JP2018133845A - 構造物の支持構造および構造物の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動体を有する構造物を短期間で安価に設置することを可能とする構造物の支持構造を提供すること。【解決手段】本発明に係る構造物の支持構造（１）は、可動体（２）と、可動体を支持する支柱（４）と、支柱を載置する架台（７）と、地面に打ち込まれ、架台を地面に対して固定する少なくとも３本の杭部材（１５）と、少なくとも３本の杭部材のそれぞれを架台に固定する少なくとも３つの固定具（１０）と、を備える。また、本発明に係る構造物の支持構造は、架台（７）が井桁構造から成っても良く、隣り合う杭部材（１５）を繋ぐ少なくとも１本の補強部材（１６）を備えても良い。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばヘリオスタット等の可動体を有する構造物の支持構造と、その構造物を地面に設置する設置方法に関する。

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、「ヘリオスタット等の機器を設置する場合、まず機器を設置するための基礎を施工し、基礎の上面レベルを正確に仕上げる。そして、仕上げた基礎の上にヘリオスタット等の機器を設置し、基礎の上面と機器との間にシム等を入れて所望の高さになるよう調整する。」ことが記載されている。また、特許文献２においても、「ヘリオスタットは、地面などの設置基礎に基礎柱を立てて設置される。」ことが記載されている。

特開２０１３−２５７０７５号公報（段落０００７参照） 特開２０１６−１８３８００号公報（段落００３７参照）

しかしながら、上記従来の技術では、コンクリート基礎工事が必要となるため、工期が長く、しかも設置コストが嵩むという課題がある。また、設置場所として例えば旧工場跡地などを再利用する場合には、基礎工事がさらに大掛かりとなる場合も多い。そのため、ヘリオスタット等の構造物を短期間で安価に設置したいという要請は高い。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動体を有する構造物を短期間で安価に設置することを可能とする構造物の支持構造を提供することにある。また、可動体を有する構造物を短期間で安価に設置することを可能とする構造物の設置方法を提供することも本発明の別の目的である。

上記目的を達成するために、本発明に係る構造物の支持構造は、可動体と、前記可動体を支持する支柱と、前記支柱を載置する架台と、地面に打ち込まれ、前記架台を地面に対して固定する少なくとも３本の杭部材と、前記少なくとも３本の杭部材のそれぞれを前記架台に固定する少なくとも３つの固定具と、を備える。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る構造物の設置方法は、可動体と、前記可動体を支持する支柱と、前記支柱を載置する架台とを備えた構造物の設置方法であって、少なくとも３本の杭部材を地面に打ち込む第１工程と、前記架台を地面から所定の高さに配置して、前記少なくとも３本の杭部材のそれぞれと前記架台とを固定具により固定する第２工程と、を含む。

本発明によれば、可動体を有する構造物を短期間で安価に設置することができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係るヘリオスタットの支持構造を示す斜視図である。 図１に示すヘリオスタットの支持構造の平面図である。 図１に示すヘリオスタットの支持構造の側面図である。 図１に示すヘリオスタットの支持構造を地面から低い位置に設置する場合の変形例を示す図である。

以下、本発明に係る構造物の支持構造の実施形態例として、ヘリオスタットの支持構造を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態に係るヘリオスタットの支持構造を示す斜視図、図２は図１に示すヘリオスタットの支持構造の平面図、図３は図１に示すヘリオスタットの支持構造の側面図である。なお、図２および図３において、反射ミラー２等の構成の一部についての図示は省略している。

図１に示すように、ヘリオスタットの支持構造１は、ヘリオスタット５と、ヘリオスタット５を載置するための架台７と、架台７にクランプ（固定具）１０を介して固定される４本の杭部材１５と、隣り合う杭部材１５同士を繋ぐ４本のブレース（補強部材）１６と、を備える。

ヘリオスタット５は、太陽光を反射させるための反射ミラー（可動体）２と、反射ミラー２を旋回方向と仰角方向とに駆動させる駆動ユニット３と、反射ミラー２を駆動ユニット３を介して支持する支柱４と、を備える。支柱４の下端には略三角形状の底板４ａが設けられ、底板４ａを架台７に載置してボルト６で固定することにより、ヘリオスタット５は架台７に取り付けられる。

架台７は、図２に示すように、一対の横梁部材７ａと、一対の横梁部材７ａを繋ぐ一対の縦梁部材７ｂと、一対の縦梁部材７ｂを繋ぐ一対の補強板７ｃと、を備えた井桁構造（略Ｈ型構造）を成す。横梁部材７ａおよび縦梁部材７ｂは、例えば溝形鋼から成り、各部材は溶接により接合される。

クランプ１０は、杭部材１５と架台７とを固定する固定具であって、例えば図２に示すように、横梁部材７ａに取り付けられるベース部材１１と、このベース部材１１にヒンジピン１４を介して図中の矢印方向に回動自在な保持板１２と、ベース部材１１と保持板１２とを連結するためのボルト１３と、を備える。

ベース部材１１と保持板１２との間には杭部材１５を挿入するための円柱状の空間が形成されている。この円柱状の空間に杭部材１５を挿入してボルト１３で固定することにより、杭部材１５はクランプ１０を介して架台７に固定される。なお、クランプ１０は、架台７の周囲の四隅部、すなわち各横梁部材７ａの両端部に合計４つ設けられている。なお、縦梁部材７ｂに設けられた孔８は、ボルト６を挿入するためのものである（図１参照）。

杭部材１５は、例えばパイプ材などの強度部材からなり、その長さはヘリオスタット５を設置する地面Ｇの強度等に応じて適宜決定される。ここで、ヘリオスタット５は屋外に設置されるため、反射ミラー２は風の影響を受けて大きな荷重がかかる。また、反射ミラー２の姿勢は太陽の位置に応じて変化するため、荷重のかかる方向も変化する。そのため、本実施形態では４本の杭部材１５を用いてヘリオスタット５を設置している。なお、杭部材１５の数は必ずしも４本でなくて良いが、反射ミラー２の姿勢が変化することを考慮すると、少なくとも３本以上であるのが好ましい。

ブレース１６は、例えばパイプ材や溝形鋼等の強度部材からなり、図３に示すように、架台７と地面Ｇとの間において、隣り合う杭部材１５を斜めに連結するよう設けられる。このブレース１６は、架台７が地面Ｇから比較的高い位置にある場合において、ヘリオスタットの支持構造１の剛性を高めるのに有効である。なお、ブレース１６と杭部材１５とは溶接により接合されても良いし、クランプ等の固定具を用いて両者を固定しても良い。

（ヘリオスタットの設置方法）
次にヘリオスタット５の設置方法について説明する。ヘリオスタット５を設置するには、まず、杭打ちする地面Ｇの強度を予め計測し、杭部材１５の地下埋設深さを予め決定する。次に、杭部材１５を地面Ｇの所定の位置に所定の地下埋設深さまで直接打ち込む（第１工程）。４本の杭部材１５の打ち込みが完了したら、ヘリオスタット５を載置した状態の架台７を地面Ｇから所定の高さ位置になるよう調整しながら、クランプ１０で杭部材１５と架台７とを固定する（第２工程）。次いで、杭部材１５同士をブレース１６で繋ぐ（第３工程）。以上の工程により、ヘリオスタット５の設置作業が完了する。

なお、第２工程において、まず架台７と杭部材１５とをクランプ１０で固定し、その後、架台７にヘリオスタット５を載置する手順としても良い。また、第２工程において架台７と杭部材１５とをクランプ１０で固定し、第３工程の後に架台７にヘリオスタット５を載置する手順として良い。

（効果）
上記した実施形態によれば、コンクリート基礎の施工が不要なので、ヘリオスタット５の設置作業を短期間で安価に行える。また、ヘリオスタット５の撤去作業も同様に短期間で安価に行える。さらに、基礎レベルが変化しても、杭部材１５の長さ、若しくはクランプ１０と杭部材１５との繋ぎ位置を変えるだけで、ヘリオスタット５を設置できる。すなわち、旧工場跡地などあらゆる設置場所に簡単にヘリオスタット５を設置できる。また、架台７が地面Ｇから高い位置になっても、ブレース１６により剛性を確保できる。

架台７を井桁構造とすることで軽量化を図り、かつ剛性を高めることができる。しかも、溝形鋼等を用いることで、架台７を低コストで製作できる。また、杭部材１５と架台７をクランプ１０で固定する構成としたので、設置作業が簡単となり、架台７の高さ位置の調整も容易に行える。また、４本の杭部材１５により反射ミラー２に作用する風力を支持しているので、ヘリオスタット５の設置状態は安定する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、図４に示すように、架台７の高さ位置が低い場合にはブレース１６を用いなくて良い。また、図示しないが、架台７の剛性を高めるため、例えば一対の縦梁部材７ｂを塞ぐように上板を取り付ける構成としても良い。また、隣り合う杭部材１５をブレース１６で繋ぐ構成のほかに、例えば対角線上に向かい合う杭部材１５同士をブレース１６で繋いで剛性を高めるようにしても良い。

また、杭部材１５をベース部材１１と保持板１２との間に挟んでボルト１３で固定した後、クランプ１０と杭部材１５とをさらにリベットで接合すると、経年変化によりボルト１３が緩んでもリベットが荷重を受けることができるため、クランプ１０と杭部材１５との間での滑りを防止できる。すなわち、杭部材１５とクランプ１０との固定状態を良好に維持できる。また、クランプ１０の代わりに、例えばＵボルト等の様々な固定具を用いて杭部材１５と架台７とを固定しても良い。

なお、本発明は、ヘリオスタット５の支持構造に適用する以外にも、例えばフレネル式やトラフ式の集熱器の反射ミラーの支持構造に適用しても良い。

１ ヘリオスタットの支持構造（構造物の支持構造）
２ 反射ミラー（可動体）
４ 支柱
５ ヘリオスタット
７ 架台
１０ クランプ（固定具）
１５ 杭部材
１６ ブレース（補強部材）

Claims (4)

1. 可動体と、前記可動体を支持する支柱と、前記支柱を載置する架台と、地面に打ち込まれ、前記架台を地面に対して固定する少なくとも３本の杭部材と、前記少なくとも３本の杭部材のそれぞれを前記架台に固定する少なくとも３つの固定具と、を備えた構造物の支持構造。
2. 請求項１に記載の構造物の支持構造であって、
   前記架台は、井桁構造から成り、
   前記架台の周囲には、前記固定具としてのクランプが少なくとも３つ設けられる構造物の支持構造。
3. 請求項１または２に記載の構造物の支持構造であって、
   隣り合う前記杭部材を繋ぐ少なくとも１本の補強部材を備えた構造物の支持構造。
4. 可動体と、前記可動体を支持する支柱と、前記支柱を載置する架台とを備えた構造物の設置方法であって、
   少なくとも３本の杭部材を地面に打ち込む第１工程と、
   前記架台を地面から所定の高さに配置して、前記少なくとも３本の杭部材のそれぞれと前記架台とを固定具により固定する第２工程と、を含む構造物の設置方法。