JP3848494B2

JP3848494B2 - 太陽電池モジュールの取付け構造、及び屋根

Info

Publication number: JP3848494B2
Application number: JP20179299A
Authority: JP
Inventors: 輝樹廿日岩; 竹治山脇
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: JP2001027024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚並べて使用される太陽電池モジュールを屋根に装着するための太陽電池モジュール取付け構造、及び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。
【０００７】
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、かつ、発電面積を大きく確保できる太陽電池モジュール取付け構造を提供することにある。
【０００８】
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、発電面積を大きく確保できる屋根を提供することにある。
【０００９】
【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の取付け構造は、相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置された互いに平行な複数本の設置レールと、前記側壁に設けられ、前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、これら第１連結溝より軒側に夫々の第１連結溝と組をなして前記側壁に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられ、前記側壁の外面と対向して配置された引掛け壁部と、この引掛け壁部に外向きに突設されて前記第１連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部に引掛けられた第１連結突起と、前記引掛け壁部に外向きに突設されて前記第２連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部に引掛けられた第２連結突起と、を具備し、前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌め込まれた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴としている。
又、前記第１の課題を解決するために、請求項２に係る発明の太陽電池モジュールの取付け構造は、相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置された互いに平行な複数本の設置レールと、前記側壁に設けられ、前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、これら第１連結溝より軒側に夫々の第１連結溝と組をなして前記側壁に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられ、前記相対向した側壁間に配置された引掛け壁部と、この引掛け壁部に対しその内面側に突設されて前記第１連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部に引掛けられた第１連結突起と、前記引掛け壁部に対しその内面側に突設されて前記第２連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部に引掛けられた第２連結突起と、を具備し、前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌め込まれた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴としている。
又、前記第１の課題を解決するために、請求項３に係る発明の太陽電池モジュールの取付け構造は、相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置され互いに平行な複数本の設置レールと、太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられた引掛け壁部と、この引掛け壁部に設けられ、この壁部の高さ方向に延びて前記引掛け壁部の下端に開放した縦溝部、この縦溝部の上端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした上向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、これら第１連結溝より軒側に夫々第１連結溝と組をなして前記引掛け壁部に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記引掛け壁部の高さ方向に延びて前記引掛け壁部の下端に開放した縦溝部、この縦溝部の上端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした上向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、前記側壁に突設されて前記第１連結溝の縦溝部が上方から嵌められ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部が引掛けられた第１連結突起と、前記側壁に突設されて前記第２連結溝の縦溝部が上方から嵌められ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部が引掛けられた第２連結突起と、を具備し、前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌められた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴としている。
【００１０】
これら請求項１〜３の発明において、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、モジュール本体の端部で覆われる引掛け壁部は、モジュール本体の端面に面一に連続するように設けてもよいが、前記端面より内側（中央部）側に寄せて設けることが発電面積をより大きく確保する上で好ましい。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。
【００１４】
請求項１〜３の発明において、太陽電池モジュールは、その左右両端部に設けられた引掛け壁部の複数の連結突起又は連結溝を、互いに隣接する設置レールの側壁に設けた連結溝又は連結突起に夫々挿入して、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、前記引掛け壁部が、モジュール本体の端部を覆い隠してモジュール本体の有効発電面積を減少させないため、モジュール本体全体で発電できる。
【００１５】
請求項４の発明は、前記モジュール本体の一端部裏面に、前記設置レールの真上に突出された前記モジュール本体の端部相互間の隙間をその下側から塞ぐ止水板を接着止めするとともに、前記隙間にコーキング材を充填したことを特徴としている。
【００１６】
この発明においては、止水板によって、コーキング材の充填量を少なくできるとともに、このコーキング材とあいまって設置レール内に雨水や埃が入ることを効果的に防止できる。
【００１７】
又、請求項５の発明は、前記止水板が、前記太陽電池モジュールの軒側端部との間に溝を形成して、前記太陽電池モジュールに対して軒側に隣接した太陽電池モジュールの棟側端部が重ねられる段差端部を有し、この段差端部の軒側を向いた先端縁が斜め下向きに曲がっていることを特徴としている。
【００１８】
この発明においては、先に設置された太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールを設置する際、先に設置された太陽電池モジュールに取付けられた止水板の軒側の段差端部に、後から設置される軒側太陽電池モジュールの棟側端部が引っ掛かる恐れが少なく、容易に作業ができる。
【００１９】
更に、請求項６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たことを特徴としている。この発明においてフックは、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。
【００２０】
又、前記第２の課題を解決するために、請求項７に係る発明の屋根は、前記請求項１〜６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軒側下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの棟側上辺部を覆うとともに、上下に向かい合った前記棟側太陽電池モジュールの軒側下辺部と軒側太陽電池モジュールの棟側上辺部との間に止水材を挟み込むように介装したことを特徴としている。
【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１〜６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とともに、前記引掛け壁部がモジュール本体の端部を覆い隠してモジュール本体の有効発電面積を減少させないため、モジュール本体全体で発電できる。
【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３と、これらレール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】
アルミニューム合金製の各設置レール３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３は、図４及び図５等に示されるように底壁３ａと、この底壁３ａ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３ｂ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３ａを通る図示しない木ねじや釘等を用いて野地板１０に固定されている。
【００２６】
図６等に示されるように設置レール３の両側壁３ｂには、第１、第２の連結溝１５、１６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１５、１６において、第１連結溝１５は棟側に位置し、第２連結溝１６は軒側に位置している。両側壁３ｂの第１連結溝１５同士、及び第２連結溝１６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１５、１６は、いずれも側壁３ｂの上端に開放されるともに、設置レール３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３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１５、１６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１５の縦溝部Ａは第２連結溝１６の縦溝部Ａよりも長く、それにより、棟側の第１連結溝１５は軒側の第２連結溝１６より深く形成されている。
【００２７】
前記構造の設置レール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。
【００２８】
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２１と、端子箱２２と、フレーム２３と、止水板２４とを備えている。
【００２９】
モジュール本体２１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２１は四角形状であって、その左右両端間の幅は各設置レール３の配設ピッチより僅かに短く、又、各太陽電池セル及びバスバーはモジュール本体２１の長手（左右）方向に延びて設けられている。端子箱２２はモジュール本体２１の裏面に接着止めされており、この箱２２はモジュール本体２１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２２には図示しない出力線が取付けられている。
【００３０】
図３に示されるようにフレーム２３は、アルミニューム合金の押出し型材からなりＬ型アングル材製の第１〜第４の枠材２３ａ〜２３ｄを四角枠状に連結して形成されている。このフレーム２３の縦横寸法はいずれもモジュール本体２１の縦横寸法より小さい。そして、フレーム２３は、モジュール本体２１の裏面に接着止めして取付けられ、モジュール本体２１を機械的に支持する強度部材として用いられている。
【００３１】
このフレーム２３は、モジュール本体２１の裏面への固定にあたり、この本体２１の棟側一辺の第１枠材２３ａを図５（Ｂ）に示すように面一的に沿わせることによって、モジュール本体２１の軒側他辺から突出することなく内側に寄せて第２枠材２３ｂを配置するとともに、第３、第４の枠材２３ｃ、２３ｄをいずれもモジュール本体２１の左右両端から突出することなく内側に寄せた状態で、モジュール本体２１の裏面に接着止めされている。したがって、フレーム２３の第２枠材２３ｂは前記軒側一辺部分により覆われているとともに、第３、第４の枠材２３ｃ、２３ｄはモジュール本体２１の左右両端部２１ａ、２１ｂにより覆われている。そして、以上のようにモジュール本体２１にフレーム２３を固定したことによって、相対的にモジュール本体２１の左右両端部２１ａ、２１ｂは、太陽電池モジュール４を屋根２に葺いたときに図４に示すように設置レール３の真上に突き出るようになっている。
【００３２】
太陽電池モジュール４の左右方向の両端部２１ａ、２１ｂの裏面に配置された第３、第４の枠材２３ｃ、２３ｄは、引掛け壁部として用いられている。これらの枠材２３ｃ、２３ｄには連結手段としてのピン状の第１、第２の連結突起２５、２６が前記側壁３ｂがわに向けて例えば外向きに突設されている。引掛け壁部はフレーム２３の第１、第２の枠材２３ａ、２３ｂを省略して形成されるものであってもよく、又、フレーム２３とは別にその枠材２３ｃ、２３ｄに並べて設けてもよいが、フレーム２３の一部を利用する本実施形態では構造が簡単である。
【００３３】
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２１の撓みを防止する緩衝作用を得るようにしてもよい。
【００３４】
前記止水板２４は、前記端部２１ａ、２１ｂの出幅寸法より２倍程度大きい幅で、かつ、モジュール本体２１の棟軒方向の寸法（奥行き寸法）に略等しい長さの短冊状のステンレス板からなるものであって、図３に示されるように一端部に折れ曲がって一段下がる段差端部２４ａを有している。止水板２４は、その段差端部２４ａを軒側に向けた姿勢でモジュール本体２１の一端部、例えば枠材２３ｂ側の一端部２１ｂの裏面に接着止めされている。こうして固定された止水板２４の幅方向半分は前記一端部２１ｂよりも外に突き出して設けられ、又、段差端部２４ａは前記一端部２１ｂの軒側部分との間に溝を形成している。
【００３５】
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。
【００３６】
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３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３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。
【００３７】
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２３ａ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３間に導き、このモジュール４の左右両側の第１連結突起２５を、前記一対の設置レール３の相対向する一方の側壁３ｂに設けられている棟側の第１連結溝１５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。
【００３８】
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２６を軒側の第２連結溝１６の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。
【００３９】
この後、太陽電池モジュール４全体を下げて、図９（Ｃ）に示すように第１連結突起２５を第１連結溝１５の縦溝部Ａの底に当接させるとともに、第２連結突起２６を第２連結溝１６の縦溝部Ａの底に当接させる。この時、両連結溝１５、１６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。
【００４０】
最後に、両連結溝１５、１６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２５、２６を夫々両連結溝１５、１６の落込み溝部Ｃに落とし込んで引掛ける。
【００４１】
以上の手順により、隣接する設置レール３を利用してこれらにわたって太陽電池モジュール４が装着される。この装着により、図４に示されるようにモジュール本体２１の端部２１ａ、２１ｂは、設置レール３の幅方向略中央位置に達するように突き出て設置レール３の真上に配置されるとともに、端部２１ｂの裏面に固定された止水板２４は、設置レール３の幅全体を覆ってこのレール３の真上に配置される。しかも、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。
【００４２】
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。
【００４３】
この２番目の太陽電池モジュール４の装着の際、２番目の太陽電池モジュール４の止水板２４の棟側端部は、既設の最上位太陽電池モジュール４の軒側の段差端部２４ａ上に重ねられる。図５（Ｂ）に示されるように段差端部２４ａの先端縁は斜め下向きに曲がっているので、前記重ね合わせにおいて、引っ掛かる恐れが少なく、容易に作業ができる。更に、２番目の太陽電池モジュール４の装着において、このモジュール４を最後に棟方向へ移動させるに伴い、既設の最上位太陽電池モジュール４の軒側下辺部４ａの裏側に、２番目の太陽電池モジュール４の棟側上辺部４ｂが潜り込む。この時、両連結溝１５、１６の配置と両連結突起２５、２６の配置とにより、２番目の太陽電池モジュール４の棟側枠材２３ａは、既設の最上位太陽電池モジュール４の軒側枠材２３ｂに近接するが当ることはない。
【００４４】
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４ａと下位置の太陽電池モジュール４の棟側上辺部４ｂとの間の隙間に、図５（Ｂ）に示す止水材２７を挟み込むように介装して、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。止水材２７としてはバッカー材と称されるゴム製等のクッション材、又はコーキング材等を用いることができる。この止水材２７により、互いに近接された既設の最上位太陽電池モジュール４の軒側枠材２３ｂと２番目の太陽電池モジュール４の棟側枠材２３ａとの間が閉じられ、モジュール裏側への止水構造が形成される。
【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】
なお、実際の屋根葺きは棟軒方向の列毎に優先して行なうものではなく、図８に示すように左右方向に隣接する太陽電池モジュール４を葺きながら棟から軒側に向って葺かれるようになっている。そのため、左右方向に隣接する太陽電池モジュール４が葺かれた状態では、既述のようにモジュール本体２１の端部２１ａ、２１ｂが夫々設置レール３の幅方向略中央位置に達するように突き出て設置レール３の真上に配置されて、これら左右に隣接する端部２１ａ、２１ｂは互いに接近するとともに、後から装着された太陽電池モジュール４のモジュール本体２１の端部２１ａは、先行して装着された左右方向隣の太陽電池モジュール４のモジュール本体２１の端部２１ｂよりせり出している止水板２４の上面に重ね合わされる。この状態は図４に示されている。
【００４７】
そして、左右方向に隣接して太陽電池モジュール４が設置された後には、これら両モジュール４の野地板１０への固定が行なわれる。この固定は、図４、図５（Ｂ）、図７（Ａ）（Ｂ）に示すフック２８を使用する。フック２８は金属製特にばね性を有する金属が好ましく、固定片部２８ａから折り曲げられた係止部２８ｂを有している。このフック２８は、左右に隣接した太陽電池モジュール４間の設置レール３内に、前記左右に隣接した太陽電池モジュール４で覆われていない軒側部分から挿入して配置され、その係止部２８ｂを軒側の第２連結突起２６に上側から引掛けるとともに、固定片部２８ａを設置レール３の底壁３ａを通るねじ２９を介して野地板１０に固定される。こうしたフック２８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２５又は２６を保持する保持手段としてフック２８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２５、２６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。
【００４８】
最後に、以上の手順により、全ての太陽電池モジュール４を設置レール３に連結して野地板１０上に取付けた後、左右方向に隣接する太陽電池モジュール４の互いに接近した端部２１ａ、２１ｂ間に、コーキング材２９を充填する。このコーキング材２９は棟軒方向に連続して装着される。それによって、左右方向に隣接した太陽電池モジュール４間の止水処理が行なわれ、止水処理された状態は図４に示される。又、設置レール３の軒側端面に図示しない端部カバーを装着する。以上により屋根葺き作業が全て完了する。
【００４９】
前記コーキング材２９が充填される隙間は、既述のように左右方向に隣接した両モジュール４の端部２１ａ、２１ｂが突き出しているので、狭く、したがって、コーキング材２９の充填量を少なくできる。特に、前記隙間はその下側において止水板２４で塞がれているので、コーキング材２９が設置レール３内に入り込むことが防止されて、その充填量をより少なくできる。又、コーキング材２９だけではなく、止水板２４の前記端部２１ａ、２１ｂへの重なり合いに伴う止水ができるので、コーキング材２９とあいまって確実な止水作用を得ることができる。
【００５０】
そして、以上のように葺かれた屋根２においては、各太陽電池モジュール４のフレーム２３をモジュール本体２１で外部に露出しないように覆っているので、フレーム２３が視認されることがない。加えて、棟軒方向に延びる設置レール３はいずれも太陽電池モジュール４及びコーキング材２９によって覆い隠されて視認されることがない。したがって、フレーム２３及び設置レール３が視認されるものに比較して屋根２の外観を向上できる。
【００５１】
しかも、屋根２を葺いた各太陽電池モジュール４のモジュール本体２１の左右両端部２１ａ、２１ｂは、前記モジュール４が備えるフレーム２３によって覆い隠されることがないとともに、設置レール３を覆って左右方向に突出しているのでモジュール本体２１の面積が大であり、しかも、コーキング材２９がモジュール本体２１の左右両端部２１ａ、２１ｂを覆い隠すことも実質的には無視できる程度に少ない。したがって、モジュール本体２１の受光面積、言い換えれば、有効発電面積の損失が極小であり同面積を大きく確保できるから、屋根２の発電総量を増やすことができる。
【００５２】
又、既述のように隣接した設置レール３を設置基準として、これらのレール３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の引掛け壁部である左右の枠材２３ｃ、２３ｄを引掛けて、各太陽電池モジュール４を設置レール３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ある。加えて、設置レール３の開放面を左右方向に隣接した太陽電池モジュール４の端部２１ａ、２１ｂで覆って、これらの端部２１ａ、２１ｂが設置レール３のカバーを兼ねるから、設置レール３の開放面を塞ぐためのカバーを取付ける必要もない。したがって、太陽電池モジュール４の装着に要する部品点数を少なくできるので、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を容易に装着できる。
【００５３】
しかも、設置基準として設置レール３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。
【００５４】
図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。この第２実施形態では、モジュール本体２１の端部裏面に装着される引掛け壁部としての枠材２３ｃ、２３ｄを設置レール３の内側に配置される位置に設けるとともに、それに伴い、連結手段としての第１、第２の連結突起２５、２６を設置レール３の側壁３ｂがわに向けて、つまり、前記枠材２３ｃ、２３ｄに対しその内面側に突設している。又、この第２実施形態ではフックは省略される。なお、図１０中Ｇはフレーム２３に設けた逃げ溝であって、この溝Ｇに設置レール３の側壁３ｂが通るようになっており、それにより、設置レール３の内側への枠材２３ｃ、２３ｄの配置を可能としている。又、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。
【００５５】
この第２実施形態においても第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２３ｃ、２３ｄが設置レール３の内側に配置されて、このレール３の側壁３ｂの連結溝１５、１６を覆い隠して連結溝１５、１６に対する遮水壁として枠材２３ｃ、２３ｄを利用できるから、仮に、設置レール３内に雨水が浸入しても、設置レール３の傾斜による排水性とあいまって、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。
【００５６】
図１１は本発明の第３の実施の形態を示している。この第３実施形態では、引掛け壁部としての枠材２３ｃ、２３ｄ（一方の連結溝２３ｄのみを代表して図示）に、連結手段として二つの連結溝１２５、１２６（一方の連結溝１２５のみを代表して図示）を設けている。この連結溝１２５（１２６）は前記連結溝１５、１６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３の側壁３ｂには、夫々連結突起１１５、１１６（一方の連結突起１１６のみを代表して図示）が突設されている。これら連結突起１１５（１１６）は、側壁３ｂ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。この第３実施形態においても第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。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１〜６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引掛けられる連結突起とを用いて、太陽電池モジュールの左右両端部を設置レール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、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、モジュール本体の有効発電面積が減少することがなく発電面積を大きく確保できる。
【００５９】
請求項７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、モジュール本体の有効発電面積が減少することがなく発電面積を大きく確保できる。
【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取付け構造により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】（Ａ）は第１の実施の形態で使用した太陽電池モジュールを分解して示す斜視図。
（Ｂ）は第１の実施の形態で使用した太陽電池モジュールを示す斜視図。
【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】第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール取付け構造で使用する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取付け構造で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取付け構造で屋根を葺く手順を説明するための斜視図。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール取付け構造で太陽電池モジュール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２の実施の形態に係る太陽電池モジュール取付け構造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３の実施の形態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
３ｂ…設置レールの側壁
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）
１５…第１連結溝
１６…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）
２１…モジュール本体
２１ａ、２１ｂ…モジュール本体の左右の端部
２３…フレーム
２３ｃ、２３ｄ…フレームの左右の枠材（引掛け壁部）
２４…止水板
２４ａ…止水板の段差端部
２５…第１連結突起（連結手段）
２６…第２連結突起（連結手段）
２７…止水板
２８…フック（保持手段）
２９…コーキング材
１１５、１１６…連結突起
１２５、１２６…連結溝（連結手段）

Claims

相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置された互いに平行な複数本の設置レールと、
前記側壁に設けられ、前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、
これら第１連結溝より軒側に夫々の第１連結溝と組をなして前記側壁に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、
太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられ、前記側壁の外面と対向して配置された引掛け壁部と、
この引掛け壁部に外向きに突設されて前記第１連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部に引掛けられた第１連結突起と、
前記引掛け壁部に外向きに突設されて前記第２連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部に引掛けられた第２連結突起と、
を具備し、
前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌め込まれた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴とする太陽電池モジュール取付け構造。
相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置された互いに平行な複数本の設置レールと、
前記側壁に設けられ、前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、
これら第１連結溝より軒側に夫々の第１連結溝と組をなして前記側壁に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記設置レールの高さ方向に延びて前記側壁の上端に開放した縦溝部、この縦溝部の下端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした下向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、
太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられ、前記相対向した側壁間に配置された引掛け壁部と、
この引掛け壁部に対しその内面側に突設されて前記第１連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部に引掛けられた第１連結突起と、
前記引掛け壁部に対しその内面側に突設されて前記第２連結溝の縦溝部に上方から嵌め込まれ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部に引掛けられた第２連結突起と、
を具備し、
前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌め込まれた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴とする太陽電池モジュール取付け構造。
相対向する側壁を有して屋根構造材上に棟から軒にわたって配置され互いに平行な複数本の設置レールと、
太陽電池モジュールが備えるモジュール本体の左右両端より中央部側に寄せて前記モジュール本体の左右両端から突出することなく前記モジュール本体の左右両端部裏面に夫々設けられた引掛け壁部と、
この引掛け壁部に設けられ、この壁部の高さ方向に延びて前記引掛け壁部の下端に開放した縦溝部、この縦溝部の上端から棟方向に折れ曲がって延びた横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした上向きの落込み溝部からなる複数の第１連結溝と、
これら第１連結溝より軒側に夫々第１連結溝と組をなして前記引掛け壁部に設けられ、前記第１連結溝の縦溝部よりも短く前記引掛け壁部の高さ方向に延びて前記引掛け壁部の下端に開放した縦溝部、この縦溝部の上端から棟方向に折れ曲がって延びるとともに前記第１連結溝の横溝部と同じ長さの横溝部、及びこの横溝部の奥端部をなした上向きの落込み溝部からなる複数の第２連結溝と、
前記側壁に突設されて前記第１連結溝の縦溝部が上方から嵌められ、前記第１連結溝の横溝部を移動して前記第１連結溝の落込み溝部が引掛けられた第１連結突起と、
前記側壁に突設されて前記第２連結溝の縦溝部が上方から嵌められ、前記第２連結溝の横溝部を移動して前記第２連結溝の落込み溝部が引掛けられた第２連結突起と、
を具備し、
前記組をなした第１、第２の連結溝に嵌められた前記第１、第２の連結突起を前記第１、第２の連結溝の落ち込み端部に引掛けて、前記モジュール本体の左右端部を前記設置レールの真上に突き出させるとともに、前記太陽電池モジュールを、前記第１、第２の連結溝の縦溝部の深さの差に応じた前下がりの姿勢で前記設置レール間にわたって装着し、前記前下がりの姿勢に装着された太陽電池モジュールの軒側下辺部の裏側に、この太陽電池モジュールに対して軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側上辺部を潜り込ませて配置したことを特徴とする太陽電池モジュール取付け構造。
前記モジュール本体の一端部裏面に、前記設置レールの真上に突出された前記モジュール本体の端部相互間の隙間をその下側から塞ぐ止水板を接着止めするとともに、前記隙間にコーキング材を充填したことを特徴とする請求項１から３の内のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール取付け構造。
前記止水板が、前記太陽電池モジュールの軒側端部との間に溝を形成して、前記太陽電池モジュールに対して軒側に隣接した太陽電池モジュールの棟側端部が重ねられる段差端部を有し、この段差端部の軒側を向いた先端縁が斜め下向きに曲がっていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール取付け構造。
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たことを特徴とする請求項１、４、５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。
前記請求項１〜６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軒側下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの棟側上辺部を覆うとともに、上下に向かい合った前記棟側太陽電池モジュールの軒側下辺部と軒側太陽電池モジュールの棟側上辺部との間に止水材を挟み込むように介装したことを特徴とする屋根。