JPH10317620A - 太陽電池モジュール等の屋上設備機器を設置した屋根の換気構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屋根にの架台上に設置した太陽電池モジュー
ルの下部空間の換気を行うとともに、瓦と太陽電池モジ
ュールとの境界部分の外観を良好にする。 【解決手段】 瓦(11)と架台(20)上の太陽電池モジュー
ル(13)との間の隙間を、化粧カバー(100)で覆う。この
化粧カバー(100)に、太陽電池モジュール(13)の下部空
間(Ｓ)に連通する換気孔(120)を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ル等の屋上設備機器を設置した屋根において、屋上設備
機器の裏面空間の換気を行うための換気構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池モジュールを住宅の屋根に設置
する場合、屋根傾斜方向に沿って複数本の平行な架台を
設置し、これらの架台の上面に跨って太陽電池モジュー
ルを設置するようにしているが、太陽電池モジュール
は、裏面温度が上昇するにつれて発電効率が低下すると
いった問題があり、架台によって囲まれた太陽電池モジ
ュールの下部空間に熱がこもるのを防ぐ必要がある。

【０００３】このため、従来においては、図１４に示す
ように、太陽電池モジュール(１)の側面及び架台の端部
を化粧カバー(２)で覆い、軒先と平行な上下の化粧カバ
ー(２)に換気孔(３)を形成して、太陽電池モジュール
(１)の裏面空間の換気を行うものがあり、これは特開平
７-１５３９８４号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
換気構造では、化粧カバー(２)は単に太陽電池モジュー
ル(１)間の隙間や架台の端部等を覆っているだけで、太
陽電池モジュール(１)に隣接する瓦等の屋根葺き材との
間には何ら連続性がなく、屋根葺き材と太陽電池モジュ
ール(１)との間に隙間が生じて外観が見苦しくなってい
た。

【０００５】本発明は、上記に鑑み、屋上設備機器下の
空間の換気を行うようにするとともに、隣接する屋根葺
き材と屋上設備機器との間の隙間をなくして外観を良好
にした屋根の換気構造の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、屋根傾斜方向に沿って複数本の架台を設置し
て、これらの架台の上面に跨って太陽電池モジュール等
の屋上設備機器を設置した屋根において、屋根傾斜方向
に隣接する瓦等の屋根葺き材と屋上設備機器との間の隙
間を化粧カバーで覆い、該化粧カバーに、屋上設備機器
下の空間に連通する換気孔を形成したものである。

【０００７】また、上記において、化粧カバーを機器設
置用の架台の棟側端部に跨って取り付ける、すなわち屋
上設備機器下の空間の上端側を塞ぐように取り付けるこ
とが考えられる。

【０００８】さらに、化粧カバーは、複数のフィンを所
定の間隔をあけて連結してなり、該フィン間のがらり窓
を前記換気孔としたものが考えられる。さらにまた、金
属製プレートからなり、該金属製プレートの一部を切起
こしてなる切起し窓を前記換気孔としたものも考えられ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る太陽電池
モジュール設置屋根を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の太陽電池モジュール設置屋
根の概略斜視図、図２は同じくその屋根傾斜方向の側面
図、図３は太陽電池モジュールを設置したモジュール設
置部の破断斜視図、図４は同じくその一部破断平面図、
図５はダミーモジュールを使用したときの一部破断平面
図、図６は架台への太陽電池モジュールの取り付け構造
を示す縦断面図、図７は同じくその要部拡大図、図８は
同じくその分解斜視図、図９は軒先部分の屋根傾斜方向
の縦断面図、図１０は瓦と太陽電池モジュールとの境界
部分の屋根傾斜方向の縦断面図、図１１は境界側化粧カ
バーの分解斜視図である。

【００１０】本実施形態の太陽電池モジュール設置屋根
は、図１,２に示すように、切妻屋根(10)の棟側を瓦(1
1)が設置される瓦葺き一般屋根部(12)とし、軒先側を太
陽電池モジュール(13)が設置されるモジュール設置部(1
4)としたもので、これら一般屋根部(12)及びモジュール
設置部(14)は、互いに屋根(10)の桁行方向に沿ってけら
ばからけらばまで配されている。

【００１１】図２において、(15)は、トラス(16)上に桁
行方向に差し渡された複数の母屋であり、この母屋(15)
上に野地板(17)が設置されており、さらに野地板(17)の
上面にはアスファルトルーフィング(18)が貼られてい
る。このような屋根下地のやや棟側寄りに広小舞(19)が
桁行方向に取り付けられており、この広小舞(19)を境に
して一般屋根部(12)とモジュール設置部(14)とに分けら
れている。

【００１２】一般屋根部(12)においては、アスファルト
ルーフィング(18)上に瓦(11)が順次敷設されており、軒
先側の瓦(11)が広小舞(19)上に載っている。なお、一般
的な瓦(11)に代えてスレート瓦を用いることもある。

【００１３】また、モジュール設置部(14)においては、
図３,４に示すように、アスファルトルーフィング(18)
上に、アルミニウム製のリップ溝形鋼からなる架台(20)
が屋根傾斜方向に沿って互いに平行に多数本固定されて
おり、さらに金属板製屋根葺き材としての防水鋼板(21)
が敷設されて瓦棒屋根が形成されている。そして、図４
に示すように、架台(20)間に跨って桁行方向に８枚、屋
根傾斜方向に３列の合計２４枚の太陽電池モジュール(1
3)が取り付けられている。太陽電池モジュール(13)の配
列は、これに限定されるものではなく、例えば桁行方向
に６枚、屋根傾斜方向に４列の合計２４枚としたり、桁
行方向に８枚、屋根傾斜方向に４列の合計３２枚とした
りといったように、屋根形状や必要な発電容量に応じて
適宜変更する。また、太陽電池モジュール(13)をモジュ
ール設置部(14)に設置した際に、屋根(10)の大きさの違
いにより、モジュール設置部(14)に隙間部分すなわち太
陽電池モジュール(13)が設置されていない余剰部分が生
じることがあるが、このような場合には、図５に示すよ
うに、その余剰部分にダミーモジュール(Ｄ)を配置して
外観を整えるようにしている。

【００１４】ここで、太陽電池モジュール(13)の取付構
造を図３,６,７,８に基づいて説明する。なお、ダミー
モジュール(Ｄ)も太陽電池モジュール(13)と同様に取り
付けられるので、太陽電池モジュール(13)の取付構造
は、そのままダミーモジュール(Ｄ)の取り付けに適用で
きるものである。

【００１５】まず架台(20)は、その底部に取付片(23)が
桁行方向に突出して形成され、この取付片(23)のビス孔
に上方から挿入したビス(24)を、野地板(17)及び母屋(1
5)にねじ込むことにより締め付け固定されている。

【００１６】防水鋼板(21)は、軒先に取り付ける軒先
用、架台(20)間に取り付ける架台間用、配線引き込み用
のパイプ付きの配線引き込み用、広小舞(19)付近に取り
付ける上部用、けらばに取り付けるけらば用等、配置場
所によって異なる各種タイプを備え、これらの桁行方向
に沿って適宜折曲形成された折返し部分(Ｒ)同士を係合
させたり、互いの端部を重ね合わせることによって、こ
れら防水鋼板(21)が架台(20)を囲むように野地板(17)の
全面にわたって敷き詰められて屋根葺き材を構成してい
る。

【００１７】架台間用の防水鋼板(21)の架台(20)と平行
な端部には、上述したビス(24)の頭を覆うように傾斜し
て立ち上げられた傾斜片(25)と、該傾斜片(25)の先端か
ら架台(20)の側面に沿って垂直に延出された垂直片(26)
とが一体的に形成されている。そして、一対の逆Ｌ字形
の架台カバー(28)が、架台(20)のリップ(27)及び防水鋼
板(21)の垂直片(26)を覆うように被せられて、これらが
水平方向にねじ込んだパッキン付きビス(29)により架台
(20)の側面に共締めされている。これにより、取付片(2
3)のビス孔への上方からの雨水の浸入を防止し、雨仕舞
いに優れた防水性能の高い防水構造となっている。

【００１８】一方、太陽電池モジュール(13)は、セル
（太陽電池の基本単位）を必要枚配列し、屋外で利用で
きるよう強化ガラス(33)で覆って方形状にパッケージ化
したものである。なお、ダミーモジュール(Ｄ)として
は、例えばアルミニウム板の表面にセルパターンを印刷
したフィルムを貼り付けたもの等が使用される。そし
て、太陽電池モジュール(13)の周囲には、金属製のモジ
ュールフレーム(34)が方形枠状に嵌め込まれている。こ
のモジュールフレーム(34)は、太陽電池モジュール(13)
の端部にクッション材(35)を介して外嵌されるコ字形嵌
合溝片(36)と、該嵌合溝片(36)の下面から間隔をあけて
垂下された内外一対の垂直片(37)(38)と、これら垂直片
(37)(38)の下端に跨って水平に張り出した取付脚片(40)
とが一体的に形成されてなる。また、屋根傾斜方向に沿
って配されたモジュールフレーム(34)には、外側の垂直
片(37)に係合片(41)が一体的に形成されている。

【００１９】このモジュールフレーム(34)の取付脚片(4
0)が、架台(20)の架台カバー(28)上面にクッション材(4
2)を介して載置されている。そして、モジュールフレー
ム(34)の係止片(41)及び外側の垂直片(37)によって形成
される一対の係合溝(43)に、太陽電池モジュール(13)の
屋根傾斜方向の長さとほぼ同じ長さを有する門形の連結
金具(50)の一対の垂直片(51)が上方から挿入され、桁行
方向に隣接するモジュールフレーム(34)同士が連結され
ている。また、連結金具(50)の水平片(52)には、屋根傾
斜方向に所定の間隔をあけてボルト挿入孔(53)が形成さ
れている。

【００２０】一方、架台(20)内には、所定の間隔をあけ
て複数の止め金具(54)が連結金具(50)に対向して配され
ている。この止め金具(54)は、逆Ｕ字形の中央突出片(5
5)と、該中央突出片(55)の下端から桁行方向に突出した
一対のＬ字形の当接片(58)とが一体的に形成されてな
り、中央突出片(55)には連結金具(50)のボルト挿入孔(5
3)に対応してナット孔(56)が形成されている。そして、
連結金具(50)のボルト挿入孔(53)に上方から挿入した連
結ボルト(57)の下端を止め金具(54)のナット孔(56)に螺
合して、予め連結金具(50)と止め金具(54)とを仮止めし
た状態で、止め金具(54)を架台(20)内に挿入するととも
に、連結金具(50)の垂直片(51)を係合溝(43)に上方から
挿入し、この状態で連結ボルト(57)を締め付けることに
より、止め金具(54)の一対の当接片(58)の端部がリップ
(27)の下面に夫々当接し、太陽電池モジュール(13)が架
台(20)に固定される。

【００２１】この太陽電池モジュール(13)の取り付け
は、まず軒先側の１列目のけらばからけらばまで行い、
１列目が完了した時点でこれら太陽電池モジュール(13)
に電気配線を施し、引き続き２列目、３列目の取り付け
及び電気配線を行う。電気配線は、各太陽電池モジュー
ル(13)を直列接続するものであり、その端部は配線引き
込み用の防水鋼板(21)のパイプから野地板(17)及び母屋
(15)に形成された配管口(59)を介して建物内に導かれ
（図３参照）、最終的にインバーターに接続されてい
る。

【００２２】このように取り付けられた太陽電池モジュ
ール(13)は、その表面が一般屋根部(12)に設置した各瓦
(11)の表面と、ほぼ同一平面上に位置している。すなわ
ち、屋根(10)の表面が瓦(11)及び太陽電池モジュール(1
3)を含めて全体的にフラットな外観となっている。ま
た、モジュール設置部(14)には、桁行方向に対向する架
台(20)及び太陽電池モジュール(13)の裏面に囲まれた下
部空間(Ｓ)が、屋根傾斜方向に沿って複数形成された状
態となっている。

【００２３】次に、本発明の特徴である下部空間(Ｓ)を
換気するための換気構造について説明する。図９は軒先
部分の構造を示しており、(60)は桁行方向に沿って配さ
れた軒先側化粧カバーであって、倒Ｚ字形のカバー取付
金具(61)を介して各架台(20)の軒先側の先端に跨って固
定されている。この軒先側化粧カバー(60)は、略倒Ｌ字
形で、太陽電池モジュール(13)の桁行方向の長さとほぼ
同じ長さを有し、その下端がカバー取付金具(61)のカバ
ー取付片(62)にボルト(63)を介して固定されており、そ
こから野地板(17)に対して垂直に立ち上がって軒先と反
対方向に湾曲し、その端部が軒先に面するモジュールフ
レーム(34)の上端に近接して配され、軒先側に露出する
架台(20)及びモジュールフレーム(34)を隠して軒先側端
部の外観を良好にしている。この軒先側化粧カバー(60)
の下端と防水鋼板(21)との間には、前記の各下部空間
(Ｓ)に連通する僅かな隙間(70)が形成されており、この
隙間(70)から外部空気が流入できるようになっている。

【００２４】なお、カバー取付金具(61)は、その水平片
(64)が架台(20)の軒先側先端にボルト(65)により固定さ
れており、水平片(64)の一方の端部を下方に垂直に折曲
して前記のカバー取付片(62)とし、水平片(64)の他方を
上方に垂直に折曲して軒先に面するモジュールフレーム
(34)が当接して位置決めがなされる位置決め片(66)とし
ている。図９中、(67)は軒樋、(68)は軒先母屋、(69)は
腕木である。

【００２５】図１０は太陽電池モジュール(13)と瓦(11)
との境界部分の構造を示しており、(100)は軒先に近い
列の瓦(11)とこれに対向するモジュールフレーム(34)と
の間に差し渡されて桁行方向に沿って連続的に配された
境界側化粧カバーである。

【００２６】この境界側化粧カバー(100)は、図１１に
示すように、倒略Ｌ字形の脚片(101)と、フィン付き先
端片(102)と、これらの間に所定の間隔をあけて平行に
配置された３本の略Ｚ形のフィン(103)と、脚片(101)、
先端片(102)及びフィン(103)の端部に跨ってこれら端部
同士を連結する一対のコ字形の連結片(104)と、連結片
(104)よりも外側で脚片(101)と先端片(102)の端部間に
差し渡された平板状の取付片(105)とからなり、カバー
取付金具(110)を介して隣接する架台(20)の棟側端部に
跨って取り付けられている。なお、脚片(101)、先端片
(102)及びフィン(103)の端部の上下面が連結片(104)の
上下面にビス(106)止めされ、取付片(105)の端部が脚片
(101)及び先端片(102)の端部にビス(107)止めされてい
る。

【００２７】カバー取付金具(110)は、Ｕ字形取付片(11
1)及びカバー取付片(112)とこれらを連結する水平片(11
3)とが一体的に形成されてなるもので、そのＵ字形取付
片(111)の底部が架台(20)の棟側端部に上からのボルト
(114)により固定されている。そして、境界側化粧カバ
ー(100)の取付片(105)をカバー取付金具(110)のカバー
取付片(112)上に重ねて、ボルト(115)を上方から取付片
(105)のボルト挿入孔(116)に挿入してカバー取付片(11
2)のナット孔(117)にねじ込むことにより、境界側化粧
カバー(100)がカバー取付金具(110)に固定されている。

【００２８】この状態において、先端片(102)の軒先側
の端部がモジュールフレーム(34)の上端に近接し、脚片
(101)が前記の瓦(11)の軒先側端部の下方で防水鋼板(2
1)上に載置されて、脚片(101)、先端片(102)及びフィン
(103)の上面によって形成される境界側化粧カバー(100)
の傾斜面が瓦(11)の表面と同方向に傾斜した状態で、瓦
(11)とモジュールフレーム(34)との間の隙間を覆ってお
り、各フィン(103)間に形成されたがらり窓が下部空間
(Ｓ)に連通する換気孔(120)とされている。このよう
に、複数の部材を連結して境界側化粧カバー(100)を構
成し、換気孔(120)を各フィン(103)間の隙間としている
ことから、各部材を薄肉に成形して材料費を軽減するこ
とが可能で、これに伴い軽量化も可能となる。

【００２９】上記において、太陽光の照射により太陽電
池モジュール(13)が高温となって下部空間(Ｓ)に熱がこ
もると、この下部空間(Ｓ)の高温空気は屋根傾斜方向に
沿って上昇して棟側の換気孔(120)から外部にスムーズ
に排出し、これに伴って上述した軒先側の空気流入孔で
ある隙間(70)から外部の低温空気が下部空間(Ｓ)内に流
入し、下部空間(Ｓ)の換気が行われるようになってい
る。なお、外部空気の流入は、軒先側化粧カバ−(60)の
下端の隙間(70)からだけではなく、各モジュールフレー
ム(34)間の微細な隙間等からも行われる。

【００３０】一方、図１２,１３は、他の境界側化粧カ
バーを示しており、この境界側化粧カバー(150)は、倒
略Ｌ字形の脚片(151)と、該脚片(151)の端部から傾斜し
て立ち上げられた略平板状の傾斜片(152)とが一体的に
形成された金属製プレートからなるもので、傾斜片(15
2)の一部を切り起こすことによって形成された複数の切
起し窓が換気孔(153)とされたものである。この場合、
上述したがらり窓を有する化粧カバ−(100)に比べて、
金属製プレートを切起こす必要があるため、この金属製
プレートにある程度の厚みを必要として重量も重くなる
が、構造が簡単で部材の組立を必要としないことから、
製造コストの低減を図ることができる。

【００３１】なお、この他にも、境界側化粧カバーとし
て、メッシュ構造の換気孔を有するものや、単に打ち抜
き加工によって換気孔を形成したものを適用してもよ
い。

【００３２】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及
び変更を加え得ることは勿論である。例えば、本実施形
態では、太陽電池モジュールを瓦よりも軒先側に配置し
たが、太陽電池モジュールを瓦よりも棟側に配置して、
この隙間を覆うように境界側化粧カバーを配置してもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、屋根傾斜方向に隣接する屋根葺き材と屋上設
備機器との間の隙間を化粧カバーで覆い、この化粧カバ
ーに換気孔を形成することによって、屋上設備機器下の
空間の換気を可能にして屋上設備機器の裏面温度上昇に
伴う発電効率の低下を防止するとともに、化粧カバーに
より屋根葺き材と屋上設備機器との間の隙間をなくして
両者の間に連続性を持たせ、外観を良好にすることがで
きる。なお、化粧カバーを屋根葺き材の傾斜方向とほぼ
同方向に傾斜させると、両者をより自然に連続させるこ
とができる。

【００３４】また、化粧カバーを、機器設置用の架台の
棟側端部に跨って取り付けると、架台に沿って上昇する
空間内の高温空気を換気孔から外部にスムーズに排出す
ることができ、換気効率が向上する。

【００３５】さらに、複数のフィンを連結して化粧カバ
ーを構成し、換気孔を各フィン間の隙間であるがらり窓
とすると、各部材を薄肉に成形して材料費を軽減するこ
とが可能で、これに伴い化粧カバーの軽量化も可能とな
る。

【００３６】さらにまた、金属製プレートで化粧カバー
を構成し、換気孔を金属製プレートの一部を切起こして
なる切起し窓とすると、構造が簡単で部材の組立を必要
とせず、製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュール設置
屋根の概略斜視図である。

【図２】同じくその屋根傾斜方向の側面図である。

【図３】太陽電池モジュールを設置したモジュール設置
部の破断斜視図である。

【図４】同じくその一部破断平面図である。

【図５】ダミーモジュールを使用したときの一部破断平
面図である。

【図６】架台への太陽電池モジュールの取り付け構造を
示す縦断面図である。

【図７】同じくその要部拡大図である。

【図８】同じくその分解斜視図である。

【図９】軒先部分の屋根傾斜方向の縦断面図である。

【図１０】瓦と太陽電池モジュールとの境界部分の屋根
傾斜方向の縦断面図である。

【図１１】境界側化粧カバーの分解斜視図である。

【図１２】他の境界側化粧カバーを使用したときの瓦と
太陽電池モジュールとの境界部分の屋根傾斜方向の縦断
面図である。

【図１３】他の境界側化粧カバーの斜視図である。

【図１４】従来の太陽電池モジュール設置屋根の斜視図
である。

【符号の説明】

(11) 瓦 (13) 太陽電池モジュール (20) 架台 (100)(150) 境界側化粧カバー (103) フィン (120)(153) 換気孔 (Ｓ) 下部空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根傾斜方向に沿って複数本の架台を設
   置して、これらの架台の上面に跨って太陽電池モジュー
   ル等の屋上設備機器を設置した屋根において、屋根傾斜
   方向に隣接する瓦等の屋根葺き材と前記屋上設備機器と
   の間の隙間を化粧カバーで覆い、該化粧カバーに、前記
   屋上設備機器下の空間に連通する換気孔を形成したこと
   を特徴とする太陽電池モジュール等の屋上設備機器を設
   置した屋根の換気構造。
2. 【請求項２】 前記化粧カバーを、機器設置用の架台の
   棟側端部に跨って取り付けた請求項１記載の太陽電池モ
   ジュール等の屋上設備機器を設置した屋根の換気構造。
3. 【請求項３】 前記化粧カバーは、複数のフィンを所定
   の間隔をあけて連結してなり、該フィン間のがらり窓を
   前記換気孔とした請求項１又は２記載の太陽電池モジュ
   ール等の屋上設備機器を設置した屋根の換気構造。
4. 【請求項４】 前記化粧カバーは、金属製プレートから
   なり、該金属製プレートの一部を切起こしてなる切起し
   窓を前記換気孔とした請求項１又は２記載の太陽電池モ
   ジュール等の屋上設備機器を設置した屋根の換気構造。