JP6129047B2 - 太陽エネルギー利用装置の設置構造 - Google Patents

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Description

本発明は、建物の傾斜屋根などに設置される太陽光発電モジュールなどの太陽エネルギー利用装置の設置構造に関するものである。
従来、太陽エネルギー利用装置として太陽光発電を行うための太陽光発電モジュールや、温水を作るための太陽熱集熱モジュールが屋根上に設置されている。これらの太陽エネルギー利用装置の建物屋根や壁などへの設置は近年より注目を集めており、関連する技術も公開されている。
例えば、特許文献1では、屋根面に太陽電池セルが設置されていない空白部が存在する場合において、この空白部にダミーセルを配置することで美観を向上させる技術について開示している。
特開2003−243688号公報
太陽エネルギー利用装置は、単一のモジュールとして構成されており、複数のモジュールを配列することで太陽エネルギー利用装置のみで屋根面の外観を構成する技術が検討されている。
しかしながら単一のモジュールの寸法は規格化されるなどして寸法が決まっている一方、屋根は建物によって様々な寸法、形状を有するため、複数のモジュールを配列した場合に、屋根寸法や屋根形状と一致しない情況が発生する。
この場合、モジュールで構成する屋根面の外側に、下地となる面(野地板、或いは、屋根材(例えば、スレート材や瓦))が現れてしまうことになり、場合によっては美観上の問題が生じることになる。
そこで、特許文献1のようにダミーパネルを用いることが検討されるが、ダミーパネルを個別の施工現場の情況に応じて逐一製造、加工することは、製作コストが嵩むことや、施工現場での施工性が悪いといった課題が生じることになる。
本発明は以上の問題に鑑み、複数の太陽エネルギー利用装置を設置する設置構造において、様々な形状や寸法の屋根により柔軟に対応することができ、太陽エネルギー利用装置を用いてより美観性の高い屋根面などを構成するための新規な技術を提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1に記載のごとく、複数配列した太陽エネルギー利用装置の周囲に配設される周囲枠と、
前記周囲枠と前記太陽エネルギー利用装置の間の隙間を塞ぐための第1の隙間調整材と第2の隙間調整材と、を有し、前記太陽エネルギー利用装置は寸法が規格化されたモジュールとして構成されており、前記第1及び第2の隙間調整材は前記隙間の幅に応じて固定位置が調整できるように構成され、前記第2の隙間調整材は、前記太陽エネルギー利用装置と隣接してそれらの上面が同じ高さとなるように配置され、前記第1の隙間調整材は、前記第2の隙間調整材と前記周囲枠の間の隙間を上方から覆うための延設部位を有するように構成される、太陽エネルギー利用装置の設置構造とする。
また、請求項2に記載のごとく、前記第2の隙間調整材は調整材を複数備えることで前記隙間が塞がれる、ことを特徴とする請求項1に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造とする。
また、請求項3に記載のごとく、前記複数の調整材は、一の調整材の端部に溝状の係止部が形成され、該係止部に他の調整材の突条形状の係止部が挿入されて係合する、ことを特徴とす請求項2に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造とする。
また、請求項4に記載のごとく、前記隙間調整材は、長尺部材であって、複数の太陽エネルギー利用装置を跨ぐ長さを有する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造とする。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、請求項1に記載の発明においては、隙間の幅に応じて隙間調整材の固定位置を適宜調整することで、隙間を塞ぐことが可能となり、太陽エネルギー利用装置を用いた美観性の高い屋根面を構成することができる。つまり、例えば、図1に示すように、太陽エネルギー利用装置(太陽光発電モジュール3)と周囲枠10と第一の隙間調整材24によって、屋根の略全面積を覆う構成を実現できる。また、施工現場において施工誤差が生じた場合においても、適宜隙間23を塞ぐことが可能となり、施工性に優れた構成が実現される。
また、請求項に記載の発明においては、延設部位と隙間の重なり代を調整することで、容易に隙間を塞ぐことができる。
また、請求項に記載の発明においては、複数の隙間調整材の使用を適宜選定することにより、様々な隙間の幅に容易に対応することができる。
請求項3に記載の発明においては、調整材が一体的に固定され、風による跳ね上がりなどが防止される。
また、請求項4に記載の発明においては、長尺部材にて構成することにより、施工現場における切断加工などで寸法調整を実施することで、屋根の施工誤差に容易に対応することが可能となる。また、部品点数の削減が図られ、優れた施工性を確保することができる。また、例えば、アルミ押出し材で構成することによれば、製造コストも安く抑えることが可能となる。
本発明の一実施形態の全体概要を示す図。 本発明の他の実施形態の全体概要を示す図。 周囲枠側に設ける隙間調整材の実施形態について示す断面図。 第二の隙間調整材を用いる実施形態について示す断面図。 棟側の周囲枠を構成する横周囲枠の一実施形態について示す断面図。 (A)は第二の隙間調整材を用いる実施形態について示す図。(B)は第二の隙間調整材の他の実施形態について示す図。(C)は第二の隙間調整材のその他の実施形態について示す図。
図1は、本発明の一実施形態の全体概要を示すものである。
図1に示すごとく、本発明は、屋根1の上に太陽エネルギー利用装置が設置されるものなどについて適用されるものであり、実施形態として、複数の太陽光発電モジュール3が配置されている。太陽エネルギー利用装置としては、太陽光発電モジュール3のほか、温水を作製するための太陽熱集熱モジュールなども考えられ、これらを併用して設置することも可能である。
図1の例では、複数の太陽光発電モジュール3が縦横方向に配列されることで、太陽光発電モジュール3の表面により一連の連続する屋根面が構成される。
そして、配列された太陽光発電モジュール3のうち、最外周に配置される太陽光発電モジュール3を取り囲むように、周囲枠10(縦周囲枠20、横周囲枠30)が配設され、周囲枠10(本実施形態では縦周囲枠20)と太陽光発電モジュール3の間の隙間が隙間調整材40によって塞がれる。なお、本実施形態では、屋根面の軒側の部位については、水きり材60にて周囲枠10の一部が構成されるようになっているが、水きり材60に代えて横周囲枠30が配置される構成としてもよい。
以上のようにして、太陽光発電モジュール3と、隙間調整材40と、周囲枠10の各表面によって、外観上連続した一つの屋根面が形成されることで、美観に優れた屋根の意匠が構成される。また、これにより、太陽光発電モジュール3にて屋根の全面を敷き詰めたような意匠を構成することができる。
また、図1の構成では、太陽光発電モジュール3などによって屋根の略全面積が覆われる構成としているため、屋根全体として統一感のある意匠を構成することができる。
このほか、図2に示すように、屋根の形状や寸法の関係や、設置する太陽光発電モジュール3の枚数の関係により、複数の太陽光発電モジュール3によって屋根の一部を構成する場合においても、図1に示される構成を適用することができる。
この場合では、屋根材4の一部が外観に現れることになるが、太陽光発電モジュール3が周囲枠10や隙間調整材40によって取り囲まれており、まとまり感のある一連の屋根面を構成することができるため、美観に優れた構成が実現される。
また、図1及び図2の構成において、周囲枠10を構成する縦周囲枠20、横周囲枠30の両方を用いることとするほか、いずれか一方を用いることも可能であり、屋根の形状や寸法の関係に応じて、使用、不使用を適宜選定することが可能となる。
さらに、以上の実施形態のように、複数の太陽光発電モジュール3を並設して屋根面を構成する場合のみならず、複数の太陽光発電モジュール3を並設して壁面を構成する場合においても、本発明を適用することは可能である。
図3は、周囲枠10のケラバ側(妻側)の部位を構成する縦周囲枠20の一実施形態について示す図であり、図1のA−A線の部位に対応する。
縦周囲枠20は、中空部22aを有する長尺の化粧枠22を有しており、中空部22aには、複数の化粧枠22を長手方向に連結し、芯材として機能するためのスリーブ材21が内装される。
化粧枠22は、見付面部22bと、内側縦面部22cと、上面部22dと、下面部22eとを有し、各部で囲まれる空間が中空部22aとして構成されている。
見付面部22bの下端部は、野地板50よりも下方の位置まで延設されており、これにより、見付面部22bによって、ケラバ側(妻側)の外周縦面の意匠を構成できるようになっている。
見付面部22bの上端部付近において、上面部22dが水平方向において太陽光発電モジュール3側に延設される。また、見付面部22bの上下中途部において、下面部22eが水平方向において太陽光発電モジュール3側に延設される。そして、上面部22dの延設端部と、下面部22eの延設中途部を結ぶように、内側縦面部22cが配置される。
下面部22eにおいて、内側縦面部22cよりも内側の部位は、固定部22fとして構成される。固定部22fは、野地板50に載置されるとともに、垂木材52に対し固定具54にて固定される。
固定部22fには、支持部22gが上方に立ち上げられている。この支持部22gは、必要に応じ図示せぬ横桟材を下側から支持するために利用される。
化粧枠22の上面部22dには、第一の隙間調整材24が設けられる。この第一の隙間調整材24は、上面部22dから水平方向に突出する延設部位24aを形成するものであり、この延設部位24aが上面部22dと太陽光発電モジュール3の間の隙間23を跨ぐように配設される。
本実施形態では、延設部位24aが、太陽光発電モジュール3の端部の上面3aを覆うように配置され、これにより、化粧枠22と太陽光発電モジュール3が隙間無く連続する外観が構成される。
第一の隙間調整材24は、隙間23の幅の大小に応じて延設部位24aの幅W1を調整できるように、化粧枠22に対する固定位置が調整可能とされている。
本実施形態では、板状部材に構成される第一の隙間調整材24の一側端部に設けられる固定部24bが、固定具55にて上面部22dに固定される構成としており、上面部22dに対する固定部24bの固定位置が適宜設定可能な構成とすることで、施工現場において、第一の隙間調整材24の化粧枠22に対する固定位置が調整できるように構成される。
以上のような構成により、各施工現場における隙間23の幅W2に応じ、延設部位24aの幅W1を調整することで、隙間23を塞ぐことが可能となる。
図4は、周囲枠10のケラバ側の部位において第二の隙間調整材26を用いる実施形態について示す図である。
この実施形態は、縦周囲枠20と太陽光発電モジュール3の間の隙間23の幅(幅方向X)が大きい場合において、この隙間23に第二の隙間調整材26(26A,26B)を挿入することによって、この隙間23を塞ぐ実施形態である。
図4の例では、図3の構成に加え、太陽光発電モジュール3側から順に、調整材スターター26A、端部調整材26Bといった二種類の第二の隙間調整材26が利用される。端部調整材26Bと化粧枠22の間の隙間23sは、化粧枠22の上面部22dから突出される第一の隙間調整材24の延設部位24aによって塞がれる。
調整材スターター26Aと端部調整材26Bは、化粧枠22の支持部22gに支持される横桟材25に載置固定される。調整材スターター26Aは、上面部26cと、上面部26cの幅方向の両端部付近において下方に延設される縦面部26e,26gと、縦面部26gから横方向Xに延設され横桟材25に留め付けられる被固定部26uとを有し、下側が開放される断面視略コ字状の長尺部材にて構成される。同様に、端部調整材26Bは、上面部26dと、上面部26dの幅方向の両端部付近において下方に延設される縦面部26h,26kと、縦面部26kから横方向Xに延設され横桟材25に留め付けられる被固定部26vとを有し、下側が開放される断面視略コ字状の長尺部材にて構成される。
また、調整材スターター26Aにおいて、太陽光発電モジュール3と反対側の端部には、溝状の係止部26aが形成され、この係止部26aに端部調整材26Bの突条形状の係止部26bが挿入されて両者を係合させる構成としている。これにより、両者が一体的に横桟材25に対し強固に固定され、風による跳ね上がりなどが防止される。
なお、調整材スターター26Aと端部調整材26Bを横桟材25に載置固定するほか、野地板50に対して直接固定することとしてもよい。
また、調整材スターター26Aの上面部26cは係止部26bに覆い被さる構成としており、調整材スターター26Aの上面部26cと端部調整材26Bの上面部26dによって、連続した一連の表面が形成され、美観に優れた構成が実現される。
調整材スターター26Aと端部調整材26Bは、横桟材25の幅方向に対して任意の位置に固定することができる。つまり、施工現場において、第二の隙間調整材26(26A,26B)の固定位置が調整できるように構成される。
また、調整材スターター26Aの溝状の係止部26aについて有意な奥行きを設定するとともに、端部調整材26Bの突条形状の係止部26bに有意な突出幅を設定することにより、調整材スターター26Aと端部調整材26Bを係合させつつ、調整材スターター26Aと端部調整材26Bの距離を調整することが可能となる。図4の拡大部分においては、係止部26a,26bの位置関係が調整されることを示している。
そして、これにより、第二の隙間調整材26(26A,26B)の全体幅W3を調整することが可能となる。
また、端部調整材26Bの上面部26dには、第一の隙間調整材24の延設部位24aが覆いかぶさり、これにより端部調整材26Bと化粧枠22(縦周囲枠20)の間の隙間23sが塞がれる。
さらに、本実施形態では調整材スターター26Aと端部調整材26Bをそれぞれ一つづつ用いる構成としたが、より数多くの端部調整材26Bを用いることでより広い全体幅W3を構成し、より広い隙間23を塞ぐこととしてもよい。このことを可能とするため、端部調整材26Bにおいて突条形状の係止部26bが形成される側の端部と反対側の端部には、調整材スターター26Aの溝状の係止部26aと同様の係止部26mが形成されている。或いは、調整材スターター26Aのみを用いることや、調整材スターター26Aと端部調整材26Bについて幅寸法の異なるものを作製し、施工現場の情況により柔軟に対応可能とすることとしてもよい。
以上のような構成により、第一の隙間調整材24と、調整材スターター26Aと、端部調整材26Bの各表面により、化粧枠22と太陽光発電モジュール3が隙間無く連続する外観を構成することができる。
なお、図4に示す実施形態において、第一の隙間調整材24の固定位置を調整できないものとするとともに、第二の隙間調整材26(26A,26B)についてのみ固定位置が調整できる形態とすることも考えられる。
図5は、周囲枠10の棟側の部位を構成する横周囲枠30の一実施形態について示す図であり、図1のB−B線の部位に対応する。横周囲枠30は、中空部32aを有する長尺の化粧枠32を有して構成されている。なお、この横周囲枠30の構成などについて、図3に示す縦周囲枠20などと同様の構成を採用し、ケラバ側と軒側の構成を同一のものとしてもよい。
化粧枠32は、見付面部32bと、内側縦面部32cと、上面部32dと、下面部32eとを有し、各部で囲まれる空間が中空部32aとして構成されている。
見付面部32bの下端部は、野地板50よりも下方の位置まで延設されており、これにより、見付面部32bによって、棟側の外周縦面の意匠を構成できるようになっている。
見付面部32bの上端部付近において、上面部32dが水平方向において太陽光発電モジュール3側に延設される。見付面部32bの上下中途部において、下面部32eが水平方向において太陽光発電モジュール3側に延設される。そして、上面部32dの延設端部と、下面部32eの延設端部を結ぶように、内側縦面部32cが配置される。
見付面部32bはブラケット31を介して縦桟材35に支持される。縦桟材35は図示せぬ固定具により野地板50側に固定される。
化粧枠32の上面部32dからは、隙間調整材として機能する延設部位34aが水平方向に延設される。この延設部位34aの突出幅を調整代としつつ、この延設部位34aにより第二の隙間調整材36(36B)との間の隙間33が塞がれるようになっている。なお、上面部32dに板状の隙間調整材を別途設け、その固定位置を調整可能とする構成としてもよい。
また、図5の実施形態では、太陽光発電モジュール3側から順に、調整材スターター36A、端部調整材36Bといった二種類の第二の隙間調整材36が利用される。
調整材スターター36Aと端部調整材36Bは、縦桟材35に載置固定される。調整材スターター36Aは、上面部36cと、上面部36cの屋根奥行き方向Yの両端部付近において下方に延設される縦面部36e,36gと、縦面部36gから屋根奥行き方向Yに延設され縦桟材35に留め付けられる被固定部36uとを有し、下側が開放される断面視略コ字状の長尺部材にて構成される。同様に、端部調整材36Bは、上面部36dと、上面部36dの屋根奥行き方向Yの両端部付近において下方に延設される縦面部36h,36kと、上面部36dの屋根奥行き方向Yの中間部において下方に延設される縦面部36mと、縦面部36mから屋根奥行き方向Yに延設され縦桟材35に留め付けられる被固定部36vとを有し、下側が開放される断面視略E字状の長尺部材にて構成される。
調整材スターター36Aには溝状の係止部36aが形成され、この係止部36aに端部調整材36Bの突条形状の係止部36bが挿入されて両者を係合させる構成としている。これにより、両者が一体的に縦桟材35に対し強固に固定され、風による跳ね上がりなどが防止される。
なお、調整材スターター36Aと端部調整材36Bを縦桟材35に載置固定するほか、野地板50に対して直接固定することとしてもよい。
また、調整材スターター36Aの上面部36cは係止部36bに覆い被さる構成としており、調整材スターター36Aの上面部36cと端部調整材36Bの上面部36dによって、連続した一連の表面が形成され、美観に優れた構成が実現される。
調整材スターター36Aと端部調整材36Bは、縦桟材35の屋根奥行き方向Yに対して任意の位置に固定することができる。つまり、施工現場において、第二の隙間調整材36(36A,36B)の固定位置が調整できるように構成される。
また、調整材スターター36Aの溝状の係止部36aについて有意な奥行きを設定するとともに、端部調整材36Bの突条形状の係止部36bに有意な突出幅を設定することにより、調整材スターター36Aと端部調整材36Bを係合させつつ、調整材スターター36Aと端部調整材36Bの距離を調整することが可能となる。これにより、第二の隙間調整材36(36A,36B)の全体幅W4を調整することが可能となる。
以上の構成により、延設部位34aと、調整材スターター36Aと、端部調整材36Bの各表面により、化粧枠32と太陽光発電モジュール3(本実施形態では、横桟部材60が介在する)が隙間無く連続する外観を構成することができる。
なお、調整材スターター36Aと端部調整材36Bにおいて幅寸法が異なるものを作製することや、使用個数を変更する実施形態が考えられることは図4を用いて説明した実施形態と同様であり、説明を省略する。
以上のようにして本発明を実施することができる。
即ち、図1及び図2に示すごとく、複数配列した太陽光発電モジュール3の周囲に配設される周囲枠10(縦周囲枠20、横周囲枠30)と、周囲枠10と太陽光発電モジュール3の間の隙間23を塞ぐための第一の隙間調整材24と、を有し、第一の隙間調整材24の固定位置が調整できるように構成される、こととしている。
これにより、隙間23の幅に応じて第一の隙間調整材24の固定位置を適宜調整することで、隙間23を塞ぐことが可能となり、太陽エネルギー利用装置を用いた美観性の高い屋根面を構成することができる。つまり、例えば、図1に示すように、太陽エネルギー利用装置(太陽光発電モジュール3)と周囲枠10と第一の隙間調整材24によって、屋根の略全面積を覆う構成を実現できる。また、施工現場において施工誤差が生じた場合においても、適宜隙間23を塞ぐことが可能となり、施工性に優れた構成が実現される。
また、図2に示すごとく、第一の隙間調整材24は、隙間23を上方から覆うための延設部位24aを有する、こととしている。
これにより、延設部位24aと隙間23の重なり代を調整することで、容易に隙間23を塞ぐことができる。
また、図3に示すごとく、第一の隙間調整材24と第二の隙間調整材26といった複数の隙間調整材を使用することで隙間23が塞がれる、こととしている。
これにより、複数の隙間調整材の使用を適宜選定することにより、様々な隙間23の幅に容易に対応することができる。
また、図1に示すごとく、第一の隙間調整材24、及び、第二の隙間調整材26は、長尺部材であって、複数の太陽光発電モジュール3を跨ぐ長さを有する、構成としている。
このように長尺部材にて構成することにより、施工現場における切断加工などで寸法調整を実施することで、屋根の施工誤差に容易に対応することが可能となる。また、部品点数の削減が図られ、優れた施工性を確保することができる。また、例えば、アルミ押出し材で構成することによれば、製造コストも安く抑えることが可能となる。
以上の実施形態に倣い、例えば、図6(A)に示すごとく、第二の隙間調整材26として一つの長尺の端部調整材26Bを用い、周囲枠10(縦周囲枠20)に設ける第一の隙間調整材24とともに、隙間を塞ぐ構成とすることも可能である。
このほか、図6(B)に示すように、第二の隙間調整材26Cとして、平面視台形状のパネルを用い、太陽光発電モジュール3の配列や、屋根の縁が平面視において傾斜する場合において、傾斜する周囲枠10Cとの隙間を塞ぐ構成も考えられる。この第二の隙間調整材26Cは、上述の第一の隙間調整材24のように周囲枠10C側に設けられてもよく、また、上述の第二の隙間調整材26と同様に周囲枠10Cとは別体で設けられることとしてもよい。
また、図6(C)に示すように、第二の隙間調整材26Dとして、平面視矩形状のパネルを用い、一部の太陽光発電モジュール3と周囲枠10Dの間に隙間が形成される場合において、この隙間を塞ぐこととしてもよい。この第二の隙間調整材26Dは、上述の第一の隙間調整材24のように周囲枠10D側に設けられてもよく、また、上述の第二の隙間調整材26と同様に周囲枠10Dとは別体で設けられることとしてもよい。
本発明の構成は、建物の屋根などに設置される太陽光発電モジュールなどの太陽エネルギー利用装置を複数配設する構成において、広く適用することができる。
1 屋根
3 太陽光発電モジュール
4 屋根材
10 周囲枠
20 縦周囲枠
21 スリーブ材
22 化粧枠
23 隙間
24 隙間調整材
26 第二の隙間調整材
30 横周囲枠
31 ブラケット
32 化粧枠
33 隙間
34a 延設部位
35 縦桟材
36 隙間調整材

Claims (4)

  1. 複数配列した太陽エネルギー利用装置の周囲に配設される周囲枠と、
    前記周囲枠と前記太陽エネルギー利用装置の間の隙間を塞ぐための第1の隙間調整材と第2の隙間調整材と、を有し、
    前記太陽エネルギー利用装置は寸法が規格化されたモジュールとして構成されており、
    前記第1及び第2の隙間調整材は前記隙間の幅に応じて固定位置が調整できるように構成され、
    前記第2の隙間調整材は、前記太陽エネルギー利用装置と隣接してそれらの上面が同じ高さとなるように配置され、前記第1の隙間調整材は、前記第2の隙間調整材と前記周囲枠の間の隙間を上方から覆うための延設部位を有する、太陽エネルギー利用装置の設置構造。
  2. 前記第2の隙間調整材は調整材を複数備えることで前記隙間が塞がれる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
  3. 前記複数の調整材は、一の調整材の端部に溝状の係止部が形成され、該係止部に他の調整材の突条形状の係止部が挿入されて係合する、請求項2に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
  4. 前記隙間調整材は、長尺部材であって、複数の太陽エネルギー利用装置を跨ぐ長さを有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の太陽エネルギー利用装置の設置構造。
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