(57)【要約】      （修正有）【課題】基礎設置工期の短縮、架台設置精度の確保を容易とし、さらにはコスト低減及び現場管理項目の更なる削減を実現できる太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体、該構造体を用いた基礎構造を提供する。【解決手段】基礎構造体1は、複数の脚部41a,41bを有する太陽電池パネル架台4の脚部を、脚部ごとに固定して太陽電池パネル架台の基礎構造を形成するための直方体状の基礎構造体であって、小凹陥部と、小凹陥部に隣接して形成された大凹陥部とを有し、大凹陥部における長手方向他端側の壁には、大凹陥部に水平方向に貫通する複数の大凹陥部側貫通孔が、幅方向及び／又は上下方向に対称位置に設けられ、凹陥部隔壁及び小凹陥部の一端側壁には、大凹陥部から小凹陥部を介して連通する軸部材挿入可能な連通孔を有している。【選択図】図１
2014224381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の脚部を有する太陽電池パネル架台の前記脚部を、脚部ごとに固定して太陽電池パネル架台の基礎構造を形成するための直方体状の基礎構造体であって、
長手方向の一端側に上面から凹陥するように形成され前記脚部の支柱が挿入される小凹陥部と、該小凹陥部に隣接して形成された大凹陥部とを有し、
前記小凹陥部は直方体形状を有し、前記大凹陥部は内周面が下方に向かって内方に傾斜する傾斜面を有してなり、
前記大凹陥部における長手方向他端側の壁には、前記大凹陥部に水平方向に貫通する複数の大凹陥部側貫通孔が、幅方向及び／又は上下方向に対称位置に設けられ、
前記大凹陥部と前記小凹陥部の隔壁及び前記小凹陥部の一端側壁には、前記大凹陥部から小凹陥部を介して連通する軸部材挿入可能な連通孔を有していることを特徴とする太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体。
【請求項２】
前記大凹陥部の底面に、めねじ部を有する貫通孔を１個以上設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体。
【請求項３】
基礎構造体は、基礎として要求される必要重量から、大凹陥部に投入される土砂及び／又は充填材の重量を控除して重量が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の基礎構造体を用いた太陽電池パネル架台の基礎構造であって、
基礎構造体における大凹陥部側の基礎構造体長手方向端面から、小凹陥部の長手方向の中心までの距離を、架台傾斜方向あるいは架台傾斜方向と直交する方向の支柱間隔の１／２の寸法に設定し、
２個の前記基礎構造体を、それぞれの長手方向他端側の面を当接させ、前記大凹陥部側貫通孔を介してボルトナットで連結して一体とした連結基礎構造体を複数形成し、
該連結基礎構造体を、架台傾斜方向と直交する方向、あるいは架台傾斜方向に平行に配置し、
前記大凹陥部には、連結基礎構造体設置時に発生した土砂及び／又は充填材を装入し、
前記小凹陥部には、設置状態において、前記連結基礎構造体の長手方向に貫通する貫通孔を有し、かつ前記小凹陥部水平断面寸法よりも外形寸法の小さい支柱を配設し、
該支柱の貫通孔に前記連通孔に挿通した軸部材を挿入して前記支柱を該軸部材で支持し、かつ、前記支柱を、一方の小凹陥部の基礎構造体長手方向の端部側壁と、もう一方の小凹陥部における大凹陥部との隔壁に当接させた状態で、前記小凹陥部に充填材を充填して該充填材によって固定してなることを特徴とする太陽電池パネル架台の基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体及び該基礎構造体を用いた基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上設置型の太陽光発電装置は、複数枚の太陽電池パネルを架台上に並べて設置されてなる太陽電池アレイを有している。太陽電池パネルの設置に用いられる架台は、設置場所に基礎を構築してその基礎上に設置される。
基礎は、太陽電池アレイに作用する地震力と風力を考慮して設計され、風による揚力と抗力に対抗するためのカウンターウエイトとしての機能を有する。このような基礎は、現場で型枠を組み立て、その型枠内にコンクリートを打設して形成するのが一般的である。
【０００３】
そして、架台と基礎の接続方法に関しては、基礎に予め設置したアンカーボルトで架台の支柱を固定する方法や、基礎の上面に形成した箱抜き部に架台の支柱を挿入してモルタル等の充填材で固定する方法がある。
太陽光発電装置の設置に際しては、現場ごとに型枠を製作してコンクリートを打設するため、型枠製作、コンクリート打設、型枠解体、廃材処分の作業手間がかかるし、現場コンクリート打設に伴う手配、型枠工手配といった手配が必要となり、さらには、コンクリート硬化までの養生期間を経なければ架台取付工事が実施できないという問題もあった。
【０００４】
そこで、特許文献１では、太陽電池パネルの設置現場での据え付けを簡略化し、設置作業での工期の正確な設定を可能することを目的として、予め製作された運搬可能なブロック状基礎を架台の各脚部に取付、該ブロック状基礎を据え付け箇所に載置する方法が提案されている。
特許文献１におけるブロック状基礎は、太陽電池パネルの設置前に予め製作されたコンクリート又は鉄筋コンクリート製の運搬可能なものであり、太陽電池パネル及び架台などによる載荷重量に基づいて、風圧などにより太陽電池パネル又は架台が倒壊することがないように、その大きさや重量などが太陽電池パネルのタイプに応じて設計されて標準化されたものである。
また、架台は、その脚部の下端部が取り付け金具を介してアンカーボルトによりブロック状基礎に固定されている。あるいは、基礎上面に形成した箱抜き部に架台の脚部を挿入してコンクリートで固定する箱抜き構造とすることも可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−７０１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のブロック状基礎は、太陽電池パネル及び架台などによる載荷重量に基づいて、風圧などにより太陽電池パネル又は架台が倒壊することがないように、その大きさや重量などが太陽電池パネルのタイプに応じて設計されて標準化された、単なるプレキャストコンクリートブロックに過ぎない。
また、架台は、その脚部の下端部が取り付け金具を介してアンカーボルトによりブロック状基礎に固定され、または、基礎上面に形成した箱抜き部に架台の脚部を挿入してコンクリートで固定する箱抜き構造とすることも可能であるとしているが、これだけでは一般的な工法と何ら変わりがなく、太陽電池パネルの「設置現場での据え付けの簡略化」がどのようになされるのかが不明である。
【０００７】
本発明は、太陽電池パネル架台の設置において、基礎設置工期の短縮、架台設置精度の確保を容易とし、さらにはコスト低減及び現場管理項目の更なる削減を実現できる太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体、該構造体を用いた基礎構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る太陽電池パネル架台の基礎構造を形成する基礎構造体は、複数の脚部を有する太陽電池パネル架台の前記脚部を、脚部ごとに固定して太陽電池パネル架台の基礎構造を形成するための直方体状の基礎構造体であって、
長手方向の一端側に上面から凹陥するように形成され前記脚部の支柱が挿入される小凹陥部と、該小凹陥部に隣接して形成された大凹陥部とを有し、前記小凹陥部は直方体形状を有し、前記大凹陥部は内周面が下方に向かって内方に傾斜する傾斜面を有してなり、
前記大凹陥部における長手方向他端側の壁には、前記大凹陥部に水平方向に貫通する複数の大凹陥部側貫通孔が、幅方向及び／又は上下方向に対称位置に設けられ、
前記大凹陥部と前記小凹陥部の隔壁及び前記小凹陥部の一端側壁には、前記大凹陥部から小凹陥部を介して連通する軸部材挿入可能な連通孔を有していることを特徴とするものである。
【０００９】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記大凹陥部の底面に、めねじ部を有する貫通孔を１個以上設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、基礎構造体は、基礎として要求される必要重量から、大凹陥部に投入される土砂及び／又は充填材の重量を控除して重量が設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（４）本発明に係る太陽電池パネル架台の基礎構造は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の基礎構造体を用いた太陽電池パネル架台の基礎構造であって、
基礎構造体における大凹陥部側の基礎構造体長手方向端面から、小凹陥部の長手方向の中心までの距離を、架台傾斜方向あるいは架台傾斜方向と直交する方向の支柱間隔の１／２の寸法に設定し、
２個の前記基礎構造体を、それぞれの長手方向他端側の面を当接させ、前記大凹陥部側貫通孔を介してボルトナットで連結して一体とした連結基礎構造体を複数形成し、該連結基礎構造体を、架台傾斜方向と直交する方向、あるいは架台傾斜方向に平行に配置し、前記大凹陥部には、連結基礎構造体設置時に発生した土砂及び／又は充填材を装入し、前記小凹陥部には、設置状態において、前記連結基礎構造体の長手方向に貫通する貫通孔を有し、かつ前記小凹陥部水平断面寸法よりも外形寸法の小さい支柱を配設し、該支柱の貫通孔に前記連通孔に挿通した軸部材を挿入して前記支柱を該軸部材で支持し、かつ、前記支柱を、一方の小凹陥部の基礎構造体長手方向の端部側壁と、もう一方の小凹陥部における大凹陥部との隔壁に当接させた状態で、前記小凹陥部に充填材を充填して該充填材によって固定してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基礎構造体においては、太陽電池パネル架台の支柱が挿入可能な小凹陥部を設け、さらに大凹陥部と小凹陥部の隔壁及び小凹陥部の一端側壁には、前記大凹陥部から前記小凹陥部を介して連通する軸部材挿入可能な連通孔を設けたことにより、太陽電池パネル架台の設置に際して、貫通孔を有する支柱を前記小凹陥部に挿入すると共に前記貫通孔及び前記連通孔に軸部材を挿入して前記支柱を仮保持させ、一方の支柱の位置を調整することで架台自体の剛性によって他方の支柱の位置が自動的に調整されるので、架台の据え付け作業を簡略化することができる。
また、大凹陥部には、基礎構造体設置にかかる整地等で発生した土砂を投入することができるので、基礎工事の整地で発生する土砂の処分が不要になり、手間の削減、コストの削減を実現できる。特に土壌汚染の恐れのある敷地では有効である。
また、大凹陥部の底面に少なくとも一箇所以上のめねじ部を有する貫通孔を設けたので、基礎構造体単体の、運搬あるいは設置工事時には、前記貫通孔にアイボルト等の釣具を取付け、設置後は取り外すことによって、運搬・設置作業の効率を向上させることができる。また、冶具の転用を可能としたことでコスト削減を図ることができる。さらには、基礎構造体設置後には前記貫通孔を、土砂が投入された大凹陥部の水抜き孔として機能させることでき、投入土砂の圧密沈下による窪みができても、雨水等が長期的に溜まることはなく、蚊などの害虫の発生を防止することができる。
また、さらに、基礎構造体重量に関し、必要重量から、大凹陥部に投入する土砂重量相当の重量を控除して、基礎構造体寸法、材料容積を決定したので、基礎構造体重量の削減による材料費および運搬費の削減をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の基礎構造体によって固定する太陽電池パネル架台の一例を説明するための説明図である（その１）。
【図２】本発明の基礎構造体によって固定する太陽電池パネル架台の一例を説明するための説明図である（その２）。
【図３】本発明の一実施の基礎構造体の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ´断面図である。
【図６】本発明の一実施の基礎構造体を連結して形成する連結基礎構造体の説明図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ´断面図である。
【図８】図７の丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る基礎構造の説明図である（その１）。
【図１０】本発明の実施例２の基礎構造の構築過程を説明する説明図である（その１）。
【図１１】本発明の実施例２の基礎構造の構築過程を説明する説明図である（その２）。
【図１２】本発明の実施例２の基礎構造の構築過程を説明する説明図である（その３）。
【図１３】本発明の実施例２の基礎構造の構築過程を説明する説明図である（その４）。
【図１４】本発明の実施例２の基礎構造の構築過程を説明する説明図である（その５）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、基礎構造100に架台4が設置された状態の斜視図であり、図２は架台4の傾斜方向に沿う断面図を示している。
本実施の形態に係る基礎構造体1は、複数の脚部41a,41b（傾斜前（下）側に配置されるものに添字aを付し、傾斜後（上）側に配置されるものに添字bを付している）を有する太陽電池パネル架台4（以下、単に「架台4」という）の脚部41a,41bを、脚部41a,41bごとに固定して架台4の基礎構造100を形成するためのものである。
基礎構造体1を説明する前に、架台4の一例を図１、図２に基づいて説明する。
【００１５】
＜架台＞
架台4は、４個の脚部41a,41bと、脚部41a,41bによって支持された架台上部42によって構成されている。脚部41a,41bは、支柱411a,411bと斜材412a,412bと横材413a,413bを三角形に結合して形成されている。架台4は傾斜させる必要があることから、前側の支柱411aの長さが後ろ側の支柱411bの長さよりも短くなっている。
支柱411a,411bの下部には架台4の前後方向に延びる支柱貫通孔410が設けられている（図２参照）。
架台上部42は、軸方向直交断面がコ字状の複数の鋼材を井桁状に配置してこれらを結合して形成され、脚部41a,41bの横材413a,413bに固定されている。
【００１６】
＜基礎構造体＞
次に、上記のような架台4の基礎構造100を構成する基礎構造体1について説明する。
基礎構造体1は、例えばコンクリートや鉄鋼スラグによって形成され、その外形は設置状態で、上面、下面、および４つの側面を有する直方体を呈している。
以下、本明細書において、基礎構造体1の方向を示す場合、平面視での長手方向を長手方向、長手方向と直行する方向を幅方向と定義する。
また、４つの側面のうち、長手方向の正立面を基礎構造体側面1d、幅方向の正立面を端面（大凹陥部側端面１b、小凹陥部側端面1c）という。
【００１７】
基礎構造体上面1aには、図３に示すように、現場で発生する土砂を投入する大凹陥部2と、架台4の支柱を挿入して固定する小凹陥部3が、長手方向に隣接して配置されている。
大大凹陥部側端面１bから、小凹陥部3の長手方向の中心までの距離Ｌ（図５参照）を、架台4の傾斜方向の支柱411a,411bの支点間隔の１／２の寸法、あるいは架台4の傾斜方向と直交する方向の支柱411a,411a(又は支柱411b,411b)の支点間隔の１／２の寸法に設定している。
距離Ｌを架台4の傾斜方向支柱411a,411bの支点間隔の１／２の寸法に設定することで、二つの基礎構造体1を、大凹陥部側端面１ｂ同士を連結した状態で、２つの小凹陥部3の間隔が支柱411a,411bの支点間隔となり、２つの小凹陥部3に支柱411a,411bを挿入することができる。
また、距離Ｌを架台4の傾斜方向と直交する方向の支柱411a,411a(又は支柱411b,411b)の支点間隔の１／２の寸法に設定することで、二つの基礎構造体1を、大凹陥部側端面１ｂ同士を連結した状態で、２つの小凹陥部3の間隔が支柱411a,411a(又は支柱411b,411b)の支点間隔となり、２つの小凹陥部3に支柱411a,411a(又は支柱411b,411b)を挿入することができる。
【００１８】
大凹陥部2は、内周面が下方に向かって内方に傾斜する傾斜面を有している。より具体的には、図４、図５に示すように、長手方向立断面及び幅方向立断面が逆台形状になっている。大凹陥部2をこのような形状にしたのは、基礎構造体1を形成する際の型枠の脱型を容易にすると共に、容量をできるだけ大きくして土砂25を多く充填できるようにするためである。
また、大凹陥部2における大凹陥部側端面１ｂ側の側壁である大凹陥部側壁21には、長手方向に水平に貫通する大凹陥部側壁貫通孔210が、幅方向に対称の位置に２個設けられている。大凹陥部側壁貫通孔210をこのように配置することで、二つの基礎構造体1を、図６、図７に示すように、大凹陥部側端面１ｂ同士を向かい合わせて当接させた場合に、その位置が一致するようになっている。したがって、二つの基礎構造体1を、大凹陥部側端面１ｂ同士を対向させて当接させ、連結ボルトナット211によって連結することができる（図６〜図８参照）。
大凹陥部側壁貫通孔210が設けられた部位の大凹陥部側壁21には、大凹陥部側壁垂直面部22が形成されている。大凹陥部側壁垂直面部22を設けることで、連結ボルトナット211による締結がより確実に行える（図８参照）。
【００１９】
大凹陥部2の底面24には、４箇所の大凹陥部底面貫通孔240が設けられ、大凹陥部底面貫通孔240には、図示していないが、めねじが形成されている。４箇所の大凹陥部底面貫通孔240は、図３に示すように、平面視で矩形の４角に相当する位置に設けられ、当該矩形の重心が基礎構造体1の重心と一致している。大凹陥部底面貫通孔240にアイボルト等を装着することで、基礎構造体1の運搬時、あるいは釣り込み、地上設置時におけるクレーンによる釣り込み作業を容易にできる。
また、基礎構造体1の地上配置後にはアイボルトを取り外し、水抜き穴として活用できる。この水抜き穴は、発生土砂の含水率が高い場合の水抜きや、投入土砂の圧密沈下によって生じた窪みに溜まる水の排出を可能したものである。
【００２０】
小凹陥部3の形状は、基礎構造体1の深さ方向に延伸する直方体の箱抜き形状を呈している。そして、大凹陥部2と小凹陥部3の凹陥部隔壁12および小凹陥部3の側壁における小凹陥部側端面１ｃ側となる小凹陥部側壁31には、その中心位置を同じくして一対となる、凹陥部隔壁貫通孔120と小凹陥部側壁貫通孔320からなる連通孔5が設けられている（図３、図５参照）。凹陥部隔壁貫通孔120の大凹陥部2側の周囲には、大凹陥部側壁貫通孔210の近傍に形成したのと同様な大凹陥部隔壁垂直面部23が形成されている。
小凹陥部3の平面寸法は、支柱411a,411bの外形寸法よりも大きく設定され、支柱411a,411bが挿入できるようになっている。特に、小凹陥部3における基礎構造体１の長手方向の寸法を、支柱411a,411bにおける前記長手方向寸法よりも、より大きくしておくとよい。
【００２１】
上記のような、基礎構造体1を、架台4の脚部41a,41bの数だけ地上に設置し、設置した各基礎構造体1に各脚部41a,41bを固定することで、太陽電池パネル架台4の基礎構造100を形成することができる。
このような基礎構造100について、実施の形態２で説明する。
【００２２】
［実施の形態２］
本実施の形態の太陽電池パネル架台4の基礎構造100は、実施の形態１の基礎構造体1を用いて形成されるものである。以下の説明では、図１に示した脚部を４本有する架台4の基礎構造100を構築する場合を例に挙げて説明する。
この例の基礎構造体1は、大大凹陥部側端面１bから、小凹陥部3の長手方向の中心までの距離Ｌ（図５参照）を、架台4の傾斜方向の支柱411a,411bの支点間隔の１／２の寸法に設定している。
このような基礎構造体1を４個準備し、２個の基礎構造体1における大凹陥部側端面１ｂ同士を接触させ、かつ大凹陥部側壁貫通孔210の位置を合わせて配置するとともに、大凹陥部側壁貫通孔210を介して、連結ボルトナット211で固結して一体とした、連結基礎構造体10を２個形成する。
そして、２個の連結基礎構造体10を、その小凹陥部3の位置を、架台4の傾斜方向と直交する方向の支柱間隔となるように平行配置する（図９参照）。
架台4の支柱411a,411bには、前述したように、配置状態において長手方向に貫通する支柱貫通孔410が設けられている（図２参照）。そして、支柱411a,411bを小凹陥部3に挿入した状態で、凹陥部隔壁貫通孔120から小凹陥部側壁貫通孔320まで貫通する長ボルト43を、支柱貫通孔410に挿通することで、支柱は長ボルト43によってその軸方向に移動可能に仮設保持される。
【００２３】
そして、連結基礎構造体10に配置する二つの支柱411ａ,411ｂは、連結基礎構造体10の一方の小凹陥部3の小凹陥部側壁31と、もう一方の小凹陥部3側の凹陥部隔壁12に当接させて保持、固定する。
これに際しては、小凹陥部3の長手方向寸法を支柱411a,411bの長手方向寸法より大きくし、長ボルト43の軸方向に移動可能な状態で仮設保持を可能にしたことで、架台4の組み立て後に、連結基礎構造体10に配する二つの支柱411a,411bのうち、例えば支柱411ａについて、小凹陥部3の内面との間に生じる隙間32に、木製キャンバー等の楔状体33を上から打ち込み拘束することで、架台4自体の剛性によって、自動的にもう一方の支柱411ｂを所定の位置に移動させる構造を実現した。
これにより、一方の支柱411ａの基礎構造体1における位置を管理するだけで、もう一方の支柱411bについて、その配置間隔と当該方向の倒れが自動的に精度よく設定されるため、架台4の据え付け作業が大幅に簡略化できる。この点は、後述する実施例２で詳細に説明する。
支柱411a,411bの位置決めが終了後、支柱411a,411bは、その後モルタル等の充填材によって固定する。
【００２４】
大凹陥部2には、基礎構造体1の設置にかかる整地等で発生した土砂25を投入する。
一般的な基礎構造体は、地震あるいは風荷重における揚力や抗力に抵抗するカウンターウエイトとして機能させる。このため、一般的には、太陽電池アレイ一基分の基礎構造体重量をWｆ、太陽光発電用架台一式の重量をWs、作用外力における必要全体重量換算値をWｎとすると、基礎構造体重量は、Wｆ＝Wｎ−Wｓによって求め、基礎構造体の材料の比重で除算することで必要体積を求める。
【００２５】
これに対して、本発明の基礎構造体1は、大凹陥部2に土砂25を投入するので、必要重量Wｆから、大凹陥部2に投入可能な土砂25の重量相当を限度に重量を控除して、基礎構造体1の寸法、材料容積を決定している。即ち、発生土砂（投入土砂）重量をWｄとすると、本発明における基礎構造体1の重量Wｆ’＝Wｆ−Wｄとなり、必要体積を減らすことができるため、材料使用量削減によるコスト低減、軽量化にともなう運搬効率の向上を図っている。
【００２６】
さらに、基礎工事の整地で発生する土砂の処分が不要になり、手間の削減、コストの削減を進めることができた。また、ここでは整地等で発生した土砂25の投入について述べたが、基礎構造体1のさらなる小型化、副産物の有効利用の観点から、鉄鋼スラグ製品を投入するとよりよい。中でも、製鋼スラグは比重が大きいため有効である。
【００２７】
なお、上記の例では、基礎構造体1として、大大凹陥部側端面１bから、小凹陥部3の長手方向の中心までの距離Ｌ（図５参照）を、架台4の傾斜方向の支柱411a,411bの支点間隔の１／２の寸法に設定したものを用いたので、２個の連結基礎構造体10の配置として、図９に示すように、２個の連結基礎構造体10の小凹陥部3の位置を、架台4の傾斜方向と直交する方向の支柱間隔となるように平行配置した。
この点、基礎構造体1として、大大凹陥部側端面１bから、小凹陥部3の長手方向の中心までの距離Ｌを、架台4の傾斜方向と直交する方向の支柱411a,411a(又は支柱411b,411b)の支点間隔の１／２の寸法に設定したものを用いる場合には、２個の連結基礎構造体10の配置として、２個の連結基礎構造体10の小凹陥部3の位置を、架台4の傾斜方向の支柱間隔となるように平行配置すればよい。
【００２８】
次に、上記実施の形態１で説明した基礎構造体1と該基礎構造体1を用いた基礎構造100の具体例について、以下の実施例１、実施例２でそれぞれ説明する。
【実施例１】
【００２９】
ここでは、太陽電池パネルを３列５段横置きで配置した太陽光アレイを例に基礎構造体1の具体例を説明する。設置場所、搭載する太陽電池パネルの大きさと、重量、上部架台の重量によって、基礎構造体1の必要重量、底面積がかわるので、これらは適切に対応するものとする。
基礎構造体1は、セメントや鉄鋼スラグを材料として、プラントにおいて即時脱型方式で製作したブロック体とした。図３〜図５に示すように、外形は直方体で、長手方向の長さを１２００mm、幅方向を７００mm、高さを５００mmに設定している。
基礎構造体1の基礎構造体上面1ａには、前述したように、大凹陥部2と小凹陥部3を設けてあり、これらは、長手方向に隣接して凹陥部隔壁12により離隔配置されている。
【００３０】
大凹陥部2はその上面形状が長手方向９５０mm、幅方向６００mmの長方形であり、大凹陥部側端面１ｂおよび両側面1ｄからそれぞれ５０mmの範囲に配置している。大凹陥部2の底面24は、基礎構造体上面１ａにおける開口寸法からそれぞれ６０mm内側の範囲で、その深さは、基礎構造体上面１ａから３９０mmである。即ち、大凹陥部2は、上面寸法を１０００mm×６００mm、底面寸法を８３０mm×４８０mm、深さを３９０mmとした底面24側がすぼんだ台形状の窪みであり、即時脱型の便宜をはかった形状である。大凹陥部2は、設置後に、工事による発生土等の投入部となる。容積は０．１８７m3である。
【００３１】
大凹陥部側端面１ｂ側の大凹陥部側壁21には、基礎構造体上面1ａから深さ１００mm、幅方向の中心から各２００mmの位置に、二つの基礎構造体1同士を対称形に連結するために供する、連結ボルトを挿通可能な、径１４mmの大凹陥部側壁貫通孔210が設けてある。大凹陥部2の内面において、上面1ａから深さ１５０mm、大凹陥部側壁貫通孔210を中心として、両幅方向に各５０mmの範囲で、正面視で長方形の大凹陥部側壁垂直面部22を設けている。
また、底面24には、幅方向の中心から各７５mm、大凹陥部側端面１ｂから４７７mm、小凹陥部側端面１ｃから３４３mmの位置の計４箇所について、大凹陥部底面貫通孔240が設けられている。大凹陥部底面貫通孔240には、図示していないが、Ｍ１６のめねじが埋め込まれている。当該めねじは、運搬車両への積載時、荷下ろし時、設置時に用いるＭ１６のアイボルトが脱着可能であり、少なくとも設置後には前記アイボルトを取り外し、大凹陥部2の水抜き穴として活用できる。
【００３２】
小凹陥部3は、長手方向１００mm、幅方向１３０mm、深さ２００mmの直方体の箱抜き形状であり、小凹陥部側端面１ｃ側の側壁31には、小凹陥部側端面１ｃの正面視で、幅方向の中心から、その中心位置を２５mm右側に移動した位置とし、さらに、小凹陥部側端面１ｃおよび大凹陥部2から、それぞれ５０mm離隔した位置に配している。
小凹陥部3は、太陽光発電アレイの架台4の支柱411a,411bの挿入固定部として計画されているので、当該断面寸法は、挿入する支柱411a,411bの大きさ、必要根入れ深さで任意に定めてよいが、本発明では、後述する長ボルト43により支柱411a,411bの抜け出しが防止されるので、固定度が剛とみなせる程度の深さがあればよく、通常の箱抜き形状による支承部では検討必須となる、作用引抜力と支柱と充填物との付着力についての検定を省略可能としている。
【００３３】
また、凹陥部隔壁12には、幅方向の中心で、上面から７５mmの位置に、外径１０mmの凹陥部隔壁貫通孔120を有し、小凹陥部側端面１ｃには、凹陥部隔壁貫通孔120と、その中心位置を同じくして一対となる、外径１０mmの小凹陥部側壁貫通孔320を有している。凹陥部隔壁貫通孔120の大凹陥部2側の面は、上面1ａから深さ１５０mm、凹陥部隔壁貫通孔120を中心として、両幅方向に各５０mmの範囲に正面視で長方形の大凹陥部隔壁垂直面部23を設けている。
【実施例２】
【００３４】
実施例１の基礎構造体1を組み合わせて太陽電池アレイの基礎構造100を形成した。実施例１と共通の部分は説明を省略する。
ここで供する架台の支柱411a,411ｂの中心間距離は、その傾斜方向において、基礎構造体1の大凹陥部側端面１ｂから、小凹陥部3の長手方向の中心までの距離の２倍の寸法である、２４００mmとしている。傾斜直交方向の支柱411a,411bの中心間距離は、３０００mmとした。
図６、図７に示すように、二つの基礎構造体1を、互いの大凹陥部側端面１ｂ同士を接触させ、かつ互いの大凹陥部側壁貫通孔210の位置を合わせて配置して、Ｍ１２の連結ボルトナット211で締結して連結基礎構造体10を構築した。
【００３５】
連結基礎構造体10は、その長手方向を、太陽電池アレイの傾斜方向となるように、幅方向の中心間距離を３０００mmとして平行に配置する（図９参照）。
配置に先立ち、連結基礎構造体10を配置する地盤は、その連結基礎構造体10の略外周の範囲で、平均深さ２００mm掘削し、砂、砂利等によって基準地盤面より１５０mmの深さ位置で略水平面を構築した。
太陽電池アレイの支柱411a,411bは、傾斜手前側をリップ溝形鋼Ｃ-６０×３０×１０×２．３、傾斜後方側を同二丁あわせとして、傾斜方向が支柱の断面の強軸となるように、即ち、そのフランジ面が端面側となる向きで計画した。基礎構造体上面1ａからの支柱411a,411bの埋め込み深さは１９５mmとし、連結基礎構造体10の長手方向に貫通する径１０mmの支柱貫通孔410を、支柱411a,411bの下端から１２０mmの位置に設けてある。
【００３６】
支柱411a,411bは、図10に示すように、小凹陥部3に挿入され、支柱貫通孔410に、凹陥部隔壁貫通孔120から小凹陥部側壁貫通孔320まで貫通する長ボルト43を挿通して保持する。支柱411a,411bの外形断面は、小凹陥部3よりも小さく、その保持状態において、小凹陥部3の底部に接触していないので、長ボルト43の軸方向に容易に移動可能であり、かつ、幅方向に回転可能である。長ボルト43軸方向の移動をより容易にするために、長ボルト43は、ナット締結部近傍にのみねじ山が形成されていると、より好ましい。また、後述する大凹陥部2への土砂投入を考慮して、大凹陥部2側にボルト頭を配置する方が望ましい。
【００３７】
大凹陥部2には、図1１に示すように、基礎構造体設置にかかる整地等で発生した土砂25を投入する。この土砂投入は、小凹陥部3に支柱411a,411bを挿入して長ボルト43で保持した後から、太陽電池パネルの取付前までの間に行うと施工が容易である。もっとも、凹陥部隔壁貫通孔120の大凹陥部2側部分を埋没させない配慮をとれば、支柱411a,411b挿入前の工程で実施してもよいし、架台4の形状から、特に施工上の支障がなければ、太陽電池パネル取付後に行っても良い。
【００３８】
次に、図1２に示すように、架台上部42を組み上げた後、図1３に示すように、傾斜手前側の支柱411ａを、小凹陥部3における小凹陥部側壁31、即ち傾斜手前側の内面に当接させ、凹陥部隔壁12側に生じる隙間32に木製キャンバー等の楔状体33を打ち込み、長手方向の移動を仮拘束し、次いで支柱411a,411bの傾斜直交方向の倒れを調整する。平行配置されたもう一方の連結基礎構造体10についても同様とする。これにより、架台4自体の剛性によって、自動的にもう一方の支柱411ｂが小凹陥部3内で長ボルト43上を移動して、凹陥部隔壁12、即ち傾斜手前側の内面に当接して支柱411ｂの位置が定まる。そして、楔状体33を全ての小凹陥部3に追加して全支柱を仮拘束した状態で、図1４に示すように、小凹陥部3内にモルタル500を充填して固定した。この際、モルタル500は楔状体33の先端位置よりも低い位置まで充填し、モルタル硬化後に楔状体33を除去してモルタルを追加充填し、太陽電池パネル6を設置する。
【００３９】
基礎構造体1を、地震あるいは風荷重における揚力や抗力に対抗するカウンターウエイトとして機能させるための簡単な試算例を以下に示す。
一般的には、基礎構造体重量をWｆ、太陽光発電用架台一式の重量をWs、作用外力における必要全体重量換算値をWｎとすると、基礎構造体重量は、Wｆ＝Wｎ−Wｓによって求め、基礎構造体の材料の比重で除算することで必要体積を求める。
一方、本発明の基礎構造体1は、大凹陥部2に発生土砂25を投入するので、必要重量から、大凹陥部2に投入する土砂25の重量相当を控除して、基礎構造体1の寸法、材料、大凹陥部2の容積を決定している。即ち、投入土砂25の重量をWｄとすると、本発明における基礎構造体重量Wｆ’＝Wｆ−Wｄとなり、必要体積を減らすことができるため、材料使用量削減によるコスト低減、軽量化にともなう運搬効率の向上を図ったものである。
【００４０】
ここで用いた太陽電池アレイに必要な基礎構造体の重さは、一基あたり、およそ２．４トン以上であった。従来方法によって全てをコンクリートで構築した場合、コンクリートの比重を２．２ton／m3とすると、基礎構造体の必要体積は１．１m3である。本実施例の基礎構造体1の体積は、前述の外形寸法による体積である１．６８m3から大凹陥部2の全容積である０．７５m3を控除すると０．９２m3であり、材料使用量を１６パーセント削減している。本基礎構造全体、即ち、基礎構造体四体の重さは合計２トン強である。必要な重さ２．４トン以上に対する不足分は、基礎構造体1設置時の発生土を用いる。本実施例による発生土量は、太陽電池アレイ一基あたり０．７m3内外であり、大凹陥部2の全容積がおよそ０．７５m3なので、全て投入可能である。土の比重を、一般的に用いられる１．８ton／m3とすると、およそ１．２トンであり、投入した土砂25によって必要十分な重量を確保している。
【００４１】
なお、ここでは大凹陥部2に土砂25を投入する場合について述べたが、基礎構造体1のさらなる小型化、副産物の有効利用の観点から、鉄鋼スラグ製品を投入するとよりよい。中でも、製鋼スラグは比重が大きいため有効である。これにより、基礎工事の整地で発生する土砂の処分が不要になり、手間の削減、コストの削減を進めることができた。
【００４２】
また、上記二つの実施例について、鉄筋に関する説明を省略したが、基礎構造体1の設計は、連結基礎構造体10とした場合、設置される２本の支柱411ａ,411ｂから、風による上下方向に作用する応力を考慮している。吹き下ろし力が作用した場合、地盤反力によって、連結基礎構造体10に上端引張り力が作用して曲げ応力がかかる。この曲げ応力に対しては、大凹陥部側壁貫通孔210の位置とほぼ同じ高さ位置において、基礎構造体1の各側面および各端面に配設した上端配筋と、連結ボルトナット211で抵抗するようにしている。
【００４３】
吹き上げ力に対しては、前述のように、基礎構造体１および投入する土砂25の自重によって抵抗させ、下端引張り曲げ応力を発生させないようにしたので、基礎構造体1は、側面下端配筋は不要として必要鉄筋量を削減した。ただし、ひび割れ等の用心のため、必要と思われる箇所に鉄筋を配することを否定するものではない。
【００４４】
ここまで、連結基礎構造体10の長手方高を太陽電池アレイの傾斜方向とし、小凹陥部3の傾斜手前側の内面に支柱41ａを当接する形態について説明したが、連結基礎構造体10の長手方向を、傾斜直交方向となるように計画してもよく、小凹陥部3の内面と支柱41ａ当接面を、凹陥部隔壁12側としてもよいのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４５】
１  基礎構造体
１ａ  基礎構造体上面
１ｂ  大凹陥部側端面
１ｃ  小凹陥部側端面
１ｄ  基礎構造体側面
１２  凹陥部隔壁
１２０  凹陥部隔壁貫通孔
２  大凹陥部
２１  大凹陥部側壁
２１０  大凹陥部側壁貫通孔
２１１  連結ボルトナット
２２  大凹陥部側壁垂直面部
２３  大凹陥部隔壁垂直面部
２４  底面
２４０  大凹陥部底面貫通孔
２５  土砂
３  小凹陥部
３１  小凹陥部側壁
３２０  小凹陥部側壁貫通孔
３２  隙間
３３  楔状体
４  架台
４１ａ、４１ｂ  脚部
４１０  支柱貫通孔
４１１ａ、４１１ｂ  支柱
４１２ａ、４１２ｂ  斜材
４１３ａ、４１３ｂ  横材
４２  架台上部
４３  長ボルト
５  連通孔
６  太陽電池パネル
１０  連結基礎構造体
１００  基礎構造
５００  モルタル
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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