(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光パネルを載置して固定する複数の下地フレームを、所望の間隔をあけて設置するための設置治具において、
一定長さを有する第一部材と、設置される太陽光パネルの寸法に応じて適宜設定された長さを有する第二部材とを接続してなり、
前記第一部材は、平面視長方形の枠状を呈し、
前記第二部材は、アングル材の両端に角パイプを立設してなる平面視コ字状を呈し、
前記第二部材の前記角パイプの先端部は、前記第一部材の短辺に固定されており、
前記第二部材とは逆側に位置する前記第一部材の短辺が、既に設置された一方の下地フレームに当接する第一当接部を構成し、前記第二部材の前記アングル材が、新たに設置される他方の下地フレームに当接する第二当接部を構成し、
前記第一部材の一対の短辺に、当該設置治具を移動させるときに把持する把持棒が架け渡されている
ことを特徴とする太陽光パネルの下地フレームの設置治具。
【請求項２】
前記第二部材は、前記角パイプの延在方向長さが異なる複数の長さのものが形成されており、設置される太陽光パネルの寸法に応じて適宜選択され、第一部材に着脱可能に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光パネルの下地フレームの設置治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネルの下地フレームの設置治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラー発電パネルやソーラー給湯パネルなどの太陽光パネルは、屋根上に設置されることが多い。太陽光パネルを屋根上に設置するに際しては、屋根上に敷設した下地フレーム上に太陽光パネルを載置して、ネジなどの固定手段で固定するようになっている（例えば、特許文献１参照）。下地フレームを設置するには、墨出しによって、隣り合う下地フレーム間の距離を出して位置決めをしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９６７９３号公報（図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、太陽光パネルは、日当たりの良い屋根上などに設置されるので、太陽光の熱によって熱膨張する。そのため、下地フレーム間の距離は、パネルサイズに熱膨張による変形長さを加えた寸法となる。具体的には、例えば、１２００ｍｍ×１０００ｍｍ程度の一般的なサイズの太陽光パネルで、熱膨張に対応するためのクリアランスは２ｍｍ程度と規定されている。しかしながら、従来のように墨出しで下地フレームの設置位置を決める方法では、その精度が職人の熟練度に左右されて、寸法や平行度に誤差が発生するとともに、作業が煩雑であるという問題があった。さらには、木質系住宅の屋根上に太陽光パネルを設置する場合には、屋根の下地材の構成材料（木材）や工法、作業環境などによっては、防水などの品質上の問題はないものの屋根面に不陸や波打ちなどが生じてしまうことがあるため、墨出しによって下地フレームをｍｍ単位の位置決めを行うのは困難であるという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、容易な作業で精度の高い下地フレームの位置決めを行うことができる太陽光パネルの下地フレームの設置治具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための本発明は、太陽光パネルを載置して固定する複数の下地フレームを、所望の間隔をあけて設置するための設置治具において、一定長さを有する第一部材と、設置される太陽光パネルの寸法に応じて適宜設定された長さを有する第二部材とを接続してなり、前記第一部材は、平面視長方形の枠状を呈し、前記第二部材は、アングル材の両端に角パイプを立設してなる平面視コ字状を呈し、前記第二部材の前記角パイプの先端部は、前記第一部材の短辺に固定されており、前記第二部材とは逆側に位置する前記第一部材の短辺が、既に設置された一方の下地フレームに当接する第一当接部を構成し、前記第二部材の前記アングル材が、新たに設置される他方の下地フレームに当接する第二当接部を構成し、前記第一部材の一対の短辺に、当該設置治具を移動させるときに把持する把持棒が架け渡されていることを特徴とする太陽光パネルの下地フレームの設置治具である。
【００１１】
このような構造によれば、太陽光パネルの寸法に応じて予め設定された所望の離間寸法を備えた設置治具を一方の下地フレームにスペーサとして当接させて、他方の下地フレームの位置を決定することができるので、精度の高い位置決めを行うことができる。また、墨出しを行わないので、作業が容易であって、精度が職人の熟練度に影響されない。さらに、第一当接部と第二当接部とがある程度の長さを備えて互いに平行に構成されているので、既設の下地フレームと新設される下地フレームとの平行精度を確保することができる。      
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記第二部材が、前記角パイプの延在方向長さが異なる複数の長さのものが形成されており、設置される太陽光パネルの寸法に応じて適宜選択され、第一部材に着脱可能に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、複数種の太陽光パネルに対応することが可能である。また、設置治具を使用しないときには、第一部材と第二部材を分離しておけば、収容スペースを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容易な作業で精度の高い下地フレームの位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】屋根上に太陽光パネルを設置した状態を示した斜視図である。
【図２】太陽光パネルの設置構造を示した断面図である。
【図３】本発明に係る設置治具を示した斜視図である。
【図４】本発明に係る設置治具を示した分解斜視図である。
【図５】本発明に係る設置治具の使用状態を示した斜視図である。
【図６】本発明に係る設置治具の使用状態を示した断面図である。
【図７】下地フレームに太陽光パネルを設置する工程を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、勾配屋根上に太陽光パネルを設置した場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、太陽光パネルＰは、屋根Ｒの勾配方向Ｘと、屋根面に沿って勾配方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って、それぞれ複数枚配置されている。太陽光パネルＰは、長方形形状を呈しており、長手方向が直交方向Ｙに沿うように、横向きに配置されている。なお、本実施形態の太陽光パネルＰは、太陽光発電セル３（図２参照）を表面に備えたソーラー発電パネルを例示しているが、これに限定する趣旨ではなく、太陽光の熱エネルギーで温水を得るソーラー給湯パネルとしてもよいし、ソーラー発電パネルとソーラー給湯パネルの機能を合わせ持ったハイブリットソーラーパネルとしてもよい。太陽光パネルＰは、屋根Ｒ上に敷設された下地フレーム３０（図２および図５参照）上に固定されている。勾配方向Ｘまたは直交方向Ｙに隣り合う太陽光パネルＰ，Ｐ間には、所定間隔の幅を備えた目地２（図７参照）が形成されている。目地２には、目地止水部材１が装着される。
【００１８】
まず、太陽光パネルＰの設置構造を説明する。図２に示すように、太陽光パネルＰは、屋根Ｒの表面材４１上に配置された支持ブロック４３上に固定された下地フレーム３０上に固定されている。下地フレーム３０は、直交方向Ｙに沿って延在して配置されている（図５参照）。下地フレーム３０の長手方向両端部の下には、支持ブロック４３がそれぞれ配置されている。下地フレーム３０は、アルミニウム製またはステンレス製のプレートを屈曲させて形成されており、幅方向中間部を中心として対象形状になっている。下地フレーム３０の幅方向中間部には、上方に突出する突条３１が形成されている。突条３１の上面には、目地止水部材１を固定するためのボルト用孔３１ａ（図２、および図５の部分拡大図参照）が形成されている。ボルト用孔３１ａは、下地フレーム３０の長手方向に延びる長孔にて構成されており、下地フレーム３０の長手方向両端部に形成されている（図５の部分拡大図参照）。突条３１の両側には、幅方向両端に広がって太陽光パネルＰを下方から支持する支持部３２，３２が形成されている。太陽光パネルＰは、その縁端部Ｐａの底面が支持部３２の上面に接触して載置される。支持部３２には、溝部３３が形成されており、この溝部３３の底面が支持ブロック４３上に接触して、下地フレーム３０が載置される。溝部３３は、補強リブの役目を果たしている。溝部３３の底面には、下地フレーム３０を屋根Ｒに固定するためのネジ孔３３ａが形成されている。ネジ孔３３ａには、上方からネジ３４が挿入される。ネジ３４は、屋根Ｒの表面材４１を貫通して、その先端部が垂木などの屋根下地材４４に螺合されている。
【００１９】
目地止水部材１は、目地２を止水する部材であって、目地２を覆うカバー部材１０と、このカバー部材１０と太陽光パネルＰとの間に介設される弾性シール材２０とを備えている。カバー部材１０は、アルミニウム製またはステンレス製のプレート材にて構成されている。カバー部材１０は、表面部１１と挿入部１２とを備えてなる。カバー部材１０は、表面部１１に挿入部１２を接合して形成してもよいし、押出形材にて一体形成してもよい。また一枚のプレートを折曲加工して形成してもよい。
【００２０】
表面部１１は、目地２に沿って延在しており、板状に形成されている。表面部１１の幅方向両端部が、目地２とともに目地２の両側の太陽光パネルＰ，Ｐの各縁端部Ｐａ，Ｐａの表面を覆う。表面部１１には、目地止水部材１を下地フレーム３０に固定するためのボルト用孔１３が形成されている。ボルト用孔１３は、表面部１１の幅方向中間部に位置し、表面部１１の長手方向両端部にそれぞれ形成されている。
【００２１】
挿入部１２は、表面部１１の裏面から突出して目地２の内部に挿入される部位である。挿入部１２は、裏面に対して直交する一対のプレートからなり、その外側の側面（太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの側面に対向する面）が、太陽光パネルＰと間隔をあけるように構成されている。太陽光パネルＰと挿入部１２の間隔は、弾性シール材２０が適度な応力で圧縮される寸法である。
【００２２】
弾性シール材２０は、弾性を有するゴムあるいは樹脂にて構成されており、カバー部材１０の長手方向に沿って延在している。弾性シール材２０は、カバー部材１０の表面部１１の裏面と挿入部１２の側面の両面に接しており、接着剤によって固定されている。弾性シール材２０は、目地止水部材１が目地２に装着された状態で、太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの表面と側面によって押圧されている。これによって、弾性シール材２０は、太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの表面に接して形成されるシール面と、側面に接して形成されるシール面の、二つのシール面を形成することとなる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照しながら、本実施形態に係る設置治具５０の構成を説明する。設置治具５０は、下地フレーム３０を、所望の間隔をあけて設置するためのものである（図５参照）。設置治具５０は、図３および図４に示すように、一定長さを有する第一部材５１と、設置される太陽光パネルＰの寸法に応じて適宜設定された長さを有する第二部材５５とを接続してなる。
【００２４】
第一部材５１は、断面Ｌ字状のアングル材５２，５２・・を溶接により長方形に組み合わせて形成されている。一方の短辺に位置するアングル材５２の水平部５２ａの外側先端面が下地フレーム３０に当接する第一当接部５３を構成する。他方の短辺に位置するアングル材５２の立上り部５２ｂには、第二部材５５を固定するためのネジ用貫通孔５４（図４参照）が形成されている。ネジ用貫通孔５４は、アングル材５２の長手方向両端部にそれぞれ形成されている。短辺を構成する一対のアングル材５２，５２間には、把持棒６２が架け渡されている。把持棒６２は設置治具５０を移動させるときに把持する部分であって、短辺の中間部にそれぞれ溶接されている。把持棒６２は、断面Ｕ字状を呈しているが、この形状に限定されるものではない。
【００２５】
第二部材５５は、アングル材５６に角パイプ５７を溶接により接合して形成されている。角パイプ５７は、アングル材５６の長手方向両端部の立上り部５６ａに立設されており、先端にはネジ孔５８（図４参照）が形成されたカバープレート５９（図４参照）が溶接により固定されている。第二部材５５は、角パイプ５７の先端のカバープレート５９が第一部材５１のアングル材５２の立上り部５２ｂに当接して、ネジ６０によって第一部材５１に着脱可能に固定されている。これによって、アングル材５６の角部が、第一当接部５３と反対側に位置して、この角部が、下地フレーム３０に当接する第二当接部６１を構成する。第二当接部６１は、第一当接部５３と同等の長さを備えている。第一当接部５３と第二当接部６１とは、互いに平行になっている。第一当接部５３と第二当接部６１との距離が、設置治具５０の長さとなる。第二部材５５は、長さの異なる角パイプ５７を利用することによって、複数の長さの第二部材５５が形成される（図４の仮想線四角枠内参照）。つまり、第一部材５１は一定の長さで、長さの異なる第二部材５５を付け替えることによって、設置治具５０の長さが調整される。
【００２６】
第一部材５１と第二部材５５を合わせた設置治具５０の長さは、太陽光パネルＰの寸法と、太陽光パネルＰの熱膨張による変化寸法を加えた長さとなる。具体的には、太陽光パネルＰの基準短手方向寸法（常温時における短手方向の長さ寸法）に、熱膨張による短手方向の変化寸法を合わせた長さとする。太陽光パネルＰは、複数のモジュール寸法で形成されているので、各太陽光パネルの寸法に応じて、設置治具５０が複数種作成される。
【００２７】
次に、図５乃至図７を参照しながら、下地フレームの設置方法を含む太陽光パネルＰの設置方法を説明する。図５に示すように、まず、屋根Ｒ上の設置面に支持ブロック４３を設置した上に、下地フレーム３０を載置して固定する（第一下地フレーム固定工程）。支持ブロック４３は、下地フレーム３０の長手方向両端部に設置する。下地フレーム３０は、屋根勾配の下流側から順次設置していく。
【００２８】
下流側の下地フレーム３０が固定されたなら、図６に示すように、下地フレーム３０に設置治具５０を当接させる。具体的には、その下地フレーム３０の突条３１の上流側の側面に、設置治具５０の第一部材５１の第一当接部５３を当接させながら、第一部材５１の端部を勾配方向Ｘの上流側の支持部３２上に載置する。設置治具５０は、下地フレーム３０の長手方向両端部の二箇所において当接させる（図５参照）。この状態を保持しながら、設置治具５０の第二部材５５の第二当接部６１に、上流側の下地フレーム３０を別途当接させる。このとき、上流側の下地フレーム３０は、仮置きした支持ブロック４３上に載置されており、突条３１の下流側の側面に第二当接部６１を当接させることで、勾配方向Ｘの位置を決定する（第二下地フレーム位置決め工程）。ここで、下流側の下地フレーム３０と上流側の下地フレーム３０との間隔（突条３１，３１の側面間の距離）が、設置治具５０の長さと同じになり、上流側の下地フレーム３０の位置決めが為される。
【００２９】
上流側の下地フレーム３０の設置位置が決まったなら、設置治具５０を下流側の支持部３２上に載置して、下地フレーム３０を屋根Ｒに固定する（第二下地フレーム固定工程）。下地フレーム３０の屋根Ｒへの固定が完了したなら、設置治具５０を取り除く。なお、下地フレーム３０を設置する際には、下地フレーム３０の突条３１のボルト用孔３１ａには、ボルトＢを下側から挿通させて、その胴部を上方に突出させておく（図５の部分拡大図参照）。このボルトＢを用いて、後の工程において下地フレーム３０に沿って延在する目地止水部材１を固定する。一方、最下段と最上段の下地フレーム３０では、直交方向Ｙに隣り合う下地フレーム３０，３０の間にも、ボルト用孔（図示せず）を形成して、ボルトを下側から挿通させて、その胴部を上方に突出させておく（図示せず）。このボルトを用いて、下地フレーム３０と直交する方向（勾配方向Ｘ）に延在する目地止水部材１（図２参照）を固定する。
【００３０】
全ての下地フレーム３０の設置が完了したなら、図７に示すように、下流側から太陽光パネルＰを設置していく。太陽光パネルＰは、その上下の縁端部Ｐａの底面を支持部３２の上面に接触させて載置するとともに、下側の端面（側面）を突条３１の側面に接触させて係止する（図２参照）。ここで、夏場など気温が高い場合には、太陽光パネルＰが膨張して短手寸法が大きくなっており、太陽光パネルＰの上側端部も突条３１の側面に接触または近接している。一方、冬場など気温が低い場合には、太陽光パネルＰが収縮して短手寸法が小さくなっており、太陽光パネルＰの上側の端面は、突条３１の側面と隙間を空けている（図示せず）。このように太陽光パネルＰを配置することで、突条３１を挟むように配置された太陽光パネルＰ，Ｐ（勾配方向Ｘにおいて隣接する太陽光パネルＰ，Ｐ）の間には、目地２（以下、「横目地２ａ」と称する場合がある）が直交方向Ｙに延在して形成されることとなる。この横目地２ａの幅は、突条３１の幅寸法と略同等の長さから、突条３１の幅寸法に熱収縮による太陽光パネルＰの短手方向の収縮寸法を加えた幅を備えた長さまでの範囲の寸法となる。
【００３１】
直交方向Ｙにおいて隣接する方向に太陽光パネルＰを設置する場合は、既設の太陽光パネルＰに対して、新たな太陽光パネルＰを、所定距離をあけて配置して勾配方向Ｘに延在する目地２（以下、「縦目地２ｂ」と称する場合がある）を形成する。この縦目地２ｂの目地幅（直交方向Ｙの幅寸法）は、太陽光パネルＰの基準長手方向寸法（常温時における直交方向Ｙの長さ寸法）に、熱膨張による長手方向の変化寸法を合わせた長さとする。
【００３２】
太陽光パネルＰの設置が完了したなら、図２に示すように、目地止水部材１を目地２に挿入する。下地フレーム３０から突出するボルトＢの胴部が、突条３１のボルト用孔３１ａに挿通されるように、目地止水部材１を突条３１の上方に設置する。目地止水部材１を目地２の内部に手である程度押し込んだ後に、ボルトＢにナットＮを装着して締め付ける。このとき、弾性シール材２０は、太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの表面によってカバー部材１０の表面部１１の裏面１１ａに押し付けられるとともに、太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの側面によってカバー部材１０の挿入部１２の側面１２ａに押し付けられるので、二つのシール面を得ることができる。これによって、シール面積が大きくなり、必要なシール性能を確保できる。このとき、太陽光パネルＰの縁端部Ｐａの側面５３ｂも利用して弾性シール材２０を押圧しているので、太陽光パネルＰの表面における弾性シール材２０の押圧部分を少なくできる。したがって、カバー部材１０が太陽光パネルＰの表面を覆う面積を小さくすることができ、表面部１１が太陽光発電セル３を覆わないので、受光面積の減少を抑えることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、図１に示すように、縦目地２ｂに装着される目地止水部材１は、上端から下端まで延在して一本物で通して構成されており、横目地２ａに装着される目地止水部材１が、太陽光パネルＰごとに配置され、その両端が縦目地２ｂに装着された目地止水部材１の側面に当接している。
【００３４】
最後に、図２に示すように、ボルトＢの端部とナットＮを覆うキャップ部材２５を被せて、表面部１１のボルト用孔１３の周囲をシールして、太陽光パネルＰの設置施工が完了する。
【００３５】
以上の説明したように、本実施形態に係る太陽光パネルＰの下地フレーム３０の設置方法および設置治具５０によれば、太陽光パネルＰの寸法に応じて予め設定された所望の離間寸法を備えた設置治具５０を下流側の下地フレーム３０にスペーサとして当接させて、上流側の下地フレーム３０の設置位置を決定するので、容易な作業で精度の高いｍｍ単位の位置決めを行うことができる。また、従来のように墨出しを行わないので、作業が容易であって、精度が職人の熟練度に影響されない。さらには、木質系住宅の屋根などで、屋根面に不陸や波打ちなどが生じてしまった場合でも、下地フレームをｍｍ単位で位置決めすることができる。
【００３６】
さらに、設置治具５０は、第一当接部５３と第二当接部６１とがある程度の長さを備えて互いに平行に構成されているので、下流側の下地フレーム３０と上流側の下地フレーム３０との平行精度を確保することができる。さらに、本実施形態では、設置治具５０を、下地フレーム３０の長手方向両端部の二箇所でそれぞれ使用しているので、下地フレーム３０の長手方向両端部で同じ寸法の離間寸法とすることができるので、下地フレーム３０，３０間の平行精度をより一層高めることができる。
【００３７】
また、設置治具５０は、第一部材５１と第二部材５５とを接合して構成されており、第二部材５５が、複数の長さのものが形成されて、第一部材５１に着脱可能に接続されているので、第二部材５５を交換するだけで、容易に複数種の太陽光パネルＰに対応することができる。さらに、設置治具５０を使用しないときには、第一部材５１と第二部材５５を分離しておけば、収容スペースを小さくすることができる。
【００３８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、第一部材５１を下側の下地フレーム３０に当接させ、第二部材５５を上側の下地フレーム３０に当接させているが、これに限定されるものではなく、逆向きに利用してもよい。
【００３９】
また、設置治具５０の形状は、前記実施形態に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、前記実施形態では、第一部材５１に、長さの異なる第二部材を接合することで、設置治具５０の長さを変えているが、第一部材に対して第二部材を移動可能に取り付けて、設置治具５０の長さを変えるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
３０    下地フレーム
５０    設置治具
５１    第一部材
５３    第一当接部
５５    第二部材
６１    第二当接部
Ｐ      太陽光パネル
【図１】
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【図２】
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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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