JP4474212B2 - 屋根瓦に対する太陽電池モジュールの固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根瓦の上に連結金具を介して太陽電池モジュールを取り付ける固定構造に関するものである。

近年、石油資源の節約や環境破壊を憂慮し、太陽電池を利用して太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する技術が徐々に実用化されてきている。そしてその中に住宅の傾斜した屋根に葺かれた屋根瓦の上に太陽電池モジュールを固定して電気エネルギーを得る技術がある。

ところが、太陽電池モジュールから実用的な電力を得るためには、現段階では比較的重量感のある太陽電池モジュールを屋根に広く設置しなければならないのみならず、暴風雨に曝されても太陽電池モジュールが吹き飛ばされないように屋根に設置しなければならないという問題がある。そのため、従来からわが国の住宅の屋根に幅広く葺かれている屋根瓦の形状・大きさを実質上変えることなく、太陽電池モジュールを屋根瓦の上に直接設置することは困難であるとして、太陽電池モジュールに合わせた形状・大きさの屋根瓦を特別に製造し、それらを完全に一体化して得た屋根材を屋根に使用する技術（従来技術１）がある。さらに、従来の屋根瓦を使用する技術もあるが、それは太陽電池モジュールを屋根瓦に直接固定するのではなく、その屋根瓦が固定される野地板に連結金具を介して固定する技術（従来技術２）である（特開２０００−２１３１１６号公報）。

しかしながら、従来技術１においては太陽電池モジュールの形状・大きさに合致した屋根瓦を製造する必要から屋根瓦の生産性が制約されるだけでなく、太陽電池モジュールの受光面積を屋根瓦の表面積に近づけるには限度があるという問題がある。また、従来技術２においては前記連結金具を貫通させるための特定の屋根瓦、すなわち連結金具を貫通させるための貫通孔を屋根瓦の中央部に透設した屋根瓦が必要となり、その結果、施工が煩雑になるのみならず、前記貫通孔から雨水が浸入するのを防止する対策が必要になるという問題がある。

そこで、本出願人は、わが国において幅広く使用されている、いわゆる陶器製の屋根瓦の形状・構造及び機能を略維持した屋根瓦であって、それに隣接する他の屋根瓦との間に特定の係合関係が付与されるとともに、屋根瓦の表面中央付近に特定の係止突起を設けて、それに太陽電池モジュールを直接固定すれば、屋根瓦に太陽電池モジュールを半ば直接設置できるという事実を見出し、その技術（先行技術）を既に提案した（特開２００３−１７２００５号公報）。
特開２０００−２１３１１６号公報 特開２００３−１７２００５号公報

前記先行技術は、屋根瓦の形状・大きさを大幅にかえることなく受光面積を最大限に発揮させ得る状態で屋根瓦に太陽電池モジュールを固定することができるとともに、暴風雨時にも太陽電池モジュールが吹き飛ばされないようにできるという効果を発揮しているが、本出願人は、その後、この先行技術をベースにして屋根瓦に対する太陽電池モジュールの施工効率をより向上させるには、前記先行技術にさらなる改良が必要であるということに気付いた。すなわち、屋根瓦に対して太陽電池モジュールを施工するには、建物の屋根となる野地板に屋根瓦を葺くステップと、その屋根瓦に太陽電池モジュールから集電するための配線を予め敷設するステップと、前記太陽電池モジュールを屋根瓦に固定するステップとが必要で、これらのステップを順序良くかつ効率的に進める必要があることが判明した。

そこで本発明者は上記ステップを効率化するには、先行技術の屋根瓦と太陽電池モジュールとを別個に独立した連結金具により連結するとともに、前記屋根瓦と連結金具との間にそれらを係合させる第一係合部、同じく前記屋根瓦との係合関係を維持するとともに前記第一係合部の係脱が起こらないように係脱抑制部を兼備する第二係合部、太陽電池モジュールと係合関係を維持する第三係合部及び同じく太陽電池モジュールと係合関係を維持し、前記第三係合部の係脱が起こらないように係脱抑制部を兼備する第四係合部等を前記連結金具に具備させる必要があることを見出した。

また、野地板２上において同一段で隣接して葺かれる防災瓦１同士の間には、それらの差込部Ｃに被覆される桟部Ｄが存在するため、複数枚の防災瓦１にわたってそれらの上に設置される太陽電池モジュール７０の２本の横フレームのうち、防災瓦１の尻部Ｂ側の上位フレーム７２が少なくとも前記桟部Ｄの上面を横切ることになる。よって、図９に示すように、太陽電池モジュール７０の上位フレーム７２が防災瓦１の桟部Ｄの上に載った状態で交差し、雨曝し部Ｅの略水平な上面に固定されている連結金具２０に対して、太陽電池モジュール７０は平行に固定できなくなる。すなわち、太陽電池モジュール７０は、防災瓦１の勾配と異なる、より急勾配の状態で屋根に固定しなければならなくなる。

換言すると差込部Ｃと桟部Ｄによって形成される突出領域の高さより離間して固定されることになる。よって屋根瓦と太陽電池モジュールとの間に隙間が生じ、外観が悪くなるとともに、耐暴風雨性能も悪くなる。これは、防災瓦１に対して太陽電池モジュール７０をより密着させて固定し、それらの間に暴風雨時に風雨を入り難くして太陽電池モジュール７０又は防災瓦１が吹き飛ばされないようにするという本発明の技術思想に反することになる。

そこで本発明者は、前記問題を解消し得る太陽電池モジュールを提案すべく鋭意検討したところ、太陽電池モジュールを構成している上位フレームに特定の加工を施せばよいという事実を見出し、本発明を完成した。従って、本発明の課題は、防災瓦とその上に設置される横長の太陽電池モジュールとを連結する連結金具の高さを極力抑制して、防災瓦と太陽電池モジュールをより近接させた状態で両者を一体化するとともに、施工効率よく固定できるようにすることにある。

本発明は前記の課題を解決するために、屋根瓦の上に固定した連結金具を介して前記屋根瓦と太陽電池モジュールとを係合させたとき、前記屋根瓦に対して該屋根瓦１枚につき前記連結金具を複数箇所で係合させて、少なくとも前記第一、第二係合部を実現するという手段を採用する。この手段を採用することにより、屋根瓦と連結金具とは複数箇所で係合するので、連結金具そのものの２次的移動が抑制され、その結果、連結金具と太陽電池モジュールとを確実に係合さえすれば、屋根瓦、ひいては建物の屋根に対して太陽電池モジュールを確実に固定することが可能になる(作用・効果)。

前記態様において屋根瓦１枚につき前記連結金具を複数箇所で係止させるとき、係合箇所をより多くすることは屋根瓦が陶器製であることに起因して困難であり、また屋根瓦と連結金具とを係合させる作業も煩雑になるので、好ましくは前記複数箇所を２箇所に制限する。この態様において、前記屋根瓦の上面略中央に突出形成させた係止突起に前記連結金具の中央部を係止させるとともに、同連結金具の一端部に設けた係止部を前記屋根瓦の頭部に係止させる。

また、本発明において前記の作用・効果を発揮させるには、屋根瓦は、暴風雨時に吹き飛ばされないように、屋根の野地板に強固に固定されることが前提になる。よって、本発明において、かかる屋根瓦としては、その斜め上下位置に千鳥葺きされる隣接屋根瓦と相互に係合して暴風雨時に単独で吹き飛ばされないようにした耐暴風雨瓦が使用され、好適には、前記耐暴風雨瓦の差込部の頭部寄り部位に、斜め下方位置に葺かれる下葺き屋根瓦の尻部上に突設されている係止突起を係止させ、同じく前記暴風雨瓦の尻部に突設形成した係止突起を、斜め上方位置に葺かれる上葺き屋根瓦の頭部寄りの差込部に係止させる構造の屋根瓦が使用される。

さらに、屋根の横方向の同一段に葺かれている複数枚単位とする屋根瓦の上に設置される横長の太陽電池モジュールにおいて、その太陽電池モジュールの一構成要素である２本の横長フレームのうち、少なくとも屋根の棟側にある上位フレームの下縁部に切欠きを設けて、隣接する屋根瓦同士の間に生ずる差込部と桟部とからなる突出領域を前記切欠きの中に進入可能にするという手段を採用する。

このような構造の太陽電池モジュールを建物の傾斜した瓦葺きの屋根に設置することにより、屋根の横方向の同一段において隣接して葺かれている屋根瓦同士の間に生ずる差込部と桟部からなる突出領域が、太陽電池モジュールの一構成要素である２本の横長フレームのうち、少なくとも屋根の棟側にある上位フレームの切欠きに進入するので、前記突出領域が切欠きに進入した深さに相当する距離だけ太陽電池モジュールを屋根瓦に近づけて、太陽電池モジュールを屋根瓦の上に設置可能になる。その結果、屋根瓦と太陽電池モジュールとの間の空間高さを少なくできる。

その結果、従来から我が国の建物に幅広く使用されている屋根瓦に対して太陽電池モジュールを半ば直接、確実かつ安全に固定することが可能になる。

次に本発明の実施形態を屋根の野地板に施工される屋根瓦、その屋根瓦に係止・固定される連結金具及び該連結金具を介して取り付けられる太陽電池モジュールについて、更には、この太陽電池モジュールを前記屋根瓦に固定する施工方法について、順次、詳述する。

(屋根瓦の形状・構造)
図１〜図８に示すように、本発明に係る屋根瓦１は、平面が略正方形をなす陶板からなり、わが国において幅広く使用されている屋根瓦と基本的に同じ形状・構造をなしている。そして、その屋根瓦が屋根の野地板２上に施工されたとき軒先側に位置する下側部が屋根瓦の頭部Ａになっており、棟側に位置する上側部が屋根瓦１の尻部Ｂになっている。また、屋根瓦１の左側において、同じ高さ位置において野地板２上で葺かれる他の屋根瓦の右側部｛桟部(後述)｝により被覆される差込部Ｃが形成されている。さらに、屋根瓦１の右側において前記同様に隣接して葺かれる他の屋根瓦の左側部(差込部)を被覆する桟部Ｄが形成されている。なお、前記屋根瓦の構造と異なり、その左側部が桟部Ｄになっており、右側部が差込部Ｃになる構造の屋根瓦も当然本発明の対象にすることができる。

また通常の屋根瓦であると、下地材である野地板２又はその上に所定間隔をおいて敷設される桟木２ａに、尻部Ｂ寄りに透設されている釘穴３に釘を打ち込んで固定するだけでは、暴風雨に曝されると頭部が浮き上がり吹き飛ばされる虞があるが、本発明に係る屋根瓦１においては、尻部Ｂ、特にその尻部Ｂにある城壁状の尻部水返し４の上にフック状の係止突起５が突設・形成されているとともに、頭部Ａ寄りの差込部Ｃに、特にその差込部Ｃに突条の差込部側縁に設けられた水返し６ａを回折させて他の部位より一段低くした段差部に、被係止部７が形成され、屋根面上に施工されたとき、前記係止突起と被係止部とが係止して吹き飛ばされることを防止するという点において、従来技術の屋根瓦と相違している。

次に、本発明に係る屋根瓦１において前記水返し６ａの内方において、該水返し６ａから所定距離だけ平行に離れた位置で、後述する雨曝し部Ｅより一段高く水返し６ｂが形成されている。そして、前記水返し６ｂと前記尻部水返し４及び前記桟部Ｄに帯状に突出形成されている水返し８によって三方から包囲される上面部が降雨を受ける雨曝し部Ｅを構成し、従来技術に係る屋根瓦と同様に略平らになっている。しかしながら、本発明に係る屋根瓦１において前記雨曝し部Ｅのうち、前記差込部Ｃと桟部Ｄとの間における頭部Ａから尻部Ｂにかけて所定の幅Ｗを以って平坦部Ａ１が頭部端まで延びて中央端部９ｃを構成している点において、従来技術に係る屋根瓦と相違している。なお、前記雨曝し部Ｅにおいて他の左右側頭部９ａ、９ｂは緩やかに下方に下がる曲面になっている。

さらに、本発明に係る屋根瓦１において前記中央頭部９ｃは、アンダーカットされて他の部位より肉薄になっており、後述する連結金具が係止され易いようになっている。

また、前記雨曝し部Ｅの略中央には側面から見てフック状をなす係止突起１０が、その開口１０ａを前記尻部Ｂ側に向けて突設され、後述する連結金具と共働して本発明に係る第一係合部を構成する。さらに前記係止突起１０の周囲には上面が略同一高さの支持突起１１が４個設けられており、前記連結金具を下方から四点で安定に支持して、前記連結金具の上下方向への変位を抑制するだけでなく、連結金具の押圧力が、前記雨曝し部Ｅの表面レベル精度のばらつきに影響されないようになっている。

(連結金具の形状・構造)
次に前記屋根瓦１に固定される連結金具の形状と構造について説明する。図１０〜図１４に示すように、本発明に係る連結金具２０は、屋根瓦１の上にそれ自体が係止・固定され、太陽電池モジュールを係止・固定するために使用される舟形状をなす金具である。なお、前記において「係止・固定」とは、連結金具２０が屋根瓦１の係止突起１０にまず係止されてから後述する係脱抑制部の作用により屋根瓦１の上に固定されるという意味であり、前記連結金具２０に太陽電池モジュールが係止・固定される場合も同様の意味で使用される。

前記連結金具２０は、弾性を有する１枚の鋼材を所定の大きさ・形状に切断及び切欠き加工した後、曲げ加工することにより、平面が長方形をなし断面が略逆門形の金具として製作される。従って、本発明に係る連結金具２０は、長方形をなす底面部３０と、その底面部３０から立ち上がる二つの長辺側壁部４０と、第一、第二短辺側壁部５０、６０とからなる上蓋を有しない箱のように構成されている。

そして、前記連結金具２０の中央部、すなわち前記底面部３０の中央付近には方形の開口３１が透設されており、その開口３１に前記屋根瓦１の雨曝し部Ｅに突設されている係止突起１０を挿入して係止させることにより本発明に係る第一係合部が構成される。また、前記底面部３０において前記短辺側壁部５０、６０寄りの部位は略コ字形に切り欠かれて、先端部３２ａ、３３ａが互いに外方を向く第一、第二舌片状弾性部３２、３３になっているとともに、前記先端部３２ａ、３３ａが前記底面部３０より下位になるように、若干曲げられて弾性材としての機能が付加されている。

従って、前記先端部３２ａ、３３ａは、連結金具２０の長手方向において相反する向きに外方を向いて延びていると同時に前記底面部の下方に位置するので、前記連結金具２０が屋根瓦１上で太陽電池モジュールをその下方から支承するとき、第一、第二舌片状弾性部３２、３３は太陽電池モジュールの荷重を受けて変形するが、連結金具２０自体が弾性材料から作られているので、第一、第二舌片状弾性部３２、３３は弾性変形の範囲で変形して屋根瓦１上で広角状に太陽電池モジュールを支えるとともに、前記屋根瓦１上に取り付けられた連結金具のがたつきを防止している。

また、第二舌片状弾性部３３の先端部３３ａは、図１５に示すように、屋根瓦１と接触するとき屋根瓦１の表面を損傷しないように、再び底面部３０側に僅かに屈曲している。一方、第一舌片状弾性部３２の先端部３２ａは、先端断面がコ字形又はフック状に屈曲している点で第二舌片状弾性部３３と相違している。そして、屋根瓦１の係止突起１０の開口１０ａに連結金具２０の開口３１の一辺を嵌め込みながら、連結金具２０を屋根瓦１側に十分押圧させて第一舌片状弾性部３２を水平方向に伸張させると、前記先端部３２ａが屋根瓦１の中央頭部９ｃから外方に外れるように、第一舌片状弾性部２３の長さも正確に調節されている。前記先端部３２ａが前記中央頭部９ｃから外れた状態で、前記連結金具２０を尻部Ｂ側に僅かにスライドさせると、前記先端部３２ａも相応して変位し、図１６に示すように、前記中央頭部９ｃを係止する。その結果、屋根瓦１の中央頭部９ｃと連結金具２０の第一舌片状弾性部３２とが共働して本発明に係る第二係合部を構成するとともに、前記先端部３２ａが連結金具２０を屋根瓦１の尻部Ｂ側に変位するのを抑制して、前記第一係合部の係脱を抑制している。

このように本発明においては、屋根瓦１枚につき連結金具が２箇所において屋根瓦と係合することになり、前記連結金具２０の開口３１と屋根瓦１の係止突起１０とが第一係合部を構成し、連結金具２０の第一舌片状弾性部３２と屋根瓦１の中央頭部９ｃとが第二係合部兼第一係合部の係脱抑制部を構成している。

さらに連結金具２０について、再度、図１０〜図１３に基づいて説明すると、二つの平行な前記長辺側壁部４０の上面先端は外方を向き、断面が逆Ｌ字状に形成されており、その水平面部４１は太陽電池モジュールが当接しても面あたりして損傷しないようになっている。そして前記水平面部４１の第二短辺側壁部６０寄りの部位が一部分切り落とされて、屋根への施工時に後述する太陽電池モジュールの配線をこのスペースへ挿入することで、前記配線が前記太陽電池モジュール７０や連結金具２０と干渉することなく効率的に敷設可能になっている。さらに長手方向に切欠かれた垂直面部４２の上端部は、前記水面部４１と同様に外方に折り曲げられて、前記配線が損傷しないように配線支え４３になっている。

次に第一短辺側壁部５０に移ると、同側壁部５０は、前記底面部３０を外方に延長して形成された金属板が略直角に曲げ加工されてできた連結金具２０の立上げ壁であると同時に、図１７に示すように、太陽電池モジュール７０の構成要素の一部分を係止させ、固定する機能を備えている。

具体的には、前記側壁部５０は、壁面部本体５１と、その壁面部本体５１の外側中央に突設した係止爪５２とからなり、連結金具２０の後述する第二短辺側壁６０に太陽電池モジュール７０の一つである上位フレーム７２を係止させた(第三係合部を形成させた)後、他の下位フレーム７１を前記第一短辺側壁部５０の上に重ねると、図１８、図１９に示すように、前記他の下位フレーム７１の内側に設けられている係止突起７１ａは、前記係止爪５２の曲表面を滑動して、前記側壁本体５１を圧縮させ、最終的に前記係止爪５２を乗り越えて、図１７に示すように、係止爪５２に係止される。すなわち、太陽電池モジュール７０は、第一短辺側壁部５０に係止され、連結金具２０に完全に係止・固定される(第四係合部が形成される)。

また、第三係合部の一要素である第二短辺側壁部６０は、図１０〜図１３及び図１４から明白なように、前記底面部３０を外方に延長して形成された金属板が略直角に曲げ加工されてできた連結金具２０のもう一つの立上げ壁であると同時に、図１７に示すように、太陽電池モジュール７０の構成要素の一部分を嵌め込んで固定する嵌め殺し部材としての機能を備えている。具体的に説明すると、第二短辺側壁部６０も、第一短辺側壁部５０の構造・形状と同様に、前記立上げ壁に相当する壁面部本体６１と、その壁面部本体６１の外側中央に突設した係止爪６２とからなっている。従って、前記係止爪６２を太陽電池モジュール７０の一つの上位フレーム７２の内側に形成してある係止突起７２ａに係止させる(第三係合部を形成させる)と、前記第二短辺側側壁６０と太陽電池モジュール７０とが係合するが、その係合過程は前述した第一短辺側壁部５０と太陽電池モジュール７０の下位フレーム７１との係合過程と同じである。なお、本発明に係る連結金具２０と太陽電池モジュール７０とを係合させる場合、前記第三係合部を第四係合部より先に形成してもよいし、後に形成してもよい。さらに同時に形成してもよい。

図２４、図２５及び図２６に示すように、本発明に係る太陽電池モジュール７０は、屋根瓦としての防災瓦１が横に略４枚並べられた幅に相当する横長の長方形平面形状をなし、枠型フレームＦとその中に収納される平板状の太陽電池７３とから構成されている。枠型フレームＦは、太陽電池モジュール７３の長辺に添って平行に延びる下位フレーム７１及び上位フレーム７２と、同じく短辺に添って延びる左右側フレーム７４、７５とからなっている。そして、前記上位フレーム７２は、太陽電池モジュール７０が屋根の防災瓦１の上に設置されると、屋根の棟側に位置するようになる。

前記上下フレーム７２、７１は、図２６に示すように横断面が略Ｆ形状をなしており、それらの上方位置において太陽電池７３を挟持し、下方位置において防災瓦１の雨曝し部Ｅに係止される連結金具２０に係止可能な係止片７２ａ、７１ａをそれぞれ有している。さらに上下フレーム７２、７１は、ボルトとナットその他の連結手段（図示なし）により、太陽電池７３、左右側フレーム７４、７５を挟持するとともに互いに離間しないようになっている。また太陽電池７３の裏面中央部には集電した直流電力を取り出す端子部７７が設けられており、その端子部７７に接続された導線が太陽電池モジュール７０の外方に延びている。

さらに前記上位フレーム７２の下端縁７２ｃにおいて所定間隔をおいて複数個の切欠き７６が、そして両端には前記切欠き７６の半分の形状を以って削り取られた半切欠き７６ａ、７６ｂがそれぞれ形成されている。そして、屋根に葺かれた４枚単位の防災瓦１の上に連結金具２０を介して前記太陽電池モジュール７０を１基の割合で設置する場合、前記切欠き７６、半切欠き７６ａ、７６ｂの中に、隣接する屋根瓦１同士の間に生ずる差込部Ｃと桟部Ｄとからなる突出領域７が進入するようになっている（図２４又は図２５を参照）。なお、前記半切欠き７６ａ、７６ｂは、隣接して前記同様に設置される太陽電池モジュールの半切欠きと共働して一つの切欠きを構成し、その切欠きの中に一つの前記突出領域７が進入するようになっている。

このように４個の隣接する防災瓦１に対して１基の太陽電池モジュール７０が設置されると、図２０に示すように、防災瓦１の雨曝し部Ｅの上にそれと平行に連結金具２０が固定されるとともに、その連結金具２０に太陽電池モジュール７０を実質上平行に設置可能になる。その結果、図２１に示すように、太陽電池モジュール７０を防災瓦１の雨曝し部Ｅに対して平行に設置可能になり、防災瓦１の尻部Ｂ側における防災瓦１と太陽電池モジュール７０とのなす空間高さＳを頭部Ａ側における空間高さと同一にすることができ、防災瓦１と太陽電池モジュール７０との一体化度を向上させることができる。従って、防災瓦１と太陽電池モジュール７０との間に風雨の侵入する余地を少なくするとともに、仮に幾分風雨が進入してもその風雨に太陽電池モジュール７０を防災瓦１から引き離すために必要な上向きの分力を少なくすることが可能になり、風雨に曝されてもそれに吹き飛ばされないという本発明に係る防災瓦の機能が完全に維持される。

(太陽電池モジュールの施工法)
前記のように構成される連結金具２０を使用して、建物の屋根となる野地板２の上に屋根瓦１及び太陽電池モジュール７０を取付ける施工法について説明する。まず、図１に示す構造の屋根瓦１を、図９に示すような野地板２の上に施工する場合において、いま任意の屋根瓦１ｓが野地板２の上に釘孔３に釘(図示なし)を打ち込んで施工されたとする。そして、続いてその屋根瓦１ｓの差込部Ｃに対して、同じ高さ位置(同段位置)において左側に隣接して葺かれる屋根瓦(図示なし)の桟部Ｄを被せることにより、該屋根瓦が野地板２に前記同様に葺かれる。以下、同様にして同段位置の屋根瓦が野地板２上に葺かれる。なお、図９において全ての屋根瓦１には連結金具２０が、そして一部の屋根瓦１には前記連結金具２０を介して太陽電池モジュール７０が係止・固定されている様子が描かれているが、野地板２の上に最初に屋根瓦を葺くときは、それらの屋根瓦には連結金具２０や太陽電池モジュール７０は固定されていない。また、前記態様に代えて任意の屋根瓦１ｓの桟部Ｄに同様にして右側に葺かれる隣接屋根瓦(図示なし)の差込部Ｃを差し込むようにして隣接屋根瓦を葺く態様を採用することもできる。

次に、前記任意の屋根瓦１ｓの斜め上に葺かれる上葺き屋根瓦１ｕを野地板２上で葺くとき、その上葺き屋根瓦１ｕの被係止部７に対して前記任意の屋根瓦１ｓの係止突起５を係止させる。すると、斜めに隣接する二つの前記屋根瓦１ｓ、１ｕは、野地板２に釘で固定されるほかに、係止突起５と被係止部７との係合により、相互に連結される。同様にして前記任意の屋根瓦１ｓの被係止部７は、野地板２上の斜め下で葺かれる下葺き屋根瓦１ｄの係止突起５により係止される。このように千鳥葺きされた３個の屋根瓦１ｕ、１ｓ、１ｄ同士は野地板２上で確固として固定されるとともに連携し、暴風雨に曝されても、頭部Ａの浮き上がりが抑制されて、吹き飛ばされることはない。ここでは、千鳥葺きされる屋根瓦について詳述しているが、筋葺きされる屋根瓦について同様の態様を採用することももちろん可能である。

このようにして施工された屋根瓦１に対して、図９、図２０及び図２１に示すように、連結金具２０を係止・固定するに際して、図１５に示すように、屋根瓦１の上に連結金具２０を載せて屋根瓦１側に押圧すると、屋根瓦１の係止突起１０が連結金具２０の底面部３０に形成されている開口３１から突出するとともに、同時に前記底面部３０に設けてある第一、第二舌片状弾性部３２、３３が屋根瓦１の雨曝し部Ｅ上の支持突起１１に当接して弾性変形し、それらの先端部３２ａ、３３ａが互いにより離間するように開いて前記雨曝し部Ｅに着地する。しかもそれらの着地点は雨曝し部Ｅにおいて中央頭部９ｃを含む平らな領域になっているとともに、第一、第二舌片状弾性部３２、３３の先端部３２ａ、３３ａも平らになっているので、第一段階としては連結金具２０を屋根瓦１の所定位置において確実に初期的設置が可能になる。

ところが、第一舌片状弾性部３２は所定の長さに設定されており、かつその先端部３２ａの断面がコ字状になっているので、連結金具２０を屋根瓦１側に所定量押圧すると、前記先端部３２ａが屋根瓦１の中央頭部９ｃから外れてその先端面側に移る。この状態で第二段階として、図１６に示すように、連結金具２０を尻部Ｂ側に僅かに変位させると、連結金具２０の底面部３０に形成されている開口３１の一辺が、屋根瓦１の係止突起１０に形成されている開口１０ａの中に嵌入する(第一係合部が完成する)とともに、同じくアンダーカットされている前記中央頭部９ｃの先端部が、第二舌片状弾性部３２の先端部３２ａの中に嵌入する(第二係合部が完成する)。従って、本発明においては屋根瓦１と連結金具２０とは複数箇所、特に２箇所で係合されるので、両者は所定位置において安定して連結可能になる。また、前記連結金具２０を屋根瓦１側に押圧することにより弾性変形した第一、第二舌片状弾性部３２、３３はその下方で所定高さの支持突起１１により上方に付勢され、その結果、連結金具２０には屋根瓦１から絶えず離間する作用が働くので、前記第一係合部の係合作用が確実に保持される。

次に、このようにして連結金具２０が係止・固定された屋根瓦１の上に太陽電池モジュール用の配線を敷設する。最初に複数枚の太陽電池モジュールを用意するとともに、それらの太陽電池モジュールからどのように集電するかを決め、その集電方式に則ったユニット配線を準備する。そしてそのユニット配線を屋根瓦１が葺かれた屋根の上に広げ、図２２に示すように、各屋根瓦１上を這う配線を屋根瓦１に係止・固定された連結金具２０の配線支え４３の上に保持させる。このように配線８０を屋根の上に敷設することにより、次の工程である太陽電池モジュールの施工時に前記配線８０が縺れて施工効率が低下することはないし、太陽電池モジュールに接合する端子を所定位置に確保して、太陽電池モジュールの端子と迅速に接合できるという効果を発揮する。なお、図２２に記載の配線８０には太陽電池モジュールに接合する端子は省略されている。

最後に、配線８０が敷設された屋根の同一高さ位置において葺かれている屋根瓦の複数枚につき１枚の割合の太陽電池モジュールを被覆・固定する。本発明においては既に耐暴風雨性のある１枚の特定の屋根瓦１枚に対して１個の割合の連結金具２０が固定されているので、１枚の太陽電池モジュールをその下方から所定の間隔をおいて複数本の連結金具２０が支承するとともに、各連結金具２０の両端部を太陽電池モジュール７０に係止・固定させることにより、太陽電池モジュールを屋根瓦に半ば直接支持させる。すなわち、図１７〜図１９及び図２３に示すように、前記配線８０と太陽電池モジュール７０を接合した後、太陽電池モジュール７０の上位フレーム７２の係止突起７２ａを前記連結金具２０の一端部に相当する第二短辺側壁部６０の係止爪６２に係止させた(第三係合部を完成させた)後、太陽電池モジュール７０の下位フレーム７１を連結金具２０のもう一つの端部に相当する第一短辺側壁部５０側に被さるように下方に押圧すれば、前記側縁把持部７１の内側に設けられている係止突起７１ａが前記係止爪５２の曲表面を乗り越えて係止爪５２に係止される(第四係合部が完成する)。従って、太陽電池モジュール７０の側縁把持部７２と前記第二短辺側壁部６０とを共働させて本発明における第三係合部にし、同じく他の側縁把持部７１と第一短辺側壁部５０とを共働させて第四係合部としたので、太陽電池モジュール７０は、屋根瓦の上に半ば直接係止・固定されることになる。

よって、太陽電池モジュール７０は、屋根瓦１に対し連結金具２０を介して実質上直接固定されるとともに、その連結金具２０に太陽電池モジュール７０を実質上平行に設置されることとなり、その結果、屋根に太陽電池モジュールを設置する施工効率を著しく向上させることが可能になり、従来技術１と異なり太陽電池モジュール一体型の屋根瓦を形成する必要がないのみならず、１枚の太陽電池モジュールが複数枚の屋根瓦を同時に覆うので前記一体型の屋根瓦に比して受光面積が大幅に向上する。また、従来技術２と異なり特定の取付け金具を使用して野地板に太陽電池モジュールを取り付ける複雑な工法を採用する必要もない。さらに、本発明においては屋根瓦の施工とその屋根に対して太陽電池モジュールを設置する施工とを時期的に分離することも可能で、本発明に係る屋根瓦を使用して屋根の施工を先行させて行ない、太陽電池モジュールがより低廉になった時点にそれを屋根に設置することもできる。

本発明は、従来から幅広く使用されてきた屋根瓦、特に、表面に突出領域を有する防災瓦を以って葺かれる建物の屋根に対して広く利用することが可能である。

本発明に係る屋根瓦の斜視図である。 同屋根瓦の平面図である。 屋根瓦の背面図である。 同じく左側面図である。 同じく右側面図である。 屋根瓦の正面図である。 同じく裏面図である。 図２におけるＹ―Ｙ断面図である。 本発明に係る屋根瓦が屋根の野地板上に葺かれた状態を示す部分破断斜視図である。 本発明に係る連結金具の斜視図である。 前記連結金具の平面図である。 同じく背面図である。 正面図である。 左又は右側面図である。 屋根瓦に対して本発明に係る連結金具を係止・固定する直前の状態を示す部分破断縦断面図である。 屋根瓦に対して前記連結金具を係止・固定した直後の状態を示す部分破断縦断面図である。 本発明に係る連結金具に対して太陽電池モジュールを係止・固定した状態を示す部分破断縦断面図である。 連結金具に対して太陽電池モジュールを重ねた状態の要部を示す部分破断縦断面図である。 連結金具に対して太陽電池モジュールを重ねる途中の過程の要部を示す部分破断縦断面図である。 屋根瓦に連結金具を係止・固定した状態を示す平面図である。 図２０におけるＺ−Ｚ断面図である。 屋根瓦上に配線を敷設した状態を示す斜視図である。 屋根瓦上に太陽電池モジュールを設置した状態を示す部分破断斜視図である。 第一防災瓦に連結金具を介して太陽電池モジュールが組み付けられようとしている状態を示す斜視図である。 第一防災瓦に連結金具を介して太陽電池モジュールが組み付けられた状態を示す斜視図である。 第一防災瓦に連結金具を介して太陽電池モジュールが組み付けられた状態を示す断面図である。

符号の説明

１：屋根瓦、１ｄ：下葺き屋根瓦、１ｓ：任意の屋根瓦、１ｕ：上葺き屋根瓦、２：野地板、２ａ：桟木、３：釘孔、４：尻部水切り、５：係止突起、６ａ：差込部外側水切り、６ｂ：差込部内側水切り、７：被係止部、８：桟部水切り、９ａ：左側頭部、９ｂ：右側頭部、９ｃ：中央頭部、１０：係止突起、１０ａ：開口、１１：支持突起、２０：連結金具、３０：底面部、３１：開口、３２：第一舌片状弾性部、３２ａ：先端部、３３：第二舌片状弾性部、３３ａ：先端部、４０：長辺側壁部、４１：水平面部、４２：垂直面部、４３：配線支え、５０：第一短辺側壁部、５１：側面部本体、５２：係止爪、６０：第二短辺側壁部、６１：側壁本体、６２：係止爪、７０：太陽電池モジュール、７１：下位フレーム、７１ａ：係止突起、７２：上位フレーム、７２ａ：係止突起、７３：太陽電池、７４：右側フレーム、７５：左側フレーム、７６：切欠き、７７：端子部、８０：配線、Ａ：頭部、Ｂ：尻部、Ｃ：差込部、Ｄ：桟部、Ｅ：雨曝し部、Ｓ：空間高さ、Ｗ：幅

Claims (3)

1. 屋根瓦(１)の上に、前記屋根瓦１枚に対して連結金具（２０）を前記屋根瓦の上面略中央に突出形成した係止突起（１０）と前記屋根瓦の頭部（９ｃ）の２箇所で固定し、前記連結金具（２０）を介して太陽電池モジュール（７０）を固定する場合において、前記太陽電池モジュールの一構成要素である２本の横長フレーム（７１、７２）のうち、少なくとも屋根の棟側にある上位フレーム（７２）の下縁部（７２ｃ）に切欠き（７６）を設けて、隣接する屋根瓦同士の間に生ずる差込部（Ｃ）と桟部（Ｄ）とからなる突出領域（７）を前記切欠きの中に進入可能にしたことを特徴とする屋根瓦に対する太陽電池モジュールの固定構造。
2. 前記屋根瓦(１)は、その周囲に葺かれる隣接屋根瓦(１ｄ、１ｍ、１ｕ)と相互に係合して暴風雨時に単独で吹き飛ばされることのない耐暴風雨瓦である請求項１に記載の太陽電池モジュールの固定構造。
3. 前記耐暴風雨瓦(１ｍ)は、屋根の下地材(２)の上に千鳥葺きされる屋根瓦であって、その頭部寄り側部(７)が、斜め下方に葺かれる斜め下葺き屋根瓦(１ｄ)の尻部水切り(４)上に突設されている係止突起(５)により、係止されているとともに、尻部水返し上に突設形成した係止突起(５)が、斜め上方に葺かれる斜め上葺き屋根瓦(１ｕ)の頭部寄り側部(７)を係止している請求項２記載の屋根瓦に対する太陽電池モジュールの固定構造。