JP2014163167A

JP2014163167A - 杭柱及びその施工方法

Info

Publication number: JP2014163167A
Application number: JP2013036495A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanai; 良夫金井
Original assignee: KAMAYA MASAHIRO
Current assignee: KAMAYA MASAHIRO
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】コストが安く、かつ太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対しても強い地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱を提供する。
【解決手段】
地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱であって、所定の長さに切断された鋼製単管と、前記鋼製単管に取り付けられた第１の取付部材とから構成され、前記第１の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、前記円筒の底部の中央に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔と、前記円筒の下端部に突設されている掘削刃とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱及びその施工方法に関する。

太陽光発電システムに用いられる太陽光パネルは、住宅やオフィスビル等だけでなく、屋外の地上にも設置されている。屋外の地上に設置することで、活用されていない遊休地、荒れ地、空き地、又は山林などを有効利用することが可能になって来ている。
そして、屋外の地上に設置される野立て用の太陽光発電システムで使用される太陽光パネルを載せるための架台には、地面等に敷設されたコンクリート基礎上に構築されるもの、あるいは地面等に打ち込まれた支柱上に構築されるものなどがある。

例えば、太陽電池アレイを保持した架台を支える太陽電池アレイの架台用基礎構造であって、先端にかえしを有する矢じり部を設けた杭を所定の深さまで地中に打ち込み、該杭の後部に、該杭の径より大きい径の支持部を設けて該支持部を埋設し、この支持部に前記架台を保持する支柱を設け、前記杭で風による引抜き荷重を支え、前記支持部で太陽電池アレイ等の荷重を支えるようにしたことを特徴とする太陽電池アレイの架台用基礎構造が提供されている。支持部の貫通孔と支柱との間に形成される隙間にコンクリートを充填し、支持部を支柱に固定する（特許文献１を参照）。

また、太陽電池モジュール用の桟と、前記桟に接続されて前記桟を支える支柱と、それぞれの一方の端部が前記桟に接続された２本のアームと、前記２本のアームの他の端部同士を連結するアームブラケットとを備え、前記桟と前記支柱との接続箇所が前記２本のアームと前記桟との接続箇所の間にあり、前記アームブラケットが前記支柱の外周を囲む構造であることを特徴とする太陽電池モジュール用架台が提供されている。そして、前記支柱は、相互に対向する一対のフランジ部及び各フランジ部を連結するウエブ部からなるＨ字形断面形状の鋼材であり、地面に対して垂直に打ち込まれて、略同一高さに突設される（特許文献２を参照）。

特公平６−８２８５７号公報特許第４７４９５０９号公報

しかし、特許文献１に係る発明では、専用の支柱を作成しなければならないだけでなく、支持部の貫通孔と支柱との間に形成される隙間にコンクリートを充填して支持部を支柱に固定しなければならないため、コストが決して安くないという問題がある。
また、特許文献２に係る発明では、単にＨ字形断面形状の鋼材の支柱を地面に対して垂直に打ち込むのであれば、太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対して弱いという問題があり、地面に敷設されたコンクリート基礎等に打ち込むのであれば、コストがかかるという問題がある。
そこで、本発明は、コストが安く、かつ太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対して強い地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために本発明は、地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱であって、所定の長さに切断された鋼製単管と、前記鋼製単管に取り付けられた第１の取付部材とから構成され、前記第１の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、前記円筒の底部の中央に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔と、前記円筒の下端部に突設されている掘削刃とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記鋼製単管の下端部に前記第１の取付部材が取り付け固定されていることを特徴とする。

さらに前記鋼製単管に第２の取付部材が取り付けられており、前記第２の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第２の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする。

さらに前記鋼製単管に第３の取付部材が取り付けられており、前記第３の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、前記螺旋翼の外周端に前記円筒の軸方向と平行に取り付けられている、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている縦長の複数の垂直板とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第３の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする。

また、杭柱の施工方法であって、所定の長さに切断された鋼製単管と前記鋼製単管に取り付けられた第１の取付部材とから構成され、地上に設置する太陽光パネル用架台の梁に接続されて前記梁を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱を作成する工程と、前記太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に前記杭柱の位置決め用の棒を立設する工程と、前記杭柱に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通する工程と、前記杭柱を所定深度まで回転圧入して立設する工程とを含み、前記第１の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、前記円筒の底部の中央に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔と、前記円筒の下端部に突設されている掘削刃とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記鋼製単管の下端部に前記第１の取付部材が取り付け固定されていることを特徴とする。

前記杭柱を作成する工程において、さらに前記鋼製単管に第２の取付部材を取り付け、前記第２の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第２の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする。

前記杭柱を作成する工程において、さらに前記鋼製単管に第３の取付部材を取り付け、前記第３の取付部材は、前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、前記螺旋翼の外周端に前記円筒の軸方向と平行に取り付けられている、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている縦長の複数の垂直板とを備え、前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第３の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする。

第１に、既存の足場などによく使用される鋼製単管を利用して取付部材を取り付けるだけで、杭と柱の機能とを併有させた杭柱として利用できるので、地上に設置する太陽光パネル用架台を支えるものを安価に作成できるという効果がある。
第２に、取付部材に螺旋翼を備えているので、突風等による太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対して強く、安全性に優れているという効果もある。
第３に、取付部材に備えられている螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されているので、杭柱を所定深度まで回転圧入して立設する際に、地盤への回転圧入が容易になるという効果もある。

第１の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を正面から見た図である。第１の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を底面から見た図である。実施例１に係る杭柱を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。第２の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を正面から見た図である。第２の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を底面から見た図である。実施例２に係る杭柱を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。第３の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を正面から見た図である。第３の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱を底面から見た図である。第３の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱の変更例を正面から見た図である。実施例３に係る杭柱を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態として、地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施例に係る杭柱１は、屋外の地上に設置される野立て用の太陽光発電システムで使用される太陽光パネルを載せるための太陽光パネル用架台を支えるために用いられるもので、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１とから構成されている。杭柱１は、杭材としての機能と柱材としての機能とを併有させたものであり、本実施例の杭柱１には太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させている。
図１は第１の取付部材１１を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を正面から見た図である。図２は第１の取付部材１１を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を底面から見た図である。
そして、第１の取付部材１１は、鋼製単管２の外径より少し大きい内径の円筒３と、円筒３の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼４と、円筒３の底部の中央に杭柱１の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔５と、円筒３の底部の下方側に一定間隔おきに突設されている掘削刃６とを備えている。

円筒３は、鋼製単管を所定の長さに切断して、図１及び図２に示すような構造のものを作成する。
円筒３の長さは１０〜３０ｃｍ、肉厚は２〜６ｍｍとする。ただし、円筒３の肉厚は鋼製単管２の肉厚より厚いものとする。なお、円筒３の内径は、鋼製単管２が挿入できるように、鋼製単管２の外径より若干大きくする。

螺旋翼４は、図１及び図２に示すように、円筒３の外周に一つの翼が螺旋状に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形のものである。これは、ドーナツ状に形成した鋼板を一部切断した後に円筒３に合うように螺旋状に曲げ加工したものである。螺旋翼４と円筒３とは溶接により一体的に接合されていることが好ましい。また、螺旋翼４の外径は、一般に鋼製単管２の外径の１．５〜４倍程度が望ましい。
なお、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されている。傾斜角度が大きく形成されている下端部分は、ほぼ一巻きの螺旋翼４全体の１／８〜１／４の範囲の下端側の部分である。そして、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度は２度から１５度の範囲であり、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりもさらに５度から３０度の範囲の大きな角度である。
また、螺旋翼４の取り付け位置は、円筒３の軸方向の略中央の位置である。そして、円筒３の外周には螺旋翼４の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられている。

誘導孔５は、円筒３の下部の軸心部分に設けられている。そして、誘導孔５に杭柱１の位置決め用の棒を通して、第１の取付部材１１を取り付けた杭柱１が所定の位置に立設されるように誘導する。誘導孔５の直径は、棒が通るように、棒の直径より少し大きなもの、例えば１０〜２０ｍｍとする。なお、誘導孔５が設けられている円筒３の底部の面は誘導孔５以外の部分が閉塞されていてもよく、また図２に示すように誘導孔５以外の部分も一部開いていてもよい。

掘削刃６は、鋼板を切断加工して作成して、円筒３の下端部に一定間隔おきに突設されている。掘削刃６と円筒３とは溶接により一体的に接合されていることが好ましい。なお、掘削刃６を構成する刃の形状は、三角形状、平行四辺形状、菱形状、台形状など様々な形状のものが利用可能である。また、刃の向きも、図１のような円筒３の内側に向かっている場合に限られるものではなく、円筒３の外側や円筒３の接線方向など様々な向きが採用可能である。さらに、掘削刃６の数も図１に示すような３枚に限られるわけではなく、様々な枚数が可能である。

本実施例における鋼製単管２への第１の取付部材１１の取り付け方法は、円筒３を鋼製単管２の下端部に外嵌合し、ネジ７をネジ挿通孔から鋼製単管２側に挿通して、鋼製単管２の下端部に第１の取付部材１１を取り付け固定する。第１の取付部材１１と鋼製単管２の取り付けにあたっては、鋼製単管２が第１の取付部材１１内に嵌入されているため安定しており、また、第１の取付部材１１と鋼製単管２とをネジで固定しているので、容易かつ確実に取り付けることができる。なお、ネジ７は、イモネジ、セルフタッピングネジなど種々のものが使用可能である。

次に、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１の施工方法について説明する。
本実施例における施工方法は、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１とから構成され、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台の梁１４に接続されて梁１４を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１を作成する工程と、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程と、杭柱１に杭柱１の位置決め用の棒を挿通する工程と、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する工程とを含む。
なお、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程において使用する前記棒は、例えば長さ３０ｃｍ以内の鉄筋棒でもよい。ただし、鉄筋棒のような金属棒に限られるものではなく、誘導孔５に通すことができ、かつ地面に立設することができるものであれば木やプラスチックの細い棒であってもよい。太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に、前記棒を立設した後、前記棒を誘導孔５に挿通するだけで杭柱１を所定の位置に立設することができ、杭柱１の施工を正確、迅速に行うことが可能である。また、杭柱１の施工後は、前記棒を引き抜かずに、そのまま放置してもよい。
図３は、実施例１に係る杭柱１を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。図３に示すように、第１の取付部材１１を取り付け固定した複数の杭柱１を相互に間隔を開けて地面に回転圧入して立設し、各杭柱１の上端部にそれぞれの梁１４をジョイント１５で接続し、各杭柱１の上端部で各梁１４を支持している。そして、各梁１４を相互に間隔を開けて平行に配置し、受け材１６を各梁１４と直交するように傾斜させて配して、太陽光パネル１７を受け材１６に載せて各梁１４間に架け渡して傾斜させ、各受け材１６上に間隔を開けて設けられている複数の止め具により各太陽光パネル１７の両端を固定支持している。

実施例１の効果としては、次のものがあげられる。
第１に、既存の足場などによく使用される鋼製単管２を利用して、ほとんど鋼製単管２を加工せずに取付部材を取り付けるだけで、杭と柱の機能とを併有させた杭柱１として利用できるので、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支えるものを安価に作成できるという効果がある。
第２に、取付部材に備えられている螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されているので、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する際に、地盤への回転圧入が容易になるという効果もある。
第３に、地中にある木の根などを切断する掘削刃６を杭柱１の先端に装着しているので、効率性に優れているという効果もある。
第４に、第１の取付部材１１には円筒３の底部の中央に杭柱１の位置決め用の棒を挿通するための誘導孔５が設けられているので、杭柱１の施工を正確かつ迅速にすることができ、効率性に優れているという効果もある。
第５に、取付部材に螺旋翼４を備えているので鉛直力の負担に強く、自重荷重、地震荷重及び突風等による太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対しても強く、安全性に優れているという効果もある。
第６に、本実施例に係る杭柱１は、地面等に敷設されたコンクリート基礎上に構築されるようなものではなく、鋼製単管２に第１の取付部材１１を取り付けただけの構成のため、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を撤去して更地にするような場合に容易に撤去できるという効果もある。

本実施例に係る杭柱１は、屋外の地上に設置される野立て用の太陽光発電システムで使用される太陽光パネルを載せるための太陽光パネル用架台を支えるために用いられるもので、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１及び第２の取付部材１２とから構成されている。
杭柱１は、杭材としての機能と柱材としての機能とを併有させたものであり、本実施例の杭柱１には太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させている。なお、第１の取付部材１１は、実施例１のものと同じであるので、説明を省略する。
図４は第２の取付部材１２を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を正面から見た図である。図５は第２の取付部材１２を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を底面から見た図である。
そして、第２の取付部材１２は、鋼製単管２の外径より少し大きい内径の円筒３と、円筒３の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼４とを備えている。

円筒３は、鋼製単管を所定の長さに切断して、図４及び図５に示すような構造のものを作成する。
円筒３の長さは１０〜３０ｃｍ、肉厚は２〜６ｍｍとする。ただし、円筒３の肉厚は鋼製単管２の肉厚より厚いものとする。なお、円筒３の内径は、鋼製単管２が挿入できるように、鋼製単管２の外径より若干大きくする。

螺旋翼４は、図４及び図５に示すように、円筒３の外周に一つの翼が螺旋状に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形のものである。これは、ドーナツ状に形成した鋼板を一部切断した後に円筒３に合うように螺旋状に曲げ加工したものである。螺旋翼４と円筒３とは溶接により一体的に接合されていることが好ましい。また、螺旋翼４の外径は、一般に鋼製単管２の外径の１．５〜４倍程度が望ましい。なお、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されている。傾斜角度が大きく形成されている下端部分は、ほぼ一巻きの螺旋翼４全体の１／８〜１／４の範囲の下端側の部分である。そして、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度は２度から１５度の範囲であり、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりもさらに５度から３０度の範囲の大きな角度である。
また、螺旋翼４の取り付け位置は、円筒３の軸方向の略中央の位置である。そして、円筒３の外周には螺旋翼４の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられている。

本実施例における鋼製単管２への第１の取付部材１１の取り付け方法は実施例１と同様なので、説明を省略する。
そして、本実施例における鋼製単管２への第２の取付部材１２の取り付け方法は、円筒３を鋼製単管２に外嵌合し、ネジ７をネジ挿通孔から鋼製単管２側に挿通して、螺旋翼４が地中に隠れる鋼製単管２の任意の位置に第２の取付部材１２を取り付け固定することが可能である。このように、第２の取付部材１２の取り付け位置は、螺旋翼４が地中に隠れる鋼製単管２の任意の位置であればよく、円筒３の上部の一部が地上に出ていてもよい。第２の取付部材１２と鋼製単管２の取り付けにあたっては、鋼製単管２が第２の取付部材１２内に嵌入されているため安定しており、また、第２の取付部材１２と鋼製単管２とをネジで固定しているので、容易かつ確実に取り付けることができる。なお、ネジ７は、イモネジ、セルフタッピングネジなど種々のものが使用可能である。

次に、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１の施工方法について説明する。
本実施例における施工方法は、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１及び第２の取付部材１２とから構成され、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台の梁１４に接続されて梁１４を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１を作成する工程と、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程と、杭柱１に杭柱１の位置決め用の棒を挿通する工程と、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する工程とを含む。
なお、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程において使用する前記棒は、例えば長さ３０ｃｍ以内の鉄筋棒でもよい。ただし、鉄筋棒のような金属棒に限られるものではなく、誘導孔５に通すことができ、かつ地面に立設することができるものであれば木やプラスチックの細い棒であってもよい。太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に、前記棒を立設した後、前記棒を誘導孔５に挿通するだけで杭柱１を所定の位置に立設することができ、杭柱１の施工を正確、迅速に行うことが可能である。また、杭柱１の施工後は、前記棒を引き抜かずに、そのまま放置してもよい。
図６は、実施例２に係る杭柱１を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。図６に示すように、第１の取付部材１１及び第２の取付部材１２を取り付け固定した複数の杭柱１を相互に間隔を開けて地面に回転圧入して立設し、各杭柱１の上端部にそれぞれの梁１４をジョイント１５で接続し、各杭柱１の上端部で各梁１４を支持している。そして、各梁１４を相互に間隔を開けて平行に配置し、受け材１６を各梁１４と直交するように傾斜させて配して、太陽光パネル１７を受け材１６に載せて各梁１４間に架け渡して傾斜させ、各受け材１６上に間隔を開けて設けられている複数の止め具により各太陽光パネル１７の両端を固定支持している。

実施例２の効果としては、次のものがあげられる。
第１に、既存の足場などによく使用される鋼製単管２を利用して、ほとんど鋼製単管２を加工せずに取付部材を取り付けるだけで、杭と柱の機能とを併有させた杭柱１として利用できるので、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支えるものを安価に作成できるという効果がある。
第２に、取付部材に備えられている螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されているので、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する際に、地盤への回転圧入が容易になるという効果もある。
第３に、地中にある木の根などを切断する掘削刃６を杭柱１の先端に装着しているので、効率性に優れているという効果もある。
第４に、第１の取付部材１１には円筒３の底部の中央に杭柱１の位置決め用の棒を挿通するための誘導孔５が設けられているので、杭柱１の施工を正確かつ迅速にすることができ、効率性に優れているという効果もある。
第５に、第１の取付部材１１だけでなく第２の取付部材１２にも螺旋翼４を備えているので鉛直力の負担に強く、自重荷重、地震荷重及び突風等による太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対しても強く、より安全性に優れているという効果もある。
第６に、本実施例に係る杭柱１は、地面等に敷設されたコンクリート基礎上に構築されるようなものではなく、鋼製単管２に第１の取付部材１１及び第２の取付部材１２を取り付けただけの構成のため、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を撤去して更地にするような場合に容易に撤去できるという効果もある。

本実施例に係る杭柱１は、屋外の地上に設置される野立て用の太陽光発電システムで使用される太陽光パネルを載せるための太陽光パネル用架台を支えるために用いられるもので、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１及び第３の取付部材１３とから構成されている。
杭柱１は、杭材としての機能と柱材としての機能とを併有させたものであり、本実施例の杭柱１には太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させている。なお、第１の取付部材１１は、実施例１のものと同じであるので、説明を省略する。
図７は第３の取付部材１３を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を正面から見た図である。図８は第３の取付部材１３を鋼製単管２に取り付けた杭柱１を底面から見た図である。
そして、第３の取付部材１３は、鋼製単管２の外径より少し大きい内径の円筒３と、円筒３の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼４と、螺旋翼４の外周端に円筒３の軸方向と平行に取り付けられている、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている縦長の複数の垂直板８とを備えている。

円筒３は、鋼製単管を所定の長さに切断して、図７及び図８に示すような構造のものを作成する。
円筒３の長さは１０〜３０ｃｍ、肉厚は２〜６ｍｍとする。ただし、円筒３の肉厚は鋼製単管２の肉厚より厚いものとする。なお、円筒３の内径は、鋼製単管２が挿入できるように、鋼製単管２の外径より若干大きくする。

螺旋翼４は、図７及び図８に示すように、円筒３の外周に一つの翼が螺旋状に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形のものである。これは、ドーナツ状に形成した鋼板を一部切断した後に円筒３に合うように螺旋状に曲げ加工したものである。螺旋翼４と円筒３とは溶接により一体的に接合されていることが好ましい。また、螺旋翼４の外径は、一般に鋼製単管２の外径の１．５〜４倍程度が望ましい。なお、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されている。傾斜角度が大きく形成されている下端部分は、ほぼ一巻きの螺旋翼４全体の１／８〜１／４の範囲の下端側の部分である。そして、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度は２度から１５度の範囲であり、螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は、該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりもさらに５度から３０度の範囲の大きな角度である。
また、螺旋翼４の取り付け位置は、円筒３の軸方向の略中央の位置である。そして、円筒３の外周には螺旋翼４の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられている。

さらに、図７及び図８に示すように、螺旋翼４の外周端に円筒３の軸方向と平行に縦長の垂直板８が取り付けられている。ただし、垂直板８の枚数は、図７及び図８に示すような３枚に限られるものではなく、複数であればよい。垂直板８は、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている。下方向に向かって次第に幅が狭くなっている下部の形状としては、例えば三角形状、台形状、略半楕円形状など様々な形状が可能である。なお、垂直板８の上部は、図７のように矩形に形成されている場合に限られない。図９は、第３の取付部材を鋼製単管に取り付けた杭柱の変更例を正面から見た図である。このように、垂直板８の上部が上方向に向かって次第に幅が狭く形成されていてもよい。上方向に向かって次第に幅が狭くなっている上部の形状としては、例えば三角形状、台形状、略半楕円形状など様々な形状が可能である。垂直板８は、略螺旋翼４に沿った形で、螺旋翼４と溶接により一体的に接合されていることが好ましい。

本実施例における鋼製単管２への第１の取付部材１１の取り付け方法は実施例１と同様なので、説明を省略する。
そして、本実施例における鋼製単管２への第３の取付部材１３の取り付け方法は、円筒３を鋼製単管２に外嵌合し、ネジ７をネジ挿通孔から鋼製単管２側に挿通して、螺旋翼４が地中に隠れる鋼製単管２の任意の位置に第３の取付部材１３を取り付け固定することが可能である。このように、第３の取付部材１３の取り付け位置は、螺旋翼４が地中に隠れる鋼製単管２の任意の位置であればよく、円筒３の上部の一部が地上に出ていてもよい。第３の取付部材１３と鋼製単管２の取り付けにあたっては、鋼製単管２が第３の取付部材１３内に嵌入されているため安定しており、また、第３の取付部材１３と鋼製単管２とをネジで固定しているので、容易かつ確実に取り付けることができる。なお、ネジ７は、イモネジ、セルフタッピングネジなど種々のものが使用可能である。

本実施例では、鋼製単管２に第１の取付部材１１及び第３の取付部材１３が取り付けられているので、第１の取付部材１１の螺旋翼４並びに第３の取付部材１３の螺旋翼４及び垂直板８の存在により鉛直力及び水平力の負担に強く、例えばメガソーラーを野立てで設置するような場合に設置場所の端の特に風圧などを受けやすい箇所の杭柱１として利用することにより、安全性をより確保することができるようになる。
なお、本実施例においては、鋼製単管２にさらに第２の取付部材１２が取り付けられていてもよい。第２の取付部材１２については、実施例２で説明したものと同様なので、説明を省略する。

次に、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１の施工方法について説明する。
本実施例における施工方法は、所定の長さに切断された鋼製単管２と鋼製単管２に取り付けられた第１の取付部材１１及び第３の取付部材１３とから構成され、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台の梁１４に接続されて梁１４を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱１を作成する工程と、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程と、杭柱１に杭柱１の位置決め用の棒を挿通する工程と、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する工程とを含む。
なお、太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に杭柱１の位置決め用の棒を立設する工程において使用する前記棒は、例えば長さ３０ｃｍ以内の鉄筋棒でもよい。ただし、鉄筋棒のような金属棒に限られるものではなく、誘導孔５に通すことができ、かつ地面に立設することができるものであれば木やプラスチックの細い棒であってもよい。太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に、前記棒を立設した後、前記棒を誘導孔５に挿通するだけで杭柱１を所定の位置に立設することができ、杭柱１の施工を正確、迅速に行うことが可能である。また、杭柱１の施工後は、前記棒を引き抜かずに、そのまま放置してもよい。
図１０は、実施例３に係る杭柱１を用いた太陽光パネル用架台の設置例を示した図である。図１０に示すように、第１の取付部材１１及び第３の取付部材１３を取り付け固定した複数の杭柱１を相互に間隔を開けて地面に回転圧入して立設し、各杭柱１の上端部にそれぞれの梁１４をジョイント１５で接続し、各杭柱１の上端部で各梁１４を支持している。そして、各梁１４を相互に間隔を開けて平行に配置し、受け材１６を各梁１４と直交するように傾斜させて配して、太陽光パネル１７を受け材１６に載せて各梁１４間に架け渡して傾斜させ、各受け材１６上に間隔を開けて設けられている複数の止め具により各太陽光パネル１７の両端を固定支持している。
なお、杭柱１を作成する工程において、さらに第２の取付部材１２を鋼製単管２に取り付けてもよい。

実施例３の効果としては、次のものがあげられる。
第１に、既存の足場などによく使用される鋼製単管２を利用して、ほとんど鋼製単管２を加工せずに取付部材を取り付けるだけで、杭と柱の機能とを併有させた杭柱１として利用できるので、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を支えるものを安価に作成できるという効果がある。
第２に、取付部材に備えられている螺旋翼４の下端部分の傾斜角度は該部分以外の螺旋翼４の部分の傾斜角度よりも大きく形成されているので、杭柱１を所定深度まで回転圧入して立設する際に、地盤への回転圧入が容易になるという効果もある。
第３に、地中にある木の根などを切断する掘削刃６を杭柱１の先端に装着しているので、効率性に優れているという効果もある。
第４に、第１の取付部材１１には円筒３の底部の中央に杭柱１の位置決め用の棒を挿通するための誘導孔５が設けられているので、杭柱１の施工を正確かつ迅速にすることができ、効率性に優れているという効果もある。
第５に、第１の取付部材１１の螺旋翼４並びに第３の取付部材１３の螺旋翼４及び垂直板８の存在により、鉛直力及び水平力の負担に強く、自重荷重、地震荷重及び突風等による太陽光パネルを浮き上がらせる風荷重に対しても強く、より安全性に優れているという効果もある。
第６に、本実施例に係る杭柱１は、地面等に敷設されたコンクリート基礎上に構築されるようなものではなく、鋼製単管２に第１の取付部材１１及び第３の取付部材１３を取り付けただけの構成のため、太陽光パネル１７を載せる地上に設置する太陽光パネル用架台を撤去して更地にするような場合に容易に撤去できるという効果もある。

１杭柱
２鋼製単管
３円筒
４螺旋翼
５誘導孔
６掘削刃
７ネジ
８垂直板
１１第１の取付部材
１２第２の取付部材
１３第３の取付部材
１４梁
１５ジョイント
１６受け材
１７太陽光パネル

Claims

地上に設置する太陽光パネル用架台を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱であって、
所定の長さに切断された鋼製単管と、
前記鋼製単管に取り付けられた第１の取付部材とから構成され、
前記第１の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、
前記円筒の底部の中央に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔と、
前記円筒の下端部に突設されている掘削刃とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記鋼製単管の下端部に前記第１の取付部材が取り付け固定されていることを特徴とする杭柱。
さらに前記鋼製単管に第２の取付部材が取り付けられており、
前記第２の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第２の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の杭柱。
さらに前記鋼製単管に第３の取付部材が取り付けられており、
前記第３の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、
前記螺旋翼の外周端に前記円筒の軸方向と平行に取り付けられている、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている縦長の複数の垂直板とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第３の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の杭柱。
所定の長さに切断された鋼製単管と前記鋼製単管に取り付けられた第１の取付部材とから構成され、地上に設置する太陽光パネル用架台の梁に接続されて前記梁を支える杭と柱の機能とを併有させた杭柱を作成する工程と、
前記太陽光パネル用架台を設置する地面の所定の位置に前記杭柱の位置決め用の棒を立設する工程と、
前記杭柱に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通する工程と、
前記杭柱を所定深度まで回転圧入して立設する工程とを含み、
前記第１の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、
前記円筒の底部の中央に前記杭柱の位置決め用の棒を挿通するために形成されている誘導孔と、
前記円筒の下端部に突設されている掘削刃とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記鋼製単管の下端部に前記第１の取付部材が取り付け固定されていることを特徴とする杭柱の施工方法。
前記杭柱を作成する工程において、さらに前記鋼製単管に第２の取付部材を取り付け、
前記第２の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第２の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする請求項４に記載の杭柱の施工方法。
前記杭柱を作成する工程において、さらに前記鋼製単管に第３の取付部材を取り付け、
前記第３の取付部材は、
前記鋼製単管の外径より少し大きい内径の円筒と、
前記円筒の外周に側方に張り出して突設されているほぼ一巻きのドーナツ形の螺旋翼と、
前記螺旋翼の外周端に前記円筒の軸方向と平行に取り付けられている、下部が下方向に向かって次第に幅が狭く形成されている縦長の複数の垂直板とを備え、
前記螺旋翼の下端部分の傾斜角度は該部分以外の前記螺旋翼の部分の傾斜角度よりも大きく形成されており、
前記円筒の外周には前記螺旋翼の上側及び下側の位置にネジ挿通孔が周方向に一定間隔おきに設けられており、前記円筒を前記鋼製単管に外嵌合し、ネジを前記ネジ挿通孔から前記鋼製単管側に挿通して前記螺旋翼が地中に隠れる前記鋼製単管の任意の位置に前記第３の取付部材を取り付け固定することが可能であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の杭柱の施工方法。