屋根建材
【課題】太陽電池機能付きの屋根建材において、雨漏り対策が施された屋根建材を提供する。
【解決手段】モジュール１は、それぞれに太陽電池パネル５を有し、アレイ状に敷き詰められる。架台２は、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュール１の境界に沿って延びて、当該両モジュール１の下面側縁を上面で支持する。両モジュール１の対向側面と、前記架台の上面で画成されたU字溝１２によって軒先方向へ雨水が流す。
【解決手段】モジュール１は、それぞれに太陽電池パネル５を有し、アレイ状に敷き詰められる。架台２は、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュール１の境界に沿って延びて、当該両モジュール１の下面側縁を上面で支持する。両モジュール１の対向側面と、前記架台の上面で画成されたU字溝１２によって軒先方向へ雨水が流す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、屋根瓦やスレート材等と同じように屋根に葺くことができる太陽電池機能つきの屋根建材に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する。この太陽電池セルを、複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにしたものが太陽電池パネルである。この太陽電池パネルは、周囲の環境に耐えるための封止、および全体の強度を保つためにフレームに嵌め込まれてモジュール化される。
【０００３】
近年、地球温暖化、化石燃料の枯渇が問題となっており、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。このような状況の下、環境負荷の少ないエネルギー源として太陽電池モジュールの設置が急速に進んでいる。この太陽電池モジュールは、建物の屋根に設置することが一般的である。
【０００４】
太陽電池モジュールを屋根へ設置する形態としては、既設の屋根上に架台や固定用部材を設置し、その上に固定する方法が多く採用されている。
【０００５】
また、近年、屋根瓦やスレート材を屋根に葺くことなく、直接太陽電池モジュールを敷く形態も提案されている。この形態は、意匠性の向上、施工の容易化、また屋根瓦等を省くことによる住宅建築コストの削減の観点から、注目されているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５４０４９号
【特許文献２】特開平０８−２９６７９６号
【特許文献３】特開２０００−３４５６７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、雨水が木材で構築される家屋の野地板等に流れれば、それらの腐食を招くおそれがあるため、屋根建材として太陽電池モジュールを用いる場合には、それ相応の雨漏り対策が欠かせない。さらに、屋根建材としての太陽電池モジュールは、長期間の耐用年数が求められるため、雨水等を原因とする経年劣化対策しているが、豪雨などで、太陽電池モジュールガラス面とフレームの隙間から雨水が少なからず侵入したり、長い年月を経て侵入する可能性もあり、現状、このような対策はなされていない。
【０００８】
本実施形態は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、雨漏りの可能性を低くした太陽電池機能つきの屋根建材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の屋根建材は、次の構成を有することを特徴とする。すなわち、それぞれに太陽電池パネルを有し、アレイ状に敷き詰められるモジュールを有する。また、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュールの境界に沿って延びて、当該両モジュールの下面側縁を上面で支持する架台を備える。これにより、両モジュールの対向側面と、架台の上面によって、Ｕ字溝が画成され、このＵ字溝を通って軒先方向へ雨水が流れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係る屋根及び屋根建材の概略構成を示す斜視図（ａ）およびモジュールの組立図（ｂ）である。
【図２】第一の実施形態に係る棟側フレームを棟から軒方向で切断した断面図である。
【図３】第一の実施形態に係る軒側フレームを棟から軒方向で切断した断面図である。
【図４】第一の実施形態に係るサイドフレームを屋根幅方向で切断した断面図である。
【図５】第一の実施形態に係る架台を屋根幅方向で切断した断面図（ａ）、軒先先端部を棟から軒方向で切断した断面図（ｂ）、及び軒先先端部と架台の組立図（ｃ）である。
【図６】第一の実施形態に係る止水キャップを屋根幅方向で切断した断面図（ａ）、止水キャップの取付図（ｂ）である。
【図７】第一の実施形態に係る軒先化粧部を棟から軒方向で切断した断面図である。
【図８】第一の実施形態に係る架台の野地板への取付図（ａ）および軒先化粧部と先頭のモジュールの接続部を棟から軒方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図９】第一の実施形態に係る棟側フレームと軒先フレームとの接合部を棟から軒方向で切断した断面図（ａ）および、組み立て後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図１０】第一の実施形態に係る棟側最上位のモジュールと棟の納まりの接合部を棟から軒方向で切断した断面図（ａ）および、屋根端部のモジュールを屋根幅方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図１１】第二の実施形態に係るサイドフレームを用いて組み立てた後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図である。
【図１２】第三の実施形態に係る凹型の受け部を用いて組み立てた後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施形態について図１から図１２を用いて説明する。
［第一の実施形態］
（全体構成）
図１は、第一の実施の形態に係る屋根建材を示す斜視図である。図１の（ａ）は屋根建材の全体構成を示し、（ｂ）は屋根建材を構成するモジュール１の概略構成を示している。図１の（ａ）に示すように、屋根建材は、モジュール１と、このモジュール１を支持する架台２と、モジュール１を位置決めする軒先化粧部３とを備える。
【００１２】
架台２は、モジュール１を支持する桟である。この架台２は棟から軒に沿って平行に延設される。この架台２の設置位置は、モジュール１間の境界のうち、棟から軒に沿って連続して延びる境界の直下である。すなわち、各モジュール１は、側面下縁を架台２の片側に載せるようにして配置され、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で向かい合う両モジュール１は、架台２上で向かい合わせになる。さらに、この境界、すなわちすきまは、止水キャップ９により被覆される。
【００１３】
モジュール１は、住宅のルーフィングシート４上に縦横方向にアレイ状に敷き詰められている。このモジュール１は、図１の（ｂ）に示すように、太陽電池パネル５と、その周囲を支持するフレームとにより構成されている。太陽電池パネル５の棟側の側面には、棟側フレーム６が嵌め込まれている。太陽電池パネル５の軒側の側面には、軒側フレーム７が嵌め込まれている。棟から軒に沿って延びる両側面には、サイドフレーム８が嵌め込まれている。
【００１４】
（棟側フレームの構成）
図２は、棟側フレーム６を棟から軒に沿って切断した断面図である。モジュール１において、棟側フレーム６は、太陽電池パネル５の棟側の辺よりも若干長く延びており、太陽電池パネル５の棟側の周縁を支持する。この棟側フレーム６は、支持部６ａ、つば受け６ｂ、排水路６ｃ、及び補強部材６ｄから構成され、押出成形により一体成形される。
【００１５】
支持部６ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部６ａは、棟から軒へ向かう方向に開いた断面がコの字型の部材である。コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００１６】
つば受け６ｂは、ネジ穴６ｅが貫設された板状部材であり、コの字型部分の背面に立設している。このつば受け６ｂは、支持部６ａの上面よりも低い位置に立っており、支持部６ａの背面とつば受け６ｂの上面とにより段部６ｆが形成されている。
【００１７】
つば受け６ｂの下部には、棟側フレーム６の長さ方向に沿って、排水路６ｃが設けられている。この排水路６ｃは、断面がロの字型の部材であり、つば受け６ｂの板状部材が排水路６ｃの上面を兼ねている。棟側フレーム６の端面には、この排水路６ｃと外部とを連通させる開口部が形成されている。尚、つば受け６ｂに貫設されたネジ穴６ｅは、この排水路６ｃと外部とを連通させることとなる。
【００１８】
更に、支持部６ａの下部には、棟側フレーム６の長さ方向に沿って、補強部材６ｄが設けられている。この補強部材６ｄは、支持部６ａで太陽電池パネル５を支持したときに棟側フレーム６が破損しないように強度を高めている。この補強部材６ｄは、断面がロの字型の部材であり、支持部６ａの底面が補強部材６ｄの上面を兼ねている。
【００１９】
（軒側フレームの構成）
図３は、軒側フレーム７を棟から軒に沿って切断した断面図である。軒側フレーム７は、太陽電池パネル５の軒側の辺よりも若干長く延びており、太陽電池パネル５の軒側の周縁を支持する。この軒側フレーム７は、支持部７ａ、つば７ｂ、及び補強部材７ｃから構成され、押出成形により一体成形される。
【００２０】
支持部７ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部７ａは、軒から棟へ向かう方向に開いた断面がコの字型の部材である。コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００２１】
つば７ｂは、ネジ穴７ｅが貫設された板状部材であり、支持部７ａのコの字型部分の背面に立設している。このつば７ｂは、コの字型部分の上面と連続し、かつ上面と水平となっている。つば７ｂの長さは、棟側フレーム６のつば受け６ｂと同じである。ネジ穴７ｅは、棟側フレーム６のつば受け６ｂに設けられたネジ穴６ｅと対応する位置に貫設されている。このつば７ｂの底面には、２つの凸部７ｆが立設されている。この凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部６ｆの高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節される。
【００２２】
支持部７ａの下部には、軒側フレーム７の長さ方向に沿って、補強部材７ｃが設けられている。この補強部材７ｃは、支持部７ａで太陽電池パネル５を支持したときに軒側フレーム７が破損しないように強度を高めている。この補強部材７ｃは、断面がロの字型の部材であり、支持部７ａの底面が補強部材７ｃの上面を兼ねている。
【００２３】
（サイドフレームの構成）
図４は、サイドフレーム８を屋根幅方向で切断した断面図である。サイドフレーム８は、太陽電池パネル５の棟から軒へ延びる辺とほぼ同長であり、太陽電池パネル５の棟から軒へ延びる辺の周縁を支持するものである。このサイドフレーム８は、支持部８ａと足部８ｂとから構成され、押出成形により一体成形される。
【００２４】
支持部８ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部８ａは、断面がコの字型の部材であり、コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００２５】
足部８ｂは、断面がＬ字型の部材である。この足部８ｂは、支持部８ａの背面から下方向に延長され、且つ、太陽電池パネル５とは反対の方向に開くように屈曲している。この足部８ｂの底面には、ネジ穴８ｃが貫設されている。後述するように、ネジ穴８ｃは、架台２の上面に設けられたネジ穴２ｆ及び２ｇに対応している。
【００２６】
（架台及び軒先先端部の構成）
図５は、架台２及び軒先先端部１０の断面図である。図５（ａ）は架台２を屋根幅方向で切断した断面図である。図５（ｂ）は軒先先端部１０を棟から軒方向で切断した断面図を、図５（ｃ）は軒先先端部１０を架台２の断面に取り付けた図を示している。架台２は、棟から軒に沿って平行に設置される。この架台２は、モジュール１間の境界のうち、棟から軒に沿って連続して延びる境界の直下に配置される。この架台２は、野地板に固定され、上面でモジュール１を支持する。図５（ａ）に示すように、この架台２は、支持台２ａ、凹溝２ｂ、及び固定部２ｃから構成され、押し出し成形により一体成形される。
【００２７】
支持台２ａは、棟から軒に延びる四角柱形状の部材である。この支持台２ａの上面には、軸線で区別される片側領域２ｄ、２ｅのそれぞれにネジ穴２ｆ、２ｇが貫設されている。一方の片側領域２ｄには、モジュール１の足部８ｂが載置され、他方の片側領域２ｅには、このモジュール１と向かい合うモジュール１の足部８ｂが載置される。すなわち、ネジ穴２ｆ、２ｇは、サイドフレーム８の足部８ｂにあるネジ穴８ｃに対応する位置に貫設されている。更に、この支持台２ａの上面には、軸線上に所定間隔でネジ穴２ｈが貫設されており、後述する止水キャップ９を留めるためのネジが螺合する。
【００２８】
支持台２ａの内部には、棟から軒に延びる中空部２ｉが設けられており、支持台２ａの軒先側の先端面は開口している。この開口には、図５（ｂ）および（ｃ）に示す板状の軒先先端部１０が取り付けられている。軒先先端部１０には、開口部１０ｂが設けられている。この開口部１０ｂは、軒先先端部１０が支持台２ａに取り付けられたとき、中空部２ｉと支持台２ａの外部とを繋ぐ。また、軒先先端部１０は、支持台２ａより高く、支持台２ａに取り付けたときに架台２の上面からはみ出す。この軒先先端部１０の上部は、図５（ｂ）に示すように、支持台２ａ側に屈折した屈曲部分１０ａがあり、支持台２ａの上面の縁を覆う。
【００２９】
凹溝２ｂは、支持台２ａの棟から軒へ延びる両側面に設けられている。この凹溝２ｂは、支持台２ａの底辺から水平に延びる底面を有し、棟から軒方向へ延設されている。凹溝２ｂは、その側面の一方を支持台２ａと共有しており、もう一方の側面は底面端部から支持台２ａの側面と同じ高さで立設している。
【００３０】
固定部２ｃは、両凹溝２ｂの棟から軒へ延びる外側面にそれぞれ設けられている。固定部２ｃは、支持台２ａおよび凹溝２ｂの底辺をなす板状部分よりも厚く形成され、外側に向かって厚みが薄くなるように傾斜が設けられている。固定部２ｃにはネジ穴２ｊが貫設されている。
【００３１】
（止水キャップの構成）
図６（ａ）は、止水キャップを屋根幅方向で切断した断面図である。図６（ｂ）の止水キャップの取り付け図に示すように、屋根幅方向に隣り合う両モジュール１間の上部には、止水キャップ９が設けられる。止水キャップ９は平板状であり、両モジュール１に架橋されて、両モジュール１の隙間を覆う。止水キャップ９には、支持台２ａの上面と対向する面に、棟から軒方向へ延びる２枚の板状部材９ａが設けられている。この板状部材９ａは、止水キャップ９を両モジュール１の境界に位置決めするとともに、止水キャップ９の剛性を向上させる。この止水キャップ９には、支持台２ａの軸線上に貫設されたネジ穴２ｈと対応する位置にネジ穴９ｂを有する。
【００３２】
（軒先化粧部の構成）
図７は、軒先化粧部３を棟から軒方向で切断した断面図である。軒先化粧部３は、軒先に沿って延設され、モジュール１を位置決めするとともに、軒先の意匠性を向上させる。最も軒先側に配置される先頭のモジュール１は、この軒先化粧部３の棟側端部３ｆに接触させて設置される。この軒先化粧部３は、軒側に傾斜する断面が三角状の部材と、断面が台形状の部材とを有し、押し出し成形により一体成形されている。
【００３３】
断面が三角状の部材は、軒先側に位置する。この断面が三角状の部材は、下面が軒先側から一段切り欠かれており、棟側に段部３ａを有する。段部３ａの角部からは、軒先に向けて突起３ｂが形成されている。また、この断面が三角状の部材は、その鋭角となる先端部分が軒下へ向けて延長されている。
【００３４】
断面が台形状の部材は、断面が三角状の部材の棟側に位置している。この断面が台形状の部材は、断面が三角状の部材と同一の高さを有し、その軒側の面を断面が三角状の部材と共有している。また、この断面が台形状の部材は、モジュール１と同じ高さを有するが、棟側の上面は、その高さより低く切り欠かれており、その一段低くなった面がつば受け３ｃとなっている。
【００３５】
この断面が台形状の部材は、下辺が短くなっている。すなわち、棟側の面の一部は、下辺と繋がるように軒側方向へ傾斜している。この傾斜面３ｈの途中には、ネジ穴３ｇが貫設された板状部材３ｄが斜め下方向に立設されている。この板状部材３ｄの先端は、断面が台形の上辺端部及び底辺と面一になる位置まで延びている。さらに、軒先化粧部３の上面には、所定の高さを有した板状突起３ｅが立設している。板状突起３ｅは、棟側に傾けられて設置されている。
【００３６】
（取り付け方法）
（架台の取り付け）
この屋根建材の取り付け方法について、図１及び図８から図１０を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１に示すように、架台２はモジュール１を支持する桟として、棟から軒に沿って平行に延設される。この架台２は、モジュール１の屋根幅方向の長さで等間隔に設置される。
【００３７】
図８（ａ）は架台２の野地板への取付けを示している。架台２は、その最外側にある固定部２ｃにネジ穴２ｊにネジを挿通して、野地板に固定される。固定部２ｃには傾斜が形成されているため、ネジは野地板に対して斜めに挿通されることになる。そのため、野地板に対してネジを垂直に挿通した場合に生じるネジの抜けを防止することができる。
（軒先先端部の取り付け）
【００３８】
図８（ｂ）は軒先化粧部３と先頭のモジュール１の接続部を示している。図８（ｂ）に示すように、架台２の軒先先端の面に軒先先端部１０を取り付ける。軒先先端部１０は、支持台２ａの端面を覆うように取り付ける。このとき、軒先先端部１０は、支持台２ａよりも高く立ち上がり、屈曲部分１０ａと支持台２ａとの間には空間が生じる。
【００３９】
（軒先化粧部の取り付け）
軒先先端部１０を取り付けると、次に図８（ｂ）に示すように軒先化粧部３を取り付ける。軒先化粧部３は、架台２に固定し、軒先に沿って屋根幅方向に延設する。この際、軒先化粧部３に設けられた突起３ｂを、軒先先端部１０の屈曲部分１０ａと支持台２ａの上面の間に存在する空間に差し込むようにする。軒先化粧部品３の固定は、棟側の傾斜面３ｈから立設する板状部材３ｄのネジ穴３ｇにネジを挿通する。
【００４０】
軒先化粧部品３を取り付けた上で、板状部材３ｄのネジ穴３ｇにネジを挿通すると、ネジの延び方向は地面に対して垂直に近づき、また屋根の表面に対して鋭角をなす。従って、屋根建材に荷重がかかっても、その荷重はネジの圧縮方向に向かう。また、屋根建材が屋根を滑り落ちる方向の荷重もネジの圧縮方向に向かう。そのため、ネジに曲がりや断裂等の破損が生じにくい。
【００４１】
（先頭のモジュールの取り付け）
架台２及び軒先化粧部３を取り付けると、図８（ｂ）に示すように、先頭のモジュール１を取り付ける。まず、軒先化粧部３の棟側端部３ｆに先頭のモジュール１の先端面が接触するように、先頭のモジュール１を位置合わせする。
【００４２】
このとき、先頭のモジュール１が有する軒側フレーム７のつば７ｂは、軒先化粧部３のつば受け３ｃに被せられる。つば７ｂをつば受け３ｃに被せ、互いのネジ穴を合わせた後、ネジによって互いを固定する。
【００４３】
つば７ｂの下面に設けられた凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部６ｆの高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節されている。そのため、ネジを螺合する際の押圧力に凸部７ｆが抗し、つば７ｂの表面と軒先化粧部３の表面とは面一になる。つば７ｂとつば受け３ｃとの間は、シール部材１１により封止される。シール部材１１としては、例えば、エプトシールを使用することができる。
【００４４】
（次段以降のモジュール１の取り付け）
図９（ａ）は、棟側フレーム６と軒先フレーム７との接合部を示している。先頭のモジュール１に対し、次段以降のモジュール１を棟側に積み重ねるように取り付けていく。まず、前段のモジュール１に設けられた棟側フレーム６の棟側面に対し、次段のモジュール１に設けられた軒側フレーム７の軒側面を当接させる。
【００４５】
このとき、先頭のモジュール１が有する軒側フレーム７のつば７ｂは、棟側フレーム６のつば受け６ｂに被せられる。つば７ｂをつば受け６ｂに被せると、互いのネジ穴６ｅおよび７ｅを合わせた後、ネジによって互いを固定する。つば７ｂの下面に設けられた凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部の高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節されている。そのため、ネジを螺合する際の押圧力に凸部７ｆが抗し、つば７ｂの表面と棟側フレーム６の表面とは面一になる。つば７ｂとつば受６ｂとの間は、シール部材１１により封止される。シール部材としては、例えば、エプトシールを使用することができる。
【００４６】
図９（ｂ）は、組み立て後のモジュール列の境界部を示している。モジュール１は、架台２の支持台２ａに固定される。支持台２ａは屋根幅方向に隣接するモジュール１の境界となる。軒から見た左のモジュール１は、支持台２ａの上面の左側に右側のサイドフレーム８に設けられた足部８ｂを載置し、右のモジュール１は、支持台２ａの上面の右側に左側のサイドフレーム８に設けられた足部８ｂを載置し、それぞれネジを挿通して支持台２ａに固定される。このように組み立てると、支持台２ａを挟んで隣り合うモジュール１の対向側面と、支持台２ａの上面とにより、U字溝１２が画成されることとなる。
【００４７】
（止水キャップの取り付け）
モジュール１の取り付けが終了すると、次に、止水キャップ９を取り付ける。止水キャップ９は、棟から軒に向かって一列に並ぶモジュール列同士を架橋するように取り付けられる。まず、止水キャップ９の板状部材９ａをモジュール列同士の境界に差し込むことで、止水キャップ９の取り付け位置を確定する。そして、止水キャップ９のネジ穴９ｂと支持台２ａの軸線上に設けられたネジ穴２ｈを一致させ、一本のネジをこれらネジ穴に通す。
【００４８】
（棟およびケラバの納まり）
図１０（ａ）は、棟側最上位のモジュール１と棟２０の納まりの接合部を示している。図１０（ｂ）は、屋根端部であって家屋の外壁より張り出している部分（ケラバ２１）を示している。棟側の最上位のモジュール１においては、棟側フレーム６のつば受け６ｂに棟調整材１３をネジ止めし、その上から棟２０を納める。また、屋根の端部においてモジュール１を乗せることができないスペースについては、調整材１４の上に合板１５を積載し、その上から板金１６を施すことでケラバ２１を納める。
【００４９】
本実施形態の屋根建材は、上記のような組立構造により、止水性及び排水性を向上することが可能となった。その効果を、以下に詳細に記載する。
【００５０】
まず、この屋根建材の止水性について説明する。図９（ｂ）に示すように、この屋根建材に雨水が降った場合、モジュール列同士を止水キャップ９で架橋するように組み立てることで、画成されたU字溝１２が止水キャップ９で覆われるため、U字溝１２への雨水の流入が防止される。すなわち、雨水の侵入経路となりやすいモジュール１の側面を無用に雨水に晒すことがない。
【００５１】
また、図９（ａ）に示すように、モジュール１の屋根幅方向の側面は、軒側フレーム７のつば７ｂの上面と棟側フレーム６の支持部６ａの上面とが連続した水平面を形成する。さらに、図８（ｂ）に示すように、軒側フレーム７のつば７ｂの上面と、軒先化粧部３の上面とが連続した水平面を形成する。この棟から軒先方向に連続する面一の構成により、棟から軒先へ雨水がスムーズに流れ、モジュール１の下面および連結部への雨水侵入を抑える。
【００５２】
更に、この面一の構成は、風などによって軒から棟方向へ雨水が吹き上げた場合であっても、モジュール１の下面や連結部に雨水が入り込む余地が少なくなる。また、軒先先端部１０の屈曲部分１０ａも、風などが原因となる雨水の逆流で、屋根建材内部へ雨水が吹込むことを防止している。さらに、図９（ａ）に示すようにつば７ｂとつば受け６ｂの間も、シール部材１１の封止により雨水の侵入を防止しており、全体として止水性能を高めている。
【００５３】
次に、仮にモジュール１の内部に雨水が漏水した場合の、本実施形態の屋根建材の排水性について説明する。まず、図９（ｂ）に示すように、雨水が止水キャップ９とモジュール１の上面との隙間から侵入した場合、その雨水はＵ字溝１２に流れ込み、Ｕ字溝１２を伝って軒先方向へ流れ、屋根建材外部へ排出される。さらに、架台２の支持台２ａのネジ穴２ｆ、２ｇから支持台２ａ内部へ雨水が漏れたとしても、中空部２ｉを伝って軒先方向へ流れていき、軒先先端部１０の開口部１０ｂより架台２外部へ排出される。
【００５４】
また、U字溝１２を形成するサイドフレーム８の足部８ｂの底面と支持台２ａの上面との間へ雨水が侵入したとしても、侵入した雨水は凹溝２ｂに流入して架台２外部へ排出される。このように、Ｕ字溝１２、中空部２ｉ、及び凹溝２ｂのそれぞれで雨水を外部へ排出する対策が施されているために、屋根建材の内部に雨水が止まるおそれをより低下させることができる。
【００５５】
次に、図９（ａ）に示す軒側フレーム７のつば７ｂと棟側フレーム６のつば受け６ｂとの間に充填されたシール部材１１が劣化してしまった場合、軒側フレーム７と棟側フレーム６のネジ穴６ｅから雨水が浸入するおそれがないわけではないが、その雨水は棟側フレーム６の排水路６ｃへと流入する。この排水路６ｃは、棟側フレーム６の長さ方向に延びており、Ｕ字溝１２と連通している。そのため、排水路６ｃへと流入した雨水は、U字溝１２へ誘導され、建材外部へ排出される。
【００５６】
更に、図８（ｂ）に示すように、軒先化粧部３の背面は軒先側へ傾斜し、先頭のモジュール１の軒側フレーム７の軒先側の面は垂直となっているため、軒先化粧部３と軒先フレーム７との間には、断面が三角形の空間Ｋが形成されることとなる。この空間Ｋは、屋根建材の外部まで延びており、雨水を逃がす雨水経路となる。この空間Ｋにより、U字溝１２へ誘導され軒側に流れてきた雨水、さらには軒先化粧部３と先頭のモジュール１の接合部から侵入した雨水をも屋根建材の外部に排出することができる。
【００５７】
また、軒先化粧部３に設けられた突起３ｅは、止水キャップ９を隠蔽し、屋根の意匠性を向上させる。更に、この突起３ｅは雪止めとしても作用し得る。
【００５８】
以上のような第一の実施形態によれば、モジュール１の内部に雨水が侵入することなく、また漏水した雨水は屋根建材外部へと排出される。これにより、家屋の野地板等への漏水を防ぐことができる。また、強風などによる雨水の逆流、吹込み等を防止することが可能となる効果が得られる。
【００５９】
［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態に係る屋根建材について、図面を参照して詳細に説明する。図１１は、第二の実施の形態におけるサイドフレーム１７の断面図である。第一の実施形態と同一の構成部については、構成部と同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６０】
第二の実施形態におけるサイドフレーム１７は、足部において、コの字型部分の背面が下方向に延長され、且つ、太陽パネルと反対方向に屈曲しているが、その屈曲部は鈍角を形成している。すなわち、サイドフレーム１７の足部は、支持台２ａの上で、略くの字が対向する形となる。そのため、支持台２ａ上において向き合う両サイドフレーム１７と支持台２ａの上面とで画成される溝は、テーパ状に窄まっている。
【００６１】
以上のような第二の実施形態によれば、支持台２ａ上に形成される溝は、テーパ状に窄まっており、溝の底部中央に雨水が集まるため、流れ込んできた雨水が棟から軒にかけて流れやすくなる。すなわち、微量な漏水であっても溝内に溜まることが少なくなり、効率的に架台２の外部へ排出が可能である。更に、棟から軒にかけての屋根傾斜が、比較的緩やかな場合においても、効率的に架台２の外部へ排出することが可能となる。
【００６２】
［第三の実施形態］
図１２は本実施形態に係る第三の実施の形態における架台２の支持台２ａの両側にある凹溝２ｂを示す図である。第一の実施形態と同一の構成部については、構成部と同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６３】
図１２において、支持台２ａの両側面から受け部１８が、棟から軒の方向に延設されている。受け部１８は断面が凹型の形状をしており、その一方の側面を直方体の側面と共有している。底面は支持台２ａや凹溝２ｂの底面より高い位置に設けられ、凹溝２ｂの幅よりも狭い。もう一方の側面は底面端部から上方に立ち上がり、その先端は、支持台２ａの上面より低い。
【００６４】
このように構成された本発明の一実施例においては、次のような作用効果が生じる。
受け部１８は、支持台２ａの側面の一部とともに雨水経路を形成する。この雨水経路は、サイドフレーム８の足の底面と架台２上面の接触面を伝って漏水した雨水を、凹溝２ｂより先に受け集めて架台２の外部へ排出する。これにより、雨水経路が２重構造となり、野地板の真上に位置する凹溝２ｂに雨水が流出することを防止する。
【００６５】
以上のような第三の実施形態によれば、漏水した雨水はまず受け部１８に流入し架台２の外部へ排出される。これにより、凹溝２ｂに雨水が流入する可能性を減少させる効果が得られる。凹溝２ｂの底面は架台２の底面の一部であることから、凹溝２ｂの雨水による劣化を防止することで、モジュール１の耐久性を向上できる。
【００６６】
［その他の実施の形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第一乃至第三の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１ モジュール
２ 架台
２ａ 支持台
２ｂ 凹溝
２ｃ 固定部
２ｄ、２ｅ 片側領域
２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｊ ネジ穴
２ｉ 中空部
３ 軒先化粧部
３ａ 段部
３ｂ 突起
３ｃ つば受け
３ｅ 突起
３ｄ 板上部材
３ｆ 接合面
３ｇ ネジ穴
３ｈ 傾斜面
４ ルーフィングシート
５ 太陽電池パネル
６ 棟側フレーム
６ａ 支持部
６ｂ つば受け
６ｃ 排水路
６ｄ 補強材
６ｅ ネジ穴
６ｆ 段部
７ 軒側フレーム
７ａ 支持部
７ｂ つば
７ｃ 補強材
７ｅ ネジ穴
７ｆ 凸部
８ サイドフレーム
８ａ 支持部
８ｂ 足部
８ｃ ネジ穴
９ 止水キャップ
９ａ 板状部材
９ｂ ネジ穴
１０ 軒先先端部
１０ａ 屈曲部分
１０ｂ 開口部
１１ シール部材
１２ Ｕ字溝
１３ 棟調整材
１４ 調整材
１５ 合板
１６ 板金
１７ サイドフレーム
１８ 受け部
２０ 棟
２１ ケラバ
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、屋根瓦やスレート材等と同じように屋根に葺くことができる太陽電池機能つきの屋根建材に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する。この太陽電池セルを、複数枚直並列接続して必要な電圧と電流を得られるようにしたものが太陽電池パネルである。この太陽電池パネルは、周囲の環境に耐えるための封止、および全体の強度を保つためにフレームに嵌め込まれてモジュール化される。
【０００３】
近年、地球温暖化、化石燃料の枯渇が問題となっており、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。このような状況の下、環境負荷の少ないエネルギー源として太陽電池モジュールの設置が急速に進んでいる。この太陽電池モジュールは、建物の屋根に設置することが一般的である。
【０００４】
太陽電池モジュールを屋根へ設置する形態としては、既設の屋根上に架台や固定用部材を設置し、その上に固定する方法が多く採用されている。
【０００５】
また、近年、屋根瓦やスレート材を屋根に葺くことなく、直接太陽電池モジュールを敷く形態も提案されている。この形態は、意匠性の向上、施工の容易化、また屋根瓦等を省くことによる住宅建築コストの削減の観点から、注目されているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５４０４９号
【特許文献２】特開平０８−２９６７９６号
【特許文献３】特開２０００−３４５６７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、雨水が木材で構築される家屋の野地板等に流れれば、それらの腐食を招くおそれがあるため、屋根建材として太陽電池モジュールを用いる場合には、それ相応の雨漏り対策が欠かせない。さらに、屋根建材としての太陽電池モジュールは、長期間の耐用年数が求められるため、雨水等を原因とする経年劣化対策しているが、豪雨などで、太陽電池モジュールガラス面とフレームの隙間から雨水が少なからず侵入したり、長い年月を経て侵入する可能性もあり、現状、このような対策はなされていない。
【０００８】
本実施形態は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、雨漏りの可能性を低くした太陽電池機能つきの屋根建材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の屋根建材は、次の構成を有することを特徴とする。すなわち、それぞれに太陽電池パネルを有し、アレイ状に敷き詰められるモジュールを有する。また、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュールの境界に沿って延びて、当該両モジュールの下面側縁を上面で支持する架台を備える。これにより、両モジュールの対向側面と、架台の上面によって、Ｕ字溝が画成され、このＵ字溝を通って軒先方向へ雨水が流れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係る屋根及び屋根建材の概略構成を示す斜視図（ａ）およびモジュールの組立図（ｂ）である。
【図２】第一の実施形態に係る棟側フレームを棟から軒方向で切断した断面図である。
【図３】第一の実施形態に係る軒側フレームを棟から軒方向で切断した断面図である。
【図４】第一の実施形態に係るサイドフレームを屋根幅方向で切断した断面図である。
【図５】第一の実施形態に係る架台を屋根幅方向で切断した断面図（ａ）、軒先先端部を棟から軒方向で切断した断面図（ｂ）、及び軒先先端部と架台の組立図（ｃ）である。
【図６】第一の実施形態に係る止水キャップを屋根幅方向で切断した断面図（ａ）、止水キャップの取付図（ｂ）である。
【図７】第一の実施形態に係る軒先化粧部を棟から軒方向で切断した断面図である。
【図８】第一の実施形態に係る架台の野地板への取付図（ａ）および軒先化粧部と先頭のモジュールの接続部を棟から軒方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図９】第一の実施形態に係る棟側フレームと軒先フレームとの接合部を棟から軒方向で切断した断面図（ａ）および、組み立て後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図１０】第一の実施形態に係る棟側最上位のモジュールと棟の納まりの接合部を棟から軒方向で切断した断面図（ａ）および、屋根端部のモジュールを屋根幅方向で切断した断面図（ｂ）である。
【図１１】第二の実施形態に係るサイドフレームを用いて組み立てた後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図である。
【図１２】第三の実施形態に係る凹型の受け部を用いて組み立てた後のモジュール列の境界部を屋根幅方向で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施形態について図１から図１２を用いて説明する。
［第一の実施形態］
（全体構成）
図１は、第一の実施の形態に係る屋根建材を示す斜視図である。図１の（ａ）は屋根建材の全体構成を示し、（ｂ）は屋根建材を構成するモジュール１の概略構成を示している。図１の（ａ）に示すように、屋根建材は、モジュール１と、このモジュール１を支持する架台２と、モジュール１を位置決めする軒先化粧部３とを備える。
【００１２】
架台２は、モジュール１を支持する桟である。この架台２は棟から軒に沿って平行に延設される。この架台２の設置位置は、モジュール１間の境界のうち、棟から軒に沿って連続して延びる境界の直下である。すなわち、各モジュール１は、側面下縁を架台２の片側に載せるようにして配置され、棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で向かい合う両モジュール１は、架台２上で向かい合わせになる。さらに、この境界、すなわちすきまは、止水キャップ９により被覆される。
【００１３】
モジュール１は、住宅のルーフィングシート４上に縦横方向にアレイ状に敷き詰められている。このモジュール１は、図１の（ｂ）に示すように、太陽電池パネル５と、その周囲を支持するフレームとにより構成されている。太陽電池パネル５の棟側の側面には、棟側フレーム６が嵌め込まれている。太陽電池パネル５の軒側の側面には、軒側フレーム７が嵌め込まれている。棟から軒に沿って延びる両側面には、サイドフレーム８が嵌め込まれている。
【００１４】
（棟側フレームの構成）
図２は、棟側フレーム６を棟から軒に沿って切断した断面図である。モジュール１において、棟側フレーム６は、太陽電池パネル５の棟側の辺よりも若干長く延びており、太陽電池パネル５の棟側の周縁を支持する。この棟側フレーム６は、支持部６ａ、つば受け６ｂ、排水路６ｃ、及び補強部材６ｄから構成され、押出成形により一体成形される。
【００１５】
支持部６ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部６ａは、棟から軒へ向かう方向に開いた断面がコの字型の部材である。コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００１６】
つば受け６ｂは、ネジ穴６ｅが貫設された板状部材であり、コの字型部分の背面に立設している。このつば受け６ｂは、支持部６ａの上面よりも低い位置に立っており、支持部６ａの背面とつば受け６ｂの上面とにより段部６ｆが形成されている。
【００１７】
つば受け６ｂの下部には、棟側フレーム６の長さ方向に沿って、排水路６ｃが設けられている。この排水路６ｃは、断面がロの字型の部材であり、つば受け６ｂの板状部材が排水路６ｃの上面を兼ねている。棟側フレーム６の端面には、この排水路６ｃと外部とを連通させる開口部が形成されている。尚、つば受け６ｂに貫設されたネジ穴６ｅは、この排水路６ｃと外部とを連通させることとなる。
【００１８】
更に、支持部６ａの下部には、棟側フレーム６の長さ方向に沿って、補強部材６ｄが設けられている。この補強部材６ｄは、支持部６ａで太陽電池パネル５を支持したときに棟側フレーム６が破損しないように強度を高めている。この補強部材６ｄは、断面がロの字型の部材であり、支持部６ａの底面が補強部材６ｄの上面を兼ねている。
【００１９】
（軒側フレームの構成）
図３は、軒側フレーム７を棟から軒に沿って切断した断面図である。軒側フレーム７は、太陽電池パネル５の軒側の辺よりも若干長く延びており、太陽電池パネル５の軒側の周縁を支持する。この軒側フレーム７は、支持部７ａ、つば７ｂ、及び補強部材７ｃから構成され、押出成形により一体成形される。
【００２０】
支持部７ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部７ａは、軒から棟へ向かう方向に開いた断面がコの字型の部材である。コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００２１】
つば７ｂは、ネジ穴７ｅが貫設された板状部材であり、支持部７ａのコの字型部分の背面に立設している。このつば７ｂは、コの字型部分の上面と連続し、かつ上面と水平となっている。つば７ｂの長さは、棟側フレーム６のつば受け６ｂと同じである。ネジ穴７ｅは、棟側フレーム６のつば受け６ｂに設けられたネジ穴６ｅと対応する位置に貫設されている。このつば７ｂの底面には、２つの凸部７ｆが立設されている。この凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部６ｆの高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節される。
【００２２】
支持部７ａの下部には、軒側フレーム７の長さ方向に沿って、補強部材７ｃが設けられている。この補強部材７ｃは、支持部７ａで太陽電池パネル５を支持したときに軒側フレーム７が破損しないように強度を高めている。この補強部材７ｃは、断面がロの字型の部材であり、支持部７ａの底面が補強部材７ｃの上面を兼ねている。
【００２３】
（サイドフレームの構成）
図４は、サイドフレーム８を屋根幅方向で切断した断面図である。サイドフレーム８は、太陽電池パネル５の棟から軒へ延びる辺とほぼ同長であり、太陽電池パネル５の棟から軒へ延びる辺の周縁を支持するものである。このサイドフレーム８は、支持部８ａと足部８ｂとから構成され、押出成形により一体成形される。
【００２４】
支持部８ａには、太陽電池パネル５が挟み込まれる。この支持部８ａは、断面がコの字型の部材であり、コの字が画成する内側空間に太陽電池パネル５が嵌め込まれる。
【００２５】
足部８ｂは、断面がＬ字型の部材である。この足部８ｂは、支持部８ａの背面から下方向に延長され、且つ、太陽電池パネル５とは反対の方向に開くように屈曲している。この足部８ｂの底面には、ネジ穴８ｃが貫設されている。後述するように、ネジ穴８ｃは、架台２の上面に設けられたネジ穴２ｆ及び２ｇに対応している。
【００２６】
（架台及び軒先先端部の構成）
図５は、架台２及び軒先先端部１０の断面図である。図５（ａ）は架台２を屋根幅方向で切断した断面図である。図５（ｂ）は軒先先端部１０を棟から軒方向で切断した断面図を、図５（ｃ）は軒先先端部１０を架台２の断面に取り付けた図を示している。架台２は、棟から軒に沿って平行に設置される。この架台２は、モジュール１間の境界のうち、棟から軒に沿って連続して延びる境界の直下に配置される。この架台２は、野地板に固定され、上面でモジュール１を支持する。図５（ａ）に示すように、この架台２は、支持台２ａ、凹溝２ｂ、及び固定部２ｃから構成され、押し出し成形により一体成形される。
【００２７】
支持台２ａは、棟から軒に延びる四角柱形状の部材である。この支持台２ａの上面には、軸線で区別される片側領域２ｄ、２ｅのそれぞれにネジ穴２ｆ、２ｇが貫設されている。一方の片側領域２ｄには、モジュール１の足部８ｂが載置され、他方の片側領域２ｅには、このモジュール１と向かい合うモジュール１の足部８ｂが載置される。すなわち、ネジ穴２ｆ、２ｇは、サイドフレーム８の足部８ｂにあるネジ穴８ｃに対応する位置に貫設されている。更に、この支持台２ａの上面には、軸線上に所定間隔でネジ穴２ｈが貫設されており、後述する止水キャップ９を留めるためのネジが螺合する。
【００２８】
支持台２ａの内部には、棟から軒に延びる中空部２ｉが設けられており、支持台２ａの軒先側の先端面は開口している。この開口には、図５（ｂ）および（ｃ）に示す板状の軒先先端部１０が取り付けられている。軒先先端部１０には、開口部１０ｂが設けられている。この開口部１０ｂは、軒先先端部１０が支持台２ａに取り付けられたとき、中空部２ｉと支持台２ａの外部とを繋ぐ。また、軒先先端部１０は、支持台２ａより高く、支持台２ａに取り付けたときに架台２の上面からはみ出す。この軒先先端部１０の上部は、図５（ｂ）に示すように、支持台２ａ側に屈折した屈曲部分１０ａがあり、支持台２ａの上面の縁を覆う。
【００２９】
凹溝２ｂは、支持台２ａの棟から軒へ延びる両側面に設けられている。この凹溝２ｂは、支持台２ａの底辺から水平に延びる底面を有し、棟から軒方向へ延設されている。凹溝２ｂは、その側面の一方を支持台２ａと共有しており、もう一方の側面は底面端部から支持台２ａの側面と同じ高さで立設している。
【００３０】
固定部２ｃは、両凹溝２ｂの棟から軒へ延びる外側面にそれぞれ設けられている。固定部２ｃは、支持台２ａおよび凹溝２ｂの底辺をなす板状部分よりも厚く形成され、外側に向かって厚みが薄くなるように傾斜が設けられている。固定部２ｃにはネジ穴２ｊが貫設されている。
【００３１】
（止水キャップの構成）
図６（ａ）は、止水キャップを屋根幅方向で切断した断面図である。図６（ｂ）の止水キャップの取り付け図に示すように、屋根幅方向に隣り合う両モジュール１間の上部には、止水キャップ９が設けられる。止水キャップ９は平板状であり、両モジュール１に架橋されて、両モジュール１の隙間を覆う。止水キャップ９には、支持台２ａの上面と対向する面に、棟から軒方向へ延びる２枚の板状部材９ａが設けられている。この板状部材９ａは、止水キャップ９を両モジュール１の境界に位置決めするとともに、止水キャップ９の剛性を向上させる。この止水キャップ９には、支持台２ａの軸線上に貫設されたネジ穴２ｈと対応する位置にネジ穴９ｂを有する。
【００３２】
（軒先化粧部の構成）
図７は、軒先化粧部３を棟から軒方向で切断した断面図である。軒先化粧部３は、軒先に沿って延設され、モジュール１を位置決めするとともに、軒先の意匠性を向上させる。最も軒先側に配置される先頭のモジュール１は、この軒先化粧部３の棟側端部３ｆに接触させて設置される。この軒先化粧部３は、軒側に傾斜する断面が三角状の部材と、断面が台形状の部材とを有し、押し出し成形により一体成形されている。
【００３３】
断面が三角状の部材は、軒先側に位置する。この断面が三角状の部材は、下面が軒先側から一段切り欠かれており、棟側に段部３ａを有する。段部３ａの角部からは、軒先に向けて突起３ｂが形成されている。また、この断面が三角状の部材は、その鋭角となる先端部分が軒下へ向けて延長されている。
【００３４】
断面が台形状の部材は、断面が三角状の部材の棟側に位置している。この断面が台形状の部材は、断面が三角状の部材と同一の高さを有し、その軒側の面を断面が三角状の部材と共有している。また、この断面が台形状の部材は、モジュール１と同じ高さを有するが、棟側の上面は、その高さより低く切り欠かれており、その一段低くなった面がつば受け３ｃとなっている。
【００３５】
この断面が台形状の部材は、下辺が短くなっている。すなわち、棟側の面の一部は、下辺と繋がるように軒側方向へ傾斜している。この傾斜面３ｈの途中には、ネジ穴３ｇが貫設された板状部材３ｄが斜め下方向に立設されている。この板状部材３ｄの先端は、断面が台形の上辺端部及び底辺と面一になる位置まで延びている。さらに、軒先化粧部３の上面には、所定の高さを有した板状突起３ｅが立設している。板状突起３ｅは、棟側に傾けられて設置されている。
【００３６】
（取り付け方法）
（架台の取り付け）
この屋根建材の取り付け方法について、図１及び図８から図１０を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１に示すように、架台２はモジュール１を支持する桟として、棟から軒に沿って平行に延設される。この架台２は、モジュール１の屋根幅方向の長さで等間隔に設置される。
【００３７】
図８（ａ）は架台２の野地板への取付けを示している。架台２は、その最外側にある固定部２ｃにネジ穴２ｊにネジを挿通して、野地板に固定される。固定部２ｃには傾斜が形成されているため、ネジは野地板に対して斜めに挿通されることになる。そのため、野地板に対してネジを垂直に挿通した場合に生じるネジの抜けを防止することができる。
（軒先先端部の取り付け）
【００３８】
図８（ｂ）は軒先化粧部３と先頭のモジュール１の接続部を示している。図８（ｂ）に示すように、架台２の軒先先端の面に軒先先端部１０を取り付ける。軒先先端部１０は、支持台２ａの端面を覆うように取り付ける。このとき、軒先先端部１０は、支持台２ａよりも高く立ち上がり、屈曲部分１０ａと支持台２ａとの間には空間が生じる。
【００３９】
（軒先化粧部の取り付け）
軒先先端部１０を取り付けると、次に図８（ｂ）に示すように軒先化粧部３を取り付ける。軒先化粧部３は、架台２に固定し、軒先に沿って屋根幅方向に延設する。この際、軒先化粧部３に設けられた突起３ｂを、軒先先端部１０の屈曲部分１０ａと支持台２ａの上面の間に存在する空間に差し込むようにする。軒先化粧部品３の固定は、棟側の傾斜面３ｈから立設する板状部材３ｄのネジ穴３ｇにネジを挿通する。
【００４０】
軒先化粧部品３を取り付けた上で、板状部材３ｄのネジ穴３ｇにネジを挿通すると、ネジの延び方向は地面に対して垂直に近づき、また屋根の表面に対して鋭角をなす。従って、屋根建材に荷重がかかっても、その荷重はネジの圧縮方向に向かう。また、屋根建材が屋根を滑り落ちる方向の荷重もネジの圧縮方向に向かう。そのため、ネジに曲がりや断裂等の破損が生じにくい。
【００４１】
（先頭のモジュールの取り付け）
架台２及び軒先化粧部３を取り付けると、図８（ｂ）に示すように、先頭のモジュール１を取り付ける。まず、軒先化粧部３の棟側端部３ｆに先頭のモジュール１の先端面が接触するように、先頭のモジュール１を位置合わせする。
【００４２】
このとき、先頭のモジュール１が有する軒側フレーム７のつば７ｂは、軒先化粧部３のつば受け３ｃに被せられる。つば７ｂをつば受け３ｃに被せ、互いのネジ穴を合わせた後、ネジによって互いを固定する。
【００４３】
つば７ｂの下面に設けられた凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部６ｆの高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節されている。そのため、ネジを螺合する際の押圧力に凸部７ｆが抗し、つば７ｂの表面と軒先化粧部３の表面とは面一になる。つば７ｂとつば受け３ｃとの間は、シール部材１１により封止される。シール部材１１としては、例えば、エプトシールを使用することができる。
【００４４】
（次段以降のモジュール１の取り付け）
図９（ａ）は、棟側フレーム６と軒先フレーム７との接合部を示している。先頭のモジュール１に対し、次段以降のモジュール１を棟側に積み重ねるように取り付けていく。まず、前段のモジュール１に設けられた棟側フレーム６の棟側面に対し、次段のモジュール１に設けられた軒側フレーム７の軒側面を当接させる。
【００４５】
このとき、先頭のモジュール１が有する軒側フレーム７のつば７ｂは、棟側フレーム６のつば受け６ｂに被せられる。つば７ｂをつば受け６ｂに被せると、互いのネジ穴６ｅおよび７ｅを合わせた後、ネジによって互いを固定する。つば７ｂの下面に設けられた凸部７ｆは、棟側フレーム６の段部の高さから、つば７ｂの厚みを差し引いた高さとなるように調節されている。そのため、ネジを螺合する際の押圧力に凸部７ｆが抗し、つば７ｂの表面と棟側フレーム６の表面とは面一になる。つば７ｂとつば受６ｂとの間は、シール部材１１により封止される。シール部材としては、例えば、エプトシールを使用することができる。
【００４６】
図９（ｂ）は、組み立て後のモジュール列の境界部を示している。モジュール１は、架台２の支持台２ａに固定される。支持台２ａは屋根幅方向に隣接するモジュール１の境界となる。軒から見た左のモジュール１は、支持台２ａの上面の左側に右側のサイドフレーム８に設けられた足部８ｂを載置し、右のモジュール１は、支持台２ａの上面の右側に左側のサイドフレーム８に設けられた足部８ｂを載置し、それぞれネジを挿通して支持台２ａに固定される。このように組み立てると、支持台２ａを挟んで隣り合うモジュール１の対向側面と、支持台２ａの上面とにより、U字溝１２が画成されることとなる。
【００４７】
（止水キャップの取り付け）
モジュール１の取り付けが終了すると、次に、止水キャップ９を取り付ける。止水キャップ９は、棟から軒に向かって一列に並ぶモジュール列同士を架橋するように取り付けられる。まず、止水キャップ９の板状部材９ａをモジュール列同士の境界に差し込むことで、止水キャップ９の取り付け位置を確定する。そして、止水キャップ９のネジ穴９ｂと支持台２ａの軸線上に設けられたネジ穴２ｈを一致させ、一本のネジをこれらネジ穴に通す。
【００４８】
（棟およびケラバの納まり）
図１０（ａ）は、棟側最上位のモジュール１と棟２０の納まりの接合部を示している。図１０（ｂ）は、屋根端部であって家屋の外壁より張り出している部分（ケラバ２１）を示している。棟側の最上位のモジュール１においては、棟側フレーム６のつば受け６ｂに棟調整材１３をネジ止めし、その上から棟２０を納める。また、屋根の端部においてモジュール１を乗せることができないスペースについては、調整材１４の上に合板１５を積載し、その上から板金１６を施すことでケラバ２１を納める。
【００４９】
本実施形態の屋根建材は、上記のような組立構造により、止水性及び排水性を向上することが可能となった。その効果を、以下に詳細に記載する。
【００５０】
まず、この屋根建材の止水性について説明する。図９（ｂ）に示すように、この屋根建材に雨水が降った場合、モジュール列同士を止水キャップ９で架橋するように組み立てることで、画成されたU字溝１２が止水キャップ９で覆われるため、U字溝１２への雨水の流入が防止される。すなわち、雨水の侵入経路となりやすいモジュール１の側面を無用に雨水に晒すことがない。
【００５１】
また、図９（ａ）に示すように、モジュール１の屋根幅方向の側面は、軒側フレーム７のつば７ｂの上面と棟側フレーム６の支持部６ａの上面とが連続した水平面を形成する。さらに、図８（ｂ）に示すように、軒側フレーム７のつば７ｂの上面と、軒先化粧部３の上面とが連続した水平面を形成する。この棟から軒先方向に連続する面一の構成により、棟から軒先へ雨水がスムーズに流れ、モジュール１の下面および連結部への雨水侵入を抑える。
【００５２】
更に、この面一の構成は、風などによって軒から棟方向へ雨水が吹き上げた場合であっても、モジュール１の下面や連結部に雨水が入り込む余地が少なくなる。また、軒先先端部１０の屈曲部分１０ａも、風などが原因となる雨水の逆流で、屋根建材内部へ雨水が吹込むことを防止している。さらに、図９（ａ）に示すようにつば７ｂとつば受け６ｂの間も、シール部材１１の封止により雨水の侵入を防止しており、全体として止水性能を高めている。
【００５３】
次に、仮にモジュール１の内部に雨水が漏水した場合の、本実施形態の屋根建材の排水性について説明する。まず、図９（ｂ）に示すように、雨水が止水キャップ９とモジュール１の上面との隙間から侵入した場合、その雨水はＵ字溝１２に流れ込み、Ｕ字溝１２を伝って軒先方向へ流れ、屋根建材外部へ排出される。さらに、架台２の支持台２ａのネジ穴２ｆ、２ｇから支持台２ａ内部へ雨水が漏れたとしても、中空部２ｉを伝って軒先方向へ流れていき、軒先先端部１０の開口部１０ｂより架台２外部へ排出される。
【００５４】
また、U字溝１２を形成するサイドフレーム８の足部８ｂの底面と支持台２ａの上面との間へ雨水が侵入したとしても、侵入した雨水は凹溝２ｂに流入して架台２外部へ排出される。このように、Ｕ字溝１２、中空部２ｉ、及び凹溝２ｂのそれぞれで雨水を外部へ排出する対策が施されているために、屋根建材の内部に雨水が止まるおそれをより低下させることができる。
【００５５】
次に、図９（ａ）に示す軒側フレーム７のつば７ｂと棟側フレーム６のつば受け６ｂとの間に充填されたシール部材１１が劣化してしまった場合、軒側フレーム７と棟側フレーム６のネジ穴６ｅから雨水が浸入するおそれがないわけではないが、その雨水は棟側フレーム６の排水路６ｃへと流入する。この排水路６ｃは、棟側フレーム６の長さ方向に延びており、Ｕ字溝１２と連通している。そのため、排水路６ｃへと流入した雨水は、U字溝１２へ誘導され、建材外部へ排出される。
【００５６】
更に、図８（ｂ）に示すように、軒先化粧部３の背面は軒先側へ傾斜し、先頭のモジュール１の軒側フレーム７の軒先側の面は垂直となっているため、軒先化粧部３と軒先フレーム７との間には、断面が三角形の空間Ｋが形成されることとなる。この空間Ｋは、屋根建材の外部まで延びており、雨水を逃がす雨水経路となる。この空間Ｋにより、U字溝１２へ誘導され軒側に流れてきた雨水、さらには軒先化粧部３と先頭のモジュール１の接合部から侵入した雨水をも屋根建材の外部に排出することができる。
【００５７】
また、軒先化粧部３に設けられた突起３ｅは、止水キャップ９を隠蔽し、屋根の意匠性を向上させる。更に、この突起３ｅは雪止めとしても作用し得る。
【００５８】
以上のような第一の実施形態によれば、モジュール１の内部に雨水が侵入することなく、また漏水した雨水は屋根建材外部へと排出される。これにより、家屋の野地板等への漏水を防ぐことができる。また、強風などによる雨水の逆流、吹込み等を防止することが可能となる効果が得られる。
【００５９】
［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態に係る屋根建材について、図面を参照して詳細に説明する。図１１は、第二の実施の形態におけるサイドフレーム１７の断面図である。第一の実施形態と同一の構成部については、構成部と同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６０】
第二の実施形態におけるサイドフレーム１７は、足部において、コの字型部分の背面が下方向に延長され、且つ、太陽パネルと反対方向に屈曲しているが、その屈曲部は鈍角を形成している。すなわち、サイドフレーム１７の足部は、支持台２ａの上で、略くの字が対向する形となる。そのため、支持台２ａ上において向き合う両サイドフレーム１７と支持台２ａの上面とで画成される溝は、テーパ状に窄まっている。
【００６１】
以上のような第二の実施形態によれば、支持台２ａ上に形成される溝は、テーパ状に窄まっており、溝の底部中央に雨水が集まるため、流れ込んできた雨水が棟から軒にかけて流れやすくなる。すなわち、微量な漏水であっても溝内に溜まることが少なくなり、効率的に架台２の外部へ排出が可能である。更に、棟から軒にかけての屋根傾斜が、比較的緩やかな場合においても、効率的に架台２の外部へ排出することが可能となる。
【００６２】
［第三の実施形態］
図１２は本実施形態に係る第三の実施の形態における架台２の支持台２ａの両側にある凹溝２ｂを示す図である。第一の実施形態と同一の構成部については、構成部と同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６３】
図１２において、支持台２ａの両側面から受け部１８が、棟から軒の方向に延設されている。受け部１８は断面が凹型の形状をしており、その一方の側面を直方体の側面と共有している。底面は支持台２ａや凹溝２ｂの底面より高い位置に設けられ、凹溝２ｂの幅よりも狭い。もう一方の側面は底面端部から上方に立ち上がり、その先端は、支持台２ａの上面より低い。
【００６４】
このように構成された本発明の一実施例においては、次のような作用効果が生じる。
受け部１８は、支持台２ａの側面の一部とともに雨水経路を形成する。この雨水経路は、サイドフレーム８の足の底面と架台２上面の接触面を伝って漏水した雨水を、凹溝２ｂより先に受け集めて架台２の外部へ排出する。これにより、雨水経路が２重構造となり、野地板の真上に位置する凹溝２ｂに雨水が流出することを防止する。
【００６５】
以上のような第三の実施形態によれば、漏水した雨水はまず受け部１８に流入し架台２の外部へ排出される。これにより、凹溝２ｂに雨水が流入する可能性を減少させる効果が得られる。凹溝２ｂの底面は架台２の底面の一部であることから、凹溝２ｂの雨水による劣化を防止することで、モジュール１の耐久性を向上できる。
【００６６】
［その他の実施の形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第一乃至第三の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１ モジュール
２ 架台
２ａ 支持台
２ｂ 凹溝
２ｃ 固定部
２ｄ、２ｅ 片側領域
２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｊ ネジ穴
２ｉ 中空部
３ 軒先化粧部
３ａ 段部
３ｂ 突起
３ｃ つば受け
３ｅ 突起
３ｄ 板上部材
３ｆ 接合面
３ｇ ネジ穴
３ｈ 傾斜面
４ ルーフィングシート
５ 太陽電池パネル
６ 棟側フレーム
６ａ 支持部
６ｂ つば受け
６ｃ 排水路
６ｄ 補強材
６ｅ ネジ穴
６ｆ 段部
７ 軒側フレーム
７ａ 支持部
７ｂ つば
７ｃ 補強材
７ｅ ネジ穴
７ｆ 凸部
８ サイドフレーム
８ａ 支持部
８ｂ 足部
８ｃ ネジ穴
９ 止水キャップ
９ａ 板状部材
９ｂ ネジ穴
１０ 軒先先端部
１０ａ 屈曲部分
１０ｂ 開口部
１１ シール部材
１２ Ｕ字溝
１３ 棟調整材
１４ 調整材
１５ 合板
１６ 板金
１７ サイドフレーム
１８ 受け部
２０ 棟
２１ ケラバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに太陽電池パネルを有し、アレイ状に敷き詰められるモジュールと、
棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュールの境界に沿って延びて、当該両モジュールの下面側縁を上面で支持する架台と、
を備え、
前記両モジュールの対向側面と、前記架台の上面で画成されたU字溝によって軒先方向へ雨水が流れる経路を形成したこと、
を特徴とする屋根建材。
【請求項２】
前記モジュールは、
前記太陽電池パネルを両側面から支持する、外側に開いたL字型のサイドフレームを有し、
屋根幅方向で隣り合う両モジュールは、
前記サイドフレームを付きあわせて向かい合うように前記架台に固定されること、
を特徴とする請求項１記載の屋根建材。
【請求項３】
前記モジュールは、
前記太陽電池パネルを両側面から支持する、外側に開いた略くの字型のサイドフレームを有し、
屋根幅方向で隣り合う両モジュールは、
前記サイドフレームを付きあわせて向かい合うように前記架台に固定され、
前記U字溝は、前記サイドフレームにより下端がテーパ状に絞られていること、
を特徴とする請求項１記載の屋根建材。
【請求項４】
前記U字溝には、
その上方部に平板状の止水キャップがさらに設けられ、
前記止水キャップは、前記両モジュールを架橋して前記U字溝を封止すること、
を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項５】
前記止水キャップの前記架台の上面と対向する面には、
前記止水キャップを前記両モジュールの境界に載置するための位置決めガイドとなる２枚の板状部材が立設していること、
を特徴とする請求項４記載の屋根建材。
【請求項６】
前記架台には、
棟から軒方向へ延びる中空部が設けられ、
前記中空部の軒先側先端には、前記架台外部へ連通する開口部が設けられたこと、
を特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項７】
前記架台の前記中空部の両側には、
棟から軒先方向へ延びる凹溝が設けられ、
前記U字溝から漏水した雨水を、軒先方向に流して前記モジュール外部に排水させること、
を特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項８】
前記モジュールを支持する軒先化粧部が軒先に設けられ、
該軒先化粧部の先端には傾斜が設けられていること、
を特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項９】
前記モジュールと前記軒先化粧部の接合部分においては、
該軒先化粧部の接触面の一部は、その背面が軒先側へ傾斜して形成されることで、前記モジュールとの間に空間を形成したこと、
を特徴とする請求項８記載の屋根建材。
【請求項１０】
前記軒先化粧部には、
前記止水キャップが隠蔽される位置に突起が設けられたこと、
を特徴とする請求項８記載の屋根建材。
【請求項１１】
前記モジュールの軒側の端部には、所定の長さをもったつばを有する軒側フレーム、棟側の端部には、つば受けを有する棟側フレームが設けられ、
前記つばと前記つば受けを重ねあわせて係合させることによって各モジュール間で、雨水の侵入を防ぐように連結されること、
を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項１２】
前記棟側フレームは、
前記つばとネジ止めされるためのネジ穴が前記つば受けに貫設され、
前記つば受けの下に前記U字溝と連通する中空部が形成され、
前記ネジ穴を介して侵入した雨水を水平方向に流し、前記U字溝に誘導すること、
を特徴とする請求項１１記載の屋根建材。
【請求項１３】
前記つば受けと前記つばは、
その接合部分がシール部材をもって封着されていること、
を特徴とする請求項１１又は１２記載の屋根建材。
【請求項１】
それぞれに太陽電池パネルを有し、アレイ状に敷き詰められるモジュールと、
棟から軒の方向と直交する屋根幅方向で隣り合う両モジュールの境界に沿って延びて、当該両モジュールの下面側縁を上面で支持する架台と、
を備え、
前記両モジュールの対向側面と、前記架台の上面で画成されたU字溝によって軒先方向へ雨水が流れる経路を形成したこと、
を特徴とする屋根建材。
【請求項２】
前記モジュールは、
前記太陽電池パネルを両側面から支持する、外側に開いたL字型のサイドフレームを有し、
屋根幅方向で隣り合う両モジュールは、
前記サイドフレームを付きあわせて向かい合うように前記架台に固定されること、
を特徴とする請求項１記載の屋根建材。
【請求項３】
前記モジュールは、
前記太陽電池パネルを両側面から支持する、外側に開いた略くの字型のサイドフレームを有し、
屋根幅方向で隣り合う両モジュールは、
前記サイドフレームを付きあわせて向かい合うように前記架台に固定され、
前記U字溝は、前記サイドフレームにより下端がテーパ状に絞られていること、
を特徴とする請求項１記載の屋根建材。
【請求項４】
前記U字溝には、
その上方部に平板状の止水キャップがさらに設けられ、
前記止水キャップは、前記両モジュールを架橋して前記U字溝を封止すること、
を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項５】
前記止水キャップの前記架台の上面と対向する面には、
前記止水キャップを前記両モジュールの境界に載置するための位置決めガイドとなる２枚の板状部材が立設していること、
を特徴とする請求項４記載の屋根建材。
【請求項６】
前記架台には、
棟から軒方向へ延びる中空部が設けられ、
前記中空部の軒先側先端には、前記架台外部へ連通する開口部が設けられたこと、
を特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項７】
前記架台の前記中空部の両側には、
棟から軒先方向へ延びる凹溝が設けられ、
前記U字溝から漏水した雨水を、軒先方向に流して前記モジュール外部に排水させること、
を特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項８】
前記モジュールを支持する軒先化粧部が軒先に設けられ、
該軒先化粧部の先端には傾斜が設けられていること、
を特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項９】
前記モジュールと前記軒先化粧部の接合部分においては、
該軒先化粧部の接触面の一部は、その背面が軒先側へ傾斜して形成されることで、前記モジュールとの間に空間を形成したこと、
を特徴とする請求項８記載の屋根建材。
【請求項１０】
前記軒先化粧部には、
前記止水キャップが隠蔽される位置に突起が設けられたこと、
を特徴とする請求項８記載の屋根建材。
【請求項１１】
前記モジュールの軒側の端部には、所定の長さをもったつばを有する軒側フレーム、棟側の端部には、つば受けを有する棟側フレームが設けられ、
前記つばと前記つば受けを重ねあわせて係合させることによって各モジュール間で、雨水の侵入を防ぐように連結されること、
を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の屋根建材。
【請求項１２】
前記棟側フレームは、
前記つばとネジ止めされるためのネジ穴が前記つば受けに貫設され、
前記つば受けの下に前記U字溝と連通する中空部が形成され、
前記ネジ穴を介して侵入した雨水を水平方向に流し、前記U字溝に誘導すること、
を特徴とする請求項１１記載の屋根建材。
【請求項１３】
前記つば受けと前記つばは、
その接合部分がシール部材をもって封着されていること、
を特徴とする請求項１１又は１２記載の屋根建材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７２２０４（Ｐ２０１３−７２２０４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１３６６（Ｐ２０１１−２１１３６６）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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