JP6136895B2 - 車両ルーフ構造 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池を有する車両ルーフ構造に関する。

特開平１１−１５７３４２号公報（特許文献１）に開示されているように、太陽電池を備えた車両ルーフ構造が知られている。同公報に開示された太陽電池は、面状に並べられた複数の太陽電池セルを含む。複数の太陽電池セルは、ガラスパネル上において樹脂封止されている。ガラスパネル上にて樹脂封止された複数の太陽電池セルを備えるルーフ構造体は、その太陽電池セル側において、スペーサーを介して補強部材により支持されている。

特開平１１−１５７３４２号公報

車両のルーフには、積雪や洗車などによる荷重が作用する。特許文献１のように、太陽電池セルの直下にスペーサーやクッション材などを配置してルーフ構造体を支持する構成では、ルーフが荷重を受けた際に、その荷重がスペーサー部材などを介して太陽電池セルに入力され、太陽電池セルが故障してしまうという虞がある。この場合、太陽電池セルは適切な発電ができなくなる。

本発明は、上記のような実情に鑑みて為されたものであって、太陽電池が応力を受けて故障すること抑制可能な車両ルーフ構造を提供することを目的とする。

本発明に基づく車両ルーフ構造は、間隔を空けて面状に並べられた複数の太陽電池セルおよび複数の上記太陽電池セルを封止する封止樹脂を有する太陽電池ユニットと、透明性を有し、上記太陽電池ユニットを上方側から覆うように配置されたルーフパネルと、棒状に延びる形状を有し、上記太陽電池ユニットの下方に配置された補強部材と、を備え、複数の上記太陽電池セルは、行列状に並べられており、複数の上記太陽電池セルにおける２行２列に並べられた４つの上記太陽電池セルのうちの平面視で斜め方向において隣り合う２つの上記太陽電池セルの間に形成されている上記間隔を隙間領域と定義すると、棒状に延びる上記補強部材は、複数の上記隙間領域に対応する位置を通るように配置され、上記補強部材は、複数の上記隙間領域に対応する位置にそれぞれ設けられた複数の支持部により上記太陽電池ユニットを支持する。

上記構成によれば、車両のルーフが荷重を受けた場合であっても、その荷重に起因する応力は、隣り合う太陽電池セル同士の間に位置する封止樹脂に主として作用する。その荷重に起因する応力が太陽電池セルに作用することは効果的に抑制されており、太陽電池セルが故障しにくい構成を実現できる。

好ましくは、複数の上記支持部は、上記太陽電池ユニットとは別体として設けられたクッションゴムを含み、上記補強部材は、上記クッションゴムを介して上記太陽電池ユニットを支持する。

好ましくは、複数の上記支持部は、上記太陽電池ユニットに一体的に形成され且つ上記封止樹脂の一部が上記補強部材の側に向かって隆起するように形成された隆起部を含み、上記補強部材は、上記隆起部を介して上記太陽電池ユニットを支持する。

好ましくは、上記ルーフパネルは、複数の上記太陽電池セル同士の間に形成された上記間隔に対応する位置において上記ルーフパネルに一体的に形成された凸部を含み、上記隆起部は、上記ルーフパネルに上記凸部が設けられていることによって形成されている。

好ましくは、上記太陽電池ユニットは、複数の上記太陽電池セル同士の間に形成された上記間隔に対応する位置に設けられた位置決め部を備え、上記補強部材は上記位置決め部により上記太陽電池ユニットに位置決めされる。

好ましくは、上記補強部材は開口部を有し、上記位置決め部は、上記ルーフパネルに固定されるとともに上記封止樹脂から上記補強部材の側に向かって棒状に延びる突起部を有している。

好ましくは、上記補強部材は、金属製の部材から形成され、車両の前後方向およびまたは車幅方向に延在するように配置された複数のリインフォースを含む。好ましくは、上記ルーフパネルは、樹脂製である。

本発明によれば、太陽電池が応力を受けて故障すること抑制可能な車両ルーフ構造を得ることができる。

実施の形態における車両を示す斜視図である。 実施の形態における車両のルーフを模式的に示す部分平面図である。 実施の形態における車両に備えられる車両ルーフ構造を模式的に示す斜視図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 図２中のＶ線で囲まれた領域を拡大して示す図である。 図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面図である。 図２中のＶＩＩ線で囲まれた領域を拡大して示す図である。 図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態における車両に備えられる車両ルーフ構造が荷重を受けている際の様子を示す断面図である。 実施の形態における車両に備えられる車両ルーフ構造が荷重を受けている際の様子を示す他の断面図である。 実施の形態の第１変形例における車両ルーフ構造を示す断面図である。 実施の形態の第２変形例における車両ルーフ構造を示す平面図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

図１は、実施の形態における車両１０を示す斜視図である。図中の矢印Ｌは車両左方向を示し、矢印Ｒは車両右方向を示す。矢印ＬＲで示される方向は車幅方向である。矢印Ｆは車両前進方向を示し、矢印Ｂは車両後退方向を示す。矢印ＦＢで示される方向は車両の前後方向である。これらについては、後述する図２〜図５，図７および図１２においても共通している。

図１に示すように、車両１０は、ルーフ１に設けられた車両ルーフ構造２を備えている。図２は、車両１０のルーフ１を模式的に示す部分平面図である。図２に示すように、車両のルーフ１は、左右に配置されたルーフサイドレール６間に取り付けられた車両ルーフ構造２を備えている。

図３は、車両ルーフ構造２を模式的に示す斜視図である。図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。図２〜図４に示すように、車両ルーフ構造２は、太陽電池ユニット３、ルーフパネル４Ｐ、複数のリインフォース６Ｒ（補強部材）、および複数の支持部５を備えている。太陽電池ユニット３は、複数の太陽電池セル３Ｃと、封止樹脂としての透明樹脂３Ｒ（図３，図４）と、透明樹脂３Ｒの下面側に設けられたフィルム３Ｆ（図３，図４）とを含んでいる。

複数の太陽電池セル３Ｃは、間隔を空けて面状に並べられ、互いに直並列接続されて電池を構成している。本実施の形態では、太陽電池セル３Ｃの各々は、平面視で四角形状パネルの四隅が少し切り欠かれた略八角形状を有している。そして、複数の太陽電池セル３Ｃは隣り合うセル間において互いの切り欠き部が隣り合うように行列状に並べられている。太陽電池セル３Ｃの各々は、シリコン系の結晶を含んでおり、過度な曲げ荷重を受けた場合に故障しやすいという特徴を有している。太陽電池ユニット３に含まれる太陽電池セル３Ｃの大きさ、形状、数、ならびに隣り合う太陽電池セル３Ｃ間の間隔は、車両ルーフ構造２のルーフパネル４Ｐ内において、太陽電池セル３Ｃの搭載密度ができるだけ高くなるように構成されている。即ち、正方形や長方形など四角形状の太陽電池セル３Ｃを用いてもよく、円盤形状の太陽電池セル３Ｃを用いてもよい。なお、隣り合う太陽電池セル３Ｃの間の間隔は、太陽電池セル３Ｃの配線スペースや封止樹脂の熱伸縮吸収しろなど、諸条件によりその必要最小距離が設定される。

封止樹脂としての透明樹脂３Ｒは、発電素子である太陽電池セル３Ｃや配線などのモジュール内部部材を被覆して、水分浸入や衝撃から内部部材を保護するものである。透明樹脂３Ｒとしては、ＥＶＡ（エチレン酢酸共重合体）やＰＶＢ（ポリビニルブチラノール）やシリコーン樹脂などの公知の封止樹脂材料が使用される。透明樹脂３Ｒは、複数の太陽電池セル３Ｃを封止し、複数の太陽電池セル３Ｃをルーフパネル４Ｐの下面に接着している（図４参照）。また、透明樹脂３Ｒのルーフパネル４Ｐと反対側にはフィルム３Ｆが設けられており、ルーフパネル４Ｐと太陽電池セル３Ｃを内包する透明樹脂３Ｒとフィルム３Ｆとは、一体化されたユニットを構成している。

ルーフパネル４Ｐは車両１０のルーフ１において上面の一部を構成する部材であり、板状の形状を有している。図３においては、便宜上のためルーフパネル４Ｐは一点鎖線を用いて模式的に図示している。ルーフパネル４Ｐの上面は、車両の外表面を構成しており外部に露出している。また、ルーフパネル４Ｐは、その下面にて太陽電池ユニット３を上方側から覆っている。本実施の形態では、ルーフパネル４Ｐとして、透明性を有する樹脂パネルが使用されている。ルーフパネル４Ｐを構成する樹脂材料としては、たとえばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂やＰＥＴ樹脂や塩化ビニル樹脂などがあり、使用環境に合わせて適宜選択される。太陽光は、ルーフパネル４Ｐを通過して太陽電池ユニット３の各太陽電池セル３Ｃに到達する。また、樹脂製のルーフパネル４Ｐの外表面にはハードコートなどがコーティングされており、耐傷つき性が高められている。ルーフパネル４Ｐとして、ガラス製のパネルを用いてもよいが、樹脂パネルを用いた場合は、ガラス製のパネルを用いた場合に比較してルーフ全体の重量を軽くすることができるという利点を有している。

複数の太陽電池セル３Ｃをルーフパネル４Ｐの下面（車両の外表面と反対側の面）に接着するためには、たとえば次の方法を採用できる。まず、ルーフパネル４Ｐの下面を上に向け、そのルーフパネル４Ｐ上にシート材を配置する。このシート材は、透明性を有する熱可塑性樹脂（たとえばＥＶＡ）から形成された部材であり、封止樹脂を構成する。次に、シート材の上に複数の太陽電池セル３Ｃを面状に並べる。複数の太陽電池セル３Ｃを覆うように他のシート材を配置する。このシート材も、透明性を有する熱可塑性樹脂（たとえばＥＶＡ）から形成された部材であり、封止樹脂を構成する。その後、シート材を覆うようにフィルム３Ｆを配置する。

次に、上記の２枚のシート材を、フィルム３Ｆとルーフパネル４Ｐとの間において真空加熱する。２枚のシート材は溶融する。真空加熱を解除することにより、２枚のシート材は固化し、封止樹脂としての透明樹脂（図４中の透明樹脂３Ｒを参照）を形成する。複数の太陽電池セル３Ｃは、封止樹脂により封止されるとともにルーフパネル４Ｐに接着される。

補強部材としてのリインフォース６Ｒは、棒状に延びる形状を有し、太陽電池ユニット３の下方に配置される。リインフォース６Ｒは、次述する複数の支持部５（クッションゴム５Ｒ）により、太陽電池ユニット３を下方側（車室側）から支持している。リインフォース６Ｒは、鉄等の金属製の部材から形成され、角筒状の形状を有している（図３参照）。各リインフォース６Ｒは、車幅方向に延在しており、車両の前後方向に間隔Ｐ（図２）を空けて平行に並んでいる。間隔Ｐは、たとえば３００ｍｍである。

複数の支持部５は、複数のクッションゴム５Ｒ（図６も参照）および複数の位置決め部５Ｓ（図８も参照）を含み、これらは太陽電池ユニット３の透明樹脂３Ｒ（より具体的にはフィルム３Ｆ）とリインフォース６Ｒとの間に設けられている。以下、クッションゴム５Ｒおよび位置決め部５Ｓの形状および配置について説明する。

（クッションゴム５Ｒ）
図５は、図２中のＶ線で囲まれた領域を拡大して示す図である。図５中には、複数のうちの２行２列に並べられた４つの太陽電池セル３Ｃ（３Ｃ１〜３Ｃ４）と、幅Ｗを有し車幅方向に延びるリインフォース６Ｒと、太陽電池ユニット３（図４参照）を覆うように設けられたルーフパネル４Ｐと、太陽電池ユニット３とリインフォース６Ｒとの間に設けられたクッションゴム５Ｒとが図示されている。図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面図である。

図５および図６を参照して、上述のとおり、複数の太陽電池セル３Ｃの各々は、平面視で略八角形状を有しており、間隔を空けて面状に並べられている。複数の太陽電池セル３Ｃの各々は、車両の前後方向に延びる外縁３Ｅ１、車幅方向に延びる外縁３Ｅ２、および、外縁３Ｅ１と外縁３Ｅ２との間に形成され且つ斜め方向に延びる外縁３Ｅ３を有している。

２つの太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ２は、車幅方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ２の外縁３Ｅ１の間には、間隔Ｌ１が設けられている。２つの太陽電池セル３Ｃ３，３Ｃ４も、車幅方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ３，３Ｃ４の外縁３Ｅ１の間にも、間隔Ｌ１が設けられている。

２つの太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ３は、車両の前後方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ３の外縁３Ｅ２の間には、間隔Ｌ２が設けられている。２つの太陽電池セル３Ｃ２，３Ｃ４も、車両の前後方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ２，３Ｃ４の外縁３Ｅ２の間にも、間隔Ｌ２が設けられている。

２つの太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ４は、斜め方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ４の外縁３Ｅ３の間には、間隔Ｌ３が設けられている。２つの太陽電池セル３Ｃ２，３Ｃ３も、斜め方向において隣り合っている。太陽電池セル３Ｃ２，３Ｃ３の外縁３Ｅ３の間には、間隔Ｌ４が設けられている。即ち、行列状に配置された複数の太陽電池セル３Ｃは、隣り合うセル間において切り欠き部が隣り合うように配列されているので、上記４つの太陽電池セル３Ｃ１，３Ｃ２，３Ｃ３，３Ｃ４の間には、切り欠き部によって比較的大きな隙間が形成されている。

間隔Ｌ１，Ｌ２の寸法は、たとえば３ｍｍ〜５ｍｍである。この値は、太陽電池セル同士を接続する配線作業や、フィルム３Ｆを用いてＥＶＡなどの透明熱可塑性樹脂を固化させる際の透明樹脂３Ｒの熱収縮の程度、および、複数の太陽電池セルの全体のレイアウトなどに鑑みて最適化される。間隔Ｌ３，Ｌ４の寸法は、たとえば、太陽電池セルのサイズや、太陽電池セルの製造工程などに応じて決定される。

クッションゴム５Ｒは、本実施の形態では平面視で略八角形状を有しており、太陽電池ユニット３の透明樹脂３Ｒ（フィルム３Ｆ）とリインフォース６Ｒとの間に設けられている。クッションゴム５Ｒは、太陽電池ユニット３（透明樹脂３Ｒ）とは別体として設けられる。図６に示すように、クッションゴム５Ｒとリインフォース６Ｒとの間には、接着剤５Ｇが設けられていることが好ましい。クッションゴム５Ｒは、太陽電池セル３Ｃ１〜３Ｃ４の間に形成された間隔Ｌ３，Ｌ４に対応する位置に設けられている。

換言すると、間隔Ｌ３，Ｌ４により形成された領域（太陽電池セルが設けられていない領域）を隙間領域という場合、クッションゴム５Ｒは、この隙間領域に対応する位置に設けられている。平面視において、クッションゴム５Ｒはこの隙間領域よりも小さい面積を有している。クッションゴム５Ｒ（クッションゴム５Ｒの上面）を隙間領域およびリインフォース６Ｒに対して投影した場合、クッションゴム５Ｒ（クッションゴム５Ｒの上面）の投影像の全部は、隙間領域およびリインフォース６Ｒの投影像内に含まれる。

平面視において、クッションゴム５Ｒの外縁と太陽電池セル３Ｃの外縁３Ｅ３との間の距離Ｌ５（図５）は、たとえば３ｍｍ〜５ｍｍである。クッションゴム５Ｒは、以上のように構成および配置される。クッションゴム５Ｒを介して、リインフォース６Ｒは太陽電池ユニット３を支持する。

（位置決め部５Ｓ）
図７は、図２中のＶＩＩ線で囲まれた領域を拡大して示す図である。図７中には、複数のうちの２行２列に並べられた４つの太陽電池セル３Ｃ（３Ｃ５〜３Ｃ８）と、リインフォース６Ｒと、ルーフパネル４Ｐと、位置決め部５Ｓとが図示されている。位置決め部５Ｓは、太陽電池ユニット３からリインフォース６Ｒに向けて突出する部分（ボス５Ｓ２）を有している。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

車幅方向において隣り合う太陽電池セル３Ｃ５，３Ｃ６の外縁３Ｅ１の間には、間隔Ｌ１が設けられている。太陽電池セル３Ｃ７，３Ｃ８の外縁３Ｅ１の間にも、間隔Ｌ１が設けられている。車両の前後方向において隣り合う太陽電池セル３Ｃ５，３Ｃ７の外縁３Ｅ２の間には、間隔Ｌ２が設けられている。太陽電池セル３Ｃ６，３Ｃ８の外縁３Ｅ２の間にも、間隔Ｌ２が設けられている。斜め方向において隣り合う太陽電池セル３Ｃ５，３Ｃ８の外縁３Ｅ３の間には、間隔Ｌ３が設けられている。斜め方向において隣り合う太陽電池セル３Ｃ６，３Ｃ７の外縁３Ｅ３の間には、間隔Ｌ４が設けられている。

位置決め部５Ｓは、ボス座５Ｓ１およびボス５Ｓ２（突起部）を含んでいる。ボス座５Ｓ１およびボス５Ｓ２は、たとえばポリカーボネートから形成される。ボス座５Ｓ１は、平面視で略八角形状を有している。位置決め部５Ｓは、ルーフパネル４Ｐに固定されている。位置決め部５Ｓは、二色成型法などにより、ルーフパネル４Ｐと一体化されていることが好ましい。ボス５Ｓ２は、太陽電池ユニット３からリインフォース６Ｒの側に向かって棒状に延びる形状を有している。リインフォース６Ｒには、円形状の開口部４Ｈが設けられており、開口部４Ｈは、ボス５Ｓ２を開口部４Ｈに差し込み可能な大きさおよび形状に設定されている。

位置決め部５Ｓは、太陽電池セル３Ｃ５〜３Ｃ８の間に形成された間隔Ｌ３，Ｌ４に対応する位置に設けられている。間隔Ｌ３，Ｌ４により形成された領域（太陽電池セルが設けられていない領域）を隙間領域とした場合、平面視において位置決め部５Ｓはこの隙間領域よりも小さい面積を有している。位置決め部５Ｓを隙間領域およびリインフォース６Ｒに対して投影した場合、位置決め部５Ｓの投影像の全部は、隙間領域の投影像内に含まれる。

平面視において、位置決め部５Ｓ（ボス座５Ｓ１）の外縁と太陽電池セル３Ｃの外縁３Ｅ３との間の距離Ｌ５（図７）は、たとえば３ｍｍ〜５ｍｍである。リインフォース６Ｒは、開口部３Ｈに位置決め部５Ｓが差し込まれることにより位置決めされる。

図２および図３を再び参照して、１本のリインフォース６Ｒについてみた場合、以上のように構成される複数の位置決め部５Ｓは、車幅方向の左右両端部と中央部とにそれぞれ１つずつ配置され、複数のクッションゴム５Ｒはそれらの間に配置されている。説明上の便宜のため、図２中に示される位置決め部５Ｓおよびクッションゴム５Ｒには、これらを区別するように異なる２種類（右肩下がりおよび右肩上がり）のハッチングをそれぞれ付している。車幅方向の左右両端部と中央部とにそれぞれ１つずつ配置された位置決め部５Ｓにより、高い位置決め機能が発揮できており、複数のクッションゴム５Ｒにより高い制振性および緩衝性が得られている。

（固定構造）
図２および図４を再び参照して、太陽電池ユニット３、ルーフパネル４Ｐおよびリインフォース６Ｒを車両１０（図１）のルーフサイドレール６に固定するためには、ブラケット７および締結具８が用いられる。ルーフサイドレール６は、サイメンアウタ６Ｔおよびレールインナ６Ｓを含み、車幅方向両側縁部において車両の前後方向に延びている。

ブラケット７のうちのルーフサイドレール６の側の端部は、レールインナ６Ｓに締結具８を用いて固定され、ブラケット７のうちのリインフォース６Ｒの側の端部は、リインフォース６Ｒに他の締結具８を用いて固定される。リインフォース６Ｒは、車両左側のブラケット７と車両右側のブラケット７（図示せず）を介して左右両側のルーフサイドレール６に橋渡し状に両端支持される。なお、ブラケット７は必ずしも必要ではなく、リインフォース６Ｒをルーフサイドレール６に直接取り付ける構成であってもよい。

リインフォース６Ｒとブラケット７とは、締結具８により固定され、ユニット化される。また、ルーフパネル４Ｐとルーフサイドレール６は、ルーフパネル４Ｐの車内側端部周囲とルーフサイドレール６との隙間をウレタン系の接着剤９（図４）により埋められる。その後、リインフォース６Ｒとブラケット７とのユニットは、上記の位置決め部５Ｓ（図８）を活用しつつ位置決めされ、太陽電池ユニット３およびルーフパネル４Ｐに取り付けられる。その後、リインフォース６Ｒとブラケット７のユニットとは、ルーフサイドレール６に対して締結具８を用いて固定される。

（作用および効果）
冒頭で述べたとおり、車両のルーフには積雪や洗車などによる荷重が作用する。仮に、クッションゴム５Ｒや位置決め部５Ｓなどの支持部５が、平面視において太陽電池セル３Ｃに重なる位置に設けられているとする。この場合、車両のルーフが荷重を受けた際、その荷重に起因する応力が太陽電池セル３Ｃに作用する。太陽電池セルは故障し、適切に発電しなくなることがある。

図９を参照して、これに対して本実施の形態では、クッションゴム５Ｒは、隣り合う太陽電池セル３Ｃ同士の間に形成された間隔に対応する位置に設けられている。車両のルーフが荷重を受けた場合であっても、その荷重に起因する応力は、隣り合う太陽電池セル３Ｃ同士の間に位置する透明樹脂３Ｒ（太陽電池セル３Ｃが設けられていない部分）に主として作用する。応力が太陽電池セル３Ｃに作用することは効果的に抑制されており、太陽電池セルが故障しにくい構成を実現できている。太陽電池セル３Ｃ間に形成された隙間を上記のように活用することにより、太陽電池セル３Ｃの搭載密度ができるだけ高くなるように構成するとよい。

本実施の形態では、樹脂製のルーフパネル４Ｐが用いられる。ガラス製のパネルの代わりに樹脂製のルーフパネル４Ｐを用いた場合は、ルーフ１の重量が軽くなるという利点が得られるが、樹脂製のルーフパネル４Ｐはガラス製のパネルに比べて剛性が弱いため、所定の幅を有するリインフォース６Ｒが補強部材として用いられる。一方で、太陽電池セルは一般的にはその搭載密度を上げるために、隣り合うセル間の間隔が小さくなるように面状に配置される。したがって、リインフォース６Ｒに要求される強度や、隣り合うセル間の間隔によっては、リインフォース６Ｒの幅が、隣接する太陽電池セル３Ｃ間の間隔よりも大きくなる場合がある。

リインフォース６Ｒの幅が隣接する太陽電池セル３Ｃ間の間隔よりも大きい場合、仮に、クッションゴム５Ｒを用いないでリインフォース６Ｒで太陽電池ユニット３を直接的に支持したとすると、断面上下方向においてセルの端部がリインフォース６Ｒと干渉することとなり、セルに余計な応力が入力されて壊れる可能性がある。ここで、円柱状の一般的なインゴッドからセル（単結晶セル）を切り出して太陽電池セル３Ｃを作成した場合、太陽電池セル３Ｃの形状は、四角形の角部がとれた八角形とすることができる。四隅の角部が太陽電池セル３Ｃに形成されていることによって、複数枚の太陽電池セル３Ｃを行列状に配置した場合、これらの間には比較的大きな隙間が形成される。本実施の形態では、この隙間を積極的に活用してクッションゴム５Ｒや位置決め部５Ｓを配置している。したがって本実施の形態では、応力が太陽電池セル３Ｃに作用することを効果的に抑制できることに加えて、隙間の有効な活用が図られており、ひいては太陽電池セル３Ｃの搭載密度の向上を効率良く図れる構成を実現できている。

本実施の形態では、位置決め部５Ｓ（図８）も、隣り合う太陽電池セル３Ｃ同士の間に形成された間隔に対応する位置に設けられている。位置決め部５Ｓがリインフォース６Ｒに固定されている場合には、図９を参照して説明した場合と同様の事象がおこり得る。すなわち、車両のルーフが荷重を受けた場合であっても、その荷重に起因する応力は、隣り合う太陽電池セル３Ｃ同士の間に位置する透明樹脂３Ｒ（太陽電池セル３Ｃが設けられていない部分）に主として作用する。応力が位置決め部５Ｓから太陽電池セル３Ｃに作用することは効果的に抑制されており、太陽電池セルが故障しにくい構成を実現できている。

図１０を参照して、上記の場合に限られず、リインフォース４Ｒを太陽電池ユニット３に組み付ける際、ボス５Ｓ２が開口部４Ｈに上手く入らずに、ボス５Ｓ２の下端がリインフォース６Ｒの表面に接触する場合も想定される。このような場合であっても、その荷重に起因する応力が太陽電池セル３Ｃに作用することは効果的に抑制されており、太陽電池セルが故障しにくい構成を実現できている。

本実施の形態では、透明樹脂から形成されたルーフパネル４Ｐと複数のリインフォース６Ｒとにより、所定の剛性を実現できるとともに、軽量化を図ることが可能となっている。ルーフパネル４Ｐの板厚を厚くすることによって剛性を上げることに比べて、ルーフパネル４Ｐの板厚をあまり厚くせずリインフォース６Ｒを採用して剛性を上げることの方が全体の重量を軽くすることが可能である。リインフォース６Ｒによる重量の増加分を考慮したとしても、ガラス製のパネルを用いる場合に比べて全体の重量を軽くすることが可能である。

上述のとおり、本実施の形態の太陽電池セル３Ｃは、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）などの透明熱可塑性樹脂により封止されている。ＥＶＡで封止する方法は、ＦＲＰ内に太陽電池を封入する方法に比べて処理工程にかかる時間を短くすることができ、生産性を向上させることができる。

［第１変形例］
図１１に示す車両ルーフ構造２Ａのように、支持部は、隆起部５Ｑを含んでいてもよい。隆起部５Ｑは、クッションゴムに代わって用いられることができる。隆起部５Ｑは、ルーフパネル４Ｐの下面に凸部４Ｑを予め設けた状態で透明樹脂３Ｒを固化することにより形成される。隆起部５Ｑは、太陽電池ユニット３と一体的に形成された部位であり、太陽電池セル３Ｃを封止する透明樹脂３Ｒの一部がリインフォース６Ｒの側に向かって隆起する形状を有している。隆起部５Ｑを介して、リインフォース６Ｒは透明樹脂３Ｒにより封止された太陽電池ユニット３を支持する。当該構成によっても、上記と同様の作用および効果を得ることができる。

［第２変形例］
図１２に示す車両ルーフ構造２Ｂのように、支持部は、複数のうちの隣り合う２つの太陽電池セル３Ｃの間に形成された間隔に対応する位置に設けられていてもよい。図１２の中では、車両の前後方向において隣り合う太陽電池セル３ＣＡ，３ＣＢの間にクッションゴム５Ｒが設けられている。クッションゴム５Ｒは、車幅方向に延びる形状を有している。クッションゴム５Ｒや位置決め部５Ｓなどの支持部５は、車幅方向において隣り合う太陽電池セル３ＣＡ，３ＣＣの間に設けられていてもよい。これらの構成によっても、上記と同様の作用および効果を得ることができる。

［その他の変形例］
上述の実施の形態では、支持部としてのクッションゴム５Ｒ（図６）と、位置決め部５Ｓ（図８）とが採用されている。この構成に限られず、位置決め部５Ｓに位置決め機能と支持部としての支持機能との両方を持たせるように構成してもよいし、クッションゴム５Ｒ（支持部）に位置決め部としての機能を持たせてもよい。このような場合であっても、複数の太陽電池セル同士の間に形成された間隔に対応する位置を利用して位置決め部や支持部を設けているので、太陽電池が応力を受けて故障すること抑制できるという効果を得ることができる。クッションゴム、位置決め部、および隆起部は、適宜組み合わせて実施されることもでき、単独で実施されることも可能である。

支持部としては、クッション機能を有していない部材であってもよい。この場合であっても、複数の太陽電池セル同士の間に形成された間隔に対応する位置に支持部が設けられることによって、太陽電池が応力を受けて故障すること抑制できるという効果を得ることができる。

上述の実施の形態では、リインフォース６Ｒが開口部４Ｈを有している。開口部４Ｈは、貫通孔の形状に限られず、凹部形状を有していてもよい。この構成に限られず、開口部（凹部）が太陽電池ユニット３（透明樹脂３Ｒ）の側に設けられ、位置決め部がリインフォース６Ｒの側に設けられてもよい。換言すると、位置決め機能を発揮できれば、リインフォース６Ｒおよび透明樹脂３Ｒのうちの一方に開口部が設けられ、リインフォース６Ｒおよび透明樹脂３Ｒのうちの他方に位置決め部５Ｓが固定されていればよい。これらの場合であっても、複数の太陽電池セル同士の間に形成された間隔に対応する位置に位置決め部が設けられることによって、太陽電池が応力を受けて故障すること抑制できるという効果を得ることができる。

上述の実施の形態では、補強部材として、棒状に延びる形状を有するリインフォース６Ｒが用いられる。補強部材としては、棒状の部材に限られず、平板または湾曲板などの板状の部材が用いられてもよい。板状の部材は、ルーフパネル４Ｐと同様の大きさを有していてもよいし、複数枚に分割された構成を有していてもよい。

上述の実施の形態では、リインフォース６Ｒは角筒状（略ロ字形状）の断面形状を有している。リインフォース６Ｒは、円筒状や円柱状の断面形状を有していてもよいし、Ｃ字形状やコ字形状の断面形状を有していてもよいし、ハット型の断面形状を有していてもよい。リインフォース（補強部材）の断面形状は、必要な剛性に応じて、最適な断面二次モーメントを有する形状に決定されることが好ましい。

上述のリインフォース６Ｒは、車幅方向に延在するように配置されている。リインフォース６Ｒは、車両の前後方向に延在するように配置されていてもよいし、車幅方向に延在するものと車両の前後方向に延在するものとの双方が組み合わされていてもよい。

以上、本発明に基づいた実施の形態および変形例について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ルーフ、２，２Ａ，２Ｂ 車両ルーフ構造、３ 太陽電池ユニット、３Ｃ１，３Ｃ２，３Ｃ３，３Ｃ４，３Ｃ５，３Ｃ６，３Ｃ７，３Ｃ８，３ＣＡ，３ＣＢ，３ＣＣ 太陽電池セル、３Ｅ１，３Ｅ２，３Ｅ３ 外縁、３Ｆ フィルム、３Ｈ，４Ｈ 開口部、３Ｒ 透明樹脂、４Ｐ ルーフパネル、４Ｑ 凸部、５ 支持部、５Ｇ，９ 接着剤、５Ｑ 隆起部（支持部）、５Ｒ クッションゴム（支持部）、５Ｓ 位置決め部（支持部）、５Ｓ１ ボス座、５Ｓ２ ボス（突起部）、６ ルーフサイドレール、６Ｒ リインフォース（補強部材）、６Ｓ レールインナ、６Ｔ サイメンアウタ、７ ブラケット、８ 締結具、１０ 車両、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 間隔。

Claims (8)

1. 間隔を空けて面状に並べられた複数の太陽電池セルおよび複数の前記太陽電池セルを封止する封止樹脂を有する太陽電池ユニットと、
   透明性を有し、前記太陽電池ユニットを上方側から覆うように配置されたルーフパネルと、
   棒状に延びる形状を有し、前記太陽電池ユニットの下方に配置された補強部材と、を備え、
   複数の前記太陽電池セルは、行列状に並べられており、
   複数の前記太陽電池セルにおける２行２列に並べられた４つの前記太陽電池セルのうちの平面視で斜め方向において隣り合う２つの前記太陽電池セルの間に形成されている前記間隔を隙間領域と定義すると、
   棒状に延びる前記補強部材は、複数の前記隙間領域に対応する位置を通るように配置され、
   前記補強部材は、複数の前記隙間領域に対応する位置にそれぞれ設けられた複数の支持部により前記太陽電池ユニットを支持する、
   車両ルーフ構造。
2. 複数の前記支持部は、前記太陽電池ユニットとは別体として設けられたクッションゴムを含み、
   前記補強部材は、前記クッションゴムを介して前記太陽電池ユニットを支持する、
   請求項１に記載の車両ルーフ構造。
3. 複数の前記支持部は、前記太陽電池ユニットに一体的に形成され且つ前記封止樹脂の一部が前記補強部材の側に向かって隆起するように形成された隆起部を含み、
   前記補強部材は、前記隆起部を介して前記太陽電池ユニットを支持する、
   請求項１または２に記載の車両ルーフ構造。
4. 前記ルーフパネルは、複数の前記太陽電池セル同士の間に形成された前記間隔に対応する位置において前記ルーフパネルに一体的に形成された凸部を含み、
   前記隆起部は、前記ルーフパネルに前記凸部が設けられていることによって形成されている、
   請求項３に記載の車両ルーフ構造。
5. 前記太陽電池ユニットは、複数の前記太陽電池セル同士の間に形成された前記間隔に対応する位置に設けられた位置決め部を備え、
   前記補強部材は前記位置決め部により前記太陽電池ユニットに位置決めされる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両ルーフ構造。
6. 前記補強部材は開口部を有し、
   前記位置決め部は、前記ルーフパネルに固定されるとともに前記封止樹脂から前記補強部材の側に向かって棒状に延びる突起部を有している、
   請求項５に記載の車両ルーフ構造。
7. 前記補強部材は、金属製の部材から形成され、車両の前後方向およびまたは車幅方向に延在するように配置された複数のリインフォースを含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の車両ルーフ構造。
8. 前記ルーフパネルは、樹脂製である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の車両ルーフ構造。

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