JP3552359B2 - 太陽電池モジュール境界部の保護部材 - Google Patents

太陽電池モジュール境界部の保護部材 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数配列される太陽電池モジュール境界部における防水性を確保し、その裏面側への水の浸入を防止するための保護部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高揚から、屋根材等への太陽電池の組み込みが実用化されつつある。図6、図7には、発電機能を有する外装材の一例として、本出願人によってすでに提案された屋根への応用例を表している。図は一般家屋用の外装材として、発電機能を有する屋根用太陽電池モジュール(以下、これを単に屋根パネルと称す)を、家屋の屋根上に設置した例を表している。具体的には、方形状の木製枠体23に太陽電池パネル29を組み込んだ屋根パネル3を、家屋69の母屋71上に棟木73から軒先75に亙って設置したものである。従って、図例の構造では、屋根の野地板が省略されるとともに、屋根パネル3が野地板として機能している。このように、屋根パネル3によって野地板の機能を兼用する主たる目的は、野地板上に上記屋根パネル3を設置すると、▲1▼屋根パネル3の重量が嵩み、家屋69への重量負担が増加する、▲2▼野地板と屋根パネル3との間に隙間が生じた場合、水の浸入による野地板の腐食等、防水面での信頼性が劣ってしまう、と言った諸問題が懸念されるからである。なお、図中77は採光用の天窓、47は屋根パネルのメンテナンス部に嵌め込まれた屋根材をそれぞれ表している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の屋根パネル3は、野地板の機能を併せ持ちながら屋根上に複数個配列して設置されるため、隣接し合う2つの屋根パネル間の防水処理が極めて重要となる。すなわち、隣接し合う2つの屋根パネル3,3の境界部から水が浸入すると、そのまま雨漏りとなって屋内に被害が及んでしまう。この防水処理の一例として、例えば粘着性を有するブチルゴムシートを木製枠体23の端面に貼付し、この端面同士を突き合わせることで水の浸入を遮断する方法や、隣接し合う屋根パネル3,3の境界部にシリコーン樹脂等のシーリング材を充填する方法などがこれまで採用されてきた。
しかしながら、このような防水処理の方法のうち、ブチルゴムシートを用いるものでは、木製枠体23の端面同士が、その長さ方向全長に亙って隙間無く突き合わされる必要があり、加えてブチルゴムーシートの風化による隙間の形成等により、長期にわたって完全な水密構造を維持することは困難である。
また、シーリング材の充填についても同様、温度差による屋根パネル3の伸縮や風化により、時間の経過とともに境界部に隙間が生じてしまうことは避けられない。
従って、従来の屋根パネル3の境界部においては、長期にわたって完全に水を遮断することはできなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決し、建築パネル等の複数に配列される外装材や、複数に配列される太陽電池モジュールなど、風雨に晒される部材の境界部における防水性を、長期にわたって確実に維持できる保護部材を提供するものである
【0005】
このような本発明は、太陽電池モジュール境界部の保護部材としては、隣接配置される2つの太陽電池モジュールに跨って設けられ、長尺部材の一主面側に防水機能を有するシール部材が略全面に取り付けられるとともに、一主面の背面側に位置する他主面側には長尺方向に延びる2つの第1の係合手段が相対向して設けられ、両第1の係合手段によって挟まれる領域において太陽電池モジュールにネジ止め固定される第1のカバー部材と、
第1のカバー部材に外嵌される鍔部が長尺幅方向両側に設けられた長尺部材であって、一主面側に前記第1の係合手段とかみ合う2つの第2の係合手段が長尺方向に相対向して設けられ、第1のカバー部材が露出しないように第1のカバー部材に該嵌合される第2のカバー部材と、
よりなる構成とすることで実現できる。ここで、前記隣接する太陽電池モジュールの突き合わせ部に生じる空間に独立発泡による乾式目地材を介装し、前記第1のカバー部材を太陽電池モジュール及び乾式目地材にネジ止め固定してもよい。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の外装材境界部の保護部材および太陽電池モジュール境界部の保護部材は、以下の実施形態によって長期にわたる防水機能を発揮する。
先ず第1のカバー部材を、例えば隣接した2つの外装材や太陽電池モジュールの境界部上に一主面側が外装材側となるように取り付ける。この時には、第1のカバー部材は、境界部に相当する2つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面を跨ぐかたちで取り付けられるので、シール材が直接太陽光や風雨に晒されることはない。ここで、第1のカバー部材の取り付けには、第1の係合手段によって挟まれる領域に取り付けられたネジ孔から、隣接する2つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面それぞれに少なくとも1本ずつのネジを立てて固定することができる。さらにシール部材に粘着性を持たせたり、あるいは接着剤を塗布しておき、2つの外装材や太陽電池モジュールの端部上面に粘着または接着させることもできる。従って、第1のカバー部材は、外装材や太陽電池モジュールに対して確実に取り付けられることになる。
次に、この第1のカバー部材の上に第2のカバー部材を嵌め込むが、この第2のカバー部材は第1のカバー部材に対して外嵌関係となっており、第2のカバー部材を嵌め込んだ後は、第1のカバー部材は露出しない。ここで第2のカバー部材は、その一主面側に第1のカバー部材に設けられた第1の係合手段とかみ合う第2の係合手段が長尺方向に相対向して設けられているので、第2のカバー部材を嵌め込む際に、これら両者が互いにかみ合わされる。従って、第1のカバー部材と第2のカバー部材とは、容易に外れないよう強固に連結される。
従って先ず第2のカバー部材により、第1のカバー部材まで水が到達してしまうことを防止し、例え第1のカバー部材まで水が到達したとしても、第1のカバー部材に取り付けられたシール材により、外装材や太陽電池モジュールの境界部への水の浸入が防止される。またこのシール材は、前述のように直接太陽光や風雨に晒されない。このように、本発明の保護部材は外装材や太陽電池モジュールの境界部に対して、2段構えの防水作用を長期に渡って発揮することになる。
【0007】
【実施例】
続いて本発明の詳細を、具体的実施例に基づいて説明する。図1及び図2は、本発明の保護部材1の一実施例を、太陽電池モジュールの応用例としての発電機能を有する屋根パネル3(以下単に屋根パネル3と記す)の境界部に適用した場合について表している。図例のものは、方形状の屋根パネル3の一辺をカバーしうる全長を持つ長尺部材5の一主面7側に、防水機能を有するシール部材9が取り付けられるとともに、一主面7の背面側に位置する他主面11側には長尺方向に延びる2つの第1の係合手段13,13が相対向して設けられた第1のカバー部材15と、当該第1のカバー部材15に対してその長尺幅方向での外嵌関係を有し、且つ断面形状を山型とした長尺部材であって、一主面7側に前記第1の係合手段13,13とかみ合う2つの第2の係合手段17,17が、長尺方向に相対向して設けられた第2のカバー部材19とよりなる外装材境界部の保護部材1である。なおここでは、第1のカバー部材15の前記第1の係合手段13,13によって挟まれる領域に、取り付け用のネジ孔21を設けた例を表している。
一方、対象となる屋根パネル3については、方形状の木製枠体23の内部空間に断熱材25が収容されるとともに、断熱材25の上にブチルゴムよりなる防水シート27と、アモルファスシリコン太陽電池パネル29が積層されたものである。そして、木製枠体23の上面には下部取り付け部材31が取り付けられ、さらにこの下部取り付け部材31には、上部取り付け部材33が嵌合関係によって取り付けられている。これら下部取り付け部材31と上部取り付け部材33によって太陽電池取り付け部材35が構成され、これら2つの取り付け部材31,33の間に太陽電池パネル29を挟み込むことで木製枠体23と太陽電池パネル29との間が固定されている。
【0008】
このような構成において、先ず第1のカバー部材15を2つの外装材、ここでは屋根パネル3の太陽電池取り付け部材35の境界部上に取り付けるが、この時には、図示するように第1のカバー部材15が境界部に相当する2つの太陽電池取り付け部材35の端部上面を跨ぐかたちで取り付けられる。この時には図示するように、第1のカバー部材15に設けたネジ孔21に木ネジ37等を挿通し、太陽電池取り付け部材35に直接穿孔することで確実に固定される。あるいは予め所定の位置にネジ孔21としてのタップを形成しておいてもよい。また、木ネジ37を締めつける際には局部的に大きな力が加わる為、第1のカバー部材15が反ったりする場合があるものの、シール部材9に接着剤を塗布したり粘着性のシール部材9を用いることで、第1のカバー部材15と太陽電池取り付け部材35との間の接着をより確実にし、この反りによる隙間の形成を確実に防止することができる。同時に防水性能が向上することは勿論のことである。
従って、第1のカバー部材15のみでも、シール部材9が直接太陽光や風雨に晒されることはない。
また、上記ネジ37は仮想線37aで示すように、太陽電池取り付け部材35の突き合わせ部に、木製枠体23に達するように取り付けてもよい。
【0009】
そしてさらに、この第1のカバー部材15が雨水に晒されることを防止するため、山型の断面形状を有する第2のカバー部材19を嵌め込む。この第2のカバー部材19は第1のカバー部材15に対して外嵌関係となっているので、図示するように幅方向端面の外側には、第2のカバー部材19の鍔部39が位置することになる。従って、この第2のカバー部材19を嵌め込んだ後は、第1のカバー部材15が露出することはない。
ここで第2のカバー部材19は、その一主面7側に第1のカバー部材15に設けられた第1の係合手段13,13とかみ合う第2の係合手段17,17が長尺方向に相対向して設けられているので、第2のカバー部材19を嵌め込む際に、これら両者が互いにかみ合わされる。この第1の係合手段13,13については図からその構造が明らかなように、第1のカバー部材15の他主面11側から立設され、後述する第2の係合手段17,17の先端部がかみ合うように係止部41が構成されている。図例ではこの係止部41を、第1のカバー部材15の幅方向外側に向けて設けているが、幅方向内側に向けて設けてもよい。一方、第2の係合手段17,17についても図から明らかなように、第2のカバー部材19の一主面7側から立設され、先端には前述の第1の係合手段13,13の係止部41とかみ合う係止片43が突設されている。
これら相対向して設けられた第1の係合手段13,13と第2の係合手段17,17は、第2のカバー部材19を嵌め込む時に、互いにその間隔が拡縮されながら係止片43が係止部41に嵌まり込み、その後は第2のカバー部材19を上方向に引っ張っても容易に外れることはない。
【0010】
また、図2に示しているように、太陽電池取り付け部材35を構成している上部取り付け部材33の突き合わせ部に生じる空間に、例えば独立発泡による乾式目地材34、34を介装させることも有効である。この場合、ネジ37aが貫通する場合もあるが、乾式目地材34、34は発泡体であり、水密性が損なわれることはない。
【0011】
以上の構造により、第2のカバー部材19により、第1のカバー部材15まで水が到達してしまうことを防止し、例え第1のカバー部材15まで水が到達したとしても、第1のカバー部材15に取り付けられたシール部材9によって、外装材の境界部への水の浸入が防止され、2段構えの防水作用を長期にわたって発揮できる。また、第2のカバー部材19はその断面形状が山型となっていることから、雨水をその幅方向外側に効率よく流すことと、第1および第2のカバー部材15,19との間に空間が形成されることから、この空間を太陽電池の配線ケーブル等の敷設スペースとして活用することができる。
【0012】
また、ネジ孔21を相対向する2つの第1の係合手段13,13の間に設けると、例え2つのカバー部材の間に水が浸入したとしても、ネジ部への水の浸入が防止できるので、ネジ部からの腐食を確実に防止することができる。そして万が一ネジ部にまで水が浸入したとしても、乾式目地材34によって、それ以降への水の浸入が確実に防止できる。
【0013】
このような本発明の保護部材1は、主に2つの外装材または太陽電池モジュールの間の境界部を対象としたものであるので、屋根パネル3に用いるには、他の部分の保護部材1との取り付け関係が生じる。そこで、以下の図3〜図5を参考に、本発明を用いた場合の屋根の全体構造の実施例について詳細に説明する。
図3は、複数枚の屋根パネル3を組み込んだ屋根構造45の一部を表した平面図である。なお図は上方向を棟方向、下方向を軒先方向として描いている。図例は屋根45の端部を表しており、端部の屋根パネル3bに続いて中央部の屋根パネル3aを配列し、屋根パネル3a,3a間の境界部に本発明の保護部材1を用いるとともに、屋根パネル3a,3bの太陽電池パネル29と屋根材47との間に他の保護部材49を用いたものである。従って、本発明の保護部材1と他の保護部材49との間には、取り付けに当たっての構造上の関連性が有る。なお、図中のA−A断面図については図2に示した通りであるので、以下にその他の部分について説明する。
【0014】
他の保護部材49は、棟木側すなわち屋根の傾斜上方向に位置する上枠水切りカバー49a、屋根の傾斜下方向に位置する下枠水切りカバー49b、端部の屋根パネル3bの縦方向に設けられる縦水切りカバー49cより構成されている。そしてこれら各水切りカバー49a,49b,49cの取り付け構造のうち、図中B−B断面図を図4に、またC−C断面図を図5にそれぞれ示している。
先ずB−B断面図については図4に示すように、傾斜上方向には上枠水切りカバー49aが、屋根材47と太陽電池取り付け部材35との間にわたって設けられ、太陽電池パネル29の上端部への水の侵入を防いでいる。また傾斜下方向には下枠水切りカバー49bが、屋根材47と太陽電池取り付け用の下部取り付け部材31との間にわたって設けられ、太陽電池パネル29の下端部への水の侵入を防いでいる。ここで、太陽電池パネル29の下端部については、下枠水切りカバー49bが、太陽電池取り付け用の上部取り付け部材33を兼用している。そして、水の侵入をより確実に防止するため、下枠水切りカバー49bには雨水流下用の傾斜部51が形成されている。
【0015】
そしてこれら横方向に設けられた上下枠水切りカバー49bの間にわたって、本発明の保護部材1が取り付けられる。図示するように、傾斜上方向では上枠水切りカバー49aの側面53に保護部材1の上端面を当接させるとともに、前記端面の上端からは、降雨に対する庇として機能する鍔片55を設け、保護部材1と上枠水切りカバー49aとの突き合わせ部分への水の侵入を防止している。
これに対して、下枠水切りカバー49bにおける太陽電池取り付け部への当接部分では鍔部39を切り欠き、また傾斜部51への当接部分では第2のカバー部材19の端面57を斜め方向に張り出した形状とし、傾斜上方向と同様、保護部材1と下枠水切りカバー49bの突き合わせ部分への水の侵入を防止している。なお、屋根パネル3の構造については、既に説明したとおりである。
【0016】
次にC−C断面図については図5に示すように、端部の屋根パネル3bの太陽電池パネル29と屋根材47との間には縦水切りカバー49cが、屋根材47と太陽電池取り付け部材35との間にわたって設けられ、太陽電池パネル29の側端部への水の侵入を防いでいる。そして図3にも示すように、この縦水切りカバー49cの端面59と上枠水切りカバー49aの側面53が当接され、また縦水切りカバー49cの側面61と下枠水切りカバー49bの端面63が当接され、傾斜上方角部には、上枠エンドキャップ65が取り付けられている。
【0017】
また、以上の図4、図5に示す一点鎖線は、屋根材47の上に設けられるコロニアル(瓦)67を表しており、図3ではこれを省略して表している。
【0018】
このような本発明の保護部材1は、一般的な外装材や太陽電池モジュールにおける隣接境界部の防水シール性能を格段に向上させるものであるが、上述のように特に屋根パネル3においては、各種水切りカバー49a,49b,49cとの組み合わせにより、屋根45全体の防水性能の向上に大きく寄与できるものである。
【0019】
以上の実施例は、対象となる外装材が屋根パネル3、すなわち太陽電池モジュールの場合についてのものであり、太陽電池モジュールを構成する木製枠体23の突き合わせ部に適用したものであったが、本発明は本実施例以外にも、一般的な建築用の外装材等にも幅広く適用可能であり、またさらには木製枠体23以外にも合成樹脂や金属等、幅広い材質にも適用可能であることは勿論であり、本実施例に何ら限定されるものではない。
【0020】
【発明の効果】
本発明の太陽電池モジュール境界部の保護部材は、以下の優れた効果を有するものである。
本発明の保護部材は、例えば隣接した2つの太陽電池モジュールの境界部上に、シール部材を介して第1のカバー部材を取り付け、さらにその上に第2のカバー部材を嵌め込む構造である。従って、先ず第2のカバー部材により、第1のカバー部材まで水が到達してしまうことを防止し、例え第1のカバー部材まで水が到達したとしても、第1のカバー部材に取り付けられたシール材によって太陽電池モジュールの境界部への水の侵入を防止するので、2段構えの防水作用が長期にわたって発揮され、極めて信頼性の高いものとなる。またこのシール材は、前述のように直接太陽光や風雨に晒されないので、信頼性維持の点で一層優れた効果を発揮する

【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の保護部材の構造を表す説明図
【図2】本発明の保護部材の構造を表す断面説明図
【図3】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す説明図
【図4】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す断面説明図
【図5】本発明の保護部材を用いた屋根構造の一部分を表す断面説明図
【図6】発電機能を有する屋根パネルを組み込んだ屋根の構造例を表す説明用断面図
【図7】発電機能を有する屋根パネルを組み込んだ屋根の構造例を表す説明用平面図
【符号の説明】
1 保護部材
3 屋根パネル
5 長尺部材
7 長尺部材の一主面
9 シール部材
11 長尺部材の他主面
13 第1の係合手段
15 第1のカバー部材
17 第2の係合手段
19 第2のカバー部材
21 ネジ孔
23 木製枠体
25 断熱材
27 防水シート
29 太陽電池パネル
31 下部取り付け部材
33 上部取り付け部材
34 乾式目地材
35 太陽電池取り付け部材
37,37a 木ネジ
39 鍔部
41 係止部
43 係止片
45 屋根
47 屋根材
49 他の保護部材
49a 上枠水切りカバー
49b 下枠水切りカバー
49c 縦水切りカバー
51 傾斜部
53 上枠水切りカバーの端面
55 鍔片5
57 第2のカバー部材の端面
59 縦水切りカバー端面
61 縦水切りカバーの側面
63 下枠水切りカバーの端面
65 上枠エンドキャップ
67 コロニアル
69 家屋
71 母屋71
73 棟木
75 軒先
77 天窓

Claims (2)

  1. 隣接配置される2つの太陽電池モジュールに跨って設けられ、長尺部材の一主面側に防水機能を有するシール部材が略全面に取り付けられるとともに、一主面の背面側に位置する他主面側には長尺方向に延びる2つの第1の係合手段が相対向して設けられ、両第1の係合手段によって挟まれる領域において太陽電池モジュールにネジ止め固定される第1のカバー部材と、
    第1のカバー部材に外嵌される鍔部が長尺幅方向両側に設けられた長尺部材であって、一主面側に前記第1の係合手段とかみ合う2つの第2の係合手段が長尺方向に相対向して設けられ、第1のカバー部材が露出しないように第1のカバー部材に外嵌合される第2のカバー部材と、
    よりなる太陽電池モジュール境界部の保護部材。
  2. 前記隣接する太陽電池モジュールの突き合わせ部に生じる空間に独立発泡による乾式目地材を介装し、前記第1のカバー部材を太陽電池モジュール及び乾式目地材にネジ止め固定した請求項1記載の太陽電池モジュール境界部の保護部材。
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