JPWO2015111164A1 - 太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材 - Google Patents

Abstract

本発明の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材は、地盤に立設される複数の杭と、前記杭により支持され、前記杭に対して３つの軸の周りに変角可能でかつ高さ調整可能な複数の第一桟材と、前記杭と前記第一桟材を連結する連結金具と、前記第一桟材により支持され前記第一桟材と直交する方向に配置される複数の第二桟材とを備え、前記杭、前記連結金具及び前記第一桟材の各構造を変えることなく、前記第一桟材を縦方向に配置する縦材先行構造と、前記第一桟材を横方向に配置する横材先行構造とに適用することが可能なことを特徴とする。

Description

本発明は、太陽光を光電変換する太陽光発電パネルを支持する架台を構成するための部材に関し、詳しくは、地盤に打設された支持杭の上部に井桁状に組まれた桟材を連結した構造からなる太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材に関する。

大規模産業用太陽光発電施設では、太陽光発電パネルを地上設置するのが一般的である。例えば、特許文献１に記載されている架台では、コンクリート基礎１１の上に縦材１４が傾斜をつけて固定され、縦材１４の上に横材１５が縦材１４に直交するように固定され、縦材１４と横材１５とが井桁状に組まれている。そして、太陽光発電パネル１７が横材１５の上に図に示すように縦置き配置で固定されている（特許文献１の図１参照）。

太陽光発電パネルは、デザイン性等の観点から横置き配置で架台に固定される場合もある（例えば、特許文献２）。特許文献２に記載されている架台では、地盤に打設された支持杭１１の上に縦材１２が傾斜をつけて固定され、縦材１２の上に横材１３が縦材１２に直交するように固定され、特許文献１の架台と同様に縦材１２と横材１３とが井桁状に組まれている。そして、太陽光発電パネル１６が横材１３の上に図に示すように太陽光発電パネル１６の長辺と横材１３とが重なるように横置き配置で固定されている（特許文献２の図１参照）。

特許文献１及び２に示す架台は、いずれも先行して設置された縦材の上に横材が井桁状に組まれる構造（以降、縦材先行構造と呼ぶ）よりなる。これとは異なる構造として、先行して設置された横材の上に縦材が井桁状に組まれる構造（以降、横材先行構造と呼ぶ）もある。

また、架台の基礎構造形式は、特許文献１に示すようなコンクリート基礎や、特許文献２に示すような杭基礎など、様々な構造形式がある。一般に杭基礎構造は、不整地に対応し易い、工期が短い、安価であるという長所を有しているが、地盤の硬さや、地中障害物の有無などの地盤の状況次第では、杭基礎構造の設計や施工が困難な場合がある。

ここ数年、大規模産業用太陽光発電施設の建設件数は飛躍的に増加し、今後も建設件数の増加が見込まれる一方で、日本国内では比較的平坦で地中障害物の少ない建設適地の数に限りが見えつつある。このような背景から、最近では、ゴルフ場や山間部等の傾斜地に大規模産業用太陽光発電施設を建設するニーズが高まりつつある。

杭基礎構造は、他の基礎構造と比べて不整地に対応し易く、また、工種が少なく機械施工が可能であるため、杭基礎構造を採用することにより、これまで建設不適地と考えられてきた傾斜地において、安価かつ短い工期で架台を建設することが可能となる。

特開２０１１−１３４８４７号公報 特開２０１２−１８６２９３号公報

多くの太陽光発電パネルは、複数枚配列したセルを樹脂や強化ガラスなどで挟み、外周を金属製のフレーム枠で補強した構造よりなる。このような太陽光発電パネルでは、長辺の端部から少し長手方向の中央に寄った位置、例えば長辺長さの1/4程度長手方向の中央に寄った位置の４点をクランプやボルト等で固定するのが構造的に有利であるとされている。

このように長辺の４点で太陽光発電パネルを固定する場合、縦材先行構造の架台では、太陽光発電パネルの短辺方向に対向する２つの固定点が横材の上に重なるように、太陽光発電パネルが縦置き配置で架台に固定される（特許文献１参照）。あるいは、太陽光発電パネルの長辺と横材とが重なるように、太陽光発電パネルが横置き配置で架台に固定される（特許文献２参照）。

発明者の知見によると、太陽光発電パネルの短辺方向に対向する２つの固定点が横材の上に重なるように、太陽光発電パネルが縦置き配置で架台に固定される場合には、太陽光発電パネルを架台に取り付けるときに、太陽光発電パネルが長手方向に少々動いたとしても、太陽光発電パネルが横材間をすり抜けて墜落する危険性は小さい。このため、作業者は安心して太陽光発電パネルの設置作業を行うことが可能であり、作業性に優れている。

一方、太陽光発電パネルの長辺と横材とが重なるように、太陽光発電パネルが横置き配置で架台に固定される場合には、横材と太陽光発電パネルの長辺とのかかり量が少ないと太陽光発電パネルが横材間をすり抜けて墜落する危険性が大きくなる。このため、作業者は慎重に太陽光発電パネルの設置作業を行う必要が生じ、これが作業性の低下を招く場合がある。

すなわち、太陽光発電パネルが縦置き配置で計画されている場合には、縦材先行構造の架台が作業性が良く、太陽光発電パネルが横置き配置で計画されている場合には、横材先行構造の架台が作業性が良いと発明者は考えている。

縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台とは、それぞれ専用に設計された架台となっているため、太陽光発電パネルの配置に合わせて、架台を選定する必要があった。現状では縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台とは、共通する部材が少なく、架台製造業者としては、部材種類の集約による製造の効率化及び資材管理の簡素化が求められていた。また、架台設置業者としては、縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台との部材の共通性が小さいほど、作業者の熟練に時間がかかるという課題があった。

上述した杭基礎構造は、他の基礎構造と比べて不整地に対応し易いことから、これまで建設不適地と考えられてきた傾斜地において需要が高まりつつある。ところが、急傾斜、硬い地盤、地中障害物が多いなどの厳しい施工条件においては、杭基礎構造を採用する場合には、杭の倒れ、ねじれ、高さ誤差が生じやすく、杭打ちの施工精度を確保するには高度な施工技術が必要となるという課題がある。場合によっては、杭位置の変更が必要となることもある。したがって、架台自体に、杭の施工誤差を吸収できる機構が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、地盤に打設された支持杭の上部に井桁状に組まれた桟材を連結した構造からなる太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材であって、杭の施工誤差を吸収できる機構を有することにより傾斜地・不整地に対応し易く、最小限の部材の種類で縦材先行構造と横材先行構造の両方に対応可能な太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材を提供することを目的とする。

本発明の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材は、
地盤に立設される複数の杭と、
前記杭により支持され、前記杭に対して３つの軸の周りに変角可能でかつ高さ調整可能な複数の第一桟材と、
前記杭と前記第一桟材を連結する連結金具と、
前記第一桟材により支持され前記第一桟材と直交する方向に配置される複数の第二桟材とを備え、
前記杭、前記連結金具及び前記第一桟材の各構造を変えることなく、前記第一桟材を縦方向に配置する縦材先行構造と、前記第一桟材を横方向に配置する横材先行構造とに適用することが可能なことを特徴とする。

本発明によれば、杭、連結金具及び第一桟材の各構造を変えることなく、横材先行構造と縦材先行構造の両方に対応することができる。

（ａ）は横材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台の側面図、（ｂ）は同平面図である。 （ａ）は杭の断面図、（ｂ）は横材と縦材の断面図である。 連結金具の構造を説明する図である。 杭と横材の連結部の拡大図である。 杭と横材の連結部の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は横材の杭に対する変角を説明する図、（ｄ）は横材の杭に対する高さの調整を説明する図である。 （ａ）は縦材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台の側面図、（ｂ）は同平面図である。 杭と縦材の連結部の拡大図である。 杭と縦材の連結部の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は縦材の杭に対する変角を説明する図、（ｄ）は縦材の杭に対する高さの調整を説明する図である。

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施例である太陽光発電パネル設置用架台１の側面図、図１（ｂ）は、同平面図である。太陽光発電パネル設置用架台１は、４本の杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（以下、これらの総称として「杭１０」という）と、２本の横材２０ａ、２０ｂ（以下、これらの総称として「横材２０」という）と、６本の縦材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ（以下、これらの総称として「縦材３０」という）と、杭１０と横材２０とを連結する連結金具４０を備えている。

杭１０は、それぞれ下部を地盤３に打ち込んで固定され、鉛直に立設されている。杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、平面的には図１（ｂ）の東西方向を長手方向とする長方形の頂点に１本ずつ配置されている。
杭１０の断面形状は、図２（ａ）に示すような溝形で、開口側１１が南側を向くように配置されている。

横材２０ａは、図１（ｂ）に示すように東西方向に配置され、その西端付近を杭１０ａにより、東端付近を杭１０ｂによりそれぞれ連結金具４０を介して支持されている。横材２０ｂも横材２０ａと同様に、杭１０ｃと杭１０ｄにより支持されている。縦材２０と横材３０のうち、杭１０により支持されるものを第一桟材、第一桟材により支持されるものを第二桟材と呼ぶこととする。図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、横材２０が第一桟材、縦材３０が第二桟材である。

横材２０の断面形状は、図２（ｂ）に示すように箱形を基本とするもので、上面には溝部２１が、左右の側面には溝部２２、２２がそれぞれ設けられている。溝部２１、２２には溝の中央部が開口する形に突出部２３、２４が設けられ、後述するボルト固定用のプレート等をはめ込めるようになっている。

縦材３０は、南側が下になるように南北方向に傾斜して配置され、両端から長さの１／４程度中央によった２点を横材２０ａ、２０ｂにより支持されている。縦材２０と横材３０は、それらの交差する位置で図示しない固定金具により連結されている。縦材３０の東西方向の配置間隔は太陽光発電パネル４の長辺の長さの約１／２となっている。

縦材３０の断面形状は、横材２０の断面形状と同一で、図２（ｂ）に示すように箱形形状に溝部３１、３２を設けた形状となっている。溝部３１、３２には、突出部３３、３４が設けられている。このように、スパンの小さい縦材３０の断面形状をスパンの大きい横材３０に合わせることは、材料の量の面では不経済となり得るが、部材の種類が少なくなり部材管理を簡素化させることができる。

杭１０の材質は溶融亜鉛メッキされた鋼であり、ロール成形によって製造される。横材２０及び縦材３０の材質は、いずれもアルミニウム合金であり、押し出し成形によって製造される。

縦材３０の上には、９枚の長方形の形状の太陽光発電パネル４が、その長辺が横材２０と平行になるように、図示しないクランプにより固定される。

太陽光発電パネル設置用架台１の概略の施工順序は、（１）杭１０を立設し、（２）杭１０に連結金具４０を取り付け、（３）連結金具４０に横材２０を連結し、（４）横材２０に縦材３０を連結し、（５）縦材３０に太陽光発電パネル４を取り付ける、という順序となる。

図３は、連結金具４０の構造を説明する図、図４は、杭１０と横材２０の連結部の拡大図である。
連結金具４０は、ヒンジ金具４１と２個の桟受け金具６１により構成されている。ヒンジ金具４１の断面形状は、上フランジ４２と下フランジ４３と２枚のウェブ４４、４５で構成される中空の台形を基本とし、上フランジ４２の両端には張り出し部４６、４７が設けられている。また、上記の台形形状の内側には対角線を結ぶ位置に補剛板４８、４９が設けられている。上フランジ４２と下フランジ４３は互いに平行であるが、下フランジ４３の中心は上フランジ４２の中心に対して左方向（杭１０に取り付けた状態では南方向）に偏心している。なお、上フランジ４２と下フランジ４３とが平行でなくてもよい。

下フランジ４３とウェブ４４が交わる位置にはパイプ状の枢支孔５０が、下フランジ４３とウェブ４５が交わる位置にはパイプ状の枢支孔５１が、それぞれ設けられている。枢支孔５１の中心軸は、上フランジ４２の重心を通る上フランジ４２に対する垂直面上にある。すなわち、枢支孔５１の位置は、ヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置にほぼ一致するようになっている。一方、枢支孔５０の位置は、ヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置から南側に偏心している。張り出し部４６、４７には南北方向に伸びる長穴５２、５３が設けられている。

桟受け金具６１は、東西方向の幅がヒンジ材４１の上フランジ４２の東西方向の幅よりもやや小さい板状部材であるヒンジ結合部６２と、ヒンジ結合部６２と東西方向の幅が同一の板状部材である桟材結合部６３とからなる断面Ｌ字形状の部材である。ヒンジ結合部６２にはボルト穴６４が、桟材結合部６３には上下方向に伸びる長穴６５がそれぞれ設けられている。

ヒンジ金具４１は、南側が下になるように傾斜した状態で、杭１０の上端部付近の開口側１１寄りに設けられた二つのボルト穴１２、１３、枢支孔５０を貫通するボルト７１（軸部材の一例）とナット８１により、杭１０の上部に固定される。下フランジ４３は上フランジ４２に対して偏心しているため、連結金具４０を杭１０に取り付けた状態では、杭芯Ｂと上フランジ４２の中心を含む鉛直面Ａの南北方向の位置はほぼ一致する。したがって、横材２０を杭芯Ｂ上に大きくずれることなく配置できる。

また、枢支孔５０の位置がヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置から南側に偏心しているため、ヒンジ金具４１は、その自重により、枢支孔５０を中心として北側に（図４中の時計回りに）傾こうとする。したがって、図４に示すように横材２０が南側に（反時計回りに）傾けられた状態において、枢支孔５０を中心とした回転モーメントを極力小さくすることが可能である。このため、横材２０が傾いた状態でのバランスがとりやすい分、横材２０の組立時の施工性が良好となる。

２枚の桟受け金具６１は、ヒンジ金具４１の上フランジ４２の中心に対して南北方向に対称となる位置に、ヒンジ結合部６２が外向きとなるように、長穴５２（５３）、ボルト穴６４を貫通するボルト７２とナット８２により、張り出し部４６、４７に固定される。ヒンジ金具４１と桟受け部材６１の結合はボルト止めであるから、桟受け部材６１のヒンジ金具４１に対する平面的な取付角度は調整することができる。

桟受け金具６１の桟材結合部６３は、長穴６５を貫通するボルト７３と、雌ねじを切ってあるネジ穴７５が設けられ、横材２０の溝部２２にはめ込まれたプレート７４とにより横材２０と連結される。組み立て時には、作業者がプレート７４を指や工具で固定した状態でボルト７３を所定のトルクでネジ穴７５にねじ込む。

図５は、連結金具４０を介して杭１０と横材２０が連結された状態を示す斜視図である。連結金具４０は、南側が下になるように傾斜した状態で、上下方向の位置としては、ヒンジ金具４１の下部が杭１０の溝型断面の内部に収まり、ヒンジ金具４１の上部と２個の桟受け部材６１が杭１０の上端より上になる状態で杭１０と連結されている。そして、横材２０は、連結金具４０と平行に南北方向に傾斜し、２個の桟受け部材６１の桟材結合部６３に挟まれる形で連結金具４０と連結されている。

図６（ａ）〜（ｄ）は横材２０の杭１０に対する変角（取付角度の調整）と上下方向の位置調整を説明する図である。図６（ａ）〜（ｄ）においては、おのおの左側が杭１０が設計通りに正確に施工されたとした場合、右側が杭１０に何らかの施工誤差が生じた場合を示している。

連結金具４０は枢支孔５０を貫通し東西方向に伸びるボルト７１により杭１０に連結され、横材２０は杭１０に対してボルト７１の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ａ）に示すように、杭１０が南北方向に傾いていても、杭１０の上面と横材２０の下面とのなす角度αを調整し、横材２０の下面と水平面とのなす角度を所定の値θにして設置することができる。

連結金具４０は、長穴６５を貫通し南北方向に伸びる２本のボルト７３により横材２０の側面に連結され、横材２０は杭１０に対してボルト７３の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ｂ）に示すように、杭１０が東西方向に傾いていても、杭１０の上面と横材２０の下面との間の角度βを調整することにより、横材２０を東西方向に水平または水平に対し所定のなす角度にして設置することができる。

２個の桟受け金具６１は、ボルト穴６４と長穴５２（５３）を貫通し鉛直方向に伸びるボルト７２によりヒンジ金具４１の張り出し部４６（４７）にそれぞれ固定され、ヒンジ金具４１に対してボルト７２の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ｃ）に示すように、杭１０の向きがずれた場合でも桟受け金具６１の桟材結合部６３と横材２０の側面が平行になるように平面的な取り付け角度を調整することにより（杭１０の前面と横材２０の側面とのなす角度γを調整することにより）、横材２０を正確に東西方向に設置することができる。すなわち、横材２０は、杭１０に対して２本のボルト７２を結ぶ線分の中点Ｃを通り鉛直方向に伸びる直線の周りに変角可能となっている。

ボルト７２を貫通させるために桟材連結部６３に設けられた孔は、上下方向に長い長穴６５となっている。そのため、図６（ｄ）に示すように、杭１０の上面の高さが設計値と異なっていても、杭１０の上面と横材２０の下面との間の距離ｄを調整し、横材２０を所定の高さ（標高）に設置することができる。なお、この実施例では、高さの調整を連結金具４０と横材２０の連結部で行うようにしたが、例えば、杭１０に形成されたボルト穴１２、１３を長穴とすることによって連結金具４０と杭１０との連結部で行うようにしても良い。また、上記の２カ所の連結部をいずれも高さ調整可能とし、大まかな高さ合わせを連結金具４０と杭１０との連結部で行い、最終的な微調整を連結金具４０と横材２０との連結部で行うようにしてもよい。

次に、太陽光発電パネル設置用架台１を構成するのに用いた各部材と同一構造の部材を用いて、縦材３０が杭１０により支持される縦材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台２について説明する。

図７（ａ）は、太陽光発電パネル設置用架台２の側面図、図７（ｂ）は、同平面図である。
太陽光発電パネル設置用架台２は、６本の杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ（以下、これらの総称として「杭１０」という）と、４本の横材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ（以下、これらの総称として「横材２０」という）と、３本の縦材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（以下、これらの総称として「縦材３０」という）と、杭１０と縦材３０とを連結する連結金具４０を備えている。

杭１０、横材２０、縦材３０、連結金具４０の形状・寸法は、それぞれ太陽光発電パネル設置用架台１の場合と同一である。

杭１０は、それぞれ下部を地盤３打ち込んで固定され、鉛直に立設されている。杭１０ａ、１０ｂ、１０ｅ、１０ｆは、平面的には図７（ｂ）の東西方向を長手方向とする長方形の頂点に１本ずつ配置され、その長方形の長辺の中点に杭１０ｃと杭１０ｄとが配置されている。杭１０の平面的な配置方向は、開口側１１が東側を向いている。

縦材３０ａは、図７（ｂ）に示すように南北方向に南側が下になるように傾斜して配置され、その北端付近を杭１０ａにより、南端付近を杭１０ｂによりそれぞれ連結金具４０を介して支持されている。同様に、縦材３０ｂは、杭１０ｃと杭１０ｄにより、縦材３０ｃは、杭１０ｅと杭１０ｆにより支持されている。そのため、太陽光発電パネル設置用架台２においては、縦材３０が第一桟材、横材２０が第二桟材となる。

横材２０は、東西方向に配置され、その両端付近と中央を縦材３０ａ、３０ｃ、３０ｂにより支持されている。縦材２０と横材３０は、それらの交差する位置で図示しない固定金具により連結されている。横材２０の南北方向の配置間隔は太陽光発電パネル４の長辺の長さの約１／２となっている。

横材２０の上には、１２枚の長方形の形状の太陽光発電パネル４が、その長辺が縦材３０と平行になるように、図示しないクランプにより固定される。

太陽光発電パネル設置用架台２の概略の施工順序は、（１）杭１０を立設し、（２）杭１０に連結金具４０を取り付け、（３）連結金具４０に縦材３０を連結し、（４）縦材３０に横材２０を連結し、（５）横材２０に太陽光発電パネル４を取り付ける、という順序となる。

図８は、杭１０と縦材３０の連結部の拡大図である。連結金具４０の構造は図３、図４に示したものと同一であるが、ボルト７１は枢支孔５１を貫通し、上フランジ４２が水平になるように杭１０に取り付けられている点が異なっている。

このように、ヒンジ金具４１が水平方向（図８では東西方向）の位置が異なる平行な二つの枢支孔５０、５１を備えていることにより、太陽光発電用パネル４が傾斜していても杭芯から大きくずれることなく第一桟材を配置でき、横材先行の場合と縦材先行の場合とで連結金具４０の構造を変えることなく兼用することができる。

また、本実施例では、横材２０と縦材３０の断面形状が同一であるため、横材先行とする場合と縦材先行とする場合とで二つの桟材結合部６３の間隔を変更する必要がない。横材２０と縦材３０の幅が異なる場合でも、ヒンジ金具４１と桟受け金具６１とを連結するボルト７２を貫通させるボルト穴は長穴５２、５３となっているから、連結金具４０の構造を変えることなく桟材結合部６３の間隔を調整し横材先行、縦材先行の両方に対応することができる。なお、桟結合部６３は一つとしてもよい。

図９は、連結金具４０を介して杭１０と縦材３０が連結された状態を示す斜視図である。連結金具４０は、上フランジ４２が水平となる状態で、上下方向の位置としては、ヒンジ金具４１の下部が杭１０の溝型断面の内部に収まり、ヒンジ金具４１の上部と２個の桟受け部材６１が杭１０の上端より上になる状態で杭１０と連結されている。そして、縦材３０は南北方向に傾斜し、２個の桟受け金具６１の桟材結合部６３に挟まれる形で連結金具４０と連結されている。

図１０（ａ）〜（ｄ）は縦材３０の杭１０に対する変角と上下方向の位置調整を説明する図である。図１０（ａ）〜（ｄ）においては、おのおの左側が杭１０が設計通りに正確に施工されたとした場合、右側が杭１０に何らかの施工誤差が生じた場合を示している。

連結金具４０は枢支孔５１を貫通し南北方向に伸びるボルト７１により杭１０に連結され、縦材３０は杭１０に対してボルト７１の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ａ）に示すように、杭１０が東西方向に傾いていても、杭１０の上面と縦材３０の下面とのなす角度α２を調整し、縦材３０が東西方向に水平または水平に対して所定のなす角度となるように設置することができる。

連結金具４０は、長穴６５を貫通し東西方向に伸びる２本のボルト７３により縦材３０の側面に連結され、縦材３０は杭１０に対してボルト７３の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ｂ）に示すように、杭１０が南北方向に傾いていても、杭１０の上面と縦材３０の下面との間の角度β２を調整することにより、縦材３０が南北方向に所定の傾斜角θをなすように設置することができる。

２個の桟受け金具６１は、ボルト穴６４と長穴５２（５３）を貫通し鉛直方向に伸びるボルト７２によりヒンジ金具４１の張り出し部４６（４７）にそれぞれ固定され、ヒンジ金具４１に対してボルト７２の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ｃ）に示すように、杭１０の向きがずれた場合でも桟受け金具６１の桟材結合部６３と縦材３０の側面が平行になるように平面的な取り付け角度を調整することにより（杭１０の前面と縦材３０の側面とのなす角度γ２を調整することにより）、縦材３０を正確に南北方向に設置することができる。すなわち、縦材３０は、杭１０に対して２本のボルト７２を結ぶ線分の中点Ｃを通り鉛直方向に伸びる直線の周りに変角可能となっている。

ボルト７２を貫通させるために桟材連結部６３に設けられた孔は、上下方向に伸びる長穴６５となっている。そのため、図１０（ｄ）に示すように、杭１０の上面の高さが設計値と異なっていても、杭１０の上面と縦材３０の下面との間の距離ｄ２を調整し、縦材３０を所定の高さ（標高）に設置することができる。

なお、本実施例では、横材２０、縦材３０が東西方向または南北方向に配置されるものとしたが、横材２０と縦材３０が井桁状に組み合わされるのであれば、配置方向が東西方向、南北方向と一致していなくてもよい。

地盤３は、平坦で傾斜もないものとしたが、杭１０を地盤３に打ち込んで固定する構造となっているため、地盤３に凹凸があったり傾斜があったりしても容易に施工することができる。

以上説明したように、杭１０、横材２０、縦材３０、連結金具４０を含む部材の組を用いれば、各部材の形状を変更することなく、横材先行、縦材先行のいずれの施工方法にも対応することができる。なお、第一桟材と第二桟材の断面形状は異なっていてもよい。

また、横材先行、縦材先行のいずれの場合でも、第一桟材が杭１０に対して三つの軸の周りに変角可能で、かつ高さ調整も可能となっている。そのため、杭１０の東西方向の傾き、南北方向の傾き、平面的な配置方向のずれ、高さのずれを吸収し、太陽光発電用パネル４を設計通りの位置及び傾斜に配置することができる。

本願発明の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材によれば、多くの架台タイプを開発する必要はなくなり、施工し易い架台タイプを組めることによる施工の効率化、一点集中開発による開発の効率化、部材種類が最小限になることによる低コスト化及び資材管理の簡素化、縦材先行でも横材先行でも同一部材を用いることにより作業員が熟練し易いなどのメリットがある。

１、２ 太陽光発電パネル設置用架台
３ 地盤
４ 太陽光発電パネル
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ 杭
１１ 開口側
１２、１３ ボルト穴
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 横材（第一桟材または第二桟材）
２１、２２ 溝部
２３、２４ 突出部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ 縦材（第一桟材または第二桟材）
３１、３２ 溝部
３３、３４ 突出部
４０ 連結金具
４１ ヒンジ金具
４２ 上フランジ
４３ 下フランジ
４４、４５ ウェブ
４６、４７ 張り出し部
４８、４９ 補剛材
５０、５１ 枢支孔
５２、５３ 長穴
６１ 桟受け金具
６２ ヒンジ結合部
６３ 桟材結合部
６４ ボルト穴
６５ 長穴
７１ ボルト（軸部材）
７２、７３ ボルト
７４ プレート
７５ ネジ穴
８１、８２ ナット

本発明は、太陽光を光電変換する太陽光発電パネルを支持する架台を構成するための部材に関し、詳しくは、地盤に打設された支持杭の上部に井桁状に組まれた桟材を連結した構造からなる太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材に関する。

大規模産業用太陽光発電施設では、太陽光発電パネルを地上設置するのが一般的である。例えば、特許文献１に記載されている架台では、コンクリート基礎１１の上に縦材１４が傾斜をつけて固定され、縦材１４の上に横材１５が縦材１４に直交するように固定され、縦材１４と横材１５とが井桁状に組まれている。そして、太陽光発電パネル１７が横材１５の上に図に示すように縦置き配置で固定されている（特許文献１の図１参照）。

太陽光発電パネルは、デザイン性等の観点から横置き配置で架台に固定される場合もある（例えば、特許文献２）。特許文献２に記載されている架台では、地盤に打設された支持杭１１の上に縦材１２が傾斜をつけて固定され、縦材１２の上に横材１３が縦材１２に直交するように固定され、特許文献１の架台と同様に縦材１２と横材１３とが井桁状に組まれている。そして、太陽光発電パネル１６が横材１３の上に図に示すように太陽光発電パネル１６の長辺と横材１３とが重なるように横置き配置で固定されている（特許文献２の図１参照）。

特許文献１及び２に示す架台は、いずれも先行して設置された縦材の上に横材が井桁状に組まれる構造（以降、縦材先行構造と呼ぶ）よりなる。これとは異なる構造として、先行して設置された横材の上に縦材が井桁状に組まれる構造（以降、横材先行構造と呼ぶ）もある。

また、架台の基礎構造形式は、特許文献１に示すようなコンクリート基礎や、特許文献２に示すような杭基礎など、様々な構造形式がある。一般に杭基礎構造は、不整地に対応し易い、工期が短い、安価であるという長所を有しているが、地盤の硬さや、地中障害物の有無などの地盤の状況次第では、杭基礎構造の設計や施工が困難な場合がある。

ここ数年、大規模産業用太陽光発電施設の建設件数は飛躍的に増加し、今後も建設件数の増加が見込まれる一方で、日本国内では比較的平坦で地中障害物の少ない建設適地の数に限りが見えつつある。このような背景から、最近では、ゴルフ場や山間部等の傾斜地に大規模産業用太陽光発電施設を建設するニーズが高まりつつある。

杭基礎構造は、他の基礎構造と比べて不整地に対応し易く、また、工種が少なく機械施工が可能であるため、杭基礎構造を採用することにより、これまで建設不適地と考えられてきた傾斜地において、安価かつ短い工期で架台を建設することが可能となる。

特開２０１１−１３４８４７号公報 特開２０１２−１８６２９３号公報

多くの太陽光発電パネルは、複数枚配列したセルを樹脂や強化ガラスなどで挟み、外周を金属製のフレーム枠で補強した構造よりなる。このような太陽光発電パネルでは、長辺の端部から少し長手方向の中央に寄った位置、例えば長辺長さの1/4程度長手方向の中央に寄った位置の４点をクランプやボルト等で固定するのが構造的に有利であるとされている。

このように長辺の４点で太陽光発電パネルを固定する場合、縦材先行構造の架台では、太陽光発電パネルの短辺方向に対向する２つの固定点が横材の上に重なるように、太陽光発電パネルが縦置き配置で架台に固定される（特許文献１参照）。あるいは、太陽光発電パネルの長辺と横材とが重なるように、太陽光発電パネルが横置き配置で架台に固定される（特許文献２参照）。

発明者の知見によると、太陽光発電パネルの短辺方向に対向する２つの固定点が横材の上に重なるように、太陽光発電パネルが縦置き配置で架台に固定される場合には、太陽光発電パネルを架台に取り付けるときに、太陽光発電パネルが長手方向に少々動いたとしても、太陽光発電パネルが横材間をすり抜けて墜落する危険性は小さい。このため、作業者は安心して太陽光発電パネルの設置作業を行うことが可能であり、作業性に優れている。

一方、太陽光発電パネルの長辺と横材とが重なるように、太陽光発電パネルが横置き配置で架台に固定される場合には、横材と太陽光発電パネルの長辺とのかかり量が少ないと太陽光発電パネルが横材間をすり抜けて墜落する危険性が大きくなる。このため、作業者は慎重に太陽光発電パネルの設置作業を行う必要が生じ、これが作業性の低下を招く場合がある。

すなわち、太陽光発電パネルが縦置き配置で計画されている場合には、縦材先行構造の架台が作業性が良く、太陽光発電パネルが横置き配置で計画されている場合には、横材先行構造の架台が作業性が良いと発明者は考えている。

縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台とは、それぞれ専用に設計された架台となっているため、太陽光発電パネルの配置に合わせて、架台を選定する必要があった。現状では縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台とは、共通する部材が少なく、架台製造業者としては、部材種類の集約による製造の効率化及び資材管理の簡素化が求められていた。また、架台設置業者としては、縦材先行構造の架台と横材先行構造の架台との部材の共通性が小さいほど、作業者の熟練に時間がかかるという課題があった。

上述した杭基礎構造は、他の基礎構造と比べて不整地に対応し易いことから、これまで建設不適地と考えられてきた傾斜地において需要が高まりつつある。ところが、急傾斜、硬い地盤、地中障害物が多いなどの厳しい施工条件においては、杭基礎構造を採用する場合には、杭の倒れ、ねじれ、高さ誤差が生じやすく、杭打ちの施工精度を確保するには高度な施工技術が必要となるという課題がある。場合によっては、杭位置の変更が必要となることもある。したがって、架台自体に、杭の施工誤差を吸収できる機構が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、地盤に打設された支持杭の上部に井桁状に組まれた桟材を連結した構造からなる太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材であって、杭の施工誤差を吸収できる機構を有することにより傾斜地・不整地に対応し易く、最小限の部材の種類で縦材先行構造と横材先行構造の両方に対応可能な太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材を提供することを目的とする。

本発明の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材は、
地盤に立設される複数の杭と、
前記杭により支持され、前記杭に対して３つの軸の周りに変角可能でかつ高さ調整可能な複数の第一桟材と、
前記杭と前記第一桟材を連結する連結金具と、
前記第一桟材により支持され前記第一桟材と直交する方向に配置される複数の第二桟材とを備え、
前記杭、前記連結金具及び前記第一桟材の各構造を変えることなく、前記第一桟材を縦方向に配置する縦材先行構造と、前記第一桟材を横方向に配置する横材先行構造とに適用することが可能なことを特徴とする。

本発明によれば、杭、連結金具及び第一桟材の各構造を変えることなく、横材先行構造と縦材先行構造の両方に対応することができる。

（ａ）は横材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台の側面図、（ｂ）は同平面図である。 （ａ）は杭の断面図、（ｂ）は横材と縦材の断面図である。 連結金具の構造を説明する図である。 杭と横材の連結部の拡大図である。 杭と横材の連結部の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は横材の杭に対する変角を説明する図、（ｄ）は横材の杭に対する高さの調整を説明する図である。 （ａ）は縦材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台の側面図、（ｂ）は同平面図である。 杭と縦材の連結部の拡大図である。 杭と縦材の連結部の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は縦材の杭に対する変角を説明する図、（ｄ）は縦材の杭に対する高さの調整を説明する図である。

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施例である太陽光発電パネル設置用架台１の側面図、図１（ｂ）は、同平面図である。太陽光発電パネル設置用架台１は、４本の杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（以下、これらの総称として「杭１０」という）と、２本の横材２０ａ、２０ｂ（以下、これらの総称として「横材２０」という）と、６本の縦材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ（以下、これらの総称として「縦材３０」という）と、杭１０と横材２０とを連結する連結金具４０を備えている。

杭１０は、それぞれ下部を地盤３に打ち込んで固定され、鉛直に立設されている。杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、平面的には図１（ｂ）の東西方向を長手方向とする長方形の頂点に１本ずつ配置されている。
杭１０の断面形状は、図２（ａ）に示すような溝形で、開口側１１が南側を向くように配置されている。

横材２０ａは、図１（ｂ）に示すように東西方向に配置され、その西端付近を杭１０ａにより、東端付近を杭１０ｂによりそれぞれ連結金具４０を介して支持されている。横材２０ｂも横材２０ａと同様に、杭１０ｃと杭１０ｄにより支持されている。縦材３０と横材２０のうち、杭１０により支持されるものを第一桟材、第一桟材により支持されるものを第二桟材と呼ぶこととする。図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、横材２０が第一桟材、縦材３０が第二桟材である。

横材２０の断面形状は、図２（ｂ）に示すように箱形を基本とするもので、上面には溝部２１が、左右の側面には溝部２２、２２がそれぞれ設けられている。溝部２１、２２には溝の中央部が開口する形に突出部２３、２４が設けられ、後述するボルト固定用のプレート等をはめ込めるようになっている。

縦材３０は、南側が下になるように南北方向に傾斜して配置され、両端から長さの１／４程度中央によった２点を横材２０ａ、２０ｂにより支持されている。縦材３０と横材２０は、それらの交差する位置で図示しない固定金具により連結されている。縦材３０の東西方向の配置間隔は太陽光発電パネル４の長辺の長さの約１／２となっている。

縦材３０の断面形状は、横材２０の断面形状と同一で、図２（ｂ）に示すように箱形形状に溝部３１、３２を設けた形状となっている。溝部３１、３２には、突出部３３、３４が設けられている。このように、スパンの小さい縦材３０の断面形状をスパンの大きい横材２０に合わせることは、材料の量の面では不経済となり得るが、部材の種類が少なくなり部材管理を簡素化させることができる。

杭１０の材質は溶融亜鉛メッキされた鋼であり、ロール成形によって製造される。横材２０及び縦材３０の材質は、いずれもアルミニウム合金であり、押し出し成形によって製造される。

縦材３０の上には、９枚の長方形の形状の太陽光発電パネル４が、その長辺が横材２０と平行になるように、図示しないクランプにより固定される。

太陽光発電パネル設置用架台１の概略の施工順序は、（１）杭１０を立設し、（２）杭１０に連結金具４０を取り付け、（３）連結金具４０に横材２０を連結し、（４）横材２０に縦材３０を連結し、（５）縦材３０に太陽光発電パネル４を取り付ける、という順序となる。

図３は、連結金具４０の構造を説明する図、図４は、杭１０と横材２０の連結部の拡大図である。
連結金具４０は、ヒンジ金具４１と２個の桟受け金具６１により構成されている。ヒンジ金具４１の断面形状は、上フランジ４２と下フランジ４３と２枚のウェブ４４、４５で構成される中空の台形を基本とし、上フランジ４２の両端には張り出し部４６、４７が設けられている。また、上記の台形形状の内側には対角線を結ぶ位置に補剛板４８、４９が設けられている。上フランジ４２と下フランジ４３は互いに平行であるが、下フランジ４３の中心は上フランジ４２の中心に対して左方向（杭１０に取り付けた状態では南方向）に偏心している。なお、上フランジ４２と下フランジ４３とが平行でなくてもよい。

下フランジ４３とウェブ４４が交わる位置にはパイプ状の枢支孔５０が、下フランジ４３とウェブ４５が交わる位置にはパイプ状の枢支孔５１が、それぞれ設けられている。枢支孔５１の中心軸は、上フランジ４２の重心を通る上フランジ４２に対する垂直面上にある。すなわち、枢支孔５１の位置は、ヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置にほぼ一致するようになっている。一方、枢支孔５０の位置は、ヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置から南側に偏心している。張り出し部４６、４７には南北方向に伸びる長穴５２、５３が設けられている。

桟受け金具６１は、東西方向の幅がヒンジ材４１の上フランジ４２の東西方向の幅よりもやや小さい板状部材であるヒンジ結合部６２と、ヒンジ結合部６２と東西方向の幅が同一の板状部材である桟材結合部６３とからなる断面Ｌ字形状の部材である。ヒンジ結合部６２にはボルト穴６４が、桟材結合部６３には上下方向に伸びる長穴６５がそれぞれ設けられている。

ヒンジ金具４１は、南側が下になるように傾斜した状態で、杭１０の上端部付近の開口側１１寄りに設けられた二つのボルト穴１２、１３、枢支孔５０を貫通するボルト７１（軸部材の一例）とナット８１により、杭１０の上部に固定される。下フランジ４３は上フランジ４２に対して偏心しているため、連結金具４０を杭１０に取り付けた状態では、杭芯Ｂと上フランジ４２の中心を含む鉛直面Ａの南北方向の位置はほぼ一致する。したがって、横材２０を杭芯Ｂ上に大きくずれることなく配置できる。

また、枢支孔５０の位置がヒンジ金具４１の南北方向の重心の位置から南側に偏心しているため、ヒンジ金具４１は、その自重により、枢支孔５０を中心として北側に（図４中の時計回りに）傾こうとする。したがって、図４に示すように横材２０が南側に（反時計回りに）傾けられた状態において、枢支孔５０を中心とした回転モーメントを極力小さくすることが可能である。このため、横材２０が傾いた状態でのバランスがとりやすい分、横材２０の組立時の施工性が良好となる。

２枚の桟受け金具６１は、ヒンジ金具４１の上フランジ４２の中心に対して南北方向に対称となる位置に、ヒンジ結合部６２が外向きとなるように、長穴５２（５３）、ボルト穴６４を貫通するボルト７２とナット８２により、張り出し部４６、４７に固定される。ヒンジ金具４１と桟受け金具６１の結合はボルト止めであるから、桟受け金具６１のヒンジ金具４１に対する平面的な取付角度は調整することができる。

桟受け金具６１の桟材結合部６３は、長穴６５を貫通するボルト７３と、雌ねじを切ってあるネジ穴７５が設けられ、横材２０の溝部２２にはめ込まれたプレート７４とにより横材２０と連結される。組み立て時には、作業者がプレート７４を指や工具で固定した状態でボルト７３を所定のトルクでネジ穴７５にねじ込む。

図５は、連結金具４０を介して杭１０と横材２０が連結された状態を示す斜視図である。連結金具４０は、南側が下になるように傾斜した状態で、上下方向の位置としては、ヒンジ金具４１の下部が杭１０の溝型断面の内部に収まり、ヒンジ金具４１の上部と２個の桟受け金具６１が杭１０の上端より上になる状態で杭１０と連結されている。そして、横材２０は、連結金具４０と平行に南北方向に傾斜し、２個の桟受け金具６１の桟材結合部６３に挟まれる形で連結金具４０と連結されている。

図６（ａ）〜（ｄ）は横材２０の杭１０に対する変角（取付角度の調整）と上下方向の位置調整を説明する図である。図６（ａ）〜（ｄ）においては、おのおの左側が杭１０が設計通りに正確に施工されたとした場合、右側が杭１０に何らかの施工誤差が生じた場合を示している。

連結金具４０は枢支孔５０を貫通し東西方向に伸びるボルト７１により杭１０に連結され、横材２０は杭１０に対してボルト７１の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ａ）に示すように、杭１０が南北方向に傾いていても、杭１０の上面と横材２０の下面とのなす角度αを調整し、横材２０の下面と水平面とのなす角度を所定の値θにして設置することができる。

連結金具４０は、長穴６５を貫通し南北方向に伸びる２本のボルト７３により横材２０の側面に連結され、横材２０は杭１０に対してボルト７３の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ｂ）に示すように、杭１０が東西方向に傾いていても、杭１０の上面と横材２０の下面との間の角度βを調整することにより、横材２０を東西方向に水平または水平に対し所定のなす角度にして設置することができる。

２個の桟受け金具６１は、ボルト穴６４と長穴５２（５３）を貫通し鉛直方向に伸びるボルト７２によりヒンジ金具４１の張り出し部４６（４７）にそれぞれ固定され、ヒンジ金具４１に対してボルト７２の周りに変角可能となっている。そのため、図６（ｃ）に示すように、杭１０の向きがずれた場合でも桟受け金具６１の桟材結合部６３と横材２０の側面が平行になるように平面的な取り付け角度を調整することにより（杭１０の前面と横材２０の側面とのなす角度γを調整することにより）、横材２０を正確に東西方向に設置することができる。すなわち、横材２０は、杭１０に対して２本のボルト７２を結ぶ線分の中点Ｃを通り鉛直方向に伸びる直線の周りに変角可能となっている。

ボルト７２を貫通させるために桟材結合部６３に設けられた孔は、上下方向に長い長穴６５となっている。そのため、図６（ｄ）に示すように、杭１０の上面の高さが設計値と異なっていても、杭１０の上面と横材２０の下面との間の距離ｄを調整し、横材２０を所定の高さ（標高）に設置することができる。なお、この実施例では、高さの調整を連結金具４０と横材２０の連結部で行うようにしたが、例えば、杭１０に形成されたボルト穴１２、１３を長穴とすることによって連結金具４０と杭１０との連結部で行うようにしても良い。また、上記の２カ所の連結部をいずれも高さ調整可能とし、大まかな高さ合わせを連結金具４０と杭１０との連結部で行い、最終的な微調整を連結金具４０と横材２０との連結部で行うようにしてもよい。

次に、太陽光発電パネル設置用架台１を構成するのに用いた各部材と同一構造の部材を用いて、縦材３０が杭１０により支持される縦材先行構造とした太陽光発電パネル設置用架台２について説明する。

図７（ａ）は、太陽光発電パネル設置用架台２の側面図、図７（ｂ）は、同平面図である。
太陽光発電パネル設置用架台２は、６本の杭１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ（以下、これらの総称として「杭１０」という）と、４本の横材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ（以下、これらの総称として「横材２０」という）と、３本の縦材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（以下、これらの総称として「縦材３０」という）と、杭１０と縦材３０とを連結する連結金具４０を備えている。

杭１０、横材２０、縦材３０、連結金具４０の形状・寸法は、それぞれ太陽光発電パネル設置用架台１の場合と同一である。

杭１０は、それぞれ下部を地盤３打ち込んで固定され、鉛直に立設されている。杭１０ａ、１０ｂ、１０ｅ、１０ｆは、平面的には図７（ｂ）の東西方向を長手方向とする長方形の頂点に１本ずつ配置され、その長方形の長辺の中点に杭１０ｃと杭１０ｄとが配置されている。杭１０の平面的な配置方向は、開口側１１が東側を向いている。

縦材３０ａは、図７（ｂ）に示すように南北方向に南側が下になるように傾斜して配置され、その北端付近を杭１０ａにより、南端付近を杭１０ｂによりそれぞれ連結金具４０を介して支持されている。同様に、縦材３０ｂは、杭１０ｃと杭１０ｄにより、縦材３０ｃは、杭１０ｅと杭１０ｆにより支持されている。そのため、太陽光発電パネル設置用架台２においては、縦材３０が第一桟材、横材２０が第二桟材となる。

横材２０は、東西方向に配置され、その両端付近と中央を縦材３０ａ、３０ｃ、３０ｂにより支持されている。縦材３０と横材２０は、それらの交差する位置で図示しない固定金具により連結されている。横材２０の南北方向の配置間隔は太陽光発電パネル４の長辺の長さの約１／２となっている。

横材２０の上には、１２枚の長方形の形状の太陽光発電パネル４が、その長辺が縦材３０と平行になるように、図示しないクランプにより固定される。

太陽光発電パネル設置用架台２の概略の施工順序は、（１）杭１０を立設し、（２）杭１０に連結金具４０を取り付け、（３）連結金具４０に縦材３０を連結し、（４）縦材３０に横材２０を連結し、（５）横材２０に太陽光発電パネル４を取り付ける、という順序となる。

図８は、杭１０と縦材３０の連結部の拡大図である。連結金具４０の構造は図３、図４に示したものと同一であるが、ボルト７１は枢支孔５１を貫通し、上フランジ４２が水平になるように杭１０に取り付けられている点が異なっている。

このように、ヒンジ金具４１が水平方向（図８では東西方向）の位置が異なる平行な二つの枢支孔５０、５１を備えていることにより、太陽光発電用パネル４が傾斜していても杭芯から大きくずれることなく第一桟材を配置でき、横材先行の場合と縦材先行の場合とで連結金具４０の構造を変えることなく兼用することができる。

また、本実施例では、横材２０と縦材３０の断面形状が同一であるため、横材先行とする場合と縦材先行とする場合とで二つの桟材結合部６３の間隔を変更する必要がない。横材２０と縦材３０の幅が異なる場合でも、ヒンジ金具４１と桟受け金具６１とを連結するボルト７２を貫通させるボルト穴は長穴５２、５３となっているから、連結金具４０の構造を変えることなく桟材結合部６３の間隔を調整し横材先行、縦材先行の両方に対応することができる。なお、桟結合部６３は一つとしてもよい。

図９は、連結金具４０を介して杭１０と縦材３０が連結された状態を示す斜視図である。連結金具４０は、上フランジ４２が水平となる状態で、上下方向の位置としては、ヒンジ金具４１の下部が杭１０の溝型断面の内部に収まり、ヒンジ金具４１の上部と２個の桟受け金具６１が杭１０の上端より上になる状態で杭１０と連結されている。そして、縦材３０は南北方向に傾斜し、２個の桟受け金具６１の桟材結合部６３に挟まれる形で連結金具４０と連結されている。

図１０（ａ）〜（ｄ）は縦材３０の杭１０に対する変角と上下方向の位置調整を説明する図である。図１０（ａ）〜（ｄ）においては、おのおの左側が杭１０が設計通りに正確に施工されたとした場合、右側が杭１０に何らかの施工誤差が生じた場合を示している。

連結金具４０は枢支孔５１を貫通し南北方向に伸びるボルト７１により杭１０に連結され、縦材３０は杭１０に対してボルト７１の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ａ）に示すように、杭１０が東西方向に傾いていても、杭１０の上面と縦材３０の下面とのなす角度α２を調整し、縦材３０が東西方向に水平または水平に対して所定のなす角度となるように設置することができる。

連結金具４０は、長穴６５を貫通し東西方向に伸びる２本のボルト７３により縦材３０の側面に連結され、縦材３０は杭１０に対してボルト７３の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ｂ）に示すように、杭１０が南北方向に傾いていても、杭１０の上面と縦材３０の下面との間の角度β２を調整することにより、縦材３０が南北方向に所定の傾斜角θをなすように設置することができる。

２個の桟受け金具６１は、ボルト穴６４と長穴５２（５３）を貫通し鉛直方向に伸びるボルト７２によりヒンジ金具４１の張り出し部４６（４７）にそれぞれ固定され、ヒンジ金具４１に対してボルト７２の周りに変角可能となっている。そのため、図１０（ｃ）に示すように、杭１０の向きがずれた場合でも桟受け金具６１の桟材結合部６３と縦材３０の側面が平行になるように平面的な取り付け角度を調整することにより（杭１０の前面と縦材３０の側面とのなす角度γ２を調整することにより）、縦材３０を正確に南北方向に設置することができる。すなわち、縦材３０は、杭１０に対して２本のボルト７２を結ぶ線分の中点Ｃを通り鉛直方向に伸びる直線の周りに変角可能となっている。

ボルト７２を貫通させるために桟材結合部６３に設けられた孔は、上下方向に伸びる長穴６５となっている。そのため、図１０（ｄ）に示すように、杭１０の上面の高さが設計値と異なっていても、杭１０の上面と縦材３０の下面との間の距離ｄ２を調整し、縦材３０を所定の高さ（標高）に設置することができる。

なお、本実施例では、横材２０、縦材３０が東西方向または南北方向に配置されるものとしたが、横材２０と縦材３０が井桁状に組み合わされるのであれば、配置方向が東西方向、南北方向と一致していなくてもよい。

地盤３は、平坦で傾斜もないものとしたが、杭１０を地盤３に打ち込んで固定する構造となっているため、地盤３に凹凸があったり傾斜があったりしても容易に施工することができる。

以上説明したように、杭１０、横材２０、縦材３０、連結金具４０を含む部材の組を用いれば、各部材の形状を変更することなく、横材先行、縦材先行のいずれの施工方法にも対応することができる。なお、第一桟材と第二桟材の断面形状は異なっていてもよい。

また、横材先行、縦材先行のいずれの場合でも、第一桟材が杭１０に対して三つの軸の周りに変角可能で、かつ高さ調整も可能となっている。そのため、杭１０の東西方向の傾き、南北方向の傾き、平面的な配置方向のずれ、高さのずれを吸収し、太陽光発電用パネル４を設計通りの位置及び傾斜に配置することができる。

本願発明の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材によれば、多くの架台タイプを開発する必要はなくなり、施工し易い架台タイプを組めることによる施工の効率化、一点集中開発による開発の効率化、部材種類が最小限になることによる低コスト化及び資材管理の簡素化、縦材先行でも横材先行でも同一部材を用いることにより作業員が熟練し易いなどのメリットがある。

１、２ 太陽光発電パネル設置用架台
３ 地盤
４ 太陽光発電パネル
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ 杭
１１ 開口側
１２、１３ ボルト穴
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 横材（第一桟材または第二桟材）
２１、２２ 溝部
２３、２４ 突出部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ 縦材（第一桟材または第二桟材）
３１、３２ 溝部
３３、３４ 突出部
４０ 連結金具
４１ ヒンジ金具
４２ 上フランジ
４３ 下フランジ
４４、４５ ウェブ
４６、４７ 張り出し部
４８、４９ 補剛材
５０、５１ 枢支孔
５２、５３ 長穴
６１ 桟受け金具
６２ ヒンジ結合部
６３ 桟材結合部
６４ ボルト穴
６５ 長穴
７１ ボルト（軸部材）
７２、７３ ボルト
７４ プレート
７５ ネジ穴
８１、８２ ナット

Claims (4)

1. 地盤に立設される複数の杭と、
   前記杭により支持され、前記杭に対して３つの軸の周りに変角可能でかつ高さ調整可能な複数の第一桟材と、
   前記杭と前記第一桟材を連結する連結金具と、
   前記第一桟材により支持され前記第一桟材と直交する方向に配置される複数の第二桟材とを備え、
   前記杭、前記連結金具及び前記第一桟材の各構造を変えることなく、前記第一桟材を縦方向に配置する縦材先行構造と、前記第一桟材を横方向に配置する横材先行構造とに適用することが可能な太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材。
2. 前記連結金具は、下部に設けられた枢支孔と前記杭とを貫通する軸部材により前記杭に連結されるヒンジ金具と、
   前記ヒンジ金具の上部に、前記枢支孔の中心軸を含む鉛直面を挟んで対向する位置に、平面的な取り付け角度が調整可能に取り付けられ、前記第一桟材を保持する２個の桟受け金具と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材。
3. 前記連結金具は、水平方向の位置が異なり互いに平行な複数の前記枢支孔を備え、
   前記軸部材は前記複数の枢支孔の一つを貫通することを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材。
4. 前記杭、前記連結金具、前記第一桟材及び前記第二桟材の各構造を変えることなく、前記縦材先行構造と前記横材先行構造とに適用することが可能な請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の太陽光発電パネル設置用架台を構成するための部材。

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