(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上に配設される太陽電池モジュールを両端に載置するための載置部、及び長手方向に延びる上辺溝部を有した横桟と、
該横桟の前記載置部に載置された前記太陽電池モジュール同士を同時に上側から押えられると共に上下方向に貫通する貫通孔を有する押え部材と、
該押え部材の前記貫通孔に挿通されるボルトと、
該ボルトを受けるボルト受部を有し、前記押え部材の下側に位置するように前記横桟の前記上辺溝部内に挿入され、前記ボルトにより前記押え部材と前記ボルト受部とを締結することで、前記太陽電池モジュール同士と前記横桟とを同時に固定すると共に電気的に接続するアース固定金具と
を具備し、
該アース固定金具は、
前記ボルト受部が形成された本体部から上側に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側と接触する立上り部を具備することを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
【請求項２】
前記アース固定金具は、
前記立上り部の先端に形成され、前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側に突き刺さる突出部を有してい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取付構造。
【請求項３】
屋根上に配設される太陽電池モジュールを両端に載置するための載置部、及び長手方向に延びる上辺溝部を有した横桟の上辺溝部内に挿入可能とされ、該横桟の前記載置部に載置された前記太陽電池モジュール同士を同時に上側から押えられる押え部材とボルトを介して締結することで、前記太陽電池モジュール同士と前記横桟とを同時に固定すると共に電気的に接続するアース固定金具であって、
ボルトを受けるボルト受部と、
該ボルト受部が形成された本体部から上側に延び、先端が前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側と接触可能な立上り部と、
前記立上り部の先端に少なくとも形成され、前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側に突き刺さる突出部と
を具備することを特徴とするアース固定金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋根等に設置される太陽電池モジュールの取付構造及びアース固定金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のＣＯ２の増加による地球温暖化現象の問題は深刻な状況にあり、又今後世界的にエネルギー消費量が予想される中、資源の枯渇化が重大な問題となっている。そこで、ＣＯ２を排出せず、資源の制約や環境負荷の少ない太陽光エネルギーは重要な位置を占めるものである。この太陽光エネルギーを電気に変換する太陽電池モジュールが現在注目されている。
【０００３】
太陽電池モジュールを一般住宅に設置した系統連係型の住宅用太陽光発電システムが普及しつつあり、このシステムは、屋根に据え付けられた架台と、複数の太陽電池モジュールを直並列に接続して、該架台に設置するようになっている。
【０００４】
太陽電池モジュールは屋根上等に設置して使用されるものであるが、太陽電池モジュールの絶縁対策が万が一損なわれた場合における漏電の被害を回避するためにアースをとる必要があり、そのために太陽電池モジュールが架台と電気的に接続しなければならない。
【０００５】
従来の電気的に接続する方法は、図９に示すように、隣接して配置された太陽電池モジュール１１０の長辺側枠材１２１の外側面に係合溝部１２１ｃがそれぞれ設けられており、架台１３７の上面１３７ａに各長辺側枠材１２１が載置されている。各長辺側枠材１２１間には、モジュール間カバー１４７が配置され、その各側縁部が、係合溝部１２１ｃ内にそれぞれ嵌合されている。モジュール間カバー部材１４７は、ボルト１４２によって架台１３７に取り付けられる。ボルト１４２には、導電ワッシャー１４３が嵌合されており、ボルト１４２が架台１３７に取り付けられる際に、各係合溝部１２１ｂとモジュール間カバー部材１４７とを導電状態とする（特許文献１）。
【０００６】
もう一方の従来の電気的に接続する方法は、図１０に示すように、縦桟にＨ型のアース金具２０１を取り付けることで、容易にモジュールと架台を接地することが出来る（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−２５０２１９号公報
【特許文献２】特開平１１−３２４２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の金具を用いた電気的接続では、太陽電池モジュール同士のアース接続と、太陽電池モジュールと架台のアース接続を複数の金具を使ってアース接続しており、施工が複雑化しコストが高くなり経済性に問題があり、また太陽電池モジュールと架台の間に金具を差し込みアース接続する方法も太陽電池モジュールと架台の間に雨水が入った後、毛細管現象で雨水が留まり、電蝕による腐食が起こり易く長期間のアース接続が取れない問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記の実状に鑑み、太陽電池モジュールとこれを支持する架台との電気的に接続するアースを、簡単な構成でかつ安価に実現できる太陽電池モジュールの取付構造及びアース固定金具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】
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールの取付構造は、「屋根上に配設される太陽電池モジュールを両端に載置するための載置部を有した横桟と、該横桟の前記載置部に載置された前記太陽電池モジュール同士を同時に上側から押えられると共に上下方向に貫通する貫通孔を有する押え部材と、該押え部材の前記貫通孔に上側から挿通されるボルトと、該ボルトを螺合するボルト受部を有し前記横桟の内部を長手方向にスライド可能で、前記押え部材を貫通した前記ボルトを前記ボルト受部に締結することで、前記太陽電池モジュール同士と前記横桟とを同時に固定すると共に電気的に接続するアース固定金具とを具備し、該アース固定金具は、前記ボルト受部が形成された本体部から上側に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側と接触する立上り部を具備する」ことを特徴とする。
【００１１】
ここで、「横桟」としては、太陽電池モジュールの端部を載置できる載置部と長手方向に延びる上辺溝部とを有したものであれば良く、特に、「上辺溝部」としては、開口部分が上を向いた断面Ｃチャンネル状の形態とすることが望ましく、内部に挿入されるアース固定金具が横桟の長手方向以外の方向から抜けないような形態のものとすることが望ましい。なお、横桟には、載置部や上辺溝部の他に、屋根に取付けるための取付固定部を更に備えていても良い。
【００１２】
また、「アース固定金具」としては、横桟の長手方向以外の方向からは上辺溝部に挿入したり抜けたりすることができないような形態（形状）とすることが望ましい。また、横桟と太陽電池モジュールの両方に接触できるような形態とすることが望ましく、例えば、ボルト受部の他に、横桟と接触する横桟接触部と、太陽電池モジュールと接触する太陽電池モジュール接触部とを更に備えたものが望ましい。なお、太陽電池モジュールと横桟とを固定する部位と、太陽電池モジュールと横桟とを電気的に接続する部位とは、同じ部位であっても良いし、異なる部位であっても良い。
【００１３】
本発明によると、ボルトにより押え部材とアース固定金具とを締結させると、押え部材とアース固定金具とが互いに接近し、その間に配置された太陽電池モジュールと横桟の上辺溝部の上辺とが押え部材とアース固定金具とで挟まれて、隣接する太陽電池モジュール同士を横桟に固定することができると共に、アース固定金具が横桟と太陽電池モジュールとに強く接触し、アース固定金具を介してそれらが互いに電気的に接続される。これにより、押え部材とアース固定金具とを互いにボルトで締結するだけで、横桟に太陽電池モジュールを固定することができると共に、一つのアース固定金具により隣接する太陽電池モジュール同士と横桟とを電気的に接続することができるので、太陽電池モジュールの設置に係る手間を簡略化することができると共に、部品点数を削減することができ、コストを低減させることができる。
【００１５】
本発明によると、アース固定金具は太陽電池モジュールの下側、及び横桟の上辺溝部の内面上側と接触する立上り部を備えたものである。これにより、押え部材とアース固定金具とがボルトによって締結されると、アース固定金具が上側に引き寄せられ、立上り部と、太陽電池モジュール及び横桟との接触がより強固に接触し、アース固定金具に対し、太陽電池モジュール及び横桟との電気的な接続がより強くなり、太陽電池モジュールのアースを確実に取ることができる。
【００１６】
ところで、アース固定金具と太陽電池モジュールや横桟との接触部分が、潮風に含まれる海水や雨水などの通電性のある液体に浸かった場合、特に接触している金属の種類が異なっていると、一方の金属から他方の金属へ電気が流れて金属が腐蝕する、所謂、電蝕が発生し、金属が腐蝕することで、それらの間の接触が不完全となり、電気的な接続が解除されてしまう問題がある。特に、太陽電池モジュールや横桟の上側から接触させて電気的に接続する場合、その接触部分が雨水などに浸かり易く、電蝕が発生する問題があった。
【００１７】
しかしながら、本発明によると、アース固定金具の立上り部を太陽電池モジュールや横桟の下側から接触させるようにしているので、その接触部分が雨水などの液体に浸かり難く、また、たとえ浸かったとしても、その液体が重力により自然に排出されるので、電蝕が発生するのを可及的に防止することができ、確実にアースを取ることができると共に、耐久性を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る太陽電池モジュールの取付構造は、「前記立上り部の先端に形成され、前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側に突き刺さる突出部を有している」ことを特徴とする。
【００１９】
本発明によると、前記アース固定金具に、前記太陽電池モジュールや前記横桟に突き刺さる突出部を備えたものである。これにより、この前記突出部が該太陽電池モジュールや該横桟に突き刺さることで、それらと、該アース固定金具とを確実に電気的に接続することができる。また、該太陽電池モジュール等の表面にアルマイト等の酸化被膜、塗装等による塗料や、表面保護被膜など、導電性の低い被膜を有していても、突出部がその被膜を突き破って導電性の高い部位に接触することで、電気的に接続することができるので、表面に被膜層を有した太陽電池モジュールや横桟に対しても、好適にアースを取ることができる。
【００２０】
本発明に係るアース固定金具は、「屋根上に配設される太陽電池モジュールを両端に載置するための載置部、及び長手方向に延びる上辺溝部を有した横桟の上辺溝部内に挿入可能とされ、該横桟の前記載置部に載置された前記太陽電池モジュール同士を同時に上側から押えられる押え部材とボルトを介して締結することで、前記太陽電池モジュール同士と前記横桟とを同時に固定すると共に電気的に接続するアース固定金具であって、ボルトを受けるボルト受部と、該ボルト受部が形成された本体部から上側に延び、先端が前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側と接触可能な立上り部と、前記立上り部の先端に少なくとも形成され、前記太陽電池モジュールの下側及び前記横桟における前記上辺溝部の内面上側に突き刺さる突出部とを具備する」ことを特徴とする。
【００２１】
本発明によると、太陽電池モジュールを屋根上に配設するのに好適な、アース固定金具とすることができ、上述と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２２】
上記のように本発明によると、複数の金具を用いることなく、前記太陽電池モジュールと前記横桟とを固定するとともに、アース接続できる太陽電池モジュールの取付構造及びアース固定金具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態である太陽電池モジュールの取付構造について、図１乃至図９に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いるアース固定金具の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。図２は、本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いるアース固定金具を示す斜視図である。また、図３は、本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いる横桟に図１に示すアース固定金具を挿通する斜視図である。更に、図４は、横桟に太陽電池モジュールを載置する斜視図である。図５は、横桟に載置された太陽電池モジュール上側から押えるカバー部材と、カバー部材を貫通するボルトの斜視図である。図６は、横桟に図１に示すアース固定金具を挿通し、カバー部材で太陽電池モジュールを載置した状態の断面図である。
【００２４】
まず、本例の太陽電池モジュールの取付構造に用いるアース固定金具を説明する。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２に示すように、アース固定金具１は、平面部２から上側に曲げられた立上り面３，４を具備した形状で形成されている。前記立上り部の先端部には突出部５，６を具備しており、平面部２にはボルト受部７を有している。
【００２５】
このアース固定金具１の平面部２は長方形の形状をしており、立上り部３は平面部２の短辺に対して略垂直に形成されその立上り幅は本例では約１５ｍｍとされている。また、立上り部４は平面部２の長辺に対して略垂直に形成されその立上り幅は本例では約３０ｍｍとされている。そして、立上り部３，４の先端に備えられた突出部５，６は、上方に向かうに従って先が細くなる先の尖った三角形状に形成されている。また、ボルト受部７は、平面部２の中央から上方に延び出す円筒形状に形成されており、その内面にはボルトと螺合する雌ねじが形成されている。  
【００２６】
このアース固定金具１は、板金をプレス成形したものであり、例えば、平面部２に対して立上り部３，４を展開した状態で突出部５，６とボルト受部７を形成するための小孔と共に打抜いた上で、立上り部３，４を平面部２に対して略垂直に曲げ加工した上で、平面部２中央の小孔をバーリング加工によって拡径すると共にボルト受部７となる円筒部を形成し、その円筒部の内面に所定の雌ねじを刻設することでアース固定金具１が製造される。なお、上記の工程は一例であり、その他の工程や方法によってアース固定金具１を製造しても良い。なお、本例では、立上り部３，４を平面部２に対して略垂直に立上ったものを示しているが、斜めに傾斜して立上るように形成しても良い。
【００２７】
前記アース固定金具の前記突出部５は、二等辺三角形の長辺（二等辺）を斜面にし、前記斜面を内側向けた形状で高さは１．５ｍｍが望ましく、１．５ｍｍ以下では、太陽電池モジュール１９の設置時の上下方向の誤差によって横桟８との隙間が生じ、突出部が届かない場合があり、１．５ｍｍ以上では、太陽電池モジュール１９が突出部によって持ち上げられ段差が生じ、美観が悪くなる恐れがある。また、二等辺三角形の長辺を斜面にした場合、突出部の先端が最も外側に配置され、太陽電池モジュール１９が左右方向の誤差が生じても電気的の接続ができ、二等辺三角形の長辺を斜面にしなかった場合、突出部の先端が外側よりやや内側に配置される為、太陽電池モジュール１９が左右方向の誤差が生じた場合、電気的の接続ができなくなる。なお、アース固定金具１の材質は、例えば鋼板で、板厚は２．３ｍｍ、シルバーである。
【００２８】
続いて、本例の太陽電池モジュールの取付構造に用いる横桟８を説明する。横桟８は、図３に示すように縦長の長方形で、上部に載置部９を有し、長手方向に沿って前記アース固定金具１の立上り部４に関連した形状の一直線状に長手方向に延びる上辺溝部１０を具備し太陽電池モジュール１９のフレームの側面形状に関連した形状に形成してある。
【００２９】
この横桟８の断面形状は、縦長の長方形で上側は開口されて、上部左右に横桟内側に向かって横桟の幅の１／４程度延びる載置部９があり、前記載置部９の先端から下側に延びる短線と、前記載置部９と平行に延びる略Ｃ字の形状を持つ上辺溝部１０がある。なお、横桟８の材質は、アルミで、色はシルバーである。
【００３０】
続いて、本例の太陽電池モジュールの取付構造に用いる太陽電池モジュール１９を説明する。太陽電池モジュール１９は、図５に示すように横長の長方形で、枠体の外側面に設けられた係合溝部２０を有している。
【００３１】
係合溝部２０の断面形状は、Ｌ字形状をしており、Ｌ字を９０度回し、端部２１を上側に配置したような形状を持つ。なお、太陽電池モジュール１９の枠体の材質は、アルミで、色はブラックである。
【００３２】
続いて、本例の太陽電池モジュールの取付構造に用いる押え部材１２を説明する。押え部材１２は、図５に示すように横長の長方形で、平面部１３はフラット状に成形されており、裏面、左面、右面には凹状の凹み部１４，１５を有し、太陽電池モジュール１９の係合溝部２０を押える、押え部１６を有している。更に平面部１３に上下方向に貫通孔１７を有している。
【００３３】
この押え部材１２の凹み部１５は太陽電池モジュール１９の係合溝部２０の端部２１の高さに関連した凹み寸法で、太陽電池モジュール１９が屋根上に配設される際に屋根の長さ方向に配置誤差が発生した場合、凹み部１５で太陽電池モジュール１９の係合溝部２０の端部２１に干渉して配置誤差を抑制し、もし、太陽電池モジュール１９の係合溝部２０の端部２１が押え部１６の下に配置された場合、押え部材１２が係合溝部２０の端部２１によって、変形し盛上がる事によって、施工中に目視によって、不具合の発見ができる。なお、押え部材１２材質は、アルミで、色はブラックである。
【００３４】
次に、本例における太陽電池モジュールの取付構造について、施工手順に沿って詳細に説明する。本実施形態の太陽電池モジュールの施工方法は、第一の手順で、図３に示すように横桟８の左右一方の端から、上辺溝部１０に図１に示したアース固定金具１を挿通し、定位置までスライドさせる。
【００３５】
第二の手順で、図４に示すように横桟８の載置部９に太陽電池モジュール１９の係合溝部２０を載置する。
【００３６】
第三の手順で、図５に示すように押え部材１２の貫通孔１７に上側からボルト１８を挿通し、前記アース固定金具１をスライドさせて貫通孔１７と位置を調整し、ボルト受部７と螺合させて、前記太陽電池モジュール１９と前記横桟８に固定する。
【００３７】
この際、図６に示すようにアース固定金具１が、前記ボルト１８によって上側へ引揚げられ、押え部材１２とが互いに接近し、その間に配置された太陽電池モジュールと横桟の上辺溝部の上辺とが押え部材とアース固定金具とで挟まれて、突出部５が太陽電池モジュール１９の係合溝部２０の裏側に突き刺さり、係合溝部２０の表面保護皮膜を破りアース固定金具１と電気的に接続され、更に横桟８の上辺溝部１０の上側１１の表面保護皮膜を破りアース固定金具１と電気的に接続される。
【００３８】
このように、本実施形態によると、アース固定金具１によって、従来のように複数の金具を用いなくても、単品で太陽電池モジュールの固定とアース接続が同時にできることが可能となり、コストを低減させることができる。特に、導通性に優れたものを用いることで、より高いアース接続できる。
【００３９】
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、種々の改良および設計の変更が可能である。
【００４０】
すなわち、本実施形態ではアース固定金具１のボルト受部７にボルト１８が螺合するものを示したが、図７に示すようなアース固定金具１のボルト受部７にボルト２３を下側より螺合させているアース固定金具２２でも良い。これにより、押え部材１２の貫通孔１７との位置の調整が行い易くすることができる。
【００４１】
また、本実施形態ではアース固定金具１のボルト受部７にボルト１８が螺合するものを示したが、図８に示すようなアース固定金具１の平面部２５に貫通孔２６を設け、ボルト２７を下側より挿通し、点溶接２８にて固定させているアース固定金具２４でも良い。これにより、押え部材１２の貫通孔１７との位置の調整が行い易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いるアース固定金具の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いるアース固定金具を示す斜視図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの取付構造に用いる横桟に図１に示すアース固定金具を挿通する斜視図である。
【図４】横桟に太陽電池モジュールを載置する斜視図である。
【図５】横桟に載置された太陽電池モジュール上側から押えるカバー部材と、前記カバー部材を貫通するボルトの斜視図である。
【図６】横桟に図１に示すアース固定金具を挿通し、カバー部材で太陽電池モジュールを載置した状態の断面図である。
【図７】（ａ）は、図１のアース固定金具と異なる形状の斜視図であり、（ｂ）は図１のアース固定金具と異なる形状の断面図である。
【図８】（ａ）は、図１のアース固定金具と異なる形状の斜視図であり、（ｂ）は図１のアース固定金具と異なる形状の断面図である。
【図９】従来の太陽電池モジュールの取付構造を示す断面図である。
【図１０】図９とは異なる従来のアース金具を示す図である。
【００４３】
１  アース固定金具
２  平面部
３  立上り部
４  立上り部
５  突出部
６  突出部
７  ボルト受部
８  横桟
９  載置部
１０  上辺溝部
１１  上辺溝部の上側
１２  押え部材
１３  平面部
１４  凹み部
１５  凹み部
１６  押え部
１７  貫通孔
１８  ボルト
１９  太陽電池モジュール
２０  係合溝部
２１  端部
２２  アース固定金具
２３  ボルト
２４  アース固定金具
２５  平面部
２６  貫通孔
２７  ボルト
２８  点溶接
【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６】
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【図７】
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【図８】
0004679409.tif 000009
【図９】
0004679409.tif 000010
【図１０】
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