JP3101188B2 - 太陽電池パネルを兼用した開閉式天窓装置 - Google Patents

太陽電池パネルを兼用した開閉式天窓装置

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JP3101188B2 JP07227224A JP22722495A JP3101188B2 JP 3101188 B2 JP3101188 B2 JP 3101188B2 JP 07227224 A JP07227224 A JP 07227224A JP 22722495 A JP22722495 A JP 22722495A JP 3101188 B2 JP3101188 B2 JP 3101188B2
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の屋根面に
設けられた採光、或いは換気用の天窓開口を開閉する窓
体が太陽電池パネルとしても機能している太陽電池パネ
ルを兼用した開閉式天窓装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近時、建築物の屋根面に太陽電池セルを
敷き詰め、太陽エネルギーを電力に変換して、各家庭、
或いは事業所で使用する電力の一部或いは全部を自家発
電より確保するという試みが研究、或いは実験的に行わ
れ、その実用化が期待されている。この場合において、
発生電力を大きくするためには、集光面積を大きくする
ことが必要であり、これには、屋根面に太陽電池セルを
敷く面積を可能な限り大きくすることが必要となる。
【0003】一方、近時の日本の建築物においても、採
光、或いは換気を良好にするために開閉式の天窓装置が
設けられる場合がある。ところが、この開閉式の天窓装
置の殆どは、窓体として透明ガラスが使用されており、
その遮光手段としては、内側に遮光用ブラインドを設け
たものが大部分である。
【0004】そして、このような透明ガラスが窓体とし
て使用されている天窓装置においては、この天窓装置が
設けられている屋根面に上記した太陽電池セルを敷き詰
めて電力を得ようとする場合には、この天窓装置の部分
に太陽電池セルを、該天窓装置本来の機能を害すること
なく貼り付けないと、太陽エネルギーを電力に変換する
発電効率を高めることができない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、太陽電池に
よる自家発電の実施の研究が進んでいる実情と、屋根面
に天窓装置が設けられている実情との双方を加味して、
前者の観点からは太陽エネルギーを電力に変換する発電
効率を高めると共に、後者の観点からは、天窓装置とし
ての採光及び換気の全ての機能を支障なく発揮できる太
陽電池パネルを兼用した開閉式天窓装置の提供を課題と
してなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の採用した第1の手段は、建築物の屋根面に設
けられた採光、或いは換気用の天窓開口をヒンジ式の窓
体により開閉する構成の開閉式天窓装置において、前記
窓体を、その表面に太陽電池セルを貼り付けて太陽電池
パネルとして機能させ、しかも前記屋根面における前記
天窓開口の周囲を防水枠で囲んだことである。第1の手
段によれば、天窓開口を塞ぐヒンジ式の窓体は、前記天
窓開口の周囲の防水性が確保された状態で、太陽電池パ
ネルとして機能しているために、換気を行いながら、発
電できる。
【0007】また、上記課題を解決するために本発明の
採用した第2の手段は、建築物の屋根面に設けられた採
光、或いは換気用の天窓開口をヒンジ式の窓体により開
閉する構成の開閉式天窓装置において、前記窓体を、そ
の表面に太陽電池セルが貼り付けられ太陽電池パネルと
して機能させ、しかも、そのヒンジピンを、前記屋根面
における前記天窓開口の周囲を囲む防水枠と、その内側
に配置されたスライド案内枠との間に形成された隙間に
設けたことである。第2の手段によれば、前記第1の手
段により奏される作用効果に加えて、窓体のヒンジピン
が、スライド案内枠の外部に配置されるため、スライド
案内枠内において別の窓体を支障なくスライドさせられ
る。
【0008】更に、上記課題を解決するために本発明の
採用した第3の手段は、建築物の屋根面に設けられた採
光、或いは換気用の天窓開口をヒンジ式の第1窓体によ
り開閉する構成の開閉式天窓装置において、前記第1窓
体を、その表面に太陽電池セルが貼り付けられて太陽電
池パネルとして機能させると共に、前記天窓開口を、屋
根材の下側の窓体収納部に収納されてスライド及び上下
動の双方が可能な透明ガラスから成る第2窓体により、
前記第1窓体の下側において開閉可能にしたことであ
る。
【0009】第3の手段によれば、採光のみを行う場合
には、透明ガラスから成る第2窓体を天窓開口の直下に
スライドさせた状態で、第1窓体を上方に回動させるこ
とにより、第2窓体を僅かに上動させて、該第2窓体に
より天窓開口を閉じる。また、採光と換気との双方を行
う場合には、第1窓体を上方に回動させて天窓開口を開
くと共に、透明ガラスから成る第2窓体を天窓開口に隣
接した窓体収納部に収納させる。更に、採光も換気も行
わない場合には、第1窓体により天窓開口を閉じればよ
い。ヒンジ開閉形式の第1窓体の表面には太陽電池セル
が貼り付けられていて太陽電池パネルとして機能してい
るために、いずれの使用状態においても、第1窓体の部
分においても発電が行われるため、発電効率が高い。
【0010】
【発明の実施の形態】最初に請求項1及び2に記載の発
明について詳細に説明する。図1は、請求項1及び2に
記載の発明に係る開閉式天窓装置A1 を屋根面に取付け
た建築物の斜視図であり、図2は、この天窓装置A1
部分の斜視図であり、図3は、同じく平面図である。図
4ないし図9は、この天窓装置A1 の作用説明図であっ
て、図4及び図5は、それぞれ天窓開口4を開いて採光
と換気とを行っている状態における図3のX−X線及び
1 −Y1 線断面図であり、図6及び図7は、それぞれ
天窓開口4を第2窓体W2 により閉じて採光のみを行っ
ている状態における図3のX−X線及びY1 −Y1 線断
面図であり、図8及び図9は、それぞれ天窓開口4を第
1窓体W1 により閉じた状態における図3のX−X線及
びY1 −Y1 線断面図である。図1に示されるように、
建築物の屋根面Rの大部分には、無数の太陽電池セルS
が敷き詰められた状態で貼り付けられていて、この太陽
電池セルSにより、太陽エネルギーを電力に変換して、
自家発電を行っている。屋根面Rにおける無数の太陽電
池セルSが敷き詰められている部分には、屋根面Rの傾
斜方向P、及びこれに対して直交する方向Qの双方にそ
れぞれ2台ずつの計4台の天窓装置A1 が取付けられて
いる。
【0011】次に、図1ないし図5を参照にして、この
天窓装置A1 について説明する。図1ないし図5に示さ
れるように、屋根面Rの下地を構成する野地板1の上面
には防水材(図示せず)を介して屋根材2が敷き詰めら
れていて、この屋根材2の表面に前記した太陽電池セル
Sが貼り付けられている。この野地板1における天窓装
置A1 が取付けられる部分には、それぞれ室内側開口3
が設けられ、この開口3の直上の部分には、屋根材2は
敷き詰められていなくて、天窓開口4となっている。前
記野地板1と屋根材2との間における天窓開口4を含む
部分には、方形枠状の防水枠5が設けられ、この防水枠
5の内側に同じく方形枠状をしていて、透明ガラスから
成る第2窓体W2 のスライド案内を行うための断面L字
形をしたスライド案内枠6が設けられており、このスラ
イド案内枠6に第2窓体W2 が屋根面の傾斜方向Pと直
交する方向Qにスライド可能に嵌め込まれている。この
方形枠状をしたスライド案内枠6は、屋根面の傾斜方向
Pと直交する方向Qに沿ってほぼ二分した一方の部分が
前記天窓開口4に対応していて、その他方の部分は、野
地板1と屋根材2との間に配置されて、第2窓体W2
収納するための窓体収納部7(図2及び図5参照)とな
っている。第2窓体W2 は、室内側開口3に対応した方
形状の透明ガラス8の周囲に枠体9を嵌め込んだ構成で
あって、収納部7から出て天窓開口4に臨んだ状態にお
いては、僅かに上動して、この天窓開口4に嵌め込まれ
て、この部分の防水が図られる構造になっている。
【0012】また、防水枠5と、この内側に嵌め込まれ
たスライド案内枠6との間における屋根面Rの傾斜方向
Pに沿った上方の部分には、所定の隙間11が設けら
れ、この隙間11の部分に、屋根面Rの傾斜方向Pと直
交する方向Qに沿ってヒンジピン12が設けられ、この
ヒンジピン12を介して第1窓体W1 が天窓開口4を開
閉可能なように設けられている。この第1窓体W1
は、防水性を有する窓体本体13の表面(上面)に前記
した太陽電池セルSが貼り付けられている。
【0013】なお、第1窓体W1 のヒンジピン12を中
心とする回動操作、及び第2窓体W2 の横方向へのスラ
イド装置は、いずれも室内側から操作可能な構造になっ
ていると共に、第2窓体W2 を天窓開口4の側にスライ
ドさせて該天窓開口4の直下に配置した状態にして、第
1窓体W1 を上方に回動させると、該第2窓体W2 は天
窓開口4に嵌め込まれるようになっていると共に、この
状態において、第1窓体W1 を下方に回動させると、天
窓開口4に嵌め込まれていた第2窓体W2 は、下動する
ように構成されている。即ち、第2窓体W2 が天窓開口
4の側にスライドされて該天窓開口4の直下に配置され
た状態では、第2窓体W2 の上下動は、第1窓体W1
回動と連動して行われる。
【0014】そして、上記天窓装置A1 において、採光
と換気との双方を行う場合には、図4及び図5に示され
るように、第1窓体W1 を上方に回動させると共に、第
2窓体W2 を窓体収納部7の側にスライドさせて該部分
に収納させて、天窓開口4を開いておく。また、採光の
みを行う場合には、図6及び図7に示されるように、第
2窓体W2 を天窓開口4の側にスライドさせて該天窓開
口4の直下に配置した状態にして、第1窓体W1 を上方
に回動させることにより、該第2窓体W2 を天窓開口4
に嵌め込んでおく。この第2窓体W2 は、透明ガラス8
で構成されているために、第2窓体W2 により天窓開口
4が閉じられることにより、換気はされないが、採光可
能な状態となる。更に、採光も換気も行わない場合に
は、図8及び図9に示されるように、採光のみが行われ
ている状態において、第1窓体W1を下方に回動させる
ことにより、これと連動させて天窓開口4に嵌め込まれ
ていた第2窓体W2 を僅かに下動させて、第1窓体W1
により天窓開口4を閉じておく。
【0015】上記したいずれの場合においても、第1窓
体W1 を構成する窓体本体13の表面には、屋根材2に
貼り付けられているのと同様の太陽電池セルSがその全
面に貼り付けられて、第1窓体W1 が太陽電池パネルと
しても機能しているために、常に発電作用が行われる。
この結果、天窓装置を備えた建築物の屋根面に太陽電池
セルSを貼り付けて発電を行う構成のものにおいて、天
窓装置の部分が太陽電池パネルとして機能するために、
発電効率が高められる。
【0016】上記実施例は、請求項1及び2に記載の各
発明のいずれの実施例にも相当するものであって、透明
ガラスで構成されて、横方向にスライド可能な第2窓体
2を備えているために、採光のみを行って、換気不能
な状態にすることが可能であるが、この第2窓体W2
備えていないものは、請求項1に記載の発明の実施例に
該当し、天窓装置を備えた建築物において、採光を行え
ると同時に、発電効率を高めることができるものであ
る。
【0017】次に、請求項3に記載の発明について説明
する。図10は、請求項3に記載の発明に係る開閉式天
窓装置A2 の斜視図であり、図11及び図12は、それ
ぞれ屋根材2の間に設けられた天窓開口4が第3窓体W
3 により閉じられた状態、及び開かれた状態における図
10のY2 −Y2 線断面図である。屋根材2の上面に
は、第3窓体W3 を屋根面Rの傾斜方向Pと直交する方
向Qにスライド案内するための方形枠状のスライド案内
枠21が固定して設けられ、このスライド案内枠21
は、屋根面Rの傾斜方向Pと直交する方向Qに沿ってほ
ぼ二分した一方の部分が天窓開口4に対応していて、そ
の他方の部分は、屋根材2の上面に配置されていて、当
該部分は、収納箱22で覆われている。このスライド案
内枠21は、板状の第3窓体W3 の周縁部を嵌め込むこ
とができるように断面コの字形をしている。
【0018】この第3窓体W3 は、その上面に太陽電池
セルSがその周縁部を除いた全面に亘って貼り付けられ
ていると共に、収納箱22の上面にも同様にして太陽電
池セルSが貼り付けられている。このため、図11に示
されるように、天窓開口4が第3窓体W3 により閉じら
れている状態においても、この第3窓体W3 の部分にお
いては、発電可能となる。
【0019】
【発明の効果】本発明に係る開閉式天窓装置は、天窓開
口を開閉させるためのヒンジ式、或いはスライド式の窓
体の表面に太陽電池セルが貼り付けられていて、この窓
体が太陽電池パネルとしても機能するために、建築物の
屋根面に太陽電池セルを敷き詰めて、太陽エネルギーを
電力に変換して自家発電を行う場合において、その発電
効率が高められる。特に、太陽電池パネルとして機能す
るヒンジ開閉式の第1窓体とは別に、屋根面の傾斜方向
と直交する方向にスライドして天窓開口を第1窓体の下
方において透明ガラスから成る第2窓体により開閉可能
な構造にした場合には、第1窓体は、天窓開口の開閉状
態とは無関係に常時太陽電池パネルとして機能すると共
に、ヒンジ開閉式の第1窓体の回動操作と、透明ガラス
から成る第2窓体のスライド操作との組み合わせによっ
て、天窓開口の採光と換気とを自在に行うことができる
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1及び2に記載の発明に係る開閉式天窓
装置A1 を屋根面Rに取付けた建築物の斜視図である。
【図2】開閉式天窓装置A1 の部分の斜視図である。
【図3】同じく平面図である。
【図4】天窓開口4を開いて採光と換気とを行っている
状態における図のX−X線断面図である。
【図5】同様の状態における図のY1 −Y1 線断面図
である。
【図6】天窓開口4を第2窓体W2 により閉じて採光の
みを行っている状態における図3のX−X線断面図であ
る。
【図7】同様の状態における図3のY1 −Y1 線断面図
である。
【図8】天窓開口4を第1窓体W1 により閉じた状態に
おける図3のX−X線断面図である。
【図9】同様の状態における図3のY1 −Y1 線断面図
である。
【図10】請求項3に記載の発明に係る開閉式天窓装置
2 の斜視図である。
【図11】非採光状態における図10のY2 −Y2 線断
面図である。
【図12】採光状態における図10のY2 −Y2 線断面
図である。
【符号の説明】
1,2 :開閉式天窓装置 R:屋根面 S:太陽電池セル W1 :第1窓体 W2 :第2窓体 W3 :第3窓体 2:屋根材 4:天窓開口5:防水枠

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建築物の屋根面に設けられた採光、或い
    は換気用の天窓開口をヒンジ式の窓体により開閉する構
    成の開閉式天窓装置であって、前記窓体は、その表面に
    太陽電池セルが貼り付けられ太陽電池パネルとして機能
    しており、しかも前記屋根面における前記天窓開口の周
    囲は、防水枠で囲まれていることを特徴とする太陽電池
    パネルを兼用した開閉式天窓装置。
  2. 【請求項2】 建築物の屋根面に設けられた採光、或い
    は換気用の天窓開口をヒンジ式の窓体により開閉する構
    成の開閉式天窓装置であって、前記窓体は、その表面に
    太陽電池セルが貼り付けられ太陽電池パネルとして機能
    しており、しかも、そのヒンジピンは、前記屋根面にお
    ける前記天窓開口の周囲を囲む防水枠と、その内側に配
    置されたスライド案内枠との間に形成された隙間が設け
    られていることを特徴とする太陽電池パネルを兼用した
    開閉式天窓装置。
  3. 【請求項3】 建築物の屋根面に設けられた採光、或い
    は換気用の天窓開口をヒンジ式の第1窓体により開閉す
    る構成の開閉式天窓装置であって、前記第1窓体は、そ
    の表面に太陽電池セルが貼り付けられて太陽電池パネル
    として機能していると共に、前記天窓開口は、屋根材の
    下側の窓体収納部に収納される透明ガラスから成る第2
    窓体がスライド及び上下動して、前記第1窓体の下側に
    おいて開閉可能になっていることを特徴とする太陽電池
    パネルを兼用した開閉式天窓装置。
  4. 【請求項4】 建築物の屋根面に設けられた採光、或い
    は換気用の天窓開口を、屋根材の下側の収納部に収納さ
    れるスライド式の窓体により開閉する構成の開閉式天窓
    装置であって、前記窓体は、その表面に太陽電池セルが
    貼り付けられて太陽電池パネルとして機能していること
    を特徴とする太陽電池パネルを兼用した開閉式天窓装
    置。
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