JP6170750B2 - ソーラーパネル用架台 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電のためのソーラーパネル(太陽電池パネル)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、ソーラーパネル用架台が地盤に設けられる。下記の特許文献1に示されているソーラーパネル用架台は、地盤に固定された支柱と、この支柱で支持され、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ている。
特開2012−69929号公報
特許文献1のソーラーパネル用架台では、前後方向における支柱の本数は2本となっており、長さが異なるこれらの支柱により下地フレームを支持しているが、ソーラーパネル用架台の部材点数を削減して構造の簡単化を図るためには、前後方向における支柱の本数を1本とし、この支柱と下地フレームとの間に方杖部材を前後方向に架け渡すことが考えられる。
しかし、ソーラーパネル用架台では、ソーラーパネルが配置される下地フレームを太陽に対する所定の仰角をもって支柱に支持することが求められ、また、地盤に支柱を固定する際に、支柱が鉛直軸を中心とする回動方向のずれ角度をもって地盤に固定されることがあり、このようなずれ角度の影響を解消することも求められるため、太陽に対する所定の仰角を得られて、鉛直軸を中心とする支柱の回動方向のずれ角度の影響を解消できるようにする工夫を行わなければならない。
本発明の目的は、下地フレームを支持する支柱と下地フレームとの間に架け渡される方杖部材を、太陽に対する所定の仰角を得られ、かつ鉛直軸を中心とする支柱のずれ角度の影響を解消して、支柱に連結す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、地盤に固定された支柱と、この支柱で支持され、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、前後方向における前記支柱の本数は1本であり、この支柱と前記下地フレームとの間に方杖部材が前後方向に架け渡されているとともに、この方杖部材と前記下地フレームは上下回動自在に連結され、前記方杖部材と前記支柱は回動連結手段により連結され、この回動連結手段は、前記方杖部材を前記支柱に対して左右方向に回動自在とする左右回動中心軸と、前記方杖部材を前記支柱に対して上下方向に回動自在とする上下回動中心軸とを有し、前記下地フレームは前記支柱に上下回動自在に支持されているとともに、前記支柱における前記回動連結手段の高さ位置が変更可能となっ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では、方杖部材と下地フレームは、上下方向に回動自在に連結されているとともに、方杖部材と支柱は回動連結手段により連結されており、この回動連結手段は、方杖部材を支柱に対して上下方向に回動自在とする上下回動中心軸を有しており、また、下地フレームは支柱に上下回動自在に支持されていて、支柱における回動連結手段の高さ位置が変更可能となっているため、下地フレームの太陽に対する仰角を調整することができ、これにより、下地フレームの所定の仰角を得ることができる。
また、方杖部材と支柱とを連結している回動連結手段は、方杖部材を支柱に対して左右方向に回動自在とする左右回動中心軸を有しているため、下地フレームを支持する支柱に鉛直軸を中心とする回動方向のずれ角度が生じている場合には、この左右回動中心軸を中心とする左右回動によりこのずれ角度の影響を解消して、方杖部材と支柱とを連結することができる。
以上の本発明は、左右方向における支柱の本数が1本の場合にも適用できるとともに、この本数が複数本の場合にも適用することができる。
支柱の左右方向における本数が複数本である場合には、支柱ごとに設けられた方杖部材が、支柱と下地フレームとの間に前後方向に架け渡されることになる。
本発明において、回動連結手段の左右回動中心軸を支柱側に配置し、上下回動中心軸を方杖部材側に配置してもよく、あるいは、左右回動中心軸を方杖部材側に配置し、上下回動中心軸を支柱側に配置してもよい。
しかし、左右回動中心軸を方杖部材側に配置し、上下回動中心軸を支柱側に配置すると、方杖部材を介して回動連結手段に作用するソーラーパネルや下地フレームの重量により、回動連結手段の一部が支柱に当接してしまうおそれが生ずる。このため、左右回動中心軸を支柱材側に配置し、上下回動中心軸を方杖部材側に配置することが好ましく、これによると、上記問題が生ずることなく、ソーラーパネルや下地フレームの重量を方杖部材と回動連結手段を介して支柱により有効に支持できるようになる。
また、本発明において、回動連結手段は、左右回動中心軸と上下回動中心軸を備えていれば、任意の形態によって構成することができ、その一例は、回動連結手段を、支柱に取り付けられた本体と、この本体を方杖部材に接続するための接続手段とを含んで構成することである。
このように回動連結手段を、支柱に取り付けられた本体と、この本体を方杖部材に接続するための接続手段とを含んで構成する場合には、本体と接続手段とを左右回動中心軸を介して連結することができる。
そして、本体と接続手段とのうち、一方に左右回動中心軸となっている円柱部を設け、他方にこの円柱部の外面に左右方向に滑動自在に被せられた湾曲凹部が設けることができる。
また、方杖部材と接続手段を、水平方向を軸方向とするボルトにより連結し、このボルトを上下回動中心軸とすることができる。
また、接続手段は1個の部材によって形成してもよいが、接続手段を左右対称形状となっている2個の接続部材により形成し、これらの接続部材のうち、一方を上下逆にすると、他方と同じ形状になるようにしてもよい。
これによると、2個の接続部材を同じ部材とすることができるため、部材(部品)の共通化を実現できる。
以上説明した本発明は、多数のソーラーパネルを地盤上に設置する大規模発電用のメガソーラーシステムに利用することができるとともに、少数のソーラーパネルを地盤上に設置する小規模発電用のソーラーシステムにも利用することができる。
また、地盤に固定されていて、下地フレームを支持するための部材となっている支柱は、頭部を地上に残して地盤の内部に打ち込まれた基礎杭等によるものでもよく、あるいは、地盤上に設けられたコンクリート等による基礎から立設された柱でもよい。
さらに、地盤に支柱を固定することは、地盤に設置された建物等を介して支柱を地盤に固定することでもよく、言い換えると、支柱は、建物の屋上等に立設された柱等でもよい。
本発明によると、下地フレームを支持する支柱と下地フレームとの間に架け渡される方杖部材を、左右回動中心軸と上下回動中心軸を有する回動連結手段を介して支柱に連結したため、この方杖部材を、ソーラーパネル及び下地フレームの太陽に対する所定の仰角を得られ、かつ鉛直軸を中心とする支柱のずれ角度の影響を解消して、支柱に連結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、図1のソーラーパネル用架台の側面図である。 図3は、図1及び図2で示されている基礎杭の頭部に配設されたヘッド手段を示す分解斜視図である。 図4は、ヘッド手段の上に配設されるブラケット手段を示す分解斜視図である。 図5は、ブラケット手段を介して第1延伸部材である梁部材をヘッド手段に取り付けたときを示す正断面図である。 図6は、梁部材の上に第2延伸部材である根太部材を配設したときを示す側断面図である。 図7は、図6のS7−S7線断面図である。 図8は、図6及び図7で示されている角度規定部材を示す斜視図である。 図9は、根太部材に取り付けられた押さえ込み部材によりソーラーパネルが根太部材に押さえ込まれて固定されていることを示す縦断面図である。 図10は、図9の押さえ込み部材とは別の押さえ込み部材が根太部材に取り付けられ、この押さえ込み部材により、隣接する2個のソーラーパネルが根太部材に押さえ込まれて固定されていることを示す縦断面図である。 図11は、図1及び図2で示されている方杖部材と基礎杭とが回動連結手段により回動自在に連結されていることを示す斜視図である。 図12は、図11の回動連結手段の分解斜視図である。
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斜視図が示されている。このソーラーパネル用架台において、地盤9に固定された支柱は、頭部を地上に残して地盤9の内部に打ち込まれた基礎杭1であり、複数本の基礎杭1が地盤9の内部に打ち込まれ、これらの基礎杭1が、左右方向に並べられて地盤9に固定されているとともに、前後方向における基礎杭1の本数は、1本となっている。
なお、本実施形態の基礎杭1は、互いに平行となっている一対のフランジ部1Aと、これらのフランジ部1Aの幅方向中央部同士を接続しているウエブ部1BとからなるH型鋼によるものである。
地上に露出しているそれぞれの基礎杭1の頭部には、本実施形態のソーラーパネル用架台の側面図を示している図2のヘッド手段2とブラケット手段3を介して梁部材4が取り付けられ、基礎杭1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これらの梁部材4の上に根太部材5が取り付けられている。図1に示されているように、左右方向に延びる長さを有しているこの根太部材5は、前後方向に等間隔で複数本、本実施形態では4本配設されている。メガソーラーシステムのために根太部材5の左右方向の寸法を極めて長くすることが求められる場合には、一定長さを有する部材を長さ方向に連結することにより、左右方向の長さが充分に長い根太部材を形成してもよい。
本実施形態では、梁部材4が前後方向に延びる第1延伸部材となっており、根太部材5が左右方向に延びる第2延伸部材となっている。そして、梁部材4の上に根太部材5が配設されているため、根太部材5が上側部材となっていて、梁部材4が下側部材となっている。また、本実施形態では、基礎杭1ごとに1本設けられた複数本の梁部材4と、これらの梁部材4と直交配設された複数本の根太部材5とにより、基礎杭1により支持される下地フレーム6が形成されており、この下地フレーム6の上に複数枚のソーラーパネル7が載置固定されるようになっている。
図3には、図2で示されているヘッド手段2の分解斜視図が示されている。このヘッド手段2は、ヘッド本体2Aと、このヘッド本体2Aの上面に被されて固定される蓋部材2Bとからなる。ヘッド本体2Aは、H型鋼で形成されている基礎杭1の2個のフランジ部1Aの外面と対面する一対の面状部10と、これらの面状部10の幅方向の端部同士を連結する連結部11とからなる平面視でコ字形状の部材である。それぞれの面状部10に上下方向に長い長孔12が2個形成されており、これらの長孔12と、基礎杭1のフランジ部1Aに形成された孔とにボルト13の軸部を挿通し、これらの軸部の先部にナット13Bを螺合して締め付けることにより、ヘッド本体2Aは基礎杭1の頭部に固定される。蓋部材2Bは、ヘッド本体2Aの上面に載せられる基部14と、この基部14の両端から下向きに屈曲した一対の屈曲部15とからなり、これらの屈曲部15に設けられた孔16と、ヘッド本体2Aの面状部10に設けられた孔17とにボルト18の軸部を挿通し、これらの軸部の先部にナット18Bを螺合して締め付けることにより、蓋部材2Bはヘッド本体2Aに固定される。
なお、ヘッド本体2Aと蓋部材2Bとからなるヘッド手段2についての基礎杭1における高さ位置は、ヘッド本体2Aに設けられている上述の長孔12により調整することができる。このため、頭部を地上に残して地盤9の内部に打ち込まれたそれぞれの基礎杭1に、打ち込み深さが異なるために地盤9の地表面9Aからの突出長さに誤差がある場合には、それぞれの基礎杭1ごとに設けられるヘッド手段2についての地表面9Aからの高さ位置を長孔12によって調整することにより、上述の誤差を解消することができる。
図4には、図2で示されているブラケット手段3の分解斜視図が示されている。このブラケット手段3は、下側ブラケット19と上側ブラケット20とからなり、下側ブラケット19は、基部21と、この基部21の両端から上方へ立ち上がった一対の立上り部22とからなり、上側ブラケット20は、基部23と、この基部23の両端から下方へ垂下した一対の垂下部24とからなる。
図5に示されているように、下側ブラケット19の基部21は、ヘッド手段2の蓋部材2Bの基部14の上に載せられ、これらの基部14,21に形成された孔25,26にボルト27の軸部を挿通し、この軸部の先部にナット27Bを螺合して締め付けることにより、下側ブラケット19は蓋部材2Bに固定される。また、図5に示されているように、下側ブラケット19の一対の立上り部22の内側に上側ブラケット20の一対の垂下部24を対面配置し、これらの立上り部22と垂下部24に設けた孔28,29にボルト30の軸部を挿通し、これらの軸部の先部にナット30Bを螺合して締め付けることにより、上側ブラケット20は、下側ブラケット19に対してボルト30の軸部を中心に上下回動自在に取り付けられる。この上下回動自在の取り付けにより、下地フレーム6及びこの下地フレーム6に配置されるソーラーパネル7は、基礎杭1に対して上下方向に回動自在となり、これにより、下地フレーム6及びソーラーパネル7を適切な仰角をもって太陽に向けることができる。
なお、蓋部材2Bの基部14に形成されている孔25は、図4に示されているように、前後方向に長い長孔となっており、また、下側ブラケット19の基部21に形成されている孔26は左右方向に長い長孔になっている。このため、それぞれの基礎杭1についての地盤9への打ち込み位置に、前後方向や左右方向の誤差がある場合には、これらの誤差を長孔25,26により解消して、それぞれの基礎杭1の頭部にヘッド手段2を介して取り付けられるブラケット手段3を所定位置に配置できる。
図5には、ブラケット手段3の上側ブラケット20に取り付けられる前述の梁部材4も示されている。この梁部材4は、互いに平行となっている上辺部31及び下辺部32と、これらの上辺部31と下辺部32の幅方向中央部同士を接続するウエブ部33とにより略I型となっている同一断面が長さ方向に連続しているものとなっているとともに、上辺部31とウエブ部33との間に上側空間部34が形成され、下辺部32とウエブ部33との間に下側空間部35が形成されたものとなっている。すなわち、上辺部31の下面から2個の延出部31Aが下方へ延出し、これらの延出部31A同士が、ウエブ部33の上端に接続されている連結部31Bで連結されることにより、上辺部31とウエブ部33との間に上側空間部34が設けられている。また、下辺部32の上面から2個の延出部32Aが上方へ延出し、これらの延出部32A同士が、ウエブ部33の下端に接続されている連結部32Bで連結されることにより、下辺部32とウエブ部33との間に下側空間部35が設けられている。
そして、上側空間部34は、上辺部31に形成された開口部36によって上方に向かって開口しているとともに、下側空間部35は、下辺部32に形成された開口部37によって下方に向かって開口しており、これらの開口部36,37の開口幅寸法は、上辺部31と下辺部32のそれぞれに一対設けられたリップ部38により、上側空間部34と下側空間部35の幅寸法よりも小さくなっている。
以上のように略I型の同一断面が長さ方向に連続していて、上側空間部34及び下側空間部35も長さ方向に連続している梁部材4は、アルミ製又はアルミ合金製の押し出し成形品又は引き抜き成形品を素材とするものである。
ブラケット手段3の上側ブラケット20に梁部材4を取り付けることは、図5のボルト40及びナット40Bを用いて行われる。ボルト40はT型ボルトであり、このため、ボルト40の頭部40Aは、この頭部40Aをボルト40の軸方向から見たときに長方形となっているものであり、この長方形の長辺の長さは、上側空間部34及び下側空間部35の幅寸法よりも短く、かつ開口部36,37の開口幅寸法よりも長くなっており、また、長方形の短辺の長さは、開口部36,37の開口幅寸法よりも短くなっている。
このため、ボルト40の頭部40Aを梁部材4の下辺部32の開口部37から挿入してボルト40を90度回動させることにより、この頭部40Aを下側空間部35に係止し、次いで、ボルト40の軸部を上側ブラケット20の基部23に設けた孔23Aに挿通し、この軸部の先部にナット40Bを螺合して締め付けることにより、梁部材4は上側ブラケット20に固定される。本実施形態では、図5に示されているように、上側ブラケット20の基部23の幅方向両側に、梁部材4の下辺部32の幅方向両端部を挟着する一対の突起24Aが形成されているため、これらの突起24Aにより、梁部材4がボルト40の軸部を中心に回動することが阻止されて、梁部材4は上側ブラケット20にボルト40及びナット40Bによって固定される。
図6には、梁部材4の上に直交配設される根太部材5が示されている。この根太部材5は、梁部材4と同じ素材で形成されたアルミ製又はアルミ合金製の押し出し成形品又は引き抜き成形品である。すなわち、本実施形態では、前述の第1延伸部材となっていて、下側部材にもなっている梁部材4と、前述の第2延伸部材となっていて、上側部材にもなっている根太部材5は、上述の押し出し成形品又は引き抜き成形品をそれぞれ所定長さ寸法で切断することにより製造されている。
したがって、根太部材5は梁部材4と同じ形状となっている。すなわち、根太部材5は、互いに平行となっている上辺部41及び下辺部42と、これらの上辺部41と下辺部42の幅方向中央部同士を接続するウエブ部43とにより略I型となっている同一断面が長さ方向に連続しているものとなっており、上辺部41とウエブ部43との間に上側空間部44を、下辺部42とウエブ部43の間に下側空間部45を、それぞれ形成するために、上辺部41の下面から2個の延出部41Aが下方へ延出し、これらの延出部41A同士が、ウエブ部43の上端に接続されている連結部41Bで連結されることにより、上辺部41とウエブ部43との間に上側空間部44が設けられ、また、下辺部42の上面から2個の延出部42Aが上方へ延出し、これらの延出部42A同士が、ウエブ部43の下端に接続されている連結部42Bで連結されることにより、下辺部42とウエブ部43との間に下側空間部45が設けられている。
そして、上側空間部44は、上辺部41に形成された開口部46によって上方に向かって開口しているとともに、下側空間部45は、下辺部42に形成された開口部47によって下方に向かって開口しており、これらの開口部46,47の開口幅寸法は、上辺部41と下辺部42のそれぞれに一対設けられたリップ部48により、上側空間部44と下側空間部45の幅寸法よりも小さくなっている。
以上の形状となっている根太部材5は、図6と、この図6のS7−S7線断面図である図7と、図8とに示されている押さえ込み部材50により、梁部材4の上面において、この梁部材4に上から押さえ込まれて固定されるようになっている。なお、これらの図6〜図8には、後述する角度規定部材80も示されており、また、図8では、図7に示されている2個の押さえ込み部材50のうち、1個の押さえ込み部材50だけが示されている。
図8に示されているように全体が略平板形状となっている押さえ込み部材50の端部には、図6に示されているように、下向きに開口した係合凹部50Aが形成されており、この係合凹部50Aは、根太部材5の下辺部42の幅方向両端部に上向きに突設された係合突部42Cに係合可能となっている。根太部材5の幅方向両側に2個配設される押さえ込み部材50は、ボルト51及びナット51Bにより梁部材4に取り付けられ、この取り付けは、前述した図5のボルト40と同じT型ボルトとなっているボルト51の頭部51Aを、梁部材4の上側空間部34に挿入して係止し、ボルト51の軸部を押さえ込み部材50の孔52(図8を参照)に挿通し、この軸部の先部にナット51Bを螺合して締め付けることにより、押さえ込み部材50は梁部材4に取り付けられる。この取り付け時において、係合凹部50Aを係合突部42Cに係合させることにより、根太部材5は、押さえ込み部材50の上からの押さえ込み作用により梁部材4の上面に固定される。
以上のように2個の押さえ込み部材50により根太部材5を梁部材4に固定することは、根太部材5と梁部材4との全部の交差箇所において行われる。
図9と図10は、根太部材5の上面にソーラーパネル7を固定するための構造を示している。図9の構造は、図1に示されているように下地フレーム6に、前後方向には2個、左右方向には多数配設されるソーラーパネル7のうち、左右方向の端部に配設された1個のソーラーパネル7を根太部材5の上面に固定するための構造であり、図10の構造は、左右方向に互いに隣接配設された2個のソーラーパネル7を根太部材5の上面に固定するための構造である。
図9の構造では押さえ込み部材55が用いられ、図10の構造では押さえ込み部材56が用いられる。これらの押さえ込み部材55,56は、基部55A,56Aを有し、押さえ込み部材55では、基部55Aの幅方向の一方の端部から、1個のソーラーパネル7の上面を上から押さえ込むための1個のフック部55Bが立設されており、押さえ込み部材56では、基部56Aの幅方向の両方の端部から、2個のソーラーパネル7の上面を上から押さえ込むための2個のフック部56Bが立設されている。それぞれの押さえ込み部材55,56は、基部55A,56Aの孔57,58に軸部が挿通されるボルト59及びナット59Bにより根太部材5に固定され、このボルト59は図5のボルト40と同じT型ボルトであるため、ボルト59の頭部59Aを、根太部材5の上側空間部44に挿入して係止し、ボルト59の軸部を基部55A,56Aの孔57,58に挿通し、この軸部の先部にナット59Bを螺合して締め付けることにより、押さえ込み部材55,56は根太部材5に取り付けられるとともに、ソーラーパネル7は、フック部55B,56Bの上からの押さえ込み作用により根太部材5の上面に固定される。
なお、基礎杭1の頭部に、前部が下側となって傾斜して配置される下地フレーム6に対し、ソーラーパネル7が滑り落ちることを防止するために、前後方向に2個配置されるソーラーパネル7のうち、前側のソーラーパネル7の下面に、根太部材5に後側から当接する滑り止め部材を取り付けてもよい。
図1で示したそれぞれの梁部材4は、前述したように基礎杭1の頭部に図2で説明したヘッド手段2とブラケット手段3を介して支持されているとともに、これらの梁部材4は、梁部材4と基礎杭1との間に架け渡された方杖部材60によっても支持されている。このように梁部材4を、言い換えると、下地フレーム6を基礎杭2と共に支持しているこの方杖部材60は、左右方向に複数本となっている基礎杭1ごとに設けられているとともに、梁部材4と基礎杭1との間に前後方向に架け渡されている。
また、図2に示されているように、方杖部材60の一方の端部は、梁部材4の下面に取り付けられたブラケット61で梁部材4に連結されているとともに、他方の端部は、回動連結手段62により、基礎杭1における地盤9の地表面9Aから露出している部分の長さ方向途中箇所に連結されている。水平方向を軸方向とするボルト及びナットによる軸63により方杖部材60の一方の端部が上下回動自在に連結されているブラケット61は、梁部材4の下側空間部35に頭部が挿入されて係止されているT型ボルト及びナットによって梁部材4の下面に固定されている。
図11は、方杖部材60の基礎杭1側の端部を基礎杭1に連結している回動連結手段62の斜視図であり、図12は、この回動連結手段62の分解斜視図であり、回動連結手段62は、方杖部材60を基礎杭1に対して上下方向と左右方向の2つの方向に回動自在としているユニバーサルジョイント式の連結手段である。回動連結手段62は、本体65と、この本体65をH型鋼による基礎杭1の1個のフランジ部1Aに挟着固定するための挟着部材66と、本体65を方杖部材60に接続するための接続手段100とを含んで構成されている。挟着部材66は、左右に2個あり、接続手段100は、左右2個の接続部材67からなる。フランジ部1Aを挟んで本体65と左右2個の挟着部材66を配置し、本体65と挟着部材66に設けられた孔68,69にボルト70の軸部を挿通し、この軸部の先部にナット70Bを螺合して締め付けることにより、本体65は、挟着部材66の挟着作用により基礎杭1に固定される。
本体65の前部には、平面視で円形となっている円柱部(本実施形態では内部が中空となっているため円筒部)71が設けられ、この円柱部71は上下方向の長さを有している。接続手段100を構成している左右2個の接続部材67は、左右対称形状の部材であり、これらの接続部材67には、円柱部71の外面に被せることができる平面視で略半円形の湾曲凹部72が形成されており、それぞれの湾曲凹部72を円柱部71の外面に左右方向に滑動自在に被せた後に、それぞれの接続部材67に設けられた孔73にボルト74の軸部を挿通して、この軸部の先部にナット74Bを螺合して締め付けることにより、左右2個の接続部材67は結合された状態となるとともに、円柱部71を中心に左右方向へ回動自在に本体65に取り付けられ、この円柱部71を介して本体65と接続手段100とが連結される。そして、円柱部71に設けられているビスポケット75に上下の2個のビス76を螺入することにより、これらのビス76の頭部76Aがストッパーとなって、接続手段100が円柱部71から上下方向に抜けることが阻止される。
左右2個の接続部材67における湾曲凹部72とは反対側には、方杖部材60の幅方向の外面と対面する対面部77が設けられており、これらの対面部77に形成された孔78にボルト79の軸部を挿通し、この軸部の先部にナット79Bを螺合して締め付けることにより、左右2個の接続部材67は方杖部材60に連結される。
以上により、方杖部材60の基礎杭1側の端部は基礎杭1に回動連結手段62を介して連結されたことになり、この連結は、上下方向が軸方向となっている円柱部71を中心軸として、方杖部材60が基礎杭1に対して左右方向に回動自在に行われているとともに、軸方向が水平方向となっているボルト79の軸部を中心軸として、方杖部材60が基礎杭1に対して上下方向に回動自在に行われている。
これを言い換えると、回動連結手段62は、上下方向が軸方向となっている円柱部71による左右回動中心軸と、軸方向が水平方向となっているボルト79による上下回動中心軸とを有していることになる。
基礎杭1を地盤9に打ち込むときに、基礎杭1が鉛直軸を中心とする回動方向へのずれ角度をもって打ち込まれる場合がある。このような場合には、方杖部材60を基礎杭1に対し、円柱部71を中心軸として左右方向に回動させることにより、方杖部材60と基礎杭1とを、上記ずれ角度による影響を解消して回動連結手段62によって連結できる。
さらに、方杖部材60の両端部は、それぞれ水平方向が軸方向となっている図2の軸63と図11のボルト79を中心に上下方向に回動自在となっているとともに、回動連結手段62の基礎杭1における高さ位置は、ボルト70及びナット70Bを緩めることにより変更できるため、下地フレーム6及びソーラーパネル7の太陽に対する仰角を調整するときには、回動連結手段62の基礎杭1における高さ位置を変更するとともに、図5で説明したボルト30の軸部を中心に下地フレーム6及びソーラーパネル7を基礎杭1に対して上下方向に回動させることにより、下地フレーム6及びソーラーパネル7の太陽に対する仰角を調整することができ、この仰角を、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緯度等に応じた適切の所定角度とすることができる。
そして、円柱部71、及びこの円柱部71の外面に左右方向に滑動自在に被せられている湾曲凹部72は、上下方向の長さを有しているとともに、これらの円柱部71と湾曲凹部72は、ボルト79よりも基礎杭1に近い位置に配置されているため、方杖部材60及び回動連結手段62を介して基礎杭1に作用する下地フレーム6及びソーラーパネル7の重量を、この基礎杭1によって有効に支持することができる。
すなわち、本実施形態において、基礎杭1に対して方杖部材60を左右方向に回動自在とするために上下方向が軸方向となっている左右回動中心軸は、円柱部71であり、また、基礎杭1に対して方杖部材60を上下方向に回動自在とするために水平方向が軸方向となっている上下回動中心軸は、ボルト79であるが、本実施形態と異なり、上下回動中心軸を基礎杭1側に配置して、左右回動中心軸を方杖部材60側に配置した場合には、方杖部材60と基礎杭1とを連結する連結手段の一部が、下地フレーム6及びソーラーパネル7の重量による上下回動中心軸を中心とする回動により、基礎杭1に当接してしまうおそれが生ずるが、本実施形態では、上下回動中心軸が方杖部材60側に配置され、左右回動中心軸が基礎杭1側に配置されているため、このような問題が生じることはなく、方杖部材60及び回動連結手段62を介して基礎杭1に作用する下地フレーム6及びソーラーパネル7の重量を、この基礎杭1によって有効に支持することができる。
本体65と左右2個の挟着部材66のそれぞれは、上下方向に同じ断面形状が連続したものとなっている。このため、図12の孔68,69を形成する以前の本体65と左右2個の挟着部材66は、長寸のアルミ製又はアルミ合金製の押し出し成形品又は引き抜き成形品を所定の短寸法で切断することにより容易に製造できる。また、左右2個の接続部材67も、上下方向に同じ断面形状が連続したものとなっているとともに、これらの接続部材67は左右対称形状となっていて、一方の接続部材67を上下逆にすると他方の接続部材67と同じ形状になる。このため、対面部77の面取り部77A(図12を参照)及び孔73,78を形成する以前のこれらの接続部材67も、長寸のアルミ製又はアルミ合金製の押し出し成形品又は引き抜き成形品を所定の短寸法で切断することにより容易に製造でき、2個の接続部材67を共通化された部材(部品)として製造することができる。
図8には、図6及び図7で示されている板金製の角度規定部材80の全体斜視図が示されている。板金の打ち抜き、折り曲げ加工で形成されているこの角度規定部材80は、図6に示されているように、前述の第2延伸部材であって上側部材となっている根太部材5と、第1延伸部材であって下側部材となっている梁部材4との間に介設されるものである。図8に示されているように、角度規定部材80は、中央部のベース部81と、このベース部81から梁部材4の長さ方向に延びる一対の第1延出部82と、ベース部81から根太部材5の長さ方向に延びる一対の第2延出部83とからなる平面視で略十字形の形状となっている。そして、それぞれの第1延出部82と第2延出部83には、図6で説明した押さえ込み部材50を梁部材4に固定するためのボルト51の頭部51Aが挿通可能となった長方形の角孔84が形成されている。
それぞれの第1延出部82の幅寸法は、梁部材4の幅寸法と対応しており、これらの第1延出部82の幅方向両端には、折り曲げ加工により下側へ突出した一対の第1突片部85が形成されている。また、それぞれの第2延出部83の幅寸法は、根太部材5の幅寸法と対応しており、これらの第2延出部83の幅方向両端には、折り曲げ加工により上側へ突出した一対の第2突片部86が形成されている。
このような形状となっている角度規定部材80は、梁部材4の上面に前述の押さえ込み部材50で根太部材5が固定される前に、梁部材4の上面に、取付具であるビス90及びナット90Bにより、角度規定部材80を配置するべき所定箇所である梁部材4と根太部材5との交差箇所において、取り付けられる。この取り付け作業を行うためには、初めに、ベース部81に設けられた孔91にビス90の軸部を挿通し、この軸部の先部にナット90Bを螺合しておく。このナット90Bは、図5のボルト40の頭部40Aと同じ形状及び大きさを有する長方形のものであり、ビス90の軸部の先部に螺合させたナット90Bを、梁部材4の長さ方向の端部からこの梁部材4の上側空間部34に挿入して係止し、それぞれの第1延出部82の一対の突片部85を梁部材4の上辺部31の幅方向両端部の外側に配置した後に、図6に示されているように、角度規定部材80とビス90とナット90Bとを、梁部材4と根太部材5との交差箇所までスライド移動させ、この箇所において、ビス90とナット90Bとの締め付けにより、角度規定部材80を梁部材4の上面に取り付ける。
次いで、図6に示されているように、根太部材5を角度規定部材80の上に載せるとともに、第2延出部83の一対の突片部86を根太部材5の下辺部42の幅方向両端部の外側に配置し(図7も参照)、この後に、図6及び図8で示したボルト51の頭部51Aを、第1延出部82の角孔84から梁部材4の上側空間部34に挿入して係止し、前述したように、ボルト51の軸部の先部にナット51Bを螺合して締め付けることにより、押さえ込み部材50を梁部材4の上面に固定するとともに、根太部材5の係合突部42Cに係合凹部50Aが係合した押さえ込み部材50の押さえ込み作用により、根太部材5を梁部材4に上面に固定する。
以上の作業は、梁部材4と根太部材5とが交差する全部の箇所で行われ、これらの作業が終了したときには、角度規定部材80は梁部材4と根太部材5の上下の間に配置されているとともに、角度規定部材80の第1延出部82に一対設けられている第1突片部85は、図7から分かるように、梁部材4の上辺部31の幅方向両側の側面部を挟着しており、また、第2延出部83に一対設けられている第2突片部86は、根太部材5の下辺部42の幅方向両側の側面部を挟着している。これを言い換えると、一対の第1突片部85は、梁部材4に当接する角度規定部材80の第1当接部となっており、一対の第2突片部86は、根太部材5に当接する角度規定部材80の第2当接部となっており、これらの当接部の梁部材4と根太部材5への当接により、梁部材4と根太部材5は、所定の正確な角度である90度の角度をもって交差することになる。
このため、下地フレーム6は、平面視で全体が歪んだ菱形になることはなく、これにより、この下地フレーム6に多数のソーラーパネル7を正確に配置することができる。
特に、本実施形態では、梁部材4の上に根太部材5を固定することは、図6等で示した押さえ込み部材50の押さえ込み作用により行われ、また、根太部材5の上にソーラーパネル7を固定することは、図9及び図10で説明した押さえ込み部材55,56の押さえ込み作用で行われており、このような押さえ込み作用を用いる場合には、梁部材4と根太部材5との交差角度が正確に90度となっていることが求められるが、この正確な交差角度を角度規定部材80によって得られるため、梁部材4の上に根太部材5を押さえ込み部材50の押さえ込み作用によって固定でき、根太部材5の上にソーラーパネル7を押さえ込み部材55,56の押さえ込み作用によって固定できる。
また、本実施形態では、梁部材4に根太部材5が固定されるときには、角度規定部材80は、取付具であるビス90とナット90Bにより梁部材4の所定箇所に取り付けられていて、梁部材4の長さ方向や幅方向に不動となっているため、角度規定部材80により梁部材4に対する根太部材5の角度を正確に規定して、梁部材4の上に根太部材5を配置する作業を容易に行えるようになり、この作業を確実に行える。
また、本実施形態に係る角度規定部材80の素材は板金であり、この板金の打ち抜き、折り曲げ加工により角度規定部材80を簡単かつ安価に多数製造することができる。
また、前述したように梁部材4と根太部材5は同じ素材によって製造されているため、これらの梁部材4及び根太部材5と上下に対面させるために角度規定部材80に形成されている第1延出部82の幅寸法と第2延出部83の幅寸法は、同じになっており、そして、第1延出部82の幅方向両端には、折り曲げ加工により下向きに突出した一対に突片部85が形成され、第2延出部83の幅方向両端には、折り曲げ加工により上向きに突出した一対に突片部86が形成されているため、第1延出部82と第2延出部83とに、図6の押さえ込み部材50を梁部材4に固定するためのボルト51の頭部51Aが挿通可能となった角孔84を形成しておくことにより、角度規定部材80を上下逆にしても、また、角度規定部材80を鉛直軸を中心に90度回動させても、この角度規定部材80を、梁部材4と根太部材5とがなす角度を90度に規定するために用いることができ、このため、角度規定部材80を容易に取り扱うことができる。
さらに、梁部材4は上下対称形状の部材となっており、根太部材5も上下対称形状の部材となっており、このため、これらの梁部材4と根太部材5は、上下逆にしても用いることができるため、梁部材4と根太部材5も容易に取り扱うことができる。
本発明は、太陽光発電のために利用することができ、大規模の太陽光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 支柱である基礎杭
6 下地フレーム
7 ソーラーパネル
30 下地フレームを基礎杭に対し上下回動自在としているボルト
60 方杖部材
62 回動連結手段
63 下地フレームに対して方杖部材を上下回動自在としている軸
65 本体
67 接続部材
71 左右回動中心軸となっている円柱部
79 上下回動中心軸となっているボルト
100 接続手段

Claims (5)

  1. 地盤に固定された支柱と、この支柱で支持され、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、
    前後方向における前記支柱の本数は1本であり、この支柱と前記下地フレームとの間に方杖部材が前後方向に架け渡されているとともに、この方杖部材と前記下地フレームは上下回動自在に連結され、前記方杖部材と前記支柱は回動連結手段により連結され、この回動連結手段は、前記方杖部材を前記支柱に対して左右方向に回動自在とする左右回動中心軸と、前記方杖部材を前記支柱に対して上下方向に回動自在とする上下回動中心軸とを有し、
    前記下地フレームは前記支柱に上下回動自在に支持されているとともに、前記支柱における前記回動連結手段の高さ位置が変更可能となっており、
    前記回動連結手段は、前記支柱に取り付けられた本体と、この本体を前記方杖部材に接続するための接続手段とを含んで構成され、
    前記本体と前記接続手段とが前記左右回動中心軸を介して連結され、
    前記本体と前記接続手段とのうち、一方に前記左右回動中心軸となっている円柱部が設けられ、他方にこの円柱部の外面に左右方向に滑動自在に被せられた湾曲凹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。
  2. 請求項1に記載のソーラーパネル用架台において、前記支柱は左右方向に複数本あり、これらの支柱ごとに設けられた前記方杖部材が、前記支柱と前記下地フレームとの間に前後方向に架け渡されてい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、前記方杖部材と前記接続手段は、水平方向を軸方向とするボルトにより連結され、このボルトが前記上下回動中心軸となっ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、前記接続手段は、左右対称形状となっている2個の接続部材により形成され、これらの接続部材のうち、一方を上下逆にすると、他方と同じ形状になることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記支柱は、前記頭部を地上に残して前記地盤の内部に打ち込まれた基礎杭であることを特徴とするソーラーパネル用架台。
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