(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルを固定するアルミ製のフレームと、
前記フレームが載置される台枠と、
前記台枠は鉄、若しくはアルミニウムで形成され、
前記台枠と電気的に導通し、前記台枠と固定対象の間に設けられる脚部と、
前記フレームを前記台枠に固定する固定具と、
前記フレームと前記台枠の間に直接配置させ、前記フレーム側と前記台枠側とに突起を有するステンレス製の導通片を有し、
前記導通片は、係止ボルト用貫通孔と、前記貫通孔を挟んで逆方向に貫通したＶ字切り込みの入った板状ステンレス材からなり、
前記突起は、前記ステンレス材の前記貫通したＶ字切り込みを、表裏方向にそれぞれ前記導通片の表面から鋭角になるように押し上げて形成された
ことを特徴とする太陽電池パネル取付架台。
【請求項２】
前記導通片は、少なくとも１辺が着色されていることを特徴とする請求項１に記載された太陽電池パネル取付架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルを取り付ける架台についての発明であり、特に多くの太陽電池パネルを配置するメガソーラシステムに好適に利用することができる取付架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルは、多くの太陽電池セルと呼ばれる膜状の発電素子を数多く配列して作製される。１つ１つの太陽電池セルの起電力は小さいものの、パネル状に形成し、多くの太陽電池セルを直列に接続することで、数百Ｗ以上という大きな発電力も得ることができる。したがって、太陽電池パネルを設置する際には、十分に接地しておくことが、漏電を防止するために必要な事となる。
【０００３】
一方、太陽電池パネルを固定する架台には、低価格の観点からは鉄合金が選択され、耐候性および軽量の観点からアルミニウムが選択される場合が多い。これらの材料は、金属の中でも導電性が高い材料として知られている。したがって、これらの材料で作製された取付架台を接地するのは比較的容易であると思われる。
【０００４】
しかし、アルミニウムは耐候性を高めるため、表面にアルミナ処理が施される。またアルミナ処理が施されなくとも、経時変化によってアルミニウムの表面には酸化アルミニウム（アルミナ）が形成される。アルミナはアルミニウムの表面に形成された不動態層（絶縁層）であるため、導電性は著しく低下する。
【０００５】
鉄も経時変化によって表面に酸化層が形成されると、導電率は低下する。また、その酸化層の形成を抑制するために、酸化防止用の塗料を塗布する場合もある。しかし、この塗料膜が導電性を低下させることとなる。
【０００６】
したがって、太陽電池パネルをこれらの材料で作製した架台に固定する際には、表面の絶縁層を剥がしてから結合しなければならなかった。またそのようにして電気的に十分な接続が可能であったとしても、時間が経過すると十分な接地が取れなくなるという問題があった。
【０００７】
このような課題に対して特許文献１では、アース線で接地された導電性を有する太陽電池パネル取付架台であって、太陽電池パネルのフレームを直接載置するパネル載置表面上に、前記フレーム表面の絶縁皮膜を刺衝してフレーム素材に食い込むことで電気的に導通する微小突起を設けたことを特徴とする太陽電池パネル取付架台が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２１１４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１以前は、表面に絶縁層が形成されたアルミニウム材同士をボルト結合する際に、表面の絶縁層を剥がして導通を確保していた。そのため、絶縁層を剥がした部分に、ワッシャ等の導電性材料を配置していた。しかし、この導電性材料の配置を忘れやすいという課題を解決するため、アルミニウム材自体に絶縁皮膜を刺衝する微小突起を設けたものである。
【００１０】
しかしながら、このように、材料自体に絶縁皮膜を刺衝する微小突起を設けると、材料を取り扱う際に、この微小突起が作業者や他の材料の表面を傷つけるといった課題が生じる。また、予めアルミニウム材表面に設けた微小突起は、経時変化によってその表面自体に酸化皮膜を形成し、接地が十分に行われないという課題も有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みて想到されたものであり、取付架台の表面に設けられた絶縁層を確実に突き破り、太陽電池パネルを十分に接地することのできる取付架台を提供する。
【００１２】
より具体的に本発明に係る太陽電池パネル取付架台は、
太陽電池パネルを固定するアルミ製のフレームと、
前記フレームが載置される台枠と、
前記台枠は鉄、若しくはアルミニウムで形成され、
前記台枠と電気的に導通し、前記台枠と固定対象の間に設けられる脚部と、
前記フレームを前記台枠に固定する固定具と、
前記フレームと前記台枠の間に直接配置させ、前記フレーム側と前記台枠側とに突起を有するステンレス製の導通片を有し、
前記導通片は、係止ボルト用貫通孔と、前記貫通孔を挟んで逆方向に貫通したＶ字切り込みの入った板状ステンレス材からなり、
前記突起は、前記ステンレス材の前記貫通したＶ字切り込みを、表裏方向にそれぞれ前記導通片の表面から鋭角になるように押し上げて形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る太陽電池パネル取付架台は、太陽電池パネルを固定するアルミ製のフレームと、固定対象となる地面との間に配置され鉄、若しくはアルミニウムで形成される台枠との間に、フレーム側と台枠側に突起を有するステンレス製の導通片を配置したので、フレームと台枠の絶縁層をステンレス製の突起が突き破り、フレーム材および台枠材に食い込むため確実にこれらの材料を電気的に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る太陽電池パネル取付架台の全体構成を示す図である。
【図２】導通片の拡大図を示す図である。
【図３】フレームと台枠との接合部分の拡大断面図を示す図である。
【図４】太陽電池パネルが２枚隣接配置される時の隣接配置部分の拡大図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を用いて本発明に係る太陽電池パネル取付架台を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は、以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は改変することができる。
【００１６】
図１に太陽電池パネル取付架台の外観を示す。太陽電池パネル取付架台１０は、固定対象に接触する脚部１２と、脚部１２上に固定される台枠１４と、太陽電池パネル９０（９０ａ、９０ｂ）を直接固定するフレーム１６と、フレーム１６を台枠１４に固定する固定具１８（１８ａ、１８ｂ）と、フレーム１６と台枠１４の間に挟装される導通片２０を含む。
【００１７】
固定対象は、主として大地であるが、建物の屋上であってもよい。いずれにしても、固定対象は接地電位に維持されている必要がある。脚部１２は、固定対象に固定される。固定の方法は特に限定されない。地面を掘り下げて鉄筋コンクリートによる基礎を形成した後、脚部１２を設けても良い。
【００１８】
脚部１２は、台枠１４を固定対象から持ち上げて固定する。したがって、脚部１２は、１つの太陽電池パネル取付架台１０につき、好ましくは３本、より好ましくは４本用意される。なお、脚部１２は、４本以上あってもよい。また、脚部１２は、台枠１４の各辺から台枠１４が作る平面に対して垂直方向に延設された板形状であってもよい。
【００１９】
脚部１２は、台枠１４を支持する。台枠１４は、北半球では南方角に向かって固定対象からの高さが低くなるように傾斜されていてもよい。北半球では、太陽は、天頂から南側で運行するからである。
【００２０】
台枠１４は、上面に平面を有する長尺部材で略四角形に形成される。取り付けられる太陽電池パネル９０の大きさと略同一形状に形成される。しかし、１つの太陽電池パネル取付架台１０に複数の太陽電池パネル９０を取り付けることを排除しない。よって、太陽電池パネル９０より大きくても良い。
【００２１】
脚部１２と台枠１４は、鉄、若しくはアルミニウムで形成される。導電性が高く、価格も適当であるからである。
【００２２】
台枠１４は、縦骨１４ａ、横骨１４ｂをそれぞれ２本ずつ組み合わせ、四角形を形成する。脚部１２は、台枠１４の四隅にそれぞれ１本ずつ設けることができる。縦骨１４ａ、横骨１４ｂ、脚部１２は、それぞれボルトで係止して形成されるのが望ましい。長尺状の部材に分解できれば、運搬が好便であるからである。
【００２３】
なお、ここでは、縦骨１４ａとは、太陽電池パネル取付架台１０が設置される際に、南北方向に長手方向が揃えられる部材をいい、横骨１４ｂとは、東西方向に長手方向が揃えられる部材をいう。図１では、太陽電池パネル９０が一度に２枚固定される太陽電池パネル取付架台１０を示している。したがって、横骨１４ｂは、３本用いた場合を示している。つまり、縦骨１４ａ、横骨１４ｂは、２本以上用いても良い。 
【００２４】
太陽電池パネル９０には、フレーム１６が直接接触し固定する。フレーム１６は太陽電池パネル９０の接地端に接続されている。フレーム１６は、太陽電池パネル９０の端辺を所定の幅で支持する。フレーム１６は、少なくとも太陽電池パネル９０の四隅を支持する。なお、フレーム１６は、太陽電池パネル９０の対向する端辺を支持してもよいし、４つの端辺を全て支持していてもよい。太陽電池パネル取付架台１０が、南側に傾斜するように設けられるので、端辺を支持する場合は、南側の横骨１４ｂに沿ったフレーム１６を設けるのが望ましい。また、フレーム１６は、太陽電池パネル９０と一体的に形成されていてもよい。また、フレーム１６は太陽電池パネル９０と台枠１４を連結すればよく、複数の部材から構成されてもよい。 
【００２５】
フレーム１６と台枠１４の間には、導通片２０が挟み込まれる。導通片２０には、表裏の両側に突起２２（図２で説明する。）が設けられている。フレーム１６と台枠１４は固定具１８で固定される。固定具１８は、ボルト１８ａと断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂを組み合わせる。固定具１８として、ボルト１８ａだけでもよい。なお、ワッシャ等を同時に使用してもよい。 
【００２６】
図２（ａ）に導通片２０の拡大図を示す。導通片２０はステンレス製の板状部材２０ａで作製される。ステンレスを用いるのは、アルミニウムおよびアルミニウムの表面に形成されるアルミナ層や、鉄および鉄の表面に形成される塗布層よりも硬度が大きいからである。また、導通片２０は、少なくとも１辺が着色されている着色部２０ｂを形成するのが望ましい。着色されることで、作業者は、フレーム１６と台枠１４の間に導通片２０が配置されていることが明瞭に理解できる。
【００２７】
板状部材２０ａには、貫通孔２０ｈが設けられる。この貫通孔２０ｈは、固定具１８で用いるボルト１８ａの径より大きな孔が設けられる。フレーム１６と台枠１４をボルト１８ａで固定する際に、この貫通孔２０ｈにボルト１８ａを挿入する。フレーム１６と台枠１４には、締結位置に貫通孔が設けられている。なお、このようにすることで、導通片２０が、フレーム１６および台枠１４に挟装された部分から脱離することがない。
【００２８】
また、板状部材２０ａには、突起２２が設けられる。突起２２は、板状部材２０ａの表側および裏側の両方に設けられる。図２（ａ）では、裏側の突起２２は見えない。図２（ｂ）および図２（ｃ）には、突起２２の形成方法を示す。図２（ｂ）を参照して、板状部材２０ａには、Ｖ字状の切り込み２２ａが設けられる。Ｖ字状の切り込み２２ａには、板状部材２０ａと接合している部分２２ｂが存在する。なお、接合している部分２２ｂは、切り込みがない部分とも言える。
【００２９】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示した。図２（ｃ）を参照して、Ｖ字状の切り込み２２ａは、裏側から表側に向かって押し上げられる。Ｖ字状の切り込み２２ａは、押し上げられると接合している部分２２ｂで変形し、Ｖ字状の切り込み２２ａの先端２２ａｔが、板状部材２０ａの表側に突き出される。これによって表側の突起２２が形成される。また、裏側の突起２２も同様に設けられる。なお、このような突起２２は、Ｖ字状の切り込み２２ａを形成する刃先を持ったバイトなどで、切り込みを入れると同時に押し上げて突起２２を形成することができる。
【００３０】
また、突起２２は、板状部材２０ａの表面から押し上げられる方向に鋭角で形成される。図２（ｃ）では、角度θが鋭角であることを意味する。突起２２は、上下からフレーム１６若しくは台枠１４が押し付けられると、押し上げられたのと反対方向に倒れる。そして、その際に、上下から押し付けられたフレーム１６若しくは台枠１４の部材の表面を削り取り、また食い込む。これを図３で詳説する。 
【００３１】
図３（ａ）には、フレーム１６および台枠１４近傍の断面拡大図を示す。太陽電池パネル９０は、フレーム１６で支持される。フレーム１６は、台枠１４に対して垂直の壁部材１６ａと、太陽電池パネル９０を支持する支持ブラケット１６ｂと、台枠１４に固定するための固定ブラケット１６ｃを有する。支持ブラケット１６ｂには、太陽電池パネル９０の端部が載置される。また、太陽電池パネル９０とフレーム１６との固定を確実にするために、太陽電池パネル９０を支持ブラケット１６ｂと共に挟持する押さえ部材１６ｄが配置されてもよい。
【００３２】
固定ブラケット１６ｃと台枠１４の上面１４ｆとの間に導通片２０が配置される。なお、フレーム１６の固定ブラケット１６ｃ、導通片２０、台枠１４には、ボルト１８ａが挿入される貫通孔が設けられている。
【００３３】
図３（ｂ）を参照して、ボルト１８ａがナット１８ｃで締結されると、固定ブラケット１６ｃと台枠１４間が押圧され、導通片２０の突起２２が潰れる。このとき、導通片２０の表裏に突起２２が設けられているので、フレーム１６と台枠１４の表面を削り取る。さらに、それぞれの部材の表面に突起２２が食い込む。図３（ｂ）では突起２２の斜線部が食い込んだ部分を示す。このような状態になると、フレーム１６と台枠１４は確実に導通される。 
【００３４】
図４（ａ）には、２枚の太陽電池パネル９０同士が隣接される部分の拡大断面図を示す。互いの太陽電池パネル９０を符号９０ａおよび９０ｂで表す。太陽電池パネル９０ａと太陽電池パネル９０ｂはそれぞれフレーム１６で支持される。この場合は、フレーム１６の固定ブラケット１６ｃには、貫通孔がなくてもよい。
【００３５】
それぞれのフレーム１６は、近接されて台枠１４上に配置される。それぞれのフレーム１６の固定ブラケット１６ｃは、台枠１４の貫通孔１４ｈを挟んで配置される。台枠１４と固定ブラケット１６ｃとの間には、導通片２０が配置される。
【００３６】
図４（ｂ）には、断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂの斜視図を示す。断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂは、Ｕ字の底に当たる部分１８ｂａにボルト１８ａが挿入できる貫通孔１８ｂｈが設けられている。そして、断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂは、側壁１８ｂｗでフレーム１６の固定ブラケット１６ｃを押えるように配置される（図４（ａ）参照）。ボルト１８ａは、断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂの貫通孔１８ｂｈから導通片２０の貫通孔２０ｈおよび台枠１４の貫通孔１４ｈに挿入される。そして、ナット１８ｃで締結される。なお、断面逆Ｕ字形の押さえ片１８ｂは、太陽電池パネル取付架台１０の四隅で使用してもよい。
【００３７】
なお、フレーム１６と台枠１４に挟装された導通片２０は、図３（ｂ）で説明したように、それぞれの部材に食い込み十分な導通を確保する。
【００３８】
以上のように本発明に係る太陽電池パネル取付架台１０は、表裏に突起２２が設けられている導通片２０をフレーム１６と台枠１４の間に配置する。そして突起２２がフレーム１６と台枠１４の表面を削り取り、さらにそれぞれの部材に食い込むので、導通を確実に確保することができる。 
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る太陽電池パネル取付架台は、太陽電池パネルの取付架台として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  太陽電池パネル取付架台
１２  脚部
１４  台枠
１４ａ  縦骨
１４ｂ  横骨
１４ｆ  台枠１４の上面
１４ｈ  台枠１４の貫通孔
１６  フレーム
１６ａ  壁部材
１６ｂ  支持ブラケット
１６ｃ  固定ブラケット
１６ｄ  押さえ部材
１８  固定具
１８ａ  ボルト
１８ｂ  断面逆Ｕ字形の押さえ片
１８ｂａ  Ｕ字の底に当たる部分
１８ｂｈ  貫通孔
１８ｂｗ  側壁
１８ｃ  ナット
２０  導通片
２０ａ  板状部材
２０ｂ  着色部
２０ｈ  貫通孔
２２  突起
２２ａ  Ｖ字状の切り込み
２２ａｔ  Ｖ字状の切り込み２２ａの先端
２２ｂ  接合している部分
９０、９０ａ、９０ｂ  太陽電池パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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