JP2003161003A - 瓦一体型太陽電池モジュール - Google Patents
瓦一体型太陽電池モジュールInfo
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
-
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- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
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- H02S20/25—Roof tile elements
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池モジュールの裏面側に防雨かつ薄型
の端子ボックスを備え、厚さ寸法が小さく、組立・施工
性のよい瓦一体型太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】 太陽電池モジュール５０を、瓦８０の凹
部８１の中に収納し、電力リードを外部に取り出す端子
ボックス１を備えるものにおいて、電力リードは、第１
の平板部Ｌ１，第２の平板部Ｌ２および第３の平板部Ｌ
３を有するＳ字クランク状の端子板からなり、第１の平
板部は、その一端を太陽電池と電気的に接続し、モジュ
ール裏面と略平行に延出し、第２の平板部は、第１の平
板部との接続部からモジュールの外側かつ表面側に折り
曲げて第３の平板部に接続し、第３の平板部の他端は、
外部の電力ケーブルを着脱可能に接続するためのコネク
タ部５００を有してなるものとし、コネクタ部を含む端
子板の少なくとも一部を樹脂によって一体的に成形し、
この成形体を太陽電池モジュールの裏面に接着する。
の端子ボックスを備え、厚さ寸法が小さく、組立・施工
性のよい瓦一体型太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】 太陽電池モジュール５０を、瓦８０の凹
部８１の中に収納し、電力リードを外部に取り出す端子
ボックス１を備えるものにおいて、電力リードは、第１
の平板部Ｌ１，第２の平板部Ｌ２および第３の平板部Ｌ
３を有するＳ字クランク状の端子板からなり、第１の平
板部は、その一端を太陽電池と電気的に接続し、モジュ
ール裏面と略平行に延出し、第２の平板部は、第１の平
板部との接続部からモジュールの外側かつ表面側に折り
曲げて第３の平板部に接続し、第３の平板部の他端は、
外部の電力ケーブルを着脱可能に接続するためのコネク
タ部５００を有してなるものとし、コネクタ部を含む端
子板の少なくとも一部を樹脂によって一体的に成形し、
この成形体を太陽電池モジュールの裏面に接着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、屋根瓦本体の上
面に太陽電池モジュールを収納して固定してなる瓦一体
型太陽電池モジュールの構造、特に、太陽電池モジュー
ルの電力リードの取出し構造に関する。
面に太陽電池モジュールを収納して固定してなる瓦一体
型太陽電池モジュールの構造、特に、太陽電池モジュー
ルの電力リードの取出し構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コス
トの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の
太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、
建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一
般住宅用にも需要が広がってきている。一般住宅用とし
て、太陽電池付き屋根瓦もしくは瓦一体型太陽電池モジ
ュールなども開発されている。
トの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の
太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、
建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一
般住宅用にも需要が広がってきている。一般住宅用とし
て、太陽電池付き屋根瓦もしくは瓦一体型太陽電池モジ
ュールなども開発されている。
【０００３】近年では、プラスチックフィルムを用いた
フレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられ
ており、このフレキシブル性を生かし、ロールツーロー
ル方式やステップロール方式の製造方法により大量生産
が可能となっている。
フレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられ
ており、このフレキシブル性を生かし、ロールツーロー
ル方式やステップロール方式の製造方法により大量生産
が可能となっている。
【０００４】上記薄膜太陽電池モジュールとして、電気
絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池
を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電
池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた
ものが知られている。
絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池
を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電
池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた
ものが知られている。
【０００５】また、前述の瓦一体型太陽電池モジュール
に関しても、多くの特許提案がなされている。
に関しても、多くの特許提案がなされている。
【０００６】図１１および図１２は、本件出願人が特願
２００１−１２０２８４号によって提案した瓦一体型太
陽電池モジュールの模式的構造の一例を示す側断面図お
よび太陽電池モジュールと屋根瓦本体を組み立てる状態
を示す斜視図である。但し、部材番号は、前記出願にお
けるもの（図１および図２）を変更して示す。
２００１−１２０２８４号によって提案した瓦一体型太
陽電池モジュールの模式的構造の一例を示す側断面図お
よび太陽電池モジュールと屋根瓦本体を組み立てる状態
を示す斜視図である。但し、部材番号は、前記出願にお
けるもの（図１および図２）を変更して示す。
【０００７】図１１および図１２において、太陽電池モ
ジュール３１１は、１個もしくは複数個の太陽電池素子
が直列または並列接続されており、その受光面側に、例
えばガラス板などの表面保護部材、裏面側には、例えば
アルミ箔の両面に一弗化エチレンを接着した裏面保護部
材が設けられ、接着封止性に優れかつ安価なＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などの接着性樹脂封止
材により熱融着封止され一体化されている。
ジュール３１１は、１個もしくは複数個の太陽電池素子
が直列または並列接続されており、その受光面側に、例
えばガラス板などの表面保護部材、裏面側には、例えば
アルミ箔の両面に一弗化エチレンを接着した裏面保護部
材が設けられ、接着封止性に優れかつ安価なＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などの接着性樹脂封止
材により熱融着封止され一体化されている。
【０００８】また、太陽電池モジュール３１１は、その
周縁部に、上側平板部と下側平板部と側板部とで形成さ
れた略コ字状断面を有し、前記コ字状断面の開口部を前
記モジュールの周囲に嵌めて前記モジュールを固定保持
するフレーム３００を備える（詳細は、特願２００１−
１２０２８４号参照）。
周縁部に、上側平板部と下側平板部と側板部とで形成さ
れた略コ字状断面を有し、前記コ字状断面の開口部を前
記モジュールの周囲に嵌めて前記モジュールを固定保持
するフレーム３００を備える（詳細は、特願２００１−
１２０２８４号参照）。
【０００９】前記フレーム３００が、固定封止材３０８
を介して取付けられた太陽電池モジュール３１１は、屋
根瓦本体４００に開けられた貫通穴４０１に圧接固定型
ボルト３０６が挿入されつつ、屋根瓦本体４００に設け
られた凹部４０２に嵌め込まれて、屋根瓦本体４００の
裏側から差し込みナット４０３により固定される。また
貫通穴４０１には、図示しない充填材が充填されて水密
的に封止される。
を介して取付けられた太陽電池モジュール３１１は、屋
根瓦本体４００に開けられた貫通穴４０１に圧接固定型
ボルト３０６が挿入されつつ、屋根瓦本体４００に設け
られた凹部４０２に嵌め込まれて、屋根瓦本体４００の
裏側から差し込みナット４０３により固定される。また
貫通穴４０１には、図示しない充填材が充填されて水密
的に封止される。
【００１０】また、太陽電池モジュール３１１は、図１
２に示すように、屋根瓦本体４００に設けられた凹部４
０２に挿入されるとともに、段差部４０４には、フレー
ム３００の庇状平板部３０４が挿入され、屋根瓦本体４
００とフレーム３００の隙間に挿入された隙間充填材４
０５が太陽光に直接曝露され、劣化するのを防止すると
ともに美観向上を果たしている。隙間充填材４０５とし
ては、スポンジゴム、板状ゴムなどの有機系緩衝材、充
填材、接着材などの内いずれかを用いる。なお、隙間充
填材４０５は、段差部４０４と庇状平板３０４の隙間を
通って雨水などが太陽電池モジュール３１１の裏側に侵
入するのを防止するもので、雨水侵入による信頼性の低
下や野地板に雨水が漏れる恐れの無い場合は、省略する
ことが出来る。
２に示すように、屋根瓦本体４００に設けられた凹部４
０２に挿入されるとともに、段差部４０４には、フレー
ム３００の庇状平板部３０４が挿入され、屋根瓦本体４
００とフレーム３００の隙間に挿入された隙間充填材４
０５が太陽光に直接曝露され、劣化するのを防止すると
ともに美観向上を果たしている。隙間充填材４０５とし
ては、スポンジゴム、板状ゴムなどの有機系緩衝材、充
填材、接着材などの内いずれかを用いる。なお、隙間充
填材４０５は、段差部４０４と庇状平板３０４の隙間を
通って雨水などが太陽電池モジュール３１１の裏側に侵
入するのを防止するもので、雨水侵入による信頼性の低
下や野地板に雨水が漏れる恐れの無い場合は、省略する
ことが出来る。
【００１１】さらに、図１１において、接着支持体４０
６は、圧接固定型ボルト３０６に加えて太陽電池モジュ
ール３１１を必要に応じて接着固定するもので、例え
ば、両面接着テープを用いる。上記のように、機械的固
定と接着による固定を併用することにより、屋根瓦本体
４００と太陽電池モジュール３１１の固定をより確実な
ものとすることができる。
６は、圧接固定型ボルト３０６に加えて太陽電池モジュ
ール３１１を必要に応じて接着固定するもので、例え
ば、両面接着テープを用いる。上記のように、機械的固
定と接着による固定を併用することにより、屋根瓦本体
４００と太陽電池モジュール３１１の固定をより確実な
ものとすることができる。
【００１２】また、前記と同様の構成を有する太陽電池
モジュールにおいて、その電力リードを外部に取り出す
端子ボックスの構成に関して、本件出願の一部発明者に
より、特願２０００−１７８０４０号によって提案して
いる。
モジュールにおいて、その電力リードを外部に取り出す
端子ボックスの構成に関して、本件出願の一部発明者に
より、特願２０００−１７８０４０号によって提案して
いる。
【００１３】図８ないし図１０は、前記特願２０００−
１７８０４０号において提案された太陽電池モジュール
の端子ボックスの構成の一例を、一部修正または追加し
て示す図であって、図８は端子ボックスの上面図、図９
は図８のＣ−Ｃ断面図で、且つ太陽電池モジュールに取
付けられた図を示し、図１０は図９の太陽電池モジュー
ルが瓦に取付けられた側方断面図を示す。
１７８０４０号において提案された太陽電池モジュール
の端子ボックスの構成の一例を、一部修正または追加し
て示す図であって、図８は端子ボックスの上面図、図９
は図８のＣ−Ｃ断面図で、且つ太陽電池モジュールに取
付けられた図を示し、図１０は図９の太陽電池モジュー
ルが瓦に取付けられた側方断面図を示す。
【００１４】図８において、端子板１０３、１０４の一
端部にはそれぞれ外部に電力を引き出す電力ケーブル１
０６の芯線１０７が半田付けされて電気的に接続されて
おり、他端部はケーシング１０２の貫通穴１０８に露出
しており、この露出部において、後述するように、太陽
電池モジュール１５０のリード線１５６、１５７と電気
的に接続される。また、電力ケーブル１０６は、予め所
定の長さにセットされ、前記芯線１０７と反対側の端部
に、ケーブル用コネクタ１０９を有するものとし、この
コネクタに、別途長尺の電力ケーブルが接続されるよう
に構成されている。
端部にはそれぞれ外部に電力を引き出す電力ケーブル１
０６の芯線１０７が半田付けされて電気的に接続されて
おり、他端部はケーシング１０２の貫通穴１０８に露出
しており、この露出部において、後述するように、太陽
電池モジュール１５０のリード線１５６、１５７と電気
的に接続される。また、電力ケーブル１０６は、予め所
定の長さにセットされ、前記芯線１０７と反対側の端部
に、ケーブル用コネクタ１０９を有するものとし、この
コネクタに、別途長尺の電力ケーブルが接続されるよう
に構成されている。
【００１５】一方、端子板１０３、１０４のうち、片方
の端子板１０４は、途中で二つに分割され、分割された
間には破線で示すように逆流防止ダイオード１０５が電
気的に接続されている。
の端子板１０４は、途中で二つに分割され、分割された
間には破線で示すように逆流防止ダイオード１０５が電
気的に接続されている。
【００１６】このように構成された電力ケーブル１０
６、端子板１０３、１０４、逆流防止ダイオード１０５
は、例えば変性ポリフェニリンエーテル樹脂などのプラ
スチックで一体的に射出成形、若しくはモールド成形さ
れてケーシング１０２を成し、全体として太陽電池モジ
ュール用の端子ボックス１０１を構成する。前記一体化
構成によって、ケーシング１０２に電力ケーブル１０６
を取り付ける作業が容易になるとともに、電力ケーブル
１０６の取り付け部材の低減、取り付けスペースの低減
により、小形化を図っている。
６、端子板１０３、１０４、逆流防止ダイオード１０５
は、例えば変性ポリフェニリンエーテル樹脂などのプラ
スチックで一体的に射出成形、若しくはモールド成形さ
れてケーシング１０２を成し、全体として太陽電池モジ
ュール用の端子ボックス１０１を構成する。前記一体化
構成によって、ケーシング１０２に電力ケーブル１０６
を取り付ける作業が容易になるとともに、電力ケーブル
１０６の取り付け部材の低減、取り付けスペースの低減
により、小形化を図っている。
【００１７】次に、図９において、端子ボックス１０１
は、太陽電池モジュール１５０の裏面保護部材１５８に
ケーシング１０２を接着することにより取付けられてい
る。
は、太陽電池モジュール１５０の裏面保護部材１５８に
ケーシング１０２を接着することにより取付けられてい
る。
【００１８】太陽電池モジュール１５０は、表面保護部
材１５１、接着性樹脂封止材１５２、接着性樹脂封止材
１５２で覆われた太陽電池１５３、接着性樹脂封止材１
５２で覆われ、太陽電池１５３のプラス電極１５４、マ
イナス電極１５５に接続されたリード線１５６、１５
７、並びに裏面保護部材１５８とで主に構成されてお
り、リード線１５６、１５７は、裏面保護部材１５８に
開けられた穴１５９を貫通し、前記端子ボックス１０１
の貫通穴１０８内に設けられた端子板１０３、１０４に
それぞれハンダ付けで電気的に接続固定されている。ま
た貫通穴１０８にはハンダ接続後、湿気侵入の抑止や電
気的絶縁のために、シリコーン樹脂などの充填材１６０
が充填され、その後に蓋１１０が取り付けられる。
材１５１、接着性樹脂封止材１５２、接着性樹脂封止材
１５２で覆われた太陽電池１５３、接着性樹脂封止材１
５２で覆われ、太陽電池１５３のプラス電極１５４、マ
イナス電極１５５に接続されたリード線１５６、１５
７、並びに裏面保護部材１５８とで主に構成されてお
り、リード線１５６、１５７は、裏面保護部材１５８に
開けられた穴１５９を貫通し、前記端子ボックス１０１
の貫通穴１０８内に設けられた端子板１０３、１０４に
それぞれハンダ付けで電気的に接続固定されている。ま
た貫通穴１０８にはハンダ接続後、湿気侵入の抑止や電
気的絶縁のために、シリコーン樹脂などの充填材１６０
が充填され、その後に蓋１１０が取り付けられる。
【００１９】次に、図１０において、上記のように端子
ボックス１０１が取付けられた太陽電池モジュール１５
０は、屋根材である瓦２００に設けられた溝２０１に挿
入されて、太陽電池モジュールの周囲端部１７０と溝２
０１の側壁部２０２の間に封止固定材２０３が入れられ
て固定保持される。一方、端子ボックス１０１は、瓦２
００の溝２０１の底面２０４よりさらに下側に設けられ
た貫通穴２１０に挿入される。
ボックス１０１が取付けられた太陽電池モジュール１５
０は、屋根材である瓦２００に設けられた溝２０１に挿
入されて、太陽電池モジュールの周囲端部１７０と溝２
０１の側壁部２０２の間に封止固定材２０３が入れられ
て固定保持される。一方、端子ボックス１０１は、瓦２
００の溝２０１の底面２０４よりさらに下側に設けられ
た貫通穴２１０に挿入される。
【００２０】ここで貫通穴２１０は、後述のごとく雨漏
りや火災時の野地板側への延焼を避けることから貫通し
ていないメクラ穴が望ましい。しかしながらその場合、
ケーシング１０２の高さｈに或る隙間寸法を加えたとこ
ろの貫通穴２１０の寸法Ｌに、瓦２００の肉厚寸法Ｔを
加えて構成しなければならず、瓦２００の裏面２２０が
図１０の場合よりさらに下側に突出することになり、野
地板２５０と物理的に干渉して施工が出来なくなる。
りや火災時の野地板側への延焼を避けることから貫通し
ていないメクラ穴が望ましい。しかしながらその場合、
ケーシング１０２の高さｈに或る隙間寸法を加えたとこ
ろの貫通穴２１０の寸法Ｌに、瓦２００の肉厚寸法Ｔを
加えて構成しなければならず、瓦２００の裏面２２０が
図１０の場合よりさらに下側に突出することになり、野
地板２５０と物理的に干渉して施工が出来なくなる。
【００２１】また、電力ケーブル１０６は、瓦２００の
穴２１１に差し込まれて外部に引き出される。瓦２００
の穴２１１は、ここでは丸穴としているが、ケーブル１
０６に装着したケーブル用コネクタ１０９の外形寸法が
大きい場合や、端子ボックス１０１と丸穴２１１が接近
して差し込みが困難な場合は、下側に開口部を有するＵ
字状の溝としても良い。但し、この場合には、ケーブル
１０６が瓦２００から外れないように金具で機械的に固
定するか、もしくは接着固定を行う必要がある。
穴２１１に差し込まれて外部に引き出される。瓦２００
の穴２１１は、ここでは丸穴としているが、ケーブル１
０６に装着したケーブル用コネクタ１０９の外形寸法が
大きい場合や、端子ボックス１０１と丸穴２１１が接近
して差し込みが困難な場合は、下側に開口部を有するＵ
字状の溝としても良い。但し、この場合には、ケーブル
１０６が瓦２００から外れないように金具で機械的に固
定するか、もしくは接着固定を行う必要がある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、瓦一体
型太陽電池モジュールにおいて、屋根材と太陽電池モジ
ュールとの隙間に端子ボックスを設ける場合、従来の瓦
一体型太陽電池モジュールの構成においては下記のよう
な問題点がある。
型太陽電池モジュールにおいて、屋根材と太陽電池モジ
ュールとの隙間に端子ボックスを設ける場合、従来の瓦
一体型太陽電池モジュールの構成においては下記のよう
な問題点がある。
【００２３】一般に瓦などの屋根材は、住宅構造上、
また施工上、軽量であることが望ましく、瓦全体の高さ
を低く、かつ瓦の肉厚は薄く作られることが大半であ
る。また美観上、太陽電池モジュールは瓦に凹溝を設け
てその中に収め、且つ端子ボックスも太陽電池モジュー
ルの裏面、すなわち瓦と太陽電池モジュールの間に収め
られる。この場合、瓦と太陽電池モジュールとの隙間は
大きく取ることが出来ず、従来構造の端子ボックスで
は、ケーブル直径（約６ｍｍ）より薄くすることが出来
ず、加えて端子ボックスのケーシング部の厚さｈは、ケ
ーブル固定部分の寸法を加味すると１０〜１４ｍｍが必
要となり、収納することが困難である。
また施工上、軽量であることが望ましく、瓦全体の高さ
を低く、かつ瓦の肉厚は薄く作られることが大半であ
る。また美観上、太陽電池モジュールは瓦に凹溝を設け
てその中に収め、且つ端子ボックスも太陽電池モジュー
ルの裏面、すなわち瓦と太陽電池モジュールの間に収め
られる。この場合、瓦と太陽電池モジュールとの隙間は
大きく取ることが出来ず、従来構造の端子ボックスで
は、ケーブル直径（約６ｍｍ）より薄くすることが出来
ず、加えて端子ボックスのケーシング部の厚さｈは、ケ
ーブル固定部分の寸法を加味すると１０〜１４ｍｍが必
要となり、収納することが困難である。
【００２４】前記の対策として、図１０に示したよう
に、端子ボックスが位置する瓦部分を切り欠いて空洞部
分を設けて挿入する構造が考えられるが、長期的に瓦と
太陽電池モジュールの封止固定部分から雨水が侵入し、
空洞部を介して雨漏れを起こす。また火災時の飛び火な
どで太陽電池モジュールが焼けた場合に、燃えた接着性
樹脂封止材などが空洞部から野地板に落ちて、延焼を拡
大するなどの恐れがある。
に、端子ボックスが位置する瓦部分を切り欠いて空洞部
分を設けて挿入する構造が考えられるが、長期的に瓦と
太陽電池モジュールの封止固定部分から雨水が侵入し、
空洞部を介して雨漏れを起こす。また火災時の飛び火な
どで太陽電池モジュールが焼けた場合に、燃えた接着性
樹脂封止材などが空洞部から野地板に落ちて、延焼を拡
大するなどの恐れがある。
【００２５】さらに、この種の瓦一体型太陽電池モジ
ュールは、その構造上、後加工して寸法を短くしたりそ
の一部を欠いたりすることが出来ない。そのため、住宅
などの屋根構造によっては全面に敷設できないことがあ
り、太陽電池モジュールを搭載していない加工可能な同
寸法形状の瓦を一緒に用いて敷設する。太陽電池モジュ
ールを搭載していない瓦がすでに有る場合など、既存瓦
と共用化を図る場合に、従来の端子ボックスでは同じ屋
根材形状にすることは難しく、共用が困難であり、共用
しても形状が変わり美観上好ましくなく、さらに施工に
困難さを伴う。
ュールは、その構造上、後加工して寸法を短くしたりそ
の一部を欠いたりすることが出来ない。そのため、住宅
などの屋根構造によっては全面に敷設できないことがあ
り、太陽電池モジュールを搭載していない加工可能な同
寸法形状の瓦を一緒に用いて敷設する。太陽電池モジュ
ールを搭載していない瓦がすでに有る場合など、既存瓦
と共用化を図る場合に、従来の端子ボックスでは同じ屋
根材形状にすることは難しく、共用が困難であり、共用
しても形状が変わり美観上好ましくなく、さらに施工に
困難さを伴う。
【００２６】また、上記問題点に加えて、所定長さの電
力ケーブルが接続された従来の瓦一体型太陽電池モジュ
ールの場合、以下のような問題があった。
力ケーブルが接続された従来の瓦一体型太陽電池モジュ
ールの場合、以下のような問題があった。
【００２７】端子ボックスにケーブルが付属している
ため、太陽電池モジュールにケーシングを接着固定する
際、ケーブルが邪魔になり作業性が低下する。
ため、太陽電池モジュールにケーシングを接着固定する
際、ケーブルが邪魔になり作業性が低下する。
【００２８】ケーブルが太陽電池モジュール端部より
外側に出るため、ケーブルを太陽電池モジュールの面内
で固定することが出来ず、面外で接着固定する場合にお
いても、接着剤が所定の接着強度を発揮するまで、仮固
定する部材が必要となる。
外側に出るため、ケーブルを太陽電池モジュールの面内
で固定することが出来ず、面外で接着固定する場合にお
いても、接着剤が所定の接着強度を発揮するまで、仮固
定する部材が必要となる。
【００２９】屋根への施工配線によってはケーブル長
さが１ｍ以上にもなることもあり、モジュール製作工程
で持ち運びする際、ケーブルがふらついてハンドリング
性が極めて悪くなる。
さが１ｍ以上にもなることもあり、モジュール製作工程
で持ち運びする際、ケーブルがふらついてハンドリング
性が極めて悪くなる。
【００３０】屋根材に取付ける際、ケーブルを屋根材
に開けられた穴に通す作業や、溝に嵌め込んで固定する
作業などの工数を要し、コスト高となる。
に開けられた穴に通す作業や、溝に嵌め込んで固定する
作業などの工数を要し、コスト高となる。
【００３１】屋根材と一体化した太陽電池モジュール
を屋根に施工する場合、ケーブルが付属しているとふら
ついたりして持ち運び性が悪く、急勾配の屋根に施工す
る場合には特に作業の危険性が増大する。一般に、ケー
ブルを仮固定してふらつきを防止するなどの手段を施す
が、仮固定作業や施工後の取り外し作業などの手間が増
え、作業が煩雑となる。
を屋根に施工する場合、ケーブルが付属しているとふら
ついたりして持ち運び性が悪く、急勾配の屋根に施工す
る場合には特に作業の危険性が増大する。一般に、ケー
ブルを仮固定してふらつきを防止するなどの手段を施す
が、仮固定作業や施工後の取り外し作業などの手間が増
え、作業が煩雑となる。
【００３２】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、本発明の課題は、太陽電池モ
ジュールの裏面側に防雨策を図った構造の薄型の端子ボ
ックスを備え、容易かつ確実に太陽電池モジュールと瓦
とが一体化でき、厚さ寸法が小さく、さらにモジュール
組立および設置の際、作業性および施工性のよい瓦一体
型太陽電池モジュールを提供することにある。
るためになされたもので、本発明の課題は、太陽電池モ
ジュールの裏面側に防雨策を図った構造の薄型の端子ボ
ックスを備え、容易かつ確実に太陽電池モジュールと瓦
とが一体化でき、厚さ寸法が小さく、さらにモジュール
組立および設置の際、作業性および施工性のよい瓦一体
型太陽電池モジュールを提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明においては、透光性表面保護部材と裏面保
護部材との間に太陽電池を封止してなる太陽電池モジュ
ールを、屋根瓦本体の上面に収納し、太陽電池モジュー
ルの裏面側から太陽電池モジュールの電力を外部に取り
出す端子ボックスを備えてなる瓦一体型太陽電池モジュ
ールにおいて、前記端子ボックスの電力リードは、前記
太陽電池の正極および負極と電気的に接続する平板状の
端子板からなり、この端子板は第１の平板部，第２の平
板部および第３の平板部を有するＳ字クランク状とな
し、前記第１の平板部は、その一端を前記太陽電池の正
極および負極と電気的に接続し、太陽電池モジュールの
裏面と略平行に延出して、その他端を太陽電池モジュー
ルの周辺の外側において前記第２の平板部に接続してな
り、前記第２の平板部は、前記第１の平板部との接続部
から太陽電池モジュールの外側かつ表面側に延出して、
その他端を前記第３の平板部に接続してなり、一端を前
記第２の平板部に接続した前記第３の平板部は、その他
端に、外部の電力ケーブルを着脱可能に接続するための
コネクタ部を有してなるものとする（請求項１の発
明）。
め、この発明においては、透光性表面保護部材と裏面保
護部材との間に太陽電池を封止してなる太陽電池モジュ
ールを、屋根瓦本体の上面に収納し、太陽電池モジュー
ルの裏面側から太陽電池モジュールの電力を外部に取り
出す端子ボックスを備えてなる瓦一体型太陽電池モジュ
ールにおいて、前記端子ボックスの電力リードは、前記
太陽電池の正極および負極と電気的に接続する平板状の
端子板からなり、この端子板は第１の平板部，第２の平
板部および第３の平板部を有するＳ字クランク状とな
し、前記第１の平板部は、その一端を前記太陽電池の正
極および負極と電気的に接続し、太陽電池モジュールの
裏面と略平行に延出して、その他端を太陽電池モジュー
ルの周辺の外側において前記第２の平板部に接続してな
り、前記第２の平板部は、前記第１の平板部との接続部
から太陽電池モジュールの外側かつ表面側に延出して、
その他端を前記第３の平板部に接続してなり、一端を前
記第２の平板部に接続した前記第３の平板部は、その他
端に、外部の電力ケーブルを着脱可能に接続するための
コネクタ部を有してなるものとする（請求項１の発
明）。
【００３４】上記構成により、モジュール裏面側の端子
ボックスの厚さ寸法は、前記平板状の端子板の厚さと、
この端子板が必要とする電気絶縁層の厚さのみとなるの
で、詳細を後述するように、薄型の端子ボックスを備え
た瓦一体型太陽電池モジュールが実現できる。また、外
部の電力ケーブルをコネクタ部を介して着脱可能にでき
るので、モジュールの組立ておよび設置作業が容易とな
る。
ボックスの厚さ寸法は、前記平板状の端子板の厚さと、
この端子板が必要とする電気絶縁層の厚さのみとなるの
で、詳細を後述するように、薄型の端子ボックスを備え
た瓦一体型太陽電池モジュールが実現できる。また、外
部の電力ケーブルをコネクタ部を介して着脱可能にでき
るので、モジュールの組立ておよび設置作業が容易とな
る。
【００３５】前記請求項１の発明の実施態様としては、
下記請求項２ないし９の発明が好ましい。即ち、請求項
１に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記
端子板は帯状平板を前記Ｓ字クランク状に折り曲げてな
るものとし、かつ、前記端子板の少なくとも一部および
前記電力ケーブルの少なくとも一部は、樹脂によって一
体的に成形してなる電気絶縁性のハウジングを備えるも
のとする（請求項２の発明）。これにより、端子板の絶
縁性の確保とモジュールへの取付けが容易となり、ま
た、端子ボックスの製造が容易となる。
下記請求項２ないし９の発明が好ましい。即ち、請求項
１に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記
端子板は帯状平板を前記Ｓ字クランク状に折り曲げてな
るものとし、かつ、前記端子板の少なくとも一部および
前記電力ケーブルの少なくとも一部は、樹脂によって一
体的に成形してなる電気絶縁性のハウジングを備えるも
のとする（請求項２の発明）。これにより、端子板の絶
縁性の確保とモジュールへの取付けが容易となり、ま
た、端子ボックスの製造が容易となる。
【００３６】また、前記請求項２に記載の瓦一体型太陽
電池モジュールにおいて、前記ハウジングは、一体的に
成形された第１のハウジングと第２のハウジングと第３
のハウジングとを有し、前記第１のハウジングは、前記
第１の平板部の一部を樹脂で被覆し、かつ第１の平板部
と前記太陽電池の正極および負極とを電気的に接続する
ための開口空間部を有してなり、前記第２のハウジング
は、前記第１の平板部および第２の平板部の一部を樹脂
で被覆し、かつ第１のハウジングとの接続部に段差部を
設けてなり、前記第３のハウジングは、前記第２の平板
部の一部と第３の平板部の少なくとも一部とを樹脂で被
覆してなり、前記第１のハウジングを、前記太陽電池モ
ジュールの裏面保護部材に接着してなるものとする（請
求項３の発明）。
電池モジュールにおいて、前記ハウジングは、一体的に
成形された第１のハウジングと第２のハウジングと第３
のハウジングとを有し、前記第１のハウジングは、前記
第１の平板部の一部を樹脂で被覆し、かつ第１の平板部
と前記太陽電池の正極および負極とを電気的に接続する
ための開口空間部を有してなり、前記第２のハウジング
は、前記第１の平板部および第２の平板部の一部を樹脂
で被覆し、かつ第１のハウジングとの接続部に段差部を
設けてなり、前記第３のハウジングは、前記第２の平板
部の一部と第３の平板部の少なくとも一部とを樹脂で被
覆してなり、前記第１のハウジングを、前記太陽電池モ
ジュールの裏面保護部材に接着してなるものとする（請
求項３の発明）。
【００３７】さらに、前記請求項１ないし３のいずれか
に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記コ
ネクタ部は、第３の平板部の端部において太陽電池モジ
ュールの表面と略平行に所定の間隔をおいて配設した正
負一対の接続ピンと、この接続ピンの外周部に形成され
外部の電力ケーブル用コネクタを挿入するための嵌合穴
とを備えるものとする（請求項４の発明）。
に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記コ
ネクタ部は、第３の平板部の端部において太陽電池モジ
ュールの表面と略平行に所定の間隔をおいて配設した正
負一対の接続ピンと、この接続ピンの外周部に形成され
外部の電力ケーブル用コネクタを挿入するための嵌合穴
とを備えるものとする（請求項４の発明）。
【００３８】さらにまた、前記請求項４に記載の瓦一体
型太陽電池モジュールにおいて、前記嵌合穴を形成する
嵌合穴の外周部および前記正負一対の接続ピンの嵌合穴
を除く外周部は、前記第３のハウジングの１部として樹
脂により一体的に成形してなるものとする（請求項５の
発明）。
型太陽電池モジュールにおいて、前記嵌合穴を形成する
嵌合穴の外周部および前記正負一対の接続ピンの嵌合穴
を除く外周部は、前記第３のハウジングの１部として樹
脂により一体的に成形してなるものとする（請求項５の
発明）。
【００３９】前記請求項３ないし５の発明により、太陽
電池の正極および負極と端子板との電気的接続およびモ
ジュールへの端子ボックスの取付けが容易となり、ま
た、後述する太陽電池モジュールのフレームとの位置的
干渉を避けて、電力ケーブルの着脱が容易となり、さら
に全体的に信頼性の高い電気絶縁構成が実現できる。
電池の正極および負極と端子板との電気的接続およびモ
ジュールへの端子ボックスの取付けが容易となり、ま
た、後述する太陽電池モジュールのフレームとの位置的
干渉を避けて、電力ケーブルの着脱が容易となり、さら
に全体的に信頼性の高い電気絶縁構成が実現できる。
【００４０】また、前記請求項４または５に記載の瓦一
体型太陽電池モジュールにおいて、前記正負一対の接続
ピンは、その一方を凸状のオス型接続ピンとし、他方を
凹状のメス型接続ピンとする（請求項６の発明）。これ
により、正負の誤接続が防止できる。
体型太陽電池モジュールにおいて、前記正負一対の接続
ピンは、その一方を凸状のオス型接続ピンとし、他方を
凹状のメス型接続ピンとする（請求項６の発明）。これ
により、正負の誤接続が防止できる。
【００４１】さらに、前記請求項４ないし６のいずれか
に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記正
負一対の接続ピンと対応する一対の嵌合穴は、その穴の
内径寸法を異なるものとする（請求項７の発明）。これ
により、誤接続を防止する上でその接続作業が容易とな
る。
に記載の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記正
負一対の接続ピンと対応する一対の嵌合穴は、その穴の
内径寸法を異なるものとする（請求項７の発明）。これ
により、誤接続を防止する上でその接続作業が容易とな
る。
【００４２】また、請求項３ないし７のいずれかに記載
の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記端子板
は、略平行に配設された正負一対の金属製平板とし、前
記第１のハウジングの開口空間部において、前記端子板
の第１の平板部の一部が露出してなり、前記露出したい
ずれか一方の第１の平板部を分断し、この分断した部分
に、逆流防止ダイオードを電気的に接続してなるものと
する（請求項８の発明）。これにより、逆流防止ダイオ
ードの電気的接続が容易となる。
の瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記端子板
は、略平行に配設された正負一対の金属製平板とし、前
記第１のハウジングの開口空間部において、前記端子板
の第１の平板部の一部が露出してなり、前記露出したい
ずれか一方の第１の平板部を分断し、この分断した部分
に、逆流防止ダイオードを電気的に接続してなるものと
する（請求項８の発明）。これにより、逆流防止ダイオ
ードの電気的接続が容易となる。
【００４３】さらに、太陽電池モジュールと瓦とを容易
かつ確実に一体化し、電力リードを容易に取り出す構成
とする観点から、下記請求項９の発明が好ましい。即
ち、請求項１ないし８のいずれかに記載の瓦一体型太陽
電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールはそ
の周縁部に、上側平板部と下側平板部と側板部とで形成
された略コ字状断面を有し、前記コ字状断面の開口部を
前記モジュールの周囲に嵌めて前記モジュールを固定保
持するフレームを備え、さらに、前記屋根瓦本体は複数
個の貫通穴を備えてなり、前記フレームの下側平板部と
屋根瓦本体とを、前記下側平板部に固定してなる前記貫
通穴への差込締結部材と、この差込締結部材を前記屋根
瓦本体裏面側から屋根瓦本体に固定するための固定部材
とにより締結することにより、前記太陽電池モジュール
と屋根瓦本体とを一体化してなるものとする。
かつ確実に一体化し、電力リードを容易に取り出す構成
とする観点から、下記請求項９の発明が好ましい。即
ち、請求項１ないし８のいずれかに記載の瓦一体型太陽
電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールはそ
の周縁部に、上側平板部と下側平板部と側板部とで形成
された略コ字状断面を有し、前記コ字状断面の開口部を
前記モジュールの周囲に嵌めて前記モジュールを固定保
持するフレームを備え、さらに、前記屋根瓦本体は複数
個の貫通穴を備えてなり、前記フレームの下側平板部と
屋根瓦本体とを、前記下側平板部に固定してなる前記貫
通穴への差込締結部材と、この差込締結部材を前記屋根
瓦本体裏面側から屋根瓦本体に固定するための固定部材
とにより締結することにより、前記太陽電池モジュール
と屋根瓦本体とを一体化してなるものとする。
【００４４】
【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施例に
ついて以下に述べる。まず、本件発明に係る瓦一体型太
陽電池モジュールの端子ボックス部分の構成について述
べる。
ついて以下に述べる。まず、本件発明に係る瓦一体型太
陽電池モジュールの端子ボックス部分の構成について述
べる。
【００４５】図１および図２は、この発明の端子ボック
スの実施例を示し、図１は、上面図、図２は図１のＡ−
Ａ断面図である。
スの実施例を示し、図１は、上面図、図２は図１のＡ−
Ａ断面図である。
【００４６】図１および図２において、２個の略平行に
配置された端子板１０、１１は、例えば銅などの導電性
帯状平板が用いられ、図２に示すように、第１の平板部
Ｌ１と、第２の平板部Ｌ２、第３の平板部Ｌ３とからな
る。第１の平板部Ｌ１は、開口空間部２１を有する第１
のハウジング２０で周囲が固定保持され、開口空間部２
１では第１の平板部Ｌ１の一部が露出しており、後述す
るごとく太陽電池モジュールのリード線と電気的に接続
固定される。
配置された端子板１０、１１は、例えば銅などの導電性
帯状平板が用いられ、図２に示すように、第１の平板部
Ｌ１と、第２の平板部Ｌ２、第３の平板部Ｌ３とからな
る。第１の平板部Ｌ１は、開口空間部２１を有する第１
のハウジング２０で周囲が固定保持され、開口空間部２
１では第１の平板部Ｌ１の一部が露出しており、後述す
るごとく太陽電池モジュールのリード線と電気的に接続
固定される。
【００４７】また、第１の平板部Ｌ１は、端子板の一方
が、開口空間部２１で分断されており、その分断された
間に逆流防止ダイオード１２が挿入され、電気的に接続
固定されている。第１の平板部Ｌ１は、開口空間部２１
を横断するように設けられその先端部１０ａ、１１ａが
ハウジング２０で機械的に固定保持されている。また開
口空間部２１の一方には蓋１５が設けられ、後述するリ
ード線を端子板１０、１１に接続固定した後、空間部に
は充填材が充填される。
が、開口空間部２１で分断されており、その分断された
間に逆流防止ダイオード１２が挿入され、電気的に接続
固定されている。第１の平板部Ｌ１は、開口空間部２１
を横断するように設けられその先端部１０ａ、１１ａが
ハウジング２０で機械的に固定保持されている。また開
口空間部２１の一方には蓋１５が設けられ、後述するリ
ード線を端子板１０、１１に接続固定した後、空間部に
は充填材が充填される。
【００４８】端子板の先端部１０ａ、１１ａの反対側
は、第２のハウジング３０まで延出され、図２において
紙面上、上方に折り曲げられて第２の平板部Ｌ２を構成
し、再び横方向に折り曲げられた第３の平板部Ｌ３に接
続される。一端を前記第２の平板部に接続した前記第３
の平板部Ｌ３は、その他端に、外部の電力ケーブルを着
脱可能に接続するためのコネクタ部５００の接続ピン５
０１に、係止部５０３を介して電気的に接続される。
は、第２のハウジング３０まで延出され、図２において
紙面上、上方に折り曲げられて第２の平板部Ｌ２を構成
し、再び横方向に折り曲げられた第３の平板部Ｌ３に接
続される。一端を前記第２の平板部に接続した前記第３
の平板部Ｌ３は、その他端に、外部の電力ケーブルを着
脱可能に接続するためのコネクタ部５００の接続ピン５
０１に、係止部５０３を介して電気的に接続される。
【００４９】前記コネクタ部５００は、図１に示すよう
に、第３の平板部の端部において太陽電池モジュールの
表面と略平行に所定の間隔をおいて配設した正負一対の
接続ピン５０１を備え、また、図２に示すように、この
接続ピンの外周部に形成され、図示しない外部の電力ケ
ーブル用コネクタを挿入するための嵌合穴５０２を備え
る。また、第２のハウジング３０の面３１は、図示しな
い太陽電池モジュールの裏面保護部材に接着固定される
第１のハウジング２０の面２２より下側に位置して、段
差部Ｄを構成しており、これにより、後述する太陽電池
モジュールのフレーム部との位置的干渉を防止してい
る。
に、第３の平板部の端部において太陽電池モジュールの
表面と略平行に所定の間隔をおいて配設した正負一対の
接続ピン５０１を備え、また、図２に示すように、この
接続ピンの外周部に形成され、図示しない外部の電力ケ
ーブル用コネクタを挿入するための嵌合穴５０２を備え
る。また、第２のハウジング３０の面３１は、図示しな
い太陽電池モジュールの裏面保護部材に接着固定される
第１のハウジング２０の面２２より下側に位置して、段
差部Ｄを構成しており、これにより、後述する太陽電池
モジュールのフレーム部との位置的干渉を防止してい
る。
【００５０】第３のハウジング４０には、第２のハウジ
ング３０の側壁３２、３３より外側に延出したツバ４
３、４４とリブ４５、４６が設けられる。このリブは、
図示しない瓦に装着した場合に第２のハウジング３０が
挿入される瓦の溝を塞ぎ、瓦の水返しを切り欠いた部分
に嵌め込まれて水返しの役目を成すものである。
ング３０の側壁３２、３３より外側に延出したツバ４
３、４４とリブ４５、４６が設けられる。このリブは、
図示しない瓦に装着した場合に第２のハウジング３０が
挿入される瓦の溝を塞ぎ、瓦の水返しを切り欠いた部分
に嵌め込まれて水返しの役目を成すものである。
【００５１】しかして、これら第１のハウジング２０か
ら第３のハウジング４０（ツバ、リブを含む）は、接続
ピン５０１等を含む端子板１０、１１、逆流防止ダイオ
ード１２を予め所定の形状寸法に加工・組立された状態
で成形用金型に挿入し、例えば変性ポリフェニリンエー
テル樹脂などのプラスチックで一体的に射出成形、若し
くはモールド成形して、太陽電池モジュール用の端子ボ
ックス１を構成する。
ら第３のハウジング４０（ツバ、リブを含む）は、接続
ピン５０１等を含む端子板１０、１１、逆流防止ダイオ
ード１２を予め所定の形状寸法に加工・組立された状態
で成形用金型に挿入し、例えば変性ポリフェニリンエー
テル樹脂などのプラスチックで一体的に射出成形、若し
くはモールド成形して、太陽電池モジュール用の端子ボ
ックス１を構成する。
【００５２】なお、前記第１〜第３の平板部の平板状部
分は、導電性金属板を切削加工、ケミカルエッチング、
もしくはプレス打ち抜き加工等により製作する。
分は、導電性金属板を切削加工、ケミカルエッチング、
もしくはプレス打ち抜き加工等により製作する。
【００５３】前述のように構成した端子ボックス１にお
いては、第１〜第２のハウジング２０、３０は、端子板
１０、１１が薄い帯状平板であるため、その厚さ寸法
（図１０のｈ）を小とすることができ、機械的強度、電
気絶縁性を損なうことなく、非常に薄くすることが出来
る。製作結果によれば、その厚さは４ｍｍでも何ら問題
ない。但し、成形歩留まりなどの量産性を考慮した場合
には、その厚さは６〜８ｍｍ程度が好ましい。
いては、第１〜第２のハウジング２０、３０は、端子板
１０、１１が薄い帯状平板であるため、その厚さ寸法
（図１０のｈ）を小とすることができ、機械的強度、電
気絶縁性を損なうことなく、非常に薄くすることが出来
る。製作結果によれば、その厚さは４ｍｍでも何ら問題
ない。但し、成形歩留まりなどの量産性を考慮した場合
には、その厚さは６〜８ｍｍ程度が好ましい。
【００５４】次に、前記コネクタ部５００に関して、以
下に詳述する。
下に詳述する。
【００５５】コネクタ部５００は、前記端子板１０、１
１に接続された接続ピン５０１と、図示しないケーブル
に取付けられたケーブル用コネクタが挿入される嵌合穴
５０２とで構成されており、嵌合穴５０２は第３のハウ
ジング４０の一部として同部材で構成される。接続ピン
５０１は、丸棒状でその一部が嵌合穴４０２に同軸的に
突出しており、ケーブル用コネクタが嵌合穴５０２に挿
入された際、図示しないケーブル用コネクタ内の接続ピ
ンと電気的に接続される。また接続ピン５０２と接続さ
れ、第３のハウジング４０の部材で覆われる係止部５０
３は、他の部分より大きな直径を有するものとし、接続
ピンの軸方向の抜け止め防止の役目を果す。
１に接続された接続ピン５０１と、図示しないケーブル
に取付けられたケーブル用コネクタが挿入される嵌合穴
５０２とで構成されており、嵌合穴５０２は第３のハウ
ジング４０の一部として同部材で構成される。接続ピン
５０１は、丸棒状でその一部が嵌合穴４０２に同軸的に
突出しており、ケーブル用コネクタが嵌合穴５０２に挿
入された際、図示しないケーブル用コネクタ内の接続ピ
ンと電気的に接続される。また接続ピン５０２と接続さ
れ、第３のハウジング４０の部材で覆われる係止部５０
３は、他の部分より大きな直径を有するものとし、接続
ピンの軸方向の抜け止め防止の役目を果す。
【００５６】なお、図２において、接続ピン５０１は丸
棒状のピンを示しているが、平板形状でも良く、その機
能を発揮するものであれば、形状や構造にとらわれるも
のではない。また嵌合穴５０２を構成する筒状部材は、
第３のハウジング４０の部材で構成しているが、予め別
部材として円筒状に構成した絶縁部材に接続ピン５０１
を取付け、第３のハウジング４０を成型する際に、一体
的に成型しても良い。例えば、嵌合穴５０２の前記絶縁
部材を、ゴム系の軟らかい材質とすれば、ケーブル用コ
ネクタとの嵌合気密性を高めることができる。
棒状のピンを示しているが、平板形状でも良く、その機
能を発揮するものであれば、形状や構造にとらわれるも
のではない。また嵌合穴５０２を構成する筒状部材は、
第３のハウジング４０の部材で構成しているが、予め別
部材として円筒状に構成した絶縁部材に接続ピン５０１
を取付け、第３のハウジング４０を成型する際に、一体
的に成型しても良い。例えば、嵌合穴５０２の前記絶縁
部材を、ゴム系の軟らかい材質とすれば、ケーブル用コ
ネクタとの嵌合気密性を高めることができる。
【００５７】次に、前記端子ボックスを太陽電池モジュ
ールに組み立てた構成について説明する。図３および図
４は、太陽電池モジュールに前記端子ボックスを取付け
た図を示し、図３は受光面側からみた上面図で端子ボッ
クスを透視した図、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図を示
す。
ールに組み立てた構成について説明する。図３および図
４は、太陽電池モジュールに前記端子ボックスを取付け
た図を示し、図３は受光面側からみた上面図で端子ボッ
クスを透視した図、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図を示
す。
【００５８】図３および図４において、例えば、略長方
形の太陽電池モジュール５０の裏面５１には端子ボック
ス１の第１のハウジング２０の面２２が接着固定されて
いる。また破線で示した太陽電池６０の電極に電気的に
接続、固定されたリード線６３、６４が端子ボックス１
の端子板１０、１１にそれぞれ電気的に接続固定されて
いる。
形の太陽電池モジュール５０の裏面５１には端子ボック
ス１の第１のハウジング２０の面２２が接着固定されて
いる。また破線で示した太陽電池６０の電極に電気的に
接続、固定されたリード線６３、６４が端子ボックス１
の端子板１０、１１にそれぞれ電気的に接続固定されて
いる。
【００５９】また太陽電池モジュール５０の周囲には、
図１１で説明したように、その断面形状が略コ字状をし
たフレーム７０が設けられ、このフレームは、周囲の封
止と瓦への取付け固定の役目を果している。前述のよう
に、端子ボックス１の第２のハウジング３０の面３１
は、該フレーム７０の下側に位置する平板部７１が太陽
電池モジュール５０の裏面５１より下側に突出してお
り、位置的に干渉を避けるため、裏面５１と当接固定す
る第１のハウジング２０の面２２より下側に位置してい
る。
図１１で説明したように、その断面形状が略コ字状をし
たフレーム７０が設けられ、このフレームは、周囲の封
止と瓦への取付け固定の役目を果している。前述のよう
に、端子ボックス１の第２のハウジング３０の面３１
は、該フレーム７０の下側に位置する平板部７１が太陽
電池モジュール５０の裏面５１より下側に突出してお
り、位置的に干渉を避けるため、裏面５１と当接固定す
る第１のハウジング２０の面２２より下側に位置してい
る。
【００６０】次に、太陽電池モジュール５０（図９の１
５０）に端子ボックス１を取り付ける方法について、さ
らに詳述する。なお、太陽電池モジュール５０の製作法
については前記図９で述べたとおりであるので、説明を
省略する。
５０）に端子ボックス１を取り付ける方法について、さ
らに詳述する。なお、太陽電池モジュール５０の製作法
については前記図９で述べたとおりであるので、説明を
省略する。
【００６１】太陽電池モジュール５０はその受光面５２
を下にして図示しない作業台の上に置かれ、図示しない
リード線が太陽電池モジュール５０から引き出されて端
子板１０、１１に接続される所定の裏面５１の位置に、
端子ボックス１の面２２が図示しない接着材で接着され
る。この際、端子ボックス１の第３のハウジング４０が
受光面５２より突出するため、作業台と太陽電池モジュ
ール５０との間に、図示しないスペーサを挿入して太陽
電池モジュール５０を作業台から浮かせた状態とする。
を下にして図示しない作業台の上に置かれ、図示しない
リード線が太陽電池モジュール５０から引き出されて端
子板１０、１１に接続される所定の裏面５１の位置に、
端子ボックス１の面２２が図示しない接着材で接着され
る。この際、端子ボックス１の第３のハウジング４０が
受光面５２より突出するため、作業台と太陽電池モジュ
ール５０との間に、図示しないスペーサを挿入して太陽
電池モジュール５０を作業台から浮かせた状態とする。
【００６２】一方、端子ボックス１は、第２のハウジン
グ３０、及び第３のハウジング４０が太陽電池モジュー
ル５０との接着面２２より外側に位置するため、重心が
面２２より外側に位置する。このため、接着材が所定の
強度を発揮するまで図示しないオモリなどを端子ボック
ス１に乗せておくか、図示しない冶具を作業台と第３の
ハウジングの間に入れて支えて置く必要がある。
グ３０、及び第３のハウジング４０が太陽電池モジュー
ル５０との接着面２２より外側に位置するため、重心が
面２２より外側に位置する。このため、接着材が所定の
強度を発揮するまで図示しないオモリなどを端子ボック
ス１に乗せておくか、図示しない冶具を作業台と第３の
ハウジングの間に入れて支えて置く必要がある。
【００６３】本発明の端子ボックス１は全体的に軽いた
め、小さめのオモリを第１のハウジング２０の上に置け
ばよいが、従来技術の図９で示した端子ボックス１０１
取り付けの場合には、ケーブル１０６が端子ボックスに
付属しているので、より大きなオモリを置いて端子ボッ
クス１０１を固定することが必要である。特にケーブル
１０６が長い場合には、大きなオモリを置いて固定する
とともに、作業中に作業者がケーブル１０６に引っかか
って外れることが無いように、固定することが必要で、
端子ボックスの取り付け作業が煩雑となり作業性が低下
する。本発明のケーブル着脱方式の場合には、この点か
らも作業が簡便となり工数節減が図れる。
め、小さめのオモリを第１のハウジング２０の上に置け
ばよいが、従来技術の図９で示した端子ボックス１０１
取り付けの場合には、ケーブル１０６が端子ボックスに
付属しているので、より大きなオモリを置いて端子ボッ
クス１０１を固定することが必要である。特にケーブル
１０６が長い場合には、大きなオモリを置いて固定する
とともに、作業中に作業者がケーブル１０６に引っかか
って外れることが無いように、固定することが必要で、
端子ボックスの取り付け作業が煩雑となり作業性が低下
する。本発明のケーブル着脱方式の場合には、この点か
らも作業が簡便となり工数節減が図れる。
【００６４】図５は、太陽電池モジュールを瓦に取付け
た状態の側方断面図を示す。
た状態の側方断面図を示す。
【００６５】図５において、瓦８０の凹部８１に挿入さ
れた太陽電池モジュール５０は、フレーム７０の差込み
締結部材としての固定ボルト７２が瓦８０に開けられた
穴８２に挿入され、瓦８０の裏面８３側より固定部材７
３で機械的に固定され、また太陽電池モジュール５０の
裏面と瓦８０の底面との間、ならびにフレーム７０と瓦
８０の側面８６との間に封止固定材８５が設けられ、接
着固定するとともに、太陽電池モジュール５０と瓦８０
との隙間に雨水が侵入するのを防止している。
れた太陽電池モジュール５０は、フレーム７０の差込み
締結部材としての固定ボルト７２が瓦８０に開けられた
穴８２に挿入され、瓦８０の裏面８３側より固定部材７
３で機械的に固定され、また太陽電池モジュール５０の
裏面と瓦８０の底面との間、ならびにフレーム７０と瓦
８０の側面８６との間に封止固定材８５が設けられ、接
着固定するとともに、太陽電池モジュール５０と瓦８０
との隙間に雨水が侵入するのを防止している。
【００６６】端子ボックス１は、瓦８０に設けられた溝
８７に収められ、第１のハウジング２０、第２のハウジ
ング３０が溝８７に入り、第３のハウジング４０は、瓦
８０より上方に出て、コネクタ部５００が瓦８０の水上
側に向いて設けられる。
８７に収められ、第１のハウジング２０、第２のハウジ
ング３０が溝８７に入り、第３のハウジング４０は、瓦
８０より上方に出て、コネクタ部５００が瓦８０の水上
側に向いて設けられる。
【００６７】また、太陽電池モジュール５０の電力をイ
ンバータなどに導くケーブル４５０には、端子ボックス
１のコネクタ部５００と嵌合するケーブル用コネクタ４
５１が設けられ、矢印の方向に差し込まれて接続され
る。このように従来技術で示した端子ボックス１０１か
らケーブル１０６の付属を無くすことにより、太陽電池
モジュール５０と一体化された瓦８０を図示しない屋根
の上で持ち運ぶ際の作業が容易となり、かつ施工が容易
となって作業性が著しく向上する。
ンバータなどに導くケーブル４５０には、端子ボックス
１のコネクタ部５００と嵌合するケーブル用コネクタ４
５１が設けられ、矢印の方向に差し込まれて接続され
る。このように従来技術で示した端子ボックス１０１か
らケーブル１０６の付属を無くすことにより、太陽電池
モジュール５０と一体化された瓦８０を図示しない屋根
の上で持ち運ぶ際の作業が容易となり、かつ施工が容易
となって作業性が著しく向上する。
【００６８】さらに、従来の端子ボックスからケーブル
１０６とケーブル用コネクタ１０７を省略できるため、
モジュールにおける部材の節減とコスト低減を図ること
が出来る。
１０６とケーブル用コネクタ１０７を省略できるため、
モジュールにおける部材の節減とコスト低減を図ること
が出来る。
【００６９】また、端子ボックスの高さｈは前述のごと
く６〜８ｍｍと小さくできる。従って、瓦８０の溝８７
の深さ（図１０のＬ）による裏面（図１０の２２０）の
突出量も小さく、かつ瓦部材を存在させてメクラ溝とす
ることが出来るため、前述の雨漏りや火災による野地板
への延焼を防止することが出来る。さらに、既存の瓦と
外形形状を共用でき、且つ強度や耐久性、ひいては美観
を損なうことは無い。
く６〜８ｍｍと小さくできる。従って、瓦８０の溝８７
の深さ（図１０のＬ）による裏面（図１０の２２０）の
突出量も小さく、かつ瓦部材を存在させてメクラ溝とす
ることが出来るため、前述の雨漏りや火災による野地板
への延焼を防止することが出来る。さらに、既存の瓦と
外形形状を共用でき、且つ強度や耐久性、ひいては美観
を損なうことは無い。
【００７０】次に、図６および図７は、端子ボックスの
コネクタ部とケーブル用コネクタとの接続構成に関する
異なる実施例を示すもので、端子ボックスの第３のハウ
ジングの上方から見た部分断面図である。本実施例のね
らいは、ケーブル用コネクタの誤接続を防止することに
ある。
コネクタ部とケーブル用コネクタとの接続構成に関する
異なる実施例を示すもので、端子ボックスの第３のハウ
ジングの上方から見た部分断面図である。本実施例のね
らいは、ケーブル用コネクタの誤接続を防止することに
ある。
【００７１】まず図６において、第３のハウジング４０
に設けられた２個の略並行に置かれた接続ピン５１１、
５２１のうち、接続ピン５１１は凸状であり、接続ピン
５２１は凹状である。これに対し接続される２本のケー
ブル４６０、４７０のうち、ケーブル用コネクタ４６１
の破線で示した接続ピン４６２は凹状であり、ケーブル
用コネクタ４７１の破線で示した接続ピン４７２は凸状
である。しかして、これらのオス型メス型が、それぞれ
結合することにより、正負の誤接続を防止できる。
に設けられた２個の略並行に置かれた接続ピン５１１、
５２１のうち、接続ピン５１１は凸状であり、接続ピン
５２１は凹状である。これに対し接続される２本のケー
ブル４６０、４７０のうち、ケーブル用コネクタ４６１
の破線で示した接続ピン４６２は凹状であり、ケーブル
用コネクタ４７１の破線で示した接続ピン４７２は凸状
である。しかして、これらのオス型メス型が、それぞれ
結合することにより、正負の誤接続を防止できる。
【００７２】またコネクタ部５００の嵌合穴５１３、５
２３は、その直径が異なっており、該嵌合穴５１３、５
２３に嵌合するケーブル用コネクタ４６１、４７１の嵌
合シール部４６３、４７３の直径を、それぞれ対応する
寸法とすることにより、さらに誤接続防止を高め、かつ
接続作業の容易化を図っている。なお、前記誤接続防止
構造は二重にする必要はなく、一方の構造のみを採用し
ても良い。
２３は、その直径が異なっており、該嵌合穴５１３、５
２３に嵌合するケーブル用コネクタ４６１、４７１の嵌
合シール部４６３、４７３の直径を、それぞれ対応する
寸法とすることにより、さらに誤接続防止を高め、かつ
接続作業の容易化を図っている。なお、前記誤接続防止
構造は二重にする必要はなく、一方の構造のみを採用し
ても良い。
【００７３】図７は、２個のケーブル用コネクタを一つ
にまとめたケーブルをモジュール用備品として準備する
場合の実施例である。ケーブル用コネクタ４８０は、図
６と同様の２個の嵌合シール部４８１、４８２を有し、
ケーブル４９０は、二芯ケーブルである。このように構
成することにより、誤接続を防止できるとともに接続嵌
合作業が一度で済むことで省力化が図れ、ケーブル本数
を少なく出来て屋根上の配線が簡潔となる。
にまとめたケーブルをモジュール用備品として準備する
場合の実施例である。ケーブル用コネクタ４８０は、図
６と同様の２個の嵌合シール部４８１、４８２を有し、
ケーブル４９０は、二芯ケーブルである。このように構
成することにより、誤接続を防止できるとともに接続嵌
合作業が一度で済むことで省力化が図れ、ケーブル本数
を少なく出来て屋根上の配線が簡潔となる。
【００７４】
【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、透光
性表面保護部材と裏面保護部材との間に太陽電池を封止
してなる太陽電池モジュールを、屋根瓦本体の上面に収
納し、太陽電池モジュールの裏面側から太陽電池モジュ
ールの電力を外部に取り出す端子ボックスを備えてなる
瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記端子ボック
スの電力リードは、前記太陽電池の正極および負極と電
気的に接続する平板状の端子板からなり、この端子板は
第１の平板部，第２の平板部および第３の平板部を有す
るＳ字クランク状となし、前記第１の平板部は、その一
端を前記太陽電池の正極および負極と電気的に接続し、
太陽電池モジュールの裏面と略平行に延出して、その他
端を太陽電池モジュールの周辺の外側において前記第２
の平板部に接続してなり、前記第２の平板部は、前記第
１の平板部との接続部から太陽電池モジュールの外側か
つ表面側に延出して、その他端を前記第３の平板部に接
続してなり、一端を前記第２の平板部に接続した前記第
３の平板部は、その他端に、外部の電力ケーブルを着脱
可能に接続するためのコネクタ部を有してなるものとし
たので、厚さ寸法が小さく防雨が確実にでき、さらに組
立性および施工性に優れた瓦一体型太陽電池モジュール
を提供することができる。
性表面保護部材と裏面保護部材との間に太陽電池を封止
してなる太陽電池モジュールを、屋根瓦本体の上面に収
納し、太陽電池モジュールの裏面側から太陽電池モジュ
ールの電力を外部に取り出す端子ボックスを備えてなる
瓦一体型太陽電池モジュールにおいて、前記端子ボック
スの電力リードは、前記太陽電池の正極および負極と電
気的に接続する平板状の端子板からなり、この端子板は
第１の平板部，第２の平板部および第３の平板部を有す
るＳ字クランク状となし、前記第１の平板部は、その一
端を前記太陽電池の正極および負極と電気的に接続し、
太陽電池モジュールの裏面と略平行に延出して、その他
端を太陽電池モジュールの周辺の外側において前記第２
の平板部に接続してなり、前記第２の平板部は、前記第
１の平板部との接続部から太陽電池モジュールの外側か
つ表面側に延出して、その他端を前記第３の平板部に接
続してなり、一端を前記第２の平板部に接続した前記第
３の平板部は、その他端に、外部の電力ケーブルを着脱
可能に接続するためのコネクタ部を有してなるものとし
たので、厚さ寸法が小さく防雨が確実にでき、さらに組
立性および施工性に優れた瓦一体型太陽電池モジュール
を提供することができる。
【図１】本発明の実施例に関わる端子ボックスの上面図
【図２】図１の端子ボックスの側方断面図
【図３】本発明の実施例に関わる太陽電池モジュールの
上面図
上面図
【図４】図３の太陽電池モジュールの側方断面図
【図５】本発明の実施例に関わる瓦一体型太陽電池モジ
ュールの側方断面図
ュールの側方断面図
【図６】本発明のコネクタ部とケーブル用コネクタとの
異なる接続構成を示す図
異なる接続構成を示す図
【図７】図６とは異なる接続構成を示す図
【図８】従来の端子ボックスの一例の上面図
【図９】図８の端子ボックスを太陽電池モジュールに取
り付けた側方断面図
り付けた側方断面図
【図１０】図９に示す端子ボックスを備えたモジュール
を瓦に取り付けた従来の瓦一体型太陽電池モジュールの
側方断面図
を瓦に取り付けた従来の瓦一体型太陽電池モジュールの
側方断面図
【図１１】従来の瓦一体型太陽電池モジュールの一例の
側方断面図
側方断面図
【図１２】図１１の瓦一体型太陽電池モジュールの組立
て説明用の斜視図
て説明用の斜視図
１：端子ボックス、１０，１１：端子板、１２：逆流防
止ダイオード、２０：第１のハウジング、２１：開口空
間部、３０：第２のハウジング、４０：第３のハウジン
グ、４５：リブ、５０：太陽電池モジュール、７０：フ
レーム、７２：固定ボルト、７３：固定部材、６０：太
陽電池、８０：瓦、８１：凹部、１５１：表面保護部
材、１５８：裏面保護部材、４５０，４６０，４７０，
４９０：ケーブル、４５１，４６１，４７１，４８０：
ケーブル用コネクタ、５００：コネクタ部、５０１，５
１１，５２１：接続ピン、５０２，５１３，５２３：嵌
合穴、５０３：係止部、Ｄ：段差部、Ｌ１：第１の平板
部、Ｌ２：第２の平板部、Ｌ３：第３の平板部。
止ダイオード、２０：第１のハウジング、２１：開口空
間部、３０：第２のハウジング、４０：第３のハウジン
グ、４５：リブ、５０：太陽電池モジュール、７０：フ
レーム、７２：固定ボルト、７３：固定部材、６０：太
陽電池、８０：瓦、８１：凹部、１５１：表面保護部
材、１５８：裏面保護部材、４５０，４６０，４７０，
４９０：ケーブル、４５１，４６１，４７１，４８０：
ケーブル用コネクタ、５００：コネクタ部、５０１，５
１１，５２１：接続ピン、５０２，５１３，５２３：嵌
合穴、５０３：係止部、Ｄ：段差部、Ｌ１：第１の平板
部、Ｌ２：第２の平板部、Ｌ３：第３の平板部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 綿貫 勇次郎
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(72)発明者 西原 啓徳
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(72)発明者 渡邉 拓文
茨城県猿島郡境町染谷106 旭化成株式会
社内
(72)発明者 五十嵐 俊夫
茨城県猿島郡境町染谷106 旭化成株式会
社内
(72)発明者 溝田 智敏
茨城県猿島郡境町染谷106 旭化成株式会
社内
(72)発明者 浜島 雅人
茨城県猿島郡境町染谷106 旭化成株式会
社内
Ｆターム(参考） 2E108 AA02 AS02 AZ01 BB01 BN03
GG16 MM06 NN07
Claims (9)
- 【請求項１】 透光性表面保護部材と裏面保護部材との
間に太陽電池を封止してなる太陽電池モジュールを、屋
根瓦本体の上面に収納し、太陽電池モジュールの裏面側
から太陽電池モジュールの電力を外部に取り出す端子ボ
ックスを備えてなる瓦一体型太陽電池モジュールにおい
て、 前記端子ボックスの電力リードは、前記太陽電池の正極
および負極と電気的に接続する平板状の端子板からな
り、この端子板は第１の平板部，第２の平板部および第
３の平板部を有するＳ字クランク状となし、 前記第１の平板部は、その一端を前記太陽電池の正極お
よび負極と電気的に接続し、太陽電池モジュールの裏面
と略平行に延出して、その他端を太陽電池モジュールの
周辺の外側において前記第２の平板部に接続してなり、 前記第２の平板部は、前記第１の平板部との接続部から
太陽電池モジュールの外側かつ表面側に延出して、その
他端を前記第３の平板部に接続してなり、 一端を前記第２の平板部に接続した前記第３の平板部
は、その他端に、外部の電力ケーブルを着脱可能に接続
するためのコネクタ部を有してなることを特徴とする瓦
一体型太陽電池モジュール。 - 【請求項２】 請求項１に記載の瓦一体型太陽電池モジ
ュールにおいて、前記端子板は帯状平板を前記Ｓ字クラ
ンク状に折り曲げてなるものとし、かつ、前記端子板の
少なくとも一部は、樹脂によって一体的に成形してなる
電気絶縁性のハウジングを備えることを特徴とする瓦一
体型太陽電池モジュール。 - 【請求項３】 請求項２に記載の瓦一体型太陽電池モジ
ュールにおいて、前記ハウジングは、一体的に成形され
た第１のハウジングと第２のハウジングと第３のハウジ
ングとを有し、 前記第１のハウジングは、前記第１の平板部の一部を樹
脂で被覆し、かつ第１の平板部と前記太陽電池の正極お
よび負極とを電気的に接続するための開口空間部を有し
てなり、 前記第２のハウジングは、前記第１の平板部および第２
の平板部の一部を樹脂で被覆し、かつ第１のハウジング
との接続部に段差部を設けてなり、 前記第３のハウジングは、前記第２の平板部の一部と第
３の平板部の少なくとも一部とを樹脂で被覆してなり、 前記第１のハウジングを、前記太陽電池モジュールの裏
面保護部材に接着してなることを特徴とする瓦一体型太
陽電池モジュール。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の瓦
一体型太陽電池モジュールにおいて、前記コネクタ部
は、第３の平板部の端部において太陽電池モジュールの
表面と略平行に所定の間隔をおいて配設した正負一対の
接続ピンと、この接続ピンの外周部に形成され外部の電
力ケーブル用コネクタを挿入するための嵌合穴とを備え
ることを特徴とする瓦一体型太陽電池モジュール。 - 【請求項５】 請求項４に記載の瓦一体型太陽電池モジ
ュールにおいて、前記嵌合穴を形成する嵌合穴の外周部
および前記正負一対の接続ピンの嵌合穴を除く外周部
は、前記第３のハウジングの１部として樹脂により一体
的に成形してなることを特徴とする瓦一体型太陽電池モ
ジュール。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載の瓦一体型太陽
電池モジュールにおいて、前記正負一対の接続ピンは、
その一方を凸状のオス型接続ピンとし、他方を凹状のメ
ス型接続ピンとすることを特徴とする瓦一体型太陽電池
モジュール。 - 【請求項７】 請求項４ないし６のいずれかに記載の瓦
一体型太陽電池モジュールにおいて、前記正負一対の接
続ピンと対応する一対の嵌合穴は、その穴の内径寸法を
異なるものとすることを特徴とする瓦一体型太陽電池モ
ジュール。 - 【請求項８】 請求項３ないし７のいずれかに記載の瓦
一体型太陽電池モジュールにおいて、前記端子板は、略
平行に配設された正負一対の金属製平板とし、前記第１
のハウジングの開口空間部において、前記端子板の第１
の平板部の一部が露出してなり、前記露出したいずれか
一方の第１の平板部を分断し、この分断した部分に、逆
流防止ダイオードを電気的に接続してなることを特徴と
する瓦一体型太陽電池モジュール。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の瓦
一体型太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジ
ュールはその周縁部に、上側平板部と下側平板部と側板
部とで形成された略コ字状断面を有し、前記コ字状断面
の開口部を前記モジュールの周囲に嵌めて前記モジュー
ルを固定保持するフレームを備え、さらに、前記屋根瓦
本体は複数個の貫通穴を備えてなり、 前記フレームの下側平板部と屋根瓦本体とを、前記下側
平板部に固定してなる前記貫通穴への差込締結部材と、
この差込締結部材を前記屋根瓦本体裏面側から屋根瓦本
体に固定するための固定部材とにより締結することによ
り、 前記太陽電池モジュールと屋根瓦本体とを一体化してな
ることを特徴とする瓦一体型太陽電池モジュール。
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