JP2002303023A - 太陽電池付き屋根材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池付き屋根材において、屋根材本体と
バックアップ材を固定するに際し、屋根材本体の裏面側
のバックアップ材の熱による収縮を防ぐこと。 【解決手段】 屋根材本体１１の表面の一部に太陽電池
１２が設置され、屋根材本体１１の裏面側にバックアッ
プ材１３が設けられた太陽電池付き屋根材１０におい
て、屋根材本体１１とバックアップ材１３とが、太陽電
池１２が設置された部分以外の屋根材本体１１の裏面で
固定されたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池付き屋根
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池付きの屋根材であって、その裏
面にバックアップ材を有するものが、特開2000-114578
に記載されている。バックアック材は、屋根材の踏み強
度や断熱性を向上する。従来技術では、バックアップ材
と屋根材本体がバックアップ材に取付けられた金具を屋
根材本体にねじ止めすることにより固定される。

【０００３】屋根材本体とバックアップ材とを固定して
いないと、太陽電池付き屋根材を施工するときに、まず
バックアップ材を屋根に固定し、その上に太陽電池を有
する屋根材本体を固定することになり、工数が多く必要
になるので、屋根材本体とバックアップ材の固定は不可
欠のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バックアップ材として
は、強度、耐熱性、断熱性、成形性、コスト等から発泡
性樹脂製のものが好適に使われるが、太陽電池付き屋根
材は、屋根の上に施工されるので、太陽光の熱によって
相当の高温にさらされる。このとき、太陽電池が設置さ
れた部分以外の屋根材本体は、直に太陽光、熱を受ける
ので、その下にあるバックアップ材も高温にさらされ
る。特に、金属製屋根材本体の場合は顕著である。そし
て、バックアップ材が熱により寸法収縮すると、屋根の
補修等で人が屋根上を歩いたときに屋根材本体がへこん
で見栄えが悪くなったり、屋根材本体の撓みにより太陽
電池が外れたり、割れたりする虞がある。

【０００５】本発明の課題は、太陽電池付き屋根材にお
いて、屋根材本体とバックアップ材を固定するに際し、
屋根材本体の裏面側のバックアップ材の熱による収縮を
防ぐことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、屋根
材本体の表面の一部に太陽電池が設置され、屋根材本体
の裏面側にバックアップ材が設けられた太陽電池付き屋
根材において、屋根材本体とバックアップ材とが、太陽
電池が設置された部分以外の屋根材本体の裏面で固定さ
れたものである。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て更に、前記屋根材本体とバックアップ材とが接着層に
より固定され、該接着層の厚みが0.3ｍｍ以上5ｍｍ以下
であるようにしたものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て更に、前記接着層が厚み0.3ｍｍ以上5ｍｍ以下の両面
粘着テープであるようにしたものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項２又は３の発明
において更に、前記接着層が、屋根材本体とバックアッ
プ材の間で不連続的に配置されたものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれ
かの発明において更に、前記屋根材本体とバックアップ
材とを固定する接着層が、屋根材が葺き重なる部分にお
いて、下側の屋根材の葺き重ね部に位置する屋根材本体
の裏側には設けられないようにしたものである。

【００１１】ここで、屋根材本体は、金属、無機材料、
有機材料及びこれらの組合せ等特に限定はされない。金
属の場合、屋根材本体は、鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ガル
タイトやガルバリウム等の亜鉛−アルミニウムメッキ鋼
板、アルミニウムメッキ鋼板、ステンレス鋼板、アルミ
ニウム板、銅板等を用いることができる。

【００１２】また、太陽電池付き屋根材の形状は、屋根
面全体の施工後に、屋根面の外面に現れる部分の該屋根
材の形状、大きさが、隣接して敷設される一般の屋根材
と類似していることが好ましい。また、太陽電池付き屋
根材の１個の大きさは、隣接して敷設される一般の屋根
材の１個又はその整数倍個とほぼ同じ大きさが良い。施
工しやすさを考えると、１個又は２個とほぼ同じ大きさ
であることが望ましい。

【００１３】また、太陽電池付き屋根材に設けられる太
陽電池取付部は、太陽電池が取付けられる平坦部でも良
いし、太陽電池とほぼ同じ大きさの凹部に該太陽電池を
嵌め込むものでも良い。太陽電池の取付方法は、接着
剤、粘着剤もしくは固定金具又はこれらの併用による方
法が挙げられるが、特に固定金具を用いると耐久性の高
い取付けが実現できる。

【００１４】また、太陽電池付き屋根材において、屋根
材本体の裏面に設けられるバックアップ材の材質は、強
度、耐熱性、断熱性、成形性、コスト等から発泡性樹脂
が好適に用いられる。ここで、バックアップ材として用
いられる発泡性樹脂の種類としては、特に限定されず、
ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、無水マレイン酸
−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−スチレン
共重合体樹脂等が挙げられる。これらの発泡性樹脂には
当該技術分野で一般的に用いられる塩素系、臭素系、金
属水和物系、リン系、シリコーン系の難燃剤が使用でき
る。

【００１５】また、太陽電池付き屋根材において、屋根
材本体とバックアップ材とは、太陽電池が設置された部
分以外の屋根材本体の裏面で固定されていれば良く、そ
の固定方法は、接着剤、両面粘着テープ、或いは、合成
樹脂、発泡樹脂、発泡ゴム、布、金属等の基材の両側に
粘着剤を塗布したもの等を使用でき、また接着層の厚み
は特に限定しない。例えば、接着層の熱伝導率が非常に
小さい材料であれば非常に薄くても効果があるし、一般
的な両面粘着テープ等でもある程度の効果は期待でき
る。

【００１６】このとき、屋根材本体の裏面で太陽電池が
設置された部分の裏側にも接着層を設けても差し支えな
い。この部分では、太陽光、熱が太陽電池と屋根材本体
を通してバックアップ材へ伝わるので、バックアップ材
の熱による収縮の程度は比較的小さいが、接着層を設け
ることによって屋根材本体とバックアックアップ材の固
定の確実を図ることができる。

【００１７】

【作用】請求項１の発明によれば下記の作用がある。 太陽電池が設置された部分以外の、太陽光、熱が直に
かかる屋根材本体の裏面で、屋根材本体とバックアップ
材とが固定手段を介して固定されているので、屋根材本
体とバックアップ材が直接接触せず、バックアップ材の
昇温程度を緩和し、バックアップ材の熱による収縮を抑
制できる。これにより、経年後、メンテナンス等で人が
屋根上を歩いたときにも、屋根材本体がへこんで見栄え
が悪くなったり、屋根材本体の撓みにより太陽電池が外
れたり、割れたりすることがなく、信頼性の高い太陽電
池付き屋根材が得られる。

【００１８】請求項２の発明によれば下記の作用があ
る。 屋根材本体とバックアップ材とを接着層により固定す
ることにより、屋根材本体とバックアップ材を簡易に固
定できる。この接着層の厚みは0.3ｍｍ以上5ｍｍ以下が
好適である。一般に入手できる安価な接着剤、両面粘着
テープ、ある基材の両面に粘着剤を塗布したものでは、
0.3ｍｍより小さければ熱伝導を抑える効果が小さい。
また、5ｍｍより大きければ、接着層が接着剤の場合、
乾燥、硬化するのに時間がかかったり、発泡ゴムや不織
布を基材とした両面粘着テープの場合、この基材が比較
的柔らかいので、施工時に太陽電池付き屋根材の太陽電
池が設置された部分以外の屋根材本体を踏んだときに、
沈み込みが大きく、歩行のバランスを崩す等して危険で
ある。

【００１９】請求項３の発明によれば下記の作用があ
る。 接着層として両面粘着テープを用いることにより、屋
根材本体とバックアップ材とを簡易に固定できる。両面
粘着テープでは、接着剤に比べ、養生期間が必要なく、
テープを貼り付ける作業も簡単である。このとき、両面
粘着テープの種類は特に限定しない。その基材の種類と
しては、発泡樹脂や発泡ブチルゴム、ポリエチレン繊
維、不織布等があり、これらにアクリル粘着剤等の粘着
剤が塗布されたもの等が挙げられる。

【００２０】請求項４の発明によれば下記の作用があ
る。 接着層を不連続的に配置したから、屋根材本体とバッ
クアップ材との間に部分的に空気層を設けることにな
り、バックアップ材の熱による温度上昇を抑える効果が
ある。ここで、接着層の形状、設置する間隔等は特に限
定しない。接着層が小さすぎたり、接着層の設置間隔が
大きすぎると、施工時にバックアップ材が屋根材本体か
ら分離したり、接着層がない部分を踏んだときに若干の
へこみを生ずる虞がある。

【００２１】請求項５の発明によれば下記の作用があ
る。 接着層が、屋根材が葺き重なる部分において、下側の
屋根材の葺き重ね部に位置する屋根材本体の裏側に設け
られない。この部分は、太陽光、熱を直に受けないの
で、バックアップ材の熱収縮を抑えるための接着層を設
ける必要がなく、構成部材の有効利用を図ることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は第１実施形態の太陽電池付
き屋根材が適用された屋根面を示す平面図、図２は太陽
電池付き屋根材を示す、図１のII−II線に沿う断面図、
図３は太陽電池付き屋根材の分解断面図、図４はバック
アップ材と接着層を示す平面図、図５は第２実施形態の
太陽電池付き屋根材を示す分解断面図、図６はバックア
ップ材と接着層を示す平面図、図７は第３実施形態の太
陽電池付き屋根材を示す分解断面図、図８はバックアッ
プ材と接着層を示す平面図である。

【００２３】（第１実施形態）（図１〜図４） 図１は、一般の屋根材１に本発明の太陽電池付き屋根材
１０を隣接して勾配屋根の下地上に敷設したものであ
る。このとき、屋根材１、１０は相隣るもの同士を葺き
重ねて構成され、上側の屋根材１、１０の下端部が下側
の屋根材１、１０の上端部の上に葺き重ねられる。

【００２４】太陽電池付き屋根材１０は、図２〜図４に
示す如く、屋根材本体１１の略中央部にプレス成形した
凹部１１Ａに太陽電池１２を設置し、屋根材本体１１の
裏面側に該屋根材本体１１が嵌合する凹部１３Ａを備え
たバックアップ材１３が設けられる。屋根材本体１１
は、0.8ｍｍ厚みの55％アルミニウム−亜鉛メッキ鋼板
（ガルバリウム鋼板）にて構成される。バックアップ材
１３は、発泡倍率40倍のポリスチレン樹脂からなるもの
を用いた。

【００２５】太陽電池付き屋根材１０は、屋根材本体１
１とバックアップ材１３を固定する接着層１４を備え
る。接着層１４は、太陽電池１２が設置される部分以外
の屋根材本体１１の裏面いわゆる凹部の四周に形成され
た凸状の縁にのみ設けられる（図４）。接着層１４は、
厚み1ｍｍの発泡ブチルゴムを基材とする両面粘着テー
プを用いた。

【００２６】太陽電池付き屋根材１０では、相隣る上下
の屋根材１、１０を葺き重ねる部分で、下側の屋根材１
０の葺き重ね部に位置する屋根材本体１１の裏側部分
（図４において、バックアップ材１３の凹部１３Ａの図
中の上縁に沿う部分）には、上述の接着層１４を設けな
い。

【００２７】本実施形態によれば、以下の作用がある。 太陽電池１２が設置された部分以外の、太陽光、熱が
直にかかる屋根材本体１１の裏面で、屋根材本体１１と
バックアップ材１３とが接着層１４を介して固定されて
いるので、屋根材本体１１とバックアップ材１３が直接
接触せず、バックアップ材１３の昇温程度を緩和し、バ
ックアップ材１３の熱による収縮を抑制できる。これに
より、経年後、メンテナンス等で人が屋根上を歩いたと
きにも、屋根材本体１１がへこんで見栄えが悪くなった
り、屋根材本体１１の撓みにより太陽電池１２が外れた
り、割れたりすることがなく、信頼性の高い太陽電池付
き屋根材１０が得られる。

【００２８】屋根材本体１１とバックアップ材１３と
を接着層により固定することにより、屋根材本体１１と
バックアップ材１３を簡易に固定できる。この接着層の
厚みは0.3ｍｍ以上5ｍｍ以下が好適である。一般に入手
できる安価な接着剤、両面粘着テープ、ある基材の両面
に粘着剤を塗布したものでは、0.3ｍｍより小さければ
熱伝導を抑える効果が小さい。また、5ｍｍより大きけ
れば、接着層が接着剤の場合、乾燥、硬化するのに時間
がかかったり、発泡ゴムや不織布を基材とした両面粘着
テープの場合、この基材が比較的柔らかいので、施工時
に太陽電池付き屋根材１０の太陽電池１２が設置された
部分以外の屋根材本体１１を踏んだときに、沈み込みが
大きく、歩行のバランスを崩す等して危険である。

【００２９】接着層として両面粘着テープを用いるこ
とにより、屋根材本体１１とバックアップ材１３とを簡
易に固定できる。両面粘着テープでは、接着剤に比べ、
養生期間が必要なく、テープを貼り付ける作業も簡単で
ある。

【００３０】接着層が、屋根材１０が葺き重なる部分
において、下側の屋根材１０の葺き重ね部に位置する屋
根材本体１１の裏側に設けられない。この部分は、太陽
光、熱を直に受けないので、バックアップ材１３の熱収
縮を抑えるための接着層を設ける必要がなく、構成部材
の有効利用を図ることができる。

【００３１】太陽電池１２が設置される部分以外の屋
根材１０の裏面のみに接着層１４を設けたので、接着層
１４を少なくすることができ、コストを下げることがで
きる。

【００３２】（第２実施形態）（図５、図６） 第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、太陽電池付
き屋根材１０において、接着層１４を屋根流れ方向で不
連続的に配置したことにある。

【００３３】本実施形態によれば、接着層１４を不連続
的に配置したから、屋根材本体１１とバックアップ材１
３との間に部分的に空気層を設けることになり、バック
アップ材１３の熱による温度上昇を抑える効果がある。
ここで、接着層１４の形状、設置する間隔等は特に限定
しない。接着層１４が小さすぎたり、接着層１４の設置
間隔が大きすぎると、施工時にバックアップ材１３が屋
根材本体１１から分離したり、接着層１４がない部分を
踏んだときに若干のへこみを生ずる虞がある。

【００３４】（第３実施形態）（図７、図８） 第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、太陽電池付
き屋根材１０において、太陽電池１２が設置される部分
の屋根材本体１１の裏面にも、接着層１５を設けたこと
にある。

【００３５】第１実施形態〜第３実施形態の太陽電池付
き屋根材１０を、南向きの30度傾斜した屋根面に施工
し、夏期に１ヶ月間放置した後、太陽電池付き屋根材１
０の太陽電池１２が設置された部分以外の屋根材本体１
１の部分を人が踏み歩いた結果、屋根材本体１１がへこ
んで見栄えが悪くなったり、屋根材本体１１の撓みによ
り太陽電池１２が外れたり、割れたりすることがなかっ
た。

【００３６】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、接
着層の材質や１個当たりの大きさ、形状、貼り付け位置
は、実施例に限定されることはなく、例えば両面粘着テ
ープとして、ポリエチレン繊維製の基材や不織布製の基
材からなるものを使用しても良いし、形状が円形でも長
方形でも良い。また、接着剤として、ポリエステル系溶
剤可溶型接着剤、ポリエステル系ホットメルト型接着
剤、変性アクリレート系接着剤、シアノアクリレート系
接着剤、エポキシ系接着剤等を使用しても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、太陽電池
付き屋根材において、屋根材本体とバックアップ材を固
定するに際し、屋根材本体の裏面側のバックアップ材の
熱による収縮を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１実施形態の太陽電池付き屋根材が適
用された屋根面を示す平面図である。

【図２】図２は太陽電池付き屋根材を示す、図１のII−
II線に沿う断面図である。

【図３】図３は太陽電池付き屋根材の分解断面図であ
る。

【図４】図４はバックアップ材と接着層を示す平面図で
ある。

【図５】図５は第２実施形態の太陽電池付き屋根材を示
す分解断面図である。

【図６】図６はバックアップ材と接着層を示す平面図で
ある。

【図７】図７は第３実施形態の太陽電池付き屋根材を示
す分解断面図である。

【図８】図８はバックアップ材と接着層を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 太陽電池付き屋根材 １１ 屋根材本体 １２ 太陽電池 １３ バックアップ材 １４ 接着層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根材本体の表面の一部に太陽電池が設
   置され、屋根材本体の裏面側にバックアップ材が設けら
   れた太陽電池付き屋根材において、 屋根材本体とバックアップ材とが、太陽電池が設置され
   た部分以外の屋根材本体の裏面で固定されたことを特徴
   とする太陽電池付き屋根材。
2. 【請求項２】 前記屋根材本体とバックアップ材とが接
   着層により固定され、該接着層の厚みが0.3ｍｍ以上5ｍ
   ｍ以下である請求項１に記載の太陽電池付き屋根材。
3. 【請求項３】 前記接着層が厚み0.3ｍｍ以上5ｍｍ以下
   の両面粘着テープである請求項２に記載の太陽電池付き
   屋根材。
4. 【請求項４】 前記接着層が、屋根材本体とバックアッ
   プ材の間で不連続的に配置された請求項２又は３に記載
   の太陽電池付き屋根材。
5. 【請求項５】 前記屋根材本体とバックアップ材とを固
   定する接着層が、屋根材が葺き重なる部分において、下
   側の屋根材の葺き重ね部に位置する屋根材本体の裏側に
   は設けられない請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電
   池付き屋根材。