JP3392782B2 - 太陽エネルギモジュール及びその接続構造並びに住宅 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の屋根部分や
外壁等に複数設置される太陽エネルギモジュール（太陽
電池モジュールや太陽熱温水器モジュール等）及びこれ
ら太陽エネルギモジュール同士を互いに接続するための
接続構造に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石油等の化石燃料を燃焼させ
る火力発電や、廃棄物の処理が困難な原子力発電等と異
なり、地球環境への影響が極めて少ないクリーンな太陽
エネルギを利用して発電する太陽電池が知られている。
この太陽電池は、近年、価格の低下に伴って一般の住宅
にも採用されつつある。このような太陽電池による自家
発電設備を設けることにより、日中は電力会社からの送
電を要することなく電力を得ることが可能になる。しか
も、日中の発電に余剰電力が生じた場合には、この余剰
電力を電力会社へ売電することも可能である。

【０００３】また、従来、住宅の屋根に太陽電池を設け
る場合、屋根瓦の上に太陽電池を設置することが一般に
行われてきた。これは、これまでの太陽電池が十分な耐
火性を有していないため、住宅屋根部の耐火性を確保す
るために屋根瓦を必要としていたからである。

【０００４】ところが、近年、太陽電池の耐火性の向上
に伴い、屋根瓦を用いることなく、太陽電池を屋根葺き
材として直接葺設することが可能になってきた。例え
ば、特開平１１−１００９６２号公報には、屋根部の防
水シート上に支持レールを設置し、この支持レール上に
太陽電池を固定する構成が開示されている。これによ
り、太陽電池の葺設部分には屋根瓦が不要となり、住宅
の施工コストが低減でき、また、工期の短縮化を図るこ
ともできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に太陽電池を屋根葺き材として直接葺設する場合、複数
の太陽電池モジュールを屋根面に順に並べていくことに
なる。その場合の最適な設置構造については未だ提案さ
れていない。

【０００６】本発明の発明者らは、この種の太陽電池モ
ジュールの設置構造の最適化について考察した。そし
て、複数の太陽電池モジュールを安定的に設置するため
には、太陽電池モジュールそれぞれを屋根に強固に固定
するばかりでなく、太陽電池モジュール同士を互いに接
続しておく必要があることを見出し、その接続構造につ
いて改良を行った。

【０００７】また、上述のような課題は、太陽電池モジ
ュールばかりでなく太陽熱温水器モジュールを葺設する
場合も同様である。更には、この太陽電池モジュールや
太陽熱温水器モジュールは、住宅の屋根部分に葺設され
るばかりでなく、住宅外壁に取り付けられる場合もあ
る。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、住宅の屋根に並べら
れたり住宅外壁に取り付けられる複数の太陽エネルギモ
ジュール（太陽電池モジュールや太陽熱温水器モジュー
ル）に対し、各太陽エネルギモジュールを安定的に設置
するための接続構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】−発明の概要− 上記目的を達成するために、本発明は、住宅外面（屋根
や外壁）に設置される複数の太陽エネルギモジュールの
それぞれに、隣り合う太陽エネルギモジュールに接続す
るための接続部材を備えさせる。これにより、各太陽エ
ネルギモジュールを安定的に設置できるようにしてい
る。

【００１０】−解決手段− 具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、住宅の小
屋組み上に設置されて太陽エネルギを受け取る太陽エネ
ルギモジュールを前提とする。この太陽エネルギモジュ
ールに対し、太陽エネルギパネルと、この太陽エネルギ
パネルの外縁を囲むフレームとを備えさせる。また、こ
のフレームに、枠状のフレーム本体と、このフレーム本
体との間で軒側に開放する差込み空間を形成する接続部
材とを備えさせる。また、ねじ込みによって差込み空間
の高さ方向の間隔を狭めるボルトを備えさせ、軒側に隣
接する太陽エネルギモジュールの棟側フレーム縁部が上
記差込み空間に対して軒から棟に向かう方向に差し込ま
れた状態でボルトをねじ込んで差込み空間の高さ方向の
間隔を狭めることにより、この軒側に隣接する太陽エネ
ルギモジュールの棟側フレーム縁部を接続部材とフレー
ム本体とにより上下方向から挟持する構成としている。

【００１１】この特定事項により、住宅の外面に複数の
太陽エネルギモジュールを設置する際、互いに隣り合う
太陽エネルギモジュール同士は接続部材を介して互いに
接続された状態となる。つまり、複数の太陽エネルギモ
ジュールが一体化されることになるため、各太陽エネル
ギモジュールを安定的に設置することが可能になる。

【００１２】第２の解決手段は、各モジュールを太陽電
池モジュールとして構成した場合である。つまり、上記
第１の解決手段において、太陽エネルギモジュールを、
太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールとして構成
すると共に、このモジュールを住宅の小屋組み上に設置
している。

【００１３】この特定事項により、太陽電池モジュール
の設置作業では個々の太陽電池モジュールを順に小屋組
み上に設置していくことになる。この作業は屋根瓦の葺
設作業に近似した作業であり、特別な作業ではない。こ
のため、住宅メーカによる太陽電池モジュールの設置作
業が可能になり、他業者（例えば太陽電池モジュールの
製造メーカ）による設置作業を必要としないので工期の
短縮化を図ることができる。また、個々の太陽電池モジ
ュール毎に取り外すことが可能であるため、その保守点
検作業を容易に行うことができる。

【００１４】

【００１５】この特定事項により、最も棟側に位置する
太陽電池モジュールを屋根に設置した後、軒側に位置す
る太陽電池モジュールを順に屋根に設置していくことに
よって各太陽電池モジュールの設置作業が行われる。こ
の際、軒側の太陽電池モジュールの設置時には、そのフ
レーム本体が、棟側の太陽電池モジュールの接続部材に
接続される。これにより屋根の傾斜方向で隣接する太陽
電池モジュール同士が接続されて一体化されることにな
る。

【００１６】

【００１７】また、第３の解決手段は、住宅の小屋組み
上に設置される複数の太陽エネルギモジュール同士を接
続する接続構造を前提とする。この接続構造に対し、各
太陽エネルギモジュールに、太陽エネルギパネルと、こ
の太陽エネルギパネルの外縁を囲む枠状のフレーム本体
と、このフレーム本体との間で軒側に開放する差込み空
間を形成する接続部材とを備えさせる。また、ボルトの
ねじ込みにより上記差込み空間の高さ方向の間隔を小さ
くできるようにする。そして、軒側に位置する太陽エネ
ルギモジュールの棟側フレーム縁部を、棟側に隣接する
太陽エネルギモジュールの上記差込み空間に対して軒か
ら棟に向かう方向に差し込んだ状態で、ボルトをねじ込
んで差込み空間の高さ方向の間隔を狭めることにより、
この軒側に位置する太陽エネルギモジュールの棟側フレ
ーム縁部を棟側に隣接する太陽エネルギモジュールの接
続部材とフレーム本体とにより上下方向から挟持した構
成としている。

【００１８】これら特定事項により、１つの太陽エネル
ギモジュールに対し、それに隣接する太陽エネルギモジ
ュールを接続する場合には、予め、接続部材とフレーム
材との間の差込み空間を広くしておく。この状態で、隣
接する太陽エネルギモジュールのフレーム縁部を差込み
空間に差し込んだ状態で接続部材とフレーム材との間隔
を狭める。これにより隣接する太陽エネルギモジュール
のフレーム縁部は接続部材とフレーム材との間で挟持さ
れ、太陽エネルギモジュール同士が接続されて一体化さ
れることになる。この作業を各太陽エネルギモジュール
の設置に際して順に行っていく。このように、接続部材
とフレーム材との間隔を狭めるといった比較的簡単な作
業で隣接する太陽エネルギモジュール同士を接続するこ
とができる。

【００１９】第４の解決手段は、上記第３の解決手段に
係る太陽エネルギモジュールの接続構造をより具体化し
たものである。つまり、太陽電池モジュールを、太陽光
を受けて発電する太陽電池モジュールで構成している。

【００２０】この特定事項により、各太陽電池モジュー
ルは、端縁部分の一部が重ね合わされた状態で屋根に設
置される。この状態は、屋根瓦の設置状態と同様である
ので、屋根全体として外観の違和感が無く、屋根の見栄
えを良好に確保した状態で太陽電池モジュールを葺設で
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本形態では、太陽エネルギモジュ
ールとして太陽電池モジュールを採用し、この太陽電池
モジュールを住宅の屋根部分に葺設した場合について説
明する。

【００２２】図１は本実施形態に係る住宅の屋根部分を
示す斜視図である。図２は図１におけるII-II 線に沿っ
た断面図である。これら図に示すように、本住宅の屋根
１は、切妻タイプのものであって、片側の屋根面（例え
ば南側に面する屋根面）１１の略全面に亘って複数の太
陽電池モジュール２，２，…が葺設されている。一方、
他方の屋根面（例えば北側に面する屋根面）１２には屋
根瓦３，３，…が葺設されている。

【００２３】上記各太陽電池モジュール２，２，…は、
棟の延長方向（図２における紙面鉛直方向）に例えば１
０個、屋根１の傾斜方向に例えば８個がマトリックス状
に並べられている。また、太陽電池モジュール２は十分
な耐火性（屋根瓦と同程度の耐火性）を有するものであ
る。このため、この太陽電池モジュール２，２，…が並
べられた屋根面１１には屋根瓦は葺設されておらず、太
陽電池モジュール２，２，…自身が屋根葺き材として直
接葺設されている。

【００２４】−太陽電池モジュール２の構成− 以下、太陽電池モジュール２の構成について説明する。
各太陽電池モジュール２，２，…は互いに同一の構成で
成っている。具体的に、太陽電池モジュール２は、図３
に示すように太陽電池パネル４とモジュールフレーム５
とにより構成されている。

【００２５】太陽電池パネル４は、多結晶シリコンによ
り形成された太陽電池本体を強化ガラスでラミネートす
ることにより作製される。これにより、この太陽電池パ
ネル４は、耐候性が確保された矩形状の薄板として構成
されている。尚、太陽電池本体は、単結晶シリコンやア
モルファスシリコン等で形成されたものであってもよ
い。

【００２６】モジュールフレーム５は、図３及び図４
（太陽電池モジュール２のコーナ部分の一部を断面で示
した斜視図）に示すように、上記太陽電池パネル４の四
辺を保持するものであって、上側フレーム材５１、下側
フレーム材５２、左右一対の側端フレーム材５３，５４
及び上記下側フレーム材５２に取り付けられた接続プレ
ート５５を備えており、これらフレーム材５１，５２，
５３，５４及び接続プレート５５が一体的に組み付けら
れることにより構成されている。尚、これらフレーム材
５１，５２，５３，５４により本発明でいうフレーム本
体５６が構成される。

【００２７】各フレーム材５１，５２，５３，５４は、
アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されてい
る。上側フレーム材５１は、太陽電池パネル４における
住宅棟側に位置する端縁を保持している。下側フレーム
材５２は、太陽電池パネル４における住宅軒側に位置す
る端縁を保持している。側端フレーム材５３，５４は、
太陽電池パネル４の左右両側縁を保持すると共に、上記
上側フレーム材５１及び下側フレーム材５２の両端縁同
士を連結している。

【００２８】次に、これら各フレーム材５１，５２，５
３，５４の構成について詳細に説明する。

【００２９】上側フレーム材５１は、図４に示すよう
に、矩形の閉断面を有するフレーム本体５１ａの一方の
側面（太陽電池パネル４を保持する側の側面）に一対の
パネル保持片５１ｂ，５１ｂが突設されている。このパ
ネル保持片５１ｂ，５１ｂ同士は、太陽電池パネル４の
厚みと同寸法の間隔を存して対向している。また、フレ
ーム本体５１ａの他方の側面には、僅かに水平方向に延
びた後、下方へ折り曲げられて成る延長片５１ｃが突設
されている。また、図３に示すように、この上側フレー
ム材５１の長手方向の中間部分には、太陽電池モジュー
ル２から延びる電気配線Ｌを通過させたり、雨水を軒側
に抜くための凹陥部５１ｄが形成されている。

【００３０】下側フレーム材５２は、パネル保持部５２
ａと、このパネル保持部５２ａの下側に連続する固定部
５２ｂとにより成る。パネル保持部５２ａは、上記上側
フレーム材５１と同様に太陽電池パネル４の厚みと同寸
法の間隔を存して対向した上下一対のパネル保持片５２
ｃ，５２ｃを備えている。固定部５２ｂは、上記パネル
保持部５２ａの下端に連続して水平方向に延びる締結部
５２ｄ、この締結部５２ｄの一端から斜め下方に延びる
傾斜部５２ｅ、この傾斜部５２ｅの下端から僅かに下方
へ延びる鉛直部５２ｆ、この鉛直部５２ｆの下端から水
平方向に延びる押圧部５２ｇを備えている。この押圧部
５２ｇと締結部５２ｄとは所定間隔を存して対向してい
る。

【００３１】本形態の特徴の一つとして、図３に示す如
く、下側フレーム材５２には、屋根１の傾斜方向で隣り
合う太陽電池モジュール（軒側に隣接する太陽電池モジ
ュール）２に接続するための接続部材としての上記接続
プレート５５が取り付けられている。この接続プレート
５５は、図５に示すように、断面略コ字型の板材で成
る。互いに対向する上側片５５ａ及び下側片５５ｂのう
ち下側片５５ｂの３箇所には釘孔５５ｃ，５５ｃ，５５
ｃが形成されている。一方、上側片５５ａには、その中
央部に切り起こし部５５ｄが形成されている。この切り
起こし部５５ｄは、上側片５５ａにコ字状の切り込みが
入れられ、この切り込みの内側部分を僅かに上方に折り
曲げることにより形成されている。また、この切り起こ
し部５５ｄの両側には内面に雌ねじが形成されたボルト
孔５５ｅ，５５ｅが形成されている。

【００３２】一方、上記下側フレーム材５２の締結部５
２ｄの長手方向の中央部には、接続プレート５５のボル
ト孔５５ｅ，５５ｅに対応したボルト孔５２ｈ，５２ｈ
（図６参照）が形成されている。

【００３３】そして、図６に示すように、接続プレート
５５の上側片５５ａが下側フレーム材５２の締結部５２
ｄと押圧部５２ｇとの間の空間に挿入されて、接続プレ
ート５５のボルト孔５５ｅと締結部５２ｄのボルト孔５
２ｈとが位置合わせされる。この状態で、上側からボル
トＢが挿入され、ボルト孔５５ｅにねじ込まれている。
これにより、接続プレート５５が下側フレーム材５２に
一体的に組み付けられている。この際、ボルトＢをねじ
込んでいくに従って、下側フレーム材５２の締結部５２
ｄと接続プレート５５の上側片５５ａとの間隔が小さく
なっていく。ある程度までボルトＢをねじ込むと、接続
プレート５５の切り起こし部５５ｄが下側フレーム材５
２の締結部５２ｄの下面に当接することになる（図６に
示す状態）。太陽電池モジュール２を屋根１に葺設する
前の状態では、このボルトＢのねじ込み量を比較的小さ
くしておく。つまり、切り起こし部５５ｄが締結部５２
ｄの下面に当接しない状態か、若しくは切り起こし部５
５ｄが変形しない程度の押圧力で締結部５２ｄの下面に
当接する状態にしておく。そして、後述する太陽電池モ
ジュール２，２同士の接続動作において、軒側に隣接す
る太陽電池モジュール２の上側フレーム材５１が、下側
フレーム材５２の押圧部５２ｇと接続プレート５５の下
側片５５ｂとの間の空間（本発明でいう差込み空間）Ｓ
に差し込まれた状態で、ボルトＢをねじ込んでいく。こ
れにより、上記押圧部５２ｇと下側片５５ｂとの間の間
隔寸法が小さくなっていき、この両者間で差込み空間Ｓ
内の上側フレーム材５１を上下方向から挟持する構成と
なっている。

【００３４】一方、上記側端フレーム材５３，５４は、
図４に示すように、矩形の閉断面を有するフレーム本体
５３ａ，５４ａの一方の側面（太陽電池パネル４を保持
する側の側面）に、上記と同様のパネル保持片５３ｂ，
５４ｂが突設されている。つまり、このパネル保持片５
３ｂ，５４ｂも太陽電池パネル４の厚みと同寸法の間隔
を存して上下一対設けられている。

【００３５】上記上側フレーム材５１及び下側フレーム
材５２の長手方向両側に位置する各両端縁には、側端フ
レーム材５３，５４をボルト止めするためのボルト孔５
２ｈを備えた締結座５２ｉ，５２ｉが設けられている。
側端フレーム材５３，５４には、この締結座５２ｉ，５
２ｉのボルト孔５２ｈ，５２ｈに対向する位置にボルト
孔（図示省略）が形成されている。このボルト孔同士を
位置合わせしながら各フレーム材５１，５２，５３，５
４を組み合わせ、このボルト孔にボルトをねじ込むこと
により、各フレーム材５１，５２，５３，５４が一体的
に組み付けられて枠状となる。これにより、モジュール
フレーム５が構成されるようになっている。尚、この各
フレーム材５１，５２，５３，５４の組み付け時には、
予め、各フレーム材５１，５２，５３，５４のパネル保
持片５１ｂ，５２ｃ，５３ｂ，５４ｂによって太陽電池
パネル４の各端縁を保持させておく。これにより、各フ
レーム材５１，５２，５３，５４の組み付けと同時に、
モジュールフレーム５の内側に太陽電池パネル４が組み
付けられた太陽電池モジュール２が構成されるようにな
っている。

【００３６】−ジョイント部材の説明− 次に、住宅の棟の延長方向で隣り合う太陽電池モジュー
ル２，２同士の間に配設されるジョイント部材６につい
て説明する。

【００３７】図３に示すように、このジョイント部材６
は、ジョイント本体６１の上面に樹脂製のスペーサ６
２，６３，６３が取り付けられて構成されている。ジョ
イント本体６１は、短冊形の板材の左右両端縁部分が上
側へ折り返されて成る折り返し部６４，６４を備えてい
る。この折り返し部６４はジョイント本体６１の中央部
に向かうに従って上方へ傾斜している。つまり、この折
り返し部６４は、上方からの押圧力に対して僅かに弾性
変形が可能になっている。一方、ジョイント本体６１の
奥側端部には、太陽電池モジュール２，２の上端部分
（上側フレーム材５１）を保持するための保持部６５が
形成されている。この保持部６５は、ジョイント本体６
１の奥側端が上方へ折り曲げられた後、図３の手前側に
折り曲げられて形成されている。この保持部６５の高さ
寸法は上記モジュールフレーム５の高さ寸法（太陽電池
モジュール２の厚さ寸法）に略一致している。そして、
ジョイント本体６１の中央部分には、その長手方向の全
体に亘って樹脂製の第１スペーサ６２が取り付けられて
いる。また、このジョイント本体６１の保持部６５の内
側の左右両側部分には樹脂製の第２スペーサ６３，６３
が取り付けられている。

【００３８】これにより、ジョイント部材６の左右両側
から太陽電池モジュール２，２が組み付けられた場合に
は、図１２に示すように、各太陽電池モジュール２，２
の側端フレーム材５３，５４が折り返し部６４，６４に
載置されて弾性支持される。つまり、折り返し部６４，
６４が各太陽電池モジュール２，２に対して上方へ押し
上げるような付勢力を付与した状態となり、これら太陽
電池モジュール２，２が安定して保持されるようになっ
ている。また、各側端フレーム材５３，５４同士の間で
第１スぺーサ６２を挟持することになり、この第１スぺ
ーサ６２が側端フレーム材５３，５４同士の間をシール
するようになっている。更に、上側フレーム材５１が第
２スぺーサ６３に当接することになり、この上側フレー
ム材５１とジョイント部材６の保持部６５との間もシー
ルするようになっている。

【００３９】一方、このジョイント部材６には、後述す
る屋根１の野地板７８及び母屋７７に固定される固定プ
レート６６が取り付けられている。この固定プレート６
６は、ジョイント本体６１の下面に取り付けられてお
り、このジョイント本体６１の下端縁よりも下方（図３
の手前側）に延長された延長部６７を備えている。この
延長部６７の２箇所には釘孔６８，６８が形成されてい
る。

【００４０】−屋根１の各部の説明− 次に、上記太陽電池モジュール２，２，…及びジョイン
ト部材６，６，…が設置される住宅屋根部分の各部の構
成について説明する。

【００４１】図７は住宅の棟部分の断面、図８は住宅の
軒部分の断面、図９は屋根１の中間部分（棟と軒との間
の中間部分）の断面をそれぞれ示している。図２、図７
〜図９に示すように、本住宅の小屋組み７は、陸梁７１
上に、屋根勾配に応じた寸法の複数の小屋束７２，７
２，…が立てられ、各小屋束７２，７２，…の上端に亘
って垂木７３が傾斜配置されている。また、陸梁７１と
垂木７３との間の複数箇所には方杖７４，７４，…が架
設されている。垂木７３の棟側の端部は真束７５の上端
に接続金具７６を介して接続されている。垂木７３の上
側には住宅桁方向（図２の紙面鉛直方向）に延びる複数
本の母屋７７，７７，…が架設され、この母屋７７，７
７，…の上側に野地板７８が敷設されている。更に、こ
の野地板７８の上側には防水シート７９が敷設されてい
る。

【００４２】本形態の特徴の一つとして、上記母屋７
７，７７，…の配設位置は、野地板７８上に太陽電池モ
ジュール２及びジョイント部材６が載置された際におけ
る太陽電池モジュール２の接続プレート５５及びジョイ
ント部材６の延長部６７に対向する位置に設定されてい
る。つまり、これら接続プレート５５及び延長部６７が
野地板７８に釘打ちされる際、その釘が野地板７８及び
母屋７７に打ち込まれるようになっている。

【００４３】また、住宅棟部分には換気棟役物１３が設
置されており、屋根裏空間の換気及び太陽電池モジュー
ル下側空間への空気流通による太陽電池モジュール２の
冷却が行えるようになっている。

【００４４】そして、この住宅棟部分の特徴として、換
気棟役物１３の下側と、最も棟側に位置する太陽電池モ
ジュール２との間に亘ってカバープレート８が配設され
ている。以下、このカバープレート８及びその周辺部分
の構成について説明する。図３、図７及び図１０に示す
ように、カバープレート８は、金属製板材の複数箇所が
折り曲げられて形成されており、棟側の端部は上方に折
り返された棟側折り返し部８１に形成され、軒側の端部
は下方に折り返された軒側折り返し部８２に形成されて
いる。また、このカバープレート８にも上記接続プレー
ト５５が取り付けられている。つまり、図１１に示すよ
うに、カバープレート８の所定位置（後述する繋ぎ合わ
せ部分以外の位置）には、接続プレート５５のボルト孔
５５ｅ，５５ｅに対応したボルト孔８３，８３が形成さ
れている。そして、接続プレート５５の上側片５５ａが
カバープレート８の軒側折り返し部８２の内部に挿入さ
れて、接続プレート５５のボルト孔５５ｅとカバープレ
ート８のボルト孔８３とが位置合わせされる。この状態
で、上側からボルトＢが挿入され、ボルト孔５５ｅにね
じ込まれている。これにより、接続プレート５５がカバ
ープレート８に一体的に組み付けられている。この際、
ボルトＢをねじ込んでいくに従って、軒側折り返し部８
２の上側片８２ａと接続プレート５５の上側片５５ａと
の間隔が小さくなっていく。ある程度までボルトＢをね
じ込むと、接続プレート５５の切り起こし部５５ｄが軒
側折り返し部８２の上側片８２ａの下面に当接すること
になる（図１１に示す状態）。太陽電池モジュール２を
屋根１に葺設する前の状態では、このボルトＢのねじ込
み量を比較的少なくしておく。つまり、切り起こし部５
５ｄが軒側折り返し部８２の上側片８２ａに当接しない
状態か、若しくは切り起こし部５５ｄが変形しない程度
の押圧力で軒側折り返し部８２の上側片８２ａに当接す
る状態にしておく。そして、後述する太陽電池モジュー
ル２，２同士の接続動作において、最も棟側に位置する
太陽電池モジュール２の上側フレーム材５１が、軒側折
り返し部８２の下側片８２ｂと接続プレート５５の下側
片５５ｂとの間に差し込まれた状態で、ボルトＢをねじ
込んでいく。これにより、上記軒側折り返し部８２の下
側片８２ｂと接続プレート５５の下側片５５ｂとの間の
間隔寸法が小さくなっていき、この両者間で上側フレー
ム材５１を上下方向から挟持する構成となっている。

【００４５】また、カバープレート８は、複数枚が棟の
延長方向で繋ぎ合わされている（図１０に実線で示すカ
バープレート８及び仮想線で示すカバープレート８’を
参照）。このカバープレート８，８’同士の繋ぎ合せ部
分では、図１０に示すように、繋ぎプレート８４が架設
されている（図７では、この繋ぎプレート８４を破線で
示している）。この繋ぎプレート８４は、断面形状がカ
バープレート８の断面形状に略近似している。つまり、
この繋ぎプレート８４も、カバープレート８と同様に棟
側折り返し部８５及び軒側折り返し部８６を備えてい
る。つまり、図１０に示すように、この繋ぎプレート８
４の棟側折り返し部８５が、カバープレート８，８’同
士の繋ぎ合せ部分における各カバープレート８，８’の
棟側折り返し部８１，８１の外側に嵌まり込む。同様
に、繋ぎプレート８４の軒側折り返し部８６が、カバー
プレート８，８’同士の繋ぎ合せ部分における各カバー
プレート８，８’の軒側折り返し部８２，８２の内側に
嵌まり込む。これにより、隣り合うカバープレート８，
８’同士の位置ずれを招くこと無しに棟の延長方向に沿
って繋ぎ合わせることが可能になる。

【００４６】また、この繋ぎプレート８４は、棟側折り
返し部８５の下側に固定片８７が一体形成されている。
この固定片８７は、棟側折り返し部８５の下端から下方
へ延びた後、軒側に折り曲げられて形成されている。こ
の固定片８７が野地板７８に釘止めされることにより、
カバープレート８，８’同士の繋ぎ合せ部分を安定して
保持できるようになっている。

【００４７】一方、住宅軒部分では、図８に示すよう
に、鼻隠し板１４に雨樋１５が取り付けられている。そ
して、この住宅軒部分の特徴として、軒側端縁と、最も
軒側に位置する太陽電池モジュール２との間に亘って軒
先プレート９が配設されている。以下、この軒先プレー
ト９及びその周辺部分の構成について説明する。図８に
示すように、軒先プレート９は、上記カバープレート８
と同形状の部材で成り、棟側折り返し部９１及び軒側折
り返し部９２を備えている。

【００４８】また、この軒先プレート９も、カバープレ
ート８と同様に、複数枚が軒の延長方向で繋ぎ合わされ
ている。この軒先プレート９，９同士の繋ぎ合せ部分で
は、上記と同形状の繋ぎプレート９４が架設されてい
る。この繋ぎプレート９４により、隣り合う軒先プレー
ト９，９同士の位置ずれを招くこと無しに軒の延長方向
に沿って繋ぎ合わせることが可能となっている。

【００４９】また、この繋ぎプレート９４は、棟側折り
返し部９５及び固定片９７が、最も軒側に位置する太陽
電池モジュール２の下側フレーム材５２と接続プレート
５５との間で挟持されている。この構造は、上述した太
陽電池モジュール２，２同士の場合と同様に、下側フレ
ーム材５２及び接続プレート５５に亘ってねじ込まれる
ボルトにより、下側フレーム材５２の押圧部５２ｇと接
続プレート５５の下側片５５ｂとの間で繋ぎプレート９
４の棟側折り返し部９５及び固定片９７を上下方向から
挟持するようになっている。尚、この部分では、ボルト
が下側フレーム材５２の押圧部５２ｇを貫通するように
して、このボルトによって軒先プレート９を押さえ込む
ようにしてもよい。

【００５０】更に、軒側の端縁には軒先止め金具９８が
瓦桟９９上に釘止めにより固定されている。この軒先止
め金具９８は、先端が繋ぎプレート９４の軒側折り返し
部９６に係止している。また、上記軒先プレート９及び
繋ぎプレート９４の各軒側折り返し部９２，９６、軒先
止め金具９８の先端部のそれぞれにはボルト孔が形成さ
れており、これらボルト孔が位置合わせされた状態で上
方からボルトＢが締結されている。これにより、軒先プ
レート９が繋ぎプレート９４を介して軒側の端縁に安定
的に固定されている。

【００５１】−配線構造の説明− 以下、各太陽電池モジュール２に繋がる電気配線を屋根
裏空間に抜き出すための配線構造について説明する。こ
の配線は各太陽電池モジュール２の太陽電池パネル４で
発電した電力を家庭内へ供給するためのものである。図
１４に示すように、野地板７８には配線挿通用の開口７
８ａが形成されている。この開口７８ａの周囲には第１
及び第２の２枚の配線プレート１７，１８が取り付けら
れている。

【００５２】第１配線プレート１７は、開口７８ａの形
成位置の僅かに軒側に取り付けられている。この第１配
線プレート１７は、棟側の縁部が折り返された折り返し
部１７ａを備えている。

【００５３】一方、第２配線プレート１８は、上記開口
７８ａ及び第１配線プレート１７の折り返し部１７ａを
覆うものである。この第２配線プレート１８は、断面ハ
ット型の板材で成り、住宅棟側の縁部、住宅桁方向の両
側部には、野地板７８に取り付けられる取り付け部１８
ａが形成されている。この第２配線プレート１８が野地
板７８に取り付けられた状態（図１４（ｂ）の状態）で
は、開口７８ａが覆い隠されると共に、この第２配線プ
レート１８の軒側端縁と第１配線プレート１７の折り返
し部１７ａとの間に僅かな隙間が形成される。各太陽電
池モジュール２から延びる電気配線Ｌ，Ｌ，…は、この
隙間を通り、開口７８ａを経て屋根裏空間に抜き出され
ることになる。尚、第２配線プレート１８の取り付け部
１８ａと野地板７８との間には防水テープ１９が貼着さ
れている。

【００５４】この構成により、開口７８ａから雨水が屋
根裏空間に浸入することを阻止しながら、各太陽電池モ
ジュール２，２，…に繋がる電気配線Ｌ，Ｌ，…を屋根
裏空間に抜き出すための配線構造を実現することができ
る。

【００５５】−太陽電池モジュール２の葺設作業の説明
− 次に、上述の如く構成された太陽電池モジュール２の葺
設作業について説明する。この葺設作業は、屋根の棟側
から軒側に向かって順に太陽電池モジュール２を野地板
７８上に固定していくことにより行われる。

【００５６】先ず、最も棟側に位置する太陽電池モジュ
ール２の葺設作業について説明する。この太陽電池モジ
ュール２を屋根１に設置する前に、住宅の桁方向で隣接
する太陽電池モジュール２との間にジョイント部材６を
配設しておく。つまり、図３に示すように、各太陽電池
モジュール２，２の端縁（側端フレーム材５３，５４）
をジョイント部材６に載置しておく。

【００５７】その後、図７及び図１１に示すように、太
陽電池モジュール２の上側フレーム材５１を、カバープ
レート８の軒側折り返し部８２の下側片８２ｂと接続プ
レート５５の下側片５５ｂとの間に差し込む。この差込
み方向は軒から棟に向かう方向である。この状態で、ボ
ルトＢをねじ込んでいく。これにより、接続プレート５
５の切り起こし部５５ｄが弾性変形しながら軒側折り返
し部８２の下側片８２ｂと接続プレート５５の下側片５
５ｂとの間の間隔寸法が小さくなっていき、この両者間
で上側フレーム材５１が挟持される。尚、カバープレー
ト８に取り付けられている接続プレート５５は、下側片
５５ｂが予め野地板７８から母屋７７に亘って釘止めさ
れている（図７参照）。このため、上記ボルトＢのねじ
込み動作に伴って軒側折り返し部８２の下側片８２ｂが
太陽電池モジュール２の上側フレーム材５１を下向きに
押さえ込むことになり、この上側フレーム材５１は野地
板７８に強固に取り付けられることになる。

【００５８】その後、この最も棟側に位置する太陽電池
モジュール２の下側フレーム材５２に取り付けられてい
る接続プレート５５の下側片５５ｂを野地板７８から母
屋７７に亘って釘止めする。また、この最も棟側に位置
する太陽電池モジュール２を支持しているジョイント部
材６の延長部６７も野地板７８から母屋７７に亘って釘
止めされる。これにより、太陽電池モジュール２の下側
フレーム材５２も野地板７８に強固に取り付けられるこ
とになる。このようにして、最も棟側に位置する太陽電
池モジュール２は、上側フレーム材５１がカバープレー
ト８に係止され、下側フレーム材５２が小屋組み７に固
定される。以上の作業により、最も棟側に位置する太陽
電池モジュール２が屋根に設置される。この状態では、
図１２（図３におけるXII-XII 線に沿った断面図）に示
すように、住宅の桁方向で隣り合う太陽電池モジュール
２，２同士の間にはジョイント部材６の第１スペーサ６
２が介在し、この両者間の隙間をシールして雨漏り等を
防止している。

【００５９】次に、上記太陽電池モジュール２の軒側に
位置する太陽電池モジュール２の葺設作業について説明
する。この葺設作業においても図３に示すように、太陽
電池モジュール２を屋根に設置する前に、住宅の桁方向
で隣接する太陽電池モジュール２，２の端縁をジョイン
ト部材６に載置しておく。

【００６０】その後、図６及び図９に示すように、軒側
の太陽電池モジュール２の上側フレーム材５１を、棟側
に位置する太陽電池モジュール２の下側フレーム材５２
の押圧部５２ｇと接続プレート５５の下側片５５ｂとの
間の差込み空間Ｓに差し込む（本発明でいう差込み動
作）。この差込み方向も軒から棟に向かう方向である。
この状態で、ボルトＢをねじ込んでいく。これにより、
下側フレーム材５２の押圧部５２ｇと接続プレート５５
の下側片５５ｂとの間の間隔寸法が小さくなっていき、
この両者間で上側フレーム材５１が挟持される。これと
同時にジョイント部材６の保持部６５も下側フレーム材
５２の押圧部８２と棟側のジョイント部材６の延長部６
７との間に挟持される（本発明でいう挟持動作）。尚、
上述したように、最も棟側に位置する太陽電池モジュー
ル２の接続プレート５５の下側片５５ｂは野地板７８か
ら母屋７７に亘って釘止めされている。このため、上記
ボルトＢのねじ込み動作に伴って下側フレーム材５２の
押圧部５２ｇが軒側の太陽電池モジュール２の上側フレ
ーム材５１を下向きに押さえ込むことになり、この軒側
の太陽電池モジュール２の上側フレーム材５１は棟側の
太陽電池モジュール２を介して野地板７８に強固に取り
付けられることになる。本作業においても太陽電池モジ
ュール２の下側フレーム材５２に取り付けられている接
続プレート５５の下側片５５ｂ及びジョイント部材６の
延長部６７を野地板７８から母屋７７に亘って釘止めす
る。これにより、太陽電池モジュール２の下側フレーム
材５２も野地板７８に強固に取り付けられることにな
る。このようにして、太陽電池モジュール２は、上側フ
レーム材５１が、棟側に隣接する太陽電池モジュール２
の下側フレーム材５２に係止され、下側フレーム材５２
が小屋組み７に固定される。以上の作業により、軒側に
位置する太陽電池モジュール２が屋根に設置される。

【００６１】以上の動作を繰り返すことにより、棟側か
ら軒側に向かって順に太陽電池モジュール２を葺設して
いく。つまり、棟側の太陽電池モジュール２の下側フレ
ーム材５２と軒側の太陽電池モジュール２の上側フレー
ム材５１とを重ね合わせながら各太陽電池モジュール２
を軒側に向かって順に葺設していく。

【００６２】そして、最も軒側に位置する太陽電池モジ
ュール２の葺設作業が終了した後には、軒先プレート９
の葺設作業を行う。この軒先プレート９の葺設作業で
は、軒先プレート９を繋ぎプレート９４と共にその軒側
端を軒先止め金具９８の先端に係止させながら、軒先プ
レート９及び繋ぎプレート９４の棟側折り返し部９１，
９５を下側フレーム材５２の押圧部５２ｇと接続プレー
ト５５の下側片５５ｂとの間に差し込む。この状態で、
ボルトＢをねじ込んでいく。これにより、下側フレーム
材５２の押圧部５２ｇと接続プレート５５の下側片５５
ｂとの間の間隔寸法が小さくなっていき、この両者間で
上記棟側折り返し部９１，９５が挟持される。このた
め、軒先プレート９は、軒側端部が軒先止め金具９８に
係止され、棟側端部が最も軒側に位置する太陽電池モジ
ュール２に挟持された状態で野地板７８に取り付けられ
ることになる。

【００６３】尚、このようにして屋根面１１に葺設され
た太陽電池モジュール２のうち住宅桁側の端部は、図１
３に示すように、けらば部材１６と側端フレーム材５４
との間に樹脂製のスペーサ１６ａが介在され、この両者
１６，５４間からの雨漏りを阻止している。

【００６４】以上の動作により太陽電池モジュール２の
葺設作業が終了する。 −実施形態の効果− 以上説明したように、本形態によれば、屋根１の傾斜方
向で隣り合う太陽電池モジュール２，２同士は、軒側の
太陽電池モジュール２の棟側端縁を棟側の太陽電池モジ
ュール２の軒側端部で挟持することにより互いに接続さ
れている。このため、最も棟側に位置する太陽電池モジ
ュール２から最も軒側に位置する太陽電池モジュール２
までの複数の太陽電池モジュール２，２，…が一体化さ
れることになり、各太陽電池モジュール２，２，…を小
屋組み７上に安定的に設置することが可能になる。これ
により、太陽電池モジュール２，２，…を屋根葺き材と
して直接葺設する場合における各太陽電池モジュール
２，２，…の最適な設置構造を実現することができる。

【００６５】また、最も棟側に位置する太陽電池モジュ
ール２の棟側端は、繋ぎプレート８４を介して母屋７７
に固定されたカバープレート８に支持されている。一
方、最も軒側に位置する太陽電池モジュール２の軒側端
は、軒先止め金具９８に係止された軒先プレート９に係
合されている。このように、屋根１の傾斜方向両端に位
置する太陽電池モジュール２，２が安定的に設置されて
いることにより、各太陽電池モジュール２，２，…の葺
設状態もより安定して得ることができる。

【００６６】また、本形態の太陽電池モジュール２，
２，…の設置作業は屋根瓦の葺設作業に近似した作業で
あり、特別な作業ではない。このため、住宅メーカによ
る太陽電池モジュール２，２，…の設置作業が可能にな
り、他業者による設置作業を必要としないので工期の短
縮化を図ることができる。また、個々の太陽電池モジュ
ール２，２，…毎に取り外すことが可能であるため、そ
の保守点検作業を容易に行うことができる。

【００６７】更に、上記作業で設置された各太陽電池モ
ジュール２，２，…は、端縁部分の一部が重ね合わされ
た状態となっている。この状態は、屋根瓦の設置状態と
略同様であるので、屋根瓦の葺設作業と同様の作業で各
太陽電池モジュール２，２，…を葺設することができ、
且つ屋根全体として外観の違和感が無く屋根全体の見栄
えを良好に確保することができる。

【００６８】−その他の実施形態− 上記実施形態では、太陽エネルギモジュールとして太陽
電池モジュール２，２，…を採用し、この太陽電池モジ
ュール２，２，…を住宅の屋根部分に葺設した場合につ
いて説明した。本発明は、これに限らず、太陽エネルギ
モジュールとして太陽熱温水器モジュールを採用した
り、これら太陽電池モジュールや太陽熱温水器モジュー
ルを住宅の外壁に取り付ける構成に採用することも可能
である。

【００６９】また、上記実施形態では、住宅の片側の屋
根面の全面に亘って複数の太陽電池モジュール２，２，
…を葺設する場合について説明した。本発明はこれに限
らず、屋根面の一部に太陽電池モジュールを葺設し、そ
の他の部分には屋根瓦を葺設するようにした住宅に対し
ても適用可能である。また、本発明は、切妻タイプの屋
根を有する住宅に限らず、寄棟タイプの屋根を有する住
宅等への適用も可能である。

【００７０】また、上記実施形態では、屋根１の傾斜方
向で隣り合う太陽電池モジュール２，２同士を一体的に
接続する場合について説明した。本発明はこれに限ら
ず、住宅の桁方向で隣り合う太陽電池モジュール同士を
接続プレートを用いて一体的に接続するようにしてもよ
い。

【００７１】更に、隣り合う太陽電池モジュール２，２
を接続するための接続構造としては、上述のような接続
プレート５５を利用して太陽電池モジュール２を挟持す
るものに限らない。例えば、モジュールフレーム５，５
同士をボルト止め等の手段によって連結したり、モジュ
ールフレーム５，５にフック状の係合片を設けて、この
係合片同士を係合させる構成としてもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。

【００７３】請求項１記載の発明では、住宅外面（屋根
や外壁）に設置される複数の太陽エネルギモジュールの
それぞれに、隣り合う太陽エネルギモジュールに接続す
るための接続部材を備えさせている。このため、互いに
隣り合う太陽エネルギモジュール同士を一体化すること
ができ、各太陽エネルギモジュールを住宅外面に安定的
に設置することが可能になる。

【００７４】請求項２記載の発明にあっては、太陽電池
モジュールの設置作業では個々の太陽電池モジュールを
順に小屋組み上に設置していくことになる。この作業は
屋根瓦の葺設作業に近似した作業であり、この屋根瓦の
葺設作業と同様に作業者は棟側を向いて作業することが
できる。このため、住宅メーカによる太陽電池モジュー
ルの設置作業が可能になり、他業者による設置作業を必
要としない。その結果、工期の短縮化を図ることが可能
になる。また、個々の太陽電池モジュール毎に取り外す
ことが可能であるため、その保守点検作業が容易にな
り、太陽電池モジュールのメンテナンス性の向上を図る
ことができる。これにより、太陽電池モジュールを屋根
葺き材として直接葺設する場合における各太陽電池モジ
ュールの最適な設置構造を実現することができる。

【００７５】また、本発明では、屋根の傾斜方向で隣接
する太陽電池モジュール同士を接続している。このた
め、各太陽電池モジュールの葺設状態の安定性を効果的
に得ることができ、太陽電池モジュールを屋根葺き材と
して直接葺設する構成の実用性を向上することができ
る。

【００７６】請求項３記載の発明では、接続部材とフレ
ーム本体との間の差込み空間に、隣接する太陽電池モジ
ュールのフレーム縁部を差し込んだ状態で、接続部材と
フレーム本体との間隔を狭めることによってこの隣接す
る太陽電池モジュールのフレーム縁部を接続部材とフレ
ーム本体との間で挟持している。このため、上記請求項
１記載の発明に係る効果に加えて、比較的簡単な構成で
太陽電池モジュール同士を接続することが可能になる。

【００７７】また、本発明では、互いに隣接する太陽電
池モジュール同士の端縁部分を重ね合わせた状態で屋根
に葺設している。この状態は、屋根瓦の設置状態と同様
であるので、屋根全体として外観の違和感が無く、屋根
の見栄えを良好に確保した状態で上記請求項３記載の発
明に係る効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る住宅の屋根部分を示す斜視図
である。

【図２】図１におけるII-II 線に沿った断面図である。

【図３】太陽電池モジュールの接続作業を説明するため
の斜視図である。

【図４】太陽電池モジュールのコーナ部分の一部を断面
で示した斜視図である。

【図５】接続プレートの斜視図である。

【図６】屋根の傾斜方向で隣接する太陽電池モジュール
同士の接続部分を示す断面図である。

【図７】住宅の棟部分を示す断面図である。

【図８】住宅の軒部分を示す断面図である。

【図９】住宅の棟と軒との中間部分を示す断面図であ
る。

【図１０】カバープレート同士の繋ぎ合わせ部分を示す
斜視図である。

【図１１】カバープレートと太陽電池モジュールとの接
続部分を示す断面図である。

【図１２】図３におけるVII-VII 線に沿った断面図であ
る。

【図１３】図１におけるVIII-VIII 線に沿った断面図で
ある。

【図１４】太陽電池モジュールの配線構造を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１ 屋根 ２ 太陽電池モジュール（太陽エネルギモジュー
ル） ４ 太陽電池パネル ５ モジュールフレーム（フレーム） ５５ 接続プレート（接続部材） ５６ フレーム本体 Ｓ 差込み空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−317604（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−292583（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−292907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04D 13/00 E04D 13/18 E04D 3/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 住宅の小屋組み上に設置されて太陽エネ
   ルギを受け取る太陽エネルギモジュールにおいて、 太陽エネルギパネルと、 この太陽エネルギパネルの外縁を囲むフレームとを備え
   ており、 上記フレームは、枠状のフレーム本体と、このフレーム
   本体との間で軒側に開放する差込み空間を形成する接続
   部材とを備えており、 ねじ込みによって差込み空間の高さ方向の間隔を狭める
   ボルトが備えられ、 軒側に隣接する太陽エネルギモジュールの棟側フレーム
   縁部が上記差込み空間に対して軒から棟に向かう方向に
   差し込まれた状態でボルトをねじ込んで差込み空間の高
   さ方向の間隔を狭めることにより、この軒側に隣接する
   太陽エネルギモジュールの棟側フレーム縁部を接続部材
   とフレーム本体とにより上下方向から挟持する構成とな
   っている ことを特徴とする太陽エネルギモジュール。
2. 【請求項２】 請求項１記載の太陽エネルギモジュール
   において、 太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールで構成され
   ていることを特徴とする太陽エネルギモジュール。
3. 【請求項３】 住宅の小屋組み上に設置される複数の太
   陽エネルギモジュール同士を接続する接続構造におい
   て、 各太陽エネルギモジュールは、太陽エネルギパネルと、
   この太陽エネルギパネルの外縁を囲む枠状のフレーム本
   体と、このフレーム本体との間で軒側に開放する差込み
   空間を形成する接続部材とを備えており、ボルトのねじ込みにより上記差込み空間の高さ方向の間
   隔を小さくできるようになっており、 軒側に位置する太陽エネルギモジュールの棟側フレーム
   縁部を、棟側に隣接する太陽エネルギモジュールの上記
   差込み空間に対して軒から棟に向かう方向に差し込んだ
   状態で、ボルトをねじ込んで差込み空間の高さ方向の間
   隔を狭めることにより、この軒側に位置する太陽エネル
   ギモジュールの棟側フレーム縁部を棟側に隣接する太陽
   エネルギモジュールの接続部材とフレーム本体とにより
   上下方向から挟持している ことを特徴とする太陽エネル
   ギモジュールの接続構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載の太陽エネルギモジュール
   の接続構造において、 太陽エネルギモジュールは、太陽光を受けて発電する太
   陽電池モジュールで構成されていることを特徴とする太
   陽エネルギモジュールの接続構造。
5. 【請求項５】 上記請求項１または２記載の太陽エネル
   ギモジュールが小屋組み上に設置されていることを特徴
   とする住宅。