JP2015042815A - 太陽エネルギー変換モジュール、及びそのフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール性能とモジュール強度を維持しつつ雨水許容度と高めることのできる太陽エネルギー変換モジュール及びそのフレームを提供する。
【解決手段】太陽エネルギー変換モジュールはパネル５と当該パネル５の四方を囲むフレームを備え、軒側フレーム７及び棟側フレーム６の両方は、パネル５を挟み込む挟持部６ａ、７ａと、フレームの強度を高める補強部６ｄ、７ｃを備える。補強部６ｄ、７ｃは、挟持部６ａ、７ａの下面に形成され、パネル５の裏側に潜り込むように厚みを有する。更に、軒側フレーム７又は棟側フレーム６の何れか一方は、一方の補強部６ｄ、７ｃから他方の補強部６ｄ、７ｃに向かって延びて、モジュール境界から浸入する雨水を流す第１樋部６ｃを更に備える。
【選択図】図３

Description

本実施形態は、屋根瓦やスレート材等を兼ねて屋根に葺くことができる太陽エネルギー変換モジュール、及びそのフレームに関する。

近年、地球温暖化や化石燃料の枯渇が問題化し、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。この状況下、環境負荷の少ないエネルギー源として太陽エネルギーを利用する機器が急速に普及している。光起電効果により太陽光を電力に変換する太陽光発電器、或いは太陽光の熱エネルギーで熱水を作り出す太陽熱交換器が代表例である。太陽光発電器や太陽熱交換器を代表とし、地上へ伝播する光や熱等の太陽エネルギーを利用する機器を太陽エネルギー変換モジュールという。

太陽エネルギー変換モジュールの基本構造はパネルとフレームであり、パネルの四方がフレームで嵌め込まれてモジュール化されている。モジュールが太陽光発電器の場合、パネルが発電体であり、パネルは光起電効果を有する太陽電池セルを複数枚直並列に並べて成る。モジュールが太陽熱交換器の場合、パネルは太陽光を透過させる透明体であり、そのパネルの直下に熱媒体を循環させる交換器が配置される。

太陽エネルギー変換モジュールの設置態様の一つは、建物の屋根上設置である。屋根への設置形態としては、既設の屋根瓦やスレート材上に架台や固定用部材を設置し、その上に固定する方法が多く採用される。また、近年、屋根瓦やスレート材を屋根に葺く代わりに、太陽エネルギー変換モジュールを屋根に直接敷く態様も提案されている。すなわち、太陽エネルギー変換モジュールが屋根建材を兼ねる。

屋根建材を兼ねた太陽エネルギー変換モジュールは、意匠性の向上、施工の容易化、また屋根瓦等の省略による住宅建築コストの削減の観点から注目されている。しかしながら、木材で構築される家屋の野地板等に雨水が流れ込めば、それらの腐食を招くおそれがあり、屋根建材として太陽エネルギー変換モジュールを用いる場合には、それ相応の雨漏り対策が欠かせない。

そこで、雨樋を有する太陽エネルギー変換モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。太陽エネルギー変換モジュールは、屋根の傾斜面に沿って、流れ寸法方向、換言すれば軒側から棟側へアレイ状に敷き詰められていくが、モジュールの境界から雨水が浸入する可能性が最も高い。そこで、太陽エネルギー変換モジュールは境界部に雨樋を位置させている。

具体的には、パネルの軒側辺が嵌め込まれる軒側フレーム、若しくはパネルの棟側辺が嵌め込まれる棟側フレームの何れか一方に、フレームの一部として雨樋を突設しておく。モジュール境界は、軒側のモジュールの棟側面と棟側のモジュールの軒側面とを雨樋を挟んで向き合わせた構成となる。そのため、モジュール境界から浸入した雨水は雨樋で受け止められ、野地板に漏れずにすむ。

特許第３８７１７５０号公報

太陽エネルギーを最大限に享受するには、屋根全体に占めるパネル面積が大きければ大きいほどよい。つまり、フレームが屋根に占める面積はできるだけ小さいほうがよい。軒側フレームと雨樋と軒側フレームが並ぶモジュール境界もできるだけ狭いほうがよい。

しかしながら、フレームを小さくすれば、モジュールの強度不足を招きかねず、雨樋を小さくすれば、豪雨において雨樋の許容量を超えて野地板等を腐食しかねない。すなわち、従来は、太陽エネルギー変換モジュールの性能に対するモジュール強度及び雨水許容度はトレードオフの関係にあった。

本実施形態は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、モジュール性能とモジュール強度を維持しつつ雨水許容度を一挙に高めることのできる太陽エネルギー変換モジュール、及びそのフレームを提供することを目的とする。

本実施形態の太陽エネルギー変換モジュールは、傾斜面上に複数並べられる太陽エネルギー変換モジュールであって、パネルと当該パネルの四方を囲む軒側辺、棟側辺、左右辺の各フレームを備え、前記軒側辺のフレーム及び前記棟側辺のフレームの両方は、前記パネルを挟み込む挟持部と、前記挟持部の下面に形成され、前記パネル裏側に潜り込むように厚みを有し、フレームを補強する補強部と、をそれぞれ備え、前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、一方の補強部から他方の補強部に向かって延びて、モジュール境界から浸入する雨水を流す樋部を更に備えること、を特徴とする。

また、本実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール用フレームは、傾斜面上に複数並べられる太陽エネルギー変換モジュールのパネル四方を囲む太陽エネルギー変換モジュール用フレームであって、軒側辺、棟側辺、左右辺の各フレームを備え、前記軒側辺のフレーム及び前記棟側辺のフレームの両方は、前記パネルを挟み込む挟持部と、前記挟持部の下面に形成され、前記パネル裏側に潜り込むように厚みを有し、フレームを補強する補強部と、をそれぞれ備え、前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、一方の補強部から他方の補強部に向かって延びて、モジュール境界から浸入する雨水を流す樋部を更に備えること、を特徴とする。

第１の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの設置態様概略を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの外観を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。 第１の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールのサイドフレームを軒長さ方向に沿って切断した断面図である。 第１の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの設置態様を示し、棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。 第２の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１の寸法比率を示す構成図である。 第３の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。 第３の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの交換作業の一場面を示す模式図である。 第４の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。 第５の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。 第６の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュールの棟側フレーム及び軒側フレームを流れ寸法に沿って切断した断面図である。

（第１の実施形態）
（全体構成）
図１に示すように、太陽エネルギー変換モジュール１（以下、モジュール１ともいう）は、屋根建材を兼ねて野地板上にアレイ状に敷き詰められる。野地板は、屋根の流れ寸法に沿った傾斜面であり、屋根の下地材である。野地板にはルーフィングシート４が敷かれ、ルーフィングシート４上に架台２が設置され、架台２上に太陽エネルギー変換モジュール１が設置される。

架台２は、モジュール１を支持する桟である。架台２は、流れ寸法方向、すなわち棟から軒に沿って平行に複数本敷設される。設置間隔はモジュール１の大きさに符合する。モジュール１は、下面側縁を架台２の片側領域に載せ、架台２の空いた片側領域に他のモジュール１の下面側縁を載せ、架台２の延び方向と直交して軒長さ方向に並設される。架台２の片側領域とは、架台２の上面のうち、中心軸に沿って別つ２つの領域のうちの一方である。更に、モジュール１は、野地板の軒から棟にかけて空いた架台２上に積み重ねるように、流れ寸法方向に隙間なく並設される。

図２に示すように、このモジュール１は、矩形平板形状を有し、中心にパネル５を位置させ、パネル５の四方をフレーム６、７、８、８で囲んで構成される。パネル５は、モジュール１が太陽光発電器であれば発電体であり、光起電効果を有する太陽電池セルを複数枚直並列に並べて成る。また、パネル５は、太陽熱変換器であれば太陽光を透過させる透明体であり、そのパネル５の直下に熱交換器が配置される。

フレーム６、７、８、８は、パネル５の棟側辺を支持する棟側フレーム６、パネル５の軒側辺を支持する軒側フレーム７、及びパネル５の左右辺を支持する各サイドフレーム８に別れて構成される。

（棟側フレームの構成）
図３に示すように、モジュール１を流れ寸法方向に隙間なく並設すると、一段軒側のモジュール１の棟側フレーム６と一段棟側のモジュール１の軒側フレーム７とが対向する。図３では、この棟側フレーム６と軒側フレーム７の当接状態で軒流れ方向に沿って切断した断面図である。

棟側フレーム６は、パネル５の棟側辺に沿って延び、アルミニウム等を押出成形することで形成され、延び方向と直交する断面の形状は何れも略同一である。その断面形状は、各所に挟持部６ａ、補強部６ｄ、第１樋６ｃ、及び第２樋６ｂを形成している。

挟持部６ａはパネル５の棟側辺を支持する箇所である。支持態様は挟み込みである。すなわち、挟持部６ａは、断面がコの字形状となっている。コの字状に三方から包囲されて画成されてなる内側空間は、枠内に向けて軒先方向に開口し、パネル５の棟側辺が差し込まれる。パネル５は、両面テープやブチル、シリコン等の接着材や粘着材等によって挟持部６ａに固定される。

補強部６ｄは、棟側フレーム６の強度を高めて湾曲などを抑制する箇所である。補強部６ｄの断面は概略ロの字形状である。この補強部６ｄは、挟持部６ａの真下に形成される。すなわち、補強部６ｄは、野地板に対して直交する棟側面板を有する。この棟側面板は挟持部６ａの棟側面板と面一となっている。また、補強部６ｄは、野地板と平行な上面板及び下面板を有する。この上面板及び下面板は、補強部６ｄの棟側面板からパネル５の裏側に潜り込むように延びる。換言すると、補強部６ｄは、パネル５の裏側に潜り込むように厚みが形成され、モジュール１の外側に突き出してはない。

第１樋部６ｃは、流れ寸法方向に沿って敷き詰められたモジュール１の境界に浸入する雨水を棟側フレーム６側部へ逃がす最終段の雨樋である。この第１樋部６ｃは、断面が転倒したＬ字形状を有する。すなわち、第１樋部６ｃは、補強部６ｄの棟側面下部から野地板と平行に棟側方向へ延び、先端が野地板に直交するように上方に屈曲する。第１樋部６ｃは、Ｌ字形状により補強部６ｄの棟側面板と共に両側を壁で囲んだ通路を形成し、上部開口より雨水を収容し、雨水を流して左右開口より棟側フレーム６外へ放出する。

第２樋部６ｂは、流れ寸法方向に沿って敷き詰められたモジュール１の境界に浸入する雨水を収容し、棟側フレーム６外へ逃がす初段の雨樋である。この第２樋部６ｂは、第１樋部６ｃよりも上方に形成され、断面Ｌ字形状を有する。すなわち、第２樋部６ｂは、挟持部６ａの棟側面途中位置から野地板と平行に棟側方向へ延び、先端が野地板に直交するように上方に屈曲する。

第２樋部６ｂの最先端Ａは、モジュール１が野地板に設置された際に棟側フレーム６の最高点となるように高さ調整され、挟持部６ａの上側屈曲部の位置Ｂの地上高よりも高い。

この第２樋部６ｂは、Ｌ字形状により補強部６ｄの棟側面板と共に両側を壁で囲んだ通路を第１樋部６ｃよりも上方で形成し、上部開口より雨水を収容し、雨水を挟持部６ａの表面から溢れさせるとともに、流して左右開口より棟側フレーム６外へ放出する。

（軒側フレーム７）
図３に示すように、軒側フレーム７は、パネル５の軒側辺に沿って延び、アルミニウム等を押出成形することで形成され、延び方向と直交する断面の形状は何れも同一である。その断面形状は、各所に挟持部７ａ、補強部７ｃ、鍔部７ｂ、及び水切り７ｄを形成している。

挟持部７ａはパネル５の棟側辺を支持する箇所である。支持態様は挟み込みである。すなわち、挟持部７ａは、断面がコの字形状である。コの字に三方から包囲されて画成されてなる内側空間は、枠内に向けて棟方向に開口し、パネル５の軒側辺が差し込まれる。パネル５は、両面テープやブチル、シリコン等の接着材や粘着材等によって挟持部７ａに固定される。

補強部７ｃは、棟側フレーム７の強度を高める箇所である。補強部７ｃの断面はロの字形状である。この補強部７ｃは、挟持部７ａの真下に形成される。すなわち、補強部７ｃは、野地板に対して直交する軒側面板を有する。この軒側面板は挟持部７ｃの軒側面板と面一となっている。また、補強部７ｃは、野地板と平行な上面板及び下面板を有する。この上面板及び下面板は、補強部７ｃの軒側面板からパネル５の裏側に潜り込むように延びる。換言すると、補強部７ｃは、パネル５の裏側に潜り込むように厚みが形成され、モジュール１の外側に突き出してはいない。

鍔部７ｂは、流れ寸法方向に併設されるモジュール１の境界に対する雨水の浸入を抑制する箇所である。この鍔部７ｂは、挟持部７ｃの軒側面から野地板と平行に軒先に向かって延び、一段軒側の棟側フレーム６の挟持部６ａの上面と一段棟側の軒側フレーム７の挟持部７ａの上面と面一である。鍔部７ｂは、第２樋部６ｂに覆い被さるように延び、一段軒側の棟側フレーム６が有する挟持部６ａの棟側面と近接する。鍔部７ｂの下面は第２樋部６ｂの先端に近接する。換言すると、第２樋部６ｂは、鍔部７ｂの下面間近まで上方に屈曲し、第２樋部６ｂの先端と鈎部７ｂとの隙間を極力狭くしている。また、鍔部７ｂの先端は、野地板側に屈曲し、防風時の雨水の吹き込みを抑止する鈎状部７ｅが形成されている。

水切り７ｄは、鍔部７ｂの裏面を伝って浸入した雨水や第２樋部６ｂから溢れた雨水を第１樋部６ｃに効果的に落とす箇所である。この水切り７ｄは、鍔部７ｂの裏面に立設し、第１樋部６ｃに向かって延びる。この水切り７ｄは、第２樋部６ｂと物理的障害とならないように、第２樋部６ｂよりも棟側に立設させ、第２樋部６ｂを通り越して第１樋部６ｃ側へ延びる。

（サイドフレームの構成）
図４は、サイドフレーム８を軒長さ方向で切断した断面図である。サイドフレーム８は、パネル５の左右辺に沿って延び、アルミニウム等を押出成形することで形成され、延び方向と垂直な略同一断面形状を有する。サイドフレーム８の断面は、挟持部８ａと足部８ｂが形成されている。

挟持部８ａはパネル５の左右辺を支持する。支持態様は挟み込みである。すなわち、挟持部８ａは、断面がコの字形状である。コの字によって三方より囲まれて画成される内側空間は、軒長さ方向に開き、この内側空間にパネル５の左右辺が差し込まれ、両面テープやブチル、シリコン等の接着材や粘着材等によって固定される。足部８ｂは、架台２上に載ってモジュール１を野地板上に保持する。この足部８ｂは、断面がＬ字形状を有する。すなわち、挟持部８ａのコの字形背面から下方向に延長され、且つ、パネル５とは反対の方向に開くように屈曲している。

（作用）
この太陽エネルギー変換モジュール１が雨水の浸入を抑制する態様を図５に示す。まず、図５に示すように、流れ寸法方向に並設されるモジュール１は、パネル５の棟側辺を棟側フレーム６の挟持部６ａで挟み込み、パネル５の軒側辺を軒側フレーム７の挟持部７ａで挟み込み、一段軒側のモジュール１の棟側フレーム６と一段棟側のモジュール１の軒側フレーム７とを隙間なく対向させる。

このとき、鍔部７ｂは一段軒側のモジュール１が有する挟持部６ａの棟側面まで延びる。そのため、挟持部６ａと挟持部７ａとの間に生じる隙間に対する蓋となる。そのため、雨水は鍔部７ｂによってモジュール１の境界からの浸入を阻まれる。一段軒側のモジュール１が有する棟側フレーム６と鍔部７ｂとは面一となっている。この面一の構成が雨水を境界位置で溜めることなく、スムーズに軒側へ流し、境界からの浸入を更に抑制している。

但し、暴風雨の際は雨水の境界への吹き込み可能性が高くなる。しかし、太陽エネルギー変換モジュール１は、その対策として、鍔部７ｂの先端に設けられた鈎状部７ｅを有している。鍔部７ｂと挟持部６ａとの間から角度をもって吹き込もうとする雨水は、その吹き込み角度と交差するように延びる鈎状部７ｅにぶつかり、一部は外に跳ね返り、吹き込みを阻まれる。

たとえ雨水の浸入を許しても、太陽エネルギー変換モジュール１は、鍔部７ｂと挟持部６ａと隙間直下に第２樋部６ｂを配置している。吹き込んだ雨水は、この第２樋部６ｂに阻まれ、第２樋部６ｂが形成する通路を流れ、左右開口から排水される。

この第２樋部６ｂは、先端が棟側フレーム６の最高点となっている。すなわち、この上方に屈曲した先端が第２樋部６ｂの容積を大きくし、第１樋部６ｃへの雨水到達可能性を低下させている。また、その先端が軒フレーム６の最高点となっているため、第２樋部６ｂの容積を超過する雨水の浸入があっても、挟持部６ａの表面へ溢れ出す可能性が高くなるので、モジュール１の境界深くまで雨水が浸入することを抑制できる。

第２樋部６ｂの上方へ屈曲した先端側から溢れ出る雨水は、第２樋部６ｂの先端と鍔部７ｂとの隙間が狭くなっているため、鍔部７ｂの裏面に乗り移り、鍔部７ｂを伝って流れる。また、第２樋部６ｂに落ちずに鍔部７ｂの裏面を伝ってくる雨水もある。これら雨水は、鍔部７ｂに張り付いたまま水切り７ｄに至る。水切り７ｄは、第１樋部６ｃに向かって下方に延びているため、伝ってきた雨水を先端部分で第１樋部６ｃに効果的に落とし、軒側フレーム７の外面を伝って第１樋部６ｃと補強分７ｃとの隙間に至るのを抑制する。さらに、水切り７ｄは先端を重力方向に向かって鋭角とすることで効果を高めることができる。

ここで、野地板の上には軒から棟にかけて、棟側フレーム６の補強部６ｄ、軒側フレーム６の第１樋部６ｃ、そして棟側フレーム７の補強部７ｃが並ぶ。棟側フレーム６の補強部６ｄは、パネル５の裏側に膨出するように厚みを有し、挟持部６ａの外側には突き出ていない。そのため、第１樋部６ｃは、挟持部６ａの棟側面の直下から始まり、軒側フレーム７の補強部７ｃまで拡がる。しかも、軒側フレーム７の補強部７ｃについても、パネル５の裏側に膨出するように厚みを有し、挟持部７ａの外側には突き出ていない。そのため、第１樋部６ｃは、挟持部７ａの軒側面の直下まで延びている。

すなわち、この太陽エネルギー変換モジュール１では、補強部６ｄ及び補強部７ｃが挟持部６ａ及び挟持部７ａの外側に突き出していないため、モジュール１の境界下には大容積の第１樋部６ｃが配置される。従って、第１樋部６ｃに落ちた大抵の雨水は、第１樋部６ｃの許容容積内に収まり、野地板に漏れることなく、第１樋部６ｃが形成する通路を流れて棟側フレーム６側部に排水される。

しかも、補強部６ｄ及び補強部７ｃが挟持部６ａ及び挟持部７ａの外側に突き出していない分だけ容量が大きくなったと捉えることができ、第１樋部６ｃが大容量となっても一段軒側のパネル５と一段棟側のパネル５の間が拡大することはない。すなわち、モジュール境界は狭いまま、フレームの屋根に対する占有面積が広がることはなく、パネル５の屋根に対する占有面積を広く維持できる。一方で補強部６ｄや補強部７ｃの厚みは維持されており、フレームの強度は保たれている。

尚、第１樋部６ｃは、補強部６ｄと補強部７ｃの間に位置すれば足り、軒側フレーム７側に設置可能であり、雨樋の機能及び効果は変わらない。第２樋部６ｂも同様に、モジュール１の境界に位置すれば足り、軒側フレーム７に設置可能であり、雨樋の機能及び効果は変わらない。第２樋部６ｂの設置高さについても第１樋部６ｃよりも高ければ足り、挟持部６ａの棟側面に限らず、補強部６ｄの棟側面に設置可能である。また、鍔部７ｂについても軒側フレーム７と棟側フレーム６の何れに設置してもよく、モジュール１の境界を蓋をするように設けることで、雨水の浸入抑制効果を発生させることができる。

（効果）
以上のように、本実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１は、幾多の雨水浸入抑制手段を有し、雨水の野地板への漏れを抑制している。すなわち、本実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１は、パネル５の四方に軒側フレーム７、棟側フレーム６、及びサイドフレーム８、８を取り付けてなる。そして、軒側フレーム７及び棟側フレーム６の補強部６ｄ、７ｃは、挟持部６ａ、７ａの下面に形成され、パネル５の裏側に潜り込むように厚みを有する。第１樋部６ｃは、そのパネル５の裏面に潜り込むように厚みを有する補強部６ｄ、７ｃの間に位置するように、補強部６ｄ、７ｃの何れかから延び、浸入する雨水を棟側フレーム６、軒側フレーム７の何れかの側部に流す。

これにより、モジュール１の境界では、補強部６ｄ、７ｃが挟持部６ａ及び挟持部７ａの外側に突き出していないので、第１樋部６ｃを広く延ばすことができ、大容量の第１樋部６ｃを配置可能となり、暴風雨等であっても野地板に対する雨水の浸入を良好に抑制することが可能となる。しかも、第１樋部６ｃを広く延ばしてもパネル５間の距離は狭いままとすることができ、屋根に対するフレームの占有面積は増加せず、屋根に対する受光面積を維持したまま、雨水の浸入を良好に抑制できる。

また、軒側フレーム７又は棟側フレーム６の何れか一方は、補強部６ｄ、７ｃ又は挟持部６ａ、７ａから対向のモジュール１に向かって延び、第１樋部６ｃの上方に位置する第２樋部６ｂを更に備えるようにした。これにより、第１樋部６ｃに加えて雨樋として機能する第２樋部６ｂが追加され、雨樋としての総計の許容容量を飛躍的に大きくすることができる。すなわち、雨樋を流れ寸法方向に広げるだけでなく、上下方向に複数段設置する立体配置を採用することにより、雨樋としての総計の許容容量を飛躍的に大きくすることができる。

この棟側フレーム６の第２樋部６ｂは、対向のモジュール１に向かって延びるとともに先端が上方に屈曲して成り、その先端は、傾斜面に沿ってモジュールを設置した際に第２樋部６ｂが設置されたフレームの挟持部６ａの最高部よりも高く延びるようにした。これにより、第２樋部６ｂは、容積を更に大きくすることができ、大抵の雨水を許容し、野地板に漏らさずに排水可能となる。また、たとえ、第２樋部６ｂから雨水が溢れても、まずは挟持部６ａ側へ雨水が流れ出すので、モジュール１の境界深くに雨水が浸入することを抑制する。

軒側フレーム７又は棟側フレーム６の何れか一方は、第１樋部６ｃ及び第２樋部６ｂの上方に被さり、第１樋部６ｃ及び第２樋部６ｂを封止する鍔部７ｂを更に備えるようにした。これにより、雨水のモジュール１の境界からの浸入を抑制することができる。

更に鍔部７ｂの裏面から続いて、第１樋部６ｃの内部に向かって延びる水切り７ｄを更に備えるようにした。これにより、第２樋部６ｂに落ちずに鍔部７ｂの裏面を伝って流れ入る雨水、又は第２樋部６ｂの許容容積を超えた雨水は、水切り７ｄを伝い、効率的に第１樋部６ｃに落ちるため、軒側フレーム７の表面を伝って第１樋部６ｃと補強部７ｃとの間に至らず、野地板への雨水の漏れを更に抑制できる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１の寸法比率を示す構成図である。図６に示すように、太陽エネルギー変換モジュール１において、棟側フレーム６と軒側フレーム７とを向かい合わせにしたモジュール境界は、構造的に３つの領域に区別可能となる。

第１の領域は、棟側フレーム６の挟持部６ａ及び補強部６ｄで画成される領域であり、第２の領域は、鍔部７ｂと第１樋６ｃとで囲まれる領域であり、第３の領域は、軒側フレーム７の挟持部７ａ及び補強部７ｃで画成される領域である。

第１の領域乃至第３の領域は各々が内角を概略９０度とする矩形形状となっている。すなわち、第１の領域において、挟持部６ａの上面板と補強部６ｄの下面板の長さ及び位置は略同一である。換言すると、野地板の流れ寸法方向に沿った一次元座標を考えると、挟持部６ａの上面板が有する軒側先端と補強部６ｄの下面板が有する軒側先端とが概略同位置に相当し、挟持部６ａの上面板が有する棟側先端と補強部６ｄの下面板が有する棟側先端とが概略同位置に相当する。

また、第２の領域において、鍔部７ｂと第１樋部６ｃの下面板の長さ及び位置は略同一である。換言すると、野地板の流れ寸法方向に沿った一次元座標を考えると、鍔部７ｂの屈曲点と第１樋部６ｃの根元が概略同位置に相当し、挟持部７ａから始まる鍔部７ｂの根元と第１樋部６ｃの屈曲点とが概略同位置に相当する。

また、第３の領域において、挟持部７ａの上面板と補強部７ｃの下面板の長さ及び位置は略同一である。換言すると、野地板の流れ寸法方向に沿った一次元座標を考えると、挟持部７ａの上面板が有する軒側先端と補強部７ｃの下面板が有する軒側先端とが概略同位置に相当し、挟持部７ａの上面板が有する棟側先端と補強部７ｃの下面板が有する棟側先端とが概略同位置に相当する。

このように、太陽エネルギー変換モジュール１では、補強部６ｄ及び７ｃを挟持部６ａ及び７ａの直下に位置させたことにより、補強部６ｄ及び７ｃの底面の両端部の位置と挟持部６ａ及び７ａの上面の両端部の位置は概ね一致させることが可能となった。そのため、太陽エネルギー変換モジュール１に構造的な安定性が付与され、作業員が交換のために乗っても、積雪が生じても、その荷重で太陽エネルギー変換モジュール１にダメージを与えるおそれを低減させることができる。さらに、補強部６ｄ及び７ｃをパネル５の内側に向けて延長することで、棟側フレーム６及び棟側フレーム７の強度を増すことができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１は、図７に示すように、第１樋部６ｃの断面が湾曲形状を有する。すなわち、第１樋部６ｃは、補強部６ｄの棟側面下部を基端として棟側方向に上方へ湾曲しながら延びる。このように、第１樋部６ｃは、Ｌ字型に限らず、屈曲角が９０度でなく鈍角であっても、全体として湾曲するようにしてもよい。更に、第１樋部６ｃを対向するモジュール１に向かって、鈎状部７ｅの野地板側の面を略中心とした円弧の一部としてもよい。

図８は、太陽エネルギー変換モジュール１の交換作業の一場面を示す模式図である。モジュール１を取り外す際には、モジュール１の軒側先端を持ち上げ、１つ上段のモジュールが有する軒側フレーム７から棟側フレーム６を引き抜く。このとき、第１樋部６ｃに角が存在すると、その角が野地板やルーフィングシート４を傷つけるおそれがある。さらに、その角が野地板やルーフィングシート４、架台２に接触することで、交換作業の作業性が低下するおそれがある。

一方、このモジュール１では、第１樋部６ｃを湾曲形状としたから、モジュール１の引き抜きの際に第１樋部６ｃが野地板やルーフィングシート４に当接しても其の荷重は分散され、野地板やルーフィングシート４、架台２を傷つけるおそれを低減することができる。更に、第１樋部６ｃが野地板やルーフィングシート４、架台２に接触する可能性が低下し、交換作業の作業性を向上することができる。

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１を示す構成図である。図９に示すように、水切り７ｄは、鍔部７ｂから先端に至るまで一貫して直立するのではなく、途中から先端までが重力方向に湾曲又は屈曲している。水切り７ｄは、基端から先端まで一貫して重力方向に延びていてもよい。

この水切り７ｄによると、水切り７ｄを伝ってきた雨水が先端で第１樋部６ｃに落ちやすくなる。換言すると、水切り７ｂを回り込んで一段棟側の軒側フレーム７と第１樋部６ｃとの間に至り野地板に漏れ出すおそれを更に低減することができる。

（第５の実施形態）
図１０は、第５の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１を示す構成図である。図１０に示すように、水切り７ｄは、基端から先端にかけて先細りする形状を有する。この水切り７ｄは、基端の異なる２枚の板を先端で鋭角に突き合わせた三角形状を有し、鍔部７ｂの裏面途中を基端として第１樋部６ｃの上方に設定される先端点へ向けて延びる軒側板と、鍔部７ｂの根元を基端として挟持部７ａの軒側面から先端点へ向けて伸びる棟側板とが先端点で結合して構成される。尚、水切り７ｄに関しても押出成形による一体成型である。

この水切り７ｄによると、先端の表面積は極小に設定されているので、水切り７ｄを伝ってきた雨水が先端で第１樋部６ｃに落ちやすくなる。換言すると、水切り７ｂを回り込んで一段棟側の軒側フレーム７と第１樋部６ｃとの間に至り野地板に漏れ出すおそれを更に低減することができる。

（第６の実施形態）
図１１は、第６の実施形態に係る太陽エネルギー変換モジュール１を示す構成図である。図１１に示すように、軒側フレーム７には雪留め突起部７ｇが立設されている。雪留め突起部７ｇは、モジュール１に積もる雪を堰き止め、或いは抵抗により落雪速度を低下させ、軒先の通行人に対する落雪事故や軒先の設置物に対する破損事故から保護する。尚、雪留め突起部７ｇは、雪に限らず屋根に積もった粉塵等を堰き止めることも可能である。

この雪留め突起部７ｇは、鍔部７ｂの上面に突設され、モジュール１に沿って延設される板部材であり、軒側フレーム７とともに押出成形による一体成型で形成される。突設位置は、鍔部７ｂと挟持部６ａとの隙間よりも棟側が望ましい。雪解け水がモジュール１の境界に浸入しないように配慮するためである。

この雪留め突起部７ｇの地上高は、雪留め突起部７ｇの棟側に位置するパネル５の露出領域よりも低く調整される。具体的には、露出領域の軒側先端Ｄよりも雪留め突起部７ｇの地上高Ｃは低い。この雪止め突起部７ｇにより、雪留め突起部７ｇの影がパネル５に落ちることはない。そのため、この太陽エネルギー変換モジュール１によれば、落雪事故や破損事故から通行人や設置物を保護するだけでなく、日の出から日の入りまで効率よく太陽エネルギーを享受することが可能となる。

更に、雪留め突起部７ｇは、一段軒側に位置するパネル５の露出領域と、一段棟側に位置するパネル５の露出領域との略中央に配置される。これにより、年間を通じて日の出から日の入りまで効率良く太陽エネルギーを享受することが可能となる。

（その他の実施の形態）
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１乃至第６の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、この太陽エネルギー変換モジュール１は屋根に設置することを前提に説明したが、丘等の傾斜面や、地上に傾斜面を有する架台を設置し、それら傾斜面上に設置することも可能であり、それら傾斜面上に設置する太陽エネルギー変換モジュール１も発明の範囲に含まれる。すなわち、軒側には地上側を包含する意味を有し、棟側には空側を包含する意味を有する。

１ モジュール
２ 架台
４ ルーフィングシート
５ パネル
６ 棟側フレーム
６ａ 挟持部
６ｂ 第２樋部
６ｃ 第１樋部
６ｄ 補強部
７ 軒側フレーム
７ａ 挟持部
７ｂ 鍔部
７ｃ 補強部
７ｄ 水切り
７ｅ 鈎状部
７ｇ 雪留め突起部
８ サイドフレーム
８ａ 挟持部
８ｂ 足部

Claims (15)

1. 傾斜面上に複数並べられる太陽エネルギー変換モジュールであって、
   パネルと当該パネルの四方を囲む軒側辺、棟側辺、左右辺の各フレームを備え、
   前記軒側辺のフレーム及び前記棟側辺のフレームの両方は、
   前記パネルを挟み込む挟持部と、
   前記挟持部の下面に形成され、前記パネル裏側に潜り込むように厚みを有し、フレームを補強する補強部と、
   をそれぞれ備え、
   前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、
   一方の補強部から他方の補強部に向かって延びて、モジュール境界から浸入する雨水を流す樋部を更に備えること、
   を特徴とする太陽エネルギー変換モジュール。
2. 前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、
   前記補強部又は前記挟持部から対向のモジュールに向かって延び、前記樋部の上方に位置する第２の樋部を更に備えること、
   を特徴とする請求項１記載の太陽エネルギー変換モジュール。
3. 前記棟側辺のフレームの第２の樋部は、先端が上方に屈曲して成り、
   前記第２の樋部の先端は、前記傾斜面に沿ってモジュールを設置した際、当該第２の樋部を有するフレームの前記挟持部における最高部よりも高く延びること、
   を特徴とする請求項２記載の太陽エネルギー変換モジュール。
4. 前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、
   モジュールの境界に被さる鍔部を更に備えること、
   を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
5. 前記鍔部は、先端が傾斜面方向に屈曲する鍵状部を更に備えること、
   を特徴とする請求項４記載の太陽エネルギー変換モジュール。
6. 前記鍔部の裏面から続いて前記樋部の内部に向かって延びる水切りを更に備えること、
   を特徴とする請求項４又は５記載の太陽エネルギー変換モジュール。
7. 前記水切りは、前記傾斜面に沿ってモジュールを設置した際、先端部が重力方向に延びること、
   を特徴とする請求項６記載の太陽エネルギー変換モジュール。
8. 前記水切りは、先端に向かって先細り形状を有すること、
   を特徴とする請求項６又は７記載の太陽エネルギー変換モジュール。
9. 前記樋部は、
   先端が上方に向かう転倒したＬ字又は湾曲形状を有すること、
   を特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
10. 前記補強部の底面の流れ寸法方向に対する両端部と前記挟持部の上面の流れ寸法方向に対する両端部の位置は概ね一致すること、
    を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
11. 前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、
    上面に立設された雪止め突起部を備えること、
    を特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
12. 前記雪止め突起部は、地上高が直近棟側のパネルの露出領域よりも低いこと、
    を特徴とする請求項１１記載の太陽エネルギー変換モジュール。
13. 前記パネルは、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池セルを備えること、
    を特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
14. 透明の前記パネルの裏面側に配置され、太陽熱を熱媒体に移動させる交換器を備えること、
    を特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の太陽エネルギー変換モジュール。
15. 傾斜面上に複数並べられる太陽エネルギー変換モジュールのパネル四方を囲む太陽エネルギー変換モジュール用フレームであって、
    軒側辺、棟側辺、左右辺の各フレームを備え、
    前記軒側辺のフレーム及び前記棟側辺のフレームの両方は、
    前記パネルを挟み込む挟持部と、
    前記挟持部の下面に形成され、前記パネル裏側に潜り込むように厚みを有し、フレームを補強する補強部と、
    をそれぞれ備え、
    前記軒側辺のフレーム又は前記棟側辺のフレームの何れか一方は、
    一方の補強部から他方の補強部に向かって延びて、モジュール境界から浸入する雨水を流す樋部を更に備えること、
    を特徴とする太陽エネルギー変換モジュール用フレーム。

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