JP5787112B2

JP5787112B2 - 車両の太陽電池搭載構造

Info

Publication number: JP5787112B2
Application number: JP2013232483A
Authority: JP
Inventors: 靖泰白井; 和峰木村; 由貴工藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: JP2015093524A; US9278617B2; US20150129325A1

Description

本発明は、車体ルーフ部に太陽電池モジュールを搭載するための車両の太陽電池搭載構造に関する。

従来、車体ルーフ部に太陽電池モジュールを搭載するための車両の太陽電池搭載構造として、特許文献１に記載の構造が知られている。
図１２に、同文献に記載の太陽電池搭載構造の構成を示す。同図に示すように、同文献の搭載構造が採用される車両は、車体ルーフ部の骨格部材として、ルーフ前縁に位置するフロントクロス５０、ルーフ後縁に位置するリアクロス５１、ルーフ左右両側にそれぞれ位置するルーフサイドレール５２を有する。また、フロントクロス５０とリアクロス５１の間の部分には、車体幅方向に延びるルーフリンフォース５４が、左右のルーフサイドレール５２に架け渡されている。

この車両のルーフは、ガラスや透明樹脂などの可透光パネル５５によって構成されている。可透光パネル５５は、ルーフサイドレール５２に車両室外側から接着固定されている。一方、太陽電池パネル５６は、リアクロス５１およびルーフリンフォース５４に、車両室内側からボルト５７により締結固定されている。

特開昭６２−０８５７４３号公報

ところが、こうした従来の太陽電池搭載構造では、太陽電池パネル５６は車両室内側から、それを保護する可透光パネル５５は車両室外側からそれぞれ個別に固定される構造であるため、それぞれに組み付け工数を要してしまう。

また、太陽電池パネル５６やルーフ骨格部材の配置を制限してもいる。すなわち、上記従来の搭載構造では、車両室内側から太陽電池パネル５６が固定されており、太陽電池パネル５６の設置領域の内側には、ルーフリンフォースを配置できなくなっている。そのため、太陽電池パネル５６、およびルーフリンフォースの一方によって他方の位置やサイズが制約されてしまう。例えばルーフ全体に渡る、大きいサイズの太陽電池パネルを搭載しようとすれば、ルーフ部にリーンフォースメントを設けることはできなくなる。そしてその結果、通常の金属ルーフを有する車種と太陽電池ルーフを有する車種との間のボディー構造の共通化が困難となってしまう。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、車体ルーフ部への太陽電池の組み付けが容易で、かつ通常ルーフとの置き換えも容易な車両の太陽電池搭載構造を提供することにある。

上記課題を解決する車両の太陽電池搭載構造は、太陽電池セルを内部に封止した封止材がガラスパネルの車両室内側に設けられた太陽電池モジュールを、ルーフリンフォースが架け渡された車体のルーフ部に搭載する。そして、そうした車両の太陽電池搭載構造において、太陽電池モジュールに、その車両室内側より封止材を貫通してガラスパネルに至る連通部を設けるとともに、その連通部に設置された接着剤によって、ガラスパネルとルーフリンフォースとを接着固定している。

こうした太陽電池構造では、ルーフリンフォースにおける、太陽電池モジュールの連通部に対応する部位に接着剤を設置するとともに、車両室外側から車体のルーフ部に太陽電池モジュールを載せて接着剤を圧着することで、車両に太陽電池モジュールを搭載することができる。そのため、車体ルーフ部への太陽電池の組み付けが容易となる。しかも、ルーフリンフォースの配置によって太陽電池モジュールの搭載位置が制約されないため、通常の金属ルーフを有する車種と太陽電池ルーフを有する車種との間のボディー構造の共通化が容易でもある。

車両の太陽電池搭載構造の一実施形態が採用された車両のルーフ部の斜視図。（ａ）は、同実施形態が採用された車両のルーフリンフォースの部分斜視図であり、（ｂ）は同ルーフリンフォースの同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。同実施形態に採用される太陽電池モジュールの断面構造を模式的に示す断面図。車両室内側から見た同太陽電池モジュールの斜視図。同太陽電池モジュールおよび車体骨格の図４のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示す断面図。連通部の周辺部分における同太陽電池モジュール車体骨格の斜視図。ルーフリンフォースの別の配置例を示す平面図。ルーフリンフォースの変形例について、（ａ）はその部分斜視図であり、（ｂ）は同ルーフリンフォースの同図（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。ルーフリンフォースの更なる変形例について、（ａ）はその部分斜視図であり、（ｂ）は同ルーフリンフォースの同図（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。太陽電池パネルの側縁により近い位置で接着を行う場合の太陽電池モジュールおよび車体骨格の部分斜視図。載置面全体で接着を行う場合の太陽電池パネルの一例についてその車両内側から見た斜視図。従来の車両の太陽電池搭載構造の分解斜視図。

以下、車両の太陽電池搭載構造の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。なお、各図における矢印Ｆｒは車体前方向を、矢印Rrは車体後方向を、矢印Ｌｈは車体左方向を、矢印Ｒｈは車体右方向を、矢印Ｉｎはルーフから見た車両室内側方向を、矢印Ｏｕｔはルーフから見た車両室外側方向をそれぞれ示している。

図１に示すように、本実施形態の太陽電池搭載構造を採用する車両は、そのルーフ部の骨格として、ルーフ前縁に位置するフロントクロス１０、ルーフ後縁に位置するリアクロス１１、ルーフ左右両側にそれぞれ位置するルーフサイドレール１２，１３を有する。さらに、フロントクロス１０とリアクロス１１との間には、左右のルーフサイドレール１２，１３に架け渡された、車体幅方向に延びる複数（同図の例では３つ）のルーフリンフォース１４が設けられている。これらルーフ部の骨格を構成する各部材（１０〜１４）は、板金のプレス加工により形成されている。そして、こうしたルーフ部の骨格に、車体上方（車両室外側）から太陽電池モジュール１５が取り付けられている。

図２（ａ）にルーフリンフォース１４の部分斜視構造を、図２（ｂ）にその断面構造をそれぞれ示す。これらの図に示されるように、各ルーフリンフォース１４は、同ルーフリンフォース１４の幅方向、すなわち車体前後方向における中央部分が車両室内側に凹んだ断面形状に形成され、その幅方向における両側のフランジ状の部分はそれぞれ、太陽電池モジュール１５が車体上側に載置される載置面１４Ａとされている。

図３に示すように、太陽電池モジュール１５は、ガラスパネル１６を有する。ガラスパネル１６の車両室内側には、太陽電池セル１７や配線１８などを内部に封止した封止材１９が一体に設けられている。封止材１９には、例えばエチレン酢酸ビニル共重合樹脂やシリコーン樹脂が用いられる。

図４に示すように、太陽電池モジュール１５には、その車両室内側より封止材１９を貫通してガラスパネル１６に至る、四角穴状の連通部２０が複数設けられている。各連通部２０は、その直下にルーフリンフォース１４の載置面１４Ａが位置される部位にそれぞれ設けられている。本実施形態では、各載置面１４Ａに対してそれぞれ３つの連通部２０が、車体幅方向に一定間隔を置いてそれぞれ設けられている。

図５及び図６に示すように、各連通部２０には、接着剤２１が設置されている。そして、その接着剤２１によって、ガラスパネル１６とルーフリンフォース１４とが接着固定されている。なお、接着剤２１としては、車体フレームへのフロント／リア・ガラスの接着用のものが採用されている。

こうした本実施形態では、車体ルーフ部への太陽電池モジュール１５の搭載は、以下のように行われる。まず、各ルーフリンフォース１４の載置面１４Ａにおける、太陽電池モジュール１５の各連通部２０に対応する部位に、接着剤２１をそれぞれ設置する。そして、太陽電池モジュール１５を車体上方より車体ルーフ部に載せる。これにより、接着剤２１が、連通部２０を通してガラスパネル１６と載置面１４Ａとにそれぞれ接着され、太陽電池モジュール１５が車体ルーフ部に固定される。

以上説明した本実施形態の車両の太陽電池搭載構造によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ルーフリンフォース１４に接着剤２１を設置して、太陽電池モジュール１５を車体上方から載せるだけで、車体ルーフ部に太陽電池モジュール１５を固定できるため、車体ルーフ部への太陽電池の組み付けが容易となる。

（２）ルーフリンフォース１４の配置によって太陽電池モジュール１５の搭載位置が制約されず、太陽電池モジュール１５の組み付けに特別な構造を必要としないため、通常の金属ルーフを有する車種と太陽電池ルーフを有する車種との間のボディー構造の共通化が容易である。

（３）ルーフリンフォース１４の配置によって太陽電池モジュール１５の搭載位置が制約されないため、太陽電池面積の確保が容易となる。
（４）ルーフリンフォース１４の載置面１４Ａ上であれば、任意の位置で接着できるため、接着強度の確保等が容易である。

（５）ガラスパネル１６に太陽電池セル１７等が一体化された太陽電池モジュール１５をそのまま組み付けられるため、車体に組み付けられる部品の数を少なくして、組み付け工数を削減できる。

（６）接着剤２１として、フロント／リア・ガラス用の接着剤を採用することができ、信頼性の確保が容易である。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・ルーフリンフォース１４の数や配置は、任意に変更することができる。例えば、図７に示すように、車体幅方向に延びるルーフリンフォース２２に加え、車体前後方向に延びるルーフリンフォース２３が設けられた車両にも、上記実施形態の太陽電池搭載構造は、同様に適用することができる。なお、同図には、そうした場合の接着剤２１の設置位置の設定例がハッチングで示されている。

・太陽電池モジュール１５が載置される載置面を有していれば、ルーフリンフォースの形状は、任意に変更することができる。例えば、図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるルーフリンフォース２４は、ハット形状に形成されている。こうしたルーフリンフォース２４でも、その突き出した部分の頂面を、太陽電池モジュール１５が載置され、その一部に接着剤２１が設置される載置面２４Ａとすれば、上記実施形態と同様の太陽電池搭載構造を採用することができる。また、図９（ａ）および図９（ｂ）に示されるルーフリンフォース２５は、車体外側に突き出した、車体幅方向に延びる２つの凸部２５Ａを有している。こうしたルーフリンフォース２５でも、それら凸部２５Ａの頂面を、太陽電池モジュール１５が載置され、その一部に接着剤２１が設置される載置面とすれば、上記実施形態と同様の搭載構造を採用することができる。

・必要な接着強度を確保できる限りにおいて、太陽電池モジュール１５に設けられる連通部２０の位置や数、形状は、任意に変更することができる。例えば、太陽電池モジュール１５の側縁により近い位置で接着を行いたい場合には、図１０に示すような切り欠き形状の連通部２６を設けるようにしても良い。また、接着面積を広く取りたい場合には、載置面１４Ａの全体に接着剤２１を設置することも可能である。図１１に示すように、こうした場合の太陽電池モジュール１５には、同図に示すような車体幅方向に延びる帯状の連通部２７を形成することになる。

・太陽電池モジュール１５の形状や大きさは、任意に変更することができる。例えばルーフの一部のみを太陽電池モジュールで構成し、それ以外の部分は金属ルーフとするようにしても良い。そうした場合にも、太陽電池モジュールが設置される部分の直下にルーフリンフォースが配置されていれば、上記実施形態と同様の搭載構造を採用することが可能である。

１０…フロントクロス、１１…リアクロス、１２，１３…ルーフサイドレール、１４，２２〜２５…ルーフリンフォース、１４Ａ…載置面、１５…太陽電池モジュール、１６…ガラスパネル、１７…太陽電池セル、１８…配線、１９…封止材、２０，２６，２７…連通部、２１…接着剤、２４Ａ…凸部。

Claims

太陽電池セルを内部に封止した封止材がガラスパネルの車両室内側に設けられた太陽電池モジュールを、ルーフリンフォースが架け渡された車体のルーフ部に搭載する車両の太陽電池搭載構造において、
前記太陽電池モジュールには、その車両室内側より前記封止材を貫通して前記ガラスパネルに至る連通部が設けられ、
その連通部に設置された接着剤によって、前記ガラスパネルと前記ルーフリンフォースとが接着固定されてなる、
ことを特徴とする車両の太陽電池搭載構造。