太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法、並びに屋根構造
【課題】屋根部材又は屋根下地上にクギやネジ等を打ち込むことによって固定しても、雨漏りや部材の腐食等の問題が発生しない太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法を提供することである。
【解決手段】屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具１であり、締結要素を挿通可能な取付け孔１２が設けられており、取付け孔１２に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、前記取付け孔１２がパテ状の封止材１５で密栓されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具を提供する。
【解決手段】屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具１であり、締結要素を挿通可能な取付け孔１２が設けられており、取付け孔１２に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、前記取付け孔１２がパテ状の封止材１５で密栓されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを屋根構造上に載置するための取付け具、太陽電池モジュールを屋根に取付ける取付け方法、太陽電池モジュールを取付けた屋根構造に関するものであり、より詳細には、雨漏りの発生を防止可能な太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法、並びに屋根構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと端子その他の付属品を一体化したものであり、太陽光を受けて電力を発生させることができる。
近年、このような太陽電池モジュールを一般家庭の屋根に敷き詰めて設置し、家庭で使用する電力を太陽電池モジュールが発生する電力で賄う太陽光発電システムを採用する家庭が増加しつつある。
【０００３】
ここで太陽電池モジュールを一般家庭の屋根に設置する方策として代表的なものに、以下の２つの方策が挙げられる。まず第１の方策は、太陽電池モジュール自体に瓦（屋根部材）の機能を持たせ、屋根下地に敷設した瓦と太陽電池モジュールを置換する方策である。そして第２の方策は、スレート瓦等が敷設された屋根の上にさらに太陽電池モジュールを設置する方策である。
【０００４】
第２の方策を具体的に説明すると、公知のスレート屋根や金属板による屋根等の屋根上に取付け金具を設け、当該取付け金具を介して太陽電池モジュールを取付けるものである。具体的には、まず木材その他の材料で屋根の傾斜形状を作り、その上に板張りをすると共に防水シートを設置する等によって屋根下地構造を作り、その上にスレート瓦や金属板等の屋根部材を平面的に並べる。こうして完成した基礎屋根構造に対して屋根部材にドリルで孔を開け、屋根部材及び防水シートにネジ又はクギ等を貫通して下地の板張りに打ち込み、取付け金具を固定する。そして取付け金具に太陽電池モジュールをネジ止めすることにより屋根上に太陽電池モジュールを設置する。
【０００５】
しかしながらこのように太陽電池モジュールを設置すると、屋根部材にドリルで孔を開けてしまうことにより、屋根部材だけでなく屋根下地の防水シートまでにも孔が開いてしまう。また場合によっては、下地の板にまで貫通孔が開いてしまう可能性がある。そしてこれらの孔から雨水や雪溶け水といった屋根上の水が侵入してしまうことにより、雨漏りや部材の腐食等の問題が発生してしまう虞がある。
【０００６】
そこでこのような雨漏りを防ぐ技術として、例えば、特許文献１に開示されている設置装置が知られている。特許文献１に開示されている設置装置は、金属板の一部を挟持することで屋根上に固定される止め具を有し、止め具によって支持部材を屋根上に固定し、その支持部材で太陽電池モジュールを屋根上に支持するものである。即ち特許文献１に開示されている設置装置は、金属板の一部を挟持して止め具を屋根上に固定するので、屋根部材にネジ又はクギ等を挿通するための貫通孔を設けなくてよい。そのため貫通孔からの水の侵入が発生せず、雨漏り等の問題を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５７３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に開示されている設置装置では、屋根部材の一部を挟み込んで止め具を固定するという構造上、クギやネジ等を下地の板張りに打ち込んで止め具を固定する場合に比べて、固定する力が脆弱になってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、クギやネジ等を下地の板張りに打ち込んで止め具を固定しても雨漏りや部材の腐食等の問題が発生しない太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具であり、締結要素を挿通可能な取付け孔が複数設けられており、取付け孔に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、前記取付け孔に粘性を有する封止材が配されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１１】
ここで締結要素とは、ネジやクギ等の上位概念である。
本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、複数の取付け孔に締結要素を挿通して取付けるため、屋根に対する強固な取付けが可能となっている。また、本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、取付け孔内に粘性を有する封止材が配されているため、締結要素を取付け孔に挿通する際に、屋根部材に形成された貫通孔に粘性を有する封止材が押し込まれる。つまり、太陽電池モジュールの取付け具から押し出された封止材が屋根部材の貫通孔を隙間なく塞ぐ。このことにより、太陽電池モジュールの取付け具の外側表面側から屋根部材側への水の進入や、屋根部材より屋根下地側への水の侵入を阻止することができる。そのため、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題を確実に阻止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記取付け孔の開口が形成される面に屋根保護材が取付けられており、当該屋根保護材は複数の貫通孔を有しており、前記取付け孔の開口と前記貫通孔の開口が重なりあう状態で配されるとともに、前記封止材が前記貫通孔に配されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１３】
かかる構成によると、太陽電池モジュールの取付け具と屋根部材又は屋根下地との間に屋根保護材を設けることができるので、太陽電池モジュールの取付け具を屋根上に取付ける際に屋根部材や屋根下地が傷つけられることが無い。そのことにより、屋根部材や屋根下地が傷つけられた部分から劣化し、劣化した部分から雨水等の水が侵入するという問題を阻止できる。
さらに、取付け孔と連なる位置に屋根保護材の貫通孔が配されているため、封止材を取付け孔のみならず、貫通孔にも配することができる。つまり、屋根保護材を設けない場合に比べて、より多くの封止材を配することができる。
これらのことから、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題をより確実に阻止できる。
なお、上記した「屋根保護材の貫通孔」は孔状のものに限らず、例えば屋根保護材を貫通する切れ目等であってもよい。しかしながら、貫通孔にするとより多くの封止材を配することができるため望ましい。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記封止材は前記取付け孔の開口と貫通孔の開口の少なくともいずれかからはみ出した状態でこれらを密栓することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１５】
封止材は粘度が高い又は表面張力の強い封止材を採用する等により、取付け孔や貫通孔の開口から溢れた状態で配されることが望ましい。また、取付け孔や貫通孔を密栓するように配されることが望ましい。このようにすると、より多量な封止材を配することができるため、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題をより確実に阻止できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記封止材は合成樹脂材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１７】
本発明の太陽電池モジュールの取付け具に使用される封止材は、合成樹脂材であることが望ましい。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記屋根保護材は弾性圧縮可能であり、圧縮状態で止水性を有するものであって、取付け時に屋根部材に接触することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１９】
かかる構成によると、雨漏りや屋根下地側への水の侵入をより確実に阻止できる。具体的に説明すると、太陽電池モジュールの取付け具と屋根部材との間に位置する屋根保護材は、太陽電池モジュールの取付け具を屋根部材上に取付けたとき、太陽電池モジュールの取付け具によって屋根部材側へ押圧されて圧縮された状態になる。ここで、本発明の屋根保護材は圧縮された状態において止水性を有するため、屋根保護材と屋根部材との間に水が浸入しない。したがって、屋根保護材の縁部分より内側に位置する貫通孔に水が到達するということがなく、雨漏りや屋根下地側への水の侵入をより確実に阻止できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュール取付け具を使用して複数の屋根部材が載置された基礎屋根構造を有する建屋に太陽電池モジュールを取付ける取付け方法であって、封止材が配された前記取付け孔に締結要素を挿通し、屋根部材に形成された孔へ、締結要素によって封止材を押し出す工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの取付け方法である。
【００２１】
本発明の太陽電池モジュールの取付け方法では、太陽電池モジュールの取付け具の取付け孔から押し出された封止材が屋根部材に形成された孔に流入し、屋根部材に形成された孔を密栓するため、雨漏りや部材の腐食等の問題を確実に防ぐことができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、予め屋根部材に形成された孔へ棒状の締結要素を挿通する工程を有するものであって、前記予め屋根部材に形成された孔の径が締結要素の径より１．５乃至３ｍｍ大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの取付け方法である。
【００２３】
かかる構成によると、締結要素を固定する際、粘着性と高い止水性を有する封止材が、締結要素によって事前に屋根部材に形成した貫通孔へと押し込まれるとき、締結要素と屋根部材に形成された孔の内周面との間に十分な隙間があり、十分な量の封止材を貫通孔に押し込むことができる。さらに、屋根部材に形成された孔の径に対して締結要素の径が十分に大きいので、屋根部材に形成された孔に挿通した締結要素が孔の内側でぐらつくといった不具合を防止できる。
したがって、屋根部材に形成された孔をより確実に液密に封止できるため、雨漏りや屋根下地側への水の進入をより確実に阻止できる。加えて、太陽電池モジュールの取付け具を強固に取付けることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、複数の屋根部材が屋根下地上に列状及び複数段状に並べられて平面的な広がりをもって載置された基礎屋根構造を有し、前記基礎屋根構造上に請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具が載置されており、屋根部材に形成された孔に締結要素によって前記取付け孔側から押し込まれた封止材が配されており、前記太陽電池モジュールの取付け具を介して、複数の太陽電池モジュールが基礎屋根構造に取付けられていることを特徴とする屋根構造である。
【００２５】
本発明の屋根構造では、太陽電池モジュールの取付け具の取付け孔側から締結要素によって押し込まれた封止材が、屋根部材に形成された孔に流し込まれた状態で太陽電池モジュールの取付け具が取付けられている。そのため、屋根部材に形成された孔を封止材が密栓するため、雨漏りや部材の腐食等の問題を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、太陽電池モジュールの取付け具をネジやクギ等の締結要素によって屋根上に固定しても、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題が発生しないという効果がある。そのため、太陽電池モジュールの取付け具を屋根上に強力に固着できると共に、防水性の高い太陽電池モジュールの取付けが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの取付け具を示す斜視図である。
【図２】図１の取付け具のレール部材を示す斜視図である。
【図３】図２のレール部材をＡ方向から見た平面図である。
【図４】図２のレール部材の分解斜視図である。
【図５】図１の取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図６】図７の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図７】図１の取付け具を屋根構造上に取付ける際の様子を示す断面図であり、（ａ）は取付ける前の状態を示し、（ｂ）は取付けた後の状態を示す。
【図８】図６の太陽電池モジュールのＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図９】図８のＡ部分を拡大した部分拡大図である。
【図１０】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図１１】図１とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を示す斜視図である。
【図１２】図１，図１１とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１２の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１３の屋根構造及び太陽電池モジュール並びに取付けに関する部材等のＢ―Ｂ線部分拡大断面図である。
【図１５】図１，図１１，図１２とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１５の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】図１６の屋根構造及び太陽電池モジュール並びに取付けに関する部材等をＢ―Ｂ線でその一部を破断した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００２９】
本実施形態の取付け具１（太陽電池モジュールの取付け具）は、図１に示されるように、レール部材２と固定具３とを備えて成るものである。
【００３０】
レール部材２は、図２に示されるように本体部材５と屋根保護材６から形成されている。
【００３１】
本体部材５は、断面倒Ｃ字状をした長尺状の部材である。具体的には、底板部８，２つの側壁部９（９ａ，９ｂ），２つの載置部１０（１０ａ，１０ｂ）から形成されるものである。
【００３２】
底板部８は細長い平板状の部分であり、図２，３に示されるように、４つの取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が列状に並んで設けられている。そして、取付け孔１２は夫々底板部８を上面から下面へ貫通する孔であり、その開口面積はそれぞれ等しくなっている。
【００３３】
側壁部９（９ａ，９ｂ）は、底板部８の短手方向（図２におけるＸ方向）両端部にそれぞれ立設されるものであり、どちらも鉛直方向（図２におけるＹ方向）上側へ向かって略垂直に突出している。つまり、２つの側壁部９（９ａ，９ｂ）は対向する位置に設けられている。
【００３４】
載置部１０（１０ａ，１０ｂ）は、側壁部９（９ａ，９ｂ）の各最頂部にそれぞれ設けられており、底板部８の短手方向（図２におけるＸ方向）と略平行であって互いに近づく方向へ突出している。
【００３５】
屋根保護材６はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）発泡体等の適宜な衝撃吸収性が高く、止水性の高い材料によって形成される直方体状の部材である。なお、本実施形態の屋根保護材６は、元の体積の半分まで圧縮した状態においても高い止水性を発揮する。そして、図２，４に示されるように、この屋根保護材６の長手方向（図２，４におけるＺ方向）の長さ及び短手方向（図２，４におけるＸ方向）の長さは、前記した本体部材５の底板部８のそれと略同一となっている。さらに屋根保護材６には、屋根保護材６の上面と底板部８の下面とを重ね合わせた際に、底板部８の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）に対応する位置に、取付け孔（貫通孔）１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）が設けられている。この取付け孔１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）は、屋根保護材６を上面から下面へ貫通する孔であり、その開口面積は底板部８の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の開口面積と等しい、若しくは大きくなっている。
【００３６】
ここで、図２，３に示されるように、本体部材５の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）と屋根保護材６の取付け孔１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）には、パテ状の封止材１５がコーキングガン等の適宜な手段によって隙間なく注入されている。
【００３７】
封止材１５は粘性十分であり、パテ状又はコーキング材状であって、ブチルゴム、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等、粘着性と高い止水性を有する樹脂が用いられる。つまりこの封止材１５には、ねばねばした触感を有するもの、半固体状のもの、極めて粘度の高い液体状のもの等が好適に使用される。
【００３８】
固定具３は、図１に示されるように、押圧用ボルト２９，上板部材３０，下板部材３１押圧用ナット３２から形成されている。
【００３９】
押圧用ボルト２９は公知の六角ボルトであり、押圧用ナット３２と一対となっている。
【００４０】
上板部材３０は外形が長方形平板状の部材であり、その底面には長手方向の両端部近傍にそれぞれ係合溝３３が設けられている。そして係合溝３３は、断面長方形で上板部材３０の短手方向と平行な方向へ延びている。またその中心部分には、上面から下面へ貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００４１】
下板部材３１は外形が長方形平板状の部材であり、その長手方向の長さは、前述したレール部材２の本体部材５における底板部８の短手方向の長さと略同等である。より詳細には、底板部８の短手方向の長さから側壁部９の幅を２倍した長さを引いた長さＬ１（図１）と略同等である。加えて、下板部材３１はその中心部分に上面から下面へ貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００４２】
次に本実施形態の取付け具１の組み立て構造について、図１を参照しながら説明する。
【００４３】
レール部材２の底板部８の上側（図１におけるＹ方向上側）には下板部材３１が配されており、レール部材２の載置部１０の上側には上板部材３０が配されている。そして、上板部材３０と下板部材３１はその中心部分が重なるように配置されており、前記した上板部材３０の貫通孔と下板部材３１の貫通孔はその中心軸が同じ位置になっている。そして、押圧用ボルト２９が頭部（図示せず）を下側（図１におけるＹ方向下側）に配した状態で下板部材３１の貫通孔と上板部材３０の貫通孔を連通し、押圧用ナット３２の雌ネジ孔と上板部材３０上側で螺合している。つまり、押圧用ボルト２９の頭部（図示せず）の上側に下板部材３１が位置しており、下板部材３１の上側に上板部材３０が位置しており、上板部材３０の上側に押圧用ナット３２が位置している。
【００４４】
このため本実施形態の取付け具１は、押圧用ナット３２を緩めることで固定具３をレール部材２に対して相対的に上方向（図１におけるＹ方向上側）へ持ち上げる事ができる状態になる。
詳細に説明すると、押圧用ナット３２を緩めると押圧用ボルト２９の頭部と押圧用ナット３２との間隔が広がる。その状態で上板部材３０を押圧用ナット３２に当接するまで上側へ持ち上げることにより、上板部材３０と下板部材３１の間隔を広げることができる。ここで、固定具３は下板部材３１の上面がレール部材２の載置部１０の裏面に当接するまで持ち上げる事が出来るため、上板部材３０と下板部材３１の間隔が広がる程、固定具３のレール部材２に対して相対的に上方向へ移動することができる距離も大きくなる。
【００４５】
また、本実施形態の取付け具１は、押圧用ナット３２を締めることで、固定具３をレール部材２に固定することができる。
詳細に説明すると、押圧用ナット３２を締めると押圧用ボルト２９の頭部と押圧用ナット３２との間隔が狭まる。したがって、上板部材３０をレール部材１０の載置部１０に載せた状態で押圧用ナット３２を締め続けると、押圧用ボルト２９の頭部が押圧用ナット３２に近づいていくにつれて、押圧用ボルト２９の頭部に押された下板部材３１も押圧用ナット３２に近づいていく。そして、ついには下板部材３１上面が載置部１０の裏面に接触する。この状態で、さらに押圧用ボルト２９を締めると、上板部材３０は上方向（図１におけるＹ方向上側）からレール部材２に押圧し、下板部材３１は下方向（図１におけるＹ方向下側）からレール部材２を押圧する。つまり、レール部材２を固定具３の上板部材３０と下板部材３１で挟み込むことにより、固定具３はレール部材２に固定される。
【００４６】
次に、本実施形態の取付け具１による太陽電池モジュールの取付け方法について説明する。なお、図５のような屋根下地にスレート瓦１７（屋根部材）を敷設した公知の屋根構造１８（基礎屋根構造）に対して太陽電池モジュール２０（図６）を取付ける場合について説明するが、本実施形態の取付け具１を取付ける屋根構造がこれに限るものでないことは当然である。
【００４７】
第１の工程として、図５に示されるように、太陽電池モジュール２０の設置に先立って屋根構造１８上に取付け具１を取付ける。即ち、完成された屋根構造であるところの屋根構造１８のスレート瓦１７上に取付け具１を取付ける。詳細には、まず、取付け具１の「設置予定位置」に取付け具１を配置する。このとき、屋根の傾斜方向に直交する方向（図５，６におけるＹ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置する。
なお「設置予定位置」とは、図６に示される様に、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に設置した際に、太陽電池モジュール２０の屋根の傾斜方向（図６におけるＸ方向）の両端部が位置する場所である。
【００４８】
次に配置した取付け具１をスレート瓦１７上に取付ける。具体的には、図７に示されるように、木ネジ又はクギ等の締結要素２２を本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６に挿通する。そして、スレート瓦１７の下孔２６に挿通した締結要素２２をさらにねじ込む（押し込む）ことによってスレート瓦１７の下部にある防水シート２３を締結要素２２が貫通する。そしてさらに、防水シート２３を貫通した締結要素２２をさらに屋根下地２４側へ押圧する（ねじ込む、押し込む）ことによって、屋根下地２４に係止穴２７が形成される。このとき、締結要素２２の先端側の部分と係止穴２７とが係合することにより、取付け具１がスレート瓦１７及び屋根下地２４に対して固定される。換言すると、レール部材２とスレート瓦１７とが屋根下地２４に締結要素２２を介して一体に取付けられる。
ところで、このように締結要素２２を挿通する前に、スレート瓦１７に下孔２６を予め形成しておく。なお、スレート瓦１７に下孔２６を設ける際、防水シート２３及び屋根下地２４には穴を開けないものとする。このスレート瓦１７に形成する下孔２６の径は、締結要素２２の各孔と係合する部分（例えばねじ山部分）の径（以下締結要素２２の径とする）より１．５ｍｍ乃至３ｍｍだけ大きくなっている。
なお、締結要素２２を屋根下地２４と係合させる際には、電動クギ打ち機等の適宜な手段により、押し込む、ねじ込むといった適宜な動作を行うことで係合することができる。
【００４９】
このとき本実施形態では、スレート瓦１７に予め下孔２６を形成するときに防水シート２３及び屋根下地に穴を空けず、締結要素２２を屋根下地２４に係合させるときに締結要素２２によって防水シート２３及び屋根下地に孔（穴）を形成している。このことにより、防水シート２３に形成される孔の径を締結要素２２の径とほぼ同じとすることができる。即ち、防水シート２３に形成される孔の内周と締結要素２２との間の隙間を無くす、又は略無くすことができる。そのため、防水シート２３の機能を損なうことが無い、又は殆ど損なうことがない。
【００５０】
またこのとき、取付け具１をスレート瓦１７上に取付けると、本体部材５に押圧されて屋根保護材６が圧縮される。ここで本実施形態の屋根保護材６は、圧縮した状態においても高い止水性を有するため、スレート瓦１７と屋根保護材６の間への雨水等の水の浸入を阻止又は抑制できる。換言すると、取付け具１の４周から内側への水の浸入を防止又は抑制できる。そのため、雨水等の水が本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６の位置まで到達しない、又はわずかしか到達しない。
【００５１】
さらにこのとき、本体部材５と屋根保護材６の取付け孔１２，１３の少なくともいずれかには封止材１５が充填されている。図７に示されるように、本体部材５又は屋根保護材６の取付け孔１２，１３に封止材１５が充填された状態において、締結要素２２が本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６の順に貫通することにより、スレート瓦１７の下孔２６に封止材１５を押し込むことができる。即ち、締結要素２２によって取付け孔１２（及び／又は取付け孔１３）より押し出された封止材１５が、締結要素２２が屋根下地２４側へ向かって進むと共に、締結要素２２によってスレート瓦１７の下孔２６内に押し込まれて、当該下孔２６が液密に封止される。
また締結要素２２をねじ込んだ場合、締結要素２２の周囲に封止材１５が巻きつき、締結要素２２が屋根下地２４側へ向かって進むことによって、締結要素２２と共に封止材１５もまた屋根下地２４側へ向かって進む。つまり、締結要素２２によってスレート瓦１７の下孔２６に封止材１５が運ばれる。さらに、締結要素２２を押し込んだ場合と同様に、締結要素２２をねじ込んだ場合においても締結要素２２に押された封止材１５がスレート瓦１７の下孔２６に押し込まれる。
【００５２】
つまり、本実施形態の封止材１５は、本体部材５と屋根保護材６の取付け孔１２，１３の少なくともいずれかに予め配され、締結要素２２に巻きついて運ばれたり、締結要素２２に押し出されたりすることによってスレート瓦の下孔２６、屋根保護材６とスレート瓦１７との間、スレート瓦１７と屋根下地２４の間といった適宜な場所に配される。換言すると、本実施形態の封止材１５は締結要素２２によって運ばれたり、締結要素２２によって押されたりすることによって広範囲に広がっていき、適宜な位置に配される。
【００５３】
またこのとき、上記したように、スレート瓦１７に形成した下孔２６の径が締結要素２２の径より１．５ｍｍから３ｍｍ大きくなっている。このことにより、十分且つ適量の封止材１５をスレート瓦１７の下孔２６（及びその周辺）に配置可能であると共に、レール部材２等とスレート瓦１７とを強固に取付けることが容易となる。
【００５４】
詳説すると、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より小さい場合、締結要素２２がスレート瓦１７を貫通するためには、締結要素２２を下孔２６にねじ込む（押し込む）等によって下孔２６を押し広げる必要がある。また、スレート瓦１７に下孔が形成されていない場合、締結要素２２がスレート瓦１７を貫通するためには、締結要素２２をねじ込む等によってスレート瓦１７に貫通孔を穿設する必要がある。即ち、これらの場合、締結要素２２がスレート瓦１７に接触した後に下孔２６の径を広げる、又は貫通孔を形成する。したがって、外部側から押圧された締結要素２２がスレート瓦１７に接近していき、締結要素２２の先端部分がスレート瓦１７に最初に接触するまでの間、スレート瓦１７の外部側表面には十分な大きさの開口を有する下孔２６がない、又は、貫通孔そのものがない状態となっている。このような状態では、締結要素２２のスレート瓦１７への接近に伴って押し出された封止材１５を、下孔２６又は貫通孔内に十分な量だけ流し込むことが困難になる。したがって、スレート瓦１７の下孔２６の径は締結要素２２の径より大きいことが望ましい。
【００５５】
しかしながら、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、締結要素２２を下孔２６に挿通したときに締結要素２２がぐらついてしまうという問題がある。具体的に説明すると、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、締結要素２２を下孔２６に挿通したとき、締結要素２２が下孔２６内を挿通方向と交わる方向に大きく移動可能となってしまう。そのため、本体部材５，屋根保護部材６，スレート瓦１７を貫通した締結要素２２を屋根下地２４に係合させたとき、風等の何らか外力が加わることよって締結要素２２が下孔２６内を移動してしまうと、本体部材５及び屋根保護部材６がガタついてしまうおそれがある。
またさらに、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、この下孔２６と締結要素２２の間に水が浸入し易くなるため、下孔２６を液密に封止することが困難になってしまう。
したがって、本体部材５及び屋根保護材６を強固に取付けつつ、雨水等の液体のスレート瓦１７側から屋根下地２４側への進入を防ぐという観点から、スレート瓦１７に形成した下孔２６の径が締結要素２２の径より１．５ｍｍから３ｍｍ大きくなっていることが好ましいといえる。
【００５６】
このように、本実施形態によると十分な量の封止材１５が確実に適宜な場所に配される。さらに、本実施形態によるとスレート瓦１７の下孔２６が確実に液密に封止されると共に、締結要素２２がスレート瓦１７と強固に係合する。
したがって、本実施形態によるとスレート瓦１７側から屋根下地２４側へ雨水や雪溶け水等の屋根上の水が流れ込むことを防止でき、雨漏り等の問題を防ぐことができる。加えて、レール部材２等を安定した状態でスレート瓦１７に取付けることができる。
【００５７】
そして第２の工程として、図６に示されるように、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に載置し、取付け具１によって固定する。以下詳細に説明する。
【００５８】
本実施形態で取付ける太陽電池モジュール２０は、図８で示されるように、その短手方向両端にフレーム３５を取付けて形成されるものである。なおこのフレーム３５は、図９で示されるように、上側（図９における上側）に太陽電池パネルを挟み込むための挟持部３６が形成されており、断面コ字状の挟持部３６から下側へ向かって壁部３７が突出した状態で設けられている。さらに、フレーム３５は壁部３７の下側に壁部３７と垂直に交わる平板状の足板部３８を備えている。足板部３８にはその短手方向両端部に上側へ向かって突出するリブ３９が形成されており、リブ３９と壁部３７との間に底の浅い溝４０が形成されている。そして、図１０で示されるように、この溝４０を利用して太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定するものである。
【００５９】
具体的には固定具３の押圧用ナット３２を緩めることにより、固定具３（上板部材３０）をレール部材２に対して上方向（図１におけるＹ方向上側）へ移動可能な状態にする。そして上板部材３０を持ち上げ、レール部材２と上板部材３０との間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を設置する。そして、上板部材３０を下側へ移動させて、上板部材３０の係合溝３３にリブ３９を嵌め込んだ状態で、押圧用ナット３２を締めることにより、フレーム３５のリブ３９及び溝４０を上板部材３０で上側から押圧する。つまり、レール部材２と上板部材３０で太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込み、レール部材２に太陽電池モジュール２０を固定する。
【００６０】
この工程を繰り返し、全ての太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定することで、取付け作業が完了する。
【００６１】
上記した実施形態では、レール部材２の底板部８が２つの載置部１０の幅の合計より大きな幅を有し、幅と直交する方向に細長く延びている。そして、この底板部８の下面全面に亘って板状の屋根保護材６が取り付けられており、屋根保護材６の底面部分の全面がスレート瓦１７と接触している。即ち、屋根保護部材６は長方形長板の全面という比較的広い面積でスレート瓦１７と面接触している。換言すると、一体に取付けられた本体部材５及び屋根保護部材６は、広範囲に亘る広がりを有する面でスレート瓦１７と面接触している。
さらに、上記した実施形態では、複数の締結要素２２を所定の間隔をおいて列状に配することによって、レール部材２をスレート瓦１７及び屋根下地２４（以下スレート瓦１７等とする）に一体に取付けている。つまり、レール部材２は、長手方向に沿って所定の間隔をおいた複数の箇所をスレート瓦１７等に対して固定することにより、スレート瓦１７等に一体に取付けられている。
このように、レール部材２とスレート瓦１７等を広い面積で面接触させると共に、長い直方体状のレール部材２を長手方向に沿って所定の間隔をおいた複数の箇所でスレート瓦１７等に固定することにより、レール部材２をスレート瓦１７に対して強固且つ安定した状態で取付けることができる。
【００６２】
以下で、本発明の太陽電池モジュールの取付け具について、上記した実施形態とは異なる実施形態について説明するが、上記した実施形態と同様な構造については同様の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
上記した実施形態では、本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３の内部に封止材１５を配したが、封止材１５の配置はこれに限るものではない。例えば、粘度が高い又は表面張力の高い封止材を採用し、取付け孔の内部を封止材で密閉するとともに、取付け孔の開口から封止材が溢れるように配置してもよい。このように配置すると、より多量の封止材１５を本体部材５や屋根保護材６の取付け孔１２，１３の周辺に配置でき、より確実に屋根部材（スレート瓦１７）の下孔２６等を封止材で密栓できる。
【００６４】
上記した実施形態では、屋根部材（スレート瓦１７）に取付けるレール部材２と、太陽電池モジュール２０を固定するための固定具３とが別途設けられている取付け具について説明したが、本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。例えば、図１１に示すように、屋根部材に取付ける固定部４３，４４と、太陽電池モジュールを載置する載置部４５，４６が一体となった取付け具４２の取付け孔４７に封止材１５を配してもよい。
【００６５】
また本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、太陽電池モジュール自体に瓦（屋根部材）の機能を持たせたものの一部であってもよい。即ち、そのような太陽電池モジュールの取付け孔に封止材を配する構成であってもよい。このような構成によると、締結要素を取付け孔に挿入した際に、封止材が屋根下地の取付け孔に流れ込むことで屋根下地の取付け孔を密栓する。
【００６６】
上記した実施形態では、図５で示されるように、桁行方向（屋根の傾斜方向に直交する方向であり、図５におけるＹ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置し、固定具３が桁行方向に沿って可動するものであったが、本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。
本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、例えば、図１２乃至図１４で示されるように、梁間方向（桁行方向に対して垂直な方向であり、図５，図１２におけるＸ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置し、固定具３が梁間方向に沿って可動する取付け具５１であってもよい。このとき、上板部材３０の底面には、断面長方形で上板部材３０の長手方向と平行に延びる係合溝５３が２つ設けられており、これらは上板部材３０の底面の短手方向の両端部分にそれぞれ位置している。そして、係合溝５３の延び方向はレール部材２の長手方向と直交している。
【００６７】
この取付け具５１による太陽電池モジュール２０の取付け方法について説明する。太陽電池モジュール２０を取付けるとき、上板部材３０とレール部材２の間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込む。このとき、フレーム３５の足板部３８に形成されたリブ３９を上板部材３０の係合溝５３に嵌め込んだ状態とする。そして、上板部材３０でフレーム３５の足板部３８を押圧することにより、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。なお、この取付け具５１においても、上記した実施形態と同様に、上板部材３０が梁間方向の上下に位置する太陽電池モジュール２０のそれぞれのフレーム３５を同時に押圧可能となっている。つまり、取付け具５１は、その長手方向の両側に位置する太陽電池モジュール２０を屋根構造１８に固定可能となっている。
【００６８】
またさらに、上記した実施形態では、断面略Ｃ字状で延びるレール部材２であったが本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。レール部材及び固定具の形状は適宜変更してよい。例えば、外形略角柱状のような適宜な形状の基台に対して溝や切り欠きを設ける構成でもよく、板状の材料を折り曲げ加工して基台を形成する構成でもよく、平板状の基台から外側へ突出する突起を設ける構成であってもよい。そして固定具は、基台によって規定の方向にのみ移動可能であり、且つ基台に対して適宜の位置で係止可能であると共に、太陽電池モジュール又はその周辺部材を基台に固定可能であればよい。つまり本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、例えば、図１５乃至図１７で示されるような取付け具６１であってもよい。この取付け具６１について以下で詳細に説明する。
【００６９】
本実施形態の取付け具６１は、図１５で示されるように、レール部材６２，位置決め部材６３，固定具６４を備えて成るものである。
【００７０】
レール部材６２は、本体部材６６と、当該本体部材６６に一体に取付けられた屋根保護材６７から形成されている。
本体部材６６は、板状部６６ａと、当該板状部６６ａから外側へ向かって突出する突起部６６ｂから形成されている。突起部６６ｂは、板状部分６６ａの短手方向の中心近傍に形成され、断面略Ｔ字状で板状部６６ａの長手方向に延びている。また、板状部６６ａの短手方向の両端部には複数の取付け孔６９が設けられており、これら複数の取付け孔６９は、板状部６６ａの長手方向において所定の間隔をおいて列状に配されている。つまり、板状部６６ａの短手方向の両端部には、複数の取付け孔６９から形成される列がそれぞれ一列ずつ形成されている（片側については作図の都合上図示を省略する）。
【００７１】
屋根保護部材６７は、上記した実施形態の屋根保護部材６と同様の材料によって形成される板状の部材であり、水平に位置する天面及び底面と、これらと略垂直に交わる４つの側面から形成されている。ここで、屋根保護部材６７の天面及び底面は、本体部材６６の底面と略同形となっている。そして、屋根保護部材６７には、屋根保護部材の天面と本体部材６６の底面を重ねあわせたときに本体部材６６の取付け孔６９に対応する位置に、貫通孔（図示せず）が設けられている。この貫通孔の開口面積は、本体部材６６の取付け孔６９の開口面積と等しい、若しくは大きくなっている。
【００７２】
位置決め部材６３は断面略Ｃ字状で延びる部材であり、それぞれ長方形板状の天板部６３ａ、２つの側板部６３ｂ，２つの底板部６３ｃ（片側については作図の都合上図示を省略する）から形成されている。ここで、２つの側板部６３ｂは天板部６３ａの短手方向両端部からそれぞれ略垂直に垂下されている。加えて、２つの底板部６３ｃは、それぞれ２つの側板部６３ｂの垂下先端から互いに近付く方向へ突出している。このとき、２つの底板部６３ｃはそれぞれ側板部６３ｂに対して略垂直に突出しており、その突出方向の先端部分は離隔している。つまり、２つの底板部６３ｃの突出方向の先端部分は、空間を挟んで対向する位置にある。
【００７３】
固定具６４は、略正方形板状の部材であり、その底面には２つの係合溝７０が形成されている。２つの係合溝７０はそれぞれ固定具６４の短手方向の両端部分に位置しており、断面長方形状であって、固定具６４の長手方向に沿って延びている。
【００７４】
次にこの取付け具６１の組み立て構造について図１５を参照しつつ詳細に説明する。
位置決め部材６３の天板部６３ａ，２つの側板部６３ｂ，２つの底板部６３ｃによって囲まれて形成される空間は、本体部材６６に形成された突起部６６ｂの突出方向の先端部分を挿入可能となっている。そして位置決め部材６３は、位置決め部材６３を本体部材６６に嵌め込んだ状態（本体部材６６の突起部６６ｂの先端部分が位置決め部材６３内部側に位置した状態）で、突起部６６ｂの延び方向に沿って移動可能となっている。なお、位置決め部材６３を本体部材６６に嵌め込んだ状態においては、位置決め部材６３は本体部材６６に対して突起部６６ｂの延び方向（本体部材６６の長手方向）にのみ相対的に移動可能となっている。このとき、他の方向への移動は、位置決め部材６３の天板部６３ａ，側板部６３ｂ，底板部６３ｃの内側の面と本体部材６６の突起部６６ｂが当接することにより、阻止される。
【００７５】
ここで、位置決め部材６３の片側の側板部６３ｂには、位置固定用ボルト７２が一体に取付けられている。位置決め部材６３の内部側に本体部材６６の突起部６６ｂが位置した状態において、この位置固定用ボルト７２を締めつけることにより、位置決め部材６３が本体部材６６に固定される。即ち、位置固定用ボルト７２が本体部材６６を押圧することによって、位置決め部材６３の内側の面が本体部材６６と密着し、位置決め部材６３が本体部材６６に対して相対的に移動できなくなる。
【００７６】
また、位置決め部材６３の天面には固定具６４が載置されている。このとき、作図の都合上図示を省略するが、位置決め部材６３には天板部６３ａに外部と内側部分とを連続する貫通孔が形成されており、また、固定具６４にも天面から底面を貫通する貫通孔が形成されている。そしてこれらの位置決め部材の貫通孔及び固定具６４の貫通孔を押圧用ボルト７３が連通している状態となっている。また押圧用ボルト７３は、固定具６４の天面側で押圧用ナット７４と螺合している。
このことにより、押圧用ナット７４を締めつけると、押圧用ナット７４に押圧された固定具６４が位置決め部材６３に密着する。また、押圧用ナット７４を緩めると、位置決め部材６３に対して固定具６４が天地方向に相対的に移動可能となる。
【００７７】
次に、この取付け具６１による太陽電池モジュールの取付けについて説明する。
太陽電池モジュール２０の設置に先立って、屋根構造１８上に載置する。即ち、完成された屋根構造であるところの屋根構造１８のスレート瓦１７上に取付け具６１を取付ける。詳細には、まず、取付け具６１の「設置予定位置」に取付け具６１を配置する。このとき、屋根の梁間方向（桁行方向に対して垂直な方向であり、図１５，図１６におけるＸ方向）にレール部材６２の両端部が向くように配置する。
なお「設置予定位置」とは、図１６に示される様に、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に設置した際に、太陽電池モジュール２０の屋根の傾斜方向（図１６におけるＸ方向）の両端部が位置する場所である。
【００７８】
このとき、本体部材６６の取付け孔６９及び屋根保護部材６７の貫通孔（図示せず）には封止材１５が配されている。その状態で、本体部材６６の取付け孔６９、屋根保護部材６７の貫通孔（図示せず）、スレート瓦１７を締結要素２２によって貫通し、締結要素２２の少なくとも先端部分と屋根下地２４とを係合させる。このとき、締結要素２２を挿通することによる封止材１５の配置位置の変化については、上述の取付け具１の場合と同じであるため、同様の説明を省略する。
【００７９】
そして、取付け具６１が屋根構造１８と一体に取付けられた状態において、取付け具６１によって太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。
具体的には、位置決め部材６３をレール部材６２に対して相対的に移動させて適宜な位置に配置する。その状態で、位置固定用ボルト７２を締めつけることにより、位置決め部材６３をレール部材６２に固定する。また、押圧用ナット７４を緩め、固定具６４を位置決め部材６３に対して天地方向へ相対的に移動可能な状態にする。
【００８０】
固定具６４を持ち上げ、固定具６４と位置決め部材６３との間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を設置する。そして、固定具６４を下側へ移動させて、固定部６４の係合溝７０にリブ３９を嵌め込んだ状態で、押圧用ナット７４を締めることにより、フレーム３５のリブ３９及び溝４０を固定具６４で上側から押圧する。つまり、位置決め部材６３と固定具６４で太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込み、取付け具６１に太陽電池モジュール２０を固定する。
【００８１】
そして、屋根構造１８上の各所で固定具６４と太陽電池モジュール２０とを固定することにより、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。
【００８２】
即ち、本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、屋根部材又は屋根下地に接触する部分を有し、当該接触する部分に内部に封止材を有する貫通孔が設けられていればよい。
【符号の説明】
【００８３】
１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６ 屋根保護材
１２ 取付け孔
１３ 取付け孔（貫通孔）
１５ 封止材
１７ スレート瓦（屋根部材）
１８ 屋根構造（基礎屋根構造）
２２ 締結要素
２４ 屋根下地
５１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６７ 屋根保護材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを屋根構造上に載置するための取付け具、太陽電池モジュールを屋根に取付ける取付け方法、太陽電池モジュールを取付けた屋根構造に関するものであり、より詳細には、雨漏りの発生を防止可能な太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法、並びに屋根構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと端子その他の付属品を一体化したものであり、太陽光を受けて電力を発生させることができる。
近年、このような太陽電池モジュールを一般家庭の屋根に敷き詰めて設置し、家庭で使用する電力を太陽電池モジュールが発生する電力で賄う太陽光発電システムを採用する家庭が増加しつつある。
【０００３】
ここで太陽電池モジュールを一般家庭の屋根に設置する方策として代表的なものに、以下の２つの方策が挙げられる。まず第１の方策は、太陽電池モジュール自体に瓦（屋根部材）の機能を持たせ、屋根下地に敷設した瓦と太陽電池モジュールを置換する方策である。そして第２の方策は、スレート瓦等が敷設された屋根の上にさらに太陽電池モジュールを設置する方策である。
【０００４】
第２の方策を具体的に説明すると、公知のスレート屋根や金属板による屋根等の屋根上に取付け金具を設け、当該取付け金具を介して太陽電池モジュールを取付けるものである。具体的には、まず木材その他の材料で屋根の傾斜形状を作り、その上に板張りをすると共に防水シートを設置する等によって屋根下地構造を作り、その上にスレート瓦や金属板等の屋根部材を平面的に並べる。こうして完成した基礎屋根構造に対して屋根部材にドリルで孔を開け、屋根部材及び防水シートにネジ又はクギ等を貫通して下地の板張りに打ち込み、取付け金具を固定する。そして取付け金具に太陽電池モジュールをネジ止めすることにより屋根上に太陽電池モジュールを設置する。
【０００５】
しかしながらこのように太陽電池モジュールを設置すると、屋根部材にドリルで孔を開けてしまうことにより、屋根部材だけでなく屋根下地の防水シートまでにも孔が開いてしまう。また場合によっては、下地の板にまで貫通孔が開いてしまう可能性がある。そしてこれらの孔から雨水や雪溶け水といった屋根上の水が侵入してしまうことにより、雨漏りや部材の腐食等の問題が発生してしまう虞がある。
【０００６】
そこでこのような雨漏りを防ぐ技術として、例えば、特許文献１に開示されている設置装置が知られている。特許文献１に開示されている設置装置は、金属板の一部を挟持することで屋根上に固定される止め具を有し、止め具によって支持部材を屋根上に固定し、その支持部材で太陽電池モジュールを屋根上に支持するものである。即ち特許文献１に開示されている設置装置は、金属板の一部を挟持して止め具を屋根上に固定するので、屋根部材にネジ又はクギ等を挿通するための貫通孔を設けなくてよい。そのため貫通孔からの水の侵入が発生せず、雨漏り等の問題を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５７３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に開示されている設置装置では、屋根部材の一部を挟み込んで止め具を固定するという構造上、クギやネジ等を下地の板張りに打ち込んで止め具を固定する場合に比べて、固定する力が脆弱になってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、クギやネジ等を下地の板張りに打ち込んで止め具を固定しても雨漏りや部材の腐食等の問題が発生しない太陽電池モジュールの取付け具及び太陽電池モジュールの取付け方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具であり、締結要素を挿通可能な取付け孔が複数設けられており、取付け孔に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、前記取付け孔に粘性を有する封止材が配されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１１】
ここで締結要素とは、ネジやクギ等の上位概念である。
本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、複数の取付け孔に締結要素を挿通して取付けるため、屋根に対する強固な取付けが可能となっている。また、本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、取付け孔内に粘性を有する封止材が配されているため、締結要素を取付け孔に挿通する際に、屋根部材に形成された貫通孔に粘性を有する封止材が押し込まれる。つまり、太陽電池モジュールの取付け具から押し出された封止材が屋根部材の貫通孔を隙間なく塞ぐ。このことにより、太陽電池モジュールの取付け具の外側表面側から屋根部材側への水の進入や、屋根部材より屋根下地側への水の侵入を阻止することができる。そのため、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題を確実に阻止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記取付け孔の開口が形成される面に屋根保護材が取付けられており、当該屋根保護材は複数の貫通孔を有しており、前記取付け孔の開口と前記貫通孔の開口が重なりあう状態で配されるとともに、前記封止材が前記貫通孔に配されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１３】
かかる構成によると、太陽電池モジュールの取付け具と屋根部材又は屋根下地との間に屋根保護材を設けることができるので、太陽電池モジュールの取付け具を屋根上に取付ける際に屋根部材や屋根下地が傷つけられることが無い。そのことにより、屋根部材や屋根下地が傷つけられた部分から劣化し、劣化した部分から雨水等の水が侵入するという問題を阻止できる。
さらに、取付け孔と連なる位置に屋根保護材の貫通孔が配されているため、封止材を取付け孔のみならず、貫通孔にも配することができる。つまり、屋根保護材を設けない場合に比べて、より多くの封止材を配することができる。
これらのことから、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題をより確実に阻止できる。
なお、上記した「屋根保護材の貫通孔」は孔状のものに限らず、例えば屋根保護材を貫通する切れ目等であってもよい。しかしながら、貫通孔にするとより多くの封止材を配することができるため望ましい。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記封止材は前記取付け孔の開口と貫通孔の開口の少なくともいずれかからはみ出した状態でこれらを密栓することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１５】
封止材は粘度が高い又は表面張力の強い封止材を採用する等により、取付け孔や貫通孔の開口から溢れた状態で配されることが望ましい。また、取付け孔や貫通孔を密栓するように配されることが望ましい。このようにすると、より多量な封止材を配することができるため、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題をより確実に阻止できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記封止材は合成樹脂材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１７】
本発明の太陽電池モジュールの取付け具に使用される封止材は、合成樹脂材であることが望ましい。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記屋根保護材は弾性圧縮可能であり、圧縮状態で止水性を有するものであって、取付け時に屋根部材に接触することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具である。
【００１９】
かかる構成によると、雨漏りや屋根下地側への水の侵入をより確実に阻止できる。具体的に説明すると、太陽電池モジュールの取付け具と屋根部材との間に位置する屋根保護材は、太陽電池モジュールの取付け具を屋根部材上に取付けたとき、太陽電池モジュールの取付け具によって屋根部材側へ押圧されて圧縮された状態になる。ここで、本発明の屋根保護材は圧縮された状態において止水性を有するため、屋根保護材と屋根部材との間に水が浸入しない。したがって、屋根保護材の縁部分より内側に位置する貫通孔に水が到達するということがなく、雨漏りや屋根下地側への水の侵入をより確実に阻止できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュール取付け具を使用して複数の屋根部材が載置された基礎屋根構造を有する建屋に太陽電池モジュールを取付ける取付け方法であって、封止材が配された前記取付け孔に締結要素を挿通し、屋根部材に形成された孔へ、締結要素によって封止材を押し出す工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの取付け方法である。
【００２１】
本発明の太陽電池モジュールの取付け方法では、太陽電池モジュールの取付け具の取付け孔から押し出された封止材が屋根部材に形成された孔に流入し、屋根部材に形成された孔を密栓するため、雨漏りや部材の腐食等の問題を確実に防ぐことができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、予め屋根部材に形成された孔へ棒状の締結要素を挿通する工程を有するものであって、前記予め屋根部材に形成された孔の径が締結要素の径より１．５乃至３ｍｍ大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの取付け方法である。
【００２３】
かかる構成によると、締結要素を固定する際、粘着性と高い止水性を有する封止材が、締結要素によって事前に屋根部材に形成した貫通孔へと押し込まれるとき、締結要素と屋根部材に形成された孔の内周面との間に十分な隙間があり、十分な量の封止材を貫通孔に押し込むことができる。さらに、屋根部材に形成された孔の径に対して締結要素の径が十分に大きいので、屋根部材に形成された孔に挿通した締結要素が孔の内側でぐらつくといった不具合を防止できる。
したがって、屋根部材に形成された孔をより確実に液密に封止できるため、雨漏りや屋根下地側への水の進入をより確実に阻止できる。加えて、太陽電池モジュールの取付け具を強固に取付けることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、複数の屋根部材が屋根下地上に列状及び複数段状に並べられて平面的な広がりをもって載置された基礎屋根構造を有し、前記基礎屋根構造上に請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具が載置されており、屋根部材に形成された孔に締結要素によって前記取付け孔側から押し込まれた封止材が配されており、前記太陽電池モジュールの取付け具を介して、複数の太陽電池モジュールが基礎屋根構造に取付けられていることを特徴とする屋根構造である。
【００２５】
本発明の屋根構造では、太陽電池モジュールの取付け具の取付け孔側から締結要素によって押し込まれた封止材が、屋根部材に形成された孔に流し込まれた状態で太陽電池モジュールの取付け具が取付けられている。そのため、屋根部材に形成された孔を封止材が密栓するため、雨漏りや部材の腐食等の問題を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、太陽電池モジュールの取付け具をネジやクギ等の締結要素によって屋根上に固定しても、雨漏りや屋根下地側への水の侵入による部材の腐食といった問題が発生しないという効果がある。そのため、太陽電池モジュールの取付け具を屋根上に強力に固着できると共に、防水性の高い太陽電池モジュールの取付けが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの取付け具を示す斜視図である。
【図２】図１の取付け具のレール部材を示す斜視図である。
【図３】図２のレール部材をＡ方向から見た平面図である。
【図４】図２のレール部材の分解斜視図である。
【図５】図１の取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図６】図７の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図７】図１の取付け具を屋根構造上に取付ける際の様子を示す断面図であり、（ａ）は取付ける前の状態を示し、（ｂ）は取付けた後の状態を示す。
【図８】図６の太陽電池モジュールのＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図９】図８のＡ部分を拡大した部分拡大図である。
【図１０】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図１１】図１とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を示す斜視図である。
【図１２】図１，図１１とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１２の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１３の屋根構造及び太陽電池モジュール並びに取付けに関する部材等のＢ―Ｂ線部分拡大断面図である。
【図１５】図１，図１１，図１２とは別の本発明の太陽電池モジュールの取付け具を屋根構造上に配置した様子を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１５の屋根構造に太陽電池モジュールを取付けていく様子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】図１６の屋根構造及び太陽電池モジュール並びに取付けに関する部材等をＢ―Ｂ線でその一部を破断した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００２９】
本実施形態の取付け具１（太陽電池モジュールの取付け具）は、図１に示されるように、レール部材２と固定具３とを備えて成るものである。
【００３０】
レール部材２は、図２に示されるように本体部材５と屋根保護材６から形成されている。
【００３１】
本体部材５は、断面倒Ｃ字状をした長尺状の部材である。具体的には、底板部８，２つの側壁部９（９ａ，９ｂ），２つの載置部１０（１０ａ，１０ｂ）から形成されるものである。
【００３２】
底板部８は細長い平板状の部分であり、図２，３に示されるように、４つの取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が列状に並んで設けられている。そして、取付け孔１２は夫々底板部８を上面から下面へ貫通する孔であり、その開口面積はそれぞれ等しくなっている。
【００３３】
側壁部９（９ａ，９ｂ）は、底板部８の短手方向（図２におけるＸ方向）両端部にそれぞれ立設されるものであり、どちらも鉛直方向（図２におけるＹ方向）上側へ向かって略垂直に突出している。つまり、２つの側壁部９（９ａ，９ｂ）は対向する位置に設けられている。
【００３４】
載置部１０（１０ａ，１０ｂ）は、側壁部９（９ａ，９ｂ）の各最頂部にそれぞれ設けられており、底板部８の短手方向（図２におけるＸ方向）と略平行であって互いに近づく方向へ突出している。
【００３５】
屋根保護材６はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）発泡体等の適宜な衝撃吸収性が高く、止水性の高い材料によって形成される直方体状の部材である。なお、本実施形態の屋根保護材６は、元の体積の半分まで圧縮した状態においても高い止水性を発揮する。そして、図２，４に示されるように、この屋根保護材６の長手方向（図２，４におけるＺ方向）の長さ及び短手方向（図２，４におけるＸ方向）の長さは、前記した本体部材５の底板部８のそれと略同一となっている。さらに屋根保護材６には、屋根保護材６の上面と底板部８の下面とを重ね合わせた際に、底板部８の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）に対応する位置に、取付け孔（貫通孔）１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）が設けられている。この取付け孔１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）は、屋根保護材６を上面から下面へ貫通する孔であり、その開口面積は底板部８の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の開口面積と等しい、若しくは大きくなっている。
【００３６】
ここで、図２，３に示されるように、本体部材５の取付け孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）と屋根保護材６の取付け孔１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）には、パテ状の封止材１５がコーキングガン等の適宜な手段によって隙間なく注入されている。
【００３７】
封止材１５は粘性十分であり、パテ状又はコーキング材状であって、ブチルゴム、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等、粘着性と高い止水性を有する樹脂が用いられる。つまりこの封止材１５には、ねばねばした触感を有するもの、半固体状のもの、極めて粘度の高い液体状のもの等が好適に使用される。
【００３８】
固定具３は、図１に示されるように、押圧用ボルト２９，上板部材３０，下板部材３１押圧用ナット３２から形成されている。
【００３９】
押圧用ボルト２９は公知の六角ボルトであり、押圧用ナット３２と一対となっている。
【００４０】
上板部材３０は外形が長方形平板状の部材であり、その底面には長手方向の両端部近傍にそれぞれ係合溝３３が設けられている。そして係合溝３３は、断面長方形で上板部材３０の短手方向と平行な方向へ延びている。またその中心部分には、上面から下面へ貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００４１】
下板部材３１は外形が長方形平板状の部材であり、その長手方向の長さは、前述したレール部材２の本体部材５における底板部８の短手方向の長さと略同等である。より詳細には、底板部８の短手方向の長さから側壁部９の幅を２倍した長さを引いた長さＬ１（図１）と略同等である。加えて、下板部材３１はその中心部分に上面から下面へ貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００４２】
次に本実施形態の取付け具１の組み立て構造について、図１を参照しながら説明する。
【００４３】
レール部材２の底板部８の上側（図１におけるＹ方向上側）には下板部材３１が配されており、レール部材２の載置部１０の上側には上板部材３０が配されている。そして、上板部材３０と下板部材３１はその中心部分が重なるように配置されており、前記した上板部材３０の貫通孔と下板部材３１の貫通孔はその中心軸が同じ位置になっている。そして、押圧用ボルト２９が頭部（図示せず）を下側（図１におけるＹ方向下側）に配した状態で下板部材３１の貫通孔と上板部材３０の貫通孔を連通し、押圧用ナット３２の雌ネジ孔と上板部材３０上側で螺合している。つまり、押圧用ボルト２９の頭部（図示せず）の上側に下板部材３１が位置しており、下板部材３１の上側に上板部材３０が位置しており、上板部材３０の上側に押圧用ナット３２が位置している。
【００４４】
このため本実施形態の取付け具１は、押圧用ナット３２を緩めることで固定具３をレール部材２に対して相対的に上方向（図１におけるＹ方向上側）へ持ち上げる事ができる状態になる。
詳細に説明すると、押圧用ナット３２を緩めると押圧用ボルト２９の頭部と押圧用ナット３２との間隔が広がる。その状態で上板部材３０を押圧用ナット３２に当接するまで上側へ持ち上げることにより、上板部材３０と下板部材３１の間隔を広げることができる。ここで、固定具３は下板部材３１の上面がレール部材２の載置部１０の裏面に当接するまで持ち上げる事が出来るため、上板部材３０と下板部材３１の間隔が広がる程、固定具３のレール部材２に対して相対的に上方向へ移動することができる距離も大きくなる。
【００４５】
また、本実施形態の取付け具１は、押圧用ナット３２を締めることで、固定具３をレール部材２に固定することができる。
詳細に説明すると、押圧用ナット３２を締めると押圧用ボルト２９の頭部と押圧用ナット３２との間隔が狭まる。したがって、上板部材３０をレール部材１０の載置部１０に載せた状態で押圧用ナット３２を締め続けると、押圧用ボルト２９の頭部が押圧用ナット３２に近づいていくにつれて、押圧用ボルト２９の頭部に押された下板部材３１も押圧用ナット３２に近づいていく。そして、ついには下板部材３１上面が載置部１０の裏面に接触する。この状態で、さらに押圧用ボルト２９を締めると、上板部材３０は上方向（図１におけるＹ方向上側）からレール部材２に押圧し、下板部材３１は下方向（図１におけるＹ方向下側）からレール部材２を押圧する。つまり、レール部材２を固定具３の上板部材３０と下板部材３１で挟み込むことにより、固定具３はレール部材２に固定される。
【００４６】
次に、本実施形態の取付け具１による太陽電池モジュールの取付け方法について説明する。なお、図５のような屋根下地にスレート瓦１７（屋根部材）を敷設した公知の屋根構造１８（基礎屋根構造）に対して太陽電池モジュール２０（図６）を取付ける場合について説明するが、本実施形態の取付け具１を取付ける屋根構造がこれに限るものでないことは当然である。
【００４７】
第１の工程として、図５に示されるように、太陽電池モジュール２０の設置に先立って屋根構造１８上に取付け具１を取付ける。即ち、完成された屋根構造であるところの屋根構造１８のスレート瓦１７上に取付け具１を取付ける。詳細には、まず、取付け具１の「設置予定位置」に取付け具１を配置する。このとき、屋根の傾斜方向に直交する方向（図５，６におけるＹ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置する。
なお「設置予定位置」とは、図６に示される様に、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に設置した際に、太陽電池モジュール２０の屋根の傾斜方向（図６におけるＸ方向）の両端部が位置する場所である。
【００４８】
次に配置した取付け具１をスレート瓦１７上に取付ける。具体的には、図７に示されるように、木ネジ又はクギ等の締結要素２２を本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６に挿通する。そして、スレート瓦１７の下孔２６に挿通した締結要素２２をさらにねじ込む（押し込む）ことによってスレート瓦１７の下部にある防水シート２３を締結要素２２が貫通する。そしてさらに、防水シート２３を貫通した締結要素２２をさらに屋根下地２４側へ押圧する（ねじ込む、押し込む）ことによって、屋根下地２４に係止穴２７が形成される。このとき、締結要素２２の先端側の部分と係止穴２７とが係合することにより、取付け具１がスレート瓦１７及び屋根下地２４に対して固定される。換言すると、レール部材２とスレート瓦１７とが屋根下地２４に締結要素２２を介して一体に取付けられる。
ところで、このように締結要素２２を挿通する前に、スレート瓦１７に下孔２６を予め形成しておく。なお、スレート瓦１７に下孔２６を設ける際、防水シート２３及び屋根下地２４には穴を開けないものとする。このスレート瓦１７に形成する下孔２６の径は、締結要素２２の各孔と係合する部分（例えばねじ山部分）の径（以下締結要素２２の径とする）より１．５ｍｍ乃至３ｍｍだけ大きくなっている。
なお、締結要素２２を屋根下地２４と係合させる際には、電動クギ打ち機等の適宜な手段により、押し込む、ねじ込むといった適宜な動作を行うことで係合することができる。
【００４９】
このとき本実施形態では、スレート瓦１７に予め下孔２６を形成するときに防水シート２３及び屋根下地に穴を空けず、締結要素２２を屋根下地２４に係合させるときに締結要素２２によって防水シート２３及び屋根下地に孔（穴）を形成している。このことにより、防水シート２３に形成される孔の径を締結要素２２の径とほぼ同じとすることができる。即ち、防水シート２３に形成される孔の内周と締結要素２２との間の隙間を無くす、又は略無くすことができる。そのため、防水シート２３の機能を損なうことが無い、又は殆ど損なうことがない。
【００５０】
またこのとき、取付け具１をスレート瓦１７上に取付けると、本体部材５に押圧されて屋根保護材６が圧縮される。ここで本実施形態の屋根保護材６は、圧縮した状態においても高い止水性を有するため、スレート瓦１７と屋根保護材６の間への雨水等の水の浸入を阻止又は抑制できる。換言すると、取付け具１の４周から内側への水の浸入を防止又は抑制できる。そのため、雨水等の水が本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６の位置まで到達しない、又はわずかしか到達しない。
【００５１】
さらにこのとき、本体部材５と屋根保護材６の取付け孔１２，１３の少なくともいずれかには封止材１５が充填されている。図７に示されるように、本体部材５又は屋根保護材６の取付け孔１２，１３に封止材１５が充填された状態において、締結要素２２が本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３、スレート瓦１７の下孔２６の順に貫通することにより、スレート瓦１７の下孔２６に封止材１５を押し込むことができる。即ち、締結要素２２によって取付け孔１２（及び／又は取付け孔１３）より押し出された封止材１５が、締結要素２２が屋根下地２４側へ向かって進むと共に、締結要素２２によってスレート瓦１７の下孔２６内に押し込まれて、当該下孔２６が液密に封止される。
また締結要素２２をねじ込んだ場合、締結要素２２の周囲に封止材１５が巻きつき、締結要素２２が屋根下地２４側へ向かって進むことによって、締結要素２２と共に封止材１５もまた屋根下地２４側へ向かって進む。つまり、締結要素２２によってスレート瓦１７の下孔２６に封止材１５が運ばれる。さらに、締結要素２２を押し込んだ場合と同様に、締結要素２２をねじ込んだ場合においても締結要素２２に押された封止材１５がスレート瓦１７の下孔２６に押し込まれる。
【００５２】
つまり、本実施形態の封止材１５は、本体部材５と屋根保護材６の取付け孔１２，１３の少なくともいずれかに予め配され、締結要素２２に巻きついて運ばれたり、締結要素２２に押し出されたりすることによってスレート瓦の下孔２６、屋根保護材６とスレート瓦１７との間、スレート瓦１７と屋根下地２４の間といった適宜な場所に配される。換言すると、本実施形態の封止材１５は締結要素２２によって運ばれたり、締結要素２２によって押されたりすることによって広範囲に広がっていき、適宜な位置に配される。
【００５３】
またこのとき、上記したように、スレート瓦１７に形成した下孔２６の径が締結要素２２の径より１．５ｍｍから３ｍｍ大きくなっている。このことにより、十分且つ適量の封止材１５をスレート瓦１７の下孔２６（及びその周辺）に配置可能であると共に、レール部材２等とスレート瓦１７とを強固に取付けることが容易となる。
【００５４】
詳説すると、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より小さい場合、締結要素２２がスレート瓦１７を貫通するためには、締結要素２２を下孔２６にねじ込む（押し込む）等によって下孔２６を押し広げる必要がある。また、スレート瓦１７に下孔が形成されていない場合、締結要素２２がスレート瓦１７を貫通するためには、締結要素２２をねじ込む等によってスレート瓦１７に貫通孔を穿設する必要がある。即ち、これらの場合、締結要素２２がスレート瓦１７に接触した後に下孔２６の径を広げる、又は貫通孔を形成する。したがって、外部側から押圧された締結要素２２がスレート瓦１７に接近していき、締結要素２２の先端部分がスレート瓦１７に最初に接触するまでの間、スレート瓦１７の外部側表面には十分な大きさの開口を有する下孔２６がない、又は、貫通孔そのものがない状態となっている。このような状態では、締結要素２２のスレート瓦１７への接近に伴って押し出された封止材１５を、下孔２６又は貫通孔内に十分な量だけ流し込むことが困難になる。したがって、スレート瓦１７の下孔２６の径は締結要素２２の径より大きいことが望ましい。
【００５５】
しかしながら、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、締結要素２２を下孔２６に挿通したときに締結要素２２がぐらついてしまうという問題がある。具体的に説明すると、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、締結要素２２を下孔２６に挿通したとき、締結要素２２が下孔２６内を挿通方向と交わる方向に大きく移動可能となってしまう。そのため、本体部材５，屋根保護部材６，スレート瓦１７を貫通した締結要素２２を屋根下地２４に係合させたとき、風等の何らか外力が加わることよって締結要素２２が下孔２６内を移動してしまうと、本体部材５及び屋根保護部材６がガタついてしまうおそれがある。
またさらに、スレート瓦１７の下孔２６の径が締結要素２２の径より大き過ぎる場合、この下孔２６と締結要素２２の間に水が浸入し易くなるため、下孔２６を液密に封止することが困難になってしまう。
したがって、本体部材５及び屋根保護材６を強固に取付けつつ、雨水等の液体のスレート瓦１７側から屋根下地２４側への進入を防ぐという観点から、スレート瓦１７に形成した下孔２６の径が締結要素２２の径より１．５ｍｍから３ｍｍ大きくなっていることが好ましいといえる。
【００５６】
このように、本実施形態によると十分な量の封止材１５が確実に適宜な場所に配される。さらに、本実施形態によるとスレート瓦１７の下孔２６が確実に液密に封止されると共に、締結要素２２がスレート瓦１７と強固に係合する。
したがって、本実施形態によるとスレート瓦１７側から屋根下地２４側へ雨水や雪溶け水等の屋根上の水が流れ込むことを防止でき、雨漏り等の問題を防ぐことができる。加えて、レール部材２等を安定した状態でスレート瓦１７に取付けることができる。
【００５７】
そして第２の工程として、図６に示されるように、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に載置し、取付け具１によって固定する。以下詳細に説明する。
【００５８】
本実施形態で取付ける太陽電池モジュール２０は、図８で示されるように、その短手方向両端にフレーム３５を取付けて形成されるものである。なおこのフレーム３５は、図９で示されるように、上側（図９における上側）に太陽電池パネルを挟み込むための挟持部３６が形成されており、断面コ字状の挟持部３６から下側へ向かって壁部３７が突出した状態で設けられている。さらに、フレーム３５は壁部３７の下側に壁部３７と垂直に交わる平板状の足板部３８を備えている。足板部３８にはその短手方向両端部に上側へ向かって突出するリブ３９が形成されており、リブ３９と壁部３７との間に底の浅い溝４０が形成されている。そして、図１０で示されるように、この溝４０を利用して太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定するものである。
【００５９】
具体的には固定具３の押圧用ナット３２を緩めることにより、固定具３（上板部材３０）をレール部材２に対して上方向（図１におけるＹ方向上側）へ移動可能な状態にする。そして上板部材３０を持ち上げ、レール部材２と上板部材３０との間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を設置する。そして、上板部材３０を下側へ移動させて、上板部材３０の係合溝３３にリブ３９を嵌め込んだ状態で、押圧用ナット３２を締めることにより、フレーム３５のリブ３９及び溝４０を上板部材３０で上側から押圧する。つまり、レール部材２と上板部材３０で太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込み、レール部材２に太陽電池モジュール２０を固定する。
【００６０】
この工程を繰り返し、全ての太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定することで、取付け作業が完了する。
【００６１】
上記した実施形態では、レール部材２の底板部８が２つの載置部１０の幅の合計より大きな幅を有し、幅と直交する方向に細長く延びている。そして、この底板部８の下面全面に亘って板状の屋根保護材６が取り付けられており、屋根保護材６の底面部分の全面がスレート瓦１７と接触している。即ち、屋根保護部材６は長方形長板の全面という比較的広い面積でスレート瓦１７と面接触している。換言すると、一体に取付けられた本体部材５及び屋根保護部材６は、広範囲に亘る広がりを有する面でスレート瓦１７と面接触している。
さらに、上記した実施形態では、複数の締結要素２２を所定の間隔をおいて列状に配することによって、レール部材２をスレート瓦１７及び屋根下地２４（以下スレート瓦１７等とする）に一体に取付けている。つまり、レール部材２は、長手方向に沿って所定の間隔をおいた複数の箇所をスレート瓦１７等に対して固定することにより、スレート瓦１７等に一体に取付けられている。
このように、レール部材２とスレート瓦１７等を広い面積で面接触させると共に、長い直方体状のレール部材２を長手方向に沿って所定の間隔をおいた複数の箇所でスレート瓦１７等に固定することにより、レール部材２をスレート瓦１７に対して強固且つ安定した状態で取付けることができる。
【００６２】
以下で、本発明の太陽電池モジュールの取付け具について、上記した実施形態とは異なる実施形態について説明するが、上記した実施形態と同様な構造については同様の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
上記した実施形態では、本体部材５の取付け孔１２、屋根保護材６の取付け孔１３の内部に封止材１５を配したが、封止材１５の配置はこれに限るものではない。例えば、粘度が高い又は表面張力の高い封止材を採用し、取付け孔の内部を封止材で密閉するとともに、取付け孔の開口から封止材が溢れるように配置してもよい。このように配置すると、より多量の封止材１５を本体部材５や屋根保護材６の取付け孔１２，１３の周辺に配置でき、より確実に屋根部材（スレート瓦１７）の下孔２６等を封止材で密栓できる。
【００６４】
上記した実施形態では、屋根部材（スレート瓦１７）に取付けるレール部材２と、太陽電池モジュール２０を固定するための固定具３とが別途設けられている取付け具について説明したが、本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。例えば、図１１に示すように、屋根部材に取付ける固定部４３，４４と、太陽電池モジュールを載置する載置部４５，４６が一体となった取付け具４２の取付け孔４７に封止材１５を配してもよい。
【００６５】
また本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、太陽電池モジュール自体に瓦（屋根部材）の機能を持たせたものの一部であってもよい。即ち、そのような太陽電池モジュールの取付け孔に封止材を配する構成であってもよい。このような構成によると、締結要素を取付け孔に挿入した際に、封止材が屋根下地の取付け孔に流れ込むことで屋根下地の取付け孔を密栓する。
【００６６】
上記した実施形態では、図５で示されるように、桁行方向（屋根の傾斜方向に直交する方向であり、図５におけるＹ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置し、固定具３が桁行方向に沿って可動するものであったが、本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。
本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、例えば、図１２乃至図１４で示されるように、梁間方向（桁行方向に対して垂直な方向であり、図５，図１２におけるＸ方向）にレール部材２の両端部が向くように配置し、固定具３が梁間方向に沿って可動する取付け具５１であってもよい。このとき、上板部材３０の底面には、断面長方形で上板部材３０の長手方向と平行に延びる係合溝５３が２つ設けられており、これらは上板部材３０の底面の短手方向の両端部分にそれぞれ位置している。そして、係合溝５３の延び方向はレール部材２の長手方向と直交している。
【００６７】
この取付け具５１による太陽電池モジュール２０の取付け方法について説明する。太陽電池モジュール２０を取付けるとき、上板部材３０とレール部材２の間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込む。このとき、フレーム３５の足板部３８に形成されたリブ３９を上板部材３０の係合溝５３に嵌め込んだ状態とする。そして、上板部材３０でフレーム３５の足板部３８を押圧することにより、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。なお、この取付け具５１においても、上記した実施形態と同様に、上板部材３０が梁間方向の上下に位置する太陽電池モジュール２０のそれぞれのフレーム３５を同時に押圧可能となっている。つまり、取付け具５１は、その長手方向の両側に位置する太陽電池モジュール２０を屋根構造１８に固定可能となっている。
【００６８】
またさらに、上記した実施形態では、断面略Ｃ字状で延びるレール部材２であったが本発明の太陽電池モジュールの取付け具はこれに限るものではない。レール部材及び固定具の形状は適宜変更してよい。例えば、外形略角柱状のような適宜な形状の基台に対して溝や切り欠きを設ける構成でもよく、板状の材料を折り曲げ加工して基台を形成する構成でもよく、平板状の基台から外側へ突出する突起を設ける構成であってもよい。そして固定具は、基台によって規定の方向にのみ移動可能であり、且つ基台に対して適宜の位置で係止可能であると共に、太陽電池モジュール又はその周辺部材を基台に固定可能であればよい。つまり本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、例えば、図１５乃至図１７で示されるような取付け具６１であってもよい。この取付け具６１について以下で詳細に説明する。
【００６９】
本実施形態の取付け具６１は、図１５で示されるように、レール部材６２，位置決め部材６３，固定具６４を備えて成るものである。
【００７０】
レール部材６２は、本体部材６６と、当該本体部材６６に一体に取付けられた屋根保護材６７から形成されている。
本体部材６６は、板状部６６ａと、当該板状部６６ａから外側へ向かって突出する突起部６６ｂから形成されている。突起部６６ｂは、板状部分６６ａの短手方向の中心近傍に形成され、断面略Ｔ字状で板状部６６ａの長手方向に延びている。また、板状部６６ａの短手方向の両端部には複数の取付け孔６９が設けられており、これら複数の取付け孔６９は、板状部６６ａの長手方向において所定の間隔をおいて列状に配されている。つまり、板状部６６ａの短手方向の両端部には、複数の取付け孔６９から形成される列がそれぞれ一列ずつ形成されている（片側については作図の都合上図示を省略する）。
【００７１】
屋根保護部材６７は、上記した実施形態の屋根保護部材６と同様の材料によって形成される板状の部材であり、水平に位置する天面及び底面と、これらと略垂直に交わる４つの側面から形成されている。ここで、屋根保護部材６７の天面及び底面は、本体部材６６の底面と略同形となっている。そして、屋根保護部材６７には、屋根保護部材の天面と本体部材６６の底面を重ねあわせたときに本体部材６６の取付け孔６９に対応する位置に、貫通孔（図示せず）が設けられている。この貫通孔の開口面積は、本体部材６６の取付け孔６９の開口面積と等しい、若しくは大きくなっている。
【００７２】
位置決め部材６３は断面略Ｃ字状で延びる部材であり、それぞれ長方形板状の天板部６３ａ、２つの側板部６３ｂ，２つの底板部６３ｃ（片側については作図の都合上図示を省略する）から形成されている。ここで、２つの側板部６３ｂは天板部６３ａの短手方向両端部からそれぞれ略垂直に垂下されている。加えて、２つの底板部６３ｃは、それぞれ２つの側板部６３ｂの垂下先端から互いに近付く方向へ突出している。このとき、２つの底板部６３ｃはそれぞれ側板部６３ｂに対して略垂直に突出しており、その突出方向の先端部分は離隔している。つまり、２つの底板部６３ｃの突出方向の先端部分は、空間を挟んで対向する位置にある。
【００７３】
固定具６４は、略正方形板状の部材であり、その底面には２つの係合溝７０が形成されている。２つの係合溝７０はそれぞれ固定具６４の短手方向の両端部分に位置しており、断面長方形状であって、固定具６４の長手方向に沿って延びている。
【００７４】
次にこの取付け具６１の組み立て構造について図１５を参照しつつ詳細に説明する。
位置決め部材６３の天板部６３ａ，２つの側板部６３ｂ，２つの底板部６３ｃによって囲まれて形成される空間は、本体部材６６に形成された突起部６６ｂの突出方向の先端部分を挿入可能となっている。そして位置決め部材６３は、位置決め部材６３を本体部材６６に嵌め込んだ状態（本体部材６６の突起部６６ｂの先端部分が位置決め部材６３内部側に位置した状態）で、突起部６６ｂの延び方向に沿って移動可能となっている。なお、位置決め部材６３を本体部材６６に嵌め込んだ状態においては、位置決め部材６３は本体部材６６に対して突起部６６ｂの延び方向（本体部材６６の長手方向）にのみ相対的に移動可能となっている。このとき、他の方向への移動は、位置決め部材６３の天板部６３ａ，側板部６３ｂ，底板部６３ｃの内側の面と本体部材６６の突起部６６ｂが当接することにより、阻止される。
【００７５】
ここで、位置決め部材６３の片側の側板部６３ｂには、位置固定用ボルト７２が一体に取付けられている。位置決め部材６３の内部側に本体部材６６の突起部６６ｂが位置した状態において、この位置固定用ボルト７２を締めつけることにより、位置決め部材６３が本体部材６６に固定される。即ち、位置固定用ボルト７２が本体部材６６を押圧することによって、位置決め部材６３の内側の面が本体部材６６と密着し、位置決め部材６３が本体部材６６に対して相対的に移動できなくなる。
【００７６】
また、位置決め部材６３の天面には固定具６４が載置されている。このとき、作図の都合上図示を省略するが、位置決め部材６３には天板部６３ａに外部と内側部分とを連続する貫通孔が形成されており、また、固定具６４にも天面から底面を貫通する貫通孔が形成されている。そしてこれらの位置決め部材の貫通孔及び固定具６４の貫通孔を押圧用ボルト７３が連通している状態となっている。また押圧用ボルト７３は、固定具６４の天面側で押圧用ナット７４と螺合している。
このことにより、押圧用ナット７４を締めつけると、押圧用ナット７４に押圧された固定具６４が位置決め部材６３に密着する。また、押圧用ナット７４を緩めると、位置決め部材６３に対して固定具６４が天地方向に相対的に移動可能となる。
【００７７】
次に、この取付け具６１による太陽電池モジュールの取付けについて説明する。
太陽電池モジュール２０の設置に先立って、屋根構造１８上に載置する。即ち、完成された屋根構造であるところの屋根構造１８のスレート瓦１７上に取付け具６１を取付ける。詳細には、まず、取付け具６１の「設置予定位置」に取付け具６１を配置する。このとき、屋根の梁間方向（桁行方向に対して垂直な方向であり、図１５，図１６におけるＸ方向）にレール部材６２の両端部が向くように配置する。
なお「設置予定位置」とは、図１６に示される様に、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に設置した際に、太陽電池モジュール２０の屋根の傾斜方向（図１６におけるＸ方向）の両端部が位置する場所である。
【００７８】
このとき、本体部材６６の取付け孔６９及び屋根保護部材６７の貫通孔（図示せず）には封止材１５が配されている。その状態で、本体部材６６の取付け孔６９、屋根保護部材６７の貫通孔（図示せず）、スレート瓦１７を締結要素２２によって貫通し、締結要素２２の少なくとも先端部分と屋根下地２４とを係合させる。このとき、締結要素２２を挿通することによる封止材１５の配置位置の変化については、上述の取付け具１の場合と同じであるため、同様の説明を省略する。
【００７９】
そして、取付け具６１が屋根構造１８と一体に取付けられた状態において、取付け具６１によって太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。
具体的には、位置決め部材６３をレール部材６２に対して相対的に移動させて適宜な位置に配置する。その状態で、位置固定用ボルト７２を締めつけることにより、位置決め部材６３をレール部材６２に固定する。また、押圧用ナット７４を緩め、固定具６４を位置決め部材６３に対して天地方向へ相対的に移動可能な状態にする。
【００８０】
固定具６４を持ち上げ、固定具６４と位置決め部材６３との間に太陽電池モジュール２０のフレーム３５を設置する。そして、固定具６４を下側へ移動させて、固定部６４の係合溝７０にリブ３９を嵌め込んだ状態で、押圧用ナット７４を締めることにより、フレーム３５のリブ３９及び溝４０を固定具６４で上側から押圧する。つまり、位置決め部材６３と固定具６４で太陽電池モジュール２０のフレーム３５を挟み込み、取付け具６１に太陽電池モジュール２０を固定する。
【００８１】
そして、屋根構造１８上の各所で固定具６４と太陽電池モジュール２０とを固定することにより、太陽電池モジュール２０を屋根構造１８上に固定する。
【００８２】
即ち、本発明の太陽電池モジュールの取付け具は、屋根部材又は屋根下地に接触する部分を有し、当該接触する部分に内部に封止材を有する貫通孔が設けられていればよい。
【符号の説明】
【００８３】
１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６ 屋根保護材
１２ 取付け孔
１３ 取付け孔（貫通孔）
１５ 封止材
１７ スレート瓦（屋根部材）
１８ 屋根構造（基礎屋根構造）
２２ 締結要素
２４ 屋根下地
５１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６１ 取付け具（太陽電池モジュールの取付け具）
６７ 屋根保護材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具であり、締結要素を挿通可能な取付け孔が複数設けられており、取付け孔に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、
前記取付け孔に粘性を有する封止材が配されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項２】
前記取付け孔の開口が形成される面に屋根保護材が取付けられており、当該屋根保護材は複数の貫通孔を有しており、前記取付け孔の開口と前記貫通孔の開口が重なりあう状態で配されるとともに、前記封止材が前記貫通孔に配されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項３】
前記封止材は前記取付け孔の開口と貫通孔の開口の少なくともいずれかからはみ出した状態でこれらを密栓することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項４】
前記封止材は合成樹脂材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項５】
前記屋根保護材は弾性圧縮可能であり、圧縮状態で止水性を有するものであって、
取付け時に屋根部材に接触することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュール取付け具を使用して複数の屋根部材が載置された基礎屋根構造を有する建屋に太陽電池モジュールを取付ける取付け方法であって、
封止材が配された前記取付け孔に締結要素を挿通し、屋根部材に形成された孔へ、締結要素によって封止材を押し出す工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの取付け方法。
【請求項７】
予め屋根部材に形成された孔へ棒状の締結要素を挿通する工程を有するものであって、前記予め屋根部材に形成された孔の径が締結要素の径より１．５乃至３ｍｍ大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの取付け方法。
【請求項８】
複数の屋根部材が屋根下地上に列状及び複数段状に並べられて平面的な広がりをもって載置された基礎屋根構造を有し、前記基礎屋根構造上に請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具が載置されており、屋根部材に形成された孔に締結要素によって前記取付け孔側から押し込まれた封止材が配されており、前記太陽電池モジュールの取付け具を介して、複数の太陽電池モジュールが基礎屋根構造に取付けられていることを特徴とする屋根構造。
【請求項１】
屋根上に太陽電池モジュールを固定するための取付け具であり、締結要素を挿通可能な取付け孔が複数設けられており、取付け孔に締結要素を挿通し屋根下地と屋根部材の少なくともいずれかに締結要素を係合させて屋根下地又は屋根部材に固定するものであって、
前記取付け孔に粘性を有する封止材が配されていることを特徴とする太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項２】
前記取付け孔の開口が形成される面に屋根保護材が取付けられており、当該屋根保護材は複数の貫通孔を有しており、前記取付け孔の開口と前記貫通孔の開口が重なりあう状態で配されるとともに、前記封止材が前記貫通孔に配されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項３】
前記封止材は前記取付け孔の開口と貫通孔の開口の少なくともいずれかからはみ出した状態でこれらを密栓することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項４】
前記封止材は合成樹脂材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項５】
前記屋根保護材は弾性圧縮可能であり、圧縮状態で止水性を有するものであって、
取付け時に屋根部材に接触することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュール取付け具を使用して複数の屋根部材が載置された基礎屋根構造を有する建屋に太陽電池モジュールを取付ける取付け方法であって、
封止材が配された前記取付け孔に締結要素を挿通し、屋根部材に形成された孔へ、締結要素によって封止材を押し出す工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの取付け方法。
【請求項７】
予め屋根部材に形成された孔へ棒状の締結要素を挿通する工程を有するものであって、前記予め屋根部材に形成された孔の径が締結要素の径より１．５乃至３ｍｍ大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの取付け方法。
【請求項８】
複数の屋根部材が屋根下地上に列状及び複数段状に並べられて平面的な広がりをもって載置された基礎屋根構造を有し、前記基礎屋根構造上に請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの取付け具が載置されており、屋根部材に形成された孔に締結要素によって前記取付け孔側から押し込まれた封止材が配されており、前記太陽電池モジュールの取付け具を介して、複数の太陽電池モジュールが基礎屋根構造に取付けられていることを特徴とする屋根構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１９３５６９（Ｐ２０１２−１９３５６９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９２６４（Ｐ２０１１−５９２６４）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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