JP4380892B2

JP4380892B2 - 太陽光発電屋根

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Publication number: JP4380892B2
Application number: JP2000204287A
Authority: JP
Inventors: 秀雄藤田
Original assignee: 秀雄藤田
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: JP2002021276A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱作用のある太陽光発電屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−１５０７０４号公報には、断熱材を敷設した金属製屋根板に取付金具をビス止めし、この取付金具によって屋根板上に太陽電池モジュールパネルを取り付けるようにした太陽光発電屋根が開示されている。
また、特開平１１−３００１４号公報には、金属製屋根板にシート状の太陽電池モジュールパネルを重ね合わせ、ジョイナー（板連結子）で、屋根板と太陽電池モジュールパネルを保持する太陽光発電屋根が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池モジュールパネルを屋根板にビス止めした取付金具によって保持する方法は、太陽電池モジュールパネルを屋根板上にしっかりと保持できるメリットがあるが、ビス止め作業を必要とし、太陽電池モジュールパネルの取り付け工程が煩雑となってしまうという問題点があった。
また、ジョイナーによりシート状太陽電池モジュールパネルを保持する方法は、太陽電池モジュールパネルを簡単に屋根板に取り付けることができるというメリットがあるが、ジョイナーによる結合構造はガータなどの構造を必要とし、構造が複雑となり、コストアップの原因となってしまう。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、長尺状の金属板から成り、帯状の平板部６ａと、前記平板部６ａの一側縁に前記平板部６ａに対して上向き垂直方向に二重に屈折された立ち上り部６ｉと、該立ち上り部６ｉと連続しこれに対して内側直角方向に二重に屈折された係合部６ｊと、前記立ち上り部６ｉの下端から所定幅外側方に延びる取付部６ｋと、前記平板部６ａの他側縁に上向き直角方向に二重に屈折されたストッパー部６ｂ，６ｂ’と、該ストッパー部６ｂ，６ｂ’と連続し前記平板部６ａとの間に前記係合部６ｊを受け入れる係合受部６ｅを形成する下位水平部６ｃと、該下位水平部６ｃと連続し前記平板部６ａに対して下向き直角方向に屈折された垂下部６ｆとを備えた外囲板６を構成し、前記外囲板６の平板部６ａの下面に前記垂下部６ｆとの間に所定の空間部１０を存して断熱材を接着し、屋根の下地材２に前記外囲板６の取付部６ｋを固定し、該固定した外囲板６の係合部６ｊに対して、他の外囲板６の係合受部６ｅを嵌合して隣接する外囲板６，６を下地材２上で結合し、前記外囲板６の平板部６ａ上に太陽電池モジュールパネル１４を前記ストッパー部６ｂ，６ｂ’に係止させて載置し、この太陽電池モジュールパネル１４の上面と前記係合受部６ｅの下面をクリップ２２，３０，４２で挟圧し、隣接する外囲板，６，６の結合部分を前記クリップ２２，３０，４２で前記太陽電池モジュールパネル１４の上から挟持したものである。また、本発明は、前記外囲板６の平板部６ａに前記太陽電池モジュールパネル１４の端子ボックス１６を受け入れる穴１８を穿設し、前記断熱材に前記穴１８と連通する凹部１２を形成し、前記穴１８の周囲に防水処理を施し、前記凹部１２内を前記端子ボックス１６に接続するケーブルが通るようにしたものである。
また、本発明は、前記外囲板６のストッパー部６ｂの形成部分に平坦面６ｍを形成し、前記太陽電池モジュールパネル１４の下面と前記平板部６ａ上面との間に入った雨水が前記平坦面６ｍから外部に排出されるようにしたものである。
また、本発明は、前記垂下部６ｆの下端に押え部６ｇを形成し、該押え部６ｇを隣接する下段の外囲板６上の太陽電池モジュールパネル１４の一側縁上面に圧接したものである。
また、本発明は、前記クリップ２２を、上位挟圧部２２ｂと後部壁２２ａと下位挟圧部２２ｃを備えたコ字状の金属材料により構成したものである。
また、本発明は、前記クリップ３０に垂直部３０ｄを形成し、該垂直部３０ｄの下端を隣接する下段の外囲板６上の太陽電池モジュールパネル１４の一側縁上面に圧接したものである。
また、本発明は、前記太陽電池モジュールパネル１４の少なくとも両側縁部に、フレーム４０の嵌合部４０ａを嵌合し、該フレーム４０に脚部４０ｃを設け、該脚部４０ｃを前記外囲板６の平板部６ａ上に前記ストッパー部６ｂ’に係止させて載置し、該平板部６ａと前記太陽電池モジュールパネル１４の下面との間に前記脚部４０ｃの高さに応じた空間部を形成し、前記太陽電池モジュールパネル１４の上面と前記係合受部６ｅの下面とをクリップ４２で挟圧したものである。
また、本発明は、前記断熱材を樹脂発泡材８により構成したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１において、２は屋根の下地材であり、耐水合板により構成されている。下地材２は棟から軒先にかけて下向きに傾斜し、鉄骨などの下地（図示省略）により支持されている。前記下地材２の上にはアスファルトルーフィングから成る防水シート４が敷設されている。
【０００６】
図１中、紙面垂直方向に延びる、鋼板などの金属板から成る複数の外囲板６は各々同一形状に構成され、各々、平板部６ａの裏面に、該平板部６ａの強度を高め、断熱効果のある、押出発泡ポリスチレンなどの樹脂発泡材８が固着されている。外囲板６の一側縁には、図４に示すように、平板部６ａに対して上向き直角方向に二重状態で屈折されたストッパー部６ｂが一体的に形成されている。前記ストッパー部６ｂの下端には、これと連続して、平板部６ａとの間に所定の間隔を存して、該平板部６ａの下方に水平に延びる下位水平部６ｃが一体的に形成されている。
【０００７】
前記ストッパー部６ｂを構成する垂直部６ｄの下部と、下位水平部６ｃと、平板部６ａとで、横Ｕ字状の係合受部６ｅを構成している。前記係合受部６ｅの開口端には、下位水平部６ｃに対して下向き垂直方向に一体的に垂下部６ｆが屈折形成され、該垂下部６ｆの下端には、これに対して、外側直角方向に屈折された押え部６ｇが形成されている。前記押え部６ｇの先端には、横Ｕ字状の屈曲部６ｈが一体的に形成されている。
【０００８】
前記樹脂発泡材８の側面と前記垂下部６ｆとの間には、隣接する外囲板６，６どうしの結合作業を容易にするための空間部１０が形成されている。前記外囲板６の他側縁には、平板部６ａに対して上向き直角方向に二状態で、立ち上り部６ｉが屈折形成され、該立ち上り部６ｉの上端には、これと一体的に該立ち上り部６ｉに対して平板部６ａ方向に直角に屈折された二重の係合部６ｊが一体的に形成されている。
【０００９】
更に、前記立ち上り部６ｉの下端には、これと連続して側方に延びる帯状の取付部６ｋが一体的に形成されている。前記取付部６ｋは、下地材２の傾斜に対応して上向きに傾斜し、先端にはＵ字状の屈曲部が一体的に形成されている。前記樹脂発泡材８には、その長手方向に延びる凹部１２が形成され、該凹部１２は、平板部６ａに形成された、太陽電池モジュールパネル１４の端子ボックス１６を受け入れる穴１８と連通している。前記凹部１２内には、端子ボックス１６及びケーブルが配置される。前記樹脂発泡材８は、平板部６ａの下面と下地材２上面とで形成される空間を、前記空間部１０を残して、埋めることができるように断面が略三角形状に設定され、その下面には、下地材２の勾配に応じた傾斜面８ａが形成されている。
【００１０】
下地材２の軒先側には、図５に示すように、取付部２０ａと二重の立ち上り部２０ｂと、二重の係合部２０ｃと、カバー部２０ｄと、囲み板２０ｅとが一体的に形成された軒先収め板２０が配置され、取付部２０ａがビスによって下地材２に固定されている。１４は、太陽電池モジュールパネルであり、下面に端子ボックス１６が突設されている。
【００１１】
２２は、アルミあるいは鋼板などの金属材から成る断面Ｕ字状のクリップであり、図７に示すように、後部壁２２ａと上位挟圧部２２ｂと下位挟圧部２２ｃとから構成されている。クリップ２２の後部壁２２ａには、水抜き用の穴２４が穿設されている。前記クリップ２２の全長は、前記太陽電池モジュールパネル１４の両側縁の長さと略同一に設定されている。
【００１２】
上記した構成において、外囲板６を、傾斜した下地材２上に複数、載置する。軒先側の外囲板６は、図５に示すように、一側縁の係合受部６ｅを、軒収め板２０の係合部２０ｃに、空間部１０を利用して差込嵌合し、更に、他側縁の取付部６ｋを下地材２にビスにより固定する。該状態において、外囲板６の平板部６ａは、下地材２上にこれに対してある角度を保ってセットされる。次に、図１に示すように、上段の外囲板６の係合受部６ｅを、対応する下段の外囲板６の係合部６ｊに差し込み嵌合し、上段の外囲板６の取付部６ｋを下地材２に固定する。
【００１３】
このようにして、順次、下から上に外囲板６を結合する。
次に、最下段の外囲板６の平板部６ａ上に、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、太陽電池モジュールパネル１４を載置し、端子ボックス１６を穴１８に嵌合し、太陽電池モジュールパネル１４の側縁部を外囲板６のストッパー部６ｂに合わせる。このとき、穴１８の周囲に、図４に示すように、防水用の接着材２６を塗布しておき、この接着材２６によって、太陽電池モジュールパネル１４の、端子ボックス１６の周囲の下面を平板部６ａに接着する。
【００１４】
これにより、太陽電池モジュールパネル１４の下面を伝わった雨水が平板部６ａの穴１８に浸入するのを防止することができる。次にクリップ２２を外囲板６の一側縁に、太陽電池モジュールパネル１４の上から圧入し、クリップ２２によって、太陽電池モジュールパネル１４の上から外囲板６と軒収め板２０との結合部をしっかりと挟持する。
次に、上段の外囲板６に、太陽電池モジュールパネル１４を上記した要領でセットし、隣接する外囲板６，６の上段と下段の結合部を、太陽電池モジュールパネル１４の上からクリップ２２で挟持する。
【００１５】
このようにして、順次、下から上に、太陽電池モジュールパネル１４をセットする。この結合状態において、上段の外囲板６の押え部６ｇは、対応する下段の外囲板６上の太陽電池モジュールパネル１４の上面に圧接し、下段の太陽電池モジュールパネル１４の他側縁が外囲板６から浮き上がらないように支持する。
尚、太陽電池モジュールパネル１４の外囲板６上へのセット作業は、上記のように、全ての外囲板６の敷設が完了した後に行うのではなく、下段の外囲板６の敷設が完了した時点で、該下段の外囲板６に対して太陽電池モジュールパネル１４をセットし、このセット完了後、次の上段の外囲板６を下段の外囲板６に結合し、しかる後、この上段の外囲板６に太陽電池モジュールパネル１４をセットしてゆくようにしても良い。
【００１６】
上記実施形態では、外囲板６のストッパー部６ｂは、外囲板６の側縁部の全域に亘って形成されているが、図８乃至図１０に示すように、ストッパー部６ｂの一部を外側方に屈曲させて、平板部６ａと連続する平坦面６ｍとし、この平坦面６ｍから、平板部６ａ上と太陽電池モジュールパネル１４下面との間に入った雨水が下段の太陽電池モジュールパネル１４上に排出されるように構成しても良い。この場合、クリップは、図１０に示すように、平坦面６ｍを避けるために、短尺状のクリップ２８を複数用いるようにする。このクリップ２８の構造は、短尺である点を除いて、クリップ２２と同一である。
【００１７】
次に、本発明の他の実施形態を図１１乃至図１３を参照して説明する。
本実施形態の金属製外囲板６の一側縁に形成された垂下部６ｆの下端は、図１２に示すように、Ｖ字状に屈折した屈折部６ｎが形成されている。外囲板６の他の構成は、図４に示す第１の実施形態の外囲板６と同一である。
３０は、金属材料から成るクリップであり、上位挟圧部３０ａと後部壁３０ｂと下位挟圧部３０ｃとを備え、後部壁３０ｂの下端に一体的に垂直部３０ｄが形成され、該垂直部３０ｄの下端に一体的にベース部３０ｅが形成されている。後部壁３０には、水抜き穴３１が穿設されている。
【００１８】
前記外囲板６の下面には、垂下部６ｆに対して、空間部１０が形成されるように、押出発泡ポリスチレンから成る樹脂発泡材３２が接着され、該樹脂発泡材３２に対して、端子ボックス挿入用の所定の間隔を存して、樹脂発泡材３４が外囲板６の下面に接着されている。
上記した構成において、下段の外囲板６に対して上段の外囲板６を結合するときは、上段の外囲板６の係合受部６ｅを、下段の外囲板６の係合部６ｊに嵌合し、取付部６ｋを防水シート４の上からビスで下地材２に固定する。
【００１９】
しかる後に、外囲板６上に太陽電池モジュールパネル１４を載置し、クリップ３０の挟圧部３０ａ，３０ｂで、太陽電池モジュールパネル１４の上から、隣接する外囲板６，６の結合部を挟持し、クリップ３０のベース３０ｅをゴムスペーサ３６を介して下段の太陽電池モジュールパネル１４に、図１１に示すように、圧着する。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ストッパー部６ｂ部分に平坦面を形成し、クリップ３０を短尺状とすることにより、太陽電池モジュールパネル１４の下面と外囲板６の平板部６ａとの間に入った雨水を、下方に排出する機構とすることができる。
【００２０】
次に、本発明の他の実施形態を図１４乃至図１７を参照して説明する。
図１６において、６は、金属製の外囲板であり、ストッパー部６ｂ’が上記実施形態のストッパー部に比しかなり高く設定されている。外囲板６の下面には、押出発泡ポリスチレンから成る樹脂発泡材３８が接着されている。この樹脂発泡材３８には、太陽電池モジュールパネル１４の端子ボックス１６挿入用の空間部が形成されていない。また、外囲板６の平板部６ａにも、端子ボックス１６挿入用の穴が形成されていない。これらの点を除いて本実施形に用いられる外囲板６の他の構成は、上記図１２に示す第２の実施形態の外囲板の構成と同一である。
【００２１】
４０は、アルミなどの金属材料から成る太陽電池モジュールパネル１４用のフレームであり、太陽電池モジュールパネル１４の側縁部に密嵌可能な嵌合部４０ａと、Ｌ型のフック部４０ｂと、嵌合部４０ａから下向き垂直方向に一体的に形成された中空の脚部４０ｃとから構成されている。前記フレーム４０は、その嵌合部４０ａが太陽電池モジュールパネル１４の両側縁に密嵌配置される。図１７において、４２はクリップであり、金属材料で構成され、上位挟圧部４２ａと、水抜き穴４４が穿設された後部壁４２ｂと、下位挟圧部４２ｃと、フック部４２ｄとから構成されている。
【００２２】
クリップ４２は、上記第１及び第２の実施形態と同様に、太陽電池モジュールパネル１４の側縁の全域をクリップする長尺状のものと、部分的にクリップする短尺状の２種類が用意されている。
上記した構成において、下段の外囲板６に、上段の外囲板６を結合する場合には、下地材２上に外囲板６を載置し、その係合受部６ｅを下段の外囲板６の係合部６ｊに差込嵌合し、取付部６ｋをビスで防水シート４の上から下地材２に固定する。
【００２３】
外囲板６の結合が完了したところで、次に、フレーム付きの太陽電池モジュールパネル１４を外囲板６の平板部６ａ上に載置し、フレーム４０，４０の脚部４０ｃを外囲板６のストッパー部６ｂと、隣接する上段の外囲板６の垂下部６ｆ間に嵌合配置する。
次に、クリップ４２の挟圧部４２ａ，４２ｃを、太陽電池モジュールパネル１４の上から外囲板６，６の結合部に圧入し、クリップ４２側のフック部４２ｄと、フレーム４０側のフック部４０ｂとを係合する。
【００２４】
該クリップ４２の圧入状態において、その上位挟圧部４２ａ先端は、太陽電池モジュールパネル１４の上面にゴムスペーサーを介して圧接し、下位水平部４２ｃは、係合受部６ｅの下面に圧接する。このようにして、順次、上段に向けて、複数の太陽電池モジュールパネル１４を、対応する外囲板６の平板部６ａ上にセットし、クリップ４２で固定する。尚、上記第１，２，３の実施形態では、断熱材として、樹脂発泡材を用いているが、グラスウールその他の断熱材を用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したので、強度及び断熱効果に優れた太陽光発電屋根を構成することができる効果が存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である太陽光発電屋根の一部の側面図である。
【図２】本発明の組み立て工程を示す説明図である。
【図３】本発明の要部の拡大側面断面図である。
【図４】外囲板の一部外観図である。
【図５】屋根の軒先部分の側面断面図である。
【図６】太陽電池モジュールパネルの一部の外観図である。
【図７】クリップの一部の外観図である。
【図８】外囲板の他の実施形態を示す一部外観図である。
【図９】図７のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図１０】太陽光発電屋根の他の実施形態を示す外観説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す要部の拡大側面図である。
【図１２】外囲板の他の実施形態を示す側面図である。
【図１３】クリップの他の実施形態を示す一部の外観図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す要部の拡大側面図である。
【図１５】太陽電池モジュールパネルの太陽電池モジュールパネルの実施形態を示す側面図である。
【図１６】外囲板の他の実施形態を示す側面図である。
【図１７】クリップの他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
２下地材
４防水シート
６外囲板
６ａ平板部
６ｂストッパー部
６ｃ下位水平部
６ｄ垂直部
６ｅ係合受部
６ｆ垂下部
６ｇ押え部
６ｈ屈曲部
６ｉ立ち上り部
６ｊ係合部
６ｋ取付部
６ｍ平坦面
６ｎ屈折部
８樹脂発泡材
８ａ傾斜面
１０空間部
１２凹部
１４太陽電池モジュールパネル
１６端子ボックス
１８穴
２０軒収め板
２０ａ取付部
２０ｂ立ち上り部
２０ｃ係合部
２０ｄカバー部
２０ｅ囲み板
２２クリップ
２４穴
２６接着材
２８クリップ
３０クリップ
３２樹脂発泡材
３４樹脂発泡材
３６ゴムスペーサー
３８樹脂発泡材
４０フレーム
４２クリップ
４４水抜き穴

Claims

長尺状の金属板から成り、帯状の平板部（６ａ）と、前記平板部（６ａ）の一側縁に前記平板部（６ａ）に対して上向き垂直方向に二重に屈折された立ち上り部（６ｉ）と、該立ち上り部（６ｉ）と連続しこれに対して内側直角方向に二重に屈折された係合部（６ｊ）と、前記立ち上り部（６ｉ）の下端から所定幅外側方に延びる取付部（６ｋ）と、前記平板部（６ａ）の他側縁に上向き直角方向に二重に屈折されたストッパー部（６ｂ）（６ｂ’）と、該ストッパー部（６ｂ）（６ｂ’）と連続し前記平板部（６ａ）との間に前記係合部（６ｊ）を受け入れる係合受部（６ｅ）を形成する下位水平部（６ｃ）と、該下位水平部（６ｃ）と連続し前記平板部（６ａ）に対して下向き直角方向に屈折された垂下部（６ｆ）とを備えた外囲板（６）を構成し、前記外囲板（６）の平板部（６ａ）の下面に前記垂下部（６ｆ）との間に所定の空間部（１０）を存して断熱材を接着し、屋根の下地材（２）に前記外囲板（６）の取付部（６ｋ）を固定し、該固定した外囲板（６）の係合部（６ｊ）に対して、他の外囲板（６）の係合受部（６ｅ）を嵌合して隣接する外囲板（６）（６）を下地材（２）上で結合し、前記外囲板（６）の平板部（６ａ）上に太陽電池モジュールパネル（１４）を前記ストッパー部（６ｂ）（６ｂ’）に係止させて載置し、この太陽電池モジュールパネル（１４）の上面と前記係合受部（６ｅ）の下面をクリップ（２２）（３０）（４２）で挟圧し、隣接する外囲板（６）（６）の結合部分を前記クリップ（２２）（３０）（４２）で前記太陽電池モジュールパネル（１４）の上から挟持したことを特徴とする太陽光発電屋根。
前記外囲板（６）の平板部（６ａ）に前記太陽電池モジュールパネル（１４）の端子ボックス（１６）を受け入れる穴（１８）を穿設し、前記断熱材に前記穴（１８）と連通する凹部（１２）を形成し、前記穴（１８）の周囲に防水処理を施し、前記凹部（１２）内を前記端子ボックス（１６）に接続するケーブルが通るようにしたことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記外囲板（６）のストッパー部（６ｂ）の形成部分に平坦面（６ｍ）を形成し、前記太陽電池モジュールパネル（１４）の下面と前記平板部（６ａ）上面との間に入った雨水が前記平坦面（６ｍ）から外部に排出されるようにしたことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記垂下部（６ｆ）の下端に押え部（６ｇ）を形成し、該押え部（６ｇ）を隣接する下段の外囲板（６）上の太陽電池モジュールパネル（１４）の一側縁上面に圧接したことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記クリップ（２２）を、上位挟圧部（２２ｂ）と後部壁（２２ａ）と下位挟圧部（２２ｃ）を備えたコ字状の金属材料により構成したことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記クリップ（３０）に垂直部（３０ｄ）を形成し、該垂直部（３０ｄ）の下端を隣接する下段の外囲板（６）上の太陽電池モジュールパネル（１４）の一側縁上面に圧接したことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記太陽電池モジュールパネル（１４）の少なくとも両側縁部に、フレーム（４０）の嵌合部（４０ａ）を嵌合し、該フレーム（４０）に脚部（４０ｃ）を設け、該脚部（４０ｃ）を前記外囲板（６）の平板部（６ａ）上に前記ストッパー部（６ｂ’）に係止させて載置し、該平板部（６ａ）と前記太陽電池モジュールパネル（１４）の下面との間に前記脚部（４０ｃ）の高さに応じた空間部を形成し、前記太陽電池モジュールパネル（１４）の上面と前記係合受部（６ｅ）の下面とをクリップ（４２）で挟圧したことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。
前記断熱材を樹脂発泡材（８）により構成したことを特徴とする「請求項１」に記載の太陽光発電屋根。