(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数配設され、隣接部側に互いに重ね合わされるオーバラップ部を有する瓦に搭載される太陽電池モジュールを前記瓦に固定するもので、
前記瓦の隣接部間に介在される治具本体と、
この治具本体の上端部に一体的に形成され、隣接する一方の瓦の太陽電池モジュールを押圧保持する第１の保持片及び他方の瓦の太陽電池モジュールを押圧保持する第２の保持片とを具備し、
前記治具本体は、下端部に形成される被保持部を有し、この被保持部が前記隣接する瓦のオーバラップ部間に挟圧保持されること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の固定治具。
【請求項２】
前記治具本体、第１及び第２の保持片は金属材料により一体成形されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの固定治具。
【請求項３】
前記治具本体はその一部を瓦に形成された溝部に係合することにより、位置決め保持され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の固定治具。
【請求項４】
前記治具本体は接着材又はビスにより瓦に固定され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の固定治具。
【請求項５】
前記第１及び第２の保持片は合成樹脂成形体を介して太陽電池モジュールを押圧保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの固定治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の屋根材として用いられる瓦に搭載される太陽電池モジュールを固定する太陽電池モジュールの固定治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池を搭載し、太陽エネルギを電気に変換して利用する技術は実開昭６２―５２６１０号公報、或いは実開平５―３４３０号公報などで開示されている。
【０００３】
実開昭６２―５２６１０号公報や、実開平４―２８５２４号公報に開示されるものは、瓦や外壁を対象とした外装材の上面に太陽電池に適合する形状の凹陥部を設け、この凹陥部内に太陽電池を接着剤により接着するものである。
【０００４】
また、実開平５―３４３０号公報に開示されるものは、瓦の表面に太陽電池を接着剤により接着するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したものは、いずれも、接着剤により太陽電池を接着するものであるため、殊に屋根のように太陽光に晒されて高温度となったり、風雨に晒される環境下にあっては、接着剤の劣化の進行が早く、接着力が低下する。
【０００６】
このため、太陽電池が瓦から剥がれ易く、急勾配の屋根に設置された場合等には、屋根から太陽電池が落下してしまう危険がある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、太陽電池モジュールが太陽光や風雨に晒されても確実に瓦に固定できるようにした太陽電池モジュールの固定治具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、複数配設され、隣接部側に互いに重ね合わされるオーバラップ部を有する瓦に搭載される太陽電池モジュールを前記瓦に固定するもので、前記瓦の隣接部間に介在される治具本体と、この治具本体の上端部に一体的に形成され、隣接する一方の瓦の太陽電池モジュールを押圧保持する第１の保持片及び他方の瓦の太陽電池モジュールを押圧保持する第２の保持片とを具備し、前記治具本体は、下端部に形成される被保持部を有し、この被保持部が前記隣接する瓦のオーバラップ部間に挟圧保持されること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の固定治具。
【０００９】
請求項２記載のものは、治具本体、第１及び第２の保持片が金属材料により一体成形されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のものは、治具本体がその一部を瓦に形成された溝部に係合することにより、位置決め保持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載のものは、治具本体が接着材又はビスにより瓦に固定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載のものは、第１及び第２の保持片が合成樹脂成形体を介して太陽電池モジュールを押圧保持することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、瓦の水平方向の隣接部間に治具本体を介在させ、この治具本体の上端部に一体的に形成された第１及び第２の保持片により、隣接する瓦の太陽電池モジュールをそれぞれ押圧保持する。この第１及び第２の保持片による押圧保持により、太陽電池モジュールを長期間安定して瓦に固定することを可能とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態である太陽電池モジュール６を取付ける瓦１を示す斜視図で、図２はその平面図であり、瓦１の裏面に貫通する排水のための穴１ｅ…が設けられている。図６は太陽電池モジュールと瓦１との間に入った水を排水するための裏面への貫通孔１ｅに代わり、瓦の前垂れ部１ｃに排水のための切り欠き１ｆ，１ｆを設けた瓦の第１の変形例を示す平面図である。
【００１６】
瓦１は、例えば、セメント等によって矩形平板状に形成されるセメント瓦或はスレート瓦であり、瓦本体１Ａを有している。瓦本体１Ａの両側部には後述するように屋根上に配置されたときに左右に隣り合う瓦本体１Ａと重なり合うオーバラップ部１ａ，１ｂが設けられている。また、瓦本体１Ａの下端部裏面には前垂れ部１ｃ、上端部表面には後立上がり部１ｄが設けられている。前垂れ部１ｃは下段側の瓦本体１Ａの上面に重なり、後立上がり部１ｄは上段側の瓦本体１Ａの下面に重なるようになっている。
【００１７】
瓦本体１Ａの上面には矩形状の凹陥部２が設けられている。この凹陥部２は太陽電池モジュール６の肉厚と略等しく形成されており、この凹陥部２の略中央部には矩形状の端子ボックス収納部３が設けられている。この端子ボックス収納部３の底部には、瓦本体１Ａの上端部側に偏倚した位置にはケーブル導出孔３ｂが穿設されている。
【００１８】
瓦本体１Ａの凹陥部２は、太陽電池モジュール６の寸法に適合した大きさに形成され、この凹陥部２に太陽電池モジュール６が収納される。
【００１９】
太陽電池モジュール６は、例えば、１枚のガラス基板に透明電極層、アモルファス半導体層、裏面電極層を形成したもので、裏面にはさらに封止材により、絶縁、防水などのための封止を行なった矩形状の薄板パネル構造となっており、裏面にはさらに発生した電力を取出すための端子ボックス及び出力取出しケーブルが設けられている。
【００２０】
半導体層としては、アモルファス半導体層が好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、単結晶、多結晶、微結晶または、Ｓｉ系でも化合物系でも良い。
【００２１】
図３は太陽電池モジュール６を収納した瓦１が屋根１６に配置された状態を示す側断面図である。
【００２２】
即ち、屋根１６には棟側１６ａから軒側１６ｂに向って下り勾配に傾斜する野地板１７が設けられ、この野地板１７に直接、または、瓦下地材を介して太陽電池モジュール用瓦１が載置されている。
【００２３】
通常の瓦葺き作業と同様に太陽電池モジュール用瓦１は軒側１６ｂから順次、棟側１６ａに向って下段側の瓦本体１Ａの後立上り部１ｄの上部に上段側の瓦本体１Ａの前垂れ部１ｃをオーバラップさせて野地板１７に載置され、瓦本体１Ａの取付孔１８に釘を通して野地板１７に固定される。
【００２４】
また、水平方向に沿って左右に隣り合う瓦１は図４に示すように、右側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ａ上に左側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ｂを重ね合わせて順次載置される。このとき、後で詳述する固定治具１１により太陽電池モジュール６が瓦本体１Ａに固定されるようになっている。
【００２５】
なお、この瓦葺き作業時において、端子ボックス７から導出された出力取出しケーブル８相互を直列または並列に接続することにより、複数枚の太陽電池モジュール６を電気的に接続する。
【００２６】
図５は上記した太陽電池モジュール６を瓦本体１Ａに固定保持するための固定治具１１を示す斜視図である。
【００２７】
固定治具１１は治具本体１１ａと、この治具本体１１ａの上端部に水平に一体に形成された板状部１１ｂとからなる。
【００２８】
治具本体１１ａは垂直部１１ｃと、この垂直部１１ｃの下端部に形成される被保持部としての底面部１１ｄとからなり、Ｌ字状に構成されている。板状部１１ｂはその一端側が第１の保持片１１ｅ、他端側が第２の保持片１１ｆとなっている。
【００２９】
固定治具１１の治具本体１１ａと板状部１１ｂはアルミニューム材により押し出し成形により一体成形され、瓦１との色調を合わせるための着色が容易にできるようになっている。
【００３０】
なお、固定治具１１の成形材料としては、アルミニューム材に限られず、ステンレス、鉄鋼等の金属材料や、ＦＲＰ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＣＰＶＣ、ポリエステル、ナイロン、ポリイソブチレン、ＥＰＤＭ等の合成樹脂材料であっても良い。
【００３１】
次に、太陽電池モジュール６の固定方法について説明する。
【００３２】
太陽電池モジュール６は上記した左右に隣り合う瓦１を右側から左側に向って順次、野地板１７に載置するときに、固定治具１１を用いて固定される。
【００３３】
即ち、右側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ａ上に左側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ｂを重ね合わせる作業に先立ち、図７に示すように、右側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ａ上に固定治具１１の底面部１１ｄを載置する。しかるのち、固定治具１１の治具本体１１ａの底面部１１ｄと第１の保持片１１ｅとの間に左側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ｂを挿入して右側の瓦本体１Ａのオーバラップ部１ａ上に重ね合わせる。
【００３４】
これにより、固定治具１１は治具本体１１ａの底面部１１ｄが隣接する左右の瓦本体１Ａ，１Ａのオーバラップ部１ａ，１ｂ間に挟圧保持されて固定されるとともに、第１及び第２の保持片１１ｅ，１１ｆにより左右の太陽電池モジュール６，６の上面が押圧保持され、瓦本体１Ａの凹陥部２内に固定される。
【００３５】
なお、瓦本体１Ａの凹陥部２の内周面部と太陽電池モジュール６の外周面部との間には樹脂が充填されて止水シール２０が施されている。
【００３６】
上記したように、固定治具１１により太陽電池モジュール６を瓦本体１Ａに固定するため、実開平４−２８５２４で示されるような、大要電池モジュールと瓦を接着剤で固定するものと比較し、固定力を長期間良好に維持でき、瓦本体１Ａからの太陽電池モジュール６の落下を防止することが可能となる。
【００３７】
なお、上記した実施の形態では、図４に示すように、太陽電池モジュール６を４個の固定治具１１…を用いて固定しているが、これに限られず、太陽電池モジュール６の両側部の中央部付近を左右各１個の固定治具１１，１１を用いるものであってもよい。
【００３８】
また、太陽電池モジュール６は固定治具１１と接着剤を併用して瓦本体１Ａの凹陥部２内に固定しても良い。その際、さらに、図１及び図２の瓦には端子ボックスの周囲を囲む溝及び又は凹陥部２に下り勾配と平行の複数本の溝を設け、その溝の任意箇所に接着剤を充填することにより、接着剤を用いて太陽電池モジュールと瓦を接着することも可能である。
【００３９】
図８は固定治具の第１の変形例を示す斜視図である。
【００４０】
この固定治具２１は第１及び第２の保持片１１ｅ、１１ｆの端部にそれぞれ下方に向って突出する突起部２１ａ，２１ｂを形成している。
【００４１】
この固定治具２１によれば、第１及び第２の保持片１１ｅ、１１ｆの突起部２１ａ，２１ｂにより太陽電池モジュルール６を強く押圧保持でき、より一層確実に太陽電池モジュルール６を固定できる。
【００４２】
図９は固定治具の第２の変形例を示す斜視図である。
【００４３】
この固定治具２５は第１及び第２の保持片１１ｅ、１１ｆを湾曲状に形成している。
【００４４】
この固定治具２５によれば、第１及び第２の保持片１１ｅ、１１ｆの端部により太陽電池モジュルール６を強く押圧保持でき、より一層確実に太陽電池モジュルール６を固定できる。
【００４５】
図１０は固定治具の第３の変形例を示す斜視図である。
【００４６】
この固定治具３１は瓦１の側辺部の長さ寸法と略同じ長さ寸法を有するものである。
【００４７】
図１１は本発明の第２の実施形態を示すものである。
【００４８】
この実施形態では、瓦本体１Ａのオーバラップ部１ｂの上面部に溝部３５を形成し、この溝部３５に固定治具１１の第１の保持片１１ｅを嵌合させるものである。
【００４９】
この実施の形態によれば、固定治具１１を位置決めできるとともに、その上下方向の移動を規制し確実に所定位置に保持することができる。
【００５０】
図１２は本発明の第３の実施形態を示すものである。
【００５１】
この実施形態では、瓦本体１Ａのオーバラップ部１ｂの下面部に溝部４１を形成し、この溝部４１に固定治具１１の底面部１１ｄを嵌合させるものである。
【００５２】
この実施の形態によれば、固定治具１１を位置決めできるとともに、その上下方向の移動を規制し確実に所定位置に保持することができる。
【００５３】
図１３は本発明の第４の実施形態を示すものである。
【００５４】
この実施の形態では、固定治具１１の治具本体１１ａに接着材としての両面接着テープ４５を貼り付け、この両面接着テープ４５を左側に配置される瓦本体１Ａのオーバラップ部１ａの側面部に貼り付けることにより、固定治具１１の上下方向の移動を規制し確実に所定位置に保持することができる。
【００５５】
図１４は本発明の第５の実施形態を示すものである。
【００５６】
この実施の形態では、固定治具１１の第１及び第２の保持片１１ｅ，１１ｆの裏面側にスポンジ、柔軟性を有するパッキン等の弾性体５１をそれぞれ取付け、この弾性体５１，５１を介して太陽電池モジュール６を押圧保持する。
【００５７】
図１４における５１は、弾性体に限られず固定治具１１の熱を太陽電池モジュールのガラス面に直接伝える事が少なくなるような断熱性を有するものであることが好ましい。
【００５８】
このような断熱性を有する材質としては、いわゆるプラスチックがあげられる。
【００５９】
プラスチックはガラスよりも硬度が小さいのでガラス面に傷を付けることがないこともあり好ましい。
【００６０】
プラスチックは一般のものを用いることができるが、例えば、ＦＲＰ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＣＰＶＣ、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン、ナイロン、ポリエステル、ＥＰＤＭ、ポリイソブチレン等が例示できる。また、これらのプラスチックは硬質、軟質、或は発泡体のいずれでも使用できる。
【００６１】
この実施の形態によれば、金属製の第１及び第２の保持片１１ｅ，１１ｆとガラス製の太陽電池モジール６との直接的な接触を避けることができ、太陽電池モジュール６の熱割れ等を防止することができる。
【００６２】
また、本発明の固定治具が合成樹脂材料である場合には、ガラス面への傷防止或はガラス面の熱割れが防止でき、固定治具を作成する際の成形加工も容易であり好ましく、また、塗装等の処理を行なうことも好ましい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、瓦の水平方向の隣接部間に治具本体を介在させ、この治具本体の上端部に一体的に形成された第１及び第２の保持片により、隣接する瓦の太陽電池モジュールをそれぞれ押圧保持するから、従来のように接着剤で固定するものと比較し、固定力を長期間良好に維持できる。
【００６４】
従って、太陽電池モジュールが太陽光や風雨に晒されても確実に瓦に固定でき、太陽電池モジュールの瓦からの落下を防止して安全性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である太陽電池モジュール用の瓦を示す斜視図。
【図２】図１の瓦を示す平面図。
【図３】太陽電池モジュールを取付けた瓦が屋根に瓦葺きされた状態を示す縦断側面図。
【図４】太陽電池モジュールを取付けた瓦が屋根に瓦葺きされた状態を示す斜視図。
【図５】太陽電池モジュールを瓦に固定するための固定治具を示す斜視図。
【図６】瓦の第１の変形例を示す平面図。
【図７】図５の固定治具で太陽電池モジュールを固定した状態を示す縦断正面図。
【図８】固定治具の第１の変形例を示す斜視図。
【図９】固定治具の第２の変形例を示す斜視図。
【図１０】固定治具の第３の変形例を示す斜視図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態である固定治具の取付構造を示す斜視図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態である固定治具の取付構造を示す斜視図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態である固定治具の取付構造を示す縦断正面図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態である固定治具の取付構造を示す縦断正面図。
【符号の説明】
１…瓦
１Ａ…瓦本体
２…凹陥部
６…太陽電池モジュール
１１，２１，２５，３１…固定治具
１１ａ…治具本体
１１ｅ…第１の保持片
１１ｆ…第２の保持片
３５，４１…溝部
４５…両面接着テープ（接着材）
５１…弾性体
【図１】
0004091219.tif 000002
【図２】
0004091219.tif 000003
【図３】
0004091219.tif 000004
【図４】
0004091219.tif 000005
【図５】
0004091219.tif 000006
【図６】
0004091219.tif 000007
【図７】
0004091219.tif 000008
【図８】
0004091219.tif 000009
【図９】
0004091219.tif 000010
【図１０】
0004091219.tif 000011
【図１１】
0004091219.tif 000012
【図１２】
0004091219.tif 000013
【図１３】
0004091219.tif 000014
【図１４】
0004091219.tif 000015