(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の縦葺屋根板が屋根下地材の上に敷設された野地板上にバックアップ材を介して配置され、前記縦葺屋根板の表面側には太陽電池パネルが空隙を置いて重合配備されているとともに、前記太陽電池パネルの裏面側の数箇所に固定した結合ボルトの先端を、前記縦葺屋根板に設けた結合孔に挿通させて該縦葺屋根板の裏面側に突出させ、この結合ボルトの突出先端にナットを締め付けることにより前記太陽電池パネルが前記縦葺屋根板に結合されており、
前記縦葺屋根板には弾性を有する断熱材が裏貼りされており、この断熱材が前記縦葺屋根板の裏面の結合孔周辺部と前記ナットとの間で圧縮状に挟持されていることを特徴とする太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造。
【請求項２】
前記縦葺屋根板の表面と前記太陽電池パネルの裏面との間には止水用通しパッキンを縦葺屋根板の長手方向全長にわたり介在させて固定してある、請求項１記載の太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソーラー・システムを備えるタイプの縦葺屋根における太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦葺屋根に太陽電池パネル（太陽電池モジュール）を設置するにあたって、予め太陽電池パネルを縦葺屋根板に一体的に備えておいて、現場施工ではこの縦葺屋根板を葺くだけで足り、太陽電池パネルの設置作業を省略できて施工期間の短縮化を図れるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１４５７９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、太陽電池付きの上記縦葺屋根板では、太陽電池パネルが縦葺屋根板の表面にフッ素樹脂フィルム等のコーティングにて装着されているため、経年変化により太陽電池パネルが縦葺屋根板の表面から剥がれてその隙間に雨水が浸入し、この侵入水の水捌けが悪く、溜まった水が凍結し体積膨張により太陽電池の破損を招く恐れがあった。太陽電池パネルと縦葺屋根板とは分離不能に一体化されているため、万が一、太陽電池が破損したときは、太陽電池パネルを縦葺屋根板ごと取り替えなければならなかった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、太陽電池パネルの裏面と縦葺屋根板の表面との間に雨水が浸入してもこの排水を良好にし、太陽電池の破損防止、及び夏季における太陽電池の温度上昇を抑制できて発電効率の低下の抑制を図れる太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造を提供することにある。また、本発明の目的は、太陽電池付き縦葺屋根板の取り付け施工が太陽電池パネルを破損することなく安全に行え、また太陽電池が破損したときは太陽電池パネルのみを取り替えることで足りる太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属製の縦葺屋根板が屋根下地材の上に敷設された野地板上にバックアップ材を介して配置され、前記縦葺屋根板の表面側には太陽電池パネルが空隙を置いて重合配備されているとともに、前記太陽電池パネルの裏面側の数箇所に固定した結合ボルトの先端を、前記縦葺屋根板に設けた結合孔に挿通させて該縦葺屋根板の裏面側に突出させ、この結合ボルトの突出先端にナットを締め付けることにより前記太陽電池パネルが前記縦葺屋根板に結合されている。
【０００７】
そして、この場合において、前記縦葺屋根板には弾性を有する断熱材が裏貼りされ、この断熱材が前記縦葺屋根板の裏面の結合孔周辺部と前記ナットとの間で圧縮状に挟持されるものとする。また、前記縦葺屋根板の表面と前記太陽電池パネルの裏面との間には止水用通しパッキンを縦葺屋根板の長手方向全長にわたり介在させて固定することができる。
【０００８】
【発明の作用・効果】
上記構成の太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造によれば、縦葺屋根板の表面と太陽電池パネルとの間に空隙を設けてあるので、雨水が縦葺屋根板と太陽電池パネルとの間に浸入してもこの浸入水は前記空隙内を屋根勾配に沿って流れ去って容易に排水でき、また冬季にこの浸入水が凍結するようなことがあってもこの凍結による体積膨張は前記空隙内で逃がすことができるため太陽電池の破損を防止でき、さらに夏季における太陽電池の温度上昇は前記空隙内での通気作用により抑制できて発電効率の低下を抑えることができる。
【０００９】
また、この太陽電池パネル付き縦葺屋根板は野地板との間にバックアップ材を介在してあるので、この縦葺屋根板の取り付け施工時に太陽電池パネルの上を踏んだときもこの踏圧により縦葺屋根板がたわむようなことがないため、太陽電池パネルの破損を防止できる。
【００１０】
施工後、万一、太陽電池が破損したときは、縦葺屋根板を取り外し、ナットの締付けを弛めて太陽電池パネルを縦葺屋根板から分離することができるので、この太陽電池パネルのみを取り替えることが可能であり、経済的である。
【００１１】
太陽電池パネル付きの縦葺屋根板には弾性を有する断熱材が裏貼りされ、この断熱材が縦葺屋根板の裏面の結合孔周辺部とナットとの間で圧縮状に挟持されているものであるため、その断熱材が本来の縦葺屋根板裏の断熱、防露機能を発揮するとともに、縦葺屋根板の結合孔周辺部とナットとの間で圧縮状に挟持された断熱材の弾性反発力によりナットの緩み止めや締め付け強度の増大、結合ボルトと結合孔との間のシール等の機能をも発揮する。
【００１２】
縦葺屋根板の表面と太陽電池パネルの裏面との間には止水用通しパッキンを縦葺屋根板の長手方向全長にわたり介在させて固定しておくと、縦葺屋根板と太陽電池パネルとの間の空隙内に浸入した雨水が結合孔へ回り込むのを止水用通しパッキンで遮断することができるとともに、太陽電池パネルと縦葺屋根板の両者の補強一体化に寄与できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施例を示す太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造の断面図、図２は図１の太陽電池付き縦葺屋根板の平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図、図４は図１の太陽電池パネルと縦葺屋根板との結合部分の拡大断面図、図５は図１の太陽電池付き縦葺屋根板の端部同士の接続固定部の拡大断面図である。
【００１４】
本発明に係る太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造は、図２、図３に示すように、予め、工場等で金属製の縦葺屋根板１の表面側に太陽電池パネル（太陽電池モジュール）２を一体的に結合して太陽電池付き縦葺屋根板３を組み立て、図１に示すように、この太陽電池付き縦葺屋根板３を現場で縦葺屋根の形鋼製の母屋や梁等の屋根下地材４の上に敷設された硬質木片セメント板や木毛セメント板等の野地板５上に取り付けるというものである。
【００１５】
縦葺屋根板１は着色塗装鋼板等の平らな金属板からなり、雨音、結露を防止するために発泡ポリエチレンフォーム等の弾性を有する断熱材６を裏貼りしてある。この縦葺屋根板１の幅方向両端部には、図３に示すように、縦葺屋根板１の端を裏側へ略直角に折曲した後向き板部７と、この後向き板部７の後端を内向きに折り返した被係止部８と、この被係止部８の後端を外向きに折曲して断面略Ｖ形状の樋部９とを形成している。樋部９の溝内にはその長手方向にわたってシリコン等の止水パッキン１０を接着固定している。
【００１６】
図３、図５に示すように、縦葺屋根板１の表面側には太陽電池パネル２が所定間隔の空隙１１を置いて重合配備されるとともに、複数個の結合ボルト１２及びナット１３により一体的に結合される。結合ボルト１２はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で円筒状に成形され、且つ基端に鍔部１４が外方へ水平に張り出し形成されている。複数個の結合ボルト１２は、個々の鍔部１４の端面を太陽電池パネル２の裏面上の所定箇所に突き合わせて接着剤で接着することにより太陽電池パネル２の裏面側の数箇所に所定間隔置きに固定される。かくして、結合ボルト１２の先端を、縦葺屋根板１に設けた結合孔１５に挿通させて縦葺屋根板１の裏面側に突出させ、この結合ボルト１２の突出先端にナット１３を締め付けることにより太陽電池パネル２が縦葺屋根板１の表面側に空隙１１を置いて一体的に結合される。その際、たとえ、雨水が太陽電池パネル２と縦葺屋根板１との間の空隙１１内に浸入し、さらに結合ボルト１２と結合孔１５との間の隙間から縦葺屋根板１の裏側へ浸入することのないように、結合ボルト１２の鍔部１４と縦葺屋根板１の表面との間にはゴム製のシールリング１６が介在される。
【００１７】
縦葺屋根板１の表面と太陽電池パネル２の裏面との間には、太陽電池パネル２の裏側に浸入した雨水が結合孔１５へ回り込むのを防止するとともに、太陽電池パネル２と縦葺屋根板１の両者の補強一体化を補助するために、図３に示すように、複数本のＥＰＤＭゴム等よりなる止水用通しパッキン１７を縦葺屋根板１の長手方向（軒棟方向）全長にわたり介在させて太陽電池パネル２及び縦葺屋根板１に対して接着固定させる。
【００１８】
結合ボルト１２にナット１３を締め付けるときは、図４に示すように、縦葺屋根板１に裏貼りされた断熱材６の結合孔周辺部６ａが縦葺屋根板１の裏面の結合孔１５周辺部とナット１３との間で圧縮状に挟持される。これにより、断熱材６が本来の縦葺屋根板裏の断熱、防露機能のほかに、ナット１３の緩み止めや締め付け強度の増大、結合ボルト１２と結合孔１５間のシールなどの機能をも発揮する。
【００１９】
太陽電池パネル２としては、たとえば、図４に示すように、透明な強化ガラス等よりなるフロントカバー１８に、多数個の結晶系あるいは非結晶系のシリコン素子等の太陽電池セル１９をエチレンビニルアセテート等の充填封入材２０によって接着一体化し、この裏面をフッ素樹脂系フィルム等よりなるバックカバー２１によって保護コートされたラミネートタイプの一般的なものが使用される。太陽電池パネル２の外周には接着剤２２を介して金属製の枠２３が嵌め込まれている。太陽電池パネル２から出力ケーブル２４を取り出す際、或る１個の円筒状の結合ボルト１２を利用し、出力ケーブル２４はこの結合ボルト１２の中空内部に通して縦葺屋根板１の裏面側へ導出させる。また、図３に示すように出力ケーブル２４を縦葺屋根板１の裏面側に這わすとき、該出力ケーブル２４の中途部は他の結合ボルト１２の先端部に設ける切欠溝２５に嵌め込むことで該結合ボルト１２をケーブル保持具に兼用できる。
【００２０】
次に、上記構成の太陽電池付き縦葺屋根板３を縦葺屋根の野地板５上に取り付ける要領について施工順に説明する。
【００２１】
まず、太陽電池付き縦葺屋根板３を取り付けるに先立って、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板３，３の幅方向の端同士を接続するための通し吊子２６（図５参照）と、太陽電池付き縦葺屋根板３，３の端同士間に嵌め込まれるキャップ２７（図５参照）とを用意する。
【００２２】
図５に示すように、通し吊子２６は、断熱材２８が裏貼りされた金属板を曲げ加工して断面溝形状の隠し樋２９を形成するとともに、この隠し樋２９の両側壁部３０，３０の各上端に、縦葺屋根板１の端の被係止部８が係合する係止部３１をその長手方向にそって内向きに一体に突設している。さらに、各係止部３１の上端は一旦斜め上向き外方へ折曲したうえで外側下方へ向かって折曲して起立板部３２を形成し、この起立板部３２の下端を外向きに水平に折曲して固定板部３３を形成している。
【００２３】
キャップ２７は、図５に示すように、天板部３４と、この天板部３４の幅方向両端から下方へ折曲された一対の側板部３５，３５を有する長尺物であり、縦葺屋根板１と同じ金属材料を曲げ加工してなる。天板部３４の幅は隣接する太陽電池付き縦葺屋根板３，３の後向き板部７，７同士間の間隔と略同じ寸法に設定され、側板部３５は弾性変形自在であって後向き板部７と被係止部８の外面に沿う形状で、後向き板部７と被係止部８の交わる角部３６に係合する形の段部３７を有する中折れ状に屈曲形成されている。
【００２４】
施工に際しては、図５に示すように、通し吊子２６は、野地板５上の所定位置にその長手方向が軒棟方向となるように配設されるとともに、固定板部３３にセルフドリリングビス等の止め具３８を通し付けることで野地板５を介して屋根下地材４に固定される。
【００２５】
次に、図１、図５に示すように、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板３，３のうち、一方の太陽電池付き縦葺屋根板３の被係止部８の内側を、通し吊子２６の片方の係止部３１に係合させる。それと同様に、他方の太陽電池付き縦葺屋根板３の被係止部８の内側を、通し吊子２６の他方の係止部３１に係合させる。太陽電池付き縦葺屋根板３の裏面と野地板５との間には、縦葺屋根板１の断熱、遮音及び強度、特に断熱性を援助するために、ポリスチレンフォーム等からなるバックアップ材３９が野地板５の上に載せられて縦葺屋根板１の裏面と野地板５との間に空気層４０を形成するように敷設される。
【００２６】
最後に、隣接する太陽電池付き縦葺屋根板３，３の後向き板部７，７同士の間に、キャップ２７をこの側板部３５，３５の弾性変形を利用して上方から嵌め込む。このキャップ２７の嵌め込みにより、図５に示すごとく隣接する縦葺屋根板１，１の後向き板部７，７間の間隙が閉鎖される。キャップ２７は段部３７を被係止部８に係合することで上方へ抜け出ることがなく、また縦葺屋根板１の被係止部８が係止部３１に対して係合した状態が確実に保持される。キャップ２７の後向き板部７の下端は止水パッキン１０に密着係合されることにより、雨水がキャップ２７の側板部３５と縦葺屋根板１の後向き板部７との重合面間を通って浸入する場合も止水パッキン１０で効果的に止水することができる。
【００２７】
このキャップ２７の嵌め込み施工時には、図５に示すように、太陽電池パネル付き縦葺屋根板３と野地板５との間にバックアップ材３９を介在してあるので、太陽電池パネル２の上を踏んだときもこの踏圧により縦葺屋根板１がたわむようなことがなく、太陽電池パネル２の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す太陽電池付き縦葺屋根板の取付構造の断面図である。
【図２】  図１の太陽電池付き縦葺屋根板の平面図である。
【図３】  図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】  図１の太陽電池パネルと縦葺屋根板との結合部分の拡大断面図である。
【図５】  図１の太陽電池付き縦葺屋根板の端部同士の接続固定部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  縦葺屋根板
２  太陽電池パネル
３  太陽電池付き縦葺屋根板
４  屋根下地材
５  野地板
６  断熱材
１１  空隙
１２  結合ボルト
１３  ナット
１５  結合孔
１７  止水用通しパッキン
３９  バックアップ材
【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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