(57)【要約】【課題】上下幅の狭い外装材を用いて施工した外壁面に対しても、上下幅の広い外装材に装着されるように設計された太陽光発電パネルを、着脱可能に取り付けることを可能にすること。【解決手段】壁面状に装填された状態で上下に位置する第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂの表面側には、長手方向に沿って互いに上下に対向するようにして係止溝４，５がそれぞれ施されている。太陽光発電パネル２１は、その周辺に沿って当該太陽光発電パネルを支持する支持枠部材２２，２３が装着され、前記外装材に上下に対向するようにして形成された前記係止溝４，５を利用して太陽光発電パネル２１を支持する上下の支持枠部材が嵌め込まれる。これにより、上下の各外装材１Ａ，１Ｂを覆うようにして太陽光発電パネル２１が着脱可能に取り付けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿った上縁部および下縁部に雄実連結部および雌実連結部がそれぞれ形成された矩形状の各外装材が、前記各連結部を介して壁面状に装填されると共に、壁面状に装填された前記外装材の表面側に太陽光発電パネルを着脱可能に取り付ける太陽光発電パネルの取り付け構造であって、
壁面状に装填された状態で上下に位置する異なった各外装材の表面側には、長手方向に沿って互いに上下に対向するようにして係止溝がそれぞれ施されると共に、前記太陽光発電パネルは、その周辺に沿って当該太陽光発電パネルを支持する支持枠部材が装着され、前記外装材に上下に対向するようにして形成された前記係止溝に、太陽光発電パネルを支持する上下の支持枠部材が嵌め込まれることで、前記太陽光発電パネルを外装材の表面側に取り付けることを特徴とする外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造。
【請求項２】
前記支持枠部材に取り付けられて、前記支持枠部材に支持された太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材が具備されたことを特徴とする請求項１に記載された太陽光発電パネルの取り付け構造。
【請求項３】
前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置には、前記太陽光発電パネルと外装材との間の空間部と外部とを連通する空気流通孔がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された太陽光発電パネルの取り付け構造。
【請求項４】
互いに上下に対向するようにして係止溝がそれぞれ施された各外装材には、前記各係止溝に一部が挿入される補強部材がそれぞれ装着され、前記補強部材には、長手方向に直交する断面形状がＵ字状の受け部が形成され、当該Ｕ字状受け部の内底部に前記太陽光発電パネルを支持する前記支持枠部材の一部が挿入されるように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された太陽光発電パネルの取り付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば窯業系外装材に代表される建築用外装材の表面側に、太陽光発電パネルを取り付ける外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における公共施設や店舗、また戸建住宅等には、意匠および施工性に優れた窯業系外装材（セメント質原料および繊維質原料を用いて板状に成形した外装材）が多用されている。
この外装材は、幅が３００〜６００ｍｍ程度、長さが２０００〜３０００ｍｍ程度になされた各種の規格のものが提供されている。
【０００３】
また、前記各外装材には、長手方向に沿った上縁部に雄実連結部が形成され、また下縁部に雌実連結部が形成されており、下側の外装材の前記雄実連結部に、その上側に施工される外装材の前記雌実連結部が重ね合わされ、これらが建物の下地材に沿って垂直方向に順次積み上げられて全体が壁状となるように施工される。
【０００４】
一方、昨今においては、地球温暖化対策等の環境問題の観点から、太陽光発電パネル（ソーラパネル）の利用が注目され、前記建築用外装材の表面側に前記太陽光発電パネルを装着しようとする試みがなされている。
例えば特許文献１には、前記した建築用外装材の表面側に可撓性の素材により形成された太陽光発電パネル（アモルファス型パネル）を装着した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２１７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記した建築用外装材に太陽光発電パネル（以下、単にモジュールともいう。）を施工する場合には、例えば工場等において外装材の単体毎に予め前記モジュールを装着し、この状態の前記外装材を現場で壁状に施工する方法が考えられる。
また、外装材のみを建物の下地に沿って垂直方向に順次積み上げ施工し、その後に前記外装材の表面側にモジュールを取り付け施工する方法も考えられる。
【０００７】
前者の施工方法を採用する場合においては、各外装材にそれぞれモジュールが加わるために重量が嵩み、特にガラス基材を用いたモジュールを利用する場合には、重量の増大に加えて輸送時においてモジュールを破損させたり、また外装材の施工時においてもモジュールを破損させるという問題を抱えることになる。
【０００８】
したがって、前記した問題点を考慮すると、後者の施工方法のように外装材のみを先に施工し、その後に外装材の表面にモジュールをそれぞれ取り付け施工する方法（後付け）を採用することが望ましい。
この方法を採用すると、外装材のみを壁状に施工する専門の施工者と、その後に外装材の表面にモジュールを施工し、各モジュール間を例えば工程表に基づいて直列もしくは並列接続して配電する専門の施工者に別けて作業を行うことができる。
【０００９】
本件出願人は、前記した観点に基づいて、外装材の表面側に各モジュールを後付けによって容易に装着することができる太陽光発電パネルの取り付け構造について先に提案し、特願２０１１−４９１１０として出願している。
先に提案した構成は、一枚の外装材について一枚のモジュール、もしくは一枚の外装材の長手方向に沿って二枚以上のモジュールを着脱可能に装着することを前提としている。
【００１０】
これは、例えば公共施設や大型の店舗などに利用するに適した比較的幅の広い外装材（例えば幅寸法が６００ｍｍ程度の外装材）に対して、その表面側の全体を覆うことができる寸法のモジュールを取り付けることを念頭においているものである。
これに対して、戸建住宅や小規模建築などにおいては、前記した広い幅寸法の外装材は使用し難い場合があり、その半分程度の幅寸法の外装材（幅寸法が３００ｍｍ程度の外装材）が多用されている。
【００１１】
したがって、この発明は前記した幅の狭い外装材を用いて施工した外壁面に対しても、幅の広い外装材に装着されるように設計されたモジュールを、着脱可能に取り付けることを可能にし、モジュールを個別に交換する場合における操作も容易になし得るように配慮した太陽光発電パネルの取り付け構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる太陽光発電パネルの取り付け構造は、長手方向に沿った上縁部および下縁部に雄実連結部および雌実連結部がそれぞれ形成された矩形状の各外装材が、前記各連結部を介して壁面状に装填されると共に、壁面状に装填された前記外装材の表面側に太陽光発電パネルを着脱可能に取り付ける太陽光発電パネルの取り付け構造であって、壁面状に装填された状態で上下に位置する異なった各外装材の表面側には、長手方向に沿って互いに上下に対向するようにして係止溝がそれぞれ施されると共に、前記太陽光発電パネルは、その周辺に沿って当該太陽光発電パネルを支持する支持枠部材が装着され、前記外装材に上下に対向するようにして形成された前記係止溝に、太陽光発電パネルを支持する上下の支持枠部材が嵌め込まれることで、前記太陽光発電パネルを外装材の表面側に取り付けることを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材に取り付けられて、当該支持枠部材に支持された太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材が具備されていることが望ましい。
【００１４】
加えて、好ましい形態においては、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置には、前記太陽光発電パネルと外装材との間の空間部と外部とを連通する空気流通孔がそれぞれ形成される。
【００１５】
さらに、好ましい形態においては、互いに上下に対向するようにして係止溝がそれぞれ施された各外装材には、前記各係止溝に一部が挿入される補強部材がそれぞれ装着され、前記補強部材には、長手方向に直交する断面形状がＵ字状の受け部が形成され、当該Ｕ字状受け部の内底部に前記太陽光発電パネルを支持する前記支持枠部材の一部が挿入されるように構成される。
【発明の効果】
【００１６】
前記した外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造によると、支持枠部材によって支持された太陽光発電パネルは、上下に位置する第１および第２の外装材の表面側に、互いに対向するように形成された係止溝を利用して取り付けることができる。
この場合、上下に位置する第１および第２の外装材に互いに対向するようにして施されたそれぞれの係止溝には、断面形状がＵ字状の受け部が形成された補強部材が装着されていることが望ましく、窯業系の素材により成形されたこの種の外装材の前記した係止溝部分の脆弱性を、前記補強部材によって補強することができる。
【００１７】
加えて、太陽光発電パネルを支持する前記支持枠部材の上下にばね部材を装着し、第１の外装材の係止溝に配置された補強部材のＵ字状受け部、および第２の外装材の係止溝に配置された補強部材のＵ字状受け部を利用することで、太陽光発電パネルを外装材に対して容易に取り付けることができ、また太陽光発電パネルを容易に外装材から取り外すことができる。
【００１８】
さらに前記したばね部材は、太陽光発電パネルを一方向に付勢するように、たとえば、太陽光発電パネルを前記外装材から離れる方向に付勢するように働くので、外装材に装着した発電パネルが例えば風圧を受けてガタつき、騒音等を発生させるなどの問題を避けることができる。
【００１９】
加えて、太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置に、空気流通孔を形成したことで、太陽光発電パネルの放熱効果を促進させることができ、温度上昇に伴う発電効率の低下を防止させることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】上下に隣接する外装材の長手方向に、二枚の太陽光発電パネルを取り付けた状態を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の第１の実施形態を一部省略して示した断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態の第１の実施形態を示した断面図である。
【図４】太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材を拡大して示した側面図および平面図である。
【図５】図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の第２の実施形態を一部省略して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明にかかる外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、壁面状に装填された複数枚の外装材のうち、上下二枚の外装材に跨がるようにして太陽光発電パネル（モジュール）を取り付けた状態を正面図で示したものである。
【００２２】
すなわち、図１に示す例においては、それぞれの長さが例えば３０００ｍｍ、上下幅が３００ｍｍの矩形状に成形された上下二枚の外装材の表面側に、長手方向の左右に２枚のモジュール２１が隣接するようにしてそれぞれ取り付けられた例を示している。
なお、前記した上下二枚の外装材のうち、垂直方向に装填された上側の外装材を符号１Ａで示し、下側の外装材を符号１Ｂで示しており、説明の便宜上、上側の外装材１Ａを第１の外装材と呼び、下側の外装材１Ｂを第２の外装材と呼ぶ場合もある。
【００２３】
図２に断面図で示したように、上下の外装材１Ａ，１Ｂは、前記した長さおよび幅寸法となるように押し出し加工により成形され、それぞれの上縁部に沿って凸状の雄実連結部２が形成され、また下縁部に沿って凹状の雌実連結部３が形成されている。
すなわち前記外装材１Ａ，１Ｂは、前記した雄実連結部２および雌実連結部３を利用して、図２において外装材１Ａ，１Ｂの左側に位置する建物の下地材（図示せず）に沿って、順次垂直方向に積み上げられて全体が壁状となるように施工される。
なお、図２に示した断面図においては、上下の外装材１Ａ，１Ｂのそれぞれの中央部分は、図示が省略されている。
【００２４】
また、図２に示す第１の実施の形態においては、第１の外装材１Ａにおける表面側の上縁部に沿って係止溝４が下向きに施されており、また第２の外装材１Ｂにおける表面側の下縁部に沿って上向きに係止溝５が施されている。
すなわち、これらの係止溝４および５は、その溝の向きが図に示すように互いに上下に対向するように形成されている。
【００２５】
そして、第１および第２の外装材１Ａ，１Ｂにそれぞれ形成された係止溝４，５には、補強部材１１の一部が挿入されて、皿ねじ１２によって、第１および第２の外装材１Ａ，１Ｂに取り付けられている。この補強部材１１は、アルミニウム素材の押し出し成形によるものであり、端部が外装材に形成された前記係止溝４，５に挿入されると共に、外装材の表面に接する平板部（補強部材１１と同一の符号で示す。）と、この平板部１１に連続して長手方向に直交する断面形状がＵ字状になされた受け部１１ａとにより構成されている。
【００２６】
一方、前記したモジュール２１は、平面状のガラス板を基材として矩形状に成形されており、このモジュール２１の保護および支持のために、モジュール２１の上下左右の四辺に沿って支持枠部材が額縁状に取り付けられている。
この支持枠部材は、アルミニウム素材を押し出し成形したものであり、前記モジュール２１の上縁部および下縁部に沿って装着される支持枠部材２２の断面形状が図２に示され、前記モジュール２１の左縁部および右縁部に沿って装着される支持枠部材２３の断面形状が図３に示されている。
【００２７】
前記モジュール２１の上下辺の支持枠部材２２は、図２に示すように断面形状がほぼコ字状となるように成形されている。そして、コ字状に成形された溝内に樹脂製のグレチャン２５が介在されて、モジュール２１の上下辺にそれぞれ装着されている。
【００２８】
図２に示す上下の支持枠部材２２には、当該支持枠部材２２の長手方向に沿って板状の挿入片２６がそれぞれ外向きに形成されており、この板状の挿入片２６は、前記外装材１Ａ，１Ｂの係止溝４，５に取り付けられた各補強部材１１のＵ字状受け部１１ａに挿入されて、前記モジュール２１を支持する機能を果たす。
また上下の前記支持枠部材２２は、縦方向に配列された複数本の補強用連結材２７の各端部にリベットを介して連結されている。
【００２９】
一方、前記モジュール２１の左右辺の支持枠部材２３は、図３に示すように断面がほぼコ字状に成形されており、このコ字状に成形された溝内に樹脂製のグレチャン２８が介在されて、モジュール２１の左右辺にそれぞれ装着されている。
そして、上下辺の前記支持枠部材２２および左右辺の前記支持枠部材２３は、額縁状に組まれ、その隅角部において図２に示されたボルト２９によって互いに締結され、これによりモジュール２１の上下左右の四辺を囲む支持枠部材を構成している。
【００３０】
図２に示すように、前記モジュール２１の上下辺に装着された支持枠部材２２に一体に形成された板状の挿入片２６には、金属板により成形されたばね部材３１が取り付けられている。そして、前記ばね部材３１は、上下辺の支持枠部材２２と共に、前記外装材１Ａ，１Ｂに取り付けられた補強部材１１におけるＵ字状受け部１１ａに嵌め込まれて取り付けられる。
【００３１】
この場合、先ず第１の外装材１Ａに取り付けられた補強部材１１のＵ字状受け部１１ａに、前記ばね部材３１と共に支持枠部材２２に形成された挿入片２６を挿入し、続いて第２の外装材１Ｂに取り付けられた補強部材１１のＵ字状受け部１１ａに、前記ばね部材３１と共に支持枠部材２２に形成された挿入片２６を挿入する。
そして、前記モジュール２１および支持枠部材の全体を、自重により第２の外装材１Ｂ側のＵ字状受け部１１ａに落とし込むようにして挿入する。
【００３２】
すなわち、「上げ落とし」と言われる操作を実行することで、外装材１Ａ，１Ｂの係止溝４，５に取り付けられた各補強部材１１のＵ字状受け部１１ａに、支持枠部材を介した前記モジュール２１を容易に嵌め込むことができる。
また、前記モジュール２１の交換等に際しては、前記した装着と逆の操作によりモジュール２１を容易に取り外すことができる。
【００３３】
図４は、金属板により成形された前記したばね部材３１の外観構成を示したものである。このばね部材３１には、図４（Ａ）に示すように屈曲部３１ａが形成され、この屈曲部３１ａの折り曲げ先端部に返し部３１ｂが形成されていて、図４（Ｂ）に示すように、前記屈曲部３１ａと返し部３１ｂの部分の幅が広く形成されている。
【００３４】
そして、前記屈曲部３１ａの折り曲げ他端部は、図４（Ａ）に示すように湾曲部３１ｃになされ、この湾曲部３１ｃがばねの機能を果たす。なお、前記湾曲部３１ｃの幅は前記屈曲部３１ａと返し部３１ｂの部分の幅より狭く形成されており、これにより図４（Ｂ）に示すように、ばね部材３１の全体はＴ字状に形成されている。
【００３５】
前記ばね部材３１は、図２に示されているように、支持枠部材２２に形成された板状の挿入片２６に、前記屈曲部３１ａが嵌まり込んで取り付けられる。この場合、ばね部材３１に形成された前記返し部３１ｂが支持枠部材２２における板状の挿入片２６の一部に食いつき、挿入片２６からばね部材３１が脱落するのを防止している。
【００３６】
なお、図２に示す前記ばね部材３１の湾曲部３１ｃは、原形の状態で示されているが、この湾曲部３１ｃは、前記外装材１Ａ，１Ｂ側に当接して湾曲部３１ｃが直線状に延ばされ、これが湾曲しようとする反作用により、支持枠部材２２に装着された前記モジュール２１を一方向に付勢するように作用する。
すなわち、この実施の形態においては、支持枠部材２２に装着された前記モジュール２１が、前記ばね部材３１によって外装材１Ａ，１Ｂから離れる方向に付勢されている。
【００３７】
これにより、前記モジュール２１が例えば風圧を受けてガタついて、騒音等を発生させるなどの問題を解消することができる。
なお、図示例においては、前記ばね部材３１は、上下の前記支持枠部材２２を連結する補強用の連結材２７の配置位置において使用されているが、これに限らず、前記モジュール２１の寸法等に応じて適宜使用することができる。
【００３８】
一方、図２に示されているように、第１の外装材１Ａに取り付けられた補強部材１１には、Ｕ字状受け部１１ａに位置するように、止めねじ３３が螺合されており、この止めねじ３３は、支持枠部材２２，２３によって支持されたモジュール２１がＵ字状受け部１１ａ内でせり上がるのを防止する上がり止め部材として機能する。
この止めねじ（上がり止め部材）３３がＵ字状受け部１１ａ内に螺着されることで、モジュール２１の安易な取り外しが抑制され、前記モジュール２１の盗難防止に対応することができる。
【００３９】
また、この実施の形態においては図２に示されているように、前記モジュール２１を支持する上下の支持枠部材２２に一体成形された板状の挿入片２６に、複数個の空気流通孔２６ａが長手方向に沿って間欠的に形成されている。この空気流通孔２６ａの存在により、前記モジュール２１と外装材１Ａ，１Ｂとの間の空間部が外部とが連通し、モジュール２１と外装材１Ａ，１Ｂとの間の空間部に積極的に空気を流すことができる。
これにより、前記モジュール２１の放熱効果を促進させることができ、モジュール２１の良好な発電効率を維持することに寄与できる。
【００４０】
なお、図３に示されているように、水平方向に隣接する２枚のモジュール２１の間には、両者の間を埋めるようにして縦長のコネクタカバー３５が配置されている。そしてコネクタカバー３５内には、各モジュール２１から導出されて互いに接続されるコネクタ３７が内装された状態で配置される。
【００４１】
図５は、この発明の第２の実施の形態を示したものであり、これは図２に示した第１の実施の形態と同様に、図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の断面図で示している。なお、図５においては、図２における各部と同一の機能を果たす代表的な部分について同一の符号で示しており、その詳細な説明は適宜省略する。
【００４２】
図５に示す第２の実施の形態においては、垂直方向に装填される第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂとして、同一構造の外装材が用いられている。すなわち、第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂは、共に表面側の上縁部に沿って係止溝４が下向きに施され、また表面側の下縁部に沿って係止溝５が上向きに施されている。
そして、第１の外装材１Ａにおける下向きの係止溝４と、第２の外装材１Ｂにおける上向きの係止溝５を利用して、モジュール２１を取り付けるようになされており、その取り付け手段は、図２〜図４に基づいて説明した例と同様である。
【００４３】
この第２の実施の形態によると、上下に配置される第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂは、同一の構成になされるので、押し出し加工により外装材を成形する場合の成形型が１種類で済むこと、また、各外装材を順次垂直方向に施工する場合に、第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂの区別をする必要がないという扱い上の利点がある。
しかしながら、第１の外装材１Ａに設けられた上向きの係止溝５は、水受け状態となるために、これが凍害を受けるという問題が残される。
【００４４】
以上説明した第１および第２の実施の形態においては、上下に隣接する第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂを利用して、その両者の表面をほぼ覆うようになされたモジュール２１を取り付ける例を示している。
しかしながら、この発明は前記した特定の構成に限られることなく、前記した第１と第２の外装材１Ａ，１Ｂの間に、さらに他の外装材を挿入することで、上下に三枚以上にわたる外装材を利用して、その表面側にモジュールを取り付けることも可能である。
【００４５】
以上の説明により明らかなとおり、この発明に係る太陽光発電パネルの取り付け構造によると、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができると共に、上下幅の狭い外装材を用いて施工した外壁面に対しても、幅の広い外装材に装着されるように設計されたモジュールを、着脱可能に取り付けることが可能となる。
換言すれば、この発明を利用することにより、外装材の上下幅に応じた各種のモジュールを個別に用意する問題点を解消することができ、前記モジュールに汎用性を持たせることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ    外装材（第１の外装材）
１Ｂ    外装材（第２の外装材）
２      雄実連結部
３      雌実連結部
４      係止溝（下向き）
５      係止溝（上向き）
１１    補強部材（平板部）
１１ａ  Ｕ字状受け部
１２    皿ねじ
２１    太陽光発電パネル（モジュール）
２２    上下支持枠部材
２３    左右支持枠部材
２５    グレチャン
２６    挿入片
２６ａ  空気流通孔
２７    連結材
２８    グレチャン
２９    ボルト
３１    ばね部材
３１ａ  屈曲部
３１ｂ  返し部
３１ｃ  湾曲部
３３    止めねじ（上がり止め部材）
３５    コネクタカバー
３７    コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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