太陽電池モジュール
【課題】フレームの強度を低下させることなく補強バーをフレームに固定し、より強固な太陽電池モジュールが望まれている。
【解決手段】本発明による太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０の外縁部を囲繞するフレーム２０と、太陽電池パネル１０の背面側においてフレーム２０により囲繞された空間を渡って設けられる補強バー３０と、を備え、フレーム２０は、フレーム本体２１と、フレーム本体２１よりフレームの内側に延びる固定部２５と、を有し、補強バー３０は、補強バー３０の端部とフレーム２０の固定部２５とが固定手段により連結して固定されている。
【解決手段】本発明による太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０の外縁部を囲繞するフレーム２０と、太陽電池パネル１０の背面側においてフレーム２０により囲繞された空間を渡って設けられる補強バー３０と、を備え、フレーム２０は、フレーム本体２１と、フレーム本体２１よりフレームの内側に延びる固定部２５と、を有し、補強バー３０は、補強バー３０の端部とフレーム２０の固定部２５とが固定手段により連結して固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物等に設置される太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、建物の屋上等に太陽電池パネルを用いた太陽光発電装置を設置するケースが増加している。通常、太陽電池パネルは結晶シリコンやガラス板等で構成されているので、そのままでは強度が乏しく、積雪等の荷重で破損してしまう場合がある。そのため、太陽電池パネルの外縁部にフレームを設けることにより強度を高めた太陽電池モジュールを作製して、太陽電池パネルの運搬や設置等が行われている。
【０００３】
しかしながら、設置する場所によっては想定以上の荷重が太陽電池パネルにかかり、外縁部にフレームを設けただけでは太陽電池モジュールの強度が不足する場合がある。例えば、積雪量の多い地域では充分な強度が得られないと、太陽電池パネルの中央部分が積雪により撓み、太陽電池パネルが破損する可能性がある。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１には、太陽電池パネルの裏面を横断するように延び、太陽電池パネルが裏面側に撓んだときに太陽電池パネルを支持する補強フレームを有する太陽電池モジュールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の太陽電池モジュールでは、フレームに補強バー（補強リブ、補強フレームとも呼ぶ）を固定するためにフレームの本体部分（以下、フレーム本体）に貫通孔を形成し、フレームの外側よりねじを挿入して補強バーを固定していた。また、特許文献１には、フレームに形成された切欠きを通して補強フレームを配置した後、フレームの外側よりねじを挿入して補強フレームを固定した太陽電池モジュールが記載されている。
【０００７】
しかしながら、フレーム本体にねじを通す貫通孔を形成すると、フレーム自体の強度が低下してしまうという問題があった。例えば積雪などにより太陽電池モジュールに荷重がかかった場合、補強バーとフレームとの接合部分でフレームが折れ曲がり、太陽電池パネルが破損する危険性があった。
【０００８】
そのため、フレームの強度を低下させることなく補強バーをフレームに固定し、より強固にした太陽電池モジュールが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、前記太陽電池パネルの背面側において前記フレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーと、を備え、前記フレームは、フレーム本体と、該フレーム本体より前記フレームの内側に延びる固定部と、を有し、前記補強バーは、該補強バーの端部と前記フレームの前記固定部とが固定手段により連結して固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記固定手段が、前記補強バーの端部を介して前記フレームの内側から前記固定部に挿入されたねじを含む、太陽電池モジュールを提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記固定手段が、さらにアダプタを含み、該アダプタは前記補強バーの端部に設けられていて、前記ねじは前記アダプタを介して、前記フレームの内側から前記固定部に挿入されている、太陽電池モジュールを提供する。
【００１２】
また、本発明は、前記ねじがドリルねじである、太陽電池モジュールを提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記ねじが挿入される前記固定部の固定面に、挿入時における前記ねじの先端の滑りを防止する滑り防止部を有する、太陽電池モジュールを提供する。
【００１４】
また、本発明は、前記滑り防止部が、前記固定部の固定面から突出する突部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１５】
また、本発明は、前記滑り防止部は、前記固定部の固定面に形成された溝部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１６】
また、本発明は、前記ねじが挿入される前記固定部の固定面が、前記ねじが挿入される方向に対して垂直になるよう形成されている、太陽電池モジュールを提供する。
【００１７】
また、本発明は、前記固定部が、前記太陽電池パネルの背面側外縁部を支持する支持部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１８】
また、本発明は、前記固定部が、前記フレーム本体の下端から前記フレームの内側に延びるフランジ部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１９】
また、本発明は、前記太陽電池パネルと前記補強バーとの間にクッション材を有する、太陽電池モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の太陽電池モジュールの補強バーは、補強バーの端部とフレーム本体よりフレームの内側に延びる固定部とが固定手段により連結して固定されている。フレーム本体に影響を与えることなく補強バーを固定、すなわちフレーム本体に貫通孔等を形成することなく補強バーを固定するため、フレームの強度が低下せず、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。
【００２１】
また、例えば従来のようにねじ頭等がフレームの外側に露出しないため、太陽電池モジュールの外観を損なうことがなく、太陽電池モジュールを複数、並べて設置した場合、フレームから突出したねじ頭が、隣接する太陽電池モジュールのフレームに当接して傷付けることがない。
【００２２】
さらに、補強バーの端部とフレームの内側に延びる固定部とが連結して固定されているので、複数の太陽電池モジュールを隣接して設置した後でも、補強バーの取り外し、交換、追加等をすることができ、設置場所の状況に合わせて、太陽電池モジュールの強度を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態の太陽電池モジュールの構成を示す部分斜視図である。
【図２】第一実施形態の太陽電池モジュールの背面を示す背面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った、太陽電池モジュールの断面図である。
【図５】補強バーの端部を示す部分斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、補強バーの端部がフレームに連結して固定された状態を示す、図４のＶＩの部分を拡大した部分拡大図であり、図６（ｂ）は、さらにフレームの一部を拡大して示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、補強バーの端部がフレームの別例に連結して固定された状態を示す断面図である。
【図８】補強バーの端部の別例を示す部分斜視図である。
【図９】第二実施形態の太陽電池モジュールで用いる補強バー及びアダプタの分解斜視図である。
【図１０】アダプタを示す斜視図であり、図１０（ａ）は、アダプタ上面の斜視図、１０（ｂ）は、アダプタ下面の斜視図である。
【図１１】アダプタを介して補強バーの端部がフレームに連結して固定された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示している。
【００２５】
（第一実施形態）
図１は、本発明による第一実施形態の太陽電池モジュール１の構成を示す部分斜視図、図２は、太陽電池モジュール１の背面を示す背面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った太陽電池モジュール１の断面図、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った太陽電池モジュール１の断面図である。また、図５は、補強バー３０の端部を示す部分斜視図である。図６（ａ）は、補強バー３０の端部がフレーム２０に連結して固定された状態を示す、図４のＶＩの部分を拡大した部分拡大図であり、図６（ｂ）は、さらにフレーム２０の一部を拡大して示す図である。本実施形態の太陽電池モジュール１は、建物の傾斜屋根や陸屋根等に配置されるものであり、太陽電池パネル１０と、その外縁部を囲繞するフレーム２０と、太陽電池パネル１０の背面側において、フレーム２０により囲繞された空間を渡って設けられる補強バー３０とから構成されている。なお、本明細書では太陽電池パネル１０が太陽に向けて配置される側を正面側又は上側とし、その反対側を背面側又は下側と称する。
【００２６】
本実施形態で用いる太陽電池パネル１０は、太陽電池（セル）を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにし、セルとガラスとを貼り合わせてパネル状に形成したものである。太陽電池パネル１０だけでは強度が不足するため、太陽電池パネル１０の外縁を囲むようアルミ製のフレーム２０を取付けることにより、その強度を高め、太陽電池モジュール１として運搬、設置等を行っている。しかしながら、フレーム２０を外縁部に設けるだけでは、強度が不足する場合があり、そのため、本実施形態の太陽電池モジュール１はフレーム２０に補強バー３０を取付けることができるようになっている。
【００２７】
まず、本実施形態で用いるフレーム２０について説明する。フレーム２０は前述したように、太陽電池パネル１０の強度を高めるために、その外縁部に設けられる部材であり、フレーム本体２１と、フレーム２０により囲繞されたフレーム２０の内側の空間に向かってフレーム本体２１から幅Ｗ１の寸法で延び、太陽電池パネル１０の背面側外縁部を支持する支持部２２とを備えている。そして、本実施形態の支持部２２は、補強バー３０の端部と固定手段により連結して補強バー３０を固定する固定部２５の役割も有している。
【００２８】
フレーム２０は、さらに、フレーム２０により囲まれた内側の空間に向かってフレーム本体２１の上端から延び、支持部２２によって支持される太陽電池パネル１０の正面側外縁部を押さえる押さえ部２３を備えている。フレーム２０では、支持部２２と押さえ部２３とにより第一溝部２８が形成されている。そして、支持部２２と押さえ部２３との間隔は、太陽電池パネル１０の外縁部の厚みと略同じ寸法となっていて、太陽電池パネル１０の外縁部を第一溝部２８に挿入することにより、太陽電池パネル１０の外縁部を支持部２２と押さえ部２３とにより保持するようになっている。なお、支持部２２の先端部には、太陽電池パネル１０の外縁部を挿入しやすいよう案内部２２ａが設けられている。
【００２９】
フレーム２０は、フレーム２０により囲まれた内側の空間に向かって、フレーム本体２１の下端から幅Ｗ２の寸法で延びるフランジ部２４をさらに備えている。このフランジ部２４を備えることにより、フレーム２０自体の強度が向上する。また、支持部２２とフランジ部２４とにより第二溝部２９が形成されていて、図から分かるように、フレーム２０の断面形状は略Ｅ字状になっている。
【００３０】
フランジ部２４の幅Ｗ２は支持部２２の幅Ｗ１より大きく形成されていて、図４に示すように、フランジ部２４は、支持部２２の幅Ｗ１より越えた部分において、段差２４ａを有すると共に補強バー３０の端部を図で下方から支持している。本実施形態では、支持部２２の幅Ｗ１は、約６.０ｍｍ〜１０．０ｍｍの間で形成されていて、フランジ部２４の幅Ｗ２は約２０.０ｍｍ〜４０.０ｍｍの間で形成されている。しかしながら、幅Ｗ１及び幅Ｗ２の寸法はこの値に限定されず、太陽電池パネル１０の大きさや、太陽電池モジュール１に必要な強度に応じて変更されてよい。
【００３１】
また、前述したように本実施形態の支持部２２は、補強バー３０の端部と固定手段により連結して補強バー３０を固定する固定部２５の役割も有している。そのため、本実施形態の支持部２２でもある固定部２５には、固定部２５の先端から下方（背面側に向かう方向、図の方向Ａ）に延びる係止部２５ａが設けられている。そして、フランジ部２４には、図に示すように段差２４ａが設けてあり、補強バー３０を取付けるとき、補強バー３０は、固定部２５の係止部２５ａ及びフランジ部の段差２４ａにより、第二溝部２９に入る手前で係止されるようになっている。詳しくは後述するが、補強バー３０の端部を介して、固定部２５でもある支持部２２に、固定手段であるドリルねじ３６を挿入できるようになっている。
【００３２】
フレーム２０は太陽電池パネル１０の各辺と略同じ長さを有するフレーム部材２７から構成されていて、フレーム部材２７のそれぞれを太陽電池パネル１０の外周に嵌め込み、組み立てることにより作製される。
【００３３】
次に、本実施形態の補強バー３０について説明する。補強バー３０は、フレーム２０を補強し剛性を高めるために設けられる部材であり、図２〜図４に示すように対向するフレーム部材２７の間に渡って、太陽電池パネル１０の背面側に取付けられる。補強バー３０は、中空部３１を有する断面が四角形の棒状部材であり、補強バー３０の底面（補強バー３０をフレーム２０に取付けた場合、太陽電池モジュールの背面側に位置する面）に補強バー３０の長手方向に沿ったスリット３２が形成されている。そのため補強バー３０の断面形状は略Ｃ字状になっている。本実施形態の補強バー３０は、直接的にはフレーム２０の固定部２５と連結し上下に動かないよう固定されるが、さらにフランジ部２４により下方からも支持されるようになっている。
【００３４】
また、補強バー３０は、フレームの剛性を高める役割以外にも太陽電池パネル１０が積雪により撓み破損することを防止する役割を有している。そのため、補強バー３０と太陽電池パネル１０との間にクッション材５０が設けられている。これは、剛性の高い補強バー３０が太陽電池パネル１０に直接的に当接すると、補強バー３０により太陽電池パネル１０を破損してしまう場合があるからである。クッション材５０は太陽電池パネル１０と補強バー３０とに常時接触してもよい。クッション材５０は、例えばスポンジ、エラストマ、又は弾性接着剤により作製される。
【００３５】
補強バー３０の端部について説明する。図５は、本実施形態の補強バー３０の端部を示す部分斜視図である。補強バー３０の端部は、フレーム２０の固定部２５（支持部２２）と連結する連結部３３を有している。本実施形態の補強バー３０の連結部３３は、補強バー３０の端部上面の一部が補強バー３０の軸線に対して傾斜するよう、補強バー３０の端部上面の一部を折り曲げることにより形成されている。具体的には、端部上面と側面との接合部分を切断し、さらに端部上面が傾斜するよう曲げ加工を行うことにより連結部３３を形成している。連結部３３の中央部には、固定手段であるドリルねじ３６が通る貫通孔３４が形成されていて、ドリルねじ３６はフレーム２０の内側から、即ち補強バー３０のスリット３２を経由して貫通孔３４を通ることにより、フレーム２０の固定部２５に挿入できるようになっている。連結部３３が傾斜していることで、ドリルねじ３６は補強バー３０の軸線に対して傾斜した状態で、連結部３３に保持されるようになり、作業者はその状態でドリルねじ３６をフレーム２０の固定部２５に挿入して取付けることができる。なお、貫通孔３４の内径は、ドリルねじ３６のねじ部が通る大きさであれば充分であるが、貫通孔３４の内径をドリルねじ３６のねじ部の外径よりもわずかに小さく形成することで、取付け時に適度な保持力でドリルねじ３６を保持しつつ挿入することができる。
【００３６】
本実施形態の補強バー３０の幅Ｗ３及び高さＨ１の寸法は約２０ｍｍ〜３０ｍｍの間で形成されている。また、スリット３２の幅Ｗ４は約５ｍｍ〜１５ｍｍの間で形成され、ドリルねじ３６が容易に通るようになっている。
【００３７】
図６（ａ）は、補強バー３０がフレーム２０に固定された状態を詳細に示す図であり、図４のＶＩ部分を拡大した部分拡大図である。図に示すように、ドリルねじ３６が補強バー３０の連結部３３を介して固定部２５の係止部２５ａに挿入され、補強バー３０の端部が固定部２５の係止部２５ａに連結して、補強バー３０がフレーム２０に固定される。なお、固定部２５（支持部２２）の幅Ｗ１の寸法は、ドリルねじ３６の先端部分が、フレーム本体２１に触れないように充分確保されている。
【００３８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の点線で囲まれたＢ部分におけるフレーム２０をさらに拡大して示た図である。図に示すように、ドリルねじ３６が挿入される係止部２５ａの固定面２５ｂには、フレーム２０の内側に向けて突出する突部２５ｃが形成されていて、この突部２５ｃにより、作業者は斜めに挿入されたドリルねじ３６の先端を係止できるようになっている。すなわちこの突部２５ｃは、ドリルねじ３６先端の滑りを防止する滑り防止部として機能し、挿入時において作業者は容易にドリルねじ３６を所望の位置に位置決めして挿入することができる。このように、フレーム２０の固定部２５には、係止部２５ａ、固定面２５ｂ及び突部２５ｃが固定部２５の一部として形成されている。なお、図示実施形態の滑り防止部は、係止部２５ａの固定面２５ｂから突出した突部２５ｃであるが、滑り防止部はこの形状に限らず、フレーム部材２７の長手方向に沿って固定面２５ｂに凹状に形成された溝部であってもよい。
【００３９】
本実施形態の太陽電池モジュール１では、固定手段としてドリルねじ３６を用いている。ドリルねじ３６は自らねじ穴を形成することができるので、フレーム２０の固定部２５（支持部２２）にねじ穴を予め形成しておく必要がない。そのため、二本以上の補強バー３０が必要な場合に補強バー３０の取付位置を変更して、補強バー３０を取付けることができる。しかしながら、固定部２５に予めねじ孔が形成されてあってもよく、その場合、固定手段として通常のねじやタッピングねじを用いて補強バー３０をフレーム２０に取付けてよい。固定手段としてねじの代わりに釘を用いてもよく、接着剤を用いてフレーム２０の固定部２５に補強バー３０の端部を接着固定してもよい。強度の面からねじを用いて取付けるのが望ましい。
【００４０】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、フレームの別例に補強バー３０を固定した状態を示す図である。図７（ａ）に示すフレーム２０は、図６（ａ）に示すフレーム２０に対して、係止部２５ａの形状が異なっている。図６（ａ）の係止部２５ａは、固定部２５の先端から略垂直下方（固定部２５が延びる方向に対して直角）に延びていたが、図７（ａ）に示す係止部２５ａは、係止部２５ａの固定面２５ｂがドリルねじ３６の挿入方向に対して略垂直になるよう形成されている。そのため、フレーム２０の内側より補強バー３０のスリット３２を通してドリルねじ３６を挿入しても、ドリルねじ３６の先端が滑り難く、作業者はドリルねじ３６を容易に位置決めして挿入することができる。
【００４１】
図７（ｂ）に示すフレーム１２０は、図６（ａ）に示すフレーム２０に対して固定部１２５の位置が異なっている。図７（ｂ）の固定部１２５は、支持部１２２とは別にフレーム本体１２１からフレーム１２０の内側に直接延びるよう形成されていて、補強バー３０の端部と連結している。
【００４２】
図７（ｃ）に示すフレーム２２０は、フランジ部２２４が固定部２２５となっていて、フランジ部２２４より係止部２２５ａが図で上方に延び、補強バー３０の端部と連結している。このように、固定部は支持部に限定されず、フレーム本体から直接延びるよう形成されてよく、また、フランジ部を利用してもよい。
【００４３】
図８は、補強バーの端部の別例を示す図である。図５に示す補強バー３０の端部は、端部上面を斜めに折り曲げることにより実現していたが、図８に示す補強バー１３０は、補強バー１３０の端面に、貫通孔１３４が形成された連結部１３３を接着又は溶接により固着して作製されている。貫通孔１３４は補強バー１３０の上面の近くに形成されていて、ドリルねじ３６を補強バー１３０の軸線に対して平行に挿入して、連結部１３３を固定部２５に連結する。
【００４４】
図５に示す補強バー３０は端部の一部を切断し、さらに穴あけや曲げ加工等をすることにより連結部３３を形成していたが、図８に示す補強バー１３０の場合、別部材として作製された連結部１３３を補強バー１３０の端面に固着するだけなので容易に作製することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の補強バー３０の断面形状は、上述したように中空部３１を有する四角形状である。しかしながら、補強バー３０は、その端部においてフレーム２０の固定部２５と連結する連結部３３を有し、ドリルねじ３６等をフレーム２０の内側から挿入可能な空間があれば、他の部分の断面形状は別形状であってよく、例えばＨ型、Ｉ型、中実な四角形状であってもよい。
【００４６】
また、本実施形態のフレーム２０及び補強バー３０はアルミ製であり、フレーム２０の各フレーム部材２７及び補強バー３０はアルミの押出成形により作製されている。フレーム２０及び補強バー３０の材質について特に限定はせず、木製や樹脂製であってもよい。耐久性や強度の面から金属製、特に軽量で取扱いやすいアルミ製であるのが望ましい。
【００４７】
以上、本実施形態について添付図を用いて説明した。本発明は、太陽電池パネルと太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、そのフレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーとを備えた太陽電池モジュールであって、補強バーが、フレーム本体から内側に延びる固定部と補強バーの端部とが固定手段により連結されて、固定された太陽電池モジュールである。本発明の太陽電池モジュールは、フレームの固定部と補強バーの端部とが固定手段により連結しているので、従来のようにフレーム本体に貫通孔を形成する必要がない。そのため、フレームの強度が低下せず、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。
【００４８】
また、従来のようにフレームの外側からねじを挿入しないため、ねじ頭が露出せず太陽電池モジュールの外観を損なうことがない。また、太陽電池モジュールを複数並べて設置した場合でもねじ頭が隣接する太陽電池モジュールのフレームに当接して傷付けることがない。フレームの内側から補強バーを固定しているので、太陽電池モジュールを複数並べて設置した後でも、補強バーの取り外し、交換、追加等ができる。そのため、太陽電池モジュールを設置した場所の気候等の状況に合わせて、太陽電池モジュールの強度を高めることが可能である。また、ドリルねじを用いることで、フレームの固定部に予めねじ穴を形成する必要がなく、そのため補強バーを取付ける位置が自由になり、必要とされる強度に応じて補強バーの本数を増加させることができる。また、工場で補強バーを取付けるだけでなく、設置現場で後付けすることができる。
【００４９】
（第二実施形態）
次に、本発明による第二実施形態の太陽電池モジュール２について図を用いて説明する。第一実施形態の太陽電池モジュール１との違いは、補強バーをフレームに固定する固定手段がさらにアダプタを含むことである。以下ではアダプタを含む固定手段について説明する。
【００５０】
図９は、本実施形態の太陽電池モジュール２で用いる補強バー２３０の端部と、補強バー２３０に取付けるアダプタ２４０とを示す分解斜視図である。図１０は、補強バー２３０に取付けるアダプタ２４０を示す斜視図であり、図１０（ａ）はアダプタ２４０上面の斜視図、図１０（ｂ）はアダプタ２４０下面の斜視図である。図１１は、アダプタ２４０を介して補強バー２３０の端部がフレーム２０に連結して固定された状態を示す断面図である。本実施形態の太陽電池モジュール２の太陽電池パネル１０及びフレーム２０は、第一実施形態で説明した太陽電池パネル１０及びフレーム２０と同様であるのでその説明は省略する。また、補強バー２３０は第一実施形態の補強バー３０と同様、中空部２３１を有する断面が四角形状の棒状部材であり、底面にスリット２３２を有するものであるが、補強バー２３０の端部は特に加工されておらず、単に開口したものとなっている。なお、第二実施形態における補強バー２３０は、第一実施形態の補強バー３０と同様、固定部２５の係止部２５ａ及びフランジ部２４の段差により、第二溝部２９に入る手前で係止される。また、フレーム２０の固定部２５には、係止部ａ、固定面２５ｂ及び突部２５ｃが固定部２５の一部として形成されている。
【００５１】
本実施形態で用いられるアダプタ２４０は、図９に示すように補強バー２３０の端部に挿入できるよう形成されている。アダプタ２４０は一般に固定用ブロックと称される場合がある。アダプタ２４０は合成樹脂製であり、型枠成形により作製される。そのため、複雑な形状でありながらも、容易に大量生産することができる。アダプタ２４０を用いることで、補強バー２３０の端部を加工する必要がなくなると共に、補強バー２３０、延いては太陽電池モジュールの製造コストを下げることができる。また、アダプタ２４０を補強バー３０の端部に嵌め込むことにより完成するので、設置現場においても容易に組み立てることができる。
【００５２】
アダプタ２４０について図を用いてさらに説明する。アダプタ２４０は、補強バー２３０の端部の開口から中空部２３１に挿入される本体２４１と、端部の開口を塞ぐ蓋部２４２とから構成されている。アダプタ２４０の本体２４１の外形は、中空部２３１の形状に対応するよう形成されている。また、蓋部２４２は補強バー２３０の端部の外形に合わせて形成されていて、本体２４１が挿入された後、蓋部２４２が補強バー２３０の開口を塞ぐようになっている。アダプタ２４０の本体２４１には、補強バー２３０のスリット２３２を経由してドリルねじ３６を通す傾斜溝部２４３が、補強バー２３０の軸線に対して傾斜するよう形成されていて、傾斜溝部２４３の端部においては、ドリルねじ３６のねじ部のみが通るよう貫通孔２４４が形成されている。貫通孔２４４の内径はドリルねじ３６のねじ部の外径と同じか、その外径より小さいのが望ましい。
【００５３】
なお、アダプタ２４０の蓋部２４２の一部において、図１０（ａ）に示すよう切欠部２４５が形成されている。これは、アダプタ２４０を取付けた補強バー２３０をフレーム２０に挿入する際、一旦、フレーム２０の対角線上に補強バー２３０を配置してから、補強バーの中心を軸にして回転させることで、対向するフレーム部材２７の固定部（支持部２２）に、補強バー２３０の両方の端部を同時に配置する。回転する際、若干ではあるが、補強バー２３０の対角線の長さが補強バー２３０の長さよりも長いので、アダプタ２４０がフレーム２０の固定部２５に引っ掛かる。そのため、切欠部２４５をアダプタ２４０に形成することで、フレーム２０に無理な力をかけることなく固定部２５に接合することができ、補強バー２３０を容易に配置することができる。
【００５４】
アダプタ２４０は、図９のＥ方向に補強バー２３０の端部に挿入された後、フレーム２０に配置される。図１１は、アダプタ２４０を介してフレーム２０に補強バー２３０の端部を連結して、補強バー２３０が固定された状態を示す断面図であり、第一実施形態の図６に対応する図である。図１１に示すように、フレーム２０に配置された補強バー２３０は、ドリルねじ３６をフレーム２０の内側から、補強バー２３０のスリット２３２を通り、アダプタ２４０を介して、フレーム２０の固定部２５に挿入される。アダプタ２４０を用いることで、ドリルねじ３６のねじ部が通る貫通孔２４４の深さＤを長くすることができ、ドリルねじ３６の挿入方向を確実にすることができる。そのため、ドリルねじ３６の先端が係止部２５ａにおいて滑り難く、作業者は固定部２５にドリルねじ３６を容易に位置決めして挿入することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では合成樹脂製のアダプタ２４０について説明したが、アダプタ２４０の材質に特に限定はなく、木製や金属製であってもよい。取扱いの容易性を鑑みると、アダプタ２４０は合成樹脂製であることが望ましい。
【００５６】
以上、本実施形態について添付図を用いて説明した。本実施形態の太陽電池モジュールは、補強バーの端部をフレームの固定部に固定する固定手段として、補強バーの端部に取付けられるアダプタをさらに含む。本実施形態の太陽電池モジュールも、第一実施形態と同様、フレームの内側から補強バーの端部をフレームの固定部に固定していることから、フレーム本体に貫通孔を形成する必要がなく、フレームの強度が低下しないため、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。また、アダプタを別部材として提供することにより補強バーの端部を直接的に加工する必要が無く、製造コストをより安価にすることができる。アダプタを用いることで、ドリルねじのねじ部を通す貫通孔をより長くすることができ、ドリルねじを挿入する方向が定めやすくなると共に、ドリルねじの先端が固定部において滑り難くなり、作業者は容易に補強バーの端部をフレームの固定部に固定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２ 太陽電池モジュール
１０ 太陽電池パネル
２０、１２０、２２０ フレーム
２１、１２１、２２１ フレーム本体
２２、１２２、２２２ 支持部
２２ａ 案内部
２３ 押さえ部
２４、１２４、２２４ フランジ部
２５、１２５、２２５ 固定部
２５ａ、１２５ａ、２２５ａ 係止部
２５ｂ 固定面
２５ｃ 突部
２７ フレーム部材
２８ 第一溝部
２９ 第二溝部
３０、１３０、２３０ 補強バー
３１、２３１ 中空部
３２、２３２ スリット
３３、１３３ 連結部
３４、１３４ 貫通孔
３６、２３６ ドリルねじ
５０ クッション材
２４０ アダプタ
２４１ 本体
２４２ 蓋部
２４３ 傾斜溝部
２４４ 貫通孔
２４５ 切欠部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物等に設置される太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、建物の屋上等に太陽電池パネルを用いた太陽光発電装置を設置するケースが増加している。通常、太陽電池パネルは結晶シリコンやガラス板等で構成されているので、そのままでは強度が乏しく、積雪等の荷重で破損してしまう場合がある。そのため、太陽電池パネルの外縁部にフレームを設けることにより強度を高めた太陽電池モジュールを作製して、太陽電池パネルの運搬や設置等が行われている。
【０００３】
しかしながら、設置する場所によっては想定以上の荷重が太陽電池パネルにかかり、外縁部にフレームを設けただけでは太陽電池モジュールの強度が不足する場合がある。例えば、積雪量の多い地域では充分な強度が得られないと、太陽電池パネルの中央部分が積雪により撓み、太陽電池パネルが破損する可能性がある。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１には、太陽電池パネルの裏面を横断するように延び、太陽電池パネルが裏面側に撓んだときに太陽電池パネルを支持する補強フレームを有する太陽電池モジュールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の太陽電池モジュールでは、フレームに補強バー（補強リブ、補強フレームとも呼ぶ）を固定するためにフレームの本体部分（以下、フレーム本体）に貫通孔を形成し、フレームの外側よりねじを挿入して補強バーを固定していた。また、特許文献１には、フレームに形成された切欠きを通して補強フレームを配置した後、フレームの外側よりねじを挿入して補強フレームを固定した太陽電池モジュールが記載されている。
【０００７】
しかしながら、フレーム本体にねじを通す貫通孔を形成すると、フレーム自体の強度が低下してしまうという問題があった。例えば積雪などにより太陽電池モジュールに荷重がかかった場合、補強バーとフレームとの接合部分でフレームが折れ曲がり、太陽電池パネルが破損する危険性があった。
【０００８】
そのため、フレームの強度を低下させることなく補強バーをフレームに固定し、より強固にした太陽電池モジュールが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、前記太陽電池パネルの背面側において前記フレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーと、を備え、前記フレームは、フレーム本体と、該フレーム本体より前記フレームの内側に延びる固定部と、を有し、前記補強バーは、該補強バーの端部と前記フレームの前記固定部とが固定手段により連結して固定されていることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記固定手段が、前記補強バーの端部を介して前記フレームの内側から前記固定部に挿入されたねじを含む、太陽電池モジュールを提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記固定手段が、さらにアダプタを含み、該アダプタは前記補強バーの端部に設けられていて、前記ねじは前記アダプタを介して、前記フレームの内側から前記固定部に挿入されている、太陽電池モジュールを提供する。
【００１２】
また、本発明は、前記ねじがドリルねじである、太陽電池モジュールを提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記ねじが挿入される前記固定部の固定面に、挿入時における前記ねじの先端の滑りを防止する滑り防止部を有する、太陽電池モジュールを提供する。
【００１４】
また、本発明は、前記滑り防止部が、前記固定部の固定面から突出する突部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１５】
また、本発明は、前記滑り防止部は、前記固定部の固定面に形成された溝部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１６】
また、本発明は、前記ねじが挿入される前記固定部の固定面が、前記ねじが挿入される方向に対して垂直になるよう形成されている、太陽電池モジュールを提供する。
【００１７】
また、本発明は、前記固定部が、前記太陽電池パネルの背面側外縁部を支持する支持部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１８】
また、本発明は、前記固定部が、前記フレーム本体の下端から前記フレームの内側に延びるフランジ部である、太陽電池モジュールを提供する。
【００１９】
また、本発明は、前記太陽電池パネルと前記補強バーとの間にクッション材を有する、太陽電池モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の太陽電池モジュールの補強バーは、補強バーの端部とフレーム本体よりフレームの内側に延びる固定部とが固定手段により連結して固定されている。フレーム本体に影響を与えることなく補強バーを固定、すなわちフレーム本体に貫通孔等を形成することなく補強バーを固定するため、フレームの強度が低下せず、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。
【００２１】
また、例えば従来のようにねじ頭等がフレームの外側に露出しないため、太陽電池モジュールの外観を損なうことがなく、太陽電池モジュールを複数、並べて設置した場合、フレームから突出したねじ頭が、隣接する太陽電池モジュールのフレームに当接して傷付けることがない。
【００２２】
さらに、補強バーの端部とフレームの内側に延びる固定部とが連結して固定されているので、複数の太陽電池モジュールを隣接して設置した後でも、補強バーの取り外し、交換、追加等をすることができ、設置場所の状況に合わせて、太陽電池モジュールの強度を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態の太陽電池モジュールの構成を示す部分斜視図である。
【図２】第一実施形態の太陽電池モジュールの背面を示す背面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った、太陽電池モジュールの断面図である。
【図５】補強バーの端部を示す部分斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、補強バーの端部がフレームに連結して固定された状態を示す、図４のＶＩの部分を拡大した部分拡大図であり、図６（ｂ）は、さらにフレームの一部を拡大して示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、補強バーの端部がフレームの別例に連結して固定された状態を示す断面図である。
【図８】補強バーの端部の別例を示す部分斜視図である。
【図９】第二実施形態の太陽電池モジュールで用いる補強バー及びアダプタの分解斜視図である。
【図１０】アダプタを示す斜視図であり、図１０（ａ）は、アダプタ上面の斜視図、１０（ｂ）は、アダプタ下面の斜視図である。
【図１１】アダプタを介して補強バーの端部がフレームに連結して固定された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示している。
【００２５】
（第一実施形態）
図１は、本発明による第一実施形態の太陽電池モジュール１の構成を示す部分斜視図、図２は、太陽電池モジュール１の背面を示す背面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った太陽電池モジュール１の断面図、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った太陽電池モジュール１の断面図である。また、図５は、補強バー３０の端部を示す部分斜視図である。図６（ａ）は、補強バー３０の端部がフレーム２０に連結して固定された状態を示す、図４のＶＩの部分を拡大した部分拡大図であり、図６（ｂ）は、さらにフレーム２０の一部を拡大して示す図である。本実施形態の太陽電池モジュール１は、建物の傾斜屋根や陸屋根等に配置されるものであり、太陽電池パネル１０と、その外縁部を囲繞するフレーム２０と、太陽電池パネル１０の背面側において、フレーム２０により囲繞された空間を渡って設けられる補強バー３０とから構成されている。なお、本明細書では太陽電池パネル１０が太陽に向けて配置される側を正面側又は上側とし、その反対側を背面側又は下側と称する。
【００２６】
本実施形態で用いる太陽電池パネル１０は、太陽電池（セル）を複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにし、セルとガラスとを貼り合わせてパネル状に形成したものである。太陽電池パネル１０だけでは強度が不足するため、太陽電池パネル１０の外縁を囲むようアルミ製のフレーム２０を取付けることにより、その強度を高め、太陽電池モジュール１として運搬、設置等を行っている。しかしながら、フレーム２０を外縁部に設けるだけでは、強度が不足する場合があり、そのため、本実施形態の太陽電池モジュール１はフレーム２０に補強バー３０を取付けることができるようになっている。
【００２７】
まず、本実施形態で用いるフレーム２０について説明する。フレーム２０は前述したように、太陽電池パネル１０の強度を高めるために、その外縁部に設けられる部材であり、フレーム本体２１と、フレーム２０により囲繞されたフレーム２０の内側の空間に向かってフレーム本体２１から幅Ｗ１の寸法で延び、太陽電池パネル１０の背面側外縁部を支持する支持部２２とを備えている。そして、本実施形態の支持部２２は、補強バー３０の端部と固定手段により連結して補強バー３０を固定する固定部２５の役割も有している。
【００２８】
フレーム２０は、さらに、フレーム２０により囲まれた内側の空間に向かってフレーム本体２１の上端から延び、支持部２２によって支持される太陽電池パネル１０の正面側外縁部を押さえる押さえ部２３を備えている。フレーム２０では、支持部２２と押さえ部２３とにより第一溝部２８が形成されている。そして、支持部２２と押さえ部２３との間隔は、太陽電池パネル１０の外縁部の厚みと略同じ寸法となっていて、太陽電池パネル１０の外縁部を第一溝部２８に挿入することにより、太陽電池パネル１０の外縁部を支持部２２と押さえ部２３とにより保持するようになっている。なお、支持部２２の先端部には、太陽電池パネル１０の外縁部を挿入しやすいよう案内部２２ａが設けられている。
【００２９】
フレーム２０は、フレーム２０により囲まれた内側の空間に向かって、フレーム本体２１の下端から幅Ｗ２の寸法で延びるフランジ部２４をさらに備えている。このフランジ部２４を備えることにより、フレーム２０自体の強度が向上する。また、支持部２２とフランジ部２４とにより第二溝部２９が形成されていて、図から分かるように、フレーム２０の断面形状は略Ｅ字状になっている。
【００３０】
フランジ部２４の幅Ｗ２は支持部２２の幅Ｗ１より大きく形成されていて、図４に示すように、フランジ部２４は、支持部２２の幅Ｗ１より越えた部分において、段差２４ａを有すると共に補強バー３０の端部を図で下方から支持している。本実施形態では、支持部２２の幅Ｗ１は、約６.０ｍｍ〜１０．０ｍｍの間で形成されていて、フランジ部２４の幅Ｗ２は約２０.０ｍｍ〜４０.０ｍｍの間で形成されている。しかしながら、幅Ｗ１及び幅Ｗ２の寸法はこの値に限定されず、太陽電池パネル１０の大きさや、太陽電池モジュール１に必要な強度に応じて変更されてよい。
【００３１】
また、前述したように本実施形態の支持部２２は、補強バー３０の端部と固定手段により連結して補強バー３０を固定する固定部２５の役割も有している。そのため、本実施形態の支持部２２でもある固定部２５には、固定部２５の先端から下方（背面側に向かう方向、図の方向Ａ）に延びる係止部２５ａが設けられている。そして、フランジ部２４には、図に示すように段差２４ａが設けてあり、補強バー３０を取付けるとき、補強バー３０は、固定部２５の係止部２５ａ及びフランジ部の段差２４ａにより、第二溝部２９に入る手前で係止されるようになっている。詳しくは後述するが、補強バー３０の端部を介して、固定部２５でもある支持部２２に、固定手段であるドリルねじ３６を挿入できるようになっている。
【００３２】
フレーム２０は太陽電池パネル１０の各辺と略同じ長さを有するフレーム部材２７から構成されていて、フレーム部材２７のそれぞれを太陽電池パネル１０の外周に嵌め込み、組み立てることにより作製される。
【００３３】
次に、本実施形態の補強バー３０について説明する。補強バー３０は、フレーム２０を補強し剛性を高めるために設けられる部材であり、図２〜図４に示すように対向するフレーム部材２７の間に渡って、太陽電池パネル１０の背面側に取付けられる。補強バー３０は、中空部３１を有する断面が四角形の棒状部材であり、補強バー３０の底面（補強バー３０をフレーム２０に取付けた場合、太陽電池モジュールの背面側に位置する面）に補強バー３０の長手方向に沿ったスリット３２が形成されている。そのため補強バー３０の断面形状は略Ｃ字状になっている。本実施形態の補強バー３０は、直接的にはフレーム２０の固定部２５と連結し上下に動かないよう固定されるが、さらにフランジ部２４により下方からも支持されるようになっている。
【００３４】
また、補強バー３０は、フレームの剛性を高める役割以外にも太陽電池パネル１０が積雪により撓み破損することを防止する役割を有している。そのため、補強バー３０と太陽電池パネル１０との間にクッション材５０が設けられている。これは、剛性の高い補強バー３０が太陽電池パネル１０に直接的に当接すると、補強バー３０により太陽電池パネル１０を破損してしまう場合があるからである。クッション材５０は太陽電池パネル１０と補強バー３０とに常時接触してもよい。クッション材５０は、例えばスポンジ、エラストマ、又は弾性接着剤により作製される。
【００３５】
補強バー３０の端部について説明する。図５は、本実施形態の補強バー３０の端部を示す部分斜視図である。補強バー３０の端部は、フレーム２０の固定部２５（支持部２２）と連結する連結部３３を有している。本実施形態の補強バー３０の連結部３３は、補強バー３０の端部上面の一部が補強バー３０の軸線に対して傾斜するよう、補強バー３０の端部上面の一部を折り曲げることにより形成されている。具体的には、端部上面と側面との接合部分を切断し、さらに端部上面が傾斜するよう曲げ加工を行うことにより連結部３３を形成している。連結部３３の中央部には、固定手段であるドリルねじ３６が通る貫通孔３４が形成されていて、ドリルねじ３６はフレーム２０の内側から、即ち補強バー３０のスリット３２を経由して貫通孔３４を通ることにより、フレーム２０の固定部２５に挿入できるようになっている。連結部３３が傾斜していることで、ドリルねじ３６は補強バー３０の軸線に対して傾斜した状態で、連結部３３に保持されるようになり、作業者はその状態でドリルねじ３６をフレーム２０の固定部２５に挿入して取付けることができる。なお、貫通孔３４の内径は、ドリルねじ３６のねじ部が通る大きさであれば充分であるが、貫通孔３４の内径をドリルねじ３６のねじ部の外径よりもわずかに小さく形成することで、取付け時に適度な保持力でドリルねじ３６を保持しつつ挿入することができる。
【００３６】
本実施形態の補強バー３０の幅Ｗ３及び高さＨ１の寸法は約２０ｍｍ〜３０ｍｍの間で形成されている。また、スリット３２の幅Ｗ４は約５ｍｍ〜１５ｍｍの間で形成され、ドリルねじ３６が容易に通るようになっている。
【００３７】
図６（ａ）は、補強バー３０がフレーム２０に固定された状態を詳細に示す図であり、図４のＶＩ部分を拡大した部分拡大図である。図に示すように、ドリルねじ３６が補強バー３０の連結部３３を介して固定部２５の係止部２５ａに挿入され、補強バー３０の端部が固定部２５の係止部２５ａに連結して、補強バー３０がフレーム２０に固定される。なお、固定部２５（支持部２２）の幅Ｗ１の寸法は、ドリルねじ３６の先端部分が、フレーム本体２１に触れないように充分確保されている。
【００３８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の点線で囲まれたＢ部分におけるフレーム２０をさらに拡大して示た図である。図に示すように、ドリルねじ３６が挿入される係止部２５ａの固定面２５ｂには、フレーム２０の内側に向けて突出する突部２５ｃが形成されていて、この突部２５ｃにより、作業者は斜めに挿入されたドリルねじ３６の先端を係止できるようになっている。すなわちこの突部２５ｃは、ドリルねじ３６先端の滑りを防止する滑り防止部として機能し、挿入時において作業者は容易にドリルねじ３６を所望の位置に位置決めして挿入することができる。このように、フレーム２０の固定部２５には、係止部２５ａ、固定面２５ｂ及び突部２５ｃが固定部２５の一部として形成されている。なお、図示実施形態の滑り防止部は、係止部２５ａの固定面２５ｂから突出した突部２５ｃであるが、滑り防止部はこの形状に限らず、フレーム部材２７の長手方向に沿って固定面２５ｂに凹状に形成された溝部であってもよい。
【００３９】
本実施形態の太陽電池モジュール１では、固定手段としてドリルねじ３６を用いている。ドリルねじ３６は自らねじ穴を形成することができるので、フレーム２０の固定部２５（支持部２２）にねじ穴を予め形成しておく必要がない。そのため、二本以上の補強バー３０が必要な場合に補強バー３０の取付位置を変更して、補強バー３０を取付けることができる。しかしながら、固定部２５に予めねじ孔が形成されてあってもよく、その場合、固定手段として通常のねじやタッピングねじを用いて補強バー３０をフレーム２０に取付けてよい。固定手段としてねじの代わりに釘を用いてもよく、接着剤を用いてフレーム２０の固定部２５に補強バー３０の端部を接着固定してもよい。強度の面からねじを用いて取付けるのが望ましい。
【００４０】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、フレームの別例に補強バー３０を固定した状態を示す図である。図７（ａ）に示すフレーム２０は、図６（ａ）に示すフレーム２０に対して、係止部２５ａの形状が異なっている。図６（ａ）の係止部２５ａは、固定部２５の先端から略垂直下方（固定部２５が延びる方向に対して直角）に延びていたが、図７（ａ）に示す係止部２５ａは、係止部２５ａの固定面２５ｂがドリルねじ３６の挿入方向に対して略垂直になるよう形成されている。そのため、フレーム２０の内側より補強バー３０のスリット３２を通してドリルねじ３６を挿入しても、ドリルねじ３６の先端が滑り難く、作業者はドリルねじ３６を容易に位置決めして挿入することができる。
【００４１】
図７（ｂ）に示すフレーム１２０は、図６（ａ）に示すフレーム２０に対して固定部１２５の位置が異なっている。図７（ｂ）の固定部１２５は、支持部１２２とは別にフレーム本体１２１からフレーム１２０の内側に直接延びるよう形成されていて、補強バー３０の端部と連結している。
【００４２】
図７（ｃ）に示すフレーム２２０は、フランジ部２２４が固定部２２５となっていて、フランジ部２２４より係止部２２５ａが図で上方に延び、補強バー３０の端部と連結している。このように、固定部は支持部に限定されず、フレーム本体から直接延びるよう形成されてよく、また、フランジ部を利用してもよい。
【００４３】
図８は、補強バーの端部の別例を示す図である。図５に示す補強バー３０の端部は、端部上面を斜めに折り曲げることにより実現していたが、図８に示す補強バー１３０は、補強バー１３０の端面に、貫通孔１３４が形成された連結部１３３を接着又は溶接により固着して作製されている。貫通孔１３４は補強バー１３０の上面の近くに形成されていて、ドリルねじ３６を補強バー１３０の軸線に対して平行に挿入して、連結部１３３を固定部２５に連結する。
【００４４】
図５に示す補強バー３０は端部の一部を切断し、さらに穴あけや曲げ加工等をすることにより連結部３３を形成していたが、図８に示す補強バー１３０の場合、別部材として作製された連結部１３３を補強バー１３０の端面に固着するだけなので容易に作製することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の補強バー３０の断面形状は、上述したように中空部３１を有する四角形状である。しかしながら、補強バー３０は、その端部においてフレーム２０の固定部２５と連結する連結部３３を有し、ドリルねじ３６等をフレーム２０の内側から挿入可能な空間があれば、他の部分の断面形状は別形状であってよく、例えばＨ型、Ｉ型、中実な四角形状であってもよい。
【００４６】
また、本実施形態のフレーム２０及び補強バー３０はアルミ製であり、フレーム２０の各フレーム部材２７及び補強バー３０はアルミの押出成形により作製されている。フレーム２０及び補強バー３０の材質について特に限定はせず、木製や樹脂製であってもよい。耐久性や強度の面から金属製、特に軽量で取扱いやすいアルミ製であるのが望ましい。
【００４７】
以上、本実施形態について添付図を用いて説明した。本発明は、太陽電池パネルと太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、そのフレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーとを備えた太陽電池モジュールであって、補強バーが、フレーム本体から内側に延びる固定部と補強バーの端部とが固定手段により連結されて、固定された太陽電池モジュールである。本発明の太陽電池モジュールは、フレームの固定部と補強バーの端部とが固定手段により連結しているので、従来のようにフレーム本体に貫通孔を形成する必要がない。そのため、フレームの強度が低下せず、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。
【００４８】
また、従来のようにフレームの外側からねじを挿入しないため、ねじ頭が露出せず太陽電池モジュールの外観を損なうことがない。また、太陽電池モジュールを複数並べて設置した場合でもねじ頭が隣接する太陽電池モジュールのフレームに当接して傷付けることがない。フレームの内側から補強バーを固定しているので、太陽電池モジュールを複数並べて設置した後でも、補強バーの取り外し、交換、追加等ができる。そのため、太陽電池モジュールを設置した場所の気候等の状況に合わせて、太陽電池モジュールの強度を高めることが可能である。また、ドリルねじを用いることで、フレームの固定部に予めねじ穴を形成する必要がなく、そのため補強バーを取付ける位置が自由になり、必要とされる強度に応じて補強バーの本数を増加させることができる。また、工場で補強バーを取付けるだけでなく、設置現場で後付けすることができる。
【００４９】
（第二実施形態）
次に、本発明による第二実施形態の太陽電池モジュール２について図を用いて説明する。第一実施形態の太陽電池モジュール１との違いは、補強バーをフレームに固定する固定手段がさらにアダプタを含むことである。以下ではアダプタを含む固定手段について説明する。
【００５０】
図９は、本実施形態の太陽電池モジュール２で用いる補強バー２３０の端部と、補強バー２３０に取付けるアダプタ２４０とを示す分解斜視図である。図１０は、補強バー２３０に取付けるアダプタ２４０を示す斜視図であり、図１０（ａ）はアダプタ２４０上面の斜視図、図１０（ｂ）はアダプタ２４０下面の斜視図である。図１１は、アダプタ２４０を介して補強バー２３０の端部がフレーム２０に連結して固定された状態を示す断面図である。本実施形態の太陽電池モジュール２の太陽電池パネル１０及びフレーム２０は、第一実施形態で説明した太陽電池パネル１０及びフレーム２０と同様であるのでその説明は省略する。また、補強バー２３０は第一実施形態の補強バー３０と同様、中空部２３１を有する断面が四角形状の棒状部材であり、底面にスリット２３２を有するものであるが、補強バー２３０の端部は特に加工されておらず、単に開口したものとなっている。なお、第二実施形態における補強バー２３０は、第一実施形態の補強バー３０と同様、固定部２５の係止部２５ａ及びフランジ部２４の段差により、第二溝部２９に入る手前で係止される。また、フレーム２０の固定部２５には、係止部ａ、固定面２５ｂ及び突部２５ｃが固定部２５の一部として形成されている。
【００５１】
本実施形態で用いられるアダプタ２４０は、図９に示すように補強バー２３０の端部に挿入できるよう形成されている。アダプタ２４０は一般に固定用ブロックと称される場合がある。アダプタ２４０は合成樹脂製であり、型枠成形により作製される。そのため、複雑な形状でありながらも、容易に大量生産することができる。アダプタ２４０を用いることで、補強バー２３０の端部を加工する必要がなくなると共に、補強バー２３０、延いては太陽電池モジュールの製造コストを下げることができる。また、アダプタ２４０を補強バー３０の端部に嵌め込むことにより完成するので、設置現場においても容易に組み立てることができる。
【００５２】
アダプタ２４０について図を用いてさらに説明する。アダプタ２４０は、補強バー２３０の端部の開口から中空部２３１に挿入される本体２４１と、端部の開口を塞ぐ蓋部２４２とから構成されている。アダプタ２４０の本体２４１の外形は、中空部２３１の形状に対応するよう形成されている。また、蓋部２４２は補強バー２３０の端部の外形に合わせて形成されていて、本体２４１が挿入された後、蓋部２４２が補強バー２３０の開口を塞ぐようになっている。アダプタ２４０の本体２４１には、補強バー２３０のスリット２３２を経由してドリルねじ３６を通す傾斜溝部２４３が、補強バー２３０の軸線に対して傾斜するよう形成されていて、傾斜溝部２４３の端部においては、ドリルねじ３６のねじ部のみが通るよう貫通孔２４４が形成されている。貫通孔２４４の内径はドリルねじ３６のねじ部の外径と同じか、その外径より小さいのが望ましい。
【００５３】
なお、アダプタ２４０の蓋部２４２の一部において、図１０（ａ）に示すよう切欠部２４５が形成されている。これは、アダプタ２４０を取付けた補強バー２３０をフレーム２０に挿入する際、一旦、フレーム２０の対角線上に補強バー２３０を配置してから、補強バーの中心を軸にして回転させることで、対向するフレーム部材２７の固定部（支持部２２）に、補強バー２３０の両方の端部を同時に配置する。回転する際、若干ではあるが、補強バー２３０の対角線の長さが補強バー２３０の長さよりも長いので、アダプタ２４０がフレーム２０の固定部２５に引っ掛かる。そのため、切欠部２４５をアダプタ２４０に形成することで、フレーム２０に無理な力をかけることなく固定部２５に接合することができ、補強バー２３０を容易に配置することができる。
【００５４】
アダプタ２４０は、図９のＥ方向に補強バー２３０の端部に挿入された後、フレーム２０に配置される。図１１は、アダプタ２４０を介してフレーム２０に補強バー２３０の端部を連結して、補強バー２３０が固定された状態を示す断面図であり、第一実施形態の図６に対応する図である。図１１に示すように、フレーム２０に配置された補強バー２３０は、ドリルねじ３６をフレーム２０の内側から、補強バー２３０のスリット２３２を通り、アダプタ２４０を介して、フレーム２０の固定部２５に挿入される。アダプタ２４０を用いることで、ドリルねじ３６のねじ部が通る貫通孔２４４の深さＤを長くすることができ、ドリルねじ３６の挿入方向を確実にすることができる。そのため、ドリルねじ３６の先端が係止部２５ａにおいて滑り難く、作業者は固定部２５にドリルねじ３６を容易に位置決めして挿入することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では合成樹脂製のアダプタ２４０について説明したが、アダプタ２４０の材質に特に限定はなく、木製や金属製であってもよい。取扱いの容易性を鑑みると、アダプタ２４０は合成樹脂製であることが望ましい。
【００５６】
以上、本実施形態について添付図を用いて説明した。本実施形態の太陽電池モジュールは、補強バーの端部をフレームの固定部に固定する固定手段として、補強バーの端部に取付けられるアダプタをさらに含む。本実施形態の太陽電池モジュールも、第一実施形態と同様、フレームの内側から補強バーの端部をフレームの固定部に固定していることから、フレーム本体に貫通孔を形成する必要がなく、フレームの強度が低下しないため、より強固な太陽電池モジュールを提供することができる。また、アダプタを別部材として提供することにより補強バーの端部を直接的に加工する必要が無く、製造コストをより安価にすることができる。アダプタを用いることで、ドリルねじのねじ部を通す貫通孔をより長くすることができ、ドリルねじを挿入する方向が定めやすくなると共に、ドリルねじの先端が固定部において滑り難くなり、作業者は容易に補強バーの端部をフレームの固定部に固定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２ 太陽電池モジュール
１０ 太陽電池パネル
２０、１２０、２２０ フレーム
２１、１２１、２２１ フレーム本体
２２、１２２、２２２ 支持部
２２ａ 案内部
２３ 押さえ部
２４、１２４、２２４ フランジ部
２５、１２５、２２５ 固定部
２５ａ、１２５ａ、２２５ａ 係止部
２５ｂ 固定面
２５ｃ 突部
２７ フレーム部材
２８ 第一溝部
２９ 第二溝部
３０、１３０、２３０ 補強バー
３１、２３１ 中空部
３２、２３２ スリット
３３、１３３ 連結部
３４、１３４ 貫通孔
３６、２３６ ドリルねじ
５０ クッション材
２４０ アダプタ
２４１ 本体
２４２ 蓋部
２４３ 傾斜溝部
２４４ 貫通孔
２４５ 切欠部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、
前記太陽電池パネルの背面側において前記フレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーと、を備え、
前記フレームは、フレーム本体と、該フレーム本体より前記フレームの内側に延びる固定部と、を有し、
前記補強バーは、該補強バーの端部と前記フレームの前記固定部とが固定手段により連結して固定されている、ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記固定手段は、前記補強バーの端部を介して前記フレームの内側から前記固定部に挿入されたねじを含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記固定手段は、さらにアダプタを含み、該アダプタは前記補強バーの端部に設けられていて、前記ねじは前記アダプタを介して、前記フレームの内側から前記固定部に挿入されている、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記ねじはドリルねじである、請求項２又は３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記ねじが挿入される前記固定部の固定面に、挿入時における前記ねじの先端の滑りを防止する滑り防止部を有する、請求項２から４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記滑り防止部は、前記固定部の固定面から突出する突部である、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記滑り防止部は、前記固定部の固定面に形成された溝部である、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記ねじが挿入される前記固定部の固定面は、前記ねじが挿入される方向に対して垂直になるよう形成されている、請求項２から７の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記固定部は、前記太陽電池パネルの背面側外縁部を支持する支持部である、請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記固定部は、前記フレーム本体の下端から前記フレームの内側に延びるフランジ部である、請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記太陽電池パネルと前記補強バーとの間にクッション材を有する、請求項１から１０の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの外縁部を囲繞するフレームと、
前記太陽電池パネルの背面側において前記フレームにより囲繞された空間を渡って設けられる補強バーと、を備え、
前記フレームは、フレーム本体と、該フレーム本体より前記フレームの内側に延びる固定部と、を有し、
前記補強バーは、該補強バーの端部と前記フレームの前記固定部とが固定手段により連結して固定されている、ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記固定手段は、前記補強バーの端部を介して前記フレームの内側から前記固定部に挿入されたねじを含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記固定手段は、さらにアダプタを含み、該アダプタは前記補強バーの端部に設けられていて、前記ねじは前記アダプタを介して、前記フレームの内側から前記固定部に挿入されている、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記ねじはドリルねじである、請求項２又は３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記ねじが挿入される前記固定部の固定面に、挿入時における前記ねじの先端の滑りを防止する滑り防止部を有する、請求項２から４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記滑り防止部は、前記固定部の固定面から突出する突部である、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記滑り防止部は、前記固定部の固定面に形成された溝部である、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記ねじが挿入される前記固定部の固定面は、前記ねじが挿入される方向に対して垂直になるよう形成されている、請求項２から７の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記固定部は、前記太陽電池パネルの背面側外縁部を支持する支持部である、請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記固定部は、前記フレーム本体の下端から前記フレームの内側に延びるフランジ部である、請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記太陽電池パネルと前記補強バーとの間にクッション材を有する、請求項１から１０の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５５１２２（Ｐ２０１３−５５１２２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０６５４（Ｐ２０１１−１９０６５４）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
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