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JPH10219950A - 屋根材及びその施工方法 - Google Patents

屋根材及びその施工方法

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JPH10219950A
JPH10219950A JP9022613A JP2261397A JPH10219950A JP H10219950 A JPH10219950 A JP H10219950A JP 9022613 A JP9022613 A JP 9022613A JP 2261397 A JP2261397 A JP 2261397A JP H10219950 A JPH10219950 A JP H10219950A
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JP
Japan
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solar cell
metal
cell integrated
roof
roofing material
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Application number
JP9022613A
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Takashi Otsuka
崇志 大塚
Masahiro Mori
昌宏 森
Toshihiko Mimura
敏彦 三村
Kimitoshi Fukae
公俊 深江
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置施工が容易で、外観と電気安全性に優れ
た屋根材を提供する。 【解決手段】 本発明の屋根材は、太陽電池素子と金属
補強材を持つ太陽電池一体型屋根材が、屋根に固定され
てなる屋根材であり、太陽電池一体型屋根材の下側に金
属部材を設け、あるいは、隣り合う太陽電池一体型屋根
材の隣接部に沿って金属部材を設け、該金属部材と、複
数の太陽電池一体型屋根材の金属補強材とが電気的に導
通され、かつ金属部材が電気的に接地されていることを
特徴とする屋根材である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を有する
屋根材に関するものである。特に、設置施工が容易で、
電気安全性に優れた屋根材に関し、太陽電池一体型屋根
材の金属補強板の電気的な接地方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池を使用するに際しては、温度や
湿度あるいは衝撃等の外部環境からの影響に対する耐久
性が必要である。そのため一般的な太陽電池一体型屋根
材は、光起電力素子を充填材により封止し、表面側に保
護材として耐候性フィルムやガラスを設け、周囲や裏面
に、金属製の補強材を取りつける構造がとられている。
【０００３】従来より、電気安全性の観点から、人が太
陽電池のモジュールの外郭部である金属補強材部分に触
れることがあった際に、万が一にも感電することがない
ように、太陽電池一体型屋根材の外郭部を、電気的に接
地する処置が取られている。
【０００４】図13、14は従来の架台設置型太陽電池装置
を示す。
【０００５】図13に見られるように、本従来例の太陽電
池一体型屋根材アレイは、架台1302に、複数個の太陽電
池一体型屋根材1301を固定したものである。
【０００６】また、図14の断面図に見られるように、本
従来例に使用した太陽電池一体型屋根材は、太陽電池素
子1401を樹脂1404で封止し、表面をガラス1403、裏面を
耐候性フィルム1402により保護し、周囲に補強及び架台
への取りつけを目的にしたアルミニウム製のフレーム14
05を取りつけたものである。
【０００７】このような従来例の太陽電池一体型屋根材
の電気的な接地について、図14を用いて説明すると、太
陽電池一体型屋根材に取りつけられたアルミニウム製の
フレーム1405、ステンレスボルト1407、ステンレス製の
架台1406、これら3者がステンレスボルト1407を介して
電気的に導通されるために、屋根上に組まれた架台1406
の一部にケーブルを取りつけそのケーブルを電気的に接
地させることで、各太陽電池一体型屋根材の電気的な接
地を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような架台を用いない、屋根材と太陽電池素子とが一体
に形成された屋根材の場合の金属補強板の電気的な接地
については、実用的な方法は、まだ開発されていない。
【０００９】また、各モジュール毎に電気的接地のため
のケーブルを取りつけるという方法では、コストや作業
性が大きく悪化し、問題であることはいうまでもない。
【００１０】本発明は屋根の上に設置された太陽電池一
体型屋根材の電気的な接地の具体的方法を提案するもの
である。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】本発明の屋根材は、太陽電
池素子と金属補強材を持つ太陽電池一体型屋根材が、屋
根に固定されてなる屋根材であり、太陽電池一体型屋根
材の下側に、あるいは、隣り合う太陽電池一体型屋根材
の隣接部に沿って金属部材を設け、該金属部材と、複数
の太陽電池一体型屋根材の金属補強材とが電気的に導通
され、かつ金属部材が電気的に接地されていることを特
徴とする屋根材である。
【００１２】前記金属部材としては、太陽電池一体型屋
根材の下側に配置された金属板、隣り合う太陽電池一体
型屋根材の間に配置された金属板、木製の垂木に取り付
けられた金属板などが好ましい。また、金属垂木、長尺
吊子、太陽電池一体型屋根材の隣接部カバーとしての働
きを兼ねるものが好ましい。
【００１３】さらに、一部分が導電性の吊子を介して、
太陽電池一体型屋根材の金属補強材と、屋根下地に設け
た金属部材とが、電気的に導通されることが好ましい。
【００１４】また、前記吊子が導電性を持つネジを有
し、そのネジを介することにより前記太陽電池一体型屋
根材の金属補強材と前記吊子の電気的に導通をより確実
にしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の太陽電池一体型屋根材
は、屋根材となる金属板と太陽電池素子が一体化された
ものであり、その形状の一例を図4に示す。
【００１６】図4に示す屋根材を施工した状態の断面図
を図1に示す。太陽電池一体型屋根材101の下側に位置す
る金属部材として準備した金属垂木108は図１に見られ
るように、母屋115上に固定されており、断熱材110が金
属垂木108と金属垂木108の間に配置固定されているもの
である。各太陽電池一体型屋根材101は吊子105で抑えら
れ金属垂木108に固定されている。ネジ113は先端が太陽
電池一体型屋根材の金属補強材に圧着して電気的に接続
するするように吊子105に取りつけてある。また、下地
金物114と化粧カバー111を吊り子の固定部分に取りつけ
られている。さらに、それぞれの金属垂木にケーブルを
取りつけてることにより電気的接地がなされている。
【００１７】なお、屋根材の下には、防火性や防水性を
向上させるために、下地屋根等を設けて、二重屋根とな
るような構造をとっても良い。
【００１８】(吊子)吊子の一例を図2に示す。図に示す
ように、吊子105は、垂木に固定される部分と、太陽電
池一体型屋根材を抑える部分とを備えている。図中106
の貫通孔を利用して、垂木等の支持材に取りつけられる
ものであり、図中の螺合部107は、吊り子との導電性を
確実にするネジを取りつけるためのものである。
【００１９】そのネジを吊子に固定するために、吊子に
雌ねじを切る、あるいは吊子にナットを溶接する等の手
段をとる事が好ましい。タッピングネジを使用してもよ
い。
【００２０】また、電気的導通をより確実にする手段と
して、太陽電池一体型屋根材側に貫通孔をあけ、そこに
ネジを通して、太陽電池一体型屋根材の金属補強材部分
と吊子とを間にはさみナットで止める等しても良い。
【００２１】また、吊子と太陽電池一体型屋根材の金属
補強材を部分的に溶接する、あるいは導電性接着剤で接
着する等の方法で電気的導通の信頼性を向上させても良
い。
【００２２】また別の方法として、吊子と太陽電池一体
型屋根材の金属補強材の間に導電性ゴム製、あるいはス
テンレス等の薄金属板製の導電性板バネ材等を挟みこむ
等を行っても良い。
【００２３】さらに別の方法として、吊子と太陽電池一
体型屋根材の金属補強材とが接する部分に、スズメッキ
等を施しても良い。
【００２４】吊子は、太陽電池一体型屋根材の金属補強
材との導電性が必要である為、少なくとも一部に導電性
を持つことが望ましい、さらに太陽電池一体型屋根材を
垂木上に設置させる働きをもつための強度を持つことが
望ましい。
【００２５】また図では、太陽電池一体型屋根材の一部
分を抑える部分吊子であるが、例えば太陽電池一体型屋
根材の一つの辺を全長にわたり抑え込むような長い吊子
として更に強度を上げても良い。さらに太陽電池一体型
屋根材を抑える部分が複数であってもよいし、また、一
つであっても良い。
【００２６】一つの太陽電池一体型屋根材に対して複数
の吊子により固定を行う場合、太陽電池一体型屋根材の
金属補強材と吊子の電気的導通は、太陽電池電池モジュ
ール一つに付き、少なくとも1か所行う事が必要であ
り、その太陽電池一体型屋根材を抑える他の吊子には、
電気的導通を考慮しない吊子を使用しても良い。
【００２７】吊子は金属板を加工して作製出来る、具体
的には、ステンレス板、亜鉛メッキ鋼板0.8mmや1mmの物
をプレス加工、折り曲げ加工する等して用意出来る。さ
らに、電気伝導度を上げるために銀板や銅板との貼りあ
わせるなどした複合材を使用することも可能である。
【００２８】吊子を電気的に接地するための手段として
は、あらかじめ吊子に電気的に接地の為のケーブルを取
りつける、あるいは、導電性の垂木にボルト等を使用し
て固定し、その垂木を電気的に接地させることで行って
も良い。
【００２９】(屋根下地に設置される金属部材)屋根下地
に設置される金属部材としては、金属製の垂木、木製の
垂木に金属板を取り付けたもの、長方形に切り出された
金属板等があげられる。これらは、建築物の下地構法と
の相性を考えて選択できる。
【００３０】金属製の垂木を用いることは、特に鉄筋造
の建築物に対して好ましい、この場合、金属垂木は電気
的な導電性を持つだけでなく、構造材としての働きも兼
ね備える。薄鋼板を折り曲げ加工した軽量形鋼、ハット
形鋼、リップ溝形鋼、H形鋼などが挙げられる。
【００３１】また、一般の木製の垂木に金属板をとりつ
けた場合は、特に木造の建築物に使用することが適して
いる。この金属板の断面面積は大きいほうが好ましい。
この場合、屋根上での作業量を減らすために、あらかじ
め垂木に金属板が一体化されていることが好ましい。金
属板をコの字状に曲げて、垂木を包み込むように一体化
する方法や、垂木と同程度の幅を持つ金属板をビス止め
するなどの方法があげられる。これにより木の性質を生
かした釘止め等の固定方を採ることが出来、軽量化も可
能である。金属板としては、亜鉛めっき鋼板やステンレ
ス板等があげられる。
【００３２】また、他の様々な屋根下地を持つ屋根に対
しても、短幅、屋根の端部から端部までに達するような
長さの金属板を、屋根材の下側に準備することで、太陽
電池一体型屋根材の金属補強板の電気的な接地に関して
の同様の効果を得ることができる。また、この金属板を
網目状に設置することで、屋根上のすべての太陽電池一
体型屋根材の電気的な接地を容易に行うことも可能であ
る。
【００３３】それぞれの屋根下地に設置される金属部材
の電気的な接地について、金属垂木を使用した場合を例
に説明する。
【００３４】それぞれの金属垂木に、ケーブルを取り付
け、それらを電気的に接地させるために、太陽電池の出
力ケーブルと同様に屋内に引きこみ、電気的な接地を行
うことがあげられる。
【００３５】また、そのようなケーブルの取り付けを一
個所で済ますために、金属垂木間を電気的に導通させる
手段をとってもよい、たとえば垂木が、垂木とほぼ直角
に交差する金属製の母屋等にボルト等で固定されている
場合、金属垂木金属母屋をそのボルトにより電気的に導
通させ、その母屋を電気的に設地させることで、垂木間
の電気的な接地とすることが出来る。
【００３６】さらに同様に、屋根の周囲に取り付ける、
軒先板金、ケラバ板金、棟カバー、捨て板等を使用して
垂木同士の電気的な導通をとってもよい。
【００３７】これらは、金属垂木のみならず、木製の垂
木に金属板を取り付けたものや、構造材としての強度を
もたないが、垂木のように屋根の両端部に達するように
配置された金属板でも同様である。このようにすること
で、すべての太陽電池一体型屋根材の金属性補強材部を
電気的に接地せしめることが可能である。
【００３８】また、必要な場合、垂木には太陽電池一体
型屋根材間の出力ケーブルを通すための貫通穴や溝を設
けても良い。
【００３９】(太陽電池一体型屋根材の隣接部に沿って
設置される金属部材)太陽電池一体型屋根材の隣接部に
沿って設置される金属板としては、隣接部の間隙を利用
して、金属板を固定する方法があげられる。瓦棒葺きな
どの屋根形態であれば、芯木にコの字型の金属板をあら
かじめ一体化させておいてもよい。
【００４０】また、太陽電池一体型屋根材を固定する働
きを兼ねた長尺の吊子であってもよく、隣接部の化粧カ
バーとしての働きを兼ね備えてもよい。
【００４１】その長さは屋根の端部から端部へと達する
程度の長さがあることが好ましい、太陽電池一体型屋根
材との電気的な導通、また、電気的な接地については、
屋根下地に設置され、太陽電池一体型屋根材の下側に位
置する金属部材と同様である。
【００４２】(太陽電池一体型屋根材)次に太陽電池一体
型屋根材の概略断面構成図を図10に示す。
【００４３】図10において、1001は光起電力素子、1002
は裏面補強金属板、1003は耐候性フィルム、1004は充填
材である。
【００４４】本発明の太陽電池一体型屋根材としては屋
根としての強度をもたせるために、金属製の補強材を使
用することが好ましい。
【００４５】金属補強材としては、概略コの字型のアル
ミニウム製や鋼材などの金属枠材を、一部あるいは周囲
に取りつける等の物でも良いが、より好ましいのは、金
属板や、金属板を箱型や様々な屋根形状に成形した金属
補強材である。
【００４６】この理由は、フレームを無くすことで、軽
量化やコストダウンが可能となることである。また、従
来より金属屋根材として使用されている形状に成形され
た金属板を使用することにより、従来より好まれている
外観、施工方法に近付ける事が出来、更に太陽電池一体
型屋根材と、金属屋根材との混ぜ葺き等も容易となる。
【００４７】このような金属板について望ましい条件
は、構造物としての強度を有すること、可曲性を持ち加
工性に優れること、耐候性や耐食性の高いこと、太陽電
池素子を接着する為の接着材との接着力が強いことなど
である。また、設置形態によっては外観に影響を与える
ため色調が選択可能であることが望ましい。
【００４８】金属補強材は、具体的には銅板、アルミニ
ウム合金板、鉛板、亜鉛板、チタニウム板、ステンレス
鋼板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛-アルミ合金メッキ鋼板等
の鋼板特殊メッキ鋼板、積層・被覆鋼板等があげられ
る。これらの厚さは0.2mm~2.0mmであることが好まし
い。また、ポリエステル樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗
料等により着色されたものが好ましいが、吊子との電気
的導通をより確実とするために、吊子との電気的導通を
とる部分を一部塗装膜を削るなどしても良い。さらに、
設置後に屋根外観に影響のある部分にのみ塗装を施した
金属板等を使用しても良い。
【００４９】太陽電池一体型屋根材には、屋外で使用す
るために耐候性が必要なため、表面部の保護材が必要で
ある。この表面保護材は、透光性、耐候性に優れ、ま
た、表面の汚れを防ぐために揮発性を有する事が好まし
い。
【００５０】この保養面保護材としては、ガラスや耐候
性フィルムがあげられる。特に好ましいのは、太陽電池
一体型屋根材の軽量化、大型化が容易な耐候性フィルム
である。
【００５１】太陽電池素子を衝撃などの外的環境から保
護する為に太陽電池素子の周囲を充填材で充填すること
が好ましい、具体的に例を上げれば、充填材には、エチ
レン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-アクリレート
共重合樹脂(EEA)、ポリビニルブチラール(PVB)、シリコ
ーン樹脂、及びアクリル樹脂等が上げられる。
【００５２】（光起電力素子）本発明の屋根材に用いら
れる太陽電池素子として特に好適なのは非単結晶系の薄
膜半導体太陽電池である。太陽電池素子の一例を図9に
示す。図9において、901は基板、902は裏面反射層、903
は半導体光活性層、904は透明導電層、905は集電電極で
ある。基板側から光が入社する構成としてもよい、半導
体光活性層の材料としてはシリコン系、化合物系があ
り、半導体接合としてはpn接合、pin接合、ショットキ
ー接合がある。
【００５３】
【実施例】
(実施例1)図4に示す屋根材を作成し、良好な接地がなさ
れるように施工した。
【００５４】まず、図10に示すように、ポリエステル樹
脂コートされた亜鉛メッキ鋼板0.4mmt(商品名:カラーグ
リップ、大同鋼板株式会社製)1002上に、シート状のＥ
ＶＡ(エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ
−ド、商品名:エバフレックス150、三井・デュポンケミ
カル社製)でアモルファスシリコン太陽電池素子1001を
挟持し、ＥＴＦＥ(エチレンテトラフルオロエチレン、
商品名:アフレックス、旭硝子製)1004を載置した。これ
らを、真空加圧し、加熱することで鋼板と太陽電池素子
を一体化した。次に、裏面側に太陽電池素子の電力を取
り出す端子箱とコネクター付きケーブルを取りつけた。
【００５５】更に鋼板の対向する二辺を、図4に示すよ
うに表側に向けて立ち上げる形状にように折り曲げた。
折り曲げはロール成形機により行った。
【００５６】図3に本実施例の太陽電池一体型屋根材屋
根の太陽電池一体型屋根材を施工する方法を示す。
【００５７】金属製の母屋上に金属垂木108を複数個平
行に並べて、ドリルビス112により固定し、さらに、母
屋上の金属垂木108と金属垂木108の間に断熱材110とし
て木毛板を配置固定した。金属垂木108には太陽電池一
体型屋根材101の接続を行う為の貫通孔109を設け、断熱
材110にケーブル103が通るだけの空間を設けた。
【００５８】次に、太陽電池一体型屋根材101を垂木108
上に置き、各太陽電池一体型屋根材101の電気的接続を
コネクター104を繋ぐことにより行った。太陽電池一体
型屋根材101を図2に示す吊子105で抑え、垂木108にドリ
ルビス112で固定した。更に吊子105の螺合部113でネジ
により太陽電池一体型屋根材101を押圧固定する。
【００５９】このネジの取りつけをは太陽電池一体型屋
根材一つに付き、1箇所づつ行った。
【００６０】最後に、図１の断面図に見られる用に下地
金物114をはめ込み固定し、それに重ねるように化粧カ
バー111を取りつけた。
【００６１】最後に、中央の金属垂木の棟側の端部付近
に、5.5mm平方のビニル絶縁電線をステンレスボルトに
より取りつけ、太陽電池の出力ケーブルと同様に、屋根
の棟側より屋内に引き込み、さらに電気的な接地を行っ
た。
【００６２】本実施例の、各太陽電池一体型屋根材の電
気的な接地のための経路について図1を参照に説明す
る。まず太陽電池一体型屋根材101の金属補強材から、
ネジ113、吊子105、吊子を固定する為のタッピングボル
ト112、そして金属垂木108と電気的な導通がとられる。
金属垂木108は棟の端から軒の端までかけ渡される物で
あるため、軒棟方向に並ぶ全ての太陽電池一体型屋根材
101の金属補強材部の電気的導通を一本の金属垂木108に
導通させる事が出来る。
【００６３】また、各金属垂木108は、タッピングビス1
16を介して金属母屋115に電気的に導通している。金属
母屋115は、屋根の左右の端部まで達するものであるた
め、左右方向に平行に並ぶ全ての金属垂木も同様に電気
的に導通される事になり、結果として全ての太陽電池一
体型屋根材101の金属補強板が一本の金属垂木108へと電
気的に導通されることになり、最終的に、その金属垂木
に取りつけられた電線により電気的に接地されることと
なる。
【００６４】本発明では、葺かれた屋根の上に、太陽電
池一体型屋根材のための架台を組まずに設置することで
大幅なコストダウンが可能となり、屋根と建造物の一体
感に優れた好ましい外観とすることができた。
【００６５】また、太陽電池一体型屋根材の金属部と吊
子と金属垂木を、電気的に導通させることで作業性もよ
く、安価に個々の太陽電池一体型屋根材の金属外郭部の
電気的な接地を行うことができた。
【００６６】さらに、吊子にネジを取り付けることで、
太陽電池一体型屋根材の金属補強板との電気的導通の信
頼性を向上させた。
【００６７】また、太陽電池一体型屋根材が裏面に金属
板をもち、従来の金属屋根と似た形態をとり、吊子によ
り固定することで、信頼性および作業性にすぐれた設置
が可能となった。
【００６８】（実施例2）本実施例の太陽電池一体型屋
根材は、設置の形状を横葺き屋根としたことが実施例1
と比較しての相違点であり、その他の点については、実
施例1に準じている。
【００６９】図10のように金属補強板と太陽電池素子を
一体形成したものを図5に示す形状に折り曲げた。太陽
電池一体型屋根材は、屋根上に設置される際に軒側に位
置する端部において、太陽電池一体型屋根材501の裏側
に向けて折り曲げ、コの字状の軒側形合部を作製し、一
方棟側に位置する端部を立ち上げるように曲げ更に折り
返すことで、棟側形合部を作製した。
【００７０】次に、実施例1と同様に太陽電池間の電気
的な接続の為の、接続箱とコネクター504付きケーブル5
03を取りつけた。
【００７１】太陽電池一体型屋根材の施工について、図
7、8を参照しながら説明する。
【００７２】金属垂木508として厚さ0.8mmの亜鉛メッキ
金属板を折り曲げたハット鋼を金属母屋上にタッピング
ビスで取りつけた。
【００７３】垂木の間に断熱材510として木毛板を配置
固定した。
【００７４】次に太陽電池一体型屋根材を501を次の様
に屋根上に固定した。まず軒側から太陽電池の固定を行
い、横に並ぶ一列の太陽電池一体型屋根材を固定した後
に、順次棟側の列の太陽電池一体型屋根材の固定を行っ
た。
【００７５】各太陽電池一体型屋根材501間の電気的接
続もは固定しながら、順次コネクター504付きケーブル5
03を繋ぐことにより行った。
【００７６】最も軒側の太陽電池一体型屋根材501は、
軒先唐草509に、それ以後は軒側に並んだ太陽電池一体
型屋根材501に上から係合させ、軒側の立ち上げられた
軒側係合部を上から吊子505で抑え、吊子505の基部を金
属垂木508にタッピングビス514で取りつけた。
【００７７】吊子505は図6に示すように金属垂木508に
固定する為のタッピングビス514を通すための貫通孔506
と、モジュールとの電気的導通をより確実にする為のネ
ジを取り付けるための螺合部507を設けてある。
【００７８】図8の概略断面図に見られるように、吊子5
05固定後に導通螺子515を、太陽電池一体型屋根材の方
向に押しつける用に締め込んだ。このネジ515を締める
ことにより、太陽電池一体型屋根材501と吊子505間の導
通をより確実とした。
【００７９】このようにして、軒側から棟側へと一列づ
つ設置した。
【００８０】金属垂木508の棟側の端部にケーブルを取
りつけ、太陽電池の出力ケーブルと同様に、野地板上の
孔を通して屋内へ引き込んだ。
【００８１】本実施例の、各太陽電池一体型屋根材の電
気的な接地のための経路について説明する。まず太陽電
池一体型屋根材の金属補強材から、ネジ、吊子、吊子を
固定する為のタッピングボルト、そして金属垂木と電気
的な導通がとられる。また、金属垂木は棟の端から軒の
端までかけ渡される物であるため、軒棟方向に並ぶ全て
の太陽電池一体型屋根材の金属補強材部の電気的導通を
一本の金属垂木に導通させる事が出来る。また、各金属
垂木は、タッピングビスを介して金属母屋に電気的に導
通している。金属母屋は、屋根の左右の端部まで達する
ものであるため、左右方向に平行に並ぶ全ての金属垂木
も同様に電気的に導通される事になり、結果として全て
の太陽電池一体型屋根材の金属補強板が一本の金属垂木
へと電気的に導通されることになり、最終的に、その金
属垂木に取りつけられた電線により電気的に接地される
こととなる。
【００８２】本実施例の屋根材においては、実施例１と
同様に、作業性とコストに優れた太陽電池一体型屋根材
の取り付けと太陽電池一体型屋根材の金属外郭部の電気
的な接地を行うことができたのみならず、概略階段状の
外観をもち、従来の建築物にも好んで採用される、横葺
屋根の優れた外観の屋根材とすることができた。
【００８３】（実施例3）本実施例の太陽電池一体型屋
根材アレイは、木製の垂木にステンレス板を被せ、太陽
電池一体型屋根材の金属補強材との電気的導通を行うこ
とが実施例1と比較しての相違点であり、その他の部分
は、実施例1と同様である。
【００８４】垂木は1101は図に示すように吊子との導通
をはかるための手段として、導電部1102としてステンレ
ス板を被せてある。このステンレス板には、モジュール
等の固定の作業性を上げるために、ビスや釘の取りつけ
が必要な部分に貫通孔1103があけてある。
【００８５】吊子105は図12に示すように垂木108に固定
する為のビスを通すための貫通孔1105と、太陽電池一体
型屋根材との電気的導通をより確実にする為のネジを取
り付ける為の螺合部106を設けてあり、更に垂木に設け
た金属導電部との導通を確実にする為のネジをとりつけ
るための螺合部107が設けてある。モジュールの固定
後、吊子1104の螺合部1106、1107にネジを取りつけた。
【００８６】また、各木製垂木に設けた導電部1102間の
電気的導通をとる手段として、軒先板金を取りつける際
に、各木製垂木に設けた導電部1102の軒側の端部付近を
全ての垂木において、タッピングビスで固定した。
【００８７】これにより全ての太陽電池一体型屋根材の
金属補強材の電気的導通を行った。垂木から、電気的に
設置される方法については、実施例と同様である。
【００８８】本実施例の屋根材においては、実施例１と
同様に、作業性とコストに優れた太陽電池一体型屋根材
の取り付けと太陽電池一体型屋根材の金属外郭部の電気
的な接地を行うことができ、外観的にも優れた屋根材と
した。さらに木製の垂木を利用することにより、このよ
うな垂木が一般的に使用される木造家屋において、より
作業性、設置コスト性に優れた屋根材とすることができ
た。
【００８９】（実施例４）本実施例の屋根材は、通常の
金属屋根材でいうところの、芯木ありの瓦棒葺といわれ
る屋根施工に即して設置したものである。。本実施例で
使用した太陽電池一体型屋根材は、実施例１と同様に準
備した。
【００９０】図１５に本実施例の屋根材の断面構成図を
示す。
【００９１】野地板１５０６の上に芯木１５０２を取り
付けた。
【００９２】野地板１５０６には、太陽電池一体型屋根
材の裏側に位置する端子取り出し部と重なる部分におい
て、切り欠きを設け、その部分からケーブルによる太陽
電池出力の直列を可能とした。
【００９３】芯木１５０２は太陽電池一体型屋根材１５
０１との導通をはかるための金属部材１５０３としてコ
の字状にステンレス板を被せてある。
【００９４】芯木１５０２の間に太陽電池一体型屋根材
１５０１を配置し、太陽電池一体型屋根材１５０１と、
金属部材１５０３を貫通し、芯木１５０２に釘１５０５
を打ち込むことにより固定した。
【００９５】最後に化粧カバー１５０４を取り付けた。
【００９６】屋根の棟側の端部で、金属部材にケーブル
を取り付けた。電気的な導通は、太陽電池一体型屋根材
の金属製の補強材から釘を通じて、芯木に一体化された
金属部材に通じ、最終的にこのケーブルを屋内に引き込
み、最終的には電気的な接地がなされるものである。
【００９７】本実施例の屋根材においては、芯木と一体
化された金属部材によって、棟から軒に並んだ太陽電池
一体型屋根材を一括して、電気的な導通をとることを可
能とし、実施例１と同様に、作業性とコストに優れた設
置と、個々の太陽電池一体型屋根材の金属補強材の電気
的な接地を行うことができ、外観的にも優れた屋根材と
することができた。
【００９８】また、芯木と金属板を一体化し、これを利
用することにより、一般の屋根に使用される釘止めに対
応が可能であり、さらに作業性を向上せしめた。
【００９９】（実施例５）本実施例の屋根材は、通常の
金属屋根材でいうところの、瓦棒葺といわれる屋根施工
で設置したものである。
【０１００】太陽電池一体型屋根材は、実施例１と同様
に準備した。
【０１０１】図１６に本実施例の屋根材の断面構成図を
示す。
【０１０２】垂木の上に野地板１６０６を取り付けた、
野地板１６０６には、太陽電池一体型屋根材１６０１の
裏側に位置する端子取り出し部には、切り欠きを設け、
その部分からケーブルによる太陽電池出力の直列を可能
とした。
【０１０３】太陽電池一体型屋根材１６０１を野地板上
に配置し、太陽電池一体型屋根材１６０１を屋根棟側か
ら軒側の端部まで一体的に整形されたステンレス性の通
し吊子１６０２で押さえ、ねじ１６０３で固定した。吊
子はタッピングビス１６０４で野地板１６０１に取り付
けた。屋根の棟側の端部で、金属部材にケーブルを取り
付け、そのケーブルの他端部を、屋内に引き込み、電気
的に設置した。最後に化粧カバー１６０５を取り付け
た。
【０１０４】本実施例の屋根材においては、実施例１と
同様に、作業性とコストに優れた太陽電池一体型屋根材
の取り付けと太陽電池一体型屋根材の金属補強材の電気
的な接地を行うことができ、外観的にも優れた屋根材と
した。
【０１０５】さらに長尺の吊子を使用することにより、
固定の信頼性が向上し、屋根の下地などに加工を施すこ
となく、太陽電池一体型屋根材の隣接部の空間を利用
し、電気的な接地面を可能とした。
【０１０６】
【発明の効果】本発明では以上の手段をとることによ
り、設置施工が容易で、外観、電合安全性に優れた太陽
電池一体型屋根材アレイを安価に提供出来た。
【０１０７】葺かれた屋根の上に、太陽電池一体型屋根
材のための架台を組まずに設置することにより、架台の
材料費、架台設置のための作業を無くすことができ、大
幅なコストダウンが可能となった。また、屋根から突き
出した架台がないため、屋根と建造物の一体感に優れた
好ましい外観とすることができた。
【０１０８】太陽電池一体型屋根材の下側や、太陽電池
同士の隣接部などに金属部材を設け、その電気的導通の
ための金属部材を介して太陽電池一体型屋根材の金属補
強材を電気的に接地させることにより、ケーブルを多量
に使用することなく、それぞれの太陽電池一体型屋根材
を電気的に接地させることを可能とした。
【０１０９】電気的導通のための金属部材として金属板
を配置することにより、太陽電池一体型屋根材の周囲
に、ほとんど空間がない場合でも、金属部材を配置する
ことを可能とした。また入手が容易で、安価で、耐久性
も高い、特別な加工をせずに使用可能なため、作業性に
優れ、安価にその電気的接地面のための金属部材を配置
することができた。
【０１１０】また、前記金属部材として、木製の垂木に
取り付けられた金属板とすることにより、太陽電池一体
型屋根材の金属補強材との導通をより容易にした。これ
は、垂木部分に太陽電池一体型屋根材の固定部が位置す
ることで、より強度的に優れたものにすることができ、
その固定部を利用することで、これらの電気的な導通も
容易になるためである。さらに、あらかじめ垂木への固
定を行っておくことにより、屋根上での作業を減らすこ
とができた。木製の垂木は、木造の下地工法を持つ建築
物に一般的に使われるものであるので、従来の屋根工法
と大きく異なる点を持たせずに、金属部材の配置を可能
とした。
【０１１１】前記金属部材が、金属垂木とすることによ
り、より安価で容易な設置ができた。金属垂木は鉄筋造
等の下地工法をもつ建築物には構造材として一般的に使
用させれており、この金属垂木を介して電気的な接地を
行うことにより、別に電気的な導通のための金属部材の
配置を無くすことができた。また、前記金属部材が、隣
接する太陽電池一体型屋根材同士の間に配置された長尺
吊子とすることにより、太陽電池の固定と、電気的の導
通を同時に行うことができ、作業性、設置コストに優れ
た屋根材とすることができた。
【０１１２】さらに、前記金属部材が隣接部を覆うよう
にもうけられた金属板であるばあいには、同様に、隣接
部を覆う化粧カバーとしての機能を兼ね備えることによ
り、コスト、作業性、外観的に優れた屋根材にすること
ができた。
【０１１３】また、太陽電池一体型屋根材を吊子で固定
することにより、太陽電池一体型屋根材のボルト止め部
に応力が集中するなどの問題がないため、架台への取り
つけ部としての重厚なフレームを無用とすることが可能
となり、また、太陽電池一体型屋根材にボルト孔等を設
ける等の加工をしなくとも固定する事が可能となり、そ
の結果、太陽電池一体型屋根材の軽量化とコストダウン
が可能となった。また従来より屋根材として使用されて
いる金属屋根材は、このような固定方と同様に係合や吊
子を利用した設置が一般的であり、太陽電池一体型屋根
材の形状を、これらの従来の金属屋根材の形状と近づけ
ることで、固定方法の共通化、役物の共通化等を高める
事ができ、作業性が向上し、優れた外観の屋根材となっ
た。また、太陽電池一体型屋根材と普通の金属屋根との
混ぜ葺きも容易となった。
【０１１４】さらに吊子の一部分が導電性であり、か
つ、前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材と、屋根下
地に設けた金属部材とが、前記吊子を介して電気的に導
通されていることにより、太陽電池一体型屋根材と金属
部材との電気的な導通をケーブルを用いずに可能とな
り、安価で作業性に優れた屋根材とすることができた。
【０１１５】前記吊子が導電性を持つネジを有し、か
つ、前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材と、前記ネ
ジと、前記吊子の導電部が電気的に導通することによ
り、太陽電池一体型屋根材の金属外郭部と吊子との間の
電気的導通を、より確実とすることができた。
【０１１６】金属補強材として、太陽電池一体型屋根材
の外縁の、少なくとも一部に設けられた金属製枠材であ
ることにより、太陽電池を屋根材として使用するための
強度をえることができた。
【０１１７】また前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
材として、太陽電池裏側に金属板を設けることにより、
従来の金属屋根と似た形状とすることができ、屋根とし
ての強度や、外観、作業性に優れた太陽電池一体型屋根
材とすることができた。また、フレームとの継ぎ目等が
なく、雨仕舞いにも優れた太陽電池一体型屋根材とする
ことができ、さらに、軽量な太陽電池一体型屋根材とす
ることができ、家屋に負担を与えず、設置作業性に優れ
た屋根材とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の瓦棒型屋根材の施工状態を示す断面図
である。
【図２】本発明の吊子（瓦棒型用）の外観図である。
【図３】本発明の瓦棒型屋根材の施工方法を説明する外
観図である。
【図４】本発明の太陽電池一体型屋根材（瓦棒型）の外
観図である。
【図５】本発明の太陽電池一体型屋根材（横葺型）の外
観図である。
【図６】本発明の吊子（横葺型用）の外観図である。
【図７】本発明の横葺型屋根材の施工方法を説明する外
観図である。
【図８】本発明の横葺型屋根材の施工状態を示す断面図
である。
【図９】本発明の太陽電池素子の一例である。
【図１０】本発明の太陽電池一体型屋根材の断面構成図
である。
【図１１】本発明の垂木の一例の斜視図である。
【図１２】本発明の吊子の一例の斜視図である。
【図１３】従来例の架台設置型太陽電池装置の斜視図で
ある。
【図１４】従来例の架台設置型太陽電池装置の部分断面
図である。
【図１５】本発明の芯木有の瓦棒型屋根材の断面構成図
である
【図１６】本発明の通し吊子を用いた場合の屋根材の断
面構成図である。
【符号の説明】
１０１ 太陽電池一体型屋根材 １０２ 太陽電池素子部 １０３ ケーブル １０４ コネクター １０５ 吊子 １０６ 吊子固定用貫通孔 １０７ 螺合部 １０８ 金属垂木 １０９ ケーブル配線用貫通孔 １１０ 断熱材 １１１ 化粧カバー １１２ 吊子固定用ドリルビス １１３ ネジ １１４ 下地金物 １１５ 金属母屋 １１６ タッピングビス ５０１ 太陽電池一体型屋根材 ５０２ 太陽電池素子部 ５０３ ケーブル ５０４ コネクター ５０５ 吊子 ５０６ 吊子固定用貫通孔 ５０７ 螺合部 ５０８ 金属垂木 ５０９ 軒先唐草 ５１０ 断熱材 ５１１ 継ぎ手カバー上 ５１２ 継ぎ手カバー下 ５１３ 防水シール ５１４ 吊子固定タッピングビス ５１５ ネジ １１０１ 木製垂木 １１０２ 金属板 １１０３ 貫通孔 １１０４ 吊子 １１０５ 吊子固定用貫通孔 １１０６ モジュール導電ネジ用螺合部 １１０７ 吊子導電ネジ用螺合部 １３０１ 太陽電池一体型屋根材 １３０２ 架台 １４０１ 太陽電池素子 １４０２ 裏面フィルム １４０３ ガラス １４０４ 充填材 １４０５ フレーム １４０６ 架台 １４０７ ボルト １５０１ 太陽電池一体型屋根材 １５０２ 芯木 １５０３ 金属部材 １５０４ 化粧カバー １５０５ 釘 １５０６ 野地板 １６０１ 太陽電池一体型屋根材 １６０２ 長尺吊子 １６０３ ネジ １６０４ ネジ １６０５ 化粧カバー １６０６ 野地板
フロントページの続き (72)発明者 深江 公俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも太陽電池素子と金属補強材と
    が一体形成された太陽電池一体型屋根材が、少なくとも
    一つの導電部材上に配置され、該導電部材と前記太陽電
    池一体型屋根材の金属補強材とが電気的に接続され、か
    つ前記導電部材が電気的に接地されることを特徴とする
    屋根材。
  2. 【請求項２】 前記導電部材が、金属板であることを特
    徴とする請求項１記載の屋根材。
  3. 【請求項３】 前記導電部材が、木製垂木に取り付けら
    れた金属板であることを特徴とする請求項１記載の屋根
    材。
  4. 【請求項４】 前記導電部材が、金属垂木であることを
    特徴とする請求項１記載の屋根材。
  5. 【請求項５】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材
    と、前記導電部材とが、少なくとも一部が導電性を有す
    る吊子を介して電気的に導通されていることを特徴とす
    る請求項１記載の屋根材。
  6. 【請求項６】 前記吊子が螺合部を有し、該螺合部にお
    いてネジによって前記太陽電池一体型屋根材を前記吊子
    に圧着し、かつ前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材
    と、前記ネジと、前記吊子の導電部が電気的に導通する
    ことを特徴とする請求項５記載の屋根材。
  7. 【請求項７】 前記吊子が、金属製吊子であり、太陽電
    池一体型屋根材を押さえるカギ状の係合部と、屋根下地
    に固定される固定部と、金属ネジが取り付けられまた、
    吊子の係合部が、太陽電池一体型屋根材の金属補強材を
    含む一部を屋根下地との間に挟みこみ、固定部において
    屋根下地に固定され、かつ、吊子にとりつけられた金属
    ネジの先端が、太陽電池一体型屋根材の金属補強材に確
    実に接触する状態にあり、該金属ネジを介して太陽電池
    一体型屋根材の金属補強材と吊子とが電気的に導通する
    ことを特徴とする請求項５記載の屋根材。
  8. 【請求項８】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材
    が、太陽電池一体型屋根材の外縁の少なくとも一部に設
    けられた金属製枠材であることを特徴とする、請求項1
    記載の屋根材。
  9. 【請求項９】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材
    が、太陽電池一体型屋根材の裏側に設けられた金属板で
    あることを特徴とする、請求項1記載の屋根材。
  10. 【請求項１０】 前記太陽電池一体型屋根材が、非発電
    領域において、太陽電池一体型屋根材の受光面裏面側に
    設けられた金属板を塑性加工されてなる係合部を有し、
    さらに、該太陽電池一体型屋根材の係合部には、少なく
    とも一部に絶縁性の皮膜のない部分を持ち、前記金属板
    が、少なくともその絶縁性の皮膜のない部分を介して屋
    根下地に設けられた導電部材に電気的に導通されたこと
    を特徴とする請求項９記載の屋根材。
  11. 【請求項１１】 少なくとも太陽電池素子と金属補強材
    とが一体形成された複数の太陽電池一体型屋根材が、少
    なくとも一つの共通する導電部材上に隣接して配置さ
    れ、該導電部材と前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材とが電気的に接続され、かつ前記導電部材が電気的に
    接地されることを特徴とする屋根材。
  12. 【請求項１２】 前記導電部材が、隣接する太陽電池一
    体型屋根材同士の間に配置された金属板であることを特
    徴とする請求項１１記載の屋根材。
  13. 【請求項１３】 前記導電部材が、隣接する太陽電池一
    体型屋根材同士の間に配置された長尺吊子であることを
    特徴とする請求項１２記載の屋根材。
  14. 【請求項１４】 前記導電部材が隣接部を覆うようにも
    うけられた金属板であることを特徴とする請求項１１記
    載の屋根材。
  15. 【請求項１５】 前記導電部材が導電性を持つネジを有
    し、該ネジが前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材に
    接するようにとりつけられ、かつ、前記太陽電池一体型
    屋根材の金属補強材と、前記ネジと、前記導電部材が電
    気的に導通することを特徴とする請求項１３記載の屋根
    材。
  16. 【請求項１６】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の外縁の、少なくとも一部
    に設けられた金属製枠材であることを特徴とする、請求
    項1１記載の屋根材。
  17. 【請求項１７】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の裏側に設けられた金属板
    であることを特徴とする、請求項1１記載の屋根材。
  18. 【請求項１８】 前記太陽電池一体型屋根材が、非発電
    領域において、太陽電池一体型屋根材の受光面裏面側に
    設けられた金属板を塑性加工されてなる係合部を有し、
    さらに、該太陽電池一体型屋根材の係合部には、少なく
    とも一部に絶縁性の皮膜のない部分を持ち、前記金属板
    が、少なくともその絶縁性の皮膜のない部分を介して前
    記導電部材に電気的に導通されたことを特徴とする請求
    項１７記載の屋根材。
  19. 【請求項１９】 屋根下地に導電部材を設ける工程と、
    少なくとも太陽電池素子と金属補強材とが一体形成され
    た太陽電池一体型屋根材を前記導電部材上に載置する工
    程と、該導電部材と太陽電池一体型屋根材の金属補強材
    とを電気的に導通する工程と、前記導電部材を電気的に
    接地する工程とを有することを特徴とする屋根材の施工
    方法。
  20. 【請求項２０】 前記導電部材が、金属板であることを
    特徴とする請求項１９記載の屋根材の施工方法。
  21. 【請求項２１】 前記導電部材が、木製の垂木に取り付
    けられた金属板であることを特徴とする請求項１９記載
    の屋根材の施工方法。
  22. 【請求項２２】 前記導電部材が、金属垂木であること
    を特徴とする請求項１９記載の屋根材の施工方法。
  23. 【請求項２３】 前記屋根材について、一つの太陽電池
    一体型屋根材に対して少なくとも一つの吊子を有し、該
    吊子の一部分が導電性であり、かつ、前記太陽電池一体
    型屋根材の金属補強材と、屋根下地に設けた導電部材と
    が、前記吊子を介して電気的に導通されていることを特
    徴とする請求項１９記載の屋根材の施工方法。
  24. 【請求項２４】 前記吊子が導電性を持つネジを有し、
    該ネジが前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材に接す
    るようにとりつけられ、かつ、前記太陽電池一体型屋根
    材の金属補強材と、前記ネジと、前記吊子の導電部が電
    気的に導通することを特徴とする請求項２３記載の屋根
    材の施工方法。
  25. 【請求項２５】 前記吊子が、金属製吊子であり、太陽
    電池一体型屋根材を押さえるカギ状の係合部と、屋根下
    地に固定される固定部と、金属ネジが取り付けられま
    た、吊子の係合部が、太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材を含む一部を、屋根下地との間に挟みこみ、かつ、吊
    子にとりつけられた金属ネジの先端が、太陽電池一体型
    屋根材の金属補強材に確実に接触する状態に、固定部に
    おいて屋根下地に固定され、さらに、該金属ネジを介し
    て太陽電池一体型屋根材の金属補強材と吊子とが電気的
    に導通することを特徴とする請求項２３記載の屋根材の
    施工方法。
  26. 【請求項２６】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の外縁の、少なくとも一部
    に設けられた金属製枠材であることを特徴とする、請求
    項１９記載の屋根材の施工方法。
  27. 【請求項２７】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の裏側に設けられた金属板
    であることを特徴とする、請求項１９記載の屋根材の施
    工方法。
  28. 【請求項２８】 前記太陽電池一体型屋根材が、非発電
    領域において、太陽電池一体型屋根材の受光面裏面側に
    設けられた金属板を塑性加工されてなる係合部を有し、
    さらに、該太陽電池一体型屋根材の係合部には、少なく
    とも一部に絶縁性の皮膜のない部分を持ち、前記金属板
    が、少なくともその絶縁性の皮膜のない部分を介して屋
    根下地に設けられた導電部材に電気的に導通されたこと
    を特徴とする請求項２７記載の屋根材の施工方法。
  29. 【請求項２９】 少なくとも太陽電池素子と金属補強材
    とが一体形成された複数の太陽電池一体型屋根材が、少
    なくとも一つの共通する導電部材上に隣接して配置さ
    れ、該導電部材と前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材とが電気的に接続され、かつ前記導電部材が電気的に
    接地されることを特徴とする屋根材の施工方法。
  30. 【請求項３０】 前記導電部材が、隣接する太陽電池一
    体型屋根材同士の間に配置された金属板であることを特
    徴とする請求項２９記載の屋根材の施工方法。
  31. 【請求項３１】 前記導電部材が、隣接する太陽電池一
    体型屋根材同士の間に配置された長尺吊子であることを
    特徴とする請求項３０記載の屋根材の施工方法。
  32. 【請求項３２】 前記導電部材が隣接部を覆うようにも
    うけられた金属板であることを特徴とする請求項２９記
    載の屋根材の施工方法。
  33. 【請求項３３】 前記導電部材が導電性を持つネジを有
    し、該ネジが前記太陽電池一体型屋根材の金属補強材に
    接するようにとりつけられ、かつ、前記太陽電池一体型
    屋根材の金属補強材と、前記ネジと、前記導電部材が電
    気的に導通することを特徴とする請求項３１記載の屋根
    材の施工方法。
  34. 【請求項３４】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の外縁の、少なくとも一部
    に設けられた金属製枠材であることを特徴とする、請求
    項２９記載の屋根材の施工方法。
  35. 【請求項３５】 前記太陽電池一体型屋根材の金属補強
    材が、太陽電池一体型屋根材の裏側に設けられた金属板
    であることを特徴とする、請求項２９記載の屋根材の施
    工方法。
  36. 【請求項３６】 前記太陽電池一体型屋根材が、非発電
    領域において、太陽電池一体型屋根材の受光面裏面側に
    設けられた金属板を塑性加工されてなる係合部を有し、
    さらに、該太陽電池一体型屋根材の係合部には、少なく
    とも一部に絶縁性の皮膜のない部分を持ち、前記金属板
    が、少なくともその絶縁性の皮膜のない部分を介して前
    記導電部材に電気的に導通されたことを特徴とする請求
    項３５記載の屋根材の施工方法。
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