(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤の周辺に方形の枠構造体のフレームを装着した太陽電池パネルであって、そのフレームを斜めにした設置状態で上側となる上側フレームと、下側となる下側フレームと、左右の縦フレームとにより構成し、その左右の縦フレームの一方に対し、前記基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第１の樋構造を設け、その下端側底部には軒側に設置する太陽電池パネルの表面に水を流す通水孔を設け、この第１の樋構造の下方に同第１の樋構造に沿って連続し上下端側において開放した第２の樋構造を設けた太陽電池パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池パネルであって、第２の樋構造を第１の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方にまでフランジ状に延出させて構成した太陽電池パネル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の太陽電池パネルであって、上側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造とするとともに同横樋構造の内側面に通水部を設けた太陽電池パネル。
【請求項４】
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の太陽電池パネルであって、他方の縦フレームに対し、パネル本体の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第３の樋構造を設けた太陽電池パネル。
【請求項５】
方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤の外周に方形の枠構造体のフレームを装着した太陽電池パネルを屋根の野地上に棟側から軒側へ列状に複数列並べて構成した太陽電池パネルによる屋根構造であって、前記太陽電池パネルのフレームを設置状態で棟側となる棟側フレームと、軒側となる軒側フレームと、妻側となる縦フレームとにより構成し、その縦フレームの一方に対し、前記基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第１の樋構造を設け、その下端側底部には軒側に設置する太陽電池パネルの表面に水を流す通水孔を設け、この第１の樋構造の下方に同第１の樋構造に沿って連続し上下端側において開放した第２の樋構造を設け、棟側の太陽電池パネルの軒側フレームの下に隣接する軒側の太陽電池パネルの棟側フレームを重ね、棟側から軒側にまでに連続する前記第１と第２の樋構造の連絡による雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根構造。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池パネルによる屋根構造であって、太陽電池パネルの第２の樋構造を第１の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方にまでフランジ状に延出させ、妻方向に隣接する太陽電池パネルとの合わせ部にも棟側から軒側にまでに連続する第２の樋構造の連絡による雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根構造。
【請求項７】
請求項５又は請求項６のいずれかに記載の太陽電池パネルによる屋根構造であって、太陽電池パネルの棟側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造とするとともに同横樋構造の内側面に通水部を設け、棟側の太陽電池パネルにおける縦フレームの第１の樋構造の上端部に前記通水部により連絡させ、棟側から軒側に向かって順次分流して流下する雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根構造。
【請求項８】
請求項５〜請求項７までのいずれかに記載の太陽電池パネルによる屋根構造であって、太陽電池パネルの他方の縦フレームに対し、基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第３の樋構造を設け、妻方向に隣接する太陽電池パネルとの合わせ部に棟側から軒側にまでに連続する第３の樋構造の連絡による雨水流路を構成した太陽電池パネルによる屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネル及び太陽電池パネルにより構成する家屋の屋根構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電に用いられる太陽電池パネルの多くは、電気的に接続した複数の太陽電池セルを、表面保護基板と裏面保護材との間に挟持し、表面保護基板と裏面保護材との間に接着剤層を形成して方形盤状とした基盤の周辺部にアルミ製のフレームを装着した構成が採られている。フレームは基盤の端面を嵌込む溝を有する断面形状のアルミの押出し成形材で構成され、端部からの水分や水蒸気等の侵入を防止するためにブチルゴムやシリコンゴム等の粘弾性のある防水材を介して基盤の端面に溝を使って嵌め装着されている。このような太陽電池パネルは、屋根上等に架台を介して設置されることが多いが、太陽電池パネルそのもので家屋の屋根構造を構成することもある。
【０００３】
太陽電池パネルによる屋根構造は、例えば特開平５―２８０１６８号公報に示されているような構成が採られてきた。即ち、図１３，１４に示すように受面４０が棟側から軒側に向かって階段状に構成された縦受け枠４１が棟側から軒側に向かって複数列屋根面４２に固定される。これに妻側に向けて横受け枠４３が配置され、太陽電池パネル４４が受面４０に端縁部が重なるように階段状に固定される。重ね部の下側の太陽電池パネル４４の棟側端縁が嵌合する横受け枠４３上に、上側の太陽電池パネル４４の軒側端縁が載置され、この上側の太陽電池パネル４４と横受け枠４３とがコの字状のクリップで合わせ状態に挟持される。中間の縦受け枠４１はチャンネル状に構成され、太陽電池パネル４４同士の合わせ部から侵入する雨水がチャンネルにより軒側へ排水される。妻側の端の縦受け枠４１は屋根面４２側の端縁が曲げ込まれ、妻側列の太陽電池パネル４４の端縁から流下する雨水が軒側に排水される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような太陽電池パネル４４においては、雨水に対する確りした排水構造がないため、太陽電池パネル４４で屋根構造を構成する場合には、上述したような排水構造を持つ架台状の構造体を屋根面４２上に構成しなければならず、施工に手間がかかるうえ費用も嵩むといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、自体に排水構造を持つ、屋根構造の構成要素として好適な太陽電池パネルを開発することであり、施工性が良く手間のかからない構成の簡素な太陽電池パネルによる屋根構造を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項1の発明は、方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤の周辺に方形の枠構造体のフレームを装着した太陽電池パネルについて、そのフレームを斜めにした設置状態で上側となる上側フレームと、下側となる下側フレームと、左右の縦フレームとにより構成し、左右の縦フレームの一方に対し、基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第１の樋構造を設け、その下端側底部には軒側に設置する太陽電池パネルの表面に水を流す通水孔を設け、第１の樋構造の下方に第１の樋構造に沿って連続し上下端側において開放した第２の樋構造を設ける手段を採用する。
【０００７】
前記課題を達成するために請求項２の発明は、請求項１に係る前記手段における第２の樋構造を第１の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方にまでフランジ状に延出させて構成する手段を採用する。
【０００８】
前記課題を達成するために請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記手段における上側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造とするとともに横樋構造の内側面に通水部を設ける手段を採用する。
【０００９】
前記課題を達成するために請求項４の発明は、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記手段における他方の縦フレームに対し、パネル本体の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第３の樋構造を設ける手段を採用する。
【００１０】
前記課題を達成するために請求項５の発明は、方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤の外周に方形の枠構造体のフレームを装着した太陽電池パネルを屋根の野地上に棟側から軒側へ列状に複数列並べて構成した太陽電池パネルによる屋根構造について、その太陽電池パネルのフレームを設置状態で棟側となる棟側フレームと、軒側となる軒側フレームと、妻側となる縦フレームとにより構成し、その縦フレームの一方に対し、基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第１の樋構造を設け、その下端側底部には軒側に設置する太陽電池パネルの表面に水を流す通水孔を設け、第１の樋構造の下方に同第１の樋構造に沿って連続し上下端側において開放した第２の樋構造を設け、棟側の太陽電池パネルの軒側フレームの下に隣接する軒側の太陽電池パネルの棟側フレームを重ね、棟側から軒側にまでに連続する第１と第２の樋構造の連絡による雨水流路を構成する手段を採用する。
【００１１】
前記課題を達成するために請求項６の発明は、請求項５に係る前記手段における太陽電池パネルの第２の樋構造を第１の樋構造の略直下部から縦フレームの外側面の外方にまでフランジ状に延出させ、妻方向に隣接する太陽電池パネルとの合わせ部にも棟側から軒側にまでに連続する第２の樋構造の連絡による雨水流路を構成する手段を採用する。
【００１２】
前記課題を達成するために請求項７の発明は、請求項５又は請求項６のいずれかに係る前記手段における太陽電池パネルの棟側フレームに他の太陽電池パネルの縦フレームの下端部の係合が可能なコ状の係合部を横方向に連続して設け、この係合部を横樋構造とするとともに横樋構造の内側面に通水部を設け、棟側の太陽電池パネルにおける縦フレームの第１の樋構造の上端部に通水部により連絡させ、棟側から軒側に向かって順次分流して流下する雨水流路を構成する手段を採用する。
【００１３】
前記課題を達成するために請求項８の発明は、請求項５〜請求項７までのいずれかに係る前記手段における太陽電池パネルの他方の縦フレームに対し、基盤の辺縁に沿って上下方向に連続し、上下端側において開放した第３の樋構造を設け、妻方向に隣接する太陽電池パネルとの合わせ部に棟側から軒側にまでに連続する第３の樋構造の連絡による雨水流路を構成する手段を採用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２によって示す本実施の形態は、太陽光発電の主体となる平盤形態をした太陽電池パネル１及びその太陽電池パネル１により構成する家屋の屋根構造２に関するものである。まず、太陽電池パネル１の構成を図１〜図６を中心として説明し、次に屋根構造２を図７〜図１２に基づいて説明することにする。本実施の形態の太陽電池パネル１は、図１に示すように方形の平板態に構成された光発電機能体である基盤３の周辺にアルミ製のフレーム４を装着した構成である。基盤１は、タブ線により電気的に直列接続した複数の太陽電池セルを、接着剤層を形成する透明加熱融着剤のシートに挟んで、これを表面保護基板と耐候性フィルム等の裏面保護材との間に挟持して、真空引きしながら加熱して方形盤状のパネルとして構成されている。
【００１５】
フレーム４は、斜めの設置状態で上側となる上側フレーム５と、下側となる下側フレーム６と、左右の縦フレーム７，８との組合わせによる方形の枠構造体として構成されている。左右の縦フレーム７，８の一方（図１の左側７）は、図４に示すように内側面の上部が基盤係合部として長手方向に開放した四角筒の第１の樋構造としての内樋９を備えている。内樋９は基盤係合部に係合した基盤３の側辺縁の背面に沿って上下方向に連続し、その上下端は開放し、その下端側底部は下面が凹状に削られ、その部分に通水孔１０が形成されている（図１０参照）。この縦フレーム７には内樋９の下方に内樋９に沿って連続し上下端側が開放した第２の樋構造としての下樋１１と、横方向に隣設させる他の太陽電池パネル１の縦フレーム８を突合わせるための四角筒状の係合部１２がそれぞれ一体に図４に示すように形成されている。
【００１６】
下樋１１は、両端縁が上側に曲げられた板状に構成されていて、内樋９の下部から垂直方向に延びる連結部１３により内樋９の下方に受皿状の樋を形成し、その上側端は延出部１４として内樋９より長く延出している（図１参照）。連結部１３は下樋１１を実質的に左右に分断していて、連結部１３より内側に張出す下樋１１の内端縁は内樋９の内側面よりさらに干若内側に入り込んでいる。また、連結部１３より外側に張出す下樋１１の外端縁は、横方向に隣設させる他の太陽電池パネル１の縦フレーム８の投影平面より大きく外方にフランジ状に延出している。係合部１２は、内樋９の外側に一側面を共有する形態に形成され、内樋９と係合部１２の直下に下樋１１が位置している。
【００１７】
左右の縦フレーム７，８の他方（図１の右側８）は、図５に示すように断面略Ｊ字型の筒体に形成され、上面内側面の上端部の間が基盤係合部１５として長手方向に開放している。この縦フレーム８の基盤係合部１５に続く画成部分は、その基盤係合部１５に係合した基盤３の側辺縁下部に沿って上下方向に連続する上下端の開放した第３の樋構造１６となっていて、その下端側底部には通水孔１７が形成されている。この縦フレーム８の外側部は内樋９及び下樋１１を備えた縦フレーム７の係合部１２に胴突き状態に係合させることができるようになっている。
【００１８】
上側フレーム５は図６に示すように断面略Ｅ字状に形成されていて、上側の角筒部が他の太陽電池パネル１の縦フレーム７の下端部の係合が可能なコ状の係合部１８として横方向に連続している。係合部１８の下側のフランジ１９の端縁には立上りが形成され、係合部１８が縦フレーム７の下樋１１と略直交方向に交差する横樋構造２０となっている。係合部１８の下方から外方へ張出したフランジ１９には縦フレーム７の下樋１１の延出部１４が固定される。横樋構造２０は底面となるフランジ２１と内側面となるウェブ部２２により構成され、ウェブ部２２には通水孔２３が形成されている。基盤３の上側端縁は係合部１８のウェブ部２２の略中央から内側に張出した受けフランジ２４により受承される。下側フレーム６は平板部２５の内側に基盤３の下端縁を受ける受部２６が張出した簡単な構成となっている（図１０参照）。
【００１９】
このようにこの太陽電池パネル１には、上側フレーム５に横方向に連続する横樋構造２０があり、縦フレーム７，８の一方７には縦方向に連続する内樋９と下樋１１が、他方の縦フレーム８には縦方向に第３の樋構造１６がある。横樋構造２０は横方向に隣接する太陽電池パネル１同士の上側フレーム５の合わせ部分から侵入する雨水Ｗを受容し、ウェブ部２２に形成された通水孔２３により縦樋である内樋９に流下する。また、横樋構造２０のフランジ２１の両端の突合わ部の隙間から漏れる雨水Ｗは、縦フレーム７の下樋１１により回収される。雨水Ｗの挙動は複雑であり、勾配のみで決まるものではなく、外風の作用や凝集力も雨水Ｗの動きに影響を及ぼすが、横方向と縦方向の樋構造によりあらゆる方向からの雨水Ｗの侵入に対処することができる。縦方向の樋は内樋９にさらにこれを受ける下樋１１があるので、雨水Ｗの処理はほぼ万全となる。従って、設置する場合、特別な樋設備を設ける必要がなく、直接家屋の屋根の野地板２７に固定して取付けることもできる。
【００２０】
次に上述した構成の太陽電池パネル１によって構成する家屋の屋根構造２について説明する。ここでは、説明上、上側フレーム５を棟側フレームに、下側フレーム６を軒側フレームにそれぞれ言い換えることにする。またここで言う棟側とは設置状態での上側と同義であり、軒側とは設置状態での下側と同義である。この屋根構造２は、図７，８に示すように太陽電池パネル１を屋根の野地板２７上に棟側から軒側へ列状に複数列並べて構成されている。野地板２７には棟側から軒側に向かって下り勾配が付けられていて、この上に棟側の太陽電池パネル１の軒側の端縁が軒側の太陽電池パネル１の棟側フレーム５の上に重なるように順次配列され、それぞれ野地板２７上にネジにより固定されている。
【００２１】
太陽電池パネル１による屋根構造２と一般の屋根構造２Ａとの境界があるような場合には、図７，８に示すように境界部に樋部材２８を縦方向に設け、一般の屋根構造２Ａ側の屋根材２９を樋部材２８にオーバーラップさせ、樋部材２８側に第３の樋構造１６を持つ縦フレーム８が向くように配列させて太陽電池パネル１による屋根構造２が構成される。棟側の太陽電池パネル１の縦フレーム７の下樋１１は軒側の太陽電池パネル１の棟側フレーム５の係合部１８に嵌め合わされ、内樋９は軒側の太陽電池パネル１の棟側フレーム５の上に重ねられて設置される（図９，１０参照）。このような配列が妻方向に複数列並べられて太陽電池パネル１による屋根構造２が構成される。妻側についての太陽電池パネル１相互は、内樋９と下樋１１のある縦フレーム７に隣接する第３の樋構造１６を有する縦フレーム８を係合部１２への突合わせ係合により接合される（図１２参照）。この接合部分と第３の樋構造１６は下樋１１の外側へ張出した部分により受けられる。
【００２２】
こうした構造の太陽電池パネル１による屋根構造２において、棟側の太陽電池パネル１の内樋９に侵入した雨水Ｗは内樋９を流下していき、その下端側底部の下面が削られた部分に開設されている通水孔１０から軒側の太陽電池パネル１の表面に流下し、順次太陽電池パネル１の表面を流下して軒側端において排水される（第１の雨水流路）。下樋１１に侵入した雨水Ｗは下樋１１を流下してその下端から軒側の太陽電池パネル１の棟側フレーム５に形成された横樋構造２０に流下し、さらに横樋構造２０の通水孔２３を経て軒側の太陽電池パネル１の縦フレーム７の内樋９に流下していく（第２の雨水流路）。横樋構造２０に流入した雨水Ｗの一部は、突合わせ部分の隙間から軒側の太陽電池パネル１の縦フレーム７，８における下樋１１の延出部１４及び第３の樋構造１６に回収されて流下していく（第３の雨水流路）。軒側の太陽電池パネル１の下樋１１に分流した雨水Ｗはさらにそれより軒側の太陽電池パネル１の横樋構造２０において前述したように順次分流して流下していく。また、軒側の太陽電池パネル１の内樋９に分流した雨水Ｗは、それより軒側の太陽電池パネル１の表面に流下して前述した第１の雨水流路を経て順次太陽電池パネル１の表面を流下して軒側端において排水される。
【００２３】
縦フレーム８の第３の樋構造１６に侵入した雨水Ｗは、通水孔１７で連絡した各縦フレーム８を流下して軒先端において排水される（第４の雨水流路）。棟側フレーム５の横樋構造２０は妻方向に隣接する太陽電池パネル１同士の棟側フレーム５の合わせ部分から侵入する雨水Ｗを受容し、ウェブ部２２に形成された通水孔２３により縦樋である内樋９と、下樋１１と第３の樋構造１６下樋１１とに分流して流下させるための構造である。
【００２４】
このようにこの太陽電池パネル１による屋根構造２は、太陽電池パネル１に縦方向に３列、横方向に１列の排水構造としての樋構造が備えられ、第１〜第４の雨水流路が構成されているため、特別に排水構造を野地板２７上に構成しなくても屋根構造２を施工することができ、施工の手間も費用も軽減する。また各列について縦方向一列の樋部材で排水する屋根構造に比べ、下樋１１から内樋９、基盤３表面に排水していく構造のため樋の容量も小さく設定でき、屋根の平面積をより有効に利用することができる。さらに横樋構造２０の通水孔２３により軒側に向かって順次分流する雨水流路が構成されているため、軒側に行くほど処理雨水が増量していくようなこともなく、円滑に雨水Ｗの排水処理ができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、屋根構造の構成要素として好適な自体に排水構造を持つ施工性のよい太陽電池パネルが得られる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、請求項１に係る前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【００２７】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記効果とともに雨水を分流させて円滑に排水処理でき、フレームも小型化できる。
【００２８】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【００２９】
請求項５の発明によれば、施工性が良く手間のかからない構成の簡素な太陽電池パネルによる屋根構造が得られる。
【００３０】
請求項６の発明によれば、請求項５に係る前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【００３１】
請求項７の発明によれば、請求項５又は請求項６のいずれかに係る前記効果とともに雨水を分流させて円滑に排水処理でき、フレームも小型化できるので屋根の有効面積を広げることが可能になる。
【００３２】
請求項８の発明によれば、請求項５〜請求項７までのいずれかに係る前記効果とともに雨水の排水処理機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の太陽電池パネルを示す平面図である。
【図２】図１の左側側面図である。
【図３】図１の下側側面図である。
【図４】実施の形態の太陽電池パネルの縦フレームの断面形状を示す拡大図である。
【図５】実施の形態の太陽電池パネルの縦フレームの断面形状を示す拡大図である。
【図６】実施の形態の太陽電池パネルの上側フレーム（棟側フレーム）の断面形状を示す拡大図である。
【図７】実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造を示す斜視図である。
【図８】実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造を示す分解斜視図である。
【図９】実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造を示す縦断側面図である。
【図１０】実施の形態の太陽電池パネルによる屋根構造を示す拡大縦断側面図である。
【図１１】図７のＡ―Ａ線の拡大断面図である。
【図１２】図７のＢ―Ｂ線の拡大断面図である。
【図１３】従来の太陽電池パネルによる屋根構造を示す斜視図である。
【図１４】従来の太陽電池パネルによる屋根構造の断面図である。
【符号の説明】
１  太陽電池パネル、  ２  屋根構造、  ３  基盤、  ４  フレーム、  ５  上側（棟側）フレーム、  ６  下側（軒側）フレーム、  ７  縦フレーム、  ８縦フレーム、  ９  内樋、  １０  通水孔、  １１  下樋、  １６  第３の樋構造、  １７  通水孔、  ２０  横樋構造、  ２３  通水孔、  ２７  野地板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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