JP2015195695A

JP2015195695A - 骨組構造体

Info

Publication number: JP2015195695A
Application number: JP2014145051A
Authority: JP
Inventors: 裕之竹林; Hiroyuki Takebayashi; 克信高瀬; Katsunobu Takase; 眸副島; Hitomi Soejima
Original assignee: Sankyo Tateyama Inc
Current assignee: Sankyo Tateyama Inc
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: JP6341780B2

Abstract

【課題】基礎の数が少なくて済み、施工性が良好な骨組構造体を提供する。
【解決手段】左梁材及び右梁材と、桁材と、左柱材及び右柱材と、複数の横材と、パネルを備え、左梁材及び右梁材は、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでおり、桁材は、左梁材及び右梁材の前側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた前側基礎に固定してあり、左柱材と右柱材は、それぞれ左梁材と右梁材の後側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた後側基礎に固定してあってＶ字形を形成しており、前側基礎と後側基礎が、前後方向同一直線上に位置しており、横材は、左梁材及び右梁材に直交するように載置して固定してあり、パネルは、前端部と後端部をそれぞれ横材に載置して固定してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルの支持などに用いられる骨組構造体に関する。

太陽電池パネルを支持するための架台として、従来、特許文献１（図８〜図１０）に示すような骨組構造体が用いられている。この骨組構造体は、前後に延びる複数本の下地フレームの前部と後部を、それぞれ左右に延びる梁材により連結してあり、前後の梁材をそれぞれ前側支柱と後側支柱により支持してある。各支柱（前側支柱及び後側支柱）は、それぞれ下端部を基礎に固定してある。

特開２０１３−２３２６８６号公報

しかしながら、このような骨組構造体は、支柱の本数分だけ基礎を設ける必要があり、施工に手間がかかるものであった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、基礎の数が少なくて済み、施工性が良好な骨組構造体を提供することを目的とする。

本発明のうち請求項１の発明は、左梁材及び右梁材と、桁材と、左柱材及び右柱材と、複数の横材と、パネルを備え、左梁材及び右梁材は、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでおり、桁材は、左梁材及び右梁材の前側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた前側基礎に固定してあり、左柱材と右柱材は、それぞれ左梁材と右梁材の後側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた後側基礎に固定してあってＶ字形を形成しており、前側基礎と後側基礎が、前後方向同一直線上に位置しており、横材は、左梁材及び右梁材に直交するように載置して固定してあり、パネルは、前端部と後端部をそれぞれ横材に載置して固定してあることを特徴とする。

本発明のうち請求項２の発明は、複数の支持ユニットと、横材を備え、各支持ユニットは、左梁材及び右梁材と、桁材と、左柱材及び右柱材を備え、左梁材及び右梁材は、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでおり、桁材は、左梁材及び右梁材の前側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた前側基礎に固定してあり、左柱材と右柱材は、それぞれ左梁材と右梁材の後側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた後側基礎に固定してあってＶ字形を形成しており、前側基礎と後側基礎が、前後方向同一直線上に位置しており、各支持ユニットが左右に間隔をおいて配置してあり、横材が各支持ユニットに架設してあることを特徴とする。

本発明のうち請求項１の発明によれば、後側においては、二本の柱材（左柱材と右柱材）に対して一つの後側基礎を設ければよく、前側においても後側基礎と同一直線上に同数の前側基礎を設ければよいので、基礎の数が少なく、施工性が良好である。そして、桁材が二本の梁材（左梁材と右梁材）の前側を支持し、二本の柱材が梁材の後側を支持してＶ字形を形成していることにより、必要強度を確保でき、また前側においては桁材を直接前側基礎に固定してあるので、部品点数が少なく、コストを抑えられる。さらに、パネルの前端部と後端部をそれぞれ横材に載置して固定してあり、横材の本数は前後に並べたパネルの枚数＋一本で済むので、パネルを支持するための部品点数も少なく、コストを抑えられる。

本発明のうち請求項２の発明によれば、後側においては、二本の柱材（左柱材と右柱材）に対して一つの後側基礎を設ければよく、前側においても後側基礎と同一直線上に同数の前側基礎を設ければよいので、基礎の数が少なく、施工性が良好である。そして、桁材が二本の梁材（左梁材と右梁材）の前側を支持し、二本の柱材が梁材の後側を支持してＶ字形を形成していることにより、必要強度を確保でき、また前側においては桁材を直接前側基礎に固定してあるので、部品点数が少なく、コストを抑えられる。さらに、骨組構造体全体の左右幅によらず、桁材は短尺で同じ長さのものが支持ユニットの数だけあればよいので、コストが抑えられ、また、設置場所の状況に応じて、支持ユニット同士の間隔を容易に変更できる。

骨組構造体の第一実施形態を示し、（ａ）は全体背面図、（ｂ）は部分拡大背面図、（ｃ）は部分拡大背面図において、左柱材、右柱材及び後側基礎を透視した図である。骨組構造体の第一実施形態の側面図である。梁材と横材及び横材とパネルの連結部分の拡大図である。左梁材と桁材の連結部分の拡大図である（図２のＡ部）。左梁材と左柱材の連結部分の拡大図である（図１のＢ部）後側連結部材の斜視図である。骨組構造体の第二実施形態の全体背面図である。骨組構造体の第三実施形態の全体背面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この骨組構造体は、太陽電池や太陽熱温水器などのパネル状の構造物の支持に用いられるものであるが、ここでは、太陽電池パネルＳを支持するための架台の場合を示す。図１及び図２に示すように、この骨組構造体は、アルミ押出形材からなる梁材（左梁材１ａ、右梁材１ｂ）、桁材２、柱材（左柱材３ａ、右柱材３ｂ）及び横材５と、太陽電池パネルＳと、前側基礎４ａ及び後側基礎４ｂを備える。図１（ａ）に示すように、梁材と柱材はそれぞれ六本ずつ設けてあるが、隣接する二本を一組として、左側の部材を左梁材１ａ及び左柱材３ａ、右側の部材を右梁材１ｂ及び右柱材３ｂとしたものである。

左梁材１ａ及び右梁材１ｂは、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでいる。上面及び下面には、長手方向に沿って断面略Ｃ字形の溝部１１を設けてあり、溝部１１にボルトの頭部を挿入して他の部材を連結する。左梁材１ａ及び右梁材１ｂの上面には、両梁材１ａ，１ｂに直交する（左右方向に延びる）横材５を取り付けてある。図３に示すように、横材５は、前後面の下端部に、それぞれ前後に向けて突出する取付片５１を形成してある。そして、梁材１ａ，１ｂの上面の、横材５の前後位置には、溝部１１にボルトの頭部を挿入して取付具５２をボルト止めしてある。取付具５２は、横材５側に略Ｌ字形の挟持部５３を形成してあり、梁材１ａ，１ｂと挟持部５３とで横材５の前後の取付片５１を挟み込んで、梁材１ａ，１ｂに横材５を固定してある。図１（ａ）に示すように、横材５は、すべて（六本）の梁材１ａ，１ｂを連結するものであって、前後に等間隔に五本並んでおり、左梁材１ａ及び右梁材１ｂと横材５とで格子状の構造を形成している。

そして、横材５の上面に、太陽電池パネルＳをボルト止めして固定してある（図１においては太陽電池パネルを図示省略してある）。より詳しくは、図３に示すように、横材５の上面に、長手方向に沿って断面略Ｃ字形の溝部５４を設けてあり、溝部５４の前側部分に、前側の太陽電池パネルＳの後端部を、溝部５４の後側部分に、後側の太陽電池パネルＳの前端部を載置してある。そして、溝部５４に、長手方向に間隔を空けて複数本のボルトＢの頭部を挿入してあって、上を向いたボルトＢの基端（頭部側）に受具１０４を挿入してあり、さらに先端に押圧具１０ａを挿入して、ナットＮを締め付けてある。受具１０４は、断面Ｌ字形で、各ボルトＢに取り付けてあり、一辺が横材５の上面に当接し、他辺がボルトＢの後側に立設している。また、押圧具１０ａは、横材５と平行に延び各ボルトＢに跨って取り付けるものであって、前側下方及び後側下方に向けて突出する二つの押圧片１０１ａと、両押圧片１０１ａの内側に位置していて、下方に向けて突出する前後二つの当接片１０２ａを有しており、後側の当接片１０２ａは、受具１０４の後側面（立設する他辺）と面一である。受具１０４及び押圧具１０ａの後側の当接片１０２ａが、後側の太陽電池パネルＳの前端面に当接し、押圧具１０ａの前側の当接片１０２ａが、前側の太陽電池パネルＳの後端面に当接し、前後の押圧片１０１ａが、前後の太陽電池パネルＳの上面の後端部及び前端部に上側から当接し、ナットＮを締め付けることで、押圧片１０１ａが太陽電池パネルＳを押圧して固定する。なお、最前端の横材５においては、溝部５４の後側部分に、最前の太陽電池パネルＳの前端部を載置してあり、押圧具１０ｂは、後側にのみ押圧片１０１ｂ及び当接片１０２ｂを有していて、前側には太陽電池パネルＳの前端面を覆い隠す壁面部１０３ｂを設けてある。また、最後端の横材５においても、最前端と前後逆向きの同様な構成となっており、受具１０４が壁面部１０３ｂの前側面に当接している。このようにして、五本の横材５に対して、前後に四枚の太陽電池パネルＳを並べて載置して固定する。

桁材２は、両梁材１ａ，１ｂに直交する（左右方向に延びる）ものであり、図１（ａ）に示すように、すべて（六本）の梁材１ａ，１ｂを連結するものであって、図２に示すように、左梁材１ａ及び右梁材１ｂの前側（前端から全長の約１／５の位置）を支持している。図４に示すように、上面及び下面には、長手方向に沿って溝部２１を設けてあり、上面には、溝部２１にボルトの頭部を挿入して前側連結部材６をボルト止めしてある。前側連結部材６は、ゲタ形で上向きに延びる二枚の挟持片６１を有しており、両挟持片６１で左右から左梁材１ａ及び右梁材１ｂをそれぞれ挟み込んでボルト止めしてある。また、図１（ｃ）に示すように、桁材２の、左梁材１ａと右梁材１ｂの中間位置には、桁固定部材８ａを取り付けてある。桁固定部材８ａは、ゲタ形で上向きに延びる二枚の挟持片８１ａを有しており、両挟持片８１ａで前後から桁材２を挟み込んでボルト止めしてある。そして、桁固定部材８ａは、左梁材１ａと右梁材１ｂの中間位置に設けた前側基礎４ａにボルト止めして固定してある。

左柱材３ａと右柱材３ｂは、図１（ｂ）及び図２に示すように、それぞれ左梁材１ａと右梁材１ｂの後側（後端から全長の約１／５の位置）を支持している。左柱材３ａは右側下方へ、右柱材３ｂは左側下方へ傾斜しており、両柱材３ａ，３ｂの下端部を柱固定部材８ｂで連結してあって、左柱材３ａと右柱材３ｂとでＶ字形を形成している。柱固定部材８ｂは、ゲタ形で上向きに延びる二枚の挟持片８１ｂを有しており、両挟持片８１ｂで前後から左柱材３ａ及び右柱材３ｂを挟み込んでボルト止めしてある。そして、柱固定部材８ｂは、左梁材１ａと右梁材１ｂの中間位置に設けた後側基礎４ｂにボルト止めして固定してある。なお、桁固定部材８ａを固定した前側基礎４ａと、柱固定部材８ｂを固定した後側基礎４ｂは、前後方向同一直線上に位置している。

ここで、図５及び図６に基づき、左柱材３ａと左梁材１ａの連結部分について説明する（右柱材３ｂと右梁材１ｂの連結部分については、左右対称の同様な構造である）。左柱材３ａと左梁材１ａの連結には、後側連結部材７を用いる。後側連結部材７は、略Ｈ字形のアルミ押出形材からなり、両端にコ字形の受部（梁受部７１、柱受部７２）を有する。ただし、梁受部７１の開口方向に対して、柱受部７２の開口方向が傾斜している。そして、梁受部７１の開口を垂直上方に向け、左梁材１ａの後側部分（後端から全長の約１／５の位置）を下側からくわえ込んで左右からボルト止めしてあり、柱受部７２によって左柱材３ａの上端部をくわえ込んで上下からボルト止めしてある。これにより、左柱材３ａは、梁受部７１に対する柱受部７２の傾斜角度と同じ角度だけ、垂直方向に対して傾斜する。

また、左梁材１ａ及び右梁材１ｂの、両柱材３ａ，３ｂの連結位置より後側（両梁材１ａ，１ｂの上端近傍）の下面に、両梁材１ａ，１ｂを横架する補強材９を取り付けてある。補強材９は、断面Ｌ字形のアルミ押出形材からなるものであって、両梁材１ａ，１ｂの溝部１１にボルトの頭部を挿入してボルト止めしてあり、両梁材１ａ，１ｂの間隔を規制して、より強度を高めるものである。

なお、この骨組構造体の施工手順としては、まず、設置面に前側基礎４ａ及び後側基礎４ｂを形成する。次に、前側基礎４ａの上面に桁固定部材８ａを固定して桁材２を取り付け、後側基礎４ｂの上面に柱固定部材８ｂを固定して両柱材３ａ，３ｂを取り付ける。次に、桁材２の上面に前側連結部材６を固定し、両柱材３ａ，３ｂの上端に後側連結部材７を固定して、左右の前側連結部材６及び後側連結部材７に、両梁材１ａ，１ｂを取り付ける。次に、両梁材１ａ，１ｂの下面に補強材９を取り付け、さらに両梁材１ａ，１ｂの上面に横材５を取り付ける。そして、横材５に太陽電池パネルＳを載置して、上側から押圧具１０ａ，１０ｂをボルト止めして固定することで、骨組構造体が完成する。

このように構成した骨組構造体の第一実施形態によれば、後側においては、二本の柱材（左柱材３ａと右柱材３ｂ）に対して一つの後側基礎４ｂを設ければよく、前側においても後側基礎４ｂと同一直線上に同数の前側基礎４ａを設ければよいので、基礎４ａ，４ｂの数が少なく、施工性が良好である。また、桁材２が、左梁材１ａ及び右梁材１ｂの前側を支持して、両梁材１ａ，１ｂの中間位置で前側基礎４ａに固定してあり、左柱材３ａ及び右柱材３ｂが、それぞれ左梁材１ａ及び右梁材１ｂの後側を支持し、両梁材１ａ，１ｂの中間位置で後側基礎４ｂに固定してあってＶ字形を形成しているので、必要強度を確保しつつ、太陽電池パネルＳの支持可能な範囲が広い。よって、前側基礎４ａ及び後側基礎４ｂのピッチを広くできるので、より基礎４ａ，４ｂの数を少なくすることができ、また太陽電池パネルＳの大きさ当たりの部品点数も少なくすることができるので、施工性が良好であり、施工速度が速く、コストが抑えられる。さらに、太陽電池パネルＳの前端部と後端部をそれぞれ横材５に載置して固定してあり、横材５の本数は前後に並べた太陽電池パネルＳの枚数＋一本で済むので、太陽電池パネルＳを支持するための部品点数も少なく、コストを抑えられる。また、太陽電池パネルＳを前側から順に取り付ければ、前端部を前側の受具１０４及び押圧具１０ａに引っ掛けてから、後端部を後側の押圧具１０ａで固定できるので、取付作業中に太陽電池パネルＳが傾斜に沿って滑り落ちることがなく、作業が容易である。そして、受具１０４が太陽電池パネルＳの前端部を位置決めするとともに、前側方向にかかる太陽電池パネルＳの荷重を受け止めて確実に固定する。また、両梁材１ａ，１ｂと両柱材３ａ，３ｂの連結に用いる後側連結部材７が、アルミ押出形材からなる一体成形品なので、連結強度が高く、また単一部品により連結できるので、施工性が良好であり、さらに押出形材なので傾斜角度などを精度よく形成でき、組立精度も良好である。そして、この後側連結部材７について、傾斜角度が異なるものを複数用意しておくことで、基礎４ａ，４ｂのピッチを変化させることができる。また、両柱材３ａ，３ｂの長さと、前側連結部材６及び後側連結部材７のボルト孔の位置を変更することで、両梁材１ａ，１ｂ（太陽電池パネルＳ）の傾斜角度を変化させることができる。さらに、桁材２がすべての梁材１ａ，１ｂを連結しているので、特に強度が高く、強風が吹きつけるような場所にも設置可能である。また、左右方向に長い太陽電池パネルＳを、左右に延びる横材５で支持しており、すなわち、強度の弱い長辺部を横材５で支持することになるので、強風や積雪などによる太陽電池パネルＳの変形を抑えることができる。そしてこれにより、横材５（太陽電池パネルＳ）を下側から支持する両梁材１ａ，１ｂの点数を少なくすることができ、かつ両梁材１ａ，１ｂをＶ字形の両柱材３ａ，３ｂで一つの後側基礎４ｂに固定するので、より基礎４ａ，４ｂのピッチを広くして、基礎４ａ，４ｂの数を少なくすることができる。なお、両梁材１ａ，１ｂ、桁材２、両柱材３ａ，３ｂ及び横材５などの主構造材は、すべてアルミ押出形材からなるものであるが、素材として、特に強度の高いＡ６Ｎ０１Ｓなどのアルミニウム合金を用いることで、より強度を高めて、さらに基礎４ａ，４ｂのピッチを広くすることもできる。また、太陽電池パネルＳは、横材５の上に載置した後、ボルトＢに上側から押圧具１０ａ，１０ｂを挿入してナットＮを締め付けるだけで固定可能であり、一連の取付作業をすべて上側から行うことができるので、施工が容易である。

続いて、図７に基づき、骨組構造体の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、二本の梁材１ａ、１ｂと二本の柱材３ａ，３ｂを有するものであり、この骨組構造体の最小の形態となる。第一実施形態とは、各部材の数や長さが異なるのみで、部材同士の連結構造などは同じである。基礎は前側基礎４ａと後側基礎４ｂの二つだけで済むので、施工が非常に容易である。そして、桁材２が、左梁材１ａ及び右梁材１ｂの前側を支持して、両梁材１ａ，１ｂの中間位置で前側基礎４ａに固定してあり、左柱材３ａ及び右柱材３ｂが、それぞれ左梁材１ａ及び右梁材１ｂの後側を支持し、両梁材１ａ，１ｂの中間位置で後側基礎４ｂに固定してあってＶ字形を形成しているので、必要強度を確保しつつ、太陽電池パネルＳの支持可能な範囲が広いため、大きな太陽電池パネルＳを支持することができ、その他、第一実施形態と同様の作用効果を奏するものである。

続いて、図８に基づき、骨組構造体の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、六本の梁材１ａ、１ｂと六本の柱材３ａ，３ｂを有するものであり、第一実施形態と同じ大きさのものであるが、第一実施形態とは、桁材２が三分割されていて、それぞれの桁材２が二本の梁材１ａ，１ｂを連結している点が異なっており、一組の左梁材１ａ及び右梁材１ｂと、桁材２と、一組の左柱材３ａ及び右柱材３ｂが、支持ユニットＵを構成している。そして、各支持ユニットＵが左右に間隔をおいて配置してあり、横材５が各支持ユニットＵに架設してある。これによれば、第一実施形態において桁材２がすべての梁材１ａ，１ｂを連結している点を除いて、第一実施形態と同様の作用効果を奏するものである。また、桁材２が短いので運搬が容易であり、施工性が良好で施工速度が速く、また、設置場所の状況に応じた基礎４ａ，４ｂのピッチ、すなわち支持ユニットＵ同士の間隔の変更にも容易に対応できる。さらに、骨組構造体全体の左右幅によらず、同じ長さの桁材２を複数本（支持ユニットＵの数と同数）用意すればよいので、製造が容易で、コストを抑えられる。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、梁材及び柱材は、二本一組で設けるものであり、偶数であれば何本でもよく、支持するパネルの大きさなどに応じて自由に設定できる。また、梁材と桁材又は柱材の連結部分や、桁材又は柱材と基礎の連結部分などの構造は、どのようなものであってもよい。さらに、この骨組構造体は、太陽電池パネル以外に、太陽熱温水器など、その他のパネル状の構造物の支持に用いてもよい。

１ａ左梁材
１ｂ右梁材
２桁材
３ａ左柱材
３ｂ右柱材
４ａ前側基礎
４ｂ後側基礎
５横材
Ｓ太陽電池パネル（パネル）
Ｕ支持ユニット

Claims

左梁材及び右梁材と、桁材と、左柱材及び右柱材と、複数の横材と、パネルを備え、左梁材及び右梁材は、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでおり、桁材は、左梁材及び右梁材の前側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた前側基礎に固定してあり、左柱材と右柱材は、それぞれ左梁材と右梁材の後側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた後側基礎に固定してあってＶ字形を形成しており、前側基礎と後側基礎が、前後方向同一直線上に位置しており、横材は、左梁材及び右梁材に直交するように載置して固定してあり、パネルは、前端部と後端部をそれぞれ横材に載置して固定してあることを特徴とする骨組構造体。
複数の支持ユニットと、横材を備え、各支持ユニットは、左梁材及び右梁材と、桁材と、左柱材及び右柱材を備え、左梁材及び右梁材は、前後方向に延び、前側に向けて下方に傾斜していて、互いに平行に並んでおり、桁材は、左梁材及び右梁材の前側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた前側基礎に固定してあり、左柱材と右柱材は、それぞれ左梁材と右梁材の後側を支持しており、左梁材と右梁材の中間位置に設けた後側基礎に固定してあってＶ字形を形成しており、前側基礎と後側基礎が、前後方向同一直線上に位置しており、各支持ユニットが左右に間隔をおいて配置してあり、横材が各支持ユニットに架設してあることを特徴とする骨組構造体。