JP6059955B2 - 太陽電池モジュールの設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの設置方法に関する。

近年、環境保護の気運の高まりに伴い、自然エネルギーを活用したエネルギーシステムの技術開発ならびに導入が活発に行われている。このようなエネルギーシステムの一例として、住宅用の太陽光発電システムが大きな注目を集めている。住宅用の太陽光発電システムでは、住宅の屋根上に配された複数の太陽電池モジュールによって発電が行われる。そして、各太陽電池モジュールでは、例えば、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池素子が電気的に接続されている。

このような住宅用の太陽光発電システムには、太陽電池モジュールを屋根上に設置するための施工に要する工数の低減、ならびに施工後における発電能力および耐久性能等と言った各種性能が要求される。そして、太陽電池モジュールの施工に関する最も基本的な要求として、屋根における防水性を確保しつつ、太陽電池モジュールを設置することが求められる。

例えば、屋根材が葺かれた屋根上に配されている架台に太陽電池モジュールが取り付けられる場合、野地板およびルーフィング材等の屋根下地材に架台が固定される。ここで、例えば、垂木が配されていない部分に架台が固定される場合、木ねじ等を用いた締着によって十分な強度で屋根下地材に架台が固定される必要がある。但し、雨水等の浸入に因って屋根下地材に含水が生じれば、屋根下地材の強度が低下し得る。

そこで、例えば、穿孔によって屋根材に設けられた貫通孔にコーキング材等の封止材が配されて、その貫通孔を介して木ねじによって架台が屋根下地材に固定される技術がある（例えば、特許文献１等参照）。

また、例えば、屋根瓦の貫通孔を介して野地板および母屋にねじ込まれたボルトで太陽電池パネルが固定され、貫通孔とボルトとの間およびボルトに螺合されたナットと屋根瓦の上面との間に防水剤が充填される技術がある（例えば、特許文献２等参照）。また、屋根材および屋根下地材を貫通する取付孔に配されたボルトおよびナットによってブラケットが固定される際に、取付孔内の防水剤が上下のパッキン部材によって圧縮されることで防水性が得られる技術がある（例えば、特許文献３等参照）。この技術では、ブラケットに太陽電池モジュールが取り付けられる。

特開２００２−１８８２５０号公報 特開平８−１９３３９２号公報 特開平８−３１２０７５号公報

ところで、住宅の屋根に葺かれる屋根材としては、例えば、スレート系、セメント系、粘土系および金属系の屋根材が挙げられる。そして、このような各種屋根材に対応した太陽電池モジュールの取付部材が販売されている。このような状況において、日本国内では、住宅の屋根上に太陽電池モジュールが設置されるケースにおいて、スレート系の屋根材が葺かれた屋根上に太陽電池モジュールが設置される施工例が多い。

ここで、屋根材が葺かれた屋根下地材上に架台が木ねじによって固定され、該架台に太陽電池モジュールが設置される場合には、屋根材と木ねじとの間、および屋根下地材と木ねじとの間において発生し得る毛細管現象等による浸水が低減される必要がある。このため、例えば、穿孔によって屋根材に貫通孔が設けられ、その貫通孔を介して屋根下地材に木ねじがねじ込まれることで架台が屋根下地材に固定される際に、貫通孔に木ねじとともに防水材が注入される施工方法が採用され得る。

しかしながら、例えば、スレート系の屋根材に一定以上の径の貫通孔が穿孔によって設けられる際には、穿孔屑、ならびに貫通孔の下端側の周縁部に残存しているバリ等の各種屑が生じ得る。このような穿孔時に生じる屑が、防水材と屋根下地材との間に介在していれば、屑と防水材との接触部において、毛細管現象等に因る浸水が生じ、雨漏りおよび屋根下地材の腐食が生じ得る。すなわち、屋根の防水性が低下し得る。なお、バリについては、防水材が貫通孔に注入される際に、屋根材から脱落して防水材内に混入し、屋根の防水性の低下を招き得る。

これに対し、上記特許文献１，２の技術では、屋根材に貫通孔が設けられる際に生じる屑については十分に考慮されていなかった。

例えば、特許文献１の技術では、穿孔によって屋根材に設けられた貫通孔の下端側の周縁部にバリ等が生じ得るとともに、貫通孔の直下に配されている野地板およびルーフィング材等を含む屋根下地材上に穿孔屑が発生し得る。この場合、貫通孔に注入される封止剤と屋根下地材とが接する界面に、穿孔による屑が存在していれば、封止剤と屋根下地材との密着性が低下し、毛細管現象等によって屋根下地材への浸水が生じ得る。

また、特許文献２の技術では、野地板の上面とボルトとの間に防水材が配されていない。このため、複数の屋根材の隙間から雨水が浸入すれば、ボルトと野地板および母屋との間における毛細管現象等によって野地板および母屋に含水が生じ、野地板および母屋の強度が低下し得る。

また、特許文献３の技術では、取付孔が屋根下地材も貫通しており、木ねじを屋根下地材にねじ込むことができない。このため、屋根裏側からボルトに係合部材を取り付ける煩雑な作業が必要である。ここで、太陽電池モジュールを屋根上に設置する作業は、屋根上の高所作業である。したがって、繁雑な作業によって、施工時間の長期化ならびに施工上のミスが誘発され得る。

そこで、屋根上に太陽電池モジュールを設置する際に比較的簡易な工程によって屋根における防水性を確保することができる太陽電池モジュールの設置方法が望まれている。

上記課題を解決するために、一態様に係る太陽電池モジュールの設置方法は、第１工程から第４工程を備える。前記第１工程において、屋根下地材上に葺かれた屋根材に工具を用いて貫通孔を形成する。また、前記第２工程において、棒状の本体部と該本体部を中心として回転していない状態では前記本体部の軸方向と交差する交差方向に突出部が突出せず且つ前記本体部を中心として回転している状態では前記交差方向に前記突出部が突出する構造を有する治具を前記貫通孔内に入れた後に、前記本体部を中心として前記治具を回転させることで、前記突出部を前記交差方向に突出させた状態で、前記貫通孔から前記屋根下地材に至る該貫通孔の貫通方向に沿った領域から前記第１工程で生成された前記屋根材の屑を前記突出部を用いて除去する。また、前記第３工程において、前記貫通孔内に防水材を押し入れる処理、ならびに前記屋根材上に配される架台の取付部および前記貫通孔にねじを通して該ねじを前記屋根下地材にねじ込む処理を行うことで、前記貫通孔内から前記屋根下地材の前記ねじがねじ込まれた部分にかけて前記防水材が配された状態で前記架台を前記屋根下地材に固定する。また、第４工程において、前記架台に太陽電池モジュールを取り付ける。

一態様に係る太陽電池モジュールの設置方法によれば、例えば、屋根材に貫通孔が設けられる際に生成された屑が、ねじおよび防水材が配される領域から除去されるため、防水材に屑が付着し難い。これによって、比較的簡易な工程によって屋根における防水性を確保しつつ、屋根上に太陽電池モジュールを設置することが出来る。

一実施形態に係る太陽電池アレイの一構成例を模式的に示す斜視図である。 太陽電池モジュールの一構成例を模式的に示す平面図である。 図２にて一点鎖線III−IIIで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。 一実施形態に係る太陽電池モジュールの設置工程を例示する流れ図である。 屋根材の穿孔位置を調整するための治具を例示する斜視図である。 屋根材の穿孔が行われる様子を例示する断面図である。 屋根材に貫通孔が設けられた様子を例示する断面図である。 屋根材の穿孔時に生じる屑が送風で除去される様子を例示する断面図である。 屋根材の穿孔時に生じる屑を除去するための治具を例示する図である。 治具によって屑が除去される様子を例示する断面図である。 治具によって屑が除去される前の状態を例示する拡大断面図である。 治具によって屑が除去される様子を例示する拡大断面図である。 治具によって屑が除去された後の状態を例示する拡大断面図である。 屋根上で屋根下地材に架台が固定される様子を例示する断面図である。 架台に太陽電池モジュールが取り付けられる様子を例示する断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。なお、図１から図３、図６〜図８および図１０〜図１５には、屋根２の下端に位置する軒の延在方向を＋Ｘ方向とし、且つこの軒から屋根２の最も高い部分に位置する棟に向けた方向を＋Ｙ方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。また、図５および図９には、治具ＪＧ１，ＪＧ２の構造を説明するための右手系のｘｙｚ座標系が付されている。なお、各治具ＪＧ１，ＪＧ２が使用される際には、＋Ｘ方向と＋ｘ方向とが略一致し、＋Ｙ方向と＋ｙ方向とが略一致し、＋Ｚ方向と＋ｚ方向とが略一致し得る。

＜(１)一実施形態＞
＜(１−１)太陽電池アレイの構成＞
図１で示されるように、太陽電池アレイ１は、屋根２上に設置されている。そして、太陽電池アレイ１は、屋根２上に固定されている架台３および該架台３に取り付けられている１以上（ここでは７枚）の太陽電池モジュール１０を備えている。

屋根２は、屋根下地材２１および該屋根下地材２１上に葺かれている屋根材２２を備えている。ここで、屋根材２２は、例えば、化粧スレートおよび天然スレート等を含むスレート系またはセメント系の平板状のものであれば良い。本実施形態では、複数枚の屋根材２２が、屋根下地材２１上に葺かれている。また、屋根下地材２１には、例えば、野地板２１ａ、該野地板２１ａの上面を覆うルーフィング材２１ｂおよび野地板２１ａを下方から保持する垂木２１ｃが含まれている。野地板２１ａおよび垂木２１ｃは、例えば、木製であれば良い。ルーフィング材２１ｂは、例えば、防水性および通気性等を有するシート状のものであれば良い。

架台３は、屋根２上に太陽電池モジュール１０を設置するための部材である。該架台３は、複数（ここでは５つ）の保持部３１および複数の取付部３２を備えている。

保持部３１は、太陽電池モジュール１０を保持するための部分である。各保持部３１は、＋Ｘ方向に延在しているレール状の部分である。そして、各保持部３１は、＋Ｘ方向に延在している溝部を有している。該溝部に太陽電池モジュール１０が嵌め込まれることで、架台３に太陽電池モジュール１０が取り付けられている。取付部３２は、ねじＳｃ１（図１４および図１５参照）等によって屋根下地材２１に固定される部分である。各取付部３２は、例えば、保持部３１の下部に連結されており、±Ｙ方向に延在する構造を有している。ここで、各保持部３１のある程度離隔した２以上の位置にそれぞれ取付部３２が連結されていれば、各保持部３１が屋根下地材２１に安定して固定され得る。

ここで、例えば、各保持部３１が取付部３２に対して連結される＋Ｙ方向の位置が調整可能であれば、隣り合う保持部３１どうしの間隔が容易に調整され得る。また、各取付部３２には、ねじＳｃ１が通される貫通孔およびスリットのうちの少なくとも一方が配されていれば良い。本実施形態では、ねじＳｃ１が、取付部３２、ルーフィング材２１ｂおよび野地板２１ａを貫通するように屋根下地材２１にねじ込まれている。

そして、図１で示されるように、本実施形態では、複数の保持部３１に、棟側から軒側に向けて順に配されている５つの保持部３１ａ〜３１ｅが含まれている。そして、保持部３１ａと保持部３１ｂとの間に１枚の太陽電池モジュール１０が取り付けられている。また、保持部３１ｂと保持部３１ｃとの間に２枚の太陽電池モジュール１０が取り付けられている。また、保持部３１ｃと保持部３１ｄとの間に２枚の太陽電池モジュール１０が取り付けられている。また、保持部３１ｄと保持部３１ｅとの間に２枚の太陽電池モジュール１０が取り付けられている。これにより、７枚の太陽電池モジュール１０が配列された状態となっている。

＜(１−２)太陽電池モジュール＞
図２で示されるように、太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池素子１１を備えている。例えば、太陽電池モジュール１０は、配線部材１２によって電気的に直列に接続されている複数の太陽電池素子１１を備えていれば良い。このような太陽電池モジュール１０は、単独の太陽電池素子１１の電気出力が小さな場合に、複数の太陽電池素子１１が例えば直列および並列に接続されることで形成される。そして、例えば、複数の太陽電池モジュール１０が組み合わされることで、実用的な電気出力が取り出され得る。

図２および図３で示されるように、太陽電池モジュール１０は、例えば、透明部材１３、表側充填材１４、複数の太陽電池素子１１、配線部材１２、裏側充填材１５および裏面保護材１６が積層された積層体を備えている。

ここで、透明部材１３は、太陽電池モジュール１０のうちの入射光を受光する面（受光面とも言う）を保護するための部材である。透明部材１３は、例えば、透明な平板状の部材であれば良い。透明部材１３の材料としては、例えば、ガラス等が採用される。表側充填材１４および裏側充填材１５は、例えば、透明な充填剤であれば良い。表側充填材１４および裏側充填材１５の材料としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が採用される。裏面保護材１６は、太陽電池モジュール１０を裏面から保護するための部材である。裏面保護材１６の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）等が採用される。

電気的に直列に接続されている複数の太陽電池素子１１のうち、最初の太陽電池素子１１の電極の一端と最後の太陽電池素子１１の電極の一端は、図示を省略する出力取出配線によって、それぞれ端子ボックス１７に電気的に接続されている。さらに、太陽電池モジュール１０は、上記積層体を周囲から保持する枠体１８を備えている。枠体１８の材料としては、例えば、耐食性および強度を有するアルミニウム等が採用される。

＜(１−３)太陽電池モジュールの設置＞
図４は、屋根２上に太陽電池モジュール１０を設置する工程を示す流れ図である。本工程では、第１工程（ステップＳ１）、第２工程（ステップＳ２）、第３工程（ステップＳ３）および第４工程（ステップＳ４）が順に行われる。第１工程では、屋根材２２に貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４（図７参照）が形成される。第２工程では、第１工程で生じた屑ＯＦ１（図７参照）が除去される。第３工程では、屋根下地材２１に架台３が固定される。第４工程では、架台３に太陽電池モジュール１０が取り付けられる。以下、第１〜４工程について、それぞれ具体的に説明する。

＜(１−３−１)第１工程＞
第１工程では、工具ＴＬ１が用いられて、屋根下地材２１上に葺かれた屋根材２２に貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４が形成される。このとき、例えば、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の配置関係を規定するための治具ＪＧ１が用いられる。また、工具ＴＬ１は、例えば、穿孔用の電動ドリルであれば良い。

図５で示されるように、治具ＪＧ１は、例えば、＋ｙ方向に延在する板状の部材である。具体的には、治具ＪＧ１は、第１板部Ｂ１、第２板部Ｂ２、第３板部Ｂ３、第１垂下部ＳＴ１および第２垂下部ＳＴ２を備えている。第１板部Ｂ１は、＋ｙ方向に延在する板状の部分である。第１垂下部ＳＴ１は、第１板部Ｂ１の−ｙ側の端部から−ｚ方向に垂下する板状の部分である。第２垂下部ＳＴ２は、第１板部Ｂ１の＋ｙ側の端部から−ｚ方向に垂下する板状の部分である。第２板部Ｂ２は、第１垂下部ＳＴ１の−Ｚ側の端部から−ｙ方向に延在する板状の部分である。第２板部Ｂ２には、−Ｚ方向に貫通する貫通孔ＴＨ１，ＴＨ２が設けられている。第３板部Ｂ３は、第２垂下部ＳＴ２の−Ｚ側の端部から＋ｙ方向に延在する板状の部分である。第３板部Ｂ３には、−Ｚ方向に貫通する貫通孔ＴＨ３，ＴＨ４が設けられている。４つの貫通孔ＴＨ１〜ＴＨ４は、例えば、＋ｙ方向に一直線上に並ぶように設けられている。なお、治具ＪＧ１の素材は、例えば、特殊鋼等といった高い剛性を有する高強度の素材であれば良い。

図６で示されるように、屋根下地材２１上に葺かれている屋根材２２の上に、治具ＪＧ１が載置される。この際、治具ＪＧ１の延在方向が、軒から棟に向けた＋Ｙ方向となる。つまり、＋Ｘ方向と＋ｘ方向とが略一致し、＋Ｙ方向と＋ｙ方向とが略一致し、＋Ｚ方向と＋ｚ方向とが略一致する。そして、工具ＴＬ１としての電動ドリルの先端工具の部分を、＋Ｚ側から−Ｚ方向に治具ＪＧ１の各貫通孔ＴＨ１〜ＴＨ４を貫通させながら、先端工具を回転させる。このとき、図６および図７で示されるように、屋根材２２の上面から裏面に向けた方向（貫通方向とも言う）に貫通する貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４が屋根材２２に形成される。ここでは、貫通方向は、−Ｚ方向と略一致する。そして、本実施形態では、貫通孔ＴＨ１の直下に貫通孔ＴＨ１１が設けられ、貫通孔ＴＨ２の直下に貫通孔ＴＨ１２が設けられる。また、本実施形態では、貫通孔ＴＨ３の直下に貫通孔ＴＨ１３が設けられ、貫通孔ＴＨ４の直下に貫通孔ＴＨ１４が設けられる。

このようにして屋根材２２に貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４が形成される穿孔によって、屑ＯＦ１が生成される。該屑ＯＦ１には、屋根材２２が細かく砕かれることで生成された穿孔屑、ならびに屋根材２２のうちの各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の屋根下地材２１側の開口部（下方開口部とも言う）の周囲に生成されたバリ等が含まれ得る。

＜(１−３−２)第２工程＞
第２工程では、第１工程において各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の直下およびその周辺に生成された屑ＯＦ１が除去される。

本実施形態では、屑ＯＦ１のうちの粉末状の穿孔屑が、送風機ＢＬ１による送風によって除去される。例えば、図８で示されるように、送風機ＢＬ１のノズルＮＺ１の先端部分が各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に順に挿入され、送風機ＢＬ１の操作に応じてノズルＮＺ１の先端部分から空気が噴射される。このとき、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４からの送風によって、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の貫通方向に沿った領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から、屑ＯＦ１の一部が除去される。ここで除去される屑ＯＦ１の一部には、例えば、粉状の穿孔屑が含まれる。なお、除去される屑ＯＦ１の一部に、例えば、屑ＯＦ１のうちのある程度の大きさを有する穿孔屑が含まれても良い。

また、屑ＯＦ１のうちの各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の下方開口部の周囲に生成されたバリおよび比較的大型の穿孔屑が、治具ＪＧ２によって除去される。

図９で示されるように、治具ＪＧ２は、例えば、棒状の本体部ＢＤ２と、該本体部ＢＤ２の先端部において該本体部ＢＤ２の軸の延伸方向（軸方向とも言う）と交差する交差方向に突出している突出部ＰＰ２を備えている。ここで、棒状には、長細く形成された筒状のもの等、長細い形状一般が含まれる。本体部ＢＤ２の軸方向は、本体部ＢＤ２の長手方向と略一致する。本実施形態では、本体部ＢＤ２の軸は、該本体部ＢＤ２の長手方向（ここでは−ｚ方向）に沿って該本体部ＢＤ２の略中心を通っている。そして、本体部ＢＤ２の軸方向と交差する交差方向は、例えば、±ｘ方向および±ｙ方向であれば良い。なお、上記交差方向は、±ｘ方向および±ｙ方向と異なる方向であっても良い。

また、例えば、本体部ＢＤ２は、比較的太く且つ−ｚ方向に延在する棒状の第１棒状部ＢＲ１と、該第１棒状部ＢＲ１の−ｚ側の端部に設けられた、比較的細く且つ−ｚ方向に延在する棒状の第２棒状部ＢＲ２とを備えている。なお、第１棒状部ＢＲ１は、例えば、作業者によって握持される。そして、第２棒状部ＢＲ２の−ｚ側の先端部に突出部ＰＰ２が設けられている。ここで、第２棒状部ＢＲ２および突出部ＰＰ２は、第２棒状部ＢＲ２および突出部ＰＰ２が各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に挿入可能なサイズを有していれば良い。なお、治具ＪＧ２の素材は、例えば、特殊鋼およびステンレス鋼等と言った十分な硬度および剛性を有するものであれば良い。

図９では、第２棒状部ＢＲ２の先端部分から突出部ＰＰ２が突出する交差方向が±ｙ方向であり、第２棒状部ＢＲ２と突出部ＰＰ２とがＴ字状の構造を有している形態が示されているが、これに限られない。例えば、第２棒状部ＢＲ２の先端部分から突出部ＰＰ２が突出する交差方向が、＋ｙ方向または−ｙ方向等であり、第２棒状部ＢＲ２と突出部ＰＰ２とがＬ字状の構造を有している形態が採用されても良い。すなわち、第２棒状部ＢＲ２の先端部分から突出部ＰＰ２が突出する交差方向は、１以上の方向であれば良い。また、第２棒状部ＢＲ２の先端部分から突出部ＰＰ２が突出する交差方向は、第２棒状部ＢＲ２の延在方向に対して直交する必要はない。

そして、図１０から図１３で示されるように、治具ＪＧ２が上方（ここでは＋Ｚ側）から各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４内に挿入される。この際、治具ＪＧ２の本体部ＢＤ２の軸方向が、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の貫通方向と略一致する。つまり、＋Ｘ方向と＋ｘ方向とが略一致し、＋Ｙ方向と＋ｙ方向とが略一致し、＋Ｚ方向と＋ｚ方向とが略一致する。そして、治具ＪＧ２が本体部ＢＤ２を中心として回転される。具体的には、本体部ＢＤ２の軸方向に沿った軸を中心として、該本体部ＢＤ２が回転される。治具ＪＧ２の回転は、電動等によって自動で行われても良いし、作業者による手動で行われても良い。このとき、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の貫通方向に沿った領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屋根材２２の屑ＯＦ１が、突出部ＰＰ２が用いられて除去される。

図１１から図１３は、図１０において破線の円で囲まれた領域ＥＡ１の部分が拡大された図である。例えば、図１１から図１２で示されるように、治具ＪＧ２が貫通孔ＴＨ１３内に入れられる。次に、本体部ＢＤ２の軸方向を中心として治具ＪＧ２が回転される。このとき、図１２で示されるように、突出部ＰＰ２が回転することによって、貫通孔ＴＨ１３の下方開口部の周囲に生成されたバリが除去され得る。また、突出部ＰＰ２が屋根下地材２１に当接されながら回転される。これによって、図１３で示されるように、屋根下地材２１上に存在する屑ＯＦ１が、貫通孔ＴＨ１３の下の領域ＡＲ１およびその周辺の領域から掃き出される。このような処理が、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に対して行われる。その結果、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４が＋Ｚ側から平面透視された場合、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４およびその周辺から外側の領域に、屑ＯＦ１が効率的に除去され得る。

なお、治具ＪＧ２の突出部ＰＰ２は、例えば、細い複数の弾性部材であっても良い。具体的には、治具ＪＧ２は、例えば、金ブラシのような形態を有していても良い。この場合、治具ＪＧ２のうちの弾性部材が設けられている先端部分の径が、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４よりも大きくても、弾性部材の弾性変形によって、治具ＪＧ２の先端部分が各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に入れられ得る。このような形態が採用されれば、複数の弾性部材が弾性変形された状態で各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に入れられて、治具ＪＧ２が回転されることで、複数の弾性部材の弾性力によって屑ＯＦ１がはじき飛ばされ得る。このため、屑ＯＦ１がより効率的に除去され得る。また、例えば、治具ＪＧ２が、回転されていない状態では突出部ＰＰ２が交差方向に突出しておらず、回転されている状態において遠心力によって突出部ＰＰ２が交差方向に突出するような構造を有していても良い。すなわち、治具ＪＧ２は、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４内において回転されている状態で、交差方向に突出する突出部ＰＰ２を有していれば良い。

＜(１−３−３)第３工程＞
第３工程では、架台３がねじＳｃ１によって屋根下地材２１に固定される。具体的には、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に防水材ＷＡ１が押し入れられる処理と、屋根材２２上に配される架台３の各取付部３２および各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４にねじＳｃ１が通されて、該ねじＳｃ１が屋根下地材２１にねじ込まれる処理とが行われる。このとき、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４内から、屋根下地材２１のうちのねじＳｃ１がねじ込まれた部分にかけて防水材ＷＡ１が配された状態で、架台３の各取付部３２が屋根下地材２１に固定される。ここでは、各保持部３１が、例えば、屋根下地材２１に固定された取付部３２に対して取り付けられることで、屋根下地材２１に固定され得る。このとき、例えば、取付部３２に取り付けられる各保持部３１の＋Ｙ方向における位置が調整されることで、隣り合う保持部３１どうしの間隔が適宜設定されれば良い。なお、各保持部３１に取付部３２が一体的に連結された状態で、該取付部３２が屋根下地材２１に固定されることによって、各保持部３１が屋根下地材２１に固定されても良い。

ここで、ねじＳｃ１は、雌ねじを必要とせず、尖った先端までねじ山を有するものであれば良い。ねじＳｃ１としては、例えば、鉄系の木ねじ等が採用され得る。木ねじは、胴の部分に螺旋状にねじ山が刻まれている木材用の釘であり、ドライバー等で木材にねじ込まれる。防水材ＷＡ１は、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）を主成分としたブチルゴム系のシーリング材であれば良い。ブチルゴムは、イソブチレンとイソプレンとが共重合したものである。

例えば、図１４で示されるように、ねじＳｃ１の胴の外周部に防水材ＷＡ１が円筒状に付着された状態で、該ねじＳｃ１が各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の屋根下地材２１とは反対側（ここでは＋Ｚ側）の開口部ＯＰ１から各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通される。これによって、防水材ＷＡ１が各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４内に押し入れられる。そして、図１４で示されるように、ねじＳｃ１が屋根下地材２１にねじ込まれることで、ねじＳｃ１の胴の外周部に付着された防水材ＷＡ１が屋根下地材２１上で広がるように該屋根下地材２１に付着する。つまり、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４内に防水材ＷＡ１が充填されるとともに、ねじＳｃ１と屋根下地材２１の表面付近との境界部分が防水材ＷＡ１によって覆われる。

このとき、第２工程において、領域ＡＲ１およびその周辺から屑ＯＦ１が除去されているため、屑ＯＦ１と防水材ＷＡ１との接触部が生じ難く、毛細管現象等に因る浸水が生じる不具合が生じ難い。また、バリの除去によって、防水材ＷＡ１が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に押し入れられる際に、屋根材２２からバリが脱落して防水材ＷＡ１内に混入される不具合も生じ難い。したがって、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４における防水性が確保される。その結果、屋根２における防水性が確保され得る。なお、屑ＯＦ１が、領域ＡＲ１から離れていれば離れている程、防水材ＷＡ１と屑ＯＦ１とが接触し難いため、屋根２における防水性がより確実に確保され得る。

ここで、例えば、ねじＳｃ１が屋根下地材２１にねじ込まれて、架台３が屋根下地材２１に固定された後に、ねじＳｃ１が屋根下地材２１から外された場合、ルーフィング材２１ｂに防水材ＷＡ１が良好に接着されている状態が確認された。また、太陽電池アレイ１上に多量の水をかける実験においても、ねじＳｃ１と屋根下地材２１との界面近傍において水分が浸入する水漏れは確認されなかった。

また、例えば、ねじＳｃ１が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通される前に、防水材ＷＡ１がねじＳｃ１の胴の外周部に付着されている長さＬ１が、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の開口部ＯＰ１から屋根下地材２１までの距離Ｌ２よりも長く設定される。長さＬ１は、ねじＳｃ１の長手方向に沿った長さであれば良い。このような構成が採用されることで、ねじＳｃ１が屋根下地材２１にねじ込まれる際に、屋根材２２と屋根下地材２１との間の空間に防水材ＷＡ１が広がり得る。その結果、屋根２における防水性がより確実に確保され得る。

ここで、ねじＳｃ１の胴の外周部に付着されている防水材ＷＡ１の外径は、例えば、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の孔径と略同一であれば良い。具体例として、各貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の孔径が約９ｍｍであり、取付部３２の貫通孔（取付孔とも言う）の孔径が８．５ｍｍであり、ねじＳｃ１のねじ部の外径が６．１ｍｍであり、ねじ部の外周部に１．３ｍｍの厚さの粘着層が巻かれる場合を想定する。粘着層は、例えば、防水材ＷＡ１の層と、該防水材ＷＡ１の層の周囲に配されるエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）層とを有している。該ＥＰＤＭ層は、薄く且つ非粘着質のものであり、ねじＳｃ１が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通される前に、ねじＳｃ１同士が互いに接着され難くする役割を果たす。この場合、ねじＳｃ１が、取付部３２の取付孔および屋根材２２の貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通される際に、まず、ねじＳｃ１の外周部に巻かれた粘着層の最外層としてのＥＰＤＭ層が取付孔に引っかかり、ＥＰＤＭ層が防水材ＷＡ１の層から剥離する。このとき、ねじＳｃ１の外周部に巻かれた防水材ＷＡ１が露出された状態となる。そして、ねじＳｃ１が、防水材ＷＡ１とともに貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通される。

＜(１−３−４)第４工程＞
第４工程では、架台３を構成する複数の保持部３１に太陽電池モジュール１０が取り付けられる。例えば、図１５で示されるように、各保持部３１の溝部に太陽電池モジュール１０の端部が挿入されることで、太陽電池モジュール１０が架台３に取り付けられ得る。

＜(１−４)一実施形態のまとめ＞
以上のように、一実施形態に係る太陽電池モジュール１０の設置方法によれば、例えば、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の形成時に生成された屑ＯＦ１が、ねじＳｃ１および防水材ＷＡ１が配される領域ＡＲ１およびその周辺から治具ＪＧ２によって除去される。このため、防水材ＷＡ１に屑ＯＦ１が付着し難い。その結果、比較的簡易な工程によって屋根２における防水性が確保されつつ、屋根２上に太陽電池モジュール１０が設置され得る。

また、送風機ＢＬ１等による貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４からの送風によって、屑ＯＦ１のうちの相対的に小さな穿孔屑が除去されれば、防水材ＷＡ１と屑ＯＦ１との界面において生じ得る毛細管現象による浸水がさらに抑制され得る。すなわち、屋根２における防水性がさらに確保され得る。

＜(２)変形例＞
なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上記一実施形態の第２工程では、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されたが、これに限られない。例えば、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されなくても良い。但し、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去された方が、領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１がより確実に除去されるため、屋根２における防水性が確保され得る。

また、上記一実施形態の第２工程では、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去される処理と、治具ＪＧ２によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１が除去される処理とが、この順に行われた。しかしながら、これに限られない。例えば、治具ＪＧ２によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１が除去された後に、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されても良い。この場合、例えば、治具ＪＧ２によって屑ＯＦ１のうちの比較的大きなバリおよび穿孔屑等が除去され、その後、送風によって屑ＯＦ１のうちの比較的小さな穿孔屑および粉状の穿孔屑等が除去され得る。また、例えば、治具ＪＧ２による領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺からの屑ＯＦ１の除去と、送風による領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺からの屑ＯＦ１の一部の除去とが同時期に行われても良い。この場合、送風機ＢＬ１の機能と治具ＪＧ２の機能とを併せ持った治具が採用されれば良い。

また、上記一実施形態では、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の下方開口部の周囲にバリが生成されたが、これに限られない。例えば、屋根材２２の材質および穿孔の条件によって、バリが発生し難い場合が考えられる。この場合、治具ＪＧ２によってバリが除去されず、少なくとも貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る貫通方向に沿った領域ＡＲ１から突出部ＰＰ２が用いられて屑ＯＦ１が除去されれば良い。

さらに、上記一実施形態の第２工程では、治具ＪＧ２によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１が除去されたが、これに限られない。例えば、治具ＪＧ２によって領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１のうちのバリが除去され、送風によって領域ＡＲ１から屑ＯＦ１が除去されても良い。この場合、少なくとも貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る貫通方向に沿った領域ＡＲ１の周辺から突出部ＰＰ２が用いられて屑ＯＦ１が除去される。すなわち、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る貫通方向に沿った領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺のうちの少なくとも一方の領域から突出部ＰＰ２が用いられて屑ＯＦ１が除去されれば良い。なお、領域ＡＲ１は、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４の略直下と屋根下地材２１との間に位置する領域に相当する。

また、上記一実施形態の第２工程では、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されたが、これに限られない。例えば、送風によって領域ＡＲ１から屑ＯＦ１の一部が除去されても良い。また、例えば、治具ＪＧ２によって領域ＡＲ１から屑ＯＦ１が除去され、送風によって領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されても良い。すなわち、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４から屋根下地材２１に至る貫通方向に沿った領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺のうちの少なくとも一方の領域から屑ＯＦ１の一部が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４からの送付によって除去されれば良い。但し、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去される方が、防水材ＷＡ１に屑ＯＦ１が付着し難い。その結果、比較的簡易な工程によって屋根２における防水性がより確保されつつ、屋根２上に太陽電池モジュール１０が設置され得る。

また、上記一実施形態の第２工程では、送風によって領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されたが、これに限られない。例えば、吸引装置によって、領域ＡＲ１および該領域ＡＲ１の周辺から屑ＯＦ１の一部が除去されても良い。

また、上記一実施形態の第３工程では、ねじＳｃ１の胴の外周部に防水材ＷＡ１が付着された状態で、該ねじＳｃ１が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通されたが、これに限られない。例えば、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に防水材ＷＡ１が注入された後に、ねじＳｃ１が貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に通されて、該ねじＳｃ１が屋根下地材２１にねじ込まれても良い。また、例えば、ねじＳｃ１が屋根下地材２１にある程度ねじ込まれた状態で、貫通孔ＴＨ１１〜ＴＨ１４に防水材ＷＡ１が注入され、その後、ねじＳｃ１が屋根下地材２１に更にねじ込まれても良い。

なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１ 太陽電池アレイ
２ 屋根
３ 架台
１０ 太陽電池モジュール
２１ 屋根下地材
２２ 屋根材
３１ 保持部
３２ 取付部
ＡＲ１，ＥＡ１ 領域
ＢＤ２ 本体部
ＢＬ１ 送風機
ＪＧ１，ＪＧ２ 治具
Ｌ１，Ｌ２ 距離
ＯＦ１ 屑
ＯＰ１ 開口部
ＰＰ２ 突出部
ＴＨ１〜ＴＨ４，ＴＨ１１〜ＴＨ１４ 貫通孔
ＴＬ１ 工具
ＷＡ１ 防水材

Claims (4)

1. 屋根下地材上に葺かれた屋根材に工具を用いて貫通孔を形成する第１工程と、
   棒状の本体部と該本体部を中心として回転していない状態では前記本体部の軸方向と交差する交差方向に突出部が突出せず且つ前記本体部を中心として回転している状態では前記交差方向に前記突出部が突出する構造を有する治具を前記貫通孔内に挿入した後に、前記本体部を中心として前記治具を回転させることで、前記突出部を前記交差方向に突出させた状態で、前記貫通孔から前記屋根下地材に至る該貫通孔の貫通方向に沿った領域から前記第１工程で生成された前記屋根材の屑を、前記突出部を用いて除去する第２工程と、
   前記貫通孔内に防水材を押し入れる処理、ならびに前記屋根材上に配される架台の取付部および前記貫通孔にねじを通して該ねじを前記屋根下地材にねじ込む処理を行うことで、前記貫通孔内から前記屋根下地材の前記ねじがねじ込まれた部分にかけて前記防水材が配された状態で前記架台を前記屋根下地材に固定する第３工程と、
   前記架台に太陽電池モジュールを取り付ける第４工程とを備える太陽電池モジュールの設置方法。
2. 前記第２工程において、前記貫通孔から前記屋根下地材に至る前記貫通方向に沿った領域および該領域の周辺のうちの少なくとも一方の領域から前記屑の一部を前記貫通孔からの送風によって除去する請求項１に記載の太陽電池モジュールの設置方法。
3. 前記第３工程において、前記防水材を前記ねじの外周部に円筒状に付着させた状態で、前記ねじを前記貫通孔に通す請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの設置方法。
4. 前記第３工程において、前記防水材を前記ねじの前記外周部に付着させる長さを、前記貫通孔の前記屋根下地材とは反対側の開口部から前記屋根下地材までの距離よりも長く設定する請求項３に記載の太陽電池モジュールの設置方法。

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