(57)【要約】【課題】  太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュールを安定に保持し、作業性及び安定性に優れ、美観を損なうことない外装材一体型太陽エネルギー変換装置及び外装構造を提供する。【解決手段】  外装材２の面板部２１上に太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュール３を一体的に備える外装材一体型太陽エネルギー変換装置１にあって、外装材２は、略矩形状の面板部２１と、該面板部２１の少なくとも一方の対向する縁部に外装材２，２同士或いは保持部材と係合する成形部２２，２３を段部２４，２５を介して設けると共に、他方の対向する縁部には面板部２１から立ち上がる起立部２６を設け、前記面板部２１上に略矩形状の太陽エネルギー変換モジュール３を配すると共に、該太陽エネルギー変換モジュール３の一方の対向する側縁と外装材２の段部２４，２５との間、及び太陽エネルギー変換モジュール３の他方の対向する側縁と起立部２６との間に形成される各溝部２７にシール材４を充填したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材の面板部上に太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュールを一体的に備える外装材一体型太陽エネルギー変換装置にあって、
外装材は、略矩形状の面板部と、該面板部の一方の対向する縁部に外装材同士或いは保持部材と係合する成形部を段部を介して設けると共に、他方の対向する縁部には面板部から立ち上がる起立部を設け、
前記面板部上に略矩形状の太陽エネルギー変換モジュールを配すると共に、該太陽エネルギー変換モジュールの一方の対向する側縁と外装材の段部との間、及び太陽エネルギー変換モジュールの他方の対向する側縁と起立部との間に形成される各溝部にシール材を充填したことを特徴とする外装材一体型太陽エネルギー変換装置。
【請求項２】
起立部及び／又は段部の上部は、太陽エネルギー変換モジュールの表面と略同一面となることを特徴とする請求項１に記載の外装材一体型太陽エネルギー変換装置。  
【請求項３】
請求項１又は２に記載の外装材一体型太陽エネルギー変換装置を敷設してなることを特徴とする外装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュールを安定に保持し、作業性及び安定性に優れ、美観を損なうことない外装材一体型太陽エネルギー変換装置及び外装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギーを得る手段として幅広い利用が期待され、近年、建築物の屋根、壁等に適用されるようになり、生活に必要な電力を補うシステムとして実用化されている。
現在、外装材に太陽電池を一体に設けた外装材としては、以下のような構成のものが知られている。
１）外装材の表面にシール材を均一に塗着し、太陽電池の裏面を貼着（接合）し、さらにその周縁をシール材で保護する構成。
２）特許文献１，２のように太陽電池の周縁を略コ字状の押さえ部材で上下から挟み込むように保護する構成。
【特許文献１】特開平１１−２００５７６号公報
【特許文献２】特開平１１−３２４２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記１）の構成では、外装材の表面にシール材を均一に塗着する作業がシール材の充填工程と均し工程の２工程によるため、非常に手間がかかると共に均一に仕上げるのは困難であった。さらに、外装材の表面から太陽電池が隆起する意匠となり、特に太陽電池を設けない外装材と組み合わせて外装面に葺いた場合、美観を損なうという問題があった。
また、前記２）の構成では、押さえ部材を用いるため、部材数の増加するため、その製造及び管理、取り付けなど、作業性はよくないものであった。さらに、外装面上に押さえ部材が露出することが多いため、美観を損なうという問題があった。
そこで、本発明は、太陽エネルギー変換モジュールを安定に保持し、作業性及び安定性に優れ、美観を損なうことがない外装材一体型太陽エネルギー変換装置及び外装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、外装材の面板部上に太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュールを一体的に備える外装材一体型太陽エネルギー変換装置にあって、外装材は、略矩形状の面板部と、該面板部の一方の対向する縁部に外装材同士或いは保持部材と係合する成形部を段部を介して設けると共に、他方の対向する縁部には面板部から立ち上がる起立部を設け、前記面板部上に略矩形状の太陽エネルギー変換モジュールを配すると共に、該太陽エネルギー変換モジュールの一方の対向する側縁と外装材の段部との間、及び太陽エネルギー変換モジュールの他方の対向する側縁と起立部との間に形成される各溝部にシール材を充填したことを特徴とする外装材一体型太陽エネルギー変換装置及び外装構造に関するものである。
【０００５】
また、上記外装材一体型太陽エネルギー変換装置において、起立部及び／又は段部の上部は、太陽エネルギー変換モジュールの表面と略同一面となることが好ましい。  
【発明の効果】
【０００６】
本発明の外装材一体型太陽エネルギー変換装置は、起立部及び段部を設けるため、これら起立部及び段部がシール材充填の際のガイド及び受け枠となり、溝部へのシール材の充填が容易になると共にシール材の使用量を均一化できる。そのため、生産性を向上する（オートメーションによる生産が可能になる）ことができ、また品質等が均一な外装材一体太陽エネルギー変換装置を提供することができる。
【０００７】
特に、起立部及び／又は段部の上部は、太陽エネルギー変換モジュールの表面と略同一面となるようにした場合、起立部や段部の存在が目立たないので、美観を損なうことがない。
【０００８】
また、横葺き形式の外装材一体型太陽エネルギー変換装置において、軒端に傾斜部を設け、この傾斜部の下方の延長線上に下段の外装材一体型太陽エネルギー変換装置の棟側のシール材が位置するようにした外装構造は、上段側の外装材一体型太陽エネルギー変換装置によって形成される影の範囲を極力狭くし、下段側の太陽エネルギー変換モジュールの効率低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
外装材の起立部及び／又は段部の上部が、太陽エネルギー変換モジュールの表面と略同一面となるように形成する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明を図示実施例に基づいて説明する。
本発明の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１は、外装材２の面板部２１上に太陽電池等の太陽エネルギー変換モジュール３を一体的に備えるが、外装材２は、縦葺き、横葺き等の公知の外装材であればよい。
そして、上記外装材２は、略矩形状の面板部２１と、該面板部２１の少なくとも一方の対向する縁部に外装材２，２同士或いは保持部材と係合する成形部２２，２３を段部２４，２５を介して設けると共に、他方の対向する縁部には面板部２１から立ち上がる起立部２６，２６を設けたものであればよい。尚、上記成形部２２，２３や段部２４，２５は、縦葺きにおいては左右側縁に設けられ、図示するような横葺きにおいては軒棟側縁に設けられる。
【００１１】
外装材２の起立部２６は、傾斜状であっても図示するような略鉛直状であってもよい。
また、起立部２６は、シール材４を充填する際のガイド及び受け枠として機能する。
さらに、起立部２６は、少なくともガイド機能を有していればその他の構成は問わず、例えば起立部２６から外側等に係合等のための成形部を延在してもよい。
また、段部２４，２５は、例えば軒側段部２４のように傾斜状であっても例えば棟側段部２５のように略鉛直状であってもよいが、傾斜状の方がシール材４の充填量を削減し、さらに段部２４，２５と太陽エネルギー変換モジュール３との間の溝部２７へシール材４を充填する際に隙間（充填不良）ができにくい。
【００１２】
この外装材２は、前記段部２４，２５及び起立部２６，２６を除いた構成は特に限定するものではなく、ロール成形、プレス成形、押出し型成形、或いはこれらの組合せ等により成形される、代表的には概ね０．４〜１．６mm程度の溶融亜鉛メッキ鋼板やガルバリウム鋼板等の防錆処理鋼板、特殊鋼、非鉄金属、ステンレス鋼板、耐候性鋼板、銅板、アルミニウム合金板、鉛板、亜鉛板、チタニウム板などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００１３】
図示実施例では外装材２として横葺き外装材を用いたので、面板部２１の軒端には軒側段部２４を介して軒側成形部２２が設けられ、面板部２１の棟端には棟側段部２５を介して棟側成形部２３が設けられている。
図示実施例の軒側成形部２２は、軒側段部２４の上部を軒側下方へ傾斜状に折曲した傾斜部２２１の下端を棟側へ折り返し状に延出して上向き傾斜させ、なだらかな山状（山状部分２２２）に屈曲させ、さらに水上側へ延在させて軒側係合部２２３を形成し、さらにその先端を裏面側に折り返した構成とした。
図示実施例の棟側成形部２３は、棟側段部２５から棟側へ延在する端縁を表面側に折り返して軒側へ延在させて溝状の棟側係合部２３１を形成し、続いてその端縁を軒側上方へ延在させ、その上端を折り返し状に屈曲させ、さらにその端縁を軒側下方へなだらかな谷状（谷状部分２３２）に屈曲させ、さらに上向き傾斜する案内部２３３を備える構成とした。そして、図示実施例の外装材２は、軒側成形部２２と棟側成形部２３とが、敷設状態において係合する（軒側係合部２２３と棟側係合部２３１との係合）ばかりでなく、複数箇所でそれぞれが弾性的に当接している構成とした。そのため、図示実施例の外装材外装材２は、複数の弾性的当接によって、より安定且つ強固な係合、抜け止め、雨仕舞性、強固な接合（当接）などの効果が果たされる。
【００１４】
太陽エネルギー変換モジュール３は、太陽電池，太陽熱温水器等の太陽エネルギー（太陽光、太陽熱）を利用した全ての装置を含むものである。前記太陽電池としては、多結晶，単結晶，アモルファス等、どのようなものを用いてもよい。一般的に太陽電池は、導電性基体、裏面反射層、光電変換部材としての半導体層、透明導電層から構成され、前記導電性基体としては、例えば鋼板、銅、チタン、アルミニウム、ステンレス、カーボンシートを用いることができ、その他にも導電層が設けられたポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の樹脂フィルムやセラミックス等を用いることもできる。前記半導体層は特に限定するものではなく、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコン半導体、銅インジウムセレナイド等の化合物半導体を用いることができる。例えば近年提案された可撓性を有するアモルファスシリコン太陽電池は極めて薄肉で軽量であるため好ましい。
また、太陽エネルギー変換モジュール３は、前記外装材２の面板部２１と同様に略矩形状に形成されるが、面板部２１よりも小さく形成され、言い換えれば面板部２１は太陽エネルギー変換モジュール３よりも大きく形成され、その大きさの差が溝部２７である。
【００１５】
そして、本発明の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１は、前記外装材２の面板部２１上に略矩形状の太陽エネルギー変換モジュール３を配すると共に、該太陽エネルギー変換モジュール３の一方の対向する側縁と外装材２の段部２４，２５との間、及び太陽エネルギー変換モジュールの他方の対向する側縁と起立部２６，２６との間に形成される（合計４つ形成される）各溝部２７にシール材４を充填した構成である。
【００１６】
用いられるシール材４は、硬化（固化）前には溝部２７内に充填可能な流動性（フロー性）を有するものであって、硬化（固化）後には雨などの浸入を阻止する性質を有するものであるが、特にその材質を限定するものではなく、例えばシリコーンゴム、フッ素系ゴムなどを使用することができる。
【００１７】
また、図示実施例のように起立部２６や段部２４，２５の上部が、太陽エネルギー変換モジュール３の表面と略同一面となるように形成してもよい。即ち太陽エネルギー変換モジュール３の厚みと、起立部２６や段部２４，２５の高さが一致するようにしてもよい。
【００１８】
図示実施例では、外装材２の面板部２１上に接着剤層５を介して太陽エネルギー変換モジュール３を固定し、固定された太陽エネルギー変換モジュール３の軒縁と軒側段部２４との間の溝部２７、棟縁と棟側段部２５との間の溝部２７、左右側縁と起立部２６，２６との間の溝部２７，２７の合計４つの溝部２７に、流動性を持った状態のシール材４を充填する。シール材４は、４つの溝部２７のそれぞれに注入してもよいが、４つの溝部２７は角部で連絡されているので、必要に応じて角部からの漏れが生じないようにして一箇所から流動性を持った状態のシール材４を注入し、各溝部２７にシール材４を充填するようにしてもよい。
【００１９】
このような構成の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１は、それのみを敷設して外装構造を施工してもよいし、屋根面の適宜部分に通常の外装材を適宜組み合わせて外装面を施工するようにしてもよい。また、複数の屋根面から構成される屋根では、例えば一屋根面を外装材一体型太陽エネルギー変換装置１にて、別の一屋根面を横葺き外装材にて施工するようにしてもよい。
【００２０】
このような構成の本発明の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１は、起立部２６及び段部２４，２５を設けた構成であるため、これら起立部２６及び段部２４，２５がシール材４を充填するの際のガイド及び受け枠となる。即ち、このガイド（起立部２６及び段部２４，２５）に沿って溝部２７へのシール材４の充填が容易になる。また、この受け枠（起立部２６及び段部２４，２５）によりシール材６の充填高さが均一となり、また使用量を均一化できる。
そして、上述のようにシール材４の充填が容易になるため、生産性が向上し、オートメーションによる生産も可能になる。また、シール材４の充填高さや使用量が均一になるため、品質等も均一となる。
【００２１】
また、図示実施例の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１は、起立部２６や段部２４，２５の上部が、太陽エネルギー変換モジュール３の表面と略同一面となるように形成したので、起立部２６や段部２４，２５の存在が目立たず、美観を損なうことがない。
【００２２】
前記構成の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１からなる外装構造は、太陽エネルギー変換モジュール３として太陽電池モジュールを用いた場合では電気配線等の装備を、太陽熱温水器を用いた場合では配管等の設備を適宜に配するが、それ以外については一般的な横葺き外装材と全く同様に施工することができる。
尚、図示実施例では、外装材２の軒端に傾斜部２２１を設け、この傾斜部２２１の下方の延長線上に下段の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１の棟側のシール材４が位置するようにしたので、上段側の外装材一体型太陽エネルギー変換装置１によって形成される影の範囲を極力狭くし、下段側の太陽エネルギー変換モジュール３の効率低下を抑制できる。
【００２３】
以上本発明を図面の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
クリーンエネルギーを得る手段として建築物の屋根、壁等に幅広い利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）本発明の外装材一体型太陽エネルギー変換装置の一実施例を示す拡大側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線における拡大断面図である。
【図２】図１の外装材一体型太陽エネルギー変換装置を用いた外装構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  外装材一体型太陽エネルギー変換装置
２  外装材
２１  面板部
２２  軒側成形部
２３  棟側成形部
２４  （軒側）段部
２５  （棟側）段部
２６  起立部
２７  溝部
３  太陽エネルギー変換モジュール
４  シール材
【図１】
2005146728.tif 000003
【図２】
2005146728.tif 000004