JP2587133Y2 - 太陽電池付き屋根パネル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、住宅等の屋根を構成す
る屋根パネルであって、太陽電池が取り付けられている
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の建築構造物の屋根の上に
太陽電池を設置し、この太陽電池から住宅に電力を供給
し、省エネルギー化を図ることが実施されている。太陽
電池を屋根に設置するにあたっては、既設の屋根の上
に、太陽電池が設けられた太陽電池パネルを、専用架台
に対し複数設置する架台固定式が一般的である。

【０００３】上記太陽電池パネルは、複数の太陽電池が
設けられたパネル状の太陽電池モジュールが、その外縁
に嵌め込まれた枠状のフレームで支持されてなるもの
で、この太陽電池パネルを、上記架台に複数並べて設置
しているわけである。これら太陽電池パネルは、屋根の
上に設置されるので、並べられた太陽電池パネルの隣り
合うものどうしの間、すなわちフレームの間があいてい
ても何ら問題はない。

【０００４】ところが、上記のような架台固定式による
屋根に対する太陽電池パネルの設置手段によると、架台
取り付けのために、瓦などの屋根材や野地板、垂木など
を痛め、防水、耐久性を得るのが難しい上に、太陽電池
の電線の配線を外部に露出させることになり、その電線
が直接風雨や太陽光の影響を受けやすといった不具合を
有するものであった。

【０００５】そこで、屋根に対する太陽電池の新たな設
置手段として、屋根を構成する屋根パネルに、上記の太
陽電池パネルを取り付けて両者を一体化させ、この太陽
電池付き屋根パネルを複数並べることにより、屋根の敷
設と同時に太陽電池を設置する技術が開発されてきてい
る。

【０００６】この太陽電池付き屋根パネルは、配線の露
出や雨水の侵入を回避できて、上記従来の屋根に対する
太陽電池の設置手段が有する欠点を解決することを可能
とするものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところが、単に屋根パ
ネルに上記太陽電池パネルを取り付け、これらを並べて
屋根として構成する場合、隣り合うものどうしの継ぎ
目、すなわちフレームの間の隙間には、雨水を家屋内に
侵入させないための止水処理が不可欠であるが、従来の
フレームにはその処理がなされておらず、実際に供用で
きないといった不都合があった。

【０００８】本考案は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、止水処理がなされ得る太陽電池付き屋根パネル
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するためになされたものであって、請求項１として、梁
等の建材に固着される屋根パネル本体の上面に、太陽電
池が設けられた太陽電池パネルを貼設してなり、前記太
陽電池パネルを、複数の太陽電池が設けられたパネル状
の太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールの外
縁が嵌め込まれて太陽電池モジュールを支持し、かつ互
いに接合される枠状のフレームとから構成し、このフレ
ームの、フレームどうしの接合端部に、各フレームの隙
間を液密的に閉塞するシール材の取付部を設け、このシ
ール材の取付部の上面にシール材を上記各フレーム間を
またいで設け、このシール材の取付部に取り付けられた
シール材により、フレームどうしが液密的に接合される
よう構成したことを特徴としている。また、本考案の請
求項２は、梁等の建材に固着される屋根パネル本体の上
面に、太陽電池が設けられた太陽電池パネルを貼設して
なり、前記太陽電池パネルを、複数の太陽電池が設けら
れたパネル状の太陽電池モジュールと、この太陽電池モ
ジュールの外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュールを支
持し、かつ互いに接合される枠状のフレームとから構成
し、このフレームの、フレームどうしの接合端部に、シ
ール材を嵌合する切欠きを上下方向に複数設け、この切
欠きに、各フレームの隙間を液密的に閉塞するシール材
をそれぞれ嵌合し、この切欠きに嵌合されたシール材に
より、フレームどうしが液密的に接合されるよう構成し
たことを特徴としている。

【００１０】さらに、本考案の請求項３としては、前記
フレームにおける前記太陽電池モジュールが嵌合される
嵌合部の、太陽電池モジュールの上面からの上方への突
出部を、太陽電池モジュールの上面に対し所望の角度で
傾斜してテーパ状に形成したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】本考案の太陽電池付き屋根パネルの請求項１に
よれば、フレームの接合端部に設けられたシール材の取
付部の上面にシール材を各フレーム間をまたいで取り付
けた状態で、フレームどうしを接合することにより、シ
ール材によってフレームの接合部の上面が覆われるか
ら、屋根パネル間の隙間が液密的に閉塞され、並べられ
た屋根パネルの間から雨水が侵入して家屋内に至るおそ
れがない。また、本考案の請求項２によれば、フレーム
の接合端部に上下方向に複数設けられた切欠きにシール
材をそれぞれ嵌合した状態で、フレームどうしを接合す
ることにより、たとえ、フレームの接合部に上下方向の
力が加わった場合であっても、上下方向に配置された一
対のシール材がこの上下方向の力に対抗し、この力を受
け止めるから、シール性が不完全になることがなく、屋
根パネル間の隙間が液密的に閉塞され、並べられた屋根
パネルの間から雨水が侵入して家屋内に至るおそれがな
い。

【００１２】さらに、本考案の請求項３によれば、フレ
ームにおける太陽電池モジュールが嵌合される嵌合部
の、太陽電池モジュールの上面からの上方への突出部
が、太陽電池モジュールの上面に対し所望の角度で傾斜
してテーパ状に形成されているから、モジュールの端部
にフレームの影が生じる現象が防止され、その結果、太
陽電池から常に所定の電圧が供給される。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の一実施例を説
明する。図１は、その一実施例の太陽電池付き屋根パネ
ル１が住宅の屋根として複数取り付けられ、屋根の全面
を構成している状態を示している。

【００１４】この屋根パネル１は、長方形状の屋根パネ
ル本体２の上面に、太陽電池が設けられた太陽電池パネ
ル３Ａが取り付けられて貼設された基本構成となってお
り、軒先Ｐ側から棟Ｑ側に屋根の勾配に沿って張られて
いる。

【００１５】屋根パネル本体２は、図２および図３に示
すように、上面にアスファルトルーフィング４が施され
た長方形状の合板５の上面および下面に、複数の芯材６
および垂木７がそれぞれ格子状に組まれて接着・釘打ち
等の手段により固着されてなる。

【００１６】合板５の上面は、縦横の各芯材６により、
同一寸法である複数の長方形状ブロックが区画されてい
る。本実施例の場合、このブロックは縦に４個、横に３
個の計１２個であり、これらブロックに、前記太陽電池
パネル３Ａを構成する太陽電池モジュール（以下モジュ
ールと略称）３が取り付けられている。

【００１７】芯材６は、屋根パネル本体２の長さ方向両
端にわたって延びる縦芯材６ａと、これに直交して各縦
芯材６ａ間に配された横芯材６ｂの２種類であって、横
芯材６ｂは縦芯材６ａよりも薄く、両者の上面が面一の
状態となるよう横芯材６ｂは縦芯材６ａに固着され、実
際には縦芯材６ａのみが前記合板５に固着され、横芯材
６ｂは合板５からやや離間して浮いた状態となってい
る。

【００１８】前記太陽電池パネル３Ａは、複数の太陽電
池１０が並べられた前記モジュール３と、このモジュー
ル３の外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュール３を支持
し、互いに接合される枠状のフレーム１１とから構成さ
れている。

【００１９】前記モジュール３は、略正方形状の透明板
９に太陽電池セル（図示略）が内蔵されてなる太陽電池
１０が、図示を省略したジョイントによって長方形状に
複数（この場合縦６枚×横４枚の計２４枚）組み合わさ
れたパネル状のものである。太陽電池としては、ＰＮ接
合を利用したエネルギー変換器であって、たとえば、Ｎ
形Ｓｉ基板に１〜３μのＰ形層を形成して表面より光が
ＰＮ接合に到達するようにし、その光起電力効果を利用
したものを用いる。

【００２０】これらモジュール３は、屋根パネル本体２
と外形寸法が略同一の前記フレーム１１に組み込まれて
いる。

【００２１】このフレーム１１は、屋根の傾斜方向およ
びこれに直交する方向、すなわち縦および横にそれぞれ
延びる各一対の縦外枠１２および横外枠１３により長方
形状の外形が形成され、これらの内側に、縦横に延びる
内枠材１４が格子状に組まれて構成されている。

【００２２】内枠材１４は、軒先Ｐから棟Ｑにわたって
延びる縦材１４ａと、これに直交して各縦材１４ａ間に
配されて接合された横材１４ｂの２種類であるが、これ
らは同一断面形状で、図４に示すように、幅方向両端下
面にシール材１５が貼られた平な上板１６と、幅方向両
端上面にシール材１７が貼られ断面凸状に形成された下
板１８と、前記シール材１５と下板１８の上端部間に挟
み込まれるパッキン１９とから構成され、これら縦材１
４ａおよび横材１４ｂが、前記ブロックに対応して格子
状に枠組みされている。また、前記横外枠１３も、これ
ら縦材１４ａおよび横材１４ｂと同一の構成とされてい
る。

【００２３】そして、下板１８を、屋根パネル本体２の
縦芯材６ａおよび横芯材６ｂに釘打ち等により固着した
後、各モジュール３（モジュール３の透明板９）の縁を
両シール材１５、１７に挟み、上板１６を下板１８にね
じ止め等の手段で結合することにより、各モジュール３
が、内枠材１４および横外枠１３の間に嵌め込まれてい
る。なお、前記シール材１５、１７およびパッキン１９
は、ブチルゴム等で成形されたものが好適である。

【００２４】また、前記縦外枠１２は、隣に並べられる
屋根パネル１の縦外枠１２との接合がなされるもので、
図５に示すように、互いに同幅の上板２０と下板２１と
の間にモジュール３を挟み込んでモジュール３を支持す
る構成となっている。

【００２５】上板２０は、基部２０ａと、この上端部か
ら内側と外側にそれぞれ延びる突出片２０ｂおよび２０
ｃと、基部２０ａの下端部から外側に延びる突出片２０
ｄとが一体に形成されたもので、各突出片２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄはそれぞれ縦外枠１２の幅方向に延びてお
り、縦外枠１２の全長にわたって形成されている。

【００２６】外側への各突出片２０ｃ、２０ｄはそれぞ
れ一定厚さで、上側の突出片２０ｃが下側の突出片２０
ｄよりも短くされている。また、内側への突出片２０ｂ
は、内側に向かうにしたがい漸次厚さが薄くなって先端
が先鋭になるよう上面が傾斜されたテーパ状に形成され
ている。

【００２７】上側の突出片２０ｃおよび基部２０ａの下
端面には、長さ方向に一定間隔をおいて複数のねじ孔２
０ｅ、２０ｆがそれぞれ形成されている。

【００２８】一方、下板２１は、一定厚の平な板材で、
その幅方向のほぼ中央には、ビス通し孔２１ａが、長さ
方向に複数形成されている。下板２１の下面におけるビ
ス通し孔２１ａの周囲には、座ぐり２１ｂが形成されて
いる。ビス通し孔２１ａは、上板２０と下板２１とを、
その長さ方向両端を揃えて合わせると、上板２０の各ね
じ孔２０ｆに一致するよう一定間隔をおいて形成されて
いる。

【００２９】縦外枠１２は、上板２０と下板２１とが、
その長さ方向両端を揃えて合わせられ、ビス通し孔２１
ａに通したビス２２をねじ孔２０ｆにねじ込んで両板２
０、２１を互いに結合することにより構成される。そし
て、この結合状態において、両板２０、２１の幅方向端
部は互いに一致するとともに、上板２０の突出片２０ｂ
と下板２１との間に、内側に開口する溝（嵌合部）２３
が形成され、この溝２３に、モジュール３の外縁が嵌め
込まれ、モジュール３が支持されるようになっている。

【００３０】左右に隣り合う屋根パネル１は、フレーム
１１の端面どうし、すなわち上板２０および下板２１の
外側の端面が合わせられて接合されるわけであるが、両
者の接合は、シール板（シール材）２４によりなされ
る。

【００３１】このシール板２４は、フレーム１１の全長
にわたり、合わせられた各フレーム１１の上面にまたが
って配され、その状態で、幅方向両端部に、自身の長さ
方向に一定間隔をおいて複数形成されたビス通し孔２４
ａに通したビス２５を、各フレーム１１の前記ねじ孔２
０ｅにねじ込むことにより、隣り合う屋根パネル１どう
しが接合される。この状態で、各フレーム１１の隙間
は、シール板２４により液密的に閉塞されるようになっ
ている。

【００３２】シール板２４の両端部は、フレーム１１へ
の取り付け状態で、フレーム１１の上板２０におけるテ
ーパ状の突出片２０ｂの上面と面一になるよう斜面２４
ｂが形成されている。また、シール板２４の上面におけ
る前記ビス通し孔２４ａの周囲には、ビス２５がぴった
り収まる座ぐり２４ｃが形成されている。

【００３３】上記縦外枠１２、横外枠１３および内枠材
１４によりフレーム１１は形成されるとともに、このフ
レーム１１に上述のごとく各モジュール３が嵌め込まれ
て太陽電池パネル３Ａが構成され、さらにこの太陽電池
パネル３Ａが、フレームの下面を前記屋根パネル本体２
の縦芯材６ａおよび横芯材６ｂに合わせて載せられ、接
着等の手段により固着されることにより、屋根パネル１
が構成されている。

【００３４】さて、図２および図３に示すように、屋根
の下方の天井は、野縁２６に石膏ボード等からなる天井
板２７が張られて構成され、天井板２７の上方には、梁
２８が設けられている。

【００３５】そして、上側の梁２８に対し垂木７を合わ
せ、両者を接着・釘打ち等の手段により固着することに
より、複数の屋根パネル１は天井に取り付けられ、さら
に、左右に隣り合う屋根パネル１どうしは、上述のごと
くフレーム１１どうしをシール板２４により接合するこ
とにより接合される。

【００３６】なお上記屋根パネル１は、前述のごとく前
記横芯材６ｂが合板５からやや離間して浮いた状態とな
っていることにより、合板５とモジュール３との間に、
軒先Ｐ側から棟Ｑ側に向かって延びる通気層１Ａを有し
ている。また、縦芯材６ａにも、各ブロックごとに、横
隣りの通気層１Ａどうしを連通する主に配線用の切欠き
（図示略）が形成されている。

【００３７】また、軒先Ｐ側には軒先換気ガラリ２９
が、棟Ｑ側には棟換気金物５０がそれぞれ設けられてお
り、外気が、軒先換気ガラリ２９から通気層１Ａを通っ
て棟換気金物５０内に至り、ここから外部に排出される
よう構成されている。図１における破線矢印は、その外
気の流れを示している。

【００３８】上記屋根パネル１においては、各モジュー
ル３は、前記通気層１Ａに取り回された電線により直列
に接続され、かつ棟換気金物５０内から住宅Ｊ内に設け
られた充電手段（図示略）に接続され、この充電手段か
ら屋内配線がなされて、電力が供給されるようになって
いる。

【００３９】上記構成の、本実施例の屋根パネル１によ
れば、隣り合う屋根パネル１どうしの接合部、すなわち
フレーム１１の互いの接合端部に、シール板２４の取付
部である突出片２０ｃが形成され、この突出片２０ｃの
上面に取り付けられるシール板２４がフレーム１１の上
面間をまたいで配されていることにより、シール板２４
がフレーム１１の接合部の上面を覆うから、屋根パネル
１間の隙間が、液密的に閉塞される。したがって、屋根
パネル１の間から雨水が侵入して家屋内に至るおそれが
ない。

【００４０】また、フレーム１１の縦外枠１２における
モジュール３が嵌合される突出片２０ｂの上面は、モジ
ュール３の上面に対し傾斜してテーパ状に形成されてい
るので、フレーム１１に遮られて太陽光がモジュール３
に当たらない、すなわち、モジュール３の端部にフレー
ム１１の影が生じる現象が防止される。その結果、太陽
電池パネル３Ａからは常に所定の電圧が供給される。突
出片２０ｂの傾斜は、モジュール３の上面からの突出高
さに応じて、太陽光がモジュール３に当たるような所望
の角度に適宜に設定される。

【００４１】また、屋根パネル本体２とモジュール３と
の間に、通気層１Ａが形成されているので、モジュール
３の熱放散がなされ温度上昇が抑制される。しかも、通
気層１Ａは、軒先Ｐから棟Ｑに向かいその勾配に沿って
延びているので、この通気層１Ａ内には軒先Ｐから棟Ｑ
に向かって上昇気流が発生し、通気層１Ａ内の空気の流
れはその上昇気流により活発であり、このため、モジュ
ール３の温度上昇の抑制作用がより促進される。この結
果、太陽電池モジュール３のエネルギー変換効率が常に
高く維持され、安定した電力供給が図られる。

【００４２】また、各モジュール３の電線は通気層１Ａ
に配線され、太陽電池パネル３Ａにより保護されて外部
に露出しないので、直接風雨や太陽光の影響を受けにく
い。

【００４３】さらに、通気層１Ａが軒先Ｐから棟Ｑにわ
たって連通していることにより、太陽電池の電線を、屋
根パネル１を組み立てる際に結線して棟Ｑ側の端部に引
き出しておけば、施工時に通気層１Ａから棟Ｑ側に引き
出して屋内に配線することができ、これによって、屋根
の上で太陽電池の配線作業を行う必要がなく、施工に手
間がかからない。

【００４４】図６および図７は、前記フレーム１１にお
ける縦外枠１２の他の実施例をそれぞれ示している。

【００４５】図６に示す縦外枠３０は、モジュール３が
嵌合される溝（嵌合部）３１ａが形成された内部材３１
の外面に外部材３２が一体に固着されてなり、内部材３
１の上面が、前記縦外枠１２の突出片２０ｂと同様に、
モジュール３に対し傾斜してテーパ状に形成されてい
る。

【００４６】そして、縦外枠３０どうしの接合端面とな
る外部材３２の側端面の上下には、シール材３３が嵌合
される切欠き（取付部）３２ａが全長にわたってそれぞ
れ形成され、これら上下の切欠き３２ａに、シール材３
３を嵌合させて隣り合う屋根パネル１どうしが接合さ
れ、各シール材３３により、各屋根パネル１の間の隙間
が液密的に閉塞される構成となっている。

【００４７】一方、図７に示す縦外枠４０は、モジュー
ル３が嵌合される溝（嵌合部）４０ａが形成され、互い
の接合端部における上端に、上方に延びる突出片４０ｂ
が形成され、さらに、互いの接合端面のほぼ中央および
下端には、シール材４１が嵌合される長さ方向に延びる
切欠き（取付部）４０ｃがそれぞれ形成されている。ま
た、上面がテーパ状に形成されているのは、前記縦外枠
３０と同様である。

【００４８】この縦外枠４０どうしは、双方の各切欠き
４０ｃにシール材４１を嵌合し、突出片４０ｂどうしを
ボルト４２・ナット４３により締結することによって接
合され、各シール材４１により、各屋根パネル１の間の
隙間が液密的に閉塞される構成となっている。

【００４９】

【考案の効果】以上のように、本考案の太陽電池付き屋
根パネルの請求項１によれば、隣り合う屋根パネルどう
しの接合部となるフレームの接合端部に、フレーム間の
隙間を液密的に閉塞するシール材の取付部が形成され、
このシール材の取付部の上面にシール材を各フレーム間
をまたいで取り付けた状態で、フレームどうしを接合す
ることにより、シール材によってフレームの接合部の上
面が覆われるから、屋根パネル間の隙間が液密的に閉塞
され、並べられた屋根パネルの間から雨水が侵入して家
屋内に至るおそれがない。また、本考案の請求項２によ
れば、フレームの接合端部に上下方向に複数設けられた
切欠きにシール材をそれぞれ嵌合した状態で、フレーム
どうしを接合することにより、たとえ、フレームの接合
部に上下方向の力が加わった場合であっても、上下方向
に配置された一対のシール材がこの上下方向の力に対抗
し、この力を受け止めるから、シール性が不完全になる
ことがなく、屋根パネル間の隙間が液密的に閉塞され、
並べられた屋根パネルの間から雨水が侵入して家屋内に
至るおそれがない。

【００５０】さらに、本考案の請求項３によれば、フレ
ームにおける太陽電池モジュールが嵌合される嵌合部
の、太陽電池モジュールの上面からの上方への突出部
が、太陽電池モジュールの上面に対し所望の角度で傾斜
してテーパ状に形成されているから、モジュールの端部
にフレームの影が生じる現象が防止され、その結果、太
陽電池から常に所定の電圧が供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の太陽電池付き屋根パネルが
適用された状態の住宅の屋根の斜視図である。

【図２】図１のＥーＥ線断面図である。

【図３】図１のＦーＦ線断面図である。

【図４】図３のＧ部分拡大図である。

【図５】図１のＨーＨ線断面図である。

【図６】本考案に係るフレームの他の実施例の断面図で
ある。

【図７】本考案に係るフレームのさらに他の実施例の断
面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池付き屋根パネル ２ 屋根パネル本体 ３ 太陽電池モジュール ３Ａ 太陽電池パネル １０ 太陽電池 １１ フレーム １２、３０、４０ 縦外枠 ２０ｃ 突出片（シール材の取付部） ２３、３１ａ、４０ａ 溝（嵌合部） ２４ シール板（シール材） ２８ 梁 ３２ａ、４０ｃ 切欠き（シール材の取付部） ３３、４１ シール材

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接合されて住宅等の屋根として構
   成される太陽電池付き屋根パネルであって、 梁等の建材に固着される屋根パネル本体の上面に、太陽
   電池が設けられた太陽電池パネルが貼設されてなり、 前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池が設けられたパ
   ネル状の太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュー
   ルの外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュールを支持し、
   かつ互いに接合される枠状のフレームとから構成され、 このフレームの、フレームどうしの接合端部には、各フ
   レームの隙間を液密的に閉塞するシール材の取付部が設
   けられ、このシール材の取付部の上面にシール材が上記
   各フレーム間をまたいで設けられ、このシール材の取付
   部に取り付けられたシール材により、フレームどうしが
   液密的に接合されるよう構成されていることを特徴とす
   る太陽電池付き屋根パネル。
2. 【請求項２】 互いに接合されて住宅等の屋根として構
   成される太陽電池付き屋根パネルであって、 梁等の建材に固着される屋根パネル本体の上面に、太陽
   電池が設けられた太陽電池パネルが貼設されてなり、 前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池が設けられたパ
   ネル状の太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュー
   ルの外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュールを支持し、
   かつ互いに接合される枠状のフレームとから構成され、 このフレームの、フレームどうしの接合端部には、シー
   ル材を嵌合する切欠きが上下方向に複数設けられ、この
   切欠きに、各フレームの隙間を液密的に閉塞するシール
   材がそれぞれ嵌合され、この切欠きに嵌合されたシール
   材により、フレームどうしが液密的に接合されるよう構
   成されていることを特徴とする太陽電池付き屋根パネ
   ル。
3. 【請求項３】 前記フレームにおける前記太陽電池モジ
   ュールが嵌合される嵌合部の、太陽電池モジュールの上
   面からの上方への突出部が、太陽電池モジュールの上面
   に対し所望の角度で傾斜してテーパ状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池付き
   屋根パネル。