以下、本発明の実施形態に係る建材の保持構造1について、図面を参照しながら詳細に説明する。建材は、例えば建物の外壁構造2に用いられるものである。
なお、本実施形態では、建材として太陽電池モジュール5を用いる場合について説明するが、建材として用いることができるものは太陽電池モジュール5に限られず、タイルや石材など、平板形状のものであれば適宜用いることができる。
保持構造1は、図1及び図2に示すように、外壁構造2に対して単数又は複数設けられている。
保持構造1は、太陽電池モジュール5を保持するための構造であり、平面視略四角形状の外壁パネル3(本発明の「外壁」に対応)と、太陽光により発生した電気を外壁パネル3の内側に供給する太陽電池モジュール5と、太陽電池モジュール5を外壁パネル3に保持する保持機構10と、を備える。
なお、外壁として、本実施形態ではパネル状の外壁パネル3を用いる場合について説明するが、外壁として用いることができるのは本実施形態で説明するような外壁パネル3に限られず、例えば、木造やRC建築の外壁等、種々の外壁を用いることができる。
外壁パネル3は、本実施形態では隣り合う2枚の外壁パネル3、すなわち左側に設けられる外壁パネル3Aと、右側に設けられる外壁パネル3Bを用いる。以下、外壁パネル3A及び外壁パネル3Bを区別する必要がない場合には両者を総称して外壁パネル3と記載する。
外壁パネル3A,3Bには、図1に示すように、後述する配線部材53を外壁パネル3の内側に引き込むための配線引込口3a,3bがそれぞれ形成されている。配線引込口3a,3bが形成される箇所は適宜設定され、本実施形態では外壁パネル3A、3Bの上部にそれぞれ一箇所形成されている。
太陽電池モジュール5は、外壁パネル3に沿って配置される。太陽電池モジュール5は、図3に示すように、太陽光により電気を発生するための太陽電池パネル51と、太陽電池パネル51で発電した電気をパワーコンディショナー(図略)に供給するための配線部材53と、太陽電池パネル51に配線部材53を接続するための配線接続部52と、太陽電池パネル51を接地するためのアース線56と、により構成される。
太陽電池モジュール5は、図1に示すように1枚の外壁パネル3に対して単数又は複数個設けられる。本実施形態では、外壁パネル3Aに、上下に並ぶ3枚の太陽電池モジュール5の列が水平方向に1列となるように合計3枚の太陽電池モジュール5が設けられる。また、外壁パネル3Bに、上下方向に並ぶ3枚の太陽電池モジュール5の列が水平方向に2列となるように合計6枚の太陽電池モジュール5が設けられる。以下では説明のため、外壁パネル3Aに設けられた太陽電池モジュール5を上から順に太陽電池モジュール5A,5B,5C、外壁パネル3Bの左側から1列目に設けられた太陽電池モジュール5を上から順に太陽電池モジュール5D,5E,5F、外壁パネル3Bの左側から2列目に設けられた太陽電池モジュール5を上から順に太陽電池モジュール5G,5H,5Iと呼ぶことがある。
太陽電池パネル51は、太陽光により発電するためのものである。太陽電池パネル51としては公知のものを用いる。
ここで、図7は後述する第1の配線保持機構220を表す斜視図である。配線部材53は、図7に示すように配線引込口3aから外壁パネル3の外側に引き出されて一の太陽電池パネル51の配線接続部52に接続される。配線接続部52に接続された配線部材53は後述する第1又は第2の配線保持機構220,240により保持される。このようにして外壁パネル3に設けられたある太陽電池パネル51の配線接続部52に接続された配線部材53は、他の太陽電池パネル51の配線接続部52にも接続され、配線引込口3aを通ってパワーコンディショナー(図略)に接続される。
配線接続部52は、太陽電池パネル51の内側面(太陽電池パネル51の外壁パネル3に対向する面)に取り付けられる。
アース線56の一端部は、配線接続部52に接続される。また、アース線56の他端部には、環状の接続端子56aが取り付けられている。接続端子56aは、後述するアース線取付部227,247に取り付けられるようになっている。
保持機構10は、図1~図5に示すように、太陽電池モジュール5を下面から支持する下側支持部材11(本発明の「支持部材」に対応)と、太陽電池モジュール5の上面に固定される上側支持部材12と、水平方向に延びて下側支持部材11を回動可能に支持する第1,第2のベース部材13,14と、水平方向に延びて上側支持部材12を係脱可能に係止する第1,第2の係合機構21,23と、上下方向に延びて太陽電池モジュール5の水平方向の移動を規制する複数の側部規制部材30と、第1,第2のベース部材13,14及び第1,第2の係合機構21,23と側部規制部材30とを連結する連結部314,324と、を備える。保持機構10は、各太陽電池モジュール5(太陽電池モジュール5A~5I)が取り付けられる位置に対応して設けられる。すなわち、保持機構10は、一枚の外壁パネル3に対して単数又は複数設けられている。
下側支持部材11は、図4に示すように太陽電池パネル51の下面を支持する下側支持部111(本発明の「第1の支持部」に対応)と、第1、第2のベース部材13,14を介して外壁パネル3に取り付けられる支持部側被取付部112(本発明の「第1の被取付部」に対応)と、下側支持部111と支持部側被取付部112とを接続する支持部本体110と、を備えている。
下側支持部材11としては、アルミニウム等の伝導体を用いる。また、後述のように、第1、第2のベース部材13,14もアルミニウム製のものを用いるので、太陽電池モジュール5の取り付け状態においては、下側支持部材11と第1、第2のベース部材13,14とが電気的に接続される。このため、下側支持部材11を介して太陽電池モジュール5を接地でき、アース線の配置を省略することができる。
下側支持部111は、太陽電池パネル51の下面に接着剤を介して接着されている。下側支持部111の内側の端辺には支持部本体110が一体に接続されている。下側支持部材11は、太陽電池モジュール5の装着状態において、太陽電池モジュール5の外壁パネル3に対向する面と反対側の面(外側面)よりも外壁パネル3側に位置するようになっている。言い換えると、下側支持部111の外壁パネル3から離れる方向の長さは、太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向の長さよりも小さくなるように設定されている。
支持部本体110には、後述の仮保持状態[図4(b)参照]において第1のベース部材13の回動規制部137と当接する突出部が形成されている。この突出部が回動規制部137に当接することにより、太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への回動が規制される。
また、支持部本体110の外側には、太陽電池パネル51の内側面に当接して太陽電池パネル51の下側支持部材11への固定位置を位置決めする位置決め部110aが形成されている。
支持部側被取付部112の下端縁には、後述するベース側支持部131に対する摩擦を低減して円滑に回動させるために円形部112aが形成されている。この円形部112aは、後述の溝部135a,145aに嵌合するようになっている。
上側支持部材12は、図3に示すように、太陽電池パネル51の上面に固定される上側支持部121と、第1、第2の係合機構21,23を介して外壁パネル3に取り付けられる支持部側被取付部122と、上側支持部121と支持部側被取付部122とを接続する支持部本体120と、を備える。
上側支持部121は、太陽電池パネル51の上面に接着剤を介して接着されている。上側支持部121の内側の端辺には支持部本体120が一体に接続されている。上側支持部材12は、下側支持部材11と同様に太陽電池パネル51の外側面よりも内側に位置する。
支持部本体120の外側には、支持部本体110の位置決め部110aと同様な位置決め部120aが形成されている。
支持部側被取付部122は、後述する第1押さえ金具212と当接部211との間、又は第2の押さえ金具233と固定板232との間に挟まれることにより太陽電池パネル51の上端部を外壁パネル3に取り付けるためのものである。
第1のベース部材13は、図4に示すように、外壁パネル3に取り付けられるベース側被取付部130(本発明の「第3の被取付部」に対応)と、太陽電池パネル51の上端が外壁パネル3に対して接近又は離隔するように支持部側被取付部112を回動可能に支持するベース側支持部131(本発明の「第2の支持部」に対応)と、ベース側被取付部130の上端部に一体に形成され側部規制部材30を取り付けるための横桟部136とを備える。第1のベース部材13としては、下側支持部材11と同様にアルミニウム等の伝導体を用いる。
ベース側被取付部130には、ボルト130aが挿通可能なボルト挿通孔が形成されている。このボルト挿通孔にボルト130aが挿通されることにより第1のベース部材13が外壁パネル3に取り付けられる。
ベース側支持部131は、ベース側被取付部130における下端部にこのベース側被取付部130と一体に形成される。ベース側支持部131は、下側支持部材11の回動を規制する回動規制部137と、下側支持部材11を保持する本保持部135と、本保持部135の内側に設けられ下側支持部材11を仮保持する仮保持部134と、を備える。
回動規制部137は、外壁パネル3と平行な板状の部分である。回動規制部137は、図4(b)に示すように、下側支持部材11の仮保持状態において、支持部本体110の突出部と当接することにより下側支持部材11の回動を規制する。
本保持部135の下端部には上方に開口した溝部135aが形成されている。溝部135aは、回動規制部137と対向する板状部と、この板状部と回動規制部137との間に設けられた底部とを有する。また、溝部135aには、下側支持部材11の支持部側被取付部112の円形部112aが嵌合するようになっている。このように、円形部112aが溝部135aに嵌合することにより下側支持部材11がベース側支持部131に回動可能に支持される。
また、本保持部135の両端には後述の側部規制部材30を取り付けることができる。なお、側部規制部材30を取り付けるために、本保持部135の内側の外壁パネル3からの距離は、後述の本保持部145の内側の外壁パネル3からの距離及び当接部211の対向面211aの内側の外壁パネル3からの距離とほぼ同じになるように設定される。
仮保持部134は、メンテナンス作業時などに、太陽電池パネル51を外壁パネル3から離れる方向に回動させた状態で係止するための部位である。
仮保持部134には、その外側端部に上方に開口した溝部134aが形成されている。溝部134aに円形部112aが嵌合することにより下側支持部材11がベース側支持部131に回動可能に支持される。また、仮保持部134は、溝部134aの内側に接続される水平な板状部と、溝部134aの外側から上方に突出する突出部とを有する。仮保持部134の突出部には、斜辺135bが形成されている。斜辺135bは、太陽電池パネル51が仮保持部134に係止される仮保持状態において下側支持部材11の回動を許容するために設けられる。
横桟部136は、外壁パネル3と対向して水平方向に延びる対向面136aを有する。対向面136aの内側の外壁パネル3からの距離は、後述の右側規制部材31と左側規制部材32との接触を抑制するために、本保持部135の内側の外壁パネル3からの距離よりも小さくなるように設定されている。なお、対向面136aの内側の外壁パネル3からの距離は、側部規制部材30を外壁パネル3に対して平行に取り付けるために、第1、第2の配線保持部221,241の対向面221a,241aの内側の外壁パネル3からの距離と略等しくなるように設定される。
第1の係合機構21は、図3に示すように、後述する係合状態において上側支持部材12と当接する当接部211と、当接部211と協働して上側支持部材12の支持部側被取付部122と係合する第1の押さえ金具212と、当接部211の上端部から外側に延びて第1の押さえ金具212を回動可能に取り付ける取付部214と、第1の押さえ金具212を当接部211に回動可能に支持する回動ビス213と、当接部211の下端部に設けられ第1の係合機構21を外壁パネル3に取り付けるための係合機構取付部215と、係合機構取付部215の下端部に設けられ配線部材53を保持するための第1の配線保持機構220と、当接部211及び第1の配線保持機構220の水平方向に延びて側部規制部材30が取り付けられるレール部216と、を備える。ここで、図11は太陽電池モジュール5の保持構造1の上面図を表し、図12は図11のXII-XII断面図を表す。外壁パネル3Bにおける隣り合う第1の係合機構21どうしは、図11及び図12に示すように、レール部216により連結されている。
レール部216は、側部規制部材30を取り付けるための取付部216aを備える。取付部216aは、当接部211と水平方向に連続して一体となるように形成されている。
当接部211は、外壁パネル3と対向して水平方向に延びる対向面211aを有する。当接部211の水平方向の端部には側部規制部材30を取り付けることができる。
取付部214は、第1の押さえ金具212を対向面211aよりも外側上方に支持するために、当接部211の上端部から外側に延びて上方に屈曲した形状を呈する。
第1の押さえ金具212は、取付部214に取り付けられる被取付部212aと、上側支持部材12の支持部側被取付部122を対向面211aとの間で挟むことにより太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する押さえ部212bと、を備える。被取付部212aと押さえ部212bは、押さえ部212bが被取付部212aに対して内側に位置するように接続される。
第1の押さえ金具212は、図6(a)及び図6(b)に示すように、支持部側被取付部122の側方へ移動することにより太陽電池パネル51が外壁パネル3から離れる方向に移動するのを許容する係合解除状態[図6(a)及び(b)のβ]と、支持部側被取付部122を対向面211aとの間で挟むことにより太陽電池パネル51が外壁パネル3から離れる方向に移動するのを規制する係合状態[図6(a)及び(b)のα]と、の間で回動可能に支持されている。
係合機構取付部215は、図3に示すように、水平方向に延びる平面視長尺状の部位であり、その内側面において外壁パネル3と接触する。係合機構取付部215は、ボルト215aを介して外壁パネル3に固定される。
第1の配線保持機構220は、図7及び図8に示すように、配線部材53を保持するための配線保持部221と、配線部材53を結束する結束部222と、配線部材53を引っ掛けて係止するための係止爪部223と、アース線56が取り付けられるアース線取付部227と、を備える。結束部222は、配線保持部221の左端部に形成され、係止爪部223は結束部222の右側に形成され、アース線取付部227は配線保持部221に右端部に形成される。
ここで、前記左右の関係は逆であってもよい。すなわち、図8のように結束部222が配線保持部221の右端部に設けられ、係止爪部223が結束部222の左側に形成され、アース線取付部227が配線保持部221の右端部に形成される配線保持機構224を用いてもよい。
配線保持部221は、外壁パネル3に対向する対向面221aを有する。対向面221aの内側の外壁パネル3からの距離は、後述の右側規制部材31と左側規制部材32との接触を抑制するために、当接部211の対向面211aの内側の外壁パネル3からの距離よりも小さくなるように設定されている。
結束部222は、図7に示すように、配線保持部221の外側に突出して設けられている。結束部222には、結束バンド222bが挿通可能な保持孔222aが上下方向に貫通して形成されている。紐や可撓性樹脂等の結束バンド222bを結束部222の保持孔222aに挿通し、配線部材53の中間部分を結束部222とともに結束することにより、配線保持部221に配線部材53を保持することができる。なお、結束バンド222bとしては、例えば『インシュロック』(ヘラマンタイトン株式会社の登録商標)等を用いることができる。
係止爪部223は、配線保持部221の外壁パネル3から離れる方向外側に延びて右側に湾曲する形状を呈する。配線部材53は、係止爪部223に巻き付けられることにより、結束部222に結束される。
アース線取付部227は、アース線56の接続端子56aが上から係止可能となるように、配線保持部221の外壁パネル3から離れる方向外側に突き出して上方に延びる上向き爪形状を呈している。
第2のベース部材14は、図5に示すように、太陽電池パネル51の上端が外壁パネル3に対して接近又は離隔するように支持部側被取付部112を回動可能に支持するベース側支持部141(本発明の「第2の支持部」に対応)と、ベース側支持部141を外壁パネル3に取り付けるためのベース側被取付部140と、を備える。第2のベース部材14としては、アルミニウム等の伝導体を用いる。
ベース側支持部141は、下側支持部材11を保持する本保持部145と、本保持部145の内側に設けられ下側支持部材11を仮保持する仮保持部144と、を備える。本保持部145の下端部には上方に開口した溝部145aが形成されている。仮保持部144には、その外側の端部に上方に開口した溝部134aが形成されている。また、仮保持部144は、溝部134aの内側に接続される水平な板状部と、溝部134aの外側から上方に突出する突出部と、を有する。仮保持部144の突起部には斜辺145bが形成されている。ベース側支持部141の機能はベース側支持部131の機能と同様である。
ベース側被取付部140は、ベース側支持部141の下端部に一体に設けられており、ボルト140aを介して外壁パネル3に取り付けられる。なお、ベース側被取付部140は、第2の係合機構23の構成要素としても用いられる。すなわち、ベース側被取付部140は、ベース側支持部141とともに第2のベース部材14を構成し、後述の固定部231、固定板232、第2の押さえ金具233、回動ビス234、第2の配線保持機構240とともに第2の係合機構23を構成する。
第2の係合機構23は、係合状態において上側支持部材12と当接する固定板232と、固定板232と協働して上側支持部材12の支持部側被取付部122と係合する第2の押さえ金具233と、第2の押さえ金具233を固定板232に回動可能に取り付ける回動ビス234と、固定板232を取り付けるための固定部231と、配線部材53を保持するための第2の配線保持機構240と、固定部231及び第2の配線保持機構240を外壁パネル3に取り付けるためのベース側被取付部140と、を備える。
固定板232は、第2の押さえ金具233を固定するための板材であり、その下端部がビス231aを介して固定部231に取り付けられている。固定板232の上端部には外側に突出した凸部が形成されており、この凸部には回動ビス234が挿通可能な回動ビス挿通孔232cが形成されている。
第2の押さえ金具233は、その一端部が固定板232に回動ビス234を介して取り付けられ、その他端部が内側に僅かに屈曲した形状を呈する。第2の押さえ金具233は、回動ビス234を中心として回動することにより、第1の押さえ金具212と同様に係合解除状態と、係合状態と、をとることができる。
固定部231は、ベース側被取付部140の下端部に一体に設けられる。
第2の配線保持機構240は、図9に示すように、配線部材53を保持するための配線保持部241と、配線部材53を結束する結束部242と、配線部材53を引っ掛けて係止する係止爪部243と、アース線56が取り付けられるアース線取付部247と、を備える。第2の配線保持機構240において結束部242、係止爪部243、アース線取付部247が設けられる位置は、第1の配線保持機構220において結束部222、係止爪部223、アース線取付部227が設けられる位置と同様である。また、配線保持機構224と同様に、結束部242、係止爪部243、アース線取付部247がこの順番で右から左に並んでいる配線保持機構244を用いることもできる。
結束部242、係止爪部243、アース線取付部247については、結束部222、係止爪部223、アース線取付部227と同様なのでここでは説明を省略する。
側部規制部材30は、図1(b)及び図8~11に示すように、太陽電池モジュール5の右方向への移動を規制する第1、第2、第3右側規制部材31,33,36と、太陽電池モジュール5の左方向への移動を規制する第1、第2、第3左側規制部材32,34,35と、を備える。
なお、本実施形態において、第3左側規制部材35及び第1右側規制部材31が、太陽電池パネル51A,51B,51Cの移動を規制する。また、第1左側規制部材32及び第2右側規制部材33が太陽電池パネル51D,51E,51Fの移動を規制する。さらに、第2左側規制部材34及び第3右側規制部材36が太陽電池パネル51G,51H,51Iの移動を規制する。
第1右側規制部材31は、太陽電池モジュール5A,5B,5Cの右端部に配置される。第1右側規制部材31は、図11に示すように、保持機構10を介して外壁パネル3に取り付けられる被取付部311(本発明の「第2の被取付部」に対応)と、太陽電池パネル51の右側面に対向し太陽電池パネル51の右方向への移動を規制する右方向規制部312(本発明の「第1の規制部」に対応)と、太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部313(本発明の「第2の規制部」に対応)と、を備える。
被取付部311は、図11に示すように、右方向規制部312の内側の端部に外壁パネル3と平行となるように形成されている。被取付部311は、ビス314a及び連結部314を介して保持機構10に連結される。
右方向規制部312は、被取付部311から外側に向かって延びている。右方向規制部312は、太陽電池パネル51の右側面と当接する当接面312a(図略)を有し、当接面312aと太陽電池パネル51の右側面とが当接することにより太陽電池パネル51の右方向への移動が規制される。
離間方向規制部313は、右方向規制部312の外側の端部から太陽電池パネル51に沿って左方向に延びるように形成されている。離間方向規制部313は、太陽電池パネル51の右側周縁端部を外側から覆うように形成されている。離間方向規制部313は、太陽電池パネル51の外側面と当接する当接面313a(図略)を有し、当接面313aと太陽電池パネル51の外側面とが当接することにより太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への移動が規制される。
第1左側規制部材32は、太陽電池モジュール5D,5E,5Fの左端部に配置される。第1左側規制部材32は、保持機構10を介して外壁パネル3に取り付けられる被取付部321(本発明の「第2の被取付部」に対応)と、太陽電池パネル51の左側面に対向し太陽電池パネル51の左方向への移動を規制する左方向規制部322(本発明の「第1の規制部」に対応)と、太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部323(本発明の「第2の規制部」に対応)と、を備える。被取付部321及び離間方向規制部323は、被取付部311及び離間方向規制部313と同様なのでここでは説明を省略する。
左方向規制部322は、被取付部321の外側の端部から太陽電池モジュール5に沿って右方向に延びる部材であり、図11に示すように被取付部321の右端部から外側に延びて左方向に屈曲し、更に外側に屈曲して延びる形状を呈する。また、左方向規制部322の外壁パネル3から離れる方向の長さは、右方向規制部312の外壁パネル3から離れる方向の長さよりも長くなるように設定される。これは、次のような理由に基づくものである。
すなわち、外壁パネル3Aと外壁パネル3Bとの間の継ぎ目(目地)には、一般的にセメントやモルタル等の素材が用いられるところ、これらの素材は脆く、ビスを打ち込むことはできない。よって、被取付部311及び被取付部321を保持機構10に連結する必要がある。
また、左方向規制部322及び右方向規制部312の間からビス314a,324a(後述)を操作するためには、ビス314a,324aが外壁パネル3から離れる方向に重なって干渉し合うのを抑制する必要がある。このため、ビス314a,324aが重なり合うのを抑制するために、被取付部311及び被取付部321の位置を上下方向で異ならせる必要がある。
また、左方向規制部322及び右方向規制部312の外壁パネル3からの距離を同じにすることも可能である。この場合、第1右側規制部材31及び第1左側規制部材32の接触を避けるため、外壁パネル3Aと外壁パネル3Bとの間の幅を広く取る必要がある。しかし、この場合、ビス314a,324aが水平方向に二列に並ぶこととなり、外壁構造2の見栄えが悪化するという問題がある。このため、左方向規制部322及び右方向規制部312の外壁パネル3からの距離を異ならせる必要がある。
以上の理由により、左方向規制部322を上述のような構成としている。
第2右側規制部材33は、太陽電池モジュール5D,5E,5Fの右端部に配置される。第2右側規制部材33は、レール部216を介して外壁パネル3に取り付けられる被取付部330と、被取付部330の左端部から外側に延びて太陽電池モジュール5の右方向への移動を規制する右方向規制部331と、右方向規制部331の外側端部から左方向に延びて太陽電池モジュール5の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部333と、を備える。
被取付部330は、図12のように上下方向に延びる角筒部材である。被取付部330は、ビス330aを介してレール部216に固定される。なお、被取付部330は、第2左側規制部材34の固定部としても用いられている。すなわち、被取付部330は、右方向規制部331及び離間方向規制部333とともに第2右側規制部材33を構成し、後述の左方向規制部341及び離間方向規制部343とともに第2左側規制部材34を構成する。
右方向規制部331、離間方向規制部333、については、右方向規制部312、離間方向規制部313と同様なのでここでは説明を省略する。
第2左側規制部材34は、太陽電池モジュール5G,5H,5Iの左端部に配置される。第2左側規制部材34は、被取付部330と、被取付部330の右端部から外側に延びて太陽電池モジュール5の左方向への移動を規制する左方向規制部341と、左方向規制部341の外側端部から右方向に延びて太陽電池モジュール5の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部343と、を備える。
左方向規制部341、離間方向規制部343は、それぞれ左方向規制部322、離間方向規制部323と同様なのでここでは説明を省略する。
第3左側規制部材35は、太陽電池モジュール5A,5B,5Cの左端部に配置される。第3左側規制部材35は、保持機構10を介して外壁パネル3に取り付けられる被取付部351と、太陽電池モジュール5の左方向への移動を規制する左方向規制部352と、左方向規制部352の外側端部から右方向に延びて太陽電池モジュール5の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部353と、を備える。
被取付部351は、ビス351aを介して横桟部136、配線保持部221,241に取り付けられる。
左方向規制部352、離間方向規制部353は、それぞれ左方向規制部322、離間方向規制部323と同様なのでここでは説明を省略する。
第3右側規制部材36は、太陽電池モジュール5G,5H,5Iの右端部に配置される。第3右側規制部材36は、第3左側規制部材35に対して面対称である。すなわち、第3右側規制部材36は、保持機構10を介して外壁パネル3に取り付けられる被取付部361と、太陽電池モジュール5の右方向への移動を規制する右方向規制部362と、右方向規制部362の外側端部から左方向に延びて太陽電池モジュール5の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制する離間方向規制部363と、を備える。
被取付部361は、ビス361aを介して横桟部136、配線保持部221,241に取り付けられる。
右方向規制部362、離間方向規制部363は、それぞれ左方向規制部352、離間方向規制部353と同様なのでここでは説明を省略する。
連結部314は、第1右側規制部材31を保持機構10に連結するための部材である。連結部314は、水平方向に延びるように設置される。連結部314としては、外壁パネル3から離れる方向の曲げ剛性を担保するために、その水平方向に延びる辺が内側に屈曲した形状となっているものを用いる。連結部314は、ビス314aを介して、被取付部311及び第1のベース部材13の本保持部135、ベース側支持部131の本保持部135、当接部211を連結する。
連結部324は、第1左側規制部材32を保持機構10に連結するための部材である。連結部324は、ビス324aを介して、被取付部311及び横桟部136、配線保持部221、配線保持部241に連結される。連結部324としては、連結部314と同様のものを用いる。
次に、太陽電池モジュール5の外壁パネル3への取付方法を説明する。
まず、太陽電池モジュール5に下側支持部材11を取り付ける。なお図3~図5に示すように、太陽電池モジュール5の下端部は、接着剤により下側支持部111と接着されている。また、太陽電池モジュール5の上端部は、接着剤により上側支持部121と接着されている。
一方、外壁パネル3に第1、第2のベース部材13,14、及び第1、第2の係合機構21,23、を取り付ける。具体的には、図1、図3、図8に示すように外壁パネル3の太陽電池モジュール5A,5D,5Gに対応する位置に第1の係合機構21を取り付ける。この時、ボルト215aを介して係合機構取付部215を外壁パネル3に取り付ける。同様に、図1、図5、図9に示すように、ボルト140aを介して第2の係合機構23及び第2のベース部材14を外壁パネル3に取り付ける。また、図1、図4、図10に示すように、ボルト130aを介して第1のベース部材13を外壁パネル3に取り付ける。
次に、太陽電池パネル51を第1、第2のベース部材13,14の仮保持部134,144に係止した状態で配線部材53を第1、第2の配線保持機構220,240に保持する。
具体的には、図4(b)及び図13(b)に示すように下側支持部材11の支持部側被取付部112を第1のベース部材13の溝部134aに嵌合させる。このようにすれば、斜辺135bが支持部側被取付部112に当接することにより、太陽電池モジュール5を所定値まで回動させた状態で配線部材53の保持作業を行うことができる。
次に、図7に示すように、アース線56の接続端子56aをアース線取付部227に係止する。また、配線部材53を係止爪部223に係止し、更に結束バンド222bを用いて配線部材53を結束部222の外側で結束する。配線部材53の保持作業が完了したら外壁パネル3の配線引込口3aから配線部材53を引き込んでパワーコンディショナー(図略)に接続する。
第2の配線保持機構240についても同様の手順で配線部材53の保持作業を行う。
次に、太陽電池パネル51を外壁パネル3に取り付ける。すなわち、太陽電池パネル51を第1、第2のベース部材13,14の本保持部135,145に係止し、さらに太陽電池パネル51の上端部を第1、第2の係合機構21,23に取り付ける。
具体的には、図13(a)のように下側支持部材11の支持部側被取付部112を第1、第2のベース部材13,14の溝部135a、145aに嵌合させる。
更に、上側支持部材12の支持部側被取付部122を当接部211に当接させた状態で第1、第2の押さえ金具212,233を支持部側被取付部122と重なる位置まで回動させ[図6(a)(b)のα参照]、支持部側被取付部122を挟みこむ。このようにすることで、係合状態において上側支持部材12が太陽電池モジュール5の内側に収納され、外壁構造2の意匠性を向上させることができる。
このようにして、太陽電池モジュール5A~5Iを外壁パネル3に取り付ける。
次に、側部規制部材30を外壁パネル3に取り付ける。この時、まずは最も左側の第3左側規制部材35及び最も右側の第3右側規制部材36を取り付ける。次に、第1右側規制部材31、第1左側規制部材32、第2右側規制部材33及び第2左側規制部材34を取り付ける。このように取り付けることで、太陽電池パネル51が左右方向に移動するのを第3左側規制部材35及び第3右側規制部材36により抑制した状態で、他の側部規制部材30を取り付けることができる。
第3左側規制部材35を取り付ける際、図8~11に示すように、ビス351aを介して第3右側規制部材36の被取付部351を横桟部136、配線保持部221,配線保持部241に固定する。
第3左側規制部材36についても同様に、被取付部361を横桟部136、配線保持部221,配線保持部241に固定する。
次に、外壁パネル3に第1右側規制部材31を取り付ける。具体的には、図3,5,8~11に示すように、ビス314aを介して連結部314の左端部を本保持部135,145、当接部211の対向面211aのそれぞれの内側に固定する。更に、第1右側規制部材31の被取付部311を、ビス314aを介して連結部314の右端部に固定する。
第1左側規制部材32についても同様に、連結部324の右端部を横桟部136の対向面136a、配線保持部221,配線保持部241の対向面221a,241aのそれぞれの内側に固定し、第1左側規制部材32の被取付部321を連結部324の左端部に固定する。
なお、ビス351a,341aを挿通するためのビス挿通孔については、各対応する部位にあらかじめ設けられていても良いし、取り付け時に設けても良い。
被取付部311及び被取付部321を保持機構10に連結しているので、外壁パネル3Aと外壁パネル3Bとの間の継ぎ目(目地)に直接ビスを打ち込むことなく、第1右側規制部材31及び第1左側規制部材32を外壁パネル3に取り付けることができる。
また、被取付部311及び被取付部321の位置が上下方向で異なっているので、ビス314aとビス324aとが外壁パネル3から離れる方向に重なるのを抑制できる。よって、ビス314aとビス324aとが干渉し合うのを抑制し、外壁パネル3Aと外壁パネル3Bとの間からビス314a,324aの操作を行うことができる。
また、被取付部311及び被取付部321の外壁パネル3からの距離が異なっており、左方向規制部322が被取付部321の右端部から外側に延びて左方向に屈曲し、更に外側に屈曲して延びる形状を呈する。このため、第1右側規制部材31及び第1左側規制部材32が接触するのを抑制しつつ、ビス314a,324aを上下方向に一列に配置できる。すなわち、外壁パネル3Aと外壁パネル3Bとの間の幅を一個のビス314a,324aの直径と同程度にすることができ、外壁構造2の見栄えの悪化を抑制できる。
最後に、第2右側規制部材33及び第2左側規制部材34を取り付ける。具体的には、太陽電池モジュール5D,5E,5Fと太陽電池モジュール5G,5H,5Iとの間のレール部216にビス330aが挿通可能なビス挿通孔を開け、図11及び図12に示すようにビス330aを介して第2右側規制部材33及び第2左側規制部材34の被取付部330をレール部216に固定する。
以上の手順により太陽電池モジュール5を外壁パネル3に取り付けることができる。なお、上記手順は必ずしもこの順番に行う必要はなく、適宜その順番を変更してもよい。
(作用効果)
以上説明したように、本実施形態に係る太陽電池モジュール5の保持構造1は、外壁パネル3と、外壁パネル3に沿って配置されるパネル状の太陽電池モジュール5と、外壁パネル3に取り付けられ太陽電池モジュール5を保持する保持機構10と、を備えるので、外壁パネル3に取り付けられた保持機構10に太陽電池モジュール5を取り付けることができる。このため、太陽電池モジュール5を安定して外壁パネル3に配置することができる。
また、保持機構10は、下側支持部材11を備え、太陽電池モジュール5の下面を支持する下側支持部111と、第1、第2のベース部材13,14を介して外壁パネル3に取り付けられる支持部側被取付部112とにより構成されるので、外壁パネル3に沿って配置されるパネル状の太陽電池モジュール5の下面を下側支持部111が支持することにより、太陽電池モジュール5の下方向への移動を規制することができる。このため、太陽電池モジュール5が外壁パネル3から落下するのを抑制することができる。
また、下側支持部材11は、太陽電池モジュール5の外壁パネル3に対向する面と反対側の面よりも外壁パネル3側に位置するので、太陽電池モジュール5の外側面への下側支持部材11の露出を抑制することができる。このため、組付け状態において下側支持部材11が隣り合う太陽電池モジュール5どうしの間から露出することによる外壁構造2の重量感を低減させ、意匠性を向上させることができる。
また、保持機構10は、一対の側部規制部材30を備えるので、太陽電池モジュール5の水平方向への移動を右方向規制部312,331,362及び左方向規制部322,341,352により規制しつつ、外壁パネル3から離れる方向への移動を離間方向規制部313,323,333,343,353,363により規制することができる。このため、地震等により太陽電池モジュール5が外壁パネル3から落下するのを効果的に抑制することができる。
しかも、側部規制部材30は、外壁パネル3に着脱可能に取り付けられるので、太陽電池モジュール5のメンテナンス時に太陽電池パネル51を外壁パネル3から取り外すことができる。このため、太陽電池パネル51の外壁パネル3から離れる方向への移動を規制することができるとともに、側部規制部材30を外壁パネル3から取り外すことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
太陽電池モジュール50は、外壁パネル3に取り付けられる平板形状の太陽電池パネル51と、太陽電池パネル51の外壁パネル3に対向する面に設けられ配線接続部52及びパワーコンディショナー(図略)とを接続する配線部材53と、を備える。このため、太陽電池パネル51を外壁パネル3に沿って配置することができ、更に太陽電池パネル51により発電した電気を、配線部材53によりパワーコンディショナー等に供給することができる。また、配線部材53が太陽電池パネル51の外壁パネル3に対向する面に設けられているので、配線部材53を太陽電池パネル51の内側に収納し、外壁パネル3の意匠性を向上させることができる。
また、保持機構10は、下側支持部材11を回動可能に支持する第1、第2のベース部材13,14を備え、第1、第2のベース部材13,14は、外壁パネル3に取り付けられるベース側被取付部130,140と、太陽電池パネル51の上端が外壁パネル3に対して接近又は離隔するように支持部側被取付部112を回動可能に支持するベース側支持部131,141と、を備えている。このため、メンテナンス作業時においては側部規制部材30を外した状態で、太陽電池パネル51を支持部側被取付部112を介して第1、第2のベース部材13,14のベース側支持部131,141に支持させたまま太陽電池パネル51の上端を外壁パネル3に対して離隔することができる。このため、太陽電池パネル51の上端部と外壁パネル3との間を通じて配線部材53等を目視しながら作業を行うことができ、メンテナンス作業効率を更に向上させることができる。
また、保持機構10は、第1、第2の係合機構21,23を備えるので、第1、第2の係合機構21,23を介して太陽電池パネル51の上端部を外壁パネル3に固定することができる。このため、太陽電池パネル51を、その回動を許容しながら外壁パネル3に取り付けることができる。
また、係合を解除することにより容易に太陽電池パネル51の上端部を外壁パネル3に対して回動することができ、メンテナンス時の作業効率を向上させることができる。
また、第1、第2の係合機構21,23は、配線部材53の中間部分を保持する第1、第2の配線保持機構220,240を有するので、配線部材53を係合位置(結束部222,242、係止爪部223,243)で保持させることができる。このため、回動時に配線部材53を拘束して垂れ下がるのを抑制することができ、配線、結線作業といったメンテナンス作業の効率を更に向上させることができる。
また、保持機構10が各外壁パネル3A,3Bをまたがずに取り付けられているので、地震などで外壁構造2が変形した際に、太陽電池モジュール5が外壁パネル3の挙動に影響されて外壁パネル3から落下するのを抑制することができる。
(変形例)
上記実施形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されない。
上記実施形態では、外壁パネル3Aに3行1列の計3個、外壁パネル3Bに3行2列の計6個の太陽電池モジュール5を配置したが、太陽電池モジュール5の個数はこれに限られない。例えば、外壁パネル3の大きさを適宜変更して任意の個数の太陽電池モジュール5を配置しても良い。また、外壁パネル3として外壁パネル3A及び外壁パネル3Bを用いたが、外壁パネル3の配置方法はこれに限られず、水平方向や上下方向に複数の外壁パネル3を配置してもよい。
上記実施形態では、下側支持部材11の支持部側被取付部112を溝部145aに嵌め込み、上側支持部材12の支持部側被取付部122を第1、第2の押さえ金具212,233で押さえ込むことにより太陽電池モジュール5を外壁パネル3に取り付けたが、太陽電池モジュール5を外壁パネル3に取り付ける方法はこれに限られず、例えば支持部側被取付部112,122を外壁パネル3に直接固定してもよい。
上記実施形態では、第1右側規制部材31を本保持部135、本保持部145、当接部211に連結し、第1左側規制部材32を横桟部136、配線保持部221,配線保持部241に連結したが、第1右側規制部材31に連結される部材と第1左側規制部材32に連結される部材は逆でもよい。すなわち、第1左側規制部材32を本保持部135、本保持部145、当接部211に連結し、第1右側規制部材31を横桟部136、配線保持部221,配線保持部241に連結してもよい。この場合、第1右側規制部材31の右方向規制部312の代わりに左方向規制部322と同様な形状の右方向規制部を用い、左方向規制部322の代わりに右方向規制部312と同様に長尺板状の左方向規制部を用いる。
上記実施形態では、第2右側規制部材33及び第2左側規制部材34をレール部216に固定したが、第2右側規制部材33及び第2左側規制部材34を固定する場所はレール部216に限られない。例えば、レール部216を設けずに、外壁パネル3に直接固定してもよい。
上記実施形態では、第3左側規制部材35を横桟部136、配線保持部221,配線保持部241に連結したが、第3左側規制部材35を連結することができる位置はこれに限られず、例えば本保持部135、本保持部145、当接部211に連結してもよい。また、外壁パネル3に直接固定してもよい。このことは、第3右側規制部材36についても同様である。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることは言うまでもない。