JP4093839B2 - 太陽電池モジュールの屋根取付け構造体及び太陽電池アレイ - 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の取付け構造体及び太陽電池アレイに関し、さらに詳しくは、太陽電池モジュールの取付け構造体の屋根に対する防水構造及び固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池モジュールを屋根面に固定する場合、屋根面上に架台を設置し、その架台に太陽電池モジュールを固定する方法が一般的に広く採用されていた。この方法は、太陽電池モジュール及び架台を設置する分の重量が屋根の負担となるため、最近では、太陽電池モジュールを架台を介さず、太陽電池セルの四辺にセル保持枠を取付けてなる太陽電池セル保持瓦を直接屋根に取付ける施工方法も開発されている（特許文献１）。この場合、防水性を考慮して、太陽電池セル保持瓦と瓦との隙間の上を覆うジョイントカバーも開発されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０７４５３号公報（図１２、図１３）
【特許文献２】
特開２００１−１１５６１８号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２のジョイントカバーは、軒側から棟側を見た時を基準として右側に瓦、左側に太陽電池モジュールが配置されている部位、すなわち太陽電池アレイの右側においてのみ有効な構造である。つまり、このジョイントカバーの固定の方法は、太陽電池モジュールの右側に設けられているオーバーラップ部を介して、屋根面に釘で固定する方法であるため、その釘止め位置は瓦のアンダーラップ部のない部分に限定され、太陽電池アレイの左側、すなわち太陽電池モジュールのアンダーラップ側と瓦のオーバーラップ側の重なり部においては、瓦のオーバーラップ部には釘を打つことができない。しかも、このジョイントカバーが適用可能な瓦は、太陽電池モジュールを瓦と同じ高さに設定できる平板瓦に限定されている。
【０００５】
太陽電池モジュールの周辺瓦が上記平板瓦である場合、太陽電池モジュールの高さはその平板瓦の高さにあわせて設計することにより、太陽電池アレイの左右両側部において瓦と太陽電池モジュールの間に段差が発生せず、防水上問題はほとんどなかった。しかし、太陽電池モジュールの周辺瓦が変形瓦である場合、太陽電池モジュールの高さは、意匠上、その変形瓦表面の最も低い部位の高さに合わせて設計するため、太陽電池モジュールのアンダーラップ側と変形瓦のオーバーラップ側の重り部において段差による隙間が発生する。そのため、雨天時に強い横風が吹いた場合などには、この隙間から雨水が浸入するなどの防水上の問題を生じる。
【０００６】
本発明の主要な目的の一つは、変形瓦に適用可能であり、屋根上に太陽電池モジュールを防水取付け施工できる太陽電池モジュールの屋根取付け構造体及び太陽電池アレイを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールの屋根取付け構造体は、屋根上で、瓦に隣接して敷設される方形の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体であって、太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠を備え、このモジュール枠の一方側部又は／及び対向する他方側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーをさらに備え、前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有するものである。
ここで、本発明において、屋根を軒側から見た状態を基準として左右方向を定義し、軒側を前方、棟側を後方と定義する。そして、左右の一方を左、左右の他方を右として以下説明する。
【０００８】
本発明によれば、屋根上に瓦と共に太陽電池モジュールを敷設する際に、太陽電池モジュールのモジュール枠の左隣又は／及び右隣に隙間閉鎖カバーを取付け、太陽電池モジュールの左隣又は／及び右隣の瓦の対応側端面に隙間閉鎖カバーを対面状に接触させるので、モジュール枠と左右側に隣接する瓦との隙間が封じられて屋根への防水が施され、特に、瓦と太陽電池モジュールとの間に段差がある場合でも、雨天時に強い横風が吹いても隙間閉鎖カバーにて瓦下への雨水の侵入を確実に阻止することができる。
また、前記係合部としては、軒側枠部に切欠凹部やスリット等の係止雌部を形成し、左側枠部又は／及び右側枠部に上記係止雌部に係合する鉤状（フック状）の係止雄部を形成した構造を採用することができる。このようにすれば、隙間閉鎖カバーの軒側枠部側の固定は、係止雄部を係止雌部に差込み状に係合するだけで簡単かつ迅速に行うことができる。
【０００９】
本発明において、具体的には、瓦が、その左端縁側又は右端縁側に上重り部（所謂オーバーラップ部）を有し、かつ右端縁側又は左端縁側に下重り部（所謂アンダーラップ部）を有する変形瓦である場合、意匠上、太陽電池モジュールの高さは、変形瓦表面の最も低い部位の高さに合わせて設置される。このため、モジュール枠が、左右一方に隣接する変形瓦の上重り部の下に重なる下重り辺と、左右他方に隣接する変形瓦の下重り部の上に重なる上重り辺とを有し、かつ隙間閉鎖カバーが、モジュール枠の左右一方の側部に取付けられて変形瓦の上重り部の側端面に面接触する、防水構造が採用される。この場合、隙間閉鎖カバーは、例えば鉛直板形に形成される。このように構成することによって、屋根上の周辺瓦としての変形瓦間に太陽電池モジュールを体裁よく敷設でき、かつ変形瓦の上重り部と太陽電池モジュールとの段差における隙間を確実に閉鎖して、防水施工することができる。
一方、瓦が平板瓦である場合には、意匠上、太陽電池モジュールの高さは、平板瓦と略同じ高さに設置されるため、モジュール枠が、その両側縁に両隣平板瓦の下に重なる下重り辺を有し、かつ隙間閉鎖カバーが、モジュール枠の左右両側部に取付けられて両隣の平板瓦の側端面に鉛直状に面接触する防水構造が採用されるか、又は隙間閉鎖カバーを省略してモジュール枠の両側縁を両隣の平板瓦の側端面に直接面接触させる防水構造が採用される。この場合も、屋根上の平板瓦間に太陽電池モジュールを体裁よく敷設しつつ防水施工することができる。
【００１０】
本発明において、隙間閉鎖カバーは、前記ビスを挿通させて前記左側枠部又は／及び右側枠部に固定するためのビス挿通孔、あるいはビスに引っ掛けて左側枠部又は／及び右側枠部に固定するための切欠き凹部を有する構造を採用することができる。この場合、例えば、左側枠部と軒側枠部とを連結するビスと、左側枠部と棟側枠部とを連結するビスにて、隙間閉鎖カバーを左側枠部の側面にビスを利用して固定することができる。右側枠部においても同様である。
【００１２】
本発明において、モジュール枠を屋根の瓦桟に固定するための固定部材をさらに備えてもよい。この場合、この固定部材は、モジュール枠の軒側枠部とビスにて連結される前固定具と、モジュール枠の棟側枠部と相互に係合する後固定具とを少なくとも備えたものとなる。前固定具は、その前列の瓦に上載され、瓦の釘孔に対応する位置に孔部を有し、かつ前記孔部と挿通孔に挿通させた固定金具にて瓦を介して瓦桟に固定される前固定辺を具備する構造を採用することができる。また、後固定具は、瓦桟に上載され、固定金具を挿通させる孔部を有し、かつこの孔部に固定金具を挿通させて瓦桟に固定される後固定辺を具備する構造を採用することができる。
このように構成することによって、太陽電池モジュールにモジュール枠を取付けてなるモジュールユニットを、瓦と同じようにして屋根の瓦桟に釘やビス等の固定金具にて容易かつ確実に固定することができる。この際、前固定具においては、瓦の釘孔を利用して瓦の上からでも瓦桟に固定することができる。なお、モジュールユニットの左右横方向の長さを、横並びに重ねた複数枚の瓦の左右横方向の長さと略等しく、モジュールユニットの縦方向の長さを、瓦の縦方向の長さと略等しく設定するのが、意匠上及び瓦葺きの容易性の面で好ましい。
【００１３】
本発明において、太陽電池モジュールが上下複数列に設置され、固定部材が、一の段の太陽電池モジュールのモジュール枠の棟側枠部と、その隣接する上段の太陽電池モジュールのモジュール枠の軒側枠部とをビスにて連結する中間連結具をさらに備えるもよく、それによって太陽電池モジュールを上下２段以上に相互に連結した状態で屋根上に強固に敷設することができる。なお、屋根上に太陽電池モジュールを敷設した際に、モジュール枠や、固定部材の前固定具及び中間連結具が軒側から見えるので、これらが外部から見えないように覆う化粧カバーを設けてもよい。
【００１４】
本発明において、モジュール枠、隙間閉鎖カバー、固定部材及び化粧カバーの材料には、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス板、ガルバリウム鋼板、アルミニウム板などを用いることができる。あるいは、モジュール枠の各枠部と、固定部材の前固定具及び後固定具と、中間連結具は、それぞれ断面形状を一定とすることができる構成部品であるため、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の成形性に優れた金属材料を押出加工により所定断面形状に成形し、それを所定長さに切断する製造方法によって能率よく製作することができる。また、軒側から見える化粧カバーは、意匠性向上のため、現場で使用される瓦と近似した色彩の塗装を施してもよい。
【００１５】
本発明は、別の観点によれば、屋根上で瓦に隣接して敷設される複数台の矩形状太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠と、これらのモジュール枠を屋根に固定するための固定部材とを備え、さらに瓦と左又は／及び右に隣接する太陽電池モジュールのモジュール枠の側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーを備え、前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有する太陽電池アレイが提供される。したがって、現場で使用される瓦が変形瓦であっても、平板瓦であっても、屋根に防水を施した大面積の太陽電池アレイを架台無しに直接に敷設することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の太陽電池アレイを屋根上に設置した状態を示す斜視図であり、図２は同実施の形態の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体におけるモジュール枠を太陽電池モジュールに取付けてなるモジュールユニットを示す斜視図であり、図３はモジュールユニットに隙間閉鎖カバーを取付けた状態を示す斜視図であり、図４は隙間閉鎖カバーの斜視図であって、同図４（ａ）はビス挿通孔を有するもの、同図（ｂ）は切欠凹部を有するものであり、図５は同実施の形態の屋根取付け構造体における固定部材にて下段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図であり、図６はモジュールユニットの左側端縁の上に変形瓦の上重り部が重なった状態を示す正面断面図であり、図７はモジュールユニットの右側端縁が変形瓦の下重り部の上に重なった状態を示す正面断面図であり、図８は固定部材の下段のモジュールユニットの棟側端縁及び中段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図であり、図９は固定部材にて上段のモジュールユニットの棟側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
なお、本実施の形態では、変形瓦を屋根に葺く場合であって、一般的に多くの変形瓦は右側に上重り部（所謂オーバーラップ部）が設けられているため、右側に上重り部が設けられている変形瓦の場合を例示するが、左側に上重り部が設けられている変形瓦においても本発明は同様の構成が可能である。
【００１８】
本発明の実施の形態は、図１〜図３に示すように、屋根上で、瓦１に隣接して敷設される矩形状太陽電池モジュールＭの屋根取付け構造体であって、太陽電池モジュールＭの四辺に取付けられるモジュール枠１０を備え、このモジュール枠１０の左側部に取付けられ、太陽電池モジュールＭの左隣の瓦１の側端面に対面状に接触してこの瓦１とモジュール枠１０との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバー２０をさらに備えている。図１〜図３において、Ｕは太陽電池モジュールＭの四辺にモジュール枠１０を取付けてなるモジュールユニットである。本実施の形態では、屋根上にこのモジュールユニットＵを２台横並びとして上下３段に配置してなる太陽電池アレイを図１に例示している。
【００１９】
図２に示すように、モジュールユニットＵは、ガラスとフィルムの間に充填材を用いて複数枚（この場合、２列で各列８枚）の太陽電池セルＳを封止したフレームレスの太陽電池モジュールＭと、この太陽電池モジュールＭの四辺に取付けられるモジュール枠１０とからなる。そして、図３と図４に示すように、このモジュール枠１０の左側部に、必要に応じて上記隙間閉鎖カバー２０が取付けられる。なお、この実施の形態において、モジュールユニットＵの左右横方向の長さは、横並びに重ねた２枚の瓦１の左右横方向の長さと略等しく、モジュールユニットＵの縦方向の長さは、瓦１の縦方向の長さと略等しく設定されている。
【００２０】
具体的に説明すると、モジュール枠１０は、太陽電池モジュールＭの軒側端縁に取付けられる軒側枠部１１と、モジュールＭの左側端縁に取付けられる左側枠部１２と、モジュールＭの右側端縁に取付けられる右側枠部１３と、モジュールＭの棟側端縁に取付けられる棟側枠部１４と、４本の各枠部１１、１２、１３、１４を相互に連結する複数のステンレス製ビス１５とから主としてなる。これら各枠部１１、１２、１３、１４は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の押出加工により所望の断面形状に形成されている。
【００２１】
モジュール枠１０の各枠部の形状構造について説明すると、図２と図５に示すように、軒側枠部１１は、太陽電池モジュールＭの軒側端縁をゴム又は弾性樹脂等からなるシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１１ａと、軒側へ突出するように保持部１１ａに連設され、かつ所定位置にビス１７を挿通させる孔部を有する連結辺部１１ｂと、連結辺部１１ｂの上面に左右長手方向に沿って突設された前後一対の係止辺１１ｃ、１１ｃとを有する。さらに、軒側枠部１１は、その保持部１１ａの前壁における左端部に、隙間閉鎖カバー２０と相互に係合する係合部としての矩形状スリット１１ｄが形成されている。なお、図５において、２は屋根面であり、３は屋根面２に釘等で固定された瓦桟である。
【００２２】
図２と図６に示すように、左側枠部１２は、太陽電池モジュールＭの左側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１２ａと、保持部１２ａの側壁から下方垂直に突出する垂下辺１２ｂと、垂下辺部１２ｂの下端から左側へ突出して左隣の瓦（変形瓦）１の上重り部１ａの下に重なり、かつ左端部が上方へ折れ曲がった折曲り辺１２ｄを有する下重り辺１２ｃと、垂下辺部１２ｂの下端から右側へ突出して太陽電池モジュールＭの下に重なり、かつ右端部が上方へ折れ曲がった折曲り辺１２ｆを有する下重り辺１２ｅとを備える。
【００２３】
図２と図７に示すように、右側枠部１３は、太陽電池モジュールＭの右側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１３ａと、保持部１３ａの下壁から左側へ突出して右隣の変形瓦１の下重り部１ｂの上に乗る断面門形の上重り辺１３ｂとを備える。
【００２４】
図２と図８と図９に示すように、棟側枠部１４は、太陽電池モジュールＭの右側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１４ａと、保持部１４ａの上壁から棟側へ突出する連結辺部１４ｂと、連結辺部１４ｂの棟側端部から下方及び軒側に折れ曲がる断面Ｌ字形の端縁形成部１４ｃと、端縁形成部１４ｃの下壁と共働して軒側に開放する凹部を形成する断面Ｌ字形の係止辺１４ｄとを備える。なお、保持部１４ａの上壁には、後述する中間連結具３３を位置決めするための左右方向の突条１４ｅが設けられている。
【００２５】
隙間閉鎖カバー２０は、図４（ａ）に示すタイプと、図４（ｂ）に示すタイプがある。図４（ａ）に示す隙間閉鎖カバー２０は、鉛直板からなり、棟側端部にはビス挿通孔２１を有し、軒側端部にはモジュール枠１０の軒側枠部１１の上記スリット１１ｄ（図２参照）と相互に係合する係合部としてのフック部２２を有している。このフック部２２は、鉛直板にコの字形の切り込みを入れ、その切れ込みの内側領域を右側へ押し出して棟側へＬ字形に折り曲げることにより形成されている。一方、図４（ｂ）に示す隙間閉鎖カバー２０は、鉛直板からなり、棟側端部には略Ｌ字形に切欠形成した切欠き凹部２３を有し、軒側端部には上記フック部２２を有している。なお、図６に示すように、隙間閉鎖カバー２０は、モジュール枠１０に取付けた状態で、その上端面がモジュール枠１０よりも高くなる上下方向の幅寸法に設定されている。
【００２６】
また、本発明は、上述のように構成されたモジュールユニットＵを屋根面２に固定するための固定部材を備えている。この固定部材としては、図５に示すようにモジュール枠１０の軒側枠部１１とビス１７にて連結される前固定具３１と、図８と図９に示すようにモジュール枠１０の棟側枠部１４とビス１８にて連結される後固定具３２と、図８に示すように一の段の太陽電池モジュールＭのモジュール枠１０の棟側枠部１４と、その隣接する上段の太陽電池モジュールＭのモジュール枠１０の軒側枠部１１とをビス１９、１９にて連結する中間連結具３３とを備えている。
【００２７】
図５に示すように、前固定具３１は、その前列の瓦１に上載され、瓦１の釘孔５に対応する位置に孔部を有し、かつ前記孔部と釘孔５に挿通させた固定金具４（この場合ビス）にて瓦１を介して瓦桟３に固定される前固定辺３１ａと、前固定辺３１ａの軒側端縁から上方及び軒側へ折り曲げ形成された連結辺３１ｂとを有し、この連結辺３１ｂには所定位置にビス１７を挿通させる孔部が形成されている。なお、図示省略するが、下段の瓦１の上重り部１ａに乗り上げないようにするために、連結辺３１ｂの一部には上重り部１ａを逃がす切欠部が形成されると共に、前固定辺３１ａは上重り部１ａを逃がす部位が省略されて分割して形成されるか、あるいは上重り部１ａを逃がす部位に凹溝が形成される。
【００２８】
図８と図９に示すように、後固定具３２は、瓦桟３に上載され、固定金具１８（この場合ビス）を挿通させる孔部を有し、かつこの孔部に固定金具１８を挿通させて瓦桟３に固定される後固定辺３２ａと、後固定辺３２ａの軒側端縁から上方及び棟側へ折り曲げ形成された係止辺３２ｂとを有し、後固定辺３２ａの棟側端縁は下方へ折れ曲がって瓦桟３の角部に引っ掛かるように形成されている。
【００２９】
図８に示すように、中間連結具３３は、断面コの字形に形成されており、その下壁の所定位置に形成されたビス１９を挿通させる孔部と、下壁の棟側に形成されたモジュール枠１０における棟側枠部１４の連結辺部１４ｂの突条１４ｅと係合する凹溝と、上壁の所定位置に形成されたビス１９を挿通させる孔部とを有している。
【００３０】
また、本発明は、図５と図８に示すように、上下複数段のモジュールユニットＵにおける軒側枠部１１に取付けられて意匠を向上させるための化粧カバー４０を具備している。この化粧カバー４０は、軒側枠部１１の前後一対の係止辺１１ｃ、１１ｃとそれぞれ係止する下方突出状の前後一対の係止辺４０ａ、４０ａと、この一対の係止辺４０ａ、４０ａが下面に形成される上壁４０ｂと、上壁４０ｂの軒側端縁から下方へ垂れる前壁４０ｃとを有している。なお、下段の瓦１の上重り部１ａに乗り上げないようにするために、前壁４０ｃの一部には上重り部１ａを逃がす切欠部４０ｄが形成されている（図１参照）。
【００３１】
なお、上記固定部材の前固定具３１、後固定具３２、中間連結具３３及び化粧カバー４０は、上述したモジュール枠と同様にして、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の押出加工により形成することができる。
【００３２】
次に、図１に示す如く、屋根上に瓦１と共に上下３段に６台の太陽電池モジュールＭを敷設する施工手順の一例について説明する。
先ず、図２に示すように、太陽電池モジュールＭの四辺にモジュール枠１０を取付ける。この際、初めに軒側枠部１１をビス１５にて太陽電池モジュールＭの軒側端縁に取付け、次に左側枠部１２と右側枠部１３をモジュールＭの左右端縁にビス１５にてそれぞれ取付け、続いて棟側枠部１４をモジュールＭの棟側端縁に図示しないビスにて取付ける。このようにして、６台のモジュールユニットＵの組立てを行う。
【００３３】
その後、３台のモジュールユニットＵのモジュール枠１０に隙間閉鎖カバー２０を取付ける。隙間閉鎖カバー２０にビス挿通孔２１が設けられている場合（図４（ａ）参照）の取付け方法は以下のとおりである。先ず、太陽電池モジュールＭに棟側枠部１４と左側枠部１２を固定しているビス１５を取外す。次に、隙間閉鎖カバー２０のフック部２２を軒側枠部１１のスリット１１ｄに差し込む。これにより、図３に示すように、隙間閉鎖カバー２０の位置決めが行われ、隙間閉鎖カバー２０のビス挿通孔２１が棟側枠部１４と左側枠部１２のビス孔の位置にくる。そして、取外しておいたビス１５を隙間閉鎖カバー２０のビス挿通孔２１に通し、隙間閉鎖カバー２０の固定ならびに棟側枠部１４と左側枠部１２を再び固定する。一方、隙間閉鎖カバー２０に切欠き凹部２３が設けられている場合（図４（ｂ）参照）の取付け方法は以下のとおりである。先ず、太陽電池モジュールＭに棟側枠部１４と左側枠部１２を固定しているビス１５を少し緩める。次に、隙間閉鎖カバー２０のフック部２２を軒側枠部１１のスリット１１ｄに差し込みつつ、隙間閉鎖カバー２０の切欠き凹部２３を緩めたビス１５の下側に配置させる。そして、ビス１５を再度締め直し、隙間閉鎖カバー２０の固定ならびに棟側枠部１４と左側枠部１２を再び固定する。
なお、モジュールユニットＵの組立て及び隙間閉鎖カバー２０の取付けは、モジュールユニットＵを屋根上へ持ち上げる前に地上作業として行う。
【００３４】
モジュールユニットＵの屋根面２への設置方法は以下のとおりである。先ず、図５に示すように、屋根面２の軒側１段目に瓦１を右側から葺く。次に、その瓦１の釘孔５を利用してモジュールユニットＵを取付けるスターターとなる前固定具３１をビス４にて取付ける。また、軒側１段目よりも１段上の瓦桟３に後固定具３２をビス１８にて取付ける。続いて、軒側２段目の瓦１をモジュールユニット取付け位置の手前まで取付ける。そして、モジュールユニットＵを右隣の瓦１に合わせて左右前後の位置合わせを行い、その左隣に隙間閉鎖カバー２０を有するモジュールユニットＵの左右前後の位置合わせを行い、その後、各モジュールユニットＵを固定する。この際、図８に示すように、モジュールユニットＵの棟側枠部１４の係止辺１４ｄを、後固定具３３の係止辺３２ｂに引っ掛けた状態で、図５に示すごとく、モジュールユニットＵの軒側枠部１１を前固定具３１の連結辺３１ｂに上載する。かつ、図６と図７を参照すると、右側の瓦１の下重り部１ｂにモジュールユニットＵの上重り辺１３ｂを上載し、右側のモジュールユニットＵの下重り辺１２ｃの折曲り辺１２ｄに、左側のモジュールユニットＵの上重り辺１３ｂ又は保持部１３ａを上載する。そして、前固定具３１と各モジュールユニットＵの軒側枠部１１をビス１７（ステンレス製のタッピングねじ）にて締結する。その後、化粧カバー４０の一対の係止辺４０ａを軒側枠部１１の一対の係止辺１１ｃに嵌め込んで取付ける。
【００３５】
次に、設置した左側のモジュールユニットＵの左隣に引き続いて瓦１を屋根面２に設置していく。このとき、図６に示すように、モジュールユニットＵの隙間閉鎖カバー２０の鉛直面２０ａに、瓦１の上重り部１ａの対応する側端面１ｃを対面状に接触させて隙間を封じ、かつ左側枠部１２の下重り辺１２ｃを瓦１の上重り部１ａの下に配置する。このようにして、軒側２段目の瓦１及び軒側１段目の太陽電池モジュールＭの設置が完了する。なお、太陽電池モジュールＭの表面は、瓦（変形瓦）１の表面（外面）の最も低い部位と略等しい高さ位置に配置されている。
【００３６】
次に、軒側３段目の瓦１及び軒側２段目の太陽電池モジュールＭの設置に移る。この際のモジュールユニットＵの取付方法は上述と略同様であるが、図８に示すように、軒側には前固定具３１の代りに中間連結具３３を用いる。つまり、軒側１段目のモジュールユニットＵの棟側枠部１４に中間連結具３３を上載し、ビス１９にて締結しておく。そして、モジュールユニットＵの棟側枠部１４を後固定具３２に引っ掛けた状態で軒側枠部１１を中間連結具３３に上載してビス１９にて固定する。その後、上述と同様に、軒側枠部１１に化粧カバー４０を取付ける。このようにして、軒側３段目の瓦１及び軒側２段目の太陽電池モジュールＭの設置が完了する。
【００３７】
次に、軒側４段目の瓦１及び軒側３段目の太陽電池モジュールＭの設置を、先程と同様にして行う。このようにして全ての太陽電池モジュールＭを設置した後、図９に示すように、軒側５段目以上の残りの瓦１を屋根面２に設置して瓦葺きを完了する。この際、最上段のモジュールユニットＵの上段の瓦１は、その軒側端部をモジュールユニットＵの棟側枠部１４に上載する。
【００３８】
このように、屋根上に瓦１と隣接して、モジュール枠１０を取付けた太陽電池モジュールＭを２台横並びとして固定部材にて上下３段に敷設して太陽電池アレイが構成される。この太陽電池アレイは、その左隣の瓦（変形瓦）１の上重り部１ａとの隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバー２０を備えるので、雨天時に強い横風が屋根に吹き付けても隙間閉鎖カバー２０にて雨水の瓦１下への侵入を効果的に阻止することができる。また、少量の水が浸入したとしても、モジュールユニットＵの左側は左側枠部１２の下重り辺１２ｃ及び下重り辺１２ｅにて確実に水を受けてその下側の瓦１上又はモジュールユニットＵ上に流すことができ、一方モジュールユニットＵの右側は右隣の瓦１の下重り部１ｂにて確実に水を受けてその下側の瓦１上又はモジュールユニットＵ上に流すことができ、確実に防水することができる。
また、隙間閉鎖カバー２０は、従来のジョイントカバーのように屋根面２における瓦のない部分に釘打ちが限定されるような取付け構造ではなく、モジュール枠１０に一体的に取付けられるものであり、しかも地上にて予め取付けることができるため、その取付けは瓦に左右されず作業性に優れる。
また、太陽電池モジュールＭを屋根面２に取付ける固定構造は、固定部材の前固定具３１が瓦１の釘孔５を利用して瓦１上から瓦桟３に固定でき、後固定具３２は直接に瓦桟３に固定でき、中間連結具３３はモジュール枠１０に固定できるので、ほとんどの屋根面において容易かつ能率よく瓦と共に太陽電池モジュールＭを敷設することができる。
【００３９】
なお、化粧カバー４０は脱着自在であり、太陽電池モジュールＭが故障した場合には、故障した太陽電池モジュールの軒側、棟側の化粧カバーを外し、モジュールを固定しているビスを取外し、モジュールを少し押すことによって後固定具に引っ掛かっている状態から外し、持ち上げることで取外しが可能である。そして、この逆の手順でモジュールの取付けを行って、モジュールの交換をすることができる。
【００４０】
［他の実施の形態］
１．上記実施の形態では、瓦が、右端縁側に上重り部を有する変形瓦であり、この変形瓦の上重り部と当接するように隙間閉鎖カバーをモジュール枠の左側部に取付けた場合を例示したが、左端縁側に上重り部を有する変形瓦を屋根上に敷設する場合は、モジュール枠及び隙間閉鎖カバーを上記実施の形態とは左右対称的に逆構造とし、隙間閉鎖カバーをモジュール枠の右側部に取付けるようにすればよい。
２．上記実施の形態では、瓦が、変形瓦の場合を例示したが、平板瓦（例えばスレート）の場合も本発明は適用可能である。この場合、平板瓦の表面（外面）に対して太陽電池モジュールの表面が略同一面上に配置されるようにモジュール枠及び固定部材の形状寸法が設定され、かつモジュール枠及び隙間閉鎖カバーの構造として上記実施の形態の図６の構造を左右対称に設ける。そして、隙間閉鎖カバーを左右に隣接する平板瓦の側端面に当接させる。あるいは、隙間閉鎖カバーを省略し、モジュール枠の左側枠部の側面及び右側枠部の側面を直接左右に隣接する平板瓦の側端面に当接させる。
３．上記実施の形態では、上下３段で各段２台の合計６台の太陽電池モジュールを屋根上に敷設した場合を例示したが、屋根面の広さや得ようとする電力量等に応じて太陽電池モジュールの設置台数や配置パターンは自由に変更可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、屋根上に瓦と共に太陽電池モジュールを敷設する際に、太陽電池モジュールのモジュール枠の一方側部又は／及び他方側部に隙間閉鎖カバーを取付け、太陽電池モジュールの一方側部又は／及び他方側部に隣接する瓦の対応側端面に隙間閉鎖カバーを対面状に接触させるので、モジュール枠と左右側に隣接する瓦との隙間が封じられて屋根への防水が施され、特に、瓦と太陽電池モジュールとの間に段差がある場合でも、雨天時に強い横風が吹いても隙間閉鎖カバーにて瓦下への雨水の侵入を確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の太陽電池アレイを屋根上に設置した状態を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体におけるモジュール枠を太陽電池モジュールに取付けてなるモジュールユニットを示す斜視図である。
【図３】モジュールユニットに隙間閉鎖カバーを取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】隙間閉鎖カバーの斜視図であって、同図４（ａ）はビス挿通孔を有するもの、同図（ｂ）は切欠凹部を有するものである。
【図５】同実施の形態の屋根取付け構造体における固定部材にて下段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【図６】モジュールユニットの左側端縁の上に変形瓦の上重り部が重なった状態を示す正面断面図である。
【図７】モジュールユニットの右側端縁が変形瓦の下重り部の上に重なった状態を示す正面断面図である。
【図８】固定部材の下段のモジュールユニットの棟側端縁及び中段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【図９】固定部材にて上段のモジュールユニットの棟側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ 瓦
１ａ 上重り部
１ｂ 下重り部
１ｃ 側端面
３ 瓦桟
５ 釘孔
１０ モジュール枠
１１ 軒側枠部
１２ 左側枠部
１２ｃ 下重り辺
１３ 右側枠部
１３ｂ 上重り辺
１４ 棟側枠部
１５ ビス
２０ 隙間閉鎖カバー
２１ ビス挿通孔
２３ 切欠き凹部
３１ 前固定具
３１ａ 前固定辺
３２ 後固定具
３２ａ 後固定辺
３３ 中間連結具
Ｍ 太陽電池モジュール
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールの取付け構造体及び太陽電池アレイに関し、さらに詳しくは、太陽電池モジュールの取付け構造体の屋根に対する防水構造及び固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池モジュールを屋根面に固定する場合、屋根面上に架台を設置し、その架台に太陽電池モジュールを固定する方法が一般的に広く採用されていた。この方法は、太陽電池モジュール及び架台を設置する分の重量が屋根の負担となるため、最近では、太陽電池モジュールを架台を介さず、太陽電池セルの四辺にセル保持枠を取付けてなる太陽電池セル保持瓦を直接屋根に取付ける施工方法も開発されている（特許文献１）。この場合、防水性を考慮して、太陽電池セル保持瓦と瓦との隙間の上を覆うジョイントカバーも開発されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０７４５３号公報（図１２、図１３）
【特許文献２】
特開２００１−１１５６１８号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２のジョイントカバーは、軒側から棟側を見た時を基準として右側に瓦、左側に太陽電池モジュールが配置されている部位、すなわち太陽電池アレイの右側においてのみ有効な構造である。つまり、このジョイントカバーの固定の方法は、太陽電池モジュールの右側に設けられているオーバーラップ部を介して、屋根面に釘で固定する方法であるため、その釘止め位置は瓦のアンダーラップ部のない部分に限定され、太陽電池アレイの左側、すなわち太陽電池モジュールのアンダーラップ側と瓦のオーバーラップ側の重なり部においては、瓦のオーバーラップ部には釘を打つことができない。しかも、このジョイントカバーが適用可能な瓦は、太陽電池モジュールを瓦と同じ高さに設定できる平板瓦に限定されている。
【０００５】
太陽電池モジュールの周辺瓦が上記平板瓦である場合、太陽電池モジュールの高さはその平板瓦の高さにあわせて設計することにより、太陽電池アレイの左右両側部において瓦と太陽電池モジュールの間に段差が発生せず、防水上問題はほとんどなかった。しかし、太陽電池モジュールの周辺瓦が変形瓦である場合、太陽電池モジュールの高さは、意匠上、その変形瓦表面の最も低い部位の高さに合わせて設計するため、太陽電池モジュールのアンダーラップ側と変形瓦のオーバーラップ側の重り部において段差による隙間が発生する。そのため、雨天時に強い横風が吹いた場合などには、この隙間から雨水が浸入するなどの防水上の問題を生じる。
【０００６】
本発明の主要な目的の一つは、変形瓦に適用可能であり、屋根上に太陽電池モジュールを防水取付け施工できる太陽電池モジュールの屋根取付け構造体及び太陽電池アレイを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールの屋根取付け構造体は、屋根上で、瓦に隣接して敷設される方形の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体であって、太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠を備え、このモジュール枠の一方側部又は／及び対向する他方側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーをさらに備え、前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有するものである。
ここで、本発明において、屋根を軒側から見た状態を基準として左右方向を定義し、軒側を前方、棟側を後方と定義する。そして、左右の一方を左、左右の他方を右として以下説明する。
【０００８】
本発明によれば、屋根上に瓦と共に太陽電池モジュールを敷設する際に、太陽電池モジュールのモジュール枠の左隣又は／及び右隣に隙間閉鎖カバーを取付け、太陽電池モジュールの左隣又は／及び右隣の瓦の対応側端面に隙間閉鎖カバーを対面状に接触させるので、モジュール枠と左右側に隣接する瓦との隙間が封じられて屋根への防水が施され、特に、瓦と太陽電池モジュールとの間に段差がある場合でも、雨天時に強い横風が吹いても隙間閉鎖カバーにて瓦下への雨水の侵入を確実に阻止することができる。
また、前記係合部としては、軒側枠部に切欠凹部やスリット等の係止雌部を形成し、左側枠部又は／及び右側枠部に上記係止雌部に係合する鉤状（フック状）の係止雄部を形成した構造を採用することができる。このようにすれば、隙間閉鎖カバーの軒側枠部側の固定は、係止雄部を係止雌部に差込み状に係合するだけで簡単かつ迅速に行うことができる。
【０００９】
本発明において、具体的には、瓦が、その左端縁側又は右端縁側に上重り部（所謂オーバーラップ部）を有し、かつ右端縁側又は左端縁側に下重り部（所謂アンダーラップ部）を有する変形瓦である場合、意匠上、太陽電池モジュールの高さは、変形瓦表面の最も低い部位の高さに合わせて設置される。このため、モジュール枠が、左右一方に隣接する変形瓦の上重り部の下に重なる下重り辺と、左右他方に隣接する変形瓦の下重り部の上に重なる上重り辺とを有し、かつ隙間閉鎖カバーが、モジュール枠の左右一方の側部に取付けられて変形瓦の上重り部の側端面に面接触する、防水構造が採用される。この場合、隙間閉鎖カバーは、例えば鉛直板形に形成される。このように構成することによって、屋根上の周辺瓦としての変形瓦間に太陽電池モジュールを体裁よく敷設でき、かつ変形瓦の上重り部と太陽電池モジュールとの段差における隙間を確実に閉鎖して、防水施工することができる。
一方、瓦が平板瓦である場合には、意匠上、太陽電池モジュールの高さは、平板瓦と略同じ高さに設置されるため、モジュール枠が、その両側縁に両隣平板瓦の下に重なる下重り辺を有し、かつ隙間閉鎖カバーが、モジュール枠の左右両側部に取付けられて両隣の平板瓦の側端面に鉛直状に面接触する防水構造が採用されるか、又は隙間閉鎖カバーを省略してモジュール枠の両側縁を両隣の平板瓦の側端面に直接面接触させる防水構造が採用される。この場合も、屋根上の平板瓦間に太陽電池モジュールを体裁よく敷設しつつ防水施工することができる。
【００１０】
本発明において、隙間閉鎖カバーは、前記ビスを挿通させて前記左側枠部又は／及び右側枠部に固定するためのビス挿通孔、あるいはビスに引っ掛けて左側枠部又は／及び右側枠部に固定するための切欠き凹部を有する構造を採用することができる。この場合、例えば、左側枠部と軒側枠部とを連結するビスと、左側枠部と棟側枠部とを連結するビスにて、隙間閉鎖カバーを左側枠部の側面にビスを利用して固定することができる。右側枠部においても同様である。
【００１２】
本発明において、モジュール枠を屋根の瓦桟に固定するための固定部材をさらに備えてもよい。この場合、この固定部材は、モジュール枠の軒側枠部とビスにて連結される前固定具と、モジュール枠の棟側枠部と相互に係合する後固定具とを少なくとも備えたものとなる。前固定具は、その前列の瓦に上載され、瓦の釘孔に対応する位置に孔部を有し、かつ前記孔部と挿通孔に挿通させた固定金具にて瓦を介して瓦桟に固定される前固定辺を具備する構造を採用することができる。また、後固定具は、瓦桟に上載され、固定金具を挿通させる孔部を有し、かつこの孔部に固定金具を挿通させて瓦桟に固定される後固定辺を具備する構造を採用することができる。
このように構成することによって、太陽電池モジュールにモジュール枠を取付けてなるモジュールユニットを、瓦と同じようにして屋根の瓦桟に釘やビス等の固定金具にて容易かつ確実に固定することができる。この際、前固定具においては、瓦の釘孔を利用して瓦の上からでも瓦桟に固定することができる。なお、モジュールユニットの左右横方向の長さを、横並びに重ねた複数枚の瓦の左右横方向の長さと略等しく、モジュールユニットの縦方向の長さを、瓦の縦方向の長さと略等しく設定するのが、意匠上及び瓦葺きの容易性の面で好ましい。
【００１３】
本発明において、太陽電池モジュールが上下複数列に設置され、固定部材が、一の段の太陽電池モジュールのモジュール枠の棟側枠部と、その隣接する上段の太陽電池モジュールのモジュール枠の軒側枠部とをビスにて連結する中間連結具をさらに備えるもよく、それによって太陽電池モジュールを上下２段以上に相互に連結した状態で屋根上に強固に敷設することができる。なお、屋根上に太陽電池モジュールを敷設した際に、モジュール枠や、固定部材の前固定具及び中間連結具が軒側から見えるので、これらが外部から見えないように覆う化粧カバーを設けてもよい。
【００１４】
本発明において、モジュール枠、隙間閉鎖カバー、固定部材及び化粧カバーの材料には、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス板、ガルバリウム鋼板、アルミニウム板などを用いることができる。あるいは、モジュール枠の各枠部と、固定部材の前固定具及び後固定具と、中間連結具は、それぞれ断面形状を一定とすることができる構成部品であるため、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の成形性に優れた金属材料を押出加工により所定断面形状に成形し、それを所定長さに切断する製造方法によって能率よく製作することができる。また、軒側から見える化粧カバーは、意匠性向上のため、現場で使用される瓦と近似した色彩の塗装を施してもよい。
【００１５】
本発明は、別の観点によれば、屋根上で瓦に隣接して敷設される複数台の矩形状太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠と、これらのモジュール枠を屋根に固定するための固定部材とを備え、さらに瓦と左又は／及び右に隣接する太陽電池モジュールのモジュール枠の側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーを備え、前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有する太陽電池アレイが提供される。したがって、現場で使用される瓦が変形瓦であっても、平板瓦であっても、屋根に防水を施した大面積の太陽電池アレイを架台無しに直接に敷設することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の太陽電池アレイを屋根上に設置した状態を示す斜視図であり、図２は同実施の形態の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体におけるモジュール枠を太陽電池モジュールに取付けてなるモジュールユニットを示す斜視図であり、図３はモジュールユニットに隙間閉鎖カバーを取付けた状態を示す斜視図であり、図４は隙間閉鎖カバーの斜視図であって、同図４（ａ）はビス挿通孔を有するもの、同図（ｂ）は切欠凹部を有するものであり、図５は同実施の形態の屋根取付け構造体における固定部材にて下段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図であり、図６はモジュールユニットの左側端縁の上に変形瓦の上重り部が重なった状態を示す正面断面図であり、図７はモジュールユニットの右側端縁が変形瓦の下重り部の上に重なった状態を示す正面断面図であり、図８は固定部材の下段のモジュールユニットの棟側端縁及び中段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図であり、図９は固定部材にて上段のモジュールユニットの棟側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
なお、本実施の形態では、変形瓦を屋根に葺く場合であって、一般的に多くの変形瓦は右側に上重り部（所謂オーバーラップ部）が設けられているため、右側に上重り部が設けられている変形瓦の場合を例示するが、左側に上重り部が設けられている変形瓦においても本発明は同様の構成が可能である。
【００１８】
本発明の実施の形態は、図１〜図３に示すように、屋根上で、瓦１に隣接して敷設される矩形状太陽電池モジュールＭの屋根取付け構造体であって、太陽電池モジュールＭの四辺に取付けられるモジュール枠１０を備え、このモジュール枠１０の左側部に取付けられ、太陽電池モジュールＭの左隣の瓦１の側端面に対面状に接触してこの瓦１とモジュール枠１０との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバー２０をさらに備えている。図１〜図３において、Ｕは太陽電池モジュールＭの四辺にモジュール枠１０を取付けてなるモジュールユニットである。本実施の形態では、屋根上にこのモジュールユニットＵを２台横並びとして上下３段に配置してなる太陽電池アレイを図１に例示している。
【００１９】
図２に示すように、モジュールユニットＵは、ガラスとフィルムの間に充填材を用いて複数枚（この場合、２列で各列８枚）の太陽電池セルＳを封止したフレームレスの太陽電池モジュールＭと、この太陽電池モジュールＭの四辺に取付けられるモジュール枠１０とからなる。そして、図３と図４に示すように、このモジュール枠１０の左側部に、必要に応じて上記隙間閉鎖カバー２０が取付けられる。なお、この実施の形態において、モジュールユニットＵの左右横方向の長さは、横並びに重ねた２枚の瓦１の左右横方向の長さと略等しく、モジュールユニットＵの縦方向の長さは、瓦１の縦方向の長さと略等しく設定されている。
【００２０】
具体的に説明すると、モジュール枠１０は、太陽電池モジュールＭの軒側端縁に取付けられる軒側枠部１１と、モジュールＭの左側端縁に取付けられる左側枠部１２と、モジュールＭの右側端縁に取付けられる右側枠部１３と、モジュールＭの棟側端縁に取付けられる棟側枠部１４と、４本の各枠部１１、１２、１３、１４を相互に連結する複数のステンレス製ビス１５とから主としてなる。これら各枠部１１、１２、１３、１４は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の押出加工により所望の断面形状に形成されている。
【００２１】
モジュール枠１０の各枠部の形状構造について説明すると、図２と図５に示すように、軒側枠部１１は、太陽電池モジュールＭの軒側端縁をゴム又は弾性樹脂等からなるシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１１ａと、軒側へ突出するように保持部１１ａに連設され、かつ所定位置にビス１７を挿通させる孔部を有する連結辺部１１ｂと、連結辺部１１ｂの上面に左右長手方向に沿って突設された前後一対の係止辺１１ｃ、１１ｃとを有する。さらに、軒側枠部１１は、その保持部１１ａの前壁における左端部に、隙間閉鎖カバー２０と相互に係合する係合部としての矩形状スリット１１ｄが形成されている。なお、図５において、２は屋根面であり、３は屋根面２に釘等で固定された瓦桟である。
【００２２】
図２と図６に示すように、左側枠部１２は、太陽電池モジュールＭの左側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１２ａと、保持部１２ａの側壁から下方垂直に突出する垂下辺１２ｂと、垂下辺部１２ｂの下端から左側へ突出して左隣の瓦（変形瓦）１の上重り部１ａの下に重なり、かつ左端部が上方へ折れ曲がった折曲り辺１２ｄを有する下重り辺１２ｃと、垂下辺部１２ｂの下端から右側へ突出して太陽電池モジュールＭの下に重なり、かつ右端部が上方へ折れ曲がった折曲り辺１２ｆを有する下重り辺１２ｅとを備える。
【００２３】
図２と図７に示すように、右側枠部１３は、太陽電池モジュールＭの右側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１３ａと、保持部１３ａの下壁から左側へ突出して右隣の変形瓦１の下重り部１ｂの上に乗る断面門形の上重り辺１３ｂとを備える。
【００２４】
図２と図８と図９に示すように、棟側枠部１４は、太陽電池モジュールＭの右側端縁をシール材１６を介して差込み状に保持するように形成された略断面コの字形の保持部１４ａと、保持部１４ａの上壁から棟側へ突出する連結辺部１４ｂと、連結辺部１４ｂの棟側端部から下方及び軒側に折れ曲がる断面Ｌ字形の端縁形成部１４ｃと、端縁形成部１４ｃの下壁と共働して軒側に開放する凹部を形成する断面Ｌ字形の係止辺１４ｄとを備える。なお、保持部１４ａの上壁には、後述する中間連結具３３を位置決めするための左右方向の突条１４ｅが設けられている。
【００２５】
隙間閉鎖カバー２０は、図４（ａ）に示すタイプと、図４（ｂ）に示すタイプがある。図４（ａ）に示す隙間閉鎖カバー２０は、鉛直板からなり、棟側端部にはビス挿通孔２１を有し、軒側端部にはモジュール枠１０の軒側枠部１１の上記スリット１１ｄ（図２参照）と相互に係合する係合部としてのフック部２２を有している。このフック部２２は、鉛直板にコの字形の切り込みを入れ、その切れ込みの内側領域を右側へ押し出して棟側へＬ字形に折り曲げることにより形成されている。一方、図４（ｂ）に示す隙間閉鎖カバー２０は、鉛直板からなり、棟側端部には略Ｌ字形に切欠形成した切欠き凹部２３を有し、軒側端部には上記フック部２２を有している。なお、図６に示すように、隙間閉鎖カバー２０は、モジュール枠１０に取付けた状態で、その上端面がモジュール枠１０よりも高くなる上下方向の幅寸法に設定されている。
【００２６】
また、本発明は、上述のように構成されたモジュールユニットＵを屋根面２に固定するための固定部材を備えている。この固定部材としては、図５に示すようにモジュール枠１０の軒側枠部１１とビス１７にて連結される前固定具３１と、図８と図９に示すようにモジュール枠１０の棟側枠部１４とビス１８にて連結される後固定具３２と、図８に示すように一の段の太陽電池モジュールＭのモジュール枠１０の棟側枠部１４と、その隣接する上段の太陽電池モジュールＭのモジュール枠１０の軒側枠部１１とをビス１９、１９にて連結する中間連結具３３とを備えている。
【００２７】
図５に示すように、前固定具３１は、その前列の瓦１に上載され、瓦１の釘孔５に対応する位置に孔部を有し、かつ前記孔部と釘孔５に挿通させた固定金具４（この場合ビス）にて瓦１を介して瓦桟３に固定される前固定辺３１ａと、前固定辺３１ａの軒側端縁から上方及び軒側へ折り曲げ形成された連結辺３１ｂとを有し、この連結辺３１ｂには所定位置にビス１７を挿通させる孔部が形成されている。なお、図示省略するが、下段の瓦１の上重り部１ａに乗り上げないようにするために、連結辺３１ｂの一部には上重り部１ａを逃がす切欠部が形成されると共に、前固定辺３１ａは上重り部１ａを逃がす部位が省略されて分割して形成されるか、あるいは上重り部１ａを逃がす部位に凹溝が形成される。
【００２８】
図８と図９に示すように、後固定具３２は、瓦桟３に上載され、固定金具１８（この場合ビス）を挿通させる孔部を有し、かつこの孔部に固定金具１８を挿通させて瓦桟３に固定される後固定辺３２ａと、後固定辺３２ａの軒側端縁から上方及び棟側へ折り曲げ形成された係止辺３２ｂとを有し、後固定辺３２ａの棟側端縁は下方へ折れ曲がって瓦桟３の角部に引っ掛かるように形成されている。
【００２９】
図８に示すように、中間連結具３３は、断面コの字形に形成されており、その下壁の所定位置に形成されたビス１９を挿通させる孔部と、下壁の棟側に形成されたモジュール枠１０における棟側枠部１４の連結辺部１４ｂの突条１４ｅと係合する凹溝と、上壁の所定位置に形成されたビス１９を挿通させる孔部とを有している。
【００３０】
また、本発明は、図５と図８に示すように、上下複数段のモジュールユニットＵにおける軒側枠部１１に取付けられて意匠を向上させるための化粧カバー４０を具備している。この化粧カバー４０は、軒側枠部１１の前後一対の係止辺１１ｃ、１１ｃとそれぞれ係止する下方突出状の前後一対の係止辺４０ａ、４０ａと、この一対の係止辺４０ａ、４０ａが下面に形成される上壁４０ｂと、上壁４０ｂの軒側端縁から下方へ垂れる前壁４０ｃとを有している。なお、下段の瓦１の上重り部１ａに乗り上げないようにするために、前壁４０ｃの一部には上重り部１ａを逃がす切欠部４０ｄが形成されている（図１参照）。
【００３１】
なお、上記固定部材の前固定具３１、後固定具３２、中間連結具３３及び化粧カバー４０は、上述したモジュール枠と同様にして、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の押出加工により形成することができる。
【００３２】
次に、図１に示す如く、屋根上に瓦１と共に上下３段に６台の太陽電池モジュールＭを敷設する施工手順の一例について説明する。
先ず、図２に示すように、太陽電池モジュールＭの四辺にモジュール枠１０を取付ける。この際、初めに軒側枠部１１をビス１５にて太陽電池モジュールＭの軒側端縁に取付け、次に左側枠部１２と右側枠部１３をモジュールＭの左右端縁にビス１５にてそれぞれ取付け、続いて棟側枠部１４をモジュールＭの棟側端縁に図示しないビスにて取付ける。このようにして、６台のモジュールユニットＵの組立てを行う。
【００３３】
その後、３台のモジュールユニットＵのモジュール枠１０に隙間閉鎖カバー２０を取付ける。隙間閉鎖カバー２０にビス挿通孔２１が設けられている場合（図４（ａ）参照）の取付け方法は以下のとおりである。先ず、太陽電池モジュールＭに棟側枠部１４と左側枠部１２を固定しているビス１５を取外す。次に、隙間閉鎖カバー２０のフック部２２を軒側枠部１１のスリット１１ｄに差し込む。これにより、図３に示すように、隙間閉鎖カバー２０の位置決めが行われ、隙間閉鎖カバー２０のビス挿通孔２１が棟側枠部１４と左側枠部１２のビス孔の位置にくる。そして、取外しておいたビス１５を隙間閉鎖カバー２０のビス挿通孔２１に通し、隙間閉鎖カバー２０の固定ならびに棟側枠部１４と左側枠部１２を再び固定する。一方、隙間閉鎖カバー２０に切欠き凹部２３が設けられている場合（図４（ｂ）参照）の取付け方法は以下のとおりである。先ず、太陽電池モジュールＭに棟側枠部１４と左側枠部１２を固定しているビス１５を少し緩める。次に、隙間閉鎖カバー２０のフック部２２を軒側枠部１１のスリット１１ｄに差し込みつつ、隙間閉鎖カバー２０の切欠き凹部２３を緩めたビス１５の下側に配置させる。そして、ビス１５を再度締め直し、隙間閉鎖カバー２０の固定ならびに棟側枠部１４と左側枠部１２を再び固定する。
なお、モジュールユニットＵの組立て及び隙間閉鎖カバー２０の取付けは、モジュールユニットＵを屋根上へ持ち上げる前に地上作業として行う。
【００３４】
モジュールユニットＵの屋根面２への設置方法は以下のとおりである。先ず、図５に示すように、屋根面２の軒側１段目に瓦１を右側から葺く。次に、その瓦１の釘孔５を利用してモジュールユニットＵを取付けるスターターとなる前固定具３１をビス４にて取付ける。また、軒側１段目よりも１段上の瓦桟３に後固定具３２をビス１８にて取付ける。続いて、軒側２段目の瓦１をモジュールユニット取付け位置の手前まで取付ける。そして、モジュールユニットＵを右隣の瓦１に合わせて左右前後の位置合わせを行い、その左隣に隙間閉鎖カバー２０を有するモジュールユニットＵの左右前後の位置合わせを行い、その後、各モジュールユニットＵを固定する。この際、図８に示すように、モジュールユニットＵの棟側枠部１４の係止辺１４ｄを、後固定具３３の係止辺３２ｂに引っ掛けた状態で、図５に示すごとく、モジュールユニットＵの軒側枠部１１を前固定具３１の連結辺３１ｂに上載する。かつ、図６と図７を参照すると、右側の瓦１の下重り部１ｂにモジュールユニットＵの上重り辺１３ｂを上載し、右側のモジュールユニットＵの下重り辺１２ｃの折曲り辺１２ｄに、左側のモジュールユニットＵの上重り辺１３ｂ又は保持部１３ａを上載する。そして、前固定具３１と各モジュールユニットＵの軒側枠部１１をビス１７（ステンレス製のタッピングねじ）にて締結する。その後、化粧カバー４０の一対の係止辺４０ａを軒側枠部１１の一対の係止辺１１ｃに嵌め込んで取付ける。
【００３５】
次に、設置した左側のモジュールユニットＵの左隣に引き続いて瓦１を屋根面２に設置していく。このとき、図６に示すように、モジュールユニットＵの隙間閉鎖カバー２０の鉛直面２０ａに、瓦１の上重り部１ａの対応する側端面１ｃを対面状に接触させて隙間を封じ、かつ左側枠部１２の下重り辺１２ｃを瓦１の上重り部１ａの下に配置する。このようにして、軒側２段目の瓦１及び軒側１段目の太陽電池モジュールＭの設置が完了する。なお、太陽電池モジュールＭの表面は、瓦（変形瓦）１の表面（外面）の最も低い部位と略等しい高さ位置に配置されている。
【００３６】
次に、軒側３段目の瓦１及び軒側２段目の太陽電池モジュールＭの設置に移る。この際のモジュールユニットＵの取付方法は上述と略同様であるが、図８に示すように、軒側には前固定具３１の代りに中間連結具３３を用いる。つまり、軒側１段目のモジュールユニットＵの棟側枠部１４に中間連結具３３を上載し、ビス１９にて締結しておく。そして、モジュールユニットＵの棟側枠部１４を後固定具３２に引っ掛けた状態で軒側枠部１１を中間連結具３３に上載してビス１９にて固定する。その後、上述と同様に、軒側枠部１１に化粧カバー４０を取付ける。このようにして、軒側３段目の瓦１及び軒側２段目の太陽電池モジュールＭの設置が完了する。
【００３７】
次に、軒側４段目の瓦１及び軒側３段目の太陽電池モジュールＭの設置を、先程と同様にして行う。このようにして全ての太陽電池モジュールＭを設置した後、図９に示すように、軒側５段目以上の残りの瓦１を屋根面２に設置して瓦葺きを完了する。この際、最上段のモジュールユニットＵの上段の瓦１は、その軒側端部をモジュールユニットＵの棟側枠部１４に上載する。
【００３８】
このように、屋根上に瓦１と隣接して、モジュール枠１０を取付けた太陽電池モジュールＭを２台横並びとして固定部材にて上下３段に敷設して太陽電池アレイが構成される。この太陽電池アレイは、その左隣の瓦（変形瓦）１の上重り部１ａとの隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバー２０を備えるので、雨天時に強い横風が屋根に吹き付けても隙間閉鎖カバー２０にて雨水の瓦１下への侵入を効果的に阻止することができる。また、少量の水が浸入したとしても、モジュールユニットＵの左側は左側枠部１２の下重り辺１２ｃ及び下重り辺１２ｅにて確実に水を受けてその下側の瓦１上又はモジュールユニットＵ上に流すことができ、一方モジュールユニットＵの右側は右隣の瓦１の下重り部１ｂにて確実に水を受けてその下側の瓦１上又はモジュールユニットＵ上に流すことができ、確実に防水することができる。
また、隙間閉鎖カバー２０は、従来のジョイントカバーのように屋根面２における瓦のない部分に釘打ちが限定されるような取付け構造ではなく、モジュール枠１０に一体的に取付けられるものであり、しかも地上にて予め取付けることができるため、その取付けは瓦に左右されず作業性に優れる。
また、太陽電池モジュールＭを屋根面２に取付ける固定構造は、固定部材の前固定具３１が瓦１の釘孔５を利用して瓦１上から瓦桟３に固定でき、後固定具３２は直接に瓦桟３に固定でき、中間連結具３３はモジュール枠１０に固定できるので、ほとんどの屋根面において容易かつ能率よく瓦と共に太陽電池モジュールＭを敷設することができる。
【００３９】
なお、化粧カバー４０は脱着自在であり、太陽電池モジュールＭが故障した場合には、故障した太陽電池モジュールの軒側、棟側の化粧カバーを外し、モジュールを固定しているビスを取外し、モジュールを少し押すことによって後固定具に引っ掛かっている状態から外し、持ち上げることで取外しが可能である。そして、この逆の手順でモジュールの取付けを行って、モジュールの交換をすることができる。
【００４０】
［他の実施の形態］
１．上記実施の形態では、瓦が、右端縁側に上重り部を有する変形瓦であり、この変形瓦の上重り部と当接するように隙間閉鎖カバーをモジュール枠の左側部に取付けた場合を例示したが、左端縁側に上重り部を有する変形瓦を屋根上に敷設する場合は、モジュール枠及び隙間閉鎖カバーを上記実施の形態とは左右対称的に逆構造とし、隙間閉鎖カバーをモジュール枠の右側部に取付けるようにすればよい。
２．上記実施の形態では、瓦が、変形瓦の場合を例示したが、平板瓦（例えばスレート）の場合も本発明は適用可能である。この場合、平板瓦の表面（外面）に対して太陽電池モジュールの表面が略同一面上に配置されるようにモジュール枠及び固定部材の形状寸法が設定され、かつモジュール枠及び隙間閉鎖カバーの構造として上記実施の形態の図６の構造を左右対称に設ける。そして、隙間閉鎖カバーを左右に隣接する平板瓦の側端面に当接させる。あるいは、隙間閉鎖カバーを省略し、モジュール枠の左側枠部の側面及び右側枠部の側面を直接左右に隣接する平板瓦の側端面に当接させる。
３．上記実施の形態では、上下３段で各段２台の合計６台の太陽電池モジュールを屋根上に敷設した場合を例示したが、屋根面の広さや得ようとする電力量等に応じて太陽電池モジュールの設置台数や配置パターンは自由に変更可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、屋根上に瓦と共に太陽電池モジュールを敷設する際に、太陽電池モジュールのモジュール枠の一方側部又は／及び他方側部に隙間閉鎖カバーを取付け、太陽電池モジュールの一方側部又は／及び他方側部に隣接する瓦の対応側端面に隙間閉鎖カバーを対面状に接触させるので、モジュール枠と左右側に隣接する瓦との隙間が封じられて屋根への防水が施され、特に、瓦と太陽電池モジュールとの間に段差がある場合でも、雨天時に強い横風が吹いても隙間閉鎖カバーにて瓦下への雨水の侵入を確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の太陽電池アレイを屋根上に設置した状態を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体におけるモジュール枠を太陽電池モジュールに取付けてなるモジュールユニットを示す斜視図である。
【図３】モジュールユニットに隙間閉鎖カバーを取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】隙間閉鎖カバーの斜視図であって、同図４（ａ）はビス挿通孔を有するもの、同図（ｂ）は切欠凹部を有するものである。
【図５】同実施の形態の屋根取付け構造体における固定部材にて下段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【図６】モジュールユニットの左側端縁の上に変形瓦の上重り部が重なった状態を示す正面断面図である。
【図７】モジュールユニットの右側端縁が変形瓦の下重り部の上に重なった状態を示す正面断面図である。
【図８】固定部材の下段のモジュールユニットの棟側端縁及び中段のモジュールユニットの軒側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【図９】固定部材にて上段のモジュールユニットの棟側端縁を屋根上に固定した状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ 瓦
１ａ 上重り部
１ｂ 下重り部
１ｃ 側端面
３ 瓦桟
５ 釘孔
１０ モジュール枠
１１ 軒側枠部
１２ 左側枠部
１２ｃ 下重り辺
１３ 右側枠部
１３ｂ 上重り辺
１４ 棟側枠部
１５ ビス
２０ 隙間閉鎖カバー
２１ ビス挿通孔
２３ 切欠き凹部
３１ 前固定具
３１ａ 前固定辺
３２ 後固定具
３２ａ 後固定辺
３３ 中間連結具
Ｍ 太陽電池モジュール
Claims (6)
- 屋根上で、瓦に隣接して敷設される方形の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体であって、太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠を備え、このモジュール枠の一方側部又は／及び対向する他方側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーをさらに備え、
前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有することを特徴とする太陽電池モジュールの屋根取付け構造体。 - 瓦が、その左端縁側又は右端縁側に上重り部を有し、かつ右端縁側又は左端縁側に下重り部を有する変形瓦であり、モジュール枠が、変形瓦の上重り部の下に重なる下重り辺と、変形瓦の下重り部の上に重なる上重り辺とを有し、隙間閉鎖カバーは、変形瓦の上重り部の側端面に面接触する請求項１に記載の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体。
- モジュール枠は、太陽電池モジュールの四辺に取付けられる軒側枠部、左側枠部、右側枠部、棟側枠部および各枠部相互を連結する複数のビスを備え、隙間閉鎖カバーは、前記ビスを挿通させて前記左側枠部又は／及び右側枠部に固定するためのビス挿通孔、あるいはビスに引っ掛けて左側枠部又は／及び右側枠部に固定するための切欠き凹部を有する請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体。
- モジュール枠を屋根の瓦桟に固定するための固定部材をさらに備え、この固定部材が、モジュール枠の軒側枠部とビスにて連結される前固定具と、モジュール枠の棟側枠部と相互に係合する後固定具とを少なくとも備え、
前固定具は、その前列の瓦に上載され、瓦の釘孔に対応する位置に孔部を有し、かつ前記孔部と挿通孔に挿通させた固定金具にて瓦を介して瓦桟に固定される前固定辺を具備し、
後固定具は、瓦桟に上載され、固定金具を挿通させる孔部を有し、かつこの孔部に固定金具を挿通させて瓦桟に固定される後固定辺を具備する請求項３に記載の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体。 - 太陽電池モジュールが上下複数列に設置され、固定部材が、一の段の太陽電池モジュールのモジュール枠の棟側枠部と、その隣接する上段の太陽電池モジュールのモジュール枠の軒側枠部とをビスにて連結する中間連結具をさらに備えてなる請求項３または４に記載の太陽電池モジュールの屋根取付け構造体。
- 屋根上で瓦に隣接して敷設される複数台の矩形状太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの四辺に取付けられるモジュール枠と、これらのモジュール枠を屋根に固定するための固定部材とを備え、さらに瓦と左又は／及び右に隣接する太陽電池モジュールのモジュール枠の側部に取付けられ、かつ瓦の対応側端面に接触してこの瓦とモジュール枠との隙間を閉鎖する隙間閉鎖カバーを備え、
前記モジュール枠と前記隙間閉鎖カバーとは、相互に係合する係合部を有することを特徴とする太陽電池アレイ。
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