特表-17154306IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2017年9月14日
【発行日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】太陽光発電装置
(51)【国際特許分類】
   E04D 13/18 20180101AFI20181130BHJP
   H02S 20/23 20140101ALI20181130BHJP
【FI】
   E04D13/18ETD
   H02S20/23 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】21
【出願番号】特願2018-504010(P2018-504010)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年12月16日
(31)【優先権主張番号】特願2016-43677(P2016-43677)
(32)【優先日】2016年3月7日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】久保 幸一
(72)【発明者】
【氏名】後藤 良
(72)【発明者】
【氏名】樋口 稔
(72)【発明者】
【氏名】吉田 朋秀
【テーマコード(参考)】
2E108
【Fターム(参考)】
2E108KK01
2E108MM06
2E108NN07
(57)【要約】
本開示の一態様である太陽光発電装置10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とを備える。フレーム13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、当該外溝に挿し込まれる。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を有し、スペーサ15上に載置されて屋根100に固定される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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る、太陽光発電装置。
【請求項2】
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る、太陽光発電装置。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
前記架台フレームは、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、請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽光発電装置。
【請求項6】
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5に記載の太陽光発電装置。
【請求項7】
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6に記載の太陽光発電装置。
【請求項8】
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5〜7のいずれか1項に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015−078484号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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。
【0006】
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。
【発明の効果】
【0007】
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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】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2図1中のAA線断面図である。
図3】実施形態の一例である架台フレームを示す図である。
図4】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。
図5】実施形態の一例である第1金具を示す斜視図である。
図6】実施形態の一例である第2金具を示す斜視図である。
図7】実施形態の一例である第3金具を示す斜視図である。
図8】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。
図9】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10図9中のBB線断面図である。
図11】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12図11中のCC線断面図である。
図13】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。
図14】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。
図15】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。
図16】従来の太陽光発電装置を施工する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
図2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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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)。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【符号の説明】
【0073】
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
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
【国際調査報告】