(57)【要約】【課題】多数枚の屋根材一体型太陽電池モジュールを家屋の屋根に葺設し、これに配線を施して太陽光発電システムを構築するの際の葺設，配線作業が安全に行えるように改良する。【解決手段】屋根材ブロック１の上面に太陽電池２を設けた構成になり、その複数枚をアレイ状に並べて屋根面に横葺きし、その棟側に沿って敷設した配線ケーブル７，８に太陽電池を直列もしくは並列に接続して太陽光発電システムを構築する屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、屋根材ブロック１の後縁（棟側）に、配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材１０（樹脂成形した独立部品）を付設し、屋根材ブロックの葺設と並行して行う配線作業の際に、前記ブロック列の棟側に引回した配線ケーブル７，８をクランプ部材１０を介して屋根材ブロックの後縁に固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根材ブロックの上面に太陽電池を設けた構成になり、その複数枚をアレイ状に並べて屋根面に横葺きし、その棟側に沿って敷設した配線ケーブルに前記太陽電池を直列，並列に接続して太陽光発電システムを構築するようにした屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、
前記屋根材ブロックの後縁に、前記配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、ケーブルクランプ部材が独立部品になり、屋根材ブロックの後縁に着脱可能に取付けたことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池モジュールにおいて、ケーブルクランプ部材は、屋根材ブロックの後縁に固定する取付部とケーブル保持部とを一体成形した樹脂成形品としたことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールにおいて、ケーブルクランプ部材の取付部に、屋根材ブロックの後縁に形成した水返し段付き部に上下から係止する二股状の爪付き脚片を形成したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項３に記載の太陽電池モジュールにおいて、ケーブルクランプ部材のケーブル保持部に、周面一部を切欠いて配線ケーブルを嵌挿保持する断面Ｃ字形もしくはコ字形のケーブル嵌合溝を形成したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平形の屋根材ブロックに太陽電池を搭載した屋根材一体型太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭記の屋根材一体型太陽電池モジュールとして、横葺き式の屋根材ブロック（平形瓦）の上面に太陽電池を装着し、その太陽電池から屋根材の後縁側に引き出した出力ケーブルを介して太陽電池モジュールの相互間，およびパワーコンディショナに通じる出力母線ケーブル（配線ケーブル）との間で直列，並列に配線して太陽光発電システムを構築するようにした構成のものが知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。
【０００３】
次に、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールの構造、およびモジュール相互間の配線構造を図５，図６で説明する。
【０００４】
図５において、１はセメント，モルタル，金属材料，強化プラスチックなどを素材として作られた平型の屋根材ブロック（瓦）、２は太陽電池である。ここで、太陽電池２は単結晶，多結晶系シリコン，あるいはアモルファス系シリコンの太陽電池素子を表面保護材（例えば、ＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂フィルム），封止材（例えば、ＥＶＡ（エチレン      酢酸ビニル共重合体））で封止したフィルム基板形の薄膜太陽電池であり、その裏面中央に出力端子ボックス３を取付け、この出力端子ボックス３から太陽電池２の出力端子に接続した正極（＋），負極（−）の出力ケーブル４，５を引き出し、各出力ケーブル４，５にコネクタ４ａ，５ａを取付けた構成になる。
【０００５】
一方、屋根材ブロック１には、その上面側に太陽電池２，出力端子ボックス３を収容する凹部１ａ，１ｂ、および出力端子ボックスの収容凹部１ｂと屋根材１の後縁（棟側）との間に前記出力ケーブル４，５を収容する配線凹溝１ｃが形成されており、ここに太陽電池２，出力端子ボックス３および出力ケーブル４，５を嵌入してシリコーンなどの接着剤で接合している。なお、１ｄは隣接する屋根材ブロックと重ね継ぎするための袖形フランジ部、１ｅは屋根材ブロック１を屋根の野地板に固定する釘の通し穴である。
【０００６】
次に、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールの複数枚を建屋の屋根に葺設して太陽光発電システムを構築する配線構造、およびその配線作業を図６で説明する。
【０００７】
すなわち、太陽電池２の直流出力を交流に変換して商用電力系統に連系するパワーコンディショナ（インバータ）の入力電圧は一般にＤＣ２００Ｖ程度である。これに対して、住宅用建屋の屋根に葺設する太陽電池付き屋根瓦の一枚当たりの出力電圧は、屋根瓦のサイズによって異なる。そこで、図６で示すように複数枚の屋根材一体型太陽電池モジュール（太陽電池付き瓦）６をアレイ状に横葺きした状態で、左右に並ぶ所定枚数（太陽電池一枚当たりの出力電圧が５０Ｖであれば４枚）を単位として、横並びするモジュールの太陽電池２（＃１〜＃４で表す）の間で各太陽電池２から引き出した出力ケーブル４，５のコネクタ４ａと５ａを接続し、太陽電池＃１〜＃４の相互間を直列接続して出力電圧を２００Ｖに昇圧したモジュールブロックを構成する。次に、アレイ状に並べて横葺きした太陽電池モジュール６の列に沿ってその棟側に正極，負極の出力母線ケーブル７，８を敷設した上で、前記モジュールブロックの両端に並ぶ太陽電池２（＃１，＃４）から後縁側（棟側）に引き出した＋極，−極の出力ケーブル４，５のコネクタ４ａ，５ａを出力母線ケーブル７，８の分岐コネクタ９に極性を合わせて並列接続する。以下、軒から棟側に順に横葺きした各列の太陽電池モジュールについても前記と同様な配線作業を行った後、各列の出力母線ケーブル７，８の末端を接続ボックスに集約させてパワーコンディショナに接続する。
【０００８】
また、前記の配線構造とは別に、太陽電池モジュールの出力端子ボックスにケーブル接続用のコネクタを設けておき、棟側に敷設した出力配線ケーブルから分岐したコネクタ付き接続ケーブルを太陽電池モジュールの出力端子ボックスに接続するようにした配線構造も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−９３２６号公報（図７、図９）
【特許文献２】
特開平１０−１３５４９９号公報（図１、図２）
【特許文献３】
特開２０００−６８５４７号公報（図１、図９）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した屋根材一体型太陽電池モジュールを家屋の屋根に葺設した上で、その棟側に出力ケーブル，出力母線ケーブルを引き回してモジュール相互間を直列，並列に接続する際には施工面で次記のような問題点がある。
【００１１】
すなわち、屋根の軒側から棟側に向けて順に１列分の太陽電池モジュール６を横葺きした段階で、各モジュールの太陽電池２に付属する出力ケーブル４，５（図５参照）とは別に棟側に出力母線ケーブル７，８を引き回した上で、モジュールの相互間，およびモジュールと出力母線ケーブル７，８との間を直列，並列に配線し、しかもこの配線作業を各列ごとに屋根材ブロック１の敷設と並行して行うようにしている。
【００１２】
この場合に、屋根材ブロックの葺設および配線作業は傾斜した屋根上で足場の狭い環境で行うことから、作業足場にケーブルが乱雑に引回し配線されていると、作業員の足にケーブルが絡んで転倒したりする危険がある。また屋根材ブロック１を屋根の野地板に並べて釘打ちする場合には、一段下のモジュール列に沿ってその棟側に敷設した配線ケーブルが屋根材ブロックの裏側に隠れて見えないため、ケーブルが釘打ち位置の真下に敷設されていると釘打ちでケーブルを傷付けるおそれもある。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、多数枚のモジュールを家屋の屋根などに葺設し、これに配線を施して太陽光発電システムを構築する際の施工作業が安全に行えるように改良した屋根材一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、屋根材ブロックの上面に太陽電池を設けた構成になり、その複数枚をアレイ状に並べて屋根面に横葺きし、その棟側に沿って敷設した配線ケーブルに前記太陽電池を直列もしくは並列に接続して太陽光発電システムを構築する屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、
屋根材ブロックの後縁に、前記配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設し、屋根材ブロックの葺設と並行して行う配線作業の際に、前記ブロック列の棟側に引回した配線ケーブルをクランプ部材を介して屋根材ブロックの後縁に添わせて固定するようにする（請求項１）。
【００１５】
上記のように、屋根に葺設した太陽電池モジュールの列に沿ってその棟側に引き回した配線ケーブルをケーブルクランプ部材で屋根材ブロックの後縁に固定することにより、配線ケーブルが施工の妨げになることなく屋根上に十分な作業足場を確保して太陽電池モジュールの葺設，配線作業を安全に行うことができる。また、配線ケーブルが屋根材ブロックの後縁に添わせた位置に固定されているので、その上に重ねて棟側に葺設する別な屋根材ブロックを野地板に釘止めする際にケーブルを傷付けるおそれもなくて施工の信頼性向上が図れる。
【００１６】
また、前記のケーブルクランプ部材は、具体的に次記のような態様で構成するものとする。
【００１７】
（１）  ケーブルクランプ部材を独立部品として屋根材ブロックの後縁に着脱可能に取付けるようにする（請求項２）。
【００１８】
（２）  ケーブルクランプ部材を、屋根材ブロックの後縁に係止する取付部とケーブル保持部を一体に成形した樹脂成形品で構成する（請求項３）。
【００１９】
（３）  前項（２）  におけるケーブルクランプ部材の取付部に二股状の爪付き脚片を形成し、該脚片を屋根材ブロックの後縁に形成した水返し段付き部に上下から係止して取付けるようにする（請求項４）。
【００２０】
（５）  前項（２）  におけるケーブルクランプ部材のケーブル保持部に、周面一部を切欠いた断面Ｃ字形もしくはコ字形のケーブル嵌合溝を形成し、この溝内に配線ケーブルを嵌挿して固定するようにする（請求項５）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４の実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応する部材には同符号を付してその説明は省略する。
【００２２】
まず、本発明の実施例による屋根材一体型太陽電池モジュールの全体構造を図１，図２に示す。すなわち、図示例の太陽電池モジュールは基本的に図５の構造と同様であるが、屋根材ブロック１の後縁側にはケーブルクランプ部材１０を追加装備し、屋根材ブロック１の背後（棟側）に沿って敷設した配線ケーブル（出力母線ケーブルなど）７，８をクランプ部材１０に固定するようにしている。
【００２３】
ここで、ケーブルクランプ部材１０はポリプロピレンなどの弾性，耐候性に優れた樹脂成形品になり、図３あるいは図４で示すように二股状の爪付き脚片１０ａ−１，１０ａ−２を有する取付部１０ａと、周面の一部を切欠いた断面Ｃ字形になるケーブル嵌合溝１０ｂ−１，１０ｂ−２，あるいは断面コ字形になるケーブル嵌合溝１０ｂ−３を形成したケーブル保持部１０ｂとが一体に形成されている。
【００２４】
そして、前記構成のケーブルクランプ部材１０を屋根材ブロック１に取付けるには、前記した二股状の脚片１０ａ−１，１０ａ−２を屋根材ブロック１の後縁に嵌め込み、該縁部に形成した水返し段付き部１ｆに前記した脚片の爪を引っ掛けて係止固定する（図２参照）。なお、図１に示した図示例では３個のケーブルクランプ部材１０を左右に分散して取付けているが、ケーブルクランプ部材１０の取付位置，個数は施工現場の状況に合わせて適宜に選定するものとする。
【００２５】
また、モジュールの棟側に引き回して敷設した＋極および−極の配線ケーブル７，８は、ケーブルクランプ部材１０のケーブル嵌合溝にはめ込み式に嵌挿し、図１に示すように屋根材ブロック１の後縁に添わせて固定支持した上で、太陽電池モジュールに設けた出力端子ボックス３の＋極，−極コネクタに分岐接続する。ここで、図３に示すケーブルクランプ部材では、２本の配線ケーブル７，８を上下に並ぶ断面Ｃ字形のケーブル嵌合溝１０ｂ−１，１０ｂ−２に１本ずつ分けて嵌挿する。また、図４は配線ケーブルとして平形２心ケーブルを用いた場合に適用するケーブルクランプ部材であり、平形２心ケーブルを断面コ字形のケーブル嵌合溝１０ｂ−３に嵌め込んで固定する。
【００２６】
上記のように、アレイ状に並べて屋根に葺設した太陽電池モジュールの列に沿ってその棟側に敷設した配線ケーブルを、屋根材ブロック１の後縁に添わせるようにクランプ部材１０を介して固定することにより、従来では乱雑に引き回していた配線ケーブルが整然と並ぶようになる。これにより、屋根上の作業足場を確保できて太陽電池モジュールの葺設，配線作業を安全に行うことができる。また、葺設済みモジュールの棟側に次の屋根材ブロックを葺いて野地板に釘打ち固定する場合に配線済みのケーブルを傷付けるおそれもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、屋根材一体型太陽電池モジュールの屋根材ブロックの後縁（棟側）に、配線ケーブルを屋根材ブロックに添わせて保持するケーブルクランプ部材を付設したことにより、配線ケーブルが施工の妨げになるとなく屋根上に十分な作業足場を確保して太陽電池モジュールの葺設，配線作業を安全に行うことができる。また、配線ケーブルが屋根材ブロックの後縁に添わせた位置に固定されているので、その上に重ねて棟側に葺設する別な屋根材ブロックを野地板に釘止めする際にケーブルを傷付けるおそれもなくて施工の信頼性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる屋根材一体型太陽電池モジュールに配線を施した状態を表す構成斜視図
【図２】図１の矢視Ｘ−Ｘ断面図
【図３】図１におけるケーブルクランプ部材の構成斜視図
【図４】図３と形状の異なるケーブルクランプ部材の構成斜視図
【図５】従来における屋根材一体型太陽電池モジュールの構造を表す分解斜視図
【図６】図５の屋根材一体型太陽電池モジュールに対応する葺設および配線構造を表す説明図
【符号の説明】
１    屋根材ブロック
１ｆ  水返し段付き部
２    太陽電池
３    出力端子ボックス
６    屋根材一体型太陽電池モジュール
７，８  配線ケーブル
１０    ケーブルクランプ部材
１０ａ  取付部
１０ａ−１，１０ａ−２  爪付き脚片
１０ｂ  ケーブル保持部
１０ｂ−１，１０ｂ−２，１０ｂ−３  ケーブル嵌合溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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