JP2012049174A - 太陽電池パネル用架台 - Google Patents

Abstract

【課題】設置後の不等沈降に対応して一定の沈降時応力緩和によって、架台への想定外の応力発生を抑制し、架台や太陽電池パネルの損傷を防止できる太陽電池パネル用架台を提供する。
【解決手段】太陽電池パネル用架台１は、短柱３、長柱５で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱３同士、長柱５同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材７で連結して前記長柱側から前記短柱側に向って傾斜する傾斜架構９を構成してなる太陽電池パネル用架台１であって、各支柱の上端部と梁部材７との接合部に設けられて梁部材７を支持し、梁部材７に回動可能に連結された第１支持機構１１、第２支持機構１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネル用架台に関し、特に、産業廃棄物処理場跡地や港湾地区埋立地など、超軟弱地盤で、不等沈降が想定される地盤に設定される大型の太陽電池パネル用架台に関する。

地球温暖化問題にかかる、温室効果ガス排出抑制の観点から、電力供給分野では、大規模太陽光発電所計画が立てられている。その候補地の多くは、産業廃棄物処理場跡地や、埋立地など、これまで有効利用を図ることができなかった未利用地が当てられている。
これらの建設地の多くは、地盤がまだ安定していない超軟弱地盤である場合が多く、防水層保護の観点から杭基礎の採用を禁止される場合が多い。また、杭基礎を採用したとしても設置後の不等沈降による太陽電池架台の変形に伴う架台の損傷、太陽電池パネルの損傷の可能性がある。

これまで、実施された大規模な太陽光発電所計画における架台設計の基本的考え方は、風による吹き上げ防止のために、鉄筋コンクリートによる重量基礎を採用するのが一般的である。太陽電池アレイ自体の重量は大きくないため、本来、基礎構造は軽微でよいが、吹き上げ荷重のカウンターウエイトとするため重量化されている。
超軟弱地盤では、不等沈降による変形防止のために、支持間隔を小さくして架台剛性をあげ、さらに基礎部分を連続にして剛体化している例がある。

不整地地盤への設置に関して、特開2009-302123太陽電池架台装置（特許文献１）がある。特許文献１で開示された太陽電池架台装置は、多脚構造の架台を不整地上に設置する場合のレベル調整を適切ならしめることを目的として、脚部長さを調整可能として、不整地面にあわせて各脚長を伸縮して固定し、上部構造を所定のレベルで保持するものである。より具体的には、「複数の脚部を有し、太陽電池パネルを設置場所から支持する太陽電池架台装置において、脚部は、相互に締結具で締結される２つの下部支持部材と上部支持部材とに分割されて設けられ、下部支持部材と上部支持部材の一方には、相互の角度を可変として締結されるように、回転中心となる第一の締結具が貫通する第一の締結穴と、該第一の締結穴を中心とする円弧方向に伸びて第2の締結具が貫通する第２の締結穴とが形成され、他方には、第1の締結具及び第2の締結具が貫通する第3の締結穴及び第4の締結穴が形成され、第3の締結穴及び第4の締結穴は、高さ方向に延びる長穴とされていることを特徴とする太陽電池架台装置。」（特許文献１の請求項１参照）

また、架台支点部の構造が類似のものとして特開2005-64147（特許文献２）に開示されたソーラーパネルの架台（特許文献２）がある。
特許文献２に開示されたソーラーパネル架台は、スライド柱における支持部側端部に、支持部を支持する支持用突起を設けて、支持部に、支持用突起が支持面に沿ってスライド可能に嵌め合わされる長穴を設けて、角度調整駆動部が、上下方向に延びるねじ軸と、このねじ軸が螺合され、ねじ軸に沿って昇降する昇降用ナットと、ねじ軸を回転させる回転駆動部と、一端部が支持部に揺動可能に支持され、他端部が昇降用ナットに揺動可能に支持される昇降用アームとを具えたものである。

特許文献２のソーラーパネル架台においては、ねじ軸の回転によりねじ軸に螺合する昇降用ナットが、ねじ軸に沿って上下方向に昇降する。そして、昇降用ナットには、昇降用アームの一端部が接続されているので、昇降用ナットの昇降動作に伴って、昇降用アームも上下方向に動く。このとき、昇降用アームの他端部が支持部に接続されているため、昇降用アームの昇降動作によって、支持部が揺動し、所定の角度に傾斜させるのに際し、スライド柱の支持用突起が、支持部の長穴に嵌合されているので、支持部の揺動に伴って支持用突起に対して長孔がスライドすると同時に、スライド柱は伸縮して、支持部を所定の角度に傾斜させるものである。
所定の傾斜角とした後は、長孔部分がスライドしないように固定する点は、特許文献１と同じである。

特開2009-302123号公報 特開2005-64147号公報

特許文献１に開示された太陽電池架台装置の構造は、伸縮、角度調整が可能な脚部構造を設置時に地盤状況に応じて長さ、角度をあわせて固定し、所定のレベルを確保できる。
しかし、全体を固定してしまうため、その後の脚部の不等沈降に対しての自動調整機能を持っていない。すなわち、不等沈降が発生すると、脚部のレベルが変わるため、架台上部構造も不等沈降に追従しようとする応力が発生し、曲げ、ねじれなど、架台にゆがみ変形が発生する。変形が過大になると、太陽電池に損傷を与える可能性がある。
もっとも、この構造においては、脚部の固定ボルトを緩めて再調整することは可能だが、すでに変形した後の再調整であるため、不等沈降によって太陽電池に作用する応力を常時緩和する機構は期待できない。仮に、長孔部分をスライド可能な状態、すなわち、固定ボルトを緩めた場合には、形状保持が困難となる。

特許文献２に開示されたソーラーパネルの架台の構造は、支持部の揺動に関し、回転軸と長孔によるスライド機構を有しており、傾斜角変更時の材長変化に対応させている。
しかしながら、揺動用支柱、スライド柱ともに、それぞれの柱グループごとに足元および上部を連結し、さらに、所定の傾斜角とした後は各部を固定して長孔のスライド機構が作用しない状態にして架台を剛体化している。すなわち、柱の上下位置不変を前提とした構造であり、柱の沈降を想定していないので、長孔を有していても、本願の目的である不等沈降時の応力緩和作用はなく、特許文献１と同じく、各接合部等に想定外の応力が作用してしまう。

以上のように、特許文献１、２に開示の従来技術は、不等沈降による架台の変形や作用応力を常時緩和する機能を持たないため、不等沈降により、架台に作用する応力が不均一となり、基礎梁、架台の横架材、接合部に、想定外の曲げ、せん断応力が作用する場合があり、また、全体が傾く可能性も高い。この場合、大型化された太陽電池アレイの修正作業は極めて困難を伴う。

本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、設置後の不等沈降に対応して一定の沈降時応力緩和によって、架台への想定外の応力発生を抑制し、架台や太陽電池パネルの損傷を防止できる太陽電池パネル用架台を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る太陽電池パネル用架台は、短柱、長柱で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱同士、長柱同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材で連結して前記長柱側から前記短柱側に向って傾斜する傾斜架構を構成してなる太陽電池パネル用架台であって、
前記各支柱の上端部と前記梁部材との接合部に設けられて前記梁部材を支持する支持機構を有し、
該支持機構は、前記短柱の上端部で前記梁部材を支持する第１支持機構と、前記長柱の上端部で前記梁部材を支持する第２支持機構とを備え、
前記第１支持機構は前記短柱の上端部に設けられた短柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第１梁側支持部材と、一端を前記短柱側支持部材に回動可能に連結され他端を前記第１梁側支持部材に回動可能に連結された連結部材とを有し、該連結部材における前記短柱側の回動中心を通り前記短柱の軸線に平行な直線と前記連結部材の軸線との成す角度が前記傾斜架構の傾斜下方側に向って０度〜９０度の範囲になるように設定されてなり、
前記第２支持機構は前記長柱の上端部に設けられた長柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第２梁側支持部材とを有し、該第２梁側支持部材と前記長柱側支持部材を回動可能に連結してなることを特徴とするものである。

（２）また、本発明に係る太陽電池パネル用架台は、短柱、長柱で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱同士、長柱同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材で連結して前記長柱側から前記短柱側に向って傾斜する傾斜架構を構成してなる太陽電池パネル用架台であって、
前記各支柱の上端部と前記梁部材との接合部に設けられて前記梁部材を支持する支持機構を有し、
該支持機構は、前記短柱の上端部で前記梁部材を支持する第１支持機構と、前記長柱の上端部で前記梁部材を支持する第２支持機構とを備え、
前記第１支持機構は前記短柱の上端部に設けられた短柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第１梁側支持部材とを有し、該第１梁側支持部材と前記短柱側支持を回動可能に連結してなり、
前記第２支持機構は前記長柱の上端部に設けられた長柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第２梁側支持部材と、一端を前記長柱側支持部材に回動可能に連結され他端を前記第２梁側支持部材に回動可能に連結された連結部材とを有し、該連結部材における前記長柱側の回動中心を通り前記長柱の軸線に平行な直線と前記連結部材の軸線との成す角度が前記傾斜架構の傾斜下方側に向って０度〜９０度の範囲になるように設定されてなることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第１梁側支持部材及び／又は前記第２梁側支持部材が設けられる梁部材を２本以上の棒状部材を用いて構成すると共に、前記第１梁側支持部材及び／又は前記第２梁側支持部材を板状部材で形成し、
該板状部材を、前記梁部材の上下方向に突出させて前記梁部材で挟持して接着すると共に、前記突出部の上下それぞれ２箇所ずつ以上の貫通孔を設け、該貫通孔に棒状体を略梁部材の全幅に亘って、梁部材と当接して配置したことを特徴とするものである。

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記棒状体と前記梁部材の間に板状体を介在させたことを特徴とするものである。

本発明は上記の構成を備えたことにより、太陽電池パネルを安定的に保持できると共に、地盤の緩みにより長柱及び／又は短柱が沈降した場合であっても、傾斜架構に内部応力が発生しないので、太陽電池パネルの破損等を防止できる。

本発明の一実施の形態に係る太陽電池パネル用架台の説明図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の一部を拡大して示す拡大図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の一部を拡大して示す拡大図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の動作を説明する動作説明図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の他の動作を説明する動作説明図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の他の態様の説明図であり、特に短柱側の説明図である。 図１に示した太陽電池パネル用架台の他の態様の説明図であり、特に長柱側の説明図である。 図６に示した太陽電池パネル用架台の他の態様の動作説明図であり、特に短柱側の動作説明図である。 図７に示した太陽電池パネル用架台の他の態様の動作説明図であり、特に長柱側の動作説明図である。 本発明の実施の形態における矩形板状体の設置方法の説明図である。 図１０における矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施の形態における矩形板状体の他の設置方法の説明図である。 図１２における矢視Ｂ−Ｂ線に沿う図である。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る太陽電池パネル用架台１は、短柱３、長柱５で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱３同士、長柱５同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材７で連結して前記長柱５側から前記短柱３側に向って傾斜する傾斜架構９を構成してなる太陽電池パネル用架台１であって、短柱３の上端部で梁部材７を支持する第１支持機構１１と、長柱５の上端部で梁部材７を支持する第２支持機構１３とを備えてなるものである。
以下、詳細に説明する。

＜短柱＞
短柱３は、例えば角型鋼管によって構成される。短柱３の下端部にはベースプレート１５が設置されている。

＜長柱＞
長柱５は、例えば角型鋼管によって構成される。長柱５の下端部にはベースプレート１５が設置されている。

＜梁部材＞
梁部材７は各柱の上端部を連結する部材であり、本実施の形態の梁部材７は、長柱５の上端部と短柱３の上端部を連結している。
なお、梁部材７は長柱５の上端同士を連結し、かつ短柱３の上端同士を連結するように配置してもよい。

＜傾斜架構＞
傾斜架構９は、長柱５と短柱３の上端部を連結するように設置された２本の梁部材７及びこの梁部材７に架設するようにした複数本の根太１７によって構成される。傾斜架構９に太陽電池パネル１９が太陽電池パネル取付ピース２１を介して取り付けられている。

＜第１支持機構＞
第１支持機構１１は、短柱３の上端部に設けられた短柱側支持部材２３と、梁部材７側に設けられた第１梁側支持部材２５と、一端を短柱側支持部材２３に回動可能に連結され他端を第１梁側支持部材２５に回動可能に連結された連結部材２７とを有している。連結部材２７の一端と短柱側支持部材２３とは第１回動軸２９で連結され、連結部材２７の他端と第１梁側支持部材２５とは第２回動軸３１で連結されている。
なお、第１回転軸２９、第２回転軸３１は、ボルト、ピン、棒鋼などによって形成される。
連結部材２７における短柱側の回動中心を通り短柱３の軸線に平行な直線と連結部材２７の軸線との成す角度θは、図２に示すように、傾斜架構９の傾斜下方側に向って０度〜９０度の範囲になるように設定されている。角度θが上記の角度になるように、短柱３、連結部材２７及び梁部材７を配置することで、梁部材７における短柱側が安定して保持される。

後述するように短柱３が沈降する場合には連結部材２７は角度θが小さくなる方向に回動し、長柱５が沈降する場合には連結部材２７は角度θが大きくなるように回動する。
したがって、太陽電池パネル用架台１の設置初期状態では、短柱３及び長柱５が沈降して角度θが変化しても角度θが０°≦θ≦９０°の範囲になるように連結部材２７の長さ、取付角度等が設定されている。
なお、連結部材２７は、傾斜して設置されているので、短柱３に水平分力が発生する。この点を考慮して、短柱３間にブレース入れる、あるいは支柱断面に余裕を持たせる等するのが好ましい。

連結部材２７と短柱側支持部材２３及び第１梁側支持部材２５との接合部形状は、一面せん断形式、二面せん断形式のいずれでもよい。
例えば、短柱側支持部材２３を二股形状にすると共に連結部材２７における短柱側支持部材２３との連結側を平板状に形成して二股の間に挿入して第１回動軸２９で連結するという二面せん断形式にし、連結部材２７における第１梁側支持部材２５との連結側を二股形状に形成すると共に第１梁側支持部材２５を平板状に形成して二股の間に挿入して第２回動軸３１で連結するという二面せん断形式にする。

＜第２支持機構＞
第２支持機構１３は、図３に示すように、長柱５の上端部に設けられた長柱側支持部材３３と、梁側部材７側に設けられた第２梁側支持部材３５とを有し、第２梁側支持部材３５と長柱側支持部材３３を回動軸３７で回動可能に連結してなるものである。
第２支持機構１３における長柱側支持部材３３と第２梁側支持部材３５との接合形式についても、前述した第１支持機構１１と同様に、一面せん断形式、二面せん断形式のいずれでもよい。

上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
＜設置初期状態＞
設置初期状態、すなわち地盤の沈降がない状態では、角度θは、図２に示すように、０度〜９０度の範囲内にあって、短柱３及び長柱５が沈降して角度θが変化しても角度θが０°≦θ≦９０°の範囲になるように設定されている。
角度θが上記の角度になっていれば、梁部材７は安定的に保持されている。

＜短柱側が先行沈降した場合＞
図４に示すように、短柱３側の沈降が先行して発生した場合、梁部材７が長柱５側の支持機構１１における回転軸２５を支点として図中時計回り方向（傾斜架構９の傾斜角度が大きくなる方向）に回動する。このとき、長柱５側の支持機構１３においては、回転軸３７を中心として第２梁側支持部材３５が回動する。
他方、短柱３側の支持機構１１においては、図４に示すように、連結部材２７が回動変位して角度θが０度に近づき、梁部材７の支持間隔の変化を吸収し、傾斜架構９に内部応力を発生させない。

＜長柱側が先行沈降した場合＞
図５に示すように、長柱５側の沈降が先行して発生した場合、梁部材７が図中反時計回り方向（傾斜架構９の傾斜角度が小さくなる方向）に回動する。
このとき、短柱３側の支持機構１１においては、図５に示すように、連結部材２７が、第１回動軸２９を中心に角度θ（図２参照）が９０度に近づく方向に回動する。
この連結部材２７の回動によって、梁部材７の支持間隔の変化を吸収し、傾斜架構９に内部応力を発生させない。

＜短柱側が沈降した後、長柱側が沈降した場合＞
短柱３側が先行沈降した状態では、図４に示す状態になっている。この状態で、長柱５側が沈降した場合、上記「長柱側が先行して沈降した場合」で説明したように、連結部材２７が、第１回動軸２９を中心に角度θ（図２参照）が９０度に近づく方向に回動して、図１に示した状態に戻っていく。

＜長柱側が沈降した後、短柱側が沈降した場合＞
長柱５側が先行沈降した状態では、図５に示す状態になっている。この状態で、短柱３側が沈降した場合、上記「短柱側が先行して沈降した場合」で説明したように、連結部材２７が回動変位して角度θが０度に近づき、図１に示した状態に戻っていく。

以上のように、本実施の形態の太陽電池パネル用架台１は、太陽電池パネル１９を安定的に保持できると共に、地盤の緩みにより長柱５及び／又は短柱３が沈降した場合であっても、傾斜架構９に内部応力が発生しないので、太陽電池パネル１９の破損等を防止できる。

なお、上記の実施の形態においては、短柱３側の第１支持機構１１を、連結部材２７を用いたリンク機構とし、長柱５側の第２支持機構１３をピン接合にした例を示したが、短柱３側の第１支持機構１をピン接合にして、長柱５側の第２支持機構１３を、連結部材２７を用いたリンク機構にしてもよい。

また、上記の実施の形態では、梁部材７を長柱５と短柱３の間に架設して、各柱と梁部材７との接合部に第１支持機構１１、第２支持機構１３を設けた例を示したが、梁部材７を長柱５同士の間及び短柱３同士の間に架設した場合であっても同様に各柱と梁部材７との接合部に同様の支持機構１１、第２支持機構１３を設けることで同様の効果を得ることができる。

上記の実施の形態においては、傾斜架構９の傾斜方向での地盤の不等沈降の場合に太陽電池パネル１９に応力が作用するのを抑制する構造について説明した。これは、傾斜架構９の傾斜方向での不等沈降が内部応力を発生の要因になることが大きいからである。
しかし、傾斜架構９の傾斜方向に直交する方向（図１の根太軸方向）での不等沈降が発生した場合も合わせて内部応力発生を抑制するために、図１〜図５に示したのと同様の第１支持機構１１、第２支持機構１３を傾斜架構９の傾斜方向に直交する側に設けることで対応することができる。

なお、コストを低減するためには、例えば短柱側にあっては、短柱側支持部材２３、第１梁側支持部材２５、連結部材２７を構成する各部材を、長柱側にあっては長柱側支持部材３３、第２梁側支持部材３５を板ばねで形成して、板ばねの撓みによって根太支点間距離の変化を吸収するようにしてもよい。

また、第１梁側支持部材２５、第２梁側支持部材３５に回動軸を挿通するための挿通孔に関し、回動軸となるピン又はボルト部材径よりも大きく設定し、かつ、第１梁側支持部材２５、第２梁側支持部材３５と連結される連結部材２７を二股形状として二股間の間を第１梁側支持部材２５、第２梁側支持部材３５の厚みよりも間隔を広く設定するとよい。
これにより、隣接する短柱同士または長柱同士に高さの差が生じても、その支点部の間隔を適切に設定することによって、設定した範囲で当該方向への傾斜余裕度が大きくなる。
この場合、隙間部分には弾性ゴム状の絶縁体を配置してもよい。

また、連結部材２７と短柱側支持部材２３及び第１梁側支持部材２５との連結、及び長柱側支持部材３３と第２梁側支持部材３５との接合に関し、これらを単板同士の接合として、回動軸に対して少し大きくした挿通孔を設け、かつ、その接合面内に隙間を設け、ばね座金や、樹脂製ブッシュを介装して、側面側に傾斜可能としてもよい。ただし、挿通孔の拡大は、連結される部材のどちらか一方とする。

また、根太軸方向の不等沈降が大きいと予測されるような場合には、図６、図７に示すような構造を採用してもよい。図６は短柱３側を示し、図７は長柱５側を示している。以下、図６、図７に基づいて説明する。
図６、図７においては、上記の実施の形態を示した図１〜図５と同一部分には同一の符号を付してある。
根太軸方向の不等沈降による内部応力発生をも合わせて防止する構造としては、図６、図７に示すように、短柱３、長柱５を根太軸方向に傾動可能な構造にすると共に、第１支持機構１１、第２支持機構１３を構成する各部材を板ばねで形成する。

短柱３を根太軸方向に傾動可能な構造にするために、図６に示す例では、短柱３を、下柱３ａに上柱３ｂを連結した連結柱構造とし、下柱３ａを構成する鋼管内に上柱３ｂを構成する鋼管の一部を挿入してボルトを傾動軸として上柱３ｂを傾動可能に設置している。なお、下柱３ａは荷重分散を行うために鉄筋コンクリート基礎３８上に設置されている。
また、図６に示す例では、上柱３ｂにボルト４１を挿入可能な沈降補正用ボルト孔３９を複数設けて、上柱３ｂの高さを調整できるようにしている。これは、不等沈降が大きくなって上柱３ｂの傾動や板ばねの撓みでは支点間距離の変化を吸収できない場合に、上柱３ｂの高さを変更することで対応可能にしたものである。
長柱５を根太方向に傾動可能にする構造も、図７に示されるように、短柱３側と同様である。

短柱３、長柱５を根太軸方向に傾動可能な構造にすると共に、第１支持機構１１、第２支持機構１３を構成する各部材を板ばねで形成することにより、図８、図９に示すように、例えば図中左側の短柱３、長柱５が沈降した場合には、図中右側の短柱３、長柱５が傾動すると共に板ばねの撓みによって根太１７の支点間距離の変化を吸収することができる。

なお、根太軸方向の不等沈降を防止するための手段として図６、図７に示した例では、短柱３、長柱５を傾動可能にすると共に第１支持機構１１、第２支持機構１３を構成する各部材を板ばねで形成する例を示したが、沈降が小さいと予測されるような場合には、いずれか一方の手段を用いるようにしてもよい。

以上の説明で例示した傾斜架構９における傾斜角や断面形状および断面寸法は、実際の荷重条件等によって適宜選択できるのは言うまでもなく、連結部材２７の寸法も、許容沈降量の設定によって適宜変更可能である。

上記の実施の形態においては、梁部材７と接合する第１梁側支持部材２５、第２梁側支持部材３５との接合方法については特に限定しておらず、種々の方法、例えば溶接接合によって接合することができる。
しかし、例えば太陽電池パネル用架台１の設置場所が海の近くのように腐食されやすい環境にある場合には、梁部材７等に腐食防止用のメッキ等の腐食防止手段を施すことになるため、溶接による接合であると腐食防止手段が剥がれる等するために好ましくない。
そこでこのような場合の第１梁側支持部材２５、第２梁側支持部材３５の接合構造について、第１梁側支持部材２５を例に挙げて説明する。

第１梁側支持部材２５の接合構造の一例を示す。図１０、図１１に示すように、第１梁側支持部材２５が接合される梁部材７を２本の断面矩形の矩形棒状部材４７を用いて構成すると共に、第１梁側支持部材２５の上下部を、矩形棒状部材４７の上下方向に突出させて矩形棒状部材４７で挟持すると共に接着材（２液性のエポキシ系接着剤が好ましい）で接着する。そして、第１梁側支持部材２５の上下突出部のそれぞれに２箇所ずつの貫通孔４９を設け、該貫通孔４９に棒部材５１を挿通して矩形棒状部材４７の上下に棒部材５１を当接させることで矩形板状部材が棒部材５１でも保持されるようにしたものである。

上記のように、梁部材７を２本の矩形棒状部材４７で形成することで、梁部材単材の小断面化を図ることができ、また根太１７との共通断面化すればコストダウンを図ることもできる。
また、第１梁側支持部材２５を２本の矩形棒状部材４７で挟持する構造にすることで、部材重心の適正化をはかるとともに、梁部材７と第１梁側支持部材２５の接合の信頼性確保にもなる。すなわち、矩形棒状部材４７のほぼ全幅に亘って、矩形棒状部材４７と当接するように配置した棒部材５１は、矩形板状対の接合面内の接着部または部材縁部（矩形棒状部材４７の上下フランジと板状体の接点近傍）の溶接部への応力緩和のための、補助的な機械的応力伝達手段となり、また組み立て時の上下のずれ止めにも寄与することができる。

棒部材５１は、端部にＬ型に屈曲させたフックを設けることで、組み立て管理を容易にすることができるメリットもある。
組立方法としては、一本目の矩形棒状部材４７を横倒しに配置し、次いで第１梁側支持部材２５を配置し、さらに二本目の矩形棒状部材４７を横倒しにして配置した後、上方から第１梁側支持部材２５の貫通孔４９に棒部材５１を差込み、フック部分を二本目の矩形棒状部材４７の面に当接させて配置するようにする。

上記のような第１梁側支持部材２５の接合構造によれば、梁部材の穴あけや溶接など部材加工が不要となるため、工数削減効果が得られる。
また、耐食性が高く廉価なプレめっき材を用いた場合にも、加工部がないため、加工部耐食性確保のための補修を考慮せずに使用可能となり、火気使用禁止の場所でも組み立てが可能になる。
なお、上記の例では、溶接を用いない例であるが、腐食を問題にしないのであれば、接着剤に代えて、溶接でもよく、あるいはその他の機械的締結手段でもよい。

なお、図１２、図１３に示すように、棒部材５１と矩形棒状部材４７の当接部には、板材５３を配置固定するのが好ましい。板材５３を配置固定することで、矩形棒状部材４７の部材板厚全体を増やすことなく、簡易に矩形棒状部材４７の上下部における棒部材５１の接触部の局部変形防止が可能となる。
板材５３は、応力分布によって板厚を変えることにより、コストミニマム化が可能となる。板材５３は、平板でも良いが、図１２、図１３に示すように、長辺部を上方に折り曲げる、山形に折り曲げるなどして、棒部材５１が嵌まり込む形状とするとなおよい。
なお、板材５３は、矩形棒状部材４７によって梁部材７を組み立てる前に接着等の固定手段で所定の位置に固定しておくと、組み立て時の位置あわせが簡略化できる。

棒部材５１としては、丸棒のほか、ねじを使用することができる。ねじを使用した場合、その両端部に上下の棒部材５１に亘るように添え板を配置し、梁部材７の両側面に添え板を当ててねじを締め込んで挟持し、一体化するようにするのが好ましい。この場合、添え板は鋼板のほか、より望ましくは剛性の高い形鋼部材を用いるとよい。さらに望ましくは、棒部材５１と第１梁側支持部材２５をねじ加工、あるいは接着、または溶接により固着し、棒部材５１と梁部材７とを固定させるとよい。これらは、梁部材７と第１梁側支持部材２５を接着によって接合する場合に、がたつきを抑えることによって、接合面内の健全性を保つのに有効である。

上記の説明は第１梁側支持部材２５を例に挙げたが、第２梁側支持部材３５と梁部材７との接合についても同様の構造にすることができる。

以下においては、図１に示した太陽電池パネル用架台１の具体例を寸法を入れて例示する。
傾斜架構９の傾斜角を約20度、不等沈降による相対差300mmを許容沈降量とした場合における図１に示した実施の形態に係る太陽電池パネル用架台１の実施例を示す。
傾斜前方の支柱（短柱）に外形150mm、板厚3.2mm、長さ1200mmの角型鋼管を用い、傾斜後方の支柱（長柱）に外形150mm、板厚3.2mm、長さ3000mmの角型鋼管を用いた短柱２本、長柱２本の４脚構造とし、各柱は5メートルの間隔で地盤上に正方形に配置する。
短柱３の上端部には短柱側支持部材２３を、長柱５の上端部には長柱側支持部材３３をそれぞれ設置する。これら、短柱側支持部材２３、長柱側支持部材３３は、厚さ15mmの鋼板で形成し、支柱上部に溶接によって固定されている。

短柱側支持部材２３、長柱側支持部材３３には、回動軸として径20mmのボルトを配置するための挿通孔を設ける。支柱上面から、当該挿通孔までの距離は、これらに接合される連結部材２７や第２梁側支持部材３５と支柱上面が干渉しない高さとすればよい。ここでは、幅100mm、挿通孔高さを100mm、上部を半円形にして最高高さを150mmとして製作した。
短柱側支持部材２３、長柱側支持部材３３は、シングル（単板形状）、ダブル（二股形状）どちらでもかまわないが、梁部材７と直交方向の変位差について対応させるため、ダブルの場合は、その内部で回動軸が側面方向に傾斜可能となるように、間隔を設けるとなお良い。

各支柱下部にはベースプレートを設け、各支柱ごとに独立した鉄筋コンクリート基礎に緊結する。この部分は、根巻構造としても良い。鉄筋コンクリート基礎は、望ましくは応力分散を行うため、底面積を広くする。
梁部材７には、長辺150mm、短辺75mm、板厚4.5mm、長さ6130mmの角型鋼管からなり、第１梁側支持部材２３、第２梁側支持部材３５を設置した。第１梁側支持部材２３、第２梁側支持部材３５は、幅100mm、突出長200mm、厚さ22mmの鋼板製のものとした。

長柱側に対向する第２梁側支持部材３５の中心は、梁部材端部から340mmに配置した。また、短柱側に対向する第１梁側支持部材２５の中心は、梁部材端部から約360mmの位置に配置し、短柱３を延長した位置よりも、137mmだけ傾斜架構９の傾斜下方側に位置している。
長柱側支持部材３３と第２梁側支持部材３５は、図３に示すように、挿通孔にボルトを配置して回動軸３７が構成されている。短柱側は、図２に示すように、短柱側支持部材２３と第１梁側支持部材２５の間に連結部材２７が配置され、各支点部はボルトにより第１回動軸２９、第２回動軸３１が構成されている。連結部材２７は、傾斜架構９の傾斜下方側に傾斜しており、連結部材２７の軸線と短柱３の軸線の成す角度θは概ね20度となっている。

梁部材７に直交して、太陽電池パネルの支持間隔、例えば、1009mmで長辺125mm、短辺75mm、板厚3.2mmの角型鋼管からなる根太１７を配置して傾斜面を構成する傾斜架構９を構成する。根太端部は、梁部材７の位置で揃えても、跳ね出してもよい。
根太１７の上部には太陽電池パネル取り付けピース２１が所定の間隔で固定され、そこに太陽電池パネル１９を固定し、大型の太陽電池アレイを構成する。
初期設置時は、連結部材２７の軸線と短柱３の軸線のなす角度θは、概ね20度となっており、構造的に安定した状態が保持されている。

上記のように形成された本実施例において、短柱３及び／又は長柱５の沈降が発生した場合には、上記の実施の形態で説明したように、第１支持機構１１、第２支持機構１３の動作によって傾斜架構９における内部応力の発生が抑制されることを確認した。また、支柱の沈降によって自動的に支点が移動し、ジャッキアップによって自動的に元の位置に復帰することも確認している。

長柱５同士、短柱３同士を梁部材７で連結するものについて、実施例１と同様の部材を用いて製作して動作確認を行った。
実施例１と同様に円滑な動作が行われた。

１ 太陽電池パネル用架台
３ 短柱
３ａ 下柱
３ｂ 上柱
５ 長柱
５ａ 下柱
５ｂ 上柱
７ 梁部材
９ 傾斜架構
１１ 第１支持機構
１３ 第２支持機構
１５ ベースプレート
１７ 根太
１９ 太陽電池パネル
２１ 太陽電池パネル取付ピース
２３ 短柱側支持部材
２５ 第１梁側支持部材
２７ 連結部材
２９ 第１回動軸
３１ 第２回動軸
３３ 長柱側支持部材
３５ 第２梁側支持部材
３７ 回動軸
３８ 鉄筋コンクリート基礎
３９ 沈降補正用ボルト孔
４１ ボルト
４７ 矩形棒状部材
４９ 貫通孔
５１ 棒部材
５３ 板材

Claims (4)

1. 短柱、長柱で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱同士、長柱同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材で連結して前記長柱側から前記短柱側に向って傾斜する傾斜架構を構成してなる太陽電池パネル用架台であって、
   前記各支柱の上端部と前記梁部材との接合部に設けられて前記梁部材を支持する支持機構を有し、
   該支持機構は、前記短柱の上端部で前記梁部材を支持する第１支持機構と、前記長柱の上端部で前記梁部材を支持する第２支持機構とを備え、
   前記第１支持機構は前記短柱の上端部に設けられた短柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第１梁側支持部材と、一端を前記短柱側支持部材に回動可能に連結され他端を前記第１梁側支持部材に回動可能に連結された連結部材とを有し、該連結部材における前記短柱側の回動中心を通り前記短柱の軸線に平行な直線と前記連結部材の軸線との成す角度が前記傾斜架構の傾斜下方側に向って０度〜９０度の範囲になるように設定されてなり、
   前記第２支持機構は前記長柱の上端部に設けられた長柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第２梁側支持部材とを有し、該第２梁側支持部材と前記長柱側支持を回動可能に連結してなることを特徴とする太陽電池パネル用架台。
2. 短柱、長柱で一対となる支柱を少なくとも２組有し、該２組の支柱における短柱同士、長柱同士を直線状に配置すると共に平面視で全体が矩形になるように配置し、前記各柱の上端部を梁部材で連結して前記長柱側から前記短柱側に向って傾斜する傾斜架構を構成してなる太陽電池パネル用架台であって、
   前記各支柱の上端部と前記梁部材との接合部に設けられて前記梁部材を支持する支持機構を有し、
   該支持機構は、前記短柱の上端部で前記梁部材を支持する第１支持機構と、前記長柱の上端部で前記梁部材を支持する第２支持機構とを備え、
   前記第１支持機構は前記短柱の上端部に設けられた短柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第１梁側支持部材とを有し、該第１梁側支持部材と前記短柱側支持を回動可能に連結してなり、
   前記第２支持機構は前記長柱の上端部に設けられた長柱側支持部材と、前記梁部材側に設けられた第２梁側支持部材と、一端を前記長柱側支持部材に回動可能に連結され他端を前記第２梁側支持部材に回動可能に連結された連結部材とを有し、該連結部材における前記長柱側の回動中心を通り前記長柱の軸線に平行な直線と前記連結部材の軸線との成す角度が前記傾斜架構の傾斜下方側に向って０度〜９０度の範囲になるように設定されてなることを特徴とする太陽電池パネル用架台。
3. 前記第１梁側支持部材及び／又は前記第２梁側支持部材が設けられる梁部材を２本以上の棒状部材を用いて構成すると共に、前記第１梁側支持部材及び／又は前記第２梁側支持部材を板状部材で形成し、
   該板状部材を、前記梁部材の上下方向に突出させて前記梁部材で挟持して接着すると共に、前記突出部の上下それぞれ２箇所ずつ以上の貫通孔を設け、該貫通孔に棒状体を略梁部材の全幅に亘って、梁部材と当接して配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池パネル架台。
4. 前記棒状体と前記梁部材の間に板状体を介在させたことを特徴とする請求項３記載の太陽電池パネル用架台。