JP2002138639A - 太陽電池モジュールの設置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 瓦材と太陽電池モジュールとを分断するこ
となく連続的に設置して、意匠性及び雨仕舞いに優れた
屋根とする。 【解決手段】 太陽電池モジュール(３)と瓦材(４)と
を、それらの上面がほぼ面一になるようにして桁行方向
又は梁行方向に隣接させて、これらの互いに対向する屋
根傾斜方向に沿った端部(14)(25)を、屋根面に配したジ
ョイント材(33)のシール材(50)上に載せる。さらに、こ
れら端部(14)(25)間に、別のシール材(81)を介在させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池モジュ
ールを瓦材とともに屋根に設置するための設置構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽電池モジュールを屋根へ設置
して、太陽光発電により電力を得るようにした住宅が増
えつつある。この種の住宅において、太陽電池モジュー
ルの屋根への設置に際しては、太陽電池モジュールと瓦
材との間に一体感を持たせるのが外観上望ましい。

【０００３】そこで、屋根面に屋根傾斜方向に沿った複
数の架台を取り付け、棟側の太陽電池モジュールの軒側
端部と軒側の太陽電池モジュールの棟側端部とを重ね合
わせるようにして、周りの瓦材と同様に多数の太陽電池
モジュールを架台上に設置するようにした構造のものが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のものは、屋根面に取り付けた仕切材や化粧材によっ
て囲まれた方形のスペース内に太陽電池モジュールを並
べて設置しているので、仕切材や化粧材によって瓦材と
太陽電池モジュールとが分断されてしまい、これらの間
に一体感を持たせて設置することができなかった。この
ため、屋根全体としての統一感に欠け、今一つ見栄えが
悪かった。

【０００５】このように、瓦材と太陽電池モジュールと
を分断した状態で設置しているのは、瓦材と太陽電池モ
ジュールとを屋根傾斜方向、桁行方向或いは梁行方向に
効果的に連続させて設置する技術が確立されていないか
らである。

【０００６】そこで、この発明は、上記の不具合を解消
して、瓦材と太陽電池モジュールとを桁行方向又は梁行
方向に効果的に連続させて、意匠性の向上を図るととも
に、これらの間に生じる目地隙間の雨仕舞いを良好にす
る太陽電池モジュールの設置構造の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明における太陽電池モジュールの設置構造
は、太陽電池モジュールと瓦材とを桁行方向又は梁行方
向に隣接させて、これらの互いに対向する屋根傾斜方向
に沿った端部を、屋根面に配したシール材上に載せるよ
うにしたことを特徴とする。

【０００８】また、シール材を、太陽電池モジュールと
瓦材の互いに対向する屋根傾斜方向に沿った端部下面間
に跨るようにして配置したり、また瓦材を貫通して屋根
下地材に釘を打ち込むことによって、瓦材の屋根傾斜方
向に沿った端部をシール材に押し付けたり、さらには太
陽電池モジュールと瓦材の互いに対向する屋根傾斜方向
に沿った端部間に、別のシール材を介在させるようにし
ている。

【０００９】さらに、太陽電池モジュールの上面と瓦材
の上面とがほぼ面一になるようにして、太陽電池モジュ
ールと瓦材とを隣接させている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係
る太陽電池モジュールを設置した屋根は、図１に示すよ
うに、例えば寄棟屋根であって、その南側の台形の屋根
面(１)及び東側の三角形の屋根面(２)に、略方形の太陽
電池モジュール(３)(３)…及び略方形の瓦材(４)(４)…
が設置され、北側及び西側の屋根面(５)(６)には、瓦材
(４)(４)…が設置されている。

【００１１】太陽電池モジュール(３)(３)…としては、
屋根傾斜方向の長さが夫々等しくて、桁行方向又は梁行
方向の長さが夫々異なる三種類のタイプが用いられてい
る。例えば、各種類の太陽電池モジュール(３)(３)…の
屋根傾斜方向の長さは０．５ｍ〜０．７ｍ、具体的には
約０．６ｍとされ、桁行方向又は梁行方向の長さは夫々
約１ｍ、約１．５ｍ、約２ｍに設定されている。

【００１２】これら各種類の太陽電池モジュール(３)
(３)…の基本的な構成は同じであり、図２に示すよう
に、方形の太陽電池パネル(10)と、方形枠状の金属製の
モジュールフレーム(11)とから構成されている。

【００１３】太陽電池パネル(10)は、多結晶シリコンか
らなるセル（太陽電池の基本単位）を必要枚配列して、
屋外で利用できるよう強化ガラスで覆ったものである。
なお、セルは、多結晶シリコンに限らず、単結晶シリコ
ンやアモルファスシリコン等であっても良い。

【００１４】モジュールフレーム(11)は、上側及び下側
のフレーム材(12)(13)と、これら上側及び下側フレーム
材(12)(13)の両端部を連結する左右一対の側フレーム材
(14)(14)とから形成されている。これら各フレーム材(1
2)(13)(14)(14)は、アルミニウムの押出加工により成形
されている。

【００１５】瓦材(４)(４)…としては、図３乃至図５に
示すように、形状の異なる三種類のタイプが用いられ、
第１及び第２のタイプは、桁行方向又は梁行方向におい
て太陽電池モジュール(３)が隣接するときに使用し、第
３のタイプは、桁行方向又は梁行方向において太陽電池
モジュール(３)が隣接しないときに使用する。

【００１６】第１のタイプの瓦材(４)は、図３に示すよ
うに、略平板状に形成されていて、その裏面には、屋根
傾斜方向に沿った複数本のリブ(21)(21)…が形成され、
これらリブ(21)(21)…の棟側の端部には、屋根面(１)
(２)における屋根下地材(30)(30)に取り付けた桟材(31)
(31)…に引っ掛ける爪片(22)(22)…が形成されている。
また、桁行方向又は梁行方向に沿った軒側の端部には、
裏面側に突出する垂片(23)がほぼ全長に亘って形成さ
れ、さらに屋根傾斜方向に沿った一方の端部(図３(ａ)
において右側に示す端部)には、桁行方向又は梁行方向
に突出する側片(24)がほぼ全長に亘って形成され、屋根
傾斜方向に沿った他方の端部(図３(ａ)において左側に
示す端部)には、裏面側に突出する突片(25)がほぼ全長
に亘って形成されている。また、この第１のタイプの瓦
材(４)には、その棟側及び軒側の要所要所に釘挿通孔(2
6)(26)…が形成されている。

【００１７】第２のタイプの瓦材(４)は、図４に示すよ
うに、屋根傾斜方向に沿った一方の端部(図４(ａ)にお
いて右側に示す端部)に、突片(25)がほぼ全長に亘って
形成され、屋根傾斜方向に沿った他方の端部(図４(ａ)
において左側に示す端部)に、桁行方向又は梁行方向に
突出する溝付きの受片(27)がほぼ全長に亘って形成さ
れ、この受片(27)に対して桁行方向又は梁行方向に隣接
する他の瓦材(４)の側片(24)が被さるようになってい
る。なお、その他の構成は、第１のタイプと同様であ
る。

【００１８】第３のタイプの瓦材(４)は、図５に示すよ
うに、屋根傾斜方向に沿った一方の端部(図５(ａ)にお
いて右側に示す端部)に、側片(24)がほぼ全長に亘って
形成され、他方の端部(図５(ａ)において左側に示す端
部)に、受片(27)がほぼ全長に亘って形成されており、
その他の構成は第１のタイプと同様である。

【００１９】そして、これらいずれのタイプの瓦材(４)
(４)…も、その屋根傾斜方向の長さが太陽電池モジュー
ル(３)の屋根傾斜方向の長さに合わせて設定されてい
る。すなわち、屋根傾斜方向の長さは、０．５ｍ〜０．
７ｍ、具体的には約０．６ｍに設定されている。

【００２０】上記の太陽電池モジュール(３)(３)…は、
複数のジョイント材(33)(33)…を介して屋根面(１)(２)
に設置される。なお、屋根下地材(30)は、図６及び図７
に示すように、トラス(34)の母屋(35)(35)…上に取り付
けた野地板(36)と、この野地板(36)の上面に張られたル
ーフィング材(37)とから構成されている。

【００２１】ジョイント材(33)は、図８に示すように、
棟側及び軒側の厚肉の金属プレートからなる接続部(41)
(42)を、薄肉の金属プレートからなる載置部(43)で連結
してなる。載置部(43)は、帯板状に形成され、その棟側
端部が直角に折曲され、軒側端部がやや上方に向けて折
曲されている。棟側の接続部(41)は、コ字型に形成さ
れ、その溝部分が棟側を向くようにして載置部(43)の棟
側の立ち上がり部分に固定されている。軒側の接続部(4
2)は、載置部(43)の軒側の下面に固定された水平片(44)
と、この水平片(44)の軒側端部から垂下した垂直片(45)
と、この垂直片(45)の下端から屋根傾斜方向に沿って延
出する傾斜片(46)と、この傾斜片(46)の軒側端部から立
ち上がった立上り片(47)と、この立上り片(47)の上端か
ら軒側に向かって水平に延びる延出片(48)とが一体的に
連続されてなる。そして、その接続部(42)における傾斜
片(46)には、一対のビス穴(49)(49)が形成されている。

【００２２】載置部(43)の上面には、図９に示すよう
に、クッション性を有するシール材(50)が取り付けら
れ、このシール材(50)の棟側及び軒側の端部は、載置部
(43)の端部全体を覆っている。さらに、載置部(43)の下
面には、スペーサ(51)が軒側の接続部(42)との間に隙間
をあけて取り付けられている。この隙間は、太陽電池モ
ジュール(３)(３)…からの図示しない配線を通すために
利用される。

【００２３】このジョイント材(33)は、その棟側接続部
(41)を、棟側のジョイント材(33)の軒側接続部(42)に係
合したり、屋根下地材(30)にビス止めされる受け金具に
係合して、その軒側接続部(42)の傾斜片(46)を、屋根下
地材(30)にビス(52)止めすることによって(図１０参
照)、屋根下地材(30)に取り付けられる。

【００２４】屋根面(１)(２)には、図１に示すように、
複数のジョイント材(33)(33)…が桁行方向又は梁行方向
に適宜間隔をあけて要所要所に配置されており、太陽電
池モジュール(３)(３)…は、棟側の太陽電池モジュール
(３)の軒側端部と軒側の太陽電池モジュール(３)の棟側
端部を重ね合わせるようにして、ジョイント材(33)(33)
…の載置部(43)(43)…に跨った状態で、屋根面(１)(２)
に階段状に設置されている。

【００２５】この設置状態において、図１に示すよう
に、屋根傾斜方向に隣接する太陽電池モジュール(３)
(３)…の屋根傾斜方向に沿った端部は、桁行方向又は梁
行方向へ互いにずれた状態になっている。特に、隅棟(5
5)(55)…側において屋根傾斜方向に隣接する太陽電池モ
ジュール(３)(３)…については、その屋根傾斜方向に沿
った隅棟側端部が隅棟(55)に沿って階段状になってい
る。これによって、台形の屋根面(１)においては、その
屋根面(１)の形状に合わせて太陽モジュール(３)(３)…
が略台形に配置されており、三角形の屋根面(２)におい
ては、その屋根面(２)の形状に合わせて太陽モジュール
(３)(３)…が略三角形に配置されている。

【００２６】このように太陽電池モジュール(３)(３)…
を屋根面(１)(２)の形状に合わせて配置した場合、特に
太陽電池モジュール(３)(３)…と瓦材(４)(４)…との境
目部分におけるこれらの設置が問題になるが、この実施
形態においては、これらの境目部分を以下に示すような
設置構造とすることで、太陽電池モジュール(３)(３)…
と瓦材(４)(４)…とを違和感なく連続させている。

【００２７】まず、図１のＡ部における設置構造につい
て説明する。このＡ部は、太陽電池モジュール(３)の棟
側に瓦材(４)が位置する部位である。この場合、第３の
タイプの瓦材(４)が用いられ、太陽電池モジュール(３)
の棟側端部すなわち上側フレーム材(12)に、瓦材(４)の
軒側端部すなわち垂片(23)を載せるようにして、これら
を屋根傾斜方向に沿って階段状に設置している。

【００２８】図１のＢ部は、Ａ部と同様に太陽電池モジ
ュール(３)の棟側に瓦材(４)が位置する部位である。こ
のＢ部において使用される瓦材(４)は、桁行方向又は梁
行方向においても太陽電池モジュール(３)と隣接するこ
とから、第１又は第２のタイプの瓦材(４)が用いられ、
図１０に示すように、太陽電池モジュール(３)の上側フ
レーム材(12)に、瓦材(４)の垂片(23)を載せ、さらに瓦
材(４)の突片(25)をジョイント材(33)に載せるようにし
て、太陽電池モジュール(３)と瓦材(４)とを屋根傾斜方
向に沿って階段状に設置している。

【００２９】これらＡ部及びＢ部において、瓦材(４)
は、その釘挿通孔(26)(26)…を貫通させた固定具として
の釘(60)を、桟材(31)及び釘打ち用桟材(61)を介して屋
根下地材(30)に打ち込むことによって、屋根下地材(30)
に固定されている。また、互いに重なり合った太陽電池
モジュール(３)の上側フレーム材(12)と瓦材(４)の垂片
(23)との間には、上側フレーム材(12)の表面に取り付け
てあるクッション性を有するシール材(15)が介在して、
これら両者の傷付きや破損を防止するとともに、雨仕舞
いを良好にしている。

【００３０】図１のＣ部は、太陽電池モジュール(３)と
瓦材(４)とが桁行方向又は梁行方向に隣接する部位であ
る。この場合、第１又は第２のタイプの瓦材(４)が用い
られ、図１１に示すように、互いに対向する太陽電池モ
ジュール(３)の側フレーム材(14)と瓦材(４)の突片(25)
が同じジョイント材(33)のシール材(50)上に載せられ
て、太陽電池モジュール(３)の上面と瓦材(４)の上面と
がほぼ面一になるようにして並設されている。

【００３１】この設置状態において、シール材(50)は、
太陽電池モジュール(３)の側フレーム材(14)と瓦材(４)
の突片(25)の下面間に跨るようにして配されており、し
かも瓦材(４)の突片(25)側において打ち込んだ釘(60)(6
0)によって、瓦材(４)の突片(25)がシール材(50)に押し
付けられているので、雨仕舞いをさらに良好にしてい
る。

【００３２】また、太陽電池モジュール(３)の側フレー
ム材(14)の外側面には、瓦材(４)の突片(25)との間の目
地隙間に向けて突出する３つの突出片(80)(80)…が、上
下方向に適宜間隔をあけてほぼ全長に亘って形成されて
いる。そして、中央と下側の突出片(80)(80)間には、シ
ール材(81)が側フレーム材(14)の全長に亘って充填され
ている。このシール材(81)は、瓦材(４)の突片(25)にお
ける外側面に当接している。このように、太陽電池モジ
ュール(３)と瓦材(４)の互いに対向する端部間の目地隙
間に、２つのシール材(50)(81)を上下２重に配置するこ
とで、目地隙間からの雨水の浸入を確実に防止してい
る。

【００３３】さらに、瓦材(４)の突片(25)の外側面に
は、そのほぼ全長に亘って目地材(85)が設けられてい
る。この目地材(85)は、断面Ｌ字形に形成されており、
その縦片(86)が突片(25)の外側面に取り付けられ、横片
(87)が目地隙間に向けて突出している。この横片(87)の
上方には、太陽電池モジュール(３)の側フレーム材(14)
における上側の突出片(80)が位置しており、これら横片
(87)及び突出片(80)によって目地隙間を覆っている。ま
た、この目地材(85)の軒側端部は、図１２に示すよう
に、屋根下地材(30)とほぼ垂直な方向に曲げられて、太
陽電池モジュール(３)と瓦材(４)の軒側端部間の隙間を
覆っている。

【００３４】図１３乃至図１６は、上記のＢ部及びＣ部
における施工手順を示している。まず、ジョイント材(3
3)(33)上に載せた太陽電池モジュール(３)に対して(図
１３参照)、その下側フレーム材(13)の下側に、軒側の
太陽電池モジュール(３)の上側フレーム材(12)を桁行方
向又は梁行方向に張り出すようにしてもぐり込ませる。
そして、この軒側の太陽電池モジュール(３)の張り出し
た上側フレーム材(12)を、支持具(65)によって屋根下地
材(30)に固定するとともに、屋根下地材(30)に桟材(31)
及び釘打ち用桟材(61)を取り付ける(図１４参照)。

【００３５】続いて瓦材(４)を設置するが、この場合、
その垂片(23)を、軒側の太陽電池モジュール(３)の上側
フレーム材(12)上に載せるとともに、その突片(25)を、
棟側の太陽電池モジュール(３)の側フレーム材(14)に対
向するようにしてジョイント材(33)上に載せ、その爪片
(22)(22)…を桟材(31)に引っ掛けた状態で、挿入孔(26)
(26)…に挿入した釘(60)(60)…を桟材(31)及び釘打ち用
桟材(61)に打ち込む(図１５参照)。その後、新たな瓦材
(４)の垂片(23)を、太陽電池モジュール(３)及び瓦材
(４)の棟側端部に跨るようにして載せて、この新たな瓦
材(４)を屋根下地材(30)に設置する(図１６参照)。

【００３６】図１のＤ部は、太陽電池モジュール(３)の
軒側に瓦材(４)が位置する部位である。この場合、第３
のタイプの瓦材(４)が用いられ、図７に示すように、太
陽電池モジュール(３)の軒側端部すなわち下側フレーム
材(13)を瓦材(４)の棟側端部に載せた状態で、これら下
側フレーム材(13)と瓦材(４)の棟側端部とを接続具(90)
によって接続して、太陽電池モジュール(３)と瓦材(４)
を屋根傾斜方向に沿って階段状に設置している。

【００３７】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に
多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、太陽電池モジュールと瓦材を、分断するこ
となく桁行方向又は梁行方向に連続的に設置しているの
で、瓦材と太陽電池モジュールとの間に一体感を持たせ
て、屋根全体を統一感のある外観とすることができ、こ
れによって意匠性の向上を図ることができる。特に、太
陽電池モジュールの上面と瓦材の上面とがほぼ面一にな
るようにして、これらを隣接させれば、見栄えをさらに
向上することができる。

【００３９】しかも、これらの互いに対向する屋根傾斜
方向に沿った端部を、屋根面に配したシール材上に載せ
るようにしているので、これら端部間に生じる目地隙間
からの雨水等の浸入を防止して、雨仕舞いを良好にする
ことができる。

【００４０】さらに、これら端部下面間に跨るようにし
てシール材を配置したり、瓦材の端部をシール材に押し
付けたり、これら端部間に別のシール材を介在させるこ
とで、雨水等の浸入を確実に防止して、雨仕舞いをさら
に良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る太陽電池モジュ
ールを備えた屋根の平面図である。

【図２】 太陽電池モジュールの斜視図である。

【図３】 第１のタイプの瓦材を示し、(ａ)はその平面
図、(ｂ)は(ａ)のＸ-Ｘ断面図、(ｃ)は(ａ)のＹ-Ｙ断面
図である。

【図４】 第２のタイプの瓦材を示し、(ａ)はその平面
図、(ｂ)は(ａ)のＸ-Ｘ断面図、(ｃ)は(ａ)のＹ-Ｙ断面
図である。

【図５】 第３のタイプの瓦材を示し、(ａ)はその平面
図、(ｂ)は(ａ)のＸ-Ｘ断面図、(ｃ)は(ａ)のＹ-Ｙ断面
図である。

【図６】 屋根の縦断面図である。

【図７】 同じくその要部拡大図である。

【図８】 ジョイント材の斜視図である。

【図９】 シール材を取り付けたジョイント材の斜視図
である。

【図１０】 Ｂ部における縦断面図である。

【図１１】 Ｃ部における縦断面図である。

【図１２】 太陽電池モジュールと瓦材との間の目地隙
間部分を示し、(ａ)はその分解斜視図、(ｂ)はその斜視
図である。

【図１３】 Ｂ部及びＣ部における施工手順を示す斜視
図である。

【図１４】 Ｂ部及びＣ部における施工手順を示す斜視
図である。

【図１５】 Ｂ部及びＣ部における施工手順を示す斜視
図である。

【図１６】 Ｂ部及びＣ部における施工手順を示す斜視
図である。

【符号の説明】

(１)(２) 屋根面 (３) 太陽電池モジュール (４) 瓦材 (14) 側フレーム材(太陽電池モジュールの端部) (25) 突片(瓦材の端部) (30) 屋根下地材 (50) シール材 (60) 釘 (81) 別のシール材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 研治 大阪市北区大淀中一丁目１番88号 積水ハ ウス株式会社内 Ｆターム(参考） 2E108 AA02 GG16 KK04 LL01 MM06 NN07 5F051 BA03 BA11 BA18 JA02 JA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池モジュールを瓦材とともに屋根
   に設置するための設置構造であって、太陽電池モジュー
   ルと瓦材とを桁行方向又は梁行方向に隣接させて、これ
   らの互いに対向する屋根傾斜方向に沿った端部を、屋根
   面に配したシール材上に載せるようにしたことを特徴と
   する太陽電池モジュールの設置構造。
2. 【請求項２】 シール材を、太陽電池モジュールと瓦材
   の互いに対向する屋根傾斜方向に沿った端部下面間に跨
   るようにして配置した請求項２記載の太陽電池モジュー
   ルの設置構造。
3. 【請求項３】 瓦材を貫通して屋根下地材に釘を打ち込
   むことによって、瓦材の屋根傾斜方向に沿った端部をシ
   ール材に押し付けるようにした請求項１又は２記載の太
   陽電池モジュールの設置構造。
4. 【請求項４】 太陽電池モジュールと瓦材の互いに対向
   する屋根傾斜方向に沿った端部間に、別のシール材を介
   在させた請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モ
   ジュールの設置構造。
5. 【請求項５】 太陽電池モジュールの上面と瓦材の上面
   とがほぼ面一になるようにして、太陽電池モジュールと
   瓦材とを隣接させた請求項１乃至４のいずれかに記載の
   太陽電池モジュールの設置構造。