JP6338639B2 - 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及びその施工方法に係り、特に、傾斜地に設けられる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。

特開２０１２−６９９２９号公報

ソーラーパネルを設置することは、各種の地盤で行なわれ、傾斜地を有効活用するために、この傾斜地の地盤上にソーラーパネルを設置することが求められる場合がある。このような傾斜地にソーラーパネルを設置するときにも、平地にソーラーパネルを設置するときと同様に、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入する基礎杭は、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となって傾斜地に打ち込まれるが、基礎杭に頭部で支持される下地フレームのうち、少なくともソーラーパネルが配置されるソーラーパネル配置面を傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にしなければならないため、基礎杭の頭部に下地フレームを単に溶接等で結合する構造を採用することはできない。

また、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地の地盤にソーラーパネルを設置することが求められる場合があるため、このような傾斜地に対応できるソーラーパネル用架台及びその施工方法が求められる。

本発明の目的は、ソーラーパネルを、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地に設置することができるようになるソーラーパネル用架台及びその施工方法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、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入し、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている基礎杭と、この基礎杭の前記頭部で支持されているとともに、ソーラーパネルが配置される下地フレームと、を含んで構成されるソーラーパネル用架台において、前記地盤は傾斜地の地盤であり、前記下地フレームと、前記基礎杭の前記頭部との間に配置され、鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸を中心に前記下地フレームを前記基礎杭に対して回動可能とするための第１回動手段と、前記下地フレームのうち、少なくとも前記ソーラーパネルが配置されるソーラーパネル配置面を、このソーラーパネル配置面を前記傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にするために前記基礎杭に対して回動可能とするための第２回動手段と、を備えていることを特徴とするものである。

ソーラーパネルを傾斜地に設置するために頭部が地上に残る基礎杭を、長さ方向を鉛直方向又は略鉛直方向として地盤の内部に侵入させ、基礎杭の頭部で支持される下地フレームのうち、少なくともソーラーパネルが配置されるソーラーパネル配置面を傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にさせようとすると、下地フレームには、基礎杭に対して鉛直方向が軸方向となる中心軸を中心に回動する回動変位が生じてしまう。

このため、本発明に係るソーラーパネル用架台には、下地フレームと、基礎杭の頭部との間に配置され、鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸を中心に下地フレームを基礎杭に対して回動可能とするための第１回動手段が設けられており、この第１回動手段により、下地フレームの上記回動変位を吸収してこの下地フレームを基礎杭の頭部で支持することができる。

また、本発明に係るソーラーパネル用架台には、下地フレームのうち、少なくともソーラーパネルが配置されるソーラーパネル配置面を、このソーラーパネル配置面を傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にするために基礎杭に対して回動可能とするための第２回動手段が設けられているため、下地フレームのうち、ソーラーパネル配置面を傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にさせて、下地フレームを基礎杭の頭部で支持することができる。

そして、本発明によると、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地に対しては、第１回動手段及び第２回動手段の回動量を異ならせることにより、ソーラーパネルを、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地に設置することができるようになる。

以上の本発明において、基礎杭の本数は１本でもよいが、間隔をあけた複数本としてもよい。

そして、複数本の基礎杭は、傾斜地が傾斜している方向と、この方向と角度をなす方向とのうち、傾斜地が傾斜している方向だけに設けてもよく、あるいは、傾斜地が傾斜している方向と角度をなす方向だけに設けてもよく、あるいは、傾斜地が傾斜している方向と、この方向と角度をなす方向との両方に設けてもよい。

このように基礎杭を複数本設ける場合には、これらの基礎杭ごとに第１回動手段を設けることにより、それぞれの基礎杭において、下地フレームの前記回動変位を吸収してこの下地フレームをこれらの基礎杭の頭部で支持することができる。

また、複数本の基礎杭を、傾斜地が傾斜している方向と、この方向と角度をなす方向とのうち、少なくとも傾斜地が傾斜している方向に配置する場合には、一例として、下地フレームを、複数本の基礎杭ごとに設けられた根太部材と、これらの根太部材の上側に、根太部材と角度をなして配置された梁部材とを含んで構成し、前記第２回動手段を、傾斜地が傾斜している方向が長さ方向となっていてソーラーパネル配置面を有している梁部材を根太部材に対して回動可能とさせるための手段としてもよい。

複数本の基礎杭を、傾斜地が傾斜している方向と、この方向と角度をなす方向とのうち、傾斜地が傾斜して方向だけに配置し、傾斜地が傾斜している方向と角度をなす方向における基礎杭の本数を１本とする場合には、複数本の基礎杭のそれぞれに、基礎杭から、傾斜地が傾斜している方向と角度をなす方向における斜め上側へ延びていて、基礎杭と下地フレームとを連結する方杖部材を設ける。

これによると、基礎杭の本数が、傾斜地が傾斜している方向と角度をなす方向において、１本となっていても、下地フレームを、基礎杭と方杖部材とにより有効に支持することができる。

このように複数本の基礎杭のそれぞれに、基礎杭から、傾斜地が傾斜している方向と角度をなす方向における斜め上側へ延びていて、基礎杭と下地フレームとを連結する方杖部材を設ける場合には、方杖部材と基礎杭の連結部と、方杖部材と下地フレームの連結部とのうち、少なくとも一方の連結部を、前記第１回動手段による下地フレームの基礎杭に対する回動を許容する回動連結部とする。

これによると、前述したように傾斜地のために、第１回動手段により下地フレームに基礎杭に対する回動変位が生じても、回動連結部の回動により、方杖部材によって基礎杭と下地フレームとを連結することができる。また、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地についても、回動連結部の回動量によって有効に対処することができる。

このような回動連結部は任意な構造、形態によるものでよく、その一例は、ボールジョイント手段によるものであり、他の例は、弾性変形する弾性部材によるものである。

本発明に係るソーラーパネル用架台の施工方法は、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入し、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている基礎杭と、この基礎杭の前記頭部で支持されているとともに、ソーラーパネルが配置される下地フレームと、を含んで構成されるソーラーパネル用架台を施工する方法であって、前記地盤は傾斜地の地盤であり、前記傾斜地が傾斜している方向へ延びる通り芯を設定するための工程と、前記通り芯にしたがったそれぞれの位置において、複数本の前記基礎杭を間隔をあけて前記傾斜地に打ち込むための工程と、鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸を有する第１回動手段により、前記下地フレームを前記基礎杭に対して回動させ、かつ、前記下地フレームのうち、少なくとも前記ソーラーパネルが配置されるソーラーパネル配置面を前記基礎杭に対して回動可能とする第２回動手段により、前記ソーラーパネル配置面を前記傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にさせて、前記下地フレームを前記複数本の基礎杭の頭部で支持するための工程と、を含んでいることを特徴とするものである。

このソーラーパネル用架台の施工方法によると、傾斜地が傾斜している方向へ延びる通り芯により、複数本の基礎杭を間隔をあけて傾斜地の所定位置に正確に配置することができ、また、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地において、第１回動手段及び第２回動手段の回動により、下地フレームを基礎杭の頭部で支持させることができるとともに、この下地フレームのソーラーパネル配置面を傾斜地の傾斜と対応する傾斜角度にさせることができる。

以上説明した本発明において、基礎杭は、任意の材料によって形成されたものでよく、この基礎杭は、角型鋼管や丸型鋼管によるものでもよく、あるいは、溝型鋼、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、Ｌ型鋼、Ｚ型鋼等によるものでもよい。

また、地盤の内部に侵入する基礎杭の先部の形状を、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してもよい。これによると、地盤の内部へ基礎杭を打ち込むときに、地盤からの抵抗力を小さくできる。

さらに、基礎杭の全長のうち、地盤の内部に侵入する部分に、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もよい。これによると、例えば、太陽に対する仰角を確保するために水平方向に対し傾斜して下地フレームに配置されたソーラーパネルが後方からの風圧を受けても、地盤の内部に打ち込まれた基礎杭が地盤から抜け出すことを有効に阻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、任意の形状のものとして基礎杭に設けることができ、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で形成されたものである。そして、この抜け出し記抵抗力発生部は、基礎杭の一部の切り起こし加工により形成してもよく、基礎杭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してもよい。

さらに、基礎杭の長さ方向の途中であって地盤の地表面の位置と対応する箇所に、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侵入抵抗力発生部を設けてもよい。これによると、基礎杭を杭打ち機等の装置により地盤の内部に侵入させる作業を行うときに、侵入抵抗力発生部により、地盤の内部への基礎杭の侵入深さ（基礎杭の打ち込み深さ）を正確に設定できるようになる。

このような侵入抵抗力発生部は、任意の形状のものとして基礎杭に設けることができ、その一例の侵入抵抗力発生部は、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たものである。

本発明によると、ソーラーパネルを、傾斜角度が異なるそれぞれの傾斜地に設置す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を示す斜視図である。 図２は、傾斜地の傾斜した地表面を二点鎖線で示したソーラーパネル用架台の正面図である。 図３は、図２のソーラーパネル用架台を真上から見た平面図である。 図４は、図２のソーラーパネル用架台を、傾斜地の傾斜した地表面と直角をなす図２のＳ４から見た図である。 図５は、ソーラーパネル用架台の基礎杭と下地フレームとの連結構造を示すソーラーパネル用架台の要部の斜視図である。 図６は、基礎杭と方杖部材との連結部を示す図５のＳ６−Ｓ６線断面図である。 図７は、傾斜地に設置されるソーラーパネル用架台では、下地フレームが基礎杭に対して鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸を中心に回動変位することを示す平面図である。

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、図２には、傾斜地２に適用されたソーラーパネル用架台の正面図が示されている。なお、このソーラーパネル用架台についての以下の説明において、左右方向とは、図２の傾斜地２が地表面２Ａについての傾斜成分を有している方向のこととし、前後方向とは、太陽高度が最も高くなる南中の方向の南北方向とする。このため、本実施形態では、傾斜地２の地表面２Ａは少なくとも東西方向に傾斜していることになるが、本実施形態に係るソーラーパネル用架台は、後述から分かるように、傾斜地２の地表面２Ａが東西方向とは異なる方向に傾斜している場合にも適用することができる。

図１に示されているように、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図２に示されている傾斜地２の地盤２Ｂ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。前後方向における基礎杭３の本数は、１本であり、左右方向における基礎杭３の本数は、複数本（図示例では３本）となっている。

また、図２に示されているように、傾斜地２の地表面２Ａが傾斜している左右方向に複数本が配置されていて、下側が地盤２の内部に打ち込まれているそれぞれの基礎杭３について、地表面２Ａから露出している上側の上下長さは、同じになっている。

図３は、図２のソーラーパネル用架台を真上から見た平面図であり、図４は、図２のソーラーパネル用架台を、傾斜地２の傾斜した地表面２Ａと直角をなす図２のＳ４から見た図である。この図４から分かるように、本実施形態では、傾斜地２の地表面２Ａは前後方向にも傾斜成分を有していることになる。また、これらの図３及び図４には、基礎杭３を配置すべき位置を示す通り芯Ｌを、例えば、墨だし作業により地表面２Ａに表示することが示されている。

すなわち、本実施形態では、それぞれの基礎杭３を傾斜地２の地盤２Ｂに打ち込む作業を行なう前に、地表面２Ａが傾斜している方向へ延びる通り芯Ｌを設定する作業が行なわれ、次いで、この通り芯Ｌにしたがった位置において、それぞれの基礎杭３を左右方向の同じ間隔をあけて打ち込む作業を行い、この打ち込み作業のときに、それぞれの基礎杭３における地表面２Ａから露出している上側の上下長さを同じとする。

本実施形態におけるそれぞれの基礎杭３は、図１から分かるように前後のフランジ部３Ａ，３Ｂと、互いに平行になっているこれらのフランジ部３Ａ，３Ｂを繋ぐウエブ部３ＣとからなるＨ型鋼によるものとなっている。このため、図３及び図４から分かるように、基礎杭３の前後面となっているフランジ部３Ａ，３Ｂの外面が通り芯Ｌと平行にとなるようにして、それぞれの基礎杭３の打ち込み作業を行う。

そして、この打ち込み作業後に行うそれぞれの基礎杭３の頭部で下地フレーム１を支持するための作業は、図３及び図４に示されているように、下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂが通り芯Ｌと平行になり、かつ図２のソーラーパネル用架台を傾斜地２の傾斜した地表面２Ａと直角をなす方向から見たときに、図４に示されているとおり、下地フレーム１が四隅が直角の平行四辺形となっていて、図２に示されているように、下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂが地表面２Ａと平行又は略平行になるように行なわれる。これにより、太陽光発電のためのソーラーパネルを配置するための下地フレーム１を基礎杭３を介して傾斜地２に有効に設置できることになる。

なお、このように下地フレーム１が基礎杭３を介して傾斜地２に有効に設置されたときには、下地フレーム１のうち、少なくともソーラーパネル配置面は、地表面２Ａが傾斜している方向となっている左右方向について、この傾斜地２の傾斜と平行になっており、このソーラーパネ配置面に配置されるそれぞれのソーラーパネルも、傾斜地２の傾斜と平行になっている。言い換えると、ソーラーパネル配置面及びソーラーパネルは、傾斜地２の傾斜と対応する傾斜角度を有するものとなっている。

ところで、地表面２Ａが、図２に示されているものと異なり直線状となっておらず、この地表面２Ａが、全体では傾斜しているが、起伏又は凹凸のある面となっている場合には、左右方向に複数本配置される基礎杭３のうち、右端の基礎杭３の配置箇所での地表部と、左端の基礎杭３の配置箇所での地表部とを直線で繋いだ仮想地表面を想定し、ソーラーパネル配置面及びソーラーパネルを、この仮想地表面の傾斜と対応する傾斜角度を有するものとする。

図１〜図４に示されているように、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根太部材４と、根太部材４の上側においてこれらの根太部材４に跨って配置され、左右方向の長さを有している梁部材５とを含んで構成されており、この梁部材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、それぞれの梁部材５は、それぞれの根太部材４の上に配置されていて、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３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３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、同じ部材となっている。

図５には、下地フレーム１と基礎杭３との連結構造が示されている。この図５に示されているように、それぞれの基礎杭３の頭部にはヘッド部材６が取り付けられている。このヘッド部材６は、Ｈ型鋼で形成された基礎杭３のフランジ部３Ａの外面と対面している前プレート６Ａと、基礎杭３のフランジ部３Ｂの外面と対面している後プレート６Ｂと、これらの２個のプレート６Ａ，６Ｂの幅方向端部同士を連結している連結プレート６Ｃと、これらの３個のプレート６Ａ，６Ｂ，６Ｃの上端に結合された水平のヘッドプレート６Ｄとからなる。ヘッド部材６は基礎杭３の頭部にボルト７Ａ及びナット７Ｂによる締結具７により結合され、前プレート６Ａと後プレート６Ｂには、ボルト７Ａの軸部が挿通された上下に長い長孔８が形成されており、このボルト７Ａの軸部は基礎杭３のフランジ部３Ａ，３Ｂに形成された孔に挿入されており、これらの孔から突出したボルト７Ａの軸部の先端にナット７Ｂを螺合して締め付けることにより、ヘッド部材６は基礎杭３の頭部に締結具７で結合されている。

また、ナット７Ｂを緩めることにより、長孔８の長さ分だけ基礎杭３におけるヘッド部材６の高さ位置を上下方向に調整することができる。

ヘッド部材６のヘッドプレート６Ｄには、ブラケット部材９を介して根太部材４が取り付けられている。このブラケット部材９は、水平のベース部９Ａから立上り部９Ｂが鉛直に立ち上がったＬ字形状となっており、ベース部９Ａは、ヘッド部材６のヘッドプレート６Ｄにボルト１０Ａ及びナットによる止着具１０により止着されている。このため、ボルト１０Ａの軸部は、ベース部９Ａの孔とヘッドプレート６Ｄの孔とに上から挿入され、ボルト１０Ａの軸部の先端に、ヘッドプレート６Ｄの下面側において、ナットが螺合されており、このナットを緩めることにより、ブラケット部材９は、鉛直方向が軸方向となっているボルト１０Ａの軸部１０Ｂ（図７を参照）を中心に回動可能となる。このため、ボルト１０Ａの軸部１０Ｂは、ブラケット部材９を基礎杭３に対して水平方向へ回動させることができる回動中心軸となっている。

ブラケット部材９の立上り部９Ｂには、根太部材４がボルト１１Ａ及びナット１１Ｂ（図７を参照）による締結具１１により結合されている。この結合は、ボルト１１Ａの軸部を、立上り部９Ｂに水平方向に長く形成されている長孔９Ｃと、根太部材４に形成されている孔とに挿入し、この孔から突出したボルト１１Ａの軸部の先端にナット１１Ｂを螺合して締め付けることにより行なわれている。本実施形態に係る根太部材４は、図５に示されているように、Ｚ型鋼によるものとなっている。このため、この根太部材４は、上下のフランジ部４Ａ，４Ｂと、上側のフランジ部４Ａの幅方向の一方の端部と下側のフランジ部４Ｂの幅方向の他方の端部とを繋ぐウエブ部４Ｃとからなり、このウエブ部４Ｃにおいて、根太部材４は締結具１１によりブラケット部材９に結合されている。

そして、根太部材４は、長孔９Ｃの長さ分だけブラケット部材９に対して、言い換えると、基礎杭３に対して水平方向へ位置調整自在となっている。

また、図５から分かるように、前述した梁部材５の第１短寸法部材５Ａには、長寸法部材５Ｂと、第２短寸法部材５Ｃと、第３短寸法部材５Ｄとが、ボルト１２Ａ及びナット１２Ｂによる締結具１２により結合されている。このように第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とで形成されている梁部材５もＺ型鋼によるものとなっているため、梁部材５は、上下のフランジ部１３，１４と、上側のフランジ部１３の幅方向の一方の端部と下側のフランジ部１４の幅方向の他方の端部とを繋ぐウエブ部１５とからなる。

それぞれの根太部材４ごとに配置されている第１短寸法部材５Ａは、根太部材４にブラケット部材１６を介して取り付けられている。このブラケット部材１６は、根太部材４の上側のフランジ部４Ａに溶接等で結合されたベース部１６Ａと、このベース部１６Ａから立ち上がった立上り部１６ＢとからなるＬ字形状になっており、この立上り部１６Ｂが、締結具１７により梁部材５の第１短寸法部材５Ａのウエブ部１５に結合されている。締結具１７は、ボルト１７Ａと、このボルト１７Ａの軸部に螺合されたナットとからなり、ボルト１７Ａの軸部は、立上り部１６Ｂに形成された孔と、ウエブ部１５に梁部材５の長さ方向に長く形成された長孔１８とに挿入され、この長孔１８から突出しているボルト１７Ａの軸部の先端にナットを螺合して締め付けることにより、梁部材５の第１短寸法部材５Ａは、締結具１７とブラケット部材１６を介して根太部材４に取り付けられている。

そして、根太部材４の上面を形成している上側のフランジ部４Ａと、梁部材５の下面を形成している第１短寸法部材５Ａの下側のフランジ部１４との間には、上下の隙間が設けられている。このため、締結具１７のナットを緩めることにより、左右方向が長さ方向となっている梁部材５をボルト１７Ａの軸部を中心に上下に回動させることができ、このため、ボルト１７Ａの軸部は、この回動のための回動中心軸となっている。

また、締結具１７のナットを緩めることにより、梁部材５の位置を根太部材４に対して長孔１８の長さ分だけ梁部材５の長さ方向に調整することができる。

図５に示されているように、基礎杭３の上下の長さ方向の途中箇所と、根太部材４の長さ方向の途中箇所であって、基礎杭３の真上から外れた箇所とは、基礎杭３から斜め上側へ延びる長さを有している方杖部材２０によって連結されている。延び方向が前後方向となっているこの方杖部材２０は、本実施形態ではチャンネル材によるものであり、方杖部材２０の先端部は、ボルト及びナットによる締結具２１により根太部材４に連結され、また、方杖部材２０の基端部は、図６に示されているように、ボールジョイント手段２２により基礎杭３に連結されている。すなわち、図６は図５のＳ６−Ｓ６線断面図であり、この図６に示されているように、基礎杭３には、この基礎杭３の周囲に巻かれて両端部がボルト２３Ａ及びナット２３Ｂによる締結具２３で結合されているバンド部材２４が配置され、締結具２３の締付力で基礎杭３に固定されているこのバンド部材２４に、方杖部材２０の基端部に結合されたボール２５を包持しているボール包持体２６が取り付けられている。このため、方杖部材２０は、基端部のボール２５を中心として基礎杭３に対し左右方向や上下方向に回動自在となっており、ボールジョイント手段２２は、方杖部材２０の基端部と基礎杭３とを回動自在に連結するための回動連結部となっている。

なお、本実施形態におけるボール包持体２６は、それぞれの内部にボール２５の形状と対応する半球状の凹部が形成され、これらの凹部でボール２５を滑動自在に保持している２個の半部材２６Ａ，２６Ｂと、これらの半部材２６Ａ，２６Ｂ同士を結合しているボルト２７を含んで構成されたものとなっている。

前述したように、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る根太部材４と、これらの根太部材４の上側において、これらの根太部材４と角度をなして根太部材４にブラケット部材１６及び締結具１７を介して結合された梁部材５とを含んで構成されており、この下地フレーム１には、図４の二点鎖線で示す複数個のソーラーパネルＳＰが配置される。このソーラーパネルＳＰは、本実施形態では、左右方向には７個、前後方向には２個配置されている。これらのソーラーパネルＳＰは、梁部材５の上面を形成している上側のフランジ部１３に載せられているとともに、このフランジ部１３に形成されている孔に挿入されるボルトにより、フランジ部１３に固定して配置される。

このため、下地フレーム１のうち、梁部材５の上側のフランジ部１３は、ソーラーパネルＳＰを配置するためのソーラーパネル配置面を形成するものとなっている。

なお、以上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を配置するための下地フレーム１を構成する梁部材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とにより形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の個数や、基礎杭３の頭部に配置される根太部材４等の個数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。

本実施形態のソーラーパネル用架台を図２の傾斜地２に設置するためには、前述したように、最初に、傾斜地２の傾斜している地表面２Ａに、この地表面２Ａが傾斜している方向へ延びる通り芯Ｌを墨だし作業等で表示し、次いで、この通り芯Ｌにしたがったそれぞれの位置において、それぞれの基礎杭３を左右方向の同じ間隔をあけて傾斜地２の地盤２Ｂの内部に打ち込み作業を行い、この後に、地表面２Ａから露出している上下長さが同じになっているそれぞれの基礎杭３の頭部にヘッド部材６を締結具７で結合する作業を行う。次いで、それぞれのヘッド部材６にブラケット部材９、止着具１０及び締結具１１により根太部材４を取り付け、これらの根太部材４にブラケット部材１６及び締結具１７により梁部材５の第１短寸法部材５Ａを結合し、この第１短寸法部材５Ａに長寸法部材５Ｂ、第２短寸法部材５Ｃ、第３短寸法部材５Ｄを締結具１２で結合することにより、根太部材４の上に、この根太部材４と角度をなす梁部材５を形成する。

また、それぞれの基礎杭３と根太部材４との間に方杖部材２０を架け渡す作業を行い、この作業を行うことにより、基礎杭３の本数が、傾斜地２の地表面２Ａが傾斜している方向と角度をなす方向に１本となっていても、基礎杭３から、地表面２Ａが傾斜している方向と角度をなす方向における、すなわち、前後方向における斜め上側へ延びている方杖部材２０により、下地フレーム１を有効に支持することができる。

このように本実施形態に係るソーラーパネル用架台は傾斜地２に設置されるものであるため、前述したように、下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂを傾斜している地表面２Ａと平行又は略平行、すなわち、傾斜地２の傾斜と対応する傾斜角度にさせなければならない。しかし、それぞれの基礎杭３は傾斜地２に鉛直又は略鉛直にして打ち込まなければならず、したがって、これらの基礎杭３の長さ方向は鉛直方向又は略鉛直方向となっている。このため、下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂを傾斜している地表面２Ａと平行又は略平行にさせて、傾斜地２の傾斜と対応する傾斜角度にさせようとすると、下地フレーム１には、基礎杭３に対して鉛直方向が軸方向となる中心軸を中心に回動する回動変位が生じてしまう。基礎杭３を真上から見た状態を示している図７には、この回動変位αが示されている。すなわち、下地フレーム１には、基礎杭３に対して地表面２Ａの傾斜角度に応じた回動変位αが生じてしまう。

しかし、本実施形態の下地フレーム１は、基礎杭３の頭部に、図５及び図７に示されているブラケット部材９と止着具１０と締結具１１で構成される第１回動手段Ａを介して取り付けられており、この第１回動手段Ａは、止着具１０の構成要素となっているボルト１０Ａの軸部１０Ｂを中心に下地フレーム１を基礎杭３に対して回動させることができるものとなっており、そして、ボルト１０Ａの軸部１０Ｂは、鉛直方向が軸方向となっている。このため、この軸部１０Ｂを中心軸にして下地フレーム１を基礎杭３に対し回動させることより、下地フレーム１を、基礎杭３の頭部において、回動変位αを吸収して支持することができ、この後に、止着具１０の前述したナットの締め付け作業を行う。

また、地表面２Ａの傾斜角度が異なる別の傾斜地２についても、ボルト１０Ａの軸部１０Ｂを中心とする下地フレーム１の回動量を変化させることにより、有効に対処することができる。

また、梁部材５は根太部材４に、図５で示されているブラケット部材１６と締結具１７で構成される第２回動手段Ｂを介して取り付けられており、この第２回動手段Ｂは、締結具１７の構成要素となっているボルト１７Ａの軸部を中心に梁部材５を基礎杭３に対して、一層具体的には、根太部材４に対して地表面２Ａの傾斜側へ回動させることができるものとなっている。このため、第２回動手段Ｂにより、下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂを傾斜地２の傾斜と対応する傾斜角度にさせるための梁部材５の回動作業を行うことができ、この後に、締結具１７のナットの締め付け作業を行う。これにより、下地フレーム１のソーラーパネル配置面となっている梁部材５の上側のフランジ部１３を、地表面２Ａが傾斜している方向となっている左右方向について、傾斜地２の傾斜と平行にさせることができ、これにより、このフランジ部１３の上に固定載置されるそれぞれのソーラーパネルＳＰも、傾斜地２の傾斜と平行になる。

また、地表面２Ａの傾斜角度が異なる別の傾斜地２についても、ボルト１７Ａの軸部を中心とする梁部材５の回動量を変化させることにより、有効に対処することができる。

さらに、下地フレーム１と基礎杭３とを連結するために、基礎杭３から斜め上側へ延びている方杖部材２０は、この方杖部材２０と基礎杭３との連結部が図６のボールジョイント手段２２による回動連結部となって基礎杭３に連結されており、この回動連結部は、方杖部材２０が基礎杭３に対し図７の回動変位αの方向へ回動することを許容する連結部となっている。このため、第１回動手段Ａによって基礎杭３に対する下地フレーム１の回動変位αが生じても、下地フレーム１と基礎杭３とを所定どおり方杖部材２０で連結して、この方杖部材２０と基礎杭３により下地フレーム１を支持することができる。

また、下地フレーム１には太陽に対する仰角を付与しなければならないが、この仰角は、図５で説明した締結具１１の構成要素となっているボルト１１Ａの水平の軸部を回動中心軸として下地フレーム１を上下に回動させて、この回動量を仰角と対応させた大きさとした後に、締結具１１のナットの締め付け作業を行うことにより、確保することができる。また、このように下地フレーム１を上下に回動させて、太陽に対する下地フレーム１の適切な仰角を確保するときには、方杖部材２０の基端部をボールジョイント手段２２を介して基礎杭３に固定している図６のバンド部材２４の締結具２３のナット２３Ｂを緩め、このバンド部材２４の基礎杭３における高さ位置を調整した後に、ナット２３Ｂの締め付け作業を行うことにより、基礎杭３における方杖部材２０の基端部の高さ位置を、下地フレーム１の仰角と対応した適切な位置に変更することができる。

また、傾斜地２に打ち込まれるそれぞれの基礎杭３は、傾斜地２の地表面２Ａから上側へ露出する上下長さを同じにしなければならないが、それぞれの基礎杭３の打ち込み深さに誤差があるために、この上下長さに相違があるときには、図５のヘッド部材６に形成した上下に長い長孔８により、この上下長さの相違を解消することができる。

さらに、左右方向に複数本が配置されるそれぞれ基礎杭３が、図３及び図４で示した通り芯Ｌに対して前後方向に正確に配置されておらず、これらの基礎杭３の打ち込み位置に前後方向のずれが生じているときには、このずれをブラケット部材９の長孔９Ｃにより解消することができる。

また、それぞれの基礎杭３の左右方向の間隔が所定の大きさとなっておらず、この間隔に誤差が生じているときには、この誤差を梁部材５の第１短寸法部材５Ａの長孔１８により解消することができる。

本発明は、傾斜地に設置されるソーラーパネル用架台に利用することができ、傾斜地に設置される大規模発電のためのメガソーラーシステムにも利用することができる。

１ 下地フレーム
２ 傾斜地
２Ａ 傾斜地の地表面
３ 基礎杭
４ 根太部材
５ 梁部材
６ 基礎杭の頭部に設けられたヘッド部材
１７ 締結具
１７Ａ ボルト
Ｂ 回動手段である第２回動手段
ＳＰ ソーラーパネル

Claims (7)

1. ソーラーパネルが配置される下地フレームを有し、この下地フレームが、間隔をあけて配置された複数本の根太部材と、これらの根太部材の上側に間隔をあけて複数本が配置され、長さ方向が前記根太部材の長さ方向と角度をなしている梁部材とを含んで構成され、前記ソーラーパネルが載せられるそれぞれの前記梁部材が、前記根太部材に対して前記梁部材を地表面の傾斜側へ回動可能とする回動手段によりそれぞれの前記根太部材に取り付けられ、
   前記回動手段は、前記根太部材に取り付けられたブラケット部材と前記梁部材とを結合するためのボルト及びナットによる締結具の前記ボルトの軸部を中心に前記梁部材を前記根太部材に対して回動可能とするものであり、
   前記梁部材は、前記ブラケット部材に前記締結具により結合され、前記梁部材の長さ方向の寸法が短くなっている短寸法部材と、この短寸法部材に連結され、前記梁部材の長さ方向の寸法が長くなっている長寸法部材とを含んで構成され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、前記短寸法部材には、前記締結具の前記ボルトの前記軸部が挿入されている孔が形成されていることを特徴するソーラーパネル用架台。
3. 請求項２に記載のソーラーパネル用架台において、前記孔は、前記梁部材の長さ方向に長く形成された長孔となっていることを特徴するソーラーパネル用架台。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記下地フレームは、基礎杭の頭部で支持されていることを特徴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、前記複数本の根太部材は、これらの根太部材ごとに設けられている前記基礎杭の前記頭部で支持されていることを特徴するソーラーパネル用架台。
6. 請求項５に記載のソーラーパネル用架台において、それぞれの前記根太部材の高さ位置が、前記基礎杭の前記頭部に対して調整可能となっていることを特徴するソーラーパネル用架台。
7. 請求項５又は６に記載のソーラーパネル用架台において、前記下地フレームと、前記基礎杭の前記頭部との間には、鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸を中心に前記下地フレームを前記基礎杭に対して回動可能とするための回動手段が設けられていることを特徴するソーラーパネル用架台。

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