JPH0616557U - 太陽電池付き屋根パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 止水処理がなされ得る太陽電池付き屋根パネ
ルを提供する。 【構成】 屋根パネル本体２の上面に太陽電池パネル３
Ａを張った構成とし、太陽電池パネル３Ａのモジュール
３を支持するフレーム１１の互いの接合部材となる縦外
枠１２に、外側に突出する突出片２０ｃを形成し、これ
ら突出片２０ｃにまたがってシール板２４を取り付け、
屋根パネル１間の隙間が液密的に閉塞されるようにし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、住宅等の屋根を構成する屋根パネルであって、太陽電池が取り付け られているものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、住宅等の建築構造物の屋根の上に太陽電池を設置し、この太陽電池から 住宅に電力を供給し、省エネルギー化を図ることが実施されている。太陽電池を 屋根に設置するにあたっては、既設の屋根の上に、太陽電池が設けられた太陽電 池パネルを、専用架台に対し複数設置する架台固定式が一般的である。

【０００３】 上記太陽電池パネルは、複数の太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池モジ ュールが、その外縁に嵌め込まれた枠状のフレームで支持されてなるもので、こ の太陽電池パネルを、上記架台に複数並べて設置しているわけである。これら太 陽電池パネルは、屋根の上に設置されるので、並べられた太陽電池パネルの隣り 合うものどうしの間、すなわちフレームの間があいていても何ら問題はない。

【０００４】 ところが、上記のような架台固定式による屋根に対する太陽電池パネルの設置 手段によると、架台取り付けのために、瓦などの屋根材や野地板、垂木などを痛 め、防水、耐久性を得るのが難しい上に、太陽電池の電線の配線を外部に露出さ せることになり、その電線が直接風雨や太陽光の影響を受けやすといった不具合 を有するものであった。

【０００５】 そこで、屋根に対する太陽電池の新たな設置手段として、屋根を構成する屋根 パネルに、上記の太陽電池パネルを取り付けて両者を一体化させ、この太陽電池 付き屋根パネルを複数並べることにより、屋根の敷設と同時に太陽電池を設置す る技術が開発されてきている。

【０００６】 この太陽電池付き屋根パネルは、配線の露出や雨水の侵入を回避できて、上記 従来の屋根に対する太陽電池の設置手段が有する欠点を解決することを可能とす るものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、単に屋根パネルに上記太陽電池パネルを取り付け、これらを並べて 屋根として構成する場合、隣り合うものどうしの継ぎ目、すなわちフレームの間 の隙間には、雨水を家屋内に侵入させないための止水処理が不可欠であるが、従 来のフレームにはその処理がなされておらず、実際に供用できないといった不都 合があった。

【０００８】 本考案は上記事情に鑑みてなされたものであって、止水処理がなされ得る太陽 電池付き屋根パネルを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するためになされたものであって、請求項１として、 梁等の建材に固着される屋根パネル本体の上面に、太陽電池が設けられた太陽電 池パネルを貼設してなり、前記太陽電池パネルを、複数の太陽電池が設けられた パネル状の太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールの外縁が嵌め込まれ て太陽電池モジュールを支持し、かつ互いに接合される枠状のフレームとから構 成し、このフレームの、フレームどうしの接合端部に、各フレームの隙間を液密 的に閉塞するシール材の取付部を設け、このシール材取付部に取り付けられたシ ール材により、フレームどうしが液密的に接合されるよう構成したことを特徴と している。

【００１０】 また、請求項２としては、前記フレームにおける前記太陽電池モジュールが嵌 合される嵌合部の、太陽電池モジュールの上面からの上方への突出部を、太陽電 池モジュールの上面に対し所望の角度で傾斜してテーパ状に形成したことを特徴 としている。

【００１１】

【作用】

本考案の太陽電池付き屋根パネルによれば、フレームの接合端部に設けられた シール材の取付部にシール材を取り付けた状態で、フレームどうしを接合するこ とにより、屋根パネル間の隙間が液密的に閉塞され、並べられた屋根パネルの間 から雨水が侵入して家屋内に至るおそれがない。

【００１２】 また、フレームにおける太陽電池モジュールが嵌合される嵌合部の、太陽電池 モジュールの上面からの上方への突出部が、太陽電池モジュールの上面に対し所 望の角度で傾斜してテーパ状に形成されているから、モジュールの端部にフレー ムの影が生じる現象が防止され、その結果、太陽電池から常に所定の電圧が供給 される。

【００１３】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。 図１は、その一実施例の太陽電池付き屋根パネル１が住宅の屋根として複数取 り付けられ、屋根の全面を構成している状態を示している。

【００１４】 この屋根パネル１は、長方形状の屋根パネル本体２の上面に、太陽電池が設け られた太陽電池パネル３Ａが取り付けられて貼設された基本構成となっており、 軒先Ｐ側から棟Ｑ側に屋根の勾配に沿って張られている。

【００１５】 屋根パネル本体２は、図２および図３に示すように、上面にアスファルトルー フィング４が施された長方形状の合板５の上面および下面に、複数の芯材６およ び垂木７がそれぞれ格子状に組まれて接着・釘打ち等の手段により固着されてな る。

【００１６】 合板５の上面は、縦横の各芯材６により、同一寸法である複数の長方形状ブロ ックが区画されている。本実施例の場合、このブロックは縦に４個、横に３個の 計１２個であり、これらブロックに、前記太陽電池パネル３Ａを構成する太陽電 池モジュール（以下モジュールと略称）３が取り付けられている。

【００１７】 芯材６は、屋根パネル本体２の長さ方向両端にわたって延びる縦芯材６ａと、 これに直交して各縦芯材６ａ間に配された横芯材６ｂの２種類であって、横芯材 ６ｂは縦芯材６ａよりも薄く、両者の上面が面一の状態となるよう横芯材６ｂは 縦芯材６ａに固着され、実際には縦芯材６ａのみが前記合板５に固着され、横芯 材６ｂは合板５からやや離間して浮いた状態となっている。

【００１８】 前記太陽電池パネル３Ａは、複数の太陽電池１０が並べられた前記モジュール ３と、このモジュール３の外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュール３を支持し、 互いに接合される枠状のフレーム１１とから構成されている。

【００１９】 前記モジュール３は、略正方形状の透明板９に太陽電池セル（図示略）が内蔵 されてなる太陽電池１０が、図示を省略したジョイントによって長方形状に複数 （この場合縦６枚×横４枚の計２４枚）組み合わされたパネル状のものである。 太陽電池としては、ＰＮ接合を利用したエネルギー変換器であって、たとえば、 Ｎ形Ｓｉ基板に１〜３μのＰ形層を形成して表面より光がＰＮ接合に到達するよ うにし、その光起電力効果を利用したものを用いる。

【００２０】 これらモジュール３は、屋根パネル本体２と外形寸法が略同一の前記フレーム １１に組み込まれている。

【００２１】 このフレーム１１は、屋根の傾斜方向およびこれに直交する方向、すなわち縦 および横にそれぞれ延びる各一対の縦外枠１２および横外枠１３により長方形状 の外形が形成され、これらの内側に、縦横に延びる内枠材１４が格子状に組まれ て構成されている。

【００２２】 内枠材１４は、軒先Ｐから棟Ｑにわたって延びる縦材１４ａと、これに直交し て各縦材１４ａ間に配されて接合された横材１４ｂの２種類であるが、これらは 同一断面形状で、図４に示すように、幅方向両端下面にシール材１５が貼られた 平な上板１６と、幅方向両端上面にシール材１７が貼られ断面凸状に形成された 下板１８と、前記シール材１５と下板１８の上端部間に挟み込まれるパッキン１ ９とから構成され、これら縦材１４ａおよび横材１４ｂが、前記ブロックに対応 して格子状に枠組みされている。また、前記横外枠１３も、これら縦材１４ａお よび横材１４ｂと同一の構成とされている。

【００２３】 そして、下板１８を、屋根パネル本体２の縦芯材６ａおよび横芯材６ｂに釘打 ち等により固着した後、各モジュール３（モジュール３の透明板９）の縁を両シ ール材１５、１７に挟み、上板１６を下板１８にねじ止め等の手段で結合するこ とにより、各モジュール３が、内枠材１４および横外枠１３の間に嵌め込まれて いる。なお、前記シール材１５、１７およびパッキン１９は、ブチルゴム等で成 形されたものが好適である。

【００２４】 また、前記縦外枠１２は、隣に並べられる屋根パネル１の縦外枠１２との接合 がなされるもので、図５に示すように、互いに同幅の上板２０と下板２１との間 にモジュール３を挟み込んでモジュール３を支持する構成となっている。

【００２５】 上板２０は、基部２０ａと、このの上端部から内側と外側にそれぞれ延びる突 出片２０ｂおよび２０ｃと、基部２０ａの下端部から外側に延びる突出片２０ｄ とが一体に形成されたもので、各突出片２０ｂ、２０ｃ、２０ｄはそれぞれ縦外 枠１２の幅方向に延びており、縦外枠１２の全長にわたって形成されている。

【００２６】 外側への各突出片２０ｃ、２０ｄはそれぞれ一定厚さで、上側の突出片２０ｃ が下側の突出片２０ｄよりも短くされている。また、内側への突出片２０ｂは、 内側に向かうにしたがい漸次厚さが薄くなって先端が先鋭になるよう上面が傾斜 されたテーパ状に形成されている。

【００２７】 上側の突出片２０ｃおよび基部２０ａの下端面には、長さ方向に一定間隔をお いて複数のねじ孔２０ｅ、２０ｆがそれぞれ形成されている。

【００２８】 一方、下板２１は、一定厚の平な板材で、その幅方向のほぼ中央には、ビス通 し孔２１ａが、長さ方向に複数形成されている。下板２１の下面におけるビス通 し孔２１ａの周囲には、座ぐり２１ｂが形成されている。ビス通し孔２１ａは、 上板２０と下板２１とを、その長さ方向両端を揃えて合わせると、上板２０の各 ねじ孔２０ｆに一致するよう一定間隔をおいて形成されている。

【００２９】 縦外枠１２は、上板２０と下板２１とが、その長さ方向両端を揃えて合わせら れ、ビス通し孔２１ａに通したビス２２をねじ孔２０ｆにねじ込んで両板２０、 ２１を互いに結合することにより構成される。そして、この結合状態において、 両板２０、２１の幅方向端部は互いに一致するとともに、上板２０の突出片２０ ｂと下板２１との間に、内側に開口する溝（嵌合部）２３が形成され、この溝２ ３に、モジュール３の外縁が嵌め込まれ、モジュール３が支持されるようになっ ている。

【００３０】 左右に隣り合う屋根パネル１は、フレーム１１の端面どうし、すなわち上板２ ０および下板２１の外側の端面が合わせられて接合されるわけであるが、両者の 接合は、シール板（シール材）２４によりなされる。

【００３１】 このシール板２４は、フレーム１１の全長にわたり、合わせられた各フレーム １１の上面にまたがって配され、その状態で、幅方向両端部に、自身の長さ方向 に一定間隔をおいて複数形成されたビス通し孔２４に通したビス２５を、各フレ ーム１１の前記ねじ孔２０ｅにねじ込むことにより、隣り合う屋根パネル１どう しが接合される。この状態で、各フレーム１１の隙間は、シール板２４により液 密的に閉塞されるようになっている。

【００３２】 シール板２４の両端部は、フレーム１１への取り付け状態で、フレーム１１の 上板２０におけるテーパ状の突出片２０ｂの上面と面一になるよう斜面２４ｂが 形成されている。また、シール板２４の上面における前記ビス通し孔２４ａの周 囲には、ビス２５がぴったり収まる座ぐり２４ｃが形成されている。

【００３３】 上記縦外枠１２、横外枠１３および内外枠１４によりフレーム１１は形成され るとともに、このフレーム１１に上述のごとく各モジュール３が嵌め込まれて太 陽電池パネル３Ａが構成され、さらにこの太陽電池パネル３Ａが、フレームの下 面を前記屋根パネル本体２の縦芯材６ａおよび横芯材６ｂに合わせて載せられ、 接着等の手段により固着されることにより、屋根パネル１が構成されている。

【００３４】 さて、図２および図３に示すように、屋根の下方の天井は、野縁２６に石膏ボ ード等からなる天井板２７が張られて構成され、天井板２７の上方には、梁２８ が設けられている。

【００３５】 そして、上側の梁２８に対し垂木７を合わせ、両者を接着・釘打ち等の手段に より固着することにより、複数の屋根パネル１は天井に取り付けられ、さらに、 左右に隣り合う屋根パネル１どうしは、上述のごとくフレーム１１どうしをシー ル板２４により接合することにより接合される。

【００３６】 なお上記屋根パネル１は、前述のごとく前記横芯材６ｂが合板５からやや離間 して浮いた状態となっていることにより、合板５とモジュール３との間に、軒先 Ｐ側から棟Ｑ側に向かって延びる通気層１Ａを有している。また、縦芯材６ａに も、各ブロックごとに、横隣りの通気層１Ａどうしを連通する主に配線用の切欠 き（図示略）が形成されている。

【００３７】 また、軒先Ｐ側には軒先換気ガラリ２９が、棟Ｑ側には棟換気金物３０がそれ ぞれ設けられており、外気が、軒先換気ガラリ２９から通気層１Ａを通って棟換 気金物３０内に至り、ここから外部に排出されるよう構成されている。図１にお ける破線矢印は、その外気の流れを示している。

【００３８】 上記屋根パネル１においては、各モジュール３は、前記通気層１Ａに取り回さ れた電線により直列に接続され、かつ棟金物３０内から住宅Ｊ内に設けられた充 電手段（図示略）に接続され、この充電手段から屋内配線がなされて、電力が供 給されるようになっている。

【００３９】 上記構成の、本実施例の屋根パネル１によれば、隣り合う屋根パネル１どうし の接合部、すなわちフレーム１１の互いの接合端部に、シール板２４の取付部で ある突出片２０ｃが形成され、この突出片２０ｃに取り付けられるシール板２４ により、屋根パネル１間の隙間が、液密的に閉塞される。したがって、屋根パネ ル１の間から雨水が侵入して家屋内に至るおそれがない。

【００４０】 また、フレーム１１の縦外枠１２におけるモジュール３が嵌合される突出片２ ０ｃの上面は、モジュール３の上面に対し傾斜してテーパ状に形成されているの で、フレーム１１に遮られて太陽光がモジュール３に当たらない、すなわち、モ ジュール３の端部にフレーム１１の影が生じる現象が防止される。その結果、太 陽電池パネル３Ａからは常に所定の電圧が供給される。突出片２０ｃの傾斜は、 モジュール３の上面からの突出高さに応じて、太陽光がモジュール３に当たらな い所望の角度に適宜に設定される。

【００４１】 また、屋根パネル本体２とモジュール３との間に、通気層１Ａが形成されてい るので、モジュール３の熱放散がなされ温度上昇が抑制される。しかも、通気層 １Ａは、軒先Ｐから棟Ｑに向かいその勾配に沿って延びているので、この通気層 １Ａ内には軒先Ｐから棟Ｑに向かって上昇気流が発生し、通気層１Ａ内の空気の 流れはその上昇気流により活発であり、このため、モジュール３の温度上昇の抑 制作用がより促進される。この結果、太陽電池モジュール３のエネルギー変換効 率が常に高く維持され、安定した電力供給が図られる。

【００４２】 また、各モジュール３の電線は通気層１Ａに配線され、太陽電池パネル３Ａに より保護されて外部に露出しないので、直接風雨や太陽光の影響を受けにくい。

【００４３】 さらに、通気層１Ａが軒先Ｐから棟Ｑにわたって連通していることにより、太 陽電池の電線を、屋根パネル１を組み立てる際に結線して棟Ｑ側の端部に引き出 しておけば、施工時に通気層１Ａから棟Ｑ側に引き出して屋内に配線することが でき、これによって、屋根の上で太陽電池の配線作業を行う必要がなく、施工に 手間がかからない。

【００４４】 図６および図７は、前記フレーム１１における縦外枠１２の他の実施例をそれ ぞれ示している。

【００４５】 図６に示す縦外枠３０は、モジュール３が嵌合される溝（嵌合部）３１ａが形 成された内部材３１の外面に外部材３２が一体に固着されてなり、内部材の上面 が、前記縦外枠１２の突出片２０ｂと同様に、モジュール３に対し傾斜してテー パ状に形成されている。

【００４６】 そして、縦外枠３０どうしの接合端面となる外部材３２の側端面の上下には、 シール材３３が嵌合される切欠き（取付部）３２ａが全長にわたってそれぞれ形 成され、これら上下の切欠き３２ａに、シール材３３を嵌合させて隣り合う屋根 パネル１どうしが接合され、各シール材３３により、各屋根パネル１の間の隙間 が液密的に閉塞される構成となっている。

【００４７】 一方、図７に示す縦外枠４０は、モジュール３が嵌合される溝（嵌合部）４０ ａが形成され、互いの接合端部における上端に、上方に延びる突出片４０ｂが形 成され、さらに、互いの接合端面のほぼ中央および下端には、シール材４１が嵌 合される長さ方向に延びる切欠き（取付部）４０ｃがそれぞれ形成されている。 また、上面がテーパ状に形成されているのは、前記縦外枠３０と同様である。

【００４８】 この縦外枠４０どうしは、双方の各切欠き４０ｃにシール材４１を嵌合し、突 出片４０ｂどうしをボルト４２・ナット４３により締結することによって接合さ れ、各シール材４１により、各屋根パネル１の間の隙間が液密的に閉塞される構 成となっている。

【００４９】

【考案の効果】

以上のように、本考案の太陽電池付き屋根パネルによれば、隣り合う屋根パネ ルどうしの接合部となるフレームの接合端部に、フレーム間の隙間を液密的に閉 塞するシール材の取付部が形成され、この取付部に取り付けられるシール材によ り、屋根パネル間の隙間が液密的に閉塞されるので、並べられた屋根パネルの間 から雨水が侵入して家屋内に至るおそれがない。

【００５０】 また、フレームにおける太陽電池モジュールが嵌合される嵌合部の、太陽電池 モジュールの上面からの上方への突出部が、太陽電池モジュールの上面に対し所 望の角度で傾斜してテーパ状に形成されているから、モジュールの端部にフレー ムの影が生じる現象が防止され、その結果、太陽電池から常に所定の電圧が供給 される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の太陽電池付き屋根パネルが
適用された状態の住宅の屋根の斜視図である。

【図２】図１のＥーＥ線断面図である。

【図３】図１のＦーＦ線断面図である。

【図４】図３のＧ部分拡大図である。

【図５】図１のＨーＨ線断面図である。

【図６】本考案に係るフレームの他の実施例の断面図で
ある。

【図７】本考案に係るフレームのさらに他の実施例の断
面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池付き屋根パネル ２ 屋根パネル本体 ３ 太陽電池モジュール ３Ａ 太陽電池パネル １０ 太陽電池 １１ フレーム １２、３０、４０ 縦外枠 ２０ｃ 突出片（シール材の取付部） ２３、３１ａ、４０ａ 溝（嵌合部） ２４ シール板（シール材） ２８ 梁 ３２ａ、４０ｃ（シール材の取付部） ３３、４１ シール材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接合されて住宅等の屋根として構
   成される太陽電池付き屋根パネルであって、 梁等の建材に固着される屋根パネル本体の上面に、太陽
   電池が設けられた太陽電池パネルが貼設されてなり、 前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池が設けられたパ
   ネル状の太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュー
   ルの外縁が嵌め込まれて太陽電池モジュールを支持し、
   かつ互いに接合される枠状のフレームとから構成され、 このフレームの、フレームどうしの接合端部には、各フ
   レームの隙間を液密的に閉塞するシール材の取付部が設
   けられ、このシール材取付部に取り付けられたシール材
   により、フレームどうしが液密的に接合されるよう構成
   されていることを特徴とする太陽電池付き屋根パネル。
2. 【請求項２】 前記フレームにおける前記太陽電池モジ
   ュールが嵌合される嵌合部の、太陽電池モジュールの上
   面からの上方への突出部が、太陽電池モジュールの上面
   に対し所望の角度で傾斜してテーパ状に形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の太陽電池付き屋根パネ
   ル。