(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物屋根上に、太陽電池モジュールを配置すると共に、これとは別体の融雪モジュールを、前記太陽電池モジュールの棟側及び／又は軒下側で且つ前記太陽電池モジュールと近接する位置に配置して成る、太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造であって、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池セルが配置される太陽電池セル部と、前記太陽電池セル部の上下にそれぞれ配置される上側封止材及び下側封止材と、前記上側封止材の上方に配置される表面保護層と、前記下側封止材の下方に配置される裏面保護層と、前記の太陽電池セル部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層をそれらの外周縁部側から保持するフレームとから成り、
前記融雪モジュールは、前記太陽電池モジュールの太陽電池セル部と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有するヒーター部と、前記ヒーター部の上側に配置され、前記太陽電池モジュールの上側封止材と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する上側封止材と、前記ヒーター部の下側に配置され、前記太陽電池モジュールの下側封止材と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する下側封止材と、前記上側封止材の上方に配置され、前記太陽電池モジュールの表面保護層と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する表面保護層と、前記下側封止材の下方に配置され、前記太陽電池モジュールの裏面保護層と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する裏面保護層と、前記のヒーター部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層をそれらの外周縁部側から保持するフレームとから成り、
前記太陽電池モジュールと前記融雪モジュールとは、互いに別体でありながら、その「内部に配置されている太陽電池セル部又はヒーター部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層の各形状及び互いの積層順序から成る、内部構造」が、太陽電池セル部とヒーター部のいずれが配置されているか及び屋根流れ方向の幅寸法を除き互いに同一となるように構成されている、太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造。
【請求項２】
前記融雪モジュールのフレームは、自ら（融雪モジュール）を屋根材に取り付けるための部分をも含むものであり、且つ前記太陽電池モジュールのフレームと屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有するものである、請求項１記載の太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池モジュールが設置された建物屋根上の積雪を融かすための太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、豪雪地帯などで建設される建物に関して、屋根上に設置された複数の太陽電池モジュール（太陽電池パネル）の下側に面状ヒーターを配置してこの面状ヒーターの発熱により太陽電池モジュール上の雪を融雪することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来より、豪雪地帯などで建設される建物に関して、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、屋根上に設置された複数の各太陽電池モジュール３１間の隙間に棒状ヒーター３２を配置しておき、この棒状ヒーター３２により各太陽電池モジュール３１間の隙間上の積雪を融かし、以って屋根上の積雪全体の融雪及び滑雪を促進させることも提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０９０９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７８２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の屋根上の複数の太陽電池モジュールの下側に面状ヒーターを配置する方法によるときは、面状ヒーターの熱が直接に太陽電池モジュールに及んでしまうため太陽電池モジュールが早期に劣化してしまう、面状ヒーターの熱が太陽電池モジュールを介して雪に伝えられるため融雪効果が低いなどの問題があった。
【０００６】
また、上記の屋根上に設置された複数の各太陽電池モジュール３１間の隙間に棒状ヒーター３２を設置する方法によるときは、前記各太陽電池モジュール３１間の隙間に設置するのに適した棒状ヒーター３２の製造又は調達のために多大なコストが必要となる、屋根上で棒状ヒーター３２を前記隙間に取り付けるための施工作業が煩雑で手間が掛かるなどの問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来技術に着目してなされたものであって、従来のように融雪用ヒーターの熱が直接に太陽電池モジュールに及ぼされて太陽電池モジュールが早期に劣化してしまうことがなく、屋根上の積雪に対し直接に熱を及ぼして大きな融雪効果を得ることができ、低コストに且つ効率的に製造することができる、太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造を提供することを目的とする。また本発明は、屋根上で作業者が効率的に取付け施工できる、太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造は、建物屋根上に、太陽電池モジュールを配置すると共に、これとは別体の融雪モジュールを、前記太陽電池モジュールの棟側及び／又は軒下側で且つ前記太陽電池モジュールと近接する位置に配置して成る、太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造であって、前記太陽電池モジュールは、太陽電池セルが配置される太陽電池セル部と、前記太陽電池セル部の上下にそれぞれ配置される上側封止材及び下側封止材と、前記上側封止材の上方に配置される表面保護層と、前記下側封止材の下方に配置される裏面保護層と、前記の太陽電池セル部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層をそれらの外周縁部側から保持するフレームとから成り、前記融雪モジュールは、前記太陽電池モジュールの太陽電池セル部と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有するヒーター部と、前記ヒーター部の上側に配置され、前記太陽電池モジュールの上側封止材と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する上側封止材と、前記ヒーター部の下側に配置され、前記太陽電池モジュールの下側封止材と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する下側封止材と、前記上側封止材の上方に配置され、前記太陽電池モジュールの表面保護層と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する表面保護層と、前記下側封止材の下方に配置され、前記太陽電池モジュールの裏面保護層と屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する裏面保護層と、前記のヒーター部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層をそれらの外周縁部側から保持するフレームとから成り、前記太陽電池モジュールと前記融雪モジュールとは、互いに別体でありながら、その「内部に配置されている太陽電池セル部又はヒーター部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層の各形状及び互いの積層順序から成る、内部構造」が、太陽電池セル部とヒーター部のいずれが配置されているか及び屋根流れ方向の幅寸法を除き互いに同一となるように構成されるものである。
【０００９】
また、本発明による太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造においては、前記融雪モジュールのフレームは、自ら（融雪モジュール）を屋根材に取り付けるための部分をも含むものであり、且つ前記太陽電池モジュールのフレームと屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュール及び融雪モジュールの屋根取付構造においては、融雪モジュールを構成する各部材（ヒーター部（融雪用ヒーター又はそれが配置される部分）、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層）の外形状を、太陽電池モジュールを構成する各部材（太陽電池セル部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層）と屋根流れ方向（屋根の棟側から軒下側に向かう方向）の幅寸法を除き略同一となるように構成し、且つ、融雪モジュールの内部構造（前記各部材が積層される順序などの構造）を、太陽電池モジュールの内部構造と略同一となるように構成した。よって、本発明によれば、融雪モジュールの製造を、従来の太陽電池モジュールの製造ライン及び製造方法をほぼそのまま流用して行うことができるので、融雪モジュールの製造のために特別な製造ライン又は製造方法などを準備することが不要となり、融雪モジュールの製造を低コストで且つ効率的に行えるようになる。
【００１１】
また、本発明によれば、建物の屋根に設置された太陽電池モジュールの棟側及び／又は軒下側に融雪モジュールを配置するようにしたので、融雪用ヒーターからの熱が直接に太陽電池モジュールに及ぼされて太陽電池モジュールが早期に劣化してしまうことが無くなり、また、融雪モジュールからの熱が屋根上の積雪に直接に伝わるため大きな融雪効果が得られるようになる。
【００１２】
また、本発明において、融雪モジュールのフレーム（当該フレームを屋根材に取り付けるための構成部分をも含む）の外形状を、太陽電池モジュールのフレームと屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一となるように構成したときは、屋根上で融雪モジュールを屋根材に取付け施工しようとする作業者は、従来の太陽電池モジュールの屋根材への取付け施工のための方法や知識等をそのまま流用して施工することができるので、施工作業者に対し融雪モジュールの取付け施工のために特別な方法又は知識等を新たに教えることが不要となり、融雪モジュールの屋根材への取付け施工を低コストで且つ効率的に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態において融雪モジュールが建物屋根上に配置されたときの状態を説明するための図である。
【図２】（ａ）は本実施形態における融雪モジュールの平面図（有色の封止材を透過させた状態で示すもの）、（ｂ）は正面図（背面図はこの正面図と同一である）、（ｃ）は側面図、及び（ｄ）は底面図（外部電源などに接続される配線ケーブルを示さないもの）である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ’線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】（ａ）は本実施形態における融雪モジュールの平面図（有色の上側封止材をも示すもの）、（ｂ）は平面図（有色の上側封止材を透過させた状態で示すもの）、（ｃ）は側面図、（ｄ）は拡大して示す正面図（背面図はこの正面図と同一である）、及び（ｅ）は底面図（外部電源などに接続される配線ケーブルなどをも示すもの）である。
【図５】（ａ）は本実施形態における融雪モジュールの平面側の斜視図であって有色の上側封止材を透過した状態で示す斜視図、（ｂ）は本実施形態に係る融雪モジュールの平面側の斜視図であって有色の上側封止材をも示す斜視図である。
【図６】（ａ）は本実施形態における融雪モジュールの平面側の斜視図、（ｂ）はその底面側の斜視図である。
【図７】本実施形態における融雪モジュールの内部構造を説明するための模式図である。
【図８】本実施形態における融雪モジュールの内部構造を説明するための分解斜視図である。
【図９】屋根上に設置された従来の太陽電池モジュール及び融雪装置の一例を示す図である。 
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態において融雪モジュールが建物屋根上に配置されたときの状態を説明するための図、図２（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本実施形態における融雪モジュールの平面図（有色の上側封止材を透過させた状態で示すもの）、正面図（背面図はこの正面図と同一である）、側面図、及び底面図（外部電源などに接続される配線ケーブルを示さないもの）、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ’線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’線断面図、図４（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本実施形態における融雪モジュールの平面図（有色の上側封止材をも示すもの）、平面図（有色の上側封止材を透過させた状態で示すもの）、側面図、拡大して示す正面図（背面図はこの正面図と同一である）、及び底面図（外部電源などに接続される配線ケーブルなどをも示すもの）、図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施形態における融雪モジュールの平面側の斜視図で、（ａ）は有色の上側封止材を透過した状態で示す斜視図、（ｂ）は有色の上側封止材をも示す斜視図、図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施形態における融雪モジュールの平面側の斜視図及び底面側の斜視図である。
【００１５】
図１において、１１は屋根上で図示左右上下方向に並ぶように屋根材に固定される複数の各太陽電池モジュール、１２は前記各太陽電池モジュール１１間の各隙間に配置される間カバー、１３は前記複数の太陽電池モジュール１１の棟側及び軒下側の位置にそれぞれ配置されるべく屋根材に固定される融雪モジュールである。
【００１６】
本実施形態では、融雪モジュール１３と太陽電池モジュール１１とは、図１に示すように、図示横方向（屋根流れ方向に対して直交する方向）において互いに略同一の外形寸法を有するように構成されている。また、図１では示していないが、本実施形態では、融雪モジュール１３と太陽電池モジュール１１とは、その厚さ方向（屋根平面に対して直交する方向）において互いに略同一の外形寸法を有するように構成されている。詳しくは後述するが、前述のように、本実施形態は、融雪モジュール１３が、太陽電池モジュール１１（フレームを含む）に対して、屋根流れ方向（屋根の棟側から軒下側に向かう方向）の幅寸法を除き、前記横方向及び厚さ方向において略同一の外形状を有するように構成されている点に、大きな特徴を有している。
【００１７】
次に図２〜６において、１は融雪モジュールの上側（屋根材から離れる側）に配置される透明ガラス板（強化ガラス製板）、２はその下方に上側封止材（後述する図７の４ａ参照）を介して配置されるシート状ヒーター、３は前記シート状ヒーター２を支持するタブ（支持部材）、４ｂは前記シート状ヒーター２の下側（屋根材側）に配置される下側封止材であって例えばアイオノマー樹脂などにより構成される下側封止材（シート状ヒーター２の保護用の封止材）、５は前記下側封止材４ｂの下側（屋根材側）に配置される耐候性フィルム製のバックシート、６は前記のガラス板１、ヒーター２、下側封止材４ｂ、及びバックシート５などを、それらが積層された状態で、それらの外周縁部側から保持する例えばアルミなどの金属製のフレーム（枠体）、６ａは前記フレーム６の外側下端部に形成された断面鉤状の突出部（フレーム６を屋根材に取付け固定するためのネジ穴などが形成されている部分）、７（図３参照）は前記フレーム６と前記のガラス板１、ヒーター２、下側封止材４ｂ、及びバックシート５などとの間の隙間を封止するために塗布・充填される例えばシリコン製の充填材、８（図２（ｄ）参照）は前記シート状ヒーター２を外部電源などに接続するためのコネクタ部、８ａ（図４（ｅ）及び図６（ｂ）参照）は前記コネクタ部８に接続された配線ケーブルである。
【００１８】
次に、図７及び８を参照して本実施形態における融雪モジュールの内部構造の詳細を説明する。本実施形態においては、融雪モジュールの内部構造を、融雪モジュールと近接して屋根上に設置される太陽電池モジュールの内部構造とほぼ同一に構成したことに最大の特徴がある。
【００１９】
すなわち、従来の太陽電池モジュールは、屋根材に近い側から屋根材から離れる方向に向かって、耐候性フィルム製のバックシート、透明の下側封止材、太陽電池セル部（互いに横方向に繋げられた複数個の太陽電池セル又はそれらが配置される部分）、透明の上側封止材、及び透明のガラス板が上記順序で積層されることにより構成されている。
【００２０】
そして、本実施形態に係る融雪モジュールも、上記の太陽電池モジュールと、屋根流れ方向の幅寸法を除き、その外形状及び内部構造などにおいて略同一の構成、すなわち、屋根材に近い側から屋根材から離れる方向に向かって、図７，８に示すように、耐候性フィルム製のバックシート５、下側封止材４ｂ、シート状ヒーター２、上側封止材４ａ、及び透明のガラス板１が上記順序で積層されるという構成が採用されている（図１も参照）。なお、前記上側封止材４ａは、融雪モジュールの表面側から内部のシート状ヒーター２が透けて見えないように、且つ近接して配置されている太陽電池モジュール１１との間で外観上の違和感が生じないように、太陽電池モジュール１１内の太陽電池セルの色と同系色、例えば黒色に形成されている。
【００２１】
特に、本実施形態に係る融雪モジュールの内部構造（各部材の構成とそれらが積層される順序などの構造）は、図７に示すように、複数の太陽電池セルに対応する部分がシート状ヒーター２に代替されている点を除き、基本的に太陽電池モジュールの内部構造と同一に構成されている。また、図１に関して前述したように、融雪モジュール３（フレーム６を含む）は、太陽電池モジュール１との関係では、屋根流れ方向（図示上下方向）の幅寸法を除き、図１の横方向及び厚さ方向において略同一の外形状を有するように構成されている。よって、本実施形態によれば、融雪モジュールの製造を、従来の太陽電池モジュールの製造ライン及び製造方法をほぼそのまま流用して行うことができるので、融雪モジュールの製造のために特別なライン又は方法を準備することが不要となり、融雪モジュールの製造を低コストで且つ効率的に行えるようになる。
【００２２】
また、本実施形態では、融雪モジュールを屋根材へ取付け固定するための構造及び施工方法を、融雪モジュールと近接して屋根上に設置される太陽電池モジュールを屋根材へ取付け固定するための構造及び施工方法とほぼ同一としている。
【００２３】
すなわち、従来の太陽電池モジュールは、前記の耐候性フィルム製のバックシート、透明の下側封止材（太陽電池セルの保護用の封止材）、太陽電池セル部、透明の上側封止材、及び透明のガラス板が、上記順序で積層された状態で、それらの外周側縁部を外側から挟み込むように配置される金属製フレームにより保持され、且つ、このフレームが屋根材にネジ止め等で固定されることにより、屋根上に取り付けられている。また、図１に関して前述したように、融雪モジュール３（フレーム６を含む）は、太陽電池モジュール１との関係で、屋根流れ方向（図１の上下方向）の幅寸法を除き、図１の横方向及び厚さ方向において略同一の外形状（前記フレーム６中の屋根材への取付け用ネジ穴などが形成されている突出部６ａの外形状をも含む）を有するように構成されている。
【００２４】
よって、本実施形態においては、融雪モジュールの屋根材への取付け施工に関して、前記のバックシート５、下側封止材４ｂ、シート状ヒーター２、上側封止材４ａ、及び透明ガラス板１の各外周側縁部を外側から挟み込むように保持している金属製フレーム６を、その突出部６ａ（ネジ穴等が形成されている部分）を屋根材にネジ止め等で固定することにより、屋根上に設置するという、上記の太陽電池モジュールにおける屋根材への取付け施工方法と略同一の施工方法を採用することができる。したがって、本実施形態によれば、屋根上で融雪モジュールを施工しようとする作業者は、従来の太陽電池モジュールの屋根材への取付け施工のための方法や知識等をそのまま流用して施工することができるので、施工作業者は融雪モジュールの取付け施工のために特別な方法又は知識等を新たに覚えることが不要となり、融雪モジュールの屋根材への取付け施工を低コストで且つ効率的に行えるようになる。
【００２５】
なお図８において、７ａは、フレーム６同士及びフレーム６と前記各部材（バックシート５、下側封止材４ｂ、シート状ヒーター２、上側封止材４ａ、及び透明ガラス板１）との間の隙間を外部に対して封止するための例えばシリコン樹脂製の充填材（塗布材）である。また、本実施形態１では、前記シート状ヒーター２の上側の封止材４ａとして、黒色などの有色に着色した封止材を使用しているが、これは、シート状ヒーター２及びその配線等が透明ガラス板１を通して外部から見えないようにするという意匠上の理由によるものであるから、本発明においては、太陽電池モジュールにおけると同様に黒色などに着色していない透明な封止材を使用するようにしてもよい。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態として述べたものに限定されるものではなく、様々な修正及び変更が可能である。例えば、前記実施形態においては、ヒーター部を１つのシート状ヒーター２が配置される部分としたが、本発明においてはこれに限られることなく、例えば複数個の発熱体が互いに接続された状態で略水平方向に並べられて配置される部分などとしてもよい。また前記実施形態では、シート状ヒーター部２及び上側封止材４ａの上方に配置される表面保護層としてガラス板１を使用したが、本発明では他の素材から成る表面保護層、例えばプラスチック板などを使用するようにしてもよい。また前記実施形態では、シート状ヒーター部２及び下側封止材４ｂの下方に配置される裏面保護層としてバックシート５を使用したが、本発明においてはプラスチックなど様々な素材から成る保護層を使用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ガラス板
２    シート状ヒーター
３    タブ
４ａ  上側封止材
４ｂ  下側封止材
５    バックシート
６    フレーム
６ａ  突出部
７，７ａ     充填材
８    コネクタ部
８ａ    配線ケーブル
１１  太陽電池モジュール
１２  間カバー
１３  融雪モジュール
【要約】
【目的】低コストで且つ効率的に製造できる融雪モジュール、及び屋根上で低コストで且つ効率的に取付け施工できる融雪モジュールを提供する。
【構成】太陽電池モジュールの太陽電池セル部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層とそれぞれ屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有する、ヒーター部、上側封止材、下側封止材、表面保護層、及び裏面保護層から成り、太陽電池モジュールにおけると同じように積層されて成る融雪モジュールである。また、太陽電池モジュールのフレームと屋根流れ方向の幅寸法を除き略同一の外形状を有するフレーム（自らを屋根材に取り付けるための部分をも含む）を備えた融雪モジュールである。
【選択図】    図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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