JP2004332363A - Installation structure of vertically thatching roof board with solar battery - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソーラー・システムを備えるタイプの縦葺屋根における太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
縦葺屋根に太陽電池パネル(太陽電池モジュール)を設置するにあたって、予め太陽電池パネルを縦葺屋根板に一体的に備えておいて、現場施工ではこの縦葺屋根板を葺くだけで足り、太陽電池パネルの設置作業を省略できて施工期間の短縮化を図れるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−214579号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、太陽電池付きの上記縦葺屋根板では、太陽電池パネルが縦葺屋根板の表面にフッ素樹脂フィルム等のコーティングにて装着されているため、経年変化により太陽電池パネルが縦葺屋根板の表面から剥がれてその隙間に雨水が浸入し、この侵入水の水捌けが悪く、溜まった水が凍結し体積膨張により太陽電池の破損を招く恐れがあった。太陽電池パネルと縦葺屋根板とは分離不能に一体化されているため、万が一、太陽電池が破損したときは、太陽電池パネルを縦葺屋根板ごと取り替えなければならなかった。
【0005】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、太陽電池パネルの裏面と縦葺屋根板の表面との間に雨水が浸入してもこの排水を良好にし、太陽電池の破損防止、及び夏季における太陽電池の温度上昇を抑制できて発電効率の低下の抑制を図れる太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造を提供することにある。また、本発明の目的は、太陽電池付き縦葺屋根板の取り付け施工が太陽電池パネルを破損することなく安全に行え、また太陽電池が破損したときは太陽電池パネルのみを取り替えることで足りる太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属製の縦葺屋根板が屋根下地材の上に敷設された野地板上にバックアップ材を介して配置され、前記縦葺屋根板の表面側には太陽電池パネルが空隙を置いて重合配備されているとともに、前記太陽電池パネルの裏面側の数箇所に固定した結合ボルトの先端を、前記縦葺屋根板に設けた結合孔に挿通させて該縦葺屋根板の裏面側に突出させ、この結合ボルトの突出先端にナットを締め付けることにより前記太陽電池パネルが前記縦葺屋根板に結合されていることに特徴を有するものである。
【0007】
この場合において、前記縦葺屋根板には弾性を有する断熱材が裏貼りされ、この断熱材が前記縦葺屋根板の裏面の結合孔周辺部と前記ナットとの間で圧縮状に挟持されるものとすることができる。また、前記縦葺屋根板の表面と前記太陽電池パネルの裏面との間には止水用通しパッキンを縦葺屋根板の長手方向全長にわたり介在させて固定することができる。
【0008】
【発明の作用・効果】
上記構成の太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造によれば、縦葺屋根板の表面と太陽電池パネルとの間に空隙を設けてあるので、雨水が縦葺屋根板と太陽電池パネルとの間に浸入してもこの浸入水は前記空隙内を屋根勾配に沿って流れ去って容易に排水でき、また冬季にこの浸入水が凍結するようなことがあってもこの凍結による体積膨張は前記空隙内で逃がすことができるため太陽電池の破損を防止でき、さらに夏季における太陽電池の温度上昇は前記空隙内での通気作用により抑制できて発電効率の低下を抑えることができる。
【0009】
また、この太陽電池パネル付き縦葺屋根板は野地板との間にバックアップ材を介在してあるので、この縦葺屋根板の取り付け施工時に太陽電池パネルの上を踏んだときもこの踏圧により縦葺屋根板がたわむようなことがないため、太陽電池パネルの破損を防止できる。
【0010】
施工後、万一、太陽電池が破損したときは、縦葺屋根板を取り外し、ナットの締付けを弛めて太陽電池パネルを縦葺屋根板から分離することができるので、この太陽電池パネルのみを取り替えることが可能であり、経済的である。
【0011】
太陽電池パネル付きの縦葺屋根板には弾性を有する断熱材が裏貼りされ、この断熱材が縦葺屋根板の裏面の結合孔周辺部とナットとの間で圧縮状に挟持されるものとすることにより、その断熱材が本来の縦葺屋根板裏の断熱、防露機能を発揮するとともに、縦葺屋根板の結合孔周辺部とナットとの間で圧縮状に挟持された断熱材の弾性反発力によりナットの緩み止めや締め付け強度の増大、結合ボルトと結合孔との間のシール等の機能をも発揮する。
【0012】
縦葺屋根板の表面と太陽電池パネルの裏面との間には止水用通しパッキンを縦葺屋根板の長手方向全長にわたり介在させて固定しておくと、縦葺屋根板と太陽電池パネルとの間の空隙内に浸入した雨水が結合孔へ回り込むのを止水用通しパッキンで遮断することができるとともに、太陽電池パネルと縦葺屋根板の両者の補強一体化に寄与できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図1は本発明の一実施例を示す太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造の断面図、図2は図1の太陽電池付き縦葺屋根板の平面図、図3は図2におけるA−A線拡大断面図、図4は図1の太陽電池パネルと縦葺屋根板との結合部分の拡大断面図、図5は図1の太陽電池付き縦葺屋根板の端部同士の接続固定部の拡大断面図である。
【0014】
本発明に係る太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造は、図2、図3に示すように、予め、工場等で金属製の縦葺屋根板1の表面側に太陽電池パネル(太陽電池モジュール)2を一体的に結合して太陽電池付き縦葺屋根板3を組み立て、図1に示すように、この太陽電池付き縦葺屋根板3を現場で縦葺屋根の形鋼製の母屋や梁等の屋根下地材4の上に敷設された硬質木片セメント板や木毛セメント板等の野地板5上に取り付けるというものである。
【0015】
縦葺屋根板1は着色塗装鋼板等の平らな金属板からなり、雨音、結露を防止するために発泡ポリエチレンフォーム等の弾性を有する断熱材6を裏貼りしてある。この縦葺屋根板1の幅方向両端部には、図3に示すように、縦葺屋根板1の端を裏側へ略直角に折曲した後向き板部7と、この後向き板部7の後端を内向きに折り返した被係止部8と、この被係止部8の後端を外向きに折曲して断面略V形状の樋部9とを形成している。樋部9の溝内にはその長手方向にわたってシリコン等の止水パッキン10を接着固定している。
【0016】
図3、図5に示すように、縦葺屋根板1の表面側には太陽電池パネル2が所定間隔の空隙11を置いて重合配備されるとともに、複数個の結合ボルト12及びナット13により一体的に結合される。結合ボルト12はABS樹脂等の合成樹脂で円筒状に成形され、且つ基端に鍔部14が外方へ水平に張り出し形成されている。複数個の結合ボルト12は、個々の鍔部14の端面を太陽電池パネル2の裏面上の所定箇所に突き合わせて接着剤で接着することにより太陽電池パネル2の裏面側の数箇所に所定間隔置きに固定される。かくして、結合ボルト12の先端を、縦葺屋根板1に設けた結合孔15に挿通させて縦葺屋根板1の裏面側に突出させ、この結合ボルト12の突出先端にナット13を締め付けることにより太陽電池パネル2が縦葺屋根板1の表面側に空隙11を置いて一体的に結合される。その際、たとえ、雨水が太陽電池パネル2と縦葺屋根板1との間の空隙11内に浸入し、さらに結合ボルト12と結合孔15との間の隙間から縦葺屋根板1の裏側へ浸入することのないように、結合ボルト12の鍔部14と縦葺屋根板1の表面との間にはゴム製のシールリング16が介在される。
【0017】
縦葺屋根板1の表面と太陽電池パネル2の裏面との間には、太陽電池パネル2の裏側に浸入した雨水が結合孔15へ回り込むのを防止するとともに、太陽電池パネル2と縦葺屋根板1の両者の補強一体化を補助するために、図3に示すように、複数本のEPDMゴム等よりなる止水用通しパッキン17を縦葺屋根板1の長手方向(軒棟方向)全長にわたり介在させて太陽電池パネル2及び縦葺屋根板1に対して接着固定させる。
【0018】
結合ボルト12にナット13を締め付けるときは、図4に示すように、縦葺屋根板1に裏貼りされた断熱材6の結合孔周辺部6aが縦葺屋根板1の裏面の結合孔15周辺部とナット13との間で圧縮状に挟持される。これにより、断熱材6が本来の縦葺屋根板裏の断熱、防露機能のほかに、ナット13の緩み止めや締め付け強度の増大、結合ボルト12と結合孔15間のシールなどの機能をも発揮する。
【0019】
太陽電池パネル2としては、たとえば、図4に示すように、透明な強化ガラス等よりなるフロントカバー18に、多数個の結晶系あるいは非結晶系のシリコン素子等の太陽電池セル19をエチレンビニルアセテート等の充填封入材20によって接着一体化し、この裏面をフッ素樹脂系フィルム等よりなるバックカバー21によって保護コートされたラミネートタイプの一般的なものが使用される。太陽電池パネル2の外周には接着剤22を介して金属製の枠23が嵌め込まれている。太陽電池パネル2から出力ケーブル24を取り出す際、或る1個の円筒状の結合ボルト12を利用し、出力ケーブル24はこの結合ボルト12の中空内部に通して縦葺屋根板1の裏面側へ導出させる。また、図3に示すように出力ケーブル24を縦葺屋根板1の裏面側に這わすとき、該出力ケーブル24の中途部は他の結合ボルト12の先端部に設ける切欠溝25に嵌め込むことで該結合ボルト12をケーブル保持具に兼用できる。
【0020】
次に、上記構成の太陽電池付き縦葺屋根板3を縦葺屋根の野地板5上に取り付ける要領について施工順に説明する。
【0021】
まず、太陽電池付き縦葺屋根板3を取り付けるに先立って、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板3,3の幅方向の端同士を接続するための通し吊子26(図5参照)と、太陽電池付き縦葺屋根板3,3の端同士間に嵌め込まれるキャップ27(図5参照)とを用意する。
【0022】
図5に示すように、通し吊子26は、断熱材28が裏貼りされた金属板を曲げ加工して断面溝形状の隠し樋29を形成するとともに、この隠し樋29の両側壁部30,30の各上端に、縦葺屋根板1の端の被係止部8が係合する係止部31をその長手方向にそって内向きに一体に突設している。さらに、各係止部31の上端は一旦斜め上向き外方へ折曲したうえで外側下方へ向かって折曲して起立板部32を形成し、この起立板部32の下端を外向きに水平に折曲して固定板部33を形成している。
【0023】
キャップ27は、図5に示すように、天板部34と、この天板部34の幅方向両端から下方へ折曲された一対の側板部35,35を有する長尺物であり、縦葺屋根板1と同じ金属材料を曲げ加工してなる。天板部34の幅は隣接する太陽電池付き縦葺屋根板3,3の後向き板部7,7同士間の間隔と略同じ寸法に設定され、側板部35は弾性変形自在であって後向き板部7と被係止部8の外面に沿う形状で、後向き板部7と被係止部8の交わる角部36に係合する形の段部37を有する中折れ状に屈曲形成されている。
【0024】
施工に際しては、図5に示すように、通し吊子26は、野地板5上の所定位置にその長手方向が軒棟方向となるように配設されるとともに、固定板部33にセルフドリリングビス等の止め具38を通し付けることで野地板5を介して屋根下地材4に固定される。
【0025】
次に、図1、図5に示すように、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板3,3のうち、一方の太陽電池付き縦葺屋根板3の被係止部8の内側を、通し吊子26の片方の係止部31に係合させる。それと同様に、他方の太陽電池付き縦葺屋根板3の被係止部8の内側を、通し吊子26の他方の係止部31に係合させる。太陽電池付き縦葺屋根板3の裏面と野地板5との間には、縦葺屋根板1の断熱、遮音及び強度、特に断熱性を援助するために、ポリスチレンフォーム等からなるバックアップ材39が野地板5の上に載せられて縦葺屋根板1の裏面と野地板5との間に空気層40を形成するように敷設される。
【0026】
最後に、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板3,3の後向き板部7,7同士の間に、キャップ27をこの側板部35,35の弾性変形を利用して上方から嵌め込む。このキャップ27の嵌め込みにより、図5に示すごとく隣接する縦葺屋根板1,1の後向き板部7,7間の間隙が閉鎖される。キャップ27は段部37を被係止部8に係合することで上方へ抜け出ることがなく、また縦葺屋根板1の被係止部8が係止部31に対して係合した状態が確実に保持される。キャップ27の後向き板部7の下端は止水パッキン10に密着係合されることにより、雨水がキャップ27の側板部35と縦葺屋根板1の後向き板部7との重合面間を通って浸入する場合も止水パッキン10で効果的に止水することができる。
【0027】
このキャップ27の嵌め込み施工時には、図5に示すように、太陽電池パネル付き縦葺屋根板3と野地板5との間にバックアップ材39を介在してあるので、太陽電池パネル2の上を踏んだときもこの踏圧により縦葺屋根板1がたわむようなことがなく、太陽電池パネル2の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造の断面図である。
【図2】図1の太陽電池付き縦葺屋根板の平面図である。
【図3】図2におけるA−A線拡大断面図である。
【図4】図1の太陽電池パネルと縦葺屋根板との結合部分の拡大断面図である。
【図5】図1の太陽電池付き縦葺屋根板の端部同士の接続固定部の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 縦葺屋根板
2 太陽電池パネル
3 太陽電池付き縦葺屋根板
4 屋根下地材
5 野地板
6 断熱材
11 空隙
12 結合ボルト
13 ナット
15 結合孔
17 止水用通しパッキン
39 バックアップ材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure of a roof shingle with a solar cell in a roof of a type having a solar system.
[0002]
[Prior art]
When installing a solar panel (solar cell module) on a vertically-roofed roof, the solar-powered panel is provided integrally with the vertically-roofed roof in advance. There is one in which the installation work of the battery panel can be omitted to shorten the construction period (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-214579 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned vertical roof shingle with solar cells, the solar cell panel is mounted on the surface of the vertical roof shingle with a coating such as a fluororesin film, so that the solar battery panel is Rain water comes off from the surface and enters into the gaps, and the drainage of the infiltration water is poor, and the accumulated water freezes and may cause damage to the solar cell due to volume expansion. Since the solar cell panel and the roof shingle are inseparably integrated, if the solar cell is damaged, the solar cell panel must be replaced with the roof shingle.
[0005]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for draining rainwater even if rainwater enters between the back surface of a solar cell panel and the surface of a roof shingle. It is an object of the present invention to provide a mounting structure for a vertical roofing panel with a solar cell, which can prevent the damage of the solar cell and suppress a rise in the temperature of the solar cell in summer to suppress a decrease in power generation efficiency. Further, an object of the present invention is to provide a solar cell that can be safely installed without damaging the solar cell panel and that the solar cell can be replaced by replacing only the solar cell panel when the solar cell is damaged. The object of the present invention is to provide an installation structure for a vertical roof shingle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a vertical roofing shingle made of metal is disposed on a base plate laid on a roof base material via a backup material, and a solar cell panel is provided with a gap on the surface side of the vertical roofing shingle. While being superposed, the ends of the connecting bolts fixed at several places on the back side of the solar cell panel are inserted through the connecting holes provided in the roofing shingle and on the back side of the roofing shingle. The solar battery panel is characterized in that the solar cell panel is coupled to the roof shingle by projecting and fastening a nut to the projecting tip of the coupling bolt.
[0007]
In this case, an elastic heat insulating material is attached to the roof shingle, and the heat insulating material is compressed and held between the periphery of the coupling hole on the back surface of the roof shingle and the nut. Things. In addition, a waterproof packing can be interposed and fixed between the surface of the roof shingle and the back surface of the solar cell panel over the entire length of the roof shingle in the longitudinal direction.
[0008]
[Action and Effect of the Invention]
According to the mounting structure of the vertical roof shingle with the solar cell having the above configuration, since a gap is provided between the surface of the vertical roof shingle and the solar battery panel, rainwater is generated between the vertical roof shingle and the solar battery panel. Even if water intrudes in between, this water can flow easily down the gap along the roof slope and be easily drained. Since the solar cell can escape in the gap, damage to the solar cell can be prevented, and further, a rise in temperature of the solar cell in summer can be suppressed by the ventilation action in the gap, and a decrease in power generation efficiency can be suppressed.
[0009]
In addition, since the vertical roof shingle with solar panels has a back-up material between it and the ground board, when the solar panel is stepped on at the time of installation of the vertical roof shingles, the vertical pressure is applied by this tread pressure. Since the roof shingle does not bend, damage to the solar cell panel can be prevented.
[0010]
If the solar cell is damaged after installation, the roof panel can be removed and the nuts can be loosened to separate the solar panel from the roof panel. It is replaceable and economical.
[0011]
An elastic heat insulating material is attached to the vertical roof shingle with solar cell panels, and this heat insulating material is compressed and held between the nut and the periphery of the coupling hole on the back surface of the vertical roof shingle. By doing so, the heat-insulating material exhibits the original heat insulation and dew-proofing function of the roof of the roof shingle, and the heat-insulating material sandwiched between the nuts around the connection hole of the roof shingle and the nuts in a compressed manner. The elastic repulsion exerts functions such as preventing the nut from loosening, increasing the tightening strength, and sealing between the coupling bolt and the coupling hole.
[0012]
If a waterproof packing is interposed between the surface of the roof shingle and the back of the solar panel over the entire length of the roof shingle in the longitudinal direction, it is fixed. It is possible to prevent rainwater that has infiltrated into the gaps from flowing into the bonding holes with the packing for stopping water, and to contribute to reinforcement integration of both the solar cell panel and the roof shingle.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an installation structure of a roofing shingle with solar cells showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the roofing shingle with solar cells of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the connecting portion between the solar cell panel and the roof shingle of FIG. 1, and FIG. 5 is a connection fixing portion between ends of the roof shingle with solar cells of FIG. 1. It is an expanded sectional view of.
[0014]
As shown in FIGS. 2 and 3, the mounting structure of the vertical roof shingle with a solar cell according to the present invention is configured such that a solar cell panel (solar cell module) 2) are integrally joined to assemble a
[0015]
The
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 5, a
[0017]
Between the surface of the
[0018]
When the
[0019]
As shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of
[0020]
Next, the procedure for mounting the
[0021]
First, prior to mounting the solar cell-equipped
[0022]
As shown in FIG. 5, the through-hanging
[0023]
As shown in FIG. 5, the
[0024]
At the time of construction, as shown in FIG. 5, the through
[0025]
Next, as shown in FIGS. 1 and 5, the inside of the locked
[0026]
Lastly, the
[0027]
When the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a mounting structure of a roof shingle with solar cells according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the roof shingle with solar cells of FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a joint portion between the solar cell panel and the roof shingle of FIG. 1;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a connection fixing portion between ends of the vertical roofing shingle with solar cells of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
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