JP6170665B2 - ソーラーパネル用架台 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電のためのソーラーパネルを地盤上に設置するためのソーラーパネル用架台に係り、例えば、大規模発電のためのメガソーラーシステムに利用することができるものである。

太陽光で発電するソーラーパネルを地盤上に設置するためには、ソーラーパネルをソーラーパネル用架台に取り付けることが行われ、このソーラーパネル用架台は、下記の特許文献１に示されているように、ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成される。そして、特許文献１において、基礎杭は、角型鋼管によって形成されている

特開２０１２−６９９２９号公報（００２６段落及び００２７段落、図１）

ソーラーパネル用架台の基礎杭が、上述のように角型鋼管、あるいは丸型鋼管等のように、内部が空洞となっている棒状材の鋼管により形成されていると、内部の内面は、地盤の土壌が接触しない非接触面となるため、地盤からの基礎杭の大きな引き抜き抵抗を期待することはできない。

本発明の目的は、基礎杭に地盤からの大きな引き抜き抵抗を生じさせることができるようになるソーラーパネル用架台を提供するところにある。

本発明に係るソーラーパネル用架台は、ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成されるソーラーパネル用架台において、前記基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されており、前記第１辺部の表裏両面と前記第２辺部の表裏両面とが前記地盤の土壌と接触する接触面になっていることを特徴とするものである。

本発明では、基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されていて、第１辺部の表裏両面と第２辺部の表裏両面とが地盤の土壌と接触する接触面になっているため、内部が空洞となっている角型鋼や丸型鋼等の棒状材よりも、基礎杭と地盤の土壌との接触面積を大きくすることができ、このため、基礎杭に地盤からの大きな引き抜き抵抗を生じさせることができるようになる。

本発明において、基礎杭における地盤の内部に侵入している先部の形状は、先端面が水平又は略水平となっている平坦面となっていて、第１辺部の全体と第２辺部の全体がそのまま残っている形状でもよいが、この先部の形状を、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状とすることが好ましい。

これによると、杭打ち機等の装置により基礎杭の先部を地盤の内部に侵入させる際に、地盤から基礎杭に作用する抵抗力を小さくできるため、基礎杭の先部を地盤の内部に侵入させる作業を容易に行えるようになる。

そして、上述の先細り形状は、基礎杭の先端面において、第１辺部と第２辺部との接続部が残されている形状でもよく、あるいは、基礎杭の先端面において、第１辺部と第２辺部とのうち、一方の少なくとも一部が残っていて、他方が残っていない形状でもよい。

前者によると、基礎杭の先端面において、第１辺部と第２辺部との接続部が残っているため、この先端面は、第１辺部の少なくとも一部と第２辺部の少なくとも一部とにより形成されることになり、これにより、角度をなして接続されている第１辺部と第２辺部とによって基礎杭の先部の強度を大きくできるため、杭打ち機等の装置により基礎杭の先部を地盤の内部に侵入させる際に、この先部が変形することを防止できる。

なお、上述のように先細り形状を、基礎杭の先端面において、第１辺部と第２辺部との接続部が残されている形状とすることは、この先端面を、第１辺部と前記第２辺部とのうち、一方の全体と、他方の一部とにより形成してもよく、あるいは、第１辺部の一部と第２辺部の一部とにより形成してもよい。

また、上述の先細り形状を、基礎杭の先端面において、第１辺部と第２辺部とのうち、一方の少なくとも一部が残っていて、他方が残っていない形状とした場合には、杭打ち機等の装置により基礎杭の先部を地盤の内部に侵入させた際に、基礎杭の先端面には上記他方が残っていないため、それだけ地盤から基礎杭に作用する抵抗力を小さくできることになり、基礎杭を地盤の内部に侵入させるための荷重を小さくできる。

また、本発明において、基礎杭の全長のうち、地盤の内部に侵入している部分に、この地盤からの基礎杭の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部を設けてよい。

これによると、抜け出し抵抗力発生部により、基礎杭に地盤からの一層大きな引き抜き抵抗を付与できるようになる。

このように基礎杭の全長のうち、地盤の内部に侵入している部分に、この地盤からの基礎杭の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部を設ける場合には、この抜け出し抵抗力発生部は、任意な形状や構造のものでよく、その一例の抜け出し抵抗力発生部は、基礎杭に対して上向きに末広がり状に傾斜した形状を有するものである。

これによると、抜け出し抵抗力発生部は、基礎杭に対して上向きに末広がり状に傾斜しているため、基礎杭を地盤の内部に侵入させるときには、抜け出し抵抗力発生部がこの侵入時における大きな抵抗力発生部とならず、これに対して基礎杭が地盤の内部から抜け出そうとしたときには、抜け出し抵抗力発生部は大きな抵抗力発生部となるため、地盤の内部からの基礎杭の抜け出しを有効に防止することができる。

このような抜け出し抵抗力発生部は、任意な形態により基礎杭に設けることができ、その一例は、基礎杭の一部を切り起こし加工することにより、基礎杭に抜け出し抵抗力発生部を形成することであり、また、他の例は、基礎杭に抜け出し抵抗力発生部材を結合することにより、基礎杭に抜け出し抵抗力発生部を設けることである。

そして、このような抜け出し抵抗力発生部は、基礎杭における前述の第１辺部と第２辺部を外輪郭の一部とする空間部の外部に少なくとも一部が突出しているものでもよいが、このような空間部の内部に収納された状態で抜け出し抵抗力発生部を基礎杭に設けることが好ましい。

これによると、例えば、工場からソーラーパネル用架台の設置現場まで基礎杭を搬送したり、この設置現場で基礎杭を取り扱う際に、抜け出し抵抗力発生部は、第１辺部と第２辺部を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納された状態になっているため、基礎杭の搬送作業や取り扱い作業を容易に行うことができるようになる。

また、本発明において、基礎杭の長さ方向の途中であって地盤の表面の位置と対応する箇所には、基礎杭が地盤の内部に侵入することに対する抵抗力を発生させるための侵入抵抗力発生部を設けることが好ましい。

これによると、杭打ち機等の装置により基礎杭を地盤の内部に侵入させる作業を行ったときに、所定深さまで基礎杭が地盤の内部に侵入すると、侵入抵抗力発生部により、基礎杭が地盤の内部に侵入することに対する抵抗力が発生するため、基礎杭を地盤の内部に侵入させる深さを自ずと正確に設定することができる。

なお、このような侵入抵抗力発生部を、基礎杭に結合された水平又は略水平の板状部材で形成することにより、基礎杭に容易に侵入抵抗力発生部を設けることができる。

以上説明した本発明に係る基礎杭は、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されていれば、任意の材料や鋼材によるものでよく、この基礎杭は、例えば、溝型鋼によって形成してもよく、リップ付き溝型鋼によって形成してもよく、Ｈ型鋼によって形成してもよく、Ｉ型鋼によって形成してもよく、Ｌ型鋼によって形成してもよく、Ｚ型鋼によって形成してもよい。

さらに、本発明では、地上に露出している基礎杭の頭部により、ソーラーパネルが配置される下地フレームが支持されるが、この頭部で直接的に下地フレームを支持してもよく、あるいは、この頭部に、上下寸法が小さい中間部材や上下寸法が大きい支柱部材等による連結部材を連結し、この連結部材を介して基礎杭の頭部により下地フレームを支持してもよい。

また、本発明では、ソーラーパネル及び下地フレームは、水平方向に対して傾斜して地盤上に設置されるが、傾斜している方向に配置される基礎杭の本数は、１本でもよく、複数本でもよい。

本発明によると、基礎杭に地盤からの大きな引き抜き抵抗を生じさせることができるという効果を得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係るソーラーパネル用架台の全体を示す斜視図である。 図２は、ソーラーパネル用架台の基礎杭の頭部及びその周辺部分と、地盤の表面部分とを示す側断面図である。 図３は、基礎杭の頭部及びその周辺部分の構造を示す分解斜視図である。 図４は、ソーラーパネル用架台の平面図である。 図５は、基礎杭が溝型鋼である場合に、基礎杭の先部の形状についての第１実施形態を示す斜視図である。 図６は、図５のＳ６−Ｓ６線断面図である。 図７は、基礎杭が溝型鋼である場合に、基礎杭の先部の形状についての第２実施形態を示す斜視図である。 図８は、基礎杭がＨ型鋼である場合に、基礎杭の先部の形状についての第１実施形態を示す斜視図である。 図９は、基礎杭がＨ型鋼である場合に、基礎杭の先部の形状についての第２実施形態を示す斜視図である。 図１０は、図９のＳ１０−Ｓ１０線断面図である。 図１１は、基礎杭がＨ型鋼である場合に、基礎杭の先部の形状についての第３実施形態を示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るソーラーパネル用架台の全体の斜視図が示されている。このソーラーパネル用架台は、ソーラーパネルを配置するための下地フレーム１と、この下地フレーム１を頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤２の内部に侵入している基礎杭３と、を含んで構成されている。下地フレーム１の前後方向は水平方向に対して傾斜しており、この前後方向における基礎杭３の本数は、１本であり、前後方向と直角をなす左右方向に基礎杭３は、複数本（図示例では３本）設けられている。

下地フレーム１は、それぞれの基礎杭３ごとに設けられていて、前後方向に延びる長さを有している大引き部材４と、これらの大引き部材４に跨って配置され、左右方向の長さを有している根太部材５とを含んで構成され、根太部材５は、互いに平行となって前後方向に複数本（図示例では４本）設けられている。そして、根太部材５は、それぞれの大引き部材４に配置されていて、左右方向の寸法が短い第１短寸法部材５Ａと、これらの第１短寸法部材５Ａ同士の間に架け渡されていて、左右方向の寸法が長い長寸法部材５Ｂと、左右方向に複数本となっている基礎杭３のうち、右端の基礎杭３Ａに配置された第１短寸法部材５Ａの右側の端部に連結されていて、左右方向の寸法が短い第２短寸法部材５Ｃと、左端の基礎杭３Ｂに配置された第１短寸法部材５Ａの左側の端部に連結されていて、左右方向の寸法が短い第３短寸法部材５Ｄとで構成され、第２短寸法部材５Ｃの左右方向長さと、第３短寸法部材５Ｄの左右方向長さは、同じである。言い換えると、第２短寸法部材５Ｃと第３短寸法部材５Ｄは、同じ部材である。

また、地盤２の上方、すなわち、地上に露出しているそれぞれの基礎杭３の頭部には、上下方向の長さを有する連結部材６が結合されており、この連結部材６を介してそれぞれの基礎杭３の頭部に大引き部材４が結合されているため、下地フレーム１は、それぞれの基礎杭３の頭部に連結部材６を介して支持されている。さらに、上下方向となっている基礎杭３の長さ方向の途中箇所であって、地上に露出している箇所と、前後方向となっている大引き部材４の長さ方向のうち、基礎杭３の配置位置からずれた箇所との間には、方杖部材７が架け渡されており、それぞれの基礎杭３ごとに設けられている方杖部材７により、下地フレーム１は、連結部材６を介してそれぞれの基礎杭３の頭部において、水平方向に対する所定の傾斜角度をもって支持されている。

図２には、基礎杭３の頭部及びその周辺部分と、地盤２の表面２Ａ部分との側面図が示されており、この図２は、根太部材５の長寸法部材５Ｂを断面とした図となっている。また、図３には、基礎杭３の頭部及びその周辺部分の構造が分解斜視図として示されている。この図３から分かるように、基礎杭３は、上下方向の長さを有する棒状材となっている溝型鋼により形成されており、このため、基礎杭３は、共に水平方向である左右方向と前後方向のうち、左右方向が幅方向となっている第１辺部である第１フランジ部１１と、この第１フランジ部１１の右端部に一方の端部が直角に接続され、前後方向が幅方向となっている第２辺部であるウエブ部１２と、第１フランジ部１１と同じく、左右方向が幅方向となっていて第１フランジ部１１と平行になっており、ウエブ部１２の他方の端部に右端部が直角に接続されている第３辺部である第２フランジ部１３とからなる。

連結部材６は、上下方向の長さが短い溝型鋼で形成されており、この連結部材６の溝型鋼は、基礎杭３の溝型鋼よりも前後寸法が大きい鋼材であるため、連結部材６を、基礎杭３の頭部において、この頭部の外側に嵌合できるようになっている。基礎杭３のウエブ部１２と対応する連結部材６の箇所には、上下方向に長い長孔１４が前後方向に２個形成され、これらの長孔１４と、基礎杭３のウエブ部１２に２個設けられた孔１５とにボルト１６を挿入し、これらのボルト１６の端部にナット１７を螺合して締め付けることにより、連結部材６は、基礎杭３の頭部に結合される。

そして、基礎杭３の上面から上方へ突出する連結部材６の上部には、前後方向に長い長孔１８が形成されている。

前述した大引き部材４は、Ｚ型鋼により形成されている。このため、この大引き部材４は、左右方向が幅方向となっている上部の第１辺部である第１フランジ部２１と、この第１フランジ部２１の右端部に上端部が直角に接続され、上下方向が幅方向となっている第２辺部であるウエブ部２２と、第１フランジ部２１と同じく、左右方向が幅方向となっていて第１フランジ部２１と平行になっており、ウエブ部２２の下端部に左端部が直角に接続されている下部の第３辺部である第２フランジ部２３とからなる。ウエブ部２２には孔２４が形成されており、この孔２４と、連結部材６の長孔１８とにボルト２５を挿入し、このボルト２５の端部にナット２６を螺合して締め付けることにより、大引き部材４は連結部材６に結合される。

前述した根太部材５を構成している第１短寸法部材５Ａと長寸法部材５Ｂと第２短寸法部材５Ｃと第３短寸法部材５Ｄのそれぞれは、Ｚ型鋼により形成されている。このため、これらの部材５Ａ〜５Ｄは、前後方向が幅方向となっている上部の第１辺部である第１フランジ部３１と、この第１フランジ部３１の前端部に上端部が直角に接続され、上下方向が幅方向となっている第２辺部であるウエブ部３２と、第１フランジ部３１と同じく、前後方向が幅方向となっていて第１フランジ部３１と平行になっており、ウエブ部３２の下端部に後端部が直角に接続されている下部の第３辺部である第２フランジ部３３とからなる。

第１短寸法部材５Ａの左右両端部の上に、長寸法部材５Ｂの端部や、第２短寸法部材５Ｃの端部、第３短寸法部材５Ｄの端部が重ねられて載せられ、長寸法部材５Ｂの第１フランジ部３１の端部や、第２短寸法部材５Ｃの第１フランジ部３１の端部、第３短寸法部材５Ｄの第１フランジ部３１の端部に形成された孔３４と、第１短寸法部材５Ａの第１フランジ部３１の左右両端部に設けられた孔３５とにボルト３６を挿入し、これらのボルト３６の端部にナット３７を螺合して締め付けるとともに、長寸法部材５Ｂの第２フランジ部３３の端部や、第２短寸法部材５Ｃの第２フランジ部３３の端部、第３短寸法部材５Ｄの第２フランジ部３３の端部に形成された孔４４と、第１短寸法部材５Ａの第２フランジ部３３の左右両端部に設けられた孔４５とにボルト４６を挿入し、これらのボルト４６の端部にナット４７を螺合して締め付けることにより、第１短寸法部材５Ａの長さ方向の両端部に、長寸法部材５Ｂや、第２短寸法部材５Ｃ、第３短寸法部材５Ｄが連結される。

なお、長寸法部材５Ｂのウエブ部３２の端部や、第２短寸法部材５Ｃのウエブ部３２の端部、第３短寸法部材５Ｄのウエブ部３２の端部と、第１短寸法部材５Ａのウエブ部３２の左右両端部とを、これらの端部に形成された孔に挿入されるボルトとナットとにより、連結するようにしてもよい。そして、後述するように、長寸法部材５Ｂと第２短寸法部材５Ｃと第３短寸法部材５Ｄと第１短寸法部材５Ａのそれぞれの第１フランジ部３１の上面には、ソーラーパネルが載置されるため、このソーラーパネルの載置に影響が生じないように、ボルト３６及びナット３７を省略してもよい。

第１短寸法部材５Ａの第２フランジ部３３には、左右方向に長い長孔４８が形成されており、この長孔４８と、大引き部材４の第１フランジ部２１に設けられた孔４９とにボルト５０を挿入し、このボルト５０の端部にナット５１を螺合して締め付けることにより、第１短寸法部材５Ａは、大引き部材４の上面に結合される。

図３に示されているように、溝型鋼（チャンネル材）で形成されている前述の方杖部材７の基礎杭３側の端部は、結合手段６０により基礎杭３に結合されている。この結合手段６０は、互いに左右方向に向き合う帯状の部材となっている第１部材６１と第２部材６２とを含んで構成されている。第１部材６１には、基礎杭３の左右寸法及び前後寸法と対応する寸法で形成され、基礎杭３の左右方向と前後方向の全体を内部に収納することができる凹部６１Ａが形成されており、この凹部６１Ａの前後には、平板形状の部材である第２部材６２と平行になっている舌片部６１Ｂ，６１Ｃが設けられている。第２部材６２は、第１部材６１よりも長い前後方向の長さを有しており、この第２部材６２に基礎杭３の前後寸法よりも大きい間隔で形成された２個の孔６３，６４と、第１部材６１の舌片部６１Ｂ，６１Ｃに設けた孔６５，６６とにボルト６７，６８を挿入し、これらのボルト６７，６８の端部にナット６９，７０を螺合して締め付けることにより、第１部材６１と第２部材６２は、第１部材６１の凹部６１Ａに基礎杭３が収納された状態で、言い換えると、第１部材６１及び第２部材６２が基礎杭３の周囲を囲んだ状態で、基礎杭３に結合される。

第２部材６２には、孔６３よりも前側において、孔７１が形成されており、この孔７１と、方杖部材７の基礎杭３側の端部に設けられた孔とにボルト７２を挿入し、このボルト７２の端部にナット７３を螺合して締め付けることにより、方杖部材７の基礎杭３側の端部は、上述の結合手段６０の構成部材となっている第２部材６２を介して基礎杭３に結合される。また、図２から分かるように、方杖部材７の下地フレーム１側の端部には、ボルト７４が挿入される孔が形成されており、このボルト７４は、前述の大引き部材４のウエブ部２２に設けられた孔にも挿入され、ボルト７４の端部にナットを螺合して締め付けることにより、方杖部材７の下地フレーム１側の端部は、下地フレーム１の構成部材となっている大引き部材４に結合される。

これにより、下地フレーム１を構成しているそれぞれの大引き部材４が、それぞれの基礎杭３の頭部に結合された連結部材６に１本のボルト２５で結合されていても、基礎杭３ごとに設けられる方杖部材７の支持作用により、大引き部材４と根太部材５で構成される下地フレーム１を、前後方向を水平方向に対して所定の角度で傾斜させて基礎杭３に支持させることができる。

図４には、大引き部材４と根太部材５で構成された下地フレーム１の平面図が示されている。この下地フレーム１に複数個のソーラーパネルＳＰが配置され、図示例では、ソーラーパネルＳＰは、左右方向に７個、前後方向に２個配置されている。根太部材５の第１短寸法部材５Ａと長寸法部材５Ｂと第２短寸法部材５Ｃと第３短寸法部材５Ｄのそれぞれの前述した第１フランジ部３１の上面に、ソーラーパネルＳＰが載置せられ、長寸法部材５Ｂと第２短寸法部材５Ｃと第３短寸法部材５Ｄのそれぞれの第１フランジ部３１には、孔８が形成されており、これらの孔８に挿入されるボルトにより、ソーラーパネルＳＰは、下地フレーム１に固定される。

それぞれの基礎杭３の頭部に連結部材６を介して下地フレーム１の構成部材である大引き部材４を前述したように結合するための作業は、それぞれの基礎杭３を、これらの基礎杭３の頭部を地上に残して地盤２の内部に杭打ち機等の装置で侵入させる作業を行った後に行われる。

このように頭部を地上に残してそれぞれの基礎杭３を地盤２の内部に侵入させる作業を行ったときに、複数本の基礎杭３のうち、侵入深さに誤差がある基礎杭３が生じていても、この基礎杭３については、図３で説明した連結部材６に上下方向に長く形成した長孔１４により、この誤差を解消することができる。また、地盤２の内部へ侵入させる位置が所定位置よりも前後方向にずれていた基礎杭３については、連結部材６に前後方向に長く形成した長孔１８により、このずれを解消することができる。さらに、地盤２の内部へ侵入させる位置が所定位置よりも左右方向にずれていた基礎杭３については、根太部材５の第１短寸法部材５Ａに左右方向に長く形成した長孔４８により、このずれを解消することができる。

また、地盤２の内部に侵入する姿勢が鉛直姿勢となっていなくて、鉛直方向に対し前後方向に傾いて地盤２の内部に侵入する基礎杭３が生じていた場合には、方杖部材７の基礎杭３側の端部を基礎杭３に結合している結合手段６０の上下高さ位置を調整する。すなわち、本実施形態に係る結合手段６０は、図３で説明したように、基礎杭３の周囲を囲む第１部材６１と第２部材６２とを含んで構成され、これらの第１部材６１と第２部材６２は、ボルト６７，６８、ナット６９，７０によって基礎杭３に対し結合状態と非結合状態に選択可能となっているため、ボルト６７，６８を緩めることにより、基礎杭３における第１部材６１と第２部材６２の上下高さ位置を変更することができる。

この変更作業を行うことにより、基礎杭３側の端部が１本のボルト７２で結合手段６０に回動自在に結合されていて、下地フレーム１側の端部も１本のボルト７４で大引き部材４に回動自在に結合されている方杖部材７は、水平方向に対する傾き角度が変化するため、地盤２の内部に侵入する姿勢が鉛直方向に対し前後方向に傾いている基礎杭３が生じていても、下地フレーム１を、この下地フレーム１の前後方向を水平方向に対し所定の傾斜角度にしてそれぞれの基礎杭３の頭部で支持することができる。

そして、このように方杖部材７の水平方向に対する傾き角度を変化させることは、地盤２の内部への基礎杭３の侵入深さに誤差が生じていたときや、基礎杭３を地盤２の内部へ侵入させる位置が所定位置よりも前後方向にずれていたときにも、下地フレーム１を、この下地フレーム１の前後方向を水平方向に対して所定の傾斜角度にしてそれぞれの基礎杭３の頭部で支持させるための有効な手段として用いることができる。

本実施形態では、図４等に示されているように、左右方向に配置される基礎杭３の本数は３本となっているが、この本数を４本以上とすることができる。このように基礎杭３の本数を４本以上としたときには、左右両端に配置される基礎杭３を除く２本以上の基礎杭３の大引き部材４に配置される根太部材５の第１短寸法部材５Ａの左右両端部に長寸法部材５Ｂを連結し、右端の基礎杭３の大引き部材４に配置される根太部材５の第１短寸法部材５Ａの右端部に第２短寸法部材５Ｃを連結するとともに、左端の基礎杭３の大引き部材４に配置される根太部材５の第１短寸法部材５Ａの左端部に第３短寸法部材５Ｄを連結すればよい。

この説明から分かるように、本実施形態に係るソーラーパネル用架台によると、ソーラーパネルＳＰが載置される根太部材５は、第１短寸法部材５Ａと、長寸法部材５Ｂと、第２短寸法部材５Ｃと、第３短寸法部材５Ｄとにより構成されるものとなっているため、基礎杭３及び長寸法部材５Ｂの個数と、基礎杭３に結合される連結部材６や、大引き部材４、方杖部材７の個数とを増やすだけにより、言い換えると、別種の部材を追加することなく、ソーラーパネル用架台の左右方向の寸法を大きくすることができ、配置することが要求されるソーラーパネルの個数に対応した任意の左右寸法を有するソーラーパネル用架台を製作できるため、大規模発電のためのメガソーラーシステムのために、本実施形態に係るソーラーパネル用架台を適用することができる。

また、第１短寸法部材５Ａと、長寸法部材５Ｂと、第２短寸法部材５Ｃと、第３短寸法部材５Ｄは、Ｚ型鋼によるものであるため、左右方向の寸法が大きいソーラーパネル用架台を製作する際に、これらの部材５Ａ〜５Ｄを、上下段差を小さくして上下に重ね合わせて連結することができる。

図５は、基礎杭３における地盤２の内部に侵入する先部を示している。この先部の形状は、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状となっている。これを具体的に説明すると、基礎杭３の先部は、この基礎杭３を形成している前述の第１フランジ部１１と、ウエブ部１２と、第２フランジ部１３とのうち、第２フランジ部１３から第１フランジ部１１に向かって斜め下向きに切断することにより形成されている。そして、この切断の下端は、第１フランジ部１１まで達していない。このため、基礎杭３の先端面には、第１フランジ部１１と、この第１フランジ部１１と直角をなしているウエブ部１２の一部との接続部７５が残されており、先部の先端面は、第１フランジ部１１の全体と、ウエブ部１２の一部とにより形成されている。

基礎杭３を、前述したように、頭部を地上に残して地盤２の内部に杭打ち機等の装置で侵入させる作業を行うと、第１フランジ部１１の表裏両面と、ウエブ部１２の表裏両面と、第２フランジ部１３の表裏両面とが、地盤２の土壌と接触しながら基礎杭３は地盤２の内部に侵入する。このため、左右寸法と前後寸法が基礎杭３と同じになっていて、内部が空洞となっている角型鋼や丸型鋼等の棒状材よりも、基礎杭３と地盤２の土壌との接触面積が大きくなり、これにより、基礎杭３に地盤２からの大きな引き抜き抵抗を生じさせることができるようになる。

また、基礎杭３の先部の形状は、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状となっているため、地盤２の内部への基礎杭３の侵入時に基礎杭３が地盤２の土壌から受ける抵抗力は小さくなり、これにより、基礎杭３の地盤２の内部に侵入させる作業（基礎杭３の打ち込み作業）を容易に行えるようになる。

さらに、基礎杭３の先端面には、第１フランジ部１１と、この第１フランジ部１１と直角をなすウエブ部１２の一部との接続部７５が設けられているため、この先端面を第１フランジ部１１だけで形成されたものとするよりも、基礎杭３の先部の強度が大きくなり、これにより、杭打ち機等の装置により基礎杭３の先部を地盤２の内部に侵入させる作業を、この先部が変形することを抑制して行える。

本実施形態では、図１及び図２に示されているように、基礎杭３の長さ方向の途中であって地盤２の表面２Ａの位置と対応する箇所には、基礎杭３が地盤２の内部に侵入することに対する抵抗力を発生させる侵入抵抗力発生部７６が設けられている。本実施形態の侵入抵抗力発生部７６は板状部材により形成されており、この板状部材に基礎杭３の材料である溝型鋼の平面形状と対応する形状で形成された貫通孔に基礎杭３を挿入し、基礎杭３における上記箇所において、水平又は略水平となっている板状部材を基礎杭３の溶接等で結合することにより、基礎杭３に侵入抵抗力発生部７６が設けられている。

この侵入抵抗力発生部７６によると、杭打ち機等の装置により基礎杭３を地盤２の内部に侵入させる作業を行い、所定深さまで基礎杭３が地盤２の内部に侵入すると、基礎杭３が地盤２の内部に侵入することに対する抵抗力が発生するため、基礎杭３を地盤２の内部に侵入させる深さを自ずと正確に設定することができる。

また、図５に示されているように、基礎杭３には、地盤２からの基礎杭３の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部７７が設けられている。この抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜した形状を有しており、また、抜け出し抵抗力発生部７７が設けられている箇所は、図１から分かるように、基礎杭３の全長のうち、地盤２の内部に侵入する部分である。図６は、図５のＳ６−Ｓ６線断面図である。図５及び図６から分かるように、この実施形態の抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３を形成している第１フランジ部１１と、ウエブ部１２と、第２フランジ部１３とのうち、ウエブ部１２の一部１２Ａを、この一部１２Ａの下辺部を残して切り起こし加工し、この切り起こし加工を、一部１２Ａが基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜した状態で停止させている。

この抜け出し抵抗力発生部７７によると、抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜しているため、基礎杭３を地盤２の内部に侵入させるときには、抜け出し抵抗力発生部７７がこの侵入時における大きな抵抗力発生部とならず、これに対して、例えば、ソーラーパネルＳＰが背後から風圧を受けることにより、基礎杭３が地盤２の内部から抜け出そうとしたときには、抜け出し抵抗力発生部７７は大きな抵抗力発生部となるため、地盤２の内部からの基礎杭３の抜け出しを有効に防止することができる。

図７は、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状で形成される基礎杭３の先部についての別実施形態を示している。この実施形態の基礎杭３の先部は、この基礎杭３を形成している第１フランジ部１１と、ウエブ部１２と、第２フランジ部１３とのうち、第１フランジ部１１及び第２フランジ部１３からウエブ部１２に向かって斜め下向きに切断することにより形成されている。そして、この切断の下端は、ウエブ部１２まで達していないため、基礎杭３の先端面には、ウエブ部１２と、このウエブ部１２と直角をなしている第１フランジ部１１の一部との接続部７８と、ウエブ部１２と、このウエブ部１２と直角をなしている第２フランジ部１３の一部との接続部７９とが残されている。また、基礎杭３の先端面は、ウエブ部１２の全体と、第１フランジ部１１の一部と、第２フランジ部１３の一部とにより形成されている。

このため、この実施形態でも、図５の実施形態と同様に、杭打ち機等の装置により基礎杭３の先部を地盤２の内部に侵入させる作業を、この先部が変形することを抑制して行えることになる。

また、図７の実施形態でも、基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜した形状を有する抜け出し抵抗力発生部７７が設けられている。この抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３とは別部材となっている板状の抜け出し抵抗力発生部材８０により形成され、この抜け出し抵抗力発生部材８０は、基礎杭３のウエブ部１２に溶接等で結合されたベース部８０Ａと、このベース部８０Ａの上端から基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜している傾斜部８０Ｂとからなる。

この実施形態による抜け出し抵抗力発生部７７でも、この抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３に対して上向きに末広がり状に傾斜している形状を有しているため、図５の実施形態と同様の作用効果を得られる。

図８〜図１１は、Ｈ型鋼によって形成された基礎杭８３の実施形態を示している。このため、この基礎杭８３は、共に水平方向である左右方向と前後方向のうち、一方の方向が幅方向となっている第１辺部である第１フランジ部９１と、この第１フランジ部９１の幅方向中央部に一方の端部が直角に接続され、他方の方向が幅方向となっている第２辺部であるウエブ部９２と、第１フランジ部９１と同じく、上記一方の方向が幅方向となっていて第１フランジ部９１と平行になっており、幅方向中央部がウエブ部９２の他方の端部に直角に接続されている第３辺部である第２フランジ部９３とからなる。

図８の実施形態の基礎杭８３の先部も、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状で形成されており、この先細り形状は、第２フランジ部９３から第１フランジ部９１に向かって斜め下向きに切断することにより形成されている。そして、この切断の下端は、第１フランジ部９１まで達していないため、基礎杭８３の先端面には、第１フランジ部９１と、この第１フランジ部９１と直角をなしているウエブ部９２の一部との接続部９４が残されている。また、基礎杭８３の先端面は、第１フランジ部９１の全体と、ウエブ部９２の一部とにより形成されている。

また、ウエブ部９２には、図５の実施形態と同様に、ウエブ部９２の一部９２Ａの切り起こし加工による抜け出し抵抗力発生部７７が設けられている。

図９の実施形態の基礎杭８３の先部も、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状で形成されており、この先細り形状は、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９３における幅方向の一方の端部から他方の端部に向かって斜め下向きに切断することにより形成されている。そして、この切断は、ウエブ部９２を通過し、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９３における幅方向の途中まで達している。

このため、この実施形態では、基礎杭８３の先端面には、図５の接続部７５、図７の接続部７８，７９、図８の接続部９４のような接続部は存在しておらず、この先端面は、第１フランジ部９１の一部と、第２フランジ部９３の一部とにより形成されている。

この実施形態によると、基礎杭８３の先端面では、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９３の一部が残っていて、ウエブ部９２が全く残っていないため、図８の実施形態よりも先端面の合計面積が小さくなり、杭打ち機等の装置により基礎杭８３の先部を地盤２の内部に侵入させた際に、それだけ地盤２の土壌から基礎杭８３に作用する抵抗力を小さくできることになり、基礎杭８３を地盤の内部に侵入させるための荷重を一層小さくできる。

また、図９の実施形態では、図７で説明した抜け出し抵抗力発生部材８０が、基礎杭８３のウエブ部９２に抜け出し抵抗力発生部７７として設けられている。図１０は、図９のＳ１０−Ｓ１０線断面図である。この図１０に示されているように、抜け出し抵抗力発生部材８０は、ウエブ部９２の表裏両面に設けられている。

図１１の実施形態でも、基礎杭８３の先部は、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状で形成されており、この先細り形状は、第２フランジ部９３から第１フランジ部９１に向かって斜め下向きに切断することにより形成されている。そして、この切断は、ウエブ部９２を通過し、第１フランジ部９１とウエブ部９２との接続部まで達している。

このため、この実施形態でも、基礎杭８３の先端面に、図９の実施形態と同様に接続部は存在しておらず、この先端面は、第１フランジ部９１の全体だけにより形成されている。この実施形態によると、図９の実施形態と同様と作用効果を得られる。

そして、図１１の実施形態でも、図７で説明した抜け出し抵抗力発生部材８０が、基礎杭８３のウエブ部９２に抜け出し抵抗力発生部７７として設けられている。

以上説明したそれぞれの実施形態において、基礎杭３，８３に設けられている抜け出し抵抗力発生部７７は、基礎杭３，８３の前述した第１辺部と第２辺部を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納された状態となっている。すなわち、基礎杭３に設けられている抜け出し抵抗力発生部７７は、図５〜図７で分かるように、基礎杭３の第１フランジ部１１とウエブ部１２と第２フランジ部１３を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納されており、また、基礎杭８３に設けられている抜け出し抵抗力発生部７７は、図８〜図１１で分かるように、基礎杭８３の第１フランジ部９１とウエブ部９２と第２フランジ部９３を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納されている。

このため、例えば、工場からソーラーパネル用架台の設置現場まで基礎杭３，８３を搬送したり、この設置現場で基礎杭３，８３を取り扱う際に、抜け出し抵抗力発生部７７が上述の空間部の内部に収納されているため、抜け出し抵抗力発生部７７の影響を受けることなく、又はこの影響を少なくして基礎杭３，８３の搬送作業や取り扱い作業を容易に行うことができる。

なお、以上のそれぞれの実施形態において、基礎杭３，８３に複数個の抜け出し抵抗力発生部７７を上下にずらせて設けてもよい。また、抜け出し抵抗力発生部７７を設ける箇所は、それぞれの実施形態のように基礎杭３，８３の先部の近くでもよく、この先部から上側へ離れた箇所でもよい。

また、抜け出し抵抗力発生部７７と、基礎杭３、８３との間等に、抜け出し抵抗力発生部７７の前述した上向きの末広がり形状を維持するための形状維持部材を介在させ、これにより、基礎杭３，８３の地盤２の内部への侵入時に、この上向きの末広がり形状を確実に維持できるようにしてもよい。

本発明は、太陽光発電のためのソーラーパネルを地盤上に設置するために利用することができる。

１ 下地フレーム
２ 地盤
２Ａ 表面
３ 溝型鋼による基礎杭
４ 大引き部材
５ 根太部材
６ 連結部材
１１ 第１辺部である第１フランジ部
１２ 第２辺部であるウエブ部
１２Ａ 基礎杭の一部
７５，７８，７９，９４ 接続部
７６ 侵入抵抗力発生部
７７ 抜け出し抵抗力発生部
８３ Ｈ型鋼による基礎杭
９１ 第１辺部である第１フランジ部
９２ 第２辺部であるウエブ部
９２Ａ 基礎杭の一部
ＳＰ ソーラーパネル

Claims (11)

1. ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成されるソーラーパネル用架台において、
   前記基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されており、前記第１辺部の表裏両面と前記第２辺部の表裏両面とが前記地盤の土壌と接触する接触面になっており、
   前記基礎杭における前記地盤の内部に侵入している先部の形状が、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状となっており、
   前記先細り形状は、前記基礎杭の先端面において、前記第１辺部と前記第２辺部との接続部が残されている形状であって、前記基礎杭の先端面が、前記第１辺部と前記第２辺部のうち、一方の辺部の全体と、他方の辺部の一部とにより形成され、
   前記他方の辺部の前記一部は、前記接続部から水平方向への長さを有するものとなっており、
   前記基礎杭は、第１フランジ部と、この第１フランジ部の幅方向の一方の端部に幅方向の一方の端部が直角に接続されたウエブ部と、前記第１フランジ部と平行になっていて、前記第１フランジ部の幅方向の前記一方の端部と同じ側の端部が前記ウエブ部の幅方向の他方の端部と直角に接続されている第２フランジ部とからなる溝型鋼によって形成されており、
   前記一方の辺部は、前記第１フランジ部であり、前記他方の辺部は、前記ウエブ部であり、
   前記第２フランジ部の先端面が、前記基礎杭の前記地盤への侵入深さ方向に対し前記第１フランジ部の先端面から後退していることを特徴とするソーラーパネル用架台。
2. 請求項１に記載のソーラーパネル用架台において、前記溝型鋼によって形成されている前記基礎杭の全長のうち、前記地盤の内部に侵入している部分に、この地盤からの前記基礎杭の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部が設けられ、
   前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部において、前記第１フランジ部と前記ウエブ部と前記第２フランジ部を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納された状態で前記基礎杭に設けられていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
3. ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成されるソーラーパネル用架台において、
   前記基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されており、前記第１辺部の表裏両面と前記第２辺部の表裏両面とが前記地盤の土壌と接触する接触面になっており、
   前記基礎杭における前記地盤の内部に侵入している先部の形状が、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状となっており、
   前記先細り形状は、前記基礎杭の先端面において、前記第１辺部と前記第２辺部との接続部が残されている形状であって、前記基礎杭の先端面が、前記第１辺部と前記第２辺部のうち、一方の辺部の全体と、他方の辺部の一部とにより形成され、
   前記他方の辺部の前記一部は、前記接続部から水平方向への長さを有するものとなっており、
   前記基礎杭は、第１フランジ部と、この第１フランジ部の幅方向中央部に幅方向の一方の端部が直角に接続されたウエブ部と、前記第１フランジ部と平行になっていて、幅方向中央部が前記ウエブ部の幅方向の他方の端部と直角に接続されている第２フランジ部とからなるＨ型鋼によって形成されており、
   前記一方の辺部は、前記第１フランジ部であり、前記他方の辺部は、前記ウエブ部であり、
   前記第２フランジ部の先端面が、前記基礎杭の前記地盤への侵入深さ方向に対し前記第１フランジ部の先端面から後退していることを特徴とするソーラーパネル用架台。
4. 請求項３に記載のソーラーパネル用架台において、前記Ｈ型鋼によって形成されている前記基礎杭の全長のうち、前記地盤の内部に侵入している部分に、この地盤からの前記基礎杭の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部が設けられ、
   前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部において、前記第１フランジ部と前記ウエブ部と前記第２フランジ部を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納された状態で前記基礎杭に設けられていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
5. 請求項４に記載のソーラーパネル用架台において、前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部の表裏両面に設けられていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
6. ソーラーパネルを配置するための下地フレームと、この下地フレームを頭部で支持し、この頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭と、を含んで構成されるソーラーパネル用架台において、
   前記基礎杭が、幅方向が水平方向となっている第１辺部と、この第１辺部に角度をなして接続されていて、幅方向が水平方向となっている第２辺部と、を有する棒状材で形成されており、前記第１辺部の表裏両面と前記第２辺部の表裏両面とが前記地盤の土壌と接触する接触面になっており、
   前記基礎杭における前記地盤の内部に侵入している先部の形状が、水平方向の幅寸法が下向きに次第に小さくなる先細り形状となっており、
   前記先細り形状は、前記基礎杭の先端面において、前記第１辺部と前記第２辺部との接続部が残されている形状であって、前記基礎杭の先端面が、前記第１辺部と前記第２辺部のうち、一方の辺部の全体と、他方の辺部の一部とにより形成され、
   前記他方の辺部の前記一部は、前記接続部から水平方向への長さを有するものとなっており、
   前記基礎杭は、第１フランジ部と、この第１フランジ部の幅方向の一方の端部に幅方向の一方の端部が直角に接続されたウエブ部と、前記第１フランジ部と平行になっていて、前記第１フランジ部の幅方向の前記一方の端部と同じ側の端部が前記ウエブ部の幅方向の他方の端部と直角に接続されている第２フランジ部とからなる溝型鋼によって形成されており、
   前記一方の辺部は、前記ウエブ部であり、前記他方の辺部は、前記第１フランジ部であり、
   前記先細り形状は、前記基礎杭の先端面において、前記第２フランジ部と前記ウエブ部との接続部も残されている形状となっていて、前記第２フランジ部の一部が、この第２フランジ部と前記ウエブ部との前記接続部から前記水平方向への長さを有するものとなっていることにより、前記基礎杭の先端面が形成されており、
   前記溝型鋼によって形成されている前記基礎杭の全長のうち、前記地盤の内部に侵入している部分に、この地盤からの前記基礎杭の抜け出しに対する抵抗力を生じさせるための抜け出し抵抗力発生部が設けられ、
   前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部において、前記第１フランジ部と前記ウエブ部と前記第２フランジ部を外輪郭の一部とする空間部の内部に収納された状態で前記基礎杭に設けられていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
7. 請求項２，４〜６のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記抜け出し抵抗力発生部は、前記基礎杭に対して上向きに末広がり状に傾斜した形状を有して形成されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
8. 請求項２，４〜７のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部の一部の切り起こし加工により形成されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
9. 請求項２，４〜７のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記抜け出し抵抗力発生部は、前記ウエブ部に抜け出し抵抗力発生部材を結合することによって形成されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記基礎杭の長さ方向の途中であって前記地盤の表面の位置と対応する箇所に、前記基礎杭が前記地盤の内部に侵入することに対する抵抗力を発生させる侵入抵抗力発生部が設けられていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
11. 請求項１０に記載のソーラーパネル用架台において、前記侵入抵抗力発生部は、前記基礎杭に結合された水平又は略水平の板状部材により形成されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
    

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