特許 7166768 屋根構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-28

(45)【発行日】2022-11-08

(54)【発明の名称】屋根構造

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/18 20180101AFI20221031BHJP

   H02S 20/23 20140101ALI20221031BHJP

【ＦＩ】

E04D13/18 ETD

H02S20/23 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018054955

(22)【出願日】2018-03-22

(65)【公開番号】P2019167706

(43)【公開日】2019-10-03

【審査請求日】2021-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105843

【弁理士】

【氏名又は名称】神保 泰三

(72)【発明者】

【氏名】山本 義行

【審査官】山口 敦司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１５０２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１３７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３５８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３８１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１８２２５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－０２８５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０７３５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６０７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｄ １３／１８

Ｈ０２Ｓ ２０／２３

Ｅ０４Ｄ １３／００

Ｅ０４Ｄ ３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池モジュール付きの屋根材が屋根面上に配置される屋根構造において、
上記太陽電池モジュールのケーブルを受ける受け面部を有する受け部材と、
上記屋根面上に固定された横桟と、
上記屋根材を上記屋根面に取り付ける部材であって、ビスによって上記横桟上に固定される取付金具と、
を備えており、
上記受け部材は、上記受け面部に対して水下側に位置する固定板部を有しており、この固定板部が上記ビスによって上記横桟に固定されて、上記屋根材の下方側で上記屋根面との間に空間を介して存在することを特徴とする屋根構造。

【請求項2】

請求項１に記載の屋根構造において、上記受け部材は、上記ケーブルを収容する収容凹部を有することを特徴とする屋根構造。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の屋根構造において、上記受け部材は、金属製であることを特徴とする屋根構造。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の屋根構造において、上記受け部材は、上記取付金具と別体であり、上記ビスのねじ込みによって片持ち支持されることを特徴とする屋根構造。

【請求項5】

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の屋根構造において、上記受け部材が上記取付金具に一体的に設けられていることを特徴とする屋根構造。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の屋根構造において、上記ケーブルが上記受け面部から離脱するのを防止する離脱防止手段を備えることを特徴とする屋根構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、太陽電池モジュール付きの屋根材が屋根面上に配置された屋根構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、母屋方向に長い長方形をなし、棟側縁に一方の接合端縁が形成され、軒側縁に他方の接合端縁が形成され、母屋方向の両端部にも接合縁が形成された屋根本体と、その裏面側に設けられた断熱材とから成り、屋根の野地板上に載せて隣接する他の屋根材と接合して固定し葺設される屋根材において、屋根本体の表側面に太陽電池モジュールが一体的に取り付けられている屋根構造が開示されている。そして、この構造においては、コネクタ付きの出力ケーブルが屋根面から浮いた状態で存在しており、また、太陽電池モジュールの取付金物が上記出力ケーブルの下側に位置する構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－３６６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記構造は、上記出力ケーブルを受ける構造にはなっておらず、上記出力ケーブルが、上記取付金物の上に落ちたり、或いは、野地板上に落ちるおそれがある。そして、上記のように、上記出力ケーブルが上記野地板上に落ちた状態において、上記出力ケーブルの被覆損傷やコネクタの接合不良等に起因してスパークが発生して、野地板上に飛ぶと、この野地板から出火するおそれがある。また、上記出力ケーブルが上記取付金物上に落ちた場合でも、上記出力ケーブルからスパークが発生すると、その熱が上記取付金物を伝わってその下側の野地板に直接的に伝わり、この野地板から出火するおそれがある。

【0005】

この発明は、屋根上に設置される太陽電池モジュールのケーブルからスパークが発生したような場合でも、これに起因して屋根から出火するのを抑制できる屋根構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明の屋根構造は、上記の課題を解決するために、太陽電池モジュール付きの屋根材が屋根面上に配置される屋根構造において、上記太陽電池モジュールのケーブルを受ける受け面部が、上記屋根材の下方側で上記屋根面との間に空間または防火性材を介して存在することを特徴とする。

【0007】

上記の構成であれば、上記太陽電池モジュールのケーブルを受ける受け面部によって、上記ケーブルと屋根面との直接的な接触が防止されることになる。したがって、上記ケーブルから発生したスパークが屋根面に至るのを抑制し、屋根面からの出火を抑制できる。また、上記受け面部は、上記屋根材の下方側で上記屋根面との間に空間または防火性材を介して存在するので、上記スパークによって上記受け面部が熱を帯びた場合の出火も抑制できる。

【0008】

上記受け面部は、上記ケーブルを受ける受け部材の面部からなっていてもよい。

【0009】

上記受け部材は、上記ケーブルを収容する収容凹部を有してもよい。これによれば、上記ケーブルの配置作業の容易化が図れる。

【0010】

上記受け部材は、金属製であってもよい。これによれば、例えば鋼板や他の金属板からなる受け部材を採用し、この受け部材の作製コストの低減や設置作業の容易化を図ることができる。

【0011】

上記受け部材が上記屋根面上の横桟に固定されていてもよい。これによれば、上記横桟の高さを利用することができ、上記受け部材の下側に空間または防火性材を介在させることが容易になる。

【0012】

上記受け部材が一体的に設けられた屋根材が上記横桟に固定されてもよい。これによれば、部品点数を削減して建築コストの低減を図ることができる。

【0013】

上記受け部材が脚部を有しており、この脚部が上記屋根面に固定されてもよい。これによれば、横桟等を利用しなくても、上記受け部材の下側に空間または防火性材を介在させることができる。

【0014】

上記防火性材の上面部が上記受け面部をなしてもよい。これによれば、上記受け部材無しで上記屋根面上に上記受け面部を設ける構造が得られることになる。

【0015】

上記ケーブルが上記受け面部から離脱するのを防止する離脱防止手段を備えてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明であれば、屋根上に設置される太陽電池モジュールのケーブルの被覆損傷やコネクタの接合不良等に起因してスパークが発生したような場合でも、屋根面からの出火を抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の実施形態の屋根構造の断面の概略を示した説明図である。

【図2】図１の屋根構造で用いられている太陽電池モジュール付きの屋根材の配線の概略を示した説明図である。

【図3】図１の屋根構造で用いられている受け部材および配線の断面の概略を拡大して示した説明図である。

【図4】図３の受け部材を拡大して示した斜視図である。

【図5】他の実施形態を示す図であって、受け部材および配線の断面の概略を拡大して示した説明図である。

【図6】他の実施形態を示す図であって、受け部材および配線の断面の概略を拡大して示した説明図である。

【図7】他の実施形態を示す図であって、受け部材および配線の断面の概略を拡大して示した説明図である。

【図8】他の実施形態を示す図であって、受け部材および配線の断面の概略を拡大して示した説明図である。

【図9】他の実施形態の屋根構造の断面の概略を示した説明図である。

【図10】図９の受け部材を拡大して示した斜視図である。

【図11】他の実施形態の屋根構造の断面の概略を示した説明図である。

【図12】図１１の受け部材を拡大して示した平面図および側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、この実施形態の屋根構造で用いる太陽電池モジュール付きの屋根材１は、一例として、太陽電池パネル部１４の周囲縁を枠１１によって囲った構造を有している。上記太陽電池パネル部１４は光起電力層を挟み込んだガラス板部、上記光起電力層にて生成された電力を取り出す配線部などを有して構成されている。

【0019】

また、上記屋根材１の水上側の裏面側の箇所に取付金具１２が係合される。この取付金具１２には、水上側に突出する突出固定部が形成されている。この突出固定部は、屋根面２上に固定されている横桟（瓦桟）２１上で上側からねじ込まれたビス２６によって上記横桟２１に固定される。上記屋根材１の敷き作業においては、予め取付金具１２をビス２６によって上記横桟２１に固定しておくこともできる。なお、この実施形態では、上記屋根面２は、野地板２２上にアスファルトルーフィング２３が貼られた構造を有している。

【0020】

また、上記太陽電池モジュール付きの屋根材１の裏面には、上記太陽電池パネル部１４が生成した電力を取り出す端子部１５が設けられている。そして、この端子部１５からは、上記電力を出力するケーブル１６が引き出されており、各ケーブル１６の端部には他のケーブルとの接合を容易にするためのコネクタ１６ａが取り付けられている。

【0021】

上記横桟２１の上面側には、上記ケーブル１６を受け止める金属製の受け部材３が取り付けられている。この受け部材３の横長さは、上記太陽電池モジュール付きの屋根材１の横長さよりも短くされており、上記太陽電池モジュール付きの屋根材１の側部において、それらの上下段間で上記ケーブル１６を縦方向に延ばすこともできる。また、上記受け部材３は、水下側に突出する固定板部３１を有しており、上記屋根面２に略平行となっている上記横桟２１の上面に固定される。この固定は、上記ビス２６で行ってもよいし、別のビスによって行ってもよい。上記固定板部３１には、上記ビス（２６）を挿通させる孔部が形成されている。

【0022】

また、上記受け部材３は、図３および図４にも示すように、上記固定板部３１の水上側において桁行方向に長い溝を形成する収容凹部３２を有している。また、この収容凹部３２の底面は、上記固定板部３１と略平行に形成されており、上記固定板部３１が上記横桟２１の上面に固定された状態で、上記底面が屋根面２と略平行に位置するようなっている。さらに、上記収容凹部３２の水上側壁部の上端には、ヘミング曲げ部３２ａが施されている。上記ヘミング曲げ部３２ａによって、上記受け部材３の強度向上、並びに、上記ケーブル１６の被覆の傷つき防止が図られている。

【0023】

上記受け部材３は、この実施形態では、鋼板を屈曲加工することで形成している。鋼板の厚さは、例えば、上記取付金具１２の厚さと同程度としている。上記収容凹部３２の底部の上側面が、上記ケーブル１６に接してこれを受ける受け部として機能することになる。そして、上記収容凹部３２の底部は、上記屋根材１と上記屋根面２との間で上記屋根面２から離間し、上記屋根面２との間に空間を形成して存在している。

【0024】

上記の構成であれば、上記太陽電池モジュールのケーブル１６を受ける受け面部を有する上記受け部材３によって、上記ケーブル１６と屋根面２との直接的な接触が防止されることになる。したがって、上記ケーブル１６から発生したスパークが屋根面２に至るのを抑制し、屋根面２からの出火を抑制できる。また、上記受け面部は、上記屋根材２の下方側で上記屋根面２との間に空間を介して存在するので、上記スパークによって上記受け部材３の受け面部が熱を帯びることによる出火も抑制できる。

【0025】

また、上記受け部材３が上記ケーブル１６を収容する収容凹部３２を有していると、上記ケーブル１６の設置作業の容易化が図れる。

【0026】

また、上記受け部材３が金属製であると、加工が容易であるので、この受け部材３の作製コストの低減や設置作業の容易化を図ることができる。

【0027】

また、上記受け部材３が上記屋根面２上の横桟２１に固定される構成であると、上記横桟２１の高さの利用によって、上記受け部材３の下側に空間を介在させることが容易になる。

【0028】

なお、上記受け部材３を収容凹部のない単なる平板形状部とすることもできる。また、上記平板形状部は、上記屋根面２に平行でもよいし、或いは水平に位置するものでもよい。また、上記平板形状部や上記収容凹部３２の水上側壁部の上部側に孔を形成しておき、この孔に先端側を通した結束バンドを上記ケーブル１６に当てて、上記結束バンドの先端側を結束バンドのロック部に通すことにより、上記ケーブル１６の脱落を防止してもよい。すなわち、上記結束バンドによって、上記ケーブル１６を上記受け面部側に留めるように拘束する離脱防止手段を形成することができる。もちろん、上記結束バンドを用いずに、上記ケーブル１６を上記収容凹部３２や上記平板形状部に拘束してもよい。なお、上記結束バンド等によって、上記収容凹部３２の上側開口を部分的に覆うことで、上記ケーブル１６が上記収容凹部３２から出ないようにすることもでき、このような上記収容凹部３２と上記結束バンド等との組み合わせよって、上記ケーブル１６を上記受け面部側に留めるように囲う離脱防止手段を形成できる。

【0029】

また、上記の例では、上記受け部材３の下側に空間を介在させたが、この空間に代えて防火性材を介在させてもよい。ここで、この防火性材は、不燃材、準不燃材および難燃材を含むものとする。好ましくは、上記防火性材として、金属に比べて高い断熱性を備えるロックウール等の不燃材を用いる。

【0030】

次に、図５に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、上記取付金具１２に受け部材３Ａが一体的に形成されており、上記取付金具１２の水上側に突出された部位は、上記受け部材３Ａの固定板部３１として機能する。上記固定板部３１を横桟２１にビス２６で固定することにより、上記受け部材３Ａが屋根面２に固定される。このように上記受け部材３Ａが屋根材１に一体的に設けられる構成であると、部品点数を削減して建築コストの低減を図ることができる。なお、上記受け部材３Ａを収容凹部のない単なる平板形状部とし、この平板形状部上にケーブル１６を結束バンドで縛り付けておく態様とすることもできる。また、上記結束バンド等を通すための孔を上記平板形状部に形成しておいてもよい。もちろん、上記受け部材３においても同様に、平板形状とすることもできる。

【0031】

次に、図６に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、受け部材３Ｂを用いている。この受け部材３Ｂは、桁行方向に長く形成されており、上記ケーブル１６を収容する収容凹部３２を有するとともに、その水上側および水下側において脚部３３を備えている。各脚部３３の下端側には取付片部が形成されており、この取付片部にねじ込まれたビス２７によって上記受け部材３Ｂが屋根面２に固定される。そして、上記脚部３３によって、上記収容凹部３２の下方側には、屋根面２との間に空間が形成される。これによれば、横桟２１を利用しなくても、上記受け部材３Ｂの下側に空間または防火性材を介在させることができる。

【0032】

なお、上記受け部材３Ｂにおいては、１枚の鋼鈑を曲げ加工することによって、上記収容凹部３２および脚部３３を形成しており、コストの低減が図られている。また、この受け部材３Ｂを用いる場合においても、上記結束バンドを用いて、上記ケーブル１６の脱落を防止するようにしてもよい。また、結束バンドに替えて、粘着テープ等を上記ケーブル１６の上方で上記収容凹部３２跨ぐように上記受け部材３Ｂに貼り付けてもよい。上記粘着テープ等によっても、上記ケーブル１６を上記受け面部側に留めるように拘束する離脱防止手段が形成されることになる。

【0033】

次に、図７に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、受け部材３Ｃを用いている。この受け部材３Ｃは、桁行方向に長く形成されており、上記ケーブル１６を収容する収容凹部３２を有するとともに、この収容凹部３２の上方側開口を狭める覆片部３４を有しており、特に結束バンドを要しない構成になっている。上記覆片部３４によっても、上記ケーブル１６を上記受け面部側に留めるように囲う離脱防止手段が形成される。また、この受け部材３Ｃにおいては、１枚の鋼鈑を曲げ加工することによって、上記収容凹部３２および覆片部３４を形成しており、コストの低減が図られている。また、上記受け部材３Ｃと屋根面２との間には、桁行方向に長く形成された防火性材４を介在させてある。ここで、防火性材４は、不燃材、準不燃材および難燃材を含むものである。例えば、上記防火性材４として、金属に比べて高い断熱性を備える硬質のロックウール板、グラスウール板、セメント板等の不燃材を用いることができる。上記収容凹部３２の底板部には、所定間隔でビス挿通孔が形成されており、このビス挿通孔に通したビス２８を屋根面２にねじ込むことで、上記受け部材３Ｃと上記防火性材４が屋根面２上に固定される。

【0034】

次に、図８に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、上記の桁行方向に長く形成された防火性材４によって、太陽電池モジュールのケーブル１６を受ける受け面部が形成されたものとなっている。すなわち、上記防火性材４の上側面部が上記受け面部をなしている。これによれば、上記受け面部を上記屋根面２上に上記防火性材４を介在させて設ける構造が簡単に得られることになる。なお、上記ケーブル１６は、結束バンド等を用いて、上記防火性材４に留め付けることができる。上記結束バンド等によっても、上記ケーブル１６を上記受け面部側に留めるように拘束する離脱防止手段が形成される。上記防火性材４は上記ビス２８を用いて屋根面２に固定することができる。上記防火性材４は、上記の実施形態と同様、金属に比べて高い断熱性を備える硬質のロックウール板、グラスウール板、セメント板等を用いることができる。

【0035】

次に、図９および図１０に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、屋根面２の最も軒先側に配置される太陽電池モジュール付きの屋根材１Ａに関する屋根構造となっている。上記屋根材１Ａお係止する設置固定部１７は、屋根面２に配置された横桟（広小舞）２１Ａにおける略水平な上面に置かれ、ビス２９によって横桟２１Ａに固定される。上記設置固定部１７には上記ビス２９が挿通される貫通穴が形成されている。そして、上記横桟２１Ａの上面側に、上記ケーブル１６を受け止める受け部材３Ｄが取り付けられている。この受け部材３Ｄは、水下側に突出する固定板部３１Ａを有しており、屋根面２の傾斜に対して非平行とされた上記横桟２１の略水平な上面に固定される。この固定は、上記ビス２９で行ってもよいし、別のビスによって行ってもよい。上記固定板部３１Ａには、上記ビス（２９）を挿通させる孔部が形成されている。そして、上記受け部材３Ｄの収容凹部３２の底面は、上記固定板部３１Ａと非平行に形成されており、上記固定板部３１Ａが上記横桟２１の上面に固定された状態で、上記底面が屋根面２と略平行に位置するようなっている。

【0036】

また、上記収容凹部３２の水上側壁の上端には、ヘミング曲げ部３２ａが施されている。そして、上記収容凹部３２の底部は、上記屋根材１と上記屋根面２との間で上記屋根面２から離間し、上記屋根面２に対して空間を介在させて位置している。

【0037】

次に、図１１および図１２に基づいて他の実施形態を説明する。この実施形態では、受け部材３Ｅを用いている。この受け部材３Ｅは、桁行方向に長いピース部材として形成され、上記ケーブル１６を収容する収容凹部３２の上方側開口を狭める覆片部３４を有しており、特に結束バンドを要することなく、上記ケーブル１６が受け面部から離脱するのを防止する。また、この受け部材３Ｅにおいては、桁行方向の両端側において脚部３３Ａを備えている。各脚部３３Ａの下端側には取付片部が形成されており、この取付片部にねじ込まれた図示しないビスによって上記受け部材３Ｅが屋根面２に固定される。上記脚部３３Ａによって、上記収容凹部３２の下方側に空間が形成される。また、この受け部材３Ｅにおいては、１枚の鋼鈑を切込み加工および曲げ加工することによって、上記収容凹部３２、覆片部３４、取付片部および脚部３３Ａを形成している。

【0038】

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ ：太陽電池モジュール付きの屋根材
１Ａ ：屋根材
２ ：屋根面
３ ：受け部材
３Ａ ：受け部材
３Ｂ ：受け部材
３Ｃ ：受け部材
３Ｄ ：受け部材
３Ｅ ：受け部材
４ ：防火性材
１１ ：枠
１２ ：取付金具
１４ ：太陽電池パネル部
１５ ：端子部
１６ ：ケーブル
１６ａ ：コネクタ
１７ ：設置固定部
２１ ：横桟
２１Ａ ：横桟
２２ ：野地板
２３ ：アスファルトルーフィング
２６ ：ビス
２７ ：ビス
２８ ：ビス
２９ ：ビス
３１ ：固定板部
３１Ａ ：固定板部
３２ ：収容凹部
３２ａ ：ヘミング曲げ部
３３ ：脚部
３３Ａ ：脚部
３４ ：覆片部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】