(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根に設けられる瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせて、それぞれ上下ピッチ、段差、勾配が設定され、それぞれに嵌合凹溝が形成された下フレーム、中フレーム、上フレームおよび側方フレームから構成された多段のフレームと、
周囲四辺を前記フレームの嵌合凹溝にて保持されて各段部に設けられる太陽光発電用モジュールとを具備し、
中フレームは、上側と下側とに嵌合凹溝が設けられ、これら嵌合凹溝に中フレームの上下で隣合う太陽光発電用モジュールがそれぞれ差し込まれて、当該上下で隣合う太陽光発電用モジュールによって共用されてなることを特徴とする太陽光発電ユニット。
【請求項２】
太陽光発電ユニットの接続横幅寸法が、瓦の横幅寸法の整数倍に設定されてなる請求項１記載の太陽光発電ユニット。
【請求項３】
建物の屋根に設けられる瓦の少なくとも一部分が、太陽光発電ユニットとされた屋根構造であって、
瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせて、それぞれ上下ピッチ、段差、勾配が設定され、それぞれに嵌合凹溝が形成された下フレーム、中フレーム、上フレームおよび側方フレームから構成された多段のフレームと、周囲四辺を前記フレームの嵌合凹溝にて保持されて各段部に設けられる太陽光発電用モジュールとを具備し、中フレームの上側と下側とに嵌合凹溝が設けられ、これら嵌合凹溝に中フレームの上下で隣合う太陽光発電用モジュールがそれぞれ差し込まれて、当該上下で隣合う太陽光発電用モジュールによって中フレームが共用されてなる太陽光発電ユニットが用いられてなることを特徴とする屋根構造。
【請求項４】
左右の隣り合う太陽光発電ユニットの側面同士が水密材を介して接続されるとともに、この太陽光発電ユニットの接続横幅寸法が、瓦の横幅寸法の整数倍に設定されてなる請求項３記載の屋根構造。
【請求項５】
太陽光発電ユニットの左右の隣接する継ぎ目の裏側の野地板上に、雨水漏れ誘導用部材が上下方向に配設されてなる請求項３または４記載の屋根構造。
【請求項６】
Ｌ字状に形成された止め具の他端が野地板にネジにて固定され、一端が太陽光発電ユニットの下フレームにボルトにて固定されてなる請求項３ないし５の何れか一記載の屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電ユニットと、この太陽光発電ユニットを敷設した屋根構造とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽光発電ユニットは、太陽光発電用モジュールを同一平面に並べて平板状に形成されていた。この太陽光発電ユニットは、瓦の寸法と関係無く、所定の寸法に設定されていた。
【０００３】
この太陽光発電ユニットは、建物の屋根に敷設された瓦の表面に固定したり、この瓦の一部分を取り除いて野地板上に固定したりしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、葺かれた瓦が模様となって表情を有する屋根に対して、上記従来の太陽光発電用ユニットは、平板状であるため、瓦との間に違和感を生じ、屋根の意匠性を損なってしまうといった不都合を生じていた。
【０００５】
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、施工性および強度に優れ、施工状態において隣り合う瓦との違和感がなく、屋根全体として統一感が得られる太陽光発電ユニットと、この太陽光発電ユニットを敷設した屋根構造と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】
上記課題を解決するための本発明の太陽光発電ユニットは、建物の屋根に設けられる瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせて、それぞれ上下ピッチ、段差、勾配が設定され、それぞれに嵌合凹溝が形成された下フレーム、中フレーム、上フレームおよび側方フレームから構成された多段のフレームと、周囲四辺を前記フレームの嵌合凹溝にて保持されて各段部に設けられる太陽光発電用モジュールとを具備し、中フレームは、上側と下側とに嵌合凹溝が設けられ、これら嵌合凹溝に中フレームの上下で隣合う太陽光発電用モジュールがそれぞれ差し込まれて、当該上下で隣合う太陽光発電用モジュールによって共用されてなるものである。
【０００７】
また、太陽光発電ユニットの接続横幅寸法が、瓦の横幅寸法の整数倍に設定されてなるものである。
【０００８】
また、上記課題を解決するための本発明の屋根構造は、建物の屋根に設けられる瓦の少なくとも一部分が、太陽光発電ユニットとされた屋根構造であって、瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせて、それぞれ上下ピッチ、段差、勾配が設定され、それぞれに嵌合凹溝が形成された下フレーム、中フレーム、上フレームおよび側方フレームから構成された多段のフレームと、周囲四辺を前記フレームの嵌合凹溝にて保持されて各段部に設けられる太陽光発電用モジュールとを具備し、中フレームの上側と下側とに嵌合凹溝が設けられ、これら嵌合凹溝に中フレームの上下で隣合う太陽光発電用モジュールがそれぞれ差し込まれて、当該上下で隣合う太陽光発電用モジュールによって中フレームが共用されてなる太陽光発電ユニットが用いられてなるものである。
【０００９】
また、この屋根構造において、Ｌ字状に形成された止め具の他端が野地板にネジにて固定され、一端が太陽光発電ユニットの下フレームにボルトにて固定されてなるものである。
【００１０】
さらに、この屋根構造において、左右の隣り合う太陽光発電ユニットの側面同士が水密材を介して接続されるとともに、この太陽光発電ユニットの接続横幅寸法が、瓦の横幅寸法の整数倍に設定されてなるものである。
【００１１】
さらに、この屋根構造において、太陽光発電ユニットの左右の隣接する継ぎ目の裏側の野地板上に、雨水漏れ誘導用部材が上下方向に配設されてなるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、太陽光発電ユニットＵの全体構成の概略を示し、図２ないし図６は、同太陽光発電ユニットＵを敷設した屋根構造を示している。
【００１４】
すなわち、この太陽光発電ユニットＵは、フレーム１０と、パネル体である太陽光発電用モジュール（以下、単にモジュールパネル体と言う。）１とを具備して構成されている。この太陽光発電ユニットＵは、建物の屋根の野地板Ｒに敷設される瓦２と同様に野地板Ｒに敷設される。
【００１５】
フレーム１０は、上下二枚のモジュールパネル体１を保持するようになされている。このフレーム１０としては、金属製、木製、樹脂製、またこれらの複合材料やリサイクル材料から構成された各種の材質のものを使用することができる。下モジュールパネル体１は、その周囲四辺を、４つのフレーム１０…にて保持され、上モジュールパネル体１は、その周囲四辺を、４つのフレーム１０…にて保持されており、上下モジュールパネル体１，１の間のフレーム１０は共用とされる。
【００１６】
具体的に述べると、下モジュールパネル体１において、その下端縁１ｂは、左右横幅が長尺な下フレーム１３の嵌合凹溝１５に差し込まれ、その上端縁１ａは、左右横幅が長尺な中フレーム１２の下側の嵌合凹溝１５に差し込まれ、その両側端縁１ｃ，１  ｃは、夫々、上下縦幅が長尺な側方フレーム１４の嵌合凹溝１５に差し込まれ、側方フレーム１４は、中フレーム１２と下フレーム１３とに側方から当接してネジなどの固着具（図示省略）にて固定される。
【００１７】
また、上モジュールパネル体１において、その下端縁１ｂは、下モジュールパネル体１の上端縁１ａを差し込んでいる中フレーム１２の上側の嵌合凹溝１５に差し込まれ、その上端縁１ａは、左右横幅が長尺な上フレーム１の嵌合凹溝１５に差し込まれ、その両側端縁１ｃ，１ｃは、夫々、上下縦幅が長尺な側方フレーム１４の嵌合凹溝１５に差し込まれ、側方フレーム１４は、上フレーム１１と中フレーム１２とに側方から当接してネジなどの固着具（図示省略）にて固定される。
【００１８】
モジュールパネル体１は、例えば、シリコン（ケイ素）結晶などの化合物半導体や、アモルファスシリコンジリコン等の材料で形成されており、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。このモジュールパネル体１の裏面には、（太陽光エネルギーから変換された）電流が流れるケーブル６が配設されている。上下モジュールパネル体１，１は、このケーブル６，６を介して、直列に連結される。また、モジュールパネル体１は、上記したフレーム１０の嵌合凹溝１５に、パッキン等のシール材３を介して差し込まれ、この部分からの雨水の漏れを防止することができるようになされている。
【００１９】
このようにして構成される太陽光発電ユニットＵは、上下ピッチＰ・段差Ｈ・勾配θのそれぞれが、建物の屋根の野地板Ｒに敷設されている瓦２の上下ピッチＰ０  ・段差Ｈ０  ・勾配θ０  に合わせて設定されている。
【００２０】
なお、上下方向とは、屋根の棟から軒までの方向をいう。また、上下ピッチＰ０  とは、瓦２の上下方向の間隔をいい、段差Ｈ０  とは、隣接する上下瓦２，２の瓦２に対して垂直方向の高さの差をいい、勾配θ０  とは、瓦２の野地板Ｒに対する傾斜角度をいう。
【００２１】
また、図４に示すように、上下ピッチＰとは、フレーム１０を含むモジュールパネル体１の上下方向の間隔、すなわち、フレーム１０からフレーム１０までの間隔をいい、段差Ｈとは、隣接する上下モジュールパネル体１のモジュールパネル体１に対して垂直方向の高さの差をいい、勾配θとは、モジュールパネル体１の野地板Ｒに対する傾斜角度をいう。即ち、Ｐ＝Ｐ０  、Ｈ＝Ｈ０  、θ＝θ０  に設定されている。
【００２２】
なお、図１において、太陽光発電ユニットＵは、上下二段のモジュールパネル体１，１によって形成されているが、このモジュールパネル体１が三段以上の場合は、隣り合うモジュールパネル体１，１の間に中フレーム１２を追加配設すればよい。これにより、三段以上のモジュールパネル体１を有する太陽光発電ユニットＵを形成することができる。このモジュールパネル体１の段数としては特に限定されるものではないが、あまり多くのモジュールパネル体１を用いて太陽光発電ユニットＵを形成すると、太陽光発電ユニットＵ自体が大きくなり過ぎて取り扱いが不便になる。したがって、太陽光発電ユニットＵを構成するモジュールパネル体１の段数としては、二〜六段程度が好ましい。
【００２３】
この太陽光発電ユニットＵは、フレーム１０の各段部にモジュールパネル体１を設けるようになされているので、モジュールパネル体１を同一平面で横並びに並べてフレーム１０に納める従来のものと比較しても、撓みが少なく、堅牢で強度に優れたものとすることができる。また、太陽光発電ユニットＵは、モジュールパネル体１を多段に形成してユニット化しているため、瓦２の施工のように一枚毎に施工作業をする必要もなく、効率よく施工作業や修理作業を行うことができる。しかも、太陽光発電ユニットＵは、上下ピッチＰ・段差Ｈ・勾配θのそれぞれが、建物の屋根の野地板Ｒに敷設されている瓦２の上下ピッチＰ０  ・段差Ｈ０  ・勾配θ０  に合わせて設定されているので、施工完了状態で、瓦２の納まりと合致して違和感も無く優れた意匠性が得られる。
【００２４】
次に、この太陽光発電ユニットＵを用いた屋根構造について説明する。
【００２５】
この屋根構造は、建物の屋根の野地板Ｒに敷設される瓦２の一部分に代えて、太陽光発電ユニットＵを敷設して構成されている。この太陽光発電ユニットＵを敷設する面積としては、特に限定されるものではなく、座布団一枚分程度の極小面積であってもよいし、逆に屋根の略全体であってもよい。また、この太陽光発電ユニットＵを設ける箇所としては、一箇所であってもよいし、複数箇所に分散したものであってもよい。
【００２６】
各太陽光発電ユニットＵは、野地板ＲにＬ字止め具７にて固定される。  具体的に述べると、太陽光発電ユニットＵの下フレーム１３の左右両端部に、夫々、Ｌ字止め具７の一端がボルト７１にて固定（共締め）され、Ｌ字止め具７の他端が野地板Ｒにネジ７２にて固定される。
【００２７】
太陽光発電ユニットＵの上下方向の接続について説明すると、下側の太陽光発電ユニットＵの上フレーム１１に、上側の太陽光発電ユニットＵの下フレーム１３を載置することで、隣接する上下の太陽光発電ユニットＵ，Ｕ同士が接続される。なお、上フレーム１１と下フレーム１３との間には、パッキン等のシール材を配設してもよく、このシール材は、上フレーム１１と下フレーム１３との間から野地板Ｒへと雨水が漏水するのを防止することができる。また、隣接する上下の太陽光発電ユニットＵと瓦２とは、相互に重ね合わせることで接続される。
【００２８】
太陽光発電ユニットＵの左右方向の接続について説明すると、左右の隣り合う太陽光発電ユニットＵ，Ｕの側方フレーム１４，１４の側面同志を、発泡ゴム等の水密材４を介して、圧接することで、隣接する左右の太陽光発電ユニットＵ，Ｕ同士が接続される。水密材４は、この隣接する左右の太陽光発電ユニットＵ，Ｕ同士の間から野地板Ｒへと雨水が漏水するのを防止することができる。また、隣接する左右の太陽光発電ユニットＵと瓦２とは、相互側面間に、水密材４を圧縮状に介在させることで接続される。
【００２９】
このように、この太陽光発電ユニットＵを用いた屋根構造によると、太陽光発電ユニットＵを納まり良く施工することができるので、太陽光発電ユニットＵと、これに隣接する瓦２との間に違和感が無く、屋根全体として統一感が得られ、意匠的に優れたものとすることができる。
【００３０】
また、この屋根構造に用いている太陽光発電ユニットＵは、接続横幅寸法Ｗを、瓦２の横幅寸法Ｗ０  の四倍に設定している。ここで、接続横幅寸法Ｗとは、太陽光発電ユニットＵの横幅寸法と、左右水密材４の横幅寸法の半分とを加えたものである。すなわち、モジュールパネル体１の左右横幅寸法は、瓦２の左右横幅寸法Ｗ０  より僅かに小さく設定されている。この接続横幅寸法Ｗとしては、特に瓦２の横幅寸法Ｗ０  の四倍に限定されるものではないが、あまり大きな倍数に設定して太陽光発電ユニットＵを形成すると、太陽光発電ユニットＵ自体が大きくなり過ぎて取り扱いが不便になる。したがって、太陽光発電ユニットＵの接続横幅寸法Ｗとしては、モジュールパネル体１の上下段数も考慮した上で、瓦２の横幅寸法Ｗ０  の整数倍になるように設定することが好ましい。
【００３１】
このように、太陽光発電ユニットＵの接続横幅寸法Ｗを、瓦２の横幅寸法Ｗ０  の整数倍に設定しておけば、太陽光発電ユニットＵを施工する際に、この太陽光発電ユニットＵの左右方向に隣接する瓦２との納まりを綺麗に見せることができ、一層優れた納まり、施工性が得られる。
【００３２】
さらに、この屋根構造において、太陽光発電ユニットＵの左右の継ぎ目の裏面側に対向する野地板Ｒの表面には、夫々、雨水漏れ誘導用の浅溝付き部材５を、上下方向に配設していてもよい。すなわち、左右の隣り合う太陽光発電ユニットＵ，Ｕの間の圧縮している水密材４の裏面側に対向する野地板Ｒの表面、および、太陽光発電ユニットＵと瓦２との間の水密材４の裏面側に対向する野地板Ｒの表面に、それぞれ長尺な浅溝付き部材５を、上下方向に配設し、前記水密材４の裏面側に浅溝を対向させる。この浅溝付き部材５は、野地板Ｒにビス５１で固定する。
【００３３】
このように、雨水漏れ誘導用の浅溝付き部材５を配設することで、万が一水密材４が効かずに雨水などが漏れてきた場合であっても、この浅溝付き部材５を介して雨水を排水することができるので、野地板Ｒから建物内に漏れるのを防止することができる。また、この浅溝付き部材５には、上フレーム１１、中フレーム１２の両端部が載置され、太陽光発電ユニットＵと野地板Ｒとの間には、隙間Ｇを形成するようになされている。この隙間Ｇを利用することで、ケーブル６の配線は、容易に行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、フレーム１０の形状や、モジュールパネル体１のフレーム１０による保持固着方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、建物の屋根に設けられる瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせて、それぞれ上下ピッチ、段差、勾配が設定され、それぞれに嵌合凹溝が形成された下フレーム、中フレーム、上フレームおよび側方フレームから構成された多段のフレームと、周囲四辺を前記フレームの嵌合凹溝にて保持されて各段部に設けられる太陽光発電用モジュールとを具備し、中フレームは、上側と下側とに嵌合凹溝が設けられ、これら嵌合凹溝に中フレームの上下で隣合う太陽光発電用モジュールがそれぞれ差し込まれて、当該上下で隣合う太陽光発電用モジュールによって共用されてなるので、太陽光発電ユニットは、堅牢で強度に優れたものとすることができる。
【００３６】
また、太陽光発電ユニットは、このように多段になった状態でユニット化されており、各段毎に扱わなくて良いため、施工や修理の際には、この多段になったユニット毎に取り付けたり、取り外したりすることができ、優れた施工性が得られることとなる。
【００３７】
さらに、多段になったフレームは、瓦の上下ピッチ、段差、勾配に合わせているので、屋根に葺かれた瓦の一部分を太陽光発電パネルに置き換える場合に、納まり良く施工することができ、優れた施工性が得られる。このことは、太陽光発電ユニットの接続横幅寸法を、瓦の横幅寸法の整数倍に設定することで、一層優れた納まり、施工性が得られる。
【００３８】
したがって、このような太陽光発電ユニットを用いた屋根構造においては、納まり良く施工することができ、太陽光発電ユニットと、これに隣接する瓦との間に違和感が無く、屋根全体として統一感が得られ、意匠的に優れたものとなり、堅牢で強度に優れたものとすることができる。
【００３９】
また、太陽光発電ユニットの左右の隣接する継ぎ目の裏側の野地板上に、雨水漏れ誘導用部材を上下方向に配設することで、野地板への雨水の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽光発電ユニットの全体構成の概略を示す平面図である。
【図２】本発明に係る屋根構造の要部構成の概略を示す部分平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図４におけるフレームと太陽光発電用モジュールとの納まり部分を示す拡大断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【符号の説明】
１  太陽光発電用モジュールパネル体
２  瓦
４  水密材
５  浅溝付き部材（雨水漏れ誘導用部材）
１０  フレーム
Ｕ  太陽光発電ユニット
Ｒ  野地板
Ｐ  上下ピッチ
Ｐ０  上下ピッチ
Ｈ  段差
Ｈ０  段差
θ  勾配
θ０  勾配
Ｗ０  横幅寸法
Ｗ  接続横幅寸法
【図１】
0003632010.tif 000002
【図２】
0003632010.tif 000003
【図３】
0003632010.tif 000004
【図４】
0003632010.tif 000005
【図５】
0003632010.tif 000006
【図６】
0003632010.tif 000007