JP6835610B2 - 車体上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体上部構造に関する。

下記特許文献１には、車両のルーフが太陽電池モジュールで構成された構造が開示されている。簡単に説明すると、この先行技術では、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ると共に封止材を貫通した連通部が設けられており、車体上部にはルーフリンフォースが架け渡されている。そして、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が接着固定されている。

特開２０１５−９３５２４号公報

ところで、上記先行技術では、ガラスパネルを用いたルーフが適用されているが、軽量化の観点から樹脂製のルーフが適用される構成も考え得る。しかしながら、ルーフに適用される樹脂は、ルーフに適用されるガラスに比べて線膨張係数が大きいので、温度変化が生じた場合、樹脂製のルーフはガラス製のルーフと比べて接着剤がより大きいせん断力を受ける。そして、上記先行技術に樹脂製のルーフを適用した構造では、接着剤の接着力のみに頼って車体側に固定することになるので、改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、接着剤の接着力のみに頼らないで樹脂製のルーフの外れを防止することができる車体上部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車体上部構造は、車体上部の両サイドにおいて車両前後方向に延在すると共に、車両幅方向内側に張り出したフランジ部を備えるルーフサイド部と、前記車体上部に配置されて車両幅方向外側の両端部側が前記ルーフサイド部に取り付けられた樹脂製のルーフと、を有し、前記ルーフは、車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部が前記ルーフサイド部の前記フランジ部の上面に接着剤を介して接合された被接着部とされており、前記ルーフにおいて車両幅方向外側に配置された部位であってかつ前記被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出して前記ルーフサイド部の前記フランジ部よりも車両幅方向内側に位置する延出部が形成され、前記延出部の延出先端側には前記フランジ部の下面に係止された爪部が形成されており、前記ルーフは、発電素子が封止された封止層と、前記封止層における前記発電素子の受光面側に接合されて樹脂からなる表面板と、前記封止層における前記発電素子の受光面側とは反対側に接合されて樹脂からなる背面層と、を備える太陽電池モジュールで構成され、前記表面板は、前記封止層及び前記背面層よりも車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部が前記被接着部とされており、前記延出部は、前記表面板において前記封止層及び前記背面層よりも車両幅方向外側でかつ前記被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側から車両下方側に延出すると共に、車両前後方向に延在しており、さらに、前記表面板は、前記延出部と前記爪部とを備える一体成形品とされ、前記爪部は、その基端から車両幅方向外側へ向けて車両上方側に傾斜し、前記延出部及び前記爪部は、前記太陽電池モジュールの車両幅方向の左右両側における車両前後方向の前側及び後側に設定されている。

上記構成によれば、樹脂製のルーフは、車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部が被接着部としてルーフサイド部のフランジ部の上面に接着剤を介して接合されている。ここで、本発明では、樹脂製のルーフにおいて車両幅方向外側に配置された部位であってかつ被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出してルーフサイド部のフランジ部よりも車両幅方向内側に位置する延出部が形成され、延出部の延出先端側にはフランジ部の下面に係止された爪部が形成されている。このため、ルーフサイド部のフランジ部から樹脂製のルーフの被接着部を剥がそうとする荷重が作用しても、当該ルーフの延出部の延出先端側に形成された爪部がルーフサイド部のフランジ部の下面に係止されていることで、樹脂製のルーフの外れが防止される。

また、この車体上部構造によれば、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュールは、表面板、封止層及び背面層を備えており、封止層及び背面層は表面板にぶら下がった状態となっているので、表面板が振動し易い。このため、太陽電池モジュールで構成された樹脂製のルーフにおいては、外れ防止のニーズが一層高い。ここで、本発明では、表面板において封止層及び背面層よりも車両幅方向外側でかつ被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出してルーフサイド部のフランジ部よりも車両幅方向内側に位置する延出部が形成され、延出部の延出先端側にはフランジ部の下面に係止された爪部が形成されている。このため、ルーフサイド部のフランジ部から表面板の被接着部を剥がそうとする荷重が作用しても、表面板の延出部の延出先端側に形成された爪部がルーフサイド部のフランジ部の下面に係止されていることで、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュールの外れが防止される。
また、この車体上部構造によれば、表面板は、延出部と爪部とを備える一体成形品とされ、延出部は、車両前後方向に延在し、爪部は、その基端から車両幅方向外側へ向けて車両上方側に傾斜しており、延出部及び爪部は、太陽電池モジュールの車両幅方向の左右両側における車両前後方向の前側及び後側に設定されている。このため、太陽電池モジュールを組み付ける際に、太陽電池モジュールを所定範囲の車両幅方向位置に配置させること（センタリングすること）ができる。

以上説明したように、本発明の車体上部構造によれば、接着剤の接着力のみに頼らないで樹脂製のルーフの外れを防止することができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る車体上部構造に適用される太陽電池モジュールを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車体上部構造を示す縦断面図（太陽電池モジュールについては図１の２−２線に沿って切断した拡大断面に相当する図）である。

本発明の一実施形態に係る車体上部構造について図１及び図２を用いて説明する。図１には、本実施形態に係る車体上部構造に適用される太陽電池モジュールが平面図で示されている。また、図２には、本実施形態に係る車体上部構造が縦断面図（太陽電池モジュールについては図１の２−２線に沿って切断した拡大断面に相当する図）で示されている。なお、図１に示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、図１及び図２に示される矢印ＲＨは車両の進行方向を向いた場合の右方向（車両右側）を示し、図２に示される矢印ＵＰは車両上方側を示している。また、図２では、車体上部構造の車両右側の断面を図示しているが、車体上部構造の車両左側の断面は、図２と左右対称とされている。

車体上部１０の両サイドには、車体（ボデー）の一部を構成するルーフサイド部１２が車両前後方向に延在している。なお、図２には、ルーフサイド部１２の一部が示されている。ルーフサイド部１２は、アウタパネル１４とインナパネル１５とを含んで構成されており、アウタパネル１４とインナパネル１５とで車両前後方向に延在する閉断面部（図示省略）を形成している。このルーフサイド部１２は、上記特許文献１（特開２０１５−９３５２４号公報）のルーフサイドレールに相当する構成部であり、公知であるため詳細説明を省略する。ルーフサイド部１２は、車両幅方向内側に張り出したフランジ部１６を備えている。本実施形態におけるフランジ部１６は、アウタパネル１４のフランジ部１４Ｆとインナパネル１５のフランジ部１５Ｆとが重ね合わせられて接合された部位とされる。

なお、アウタパネル１４のフランジ部１４Ｆとインナパネル１５のフランジ部１５Ｆとの間に図示しないアウタリインフォースのフランジ部が配置され、これら三つのフランジ部が重ね合わせられた状態で接合されてルーフサイド部のフランジ部を構成してもよい。また、前記アウタリインフォースには、インナパネル１５と共に車両前後方向に延在する閉断面部を形成すると共にアウタパネル１４と共に車両前後方向に延在する閉断面部を形成するような例えば特開２０１４−１４４６８３号公報等で公知のアウタリインフォースを適用することができる。

また、一対のルーフサイド部１２の前端部同士の間にはフロントヘッダ（図示省略）が車両幅方向に架け渡され、一対のルーフサイド部１２の後端部同士の間にはリヤヘッダ（図示省略）が車両幅方向に架け渡されている。そして、ルーフサイド部１２、フロントヘッダ（図示省略）及びリヤヘッダ（図示省略）で構成された開口部を塞ぐように、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュール１８が車体上部１０に配置されている。すなわち、車体上部１０には、所謂ソーラールーフが適用されている。太陽電池モジュール１８の車両幅方向外側の両端部側はルーフサイド部１２のフランジ部１６に取り付けられている（詳細後述）。

太陽電池モジュール１８は、発電素子（太陽電池セル）２６Ａが封止された封止層２６と、封止層２６における発電素子２６Ａの受光面側（図中では上側）に接合されて樹脂からなる表面板２０と、封止層２６における発電素子２６Ａの受光面側とは反対側（図中では下側）に接合されて樹脂からなる背面層２８と、を備える。

表面板２０は、光透過性を有し、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）から形成されており、略矩形で板状の表面板本体２０Ｈを備えている。なお、ポリカーボネートからなる樹脂板は、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１８の表面板２０として好適である。表面板本体２０Ｈは、車両上下方向（封止層２６との積層方向）から見て封止層２６及び背面層２８を覆う被覆部２０Ａを備えると共に、被覆部２０Ａの外周側に位置する外周部２０Ｂを備えている。

封止層２６は、複数の発電素子２６Ａ（図１参照）が封止材２６Ｂによって封止された層とされている。図１に示される複数の発電素子２６Ａは、封止層２６（図２参照）の内部に規則的に配置されている。発電素子２６Ａは、シリコン系セル等の周知の発電素子である。また、図２に示される封止材２６Ｂ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。また、背面層２８は、表面板２０にポリカーボネートを採用したことによる太陽電池モジュール１８のバックリングを防止するために、表面板２０と同様のポリカーボネートから形成されている。本実施形態では、背面層２８の車両幅方向外側の端面と封止層２６の車両幅方向外側の端面とは揃えられている。

一方、太陽電池モジュール１８の表面板２０の車両幅方向外側の端部２０Ｚは、モール３２の凹部３２Ａに嵌合されている。モール３２は、ルーフサイド部１２のフランジ部１６上に配設されている。

また、太陽電池モジュール１８の表面板２０は、封止層２６及び背面層２８よりも車両幅方向外側に配置された部位（外周部２０Ｂの両サイドを構成する部位２０Ｂ１）における下面の一部がルーフサイド部１２のフランジ部１６の上面１６Ｕにウレタン系の接着剤３０を介して接合された被接着部２２とされている。また、太陽電池モジュール１８の表面板２０において封止層２６及び背面層２８よりも車両幅方向外側でかつ被接着部２２よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出してルーフサイド部１２のフランジ部１６よりも車両幅方向内側に位置する延出部２４Ａが形成されている。さらに、延出部２４Ａの延出先端側にはルーフサイド部１２のフランジ部１６の下面１６Ｄに係止された爪部２４Ｂが形成されている。

表面板２０は、表面板本体２０Ｈ、延出部２４Ａ及び爪部２４Ｂが一体成形されている。また、延出部２４Ａ及び爪部２４Ｂは、本実施形態では一例として、太陽電池モジュール１８の左右両側における前側及び後側に設定されている。なお、図１では、表面板２０の外周部２０Ｂの両サイドを構成する部位２０Ｂ１のうち爪部２４Ｂ（図２参照）の基端位置を簡略化して点線ａ、ｂ、ｃ、ｄで示す。

次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成によれば、図２に示される表面板２０は、封止層２６及び背面層２８よりも車両幅方向外側に配置された部位２０Ｂ１における下面の一部が被接着部２２としてルーフサイド部１２のフランジ部１６の上面１６Ｕに接着剤３０を介して接合されている。そして、表面板２０において封止層２６及び背面層２８よりも車両幅方向外側でかつ被接着部２２よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出してルーフサイド部１２のフランジ部１６よりも車両幅方向内側に位置する延出部２４Ａが形成され、延出部２４Ａの延出先端側にはフランジ部１６の下面１６Ｄに係止された爪部２４Ｂが形成されている。このため、ルーフサイド部１２のフランジ部１６から表面板２０の被接着部２２を剥がそうとする荷重が作用しても、表面板２０の延出部２４Ａの延出先端側に形成された爪部２４Ｂがルーフサイド部１２のフランジ部１６の下面１６Ｄに係止されていることで、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュール１８の外れが防止される。

以上説明したように、本実施形態の車体上部構造によれば、接着剤の接着力のみに頼らないで、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュール１８の外れを防止することができる。

なお、本実施形態において表面板２０を構成するポリカーボネートは、例えば、ガラスに比べて線膨張係数が大きいので、温度変化が生じた場合、本実施形態に係る構成はガラスを表面板とする対比構造と比べて接着剤３０がより大きいせん断力を受ける。また、ポリカーボネートを接着対象としてウレタン系の接着剤を用いて接着した構造は、例えば、ガラスを接着対象としてウレタン系の接着剤を用いて接着した対比構造に比べて接着力が弱い。これらにより、表面板２０をポリカーボネートで構成する場合、表面板をガラスで構成する場合よりも、太陽電池モジュール１８の取付強度を向上させるニーズが高いが、本実施形態ではそのようなニーズに応えることができる。

さらに、樹脂製のルーフを構成する太陽電池モジュール１８は、封止層２６及び背面層２８が表面板２０にぶら下がった状態となっているため、表面板２０が振動し易い。このため、そのような太陽電池モジュール１８で構成された樹脂製のルーフにおいては、例えば板厚が一定の樹脂製のルーフと比べて外れ防止に対するニーズが高いが、本実施形態ではそのようなニーズに応えることができる。

また、本実施形態では、太陽電池モジュール１８の左右両側の前側及び後側において表面板２０の延出部２４Ａの延出先端側に爪部２４Ｂが形成されてその爪部２４Ｂがルーフサイド部１２のフランジ部１６の下面１６Ｄに係止される構成とされることで、太陽電池モジュール１８を組み付ける際には、太陽電池モジュール１８を所定範囲の車両幅方向位置に配置させること（センタリングすること）もできる。これにより、例えば、平面視における太陽電池モジュール１８の長手方向の向きのばらつき等も抑えられる。

また、本実施形態では、樹脂製のルーフは、太陽電池モジュール１８で構成された所謂ソーラールーフとされているが、本発明の実施形態ではない参考例として、樹脂製のルーフは、ソーラールーフ以外の樹脂製のルーフであってもよい。この場合、樹脂製のルーフは、車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部がルーフサイド部（１２）のフランジ部（１６）の上面（１６Ｕ）に接着剤（３０）を介して接合された被接着部とされ、当該樹脂製のルーフにおいて車両幅方向外側に配置された部位であってかつ前記被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出してルーフサイド部（１２）のフランジ部（１６）よりも車両幅方向内側に位置する延出部が形成され、前記延出部の延出先端側にはルーフサイド部（１２）のフランジ部（１６）の下面（１６Ｄ）に係止された爪部が形成されている構成とされる。なお、樹脂製のルーフには、例えば、アクリル樹脂等のようなポリカーボネート以外の樹脂が適用されてもよい。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車体上部
１２ ルーフサイド部
１６ フランジ部
１６Ｄ フランジ部の下面
１６Ｕ フランジ部の上面
１８ 太陽電池モジュール（ルーフ）
２０ 表面板
２２ 被接着部
２４Ａ 延出部
２４Ｂ 爪部
２６ 封止層
２６Ａ 発電素子
２８ 背面層
３０ 接着剤

Claims (1)

1. 車体上部の両サイドにおいて車両前後方向に延在すると共に、車両幅方向内側に張り出したフランジ部を備えるルーフサイド部と、
   前記車体上部に配置されて車両幅方向外側の両端部側が前記ルーフサイド部に取り付けられた樹脂製のルーフと、
   を有し、
   前記ルーフは、車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部が前記ルーフサイド部の前記フランジ部の上面に接着剤を介して接合された被接着部とされており、
   前記ルーフにおいて車両幅方向外側に配置された部位であってかつ前記被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側からは、車両下方側に延出して前記ルーフサイド部の前記フランジ部よりも車両幅方向内側に位置する延出部が形成され、前記延出部の延出先端側には前記フランジ部の下面に係止された爪部が形成されており、
   前記ルーフは、発電素子が封止された封止層と、前記封止層における前記発電素子の受光面側に接合されて樹脂からなる表面板と、前記封止層における前記発電素子の受光面側とは反対側に接合されて樹脂からなる背面層と、を備える太陽電池モジュールで構成され、
   前記表面板は、前記封止層及び前記背面層よりも車両幅方向外側に配置された部位における下面の一部が前記被接着部とされており、
   前記延出部は、前記表面板において前記封止層及び前記背面層よりも車両幅方向外側でかつ前記被接着部よりも車両幅方向内側に配置された部位の下面側から車両下方側に延出すると共に、車両前後方向に延在しており、
   さらに、前記表面板は、前記延出部と前記爪部とを備える一体成形品とされ、前記爪部は、その基端から車両幅方向外側へ向けて車両上方側に傾斜し、前記延出部及び前記爪部は、前記太陽電池モジュールの車両幅方向の左右両側における車両前後方向の前側及び後側に設定されている、車体上部構造。