JP4380892B2 - 太陽光発電屋根 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱作用のある太陽光発電屋根に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平7−150704号公報には、断熱材を敷設した金属製屋根板に取付金具をビス止めし、この取付金具によって屋根板上に太陽電池モジュールパネルを取り付けるようにした太陽光発電屋根が開示されている。
また、特開平11−30014号公報には、金属製屋根板にシート状の太陽電池モジュールパネルを重ね合わせ、ジョイナー(板連結子)で、屋根板と太陽電池モジュールパネルを保持する太陽光発電屋根が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池モジュールパネルを屋根板にビス止めした取付金具によって保持する方法は、太陽電池モジュールパネルを屋根板上にしっかりと保持できるメリットがあるが、ビス止め作業を必要とし、太陽電池モジュールパネルの取り付け工程が煩雑となってしまうという問題点があった。
また、ジョイナーによりシート状太陽電池モジュールパネルを保持する方法は、太陽電池モジュールパネルを簡単に屋根板に取り付けることができるというメリットがあるが、ジョイナーによる結合構造はガータなどの構造を必要とし、構造が複雑となり、コストアップの原因となってしまう。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、長尺状の金属板から成り、帯状の平板部6aと、前記平板部6aの一側縁に前記平板部6aに対して上向き垂直方向に二重に屈折された立ち上り部6iと、該立ち上り部6iと連続しこれに対して内側直角方向に二重に屈折された係合部6jと、前記立ち上り部6iの下端から所定幅外側方に延びる取付部6kと、前記平板部6aの他側縁に上向き直角方向に二重に屈折されたストッパー部6b,6b’と、該ストッパー部6b,6b’と連続し前記平板部6aとの間に前記係合部6jを受け入れる係合受部6eを形成する下位水平部6cと、該下位水平部6cと連続し前記平板部6aに対して下向き直角方向に屈折された垂下部6fとを備えた外囲板6を構成し、前記外囲板6の平板部6aの下面に前記垂下部6fとの間に所定の空間部10を存して断熱材を接着し、屋根の下地材2に前記外囲板6の取付部6kを固定し、該固定した外囲板6の係合部6jに対して、他の外囲板6の係合受部6eを嵌合して隣接する外囲板6,6を下地材2上で結合し、前記外囲板6の平板部6a上に太陽電池モジュールパネル14を前記ストッパー部6b,6b’に係止させて載置し、この太陽電池モジュールパネル14の上面と前記係合受部6eの下面をクリップ22,30,42で挟圧し、隣接する外囲板,6,6の結合部分を前記クリップ22,30,42で前記太陽電池モジュールパネル14の上から挟持したものである。また、本発明は、前記外囲板6の平板部6aに前記太陽電池モジュールパネル14の端子ボックス16を受け入れる穴18を穿設し、前記断熱材に前記穴18と連通する凹部12を形成し、前記穴18の周囲に防水処理を施し、前記凹部12内を前記端子ボックス16に接続するケーブルが通るようにしたものである。
また、本発明は、前記外囲板6のストッパー部6bの形成部分に平坦面6mを形成し、前記太陽電池モジュールパネル14の下面と前記平板部6a上面との間に入った雨水が前記平坦面6mから外部に排出されるようにしたものである。
また、本発明は、前記垂下部6fの下端に押え部6gを形成し、該押え部6gを隣接する下段の外囲板6上の太陽電池モジュールパネル14の一側縁上面に圧接したものである。
また、本発明は、前記クリップ22を、上位挟圧部22bと後部壁22aと下位挟圧部22cを備えたコ字状の金属材料により構成したものである。
また、本発明は、前記クリップ30に垂直部30dを形成し、該垂直部30dの下端を隣接する下段の外囲板6上の太陽電池モジュールパネル14の一側縁上面に圧接したものである。
また、本発明は、前記太陽電池モジュールパネル14の少なくとも両側縁部に、フレーム40の嵌合部40aを嵌合し、該フレーム40に脚部40cを設け、該脚部40cを前記外囲板6の平板部6a上に前記ストッパー部6b’に係止させて載置し、該平板部6aと前記太陽電池モジュールパネル14の下面との間に前記脚部40cの高さに応じた空間部を形成し、前記太陽電池モジュールパネル14の上面と前記係合受部6eの下面とをクリップ42で挟圧したものである。
また、本発明は、前記断熱材を樹脂発泡材8により構成したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図1において、2は屋根の下地材であり、耐水合板により構成されている。下地材2は棟から軒先にかけて下向きに傾斜し、鉄骨などの下地(図示省略)により支持されている。前記下地材2の上にはアスファルトルーフィングから成る防水シート4が敷設されている。
【0006】
図1中、紙面垂直方向に延びる、鋼板などの金属板から成る複数の外囲板6は各々同一形状に構成され、各々、平板部6aの裏面に、該平板部6aの強度を高め、断熱効果のある、押出発泡ポリスチレンなどの樹脂発泡材8が固着されている。外囲板6の一側縁には、図4に示すように、平板部6aに対して上向き直角方向に二重状態で屈折されたストッパー部6bが一体的に形成されている。前記ストッパー部6bの下端には、これと連続して、平板部6aとの間に所定の間隔を存して、該平板部6aの下方に水平に延びる下位水平部6cが一体的に形成されている。
【0007】
前記ストッパー部6bを構成する垂直部6dの下部と、下位水平部6cと、平板部6aとで、横U字状の係合受部6eを構成している。前記係合受部6eの開口端には、下位水平部6cに対して下向き垂直方向に一体的に垂下部6fが屈折形成され、該垂下部6fの下端には、これに対して、外側直角方向に屈折された押え部6gが形成されている。前記押え部6gの先端には、横U字状の屈曲部6hが一体的に形成されている。
【0008】
前記樹脂発泡材8の側面と前記垂下部6fとの間には、隣接する外囲板6,6どうしの結合作業を容易にするための空間部10が形成されている。前記外囲板6の他側縁には、平板部6aに対して上向き直角方向に二状態で、立ち上り部6iが屈折形成され、該立ち上り部6iの上端には、これと一体的に該立ち上り部6iに対して平板部6a方向に直角に屈折された二重の係合部6jが一体的に形成されている。
【0009】
更に、前記立ち上り部6iの下端には、これと連続して側方に延びる帯状の取付部6kが一体的に形成されている。前記取付部6kは、下地材2の傾斜に対応して上向きに傾斜し、先端にはU字状の屈曲部が一体的に形成されている。前記樹脂発泡材8には、その長手方向に延びる凹部12が形成され、該凹部12は、平板部6aに形成された、太陽電池モジュールパネル14の端子ボックス16を受け入れる穴18と連通している。前記凹部12内には、端子ボックス16及びケーブルが配置される。前記樹脂発泡材8は、平板部6aの下面と下地材2上面とで形成される空間を、前記空間部10を残して、埋めることができるように断面が略三角形状に設定され、その下面には、下地材2の勾配に応じた傾斜面8aが形成されている。
【0010】
下地材2の軒先側には、図5に示すように、取付部20aと二重の立ち上り部20bと、二重の係合部20cと、カバー部20dと、囲み板20eとが一体的に形成された軒先収め板20が配置され、取付部20aがビスによって下地材2に固定されている。14は、太陽電池モジュールパネルであり、下面に端子ボックス16が突設されている。
【0011】
22は、アルミあるいは鋼板などの金属材から成る断面U字状のクリップであり、図7に示すように、後部壁22aと上位挟圧部22bと下位挟圧部22cとから構成されている。クリップ22の後部壁22aには、水抜き用の穴24が穿設されている。前記クリップ22の全長は、前記太陽電池モジュールパネル14の両側縁の長さと略同一に設定されている。
【0012】
上記した構成において、外囲板6を、傾斜した下地材2上に複数、載置する。軒先側の外囲板6は、図5に示すように、一側縁の係合受部6eを、軒収め板20の係合部20cに、空間部10を利用して差込嵌合し、更に、他側縁の取付部6kを下地材2にビスにより固定する。該状態において、外囲板6の平板部6aは、下地材2上にこれに対してある角度を保ってセットされる。次に、図1に示すように、上段の外囲板6の係合受部6eを、対応する下段の外囲板6の係合部6jに差し込み嵌合し、上段の外囲板6の取付部6kを下地材2に固定する。
【0013】
このようにして、順次、下から上に外囲板6を結合する。
次に、最下段の外囲板6の平板部6a上に、図2(A)(B)に示すように、太陽電池モジュールパネル14を載置し、端子ボックス16を穴18に嵌合し、太陽電池モジュールパネル14の側縁部を外囲板6のストッパー部6bに合わせる。このとき、穴18の周囲に、図4に示すように、防水用の接着材26を塗布しておき、この接着材26によって、太陽電池モジュールパネル14の、端子ボックス16の周囲の下面を平板部6aに接着する。
【0014】
これにより、太陽電池モジュールパネル14の下面を伝わった雨水が平板部6aの穴18に浸入するのを防止することができる。次にクリップ22を外囲板6の一側縁に、太陽電池モジュールパネル14の上から圧入し、クリップ22によって、太陽電池モジュールパネル14の上から外囲板6と軒収め板20との結合部をしっかりと挟持する。
次に、上段の外囲板6に、太陽電池モジュールパネル14を上記した要領でセットし、隣接する外囲板6,6の上段と下段の結合部を、太陽電池モジュールパネル14の上からクリップ22で挟持する。
【0015】
このようにして、順次、下から上に、太陽電池モジュールパネル14をセットする。この結合状態において、上段の外囲板6の押え部6gは、対応する下段の外囲板6上の太陽電池モジュールパネル14の上面に圧接し、下段の太陽電池モジュールパネル14の他側縁が外囲板6から浮き上がらないように支持する。
尚、太陽電池モジュールパネル14の外囲板6上へのセット作業は、上記のように、全ての外囲板6の敷設が完了した後に行うのではなく、下段の外囲板6の敷設が完了した時点で、該下段の外囲板6に対して太陽電池モジュールパネル14をセットし、このセット完了後、次の上段の外囲板6を下段の外囲板6に結合し、しかる後、この上段の外囲板6に太陽電池モジュールパネル14をセットしてゆくようにしても良い。
【0016】
上記実施形態では、外囲板6のストッパー部6bは、外囲板6の側縁部の全域に亘って形成されているが、図8乃至図10に示すように、ストッパー部6bの一部を外側方に屈曲させて、平板部6aと連続する平坦面6mとし、この平坦面6mから、平板部6a上と太陽電池モジュールパネル14下面との間に入った雨水が下段の太陽電池モジュールパネル14上に排出されるように構成しても良い。この場合、クリップは、図10に示すように、平坦面6mを避けるために、短尺状のクリップ28を複数用いるようにする。このクリップ28の構造は、短尺である点を除いて、クリップ22と同一である。
【0017】
次に、本発明の他の実施形態を図11乃至図13を参照して説明する。
本実施形態の金属製外囲板6の一側縁に形成された垂下部6fの下端は、図12に示すように、V字状に屈折した屈折部6nが形成されている。外囲板6の他の構成は、図4に示す第1の実施形態の外囲板6と同一である。
30は、金属材料から成るクリップであり、上位挟圧部30aと後部壁30bと下位挟圧部30cとを備え、後部壁30bの下端に一体的に垂直部30dが形成され、該垂直部30dの下端に一体的にベース部30eが形成されている。後部壁30には、水抜き穴31が穿設されている。
【0018】
前記外囲板6の下面には、垂下部6fに対して、空間部10が形成されるように、押出発泡ポリスチレンから成る樹脂発泡材32が接着され、該樹脂発泡材32に対して、端子ボックス挿入用の所定の間隔を存して、樹脂発泡材34が外囲板6の下面に接着されている。
上記した構成において、下段の外囲板6に対して上段の外囲板6を結合するときは、上段の外囲板6の係合受部6eを、下段の外囲板6の係合部6jに嵌合し、取付部6kを防水シート4の上からビスで下地材2に固定する。
【0019】
しかる後に、外囲板6上に太陽電池モジュールパネル14を載置し、クリップ30の挟圧部30a,30bで、太陽電池モジュールパネル14の上から、隣接する外囲板6,6の結合部を挟持し、クリップ30のベース30eをゴムスペーサ36を介して下段の太陽電池モジュールパネル14に、図11に示すように、圧着する。本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、ストッパー部6b部分に平坦面を形成し、クリップ30を短尺状とすることにより、太陽電池モジュールパネル14の下面と外囲板6の平板部6aとの間に入った雨水を、下方に排出する機構とすることができる。
【0020】
次に、本発明の他の実施形態を図14乃至図17を参照して説明する。
図16において、6は、金属製の外囲板であり、ストッパー部6b’が上記実施形態のストッパー部に比しかなり高く設定されている。外囲板6の下面には、押出発泡ポリスチレンから成る樹脂発泡材38が接着されている。この樹脂発泡材38には、太陽電池モジュールパネル14の端子ボックス16挿入用の空間部が形成されていない。また、外囲板6の平板部6aにも、端子ボックス16挿入用の穴が形成されていない。これらの点を除いて本実施形に用いられる外囲板6の他の構成は、上記図12に示す第2の実施形態の外囲板の構成と同一である。
【0021】
40は、アルミなどの金属材料から成る太陽電池モジュールパネル14用のフレームであり、太陽電池モジュールパネル14の側縁部に密嵌可能な嵌合部40aと、L型のフック部40bと、嵌合部40aから下向き垂直方向に一体的に形成された中空の脚部40cとから構成されている。前記フレーム40は、その嵌合部40aが太陽電池モジュールパネル14の両側縁に密嵌配置される。図17において、42はクリップであり、金属材料で構成され、上位挟圧部42aと、水抜き穴44が穿設された後部壁42bと、下位挟圧部42cと、フック部42dとから構成されている。
【0022】
クリップ42は、上記第1及び第2の実施形態と同様に、太陽電池モジュールパネル14の側縁の全域をクリップする長尺状のものと、部分的にクリップする短尺状の2種類が用意されている。
上記した構成において、下段の外囲板6に、上段の外囲板6を結合する場合には、下地材2上に外囲板6を載置し、その係合受部6eを下段の外囲板6の係合部6jに差込嵌合し、取付部6kをビスで防水シート4の上から下地材2に固定する。
【0023】
外囲板6の結合が完了したところで、次に、フレーム付きの太陽電池モジュールパネル14を外囲板6の平板部6a上に載置し、フレーム40,40の脚部40cを外囲板6のストッパー部6bと、隣接する上段の外囲板6の垂下部6f間に嵌合配置する。
次に、クリップ42の挟圧部42a,42cを、太陽電池モジュールパネル14の上から外囲板6,6の結合部に圧入し、クリップ42側のフック部42dと、フレーム40側のフック部40bとを係合する。
【0024】
該クリップ42の圧入状態において、その上位挟圧部42a先端は、太陽電池モジュールパネル14の上面にゴムスペーサーを介して圧接し、下位水平部42cは、係合受部6eの下面に圧接する。このようにして、順次、上段に向けて、複数の太陽電池モジュールパネル14を、対応する外囲板6の平板部6a上にセットし、クリップ42で固定する。尚、上記第1,2,3の実施形態では、断熱材として、樹脂発泡材を用いているが、グラスウールその他の断熱材を用いることができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したので、強度及び断熱効果に優れた太陽光発電屋根を構成することができる効果が存する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明である太陽光発電屋根の一部の側面図である。
【図2】本発明の組み立て工程を示す説明図である。
【図3】本発明の要部の拡大側面断面図である。
【図4】外囲板の一部外観図である。
【図5】屋根の軒先部分の側面断面図である。
【図6】太陽電池モジュールパネルの一部の外観図である。
【図7】クリップの一部の外観図である。
【図8】外囲板の他の実施形態を示す一部外観図である。
【図9】図7のA−A線拡大断面図である。
【図10】太陽光発電屋根の他の実施形態を示す外観説明図である。
【図11】本発明の他の実施形態を示す要部の拡大側面図である。
【図12】外囲板の他の実施形態を示す側面図である。
【図13】クリップの他の実施形態を示す一部の外観図である。
【図14】本発明の他の実施形態を示す要部の拡大側面図である。
【図15】太陽電池モジュールパネルの太陽電池モジュールパネルの実施形態を示す側面図である。
【図16】外囲板の他の実施形態を示す側面図である。
【図17】クリップの他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
2 下地材
4 防水シート
6 外囲板
6a 平板部
6b ストッパー部
6c 下位水平部
6d 垂直部
6e 係合受部
6f 垂下部
6g 押え部
6h 屈曲部
6i 立ち上り部
6j 係合部
6k 取付部
6m 平坦面
6n 屈折部
8 樹脂発泡材
8a 傾斜面
10 空間部
12 凹部
14 太陽電池モジュールパネル
16 端子ボックス
18 穴
20 軒収め板
20a 取付部
20b 立ち上り部
20c 係合部
20d カバー部
20e 囲み板
22 クリップ
24 穴
26 接着材
28 クリップ
30 クリップ
32 樹脂発泡材
34 樹脂発泡材
36 ゴムスペーサー
38 樹脂発泡材
40 フレーム
42 クリップ
44 水抜き穴
Claims (8)
- 長尺状の金属板から成り、帯状の平板部(6a)と、前記平板部(6a)の一側縁に前記平板部(6a)に対して上向き垂直方向に二重に屈折された立ち上り部(6i)と、該立ち上り部(6i)と連続しこれに対して内側直角方向に二重に屈折された係合部(6j)と、前記立ち上り部(6i)の下端から所定幅外側方に延びる取付部(6k)と、前記平板部(6a)の他側縁に上向き直角方向に二重に屈折されたストッパー部(6b)(6b’)と、該ストッパー部(6b)(6b’)と連続し前記平板部(6a)との間に前記係合部(6j)を受け入れる係合受部(6e)を形成する下位水平部(6c)と、該下位水平部(6c)と連続し前記平板部(6a)に対して下向き直角方向に屈折された垂下部(6f)とを備えた外囲板(6)を構成し、前記外囲板(6)の平板部(6a)の下面に前記垂下部(6f)との間に所定の空間部(10)を存して断熱材を接着し、屋根の下地材(2)に前記外囲板(6)の取付部(6k)を固定し、該固定した外囲板(6)の係合部(6j)に対して、他の外囲板(6)の係合受部(6e)を嵌合して隣接する外囲板(6)(6)を下地材(2)上で結合し、前記外囲板(6)の平板部(6a)上に太陽電池モジュールパネル(14)を前記ストッパー部(6b)(6b’)に係止させて載置し、この太陽電池モジュールパネル(14)の上面と前記係合受部(6e)の下面をクリップ(22)(30)(42)で挟圧し、隣接する外囲板(6)(6)の結合部分を前記クリップ(22)(30)(42)で前記太陽電池モジュールパネル(14)の上から挟持したことを特徴とする太陽光発電屋根。
- 前記外囲板(6)の平板部(6a)に前記太陽電池モジュールパネル(14)の端子ボックス(16)を受け入れる穴(18)を穿設し、前記断熱材に前記穴(18)と連通する凹部(12)を形成し、前記穴(18)の周囲に防水処理を施し、前記凹部(12)内を前記端子ボックス(16)に接続するケーブルが通るようにしたことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記外囲板(6)のストッパー部(6b)の形成部分に平坦面(6m)を形成し、前記太陽電池モジュールパネル(14)の下面と前記平板部(6a)上面との間に入った雨水が前記平坦面(6m)から外部に排出されるようにしたことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記垂下部(6f)の下端に押え部(6g)を形成し、該押え部(6g)を隣接する下段の外囲板(6)上の太陽電池モジュールパネル(14)の一側縁上面に圧接したことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記クリップ(22)を、上位挟圧部(22b)と後部壁(22a)と下位挟圧部(22c)を備えたコ字状の金属材料により構成したことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記クリップ(30)に垂直部(30d)を形成し、該垂直部(30d)の下端を隣接する下段の外囲板(6)上の太陽電池モジュールパネル(14)の一側縁上面に圧接したことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記太陽電池モジュールパネル(14)の少なくとも両側縁部に、フレーム(40)の嵌合部(40a)を嵌合し、該フレーム(40)に脚部(40c)を設け、該脚部(40c)を前記外囲板(6)の平板部(6a)上に前記ストッパー部(6b’)に係止させて載置し、該平板部(6a)と前記太陽電池モジュールパネル(14)の下面との間に前記脚部(40c)の高さに応じた空間部を形成し、前記太陽電池モジュールパネル(14)の上面と前記係合受部(6e)の下面とをクリップ(42)で挟圧したことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
- 前記断熱材を樹脂発泡材(8)により構成したことを特徴とする「請求項1」に記載の太陽光発電屋根。
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