(57)【要約】【課題】積雪などの荷重によって架台が変形しないように架台を補強し、且つ、架台を補強するための作業を簡単化する。【解決手段】補強金具１は、対向する第１フランジ３１及び第２フランジ３２と、第１フランジ及び第２フランジを連結するウエブ３５とを含む太陽電池モジュール用架台３０に取り付けられる。補強金具は、底板１１及び支持板１５を備え、底板と支持板とが、それぞれの端部で互いに直角に連結されている。補強金具は、底板が第１フランジに面接触し且つ支持板の上端１５ａが第２フランジに線接触するように架台に取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１フランジ及び第２フランジと、前記第１フランジ及び第２フランジを連結するウエブとを含む太陽電池モジュール用架台に取り付けられる補強金具であって、
前記補強金具は、底板及び支持板を備え、
前記底板と前記支持板とが、それぞれの端部で互いに直角に連結されており、
前記底板が前記１フランジに面接触し且つ前記支持板の上端が前記第２フランジに線接触するように前記架台に取り付けられることを特徴とする補強金具。
【請求項２】
前記底板及び前記支持板に平行な方向に沿って見たとき、前記補強金具はＬ字形状を有する請求項１に記載の補強金具。
【請求項３】
前記底板と前記支持板とを連結する屈曲部を前記第１フランジの前記第２フランジに対向する側の面に接触させた状態で、前記支持板が傾斜した状態から直立した状態へ前記補強金具を前記架台に対して回転させることができる請求項１又は２に記載の補強金具。
【請求項４】
前記線接触の方向は、前記ウエブに対して垂直な方向である請求項１〜３のいずれか一項に記載の補強金具。
【請求項５】
前記支持板の前記底板側の面の前記上端側の角部が面取りされている請求項１〜４のいずれか一項に記載の補強金具。
【請求項６】
前記底板を前記第１フランジに固定するための固定用構造をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の補強金具。
【請求項７】
前記固定用構造は、締結具を挿入するための開口である請求項６に記載の補強金具。
【請求項８】
前記固定用構造は、前記底板から第１フランジの側に向かって突出した突起である請求項６に記載の補強金具。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の補強金具と、前記補強金具が取り付けられる前記架台とを含む太陽電池モジュール用架台キット。
【請求項１０】
前記第１フランジに、前記架台の長手方向に沿って一定ピッチで貫通孔が設けられている請求項９に記載の太陽電池モジュール用架台キット。
【請求項１１】
前記架台の長手方向に垂直な面に沿った断面が「Ｕ」字形状を有する請求項９又は１０に記載の太陽電池モジュール用架台キット。
【請求項１２】
前記太陽電池モジュールは、前記第２フランジの、前記第１フランジとは反対側の面に設置される請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール用架台キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを設置するための架台に取り付けられる補強金具に関する。また、本発明は、当該補強金具を備えた太陽電池モジュール用架台キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールを陸屋根に設置する場合、架台に太陽電池モジュールが固定される。多雪区域では太陽電池モジュール上の積雪の荷重によって架台が変形し、これが太陽電池モジュールを変形させ、更には太陽電池セルに割れ等の破損を生じさせる場合がある。
【０００３】
特許文献１には、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、架台１１０の変形を防止するための補強材１００が記載されている。図７Ａは正面図、図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線を含む面に沿った矢視断面図である。架台１１０は、上下方向に沿ったウエブ１１５と、ウエブ１１５の下端及び上端から延びた第１フランジ１１１及び第２フランジ１１２と、第１フランジ１１１及び第２フランジ１１２のそれぞれの先端から突出した第１リップ１１３及び第２リップ１１４とを備えたＣ形鋼（溝形鋼）である。補強材１００は、支持板１０５と、支持板１０５の両端から支持板１０５に対して直角に延びた下板１０１及び上板１０２とを備え、「コ」字状の側面視形状（図７Ａ参照）を有する。補強材１００は、下板１０１が第１フランジ１１１に面接触し、上板１０２が第２フランジ１１２に面接触し、支持板１０５がウエブ１１５に対して垂直になるように架台１１０の溝に挿入される。第１フランジ１１１と下板１０１とは第１ボルト１３１ａ及び第１ナット１３２ａで連結固定され、太陽電池モジュール（図示せず）を支持する取り付け部材１２０と第２フランジ１１２と上板１０２とは第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂで連結固定される。太陽電池モジュール（図示せず）の荷重は、取り付け部材１２０を介して第２フランジ１１２に加えられる。取り付け部材１２０の位置に設けられた補強材１００が、上記荷重を支持し、第２フランジ１１２が下方に変形するのを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
補強材１００は、架台１１０に対する取り付け作業が煩雑であるという課題がある。補強材１００を架台１１０の溝内の所定位置に配置するためには、補強材１００を、支持板１０５が直立した状態で架台１１０の長手方向の一端から架台１１０の溝内に挿入し、所望する位置まで溝内を並進移動させなければならない。第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂは補強材１００の溝内での移動を妨げるので、取り付け部材１２０を介して太陽電池モジュールが既に取り付けられた架台１１０に補強材１００を後付けすることは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、積雪などの荷重によって架台が変形しないように架台を補強し、且つ、架台を補強するための作業を簡単化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の補強金具は、対向する第１フランジ及び第２フランジと、前記第１フランジ及び第２フランジを連結するウエブとを含む太陽電池モジュール用架台に取り付けられる。前記補強金具は、底板及び支持板を備える。前記底板と前記支持板とが、それぞれの端部で互いに直角に連結されている。前記補強金具は、前記底板が前記１フランジに面接触し且つ前記支持板の上端が前記第２フランジに線接触するように前記架台に取り付けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の補強金具は、積雪などの荷重によって架台が変形しないように架台を補強することができる。
【０００９】
また、本発明の補強金具は、極めて簡単な作業で架台に取り付けることができる。架台に太陽電池モジュールが既に取り付けられている場合であっても、補強金具を簡単に架台に後付けすることができる。従って、簡単な作業で架台を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施形態にかかる補強金具の斜視図である。図１Ｂは、補強金具の裏面側から見た斜視図である。図１Ｃは、補強金具の側面図である。図１Ｄは、補強金具の上端及びその近傍部分の拡大断面図である。
【図２】図２は、架台に設置された太陽電池モジュールの斜視図である。
【図３】図３は、図２の部分３の拡大斜視図である。
【図４】図４は、図３の４−４線を含む面に沿った断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態にかかる補強金具を架台に取り付ける方法を示した正面図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態にかかる補強金具の断面図である。
【図７】図７Ａは、太陽電池モジュール用架台を補強する従来の補強材を示した正面図である。図７Ｂは、図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線を含む面に沿った矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の各図に示された各部材を変更または省略し得る。
【００１２】
図１Ａは、本発明の一実施形態にかかる補強金具１の斜視図である。図１Ｂは補強金具１の裏面側から見た斜視図、図１Ｃは補強金具１の側面図である。補強金具１は、底板１１と支持板１５とを備える。底板１１及び支持板１５は、いずれも略矩形の平坦な薄板である。底板１１と支持板１５とが直角をなすように、底板１１の一辺と支持板１５の一辺とが一直線に沿った屈曲部１６にて連結されている。２つの補強リブ１６ａが、屈曲部１６を分断するように、屈曲部１６に設けられている。底板１１及び支持板１５に平行な方向に沿って見たとき、補強金具１はＬ字形状を有している（図１Ｃ参照）。底板１１の略中央には、底板１１を貫通する開口（貫通孔）１４が設けられている。図１Ｄは、図１Ａの１Ｄ−１Ｄ線を含む面（底板１１及び支持板１５のいずれにも垂直な面）に沿った支持板１５の上端１５ａを含む部分の拡大断面図である。支持板１５の上端１５ａには、支持板１５の表裏の主面の上端１５ａ側の角部を切り落とすように、面取り１５ｃが形成されている。面取り１５ｃは、図１Ｄでは円弧状断面を有するように滑らかな曲面（円筒面の一部）で構成されているが、面取り１５ｃの形状はこれに限定されず、例えば支持板１５の表裏の主面に対してそれぞれ傾斜した傾斜面で構成されていてもよい。
【００１３】
補強金具１は、例えば、金属製の平坦な薄板材をプレス加工することにより製造される。補強金具１の材料としては、制限されないが、メッキ鋼板（例えば日新製鋼株式会社製溶融亜鉛メッキ鋼板ＺＡＭ（登録商標））またはステンレス鋼板が用いられる。補強金具１は、非常に簡単な構造を有しているので、容易且つ安価に製造される。
【００１４】
図２は、架台３０に設置された太陽電池モジュール４０の斜視図である。図２に示した例では、３本の架台３０が、「Ｈ」字状断面を有するＨ形鋼からなる２本の縦桟３８上に、架台３０と縦桟３８とが格子形状を構成するように載置され固定されている。矩形の４枚の太陽電池モジュール４０が、架台３０上に、取り付け部材４５を用いて固定されている。縦桟３８を陸屋根に固定することにより、太陽電池モジュール４０は陸屋根上に略水平に設置される。
【００１５】
図３は、図２の部分３の拡大斜視図である。図４は、図３の４−４線を含む面に沿った断面図である。図４に示されているように、架台３０は、上下方向に沿ったウエブ３５と、ウエブ３５の下端及び上端から同じ側に延びた第１フランジ３１及び第２フランジ３２と、第２フランジ３２の先端（ウエブ３５とは反対側端）から下方に向かって延びたリップ３３とを有し、全体として「Ｕ」字形状（または「コ」字形状）の断面を有する。第１フランジ３１、第２フランジ３２、リップ３３、ウエブ３５は、いずれも平坦な薄板である。第１フランジ３１及び第２フランジ３２はウエブ３５に対して垂直であり、リップ３３は第２フランジ３２に対して垂直である。架台３０は、ウエブ３５と第１及び第２フランジ３１，３２とで囲まれた溝３６（図３参照）を備え、当該溝３６が架台３０の長手方向に沿って延びている。架台３０は、例えば溝形鋼であってもよい。図３に示すように、第１フランジ３１には、架台３０の長手方向に沿って一定ピッチで貫通孔３４が設けられている。架台３０は、第１フランジ３１を縦桟３８の上面に面接触させ、ボルト（図示せず）を貫通孔３４に挿通させることにより、縦桟３８上に固定される。
【００１６】
図４に示されているように、太陽電池モジュール４０は、矩形の薄板状の太陽電池セル４１と、セル４１を取り囲むようにセル４１の４辺に取り付けられた枠材４３とを含む。取り付け部材４５は、第１部材４６と第２部材４７とを含む。第１部材４６及び第２部材４７は、枠材４３を把持した状態で、第２フランジ３２上に載置される。ボルト４８が、第１及び第２部材４６，４７を貫通しこれらを架台３０の第２フランジ３２に固定する。さらに、スクリューネジ４９が、第２部材４７を貫通し、第２部材４７をウエブ３５に固定する。かくして、太陽電池モジュール４０は、第２フランジ３２の上面に固定され保持される。ボルト４８及びスクリューネジ４９は、第２フランジ３２及びウエブ３５をそれぞれ貫通し、それらの先端は架台３０の溝３６内に突出している。
【００１７】
図２に示されているように、架台３０の溝３６内に補強金具１が取り付けられている。図３及び図４に示されているように、補強金具１は、底板１１が第１フランジ３１に面接触し、且つ、支持板１５の上端１５ａ（図１Ａ参照）が第２フランジ３２に線接触するように、架台３０の溝３６内に配置されている。ボルト１８が、底板１１の開口１４及び第１フランジ３１の貫通孔３４を順に貫通し、ナット１９に螺合されている。これにより、補強金具１は、架台３０にしっかりと位置決めされ固定される。支持板１５は底板１１に対して垂直であるので、支持板１５は、第１フランジ３１に対して垂直である。
【００１８】
太陽電池モジュール４０上に積雪すると、積雪の荷重は、取り付け部材４５を介して第２フランジ３２を下向きに変位させるように作用する。ところが、本実施形態では、第１フランジ３１と第２フランジ３２との間に補強金具１が設けられている。補強金具１は、支持板１５の上端１５ａが第２フランジ３２に当接し、底板１１が第１フランジ３１に当接することにより、第２フランジ３２の下向きの変位を防ぎ、積雪荷重を支える。支持板１５は、第１及び第２フランジ３１，３２に対して垂直であるので、座屈することなく、強大な積雪荷重に対抗する。従って、補強金具１は、積雪などの荷重によって架台３０が変形しないように架台３０を補強する。このため、第２フランジ３２が変形することによって太陽電池モジュール４０が変形し、さらには太陽電池モジュール４０が脱落したり太陽電池セル４１が割れたりするという事故が発生するのを防止する。
【００１９】
補強金具１の架台３０に対する取り付け方法を図５を用いて説明する。支持板１５を上下方向に対してわずかに傾斜させた状態で、補強金具１を、第１フランジ３１とリップ３３との間の開口を通過させて架台３０の溝３６（図３参照）内に挿入する。そして、屈曲部１６を第１フランジ３１に当接させた状態で、底板１１が第１フランジ３１に面接触し且つ支持板１５が直立するように、補強金具１を矢印Ａの向きに回転させる。その後、ボルト１８及びナット１９で、補強金具１を第１フランジ３１に固定する（図３、図４参照）。支持板１５は、ウエブ３５に対して垂直となる。従って、支持板１５の上端１５ａが第２フランジ３２に線接触する方向は、ウエブ３５に対して垂直である。
【００２０】
従来の補強材１００（図７Ａ及び図７Ｂ参照）は、「コ」字状の側面視形状を有するので、架台１１０の溝内で、支持板１０５が傾斜した状態から直立した状態へ補強材１００を回転させることはできない。このため、架台１１０に補強材１００を設置するためには、補強材１００を、支持板１０５が直立した状態で、架台１１０の一端から溝内に挿入し、所望する位置まで溝内を並進移動させる必要がある。長い架台１１０の中央部に補強材１００を設置しようとする場合は、補強材１００を長距離にわたって移動させる必要がある。架台１１０に太陽電池モジュールが既に取り付けられている場合には、第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂが補強材１００の移動を妨げる。補強材１００は、その上板１０２を第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂを用いて第２フランジ１１２に固定するように構成されているので、既に取り付け部材１２０が第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂを用いて第２フランジ１１２に設置されている場合には、第２ボルト１３１ｂ及び第２ナット１３２ｂを取り外す必要がある。さらに、太陽電池モジュールの荷重により第２フランジ１１２が下降し、第１フランジ１１１と第２フランジ１１２との間隔が規格値より狭くなっている場合には、補強材１００の移動が困難である。このように、従来の補強材１００は、架台１１０に対する取り付け作業が煩雑である。特に、取り付け部材１２０を介して太陽電池モジュールが既に取り付けられた架台１１０に補強材１００を後付けするためには、作業が非常に煩雑となる。
【００２１】
これに対して、本実施形態の補強金具１は、Ｌ字状の側面視形状（図１Ｃ参照）を有するので、架台３０の溝３６内で図５のように回転させられる。このため、補強金具１を取り付けようとする架台３０の任意の位置で、補強金具１を、第１フランジ３１とリップ３３との間の開口を通過させて溝３６内に挿入し、その後、補強金具１を回転させればよい。従来の補強材１００と異なり、支持板１５が直立した状態で補強金具１を溝３６内で架台３０の長手方向に沿って移動させる必要がない。架台３０に太陽電池モジュール４０が既に設置されている場合には、図４に示したように溝３６内にボルト４８及びスクリューネジ４９が突出している。このような場合であっても、ボルト４８及びスクリューネジ４９を取り外すことなく、所望する位置に補強金具１が設置される。従来の補強材１００とは異なり、本実施形態では、支持板１５と第２フランジ３２とは単に上下方向に当接しているだけであるので、補強金具１を架台３０に設置するために、取り付け部材４５を固定しているボルト４８及びスクリューネジ４９を取り外す必要がない。太陽電池モジュール４０の荷重によって第２フランジ３２が下降し、第１フランジ３１と第２フランジ３２との間隔が規格値より狭くなっている場合でも、支持板１５の上端１５ａ近傍をハンマー等で殴打しながら支持板１５を矢印Ａの向きへの回転させることができる。このように、本実施形態の補強金具１は、従来の補強材１００に比べて、極めて簡単な作業で架台３０に取り付けられる。架台３０に太陽電池モジュール４０が既に取り付けられている場合であっても、補強金具１が簡単に架台３０に後付けされる。
【００２２】
支持板１５の上端１５ａに設けられた面取り１５ｃ（図１Ｄ参照）は、補強金具１を回転（図５参照）させるときに支持板１５の先端１５ａが第２フランジ３２に衝突する可能性を低減するとともに、補強金具１を架台３０に取り付けたときに上端１５ａと第２フランジ３２との間の隙間を低減するのに有利である。なお、面取り１５ｃは、支持板１５の底板１１側の面の上端１５ａ側の角部にのみ形成されていてもよい。当該角部が、補強金具１を回転させるときに第２フランジ３２に衝突する可能性があるからである。本発明では、面取り１５ｃを省略することもできる。
【００２３】
架台３０の第１フランジ３１に一定ピッチで貫通孔３４が設けられている。このため、任意の貫通孔３４の位置に補強金具１が設置される。例えば、陸屋根に縦桟３８及び架台３０を介して太陽電池モジュール４０が既に設置されている状態において、第２フランジ３２の下方への変形が相対的に大きな位置であっても補強金具１が設置される。これにより、少ない数の補強金具１であっても効果的に架台３０が補強される。但し、本発明では、第１フランジ３１に貫通孔３４が予め設けられていなくてもよい。この場合には、補強金具１を設置しようする位置に貫通孔３４が穿設される。
【００２４】
本実施形態の架台３０には、従来の架台１１０に設けられていた第１リップ１１３（図７Ａ、図７Ｂ参照）に相当するリップが設けられていない。このため、溝３６に通じる開口が広くなり、補強金具１の挿入が容易である。但し、本発明の架台は、上記の実施形態に限定されず、第１フランジ３１の先端に、第１リップ１１３と同様のリップが設けられていてもよい。あるいは、本発明の架台は、リップ３３が設けられていなくてもよい。一般に、第１及び第２フランジ３１，３２の先端にリップを設けることは、第１及び第２フランジ３１，３２の強度を向上させるのに有利である。第２フランジ３２にリップ３３が設けられた本実施形態の架台３０は、太陽電池モジュール４０や積雪の荷重による第２フランジ３２の変形を低減するのに有利である。
【００２５】
上記の実施形態では、底板１１を架台３０に固定するための固定用構造として、底板１１に、締結具としてのボルト１８を挿入するための開口１４が形成されていた。しかしながら、固定用構造はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、開口１４に代えて、底板１１に、下方に向かって突出した突起１７が形成されていてもよい。突起１７を第１フランジ３１の貫通孔３４に嵌入させることにより、底板１１が架台３０に位置決めされる。突起１７は、例えばプレス加工により容易に形成することができる。突起１７が設けられた図６の補強金具１は、ボルト１８及びナット１８を使用することなく架台３０に設置されるので、架台３０に対する取り付け作業がさらに簡単である。
【００２６】
上記の実施形態では、太陽電池モジュール４０が陸屋根に設置される場合を説明したが、本発明は、これに限定されない。勾配を有する屋根や、屋根以外の空き地等に太陽電池モジュールを設置する場合にも本発明が適用される。また、本発明の補強金具は、積雪荷重のみならず、太陽電池モジュール自身の荷重を支持するために用いられる。
【００２７】
架台３０に設置される補強金具の数は、架台３０が支える荷重や、架台３０の強度などを考慮して適宜変更しうるが、一実施例では、太陽電池モジュール４０の長辺（１．５ｍ）当たり２個の補強金具を設置する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、太陽電池モジュールが設置される架台の変形を低減する必要がある分野に広範囲に利用することができる。特に多雪仕様（正圧５４００Ｐａ、積雪１５０ｃｍ以上）の用途に好ましく利用される
【符号の説明】
【００２９】
１  補強金具
１１  底板
１４  開口（固定用構造）
１５  支持板
１５ａ  支持板の上端
１５ｃ  面取り
１６  屈曲部
１７  突起（固定用構造）
３０  架台
３１  第１フランジ
３２  第２フランジ
３４  貫通孔
３５  ウエブ
４０  太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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