び３２２ｂの凹部内に螺子山が形成されている。これらによって、架台１の製造時、Ｃ型鋼３１０内に充填材３４０を充填する際に、Ｃ型鋼３１０の外側から貫通孔３１３ｂ等を通じ、仮ボルトで支持材３２０を適切に支持することができる。また、支持材３２０がＣ型鋼３１０内に設置されている。一方、仮に、ナット３２２ａ等がＣ型鋼３１０の外部に配置されていると、Ｃ型鋼３１０の側面から側方へと突出した突起物が形成されることになる。このような突起物は、枠部材３００の現場への輸送時に他の資材と衝突したり、それ自体が破損したりするおそれを生じる。これに対し、支持材３２０全体がＣ型鋼３１０内に設置されていることで、Ｃ型鋼３１０の側面にこのような突起物が形成されない。

【0064】

また、枠体１００が、左右方向に延びた複数の枠部材３００と、複数の枠部材３００同士を左右方向に関して連結させる枠体連結構造部４００とを有している。また、枠体連結構造部４００は左連結部材４２０及び右連結部材４３０を有している。例えば、左連結部材４２０には、左右方向に長尺な貫通孔４２２ａ及び４２２ｂが形成されている。そして、貫通孔４２２ａ及び４２２ｂをそれぞれ貫通した各ボルト４６１が枠部材３００に対して締め付けられていることで左連結部材４２０が枠部材３００と固定されている。これによると、枠部材３００同士を連結させることで枠体１００全体の長さを確保できる。また、貫通孔４２２ａ等を通じて左連結部材４２０をボルト４６１で枠部材３００に取り付ける際に、貫通孔４２２ａが長尺であるため、取り付け位置を調整可能である。

【0065】

また、例えば、左連結部材４２０の天井壁４２１の上面は、水平面に対して、左方から右方に向かって下方に傾斜した平面に沿っている。右太陽光パネル５２０はその右前端部付近が、左連結部材４２０の天井壁４２１の上面の左端部付近に沿うように配置されている。この部分において、Ｚ型金具４６２の左部が右太陽光パネル５２０を天井壁４２１との間に挟み込み、Ｚ型金具４６２の右部と天井壁４２１の上面とがボルト４６３及びナット４６４によって固定されている。これによると、右太陽光パネル５２０を、左連結部材４２０の上面に沿って傾斜させつつ架台１上に設置できる。

【0066】

また、上記枠部材３００の製造方法による利点は以下の通りである。例えば、支持材３２０の代わりに、比較的長尺な螺子軸に枠体を幅方向に貫通させ、両側方からナットをボルトに取り付けて締め付ける方法も考えられる。しかしながら、この方法によると、両側からナットを締め付けることで枠体や内部の充填材が破損するおそれがある。これに対し、支持材３２０を用いた上記方法によると、このような締め付けによる破損を生じるおそれがない。

【0067】

架台１を用いて太陽光パネルを設置する方法によると、屋根等の屋上構造物を支持する２本の隣り合う建物の梁６００を跨ぐように枠体１００を配置している。これによると、太陽光パネルセット５００及び架台１自体の荷重を分散できるのみならず、２本の梁６００に荷重を適切に支持させることができる。

【0068】

以上のように、本実施形態では、枠体１００の強度を向上させる方法として、（１）充填材３４０（モルタル）の充填、（２）鉄筋３３０の設置及び（３）充填材３４０へのバインダー材の添加が採用されている。これらの方法は、枠体１００の強度の要求に応じて適宜組み合わせたり省いたりすることが可能である。また、充填材３４０の配合、鉄筋３３０における棒材の本数（後述の変形例参照）、バインダー材の種類や量を調整することにより枠体１００の強度を調整することも可能である。

【0069】

また、枠体１００が複数の枠部材３００の連結によって構成されている。このため、太陽光パネルセット５００を設置する領域の大きさや梁間の距離に応じて適切な長さの枠体１００を構成することが容易である。また、架台１を設置する屋根が変則的な形状を有している場合等、設置環境に適切に対応することも容易である。

【0070】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。以下、上述の実施形態に係る変形例について説明する。また、上述の実施形態と共通の部分については上述と同じ符号を用いると共に、説明を適宜省略する。

【0071】

前記実施形態では、Ｃ型鋼３１０の天井壁３１１に開口３１１ｃが形成されている。しかし、底壁３１２に開口が形成されていてもよい。これによると、開口が下方に向くので、雨水等が浸入しにくくなる。

【0072】

前記実施形態では、鉄筋３３０は棒材３３１及び３３２を有している。しかし、鉄筋が、棒材３３１及び３３２と前後方向に延びる別の棒材とを組み合わせてメッシュ状に形成されていてもよい。

【0073】

前記実施形態では、支持材３２０は丸パイプ３２１並びにナット３２２ａ及び３２２ｂを有している。しかし、支持材３２０は高ナットであってもよい。高ナットの両端は開口しており、凹部が形成されている。凹部内の両端には、それぞれ螺子山が形成されている。

【0074】

前記実施形態では、Ｃ型鋼３１０の左右方向に直交する断面は、上下方向と比較して前後方向に長尺である。しかし、図７に示すように、Ｃ型鋼７１０の左右方向に直交する断面が、前後方向と比較して上下方向に長尺であってもよい。また、前記実施形態では、鉄筋３３０は、棒材３３１及び３３２を有し、棒材３３１及び３３２が支持材３２０上に配置されている。しかし、図７に示すように、鉄筋７３０は、棒材７３１～７３４を有していてもよい。棒材７３１及び７３２は支持材３２０上に設置されている。棒材７３３及び７３４は支持材３２０の下端に設置されている。この時、棒材７３３及び７３４は、支持材３２０に溶接、結束等で固定されている。また、鉄筋７３０の棒材は、支持材３２０の下端にのみ設置されていてもよく、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

【0075】

左太陽光パネル５１０及び右太陽光パネル５２０の設置角度に合わせて、左連結部材及び右連結部材の天井壁の上面の傾斜角度が変更されてもよい。例えば、前記実施形態の図４と比較して、図８に示すように、左連結部材８２０の天井壁８２１の上面は、水平面に対して傾斜が急になっていてもよい。また、前記実施形態の図４と比較して、左連結部材の天井壁の上面は、水平面に対して傾斜が緩くなっていてもよい。また、左連結部材の天井壁の上面の傾斜角度と右連結部材の天井壁の上面の傾斜角度とが異なっていてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１ 架台
１００ 枠体
３００ 枠部材
３１０、７１０ Ｃ型鋼
３１１ 天井壁
３１１ａ 前突出部
３１１ｂ 後突出部
３１１ｃ 開口
３１３ 前壁
３１３ａ、３１３ｂ 貫通孔
３１４ 後壁
３１４ｂ 貫通孔
３２０ 支持材
３２２ａ、３２２ｂ ナット
３３０、７３０ 鉄筋
３４０ 充填材
４２０ 左連結部材
４２１、８２１ 天井壁
４２２ 前壁
４２２ａ、４２２ｂ 貫通孔
４２３ 後壁
４２３ｂ 貫通孔
４３０ 右連結部材
４６１ ボルト
５００ 太陽光パネルセット
５１０ 左太陽光パネル
５２０ 右太陽光パネル

【要約】

【課題】太陽光パネルを含めた荷重を建物の構造物に支持させやすい。
【解決手段】架台１は、太陽光パネルセットを支持する枠体を有している。枠体は、左右方向に並んだ複数台の太陽光パネルセットを跨ぐように直線状に延び、２本の隣り合う梁を跨ぐように設置される。枠体における枠部材３００のＣ型鋼内部には、充填材が充填されている。充填材はモルタルであることが好ましい。また、充填材内に鉄筋が埋め込まれていたり、バインダー材が含まれていたりすることが好ましい。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】