JP3845528B2 - 太陽電池発電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根上等に設置して使用される太陽電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋根上等への太陽電池発電装置の設置は以下のように行われている。まず、複数本のレール状の架台を互いに平行に設置した後、ナットが予め埋め込まれた必要な数のモジュール止め金具を各架台内に夫々に挿入してセットする。架台は相対向する溝条を有していて、これらにモジュール止め金具の両端部を夫々嵌合することにより、各モジュール止め金具は回り止めされて架台内の所定位置に配置される。次に、各架台が有するモジュール保持部に太陽電池モジュールのフレームを載置して、隣接した架台間にわたって必要な数の太陽電池モジュールを配置する。前記フレームは外側に張出す突片を有している。この後、隣接した架台のうち端側の架台に対して用意される端側架台カバーと、中間位置の架台に対して容易される中間架台カバーとを取付ける。これら架台カバーは、いずれも一つの太陽電池モジュールの一辺と同様な長さであって、その長手方向複数箇所に通孔を有しており、これらの通孔を各架台にセットされたモジュール止め金具のナットに連通する固定孔に夫々対向するように位置合わせしてから、固定ボルトを介して固定される。固定ボルトは、各通孔に上方から挿入されてモジュール止め金具の固定孔に通されてナットに螺合し、この状態から更に所定の締付けトルクで締付けられるものである。それに伴い、架台カバーが夫々架台を上側から覆って固定されると同時に、このカバーと架台との間に前記フレームの突片が挟着され、太陽電池モジュールが固定される。以上の手順により、太陽電池発電装置を屋根上等に設置できる。
【０００３】
前記のように架台カバーに通されて各モジュール止め金具に螺合して締付けられる複数の締付けボルトを用いて架台カバーを取付ける構成では、架台カバーの取付に手間が掛かり易いという問題がある。すなわち、ボルトの締付け作業の手間は言うまでもなく、架台カバーには予め所定位置にボルトが通る通孔が開けられているのに対して、架台に配置されるモジュール止め金具は架台の長手方向に自由に配置できるので、この止め金具の固定孔と架台カバーの通孔とを必ず位置合わせする作業を余儀なくされるものであり、又、この位置合わせが適正に行われたとしても、モジュール止め金具の位置が狂っていると、それに応じて架台カバーが長手方向にずれて取付けられ、従って、架台カバーの取付けに手間が掛かり易いものである。そのため、傾斜を持つ屋根上等へ太陽電池発電装置を設置する際には、以上のように手間が掛かることは好ましくなく、より簡単に設置できる太陽電池発電池装置が望まれている。
【０００４】
更に、以上のように締付けボルトを用いる構成では、そのボルト頭が架台カバー上に突出して太陽電池発電池装置の外観を損ない易いとともに、架台カバーに複数の通孔を設ける加工が必要であるのでコスト高になるという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、架台への架台カバーの取付作業性及び外観を向上できるとともに、コストも低減できる太陽電池発電装置を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明に係る太陽電池発電装置は、長手方向に延びる開口、この開口の少なくとも片側に位置するモジュール支持部、及び前記開口の両側に、前記長手方向に延びる上向き凸部と前記長手方向に延びるガイド部を夫々有して中空状に形成され、互いに平行に配置される複数本のレール状の架台と、周部に有したフレームを前記モジュール支持部に載置して隣接した前記架台間に配置され、かつ、前記上向き凸部より高く形成されて前記上向き凸部に当接して位置決めされる被挟着部が前記フレームの底部に形成されている太陽電池モジュールと、前記架台の長手方向に間隔的に配置されるとともに、前記被挟着部を前記モジュール支持部との間に挟んで前記開口を跨ぐように前記各架台上に配置され、かつ、上側にリブ状の爪受け部を有し、下面に前記上向き凸部に摺動可能に接して前記開口に嵌合される一対のリブ状のインロー凸部が突設されたモジュール押さえと、前記モジュール押さえ及び前記開口を貫通するねじ軸、このねじ軸に接続して前記ガイド部で回り止めされるとともに前記モジュール押さえとの間に前記モジュール支持部及びこの支持部に載置された前記被挟着部を挟着する締付け部材を有して、前記モジュール押さえとともに連結ユニットを形成する締付け手段と、前記爪受け部に取外し可能に引掛けられる引っ掛け爪を裏面に有して、この爪を前記爪受け部に引掛けて前記各架台の上側に被される架台カバーと、を具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
この請求項１の発明及び以下の各発明において、太陽電池モジュールにはそのセルが、IV族半導体、例えば結晶系、又はアモルファス系で作られるもの、若しくは例えばGaAsに代表される化合物半導体で作られるもの、又は例えばフタロシアニン色素に代表される有機物半導体で作られるもの等を使用できる。又、架台、モジュール押さえ、架台カバー等は、耐候性がある材料、例えば金属、合成樹脂、或いはこれらの複合材料等により作ることができ、特に、軽金属、例えばアルミニューム合金の押出し型材を用いて作ることは、その製造が容易、かつ軽量で取り扱い易く発電装置全体の重量を軽くできる点で望ましい。更に、引っ掛け爪及び爪受け部は互いに引っ掛り得る形態のものであればよく、その具体的な形状は後述の実施の形態で示すものには制約されないとともに、これらは１以上であればよいが、２以上とする場合には架台に対する架台カバーの取付状態をより安定させ得る点で望ましい。又、締付け手段には、そのねじ軸にボルトを採用して、このボルトの頭をモジュール押さえの上側に配置するとともに、架台内においてボルトと締付け部材とを螺合して、前記ボルトを回転させることにより、締付け部材とモジュール押さえとが架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着するような締付け機能を発揮する構成のものを使用できる他、締付け部材に固定されて起立するとともにモジュール押さえを上向きに貫通するねじ軸に、モジュール押さえの上側に配置されるナットを螺合して、このナットを回転させることにより、締付け部材とモジュール押さえとが架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着するような締付け機能を発揮する構成のものを使用することもできる。又、この発明においては、モジュール押さえには、架台カバーと同様な長さのものを使用してもよく、或いは、短く形成されたモジュール押さえを一つの架台カバーに対して複数用いてもよい。
【０００８】
この請求項１の発明においては、隣接した架台のモジュール支持部間にわたって配置された太陽電池モジュールを、架台上にその開口を跨ぐように配置されたモジュール押さえと、この押さえに通されるねじ軸を有した締付け手段とを用いて実施される締付けによって、締付け手段の締付け部材とモジュール押さえとの間に架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着して、このモジュールを架台に固定できる。架台カバーは、その裏面に有した引っ掛け爪を、既に固定されているモジュール押さえが有した爪受け部に引っ掛けることによって、架台の上側に取外し可能に被着できる。この架台カバーの取付けにおいては、架台に対してその上側から架台カバーを単に押し付けるだけの簡単な操作で、引っ掛け爪を爪受け部に引っ掛けることができる。
【０００９】
このように請求項１の発明では、面倒な手間を要するボルト止めによることなく、架台カバーを架台に容易に被せることができる。そのため、架台カバーにボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できるとともに、架台カバー上にボルト頭等が突出しないようにできる。
【００１１】
又、請求項１の発明においては、モジュール押さえが架台カバーの長さに応じた長いものである場合に比較して、その材料使用量を削減してコストダウンができる他、応分に爪受け部も短くなるため、これに架台カバーの引っ掛け爪を引っ掛ける際の抵抗が減り、架台カバーを架台に容易に被せて取付けることができる。
【００１２】
更に、請求項１の発明においては、フレームの被挟着部をモジュール支持部の上向き凸部に側方から当接することによって、隣接する架台間にわたって配置される太陽電池モジュールを位置決めできるとともに、この位置決め状態においても被挟着部と上向き凸部との高さの差により、モジュール押さえと前記モジュール支持部との間にフレームの被挟着部を確実に挟んで、太陽電池モジュールを架台に固定できる。
【００１４】
しかも、請求項１の発明においては、締付け手段と組合わされたモジュール押さえを架台にセットする際、架台の長手方向にモジュール押さえを動かす場合にも架台の開口の縁にモジュール押さえのインロー凸部を摺動させて、容易に所定位置にセットできるとともに、そのセット位置において前記インロー凸部と開口の縁との接触により、モジュール押さえが架台の幅方向に不用意に動かないように保持できる。
【００１５】
請求項２の発明に係る太陽電池発電装置は、前記太陽電池モジュールのフレームを上方から覆うカバー突縁を前記架台カバーが有していることを特徴とする。
【００１６】
この発明においては、架台カバーのカバー突縁によって太陽電池モジュールのフレームを覆っているから、架台に沿って配置される太陽電池モジュールのフレームの視認を防止して発電装置全体の外観を向上できる。
【００１７】
請求項３の発明に係る太陽電池発電装置は、互いに平行に配置された前記各架台のうち両端に配置された端側の架台の外側壁部分に、この外側壁部分の裏面又は表面に前記端側の架台に被された架台カバーの外側壁の下部を重なり合わせたことを特徴とする。この発明において、端側の架台の外側部分と架台カバーの外側壁の下部とは、凹凸嵌合するような関係をなして互いに添っていても、また凹凸嵌合構造を作ることなく裏面又は表面に単に添っていてもよい。
【００１８】
この発明においては、架台、太陽電池モジュールのフレーム、モジュール押さえ、及び架台カバー等の寸法のばらつきに応じて、架台に対する架台カバーの位置が上下方向に多少ばらつくことがあっても、前記のように添っている部分にその影響が現われて隙間が空くようなことがない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１には一実施形態に係る太陽電池発電装置が屋根に設置された状況が概略的に示され、図４には一実施形態に係る太陽電池発電装置を屋根に設置する状況が示されている。これらの図中１１は金属板ぶき屋根、例えば瓦棒葺の屋根であり、１２は垂木、１３は屋根ぶき用野地板及び金属板、１４は瓦棒ぶきを示し、また、図中矢印Ａは軒側、矢印Ｂは棟側を示している。
【００２５】
この屋根１１上に設置される太陽電池発電装置１５は、２種類のモジュール固定装置１６、１７、アレイに配設される複数枚の太陽電池モジュール１８、これらモジュール１８に接続して設けられる図示しない出力ケーブル及び引込みケーブルを備えている。
【００２６】
レール状のモジュール固定装置１６、１７は、瓦棒ぶき１４と直角に交差し、かつ、互いに所定間隔を置いて平行な姿勢で屋根１１上に設置される。軒側及び棟側に最も近い位置に夫々配置されるモジュール固定装置１６は同一構造であり、対称に配置される。他のモジュール固定装置１７は一対のモジュール固定装置１６間に設置される。
【００２７】
図２（Ａ）に示されるように第１、第２のモジュール固定装置１６、１７は、いずれも架台２１と、架台カバー２２と、連結ユニット２３とからなる。架台２１及び架台カバー２２はアルミニューム合金等を押し出し成形して得た型材で形成されている。両モジュール固定装置１６、１７のレール状をなす架台２１は、図２（Ａ）に示されるようにゴム板等の防水用下地シート２４を瓦棒ぶき１４との間に挟んで屋根１１にねじ込まれる木ねじ２５よって、屋根１１上に固定される。なお、架台２１は設置される太陽電池モジュール１８の数に応じて必要な本数だけ図示しない継手金具を介して軸方向に連続するように接続して配置される。
【００２８】
次に、第１モジュール固定装置１６について説明する。この装置１６の架台２１は、図２（Ｂ）及び図３に示されるように平行に配置された各架台２１のうち両端に配置されるエンドレールとしての端側の架台であって、中空状に形成されていて、その天井壁の幅方向中央部に長手方向に連続して延びる開口３１を有し、その一方の縁側の天井壁部分はモジュール支持部３２として用いられている。このモジュール支持部３２上への太陽電池モジュール１８の固定により、太陽電池モジュール１８がその裏面側から支持されるようになっている。
【００２９】
モジュール支持部３２に沿っている開口３１は、木ねじ２５をねじ込む際の通路として用いられ、又、この開口３１の他方の縁側の天井壁部分３３とモジュール支持部３２との裏面には、夫々リブ状をなすガイド部３４が下向きに一体に突設され、これらガイド部３４は架台２１の長手方向に連続して延びている。なお、これらガイド部３４はリブに代えてホロー構造をなす壁部によって形成することもできる。
【００３０】
開口３１の両縁の夫々には、モジュール支持部３２及び天井壁部分３３に対して上下方向に突出するフランジ３５が一体に形成され、これらフランジ３５は架台２１の長手方向に連続して延びている。両フランジ３５の下方への突出長さはガイド部３４よりも短く、モジュール支持部３２側のフランジ３５の上向き突出部分３５ａは、太陽電池モジュール１８を位置決めするための上向き凸部を兼ねている。なお、モジュール支持部３２から一体に起立した上向き凸部としての上向き突出部分３５ａは、開口３１に臨まないようにずらして設けることもできる。
【００３１】
天井壁部分３３には架台２１の外側壁部分２１ａに連続して溝条３６が形成され、これは架台２１の長手方向に連続して延びている。又、図２（Ｂ）及び図3中３７はタッピングホールであって、これにねじ込まれる図示しないセルフタッピングねじにより第１モジュール固定装置１６の両端開口を塞いで夫々配置される図示しない端板が取付けられようになっている。
【００３２】
又、図３等に示すように第１モジュール固定装置１６の連結ユニット２３は、アルミニューム合金等金属製のモジュール押さえ４１と、締付け手段とから形成され、締付け手段はステンレス等金属製の締付け板４２と、締付けボルト４３とからなる。なお、４６は弛み止め用のばね座金である。
【００３３】
モジュール押さえ４１は前記一対の上向き突出部分（上向き凸部）３５ａにわたって跨り得る長さを有し、その下面には前記開口３１に嵌入してそのフランジ３５に接する一対のインロー凸部４４が一体に突設されている。更に、モジュール押さえ４１の例えば上側には一対の爪受け部４５が一体に突設されている。これらインロー凸部４４及び爪受け部４５は、いずれもリブ状をなしていて、架台２１の長手方向に延びて設けられている。一対の爪受け部４５はその上部の互いに非対向となる外側面に上端から根元部側に向けて傾斜して次第に肉厚となる爪端部を有して形成されている。このモジュール押さえ４１は、開口３１を跨ぐとともに、そのインロー凸部４４を開口３１に嵌合して架台２１上に配置されている。又、モジュール押さえ４１の両端部下面には、図２（Ｃ）に示すように太陽電池モジュール１８のフレーム６３と係合して位置決めするための下向きにリブ４７が設けられている。
【００３４】
前記締付け手段の締付け板４２は、その両端を前記一対のガイド部３４に当てて回り止めされて配置され、締付け完了時点ではその上面を前記フランジ３５の下端で位置決めされて架台２１内に配置される。この締付け板４２の中央部に設けられた螺孔には、モジュール押さえ４１を上側から貫通するとともに、開口３１を通った締付け手段の締付けボルト４３のねじ軸が螺合されている。この螺合によりモジュール押さえ４１と締付け手段とが接続された連結ユニット２３が形成されるとともに、締付けボルト４３の頭部を介してこのボルト４３を締付け方向に回転させることにより、連結ユニット２３が後述のように架台２１に太陽電池モジュール１８を固定して設けられるようになっている。
【００３５】
前記架台カバー２２は、カバー部５１と、この裏面に下方に向けて一体に突出する互いに平行な一対の引っ掛け爪５２とを備えて形成されている。カバー部５１は、架台２１の外側壁部分２１ａに向けて下がる外側壁５１ａを有し、この架台カバー２２を架台２１を覆って取付けた際に前記外側壁５１ａの下部は前記溝条３６に嵌まり込むようになっている。したがって、外側壁５１ａの下部は溝条３６を作る一対のリブに重なり合っている。更に、カバー部５１には、架台カバー２２を架台２１を覆って取り付けた際に架台２１に沿っている後述するフレームを上側から覆うカバー突縁５３が一体に張出して形成されている。
【００３６】
架台カバー２２の長手方向に連続して延びる一対の引っ掛け爪５２はリブ状をなしており、その先端部（下端部）の互いに非対向となる外側面に下端から根元部側に向けて傾斜して次第に肉厚となる爪端部を有して形成されている。この爪端部はリブ状をなす引っ掛け爪５２の弾性変形を介して前記爪受け部４５の爪端部に取外し可能に引っ掛けられ、これらの爪係合により架台カバー２２は、モジュール押さえ４１に取付られて、ねじ止めによることなく架台２１の上側に被さって配置されるものである。そして、取付けられた架台カバー２２に上方への引き外し力を加えることにより、引っ掛け爪５２の弾性変形を伴って、前記爪係合を外して、架台カバー２２を取外せるようになっている。
【００３７】
次に、中間位置に配置される第２モジュール固定装置１７について説明する。この装置１７の構成は第１モジュール固定装置１６と同様であるので、この装置１６と同一構成については同じ符号を付してその説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。この固定装置１７が第１モジュール固定装置１６と異なる点は、中間レールとして使用される架台２１の一部の構成と、架台カバー２２の一部の構成である。
【００３８】
すなわち、架台２１の開口３１の両側の天井壁はいずれもモジュール支持部３２として使用され、それに伴い、この中間レール用架台２１には第１モジュール固定装置１６の架台２１が有した溝条３６は省略されている。又、第２モジュール固定装置１７の架台カバー２２は、そのカバー部５１の両側に夫々外向きに張出す一対のカバー突縁５３を有し、それに伴いこの架台カバー２２には第１モジュール固定装置１６の架台カバー２２が有した外側壁４１ａは省略されている。なお、以上の点以外の構成は、第１モジュール固定装置１６の架台カバー２２とおなじである。
【００３９】
又、前記太陽電池モジュール１８は、集積化されたセル及び電極等を有する長四角形のモジュール本体６１と、この本体６１の四周に夫々取付けられたフレーム６２、６３とを備えている。モジュール本体６１を構成するセルの数や配列或いはセルの種類は任意であり、特に制約されるものではないが、本実施形態ではアモルファスシリコン製のセルを採用している。
【００４０】
図２で代表して示されるようにフレーム６２、６３はアルミニューム合金等を押し出し成形して得た型材からなる。モジュール本体６１の短い方の側縁に取付けられる一対のフレーム６３はタッピングホール６３ａを有し、このホール６３ａに、モジュール本体６１の長い方の側縁に取付けられた一対のフレーム６２の端部を通って図示しないセルフタッピングねじをねじ込むことにより、隣接するフレーム６２、６３同士が連結され枠組みされている。
【００４１】
各フレーム６２、６３の高さはモジュール本体６１の厚みよりも大きく、これらの上端部には溝状の嵌合部６４が設けられ、この内側にガスケット６５を介してモジュール本体６１の縁部が嵌合して取付けられている。更に、各フレーム６２、６３はモジュール支持部３２の天井壁に載置される底部６６を有しており、この底部６６には上向きに突出する被挟着部としての上向き凸条６６ａが形成されている。この上向き凸条６６ａは、前記上向き突出部分（上向き凸部）３５ａに側方向から当接可能であるとともに、この上向き突出部分３５ａよりも高く形成されている。それにより、前記連結ユニット２３を締付けた際に、この上向き凸条６６ａを有した底部６６が、モジュール支持部３２とモジュール押さえ４１とで上下から挟着されるに伴い、太陽電池モジュール１８が固定されるようになっている。
【００４２】
次に、屋根１１への太陽電池発電装置１５の設置手順を簡単に説明する。
【００４３】
まず、モジュール固定装置１６、１７の架台２１を必要本数用意し、それらを屋根１１上に互いに平行に配置し、かつ、開口３１を通って屋根１１にねじ込まれる木ねじ２５を用いて夫々固定する。（第１工程）
次に、屋根１１の棟軒方向に隣接した架台２１間にわたって太陽電池モジュール１８を仮置きする。この仮置き作業は、太陽電池モジュール１８が有する一対のフレーム６３を棟軒側に位置させて、これらを隣接した架台２１のモジュール支持部３２に載置することで実施できる。その際、軒側のフレーム６３が有する底部６６の上向き凸条６６ａを、同じく軒側の架台２１のモジュール支持部３２の上向き突出部分３５ａに上側方から当接させ、それにより、太陽電池モジュール１８の架設姿勢を適正に位置決めすることができる。図４中丸で囲んだ数字５で示す太陽電池モジュール１８は隣接した架台２１間にわたって配置されようとする直前の状態を示している。（第２工程）
この後、仮置きされた太陽電池モジュール１８の設置位置に対応して軒側の架台２１内に、既にモジュール押さえ４１に通された締付けボルト４３に締付け板４２を螺合して組立てられた例えば２個の連結ユニット２３をセットする。これらのユニット２３は、そのモジュール押さえ４１のインロー凸部４４を架台２１の開口３１に嵌めた状態で、架台２１の端面開口を通して挿入され、開口３１をガイドとして締付け位置まで摺動される。そして、締付け位置において、締付け板４２が架台２１のガイド部３４間にあって回り止めされる状態にあること、及びモジュール押さえ４１がフレーム６３の上向き凸条６６ａに被っていることを確認した後、締付けボルト４３を軽く締めて、各連結ユニット２３を前記締付け位置に仮止めする。（第３工程）
次に、既に仮置きされ丸で囲んだ数字５で示す太陽電池モジュール１８の位置を確認した後、前記２個の連結ユニット２３の連結ボルト４３を本締めして、丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を架台２１に固定する。この固定は、前記締付けによって、モジュール押さえ４１と締付け板４２との間にモジュール支持部３２及び軒側フレーム６３の底部６６が挟着されることによって実現される。（第４工程）
そして、丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８に対して棟側に隣接して配置される丸で囲んだ数字６で示した太陽電池モジュール１８を、前記第２工程と同じ手順により、互いに隣接している中間レールとしての架台２１と棟側（端側）レールとしての架台２１とにわたって仮置きした後、中間レールとしての架台２１に２個の連結ユニット２３を、前記第３工程と同じ手順により締付け位置にセットしてから、これらの連結ユニット２３を前記第４工程と同じ手順で本締めして、中間レールとしての架台２１に丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８の棟側フレーム６３を固定すると同時に、丸で囲んだ数字６で示した太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を固定する。こうした軒棟方向に列をなす太陽電池モジュール１８の設置は複数の列（例えば２列）に至るまで繰返される。
【００４４】
この後、カバー突縁５３が一つしかない架台カバー２２が、エンドレールとしての軒側及び棟側の架台２１に夫々被着されるとともに、一対のカバー突縁５３を有した架台カバー２２が中間レールとしての中間の架台２１に被着される。これらの被着作業は、２列の太陽電池モジュール１８の合計幅に応じて予め用意された架台カバー２２を、その両端が２列の太陽電池モジュール１８の両端に一致するように位置合わせした状態で、これらのカバー２２を上方から軽く叩いて、その一対の引っ掛け爪５２を各連結ユニット２３の爪受け部４５に引っ掛けることにより行われる。この場合の爪係合に際しては弾性変形した引っ掛け爪５２が戻るに伴って「パチッ」と音がするので、その音の確認をもって架台カバー２２の被着完了を容易に知ることができる。又、この作業において多少架台カバー２２の位置がずれたとしても、このカバー２２を端面側から軸方向に軽く叩くことによって、前記爪係合部での滑りを生じさせて、適正な取付け位置に移動させることが可能である。このようにして架台カバー２２が被着された状態は既に施工された図４中▲１▼〜▲４▼の太陽電池モジュール１８とともに示されている。（以上、第５工程）
そして、以上説明した第１〜第５の各工程を必要な列だけの太陽電池モジュール１８の設置について繰返すことによって、図１に示すように屋根１１への太陽電池発電装置１５を設置できる。なお、こうした設置手順において説明を省略したが、各太陽電池モジュール１８の出力を取出すためのケーブルの取り廻しやそれへの出力ケーブルの接続などの作業が並行して行なわれることは勿論である。
【００４５】
前記のように軒棟方向に隣接した架台２１上に太陽電池モジュール１８のフレーム６３を固定するためのモジュール押さえ４１を利用して、それに設けた爪受け部４５に架台カバー２２の裏面の引っ掛け爪５２を引っ掛けて、架台２１の上側に架台カバー２２を被着できるから、この架台カバー２２の取付けにおいては、架台２１に対してその上側から架台カバー２２を単に押し付けるだけの簡単な操作で、引っ掛け爪５２を爪受け部４５に引っ掛けて実施できる。そのため、架台２１への架台カバー２２の取付けにおける面倒なボルト止め作業を省略できるので、その取付け作業性、ひいては太陽電池発電装置１５の屋根１１への施工性を向上できる。そして、既述のようにボルト止めの省略により、架台カバー２２上にボルト頭が突出しないから、施工された太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できるとともに、架台カバー２２にボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できるのでコストを低減できる。
【００４６】
更に、前記架台カバー２２の取付け構造によれば、このカバー２２の取付け以前に太陽電池モジュール１８を架台２１に固定している連結ユニット２３の位置に、架台カバー２２の取付けが制約されることがなくなる。そのため、連結ユニット２３の配置上の自由度を確保できるとともに、架台カバー２２の取付け時に太陽電池モジュール１８が適正なセット位置から不用意に動く恐れがないから、施工作業上有利である。
【００４７】
その上、既述のように太陽電池モジュール１８を架台２１に固定するための連結ユニット２３を、各架台２１の夫々に長手方向に間隔的に複数配置したから、モジュール押さえ４１が架台カバー２２の長さに応じた長いものである場合に比較して、その材料使用量を削減してコストダウンができる他、応分に爪受け部４５も短くなるため、これに架台カバー２２の引っ掛け爪５２を引っ掛ける際の抵抗が減り、架台カバー２２を架台２１に容易に被せて取付けることができる。
【００４８】
しかも、太陽電池発電装置１５の施工に際して、架台２１の上向き突出部分３５ａにより、太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を位置決めできるので、隣接する架台２１間にわたって配置される太陽電池モジュール１８を適正に配置し易い。これとともに、この上向き突出部分３５ａよりも軒側フレーム６３の上向き凸条６６ａを高く形成して、この凸条６６ａを挟んで太陽電池モジュール１８を固定するから、前記位置決め状態において連結ユニット２３の締付け操作に伴い軒側フレームの６３の上向き凸条６６ａを挟んで、太陽電池モジュール１８を確実に架台２１に固定できる。
【００４９】
又、既述のように連結ユニット２３のモジュール押さえ４１に設けた一対のインロー凸部４４が架台２１の開口３１の縁に接するから、連結ユニット２３を太陽電池モジュール１８のセット位置に配置する際に、開口３１の縁にインロー凸部４４を摺動させて、容易にモジュール押さえ４１を架台２１の長手方向に動かすことができるとともに、そのセット位置でのインロー凸部４４と開口３１の内面との接触により、モジュール押さえ４１が架台２１の幅方向に不用意に動かないように保持できる。
【００５０】
又、架台カバー２２に太陽電池モジュール１８の軒側又は棟側のフレーム６３を上方から覆うカバー突縁５３を設けたから、架台２１に沿って配置される太陽電池モジュール１８のフレーム６３の視認を防止して太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できる。しかも、軒側及び棟側に配置された第１モジュール固定装置１６においては、その架台２１の外側壁部分２１ａに、この部分２１ａに対して架台カバー２２の外側壁５１ａの下部を添わせてあるから、架台２１、太陽電池モジュール１８のフレーム６３、モジュール押さえ４１、及び架台カバー２２等の寸法のばらつきに応じて、架台２１に対する架台カバー２２の位置が上下方向に多少ばらつくことがあっても、前記のように添っている部分にその影響が現われても隙間が空くようなことがなくなり、太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５２】
請求項１の発明によれば、架台に太陽電池モジュールを固定するモジュール押さえの爪受け部と架台カバーの引っ掛け爪とを引っ掛けて、架台の上側を覆う架台カバーを取付けたから、架台への架台カバーの取付けにおけるボルト止め作業が省略されて作業性を向上できるとともに、架台カバー上にボルト頭等が突出しないようにできるから、発電装置全体の外観を向上でき、かつ、架台カバーにボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できてコストを低減できる太陽電池発電装置を提供できる。
【００５３】
又、請求項１の発明によれば、モジュール押さえの材料使用量を削減してコストダウンができるとともに、この押さえの爪受け部に架台カバーの引っ掛け爪を引っ掛け易くなるので、架台カバーの取付作業性を向上できる。
【００５４】
更に、請求項１の発明によれば、隣接する架台間にわたって配置される太陽電池モジュールを位置決めできるとともに、このモジュールのフレームを確実に挟んで、太陽電池モジュールを架台に固定できる。
【００５５】
しかも、請求項１の発明によれば、モジュール押さえを、架台に沿って容易に動かしてセットできるとともに、そのセット位置でモジュール押さえが架台の幅方向に不用意に動かないように保持できるので、太陽電池モジュールの施工性を向上できる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、架台に沿って配置される太陽電池モジュールのフレームの視認を防止して発電装置全体の外観を向上できる。
【００５７】
請求項３の発明によれば、各部品の寸法のばらつきの影響が、端側の架台の外側部分と架台カバーの外側壁との間に外部から視認可能な隙間となって現われることを防止して、発電装置全体の外観を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池発電装置が屋根に設置された状況を概略的に示す斜視図。
【図２】（Ａ）は図１中Ｚ−Ｚ線に沿って示す太陽電池発電装置の断面図。
（Ｂ）は図２（Ａ）の軒側のモジュール固定装置の構造を拡大して示す断面図。
（Ｃ）は図２（Ａ）の中間位置のモジュール固定装置の構造を拡大して示す断面図。
【図３】図２（Ｂ）の軒側のモジュール固定装置架の構成を分解して他の架台カバーとともに示す斜視図。
【図４】図１の太陽電池発電装置を屋根に設置する状況を示す斜視図。
【符号の説明】
１５…太陽電池発電装置
１６、１７…モジュール固定装置
１８…太陽電池モジュール
２１…架台
２１ａ…架台の外側壁部分
２２…架台カバー
２３…連結ユニット
３１…開口
３２…モジュール支持部
３４…ガイド部
３５…フランジ
３５ａ…フランジの上向き突出部分（上向き凸部）
３６…溝条
４１…モジュール押さえ（連結ユニット）
４２…締付け板（連結ユニットの締付け手段）
４３…ねじ軸を有する締付けボルト（連結ユニット）
４４…インロー凸部
４５…爪受け部
５１…カバー部、
５１ａ…架台カバーの外側壁
５２…引っ掛け爪、
５３…カバー突縁
６６ａ…上向き凸条（被挟着部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根上等に設置して使用される太陽電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋根上等への太陽電池発電装置の設置は以下のように行われている。まず、複数本のレール状の架台を互いに平行に設置した後、ナットが予め埋め込まれた必要な数のモジュール止め金具を各架台内に夫々に挿入してセットする。架台は相対向する溝条を有していて、これらにモジュール止め金具の両端部を夫々嵌合することにより、各モジュール止め金具は回り止めされて架台内の所定位置に配置される。次に、各架台が有するモジュール保持部に太陽電池モジュールのフレームを載置して、隣接した架台間にわたって必要な数の太陽電池モジュールを配置する。前記フレームは外側に張出す突片を有している。この後、隣接した架台のうち端側の架台に対して用意される端側架台カバーと、中間位置の架台に対して容易される中間架台カバーとを取付ける。これら架台カバーは、いずれも一つの太陽電池モジュールの一辺と同様な長さであって、その長手方向複数箇所に通孔を有しており、これらの通孔を各架台にセットされたモジュール止め金具のナットに連通する固定孔に夫々対向するように位置合わせしてから、固定ボルトを介して固定される。固定ボルトは、各通孔に上方から挿入されてモジュール止め金具の固定孔に通されてナットに螺合し、この状態から更に所定の締付けトルクで締付けられるものである。それに伴い、架台カバーが夫々架台を上側から覆って固定されると同時に、このカバーと架台との間に前記フレームの突片が挟着され、太陽電池モジュールが固定される。以上の手順により、太陽電池発電装置を屋根上等に設置できる。
【０００３】
前記のように架台カバーに通されて各モジュール止め金具に螺合して締付けられる複数の締付けボルトを用いて架台カバーを取付ける構成では、架台カバーの取付に手間が掛かり易いという問題がある。すなわち、ボルトの締付け作業の手間は言うまでもなく、架台カバーには予め所定位置にボルトが通る通孔が開けられているのに対して、架台に配置されるモジュール止め金具は架台の長手方向に自由に配置できるので、この止め金具の固定孔と架台カバーの通孔とを必ず位置合わせする作業を余儀なくされるものであり、又、この位置合わせが適正に行われたとしても、モジュール止め金具の位置が狂っていると、それに応じて架台カバーが長手方向にずれて取付けられ、従って、架台カバーの取付けに手間が掛かり易いものである。そのため、傾斜を持つ屋根上等へ太陽電池発電装置を設置する際には、以上のように手間が掛かることは好ましくなく、より簡単に設置できる太陽電池発電池装置が望まれている。
【０００４】
更に、以上のように締付けボルトを用いる構成では、そのボルト頭が架台カバー上に突出して太陽電池発電池装置の外観を損ない易いとともに、架台カバーに複数の通孔を設ける加工が必要であるのでコスト高になるという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、架台への架台カバーの取付作業性及び外観を向上できるとともに、コストも低減できる太陽電池発電装置を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明に係る太陽電池発電装置は、長手方向に延びる開口、この開口の少なくとも片側に位置するモジュール支持部、及び前記開口の両側に、前記長手方向に延びる上向き凸部と前記長手方向に延びるガイド部を夫々有して中空状に形成され、互いに平行に配置される複数本のレール状の架台と、周部に有したフレームを前記モジュール支持部に載置して隣接した前記架台間に配置され、かつ、前記上向き凸部より高く形成されて前記上向き凸部に当接して位置決めされる被挟着部が前記フレームの底部に形成されている太陽電池モジュールと、前記架台の長手方向に間隔的に配置されるとともに、前記被挟着部を前記モジュール支持部との間に挟んで前記開口を跨ぐように前記各架台上に配置され、かつ、上側にリブ状の爪受け部を有し、下面に前記上向き凸部に摺動可能に接して前記開口に嵌合される一対のリブ状のインロー凸部が突設されたモジュール押さえと、前記モジュール押さえ及び前記開口を貫通するねじ軸、このねじ軸に接続して前記ガイド部で回り止めされるとともに前記モジュール押さえとの間に前記モジュール支持部及びこの支持部に載置された前記被挟着部を挟着する締付け部材を有して、前記モジュール押さえとともに連結ユニットを形成する締付け手段と、前記爪受け部に取外し可能に引掛けられる引っ掛け爪を裏面に有して、この爪を前記爪受け部に引掛けて前記各架台の上側に被される架台カバーと、を具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
この請求項１の発明及び以下の各発明において、太陽電池モジュールにはそのセルが、IV族半導体、例えば結晶系、又はアモルファス系で作られるもの、若しくは例えばGaAsに代表される化合物半導体で作られるもの、又は例えばフタロシアニン色素に代表される有機物半導体で作られるもの等を使用できる。又、架台、モジュール押さえ、架台カバー等は、耐候性がある材料、例えば金属、合成樹脂、或いはこれらの複合材料等により作ることができ、特に、軽金属、例えばアルミニューム合金の押出し型材を用いて作ることは、その製造が容易、かつ軽量で取り扱い易く発電装置全体の重量を軽くできる点で望ましい。更に、引っ掛け爪及び爪受け部は互いに引っ掛り得る形態のものであればよく、その具体的な形状は後述の実施の形態で示すものには制約されないとともに、これらは１以上であればよいが、２以上とする場合には架台に対する架台カバーの取付状態をより安定させ得る点で望ましい。又、締付け手段には、そのねじ軸にボルトを採用して、このボルトの頭をモジュール押さえの上側に配置するとともに、架台内においてボルトと締付け部材とを螺合して、前記ボルトを回転させることにより、締付け部材とモジュール押さえとが架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着するような締付け機能を発揮する構成のものを使用できる他、締付け部材に固定されて起立するとともにモジュール押さえを上向きに貫通するねじ軸に、モジュール押さえの上側に配置されるナットを螺合して、このナットを回転させることにより、締付け部材とモジュール押さえとが架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着するような締付け機能を発揮する構成のものを使用することもできる。又、この発明においては、モジュール押さえには、架台カバーと同様な長さのものを使用してもよく、或いは、短く形成されたモジュール押さえを一つの架台カバーに対して複数用いてもよい。
【０００８】
この請求項１の発明においては、隣接した架台のモジュール支持部間にわたって配置された太陽電池モジュールを、架台上にその開口を跨ぐように配置されたモジュール押さえと、この押さえに通されるねじ軸を有した締付け手段とを用いて実施される締付けによって、締付け手段の締付け部材とモジュール押さえとの間に架台上の太陽電池モジュールのフレームを挟着して、このモジュールを架台に固定できる。架台カバーは、その裏面に有した引っ掛け爪を、既に固定されているモジュール押さえが有した爪受け部に引っ掛けることによって、架台の上側に取外し可能に被着できる。この架台カバーの取付けにおいては、架台に対してその上側から架台カバーを単に押し付けるだけの簡単な操作で、引っ掛け爪を爪受け部に引っ掛けることができる。
【０００９】
このように請求項１の発明では、面倒な手間を要するボルト止めによることなく、架台カバーを架台に容易に被せることができる。そのため、架台カバーにボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できるとともに、架台カバー上にボルト頭等が突出しないようにできる。
【００１１】
又、請求項１の発明においては、モジュール押さえが架台カバーの長さに応じた長いものである場合に比較して、その材料使用量を削減してコストダウンができる他、応分に爪受け部も短くなるため、これに架台カバーの引っ掛け爪を引っ掛ける際の抵抗が減り、架台カバーを架台に容易に被せて取付けることができる。
【００１２】
更に、請求項１の発明においては、フレームの被挟着部をモジュール支持部の上向き凸部に側方から当接することによって、隣接する架台間にわたって配置される太陽電池モジュールを位置決めできるとともに、この位置決め状態においても被挟着部と上向き凸部との高さの差により、モジュール押さえと前記モジュール支持部との間にフレームの被挟着部を確実に挟んで、太陽電池モジュールを架台に固定できる。
【００１４】
しかも、請求項１の発明においては、締付け手段と組合わされたモジュール押さえを架台にセットする際、架台の長手方向にモジュール押さえを動かす場合にも架台の開口の縁にモジュール押さえのインロー凸部を摺動させて、容易に所定位置にセットできるとともに、そのセット位置において前記インロー凸部と開口の縁との接触により、モジュール押さえが架台の幅方向に不用意に動かないように保持できる。
【００１５】
請求項２の発明に係る太陽電池発電装置は、前記太陽電池モジュールのフレームを上方から覆うカバー突縁を前記架台カバーが有していることを特徴とする。
【００１６】
この発明においては、架台カバーのカバー突縁によって太陽電池モジュールのフレームを覆っているから、架台に沿って配置される太陽電池モジュールのフレームの視認を防止して発電装置全体の外観を向上できる。
【００１７】
請求項３の発明に係る太陽電池発電装置は、互いに平行に配置された前記各架台のうち両端に配置された端側の架台の外側壁部分に、この外側壁部分の裏面又は表面に前記端側の架台に被された架台カバーの外側壁の下部を重なり合わせたことを特徴とする。この発明において、端側の架台の外側部分と架台カバーの外側壁の下部とは、凹凸嵌合するような関係をなして互いに添っていても、また凹凸嵌合構造を作ることなく裏面又は表面に単に添っていてもよい。
【００１８】
この発明においては、架台、太陽電池モジュールのフレーム、モジュール押さえ、及び架台カバー等の寸法のばらつきに応じて、架台に対する架台カバーの位置が上下方向に多少ばらつくことがあっても、前記のように添っている部分にその影響が現われて隙間が空くようなことがない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１には一実施形態に係る太陽電池発電装置が屋根に設置された状況が概略的に示され、図４には一実施形態に係る太陽電池発電装置を屋根に設置する状況が示されている。これらの図中１１は金属板ぶき屋根、例えば瓦棒葺の屋根であり、１２は垂木、１３は屋根ぶき用野地板及び金属板、１４は瓦棒ぶきを示し、また、図中矢印Ａは軒側、矢印Ｂは棟側を示している。
【００２５】
この屋根１１上に設置される太陽電池発電装置１５は、２種類のモジュール固定装置１６、１７、アレイに配設される複数枚の太陽電池モジュール１８、これらモジュール１８に接続して設けられる図示しない出力ケーブル及び引込みケーブルを備えている。
【００２６】
レール状のモジュール固定装置１６、１７は、瓦棒ぶき１４と直角に交差し、かつ、互いに所定間隔を置いて平行な姿勢で屋根１１上に設置される。軒側及び棟側に最も近い位置に夫々配置されるモジュール固定装置１６は同一構造であり、対称に配置される。他のモジュール固定装置１７は一対のモジュール固定装置１６間に設置される。
【００２７】
図２（Ａ）に示されるように第１、第２のモジュール固定装置１６、１７は、いずれも架台２１と、架台カバー２２と、連結ユニット２３とからなる。架台２１及び架台カバー２２はアルミニューム合金等を押し出し成形して得た型材で形成されている。両モジュール固定装置１６、１７のレール状をなす架台２１は、図２（Ａ）に示されるようにゴム板等の防水用下地シート２４を瓦棒ぶき１４との間に挟んで屋根１１にねじ込まれる木ねじ２５よって、屋根１１上に固定される。なお、架台２１は設置される太陽電池モジュール１８の数に応じて必要な本数だけ図示しない継手金具を介して軸方向に連続するように接続して配置される。
【００２８】
次に、第１モジュール固定装置１６について説明する。この装置１６の架台２１は、図２（Ｂ）及び図３に示されるように平行に配置された各架台２１のうち両端に配置されるエンドレールとしての端側の架台であって、中空状に形成されていて、その天井壁の幅方向中央部に長手方向に連続して延びる開口３１を有し、その一方の縁側の天井壁部分はモジュール支持部３２として用いられている。このモジュール支持部３２上への太陽電池モジュール１８の固定により、太陽電池モジュール１８がその裏面側から支持されるようになっている。
【００２９】
モジュール支持部３２に沿っている開口３１は、木ねじ２５をねじ込む際の通路として用いられ、又、この開口３１の他方の縁側の天井壁部分３３とモジュール支持部３２との裏面には、夫々リブ状をなすガイド部３４が下向きに一体に突設され、これらガイド部３４は架台２１の長手方向に連続して延びている。なお、これらガイド部３４はリブに代えてホロー構造をなす壁部によって形成することもできる。
【００３０】
開口３１の両縁の夫々には、モジュール支持部３２及び天井壁部分３３に対して上下方向に突出するフランジ３５が一体に形成され、これらフランジ３５は架台２１の長手方向に連続して延びている。両フランジ３５の下方への突出長さはガイド部３４よりも短く、モジュール支持部３２側のフランジ３５の上向き突出部分３５ａは、太陽電池モジュール１８を位置決めするための上向き凸部を兼ねている。なお、モジュール支持部３２から一体に起立した上向き凸部としての上向き突出部分３５ａは、開口３１に臨まないようにずらして設けることもできる。
【００３１】
天井壁部分３３には架台２１の外側壁部分２１ａに連続して溝条３６が形成され、これは架台２１の長手方向に連続して延びている。又、図２（Ｂ）及び図3中３７はタッピングホールであって、これにねじ込まれる図示しないセルフタッピングねじにより第１モジュール固定装置１６の両端開口を塞いで夫々配置される図示しない端板が取付けられようになっている。
【００３２】
又、図３等に示すように第１モジュール固定装置１６の連結ユニット２３は、アルミニューム合金等金属製のモジュール押さえ４１と、締付け手段とから形成され、締付け手段はステンレス等金属製の締付け板４２と、締付けボルト４３とからなる。なお、４６は弛み止め用のばね座金である。
【００３３】
モジュール押さえ４１は前記一対の上向き突出部分（上向き凸部）３５ａにわたって跨り得る長さを有し、その下面には前記開口３１に嵌入してそのフランジ３５に接する一対のインロー凸部４４が一体に突設されている。更に、モジュール押さえ４１の例えば上側には一対の爪受け部４５が一体に突設されている。これらインロー凸部４４及び爪受け部４５は、いずれもリブ状をなしていて、架台２１の長手方向に延びて設けられている。一対の爪受け部４５はその上部の互いに非対向となる外側面に上端から根元部側に向けて傾斜して次第に肉厚となる爪端部を有して形成されている。このモジュール押さえ４１は、開口３１を跨ぐとともに、そのインロー凸部４４を開口３１に嵌合して架台２１上に配置されている。又、モジュール押さえ４１の両端部下面には、図２（Ｃ）に示すように太陽電池モジュール１８のフレーム６３と係合して位置決めするための下向きにリブ４７が設けられている。
【００３４】
前記締付け手段の締付け板４２は、その両端を前記一対のガイド部３４に当てて回り止めされて配置され、締付け完了時点ではその上面を前記フランジ３５の下端で位置決めされて架台２１内に配置される。この締付け板４２の中央部に設けられた螺孔には、モジュール押さえ４１を上側から貫通するとともに、開口３１を通った締付け手段の締付けボルト４３のねじ軸が螺合されている。この螺合によりモジュール押さえ４１と締付け手段とが接続された連結ユニット２３が形成されるとともに、締付けボルト４３の頭部を介してこのボルト４３を締付け方向に回転させることにより、連結ユニット２３が後述のように架台２１に太陽電池モジュール１８を固定して設けられるようになっている。
【００３５】
前記架台カバー２２は、カバー部５１と、この裏面に下方に向けて一体に突出する互いに平行な一対の引っ掛け爪５２とを備えて形成されている。カバー部５１は、架台２１の外側壁部分２１ａに向けて下がる外側壁５１ａを有し、この架台カバー２２を架台２１を覆って取付けた際に前記外側壁５１ａの下部は前記溝条３６に嵌まり込むようになっている。したがって、外側壁５１ａの下部は溝条３６を作る一対のリブに重なり合っている。更に、カバー部５１には、架台カバー２２を架台２１を覆って取り付けた際に架台２１に沿っている後述するフレームを上側から覆うカバー突縁５３が一体に張出して形成されている。
【００３６】
架台カバー２２の長手方向に連続して延びる一対の引っ掛け爪５２はリブ状をなしており、その先端部（下端部）の互いに非対向となる外側面に下端から根元部側に向けて傾斜して次第に肉厚となる爪端部を有して形成されている。この爪端部はリブ状をなす引っ掛け爪５２の弾性変形を介して前記爪受け部４５の爪端部に取外し可能に引っ掛けられ、これらの爪係合により架台カバー２２は、モジュール押さえ４１に取付られて、ねじ止めによることなく架台２１の上側に被さって配置されるものである。そして、取付けられた架台カバー２２に上方への引き外し力を加えることにより、引っ掛け爪５２の弾性変形を伴って、前記爪係合を外して、架台カバー２２を取外せるようになっている。
【００３７】
次に、中間位置に配置される第２モジュール固定装置１７について説明する。この装置１７の構成は第１モジュール固定装置１６と同様であるので、この装置１６と同一構成については同じ符号を付してその説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。この固定装置１７が第１モジュール固定装置１６と異なる点は、中間レールとして使用される架台２１の一部の構成と、架台カバー２２の一部の構成である。
【００３８】
すなわち、架台２１の開口３１の両側の天井壁はいずれもモジュール支持部３２として使用され、それに伴い、この中間レール用架台２１には第１モジュール固定装置１６の架台２１が有した溝条３６は省略されている。又、第２モジュール固定装置１７の架台カバー２２は、そのカバー部５１の両側に夫々外向きに張出す一対のカバー突縁５３を有し、それに伴いこの架台カバー２２には第１モジュール固定装置１６の架台カバー２２が有した外側壁４１ａは省略されている。なお、以上の点以外の構成は、第１モジュール固定装置１６の架台カバー２２とおなじである。
【００３９】
又、前記太陽電池モジュール１８は、集積化されたセル及び電極等を有する長四角形のモジュール本体６１と、この本体６１の四周に夫々取付けられたフレーム６２、６３とを備えている。モジュール本体６１を構成するセルの数や配列或いはセルの種類は任意であり、特に制約されるものではないが、本実施形態ではアモルファスシリコン製のセルを採用している。
【００４０】
図２で代表して示されるようにフレーム６２、６３はアルミニューム合金等を押し出し成形して得た型材からなる。モジュール本体６１の短い方の側縁に取付けられる一対のフレーム６３はタッピングホール６３ａを有し、このホール６３ａに、モジュール本体６１の長い方の側縁に取付けられた一対のフレーム６２の端部を通って図示しないセルフタッピングねじをねじ込むことにより、隣接するフレーム６２、６３同士が連結され枠組みされている。
【００４１】
各フレーム６２、６３の高さはモジュール本体６１の厚みよりも大きく、これらの上端部には溝状の嵌合部６４が設けられ、この内側にガスケット６５を介してモジュール本体６１の縁部が嵌合して取付けられている。更に、各フレーム６２、６３はモジュール支持部３２の天井壁に載置される底部６６を有しており、この底部６６には上向きに突出する被挟着部としての上向き凸条６６ａが形成されている。この上向き凸条６６ａは、前記上向き突出部分（上向き凸部）３５ａに側方向から当接可能であるとともに、この上向き突出部分３５ａよりも高く形成されている。それにより、前記連結ユニット２３を締付けた際に、この上向き凸条６６ａを有した底部６６が、モジュール支持部３２とモジュール押さえ４１とで上下から挟着されるに伴い、太陽電池モジュール１８が固定されるようになっている。
【００４２】
次に、屋根１１への太陽電池発電装置１５の設置手順を簡単に説明する。
【００４３】
まず、モジュール固定装置１６、１７の架台２１を必要本数用意し、それらを屋根１１上に互いに平行に配置し、かつ、開口３１を通って屋根１１にねじ込まれる木ねじ２５を用いて夫々固定する。（第１工程）
次に、屋根１１の棟軒方向に隣接した架台２１間にわたって太陽電池モジュール１８を仮置きする。この仮置き作業は、太陽電池モジュール１８が有する一対のフレーム６３を棟軒側に位置させて、これらを隣接した架台２１のモジュール支持部３２に載置することで実施できる。その際、軒側のフレーム６３が有する底部６６の上向き凸条６６ａを、同じく軒側の架台２１のモジュール支持部３２の上向き突出部分３５ａに上側方から当接させ、それにより、太陽電池モジュール１８の架設姿勢を適正に位置決めすることができる。図４中丸で囲んだ数字５で示す太陽電池モジュール１８は隣接した架台２１間にわたって配置されようとする直前の状態を示している。（第２工程）
この後、仮置きされた太陽電池モジュール１８の設置位置に対応して軒側の架台２１内に、既にモジュール押さえ４１に通された締付けボルト４３に締付け板４２を螺合して組立てられた例えば２個の連結ユニット２３をセットする。これらのユニット２３は、そのモジュール押さえ４１のインロー凸部４４を架台２１の開口３１に嵌めた状態で、架台２１の端面開口を通して挿入され、開口３１をガイドとして締付け位置まで摺動される。そして、締付け位置において、締付け板４２が架台２１のガイド部３４間にあって回り止めされる状態にあること、及びモジュール押さえ４１がフレーム６３の上向き凸条６６ａに被っていることを確認した後、締付けボルト４３を軽く締めて、各連結ユニット２３を前記締付け位置に仮止めする。（第３工程）
次に、既に仮置きされ丸で囲んだ数字５で示す太陽電池モジュール１８の位置を確認した後、前記２個の連結ユニット２３の連結ボルト４３を本締めして、丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を架台２１に固定する。この固定は、前記締付けによって、モジュール押さえ４１と締付け板４２との間にモジュール支持部３２及び軒側フレーム６３の底部６６が挟着されることによって実現される。（第４工程）
そして、丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８に対して棟側に隣接して配置される丸で囲んだ数字６で示した太陽電池モジュール１８を、前記第２工程と同じ手順により、互いに隣接している中間レールとしての架台２１と棟側（端側）レールとしての架台２１とにわたって仮置きした後、中間レールとしての架台２１に２個の連結ユニット２３を、前記第３工程と同じ手順により締付け位置にセットしてから、これらの連結ユニット２３を前記第４工程と同じ手順で本締めして、中間レールとしての架台２１に丸で囲んだ数字５で示した太陽電池モジュール１８の棟側フレーム６３を固定すると同時に、丸で囲んだ数字６で示した太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を固定する。こうした軒棟方向に列をなす太陽電池モジュール１８の設置は複数の列（例えば２列）に至るまで繰返される。
【００４４】
この後、カバー突縁５３が一つしかない架台カバー２２が、エンドレールとしての軒側及び棟側の架台２１に夫々被着されるとともに、一対のカバー突縁５３を有した架台カバー２２が中間レールとしての中間の架台２１に被着される。これらの被着作業は、２列の太陽電池モジュール１８の合計幅に応じて予め用意された架台カバー２２を、その両端が２列の太陽電池モジュール１８の両端に一致するように位置合わせした状態で、これらのカバー２２を上方から軽く叩いて、その一対の引っ掛け爪５２を各連結ユニット２３の爪受け部４５に引っ掛けることにより行われる。この場合の爪係合に際しては弾性変形した引っ掛け爪５２が戻るに伴って「パチッ」と音がするので、その音の確認をもって架台カバー２２の被着完了を容易に知ることができる。又、この作業において多少架台カバー２２の位置がずれたとしても、このカバー２２を端面側から軸方向に軽く叩くことによって、前記爪係合部での滑りを生じさせて、適正な取付け位置に移動させることが可能である。このようにして架台カバー２２が被着された状態は既に施工された図４中▲１▼〜▲４▼の太陽電池モジュール１８とともに示されている。（以上、第５工程）
そして、以上説明した第１〜第５の各工程を必要な列だけの太陽電池モジュール１８の設置について繰返すことによって、図１に示すように屋根１１への太陽電池発電装置１５を設置できる。なお、こうした設置手順において説明を省略したが、各太陽電池モジュール１８の出力を取出すためのケーブルの取り廻しやそれへの出力ケーブルの接続などの作業が並行して行なわれることは勿論である。
【００４５】
前記のように軒棟方向に隣接した架台２１上に太陽電池モジュール１８のフレーム６３を固定するためのモジュール押さえ４１を利用して、それに設けた爪受け部４５に架台カバー２２の裏面の引っ掛け爪５２を引っ掛けて、架台２１の上側に架台カバー２２を被着できるから、この架台カバー２２の取付けにおいては、架台２１に対してその上側から架台カバー２２を単に押し付けるだけの簡単な操作で、引っ掛け爪５２を爪受け部４５に引っ掛けて実施できる。そのため、架台２１への架台カバー２２の取付けにおける面倒なボルト止め作業を省略できるので、その取付け作業性、ひいては太陽電池発電装置１５の屋根１１への施工性を向上できる。そして、既述のようにボルト止めの省略により、架台カバー２２上にボルト頭が突出しないから、施工された太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できるとともに、架台カバー２２にボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できるのでコストを低減できる。
【００４６】
更に、前記架台カバー２２の取付け構造によれば、このカバー２２の取付け以前に太陽電池モジュール１８を架台２１に固定している連結ユニット２３の位置に、架台カバー２２の取付けが制約されることがなくなる。そのため、連結ユニット２３の配置上の自由度を確保できるとともに、架台カバー２２の取付け時に太陽電池モジュール１８が適正なセット位置から不用意に動く恐れがないから、施工作業上有利である。
【００４７】
その上、既述のように太陽電池モジュール１８を架台２１に固定するための連結ユニット２３を、各架台２１の夫々に長手方向に間隔的に複数配置したから、モジュール押さえ４１が架台カバー２２の長さに応じた長いものである場合に比較して、その材料使用量を削減してコストダウンができる他、応分に爪受け部４５も短くなるため、これに架台カバー２２の引っ掛け爪５２を引っ掛ける際の抵抗が減り、架台カバー２２を架台２１に容易に被せて取付けることができる。
【００４８】
しかも、太陽電池発電装置１５の施工に際して、架台２１の上向き突出部分３５ａにより、太陽電池モジュール１８の軒側フレーム６３を位置決めできるので、隣接する架台２１間にわたって配置される太陽電池モジュール１８を適正に配置し易い。これとともに、この上向き突出部分３５ａよりも軒側フレーム６３の上向き凸条６６ａを高く形成して、この凸条６６ａを挟んで太陽電池モジュール１８を固定するから、前記位置決め状態において連結ユニット２３の締付け操作に伴い軒側フレームの６３の上向き凸条６６ａを挟んで、太陽電池モジュール１８を確実に架台２１に固定できる。
【００４９】
又、既述のように連結ユニット２３のモジュール押さえ４１に設けた一対のインロー凸部４４が架台２１の開口３１の縁に接するから、連結ユニット２３を太陽電池モジュール１８のセット位置に配置する際に、開口３１の縁にインロー凸部４４を摺動させて、容易にモジュール押さえ４１を架台２１の長手方向に動かすことができるとともに、そのセット位置でのインロー凸部４４と開口３１の内面との接触により、モジュール押さえ４１が架台２１の幅方向に不用意に動かないように保持できる。
【００５０】
又、架台カバー２２に太陽電池モジュール１８の軒側又は棟側のフレーム６３を上方から覆うカバー突縁５３を設けたから、架台２１に沿って配置される太陽電池モジュール１８のフレーム６３の視認を防止して太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できる。しかも、軒側及び棟側に配置された第１モジュール固定装置１６においては、その架台２１の外側壁部分２１ａに、この部分２１ａに対して架台カバー２２の外側壁５１ａの下部を添わせてあるから、架台２１、太陽電池モジュール１８のフレーム６３、モジュール押さえ４１、及び架台カバー２２等の寸法のばらつきに応じて、架台２１に対する架台カバー２２の位置が上下方向に多少ばらつくことがあっても、前記のように添っている部分にその影響が現われても隙間が空くようなことがなくなり、太陽電池発電装置１５全体の外観を向上できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５２】
請求項１の発明によれば、架台に太陽電池モジュールを固定するモジュール押さえの爪受け部と架台カバーの引っ掛け爪とを引っ掛けて、架台の上側を覆う架台カバーを取付けたから、架台への架台カバーの取付けにおけるボルト止め作業が省略されて作業性を向上できるとともに、架台カバー上にボルト頭等が突出しないようにできるから、発電装置全体の外観を向上でき、かつ、架台カバーにボルトを通すための通孔を開ける孔明け加工を省略できてコストを低減できる太陽電池発電装置を提供できる。
【００５３】
又、請求項１の発明によれば、モジュール押さえの材料使用量を削減してコストダウンができるとともに、この押さえの爪受け部に架台カバーの引っ掛け爪を引っ掛け易くなるので、架台カバーの取付作業性を向上できる。
【００５４】
更に、請求項１の発明によれば、隣接する架台間にわたって配置される太陽電池モジュールを位置決めできるとともに、このモジュールのフレームを確実に挟んで、太陽電池モジュールを架台に固定できる。
【００５５】
しかも、請求項１の発明によれば、モジュール押さえを、架台に沿って容易に動かしてセットできるとともに、そのセット位置でモジュール押さえが架台の幅方向に不用意に動かないように保持できるので、太陽電池モジュールの施工性を向上できる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、架台に沿って配置される太陽電池モジュールのフレームの視認を防止して発電装置全体の外観を向上できる。
【００５７】
請求項３の発明によれば、各部品の寸法のばらつきの影響が、端側の架台の外側部分と架台カバーの外側壁との間に外部から視認可能な隙間となって現われることを防止して、発電装置全体の外観を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池発電装置が屋根に設置された状況を概略的に示す斜視図。
【図２】（Ａ）は図１中Ｚ−Ｚ線に沿って示す太陽電池発電装置の断面図。
（Ｂ）は図２（Ａ）の軒側のモジュール固定装置の構造を拡大して示す断面図。
（Ｃ）は図２（Ａ）の中間位置のモジュール固定装置の構造を拡大して示す断面図。
【図３】図２（Ｂ）の軒側のモジュール固定装置架の構成を分解して他の架台カバーとともに示す斜視図。
【図４】図１の太陽電池発電装置を屋根に設置する状況を示す斜視図。
【符号の説明】
１５…太陽電池発電装置
１６、１７…モジュール固定装置
１８…太陽電池モジュール
２１…架台
２１ａ…架台の外側壁部分
２２…架台カバー
２３…連結ユニット
３１…開口
３２…モジュール支持部
３４…ガイド部
３５…フランジ
３５ａ…フランジの上向き突出部分（上向き凸部）
３６…溝条
４１…モジュール押さえ（連結ユニット）
４２…締付け板（連結ユニットの締付け手段）
４３…ねじ軸を有する締付けボルト（連結ユニット）
４４…インロー凸部
４５…爪受け部
５１…カバー部、
５１ａ…架台カバーの外側壁
５２…引っ掛け爪、
５３…カバー突縁
６６ａ…上向き凸条（被挟着部）
Claims (3)
- 長手方向に延びる開口、この開口の少なくとも片側に位置するモジュール支持部、及び前記開口の両側に、前記長手方向に延びる上向き凸部と前記長手方向に延びるガイド部を夫々有して中空状に形成され、互いに平行に配置される複数本のレール状の架台と、
周部に有したフレームを前記モジュール支持部に載置して隣接した前記架台間に配置され、かつ、前記上向き凸部より高く形成されて前記上向き凸部に当接して位置決めされる被挟着部が前記フレームの底部に形成されている太陽電池モジュールと、
前記架台の長手方向に間隔的に配置されるとともに、前記被挟着部を前記モジュール支持部との間に挟んで前記開口を跨ぐように前記各架台上に配置され、かつ、上側にリブ状の爪受け部を有し、下面に前記上向き凸部に摺動可能に接して前記開口に嵌合される一対のリブ状のインロー凸部が突設されたモジュール押さえと、
前記モジュール押さえ及び前記開口を貫通するねじ軸、このねじ軸に接続して前記ガイド部で回り止めされるとともに前記モジュール押さえとの間に前記モジュール支持部及びこの支持部に載置された前記被挟着部を挟着する締付け部材を有して、前記モジュール押さえとともに連結ユニットを形成する締付け手段と、
前記爪受け部に取外し可能に引掛けられる引っ掛け爪を裏面に有して、この爪を前記爪受け部に引掛けて前記各架台の上側に被される架台カバーと、
を具備したことを特徴とする太陽電池発電装置。 - 前記太陽電池モジュールのフレームを上方から覆うカバー突縁を前記架台カバーが有していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池発電装置。
- 互いに平行に配置された前記各架台のうち両端に配置された端側の架台の外側壁部分に、この外側壁部分の裏面又は表面に前記端側の架台に被された架台カバーの外側壁の下部を重なり合わせたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池発電装置。
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