JP6468943B2 - 太陽光発電システム - Google Patents

Description

本発明は、屋根上に葺かれる屋根瓦および太陽光発電システムに関する。

瓦葺きの屋根では、屋根下地上に複数の屋根瓦が葺かれている。特許文献１には、太陽光発電システム機器等の設備機器を、瓦葺きの屋根に設置するための支持金具が開示されている。支持金具は、屋根下地に固定される底面部と、底面部から延びて隣接する屋根瓦の隙間から露出する延出部とを有する。設備機器は、屋根瓦の隙間から露出した延出部に固定される。

特開２０１３−６８０４７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、設備機器の重量によって支持金具の腕部が変形した場合、屋根瓦に荷重が加わって屋根瓦が破損してしまうおそれがあった。設備機器の荷重を分散して腕部の変形を抑えるために、多くの支持金具を使用する必要が生じる場合があった。使用する支持金具が増えることで、設備機器の設置作業に必要な工数の増加、および使用材料の増加によって設置コストの増大を招いてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、屋根上に設置された設備機器からの荷重による破損を抑えることで、設備機器の設置に必要な支持金具を減らして、設置コストの抑制を図ることのできる屋根瓦を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋根下地上に葺かれる屋根瓦であって、屋根下地と対向する対向面を有する板部と、板部の対向面に突出形成されて、棟側から軒側に向けて延びるリブと、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる屋根瓦によれば、屋根上に設置された設備機器からの荷重による破損を抑えることで、設備機器の設置に必要な支持金具を減らして、設置コストの抑制を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる屋根瓦を表面側から見た斜視図 実施の形態１にかかる屋根瓦を裏面側から見た斜視図 実施の形態１にかかる屋根瓦が一部に葺かれた状態の屋根下地を示す図 実施の形態１にかかる屋根瓦が葺かれた屋根下地の断面図 実施の形態１の変形例１にかかる屋根瓦が葺かれた屋根下地の断面図 図５に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図 実施の形態１の変形例１にかかる屋根瓦と屋根下地との間に差し込まれる間隙充填部の斜視図 実施の形態１の変形例２にかかる屋根瓦を裏面側から見た斜視図 実施の形態１の変形例２にかかる屋根瓦を屋根の傾斜方向に沿って見た断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる屋根瓦および太陽光発電システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる屋根瓦を表面側から見た斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる屋根瓦を裏面側から見た斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる屋根瓦が一部に葺かれた状態の屋根下地を示す図である。図４は、実施の形態１にかかる屋根瓦が葺かれた屋根下地の断面図である。

本実施の形態１にかかる屋根瓦１は、太陽電池モジュール等の設備機器が設置される屋根に用いられる。屋根瓦は、図１および図２に示すように、平板形状の板部１０を備える。板部１０は、屋根上に葺かれた状態で外側を向く表面１０ａと、屋根下地３と対向する対向面である裏面１０ｂとを有する。板部１０は、一般的な屋根瓦と同様の形状を呈する。

板部１０の裏面１０ｂには、リブ１ａが形成されている。リブ１ａは、屋根瓦１を屋根上に設置した状態で、傾斜面の上方となる棟側の端部である棟側端部１０ｃから傾斜面の下方となる軒側の端部である軒側端部１０ｄに向けて延びるように形成される。

図３に示すように、複数の屋根瓦１が屋根下地３上に並べて設置される。図４に示すように、リブ１ａは、先端が屋根下地３に当接する高さで形成される。また、リブ１ａは、先端の全面で屋根下地３に面接触する。

次に、設備機器である太陽電池モジュール１１を屋根上に固定する支持金具２について説明する。支持金具２は、底面部２ａと腕部２ｂとを有する。底面部２ａは、屋根瓦１の板部１０と屋根下地３との間で、屋根下地３に対して固定される。具体的には、屋根下地３には固定台５が固定され、その固定台５に対して底面部２ａが固定される。底面部２ａは、屋根瓦１の板部１０と屋根下地３との間の空間のうち、軒側端部１０ｄ側に寄せた位置に固定される。

腕部２ｂは、底面部２ａから軒側に延びている。腕部２ｂは、屋根の傾斜方向に隣接する屋根瓦２の隙間から外部に露出し、軒側に配置された屋根瓦１の板部１０の表面１０ａ上に位置する。外部に露出した腕部２ｂに対して、太陽電池モジュール１１が固定されることで、太陽電池モジュール１１が支持金具２に支持される。屋根瓦１と支持金具２と太陽電池モジュール１１とで、太陽光発電システムが構成される。

ここで、太陽電池モジュール１１の重量によって腕部２ｂが変形することで、腕部２ｂの下方にある屋根瓦１の板部１０に荷重が加わる場合がある。本実施の形態１にかかる屋根瓦１では、板部１０の裏面１０ｂに形成されたリブ１ａが、屋根下地３に面接触している。そのため、太陽電池モジュール１１の荷重が加わった場合であっても、リブ１ａに支えられることで、板部１０が変形しにくく、屋根瓦１が破損しにくくなっている。すなわち、屋根瓦１の耐荷重性能の向上を図ることができる。

なお、リブ１ａによって板部１０に荷重が加えられる要因としては、太陽電池モジュール１１の重量以外にも、太陽電池モジュール１１に積もった雪の重量または太陽電池モジュール１１に加えられる風圧が挙げられる。

ここで、リブ１ａは、腕部２ｂの直下に形成されることで、板部１０の変形を抑える効果を発揮しやすくなる。ここで、平板形状の板部１０を有する屋根瓦１は、一般的に千鳥葺きで屋根下地３上へ葺かれる。この場合、太陽電池モジュール１１の設置では、屋根の傾斜方向と垂直となる幅方向において働き幅の端部から４分の１となる位置に支持金具２の腕部２ｂが設けられることが多い。そのため、リブ１ａは、屋根の傾斜方向と垂直な方向である板部１０の幅方向において、働き幅の端部から４分の１となる位置に形成されることが好ましい。

また、図４に示すように、板部１０の棟側端部１０ｃとリブ１ａとの距離Ｘよりも、板部１０の軒側端部１０ｄとリブ１ａとの距離Ｙのほうを大きくすることで、リブ１ａを支持金具２の腕部２ｂの直下に配置しつつ、リブ１ａの軒側では、支持金具２の底面部２ａとの干渉を回避することができる。

また、屋根瓦１の耐荷重性能が向上することで、荷重を分散させるために支持金具２の数を増やす必要がなくなる。そのため、支持金具２の数を減らして、太陽電池モジュール１１の設置作業に必要な工数および使用材料の削減を図って、設置コストの抑制を図ることができる。また、太陽電池モジュール１１の設置作業に必要な工数を削減することで、工期の短縮化を図ることができる。

また、屋根瓦１の板部１０は、一般的な屋根瓦と同様の形状を呈しているため、太陽電池モジュール１１が設置されない屋根にも用いることができるため、汎用性が向上する。これにより、市場での流通量の向上によって生産量を増やしやすくなり、製造コストの抑制を図ることが可能となる。

また、リブ１ａが棟側から軒側に向けて延びているため、屋根瓦１と屋根下地３との間に雨水が侵入した場合に、屋根下地３上を流れる雨水がリブ１ａによって堰き止められにくくなる。したがって、軒側への雨水の円滑な排水を行うことができる。

なお、リブ１ａの形状は、屋根下地３に面接触する形状であれば、その形状は問わない。また、リブ１ａと支持金具２とが干渉してしまった場合には、リブ１ａの一部を削って屋根瓦１を設けてもよい。

また、屋根瓦１の材料は、陶器とセメントの使用が想定されるが、セメントを用いることで寸法のばらつきを抑えることができる。

図５は、実施の形態１の変形例１にかかる屋根瓦１が葺かれた屋根下地３の断面図である。図６は、図５に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。図７は、実施の形態１の変形例１にかかる屋根瓦１と屋根下地３との間に差し込まれる間隙充填部７の斜視図である。

変形例１にかかる屋根瓦１では、リブ１ａの先端が屋根下地３に当接しない高さで形成されており、リブ１ａの先端と屋根下地３との間に隙間が形成されている。本変形例１では、図７に示すような楔形の間隙充填部７を、リブ１ａの先端と屋根下地３との間に差し込んで隙間を充填している。これにより、屋根瓦１の板部１０に荷重が加わった場合であっても、リブ１ａで支えることが可能となり、屋根瓦１の耐荷重性能の向上を図ることができる。

また、屋根瓦１の寸法のばらつき、および設置時の誤差によって、リブ１ａと屋根下地３との間に隙間ができた場合であっても、間隙充填部７を差し込むことで、屋根瓦１の耐荷重性能の向上を図ることができる。また、間隙充填部７が楔形の形状を呈しているため、リブ１ａと屋根下地３との隙間の大きさにばらつきがあった場合にも、リブ１ａと屋根下地３の両方に当接するまで間隙充填部７を差し込むことで、板部１０をリブ１ａで支えることによる屋根瓦１の耐荷重性能の向上を図ることができる。

図８は、実施の形態１の変形例２にかかる屋根瓦１を裏面１０ｂ側から見た斜視図である。図９は、実施の形態１の変形例２にかかる屋根瓦１を屋根の傾斜方向に沿って見た断面図である。

変形例２にかかる屋根瓦１の板部１０は、幅方向の中央部のほうが端部よりも屋根下地３に近くなる凹形状を呈する。板部１０が凹形状を呈する屋根瓦１は、一般的に筋葺きで屋根下地３上へ葺かれる。この場合、太陽電池モジュール１１の設置では、幅方向において中央部に支持金具２の腕部２ｂが設けられることが多い。したがって、板部１０が凹形状を呈する屋根瓦１では、図８および図９に示すように、板部１０の幅方向において中央部となる位置にリブ１ａが形成されることが好ましい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 屋根瓦、１ａ リブ、２ 支持金具、２ａ 底面部、２ｂ 腕部、３ 屋根下地、７ 間隙充填部、１０ 板部、１０ａ 表面、１０ｂ 裏面（対向面）、１０ｃ 棟側端部、１０ｄ 軒側端部、１１ 太陽電池モジュール。

Claims (4)

1. 屋根下地上に設けられる支持金具と、
   前記支持金具に支持された太陽電池モジュールと、
   前記屋根下地上に葺かれる複数の屋根瓦と、を備え、
   前記屋根瓦は、前記屋根下地と対向する対向面を有する板部と、先端と前記屋根下地との間に隙間が設けられる高さで前記板部の対向面に突出形成されて、棟側から軒側に向けて延びるリブと、前記隙間に差し込まれて前記リブの先端と前記屋根下地とに接する楔型形状の間隙充填部と、を有し、
   複数の前記屋根瓦は、一の屋根瓦が備える前記板部の軒側端部と前記屋根下地との間に、他の屋根瓦が備える前記板部の棟側端部が差し込まれて並べて設置されており、
   前記間隙充填部は、前記リブの先端と接する面に階段状の段差が形成されており、
   前記支持金具は、前記屋根下地に固定される底面部と、前記底面部から前記軒側に延びて、前記屋根瓦同士の隙間から露出する腕部とを有し、
   前記太陽電池モジュールは、前記腕部に固定され、
   前記支持金具の底面部は、前記一の屋根瓦が備える前記板部の軒側端部と前記一の屋根瓦が備える前記リブとの間に設けられ、
   前記腕部は、平面視において前記他の屋根瓦が備える前記リブと重なる位置に設けられていることを特徴とする太陽光発電システム。
2. 前記板部の棟側端部と前記リブとの距離よりも、前記板部の軒側端部と前記リブとの距離のほうが大きいことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
3. 前記リブは、前記板部の幅方向において、働き幅の端部から４分の１となる位置に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記板部は、幅方向の中央部のほうが端部よりも前記屋根下地に近くなる凹形状を呈しており、
   前記リブは、前記板部の中央部に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システム。

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