JP2004071805A

JP2004071805A - ケーブル支持構造物

Info

Publication number: JP2004071805A
Application number: JP2002228741A
Authority: JP
Inventors: Sadato Sugiyama; 杉山　貞人; Akihiro Honda; 本田　明弘; Isao Kurahashi; 倉橋　勲; Takaomi Araki; 荒木　崇臣
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】設計対象となる風速域における破壊を防止するケーブル支持構造物を提供すること。
【解決手段】ケーブル２１を網目状に架け渡して形成されたケーブルネット２０を分割して形成された空間部２２に、全体として文字を構成する太陽電池パネル４０をはめ込むケーブル支持構造物１０において、前記ケーブルネット２０の幅方向の上辺部２６または下辺部２７に、あるいは上辺部２６および下辺部２７の両側に、前記ケーブル２１を固定する上辺支持材５１、５２が設けられていることを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フレームに設置した網目状のケーブルネットの空間にパネルが配置されるケーブル支持構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池の支持構造物として、地面に等間隔をおいてフレームを設置し、これらのフレーム上にケーブルを網目状に形成したケーブルネットを架設し、ケーブルによって形成される空間部に太陽電池パネルを嵌め込んだものが提供されている。
この種のケーブル支持構造物は、ケーブルネットを太陽が照射される適切な角度に傾斜して設置されるものであり、また、必要に応じてパネルの並び方を適宜選択して文字を形成し、外方から見た景観をよくするような試みもなされている。
【０００３】
この種の構造物の例として、図７に太陽電池ケーブル支持構造物を示す。
図７において、太陽電池ケーブル支持構造物１は、間隔を隔てて並行に配置され、互いに上下方向に略同角度をもって傾斜するように設けられたフレーム３０と、そのフレーム３０間に架設され、ケーブル２１を網目状に形成してなるケーブルネット２０と、そのケーブルネット２０のケーブル２１にて形成される空間部２２に設けられる太陽電池パネル４０とを備えてなるものである。
この太陽電池ケーブル支持構造物１は、個々の太陽電池パネル４０が全体として文字を構成するものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のケーブル支持構造物１においては、このケーブル支持構造物１が強風を直接受けた場合、ケーブル支持構造物１がケーブルネット２０の幅方向の両端部２４、２５にのみフレーム３０によって支持された構造であるため、そのケーブルネット２０に空力不安定振動が発生し、ケーブルネット２０を構成するケーブル２１が切断されてケーブル支持構造物１が破壊するという問題があった。
なお、空力不安定振動とは、風の変動により生じた振動が物体周りの流体力を変化させ、振動を助長する力を発生させる現象であり、構造物を破壊まで至らしめる可能性のある振動である。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、設計対象となる風速域における破壊を防止するケーブル支持構造物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、間隔を隔てて並行に配置され、互いに上下方向に略同角度をもって傾斜するように設けられた一対のフレームと、該一対のフレーム間に架設され、ケーブルを網目状に形成してなるケーブルネットと、該ケーブルネットの前記ケーブルにて形成される空間部の１以上の箇所に設けられるパネルとを備えてなるケーブル支持構造物において、前記ケーブルネットの上下の辺のいずれか一方または双方に該ケーブルを支持する支持材が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ケーブルネットの上下の辺のいずれか一方または双方にケーブルを支持する支持材が設けられていることによって、ケーブルネットが支持材に固定され、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のケーブル支持構造物において、前記支持材が上下の辺全域にわたって設けられていることを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、支持材が上下の辺全域にわたって設けられていることにより、ケーブルネットの外周部の全てが固定されるため、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のケーブル支持構造物において、前記支持材が前記ケーブルを介して２以上のパネルを支持するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、支持材が２以上のパネルを支持するように設けられていることにより、振動が顕著となる２以上並べられたパネルの振動が抑制されるため、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明における第１の実施の形態を示す図であって、この発明を適用したケーブル支持構造物を示した図である。また、図２は、ケーブル支持構造物を部分的に拡大して、ケーブルと剛体および太陽電池パネルの取付けを示した図である。
【００１３】
図１において、ケーブル支持構造物１０は、ケーブルネット２０、フレーム３０、太陽電池パネル４０、および支持材５０を備えて構成されている。
ケーブルネット２０は、複数のケーブル２１が網目状に架け渡されることによって形成されており、ケーブル２１によって分割された複数の空間部２２を有する。
空間部２２には、太陽電池パネル４０が嵌合されるように複数設けられており、全体として文字を構成するように配置されている。
【００１４】
太陽電池パネル４０は、図２に示すように、ケース４１と太陽電池４５とを備えた構成となっている。ケース４１は、ダイカスト製の箱型形状を有し、底部に雨水を抜く排出口４１ａを有する。また、ケース４１は、周囲壁にクリップ４２を備え、辺縁部に太陽電池４５を押さえる押さえ金具４３を備える。太陽電池４５は、矩形状を有する支持体のガラス基板上に複数の太陽電池セルを並設して透明な充填材を封入し、コート材で被って構成される。これにより、太陽電池４５は、ケース４１内に収まりの良い平板状の直方体形状を有する。太陽電池パネル４０は、ケース４１内に太陽電池４５を収容し、ケーブル２１の空間部２２内に嵌め込まれてケース４１のクリップ４２により係留される。隣接する太陽電池パネル４０同士は、ケース４１に設けたコネクタ部４１ｃにより電気的に接続し、また、離れた太陽電池パネル４０同士は、ケーブル２１に適宜結束された図示しない導管により電気的に接続する。
【００１５】
また、ケーブルネット２０の両端部２４、２５には、どちらも同一の形状を構成するフレーム３０が配置されている。
フレーム３０は、底部３１と、鉛直部３２と、斜部３３とからなる。
底部３１は、地盤Ｇに横たわるように設置され、鉛直部３２を支持している。鉛直部３２は、底部３１に支持されて地盤Ｇから鉛直方向に複数立設され、最も手前に設置された鉛直部３２の高さが最も低く、奥に設置されるにつれて鉛直部３２の高さが高くなり、最も奥に設置された鉛直部３２の高さが最も高くなるように配置されている。
斜部３３は、鉛直部３２それぞれの上端に接合されており、手前から奥に上がるように傾斜して配置されている。
【００１６】
また、ケーブルネット２０の上辺部２６、下辺部２７には、支持材５０としてそれぞれ上辺支持材５１、下辺支持材５２が配置されている。
上辺支持材５１は、ケーブルネット２０の上辺部２６に幅方向に伸びるように設けられ、その両端部５１ａ、５１ｂが斜部３３に接合されている。
下辺支持材５２は、ケーブルネット２０の下辺部２７に幅方向に伸びるように設けられ、その両端部５２ａ、５２ｂが斜部３３に接合されている。
【００１７】
ケーブルネット２０は、例えばピアノ線のような強度の強いワイヤ５３を用いて、その両端部２４、２５が斜部３３に固縛され、上辺部２６、下辺部２７がそれぞれ上辺支持材５１、下辺支持材５２に固縛されて取付けられている。その際、ケーブル２１が緊張されて斜部３３、上辺支持材５１、下辺支持材５２に支持されている。
【００１８】
次に、上記の構成からなるケーブル支持構造物１０の作用について説明する。ケーブル支持構造物１０においては、強風を受けた場合、そのケーブルネット２０が強風を直接受けて振動する。
図７に示す従来の例において、ケーブルネット２０は、両端部２４、２５がフレーム３０のみ固定され、上端および下端が自由とされているため、可撓性を有しており、風を受けた場合には、その中央部が自由に揺動されることとなる。
これに対して、この第１の実施の形態におけるケーブルネット２０は、図１に示すように、上辺部２６、下辺部２７がそれぞれ上辺支持材５１、下辺支持材５２に固定され、上辺部２６および下辺部２７の全体が支持されるため、その揺動が阻止される。
【００１９】
このケーブルネット２０の振動について、ケーブルネット２０の振幅を測定するために風洞試験を行った。
この風洞試験は、ケーブル支持構造物の実機を縮尺した模型を配置し、その模型のケーブルネットに備えられたパネルの一部に測定点を設けた試験装置を使用し、その模型の前面から送風して、その送風によってパネルがその平面と垂直の方向にどのくらい振幅するかを測定するものである。
【００２０】
図３において、（ａ）は、風洞試験によって振幅を測定したパネルの測定点Ｔ１〜Ｔ６を示す図である。また、（ｂ）は、従来の技術におけるケーブルネット２０、すなわち、上辺部２６および下辺部２７に上辺支持材５１、下辺支持材５２を設けていない場合におけるケーブルネット２０の振幅についての結果を示す図であり、（ｃ）は、この発明の第１の実施の形態におけるケーブルネット２０、すなわち、上辺部２６および下辺部２７に上辺支持材５１、下辺支持材５２を設けた場合のケーブルネット２０の振幅についての結果を示す図である。
【００２１】
図３（ｂ）によれば、従来の技術におけるケーブルネット２０は、測定点Ｔ１及びＴ５において、風速が増大するとともに振幅が増大するという結果が顕著に現れた。これに対して、図３（ｃ）によれば、この発明におけるケーブルネット２０は、どの測定点においても、風速が増大しても振幅が増大せずに抑制されるという結果が得られた。
【００２２】
以上の試験結果をこの第１の実施の形態に反映すると、ケーブルネット２０は、強風を受けた場合、両端部２４、２５にそれぞれ設けられた斜部３３、および上辺部２６、下辺部２７にそれぞれ設けられた上辺支持材５１、下辺支持材５２によって、両端部２４、２５、上辺部２６、下辺部２７が固定されて振幅しないため、ケーブルネット２０全体として振動が抑制されることとなる。
【００２３】
上記の構成によれば、ケーブルネット２０全体として振動が抑制されることとなるので、ケーブル支持構造物１０の破壊を防止することができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態においては、ケーブルネット２０をピアノ線等のワイヤ５３を用いて各支持材に固縛しているが、ケーブルネット２０と各支持材との固定の仕方はこれに限らず、例えば溶接、止め金具のボルトによる締結等を採用しても構わない。
【００２５】
図４は、この発明における第２の実施の形態を示す図であって、この発明を適用したケーブル支持構造物を示す図である。
図４においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図４において、ケーブル支持構造物１１は、ケーブルネット２０、フレーム３０、太陽電池パネル４０、および支持材６０を備えて構成されている。
ケーブルネット２０、フレーム３０、および太陽電池パネル４０は、第１の実施の形態と同様の構成である。
【００２６】
支持材６０は、底部６１と、鉛直部６２と、水平部６３とからなる。
底部６１は、地盤Ｇに横たわるように設置され、その両端に鉛直部６２を支持している。
鉛直部６２は、底部６１に支持されて地盤Ｇから鉛直方向に２本立設されており、その上端に水平部６３を支持している。
水平部６３は、その両端を鉛直部６２に支持され、ケーブルネット２０の幅方向に横たわるように、ケーブルネット２０の下辺部２７に接して設けられている。
なお、水平部６３は、２枚の太陽電池パネル４０を固定するように形成されている。
【００２７】
ケーブルネット２０は、例えばピアノ線のような強度の強いワイヤ５３を用いて、その下辺部２７が水平部６３に固縛されて取付けられている。
【００２８】
次に、上記の構成からなるケーブル支持構造物１１の作用について説明する。
ケーブル支持構造物１１において、ケーブルネット２０は、強風を受けた場合、その強風を直接受けて振動する。その際、その下辺部２７に２枚並べて設けられた太陽電池パネル４０が水平部６３によって固定されるため、ケーブルネット２０の揺動が阻止される。
【００２９】
このケーブルネット２０に備えられた太陽電池パネル４０の振動について、その振幅を測定するために、別の風洞試験を行った。
この風洞試験は、ケーブルネットに備えられた１枚または２枚のパネルを配置し、その前面から送風して、その風速によってパネルが前流側及び後流側においてその平面と垂直の方向にどのくらい振幅するかを測定するものである。
【００３０】
図５において、（ａ）は、パネルが２枚並べられた場合のパネル８１の部分斜視図であり、（ｂ）は、そのパネル８１の前流側８１ａ及び後流側８１ｂの振幅を測定した結果を示す図である。
図６において、（ａ）は、パネルが１枚並べられた場合のパネル８２の部分斜視図であり、（ｂ）は、そのパネル８２の前流側８２ａ及び後流側８２ｂの振幅を測定した結果を示す図である。
【００３１】
この風洞試験によれば、パネルが２枚並べられた場合のパネル８１の振幅が、パネルが１枚並べられた場合のパネル８２の振幅より大きくなるという結果が得られた。
したがって、この試験結果をこの第２の実施の形態に反映すると、ケーブルネット２０は、強風を受けた場合、太陽電池パネル４０のうち大きく振幅する箇所を支持材６０で固定することによって、その位置において振幅が阻止されるため、ケーブルネット２０全体としての振動が抑制されることとなる。
【００３２】
このように、この第２の実施の形態においても、ケーブルネット２０全体として振動が抑制されることとなるので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
なお、上記第１の実施の形態においては、支持材５０は、上辺支持材５１および下辺支持材５２のどちらか一方のみに設けることとしてもよい。これは、用途によって、ケーブルネット２０の振幅を抑制する際に、必ずしもケーブルネット２０の上辺部２６および下辺部２７の両方を固定する必要がないことによる。
【００３４】
また、上記第２の実施の形態においては、支持材６０は、２枚の太陽電池パネル４０を支持するのではなく、１枚のみあるいは３枚以上の太陽電池パネル４０を支持してもよい。これは、上記と同様に、用途によって、ケーブルネット２０の振幅を抑制する際に、必ずしも２枚の太陽電池パネル４０のみ固定すべきであるとは限らないことによる。
【００３５】
また、上記第２の実施の形態においては、支持材６０は、ケーブルネット２０の下辺部２７に設けられているが、ケーブルネット２０に生じる大きな振幅を抑制することができれば、下辺部２７以外の場所、例えば上辺部２６あるいはケーブルネット２０の中央部に設けてもよい。
【００３６】
また、上記の実施の形態においては、ケース４１をダイカスト製としたが、これは軽量かつ安価なケース４１を大量生産できるとともに、高い寸法精度を確保できるので太陽電池４５の収まりも良いという利点がある。しかし、これに限らず、他の部材、工法によりケース４１を形成してもよい。
【００３７】
また、上記の実施の形態においては、ケース４１に雨抜き用の排出口２１ａを設けたが、これに限らず、ケース４１をシール部材（図示省略）により封止する構成してもよい。これにより、ケース４１を密封して太陽電池４５の浸水を抑止できる。
【００３８】
また、上記の実施の形態においては、ケース４１をクリップ４２によりケーブル２１に取付けたが、これに限らず、他の取付部材により取付けてもよいし、着脱可能とせずに溶接等により固着してもよい。
【００３９】
また、上記の実施の形態においては、太陽電池４５をケース４１の辺縁部に設けた押さえ部材４３により固定したが、これに限らず、他の取付部材により取付けてもよいし、着脱可能とせずに溶接等により固着してもよい。
【００４０】
また、上記の実施の形態においても、ケーブルネット２０をピアノ線等のワイヤ５３を用いて各支持材に固縛しているが、ケーブルネット２０と各支持材との固定の仕方はこれに限らず、例えば溶接、止め金具のボルトによる締結等を採用しても構わない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したこの発明のケーブル支持構造物においては、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、ケーブルネットの上下の辺のいずれか一方または双方に支持材が設けられていることによって、ケーブルネットが支持材に固定され、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなるので、設計対象となる風速域における破壊を防止することができる。
【００４２】
請求項２に係る発明によれば、支持材が上下の辺全域にわたって設けられることにより、ケーブルネットの外周部の全てが固定されるため、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなるので、設計対象となる風速域における破壊を防止することができる。
【００４３】
請求項３に係る発明によれば、支持材が２以上のパネルを支持するように設けられることにより、振動が顕著となる２以上並べられたパネルの振動が抑制されるため、ケーブルネットの空力不安定振動が抑制されることとなるので、設計対象となる風速域における破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における第１の実施の形態に係るケーブル支持構造物の斜視図である。
【図２】この発明における第１の実施の形態に係るケーブル支持構造物の部分斜視図である。
【図３】この発明における第１の実施の形態に係るケーブル支持構造物に関する風洞試験の結果を示す図であって、（ａ）はその測定位置を示す図、（ｂ）はその従来の技術における試験結果を示すグラフ、（ｃ）はその第１の実施の形態における試験結果を示すグラフである。
【図４】この発明における第２の実施の形態に係るケーブル支持構造物を示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその部分斜視図である。
【図５】この発明における第２の実施の形態に係るケーブル支持構造物に関する風洞試験を示す図であって、（ａ）はその試験装置の部分斜視図、（ｂ）はその試験結果を示すグラフである。
【図６】この発明における第２の実施の形態に係るケーブル支持構造物に関する風洞試験を示す図であって、（ａ）はその試験装置の部分斜視図、（ｂ）はその試験結果を示すグラフである。
【図７】従来のケーブル支持構造物の斜視図である。
【符号の説明】
１、１０、１１　ケーブル支持構造物
２０　ケーブルネット
３０　フレーム
４０　太陽電池パネル
５０、６０　支持材

Claims

間隔を隔てて並行に配置され、互いに上下方向に略同角度をもって傾斜するように設けられた一対のフレームと、該一対のフレーム間に架設され、ケーブルを網目状に形成してなるケーブルネットと、該ケーブルネットの前記ケーブルにて形成される空間部の１以上の箇所に設けられるパネルとを備えてなるケーブル支持構造物において、
前記ケーブルネットの上下の辺のいずれか一方または双方に該ケーブルを支持する支持材が設けられていることを特徴とするケーブル支持構造物。
請求項１記載のケーブル支持構造物において、
前記支持材が上下の辺全域にわたって設けられていることを特徴とするケーブル支持構造物。
請求項１または２記載のケーブル支持構造物において、
前記支持材が前記ケーブルを介して２以上のパネルを支持するように設けられていることを特徴とするケーブル支持構造物。