JP2001123609A - 太陽電池パネル及び太陽電池パネルによる屋根構造 - Google Patents

太陽電池パネル及び太陽電池パネルによる屋根構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自体に排水構造を持つ、屋根構造
の構成要素として好適な太陽電池パネルを得る。 【解決手段】 方形の平板態に構成された光発電
機能体である基盤3の周辺にフレーム4を装着した太陽
電池パネル1について、そのフレーム4を斜めにした設
置状態で上側となる上側フレーム5と、下側となる下側
フレーム6と、左右の縦フレーム7,8とにより構成
し、左右の縦フレーム7,8の一方に対し、基盤3の辺
縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放し
た内樋9を設け、内樋9の下方に内樋9に沿って連続し
上下端側において開放した下樋11を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電の主体
となる平盤形態をした太陽電池パネル及び太陽電池パネ
ルにより構成する家屋の屋根構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電に用いられる太陽電池パネル
の多くは、電気的に接続した複数の太陽電池セルを、表
面保護基板と裏面保護材との間に挟持し、表面保護基板
と裏面保護材との間に接着剤層を形成して方形盤状とし
た基盤の周辺部にアルミ製のフレームを装着した構成が
採られている。フレームは基盤の端面を嵌込む溝を有す
る断面形状のアルミの押出し成形材で構成され、端部か
らの水分や水蒸気等の侵入を防止するためにブチルゴム
やシリコンゴム等の粘弾性のある防水材を介して基盤の
端面に溝を使って嵌め装着されている。このような太陽
電池パネルは、屋根上等に架台を介して設置されること
が多いが、太陽電池パネルそのもので家屋の屋根構造を
構成することもある。
【0003】太陽電池パネルによる屋根構造は、例えば
特開平5―280168号公報に示されているような構
成が採られてきた。即ち、図13,14に示すように受
面40が棟側から軒側に向かって階段状に構成された縦
受け枠41が棟側から軒側に向かって複数列屋根面42
に固定される。これに妻側に向けて横受け枠43が配置
され、太陽電池パネル44が受面40に端縁部が重なる
ように階段状に固定される。重ね部の下側の太陽電池パ
ネル44の棟側端縁が嵌合する横受け枠43上に、上側
の太陽電池パネル44の軒側端縁が載置され、この上側
の太陽電池パネル44と横受け枠43とがコの字状のク
リップで合わせ状態に挟持される。中間の縦受け枠41
はチャンネル状に構成され、太陽電池パネル44同士の
合わせ部から侵入する雨水がチャンネルにより軒側へ排
水される。妻側の端の縦受け枠41は屋根面42側の端
縁が曲げ込まれ、妻側列の太陽電池パネル44の端縁か
ら流下する雨水が軒側に排水される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような太陽電池
パネル44においては、雨水に対する確りした排水構造
がないため、太陽電池パネル44で屋根構造を構成する
場合には、上述したような排水構造を持つ架台状の構造
体を屋根面42上に構成しなければならず、施工に手間
がかかるうえ費用も嵩むといった問題点がある。
【0005】本発明は、係る従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その課題とするところは、
自体に排水構造を持つ、屋根構造の構成要素として好適
な太陽電池パネルを開発することであり、施工性が良く
手間のかからない構成の簡素な太陽電池パネルによる屋
根構造を得ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項1の発明は、方形の平板態に構成された光発電
機能体である基盤の周辺にフレームを装着した太陽電池
パネルについて、そのフレームを斜めにした設置状態で
上側となる上側フレームと、下側となる下側フレーム
と、左右の縦フレームとにより構成し、左右の縦フレー
ムの一方に対し、基盤の辺縁に沿って上下方向に連続
し、上下端側において開放した第1の樋構造を設け、第
1の樋構造の下方に第1の樋構造に沿って連続し上下端
側において開放した第2の樋構造を設ける手段を採用す
る。
【0007】前記課題を達成するために請求項2の発明
は、請求項1に係る前記手段における第2の樋構造を第
1の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方に
までフランジ状に延出させて構成する手段を採用する。
【0008】前記課題を達成するために請求項3の発明
は、請求項1又は請求項2のいずれかに係る前記手段に
おける上側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレーム
の下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続し
て設け、この係合部を横樋構造とするとともに横樋構造
の内側面に通水部を設ける手段を採用する。
【0009】前記課題を達成するために請求項4の発明
は、請求項1〜請求項3までのいずれかに係る前記手段
における他方の縦フレームに対し、パネル本体の辺縁に
沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第
3の樋構造を設ける手段を採用する。
【0010】前記課題を達成するために請求項5の発明
は、方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤
の外周にフレームを装着した太陽電池パネルを屋根の野
地上に棟側から軒側へ列状に複数列並べて構成した太陽
電池パネルによる屋根構造について、その太陽電池パネ
ルのフレームを設置状態で棟側となる棟側フレームと、
軒側となる軒側フレームと、妻側となる縦フレームとに
より構成し、その縦フレームの一方に対し、基盤の辺縁
に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した
第1の樋構造を設け、第1の樋構造の下方に同第1の樋
構造に沿って連続し上下端側において開放した第2の樋
構造を設け、棟側の太陽電池パネルの軒側フレームの下
に隣接する軒側の太陽電池パネルの棟側フレームを重
ね、棟側から軒側にまでに連続する第1と第2の樋構造
の連絡による雨水流路を構成する手段を採用する。
【0011】前記課題を達成するために請求項6の発明
は、請求項5に係る前記手段における太陽電池パネルの
第2の樋構造を第1の樋構造の略直下部から縦フレーム
の外側面の外方にまでフランジ状に延出させ、妻方向に
隣接する太陽電池パネルとの合わせ部にも棟側から軒側
にまでに連続する第2の樋構造の連絡による雨水流路を
構成する手段を採用する。
【0012】前記課題を達成するために請求項7の発明
は、請求項5又は請求項6のいずれかに係る前記手段に
おける太陽電池パネルの棟側フレームに他の太陽電池パ
ネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係合部
を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造とする
とともに横樋構造の内側面に通水部を設け、棟側の太陽
電池パネルにおける縦フレームの第1の樋構造の上端部
に通水部により連絡させ、棟側から軒側に向かって順次
分流して流下する雨水流路を構成する手段を採用する。
【0013】前記課題を達成するために請求項8の発明
は、請求項5〜請求項7までのいずれかに係る前記手段
における太陽電池パネルの他方の縦フレームに対し、基
盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において
開放した第3の樋構造を設け、妻方向に隣接する太陽電
池パネルとの合わせ部に棟側から軒側にまでに連続する
第3の樋構造の連絡による雨水流路を構成する手段を採
用する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1〜図12によって示す本実施
の形態は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽
電池パネル1及びその太陽電池パネル1により構成する
家屋の屋根構造2に関するものである。まず、太陽電池
パネル1の構成を図1〜図6を中心として説明し、次に
屋根構造2を図7〜図12に基づいて説明することにす
る。本実施の形態の太陽電池パネル1は、図1に示すよ
うに方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤
3の周辺にアルミ製のフレーム4を装着した構成であ
る。基盤1は、タブ線により電気的に直列接続した複数
の太陽電池セルを、接着剤層を形成する透明加熱融着剤
のシートに挟んで、これを表面保護基板と耐候性フィル
ム等の裏面保護材との間に挟持して、真空引きしながら
加熱して方形盤状のパネルとして構成されている。
【0015】フレーム4は、斜めの設置状態で上側とな
る上側フレーム5と、下側となる下側フレーム6と、左
右の縦フレーム7,8との組合わせによる方形の枠構造
体として構成されている。左右の縦フレーム7,8の一
方(図1の左側7)は、図4に示すように内側面の上部
が基盤係合部として長手方向に開放した四角筒の第1の
樋構造としての内樋9を備えている。内樋9は基盤係合
部に係合した基盤3の側辺縁の背面に沿って上下方向に
連続し、その上下端は開放し、その下端側底部は下面が
凹状に削られ、その部分に通水孔10が形成されている
(図10参照)。この縦フレーム7には内樋9の下方に
内樋9に沿って連続し上下端側が開放した第2の樋構造
としての下樋11と、横方向に隣設させる他の太陽電池
パネル1の縦フレーム8を突合わせるための四角筒状の
係合部12がそれぞれ一体に図4に示すように形成され
ている。
【0016】下樋11は、両端縁が上側に曲げられた板
状に構成されていて、内樋9の下部から垂直方向に延び
る連結部13により内樋9の下方に受皿状の樋を形成
し、その上側端は延出部14として内樋9より長く延出
している(図1参照)。連結部13は下樋11を実質的
に左右に分断していて、連結部13より内側に張出す下
樋11の内端縁は内樋9の内側面よりさらに干若内側に
入り込んでいる。また、連結部13より外側に張出す下
樋11の外端縁は、横方向に隣設させる他の太陽電池パ
ネル1の縦フレーム8の投影平面より大きく外方にフラ
ンジ状に延出している。係合部12は、内樋9の外側に
一側面を共有する形態に形成され、内樋9と係合部12
の直下に下樋11が位置している。
【0017】左右の縦フレーム7,8の他方(図1の右
側8)は、図5に示すように断面略J字型の筒体に形成
され、上面内側面の上端部の間が基盤係合部15として
長手方向に開放している。この縦フレーム8の基盤係合
部15に続く画成部分は、その基盤係合部15に係合し
た基盤3の側辺縁下部に沿って上下方向に連続する上下
端の開放した第3の樋構造16となっていて、その下端
側底部には通水孔17が形成されている。この縦フレー
ム8の外側部は内樋9及び下樋11を備えた縦フレーム
7の係合部12に胴突き状態に係合させることができる
ようになっている。
【0018】上側フレーム5は図6に示すように断面略
E字状に形成されていて、上側の角筒部が他の太陽電池
パネル1の縦フレーム7の下端部の係合が可能なコ状の
係合部18として横方向に連続している。係合部18の
下側のフランジ19の端縁には立上りが形成され、係合
部18が縦フレーム7の下樋11と略直交方向に交差す
る横樋構造20となっている。係合部18の下方から外
方へ張出したフランジ19には縦フレーム7の下樋11
の延出部14が固定される。横樋構造20は底面となる
フランジ21と内側面となるウェブ部22により構成さ
れ、ウェブ部22には通水孔23が形成されている。基
盤3の上側端縁は係合部18のウェブ部22の略中央か
ら内側に張出した受けフランジ24により受承される。
下側フレーム6は平板部25の内側に基盤3の下端縁を
受ける受部26が張出した簡単な構成となっている(図
10参照)。
【0019】このようにこの太陽電池パネル1には、上
側フレーム5に横方向に連続する横樋構造20があり、
縦フレーム7,8の一方7には縦方向に連続する内樋9
と下樋11が、他方の縦フレーム8には縦方向に第3の
樋構造16がある。横樋構造20は横方向に隣接する太
陽電池パネル1同士の上側フレーム5の合わせ部分から
侵入する雨水Wを受容し、ウェブ部22に形成された通
水孔23により縦樋である内樋9に流下する。また、横
樋構造20のフランジ21の両端の突合わ部の隙間から
漏れる雨水Wは、縦フレーム7の下樋11により回収さ
れる。雨水Wの挙動は複雑であり、勾配のみで決まるも
のではなく、外風の作用や凝集力も雨水Wの動きに影響
を及ぼすが、横方向と縦方向の樋構造によりあらゆる方
向からの雨水Wの侵入に対処することができる。縦方向
の樋は内樋9にさらにこれを受ける下樋11があるの
で、雨水Wの処理はほぼ万全となる。従って、設置する
場合、特別な樋設備を設ける必要がなく、直接家屋の屋
根の野地板27に固定して取付けることもできる。
【0020】次に上述した構成の太陽電池パネル1によ
って構成する家屋の屋根構造2について説明する。ここ
では、説明上、上側フレーム5を棟側フレームに、下側
フレーム6を軒側フレームにそれぞれ言い換えることに
する。またここで言う棟側とは設置状態での上側と同義
であり、軒側とは設置状態での下側と同義である。この
屋根構造2は、図7,8に示すように太陽電池パネル1
を屋根の野地板27上に棟側から軒側へ列状に複数列並
べて構成されている。野地板27には棟側から軒側に向
かって下り勾配が付けられていて、この上に棟側の太陽
電池パネル1の軒側の端縁が軒側の太陽電池パネル1の
棟側フレーム5の上に重なるように順次配列され、それ
ぞれ野地板27上にネジにより固定されている。
【0021】太陽電池パネル1による屋根構造2と一般
の屋根構造2Aとの境界があるような場合には、図7,
8に示すように境界部に樋部材28を縦方向に設け、一
般の屋根構造2A側の屋根材29を樋部材28にオーバ
ーラップさせ、樋部材28側に第3の樋構造16を持つ
縦フレーム8が向くように配列させて太陽電池パネル1
による屋根構造2が構成される。棟側の太陽電池パネル
1の縦フレーム7の下樋11は軒側の太陽電池パネル1
の棟側フレーム5の係合部18に嵌め合わされ、内樋9
は軒側の太陽電池パネル1の棟側フレーム5の上に重ね
られて設置される(図9,10参照)。このような配列
が妻方向に複数列並べられて太陽電池パネル1による屋
根構造2が構成される。妻側についての太陽電池パネル
1相互は、内樋9と下樋11のある縦フレーム7に隣接
する第3の樋構造16を有する縦フレーム8を係合部1
2への突合わせ係合により接合される(図12参照)。
この接合部分と第3の樋構造16は下樋11の外側へ張
出した部分により受けられる。
【0022】こうした構造の太陽電池パネル1による屋
根構造2において、棟側の太陽電池パネル1の内樋9に
侵入した雨水Wは内樋9を流下していき、その下端側底
部の下面が削られた部分に開設されている通水孔10か
ら軒側の太陽電池パネル1の表面に流下し、順次太陽電
池パネル1の表面を流下して軒側端において排水される
(第1の雨水流路)。下樋11に侵入した雨水Wは下樋
11を流下してその下端から軒側の太陽電池パネル1の
棟側フレーム5に形成された横樋構造20に流下し、さ
らに横樋構造20の通水孔23を経て軒側の太陽電池パ
ネル1の縦フレーム7の内樋9に流下していく(第2の
雨水流路)。横樋構造20に流入した雨水Wの一部は、
突合わせ部分の隙間から軒側の太陽電池パネル1の縦フ
レーム7,8における下樋11の延出部14及び第3の
樋構造16に回収されて流下していく(第3の雨水流
路)。軒側の太陽電池パネル1の下樋11に分流した雨
水Wはさらにそれより軒側の太陽電池パネル1の横樋構
造20において前述したように順次分流して流下してい
く。また、軒側の太陽電池パネル1の内樋9に分流した
雨水Wは、それより軒側の太陽電池パネル1の表面に流
下して前述した第1の雨水流路を経て順次太陽電池パネ
ル1の表面を流下して軒側端において排水される。
【0023】縦フレーム8の第3の樋構造16に侵入し
た雨水Wは、通水孔17で連絡した各縦フレーム8を流
下して軒先端において排水される(第4の雨水流路)。
棟側フレーム5の横樋構造20は妻方向に隣接する太陽
電池パネル1同士の棟側フレーム5の合わせ部分から侵
入する雨水Wを受容し、ウェブ部22に形成された通水
孔23により縦樋である内樋9と、下樋11と第3の樋
構造16下樋11とに分流して流下させるための構造で
ある。
【0024】このようにこの太陽電池パネル1による屋
根構造2は、太陽電池パネル1に縦方向に3列、横方向
に1列の排水構造としての樋構造が備えられ、第1〜第
4の雨水流路が構成されているため、特別に排水構造を
野地板27上に構成しなくても屋根構造2を施工するこ
とができ、施工の手間も費用も軽減する。また各列につ
いて縦方向一列の樋部材で排水する屋根構造に比べ、下
樋11から内樋9、基盤3表面に排水していく構造のた
め樋の容量も小さく設定でき、屋根の平面積をより有効
に利用することができる。さらに横樋構造20の通水孔
23により軒側に向かって順次分流する雨水流路が構成
されているため、軒側に行くほど処理雨水が増量してい
くようなこともなく、円滑に雨水Wの排水処理ができ
る。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、屋根構造の構
成要素として好適な自体に排水構造を持つ施工性のよい
太陽電池パネルが得られる。
【0026】請求項2の発明によれば、請求項1に係る
前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【0027】請求項3の発明によれば、請求項1又は請
求項2のいずれかに係る前記効果とともに雨水を分流さ
せて円滑に排水処理でき、フレームも小型化できる。
【0028】請求項4の発明によれば、請求項1〜請求
項3までのいずれかに係る前記効果とともに雨水の排水
処理機能が向上する。
【0029】請求項5の発明によれば、施工性が良く手
間のかからない構成の簡素な太陽電池パネルによる屋根
構造が得られる。
【0030】請求項6の発明によれば、請求項5に係る
前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【0031】請求項7の発明によれば、請求項5又は請
求項6のいずれかに係る前記効果とともに雨水を分流さ
せて円滑に排水処理でき、フレームも小型化できるので
屋根の有効面積を広げることが可能になる。
【0032】請求項8の発明によれば、請求項5〜請求
項7までのいずれかに係る前記効果とともに雨水の排水
処理機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態の太陽電池パネルを示す平面図で
ある。
【図2】 図1の左側側面図である。
【図3】 図1の下側側面図である。
【図4】 実施の形態の太陽電池パネルの縦フレームの
断面形状を示す拡大図である。
【図5】 実施の形態の太陽電池パネルの縦フレームの
断面形状を示す拡大図である。
【図6】 実施の形態の太陽電池パネルの上側フレーム
(棟側フレーム)の断面形状を示す拡大図である。
【図7】 実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造
を示す斜視図である。
【図8】 実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造
を示す分解斜視図である。
【図9】 実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造
を示す縦断側面図である。
【図10】 実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構
造を示す拡大縦断側面図である。
【図11】 図7のA―A線の拡大断面図である。
【図12】 図7のB―B線の拡大断面図である。
【図13】 従来の太陽電池パネルによる屋根構造を示
す斜視図である。
【図14】 従来の太陽電池パネルによる屋根構造の断
面図である。
【符号の説明】
1 太陽電池パネル、 2 屋根構造、 3 基盤、
4 フレーム、 5上側(棟側)フレーム、 6 下側
(軒側)フレーム、 7 縦フレーム、 8縦フレー
ム、 9 内樋、 10 通水孔、 11 下樋、 1
6 第3の樋構造、 17 通水孔、 20 横樋構
造、 23 通水孔、 27 野地板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 直樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 袴田 憲秀 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 2E108 GG16 KK04 LL01 MM00 NN07 5F051 BA03 BA18 JA02 JA09

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 方形の平板態に構成された光発電機能体
    である基盤の周辺にフレームを装着した太陽電池パネル
    であって、そのフレームを斜めにした設置状態で上側と
    なる上側フレームと、下側となる下側フレームと、左右
    の縦フレームとにより構成し、その左右の縦フレームの
    一方に対し、前記基盤の辺縁に沿って上下方向に連続
    し、上下端側において開放した第1の樋構造を設け、こ
    の第1の樋構造の下方に同第1の樋構造に沿って連続し
    上下端側において開放した第2の樋構造を設けた太陽電
    池パネル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の太陽電池パネルであっ
    て、第2の樋構造を第1の樋構造の略直下部から縦フレ
    ームの外側面の外方にまでフランジ状に延出させて構成
    した太陽電池パネル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2のいずれかに記載
    の太陽電池パネルであって、上側フレームに他の太陽電
    池パネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係
    合部を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造と
    するとともに同横樋構造の内側面に通水部を設けた太陽
    電池パネル。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3までのいずれかに記
    載の太陽電池パネルであって、他方の縦フレームに対
    し、パネル本体の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下
    端側において開放した第3の樋構造を設けた太陽電池パ
    ネル。
  5. 【請求項5】 方形の平板態に構成された光発電機能体
    である基盤の外周にフレームを装着した太陽電池パネル
    を屋根の野地上に棟側から軒側へ列状に複数列並べて構
    成した太陽電池パネルによる屋根構造であって、前記太
    陽電池パネルのフレームを設置状態で棟側となる棟側フ
    レームと、軒側となる軒側フレームと、妻側となる縦フ
    レームとにより構成し、その縦フレームの一方に対し、
    前記基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側に
    おいて開放した第1の樋構造を設け、この第1の樋構造
    の下方に同第1の樋構造に沿って連続し上下端側におい
    て開放した第2の樋構造を設け、棟側の太陽電池パネル
    の軒側フレームの下に隣接する軒側の太陽電池パネルの
    棟側フレームを重ね、棟側から軒側にまでに連続する前
    記第1と第2の樋構造の連絡による雨水流路を構成した
    太陽電池パネルによる屋根構造。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の太陽電池パネルによる
    屋根構造であって、太陽電池パネルの第2の樋構造を第
    1の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方に
    までフランジ状に延出させ、妻方向に隣接する太陽電池
    パネルとの合わせ部にも棟側から軒側にまでに連続する
    第2の樋構造の連絡による雨水流路を構成した太陽電池
    パネルによる屋根構造。
  7. 【請求項7】 請求項5又は請求項6のいずれかに記載
    の太陽電池パネルによる屋根構造であって、太陽電池パ
    ネルの棟側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレーム
    の下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続し
    て設け、この係合部を横樋構造とするとともに同横樋構
    造の内側面に通水部を設け、棟側の太陽電池パネルにお
    ける縦フレームの第1の樋構造の上端部に前記通水部に
    より連絡させ、棟側から軒側に向かって順次分流して流
    下する雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根構
    造。
  8. 【請求項8】 請求項5〜請求項7までのいずれかに記
    載の太陽電池パネルによる屋根構造であって、太陽電池
    パネルの他方の縦フレームに対し、基盤の辺縁に沿って
    上下方向に連続し、上下端側において開放した第3の樋
    構造を設け、妻方向に隣接する太陽電池パネルとの合わ
    せ部に棟側から軒側にまでに連続する第3の樋構造の連
    絡による雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根
    構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008041298A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solar cell panel
JP2010080872A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Sharp Corp 太陽電池装置
EP2530404A3 (fr) * 2011-05-31 2014-06-11 All Star Corporation Limited Dispositif de couverture modulaire

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