JP2017017835A - 球面状支持部材および太陽光パネル用架台の固定構造 - Google Patents

球面状支持部材および太陽光パネル用架台の固定構造 Download PDF

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Abstract

【課題】基礎に対する設置構造物の傾斜角度調整の作業性を向上させることができる球面状支持部材を提供する。
【解決手段】球面状支持部材10は、第一締結部材を介して基礎2に固定される第一固定部12、および、第二締結部材を介して設置構造物に固定される第二固定部14を有する球面台座15と、第一固定部12を上下から挟み込む上側座金16および下側座金17と、を備える。第一固定部12の上面は、下方に凹となる曲面に形成される凹状曲面部12aを有し、第一固定部12の凹状曲面部12aと反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部を有する。上側座金16の下面は、下方に凸となる曲面に形成されて第一固定部12の凹状曲面部12aと面接触する第一曲面部16aを有し、下側座金17の上面は、下方に凹となる曲面に形成されて第一固定部12の凸状曲面部と面接触する第二曲面部17aを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、球面状支持部材および太陽光パネル用架台の固定構造に関する。
近年、太陽光パネルをはじめとした太陽光・太陽熱利用装置の普及が進み、これらの装置用構造物(架台等)が屋外に設置される機会が増えてきた。また、前記装置用構造物を設置する地面の傾斜や地盤の状態によっては、基礎の水平度にバラつきが生じるケースがあるため、このようなケースに対処するための方策が講じられてきた。
例えば、特許文献1には、基礎に固定した受け座部に形成された凸曲面の球座部と、設置構造物に固定した取付物固定部に形成された凹曲面とを面接触させ、取付物固定部を受け座部に対して傾けることにより、設置構造物を水平に設置することができる取付物支持ユニットが開示されている。
特許第5081325号公報
しかしながら、前記特許文献1に記載の取付物支持ユニットでは、受け座部に形成された球座部が上方に凸となる凸曲面であるため、取付物固定部を受け座部に対してある程度傾けると、取付物固定部が受け座部の上で滑り易いという問題があった。
そこで、本発明は、基礎に対する設置構造物の傾斜角度調整の作業性を向上させることを目的とする。
本発明の第1の態様は、第一締結部材を介して基礎に固定される第一固定部、および、第二締結部材を介して設置構造物に固定される第二固定部を有する球面台座と、前記第一固定部を上下から挟み込む上側座金および下側座金と、を備える球面状支持部材である。前記第一固定部の上面は、下方に凹となる曲面に形成される凹状曲面部を有し、前記第一固定部の凹状曲面部と反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部を有する。前記上側座金の下面は、下方に凸となる曲面に形成されて前記第一固定部の凹状曲面部と面接触する第一曲面部を有し、前記下側座金の上面は、下方に凹となる曲面に形成されて前記第一固定部の凸状曲面部と面接触する第二曲面部を有する。
本発明の第2の態様は、前記球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造である。この固定構造では、前記第一固定部を基礎に前記第一締結部材により固定し、前記第二固定部を太陽光パネル用架台の支持フレームに前記第二締結部材により固定する。
本発明に係る球面状支持部材では、球面台座の下面に形成された凸状曲面部および下側座金の上面に形成された第二曲面部がともに曲面形状であることから、球面台座の下面に形成された凸状曲面部と下側座金の上面に形成された第二曲面部とを互いにスムーズに摺接させることができる。また、球面台座を下側座金に対して傾けることで、所望の傾斜角度をつけて球面台座を第一締結部材により締結することができる。したがって、本発明に係る球面状支持部材によれば、基礎に対する設置構造物の傾斜角度調整の作業性を向上させることができる。
本発明の第一実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の正面図である。 本発明の第一実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の側面図である。 本発明の第一実施形態に係る球面状支持部材の分解斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の正面図である。 本発明の第二実施形態に係る球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造の側面図である。 本発明の第二実施形態に係る球面状支持部材の分解斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、図面において、矢印Wは太陽光パネル用架台の幅方向(横方向)を示し、矢印Dは太陽光パネル用架台の奥行き方向(縦方向)を示し、矢印Hは太陽光パネル用架台の高さ方向を示す。また、太陽光パネル用架台は設置構造物の一例であって、設置構造物は本実施形態に限定されない。
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る球面状支持部材および太陽光パネル用架台の固定構造を図1から図4に基づいて説明する。
まず、太陽光パネル用架台(設置構造物)について説明する。
図1から図3に示すように、太陽光パネル用架台は、支持フレーム1を備える。支持フレーム1は、太陽光パネル(図示せず)を支持する第一フレーム部材(垂木)1aと、第一フレーム部材1aを支持し、かつ、直交方向に延在する第二フレーム部材(垂木受け)1bと、を有し、この第二フレーム部材1bが球面状支持部材10などを介して基礎2に連結される。第一フレーム部材1aおよび第二フレーム部材1bはそれぞれ、中空材から構成されている。第一フレーム部材1aは、太陽光パネル用架台の奥行き方向Dに延在しており、第二フレーム部材1bは、太陽光パネル用架台の幅方向Wに延在している。
第一フレーム部材1aと第二フレーム部材1bとの締結は、第二フレーム部材1bの上部に固定された第一ブラケット部材3と、第一挟持部材4と、締結部材5(ボルト5aおよびナット5b)とを介して行う。一方、第二フレーム部材1bの下部には、調整台座6が締結される。この調整台座6と第二フレーム部材1bとの締結は、第二フレーム部材1bの下部に固定された第二ブラケット部材7と、第二挟持部材8と、締結部材9(ボルト9aおよびナット9b)とを介して行う。
第一フレーム部材1a、第二フレーム部材1b、第一ブラケット部材3、第一挟持部材4、調整台座6、第二ブラケット部材7および第二挟持部材8は、アルミニウム合金製の押出形材からなる。
これらの各部材がアルミニウム合金製の押出形材からなることにより、鋼材からなるものとした場合と比較すると、太陽光パネル用架台全体を軽量化することが可能になる。また、これらの各部材の寸法精度を高めることができ、太陽光パネル用架台の設置を容易かつ正確に行うことができるとともに、優れた耐食性および外観を得ることができる。さらに、長尺の部材を比較的低コストで製造することができるため、製造コストを低減することができるとともに、アルミニウム合金はリサイクル性に比較的優れているため、太陽光パネル用架台の撤去後に材料を再利用することができる。
次に、本実施形態に係る球面状支持部材10について説明する。
本実施形態に係る球面状支持部材10は、太陽光パネルをはじめとする太陽光・太陽熱利用装置を固定する設置構造物を支持するための支持部材である。
図1から図4に示すように、球面状支持部材10は、第一締結部材11を介して基礎2に固定される第一固定部12、および、第二締結部材13を介して太陽光パネル用架台に固定される第二固定部14を有する球面台座15と、第一固定部12を上下から挟み込む上側座金16および下側座金17と、を備える。すなわち、本実施形態に係る太陽光パネル用架台の固定構造では、球面台座15を基礎2に第一締結部材11により固定し、球面台座15を太陽光パネル用架台の支持フレーム1に第二締結部材13により固定している。
支持フレーム1(第二フレーム部材1b)の下部には、前述の調整台座6が締結されている。この調整台座6は、第二締結部材13を介して球面台座15の第二固定部14が固定される固定部18と、固定部18から上方に延在する立ち上がり部19と、立ち上がり部19の上端より水平方向に張り出して、締結部材9(ボルト9aおよびナット9b)を介して第二ブラケット部材7の下端部に固定されるフランジ部20と、を有し、断面ハット形状に形成されている。固定部18の中央に、第一締結部材11を構成するボルト11aの頭部の径よりも大きな孔部21が形成されており、この孔部21よりも外側の部分には、第二締結部材13を構成するボルト13aを挿通するためのボルト孔22が形成されている。また、立ち上がり部19は、球面台座15の第一固定部12に締結されている第一締結部材11を視認することが可能となるように、少なくとも一部分が開放される。立ち上がり部19の少なくとも一部分が開放されることにより、立ち上がり部19における開放されている部分(開放部分)19aを通して固定作業をすることが可能となり、作業性を高めることができる。
球面台座15の第一固定部12の上面は、下方(下側座金17側)に凹となる曲面に形成される凹状曲面部12aを有し、第一固定部12の凹状曲面部12aと反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部12bを有する。第一固定部12は半球形状とされており、円環形状の第二固定部14が、第一固定部12の外縁部に位置している。球面台座15は、アルミニウム合金により一体成形され、前記凹状曲面部12aおよび前記凸状曲面部12bは、絞り加工により球面台座15に形成されたものである。すなわち、球面台座15は、アルミニウム合金製の円板材から絞り加工により形成されたものである。
上側座金16の下面は、下方に凸となる曲面に形成されて球面台座15の第一固定部12の凹状曲面部12aと面接触する第一曲面部16aを有し、上側座金16の第一曲面部16aと反対側の上面は、平坦な面である第一平坦面部16bを有する。上側座金16には、第一締結部材11を構成するボルト11aを挿通するための第一孔部16cが形成されており、この第一孔部16cは、ボルト11aの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されている。
一方、下側座金17の上面は、下方に凹となる曲面に形成されて球面台座15の第一固定部12の凸状曲面部12bと面接触する第二曲面部17aを有し、下側座金17の第二曲面部17aと反対側の下面は、平坦な面である第二平坦面部17bを有する。下側座金17には、第一締結部材11を構成するボルト11aを挿通するための第二孔部17cが形成されており、この第二孔部17cは、ボルト11aの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されている。
前記第一締結部材11は、ボルト11aおよびナット11bからなる。球面台座15の第一固定部12には、第一締結部材11を構成するボルト11aを挿通するための第一ボルト孔12cが上下方向に貫通形成されている。この第一ボルト孔12cは、ボルト11aの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されている。
前記第二締結部材13は、ボルト13aおよびナット13bからなる。球面台座15の第二固定部14には、第二締結部材13を構成するボルト13aを挿通するための第二ボルト孔14aが上下方向に貫通形成されており、この第二ボルト孔14aは、長穴形状に形成されている。本実施形態では、第二ボルト孔14aは、太陽光パネル用架台の幅方向Wに沿って延設されたものと、太陽光パネル用架台の奥行き方向Dに沿って延設されたものとの二種類が球面台座15の第二固定部14に形成されている。また、これらの第二ボルト孔14aは、球面台座15の第二固定部14に周方向に等間隔で設けられている。本実施形態に係る太陽光パネル用架台の固定構造では、延設方向の異なる二種類の第二ボルト孔14aのうち、太陽光パネル用架台の幅方向Wに沿って延設されたもののみにボルト11aを挿通して、支持フレーム1(第二フレーム部材1b)の下部に設けた調整台座6に、球面台座15を固定している。
図4に示すように、球面台座15と基礎2との締結は、ボルト11aおよびナット11b(第一締結部材11)、上側座金16、下側座金17を介して行い、球面台座15と太陽光パネル用架台の支持フレーム1との締結は、ボルト13aおよびナット13b(第二締結部材13)を介して行う。ボルト11aおよびナット11b(第一締結部材11)を用いて球面台座15と基礎2とを締結する際には、球面台座15を下側座金17に対して傾けることで、所望の傾斜角度をつけて球面台座15と基礎2とを締結することができる。なお、図1から図4において、符号23は、高さ調整用のナットを示す。
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
(1)本実施形態に係る球面状支持部材10は、第一締結部材11を介して基礎2に固定される第一固定部12、および、第二締結部材13を介して太陽光パネル用架台(設置構造物)に固定される第二固定部14を有する球面台座15と、第一固定部12を上下から挟み込む上側座金16および下側座金17と、を備える。第一固定部12の上面は、下方に凹となる曲面に形成される凹状曲面部12aを有し、第一固定部12の凹状曲面部12aと反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部12bを有する。上側座金16の下面は、下方に凸となる曲面に形成されて第一固定部12の凹状曲面部12aと面接触する第一曲面部16aを有し、下側座金17の上面は、下方に凹となる曲面に形成されて第一固定部12の凸状曲面部12bと面接触する第二曲面部17aを有する。
本実施形態に係る球面状支持部材10では、球面台座15の下面に形成された凸状曲面部12bおよび下側座金17の上面に形成された第二曲面部17aがともに曲面形状であることから、球面台座15の下面に形成された凸状曲面部12bと下側座金17の上面に形成された第二曲面部17aとを互いにスムーズに摺接させることができる。また、球面台座15を下側座金17に対して傾けることで、所望の傾斜角度をつけて球面台座15をボルト11aおよびナット11b(第一締結部材11)により締結することができる。
本実施形態に係る球面状支持部材10では、下側座金17における凹状の第二曲面部17aの上に、球面台座15の凸状曲面部12bを面接触させることで、球面台座15の回転中心が球面台座15の重心(図心)よりも上方に位置し、且つ、前記回転中心と前記重心(図心)との間の距離が比較的短くなる。このため、球面台座15を下側座金17に対してある程度傾けたとしても、球面台座15の凸状曲面部12bが下側座金17における凹状の第二曲面部17aに沿って滑る力を比較的小さく抑えることができる。したがって、本実施形態に係る球面状支持部材10によれば、球面台座15を安定的に下側座金17の上に支持させることができ、球面台座15が下側座金17の上から滑り落ちるのを抑制することができる。
以上より、本実施形態に係る球面状支持部材10によれば、基礎2に対する太陽光パネル用架台の傾斜角度調整の作業性を向上させることができる。
(2)本実施形態に係る球面状支持部材10においては、球面台座15の第二固定部14は、第一固定部12の外縁部に配置されている。
これにより、球面台座15の第一固定部12を直接的に、第一締結部材11を介して基礎2に固定することができる。
(3)本実施形態に係る球面状支持部材10においては、第一締結部材11は、ボルト11aおよびナット11bからなる。球面台座15の第一固定部12には、第一締結部材11を構成するボルト11aを挿通するためのボルト孔12cが形成されている。第一固定部12に形成されたボルト孔12cは、第一締結部材11を構成するボルト11aの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されている。
第一固定部12に形成されたボルト孔12cを、第一締結部材11を構成するボルト11aの軸部の径よりも大きく形成するとともに、丸穴形状に形成することにより、所望の傾斜角度をつけて球面台座15をボルト11aおよびナット11bにより基礎2に締結することができる。
(4)本実施形態に係る球面状支持部材10においては、第二締結部材13は、ボルト13aおよびナット13bからなる。球面台座15の第二固定部14には、第二締結部材13を構成するボルト13aを挿通するためのボルト孔14aが形成されている。第二固定部14に形成されたボルト孔14aは、長穴形状に形成されている。
これにより、球面状支持部材10を介して基礎2と太陽光パネル用架台の支持フレーム1とを固定する際の位置決め調整を行い易くすることができる。本実施形態に係る球面状支持部材10においては、球面台座15はボルト13aをガイドにして太陽光パネル用架台の幅方向Wに動かすことができる。
(5)本実施形態に係る球面状支持部材10においては、球面台座15の第一固定部12に形成された凹状曲面部12aおよび凸状曲面部12bは、絞り加工により形成されたものである。
これにより、比較的複雑な形状を持つ前記凹状曲面部12a及び前記凸状曲面部12bを比較的容易に加工することができるとともに、比較的高い寸法精度で加工することができる。
(6)本実施形態に係る球面状支持部材10においては、球面台座15、上側座金16および下側座金17は、アルミニウム合金から形成される。
これにより、これらの各部材を鋼材からなるものとした場合と比較すると、球面状支持部材10全体を軽量化することが可能になる。また、これらの各部材の寸法精度を高めることができ、太陽光パネル用架台の設置を容易かつ正確に行うことができるとともに、優れた耐食性および外観を得ることができる。さらに、アルミニウム合金はリサイクル性に比較的優れているため、太陽光パネル用架台の撤去後に、球面台座15、上側座金16および下側座金17の材料を再利用することができる。
(7)本実施形態に係る太陽光パネル用架台の固定構造は、球面状支持部材10を利用したものである。この固定構造では、球面台座15の第一固定部12を基礎2に第一締結部材11により固定し、球面台座15の第二固定部14を太陽光パネル用架台の支持フレーム1に第二締結部材13により固定する。
これにより、太陽光パネル用架台を設置する地面(または基礎2)が傾斜していても、太陽光パネル用架台を所望の設置角度に設置することができ、地面(または基礎2)の傾斜が太陽光パネル用架台に及ぼす影響を緩和させることができる。
[第二実施形態]
本発明の第二実施形態に係る球面状支持部材30を図5から図8に基づいて説明する。前述の第一実施形態と実質的に同一の部分は同一符号を付することによってその説明を省略する。
第二実施形態に係る球面状支持部材30は、球面台座31の形状が第一実施形態のものとは異なっている。具体的には、第一実施形態に係る球面状支持部材10との違いは、球面台座31が、図1から図4に示す球面台座15と調整台座6とが一体となったものである点であり、部品点数を省略し、太陽光パネル用架台の設置作業を簡略化することができる。
図5から図8に示すように、球面台座31は、第一締結部材11を介して基礎2に固定される第一固定部32と、第二締結部材13を介して太陽光パネル用架台に固定される第二固定部33と、上下方向に延在して第一固定部32と第二固定部33とを連結する立ち上がり部34と、を有し、断面ハット形状に形成されている。第二固定部33は、第一固定部32よりも高い位置に形成されているとともに、立ち上がり部34の上端から水平方向に張り出している。また、立ち上がり部34は、第一固定部32に締結されている第一締結部材11を視認することが可能となるように、少なくとも一部分が開放されている。
球面台座31の第一固定部32の上面は、下方(下側座金17側)に凹となる曲面に形成される凹状曲面部32aを有し、第一固定部32の凹状曲面部32aと反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部32bを有する。球面台座31は、アルミニウム合金により一体成形され、前記凹状曲面部32aおよび前記凸状曲面部32bは、絞り加工により球面台座31に形成されたものである。
球面台座31の第一固定部32には、第一締結部材11を構成するボルト11aを挿通するための第一ボルト孔32cが上下方向に貫通形成されている。この第一ボルト孔32cは、ボルト11aの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されている。
球面台座31の第二固定部33には、第二締結部材13を構成するボルト13aを挿通するための第二ボルト孔33aが上下方向に貫通形成されており、この第二ボルト孔33aは、長穴形状に形成されている。本実施形態では、第二ボルト孔33aは、太陽光パネル用架台の奥行き方向Dに沿って延設されている。
以下に、第二実施形態による作用効果を説明する。
(1)第二実施形態に係る球面状支持部材30においては、球面台座31の第二固定部33は、第一固定部32よりも高い位置に形成され、第一固定部32と第二固定部33とは、上下方向に延在する立ち上がり部34により連結されている。
第一実施形態に係る球面状支持部材10との違いは、球面台座31が、図1から図4に示す球面台座15と調整台座6とが一体となったものである点であり、部品点数を省略し、太陽光パネル用架台の設置作業を簡略化することができる。
(2)第二実施形態に係る球面状支持部材30においては、球面台座31の立ち上がり部34は、第一固定部32に締結されている第一締結部材11を視認することが可能となるように、少なくとも一部分が開放されている。
これにより、球面台座31の立ち上がり部34における開放されている部分(開放部分)34aを通して固定作業をすることが可能となり、作業性を高めることができる。
ところで、本発明の球面状支持部材及び太陽光パネル用架台の固定構造は前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
1 支持フレーム
2 基礎
10 球面状支持部材
11 第一締結部材
11a ボルト
11b ナット
12 第一固定部
12a 凹状曲面部
12b 凸状曲面部
12c ボルト孔
13 第二締結部材
13a ボルト
13b ナット
14 第二固定部
14a ボルト孔
15 球面台座
16 上側座金
16a 第一曲面部
17 下側座金
17a 第二曲面部
30 球面状支持部材
31 球面台座
32 第一固定部
32a 凹状曲面部
32b 凸状曲面部
32c ボルト孔
33 第二固定部
33a ボルト孔
34 立ち上がり部

Claims (9)

  1. 第一締結部材を介して基礎に固定される第一固定部、および、第二締結部材を介して設置構造物に固定される第二固定部を有する球面台座と、
    前記第一固定部を上下から挟み込む上側座金および下側座金と、を備え、
    前記第一固定部の上面は、下方に凹となる曲面に形成される凹状曲面部を有し、
    前記第一固定部の凹状曲面部と反対側の下面は、下方に凸となる曲面に形成される凸状曲面部を有し、
    前記上側座金の下面は、下方に凸となる曲面に形成されて前記第一固定部の凹状曲面部と面接触する第一曲面部を有し、
    前記下側座金の上面は、下方に凹となる曲面に形成されて前記第一固定部の凸状曲面部と面接触する第二曲面部を有する
    ことを特徴とする球面状支持部材。
  2. 前記第二固定部は、前記第一固定部の外縁部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の球面状支持部材。
  3. 前記第二固定部は、前記第一固定部よりも高い位置に形成され、前記第一固定部と前記第二固定部とは、上下方向に延在する立ち上がり部により連結されていることを特徴とする請求項1に記載の球面状支持部材。
  4. 前記立ち上がり部は、第一固定部に締結されている前記第一締結部材を視認することが可能となるように、少なくとも一部分が開放されていることを特徴とする請求項3に記載の球面状支持部材。
  5. 前記第一締結部材は、ボルトおよびナットからなり、
    前記第一固定部には、前記第一締結部材を構成するボルトを挿通するためのボルト孔が形成され、
    前記第一固定部に形成されたボルト孔は、前記第一締結部材を構成するボルトの軸部の径よりも大きく形成されるとともに、丸穴形状に形成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の球面状支持部材。
  6. 前記第二締結部材は、ボルトおよびナットからなり、
    前記第二固定部には、前記第二締結部材を構成するボルトを挿通するためのボルト孔が形成され、
    前記第二固定部に形成されたボルト孔は、長穴形状に形成されていることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の球面状支持部材。
  7. 前記第一固定部に形成された凹状面部および凸状面部は、絞り加工により形成されたことを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の球面状支持部材。
  8. 前記球面台座、前記上側座金および前記下側座金は、アルミニウム合金から形成されることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の球面状支持部材。
  9. 請求項1から8の何れか一項に記載の球面状支持部材を利用した太陽光パネル用架台の固定構造であって、前記第一固定部を基礎に前記第一締結部材により固定し、前記第二固定部を太陽光パネル用架台の支持フレームに前記第二締結部材により固定したことを特徴とする太陽光パネル用架台の固定構造。
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