(54)【考案の名称】太陽光パネル設置用架台

(73)【実用新案権者】株式会社イスズ

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
太陽光パネルの傾斜角度を、設置後も手動で容易に変更することができる角度可変式の太陽光パネル設置用架台に関する。

【従来の技術】

【0002】
近年、二酸化炭素を排出しないエネルギーへの注目度が高まる一方である。とりわけ、このようなエネルギーの代表格である太陽光発電への期待は大きい。
太陽光発電では、太陽光を効率よく受光することがきわめて重要であり、季節とともに変化する太陽高度にあわせて太陽光パネルを適切な角度に傾斜させることが望ましい。地表やビル屋上などの平坦な箇所に太陽光パネルを設置する場合、太陽光パネルを所定の角度に傾斜させて設置するためには専用の架台が使用されるので、太陽光パネルの傾斜角度の調整を迅速、簡便、確実に行えるか否かは架台の構造に依存するところ大である。そのため、太陽光パネル専用の架台に関する技術が多数特許出願或は実用新案登録出願されている。
【0003】
例えば、実用新案登録第3026876号公報(特許文献1)には、傾斜立設してなる脚柱の上部に太陽光パネルを軸止して回動自在とし、太陽光パネルの背面に駆動機構を設けて、太陽光パネルを所望の角度に変更することができる「太陽電池パネルの支持架台」が開示されている。
実用新案登録第3181778号公報(特許文献2)には、太陽光パネルを保持する梁枠構造を支持する支柱を、H形鋼又は鋼矢板で構成し、太陽光パネルの傾斜角度を調整する機能を持つ接続金物で、支柱と梁枠構造を接続する「太陽光発電パネル支持架台」が開示されている。
特開2013−185393号公報(特許文献3)には、太陽光パネルを裏面側から支持する複数の縦材と、この縦材を下側から支持する横材と、この横材を支持するジョイント部材と、このジョイント部材が先端に取り付けられた設置脚部と、横材と縦材とを連結する連結部材とを具備しており、縦材の下面には横材が嵌まり込む凹部が形成された「太陽電池パネル取付架台」が開示されている。
【0004】

【効果】

【0011】
回転軸管を、地表に立設させた支柱上端部の受け部材を介してピン止めによって連結するが、ピン止めする箇所を変更するだけで、手動で太陽光パネルの傾きを変更できるので特別な器具を必要としない。ピン止めの位置を付け替えるだけなので、アルバイトのスタッフでも作業が可能である。したがって、簡便かつ安価に発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態に係る太陽光パネル設置用架台の概略的斜視図である。
【図2】実施の形態に係る回転軸管に縦材を取り付けた状態を示す斜視図(A)と、回転軸管に縦材を取り付ける基準位置を説明するための模式図(B)である。
【図3】実施の形態に係る支柱の正面図(A)と、側面図(B)である。
【図4】実施の形態に係る回転軸受を構成する軸受金具の平面図(A)と、正面図(B)と、2個の軸受金具を組み合わせた正面図(C)である。
【図5】実施の形態に係る支柱の上端部に、回転軸受の一の軸受金具を熔接した状態を示す正面図(A)と、側面図(B)である。
【図6】実施の形態に係る支柱と回転軸管が回転軸受を介して連結されている状態を示す、正面図(A)と、側面図(B)と、支柱に2本の回転軸管を連結した状態を示す側面図(C)である。
【図7】実施の形態に係る回転軸管の貫通孔の中心線と回転軸受に設けられた貫通孔の中心線とが同一線上に並んだ状態を説明する部分断面図である。
【図8】実施の形態に係る回転軸受の貫通孔と回転軸管の端部の貫通孔に角度調整ピンを差し込んだ状態を説明する側面図(A)と、(A)のX−X断面図(B)である。
【図9】実施の形態に係る太陽光パネルを60度の傾斜角度で設置する場合の模式図(A)と、基準位置にある回転軸管の正面図(B)と、角度調整ピンを差し込む位置を説明する図(C)である。
【図10】実施の形態に係る太陽光パネルを30度の傾斜角度で設置する場合の模式図(A)と、基準位置にある回転軸管の正面図(B)と、角度調整ピンを差し込む位置を説明する図(C)である。

【0013】
図面を参照しながら、本考案の一実施形態の太陽光パネル設置用架台(以下、「架台」ともいう)1について説明する。
【0014】
太陽光パネル設置用架台1は、図1に示すように、太陽光パネル2が裏面側からフレーム材によって支持されている。フレーム材は複数本の縦材3から構成される。各縦材3は下側から1本の回転軸管4によって支持される。この回転軸管4は少なくても両端部において支柱5によって支持される。また、回転軸管4と各支柱5とは回転軸受6によって連結される。本考案の架台は、回転軸受6があることによって、太陽光パネル2の傾斜角度を設置後であっても手動で変更できる点に特徴がある。この傾斜角度の変更については、後に詳しく説明する。
【0015】
太陽光パネル2を裏面から支えるフレーム材の各縦材3は、図2(A)に示すように、金属製の角材やH形鋼を用い、その長さは、太陽光パネル2の縦の長さにほぼ等しい。なお、太陽光パネル2は1以上の太陽光モジュールから構成される。
太陽光パネル2を裏面から支える各縦材3はそれぞれの長手方向の中央部において、回転軸管4の所定の箇所とボルト7で固定される。図2の(B)に示すように回転軸管4の複数個のボルト孔41はある特定の側線L1上に配置される。これにより、回転軸管4に固定されたすべての縦材3は同一平面上に配置されることになる。また、図2(A)示すようにU字ボルトなどの締結具8によって縦材3は回転軸管4に確実に固定される。また、回転軸管4は縦材3の中央すなわち重心近傍で支えられているので、太陽光パネルの傾斜角度を変更する時の作業負担が軽くなる。
なお、回転軸管4の長手方向と直交する任意の断面の中心Oと直線L1との交点Pとを結ぶ線分を基準線、この点Pを基準点と呼ぶことにする。
【0016】
回転軸管4は、図1に示すように、縦材3に対して直交方向から支持する金属製の丸パイプである。この回転軸管4は、2本以上の支柱5の上端部に掛け渡される。回転軸管4と支柱5とを連結するのは回転軸受6である。回転軸管4の両端部、つまり回転軸受6を介して支柱5と連結する箇所には、回転軸管4を短手方向に貫く貫通孔42、43が設けられている(図7参照)。
【0017】
支柱5は、強度およびコストの面からH形鋼を利用するとよい。図3の(A)には支柱5の正面図を、(B)には側面図を示す。
支柱5の脚部51は、地面に設けられたコンクリート製土台9の上面に固着されるベースプレート51Aと4つのリブ51Bとを備える。支柱5は、この脚部51から鉛直方向に立設する柱部52を有し、柱部52の上端部53には、後で説明するように回転軸受6が取り付けられる。
支柱5は回転軸管4を支えるものであり、回転軸管4が裏面から支える縦材3および太陽光パネル2の大きさや重量を考慮して支柱5の本数を決定する。また、安定性を向上させるために支柱5のほかに図1に示すような補助支柱10を適宜設ける。
【0018】
次に、回転軸受6について図4(A)の平面図、(B)の正面図を参照しながら説明する。
回転軸受6は、長手方向に向かい合わせに接合すると円筒状になる同形の2個の軸受金具6A,6Bからなる。各軸受金具6A,6Bは、回転軸管4を支持するために断面が半円状の金具本体61と、本体61の両サイドの各端部に計4つある舌片部62からなる。各軸受金具6A,6Bは図4の(B)に示すように正面視が概Ω状である。
金具本体61には、2個の貫通線L2とL3があり、回転軸受6の長手方向の中心線(図示せず)と1点で交わる。貫通線L2が軸受金具6A及び軸受金具6Bを貫く2個の貫通孔に符号64を付す。貫通線L3が軸受金具6A及び軸受金具6Bを貫く2個の貫通孔に符号65を付す。貫通線L2とL3とは予め設定した角度をなす。この角度は、本実施形態では60度である。
【0019】
回転軸受6は、図4の(C)に示すように軸受金具6Aと6Bをそれぞれの4箇所の舌片部62で当接させ、内部に回転軸管4の端部を収容する円筒を形成したものである。軸受金具6Aと6Bの貫通孔64同士の中心線は一致する(貫通線L2)。そのため、軸受金具6Bの外側から貫通孔64に角度調整ピンを差し込むと、軸受金具6Aの貫通孔64の外部に突き出る。貫通孔65についても同様である。
【0020】
図5の(A)に示すように、軸受金具6Aは正面視が逆Ω状に支柱5の上端部53に熔接で固着されている。図5の(B)は、軸受金具6Aが固着されている状態を示す側面図である。
軸受金具6Aを固着するため、支柱5の上端部53には、断面が半円状の軸受金具6Aをはめ込むことができるように概半円状の凹部53Aが形成されている。この軸受金具6Aは、丸パイプ状の回転軸管4の端部を載置するので、回転軸管4端部の下半分が嵌まり込むことができるように、凹部53Aの内径は回転軸管4の外径よりも若干大きくする。
【0021】
軸受金具6Aに回転軸管4が載置され、この回転軸管4の上から軸受金具6Bを被せる。これにより、回転軸受6の円筒状の内部に回転軸管4の端部が収容されたことになる。図6の(A)は、この状態の正面図を示したものである。
回転軸受6の内部に回転軸管4の端部が収容された状態で、上下に重なり合った各舌片部62のネジ孔63をネジ66で止めることにより、上側の軸受金具6Bと下側の軸受金具6Aとが確実に接合する。
図6の(B)に示すように回転軸受6によって、1本の回転軸管4の端部を支持することもあるが、図6の(C)に示すように、1本の支柱5が2本の回転軸管4の端部を支持することもある。
【0022】
回転軸受6の内部に回転軸管4の端部を収容したならば、次のように回転軸管4を固定する。
図7に示すように、回転軸管4の端部に設けた貫通孔(42あるいは43)と、回転軸受6に設けた貫通孔(64あるいは65)が同一直線状に配置されるように回転軸管4の位置を調整する。この調整は、回転軸管4の両端部をそれぞれ回転軸受6の円筒状の内部に収容した状態で適当な角度だけ回転することにより行う。一直線上に並んだ貫通孔によって角度調整ピン貫通部を形成する。図7の例では、軸受金具6Bの貫通孔65、回転軸管4を突き抜ける2箇所の貫通孔42、軸受金具6Aの貫通孔65から角度調整ピン貫通部が形成される。1点鎖線L4は、角度調整ピン貫通部の中心線を表している。角度調整ピン貫通部に角度調整ピン11を差し込むことで回転軸管4が支柱5に固定される。図8の(A)は、角度調整ピン11を差し込んだ状態の側面図、(B)は(A)のX−X断面図である。
【0023】
以下、太陽光パネル設置の手順について説明する。
まず、支柱5の脚部51を地表上のコンクリート製基礎9にアンカーで固着する(図1参照)。これにより、支柱5の柱部52は地面に垂直に立設する。
2本の支柱5の各上端部53に取り付けられている回転軸受6の軸受金具6Aの凹部に回転軸管4の端部を載置し、軸受金具6Bで回転軸管4の端部を覆い、軸受金具6A、6Bの対応する舌片部62をネジ止めする。太陽光パネル2の傾斜角度を考慮して、回転軸管4の端部に設けられた貫通孔42(あるいは43)と回転軸受6に設けられた貫通孔64(あるいは65)を同一線上に配置してピン止めする。
【0024】
ここでは、太陽光パネル2を水平面に対して60度の傾斜角度で設置する場合について、図9に従い説明する。図9の(A)において符号Pを付したのは回転軸管4の固定ボルト7の取付箇所(基準点P)である(図2の(B)を参照)。太陽光パネルを60度の傾斜角度で設置するには、図9の(B)で示されている回転軸管4の点Pと中心Oとを結ぶ線が、水平の状態から30度になるように回転させればよい(図9(C))。
回転軸受6の貫通孔64と回転軸管4の端部に設けた貫通孔42とが1直線上に並び角度調整ビン貫通部(中心線を一点鎖線L5で表している)を形成するので、これに角度調整ピン11を差し込む。これにより、図9(A)のように太陽光パネルを60度の傾斜角度で取り付けることができる。
【0025】
このように、所望の角度に回転させた回転軸管4を回転軸受6を介して支柱5に固定させ、図2に示すように回転軸管4に複数本の縦材3をボルト7、8で固定し、太陽光パネル2を複数の縦材3からなるフレーム材の上側に取り付ける。
以上で太陽光パネル2を設置する作業が完了した。
【0026】
ところで、上記の設置をした頃と比べ、太陽の高度が変化したときは、発電効率を高めるために太陽光パネルの傾斜を変更したい。ここでは、傾斜角度が60度の状態から30度に変更する場合について説明する。
図10の(A)のように、太陽光パネルの傾斜角度を水平面に対して30度の傾斜角度で設置する場合、図10の(B)に示すような回転軸管4の点Pと中心Oとが水平の状態から回転軸管4を図10(C)に示すように時計方向に60度回転させる。回転軸受6の貫通孔65と回転軸管4の端部に設けた貫通孔43とが1直線上に並び角度調整ビン貫通部(中心線を一点鎖線L6で表している)を形成するので、これに角度調整ピン11を差し込む。これにより、図10(A)のように太陽光パネルを30度傾斜させることができる。
【0027】
回転軸管4を図10(C)のように回転させるためには、図9(C)の角度調整ピン貫通部(中心線が一点鎖線L5)に差し込まれている角度調整ピン11をいったん取外し、回転軸受6の円筒状の内部に回転軸管4の端部を収容した状態のままで図9(C)の状態から時計回りに30度回転する。回転軸管4の端部の貫通孔と回転軸受6の貫通孔とが一直線上に並び角度調整ピン貫通部(中心線が一点鎖線L6)が形成されたならば、この角度調整ピン貫通部に角度調整ピン11を付け直す。このとき回転軸管4にボルト7,8で固定されている縦材3は取外す必要はなく、回転軸管4を所望の角度だけ回転させて角度調整ピン11を付け直すだけで太陽光パネル2の傾斜角度を変更することができる。
このように、回転軸管4に固定されている縦材3および太陽光パネル2を取り付けたまま、手動で角度調整ピン11の差し込み箇所を変更するだけなので、特別な機材は不要であり、作業が迅速に行える。
【0028】
上記の実施形態は例示に過ぎない。
例えば、上記の実施形態では、太陽光パネル2を裏側から支持するフレーム材は複数本の縦材3から構成されていたが、2本以上の縦材と2本以上の横材を組み合わせた梁枠状のフレーム材で太陽光パネル2を支持してもよい。
上記の実施形態では、太陽光パネルの傾斜角度を30度と60度の2種類として説明したが、これに限らない。また、回転軸管4の端部には、中心線が互いに直交する貫通孔42と貫通孔43があった(図9と図10を参照)が、貫通孔の個数は2個に限らない。同様に、回転軸受6についても、貫通孔の個数は3個以上でもよい。角度の異なる貫通孔を設けることにより、細かな角度調整が可能になるからである。
【産業上の利用可能性】
【0029】
太陽光パネルを地表や平坦なビル屋上などの屋外に設置する際に、季節の変化にあわせて太陽光パネルの傾斜角度を簡便・迅速に変更可能とする太陽光パネル設置用架台として多大な需要が期待できる。

【0030】
1 太陽光パネル設置用架台
2 太陽光パネル
3 (フレーム材を構成する)縦材
4 回転軸管
41 (縦材を固定するための)ボルト孔
42,43 (両端部に設けられた)貫通孔
5 支柱
51 脚部
52 柱部
53 上端部
6 回転軸受
6A,6B 軸受金具
61 軸受金具本体
62 舌片部
63 ネジ孔
64、65 貫通孔
7,8 ボルト
11 角度調整ピン


(57)【要約】

【課題】太陽光パネルの角度を手動で調整することを可能とする角度可変式の太陽光パネル設置用架台を提供する。【解決手段】太陽光パネル設置用架台1は、地表面に対して鉛直に立設する2本以上の支柱5と、支柱の上端部に掛け渡される回転軸管4と、支柱の上端部に取り付けられ、回転軸管の端部を収容する回転軸受6と、太陽光パネル2を裏面側から支持し、回転軸管によって下側から支持されるフレーム材3とを備える。回転軸管4の両端部に設けられ回転軸管を短手方向に貫く貫通孔と、回転軸受6に設けられた貫通孔とが同一直線上に配置されたときに形成される貫通部に、角度調整用のピンを差し込むことで回転軸管が支柱に固定される。


【パテントレビュー】

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【インターネット特許番号リンク】

インターネット上にあるこの特許番号にリンクします(発見しだい自動作成):