JP2016156449A - 連結構造および連結器具 - Google Patents

Abstract

【課題】設備と設備の支持体との間で直交する２方向の位置ずれが生じてもあるいは回転方向の位置ずれが生じても、いずれの位置ずれをも独立して吸収することができる連結構造を得ること。
【解決手段】連結構造１００ａでは、第１の部材２１０と第２の部材２０１とが連結器具１００により連結されている。連結器具は、第１の部材に第１の締結部材によって固定された第１の固定部１０と、第２の部材に第２の締結部材によって固定された第２の固定部２０とを備え、両部材間での第２の部材の回転軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれ、および第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、第１の固定部の位置と第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ両部材間での回転軸周りの回転方向の位置ずれが、第２の固定部の位置と第２の部材の位置とを相対的に調整することによって吸収される。
【選択図】図２

Description

本発明は、連結構造および連結器具に関し、特に、太陽電池パネルやアンテナなどの設備を支持する支持体とこのような設備の架台とを連結した連結構造およびこのような連結に用いられる連結器具に関する。

従来から、設備の一例である太陽光発電システムには、太陽電池パネルを地上に設置するタイプのものがある。このようなタイプの太陽光発電システムでは、太陽電池パネルを地面に敷設したコンクリート基礎に固定したり、地中に打ち込んだ鋼管杭に固定したりすることで、太陽電池パネルを地上に設置している。

コンクリート基礎を用いる場合、太陽電池パネルの架台と接続するアンカーボルトの位置は比較的高い精度で決めることができるが、コンクリート基礎の敷設や撤去に手間ひまがかかる。鋼管杭を用いる場合は、コンクリート基礎を用いる場合に比べると、鋼管杭の埋め込みや撤去にはそれほど手間ひまはかからないが、鋼管杭の位置を精度よく決めることは難しい。なぜなら、地面に鋼管杭を打ち込む場合は、太陽電池パネルの架台支持に十分な強度が必要で、そのためには、鋼管杭を地中深く打ち込むことが必要であり、そこに石や礫があった場合、鋼管杭の軸心がずれることがあるからである。

このような鋼管杭の軸心のずれに対しては、従来から対策が講じられている。

例えば、筒状の鋼管杭に比べてより抜けにくいスパイラル杭を用いることにより支持杭の長さを短くして位置ズレを抑制するという対策が行われている。

また、太陽電池パネルの架台の、スパイラル杭を固定する部分（ベース部材）のボルト挿入孔を長孔とすることにより、ベース部材のボルト挿入長孔内で鋼管杭の位置ズレを吸収するといった対策も行われている。

しかしながら、スパイラル杭のずれは、試験施行では５０ｍｍ程度にも及ぶことがある。このようにスパイラル杭が、ベース部材の長孔の長手方向と直交する方向に大きくずれた場合には、スパイラル杭のボルト部材をベース部材のボルト挿入長孔に通すことができなくなる。

そこで、従来から、太陽電池パネルの架台のベース部材をスパイラル杭などの支持体に取り付けるための取付器具として、支持体とベース部材との位置ずれを、ベース部材の長手方向とこれに直交する方向のいずれの方向においても吸収可能なものがある（例えば、特許文献１の図７など）。

このような取付器具は、天板と、底板と、天板と底板とを連結する縦板とを有し、支持杭と架台との特定方向の位置ずれを天板に形成したボルト挿入用長孔により吸収し、支持杭と架台との特定方向に直交する方向の位置ずれを底板に形成したボルト挿入用長孔により吸収するように構成されている。

このような取付器具では、スパイラル杭など回転させながら地中に埋設する支持杭を用いた場合でも、支持杭の回転角度に拘わらず支持杭と架台との連結が可能となるように、取付器具の底板は、支持杭の頭部の回転中心に設けられた１本のボルト部材に固定されるようになっている。

ところが、このように支持杭と取付器具とを１本のボルト部材で固定する場合は、十分な固定強度が得られず、強風や積雪などで太陽電池パネルに大きな荷重が作用したときに、支持杭と取付器具との接合部分が破損するおそれがある。

これに対しては、接合部分の強度を確保するため、取付器具の底板と支持杭の杭頭部分とを複数のボルトで締結することが考えられる。

例えば、特許文献２（図４）に開示されているように、取付器具の底板および支持杭の杭頭部分の両方に円弧状の長孔を形成した場合は、取付器具の底板および支持杭の杭頭部分を複数のボルトで接合可能となるが、取付器具と支持杭との直線方向の位置ずれを吸収できなくなる。

また、特許文献３（図１）に開示されているように、取付器具の底板および支持杭の杭頭部分の一方に直線状長孔を形成し、その他方に円弧状長孔を形成した場合は、取付器具と支持杭との間では、回転方向の位置ずれも、直線方向の位置ずれも吸収可能となるが、直線方向の位置ずれの吸収によって、回転方向の位置ずれを吸収するための余裕が消費されてしまう。従って、直線方向の大きな位置ずれが発生した場合には、本来吸収可能な回転方向の位置ずれ量が小さくなってしまい、回転方向の位置ずれが吸収できず、取付器具と支持杭との取り付けが困難となってしまう。

特開２０１２−２０７４６３号公報（図７） 特開２０１０−２３６３４４号公報（図４） 特許第５６２２６１９号公報（図１）

本発明は、設備と設備の支持体との間で、支持体の回転方向の位置ずれが生じても、あるいは支持体の回転軸に垂直な方向の位置ずれが生じても、いずれの位置ずれをも独立して吸収することができる連結構造および連結器具を得ることを目的とする。

本発明に係る連結構造は、第１の部材と第２の部材と連結器具とを備えた連結構造であって、該連結器具は、該第１の部材と該第２の部材とを連結するためのものであり、該第２の部材は軸に沿って延びているものであり、該連結器具は、第１の締結部材によって該第１の部材に固定されるように構成された第１の固定部と、第２の締結部材によって該第２の部材に固定されるように構成された第２の固定部とを備え、該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の該第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ該第１の部材と該第２の部材との間での該軸周りの回転方向の位置ずれが、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整することによって吸収されるように、該第１の部材と該第２の部材と該連結器具とが構成されており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の１つの実施形態では、前記第１の固定部および前記第１の部材のそれぞれには、前記第１の締結部材を装着するための１以上の第１の孔であって、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整するための第１の孔が形成されており、前記第２の固定部および前記第２の部材のそれぞれには、前記第２の締結部材を装着するための１以上の第２の孔であって、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整するための第２の孔が形成されていてもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記１以上の第１の孔は直線状長孔であり、前記１以上の第２の孔は円弧状長孔であってもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記１以上の第１の孔は円弧状長孔であり、前記１以上の第２の孔は直線状長孔であってもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記連結器具は、前記第１の固定部が前記第１の部材に固定された状態で、該第１の固定部に形成されている直線状長孔が該第１の部材に形成されている直線状長孔と交差するように構成されていてもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記連結器具は、前記第２の固定部が前記第２の部材に固定されたとき、該第２の固定部に形成されている円弧状長孔が定義する円周と、該第２の部材に形成されている円弧状長孔が定義する円周とが一致するように構成されていてもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記連結器具は、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に設けられ、該第１の固定部および該第２の固定部を補強する補強部を有していてもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記連結器具は、前記第１の固定部と該第２の固定部とを連結する連結部を有し、該連結器具は、折り曲げた金属板により構成されており、該折り曲げた金属板は、該第１の固定部、該第２の固定部、該連結部、および前記補強部の各部を少なくとも形成していてもよい。

本発明に係る連結器具は、第１の部材と第２の部材とを連結するための連結器具であって、該第２の部材は軸に沿って延びているものであり、該連結器具は、第１の締結部材によって該第１の部材に固定されるように構成された第１の固定部と、第２の締結部材によって該第２の部材に固定されるように構成された第２の固定部とを備え、該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の該第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ該第１の部材と該第２の部材との間での該軸周りの回転方向のずれが、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整することによって吸収されるように、該連結器具が構成されており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明によれば、設備と設備の支持体との間で、支持体の回転方向の位置ずれが生じても、あるいは支持体の回転軸に垂直な方向の位置ずれが生じても、いずれの位置ずれをも独立して吸収することができる連結構造および連結器具を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態１による連結構造を説明する図であり、この連結構造が用いられる例として太陽光発電システムの全体構成を示している。 図２は、実施形態１の連結構造（図１（ａ）のＡ部分）を具体的に示す斜視図であり、図２（ａ）は、Ａ部分の構造の外観を示し、図２（ｂ）は、Ａ部分の内部構造を示している。 図３は、図２(ａ)に示す連結構造を説明するための図であり、図３（ａ）は、図２（ａ）に示す連結構造をＸ方向から見た図、図３（ｂ）は、図２（ａ）に示す連結構造をＹ方向から見た図である。 図４は、図１に示す太陽光発電システムで用いられる支持杭の具体例を説明するための図であり、図４（ａ）はスクリュー杭を示し、図４（ｂ）はスパイラル杭を示し、図４（ｃ）は、単管スパイラル杭を示している。 図５は、図４(ａ)〜図４(ｃ)の支持杭に適用される支持杭頭部の構造を説明するための図であり、図５（ａ）は外径が八角形の杭頭部の構造を示し、図５（ｂ）は外径が円形の杭頭部の構造を示している。 図６は、本発明の実施形態１による連結器具を説明するための斜視図である。 図７は、図６に示す連結器具を説明するための図であり、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）はそれぞれ、図６に示すＤ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向、Ｄ４方向から見た連結器具の構造を示している。 図８は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とを連結する方法を説明するための図である。 図９は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、支持杭とベース部材との水平方向の位置ずれがない状態を示す。 図１０は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、支持杭とベース部材との回転方向の位置ずれがない状態を示す。 図１１は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、支持杭とベース部材との回転方向の位置ずれ（角度Ｋ１）を吸収している状態を示す。 図１２は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、図１２（ａ）は、支持杭とベース部材とのＸ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ０ａ）を吸収している状態を示し、図１２（ｂ）は、支持杭とベース部材とのＸ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ０ｂ）を吸収している状態を示す。 図１３は、図６に示す連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、図１３（ａ）は、支持杭とベース部材とのＹ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ１ａ）を吸収している状態を示し、図１３（ｂ）は、支持杭とベース部材とのＸ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ１ｂ）を吸収している状態を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による連結構造を説明するための図である。

この連結構造１００ａは、第１の部材２１０と、第２の部材２０１と、連結器具１００とを備え、この連結構造１００ａでは、第１の部材２１０と第２の部材２０１とが連結器具１００により連結されている。ここで、第１の部材２１０および第２の部材２０１は、ボルトナットやその他の締結部材を用いて連結器具１００に固定可能な構造を有するものであればどのようなものでもよい。第１の部材２１０は、例えば機械設備などの架台のベース部材であり、機械施設は、例えば太陽電池パネルやアンテナなどである。第２の部材２０１は、軸に沿って延びる支持体であればどのようなものでもよい。ここで、軸は、例えば、支持体の回転軸、支持体の中心軸などである。このような回転軸を有する支持体としては、例えば、スクリュー杭、スパイラル杭、単管スパイラル杭などの部材が挙げられる。また、上記のような中心軸を有する支持体としては、例えば、鋼管、鉄骨などの部材が挙げられる。このような支持体は、地中に埋設されたりコンクリート基礎に埋設されたりして、機械設備などを支持するのに用いられる。

図２および図３は、実施形態１の連結構造（図１のＡ部分）を具体的に示す図である。図２（ａ）は、Ａ部分の構造の外観を示す斜視図、図２（ｂ）は、Ａ部分の内部構造を示す斜視図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＸ方向から見た連結構造を示す図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＹ方向から見た連結構造を示す図である。

この連結構造１００ａで用いられる連結器具１００は、図２に示すように、第１の部材２１０に第１の締結部材Ｔ２によって固定される第１の固定部１０と、第２の部材２０１に第２の締結部材Ｔ１によって固定される第２の固定部２０とを備えている。

この連結構造１００ａでは、第２の部材２０１は軸を有する。第１の部材２１０と第２の部材２０１との間での第２の部材２０１の軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれが、第１の固定部１０の位置と第１の部材２１０の位置とを相対的に調整することにより吸収され、第１の部材２１０と第２の部材２０１との間での第２の部材２０１の軸に垂直な面内の第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、第１の固定部１０の位置と第１の部材２１０の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ第１の部材２１０と第２の部材２０１との間での第２の部材２０１の軸周りの回転方向の位置ずれが、第２の固定部２０の位置と第２の部材２０１の位置とを相対的に調整することによって吸収されるように、第１の部材２１０と第２の部材２０１と連結器具１００とが構成されている。

例えば、第１の固定部１０および第１の部材２１０のそれぞれには、第１の締結部材Ｔ２を装着するための１以上の孔であって、第１の固定部の位置と第１の部材の位置とを相対的に調整するための孔が形成され、第２の固定部２０および第２の部材２０１のそれぞれには、第２の締結部材Ｔ１を装着するための１以上の孔であって、第２の固定部２０の位置と第２の部材２０１の位置とを相対的に調整するための孔が形成されていればよい。

ここで、孔の一例として、直線状長孔あるいは円弧状長孔が用いられる。本明細書では、直線状長孔には、直線状に延びる長孔だけでなく、直線状に配列された複数の丸孔も含まれ、また、円弧状長孔には、円弧に沿って延びる長孔だけでなく、円弧に沿って配列された複数の丸孔も含まれるものとする。

また、第１の固定部１０および第１の部材２１０に形成する孔は、直線状長孔であっても円弧状長孔でもよく、第２の固定部２０および第２の部材２０１に形成する孔は、直線状長孔であっても円弧状長孔でもよい。

例えば、図２に示す連結構造１００ａでは、第１の固定部１０および第１の部材２１０にはそれぞれ、第１の締結部材Ｔ２を装着するための直線状長孔１１ａ〜１１ｄおよび直線状長孔２１０ａが形成されており、第２の固定部２０および第２の部材２０１にはそれぞれ、第２の締結部材Ｔ１を装着するための円弧状長孔２１ａ、２１ｂおよび円弧状長孔２１２が形成されている。ここで、締結部材Ｔ１およびＴ２は、ボルトＢｔとナットＮｔとを含んでおり、締結部材を装着するとは、ボルトＢｔを長孔に挿入し、ナットＮｕを長孔に挿入したボルトに装着することを意図している。なお、第１の固定部１０に形成する直線状長孔は４つに限定されず、１つ以上であればよい。また、第１の部材２１０に形成する直線状長孔は、各連結器具に対応する箇所に少なくとも１つ以上あればよい。さらに、第２の固定部２０および第２の部材２０１に形成する円弧状長孔も少なくとも１つ以上あればよい。

さらに、連結器具１００は、第１の固定部１０が第１の部材２１０に固定された状態で、第１の固定部１０に形成されている直線状長孔１１ａ〜１１ｄが第１の部材２１０に形成されている一対の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂと交差するように構成されている。ここで、第１の固定部１０の直線状長孔１１ａ〜１１ｄは平行に配置され、第１の部材２１０の長手方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に沿って延び、第１の部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂは一直線上に位置するように配置され、第１の部材２１０の長手方向（Ｘ方向）に沿って延びている。ただし、第１の固定部１０の直線状長孔１１ａ〜１１ｄと第１の部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとはこれらの方向に沿って延びるものに限らず、それぞれの長手方向が交差していればよい。

さらに連結器具１００は、第２の固定部２０が第２の部材２０１に固定されたとき、第２の固定部２０に形成されている円弧状長孔２１ａ、２１ｂが定義する円周と、第２の部材２０１に形成されている円弧状長孔２１２が定義する円周とが一致するように構成されている。ただし、これらの円弧状長孔２１ａ、２１ｂおよび２１２が定義する円周は正確に一致している必要はなく、第１の部材２１０と第２の部材２０１との回転方向の位置ずれを吸収するように第２の固定部２０に第２の部材２０１を固定する際に、それぞれの円弧状長孔２１ａ、２１ｂおよび２１２に締結部材Ｔ１が装着できる程度に一致しておればよい。

〔連結器具１００が用いられる機械設備〕
以下、この連結器具１００が用いられる機械設備の一例として太陽光発電システムを挙げて本発明の実施形態１の連結構造１００ａを具体的に説明する。

図１に示す太陽光発電システム１０００では、この実施形態１の連結器具１００が用いられている。

具体的には、太陽光発電システム１０００は、太陽電池パネルＳと、太陽電池パネルＳが取り付けられた架台２０２と、このシステムの設置用地Ｇに埋め込まれ、架台２０２を支持する支持体（第２の部材）２０１とを有している。

この架台２０２は、連結器具１００により支持体２０１に連結されたベース部材（第１の部材）２１０と、このベース部材２１０に締結部材Ｔ３により取り付けられ、太陽電池パネルＳを支持する支持フレーム２２０とを有している。なお、ここではベース部材２１０としてＣチャンネル鋼を用いているが、これはＨ鋼でもよい。また、締結部材Ｔ３は、例えば、ボルトＢｔと、ボルトＢｔに装着する平座金Ｗｐ１およびＷｐと、スプリングワッシャーＷｓと、ナットＮｔとで構成されたものであるが、スプリングワッシャーＷｓは必ずしも必要ではない。さらに、締結部材Ｔ３は、ボルト、ナットを有するものに限定されず、２つの部材を連結して固定できるものであればどのようなものでもよい。なお、締結部材Ｔ１およびＴ２も締結部材Ｔ３と同様の構成を有する。

また、ここでは、支持体２０１として地中に埋設される杭が用いられており、具体的にはスクリュー杭が用いられている。ただし、支持体２０１として地中に埋設する杭はスクリュー杭２０１に限定されず、他の杭、例えば、スパイラル杭、単管スパイラル杭などでもよい。

〔支持杭２０１〕
以下、これらの杭について簡単に説明する。

図４は、図１に示す太陽光発電システムで用いられる支持杭の具体例を説明するための図であり、図４（ａ）はスクリュー杭を示し、図４（ｂ）はスパイラル杭を示し、図４（ｃ）は、単管スパイラル杭を示している。

まず、この太陽光発電システム１０００で用いられているスクリュー杭２０１は、図４（ａ）に示すように、先端が尖った形状の杭本体２０１ａと、杭頭部を形成する平板部材（以下、杭頭平板部材ともいう。）２０１ｂとを有し、杭本体２０１ａの先端から杭本体の中間部にかけて螺旋状のリブ２０１ｃが取り付けられている。

また、スパイラル杭２０４は、図４（ｂ）に示すように、例えば、帯状平板部材（フラットバーなどの帯状鋼板）のねじり加工により得られたスパイラル状の杭本体２０４ａと、杭本体２０４ａの一端側に杭頭部として取り付けられた平板部材２０４ｂとを有する。

さらに、単管スパイラル杭２０６は、図４（ｃ）に示すように、杭本体２０６ａと、杭本体２０６ａの一端に杭頭部として取り付けられた平板部材２０６ｂとを有する、ここで、杭本体２０６ａは、杭頭側部分を構成する筒状部２０６ａ２と、この筒状部２０６ａ２の一端側に取り付けられ、杭先側部分を構成するスパイラル部２０６ａ１とを有する。ここで、筒状部２０６ａ２には、鋼管などが用いられており、スパイラル部２０６ａ１には、スパイラル杭２０４と同様に帯状平板部材（フラットバーなどの帯状鋼板）のねじり加工により得られたスパイラル状部材が用いられている。

また、図５は、図４(ａ)〜図４(ｃ)の支持杭に適用される支持杭頭部の構造を説明するための図であり、図５（ａ）は外形が八角形の杭頭部の構造を示し、図５（ｂ）は外径が円形の杭頭部の構造を示している。

この実施形態１の連結構造１００ａでは、支持杭としてスクリュー杭２０１が用いられており、このスクリュー杭２０１の杭頭部２０１ｂの外形形状は、図５（ａ）に示すように八角形である。また、この杭頭部２０１ｂの中央部には円形孔２１３が形成されており、さらにこの円形孔２１３の周りに３つの小径の円形孔２１４が形成されている。ここで、杭頭部中央の１つの円形孔２１３およびその周りの３つの小径の円形孔２１４は、スクリュー杭２０１をメッキ槽に浸漬してメッキする際に、スクリュー杭２０１の内部へのメッキ液の流し込みやスクリュー杭２０１の内部からの空気抜きが行われるようにする働きがある。さらに、この杭頭部を構成する八角形の平板部材２１１には、外周縁に沿って６個の円弧状長孔２１２が均等に配置されている。これらの円弧状長孔２１２は、連結器具を支持杭２０１に取り付けた状態で架台２０２のベース部材（第１の部材）２１０と支持杭２０１との回転方向の位置ずれが吸収されるように連結器具１００と支持杭２０１とを相対的に回転移動させるための長孔である。

なお、支持杭２０１の杭頭部２０１ｂは、図５（ａ）に示す外形が八角形の平板部材２１１で構成したものに限定されるものではなく、例えば、図５（ｂ）に示すように、外形が円形形状の平板部材３１１で構成された杭頭部３０１ｂでもよい。

図５（ｂ）に示す杭頭部３０１ｂは、図５（ａ）に示す杭頭部２０１ｂとは外形形状が異なるだけである。

従って、この杭頭部３０１ｂを構成する平板部材３１１の中央部には円形孔３１３が形成されており、さらにこの円形孔３１３の周りに３つの小径の円形孔３１４が形成されている。さらに、平板部材３１１には、外周縁に沿って６個の円弧状長孔３１２が均等に配置されている。これらの円弧状長孔３１２は、連結器具を支持杭２０１に取り付けた状態で架台２０２のベース部材（第１の部材）２１０と支持杭２０１との回転方向の位置ずれが吸収されるように連結器具１００と支持杭２０１とを相対的に回転移動させるための長孔である。

〔連結器具１００〕
図６は、連結器具１００の構成を具体的に説明するための斜視図である。図７は、図６に示す連結器具を説明するための平面図であり、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）はそれぞれ、図６に示すＤ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向、Ｄ４方向から見た連結器具の構造を示している。

太陽光発電システム１０００では、太陽電池パネルＳの架台２０２のベース部材（第１の部材）２１０と、架台２０２を支持する支持杭（第２の部材）２０１とを連結するのに、連結器具１００が用いられている。以下はこの連結器具１００のサイズの一例であり、例えば、長手方向の幅は２０ｃｍ程度、長手方向と直交する方向の幅は１５ｃｍ程度であり、高さは４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度であり、連結器具の材料として用いる鋼板の厚みは例えば３．２ｍｍである。ただし、ここで示した連結器具１００の各部の寸法は一例であり、支持杭２０１で支持する機械施設の重量や支持杭２０１の頭部の大きさなどによって種々の寸法設計が可能である。

連結器具１００は、例えば、１つの長方形形状の金属製平板部材に直線状長孔と円弧状長孔とを形成するなどのプレス加工を行った後、プレス加工した金属製平板部材の折り曲げ加工を行うことにより作製することができる。なお、このような連結器具１００では、一般に亜鉛メッキなどの表面処理が施されている。

この連結器具１００は、第１の固定部を構成する１つの長方形の上面壁１０と、第２の固定部を構成する左右一対の長方形の底面壁２０ａ、２０ｂと、上面壁１０の一端と一方の底面壁２０ａの一端とを連結する長方形の側面壁３１と、上面壁１０の他端と他方の底面壁２０ｂの一端とを連結する長方形の側面壁３２と、一方の底面壁２０ａの他端から上面壁１０に向けて立ち上がるように形成された長方形の補強壁４１と、他方の底面壁２０ｂの他端から上面壁１０に向けて立ち上がるように形成された長方形の補強壁４２とを有する。この連結器具１００では、補強壁４１、４２の上端と上面壁１０との間に若干の隙間が設けられているが、上面壁１０がベース部材２１０からの荷重で変形した場合には、補強壁４１、４２の上端が上面壁１０の下面に当接して上面壁１０の変形を阻止するようになっている。

この連結器具１００では、上面壁１０、一方の底面壁２０ａ、これらを連結する側面壁３１、および底面壁２０ａにつながる補強壁４１により、これらの壁と平行な方向（図６のＤ２方向）に延びる１つの中空スペースＳ１が形成されており、この中空スペースＳ１は、連結器具１００に締結部材Ｔ１、Ｔ２を装着するのに用いられる。上面壁１０、他方の底面壁２０ｂ、これらを連結する側面壁３２、および底面壁２０ｂにつながる補強壁４２により、上記と同様な中空スペースＳ２が形成されている。

上面壁１０には、中空スペースＳ１に対向するように２列平行に直線状長孔１１ａおよび１１ｂが形成され、中空スペースＳ２に対向するように２列平行に直線状長孔１１ｃおよび１１ｄが形成されている。直線状長孔１１ａおよび１１ｂと直線状長孔１１ｃおよび１１ｄとは、線対称でかつ点対称となるように配置されている。ただし、このような配置には限定されない。４つの直線状長孔の配置は、左右非対称であっても点対称でなくてもよい。

また、底面壁２０ａには、中空スペースＳ１に対向するように１つの円弧状長孔２１ａが、上面壁１０の中心位置を通る法線上の点を中心とする円周上に位置するように形成されている。底面壁２０ｂには、中空スペースＳ２に対向するように１つの円弧状長孔２１ｂが、上面壁１０の中心位置を通る法線上の点を中心とする円周上に位置するように形成されている。これらの円弧状長孔２１ａおよび２１ｂは、線対称でかつ点対称となるように配置されている。

このような構成の連結器具１００により架台２０２のベース部材（第１の部材）２１０と支持杭（第２の部材）２０１とが連結されたとき、支持杭２０１の回転軸と垂直な面で生じたベース部材２１０と支持杭２０１との間のＸ方向およびＹ方向の位置ずれが、上面壁１０の直線状長孔１１ａ〜１１ｄとベース部材２１０の対向する直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとを利用して上面壁１０の位置とベース部材２１０の位置とを相対的に調整することにより吸収される。また、ベース部材２１０と支持杭２０１との間で生じた支持杭２０１の回転軸の周りの回転方向の位置ずれが、底面壁２０ａ、２０ｂの円弧状長孔と支持杭２０１の円弧状長孔２０１ｂとを用いて底面壁２０ａ、２０ｂの位置と支持杭２０１の位置とを相対的に調整することにより吸収される。

次に、連結器具１００を用いて太陽電池パネルの架台のベース部材２１０と支持杭２０１とを連結する方法について説明する。

図８は、連結器具により支持杭とベース部材とを連結する方法を説明するための図である。以下の説明では、連結器具１００の上面壁１０に形成されている直線状長孔１１ａ〜１１ｄは、特に区別する必要のない場合は直線状長孔１１として説明する。同様に、連結器具１００の底面壁２０ａ、２０ｂ、およびこれらの底面壁２０ａ、２０ｂに形成されている円弧状長孔２１ａ、２１ｂは、特に区別する必要のない場合は、それぞれ底面壁２０、円弧状長孔２１として説明する。

〔連結器具１００の設置〕
まず、作業者は、太陽光発電システムの設置用地Ｇに埋め込まれた支持杭２０１の頭部２０１ｂの上方に連結器具１００を配置する（例えば図２参照）。

次に、作業者は、連結器具１００の底面壁２０に形成されている円弧状長孔２１と、この支持杭２０１の杭頭部を形成する平板部材（杭頭平板部材）２０１ｂの円弧状長孔２１２とに、締結部材Ｔ１のボルトＢｔを挿入可能となるように、底面壁２０の円弧状長孔２１の中心と、杭頭平板部材２０１ｂの円弧状長孔２１２の中心とを合わせる。さらにこのとき、連結器具１００の向きは、その上面壁１０に形成されている直線状長孔１１の長手方向が、連結器具１００上に配置されるベース部材２１０の長手方向に直交する方向となるように、底面壁２０と支持杭２０１との相対的な回転移動により位置合わせする。その後、作業者は、底面壁２０に形成されている円弧状長孔２１および杭頭平板部材２０１ｂの円弧状長孔２１２に、締結部材Ｔ１のボルトＢｔを例えば底面壁２０の上方から平座金Ｗｐ１を通して挿入し、挿入したボルトＢｔの先端に平座金Ｗｐ、スプリングワッシャＷｓ、およびナットＮｔを装着し、ボルトＢｔおよびナットＮｔにより連結器具１００を支持杭２０１に固定する。

太陽光発電システムの設置用地Ｇには複数の支持杭２０１が埋め込まれているので、他の支持杭２０１についても同様に連結器具１００を支持杭２０１に固定する。

なお、図２に示される例では、連結器具１００と支持杭２０１とを固定するために４か所で締結する例を示したが、締結する箇所の数は４か所に限定されない。連結器具１００と支持杭２０１とを固定するために最低限１か所で締結すれば足りる。ただし、締結箇所は２か所以上であってもよい。締結箇所の数が増大するに従って固定強度が増大するからである。

〔ベース部材２１０の取り付け〕
その後、作業者は、支持杭２０１に固定された連結器具１００の上面壁１０上に架台のベース部材２１０を配置する（図８参照）。この状態で、作業者は、ベース部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂ、およびこれらの直線状長孔と交差する連結器具１００の上面壁１０の直線状長孔１１ａ、１１ｂ、１１ｄに締結部材Ｔ２のボルトＢｔを、例えば連結器具１００の上面壁１０の裏側から平座金を通して挿入し、挿入したボルトＢｔの先端に平座金Ｗｐ、スプリングワッシャＷｓ、およびナットＮｔを装着し、ボルトＢｔおよびナットＮｔにより連結器具１００にベース部材２１０を固定する。具体的な一例として、図８に示すように、ベース部材２１０の直線状長孔２１０ａと連結器具１００の上面壁１０の直線状長孔１１ａとを締結部材Ｔ２により締結し、ベース部材２１０の直線状長孔２１０ａと連結器具１００の上面壁１０の直線状長孔１１ｂとを締結部材Ｔ２により締結し、さらに、ベース部材２１０の直線状長孔２１０ｂと連結器具１００の上面壁１０の直線状長孔１１ｄとを締結部材Ｔ２により締結する。このように３か所で締結するのは、ベース部材２１０と連結器具１００との相対的な横滑りを防止するためである。

これによりベース部材２１０と支持杭２０１との連結が完了する。

なお、図８に示される例では、連結器具１００とベース部材２１０とを固定するために３か所（連結器具１００の上面壁１０の３つの直線状長孔１１ａ、１１ｂ、１１ｄ）で締結した例を示したが、これに限定されない。少なくとも１か所で締結するようにしてもよい。締結する箇所の数が増大するに従って、連結器具１００とベース部材２１０との横滑りを防止する力が増大する。

また、図８に示すように連結器具１００とベース部材２１０とを固定するために、連結器具１００の上面壁１０に形成される４つの直線状長孔１１ａ〜１１ｄのうちの３つの直線状長孔を用いる場合は、４つの直線状長孔１１ａ〜１１ｄのうちの直線状長孔１１ａ、１１ｂ、１１ｄを選択的に使用してもよいし、４つの直線状長孔１１ａ〜１１ｄのうちの直線状長孔１１ａ、１１ｃ、１１ｄを選択的に使用してもよい。直線状長孔１１ｂおよび１１ｃのうち、ベース部材２１０と支持杭２０１との位置ずれを吸収するマージンが広くとれる方を選択的に使用するようにすればよい。

また、図８に示される例では、ベース部材２１０の端部に形成されている直線状長孔の数が２つである例を示したが、これに限定されない。ベース部材２１０の端部に形成されている直線状長孔の数は１つでもよいし、３つ以上でもよい。

〔支持杭２０１とベース部材２１０との位置ずれがない場合〕
図９は、連結器具１００により支持杭２０１とベース部材２１０とが連結された状態を説明するための図であり、支持杭２０１とベース部材２１０との水平方向（つまり図２（ａ）に示すＸ方向およびＹ方向のいずれの方向）の位置ずれがない場合を示す。

この場合、ベース部材２１０と支持杭２０１とを連結器具１００により連結した状態では、連結器具１００の長手方向の中心線Ｃ０と、ベース部材２１０に形成されている直線状長孔２１０ａ、２１０ｂの長手方向の中心線Ｂ０とが一致している。従って、連結器具１００とベース部材２１０とのＹ方向の位置ずれは発生していない。

また、連結器具１００の長手方向に直交する方向の中心線Ｃ１と、ベース部材２１０に形成されている直線状長孔２１０ａ、２１０ｂの長手方向に直交する中心線Ｂ１とが一致している。従って、連結器具１００とベース部材２１０とのＸ方向の位置ずれは発生していない。

図１０は、連結器具により支持杭とベース部材とが連結された状態を説明するための図であり、支持杭とベース部材との回転方向の位置ずれがない場合を示す。

この場合は、ベース部材２１０と支持杭２０１とを連結器具１００により連結した状態では、図１０に示すように、杭頭部２０１ｂの回転方向の基準位置Ｓ０が連結器具１００の長手方向の中心線Ｃ０と一致することとなる。従って、連結器具１００の底面壁２０に形成された円弧状長孔２１、および支持杭２０１の杭頭部２０１ｂに形成された円弧状長孔２１２の位置ずれを吸収するためのマージンは全く使われることなく、支持杭２０１を連結器具１００に固定することができる。

〔支持杭２０１とベース部材２１０との位置ずれがある場合〕
（回転方向の位置ずれ）
図１１は、支持杭とベース部材との回転方向の位置ずれが生じた場合を説明するための図である。

例えば、支持杭２０１をねじ込んだ状態で支持杭２０１の回転角度が、連結器具１００の長手方向（ベース部材２１０の長手方向に平行な中心軸Ｂ０の方向）の中心軸Ｃ０に対して角度Ｋ１だけずれた場合は、締結部材Ｔ１のボルトＢｔを、杭頭部２０１ｂの円弧状長孔２１２と、円弧状長孔２１２に重なる連結器具１００の底面壁２０ａに形成された円弧状長孔２１ａ、２１ｂとに通すことにより回転方向のずれを吸収することができる。

なお、支持杭２０１の杭頭部２０１ｂには、６０度間隔で円弧状長孔が配置されているので、６０度以上のずれが生じた場合は、０度〜６０度までのずれが生じた場合と同様にずれの吸収を行うことができる。

（直線方向（Ｘ方向）の位置ずれ）
図１２は、支持杭とベース部材との直線方向（Ｘ方向）の位置ずれが生じた場合を説明するための図であり、図１２（ａ）および図１２（ｂ）は位置ずれの向きおよびずれ量が異なる場合を示している。

例えば、図１２（ａ）に示すように、支持杭２０１に固定した連結器具１００にベース部材２１０を固定したとき、支持杭２０１とベース部材２１０とのＸ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ０ａ）が発生している場合は、ベース部材２１０のＸ方向の基準位置（中心軸Ｂ１）と連結器具１００の上面壁１０の中心軸Ｃ１とを位置ずれ量Ｅ０ａだけずらした状態で、上面壁１０の直線状長孔１１とベース部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとに締結部材Ｔ２を装着することで、Ｘ方向の位置ずれを吸収することができる。

また、図１２（ａ）に示す場合とは逆向に支持杭２０１とベース部材２１０との位置ずれ（位置ずれ量Ｅ０ｂ）が発生している場合も、上記と同様に、ベース部材２１０のＸ方向の基準位置（中心軸Ｂ１）と連結器具１００の上面壁１０の中心軸Ｃ１とを位置ずれ量Ｅ０ｂだけずらした状態で、上面壁１０の直線状長孔１１とベース部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとに締結部材Ｔ２を装着することで、Ｘ方向の位置ずれを吸収することができる。

（直線方向の位置ずれ（Ｙ方向））
図１３は、支持杭とベース部材との直線方向（Ｙ方向）の位置ずれが生じた場合を説明するための図であり、図１３（ａ）および図１３（ｂ）は位置ずれの向きおよびずれ量が異なる場合を示している。

例えば、図１３（ａ）に示すように、支持杭２０１に固定した連結器具１００にベース部材２１０を固定したとき、支持杭２０１とベース部材２１０とのＹ方向の位置ずれ（位置ずれ量Ｅ１ａ）が発生している場合は、ベース部材２１０のＹ方向の基準位置（中心軸Ｂ０）と連結器具１００の上面壁１０の中心軸Ｃ０とを位置ずれ量Ｅ１ａだけずらした状態で、上面壁１０の直線状長孔１１とベース部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとに締結部材Ｔ２を装着することで、Ｙ方向の位置ずれを吸収することができる。

また、図１３（ａ）に示す場合とは逆向に支持杭２０１とベース部材２１０との位置ずれ（位置ずれ量Ｅ１ｂ）が発生している場合も、上記と同様に、ベース部材２１０のＹ方向の基準位置（中心軸Ｂ０）と連結器具１００の上面壁１０の中心軸Ｃ０とを位置ずれ量Ｅ１ｂだけずらした状態で、上面壁１０の直線状長孔１１とベース部材２１０の直線状長孔２１０ａ、２１０ｂとに締結部材Ｔ２を装着することで、Ｙ方向の位置ずれを吸収することができる。

次に本実施形態１の作用効果について説明する。

この実施形態１の連結構造１００ａでは、第１の部材２１０と第２の部材２０１とが連結器具１００により連結されている。連結器具１００は、第１の部材２１０に第１の締結部材Ｔ２によって固定された第１の固定部１０と、第２の部材２０１に第２の締結部材Ｔ１によって固定された第２の固定部２０とを備え、両部材間での第２の部材２０１の軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれ、および第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、第１の固定部１０の位置と第１の部材２１０の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ両部材間での第２の部材２０１の軸周りの回転方向の位置ずれが、第２の固定部２０の位置と第２の部材２０１の位置とを相対的に調整することによって吸収される。

これにより、ベース部材２１０と支持杭２０１との間で生じたＸ方向およびＹ方向の位置ずれと、ベース部材２１０と支持杭２０１との間で生じた回転方向の位置ずれとを独立して吸収することができる効果がある。

このように、連結器具１００の上面壁１０とベース部材２１０との間でのずれの調整により、Ｘ方向およびＹ方向の位置ずれのみが吸収されるので、連結器具の上面壁１０の直線状長孔とベース材の直線状長孔とを直交させることにより、一定ずれの調整に要する長孔の長さを最小にすることができる。

また、連結器具の底面壁２０ａと支持杭２０１との間でのずれの調整により、回転方向のずれのみが吸収されるので、連結器具および杭頭平板部材２０１ｂではずれ調整に必要な円弧状長孔の長さを最小にすることができる。

また、実施形態１の連結器具１００では、上面壁１０と底面壁２０ａ、２０ｂとの間には補強壁４１、４２が設けられているので、ベース部材２１０からの荷重で上面壁１０が変形しようとしても、補強壁４１、４２の上端が上面壁１０の下面に当接してこの変形を阻止することができる。

さらに、連結器具１００は、例えば、１つの長方形形状の金属製平板部材に直線状長孔と円弧状長孔とを形成するなどのプレス加工を行った後、プレス加工した金属製平板部材の折り曲げ加工を行うことにより作製されるので、鋼板の簡単な加工により製造でき、製造コストを低く抑えることができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、連結構造および連結器具の分野において、設備と設備の支持体との間で、支持体の回転方向の位置ずれが生じても、あるいは支持体の回転軸に垂直な方向の位置ずれが生じても、いずれの位置ずれをも独立して吸収することができる連結構造および連結器具を実現することができる。

１０ 上面壁（第１の固定部）
１１、１１ａ〜１１ｄ、２１０ａ、２１０ｂ 直線状長孔
２０、２０ａ、２０ｂ 底面壁（第２の固定部）
２１ａ、２１ｂ、２１２、３１２ 円弧状長孔
３１、３２ 側面壁
４１、４２ 補強壁
１００ 連結器具
１００ａ 連結構造
２０１ 支持杭（第２の部材）
２０１ａ 杭本体
２０１ｂ 杭頭平板部材
２０１ｃ 螺旋状のリブ
２０２ 架台
２０４ スパイラル杭
２０４ａ 杭本体
２０４ｂ 平板部材
２０６ 単管スパイラル杭
２０６ａ 杭本体
２０６ｂ 平板部材
２０６ａ１ スパイラル部
２０６ａ２ 筒状部
２１０ ベース部材（第１の部材）
２１３、２１４，３１３，３１４ 円形孔
３０１ｂ 平板部材
１０００ 太陽光発電システム
Ｂｔ ボルト
Ｇ 設置用地
Ｎｔ ナット
Ｓ 太陽電池パネル
Ｔ１〜Ｔ３ 第１〜第３の締結部材
Ｗｐ、Ｗｐ１ 平座金
Ｗｓ スプリングワッシャー

Claims (9)

1. 第１の部材と第２の部材と連結器具とを備えた連結構造であって、該連結器具は、該第１の部材と該第２の部材とを連結するためのものであり、該第２の部材は軸に沿って延びているものであり、
   該連結器具は、
   第１の締結部材によって該第１の部材に固定されるように構成された第１の固定部と、
   第２の締結部材によって該第２の部材に固定されるように構成された第２の固定部と
   を備え、
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の該第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸周りの回転方向の位置ずれが、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整することによって吸収されるように、該第１の部材と該第２の部材と該連結器具とが構成されている、連結構造。
2. 前記第１の固定部および前記第１の部材のそれぞれには、前記第１の締結部材を装着するための１以上の第１の孔であって、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整するための第１の孔が形成されており、
   前記第２の固定部および前記第２の部材のそれぞれには、前記第２の締結部材を装着するための１以上の第２の孔であって、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整するための第２の孔が形成されている、請求項１に記載の連結構造。
3. 前記１以上の第１の孔は直線状長孔であり、
   前記１以上の第２の孔は円弧状長孔である、請求項２に記載の連結構造。
4. 前記１以上の第１の孔は円弧状長孔であり、
   前記１以上の第２の孔は直線状長孔である、請求項２に記載の連結構造。
5. 前記連結器具は、前記第１の固定部が前記第１の部材に固定された状態で、該第１の固定部に形成されている直線状長孔が該第１の部材に形成されている直線状長孔と交差するように構成されている、請求項３に記載の連結構造。
6. 前記連結器具は、前記第２の固定部が前記第２の部材に固定されたとき、該第２の固定部に形成されている円弧状長孔が定義する円周と、該第２の部材に形成されている円弧状長孔が定義する円周とが一致するように構成されている、請求項３に記載の連結構造。
7. 前記連結器具は、
   前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に設けられ、該第１の固定部および該第２の固定部を補強する補強部を有する、請求項１に記載の連結構造。
8. 前記連結器具は、前記第１の固定部と該第２の固定部とを連結する連結部を有し、
   該連結器具は、折り曲げた金属板により構成されており、
   該折り曲げた金属板は、該第１の固定部、該第２の固定部、該連結部、および前記補強部の各部を少なくとも形成している、請求項７に記載の連結構造。
9. 第１の部材と第２の部材とを連結するための連結器具であって、
   該第２の部材は軸に沿って延びているものであり、
   該連結器具は、
   第１の締結部材によって該第１の部材に固定されるように構成された第１の固定部と、
   第２の締結部材によって該第２の部材に固定されるように構成された第２の固定部と
   を備え、
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の第１の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸に垂直な面内の該第１の方向と交差する第２の方向の位置ずれが、該第１の固定部の位置と該第１の部材の位置とを相対的に調整することにより吸収され、かつ
   該第１の部材と該第２の部材との間での該軸周りの回転方向のずれが、該第２の固定部の位置と該第２の部材の位置とを相対的に調整することによって吸収されるように、該連結器具が構成されている、連結器具。