JP2018128122A - 接続位置調整金具とそれを用いた架台取付金具 - Google Patents

Abstract

【課題】複数部材の相互連結に利用される位置調整金具について、調整位置の確実な保持と、位置調整作業の円滑化の要求を併せて満たせるようにすることを課題としている。
【解決手段】長孔３と噛み合い用の歯溝４を有する板継手２と、この板継手を相手連結部材２１に固定するボルト・ナット５ａ、５ｂと、座金６を具備し、前記座金６は、本体部７と、左右の耳部８と、噛み合い用の歯９を具備し、前記左右の耳部８は、本体部に連なって相反する向きに張り出し、なおかつ、基端近くが屈曲して張り出し側の端部が突出部７ｂの突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にあり、前記ボルト・ナット５ａ，５ｂによる締付けで耳部８が変形して突出部７ｂが長孔３に入り込んで接続位置の調整箇所において歯９が歯溝４と噛み合うようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の部材を互に連結するときに用いる金具、詳しくは、接続位置の調整と調整した位置の安定保持の要求に応えた金具（この発明ではこれを接続位置調整金具と言う）と、それを用いた架台取付金具に関する。

太陽電池モジュールの設置装置として、ベース金具に対する架台の取付け位置を高さ方向に調整することができ、さらに、調整した位置の安定保持もできるものが下記特許文献１によって提案されている。

また、取付け位置の調整が可能で調整した位置の保持も確実になされる支持金具が下記特許文献２などに記載されている。

特許文献１の太陽電池モジュール用の設置装置は、取付金具を、各々が縦長のガイド孔を有する一対の配向配置の起立板部を備えた端面視Ｕ字状のベース金具と、架台を挟持する支持孔付きのジョイント金具と、前記ガイド孔と支持孔に通す締結ボルトと、その締結ボルトに遊嵌して前記ベース金具の起立板部の外面に係合させる高さ調整板とで構成している。

前記起立板部の外面には横溝を設けて構成される凹凸が高さ方向に定ピッチで設けられており、前記高さ調整板は、前記凹凸に対応させた凹凸を有している。

その高さ調整板の高さを調整し、その後に締結ボルトを締め付けると、高さ調整板が前記起立板部の外面に押し当てられ、高さ調整板の凹凸と起立板部の外面の凹凸が互いに噛み合って高さ調整板の滑りが防止され、安定した位置保持がなされる。

特許文献２の支持金具は、根太の受け金具の高さ調整を行うものであって、特許文献１が採用しているものに類似した高さ調整機構を有している。

この特許文献２の支持金具は、根太を支える受け金具と一体の垂直配置の取付板と、ボルトで締付けて取付板に固定する座金とからなる。

前記取付板にはボルトを通す縦向きの長孔が設けられ、さらに、この取付板の外面と座金の一面には、横溝を設けて作り出される凹凸歯が高さ方向に定ピッチで設けられている。

前記座金は、その座金の孔に通したボルトによって定位置に保持され、その座金の凹凸歯に対して前記取付板の凹凸歯の噛み合い位置を変化させることで取付板の高さ位置、即ち、受け金具による根太の受け支え位置が調整される。

特開２０１２−１８０６６８号公報 実開昭６２−１９９４４３号公報

近年、電力自由化に伴い、大規模太陽光発電設備が建設されるケースが増えている。その大規模太陽光発電設備は、広い設置スペースを必要とする。ところが、立地条件の要求を満たす場所はさほど多くない。

そこで、農地や宅地として利用できない斜面の空き地、高低差の変動が激しい空き地、或いは、溜池の水面上などを設置場所として選定することが検討され、そのような場所に太陽電池モジュールを設置することが既に行われ出している。

その斜面の空き地や高低差の変動が激しい地面などに設置する太陽電池モジュール用の架台は特に、その架台を支持する支柱などの支持部材の高さのばらつきが大きくなることが避けられないため、支持部材に対する高さ調整が容易にできることが要求される。

また、そのような場所では傾斜配置される架台の傾斜角が屋根上に据え付ける架台の傾斜角よりも大きくなることが考えられ、そのため、調整した位置の保持が確実になされることも要求される。

この容易な位置調整と調整した位置の確実な保持は、起立配置又は直傾斜配置される２つの部材を相対的な滑りが起こらないように連結するための板継手などに対しても求められる機能である。

上記２つの要求のうち、調整した位置の確実な位置保持については、前記特許文献１、２の金具で要求を満たすことができる。

しかしながら、特許文献１、２などに記載された従来の取付金具などは、架台の取付け位置の調整や２部材の連結位置の調整については、容易とは言い難い面がある。

特許文献１の取付金具は、ベース金具の起立板部に対して高さ調整板が係合していない状態でその高さ調整板の高さ調整を行うが、係合用の凹凸を係合解除位置に保持する機能が無いため、起立板部との係合を解いておくべき高さ調整板の凹凸が起立板部の凹凸に引っかかる事態が生じて高さ調整の作業に支障を来たす事態が起こる。

また、このとき、高さ調整板の姿勢を一定に保つために高さ調整板を締結ボルトに対して非円形嵌合させて相対回転を阻止し、なおかつ、締結ボルトの頭部とワッシャに高さ調整板を吊下げているため、高さ調整板の形状が複雑になってその高さ調整板の製造コストが高くなる。

これに加え、ベース金具とそのベース金具の高さ調整板に設けた凹凸は押出し成形によらざるを得ないと考えられ、そのためにベース金具の製造コストが高まり、金具を安価に提供することも難しくなる。

特許文献２の支持金具も、座金を取付板との係合が解かれた位置に確実に保持する機能がなく、座金と取付板の凹凸歯が係合を解いておくべきときに互いに噛み合う事態が生じて高さ調整の作業に支障を来たす事態が起こり得る。

また、この特許文献２の支持金具は、切削加工が必要な横溝を設けて作り出す凹凸歯を座金と取付板の端面の全域に設けているので、その凹凸歯の加工時間が長くなり、生産性の向上が図り難い。

この発明は、上記の従来技術に鑑みてなされたものであって、複数部材の相互連結に利用される位置調整金具について、調整位置の確実な保持と、位置調整作業の円滑化の要求を併せて満たせるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、部材相互の連結に用いる接続位置調整金具を、
長孔を有する板継手と、その板継手の前記長孔と相手連結部材に設けられたボルト孔とに通されて前記板継手を前記相手連結部材に固定する締結用のボルト及びナットと、前記ボルトの頭部と前記板継手の一側面との間に介在する前記長孔の長手方向に固定位置を変更可能な座金とで構成した。

そしてさらに、前記板継手は、前記長孔の直線の孔縁部に噛み合い用の歯溝を定ピッチで備え、前記座金は、耳部連設部とその耳部連設部から当該座金の厚み方向に飛び出した突出部とを有する本体部と、前記板継手の側面に当接させる左右の耳部と、前記突出部の左右の縁に形成される噛み合い用の歯を具備し、
前記左右の耳部は、各々が前記座金の耳部連設部に連なって相反する向きに張り出し、なおかつ、基端近くが屈曲して張り出し側の端部が、前記突出部の突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にあり、
前記ボルト・ナットによる締付けで前記座金の耳部が変形して前記突出部が板継手の前記長孔に入り込み、接続位置の調整箇所において前記歯が前記歯溝と噛み合うものにした。

この接続位置調整金具は、前記歯溝を、２つの三角形の溝面が相反する向きに傾いて交わり、なおかつ、その２つの溝面の交点である溝底が前記板継手の座金が当接する側面から離れるにつれて溝深さが浅くなる方向に傾いた溝にし、さらに、前記歯をその歯溝に対応させた形状にすると好ましい。

また、座金に設ける前記歯を前記歯溝の設置ピッチと同一ピッチで複数設けて歯と歯溝の噛み合いが複数個所でなされるようにしておくのも好ましい。

この発明は、この接続位置調整金具の構造を応用した架台取付金具も併せて提供する。
その架台取付金具は、各々が縦長の長孔を有する対向一対の板継手とその対の板継手の上端に連なる天板とで構成される門型の高さ調整金具と、前記対の板継手にそれぞれ形成された前記長孔及び高さ調整金具の固定相手の支柱に設けられたボルト孔に通されて前記高さ調整金具を前記支柱に固定するボルト及びナットと、前記ボルトの頭部と前記高さ調整金具の片方の板継手との間、及び、前記ナットと前記高さ調整金具の他方の板継手との間にそれぞれ介在する座金を具備し、
前記対の板継手は、前記長孔の板継手外面側の直線の孔縁部に噛み合い用の歯溝を定ピッチで備え、前記座金は、耳部連設部とその耳部連設部から当該座金の厚み方向に飛び出した突出部とを有する本体部と、各々を前記板継手の側面に当接させる左右の耳部と、前記突出部の左右の縁に形成される噛み合い用の歯を具備し、
前記左右の耳部は、前記座金の左右の耳部連設部に連なって相反する向きに張り出し、なおかつ、基端近くが屈曲して張り出し側の端部が、前記突出部の突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にあり、
前記ボルト・ナットによる締付けで座金の前記耳部が変形して前記突出部が前記板継手の前記長孔に入り込み、支柱に対する高さ調整金具の高さ調整箇所において前記歯が前記歯溝と噛み合うものになっている。

この発明の接続位置調整金具は、ボルト・ナットを締付けて前記座金の耳部を変形させるまでは、前記耳部によって座金の突出部が前記長孔に入り込むことが防止される。

このため、相手連結部材に対する板継手の接続位置の調整を支障なく円滑に行え、作業性と作業効率が向上する。

また、ボルト・ナットを締付けると、前記座金の耳部が伸直する方向に変形して座金の突出部が板継手の長孔に入り込み、座金に設けられた歯が板継手の長孔の直線の孔縁部に形成された歯溝に押し込まれて歯と歯溝が噛み合い、これにより、相手連結部材と板継手の位置ずれが防止され、調整された接続位置の保持が安定してなされる。

この発明の架台取付金具も、上記接続位置調整金具と同じ構造の調整機構を備えているので、支柱に対する架台の取付け高さの調整を支障なく円滑に行え、高さ調整の作業性と作業効率が向上し、調整した高さ位置の保持安定性も確保される。

なお、前記歯溝は、深さの一定したＶ字状の溝であってもよいが、先に好ましいとした溝は、鍛造プレス機などで簡単に付与することができ、プレス金型の歯溝成形部の強度確保も容易である。

この発明の接続位置調整金具の一例を示す分解斜視図である。 図１の接続位置調整金具の板継手の側面図である。 図１の接続位置調整金具の板継手の平面図である。 板継手に設けた歯溝の拡大斜視図である。 図１の接続位置調整金具の座金の板継手当接側を表す側面図である。 図１の接続位置調整金具の座金の平面図である。 この発明の架台取付金具の一例を示す分解斜視図である。 図７の架台取付金具の使用状態を示す側面図である。 図７の架台取付金具の使用状態を架台の長手方向に見て示す端面図である。

以下、添付図面の図１〜図９に基づいて、この発明の接続位置調整金具と架台取付金具の実施の形態を説明する。

図１に示すように、例示の接続位置調整金具１は、連結部材２０にボルト止めするなどして固定する板継手２と、この板継手２を相手連結部材２１に接続位置の調整を行って固定する締結具５と、座金６とからなる。締結具５は、ボルト５ａとナット５ｂを組み合わせたものが用いられている。

板継手２（図２、図３を同時参照）は、連結対象の部材（図のそれは、連結部材２０と相手連結部材２１）の接続位置を調整可能となす長孔３を有する。その長孔３は、直線の孔縁部３ａの長さが想定される接続位置の調整長さよりも長い。

その長孔３の左右の直線の孔縁部３ａには、噛み合い用の歯溝４が孔の長手方向に定ピッチでその直線部の全域に設けられている。

前記歯溝４は、深さの一定したＶ字状の溝であってもよいが、それよりは、図示の溝が好ましい。

図示の歯溝４は、図４の拡大図から判るように、２つの三角形の溝面４ａが交わってできる溝であって、溝底（２つの溝面の交点）４ｂが板継手２の座金が当接する側の側面から離れるにつれて溝深さが浅くなる方向に傾いている。

試作した接続位置調整金具１は、板継手２の板厚が６ｍｍである。これに対し、歯溝４の板厚方向寸法はほぼ３ｍｍであり、このため、歯溝の溝底４ｂの終端は、長孔３の孔面の板厚方向途中にある。なお、溝底４ｂは板継手２の他面側に到達していても構わない。

このような形状の歯溝４は、鍛造プレス機などで簡単に効率良く付与することができ、プレス金型の歯溝成形部の強度も、脆弱な部分ができなくて確保し易い。

前記ボルト５ａは、板継手２の長孔３と相手連結部材２１に設けられたボルト孔２１ａとに通されて先端にナット５ｂがねじ合わされる。

座金６は、ボルト５ａの頭部と板継手２の一側面との間に介在される。図５、図６に詳細を示したこの座金６は、耳部連設部７ａとその耳部連設部から当該座金の厚み方向に飛び出した突出部７ｂとを有する本体部７と、板継手２の側面に当接させる左右の耳部８と、突出部７ｂの左右の縁に形成される噛み合い用の歯９と、ボルトを通す孔１０を備えている。

例示の座金６は冷間鍛造によって製造されたものであって、その冷間鍛造時に素材の両側の圧縮度合いを大きくし、これによって本体部７よりも厚みの薄い耳部８を本体部７の左右に作り出している。

前記歯９は、歯溝４の設置ピッチと同一ピッチで複数設けられており、突出部７ｂの左右の縁に形成された歯９の全てが歯溝４に噛み合わされる。

前記左右の耳部８は、各々が座金６の耳部連設部７ａに連なって相反する向きに張り出している。また、自身の基端近くが屈曲して張り出し側の端部が、前記突出部７ｂの突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にある。

そのため、耳部８を板継手２の一側面に圧力を加えずに接触させたときには、前記突出部７ｂの前記長孔３に対する入り込みが耳部８によって阻止され、歯９と歯溝４の噛み合いが防止される。

これにより、座金６を長孔３の長手方向にスライドさせて板継手２に対する座金６の固定位置を自由に支障なく変化させることができる。

なお、この位置調整は、座金６を首部に嵌めたボルト５ａを長孔３とボルト孔に通し、次いで、そのボルト５ａの先端にナット５ｂを螺合させ、そのナット５ｂを軽く締付けて座金６を板継手２にスライドが許容される状態に接触させ、この状況下で行うと作業がし易い。

次に、連結部材２０と相手連結部材２１の接続位置が定まったら、ボルト５ａ又はナット５ｂを最後まで締付ける。これにより、座金６の耳部８が伸直するように変形して突出部７ｂが長孔３に入り込み、歯９の歯溝４に対する噛み合いが起こる。

その噛み合いによる係留作用によって座金６のスライドが阻止され、その座金６に対して長孔３の固定された相手連結部材２１と連結部材２０の接続位置が安定して固定される。

なお、耳部８は、ボルト・ナットによる締付け終点で若干弾性復元力を残すものにすると、座金６がスプリングワッシャの役割も果たしてボルト・ナットの緩み止めもなされる。

図７〜図９は、この発明の架台取付金具の一例を示している。この架台取付金具３０は、傾斜して設置される架台４１を高さ調整を行って支柱４２に固定するための金具であって、各々が縦長の長孔３を有する対向一対の板継手３２，３２と、その対の板継手の上端に連なる架台支持用の天板３３とで構成される門型の高さ調整金具３１を有している。

また、高さ調整金具３１を支柱４２に固定する締結具５（ボルト５ａとナット５ｂ）と、前記対の板継手３２，３２に設けられた長孔３，３及びボルト５ａの頭部と高さ調整金具３１の片方の板継手３２との間、及び、ナット５ｂと高さ調整金具３１の他方の板継手３２との間にそれぞれ介在する座金６を備えている。

前記対の板継手３２，３２は、長孔３の板継手外面側の直線の孔縁部３ａに、既述の接続位置調整金具の板継手２の歯溝４と同様に構成された噛み合い用の歯溝４を定ピッチで備えている。

座金６は、既述の接続位置調整金具の座金と同一構造であるので、座金６の詳細説明は省く。

この架台取付金具３０による架台４１の高さ調整は、支柱４２の上部に高さ調整金具３１を跨がせて仮嵌めし、座金６を首部に嵌めたボルト５ａを板継手３２，３２に設けられた長孔３と支柱４２に設けられたボルト孔４２ａに通す。そして、そのボルト５ａの板継手３２を突き抜けた先端側にもう１つの座金６を嵌めてナット５ｂを螺合させる。

その後、ナット５ｂを軽く締付け、２個の座金６を板継手３２、３２にスライドが許容される状態に接触させる。その後、この状態で高さ調整金具３１を架台４１の適正支持がなされる位置まで上下にスライドさせ、ボルト・ナット５ａ、５ｂを締付けてその高さ調整金具３１を高さ調整がなされた位置で支柱４２に固定する。

この架台取付金具３０によれば、高さ調整金具３１の高さを調整するときには、歯溝４に対する歯９の噛み合いが確実に回避される。そのために、支柱４２に対する架台４１の取付け高さの調整を支障なく円滑に行うことができる。

また、ボルト・ナット５ａ、５ｂの締付け後は、板継手３２に設けられた歯溝４に座金６の歯９が噛み合い、その噛み合いが、支柱４２を跨いだ２箇所でなされるため、高さ調整位置の保持が強力になされ、ずり落ちによる調整位置の変動が確実に防止される。

図１の接続位置調整金具１について、調整位置の保持効果に関する性能評価を行った。
その評価試験は、下記の仕様の板継手と座金を試作し、その試作品をボルト孔を有するプレートにボルト・ナットで連結し、板継手と前記プレートに引張り力を加えて連結部に滑りが生じたときの荷重を調べる方法で行った。

寸法諸元
・板継手・・板厚６ｍｍの鋼板
・長孔・・・幅１８ｍｍ、長さ：６８．９１ｍｍ
・歯溝・・・歯面の板継手側面での長さ：２ｍｍ、板厚方向設置領域長さ：３ｍｍ、深さ：１．４１５ｍｍ、長孔長手方向設置ピッチ：２．８３ｍｍ
・座金・・・鋼材製、高さ：２２．６３ｍｍ、左右の耳部の外端間の幅：３５ｍｍ、本体部の突出部の幅：１７．４ｍｍ、本体部厚み：３ｍｍ、本体部中心のボルト孔の直径：１２．５ｍｍ、耳部厚み：１ｍｍ、本体部の突出部に設けた歯の数:片側で８個、左右合計１６個

上記の試験の結果、歯と歯溝の無い比較品での引張り荷重の平均値（比較品は個について試験を実施）は５．２３ｋＮであったのに対し、発明品の引張り荷重の平均値（４個について試験を実施）は、約２０ｋＮであった。

このように、鍛造に適した形状の歯と歯溝であっても、調整位置の保持を強力に行うことができる。

１ 接続位置調整金具
２ 板継手
３ 長孔
３ａ 直線の孔縁部
４ 歯溝
４ａ 溝面
４ｂ 溝底
５ 締結具
５ａ ボルト
５ｂ ナット
６ 座金
７ 本体部
７ａ 耳部連設部
７ｂ 突出部
８ 耳部
９ 歯
１０ 孔
２０ 連結部材
２１ 相手連結部材
２１ａ ボルト孔
３０ 架台取付金具
３１ 高さ調整金具
３２ 板継手
３３ 天板
４１ 架台
４２ 支柱
４２ａ ボルト孔

Claims (4)

1. 部材相互の連結に用いる接続位置調整金具であって、長孔（３）を有する板継手（２）と、その板継手の前記長孔（３）と相手連結部材（２１）に設けられたボルト孔（２１ａ）とに通されて前記板継手（２）を前記相手連結部材（２１）に固定するボルト（５ａ）及びナット（５ｂ）と、前記ボルト（５ａ）の頭部と前記板継手（２）の一側面との間に介在する前記長孔（３）の長手方向に固定位置を変更可能な座金（６）を具備し、
   前記板継手（２）は、前記長孔（３）の直線の孔縁部（３ａ）に噛み合い用の歯溝（４）を定ピッチで備え、
   前記座金（６）は、耳部連設部（７ａ）とその耳部連設部から当該座金の厚み方向に飛び出した突出部（７ｂ）とを有する本体部（７）と、前記板継手（２）の側面に当接させる左右の耳部（８）と、前記突出部（７ｂ）の左右の縁に形成される噛み合い用の歯（９）を具備し、
   前記左右の耳部（８）は、各々が前記座金の耳部連設部（７ａ）に連なって相反する向きに張り出し、なおかつ、基端近くが屈曲して張り出し側の端部が、前記突出部（７ｂ）の突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にあり、
   前記ボルト（５ａ）及びナット（５ｂ）による締付けで前記座金（６）の耳部（８）が変形して前記突出部（７ｂ）が前記長孔（３）に入り込み、接続位置の調整箇所において前記歯（９）が前記歯溝（４）と噛み合うように構成された接続位置調整金具。
2. 前記歯溝（４）が、２つの三角形の溝面（４ａ，４ａ）が相反する向きに傾いて交わり、なおかつ、その２つの溝面の交点である溝底（４ｂ）が前記板継手（２）の座金当接側の側面から離れるにつれて溝深さが浅くなる方向に傾いた溝となっており、前記歯（９）は前記歯溝（４）に対応した形状を有する請求項１に記載の接続位置調整金具。
3. 前記座金（６）に設ける歯（９）が、前記突出部（７ｂ）の左右の縁に前記歯溝（４）の設置ピッチと同一ピッチで複数存在する請求項１又は２に記載の接続位置調整金具。
4. 架台（４１）を支柱（４２）の上部に高さ調整可能に取り付ける架台取付金具であって、各々が縦長の長孔（３）を有する対向一対の板継手（３２，３２）とその対の板継手の上端に連なる天板（３３）とで構成される門型の高さ調整金具（３１）と、前記長孔（３）及び前記支柱に設けられたボルト孔（４２ａ）に通されて前記高さ調整金具（３１）を前記支柱（４２）に固定するボルト（５ａ）及びナット（５ｂ）と、前記ボルト（５ａ）の頭部と前記高さ調整金具の片方の板継手（３２）との間、及び、前記ナット（５ｂ）と前記高さ調整金具の他方の板継手（３２）との間にそれぞれ介在する座金（６）を具備し、
   前記対の板継手（３２，３２）は、噛み合い用の歯溝（４）を前記長孔（３）の板継手外面側の直線の孔縁部（３ａ）に定ピッチで備え、
   前記座金（６）は、耳部連設部（７ａ）とその耳部連設部から当該座金の厚み方向に飛び出した突出部（７ｂ）とを有する本体部（７）と、各々を前記板継手（３２）の側面に当接させる左右の耳部（８）と、前記突出部（７ｂ）の左右の縁に形成される噛み合い用の歯（９）を具備し、
   前記左右の耳部（８）は、前記座金の左右の耳部連設部（７ａ）に連なって相反する向きに張り出し、なおかつ、基端近くが屈曲して張り出し側の端部が、前記突出部（７ｂ）の突出側の端面と面が揃う位置又はその近傍にあり、
   前記ボルト（５ａ）及びナット（５ｂ）による締付けで前記座金（６）の前記耳部（８）が変形して前記突出部（７ｂ）が前記長孔（３）に入り込み、前記支柱（４２）に対する高さ調整金具（３１）の高さ調整箇所において前記歯（９）が前記歯溝（４）と噛み合うように構成された架台取付金具。

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