JP3618070B2

JP3618070B2 - Roof with solar cells

Info

Publication number: JP3618070B2
Application number: JP37465199A
Authority: JP
Inventors: 則和坂井; 廣久徳成; 直子大矢
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP2000160790A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平に延びる大棟と、この大棟の端部から斜め下方に延びる下り棟とを有するとともに、太陽エネルギー変換機能を有するパネルが屋根面に複数配列される太陽電池付屋根に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、太陽エネルギーを変換して電気や温水として利用する太陽電池や太陽熱コレクタ等の太陽エネルギー変換装置があり、この装置では、太陽エネルギー変換機能を有する太陽エネルギー変換パネルが屋根に設置されている。
この太陽エネルギー変換パネル、例えば、太陽電池パネルは、所定数のソーラーセルが収められた防水ケース周縁に縦枠および横枠を取り付け、屋根下り方向に沿って屋根下地材に固定されたレールに縦枠が支持される構造である（特開平７−１８０３１０号公報参照）。
太陽電池パネルは、温度上昇に伴う発電効率の低下を防止するため、放熱する必要があり、太陽電池パネルと屋根下地材との間の空間は放熱を促進するための通気層とされる。
【０００３】
この太陽電池パネルは、発電量を大きくするために、屋根面全面に配置されることが好ましい。
太陽電池パネルは平面矩形状であるため、屋根面が矩形状である切妻タイプの屋根に利用されている。
寄せ棟タイプや入母屋タイプの屋根等、屋根面の一部が屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺（下り棟）を有する屋根に平面矩形状の太陽電池パネルを設置すると、パネルが設置できない三角形のデッドスペースが生じるため、屋根の外観上好ましくない。
【０００４】
同様に、ドーマが設けられた屋根では、ドーマと屋根との境界部分に屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺が形成されるため、平面矩形状のパネルが設置できない三角形のデッドスペースが生じることになり、この屋根に平面矩形状の太陽電池パネルを設置することは、屋根の外観を損なうことになる。
そこで、従来では、平面矩形状の太陽電池パネルに隣接して平面矩形状ではない異形（略三角形）の太陽電池パネルを配置した屋根構造がある（特開平７−９０９３９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−９０９３９号公報で示される従来例では、平面矩形状及び平面異形の太陽電池パネルを屋根に設ける構造であるが、これらのパネルを屋根に設置する具体的な構造が開示されていない。
そのため、防水処理された屋根の上に太陽電池パネルを設置することが考えられるが、取付金具が露出したり、屋根に荷重をかけることになり、好ましくない。
そこで、従来より、外観の良い寄せ棟屋根等において、屋根材の上に設置されるのではなく、屋根材として太陽エネルギー変換パネルが組み込まれた屋根構造体が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は寄せ棟屋根等の特殊形状の屋根において、太陽エネルギー変換機能を有するパネルを設置する際に、屋根の全面が覆われて外観が良好になるとともに、パネルが屋根材として機能する屋根構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図面をも参照して説明すると、水平に延びる大棟と、この大棟の端部から斜め下方に延びる下り棟１Ａとを有するとともに、太陽エネルギー変換機能を有するパネルが屋根面１に複数配列される太陽電池付屋根であって、前記パネルとして、台形状に形成された補助パネル１５と、矩形状に形成された主パネル４とが設けられ、前記補助パネル１５は、前記屋根面１の傾斜方向に沿って延びるとともに対向配置された長さの異なる第一および第二の縦枠１９，２１と、当該屋根面１の傾斜方向と直交する横枠８と、前記下り棟１Ａに沿って延びる斜め枠２０とを備え、前記補助パネル１５の第一の縦枠１９は、前記主パネル４の前記屋根面１の傾斜方向に沿って延びる縦枠７よりも長く形成されており、前記補助パネル１５は、前記下り棟１Ａに沿って複数配列され、その屋根面１の残りの部分に前記主パネル４が複数配列されていることを特徴とする。
【０００８】
以上において、前記補助パネル１５は、少なくとも一辺が前記屋根面１の傾斜方向に沿って延びていることが望ましい。
【０００９】
また、前記屋根面１には、前記パネル４，１５が設置されるパネル設置領域が設定され、この領域内に支持レール３が設けられ、この支持レール３は、前記屋根面１の傾斜方向に沿って延び、前記パネル４，１５は、前記支持レール３に支持されていることが望ましい。
【００１２】
さらに、前記補助パネル１５は、前記主パネル４の上端部分に設けられ、前記主パネル４の両端縁を支持する支持レール３が上方に延長され、その延長部分に前記補助パネル１５の第一および第二の縦枠１９，２１が支持されていることが望ましい。
【００１３】
また、当該太陽電池付屋根は、水平に延びる大棟と、この大棟の端部から斜め下方に延びる下り棟１Ａとを有する寄棟式とされていることが望ましい。
【００１４】
さらに、当該太陽電池付屋根の前記パネル４，１５が取り付けられる下地面の表面には、防水シート２Ａが貼り付けられ、この防水シート２Ａの上面に前記パネルが取り付けられていることが望ましい。
【００１５】
また、前記下り棟１Ａに沿って、前記補助パネル１５の斜辺の上方を覆う棟カバーが設けられていることが望ましい。
【００１６】
前記目的に対し、本発明は特殊形状の屋根の下地材全体を平面矩形状の太陽エネルギー変換パネルと平面異形形状のパネルとで覆い、これらのパネルで防水面を形成して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の屋根構造体は、添付した図面を参照して説明すると、屋根面１の一部が屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺１Ａを有する屋根下地材２に、太陽エネルギー変換機能を有する平面矩形状の主パネル４と、この主パネル４に隣接配置された補助パネル５，１５とを取り付けて屋根面１を覆う屋根構造体であって、これらの主パネル４及び補助パネル５，１５は前記屋根下地材２の上で防水面を形成し、前記補助パネル５，１５は、前記主パネル４に接合され屋根下り方向に沿って延びる第１辺縁７，１９と、この第１辺縁７，１９と接続され前記傾斜辺１Ａと対応する第２辺縁９，２０とを備えた平面異形形状を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成の本発明では、屋根下地材２の上において、平面矩形状の主パネル４を屋根中央部分に配置し、屋根の傾斜辺１Ａ近傍に補助パネル５，１５を配置し、これらのパネル４，５，１５で屋根の全面を覆う。補助パネル５，１５を配置する際、第１辺縁７，１９を隣合う主パネル４の縁７に合わせ、第２辺縁９，２０を傾斜辺１Ａに合わせる。
これにより、寄せ棟等の特殊形状の屋根にはパネル４，５，１５が配置されていないデッドスペースがなくなり、外観が良好となる。その上、これらのパネル４，５，１５が防水面を形成しているため、屋根下地材２に雨が漏れることがない。
【００１８】
ここで、本発明においては、前記主パネル４及び補助パネル５，１５は前記屋根下地材２の上に互いに所定間隔離れて固定された複数のレール３に支持されている構造でもよい。
この構造では、レール３によってパネル４，５，１５が屋根下地材２に確実に取り付けられるだけでなく、レール３に樋を形成することにより、屋根の防水処理を確実に行える。
また、前記補助パネル５，１５は、太陽エネルギー変換機能を有する太陽エネルギー変換パネル、例えば、太陽電池パネルであってもよい。
この構造では、主パネル４だけでなく、補助パネル５，１５も太陽エネルギー変換機能を有することから、屋根全面という広い面積で太陽エネルギーを有効に利用できる。
【００１９】
これに対して、前記補助パネル５，１５は、その表面外観が前記主パネル４の表面外観と略同じであり、かつ、太陽エネルギー変換機能を有さないダミーパネルとしてもよい。
この構造では、太陽エネルギー変換パネルに比べてダミーパネルが安価に製造できるため、屋根全面に太陽エネルギー変換パネルを配置した場合に比べて屋根の施工コストを低くすることができる。
【００２０】
また、本発明では、前記補助パネル５，１５は平面略三角形、平面略台形、その他、平面矩形状以外の形状である。
さらに、前記主パネル４及び補助パネル５，１５と前記屋根下地材２との間の空間から通気層１４が形成され、前記補助パネル５，１５は、前記第１辺縁７，１９を前記レール３に支持するための第１支持部７Ａと、前記第２辺縁９，２０を前記レール３と隣り合うレール３に支持するための第２支持部９Ａ，２１Ａとを備えた構造でもよい。
この構造では、補助パネル５，１５と屋根下地材２との間に略パネル幅寸法の通気層１４が形成されるため、太陽エネルギー変換機能を有する主パネル４及び補助パネル５，１５の放熱を大きなスペースの通気層１４で行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態中、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図１から４には、本発明の第１実施形態が示されている。
図１は第１実施形態の全体構成が示された斜視図である。図１において、第１実施形態は、屋根面１の一部が屋根下り方向と鋭角をなす下り棟（傾斜辺）１Ａを有する寄せ棟屋根の屋根構造体であり、屋根下地材２と、この屋根下地材２の屋根下り方向に沿って互いに所定間隔離れて配置された複数のレール３と、これらのレール３にそれぞれ取り付けられた平面矩形状の主パネル４及び平面略直角三角形の補助パネル５とを備え、これらのパネル４，５及びレール３から防水面を形する構造である。
【００２２】
主パネル４の全体構成が図２に示されている。図２において、主パネル４は太陽エネルギーを電気に変換する機能を有する太陽電池パネルであり、所定数のソーラーセルを収めた平板状の防水ケース６と、このケース６の周囲に取り付けられた縦枠７及び横枠８とを備えた構造である。
縦枠７は屋根の下り方向に沿って配置されるものであり、下方の部分がレール３に支持するための支持部７Ａとなっており、この支持部７Ａには外側に突出する固定用鍔部７Ｂが形成されている。
【００２３】
横枠８のうち上方に配置される上枠８Ａと下方に配置される下枠８Ｂとから構成されている。
上枠８Ａは、上方に隣り合う主パネル４の下枠８Ｂに図示しないパッキン部材を介して支持される支持片８Ｃが形成されている。
下枠８Ｂは下方に隣り合う主パネル４の上枠８Ａの上面を覆うカバー部８Ｄが形成されている。
【００２４】
補助パネル５の全体構成が図３に示されている。図３（Ａ）は補助パネル５の斜視図であり、図３（Ｂ）は補助パネル５の平面図である。
これらの図において、補助パネル５は、主パネル４と同様に、太陽エネルギーを電気に変換する機能を有する太陽電池パネルであり、所定数のソーラーセルを収めた平面略三角形の防水ケース６と、このケース６の周囲に取り付けられた縦枠７、横枠８及び斜め枠９とを備えた構造である。
【００２５】
縦枠７は主パネル４の縦枠７に接合され屋根下り方向に沿って延びる第１辺縁を形成するものである。この縦枠７の下方の部分がレール３に支持するための第１支持部７Ａとなっており、この第１支持部７Ａには外側に突出する固定用鍔部７Ｂが形成されている。
補助パネル５の縦枠７は主パネル４の縦枠７と同じ長さを有する。
【００２６】
横枠８は主パネル４の下枠８Ｂと同じ構造及び同じ長さを有するものであり、カバー部８Ｄが形成されている。
斜め枠９は第１辺縁である縦枠７と上端部が接続され屋根の下り棟１Ａと対応する第２辺縁を形成するものである。
斜め枠９と横枠８とが交差する角部は、その下方の部分９Ａが第２辺縁である横枠８をレール３に支持するための第２支持部とされている。
【００２７】
これらのパネル４，５と屋根下地材２との取付構造が図４に示されている。図４において、屋根下地材２は合板等の面材から形成される野地板であり、その表面にアスファルトルーフィング等のシート材２Ａが貼付されている。
レール３は中心上方が開口となった断面コ字型の樋部３Ａと、この樋部３Ａの下方に一体的に設けられた断面四角形のパイプ部３Ｂとを有するものである。
樋部３Ａはパネル４，５の支持部７Ａ，９Ａを受けるとともに、パネル４，５に降り注いだ雨水等を集め軒に排水する構造である。
【００２８】
樋部３Ａの底部には支持部７Ａ，９Ａが載せられるとともに、支持部７Ａ，９Ａの固定用鍔部７Ｂを貫通したタッピングねじ１０が螺合されている。
パイプ部３Ｂの側面には取付用鍔部３Ｃが形成され、この取付用鍔部３Ｃを貫通するねじ１１を屋根下地材２に螺合することにより、レール３の屋根下地材２への固定がされる。
なお、符号１２及び１３はレール３から屋根下地材２への漏水を防止するためのガスケット、パッキング部材である。
主パネル４及び補助パネル５と屋根下地材２との間の空間から通気層１４が形成されている。この通気層１４は軒先及び棟部分に開口されており、棟部分には雨水が通気層１４に入り込まないようにするための図示しない防水機構が設けられている。
【００２９】
この構成の第１実施形態では、屋根下地材２に複数のレール３を互いに所定間隔（略パネル４，５の幅寸法）離して取り付け、平面矩形状の主パネル４を屋根中央部分に複数並べて配置し、屋根の下り棟１Ａの近傍に補助パネル５を並べて配置して屋根の全面を覆う。
補助パネル５を配置する際、第１辺縁である縦枠７を隣合う主パネル４の縦枠７に合わせ、第２辺縁である斜め枠９を下り棟１Ａに合わせる。
これらのパネル４，５をレール３に取り付けるため、パネル４，５の支持部７Ａ，９Ａをレール３にタッピングねじ１０で固定する。
【００３０】
従って、第１実施形態では、▲１▼屋根面１の一部が屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺１Ａを有する屋根下地材２に、太陽エネルギー変換機能を有する平面矩形状の主パネル４と、この主パネル４に隣接配置された補助パネル５とを取り付け、これらの主パネル４、補助パネル５及びレール３は屋根下地材２の上で防水面を形成し、補助パネル５は、主パネル４に接合され屋根下り方向に沿って延びる第１辺縁７と、この第１辺縁７と接続され傾斜辺１Ａと対応する第２辺縁９とを備えた平面異形形状であるから、寄せ棟の屋根にはパネル４，５が配置されていないデッドスペースがなくなり、外観が良好となり、その上、これらのパネル４，５が防水面を形成しているため、屋根材として機能し、屋根下地材２に雨が漏れることがない。
【００３１】
また、第１実施形態では、▲２▼主パネル４及び補助パネル５は屋根下地材２の上に互いに所定間隔離れて固定された複数のレール３に支持されているから、レール３によってパネル４，５が屋根下地材２に確実に取り付けられるだけでなく、レール３に樋部３Ａが形成されるため、隣り合うパネル４，５の間から流入する雨水が確実に樋部３Ａを通って軒先へ排出される。
さらに、▲３▼補助パネル５は、主パネル４と同様に、太陽電池パネルから構成されるから、屋根全面で太陽エネルギーを受けることができるため、発電量を大きなものにし、太陽エネルギーを有効に利用できる。
【００３２】
さらに、▲４▼主パネル４及び補助パネル５と屋根下地材２との間の空間から通気層１４を形成したから、この通気層１４でパネル４，５の放熱を行うことができるので、温度上昇に伴うエネルギー変換効率の低下を防止することができる。特に、補助パネル５は、第１辺縁である縦枠７をレール３に支持するための第１支持部７Ａと、第２辺縁である斜め枠９をこのレール３と隣り合うレール３に支持するための第２支持部９Ａとを備えた構造としたから、補助パネル５と屋根下地材２との間の通気層１４を大きな面積にできるので、補助パネル５の放熱を促進してエネルギー変換効率の低下を防止することができる。
【００３３】
なお、第１実施形態では、補助パネル５の全て又は一部をダミーパネルとしてもよい。つまり、縦枠７、横枠８及び斜め枠９に取り付けられる防水ケース６を、アクリル、ガラス等の板材から形成し、この板材の表面外観（形状、色彩）を主パネル４の防水ケース６と略同じにする。
補助パネル５を太陽電池パネルから構成した場合、平面略三角形の太陽電池パネルは比較的設置面積の小さいデッドスペースに配置されることから、そのサイズも小さくなる。そのため、補助パネル５の発電量で得られるメリットに比べて太陽電池パネルの種類並びに数を増やすことに伴うデメリットが大きくなるという不都合がある。
これに対して、▲５▼補助パネル５をダミーパネルとすれば、太陽電池パネルに比べて製造コストが格段と低いため、前述の▲１▼▲２▼▲４▼の効果に加えて屋根の施工コストを低く抑えることができるという効果を奏することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。第２実施形態は補助パネルの平面形状が第１実施形態と相違するもので、他の構成は第１実施形態と同じである。
図５は第２実施形態の全体構成を示す正面図である。図５において、第２実施形態は、屋根面１の一部が下り棟（傾斜辺）１Ａを有する寄せ棟屋根の屋根構造体であり、前記屋根下地材２（図１参照）と、この屋根下地材２の屋根下り方向に沿って互いに所定間隔離れて配置された複数の前記レール３と、これらのレール３にそれぞれ取り付けられた平面矩形状の前記主パネル４及び平面略台形の補助パネル１５を備え、これらのパネル４，１５及びレール３から防水面を形する構造である。
屋根の棟部分には長尺状の棟カバー１６が主パネル４にかからないように取り付けられている。屋根の下り棟１Ａには必要に応じて長尺状の棟カバー（図示せず）が取り付けられている。
【００３５】
補助パネル１５の全体構成が図６に示されている。図６（Ａ）は補助パネル１５の斜視図であり、図６（Ｂ）は補助パネル１５の平面図である。
これらの図において、補助パネル１５は、主パネル４と同様に、太陽エネルギーを電気に変換する機能を有する太陽電池パネルであり、所定数のソーラーセルを収めた平面略台形の防水ケース１８と、このケース１８の周囲に取り付けられた長さ寸法の長い第１の縦枠１９、前記横枠８、斜め枠２０及び長さ寸法の短い第２の縦枠２１を備えた構造である。
【００３６】
第１の縦枠１９は主パネル４の縦枠７に接合され屋根下り方向に沿って延びる第１辺縁を形成するものである。この縦枠１９の下方の部分がレール３に支持するための第１支持部７Ａとなっており、この第１支持部７Ａには外側に突出する固定用鍔部７Ｂが形成されている。
第１の縦枠１９は主パネル４の縦枠７より長さ寸法が長い。
横枠８は主パネル４の下枠８Ｂと同じ構造及び同じ長さを有するものであり、カバー部８Ｂが形成されている。
【００３７】
斜め枠２０は第１辺縁である縦枠１９と上端部が接続され屋根の下り棟１Ａと対応する第２辺縁を形成するものである。
第２の縦枠２１は、その下方の部分２１Ａが第２辺縁である横枠８をレール３に支持するための第２支持部とされている。
補助パネル１５と屋根下地材２との間並びに主パネル４と屋根下地材２との間には図示しない通気層がそれぞれ形成されている。
【００３８】
この構成の第２実施形態では、主パネル４及び補助パネル１５のレール３への取付方法は第１実施形態と同じである。
従って、第２実施形態によれば、第１実施形態の▲１▼から▲４▼の作用効果を奏することができる他に、▲６▼補助パネル１５を平面略台形としたから、互いに平行で比較的長い寸法の縦枠１９，２１の下部でレール３に支持されるため、補助パネル１５のレール３への取り付けを確実なものにできる。その上、屋根の棟に第１棟カバー１６を取り付ける際に、主パネル４にかからないので、主パネル４の発電効率が低下しない。しかも、この場合、補助パネル１５の平面形状を略台形としているから、屋根の下り棟１Ａぎりぎりまで補助パネル１５を張り込むことができる。従って、下り棟１Ａに棟カバーを仮に取り付ける場合であっても、棟カバーの幅寸法を小さくすることができる。
【００３９】
なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、補助パネル１５の全て又は一部をダミーパネルとしてもよい。つまり、縦枠１９，２１、横枠８及び斜め枠２０に取り付けられる防水ケース１８を、アクリル、ガラス等の板材から形成し、この板材の表面外観（形状、色彩）を主パネル４の防水ケース９と略同じにする。
▲５▼補助パネル１５をダミーパネルとすれば、太陽電池パネルに比べて製造コストが格段と低いため、前述の▲１▼▲２▼▲４▼▲６▼の効果に加えて屋根の施工コストを低く抑えることができるという効果を奏することができる。
【００４０】
以上、第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、これらの実施形態に本発明は限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では寄せ棟屋根に適用したが、本発明では、図７に示されるとおり、ドーマ１Ｂが設けられドーマ１Ｂと屋根面１との境界部分に屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺１Ｃが形成された屋根に適用することができる。
即ち、図７に示されるとおり、主パネル４と平面略三角形の補助パネル５とをレール３の上に並べて配置することにより、ドーマ１Ｂを有する屋根でも、隙間なく、屋根面１をパネル４，５で覆うことができる。
【００４１】
また、前記各実施形態では、主パネル４及び補助パネル５，１５をレール３を介して屋根下地材２に取り付け、これらのパネル４，５，１５と屋根下地材２との間で通気層１４を形成したが、本発明では、屋根下地材２に直接パネル４，５，１５を取り付け、あるいは、レール３以外の連結部材、例えば、複数のブロックを介してパネル４，５，１５を取り付けるものでもよい。屋根下地材２に直接パネル４，５，１５を取り付ける場合には、隣り合うパネル４，５，１５を防水パッキン等で介装し、これらのパネル４，５，１５で防水面を形成する。
さらに、主パネル４、補助パネル５，１５は、太陽エネルギーを変換して温水として利用する太陽熱コレクタであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
このような本発明によれば、屋根面の一部が屋根下り方向と鋭角をなす傾斜辺を有する屋根下地材に、太陽エネルギー変換機能を有する平面矩形状の主パネルと、この主パネルに隣接配置された補助パネルとを取り付け、これらの主パネル及び補助パネルは屋根下地材の上で防水面を形成し、補助パネルは、主パネルに接合され屋根下り方向に沿って延びる第１辺縁と、この第１辺縁と接続され傾斜辺と対応する第２辺縁とを備えた平面異形形状であるから、寄せ棟等の特殊形状の屋根にはパネルが配置されていないデッドスペースがなくなり、外観が良好となり、その上、これらのパネルが防水面を形成しているため、屋根材として機能し、屋根下地材に雨が漏れることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示す斜視図である。
【図２】主パネルを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は補助パネルを示す斜視図であり、（Ｂ）は補助パネルを示す平面図である。
【図４】パネルと屋根下地材との取付構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の全体構成を示す正面図である。
【図６】（Ａ）は補助パネルを示す斜視図であり、（Ｂ）は補助パネルを示す平面図である。
【図７】本発明の変形例の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１屋根面
１Ａ，１Ｃ傾斜辺
２屋根下地材
３レール
４主パネル
５，１５補助パネル
７，１９第１辺縁
７Ａ第１支持部
９，２０第２辺縁
９Ａ，２１Ａ第２支持部
１４通気層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roof with a solar cell, which has a large building extending horizontally and a downward building extending obliquely downward from an end of the large building, and a plurality of panels having a solar energy conversion function arranged on the roof surface.
[0002]
[Background]
Conventionally, there is a solar energy conversion device such as a solar cell or a solar heat collector that converts solar energy and uses it as electricity or hot water. In this device, a solar energy conversion panel having a solar energy conversion function is installed on the roof. .
This solar energy conversion panel, for example, a solar cell panel, has a vertical frame and a horizontal frame attached to the periphery of a waterproof case containing a predetermined number of solar cells, and is vertically mounted on a rail fixed to the roof base material along the roof down direction. This is a structure in which the frame is supported (see JP-A-7-180310).
The solar cell panel needs to dissipate heat in order to prevent a decrease in power generation efficiency due to temperature rise, and the space between the solar cell panel and the roof base material serves as a ventilation layer for promoting heat dissipation.
[0003]
This solar cell panel is preferably arranged on the entire roof surface in order to increase the amount of power generation.
Since the solar cell panel has a planar rectangular shape, it is used for a gable type roof having a rectangular roof surface.
If a flat rectangular solar panel is installed on a roof that has an inclined side (downward ridge) where a part of the roof surface forms an acute angle with the downward direction of the roof, such as a rooftop type or a dormitory type roof, the panel cannot be installed. Since a dead space occurs, it is not preferable in terms of the appearance of the roof.
[0004]
Similarly, in a roof provided with a dormer, an inclined side that forms an acute angle with the downward direction of the roof is formed at the boundary between the dormer and the roof, resulting in a triangular dead space where a flat rectangular panel cannot be installed. Therefore, the installation of a flat rectangular solar cell panel on this roof impairs the appearance of the roof.
Therefore, there is a conventional roof structure in which a non-planar (non-planar) solar cell panel is arranged adjacent to a flat rectangular solar cell panel (see JP-A-7-90939).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-90939, a solar cell panel having a planar rectangular shape and a planar irregular shape is provided on the roof, but a specific structure for installing these panels on the roof is not disclosed. .
Therefore, although it is possible to install a solar cell panel on the waterproof roof, it is not preferable because the mounting bracket is exposed or a load is applied to the roof.
Therefore, conventionally, a roof structure in which a solar energy conversion panel is incorporated as a roof material is desired instead of being installed on the roof material in a roof with a good appearance.
[0006]
The object of the present invention is to install a panel having a solar energy conversion function in a specially-shaped roof such as a ridge roof, and the entire surface of the roof is covered and the appearance is improved, and the panel functions as a roofing material. It is to provide a roof structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention will be described with reference to the drawings as well. A large building extending horizontally and a downward building 1A extending obliquely downward from an end of the large building, and a panel having a solar energy conversion function are provided on the roof surface 1. A plurality of roofs with solar cells, wherein the panel is provided with an auxiliary panel 15 formed in a trapezoidal shape and a main panel 4 formed in a rectangular shape, and the auxiliary panel 15 includes the roof The first and second vertical frames 19 and 21 having different lengths that extend along the inclination direction of the surface 1 and are opposed to each other, the horizontal frame 8 orthogonal to the inclination direction of the roof surface 1, and the descending ridge 1A The first vertical frame 19 of the auxiliary panel 15 is formed longer than the vertical frame 7 extending along the inclination direction of the roof surface 1 of the main panel 4. the auxiliary panels 15, prior to Are arrayed along the downward wing 1A, the main panel 4 to the rest of the roof 1 is characterized in that it is arrayed.
[0008]
In the above, it is desirable that at least one side of the auxiliary panel 15 extends along the inclination direction of the roof surface 1.
[0009]
In addition, a panel installation area in which the panels 4 and 15 are installed is set on the roof surface 1, and a support rail 3 is provided in the area, and the support rail 3 is arranged in an inclination direction of the roof surface 1. The panels 4 and 15 are preferably supported by the support rail 3.
[0012]
Further, the auxiliary panel 15 is provided at an upper end portion of the main panel 4, and support rails 3 supporting both end edges of the main panel 4 are extended upward. It is desirable that the second vertical frames 19 and 21 are supported.
[0013]
Moreover, it is desirable that the roof with solar cells is a dormitory type having a horizontally extending large building and a downward building 1A extending obliquely downward from an end of the large building.
[0014]
Furthermore, it is desirable that a waterproof sheet 2A is attached to the surface of the base surface to which the panels 4 and 15 of the roof with solar cells are attached, and the panel is attached to the upper surface of the waterproof sheet 2A.
[0015]
Moreover, it is desirable that a ridge cover is provided along the descending ridge 1A so as to cover the upper side of the oblique side of the auxiliary panel 15.
[0016]
In order to achieve the above object, the present invention covers the entire base material of a specially shaped roof with a planar rectangular solar energy conversion panel and a planar deformed panel, and forms a waterproof surface with these panels. It is what.
Specifically, when the roof structure of the present invention is described with reference to the attached drawings, the roof base material 2 having an inclined side 1A in which a part of the roof surface 1 forms an acute angle with the downhill direction of the roof. A roof structure that covers a roof surface 1 by attaching a flat rectangular main panel 4 having a conversion function and auxiliary panels 5 and 15 arranged adjacent to the main panel 4, and the main panel 4 and auxiliary The panels 5 and 15 form a waterproof surface on the roof base material 2, and the auxiliary panels 5 and 15 are joined to the main panel 4 and extend along the roof descending direction, and first edges 7 and 19; It has a planar deformed shape that is connected to the first edges 7 and 19 and has the second edges 9 and 20 corresponding to the inclined side 1A.
[0017]
In the present invention of this configuration, on the roof base material 2, a flat rectangular main panel 4 is disposed in the center of the roof, and auxiliary panels 5 and 15 are disposed in the vicinity of the inclined side 1A of the roof. , 5,15, cover the entire roof. When the auxiliary panels 5 and 15 are arranged, the first side edges 7 and 19 are aligned with the edge 7 of the adjacent main panel 4, and the second side edges 9 and 20 are aligned with the inclined side 1A.
This eliminates the dead space in which the panels 4, 5, and 15 are not arranged on the specially-shaped roof such as a ridged building and improves the appearance. In addition, since these panels 4, 5 and 15 form a waterproof surface, rain does not leak into the roof base material 2.
[0018]
Here, in the present invention, the main panel 4 and the auxiliary panels 5 and 15 may be supported by a plurality of rails 3 fixed on the roof base material 2 at a predetermined distance from each other.
In this structure, not only the panels 4, 5, and 15 are securely attached to the roof base material 2 by the rail 3, but also the roof 3 can be reliably waterproofed by forming a ridge on the rail 3.
The auxiliary panels 5 and 15 may be solar energy conversion panels having a solar energy conversion function, for example, solar cell panels.
In this structure, not only the main panel 4 but also the auxiliary panels 5 and 15 have a solar energy conversion function, so that solar energy can be used effectively over a wide area of the entire roof surface.
[0019]
On the other hand, the auxiliary panels 5 and 15 may be dummy panels whose surface appearance is substantially the same as the surface appearance of the main panel 4 and which does not have a solar energy conversion function.
In this structure, since the dummy panel can be manufactured at a lower cost than the solar energy conversion panel, the construction cost of the roof can be reduced as compared with the case where the solar energy conversion panel is arranged on the entire roof surface.
[0020]
Further, in the present invention, the auxiliary panels 5 and 15 have a shape other than a plane rectangular shape.
Further, a ventilation layer 14 is formed from a space between the main panel 4 and the auxiliary panels 5 and 15 and the roof base material 2, and the auxiliary panels 5 and 15 connect the first edges 7 and 19 to the rails. The first support portion 7 A for supporting the rail 3 and the second support portions 9 A and 21 A for supporting the second edge 9 and 20 on the rail 3 adjacent to the rail 3 may be used.
In this structure, since the ventilation layer 14 having a substantially panel width dimension is formed between the auxiliary panels 5 and 15 and the roof base material 2, heat radiation of the main panel 4 and the auxiliary panels 5 and 15 having a solar energy conversion function is performed. This can be done with a large space vent layer 14.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the first embodiment. In FIG. 1, the first embodiment is a roof structure of a ridge roof having a downward ridge (inclined side) 1 A in which a part of the roof surface 1 forms an acute angle with the roof downward direction. A plurality of rails 3 arranged at predetermined intervals along the roof down direction of the roof base material 2, a planar rectangular main panel 4 and a planar substantially right triangle auxiliary panel 5 respectively attached to these rails 3. These panels 4 and 5 and the rail 3 form a waterproof surface.
[0022]
The overall configuration of the main panel 4 is shown in FIG. In FIG. 2, a main panel 4 is a solar battery panel having a function of converting solar energy into electricity. A flat waterproof case 6 containing a predetermined number of solar cells and a vertical waterproof case 6 attached around the case 6. The structure includes a frame 7 and a horizontal frame 8.
The vertical frame 7 is arranged along the downward direction of the roof, and the lower portion serves as a support portion 7A for supporting the rail 3, and the fixing portion 7A protrudes outward from the support portion 7A. Part 7B is formed.
[0023]
The horizontal frame 8 includes an upper frame 8A disposed above and a lower frame 8B disposed below.
The upper frame 8A is formed with a support piece 8C that is supported on a lower frame 8B of the main panel 4 adjacent to the upper frame via a packing member (not shown).
The lower frame 8B is formed with a cover portion 8D that covers the upper surface of the upper frame 8A of the main panel 4 adjacent below.
[0024]
The overall configuration of the auxiliary panel 5 is shown in FIG. FIG. 3A is a perspective view of the auxiliary panel 5, and FIG. 3B is a plan view of the auxiliary panel 5.
In these drawings, the auxiliary panel 5 is a solar cell panel having a function of converting solar energy into electricity, like the main panel 4, and a substantially triangular waterproof case 6 containing a predetermined number of solar cells, This structure includes a vertical frame 7, a horizontal frame 8, and an oblique frame 9 attached around the case 6.
[0025]
The vertical frame 7 is joined to the vertical frame 7 of the main panel 4 to form a first edge extending along the roof descending direction. A lower portion of the vertical frame 7 serves as a first support portion 7A for supporting the rail 3, and a fixing flange portion 7B protruding outward is formed on the first support portion 7A.
The vertical frame 7 of the auxiliary panel 5 has the same length as the vertical frame 7 of the main panel 4.
[0026]
The horizontal frame 8 has the same structure and the same length as the lower frame 8B of the main panel 4, and a cover portion 8D is formed.
The diagonal frame 9 is connected to the vertical frame 7 which is the first edge and the upper end portion to form a second edge corresponding to the down wing 1A of the roof.
A corner portion where the oblique frame 9 and the horizontal frame 8 intersect with each other is a second support portion for supporting the horizontal frame 8 whose lower portion 9 A is the second edge on the rail 3.
[0027]
The attachment structure of these panels 4 and 5 and the roof base material 2 is shown in FIG. In FIG. 4, the roof base material 2 is a field board formed from a face material such as plywood, and a sheet material 2A such as asphalt roofing is pasted on the surface thereof.
The rail 3 has a U-shaped flange portion 3A having an opening in the upper center and a pipe portion 3B having a square section integrally provided below the flange portion 3A.
The eaves part 3A has a structure for receiving the support parts 7A and 9A of the panels 4 and 5 and collecting rainwater and the like poured on the panels 4 and 5 and draining them to the eaves.
[0028]
Support portions 7A and 9A are placed on the bottom of the flange portion 3A, and a tapping screw 10 penetrating the fixing flange portion 7B of the support portions 7A and 9A is screwed together.
A mounting flange 3C is formed on the side surface of the pipe portion 3B, and the screw 3 passing through the mounting flange 3C is screwed to the roof base material 2 to fix the rail 3 to the roof base material 2. Is done.
Reference numerals 12 and 13 are gaskets and packing members for preventing water leakage from the rail 3 to the roof base material 2.
A ventilation layer 14 is formed from the space between the main panel 4 and the auxiliary panel 5 and the roof base material 2. The ventilation layer 14 is opened to the eaves and the ridge portion, and a waterproof mechanism (not shown) is provided in the ridge portion to prevent rainwater from entering the ventilation layer 14.
[0029]
In the first embodiment of this configuration, a plurality of rails 3 are attached to the roof base material 2 at a predetermined interval (substantially the width dimension of the panels 4 and 5), and a plurality of planar rectangular main panels 4 are arranged at the center of the roof. The auxiliary panel 5 is arranged side by side in the vicinity of the down wing 1A of the roof to cover the entire surface of the roof.
When the auxiliary panel 5 is arranged, the vertical frame 7 that is the first edge is aligned with the vertical frame 7 of the adjacent main panel 4, and the oblique frame 9 that is the second edge is aligned with the descending ridge 1A.
In order to attach these panels 4 and 5 to the rail 3, the support portions 7 A and 9 A of the panels 4 and 5 are fixed to the rail 3 with a tapping screw 10.
[0030]
Therefore, in the first embodiment, (1) a flat rectangular main panel 4 having a solar energy conversion function is provided on a roof base material 2 having an inclined side 1A in which a part of the roof surface 1 forms an acute angle with the downhill direction. The auxiliary panel 5 arranged adjacent to the main panel 4 is attached, and the main panel 4, the auxiliary panel 5 and the rail 3 form a waterproof surface on the roof base material 2, and the auxiliary panel 5 4, the first edge 7 that extends along the roof descending direction and the second edge 9 that is connected to the first edge 7 and corresponds to the inclined edge 1 A. The roof of the building has no dead space where the panels 4 and 5 are not arranged, and the appearance is good. Moreover, since these panels 4 and 5 form a waterproof surface, they function as a roofing material. Rain does not leak into the base material 2.
[0031]
In the first embodiment, (2) the main panel 4 and the auxiliary panel 5 are supported by the plurality of rails 3 fixed on the roof base material 2 at a predetermined distance from each other. , 5 are not only securely attached to the roof base material 2, but also the hook 3 A is formed on the rail 3, so that rainwater flowing in between the adjacent panels 4, 5 reliably passes through the hook 3 A. Is discharged.
Further, (3) the auxiliary panel 5 is composed of a solar cell panel as in the case of the main panel 4, so that it can receive solar energy over the entire roof surface. Available.
[0032]
Further, (4) since the ventilation layer 14 is formed from the space between the main panel 4 and the auxiliary panel 5 and the roof base material 2, the ventilation layers 14 can dissipate heat from the panels 4 and 5. It is possible to prevent a decrease in energy conversion efficiency accompanying the increase. In particular, the auxiliary panel 5 has a first support portion 7A for supporting the vertical frame 7 as the first edge on the rail 3 and an oblique frame 9 as the second edge on the rail 3 adjacent to the rail 3. Since it has a structure including the second support portion 9A for supporting, the ventilation layer 14 between the auxiliary panel 5 and the roof base material 2 can be formed in a large area. A decrease in conversion efficiency can be prevented.
[0033]
In the first embodiment, all or part of the auxiliary panel 5 may be a dummy panel. That is, the waterproof case 6 attached to the vertical frame 7, the horizontal frame 8, and the oblique frame 9 is formed from a plate material such as acrylic or glass, and the surface appearance (shape, color) of the plate material is the same as that of the waterproof case 6 of the main panel 4. Make it almost the same.
When the auxiliary panel 5 is constituted by a solar cell panel, the substantially triangular solar cell panel is disposed in a dead space with a relatively small installation area, and thus the size thereof is also reduced. Therefore, there is an inconvenience that demerits associated with increasing the types and number of solar cell panels are larger than the merits obtained with the power generation amount of the auxiliary panel 5.
On the other hand, (5) if the auxiliary panel 5 is a dummy panel, the manufacturing cost is significantly lower than that of the solar panel, so that in addition to the effects of (1), (2), (4), the roof The effect that construction cost can be suppressed low can be produced.
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the planar shape of the auxiliary panel is different from that of the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment.
FIG. 5 is a front view showing the overall configuration of the second embodiment. In FIG. 5, the second embodiment is a roof structure of a ridge roof in which a part of the roof surface 1 has a descending ridge (inclined side) 1 A, the roof base material 2 (see FIG. 1), and the roof A plurality of the rails 3 arranged at predetermined intervals along the roof descending direction of the base material 2, the planar rectangular main panel 4 and the planar substantially trapezoidal auxiliary panel 15 respectively attached to the rails 3. The panel 4 and 15 and the rail 3 form a waterproof surface.
A long ridge cover 16 is attached to the ridge portion of the roof so as not to cover the main panel 4. A long ridge cover (not shown) is attached to the descending ridge 1A of the roof as necessary.
[0035]
The overall structure of the auxiliary panel 15 is shown in FIG. FIG. 6A is a perspective view of the auxiliary panel 15, and FIG. 6B is a plan view of the auxiliary panel 15.
In these drawings, the auxiliary panel 15 is a solar cell panel having a function of converting solar energy into electricity, like the main panel 4, and has a substantially flat trapezoidal waterproof case 18 containing a predetermined number of solar cells, The first vertical frame 19 having a long length, the horizontal frame 8, the oblique frame 20, and the second vertical frame 21 having a short length are attached around the case 18.
[0036]
The first vertical frame 19 is joined to the vertical frame 7 of the main panel 4 to form a first edge extending along the roof descending direction. A lower portion of the vertical frame 19 serves as a first support portion 7A for supporting the rail 3, and a fixing collar portion 7B protruding outward is formed on the first support portion 7A.
The first vertical frame 19 is longer than the vertical frame 7 of the main panel 4.
The horizontal frame 8 has the same structure and the same length as the lower frame 8B of the main panel 4, and a cover portion 8B is formed.
[0037]
The diagonal frame 20 is connected to the vertical frame 19 which is the first edge and the upper end portion to form a second edge corresponding to the down ridge 1A of the roof.
The second vertical frame 21 is a second support portion for supporting the horizontal frame 8 whose lower portion 21 A is the second edge on the rail 3.
A ventilation layer (not shown) is formed between the auxiliary panel 15 and the roof base material 2 and between the main panel 4 and the roof base material 2.
[0038]
In 2nd Embodiment of this structure, the attachment method to the rail 3 of the main panel 4 and the auxiliary panel 15 is the same as 1st Embodiment.
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment, (6) since the auxiliary panel 15 has a substantially trapezoidal shape, it is parallel to each other. Since it is supported by the rail 3 below the longitudinal frames 19 and 21 having relatively long dimensions, the auxiliary panel 15 can be securely attached to the rail 3. In addition, when the first building cover 16 is attached to the roof ridge, the main panel 4 does not cover the power generation efficiency of the main panel 4. In addition, in this case, since the planar shape of the auxiliary panel 15 is substantially trapezoidal, the auxiliary panel 15 can be attached to the bottom of the downhill ridge 1A. Therefore, even when the ridge cover is temporarily attached to the descending ridge 1A, the width dimension of the ridge cover can be reduced.
[0039]
In the second embodiment, as in the first embodiment, all or part of the auxiliary panel 15 may be a dummy panel. That is, the waterproof case 18 attached to the vertical frames 19 and 21, the horizontal frame 8, and the oblique frame 20 is formed from a plate material such as acrylic or glass, and the surface appearance (shape and color) of this plate material is the waterproof case of the main panel 4. Same as 9
(5) If the auxiliary panel 15 is a dummy panel, the manufacturing cost is much lower than that of the solar panel. Therefore, in addition to the effects of (1), (2), (4), and (6), the construction cost of the roof Can be reduced.
[0040]
The first embodiment and the second embodiment have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention. It is what
For example, in each of the embodiments described above, the present invention is applied to the roof of the building. In the present invention, as shown in FIG. 7, a dormer 1B is provided and the boundary between the dormer 1B and the roof surface 1 forms an acute angle with the downhill direction. It can be applied to a roof on which the side 1C is formed.
That is, as shown in FIG. 7, the main panel 4 and the auxiliary panel 5 having a substantially triangular plane are arranged side by side on the rail 3, so that the roof surface 1 can be attached to the panel 4, without any gaps even on the roof having the dormer 1B. 5 to cover.
[0041]
Moreover, in each said embodiment, the main panel 4 and the auxiliary panels 5 and 15 are attached to the roof base material 2 via the rail 3, and the ventilation layer 14 is provided between these panels 4, 5 and 15 and the roof base material 2. In the present invention, the panels 4, 5, and 15 are directly attached to the roof base material 2, or the connecting members other than the rail 3, for example, the panels 4, 5, and 15 are attached via a plurality of blocks. But you can. When the panels 4, 5, 15 are directly attached to the roof base material 2, adjacent panels 4, 5, 15 are interposed by waterproof packing or the like, and a waterproof surface is formed by these panels 4, 5, 15.
Further, the main panel 4 and the auxiliary panels 5 and 15 may be solar collectors that convert solar energy and use it as hot water.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, the roof base material having an inclined side in which a part of the roof surface forms an acute angle with the downward direction of the roof, the planar rectangular main panel having a solar energy conversion function, and adjacent to the main panel The auxiliary panel is attached, and the main panel and the auxiliary panel form a waterproof surface on the roof base material, and the auxiliary panel is joined to the main panel and has a first edge extending along the downward direction of the roof. Since it is a planar deformed shape that is connected to the first edge and has a second edge corresponding to the inclined side, there is no dead space in which a panel is not arranged on the roof of a special shape such as a wing, The appearance is good, and furthermore, since these panels form a waterproof surface, it functions as a roofing material, and rain does not leak into the roof base material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a main panel.
FIG. 3A is a perspective view showing an auxiliary panel, and FIG. 3B is a plan view showing the auxiliary panel.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mounting structure between a panel and a roof base material.
FIG. 5 is a front view showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.
6A is a perspective view showing an auxiliary panel, and FIG. 6B is a plan view showing the auxiliary panel.
FIG. 7 is a perspective view showing an overall configuration of a modified example of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roof surface 1A, 1C Inclined side 2 Roof base material 3 Rail 4 Main panel 5,15 Auxiliary panel 7,19 1st edge 7A 1st support part 9,20 2nd edge 9A, 21A 2nd support part 14 Ventilation layer

Claims

A roof with solar cells in which a horizontally extending large ridge and a downward ridge extending obliquely downward from the end of the large ridge, and a plurality of panels having a solar energy conversion function are arranged on the roof surface,
As the panel, an auxiliary panel formed in a trapezoidal shape and a main panel formed in a rectangular shape are provided,
The auxiliary panel extends along the inclination direction of the roof surface and is opposed to the first and second vertical frames having different lengths, a horizontal frame orthogonal to the inclination direction of the roof surface, and the descending ridge An oblique frame extending along the
The first vertical frame of the auxiliary panel is formed longer than the vertical frame extending along the inclination direction of the roof surface of the main panel,
It said auxiliary panel is pre SL are arrayed along the downstream ridge, roofed solar cells the main panel to the rest of the roof surface, characterized in that it is arrayed.

The roof with solar cells according to claim 1, wherein at least one side of the auxiliary panel extends along an inclination direction of the roof surface.

In the roof with solar cells according to claim 1 or 2, a panel installation area in which the panel is installed is set on the roof surface, and a support rail is provided in the area. The roof with solar cells, which extends along an inclination direction of the roof surface, is supported by the support rail.

4. The roof with solar cells according to claim 1, wherein the auxiliary panel is provided at an upper end portion of the main panel, and support rails supporting both end edges of the main panel are extended upward. The roof with solar cells, wherein the first and second vertical frames of the auxiliary panel are supported by the extended portion.

The roof with solar cells according to any one of claims 1 to 4, wherein the roof with solar cells has a large building extending horizontally and a downward building extending obliquely downward from an end of the large building. A roof with solar cells, characterized in that it is a ridge type.

In the roof with a solar cell in any one of Claims 1 thru | or 5, a waterproof sheet is affixed on the surface of the base surface to which the said panel of the said roof with a solar cell is attached, On the upper surface of this waterproof sheet A roof with a solar cell, wherein the panel is attached.

The roof with solar cells according to any one of claims 1 to 6, wherein a ridge cover is provided along the descending ridge to cover the upper side of the hypotenuse of the auxiliary panel. roof.