電子部材固定構造
【課題】下地の伸縮による電子部材の歪を抑制し、電子部材の破損を阻止する電子部材固定構造を得る。
【解決手段】電子部材固定構造１０は、面方向に伸縮する膜材１２と、膜材１２の表面に配置されたフレキシブル性を有するシート状の太陽電池モジュール１４と、膜材１２の表面に固定されると共に太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持する枠縁材１６と、を備えている。枠縁材１６は、左右対称に配置された断面コ字状の部材からなり、太陽電池モジュール１４の両側の周縁部が挿入されている。枠縁材１６の内部には太陽電池モジュール１４の外れを阻止するための粘着剤２４が充填されている。膜材１２が面方向に伸縮すると、太陽電池モジュール１４の周縁部と枠縁材１６とが相対的に移動し、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従しない。
【解決手段】電子部材固定構造１０は、面方向に伸縮する膜材１２と、膜材１２の表面に配置されたフレキシブル性を有するシート状の太陽電池モジュール１４と、膜材１２の表面に固定されると共に太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持する枠縁材１６と、を備えている。枠縁材１６は、左右対称に配置された断面コ字状の部材からなり、太陽電池モジュール１４の両側の周縁部が挿入されている。枠縁材１６の内部には太陽電池モジュール１４の外れを阻止するための粘着剤２４が充填されている。膜材１２が面方向に伸縮すると、太陽電池モジュール１４の周縁部と枠縁材１６とが相対的に移動し、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の電子部材を固定する電子部材固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状の電子部材の一例として太陽電池モジュールを建物の屋根に固定した構造が知られている。
【０００３】
下記特許文献１には、屋根の野地板に固定された断面Ｉ字状の固定部材の上面に、フレキシブル性を維持した太陽電池モジュールを搭載し、太陽電池モジュールを上方から押圧固定する断面Ｔ字状の押え具を固定部材の上面の溝に嵌合させると共に、押え具と太陽電池モジュールと固定部材にそれぞれ形成された取付け穴に固定具を貫通させて固定する太陽電池モジュールの設置方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の太陽電池モジュールの設置方法では、押え具と太陽電池モジュールと固定部材にそれぞれ形成された取付け穴に、固定具としての差し込みピンを貫通させることにより、屋根の野地板に押え具と太陽電池モジュールと固定部材とを一体に固定するため、面内及び面外方向に伸縮する下地に太陽電池モジュールを設置する際に上記設置方法を適用することは難しい。すなわち、上記設置方法では下地が伸縮すると、下地の伸縮により発生する力が太陽電池モジュールに作用して太陽電池モジュールが歪む。このため、太陽電池モジュールの破損や発電性能の低下が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、下地の伸縮による電子部材の歪を抑制し、電子部材の破損を阻止する電子部材固定構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る電子部材固定構造は、面方向に伸縮する下地と、前記下地の表面に配置されたシート状の電子部材と、前記下地に取り付けられ、前記電子部材を移動可能に支持すると共に前記電子部材の移動量を制限する制限部材と、を有するものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、面方向に伸縮する下地の表面に制限部材が設けられており、シート状の電子部材が制限部材により移動可能に支持されると共に電子部材の移動量が制限されている。下地が面方向に伸縮したときに、下地に対して電子部材が相対的に移動することで、電子部材が下地の伸縮に追従しない。このため、電子部材の歪の発生が抑制され、電子部材の破損が阻止される。また、電子部材が制限部材により移動量を制限されるため、下地の表面の所定の位置から離れることがない。
【０００９】
請求項２の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定され、前記電子部材の周縁部を移動可能に支持する枠縁材であるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、下地に固定された枠縁材に電子部材の周縁部が移動可能に支持されており、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の周縁部と枠縁材とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１１】
請求項３の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記電子部材の周縁部に沿って設けられ、前記下地に固定される支持片と、前記電子部材の周縁部に設けられ、前記支持片に移動可能に支持される枠縁材と、を備えるものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、下地に固定される支持片が電子部材の周縁部に沿って設けられており、電子部材の周縁部に設けられた枠縁材が支持片に移動可能に支持されている。これにより、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の枠縁材と支持片とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１３】
請求項４の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記電子部材に複数形成された孔部と、前記下地に固定され、前記孔部に挿通されると共に前記孔部の内径よりも小さい外径の軸部と、前記軸部の頭部に設けられ前記電子部材の抜けを阻止する抜け止め部と、を備えたピンと、を有するものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、下地に固定されたピンの軸部が電子部材に複数形成された孔部にそれぞれ挿通されており、軸部の頭部の抜け止め部によって電子部材がピンから外れることが阻止されている。電子部材の孔部の内径よりピンの軸部の外径が小さく形成されており、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の孔部内でピンの軸部が移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１５】
請求項５の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定された第１レールと、前記電子部材に設けられ、前記第１レールと直交する方向に配置された第２レールと、前記第１レールと前記第２レールに跨って設けられ、前記第１レール及び前記第２レールから抜けないように支持されると共に前記第１レール及び前記第２レールを移動する移動部材と、を有するものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、下地に第１レールが固定され、電子部材に第１レールと直交する方向に配置された第２レールが設けられており、第１レールと第２レールに跨って移動部材が設けられている。移動部材は第１レール及び第２レールから抜けないように支持されている。下地が面方向に伸縮したときに、第１レール及び第２レールに移動可能に支持された移動部材を介して第１レールと第２レールとが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１７】
請求項６の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定された第１板材と、前記電子部材に設けられた第２板材と、前記第１板材に固定され、前記第２板材をスライド可能に保持する保持部材と、を有するものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、下地に固定された第１板材に保持部材が固定されており、保持部材が電子部材に設けられた第２板材をスライド可能に保持する。これにより、下地が面方向に伸縮したときに、下地に設けられた保持部材と電子部材に設けられた第２板材とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１９】
請求項７の発明に係る電子部材固定構造は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記枠縁材と前記電子部材の周縁部、又は前記電子部材に設けられた前記枠縁材と前記支持片との間に、前記電子部材の外れを抑制するための粘着剤が充填されているものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、枠縁材と電子部材の周縁部、又は電子部材に設けられた枠縁材と支持片との間に粘着剤を充填することで、電子部材の周縁部の枠縁材からの外れ、又は電子部材に設けられた枠縁材の支持片からの外れが抑制される。
【００２１】
請求項８の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の発明において、前記電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であるものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であり、下地が面方向に伸縮しても太陽電池の歪の発生が抑制される。
【００２３】
請求項９の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の発明において、前記下地が、建物の屋根に取り付けられる膜材であるものである。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、膜材が、建物の屋根に取り付けられており、電子部材が制限部材により膜材に取り付けられたときに、電子部材が膜材の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の電子部材固定構造によれば、下地の伸縮による電子部材の歪を抑制し、電子部材の破損を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の状態を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の状態を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の状態を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）はこの電子部材固定構造の全体構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、第２板材の下面部に沿った断面を太陽電池モジュールの下方側から見た断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す一部を裁断した側面図であり、（Ｂ）はこの電子部材固定構造に用いられる第１板材と保持部材と第２板材を示す一部を裁断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１を用いて、本発明の電子部材固定構造の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１には、電子部材固定構造１０の全体構成が平面図にて示されている。図２（Ａ）には、電子部材固定構造１０の膜材の伸長前の状態が、図２（Ｂ）には電子部材固定構造１０の膜材の伸長後の状態が断面図にて示されている。これらの図に示されるように、電子部材固定構造１０は、面方向に伸縮する下地としての膜材１２と、膜材１２の表面上に配置されたシート状の電子部材としての太陽電池モジュール１４と、膜材１２の表面に取り付けられると共に太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持する制限部材としての枠縁材１６と、を備えている。
【００２９】
膜材１２は、建物（図示省略）の屋根に取り付けられる屋根材であり、テントやドーム型の屋根材などに使用されている。膜材１２は、ガラス繊維、又はポリアミド、ポリエステルなどの合成樹脂製の繊維を編みこんだ基布の表面に、撥油性、撥水性に優れたフッ素樹脂被膜を形成したものである。膜材１２の表面に形成されたフッ素樹脂被膜によって膜材１２の表面に汚れが付着しにくく、耐久性に優れる。膜材１２は、建物の内圧や建物の外部に吹き付ける風などの外力によって、面方向（面内方向と面外方向の両方を含む）に伸縮するものである。すなわち、膜材１２は、施工時に初期張力を導入しながら施工される。また、施工後には、風、熱膨張、積雪、溜水などの外力によって張力がかかり、面方向に伸縮する。本実施形態では、膜材１２は、例えば最大５％程度伸びる構成とされている。
【００３０】
太陽電池モジュール１４は、フレキシブル性を備えたシート状部材であり、ポリイミドなどの電気絶縁性を有する樹脂製のフィルム基板上に薄膜の太陽電池セルを配置し、電極と共に太陽電池セルの表面（受光面）を光透過性の保護フィルムで被覆したものである。太陽電池セルとフィルム基材、及び太陽電池セルと保護フィルムとは接着剤で接着されている。太陽電池セルは、例えば、結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＣＩＧＳ化合物半導体などの光発電素子で構成されている。太陽電池モジュール１４は、任意の曲率で曲げることができるものである。本実施形態では、太陽電池モジュール１４は略長方形状に形成されており、例えば、長さが３５００〜６０００ｍｍで、幅が３５０〜５００ｍｍで、厚さが１〜１０ｍｍとされている。なお、太陽電池モジュール１４の寸法はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、太陽電池モジュール１４の縦方向の引張強度は約１４００〜１５００Ｎ／ｃｍ、横方向の引張強度は約１１００〜１２００Ｎ／ｃｍとされている。
【００３１】
図１に示されるように、枠縁材１６は、太陽電池モジュール１４の長手方向の縁部に沿って配置された一対の縦枠材１８と、太陽電池モジュール１４の幅方向の縁部に沿って配置された一対の横枠材２０と、を備えている。平面視にて一対の縦枠材１８の両端部と、一対の横枠材２０の両端部とを接触するように配置することで、略矩形状の枠縁材１６が形成されている。本実施形態では、膜材１２が面方向に伸縮するため、一対の縦枠材１８の両端部と一対の横枠材２０の両端部とは連結されていない。枠縁材１６は、例えば、樹脂又はゴムにより形成されている。
【００３２】
図２に示されるように、枠縁材１６の一対の縦枠材１８は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、略「コ」字状の部材の開口部が太陽電池モジュール１４側を向くように配置されている。一対の縦枠材１８は、上壁部１８Ａと、上壁部１８Ａの幅方向端部から下方側に屈曲された縦壁部１８Ｂと、縦壁部１８Ｂの下端部から幅方向内側に屈曲された下壁部１８Ｃと、を備えている。
【００３３】
縦枠材１８の下壁部１８Ｃは、接着剤２２により膜材１２の表面に接合（接着固定）されている。一対の縦枠材１８の内側の端面間の距離は、太陽電池モジュール１４の幅よりも短く設定されており、太陽電池モジュール１４の幅方向両側の縁部が一対の縦枠材１８の内部に挿入されて一対の縦枠材１８に挟まれた状態で支持されている。
【００３４】
縦枠材１８の内部、すなわち、太陽電池モジュール１４の幅方向両側の縁部と縦枠材１８の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の縁部を保持すると共に太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。粘着剤２４としては、例えば、低粘度のシリコーン樹脂、エラストマーなどが用いられている。
【００３５】
図示を省略するが、枠縁材１６の長手方向両側の一対の横枠材２０は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、縦枠材１８と同様に、上壁部２０Ａと、上壁部２０Ａの外側端部から下方側に屈曲された縦壁部と、縦壁部の下端部から幅方向内側に屈曲された下壁部と、を備えている（図２を参照）。
【００３６】
横枠材２０の下壁部は、接着剤２２により膜材１２の表面に固定されている。長手方向両側の一対の横枠材２０の内側の端面間の距離は、太陽電池モジュール１４の長手方向の長さよりも短く設定されており、太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部が一対の横枠材２０の内部に挿入されて一対の縦枠材１８に挟まれた状態で支持されている。
【００３７】
横枠材２０の内部、すなわち、太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部と縦枠材１８の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の縁部を保持すると共に太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。
【００３８】
枠縁材１６を構成する縦枠材１８及び横枠材２０は、太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持すると共に、太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材とされている。
【００３９】
なお、膜材１２の表面のフッ素樹脂被膜は難接着性を有するため、縦枠材１８の下壁部１８Ｃ及び横枠材２０の下壁部を膜材１２の表面に接着剤２２により接着固定する際は、予め膜材１２の被接着部のフッ素樹脂被膜の表面処理を行うことが好ましい。表面処理方法としては、重クロム酸カリウム、金属ナトリウムやナトリウム−ナフタレン錯体を用いた化学的処理方法、コロナ放電、プラズマ放電、スパッタエッチング等の放電処理による方法、フッ化アルゴンエキシマレーザーを照射して処理する方法などが用いられる。また、フッ素樹脂被膜の表面処理方法については、特開２００７−３３０８８５号公報等に記載されている。
【００４０】
接着剤２２としては、反応硬化型の接着剤、ホットメルト型接着剤などが用いられる。例えば、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、臭素系接着剤、アクリル変性シリコーン系接着剤、ブチルゴム系接着剤などが用いられる。なお、接着剤１８に代えてゴム系、アクリル樹脂系などの粘着剤を用いてもよい。
【００４１】
図１に示されるように、太陽電池モジュール１４は、膜材１２の表面の横方向及び縦方向に複数並べて配置されており、複数の太陽電池モジュール１４はそれぞれ枠縁材１６により膜材１２の表面に対して移動可能に支持されている。図示を省略するが、太陽電池モジュール１４の内部に設けられた電極には配線が接続されており、枠縁材１６の内側に配線が引き出されて外部の電源と接続される配線処理が施されている。
【００４２】
太陽電池モジュール１４を膜材１２の表面に取り付ける際には、枠縁材１６を構成する縦枠材１８及び横枠材２０のうちの１辺を残して３辺に対応する縦枠材１８及び横枠材２０を膜材１２の表面に接着剤２２により予め接着する。そして、太陽電池モジュール１４の縁部を３辺に対応する縦枠材１８及び横枠材２０に挿入する。その後、残りの１辺となる縦枠材１８又は横枠材２０を太陽電池モジュール１４の縁部に外挿し、その縦枠材１８又は横枠材２０を膜材１２の表面に接着剤２２により接着することで、太陽電池モジュール１４の取り付けが完了する。
【００４３】
次に、本実施形態の電子部材固定構造１０の作用並びに効果について説明する。
【００４４】
図１及び図２（Ａ）に示されるように、面方向に伸縮する膜材１２の表面に枠縁材１６が設けられており、太陽電池モジュール１４の周縁部が枠縁材１６の縦枠材１８及び横枠材２０により移動可能に支持されると共に、太陽電池モジュール１４の移動量が縦枠材１８及び横枠材２０によって制限されている。図２（Ｂ）に示されるように、建物（図示省略）の屋根に取り付けられた膜材１２が、建物の内圧や風などの外力等によって面方向（面内方向及び面外方向）に伸縮したとき、膜材１２の伸縮により縦枠材１８及び横枠材２０が移動し、これによって、太陽電池モジュール１４の周縁部と縦枠材１８及び横枠材２０とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生が抑制される。このため、太陽電池モジュール１４の破損を阻止することができる。なお、図２（Ｂ）では、膜材１２が面方向に伸長した状態が示されている。
【００４５】
また、太陽電池モジュール１４が枠縁材１６により移動量を制限されるため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の表面の所定の位置から離れることがない。
【００４６】
例えば、膜材１２は最大約５％伸びる可能性があり、太陽電池モジュール１４は約２〜３％程度の歪で発電素子が壊れ、発電能力が低下する可能性があるが、本実施形態では、太陽電池モジュール１４の周縁部と縦枠材１８及び横枠材２０とが相対的に移動することによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４の歪の発生が抑制される。このため、太陽電池モジュール１４の破損や発電能力の低下を阻止することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、枠縁材１６のいずれか１辺に対応する縦枠材１８又は横枠材２０を取り外すことで、枠縁材１６から太陽電池モジュール１４を引き抜くことができるため、太陽電池モジュール１４を交換することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４９】
図３には、電子部材固定構造３０の全体構成が断面図にて示されており、図３（Ａ）には膜材１２の伸長前の状態が、図３（Ｂ）には膜材１２の伸長後の状態が示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造３０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材３２を備えている。制限部材３２は、膜材１２の表面に固定された支持部材３４と、太陽電池モジュール１４の周縁部の裏面に設けられて支持部材３４に移動可能に支持される枠縁材３８と、を備えている。
【００５０】
支持部材３４は、太陽電池モジュール１４の周縁部に沿って設けられており、太陽電池モジュール１４の周縁部より外側で膜材１２の表面に固定される取付部３４Ａと、取付部３４Ａから膜材１２の表面と所定の間隔をおいて太陽電池モジュール１４の周縁部側に延びた支持片３４Ｂと、を備えている。取付部３４Ａは接着剤３６により膜材１２の表面に接合（接着固定）されており、この状態で、支持片３４Ｂは膜材１２の表面とほぼ平行に配置されている。
【００５１】
枠縁材３８は、平面視にて略略矩形状に形成されており、太陽電池モジュール１４の長手方向の縁部に沿って配置された一対の縦枠材４０と、太陽電池モジュール１４の幅方向の縁部に沿って配置された一対の横枠材（図示省略）と、を備えている。枠縁材３８は、例えば、樹脂又はゴムにより形成されている。
【００５２】
枠縁材３８の一対の縦枠材４０は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、略「コ」字状の部材の開口部が支持片３４Ｂの先端側（太陽電池モジュール１４の外側）を向くように配置されている。一対の縦枠材４０は、上壁部４０Ａと、上壁部４０Ａの幅方向内側端部から下方側に屈曲された縦壁部４０Ｂと、縦壁部４０Ｂの下端部から幅方向外側に屈曲された下壁部４０Ｃと、を備えている。
【００５３】
縦枠材４０の上壁部４０Ａは、接着剤４２により膜材１２の周縁部の裏面に接合（接着固定）されている。一対の支持片３４Ｂの先端は、一対の縦枠材４０の内部（上壁部４０Ａと下壁部４０Ｃとの間）にそれぞれ挿入されており、縦枠材４０が支持片３４Ｂに移動可能に支持されている。縦枠材４０の内部、すなわち、支持片３４Ｂの先端と縦枠材４０の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。
【００５４】
図示を省略するが、枠縁材３８の長手方向両側の一対の横枠材と支持片は、縦枠材４０と支持片３４Ｂとほぼ同じ構成とされている。
【００５５】
このような電子部材固定構造３０では、太陽電池モジュール１４の裏面の周縁部に設けられた枠縁材３８が膜材１２に固定された支持部材３４の支持片３４Ｂに移動可能に支持されている。これにより、膜材１２が面方向に伸縮したときに、太陽電池モジュール１４に設けられた枠縁材３８と支持片３４Ｂとが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。このため、太陽電池モジュール１４の破損や発電能力の低下を阻止することができる。
【００５６】
次に、本発明の第３実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５７】
図４（Ａ）には、電子部材固定構造５０の全体構成が斜視図にて示されており、図４（Ｂ）には、電子部材固定構造５０の全体構成が断面図にて示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造５０は、シート状の太陽電池モジュール５２と、膜材１２に対して太陽電池モジュール５２を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール５２の移動量を制限する制限部材５４と、を備えている。制限部材５４は、太陽電池モジュール５２に４隅に形成された円形状の孔部５２Ａと、膜材１２に固定されて孔部５２Ａに挿通されるピン５６と、を備えている。ピン５６は、孔部５２Ａに挿通される円柱状の軸部５６Ａと、軸部５６Ａの頭部に設けられて孔部５２Ａの抜けを阻止する抜け止め部５６Ｂと、を備えている。軸部５６Ａの外径は、孔部５２Ａの内径よりも小さく形成されており、軸部５６Ａが孔部５２Ａ内で移動可能となっている。抜け止め部５６Ｂは、軸部５６Ａの直径よりも大きく形成されると共に、孔部５２Ａの内径よりも大きく形成されている。
【００５８】
本実施形態では、ピン５６は、合成樹脂等により形成されている。軸部５６Ａの端面は、膜材１２の表面に図示しない接着剤又は粘着剤により接合されている。
【００５９】
ピン５６は、太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａの位置に合わせて膜材１２の表面に複数設けられている。本実施形態では、太陽電池モジュール５２を膜材１２の表面に仮止めした後、ピン５６の軸部５６Ａを太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａに挿通して軸部５６Ａの端面を膜材１２の表面に図示しない接着剤又は粘着剤により接合することで、太陽電池モジュール５２が膜材１２の表面に取り付けられる。
【００６０】
このような電子部材固定構造５０では、膜材１２の表面に固定されたピン５６の軸部５６Ａが太陽電池モジュール５２の４隅に形成された孔部５２Ａに挿通されており、ピン５６の抜け止め部５６Ｂによって太陽電池モジュール５２がピン５６の軸部５６Ａから外れることが阻止されている。太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａの内径よりピン５６の軸部５６Ａの外径が小さく形成されており、膜材１２が面方向に伸縮したときに、太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａとピン５６の軸部５６Ａが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール５２が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール５２の歪の発生を抑制することができる。
【００６１】
次に、本発明の第４実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１〜第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６２】
図５には、電子部材固定構造７０の全体構成が断面図にて示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造７０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材７２を備えている。制限部材７２は、膜材１２の表面に固定された一対の第１レール７４と、太陽電池モジュール１４に裏面に第１レール７４と直交する方向に配設された一対の第２レール７６と、第１レール７４と第２レール７６に跨って配置された移動部材７８と、を備えている。
【００６３】
第１レール７４は、略矩形状の筒状部材からなり、上面部には長手方向に沿って移動部材７８の軸部７８Ａがスライド可能に挿通されるスリット７４Ａが形成されている。第１レール７４の下面部は、膜材１２の表面に接着剤８０により接合されている。
【００６４】
第２レール７６は、略矩形状の筒状部材からなり、下面部には長手方向に沿って移動部材７８の軸部７８Ａがスライド可能に挿通されるスリット７６Ａが形成されている。第２レール７６の上面部は、太陽電池モジュール１４の裏面の縁部に接着剤８２により接合されている。本実施形態では、第２レール７６は、太陽電池モジュール１４の裏面の幅方向両側の縁部に沿って設けられており、第１レール７４は、膜材１２の表面における太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部と対向する位置に設けられている。
【００６５】
移動部材７８は、上下方向に延在する軸部７８Ａの下端部に第１レール７４を摺動する摺動部７８Ｂと、軸部７８Ａの上端部に第２レール７６を摺動する摺動部７８Ｃと、を備えている。摺動部７８Ｂは、円盤状に形成されており、その外径は第１レール７４のスリット７４Ａから抜けないようにスリット７４Ａの幅よりも大きく形成されている。また、移動部材７８は、軸部７８Ａの上端部に第２レール７６を摺動する摺動部７８Ｃを備えている。摺動部７８Ｃの外径は、第２レール７６のスリット７６Ａから抜けないようにスリット７６Ａの幅よりも大きく形成されている。
【００６６】
このような電子部材固定構造７０では、膜材１２の表面に固定された一対の第１レール７４と、太陽電池モジュール１４の裏面に第１レール７４と直交する方向に配設された一対の第２レール７６とが設けられており、第１レール７４と第２レール７６とに跨って移動部材７８が設けられている。膜材１２が面方向に伸縮したときに、第１レール７４及び第２レール７６に移動可能に支持された移動部材７８を介して第１レール７４と第２レール７６とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。
【００６７】
次に、本発明の第５実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１〜第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６８】
図６には、電子部材固定構造９０の全体構成が太陽電池モジュール１４の下方側から見た断面図にて示されている。図７（Ａ）には電子部材固定構造９０の全体構成が一部を裁断した側面図にて示されており、図７（Ｂ）には制限部材が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、電子部材固定構造９０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材９２を備えている。制限部材９２は、膜材１２の表面に固定された第１板材９４と、太陽電池モジュール１４の裏面に設けられた第２板材９６と、第１板材９４に固定されて第２板材９６をスライド可能に保持する保持部材９８と、を備えている。
【００６９】
第２板材９６は、平面視にて太陽電池モジュール１４の裏面の４隅に設けられており、接着剤（図示省略）により太陽電池モジュール１４の裏面に接合されている。また、第１板材９４は、膜材１２の表面における第２板材９６と対向する位置に配置されており、接着剤（図示省略）により膜材１２の表面に接合されている。
【００７０】
図７（Ｂ）に示されるように、保持部材９８は、断面視にて略Ｔ字状に形成されており、第１板材９４の上面部に接合される円柱状の軸部９８Ａと、軸部９８Ａの上端に設けられた円板状の保持部９８Ｂと、を備えている。保持部９８Ｂの外径は軸部９８Ａの外径よりも大きく形成されている。
【００７１】
第２板材９６の下面部には、軸部９８Ａが移動可能に挿通される円形状の小径穴９６Ａが設けられており、小径穴９６Ａの上方に保持部９８Ｂが移動可能に保持される円形状の大径穴９６Ｂが設けられている。すなわち、軸部９８Ａの外径よりも小径穴９６Ａの内径が大きく形成されると共に、保持部９８Ｂの外径よりも大径穴９６Ｂの内径が大きく形成されている。
【００７２】
保持部材９８の軸部９８Ａが第２板材９６の小径穴９６Ａに挿通されると共に、保持部９８Ｂが第２板材９６の大径穴９６Ｂに保持されることで、第１板材９４と第２板材９６とが相対的に移動するようになっている。
【００７３】
このような電子部材固定構造９０では、膜材１２の表面に固定された第１板材９４に保持部材９８が固定されており、太陽電池モジュール１４の裏面に設けられた第２板材９６が保持部材９８によってスライド可能に保持されている。これにより、膜材１２が面方向に伸縮したときに、膜材１２の第１板材９４に設けられた保持部材９８と太陽電池モジュール１４の第２板材９６とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。
【００７４】
なお、保持部材９８の形状や第２板材９６の小径穴９６Ａ及び大径穴９６Ｂの形状は、第５実施形態の形状に限定されるものではなく、保持部材が第２板材をスライド可能に保持する形状であれば、他の形状に変更可能である。
【００７５】
なお、上記第１〜第５実施形態では、フレキシブル性を備えたシート状の太陽電池モジュール１４が用いられているが、これに限定されず、ＬＥＤ、液晶パネル、プラズマパネル等のシート状の電子部材を固定する構造にも本発明を適用することができる。
【００７６】
上記第１〜第５実施形態では、面方向に伸縮する膜材１２が用いられているが、これに限定されず、面方向に伸縮する下地であれば、膜材以外の下地にも本発明の電子部材固定構造を適用することができる。
【００７７】
また、上記第１〜第５実施形態では、膜材１２は建物の屋根に使用される屋根材であるが、これに限定されず、他の構造物等に使用される下地にも本発明の電子部材固定構造を適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 電子部材固定構造
１２ 膜材（下地）
１４ 太陽電池モジュール（電子部材）
１６ 枠縁材（制限部材）
２４ 粘着剤
３０ 電子部材固定構造
３２ 制限部材
３４ 支持部材
３４Ｂ 支持片
３８ 枠縁材
５０ 電子部材固定構造
５２ 太陽電池モジュール
５２Ａ 孔部
５４ 制限部材
５６ ピン
５６Ａ 軸部
５６Ｂ 抜け止め部
７０ 電子部材固定構造
７２ 制限部材
７４ 第１レール
７６ 第２レール
７８ 移動部材
９０ 電子部材固定構造
９２ 制限部材
９４ 第１板材
９６ 第２板材
９８ 保持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の電子部材を固定する電子部材固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状の電子部材の一例として太陽電池モジュールを建物の屋根に固定した構造が知られている。
【０００３】
下記特許文献１には、屋根の野地板に固定された断面Ｉ字状の固定部材の上面に、フレキシブル性を維持した太陽電池モジュールを搭載し、太陽電池モジュールを上方から押圧固定する断面Ｔ字状の押え具を固定部材の上面の溝に嵌合させると共に、押え具と太陽電池モジュールと固定部材にそれぞれ形成された取付け穴に固定具を貫通させて固定する太陽電池モジュールの設置方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の太陽電池モジュールの設置方法では、押え具と太陽電池モジュールと固定部材にそれぞれ形成された取付け穴に、固定具としての差し込みピンを貫通させることにより、屋根の野地板に押え具と太陽電池モジュールと固定部材とを一体に固定するため、面内及び面外方向に伸縮する下地に太陽電池モジュールを設置する際に上記設置方法を適用することは難しい。すなわち、上記設置方法では下地が伸縮すると、下地の伸縮により発生する力が太陽電池モジュールに作用して太陽電池モジュールが歪む。このため、太陽電池モジュールの破損や発電性能の低下が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、下地の伸縮による電子部材の歪を抑制し、電子部材の破損を阻止する電子部材固定構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る電子部材固定構造は、面方向に伸縮する下地と、前記下地の表面に配置されたシート状の電子部材と、前記下地に取り付けられ、前記電子部材を移動可能に支持すると共に前記電子部材の移動量を制限する制限部材と、を有するものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、面方向に伸縮する下地の表面に制限部材が設けられており、シート状の電子部材が制限部材により移動可能に支持されると共に電子部材の移動量が制限されている。下地が面方向に伸縮したときに、下地に対して電子部材が相対的に移動することで、電子部材が下地の伸縮に追従しない。このため、電子部材の歪の発生が抑制され、電子部材の破損が阻止される。また、電子部材が制限部材により移動量を制限されるため、下地の表面の所定の位置から離れることがない。
【０００９】
請求項２の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定され、前記電子部材の周縁部を移動可能に支持する枠縁材であるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、下地に固定された枠縁材に電子部材の周縁部が移動可能に支持されており、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の周縁部と枠縁材とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１１】
請求項３の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記電子部材の周縁部に沿って設けられ、前記下地に固定される支持片と、前記電子部材の周縁部に設けられ、前記支持片に移動可能に支持される枠縁材と、を備えるものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、下地に固定される支持片が電子部材の周縁部に沿って設けられており、電子部材の周縁部に設けられた枠縁材が支持片に移動可能に支持されている。これにより、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の枠縁材と支持片とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１３】
請求項４の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記電子部材に複数形成された孔部と、前記下地に固定され、前記孔部に挿通されると共に前記孔部の内径よりも小さい外径の軸部と、前記軸部の頭部に設けられ前記電子部材の抜けを阻止する抜け止め部と、を備えたピンと、を有するものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、下地に固定されたピンの軸部が電子部材に複数形成された孔部にそれぞれ挿通されており、軸部の頭部の抜け止め部によって電子部材がピンから外れることが阻止されている。電子部材の孔部の内径よりピンの軸部の外径が小さく形成されており、下地が面方向に伸縮したときに、電子部材の孔部内でピンの軸部が移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１５】
請求項５の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定された第１レールと、前記電子部材に設けられ、前記第１レールと直交する方向に配置された第２レールと、前記第１レールと前記第２レールに跨って設けられ、前記第１レール及び前記第２レールから抜けないように支持されると共に前記第１レール及び前記第２レールを移動する移動部材と、を有するものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、下地に第１レールが固定され、電子部材に第１レールと直交する方向に配置された第２レールが設けられており、第１レールと第２レールに跨って移動部材が設けられている。移動部材は第１レール及び第２レールから抜けないように支持されている。下地が面方向に伸縮したときに、第１レール及び第２レールに移動可能に支持された移動部材を介して第１レールと第２レールとが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１７】
請求項６の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１に記載の発明において、前記制限部材は、前記下地に固定された第１板材と、前記電子部材に設けられた第２板材と、前記第１板材に固定され、前記第２板材をスライド可能に保持する保持部材と、を有するものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、下地に固定された第１板材に保持部材が固定されており、保持部材が電子部材に設けられた第２板材をスライド可能に保持する。これにより、下地が面方向に伸縮したときに、下地に設けられた保持部材と電子部材に設けられた第２板材とが相対的に移動する。このため、電子部材が下地の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【００１９】
請求項７の発明に係る電子部材固定構造は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記枠縁材と前記電子部材の周縁部、又は前記電子部材に設けられた前記枠縁材と前記支持片との間に、前記電子部材の外れを抑制するための粘着剤が充填されているものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、枠縁材と電子部材の周縁部、又は電子部材に設けられた枠縁材と支持片との間に粘着剤を充填することで、電子部材の周縁部の枠縁材からの外れ、又は電子部材に設けられた枠縁材の支持片からの外れが抑制される。
【００２１】
請求項８の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の発明において、前記電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であるものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であり、下地が面方向に伸縮しても太陽電池の歪の発生が抑制される。
【００２３】
請求項９の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の発明において、前記下地が、建物の屋根に取り付けられる膜材であるものである。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、膜材が、建物の屋根に取り付けられており、電子部材が制限部材により膜材に取り付けられたときに、電子部材が膜材の伸縮に追従せず、電子部材の歪の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の電子部材固定構造によれば、下地の伸縮による電子部材の歪を抑制し、電子部材の破損を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の状態を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の状態を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の状態を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）はこの電子部材固定構造の全体構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す図であって、第２板材の下面部に沿った断面を太陽電池モジュールの下方側から見た断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る電子部材固定構造の全体構成を示す一部を裁断した側面図であり、（Ｂ）はこの電子部材固定構造に用いられる第１板材と保持部材と第２板材を示す一部を裁断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１を用いて、本発明の電子部材固定構造の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１には、電子部材固定構造１０の全体構成が平面図にて示されている。図２（Ａ）には、電子部材固定構造１０の膜材の伸長前の状態が、図２（Ｂ）には電子部材固定構造１０の膜材の伸長後の状態が断面図にて示されている。これらの図に示されるように、電子部材固定構造１０は、面方向に伸縮する下地としての膜材１２と、膜材１２の表面上に配置されたシート状の電子部材としての太陽電池モジュール１４と、膜材１２の表面に取り付けられると共に太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持する制限部材としての枠縁材１６と、を備えている。
【００２９】
膜材１２は、建物（図示省略）の屋根に取り付けられる屋根材であり、テントやドーム型の屋根材などに使用されている。膜材１２は、ガラス繊維、又はポリアミド、ポリエステルなどの合成樹脂製の繊維を編みこんだ基布の表面に、撥油性、撥水性に優れたフッ素樹脂被膜を形成したものである。膜材１２の表面に形成されたフッ素樹脂被膜によって膜材１２の表面に汚れが付着しにくく、耐久性に優れる。膜材１２は、建物の内圧や建物の外部に吹き付ける風などの外力によって、面方向（面内方向と面外方向の両方を含む）に伸縮するものである。すなわち、膜材１２は、施工時に初期張力を導入しながら施工される。また、施工後には、風、熱膨張、積雪、溜水などの外力によって張力がかかり、面方向に伸縮する。本実施形態では、膜材１２は、例えば最大５％程度伸びる構成とされている。
【００３０】
太陽電池モジュール１４は、フレキシブル性を備えたシート状部材であり、ポリイミドなどの電気絶縁性を有する樹脂製のフィルム基板上に薄膜の太陽電池セルを配置し、電極と共に太陽電池セルの表面（受光面）を光透過性の保護フィルムで被覆したものである。太陽電池セルとフィルム基材、及び太陽電池セルと保護フィルムとは接着剤で接着されている。太陽電池セルは、例えば、結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＣＩＧＳ化合物半導体などの光発電素子で構成されている。太陽電池モジュール１４は、任意の曲率で曲げることができるものである。本実施形態では、太陽電池モジュール１４は略長方形状に形成されており、例えば、長さが３５００〜６０００ｍｍで、幅が３５０〜５００ｍｍで、厚さが１〜１０ｍｍとされている。なお、太陽電池モジュール１４の寸法はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、太陽電池モジュール１４の縦方向の引張強度は約１４００〜１５００Ｎ／ｃｍ、横方向の引張強度は約１１００〜１２００Ｎ／ｃｍとされている。
【００３１】
図１に示されるように、枠縁材１６は、太陽電池モジュール１４の長手方向の縁部に沿って配置された一対の縦枠材１８と、太陽電池モジュール１４の幅方向の縁部に沿って配置された一対の横枠材２０と、を備えている。平面視にて一対の縦枠材１８の両端部と、一対の横枠材２０の両端部とを接触するように配置することで、略矩形状の枠縁材１６が形成されている。本実施形態では、膜材１２が面方向に伸縮するため、一対の縦枠材１８の両端部と一対の横枠材２０の両端部とは連結されていない。枠縁材１６は、例えば、樹脂又はゴムにより形成されている。
【００３２】
図２に示されるように、枠縁材１６の一対の縦枠材１８は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、略「コ」字状の部材の開口部が太陽電池モジュール１４側を向くように配置されている。一対の縦枠材１８は、上壁部１８Ａと、上壁部１８Ａの幅方向端部から下方側に屈曲された縦壁部１８Ｂと、縦壁部１８Ｂの下端部から幅方向内側に屈曲された下壁部１８Ｃと、を備えている。
【００３３】
縦枠材１８の下壁部１８Ｃは、接着剤２２により膜材１２の表面に接合（接着固定）されている。一対の縦枠材１８の内側の端面間の距離は、太陽電池モジュール１４の幅よりも短く設定されており、太陽電池モジュール１４の幅方向両側の縁部が一対の縦枠材１８の内部に挿入されて一対の縦枠材１８に挟まれた状態で支持されている。
【００３４】
縦枠材１８の内部、すなわち、太陽電池モジュール１４の幅方向両側の縁部と縦枠材１８の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の縁部を保持すると共に太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。粘着剤２４としては、例えば、低粘度のシリコーン樹脂、エラストマーなどが用いられている。
【００３５】
図示を省略するが、枠縁材１６の長手方向両側の一対の横枠材２０は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、縦枠材１８と同様に、上壁部２０Ａと、上壁部２０Ａの外側端部から下方側に屈曲された縦壁部と、縦壁部の下端部から幅方向内側に屈曲された下壁部と、を備えている（図２を参照）。
【００３６】
横枠材２０の下壁部は、接着剤２２により膜材１２の表面に固定されている。長手方向両側の一対の横枠材２０の内側の端面間の距離は、太陽電池モジュール１４の長手方向の長さよりも短く設定されており、太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部が一対の横枠材２０の内部に挿入されて一対の縦枠材１８に挟まれた状態で支持されている。
【００３７】
横枠材２０の内部、すなわち、太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部と縦枠材１８の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の縁部を保持すると共に太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。
【００３８】
枠縁材１６を構成する縦枠材１８及び横枠材２０は、太陽電池モジュール１４の周縁部を移動可能に支持すると共に、太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材とされている。
【００３９】
なお、膜材１２の表面のフッ素樹脂被膜は難接着性を有するため、縦枠材１８の下壁部１８Ｃ及び横枠材２０の下壁部を膜材１２の表面に接着剤２２により接着固定する際は、予め膜材１２の被接着部のフッ素樹脂被膜の表面処理を行うことが好ましい。表面処理方法としては、重クロム酸カリウム、金属ナトリウムやナトリウム−ナフタレン錯体を用いた化学的処理方法、コロナ放電、プラズマ放電、スパッタエッチング等の放電処理による方法、フッ化アルゴンエキシマレーザーを照射して処理する方法などが用いられる。また、フッ素樹脂被膜の表面処理方法については、特開２００７−３３０８８５号公報等に記載されている。
【００４０】
接着剤２２としては、反応硬化型の接着剤、ホットメルト型接着剤などが用いられる。例えば、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、臭素系接着剤、アクリル変性シリコーン系接着剤、ブチルゴム系接着剤などが用いられる。なお、接着剤１８に代えてゴム系、アクリル樹脂系などの粘着剤を用いてもよい。
【００４１】
図１に示されるように、太陽電池モジュール１４は、膜材１２の表面の横方向及び縦方向に複数並べて配置されており、複数の太陽電池モジュール１４はそれぞれ枠縁材１６により膜材１２の表面に対して移動可能に支持されている。図示を省略するが、太陽電池モジュール１４の内部に設けられた電極には配線が接続されており、枠縁材１６の内側に配線が引き出されて外部の電源と接続される配線処理が施されている。
【００４２】
太陽電池モジュール１４を膜材１２の表面に取り付ける際には、枠縁材１６を構成する縦枠材１８及び横枠材２０のうちの１辺を残して３辺に対応する縦枠材１８及び横枠材２０を膜材１２の表面に接着剤２２により予め接着する。そして、太陽電池モジュール１４の縁部を３辺に対応する縦枠材１８及び横枠材２０に挿入する。その後、残りの１辺となる縦枠材１８又は横枠材２０を太陽電池モジュール１４の縁部に外挿し、その縦枠材１８又は横枠材２０を膜材１２の表面に接着剤２２により接着することで、太陽電池モジュール１４の取り付けが完了する。
【００４３】
次に、本実施形態の電子部材固定構造１０の作用並びに効果について説明する。
【００４４】
図１及び図２（Ａ）に示されるように、面方向に伸縮する膜材１２の表面に枠縁材１６が設けられており、太陽電池モジュール１４の周縁部が枠縁材１６の縦枠材１８及び横枠材２０により移動可能に支持されると共に、太陽電池モジュール１４の移動量が縦枠材１８及び横枠材２０によって制限されている。図２（Ｂ）に示されるように、建物（図示省略）の屋根に取り付けられた膜材１２が、建物の内圧や風などの外力等によって面方向（面内方向及び面外方向）に伸縮したとき、膜材１２の伸縮により縦枠材１８及び横枠材２０が移動し、これによって、太陽電池モジュール１４の周縁部と縦枠材１８及び横枠材２０とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生が抑制される。このため、太陽電池モジュール１４の破損を阻止することができる。なお、図２（Ｂ）では、膜材１２が面方向に伸長した状態が示されている。
【００４５】
また、太陽電池モジュール１４が枠縁材１６により移動量を制限されるため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の表面の所定の位置から離れることがない。
【００４６】
例えば、膜材１２は最大約５％伸びる可能性があり、太陽電池モジュール１４は約２〜３％程度の歪で発電素子が壊れ、発電能力が低下する可能性があるが、本実施形態では、太陽電池モジュール１４の周縁部と縦枠材１８及び横枠材２０とが相対的に移動することによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４の歪の発生が抑制される。このため、太陽電池モジュール１４の破損や発電能力の低下を阻止することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、枠縁材１６のいずれか１辺に対応する縦枠材１８又は横枠材２０を取り外すことで、枠縁材１６から太陽電池モジュール１４を引き抜くことができるため、太陽電池モジュール１４を交換することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４９】
図３には、電子部材固定構造３０の全体構成が断面図にて示されており、図３（Ａ）には膜材１２の伸長前の状態が、図３（Ｂ）には膜材１２の伸長後の状態が示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造３０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材３２を備えている。制限部材３２は、膜材１２の表面に固定された支持部材３４と、太陽電池モジュール１４の周縁部の裏面に設けられて支持部材３４に移動可能に支持される枠縁材３８と、を備えている。
【００５０】
支持部材３４は、太陽電池モジュール１４の周縁部に沿って設けられており、太陽電池モジュール１４の周縁部より外側で膜材１２の表面に固定される取付部３４Ａと、取付部３４Ａから膜材１２の表面と所定の間隔をおいて太陽電池モジュール１４の周縁部側に延びた支持片３４Ｂと、を備えている。取付部３４Ａは接着剤３６により膜材１２の表面に接合（接着固定）されており、この状態で、支持片３４Ｂは膜材１２の表面とほぼ平行に配置されている。
【００５１】
枠縁材３８は、平面視にて略略矩形状に形成されており、太陽電池モジュール１４の長手方向の縁部に沿って配置された一対の縦枠材４０と、太陽電池モジュール１４の幅方向の縁部に沿って配置された一対の横枠材（図示省略）と、を備えている。枠縁材３８は、例えば、樹脂又はゴムにより形成されている。
【００５２】
枠縁材３８の一対の縦枠材４０は、左右対称に配置された略「コ」字状の部材であり、略「コ」字状の部材の開口部が支持片３４Ｂの先端側（太陽電池モジュール１４の外側）を向くように配置されている。一対の縦枠材４０は、上壁部４０Ａと、上壁部４０Ａの幅方向内側端部から下方側に屈曲された縦壁部４０Ｂと、縦壁部４０Ｂの下端部から幅方向外側に屈曲された下壁部４０Ｃと、を備えている。
【００５３】
縦枠材４０の上壁部４０Ａは、接着剤４２により膜材１２の周縁部の裏面に接合（接着固定）されている。一対の支持片３４Ｂの先端は、一対の縦枠材４０の内部（上壁部４０Ａと下壁部４０Ｃとの間）にそれぞれ挿入されており、縦枠材４０が支持片３４Ｂに移動可能に支持されている。縦枠材４０の内部、すなわち、支持片３４Ｂの先端と縦枠材４０の内壁面との間には、太陽電池モジュール１４の外れを抑制するための粘着剤２４が充填されている。
【００５４】
図示を省略するが、枠縁材３８の長手方向両側の一対の横枠材と支持片は、縦枠材４０と支持片３４Ｂとほぼ同じ構成とされている。
【００５５】
このような電子部材固定構造３０では、太陽電池モジュール１４の裏面の周縁部に設けられた枠縁材３８が膜材１２に固定された支持部材３４の支持片３４Ｂに移動可能に支持されている。これにより、膜材１２が面方向に伸縮したときに、太陽電池モジュール１４に設けられた枠縁材３８と支持片３４Ｂとが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。このため、太陽電池モジュール１４の破損や発電能力の低下を阻止することができる。
【００５６】
次に、本発明の第３実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５７】
図４（Ａ）には、電子部材固定構造５０の全体構成が斜視図にて示されており、図４（Ｂ）には、電子部材固定構造５０の全体構成が断面図にて示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造５０は、シート状の太陽電池モジュール５２と、膜材１２に対して太陽電池モジュール５２を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール５２の移動量を制限する制限部材５４と、を備えている。制限部材５４は、太陽電池モジュール５２に４隅に形成された円形状の孔部５２Ａと、膜材１２に固定されて孔部５２Ａに挿通されるピン５６と、を備えている。ピン５６は、孔部５２Ａに挿通される円柱状の軸部５６Ａと、軸部５６Ａの頭部に設けられて孔部５２Ａの抜けを阻止する抜け止め部５６Ｂと、を備えている。軸部５６Ａの外径は、孔部５２Ａの内径よりも小さく形成されており、軸部５６Ａが孔部５２Ａ内で移動可能となっている。抜け止め部５６Ｂは、軸部５６Ａの直径よりも大きく形成されると共に、孔部５２Ａの内径よりも大きく形成されている。
【００５８】
本実施形態では、ピン５６は、合成樹脂等により形成されている。軸部５６Ａの端面は、膜材１２の表面に図示しない接着剤又は粘着剤により接合されている。
【００５９】
ピン５６は、太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａの位置に合わせて膜材１２の表面に複数設けられている。本実施形態では、太陽電池モジュール５２を膜材１２の表面に仮止めした後、ピン５６の軸部５６Ａを太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａに挿通して軸部５６Ａの端面を膜材１２の表面に図示しない接着剤又は粘着剤により接合することで、太陽電池モジュール５２が膜材１２の表面に取り付けられる。
【００６０】
このような電子部材固定構造５０では、膜材１２の表面に固定されたピン５６の軸部５６Ａが太陽電池モジュール５２の４隅に形成された孔部５２Ａに挿通されており、ピン５６の抜け止め部５６Ｂによって太陽電池モジュール５２がピン５６の軸部５６Ａから外れることが阻止されている。太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａの内径よりピン５６の軸部５６Ａの外径が小さく形成されており、膜材１２が面方向に伸縮したときに、太陽電池モジュール５２の孔部５２Ａとピン５６の軸部５６Ａが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール５２が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール５２の歪の発生を抑制することができる。
【００６１】
次に、本発明の第４実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１〜第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６２】
図５には、電子部材固定構造７０の全体構成が断面図にて示されている。この図に示されるように、電子部材固定構造７０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材７２を備えている。制限部材７２は、膜材１２の表面に固定された一対の第１レール７４と、太陽電池モジュール１４に裏面に第１レール７４と直交する方向に配設された一対の第２レール７６と、第１レール７４と第２レール７６に跨って配置された移動部材７８と、を備えている。
【００６３】
第１レール７４は、略矩形状の筒状部材からなり、上面部には長手方向に沿って移動部材７８の軸部７８Ａがスライド可能に挿通されるスリット７４Ａが形成されている。第１レール７４の下面部は、膜材１２の表面に接着剤８０により接合されている。
【００６４】
第２レール７６は、略矩形状の筒状部材からなり、下面部には長手方向に沿って移動部材７８の軸部７８Ａがスライド可能に挿通されるスリット７６Ａが形成されている。第２レール７６の上面部は、太陽電池モジュール１４の裏面の縁部に接着剤８２により接合されている。本実施形態では、第２レール７６は、太陽電池モジュール１４の裏面の幅方向両側の縁部に沿って設けられており、第１レール７４は、膜材１２の表面における太陽電池モジュール１４の長手方向両側の縁部と対向する位置に設けられている。
【００６５】
移動部材７８は、上下方向に延在する軸部７８Ａの下端部に第１レール７４を摺動する摺動部７８Ｂと、軸部７８Ａの上端部に第２レール７６を摺動する摺動部７８Ｃと、を備えている。摺動部７８Ｂは、円盤状に形成されており、その外径は第１レール７４のスリット７４Ａから抜けないようにスリット７４Ａの幅よりも大きく形成されている。また、移動部材７８は、軸部７８Ａの上端部に第２レール７６を摺動する摺動部７８Ｃを備えている。摺動部７８Ｃの外径は、第２レール７６のスリット７６Ａから抜けないようにスリット７６Ａの幅よりも大きく形成されている。
【００６６】
このような電子部材固定構造７０では、膜材１２の表面に固定された一対の第１レール７４と、太陽電池モジュール１４の裏面に第１レール７４と直交する方向に配設された一対の第２レール７６とが設けられており、第１レール７４と第２レール７６とに跨って移動部材７８が設けられている。膜材１２が面方向に伸縮したときに、第１レール７４及び第２レール７６に移動可能に支持された移動部材７８を介して第１レール７４と第２レール７６とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。
【００６７】
次に、本発明の第５実施形態の電子部材固定構造について説明する。なお、第１〜第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６８】
図６には、電子部材固定構造９０の全体構成が太陽電池モジュール１４の下方側から見た断面図にて示されている。図７（Ａ）には電子部材固定構造９０の全体構成が一部を裁断した側面図にて示されており、図７（Ｂ）には制限部材が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、電子部材固定構造９０は、膜材１２に対して太陽電池モジュール１４を移動可能に支持すると共に太陽電池モジュール１４の移動量を制限する制限部材９２を備えている。制限部材９２は、膜材１２の表面に固定された第１板材９４と、太陽電池モジュール１４の裏面に設けられた第２板材９６と、第１板材９４に固定されて第２板材９６をスライド可能に保持する保持部材９８と、を備えている。
【００６９】
第２板材９６は、平面視にて太陽電池モジュール１４の裏面の４隅に設けられており、接着剤（図示省略）により太陽電池モジュール１４の裏面に接合されている。また、第１板材９４は、膜材１２の表面における第２板材９６と対向する位置に配置されており、接着剤（図示省略）により膜材１２の表面に接合されている。
【００７０】
図７（Ｂ）に示されるように、保持部材９８は、断面視にて略Ｔ字状に形成されており、第１板材９４の上面部に接合される円柱状の軸部９８Ａと、軸部９８Ａの上端に設けられた円板状の保持部９８Ｂと、を備えている。保持部９８Ｂの外径は軸部９８Ａの外径よりも大きく形成されている。
【００７１】
第２板材９６の下面部には、軸部９８Ａが移動可能に挿通される円形状の小径穴９６Ａが設けられており、小径穴９６Ａの上方に保持部９８Ｂが移動可能に保持される円形状の大径穴９６Ｂが設けられている。すなわち、軸部９８Ａの外径よりも小径穴９６Ａの内径が大きく形成されると共に、保持部９８Ｂの外径よりも大径穴９６Ｂの内径が大きく形成されている。
【００７２】
保持部材９８の軸部９８Ａが第２板材９６の小径穴９６Ａに挿通されると共に、保持部９８Ｂが第２板材９６の大径穴９６Ｂに保持されることで、第１板材９４と第２板材９６とが相対的に移動するようになっている。
【００７３】
このような電子部材固定構造９０では、膜材１２の表面に固定された第１板材９４に保持部材９８が固定されており、太陽電池モジュール１４の裏面に設けられた第２板材９６が保持部材９８によってスライド可能に保持されている。これにより、膜材１２が面方向に伸縮したときに、膜材１２の第１板材９４に設けられた保持部材９８と太陽電池モジュール１４の第２板材９６とが相対的に移動する。このため、太陽電池モジュール１４が膜材１２の伸縮に追従せず、太陽電池モジュール１４の歪の発生を抑制することができる。
【００７４】
なお、保持部材９８の形状や第２板材９６の小径穴９６Ａ及び大径穴９６Ｂの形状は、第５実施形態の形状に限定されるものではなく、保持部材が第２板材をスライド可能に保持する形状であれば、他の形状に変更可能である。
【００７５】
なお、上記第１〜第５実施形態では、フレキシブル性を備えたシート状の太陽電池モジュール１４が用いられているが、これに限定されず、ＬＥＤ、液晶パネル、プラズマパネル等のシート状の電子部材を固定する構造にも本発明を適用することができる。
【００７６】
上記第１〜第５実施形態では、面方向に伸縮する膜材１２が用いられているが、これに限定されず、面方向に伸縮する下地であれば、膜材以外の下地にも本発明の電子部材固定構造を適用することができる。
【００７７】
また、上記第１〜第５実施形態では、膜材１２は建物の屋根に使用される屋根材であるが、これに限定されず、他の構造物等に使用される下地にも本発明の電子部材固定構造を適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 電子部材固定構造
１２ 膜材（下地）
１４ 太陽電池モジュール（電子部材）
１６ 枠縁材（制限部材）
２４ 粘着剤
３０ 電子部材固定構造
３２ 制限部材
３４ 支持部材
３４Ｂ 支持片
３８ 枠縁材
５０ 電子部材固定構造
５２ 太陽電池モジュール
５２Ａ 孔部
５４ 制限部材
５６ ピン
５６Ａ 軸部
５６Ｂ 抜け止め部
７０ 電子部材固定構造
７２ 制限部材
７４ 第１レール
７６ 第２レール
７８ 移動部材
９０ 電子部材固定構造
９２ 制限部材
９４ 第１板材
９６ 第２板材
９８ 保持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向に伸縮する下地と、
前記下地の表面に配置されたシート状の電子部材と、
前記下地に取り付けられ、前記電子部材を移動可能に支持すると共に前記電子部材の移動量を制限する制限部材と、
を有する電子部材固定構造。
【請求項２】
前記制限部材は、前記下地に固定され、前記電子部材の周縁部を移動可能に支持する枠縁材である請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項３】
前記制限部材は、
前記電子部材の周縁部に沿って設けられ、前記下地に固定される支持片と、
前記電子部材の周縁部に設けられ、前記支持片に移動可能に支持される枠縁材と、
を備える請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項４】
前記制限部材は、
前記電子部材に複数形成された孔部と、
前記下地に固定され、前記孔部に挿通されると共に前記孔部の内径よりも小さい外径の軸部と、前記軸部の頭部に設けられ前記電子部材の抜けを阻止する抜け止め部と、を備えたピンと、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項５】
前記制限部材は、
前記下地に固定された第１レールと、
前記電子部材に設けられ、前記第１レールと直交する方向に配置された第２レールと、
前記第１レールと前記第２レールに跨って設けられ、前記第１レール及び前記第２レールから抜けないように支持されると共に前記第１レール及び前記第２レールを移動する移動部材と、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項６】
前記制限部材は、
前記下地に固定された第１板材と、
前記電子部材に設けられた第２板材と、
前記第１板材に固定され、前記第２板材をスライド可能に保持する保持部材と、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項７】
前記枠縁材と前記電子部材の周縁部、又は前記電子部材に設けられた前記枠縁材と前記支持片との間に、前記電子部材の外れを抑制するための粘着剤が充填されている請求項２又は請求項３に記載の電子部材固定構造。
【請求項８】
前記電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電子部材固定構造。
【請求項９】
前記下地が、建物の屋根に取り付けられる膜材である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電子部材固定構造。
【請求項１】
面方向に伸縮する下地と、
前記下地の表面に配置されたシート状の電子部材と、
前記下地に取り付けられ、前記電子部材を移動可能に支持すると共に前記電子部材の移動量を制限する制限部材と、
を有する電子部材固定構造。
【請求項２】
前記制限部材は、前記下地に固定され、前記電子部材の周縁部を移動可能に支持する枠縁材である請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項３】
前記制限部材は、
前記電子部材の周縁部に沿って設けられ、前記下地に固定される支持片と、
前記電子部材の周縁部に設けられ、前記支持片に移動可能に支持される枠縁材と、
を備える請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項４】
前記制限部材は、
前記電子部材に複数形成された孔部と、
前記下地に固定され、前記孔部に挿通されると共に前記孔部の内径よりも小さい外径の軸部と、前記軸部の頭部に設けられ前記電子部材の抜けを阻止する抜け止め部と、を備えたピンと、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項５】
前記制限部材は、
前記下地に固定された第１レールと、
前記電子部材に設けられ、前記第１レールと直交する方向に配置された第２レールと、
前記第１レールと前記第２レールに跨って設けられ、前記第１レール及び前記第２レールから抜けないように支持されると共に前記第１レール及び前記第２レールを移動する移動部材と、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項６】
前記制限部材は、
前記下地に固定された第１板材と、
前記電子部材に設けられた第２板材と、
前記第１板材に固定され、前記第２板材をスライド可能に保持する保持部材と、
を有する請求項１に記載の電子部材固定構造。
【請求項７】
前記枠縁材と前記電子部材の周縁部、又は前記電子部材に設けられた前記枠縁材と前記支持片との間に、前記電子部材の外れを抑制するための粘着剤が充填されている請求項２又は請求項３に記載の電子部材固定構造。
【請求項８】
前記電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電子部材固定構造。
【請求項９】
前記下地が、建物の屋根に取り付けられる膜材である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電子部材固定構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４６９５（Ｐ２０１３−４６９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３６２８（Ｐ２０１１−１３３６２８）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（５９１２５５６１２）サンゴバン株式会社 (8)
【出願人】（５１２０１４７８４）株式会社テラシス (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（５９１２５５６１２）サンゴバン株式会社 (8)
【出願人】（５１２０１４７８４）株式会社テラシス (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]