(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性もしくは防、耐火性のうち少なくとも一方の機能を備えた下地板と、下地板の表面側に配し上端には外方に突出した係止部を形成した表面材とからなる下地材と、透明板と一体に太陽電池を配したソーラーパネルと、透明板の裏面に配したコネクタ及びスペーサとから構成され、前記係止部は表面材の上端を外方に屈曲し任意箇所に通気孔を設けた水平片と、水平片の先端を下方に開口するように略コ字状に屈曲した溝部と、溝部の先端を上方に折り返して溝部より上方に突出した突出片とからなり、ソーラーパネルの上端を溝部に嵌装して係止部と一体化し、かつコネクタおよびスペーサを介して表面材とソーラーパネルとを一体化することによって表面材とソーラーパネルとの間に通気空間を確保しかつソーラーパネルを外方に傾斜させて壁パネルを形成し、垂直の固定面を有し固定面の下部を係止部と係合する形状に形成した固定部材を下地材の上端にて係止部と係合しつつ下地材を介して壁下地に固定し、ソーラーパネルの下端を下段の係止部と係合することによって係止することを特徴とする壁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、構築物の外壁を、太陽電池を擁するソーラーパネルにより形成し、外観よく仕上げると共に、ソーラーパネルによって太陽光による発電を行い、また、ソーラーパネルと下地材の間に、外気の取り入れが可能な通気空間を設けることにより、太陽電池を冷却することによる発電効率の向上と、太陽熱の利用を図った壁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、壁パネルに太陽電池を一体に装着した例としては、例えば、実公平７−３９２４８号公報、特開平８−２５３９１４号公報や特開平１０−１９６０４３号公報等に記載されているように、単にパネルの化粧面にそのまま、太陽電池ユニットを装着したものであった。また、これらは、太陽エネルギーを太陽電池による発電として利用するだけであった。一方、特公昭５９−５２３４１号公報、特開昭６０−５５１５４号公報等は太陽エネルギーを熱エネルギーとして利用しているだけであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のような壁パネルでは、太陽光を受光することによって発電する際に太陽電池を冷却する構成がなく、従って太陽電池が過熱した際に発電効率が低下するものであった。また、後者の場合は単に太陽熱によって熱を吸収するにすぎないものであった。さらに通常、太陽電池を配した場合は、外観を損ねてしまうのが一般的であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するため、断熱性もしくは防、耐火性のうち少なくとも一方の機能を備えた下地板と、下地板の表面側に配し上端には外方に突出した係止部を形成した表面材とからなる下地材と、透明板と一体に太陽電池を配したソーラーパネルと透明板の裏面に配したコネクタ及びスペーサとから構成され、前記係止部は表面材の上端を外方に屈曲し任意箇所に通気孔を設けた水平片と、水平片の先端を下方に開口するように略コ字状に屈曲した溝部と、溝部の先端を上方に折り返して溝部より上方に突出した突出片とからなり、ソーラーパネルの上端を溝部に嵌装して係止部と一体化し、かつコネクタおよびスペーサを表面材とソーラーパネルの裏面に介し各々と一体化することによって表面材とソーラーパネルとの間に通気空間を確保しかつソーラーパネルを外方に傾斜させて壁パネルを形成し、垂直の固定面を有し固定面の下部を係止部と係合する形状に形成した固定部材を下地材の上端にて係止部と係合しつつ下地材を介して壁下地に固定し、ソーラーパネルの下端を下段の係止部と係合することによって係止する壁構造を提案する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る壁構造について、図面を用いて説明する。図１、図２において、Ａは壁構造、Ｂ1 〜Ｂ3 は壁パネル、Ｃはソーラーパネル、Ｄは固定部材、Ｅはスタータである。
【０００６】
壁パネルＢは、例えば図３に示すような形状のものを用いる。すなわち、１は下地材、２は下地板、３は表面材、４は係止部、Ｃはソーラーパネル、１１は透明板、１２は下部金具であり、下地材１、透明板１１、下部金具２１は一体化している。
【０００７】
下地板２は図４（ａ）に示すように幅方向に長尺の板状であり、表面材３の裏面側に一体に配されるもので防、耐火性または断熱性のうち少なくともいづれか一方の性能を備えるものであり、例えば、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ユリアフォーム等からなるものであり、必要に応じ、各種難燃材として軽量骨材（パーライト粒、ガラスビーズ、石膏スラグ、タルク石、シラスバルーン等）、繊維状物（グラスウール、ロックウール、カーボン繊維、グラファイト等）を混在させ、耐火性、防火性を向上させることもできる。なお、下地板２の表面材３によって被覆されない範囲は、任意のシート材によって被覆することができる。
【０００８】
表面材３は下地板２の表面側に一体に配することで下地材１を形成するもので、金属板、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼板の一種（勿論、これらを各種色調に塗装したカラー板も含む）や、プラスチック薄板、ＦＲＰ、塩化ビニル、ポリカーボネイト等の合成樹脂板、各種無機質板、セラミック板等からなるもの、およびこれらを組み合わせたものからなる。表面材３は、図５（ａ）、（ｂ）のように形成するもので、上端には外方に突出した係止部４を形成し、下端には内方に屈曲した底片９を形成するものである。
【０００９】
係止部４は、表面材３の上端を外方に屈曲し任意箇所に通気孔６を設けた水平片５と、水平片５の先端を下方に開口するように略コ字状に屈曲した溝部７と、溝部７の先端を上方に折り返して溝部７より上方に突出した突出片８とからなる。通気孔６は、壁パネルＢを上下に連続して配した際に、各々の通気空間１６を連通するために設ける。溝部７は、ソーラーパネルＣの上端を嵌装して一体化するものである。突出片８は固定部材Ｄの溝部３３および下部金具２１の係止片２３と係合し、壁パネルＢの壁下地への固定、および壁パネルＢの上下方向の接続する際の位置決めのガイドとして機能する。底片９は、下地板２の底面と当接し、下地板２と表面材３の一体性を強化するものである。
【００１０】
ソーラーパネルＣは図４（ｂ）に示すように、透明板１１の裏面に太陽電池１２を一体に配したものである。透明板１１は耐候性に優れる任意のガラス質からなり、その裏面に太陽電池１２を一体に取り付けることにより、太陽電池１２の寿命を大幅に延ばすことが可能である。太陽電池１２は一般的に知られている単結晶型、多結晶型、アモルファス型等から任意に選択した太陽電池を枠体等に装着したものや、耐光性シートでラミネートしたものが扱いやすく好ましいものである。太陽電池１２は、接着剤で積層一体化したり、透明板１１に装着部を形成して装着したり、両者を併用したりすることが可能である。
【００１１】
ソーラーパネルＣは、その上端を溝部７に嵌装して係止部４と一体化し、かつコネクタ１３およびスペーサ１４を表面材３の間に介して一体化することにより、表面材３とソーラーパネルＣとの間に通気空間１５を確保し、かつソーラーパネルＣを外方に傾斜させて壁パネルＢを形成する。一般に、太陽電池は自身の温度が上昇するに従って発電効率が低下するものであるが、通気空間１５を形成して外気を取り入れて通過させることにより太陽電池１２を冷却し、発電効率の低下を防止することができる。また、コネクタ１３およびスペーサ１４によってソーラーパネルを外方傾斜して取り付けることにより、太陽光の受光効率を高めることができる。
【００１２】
なお、ソーラーパネルＣは下端部に、図６（ａ）に示すような下部金具２１を一体に配し、下段の壁パネルＢの係止部４と係合して支持することができる。下部金具２１は、ソーラーパネルＣの下端部を嵌装して一体化する溝２２と、下段の壁パネルＣの突出片８と係合する係止片２３を有する。
【００１３】
固定部材Ｄは図６（ｂ）に示すように狭幅の金具であり、垂直の固定面３１と、固定面３１の下端を外方に屈曲した水平面３２と、水平面３２の先端を下方に開口するようにコ字状に形成した溝部３３を有する。固定部材Ｄは壁パネル１つに対し複数用いられるもので、溝３３を突出片８と係合しつつ固定面３１を下地板２の上端に当接し、固定面３１から下地板２を介して固定具を壁下地に打ち込むことによって、壁パネルＢを壁下地に固定する。なお、固定面３１の上端を下地板２の上端よりも上方に突出させることにより、上段の壁パネルＢを取り付ける際のガイドとして機能させることができる。また、固定部材Ｄ同士の間は、空気の上昇路となる。
【００１４】
図６（ｃ）は、壁パネルＢの張りはじめに用いるスタータＥを示すものである。スターターＥは下地板２と同質の下地板４１と、溝部２２と係合しうる形状の突出片４２と、雨水を浸入を防止する水切り４３を有する。
【００１５】
本発明の壁構造Ａは、各段の壁パネルにおける通気空間１５を、下端部から上端部まで連通させることができる。すなわち、図７における矢印で示すように外部から取り入れた空気が、下段の壁パネルＢの通気空間１５から通気孔６、固定部材Ｄの間を介して上段の壁パネルＢの通気空間１５に、ソーラーパネルＣから受熱しつつ上昇するものである。各壁パネルＢの通気空間を連通させ、ソーラーパネルＣから受熱した空気を上昇させることで、太陽電池１２を冷却して発電効率の低下を防止するのみならず、最上段の通気空間１５の上部にてファン等を用いて空気を収集することで、暖房、融雪等に活用することができる。
【００１６】
以下に、図１に示した壁構造Ａを形成する工程を説明する。ここでは、胴縁や防水シート等を含む壁下地の構成、および釘打ち等の工程の説明は省略する。まず、図８に示すようにスタータＥを壁下地の下端部に固定する。そして、突出片４２と係止片２３を係合させるように壁パネルＢ1 を配し、固定部材Ｄの溝３３を突出片８と係合しつつ固定面３１を下地板２の上端に当接し、固定面３１から下地板２を介して固定具を壁下地に打ち込むことによって、壁パネルＢ1 を壁下地に固定する。
【００１７】
次に、図９に示すように壁パネルＢ2 を底片９と壁パネルＢ1 の下地板の上面を接触させるように、かつ係止片２３を壁パネルＢ2 の突出片８と係合するように配し、壁パネルＢ1 と壁パネルＢ2 を接続する。そして、同様の工程を図１０に示すように順次繰り返して、図１に示すような壁構造Ａを形成するものである。
【００１８】
以上説明したのは本発明の一実施例であり、以下のような構成を採ることもできる。すなわち、図１１は図１３に示すような壁パネルＢを用いて壁構造Ａを形成した例であり、係止部４に溝部７と連続して上部にコ字状に開口した溝部１０を形成し、上段の壁パネルＢのソーラーパネルＣの下端を、下段の壁パネルＢの溝部１０に嵌装するようにしたものである。
【００１９】
図１１に示した壁構造Ａにおいても、図１２に矢印で示すように下段の壁パネルＢの通気空間１５から通気孔６、固定部材Ｄの間を介して上段の壁パネルＢの通気空間１５に、外部から取り入れた空気がソーラーパネルＣから受熱しつつ上昇するもので、太陽電池１２を冷却することによる発電効率の低下の防止、最上段の通気空間１５の上部にてファン等を用いて空気を収集することでによる、暖気の暖房、融雪等への活用等を図ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の壁パネルによれば、▲１▼通気空間内の外気の通気によってソーラーパネルを冷却し、太陽電池の発電効率の向上を図ることができる。▲２▼ソーラーパネルを冷却することにより受熱した空気を暖房、融雪等に活用できる。▲３▼太陽光、太陽熱の両者の利用を図った壁構造となる。▲４▼ソーラーパネルの傾斜を同一に揃えることで、外観の良い仕上がりとなる。等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る壁構造の一例を示す説明図である。
【図２】壁構造の横断面図である。
【図３】壁パネルの一例である。
【図４】下地板とソーラーパネルの一例である。
【図５】表面材の一例である。
【図６】下部金具、固定部材、スタータの一例である。
【図７】壁パネル同士の接続部の拡大図である。
【図８】本発明の施工過程の説明図である。
【図９】本発明の施工過程の説明図である。
【図１０】本発明の施工過程の説明図である。
【図１１】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１２】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１３】壁パネルのその他の例である。
【符号の説明】
Ａ  壁構造
Ｂ  壁パネル
Ｃ  ソーラーパネル
Ｄ  固定部材
Ｅ  スタータ
１  下地材
２  下地板
３  表面材
４  係止部
５  水平片
６  通気孔
７  溝部
８  突出片
９  底片
１０  溝部
１１  透明板
１２  太陽電池
１３  コネクタ
１４  スペーサ
１５  通気空間
２１  下部金具
２２  溝部
２３  係止片
３１  固定面
３２  水平面
３３  溝部
４１  下地板
４２  突出片
４３  水切り片
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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