特許 5925436 電子部材固定構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5925436

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】電子部材固定構造

(51)【国際特許分類】

   B32B 7/02 20060101AFI20160516BHJP

   E04D 13/18 20140101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   B32B7/02 101

   B32B7/02 104

   E04D13/18

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-125463(P2011-125463)

(22)【出願日】2011年6月3日

(65)【公開番号】特開2012-250468(P2012-250468A)

(43)【公開日】2012年12月20日

【審査請求日】2014年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】吉田 真悟

(72)【発明者】

【氏名】村上 信直

(72)【発明者】

【氏名】岡本 肇

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 完

(72)【発明者】

【氏名】高橋 拡

(72)【発明者】

【氏名】深尾 康三

(72)【発明者】

【氏名】油川 真広

(72)【発明者】

【氏名】中井 政義

(72)【発明者】

【氏名】山本 秀一

(72)【発明者】

【氏名】小川 知一

(72)【発明者】

【氏名】三木 重人

【審査官】 細井 龍史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１８５０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３９６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６４８７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２００９／１０８８７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２０３９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｅ０４Ｄ １３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

面外方向へ曲り、面内方向に伸縮する下地と、
前記下地の上方に取り付けられるシート状の電子部材と、
前記下地と前記電子部材との間に設けられ前記下地と前記電子部材に接合されると共に前記電子部材の裏面の全面に接合され、前記下地及び前記電子部材と同等の曲げ剛性であって前記下地及び前記電子部材の曲げ変形に追従して変形する曲げ剛性を有し、かつ前記下地より引張剛性が高く前記下地の面内方向への伸縮に応じて生ずる最大ひずみが前記電子部材の許容ひずみ以下となる引張剛性を有したひずみ絶縁層と、
前記下地と前記ひずみ絶縁層とを接合するとともに、前記電子部材及び前記下地と同等以下の曲げ剛性であって前記電子部材及び前記下地の曲げ変形に追従して変形する曲げ剛性を有し、かつ前記下地と同等以下の引張剛性であって前記下地の面内方向への伸縮に追従して変形する引張剛性を有した接合層と、
を有する電子部材固定構造。

【請求項2】

前記接合層が前記ひずみ絶縁層の全面に設けられている請求項１に記載の電子部材固定構造。

【請求項3】

前記ひずみ絶縁層が、金属シート、又はセラミックスシート及びそれらに樹脂コーティングを施したシート、炭素繊維シート及びそれらを用いたCFRPシート、金属織布、金網、パンチングメタルから選ばれる少なくとも１種である請求項１又は請求項２に記載の電子部材固定構造。

【請求項4】

前記電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であり、
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３の何れか１項に記載の電子部材固定構造。

【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、ガラス繊維を含有し柔軟性を有する樹脂シートと、この樹脂シートの上に位置にするポリエチレン樹脂層と、このポリエチレン樹脂層の中に埋設された太陽電池モジュールと、ポリエチレン樹脂層の上に位置するＥＴＦＥ層と、を備えた太陽電池パネルが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−５０１９６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に記載の太陽電池パネルでは、建築物の屋根材の一部を構成する樹脂シートが伸縮したときに、樹脂シートの伸縮がポリエチレン樹脂層を介して太陽電池モジュールにそのまま伝達され、太陽電池モジュールが大きくひずむ。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たり、建築物屋根の設計時に形状や使用範囲を制限する必要があった。

【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ひずみを抑制すると共に、電子部材の取り付けによる下地への応力集中を抑制し、信頼性の高い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、第１態様の発明に係る電子部材固定構造は、面外方向へ曲り、面内方向に伸縮する下地と、前記下地の上方に取り付けられるシート状の電子部材と、前記下地と前記電子部材との間に設けられ前記下地と前記電子部材に接合されると共に前記電子部材の裏面の全面に接合され、前記下地及び前記電子部材と同等の曲げ剛性であって前記下地及び前記電子部材の曲げ変形に追従して変形する曲げ剛性を有し、かつ前記下地より引張剛性が高く前記下地の面内方向への伸縮に応じて生ずる最大ひずみが前記電子部材の許容ひずみ以下となる引張剛性を有したひずみ絶縁層と、前記下地と前記ひずみ絶縁層とを接合するとともに、前記電子部材及び前記下地と同等以下の曲げ剛性であって前記電子部材及び前記下地の曲げ変形に追従して変形する曲げ剛性を有し、かつ前記下地と同等以下の引張剛性であって前記下地の面内方向への伸縮に追従して変形する引張剛性を有した接合層と、を有するものである。

【0008】

第１態様の発明によれば、下地とシート状の電子部材との間に、電子部材及び下地と同等の曲げ剛性を有し、かつ、下地より引張剛性が高いひずみ絶縁層が設けられており、下地と電子部材にひずみ絶縁層が接合されている。ひずみ絶縁層が、電子部材及び下地と同等の曲げ剛性を有することで、下地が面外方向に曲がると、下地又は電子部材の曲げ変形に追従してひずみ絶縁層が変形する。また、下地が面内方向に伸縮すると、下地から電子部材へ伝達される伸びが、下地より引張剛性が高いひずみ絶縁層によって低減される。これによって、下地の伸縮による電子部材の応力・ひずみの発生が抑制され、電子部材の破損を阻止することができる。

【0012】

また、下地とひずみ絶縁層とを接合する接合層は、電子部材及び下地と同等以下の曲げ剛性を有することで、下地が面外方向に曲がると、下地又は電子部材の曲げ変形に追従して接合層が変形する。接合層は下地と同等以下の引張剛性を有することで、下地が面内方向に伸縮したときに、接合部下地の引張剛性が大きくなることに起因して下地と接合層との接合端部に生じる下地の応力集中が抑制される。これによって、下地への応力集中が小さく信頼性の高い電子部材の取付けを行うことができる。

【0013】

第２態様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、前記接合層が前記ひずみ絶縁層の全面に設けられているものである。

【0014】

第２態様の発明によれば、ひずみ絶縁層が電子部材の裏面の全面に接合され、ひずみ絶縁層の全面に接合層が設けられており、下地が面内方向に伸縮したときに、接合面が全面であることにより、下地とひずみ絶縁層との変位差に接合層が耐えると共に、風によって生ずる面外への風圧力（揚力）に対して、より信頼性の高い電子部材の取り付けを行うことができる。

【0015】

第３態様の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ひずみ絶縁層が、金属シート、又はセラミックスシート及びそれらに樹脂コーティングを施したシート、炭素繊維シート及びそれらを用いたCFRPシート、金属織布、金網、パンチングメタルから選ばれる少なくとも１種であるものである。

【0016】

第３態様の発明によれば、ひずみ絶縁層が、金属シート、又はセラミックスシート及びそれらに樹脂コーティングを施したシート、炭素繊維シート及びそれらを用いたCFRPシート、金属織布、金網、パンチングメタルであり、下地から電子部材へ伝達される伸びがひずみ絶縁層によってより効果的に低減される。

【0017】

第４態様の発明に係る電子部材固定構造は、請求項１から請求項３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り、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。

【0018】

第４態様の発明によれば、電子部材がフレキシブル性を備えた太陽電池であり、太陽電池が建物の屋根に取り付けられる膜材に取り付けられており、膜材が面内方向に伸縮したときに、太陽電池のひずみの発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

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ひずみを抑制すると共に、下地への応力集中を抑制し、信頼性の高い電子部材固定構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の電子部材固定構造を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図2】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）は膜材の伸長前の電子部材固定構造を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図3】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図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の電子部材固定構造を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図4】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図であって、（Ａ）は膜材の伸長前の電子部材固定構造を示す断面図、（Ｂ）は膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図5】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、膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図6】第６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、膜材の伸長後の電子部材固定構造を示す断面図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る電子部材固定構造が適用された建物を示す側面図である。

【図8】（Ａ）は、引張剛性の評価試験で用いられる電子部材固定構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、この電子部材固定構造を示す平面図である。

【図9】図８に示す電子部材固定構造の評価試験における載荷荷重に対する開放電圧と短絡電流との関係を示すグラフである。

【図10】（Ａ）は、引張剛性の評価試験で用いられる比較例の電子部材固定構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、比較例の電子部材固定構造を示す平面図である。

【図11】図１０に示す比較例の電子部材固定構造の評価試験における載荷荷重と開放電圧との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

図１には、電子部材固定構造１０の全体構成が断面図にて示されており、図１（Ａ）には膜材の伸長前の状態が、図１（Ｂ）には膜材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１０は、面外方向に曲がり、かつ面内方向に伸縮する下地としての膜材１２と、膜材１２の表面上方に配置される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と太陽電池モジュール１４との間に配置されて太陽電池モジュール１４の裏面に接着剤１６により接合されるひずみ絶縁層１８と、膜材１２と太陽電池モジュール１４との間に配置されてひずみ絶縁層１８と膜材１２の表面とを接合する接合層２０と、を備えている。

【0023】

ひずみ絶縁層１８は、太陽電池モジュール１４の裏面のほぼ全面に接着剤１６を用いて接合されており、また、接合層２０はひずみ絶縁層１８のほぼ全面に設けられている。

【0024】

図７に示されるように、膜材１２は、建物１００の屋根１０２に取り付けられる屋根材であり、本実施形態ではドーム型の屋根材に使用されている。太陽電池モジュール１４は、膜材１２の表面に複数並べて配置されており、本実施形態の電子部材固定構造１０により各太陽電池モジュール１４が膜材１２の表面に取り付けられている。
なお、図７では、膜材１２は、ドーム型の屋根材に使用されているが、テント式の屋根材に適用することも可能である。

【0025】

膜材１２は、引張荷重を負担するガラス繊維、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、耐久性・難燃性に優れた高分子材料をコーティングしたものである。高分子材料としては、撥水性に優れたフッ素樹脂や、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂などが用いられる。

【0026】

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、面外方向に曲がり、かつ面内方向に伸縮するものである。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、膜材１２が面外方向に曲がったり、面内方向に伸縮したりする。膜材１２は、例えば最大５％程度伸びる構成とされている。

【0027】

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、例えば、ポリイミドなどの樹脂製のフィルムやステンレス薄板などの基板上に薄膜の太陽電池セルを形成・配置し、電極（層の場合もある）と共に太陽電池セルの表裏面を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、曲げ剛性が小さく、ある程度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は平面視にて略長方形状に形成されており、厚さが例えば０．５〜１０ｍｍ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。

【0028】

ひずみ絶縁層１８は、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等の曲げ剛性を有し、かつ、膜材１２より引張剛性が高いことが好ましい。ひずみ絶縁層１８が、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等の曲げ剛性を有することで、膜材１２が面外方向に曲がると、膜材１２又は太陽電池モジュール１４の曲げ変形に追従してひずみ絶縁層１８が変形する。また、膜材１２が面内方向に伸縮すると、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びが、膜材１２より引張剛性が高いひずみ絶縁層１８によって低減されるようになっている。

【0029】

ひずみ絶縁層１８は、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、ひずみ絶縁層１８に発生する最大ひずみε_maxが、フレキシブル性を備えた太陽電池モジュール１４が性能を保持するために必要な許容ひずみε_PV(−)以下となるような材料及び仕様とされている。具体的には、膜材１２の最大許容応力度σ（Ｎ／ｃｍ）、ひずみ絶縁層１８に用いる材料のヤング係数Ｅ（ＧＰａ），厚さをｔ（ｍｍ）とした場合、（１）式を満たすことが望ましい。
ε_ＰＶ≧ε_ｍａｘ ＝ σ／（１０ｔ・１０^３Ｅ） ・・・（１）

【0030】

また、太陽電池モジュール１４と膜材１２は、ともに曲げ剛性が小さく曲面を形成できることが特徴であるため、ひずみ絶縁層１８も(1)式を満たす範囲において、なるべく曲げ剛性が小さくなるように設定されることが望ましい。このような要求性能を満たす材料として、各種金属シート、又はセラミックスシート及びそれらに樹脂コーティングを施したシート、炭素繊維シート及びそれらを用いたCFRPシート、金属織布、金網、パンチングメタルなどが挙げられる。ひずみ絶縁層１８は、防錆性を考慮すると特に溶融亜鉛メッキシート、ガルバリウム鋼板シート、ステンレスシート、チタンシートや、その他非鉄金属に樹脂コーティングしたシートなどが望ましい。アモルファスＳｉタイプの太陽電池モジュール１４を膜材１２に設置する場合、ひずみ絶縁層１８としてステンレスシート（Ｅ＝１９５ＧＰａ）を用いたとき、ひずみ絶縁層１８の厚さｔは、１０≦ｔ≦１０００（μｍ）が要求性能を満たす範囲であり、特に５０≦ｔ≦３００（μｍ）がより好ましい。

【0031】

接着剤１６は、適切な接着耐久性を有し、ひずみ絶縁層１８と同じく曲げ剛性が小さくなるように設定されることの他に、太陽電池モジュール１４とひずみ絶縁層１８の熱膨張率差によって破壊されないものであれば何でもよい。接着剤１６としては、例えば、各種弾性接着剤（ウレタン樹脂、変成シリコーン樹脂、エポキシ・変成シリコーン樹脂、シリル化ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ブチルゴム樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリサルファイド樹脂、アクリル変成シリコーン樹脂、テレケリックポリアクリレート樹脂など、ゴム状弾性を有する接着剤）の他、各種の反応硬化型の接着剤、ホットメルト型接着剤などを用いることができる。

【0032】

接合層２０は、張力がかかった際に生じるひずみ絶縁層１８と膜材１２の変位差に耐え得る接着剤などが用いられる。接合層２０は、適切な接着耐久性を有し、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有することが好ましい。すなわち、接合層２０は、ひずみ絶縁層１８と同じく曲げ剛性が小さくなるよう設定されることの他に、膜材１２と接合層２０の接合端部に生ずる応力集中などを抑制するために、膜材１２の引張剛性と同等以下の引張剛性であることが好ましい。膜材１２の引張剛性Ｅｔは１５０００Ｎ／ｃｍ程度であり、接合層２０は曲げ剛性が小さく、引張剛性がこのＥｔ以下である必要がある。このような要求性能を満たす材料としては、各種弾性接着剤（ウレタン樹脂、変成シリコーン樹脂、エポキシ・変成シリコーン樹脂、シリル化ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ブチルゴム樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリサルファイド樹脂、アクリル変成シリコーン樹脂、テレケリックポリアクリレート樹脂など、ゴム状弾性を有する接着剤）、各種ゴムシート、熱可塑性プラスチックシートなどが挙げられる。

【0033】

太陽電池モジュール１４及び膜材１２は、接着剤１６、接合層２０との接着性の確保のために、必要に応じて適切な表面処理を行うことが望ましい。例えば、膜材１２にガラス繊維にフッ素樹脂がコーティングされた膜材を用いる場合や、太陽電池モジュール１４の裏面保護フィルムがフッ素樹脂である場合は、フッ素樹脂被膜は難接着性を有するため、予め被接着部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。

【0034】

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。

【0035】

図１（Ａ）に示されるように、太陽電池モジュール１４の裏面に接着剤１６によりひずみ絶縁層１８が接合されており、ひずみ絶縁層１８と膜材１２の表面が接合層２０によって接合されている。接合層２０が太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有すると共に、ひずみ絶縁層１８が太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等の曲げ剛性を有することで、膜材１２が面外方向に曲がると、膜材１２又は太陽電池モジュール１４の曲げ変形に追従してひずみ絶縁層１８と接合層２０が変形する。

【0036】

図１（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内方向に伸縮すると、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びが、膜材１２より引張剛性が高いひずみ絶縁層１８によって低減される。接合層２０は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、膜材１２と接合層２０との接合端部に生じる膜材１２の応力集中などが抑制される。これによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４のひずみの発生と、膜材１２の応力集中が同時に抑制され、太陽電池モジュール１４と膜材１２の破損を阻止することができる。なお、図１（Ｂ）では、膜材１２が面内方向に伸長した状態が示されている。

【0037】

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１％程度のひずみで発電素子が壊れ、発電能力が低下するが、本実施形態では、膜材１２と太陽電池モジュール１４との間にひずみ絶縁層１８が設けられていることで、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４のひずみ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、信頼性の高い電子部材固定構造１０を得ることができる。

【0038】

また、ひずみ絶縁層１８が太陽電池モジュール１４の裏面のほぼ全面に接合され、ひずみ絶縁層１８のほぼ全面に接合層２０が設けられている。これにより、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、膜材１２とひずみ絶縁層１８との変位差に接合層２０が耐えると共に、下地への応力集中などが抑制され、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びがひずみ絶縁層１８によってより効果的に低減される。さらに、接合面が全面であることにより、風によって生ずる面外への風圧力（揚力）に対して、より信頼性の高い電子部材の取り付けを行うことができる。

【0039】

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。

【0040】

図２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２（Ａ）には膜材１２の伸長前の状態が、図２（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、太陽電池モジュール１４の裏面材としてひずみ絶縁層１８が一体的に設けられている。ひずみ絶縁層１８と膜材１２は、接合層２０により接合されている。

【0041】

このような電子部材固定構造３０では、図２（Ｂ）に示されるように、膜材１２が面内方向に伸縮すると、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びが、膜材１２より引張剛性が高いひずみ絶縁層１８によって低減される。接合層２０は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、膜材１２と接合層２０との接合端部に生じる下地の応力集中などが抑制される。これによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４のひずみの発生が抑制され、太陽電池モジュール１４の破損を阻止することができる。

【0042】

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実施形態及び第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。

【0043】

図３には、電子部材固定構造４０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４０では、太陽電池モジュール１４の裏面に接着剤１６によりひずみ絶縁層１８が接合されており、ひずみ絶縁層１８と膜材１２との間にはシート材４４が配置され、シート材４４が接着剤４２、４６によりひずみ絶縁層１８と膜材１２にそれぞれ接合されている。すなわち、図１に示す電子部材固定構造１０の接合層２０をシート材４４を含む複層体に変更したものである。シート材４４及び接着剤４６は、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有し、膜材１２と同等以下の引張剛性を有している。シート材４４としては、例えば、予めシート状とした各種弾性接着材の他、ゴム製のシート、熱可塑性プラスチックシートなどが用いられる。接着剤４２は、適切な接着耐久性を有し、曲げ剛性が小さくなるように設定されることの他に、ひずみ絶縁層１８とシート材４４の熱膨張率差によって破壊されないものであれば何でもよい。

【0044】

このような電子部材固定構造４０では、図３（Ｂ）に示されるように、膜材１２が面内方向に伸縮すると、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びが、膜材１２より引張剛性が高いひずみ絶縁層１８によって低減される。また、シート材４４及び接着剤４２、４６は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、膜材１２と接着剤４６との接着端部に生じる応力集中などが抑制される。これによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４のひずみの発生が抑制され、太陽電池モジュール１４の破損を阻止することができる。

【0045】

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実施形態〜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。

【0046】

図４には、電子部材固定構造６０の全体構成が断面図にて示されており、図４（Ａ）には膜材１２の伸長前の状態が、図４（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６０では、太陽電池モジュール１４の裏面に接着剤１６によりひずみ絶縁層１８が全面に接合されており、ひずみ絶縁層１８と膜材１２は、ひずみ絶縁層１８の周縁部に設けられた接合層６２により接合されている。すなわち、接合層６２は、矩形状のひずみ絶縁層１８の周縁部を膜材１２に接合するものであり、ひずみ絶縁層１８の中央部は、膜材１２に接合されていない。接合層６２は、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有し、膜材１２と同等以下の引張剛性を有している。

【0047】

このような電子部材固定構造６０では、図４（Ｂ）に示されるように、膜材１２が面内方向に伸縮すると、膜材１２から太陽電池モジュール１４へ伝達される伸びが、膜材１２より引張剛性が高いひずみ絶縁層１８によって低減される。また、接合層６２は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、膜材１２と接合層６２との接合端部に生じる下地の応力集中などが抑制される。これによって、膜材１２の伸縮による太陽電池モジュール１４のひずみの発生が抑制され、太陽電池モジュール１４の破損を阻止することができる。

【0048】

次に、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実施形態〜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。

【0049】

図５には、電子部材固定構造１２０の全体構成であって、膜材１２の伸長後の状態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１２０では、太陽電池モジュール１４の裏面のほぼ全面が接合層１２２により膜材１２と接合されている。接合層１２２としては、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有し、膜材１２と同等以下の引張剛性を有する接着剤などが用いられている。

【0050】

このような電子部材固定構造１２０では、接合層１２２が太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有することで、膜材１２が面外方向に曲がると、膜材１２又は太陽電池モジュール１４の曲げ変形に追従して接合層１２２が変形する。また、接合層１２２は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、接合部膜材１２の引張剛性が大きくなることに起因して膜材１２と接合層１２２との接合端部に生じる膜材１２の応力集中が抑制される。これによって、膜材１２への応力集中が小さく信頼性の高い太陽電池モジュール１４の取付けを行うことができる。さらに、接合面が全面であることにより、風によって生ずる面外への風圧力（揚力）に対して、より信頼性の高い電子部材の取り付けを行うことができる。

【0051】

次に、第６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〜第５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。

【0052】

図６には、電子部材固定構造１３０の全体構成であって、膜材１２の伸長後の状態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１３０では、太陽電池モジュール１４は、太陽電池モジュール１４の裏面の周縁部に設けられた接合層１３２により膜材１２と接合されている。すなわち、接合層１３２は、矩形状の太陽電池モジュール１４の裏面の周縁部を膜材１２に接合するものであり、太陽電池モジュール１４の裏面の中央部は、膜材１２に接合されていない。

【0053】

このような電子部材固定構造１３０では、接合層１３２が太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有することで、膜材１２が面外方向に曲がると、膜材１２又は太陽電池モジュール１４の曲げ変形に追従して接合層１３２が変形する。また、接合層１３２は膜材１２と同等以下の引張剛性を有することで、膜材１２が面内方向に伸縮したときに、接合部膜材１２の引張剛性が大きくなることに起因して膜材１２と接合層１３２との接合端部に生じる膜材１２の応力集中が抑制される。これによって、膜材１２への応力集中が小さく信頼性の高い太陽電池モジュール１４の取付けを行うことができる。

【0054】

接合層１２２、１３２としては、張力がかかった際に生じる膜材１２と太陽電池モジュール１４との変位差に耐え得る接着剤などが用いられる。接合層１２２、１３２は、適切な接着耐久性を有し、太陽電池モジュール１４及び膜材１２と同等以下の曲げ剛性を有することが好ましい。すなわち、接合層１２２、１３２は、曲げ剛性が小さくなるよう設定されることの他に、膜材１２と接合層１２２、１３２の接合端部に生ずる応力集中などを抑制するために、膜材１２の引張剛性と同等以下の引張剛性であることが好ましい。膜材１２の引張剛性Ｅｔは１５０００Ｎ／ｃｍ程度であり、接合層１２２、１３２は曲げ剛性が小さく、引張剛性がこのＥｔ以下である必要がある。このような要求性能を満たす材料としては、各種弾性接着剤（ウレタン樹脂、変成シリコーン樹脂、エポキシ・変成シリコーン樹脂、シリル化ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ブチルゴム樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリサルファイド樹脂、アクリル変成シリコーン樹脂、テレケリックポリアクリレート樹脂など、ゴム状弾性を有する接着剤）、各種ゴムシート、熱可塑性プラスチックシートなどが挙げられる。

【実施例】

【0055】

次に、本発明の電子部材固定構造の実施例について説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例の電子部材固定構造８０は、膜材１２と、膜材１２の表面上方に配置されたフレキシブル性を備えた太陽電池モジュール１４と、太陽電池モジュール１４の裏面に接着剤８２により接合されるひずみ絶縁層８４と、ひずみ絶縁層８４と膜材１２とを接合する接合層８６と、を有している。電子部材固定構造８０を構成する部材の使用材料は、以下の通りである。

【0056】

（使用材料）
膜材１２：サンゴバン製 シィヤフィル-II（ガラス繊維を編み込んだ基布にフッ素樹脂をコーティングしたもの）
接着剤８２：２成分形変成シリコーン系接着剤 横浜ゴム製 ハマタイト スーパーII
ひずみ絶縁層８４：ステンレスシート ＳＵＳ ３０４（厚さ １００μｍ）
接合層８６：２成分形変成シリコーン系接着剤 横浜ゴム製 ハマタイト スーパーII
太陽電池モジュール１４：アモルファスＳｉ型太陽電池 富士電機製ＦＷＡＶＥ

【0057】

（施工方法）
フッ素樹脂表面処理剤を用いて膜材１２表面の表面処理を行う。次いで、膜材１２の表面処理面にプライマーを塗布し、乾燥の後、２成分変成シリコーン系接着剤を約２ｍｍ厚となるよう施工する。さらに、２成分変成シリコーン系接着剤が硬化する前に、予め両面にプライマーを塗布・乾燥させたステンレスシートを貼り、硬化まで静置する。次いで、予め裏面がプラズマ処理された太陽電池モジュール１４を、２成分変成シリコーン系接着剤を用いてステンレスシート面に貼り付ける。

【0058】

（試験方法・結果）
図８に示すように、２３０×１５００ｍｍのリード線付き太陽電池モジュール１４を上記方法で膜材１２に取り付け、太陽電池モジュール１４及び膜材１２の表面にひずみゲージ８８（東京測器製：ＧＦＬＡ−６−７０）を貼り付けたものを試験体とし、膜材１２の一軸引張試験を実施した。図示しない載荷試験機に試験体をセットし、膜材１２の両端部を所定の張力で引っ張ることにより実施した。この実験では、載荷前および３０Ｎ／ｃｍ（初期張力に相当）、１００Ｎ／ｃｍ、３００Ｎ／ｃｍ、５００Ｎ／ｃｍ、１３００Ｎ／ｃｍ（膜材１２の破断強度）を目標に載荷した後の太陽電池モジュール１４の発電特性について、白熱灯を照射して開放電圧と短絡電流を測定した。白熱灯と太陽電池モジュール１４の距離は４０ｃｍ、太陽電池モジュール１４表面における照度は１万ｌｘ程度であった。

【0059】

図９に試験体の載荷荷重と開放電圧、短絡電流との関係を示す。図９に示されるように、試験体の載荷前後で太陽電池モジュール１４の発電特性に変化は見られなかった。膜材１２に５００Ｎ／ｃｍ載荷した際の太陽電池モジュール１４表面の伸びは最大０．１９％であり、破断強度における太陽電池モジュール１４表面の伸びは最大０．６％であった。また、試験体の面外剛性は、屋根に取り付けられる曲率に十分に追従できる程度に小さいものであった。

【0060】

（比較例）
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、比較例の電子部材固定構造２００として、２３０×２３０ｍｍのリード線付き太陽電池モジュール１４を膜材１２に高剛性なエポキシ樹脂系接着剤２０２（コニシ製：ボンド クイックメンダー）で直接接着し、太陽電池モジュール１４表面にひずみゲージ２０４を貼り付けたものを試験体とし、一軸引張試験を実施した。白熱灯と太陽電池モジュール１４の距離は２０ｃｍ、太陽電池モジュール１４表面における照度は６万ｌｘ程度であった。図１１に比較例の試験体の載荷荷重と開放電圧との関係を示す。
図１１に示されるように、太陽電池モジュール１４を膜材１２にエポキシ樹脂系接着剤２０２で直接接着した場合、７５Ｎ／ｃｍ載荷したところで太陽電池の発電特性が大幅に低下することが確認された。このときの太陽電池モジュール表面の伸びは０．９％であった。

【0061】

したがって、図８に示す実施例の電子部材固定構造８０では、膜材１２の短期許容応力度（≒４００Ｎ／ｃｍ）において太陽電池モジュール１４表面に伝わるひずみ（伸び）を０．２％以下とすることができ（比較例では０．９％程度で発電特性が低下）、発電特性の低下は見られなかった。

【0062】

なお、上記第１〜第６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、有機ＥＬ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。

【0063】

上記第１〜第６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、面外方向へ曲がり、かつ面内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。

【0064】

また、上記第１〜第６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】

【0065】

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 接着剤
１８ ひずみ絶縁層
２０ 接合層
３０ 電子部材固定構造
４０ 電子部材固定構造
４２、４６ 接着剤（接合層）
４４ シート材（接合層）
６０ 電子部材固定構造
６２ 接合層
８０ 電子部材固定構造
８２ 接着剤
８４ ひずみ絶縁層
８６ 接合層
１００ 建物
１０２ 屋根
１２０ 電子部材固定構造
１２２ 接合層
１３０ 電子部材固定構造
１３２ 接合層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】