落雪防止金具、及び、太陽電池モジュールの固定構造
【課題】落雪を防止可能、且つ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能な太陽電池モジュールの落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造を提供すること。
【解決手段】屋根上に沿って固定されたレール５に、固定部材３を介して複数固定された、方形の枠体２１０内に太陽電池パネル２２０が支持された平板状の太陽電池モジュール２００上に積もった雪の落雪を防止する落雪防止金具４は、枠体２１０の側面部２１３に沿って形成され、その両側面に枠体２１０の側面部２１３又は化粧カバーと当接する第１部材３１と、第１部材３１に設けられ、枠体２１０の下面部２１１及び上面部２１２に当接することで、枠体２１０に固定される第２部材３２と、第１部材３１の上端部に設けられ、その先端が、枠体２１０又は太陽電池パネル２２０よりも突出する突起部４１を有する雪止め部３３と、を備える構成とする。
【解決手段】屋根上に沿って固定されたレール５に、固定部材３を介して複数固定された、方形の枠体２１０内に太陽電池パネル２２０が支持された平板状の太陽電池モジュール２００上に積もった雪の落雪を防止する落雪防止金具４は、枠体２１０の側面部２１３に沿って形成され、その両側面に枠体２１０の側面部２１３又は化粧カバーと当接する第１部材３１と、第１部材３１に設けられ、枠体２１０の下面部２１１及び上面部２１２に当接することで、枠体２１０に固定される第２部材３２と、第１部材３１の上端部に設けられ、その先端が、枠体２１０又は太陽電池パネル２２０よりも突出する突起部４１を有する雪止め部３３と、を備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅の屋根上に設置される太陽電池モジュールに用いられる落雪防止金具、及び、太陽電池モジュールの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、住宅の屋根に葺かれる屋根材に太陽電池パネルを枠体で支持した太陽電池モジュールを取り付けて、太陽光により発電を行う方法が知られている。例えば、このような太陽電池モジュールの屋根への固定構造として、建築構造部材に留付けられる固定部材に太陽電池パネルを専用の枠体に嵌めた太陽電池モジュールを取り付ける構造（例えば、特許文献１参照）等が知られている。このような太陽電池モジュールは、例えば、傾斜する住宅の屋根に沿って固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した太陽電池固定部材には、次のような問題があった。すなわち、太陽電池モジュールは、屋根に沿って固定されるため、傾斜する太陽電池モジュール上に積雪があると、太陽電池モジュール上に積もった雪が落雪する虞がある。
【０００５】
住宅の屋根には落雪を防止するために、予め雪止部材として、雪止め用の金具や瓦が設けられている住宅もある。しかし、太陽電池モジュールは屋根から距離を置いて配置されるため、太陽電池パネルが当該雪止部材よりも屋根から高い位置に配置されることが多い。このような場合、雪止部材の屋根からの高さが太陽電池パネルの表面よりも低い位置にあるため、太陽電池パネル上の雪の落雪を防止することが難しい場合がある。
【０００６】
また、隣り合う太陽電池モジュール間に、太陽電池モジュールよりも高い突起を有する部材を設け、雪を止める部材を設ける構成も考えられる。しかし、当該部材を設けるには、太陽電池モジュール間に部材を配置させるための隙間を設ける必要があり、このため、太陽電池モジュール間の隙間が大きくなる、という問題がある。
【０００７】
また、落雪を防止すると太陽電池モジュール上に積もった雪の重みにより、太陽電池モジュールが撓む虞がある。この太陽電池モジュールの撓みは、太陽電池パネルが枠体から外れる要因となる。また、太陽電池モジュールの撓み量の増大や、太陽電池パネルが枠体から外れる等により、太陽電池パネルが割れる虞もある。
【０００８】
そこで本発明は、落雪を防止可能、且つ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能な太陽電池モジュールの落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造は次のように構成されている。
【００１０】
本発明の一態様として、屋根上に傾斜して複数固定された、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュール上に積もった雪の落雪防止金具であって、前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材と、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材と、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様として、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュールを、屋根上に傾斜して複数固定するための固定構造において、前記屋根材上面と平行、且つ、細長状に延設されたベース部、前記ベース部の幅方向両端部に垂直方向に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下面に接する壁面部とを有するレールと、前記ベース部に着脱自在に取り付けられる支持部と、この支持部から前記ベース部に対して垂直方向に突出した突出部と、前記突出部から前記ベース部と平行に延設され、かつ、前記太陽電池モジュールの上面に接する押さえ部と、を具備する固定部材と、前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材、及び、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部を具備する雪止め防止金具と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、落雪を防止可能、且つ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能な太陽電池モジュールの落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る屋根材上に取り付けられる太陽電池モジュールの固定構造を模式的に示す斜視図。
【図２】同固定構造の構成を模式的に示す斜視図。
【図３】同固定構造の要部構成を示す断面図。
【図４】同固定構造の要部構成を示す断面図。
【図５】同固定構造の要部構成を示す斜視図。
【図６】本発明の変形例に係る固定構造の要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
屋根材１００は、板材１１０を重ね合わせて形成され、屋根下地材（不図示）の上に固定されている。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュール２００の固定構造１の構成、及び、当該固定構造１によって、屋根材１００上に取り付けられる太陽電池モジュール２００の構成を模式的に示す斜視図、図２は固定構造１に用いられるレール部材２及び固定部材３の構成を模式的に示す斜視図、図３は固定構造１の要部、特に、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面で固定構造１に用いられる固定部材３の構成を示す断面図、図４は固定構造１の要部、特に、図２中ＩＶ−ＩＶ断面で固定構造１に用いられる落雪防止金具４の構成を示す断面図、図５は落雪防止金具４の構成を示す斜視図である。
【００１６】
図１乃至図４に示すように、固定構造１は、レール部材２と、固定部材３と、落雪防止金具４と、を備えている。このような固定構造１は、図１に示すように、屋根材１００上に、太陽電池モジュール２００を固定する構造である。また、固定構造１の軒先等の最下端に配置される固定部材３には、例えば化粧カバー３００が固定される。
【００１７】
屋根材１００は、例えば、アスファルトシングルが用いられる。屋根材１００は、複数種類の板材１１０を重ね合わせて形成され、屋根下地材の上に固定されている。また、複数種類の板材１１０と間には段差が形成されるため、必要に応じて固定部材３と屋根材１００の上面との間の隙間に介在されるスペーサが積層配置される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、太陽電池モジュール２００は、枠体２１０と、この枠体２１０に支持された太陽電池パネル２２０と、を備えている。太陽電池モジュール２００は、その外観が上方視で平板状となる。
【００１９】
図１に示すように、枠体２１０は、方形枠状に形成されている。枠体２１０は、図２及び図３に示すように、下面部２１１と、上面部２１２と、側面部２１３と、下面部２１１及び側面部２１３との稜部に設けられたリブ２１４と、を備えている。また、枠体２１０は、リブ２１４と上面部２１２との間に形成された、太陽電池パネル２２０を挿入支持する支持部２１５を有する。
【００２０】
太陽電池パネル２２０は、マトリックス状に配置された太陽電池セル２２１と、これら太陽電池セル２２１をその内部に配置するパネル体２２２と、を備えている。太陽電池パネル２２０は、枠体２１０の支持部２１５にその四辺が挿入され、支持部２１５により支持される。
【００２１】
化粧カバー３００は、固定部材３の内部、例えば後述する支持部１１や突出部１２の露出を防止可能に、固定部材３を覆う。化粧カバー３００は、レール部材２と固定部材３との間に挟持される被挟持部３１０と、被挟持部３１０と一体に形成された化粧面３２０と、を備えている。被挟持部３１０には、レール部材２の後述するレール５のベース部５ａ側に延びる係合部３３０が形成されている。また、被挟持部３１０は、具体的には、後述するレール部材２のレール５の鍔部５ｃと、固定部材３の押さえ部１３との間（長さＬ）に挟持される。
【００２２】
図１乃至図４に示すように、レール部材２は、レール５と、アース部材６と、取付具７と、を備えている。レール５は、例えば、太陽電池モジュール２００を一対のレールにより、その延設方向に複数取付可能に形成されている。
【００２３】
レール５は、屋根材１００上面と平行であって、細長状に延設されたベース部５ａと、ベース部５ａの幅方向両端部に第１の長さＭだけ垂直方向に延び、その先端が太陽電池モジュール２００の下面に接する壁面部５ｂと、壁面部５ｂからベース部５ａの平行に延設された鍔部５ｃとを備えている。また、レール５は、その壁面部５ｂの一部から、その延設方向に延びる長穴５ｄを有するフランジ部５ｅを有している。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、アース部材６は、ベース部５ａに対し、支持部１１と共にボルトＢにより共締めされた平板部６ａと、この平板部６ａの一部であって、太陽電池モジュール２００の下面に当接する当接部６ｂとを備えている。なお、当接部６ｂは、化粧カバー３００の係合部３３０に係合することで、化粧カバー３００の脱落を防止する機能を有している。
【００２５】
図２に示すように、取付具７は、レール５を屋根材１００に取り付け可能に形成されている。取付具７は、平板状の防水シート７ａと、この防水シート７ａの上に設けられたスレート金具７ｂと、このスレート金具７ｂに設けられたボルト７ｃとを備えている。ボルト７ｃは、フランジ部５ｅの長穴５ｄに挿通され、ナットＮ、ワッシャＷにより締結することが可能に形成されている。
【００２６】
即ち、取付具７は、ボルト７ｃとナットＮとの締結により、スレート金具７ｂとナットＮとの間にフランジ部５ｅを固定することで、レール５を屋根材１００上に固定可能に形成されている。なお、スレート金具７ｂの高さ調整を行うスペーサＴを適宜用いる。
【００２７】
図１乃至図３に示すように、固定部材３は、レール部材２に太陽電池モジュール２００を固定可能、且つ、太陽電池モジュール２００を連結可能に形成されている。固定部材３は、レール５のベース部５ａにボルトＢ及びナットＮにより着脱自在に取り付けられる支持部１１と、この支持部１１からベース部５ａに対して垂直方向に第１の長さＭより長い第２の長さＰだけ突出した突出部１２と、この突出部１２からベース部５ａと平行に延設され、かつ、太陽電池モジュール２００の上面に接する押さえ部１３とを備えている。
【００２８】
また、固定部材３は、これら支持部１１，突出部１２，押さえ部１３が金属材料で一体に形成され、アース部材６と当接することで、アースをとる機能を有している。
【００２９】
押さえ部１３は、枠体２１０の上面部２１２に接し、レール５の延設方向に対して平行に形成されている。押さえ部１３は、突出部１２の両側面に突出し、突出部１２を挟んで２枚の太陽電池モジュール２００をレール５に向かって押さえる。
【００３０】
図１、図４及び図５に示すように、落雪防止金具４は、太陽電池モジュール２００の下端側に位置する側面に配置される。また、落雪防止金具４は、隣り合う太陽電池モジュール２００間、及び、太陽電池モジュール２００及び化粧カバー３００間に設けられる。
【００３１】
即ち、落雪防止金具４は、固定部材３により屋根材１００上に配置された太陽電池モジュール２００間、又は、太陽電池モジュール２００及び化粧カバー３００間に発生する隙間であって、同一の太陽電池モジュール２００に配置された隣り合う固定部材３間に配置される。
【００３２】
図１、図４及び図５に示すように、落雪防止金具４は、枠体２１０の側面部２１３に沿って延設された板状の第１部材３１と、第１部材３１に設けられた枠体２１０と嵌合する第２部材３２と、第２部材３２の上面に設けられた第３部材３３と、を備えている。
【００３３】
落雪防止金具４は、第１部材３１、第２部材３２及び第３部材３３が、金属材料により一体に形成されている。また、落雪防止金具４は、第１部材３１及び第２部材３２により、その断面形状が枠体２１０の下面、上面及び側面の一部を覆うコの字状に形成されている。
【００３４】
第１部材３１は、枠体２１０の側面及び固定部材３の突出部１２に平行に形成され、且つ、突出部１２と略同一の厚さに形成される。第１部材３１は、その両側面が隣り合う枠体２１０の側面部２１３、又は、隣り合う側面部２１３及び化粧カバー３００の被挟持部材３１０に当接する。第１部材３１は、その側面の高さが側面部２１３の高さと略同一に形成されている。
【００３５】
第１部材３１は、その幅（枠体２１０に沿った長さ）が同一の太陽電池モジュール２００を固定する隣り合う固定部材３の間隔よりも短く形成されている。例えば、第１部材３１は、その幅が、当該隣り合う固定部材３の間に複数配置可能な幅に形成されている。
【００３６】
第２部材３２は、第１部材３１の両端側であって、第１部材３１の一方の主面側に、固定部材３の挟持部１３と平行に突出する、下面部２１１及び上面部２１２とそれぞれ当接する一対の嵌合部である。第２部材３２は、枠体２１０に嵌合することで、枠体２１０を挟持し、且つ、落雪防止金具４が枠体２１０からの脱離することを防止可能に形成される。
【００３７】
具体的には、第２部材３２は、下面部２１１と当接する第１嵌合部３５と、上面部２１２と当接する第２嵌合部３６と、を備えている。第２部材３２は、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔が下面部２１１の下面及び上面部２１２の上面間の高さと同じ長さに形成されている。第２部材３２は、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６が下面部２１１及び上面部２１２と当接し、干渉することで、枠体２１０に嵌合される。
【００３８】
第１嵌合部３５は、下面部２１１の下面と対向するとともに、その先端に下面部２１１の端部に係合する係止部３７を有している。係止部３７は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動を規制する突起であり、その突起した内面と下面部２１１の先端とが当接する。
【００３９】
第２嵌合部３６は、上面部２１２を覆うとともに、上面部２１２と当接する面に、第１部材３１の幅方向に延設された凸部３８を有している。凸部３８は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動の際に、上面部２１２の上面と干渉することで、抵抗となればよい。
【００４０】
このような凸部３８は、例えば、当該抜ける方向と直交する方向に延設された半円柱状に形成された突起であり、複数、例えば本実施形態においては２つ設けられている。
【００４１】
第３部材３３は、積雪の落雪を防止する雪止め部である。第３部材３３は、第２部材３２の上端部に設けられ、上面部２１２と対向する第２嵌合部３６の上面よりも突出する突起部４１と、突起部４１の下端部に設けられた受部４２と、を備えている。また、第３部材３３は、突起部４１及び受部４２の稜部に、突起部４１及び受部４２を連続する隅肉４３を有する。
【００４２】
受部４２は、突起部４１の下端部から第１部材３１を挟んで第２部材３２とは相対する方向に延出する突起である。受部４２は、対向する太陽電池モジュール２００の枠体２１０の上面部２１２と離間して配置される。受部４２は、積雪が落雪する方向に移動し、当該移動する積雪により突起部４１が押圧され、当該突起部４１が突起部４１及び第２部材３２の接続部を支点に回転方向に変形（回動）した場合に、回動可能に形成されている。受部４２は、その下面が上面部２１２と離間して配置され、突起部４１が雪により変形した場合にその回動により上面部２１２と当接する。
【００４３】
第３部材３３は、隅肉４３を有することで、突起部４１の受部４２側への変形に対する強度が向上するとともに、突起部４１の回動に伴い、受部４２も回動可能に形成されている。
【００４４】
次に、このように構成された落雪防止金具４を有する固定構造１を用いた、屋根材１００上への太陽電池モジュール２００の取り付けを説明する。先ず、レール５に固定部材３及びアース部材６を、ボルトＢ及びナットＮを用いて取り付ける。
【００４５】
このとき、固定部材３のレール５への取り付け位置は、各太陽電池モジュール２００の下端面が位置する部位となる。また、レール部材２への固定部材３の取付において、図３及び図４に示すように、レール５及びアース部材６は、当接部６ｂがレール５の先端との間に隙間Ｓができるように配置する。
【００４６】
次に、図１に示すように、レール５を屋根材１００の上方から下方に沿って取付具７を用いて設置する。この際、レール５は太陽電池モジュール２００の１枚の幅に対し２本用いる。なお、作業者は、レール５の間の屋根材１００上を足場として、作業を進めることができる。
【００４７】
次に、化粧カバー３００の被挟持部３１０を、レール５の鍔部５ｃの上面（側面部５ｂ）と、レール５の下端側に設けられた固定部材３の押さえ部１３の下面との間に嵌め込む。この時、係合部３３０が隙間Ｓに入り込んで、当接部６ｂと係合する。
【００４８】
次に、太陽電池モジュール２００の枠体２１０に第２部材３２を嵌合させる。なお、このとき、落雪防止金具４は、レール５に配置された際に、下方側に位置する枠体２１０の側面部２１３であって、太陽電池モジュール２００が固定される固定部材３の間に対応する位置に２つ設けられる。
【００４９】
次に、作業者は、化粧カバー３００の位置を下側にして足場を確保し、落雪防止金具４が設けられた太陽電池モジュール２００を鍔部５ｃ上面とレール５の下端側にそれぞれ設けられた２つの固定部材３の押さえ部１３の下面との間に嵌め込む。この時、太陽電池モジュール２００は下端部を支持されるため、仮止めしなくても、安定して支持される。さらに、太陽電池モジュール２００の下面には当接部６ｂが当接することで、アースが確保される。
【００５０】
次に、上側に位置する太陽電池モジュール２００を嵌め込む（図３中右側の太陽電池モジュール２００）。同様にして、太陽電池モジュール２００を嵌め込んで上端まで設置を行う。
【００５１】
このため、作業者は下側から上側にかけて順次太陽電池モジュール２００を嵌め込むだけで良いので、足場を確保することができ、容易に施工を行うことができる。
【００５２】
このように構成された太陽電池モジュール２００の固定構造１によれば、太陽電池モジュール２００の下端側に落雪防止金具４を有することで、太陽電池モジュール２００上に積もった雪が移動しても突起部４１で受け止めることで、落雪を防止することが可能となる。また、落雪防止金具４は、受部４２により雪の重みによる突起部４１の破損を防止し、落雪防止を確実とし、高い信頼性を有する。
【００５３】
具体的に説明すると、太陽電池モジュール２００の上面に一定量の積雪があると、当該積雪は、その重みにより太陽電池モジュール２００の傾斜方向に移動することとなる。しかし、当該移動した積雪は、第３部材３３の突起部４１と干渉すると、突起部４１により移動が規制され移動が停止する。この結果、落雪が防止される。
【００５４】
落雪が防止された状態での降雪等により太陽電池モジュール２００上の積雪量が多くなると、突起部４１が積雪により押圧される方向に力が加わり、突起部４１及び第２部材３２（第２嵌合部３６）の接続部を支点に突起部４１が回動するように変形する。このとき、当該変形による突起部４１の回動に伴って、受部４２も回動する。
【００５５】
この回動により、受部４２は、枠体２１０の上面部２１２に当接し、当該当接後の受部４２及び突起部４１の回動を規制することとなる。受部４２が上面部２１２に当接することで、突起部４１の過度な変形を防止するとともに、受部４２により突起部４１に加わる荷重を分散させることとなる。
【００５６】
また、隅肉４３により、突起部４１の強度は向上されるため、突起部４１の変形量を低減することが可能となる。これらのように、隅肉４３により突起部４１の強度を向上させ、且つ、受部４２により、突起部４１に加わる荷重を分散させることで、突起部４１の塑性変形や破損を防止することが可能となる。
【００５７】
また、落雪防止金具４は、積雪による太陽電池モジュール２００の変形を防止し、太陽電池パネル２２０の破損を防止することが可能となる。即ち、太陽電池モジュール２００上に積雪があると、当該積雪の重みにより、枠体２１０及び太陽電池パネル２２０は、太陽電池モジュール２００を支持固定する固定部材３から離間するにつれて撓むこととなる。
【００５８】
換言すると、積雪の重みにより、太陽電池モジュール２００は、固定部材３間の中心に向かって撓むこととなる。太陽電池モジュール２００の撓み量が一定に達すると、太陽電池パネル２２０が枠体２１０から外れる虞がある。太陽電池パネル２２０が外れると、その衝撃、又は、枠体２１０から外れた後の積雪による荷重によって、太陽電池パネル２２０が割れる虞がある。
【００５９】
しかし、落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合され、第１部材３１及び第２部材３２が枠体２１０の下面部２１１の下面、上面部２１２の上面及び側面部２１３の側面と当接する構成である。この落雪防止金具４が枠体２１０と嵌合し、当接することで、枠体２１０の剛性を向上させ、枠体２１０の積雪による変形を防止することが可能となる。落雪防止金具４は、枠体２１０の変形を防止することで、太陽電池パネル２２０が枠体２１０から外れることを防止するとともに、積雪による太陽電池パネル２２０の破損を防止することが可能となる。
【００６０】
また、落雪防止金具４は、固定部材３間に任意の数設けることが可能となり、自由度が高い設置が可能となる。例えば、冬季の日当たりが悪い部位であって、雪解けが期待できない部位には、より落雪を防止するために他よりも多く設けることも可能である。また、例えば、豪雪地帯等の設置する地域によって、設ける数を増減させてもよい。
【００６１】
落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合させるだけでよく、既に設置されている太陽電池モジュール２００に後付することも可能であり、また、必要に応じて増設することも可能である。
【００６２】
また、落雪防止金具４は、固定部材３の突出部１２と同一幅とすることで、別途、太陽電池モジュール２００に取り付けるためのスペースを設けることなく、固定部材３により太陽電池モジュール２００を固定した際に発生する隙間に設けることが可能となる。
【００６３】
落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合させるだけで、第１部材３１の一の側面（下方側に位置する側面）と、太陽電池モジュール２００又は化粧カバーと当接し、且つ、係止部３７及び凸部３８が枠体２１０の下面部２１１及び上面部２１２と干渉する。この当接及び干渉により、落雪防止金具４は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動が規制され、雪の重みにより枠体２１０から外れることがない。
【００６４】
また、落雪防止金具４は、抜ける方向の移動が規制されているだけで、枠体２１０に沿って移動する方向には規制されていない。このため、落雪防止金具４は、枠体２１０への嵌合後であっても、枠体２１０に沿ってスライド可能であるため、位置の調整が容易である。このように、落雪防止金具４は、設置作業性がよく、高い作業性を有することから、作業コストを低減することが可能となる。
【００６５】
さらに、下方に位置する落雪防止金具４は、化粧カバー３００と隣り合って配置され、その第１部材３１が化粧カバー３００の被挟持部材３１０と当接し、その受部４２が化粧カバー３００の上面と近接して対向する。このため、化粧カバー３００が、風雨や外力等により固定部材３から脱離しようと回動や移動しても、第１部材３１及び受部４２と干渉する。このように、落雪防止金具４は、化粧カバー３００と干渉することで、化粧カバー３００が固定部材３から脱離することを防止することが可能となる。
【００６６】
上述したように、本実施の形態に係る落雪防止金具４を用いた太陽電池モジュール２００の固定構造１によれば、落雪防止金具４の突起部４１により落雪を防止可能、且つ、落雪防止金具４により枠体２１０の剛性を向上させ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能となる。
【００６７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、屋根材１００としてアスファルトシングルを用いたが、これに限定されない。例えば、屋根材１００は、瓦、ストレート、金属板金等の屋根材であってもよい。また、例えば、屋根材１００を、平坦な屋根面を有する屋根材を用いれば、スペーサが不要となり、さらに設置が容易となる。
【００６８】
また、上述した例では、落雪防止金具４は、固定部材３間に複数配置可能な長さに形成されている構成を説明したが、これに限定されない。例えば、固定部材３間の幅よりも若干短い長さとし、固定部材３間に一つだけ設ける構成であってもよい。但し、このような構成とした場合には、枠体２１０の剛性をさらに向上することはできるが、落雪防止金具の設置の自由度が低くなる虞があるため、自由度を向上させる場合には、複数配置可能な長さの落雪防止金具４であることが望ましい。
【００６９】
また、上述した例では、落雪防止金具４は、第１部材３１の高さ（第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔）を、枠体２１０の側面部２１３の高さと同一に形成されているとしたが、第２部材３２を、枠体２１０に嵌合可能であれば、これに限定されない。以下、本発明の変形例に係る固定構造１の落雪防止金具４Ａについて、図６を用いて説明する。
【００７０】
図６は、本発明の変形例に係る固定構造１の落雪防止金具４Ａの構成を図２中ＩＶ−ＩＶ断面で示す断面図である。なお、本変形例に係る落雪防止金具４Ａのうち、上述した第一実施形態に係る落雪防止金具４と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
落雪防止金具４Ａは、枠体２１０の側面部２１３に沿って延設される第１部材３１Ａと、第１部材３１Ａに設けられた第２部材３２と、第３部材３３と、を備えている。落雪防止金具４は、第１部材３１Ａ及び第２部材３２により、その断面形状が枠体２１０の下面、上面及び側面の一部を覆うコの字状に形成されている。
【００７２】
第１部材３１Ａは、その厚さ方向の略中央で２つに分割され、積層することで固定部材３の突出部１２と略同一の厚さに形成される。また、第１部材３１Ａは、当該積層位置により、その長さ、即ち、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔を調整可能に形成されている。
【００７３】
具体的には、図６に示すように、第１部材３１Ａは、積層することで突出部１２と同一厚さに形成される対の第１積層部５１及び第２積層部５２を備えている。第１積層部５１及び第２積層部５２は、互いに対向する面に、第１部材３１Ａの高さを調整するとともに、第１部材３１Ａの高さ方向の第１積層部５１及び第２積層部５２の移動を規制する調整部５３をそれぞれ備えている。
【００７４】
なお、図６においては、調整部５３，５３は、互いに噛合う歯であるが、例えば、調整部は、孔部とボルト等の締結部材であってもよい。即ち、調整部５３は、第１部材３１Ａの高さ調整が可能であって、第１積層部５１及び第２積層部５２の高さ方向への移動を規制可能であればよい。
【００７５】
第１積層部５１は、その一方の端部に、第２部材３２の第１嵌合部３５が一体に設けられている。第２積層部５２は、その一方の端部に、第２嵌合部３６及び第３部材３３が一体に設けられている。
【００７６】
このよう構成された落雪防止金具４Ａによれば、上述した落雪防止金具４Ａと同様の効果を有するとともに、第１部材３１Ａの高さが調整可能となる。即ち、落雪防止金具４Ａは、第１積層部５１及び第２積層部５２の位置を変えることで、第１嵌合部３５および第２嵌合部３６の間隔を調整可能となる。このため、枠体２１０の高さに併せて第２部材３２が嵌合できるように、第１部材３１Ａの高さを調整すればよく、このため、異なる高さの枠体２１０に用いることが可能となり、管理が容易となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１…固定構造、２…レール部材、３…固定部材、４…落雪防止金具、４Ａ…落雪防止金具、５…レール、５ｃ…鍔部、５ａ…ベース部、５ｂ…壁面部、５ｄ…長穴、５ｅ…フランジ部、６…アース部材、６ａ…平板部、６ｂ…当接部、７…取付具、７ａ…防水シート、７ｂ…スレート金具、７ｃ…ボルト、１１…支持部、１２…突出部、１３…挟持部、３１…第１部材、３１Ａ…第１部材、３２…第２部材、３３…第３部材（雪止め部）、３５…第１嵌合部、３６…第２嵌合部、３７…係止部、３８…凸部、４１…突起部、４２…受部、４３…隅肉、５１…第１積層部、５２…第２積層部、５３…調整部、１００…屋根材、１１０…板材、２００…太陽電池モジュール、２１０…枠体、２１１…下面部、２１２…上面部、 ２１３…側面部、２１４…リブ、２１５…支持部、２２０…太陽電池パネル、２２１…太陽電池セル、２２２…パネル体、３００…化粧カバー、３１０…被挟持部、３２０…化粧面、３３０…係合部、Ｂ…ボルト、Ｎ…ナット、Ｓ…隙間、Ｔ…スペーサ、Ｗ…ワッシャ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅の屋根上に設置される太陽電池モジュールに用いられる落雪防止金具、及び、太陽電池モジュールの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、住宅の屋根に葺かれる屋根材に太陽電池パネルを枠体で支持した太陽電池モジュールを取り付けて、太陽光により発電を行う方法が知られている。例えば、このような太陽電池モジュールの屋根への固定構造として、建築構造部材に留付けられる固定部材に太陽電池パネルを専用の枠体に嵌めた太陽電池モジュールを取り付ける構造（例えば、特許文献１参照）等が知られている。このような太陽電池モジュールは、例えば、傾斜する住宅の屋根に沿って固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した太陽電池固定部材には、次のような問題があった。すなわち、太陽電池モジュールは、屋根に沿って固定されるため、傾斜する太陽電池モジュール上に積雪があると、太陽電池モジュール上に積もった雪が落雪する虞がある。
【０００５】
住宅の屋根には落雪を防止するために、予め雪止部材として、雪止め用の金具や瓦が設けられている住宅もある。しかし、太陽電池モジュールは屋根から距離を置いて配置されるため、太陽電池パネルが当該雪止部材よりも屋根から高い位置に配置されることが多い。このような場合、雪止部材の屋根からの高さが太陽電池パネルの表面よりも低い位置にあるため、太陽電池パネル上の雪の落雪を防止することが難しい場合がある。
【０００６】
また、隣り合う太陽電池モジュール間に、太陽電池モジュールよりも高い突起を有する部材を設け、雪を止める部材を設ける構成も考えられる。しかし、当該部材を設けるには、太陽電池モジュール間に部材を配置させるための隙間を設ける必要があり、このため、太陽電池モジュール間の隙間が大きくなる、という問題がある。
【０００７】
また、落雪を防止すると太陽電池モジュール上に積もった雪の重みにより、太陽電池モジュールが撓む虞がある。この太陽電池モジュールの撓みは、太陽電池パネルが枠体から外れる要因となる。また、太陽電池モジュールの撓み量の増大や、太陽電池パネルが枠体から外れる等により、太陽電池パネルが割れる虞もある。
【０００８】
そこで本発明は、落雪を防止可能、且つ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能な太陽電池モジュールの落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造は次のように構成されている。
【００１０】
本発明の一態様として、屋根上に傾斜して複数固定された、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュール上に積もった雪の落雪防止金具であって、前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材と、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材と、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様として、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュールを、屋根上に傾斜して複数固定するための固定構造において、前記屋根材上面と平行、且つ、細長状に延設されたベース部、前記ベース部の幅方向両端部に垂直方向に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下面に接する壁面部とを有するレールと、前記ベース部に着脱自在に取り付けられる支持部と、この支持部から前記ベース部に対して垂直方向に突出した突出部と、前記突出部から前記ベース部と平行に延設され、かつ、前記太陽電池モジュールの上面に接する押さえ部と、を具備する固定部材と、前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材、及び、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部を具備する雪止め防止金具と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、落雪を防止可能、且つ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能な太陽電池モジュールの落雪防止金具及び太陽電池モジュールの固定構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る屋根材上に取り付けられる太陽電池モジュールの固定構造を模式的に示す斜視図。
【図２】同固定構造の構成を模式的に示す斜視図。
【図３】同固定構造の要部構成を示す断面図。
【図４】同固定構造の要部構成を示す断面図。
【図５】同固定構造の要部構成を示す斜視図。
【図６】本発明の変形例に係る固定構造の要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
屋根材１００は、板材１１０を重ね合わせて形成され、屋根下地材（不図示）の上に固定されている。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュール２００の固定構造１の構成、及び、当該固定構造１によって、屋根材１００上に取り付けられる太陽電池モジュール２００の構成を模式的に示す斜視図、図２は固定構造１に用いられるレール部材２及び固定部材３の構成を模式的に示す斜視図、図３は固定構造１の要部、特に、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面で固定構造１に用いられる固定部材３の構成を示す断面図、図４は固定構造１の要部、特に、図２中ＩＶ−ＩＶ断面で固定構造１に用いられる落雪防止金具４の構成を示す断面図、図５は落雪防止金具４の構成を示す斜視図である。
【００１６】
図１乃至図４に示すように、固定構造１は、レール部材２と、固定部材３と、落雪防止金具４と、を備えている。このような固定構造１は、図１に示すように、屋根材１００上に、太陽電池モジュール２００を固定する構造である。また、固定構造１の軒先等の最下端に配置される固定部材３には、例えば化粧カバー３００が固定される。
【００１７】
屋根材１００は、例えば、アスファルトシングルが用いられる。屋根材１００は、複数種類の板材１１０を重ね合わせて形成され、屋根下地材の上に固定されている。また、複数種類の板材１１０と間には段差が形成されるため、必要に応じて固定部材３と屋根材１００の上面との間の隙間に介在されるスペーサが積層配置される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、太陽電池モジュール２００は、枠体２１０と、この枠体２１０に支持された太陽電池パネル２２０と、を備えている。太陽電池モジュール２００は、その外観が上方視で平板状となる。
【００１９】
図１に示すように、枠体２１０は、方形枠状に形成されている。枠体２１０は、図２及び図３に示すように、下面部２１１と、上面部２１２と、側面部２１３と、下面部２１１及び側面部２１３との稜部に設けられたリブ２１４と、を備えている。また、枠体２１０は、リブ２１４と上面部２１２との間に形成された、太陽電池パネル２２０を挿入支持する支持部２１５を有する。
【００２０】
太陽電池パネル２２０は、マトリックス状に配置された太陽電池セル２２１と、これら太陽電池セル２２１をその内部に配置するパネル体２２２と、を備えている。太陽電池パネル２２０は、枠体２１０の支持部２１５にその四辺が挿入され、支持部２１５により支持される。
【００２１】
化粧カバー３００は、固定部材３の内部、例えば後述する支持部１１や突出部１２の露出を防止可能に、固定部材３を覆う。化粧カバー３００は、レール部材２と固定部材３との間に挟持される被挟持部３１０と、被挟持部３１０と一体に形成された化粧面３２０と、を備えている。被挟持部３１０には、レール部材２の後述するレール５のベース部５ａ側に延びる係合部３３０が形成されている。また、被挟持部３１０は、具体的には、後述するレール部材２のレール５の鍔部５ｃと、固定部材３の押さえ部１３との間（長さＬ）に挟持される。
【００２２】
図１乃至図４に示すように、レール部材２は、レール５と、アース部材６と、取付具７と、を備えている。レール５は、例えば、太陽電池モジュール２００を一対のレールにより、その延設方向に複数取付可能に形成されている。
【００２３】
レール５は、屋根材１００上面と平行であって、細長状に延設されたベース部５ａと、ベース部５ａの幅方向両端部に第１の長さＭだけ垂直方向に延び、その先端が太陽電池モジュール２００の下面に接する壁面部５ｂと、壁面部５ｂからベース部５ａの平行に延設された鍔部５ｃとを備えている。また、レール５は、その壁面部５ｂの一部から、その延設方向に延びる長穴５ｄを有するフランジ部５ｅを有している。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、アース部材６は、ベース部５ａに対し、支持部１１と共にボルトＢにより共締めされた平板部６ａと、この平板部６ａの一部であって、太陽電池モジュール２００の下面に当接する当接部６ｂとを備えている。なお、当接部６ｂは、化粧カバー３００の係合部３３０に係合することで、化粧カバー３００の脱落を防止する機能を有している。
【００２５】
図２に示すように、取付具７は、レール５を屋根材１００に取り付け可能に形成されている。取付具７は、平板状の防水シート７ａと、この防水シート７ａの上に設けられたスレート金具７ｂと、このスレート金具７ｂに設けられたボルト７ｃとを備えている。ボルト７ｃは、フランジ部５ｅの長穴５ｄに挿通され、ナットＮ、ワッシャＷにより締結することが可能に形成されている。
【００２６】
即ち、取付具７は、ボルト７ｃとナットＮとの締結により、スレート金具７ｂとナットＮとの間にフランジ部５ｅを固定することで、レール５を屋根材１００上に固定可能に形成されている。なお、スレート金具７ｂの高さ調整を行うスペーサＴを適宜用いる。
【００２７】
図１乃至図３に示すように、固定部材３は、レール部材２に太陽電池モジュール２００を固定可能、且つ、太陽電池モジュール２００を連結可能に形成されている。固定部材３は、レール５のベース部５ａにボルトＢ及びナットＮにより着脱自在に取り付けられる支持部１１と、この支持部１１からベース部５ａに対して垂直方向に第１の長さＭより長い第２の長さＰだけ突出した突出部１２と、この突出部１２からベース部５ａと平行に延設され、かつ、太陽電池モジュール２００の上面に接する押さえ部１３とを備えている。
【００２８】
また、固定部材３は、これら支持部１１，突出部１２，押さえ部１３が金属材料で一体に形成され、アース部材６と当接することで、アースをとる機能を有している。
【００２９】
押さえ部１３は、枠体２１０の上面部２１２に接し、レール５の延設方向に対して平行に形成されている。押さえ部１３は、突出部１２の両側面に突出し、突出部１２を挟んで２枚の太陽電池モジュール２００をレール５に向かって押さえる。
【００３０】
図１、図４及び図５に示すように、落雪防止金具４は、太陽電池モジュール２００の下端側に位置する側面に配置される。また、落雪防止金具４は、隣り合う太陽電池モジュール２００間、及び、太陽電池モジュール２００及び化粧カバー３００間に設けられる。
【００３１】
即ち、落雪防止金具４は、固定部材３により屋根材１００上に配置された太陽電池モジュール２００間、又は、太陽電池モジュール２００及び化粧カバー３００間に発生する隙間であって、同一の太陽電池モジュール２００に配置された隣り合う固定部材３間に配置される。
【００３２】
図１、図４及び図５に示すように、落雪防止金具４は、枠体２１０の側面部２１３に沿って延設された板状の第１部材３１と、第１部材３１に設けられた枠体２１０と嵌合する第２部材３２と、第２部材３２の上面に設けられた第３部材３３と、を備えている。
【００３３】
落雪防止金具４は、第１部材３１、第２部材３２及び第３部材３３が、金属材料により一体に形成されている。また、落雪防止金具４は、第１部材３１及び第２部材３２により、その断面形状が枠体２１０の下面、上面及び側面の一部を覆うコの字状に形成されている。
【００３４】
第１部材３１は、枠体２１０の側面及び固定部材３の突出部１２に平行に形成され、且つ、突出部１２と略同一の厚さに形成される。第１部材３１は、その両側面が隣り合う枠体２１０の側面部２１３、又は、隣り合う側面部２１３及び化粧カバー３００の被挟持部材３１０に当接する。第１部材３１は、その側面の高さが側面部２１３の高さと略同一に形成されている。
【００３５】
第１部材３１は、その幅（枠体２１０に沿った長さ）が同一の太陽電池モジュール２００を固定する隣り合う固定部材３の間隔よりも短く形成されている。例えば、第１部材３１は、その幅が、当該隣り合う固定部材３の間に複数配置可能な幅に形成されている。
【００３６】
第２部材３２は、第１部材３１の両端側であって、第１部材３１の一方の主面側に、固定部材３の挟持部１３と平行に突出する、下面部２１１及び上面部２１２とそれぞれ当接する一対の嵌合部である。第２部材３２は、枠体２１０に嵌合することで、枠体２１０を挟持し、且つ、落雪防止金具４が枠体２１０からの脱離することを防止可能に形成される。
【００３７】
具体的には、第２部材３２は、下面部２１１と当接する第１嵌合部３５と、上面部２１２と当接する第２嵌合部３６と、を備えている。第２部材３２は、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔が下面部２１１の下面及び上面部２１２の上面間の高さと同じ長さに形成されている。第２部材３２は、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６が下面部２１１及び上面部２１２と当接し、干渉することで、枠体２１０に嵌合される。
【００３８】
第１嵌合部３５は、下面部２１１の下面と対向するとともに、その先端に下面部２１１の端部に係合する係止部３７を有している。係止部３７は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動を規制する突起であり、その突起した内面と下面部２１１の先端とが当接する。
【００３９】
第２嵌合部３６は、上面部２１２を覆うとともに、上面部２１２と当接する面に、第１部材３１の幅方向に延設された凸部３８を有している。凸部３８は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動の際に、上面部２１２の上面と干渉することで、抵抗となればよい。
【００４０】
このような凸部３８は、例えば、当該抜ける方向と直交する方向に延設された半円柱状に形成された突起であり、複数、例えば本実施形態においては２つ設けられている。
【００４１】
第３部材３３は、積雪の落雪を防止する雪止め部である。第３部材３３は、第２部材３２の上端部に設けられ、上面部２１２と対向する第２嵌合部３６の上面よりも突出する突起部４１と、突起部４１の下端部に設けられた受部４２と、を備えている。また、第３部材３３は、突起部４１及び受部４２の稜部に、突起部４１及び受部４２を連続する隅肉４３を有する。
【００４２】
受部４２は、突起部４１の下端部から第１部材３１を挟んで第２部材３２とは相対する方向に延出する突起である。受部４２は、対向する太陽電池モジュール２００の枠体２１０の上面部２１２と離間して配置される。受部４２は、積雪が落雪する方向に移動し、当該移動する積雪により突起部４１が押圧され、当該突起部４１が突起部４１及び第２部材３２の接続部を支点に回転方向に変形（回動）した場合に、回動可能に形成されている。受部４２は、その下面が上面部２１２と離間して配置され、突起部４１が雪により変形した場合にその回動により上面部２１２と当接する。
【００４３】
第３部材３３は、隅肉４３を有することで、突起部４１の受部４２側への変形に対する強度が向上するとともに、突起部４１の回動に伴い、受部４２も回動可能に形成されている。
【００４４】
次に、このように構成された落雪防止金具４を有する固定構造１を用いた、屋根材１００上への太陽電池モジュール２００の取り付けを説明する。先ず、レール５に固定部材３及びアース部材６を、ボルトＢ及びナットＮを用いて取り付ける。
【００４５】
このとき、固定部材３のレール５への取り付け位置は、各太陽電池モジュール２００の下端面が位置する部位となる。また、レール部材２への固定部材３の取付において、図３及び図４に示すように、レール５及びアース部材６は、当接部６ｂがレール５の先端との間に隙間Ｓができるように配置する。
【００４６】
次に、図１に示すように、レール５を屋根材１００の上方から下方に沿って取付具７を用いて設置する。この際、レール５は太陽電池モジュール２００の１枚の幅に対し２本用いる。なお、作業者は、レール５の間の屋根材１００上を足場として、作業を進めることができる。
【００４７】
次に、化粧カバー３００の被挟持部３１０を、レール５の鍔部５ｃの上面（側面部５ｂ）と、レール５の下端側に設けられた固定部材３の押さえ部１３の下面との間に嵌め込む。この時、係合部３３０が隙間Ｓに入り込んで、当接部６ｂと係合する。
【００４８】
次に、太陽電池モジュール２００の枠体２１０に第２部材３２を嵌合させる。なお、このとき、落雪防止金具４は、レール５に配置された際に、下方側に位置する枠体２１０の側面部２１３であって、太陽電池モジュール２００が固定される固定部材３の間に対応する位置に２つ設けられる。
【００４９】
次に、作業者は、化粧カバー３００の位置を下側にして足場を確保し、落雪防止金具４が設けられた太陽電池モジュール２００を鍔部５ｃ上面とレール５の下端側にそれぞれ設けられた２つの固定部材３の押さえ部１３の下面との間に嵌め込む。この時、太陽電池モジュール２００は下端部を支持されるため、仮止めしなくても、安定して支持される。さらに、太陽電池モジュール２００の下面には当接部６ｂが当接することで、アースが確保される。
【００５０】
次に、上側に位置する太陽電池モジュール２００を嵌め込む（図３中右側の太陽電池モジュール２００）。同様にして、太陽電池モジュール２００を嵌め込んで上端まで設置を行う。
【００５１】
このため、作業者は下側から上側にかけて順次太陽電池モジュール２００を嵌め込むだけで良いので、足場を確保することができ、容易に施工を行うことができる。
【００５２】
このように構成された太陽電池モジュール２００の固定構造１によれば、太陽電池モジュール２００の下端側に落雪防止金具４を有することで、太陽電池モジュール２００上に積もった雪が移動しても突起部４１で受け止めることで、落雪を防止することが可能となる。また、落雪防止金具４は、受部４２により雪の重みによる突起部４１の破損を防止し、落雪防止を確実とし、高い信頼性を有する。
【００５３】
具体的に説明すると、太陽電池モジュール２００の上面に一定量の積雪があると、当該積雪は、その重みにより太陽電池モジュール２００の傾斜方向に移動することとなる。しかし、当該移動した積雪は、第３部材３３の突起部４１と干渉すると、突起部４１により移動が規制され移動が停止する。この結果、落雪が防止される。
【００５４】
落雪が防止された状態での降雪等により太陽電池モジュール２００上の積雪量が多くなると、突起部４１が積雪により押圧される方向に力が加わり、突起部４１及び第２部材３２（第２嵌合部３６）の接続部を支点に突起部４１が回動するように変形する。このとき、当該変形による突起部４１の回動に伴って、受部４２も回動する。
【００５５】
この回動により、受部４２は、枠体２１０の上面部２１２に当接し、当該当接後の受部４２及び突起部４１の回動を規制することとなる。受部４２が上面部２１２に当接することで、突起部４１の過度な変形を防止するとともに、受部４２により突起部４１に加わる荷重を分散させることとなる。
【００５６】
また、隅肉４３により、突起部４１の強度は向上されるため、突起部４１の変形量を低減することが可能となる。これらのように、隅肉４３により突起部４１の強度を向上させ、且つ、受部４２により、突起部４１に加わる荷重を分散させることで、突起部４１の塑性変形や破損を防止することが可能となる。
【００５７】
また、落雪防止金具４は、積雪による太陽電池モジュール２００の変形を防止し、太陽電池パネル２２０の破損を防止することが可能となる。即ち、太陽電池モジュール２００上に積雪があると、当該積雪の重みにより、枠体２１０及び太陽電池パネル２２０は、太陽電池モジュール２００を支持固定する固定部材３から離間するにつれて撓むこととなる。
【００５８】
換言すると、積雪の重みにより、太陽電池モジュール２００は、固定部材３間の中心に向かって撓むこととなる。太陽電池モジュール２００の撓み量が一定に達すると、太陽電池パネル２２０が枠体２１０から外れる虞がある。太陽電池パネル２２０が外れると、その衝撃、又は、枠体２１０から外れた後の積雪による荷重によって、太陽電池パネル２２０が割れる虞がある。
【００５９】
しかし、落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合され、第１部材３１及び第２部材３２が枠体２１０の下面部２１１の下面、上面部２１２の上面及び側面部２１３の側面と当接する構成である。この落雪防止金具４が枠体２１０と嵌合し、当接することで、枠体２１０の剛性を向上させ、枠体２１０の積雪による変形を防止することが可能となる。落雪防止金具４は、枠体２１０の変形を防止することで、太陽電池パネル２２０が枠体２１０から外れることを防止するとともに、積雪による太陽電池パネル２２０の破損を防止することが可能となる。
【００６０】
また、落雪防止金具４は、固定部材３間に任意の数設けることが可能となり、自由度が高い設置が可能となる。例えば、冬季の日当たりが悪い部位であって、雪解けが期待できない部位には、より落雪を防止するために他よりも多く設けることも可能である。また、例えば、豪雪地帯等の設置する地域によって、設ける数を増減させてもよい。
【００６１】
落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合させるだけでよく、既に設置されている太陽電池モジュール２００に後付することも可能であり、また、必要に応じて増設することも可能である。
【００６２】
また、落雪防止金具４は、固定部材３の突出部１２と同一幅とすることで、別途、太陽電池モジュール２００に取り付けるためのスペースを設けることなく、固定部材３により太陽電池モジュール２００を固定した際に発生する隙間に設けることが可能となる。
【００６３】
落雪防止金具４は、枠体２１０に嵌合させるだけで、第１部材３１の一の側面（下方側に位置する側面）と、太陽電池モジュール２００又は化粧カバーと当接し、且つ、係止部３７及び凸部３８が枠体２１０の下面部２１１及び上面部２１２と干渉する。この当接及び干渉により、落雪防止金具４は、枠体２１０から落雪防止金具４が抜ける方向の移動が規制され、雪の重みにより枠体２１０から外れることがない。
【００６４】
また、落雪防止金具４は、抜ける方向の移動が規制されているだけで、枠体２１０に沿って移動する方向には規制されていない。このため、落雪防止金具４は、枠体２１０への嵌合後であっても、枠体２１０に沿ってスライド可能であるため、位置の調整が容易である。このように、落雪防止金具４は、設置作業性がよく、高い作業性を有することから、作業コストを低減することが可能となる。
【００６５】
さらに、下方に位置する落雪防止金具４は、化粧カバー３００と隣り合って配置され、その第１部材３１が化粧カバー３００の被挟持部材３１０と当接し、その受部４２が化粧カバー３００の上面と近接して対向する。このため、化粧カバー３００が、風雨や外力等により固定部材３から脱離しようと回動や移動しても、第１部材３１及び受部４２と干渉する。このように、落雪防止金具４は、化粧カバー３００と干渉することで、化粧カバー３００が固定部材３から脱離することを防止することが可能となる。
【００６６】
上述したように、本実施の形態に係る落雪防止金具４を用いた太陽電池モジュール２００の固定構造１によれば、落雪防止金具４の突起部４１により落雪を防止可能、且つ、落雪防止金具４により枠体２１０の剛性を向上させ、太陽電池モジュールの撓みを防止可能となる。
【００６７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、屋根材１００としてアスファルトシングルを用いたが、これに限定されない。例えば、屋根材１００は、瓦、ストレート、金属板金等の屋根材であってもよい。また、例えば、屋根材１００を、平坦な屋根面を有する屋根材を用いれば、スペーサが不要となり、さらに設置が容易となる。
【００６８】
また、上述した例では、落雪防止金具４は、固定部材３間に複数配置可能な長さに形成されている構成を説明したが、これに限定されない。例えば、固定部材３間の幅よりも若干短い長さとし、固定部材３間に一つだけ設ける構成であってもよい。但し、このような構成とした場合には、枠体２１０の剛性をさらに向上することはできるが、落雪防止金具の設置の自由度が低くなる虞があるため、自由度を向上させる場合には、複数配置可能な長さの落雪防止金具４であることが望ましい。
【００６９】
また、上述した例では、落雪防止金具４は、第１部材３１の高さ（第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔）を、枠体２１０の側面部２１３の高さと同一に形成されているとしたが、第２部材３２を、枠体２１０に嵌合可能であれば、これに限定されない。以下、本発明の変形例に係る固定構造１の落雪防止金具４Ａについて、図６を用いて説明する。
【００７０】
図６は、本発明の変形例に係る固定構造１の落雪防止金具４Ａの構成を図２中ＩＶ−ＩＶ断面で示す断面図である。なお、本変形例に係る落雪防止金具４Ａのうち、上述した第一実施形態に係る落雪防止金具４と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
落雪防止金具４Ａは、枠体２１０の側面部２１３に沿って延設される第１部材３１Ａと、第１部材３１Ａに設けられた第２部材３２と、第３部材３３と、を備えている。落雪防止金具４は、第１部材３１Ａ及び第２部材３２により、その断面形状が枠体２１０の下面、上面及び側面の一部を覆うコの字状に形成されている。
【００７２】
第１部材３１Ａは、その厚さ方向の略中央で２つに分割され、積層することで固定部材３の突出部１２と略同一の厚さに形成される。また、第１部材３１Ａは、当該積層位置により、その長さ、即ち、第１嵌合部３５及び第２嵌合部３６の間隔を調整可能に形成されている。
【００７３】
具体的には、図６に示すように、第１部材３１Ａは、積層することで突出部１２と同一厚さに形成される対の第１積層部５１及び第２積層部５２を備えている。第１積層部５１及び第２積層部５２は、互いに対向する面に、第１部材３１Ａの高さを調整するとともに、第１部材３１Ａの高さ方向の第１積層部５１及び第２積層部５２の移動を規制する調整部５３をそれぞれ備えている。
【００７４】
なお、図６においては、調整部５３，５３は、互いに噛合う歯であるが、例えば、調整部は、孔部とボルト等の締結部材であってもよい。即ち、調整部５３は、第１部材３１Ａの高さ調整が可能であって、第１積層部５１及び第２積層部５２の高さ方向への移動を規制可能であればよい。
【００７５】
第１積層部５１は、その一方の端部に、第２部材３２の第１嵌合部３５が一体に設けられている。第２積層部５２は、その一方の端部に、第２嵌合部３６及び第３部材３３が一体に設けられている。
【００７６】
このよう構成された落雪防止金具４Ａによれば、上述した落雪防止金具４Ａと同様の効果を有するとともに、第１部材３１Ａの高さが調整可能となる。即ち、落雪防止金具４Ａは、第１積層部５１及び第２積層部５２の位置を変えることで、第１嵌合部３５および第２嵌合部３６の間隔を調整可能となる。このため、枠体２１０の高さに併せて第２部材３２が嵌合できるように、第１部材３１Ａの高さを調整すればよく、このため、異なる高さの枠体２１０に用いることが可能となり、管理が容易となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１…固定構造、２…レール部材、３…固定部材、４…落雪防止金具、４Ａ…落雪防止金具、５…レール、５ｃ…鍔部、５ａ…ベース部、５ｂ…壁面部、５ｄ…長穴、５ｅ…フランジ部、６…アース部材、６ａ…平板部、６ｂ…当接部、７…取付具、７ａ…防水シート、７ｂ…スレート金具、７ｃ…ボルト、１１…支持部、１２…突出部、１３…挟持部、３１…第１部材、３１Ａ…第１部材、３２…第２部材、３３…第３部材（雪止め部）、３５…第１嵌合部、３６…第２嵌合部、３７…係止部、３８…凸部、４１…突起部、４２…受部、４３…隅肉、５１…第１積層部、５２…第２積層部、５３…調整部、１００…屋根材、１１０…板材、２００…太陽電池モジュール、２１０…枠体、２１１…下面部、２１２…上面部、 ２１３…側面部、２１４…リブ、２１５…支持部、２２０…太陽電池パネル、２２１…太陽電池セル、２２２…パネル体、３００…化粧カバー、３１０…被挟持部、３２０…化粧面、３３０…係合部、Ｂ…ボルト、Ｎ…ナット、Ｓ…隙間、Ｔ…スペーサ、Ｗ…ワッシャ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上に傾斜して複数固定された、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュール上に積もった雪の落雪防止金具であって、
前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材と、
前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材と、
前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部と、を備えることを特徴とする落雪防止金具。
【請求項２】
前記雪止め部は、前記突出部の下端部から前記第１部材を挟んで前記第２部材とは相対する方向に延出し、前記突起部に前記積もった雪により荷重が印加された場合に、前記突出部の変形に伴って移動して、前記第１部材の下方側に設けられた前記太陽電池モジュール又は前記化粧カバーと当接する受部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の落雪防止金具。
【請求項３】
前記第２部材は、前記第１部材の下端部に前記枠体の下面に沿って突出する第１嵌合部と、前記第１部材の上端部に前記枠体の上面に沿って突出する第２嵌合部とを具備し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の間隔が前記枠体の高さと同一に形成されることで、前記枠体に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の落雪防止金具。
【請求項４】
前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、その間隔が可変可能に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の落雪防止金具。
【請求項５】
方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュールを、屋根上に傾斜して複数固定するための固定構造において、
前記屋根材上面と平行、且つ、細長状に延設されたベース部、前記ベース部の幅方向両端部に垂直方向に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下面に接する壁面部とを有するレールと、
前記ベース部に着脱自在に取り付けられる支持部と、この支持部から前記ベース部に対して垂直方向に突出した突出部と、前記突出部から前記ベース部と平行に延設され、かつ、前記太陽電池モジュールの上面に接する押さえ部とを具備する固定部材と、
前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材、及び、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部を具備する雪止め防止金具と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項６】
前記雪止め部は、前記突出部の下端部から前記第１部材を挟んで前記第２部材とは相対する方向に延出し、前記突起部に前記積もった雪により荷重が印加された場合に、前記突出部の変形に伴って移動して、前記第１部材の下方側に設けられた前記太陽電池モジュール又は前記化粧カバーと当接する受部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項７】
前記第２部材は、前記第１部材の下端部に前記枠体の下面に沿って突出する第１嵌合部と、前記第１部材の上端部に前記枠体の上面に沿って突出する第２嵌合部とを具備し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の間隔が前記枠体の高さと同一に形成されることで、前記枠体に嵌合されることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項８】
前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、その間隔が調整可能に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項１】
屋根上に傾斜して複数固定された、方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュール上に積もった雪の落雪防止金具であって、
前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材と、
前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材と、
前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部と、を備えることを特徴とする落雪防止金具。
【請求項２】
前記雪止め部は、前記突出部の下端部から前記第１部材を挟んで前記第２部材とは相対する方向に延出し、前記突起部に前記積もった雪により荷重が印加された場合に、前記突出部の変形に伴って移動して、前記第１部材の下方側に設けられた前記太陽電池モジュール又は前記化粧カバーと当接する受部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の落雪防止金具。
【請求項３】
前記第２部材は、前記第１部材の下端部に前記枠体の下面に沿って突出する第１嵌合部と、前記第１部材の上端部に前記枠体の上面に沿って突出する第２嵌合部とを具備し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の間隔が前記枠体の高さと同一に形成されることで、前記枠体に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の落雪防止金具。
【請求項４】
前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、その間隔が可変可能に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の落雪防止金具。
【請求項５】
方形の枠体内に太陽電池パネルが支持された平板状の太陽電池モジュールを、屋根上に傾斜して複数固定するための固定構造において、
前記屋根材上面と平行、且つ、細長状に延設されたベース部、前記ベース部の幅方向両端部に垂直方向に延び、その先端が前記太陽電池モジュールの下面に接する壁面部とを有するレールと、
前記ベース部に着脱自在に取り付けられる支持部と、この支持部から前記ベース部に対して垂直方向に突出した突出部と、前記突出部から前記ベース部と平行に延設され、かつ、前記太陽電池モジュールの上面に接する押さえ部とを具備する固定部材と、
前記枠体の側面に沿って形成され、隣り合う前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面、又は、前記枠体の側面及び前記屋根上の下端側に設けられる前記太陽電池モジュールの前記枠体の側面を覆う化粧カバーにその両側面が当接する第１部材、前記第１部材に設けられ、前記枠体の下面及び上面に当接することで、前記枠体に固定される第２部材、及び、前記第１部材の上端部に設けられ、その先端が、前記枠体又は前記太陽電池パネルよりも突出する突起部を有する雪止め部を具備する雪止め防止金具と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項６】
前記雪止め部は、前記突出部の下端部から前記第１部材を挟んで前記第２部材とは相対する方向に延出し、前記突起部に前記積もった雪により荷重が印加された場合に、前記突出部の変形に伴って移動して、前記第１部材の下方側に設けられた前記太陽電池モジュール又は前記化粧カバーと当接する受部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項７】
前記第２部材は、前記第１部材の下端部に前記枠体の下面に沿って突出する第１嵌合部と、前記第１部材の上端部に前記枠体の上面に沿って突出する第２嵌合部とを具備し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の間隔が前記枠体の高さと同一に形成されることで、前記枠体に嵌合されることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【請求項８】
前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、その間隔が調整可能に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２９５５０（Ｐ２０１２−２２９５５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８０５８（Ｐ２０１１−９８０５８）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５９１１３５７９４）高島株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５９１１３５７９４）高島株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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