(57)【要約】【課題】ボデー部材とソーラールーフモジュールとの接合部が剥離した場合でも、ボデー部材に対するソーラールーフモジュールの変位を防止又は抑制する樹脂ソーラールーフモジュールの搭載方法を提供する。【解決手段】抜け止め部材２８をフロントヘッダ１８の挿通孔２６を挿通させて太陽電池モジュール１１に螺合させている。したがって、樹脂製の太陽電池モジュール１１の熱伸縮により太陽電池モジュール１１とフロントヘッダ１８の接合部の接着剤６０が剥離した場合でも、抜け止め部材６８の頭部７０が挿通孔２６で係止されるため、フロントヘッダ１８から離間する方向に太陽電池モジュール１１が変位することが防止又は抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面の取付穴に取り外し可能に固定された位置決めピンを備えた樹脂から形成された略平板状のソーラールーフモジュールをボデー部材の所定位置に形成された挿通孔に挿入し、ソーラールーフモジュールをボデー部材に対して位置決めする工程と、
位置決めされた前記ソーラールーフモジュールと前記ボデー部材とを接着剤で接合する工程と、
前記挿通孔を介して前記取付穴から前記位置決めピンを取り外す工程と、
前記挿通孔よりも頭部の径が大きい抜け止め部材を前記挿通孔に挿入し、前記ソーラールーフモジュールの前記取付穴に固定する工程と、
を備える樹脂ソーラールーフモジュールの搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂ソーラールーフモジュールの搭載方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルを封止した封止層を受光面側に位置する表面層と背面側に位置する背面層で挟持するガラス製のソーラールーフモジュールが提案されていた。しかしながら、ガラス重量が大きいため車両の軽量化の観点から樹脂製のソーラールーフモジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３３５７３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂製のソーラールーフモジュールは、その周縁部でボデー部材に接着されることにより、ボデー部材に固定されている。ところが、樹脂製のソーラールーフモジュールは、ガラス製と比較して線膨張係数が大きいため、温度変化による伸縮によって接着部の剥離が発生するおそれがある。
【０００５】
なお、ソーラールーフモジュールの位置決め用のピンをボデーに対して挿入する技術が提案されている（特許文献２参照）。このような構成にすれば、接着部が剥離した場合でも、ピンの軸方向と直交する方向に対してはボデー部材に対してソーラールーフモジュールの変位を防止する作用を発揮できる。しかしながら、ピンの軸方向に沿った荷重入力があった場合については改善の余地があった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、ボデー部材とソーラールーフモジュールとの接合部が剥離した場合でも、ボデー部材に対するソーラールーフモジュールの変位を防止又は抑制する樹脂ソーラールーフモジュールの搭載方法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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、下面の取付穴に取り外し可能に固定された位置決めピンを備えた樹脂から形成された略平板状のソーラールーフモジュールをボデー部材の所定位置に形成された挿通孔に挿入し、ソーラールーフモジュールをボデー部材に対して位置決めする工程と、位置決めされた前記ソーラールーフモジュールと前記ボデー部材とを接着剤で接合する工程と、前記挿通孔を介して前記取付穴から前記位置決めピンを取り外す工程と、前記挿通孔よりも頭部の径が大きい抜け止め部材を前記挿通孔に挿入し、前記ソーラールーフモジュールの前記取付穴に固定する工程と、を備える。
【０００８】
この方法によれば、樹脂製のソーラールーフモジュールをボデー部材に取り付ける際、ボデー部材の上方からソーラールーフモジュールを接近させ、ソーラールーフモジュールの下面の取付穴に取り外し可能に固定された位置決めピンをボデー部材の挿入孔に挿入する。これによって、ボデー部材に対してソーラールーフモジュールを位置決めする。この際、ソーラールーフモジュールとボデー部材とを接着剤で接合することにより、ボデー部材の所定位置にソーラールーフモジュールを固定する。
【０００９】
続いて、ボデー部材の挿通孔を介して取付穴から位置決めピンを取り外す。次に、ボデー部材の挿入孔から抜け止め部材を挿入し、ソーラールーフモジュールの取付穴に抜け止め部材を固定する。
【００１０】
樹脂製のソーラールーフモジュールは、ガラスと比較して線膨張係数が大きいため、熱伸縮によりソーラールーフモジュールとボデー部材との接合部である接着剤が剥離した場合でも、抜け止め部材がボデー部材の挿入孔と当接し、ソーラールーフモジュールの延在方向への変位が防止又は抑制される。また、抜け止め部材の頭部がボデー部材の挿入孔よりも大きい径とされているため、接着剤が剥離した状態で位置決めピン（抜け止め部材）の軸方向に沿った荷重入力があった場合でも抜け止め部材の頭部が挿通孔（ボデー部材）に係止され、ボデー部材から離間する方向にソーラールーフモジュールが変位することが防止又は抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明の樹脂ソーラールーフモジュールの搭載方法は、上記構成としたので、接合部が剥離した場合でも、ソーラールーフモジュールがボデー部材に対して変位することを防止又は抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る樹脂ソーラールーフモジュール車体取付状態を説明する分解斜視図である。
【図２】一実施形態に係る樹脂ソーラールーフモジュールの車体取付状態を説明する平面図である。
【図３】一実施形態に係る樹脂ソーラールーフモジュールの車体位置決め状態を説明する、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】一実施形態に係る樹脂ソーラールーフモジュールの車体取り付け状態を説明する、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】他の例に係る樹脂ソーラールーフモジュールの車体取付状態を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの搭載構造について図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、車体のルーフとしてボデー部材（車両骨格部材）に取り付けられるものである。また、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。さらに、図１〜図５において矢印ＦＲは車両前方、矢印Ｗは車幅方向、矢印ＵＰは車両上方を示す。
【００１４】
（構成）
図１に示すように、本実施形態に係る自動車の太陽電池モジュールの搭載構造は、太陽電池モジュール１１が車体１２にルーフとして取り付けられるものである。車体１２には、太陽電池モジュール１１を支持する部材として、車両幅方向両端部に設けられ車両前後方向に延在する一対のルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂを備えている。ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂは、フロントピラー１６Ａ、１６Ｂ等と一体的に形成されているものである。
【００１５】
また、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ間には、車幅方向に延在するフロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２が、それぞれ車両前方側と車両後方側に配設されている。
【００１６】
なお、太陽電池モジュール１１がソーラールーフモジュールに相当する。また、ルーフサイドレール１４Ａ、１４、フロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２は、車両骨格部材であり、ボデー部材に相当する。
【００１７】
本実施形態に係る太陽電池モジュールの搭載構造は、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂと、フロントヘッダ１８と、リヤヘッダ２２とで構成された開口部２４に太陽電池モジュール１１が取り付けられる構造である。具体的には、図４に示すように、太陽電池モジュール１１の周縁部がルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂと、フロントヘッダ１８と、リヤヘッダ２２に接着剤６０で接合（固定）されると共に、抜け止め部材６８で締結されたものである。
【００１８】
なお、フロントヘッダ１８には、図２に示すように、後述する位置決めピン６２及び抜け止め部材６８挿通用の挿通孔２６、２８が形成されている。挿通孔２６、２８は、フロントヘッダ１８の車幅方向両端部近傍にそれぞれ形成されている。挿通孔２６は丸孔であり、挿通孔２８は車幅方向が長手方向とされた長孔に形成されている。
【００１９】
太陽電池モジュール１１は、図３に示すように、光透過性を有する表面層３０と、表面層３０の背面側に配置され発電素子（太陽電池セル）３２が封止された封止層３４と、封止層３４を背面側から支持する背面層３６とを備えている。
【００２０】
表面層３０は、矩形状の樹脂板から形成されている。樹脂板は、例えば、透明で対候性に優れているポリカーボネート（ＰＣ）から形成されている。ポリカーボネートからなる樹脂板（ＰＣ板）は、耐候性に優れると共に軽量であるため、車両に搭載される太陽電池モジュールの搭載構造の表面層３０として好適である。なお、本実施形態における「樹脂」とは、光透過性を有するものである。
【００２１】
なお、表面層３０には、図３に示すように、車両上下方向（封止層３４との積層方向）から視て封止層３４及び背面層３６を覆う中央部３０Ａと、表面層３０の延在方向に沿って中央部３０Ａの車両外側に位置し、表面層３０の外周に沿って位置する周縁部３０Ｂとを備えている。ここで、「(車両)外側」とは、車幅方向又は車両前後方向（表面層３０の延在方向）において対象物（例えば、表面層３０）の端部側（封止層３４と離間する方向の端部側）のことをいい、「(車両)内側」とは車幅方向又は車両前後方向において対象物の中心側（封止層３４側）のことをいう。
【００２２】
また、図３に示すように、表面層３０は、その板厚が略一定であるが、中央部３０Ａの車両外側端部において車両下方（背面層３６側）に突出形成された凸部４０が外周に沿って形成されている。また、表面層３０の周縁部３０Ｂにおいて、太陽電池モジュール１１を車体１２取付時にフロントヘッダ１８の挿通孔２６、２８に対向する部位には、円錐台形状のボス４２が形成されている。ボス４２には、下側に開口したネジ穴４４が形成されている。
【００２３】
封止層３４は、複数の発電素子３２と、発電素子３２を封止する封止材３８とから構成されている。複数の発電素子３２は、封止層３４内に規則的に配置され、封止材３８によって封止されている。発電素子３２は、シリコン系セル等の周知の発電素子である。封止材３８は、透明で弾性や接着性を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から形成されている。
【００２４】
また、図３に示すように、表面層３０の延在方向（例えば、車両前後方向）において、封止層３４の端部は表面層３０の端部よりも車両内側（発電素子３２側）に位置している。
【００２５】
背面層３６は、背面板により構成されている。背面板は、表面層３０にＰＣを採用したことによる太陽電池モジュール１１のバックリングを防止するために、表面層３０と同じＰＣから形成されている。
【００２６】
なお、図４に示すように、背面層３６は、積層方向から視て封止層３４を覆うものである。したがって、表面層３０の延在方向において、背面層３６の端部は封止層３４の端部よりも車両外側に位置している。一方、表面層３０の凸部４０は、その下端面４０Ａが背面層３６の上面３６Ａに当接されていると共に、内側面４０Ｂが封止層３４の車両外側端部に当接されている。
【００２７】
すなわち、ラミネート加工により、背面層３６が封止層３４に接合されると共に、表面層３０の凸部４０が背面層３６に接合されたものである。
【００２８】
また、図３に示すように、表面層３０の延在方向（例えば、車幅方向）において、背面層３６の端部は表面層３０の端部よりも車両内側（発電素子３２側）に位置している。したがって、図３に示すように、表面層３０の周縁部３０Ｂの下面３１は、車両下方に露出されている。
【００２９】
図３に示すように、フロントヘッダ１８は、略車両前後方向に延在する上壁５０と、上壁５０の車両前後方向後端部から車両下方に延在する第１縦壁５２と、第１縦壁５２の下端から車両前後方向後側に延在する第１フランジ部５４と、第１フランジ部５４の車両前後方向後端部から車両下方に延在する第２縦壁５６と、第２縦壁５６の下端から車両前後方向後側に延在する第２フランジ部５８とを有する。なお、フロントヘッダ１８に形成される挿通孔２６、２８は、第２フランジ部５８に形成されている。
【００３０】
第１フランジ部５４の上面と表面層３０の周縁部３０Ｂの下面３１とは、ウレタン系の接着剤６０によって固定されている。
【００３１】
なお、取付時に用いられる位置決めピン６２は、図３に示すように、挿通孔２６（挿通孔２８）の径よりも僅かに小さい径とされたピン部６４と、ピン部６４よりも縮径されネジ穴４４に螺合されたネジ部６６とを有する。
【００３２】
また、取付後に用いられる抜け止め部材６８は、挿通孔２６（挿通孔２８）の径よりも大きい径を有する頭部７０と、ネジ穴４４に螺合されるネジ部７２とを有する。
【００３３】
(作用)
このように構成された太陽電池モジュール１１の車体１２に対する搭載方法に説明する。
【００３４】
図１に示すように、太陽電池モジュール１１を車体１２の上方から開口部２４に接近させる。この際、太陽電池モジュール１１の一対のボス４２のネジ穴４４には、それぞれ位置決めピン６２が螺合されている。
【００３５】
したがって、表面層３０の周縁部３０Ｂの下面３１から下方に突出した位置決めピン６２のピン部６４がフロントヘッダ１８の挿通孔２６、２８に挿入され、開口部２４（ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ、フロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２）の所定位置に太陽電池モジュール１１が設置される。
【００３６】
この際、フロントヘッダ１８の第１フランジ部５４の上面の複数ヶ所に塗布されていた接着剤６０によって太陽電池モジュール１１の表面層３０の周縁部３０Ｂの下面３１と接合（固定）される。
【００３７】
同様に、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ、リヤヘッダ２２に対して、太陽電池モジュール１１の表面層３０の周縁部３０Ｂの下面３１が接着剤６０で接合（固定）される。
【００３８】
このように、太陽電池モジュール１１が車体１２の所定位置に固定された後、表面層３０のボス４２のネジ穴４４に螺合されていた位置決めピン６２を緩め、挿通孔２６、２８から取り外す。
【００３９】
続いて、図４に示すように、一対の抜け止め部材６８のネジ部７２をそれぞれフロントヘッダ１８の挿通孔２６、２８から挿入して表面層３０のボス４２のネジ穴４４に螺合させる。
【００４０】
このように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１１の搭載構造では、抜け止め部材６８によってフロントヘッダ１８と太陽電池モジュール１１の表面層３０が締結されている。
【００４１】
ところで、ガラスと比較して線膨張係数の大きい樹脂製の太陽電池モジュール１１では、温度変化による伸縮によって、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ、フロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２と太陽電池モジュール１１との接合部である接着剤６０が剥離するおそれがあった。特に、ウレタン系の接着剤６０と表面層３０を構成するＰＣとは接着力が弱いため、そのおそれがあった。
【００４２】
しかしながら、太陽電池モジュール１１の搭載構造では、図４に示すように、太陽電池モジュール１１（表面層３０）と車体１２との接合部（接着剤６０）が剥離した場合でも、抜け止め部材６８のネジ部７２が挿通孔２６、２８に当接することで、太陽電池モジュール１１が車体１２に対して水平方向に変位することが抑制される。
【００４３】
また、太陽電池モジュール１１に対して車両上方への荷重が作用したとしても、表面層３０に対して螺合された抜け止め部材６８の頭部７０が挿通孔２６、２８（第２フランジ部５８）で係止され、太陽電池モジュール１１が車両上方へ抜け出すことが防止される。
【００４４】
すなわち、太陽電池モジュール１１を接着剤６０によって車体１２の開口部２４に固定している太陽電池モジュール１１の搭載構造において、接着剤６０の剥離が生じても太陽電池モジュール１１の変位を防止又は抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、太陽電池モジュール１１を車体１２に取り付ける際に、組付け性を高めるための位置決めピン６２が螺合されるネジ穴４４に、抜け止め部材６８を螺合させることによって、太陽電池モジュール１１の車両上方への抜けを防止している。すなわち、フロントヘッダ１８の挿通孔２６、２８よりも径の大きい頭部７０を有する抜け止め部材６８と位置決めピン６２を付け替えることで、抜け止め部材６８用のネジ穴を太陽電池モジュール１１に新たに設けることなく、太陽電池モジュール１１の車両上方への抜けを防止することができる。
【００４６】
さらに、フロントヘッダ１８に設けられた挿通孔２８は、図２に示すように、車幅方向が長手方向とされた長円形に形成されているため、太陽電池モジュール１１の製造誤差を吸収することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、表面層３０と背面層３６がＰＣから形成され、封止層３４がＥＶＡから形成された太陽電池モジュールの搭載構造について説明したが、表面層３０、封止層３４、背面層３６が他の樹脂から形成されている太陽電池モジュールの搭載構造に適用することも可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、フロントヘッダ１８の車幅方向両端部近傍にそれぞれ挿通孔２６、２８が形成されていたが、これに限定するものではない。ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ、フロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２のいずれか１つに２つの挿通孔２６、２８が形成されていても良いし、いずれか２つにそれぞれの挿通孔２６、２８が形成されていても良い。例えば、図５に示すように、フロントヘッダ１８に挿通孔２６、リヤヘッダ２２に挿通孔２８を形成しても良い。
【００４９】
さらに、本実施形態では、位置決めピン６２、抜け止め部材６８をネジ穴４４に螺合して固定する方法としたが、これに限定するものではない。例えば、位置決めピン６２を取付穴に取り外し可能に嵌合して固定し、抜け止め部材６８を係止可能に取付穴に固定する構成等でも良い。
【符号の説明】
【００５０】
１１  太陽電池モジュール（ソーラールーフモジュール）
１４Ａ、１４Ｂ  ルーフサイドレール（ボデー部材）
１８  フロントヘッダ（ボデー部材）
２２  リヤヘッダ（ボデー部材）
２６  挿通孔
２８  挿通孔
３１  下面
６０  接着剤
６２  位置決めピン
６８  抜け止め部材
７０  頭部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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