JPH06294185A - 太陽電池付き屋根パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池付き屋根パネルにおいて、雨水が溜
りやすい太陽電池パネルの下側のフレームである下框の
排水性と止水性を向上させる。 【構成】 矩形状の太陽電池４の４辺に装着される筒状
の上框６、下框７および縦框８の内部を、太陽電池パネ
ル３が支持される樋状の支持レール３７の樋部３７ａの
内側に収納した状態とし、各框６、７、８内に侵入した
雨水が支持レール３７から排水するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池付き屋根パネ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の建築構造物の屋根の上に
複数の太陽電池を設置し、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、パネル状の太陽電池を専用架台により固定す
る架台固定式が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パネル工法
による住宅の場合、屋根を構成する屋根パネルの上面に
太陽電池を設けて一体として、上記専用架台を省略する
技術がある。ところが、太陽電池を屋根パネルに取り付
けて一体化させるにあたり、特に止水性（雨仕舞い）の
向上を図らなければならず、その技術の開発が望まれて
いた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、屋根の傾斜に沿って棟側から軒先側
にわたり張られ、ベースパネルの上面に複数の太陽電池
パネルが設けられてなる太陽電池付き屋根パネルにおい
て、前記太陽電池パネルは、矩形板状の太陽電池と、こ
の太陽電池の四辺のうち互いに対向する平行な各一対の
辺部に対し装着される筒状の上框と下框、および左右一
対の縦框とを備え、左右一対の縦框が、前記ベースパネ
ルの上面に固定され屋根の傾斜方向に沿って延びる樋状
の支持レールの内側に収納された状態で支持され、その
状態で、少なくとも前記下框の内部が支持レールの内側
に連通していることを特徴としている。

【０００５】

【作用】本発明によれば、太陽電池と下框の隙間から下
框の中に雨水が入っても、その雨水は、下框の内部が連
通する支持レールの内側に流れ、この支持レールにより
排出される。特に、下側（軒先側）に配されて雨水の侵
入する割合が多いと予想される下框をこのような構造と
することにより、太陽電池パネルの排水性および止水性
の向上が図られる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【０００７】図１は本発明の一実施例が適用された住宅
の屋根構造の、棟Ｍから軒先Ｎにわたる概略断面を示し
ており、図１の符号１は本発明に係る長方形状の太陽電
池付き屋根パネル１で、この屋根パネル１は、その長手
方向が棟Ｍから軒先Ｎに沿った状態で張られ、屋根Ｙを
構成している。

【０００８】その太陽電池付き屋根パネル１は、縦横に
組まれた複数の芯材２ａの上に面板２ｂが張られた長方
形状のベースパネル２の上に、複数の太陽電池パネル３
が張られて構成されている。

【０００９】太陽電池パネル３は、図２ないし図５に示
すように、多数の太陽電池セルが透明板に内蔵された矩
形パネル状の太陽電池４と、この太陽電池４の四辺に着
脱可能に装着されたグレージングチャンネル５と、これ
らグレージングチャンネル５に着脱可能に装着され太陽
電池パネル３のフレームとなる上框（フレーム）６、下
框（フレーム）７および縦框（フレーム）８とから構成
されている。

【００１０】グレージングチャンネル５は、太陽電池４
の縁を覆って嵌め込まれる筒状体であって、ある程度の
弾性を有する材料により、略平らな内片９と、この内片
９の幅方向両端部から内片９に略直交して立ち上がる側
片１０と、これら側片１０をつなぐ断面台形状の頭部片
１１と、各側片１０の内面に互いに対向する方向（幅方
向）に延びる舌片１２とが一体成形されたものである。
内片９の中央には、長手方向に延びる嵌合切欠き５ａが
形成されている。内片９の幅方向両端は側片１０よりも
外方に突出するリブ９ａとなっており、また頭部片１１
の幅方向両端にも僅かに外方に突出するリブ１１ａが形
成されている。これらリブにより、グレージングチャン
ネル５の両側面（図３では上下面である）には、自身の
長手方向に嵌合溝５ｂが形成されている。

【００１１】このグレージングチャンネル５は、頭部片
１１の内面に太陽電池４の縁が当たるまでその縁に嵌合
切欠き５ａを嵌め込むことにより、太陽電池４に装着さ
れている。この状態で、内片９の嵌合切欠き５ａに臨む
内面は太陽電池４の縁に圧接状態で密着し、また、舌片
１２は挿入される太陽電池４の縁に押されて弾性変形し
その先端がやはりその縁に密着している。

【００１２】前記各框６、７、８は、上記のように太陽
電池４の縁に装着されたグレージングチャンネル５に装
着されて太陽電池パネル３のフレームとなるもので、太
陽電池４の互いに対向する一対の辺にそれぞれ装着され
る上框６および下框７と、他の一対の辺にそれぞれ装着
される縦框８の３種類ある。太陽電池パネル３は、上框
６が装着された方が棟Ｍ側に、下框７が装着された側が
軒先Ｎ側に配され、縦框８が屋根Ｙの傾斜方向に沿った
状態とされる。これら各框６、７、８は、アルミの押出
し材等でできている。

【００１３】上框６と下框７は、基本的には同様の構成
で、図２に示すように、互いに対向して平行な外縁板１
３および内縁板１４と、互いに対向して平行な上側板１
５および下側板１６と、外縁板１３と内縁板１４の間に
おいて上側板１５と下側板１６とにわたる仕切板１７と
が一体成形され、内縁板１４には長手方向に延びる開口
１８が形成されるとともに、外縁板１３、内縁板１４、
上側板１５および下側板１６に囲まれた外側空洞部１９
が形成された断面略長方形状の筒状体である。

【００１４】下側板１６の端部には、上側板１５に向か
って直立する突片２０が一体に形成されている。内縁板
１４の開口１８に臨む端部には、仕切板１７側に向かっ
て延び、前記グレージングチャンネル５の嵌合溝５ｂに
きつく嵌合する短い嵌合突片２１が形成されている。仕
切板１７は外縁板１３と内縁板１４に対し平行で、仕切
板１７の内側つまり外縁板１３に面する内面には、長手
方向に延びるビス孔片２２が一体に形成されている。内
縁板１４の長手方向両端部における開口１８側の縁に
は、長方形状の切欠き２３が形成されている。

【００１５】上框６と下框７の相違点は、上框６の外縁
板１３には、断面Ｌ字状の当接片２４が一体に形成され
ていることと、下框７における下側板１６には、上框６
のそれよりも外方に長く延びる延出片２５が一体に形成
されていることにある。

【００１６】当接片２４は、外縁板１３の下側板１６寄
りの端部に形成されて長手方向に延びており、その先端
にはシール材２６が貼られるようになっている。また、
延出片２５は、上側板１５から連続してやや上方斜めに
延びる斜部２５ａを経て上側板１５と平行に延びてお
り、その下面は、下側板１６の上面よりもやや上にある
よう設定されている。そして、上框６と下框７とを、上
側板１５を上にした状態で外縁板１３と内縁板１４を向
かい合わせ、前記シール材２６を介在させた状態で合わ
せると、下框７の延出片２５が上框６の上側板１５に覆
い被さるようになっている。

【００１７】この場合、延出片２５の長さは、上記のよ
うに上框６の上側板１５に覆い被さった状態で、その先
端が上框６の上側板１５の先端に一致するよう設定され
ている。なお、下框７の延出片２５と上框６の上側板１
５との重なり部分は、屋根１として傾斜した状態で構成
された場合、両者の間の隙間は、雨水が毛細管現象によ
り上昇し太陽電池パネル３の間に入り込まない程度に設
定される。

【００１８】上記上框６および下框７は、太陽電池４の
表面側に上側板１５を配し、開口１８に前記グレージン
グチャンネル５の頭部片１１を挿入し、かつ上下の嵌合
溝５ｂに上下の嵌合突片２１をそれぞれ嵌合させること
により、グレージングチャンネル５を介して太陽電池４
に装着されている。この装着状態で、上框６および下框
７の開口１８は、グレージングチャンネル５の頭部片１
１に閉塞され、内縁板１４の内側には内側空洞部１９ｂ
が形成される。

【００１９】一方、縦框８は、図３に示すように、互い
に対向して平行な外縁板２７および内縁板２８と、互い
に対向して平行な上側板２９および下側板３０と、外縁
板２７の下端から外方に延びる固定片３１とが一体成形
され、内縁板２８には長手方向に延びる開口３２が形成
された断面略長方形状の筒状体である。下側板３０は外
縁板２７と内縁板２８の下端よりも内部側にあり、この
下側板３０と上側板２９の間の内縁板２８に前記開口３
２が形成されている。内縁板２８の開口３２に臨む端部
には、外縁板２７側に向かって延び、前記グレージング
チャンネル５の嵌合溝５ｂにきつく嵌合する短い嵌合突
片３４が形成されている。また、内縁板２８の両端部に
おける内側の縁には、長方形状の切欠き３５が形成され
ている。

【００２０】上記縦框６は、太陽電池４の表面側に上側
板２９を配し、開口３２にグレージングチャンネル５の
頭部片１１を挿入し、かつ上下の嵌合溝５ｂに上下の嵌
合突片３４をそれぞれ嵌合させることにより、グレージ
ングチャンネル５を介して太陽電池４に装着されてい
る。この装着状態で、縦框８の開口３２はグレージング
チャンネル５の頭部片１１に閉塞され、内縁板２８の内
側には上側空洞部３３ａが形成される。

【００２１】このように、上框６、下框７および縦框８
を各グレージングチャンネル５に装着すると、上框６と
下框７の両端部は、各切欠き２３、３５の嵌め合いによ
り縦框８の内部に入り、かつ縦框８の外側板２９は、上
框６および下框７の外側板２９に覆い被さるようになっ
ており、縦框８の外縁板２７に貫通させたビス３６を上
框６および下框７のビス孔片２２にねじ込むことによっ
て、最終的に各框６、７、８は各グレージングチャンネ
ル５を介して太陽電池４の四辺に装着され、これによっ
て太陽電池パネル３が組み立てられている。図４はその
組立状態、図５は分解状態をそれぞれ示している。

【００２２】この組立状態において、上框６と下框７の
両端部が各切欠き２３、３５の嵌め合いにより縦框８の
内部に入ることにより、上框６および下框７の内側空洞
部１９ｂと縦框８の上側空洞部３３ａは、互いに連通し
ている。また、各框６、７、８の上側板１５、２９の表
面は、太陽電池４の表面よりもある程度高くなってお
り、この結果、太陽電池パネル３全体の表面における太
陽電池４の部分は、矩形状の凹所４ａとなっている。

【００２３】上記構成の太陽電池パネル３は、前記ベー
スパネル２の面板２ｂの上面に複数（たとえば横に２つ
縦に５つ）並べられて固定されるが、面板２ｂに直接固
定されるのではなく面板２ｂに固定された樋状の支持レ
ール３７に固定されている。

【００２４】この支持レール３７は、図３に示すよう
に、上方に開口する断面略Ｕ字状の樋状板３８の内部に
載置板３９が形成され、載置板３９を共有する上方の樋
部３７ａと下方の筒部３７ｂとの上下２段構造となって
いる。樋状板３８の左右一対の縦板４０は、筒部３７ｂ
において、一方は幅方向内側にクランク状に僅かに屈曲
する屈曲部４０ａが形成されているものの略真っ直ぐ上
方に延びており、他方は内側に向かって斜めに延び斜部
４０ｂとなっている。ここで、屈曲部４０ａが形成され
た側の縦板４０を外側縦板４０Ａ、斜部４０ｂが形成さ
れた側を内側縦板４０Ｂとすると、内側縦板４０Ｂの斜
部４０ｂには、斜部４０ｂに直交して長手方向に延びる
固定片４１が一体に突設されている。この固定片４１の
先端は、樋部３７ａにおける内側縦板４０Ｂの延長線上
内にある。

【００２５】上記支持レール３７は、アスファルトルー
フィング４２が貼られたベースパネル２の面板２ｂの表
面に、その長手方向をベースパネル２の長手方向に沿う
状態で、かつ太陽電池パネル３の一対の縦框８が樋部３
７ａに収納される間隔がおかれこれを一対として固定さ
れている。すなわち一対の支持レール３７は互いに平行
で、さらに内側縦板４０Ｂが互いに向かい合う状態とな
っている。支持レール３７が配される面板２ｂの下に
は、ベースパネル２の長手方向に延びる芯材２ａが固着
されており、この芯材２ａに対し、固定片４１に通した
木ネジ４３を打ち込むことによって、支持レール３７は
ベースパネル２に固定されている。なお、前記アスファ
ルトルーフィング４２は、支持レール３７が配される位
置に沿って面板２ｂに貼られた両面テープ４４に固着さ
れる。

【００２６】この場合、一対の支持レール３７に、ベー
スパネル２の縦方向に並べられる全ての太陽電池パネル
３が固定されるようになっており、太陽電池パネル３が
幅方向に隣り合う部分には、支持レール３７が２つ近接
して固定されている。これら近接する支持レール３７
は、僅かな隙間をおいて外側縦板４０Ａが向かい合って
おり、これら外側縦板４０Ａの間の上下には、それぞれ
シール材４５、４６が、さらにその上端部には、２つの
外側縦板にまたがるシール材４７が、それぞれ全長にわ
たって装着されている。また、近接する外側縦板４０Ａ
の間は、化粧目地ガスケット４９により塞がれる。

【００２７】そして上記支持レール３７には、一対の支
持レール３７に対し複数の太陽電池パネル３が、上框６
を棟Ｍ側に、下框７を軒先Ｎ側に向け、縦框８を樋部３
７ａの載置板３９に置いた状態で固定されている。この
状態で、縦框８の上側空洞部３３ａの下には、外縁板２
７、内縁板２８、下側板３０および載置板３８に囲まれ
た下側空洞部３３ｂが形成される。さらに、縦框８の上
側および下側空洞部３３ａ、３３ｂは、支持レール３７
の樋部３７ａの内側に連通しており、すなわち上框６お
よび下框７の内側空洞部１９ｂは、縦框８の上側空洞部
３３ａを介して支持レール３７の樋部３７ａの内側に連
通している。

【００２８】これら一対の支持レール３７に固定され
た、すなわちベースパネル２の長手方向に沿って固定さ
れた太陽電池パネル３は、前記シール材２６を介在させ
て合わせられ、その状態で、屋根Ｙとして張られた状態
における棟Ｍ側の太陽電池パネル３の下框７に形成され
た延出片２５が、その先端が、軒先Ｎ側の太陽電池パネ
ル３の上框６の上側板１５の先端に一致した状態で覆い
被さっている。なお、太陽電池パネル３の接続部は補強
金具４８が両者にわたって固定される。そして、このよ
うに支持レール３７を介して複数の太陽電池パネル３が
ベースパネル２の上に張られてなる本実施例の太陽電池
付き屋根パネル１においては、太陽電池パネル３とベー
スパネル２の間に、通気層１Ａが空いている。この通気
層１Ａは、各框６、７、８および支持レール３７により
確保されている。

【００２９】さて、上記太陽電池付き屋根パネル１は、
固定された太陽電池パネル３の上框６を棟Ｍ側に向けて
住宅の屋根Ｙとして棟Ｍから軒先Ｎにわたって図示せぬ
梁に固定されている。

【００３０】棟Ｍは図６に示すように、棟木５０、結合
棟木５１、棟包板５２、笠木５３、棟換気金物５４等か
ら構成されている。屋根パネル１の通気層１Ａは、棟換
気金物５４内に連通しており、棟換気金物５４の内部
は、屋外に連通している。もっとも棟Ｍ側の太陽電池パ
ネル３の上框６と笠木５３の間には棟水切板５５が張ら
れ、この棟水切板５５の下端部と上框６との間にできる
隙間は、ウレタン等からなるシール材５６により塞がれ
ている。

【００３１】一方、軒先Ｎは、図７に示すように、結合
桁６０、樋６１を備えており、もっとも軒先Ｎ側の太陽
電池パネル３と軒先Ｎの先端との間には、所定の長さ空
けられ、そこには軒先Ｎの全長にわたって軒先合板６２
が張られているとともに、さらにその上に上側の軒先水
切板６３が張られている。軒先合板６２は、軒先Ｎにお
いて長手方向に並ぶ支持レール３７に固定されている。
また、ベースパネル２の軒先Ｎ側の先端の上面には、下
側の軒先水切板６４が張られている。これら水切板６
３、６４は、先端において屋根Ｙの傾斜よりもさらに下
方に屈曲してその開口６５は前記樋６１の内部に臨んで
おり、その開口６５は、多数の換気孔が形成された換気
ガラリ６６で塞がれている。

【００３２】前記樋６１は、結合桁６０に取り付けられ
たブラケット６７、６８および内吊金具６９を介して軒
先Ｎに設けられている。

【００３３】以上が本発明の屋根構造の一実施例である
が、この屋根構造によれば、複数の太陽電池パネル３を
樋状の支持レール３７で支持しており、横方向に並ぶ太
陽電池パネル３の継ぎ目部分はその支持レール３７で受
けられるから、その継ぎ目部分を特別な雨仕舞い構造と
することなく止水できる。

【００３４】さて、その降雨時における雨水は、太陽電
池パネル３あるいは支持レール３７の上を流れて樋６１
に流れていく。

【００３５】太陽電池パネル３の上を流れる雨水は、上
框６、太陽電池４、下框７の順でその表面を流れていく
が、ここで、下框７の延出片２５が上框６の上側板１５
に覆い被さっているから、上框６と下框７の隙間から雨
水が太陽電池パネル３内に入り込むことがないととも
に、両者の重なる部分はある程度の長さ確保されている
から、強風の際にも雨水が太陽電池パネル３の内部に侵
入しない。

【００３６】また、太陽電池パネル３の上を流れる雨水
が、太陽電池４とグレージングチャンネル５の隙間に入
っても、各框６、７、８の外側に向く各嵌合突片２１、
３４に導かれてそれぞれの内側空洞部１９ｂ、上側空洞
部３３ａ内に入る。

【００３７】上框６および下框７の内側空洞部１９ｂと
縦框８の上側空洞部３３ａは、互いに連通しているの
で、上框６あるいは下框７の内側空洞部１９ｂに入った
雨水は縦框８の上側空洞部３３ａに流れていく。そして
縦框８の上側空洞部３３ａに入った雨水は、接続された
太陽電池パネル３の連続する上側空洞部３３ａを経て上
側の軒先水切板６３の上面に達し、そこから樋６１に流
れ落ちるか、あるいは途中で支持レール３７の樋部３７
ａの内側に落ちて軒先Ｎまで流れ換気ガラリ６６の換気
孔から樋６１内に落ちていく。

【００３８】支持レール３７の上を流れる雨水は、化粧
目地ガスケット４９の上を流れることになるが、この目
地４９と縦框８との間から支持レール３７の樋部３７ａ
に入り込むと、その雨水は樋部３７ａを通って軒先Ｎま
で流れ、換気ガラリ６６の換気孔から樋６１内に落ちて
いく。

【００３９】また、樋部３７ａを流れる雨水が載置板３
９のセルフタッピングビス７０の貫通部から下に漏れて
も、支持レール３７は、樋部３７ａとその下の筒部３７
ｂとからなる２段構造であるので、その雨水は下の筒部
３７ｂ内で受けられ、それ以上、下に漏れることなく筒
部３７ｂを経て完全に樋６１まで流れていく。したがっ
て、漏水が完全に防止される。

【００４０】また、上記屋根構造においては、屋外に吹
く風が、軒先Ｎに設けられた換気ガラリ６６の換気孔か
ら屋根パネル１の通気層１Ａを経て棟換気金物５４に流
れ込み、ここから再び屋外に排出されていく。このよう
な風（空気）の流れにより熱放散がなされ、太陽電池４
の温度上昇が抑制され、その結果、太陽電池４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。また、通気層１Ａへの空気の取り入れ口であ
る換気ガラリ６６は、上下の軒先水切板６３、６４の間
隔を一定に保持するスペーサとしての機能を果たす。

【００４１】さらに本実施例の太陽電池パネル３におい
ては、その表面の太陽電池４の部分が凹所４ａとなって
いるから、積雪時には、この凹所４ａにある程度の雪が
溜って雪止めの作用をなす。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
付き屋根パネルによれば、屋根の傾斜に沿って棟側から
軒先側にわたり張られ、ベースパネルの上面に複数の太
陽電池パネルが設けられてなる太陽電池付き屋根パネル
において、前記太陽電池パネルは、矩形板状の太陽電池
と、この太陽電池の四辺のうち互いに対向する平行な各
一対の辺部に対し装着される筒状の上框と下框および左
右一対の縦框とを備え、左右一対の縦框が、前記ベース
パネルの上面に固定され屋根の傾斜方向に沿って延びる
樋状の支持レールの内側に収納された状態で支持され、
その状態で、少なくとも前記下框の内部が支持レールの
内側に連通していることを特徴とするもので、下側（軒
先側）に配されて雨水の侵入する割合が多いと予想され
る下框の内部が支持レールの内側に連通しているから、
下框の内部に侵入した雨水が支持レールから排出され、
排水性と止水性の向上が図られるといった効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２のＦーＦ線矢視断面図である。

【図４】太陽電池パネルの組立状態の斜視図である。

【図５】太陽電池パネルの分解斜視図である。

【図６】棟の側断面図である。

【図７】軒先の側断面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池付き屋根パネル ２ ベースパネル ３ 太陽電池パネル ４ 太陽電池 ６ 上框 ７ 下框 ８ 縦框 ３７ 支持レール Ｍ 棟 Ｎ 軒先 Ｙ 屋根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 道夫 東京都江東区木場２丁目７番23号 新日軽 株式会社内 (72)発明者 三輪 哲夫 東京都江東区木場２丁目７番23号 新日軽 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根の傾斜に沿って棟側から軒先側にわ
   たり張られ、ベースパネルの上面に複数の太陽電池パネ
   ルが設けられてなる太陽電池付き屋根パネルにおいて、 前記太陽電池パネルは、矩形板状の太陽電池と、この太
   陽電池の四辺のうち互いに対向する平行な各一対の辺部
   に対し装着される筒状の上框と下框、および左右一対の
   縦框とを備え、 左右一対の縦框が、前記ベースパネルの上面に固定され
   屋根の傾斜方向に沿って延びる樋状の支持レールの内側
   に収納された状態で支持され、その状態で、少なくとも
   前記下框の内部が支持レールの内側に連通していること
   を特徴とする太陽電池付き屋根パネル。