JP4504079B2

JP4504079B2 - 太陽電池モジュールを設けた屋根構造

Info

Publication number: JP4504079B2
Application number: JP2004130155A
Authority: JP
Inventors: 卓也稲永
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-04-26
Also published as: JP2005307699A

Description

この発明は、屋根部に、天窓と太陽電池モジュールとを配置する屋根構造に関し、特に
、折版屋根に用いて好適な太陽電池モジュールを設けた屋根構造に関するものである
。

従来、図１４及び図１５に示すような太陽電池モジュールを設けた屋根構造が、知られ
ている（例えば、特許文献１等参照）。

まず、構成から説明すると、この従来の太陽電池モジュールを設けた屋根構造では、建
物１の屋根部を構成する切妻形状の傾斜屋根部２には、太陽電池付き屋根パネル３が取り
付けられている。

この太陽電池付き屋根パネル３には、複数の芯材４，４及び垂木５，５が、格子状に連
結されて、上，下面に装着される略長方形形状の合板６，６が設けられている。

この合板６の上面側には、フレーム７，７に支持されて、平板状の太陽電池モジュール
８，８が、複数装着されている。

このうち、前記フレーム７，７で囲まれた１区画には、天窓部９が設けられていて、平
板状の硝子板１０が嵌め込まれている。

次に、この従来の太陽電池モジュールを設けた屋根構造の作用について説明する。

このように構成された従来の太陽電池モジュールを設けた屋根構造では、前記傾斜屋根
部２の略全面に設けられた太陽電池モジュール８，８によって、太陽光を電力に変換する
ことができる。

しかも、前記太陽電池付き屋根パネル３には、前記フレーム７，７で囲まれた１区画に
、天窓部９が設けられている。

このため、この天窓部９の硝子板１０を通過して、前記建物１内の居室等に、太陽光を
導入することができる。
特許公報第２５５９１８６号公報（図１，図２、段落００１３乃至００３３）

しかしながら、このような従来の太陽電池モジュールを設けた屋根構造では、前記太陽
電池付き屋根パネル３の前記フレーム７，７で囲まれた１区画を用いて、前記天窓部９が
、前記太陽電池モジュール８…と同一平面内に設けられている。

このため、例えば、波形断面形状を呈する折版屋根等の平屋根部では、前記太陽電池モ
ジュールに所定の角度を与えて太陽光の集光効率を向上させると、同一平面内に前記天窓
部を形成することが困難である。

また、個別に配置すると外観上統一感の無い印象を与えるものとなってしまうと共に、
平屋根部の上面内に天窓部９が形成されると、近傍に傾斜配置される太陽電池モジュール
８によって、比較的低い位置に形成される天窓部９が影になってしまう虞もあるといった
問題があった。

そこで、この発明は、折版形状を呈する屋根部にも、天窓部と太陽電池モジュールとを
効率よく配置出来、外観品質の良好な太陽電池モジュールを設けた屋根構造を提供す
ることを課題としている。

上記目的を達成するため、本願発明の請求項１記載のものは、屋根材の上面部に、太陽電池モジュールを配置する太陽電池モジュールを設けた屋根構造であって、前記屋根材の上面部の角度とは、異なる角度で、上面部を有する天窓部と、前記複数の太陽電池モジュールとを整列させて配置すると共に、前記各太陽電池モジュールの上面部が、前記天窓部の上面部と視覚上略等しい角度で、傾斜している太陽電池モジュールを設けた屋根構造を特徴としている。

ここで、視覚上、略等しいとは、角度の差が１０度以下で、好ましくは５度以下をいう
。

更に、請求項２に記載されたものは、前記屋根材が折版屋根材であり、該折版屋根材の流れ方向に、前記太陽電池モジュール及び天窓部を並設すると共に、太陽電池モジュールと天窓部との中間部に、該折版屋根材の下面側に嵌着されるタイトフレームを有する請求項１又は２記載の太陽電池モジュールを設けた屋根構造を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものは、前記天窓部が、他の太陽電池モジュール
と離間されて整列配置された複数の太陽電池モジュールと共に、整列配置されているので
、太陽光を良好な効率で、前記太陽電池モジュールによって電力に変換したり、前記天窓
部から建物内に導入させることができる。

しかも、前記天窓部及び、前記複数の太陽電池モジュールが、整列配置されている。

このため、統一感を得られて、外観品質を良好なものとすることが出来る。

また、前記各太陽電池モジュールの上面部が、屋根材の上面部の角度とは、異なる角度で、しかも、前記天窓部の上面部と視覚上略等しい角度で、傾斜されている。

このため、更に、統一感を向上させて、外観品質を良好なものとすることが出来る。

更に、請求項２に記載されたものは、前記折版屋根材の下面側に嵌着されるタイトフレームによって、並設された太陽電池モジュールと天窓部との中間部の剛性を向上させることができる。

従って、前記天窓部の周囲の剛性が、該天窓部の開口を形成することにより、減少して
も、該タイトフレームの嵌着によって補え、前記太陽電池モジュールを設けることにより
増大する鉛直荷重及び吹き上げ荷重に対して、充分な補強構造を与えることができる。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の太陽電池モジュ
ールを設けた屋根構造を説明する。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

図１乃至図１３は、この発明の最良の実施の形態の太陽電池モジュールを設けた折版屋
根構造を示している。

まず、この実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造の構成を説明すると
、この実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造では、図１に示すように、
建物としてのユニット建物１１が、複数の上階建物ユニット１２…，及び下階建物ユニッ
ト１３…を組み合わせて、主に構成されている。

このうち、前記上階建物ユニット１２…の上部には、屋根部としての折版屋根部１４が
、平屋根状に設けられている。

この折版屋根部１４には、図３及び図９に示すような断面略コ字状のフレーム支持枠材
１８…が、複数本延設されている。

また、このフレーム支持枠材１８…の上面には、複数枚の波形断面形状の折版屋根材１
５…が、並設されている。

この折版屋根材１５…は、図１に示すように、流れ方向ｘに沿って延設される山部１５
ａ…及び谷部１５ｂ…を、交互に繰り返して波形断面形状を呈するように構成されていて
、枚幅方向に隣接する他の折版屋根材１５の側縁部同士を連結させて並設されている。

そして、これらの折版屋根材１５…の上面部には、前記複数の太陽電池モジュール１６
…が、離間されて整列されて配置されている。

また、この折版屋根材１５…で構成される折版屋根部１４の一部が、開口形成されて、
天窓部１７が設けられている。

そして、この天窓部１７が、前記太陽電池モジュール１６…と共に、整列されて配置さ
れている。

この実施例１では、図１に示すように、最も北側に設けられた上階建物ユニット１２Ｎ
の上部の折版屋根部１５に、前記太陽電池モジュール１６と共に、整列して配置される天
窓部１７が設けられている。

すなわち、図１中、最も紙面左側の列に、４枚の太陽電池モジュール１６…が、設けら
れている。

また、左側から２列目を除き、左側から３列目及び４列目には、各々４枚の太陽電池モ
ジュール１６…が、設けられていて、太陽電池モジュール１６…及び天窓部１７を加えて
４行となる左側から２列目と共に、４列×４行の碁盤目状に、整列配置されるように構成
されている。

この各太陽電池モジュール１６は、前記山部１５ａ…及び谷部１５ｂ…の延設方向に沿
って、配置されて、平板状のパネル本体１６ａの四隅近傍に設けられる左，右一対の前脚
部１６ｂ，１６ｂ及び、左，右一対の後脚部１６ｃ，１６ｃが、前記山部１５ａ，１５ａ
に各々固着されることにより、直線状に一定間隔で配置されている。

また、これらの前記前脚部１６ｂ及び後脚部１６ｃには、図３に示すように、屈曲可能
な前，後回動リンク部１６ｄ，１６ｅが各々設けられていて、前記太陽電池モジュール１
６のパネル本体１６ａが、最も太陽光を効率よく受光出来る角度α１＝１０度に傾斜され
た状態で固定出来るように構成されている。

図１中、紙面左側から２列目には、３枚の太陽電池モジュール１６…が、一定間隔をお
いて配置されていると共に、最も北側（紙面奥側）に、前記天窓部１７が、これらの３枚
の太陽電池モジュール１６…の流れ方向ｘへの配列と略同一直線上で、しかも左，右に位
置する他の列の太陽電池モジュール１６…の左右方向ｙへの配列と略同一直線上となるよ
うに、整列されて配置されている。

次に、この天窓部１７の構成について詳述する。

この実施例１の天窓部１７では、図３に示すように、前記折版屋根部１４のうち、北側
端縁部１４ａ近傍に位置する折版屋根材１５の一部が、切り欠かれて、開口部２０が形成
されている。

この開口部２０の周囲には、複数の架台部材２０ａ，２０ｂが全周を囲むように設けら
れていると共に、更に、内側壁面には、石膏ボード２０ｃ…が、周囲を囲むように設けれ
て、この開口部２０の上面視形状を、やや横長の略矩形形状とするように構成されている
。

そして、これらの架台部材２０ａ，２０ｂ等が、前記天窓部１７に設けられた略同一高
さを全周に渡り有する周縁枠体１７ａを下方から、一定の角度α２＝１５度が与えられて
、支持されるように構成されている。

この周縁枠体１７ａには、窓本体１７ｂが、上面部を覆うように、装着されている。

この窓本体１７ｂは、平板略透明のガラスパネル１７ｃを有して、周囲のアルミフレー
ム材１７ｄと共に、図３中二点鎖線で示すように、クロスリンク部材１７ｅによって、前
記周縁枠体１７ａに対して連結されて、上下方向に移動可能とすることにより、この開口
部２０が、窓本体１７ｂで開閉塞可能となるように構成されている。

また、この折版屋根部１４には、前記天窓部１７に対して、前記折版屋根材１５の流れ
方向ｘに並設された前記太陽電池モジュール８との中間部に、この折版屋根材１５の下面
側に嵌着されるタイトフレーム２１が、延設方向を左右方向ｙに沿わせて設けられている
。

このタイトフレーム２１は、折版屋根部１４の端縁部のフレーム支持枠材１８と、この
天窓部１７との中間部にも、延設方向を左右方向ｙに沿わせて設けられている。

このタイトフレーム２１は、図９乃至図１３に示すように、断面略ハット状を呈して、
延設方向を左右方向ｙに沿わせることにより、前記折版屋根材１５の下面側に装着される
フレームベース材２１ａと、このフレームベース材２１ａの頭頂面２１ｂに、延設方向に
所定の間隔をおいて固着される複数のインレイ部材２１ｃ…とによって、主に構成されて
いる。

このインレイ部材２１ｃは、図１３に示すように、側面視で略Ｃ字状を呈するように構
成されていて、図９に示すように、前記折版屋根材１５の山部１５ａの下面側に、各々上
部が嵌着されるように構成されている。

また、このフレームベース材２１ａの脚フランジ部２１ｄ，２１ｄは、前記架台部材２
０ｂ，２０ｂの上側に載置されて、下方から、このタイトフレーム２１が支持されるよう
に構成されている。

更に、この実施例１では、前記天窓部１７の周縁部で、前記折版屋根材１５の流れ方向
ｘに並設された前記太陽電池モジュール１６との中間部及び、前記折版屋根部１４の端縁
部のフレーム支持枠材１８との中間部には、図４乃至図８に示すような横水切り部材２２
，２２が各々設けられている。

この横水切り部材２２は、断面略乙字状を呈して、図６に示すように、下端嵌着溝２２
ａに嵌着される流れ方向ｘ側の折版屋根材２５の端縁傾斜面部１５ｃの端縁フランジ部１
５ｄをリベット部材２３によって、固定することにより、図７及び図８に示すように、こ
の折版屋根材２５の天窓部側側縁部と一体となるように構成されている。

また、左右方向ｙに連設される他の横水切り部材２２との端部重合部では、図４及び図
５に示すように、リベット部材２３によって、カシメ止めが行われて、延設されるように
構成されている。

そして、この横水切り部材２２，２２の上方に、図３及び図９に示すような天窓水切り
部材２６，２７が、一部を重複させるように装着されて、この天窓部１７の周縁の防水が
行われるように構成されている。

次に、この実施例１の太陽電池モジュールを設けた屋根構造の作用について説明す
る。

この実施例１の太陽電池モジュールを設けた屋根構造では、図１に示すように、前
記天窓部１７が、他の太陽電池モジュール１６と一定の間隔で離間されて整列配置された
複数の太陽電池モジュール１６…と共に、４列×４行で整列配置されている。

このため、個別に配置された前記太陽電池モジュール１６に所定の傾斜角度α１を与え
て固定することができる。

従って、太陽光を良好な効率で、これらの太陽電池モジュール１６…によって電力に変
換することができる。

このように、前記各太陽電池モジュール１６…を整列配置する際には、前記折版屋根材
１５及び２５の同一山部１５ａ，１５ａに、各前脚部１６ｂ又は後脚部１６ｃを固着させ
ることにより、容易に、流れ方向ｘに複数の太陽電池モジュール１６…を整列させること
ができる。

従って、流れ方向ｘの太陽電池モジュール１６，１６の間隔を一定となるように、装着
すれば、隣接配置される左右方向ｙの他の太陽電池モジュール１６に対しても、列方向で
直線状に揃えることができる。

このように、折版屋根材１５，２５の山部１５ａ…及び谷部１５ｂ…が、流れ方向ｘに
沿って延設されていることを利用して、前記太陽電池モジュール１６…を前記行及び列方
向に整列させることにより、容易に碁盤面状に整列配置させることができる。

しかも、図９に示すように、前記天窓部１７の横方向ｙの中心位置ｙ１及び図３に示す
ような流れ方向ｘの中心位置ｘ１が、前記各太陽電池モジュール１６の中心位置と一致す
るように予め構成しておけば、この天窓部１７を含めて、前記太陽電池モジュール１６…
を、容易に碁盤面状に整列配置させることができる。

また、前記天窓部１７も、前記架台部材２０ａ，２０ｂ等によって、比較的高い位置に
、前記窓本体１７ｂのガラスパネル１７ｃを位置させることが出来る。

このため、このガラスパネル１７ｃを介して、前記開口部２０からユニット建物１１内
に、太陽光を導入させることができる。

しかも、前記天窓部１７及び、前記複数の太陽電池モジュール１６…が、４列×４行で
、碁盤目状に整列配置されている。

このため、雑然と独立して配置されるものに比して、統一感を得られて、外観品質を良
好なものとすることが出来る。

また、前記太陽電池モジュール１６のパネル本体１６ａの上面部の角度α１が、前記天
窓部１７のガラスパネル１７ｃの上面部の角度α２と略等しい角度で、傾斜されている。

更に、この実施例１では、図３に示すように、前記天窓部１７の前，後位置で、前記折
版屋根材１５，２５の下面側に嵌着されるタイトフレーム２１，２１によって、並設され
た太陽電池モジュール１６と天窓部１７との中間部及び、前記折版屋根部１４の端縁部の
フレーム支持枠材１８と、この天窓部１７との中間部の剛性を向上させることができる。

従って、前記天窓部１７の周囲の剛性が、この天窓部１７の開口部２０を、前記折版屋
根材１５を切り欠いて形成することにより、減少しても、これらのタイトフレーム２１，
２１の嵌着によって補える。

このため、前記太陽電池モジュール１６…を設けることにより増大する鉛直荷重及び吹
き上げ荷重に対して、充分な補強構造を与えることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この
実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる
。

即ち、前記実施の形態では、図１に示すように、前記１つの天窓部１７を含めた太陽電
池モジュール１６…が、４列×４行の碁盤目状に、整列配置されるように構成されている
が、特にこれに限らず、複数の天窓部１７…を、太陽電池モジュール１６…と共に、整列
配置してもよい。

また、これらの天窓部１７の位置も、実施例１のように、最も北側に設けられた上階建
物ユニット１２Ｎの上部の折版屋根部１４に設けるものに限定されるものではなく、どの
建物ユニット１２…の上部の折版屋根部１４や、或いは、下階建物ユニット１３の下屋根
上に設けられるものであっても、前記複数の太陽電池モジュール１６…を離間させて整列
させて配置すると共に、これらの太陽電池モジュール１６…と共に、整列して配置する天
窓部１７であれば、どのような形状、数量及び配置位置であってもよい。

更に、前記実施例１では、前記太陽電池モジュール１６のパネル本体１６ａが、最も太
陽光を効率よく受光出来る角度α１＝１０度に傾斜されると共に、前記天窓部１７にも、
一定の角度α２＝１５度が与えられて、支持されているが、特にこれに限らず、例えば、
α１＝５度，α２＝１０度や、更に、α１，α２＝１０度のように、略同一角度としても
、前記太陽電池モジュール１６の上面部が、前記天窓部１７の上面部と視覚上略等しい角
度（角度の差が１０度以下で、好ましくは５度以下）で、傾斜されているものであるなら
ばよい。

この発明の最良の実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、全体の構成を説明するユニット建物の斜視図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、１つの建物ユニットを上方から見た構成を説明する模式的な平面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図２中Ａ−Ａ線に沿った位置での断面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、折版屋根材と天窓部との間に設けられる水切り部材の斜視図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図７中Ｃ−Ｃ線に沿った位置での折版屋根材の断面を含む水切り部材の正面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図５中Ｄ−Ｄ線に沿った位置での水切り部材の断面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、折版屋根材の上面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図７中Ｃ−Ｃ線に沿った位置での断面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図２中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での断面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造に用いられるタイトフレームの正面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造に用いられるタイトフレームの下面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造に用いられるタイトフレームの要部の拡大正面図である。実施の形態の太陽電池モジュールを設けた屋根構造に用いられるタイトフレームで、図１２中Ｅ−Ｅ線に沿った位置での断面図である。従来例の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、全体の構成を説明する斜視図である。従来例の太陽電池モジュールを設けた屋根構造で、図１４中Ｆ−Ｆ線に沿った位置での断面図である。

符号の説明

１１ユニット建物（建物）
１４折版屋根部（屋根部）
１５，２５折版屋根材
１６太陽電池モジュール
１７天窓部
２０開口部
２１タイトフレーム

Claims

屋根材の上面部に、太陽電池モジュールを配置する太陽電池モジュールを設けた屋根構造であって、
前記屋根材の上面部の角度とは、異なる角度で、上面部を有する天窓部と、前記複数の太陽電池モジュールとを整列させて配置すると共に、前記各太陽電池モジュールの上面部が、前記天窓部の上面部と視覚上略等しい角度で、傾斜していることを特徴とする太陽電池モジュールを設けた屋根構造。
前記屋根材が折版屋根材であり、該折版屋根材の流れ方向に、前記太陽電池モジュール及び天窓部を並設すると共に、太陽電池モジュールと天窓部との中間部に、該折版屋根材の下面側に嵌着されるタイトフレームを有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールを設けた屋根構造。