JP3474171B2 - 太陽電池を一体化した瓦の取付け構造 - Google Patents

太陽電池を一体化した瓦の取付け構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粘土瓦を、その主
板面上に太陽電池ユニットを配設した状態で、屋根下地
材に取り付けるようにした、太陽電池を一体化した瓦の
取付け構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】屋根材として賞用されている粘土瓦に太
陽電池を組み込んで、太陽光のエネルギを電気エネルギ
に変換して、利用しようとする技術が注目されている。
この場合、多数の太陽電池素子を平板状に集合させた太
陽電池ユニットが応用されるが、太陽電池ユニットを瓦
本体に組み込んだ構造は、実開昭61−194039号
公報、実開平4−28524号公報、特開平11−62
55号公報、特開2000−226909号公報に提案
されている。
【0003】その1例は、図6に示すようなもので、瓦
1の主板面11に太陽電池ユニット13が嵌め込める凹
部12を設けておき、これに太陽電池ユニット13を接
着剤を介して嵌着させ、その四周の隙間をコーキング材
でシールし、表面はガラスまたは透明プラスチックなど
の透明保護板14で被覆、保護するものである。
【0004】ところが、このような接着剤やコーキング
材は、屋根のような戸外で風雨、雪露や、太陽光にさら
され、温度変化が大きい場合には、材質劣化が早く進行
して、亀裂や剥離が生じやすくなる欠点があった。この
ため、雨水が浸入して、内部に溜まる滞留水となり、内
部で腐敗したり、太陽電池を汚損したりする不具合が認
められた。また、接着力が劣化すると、強風によって太
陽電池がめくれて、落下するというおそれもあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、複数の粘土瓦
を、水下側瓦の尻部に水上側瓦の頭部を重ねながら屋根
下地材に取り付ける構造において、太陽電池ユニットを
瓦に組み付けるに際し、接着剤やコーキング材を使用す
る必要がなく、かつ強風などによっても太陽電池が落下
することがない、太陽電池を一体化した瓦の取付け構造
を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題は、粘土瓦の
主板面上に形成された凹面部に太陽電池ユニットを嵌め
込んで配設した太陽電池を一体化した瓦において、その
凹面部には前記太陽電池ユニットを裏面から支承するた
めの支持凸部を形成、配置し、太陽電池ユニットと凹面
部との間に水下方向に解放された隙間を設けるととも
に、頭部先端には凸状ストッパを突設して、太陽電池ユ
ニットの先端部が当接して、前方に位置ずれをおこすの
を防止するようにした粘土瓦を屋根下地材に取り付ける
ための取付け構造であって、水下側の瓦の尻部を挿通、
固定する固定釘に止着されたところの、前記固定釘を挿
通するための固定用釘挿通孔を設けた固定板部、固定板
部の先端から立ち上げられた立上げ板部、および立上げ
板部の先端を後方に屈曲した係止片部からなる屈曲金属
板である係止金具の後方に屈曲した係止片部の先端部
前記粘土瓦の頭部に沿って位置する太陽電池ユニットの
先端部分に係止することによって、前記粘土瓦の頭部に
位置する太陽電池ユニットの浮き上がりを抑えるととも
に、当該粘土瓦の尻部を挿通、固定する固定用釘に止着
されたところの、前記固定釘を挿通するための固定用釘
挿通孔を設けた固定板部、固定板部の先端から立ち上げ
られた立上げ板部、および立上げ板部の先端を後方に屈
曲した係止片部からなる屈曲金属板である係止金具の該
固定板部の先端が前記太陽電池ユニットの後端部分に重
なることによって、該粘土瓦の尻部側に位置する太陽電
池ユニットの浮き上がりを抑えるようにしたことを特徴
とする本発明の太陽電池を一体化した瓦の取付け構造に
よって、解決することができる。また、同様に、粘土瓦
の主板面上に太陽電池ユニットを載置した状態で配設し
た太陽電池を一体化した瓦において、その主板面には前
記太陽電池ユニットを裏面から支承するための支持凸部
を形成、配置し、太陽電池ユニットと主板面との間に水
下方向に解放された隙間を設けるとともに、頭部先端に
は凸状ストッパを突設して、太陽電池ユニットの先端部
が当接して、前方に位置ずれをおこすのを防止するよう
にした粘土瓦を屋根下地材に取り付けるための取付け構
造であって、水下側の瓦の尻部を挿通、固定する固定釘
に止着されたところの、前記固定釘を挿通するための固
定用釘挿通孔を設けた固定板部、固定板部の先端から立
ち上げられた立上げ板部、該立上げ板部から前方に突出
させた第2の係止片部、および立上げ板部の先端を後方
に屈曲した係止片部からなる屈曲金属板である係止金具
の後方に屈曲した係止片部の先端部を前記粘土瓦の頭部
に沿って位置する太陽電池ユニットの先端部分に係止す
ることによって、前記粘土瓦の頭部に位置する太陽電池
ユニットの浮き上がりを抑えるとともに、当該粘土瓦の
尻部を挿通、固定する固定用釘に止着されたところの、
前記固定釘を挿通するための固定用釘挿通孔を設けた固
定板部、固定板部の先端から立ち上げられた立上げ板
部、該立上げ板部から前方に突出させた第2の係止片
部、および立上げ板部の先端を後方に屈曲した係止片部
からなる屈曲金属板である係止金具の前記第2の係止片
部が前記太陽電池ユニットの後端部分に重なることによ
って、該粘土瓦の尻部側に位置する太陽電池ユニットの
浮き上がりを抑えるようにしたことを特徴とする本発明
の太陽電池を一体化した瓦の取付け構造によっても解決
できる。
【0007】
【0008】なお、太陽電池は、アモルファスシリコン
などの半導体のn−p接合薄層に太陽光を照射すること
により光エネルギを電気エネルギに変換するものであ
り、その素子の表裏の電極から出力を取り出すことがで
きる。本発明の太陽電池ユニットとは、このような素子
を多数個並列させ、その表裏面をガラス板やプラスチッ
ク板で保護し、適宜な位置から出力リード線を引き出せ
るようにした、太陽電池素子を集合させた板状体をい
う。例えば、縦×横×厚さ:280×430×5mmサ
イズのユニットが実用化されつつある。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の太陽電池を一体化
した瓦の取付け構造に係る実施形態1、2について、図
1〜5を参照しながら説明する。本発明における粘土瓦
1、水下側粘土瓦1a、水上側粘土瓦1bを屋根下地材
41に取り付けるための取付け構造は、その要部断面が
図1に示されるように、当該粘土瓦1は、その頭部2の
先端を水下側(下側)粘土瓦1の尻部3aに重ねた状態
に配置されるとともに、その尻部3に挿通する固定用釘
4を屋根下地材41に止着することによって固定され、
その尻部3には、水上側粘土瓦1bの頭部2bの先端を
重ねた状態に配置されているのであって、この点は、従
来の粘土瓦の取付け構造と変わるところはない。
【0010】そして、本発明の実施形態1は、このよう
な、粘土瓦1の主板面上にくぼみとして形成された凹面
部11に太陽電池ユニット5を嵌め込んで配設した状態
で、太陽電池ユニット5とともに粘土瓦1を屋根下地材
41に取り付けるための取付け構造であって、その特徴
とするところは、水下側粘土瓦1aの尻部3aを挿通、
固定する固定釘4aに止着された係止金具6aの後方に
屈曲された先端部を、前記粘土瓦1の頭部2に沿って位
置する太陽電池ユニット5の先端部分51を押し当てて
係止することにより、太陽電池ユニット5の浮き上がり
を抑えるとともに、当該粘土瓦1の尻部3を挿通、固定
する固定用釘4に止着された係止金具6の前方に延びた
部分を、該粘土瓦1の尻部3側に位置する太陽電池ユニ
ット5の後端部分52に重ね合わせて係止するようにし
て、太陽電池ユニット5の浮き上がりを抑える構造とし
た点にある。
【0011】そして、この目的の係止金具6としては、
図3(A)に例示するような、固定用釘挿通孔61を設
けた固定板部62、その固定板部62の先端から立ち上
げられた立上げ板部63、および立上げ板部63の先端
を後方に屈曲した係止片部64からなる屈曲加工され
た、板厚2mm、板幅15mm程度のステンレス板など
の金属板が好ましく適用される。なお、その係止片部6
4は、内側に屈曲させて、太陽電池ユニット5の前端部
分51に対して弾性効果を持たせるのがよい。また、前
記固定板部62は、その前方の端部が、図1に示すよう
に、太陽電池ユニット5の後端部分52に重ねられる長
さに設定される。
【0012】以上説明した本発明によれば、従来から用
いられるの固定用釘をそのまま利用して、太陽電池ユニ
ットと粘土瓦とを一緒に、その先端部分と後端部分の2
箇所で係止して、屋根下地材に固定できるので、強風下
でも吹き上げられて、飛散したり、落下することが確実
に防止できる。また、先端を屈曲した簡単な前記係止金
具が利用できるので、係止金具自体の固定操作も簡単で
あるうえ、太陽電池ユニット自体を粘土瓦の表面に載置
するだけで、その組み付けが完了するので、太陽電池を
一体化した粘土瓦の屋根葺き作業が極めて簡単、容易と
なる利点が得られる。
【0013】そして、この実施形態1では、太陽電池ユ
ニット5と粘土瓦1との組合わせとして、図2に例示す
る構造が好ましい。すなわち、粘土瓦1の主板面上にく
ぼみとして形成された凹面部11に太陽電池ユニット5
を嵌め込んで配設するに際して、その凹面部11には、
前記太陽電池ユニット5を裏面から支承するため、適宜
な位置に支持凸部12を形成、配置(図2では、前後2
列、左右3列の前後に延びた凸形状を配置した)し、太
陽電池ユニット5と凹面部11との間には、水下方向
(前方)に開放された隙間53を設けるのが好ましい。
そして、この場合、頭部2の先端には、凸状ストッパ2
1を突設して、太陽電池ユニット5の先端部51に当接
して、前方に位置ずれをおこすのを防止している。
【0014】このように、太陽電池ユニット5と粘土瓦
1とを組合わせた場合は、図1に示すように、水上側
(上側)粘土瓦1bの頭部2bが、下側になる粘土瓦1
の太陽電池ユニット5の後端部52の上に重ねるよう配
置することができるから、太陽電池ユニット5に吹き上
がりをより効果的に防止できる。さらに、太陽電池ユニ
ット5と凹面部11との間には、水下方向(前方)に開
放された隙間53を設けているので、雨水が裏側に浸入
しても、頭部の隙間53から自然に排水できるから、雨
水が滞留するようなことがなく、太陽電池ユニットを裏
面から劣化させるおそれもなくなる利点が得られる。
【0015】次に、本発明の実施形態2について、図
4、5を参照して説明する。この形態2では、太陽電池
ユニット5と粘土瓦1との組合わせとして、図5に例示
する構造が好ましい。すなわち、粘土瓦1の主板面10
上(実施形態1のような凹面部11を設ける必要がな
い)に太陽電池ユニット5を載置した状態で配設するに
際して、その主板面10には、前記太陽電池ユニット5
を裏面から支承するため、適宜な位置に支持凸部12を
形成、配置(図5では、前後2列、左右3列の前後に延
びた凸形状を配置した)し、太陽電池ユニット5と主板
面10との間には、水下方向(前方)に開放された隙間
53が設けられている。そして、この場合、頭部2の先
端には、凸状ストッパ21を突設して、太陽電池ユニッ
ト5の先端部51に当接して、前方に位置ずれをおこす
のを防止している。
【0016】そして、この実施形態2においても、図4
に示すように、水下側粘土瓦1aの尻部3a側の固定釘
4aに止着された係止金具6aによって、太陽電池ユニ
ット5の先端部分51を押し当てて係止することによ
り、太陽電池ユニット5の浮き上がりを抑えるととも
に、当該粘土瓦1の尻部3側の固定用釘4に止着された
係止金具6によって、太陽電池ユニット5の後端部分5
2を係止するようにして、太陽電池ユニット5の浮き上
がりを抑える構造とした点では、次を除いて先の実施形
態1と同様である。
【0017】しかし、この実施形態2の太陽電池ユニッ
ト5と粘土瓦1との組合わせの場合は、太陽電池ユニッ
ト5の表面が、基準となる主板面から上方に突出してい
るので、図4に示すように、水上側(上側)粘土瓦1b
の頭部2bが、下側になる粘土瓦1の太陽電池ユニット
5の後端部52の上に重ねるよう配置することができな
い。このことから、前記係止金具6、6aには、図3
(B)に示すように、前記立上げ板部63から前方に第
2の係止片部65を部分打ち抜き加工などで突出させ、
固定板部62とはレベルの異なるこの第2の係止片部6
5を、太陽電池ユニット5の後端部分52に係止させ、
太陽電池ユニット5の浮き上がりを抑えるようにするの
がよい。
【0018】なお、この場合、図3(B)のように前記
前方係止片部65を係止金具6と一体に成形する他、図
3(C)に例示するように、固定用釘挿通孔61を設け
た固定板部62Aの先端を立ち上げ、前方に突出させて
第2の係止片部65Aとした係止金具6Aを別体で準備
し、図3(A)の係止金具6と重ね合わせて、図4に例
示するように使用してもよいのは、言うまでもない。
【0019】以上説明した実施形態2によれば、1)太
陽電池ユニットと粘土瓦とを一緒に、その先端部分と後
端部分の2箇所で係止して、屋根下地材に固定できるの
で、強風下でも吹き上げられて、飛散したり、落下する
ことが確実に防止できる、2)係止金具自体の固定操作
も簡単であるうえ、太陽電池ユニット自体を粘土瓦の表
面に載置するだけよいから、太陽電池を一体化した粘土
瓦の屋根葺き作業が極めて簡単、容易となる、3)凸状
ストッパ21によって、太陽電池ユニット5の前方に位
置ずれをおこすのを防止する、4)開放された隙間53
を設けているので、雨水が裏側に浸入しても、太陽電池
ユニットを裏面から劣化させるおそれもなくなる、など
の利点は実施形態1の場合と同様である。
【0020】
【発明の効果】本発明の太陽電池を一体化した瓦の取付
け構造は、以上説明したように構成されているので、太
陽電池ユニットを瓦に組み付けるに、接着剤やコーキン
グ材を使用する必要がなく、かつ強風などによっても太
陽電池が落下することが防止できる。さらに、太陽電池
を一体化した粘土瓦の屋根葺き作業が効率化し、太陽電
池ユニットの劣化も防止できるという優れた効果があ
る。よって本発明は、従来の問題点を解消した太陽電池
を一体化した瓦の取付け構造として、実用的価値はきわ
めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を示す要部断面図。
【図2】実施形態1に適用される太陽電池ユニットと瓦
の組合わせを示す正面図(A)、前面図(B)、側面断
面図(C)。
【図3】本発明の係止金具の3例を示す斜視図(A)
(B)(C)。
【図4】本発明の他の実施形態2を示す要部断面図。
【図5】実施形態2に適用される太陽電池ユニットと瓦
との別の組合わせを示す正面図(A)、前面図(B)、
側面図(C)。
【図6】本発明の先行技術を示す斜視図。
【符号の説明】
1 粘土瓦、1a 水下側粘土瓦、1b 水上側粘土
瓦、11 凹面部、12支持凸部、2 頭部、2b 頭
部、21 凸状ストッパ、3 尻部、3a 尻部、4
固定用釘、4a 固定用釘、41 屋根下地材、5 太
陽電池ユニット、51 先端部分、52 後端部分、5
3 隙間、6 係止金具、6a 係止金具、61 固定
用釘挿通孔、62 固定板部、63 立上げ板部、64
係止片部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−336848(JP,A) 特開2000−320076(JP,A) 特開2000−274014(JP,A) 特開 平8−144438(JP,A) 実開 平4−28524(JP,U) 実開 昭62−52610(JP,U) 登録実用新案3069490(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04D 1/30 603 E04D 1/34 E04D 13/18 H01L 31/042

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粘土瓦の主板面上に形成された凹面部に
    陽電池ユニットを嵌め込んで配設した太陽電池を一体化
    した瓦において、その凹面部には前記太陽電池ユニット
    を裏面から支承するための支持凸部を形成、配置し、太
    陽電池ユニットと凹面部との間に水下方向に解放された
    隙間を設けるとともに、頭部先端には凸状ストッパを突
    設して、太陽電池ユニットの先端部が当接して、前方に
    位置ずれをおこすのを防止するようにした粘土瓦を屋根
    下地材に取り付けるための取付け構造であって、水下側
    の瓦の尻部を挿通、固定する固定釘に止着されたところ
    の、前記固定釘を挿通するための固定用釘挿通孔を設け
    た固定板部、固定板部の先端から立ち上げられた立上げ
    板部、および立上げ板部の先端を後方に屈曲した係止片
    部からなる屈曲金属板である係止金具の後方に屈曲した
    係止片部の先端部を前記粘土瓦の頭部に沿って位置する
    太陽電池ユニットの先端部分に係止することによって、
    前記粘土瓦の頭部に位置する太陽電池ユニットの浮き上
    がりを抑えるとともに、当該粘土瓦の尻部を挿通、固定
    する固定用釘に止着されたところの、前記固定釘を挿通
    するための固定用釘挿通孔を設けた固定板部、固定板部
    の先端から立ち上げられた立上げ板部、および立上げ板
    部の先端を後方に屈曲した係止片部からなる屈曲金属板
    である係止金具の該固定板部の先端が前記太陽電池ユニ
    ットの後端部分に重なることによって、該粘土瓦の尻部
    側に位置する太陽電池ユニットの浮き上がりを抑えるよ
    うにしたことを特徴とする太陽電池を一体化した瓦の取
    付け構造。
  2. 【請求項2】粘土瓦の主板面上に太陽電池ユニットを載
    置した状態で配設した太陽電池を一体化した瓦におい
    て、その主板面には前記太陽電池ユニットを裏面から支
    承するための支持凸部を形成、配置し、太陽電池ユニッ
    トと主板面との間に水下方向に解放された隙間を設ける
    とともに、頭部先端には凸状ストッパを突設して、太陽
    電池ユニットの先端部が当接して、前方に位置ずれをお
    こすのを防止するようにした粘土瓦を屋根下地材に取り
    付けるための取付け構造であって、水下側の瓦の尻部を
    挿通、固定する固定釘に止着されたところの、前記固定
    を挿通するための固定用釘挿通孔を設けた固定板部、
    固定板部の先端から立ち上げられた立上げ板部、該立上
    げ板部から前方に突出させた第2の係止片部、および立
    上げ板部の先端を後方に屈曲した係止片部からなる屈曲
    金属板である係止金具の後方に屈曲した係止片部の先端
    部を前記粘土瓦の頭部に沿って位置する太陽電池ユニッ
    トの先端部分に係止することによって、前記粘土瓦の頭
    部に位置する太陽電池ユニットの浮き上がりを抑えると
    ともに、当該粘土瓦の尻部を挿通、固定する固定用釘に
    止着されたところの、前記固定釘を挿通するための固定
    用釘挿通孔を設けた固定板部、固定板部の先端から立ち
    上げられた立上げ板部、該立上げ板部から前方に突出さ
    せた第2の係止片部、および立上げ板部の先端を後方に
    屈曲した係止片部からなる屈曲金属板である係止金具の
    前記第2の係止片部が前記太陽電池ユニットの後端部分
    に重なることによって、該粘土瓦の尻部側に位置する太
    陽電池ユニットの浮き上がりを抑えるようにしたことを
    特徴とする太陽電池を一体化した瓦の取付け構造。
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