(57)【要約】【課題】屋根の周縁領域まで垂木固定による太陽電池の設置を可能にする太陽電池取付構造を提供する。【解決手段】所定の間隔で配された複数の垂木、および該垂木に支持された野地板を有する屋根と、前記垂木に係止され、前記屋根の取付面に太陽電池パネルを固定するための固定部材と、を備えた太陽電池取付構造であって、前記垂木のうち、前記屋根の取付面の周縁領域に配された垂木どうしの間に、前記周縁領域に重なる位置に形成された前記固定部材を係止するための補助垂木を設けてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配された複数の垂木、および該垂木に支持された野地板を有する屋根と、前記垂木に係止され、前記屋根の取付面に太陽電池パネルを固定するための固定部材と、を備えた太陽電池取付構造であって、
前記垂木のうち、前記屋根の取付面の周縁領域に配された垂木どうしの間にあって、かつ前記周縁領域に内在する位置において、さらに前記固定部材を設けて、該固定部材を係止するための補助垂木が配置されてなることを特徴とする太陽電池取付構造。
【請求項２】
前記垂木は前記屋根の取付面の傾斜方向に沿って延びる縦垂木であり、前記補助垂木は前記縦垂木に平行に形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池取付構造。
【請求項３】
前記補助垂木は、前記屋根を備える家屋の側壁に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池取付構造。
【請求項４】
前記補助垂木は、互いに隣接する前記垂木どうしの中間に配されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の太陽電池取付構造。
【請求項５】
前記周縁領域は、前記屋根全体を上部から平面視した時の短辺の長さをＤ、家屋の棟高さと軒高さとの平均値をＨとした時に、ＤとＨのいずれか小さいほうの値を１０で除算した値Ａの幅で、前記屋根の取付面の周縁を囲む領域であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の太陽電池取付構造。
【請求項６】
前記屋根は、切妻屋根または寄棟屋根であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一項記載の太陽電池取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家屋の屋根に太陽電池を取り付ける太陽電池取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家屋の屋根に太陽電池パネルを設置し、光電変換によって得られた電力を自家消費電力として利用したり、余剰電力を売電するなどが行われている。こうした太陽電池パネルを家屋の屋根に設置する際には、屋根を構成する骨組である垂木に対して、太陽電池の固定部材を係止させる垂木固定方法と、垂木に支持される野地板に固定部材を係止させる野地板固定方法とがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このうち、野地板固定方法は、面状に広がる板材に対して固定部材を係止させるため、固定部材の係止位置の制約が少なく、太陽電池パネルの固定位置を比較的自由に設定できるという利点がある。しかしながら、野地板固定方法は、垂木に比べて厚みの薄い野地板に開口を形成してビス止めなどを行うため、この開口から雨漏りが生じる虞があった。
【０００４】
一方、垂木固定方法は、野地板と比較して厚みのある構造材である垂木に対して固定部材を係止させるので、雨漏りの懸念が少なく、また、野地板固定方法と比較して数倍の固定強度を得ることができる。しかしながら、垂木は野地板と異なり、所定の間隔を開けて形成される骨組であるため、固定部材を係止させるための位置が野地板固定方法と比較して限定されるという課題があった。特に、重量物である太陽電池パネルを垂木によって確実に固定させるために、屋根の周縁領域には太陽電池パネルが設置できなかった。これは、屋根の周縁領域まで充分な数の垂木が存在しないためである。
このため、屋根の表面に対する太陽電池パネルの設置面積が制約され、屋根を効率的に利用して太陽光発電を行うことが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５９０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、屋根の周縁領域まで垂木固定による太陽電池の設置を可能にする太陽電池取付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】
【０００７】
本発明の太陽電池取付構造は以下の構成を有する。
［１］所定の間隔で配された複数の垂木、および該垂木に支持された野地板を有する屋根と、前記垂木に係止され、前記屋根の取付面に太陽電池パネルを固定するための固定部材と、を備えた太陽電池取付構造であって、前記垂木のうち、前記屋根の取付面の周縁領域に配された垂木どうしの間にあって、かつ前記周縁領域に内在する位置において、さらに前記固定部材を設けて、該固定部材を係止するための補助垂木が配置されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の太陽電池取付構造によれば、屋根の周縁領域に配された垂木どうしの間にあって、かつこの周縁領域に内在する位置に形成した補助垂木によって、従来は取付ができなかった周縁領域に重なる位置まで、太陽電池を取り付けることが可能になる。これにより、屋根の取付面を有効活用して、従来よりも広い範囲に太陽電池を設置でき、取付面の面積に対する発電量をより増加させることができる。また、垂木どうしの間に補助垂木を配することで、強度的に弱い屋根の周縁領域であっても、重量物である太陽電池パネルの荷重を受け止めて、屋根の撓みや破損を防止することができる。
【０００９】
［２］前記垂木は前記屋根の取付面の傾斜方向に沿って延びる縦垂木であり、前記補助垂木は前記縦垂木に平行に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
［３］前記補助垂木は、前記屋根を備える家屋の側壁に隣接して形成されていることを特徴とする。
【００１１】
［４］前記補助垂木は、互いに隣接する前記垂木どうしの中間に配されていることを特徴とする。
【００１２】
［５］前記周縁領域は、前記屋根全体を上部から平面視した時の短辺の長さをＤ、家屋の棟高さと軒高さとの平均値をＨとした時に、ＤとＨのいずれか小さいほうの値を１０で除算した値Ａの幅で、前記屋根の取付面の周縁を囲む領域であることを特徴とする。
【００１３】
［６］前記屋根は、切妻屋根または寄棟屋根であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、屋根の周縁領域まで垂木固定による太陽電池の設置を可能にして、屋根を効率よく利用して太陽光発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】太陽電池取付構造の一実施形態を示す模式図である。
【図２】屋根の周縁領域付近を示す模式図である。
【図３】屋根（切妻屋根）の周縁領域を示す模式図である。
【図４】屋根（寄棟屋根）の周縁領域を示す模式図である。
【図５】屋根（片流れ屋根）の周縁領域を示す模式図である。
【図６】太陽電池パネルを設置した屋根の周縁領域を示す断面図である。
【図７】他の実施形態の屋根の周縁領域付近を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した一実施形態である太陽電池取付構造について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
図１は、太陽電池取付構造の一実施形態を示す模式図である。また、図２は、屋根の周縁領域付近を示す模式図である。
本発明の太陽電池取付構造は、家屋１０の屋根１１を構成する、所定の間隔で配された複数の垂木１２，１２…および該垂木１２に支持された野地板１３と、垂木１２，１２…のうち、屋根１１の取付面Ｓの周縁領域に配された垂木１２，１２どうしの間にあって、かつ周縁領域に内在する位置に形成された補助垂木１４とを有する。
【００１８】
家屋１０は、例えば木造建築の切妻型家屋や、寄棟型家屋などが挙げられる。これらの家屋１０は、地表面（地面）から立ち上がる複数の側壁２１や、これら側壁２１によって区画された空間を覆う屋根１１などから構成されている。
【００１９】
屋根１１は、骨組となる多数の垂木１２，１２…と、この垂木１２，１２…によって支持される野地板１５とを備えている。また、この野地板１５に重ねて、鋼板や瓦などの屋根を葺くための部材（図示略）が設置される。
【００２０】
垂木１２および補助垂木１４は、野地板１５やこの野地板１５を覆う鋼板や瓦などを支持するために充分な強度をもつ棒材、例えば、木製の角材が用いられる。垂木１２は、所定の間隔を開けて等ピッチで屋根１１の傾斜方向に沿って配列される。また、補助垂木１４も、後述する屋根１１の周縁領域において、垂木１２と平行に配置される。本実施形態では、補助垂木１４は、家屋１０の側壁２１に隣接した位置、即ち、側壁２１の外側に形成される。こうした補助垂木１４の形成位置は、家屋１０における屋根１１の庇部分にあたる。本実施形態においては、補助垂木１４は、隣接する垂木１２，１２の中間部分に配されている。
【００２１】
これら垂木１２および補助垂木１４は、互いに同一の形状で同一の部材を用いることができるが、互いに異なる部材から構成することもできる。なお、垂木のうち、屋根１１の傾斜方向に沿って配列されたものを縦垂木、屋根の横幅方向に沿って配列されたものを横垂木と称するが、本実施形態では、垂木１２として縦垂木を例示する。
【００２２】
野地板１５は、屋根１１の葺材（鋼板や瓦）の施工のために、屋根１１の全面に連続的に設ける下地板であり、屋根１１上の正荷重を受けとめる構造体として作用する。野地板１５としては、一般に、合板、セメント板、石膏ボード、グラスウールボード等が挙げられる。なお、野地板１５と垂木１２とが一体となった屋根パネルを用いることもできる。
【００２３】
図３、図４、図５は、屋根の周縁領域を示す模式図である。このうち、図３は切妻屋根の家屋を示し、図４は寄棟屋根の家屋を示し、図５は片流れ屋根の家屋を示す。
補助垂木１４は、屋根１１の周縁領域Ｅに重なる位置に形成される。周縁領域Ｅは、屋根１１の全体を上部から平面視した時の短辺の長さをＤ、家屋１０の棟高さと軒高さとの平均値をＨとした時に、ＤとＨのいずれか小さいほうの値を１０で除算した値Ａの幅で、屋根１１の取付面（太陽電池取付面）の周縁を囲む領域とされる。
【００２４】
こうした周縁領域Ｅは、従来、家屋の外側に張り出した庇などであり、耐荷重の面から太陽電池パネルの取付が制限されていた領域である。本発明では、こうした周縁領域Ｅに重なる位置に、太陽電池パネルの荷重の一部を受け止める補助垂木１４が形成される。
【００２５】
図６は、太陽電池パネルを設置した屋根の周縁領域を示す断面図である。
本発明の太陽電池取付構造においては、屋根１１を構成する垂木１２および補助垂木１４に、太陽電池パネル（太陽電池）３０を固定するための固定部材３１が形成される。固定部材３１は、例えば、アルミニウムなどから形成され、太陽電池パネル３０の縁部を挟持する凹部３１ａを備えている。こうした固定部材３１は、例えば、野地板１３や野地板に重ねて形成された葺材３９を介して、ネジ３２によって垂木１２および補助垂木１４に固着される。
【００２６】
太陽電池パネル３０は、例えば、光電変換素子３５が樹脂体３６によって支持され、受光面側にガラス３７が設けられたものからなる。こうした太陽電池パネル３０は、縁部が固定部材３１によって支持される。太陽電池パネル３０のうち、屋根１１の周縁に配置されるものは、補助垂木１４に固着された固定部材３１によって支持される。これにより、太陽電池パネル３０は、屋根１１の周縁領域Ｅ（図３〜５参照）に重なる位置、例えば、家屋１０の側壁２１の外側（室外側）まで配置させることができる。
【００２７】
以上のような構成の太陽電池取付構造の作用を説明する。本発明の太陽電池取付構造によれば、屋根１１の周縁領域Ｅに重なる位置に形成した補助垂木１４によって、従来は取付ができなかった周縁領域Ｅに重なる位置、例えば図３〜５に示す領域Ｎの範囲まで、太陽電池パネル３０を取り付けることを可能にした。例えば、補助垂木１４を家屋１０の側壁２１の外側（室外側）に形成し、この補助垂木１４に固定部材３１を固着させることによって、側壁２１の外側まで張り出すように太陽電池パネル３０を設置することが可能になる。その結果、屋根１１の取付面Ｓを有効活用して、従来よりも広い範囲に太陽電池パネル３０を設置でき、取付面Ｓの面積に対する発電量をより増加させることができる。そして、垂木１２，１２どうしの間に補助垂木１４を配することで、強度的に弱い屋根１１の周縁領域Ｅであっても、重量物である太陽電池パネル３０の荷重を受け止めて、屋根１１の撓みや破損を防止することができる。
【００２８】
なお、補助垂木１４は、側壁の外側（室外側）だけでなく、側壁の内側（室内側）に形成することもできる。
図７は、本発明の太陽電池取付構造の他の実施形態を示す模式図である。
図７に示す家屋４０では、屋根４１の周縁は側壁４２の外側に突出しない、庇のない形状とされている。こうした屋根４１においても、側壁４２の内側（室内側）の近傍に、補助垂木４４が形成されている。即ち、補助垂木４４は、側壁４２に重なる位置に配された垂木４５と、その内側に配された垂木４４との中間部分に形成されている。
【００２９】
このような構成では、屋根４１が側壁４２から庇状に張り出ていない家屋４０であっても、流涎領域に重なる位置まで太陽電池パネルを設置することができ、屋根４１の取付面を効率的に利用して太陽光発電を行うことができる。
【００３０】
なお、上述した各実施形態では、補助垂木は、周縁領域に配された垂木どうしの間の中間部分に形成しているが、垂木どうしの間で、どちらか一方の垂木に寄せた位置に形成することもできる。例えば、太陽電池パネルのサイズに応じて、補助垂木の形成位置を調節することができる。
【００３１】
また、上述した各実施形態では、垂木および補助垂木は、縦垂木の場合を示しているが、横垂木の場合であっても、同様に実施することができる。この場合、例えば、雨樋などが形成された屋根の縁部近傍まで太陽電池パネルを配置することを可能にする。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の太陽電池取付構造は、屋根の縁部近傍まで太陽電池の設置を可能にするので、日本家屋に限らず、骨組によって葺材を支持する屋根をもつ建造物であれば適用することができ、様々な形態の建築物に対して、太陽電池の設置可能範囲を広げることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  家屋
１１  屋根
１２  垂木
１４  補助垂木
３０  太陽電池パネル（太陽電池）
３１  固定部材
【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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【図６】
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【図７】
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