JPH08144440A

JPH08144440A - 太陽電池瓦の構造

Info

Publication number: JPH08144440A
Application number: JP6289966A
Authority: JP
Inventors: Kenji Aisaka; 健次逢坂; Hironori Noda; 洋典野田; Tetsuya Okamoto; 哲也岡本; Shigeki Takeda; 茂樹武田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1996-06-04
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JP3163226B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性が良好で、低コストで、施工容易な太
陽電池瓦を提供する。【構成】セメント瓦基板（３）上の段差部（３１）
に、太陽電池（１）がフレーム体（４）に支持されて接
着（２）固定または金具固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池瓦の構造に
関するものである。さらに詳しくは、この発明は、架台
等の特別な部材なしに太陽電池を屋根に設置することの
できる、低コストで、取付施工性も良好な新しい太陽電
池瓦の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自然エネルギーとしての太陽
光を利用するために、住宅等の屋根上には各種の構造の
太陽電池パネルを配設することが提案されてきており、
そのいくつかのものは実用化もされている。しかしなが
ら、屋根上への太陽電池パネルの配設には、架台にこれ
を支持することが必要で、しかもその設置場所が屋根の
斜面上であるために不安定であって、外観意匠性の点で
も好ましいものではないという欠点があった。

【０００３】このような観点から、屋根瓦に太陽電池を
組込み、その設置安定性、耐久性を向上させ、屋根の外
観性も良好にすることが考えられている。たとえば、図
１６に例示したようにセメント製等の瓦基板（イ）に太
陽電池（ウ）を埋め込み、前方に曝露部（エ）が配置す
るようにした太陽電池瓦（ア）が提案されている。この
太陽電池瓦（ア）は、図１７に示したように通常の瓦
（オ）と組合わせて屋根面に配置することができるよう
に考慮されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来提案されている太陽電池瓦（ア）については、その
実用化は必ずしも進展していない。その理由としては、
太陽電池瓦（ア）は、屋根上に架台等を置いて太陽電池
（ウ）を支持する必要がないため、より安定した配設が
可能とされるものの、太陽電池（ウ）の瓦への組込みと
その固定を、どのように外部温度の変化と風雨に対して
耐久性があり、しかもより安価な瓦材として提供できる
のかの目途がたっていないことによる。

【０００５】また、太陽電池からの配線も、より低コス
トな瓦構造としてどのように可能とするのかの点も依然
として実用上の課題となっていた。そこで、この発明
は、以上の通りの従来技術の問題を解決し、太陽電池瓦
の着想を実用化に向けて進展させ、耐久性が良好で、し
かも低コストな製造、施工を可能とする、新しい太陽電
池瓦の構造を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、セメント瓦基板上の段差部に、
太陽電池がフレーム体に支持されて接着固定または金具
固定されていることを特徴とする太陽電池瓦の構造（請
求項１）を提供する。また、この発明は、太陽電池から
の配線が太陽電池のフレームサイドより引出されて負荷
に接続される構造（請求項２）も提供する。

【０００７】そして、さらには、この発明は、上記の構
造についての後述の実施例にも説明した通りの様々な具
体的態様をも提供するものである。

【０００８】

【作用】この発明においては、上記の通り、セメント瓦
基板に太陽電池を固定しているため、架台等の使用を必
要とすることなく、より低コストでの太陽電池の利用が
可能となり、通常の平板瓦との混合葺きもでき、屋根に
違和感もない。そして、この発明においては、セメント
瓦基板の段差部への接着により、または金具を介して太
陽電池を固定することで、より強固な耐久性のある太陽
電池瓦の構造が実現される。太陽電池からの配線も特段
の瓦構造を採用しなくとも可能となる。

【０００９】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の構造について、その具体的態様と作用効果を説明す
る。

【００１０】

【実施例】添付した図面の図１は、この発明の一例とし
て、太陽電池（１）の接着剤コーキング（２）による、
セメント瓦基板（３）の段差部（３１）への固定を例示
したものである。この例では、段差部（３１）は、凹部
を形成しており、フレーム体（４）に支持された太陽電
池（１）は、この段差部（３１）の凹部に埋込み固定さ
れた構造となっている。この場合、太陽電池（１）の熱
による膨張・収縮によって、セメント瓦基板（３）の割
れ、太陽電池（１）表面に設けたガラス板の破損、そし
て接着の剥がれが生じないように、凹部の寸法は、太陽
電池（１）の寸法より大きくし、隙間を埋めるように接
着剤コーキング（２）を充填している。

【００１１】また、太陽電池（１）からの配線（５）
は、フレーム体（４）のサイドより引出して負荷に接続
するようにしている。このような固定構造によって、太
陽電池瓦は、より耐久性のあるものとして、しかもセメ
ント系瓦として低コストで提供され従来の太陽電池パネ
ルのように架台を必要とすることなしに、屋根に安定し
て設置可能となる。このような太陽電池瓦の屋根野地板
への取付固定については、通常の平板瓦と同様にするこ
とができ、たとえば釘穴（６）からの釘打ち固定等の方
法が適宜に採用される。

【００１２】なお、図１の例では、接着剤コーキング
（２）の使用によって、たとえば図２（ａ）にも示した
ように、太陽電池（１）と瓦基板（３）との取合わせ部
に水（７）が溜まることが考えられる。そこで、図１お
よび図２（ｂ）に示したように、太陽電池（１）を固定
する引掛かり部の高さを、水上側（ｈ₂）よりも水下側
（ｈ₁）で小さくすることがより有効となる。雨水の接
着剤コーキング（２）部からの侵入による太陽電池のト
ラブルの発生を未然に防止する上で有効な手段となる。

【００１３】図３は、接着固定による別の例を示したも
のである。この図３では、セメント瓦基板（３）のＬ形
段差部（３２）に間隔をあけて下方流れ方向に配設した
接着剤コーキング（２）により太陽電池（１）が固定さ
れている。そして、太陽電池からの配線（５）は、図１
の例と同様にフレーム体（４）のサイドより引出されて
いる。

【００１４】この例の構造では、接着剤コーキング
（２）が配設されていない部分で太陽電池（１）の裏面
とセメント瓦基板（３）の段差部（３２）との間に隙間
ができることになる。この隙間は、万一、接着剤コーキ
ング（２）部から雨水が侵入しても、これを直ちに排除
することのできる通路の役割を果たすことになる。この
ため、雨水による太陽電池の性能の劣化、凍害によるト
ラブルが防止される。

【００１５】以上の例のように、接着剤による固定に代
えて、所要の金具により太陽電池をセメント瓦基板に固
定することができる。図４はその一例を示したものであ
る。この例では、屋根野地板に釘（８）等によって取付
固定された折れ曲がり金具（９）によって、太陽電池
（１）を支持するフレーム体（４）の両側部がネジ（１
０）等で固定されるようにしている。

【００１６】たとえばこの折れ曲がり金具（９）による
固定では、図１および図２の例のように接着剤コーキン
グ（２）の剥離による太陽電池（１）の脱離という危険
はなく、接着という手間のかかる工程も必要としていな
い。しかも接着剤コーキング（２）による固定では、太
陽電池（１）が破損した場合には瓦全体を交換しなけれ
ばならないが、金具を用いることにより、太陽電池だけ
を交換することが可能となる。

【００１７】さらに、この図４の例のように、あらかじ
め野地板に金具（９）が固定されていることにより、セ
メント瓦基板（３）を釘等によって野地板に固定する必
要はなく、瓦の取付についてのメンテナンスが容易とな
る。信頼性の高い施工・メンテナンス容易な太陽電池瓦
の構造が実現される。なお、折れ曲がり金具（９）の使
用によって、瓦の重ね合わせ部や、水切りシートとの当
接部に隙間が生じてそこから防水性が低下することを防
ぐため、図５に例示したように、セメント瓦基板（３）
には、その裏面に金具（９）が収まるように溝部（３
３）を設けておくことが有効である。

【００１８】図６は、図５の場合とは相違して、折れ曲
がり金具（９１）の頂部において、ネジ（１０）等によ
り太陽電池（１）を支持するフレーム体（４）の側部を
固定している。野地板に、釘（８）等により、この金具
（９１）があらかじめ取付けられていることでは共通し
ている。この例では、図５の構造例による効果に加え
て、図６より明らかなように、太陽電池（１）の裏面
と、セメント瓦基板（３）のＬ形段差部（３２）との間
に隙間（１１）ができ、この隙間（１１）は、雨水の排
水のための通路となるため、防水性が向上することにな
る。排水通路であるためには、水の表面張力による影響
を受けないように、その間隔はおよそ５ｍｍ以上とす
る。

【００１９】そしてまた、この隙間（１１）は、空気層
としての性格を有していることから、小屋裏や太陽電池
（１）の温度上昇をこの空気層によって抑制することが
できる。太陽電池（１）は、直接セメント瓦基板（３）
に接合されていないことから、太陽電池（１）の熱膨張
による瓦の割れや表面ガラス板の破損等の不都合も抑え
られることになる。

【００２０】しかも、より施工は容易で、低コストが図
られることになる。また、配線は、フレーム体（４）の
サイドから引出してもよいし、あるいは、上記の隙間
（１１）より引出して負荷に接続することも可能とな
る。金具を用いる構造では、さらに図７のように、あら
かじめ野地板に釘（８）等により取付固定された折れ曲
がり金具（９２）でフレーム体（４）の前部をネジ（１
０）等で固定することもできる。

【００２１】フレーム体（４）は、その前部のみで固定
してもよいし、さらに、接着剤コーキング（２）による
固定を併用してもよい。なお、この場合、セメント瓦基
板（３）は、直接的には固定されていないことから、振
動により脱離することが考えられる。そこで、このよう
な場合には、図８（ａ）に例示したように、フレーム体
（４）の側端部に垂下部（４１）を設けてセメント瓦基
板（３）を引掛ける構造とすることや、図８（ｂ）に例
示したように、折れ曲がり金具（９２）を横方向に延設
し、この延設折れ曲がり部（９２１）でセメント瓦基板
（３）を固定することも考慮される。

【００２２】また、いずれの場合にも、折れ曲がり金具
（９２）の野地板取付部の近傍には、瓦重ね合わせ用折
り曲がり部（９２２）が設けられている。図９は、その
頂部において太陽電池（１）を支持するフレーム体
（４）を支持固定する別の折り曲がり金具（９３）を用
いた例を示している。この場合にも、図６の場合と同様
に隙間（１１）が形成され、同様に防水性を向上させ、
太陽電池のトラブルの抑制、そして施工性を効果的なも
のとしている。

【００２３】この場合の金具（９３）は、たとえば図１
０に例示したように、頂部の水平部（９３１）により太
陽電池（１）を支え、かつ、両端部のネジ穴（９３２）
によりフレーム体（４）との固定を可能としている。そ
して、重ね合わせ用折り曲がり部（９２３）も備えてい
る。この折り曲がり金具（９３）を使用する場合にも、
セメント瓦基板（３）は直接固定していないので、図８
（ａ）（ｂ）の例と同様に、図１１（ａ）（ｂ）のよう
に、フレーム体（４）に垂下部（４１）を設けたり、こ
の金具（９３）に延設折れ曲がり部（９３４）を設ける
ことが考慮される。

【００２４】以上の例は、金具のネジ止めによる固定を
例示しているが、これに限られることなく、適宜な嵌合
による固定もしくは嵌合とネジ止めとの併用としてもよ
い。たとえば図１２に例示したように、野地板にあらか
じめ取付固定した折り曲がり金具（９４）を、太陽電池
（１）を支持するフレーム体（４）に設けた溝部（４
２）に嵌合させるようにしてもよいし、さらにフレーム
に１ケ所程度ネジ固定するようにしてもよい。

【００２５】さらにまた、この発明では、たとえば図１
３に例示したように、階段状の折れ曲がり金具（９５）
に、複数の太陽電池瓦に相当する太陽電池（１）のフレ
ーム体（４）が固定されるようにしてもよい。この構造
を採用することで、強い風が吹きつけても瓦が浮き上が
ることがなく、耐風性が向上されることになる。通常、
耐風性の向上のためには、太陽電池瓦の非曝露部を大き
くとり、より強固に屋根面に固定することが考えられる
が、この金具（９５）の使用によって、非曝露部の割合
を減らすこともできる。

【００２６】そして、太陽電池の配線は、フレーム体
（４）のサイドから引出してもよいし、あるいは、この
金具（９５）そのものから引出すようにしてもよい。こ
の金具（９５）の取付けは、たとえば図１４のように、
折り曲がり金具（９５）に設けた偏向穴（９５１）に、
フレーム体（４）の突起（４３）がかみ込まれるように
してもよい。より簡便な取付けが可能となる。そして、
位置ずれ防止のためにネジ止めすることもできる。

【００２７】非曝露部を小さくし、しかも耐風性を向上
させるためには、図１５に例示したように、表面中央部
にＴ字型先端突起部（１２１）を有する防水シート（１
２）を野地板に配設し、このＴ字型先端突起部（１２
１）により太陽電池瓦の側部が支持されるようにしても
よい。この突起部（１２１）は、その裏面は平面として
おく。これは瓦側部がこの突起部（１２１）によって防
水シートに挾まれるようにするためのものである。この
例では、太陽電池の配線は防水シート（１２）から引出
すようにすることもできる。

【００２８】より小さい非曝露部であっても、この防水
シート（１２）の使用によって、防水性はもとより耐風
性も向上することになる。もちろん、この発明の構造
は、以上の例によって限定されるものではない。その細
部において様々な態様が可能とされる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、架台を用いる必要なく、外観意匠性を損うことも
なく、安定して、耐久性に優れた、セメント系瓦基板に
よる低コストでの太陽電池瓦が実現される。また、金具
による太陽電池の固定で、より簡便な施工とメンテナン
ス容易な、高機能の太陽電池瓦が提供される。

【図面の簡単な説明】

【００３０】

【図１】この発明の接着剤固定による実施例を示した斜
視図と断面図である。

【００３１】

【図２】（ａ）（ｂ）は、図１の例について雨水の除去
方策について示した断面図である。

【００３２】

【図３】接着剤固定の別の実施例を示した一部切欠き斜
視図と断面図である。

【００３３】

【図４】金具を用いたこの発明の実施例を示した斜視図
である。

【００３４】

【図５】セメント瓦基板を例示した側面図である。

【００３５】

【図６】金具を用いた別の例を示した斜視図である。

【００３６】

【図７】金具を用いたまた別の例を示した斜視図であ
る。

【００３７】

【図８】（ａ）（ｂ）は、図７の例の金具の変形例を示
した要部斜視図である。

【００３８】

【図９】金具を用いたさらに別の例を示した斜視図であ
る。

【００３９】

【図１０】図９の金具を示した拡大斜視図である。

【００４０】

【図１１】（ａ）（ｂ）は、図１０の金具の変形例を示
した要部斜視図である。

【００４１】

【図１２】金具を用いた嵌合の例を示した斜視図であ
る。

【００４２】

【図１３】金具による複数の瓦の連結による耐風構造を
例示した斜視図である。

【００４３】

【図１４】図１３の例の取付を例示した斜視図である。

【００４４】

【図１５】防止シートによる耐風構造を例示した斜視図
である。

【００４５】

【図１６】従来考えられている太陽電池瓦を示した斜視
図である。

【００４６】

【図１７】図１６の瓦の配設例を示した斜視図である。

【００４７】

【符号の説明】

１太陽電池２接着剤コーキング３セメント瓦基板３１、３２段差部３３溝部４フレーム体４１垂下部４２溝部４３突起部５配線６釘穴７水８釘９折り曲がり金具９１折り曲がり金具９２折り曲がり金具９２１延設折り曲がり部９２２重ね合わせ用折り曲がり部９３折り曲がり金具９３１水平部９３２ネジ穴９３３重ね合わせ用折り曲がり部９３４延設折り曲がり部９４折り曲がり金具９５折り曲がり金具９５１偏向穴１０ネジ１１隙間１２防水シート１２１Ｔ字型先端突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田茂樹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント瓦基板上の段差部に、太陽電池
がフレーム体に支持されて接着固定または金具固定され
ていることを特徴とする太陽電池瓦の構造。
【請求項２】太陽電池からの配線が太陽電池のフレー
ムサイドより引出されて負荷に接続されている請求項１
の太陽電池瓦の構造。
【請求項３】フレーム体に支持された太陽電池が、セ
メント瓦基板上の段差凹部に埋込み配設されて接着固定
されている請求項１または２の太陽電池瓦の構造。
【請求項４】太陽電池を固定するセメント瓦基板の引
掛かり部の高さが水上側より水下側で小さい請求項３の
太陽電池瓦の構造。
【請求項５】セメント瓦基板の段差部に間隔をあけて
下方流れ方向に配設した接着剤により太陽電池が固定さ
れている請求項１または２の太陽電池瓦の構造。
【請求項６】屋根野地板に固定された折れ曲がり金具
に、太陽電池を支持するフレーム体が固定されている請
求項１または２の太陽電池瓦の構造。
【請求項７】セメント瓦基板と太陽電池との間には隙
間が設けられている請求項６の太陽電池瓦の構造。
【請求項８】太陽電池からの配線が、太陽電池裏面と
セメント瓦基板との間の隙間より引出されて負荷に接続
されている請求項７の太陽電池瓦の構造。
【請求項９】フレーム体の側部もしくは前部が折れ曲
がり金具により固定されている請求項６ないし８のいず
れかの太陽電池瓦の構造。
【請求項１０】階段状の折れ曲がり金具に、複数枚の
太陽電池瓦に相当する太陽電池のフレーム体が固定され
ている請求項１または２の太陽電池瓦の構造。
【請求項１１】太陽電池からの配線は、金具を通じて
負荷に接続される請求項１０の太陽電池瓦の構造。
【請求項１２】請求項１または２の太陽電池瓦の構造
において、表面中央部にＴ字型先端突起部を有する防水
シートが屋根野地板に配設され、このＴ字型先端突起部
により太陽電池瓦の側部が支持されている太陽電池瓦の
構造。
【請求項１３】太陽電池からの配線が、防水シートを
通じて負荷に接続されている請求項１２の太陽電池瓦の
構造。