JPH11350686A - 発電機能を有する屋根構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発電屋根材を多数配設した屋根にあって、縦横
に配列設置された発電屋根材のうちの任意の部位、枚数
を簡単に脱着することができる屋根構造を実現するこ
と。 【解決手段】発電屋根材が屋根面上にその棟側端部の上
に軒側端部が重なり、かつ互いに隣接する発電屋根材の
係合手段が係合された状態で複数枚連結配列されるとと
もに、これら二つの係合手段の係合部において、二つの
係合手段の間に介在挟持されうる上片と、発電屋根材の
屋根面側の面に対して線接触によって当接して発電屋根
材の係合部を支持しうる下片とを少なくとも有する取り
付け具が屋根面から立設され、この取り付け具によって
屋根面と連結配列された発電屋根材とが屋根上に固定設
置されている、発電機能を有する屋根構造とすること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池パネル付
きの屋根材（発電屋根材）を屋根面に取り付ける際の構
造的技術分野に属し、縦横に配列設置された発電屋根材
のうちの任意の部位、枚数を簡単に脱着することができ
る取り付け構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近は太陽光発電に代表されるように、
代替エネルギーの普及には目ざましいものがあり、特に
一般住宅の屋根への太陽電池モジュール設置実績は、年
を追うごとに増加しつつある。一般住宅の屋根に太陽電
池モジュールを設置する方法はこれまで種々のものが提
案されているが、中でも本出願人によって平成１０年特
許願第３３５００号として提案された横葺き対応のもの
は、その意匠性や施工の簡便さにより、市場において好
評を得ている。この構造を図５〜７に示す。これに用い
られる発電屋根材としては図５に示すように、相対向す
る辺にそれぞれ係合手段が設けられた略矩形状板材７の
一方の面に、板材７との間に空隙１９を設けて太陽電池
パネル９が取り付けられ、板材７に設けられた開口穴
に、一端に鍔部１３が設けられた筒状の太陽電池パネル
固定用具１５が挿通され、前記太陽電池パネル固定用具
１５の鍔面１７が太陽電池パネル９の裏面に当接固定さ
れ、鍔部１３が板材７と太陽電池パネル９との間に挟持
されて前記空隙１９の幅が規定されるとともに太陽電池
パネル固定用具１５の他端側は板材７の他方の面側に突
出され、太陽電池パネル９の出力線２１が太陽電池パネ
ル固定用具１５を挿通して取り出される構造となってい
る。ここで２３，２５，２７，２９，３０はそれぞれ、
太陽電池パネル９を構成する透明ガラス板，太陽電池素
子，充填封入樹脂，フッ素樹脂系フィルム，フレームで
ある。フレームは、シール材２９ａによって接着されて
取り付けられている。この発電屋根材１は図６に示すよ
うに、野地板３５等の下地から立設された取り付け具３
９に対して、発電屋根材１の棟側の係合手段３が取り付
け具３９の内側に入り込んでおり、隣接する発電屋根材
１の軒側の係合手段５が取り付け具３９の外側に覆いか
ぶさるように引っ掛かり、結果として、一つの発電屋根
材１の棟側端部の上に、隣接する発電屋根材１の軒側端
部が重なる状態で、２つの発電屋根材１，１の係合手段
３，５が、取り付け具３９を挟んで引っ掛かる形となっ
て、発電屋根材１・・同士と野地板３５間が、屋根上で
連結・固定されることになる。そして屋根の断面構造と
しては、図７のようになる。図は、既築住宅の既設屋根
材を除去することなく上記発電屋根材１を取り付けた構
造を表している。垂木４１上に張られた野地板３５の上
にルーフィング４３が張られ、その上に洋瓦４５が敷設
された通常の屋根構造体に対して、洋瓦４５を除去する
ことなく発電屋根材１を設置し、発電機能を有する屋根
として構築したものである。洋瓦４５の上であってその
重ね段差部に、調整材４７を釘打ち等の方法で取り付
け、この調整材４７の上に、下地板４９をさらに釘打ち
等の方法で取り付け、その上に発電屋根材１を、流れ方
向においてその係合手段３，５を取り付け具３９を挟ん
で互いに引っ掛けて連結した状態で、敷設している。下
地板４９の上には、さらに安全のためにゴム化アスファ
ルト等よりなるルーフィング４３を敷いておいてもよ
い。そして図示しないが、下地板４９と発電屋根材１と
の間の空隙部５１において、複数の太陽電池パネル９の
間の配線接続が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような屋根構造
は、従来の鉄板横葺き工法とほぼ同じ工法によって簡便
に施工ができるもの、雹や飛来物によって太陽電池パネ
ル９のガラスが割れ、発電屋根材１を交換する必要が生
じた場合、当該不具合部分の発電屋根材１のみを容易に
脱着交換できないという問題点がある。すなわち、図
６，７で示したように、隣接する発電屋根材１，１の間
が係合手段３，５によって機械的に連結されているた
め、任意の部分の発電屋根材１だけを容易に取り外すこ
とができないのである。このことを、図５，６を用いて
説明する。図５の図面中央の発電屋根材１が要交換材と
すると、この要交換材１の棟側（図面右側）に位置する
正常な方の発電屋根材１の軒側係合手段５の下片５ａ
を、治工具等によって外側に捲って係合を解いておい
て、仮にこの軒先部分をはね上げることができれば、取
り付け具３９が露出し、この取り付け具３９を種々の方
法で直接取り外すことができる。取り付け具３９を取り
外せば、要交換材１は、軒側（図面左側）に平行移動さ
せることで容易に取り外すことができる。しかしながら
上記軒側部分を容易にはね上げることはできず、取り付
け具３９を取り外すことができない。これは図６から明
らかなように、取り付け具３９の下片３９ｂと発電屋根
材１の端部下面が、面接触の状態で嵌合関係にあるため
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような従
来技術の問題点を解決し、縦横に配列設置された発電屋
根材のうちの任意の部位、枚数を簡単に脱着することが
できる屋根構造を実現するものである。上記課題は、相
対向する端辺部のそれぞれが互いに反対方向に折り曲げ
られて二つの係合手段が立設構成された略矩形状の板材
の一方の面に太陽電池パネルが取り付けられた発電屋根
材が、屋根面上において、その棟側端部の上に軒側端部
が重なり、かつ互いに隣接する発電屋根材の係合手段が
係合された状態で複数枚連結配列されるとともに、これ
ら二つの係合手段の係合部において、二つの係合手段の
間に介在挟持されうる上片と、発電屋根材の屋根面側の
面に対して線接触によって当接して発電屋根材の係合部
を支持しうる下片とを少なくとも有する取り付け具が屋
根面から立設され、この取り付け具によって屋根面と連
結配列された発電屋根材とが屋根上に固定設置されてい
る、発電機能を有する屋根構造とすることで解決でき
る。さらに、取り付け具の下片が、発電屋根材の板材折
り曲げ部において線接触によって当接され、下片と板材
との間の距離が、軒側に向かうにつれて大きくなってい
る構造を採ることがより好ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に図面に基づき、本発明の詳細
構造と作用を説明する。図１，図２は、本発明の構造が
屋根材構造とともに特徴的に現れている部分の断面説明
図である。図例は、相対向する端辺部のそれぞれが互い
に反対方向に折り曲げられて二つの係合手段３，５が立
設構成された略矩形状の板材７の一方の面に太陽電池パ
ネル９が取り付けられた発電屋根材１が、屋根面上にお
いて、その棟側端部の上に軒側端部が重なり、かつ互い
に隣接する発電屋根材１，１の係合手段３，５が係合さ
れた状態で複数枚連結配列されるとともに、これら二つ
の係合手段３，５の係合部において、二つの係合手段
３，５の間に介在挟持されうる上片３９ａと、発電屋根
材１の屋根面側の面に対して線接触によって当接して発
電屋根材１の係合部を支持しうる下片３９ｂとを少なく
とも有する取り付け具３９が屋根面から立設され、この
取り付け具３９によって屋根面と連結配列された発電屋
根材１・・とが、屋根上に固定設置されたものである。
本図例では、取り付け具３９の下片３９ｂが、発電屋根
材１の板材折り曲げ部１ｃにおいて線接触によって当接
され、下辺３９ｂと板材７との間の距離ｄが、軒側に向
かうにつれて大きくなっている構造を表している。

【０００６】ここでの発電屋根材１の構造は、「従来の
技術」の項（図５）で説明した、本出願人によって既に
提案されている発電屋根材１と同じものであり、同一部
位には同一符号を付してある。より詳細に説明すると、
固定用具１５の鍔部１３に形成された平坦な鍔面１７
は、太陽電池パネル９の裏面側にシリコン樹脂や他の適
当な接着材によって接着され、太陽電池パネル９と板材
７との空隙１９が、この鍔部１３の厚みによって規定さ
れている。さらに、この鍔部１３の下面と板材７との間
には環状のパッキン材３３が介装されており、万が一太
陽電池パネル９と板材７の間に雨水が浸入しても、それ
が野地板３５上に滴下しないよう、シール効果を働かせ
ている。太陽電池パネル９と板材７との間には、スペー
サー８が介装されており、施工時に太陽電池パネル９の
上を踏んだ場合でも、たわみによる透明ガラス板２３や
太陽電池素子２５の割れが発生しないようになってい
る。固定用具１５は、その筒状の胴部３１の外周に雄ネ
ジ溝が刻んであり、この雄ネジ溝に対して環状の取り付
けリング３７の内面の雌ネジ溝が螺合するようになって
いる。この取り付けリング３７を締めていき、鍔部１３
の下面と取り付けリング３７によって板材７を挟み込む
ことで、鍔部１３の全面に均一な締めつけ力を作用させ
ることができるので、パッキン材３３による高い封止効
果を得ることができ、しかも太陽電池パネル９と板材７
を確実に連結することができる。

【０００７】各発電屋根材１・・の棟側に位置する係合
手段３は、太陽電池パネル９の一端面からその内側上方
に向かって鉤状に張り出した立設構造を有し、同軒側に
位置する係合手段５については、太陽電池パネル９の他
端面側からその内側下方に向かって「コ」字状に張り出
した立設構造を有している。これらの係合手段３，５
は、板材７を折り曲げ加工することによって形成されて
いる。

【０００８】太陽電池パネル９は、透明ガラス板２３に
多結晶シリコン等からなる太陽電池素子２５を、エチレ
ンビニルアセテート等の充填封入樹脂２７によって接着
充填して一体化し、その裏面をフッ素樹脂系フィルム２
９によって保護コートしたラミネートタイプのものが一
般的に使用される。しかし、他にもガラス板の一主面側
にアモルファスシリコン素子を形成し、もう一枚の板材
を、アモルファスシリコン素子側面に接着して合わせ板
構造とし、ガラス板の他主面側から光を取り入れるタイ
プのものも使用できる。いずれのタイプを採用するにし
ても、太陽電池パネル９の端面からの雨水浸入を防止す
るため、相対向する辺の一方には板材７における係合手
段３への立ち上がり部にシリコン樹脂やブチルゴム等の
シール材２９ａが充填され、他方には、同様のシール材
２９ａによってフレーム３０が接着されている。

【０００９】発電屋根材１・・同士は、図２のようにそ
の係合手段３，５を互いに引っ掛ける形で連結固定され
るとともに、野地板３５等の下地に対して取り付け具３
９によって固定される。この取り付け具３９は下地（野
地板３５）から立設され、発電屋根材１・・の棟側の係
合手段３が、取り付け具３９の内側に入り込むととも
に、隣接する発電屋根材１の軒側の係合手段５が取り付
け具３９の外側に覆いかぶさるよう引っ掛かり、結果と
して、この取り付け具３９が二つの係合手段３，５の間
に介在挟持された状態で発電屋根材１の係合手段３，５
が引っ掛かる形となって、発電屋根材１・・同士と野地
板３５間が全て連結・固定されることになる。

【００１０】次にこのような本発明の屋根構造におけ
る、発電屋根材１の取り外し時の作用について図３を用
いて説明する。本図において左側が要交換の発電屋根材
１ａであり、その上に重なっている右側が交換不要、す
なわち正常な方の発電屋根材１ｂである。先ず、交換し
ようとする発電屋根材１ａに重なっている正常な方の発
電屋根材１ｂの軒側の係合手段５の下片５ｂと、要交換
の発電屋根材１ａの太陽電池パネル９の表面との間に、
先端がＬ字状等の形状を有する治具４０を挿入して下片
５ｂの先端に引っ掛け（ａ）、次にこの治具４０を手前
に引いて下片５ｂの係合を解き（ｂ）、正常な方の発電
屋根材１ｂの軒側をはね上げ（ｃ）、取り付け具３９を
露出させてこれを取り外す。この取り付け具３９を取り
外せば、要交換の発電屋根材１ａは図面左方向に平行移
動させることができるので、容易に取り外すことができ
る。

【００１１】ここで、正常な方の発電屋根材１ｂの軒側
をはね上げる時の、同発電屋根材１ｂの棟側における取
り付け具３９との位置関係を、図４を用いて説明する。
本図は図３の（ｃ）に対応しており、発電屋根材１ｂの
軒側をはね上げた時の棟側の状態を表している。本発明
では、取り付け具３９の下片３９ｂが、発電屋根材１ｂ
の屋根面側の面１ｃに対して線接触（図面は断面図であ
るので、点接触のように表示されている）によって当接
しており、より好ましい本図例では、取り付け具３９の
下片３９ｂが、発電屋根材１ｂの板材７の折り曲げ部７
ｃにおいて線接触によって当接されている。従って、こ
の発電屋根材１ｂの軒側をはね上げる時に、上記折り曲
げ部７ｃ又はこの折り曲げ部近傍の面１ｃは、屋根面側
に向かって円弧を描くように移動する。この時に、取り
付け具３９の下片３９ｂが図のように斜め下方向に開い
ていると、この折り曲げ部７ｃ又はこの折り曲げ部近傍
の面１ｃの移動に対して僅かの抵抗が働くのみで済むの
で、容易に同発電屋根材１ｂの軒側をはね上げることが
できるのである。このように取り付け具３９の下片３９
ｂが斜め下方向に開いていても、同発電屋根材１ｂの棟
側に位置する発電屋根材１の軒側係合手段５及び、当該
取り付け具３９の引っ掛け部３９ｃに、同発電屋根材１
ｂの棟側係合手段３が引っ掛かることにより引き抜きが
完全に防止される。また、同発電屋根材１ｂの軒側係合
手段５の「コ」字状部が、当該部位の取り付け具３９に
係合する結果、軒側部のはね上がりも防止できるので、
これら両方の作用によって、同発電屋根材１ｂが設置面
から脱落することが無いのである。

【００１２】取り付け具３９の形状としては、本例以外
にも、発電屋根材１の屋根面側の面１ｃに対して線接触
によって当接する形状の下片３９ｂを有するものであれ
ばよく、本例に何ら限定されるものではない。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の構造に
よれば、屋根上に縦横に配設された発電屋根材のうちの
任意のものを自由に簡便に取り外すことが可能となる。
これまで、太陽電池を組み込んだ発電屋根材の使用にあ
っては、発電屋根材の部分的な交換が煩雑なことから、
台風時の飛来物等による破損発生が懸念されていたが、
本発明によってこの問題は完全に解決される。このよう
に本発明は、複数の発電屋根材が配設された「発電機能
を有する屋根構造」の保守・メンテナンスの作業性を大
幅に向上させることができる優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の屋根構造の一例を表す説明図

【図２】本発明の屋根構造における発電屋根材の連結部
分の構造例を表す説明図

【図３】本発明の屋根構造における発電屋根材の交換手
順を表す説明図

【図４】本発明の屋根構造における発電屋根材の交換時
における線接触部分の状態を表す説明図

【図５】従来の屋根構造例を表す部分構造図

【図６】従来の屋根構造例を表す部分構造図

【図７】発電屋根材が取り付けられた屋根構造の一例を
表す構造説明図

【符号の説明】

１ 発電屋根材 ２９ フッ素樹脂
系フィルム ３ 棟側の係合手段 ２９ａ シール材 ５ 軒側の係合手段 ３５ 野地板 ７ 矩形状板材 ３９ 取り付け具 ９ 太陽電池パネル ４１ 垂木 １３ 鍔部 ４３ ルーフィ
ング １５ 太陽電池パネル固定用具 ４５ 洋瓦 １７ 鍔面 ４７ 調整材 １９ 空隙 ４９ 下地板 ２１ 出力線 ５１ 下地板と
発電屋根材との間の空隙 ２３ 透明ガラス板 ２５ 太陽電池素子 ２７ 充填封入樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対向する端辺部のそれぞれが互いに反対
   方向に折り曲げられて二つの係合手段が立設構成された
   略矩形状の板材の一方の面に太陽電池パネルが取り付け
   られた発電屋根材が、屋根面上において、その棟側端部
   の上に軒側端部が重なり、かつ互いに隣接する発電屋根
   材の係合手段が係合された状態で複数枚連結配列される
   とともに、これら二つの係合手段の係合部において、二
   つの係合手段の間に介在挟持されうる上片と、発電屋根
   材の屋根面側の面に対して線接触によって当接して発電
   屋根材の係合部を支持しうる下片とを少なくとも有する
   取り付け具が屋根面から立設され、この取り付け具によ
   って屋根面と連結配列された発電屋根材とが屋根上に固
   定設置されている、発電機能を有する屋根構造。
2. 【請求項２】取り付け具の下片が、発電屋根材の板材折
   り曲げ部において線接触によって当接され、下辺と板材
   との間の距離が、軒側に向かうにつれて大きくなってい
   る、請求項１記載の発電機能を有する屋根構造。