JP6321469B2 - 太陽光発電屋根及び架台 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電屋根及び架台に関する。より詳しくは、本発明は、片流れ式の太陽光発電屋根及びそれに用いられる架台に関する。

従来、建物の屋根と太陽光発電パネルとが一体に形成された、太陽光発電屋根が知られている（例えば、特許文献１参照）。太陽光発電パネルは、温度が上昇することで発電効率が低下してしまう。そこで、太陽光発電屋根においては、一般的に、太陽光発電パネルを建物の下地材から離隔して配置している。これにより、太陽光発電パネルと建物の下地材との間に通気路が形成され、その通気路に空気が流れることで、太陽光発電パネルの温度上昇が抑えられる。

ところで、太陽光発電屋根ではないが、片流れ屋根の内部の換気のための構造として、軒側通気口とともに、棟側に配置された化粧材の上部に形成され軒側に開口した棟側通気口を有する通気路の形成された屋根が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−７６３０４号公報 特許第３２８０６５７号公報

しかしながら、特許文献２に記載された、屋根の換気のための構造を、太陽光発電屋根に適用した場合、太陽光発電パネルの表面と棟化粧材の表面との間に段差が生じてしまい、外観の意匠性が悪化する。また、通気路の有する軒側通気口及び棟側通気口の両方が、軒側に向かって開口していることから、棟側から吹く風は通気路に吹き込まず、軒側から吹く風によって軒側通気口から通気路に吹き込んだ空気は棟側通気口において同じ軒側から吹く風によって押し返される。従って、このような構造の通気路の通気性は十分に満足できるものではない。

本発明は、通気路の通気性が十分に高い上に意匠性を高くすることが可能な太陽光発電屋根及びそれに用いられる架台を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、太陽光発電屋根（例えば、後述の太陽光発電屋根１）であって、棟から軒に亘って配置される架台（例えば、後述の太陽光パネル架台４）と、下地材（例えば、後述の下地材３）から離隔して配置されるとともに前記架台上に固定される太陽光発電パネル（例えば、後述の太陽光発電パネル５）と、を備え、前記架台は、前記下地材に固定される架台本体（例えば後述の架台本体４０）と、前記架台本体の棟側の端部を覆うように配置される棟化粧材（例えば、後述の棟側枠材６２）と、を備え、前記太陽光発電パネルと前記下地材との間には、軒側に開口する軒側通気口（例えば、後述の軒側通気口７１）と、棟側に開口する棟側通気口（例えば、後述の棟側通気口７２）と、を有する通気路（例えば、後述の通気路７）が形成され、前記棟化粧材は、前記棟側通気口を介して前記通気路に連通するとともに、前記棟を介して前記棟側通気口とは逆側に配置される排気口（例えば、後述の排気口８１）を有する排気路（例えば、後述の排気路８）を形成する太陽光発電屋根を提供する。

これにより、軒側から吹く風によって軒側通気口から通気路に吹き込んだ空気は、通気路及び排気路を経由して排気口から棟側に抜ける。逆に、棟側から吹く風によって排気口から排気路に吹き込んだ空気は、排気路及び通気路を経由して軒側通気口から軒側に抜ける。このように、太陽光発電屋根は、軒側通気口及び排気路が互いに逆方向に向いて開口していることから通気性が十分に高い。更に、太陽光発電屋根は、棟側の通気口が棟側枠材の上側に形成されていないことから、太陽光発電パネルの表面と棟側枠材の表面との間の段差を大きくする必要がないので、意匠性を高くすることが可能である。

また、前記太陽光発電屋根は、片流れ式であり、前記排気路内における片流れ屋根の棟側の端部に立設され、前記通気路に連通する通気路側排気路（例えば、後述の通気路側排気路８２Ｓ）と、前記排気口に連通する排気口側排気路（例えば、後述の排気口側排気路８３Ｓ）と、これらを連通する連通路（例えば、後述の連通路８４Ｓ）とに前記排気路を仕切る水返し材（例えば、後述の水返し材９Ｓ）を更に備えることが好ましい。

また、本発明は、下地材（例えば、後述の下地材３）から離隔して配置される太陽光発電パネル（例えば、後述の太陽光パネル架台４）を備える太陽光発電屋根（例えば、後述の太陽光発電パネル５）において、棟から軒に亘って配置されるとともに、前記太陽光発電パネルを固定する架台（例えば、後述の太陽光パネル架台４）であって、前記下地材に固定される架台本体（例えば後述の架台本体４０）と、前記架台本体の棟側の端部を覆うように配置される棟化粧材（例えば、後述の棟側枠材６２）と、を備え、前記架台本体は、前記太陽光発電パネルと前記下地材との間に、軒側に開口する軒側通気口（例えば、後述の軒側通気口７１）と、棟側に開口する棟側通気口（例えば、後述の棟側通気口７２）と、を有する通気路（例えば、後述の通気路７）を形成し、前記棟化粧材は、前記棟側通気口を介して前記通気路に連通するとともに、前記棟を介して前記棟側通気口とは逆側に配置される排気口（例えば、後述の排気口８１）を有する排気路（例えば、後述の排気路８）を形成する架台を提供する。

本発明によれば、通気路の通気性が十分に高い上に意匠性を高くすることが可能な太陽光発電屋根及びそれに用いられる架台を提供できる。

本発明の一実施形態に係る太陽光発電屋根を示す斜視図である。 上記実施形態に係る太陽光利用屋根の太陽光パネル架台の平面図である。 上記実施形態に係る太陽光発電屋根の横断面図である。 上記実施形態に係る太陽光発電屋根の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽光発電屋根の縦断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る太陽光発電屋根の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電屋根を示す斜視図である。図１に示すように、太陽光発電屋根１は、建物２の屋根と太陽光発電パネルとが一体形成されたものであり、統一感のある高い意匠性を有する。太陽光発電屋根１は、棟から片側に傾斜する屋根面を有する片流れ式の屋根であって、屋根面の略全面が太陽光発電パネルと一体形成されている。

以下、太陽光発電屋根１の構成について、図１〜４を参照して詳しく説明する。
ここで、図２は、太陽光発電屋根１の屋根面１Ａの下地材上に配置される太陽光パネル架台の平面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。

太陽光発電屋根１は、図１〜４に示すように、屋根面１Ａに配置される、下地材３と、太陽光パネル架台４と、太陽光発電パネル５と、を備える。

下地材３は、図３及び４に示すように、野地板３１と、防水シート３２と、鋼板３３と、を備える。下地材３は、太陽光発電屋根１の土台部分を構成し、後述する太陽光パネル架台４を固定支持する。

野地板３１は、建物２の屋根の骨組みである垂木３０の上に張られて配置される。この野地板３１は、太陽光発電屋根１の全面に配置される。野地板３１としては、合板等の板材が用いられる。

防水シート３２は、上述の野地板３１上に配置される。この防水シート３２により、太陽光発電屋根１の防水性が高められる。防水シート３２としては、板紙にアスファルトを含浸させたアスファルトルーフィング等の防水材料が用いられる。

鋼板３３は、上述の防水シート３２上に配置される。この鋼板３３により、太陽光発電屋根１の防火性、防水性及び強度が高められる。鋼板３３としては、従来公知の防火鋼板等が用いられる。

太陽光パネル架台４は、棟から軒に亘って配置される。太陽光パネル架台４は、架台本体４０と、化粧材６と、を備える。架台本体４０は、図２〜４に示すように、上述の下地材３上にビス止めされて固定される。また、架台本体４０は、上述の太陽光発電パネル５を固定支持する。化粧材６については、後段で詳述する。
架台本体４０は、格子状に枠組みされた複数の縦桟４１と、複数の横桟４２と、を備える。

縦桟４１は、屋根面１Ａの傾斜方向に延びて、棟から軒先に亘って通しで設けられる。縦桟４１は、屋根面１Ａの傾斜方向に沿うようにして一定間隔で複数配置されて下地材３にビス止めされる。また、縦桟４１は、後述の隣接する太陽光発電パネル５の縦辺部の継ぎ目５１の直下に配置される。

横桟４２は、屋根面１Ａの傾斜方向に直交する方向に延びて設けられ、縦桟４１上にビス止めされる。横桟４２は、後述の隣接する太陽光発電パネル５の横辺部の連結部である横連結部５２の直下に配置される。また、横桟４２は、隣接する縦桟４１同士を、あるいはケラバ側端部では後述のケラバ側枠材６３と縦桟４１との間を、橋渡しするように複数設けられる。即ち、横桟４２は、両ケラバ側端部間に亘って通しで設けられてはいない。

なお、架台本体４０を構成する縦桟４１と横桟４２は、それぞれ種々の排水構造を備える。

太陽光発電パネル５は、図１及び２に示すように、太陽光発電屋根１の屋根面１Ａの傾斜方向に４枚、該傾斜方向と直交する方向に４枚の計１６枚が並設され、上述の太陽光パネル架台４（架台本体４０）上に固定支持される。太陽光発電パネル５は、下地材３から離隔して配置される。図４に示すように、太陽光発電パネル５と下地材３との間には、架台本体４０によって通気路７が形成される。
太陽光発電パネル５の周縁部のうち、屋根面１Ａの傾斜方向に沿う縦辺部は、隣接する太陽光発電パネル５の縦辺部との間に、縦方向に延びる継ぎ目５１を形成する。
また、太陽光発電パネル５の周縁部のうち、屋根面１Ａの傾斜方向に直交する方向に沿う横辺部は、上述の架台本体４０を構成する横桟４２を間に挟んで、隣接する太陽光発電パネル５の横辺部に連結されることで、横連結部５２を形成する。

横連結部５２は、上述したように、架台本体４０を構成する横桟４２の直上に配置される。また、横連結部５２には、隣接する太陽光発電パネル５の横辺部により挟持される横桟４２の上部に、両横辺部に沿って延びるパネル押え部材５２１が取り付けられる。

化粧材６は、図１及び２に示すように、軒側枠材６１と、棟側枠材６２と、一対のケラバ側枠材６３，６３と、を備える。これら軒側枠材６１、棟側枠材６２及び一対のケラバ側枠材６３，６３は、架台本体４０（太陽光発電パネル５）の周囲を囲繞する周囲枠を構成する。

軒側枠材６１は、太陽光発電屋根１の軒先に配置される。軒側枠材６１は、太陽光発電屋根１の屋根面１Ａの傾斜方向に直交する方向に延びてその軒先を覆うことで、軒先を保護する。これにより、軒先の意匠性が高められている。
軒側枠材６１は、図４に示すように、軒カバー６１１と、軒端部カバー６１２と、を備える。

軒カバー６１１は、軒先に沿って延設され、上述の架台本体４０を構成する横桟４２にビス止めされる。また、軒カバー６１１は、断面視で、屋根面の傾斜方向に沿って延びた後、軒先に向かうに従い下方に傾斜して設けられる。
軒端部カバー６１２は、軒先の妻側の端部に設けられる。軒端部カバー６１２は、軒カバー６１１の外形に沿って軒カバー６１１を覆うように設けられ、軒カバー６１１にビス止めされる。

棟化粧材としての棟側枠材６２は、太陽光発電屋根１の架台本体４０（縦桟４１）の棟側の端部を覆うように配置される。棟側枠材６２は、太陽光発電屋根１の屋根面１Ａの傾斜方向に直交する方向に延びてその棟部を覆うことで、棟部を保護する。これにより、棟部の意匠性が高められている。棟側枠材６２は、図４に示すように、棟カバー６２１と、棟アタッチメント６２２と、棟端部カバー６２３と、を備える。

棟カバー６２１は、棟に沿って延設され、棟アタッチメント６２２にビス止めされる。また、棟カバー６２１は、断面視で、棟側に向かって屋根面の傾斜方向に沿って延びた後、下方に傾斜して設けられる。
棟アタッチメント６２２は、棟に沿って延設され、上述の架台本体４０を構成する縦桟４１にビス止めされる。
棟端部カバー６２３は、棟の妻側の端部に設けられる。棟端部カバー６２３は、棟カバー６２１の外形に沿って棟カバー６２１を覆うように設けられ、棟カバー６２１にビス止めされる。

一対のケラバ側枠材６３，６３は、太陽光発電屋根１のケラバ側の端部に配置される。一対のケラバ側枠材６３，６３は、太陽光発電屋根１の屋根面１Ａの傾斜方向に延びて妻側の端部をそれぞれ覆うことで、妻側の端部を保護する。これにより、妻側の端部の意匠性が高められている。
図３に示すように、一対のケラバ側枠材６３，６３は、それぞれ第１ケラバ側枠材６３１と、第２ケラバ側枠材６３２を有する。

第１ケラバ側枠材６３１は、ケラバに沿って延設され、第２ケラバ側枠材６３２及び縦桟４１にビス止めされる。また、第１ケラバ側枠材６３１は、断面視で、妻側に向かって延びた後、下方に屈曲して延出する。
第２ケラバ側枠材６３２は、ケラバに沿って延設され、第１ケラバ側枠材６３１の下部に配置される。第２ケラバ側枠材６３２は、上述の架台本体４０を構成する縦桟４１にビス止めされる。第２ケラバ側枠材６３２（ケラバ側枠材６３）は、太陽光発電パネル５側の下部に形成され且つ屋根面の端部に配置される縦桟４１の少なくとも一部を収容可能な凹部６３２ａを有する。

太陽光発電屋根１は、ケラバ側枠材６３の上面に取り付けられる隙間カバー６３３を更に有する。隙間カバー６３３は、ケラバ側枠材６３と太陽光発電パネル５との間に形成される隙間を塞ぐ。

また、太陽光発電屋根１は、図３及び４に示すように、ケラバ側破風板６４と、軒側破風板６５と、軒樋６６と、棟側破風板６７と、を備える。なお図１では、これらケラバ側破風板６４、軒側破風板６５及び軒樋６６の記載は省略している。
ケラバ側破風板６４は、破風下地６４１を介してケラバ側の端部から垂下して設けられる。軒側破風板６５は、破風下地６５１を介して軒先から垂下して設けられ、棟側破風板６７は、破風下地６７１を介して軒先から垂下して設けられる。軒樋６６は、軒側破風板６５の外面に取り付けられ、上述の架台本体４０の縦桟４１等により軒先から排出される雨水を排水する。

次に、太陽光発電パネル５と下地材３との間の通気路７について詳しく説明する。
図４に示すように、通気路７は、軒側に開口する軒側通気口７１と、棟側に開口する棟側通気口７２と、を有する。更に、棟側枠材６２（棟カバー６２１）は、棟側通気口７２を介して通気路７に連通するとともに、棟を介して棟側通気口７２とは逆側に配置される排気口８１を有する排気路８を形成する。排気口８１は、棟側の下方に開口する。

例えば、軒側通気口７１から通気路７に流入した空気は、棟側通気口７２を通過する。通気路７を空気が流通することにより、太陽光発電パネル５が裏面側から冷却される。そして、棟側通気口７２を通過した空気は、排気路８を通過して排気口８１から排出される。排気口８１から排気路８に流入した空気は、逆方向に流通する。

第１実施形態に係る太陽光発電屋根１によれば、以下の効果が奏される。
第１実施形態では、軒側に開口する軒側通気口７１と、棟側に開口する棟側通気口７２と、を有する通気路７が形成された太陽光発電屋根１において、棟側枠材６２が、棟側通気口７２を介して通気路７に連通するとともに、棟を介して棟側通気口７２とは逆側に配置される排気口８１を有する排気路８を形成するものとした。
これにより、軒側から吹く風によって軒側通気口７１から通気路７に吹き込んだ空気は、通気路７及び排気路８を経由して排気口８１から棟側に抜ける。逆に、棟側から吹く風によって排気口８１から排気路８に吹き込んだ空気は、排気路８及び通気路７を経由して軒側通気口７１から軒側に抜ける。このように、太陽光発電屋根１は、軒側通気口７１及び排気路８が互いに逆方向に向いて開口していることから通気性が十分に高い。更に、太陽光発電屋根１は、棟側の通気口が棟側枠材６２の上側に形成されていないことから、太陽光発電パネル５の表面と棟側枠材６２の表面との間の段差を大きくする必要がないので、意匠性を高くすることが可能である。

また、本実施形態における太陽光発電屋根１に用いられる太陽光パネル架台４によれば、太陽光発電屋根１と同様の効果が得られる。

＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態に係る太陽光発電屋根１Ｓついて説明する。
なお、第２実施形態に係る太陽光発電屋根１Ｓについては、第１実施形態に係る太陽光発電屋根１と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

図５は、太陽光発電屋根１Ｓの縦断面図において、棟側を拡大した図である。
図５に示すように、太陽光発電屋根１Ｓは、排気路８Ｓ内における片流れ屋根の棟側の端部に立設される水返し材９Ｓを更に備える。水返し材９Ｓは、排気路８Ｓを通気路７Ｓに連通する通気路側排気路８２Ｓと、排気口８１Ｓに連通する排気口側排気路８３Ｓと、これらを連通する連通路８４Ｓとに仕切る。棟カバー６２１Ｓは、上面部の軒側から屈曲して下方に延出した屈曲部６２４Ｓを有する。屈曲部６２４Ｓは、先端が棟化粧材の内側に更に屈曲することで形成される溝６２５Ｓを有する。溝６２５Ｓは、水返し材９Ｓの上部の軒側の端部よりも棟側に形成される。このような配置によって、仮に雨水が排気口８１Ｓから排気路８Ｓ内に吹き込んで水返し材９Ｓの先端に付着して屈曲部６２４Ｓの内面に滴り落ちたとしても、雨水は溝６２５Ｓに溜まる。溝６２５Ｓに溜まった水は、縦桟４１に流れ込んで軒側に排水される。

第２実施形態に係る太陽光発電屋根１Ｓによれば、上記の第１実施形態に係る太陽光発電屋根１の奏する効果に加えて、以下の効果が奏される。
第２実施形態では、片流れ屋根の棟側の端部に立設され且つ排気路を通気路側排気路と、排気口側排気路と、これらを連通する連通路とに仕切る水返し材を設けた。
これにより、雨水が排気口８１Ｓから排気路８Ｓ内に吹き込んだとしても、通気路７Ｓまで雨水が入ってしまうのを防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記第１及び第２実施形態においては、棟アタッチメント６２２に直接棟カバー６２１がビス止めされるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、棟側枠材６２が１つ以上の調整材６２４を更に有するものとして、棟カバー６２１が調整材６２４を介して棟アタッチメント６２２に接続されるようにしてもよい。一般的に、太陽光発電パネル５の大きさは、商品ごとの規格によって特定の大きさに定められている。一方、屋根の大きさは個々の建物によって変わり、一定ではない。従って、太陽光発電パネル５と周囲枠の間の隙間の距離は一定ではない。しかし、太陽光発電パネル５と棟側枠材６２との間に調整材６２４を配置し、更に調整材６２４の枚数や大きさを調整すれば、意匠性や通気路７の通気性を損なうことなく、調整材６２４と周囲枠の間の隙間を埋めることができる。

また、上記第１及び第２実施形態においては、片流れ式の太陽光発電屋根１，１Ｓについて説明したが、本発明は片流れ式の屋根に限定されず、切妻式の屋根に適用することも可能である。

１，１Ｓ…太陽光発電屋根
３，３Ｓ…下地材
４，４Ｓ…太陽光パネル架台（架台）
４０，４０Ｓ…架台本体
５，５Ｓ…太陽光発電パネル
６２，６２Ｓ…棟側枠材（棟化粧材）
７，７Ｓ…通気路
７１，７１Ｓ…軒側通気口
７２，７２Ｓ…棟側通気口
８，８Ｓ…排気路
８１，８１Ｓ…排気口
８２Ｓ…通気路側排気路
８３Ｓ…排気口側排気路
８４Ｓ…連通路
９Ｓ…水返し材

Claims (3)

1. 建物の屋根と太陽光発電パネルとが一体に形成された片流れ式の太陽光発電屋根であって、
   棟から軒に亘って配置される架台と、
   下地材から離隔して配置されるとともに前記架台上に固定される太陽光発電パネルと、
   を備え、
   前記架台は、前記下地材に固定される架台本体と、
   前記架台本体の棟側の端部を覆うように配置され棟カバーを備える棟化粧材と、を備え、
   前記太陽光発電パネルと前記下地材との間には、軒側に開口する軒側通気口と、棟側に開口する棟側通気口と、を有する通気路が形成され、
   前記棟化粧材は、前記棟側通気口を介して前記通気路に連通するとともに、前記棟を介して前記棟側通気口とは逆側に配置される排気口を有する排気路を形成し、
   前記排気路内に、片流れ屋根の棟側の端部に立設される水返し材を備え、
   前記棟カバーは、上面部の軒側から屈曲して下方に延出する屈曲部を有し、前記屈曲部は、先端が棟化粧材の内側に更に屈曲することで形成される溝を有する太陽光発電屋根。
2. 前記水返し材は、前記通気路に連通する通気路側排気路と、前記排気口に連通する排気口側排気路と、これらを連通する連通路とに前記排気路を仕切る請求項１記載の太陽光発電屋根。
3. 下地材から離隔して配置される太陽光発電パネルを備える、建物の屋根と太陽光発電パネルとが一体に形成された片流れ式の太陽光発電屋根において、棟から軒に亘って配置されるとともに、前記太陽光発電パネルを固定する架台であって、
   前記下地材に固定される架台本体と、
   前記架台本体の棟側の端部を覆うように配置され棟カバーを備える棟化粧材と、を備え、
   前記架台本体は、前記太陽光発電パネルと前記下地材との間に、軒側に開口する軒側通気口と、棟側に開口する棟側通気口と、を有する通気路を形成し、
   前記棟化粧材は、前記棟側通気口を介して前記通気路に連通するとともに、前記棟を介して前記棟側通気口とは逆側に配置される排気口を有する排気路を形成し、
   前記排気路内に、片流れ屋根の棟側の端部に立設される水返し材を備え、
   前記棟カバーは、上面部の軒側から屈曲して下方に延出する屈曲部を有し、前記屈曲部は、先端が棟化粧材の内側に更に屈曲することで形成される溝を有する架台。

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