JP2014196612A - ソーラーパネル用架台及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭の打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われても、基礎杭の頭部で下地フレームを所定どおり支持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こと。【解決手段】頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭３の頭部に下地フレーム１が支持されており、これらの下地フレーム１と基礎杭３の頭部との間に回動手段Ａが配置され、ブラケット部材９と止着具１０が構成要素になっている回動手段Ａは、ボルト１０Ａの軸部１０Ｃが鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸となっているものであり、この回動中心軸を中心に下地フレーム１は基礎杭３に対して回動可能となっている。【選択図】図６

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、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、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、を含んで構成されている。

特開２０１２−６９９２９号公報

それぞれの基礎杭は杭打ち機等の装置により地盤の内部に所定深さ分だけ打ち込まれるが、この打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われると、基礎杭の頭部で下地フレームを所定どおり支持することは困難になる。そして、このような問題は、基礎杭が、この基礎杭の長さ方向と直交する断面の形状が非円形のものとなっていて、基礎杭の頭部に、下地フレームを支持するためのブラケット部材等の支持部材が予め固定して設けられている場合に、特に顕著となる。

本発明の目的は、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭の打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われても、基礎杭の頭部で下地フレームを所定どおり支持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ている基礎杭と、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている前記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回動手段を備えて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には、下地フレームと、基礎杭の頭部との間に回動手段が配置されており、この回動手段は、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下地フレームを基礎杭に対して回動可能とするものとなっているため、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭の打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われても、基礎杭の頭部で下地フレームを所定どおり支持できるようになる。

このようなソーラーパネル用架台のための基礎杭は、任意の材料によって形成されたものでよく、例えば、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。

しかし、基礎杭が、この基礎杭の前記長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているものである場合には、ソーラーパネル用架台の設計上や施工上において、基礎杭の前後方向等の向きが規定されることになるため、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度が基礎杭に生じることは好ましくなく、このため、基礎杭が角型鋼管や溝型鋼、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、Ｌ型鋼、Ｚ型鋼等のように、基礎杭の長さ方向と直交する断面の形状が非円形のものとなっている場合において、本発明は、特に有効なものとなる。

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、基礎杭の本数を間隔をあけた複数本とする場合には、これらの基礎杭ごとに前記回動手段が設けられることになる。

また、複数本の基礎杭は、下地フレームの長さ方向となっている左右方向と、前後方向とのうち、左右方向だけに配置してもよく、あるいは、前後方向だけに配置してもよく、あるいは、左右方向と前後方向の両方に配置してもよい。

複数本の基礎杭を、下地フレームの長さ方向となっている左右方向と、前後方向とのうち、少なくとも左右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、前後方向に延びている根太部材と、これらの根太部材の上側に配置され、左右方向に延びている梁部材とを含んで構成し、前述した回動手段を、根太部材を基礎杭に対して回動可能とさせるための手段とすることができる。

また、複数本の基礎杭を、下地フレームの長さ方向となっている左右方向と、前後方向とのうち、左右方向だけに配置し、前後方向における基礎杭の本数を１本としてもよい。

このように複数本の基礎杭を、左右方向と、前後方向とのうち、左右方向だけに配置し、前後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、基礎杭から前後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ようにする。

これによると、前後方向の本数が１本となっている基礎杭と方杖部材とにより、下地フレームを有効に支持できることになる。

また、このように前後方向の本数が１本となっている基礎杭に、この基礎杭から前後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、前記回動手段によって下地フレームが基礎杭に対して回動しても、回動連結部の回動により、基礎杭と下地フレームとを方杖部材によって連結することができる。

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ている基礎杭と、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている前記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、前記基礎杭は、この基礎杭の前記長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているものであって、前面と後面とのうち、少なくとも一方の面は、平坦となっている平坦面になっており、前記下地フレームと、前記基礎杭の前記頭部との間に、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回動手段を配置するための工程と、前記地盤の地表面に左右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地盤に打ち込むための工程と、前記平坦面が前記通り芯と平行になっていない前記基礎杭に対して前記下地フレームを前記回動手段により回動させることにより、前記下地フレームを、この下地フレームの長さ方向を前記左右方向にさせて前記基礎杭の前記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、基礎杭が、この基礎杭の長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているものであって、前面と後面とのうち、少なくとも一方の面が、平坦となっている平坦面になっている場合において、基礎杭の地盤への打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われ、これにより、基礎杭の平坦面が通り芯と平行になっていなくても、基礎杭に対して下地フレームを前記回動手段で回動させることにより、下地フレームを、この下地フレームの長さ方向を左右方向にさせて基礎杭の頭部で所定どおり支持できることになる。

また、このソーラーパネル用架台の施工方法によると、基礎杭の頭部との間に前記回動手段を配置するための作業が、ソーラーパネル用架台の施工現場で行なわれる前記通り芯を設定するための作業や、この通り芯にしたがったそれぞれの位置において、複数本の基礎杭を間隔をあけて地盤に打ち込むための作業が行われる前において、例えば、工場で行われても、基礎杭の平坦面が通り芯と平行になっていないときに、基礎杭に対して下地フレームを回動手段で回動させることにより、下地フレームを、この下地フレームの長さ方向を左右方向にさせて基礎杭の頭部で所定どおり支持できることになる。

なお、本発明は、基礎杭の頭部との間に前記回動手段を配置するための作業を、ソーラーパネル用架台の施工現場で行なう作業とし、この作業を、通り芯を設定するための作業や、この通り芯にしたがったそれぞれの位置において、複数本の基礎杭を間隔をあけて地盤に打ち込むための作業が行われた後や、これらの作業が行われる前に行う場合にも、適用することができる。

また、以上説明した本発明において、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、頭部を地上に残して地盤の内部に侵入している基礎杭の打ち込み作業が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって行われても、基礎杭の頭部で下地フレームを所定どおり支持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、地盤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、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５は、基礎杭と方杖部材との連結部を示す図４のＳ５−Ｓ５線断面図である。 図６は、基礎杭に対して下地フレームが、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している回動手段により回動可能となっていることを示す平面図である。 図７は、基礎杭に対して下地フレームが、水平方向又は略水平方向を軸方向とする回動中心軸を有している回動手段により回動可能となっていることを示す側面図である。

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、平地の地盤に設置されたソーラーパネル用架台の正面図が示されている。

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の平地の地盤２の内部に鉛直又は略鉛直に侵入している基礎杭３と、を含んで構成されている。本実施形態において、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３の前後方向の本数は、１本であり、基礎杭３の左右方向における本数は、複数本（図示例では３本）となっている。なお、本実施形態における左右方向とは、下地フレーム１の長さ方向のことであり、前後方向とは、下地フレーム１の長さ方向と直交する方向のことである。

図２に示されているように、地盤２に左右方向の間隔をあけて打ち込み配置されているそれぞれの基礎杭３について、地盤２の地表面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。すなわち、長さ寸法が同じになっているそれぞれの基礎杭３について、地盤２の内部への打ち込み深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、この図３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を地盤２に打ち込む作業を行なう前に、左右方向へ延びる通り芯Ｌを地表面２Ａに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から露出す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わなければならない。

言い換えると、本実施形態におけるそれぞれの基礎杭３は、この基礎杭３の長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているＨ型鋼によるものであるため、フランジ部３Ａ，３Ｂは、基礎杭３の平坦となっている平坦面を形成するものとなっており、本来、これらの平坦面が通り芯Ｌと平行になるようにして、それぞれの基礎杭３の打ち込み作業を行うべきである。

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に示されているように、平面視で四隅が直角の平行四辺形となっている下地フレーム１の前辺部１Ａ及び後辺部１Ｂが通り芯Ｌと平行になるように行わなければならない。

図１〜図３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、下地フレーム１の長さ方向となっている左右方向に延びている梁部材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４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４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１０Ｂ（図７を参照）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１０Ｃ（図６及び図７を参照）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１０Ｃの先端に、ヘッドプレート６Ｄの下面側において、ナット１０Ｂが螺合されており、このナット１０Ｂ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１０Ｃを中心に回動可能となる。このため、ボルト１０Ａの軸部１０Ｃ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。

図４に示されているように、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６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１１Ｃ（図７を参照）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１１Ｃ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４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、ナット１１Ｂを緩めることにより、根太部材４が、言い換えると、この根太部材４が構成部材となっている下地フレーム１が、ボルト１１Ａの軸部１１Ｃを回動中心軸として上下方向に回動可能となっている。

また、図４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。

図４から分かるように、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にボルト１６Ａ及びナット１６Ｂによる締結具１６により結合されている。この結合構造は、図７に示されている。ボルト１６Ａの軸部１６Ｃは、第１短寸法部材５Ａの下側のフランジ部１４に形成された孔１７と根太部材４の上側のフランジ部４Ａに形成された孔１８とに上から挿入され、ボルト１６Ａの軸部１６Ｃの先端にナット１６Ｂを螺合して締め付けることにより、根太部材４に第１短寸法部材５Ａが、言い換えると、この第１短寸法部材５Ａが構成部材となっている梁部材５が結合されている。そして、孔１７と孔１８とのうち、一方は下地フレーム１の長さ方向である左右方向に長い長孔となっている。

このため、この長孔により、梁部材５は根太部材４に対して左右方向へ位置調整可能となっている。

図４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５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５は図４のＳ５−Ｓ５線断面図であり、この図５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に締結具１６で結合された梁部材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３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の地盤２に設置するためには、前述したように、最初に、地盤２の地表面２Ａに左右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、杭打ち機等の装置により、それぞれの基礎杭３を左右方向の同じ間隔をあけて地盤２の内部に鉛直又は略鉛直に打ち込む作業を行い、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の頭部に締結具７で結合されている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に締結具１６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の本数が前後方向に１本となっていても、基礎杭３から前後方向における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。

上述のように、通り芯Ｌにしたがったそれぞれの位置において、杭打ち機等の装置により、それぞれの基礎杭３を地盤２の内部に打ち込む際に、基礎杭３が、鉛直方向に延びる軸を中心とした回動方向へのずれ角度をもって打ち込まれる場合があり、図６には、このずれ角度αが示されている。このようなずれ角度αが生ずると、Ｈ型鋼で形成されている基礎杭３の平坦面となっている前後のフランジ部３Ａ，３Ｂが、通り芯Ｌと平行にならず、このままの状態でそれぞれの基礎杭３の頭部で下地フレーム１を支持させても、図３に示されている下地フレーム１の前辺部１Ａと後辺部１Ｂが通り芯Ｌと平行にならない。

しかし、本実施形態では、それぞれの基礎杭３の頭部と下地フレーム１との間に、図４及び図６で示されているブラケット部材９と止着具１０とで構成される回動手段Ａが設けられており、この回動手段Ａは、止着具１０の構成要素となっているボルト１０Ａの軸部１０Ｃ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１０Ｃは、鉛直方向が軸方向となっている。このため、この軸部１０Ｃを中心軸にして下地フレーム１を基礎杭３に対し水平方向に回動させることにより、下地フレーム１を、基礎杭３の頭部において、ずれ角度αの影響を受けることなく、下地フレーム１の長さ方向を左右方向に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。

すなわち、本実施形態によると、回動手段Ａは、ボルト１０Ａの軸部１０Ｃが鉛直方向又は略鉛直方向を軸方向とする回動中心軸となって、基礎杭３のずれ角度αの影響をなくしながら下地フレーム１を基礎杭３の頭部で支持させることができるものとなっており、この回動手段Ａによる下地フレーム１の基礎杭３に対する回動により、下地フレーム１の前辺部１Ａと後辺部１Ｂとを通り芯Ｌと平行にさせて、この下地フレーム１をそれぞれの基礎杭３の頭部で支持させることができる。

なお、以上のように本実施形態では、それぞれの基礎杭３の頭部と下地フレーム１との間には、ボルト１０Ａの軸部１０Ｃを鉛直方向又は略鉛直方向に延びる回動中心軸にして、基礎杭３のずれ角度αの影響をなくしながら下地フレーム１を基礎杭３の頭部で支持させることができる回動手段Ａが設けられているため、基礎杭３の頭部に締結具７で結合されるヘッド部材６や、このヘッド部材６の上面に配置される回動手段Ａを基礎杭３に取り付けるための作業を予め工場で行っておき、これにより、ソーラーパネル用架台の施工現場で行う作業の工数を削減することができる。

しかし、ヘッド部材６や回動手段Ａを基礎杭３に取り付けるための作業を工場で行わず、地盤２の地表面２Ａに通り芯Ｌを設定する作業や基礎杭３の打ち込み作業が行なわれるソーラーパネル用架台の施工現場において行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、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が、この方杖部材２０と基礎杭３との連結部が図５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を基礎杭３に対して回動自在に連結するものとなっているため、図６のずれ角度αが基礎杭３に生じていても、このずれ角度αの影響を受けることなく、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とにより下地フレーム１を支持することができる。

さらに、本実施形態では、それぞれの基礎杭３の頭部で下地フレーム１を支持するために、これらの基礎杭３の頭部と下地フレーム１との間には、図４及び図７で示されているブラケット部材９と締結具１１で構成される回動手段Ｂが設けられており、この回動手段Ｂは、締結具１１の構成要素となっているボルト１１Ａの軸部１１Ｃ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１１Ａの軸部１１Ｃは、水平方向が軸方向となっているものである。

このため、ボルト１１Ａの軸部１１Ｃを中心に下地フレーム１を基礎杭３に対して上下に回動させることにより、下地フレーム１の太陽に対する仰角を、本実施形態に係るソーラーパネル用架台が設置される場所の地球上の緯度に応じた適切な大きさに変更、設定することができ、この後に、締結具１１のナット１１Ｂを行うことにより、下地フレーム１の太陽に対する仰角をその大きさで固定することができる。

なお、地球上の緯度が同じ場所であっても、太陽の南中高度は季節によって変化するため、上述のように回動手段Ｂによって下地フレーム１の太陽に対する仰角を変更することは、季節が変化するときに行ってもよい。

また、本実施形態では、方杖部材２０の基端部は、図５のボールジョイント手段２２と、締結具２３による締め付けで基礎杭３に取り付けられているバンド部材２４とにより、下地フレーム１に結合されているため、太陽に対する適切な仰角を下地フレーム１に付与するために、この下地フレーム１を回動手段Ｂにより基礎杭３に対して上下に回動させるときには、締結具２３のナット２３Ｂを緩めることによってバンド部材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。

そして、このように基礎杭３における方杖部材２０の基端部の高さ位置を変更、調整するときにおいて、方杖部材２０の基端部と基礎杭３との連結部は、ボールジョイント手段２２による回動自在の回動連結部となっているため、この変更、調整作業を所定どおり行えることになる。

さらに、以上説明した２個の回動手段ＡとＢは、基礎杭３の頭部に下地フレーム１を支持させるために、これらの基礎杭３と下地フレーム１との間に配置されたＬ字形状のブラケット部材９を共通の構成部材として構成されたものとなっており、このため、このブラケット部材９により、下地フレーム２を基礎杭３に対し、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水平方向に回動可能とするための第１回動手段Ａを構成できるとともに、ブラケット部材９により、下地フレーム２を基礎杭３に対し、水平方向又は略水平方向を軸方向とする回動中心軸を中心に上下方向に回動可能とするための第２回動手段Ｂも構成でき、このため、これらの第１及び第２回動手段Ａ，Ｂの構造の簡単化を図ることができる。

また、地盤２に打ち込まれるそれぞれの基礎杭３は、地盤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４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、図７で説明した孔１７と孔１８とのうち、下地フレーム１の長さ方向である左右方向に長い長孔となっている孔により、解消することができる。

本発明は、地盤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、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 地盤
２Ａ 地表面
３ 基礎杭
４ 根太部材
５ 梁部材
１０Ｃ 軸方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている第１回動手段の回動中心軸であるボルトの軸部
１１Ｃ 軸方向が水平方向又は略水平方向となっている第２回動手段の回動中心軸であるボルトの軸部
２０ 方杖部材
２２ 回動連結部となっているボールジョイント手段
Ａ 第１回動手段
Ｂ 第２回動手段
ＳＰ ソーラーパネル

Claims (10)

1. 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、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている前記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回動手段を備え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、前記基礎杭は、この基礎杭の前記長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているものであることを特徴とするソーラーパネル用架台。
3. 請求項１又は２に記載のソーラーパネル用架台において、前記基礎杭は間隔をあけて複数本あり、これらの基礎杭ごとに前記回動手段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。
4. 請求項３に記載のソーラーパネル用架台において、前記複数本の基礎杭は、前記下地フレームの長さ方向となっている左右方向と、前後方向とのうち、少なくとも前記左右方向に配置さ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、前記下地フレームは、前記複数本の基礎杭ごとに設けられ、前記前後方向に延びている根太部材と、これらの根太部材の上側に配置され、前記左右方向に延びている梁部材とを含んで構成され、前記回動手段は、前記根太部材を前記基礎杭に対して回動可能とさせるための手段となっていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
6. 請求項３に記載のソーラーパネル用架台において、前記複数本の基礎杭は、前記下地フレームの長さ方向となっている左右方向と、前後方向とのうち、前記左右方向だけに配置され、前記前後方向における前記基礎杭の本数は、１本であることを特徴とするソーラーパネル用架台。
7. 請求項６に記載のソーラーパネル用架台において、前記複数本の基礎杭のそれぞれには、前記基礎杭から前記前後方向における斜め上側へ延びていて、前記基礎杭と前記下地フレームとを連結する方杖部材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。
8. 請求項７に記載のソーラーパネル用架台において、前記方杖部材と前記基礎杭の連結部と、前記方杖部材と前記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は、前記回動手段による前記下地フレームの前記基礎杭に対する回動を許容する回動連結部となっ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８に記載のソーラーパネル用架台において、前記回動連結部はボールジョイント手段によって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。
10. 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、長さ方向が鉛直方向又は略鉛直方向となっている前記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、
    前記基礎杭は、この基礎杭の前記長さ方向と直交する断面の形状が非円形となっているものであって、前面と後面とのうち、少なくとも一方の面は、平坦となっている平坦面になっており、
    前記下地フレームと、前記基礎杭の前記頭部との間に、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回動手段を配置するための工程と、
    前記地盤の地表面に左右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地盤に打ち込むための工程と、
    前記平坦面が前記通り芯と平行になっていない前記基礎杭に対して前記下地フレームを前記回動手段で回動させることにより、前記下地フレームを、この下地フレームの長さ方向を前記左右方向にさせて前記基礎杭の前記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ソーラーパネル用架台の施工方法。

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