JP6755004B2 - 太陽光発電装置及び太陽光発電装置付き屋根 - Google Patents

Description

本開示は、太陽光発電装置及び太陽光発電装置付き屋根に関する。

従来、太陽光発電装置が取り付けられた屋根を構築するための種々の方法が知られている。例えば、特許文献１には、複数のフックを備えた固定具を用いて太陽電池モジュールを化粧スレート瓦が敷設された屋根に取り付ける方法が開示されている。また、特許文献１には、化粧スレート瓦に対応した寸法の太陽電池モジュールを使用することが開示されている。

特開２０１５−２１４８７７号公報

ところで、屋根に太陽光発電装置を設置した場合、屋根の排水性、防水性を十分に確保する必要がある。中でも、太陽光発電装置とその周囲に敷設される屋根材、特に装置の軒側に敷設される屋根材との境界部における排水性、防水性を確保することは重要である。

本開示の一態様である太陽光発電装置は、屋根材が敷設された屋根に取り付けられる太陽光発電装置であって、前記屋根の野地板との間に前記屋根材を介在させることなく前記野地板に沿って設置される第１プレートと、棟側端部が前記第１プレートと重なり、軒側端部が装置の軒側に敷設される前記屋根材の上に重なった状態で設置される第２プレートと、前記第２プレートの上に配置される軒側モジュールを含む複数の太陽電池モジュールとを備える。

本開示の一態様である太陽光発電装置付き屋根は、上記太陽光発電装置が取り付けられ、前記屋根材が段葺きされた太陽光発電装置付き屋根であって、前記屋根材は、第１屋根材と、前記第１屋根材の軒側に配置された第２屋根材とで構成され、前記第２屋根材は、前記第１屋根材の表面と前記第２屋根材の表面とが略同一平面上に位置するように前記第１屋根材の軒側部分を支持する受け部を有する。

本開示の一態様である太陽光発電装置によれば、太陽光発電装置とその軒側に敷設される屋根材との境界部における排水性、防水性を十分に確保することができる。

実施形態の一例である太陽光発電装置付き屋根の平面図である。 図１中のＡＡ線断面図である。 実施形態の一例である太陽電池モジュールの断面図である。 実施形態の一例である太陽光発電装置の分解斜視図である。 実施形態の一例である太陽光発電装置の分解斜視図である。 実施形態の一例である太陽光発電装置の断面図であって、２枚の太陽電池モジュールの境界部及びその近傍を示す図である。 図６において、各金具を分離した状態を示す図である。 実施形態の一例である太陽光発電装置の断面図であって、装置の軒側端部及びその近傍を示す図である。 図８において、各金具を分離した状態を示す図である。

本開示の一態様である太陽光発電装置は、野地板との間に屋根材を介在させることなく野地板に沿って設置された第１プレートと、第１プレートを介して野地板に固定された複数の太陽電池モジュールとを備える。本開示の一態様である太陽光発電装置によれば、例えば屋根材の上に架台フレームを設けて太陽電池モジュールを支持するような構造と比べて野地板と太陽電池モジュールとの距離を小さくすることができるため、屋根との一体感が高く良好な意匠性が得られる。

本開示の一態様である太陽光発電装置が取り付けられた屋根（太陽光発電装置付き屋根）では、太陽電池モジュールの裏側に屋根材は敷設されないが、モジュールの裏側に浸入した雨水等は第１プレート上を流れる。即ち、第１プレートによって屋根の排水性、防水性が確保されている。さらに、本開示の一態様である太陽光発電装置は、第１プレートと装置の軒側に敷設された屋根材とに跨って設置された第２プレートを備える。このため、第１プレート上を流れる雨水等は第２プレート上を通って屋根材上に流れ、太陽電池モジュールの裏側から排水される。

つまり、第２プレートを設けることによって、太陽光発電装置とその軒側に敷設される屋根材との境界部における排水性、防水性を十分に確保することができる。換言すると、第１プレートを備えた太陽光発電装置の軒側に屋根材を敷設することが可能になる。これにより、例えば太陽電池モジュールの配置の自由度が高くなり、さらなる意匠性の向上、モジュール搭載量の増加といった効果が得られる。

以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであるから、図面に描画された構成要素の寸法などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において、「略〜」との記載は、略同一を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められる場合を含む意図である。

以下では、屋根の桁方向（屋根の軒棟方向に垂直な方向）に沿う屋根材、金具等の方向を「横方向又は左右」、屋根の野地板に垂直な方向に沿う屋根材、金具等の方向を「上下方向」という場合がある。また、軒棟方向に沿う屋根材、金具等の方向を「縦方向」という場合がある。図面には、屋根の軒棟方向・縦方向を矢印α、桁方向・横方向を矢印β、上下方向を矢印γで示す。

以下で説明する実施形態では、各太陽電池モジュール１１の軒側端部に取り付けられたカバー５０，８０を備える太陽光発電装置１０を例示するが、太陽光発電装置はカバーを有していなくてもよい。カバーを有さない場合、太陽電池モジュールの軒棟方向長さが、屋根材の働き長さの整数倍と略同一であることが好ましい。

図１は、実施形態の一例である太陽光発電装置付き屋根１（以下、単に「屋根１」とする）の平面図である。図１に例示するように、屋根１は、太陽光発電装置１０が取り付けられ、屋根材２が段葺きされた屋根である。屋根１には、太陽光発電装置１０を構成する太陽電池モジュール１１も屋根材２の段葺き形状に合わせて段葺き状に配置されている。図１に示す例では、屋根の平面視略平行四辺形状を有する部分に、複数の太陽電池モジュール１１が千鳥状に取り付けられている。

太陽光発電装置１０は、上述のように、屋根材２が敷設された屋根に取り付けられ、複数の太陽電池モジュール１１を備える。詳しくは後述するが（図４等参照）、太陽光発電装置１０は、屋根１の野地板３との間に屋根材２を介在させることなく野地板３に沿って設置される第１プレート２１と、棟側端部が第１プレート２１と重なり、軒側端部が屋根材２の上に重なった状態で設置される第２プレート２４，２５とを備える。複数の太陽電池モジュール１１には、第２プレート２４，２５の上にそれぞれ配置される軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄが含まれる。本実施形態では、屋根材２が第１屋根材４と第１屋根材４の軒側に配置された第２屋根材９０とで構成されており、第２プレート２４，２５の軒側端部は第１屋根材４の上に配置されている。

屋根１には、桁方向に沿った太陽電池モジュール１１の列が複数形成されるように太陽光発電装置１０が取り付けられている。太陽電池モジュール１１は、例えば平面視略矩形形状を呈する。本実施形態では、各太陽電池モジュール１１の短辺が軒棟方向に略平行であり、各列を構成する複数の太陽電池モジュール１１の短辺同士が略接触した状態で各モジュールが配置されている。軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄを含む全ての太陽電池モジュール１１は、例えば互いに同じ形状、同じ寸法を有するが、一部の太陽電池モジュールの形状、寸法が他のモジュールと異なっていてもよい。なお、太陽光発電装置１０を構成する太陽電池モジュール１１の数、配列等は特に限定されない。

太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの間には、太陽電池モジュール１１Ｂの軒側端部が太陽電池モジュール１１Ａの棟側端部より高くなった段差が形成されている。ここで、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂ（第１及び第２太陽電池モジュール）の用語は、２枚の太陽電池モジュールの相対的な位置関係を示すものである。軒棟方向に隣り合う任意の２枚の太陽電池モジュール１１において、軒側に配置される方が太陽電池モジュール１１Ａ、棟側に配置される方が太陽電池モジュール１１Ｂである。

太陽光発電装置１０では、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの間に、屋根材２の段葺き形状に対応する段差が形成される。カバー５０，８０は、屋根材の前垂れを模擬した外観形状を呈することが好ましく、例えば太陽電池モジュール１１と桁方向に隣接配置される第２屋根材９０の前垂れ９５（後述の図２参照）の位置に合わせて取り付けられる。カバー５０，８０は、太陽電池モジュール１１の軒側端部に設置される。

複数の太陽電池モジュール１１には、上述の通り、第１屋根材４の上に重なって配置される軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄが含まれる。軒側モジュール１１Ｃの軒側には、モジュールの横方向の全長にわたって第１屋根材４が敷設されており、軒側モジュール１１Ｃの軒側端部の全体が第１屋根材４の上に重なっている。他方、軒側モジュール１１Ｄの軒側には、モジュールの横方向一方側の略半分に太陽電池モジュール１１（軒側モジュール１１Ｃ又は１１Ｄ）が設置され、他方側の略半分に第１屋根材４が敷設されている。軒側モジュール１１Ｄの軒側端部は、その略半分が第１屋根材４の上に重なっている。

屋根材２は、例えば太陽光発電装置１０の周りを囲むように敷設されている。一方、軒側モジュールを除く太陽電池モジュール１１の裏側には屋根材２は敷設されない。屋根材２は、例えば平板陶器瓦であるが、屋根材２はこれに限定されない。屋根材２を構成する第１屋根材４及び第２屋根材９０は、例えば隅棟部に隣接配置されるものを除き、平面視略矩形形状を有する。隅棟部に隣接配置される屋根材は、例えば平面視略三角形状又は五角形状を有する。

第１屋根材４は、屋根１の桁方向に一列に並んで配置される。また、第２屋根材９０も屋根１の桁方向に一列に並んで配置され、第１屋根材４の列と第２屋根材９０の列が軒棟方向に交互に設けられる。第１屋根材４と第２屋根材９０は、例えば横方向長さが互いに略同一であり、軒棟方向に並んで配置されている。

図２は、図１中のＡＡ線断面図である。図２に例示するように、屋根材２を構成する第１屋根材４の表面Ｓｘと第２屋根材９０の表面Ｓｙは、略同一平面上に位置している。第２屋根材９０の棟側部分には第１屋根材４の軒側部分が重ねられるが、第２屋根材９０には、表面Ｓｘを表面Ｓｙと同じ高さで支持する受け部９２が形成されている。受け部９２の表面Ｓｒの高さは表面Ｓｙよりも低く、第２屋根材９０の棟側部分には凹部９３が形成される。そして、凹部９３に第１屋根材４の軒側部分が収容されることで表面Ｓｘ，Ｓｙの高低差をなくすことができる。

ここで、第１屋根材４の表面Ｓｘ及び第２屋根材９０のＳｙとは、当該各屋根材の表面のうち、屋根材２が段葺きされた状態で他の屋根材２に隠れることなく露出する部分を意味する。

一方、第１屋根材４の棟側端部には凹部９３のような凹部（段差）が存在しないため、第２屋根材９０の軒側部分を、その軒側に配置される第１屋根材４の棟側部分に重ねると、表面Ｓｘ，Ｓｙの間に高低差（段差）が形成される。なお、第１屋根材４の表面Ｓｘと第２屋根材９０の表面Ｓｙの境界位置には、例えば小さな溝が形成されるが、一般的な屋根材を重ねた場合のように大きな段差は形成されない。

第１屋根材４には、軒側端部に前垂れ５が、棟側端部に上突起６、下突起７がそれぞれ形成された従来公知の屋根材を用いることができる。また、第１屋根材４の裏面にはリブ９が形成されている。上突起６は、上方に突出した突起であって、雨水等が第１屋根材４の裏側に浸入することを防止する。上突起６は、一般的に水返しと呼ばれる。下突起７は、下方に突出した突起であって、桁方向に沿う桟木８に引っ掛けられる。下突起７は、一般的に引っ掛けと呼ばれる。第１屋根材４の棟側端部には、図示しない貫通孔が形成されている。第１屋根材４は、当該貫通孔に挿通される釘によって桟木８及び野地板３に固定される。

第２屋根材９０には、第１屋根材４と同様に、軒側端部に前垂れ９５が、棟側端部に上突起９６、下突起９７がそれぞれ形成されている。また、第２屋根材９０の裏面にはリブ９８が形成されている。上突起９６は上方に突出した水返しであり、下突起９７は下方に突出した引っ掛けである。受け部９２には図示しない貫通孔が形成されており、第２屋根材９０は、当該貫通孔に挿通される釘によって桟木８及び野地板３に固定される。

第２屋根材９０は、本体部９１と、本体部９１の棟側端部から棟側に張り出した受け部９２とを有する。受け部９２は、本体部９１の下部から棟側に延び、第２屋根材９０の棟側端部に凹部９３（段差）を形成する。受け部９２の表面Ｓｒは本体部９１の表面Ｓｙより低く、表面Ｓｒ，Ｓｙの間に高低差が形成される。表面Ｓｒ，Ｓｙの高低差、即ち凹部９３の深さは、第１屋根材４の軒側端部の厚みに相当する。第１屋根材４と第２屋根材９０は、第１屋根材４の前垂れ５が第２屋根材９０の本体部９１に当接し、表面Ｓｘ，Ｓｙが連続するように設けられることが好適である。

本実施形態では、太陽電池モジュール１１の軒棟方向長さと、カバー５０又はカバー８０の軒棟方向長さとを足した長さが、屋根材２の働き長さの整数倍（図２に示す例では１倍）と略同一である。なお、屋根材２の働き長さとは、第１屋根材４の働き長さＬｘと、第２屋根材９０の働き長さＬｙとを足した長さ（Ｌｘ＋Ｌｙ）である。これにより、屋根材２と太陽光発電装置１０の軒棟方向ピッチが略一致して段差の位置が揃うため、屋根材２と太陽光発電装置１０との高い一体感が得られる。この場合、軒側モジュール１１Ｄの下に設置される第２プレート２５（後述の図４参照）の施工が容易になる。

図３は、太陽電池モジュール１１の断面図である。図３に例示するように、太陽電池モジュール１１は、太陽電池パネル１２と、当該パネルの端縁部に設置されたモジュールフレーム１３とを有する。モジュールフレーム１３は、例えば平面視略矩形形状の太陽電池パネル１２の各長辺及び各短辺に沿って設置される複数のフレームからなり、コーナーピース等により互いに接続されて太陽電池パネル１２の四方を囲む。本実施形態では、太陽電池モジュール１１の棟側端部に設置されるフレーム１３Ａと、軒側端部に設置されるフレーム１３Ｂとで、フレーム下部の形状が異なっている。

フレーム１３Ａは、太陽電池パネル１２の下に配置される断面略Ｃ字状の本体部１４Ａと、本体部１４Ａの上部から外側に張り出した断面略Ｕ字状の鉤部１５Ａと、本体部１４Ａの下部から下方に延出した断面略Ｌ字状の鉤部１７Ａとを有する。即ち、フレーム１３Ａは上部が下部よりもモジュールの外側に張り出した形状を有する。断面略Ｕ字状の鉤部１５Ａは、フレーム１３Ａの上部に太陽電池パネル１２の端縁部を挿入可能な内溝１６Ａを形成する。

フレーム１３Ｂは、本体部１４Ｂ、鉤部１５Ｂ，１７Ｂ、及び内溝１６Ｂを有し、フレーム１３Ｂの上部が下部よりもモジュールの外側に張り出している点で、フレーム１３Ａと共通する。一方、フレーム１３Ａ，１３Ｂでは、本体部１４Ａ，１４Ｂに対する鉤部１７Ａ，１７Ｂの向きが互いに異なっている。鉤部１７Ａは、本体部１４Ａの外側から下方に延び、途中でモジュールの内側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成される。他方、鉤部１７Ｂは、本体部１４Ｂの内側から下方に延び、途中でモジュールの外側に折れ曲がって断面略Ｌ字状に形成される。このため、フレーム１３Ａの下部には内側に向かって開口した内溝１８Ａが形成され、フレーム１３Ｂの下部には外側に向かって開口した外溝１８Ｂが形成される。

図４及び図５は、太陽光発電装置１０の分解斜視図である。図４は太陽電池モジュール１１の裏側に位置する第１プレート、第２プレート、ベース金具等を示し、図５は太陽電池モジュール１１、固定金具、カバー等を示している。

図４に例示するように、太陽光発電装置１０は、複数の第１プレート２１，２２，２３と、複数の第２プレート２４，２５とを備える。第１プレート２１，２２，２３は、略平坦な金属製の板状部材であって、野地板３に沿って設置される。他方、第２プレート２４，２５は、軒側端部が野地板３から浮き上がり、第１屋根材４の上に重なった状態で設置される。各プレートはいずれも、平面視略長方形状を有し、長辺方向が屋根１の桁方向に沿うように配置されている。なお、各プレートと野地板３との間には、一般的に防水シート（図示せず）が設けられている。

本実施形態では、３種類の第１プレート、及び２種類の第２プレートが使用されるが、例えば太陽電池モジュール１１が格子状に配置される場合は、第１プレート２３と第２プレート２５を使用しなくてもよい。

第１プレート２１，２２，２３は、いずれも平面視略長方形状を有するが、大きさが互いに異なる。第１プレート２１は、例えば長辺の長さが第１プレート２２の長辺の長さと略同一で、短辺の長さが第１プレート２２の短辺の長さの略１／２である。第１プレート２１は、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの裏側に設置される。

第１プレート２２は、太陽電池モジュール１１と同程度の大きさを有し、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄ以外の太陽電池モジュール１１の裏側に設置される。第１プレート２３は、例えば短辺の長さが第１プレート２１の短辺の長さと略同一で、長辺の長さが第１プレート２１の長辺の長さの略１／２である。第１プレート２３は、軒側モジュール１１Ｄの裏側に設置される。

第２プレート２４，２５は、いずれも平面視略長方形状を有するが、大きさが互いに異なる。第２プレート２４は、例えば平面視において第１プレート２１と略同じ大きさを有する。第２プレート２５は、例えば短辺の長さが第２プレート２４の短辺の長さと略同一で、長辺の長さが第２プレート２４の長辺の長さの略１／２であり、平面視において第１プレート２３と略同じ大きさを有する。第２プレート２４は軒側モジュール１１Ｃの裏側に設置され、第２プレート２５は軒側モジュール１１Ｄの裏側に設置されている。

上記各プレートは、例えば屋根１の軒側の桁方向一方側（以下、「左側」とする）から野地板３上に配置される。図４に示す例では、左側に配置される第１プレート２１上に、桁方向他方側（以下、「右側」とする）に隣接配置される第１プレート２１の一部が重ねられる。また、第１プレート２１上には、棟側に隣接配置される第１プレート２２の一部が重ねられる。このようにして、各プレートは軒側の左から棟側の右に向かって順に設置される。

第１プレート２１，２２，２３の棟側端部には、その上に重ねられるプレートの浮き上がりを防止するための浮き止め２６が設けられている。また、各プレートのうち横方向両端に位置するプレート上には、シール部材２７が設けられている。シール部材２７は、軒棟方向に沿って設けられ、プレート上を流れる雨水等がプレートの横方向両端から漏れることを防止する。

太陽光発電装置１０は、第１プレート２１，２２上において太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂに跨って設置され、当該各モジュールを支持するベース金具３０を備える。ベース金具３０は、例えば第１プレート２２の棟側端部又はその近傍において、屋根１の桁方向に間隔をあけて２つ設置される。また、第１プレート２２上には、太陽光発電装置１０の棟側端部に位置する太陽電池モジュール１１の棟側端部を支持する棟側ベース金具１００が設置されている。

本明細書において、太陽光発電装置１０の棟側端部とは、特に断らない限り、棟側に向いた端部を意味し、最も棟側に位置する端部のみを意味するものではない。棟側ベース金具１００は、太陽電池モジュール１１の棟側端部のうち、その棟側にモジュールが配置されない部分を支持する。同様に、太陽光発電装置１０の軒側端部とは、特に断らない限り、軒側に向いた端部を意味し、最も軒側に位置する端部のみを意味するものではない。

太陽光発電装置１０は、さらに、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの軒側端部を支持する軒側ベース金具６０を備える。詳しくは後述するが、軒側ベース金具６０は、第２プレート２４，２５の裏側で野地板３に固定されると共に、第１屋根材４の上に延出して当該屋根材の上で軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄを支持する。また、太陽光発電装置１０は、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄを軒側ベース金具に固定する軒側固定金具７０（後述の図５参照）を備える。

軒側ベース金具６０は、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの裏側において太陽光発電装置１０の軒側に敷設される第１屋根材４に近接配置され、上記プレートを介することなく野地板３に固定される。軒側ベース金具６０は、例えば軒側モジュール１１Ｃの裏側において屋根１の桁方向に間隔をあけて２つ設置される。即ち、軒側モジュール１１Ｃの軒側端部は２つの軒側ベース金具６０によって支持される。他方、軒側モジュール１１Ｄの裏側には、屋根１の桁方向に間隔をあけてベース金具３０と、軒側ベース金具６０とが設置されている。即ち、軒側モジュール１１Ｄの軒側端部は、ベース金具３０と軒側ベース金具６０とによって支持される。

太陽光発電装置１０は、第２プレート２４，２５の裏側で野地板３に固定されたプレート固定用部材８５を備えていてもよい。第２プレート２４，２５は、ネジ又は釘を用いてプレート固定用部材８５に固定される。プレート固定用部材８５は、軒側ベース金具６０と屋根１の桁方向に並んで、軒側ベース金具６０を挟むように設置されている。プレート固定用部材８５は、例えば樹脂製のブロック状部材であって、野地板３に接着固定されている。

第２プレート２４，２５には、軒側ベース金具６０の一部を露出させるための切欠き２４ｄ，２５ｄがそれぞれ形成されている。切欠き２４ｄ，２５ｄを形成することで、第２プレート２４，２５と軒側ベース金具６０との干渉が防止され、軒側ベース金具６０の一部が切欠き２４ｄ，２５ｄから露出して第１屋根材４の上で軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄを支持することが可能となる。

なお、第２プレート２４，２５と第１屋根材４との間には、シール部材８７が設けられていてもよい。シール部材８７は、例えば弾力性のある樹脂発泡体、ゴム製部材等であり、第１屋根材４の表面に接着されている。また、切欠き２４ｄ，２５ｄが形成された部分に、第２プレート２４，２５と軒側ベース金具６０との隙間を埋めるシール部材８８が設けられていてもよい。シール部材８８は、例えば弾力性のある樹脂発泡体、ゴム製部材等であり、軒側ベース金具６０の上面に接着されている。

図５に例示するように、太陽光発電装置１０は、太陽電池モジュール１１を各種ベース金具に固定する固定金具を備える。ベース金具３０に対する太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの固定には、固定金具４０が用いられる。固定金具４０は、第１固定金具４１と、第２固定金具４２とで構成される。そして、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの間を埋めるように、固定金具４０を利用してカバー５０が取り付けられる。

棟側ベース金具１００に対する太陽電池モジュール１１の固定には、棟側固定金具１０１，１０２が用いられる。棟側固定金具１０１は、例えば棟側固定金具１０２の略２倍の長さを有する。太陽電池モジュール１１の棟側に屋根材２（第２屋根材９０）が敷設される場合、当該屋根材の軒側端部は棟側固定金具１０１，１０２の上に配置される。これにより、雨水等が太陽電池モジュール１１の上を通って流れ易くなり、モジュールの裏側に浸入する雨水等を減らすことができる。

軒側ベース金具６０に対する軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの固定には、軒側固定金具７０が用いられる。軒側固定金具７０は、第１屋根材４の上で軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの軒側端部に設置される。軒側固定金具７０は、２つのベース金具、具体的には２つの軒側ベース金具６０、又は１つのベース金具３０と１つの軒側ベース金具６０とに跨って設置可能な長さを有する。

軒側固定金具７０は、軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄに係合し、ボルト６８を用いて軒側ベース金具６０に固定される。軒側固定金具７０には、軒側ベース金具６０に対応する位置に開口部７２が形成されている。軒側固定金具７０は中空の角柱構造を有するが（詳細は後述）、軒側ベース金具６０に対応する位置に開口部７２を形成することで、金具の剛性を損なうことなくボルト６８の取り付けが可能となる。また、軒側固定金具７０の開口部７２に対応する位置には、ボルト６８を挿通可能な貫通孔７３が形成されている。

軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの軒側端部には、軒側固定金具７０を利用してカバー８０が取り付けられている。カバー８０は、長さが軒側固定金具７０の長さよりも長く、２つの開口部７２を塞いで軒側モジュール１１Ｃ，１１Ｄの軒側端部の略全長にわたって設置される。カバー８０は、例えばネジ８４を挿通可能な貫通孔８３を有し、ネジ８４を用いて軒側固定金具７０に固定される。

図６及び図７は、太陽電池モジュール１１Ａの棟側端部及び太陽電池モジュール１１Ｂの軒側端部の取り付け構造（中間部の取り付け構造）を示す図である。図６及び図７に例示するように、ベース金具３０は、太陽電池モジュール１１Ａの棟側端部を支持する第１支持部３４と、第１支持部３４よりも高く形成され、太陽電池モジュール１１Ｂの軒側端部を支持する第２支持部３５とを含む。第１支持部３４と第２支持部３５によってベース金具３０の軒棟方向に段差を設けることで、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂを段葺き状に配置することが可能となる。

ベース金具３０は、例えば第１プレート２１に当接し、当該プレートを介して野地板３に固定される一対の脚部３１と、各脚部３１上に立設した一対の立壁部３２とを有する。また、ベース金具３０は、各立壁部３２を連結する連結部３３を有する。脚部３１は、例えば軒棟方向に長い平坦な板状の部分であって、第１プレート２１上に密接した状態で配置される。各脚部３１には、ネジ３８が挿通される貫通孔３７が形成されている。ネジ３８は、貫通孔３７及び第１プレート２１の貫通孔（図示せず）に挿通されて野地板３に固定される。

立壁部３２は、脚部３１に対して略垂直に形成されることが好適である。立壁部３２は、上述の通り、高さが異なる２つの壁部（第１支持部３４及び第２支持部３５）を含む。第１支持部３４には、太陽電池モジュール１１Ａの棟側端部に設置されたフレーム１３Ａが載せられる。第２支持部３５には太陽電池モジュール１１Ｂの軒側端部に設置されたフレーム１３Ｂが載せられる。

第１支持部３４と第２支持部３５の高さの差は、第１支持部３４に載せられるフレーム１３Ａの高さ以上であることが好ましい。この場合、太陽電池モジュール１１Ａ，１１Ｂの段差が明確に形成され、段葺きされた屋根材２との一体感が高まる。より詳しくは、第２支持部３５のフレーム１３Ｂが載せられる部分の高さ（ｈ₃₅）が、第１支持部３４のフレーム１３Ａが載せられる部分の高さ（ｈ₃₄）より、少なくともフレーム１３Ａの高さの分だけ高いことが好ましい（図７参照）。

第１支持部３４には、フレーム１３Ａが載せられる部分にフレーム１３が嵌る凹部が形成されていてもよい。凹部の底にあたる部分には、例えば複数の突起が形成される。当該突起は、例えばフレーム１３Ａの底に当接し、太陽電池モジュール１１Ａから第１プレートにつながる導通経路を形成する。また、第２支持部３５のフレーム１３Ｂが載せられる部分にも複数の突起が形成されていてもよい。

連結部３３は、各第２支持部３５の上端部同士を連結する。連結部３３は、ベース金具３０を一体化し、ベース金具３０の耐荷重性、施工性を向上させる。また、連結部３３は、固定金具４０が締結される部分として機能する。本実施形態では、各第２支持部３５の軒側部分の高さが軒側端部に近づくほど次第に低くなり、連結部３３が棟側から軒側に向かって下方に傾斜している。

固定金具４０は、ボルト３９を用いてベース金具３０に固定される。固定金具４０の第１固定金具４１及び第２固定金具４２には、ボルト３９が挿通される貫通孔４４，４７がそれぞれ形成されている。また、連結部３３にもボルト３９が挿通される貫通孔が形成されている。連結部３３の貫通孔は、例えば連結部３３をバーリング加工及びネジ加工して形成された、ボルト３９が締結可能なネジ孔３６である。

固定金具４０は、太陽電池モジュール１１Ａのフレーム１３Ａの上端部を押える押え部４３と、太陽電池モジュール１１Ｂのフレーム１３Ｂの下部を押える押え部４６とを有する。本実施形態では、押え部４３を含む第１固定金具４１と、押え部４６を含む第２固定金具４２とにより固定金具４０が構成されている。第２固定金具４２は、長さが第１固定金具４１よりも短く、例えば１つの第１固定金具４１に対して２つ設けられ、各ベース金具３０にそれぞれ固定される。

第１固定金具４１は、連結部３３上に直接配置される。第１固定金具４１は、連結部３３と重なる部分にボルト３９が挿通される貫通孔４４を有し、連結部３３上から軒側に延出した金具の軒側端部に押え部４３を有する。押え部４３は、第１固定金具４１が連結部３３に固定された状態でフレーム１３Ａをベース金具３０の第１支持部３４に押え付ける。また、第１固定金具４１は、フレーム１３Ａの鉤部１５Ａに引っ掛かる断面略Ｌ字状の鉤部４５を有する。

第２固定金具４２は、第１固定金具４１を介して連結部３３上に配置される。第２固定金具４２は、連結部３３と重なる部分にボルト３９が挿通される貫通孔４７を有し、連結部３３上から棟側に延出した金具の棟側端部に押え部４６を有する。押え部４６は、フレーム１３Ｂの外溝１８Ｂに挿し込まれ、第２固定金具４２が連結部３３に固定された状態でフレーム１３Ｂの底板をベース金具３０の第２支持部３５に押え付ける。

第２固定金具４２は、上方に延出した断面略Ｔ字状のレール部４８を有する。レール部４８は、押え部４６と貫通孔４７の間に形成されている。レール部４８には、カバー５０を構成するジョイント金具５５の爪部５７が引っ掛けられて係合する。カバー５０は、爪部５７がレール部４８に係合した状態で桁方向にスライド可能である。

カバー５０は、カバー本体５１と、カバー本体５１の裏側に設けられたジョイント金具５５とを有する。カバー本体５１は、例えば屋根材２の前垂れ９５を模擬した外観形状を呈するベース部５２と、ベース部５２の棟側端部から下方に延出した断面略Ｌ字状の鉤部５３とを含む。カバー本体５１は、第１固定金具４１と略同一の長さを有する長尺状の部材であることが好ましい。他方、ジョイント金具５５は、長さがカバー本体５１よりも短く、１つのカバー本体５１に対して２つ設けられ、各第２固定金具４２にそれぞれ固定されることが好ましい。

ジョイント金具５５は、断面略Ｌ字状のベース部５６と、ベース部５６の棟側端部に設けられた鉤部５８とを有する。ベース部５６は、棟側部分が軒棟方向に延び、軒側部分がカバー本体５１のベース部５２の裏面に沿って下方に延びている。鉤部５８は、ベース部５６の棟側端部から上方に突出し、ベース部５６との間にカバー本体５１の鉤部５３の先端部を挿入可能な隙間をあけて断面略Ｌ字状に形成されている。カバー本体５１とジョイント金具５５は、鉤部５３，５８によって互いに係合し、さらにネジ５９を用いて互いに固定されることが好適である。

ジョイント金具５５は、ベース部５６の棟側端部に設けられた一対の爪部５７を有する。爪部５７は、ベース部５６の棟側端部から下方に突出し、ベース部５６との間にレール部４８を挿通可能な隙間をあけて断面略Ｌ字状に形成されている。カバー５０は、第２固定金具４２の長手方向端部からレール部４８をベース部５６と爪部５７の間に挿通させることで第２固定金具４２に取り付けることができる。

図８及び図９は、太陽光発電装置１０の軒側端部及びその近傍の断面図である。図８及び図９に例示するように、太陽光発電装置１０の軒側には第１屋根材４が敷設されており、第２プレート２４が当該屋根材の上に重なった状態で設置されている。軒側モジュール１１Ｃは、軒側端部が第１屋根材４の上に重なった状態で配置される。また、軒側モジュール１１Ｃは、第２プレート２４の全体を覆って配置される。軒側モジュール１１Ｃは、第１プレート２１及び第２プレート２４の上に配置されており、棟側端部が固定金具４０によってベース金具３０に固定され、軒側端部が軒側固定金具７０によって軒側ベース金具６０に固定されている。

軒側ベース金具６０は、第１屋根材４に近接して当該屋根材の棟側に設置されている。軒側ベース金具６０は、ベース金具３０と同様に、野地板３に固定される一対の脚部６１と、各脚部６１上に立設した一対の立壁部６２と、各立壁部６２を連結する連結部６３とを有する。さらに、軒側ベース金具６０は、第１屋根材４の上に延出して当該屋根材の上で軒側モジュール１１Ｃの軒側端部を支持する延出部６４を有する。

脚部６１は、例えば軒棟方向に長い平坦な板状の部分であって、野地板３上に密接した状態で配置される。各脚部６１には、ネジ６７が挿通される貫通孔６６が形成されている。ネジ６７は、貫通孔６６に挿通されて野地板３に固定される。軒側ベース金具６０は、第２プレート２４の裏側に配置され、プレートを介することなく野地板３に直接ネジ止めされる。

立壁部６２は、脚部６１に対して略垂直に形成されることが好適である。軒側モジュール１１Ｃは立壁部６２上に載せられないため、立壁部６２の高さは特に限定されないが、第１屋根材４の棟側端部の高さよりも低いことが好ましい。本実施形態では、軒側ベース金具６０の棟側端部から軒側端部に近づくほど立壁部６２が次第に高くなり、立壁部６２の上端（連結部６３）が緩やかに傾斜している。そして、立壁部６２の上端は第２プレート２４の裏面に当接している。

連結部６３は、各立壁部６２の上端部同士を連結している。連結部６３は、一対の脚部６１及び一対の立壁部６２を有する軒側ベース金具６０を一体化し、軒側ベース金具６０の耐荷重性、施工性を向上させる。なお、連結部６３は第２プレート２４の裏面に当接している。軒側ベース金具６０では、連結部６３の軒側端部から延出部６４が軒側に延出し、屋根材４の上に張り出している。

延出部６４は、第１屋根材４の棟側端部上において、第２プレート２４の切欠き２４ｄ（図４参照）から露出している。延出部６４のうち第２プレート２４に覆われず露出した部分、例えば延出部６４の先端部又はその近傍に軒側モジュール１１Ｃのフレーム１３Ｂが載せられる。延出部６４のフレーム１３Ｂが載せられる部分よりも先端側には、軒側固定金具７０を固定するためのボルト６８が挿通される貫通孔が形成されている。当該貫通孔は、例えば延出部６４をバーリング加工及びネジ加工して形成された、ボルト６８が締結可能なネジ孔６５である。

延出部６４の先端部は、第２プレート２４の切欠き２４ｄから突出し、第２プレート２４よりも軒側に延びている。また、延出部６４の先端部は、上方に凸となるように折り曲げられており、当該折り曲げ部の頂部より先端側にネジ孔６５が形成されている。延出部６４のネジ孔６５が形成された部分は、先端が第１屋根材４の表面に近づくように傾斜している。

軒側固定金具７０は、上述の通り、軒側ベース金具６０に軒側モジュール１１Ｃの軒側端部を固定するための金具である。軒側固定金具７０は、中空の角柱形状を有する本体部７１と、延出部６４に載せられたフレーム１３Ｂの下部を押える押え部７４とを有する。押え部７４は、本体部７１の下部から棟側に延出しており、フレーム１３Ｂの外溝１８Ｂに挿し込まれ、フレーム１３Ｂの底板を上から押さえる。

本体部７１は、軒側ベース金具６０の延出部６４上に直接配置され、ボルト６８を用いて延出部６４に固定される。本体部７１には、延出部６４のネジ孔６５と重なる部分に貫通孔７３が形成されている。ボルト６８は、貫通孔７３に挿通されネジ孔６５に締結される。本体部７１には、かかるボルト６８の取り付けを可能とすべく、本体部７１の壁の一部を切除して開口部７２が形成されている。

本体部７１には、軒側モジュール１１Ｃの軒側端部の横方向全長にわたってカバー８０を設置することが好ましい。本体部７１の上部には、カバー８０と係合する凹部７５が形成されている。カバー８０は、例えば軒側固定金具７０の開口部７２を塞ぎ、軒側固定金具７０、軒側ベース金具６０、第２プレート２４等を隠蔽して太陽光発電装置１０の意匠性を向上させる。

カバー８０は、略Ｌ字形状に形成されたカバー本体８１と、カバー本体８１の棟側端部から下方に突出した凸部８２とを有する。凸部８２が軒側固定金具７０の凹部７５に挿し込まれることで、カバー８０が軒側固定金具７０に係合する。また、カバー８０はネジ８４（図５参照）を用いて軒側固定金具７０に固定される。カバー本体８１は、本体部７１の表面に沿って設置され、開口部７２を覆っている。

太陽光発電装置１０は、第１プレート２１と第１屋根材４とに跨って第２プレート２４，２５を設置することによって、太陽光発電装置１０とその軒側に敷設される第１屋根材４との境界部における排水性、防水性を十分に確保している。屋根１では、太陽電池モジュール１１の裏側を雨水等が流れるが、かかる雨水等は各第１プレート上を流れる。そして、第２プレート２４，２５上を通って第１屋根材４上に流れ、太陽電池モジュール１１の裏側から排水される。

図８及び図９に例示するように、第２プレート２４は、少なくとも棟側端部が第１プレート２１と重なり、少なくとも軒側端部が太陽光発電装置１０の軒側に敷設される第１屋根材４の上に重なった状態で設置されている。第２プレート２４は、第１プレート２１と重なる棟側重なり部２４ａ、第１屋根材４と重なる軒側重なり部２４ｂ、及び棟側重なり部２４ａと軒側重なり部２４ｂとをつなぐ傾斜部２４ｃを有する。

棟側重なり部２４ａは、第２プレート２４の棟側端部を含む部分であって、第２プレート２４の棟側の端から所定の長さ範囲に形成される。棟側重なり部２４ａの軒棟方向に沿った長さ（所定の長さ）は、例えば第２プレート２４の軒棟方向長さの１０％〜４０％である。棟側重なり部２４ａは、野地板３に沿って略平坦に形成されており、第１プレート２１と野地板３との間に挿し込まれている。棟側重なり部２４ａは第１プレート２１の上に重ねられてもよいが、排水性、防水性を考慮すると、第１プレート２１の下に重ねられる方が好ましい。

軒側重なり部２４ｂは、第２プレート２４の軒側端部を含む部分であって、第２プレート２４の軒側の端から所定の長さ範囲に形成される。軒側重なり部２４ｂの軒棟方向に沿った長さ（所定の長さ）は、例えば第２プレート２４の軒棟方向長さの５％〜３０％であり、棟側重なり部２４ａ及び傾斜部２４ｃの軒棟方向長さよりも短い。図８に示す例では、軒側重なり部２４ｂ、棟側重なり部２４ａ、傾斜部２４ｃの順に軒棟方向長さが長くなっている。

軒側重なり部２４ｂには、軒側ベース金具６０の延出部６４を露出させるための切欠き２４ｄ（図４参照）が形成されている。軒側重なり部２４ｂは、途中で屋根材４の表面側に小さく折れ曲がり、先端（軒側の端）に向かって緩やかに傾斜している。軒側重なり部２４ｂの先端は、第１屋根材４の表面に当接していてもよい。

傾斜部２４ｃは、野地板３から浮き上がり、野地板３との距離が棟側よりも軒側で次第に大きくなるように緩やかに傾斜している。本実施形態では、傾斜部２４ｃの軒側部分が軒側ベース金具６０（連結部６３）の上面に沿って傾斜しており、軒側ベース金具６０の棟側端部に対応する位置で小さく折れ曲がっている。なお、雨水等のスムーズな排水を可能とすべく、傾斜部２４ｃには大きな折れ曲がり、段差等が存在しないことが好ましい。第２プレート２４は、棟側重なり部２４ａと傾斜部２４ｃとの境界位置で上方に折れ曲がっているが、傾斜部２４ｃと軒側重なり部２４ｂとの境界位置は平坦である。

傾斜部２４ｃの野地板３に対する傾斜角度は、屋根の勾配（野地板３の水平方向に対する傾斜角度）よりも小さい。このため、傾斜部２４ｃ上の雨水等は棟側から軒側に流れ、軒側重なり部２４ｂを通って第１屋根材４上に排水される。なお、屋根の勾配が大きい場合は、傾斜部２４ｃの軒棟方向長さを長くすることが好ましい。

なお、傾斜部２４ｃの裏側には、第１屋根材４の近傍にプレート固定用部材８５が設けられており、傾斜部２４ｃはネジ８６を用いてプレート固定用部材８５に固定されている。また、第１屋根材４の棟側端部の表面にはシール部材８７が設けられており、第２プレート２４との隙間を塞いでいる。

本実施形態では、上述のように、屋根材２と太陽光発電装置１０の軒棟方向ピッチが略一致している。このため、太陽光発電装置１０の最も軒側に位置する部分（軒側モジュール１１Ｃ）だけでなく、装置の軒棟方向の中間部に配置される太陽電池モジュール１１（軒側モジュール１１Ｄ）の軒側に屋根材２が敷設される場合も、第２プレート２５を容易に設置できる。軒側モジュール１１Ｄとその軒側に敷設される第１屋根材４との境界部における排水性、防水性は第２プレート２５によって十分に確保される。太陽光発電装置１０によれば、太陽電池モジュール１１の配置の自由度を高めることができ、さらなる意匠性の向上、モジュール搭載効率の向上などを図ることが可能である。

１ 屋根、２ 屋根材、３ 野地板、４ 第１屋根材、５ 前垂れ、６ 上突起、７ 下突起、８ 桟木、９ リブ、１０ 太陽光発電装置、１１，１１Ａ，１１Ｂ 太陽電池モジュール、１１Ｃ，１１Ｄ 軒側モジュール、１２ 太陽電池パネル、１３ モジュールフレーム、１３Ａ，１３Ｂ フレーム、１４Ａ，１４Ｂ 本体部、１５Ａ，１５Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ 鉤部、１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ 内溝、１８Ｂ 外溝、２１，２２，２３ 第１プレート、２４，２５ 第２プレート、２４ａ 棟側重なり部、２４ｂ 軒側重なり部、２４ｃ 傾斜部、２４ｄ，２５ｄ 切欠き、２６ 浮き止め、２７ シール部材、３０ ベース金具、３１ 脚部、３２ 立壁部、３３ 連結部、３４ 第１支持部、３５ 第２支持部、３６ ネジ孔、３７ 貫通孔、３８ ネジ、３９ ボルト、４０ 固定金具、４１ 第１固定金具、４２ 第２固定金具、４３，４６ 押え部、４４，４７ 貫通孔、４５ 鉤部、４８ レール部、５０ カバー、５１ カバー本体、５２，５６ ベース部、５３，５８ 鉤部、５５ ジョイント金具、５７ 爪部、５９ ネジ、６０ 軒側ベース金具、６１ 脚部、６２ 立壁部、６３ 連結部、６４ 延出部、６５ ネジ孔、６６ 貫通孔、６７ ネジ、６８ ボルト、７０ 軒側固定金具、７１ 本体部、７２ 開口部、７３ 貫通孔、７４ 押え部、７５ 凹部、８０ カバー、８１ カバー本体、８２ 凸部、８３ 貫通孔、８４ ネジ、８５ プレート固定用部材、８６ ネジ、８７，８８ シール部材、９０ 第２屋根材、９１ 本体部、９２ 受け部、９３ 凹部、９５ 前垂れ、９６ 上突起、９７ 下突起、９８ リブ、１００ 棟側ベース金具、１０１，１０２ 棟側固定金具

Claims (8)

1. 屋根材が敷設された屋根に取り付けられる太陽光発電装置であって、
   前記屋根の野地板との間に前記屋根材を介在させることなく前記野地板に沿って設置される第１プレートと、
   棟側端部が前記第１プレートと重なり、軒側端部が装置の軒側に敷設される前記屋根材の上に重なった状態で設置される第２プレートと、
   前記第２プレートの上に配置される軒側モジュールを含む、複数の太陽電池モジュールと、
   を備える、太陽光発電装置。
2. 前記軒側モジュールは、軒側端部が前記屋根材の上に重なり、前記第２プレートの全体を覆って配置されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記第２プレートの裏側で前記野地板に固定されると共に、前記屋根材の上に延出して当該屋根材の上で前記軒側モジュールの前記軒側端部を支持する軒側ベース金具と、
   前記軒側モジュールを前記軒側ベース金具に固定する軒側固定金具と、
   を備え、
   前記第２プレートには、前記軒側ベース金具の一部を露出させるための切欠きが形成されている、請求項２に記載の太陽光発電装置。
4. 前記第２プレートの前記棟側端部は、前記第１プレートと前記野地板との間に挿し込まれている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
5. 前記第２プレートの裏側で前記野地板に固定されたプレート固定用部材を備え、
   前記第２プレートは、ネジ又は釘を用いて前記プレート固定用部材に固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
6. 前記第１プレート上において軒棟方向に隣り合う第１及び第２太陽電池モジュールに跨って設置され、当該各太陽電池モジュールを支持するベース金具と、
   前記第１及び前記第２太陽電池モジュールを前記ベース金具に固定する固定金具と、
   を備え、
   前記ベース金具は、前記第１太陽電池モジュールの棟側端部を支持する第１支持部と、前記第１支持部よりも高く形成され、前記第２太陽電池モジュールの軒側端部を支持する第２支持部と、を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
7. 前記各太陽電池モジュールの軒棟方向長さが、前記屋根材の働き長さの整数倍と略同一であるか、
   又は、前記各太陽電池モジュールの軒側端部に取り付けられたカバーを備え、前記各太陽電池モジュールの軒棟方向長さと前記カバーの軒棟方向長さとを足した長さが、前記屋根材の働き長さの整数倍と略同一である、請求項６に記載の太陽光発電装置。
8. 請求項７に記載の太陽光発電装置が取り付けられ、前記屋根材が段葺きされた太陽光発電装置付き屋根であって、
   前記屋根材は、第１屋根材と、前記第１屋根材の軒側に配置された第２屋根材とで構成され、
   前記第２屋根材は、前記第１屋根材の表面と前記第２屋根材の表面とが略同一平面上に位置するように前記第１屋根材の軒側部分を支持する受け部を有する、太陽光発電装置付き屋根。

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