(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接配置される２つの太陽電池モジュールに跨って設けられ、長尺部材の一主面側に防水機能を有するシール部材が略全面に取り付けられるとともに、一主面の背面側に位置する他主面側には長尺方向に延びる２つの第１の係合手段が相対向して設けられ、両第１の係合手段によって挟まれる領域において太陽電池モジュールにネジ止め固定される第１のカバー部材と、
第１のカバー部材に外嵌される鍔部が長尺幅方向両側に設けられた長尺部材であって、一主面側に前記第１の係合手段とかみ合う２つの第２の係合手段が長尺方向に相対向して設けられ、第１のカバー部材が露出しないように第１のカバー部材に外嵌合される第２のカバー部材と、
よりなる太陽電池モジュール境界部の保護部材。
【請求項２】
前記隣接する太陽電池モジュールの突き合わせ部に生じる空間に独立発泡による乾式目地材を介装し、前記第１のカバー部材を太陽電池モジュール及び乾式目地材にネジ止め固定した請求項１記載の太陽電池モジュール境界部の保護部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数配列される太陽電池モジュールの境界部における防水性を確保し、その裏面側への水の浸入を防止するための保護部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高揚から、屋根材等への太陽電池の組み込みが実用化されつつある。図６、図７には、発電機能を有する外装材の一例として、本出願人によってすでに提案された屋根への応用例を表している。図は一般家屋用の外装材として、発電機能を有する屋根用太陽電池モジュール（以下、これを単に屋根パネルと称す）を、家屋の屋根上に設置した例を表している。具体的には、方形状の木製枠体２３に太陽電池パネル２９を組み込んだ屋根パネル３を、家屋６９の母屋７１上に棟木７３から軒先７５に亙って設置したものである。従って、図例の構造では、屋根の野地板が省略されるとともに、屋根パネル３が野地板として機能している。このように、屋根パネル３によって野地板の機能を兼用する主たる目的は、野地板上に上記屋根パネル３を設置すると、▲１▼屋根パネル３の重量が嵩み、家屋６９への重量負担が増加する、▲２▼野地板と屋根パネル３との間に隙間が生じた場合、水の浸入による野地板の腐食等、防水面での信頼性が劣ってしまう、と言った諸問題が懸念されるからである。なお、図中７７は採光用の天窓、４７は屋根パネルのメンテナンス部に嵌め込まれた屋根材をそれぞれ表している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の屋根パネル３は、野地板の機能を併せ持ちながら屋根上に複数個配列して設置されるため、隣接し合う２つの屋根パネル間の防水処理が極めて重要となる。すなわち、隣接し合う２つの屋根パネル３，３の境界部から水が浸入すると、そのまま雨漏りとなって屋内に被害が及んでしまう。この防水処理の一例として、例えば粘着性を有するブチルゴムシートを木製枠体２３の端面に貼付し、この端面同士を突き合わせることで水の浸入を遮断する方法や、隣接し合う屋根パネル３，３の境界部にシリコーン樹脂等のシーリング材を充填する方法などがこれまで採用されてきた。
しかしながら、このような防水処理の方法のうち、ブチルゴムシートを用いるものでは、木製枠体２３の端面同士が、その長さ方向全長に亙って隙間無く突き合わされる必要があり、加えてブチルゴムーシートの風化による隙間の形成等により、長期にわたって完全な水密構造を維持することは困難である。
また、シーリング材の充填についても同様、温度差による屋根パネル３の伸縮や風化により、時間の経過とともに境界部に隙間が生じてしまうことは避けられない。
従って、従来の屋根パネル３の境界部においては、長期にわたって完全に水を遮断することはできなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決し、建築パネル等の複数に配列される外装材や、複数に配列される太陽電池モジュールなど、風雨に晒される部材の境界部における防水性を、長期にわたって確実に維持できる保護部材を提供するものである。
【０００５】
このような本発明は、太陽電池モジュール境界部の保護部材としては、隣接配置される２つの太陽電池モジュールに跨って設けられ、長尺部材の一主面側に防水機能を有するシール部材が略全面に取り付けられるとともに、一主面の背面側に位置する他主面側には長尺方向に延びる２つの第１の係合手段が相対向して設けられ、両第１の係合手段によって挟まれる領域において太陽電池モジュールにネジ止め固定される第１のカバー部材と、
第１のカバー部材に外嵌される鍔部が長尺幅方向両側に設けられた長尺部材であって、一主面側に前記第１の係合手段とかみ合う２つの第２の係合手段が長尺方向に相対向して設けられ、第１のカバー部材が露出しないように第１のカバー部材に該嵌合される第２のカバー部材と、
よりなる構成とすることで実現できる。ここで、前記隣接する太陽電池モジュールの突き合わせ部に生じる空間に独立発泡による乾式目地材を介装し、前記第１のカバー部材を太陽電池モジュール及び乾式目地材にネジ止め固定してもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の外装材境界部の保護部材および太陽電池モジュール境界部の保護部材は、以下の実施形態によって長期にわたる防水機能を発揮する。
先ず第１のカバー部材を、例えば隣接した２つの外装材や太陽電池モジュールの境界部上に一主面側が外装材側となるように取り付ける。この時には、第１のカバー部材は、境界部に相当する２つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面を跨ぐかたちで取り付けられるので、シール材が直接太陽光や風雨に晒されることはない。ここで、第１のカバー部材の取り付けには、第１の係合手段によって挟まれる領域に取り付けられたネジ孔から、隣接する２つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面それぞれに少なくとも１本ずつのネジを立てて固定することができる。さらにシール部材に粘着性を持たせたり、あるいは接着剤を塗布しておき、２つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面に粘着または接着させることもできる。従って、第１のカバー部材は、外装材や太陽電池モジュールに対して確実に取り付けられることになる。
次に、この第１のカバー部材の上に第２のカバー部材を嵌め込むが、この第２のカバー部材は第１のカバー部材に対して外嵌関係となっており、第２のカバー部材を嵌め込んだ後は、第１のカバー部材は露出しない。ここで第２のカバー部材は、その一主面側に第１のカバー部材に設けられた第１の係合手段とかみ合う第２の係合手段が長尺方向に相対向して設けられているので、第２のカバー部材を嵌め込む際に、これら両者が互いにかみ合わされる。従って、第１のカバー部材と第２のカバー部材とは、容易に外れないよう強固に連結される。
従って先ず第２のカバー部材により、第１のカバー部材まで水が到達してしまうことを防止し、例え第１のカバー部材まで水が到達したとしても、第１のカバー部材に取り付けられたシール材により、外装材や太陽電池モジュールの境界部への水の浸入が防止される。またこのシール材は、前述のように直接太陽光や風雨に晒されない。このように、本発明の保護部材は外装材や太陽電池モジュールの境界部に対して、２段構えの防水作用を長期に渡って発揮することになる。
【０００７】
【実施例】
続いて本発明の詳細を、具体的実施例に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の保護部材１の一実施例を、太陽電池モジュールの応用例としての発電機能を有する屋根パネル３（以下単に屋根パネル３と記す）の境界部に適用した場合について表している。図例のものは、方形状の屋根パネル３の一辺をカバーしうる全長を持つ長尺部材５の一主面７側に、防水機能を有するシール部材９が取り付けられるとともに、一主面７の背面側に位置する他主面１１側には長尺方向に延びる２つの第１の係合手段１３，１３が相対向して設けられた第１のカバー部材１５と、当該第１のカバー部材１５に対してその長尺幅方向での外嵌関係を有し、且つ断面形状を山型とした長尺部材であって、一主面７側に前記第１の係合手段１３，１３とかみ合う２つの第２の係合手段１７，１７が、長尺方向に相対向して設けられた第２のカバー部材１９とよりなる外装材境界部の保護部材１である。なおここでは、第１のカバー部材１５の前記第１の係合手段１３，１３によって挟まれる領域に、取り付け用のネジ孔２１を設けた例を表している。
一方、対象となる屋根パネル３については、方形状の木製枠体２３の内部空間に断熱材２５が収容されるとともに、断熱材２５の上にブチルゴムよりなる防水シート２７と、アモルファスシリコン太陽電池パネル２９が積層されたものである。そして、木製枠体２３の上面には下部取り付け部材３１が取り付けられ、さらにこの下部取り付け部材３１には、上部取り付け部材３３が嵌合関係によって取り付けられている。これら下部取り付け部材３１と上部取り付け部材３３によって太陽電池取り付け部材３５が構成され、これら２つの取り付け部材３１，３３の間に太陽電池パネル２９を挟み込むことで木製枠体２３と太陽電池パネル２９との間が固定されている。
【０００８】
このような構成において、先ず第１のカバー部材１５を２つの外装材、ここでは屋根パネル３の太陽電池取り付け部材３５の境界部上に取り付けるが、この時には、図示するように第１のカバー部材１５が境界部に相当する２つの太陽電池取り付け部材３５の端部上面を跨ぐかたちで取り付けられる。この時には図示するように、第１のカバー部材１５に設けたネジ孔２１に木ネジ３７等を挿通し、太陽電池取り付け部材３５に直接穿孔することで確実に固定される。あるいは予め所定の位置にネジ孔２１としてのタップを形成しておいてもよい。また、木ネジ３７を締めつける際には局部的に大きな力が加わる為、第１のカバー部材１５が反ったりする場合があるものの、シール部材９に接着剤を塗布したり粘着性のシール部材９を用いることで、第１のカバー部材１５と太陽電池取り付け部材３５との間の接着をより確実にし、この反りによる隙間の形成を確実に防止することができる。同時に防水性能が向上することは勿論のことである。
従って、第１のカバー部材１５のみでも、シール部材９が直接太陽光や風雨に晒されることはない。
また、上記ネジ３７は仮想線３７ａで示すように、太陽電池取り付け部材３５の突き合わせ部に、木製枠体２３に達するように取り付けてもよい。
【０００９】
そしてさらに、この第１のカバー部材１５が雨水に晒されることを防止するため、山型の断面形状を有する第２のカバー部材１９を嵌め込む。この第２のカバー部材１９は第１のカバー部材１５に対して外嵌関係となっているので、図示するように幅方向端面の外側には、第２のカバー部材１９の鍔部３９が位置することになる。従って、この第２のカバー部材１９を嵌め込んだ後は、第１のカバー部材１５が露出することはない。
ここで第２のカバー部材１９は、その一主面７側に第１のカバー部材１５に設けられた第１の係合手段１３，１３とかみ合う第２の係合手段１７，１７が長尺方向に相対向して設けられているので、第２のカバー部材１９を嵌め込む際に、これら両者が互いにかみ合わされる。この第１の係合手段１３，１３については図からその構造が明らかなように、第１のカバー部材１５の他主面１１側から立設され、後述する第２の係合手段１７，１７の先端部がかみ合うように係止部４１が構成されている。図例ではこの係止部４１を、第１のカバー部材１５の幅方向外側に向けて設けているが、幅方向内側に向けて設けてもよい。一方、第２の係合手段１７，１７についても図から明らかなように、第２のカバー部材１９の一主面７側から立設され、先端には前述の第１の係合手段１３，１３の係止部４１とかみ合う係止片４３が突設されている。
これら相対向して設けられた第１の係合手段１３，１３と第２の係合手段１７，１７は、第２のカバー部材１９を嵌め込む時に、互いにその間隔が拡縮されながら係止片４３が係止部４１に嵌まり込み、その後は第２のカバー部材１９を上方向に引っ張っても容易に外れることはない。
【００１０】
また、図２に示しているように、太陽電池取り付け部材３５を構成している上部取り付け部材３３の突き合わせ部に生じる空間に、例えば独立発泡による乾式目地材３４、３４を介装させることも有効である。この場合、ネジ３７ａが貫通する場合もあるが、乾式目地材３４、３４は発泡体であり、水密性が損なわれることはない。
【００１１】
以上の構造により、第２のカバー部材１９により、第１のカバー部材１５まで水が到達してしまうことを防止し、例え第１のカバー部材１５まで水が到達したとしても、第１のカバー部材１５に取り付けられたシール部材９によって、外装材の境界部への水の浸入が防止され、２段構えの防水作用を長期にわたって発揮できる。また、第２のカバー部材１９はその断面形状が山型となっていることから、雨水をその幅方向外側に効率よく流すことと、第１および第２のカバー部材１５，１９との間に空間が形成されることから、この空間を太陽電池の配線ケーブル等の敷設スペースとして活用することができる。
【００１２】
また、ネジ孔２１を相対向する２つの第１の係合手段１３，１３の間に設けると、例え２つのカバー部材の間に水が浸入したとしても、ネジ部への水の浸入が防止できるので、ネジ部からの腐食を確実に防止することができる。そして万が一ネジ部にまで水が浸入したとしても、乾式目地材３４によって、それ以降への水の浸入が確実に防止できる。
【００１３】
このような本発明の保護部材１は、主に２つの外装材または太陽電池モジュールの間の境界部を対象としたものであるので、屋根パネル３に用いるには、他の部分の保護部材１との取り付け関係が生じる。そこで、以下の図３〜図５を参考に、本発明を用いた場合の屋根の全体構造の実施例について詳細に説明する。
図３は、複数枚の屋根パネル３を組み込んだ屋根構造４５の一部を表した平面図である。なお図は上方向を棟方向、下方向を軒先方向として描いている。図例は屋根４５の端部を表しており、端部の屋根パネル３ｂに続いて中央部の屋根パネル３ａを配列し、屋根パネル３ａ，３ａ間の境界部に本発明の保護部材１を用いるとともに、屋根パネル３ａ，３ｂの太陽電池パネル２９と屋根材４７との間に他の保護部材４９を用いたものである。従って、本発明の保護部材１と他の保護部材４９との間には、取り付けに当たっての構造上の関連性が有る。なお、図中のＡ−Ａ断面図については図２に示した通りであるので、以下にその他の部分について説明する。
【００１４】
他の保護部材４９は、棟木側すなわち屋根の傾斜上方向に位置する上枠水切りカバー４９ａ、屋根の傾斜下方向に位置する下枠水切りカバー４９ｂ、端部の屋根パネル３ｂの縦方向に設けられる縦水切りカバー４９ｃより構成されている。そしてこれら各水切りカバー４９ａ，４９ｂ，４９ｃの取り付け構造のうち、図中Ｂ−Ｂ断面図を図４に、またＣ−Ｃ断面図を図５にそれぞれ示している。
先ずＢ−Ｂ断面図については図４に示すように、傾斜上方向には上枠水切りカバー４９ａが、屋根材４７と太陽電池取り付け部材３５との間にわたって設けられ、太陽電池パネル２９の上端部への水の侵入を防いでいる。また傾斜下方向には下枠水切りカバー４９ｂが、屋根材４７と太陽電池取り付け用の下部取り付け部材３１との間にわたって設けられ、太陽電池パネル２９の下端部への水の侵入を防いでいる。ここで、太陽電池パネル２９の下端部については、下枠水切りカバー４９ｂが、太陽電池取り付け用の上部取り付け部材３３を兼用している。そして、水の侵入をより確実に防止するため、下枠水切りカバー４９ｂには雨水流下用の傾斜部５１が形成されている。
【００１５】
そしてこれら横方向に設けられた上下枠水切りカバー４９ｂの間にわたって、本発明の保護部材１が取り付けられる。図示するように、傾斜上方向では上枠水切りカバー４９ａの側面５３に保護部材１の上端面を当接させるとともに、前記端面の上端からは、降雨に対する庇として機能する鍔片５５を設け、保護部材１と上枠水切りカバー４９ａとの突き合わせ部分への水の侵入を防止している。
これに対して、下枠水切りカバー４９ｂにおける太陽電池取り付け部への当接部分では鍔部３９を切り欠き、また傾斜部５１への当接部分では第２のカバー部材１９の端面５７を斜め方向に張り出した形状とし、傾斜上方向と同様、保護部材１と下枠水切りカバー４９ｂの突き合わせ部分への水の侵入を防止している。なお、屋根パネル３の構造については、既に説明したとおりである。
【００１６】
次にＣ−Ｃ断面図については図５に示すように、端部の屋根パネル３ｂの太陽電池パネル２９と屋根材４７との間には縦水切りカバー４９ｃが、屋根材４７と太陽電池取り付け部材３５との間にわたって設けられ、太陽電池パネル２９の側端部への水の侵入を防いでいる。そして図３にも示すように、この縦水切りカバー４９ｃの端面５９と上枠水切りカバー４９ａの側面５３が当接され、また縦水切りカバー４９ｃの側面６１と下枠水切りカバー４９ｂの端面６３が当接され、傾斜上方角部には、上枠エンドキャップ６５が取り付けられている。
【００１７】
また、以上の図４、図５に示す一点鎖線は、屋根材４７の上に設けられるコロニアル（瓦）６７を表しており、図３ではこれを省略して表している。
【００１８】
このような本発明の保護部材１は、一般的な外装材や太陽電池モジュールにおける隣接境界部の防水シール性能を格段に向上させるものであるが、上述のように特に屋根パネル３においては、各種水切りカバー４９ａ，４９ｂ，４９ｃとの組み合わせにより、屋根４５全体の防水性能の向上に大きく寄与できるものである。
【００１９】
以上の実施例は、対象となる外装材が屋根パネル３、すなわち太陽電池モジュールの場合についてのものであり、太陽電池モジュールを構成する木製枠体２３の突き合わせ部に適用したものであったが、本発明は本実施例以外にも、一般的な建築用の外装材等にも幅広く適用可能であり、またさらには木製枠体２３以外にも合成樹脂や金属等、幅広い材質にも適用可能であることは勿論であり、本実施例に何ら限定されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュール境界部の保護部材は、以下の優れた効果を有するものである。
本発明の保護部材は、例えば隣接した２つの太陽電池モジュールの境界部上に、シール部材を介して第１のカバー部材を取り付け、さらにその上に第２のカバー部材を嵌め込む構造である。従って、先ず第２のカバー部材により、第１のカバー部材まで水が到達してしまうことを防止し、例え第１のカバー部材まで水が到達したとしても、第１のカバー部材に取り付けられたシール材によって太陽電池モジュールの境界部への水の侵入を防止するので、２段構えの防水作用が長期にわたって発揮され、極めて信頼性の高いものとなる。またこのシール材は、前述のように直接太陽光や風雨に晒されないので、信頼性維持の点で一層優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保護部材の構造を表す説明図
【図２】本発明の保護部材の構造を表す断面説明図
【図３】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す説明図
【図４】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す断面説明図
【図５】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す断面説明図
【図６】発電機能を有する屋根パネルを組み込んだ屋根の構造例を表す説明用断面図
【図７】発電機能を有する屋根パネルを組み込んだ屋根の構造例を表す説明用平面図
【符号の説明】
１  保護部材
３  屋根パネル
５  長尺部材
７  長尺部材の一主面
９  シール部材
１１  長尺部材の他主面
１３  第１の係合手段
１５  第１のカバー部材
１７  第２の係合手段
１９  第２のカバー部材
２１  ネジ孔
２３  木製枠体
２５  断熱材
２７  防水シート
２９  太陽電池パネル
３１  下部取り付け部材
３３  上部取り付け部材
３４  乾式目地材
３５  太陽電池取り付け部材
３７，３７ａ  木ネジ
３９  鍔部
４１  係止部
４３  係止片
４５  屋根
４７  屋根材
４９  他の保護部材
４９ａ  上枠水切りカバー
４９ｂ  下枠水切りカバー
４９ｃ  縦水切りカバー
５１  傾斜部
５３  上枠水切りカバーの端面
５５  鍔片５
５７  第２のカバー部材の端面
５９  縦水切りカバー端面
６１  縦水切りカバーの側面
６３  下枠水切りカバーの端面
６５  上枠エンドキャップ
６７  コロニアル
６９  家屋
７１  母屋７１
７３  棟木
７５  軒先
７７  天窓
【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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