JP3555719B2 - 太陽電池の取付け装置 - Google Patents

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、住宅などの建築物の屋根に取り付けられる太陽電池の取付け装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
太陽電池を住宅の屋根に設置する場合、従来、瓦等の屋根葺き材の上に架台を取り付けて、その架台へ太陽電池を固定するようにしている。
【0003】
しかしながら、このような構造では、太陽電池が屋根の上に突出して、外観が見苦しくなるとともに、住宅の建築当初から設置するような場合、太陽電池取付け部分にも他の屋根と同様に屋根葺き作業を行った上で、新たに太陽電池の設置工事を行わなければならないため、施工期間が長くなり、また、部材の数も多くなってコストが高くなる欠点がある。
【0004】
そこで、このような問題を解消するため、従来、一般屋根部には、野地板の上に木片を固定して一般瓦材を設置することで、この一般屋根部分を嵩上げし、太陽電池設置部分は、野地板に鋼板を敷設した金属板葺き屋根として、その上に太陽電池を設置することで、一般屋根部と太陽電池設置屋根部との間に段差を生じないようにしたものが考えられている(実用新案登録第3026979号参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の太陽電池の設置構造は、予め屋根面に架台をビス或いはボルトなどで固定し、その固定部分を覆うようにして太陽電池の取付けフレームを架台へ固定しておいて、そのフレームへ一枚毎に太陽電池モジュールを取り付けるものである、そのため、架台の取付けとフレームの取付けの2工程が必要であるとともに、更に、太陽電地モジュールを一枚毎に取り付ける構造であることから、現場での作業工数が非常に多くなるとともに、部材の数も増加する欠点があった。
【0006】
この発明は、このような従来の欠点を解消して、太陽電池の取付けを短時間で行うことが出来るとともに、部材の数も少なくて済むようにした太陽電池の取付け装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、左右一対のフレームとそれらのフレーム間に取り付けた太陽電池モジュールとからなる太陽電池ユニットを桁行方向に並べて屋根上に設置して、各フレームの外側に張り出した固定片を、ボルトで屋根構造材へ固定するとともに、それら固定片及びボルトの上方において、各フレームよりカバー片がそれらのカバー片先端同士が略当接する位置まで張り出して設けられて、それらのカバー片により前記固定部分を覆ってなることを特徴とする。
【0008】
上記において、各フレームの屋根傾斜方向の端部に蓋板を取り付けて、フレーム間の空間を覆うことが考えられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態は、図9で示すように、屋根の棟側を瓦葺き一般屋根部(1)とし、軒側を太陽電池設置屋根部(2)としたものである。
【0010】
図1が、太陽電池設置屋根部(2)の屋根傾斜方向の断面を示している。図2は、太陽電池屋根部(2)の桁行方向の断面図、図3はその要部の拡大図である。図において、(3)は、前記一般屋根部(1)の母屋を示し、(4)(4)…は、太陽電池設置屋根部(2)の母屋であり、(5)は同じく太陽電池設置部分であるが、軒先部の軒先母屋を示している。この図で示すように、太陽電池設置屋根部(2)における母屋(4)(5)の上面を、一般屋根部(1)の母屋(3)の上面よりも低くして、その上に野地板(6)を設置することで、一般屋根部(1)の前記母屋(3)の上に設置される野地板(7)に対して段差を設けている。太陽電池設置屋根部(2)の野地板(6)の上面には、アスファルトルーフィング(8)を介して、カラー鋼板等の金属板からなる葺き板(9)が設置され、更に、その上に太陽電池フレーム(10)が設置されて、これらが母屋(4)を貫通するボルト(11)によって固定されている。
【0011】
なお、一般屋根部(1)においては、同様に野地板(7)の上面にアスファルトルーフィング(12)を介して瓦(13)が設置されている。なお、瓦(13)に代えてスレート瓦を用いることもある。
【0012】
次に、上記太陽電池設置屋根部(2)の構造を説明すると、まず、予め成型された金属板からなる屋根葺き材としての葺き板(9)は、図5で示すように、桁行方向の端部が、その上下方向の両端部分を残して垂直方向へ切起し状に立ち上げられて立ち上げ片(15)(15)を形成し、一方の端部には、立ち上げ片(15)以外の部分に重ね片(18)を段状に突設している。また、屋根傾斜方向の上端には上向きの折曲げ片(16)が、下端には下向きの折曲げ片(17)が一体に形成されている。
【0013】
このように形成された葺き板(9)は、図6で示すように、アスファルトルーフィング(8)の上に、その葺き板(9)の端部の重ね片(18)上面に、隣接する葺き板(9)の端部が重なるようにして順次桁行方向に敷設して行く。このとき、図2及び3で示すように、母屋(4)と野地板(6)のボルト穴(19)の位置に合わせて方形の防水ゴムシート(20)を設置して、その上に葺き板(9)を重ねる。また、上端の折曲げ片(16)は一般屋根部(1)先端の母屋(3)側面を被覆する防水立ち上げとし、下端の折曲げ片(17)は軒先水切とする。このように、各葺き板(9)(9)…を桁行方向に並べて敷くことにより、各葺き板(9)の前記立ち上げ片(15)(15)の間にスリット(21)(21)が形成される。このスリット(21)(21)…は、前記ボルト穴(19)に対応するよう位置が決められている。
【0014】
図6において、(22)(22)…は、前記太陽電池フレーム(10)を固定するための押さえ金具で、図4で示すように、左右の側片(23)(23)が下方に向かって広がった概略下向きコの字型であって、その中央片に形成したボルト穴に前記ボルト(11)が上方から挿通されるとともに、それらのボルト(11)(11)…が、前記スリット(21)から、野地板(6)と母屋(4)のボルト穴(19)へ上方から差し込まれて設置される。
【0015】
太陽電池フレーム(10)は、図3及び図4で示すように、垂直片(25)とその垂直片(25)の上端より水平方向に張り出した上部カバー片(26)と、同じくその上部カバー片(26)と同じ側方において、斜め上方に張り出した下部固定片(27)とからなる断面概略コの字型であり、図7で示すように、一対のフレーム(10)(10)を前記上部カバー片(26)及び下部固定片(27)が外側となるようにして平行に配置して、その上部カバー片(26)(26)の上部間に跨って太陽電池モジュール(28)を取り付けてなるものである。このとき、太陽電池モジュール(28)は、長手方向に複数枚、この実施形態では3枚を予め一体に取り付けるようにしており、各太陽電池モジュール(28)(28)間には、繋ぎフレーム(29)(29)がフレーム(10)(10)間に渡して取り付けられている。すなわち、太陽電池モジュール(28)は、予め複数枚のものを前記フレーム(10)(10)間へ一体に取り付けたユニット(36)とし、これを現場へ搬入することにより、これら複数枚の太陽電池モジュールを一度に設置できるようにしたものである。なお、フレーム(10)(10)の端部間には、必要により、運搬時の補強のための繋ぎプレート(30)(30)が取り付けられるようになっている。
【0016】
図3で示すように、太陽電池モジュール(28)は、表面の保護ガラス(31)とその下側のセル本体(32)とからなり、ガラス(31)の端部を、前記上部カバー片(26)上において、構造用シール剤(33)によって固定されている。また、上部カバー片(26)の先端部近傍には、上方への立ち上げ片(34)を一体に形成している。他方、下部固定片(27)の上端には、水平方向に外方に向けて延出した水平部(35)が形成されている。
【0017】
上記太陽電池ユニット(36)は、図8のように、前記葺き板(9)の上面に桁行方向に並べながら順次設置されるが、このときに、フレーム(10)(10)の前記の下部固定片(27)で葺き板(9)の立ち上げ片(15)を左右から覆うようにして設置される。そして、この下部固定片(27)の上方から、前記ボルト(11)を挿通した押さえ金具(22)を被せるとともに、前記母屋(4)の下側において螺合したナット(37)を締め付けることで、フレーム(10)を固定する。下部固定片(27)の先端には、ボルト(11)を挿通するための半円状の切欠(44)が形成してある。このとき、押さえ金具(22)の両側の傾斜状の側片(23)(23)が、傾斜した下部固定片(27)の外側面に沿って摺動することで、これら両下部固定片(27)(27)が引きつけられるようにして保持される。これにより、互いに隣接するフレーム(10)(10)同士が完全に密着して強固に一体となって支持されることになる。他方、フレーム(10)(10)は、ボルト(11)の締め付け力で葺き板(9)を野地板(4)側へ押し付けることによって、この葺き板(9)の端部を固定する。このとき、互いに隣接する各フレーム (10) より張り出したカバー片 (26)(26) の先端同士が、図3のように略当接するような位置まで突出しており、これらのカバー片 (26)(26) によって下部固定片 (27) 及びボルト (11) 頭部が覆われている。
【0018】
すなわち、葺き板(9)端部の立ち上げ片(15)は、フレーム(10)によって覆われるとともに、そのフレーム(10)を固定するボルト(11)によって支持されるもので、これにより、一種の瓦棒屋根となり、その瓦棒屋根のキャップを太陽電池モジュール(28)を支持するフレーム(10)(10)が兼ねた構成となっており、瓦棒屋根の施工作業と略同様の作業で、太陽電池モジュールを設置することが出来るものである。
【0019】
なお、フレーム(10)の上部カバー片(26)(26)の先端部分の溝(38)(38)間に跨るようにして下向きのコの字型繋ぎ部材(39)が嵌合して取り付けられ、更に、その上方部において、互いに隣接するモジュール(28)(28)のガラス上面間に跨るようにして、帯状の覆板(40)がビス(45)によって固定されている。他方、フレーム(10)の下面にはその下面の溝に沿うようにしてシール材としての止水ゴム(41)が設けられている。なお、フレーム(10)(10)間の太陽電池モジュール(28)の下側には、通気用空間(42)が残されている。
【0020】
上記において、瓦棒キャップを構成するフレーム(10)(10)間の空間部分は、その屋根傾斜方向の両端部分に、それらのフレーム(10)(10)に跨るようにして、蓋板(43)を取り付けることによって、このフレーム(10)(10)間の空間部分は略密閉状態となり一体化される。
【0021】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、各ユニットのフレームより張り出した固定片をボルトで直接固定するので、従来のように予め架台を取り付けた状態で、その架台の取付け部を覆うようにフレームを固定する必要がなく、一つの作業工程のみでフレームの取付けを行うことが出来、且つ、部品数も少なくて済むことになる。また、このフレームの固定部は同じフレームに突出させたカバー片で覆うので、取付け用のボルト穴側への上方からの雨水の侵入を防止し、防水性能が向上し、かつ、雨仕舞も良好となる。
【0022】
更に、太陽電池モジュールは、予めフレームに取り付けたユニットとなっているので、各モジュールを一枚一枚現場で取り付ける必要がなく、現場施工をより大幅に省力化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態における太陽電池屋根部の屋根傾斜方向の断面図である。
【図2】同じく、桁行方向の横断面図である。
【図3】図2の要部の拡大断面図である。
【図4】太陽電池フレーム取付け部の斜視図である。
【図5】葺き板の斜視図である。
【図6】同じく、葺き板の設置方法を示す太陽電池設置屋根部の斜視図である。
【図7】太陽電池フレームと太陽電池モジュールとからなるユニットの要部分解斜視図である。
【図8】同じく、太陽電池ユニットの設置方法を示す太陽電池設置屋根部の斜視図である。
【図9】一般屋根部と太陽電池設置屋根部とからなる屋根の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
(9) 葺き板
(10) 太陽電池フレーム
(11) ボルト
(15) 立ち上げ片
(26) 上部カバー片
(27) 下部固定片
(28) 太陽電池モジュール
(36) 太陽電池ユニット
(43) 蓋板

Claims (2)

  1. 左右一対のフレームとそれらのフレーム間に取り付けた太陽電池モジュールとからなる太陽電池ユニットを桁行方向に並べて屋根上に設置して、各フレームの外側に張り出した固定片を、ボルトで屋根構造材へ固定するとともに、それら固定片及びボルトの上方において、各フレームよりカバー片がそれらのカバー片先端同士が略当接する位置まで張り出して設けられて、それらのカバー片により前記固定部分を覆ってなることを特徴とする太陽電池の取付け装置。
  2. 各フレームの屋根傾斜方向の端部に蓋板を取り付けて、フレーム間の空間を覆って一体の瓦棒キャップとしてなることを特徴とする請求項1記載の太陽電池の取付け装置。
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