JP2001049800A - 太陽電池モジュール用瓦 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、硬化した状態で接着剤がアンカー効
果を持って瓦本体に対する太陽電池モジュールの浮き上
がりを確実に防止し、コストへの悪影響がなく、信頼性
および安全性の向上を得られる太陽電池モジュール用瓦
を提供する。 【解決手段】瓦本体１と、この瓦本体の上面に設けられ
太陽電池モジュールＭを収納する凹陥部２と、この凹陥
部の周縁外側の瓦本体上面および凹陥部周縁内側から少
なくとも凹陥部の底部より下方部位に亘って設けられ、
注入される接着剤Ｓが瓦本体と太陽電池モジュールとを
接着固定する接着剤用孔７とを具備し、上記接着剤用孔
は、その上部側が小径φｄ、下部側が大径φＤに形成さ
れ、硬化した接着剤が上部側への抜けを規制されるアン
カ構造をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の屋根材とし
て用いられる瓦に太陽電池モジュールを搭載した太陽電
池モジュール用瓦に係わり、特に、強風に煽られた際な
どの太陽電池モジュールの浮き上がりを防止する手段の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物の屋根材として用いられる瓦に太陽
電池を搭載し、太陽エネルギーを電気に変換して利用す
る技術は、実開昭６２−５２６１０号公報、実開平１４
８４１７号公報および実開平４−２８５２４号公報など
で知られている。

【０００３】実開昭６２−５２６１０号公報の技術は、
瓦や外壁を対象とした外装材の上面に太陽電池に適合す
る形状の凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を装着し
たものである。

【０００４】実開平１−１４８４１７号公報の技術は、
平板瓦の下部表面に太陽電池を設け、この太陽電池のリ
ード線を平板瓦の上縁両端裏面の空間部が形成される部
分から導出したものである。

【０００５】実開平４−２８５２４号公報の技術は、瓦
の表面に凹陥部を設け、この凹陥部に太陽電池を接着剤
を接着固定し、凹陥部の一部に端子導出孔を穿設して、
太陽電池の端子を端子導出孔から瓦の裏面側に導出した
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の太陽電池搭載型瓦は、瓦本体に対して太陽電池を直接
接着剤によって接着したり、瓦本体に凹陥部を設け、こ
の凹陥部の底面に太陽電池を接着剤を介して接着固定し
ている。

【０００７】このような太陽電池モジュール取付け構造
は、最小限、太陽電池モジュールが瓦本体に対して位置
ずれしないよう規制する程度のラフなものであり、しか
も接着剤自体の劣化よりも、接着剤と太陽電池との界面
での接着力の低下や、接着剤と瓦との界面での接着力の
低下などの問題があって、強風に煽られた際など太陽電
池モジュールの浮き上がりを防止できない場合がある。

【０００８】そこで、特開平１０−８８７３９号公報
や、特開平１０−３１７５９２号公報に示されるよう
に、前記接着剤とは別に、ほぼＬ字形（Ｌ字状）の固定
金具を用いる技術が開発された。

【０００９】すなわち、Ｌ字形の上記固定金具の一部を
瓦本体に取付け固定し、この折り曲げ端部が凹陥部に嵌
め込まれた太陽電池を押さえ付け、瓦に対して太陽電池
モジュールの浮き上がりを防止するようになっている。

【００１０】しかしながら、上記固定金具は瓦本体に取
付け固定されるから、太陽電池モジュールの浮き上がり
を固定金具が抑えても、その力は全て固定金具の瓦本体
への取付け固定部に集中することとなり、破断の危険が
ともなう。

【００１１】また、別途、金属材からなる固定金具を製
造しなければなず、これを瓦本体に取付け固定する手段
を設け、かつ固定金具で太陽電池モジュールを押さえ付
ける作業などの手間がかかり、コストへの悪影響が避け
られない。

【００１２】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、硬化した状
態で接着剤がアンカー効果を持って瓦本体に対する太陽
電池モジュールの浮き上がりを確実に防止し、コストへ
の悪影響がなく、信頼性および安全性の向上を得られる
太陽電池モジュール用瓦を提供しようとするものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明の太陽電池モジュール用瓦は、請求項１として、
瓦本体と、この瓦本体の上面に設けられ、太陽電池モジ
ュールを収納する凹陥部と、この凹陥部の周縁外側の瓦
本体上面および凹陥部周縁内側から、少なくとも凹陥部
の底部より下方部位に亘って設けられ、注入される接着
剤が瓦本体と太陽電池モジュールとを接着固定する接着
剤用孔とを具備し、上記接着剤用孔は、その下部側が上
部側よりも大径に形成され、硬化した接着剤が上部側へ
の抜けを規制されるアンカ構造をなすことを特徴とす
る。

【００１４】請求項２として、請求項１記載の太陽電池
モジュール用瓦において上記太陽電池モジュールは、上
記接着剤用孔と対向する端部表面に上記接着剤の一部が
充填される切欠部が設けられることを特徴とする。

【００１５】請求項３として、請求項１記載の太陽電池
モジュール用瓦において上記接着剤用孔にインサート金
物が配置され、接着剤用孔に注入される接着剤の芯材と
なすことを特徴とする。

【００１６】請求項４として、請求項３記載の太陽電池
モジュール用瓦において上記インサート金物は、その一
部が太陽電池モジュールの表面を押さえ付けるよう折り
曲げ形成されることを特徴とする。

【００１７】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、請求項１および請求項２の発明によれば、
接着剤用孔の形状から硬化した接着剤は瓦本体に対して
太陽電池モジュールの浮き上がりを阻止するアンカー効
果を持つことになり、信頼性と安全性の向上を図れる。

【００１８】請求項３の発明によれば、インサート金物
が接着剤の芯材となし、接着剤の強度の増大化を得る。
請求項４の発明によれば、さらにインサート金物は直接
太陽電池モジュールを押さえ付けてより強固に浮き上が
りを阻止する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面にもとづいて説明する。図１に太陽電池モジュール用
瓦の外観を斜視図および平面図として示し、図２に瓦本
体の斜視図と平面図を示す。

【００２０】瓦本体１は、たとえばセメント瓦によって
矩形平板状に形成されていて、この両側部には左右に隣
り合う瓦本体と雄雌の関係で嵌合するオーバーラップ部
１ａ，１ｂが設けられる。

【００２１】瓦本体１の下端部裏面には前垂れ部１ｃ
が、上端部表面には後立上がり部１ｄがそれぞれ設けら
れていて、瓦葺きされた状態で、前垂れ部１ｃは下段側
の瓦本体１の上面に重なり、後立上がり部１ｄは上側の
瓦本体１の下面に重なるようになっている。

【００２２】瓦本体１の上面には、略全面に亘って矩形
状の凹陥部２が設けられていて、この凹陥部２に太陽電
池モジュールＭが嵌め込まれるようになっている。前記
凹陥部２は太陽電池モジュールＭの肉厚よりもわずかに
深く形成され、この略中央部に矩形状の端子ボックス収
納凹部３が設けられている。

【００２３】前記端子ボックス収納凹部３の底部で、瓦
本体１の上端部側にずれた位置にはケーブル導出孔３ａ
が穿設されている。さらに、端子ボックス収納凹部３の
裏面は瓦本体１の前垂れ部１ｃと略同一高さに形成され
ていて、瓦本体１を屋根に安定した状態に載置できるよ
うになっている。

【００２４】前記凹陥部２の底面には、凹陥部２の上辺
および両側辺に沿ってコ字状に連続する第１の排水溝４
ａが設けられている。また、凹陥部２の底面の中央部に
は端子ボックス収納凹部３を囲むようにコ字状に連続す
る第２の排水溝４ｂが設けられている。

【００２５】さらに、凹陥部２の下辺の角部には横方向
全長に亘って第３の排水溝４ｃが設けられ、第１および
第２の排水溝４ａ，４ｂは第３の排水溝４ｃに連通して
いる。つまり、第１および第２の排水溝４ａ，４ｂ内を
流れる水は第３の排水溝４ｃに集流するようになってい
る。

【００２６】また、第３の排水溝４ｃの両端部および第
２の排水溝４ｂと第３の排水溝４ｃとの合流部の合計４
ヶ所には排水孔５が穿設され、これら排水孔５は瓦本体
１の裏面に貫通している。

【００２７】前述のように構成された瓦本体１の凹陥部
２には、太陽電池モジュールＭの寸法に適した大きさに
形成され、この凹陥部２には太陽電池モジュールＭが収
納されている。

【００２８】この太陽電池モジュールＭは、たとえば１
枚のガラス基板に透明電極層、アモルファス半導体層、
裏面電極層を形成したもので、裏面には断熱材を介して
鋼板が一体的に設けられた矩形状の薄板パネル構造であ
る。なお、アモルファス半導体層に限定されるものでは
なく、単結晶、多結晶、微結晶またはＳｉ系でも化合物
系でもよい。

【００２９】太陽電池モジュールＭの裏面の略中央部に
は端子ボックスが固定され、この端子ボックスには出力
取出しケーブル（いずれも図示しない）が接続されてい
る。そして、端子ボックスは瓦本体１の端子ボックス収
納凹部３に収納され、出力ケーブルはケーブル導出孔か
ら瓦本体１の裏面側に導出されている。

【００３０】太陽電池モジュールＭは、凹陥部２の底面
に塗布した接着剤によって瓦本体１に取付けられている
が、位置ずれしない程度のラフなものである。そして太
陽電池モジュールＭは、後述する浮き上がり防止手段に
よって瓦本体１からの浮き上がりが確実に阻止されてい
る。

【００３１】このようにして構成される太陽電池モジュ
ール用瓦は、屋根の棟側から軒側に向かって下がり勾配
に傾斜する野地板に直接もしくは瓦下地材（いずれも図
示しない）を介して載置される。

【００３２】通常の瓦葺き作業と同様に、太陽電池モジ
ュール用瓦を軒側から順次棟側に向かって野地板に載置
するが、左右に隣り合う瓦本体１は、瓦本体１のオーバ
ーラップ部１ａ，１ｂを雄雌関係で嵌合し、瓦本体１の
上端部側に設けられた取付け孔６に釘を通して野地板に
固定される。

【００３３】また、下段の瓦本体１の後立上がり部１ｄ
の上部に上段側の瓦本体１の前垂れ部１ｃをオーバラッ
プさせ、さらに、上段側の瓦本体１の排水孔５は下段側
の瓦本体１の後立上り部１ｄより下方（軒側）に位置す
る。そして、上段の瓦本体１も取付け孔６に釘を通して
野地板に固定する。

【００３４】前述と同様にこの方法を繰り返すことによ
り太陽電池モジュール用瓦を構成することができ、この
瓦葺き作業と平行して端子ボックスから導出された出力
取出しケーブル相互を直列または並列に接続することに
より、複数枚の太陽電池モジュールを電気的に接続する
ことができる。

【００３５】つぎに、瓦本体１に対する太陽電池モジュ
ールＭの浮き上がり防止手段について、図３および図４
とともに説明する。上記瓦本体１の凹陥部２における周
縁所定部位に複数の接着剤用孔７が設けられている。す
なわち、接着用孔７は軒側の両側角部と、その近傍であ
る軒先側と両側辺に設けられ、さらに棟側の両角部近傍
である棟側と両側辺に設けられている。

【００３６】これらの接着用孔７は、凹陥部２周縁を中
心点にとり、凹陥部２より外側である瓦本体１上面が半
円状に形成され、凹陥部２内が半円状に形成されて、合
せて真円状をなす。

【００３７】前記接着剤用孔７は、瓦本体１の上面から
下面まで貫通して設けられていて、瓦本体１の表面から
凹陥部２の底部を越えた部位までが小径φｄであり、こ
の下端縁からテーパ状部分を介して裏面までが大径φＤ
に形成される。

【００３８】一方、太陽電池モジュールＭには、この上
面で、かつ太陽電池モジュールＭが凹陥部２に嵌め込ま
れた状態で上記接着用孔７と対向する位置に、切欠部で
あるここでは傾斜部８ａ，８ｂが設けられている。

【００３９】図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、太陽電池
モジュールＭの軒側両角部を除く各側辺部に設けられる
傾斜部８ａは、それぞれ小径側の接着剤用孔の直径φｄ
とほぼ同一の縦横各寸法をなし、内側から周縁に向かっ
て傾斜する。また、軒側両角部における傾斜部８ｂは、
直交する各縁から角稜に向かって傾斜する。

【００４０】図３（Ｂ）および図４（Ａ）に示すよう
に、予め、凹陥部２側を除く瓦本体１上面の接着剤用孔
７周縁と、太陽電池モジュールＭ上面の傾斜部８ａ，８
ｂ周縁に、それぞれマスキングテープ９を貼着する。ま
た、各接着剤用孔７の瓦本体１裏面にマスキングテープ
１０を貼着して、接着用孔７の下端開口を閉塞する。

【００４１】そのうえで、凹陥部２に太陽電池モジュー
ルＭを嵌め込むと、接着剤用孔７の凹陥部２周面および
底面は太陽電池モジュールＭによって閉塞されるが、凹
陥部２外側の瓦本体１上面は開口され、かつ太陽電池モ
ジュールＭに設けられる傾斜部８ａ，８ｂと対向する。
また、接着剤用孔７の瓦本体１側に貼着されるマスキン
グテープ９と、傾斜部８ａ，８ｂの周囲に貼着されるマ
スキングテープ９も対向する。

【００４２】この状態で、開口する接着剤用孔７と傾斜
部８ａ，８ｂに接着剤Ｓを注入する。前記接着剤Ｓは、
たとえばシリコン系接着剤であって、接着剤用孔７の底
部にあたる瓦本体１裏面側はマスキングテープ１０で閉
塞されているから、接着剤Ｓは漏れることなく接着剤用
孔７と傾斜部８ａ，８ｂ上に溜まる。

【００４３】所定時間放置すると接着剤Ｓは硬化するの
で、各マスキングテープ９，１０を剥離する。たとえ接
着剤Ｓが接着剤用孔７周囲と傾斜部８ａ，８ｂ周囲には
み出た状態となっていても、これらは全てマスキングテ
ープ９上に載ることとなり、このマスキングテープ９の
剥離とともにはみ出た接着剤Ｓは除去される。

【００４４】結局、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）に示す
ように、太陽電池モジュールＭは接着剤Ｓによって瓦本
体１に取付け固定される。ここに充填された接着剤Ｓの
断面は、接着剤用孔７の形状から上端部が小径φｄの半
円状で、下端部が大径φＤであり、かつこれらの間がテ
ーパ状をなしている。

【００４５】したがって、硬化した接着剤Ｓは断面アン
カー形状をなし、それ自体、上部側への引き抜きが規制
される構造となっている。そして、たとえ太陽電池モジ
ュールＭが強風に煽られて瓦本体１から浮き上がろうと
しても、接着剤Ｓの太陽電池モジュールＭに対する接着
が所定の強度を保持する限り、瓦本体１に対して引掛け
固定するアンカー効果が得られる。

【００４６】実験によると、太陽電池モジュール用瓦が
風速６０Ｍの強風に煽られた際に、太陽電池モジュール
Ｍには約１０Ｋｇ／ｃｍ^２程度の力（風圧）がかかり、
これを浮き上がらせようとする。

【００４７】硬化した接着剤Ｓは、この程度の風圧には
充分に耐えられるアンカ効果を有しており、少なくとも
軒側に備えるだけでも確実に機能する。しかも、太陽電
池モジュールＭ表面に設けられる傾斜部８ａ，８ｂに接
着剤Ｓが充填されて太陽電池モジュールＭを上面から押
さえ付けるので、さらに強固に太陽電池モジュールＭの
浮き上がりを阻止する。

【００４８】図５は、第２の実施の形態を示す。ここで
は、接着剤用孔７Ａが凹陥部２の下方部位において、瓦
本体１上面側よりも大径に形成されることは勿論である
が、瓦本体１下面から所定間隔存した位置に底部があっ
て、閉塞構造となっている。したがって、接着剤Ｓを接
着剤用孔７Ａに注入する際に、先に説明したもののよう
に、予め接着用孔７の下面開口端をマスキングテープ１
０で閉塞する手間が不要となる。

【００４９】また、ここでの接着剤用孔７Ａは、先に説
明したもののようなテーパ部が存在していないが、小径
部と大径部とを段状に設けたことにより、充填され硬化
した接着剤が確実にアンカー効果を得られることは変わ
りがなく、太陽電池モジュールＭ上面の傾斜部８ａ，８
ｂに接着剤Ｓを充填しているので、より強固に太陽電池
モジュールＭの浮き上がりを規制する。

【００５０】そして、接着剤用孔７Ａの中心部に、たと
えば針金からなる芯材１１を配置した上で接着剤Ｓを注
入し、かつ硬化させることにより、芯材１１はインサー
ト金物として接着剤Ｓの剛性増大化を図れる。

【００５１】図６は、第３の実施の形態を示す。瓦本体
１に設けられる接着剤用孔７Ａは、先に第２の実施の形
態で説明したものと全く同一である。そして、接着剤Ｓ
を注入する以前に、接着用孔７Ａの中心部に、たとえば
針金からなる芯材１２を配置した上で接着剤Ｓを注入す
ることで、先に説明したものと同様のアンカ効果が得ら
れる。

【００５２】しかも、上記芯材１２は太陽電池モジュー
ルＭの上面に沿うよう折り曲げられていて、この折り曲
げ部１２ａで太陽電池モジュールＭを押さえ付ける。こ
のことから、第１，第２の実施の形態のように太陽電池
モジュールＭ上面に先に説明したような傾斜部８ａ，８
ｂが不要となる。

【００５３】また、針金からなる芯材１１もしくは１２
を、先に説明した第１の実施の形態の接着剤用孔７に配
置することも可能であり、芯材１２を用いれば太陽電池
モジュールＭの傾斜部が不要となる。

【００５４】さらに、上述の形態では接着剤用孔７の形
状を瓦本体１側で半円となし、凹陥部２側で半円となし
て、合せて真円状としたが、これに限定されるものでは
なく、それぞれ矩形状をなしていても、何らの支障もな
い。そして、切欠部として傾斜部８ａ，８ｂを設けた
が、単純に段状であってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項２の発明によれば、接着剤用孔の形状から硬化した接
着剤は瓦本体に対して太陽電池モジュールの浮き上がり
を阻止するアンカー効果を持つことになり、信頼性と安
全性の向上を図れる。

【００５６】請求項３の発明によれば、インサート金物
が接着剤の芯材となし、接着剤の強度の増大化を得る。
請求項４の発明によれば、インサート金物の折り曲げ部
が直接太陽電池モジュールを押さえ付けて、より強固に
浮き上がりを阻止するなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す、太陽電池モ
ジュールを取付けた太陽電池モジュール用瓦の外観斜視
図と平面図。

【図２】同実施の形態を示す、瓦本体の斜視図と平面
図。

【図３】同実施の形態を示す、太陽電池モジュールの一
部斜視図と、太陽電池モジュールを瓦本体に接着する際
のこれらの一部平面図および太陽電池モジュールを瓦本
体に接着固定した状態の一部平面図。

【図４】同実施の形態を示す、太陽電池モジュールを瓦
本体に接着する際のこれらの一部断面および太陽電池モ
ジュールを瓦本体に接着固定した状態の一部断面図。

【図５】第２の実施の形態を示す、太陽電池モジュール
を瓦本体に接着固定した状態の一部断面図。

【図６】第３の実施の形態を示す、太陽電池モジュール
を瓦本体に接着固定した状態の一部断面図。

【符号の説明】

１…瓦本体、 Ｍ…太陽電池モジュール、 ２…凹陥部、 Ｓ…接着剤、 ７…接着剤用孔、 １１，１２…インサート金物、 １２ａ…（インサート金物の）折り曲げ部。

フロントページの続き (72)発明者 平井 和人 徳島県徳島市上助任町蛭子114−１ Ｆターム(参考） 2E108 KK04 LL01 MM00 NN07 5F051 BA03 BA18 JA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】瓦本体と、 この瓦本体の上面に設けられ、太陽電池モジュールを収
   納する凹陥部と、 この凹陥部の周縁外側の瓦本体上面および凹陥部周縁内
   側から、少なくとも凹陥部の底部より下方部位に亘って
   設けられ、注入される接着剤が瓦本体と太陽電池モジュ
   ールとを接着固定する接着剤用孔とを具備し、 上記接着剤用孔は、その下部側が上部側よりも大径に形
   成され、硬化した接着剤が上部側への抜けを規制される
   アンカ構造をなすことを特徴とする太陽電池モジュール
   用瓦。
2. 【請求項２】上記太陽電池モジュールは、上記接着剤用
   孔と対向する端部表面に上記接着剤の一部が充填される
   切欠部が設けられることを特徴とする請求項１記載の太
   陽電池モジュール用瓦。
3. 【請求項３】上記接着剤用孔にインサート金物が配置さ
   れ、接着剤用孔に注入される接着剤の芯材となすことを
   特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用瓦。
4. 【請求項４】上記インサート金物は、その一部が太陽電
   池モジュールの表面を押さえ付けるよう折り曲げ形成さ
   れることを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュー
   ル用瓦。