(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
平板状の屋根材が勾配方向に沿って連設され、当該勾配方向に隣り合う前記屋根材同士が互いに一部重なり合わされて配置される屋根構造において、前記屋根材に取り付けられて屋根を改装する改装用屋根材であって、
前記屋根材の上面に対向し、前記屋根材に対向する面と反対側の面に薄膜太陽電池が設けられている表面板部と、
前記表面板部の先端部が折り曲げられて形成され、前記屋根材の勾配方向下端面に対向する前面板部と、
前記前面板部の先端部が、90度よりも大きな角度で前記表面板部側に折り曲げられて形成され、前記表面板部との間に前記屋根材を弾性的に挟持する裏面板部と、
前記裏面板部の先端部が、前記表面板部から離間する方向に折り曲げられて形成された屈曲部と、を備えており、
前記裏面板部の先端部における前記屈曲部形成のための折り曲げ箇所が、勾配方向下方の改装用屋根材における表面板部の勾配方向上端部よりも勾配方向上方の位置となるように設定されていることを特徴とする改装用屋根材。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記した従来技術によれば、既設の屋根材の強度や屋根構造によっては、太陽電池及び架台の重量負荷に耐えられない場合があり、また、釘やネジ等を使用して各種支持部材を固定することによって屋根構造の防水層に傷が付き、屋根の防水性を損なう場合がある。
【0006】
そこで、本発明は、既設の屋根に対する重量による負荷を軽減し、且つ既設の屋根の防水性を損なうことなく、屋根を改装して太陽電池を設置することのできる改装用屋根材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、例えば
図1〜
図6に示すように、平板状の屋根材12が勾配方向に沿って連設され、当該勾配方向に隣り合う前記屋根材12同士が互いに一部重なり合わされて配置される屋根構造において、前記屋根材12に取り付けられて屋根11を改装する改装用屋根材1であって、
前記屋根材12の上面12aに対向し、前記屋根材12に対向する面2bと反対側の面2aに薄膜太陽電池6が設けられている表面板部2と、
前記表面板部2の先端部が前記屋根材12側に折り曲げられて形成され、前記屋根材12の勾配方向下端面(例えば端面12b)に対向する前面板部3と、
前記前面板部3の先端部が、90度よりも大きな角度で折り曲げられて形成され、前記表面板部2との間に前記屋根材12を弾性的に挟持する裏面板部4と、
前記裏面板部4の先端部が、前記表面板部2から離間する方向に折り曲げられて形成された屈曲部5と、を備え
ており、
前記裏面板部4の先端部における前記屈曲部5形成のための折り曲げ箇所が、勾配方向下方の改装用屋根材1における表面板部2の勾配方向上端部よりも勾配方向上方の位置となるように設定されていることを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、既設の屋根11を構成する屋根材12に対し、板状の部材からなる改装用屋根材1を取り付けるのみで、既設の屋根11上に直接的に太陽電池を設置することができるので、架台や支持金具等を屋根11に取り付ける必要がなく、当該屋根11への重量負荷を軽減することができる。また、当該屋根11に釘やネジ等で固定することなく太陽電池を設置することができるため、屋根の防水性を損なわせることもない。
また、板状の部材からなる改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付けるのみで既設の屋根11を改装することができるので、屋根改装作業が簡便であり、作業に要する時間を短縮できる。
また、改装用屋根材1の裏面板部4の先端部が表面板部2から離間する方向に折り曲げられているので、改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付ける際に、屋根材12の勾配方向下端部が改装用屋根材1の当該折り曲げられている箇所に当接する。屋根材12と当該箇所が当接した状態で改装用屋根材1が押し込まれることで、裏面板部4が弾性変形して、裏面板部4が表面板部2から離間する方向に移動する。これにより、改装用屋根材1の裏面板部4が屋根材12に引っ掛かることなく、改装用屋根材1を円滑に屋根材12に取り付けることができる。
【0011】
請求項
2に記載の発明は、請求項
1に記載の改装用屋根材において、
前記前面板部3には、厚さ方向に貫通する水抜き孔7が設けられていることを特徴とする。
【0012】
請求項
2に記載の発明によれば、前面板部3に厚さ方向に貫通する水抜き孔7が設けられているので、既設の屋根材12と改装用屋根材1との隙間に雨水等が入り込んでも水抜き孔7から排出することができる。
また、水抜き孔7が設けられていることにより、改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付ける際に、水抜き孔7を介して改装用屋根材1の外側から屋根材12の勾配方向下端部を目視することができる。これにより、改装用屋根材1が既設の屋根材12に確実に取り付けられているか否かの確認作業が容易となる。
【0013】
請求項
3に記載の発明は、請求項1
又は2に記載の改装用屋根材において、
鋼板で形成されていることを特徴とする。
【0014】
請求項
3に記載の発明によれば、改装用屋根材1が鋼板で形成されているので、強度及び耐久性が高く、既設の屋根11に設置後、経年による劣化が起こりにくい。
【0015】
請求項
4に記載の発明は、請求項1から
3の何れか1項に記載の改装用屋根材において、
前記表面板部2の前記反対側の面2a上であって勾配方向に直交する方向における端部に、前記薄膜太陽電池6に接続されるコネクタ6a及び配線6bが設けられていることを特徴とする。
【0016】
請求項
4に記載の発明によれば、表面板部2の面2a上であって勾配方向に直交する方向の端部に、薄膜太陽電池6に接続されるコネクタ6a及び配線6bが設けられているので、複数の改装用屋根材1を既設の屋根11に設置した際に隣り合う改装用屋根材1同士の電気的な接続が容易である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、既設の屋根に対する重量による負荷を軽減し、且つ既設の屋根の防水性を損なうことなく、屋根を改装して太陽電池を設置することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、住宅10の屋根11を示す平面図であり、当該屋根11は、本発明に係る改装用屋根材1を用いて改装されている。
図1中において、屋根11には、改装用屋根材1が取り付けられている。
【0020】
改装用屋根材1は、
図2〜
図5に示されるように、薄膜太陽電池6が表面に設けられた平板状の板金部材1aが折り曲げられて形成されている。このような改装用屋根材1は、
図2及び
図3に示されるようにして、屋根11を構成する既設の屋根材12に対して取り付けられる。なお、
図2〜
図4においては、薄膜太陽電池6のコネクタ6a及び配線6bを省略して示している。
本発明に係る改装用屋根材1は、
図1〜
図3に示されるように、スレート等の平板状の屋根材12が勾配方向に沿って連設され、当該勾配方向に隣り合う屋根材12同士が互いに一部重なり合わされて配置される屋根構造に対して適用可能なものである。
【0021】
図4及び
図5を参照して本発明に係る改装用屋根材1について説明する。
図4は、改装用屋根材1の概略側面図、
図5は、折り曲げられて改装用屋根材1が形成される前の平板状の板金部材1aの平面図をそれぞれ示している。
なお、以下の説明において、屋根11の勾配方向であって、改装用屋根材1形成時に板金部材が折り曲げられる方向をX方向とし、当該X方向に直交する方向であって、改装用屋根材1の長手方向に沿う方向をY方向とする。
【0022】
改装用屋根材1は、平板状の板金部材1aが
図5中に一点鎖線で示される3箇所で折り曲げられて形成され、表面板部2、前面板部3、裏面板部4、屈曲部5から構成されている。改装用屋根材1の大きさや厚みは、改装の対象となる屋根材12のサイズや改装用屋根材1自体の材質に応じて適宜設定可能であるが、一例としては、910mm×287.5mm、厚み0.35mmの板金部材1aが折り曲げられて構成される。また、板金部材1aとしては鋼板が用いられ、これにより、改装後の屋根材12の強度及び耐久性を高めることができる。
【0023】
表面板部2は、既設の屋根材12へ取り付けられた後には、屋根材12の上面12aに対向し、上面12aを覆うように配置される。
この表面板部2の、屋根材12に対向する面2bの反対側の面2aには、薄膜太陽電池6が設けられている。薄膜太陽電池6はフィルム状に形成されており、表面板部2の面2aに接着その他の方法によって取り付けられている。
【0024】
また、表面板部2の面2a上であってY方向の両端部には、薄膜太陽電池6に接続されるコネクタ6a及び配線6bが設けられている。
図6に示すように、コネクタ6a及び配線6bを介して、隣り合って設置される改装用屋根材1の薄膜太陽電池6同士が電気的に接続される。なお、
図6では、Y方向において隣接する改装用屋根材1の薄膜太陽電池6同士がコネクタ6a及び配線6bを介して接続されるものとしたが、X方向において隣接する改装用屋根材1の薄膜太陽電池6同士が接続されるものとしても良い。この場合においては、コネクタ6a及び配線6bの設置位置は、表面板部2の面2a上のY方向両端部でなくとも良い。
【0025】
コネクタ6a及び配線6bが表面板部2のY方向両端部に設けられていることにより、改装用屋根材1を複数隣接して設置する際に、互いの薄膜太陽電池6の電気的接続を容易にすることができる。
なお、コネクタ6a及び配線6bは、Y方向一端部側に設けられていても良く、この場合には、薄膜太陽電池6は表面板部2の面2a上においてY方向他端部側の縁部まで設けられていても良い。
【0026】
前面板部3は、既設の屋根材12へ取り付けられた後には、屋根材12の勾配方向下端部の端面12bに対向し、端面12bを覆うように配置される。
前面板部3は、表面板部2の先端部を屋根材12の端面12bに向かって90°折り曲げられることによって形成されており、これによって改装用屋根材1の取り付け後に前面板部3が屋根材12の端面12bに対向する。また、前面板部3には厚さ方向に貫通する水抜き孔7が設けられており、当該水抜き孔7は、Y方向に沿って所定間隔を開けて複数形成されている。前面板部3に水抜き孔7が設けられていることにより、改装用屋根材1と既設の屋根材12との隙間に雨水等が入り込んでしまっても当該雨水を排出することができる。また、改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付ける際に、水抜き孔7を介して屋根材12の端面12bを目視することができるので、改装用屋根材1の取り付け完了を容易に確認できる。
【0027】
なお、前面板部3に水抜き孔7が設けられているものとしたが、裏面板部4に水抜き孔7が設けられていても良い。この場合には、水抜き孔7は、裏面板部4のうち前面板部3の近傍に設けられている。裏面板部4に水抜き孔7が設けられていることで、改装用屋根材1と既設の屋根材12との隙間に雨水等が入り込んでしまっても当該雨水をより効率的に排出することができる。また、裏面板部4に水抜き孔7が設けられていることで、改装用屋根材1の設置後において、当該水抜き孔7が屋根材12の下面12c側に隠れるため、意匠性を高めることができる。
【0028】
裏面板部4は、既設の屋根材12へ取り付けられた後には、屋根材12の下面12cに対向し、下面12cの一部を覆うように配置される。
裏面板部4は、前面板部3の先端部を屋根材12の下面12cに向かって折り曲げられることによって形成されており、その折り曲げ角度A(
図4参照)は90〜135°の範囲である。これにより改装用屋根材1の取り付け後に裏面板部4が屋根材12の下面12cに対向するとともに、表面板部2との間に屋根材12を挟持することができる。また、
本実施形態においては、裏面板部4が形成される際の、前面板部3の先端部が折り曲げられる折り曲げ角度を90°よりも大きくすることで、表面板部2と裏面板部4とが屋根材12を挟持する力が大きくな
っている。
これら表面板部2、前面板部3及び裏面板部4により、凹部8が形成されている。
【0029】
屈曲部5は、既設の屋根材12へ取り付けられた後には、屋根材12の下面12cに対向し、下面12cから離間して配置される。
屈曲部5は、裏面板部4の先端部が表面板部2から離れる方向に折り曲げられて形成されており、これにより、改装用屋根材1の取り付け後に屈曲部5が屋根材12の下面12cから離間した状態となる。このような屈曲部5が形成されていることにより、改装用屋根材1を屋根材12に取り付ける際に、屋根材12の勾配方向下端部が屈曲部5に当接し、屋根材12と屈曲部5が当接した状態で改装用屋根材1を勾配方向上方へ押し込むことで、裏面板部4が弾性変形して、裏面板部4及び屈曲部5が表面板部2から離間する方向に移動する。これにより、改装用屋根材1を屋根材12に取り付ける際に、改装用屋根材1の裏面板部4が屋根材12の勾配方向下端部に引っ掛かることなく、裏面板部4が表面板部2から離間する方向に弾性変形し、屋根材12の勾配方向下端部が改装用屋根材1の凹部8に円滑に挿入される。
【0030】
このように構成される改装用屋根材1は、
図2及び
図3に示されるように既設の屋根材12に対して取り付けられる。
既設の屋根材12は、勾配方向において互いに一部重なり合わされて配置されており、各屋根材12は勾配方向上端部が野地板13に固定されて設けられている。したがって、各屋根材12の勾配方向下端部は、勾配方向上端部を支点として上下方向に移動可能となっている。
改装用屋根材1を、対象の屋根材12に取り付ける際には、対象の屋根材12の勾配方向上方側に隣接する屋根材12の勾配方向下端部を持ち上げた状態で、対象の屋根材12に対して取り付け作業を行う。即ち、上方側に隣接する屋根材12を持ち上げた状態で、改装用屋根材1を対象の屋根材12の勾配方向下端部側に配置し、勾配方向に沿って下方から上方へ押し上げる。これによって、屋根材12の勾配方向下端部が改装用屋根材1の屈曲部5に当接する。当該屋根材12の勾配方向下端部が屈曲部5に当接した状態で、改装用屋根材1が押し上げられるので、裏面板部4が弾性変形して、裏面板部4及び屈曲部5が表面板部2から離間する方向に移動する。更に改装用屋根材1が上方へ押し上げられることで、屋根材12の勾配方向下端部が改装用屋根材1の凹部8内に完全に収容される。対象の屋根材12が凹部8内に完全に収容されると、水抜き孔7を介して屋根材12の勾配方向下端部が目視により確認されるので、その時点で改装用屋根材1の押し上げを停止する。このようにして、改装用屋根材1は対象の屋根材12に嵌め込まれて取り付けられ、弾性変形した裏面板部4が復元しようとする力によって、表面板部2と裏面板部4との間に屋根材12が挟持され、改装用屋根材1が屋根材12に対して固定される。
更に、改装用屋根材1の取り付け開始時に持ち上げておいた、上方側に隣接する屋根材12を元の位置に戻すことで、改装用屋根材1の表面板部2の一部及び対象の屋根材12の上面12aの一部に、上方に隣接する屋根材12が重なる。これにより、上方に隣接する屋根材12の重量によって改装用屋根材1の表面板部2が押さえられ、改装用屋根材1を対象の屋根材12に対してより強く固定することができる。
【0031】
既設の屋根11に対し複数の改装用屋根材1を取り付ける場合においては、改装後の屋根材12が重くなり持ち上げが困難となるため、勾配方向下方から上方へかけて改装用屋根材1を取り付けていくことが好ましい。これにより、屋根11の改装作業がより容易なものとなる。
【0032】
以上、本実施形態によれば、改装用屋根材1が、一方の面2aに薄膜太陽電池6が設けられた表面板部2、表面板部2の先端部が折り曲げられて形成される前面板部3、前面板部3の先端部が折り曲げられて形成される裏面板部4等の板状部材で構成され、既設の屋根材12に取り付けるのみで太陽電池を設置することができる。このように構成されていることにより、架台や支持金具等を屋根11に取り付けることなく、既設の屋根11上に直接的に太陽電池を設置することができ、当該屋根11への重量負荷を軽減することができる。また、屋根11に釘やネジ等で固定することなく太陽電池を設置することができるため、屋根の防水性を損なわせるおそれがない。
また、板状に構成される改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付けるのみで既設の屋根材12を改装することができるので、屋根改装作業が簡便であり、作業に要する時間を短くできる。
【0033】
また、改装用屋根材1の前面板部3には厚さ方向に貫通する水抜き孔7が設けられているので、既設の屋根材12と改装用屋根材1との隙間に雨水等が入り込んでも水抜き孔7から排出することができる。
また、水抜き孔7が設けられていることにより、改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付ける際に、水抜き孔7を介して改装用屋根材1の外側から屋根材12の勾配方向下端部を目視することができる。これにより、改装用屋根材1が既設の屋根材12に確実に取り付けられているか否かの確認作業が容易になる。
【0034】
また、改装用屋根材1の裏面板部4の先端部が表面板部2から離間する方向に折り曲げられて屈曲部5が形成されているので、改装用屋根材1を既設の屋根材12に取り付ける際に、屋根材12の勾配方向下端部が屈曲部5に当接する。屋根材12の当該下端部が屈曲部5に当接した状態で改装用屋根材1が押し込まれることで、裏面板部4が弾性変形し裏面板部4及び屈曲部5が表面板部2から離間する方向に移動する。これにより、改装用屋根材1の裏面板部4が屋根材12に引っ掛かることなく、改装用屋根材1を円滑に屋根材12に取り付けることができる。
【0035】
また、改装用屋根材1が鋼板で形成されているので、改装用屋根材1の強度及び耐久性が高く、既設の屋根材12に取り付けられた後、経年による劣化が起こりにくい。
【0036】
また、表面板部2の面2a上であって勾配方向に直交する方向の端部に、薄膜太陽電池6に接続されるコネクタ6a及び配線6bが設けられているので、複数の改装用屋根材1が既設の屋根材12に取り付けられている場合に、隣り合う改装用屋根材1同士の電気的な接続が容易である。
また、コネクタ6a及び配線6bが面2a上の端部に設けられているので、面2a上のスペースを効率的に使用することができる。
【0037】
《変形例》
以下に、改装用屋根材1の変形例について
図7及び
図8を参照して説明する。
図7は、変形例の改装用屋根材21が一部の屋根材12に取り付けられた状態の屋根11の概略側面図である。
図8は、改装用屋根材21の一部を示した概略側面図であり、
図8(a)は改装用屋根材21が屋根材12に取り付けられた後であって、当該屋根材12に対して完全に固定される前の状態を示しており、
図8(b)は改装用屋根材21が屋根材12に対して完全に固定された後の状態を示している。なお、以下に説明する以外の構成は、上記実施形態の改装用屋根材1と略同様であり、その詳細な説明は省略する。
【0038】
図7及び
図8に示すように、変形例の改装用屋根材21は、表面板部22、前面板部23、裏面板部24から構成されており、その裏面板部24が平面板状に構成されている。即ち、変形例における改装用屋根材21は、裏面板部24の先端部が折り曲げられておらず、屈曲部が設けられていない。
【0039】
改装用屋根材21の取り付け及び固定作業は、以下に説明するようにして行う。
即ち、取り付け対象の屋根材12の勾配方向上方側に隣接する屋根材12の勾配方向下端部を持ち上げた状態で、改装用屋根材21を対象の屋根材12の勾配方向下端部側に配置する。そして、勾配方向に沿って金槌等で改装用屋根材21の前面板部23を叩くなどして対象の屋根材12を改装用屋根材21の凹部に収容していくと、
図8(a)に示すように、屋根材12の端面12bが、表面板部22及び前面板部23の折り曲げ部25と、前面板部23及び裏面板部24の折り曲げ部26とに当接した状態となる。この状態で、引き続き改装用屋根材21の前面板部23を叩いて屋根材12を奥まで押し込むと、折り曲げ部25,26が潰れ、
図8(b)に示すように、改装用屋根材21が屋根材12に密着するような形に変形する。変形後の改装用屋根材21の弾性によって、改装用屋根材21が屋根材12に完全に固定される。
なお、改装用屋根材21が変形されることによって、裏面板部24の先端部が、屋根材12から離間する形状となるが(
図8(b)参照)、当該屋根材12の上に、勾配方向上方側に隣接する屋根材12が重なることで、裏面板部24が押さえられて裏面板部24が屋根材12に密着する。
【0040】
以上の変形例によれば、改装用屋根材21と屋根材12との隙間を小さくすることができ、当該隙間への雨水等の流入を抑制できる。また、改装用屋根材21と屋根材12との隙間が小さいため、改装用屋根材21取り付け後の屋根材12の厚みが小さく抑えられ、取り付け後の屋根11の意匠性が高い。
【0041】
なお、上記した実施形態では、平板状の屋根材としてスレートが用いられるものとしたが、金属や木材が用いられていても良い。
【0042】
また、上記した実施形態では、改装用屋根材の前面板部に水抜き孔が設けられているものとしたが、水抜き孔は設けられていなくても良い。また、水抜き孔の形状は矩形状であって改装用屋根材の折り曲げ方向に直交する方向に複数設けられているものとしたが、水抜き孔の形状及び数は何れであっても良い。
【0043】
また、上記した実施形態では、改装用屋根材が鋼板で形成されているものとしたが、屋根材に取り付けられ屋根材を改装することができれば、鉄板等その他の板金部材で形成されていても良いし、金属でない他の材料で形成されていても良い。
【0044】
また、上記した実施形態では、改装用屋根材の表面板部の面上であって、勾配方向に直交する方向の端部に、薄膜太陽電池に接続されるコネクタ及び配線が設けられているものとしたが、当該コネクタ及び配線は、勾配方向における端部に設けられているものとしても良いし、表面板の裏面側や前面板部に設けられているものとしても良い。