JP3798579B2 - 太陽電池モジュール取付け構造及び屋根 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールを屋根等に装着するための太陽電池モジュール取付け構造、或いは太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いて葺かれる建物の屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いることは、特開平１０−７２９１０号公報で知られている。
【０００３】
この公報のものは、太陽電池モジュールを軒側から棟側に順々に葺き上げる構造である。すなわち、野地板に固定した吊り子の内側に軒側太陽電池モジュールの開口部を有する上端係合部を係合させ、次に、棟側太陽電池モジュールの開口部を有する下端係合部を前記上端係合部とかみ合わせるとともに、吊り子の外側の爪を前記下端係合部のくぼみに嵌め込んでから、この棟側太陽電池モジュールの開口部を有する上端係合部を更に棟側位置の吊り子の内側に係合する。その後、吊り子とその軒側に重なった軒側太陽電池モジュールの上端係合部および棟側太陽電池モジュールとをブラインドリベット等で固定し、こうして屋根の軒棟方向に隣接する太陽電池モジュール相互の関係において、軒側太陽電池モジュールの上端部の上面に棟側太陽電池モジュールの下端部の下面を重ねるという作業を繰り返し行なうようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように軒側から棟側に向って屋根を葺く特開平１０−７２９１０号公報の技術では、作業者は軒側を向いて作業をしなければならないから、前のめりの施工姿勢となり、作業性が良くない。しかも、既に葺いた軒側の太陽電池モジュール上に乗って棟側への屋根葺き作業を余儀なくされるため、既設の太陽電池モジュールを破損するおそれが高い。
【０００５】
そして、棟軒方向に隣接する太陽電池モジュールを連結しており、この連結に複数の吊り具を用いるから、これら吊り具を屋根下地材へ夫々固定する手間、及び棟軒方向に隣接する太陽電池モジュールをブラインドリベット等を用いて各吊り具へ連結する手間が必要である。そのため、太陽電池モジュールの屋根などへの装着に必要とする部品点数及び作業工数が多いという問題もある。
【０００６】
又、前記公報のものは屋根設置後に任意の太陽電池モジュールを取外し可能である。その場合、はじめに太陽電池モジュールの左右両端部を押えて固定している継手構造を外してから、軒側において前記ブラインドリベット等の止め具をドリルを用いて外し、最後に太陽電池モジュールを上側にはぐって行なうようになっている。そのため、太陽電池モジュールの両端部以外にも前記止め具を取外す作業が必要であり、したがって、交換作業に多くの手間が掛かるという問題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする第１の課題は、太陽電池モジュール設置面への装着性に優れるとともに、構造が簡素であって、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能な太陽電池モジュール取付け構造を提供することにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする第２の課題は、構造が簡素であって、容易に屋根葺き作業を行なえるとともに、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能な屋根を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の課題を解決するために、請求項１に係る発明の太陽電池モジュール取付け構造は、太陽電池モジュールの両端部に夫々設けられた引掛け壁部と、相対向する側壁を有して太陽電池モジュール設置面に所定間隔毎に平行に固定される複数本の設置レールと、前記側壁にその上端に開放して設けられるとともに奥端部に落込み溝部を有した複数の連結溝と、前記引掛け壁部に突設され前記連結溝に挿入してこの溝の奥端部に引掛けられる複数の連結突起と、前記設置レール内に取外し可能に固定され前記側壁を通って前記設置レール内に突出された前記太陽電池モジュールの連結突起に引掛けられるフックと、を具備し、前記設置レール間にわたって前記太陽電池モジュールを設置することを特徴としている。
【００１１】
この発明及び以下の各発明において、モジュール本体はその太陽電池セルが結晶系又は非晶質（薄膜）系のいずれであってもよい。又、引掛け壁部は、金属又は合成樹脂で作ることができ、取分け金属製の場合には、金属屋根に用いられている鋼板又は耐食性に優れた非鉄金属を採用でき、これらには塗装やメッキ等の表面処理が施されていてもよい。更に、引掛け壁部にはモジュール本体の周部にフレームを設ける場合そのフレームの一部を利用することもできる。又、レール連結手段は、設置レールの側壁にその下端に開放して設けた連結突起が引っ掛かる例えばＬ字状等の連結溝、若しくは、前記側壁に設けた連結溝に引っ掛かる連結突起等で作ることができる。そして、連結突起は、引掛け壁部から折り曲げ等により一体に突設してもよく、或いは、引掛け壁部に対してねじ止め、かしめ止め、溶接止め等により設けることができる。又、この発明及び以下の各発明の太陽電池モジュールは、建物外装材、特に屋根葺き材として、あるいは壁材等として使用できる。なお、設置レールは強度的に優れる材質であればよく、中でも金属製とすることが好ましく、特に、軽量でかつ防食性に優れる金属例えばアルミニューム合金製とするとよい。
【００１５】
請求項１の発明において、太陽電池モジュールは、その両端部に設けられた引掛け壁部の複数の連結突起を、隣接する設置レールの側壁に設けた連結溝に夫々挿入して、連結突起をそれが挿入した連結溝の奥端部に引掛けることにより、前記隣接する設置レール間にわたって装着される。このように設置レールを設置基準として、このレールに引掛け壁部を引掛けて太陽電池モジュールを設置レールに沿って装着するから、並べて配置される太陽電池モジュール相互間の連結が不要であり、装着に要する部品点数が少ない。したがって、構造を簡素にできるとともに、太陽電池モジュール設置面に太陽電池モジュールを容易に装着できる。その上、設置基準があることにより、並べられる太陽電池モジュールの向きが不揃いとなるおそれを抑制でき整然と装着できる。しかも、請求項１の発明は、前記側壁を通って前記設置レール内に突出された前記太陽電池モジュールの連結突起に引掛けられるフックを、前記設置レール内に固定している。このため、設置された太陽電池モジュールの連結突起を設置レール内で上方から押えて、太陽電池モジュールを大風に対しても安定した状態に保持する。なお、必要により太陽電池モジュールを外す場合には、フックを外してから既述の取外し作業を行なえばよい。
【００１６】
そして、既述のようにして装着された太陽電池モジュールは、互いに引っ掛かっている連結突起と連結溝との引っ掛かりを人為的に外さない限り、設置レールから不用意に外れることはない。しかし、その装着状態において太陽電池モジュールは既述のように隣接した設置レールに引っ掛かっているだけであるので、設置レールの長手方向に沿って太陽電池モジュールを人為的に動かして前記連結溝の奥端部による連結突起の拘束を解除するとともに、この連結突起を連結溝の開放端に対向させてから、連結突起が連結溝の開放端を通り抜けるように太陽電池モジュールをその厚み方向に移動させることにより、このモジュールを設置レールから外すことができる。このような手順により太陽電池モジュールの両端部を設置レールから取外すことができ、又、この取外しとは逆の手順により容易に取付けることができるので、修理や交換が必要な太陽電池モジュールのみを容易に交換できる。
【００１７】
請求項１の発明に従属する請求項２の発明は、前記各設置レールの夫々にレールカバーを取付けたことを特徴とする。レールカバーは、設置レールと同様に強度的に優れる材質であればよく、中でも金属製とすることが好ましく、特に、軽量でかつ防食性に優れる金属例えばアルミニューム合金製とするとよい。この発明においては、設置レール内に雨水や埃が入ることを防止でき、特に、設置レールの側壁に連結溝を設けてある場合には、この溝を通って雨水等が太陽電池モジュールの裏側に侵入することを防止できる。しかも、レールカバーは設置レールを覆い隠すので外観を向上できる。
【００１８】
又、請求項２の発明に従属する請求項３の発明は、前記レールカバーが前記設置レールに隣接する前記太陽電池モジュールの端部を表面側から押えるモジュール押えを有していることを特徴とする。この発明においては、設置レールに取付けられたレールカバーによって、太陽電池モジュールを上方から押えて固定でき、それにより、設置された太陽電池モジュールを大風に対しても安定した状態に保持できる。
【００２０】
又、前記第２の課題を解決するために、請求項４に係る発明の屋根は、太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いるとともに、この太陽電池モジュールを前記請求項１〜３の内のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール取付け構造により葺いた屋根であって、前記各設置レールを屋根の棟から軒にわたって配置し、これらの設置レールに沿って前記太陽電池モジュールを棟側から軒側に向って葺いて、棟軒方向に隣接した太陽電池モジュールのうち棟側太陽電池モジュールの下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの上辺部を覆ったことを特徴とする。
【００２１】
この発明の屋根は、その棟軒方向に延びて配置された各設置レールに沿って太陽電池モジュールを、請求項１〜３のうちのいずれかの発明の太陽電池モジュール取付け構造にしたがって取付けるので、太陽電池モジュールを屋根の棟側から軒側に向って葺くことができる。そのため、軒側を足場にし、かつ棟側を向いた楽な姿勢で屋根葺き作業ができる。しかも、既述のように棟軒方向に隣接する太陽電池モジュール相互の連結部品を省略できるので、構造を簡素にできる。又、レールカバーやフックがある場合には、これらレールカバーやフックを外した後、既述のように設置レールの長手方向に沿って太陽電池モジュールを人為的に動かして前記連結溝の奥端部による連結突起の拘束を解除するとともに、この連結突起を連結溝の開放端に対向させてから、連結突起が連結溝の開放端を通り抜けるように太陽電池モジュールを上下方向に動かすことにより、このモジュールを設置レールから外すことができる。そのため、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１中１は建物であり、その屋根２は、棟から軒にわたって互いに平行に配置された複数本の設置レール体３と、これらレール体３に沿って棟軒方向に葺かれた屋根葺き材として多数枚の太陽電池モジュール４とを備えている。図１のように太陽電池モジュール４は縦横整列して配列される。
【００２４】
なお、図２、図４、図５中５は棟木、６は棟木カバー、７はもや、８は鼻もや、９は鼻隠し、１０は図示されない垂木で支えられる太陽電池モジュール設置面である屋根下地板としての野地板であり、これら屋根構造材上に所定数の設置レール体３及び太陽電池モジュール４を装着して屋根２が構成されている。野地板１０上には必要に応じて図示しないルーフィング（防水シート）が葺き込まれることがある。
【００２５】
図４及び図５等に示されるように各設置レール体３は、いずれもアルミニューム合金製の設置レール２１と、これに着脱可能なレールカバー２２とを備えている。
【００２６】
設置レール２１は野地板１０上に棟から軒にわたって配置されている。このレール２１は、底壁２１ａと、この底壁２１ａの両側縁から夫々直角上向きに折れ曲がった一対の側壁２１ｂとを有して例えば断面コの字状に形成されていて、その開放面を上にして底壁２１ａを通る図示しない木ねじを用いて野地板１０に固定されている。
【００２７】
図６（Ｂ）等に示されるように設置レール２１の両側壁２１ｂには、第１、第２の連結溝２３、２４が所定間隔毎に複数組み設けられている。各組の第１、第２の連結溝２３、２４において、第１連結溝２３は棟側に位置し、第２連結溝２４は軒側に位置している。両側壁２１ｂの第１連結溝２３同士、及び第２連結溝２４同士は夫々対向している。図５に拡大して示されるように第１、第２の連結溝２３、２４は、いずれも側壁２１ｂの上端に開放されるともに、設置レール２１の高さ方向に延びる縦溝部Ａと、この溝部Ａの下端から直角状に折れ曲がって設置レール２１の長手方向に沿い棟方向に延びる横溝部Ｂと、この溝部Ｂの奥端部をなす落込み溝部ＣとからＬ字状に形成されている。両連結溝２３、２４の横溝部Ｂの長さは同じであり、同様に落込み溝部Ｃは後述の連結突起の直径分程度下がった溝部からなる。又、第１連結溝２３の縦溝部Ａは第２連結溝２４の縦溝部Ａよりも長く、それにより、棟側の第１連結溝２３は軒側の第２連結溝２４より深く形成されている。
【００２８】
図４及び図６（Ａ）に示されるようにレールカバー２２は、カバー板２５と、この板２５の裏面に固定されたカバーベース２６とからなる。図示例の場合、カバー板２５とカバーベース２６とは別体であるが、これらは一体に押し出し形成されたものであってもよい。
【００２９】
カバー板２５の幅は設置レール２１の幅よりも大きく、その両端部は下方へ直角状に折れ曲がって夫々モジュール押え２５ａをなしている。図６（Ａ）に示されるようにモジュール押え２５ａの側面形状は、棟軒方向に隣接される太陽電池モジュール列の表面がなす凹凸形状に合致するギザギザ状をなしている。
【００３０】
図４に示されるようにカバーベース２６は例えば断面において縦長な四角筒形をなしており、その高さは前記側壁２１ｂより高く、かつ幅は前記両側壁２１ｂ間の内幅寸法よりも狭い。このベース２６の天井壁とこれの壁が固定されたカバー板２５の幅方向中央部にわたって複数の通孔２７（一つのみ図示）が設けられており、この通孔２７を通って操作される図示しないねじ回しを介して取外し可能なねじ２８を、カバーベース２６の底壁に貫通させて野地板１０にねじ込むことにより、レールカバー２２が取付けられている。したがって、このねじ２８を外すことによりレールカバー２２を設置レール２１から取外すことができる。なお、カバーベース２６の底壁には設置レール２１を野地板１０に固定するための前記図示しないねじを逃げるための逃げ孔が設けられている。
【００３１】
図４中２９は雨水等の侵入を防止するために通孔２７に着脱可能に装着されたゴム製等の栓である。なお、前記のようにカバーベース２６が筒形であることは、万が一通孔２７から雨水が侵入しても、それをカバーベース２６で隔離してその内部を軸方向に流下させるので、雨水が第２連結溝２４に到達して屋根裏に侵入することを防止できる点で優れている。又、前記構造の設置レール体３の棟側の端は前記棟木カバー６で覆われ、かつ、軒側の端は図示しない排水孔付きの端部カバーで塞がれるようになっている。
【００３２】
前記各太陽電池モジュール４は、図３〜図５に示されるように太陽光発電をするモジュール本体３１と、端子箱３２と、フレーム３３とを備えている。
【００３３】
モジュール本体３１は、ガラス製の透明基板と、この透明基板の裏面に形成された複数のアモルファスシリコン製の太陽電池セルと、これら太陽電池セルに接続して設けられたバスバーと、透明基板の裏側に太陽電池セル及びバスバーを封止して設けられた充填材と、この充填材の裏面に積層された封止材とを備えて形成されている。モジュール本体３１は四角形状であって、その左右両端間の幅は例えば各設置レール２１相互間の間隔より少し短く、又、各太陽電池セル及びバスバーはモジュール本体３１の長手（左右）方向に延びて設けられている。端子箱３２はモジュール本体３１の裏面に接着止めされており、この箱３２はモジュール本体３１の裏面に引き回された前記バスバーと電気的に接続されているとともに、この箱３２には図示しない出力線が取付けられている。
【００３４】
フレーム３３は、ステンレス等の金属製からなる第１〜第４の枠材３３ａ〜３３ｄを四角枠状に連結するとともに、その長手方向に延びる第１、第２の枠材３３ａ、３３ｂの下面に接着止めされた補強材３３ｅ、３３ｆにより形成されている。このフレーム３３は、モジュール本体３１の周縁に嵌合し接着止めして取付けられ、モジュール本体３１を機械的に支持する強度部材として用いられている。
【００３５】
太陽電池モジュール４の左右方向両端に配置された第３、第４の枠材３３ｃ、３３ｄは、引掛け壁部として用いられている。これらの枠材３３ｃ、３３ｄは、第１、第２の枠材３３ａ、３３ｂよりも幅が大であり、これには連結手段としてのピン状の第１、第２の連結突起３５、３６が前記側壁２１ｂがわに向けて例えば外向きに突設されている。又、枠材３３ａ、３３ｂの長手方向両端部には夫々切欠き部３４が設けられており、これらの切欠き部３４によって、後述のように屋根２を葺くときに棟軒方向に隣接する枠材３３ａ同士、及び枠材３３ｂ同士の軒側端部及び棟側端部が互いに干渉することを防止できるようになっている。
【００３６】
なお、太陽電池モジュール４の裏面には、発泡スチレン等の弾性材料からなる裏受け材を接着固定し、この裏受け材の下面を野地板１０に接触させ、それにより、断熱作用を得、かつ、モジュール本体３１の撓みを防止する緩衝作用を得るようにしてもよい。
【００３７】
次に、前記構成の太陽電池モジュール４を用いて屋根２を葺く手順を説明する。
【００３８】
まず、棟から軒にわたって野地板１０上に多数本の設置レール２１を所定間隔毎に互いに平行にねじ止めする。次に、軒側から棟側に向けて隣接する設置レール２１間に太陽電池モジュール４を夫々装着する。このモジュール４の装着手順は図９（Ａ）〜（Ｄ）に示されている。
【００３９】
すなわち、図９（Ａ）に示すように装着すべき太陽電池モジュール４をその枠材３３ａ側が前下がりとなる姿勢にして隣接した一対の設置レール２１間に導き、このモジュール４の左右両側の第１連結突起３５を、前記一対の設置レール２１の相対向する一方の側壁２１ｂに設けられている棟側の第１連結溝２３の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。なお、このときのイメージは図８に示されている。
【００４０】
次に、図９（Ｂ）に示すように太陽電池モジュール４の軒側を下げて、その左右両側の第２連結突起３６を軒側の第２連結溝２４の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。
【００４１】
この後、図９（Ｃ）に示すように太陽電池モジュール４全体を下げて、第１連結突起３５を第１連結溝２３の縦溝部Ａの底に当接させるとともに、第２連結突起３６を第２連結溝２４の縦溝部Ａの底に当接させる。この時、両連結溝２３、２４の縦溝部Ａの深さの差にしたがって太陽電池モジュール４はやや前下がりの姿勢となる。
【００４２】
最後に、両連結溝２３、２４の横溝部Ｂに沿って図９（Ｄ）に示すように太陽電池モジュール４全体を棟側に押して移動させ、横溝部Ｂの奥で当て止まった状態で、図９（Ｄ）中矢印に示すように太陽電池モジュール４全体を必要により押し下げて、両連結突起３５、３６を夫々両連結溝２３、２４の落込み溝部Ｃに落とし込んで引掛ける。
【００４３】
以上の手順により、隣接する設置レール２１を利用してこれらの間にモジュール本体３１を収めて太陽電池モジュール４が装着される。この取付け状態では、前記引っ掛りにより下方及び棟軒方向に動き止めできるとともに、横溝部Ｂの奥端部の上側縁により上方向の動きを抑制できる。又、以上の手順で取付けられる全ての最上位の太陽電池モジュール４の装着後に棟木カバー６を取付ける。
【００４４】
この後、前記最上位の太陽電池モジュール４の下側に次に葺くべき他の太陽電池モジュール４を装着する。この２番目の太陽電池モジュール４の装着は図９（Ａ）〜（Ｄ）で説明した前記手順を繰り返して行われる。この２番目の太陽電池モジュール４の装着において、最後に軒方向への移動に伴い、既設の最上位太陽電池モジュール４の枠材３３ｂがある軒側下辺部の裏側に、２番目の太陽電池モジュール４の棟側上辺部が潜り込む。この後、上下に向かい合った前記既設の太陽電池モジュール４の軒側下辺部と下位置の太陽電池モジュール４の棟側上辺部との間の隙間に、図５（Ｂ）に示すコーキング材３７を介装して、棟軒方向に隣接した両太陽電池モジュール４相互間の雨仕舞をする。
【００４５】
そして、以上のような手順を３番目以降の太陽電池モジュール４の設置について繰り返すことにより、これら太陽電池モジュール４を棟側から軒側に向って順次葺くことができる。このため、作業者は棟側を向いた楽な姿勢で軒側の露出した野地板１０等を足場にして各太陽電池モジュール４を容易に装着できる。
【００４６】
又、一つ一つの太陽電池モジュール４が設置された時、又は全ての太陽電池モジュール４が設置された後に、夫々の太陽電池モジュール４の野地板１０への固定を行なう。この固定には、図４、図５（Ｂ）、図７（Ａ）（Ｂ）に示すフック３８を使用する。フック３８は金属製であり、固定片部３８ａから折り曲げられた係止部３８ｂを有している。このフック３８は、設置レール２１内に配置されて、その係止部３８ｂを例えば第２連結突起３６に上側から引掛けるとともに、固定片部３８ａを設置レール２１の底壁２１ａを通るねじ３９を介して野地板１０に固定される。こうしたフック３８で太陽電池モジュール４を野地板１０に固定することにより、屋根２に葺かれた太陽電池モジュール４を強固に止めて大風に対しても十分に耐えるように装着状態を安定させることができる。なお、落込み溝部Ｃに連結突起３５又は３６を保持する保持手段としてフック３８に代えて、落込み溝部Ｃの溝縁に、ばねで付勢された突子を有し、これが連結突起３５、３６の通過にしたがって突没するクリックストップ機構を設けてもよい。
【００４７】
最後に、設置レール２１にレールカバー２２を取付ける。レールカバー２２は、そのカバーベース２６を設置レール２１の両側壁２１ｂ間に挿入して、各通孔２７から挿入されるねじ２８を野地板１０にねじ込むことにより、設置レール２１２の上端開口を覆い隠して取付けられる。この後、通孔２７の夫々には栓２９が挿着されるとともに、こうして組立てられた設置レール体３の軒側端面に図示しない端部カバーを装着する。こうして設置レール体３が組立てられ、以上により屋根葺き作業が全て完了する。
【００４８】
設置レール体３が組立てられた状態は図４に示されており、この状態でレールカバー２２のモジュール押え２５ａは、設置レール２１の片側又は両側に配置された太陽電池モジュール４をその表面側（透明基板側）から押える。そのため、この引っ掛りにおいても、屋根２に葺かれた太陽電池モジュール４を強固に止めて大風に対して十分に耐えるように装着状態を安定させることができる。
【００４９】
前記レールカバー２２の取付けにおいて、モジュール押え２５ａの下面に予め緩衝材を設けて置くこと等により、このモジュール押え２５ａと太陽電池モジュール４の表面との間に緩衝材を介装してもよく、こうする場合には、太陽電池モジュール４に与える負荷を緩和することができる点で優れている。しかも、前記緩衝材がガスケット等のシール材である場合には、モジュール押え２５ａと太陽電池モジュール４の表面との間を通って雨水等が侵入して、太陽電池モジュール４の裏側に回り込むことを防止できる点で特に優れている。
【００５０】
しかも、レールカバー２２で設置レール２１を覆ったことにより、上面が開放した設置レール２１内に雨水や埃が入ることを防止できる。それにより、設置レール２１の側壁２１ｂの特に第１連結溝２３の横溝部Ｂを通って雨水等が太陽電池モジュール４の裏側に侵入することを防止できる。
【００５１】
そして、設置レール体３は棟軒方向に延びていて、言い換えれば、太陽電池モジュール４を葺く方向と平行に延びているので、設置レール体３が左右方向に延びて設置される場合に比較して屋根２が優れた外観を呈するとともに、これら設置レール体３がレールカバー２２を備えて設置レール２１を覆い隠しているので、設置レール２１内が視認されることがなく更に屋根２の外観を向上できる。
【００５２】
又、既述のように隣接した設置レール２１を設置基準として、これらのレール２１に、棟側から軒側に向けて葺かれる各太陽電池モジュール４の両端部の引掛け壁部である左右の枠材３３ｃ、３３ｄを引掛けて、各太陽電池モジュール４を設置レール２１に沿って装着できるから、棟軒方向に隣接する太陽電池モジュール４相互間の連結が不要で、装着に要する部品点数を少なくできる。したがって、太陽電池モジュール設置面である野地板１０上に各太陽電池モジュール４を容易に装着することができる。しかも、設置基準として設置レール２１を利用することにより、棟軒方向に並べられる各太陽電池モジュール４の向きが不揃いとなるおそれを抑制でき、整然と太陽電池モジュール４を整列させて装着できる。
【００５３】
又、屋根２を葺いた後に必要な太陽電池モジュール４を交換する場合には、まず、適当な診断により特定された太陽電池モジュール４の両側に配置されている設置レール体３のレールカバー２２を取除く。この手順は、レールカバー２２の取付け手順と逆に行なえばよい。次に、特定された太陽電池モジュール４を固定しているフック３８用のねじ３９を取外して、前記フック３８を設置レール２１内から取外す。
【００５４】
この後、特定された太陽電池モジュール４とその下側及び上側のモジュール４との間のコーキング材３７を切り取ってから、既述の太陽電池モジュール取付け手順と逆に図９（Ｄ）〜（Ａ）に順次従う手順により、前記特定の太陽電池モジュール４をその左右の設置レール２１から取外す。すなわち、装着状態の太陽電池モジュール４はその左右両端部を隣接した設置レール２１に引っ掛って支持されているだけであるので、特定された前記太陽電池モジュール４を、設置レール２１の長手方向に沿って人為的に軒側に動かして、Ｌ字状連結溝２３、２４の奥端部による連結突起３５、３６の拘束を解除するとともに、この連結突起３５、３６を連結溝２３、２４の縦溝部Ａの開放端に対向させて、連結突起３５、３６が前記開放端を通り抜けるように持ち上げることにより、特定された太陽電池モジュール４をその両側の設置レール２１から外すことができる。
【００５５】
したがって、修理や交換が必要な太陽電池モジュール４を容易に設置レール２１から取外すことができ、又、この取外しとは逆の手順により太陽電池モジュール４を容易に取付けることができるので、屋根２を葺いた太陽電池モジュール４の多く乃至は全部を外す多大な手間を要することなく、設置後において必要な太陽電池モジュールのみの修理や交換が可能である。
【００５６】
図１０は本発明の第１参考例を示している。この第１参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置される長さにモジュール本体３１を形成するとともに、それに伴い設置レール２１の両側壁２１ｂの高さをその上端がモジュール本体３１と干渉しないように低くし、かつ、連結手段としての第１、第２の連結突起３５、３６を設置レール２１の側壁２１ｂがわに向けて、つまり、前記枠材３３ｃ、３３ｄに対しその内面側に突設している。又、第１参考例ではフックは省略される。なお、以上の点以外の構成は、図１０に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。
【００５７】
この第１参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。加えて、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置されて、このレール２１の側壁２１ｂの連結溝２３、２４を覆い隠すから、太陽電池モジュール４とレールカバー２２との間を通って侵入する雨水等を、太陽電池モジュール４の裏側ではなく設置レール２１内に導入できるとともに、このレール２１の傾斜による排水性とあいまって、連結溝２３、２４に対する遮水壁として枠材３３ｃ、３３ｄを利用できるから、仮に、設置レール２１内に雨水が浸入しても、太陽電池モジュール４の裏面側に浸水する恐れをより少なくできる。
【００５８】
図１１は本発明の第２参考例を示している。この第２参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置される長さにモジュール本体３１を形成するとともに、それに伴い設置レール２１の両側壁２１ｂの高さをその上端がモジュール本体３１と干渉しないように低くし、かつ、連結手段としての第１、第２の連結突起３５、３６を前記枠材３３ｃ、３３ｄに対して、その内面側に突設している。しかも、第２参考例では、設置レール２１の内部に挿入される枠材３３ｃ、３３ｄが背合わせ状態に接近するように設置レール２１の幅が狭められているとともに、この第２参考例態ではレールカバー及びフックは省略される。そして、省略されたレールカバーに代えて、設置レール２１内に挿入された枠材３３ｃ、３３ｄの上端部間を埋めるようにコーキング材４１が取付けられるようになっている。なお、以上の点以外の構成は、図１１に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。
【００５９】
この第２参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。加えて、コーキング材４１により左右方向に隣接する太陽電池モジュール４間への雨水等の浸入を防止でき、太陽電池モジュール４の裏面側に雨水が浸入する恐れがない。しかも、既述のように設置レール２１の高さ及び幅が共に小さくなってコンパクトであることとあいまってレールカバーを省略したので、コストを低減できる。その上、前記レールカバーの省略に伴い太陽電池モジュール４のモジュール本体３１の左右方向の幅を大きくできるだけではなく、太陽電池モジュールの左右両端部がレールカバーで覆われる場合のように発電領域の損失がないので、発電量を増加できる点で優れている。なお、コーキング材４１は必要により容易に剥ぎ取ることが可能であるので、この第３実施形態の構成においても、必要な太陽電池モジュールを選択的に交換することが可能である。
【００６０】
図１２は本発明の第３参考例を示している。この第３参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄに、連結手段として二つの連結溝１３５、１３６（一方の連結溝１３５のみを代表して図示）を設けている。この連結溝１３５（１３６）は前記連結溝２３、２４と同じ構成であるが、これらとは上下対称に形成されている。又、これら連結手段に応じて設置レール２１の側壁２１ｂには、夫々連結突起１２３、１２４（一方の連結突起１２３のみを代表して図示）が突設されている。これら連結突起１２３（１２４）は、側壁２１ｂの外側に突設しても、又、内側に突設してもよい。なお、以上の点以外の構成は、図１２に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。この第３参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１〜３に係る発明の太陽電池モジュール取付け構造によれば、一端が開放された連結溝とこれに出し入れ可能な連結突起とを用いて、太陽電池モジュールの両端部を設置レールに着脱可能に引掛けて太陽電池モジュールを装着するので、装着に要する部品点数及び手間が少なくなり、太陽電池モジュール設置面への装着性に優れるとともに、構造が簡素であり、しかも、既設の太陽電池モジュールの一部を必要に応じて容易に取外して交換可能である。
【００６３】
請求項４に係る発明の屋根によれば、構造が簡素であって、屋根葺き材としての太陽電池モジュールを棟側から軒側に向けて楽な作業姿勢で容易に葺くことができるとともに、屋根に装着された太陽電池モジュールの一部を必要により取外して容易に交換可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを用いて屋根が葺かれた建物の斜視図。
【図２】 図１に示された屋根の一部を示す略断面図。
【図３】 第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを分解して示す斜視図。
【図４】 図１中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図。
【図５】 （Ａ）は図４中Ｙ−Ｙ線に沿って示す断面図。
（Ｂ）は図５（Ａ）の一部の拡大断面図。
【図６】 （Ａ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用する設置レール体のレールカバーを示す側面図。
（Ｂ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用する設置レール体の設置レールを示す側面図。
【図７】 （Ａ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用するフックの斜視図。
（Ｂ）は図７（Ａ）のフックの使用状態を示す断面図。
【図８】 第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールで屋根を葺く手順を説明するための分解斜視図。
【図９】 （Ａ）〜（Ｄ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジューを設置レールに取付ける手順を順を追って示す説明図。
【図１０】 本発明の第１参考例に係る太陽電池モジュールで屋根を葺いた状態での前記図４相当の断面図。
【図１１】 本発明の第２参考例に係る太陽電池モジュールで屋根を葺いた状態での前記図４相当の断面図。
【図１２】 本発明の第３参考例に係る太陽電池モジュール取付け構造の要部を分解して示す斜視図。
【符号の説明】
２…屋根
３…設置レール体
４…太陽電池モジュール
１０…野地板（屋根下地材、太陽電池モジュール設置面）
２１…設置レール
２１ｂ…設置レールの側壁
２２…レールカバー
２３…第１連結溝
２４…第２連結溝
Ａ…連結溝の縦溝部
Ｂ…連結溝の横溝部
Ｃ…連結溝の落込み溝部（奥端部）
２５…カバー板
２５ａ…モジュール押え
２６…カバーベース
３１…モジュール本体
３３…フレーム
３３ｃ、３３ｄ…フレームの枠材（引掛け壁部）
３５…第１連結突起
３６…第２連結突起
３８…フック
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールを屋根等に装着するための太陽電池モジュール取付け構造、或いは太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いて葺かれる建物の屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いることは、特開平１０−７２９１０号公報で知られている。
【０００３】
この公報のものは、太陽電池モジュールを軒側から棟側に順々に葺き上げる構造である。すなわち、野地板に固定した吊り子の内側に軒側太陽電池モジュールの開口部を有する上端係合部を係合させ、次に、棟側太陽電池モジュールの開口部を有する下端係合部を前記上端係合部とかみ合わせるとともに、吊り子の外側の爪を前記下端係合部のくぼみに嵌め込んでから、この棟側太陽電池モジュールの開口部を有する上端係合部を更に棟側位置の吊り子の内側に係合する。その後、吊り子とその軒側に重なった軒側太陽電池モジュールの上端係合部および棟側太陽電池モジュールとをブラインドリベット等で固定し、こうして屋根の軒棟方向に隣接する太陽電池モジュール相互の関係において、軒側太陽電池モジュールの上端部の上面に棟側太陽電池モジュールの下端部の下面を重ねるという作業を繰り返し行なうようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように軒側から棟側に向って屋根を葺く特開平１０−７２９１０号公報の技術では、作業者は軒側を向いて作業をしなければならないから、前のめりの施工姿勢となり、作業性が良くない。しかも、既に葺いた軒側の太陽電池モジュール上に乗って棟側への屋根葺き作業を余儀なくされるため、既設の太陽電池モジュールを破損するおそれが高い。
【０００５】
そして、棟軒方向に隣接する太陽電池モジュールを連結しており、この連結に複数の吊り具を用いるから、これら吊り具を屋根下地材へ夫々固定する手間、及び棟軒方向に隣接する太陽電池モジュールをブラインドリベット等を用いて各吊り具へ連結する手間が必要である。そのため、太陽電池モジュールの屋根などへの装着に必要とする部品点数及び作業工数が多いという問題もある。
【０００６】
又、前記公報のものは屋根設置後に任意の太陽電池モジュールを取外し可能である。その場合、はじめに太陽電池モジュールの左右両端部を押えて固定している継手構造を外してから、軒側において前記ブラインドリベット等の止め具をドリルを用いて外し、最後に太陽電池モジュールを上側にはぐって行なうようになっている。そのため、太陽電池モジュールの両端部以外にも前記止め具を取外す作業が必要であり、したがって、交換作業に多くの手間が掛かるという問題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする第１の課題は、太陽電池モジュール設置面への装着性に優れるとともに、構造が簡素であって、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能な太陽電池モジュール取付け構造を提供することにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする第２の課題は、構造が簡素であって、容易に屋根葺き作業を行なえるとともに、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能な屋根を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の課題を解決するために、請求項１に係る発明の太陽電池モジュール取付け構造は、太陽電池モジュールの両端部に夫々設けられた引掛け壁部と、相対向する側壁を有して太陽電池モジュール設置面に所定間隔毎に平行に固定される複数本の設置レールと、前記側壁にその上端に開放して設けられるとともに奥端部に落込み溝部を有した複数の連結溝と、前記引掛け壁部に突設され前記連結溝に挿入してこの溝の奥端部に引掛けられる複数の連結突起と、前記設置レール内に取外し可能に固定され前記側壁を通って前記設置レール内に突出された前記太陽電池モジュールの連結突起に引掛けられるフックと、を具備し、前記設置レール間にわたって前記太陽電池モジュールを設置することを特徴としている。
【００１１】
この発明及び以下の各発明において、モジュール本体はその太陽電池セルが結晶系又は非晶質（薄膜）系のいずれであってもよい。又、引掛け壁部は、金属又は合成樹脂で作ることができ、取分け金属製の場合には、金属屋根に用いられている鋼板又は耐食性に優れた非鉄金属を採用でき、これらには塗装やメッキ等の表面処理が施されていてもよい。更に、引掛け壁部にはモジュール本体の周部にフレームを設ける場合そのフレームの一部を利用することもできる。又、レール連結手段は、設置レールの側壁にその下端に開放して設けた連結突起が引っ掛かる例えばＬ字状等の連結溝、若しくは、前記側壁に設けた連結溝に引っ掛かる連結突起等で作ることができる。そして、連結突起は、引掛け壁部から折り曲げ等により一体に突設してもよく、或いは、引掛け壁部に対してねじ止め、かしめ止め、溶接止め等により設けることができる。又、この発明及び以下の各発明の太陽電池モジュールは、建物外装材、特に屋根葺き材として、あるいは壁材等として使用できる。なお、設置レールは強度的に優れる材質であればよく、中でも金属製とすることが好ましく、特に、軽量でかつ防食性に優れる金属例えばアルミニューム合金製とするとよい。
【００１５】
請求項１の発明において、太陽電池モジュールは、その両端部に設けられた引掛け壁部の複数の連結突起を、隣接する設置レールの側壁に設けた連結溝に夫々挿入して、連結突起をそれが挿入した連結溝の奥端部に引掛けることにより、前記隣接する設置レール間にわたって装着される。このように設置レールを設置基準として、このレールに引掛け壁部を引掛けて太陽電池モジュールを設置レールに沿って装着するから、並べて配置される太陽電池モジュール相互間の連結が不要であり、装着に要する部品点数が少ない。したがって、構造を簡素にできるとともに、太陽電池モジュール設置面に太陽電池モジュールを容易に装着できる。その上、設置基準があることにより、並べられる太陽電池モジュールの向きが不揃いとなるおそれを抑制でき整然と装着できる。しかも、請求項１の発明は、前記側壁を通って前記設置レール内に突出された前記太陽電池モジュールの連結突起に引掛けられるフックを、前記設置レール内に固定している。このため、設置された太陽電池モジュールの連結突起を設置レール内で上方から押えて、太陽電池モジュールを大風に対しても安定した状態に保持する。なお、必要により太陽電池モジュールを外す場合には、フックを外してから既述の取外し作業を行なえばよい。
【００１６】
そして、既述のようにして装着された太陽電池モジュールは、互いに引っ掛かっている連結突起と連結溝との引っ掛かりを人為的に外さない限り、設置レールから不用意に外れることはない。しかし、その装着状態において太陽電池モジュールは既述のように隣接した設置レールに引っ掛かっているだけであるので、設置レールの長手方向に沿って太陽電池モジュールを人為的に動かして前記連結溝の奥端部による連結突起の拘束を解除するとともに、この連結突起を連結溝の開放端に対向させてから、連結突起が連結溝の開放端を通り抜けるように太陽電池モジュールをその厚み方向に移動させることにより、このモジュールを設置レールから外すことができる。このような手順により太陽電池モジュールの両端部を設置レールから取外すことができ、又、この取外しとは逆の手順により容易に取付けることができるので、修理や交換が必要な太陽電池モジュールのみを容易に交換できる。
【００１７】
請求項１の発明に従属する請求項２の発明は、前記各設置レールの夫々にレールカバーを取付けたことを特徴とする。レールカバーは、設置レールと同様に強度的に優れる材質であればよく、中でも金属製とすることが好ましく、特に、軽量でかつ防食性に優れる金属例えばアルミニューム合金製とするとよい。この発明においては、設置レール内に雨水や埃が入ることを防止でき、特に、設置レールの側壁に連結溝を設けてある場合には、この溝を通って雨水等が太陽電池モジュールの裏側に侵入することを防止できる。しかも、レールカバーは設置レールを覆い隠すので外観を向上できる。
【００１８】
又、請求項２の発明に従属する請求項３の発明は、前記レールカバーが前記設置レールに隣接する前記太陽電池モジュールの端部を表面側から押えるモジュール押えを有していることを特徴とする。この発明においては、設置レールに取付けられたレールカバーによって、太陽電池モジュールを上方から押えて固定でき、それにより、設置された太陽電池モジュールを大風に対しても安定した状態に保持できる。
【００２０】
又、前記第２の課題を解決するために、請求項４に係る発明の屋根は、太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いるとともに、この太陽電池モジュールを前記請求項１〜３の内のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール取付け構造により葺いた屋根であって、前記各設置レールを屋根の棟から軒にわたって配置し、これらの設置レールに沿って前記太陽電池モジュールを棟側から軒側に向って葺いて、棟軒方向に隣接した太陽電池モジュールのうち棟側太陽電池モジュールの下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの上辺部を覆ったことを特徴とする。
【００２１】
この発明の屋根は、その棟軒方向に延びて配置された各設置レールに沿って太陽電池モジュールを、請求項１〜３のうちのいずれかの発明の太陽電池モジュール取付け構造にしたがって取付けるので、太陽電池モジュールを屋根の棟側から軒側に向って葺くことができる。そのため、軒側を足場にし、かつ棟側を向いた楽な姿勢で屋根葺き作業ができる。しかも、既述のように棟軒方向に隣接する太陽電池モジュール相互の連結部品を省略できるので、構造を簡素にできる。又、レールカバーやフックがある場合には、これらレールカバーやフックを外した後、既述のように設置レールの長手方向に沿って太陽電池モジュールを人為的に動かして前記連結溝の奥端部による連結突起の拘束を解除するとともに、この連結突起を連結溝の開放端に対向させてから、連結突起が連結溝の開放端を通り抜けるように太陽電池モジュールを上下方向に動かすことにより、このモジュールを設置レールから外すことができる。そのため、装着された太陽電池モジュールの一部を容易に交換可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１中１は建物であり、その屋根２は、棟から軒にわたって互いに平行に配置された複数本の設置レール体３と、これらレール体３に沿って棟軒方向に葺かれた屋根葺き材として多数枚の太陽電池モジュール４とを備えている。図１のように太陽電池モジュール４は縦横整列して配列される。
【００２４】
なお、図２、図４、図５中５は棟木、６は棟木カバー、７はもや、８は鼻もや、９は鼻隠し、１０は図示されない垂木で支えられる太陽電池モジュール設置面である屋根下地板としての野地板であり、これら屋根構造材上に所定数の設置レール体３及び太陽電池モジュール４を装着して屋根２が構成されている。野地板１０上には必要に応じて図示しないルーフィング（防水シート）が葺き込まれることがある。
【００２５】
図４及び図５等に示されるように各設置レール体３は、いずれもアルミニューム合金製の設置レール２１と、これに着脱可能なレールカバー２２とを備えている。
【００２６】
設置レール２１は野地板１０上に棟から軒にわたって配置されている。このレール２１は、底壁２１ａと、この底壁２１ａの両側縁から夫々直角上向きに折れ曲がった一対の側壁２１ｂとを有して例えば断面コの字状に形成されていて、その開放面を上にして底壁２１ａを通る図示しない木ねじを用いて野地板１０に固定されている。
【００２７】
図６（Ｂ）等に示されるように設置レール２１の両側壁２１ｂには、第１、第２の連結溝２３、２４が所定間隔毎に複数組み設けられている。各組の第１、第２の連結溝２３、２４において、第１連結溝２３は棟側に位置し、第２連結溝２４は軒側に位置している。両側壁２１ｂの第１連結溝２３同士、及び第２連結溝２４同士は夫々対向している。図５に拡大して示されるように第１、第２の連結溝２３、２４は、いずれも側壁２１ｂの上端に開放されるともに、設置レール２１の高さ方向に延びる縦溝部Ａと、この溝部Ａの下端から直角状に折れ曲がって設置レール２１の長手方向に沿い棟方向に延びる横溝部Ｂと、この溝部Ｂの奥端部をなす落込み溝部ＣとからＬ字状に形成されている。両連結溝２３、２４の横溝部Ｂの長さは同じであり、同様に落込み溝部Ｃは後述の連結突起の直径分程度下がった溝部からなる。又、第１連結溝２３の縦溝部Ａは第２連結溝２４の縦溝部Ａよりも長く、それにより、棟側の第１連結溝２３は軒側の第２連結溝２４より深く形成されている。
【００２８】
図４及び図６（Ａ）に示されるようにレールカバー２２は、カバー板２５と、この板２５の裏面に固定されたカバーベース２６とからなる。図示例の場合、カバー板２５とカバーベース２６とは別体であるが、これらは一体に押し出し形成されたものであってもよい。
【００２９】
カバー板２５の幅は設置レール２１の幅よりも大きく、その両端部は下方へ直角状に折れ曲がって夫々モジュール押え２５ａをなしている。図６（Ａ）に示されるようにモジュール押え２５ａの側面形状は、棟軒方向に隣接される太陽電池モジュール列の表面がなす凹凸形状に合致するギザギザ状をなしている。
【００３０】
図４に示されるようにカバーベース２６は例えば断面において縦長な四角筒形をなしており、その高さは前記側壁２１ｂより高く、かつ幅は前記両側壁２１ｂ間の内幅寸法よりも狭い。このベース２６の天井壁とこれの壁が固定されたカバー板２５の幅方向中央部にわたって複数の通孔２７（一つのみ図示）が設けられており、この通孔２７を通って操作される図示しないねじ回しを介して取外し可能なねじ２８を、カバーベース２６の底壁に貫通させて野地板１０にねじ込むことにより、レールカバー２２が取付けられている。したがって、このねじ２８を外すことによりレールカバー２２を設置レール２１から取外すことができる。なお、カバーベース２６の底壁には設置レール２１を野地板１０に固定するための前記図示しないねじを逃げるための逃げ孔が設けられている。
【００３１】
図４中２９は雨水等の侵入を防止するために通孔２７に着脱可能に装着されたゴム製等の栓である。なお、前記のようにカバーベース２６が筒形であることは、万が一通孔２７から雨水が侵入しても、それをカバーベース２６で隔離してその内部を軸方向に流下させるので、雨水が第２連結溝２４に到達して屋根裏に侵入することを防止できる点で優れている。又、前記構造の設置レール体３の棟側の端は前記棟木カバー６で覆われ、かつ、軒側の端は図示しない排水孔付きの端部カバーで塞がれるようになっている。
【００３２】
前記各太陽電池モジュール４は、図３〜図５に示されるように太陽光発電をするモジュール本体３１と、端子箱３２と、フレーム３３とを備えている。
【００３３】
モジュール本体３１は、ガラス製の透明基板と、この透明基板の裏面に形成された複数のアモルファスシリコン製の太陽電池セルと、これら太陽電池セルに接続して設けられたバスバーと、透明基板の裏側に太陽電池セル及びバスバーを封止して設けられた充填材と、この充填材の裏面に積層された封止材とを備えて形成されている。モジュール本体３１は四角形状であって、その左右両端間の幅は例えば各設置レール２１相互間の間隔より少し短く、又、各太陽電池セル及びバスバーはモジュール本体３１の長手（左右）方向に延びて設けられている。端子箱３２はモジュール本体３１の裏面に接着止めされており、この箱３２はモジュール本体３１の裏面に引き回された前記バスバーと電気的に接続されているとともに、この箱３２には図示しない出力線が取付けられている。
【００３４】
フレーム３３は、ステンレス等の金属製からなる第１〜第４の枠材３３ａ〜３３ｄを四角枠状に連結するとともに、その長手方向に延びる第１、第２の枠材３３ａ、３３ｂの下面に接着止めされた補強材３３ｅ、３３ｆにより形成されている。このフレーム３３は、モジュール本体３１の周縁に嵌合し接着止めして取付けられ、モジュール本体３１を機械的に支持する強度部材として用いられている。
【００３５】
太陽電池モジュール４の左右方向両端に配置された第３、第４の枠材３３ｃ、３３ｄは、引掛け壁部として用いられている。これらの枠材３３ｃ、３３ｄは、第１、第２の枠材３３ａ、３３ｂよりも幅が大であり、これには連結手段としてのピン状の第１、第２の連結突起３５、３６が前記側壁２１ｂがわに向けて例えば外向きに突設されている。又、枠材３３ａ、３３ｂの長手方向両端部には夫々切欠き部３４が設けられており、これらの切欠き部３４によって、後述のように屋根２を葺くときに棟軒方向に隣接する枠材３３ａ同士、及び枠材３３ｂ同士の軒側端部及び棟側端部が互いに干渉することを防止できるようになっている。
【００３６】
なお、太陽電池モジュール４の裏面には、発泡スチレン等の弾性材料からなる裏受け材を接着固定し、この裏受け材の下面を野地板１０に接触させ、それにより、断熱作用を得、かつ、モジュール本体３１の撓みを防止する緩衝作用を得るようにしてもよい。
【００３７】
次に、前記構成の太陽電池モジュール４を用いて屋根２を葺く手順を説明する。
【００３８】
まず、棟から軒にわたって野地板１０上に多数本の設置レール２１を所定間隔毎に互いに平行にねじ止めする。次に、軒側から棟側に向けて隣接する設置レール２１間に太陽電池モジュール４を夫々装着する。このモジュール４の装着手順は図９（Ａ）〜（Ｄ）に示されている。
【００３９】
すなわち、図９（Ａ）に示すように装着すべき太陽電池モジュール４をその枠材３３ａ側が前下がりとなる姿勢にして隣接した一対の設置レール２１間に導き、このモジュール４の左右両側の第１連結突起３５を、前記一対の設置レール２１の相対向する一方の側壁２１ｂに設けられている棟側の第１連結溝２３の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。なお、このときのイメージは図８に示されている。
【００４０】
次に、図９（Ｂ）に示すように太陽電池モジュール４の軒側を下げて、その左右両側の第２連結突起３６を軒側の第２連結溝２４の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。
【００４１】
この後、図９（Ｃ）に示すように太陽電池モジュール４全体を下げて、第１連結突起３５を第１連結溝２３の縦溝部Ａの底に当接させるとともに、第２連結突起３６を第２連結溝２４の縦溝部Ａの底に当接させる。この時、両連結溝２３、２４の縦溝部Ａの深さの差にしたがって太陽電池モジュール４はやや前下がりの姿勢となる。
【００４２】
最後に、両連結溝２３、２４の横溝部Ｂに沿って図９（Ｄ）に示すように太陽電池モジュール４全体を棟側に押して移動させ、横溝部Ｂの奥で当て止まった状態で、図９（Ｄ）中矢印に示すように太陽電池モジュール４全体を必要により押し下げて、両連結突起３５、３６を夫々両連結溝２３、２４の落込み溝部Ｃに落とし込んで引掛ける。
【００４３】
以上の手順により、隣接する設置レール２１を利用してこれらの間にモジュール本体３１を収めて太陽電池モジュール４が装着される。この取付け状態では、前記引っ掛りにより下方及び棟軒方向に動き止めできるとともに、横溝部Ｂの奥端部の上側縁により上方向の動きを抑制できる。又、以上の手順で取付けられる全ての最上位の太陽電池モジュール４の装着後に棟木カバー６を取付ける。
【００４４】
この後、前記最上位の太陽電池モジュール４の下側に次に葺くべき他の太陽電池モジュール４を装着する。この２番目の太陽電池モジュール４の装着は図９（Ａ）〜（Ｄ）で説明した前記手順を繰り返して行われる。この２番目の太陽電池モジュール４の装着において、最後に軒方向への移動に伴い、既設の最上位太陽電池モジュール４の枠材３３ｂがある軒側下辺部の裏側に、２番目の太陽電池モジュール４の棟側上辺部が潜り込む。この後、上下に向かい合った前記既設の太陽電池モジュール４の軒側下辺部と下位置の太陽電池モジュール４の棟側上辺部との間の隙間に、図５（Ｂ）に示すコーキング材３７を介装して、棟軒方向に隣接した両太陽電池モジュール４相互間の雨仕舞をする。
【００４５】
そして、以上のような手順を３番目以降の太陽電池モジュール４の設置について繰り返すことにより、これら太陽電池モジュール４を棟側から軒側に向って順次葺くことができる。このため、作業者は棟側を向いた楽な姿勢で軒側の露出した野地板１０等を足場にして各太陽電池モジュール４を容易に装着できる。
【００４６】
又、一つ一つの太陽電池モジュール４が設置された時、又は全ての太陽電池モジュール４が設置された後に、夫々の太陽電池モジュール４の野地板１０への固定を行なう。この固定には、図４、図５（Ｂ）、図７（Ａ）（Ｂ）に示すフック３８を使用する。フック３８は金属製であり、固定片部３８ａから折り曲げられた係止部３８ｂを有している。このフック３８は、設置レール２１内に配置されて、その係止部３８ｂを例えば第２連結突起３６に上側から引掛けるとともに、固定片部３８ａを設置レール２１の底壁２１ａを通るねじ３９を介して野地板１０に固定される。こうしたフック３８で太陽電池モジュール４を野地板１０に固定することにより、屋根２に葺かれた太陽電池モジュール４を強固に止めて大風に対しても十分に耐えるように装着状態を安定させることができる。なお、落込み溝部Ｃに連結突起３５又は３６を保持する保持手段としてフック３８に代えて、落込み溝部Ｃの溝縁に、ばねで付勢された突子を有し、これが連結突起３５、３６の通過にしたがって突没するクリックストップ機構を設けてもよい。
【００４７】
最後に、設置レール２１にレールカバー２２を取付ける。レールカバー２２は、そのカバーベース２６を設置レール２１の両側壁２１ｂ間に挿入して、各通孔２７から挿入されるねじ２８を野地板１０にねじ込むことにより、設置レール２１２の上端開口を覆い隠して取付けられる。この後、通孔２７の夫々には栓２９が挿着されるとともに、こうして組立てられた設置レール体３の軒側端面に図示しない端部カバーを装着する。こうして設置レール体３が組立てられ、以上により屋根葺き作業が全て完了する。
【００４８】
設置レール体３が組立てられた状態は図４に示されており、この状態でレールカバー２２のモジュール押え２５ａは、設置レール２１の片側又は両側に配置された太陽電池モジュール４をその表面側（透明基板側）から押える。そのため、この引っ掛りにおいても、屋根２に葺かれた太陽電池モジュール４を強固に止めて大風に対して十分に耐えるように装着状態を安定させることができる。
【００４９】
前記レールカバー２２の取付けにおいて、モジュール押え２５ａの下面に予め緩衝材を設けて置くこと等により、このモジュール押え２５ａと太陽電池モジュール４の表面との間に緩衝材を介装してもよく、こうする場合には、太陽電池モジュール４に与える負荷を緩和することができる点で優れている。しかも、前記緩衝材がガスケット等のシール材である場合には、モジュール押え２５ａと太陽電池モジュール４の表面との間を通って雨水等が侵入して、太陽電池モジュール４の裏側に回り込むことを防止できる点で特に優れている。
【００５０】
しかも、レールカバー２２で設置レール２１を覆ったことにより、上面が開放した設置レール２１内に雨水や埃が入ることを防止できる。それにより、設置レール２１の側壁２１ｂの特に第１連結溝２３の横溝部Ｂを通って雨水等が太陽電池モジュール４の裏側に侵入することを防止できる。
【００５１】
そして、設置レール体３は棟軒方向に延びていて、言い換えれば、太陽電池モジュール４を葺く方向と平行に延びているので、設置レール体３が左右方向に延びて設置される場合に比較して屋根２が優れた外観を呈するとともに、これら設置レール体３がレールカバー２２を備えて設置レール２１を覆い隠しているので、設置レール２１内が視認されることがなく更に屋根２の外観を向上できる。
【００５２】
又、既述のように隣接した設置レール２１を設置基準として、これらのレール２１に、棟側から軒側に向けて葺かれる各太陽電池モジュール４の両端部の引掛け壁部である左右の枠材３３ｃ、３３ｄを引掛けて、各太陽電池モジュール４を設置レール２１に沿って装着できるから、棟軒方向に隣接する太陽電池モジュール４相互間の連結が不要で、装着に要する部品点数を少なくできる。したがって、太陽電池モジュール設置面である野地板１０上に各太陽電池モジュール４を容易に装着することができる。しかも、設置基準として設置レール２１を利用することにより、棟軒方向に並べられる各太陽電池モジュール４の向きが不揃いとなるおそれを抑制でき、整然と太陽電池モジュール４を整列させて装着できる。
【００５３】
又、屋根２を葺いた後に必要な太陽電池モジュール４を交換する場合には、まず、適当な診断により特定された太陽電池モジュール４の両側に配置されている設置レール体３のレールカバー２２を取除く。この手順は、レールカバー２２の取付け手順と逆に行なえばよい。次に、特定された太陽電池モジュール４を固定しているフック３８用のねじ３９を取外して、前記フック３８を設置レール２１内から取外す。
【００５４】
この後、特定された太陽電池モジュール４とその下側及び上側のモジュール４との間のコーキング材３７を切り取ってから、既述の太陽電池モジュール取付け手順と逆に図９（Ｄ）〜（Ａ）に順次従う手順により、前記特定の太陽電池モジュール４をその左右の設置レール２１から取外す。すなわち、装着状態の太陽電池モジュール４はその左右両端部を隣接した設置レール２１に引っ掛って支持されているだけであるので、特定された前記太陽電池モジュール４を、設置レール２１の長手方向に沿って人為的に軒側に動かして、Ｌ字状連結溝２３、２４の奥端部による連結突起３５、３６の拘束を解除するとともに、この連結突起３５、３６を連結溝２３、２４の縦溝部Ａの開放端に対向させて、連結突起３５、３６が前記開放端を通り抜けるように持ち上げることにより、特定された太陽電池モジュール４をその両側の設置レール２１から外すことができる。
【００５５】
したがって、修理や交換が必要な太陽電池モジュール４を容易に設置レール２１から取外すことができ、又、この取外しとは逆の手順により太陽電池モジュール４を容易に取付けることができるので、屋根２を葺いた太陽電池モジュール４の多く乃至は全部を外す多大な手間を要することなく、設置後において必要な太陽電池モジュールのみの修理や交換が可能である。
【００５６】
図１０は本発明の第１参考例を示している。この第１参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置される長さにモジュール本体３１を形成するとともに、それに伴い設置レール２１の両側壁２１ｂの高さをその上端がモジュール本体３１と干渉しないように低くし、かつ、連結手段としての第１、第２の連結突起３５、３６を設置レール２１の側壁２１ｂがわに向けて、つまり、前記枠材３３ｃ、３３ｄに対しその内面側に突設している。又、第１参考例ではフックは省略される。なお、以上の点以外の構成は、図１０に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。
【００５７】
この第１参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。加えて、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置されて、このレール２１の側壁２１ｂの連結溝２３、２４を覆い隠すから、太陽電池モジュール４とレールカバー２２との間を通って侵入する雨水等を、太陽電池モジュール４の裏側ではなく設置レール２１内に導入できるとともに、このレール２１の傾斜による排水性とあいまって、連結溝２３、２４に対する遮水壁として枠材３３ｃ、３３ｄを利用できるから、仮に、設置レール２１内に雨水が浸入しても、太陽電池モジュール４の裏面側に浸水する恐れをより少なくできる。
【００５８】
図１１は本発明の第２参考例を示している。この第２参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄが設置レール２１の内側に配置される長さにモジュール本体３１を形成するとともに、それに伴い設置レール２１の両側壁２１ｂの高さをその上端がモジュール本体３１と干渉しないように低くし、かつ、連結手段としての第１、第２の連結突起３５、３６を前記枠材３３ｃ、３３ｄに対して、その内面側に突設している。しかも、第２参考例では、設置レール２１の内部に挿入される枠材３３ｃ、３３ｄが背合わせ状態に接近するように設置レール２１の幅が狭められているとともに、この第２参考例態ではレールカバー及びフックは省略される。そして、省略されたレールカバーに代えて、設置レール２１内に挿入された枠材３３ｃ、３３ｄの上端部間を埋めるようにコーキング材４１が取付けられるようになっている。なお、以上の点以外の構成は、図１１に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。
【００５９】
この第２参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。加えて、コーキング材４１により左右方向に隣接する太陽電池モジュール４間への雨水等の浸入を防止でき、太陽電池モジュール４の裏面側に雨水が浸入する恐れがない。しかも、既述のように設置レール２１の高さ及び幅が共に小さくなってコンパクトであることとあいまってレールカバーを省略したので、コストを低減できる。その上、前記レールカバーの省略に伴い太陽電池モジュール４のモジュール本体３１の左右方向の幅を大きくできるだけではなく、太陽電池モジュールの左右両端部がレールカバーで覆われる場合のように発電領域の損失がないので、発電量を増加できる点で優れている。なお、コーキング材４１は必要により容易に剥ぎ取ることが可能であるので、この第３実施形態の構成においても、必要な太陽電池モジュールを選択的に交換することが可能である。
【００６０】
図１２は本発明の第３参考例を示している。この第３参考例では、引掛け壁部としての枠材３３ｃ、３３ｄに、連結手段として二つの連結溝１３５、１３６（一方の連結溝１３５のみを代表して図示）を設けている。この連結溝１３５（１３６）は前記連結溝２３、２４と同じ構成であるが、これらとは上下対称に形成されている。又、これら連結手段に応じて設置レール２１の側壁２１ｂには、夫々連結突起１２３、１２４（一方の連結突起１２３のみを代表して図示）が突設されている。これら連結突起１２３（１２４）は、側壁２１ｂの外側に突設しても、又、内側に突設してもよい。なお、以上の点以外の構成は、図１２に示されない部分を含めて前記第１の実施の形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用に説明は省略する。この第３参考例においても第１実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１〜３に係る発明の太陽電池モジュール取付け構造によれば、一端が開放された連結溝とこれに出し入れ可能な連結突起とを用いて、太陽電池モジュールの両端部を設置レールに着脱可能に引掛けて太陽電池モジュールを装着するので、装着に要する部品点数及び手間が少なくなり、太陽電池モジュール設置面への装着性に優れるとともに、構造が簡素であり、しかも、既設の太陽電池モジュールの一部を必要に応じて容易に取外して交換可能である。
【００６３】
請求項４に係る発明の屋根によれば、構造が簡素であって、屋根葺き材としての太陽電池モジュールを棟側から軒側に向けて楽な作業姿勢で容易に葺くことができるとともに、屋根に装着された太陽電池モジュールの一部を必要により取外して容易に交換可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを用いて屋根が葺かれた建物の斜視図。
【図２】 図１に示された屋根の一部を示す略断面図。
【図３】 第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを分解して示す斜視図。
【図４】 図１中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図。
【図５】 （Ａ）は図４中Ｙ−Ｙ線に沿って示す断面図。
（Ｂ）は図５（Ａ）の一部の拡大断面図。
【図６】 （Ａ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用する設置レール体のレールカバーを示す側面図。
（Ｂ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用する設置レール体の設置レールを示す側面図。
【図７】 （Ａ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置するために使用するフックの斜視図。
（Ｂ）は図７（Ａ）のフックの使用状態を示す断面図。
【図８】 第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールで屋根を葺く手順を説明するための分解斜視図。
【図９】 （Ａ）〜（Ｄ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジューを設置レールに取付ける手順を順を追って示す説明図。
【図１０】 本発明の第１参考例に係る太陽電池モジュールで屋根を葺いた状態での前記図４相当の断面図。
【図１１】 本発明の第２参考例に係る太陽電池モジュールで屋根を葺いた状態での前記図４相当の断面図。
【図１２】 本発明の第３参考例に係る太陽電池モジュール取付け構造の要部を分解して示す斜視図。
【符号の説明】
２…屋根
３…設置レール体
４…太陽電池モジュール
１０…野地板（屋根下地材、太陽電池モジュール設置面）
２１…設置レール
２１ｂ…設置レールの側壁
２２…レールカバー
２３…第１連結溝
２４…第２連結溝
Ａ…連結溝の縦溝部
Ｂ…連結溝の横溝部
Ｃ…連結溝の落込み溝部（奥端部）
２５…カバー板
２５ａ…モジュール押え
２６…カバーベース
３１…モジュール本体
３３…フレーム
３３ｃ、３３ｄ…フレームの枠材（引掛け壁部）
３５…第１連結突起
３６…第２連結突起
３８…フック
Claims (4)
- 太陽電池モジュールの両端部に夫々設けられた引掛け壁部と、
相対向する側壁を有して太陽電池モジュール設置面に所定間隔毎に平行に固定される複数本の設置レールと、
前記側壁にその上端に開放して設けられるとともに奥端部に落込み溝部を有した複数の連結溝と、
前記引掛け壁部に突設され前記連結溝に挿入してこの溝の奥端部に引掛けられる複数の連結突起と、
前記設置レール内に取外し可能に固定され前記側壁を通って前記設置レール内に突出された前記太陽電池モジュールの連結突起に引掛けられるフックと、
を具備し、
前記設置レール間にわたって前記太陽電池モジュールを設置することを特徴とする太陽電池モジュール取付け構造。 - 前記各設置レールの夫々にレールカバーを取付けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール取付け構造。
- 前記レールカバーが前記設置レールに隣接する前記太陽電池モジュールの端部を表面側から押えるモジュール押えを有していることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール取付け構造。
- 太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いるとともに、この太陽電池モジュールを前記請求項１〜３の内のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール取付け構造により葺いた屋根であって、前記各設置レールを屋根の棟から軒にわたって配置し、これらの設置レールに沿って前記太陽電池モジュールを棟側から軒側に向って葺いて、棟軒方向に隣接した太陽電池モジュールのうち棟側太陽電池モジュールの下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの上辺部を覆ったことを特徴とする屋根。
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