JP2010138634A - 太陽電池モジュールの取付構造及び取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】下地材への水の浸入を防止すること。
【解決手段】太陽電池モジュールの取付構造１は、上方に開口する溝１１が長手方向に沿って形成され、下地材Ｓ上に固定される底部１２と並行に延びる張り出し部１３が開口付近に設けられた吊子１０と、所定の間隔をおいて下地材Ｓに固定された複数の吊子１０の間において、該下地材Ｓを覆うように取り付けられる塗覆装鋼板２０と、溝１１を覆うように取り付けられるインナーキャップ３０と、張り出し部１３上に配置された太陽電池モジュール９０の枠材９２を吊子１０に固定する固定部材５０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の屋根や壁などの外囲体に太陽電池モジュールを取り付ける際に用いる、太陽電池モジュールの取付構造及び取付方法に関する。

従来から、建物の屋根や壁などの外囲体に太陽電池モジュールを取り付ける技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、レールをねじで屋根に固定し、そのレールに太陽電池モジュールを固定する技術が開示されている。この特許文献１に開示されている取付構造は、いわゆる屋根置き型と呼ばれるものである。また、設置される太陽電池モジュールが屋根材のような機能も果たす、いわゆる屋根建材型と呼ばれる取付構造も知られている。
特開２００１−９８７２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているような取付構造では、レールを固定するねじにより開けられたねじ穴が建物の振動によって広がってしまい、雨水がそのねじ穴から下地材（例えば屋根の下地材）に浸入するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下地材への水の浸入を防止することが可能な太陽電池モジュールの取付構造及び取付方法を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造は、太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持する枠材とを有する太陽電池モジュールの取付構造であって、上方に開口する溝が長手方向に沿って形成され、下地材上に固定される底部と並行に延びる張り出し部が開口付近に設けられた長尺部材と、所定の間隔をおいて下地材に固定された複数の長尺部材の間において、該下地材を覆うように取り付けられた外囲体と、溝を覆うように取り付けられたキャップと、張り出し部上に配置された枠材を長尺部材に固定する固定部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の太陽電池モジュールの取付方法は、太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持する枠材とを有する太陽電池モジュールの取付方法であって、上方に開口する溝が長手方向に沿って形成され、底部と並行に延びる張り出し部が開口付近に設けられた長尺部材を、所定の間隔をおいて下地材上に複数固定する工程と、下地材に固定された長尺部材の間において、該下地材を覆うように外囲体を取り付ける工程と、溝を覆うようにキャップを取り付ける工程と、張り出し部上に枠材を配置し、固定部材により該枠材を長尺部材に固定する工程と、を含むことを特徴とする。

このような太陽電池モジュールの取付構造及び取付方法によれば、所定の間隔をおいて下地材に固定された長尺部材の間において、その下地材を覆うように外囲体が取り付けられるので、隣り合う長尺部材間における下地材への水の浸入を防止できる。加えて、長尺部材に形成された溝がキャップにより覆われるので、溝の中に水が浸入せず、よって、長尺部材の取付面である底部を介して下地材に水が浸入することを防止できる。したがって、太陽電池モジュールを取り付ける領域全体にわたって、下地材への水の浸入を防止することが可能になる。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造では、張り出し部が、長尺部材の開口部を塞ぐ方向に延びており、外囲体の端部が、長尺部材の側部及び張り出し部の上面と接するように成形されていることが好ましい。

この場合、外囲体の端部が、長尺部材の側部と、長尺部材の開口部を塞ぐ方向に延びた張り出し部の上面とに接するように成形されているので、外囲体と長尺部材との隙間を介して下地材に水が浸入することをより確実に防止できる。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造では、キャップには、長尺部材の開口部から該長尺部材の溝に嵌め込まれる突起部が形成され、突起部のうち溝に嵌め込まれる部分の幅が、長尺部材の開口部の幅よりも大きいことが好ましい。

この場合、長尺部材の溝に嵌め込まれるキャップの突起部の幅が長尺部材の開口部の幅よりも大きいので、キャップが長尺部材から抜けることをより確実に防止できる。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造では、張り出し部が、長尺部材の開口部から遠ざかる方向に延びており、外囲体の端部が、長尺部材の側部及び張り出し部の下面と接するように成形されていることが好ましい。

この場合、外囲体の端部が、長尺部材の側部と、長尺部材の開口部から遠ざかる方向に延びた張り出し部の下面とに接するように成形されているので、外囲体と長尺部材との隙間を介して下地材に水が浸入することをより確実に防止できる。

本発明の太陽電池モジュールの取付構造では、キャップの断面が略ハット型であり、該キャップの鍔部が張り出し部を囲むように断面略コ字型に成形されていることが好ましい。

この場合、キャップの鍔部が張り出し部を囲むように成形されているので、キャップが長尺部材から抜けることをより確実に防止できる。

このような太陽電池モジュールの取付構造及び取付方法によれば、太陽電池モジュールの枠材が固定される長尺部材間における下地材が外囲体に覆われるとともに、長尺部材に形成された溝がキャップにより覆われるので、太陽電池モジュールを取り付ける領域全体にわたって、下地材への水の浸入を防止できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１〜２を用いて、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造を説明する。図１は太陽電池モジュールの取付構造１を示す断面図である。図２は図１に示す吊子１０の斜視図である。

太陽電池モジュールの取付構造１（以下では単に取付構造１という）は、建築物の屋根や壁面などに太陽電池モジュール９０を取り付けるための機構である。ここで、太陽電池モジュール９０は、太陽電池パネル９１と、その太陽電池パネル９１の外縁に取り付けられた枠材９２とを含んで構成されている。

取付構造１は、吊子（長尺部材）１０、塗覆装鋼板（外囲体）２０、インナーキャップ（キャップ）３０、固定部材５０、及び目地キャップ６０を備えている。

吊子１０は、断面が略Ｃ字型の溝形鋼である。吊子１０の溝１１は上方に開口しており、吊子１０の長手方向に沿って形成されている。吊子１０の底部１２は下地材Ｓと接する部分であり、平坦に形成されている。吊子１０の開口付近には、その開口部１４（図２参照）を塞ぐ方向に底部１２と並行に延びる張り出し部１３が設けられている。言い換えれば、張り出し部１３は吊子１０の幅方向に延びている。太陽電池モジュール９０の枠材９２は、この張り出し部１３の上に配置される。吊子１０は、所定の間隔をおいて下地材Ｓ上に略平行に複数配置される。そして、各吊子１０は、底部１２を貫通して下地材Ｓに食い込むようにドリルねじＤを締めることで下地材Ｓ上に固定される。このとき、底部１２上には補強板Ｈが配置される。

塗覆装鋼板２０は、下地材Ｓに固定された吊子１０の間に、下地材Ｓを覆うように取り付けられる。下地材Ｓに沿って延びる塗覆装鋼板２０の両端部はそれぞれ、対応する吊子１０の側部１５（図２参照）と接するように上方に折り曲げられ、更に張り出し部１３の上面と接しながら開口部１４付近にまで至る。

インナーキャップ３０は、吊子１０の溝１１に嵌め込まれる長尺状の部材であり、その長さは吊子１０の長さと同じである。言い換えれば、インナーキャップ３０はその溝１１を覆うように取り付けられる。インナーキャップ３０には、吊子１０の溝１１に嵌め込まれる突起部３１が形成されている。この突起部３１の幅は、吊子１０の開口部１４付近ではその開口幅と略同じであり、溝１１内では吊子１０の開口幅よりも大きい。インナーキャップ３０は、例えばゴム製やプラスチック製であるが、インナーキャップの原材料は限定されない。

固定部材５０は、張り出し部１３上に配置された太陽電池モジュール９０の枠材９２を吊子１０に固定する部材である。この固定部材５０は、受け金具５１、押え金具５２及び接合ボルト５３を含んで構成される。受け金具５１は、吊子１０の溝１１内（インナーキャップ３０の突起部３１内）に配置される。このとき、受け金具５１の上面の一部は張り出し部１３の下面と接する。押え金具５２は、断面略コ字型であり、隣り合う太陽電池モジュール９０の枠材９２を上方から同時に押える役割を果たす。受け金具５１及び押え金具５２にはボルト穴（図示せず）が形成されており、接合ボルト５３は、その二つのボルト穴に通されて締め付けられる。このように接合ボルト５３が締め付けられることにより、太陽電池モジュール９０の枠材９２が吊子１０に固定される。

目地キャップ６０は、隣り合う太陽電池モジュール９０の間に嵌め込まれる長尺状の部材である。目地キャップ６０の断面は略コ字型である。目地キャップ６０は、その上面が太陽電池モジュール９０の枠材９２の上面と略連続するように嵌め込まれる。目地キャップ６０は、例えばゴム製やプラスチック製であるが、目地キャップの原材料は限定されない。

次に、図３〜４を用いて、取付構造１を用いて太陽電池モジュール９０を取り付ける方法を説明する。なお、太陽電池モジュール９０の取り付けとは、下地材Ｓ上に吊子１０を固定し、吊子１０間に塗覆装鋼板２０を取り付け、吊子１０の溝１１にインナーキャップ３０を嵌め、太陽電池モジュール９０の枠材９２を吊子１０に固定するという一連の作業のことをいう。

まず、太陽電池モジュール９０と、取付構造１を構成する吊子１０、塗覆装鋼板２０、インナーキャップ３０、固定部材５０、及び目地キャップ６０とを用意する（ステップＳ１１）。続いて、吊子１０を所定の間隔をおいて下地材Ｓ上に複数固定する（ステップＳ１２）。続いて、固定された吊子１０間に塗覆装鋼板２０を取り付ける（ステップＳ１３）。このとき、塗覆装鋼板２０の両端部はそれぞれ、対応する吊子１０に接するように上方に折り曲げられ、更に、張り出し部１３の上面と接するように折り曲げられるので、吊子１０間の下地材Ｓは塗覆装鋼板２０により完全に覆われることになる。

続いて、インナーキャップ３０を吊子１０の溝１１に嵌め込む（ステップＳ１４）。これにより、吊子１０の溝１１はインナーキャップ３０により完全に覆われる。続いて、太陽電池モジュール９０の枠材９２を吊子１０の張り出し部１３上に配置し、その枠材９２を固定部材５０により吊子１０に固定する（ステップＳ１５）。そして、目地キャップ６０を隣り合う太陽電池モジュール９０の間に嵌めこむ（ステップＳ１６）。これで、太陽電池モジュール９０の取り付けが完了する。このときの外観は、図４に示すように、下地材Ｓ上に太陽電池モジュール９０が取り付けられ、太陽電池モジュール９０の間が目地キャップ６０により覆われた状態となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、所定の間隔をおいて下地材Ｓに固定された吊子１０の間において、その下地材Ｓを覆うように塗覆装鋼板２０が取り付けられるので、隣り合う吊子１０間における下地材Ｓへの水の浸入を防止できる。加えて、吊子１０に形成された溝１１がインナーキャップ３０により覆われるので、溝１１の中に水が浸入せず、よって、吊子１０の取付面である底部１２を介して下地材Ｓに水が浸入することを防止できる。したがって、太陽電池モジュール９０を取り付ける領域全体にわたって、下地材Ｓへの水の浸入を防止することが可能になる。

また、本実施形態によれば、塗覆装鋼板２０の端部が、吊子１０の側部１５と、吊子１０の開口部１４を塞ぐ方向に延びた張り出し部１３の上面とに接するように成形されているので、塗覆装鋼板２０と吊子１０との隙間を介して下地材Ｓに水が浸入することをより確実に防止できる。

また、本実施形態によれば、吊子１０の溝１１に嵌め込まれるインナーキャップ３０の突起部３１の幅が吊子１０の開口部１４の幅よりも大きいので、インナーキャップ３０が吊子１０から抜けることをより確実に防止できる。

また、本実施形態によれば、吊子１０の上に枠材９２を配置することで太陽電池モジュール９０と塗覆装鋼板２０との間に一定範囲の間隔が確保されるので、太陽電池モジュール９０の熱上昇を抑制できる。また、吊子１０上に枠材を配置することで、隣り合う太陽電池モジュール９０間にできる隙間を小さくすることができる。

また、本実施形態によれば、仕上げ材である塗覆装鋼板の取付作業時に太陽電池モジュールを取り付けることができるので、後から太陽電池モジュールを取り付ける場合と比較して作業が容易になり、また取付費用を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図５〜６を用いて、第２実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造を説明する。図５は太陽電池モジュールの取付構造２（以下では単に取付構造２という）を示す断面図である。図６は図５に示す吊子７０の斜視図である。なお、第１実施形態と重複する説明は省略する。

取付構造２は、吊子（長尺部材）７０、塗覆装鋼板（外囲体）２５、インナーキャップ３５、固定部材８０、キャップ受け６５及び目地キャップ６６を備えている。

吊子７０は、断面略ハット型の溝形鋼である。吊子７０の溝７１は上方に開口しており、吊子７０の長手方向に沿って形成されている。吊子７０の底部７２は下地材Ｓと接する部分であり、平坦に形成されている。吊子７０の開口付近には、その開口部７４（図６参照）から遠ざかる方向に底部７２と並行に延びる張り出し部７３が設けられている。言い換えれば、張り出し部７３は吊子７０の幅方向に延びている。

塗覆装鋼板２５は、下地材Ｓに固定された吊子７０の間に、下地材Ｓを覆うように取り付けられる。下地材Ｓに沿って延びる塗覆装鋼板２５の両端部はそれぞれ、対応する吊子７０の側部７５（図６参照）と接するように上方に折り曲げられ、更に張り出し部７３の下面と接しながら張り出し部７３の端部付近にまで至る。

インナーキャップ３５は、吊子７０の溝７１に嵌め込まれる長尺状の部材であり、その長さは吊子７０の長さと同じである。言い換えれば、インナーキャップ３５はその溝７１を覆うように取り付けられる。インナーキャップ３５の断面はハット型であり、その鍔部３６は張り出し部７３を囲むことができるように断面略コ字型に成形されている。

固定部材８０は、張り出し部７３上に配置された太陽電池モジュール９０の枠材９２を吊子７０に固定する部材である。この固定部材８０は、第１受け金具８１、第２受け金具８２、第１押え金具８３、第２押え金具８４及び接合ボルト８５を含んで構成される。

第１受け金具８１は、断面略Ｌ字型の部材であり、溝７１を覆うように吊子１０の上方に配置される。第１受け金具８１の一部は、一方の張り出し部７３を挟むように形成された抜け止め部８１ａとなっている。第２受け金具８２は断面略Ｌ字型の部材であり、第１受け金具８１の上に配置される。第２受け金具８２の一部は、他方の張り出し部７３を挟むように形成された抜け止め部８２ａとなっている。第１押え金具８３は、断面略コ字型であり、第２受け金具８２の上に配置される。第２押え金具８４は、断面略コ字型であり、隣り合う太陽電池モジュール９０の枠材９２を上方から同時に押える役割を果たす。第１受け金具８１、第２受け金具８２、第１押え金具８３、第２押え金具８４にはそれぞれボルト穴（図示せず）が形成されており、接合ボルト８５は、各ボルト穴に通されて締め付けられる。このように接合ボルト８５が締め付けられることにより、太陽電池モジュール９０の枠材９２が吊子７０に固定される。

キャップ受け６５は、後述する目地キャップ６６を固定するための部材である。キャップ受け６５は略円筒体であるが、その上部は閉じられている。キャップ受け６５は、締め付けられた接合ボルト８５を上方から覆うように取り付けられる。キャップ受け６５の側面には、側方に隆起した隆起部６５ａが形成されている。

目地キャップ６６は、隣り合う太陽電池モジュール９０の間に配置される長尺状の部材である。目地キャップ６６は、略くの字型の係止部６６ａがキャップ受け６５の隆起部６５ａの下方に嵌め込まれることで、隣り合う太陽電池モジュール９０間の隙間を塞いだ状態で固定される。

次に、図７を用いて、取付構造２を用いて太陽電池モジュール９０を取り付ける方法を説明する。図７は太陽電池モジュール９０の取付方法を示すフローチャートである。

まず、太陽電池モジュール９０と、取付構造２を構成する吊子７０、塗覆装鋼板２５、インナーキャップ３５、固定部材８０、キャップ受け６５及び目地キャップ６６とを用意する（ステップＳ２１）。続いて、吊子７０を所定の間隔をおいて下地材Ｓ上に複数固定する（ステップＳ２２）。続いて、固定された吊子７０間に塗覆装鋼板２５を取り付ける（ステップＳ２３）。このとき、塗覆装鋼板２５の両端部はそれぞれ、対応する吊子７０に接するように上方に折り曲げられ、更に、張り出し部７３の下面と接するように折り曲げられるので、吊子７０間の下地材Ｓは塗覆装鋼板２５により完全に覆われることになる。

続いて、インナーキャップ３５を吊子７０の溝７１を覆うように取り付ける（ステップＳ２４）。続いて、太陽電池モジュール９０の枠材９２を張り出し部７３上に配置し、その枠材９２を固定部材８０により吊子７０に固定する（ステップＳ２５）。このとき、キャップ受け６５を、接合ボルト８５を覆うように取り付ける。そして、目地キャップ６６をキャップ受け６５に対して固定することで、隣り合う太陽電池モジュール９０間の隙間を塞ぐ（ステップＳ２６）。これで、太陽電池モジュール９０の取り付けが完了する。なお、取付完了時の様子は図４に示すものと同様である。

以上説明したように、本実施形態においても、所定の間隔をおいて下地材Ｓに固定された吊子７０の間において、その下地材Ｓを覆うように塗覆装鋼板２５が取り付けられるので、隣り合う吊子７０間における下地材Ｓへの水の浸入を防止できる。加えて、吊子７０に形成された溝７１がインナーキャップ３５により覆われるので、溝７１の中に水が浸入せず、よって、吊子７０の取付面である底部７２を介して下地材Ｓに水が浸入することを防止できる。したがって、太陽電池モジュール９０を取り付ける領域全体にわたって、下地材Ｓへの水の浸入を防止することが可能になる。

加えて、本実施形態では、塗覆装鋼板２５の端部が、吊子７０の側部と、吊子７０の開口部７４から遠ざかる方向に延びた張り出し部７３の下面とに接するように成形されているので、塗覆装鋼板２５と吊子７０との隙間を介して下地材Ｓに水が浸入することをより確実に防止できる。

また、本実施形態では、インナーキャップ３５の鍔部３６が張り出し部７３を囲むように成形されているので、インナーキャップ３５が吊子７０から抜けることをより確実に防止できる。

本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、太陽電池モジュール９０の熱上昇を抑制したり、隣り合う太陽電池モジュール９０間にできる隙間を小さくしたりすることができる。加えて、取付作業を容易にしたり取付費用を抑制したりすることもできる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。

固定部材の構成は、上述した固定部材５０，８０に限定されず、様々な変形が可能である。また、目地キャップの構成も、上述した目地キャップ６０，６６に限定されず、様々な変形が可能である。

第１実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造を示す断面図である。 図１に示す吊子の斜視図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュールの取付方法を示すフローチャートである。 太陽電池モジュールの取り付けが完了したときの様子を示す図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュールの取付構造を示す断面図である。 図５に示す吊子の斜視図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュールの取付方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１，２…太陽電池モジュールの取付構造、１０，７０…吊子（長尺部材）、１１，７１…溝、１２，７２…底部、１３，７３…張り出し部、１４，７４…開口部、１５，７５…側部、２０，２５…塗覆装鋼板（外囲体）、３０，３５…インナーキャップ（キャップ）、３１…突起部、３６…鍔部、５０，８０…固定部材、６０，６６…目地キャップ、９０…太陽電池モジュール、９１…太陽電池パネル、９２…枠材、Ｓ…下地材。

Claims (6)

1. 太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持する枠材とを有する太陽電池モジュールの取付構造であって、
   上方に開口する溝が長手方向に沿って形成され、下地材上に固定される底部と並行に延びる張り出し部が開口付近に設けられた長尺部材と、
   所定の間隔をおいて前記下地材に固定された複数の前記長尺部材の間において、該下地材を覆うように取り付けられた外囲体と、
   前記溝を覆うように取り付けられたキャップと、
   前記張り出し部上に配置された前記枠材を前記長尺部材に固定する固定部材と、
   を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
2. 前記張り出し部が、前記長尺部材の開口部を塞ぐ方向に延びており、
   前記外囲体の端部が、前記長尺部材の側部及び前記張り出し部の上面と接するように成形されている、
   請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
3. 前記キャップには、前記長尺部材の開口部から該長尺部材の溝に嵌め込まれる突起部が形成され、
   前記突起部のうち前記溝に嵌め込まれる部分の幅が、前記長尺部材の開口部の幅よりも大きい、
   請求項２に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
4. 前記張り出し部が、前記長尺部材の開口部から遠ざかる方向に延びており、
   前記外囲体の端部が、前記長尺部材の側部及び前記張り出し部の下面と接するように成形されている、
   請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
5. 前記キャップの断面が略ハット型であり、該キャップの鍔部が前記張り出し部を囲むように断面略コ字型に成形されている、
   請求項４に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
6. 太陽電池パネルと該太陽電池パネルを支持する枠材とを有する太陽電池モジュールの取付方法であって、
   上方に開口する溝が長手方向に沿って形成され、底部と並行に延びる張り出し部が開口付近に設けられた長尺部材を、所定の間隔をおいて下地材上に複数固定する工程と、
   前記下地材に固定された前記長尺部材の間において、該下地材を覆うように外囲体を取り付ける工程と、
   前記溝を覆うようにキャップを取り付ける工程と、
   前記張り出し部上に前記枠材を配置し、固定部材により該枠材を前記長尺部材に固定する工程と、
   を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの取付方法。

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