(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの外周縁部とこれを取り囲む枠材との間に渡って延在するゴム系の充填材が挿入される太陽電池モジュール枠の取り合い構造において、
前記枠材は、前記充填材および太陽電池モジュールの外周縁部を共に挟み込む挟持部と、他の部材に締結される締結部と、を具備し、
前記挟持部は、
太陽電池モジュールの外周縁部の上面に当接する押さえと、
前記充填材の外周面が当接する当て止めと、
前記充填材の外周面が前記当て止めに当接するところまで前記充填材が挿入され易いように前記充填材を案内するために、前記押さえとの間隔が外側よりも内側のほうが広くなるように傾いた傾斜ガイド面と、を有し、
前記充填材は、
前記押さえに当接する上面と、
前記当て止めに当接する外周面と、
前記傾斜ガイド面に当接するテーパー面と、
前記テーパー面に形成され、前記充填材の前記延材方向に延在する複数の突起と、を具備し、
前記充填材のテーパー面の傾斜角を前記枠材の傾斜ガイド面の傾斜角よりも小さくして、
前記充填材が前記太陽電池モジュールの外周縁部に接着により固定されることを特徴とする太陽電池モジュール枠の取り合い構造。
【請求項２】
前記充填材は、前記太陽電池モジュールの外周縁部の端面と下面とに当接するＬ字切欠部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール枠の取り合い構造。
【請求項３】
前記充填材は、前記外周面と上面とが交叉する隅角にあたる部分が切欠かれていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール枠の取り合い構造。
【請求項４】
前記充填材の内周面は、前記枠材の傾斜ガイド面を規定する内周面よりも内方に位置することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール枠の取り合い構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールの外周縁部を保護する太陽電池モジュール枠の取り合い構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールはガラス基板上に薄膜発電層を形成したものであるので、これをそのまま架台等に取り付けようとすると割れや欠け等の損傷を生じるおそれがある。このため、太陽電池モジュールを各種の建造物や工作物に設置する場合は、太陽電池モジュールの四辺全周をアルミニウム枠材で取り囲んでいる。この場合にガラスと金属との直接の接触を避けるために、モジュールと枠材との間に可撓性を有する充填材が挿入される。充填材には種々の形状、材質のものがあり、その取り合い構造については従来から種々の提案がなされている。
【０００３】
特願平１１−４６７５４号の出願明細書等には、シリコンシーラント等の半固形シール材を枠材の挟持部に充填し、これに太陽電池モジュールを押し込むことにより半固形シール材を枠材／モジュール間に拡散充満させる枠の取り合い構造が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の枠の取り合い構造においては、枠の内部にシール材の逃げ部を設ける必要があり、枠の形状が複雑である。
【０００５】
また、従来の構造では、モジュールを枠の挟持部に押し込んだ後に、外部にはみ出た余分なシール材を除去する作業がさらに必要になるので、その分だけ手間が掛かり、施工コストが増大する。また、従来の構造では、シール材が完全に固化するまでに相当の時間がかかる。
【０００６】
また、従来の構造では、大面積モジュールの場合に、特にモジュール端部のたわみや変形が大きくなるので、モジュールに対して枠が不揃いになり、両者を位置合せすることが難しい。また、モジュールと枠との間にできる段差に雨水や塵埃などの異物が溜まりやすい。
【０００７】
また、アルミサッシ等に用いられているパッキンを太陽電池モジュール枠の取り付けに利用することも考えられるが、アルミサッシ用パッキンは表面に露出する構造であるので、その耐久性が不十分である。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構造で容易に太陽電池モジュールに枠材を取り付けることができる耐久性に優れた太陽電池モジュール枠の取り合い構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュール枠の取り合い構造は、太陽電池モジュールの外周縁部とこれを取り囲む枠材との間にゴム系の充填材が挿入される太陽電池モジュール枠の取り合い構造において、前記枠材は、前記充填材および太陽電池モジュールの外周縁部を共に挟み込む挟持部と、他の部材に締結される締結部と、を具備する。前記挟持部は、太陽電池モジュールの外周縁部の上面に当接する押さえと、前記充填材の外周面が当接する当て止めと、前記充填材の外周面が前記当て止めに当接するところまで前記充填材が挿入され易いように前記充填材を案内するために、前記押さえとの間隔が外側よりも内側のほうが広くなるように傾いた傾斜ガイド面と、を有する。前記充填材は、前記押さえに当接する上面と、前記当て止めに当接する外周面と、前記傾斜ガイド面に当接するテーパー面と、太陽電池モジュールの外周縁部の端面と下面とに当接するＬ字切欠部と、を具備する。
【００１０】
この場合に、充填材はテーパー面に複数の突起を有することが好ましい。複数の突起により枠材の傾斜ガイド面との相互接触面積が減少するので、枠材の挟持部に充填材を挿入するときの摩擦抵抗が小さくなり、充填材を枠材に押し込み易くなる。なお、突起を複数とすることにより必要なシール性は確保される。
【００１１】
また、充填材は、外周面と上面とが交叉する隅角にあたる部分が切欠かれていることが好ましい。このようなコーナー切欠を設けると、充填材を枠材の当て止めのところまで押し込み易くなるからである。なお、外周面とテーパー面とが交叉する隅角にあたる部分も切り欠いておくと、充填材を当て止めまでさらに押し込み易くなるとともに、充填材と枠材との密着性が高まる。
【００１２】
さらに、充填材のテーパー面の傾斜角は、前記枠材の傾斜ガイド面の傾斜角よりも小さいことが好ましい。充填材を枠材の当て止めのところまでさらに押し込み易くなるからである。
【００１３】
また、充填材の内周面は、枠材の傾斜ガイド面を規定する内周面よりも内方に位置させることが好ましい。充填材と枠材との間にデッドスペースとなる凹所をつくらないようにするためである。
【００１４】
なお、充填材はネオプレンゴムやブチルゴム等の合成ゴムからなるものであり、枠材の挟持部のサイズに応じて種々の硬さに調整されることが望ましい。枠材の挟持部の間口が広い場合は充填材を軟らかくしてもよいが、挟持部の間口が狭い場合は所定レベル以上の硬さとする必要がある。充填材が軟らかすぎると挟持部のなかに押し込めなくなるからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
【００１６】
先ず太陽電池パネルの概要について説明する。
図１及び図２に示すように、太陽電池パネル１は太陽電池モジュール２の四辺全周をアルミニウム枠材４で取り囲んで保護してなるものであり、枠材４の適所に設けられた複数のボルト穴４７にボルト５１を通してナット５２を締め付けることにより他の部材、例えば図４に示す固定フレーム５５に取り付けられるようになっている。本実施形態に用いた太陽電池モジュール２のサイズは例えば１４００mm×１１００mmである。
【００１７】
太陽電池モジュール２と枠材４との間には充填材としてのゴムライナー３が図４、図５に示すように挿入され、太陽電池モジュール２の外周縁部が雨水の浸入等から保護されるようになっている。
【００１８】
図６に示すように、太陽電池モジュール２の長辺には長辺ゴム部材３ａが、短辺には短辺ゴム部材３ｂがそれぞれ取り付けられている。各ゴム部材３ａ，３ｂは太陽電池モジュール２の各辺に接着剤を用いて接着されている。なお、各ゴム部材３ａ，３ｂの端部は約４５°に切り揃えられて合わせ面３１とされ、合わせ面３１同士も接着されている。
【００１９】
図７に示すように、四辺全周をゴムライナー３で取り囲まれた太陽電池モジュール２に対して長辺部枠材４ａおよび短辺部枠材４ｂをそれぞれ取り付けることにより、四辺全周を枠材４で取り囲まれた太陽電池パネル１となる。短辺部枠材４ｂの両端部には切欠合わせ部４１が形成され、長辺部枠材４ａとの重なり合いを防止している。
【００２０】
図３に示すように、長辺部枠材４ａの端部を短辺部枠材４ｂの切欠合わせ部４１に合わせ込み、短辺部枠材４ｂのほうからビス５０をネジ孔４４にねじ込むことにより、短辺部枠材４ｂが長辺部枠材４ａに締結され、一体の枠材４となる。
【００２１】
（第１の実施形態）
次に、図４を参照して第１の実施形態の取り合い構造について詳しく説明する。
【００２２】
第１の実施形態の取り合い構造では充填材としてのゴムライナー３のテーパー面３２（下面）に２つの突起３３を設けている。２つの突起３３はテーパー面３２に沿ってゴムライナー３の長手方向にほぼ平行に延び出し、枠材の挟持部４２の傾斜ガイド面４８に当接している。すなわち、ゴムライナー側のテーパー面３２は枠材側の傾斜ガイド面４８に全面的に密着するのではなく、所定のシール性を損なうことなく、２つの突起３３を介して部分的に枠材挟持部の傾斜ガイド面４８に当接している。
【００２３】
ゴムライナー３は、その外周面３４が枠材挟持部の当て止め４９に当接している。ゴムライナー上面３６が枠材の当て止め４９に当接した状態で、ゴムライナー内周面３５は枠材の傾斜ガイド面を規定する内周面４３よりも内方に位置する。すなわち、図４中にて符号Ｌ１で示すゴムライナー３の幅を枠材４の当て止め４９から内周面４３までの長さＬより大きく（Ｌ＜Ｌ１）している。このようにすることによりゴムライナー３と枠材４との間にデッドスペースとなる凹所が形成されなくなるので、ここに雨水や塵埃等の異物が溜まることがなく、太陽電池モジュール２の裏面側において清浄な継手環境が維持される。また、枠材４の押さえ４５は太陽電池モジュール２の上面との段差が少なくなるように若干のテーパーとし、ここに雨水や塵埃等の異物が溜まり難くしている。
【００２４】
また、ゴムライナー３は、その外周面３４と上面３６とが交叉する隅角にあたる部分３７が切欠かれている。この切欠３７は、ゴムライナーの外周面３４を枠材挟持部の当て止め４９に当接させ易くするためのものであるので、必要最小限の大きさにとどめて過大にしすぎないようにすることが望ましい。
【００２５】
また、ゴムライナー上面３６は枠材挟持部の押さえ４５に当接している。ゴムライナー３の上半部の内側部位はゴムライナー幅Ｌ１の１／２〜３／５が切除され、Ｌ字切欠部３９が形成されている。このＬ字切欠部３９に太陽電池モジュール２の外周縁部が嵌め合わされ、ゴムライナー３とともに枠材４の挟持部４２のなかに挿入されている。なお、図中の符号２２は太陽電池モジュール２の裏面側に設けられたシリコンシーラントである。
【００２６】
本実施形態に用いたゴムライナー３の各部サイズを次に示す。
【００２７】
ゴムライナー幅Ｌ１；１２．５mm
Ｌ字切欠部３９の長さ；１３８４mm
Ｌ字切欠部３９の高さ；６．５mm
外周面３４の高さ；９．９mm
内周面３５の高さ；３．８５mm
上面３６の長さ；４．５mm
突起３３の高さ；１．５mm
テーパー面３２の傾斜角度；１０°±１°
枠材４は、モジュール外周縁部およびゴムライナー３を挟持する挟持部４２の他に、さらにボックスチャンネル４０および内ひれ４６ａを備えている。ボックスチャンネル４０は挟持部４２の下部に連続して設けられ、枠材４の剛性を受け持つ主要部にあたるものである。このボックスチャンネル４０のなかには上下一対のネジ孔４４が形成されている。図３に示すようにネジ孔４４にビス５０をねじ込むことにより、枠材４の構成部品である長辺枠部材４ａと短辺枠部材４ｂとが締結されるようになっている。
【００２８】
内ひれ４６ａは、ボックスチャンネル４０の下部から内方に延び出し、ボルト穴４７を有している。ボルト穴４７には固定フレーム５５の側からボルト５１が挿通され、内ひれ４６ａの側のナット５２を締め付けることにより、枠材４が固定フレーム５５に締結されるようになっている。なお、図中の符号５３は座金である。
【００２９】
本実施形態に用いた枠材４の各部サイズを次に示す。
【００３０】
長辺枠部材４ａの長さ；１４１２±２mm
短辺枠部材４ｂの長さ；１１１２±２mm
ボックスチャンネル４０の大きさ；１２mm×３５mm
挟持部４２の間口；９．５×９．５mm
挟持部４２の奥行き；１４００mm
当て止め４９の高さ；９．９mm
ボックスチャンネル内周面４３の高さ；２２mm
押さえ４５の長さ；１２mm
内ひれ４６ａの張出長さ；２６mm
傾斜ガイド面４８の傾斜角度θ１；１０°±１°
ゴムライナー３には各種のネオプレンゴムやブチルゴム等の合成ゴムを用いる。本実施例ではゴムライナー３としてショア硬度５０のネオプレンゴムを用いた。また、枠材４にはアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた。
【００３１】
本実施形態によれば、ゴムライナーの突起３３により枠材の傾斜ガイド面４８とテーパー面３２との相互接触面積が減少するので、ゴムライナー３を枠材の挟持部４２に挿入するときの摩擦抵抗が小さくなり、ゴムライナー３を押し込み易くなる。なお、突起３３を複数とすることにより必要なシール性は確保される。
【００３２】
また、本実施形態によれば、ゴムライナーの外周面３４と上面３６とが交叉する隅角にあたる部分にコーナー切欠３７を設けているので、ゴムライナー３を枠材の当て止め４９のところまで押し込み易くなるとともに、ゴムと金属との相互密着性が向上し、耐久性に優れたものとなる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、ゴムライナーのテーパー面３２の傾斜角度を枠材の傾斜ガイド面４８の傾斜角度よりも小さくしているので、ゴムライナーを枠材の当て止め４９のところまでさらに押し込み易くなる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、図５を参照して第２の実施形態の取り合い構造について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分についての説明は省略する。
【００３５】
第２の実施形態の取り合い構造では充填材としてのゴムライナー３Ａの２つの隅角部をそれぞれ切り欠いてコーナー切欠３７としている。また、枠材４Ａは外ひれ４６ｂを備えている。
【００３６】
本実施形態に用いたゴムライナー３Ａの各部サイズを次に示す。
【００３７】
ゴムライナー幅Ｌ２；１２．５mm
Ｌ字切欠部３９の長さ；１３８４mm
Ｌ字切欠部３９の高さ；６．５mm
外周面３４の高さ；９．９mm
内周面３５の高さ；３．８５mm
上面３６の長さ；４．５mm
テーパー面３２の傾斜角度；１０°±１°
本実施形態に用いた枠材４Ａの各部サイズを次に示す。
【００３８】
長辺枠部材４ａの長さ；１４１２±２mm
短辺枠部材４ｂの長さ；１１１２±２mm
ボックスチャンネル４０の大きさ；１２mm×３５mm
挟持部４２の間口；９．５×９．５mm
挟持部４２の奥行き；１４００mm
当て止め４９の高さ；９．９mm
ボックスチャンネル内周面４３の高さ；２２mm
押さえ４５の長さ；１２mm
外ひれ４６ｂの張出長さ；２６mm
傾斜ガイド面４８の傾斜角度θ２；１０°±１°
本実施形態によれば、ゴムライナーの外周面３４と上面３６とが交叉する隅角にあたる部分の他に、さらに外周面３４とテーパー面３２とが交叉する隅角にあたる部分にもコーナー切欠３７を設けているので、ゴムライナー３Ａを枠材の当て止め４９のところまで更に押し込み易くなるとともに、ゴムライナーと枠材との相互密着性が更に向上する。
【００３９】
次に、図６及び図７を参照して枠材およびゴムライナーを太陽電池モジュールの外周縁部に取り付ける場合について説明する。
【００４０】
図４に示す断面形状のゴムライナー３ａ，３ｂを太陽電池モジュール２の長辺および短辺に対応する長さにそれぞれ切断し、切断片の両端を４５°の角度に切り揃えて合わせ面３１とする。この合わせ面３１と内側Ｌ字面３９とに接着剤をそれぞれ適量ずつ付け、図６に示すように、一方の一対のゴムライナー３ａは太陽電池モジュール２の長辺端面にそれぞれ接着し、他方の一対のゴムライナー３ｂは太陽電池モジュール２の短辺端面にそれぞれ接着する。なお、ゴムライナー３ａ，３ｂ同士は合わせ面３１のところで接着される。接着剤が完全に硬化するまでゴムライナー付きモジュール２／３を養生する。
【００４１】
接着剤が完全硬化した後に、図７に示すように、一方の一対の枠材４ａをゴムライナー付きモジュール２／３の長辺にそれぞれ取り付け、他方の一対の枠材４ｂをゴムライナー付きモジュール２／３の短辺にそれぞれ取り付ける。
【００４２】
枠材４ａ，４ｂの取り付けは、ゴムライナーの外周面３４が枠材の当て止め４９に当接するまでハンマー等の打撃により枠材４ａ，４ｂをゴムライナー３ａ，３ｂに押し込む。枠材４ａ，４ｂとゴムライナー３ａ，３ｂとの嵌め込みが完了すると、図３に示すように各コーナーにて短辺枠部材４ａを長辺枠部材４ｂにビス５０でそれぞれ締結する。これにより周囲を枠材で保護された太陽電池パネルが完成する。
【００４３】
なお、枠材４ａ，４ｂをゴムライナー３ａ，３ｂに嵌め込む前に、短辺枠部材４ｂの一方端に長辺枠部材４ａを５０４２で予め取り付け、Ｌ字状の組立枠材４ａ，４ｂとし、これをゴムライナー付きモジュール２／３に嵌め込んだ後に、Ｌ字状の組立枠材４ａ，４ｂ同士を互いにビス５０で締結するようにしてもよい。
【００４４】
なお、上記実施形態では内ひれ又は外ひれを有する枠材を用いる場合について説明したが、ひれ無しタイプの枠材を本発明の取り合い構造に用いるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、枠材の挟持部下面を傾斜させて傾斜ガイド面とし、挟持部の間口を拡げるとともに、これに対応して充填材の下面を傾斜させてテーパー面としているので、充填材を枠材の当て止めのところまで押し込み易くなる。この場合に、充填材のテーパー面の傾斜角度を枠材の傾斜ガイド面の傾斜角度よりも小さくすると、充填材を枠材の当て止めのところまでさらに押し込み易くなる。
【００４６】
また、本発明によれば、充填材の外周面と上面とが交叉する隅角にあたる部分にコーナー切欠を設けているので、充填材を枠材の当て止めのところまで押し込み易くなるとともに、充填材と枠材との相互密着性が向上し、耐久性が向上する。
【００４７】
さらに、本発明によれば、充填材のテーパー面に突起を設けることにより、枠材の傾斜ガイド面とテーパー面との相互接触面積が減少して、充填材を枠材の挟持部に挿入するときの摩擦抵抗が小さくなるので、充填材を押し込み易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池モジュールに枠材を取り付けた太陽電池パネルを示す平面図。
【図２】太陽電池パネルの裏面側を示す平面図。
【図３】枠材の隅角部を示す部分拡大図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール枠の取り合い構造を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュール枠の取り合い構造を示す断面図。
【図６】太陽電池パネルの組立を説明するために太陽電池モジュールと充填材とを示す分解平面図。
【図７】太陽電池パネルの組立を説明するために太陽電池モジュール、充填材、枠材を示す分解平面図。
【符号の説明】
１…太陽電池パネル、
２…太陽電池モジュール、
３，３Ａ…ゴムライナー（充填材）、
３ａ…長辺ゴム部材、
３ｂ…短辺ゴム部材、
３１…合わせ面（接着面）、
３２…テーパー面、
３３…突起、
３４…外周面、
３５…内周面、
３６…上面、
３７，３８…コーナー切欠、
３９…Ｌ字切欠部、
４，４Ａ…アルミ枠（枠材）、
４ａ…長辺枠部材、
４ｂ…短辺枠部材、
４０…ボックスチャンネル（締結部）、
４１…切欠合わせ部、
４２…挟持部、
４３…傾斜ガイド面を規定する内周面、
４４…ネジ孔（締結部）、
４５…押さえ、
４６ａ…内ひれ（締結部）、
４６ｂ…外ひれ（締結部）、
４７…ボルト穴、
４８…傾斜ガイド面、
４９…当て止め（内周面）、
５０…ビス、
５１…ボルト、
５２…ナット、
５３…座金、
５５…固定フレーム。
【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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