JP2008231666A - 屋根構造 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルのための十分な設置面積を確保でき、太陽光をより多く集光することが可能な屋根構造を提供することを目的とする。
【解決手段】屋根１の棟部２を介して隣接する一対の屋根面３，４のうち、一方の屋根面３に太陽電池パネル５が敷設されており、この太陽電池パネル５は、前記棟部２を越えて他方の屋根面４の上方に突出する突出部６を備えていることを特徴とする屋根構造。これにより、突出部が他方の屋根面の上方に突出した分、太陽電池パネルの設置面積を広くすることができるので、太陽電池パネルのための十分な設置面積を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根面に太陽電池パネルが敷設された屋根構造に関する。

従来、住宅等の建物の屋根面上に太陽電池パネルを設置し、この太陽電池パネルから住宅に電力を供給することによって省エネルギー化を図ることが実施されている（例えば、特許文献１参照）。そして、太陽電池パネルを設置する際は、例えば北半球における住宅の南向きの屋根面のように、集光効率が最も良い屋根面に設置される。
特開２００１−０８１９１４号公報

ところが、例えば都市部等の狭小敷地に建築された住宅の屋根や、屋根の形状によっては屋根面積を大きく確保できずに、太陽電池パネルのための十分な設置面積を確保できないという問題がある。このため、太陽光をより多く集光することが可能な技術の開発が望まれていた。

本発明の課題は、太陽電池パネルのための十分な設置面積を確保でき、太陽光をより多く集光することが可能な屋根構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、屋根構造であり、例えば図１〜図１０に示すように、屋根１，２０，３０の棟部２，２２，３２を介して隣接する一対の屋根面３，４、２３，２４、３３，３４のうち、一方の屋根面３，２３，３３に太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５が敷設されており、この太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５は、前記棟部２，２２，３２を越えて他方の屋根面４，２４，３４の上方に突出する突出部６，２６（２６ａ），３６を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、屋根１，２０，３０の棟部２，２２，３２を介して隣接する一対の屋根面３，４、２３，２４、３３，３４のうち、一方の屋根面３，２３，３３に太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５が敷設されており、この太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５は、前記棟部２，２２，３２を越えて他方の屋根面４，２４，３４の上方に突出する突出部６，２６（２６ａ），３６を備えていることから、この突出部６，２６（２６ａ），３６が他方の屋根面４，２４，３４の上方に突出した分、太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５の設置面積を広くすることができるので、太陽電池パネル５，２５（２５ａ），３５のための十分な設置面積を確保でき、太陽光をより多く集光することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、例えば図４に示すように、請求項１に記載の屋根構造において、
前記突出部６と他方の屋根面４との間にパネル下空間８が形成されており、このパネル下空間８に開口し、小屋裏空間と外部とを連通する換気孔９が屋根１に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記突出部６と他方の屋根面４との間にパネル下空間８が形成されており、このパネル下空間８に開口し、小屋裏空間と外部とを連通する換気孔９が屋根１に形成されているので、この換気孔９は、屋根面３に対する太陽電池パネル５の設置面積を広くしても、この太陽電池パネル５によって塞がれることがない。これによって、前記太陽電池パネル５の設置面積を広くすることができるだけでなく、小屋裏換気を確実に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、例えば図４に示すように、請求項２に記載の屋根構造において、
前記換気孔９に換気ファン９ａが設けられており、この換気ファン９ａは、前記太陽電池パネル５によって発電された電気を使用して稼動していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記換気孔９に換気ファン９ａが設けられており、この換気ファン９ａは、前記太陽電池パネル５によって発電された電気を使用して稼動していることから、小屋裏換気をより確実に行うことができるだけでなく、換気ファン９ａを稼動させるための電力を自給自足することができので、小屋裏換気を効率良く行うことができる。

請求項４に記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項２または３に記載の屋根構造において、
前記突出部６の周囲には、この突出部６を補強するための補強フレーム７０が設けられるとともに、この補強フレーム７０の少なくとも両端部にはフレーム脚部７０ａが接続され、このフレーム脚部７０ａの下端部は、前記他方の屋根面４に緊結固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記突出部６の周囲には、この突出部６を補強するための補強フレーム７０が設けられているので、この補強フレーム７０によって突出部６の補強を行うことができる。さらに、前記補強フレーム７０の少なくとも両端部にはフレーム脚部７０ａが接続され、このフレーム脚部７０ａの下端部は、前記他方の屋根面４に緊結固定されているので、このフレーム脚部７０ａによって、前記補強フレーム７０と、この補強フレーム７０によって補強される突出部６とを、前記他方の屋根面４上に強固に固定することができる。これによって、前記パネル下空間８に向かって強い風が吹いてきたとしても、風によって突出部６が剥がれたり、破損したりすることを確実に防ぐことができる。

請求項５に記載の発明は、例えば図５および図６に示すように、請求項２〜４のいずれか一項に記載の屋根構造において、
前記パネル下空間８には、このパネル下空間８を覆うためのカバー部材１０が設けられており、このカバー部材１０には、前記パネル下空間８と外部とを連通する通気孔１０ａが複数形成され、これら複数の通気孔１０ａ，１０ａ…は下向きに開口していることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記パネル下空間８には、このパネル下空間８を覆うためのカバー部材１０が設けられており、このカバー部材１０には、前記パネル下空間８と外部とを連通する通気孔１０ａが複数形成され、これら複数の通気孔１０ａ，１０ａ…は下向きに開口しているので、パネル下空間８と外部との間で通気を行いながら、雨水のパネル下空間８への浸入を確実に防ぐことができる。

請求項６に記載の発明は、例えば図９および図１０に示すように、請求項１〜５のいずれか一項に記載の屋根構造において、
前記突出部３６は、水平方向に沿って突出するようにして形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記突出部３６は、水平方向に沿って突出するようにして形成されているので、例えば冬場の低い太陽や、夕刻になって太陽が前記他方の屋根面３４側に傾いた時などに、前記一方の屋根面３３に敷設された太陽電池パネル３５では集光しにくい太陽光を確実に集光できる。

本発明によれば、屋根の棟部を介して隣接する一対の屋根面のうち、一方の屋根面に敷設された太陽電池パネルは、棟部を越えて他方の屋根面の上方に突出する突出部を備えていることから、この突出部が他方の屋根面の上方に突出した分、太陽電池パネルの設置面積を広くすることができるので、太陽電池パネルのための十分な設置面積を確保でき、太陽光をより多く集光することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態の屋根構造は、図１〜図６に示すように、屋根１の棟部２を介して隣接する一対の屋根面３，４のうち、一方の屋根面３に太陽電池パネル５が敷設されており、この太陽電池パネル５は、前記棟部２を越えて他方の屋根面４の上方に突出する突出部６を備えている。

なお、本実施の形態の屋根１は、図１および図２に示すように、切妻屋根の形態となっており、棟部２と、この棟部２を介して隣接する一対の屋根面３，４とを備えている。
また、これら一対の屋根面３，４のうち、一方の屋根面３が集光効率が最も良い屋根面とされている。したがって、この一方の屋根面３に、前記太陽電池パネル５が敷設されている。

一方、前記太陽電池パネル５は、図２に示すように、太陽光で発電する平板状の太陽電池を強化ガラスでラミネートし、耐候性を持たせた太陽光発電モジュール５ａが枠５ｂ内に設けられてなるものである。
なお、このような太陽電池パネル５から出力された電気は、図示はしないが、接続器であるターミナルボックスにまとめられて、このターミナルボックスでまとめられた電気はインバータで直流から交流に変換され、これによって太陽光が電気に変換されて利用されるようになっている。

また、この太陽電池パネル５は、上述のように、前記屋根１の棟部２を越えて他方の屋根面４の上方に突出する突出部６を備えている。つまり、この突出部６が他方の屋根面４の上方に突出した分、太陽電池パネル５の設置面積を広くすることが可能となっている。

前記突出部６は、図１および図２に示すように、支持脚７を介して前記他方の屋根面４上に支持固定されている。これによって、この突出部６が他方の屋根面４の上方に突出する状態を維持することができるとともに、この突出部６が風を受けても太陽電池パネル５自体が一方の屋根面３から引き剥がされるようなことを防ぐことができるので、安全性にも優れる。

さらに、前記支持脚７よりも安全性を向上させたい場合は、図３に示すように、前記突出部６の周囲に、この突出部６を補強するための補強フレーム７０を設けるようにする。そして、この補強フレーム７０の少なくとも両端部にはフレーム脚部７０ａが接続され、このフレーム脚部７０ａの下端部は、前記他方の屋根面４に緊結固定されている。
また、このフレーム脚部７０ａの下端部には、屋根面４に対してボルト等によって緊結されるフランジ状の固定部７０ｂが一体的に形成されている。

そして、このように前記突出部６の周囲に、この突出部６を補強するための補強フレーム７０が設けられているので、この補強フレーム７０によって突出部６の補強を行うことができる。さらに、前記補強フレーム７０の少なくとも両端部にはフレーム脚部７０ａが接続され、このフレーム脚部７０ａの下端部は、前記他方の屋根面４に緊結固定されているので、このフレーム脚部７０ａによって、前記補強フレーム７０と、この補強フレーム７０によって補強される突出部６とを、前記他方の屋根面４上に強固に固定することができる。これによって、前記パネル下空間８に向かって強い風が吹いてきたとしても、風によって突出部６が剥がれたり、破損したりすることを確実に防ぐことができるので、より安全性に優れる。
なお、前記フレーム脚部７０ａは、前記補強フレーム７０の少なくとも両端部に接続するものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、突出部６の突出方向先端縁に位置する補強フレーム７０の部位の長さ方向に沿って並設するようにしても良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

そして、このように支持脚７によって突出部６が他方の屋根面４の上方に突出する状態を維持できることから、これら突出部６と他方の屋根面４との間にはパネル下空間８が形成されることとなる。

さらに、図４に示すように、屋根１には、前記パネル下空間８に開口し、小屋裏空間と外部とを連通する換気孔９が形成されており、この換気孔９は、上述のように前記突出部６が他方の屋根面４の上方に突出する状態を維持できることから、前記太陽電池パネル５によって塞がれることがない。
すなわち、この換気孔９は、例えば、屋根面３に対する太陽電池パネル５の設置面積を広くしても、この太陽電池パネル５によって塞がれることがないので、前記太陽電池パネル５の設置面積を広くすることができるだけでなく、小屋裏換気を確実に行うことができるようになっている。

また、図４に示すように、前記換気孔９に換気ファン９ａが設けられており、この換気ファン９ａは、前記太陽電池パネル５によって発電された電気を使用して稼動している。すなわち、前記換気ファン９ａは、この換気ファン９ａと前記インバータとが電線等を介して接続されて電気供給されている。
これにより、小屋裏換気をより確実に行うことができるだけでなく、換気ファン９ａを稼動させるための電力を自給自足することができので、小屋裏換気を効率良く行うことができるようになっている。

一方、前記パネル下空間８には、図５および図６に示すように、このパネル下空間８を覆うためのカバー部材１０が設けられるようになっており、このカバー部材１０には、前記パネル下空間８と外部とを連通する通気孔１０ａが複数形成され、これら複数の通気孔１０ａ，１０ａ…は下向きに開口している。
これによって、パネル下空間８と外部との間で通気を行いながらも、雨水のパネル下空間８への浸入を確実に防ぐことが可能となっている。

なお、このようなカバー部材１０は、複数の羽板１０ｂ，１０ｂ…を所定の間隔をあけて配列することによってルーバー状に形成されており、これら複数の羽板１０ｂ，１０ｂ…同士の間に形成された隙間が複数の通気孔１０ａ，１０ａ…となっている。
また、この複数の羽板１０ｂ，１０ｂ…は、自動または手動により開閉可能としても良く、さらに、全ての羽板１０ｂ，１０ｂ…が連動して開閉する構成となっていることが好ましい。すなわち、例えば台風などの暴風雨時のように、前記複数の通気孔１０ａ，１０ａ…を閉塞しておく必要がある際は、全ての羽板１０ｂ，１０ｂ…が連動して開閉できることによって、より容易に複数の通気孔１０ａ，１０ａ…を閉塞できる。

本実施の形態によれば、屋根１の棟部２を介して隣接する一対の屋根面３，４のうち、一方の屋根面３に敷設された太陽電池パネル５は、棟部２を越えて他方の屋根面４の上方に突出する突出部６を備えていることから、この突出部６が他方の屋根面４の上方に突出した分、太陽電池パネル５の設置面積を広くすることができるので、太陽電池パネル５のための十分な設置面積を確保でき、太陽光をより多く集光することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図面を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した第１の実施の形態とは異なる構成部分のみについて説明する。

本実施の形態の屋根構造は、図７に示すように、寄棟屋根の形態となっており、屋根２０の棟部２２（図示せず）と、この棟部２２の端部側から軒先部に向かって傾斜する一対の端部側屋根面２７，２８と、これら端部側屋根面２７，２８に隅棟部２９を介して隣接するとともに、前記棟部２２を介して隣接する一対の屋根面２３，２４とを備えている。そして、本実施の形態においては、これら一対の屋根面２３，２４のうち、一方の屋根面２３が集光効率が最も良い屋根面とされている。したがって、この一方の屋根面２３に前記太陽電池パネル２５が敷設されている。

前記一方の屋根面２３に敷設された太陽電池パネル２５は、前記棟部２２を越えて他方の屋根面２４の上方に突出する突出部２６を備えている。
なお、本実施の形態の太陽電池パネル２５は、図７に示すように、軒先部の幅寸法に合わせた大きさとなっており、前記端部側屋根面２７，２８の上方に突出するようにして、前記一方の屋根面２３に敷設されている。また、図８に示すように、前記太陽電池パネル２５に代えて、突出部２６ａを有する太陽電池パネル２５ａを、棟部２２の幅寸法に合わせた大きさとしても良い。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同じ効果を得ることができるとともに、切妻屋根の形態だけでなく、寄棟屋根や入母屋屋根など、様々な形態の屋根に対応して太陽電池パネル２５（２５ａ）を敷設することが可能となっている。

（第３の実施の形態）
次に、図面を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した第１および第２の実施の形態とは異なる構成部分のみについて説明する。

本実施の形態の屋根構造は、図９および図１０に示すように、屋根３０の棟部３２を介して隣接する一対の屋根面３３，３４のうち、一方の屋根面３３に太陽電池パネル３５が敷設されており、この太陽電池パネル３５は、前記棟部３２を越えて他方の屋根面３４の上方に突出する突出部３６を備えており、この突出部３６は、水平方向に沿って突出するようにして形成されている。
なお、本実施の形態においては、これら一対の屋根面３３，３４のうち、一方の屋根面３３が集光効率が最も良い屋根面とされている。したがって、この一方の屋根面３３に前記太陽電池パネル３５が敷設されている。

前記太陽電池パネル３５の突出部３６は、支持脚３７を介して前記他方の屋根面３４上に支持固定されている。これによって、この突出部３６が他方の屋根面３４の上方に、水平方向に沿って突出する状態を維持することができるとともに、この突出部３６が風を受けても太陽電池パネル３５自体が一方の屋根面３３から引き剥がされるようなことを防ぐことができるので、安全性にも優れる。

本実施の形態によれば、第１および第２の実施の形態と同じ効果を得ることができるとともに、前記突出部３６は、水平方向に沿って突出するようにして形成されているので、例えば冬場や夕刻になって日が傾いた時などに、前記一方の屋根面３３に敷設された太陽電池パネル３５では集光しにくい太陽光を確実に集光できる。

本発明に係る屋根構造の第１の実施の形態を示す側面図である。 本発明に係る屋根構造の第１の実施の形態を示す斜視図である。 突出部に補強フレームを設けた状態を示す斜視図である。 棟部付近に換気孔を設けた状態を示す側断面図である。 パネル下空間にカバー部材を設けた状態を示す側断面図である。 パネル下空間にカバー部材を設けた状態を示す斜視図である。 本発明に係る屋根構造の第２の実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係る屋根構造の第２の実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係る屋根構造の第３の実施の形態を示す側面図である。 本発明に係る屋根構造の第３の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 屋根
２ 棟部
３ 屋根面
４ 屋根面
５ 太陽電池パネル
６ 突出部
８ パネル下空間
９ 換気孔

Claims (6)

1. 屋根の棟部を介して隣接する一対の屋根面のうち、一方の屋根面に太陽電池パネルが敷設されており、この太陽電池パネルは、前記棟部を越えて他方の屋根面の上方に突出する突出部を備えていることを特徴とする屋根構造。
2. 請求項１に記載の屋根構造において、
   前記突出部と他方の屋根面との間にパネル下空間が形成されており、このパネル下空間に開口し、小屋裏空間と外部とを連通する換気孔が屋根に形成されていることを特徴とする屋根構造。
3. 請求項２に記載の屋根構造において、
   前記換気孔に換気ファンが設けられており、この換気ファンは、前記太陽電池パネルによって発電された電気を使用して稼動していることを特徴とする屋根構造。
4. 請求項２または３に記載の屋根構造において、
   前記突出部の周囲には、この突出部を補強するための補強フレームが設けられるとともに、この補強フレームの少なくとも両端部にはフレーム脚部が接続され、このフレーム脚部の下端部は、前記他方の屋根面に緊結固定されていることを特徴とする屋根構造。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の屋根構造において、
   前記パネル下空間には、このパネル下空間を覆うためのカバー部材が設けられており、このカバー部材には、前記パネル下空間と外部とを連通する通気孔が複数形成され、これら複数の通気孔は下向きに開口していることを特徴とする屋根構造。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の屋根構造において、
   前記突出部は、水平方向に沿って突出するようにして形成されていることを特徴とする屋根構造。

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