JP6204720B2

JP6204720B2 - 枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP6204720B2
Application number: JP2013140716A
Authority: JP
Inventors: 大輝山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: JP2014030013A

Description

本発明は、太陽電池モジュール本体の周縁部を４つの枠片で保持する構造の枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュールに関する。

一般に、従来の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール本体の周縁部を４つの枠片で保持する構造となっている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載の太陽電池モジュールは、枠部がアルミニウム合金を押出成型して成形した中空状の四角柱からなり、４個の枠部を組み立てて枠体が構成されている。枠部の上壁の上方の外壁側には、太陽電池モジュール本体を固定するための内側を向く断面略コ字状の挿入溝が長手方向に沿って付設されており、枠部内の対角方向の隅部には、長手方向に沿って断面Ｃ字状のねじ溝部が設けられた構成となっている。

特開２００５−２９４４５５号公報

特許文献１に開示された枠体では、ねじ溝部は枠部内の対角方向の隅部に一定の距離を保って設けられている。これにより、枠部の連結部分にかかるねじりの力（モーメント）に対して一定の強度を保っているが、さらに強度を上げる場合には、ねじ溝部間の距離をさらに広げる必要がある。

この場合、２つのねじ溝部間の距離を広げるためには、枠部全体を大きくする必要があり、重量が重くなるといった問題があった。また、材料の使用量が増えるため、製造コストが高くなるといった問題があった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、太陽電池モジュール本体の周縁部を保持する４つの枠片の突き合わせ端部同士を複数の固定部材で固定する構造の枠体に係り、より詳細には、固定部材を固定する複数の固定受け部の距離を離して設けることで枠片の固定部分にかかるねじりの力に対する強度を向上させた枠体を提供することにある。また、他の目的は、固定受け部の距離を離すことによってできる隙間を排水溝として利用可能な枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の枠体は、太陽電池モジュール本体の周縁部を長尺状の４つの枠片でそれぞれ保持し、４つの枠片のそれぞれの端部同士を突き合わせ、一方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定受け部に他方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定穴を通じてそれぞれ固定部材を固定することで、突き合わせ端部同士が固定された構造の枠体であって、４つの枠片のうち対向する第１枠片および第２枠片は、長尺状の支持片と、支持片の側面から延設された太陽電池モジュール本体の縁部を挟む上下一対の保持片であって、支持片の上端部側面から延設されて太陽電池モジュール本体の受光面上に配置された第１保持片と、第１保持片の下方で支持片の側面から延設されて太陽電池モジュール本体の裏面下に配置された第２保持片と、支持片の下端部から太陽電池モジュール本体の裏面側に沿って延設された第１延設片と、第１保持片と第２保持片との間の位置で太陽電池モジュール本体とは反対側の支持片の側面に設けられた第１固定受け部と、第２固定受け部とを備え、第１延設片の長手方向に直交する幅方向の長さは、第２保持片の長手方向に直交する幅方向の長さより長く形成されており、第１枠片は、第１延設片の支持片とは反対側の端部に第２固定受け部を備え、第２枠片は、第１延設片の支持片とは反対側の端部に設けられた土手と、支持片を挟んだ第１保持片の反対側より延設された第２延設片と、第１固定受け部から離れた位置で第２延設片に設けられた第２固定受け部とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、固定受け部の幅方向の距離を離して設けることができるので、突き合わせ端部にかかるねじりの力に対して強度を増すことができる。

また、本発明によれば、一方の固定受け部を設けた第１延設片を排水路として利用できるので、太陽電池モジュールが屋根に設置されている場合に、太陽電池モジュール本体の周縁部と保持片との間を浸入してきた水は、この排水路内を軒先側に流れることになり、浸入水の屋根上への直接の落下を防止することができる。

本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す受光面側から見た斜視図である。本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す裏面側から見た斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。第１枠片の断面図である。第２枠片の断面図である。第３枠片の断面図である。第４枠片の断面図である。図１におけるＣ部分を矢符ｃ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＤ部分を矢符ｄ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＥ部分を矢符ｅ１方向から見た分解斜視図である。図１におけるＦ部分を矢符ｆ１方向から見た分解斜視図である。太陽電池モジュールを屋根上に敷設した状態を示す断面図である。本発明の別の実施形態を示すものであって、第２枠片の断面図である。本発明の別の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの全体構成を示す受光面側から見た斜視図である。本発明の別の実施形態を示すものであって、第４枠片の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［実施形態１］
実施形態１に係る枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュールについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。

図１Ａは、本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す受光面側から見た斜視図、図１Ｂは、本発明に係る枠体を備えた太陽電池モジュールの全体構成を示す裏面側から見た斜視図、図２Ａ及び図２Ｂは、図１のＡ−Ａ線概略断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールに瓦の機能を持たせた瓦一体型太陽電池モジュールを例示しているが、瓦一体型に限定されるものではない。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、太陽電池モジュール本体２と、太陽電池モジュール本体２の周縁部を保持する枠体３とで構成されている。

本実施形態では、太陽電池モジュール本体２の構成部品の１つである太陽電池の種類は特に限定されるものではなく、例えば、単結晶、多結晶、薄膜等のシリコン系太陽電池、ＧａＡｓ,ＣｄＴｅ,ＣｄＳ等の化合物系太陽電池、色素増感、有機薄膜等の有機系太陽電池等を挙げることができる。

枠体３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部を保持する長尺状の４つの枠片で構成されており、太陽電池モジュール本体２の短辺側を保持する長尺状の第１枠片１０及び第２枠片２０と、太陽電池モジュール本体２の長辺側を保持する長尺状の第３枠片３０及び第４枠片４０とで構成されている。

各枠片１０，２０，３０，４０は、アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されている。第１枠片１０及び第２枠片２０は、太陽電池モジュール本体２の左右両側縁部をそれぞれ保持している。第３枠片３０は、太陽電池モジュール本体２における住宅軒側に位置する縁部を保持している。第４枠片４０は、太陽電池モジュール本体２における住宅棟側に位置する縁部を保持している。また、第３枠片３０の両端部に、第１枠片１０及び第２枠片２０の各端部を連結固定し、第１枠片１０及び第２枠片２０の各端部に、第４枠片４０の両端部を連結固定している。

次に、これら各枠片１０，２０，３０，４０の構成について説明する。

図４は、第１枠片１０の断面図、図５は、第２枠片２０の断面図、図６は、第３枠片３０の断面図、図７は、第４枠片４０の断面図である。また、図８は、図１ＡにおけるＣ部分を矢符ｃ１方向から見た分解斜視図、図９は、図１ＡにおけるＤ部分を矢符ｄ１方向から見た分解斜視図、図１０は、図１ＡにおけるＥ部分を矢符ｅ１方向から見た分解斜視図、図１１は、図１ＡにおけるＦ部分を矢符ｆ１方向から見た分解斜視図である。

＜第１枠片１０の説明＞
図２Ａ及び図４に示すように、第１枠片１０は、太陽電池モジュール本体２を保持するときの脚部となる長尺状の支持片１１を備えており、支持片１１の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面（以下、右側面という。）１１ａに、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片１２ａ，１２ｂが水平に延設されている。

一方、右側面１１ａと反対側の他側面（以下、左側面という。）１１ｂには、その上端部から太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に上側重なり片１３が延設されており、左側面１１ｂの下端部から太陽電池モジュール本体２とは反対側に向かって横方向に下側重なり片１４が延設されている。下側重なり片１４の横方向の長さは、上側重なり片１３の横方向の長さより十分長くなるように設定されている。

一方、支持片１１の右側面１１ａの下端部には、太陽電池モジュール本体２の底面側に向かって横方向に第１延設片１５が設けられており、この第１延設片１５の横方向（幅方向）の長さＬ１１は、保持片１２ｂの横方向の長さＬ１２より長くなるように形成されている。

また、第１延設片１５の横方向の先端縁部に沿って、一つのねじ溝部（固定受け部）１７ａが長手方向（図４中紙面に垂直方向）の全長にわたって設けられている。
より具体的には、一つのねじ溝部１７ａは、保持片１２ｂの横方向の先端縁部よりさらに横方向の外側に設けられている。本実施形態では、第１延設片１５と一つのねじ溝部１７ａとによって、太陽電池モジュール本体２の周縁部と保持片１２ａ，１２ｂとの間を水が侵入してきた場合でも、排水することができる排水路１５ａが形成されている。すなわち、ねじ溝部１７ａが排水路１５ａの土手となっている。ねじ溝部１７ａが、第１延設片１５の横方向の先端端部に沿って全長にわたって設けられていることにより、より確実に排水できる。また、ねじ溝部１７ａの一部に、排水に影響を与えない程度の大きさの穴を設けてもよい。穴を設けることで、太陽電池モジュールの裏面側の空間と外部との間で、空気の流れをつくることができる。

このような構成によれば、図２Ｂに示すように、第１延設片１５が排水路１５ａとなることで、太陽電池モジュール１が屋根に設置されている場合に、水９０が、太陽電池モジュール本体２の周縁部と保持片１２ａ，１２ｂとの間を侵入してきた場合でも、水９０はこの排水路１５ａに落下し、排水路１５ａ内を軒先側に流れることになる。つまり、浸入水が直接屋根上に落ちることを防止することができる。

一方、支持片１１の左側面１１ｂの上端部（保持片１２ａ，１２ｂの外側面側）には、長手方向（図４中紙面に垂直方向）の全長にわたって他のねじ溝部１７ｂが設けられている。これらねじ溝部１７ａ，１７ｂは、断面Ｃ字状に形成されているが、断面が完全な円筒形状であってもよい。

また、図８に示すように、第１枠片１０の一方の端部（住宅棟側の端部）は、上下一対の保持片１２ａ，１２ｂが一定長さだけ切り欠かれており、この保持片１２ａ，１２ｂが切り欠かれた部分の支持片１１が、後述する第４枠片４０への取付片１６となっている。この取付片１６には、第４枠片４０のねじ溝部４７ａ，４７ｂにねじ部材６０，６０をねじ込むためのねじ穴１９が設けられている。

また、図９に示すように、第１枠片１０の他方の端部（住宅軒側の端部）は、上下一対の保持片１２ａ，１２ｂが若干切り欠かれた切欠き部１２ａ２，１２ｂ２を備えており、この切欠き部１２ａ２，１２ｂ２に、後述する第３枠片３０の端部（具体的には、保持片３２ａ，３２ｂの角部）が嵌まり込む構造となっている。

この構成によれば、一方のねじ溝部１７ａと他方のねじ溝部１７ｂとの間の距離を離して（すなち、間隔を十分あけて）設けることができるので、第１枠片１０と第４枠片４０との突き合わせ端部（連結部）、及び第１枠片１０と第３枠片３０との突き合わせ端部（連結部）にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、第１枠片１０と第３枠片３０との突き合わせ端部における、第１延設片１５のねじ溝部１７ａの太陽電池モジュール本体側の一部を切り欠いた構造としてもよい。そのような構造とすることで、後述する第３枠片の高さを低くした場合でも、第１枠片１０に第３枠片３０を嵌め込むことが可能となる。太陽電池モジュール１の住宅軒側にある第３枠片の高さを低くすることで、太陽電池モジュール１を屋根上に設置した状態における太陽電池モジュール同士の重なり部の厚さを薄くすることが可能となるため（図１２参照）、太陽電池モジュールを設置する際の、太陽電池モジュールのおさまりを良くすることが可能となる。

＜第２枠片２０の説明＞
図２Ａ及び図５に示すように、第２枠片２０は、太陽電池モジュール本体２を保持するときの脚部となる長尺状の支持片２１を備えており、支持片２１の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面（以下、左側面という。）２１ｂに、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片２２ａ，２２ｂが水平に延設されている。

また、左側面２１ｂの下端部には、太陽電池モジュール本体２の底面側に向かって横方向に第１延設片２５が延設されている。この第１延設片２５の横方向（幅方向）の長さＬ２１は、保持片２２ｂの横方向の長さＬ２２より長く形成されている。

また、第１延設片２５の横方向の先端縁部に沿って、一つのねじ溝部（固定受け部）２７ａが長手方向（図５中紙面に垂直方向）の全長にわたって設けられている。より具体的には、一つのねじ溝部２７ａは、保持片２２ｂの先端縁部よりさらに横方向の外側に設けられている。本実施形態では、第１延設片２５と一つのねじ溝部２７ａとによって、太陽電池モジュール本体２の周縁部と保持片２２ａ，２２ｂとの間を水が侵入してきた場合でも、排水することができる排水路が形成されている。

このような構成によれば、図２Ｂに示すように、第１延設片２５が排水路２５ａとなることで、太陽電池モジュール１が屋根に設置されている場合に、水９０が、太陽電池モジュール本体２の周縁部と保持片２２ａ，２２ｂとの間を侵入してきた場合でも、水９０はこの排水路２５ａに落下し、排水路２５ａ内を軒先側に流れることになる。つまり、浸入水が直接屋根上に落ちることを防止することができる。

一方、支持片２１の右側面２１ａの上端部には、保持される太陽電池モジュール本体２と反対側に延設された第２延設片２６が設けられており、この第２延設片２６の先端部寄りの下面側に、他のねじ溝部２７ｂが設けられている。これらねじ溝部２７ａ，２７ｂは、断面Ｃ字状に形成されているが、断面が完全な円筒形状であってもよい。

また、図１１に示すように、第２枠片２０の一方の端部（住宅棟側の端部）は、上下一対の保持片２２ａ，２２ｂが一定長さだけ切り欠かれており、この保持片２２ａ，２２ｂが切り欠かれた部分の支持片２１が、後述する第４枠片４０への取付片２８となっている。この取付片２８には、第４枠片４０のねじ溝部４７ａ，４７ｂにねじ部材６０，６０をねじ込むためのねじ穴２９が設けられている。

また、図１０に示すように、第２枠片２０の他方の端部（住宅軒側の端部）は、上下一対の保持片２２ａ，２２ｂが若干切り欠かれた切欠き部２２ａ２，２２ｂ２となっており、この切欠き部２２ａ２，２２ｂ２に、後述する第３枠片３０の端部（具体的には、保持片３２ａ，３２ｂの角部）が嵌まり込む構造となっている。

この構成によれば、他方のねじ溝部２７ｂを第２延設片２６に設けることで、一方のねじ溝部２７ａと他方のねじ溝部２７ｂとの間の距離を離して（すなち、間隔を十分あけて）設けることができるので、第２枠片２０と第４枠片４０との突き合わせ端部（連結部）、及び第２枠片２０と第３枠片３０との突き合わせ端部（連結部）にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、第１枠片と同様に、ねじ溝部２７ａの一部に穴や、切り欠きを設けても良い。

＜第３枠片３０の説明＞
図３及び図６に示すように、第３枠片３０は、本実施形態では太陽電池モジュール本体２の軒側の長辺を保持する枠体であって、太陽電池モジュール本体２を保持するときの脚部となる長尺状の支持片３１を備えており、支持片３１の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面（以下、右側面という。）３１ａに、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片３２ａ，３２ｂが水平に延設されている。

また、下側の保持片３２ｂの横方向の先端縁部から太陽電池モジュール本体２の底面側に向かって斜め下方に延設して第１屈曲片３３が形成され、第１屈曲片３３の横方向の先端縁部から太陽電池モジュール本体２の底面に沿って平行に延設して第２屈曲片３４が形成されている。また、第１屈曲片３３には、後述する棒状のサポート部材５０（図１２参照）の一端部を係止するための係止穴３３ａが設けられている。

また、支持片３１には、本実施形態の太陽電池モジュール１を屋根材として屋根上（野地板上）に設置するときに、軒側に設置される太陽電池モジュール１の第４枠片４０上に重ねて載置するための略Ｌ字状に形成された載置片３５がねじ部材３９によって支持片３１に固定されている。

また、図９に示すように、第３枠片３０の一方の端部は、支持片３１のみを長手方向に延設した取付片３６となっており、この取付片３６に、第１枠片１０のねじ溝部１７ａ，１７ｂにねじ部材６０，６０を取り付けるためのねじ穴３７，３７が設けられている。この取付片３６は、第１枠片１０の上側重なり片１３の端まで長手方向（横方向）に延設されている。

また、図１０に示すように、第３枠片３０の他方の端部は、支持片３１のみを長手方向に延設した取付片３６となっており、この取付片３６に、第２枠片２０の各ねじ溝部２７ａ，２７ｂにねじ部材６０，６０を取り付けるためのねじ穴３８，３８が設けられている。この取付片３６は、第２枠片２０の第２延設片２６の端まで長手方向（横方向）延設されている。

＜第４枠片４０の説明＞
図３及び図７に示すように、第４枠片４０は、本実施形態では太陽電池モジュール本体２の棟側の長辺を保持する枠体であって、長手方向に沿って矩形の第１閉断面部４１ａと第２閉断面部４１ｂとを有する主体部４１を備えている。主体部４１の第１閉断面部４１ａの一方の側面（以下、右側面という。）４１ａ１に、太陽電池モジュール本体２の縁部を横方向から嵌め合わせて嵌合保持する上下一対の保持片４２ａ，４２ｂが水平に延設されている。

また、保持片４２ｂに近い第１閉断面部４１ａの外側傾斜面に、一つのねじ溝部４７ａが長手方向（図７中紙面に垂直方向）の全長にわたって設けられており、第１閉断面部４１ａの内部に、他のねじ溝部４７ｂが長手方向の全長にわたって設けられている。

さらに、第２閉断面部４１ｂの上面には、第３枠片３０の載置片３５を主体部４１の上面に載置固定する後述する固定片７０（図１２参照）を取り付けるためのねじ穴４８ａが設けられており、第１閉断面部４１ａの下面には、後述するサポート部材５０（図１Ｂ参照）の端部を固定するためのねじ穴４８ｂが設けられている。

また、第２閉断面部４１ｂの下面には、屋根に太陽電池モジュール１を敷設するときに、後述する屋根上の取付金具１０２（図１２参照）に係止するための略Ｌ字状に形成された係止片４９が設けられている。

＜太陽電池モジュール１の組み立て工程の説明＞
上記構成の各枠片１０，２０，３０，４０を用いて、太陽電池モジュール１を次のように組み立てる。

まず、太陽電池モジュール本体２の周端部に、図示しない端面封止部材が嵌め込まれる。この端面封止部材は、太陽電池モジュール本体２の端部の外形に沿って形成された枠形状をしており、例えばエラストマー樹脂により形成されている。そして、この端面封止部材が嵌め込まれた太陽電池モジュール本体２の周端部のうち、長辺側の対向する縁部に、第３枠片３０の保持片３２ａ，３２ｂと第４枠片４０の保持片４２ａ，４２ｂとをそれぞれ嵌め込み（図３参照）、短辺側の対向する縁部に、第１枠片１０の保持片１２ａ，１２ｂと第２枠片２０の保持片２２ａ，２２ｂとをそれぞれ嵌め込む（図２Ａ参照）。

そして、図９に示すように、第１枠片１０の端部と、第３枠片３０の一方の端部の取付片３６とを対峙させ、取付片３６の外側からねじ部材６０，６０をそれぞれねじ穴３７，３７に通して、対峙する第１枠片１０の各ねじ溝部１７ａ，１７ｂにねじ込む。

また、図１０に示すように、第２枠片２０の端部と、第３枠片３０の他方の端部の取付片３６とを対峙させ、取付片３６の外側からねじ部材６０，６０をそれぞれねじ穴３８，３８に通して、対峙する第２枠片２０の各ねじ溝部２７ａ，２７ｂにねじ込む。

次に、図８に示すように、第１枠片１０の取付片１６と、第４枠片４０の一方の端部とを対峙させ、取付片１６の外側からねじ部材６０，６０をそれぞれねじ穴１９，１９に通して、対峙する第４枠片４０各ねじ溝部４７ａ，４７ｂにねじ込む。

次に、図１１に示すように、第２枠片２０の取付片２８と、第４枠片４０の他方の端部とを対峙させ、取付片２８の外側からねじ部材６０，６０をそれぞれねじ穴２９，２９に通して、対峙する第４枠片４０各ねじ溝部４７ａ，４７ｂにねじ込む。

これにより、図１ないし図３に示すように、太陽電池モジュール本体２の周縁部が４つの枠片１０，２０，３０，４０によって保持される。

なお、本実施形態の太陽電池モジュール１では、図１Ｂに示すように、枠体３をさらに補強するために、太陽電池モジュール本体２の裏面側において、第３枠片３０と第４枠片４０との間に複数本（この例では２本）のサポート部材５０を架け渡している。このサポート部材５０の一方の端部は、後述する図１２に示すように、第４枠片４０の第１閉断面部４１ａに設けられたねじ穴４８ｂ（図３，図７を併せて参照）に対して、ねじ部材７８によって固定されており、他方の端部は略Ｕ字状に屈曲形成されて、第３枠片３０の係止穴３３ａに挿通係止されている。

また、第３枠片３０に取付けられた載置片３５、固定片７０は、導電性のある金属で作製されている。導電性のある金属を用いることにより、隣接する太陽電池モジュール１の枠体３同士を電気的に接続することが可能となる。よって、太陽電池モジュール１を設置する際に、アース接地するために、配線を用いて枠体３同士を電気的に接続する作業が不要となり、設置作業を簡便化することができる。

このようにして組み立てられた太陽電池モジュール１を、本実施形態では設置面である屋根上に順次敷設していく。

＜太陽電池モジュール１の敷設構造の説明＞
図１２は、太陽電池モジュール１を屋根上に敷設した状態を示す断面図であり、図中左側が軒側、右側が棟側である。

屋根の野地板１００上への敷設に際し、太陽電池モジュール１は、第３枠片３０を軒側に、第４枠片４０を棟側にして載置される。そして、軒側に敷設された太陽電池モジュール１の第４枠片４０の上に、隣接する棟側の太陽電池モジュール１の第３枠片３０を重なり合うように配置して、順次軒側から棟側に向かって敷設していく。

より具体的に説明すると、一つの列の太陽電池モジュール１は、野地板１００上の横桟１０１にねじ部材１１０によって固定されている取付金具１０２に、棟側となる第４枠片４０の係止片４９を係止固定する。次に、対向する軒側となる第３枠片３０の載置片３５を、軒側に既に敷設されている太陽電池モジュール１の第４枠片４０上に載置し、この状態で載置片３５を第４枠片４０の上面と固定片７０とで挟み込み、固定片７０に設けられたねじ穴７１を通して第４枠片４０のねじ穴４８ａにねじ部材７５をねじ込んで、載置片３５を固定片７０と第４枠片４０の上面とで挟持固定する。

これにより、一つの太陽電池モジュール１は、第４枠片４０が野地板１００上の横桟１０１に固定されている取付金具１０２によって直接固定され、第３枠片３０が軒側に敷設されている他の太陽電池モジュール１の第４枠片４０を介して野地板１００の横桟１０１に固定されることになる。

なお、軒側の１列目の太陽電池モジュール１の第３枠片３０の固定構造、及び棟側の最上列の太陽電池モジュール１の第４枠片４０の固定構造については、図示を省略している。

また、本実施形態では、太陽電池モジュールとして瓦一体型の太陽電池モジュールを例示しているが、瓦一体型ではない通常の太陽電池モジュールにも本発明の枠体を適用可能であることは当然である。

［実施形態２］
実施形態２に係る枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュールについて、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、第２枠片の固定受け部であるねじ溝部の位置と第１延設片の形状である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図１３に、本実施形態で用いた第２枠片２００の断面図を示す。言い換えれば、第２枠片２００は、実施形態１において図２Ａ及び図５で示した第２枠片２０の別の例である。

第２枠片２００は、太陽電池モジュール本体を保持するときの脚部となる長尺状の支持片２１０を備えており、支持片２１０の長手方向に直交する高さ方向の上端部には、その一側面に太陽電池モジュール本体の縁部を横方向から嵌め合わせて勘合保持する上下一対の保持片２２０ａ、２２０ｂが水平に延設されている。言い換えると、保持片２２０ａ、２２０ｂは支持片２１０の左側面２１０ｂの上端部に形成している。

第２枠片２１０は、太陽電池モジュール本体を保持するときの脚部となる長尺状の支持片２１０を備えており、支持片２１０の下端部には、太陽電池モジュール本体の底面側に向かった横方向に第１延設片２５０を設けている。この第１延設片２５０の横方向（幅方向）の長さは、保持片２２０ｂの横方向の長さより長くなるように形成している。

また、第１延設片２５０の横方向の先端縁部に沿って、一つの凸部２５０ｂが長手方向（図１３中紙面に垂直な方向）の全長にわたって設けている。より具体的には、一つの凸部２５０ｂは、保持片２２０ｂの先端縁部よりさらに横方向の外側に設けている。

本実施形態では、第１延設片２５０と一つの凸部２５０ｂとによって、太陽電池モジュール本体の周縁部と保持片２２０ａ、２２０ｂとの間を水が侵入してきた場合でも、排水することができる排水路２５０ａを形成している。すなわち、凸部２５０ｂが排水路２５０ａの土手となっている。凸部２５０ｂが、第１延設片２５０の長手方向の先端縁部に沿って全長にわたって設けられていることにより、より確実に排水できる。

すなわち、このような構成によれば、太陽電池モジュールが屋根に設置されている場合に、水が太陽電池モジュール本体の周縁部と保持片２２０ａ、２２０ｂとの間を侵入してきた場合でも、水はこの排水路に落下し、排水路内を軒下側に流れることになる。つまり、侵入水が直接屋根に落ちることを防止することができる。

瓦一体型太陽電池モジュールの場合、瓦の上に太陽電池モジュールを設置するのではなく、瓦の機能も有した太陽電池モジュールを屋根に設置する。よって、侵入水が直接屋根に落ちることを防止する機能は非常に重要となる。

本実施形態の第２枠片２００においては、固定受け部であるねじ溝部２７０ａを、支持片２１０の右側面２１０ａの上端部と第２延設片２６０とが交わる箇所に形成していく。さらに、もう１つの固定受け部であるねじ溝部２７０ｂを第２延設片２６０に接して形成している。ねじ溝部２７０ａとねじ溝部２７０ｂとの距離は十分に離れている。

より具体的には、Ｌ２３とＬ２４を比較するとＬ２４の方が長くなるように構成した。Ｌ２３と、支持片２１０の保持片２２０ｂより下側にある辺と保持片２２０ｂの辺とで構成する長方形の対角線の長さであり、Ｌ２４は、ねじ溝部２７０ａとねじ溝部２７０ｂとの間の距離である。このように一方のねじ溝部２７０ａと他方のねじ溝部２７０ｂとの間の距離を十分に離すことにより、第２枠片２００と第３枠片との突き合わせ端部（連結部）、第２枠片２００と第１枠片との突き合わせ端部（連結部）にかかるねじりの力（モーメント）に対して、接続強度を増すことができる。

［実施形態３］
実施形態３に係る枠体及びこの枠体を備えた太陽電池モジュールについて、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。実施形態１と異なる点は、ばね鋼板を用いた点と第４枠片の形状である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。図１４に、本実施形態に係る枠体を備えた太陽電池モジュール１０００の全体構成を示す受光面側からみた斜視図を示し、図１５に、図１４で示した太陽電池モジュールを構成する第４枠片４００の断面図を示す。

図１４に示すように、第４枠片４００の受光面側にばね鋼板８０が載置されている。実施形態１において図１２を用いて説明したように、本発明の太陽電池モジュールは、屋根の軒側に敷置された太陽電池モジュールの第４枠片の上に、隣接する棟側の太陽電池モジュールの第３枠片を重なりあうように配置することで、屋根に敷設していく。

第４枠片の上に、隣接する棟側の太陽電池モジュールの第３枠片を重なりあうように配置したとき、第４枠片のばね鋼板８０は第３枠片の載置片３５と接触することになる。ばね鋼板及び載置片は導電性のある金属で作製されている。より具体的には、本実施形態においては、ステンレスを用いて作製したばね鋼板を用いた。導電性のある金属同士を物理的に接触させることで、隣接する太陽電池モジュールの枠体どうしを電気的に接続することが可能となる。よって、太陽電池モジュールを設置する際に、アース接地するために、配線を用いて枠体同士を電気的に接続する作業が不要となり、設置作業を簡便化することができる。

本実施形態においては、ばね鋼板８０は第４枠片４００の長手方向におけるほぼ中心に１つ、両端に近い箇所にそれぞれ１つずつの計３箇所に配置した。このような配置にすることで、太陽電池モジュールのさまざまな施工設計パターンに対応することが可能となる。例えば、屋根の軒側の太陽電池モジュールと棟側の太陽電池モジュールを互いに横方向にずらして千鳥状に配置する場合、端に近い箇所に配置したばね鋼板を介して軒側の太陽電池モジュールと棟側の太陽電池モジュールは電気的に接続される。また、軒側の太陽電池モジュールと棟側の太陽電池モジュールの長手方向の長さが異なる場合でも、３箇所のいずれかに配置したばね鋼板を介して電気的に接続することが可能である。このように、３箇所に配置することにより、太陽電池モジュールの設計を変更することなくさまざまな施工に対応することが可能となる。

次に図１５を用いて第４枠片の構造について説明する。図１５は第４枠片４００の断面図である。言い換えれば、第４枠片４００は、実施形態１において図７で示した第４枠片４０の別の例である。

保持部４９０ｂは、太陽電池モジュール本体とは逆の方向に延出している。この逆の方向に延びた保持部４９０ｂにはねじ穴４８０ａが形成されており、固定部材であるねじ部材８１で保持部４９０ｂとばね鋼板８０を固定している。

本実施形態において、アルミニウムを用いた枠体を用いており、枠体表面にはアルマイト処理により絶縁膜が構成されている。ステンレスを用いたねじ部材８１を介して第４枠片４００とばね鋼板８０を接続している。よって、導電性のねじ部材８１を介して、第４枠片４００の導電性を有する枠体本体とばね鋼板８０は電気的に接続される。ばね鋼板８０が隣接する太陽電池モジュールの第３枠片と接触することにより、隣接する太陽電池モジュール同士が電気的に接続されることになる。

実施形態１においては、隣接する太陽電池モジュールの枠体どうしの接続に、固定片を用いる例を示した。固定片は枠体とは別の部材であり、固定部材であるねじ部材で枠体に接続する構造となっている。本実施形態では、保持部４９０ａが隣接する枠体を接続する機能を有しており、実施形態１における固定片にあたる。実施形態４においては、部材を一体化することにより、太陽電池モジュールの部品点数を減らすことが可能となり組み立てにおける工程を減らすことが可能となった。

さらに、実施形態１においては、略たん形状の主体部４１は、略たん形の第１閉断面部４１ａと第２閉断面部４１ｂとを備えていたが、本実施形態においては、閉断面は備えていない構造としている。このような閉断面を備えない略たん形状の構造を有する主体部４１０とすることで、枠体を構成するために必要となる部材の総量を減らすことが可能となる。よって、太陽電池モジュールの軽量化が可能となるとともに、低コスト化を図ることが可能となった。

太陽電池モジュール本体の裏面側にあたる主体部４１０の下方側の外側に、一つの固定受け部であるねじ溝部４７０ａ及び４７０ｂを長手方向（図１５中紙面に垂直方向）の全長にわたって設置している。実施形態１と固定受け部の位置は異なっているが、これは、例の１つを示したものである。

本実施形態においては、ステンレスを用いたばね鋼板を用いた例を示したが、材料はステンレスに限るものではなく、またばね鋼板に限るものではない。

実施形態３として、実施形態１と異なる点を複数個述べたが、そのうち１つだけ用いても良く、いくつかの異なる点を組み合わせて用いても良いことは言うまでもない。

以上、実施形態１から実施形態３について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した３つの実施形態それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

また、本発明の枠体は、太陽電池モジュール本体の周縁部を長尺状の４つの枠片でそれぞれ保持し、前記４つの枠片のそれぞれの端部同士を突き合わせ、一方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定受け部に他方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定穴を通じてそれぞれ固定部材を固定することで、前記突き合わせ端部同士が固定された構造の枠体であって、前記４つの枠片のうち対向する２つの枠片は、前記太陽電池モジュール本体の縁部を保持する複数の保持片と、前記保持片から垂下された支持片と、前記支持片の下端部から前記太陽電池モジュール本体の裏面側に沿って延設された第１延設片とを備え、前記第１延設片の長手方向に直交する幅方向の長さは、前記複数の保持片のうち前記第１延設片側にある保持片の長手方向に直交する幅方向の長さより長く形成されており、前記第１延設片の前記幅方向の先端縁部に沿って前記一つの固定受け部が設けられ、前記保持片の近傍に前記他の固定受け部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、第１延設片の幅方向の先端縁部に沿って一つの固定受け部を設け、保持片の近傍に他の固定受け部を設けることで、これら固定受け部の幅方向の距離を離すことができる。

また、本発明の枠体では、前記固定受け部は、前記枠片の前記長手方向の全長にわたって形成されたねじ溝部であり、前記固定部材がねじ部材であることを特徴としている。

この構成によれば、長手方向の全長にわたって形成されたねじ溝部同士の距離を離して（すなち、間隔を十分あけて）設けることにより、突き合わせ端部にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、本発明の枠体では、前記一つの固定受け部は、前記保持片の先端縁部よりさらに幅方向の外側に設けられている。

この構成によれば、一つの固定受け部を、保持片の先端縁部よりさらに幅方向の外側に設けることで、一つの固定受け部の他の固定受け部との間の距離を離して（すなち、間隔を十分あけて）設けることができるので、突き合わせ端部にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、本発明の枠体は、前記第１延設片と前記一つの固定受け部とによって、前記太陽電池モジュール本体の周縁部と前記保持片との間を浸入してきた水を排水する排水路が形成された構成としている。

この構成によれば、第１延設片が排水路となることで、太陽電池モジュールが屋根に設置されている場合に、太陽電池モジュールの周縁部と保持片との間を浸入してきた水は、この排水路内を軒先側に流れることになる。つまり、浸入水が直接屋根上に落ちることを防止することができる。

また、本発明の枠体では、前記他方の固定受け部は、前記保持片の外側面に設けられた構成としている。

この構成によれば、一方の固定受け部と他方の固定受け部との間の距離を離して（すなわち、間隔を十分あけて）設けることができるので、突き合わせ端部にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、本発明の枠体によれば、前記保持片には、周縁部が保持される前記太陽電池モジュール本体と反対側に延設された第２延設片が設けられ、前記他方の固定受け部は、前記第２延設片に設けられた構成としている。

この構成によれば、他方の固定受け部を第２延設片に設けることで、一方の固定受け部と他方の固定受け部との間の距離を離して（すなわち、間隔を十分あけて）設けることができるので、突き合わせ端部にかかるねじりの力（モーメント）に対して強度を増すことができる。

また、本発明の枠体では、前記第１延設片の前記幅方向の先端縁部に沿って設けられた前記一つの固定受け部の一部に切り込みが設けられた構成としている。このように、切り込みを設けることで、太陽電池モジュールを施工する際に、太陽電池モジュールのおさまりをよくすることができる。

また、本発明の太陽電池モジュールは、上記各構成の枠体によって太陽電池モジュール本体が保持されていることを特徴としている。

本発明によれば、ねじりの力に対して十分な強度を持った太陽電池モジュールを実現することができる。

１太陽電池モジュール
２太陽電池モジュール本体
３枠体
１０第１枠片
１１支持片
１１ａ右側面
１１ｂ左側面
１２ａ，１２ｂ保持片
１２ａ２，１２ｂ２切欠き部
１３上側重なり片
１４下側重なり片
１５第１延設片
１５ａ排水路
１６取付片
１７ａ，１７ｂねじ溝部（固定受け部）
１９ねじ穴
２０、２００第２枠片
２１、２１０支持片
２１ａ、２１０ａ右側面
２１ｂ、２１０ｂ左側面
２２ａ，２２ｂ、２２０ａ，２２０ｂ保持片
２５、２５０第１延設片
２５ａ、２５０ａ排水路
２５０ｂ凸部
２６、２６０第２延設片
２７ａ，２７ｂ、２７０ａ，２７０ｂねじ溝部（固定受け部）
２８取付片
２９ねじ穴
３０、３００第３枠片
３１支持片
３１ａ右側面
３２ａ，３２ｂ保持片
３３第１屈曲片
３３ａ係止穴
３４第２屈曲片
３５載置片
３６取付片
３７，３８ねじ穴
３９ねじ部材
４０、４００第４枠片
４１、４１０主体部
４１ａ第１閉断面部
４１ａ１右側面
４１ｂ第２閉断面部
４２ａ，４２ｂ、４２０ａ，４２０ｂ保持片
４７ａ，４７ｂ、４７０ａ，４７０ｂねじ溝部
４８ａ，４８ｂ、４８０ａねじ穴
４９係止片
４９０ａ、４９０ｂ保持部
６０，７５，７８ねじ部材
７０固定片
７１ねじ穴
８１ねじ部材
９０水
１００野地板
１０１横桟
１０２取付金具

Claims

太陽電池モジュール本体の周縁部を長尺状の４つの枠片でそれぞれ保持し、前記４つの枠片のそれぞれの端部同士を突き合わせ、一方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定受け部に他方の突き合わせ端部に形成された複数個の固定穴を通じてそれぞれ固定部材を固定することで、前記突き合わせ端部同士が固定された構造の枠体であって、
前記４つの枠片のうち対向する第１枠片および第２枠片は、長尺状の支持片と、該支持片の側面から延設された前記太陽電池モジュール本体の縁部を挟む上下一対の保持片であって、前記支持片の上端部側面から延設されて前記太陽電池モジュール本体の受光面上に配置された第１保持片と、前記第１保持片の下方で前記支持片の側面から延設されて前記太陽電池モジュール本体の裏面下に配置された第２保持片と、前記支持片の下端部から前記太陽電池モジュール本体の裏面側に沿って延設された第１延設片と、前記第１保持片と前記第２保持片との間の位置で前記太陽電池モジュール本体とは反対側の前記支持片の側面に設けられた第１固定受け部と、第２固定受け部とを備え、
前記第１延設片の長手方向に直交する幅方向の長さは、前記第２保持片の長手方向に直交する幅方向の長さより長く形成されており、
前記第１枠片は、前記第１延設片の前記支持片とは反対側の端部に前記第２固定受け部を備え、
前記第２枠片は、前記第１延設片の前記支持片とは反対側の端部に設けられた土手と、前記支持片を挟んだ前記第１保持片の反対側より延設された第２延設片と、前記第１固定受け部から離れた位置で前記第２延設片に設けられた前記第２固定受け部とを備えることを特徴とする枠体。
前記第２枠片において、前記第１固定受け部と前記第２固定受け部との間の距離は、前記第２保持片と前記第２保持片より下側の前記支持片とでなす長方形の対角線の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の枠体。
前記第１枠片が、前記支持片の上端から前記第１保持片とは反対側へ延設された上側重なり片と、前記支持片の下端から前記第１延設片とは反対方向へ延設された下側重なり片
とを備える、請求項１または２に記載の枠体。
前記下側重なり片が前記上側重なり片よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の枠体。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の枠体によって太陽電池モジュール本体が保持されていることを特徴とする太陽電池モジュール。