(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄、雌型連結部を有するサイディング材によって形成する外壁の表面に太陽電池を擁するソーラーパネルを配する壁構造であって、ソーラーパネルはその上下端にソーラーパネルとそれぞれ一体に配した上部金具、下部金具を有し、上部金具、下部金具のうち少なくとも一方をサイディング材同士の雄、雌型連結部間に嵌装し、かつサイディング材との間に通気空間を形成するように配するものであって、また通気空間は外気が通気可能な空間であ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、構築物の外壁を形成する雄、雌型連結構造を有するサイディング材の表面側に、通気空間を有するように太陽電池を配することにより、発電効率の向上と共に、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。
【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、雄、雌型連結部を有するサイディング材によって形成する外壁の表面に太陽電池を擁するソーラーパネルを配する壁構造であって、ソーラーパネルはその上下端にソーラーパネルとそれぞれ一体に配した上部金具、下部金具を有し、上部金具、下部金具のうち少なくとも一方をサイディング材同士の雄、雌型連結部間に嵌装し、かつサイディング材との間に通気空間を形成するように配するものであって、また通気空間は外気が通気可能な空間とすることにより、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と共に、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、融雪等に活用することで、太陽光、太陽熱の両者の利用を図った壁構造を提案するものである。
【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において、Ａは壁構造、Ｂ1 〜Ｂ4 はサイディング材、Ｃ1 、Ｃ2 はソーラーパネルで、１は雄型連結部、２は雌型連結部、８は通気空間、１１は上部金具、１２は下部金具、１３はスタータ、αはコネクタ、βはケーブルである。
【０００６】
サイディング材Ｂは、例えば図２に示すような構成の金属サイディング材を用いるものである。すなわち、ここで示すサイディング材Ｂは、表面材３と裏面材４によって芯材５をサンドイッチした構造であり、その上下端にはそれぞれ嵌合可能な形状の雄型連結部１、雌型連結部２を形成するものである。
【０００７】
表面材３は金属板、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等からなるもの、及びこれらを組み合わせたものであり、これらの一種以上をロール成形、プレス成形、押出成形等によって形成したものである。雄型連結部１、雌型連結部２は、表面材３の上下端をそれぞれ、嵌合可能な形状に形成したものである。なお、表面材３の任意箇所には化粧溝３ａを形成して、外観を向上させることができる。
【０００８】
裏面材４はアスベスト紙、クラフト紙、アスファルトフェルト、金属箔（Ａｌ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｃｕ）、合成樹脂シート、ゴムシート、布シート、石膏紙、水酸化アルミ紙、ガラス繊維不織布等の１種、または２種以上をラミネートしたもの、あるいは防水処理、難燃処理されたシート状物からなるものである。
【０００９】
芯材５はサイディング材Ｂに断熱性及び防、耐火性を有させるものであり、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る。
【００１０】
ソーラーパネルＣは図３に示すように、透明板６と、透明板６の裏面に一体に配した太陽電池７とから構成される。透明板６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７を貼着することにより、太陽電池７の寿命を大幅に延ばすことが可能である。なお、太陽電池７で得られた電力を集電、送電するためのコネクタα、ケーブルβも、透明板６の裏面に配されるものである。また、ソーラーパネルＣの上端には上部金具１１を、下端には下部金具１２をそれぞれソーラーパネルＣと一体に取り付けるものである。
【００１１】
太陽電池７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。この太陽電池７は、接着剤で積層一体化したり、透明板６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。
【００１２】
ソーラーパネルＣと一体に配した上部金具１１、下部金具１２は、ソーラーパネルＣをサイディング材Ｂの表面側に配するために用いられるものである。上部金具１１は図４（ａ）に示すような形状であり、幅方向に所定の寸法を有し、ソーラーパネルＣの上端部に所定の間隔を持って配され、サイディング材Ｂの雄型連結部１、雌型連結部２の間に嵌装するフック部１４と、ソーラーパネルＣの上端部と嵌装する嵌合溝１５と、係止片１８と係合する係止溝１６を有する。上部金具１１は、嵌合溝１５において、接着剤等を介してソーラーパネルＣと一体化され、また、所定間隔を有して配されることにより、各上部金具１１間に通気可能な隙間を形成する。
【００１３】
下部係止金具１２は、図４（ｂ）に示すような形状であり、幅方向に大きな寸法を有し、ソーラーパネルＣの下端部全体に配されるものであって、ソーラーパネルＣの下端部と嵌装する嵌合溝１７と、係止溝１６、２０と係合する係止片１８を有するものである。
【００１４】
スタータ１３は、図４（ｃ）に示すような形状であり、幅方向に大きな寸法を有し、サイディング材Ｂの雄型連結部１、雌型連結部２の間に嵌装するフック部１９と、係止片１８と係合する係止溝２０とを有し、かつスタータ１３の上下を連通する通気孔２１を設けたものである。スタータ１３は、サイディング材Ｂを配する範囲の最下部に位置し、最下段のソーラーパネルＣの取り付けに利用するもので、サイディング材Ｂの雄型連結部１、雌型連結部２の間にフック部１９を嵌装し、また係止溝２０は下部金具１２の係止片１８と、それぞれの有する弾性力をもって係合する。
【００１５】
図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、数段に亘って配したソーラーパネルＣの上下の接続部分における、横断面の部分拡大図である。図５（ａ）は、最下段のソーラーパネルＣ1 の下部の構成を示すもので、サイディング材Ｂ1 の雄型連結部１、サイディング材Ｂ2 の雌型連結部２の間にフック部１９を嵌装したスタータ１３の係止溝２０と、ソーラーパネルＣ1 の下端部に一体に配した下部金具１２の係止片１８を係合することにより、ソーラーパネルＣ1 の下端部を固定するものである。
【００１６】
図５（ｂ）は中間部のソーラーパネルＣ1 、Ｃ2 の接続部の構成を示すもので、ソーラーパネルＣ1 の上端部に一体に配した上部金具１１のフック部１４を、サイディング材Ｂ2 の雄型連結部１、サイディング材Ｂ3 の雌型連結部２の間に嵌装し、係止溝１６と、ソーラーパネルＣ1 の下端部に一体に配した下部金具１２の係止片１８を係合することにより、ソーラーパネルＣ1 の上端部、Ｃ2 の下端部をそれぞれ固定するものである。
【００１７】
図５（ｃ）は最上段のソーラーパネルＣ2 の上部の構成を示すもので、ソーラーパネルＣ2 の上端部に一体に配した上部金具１１のフック部１４を、サイディング材Ｂ3 の雄型連結部１、サイディング材Ｂ4 の雌型連結部２の間に嵌装することにより、ソーラーパネルＣ2 の上端部を固定するものである。なお、図５（ａ）においてはスタータ１３に設けた通気孔２１によって、図５（ｂ）、（ｃ）においては所定間隔をもって配した上部金具１１によって、矢印で示すように下方から上方への連続的な空気の移動が可能となるが、通気空間８においてソーラーパネルＣ1 、Ｃ2 を冷却することによって受熱した空気を、上部で収集することにより、暖房としての熱源や、融雪等への利用が可能となる。
【００１８】
以下に、図１に示した壁構造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、及び釘打ち等の工程の説明は省略する。まず、図６に示すように、予め固定されたサイディング材Ｂ1 の雄型連結部１に、スタータ１３のフック部１９を係止する。次に、サイディング材Ｂ2 の雌型連結部２を、サイディング材Ｂ1 の雄型連結部１に嵌合するが、これによってフック部１９は雄型連結部１と雌型連結部２の間に挟持され、スタータ１３が固定される。
【００１９】
次に、図７、図８に示すように、上部に上部金具１１、下部に下部金具１２を一体に配したソーラーパネルＣ1 を、上部金具１１のフック部１４をサイディング材Ｂ2 の雄型連結部１に係止し、かつ下部金具１２の係止片１８をスタータ１３の係止溝２０と係合させ、さらにサイディング材Ｂ2 の雄型連結部１とサイディング材Ｂ3 の雌型連結部２を嵌合させて上部金具１１を固定することで、サイディング材Ｂ2 の表面に配する。
【００２０】
さらに、図９、図１０に示すように、上部に上部金具１１、下部に下部金具１２を一体に配したソーラーパネルＣ2 を、上部金具１１のフック部１４をサイディング材Ｂ3 の雄型連結部１に係止し、かつ下部金具１２の係止片１８を上部金具１１の係止溝１６と係合させ、さらにサイディング材Ｂ3 の雄型連結部１とサイディング材Ｂ4 の雌型連結部２を嵌合させて上部金具１１を固定することで、サイディング材Ｂ3 の表面に配し、図１に示す壁構造Ａを形成するものである。
【００２１】
以上説明したのは本発明の一実施例に過ぎず、以下のような構成によって壁構造Ａを形成することができる。すなわち図１１は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すような形状の支持金具３１、上部金具３２、主金具３３を用いて壁構造Ａを形成する例である。
【００２２】
図１１に示す壁構造Ａは、図１２（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すようなソーラーパネルＣ1 、Ｃ2 を用いて形成する。すなわち、ソーラーパネルＣ2 はその上部に上部金具３２を、下部に主金具３３を一体に配し、またソーラーパネルＣ1 はその上下端に主金具３３を一体に配するものである。
【００２３】
図１３（ａ）は、サイディング材Ｂの雌型連結部２に一体に配する支持金具３１を示すもので、サイディング材Ｂの雌型連結部２に接着剤等を介して一体に取り付ける部位である取付溝３４と、サイディング材Ｂの表面材と所定間隔を有する係止片３５を有するものである。係止片３５は、係止溝３６、３９と係合ずる部位であり、ソーラーパネルＣをサイディング材Ｂの表面に固定するのに利用する。支持金具３１は所定幅を有し、所定の間隔をもって配される。
【００２４】
上部金具３２は、幅方向に大きな寸法を有し、係止溝３６と嵌合溝３７を備えるもので、係止溝３６は係止片３５と係合する部位であり、また嵌合溝３７はソーラーパネルＣの上部に接着剤等を介して一体に取り付ける部位である。また、主金具３３は、幅方向に大きな寸法を有し、嵌合溝３８、４０、係止溝３９、通気孔４１を備えるものであり、嵌合溝３８はソーラーパネルＣの下部、嵌合溝４０はソーラーパネルＣの上部にそれぞれ接着剤等を介して一体に取り付ける部位であり、係止溝３９は係止溝３６は係止片３５と係合する部位である。なお、通気孔４１により、外部から通気空間８内への外気の通気が可能となるものである。
【００２５】
図１４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１１に示した壁構造Ａにおいて、数段に亘って配したソーラーパネルＣの上下の接続部分における、横断面の部分拡大図である。図１４（ａ）は、最下段のソーラーパネルＣ1 の下部の構成を、図１４（ｂ）は中間部のソーラーパネルＣ1 、Ｃ2 の接続部の構成を、図１４（ｃ）は最上段のソーラーパネルＣ2 の上部の構成をそれぞれ示すものである。なお、図１１に示すような壁構造Ａの場合、通気孔４１から取り入れられた外気は、通気空間８を経て、ソーラーパネルＣの側面に導かれて、任意の手段で収集されるものである。
【００２６】
図１５は、図１６に示すようなプレート材５１を用いて、ソーラーパネルＣをサイディング材Ｂの表面側に取り付けた例である。すなわち、プレート材５１はその上部にフック部５２、嵌合溝５３、下部に嵌合溝５４、フック部５５を有するもので、フック部５２、５５を上下のサイディング材Ｂの雄型連結部１、雌型連結部２間に嵌装し、嵌合溝５３、５４にてソーラーパネルＣと一体化するものである。なお、図示しないがプレート材５１の下部には、通気空間８との通気を可能とする通気孔を設けてある。図１５に示すような壁構造Ａの場合、通気孔から取り入れられた外気は、通気空間８を経て、ソーラーパネルＣの側面に導かれて、任意の手段で収集されるものである。
【００２７】
図１７は、図１８（ａ）、（ｂ）に示すようなソーラーパネルＣとサイディング材Ｂを用いて形成した壁構造Ａの例を示すものである。すなわち、ソーラーパネルＣの上部には上部金具６１、下部には下部金具６２を有するものであり、下部金具６２はサイディング材Ｂの突出部６４と合致する形状のフック部６３を形成し、フック部６３を突出部６４と係合することによって、ソーラーパネルＣの下部を固定するものである。なお、図示しないが下部金具６２には、通気空間８との通気を可能とする通気孔を設けてあり、壁構造Ａにおいて、通気孔から取り入れられた外気は、通気空間８を経て、ソーラーパネルＣの側面に導かれて、任意の手段で収集されるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る壁構造によれば、▲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。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】本発明に用いるサイディング材の一例である。
【図３】本発明に用いるソーラーパネルの一例である。
【図４】本発明に用いる上部金具、下部金具、スタータの説明図である。
【図５】ソーラーパネルの上下の接続部の横断面図である。
【図６】本発明の施工過程の説明図である。
【図７】本発明の施工過程の説明図である。
【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】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１４】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１５】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１６】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１７】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１８】本発明の壁構造のその他の例である。
【符号の説明】
α  コネクタ
β  ケーブル
Ａ  壁構造
Ｂ  サイディング材
Ｃ  ソーラーパネル
１  雄型連結部
２  雌型連結部
３  表面材
３ａ  化粧溝
４  裏面材
５  芯材
６  透明板
７  太陽電池
８  通気空間
１１  上部金具
１２  下部金具
１３  スタータ
１４  フック部
１５  嵌合溝
１６  係止溝
１７  嵌合溝
１８  係止片
１９  フック部
２０  係止溝
２１  通気孔
３１  支持金具
３２  上部金具
３３  主金具
３４  取付溝
３５  係止片
３６  係止溝
３７  嵌合溝
３８  嵌合溝
３９  係止溝
４０  嵌合溝
４１  通気孔
５１  プレート材
５２  フック部
５３  嵌合溝
５４  嵌合溝
５５  フック部
６１  上部金具
６２  下部金具
６３  フック部
６４  突出部
【図１】
0004317622.tif 000002
【図２】
0004317622.tif 000003
【図３】
0004317622.tif 000004
【図４】
0004317622.tif 000005
【図５】
0004317622.tif 000006
【図６】
0004317622.tif 000007
【図７】
0004317622.tif 000008
【図８】
0004317622.tif 000009
【図９】
0004317622.tif 000010
【図１０】
0004317622.tif 000011
【図１１】
0004317622.tif 000012
【図１２】
0004317622.tif 000013
【図１３】
0004317622.tif 000014
【図１４】
0004317622.tif 000015
【図１５】
0004317622.tif 000016
【図１６】
0004317622.tif 000017
【図１７】
0004317622.tif 000018
【図１８】
0004317622.tif 000019