JP2015042802A - ソーラーパネル用架台 - Google Patents

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Abstract

【課題】ソーラーパネルを下地フレームに固定するための固定手段を下地フレームに短時間で容易に結合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こと。
【解決手段】ソーラーパネル用架台は、地盤に、この地盤から少なくとも一部が露出して設置されている基礎用構造物と、この基礎用構造物で支持され、ソーラーパネル7が配置される下地フレーム6とを含んで構成されており、ソーラーパネル7は下地フレーム6に固定手段100により固定されているとともに、この固定手段100は、下地フレーム6に楔手段120等による結合手段によって結合され、この結合手段の配置箇所は、ソーラーパネル7よりも下側の箇所となっている。
【選択図】図19

Description

本発明は、太陽光発電のためのソーラーパネル(太陽電池モジュール)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、この地盤から少なくとも一部が露出して設置されている短柱と長柱からなる基礎用構造物と、短柱と長柱に架け渡されていることによりこの基礎用構造物で支持され、ソーラーパネルが配置される梁部材等からな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
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を地盤に設ける場合には、それぞれのソーラーパネルは、地盤の地表面から所定高さの位置に配置されることになる。このようなソーラーパネルは、下地フレームに、この下地フレームに結合された固定手段により固定しなければならないが、この固定手段を下地フレームに結合するための作業が、ソーラーパネルの上側からボルト、ナット等を締め付ける作業を行うものになっていると、この作業は、地盤の地表面から高い位置に配置されたソーラーパネルの上から行う高所での作業となるため、作業に多くの手間と時間がかかることになる。
本発明の目的は、ソーラーパネルを下地フレームに固定するための固定手段を下地フレームに短時間で容易に結合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、この地盤から少なくとも一部が露出して設置されている基礎用構造物と、この基礎用構造物で支持され、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、前記ソーラーパネルは前記下地フレームに、この下地フレームに結合手段で結合されている固定手段により固定され、前記結合手段の配置箇所が前記ソーラーパネルよりも下側の箇所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、ソーラーパネルを下地フレームに固定するための固定手段は、配置箇所がソーラーパネルよりも下側の箇所となっている結合手段によって下地フレームに結合されているため、固定手段を下地フレームに結合するための作業を、ソーラーパネルよりも下側において行うことができ、したがって、高所での作業を行う必要がなく、固定手段を下地フレームに結合するための作業を短時間で容易に行えるようになる。
以上の本発明において、基礎用構造物は、柱や基礎杭等の1本又は複数本の棒状部材によるものでもよく、あるいは、斜材等を組み合わせたフレーム状のものでよく、あるいは、コンクリート等によるブロック状のものでもよく、あるいは、これらを複合したものでもよく、下地フレームを支持することができるものであれば、任意の形状、構造のものでよい。
また、下地フレームは、梁や根太等の細長の延伸部材を、例えば、左右方向又は前後方向に並設したり、縦横に組み合わせたものでもよく、あるいは、大きな面積を有するパネル状のものでもよく、あるいは、縦横の寸法うち、一方が他方より小さくなっている細長パネル状のものを左右方向又は前後方向に並設したものでもよく、あるいは、これらを複合したものでもよく、ソーラーパネルを配置することができるものであれば、任意の形状、構造のものでよい。
また、以上の本発明において、固定手段を下地フレームにソーラーパネルよりも下側で結合するための結合手段は、例えば、ボルト、ナットによるものでもよく、あるいは、楔手段でもよく、任意の結合手段でよい。
なお、固定手段を下地フレームに結合するための結合手段を楔手段とした場合には、固定手段を下地フレームに結合するための作業は、楔手段についての打ち込み作業となり、ボルト、ナット等を工具で回転させるなどの作業を行う必要がないため、固定手段を下地フレームに結合するための作業を、短時間で容易に行えるようになる。
さらに、固定手段を楔手段によって下地フレームに結合する箇所は、ソーラーパネルよりも下側の箇所であれば、任意の箇所でよく、この箇所は、下地フレームの下側の箇所でもよく、下地フレームの側方の箇所でもよい。すなわち、楔手段を配置する箇所は、下地フレームの下側の箇所でもよく、下地フレームの側方の箇所でもよい。
楔手段を配置する箇所を下地フレームの下側の箇所とした場合には、楔手段についての打ち込み作業を下地フレームの下側で行うことができるため、固定手段を下地フレームに結合するための作業を、下地フレームの下側で一層容易に行える。
また、このように楔手段を配置する箇所を下地フレームの下側の箇所とする場合には、固定手段を、下地フレームの下側に配置される底部を有するものとし、この底部と下地フレームとの間に楔手段を配置すればよい。
さらに、このように固定手段を、下地フレームの下側に配置される底部を有するものとし、この底部と下地フレームとの間に楔手段を配置するようにする場合には、楔手段を1個の楔部材によるものとしてもよく、あるいは、楔手段を、第1楔部材と第2楔部材とを含んで構成されたものとしてもよい。
楔手段を、第1楔部材と第2楔部材とを含んで構成されたものとした場合には、上記底部又は下地フレームに、楔部材の傾斜面と対応する傾斜面を形成することを不要にできる。
また、楔手段を、第1楔部材と第2楔部材とを含んで構成されたものとした場合には、第1楔部材を上記底部に不動状態で配置し、この第1楔部材と下地フレームとの間に第2楔部材を打ち込むことにより、固定手段が下地フレームに結合されるようにすることが好ましい。
これによると、第1楔部材と下地フレームとの間に第2楔部材を打ち込むことにより、固定手段が下地フレームに結合されるときには、第1楔部材は底部に不動状態で配置されているため、第2楔部材の打ち込み時に第1楔部材が遊動してしまうことを有効に防止できることになる。
また、以上のように楔手段を、第1楔部材と第2楔部材とを含んで構成されたものとした場合には、第1楔部材と第2楔部材の互いに接触する接触面のうち、少なくとも一方の接触面を粗面とすることが好ましい。
これによると、第1楔部材と下地フレームとの間に第2楔部材を打ち込んだ後に、第2楔部材が第1楔部材から抜け出る方向に移動してしまうことを、粗面による摩擦力により有効に防止することができる。
さらに、本発明において、前記固定手段によりソーラーパネルを下地フレームに固定するための構造は、任意のものでよい。
その一例は、固定手段を、ソーラーパネルを上から押えることにより下地フレームにソーラーパネルを固定するための押え部材を含んで構成されたものとし、楔手段による楔作用を、この押え部材に、ソーラーパネルを下地フレームに上から押えるための押え力を付与するためのものとすることである。
また、このように固定手段を、ソーラーパネルを上から押えることにより下地フレームにソーラーパネルを固定するための押え部材を含んで構成されたものとする場合には、固定手段を、押え部材の下部と連結された引き込み部材を含んで構成されたものとし、この引き込み部材に楔手段の楔作用による下方への引き込み力が伝達されることにより、押え部材に、ソーラーパネルを下地フレームに上から押えるための押え力が付与されるようにしてもよい。
さらに、このようにした場合において、押え部材の下部に引き込み部材を連結するための構造も、任意のものでよく、その一例は、押え部材と引き込み部材とのうち、一方に他方に係止されるフック部を設け、このフック部による係止によって押え部材と引き込み部材とを連結することである。
なお、以上の説明において、ソーラーパネルを上から押えることにより下地フレームにソーラーパネルを固定するための押え部材は、ソーラーパネルの上面を上から押えるものでもよく、あるいは、ソーラーパネルの上面よりも低い箇所において、ソーラーパネルの側面の高さ途中部に段差状に形成された突部の上面を上から押えるものでもよい。
以上説明した本発明は、多数のソーラーパネルを用いる大規模発電のためのメガソーラーシステムに利用でき、また、メガソーラーシステムではない太陽光発電のためにも用いることができる。
また、地盤に、この地盤から少なくとも一部を露出させて前述の基礎用構造物を設置することは、地盤に設置された建物等を介して基礎用構造物を地盤に固定することでもよく、言い換えると、基礎構造物は、建物の屋上等に設けられた構造物でもよい。
本発明によると、ソーラーパネルを下地フレームに固定するため固定手段を下地フレームに短時間で容易に結合することが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用構造物を構成し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、下地フレームの構成部材であって第1延伸部材となってい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、下地フレームの構成部材であって第2延伸部材となってい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、図1及び図2で示されている基礎用構造物を構成し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10は、図9の回動連結手段の分解斜視図である。 図11は、ソーラーパネルを下地フレームに固定するための固定手段を楔手段により下地フレームに結合したときを示す斜視図である。 図12は、固定手段を構成している押え部材の全体を示す斜視図である。 図13は、固定手段を押え部材と共に構成している引き込み部材の全体を示す斜視図である。 図14は、楔手段の第1楔部材の全体を示す斜視図である。 図15は、楔手段の第2楔部材の全体を示す斜視図である。 図16は、第1楔部材と第2楔部材の接触面同士が接触したときを示す拡大断面図である。 図17は、図11で示されているアースプレートの全体を示す斜視図である。 図18は、図11の平面図である。 図19は、図11の正面図である。 図20は、別実施形態のアースプレートの全体を示す斜視図である。 図21は、図20のアースプレートを用いた場合における図18と同様の図である。
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、この地盤9に少なくとも一部が露出して設置されている基礎用構造物は、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が主要部材となって構成されたものとなっており、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、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。
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、前述の基礎用構造物の主要部材となっている基礎杭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(太陽電池モジュール)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。
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個の押え込み部材50のうち、1個の押え込み部材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え込み部材50の端部には、図6にも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、この取り付けのために、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、押え込み部材50の上からの押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1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。そして、これらの方杖部材60も、基礎杭1と共に前述した基礎用構造物を構成するものとなっている。
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9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10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95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95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95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95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95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9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、図10のボルト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。
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が係合した押え込み部材50の押え込み作用により、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、梁部材4と根太部材5からなる下地フレーム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可能となる。
図1に示されているように、ソーラーパネル7は、前述した下地フレーム6の構成部材となっている根太部材5に固定手段100によって固定されている。この固定手段100の拡大図は図11に示されており、図12及び図13には、固定手段100の構成部材となっている押え部材101と引き込み部材111が示されている。図12で示されている押え部材101は、図11に示されている根太部材5の長さ方向が幅方向となっている上部の押え部102と、この押え部102の幅方向中央部から垂下した板状の垂下部103とを有し、図11の根太部材5の長さ方向と直交する方向が幅方向となっているこの垂下部103には、下向きの開口部104が形成されているため、垂下部103の幅方向の下部には、2個の脚部105が設けられている。これらの脚部105には、貫通孔106が形成され、それぞれの脚部105における貫通孔106の下部は、脚部105よりも厚さ寸法が大きい厚肉部105Aとなっている。
図13に示されている引き込み部材111は、図11の根太部材5の長さ方向と直交する方向が幅方向となっている底部112と、この底部112の幅方向両側から立ち上がった一対の立上り部113とからなり、これらの立上り部113の上部には、フック部114が設けられている。これらのフック部114は、立上り部113と接続されている基部114Aと、図11から分かるように、この基部114Aから根太部材5の長さ方向へ延出している延出部114Bとからなる逆L字形状となっており、それぞれの延出部114Bには、上向きに窪んだ窪み部115が形成されているとともに、これらの延出部114Bは、立上り部113及び基部114Aよりも厚さ寸法が大きい厚肉部として形成されている。
図11には、固定手段100を、下地フレーム6を構成している根太部材5に結合するための結合手段となっている楔手段120も示されており、図14及び図15には、楔手段120の構成部材である第1楔部材121と第2楔部材122が示されている。図14の第1楔部材121は、平面視で四角形の略板状の部材であり、互いに対向する前後方向の2つの辺部に、上下方向を突出方向とする突堤部121A,121Bが形成されている。これらの突堤部121A,121Bが形成されている第1楔部材121の前後方向の両端部のうち、突堤部121Aが設けられている一方の端部の厚さ寸法は、突堤部121Aの分を除くと、T1であり、突堤部121Bが設けられている他方の端部の厚さ寸法は、突堤部121Bを除くと、T1よりも大きいT2となっている。
また、図15の第2楔部材122も、平面視で四角形の略板状の部材であり、互いに対向する前後方向の2つの辺部のうち、一方の辺部に、上下方向を突出方向とする突堤部122Aが形成されている。第1楔部材121の前後方向の両端部のうち、突堤部122Aが設けられていない一方の端部の厚さ寸法は、T3であり、突堤部122Aが設けられている他方の端部の厚さ寸法は、突堤部122Aを除くと、T3よりも大きいT4となっている。
また、第1楔部材121の左右寸法と第2楔部材122の左右寸法は、同じであり、これらの左右寸法は、図13の引き込み部材111の底部112の幅寸法(左右寸法)と対応している。また、第1楔部材121の前後寸法は、2つの突堤部121A,121Bの分を除くと、引き込み部材111の底部112についての根太部材5の長さ方向の寸法(前後寸法)と対応している。
さらに、第1楔部材121の表裏両面のうち、突堤部121A,121Bの突出方向とは反対側の面121Cには、左右方向へ延びる微小の凹凸部121Dが前後方向に多数形成されており、これにより、この面121Cは粗面となっている。また、第2楔部材122の表裏両面のうち、突堤部122Aの突出方向と同じ側の面122Cにも、左右方向へ延びる微小の凹凸部122Dが前後方向に多数形成されており、これにより、この面122Cも粗面となっている。
このため、図16に示されているように、第1楔部材121の面121Cと第2楔部材122の面122Cとを接触させたときには、これらの面121C,122Cの微小の凹凸部121D,122Dが互いに噛み合うようになっている。
図17には、根太部材5とソーラーパネル7との間に介入され、ソーラーパネル7から漏電した電気を根太部材5等を介して地盤9に逃がすためのアースプレート130が示されている。導電材料により平面視で略四角形の板状に形成されているこのアースプレート130には、互いに対向する2つの辺部において、二箇所の切り込み部130Aにより舌片部130Bが形成されており、これらの舌片部130Bは、斜め下向きに折り曲げられている。また、アースプレート130には、ソーラーパネル7との接触を確実に行うための突部130Cが複数個形成されている。本実施形態におけるこれらの突部130Cは、アースプレート130を厚さ方向に1回目の半抜き加工することにより、円形の突起を形成した後に、逆方向から2回目に半抜き加工することにより、円形の突起の内側に、この突起よりも小さくかつこの突起の突出方向とは反対側へ窪んだ円形の窪み部を設けたものとなっている。
それぞれのソーラーパネル7を下地フレーム6の構成部材である根太部材5に固定手段100によって固定する作業を行うときには、図11に示されているように、アースプレート130を、根太部材5の上辺部41の上に載置し、この載置を、舌片部130Bを、上辺部41に形成された開口部46から上側空間部44に挿入させて行うことにより、舌片部130Bを開口部46に係止し、これにより、アースプレート130が、前述の梁部材4の傾斜角度に応じて全体が前後方向に傾きかつ左右方向に延びる長さを有している根太部材5から落下しないようにする。
なお、アースプレート130が配置される箇所は、左右方向に並設される2つのソーラーパネル7の間であり、これらのソーラーパネル7に跨る箇所にアースプレート130は配置される。
図11で示した固定手段100は、根太部材5の上に左右方向に並設されるソーラーパネル7同士の間に配置される。この配置は、押え部材101の下向きの開口部104に根太部材5を挿入することにより、押え部材101をこの根太部材5の幅方向に跨らせて行い、また、引き込み部材111の底部112を下側にして、この引き込み部材111の2つの立上り部113に間に根太部材5を挿入することにより、引き込み部材111も根太部材5の幅方向に跨らせて行い、引き込み部材111のそれぞれのフック部114の延出部114Bを、押え部材101の脚部105に形成された貫通孔106に挿入し、延出部114Bの窪み部115に、脚部105における貫通孔106の下部となっている厚肉部105Aを嵌合する。
これにより、押え部材101の下部に引き込み部材111が連結されたことになり、この連結は、引き込み部材111のフック部114が押え部材101の貫通孔106に挿入、係止されることによって行われている。
また、図11に示されているように、引き込み部材111の底部112の上に、楔手段120の構成部材となっている第1楔部材121と第2楔部材122のうち、第1楔部材121を配置し、この配置は、第1楔部材121の2つの突堤部121A,121Bを下向きにして行う。このようにして引き込み部材111の底部112の上に第1楔部材121を配置したときには、前述したように、第1楔部材121の左右寸法は、底部112の左右寸法と対応していて、第1楔部材121の前後寸法は、2つの突堤部121A,121Bの分を除くと、引き込み部材111の底部112の前後寸法と対応しているため、第1楔部材121は、底部112に対して、左右方向は引き込み部材111の2つの立上り部113により、前後方向は2つの突堤部121A,121Bにより、それぞれ位置決めることになり、このため、第1楔部材121は、底部112に不動状態で配置される。
また、このように第1楔部材121を底部112に不動状態で配置した後に、第1楔部材121と、この第1楔部材121の上側に配置されている根太部材5の下辺部42との間の隙間に、第2楔部材122を軽く挿入する。この挿入は、第2楔部材122の前後方向の両端部のうち、厚さ寸法がT3となっている端部を、第1楔部材121の厚さ寸法がT1となっている端部の上に載せ、かつ第2楔部材122の凹凸部122Dが形成されている面122Cを第1楔部材121の凹凸部121Dが形成されている面121Cの上に載せて行う。
この後、第2楔部材122を、図11で示されている引き込み部材111の底部112から突出している突堤部122Aにおいて、ハンマー等の工具で打圧する打ち込み作業を行い、これにより、第2楔部材122は、厚さ寸法T3を有する端部が第1楔部材121の厚さ寸法T2を有する端部の側へ移動するスライドを行うため、第1楔部材121と第2楔部材122からなる楔手段120の楔作用により、引き込み部材111全体は下方へ引き込まれて、この引き込み部材111に、引き込み部材111のフック部114で下部が連結されている押え部材101全体も、下方へ引き込まれる。これにより、押え部材101の上部に形成されている押え部102は、左右方向に互いに隣接して配置されている2つのソーラーパネル7の上面を上から押えることになり、これにより、これらのソーラーパネル7は、押え部材101と引き込み部材111が構成部材となっている固定手段100により根太部材5に固定されることになる。
以上のようにソーラーパネル7を固定手段100で根太部材5に固定するために、楔手段120の楔作用によって引き込み部材111全体が下方へ引き込まれて押え部材101全体も下方へ引き込まれる際に、引き込み部材111から押え部材101に下向きの引き込み荷重が作用するが、この荷重の伝達は、引き込み部材111と押え部材101のそれぞれに設けられている前述の厚肉部を介して行われるため、この荷重の伝達を、厚肉部の強度を利用して有効に行うことができる。
なお、根太部材5の上に3個以上の個数が左右方向に並設されるソーラーパネル7のうち、左右方向の端部に配置されるソーラーパネル7を根太部材5に固定するためには、図12で示した押え部材101の代わりに、前述の幅方向の寸法が押え部102の半分となっている押え部を有していて、この押え部の幅方向の端部から図12の垂下部103が垂下した押え部材を用いる。図1及び図2には、このような押え部材が構成部材となって構成されている固定手段100’が示されている。
図18には、以上のようにして根太部材5の上に左右方向に並設されている2個のソーラーパネル7が固定手段100によって固定されたときにおける平面図が示されており、図19には、その正面図が示されている。これらの図18及び図19に示されているように、左右方向に並設されている2個のソーラーパネル7が固定手段100で固定されたときには、これらのソーラーパネル7の間に押え部材101の板状の垂下部103が配置されていることになる。
また、2つのソーラーパネル7が、固定手段100によって上から根太部材5に押えられることにより根太部材5に固定されたときには、ソーラーパネル7の下面は、根太部材5の上辺部41の上に載置されていたアースプレート130の突部130Cに強く押圧されるため、ソーラーパネル7から漏電した電気を根太部材5等を介して地盤9に逃がすための電気回路を形成することが可能となる。
また、このように2つのソーラーパネル7が固定手段100によって根太部材5に固定されたときには、この固定手段100は、根太部材5に楔手段120の楔作用により根太部材5に結合されていることになる。
このため、楔手段120は、固定手段100を根太部材5に結合するための結合手段となっている。
以上説明した本実施形態によると、ソーラーパネル7を下地フレーム6の根太部材5に固定するための固定手段100は、ソーラーパネル7よりも下側において、より具体的には、根太部材5よりも下側において、結合手段となっている楔手段120の楔作用によって根太部材5に結合されるものとなっているため、固定手段100を根太部材5に結合するための作業を、ソーラーパネルよりも下側であって、根太部材5よりも下側において行うことができ、したがって、高所での作業を行う必要がない。
また、固定手段100は根太部材5に楔手段120の楔作用により結合されるため、固定手段100を根太部材5に結合するための作業は、楔手段120についての打ち込み作業となり、ボルト、ナット等を工具で回転させるなどの作業を行う必要がないため、固定手段100を根太部材5に結合するための作業を、短時間で容易に行えるようになる。
さらに、固定手段100は、根太部材5の下側に配置される底部112を有する引き込み部材111が構成部材となって構成されているため、この底部112と根太部材5との間に楔手段120を配置することにより、固定手段100を根太部材5に結合することができる。
また、楔手段120は、前後方向の両端部の厚さ寸法がT1とT2になっている第1楔部材121と、前後方向の両端部の厚さ寸法がT3とT4になっている第2楔部材122により構成されているため、底部112や根太部材5に、第1及び第1楔部材121,122の傾斜面と対応する傾斜面を形成することを不要にできる。
また、本実施形態によると、前述したように第1楔部材121を引き込み部材111の底部112に不動状態で配置することができるため、この第1楔部材121と根太部材5との間に第2楔部材122を打ち込むときに、この第2楔部材122の打ち込みによって第1楔部材121が遊動してしまうことを有効に防止できる。
また、第1楔部材121と第2楔部材122の互いに接触する接触面121C,122Cは、粗面となっているため、第1楔部材121と根太部材5との間に第2楔部材122を打ち込んだ後に、第2楔部材122が第1楔部材121から抜け出る方向に移動してしまうことを、粗面による摩擦力により有効に防止することができる。
さらに、本実施形態によると、固定手段100により根太部材5に固定される2つのソーラーパネル7の間に配置されるものは、押え部材101の垂下部103であり、この垂下部103は、2つのソーラーパネル7の並設方向の寸法が小さい板状のものであるため、これらのソーラーパネル7を互いに接近させて配置できることになる。これによると、2つのソーラーパネル7の間に、これらのソーラーパネル7の間の隙間を塞ぐためのカバー部材等を配置することが不要になり、また、長さが同じになっている根太部材5の上に配置できるソーラーパネル7の個数を増加させることも可能になる。
図20は、別実施形態に係るアースプレート140を示す。このアースプレート140は、幅寸法が大きい幅広部140Aと、幅寸法が小さい幅狭部140Bとからなる平面視で凸形状となっているものであり、このため、幅広部140Aと幅狭部140Bとの境界箇所は、内側へ直角に窪んだ窪み部140Dとなっている。また、図17のアースプレート130の突部130Cと同様の突部140Cが、幅広部140Aと幅狭部140Bに跨る箇所において、複数個設けられている。
アースプレート140は、図21に示されているように、ソーラーパネル7が配置される根太部材5の長さ方向が、前述した実施形態と異なり、前後方向となっている下地フレームにおいて使用される。アースプレート140を、前後方向が傾き角度のある方向となっている根太部材5の上辺部41の上に載置する際には、幅広部140Aを、高所側となっている根太部材5の後端側にして上辺部41の上に載置し、これにより、窪み部140Dを、押え部材101の2個の脚部105に係止する。
これによると、アースプレート140が自重によって根太部材5の上辺部41に沿って滑り落ちること防止できることになる。
本発明は、太陽光発電のために利用することができ、例えば、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 基礎用構造物の主要部材となっている基礎杭
4 下地フレームの構成部材である梁部材
5 下地フレームの構成部材である根太部材
6 下地フレーム
7 ソーラーパネル
9 地盤
60 基礎構造物を基礎杭と共に構成している方杖部材
100,100’ 固定手段
101 押え部材
111 引き込み部材
113 底部
114 フック部
120 結合手段である楔手段
121 第1楔部材
121C 粗面である接触面
122 第2楔部材
122C 粗面である接触面

Claims (9)

  1. 地盤に、この地盤から少なくとも一部が露出して設置されている基礎用構造物と、この基礎用構造物で支持され、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、
    前記ソーラーパネルは前記下地フレームに、この下地フレームに結合手段で結合されている固定手段により固定され、前記結合手段の配置箇所が前記ソーラーパネルよりも下側の箇所となっ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、前記結合手段が楔手段となっ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2に記載のソーラーパネル用架台において、前記楔手段が配置されている箇所が前記下地フレームの下側の箇所に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3に記載のソーラーパネル用架台において、前記固定手段は、前記下地フレームの下側に配置される底部を有し、この底部と前記下地フレームとの間に前記楔手段が配置されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  5. 請求項4に記載のソーラーパネル用架台において、前記楔手段は、第1楔部材と第2楔部材とを含んで構成され、前記第1楔部材は前記底部に不動状態で配置され、この第1楔部材と前記下地フレームとの間に前記第2楔部材が打ち込まれることにより、前記固定手段が前記下地フレームに結合されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  6. 請求項5に記載のソーラーパネル用架台において、前記第1楔部材と前記第2楔部材の互いに接触する接触面のうち、少なくとも一方の接触面は粗面となっていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  7. 請求項2〜6のいずれかに記載のソーラーパネル用架台において、前記固定手段は、前記ソーラーパネルを上から押えることによりこのソーラーパネルを前記下地フレームに固定するための押え部材を含んで構成され、前記楔手段による楔作用は、この押え部材に、前記ソーラーパネルを前記下地フレームに上から押えるための押え力を付与するためのものであることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  8. 請求項7に記載のソーラーパネル用架台において、前記固定手段は、前記押え部材の下部と連結された引き込み部材を含んで構成され、この引き込み部材に前記楔手段の楔作用による下方への引き込み力が伝達されることにより、前記押え部材に、前記ソーラーパネルを前記下地フレームに上から押えるための押え力が付与されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
  9. 請求項8に記載のソーラーパネル用架台において、前記押え部材と前記引き込み部材とのうち、一方には他方に係止されるフック部が設けられており、このフック部による係止によって前記押え部材と前記引き込み部材とが連結されていることを特徴とするソーラーパネル用架台。
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