(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを収納する瓦本体に、瓦本体を貫通する排水孔を形成し、この排水孔は太陽電池モジュールを瓦本体に固定する固定具を貫通する孔を兼ねていることを特徴とする太陽電池モジュール用瓦。
【請求項２】
瓦本体の上面に排水溝を設け、この排水溝の少なくとも一部に前記排水孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用瓦。
【請求項３】
瓦本体の上面に太陽電池モジュールを収納する凹陥部を設けるとともに、この凹陥部に前記排水溝を設けたことを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール用瓦。
【請求項４】
複数枚の瓦本体を縦方向に並べて瓦葺きした際、上段側の瓦本体の排水孔は下段側の瓦本体の上面に対向する位置に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用瓦。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池モジュールを搭載した太陽電池モジュール用瓦に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池を搭載し、太陽エネルギーを電気に変換して利用する技術は、実開昭６２−５２６１０号公報、実開平１−１４８４１７号公報、実開平４−２８５２４号公報及び実開平５−３４３０号公報等で知られている。
【０００３】
実開昭６２−５２６１０号公報は、瓦や外壁を対象とした外装材の上面に太陽電池に適合する形状の凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を装着したものである。
【０００４】
実開平１−１４８４１７号公報は、平板瓦の下部表面に太陽電池を設け、この太陽電池のリード線を平板瓦の上縁両端裏面の空間部が形成される部分から導出したものである。
【０００５】
実開平４−２８５２４号公報は、瓦の表面に凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を接着剤を介して接着するとともに、凹陥部の一部に端子導出孔を穿設し、太陽電池の端子を端子導出孔から瓦の裏面側に導出したものである。
【０００６】
実開平５−３４３０号公報は、瓦の表面に太陽電池を接着するとともに、太陽電池の表面に不透明なシートを剥離可能に密着し、瓦葺き作業時にシートによって太陽電池を保護するようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の太陽電池搭載型瓦は、瓦本体に対して太陽電池を直接接着剤によって接着したり、瓦本体に凹陥部を設け、この凹陥部の底面に太陽電池を接着剤を介して接着し、さらに太陽電池と凹陥部の内周面との間の隙間にコーキング材を充填することにより固定している。
【０００８】
しかしながら、接着剤やコーキング材は劣化しやすく、殊に屋根のように太陽光に晒されて高温度となったり、風雨に晒される環境下においては、劣化の進行も早く、亀裂が生じて雨水等が浸入しやすいという問題と急勾配の屋根の場合には瓦本体から太陽電池が落下する恐れがある。また、コーキング材がはみ出して太陽電池の表面に付着すると光電変換効率が低下するという問題もある。
【０００９】
さらに、前述した実開昭６２−５２６１０号公報や実開平４−２８５２４号公報のように瓦の表面に凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を接着したものは、凹陥部の底部に雨水が溜まり、溜まった雨水が太陽熱によって加熱されて膨張し、太陽電池が浮き上がる恐れがある。また、実開平４−２８５２４号公報のように凹陥部の底部に端子導出孔を設けたものは、端子導出孔から雨水が瓦の裏面側に流れ込み、野地板を腐食させ、雨漏りの原因となる。
【００１０】
さらに、実開平１−１４８４１７号公報のように太陽電池のリード線を平板瓦の上縁両端裏面の空間部が形成される部分から導出したものは、配線作業が困難であるとともに、雨水等が浸入した場合には漏電、短絡の恐れがある。また、１枚の瓦を太陽電池とともに交換しようとしても、周囲の数枚の瓦をいったん取り外さなければならないという困難な作業となる。また、実開平５−３４３０号公報は、接着剤が劣化して太陽電池が瓦から剥離すると太陽電池が脱落する恐れのある構造である。
【００１１】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、太陽電池モジュールを収納する凹陥部に雨水等が浸入しても漏電、短絡の恐れはなく、また野地板等の腐食の恐れはない信頼性の高い太陽電池モジュール用瓦を提供することにある。
【００１２】
【問題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、太陽電池モジュールを収納する瓦本体に、瓦本体を貫通する排水孔を形成し、この排水孔は太陽電池モジュールを瓦本体に固定する固定具を貫通する孔を兼ねていることを特徴とする太陽電池モジュール用瓦にある。
【００１３】
請求項２は、瓦本体の上面に排水溝を設け、この排水溝の少なくとも一部に前記請求項１の排水孔を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３は、瓦本体の上面に太陽電池モジュールを収納する凹陥部を設けるとともに、この凹陥部に前記請求項２の排水溝を設けたことを特徴とする
【００１５】
請求項４は、複数枚の瓦本体を縦方向に並べて瓦葺きした際、上段側の瓦本体の請求項１〜３のいずれかの排水孔は下段側の瓦本体の上面に対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１によれば、排水孔を利用して太陽電池モジュールを瓦本体に確実に固定することができる。
【００１８】
請求項２、３によれば、凹陥部に雨水等が浸入しても、排水溝に沿って排水され、さらに排水孔から排水されるため凹陥部に雨水等が溜まることはない。また、請求項４によれば、上段の瓦本体の排水孔から排水された雨水等は下端の瓦本体の上面を伝わって排水される。
【００２０】
なお、本件明細書には「凹陥部の一部には太陽電池モジュールの端子ボックスを収納する端子ボックス収納凹部が設けられ、この端子ボックス収納凹部には瓦本体の上部側に偏倚した位置にケーブル導出孔を設けた太陽電池モジュール用瓦」の発明が開示されている。この発明によれば、太陽電池モジュールの端子ボックスが端子ボックス収納凹部に収納されて保護されるとともに、この端子ボックス収納凹部には瓦本体の上部側に偏倚した位置にケーブル導出孔が設けられているため、端子ボックス収納凹部に雨水等が浸入してもケーブル導出孔からの漏水を防止できる。
さらに本件明細書には「端子ボックス収納凹部の裏面は、瓦本体の前垂れ部と略同一高さであることを特徴とする太陽電池モジュール用瓦」の発明が開示されている。この発明によれば、端子ボックス収納凹部の裏面と瓦本体の前垂れ部と略同一高さであるため、瓦本体を安定した状態に葺くことができ、保管に際しても安定した状態に積み重ねることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図４は第１の実施形態を示し、図１は太陽電池モジュール用瓦の斜視図、図２は瓦本体の平面図、図３は太陽電池モジュール用瓦の縦断側面図、図４は太陽電池モジュール用瓦の瓦葺き状態を示す縦断側面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、瓦本体１は、例えばセメント瓦によって矩形平板状に形成されている。瓦本体１の両側部には左右に隣り合う瓦本体１と雄雌関係で嵌合するオーバラップ部１ａ，１ｂが設けられ、下端部裏面には前垂れ部１ｃが、上端部表面には後立上り部１ｄが設けられている。そして、前垂れ部１ｃは下段側の瓦本体１の上面に重なり、後立上り部１ｄは上端側の瓦本体１の下面に重なるようになっている。
【００２４】
瓦本体１の上面には略全面に亘って矩形状の凹陥部２が設けられている。この凹陥部２は後述する太陽電池モジュールの肉厚より僅かに深く形成されており、この凹陥部２の略中央部には矩形状の端子ボックス収納凹部３が設けられている。この端子ボックス収納凹部３の底部で、瓦本体１の上端部側に偏倚した位置にはケーブル導出孔３ａが穿設されている。さらに、端子ボックス収納凹部３の裏面は瓦本体１の前垂れ部１ｃと略同一高さに形成されていて、瓦本体１を屋根に安定した状態に載置できるようになっている。
【００２５】
前記凹陥部２の底面には凹陥部２の上辺及び両側辺に沿ってコ字状に連続する第１の排水溝４ａが設けられている。また、凹陥部２の底面の中央部には端子ボックス収納凹部３を囲むようにコ字状に連続する第２の排水溝４ｂが設けられている。さらに、凹陥部２の下辺の角部には横方向全長に亘って第３の排水溝４ｃが設けられ、第１及び第２の排水溝４ａ，４ｂは第３の排水溝４ｃに連通している。つまり、第１及び第２の排水溝４ａ，４ｂ内を流れる水は第３の排水溝４ｃに集流するようになっている。
【００２６】
また、第３の排水溝４ｃの両端部及び第２の排水溝４ｂと第３の排水溝４ｃとの合流部の合計４箇所には排水孔５が穿設され、これら排水孔５は瓦本体１の裏面に貫通している。
【００２７】
前述のように構成された瓦本体１の凹陥部２は、太陽電池モジュール６の寸法に適合した大きさに形成され、この凹陥部２には太陽電池モジュール６が収納されている。この太陽電池モジュール６は、例えば１枚のガラス基板に透明電極層、アモルファス半導体層、裏面電極層、封止材を形成した薄膜太陽電池で、裏面には断熱材を介して鋼板が一体的に設けられた矩形状の薄板パネル構造であるが、アモルファス半導体層に限定されるものではなく、単結晶、多結晶、微結晶またはＳｉ系でも化合物系でもよく、ガラス基板下に太陽電池セルを配置し，封止した結晶系太陽電池でもよい。
【００２８】
図３に示すように、太陽電池モジュール６の裏面の略中央部には端子ボックス７が固定され、この端子ボックス７には出力取出しケーブル８が接続されている。そして、端子ボックス７は瓦本体１の端子ボックス収納凹部３に収納され、出力取出しケーブル８はケーブル導出孔３ａから瓦本体１の裏面側に導出されている。
【００２９】
太陽電池モジュール６を瓦本体１の凹陥部２に固定する手段としては接着剤９を用いており、凹陥部２の底面のみに塗布した接着剤９によって太陽電池モジュール６が固定されており、さらに太陽電池モジュール６の外周面と凹陥部２の内周面との間にはガスケット１０が介在されている。
【００３０】
次に、前述のように構成された太陽電池モジュール用瓦を用いて建物の屋根を施工する、いわゆる瓦葺きについて説明すると、図４に示すように、屋根１１には棟側１２から軒側１３に向かって下り勾配に傾斜する野地板１４が設けられており、この野地板１４に直接または瓦下地材を介して太陽電池モジュール用瓦を載置する。
【００３１】
通常の瓦葺き作業と同様に太陽電池モジュール用瓦を軒側１３から順次棟側１２に向かって野地板１４に載置するが、左右に隣り合う瓦本体１相互は、瓦本体１のオーバラップ部１ａ，１ｂを雄雌関係で嵌合し、瓦本体１の上端部側に設けられた取付け孔１５（図１及び図２参照）に釘を通して野地板１４に固定する。また、下段側の瓦本体１の後立上り部１ｄの上部に上段側の瓦本体１の前垂れ部１ｃをオーバラップさせ、さらに、上段側の瓦本体１の排水孔５が下段側の瓦本体１の後立上り部１ｄより下方（軒側１３）に位置させる。そして、上段の瓦本体１も同様に取付け孔１５に釘を通して野地板１４に固定する。
【００３２】
前述と同様に方法を繰り返すことにより、太陽電池モジュール用瓦によって屋根１１を構成することができ、この瓦葺き作業と平行して端子ボックス７から導出された出力取出しケーブル８相互を直列または並列に接続することにより、複数枚の太陽電池モジュール６を電気的に接続することができる。
【００３３】
図５は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。図５（ａ）は太陽電池モジュール用瓦の一部を示す平面図、同図（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿う断面図である。太陽電池モジュール６の下端縁部で、瓦本体１のいずれか一つまたは複数の排水孔５と対応する部分には切欠部１７が設けられており、この切欠部１７の底部には太陽電池モジュール６の下端縁部を貫通し、排水孔５と対向する貫通孔１８が穿設されている。
【００３４】
貫通孔１８には切欠部１７に適合する形状の頭部１９ａを有する割りピン構造の固定具１９が挿入されており、この固定具１９の脚部１９ｂを排水孔５を貫通して瓦本体１の裏面側に折曲することにより、太陽電池モジュール６を瓦本体１に固定している。この構造によれば、太陽電池モジュール６を瓦本体１に対して一層確実に固定でき、接着剤９を省略または節約できる。
【００３５】
なお、排水孔５を利用して固定具１９を挿入したが、専用の取付け孔を瓦本体１に設けてもよく、また固定具１９は割りピン構造に限定されず、ボルト・ナットでもよく、また切欠部１７は必ずしも必要としない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２の発明によれば、瓦本体の凹陥部に雨水等が浸入しても、排水溝に沿って排水され、さらに排水孔から排水されるため凹陥部に雨水等が溜まることはなく、太陽電池モジュールの端子ボックスに雨水等が浸入することはなく、電気的短絡、漏電等を防止することができ、また太陽電池モジュールを固定する接着剤等の劣化、汚染を防止できる。
【００３７】
請求項３によれば、上段の瓦本体の排水孔から排水された雨水等は下端の瓦本体の上面を伝わってスムーズに排水されるため、雨水等の溜まりを防止できる。
【００３８】
請求項４によれば、端子ボックス収納凹部には瓦本体の上部側に偏倚した位置にケーブル導出孔が設けられているため、端子ボックス収納凹部に雨水等が浸入してもケーブル導出孔からの漏水を防止でき、野地板の腐食を防止できる。
【００３９】
請求項５によれば、排水孔を利用して太陽電池モジュールを瓦本体に確実に固定することができる。請求項６によれば、瓦本体を安定した状態に葺くことができ、保管に際しても安定した状態に積み重ねることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す太陽電池モジュール用瓦の斜視図。
【図２】同実施形態の瓦本体の平面図。
【図３】同実施形態の太陽電池モジュール用瓦の縦断側面図。
【図４】同実施形態の太陽電池モジュール用瓦の瓦葺き状態を示す縦断側面図。
【図５】この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）は太陽電池モジュール用瓦の一部を示す平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１…瓦本体
２…凹陥部
３…端子ボックス収納凹部
３ａ…ケーブル導出孔
４ａ，４ｂ，４ｃ…排水溝
５…排水孔
６…太陽電池モジュール
７…端子ボックス
８…出力取出しケーブル
【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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