JP4430037B2 - 太陽電池モジュール、および太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は屋根設置用の太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールの折版屋根用への取り付け構造に関する。

屋根上に太陽電池を設置する形態には、表面に太陽電池が一体化してある屋根材を葺きあげる形態と、既存の屋根の上面に太陽電池モジュールを設置する形態（以下、単に据置き型と言う）とがある。据置き型の設置形態においては、屋根上に架台を構築したうえで、その上面に太陽電池モジュールを配置する。折版屋根材で葺きあげた屋根においては、山部と谷部とが交互に連続するので、山部の上面に先の架台と同様の支持枠を組んだうえで、その上面に太陽電池モジュールを配置し、各種の金具で固定している（特許文献１、２、３参照）。

特開２００３−１５５８０３号公報（段落番号０００９、図２、図３） 特許第３３５２６４７号公報（段落番号００１３、図３） 特開２００２−２９４９５５号公報（段落番号００５１、図３）

据置き形の従来の太陽電池モジュールは、殆どが結晶系太陽電池で構成されていて、全体が硬質パネル化されているので、個々の太陽電池モジュールの重量が大きいうえ、設置するのに支持枠や取付金具等を多用しなければならない。そのため、太陽電池を設置した後の屋根全体の重量が大きくなり、建物躯体に対する荷重負荷が増加するのを避けられない。また、製造メーカによって太陽電池モジュールの大きさに違いがあり、しかも、太陽電池モジュールの縦横のサイズと折版屋根材の働き幅とが一致しないため、太陽電池モジュールの大きさや、屋根材の働き幅に応じて専用の支持枠や取付金具等を用意する必要があり、太陽電池モジュールの設置コストが嵩む。

太陽電池モジュールを連続して列状に設置する場合には、隣接する太陽電池モジュールどうしを繋ぐための連結金具などを別途用意する必要があり、その分だけ設置の手間やコストがさらに増加する。隣接するモジュールどうしの連結を容易化するためのフレームや連結構造を備えている太陽電池モジュールがあるが、その場合でも、連結専用の支持枠や支持レールを用意する必要があり、設置コストや屋根重量が増加するのを避けられない。

折版屋根の屋根面の向きによっては、太陽電池モジュールを棟側へ向かって上り傾斜させて、太陽光の電池表面に対する入射角を大きくする必要があるが、折版屋根の山部に直接載置固定される太陽電池モジュールの場合には、折版屋根の平均的な勾配が百分の三前後しかないため、太陽電池モジュールを大きく傾斜させることができず、発電効率を向上させるのが難しい。たとえば、屋根面に設けた傾斜スタンドに太陽電池モジュールを設置すると、太陽光の入射角度を大きくできるが、専用の傾斜スタンドが余分に必要となり、その分だけコストと重量が嵩む。

本発明の太陽電池モジュールは、ベース体と、ベース体の支持壁に貼り付けられるシート状の電池本体とで構成されており、ベース体は、一対の締結壁と、締結壁に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁と、両脚壁どうしを繋ぐ支持壁とで構成するが、この種のベース体において、棟側の脚壁の上下寸法を軒側の脚壁より大きくすると、支持壁および電池本体を棟側へ向かって上り傾斜させることができる。しかし、棟側の脚壁寸法が大きい分だけ太陽電池モジュールが大形化し嵩張るため、運搬や保管に大きなスペースを必要とし不経済である。生産性の点でも難がある。

本発明の目的は、結晶系の太陽電池モジュールに比べて、構造が簡単で軽量化できるうえ、その設置に要するコストが少なくて済む太陽電池モジュールを提供することにある。本発明の目的は、太陽電池モジュールの屋根面への設置構造を簡素化して、従来の設置構造に比べて施工コストを大幅に削減でき、しかも設置構造が簡単な分だけ屋根の全体重量を削減して建物躯体に対する負荷重量を減少できる、太陽電池モジュールの折版屋根用への取り付け構造を提供することにある。本発明の目的は、折版屋根の屋根面に直接固定される太陽電池モジュールでありながら、太陽電池モジュールを棟側へ向かって上り傾斜する状態で設置でき、したがって太陽光の電池表面に対する入射角を大きくし発電効率を向上できる、太陽電池モジュールの折版屋根用への取り付け構造を提供することにある。

本発明の太陽電池モジュールは、交互に連続する山部分１１と谷部分１２とを備えた折版屋根材１０の屋根面に設置される太陽電池モジュールＭを適用対象とする。太陽電池モジュールＭは、折版屋根材１０の屋根面で支持されるベース体１と、ベース体１に貼付固定されるシート状の電池本体２とからなる。電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０の表面に太陽電池層２１を形成してなるフィルム型アモルファス太陽電池で構成されている。ベース体１は、折版屋根材１０の山部分１１に固定した上下の締結金具２５で固定される軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒと、両締結壁３Ｅ・３Ｒに連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ支持壁５とを備えている。以て、軒側締結壁３Ｅと棟側締結壁３Ｒとを段違い平行状に折り曲げて、支持壁５が棟側へ向かって上り傾斜させてあることを特徴とする。

棟側締結壁３Ｒに連続する脚壁４と支持壁５との隣接縁Ｃ１、および軒側締結壁３Ｅと脚壁４との隣接縁Ｃ２のそれぞれを鋭角に折り曲げて、支持壁５を棟側へ向かって上り傾斜させる。

隣接する折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上面上方に突出するはぜ締め構造１３で連結してある屋根に適用される太陽電池モジュールＭにおいては、ベース体１の軒側締結壁３Ｅおよび脚壁４に、はぜ締め構造１３を跨ぐ溝６を切り欠き形成する。ベース体１の棟側締結壁３Ｒに、締結金具２５に締結固定するためのボルト穴８を形成する。

隣接する折版屋根材１０の山部分１１どうしがボルト４３で締結固定してある屋根に適用される太陽電池モジュールＭにおいては、ベース体１の軒側締結壁３Ｅにボルト４３・４７を挿通するためのボルト穴４６を形成する。ベース体１の棟側締結壁３Ｒに、締結金具２５に締結固定するためのボルト穴８を形成する。

本発明に係る太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造においては、交互に連続する山部分１１と谷部分１２とを備えた折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上方に突出するはぜ締め構造１３を介して連結され、山部分１１の上面に太陽電池モジュールＭが設置される。太陽電池モジュールＭは、折版屋根材１０で支持されるベース体１と、ベース体１に貼付固定されるシート状の電池本体２とからなる。ベース体１は、山部分１１に固定した締結金具２５で固定される軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒと、両締結壁３Ｅ・３Ｒに連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ支持壁５とを備えていて、軒側締結壁３Ｅおよび脚壁４にはぜ締め構造１３を跨ぐ溝６が切り欠き形成されている。締結金具２５は、金具本体２６と、一対の取付脚３０を引き寄せ固定するボルト２７とを含む。金具本体２６は、はぜ締め構造１３の首部分１７を挟持する一対の取付脚３０と、軒側締結壁３Ｅを山部分１１と協同して上下に挟持する一対の押え壁３３と、棟側締結壁３Ｒを支持する締結座３２とを備えている。ベース体１の棟側締結壁３Ｒを締結座３２に締結固定し、軒側締結壁３Ｅを締結金具２５の下側に締結固定して、太陽電池モジュールＭを棟側へ向かって上り傾斜する状態で固定する。

金具本体２６の締結座３２の上面に、棟側締結壁３Ｒを締結固定するボルト２９を固定する。取付脚３０の下部に軒側の脚壁４と支持壁５との折曲縁を受け止める段部４１を形成する。

金具本体２６の締結座３２の上面に、棟側締結壁３Ｒを締結固定するボルト２９を固定する。前記ボルト２９にねじ込んだ一対のナット３８・３９で、ベース体１の棟側締結壁３Ｒを締結固定することにより、下側のナット３９で棟側締結壁３Ｒを受け止める。

本発明に係る太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造においては、交互に連続する山部分１１と谷部分１２とを備えた折版屋根材１０の山部分１１どうしをボルト４３で連結固定し、太陽電池モジュールＭを山部分１１に固定した締結金具２５で固定する。太陽電池モジュールＭは、折版屋根材１０で支持されるベース体１と、ベース体１に貼付固定されるシート状の電池本体２とからなる。ベース体１は、山部分１１に固定した締結金具２５で固定される軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒと、両締結壁３Ｅ・３Ｒに連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ支持壁５とを備えている。締結金具２５は、軒側締結壁３Ｅを山部分１１と協同して上下に挟持する下締結座５１と、棟側締結壁３Ｒを支持する締結座３２とを備えている。ベース体１の棟側締結壁３Ｒを締結座３２に締結固定し、軒側締結壁３Ｅを、締結金具２５の下締結座５１に締結固定して、太陽電池モジュールＭを棟側へ向かって上り傾斜する状態で固定する。

本発明においては、折版屋根材１０の屋根面に装着されるベース体１と、フィルム型アモルファス太陽電池からなる電池本体２とで太陽電池モジュールＭを構成するので、従来の結晶系の太陽電池モジュールに比べてモジュール重量を大幅に軽量化できる。フィルム型アモルファス太陽電池で電池本体２を構成するので、従来の結晶系モジュールに比べて太陽電池モジュールＭを容易に長尺化でき、その分だけ太陽電池モジュールの生産効率を向上できるうえ、施工の手間を軽減できる。

さらに、軒側締結壁３Ｅ、棟側締結壁３Ｒ、脚壁４、支持壁５などでベース体１を構成し、上下の締結金具２５で軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒを固定するので、太陽電池モジュールＭを設置するのに必要な金具や枠体などを最小限化でき、太陽電池モジュールＭの軽量化と併せて、屋根および建物躯体に対する太陽電池システムの負荷重量を小さくできる。軒側締結壁３Ｅと棟側締結壁３Ｒとを段違い平行状に折り曲げて、支持壁５を棟側へ向かって上り傾斜させるので、軒側締結壁３Ｅや棟側締結壁３Ｒを屋根面と平行に締結でき、したがって施工時の手間を軽減し、設置に要するコストを削減できる。

棟側締結壁３Ｒに連続する脚壁４と支持壁５との隣接縁Ｃ１、および軒側締結壁３Ｅと脚壁４との隣接縁Ｃ２のそれぞれを鋭角に折り曲げて、支持壁５を棟側へ向かって上り傾斜させる太陽電池モジュールＭによれば、両隣接縁Ｃ１・Ｃ２が直角、あるいは鈍角に形成してある場合に比べてベース体１の構造強度を向上して、使用状態におけるベース体１曲げ強度や座屈強度を増強できる。

ベース体１の軒側締結壁３Ｅおよび脚壁４に、はぜ締め構造１３を跨ぐ溝６を切り欠き形成し、ベース体１の棟側締結壁３Ｒに、締結金具２５に締結固定するためのボルト穴８を形成した太陽電池モジュールＭによれば、隣接する折版屋根材１０どうしが、山部分１１の上面上方に突出するはぜ締め構造１３で連結してある屋根において、溝６がはぜ締め構造１３を跨ぐ状態でベース体１を載置することにより、軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒを、上下に隣接する締結金具２５の下部と上部とに固定して、ベース体１を棟側へ向かって上り傾斜できるので、従来の太陽電池モジュールの設置構造に比べて、より簡単な構造で太陽電池モジュールＭを折版屋根材１０に設置できる。

ベース体１の軒側締結壁３Ｅに前記ボルト４３を挿通するためのボルト穴４６を形成し、ベース体１の棟側締結壁３Ｒに、締結金具２５に締結固定するためのボルト穴８を形成した太陽電池モジュールＭによれば、隣接する折版屋根材１０どうしがボルト４３で締結固定してある屋根において、ボルト４３・４７で軒側締結壁３Ｅおよび締結金具２５を折版屋根材１０に固定し、棟側締結壁３Ｒを締結金具２５に上部に締結することにより、ベース体１を棟側へ向かって上り傾斜できるので、従来の太陽電池モジュールの設置構造に比べて、より簡単な構造で太陽電池モジュールＭを折版屋根材１０に設置できる。軒側締結壁３Ｅに溝６が形成してある太陽電池モジュールＭに比べて、ベース体１の構造強度を向上できる。

本発明に係る太陽電池モジュールの取り付け構造では、ベース体１と、ベース体１に装着されるシート状の電池本体２とで太陽電池モジュールＭを構成し、ベース体１を折版屋根材１０の山部分１１に締結金具２５で固定するので、従来の結晶系の太陽電池モジュールで構成した太陽電池システムに比べて全体重量を大幅に軽量化できる。

さらに、ベース体１に設けた軒側締結壁３Ｅを、はぜ締め構造１３に締結した締結金具２５で折版屋根材１０の山部分１１に対して締結固定して、折版屋根材１０自体を太陽電池モジュールＭ用の架台として利用するので、従来のこの種構造において不可欠であった架台や、架台を固定するための金具などを省略して、太陽電池モジュールＭを設置するのに必要な金具などを最小限化でき、太陽電池モジュールＭの軽量化と併せて、屋根および建物躯体に対する太陽電池システムの負荷重量を小さくできる。もちろん、架台、金具、および枠体などを省略できる分だけ施工の手間や設置コストを大幅に削減できる。

太陽電池モジュールＭを、上下に隣接する締結金具２５で支持して、棟側へ向かって上り傾斜する状態で設置できるので、太陽電池モジュールＭを屋根面と平行に設置する場合に比べて、太陽光の電池表面に対する入射角を大きくして発電効率を向上できる。専用の傾斜スタンドを設ける場合に比べて、より簡単な構造で太陽電池モジュールＭを傾斜支持できる。

金具本体２６の締結座３２の上面に、棟側締結壁３Ｒを締結固定するボルト２９が固定してあると、棟側締結壁３Ｒを締結座３２に組むとき、ボルト穴８をボルト２９に掛止することにより、ベース体１を締結金具２５に対してずれ動き不能に仮組みできるので、太陽電池モジュールＭの設置作業を能率よく行うことができる。さらに、取付脚３０の下部に段部４１を形成し、この段部４１で軒側の脚壁４と支持壁５との折曲縁を受け止めるようにすると、軒側締結壁３Ｅの締結構造に加えて、段部４１によっても太陽電池モジュールＭの浮き上がりを確実に防止できるので、太陽電池モジュールＭの屋根面に対する取り付け強度をさらに向上して、例えば暴風時に太陽電池モジュールＭが吹き飛ばされるのをよく防止できる。

金具本体２６の締結座３２の上面にボルト２９を固定し、ボルト２９にねじ込んだ一対のナット３８・３９でベース体１の棟側締結壁３Ｒを締結固定すると、ボルト２９に形成したねじ山の範囲内で両ナット３８・３９の固定位置を上下に変動することにより、下側のナット３９で棟側締結壁３Ｒを受け止めて太陽電池モジュールＭの傾斜角度を大小に変更することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの取り付け構造では、ベース体１と、ベース体１に装着されるシート状の電池本体２とで太陽電池モジュールＭを構成し、ベース体１を折版屋根材１０の山部分１１に対してボルト４３・４７で直接固定するので、従来の結晶系の太陽電池モジュールＭで構成した太陽電池システムに比べて全体重量を大幅に軽量化できる。

さらに、ベース体１に設けた軒側締結壁３Ｅを、折版屋根材１０の山部分１１と締結金具２５とにボルト４３・４７で締結固定し、棟側締結壁３Ｒを締結金具２５の上部に締結固定すると、折版屋根材１０自体を太陽電池モジュールＭ用の架台として利用できるので、従来のこの種構造において不可欠であった架台や、架台を固定するための金具などを省略して、太陽電池モジュールＭを設置するのに必要な金具を省略でき、先の太陽電池モジュールＭの軽量化と併せて、屋根および建物躯体に対する太陽電池システムの負荷重量を小さくできる。もちろん、架台、金具、および枠体などを省略できる分だけ施工の手間や設置コストを大幅に削減できる。

太陽電池モジュールＭを、上下に隣接する締結金具２５で支持して、棟側へ向かって上り傾斜する状態で設置できるので、太陽電池モジュールＭを屋根面と平行に設置する場合に比べて、太陽光の電池表面に対する入射角を大きくして発電効率を向上できる。専用の傾斜スタンドを設ける場合に比べて、より簡単な構造で太陽電池モジュールＭを傾斜支持できる。軒側締結壁３Ｅに溝６を形成する必要がないので、その分だけベース体１の構造強度を向上できる利点もある。

（実施例） 図１ないし図６は本発明に係る太陽電池モジュールと、その折版屋根への取り付け構造の実施例を示す。図５において太陽電池モジュールＭは、ベース体１と、ベース体１に貼付固定されるシート状の電池本体２とで構成する。ベース体１は軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒと、両締結壁３Ｅ・３Ｒに連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁４と、両脚壁４どうしを繋ぐ支持壁５とを一体に備えた横長のパネル体からなり、鋼板をロール成形して、あるいはベンダー成型により形成する。支持壁５の両端には側端壁が下向きに折り曲げてある。

ベース体１の軒側締結壁３Ｅおよび脚壁４には、後述するはぜ締め構造１３を跨ぐ溝６が一定間隔置きに切り欠き形成され、棟側締結壁３Ｒには締結金具２５に固定するためのボルト穴８が形成してある。溝６およびボルト穴８の隣接ピッチは、はぜ締め構造１３の横方向の隣接ピッチに一致させてある。軒側の脚壁４の上下寸法は、はぜ締め構造１３を斜めに跨ぐ必要上、棟側の脚壁４より僅かに長く設定してある。溝６の形成個所では、軒側締結壁３Ｅおよび脚壁４が切り欠かれた分だけベース体１の曲げ強度が低下するが、ベース体１の軒側に限って溝６を形成するので、例えば、棟側締結壁３Ｒおよび脚壁４にも溝６が形成してある場合に比べて、ベース体１の取り扱い時に支持壁５が折れ曲がるのを確実に防止できる。

図１に示すように、太陽電池モジュールＭは、ベース体１の軒側締結壁３Ｅおよび棟側締結壁３Ｒを上下に隣接する締結金具２５で固定することにより、棟側へ向かって上り傾斜した状態で設置される。このように、傾斜配置されるベース体１の構造、および締結構造を簡素化し、さらにベース体１の構造強度を充分なものとするために、図６に示すように軒側締結壁３Ｅと棟側締結壁３Ｒを水平基準にして、両締結壁３Ｅ・３Ｒを水平で段違い平行状に折り曲げ、さらに、ベース体１の棟側の脚壁４と支持壁５との隣接縁Ｃ１、および軒側締結壁３Ｅと脚壁４との隣接縁Ｃ２のそれぞれを鋭角（７５度）に折り曲げている。

換言すると、支持壁５を水平基準とするとき、棟側の脚壁４と支持壁５とで挟む角度が７５度となり、棟側締結壁３Ｒと棟側の脚壁４とが直角となるように、棟側締結壁３Ｒと棟側の脚壁４を折り曲げる。また、軒側締結壁３Ｅと軒側の脚壁４とで挟む角度が７５度となり、軒側の脚壁４と支持壁５とが直角となるように、軒側締結壁３Ｅと軒側の脚壁４を折り曲げる。このように構成したベース体１によれば、図６に示すように軒側締結壁３Ｅを水平姿勢で固定することにより、支持壁５が棟側へ向かって上り傾斜し、傾斜上端において棟側締結壁３Ｒが水平となる。

図１に示すように、電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０の表面に太陽電池層２１を形成したフィルム型のアモルファス太陽電池からなる。フィルム型のアモルファス太陽電池は、ガラス基板の表面に太陽電池層を形成した結晶系太陽電池に比べて、単位面積あたりの重量を軽量化できるうえ、湾曲変形できるので曲面に沿って配置できる特長を有する。因みに、この実施例の電池本体２は、１平方ｍ当り１kgの重量しかなく、従来の結晶系太陽電池に比べて１０分の１にまで軽量化できる。

プラスチックフィルム基板２０は、耐候性、なかでも紫外線によって劣化しにくいプラスチック材、例えばフッ素樹脂などを素材にして形成してあり、その片面に太陽電池層２１がプラズマＣＶＤ法で形成される。電池本体２は、プラスチックフィルム基板２０を先の支持壁５に接着することにより、ベース体１と一体化する。図１における符号２２は接着剤層を示す。

図２および図３に示すように、太陽電池モジュールＭが設置される屋根の折版屋根材１０は、逆台形状の谷部分１２の両端に山部分１１が形成され、山部分１１の端部にはぜ継手１３ａ・１３ｂが折り曲げ形成してある。隣接する折版屋根材１０の山部分１１を、屋根下地に固定したタイトフレーム１５の上面に載置し、タイトフレーム１５に固定した吊子１６にはぜ継手１３ａ・１３ｂを巻き締めることにより、隣接する折版屋根材１０どうしを連結固定できる。

太陽電池モジュールＭを棟側へ向かって上り傾斜する状態で設置しその発電効率を向上するために、締結金具２５の一群をはぜ締め構造１３部分に縦横に固定する。この実施例では、横方向に隣接する２個のはぜ締め構造１３ごとに３個の締結金具２５を固定し、さらに軒棟方向へ一定間隔を隔てた位置に３個の締結金具２５を固定して、合計６個の締結金具２５で１個の太陽電池モジュールＭを固定している。なお、締結金具２５の軒棟方向の締結位置は、タイトフレーム１５の配置位置に一致させるのが好ましいが、両者の隣接ピッチは必ずしも一致しないので、締結金具２５の締結位置とタイトフレーム１５の配置位置とはずれていてもよい。同様にして、太陽電池モジュールＭを横方向および軒棟方向へ隣接設置することにより、一群の太陽電池モジュールＭを屋根面に整然と設置することができる。

図３および図４において締結金具２５は、クリップ状の金具本体２６と、金具本体２６をはぜ締め構造１３に締結するボルト２７およびナット２８と、金具本体２６の上面に固定されるボルト２９とで構成する。金具本体２６は、はぜ締め構造１３の首部１７を挟持する一対の取付脚３０と、両取付脚３０の上部で対向するボルト２７用の締結壁３１と、両締結壁３１の上端どうしを繋ぐ締結座３２と、取付脚３０の下端に連続して横向きに折り曲げられる押え壁３３を一体に備えており、厚みが２mm強の鋼材を折り曲げて形成する。

垂直の締結壁３１に連続する一対の取付脚３０は、部分円弧状に形成されて下すぼまり状に折り曲げられており、その下端に押え壁３３が横向きに張り出してある。自由状態における締結金具２５は、取付脚３０と押え壁３３との間の屈折部３５の対向間隔が、はぜ締め構造１３の左右幅より僅かに大きく設定してあるが、図３に示すように、対向する締結壁３１をボルト２７とナット２８で締め付けて固定した状態では、屈折部３５がはぜ締め構造１３の首部１７を左右に挟持する。同時に、押え壁３３が軒側締結壁３Ｅを山部１１と協同して上下に挟持固定する。

ボルト２７の引き寄せ締結力を利用して、押え壁３３を軒側締結壁３Ｅに強固に押し付けるために、取付脚３０の下半部分に傾斜壁３６を設けている。締結金具２５をはぜ締め構造１３に上方から係止したのちボルト２７を締め付けると、傾斜壁３６がはぜ締め構造１３の下あご部分に接当し、下あご部分から受ける締め付け反力によって、締結金具２５の全体が徐々に下向きに押し下げられる。その結果、押え壁３３が軒側締結壁３Ｅに密着して、溝６に臨む軒側締結壁３Ｅを山部分１１およびタイトフレーム１５と協同して強固に挟持固定できる。

施工時には、一群の締結金具２５をはぜ締め構造１３に仮組みした状態で、溝６がはぜ締め構造１３を跨ぐようにして、軒側締結壁３Ｅを軒側の締結金具２５の押え壁３３と山部１１との間に差し込み、ボルト穴８を締結金具２５のボルト２９に掛止して、棟側締結壁３Ｒを締結座３２に載置する。この状態でナット２８を完全に締め込むことにより、各締結金具２５と軒側締結壁３Ｅを固定する。この締結状態において、軒側の脚壁４と支持壁５との折曲縁は、図４に示すように締結金具２５の取付脚３０で受け止められている。

さらに、ボルト２９に座金を介してナット３８をねじ込むことにより、棟側締結壁３Ｒを締結座３２に締結固定して、支持壁５を棟側へ向かって上り傾斜させる。同様にして、一群の太陽電池モジュールＭを設置することにより、図２に示すように合計面積が大きく、発電電力量が大きな太陽光発電システムを構築することができる。なお、この実施例では、ベース体１の支持壁５が屋根面に対して１５度傾くように締結金具２５を形成した。太陽電池モジュールＭを設置した状態における締結金具２５は、屋根面と直交する状態で起立しており、起立中心軸線は屋根の勾配分だけ傾斜している。図示していないが、個々の太陽電池モジュールＭで発電された電力は、個々のモジュールから導出された出力ケーブルを介して出力調整器へ出力され、そこで電圧を調整したのち交流電流に変換されて商用電源などに供給される。

折版屋根材１０の山部分１１の隣接ピッチやはぜ締め構造１３の違いにもよるが、はぜ締め構造１３の隣接ピッチが比較的小さい場合には、先に説明したようにはぜ締め構造１３の隣接ピッチの２ピッチ（あるいは３ピッチ）おきに、締結金具２５をはぜ締め構造１３に締結すればよく、また、隣接するはぜ締め構造１３の隣接ピッチが大きい場合には、全てのはぜ締め構造１３に締結金具２５を締結して、ベース体１を支持するとよい。

上記の実施例では、隣接する折版屋根材１０どうしが丸はぜ構造のはぜ締め構造１３で連結してある場合について説明したが、折版屋根材１０どうしを角はぜ構造のはぜ締め構造１３で連結する場合には、図７に示す金具本体２６を使用する。角はぜ構造のはぜ締め構造１３では、はぜ締め部分が吊子１６の一側方においてかしめ変形される。そのため、金具本体２６の一方の取付脚３０は、締結壁３１に連続して垂直に形成し、他方の取付脚３０に限って傾斜壁３６を形成する。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施例についても同様に扱う。

金具本体２６をボルト２７ではぜ締め構造１３に締結した状態においては、垂直の取付脚３０と傾斜壁３６とではぜ締め構造１３が挟持固定される。このとき、屈曲部３５は首部１７と接当しない。ボルト２７を完全に締結した状態では、先の実施例と同様に、傾斜壁３６がはぜ締め構造１３の下あご部分から締め付け反力を受けるので、押え壁３３を軒側締結壁３Ｅに密着させて、溝６に臨む軒側締結壁３Ｅを山部分１１およびタイトフレーム１５と協同して強固に挟持固定できる。

図８は締結金具２５の別の実施例を示す。そこでは、金具本体２６の上下寸法を小さくする代りに、締結座３２に固定されるボルト２９の上下寸法を大きくし、しかもねじ軸の全体にねじ山を形成して、ボルト２９にねじ込んだ２個のナット３８・３９で棟側締結壁３Ｒを上下に挟み固定できるようにした。この締結金具２５によれば、ボルト２９のねじ山が形成してある範囲内で、ナット３８・３９のねじ込み高さを変化させることによって、太陽電池モジュールＭの傾斜角度を変更することができる。なお、下側のナット３９は、先の実施例における締結座３２と同様に、棟側締結壁３Ｒを支持する機能を発揮する。

図９は締結金具２５のさらに別の実施例を示す。そこでは、取付脚３０の下部に段部４１を形成し、この段部４１で軒側の脚壁４と支持壁５との折曲縁を受け止めるようにした。このように、軒側締結壁３Ｅを締結金具２５で固定し、さらに脚壁４と支持壁５との折曲縁を段部４１で受け止めると、太陽電池モジュールＭが下面側から吹き上げられる場合の取り付け強度をさらに向上して、暴風時に太陽電池モジュールＭが吹き飛ばされるのをよく防止できる。図９（ａ）に示すように、段部４１は取付脚３０の下部に鋸刃状の凹凸を形成して形成でき、あるいは図９（ｂ）に示すように、取付脚３０の下部を切り欠いて段部４１を形成することができる。

図１０ないし図１２は、隣接する折版屋根材１０の山部分１１どうしがボルト（剣先ボルト）４３で連結固定してある場合の太陽電池モジュールＭの設置構造を示す。この場合には、タイトフレーム１５の上面で上下に重ねた山部分１１を、ボルト４３、ナット４４、および座金４５などで締結して、隣接する折版屋根材１０どうしを連結するので、ボルト４３、ナット４４、および座金４５をそのまま利用して、軒側締結壁３Ｅを折版屋根材１０に締結固定する。そのために、軒側締結壁３Ｅにボルト４３を挿通するためのボルト穴４６を一定間隔置きに形成する。

図１１に示すように、締結金具２５の金具本体２６は、棟側締結壁３Ｒを支持する締結座３２と、ボルト４３に締結される下締結座５１と、これら両者３２の一側縁を繋ぐ縦壁５２とを一体に備えたプレス金具からなり、締結座３２にボルト２９が固定してある。下締結座５１にはボルト４３に外嵌するボルト穴５３が形成してある。

既存の屋根においては、ナット４４および座金４５をボルト４３から取り外したのち、ベース体１のボルト穴４６がボルト４３に外嵌する状態で、軒側締結壁３Ｅを山部分１１に載置し、さらに下締結座５１のボルト穴５３をボルト４３に外嵌装着する。この状態でボルト４３に座金４５を組み、ナット４４をボルト４３にねじ込み、さらに棟側締結壁３Ｒを締結金具２５の締結壁３２に締結することにより、太陽電池モジュールＭを、その支持壁５が棟側へ向かって上り傾斜する状態で折版屋根１０に設置できる。

図１０に示すように、ベース体１に設けたボルト穴４６の軒棟方向の隣接ピッチと、タイトフレーム１５の軒棟方向の隣接ピッチは必ずしも一致しないので、軒棟方向に隣接するタイトフレーム１５の間では先のボルト４３を利用できない。そのため、太陽電池モジュールＭを屋根の軒棟方向に隣接配置する場合には、軒側締結壁３Ｅおよび締結金具２５をワンサイドボルト（ボルト）４７で山部分１１に締結固定する。

詳しくは、山部分１１にワンサイドボルト４７用の締結穴４８をドリルで形成したうえで、図１０に示すように軒側締結壁３Ｅと締結金具２５の下締結座５１とを重ねて位置あわせする。この状態でワンサイドボルト４７をボルト穴５３、４６、および締結穴４８に上方から差し込み、全体を押さえ込んだ状態でナット４９をねじ込み操作することにより、図１０に示すようにねじ軸に外嵌するスリーブ５０の下半側を拡開変形させて、軒側締結壁３Ｅを山部分１１に締結固定する。

以後、ベース体１の棟側締結壁３Ｒを締結金具２５の締結座３２に締結固定することにより、太陽電池モジュールＭを棟側へ向かって上り傾斜する状態で軒棟方向に隣接でき、その側方に同様のモジュール列を設置することにより、大面積の太陽光発電システムを構築することができる。

折版屋根材１０によっては、両端の山部分１１の間に複数の谷部分１２と山部分１１を形成することがある。こうした場合には、ワンサイドボルト４７を使用する締結構造によって、中間に位置する山部分１１にベース体１の軒側締結壁３Ｅをワンサイドボルト４７で締結することができる。

締結金具２５のボルト２９は別体化することができ、その場合の棟側締結壁３Ｒは、既存のボルトを締結座３２にねじ込むことによって締結することができる。最下段の太陽電池モジュールＭの軒側締結壁３Ｅは、上下寸法が小さな専用の締結金具で固定することができる。棟側締結壁３Ｒに連続する脚壁４と支持壁５との隣接縁Ｃ１、および軒側締結壁３Ｅと脚壁４との隣接縁Ｃ２は、ベース体１の構造強度を向上できる点で、それぞれ鋭角に折り曲げることが好ましいが、必要があれば直角ないしは鈍角に形成することができる。但し、いずれの場合にも棟側締結壁３Ｒと軒側締結壁３Ｅとは段違い平行状に形成する。

上記以外に、ベース体１はアルミニウム板材やステンレス板材で形成することができる。溝６ははぜ締め構造１３を跨ぐことが可能であればよく、その形状や溝高さは実施例で説明した構造には限定しない。ボルト穴４６は、軒側締結壁３Ｅの端縁で開口する切欠として形成することができる。金具本体２６は、それぞれ取付脚３０と締結壁３１と締結座３２と押え壁３３とを一体に備えた一対の金具で構成することができる。

太陽電池モジュールの設置構造を示す縦断側面図である。 太陽電池モジュールの設置例を示す斜視図である。 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 締結金具の周辺構造を示す縦断側面図である。 太陽電池モジュールの斜視図である。 太陽電池モジュールの縦断側面図である。 締結金具の別の実施例を示す縦断正面図である。 締結金具のさらに別の実施例を示す縦断側面図である。 締結金具のさらに別の実施例を示す側面図である。 太陽電池モジュールの別の設置構造を示す縦断側面図である。 太陽電池モジュールの別の設置構造を示す縦断正面図である。 太陽電池モジュールの締結構造を示す縦断側面図である。

符号の説明

１ ベース体
２ 電池本体
３Ｅ 軒側締結壁
３Ｒ 棟側締結壁
４ 脚壁
５ 支持壁
６ 溝
２５ 締結金具
２６ 金具本体
２７ ボルト
３０ 取付脚
３１ 締結壁
３２ 締結座
３３ 押え壁
Ｍ 太陽電池モジュール

Claims (7)

1. 交互に連続する山部分（１１）と谷部分（１２）とを備えた折版屋根材（１０）の屋根面に設置される太陽電池モジュール（Ｍ）であって、
   太陽電池モジュール（Ｍ）は、折版屋根材（１０）の屋根面で支持されるベース体（１）と、ベース体（１）に貼付固定されるシート状の電池本体（２）とからなり、
   電池本体（２）は、プラスチックフィルム基板（２０）の表面に太陽電池層（２１）を形成してなるフィルム型アモルファス太陽電池で構成されており、
   ベース体（１）は、折版屋根材（１０）の山部分（１１）に固定した上下の締結金具（２５）で固定される軒側締結壁（３Ｅ）および棟側締結壁（３Ｒ）と、両締結壁（３Ｅ・３Ｒ）に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁（４）と、両脚壁（４）どうしを繋ぐ支持壁（５）とを備えており、
   軒側締結壁（３Ｅ）と棟側締結壁（３Ｒ）とが段違い平行状になるように、棟側締結壁（３Ｒ）に連続する脚壁（４）と支持壁（５）との隣接縁（Ｃ１）、および軒側締結壁（３Ｅ）と脚壁（４）との隣接縁（Ｃ２）のそれぞれを鋭角に折り曲げて、支持壁（５）が棟側へ向かって上り傾斜させてある太陽電池モジュール。
2. 隣接する折版屋根材（１０）どうしが、山部分（１１）の上面上方に突出するはぜ締め構造（１３）で連結してある屋根に適用される太陽電池モジュール（Ｍ）であって、
   ベース体（１）の軒側締結壁（３Ｅ）および脚壁（４）に、はぜ締め構造（１３）を跨ぐ溝（６）が切り欠き形成されており、
   ベース体（１）の棟側締結壁（３Ｒ）に、締結金具（２５）に締結固定するためのボルト穴（８）が形成してある請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 隣接する折版屋根材（１０）の山部分（１１）どうしが、ボルト（４３）で締結固定してある屋根に適用される太陽電池モジュール（Ｍ）であって、
   ベース体（１）の軒側締結壁（３Ｅ）にボルト（４３・４７）を挿通するためのボルト穴（４６）が形成されており、
   ベース体（１）の棟側締結壁（３Ｒ）に、締結金具（２５）に締結固定するためのボルト穴（８）が形成してある請求項１記載の太陽電池モジュール。
4. 交互に連続する山部分（１１）と谷部分（１２）とを備えた折版屋根材（１０）どうしが、山部分（１１）の上方に突出するはぜ締め構造（１３）を介して連結され、山部分（１１）の上面に太陽電池モジュール（Ｍ）が設置されており、
   太陽電池モジュール（Ｍ）は、折版屋根材（１０）で支持されるベース体（１）と、ベース体（１）に貼付固定されるシート状の電池本体（２）とからなり、
   ベース体（１）は、山部分（１１）に固定した締結金具（２５）で固定される軒側締結壁（３Ｅ）および棟側締結壁（３Ｒ）と、両締結壁（３Ｅ・３Ｒ）に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁（４）と、両脚壁（４）どうしを繋ぐ支持壁（５）とを備えていて、軒側締結壁（３Ｅ）および脚壁（４）にはぜ締め構造（１３）を跨ぐ溝（６）が切り欠き形成されており、
   締結金具（２５）は、金具本体（２６）と、一対の取付脚（３０）を引き寄せ固定するボルト（２７）とを含み、
   金具本体（２６）は、はぜ締め構造（１３）の首部分（１７）を挟持する一対の取付脚（３０）と、軒側締結壁（３Ｅ）を山部分（１１）と協同して上下に挟持する一対の押え壁（３３）と、棟側締結壁（３Ｒ）を支持する締結座（３２）とを備えており、
   ベース体（１）の棟側締結壁（３Ｒ）を締結座（３２）に締結固定し、軒側締結壁（３Ｅ）を締結金具（２５）の下側に締結固定して、太陽電池モジュール（Ｍ）が棟側へ向かって上り傾斜する状態で固定してあることを特徴とする太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。
5. 金具本体（２６）の締結座（３２）の上面に、棟側締結壁（３Ｒ）を締結固定するボルト（２９）が固定されており、
   取付脚（３０）の下部に軒側の脚壁（４）と支持壁（５）との折曲縁を受け止める段部（４１）が形成してある請求項４記載の太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。
6. 金具本体（２６）の締結座（３２）の上面に、棟側締結壁（３Ｒ）を締結固定するボルト（２９）が固定されており、
   前記ボルト（２９）にねじ込んだ一対のナット（３８・３９）で、ベース体（１）の棟側締結壁（３Ｒ）が締結固定されていて、下側のナット（３９）で棟側締結壁（３Ｒ）が受け止められている請求項４記載の太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。
7. 交互に連続する山部分（１１）と谷部分（１２）とを備えた折版屋根材（１０）の山部分（１１）どうしがボルト（４３）で連結固定され、太陽電池モジュール（Ｍ）が山部分（１１）に固定した締結金具（２５）で固定されており、
   太陽電池モジュール（Ｍ）は、折版屋根材（１０）で支持されるベース体（１）と、ベース体（１）に貼付固定されるシート状の電池本体（２）とからなり、
   ベース体（１）は、山部分（１１）に固定した締結金具（２５）で固定される軒側締結壁（３Ｅ）および棟側締結壁（３Ｒ）と、両締結壁（３Ｅ・３Ｒ）に連続して上向きに立ち上がる一対の脚壁（４）と、両脚壁（４）どうしを繋ぐ支持壁（５）とを備えており、
   締結金具（２５）は、軒側締結壁（３Ｅ）を山部分（１１）と協同して上下に挟持する下締結座（５１）と、棟側締結壁（３Ｒ）を支持する締結座（３２）とを備えており、
   ベース体（１）の棟側締結壁（３Ｒ）を締結座（３２）に締結固定し、軒側締結壁（３Ｅ）を、締結金具（２５）の下締結座（５１）に固定して、太陽電池モジュール（Ｍ）が棟側へ向かって上り傾斜する状態で固定してあることを特徴とする太陽電池モジュールの折版屋根への取り付け構造。

Images