JP6426480B2 - ソーラールーフ端部のシール構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両のルーフ部分に太陽光発電モジュール（もしくは、太陽光発電パネル、太陽電池パネル）を搭載する場合のような、積層構造のルーフパネル（すなわち、ソーラールーフ）における端部のシール構造に関するものである。

積層構造の太陽光発電モジュールを、例えば自動車の屋根材として使用する場合、太陽光発電モジュールの各層間の絶縁性や耐久性などの観点から、端部におけるシール性が要求される。そのような太陽光発電モジュールのシール構造に関連して、特許文献１には、シリコン樹脂と、そのシリコン樹脂中に分散されて内部に空洞部を有する複数の粒子とを有するシート状シール材、ならびに、そのシート状シール材を用いて、コの字形断面の嵌合部を有するフレームとその嵌合部に挿入される太陽光発電モジュールとの間をシールする構成が記載されている。

また、特許文献２には、熱硬化性樹脂層および粘着剤層を備えたシート状の端部用粘着シール材を太陽光発電モジュールの端部に貼り付けることにより、太陽光発電パネルの端部を封止し、アルミニウム合金などの金属製あるいは樹脂製のコの字形断面のフレームに太陽光発電モジュールを取り付けた構成が記載されている。

また、特許文献３には、ゴム系の粘着剤層、および、その表面を部分的に被覆するポーラススクリーンなどの非粘着剤層とからなるシート状のパネル端部用粘着シール材を用いて太陽光発電モジュールの端部を封止し、コの字形断面のフレームに太陽光発電パネルを取り付けた構成が記載されている。

なお、特許文献４には、支持部材のコの字断面の固定溝内に、独立気泡を有する架橋発泡ゴムからなるシール材を貼り付けることにより、水の浸入を長期にわたって防止するように構成した太陽光発電モジュールが記載されている。

特開２０１４−１３６２号公報 特開２０１１−５４７４３号公報 特開２０１１−８６８４１号公報 特開２０１０−１１８５９８号公報

上記の特許文献１，２，３に記載された構成では、シート状のシール材を使用して太陽光発電モジュールの端部とフレームとの間のシールを行っている。しかしながら、上記のようなシート状のシール材を使用するシール構造は、組み込みに際して加圧、加熱等の処理が必要であり、また端部を完全に覆うには入念な作業が必要である。したがって、作業性の点からは、施工時点で流動性があり、例えば経時的に硬化する不定形のシール材が好ましい。

しかしながら、上記の特許文献１，２，３に記載されているようなコの字形断面のフレームと、太陽光発電モジュールの端面との間を、上記のような流動性を有するシール材を用いてシールする場合には、太陽光発電モジュールの端面のシールが不十分になってしまったり、フレームの開口部からシール材が漏れ出して美観を損ねてしまったりするおそれがある。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、積層構造の太陽光発電モジュールを使用したソーラールーフにおいて、シール性および意匠性が良好なソーラールーフ端部のシール構造を実現することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、縦壁の上下から２枚のフランジが張り出すコの字形断面の嵌合部を有するルーフモールと、前記嵌合部に挿入される積層構造の太陽光発電モジュールと、前記嵌合部に充填される流動性を有するシール材とから構成されるソーラールーフ端部のシール構造において、前記上下２枚のフランジの内側中間位置に、前記シール材の流出を抑制する突状部が形成され、前記太陽光発電モジュールの端部が前記シール材内に埋没するように前記嵌合部に挿入され、前記挿入された太陽光発電モジュールは前記フランジと前記突状部とに当接し、前記嵌合部に前記突状部を隔てて前記シール材が溜まる溜まり部と、前記溜まり部から前記シール材があふれた場合に前記シール材が前記嵌合部に留まる所定の空間とが形成され、前記溜まり部は、前記挿入された太陽光発電モジュールの端部側に形成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、ルーフモールの嵌合部のいわゆるふところ部分に、十分のシール材が保持された状態でソーラールーフが組み込まれる。そのため、太陽光発電モジュールの端部が好適にシール材で覆われるので、良好なシール性能が発揮される。また、シール材が突状部から外に漏れ出ることがあっても外部からは遮蔽されて見えないため、美観を損ねることがない。すなわち、シール性および意匠性が良好なソーラールーフ端部のシール構造を実現することができる。

この発明におけるソーラールーフ端部のシール構造を説明するための断面図である。 従来のソーラールーフ端部のシール構造を示す断面図である。 従来のソーラールーフ端部のシール構造を示す断面図である。 従来のソーラールーフ端部のシール構造での課題を説明するための断面図である。 従来のソーラールーフ端部のシール構造を示す断面図である。 図５に示す従来のソーラールーフ端部のシール構造での課題を説明するための断面図である。 図５に示す従来のソーラールーフ端部のシール構造での課題を説明するための断面図である。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。近年、省エネルギや温室効果ガスの排出量削減などの観点から注目されている太陽光発電モジュールあるいは太陽電池パネルは、例えば、一般住宅の屋根等では、既存の屋根の上に外付けで用いられる。これに対して、車両に搭載する場合には、いわゆるソーラールーフとして、車両の屋根部分に、直接、太陽光発電モジュールを組み込むのが一般的である。

そのようなソーラールーフの構成例を、図２，図３に示してある。例えば、図２に示す従来のソーラールーフ１００は、車両の屋根の中央部分にガラス１０１を使用し、そのガラス１０１の裏面に、封止材１０２で覆われた太陽光発電セル１０３を貼り付け、背面板１０４で支持する構造である。このような構成のソーラールーフ１００では、太陽光発電セル１０３を包み込んだ封止材１０２がガラス１０１よりもやや小さく、ガラス１０１の周縁部よりも内側に位置している。そのため、ガラス１０１の周縁部を、ゴム製や樹脂製のルーフモール１０５を介して、車両のルーフレール１０６等で支持することにより、太陽光発電セル１０３や封止材１０２の端部が直接外部に露出しないようにしている。

上記のような従来のソーラールーフ１００に対して、近年、透明で強度の高いポリカーボネートを表面層に使用し、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）を室内側の背面板に使用することにより、軽量でコンパクトな積層形の太陽光発電パネルが開発されている。例えば、図３に示すソーラールーフ２００は、ポリカーボネート製の表面板２０１とＣＦＲＰ製の背面板２０２との間に、封止材２０３で覆われた太陽光発電セル２０４が挟持された積層構造となっている。このような積層構造のソーラールーフ２００を、図２に示したような従来の構成と同様に、ゴム製や樹脂製のルーフモール２０５を介して、車両のルーフレール２０６等で支持すると、積層構造のソーラールーフ２００の端部が、外部に露出してしまう。

そのため、図３に示すような積層構造のソーラールーフを車両に搭載する場合には、上記の図２や図３に示したような断面とは異なり、例えば、前述の特許文献１，２，３に記載されているようなコの字形断面の嵌合部を有するルーフモールが使用される。コの字形断面の嵌合部内に、所定のシール材を介して、ソーラールーフの端部を挿入することにより、ソーラールーフの端部がシールされる。しかしながら、従来知られているようなコの字形断面の嵌合部を有するルーフモールでは、ソーラールーフの端部のシール性が不十分になったり、意匠性が低下してしまったりするおそれがあった。

例えば、図４に示す従来構成のルーフモール３００は、ゴム製もしくは樹脂製で、コの字形断面の嵌合部３０１を有している。この図４に示す従来の構成例では、両面接着テープ状でシート状のシール材３０２を使用してソーラールーフ３０３の端部がシールされている。このような構成のシール構造では、コの字形断面の嵌合部３０１内に空間があり、コの字形断面の嵌合部３０１を形成している上下のフランジ３０４，３０５がソーラールーフ３０３に密着していないため、ソーラールーフ３０３の端部のシール性が不十分になってしまう可能性がある。例えば、車両を高圧洗浄した場合や、豪雨の際などには、水圧によってフランジ３０４が変形し、嵌合部３０１内に水が浸入してしまう場合がある。そのような場合にシール材３０２が完全にソーラールーフ３０３の端部を覆っていないと、ソーラールーフ３０３の積層部分に水が入り込み、太陽光発電パネルの性能を劣化させてしまうおそれがある。

ソーラールーフ３０３の端部のシール性を向上させるため、上記のようなシート状のシール材３０２に替えて、例えば図５に示すように、流動性を有する不定形のシール材３０６を用いることが考えられる。しかしながらその場合でも、前述したように、ソーラールーフ３０３の端部のシール性が不十分となり、また、ルーフモール３００周辺の意匠性が低下してしまうおそれがある。

例えば、シール材３０６の充填量にばらつきがあったり、フランジ３０４とフランジ３０５との間の開度にばらつきがあったりすると、図６に示すように、シール材３０６が嵌合部３０１内に留まらずに流出してしまい、その結果、ソーラールーフ３０３の端部を完全に覆うことができない場合がある。

あるいは、シール材３０６の充填量が過剰であったり、嵌合部３０１に対するソーラールーフ３０３の挿入深さが不適切であったりすると、図７に示すように、シール材３０６が嵌合部３０１からはみ出してしまい、ソーラールーフ３０３の美観を損ねてしまう場合がある。

そこで、この発明におけるソーラールーフ端部のシール構造では、ルーフモールの形状を改良することにより、ソーラールーフ端部のシール性を向上させ、かつ、良好な意匠性を確保することができるように構成されている。図１は、そのソーラールーフ端部のシール構造を示す断面図であり、図１の（ａ）はルーフモールのコの字形断面の嵌合部にシール材を充填した状態を示し、図１の（ｂ）は、さらに、コの字形断面の嵌合部内にソーラールーフの端部を挿入した状態を示している。

ルーフモール１は、例えばゴムや樹脂等を材料にして形成され、縦壁２の上下から２枚のフランジ３，４が張り出してコの字形断面の嵌合部５が形成されている。そして、このルーフモール１には、上下２枚のフランジ３，４の内側中間位置に、それぞれ、突状部６，７が形成されている。このような突状部６，７が設けられることにより、それら突状部６，７と縦壁２との間に、矩形断面の溜まり部８が形成されている。

この発明におけるソーラールーフ端部のシール構造では、当初のルーフモール１における上記のような溜まり部８に、所定の流動性を有するシール材９が充填されている。そして、図１の（ｂ）に示すように、上記のようなコの字形断面の嵌合部５内のシール材９が充填された溜まり部８に向けて、ソーラールーフ（太陽光発電モジュール）１０が嵌め込まれる。

上記のようにシール材９が充填された溜まり部８にソーラールーフ１０の端部が挿入されることにより、ソーラールーフ１０が挿入された体積分だけ、溜まり部８からシール材９があふれ出る場合がある。しかしながら、溜まり部８からあふれたシール材９を、上下フランジ１１、１２の内側の嵌合部５内に留まらせることができるため、外観に影響を及ぼすことはない。そして、流動性を有するシール材９によってソーラールーフ１０の端部が完全に覆われてシールされるため、ソーラールーフ１０の内部に水や塵埃等が浸入してしまうことも適切に抑制される。そのため、積層構造のソーラールーフ１０の端部に対して、外観を損ねることなく、シール性が良好なシール構造が実現することができる。

なお、上記のように、コの字形断面の嵌合部５内の溜まり部８に充填されるシール材としては、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム等が挙げられる。また、これを注入あるいは充填する際の作業性を向上させるために、ポリプテン、プロセスオイル、可塑剤等の軟化剤を配合して流動性を高めることも好ましい。さらに、シール材の充填前に、シール材を加熱して軟化させることにより、シール材の流動性が一層向上し、充填作業が容易になる。

１…ルーフモール、 ２…縦壁、 ３，４…フランジ、 ５…嵌合部、 ６，７…突状部、 ８…溜まり部、 ９…シール材、 １０…ソーラールーフ（太陽光発電モジュール）。

Claims (1)

1. 縦壁の上下から２枚のフランジが張り出すコの字形断面の嵌合部を有するルーフモールと、前記嵌合部に挿入される積層構造の太陽光発電モジュールと、前記嵌合部に充填される流動性を有するシール材とから構成されるソーラールーフ端部のシール構造において、
   前記上下２枚のフランジの内側中間位置に、前記シール材の流出を抑制する突状部が形成され、
   前記太陽光発電モジュールの端部が前記シール材内に埋没するように前記嵌合部に挿入され、
   前記挿入された太陽光発電モジュールは前記フランジと前記突状部とに当接し、
   前記嵌合部に前記突状部を隔てて前記シール材が溜まる溜まり部と、前記溜まり部から前記シール材があふれた場合に前記シール材が前記嵌合部に留まる所定の空間とが形成され、
   前記溜まり部は、前記挿入された太陽光発電モジュールの端部側に形成されている
   ことを特徴とするソーラールーフ端部のシール構造。

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