JP6021588B2

JP6021588B2 - 架台

Info

Publication number: JP6021588B2
Application number: JP2012239691A
Authority: JP
Inventors: 直樹藤永; 真知子安川; 宜伸柴田; 正三西山
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: JP2014088718A

Description

本発明は、架台に関する。詳しくは、太陽光パネルを支持する架台に関する。

従来より、太陽光の光エネルギを用いて電気を発生させる太陽光パネルが知られている。この太陽光パネルは、広大な土地に最も発電効率のよい角度で傾斜して設置される。

このような太陽光パネルを支持するため、例えば、図５〜図７に示す架台が提案されている。

架台１００は、太陽光パネル２を支持するものであり、太陽光パネル２が載置される面状の枠部１０と、地表面から略鉛直に延びて枠部１０を支持する少なくとも２本の支柱４０と、を備える。

枠部１０は、桁行方向（図５〜図７中Ｘ方向）に延びる複数の桁行部材１１と、これら桁行部材１１に略直交して梁間方向（図５〜図７中Ｙ方向）に延びる複数の梁間部材１２と、を備える。
また、支柱４０と枠部１０との連結箇所を連結点１３とすると、連結点１３は、桁行部材１１と梁間部材１２との交点となっている。

しかしながら、このような架台１００に重量が大きくかつ風を通さない平面状の太陽光パネルを載せると、地震や風などによる荷重に対して、太陽光パネルを安定的に支持するのは困難である。安定的に支持するためには、各部材断面を大きくしたり補強材・連結材などで補強したりすることにより架台の強度を上げることや、基礎の固定度を上げることが考えられる。例えば、特許文献１に示す架台が提案されている。

すなわち、架台は、太陽光パネルが搭載される矩形状の桟と、この桟を支持する複数の支持部と、を備える。
桟は、桁行方向に延びる複数本の横桟と、梁間方向に延びる複数本の縦桟とを格子状に組み合わせて構成される。また、この桟は、桁行方向の横桟が略水平で、かつ、梁間方向の縦桟の一端側が他端側よりも低くなるように傾斜している。

各支持部は、略鉛直に延びて上端で桟に接続されるＨ鋼からなる１本の支柱と、この支柱を挟んで設けられて支柱の下端側から斜めに延びて桟に接続される断面ハット形状の鋼材からなる一対のアームと、を備える。ここで、各支持部の支柱および一対のアームは、１本の縦桟に連結される。

この架台では、各支持部の支柱および一対のアームならびにこれらが接続される１本の縦残とでトラスが構成されるため、太陽光パネルを安定的に支持できる。

特開２０１１−２２００９６号公報

しかしながら、以上の架台では、支柱とアームとで異なる種類の鋼材を使用しており、材料費が増大する、という問題があった。
また、支柱および一対のアームが縦桟に一直線上に配置されるため、風や地震による梁間方向の荷重にはトラス構造により抵抗できるが、桁行方向の荷重に対して十分に抵抗できない、という問題があった。
ただ、トータルの安定性を上げるためには、架台の強度を上げるだけでなく、基礎の固定度を上げる対策も併せて施さなければならない。特に、風による引き抜き力に対しては、基礎を大きくしたり杭基礎にしたりすることが効果的であるが、全ての支柱脚部基礎の固定度を上げることはコストがかかる。

本発明は、材料費を低減しつつ、桁行方向を含めた全ての方向の荷重に対しても十分に抵抗できるのに加えて、特に風による引き抜き力に対しても太陽光パネルを安定的に支持できる架台を提供することを目的とする。

請求項１に記載の架台（例えば、後述の架台１）は、太陽光パネル（例えば、後述の太陽光パネル２）を支持する架台であって、前記太陽光パネルが載置される面状の枠部（例えば、後述の枠部１０）と、地表面から上方に略鉛直に延びて前記枠部を支持する少なくとも４本の支柱（例えば、後述の支柱４０）と、当該支柱の内側の地表面に設けた基礎（例えば、後述の基礎２１）と、当該基礎を頭頂点とし前記枠部を底面とする四角錐において、当該頭頂点から延びる４つの辺となる４本の斜材（例えば、後述の斜材２２）と、を備え、前記枠部は、桁行方向に延びる複数の桁行部材（例えば、後述の桁行部材１１）と、当該桁行部材に交差して梁間方向に延びる複数の梁間部材（例えば、後述の梁間部材１２）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、枠部および斜材で立体トラスを構成する。すなわち、この立体トラスは、基礎を頭頂点とし、斜材をこの頭頂点から延びる辺とする多角錐を構成し、この多角錐を上下逆さにした形状となる。よって、太陽光パネルを安定的に支持できるとともに、梁間方向の荷重のみならず、桁行方向を含めた全ての方向の荷重に対しても、十分に抵抗できる。また、風による引き抜き力に対して、斜材を介して基礎に均一に伝わるので、細い斜材と少ない基礎で効率的に引き抜き力に抵抗できる。

請求項２に記載の架台は、前記各斜材は、前記桁行部材と前記梁間部材との交点に連結されることを特徴とする。

この発明によれば、各斜材を桁行部材と前記梁間部材との交点に連結したので、架台の剛性を向上できる。

請求項３に記載の架台は、前記斜材の断面形状は略同一であり、その長さは略等しいことを特徴とする。

この発明によれば、各斜材の断面形状を略同一とし、その長さを略等しくした。よって、斜材の部材の種類を少なくできるから、施工コストを低減できるうえに、斜材に用いる部材の品質管理が容易となる。
また、４本の斜材について、枠部に連結される仕口の形状を統一でき、製作コストをさらに低減できる。

本発明によれば、枠部および斜材で立体トラスを構成する。すなわち、この立体トラスは、基礎を頭頂点とし、斜材をこの頭頂点から延びる辺とする多角錐を構成し、この多角錐を上下逆さにした形状となる。よって、太陽光パネルを安定的に支持できるとともに、梁間方向の荷重のみならず、桁行方向を含めた全ての方向の荷重に対しても、十分に抵抗できる。また、風による引き抜き力に対して、斜材を介して基礎に均一に伝わるので、細い斜材と少ない基礎で効率的に引き抜き力に抵抗できる。
更に、各斜材を単一の鋼材で形成することで、材料費を低減できる。

本発明の一実施形態に係る架台の斜視図である。前記実施形態に係る架台の側面図である。前記実施形態に係る架台の平面図である。前記実施形態に係る基礎の斜視図である。従来例に係る架台の斜視図である。従来例に係る架台の側面図である。従来例に係る架台の平面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る架台１の斜視図である。図２は、架台１の側面図であり、図３は、架台１の平面図である。なお、図１〜図３は架台１の一部であり、この架台１を桁行方向（図１〜図３中Ｘ方向）に連続して設置することが可能である。

架台１は、太陽光パネル２を支持するものであり、太陽光パネル２が載置される面状の枠部１０と、地表面から上方に略鉛直に延びて枠部１０を支持する少なくとも４本の支柱４０と、杭２３に支持された地表面の基礎２１と前記枠部と前記支柱との交点とを繋ぐ少なくとも４本の斜材２２と、を備える。

枠部１０は、桁行方向（図１〜図３中Ｘ方向）に延びる複数の桁行部材１１と、これら桁行部材１１に略直交して梁間方向（図１〜図３中Ｙ方向）に延びる複数の梁間部材１２と、を備える。
桁行部材１１は、例えば、背中合わせに配置された１００×４０×２．３のチャンネル鋼材である。また、梁間部材１２は、例えば、１００×５０×３．２のチャンネル鋼材である。

斜材２２は、地表面に露出した基礎２１と、この基礎２１から上方に延びて枠部１０の４箇所の連結点１３に連結される。連結点１３は、それぞれ、桁行部材１１と梁間部材１２と支柱４０との交点であり、これら４つの連結点１３は、２本の桁行部材１１および２本の梁間部材１２で構成される長方形の頂点に位置している。

４本の斜材２２は、同一の断面形状であり、例えば、建築用のＭ１６ねじボルトとターンバックル２４からなる。ターンバックル２４により長さや張力を容易に調節できるので、基礎位置が設計時と異なっても、現場で加工することなく設置できる。
４本の斜材２２の長さは略等しくなっており、桁行部材１１、梁間部材１２、およびこれら４本の斜材２２で立体トラスを構成する。すなわち、この立体トラスは、地表面に露出した基礎２１を頭頂点とし、斜材２２をこの頭頂点から延びる４つの辺とする底面が長方形の四角錐を構成して、この四角錐を上下逆さにした形状となる。

よって、基礎２１の梁間方向（Ｙ方向）の位置は、図２に示すように、１本の梁間部材１２上の２つの連結点１３同士を結ぶ線分の垂直二等分線Ａ上である。
また、基礎２１の桁行方向（Ｘ方向）の位置は、図３に示すように、１本の桁行部材１１上の２つの連結点１３同士を結ぶ線分の垂直二等分線Ｂ上である。

以上の架台１は、例えば以下の手順で構築される。
まず、図３の基礎２１の位置に、杭２３を打設する。図２に示すように、杭２３の頭部に基礎２１を構築する。この基礎２１には斜材２２を接続できるアンカーを打ち込んでおく。
次に、支柱３０に枠部１０を載せて接合し、従来と同じ方法で架台を構築し、斜材２２を地表面の基礎２１と前記枠部と前記支柱との交点とを繋ぐ。その後、枠部１０上に太陽光パネル２を設置する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）枠部１０および４本の斜材２２で立体トラスを構成する。よって、太陽光パネルを安定的に支持できるとともに、梁間方向の荷重のみならず、桁行方向を含む全ての方向の荷重に対しても、十分に抵抗できる。また、風による引き抜き力に対して、斜材を介して基礎に均一に伝わるので、支柱４０を太くしたり支柱脚部基礎の固定度を上げたりせずに、細い斜材と少ない基礎で効率的に引き抜き力に抵抗できる。
更に、４本の斜材２２を単一の鋼材で形成することで、材料費を低減できる。

（２）各斜材２２を桁行部材１１と梁間部材１２と支柱４０の交点である連結点１３に連結したので、架台１の剛性を向上できる。

（３）４本の斜材２２の断面形状を略同一とし、その長さを略等しくした。よって、斜材２２の部材の種類を少なくできるから、施工コストを低減できるうえに、斜材に用いる部材の品質管理が容易となる。
また、４本の斜材２２について、枠部１０に連結される仕口の形状を統一でき、製作コストをさらに低減できる。更に、ターンバックル２４により長さや張力を容易に調節できるので、基礎位置が設計時と多少異なっても、現場で加工することなく設置できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、斜材２２の本数を４本としたが、これに限らず、３本としてもよいし、あるいは５本以上としてもよい。
また、本実施形態では、桁行部材１１、梁間部材１２、および斜材２２を鋼材で形成したが、これに限らず、木製や鉄筋コンクリート製としてもよく、桁行部材、梁間部材、および斜材に用いる材料は特に限定されない。
また、本実施形態では、斜材２２をねじボルトとターンバックル、枠部１０をチャンネル鋼としたが、これに限らず、断面矩形環状やＨ形状や単管パイプとしてもよく、枠部や斜材の断面形状は特に限定されない。
また、本実施形態では、基礎２１を杭基礎としたが、これに限らず、プレキャストコンクリート部材を地面に設置するだけでもよく、基礎の形状は特に限定されない。

１…架台
２…太陽光パネル
１０…枠部
１１…桁行部材
１２…梁間部材
１３…連結点
２１…基礎
２２…斜材
２３…杭
２４…ターンバックル

Claims

太陽光パネルを支持する架台であって、
前記太陽光パネルが載置される面状の枠部と、
地表面から上方に略鉛直に延びて前記枠部を支持する４本の支柱と、
当該支柱の内側の地表面に設けた基礎と、
当該基礎を頭頂点とし前記枠部を底面とする四角錐において、当該頭頂点から延びる４つの辺となる４本の斜材と、を備え、
前記枠部は、桁行方向に延びる複数の桁行部材と、
当該桁行部材に略直交して梁間方向に延びる複数の梁間部材と、
を備えることを特徴とする架台。
前記各斜材は、前記桁行部材と前記梁間部材との交点に連結されることを特徴とする請求項１に記載の架台。
前記斜材の断面形状は略同一であり、その長さは略等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の架台。