WO2013065130A1

WO2013065130A1 - 太陽電池モジュールの固定構造

Info

Publication number: WO2013065130A1
Application number: PCT/JP2011/075205
Authority: WO
Inventors: 小林　修一
Original assignee: 株式会社屋根技術研究所
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-05-10
Also published as: EP2775065B1; CN103875178B; CN103875178A; US8453394B2; US20130104471A1; JP4975893B1; AU2011349904A1; KR20140085420A; EP2775065A1; AU2011349904B2; EP2775065A4; JPWO2013065130A1

Abstract

　太陽電池モジュールの固定構造１は、太陽電池モジュール９と、太陽電池モジュール９を支持する第一固定部材７と、第一固定部材７を載置する載置部２０を有する載置連結部２２、載置連結部２２から延設された傾斜連結部２５、及び傾斜連結部２５から延設され屋根構造部材２の構造面８に沿って曲折された当接部２６を有する第二固定部材４と、第一固定部材７及び第二固定部材４の間に多段に積重されたスペーサ部材３とを具備する。載置連結部２２の載置部２０には載置面２０ａを貫通する長孔形状の長孔部２９が形成され、第二固定部材４に対する第一固定部材７の固定位置の微調整が可能となる。

Description

太陽電池モジュールの固定構造

　本発明は、太陽電池モジュールの固定構造に関するものであり、特に、屋根上に複数枚の太陽電池モジュールを固定するための固定部材を有する太陽電池モジュールの固定構造に関するものである。

　建築物の屋根上に太陽電池モジュールを設置し、太陽光による発電が行われている。このとき、複数枚のパネル状の太陽電池モジュールを屋根上に固定する固定構造としては、例えば、屋根瓦等の屋根材が敷設される野地板に、所定の間隔で屋根固定金具を取付けた上で、当該屋根固定金具に長尺状の縦桟材を取付け、さらに複数の縦桟材の間を架渡すようにして複数の横桟材を所定間隔で取付けた井桁状の取付架台を形成し、横桟材の間で太陽電池モジュールを支持することによって屋根上に固定することがある。この場合は、屋根固定具、縦桟材等の各種部材を必要とし、部品点数が多くなり設備コストが嵩む問題があった。さらに、それらの部材を足場の悪い屋根上で組立てなければならず、設置に要する作業工数が多くなり、作業コストが高くなる問題もあった。

　本願出願人は、上記太陽電池モジュールの固定構造に関する技術開発を進め、井桁状の取付架台の構成を省略し、建築物の屋根上に簡易かつ低コストで太陽電池モジュールを設置可能な固定構造を提案している。これによると、太陽電池モジュールの軒側及び棟側のそれぞれの外縁を複数の固定部材によって支持し、かつ当該固定部材を設置対象の屋根構造部材（屋根材或いは建築構造部材等）に直接固定することができる（特許文献１参照）。この固定構造は、太陽電池モジュールの外縁が載置される載置部及び載置部の下側に構成され屋根材へ固定するための固定部を有し、屋根材上に設置されるベース部と、ベース部の載置部から上方に延出する立設部と、立設部の上端から載置部と平行に両側に延びる阻止部とを備え、載置部及び阻止部によって太陽電池モジュールの外縁を挟持して支持することができる固定部材を有して構成されている。これにより、複数の太陽電池モジュールを一方向側（例えば、軒側）から順次、他方向側（例えば、棟側）に向かって固定することができ、太陽電池モジュールの設置作業を省力化することができる。さらに、固定部材自体は、太陽電池モジュールの外縁に沿ってスライド可能に形成されることで、垂木等の屋根の建築構造部材に固定位置を合わせることができ、固定部材自体の固定強度を高めることができる。また、取付架台等のような別構成を必要としないため、部品点数の大幅な削減が可能となる。

　しかしながら、上述した太陽電池モジュールの固定構造は、下記に掲げる問題点を有する可能性があった。すなわち、固定部材を屋根材に直接固定するために、作業の効率化や部品点数の削減等を図ることができるものの、太陽電池モジュールの交換時に問題が発生することがあった。太陽電池モジュールは、屋外での使用を前提として設計され、かつ長期間に亘って雨水等に晒されても使用に耐え得るように十分な耐久性や耐水性等の基準をクリアした性能を本質的に有している。ところが、台風等によって飛散した樹木等が太陽電池モジュールに衝突して一部または全部が破損した場合や、使用想定寿命を経過して発電性能が低下し、十分な発電量が得られなくなった太陽電池モジュールは、新しい太陽電池モジュールへの交換作業が必要となっていた。

　この場合、屋根構造部材に固定部材を介して直接設置された太陽電池モジュールは、屋根構造部材と太陽電池モジュールとを接続する固定部材を取り外す必要があった。このとき、固定部材は屋根構造部材に固定用ビスなどを利用して固定されるものであり、取外した後には固定用ビスによって穿けられた固定用ビス孔が屋根構造部材に残っていた。破損または古くなった太陽電池モジュールから新しい太陽電池モジュールに交換し、再び、固定部材及び固定用ビスを利用して屋根構造部材に固定しようとする場合、それまで使用していた固定用ビス孔と同じ位置に固定用ビスを締結することは、設置強度の点から避けられることが多かった。そのため、太陽電池モジュールの交換作業毎に、屋根材の各箇所に新たな固定用ビス孔が穿けられることになり、屋根構造部材自体の外観を損なうことがあった。さらに、屋根構造部材に複数の孔（固定用ビス孔）が設けられると、屋根材上を伝わって流れる雨水等が屋根構造部材の内部に浸入しやすくなり、屋根構造部材自体及び建築物の強度が損なわれる等の問題があった。

　そこで、本発明は、上記実情に鑑み、太陽電池モジュールの設置作業を容易にし、かつ太陽電池モジュールの取付及び交換時に屋根材等を損傷することのない太陽電池モジュールの固定構造の提供を課題とするものである。

　上記課題を解決するため、本発明の太陽電池モジュールの固定構造（以下、単に「固定構造」と称す）は、「矩形状の太陽電池パネル及び前記太陽電池パネルのパネル外周と接する枠体を有する太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの前記枠体と接続する枠体接続部及び前記枠体接続部の下側位置に形成された台座部を有する第一固定部材と、前記第一固定部材及び前記太陽電池モジュールの設置対象の屋根構造部材の間に介設させる第二固定部材とを具備し、前記第二固定部材は、前記第一固定部材の前記台座部を載置する載置面を有する載置部及び前記載置部の軒側載置辺から直交方向に曲折され前記載置部を前記屋根構造部材の構造面から所定の高さに保持する直脚部を備え、前記第一固定部材を下方から支持する載置連結部と、前記載置連結部の前記載置部の棟側載置辺から斜め方向に曲折して延設された傾斜部及び前記傾斜部と前記構造面との間を連結する傾斜脚部を有する傾斜連結部と、前記傾斜部の棟側傾斜辺から前記構造面に沿うように斜め方向に曲折して延設され前記構造面と当接する当接面を有する当接部と」を具備して主に構成されている。

　ここで、屋根構造部材とは、太陽電池モジュールの設置対象となる建築物の屋根部分に相当する部材であり、例えば、「スレート」、「陶器製瓦」、「金属瓦」、「セメント瓦」、及び「トタン」等の屋根材と、上記屋根材を支持する「垂木」、「野地板」、「垂木上に架設された横桟」、及び「母屋」等の建築構造部材とを総称するものである。すなわち、本実施形態の太陽電池モジュールの固定構造は、屋根材及び建築構造部材のいずれかに第一固定部材及び第二固定部材を介して太陽電池モジュールを固定するものであれば構わない。さらに、第一固定部材は、太陽電池モジュールと第二固定部材とを連結するものであり、太陽電池モジュールを屋根構造部材の構造面から所定高さに保持した状態で保持するものである。ここで、本発明における第一固定部材が、上述した従来の太陽電池モジュールの固定構造における「固定部材」の構成に相当するものであり、太陽電池モジュールの枠体を上下方向から挟持して接続する枠体接続部等の構成を有して形成されている。なお、太陽電池モジュール及び第一固定部材（＝固定部材に相当）の構成及び接続の詳細については既に周知のものであるため、ここでは詳細な説明は省略するものとする。

　一方、第二固定部材は、上記第一固定部材及び屋根構造部材の間に介設されるものであり、屋根構造部材の屋根傾斜方向に沿って棟側から軒側に向かって載置連結部、傾斜連結部、及び当接部の三つの構成が並んで形成されている。ここで、載置連結部は、第一固定部材の台座部の台座部底面と当接する載置面を有する載置部を備え、第一固定部材を構造面から所定の高さに維持した状態で保持可能なものである。この高さは、載置部の棟側載置辺から直交した直脚部の長さによって主に決定される。すなわち、載置連結部は、平板状部材によって構成され、構造面に対して直交方向に沿って配された直脚部と、直脚部の上端から直交方向に曲折された載置部とを有し、側方から視ると断面Ｌ字形状を呈するものから構成されている。なお、直脚部の底端は構造面と当接しているのみであり、当接箇所で直脚部及び構造面の間で締結固定されているものではない。載置連結部の構成により、載置部の載置面と構造面とが平行な状態に維持され、当該載置面に第一固定部材の台座部を載置することが可能となっている。

　傾斜連結部は、載置部の棟側載置辺から構造面に向かう斜め方向に沿って傾斜面が形成された傾斜部が曲折して延設され、傾斜部の傾斜面に直交し、かつ構造面に向かう方向に沿って傾斜脚部が設けられている。これにより、傾斜脚部を通じて傾斜連結部及び延設された載置連結部が支持されている。なお、傾斜脚部には、脚方向に沿って固定用ビス孔が貫設され、当該固定用ビス孔に固定用ビスを挿込み、屋根構造部材と固定することで第二固定部材が屋根構造部材に固定される。

　さらに、第二固定部材は、傾斜連結部の棟側に構造面と当接する当接面を有する平板状の当接部が設けられている。なお、当接部にも前述の傾斜連結部の傾斜脚部と同様に当接面を貫通する固定用ビス孔が設けられ、固定用ビスによる屋根構造部材と当接部との固定が行われる。すなわち、本発明において、傾斜脚部及び当接部と屋根構造部材との二箇所で第二固定部材が固定されることになる。なお、傾斜脚部及び当接部に設けられた固定用ビス孔の貫通方向は傾斜面及び当接面にそれぞれ直交するため、固定用ビス孔の先端（構造面側）に向かって拡がるようになっている。そのため、傾斜した屋根構造部材の構造面に第二固定部材を固定した場合、互いに異なる方向に最大耐荷重を示す一対の固定用ビス及びこれに挿入される固定用ビスによって、通常よりも固定強度を著しく強くすることができる。

　したがって、本発明の固定構造によれば、第一固定部材及び屋根構造部材の間に第二固定部材が介設されるため、太陽電池モジュールの交換作業の際には、第二固定部材と第一固定部材の締結状態を解除し、太陽電池モジュールを屋根構造部材から取外すことが可能となる。その結果、構造面に第二固定部材が固定されたままとなるため、太陽電池モジュールを再設置する場合等に新たな固定用ビス孔を形成する必要がなく、屋根構造部材の構造面に不必要な固定用ビス孔が存在することがなく、屋根構造部材自体を傷めることがない。また、第二固定部材の一部が構造面に対して傾斜した傾斜面を有して構成されることにより、係る部位を利用して太陽電池モジュールの設置作業を簡易に行えるようになる。すなわち、一般に軒側から太陽電池モジュールを順次設置する場合において、第二固定部材を構成する傾斜連結部の傾斜面に沿って太陽電池モジュールの枠体を移動させ、第一固定部材の枠体接続部に当該枠体を嵌込んで挟持することが可能となる。これにより、太陽電池モジュールの設置作業が容易となる。

　さらに、本発明の固定構造は、上記構成に加え、「前記載置連結部は、前記載置部を貫通し、前記屋根構造部材の軒側及び棟側を結んだ屋根傾斜方向に沿って伸びた長孔形状の長孔部をさらに具備し、前記長孔部に挿通可能な締結固定ボルト及び前記締結固定ボルトに締結されるナットを有し、第二固定部材に対する前記第一固定部材の固定位置を前記屋根傾斜方向に沿って調整可能な締結固定部」を具備するものであっても構わない。

　したがって、本発明の固定構造によれば、第一固定部材を載置して支持する第二固定部材の載置連結部に長孔形状の長孔部が設けられている。これにより、第二固定部材に対する第一固定部材の載置位置（固定位置）を屋根傾斜面の軒－棟を結んだ方向に沿って自在に変位させることができる。その結果、第一固定部材（さらには、太陽電池モジュール）の固定位置を容易に調整することが可能となる。特に、太陽電池モジュールは屋根構造部材の構造面に縦横に複数枚設置されるものであり、互いの太陽電池モジュールの縦方向及び横方向の位置を揃える調整作業に多くの労力を要する。この場合において、載置部に長孔部が設けられていることにより、特に縦方向（軒－棟方向に相当）の位置の微調整を容易にし屋根構造部材に規定通り整列した状態で設置が可能となる。なお、載置連結部の長孔部は、屋根面に太陽電池モジュールを新設する場合に限らず、太陽電池モジュールのメンテナンスのために一端取外し、再び取付けを行う場合であっても上記調整を容易にすることができる利点を有している。

　さらに、本発明の固定構造は、上記構成に加え、「矩形状を呈し、前記台座部及び前記載置部の間に多段に積重可能に介設されるスペーサ部材をさらに具備し、前記スペーサ部材は、前記スペーサ部材の軒側スペーサ辺から前記締結固定ボルトのボルト軸を挿通可能な幅で切欠かれた切欠部と、前記スペーサ部材の棟側スペーサ辺の辺上端に形成された段差部と、前記棟側スペーサ辺の辺下端に前記段差部の段差形状に合致するように形成された掛止部とを有し、前記第二固定部材は、前記棟側載置辺に前記掛止部の形状に一致する第二固定段差部」を具備するものであっても構わない。

　ここで、スペーサ部材は、略矩形状を呈し、所定の厚さ（例えば、３ｍｍ程度）を有する平板状の部材によって構成されている。そして、スペーサ部材の長辺側の一辺（軒側スペーサ辺）から中心方向に向かって切欠部が形成されている。これにより、上述した締結固定ボルトのボルト軸が切欠部に挿通されることで締結固定部による第一固定部材及び第二固定部材の連結固定に支障をきたすことがない。一方、軒側スペーサ辺と相対する長片側の他辺（棟側スペーサ辺）には、辺上端に段差形状の段差部が設けられ、これに対応する掛止部が辺下端に形成されている。その結果、複数のスペーサ部材を多段に積重した場合であっても、上側のスペーサ部材の掛止部が下側のスペーサ部材の段差部と掛合することができる。ここで、第二固定部材は、傾斜した屋根構造部材の構造面に取付けられるものであり、スペーサ部材同士の上記掛合により、下段のスペーサ部材に引っ掛かって上段のスペーサ部材が積重された状態を維持することが可能となる。これにより、第一固定部材及び第二固定部材に所定厚さのスペーサ部材を複数段に亘って設置し、太陽電池モジュールを設置する際の高さ方向の微調整を図ることが可能となる。さらに、第二固定部材の棟側載置辺に設けられた第二固定段差部によって第二固定部材にスペーサ部材を掛合することができる。

　したがって、本発明の固定構造によれば、スペーサ部材を利用することで第一固定部材及び第二固定部材の間を調整することができ、太陽電池モジュールの設置高さの微調整が可能となる。さらに、段差部及び掛止部を有するスペーサ部材を採用することにより、複数枚のスペーサ部材を積重した場合であっても、締結固定ボルトのボルト軸周りに係るスペーサ部材が回転することを規制することが可能となり、スペーサ部材の介設作業及び太陽電池モジュールの設置作業を簡略化することが可能となる。

　本発明の効果として、第一固定部材及び屋根構造部材の間に第二固定部材を介設することで、太陽電池モジュールの設置作業が簡易になるとともに、太陽電池モジュールの交換作業の際に屋根構造部材を傷める可能性を抑えることができる。

本実施形態の固定構造の概略構成を示す斜視図である。固定構造を屋根構造部材に設置した状態を示す側方から視た説明図である。固定構造の概略構成を示す分解斜視図である。スペーサ部材の構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）左側面図である。第二固定部材の構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）左側面図である。本発明の固定構造の別例構成を示す斜視図である。

　以下、本発明の一実施形態である固定構造１（太陽電池モジュールの固定構造）について、図１乃至図６に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の固定構造１の概略構成を示す斜視図であり、図２は固定構造１を屋根構造部材２に設置した状態を示す側方から視た説明図であり、図３は固定構造１の概略構成を示す分解斜視図であり、図４はスペーサ部材３の構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）左側面図であり、図５は第二固定部材４の構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）左側面図であり、図５は本発明の固定構造の別例構成を示す斜視図である。ここで、本実施形態の固定構造１は、図２等に示されるように、野地板や垂木等の建築構造部材５の上に屋根材６を敷設して構築された屋根（屋根構造部材２）に対して、第一固定部材７及び第二固定部材４を利用して、屋根構造部材２の傾斜した構造面８に太陽電池モジュール９を設置するものについて例示する。なお、枠体１１等を含む太陽電池モジュール９の構成は、説明を簡略化するため必要に応じて図示を省略している。

　本実施形態の固定構造１は、図１等に示されるように、矩形状に形成された太陽電池モジュール９と、太陽電池モジュール９の棟側及び軒側のそれぞれの枠体１１を支持する複数の第一固定部材７と、屋根構造部材２に固定される第二固定部材４と、第一固定部材７及び第二固定部材４の間に多段に積重して介設される複数のスペーサ部材３とを具備して主に構成されている。

　太陽電池モジュール９は、平面視において略矩形状とされ、太陽光を受けることで発電する太陽電池セル（図示しない）を有する太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０のパネル外周１０ａを保持する枠体１１とを具備して主に構成されている。ここで、枠体１１は、後述する第一固定部材７の枠体接続部１２と嵌合可能に形成されている。なお、太陽電池モジュール９及びその枠体１１等の構成については、従来から周知のものを利用することが可能であり、ここでは形状等の詳細についての説明は省略するものとする。

　第一固定部材７は、図２等に示されるように、太陽電池モジュール９の枠体１１を支持する枠体接続部２と、当該枠体接続部１２の下側位置に設けられ、第二固定部材４と複数のスペーサ部材３を介して固定される台座部１３とを具備して主に構成されている。さらに、具体的に説明すると、台座部１３は、側方視で断面矩形状の四角筒状を呈し、台座部上面部１３ａ、台座部底面部１３ｂ、台座部上面部１３ａ及び台座部底面部１３ｂの両端同士を接続する一対の台座部側面部１３ｃ、及び、台座部上面部１３ａ及び台座部底面部１３ｂの中央部分を連結する補強脚部１３ｄを具備して構成されている。なお、補強脚部１３ｄによって区画された棟側の台座部底面部１３ｂには後述する第二固定部材４との締結固定に使用される締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａが挿通可能なボルト孔１５が穿設されている。すなわち、補強脚部１３ｄによって区画された棟側の空間（ボルト孔１５の上方）に締結固定用のナット１６を挿入することができるようになっている。ここで、締結固定ボルト１４及びナット１６が本発明における締結固定部に相当する。

　一方、枠体接続部１２は、上記台座部１３の補強脚部１３ｄによって区画された軒側位置に設けられ、台座部上面部１３ａから鉛直方向に立設された立設部１２ａと、立設部１２ａの先端から軒側及び棟側にそれぞれ水平方向に延設された一対の水平延設部１２ｂ，１２ｃと、軒側の水平延設部１２ｂ及び台座部上面部１３ａの間であって、かつ立設部１２ａの中間位置から軒側に水平方向に突設され先端が鉤状に形成された突設部１２ｄと、棟側の水平延設部１２ｃの下面及び台座部１３の台座部上面部１３ａの互いに相対する位置からそれぞれ突設された一対の枠体係合用突部１２ｅ，１２ｆとを具備して主に構成されている。当該構成を採用することにより、太陽電池モジュール９の軒側及び棟側の枠体１１をそれぞれ嵌合し、保持することができる。ここで、第一固定部材７は、アルミニウム等の金属製の素材を利用して構成されている。また、第一固定部材７は、太陽電池モジュール９の枠体１１の長手方向（図２における紙面奥行方向に相当）に沿って複数が設置されている。

　さらに、スペーサ部材３は、図４等に主に示されるように、略矩形状の平板状を呈して構成され、軒側スペーサ辺３ａから中央部に向かって切欠かれた半長円形状の切欠部１７を有している。係る切欠部１７の切欠幅は、上述した締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａの軸径と略一致するように設定されている。また、スペーサ部材３の厚みは、本実施形態の固定構造１では、約３ｍｍに設定され、四枚のスペーサ部材３を使用している。一方、スペーサ部材３の棟側スペーサ辺３ｂの辺上端３ｃは、角部を四角形状に切欠いて階段状に形成した段差部１８が設けられている。また、棟側スペーサ辺３ｂの辺下端３ｄは、上述の段差部１８の階段状の形状に一致するようにスペーサ部材３の棟側スペーサ辺３ｂから下方に突出した掛止部１９が設けられている。これにより、図２に示すように複数舞（ここでは、四枚）のスペーサ部材３を多段に積重させた場合、上下のスペーサ部材３のそれぞれの段差部１８及び掛止部１９が掛合し、スペーサ部材３の上面及び下面が隙間無く密接し、かつスペーサ部材３の棟側スペーサ辺３ｂの辺位置が上下方向で一致した状態で積重されることになる。なお、積重された最上段に位置するスペーサ部材３が、第一固定部材７の台座部底面部１３ｂと当接し、一方、最下段のスペーサ部材３が後述する第二固定部材４の載置部２０の載置面２０ａと当接することになる。当接するスペーサ部材３の上面及び下面の当接面積は、補強脚部１３ｄによって区画された棟側の台座部底面部１３ｂの面積、及び、載置部２０の載置面２０ａの面積にそれぞれ略一致するように形成されている。

　一方、第二固定部材４は、図２等に示されるように、上述のスペーサ部材３を介して第一固定部材７の台座部１３を載置する載置面２０ａを有する載置部２０及び載置部２０の軒側載置辺２０ｂから直交方向に曲折され載置部２０を屋根構造部材２の構造面８から所定の高さに保持するための直脚部２１を有し第一固定部材７を下方から支持する載置連結部２２と、載置部２０の棟側載置辺２０ｃから構造面に向かって斜め方向に曲折して延設された傾斜部２３及び傾斜部２３と構造面８の間に設けられ傾斜部２３の傾斜面２３ａから直交方向に構造面８に向かって突設された傾斜脚部２４を有する傾斜連結部２５と、傾斜部２３の棟側傾斜辺２３ｂから構造面８に相応に斜め方向に曲折して延設され構造面８と当接する当接面２６ａを有する当接部２６を備えるものから主に構成されている。ここで、第二固定部材４の載置連結部２２、傾斜連結部２５、及び当接部２６は、第一固定部材７と同様にアルミニウム等の金属製の素材から構成され一体的に形成されている。係る第二固定部材４は、傾斜部２３から傾斜脚部２４を貫通するように形成された傾斜固定ビス孔２７ａと、当接部２６に貫通するように形成された当接固定ビス孔２７ｂとを有し、係るビス孔２７ａ等及び固定用ビス２８を利用して屋根構造部材２に固定される。さらに、第二固定部材４は、載置連結部２２の載置部２０の載置面２０ａを貫通するように長孔形状の長孔部２９が設けられている。なお、長孔部２９は、略楕円形状を呈し、長円方向が屋根構造部材２の軒側及び棟側を結んだ方向（図６（ｂ）における紙面上下方向に相当）に一致するようになっている。

　さらに、第二固定部材４は、その他の構成として、載置連結部２２の載置部２０の棟側載置辺２０ｃに、スペーサ部材３の掛止部１９の形状と一致する第二固定段差部３０が設けられている。係る第二固定段差部３０にスペーサ部材３の掛止部１９を引っ掛けることにより、スペーサ部材３を第二固定部材４に容易に掛止することができる。なお、スペーサ部材３は、棟側スペーサ辺３ｂに沿って上記段差部１８及び掛止部１９が形成されており、図５に示されるように、第二固定段差部３０も第二固定部材４の幅方向（図５（ｂ）等における紙面左右方向に相当）に沿って形成されている。そのため、上記掛止めにより、スペーサ部材３は、締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａに沿って回転することが規制される。なお、載置連結部２２の直脚部２１及び傾斜連結部２５の傾斜脚部２４は、それぞれ構造面８との接触面積を増やすために水平方向に延設された脚突部３１が設けられている。ここで、脚突部３１の脚面３１ａと当接部２６の当接面２６ａが一致するように形成されている。

　次に、本実施形態の固定構造１における太陽電池モジュール９の設置及び固定の一例について説明する。まず、軒側に配置する第二固定部材４を所定の間隔で横方向（図２における紙面奥行き方向）に沿って複数配置し、屋根構造部材２に固定する。このとき、第二固定部材４は、軒側から棟側に沿って載置連結部２２の直脚部２１の脚突部３１の脚面３１ａ、傾斜連結部２５の傾斜脚部２４の脚突部３１の脚面３１ａ、及び当接部２６の当接面２６ａの三つの部位で、屋根構造部材２の構造面８とそれぞれ接している。そして、傾斜脚部２４及び当接部２６にそれぞれ穿設されたビス孔２７ａ，２７ｂに固定用ビス２８を上方から挿入し、屋根構造部材２に固定用ビス２８の先端をねじ込むようにして固定する。その結果、第二固定部材４が傾斜した構造面８に沿った状態で固定される。このときビス孔２７ａ，２７ｂの穿孔方向が互いに拡開している（図２等参照）。その結果、係るビス孔２７ａ，２７ｂに挿入され、屋根構造部材２と固定される二本の固定用ビス２８も側方視でビス先端に向かって拡がっている。すなわち、棟側に配置された一方の固定用ビス２８は当接部２６の当接面２６に直交し、かつ屋根構造部材２の構造面８に対しても直交するように固定され、軒側に配置された他方の固定用ビス２８は傾斜脚部２４に穿設されたビス孔２７ａに沿って斜め方向、さらに具体的に説明すると、固定用ビス２８の頭部に対してビス先端を軒側に向けた状態で固定される。その結果、棟側から軒側に向けて強い荷重が加わった場合でも、一対の固定用ビス２８が構造面８に対してそれぞれ直交する方向で固定された場合と比べ、耐荷重性能を向上させることができる。その結果、屋根上に設置される太陽電池モジュール９等を十分に支えることが可能となる。特に、屋根上に縦横方向に複数枚設置される太陽電池モジュール９の場合、軒側の最下段に設置された第二固定部材４には大きな荷重が加わることになる。本実施形態の固定構造１によれば、上記ビス孔２７ａ，２７ｂ及び一対の固定用ビス２８の配置により、係る状況に十分に対応することができる。

　第二固定部材４が屋根構造部材２に固定された後、第二固定部材４の載置部２０の載置面２０ａにスペーサ部材３を積重して設置する。具体的に説明すると、矩形状のスペーサ部材の棟側スペーサ辺３ｂに設けられ、下方に突出するように鉤状（またはＬ字状）に設けられた掛止部１９を第二固定部材４の第二固定段差部３０に掛止する。このとき、前述のように第二固定部材４自体は、屋根構造部材２の構造面８に沿って傾斜している。したがって、掛止部１９を第二固定段差部３０に引掛けた状態のスペーサ部材３は、自重によって軒側に落下する動きが掛止部１９及び第二固定段差部３０によって規制され、引掛けた状態を維持することができる。さらに、図４及び図５に示すように、掛止部１９及び第二固定段差部３０は、それぞれスペーサ部材３及び第二固定部材４の各辺に沿って設けられているため、スペーサ部材３の長手方向（図２における紙面奥行方向）に対する揺動が規制される。これにより、掛止状態が安定したものとなる。特に、後述する締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａに沿ってスペーサ部材３が回転する動きを規制することができる。

　第二固定部材４に対するスペーサ部材３の設置と同様に、設置された最下位置のスペーサ部材３の上にその他のスペーサ部材３を積重する。このとき、スペーサ部材３の段差部１８と掛止部１９とが互い一致するように形成されているため、図２等に示すように、第二固定部材４の載置部２０の載置面２０ａに四枚のスペーサ部材３が多段に積重した状態を維持することができる。このとき、個々のスペーサ部材３に設けられた切欠部１７の位置が一致するように横方向（図２における紙面奥行方向に相当）の調整が行われる。

　そして、第二固定部材４の載置部２０の載置面２０ａの裏面側の空間から締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａが載置部２０及びスペーサ部材３を貫通するように設置する。ここで、載置部２０には、ボルト軸１４ａを挿通可能な長孔形状の長孔部２９が設けられ、一方、スペーサ部材３には、軒側スペーサ辺３ａから切欠かれた切欠部１７が形成されている。そのため、上述した締結固定ボルト１４の設置が可能となる。そして、最上段に位置するスペーサ部材３の上面に第一固定部材７の台座部１３の台座部底面部１３ｂを載置する。このとき、締結固定ボルト１４のボルト軸１４ａと台座部底面部１３ｂに貫設されたボルト孔１５の位置を合わせ、ボルト孔１５からボルト軸１４ａの先端が突出した状態にする。そして、ボルト軸１４ａの先端にワッシャ１６ａを介してナット１６を取付け，螺合させることにより、締結固定ボルト１４のボルト頭部（図示しない）及びナット１６の間に、載置連結部２２の載置部２０、四枚のスペーサ部材３、及び台座部底面部１３ｂを挟んだ状態で固定することができる。これにより、第一固定部材７及び第二固定部材４の固定が完了する。このとき、第一固定部材７は、補強脚部１３ｄによって区画されボルト孔１５が穿設された棟側の台座部底面部１３ｂに対し、枠体接続部１２が設置された台座部底面部１３ｂが軒側に位置するように調整される。ここで、本実施形態の固定構造１において、厚さ３ｍｍのスペーサ部材３が使用され、全体として１．２ｃｍの高さ調整を行ったものを示している。係るスペーサ部材３の使用枚数等は、太陽電池モジュール９を設置する屋根構造部材２の凹凸形状に応じ適宜変更することが可能である。

　ここで、第一固定部材７及び第二固定部材４を固定する締結固定ボルト１４及びナット１６（締結固定部に相当）による締結を当初緩んだ状態にして、載置部２０に設けられた長孔部２９に沿ってボルト軸１４ａの位置を軒側または棟側方向に移動させることができる。これにより、第二固定部材４に対する第一固定部材７の固定位置（相対的位置関係）を所定範囲で自在に調整することができる。これにより、第一固定部材７によって支持される太陽電池モジュール９の設置位置を軒側方向または棟側方向にむけて微調整を図ることができる。これにより、屋根構造部材２に対して縦横方向に複数配列される太陽電池モジュール９の取付位置等を合わせ、整列させることができる。なお、この調整は、太陽電池モジュール９を第一固定部材７に固定した後であっても可能となる。

　第二固定部材４に第一固定部材７が固定された後、第一固定部材７の枠体接続部１２に太陽電池モジュール９の枠体１１を取付ける。係る設置の詳細は、従来から周知のものであるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態の固定構造１において、第二固定部材４の傾斜連結部２５は、傾斜面２３ａを有する傾斜部２３が、枠体接続部１２の設けられた第一固定部材７の設置位置よりも棟側に位置して設けられている。そのため、太陽電池モジュール９を第一固定部材７に固定する際、始めに棟側から軒側に向かって太陽電池モジュール９を移動させ、係る傾斜面２３ａを利用して固定作業を楽にすることができる。具体的に説明すると、太陽電池モジュール９の設置の際に上記傾斜面２３ａと太陽電池モジュール９の軒側の枠体１１の一部とを接触させ、上記傾斜面２３ａに沿って滑らせながら枠体１１を枠体接続部１２まで導くことが可能となる。ここで、一般の固定設置作業の場合、屋根構造部材２の上は凹凸が多く存在し、例えば、構造面８上を滑らせながら太陽電池モジュール９を所望の位置まで移動させることが困難であった。そのため、複数の作業者が太陽電池モジュール９を把持し、完全に持ち上げた状態で枠体接続部１２まで移動していた。これに対し、本実施形態の固定構造１の場合、傾斜面２３ａに沿って太陽電池モジュール９を滑らせることで、第一固定部材７の近傍まで楽に太陽電池モジュール９を近づけることがで、傾斜部２３の近くで太陽電池モジュール９を持上げることができる。これにより、太陽電池モジュール９の設置作業を容易にし、作業者の負担を軽減することができる。なお、太陽電池モジュール９の棟側の枠体１１に対しても、同様に第二固定部材４及び第一固定部材７を使用した支持が行われる。これにより、軒側及び棟側に設置された第一固定部材７及び第二固定部材４の間に、太陽電池モジュール９が構造面８から所定の高さ浮いた状態で支持される。なお、屋根上に設置した後の太陽電池モジュール９に対する電気的な作業等については説明を省略する。

　以上、説明したように、本実施形態の固定構造１によれば、第一固定部材７が屋根構造部材２に第二固定部材４及びスペーサ部材３を介して固定されることにより、太陽電池モジュール９の交換作業の際に屋根構造部材２を直接傷めることがない。すなわち、上記交換作業時は、第一固定部材７及び第二固定部材４を締結した固定ボルト１４及びナット１６の締結固定部による固定を解除し、第二固定部材４から第一固定部材７を取外すことによって太陽電池モジュール９を屋根の上から取除くことができる。その結果、交換作業毎に屋根構造部材２に固定用ビス２８による孔が穿くことがない。その結果、屋根構造部材２の美観を損なうことがなく、かつ雨水等の浸入する可能性を抑制することができる。加えて、第一固定部材７及び第二固定部材４の間にスペーサ部材３を介設することで、設置する屋根構造部材２の構造面の凹凸形状に応じて必要な調整を行い、太陽電池モジュール９の設置高さを一定に揃えることが可能となる。さらに、係るスペーサ部材３は、多段に積重可能であり、段差部１８及び掛止部１９によって軒側スペーサ辺３ａ及び棟側スペーサ辺３ｂを揃えた状態で積重することが可能であり、設置時における美観を損なうことがない。さらに、係る段差部１８等によってボルト軸１４ａ周りのスペーサ部材３の回転を規制することができ、第一固定部材７及び第二固定部材４の間に確実に介設された状態を維持することができる。加えて、傾斜連結部２５の傾斜部２３の傾斜面２３ａを利用することで、太陽電池モジュール９の設置作業を容易としたり、載置部２０の長孔部２９を利用することで太陽電池モジュール９の位置調整を容易にすることができる。

　以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

　すなわち、本実施形態の固定構造１において、第一固定部材７及び第二固定部材４の間に、四枚のスペーサ部材３を介設するものを示したが、これに限定されるものではない。設置対象の屋根構造部材２の凹凸形状や傾斜に応じて任意に設置枚数を調整することがかのであり、例えば、図６の別例構成に示すように、スペーサ部材３を使用しない太陽電池モジュール９の設置構造３２とするものであっても構わない。係る構成を採用することにより、第一固定部材７の台座部底面部１３ｂと第二固定部材４の載置部２０の載置面２０ａとが直に接することになり、部品点数及び作業工数を減らすことで作業コストの低減化を図ることができる。

　さらに、本実施形態の固定構造１において、太陽電池モジュール９を新設する場合を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、太陽電池モジュール９の設置後から所定期間を経過し、太陽電池モジュール９のメンテナンス作業を行うために、屋根材６から一端取り外す場合にも上記の優れた効果を享受することができる。この場合、第二固定部材４は屋根構造部材２の構造面８にそのまま残し、第一固定部材７及び太陽電池モジュール９のみを取外すことで、太陽電池モジュール９に対するメンテナンス作業を行うことができる。そして、メンテナンス作業が完了した太陽電池モジュール９を再び屋根上に設置する場合には、第二固定部材４の載置連結部２２に設けられた長孔部２９を利用して、第一固定部材７及び第二固定部材４の棟側及び軒側を結んだ線上（縦方向）での相対的位置関係の調整を容易に行うことが可能となり、屋根構造部材２を傷めることなく、メンテナンス作業を容易に行うことができ、かつ作業時間の短縮化を図ることができる。

特開２００７－１６５４９９号公報

Claims

　矩形状の太陽電池パネル及び前記太陽電池パネルのパネル外周と接する枠体を有する太陽電池モジュールと、
　前記枠体と接続する枠体接続部及び前記枠体接続部の下側位置に形成された台座部を有する第一固定部材と、
　前記第一固定部材及び前記太陽電池モジュールの設置対象の屋根構造部材の間に介設させる第二固定部材と
を具備し、
　前記第二固定部材は、
　前記台座部を載置する載置面を有する載置部及び前記載置部の軒側載置辺から直交方向に曲折され前記載置部を前記屋根構造部材の構造面から所定の高さに保持する直脚部を備え、前記第一固定部材と連結される載置連結部と、
　前記載置部の棟側載置辺から斜め方向に曲折して延設された傾斜部及び前記傾斜部と前記構造面との間を連結する傾斜脚部を有する傾斜連結部と、
　前記傾斜部の棟側傾斜辺から前記構造面に沿うように斜め方向に曲折して延設され前記構造面と当接する当接面を有する当接部と
を具備することを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
　前記載置連結部は、
　前記載置部を貫通し、前記屋根構造部材の軒側及び棟側を結んだ屋根傾斜方向に沿って伸びた長孔形状の長孔部をさらに具備し、
　前記長孔部に挿通可能な締結固定ボルト及び前記締結固定ボルトに締結されるナットを有し、第二固定部材に対する前記第一固定部材の固定位置を前記屋根傾斜方向に沿って調整して前記第一固定部材及び第二固定部材を連結する締結固定部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
　矩形状を呈し、前記台座部及び前記載置部の間に多段に積重可能に介設されるスペーサ部材をさらに具備し、
　前記スペーサ部材は、
　前記スペーサ部材の軒側スペーサ辺から前記締結固定ボルトのボルト軸を挿通可能な幅で切欠かれた切欠部と、
　前記スペーサ部材の棟側スペーサ辺の辺上端に形成された段差部と、
　前記棟側スペーサ辺の辺下端に前記段差部の段差形状に合致するように形成された掛止部と
を有し、
　前記第二固定部材は、
　前記棟側載置辺に前記掛止部の形状に一致する第二固定段差部をさらに具備して構成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの固定構造。