(57)【要約】【課題】非矩形の枠を備えた太陽電池モジュールを製造できる太陽電池モジュール製造装置を得ること。【解決手段】太陽電池パネル１の各辺にモジュール枠を装着して太陽電池モジュールを製造する太陽電池モジュール製造装置であって、モジュール枠を支持する枠支持部１０又は斜辺枠支持部１０ａと、枠支持部１０や斜辺枠支持部１０ａに支持されたモジュール枠を太陽電池パネル１へのモジュール枠の装着方向へ移動させる移動手段とを備えたモジュール枠装着手段を太陽電池パネル１の各辺に対応して有し、太陽電池パネル１の斜辺に対応するモジュール枠装着手段は、斜辺枠支持部１０ａを斜辺回転中心部１２を中心として太陽電池パネル１の面と平行に回動させて、装着方向に対してモジュール枠がなす角度を変化させる角度可変機構を備える。【選択図】図４
2011258668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルの各辺にモジュール枠を装着して太陽電池モジュールを製造する太陽電池モジュール製造装置であって、
前記モジュール枠を支持するモジュール枠支持部と、該モジュール枠支持部を前記太陽電池パネルへの前記モジュール枠の装着方向へ移動させる移動手段とを備えたモジュール枠装着手段を複数有し、
前記モジュール枠装着手段の少なくともいずれかは、前記モジュール枠支持部を前記太陽電池パネルの面と平行に回動させて、前記装着方向に対して前記モジュール枠がなす角度を変化させる角度可変機構を備えることを特徴とする太陽電池モジュール製造装置。
【請求項２】
前記モジュール枠支持部は、一方の端部の近傍に前記回動の軸が設けられた棒状であり、
前記角度可変機構は、一端部が前記モジュール枠支持部の中間部に回動可能に固定され、他端部の移動方向が前記装着方向と直交する方向に規制された棒状の角度固定部材と、前記角度固定部材を、前記モジュール枠支持部が前記角度固定部材と予め設定された角度をなした状態で固定する固定ピンとを有し、
前記モジュール枠支持部が前記装着方向と直交する状態において該モジュール枠支持部と重なるように配置されることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項３】
前記角度可変機構は、前記装着方向に対して前記モジュール枠がなす角度を無段階に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項４】
前記角度可変機構を備えるモジュール枠装着手段に隣接する前記モジュール枠装着手段の前記モジュール枠支持部は倣い溝を備え、
前記角度可変機構を備えるモジュール枠装着手段のモジュール枠支持部の端部は、前記モジュール枠装着手段が前記モジュール枠を前記装着方向へ移動させて前記太陽電池パネルへ圧入する際に前記倣い溝と係合することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項５】
前記モジュール枠装着手段の各々は、略同時に前記モジュール枠支持部をそれぞれの前記装着方向へ移動させ、前記太陽電池パネルの各辺に略同時に圧入することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルを回転させる手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の太陽電池モジュール製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作成されることが多い。太陽電池素子は物理的衝撃に弱いため、保護のために透光性基板と裏面シートとで挟まれ、それらの間に充填材を封入して太陽電池パネルとされる。そして、太陽電池パネルは、アルミニウムなどの金属製の枠に固定されてモジュール化される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
通常、太陽電池モジュールは、家屋の屋根の上やビルの屋上などの屋外に設置される。よって、風雨などから太陽電池モジュールを保護するために、金属製の枠には機械的強度と耐候性能が要求される。また、この金属製の枠は、屋外に設置するための架台と太陽電池モジュールを接続し、固定するためにも使用される。
【０００４】
太陽電池モジュールの枠の装着方法は、太陽電池パネルを位置決めした後、互いに対向する二つの端部に枠の溝部を平行方向から圧入することによって取り付ける方法が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽電池パネルは、アルミニウムなどの金属製の枠に固定されてモジュール化されるため、通常は矩形状となっている。しかし、寄棟屋根に太陽電池モジュールを設置する場合、矩形状のモジュールだけでは屋根全面に隙間無く設置することはできず、隙間が生じる。すなわち、屋根上にデッドスペースが生じるため、太陽電池モジュールの設置面積が屋根の面積に比して小さくなって発電量が低下するとともに、外観上の美観も損なわれる。寄棟屋根などの非矩形状のスペースに隙間無く太陽電池モジュールを設置するためには、台形や三角形などの矩形とは異なる形状の太陽電池モジュールが必要となる。
【０００７】
また、デザイン性が要求される建物に太陽電池モジュールを設置する際には、隙間無く設置することが求められる場合ある。この場合、太陽電池モジュールが矩形状だけであると、設置できる場所が限定されてしまう。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、矩形ではない形状の枠を備えた太陽電池モジュールを製造できる太陽電池モジュール製造装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池パネルの各辺にモジュール枠を装着して太陽電池モジュールを製造する太陽電池モジュール製造装置であって、モジュール枠を支持するモジュール枠支持部と、該モジュール枠支持部に支持されたモジュール枠を太陽電池パネルへのモジュール枠の装着方向へ移動させる移動手段とを備えたモジュール枠装着手段を複数有し、モジュール枠装着手段の少なくともいずれかは、モジュール枠支持部を太陽電池パネルの面と平行に回動させて、装着方向に対してモジュール枠がなす角度を変化させる角度可変機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非矩形状の太陽電池パネルにモジュール枠を装着し、寄棟屋根などの非矩形状のスペースに隙間無く設置するために必要となる非矩形の太陽電池モジュールを製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかる太陽電池モジュール製造装置の実施の形態１の被処理物としての太陽電池パネルの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、太陽電池パネルに装着されるモジュール枠の側面方向を視点とした断面図である。
【図３】図３は、太陽電池パネルにモジュール枠を装着する工程を示す図である。
【図４】図４は、台形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着する太陽電池モジュール製造装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、台形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着する太陽電池モジュール製造装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、斜辺枠支持部の斜辺回転中心部とは反対側の端部が自重で垂れ下がり、斜辺枠支持部が湾曲した状態を示す図である。
【図７】図７は、モジュール枠支持部が水平移動によって台形の太陽電池パネルの斜辺にモジュール枠を装着する状態を示す図である。
【図８】図８は、下面に斜辺枠支持部垂下がり防止板を取り付けた斜辺枠支持部を示す図である。
【図９】図９は、四辺の枠支持部がほぼ同時に水平移動して台形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着する状態を示す図である。
【図１０】図１０は、三角形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着する太陽電池モジュール製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール製造装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明に用いる図面では、理解を容易とするために各部材の縮尺が実際とは異なるが、各部材の形状は図示した形状に限定されることはない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる太陽電池モジュール製造装置の実施の形態１の被処理物としての太陽電池パネルの構成を示す断面図である。太陽電池パネル１は、透光性基板２、表面充填材３、太陽電池素子４、裏面充填材５及び裏面シート６の積層体として構成されている。
【００１４】
図２は、太陽電池パネル１に装着されるモジュール枠７の側面方向を視点とした断面図である。モジュール枠７は、略平行に設けられた一対のリブ状の凸部７ｂに挟まれた溝部７ａを有する金属製の枠８の溝部７ａ内に緩衝材９が充填されて構成されている。緩衝材９は、モジュール枠７を圧入した時に太陽電池パネル１の裏面が傷つかないように保護したり、圧入した後でのモジュール枠７が落下することを防止する。緩衝材９としてはホットメルトやブチルゴムなどが用いられ、溝部７ａ内に適量塗布される。
【００１５】
図３は、太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着する工程を示す図である。太陽電池パネル１を位置決めした後、太陽電池パネル１の端部１ａ、１ｂにモジュール枠７の溝部７ａをパネルの面方向に沿って圧入することによってモジュール枠７を太陽電池パネル１に装着する。なお、このようにして太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着する方法・装置は公知である。この装着方法では互いに平行な辺を両端部に持つ太陽電池パネル１にしかモジュール枠７を装着することはできず、太陽電池モジュールの形状が矩形に限定される。
【００１６】
図４は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール製造装置の構成を示す図である。台形の太陽電池パネル１の各辺に対応してモジュール枠を支持するための枠支持部１０、及び斜辺枠支持部１０ａを備えている。台形の太陽電池パネル１の斜辺に対応する斜辺枠支持部１０ａは、一端近傍に設けられた斜辺回転中心部１２を枢軸として回動可能となっている。斜辺枠支持部１０ａの中央近傍には斜辺角度調整部１３を介して斜辺角度固定部材１４が回動可能に連結されている。モジュール枠を台形の太陽電池パネル１に装着する際には、斜辺枠支持部１０ａ及び斜辺角度固定部材１４は一体的に移動する。
【００１７】
斜辺角度固定部材１４の斜辺枠支持部１０ａに連結された側と反対側の端部近傍には、スライドピン２０が設けられており、図４（ａ）では不図示のガイド溝２１に沿ってモジュール枠の装着方向と直交する方向（図４での紙面上下方向）にスライド可能となっている。また、斜辺角度固定部材１４の中央近傍には、位置決め穴１１が形成されている。モジュール枠の装着方向に対して直交するように配置されている（図４（ａ））斜辺枠支持部１０ａを傾ける（図４（ｂ））場合には、斜辺回転中心部１２を枢軸として、右回りに斜辺枠支持部１０ａを回転させる。スライドピン２０は、ガイド溝２１に沿って図４での紙面上方向にスライドする。斜辺枠支持部１０ａを所定の角度回転させると、位置決め穴１１は、貫通させた斜辺角度固定ピンを不図示の他の部材に挿入可能な位置に配置される。位置決め穴１１を貫通させた斜辺角度固定ピンを不図示の他の部材に挿入することにより、斜辺枠支持部１０ａはモジュール枠の装着方向に対して所定角度傾いた状態で固定される。斜辺角度固定部材１４を斜辺角度調整ピンで固定して斜辺枠支持部１０ａの回動を規制することにより、斜辺枠支持部１０ａの回動を規制する力は斜辺角度調整部１３に作用する。したがって、斜辺枠支持部１０ａの回動を規制する力は、腕が長いモーメントとなり、斜辺枠支持部１０ａの回動を規制力する効果が高くなる。
【００１８】
なお、２以上の異なる位置において斜辺角度固定部材１４を斜辺角度固定ピンで固定可能とすることにより、斜辺枠支持部１０ａの角度を複数段階に可変可能とできる。このようにすれば、斜辺の傾きが異なる複数種の太陽電池パネル１に対応可能となる。したがって、勾配の異なる寄棟屋根用の形状が異なる太陽電池モジュール（例えば、斜辺の傾きが２５°の台形の太陽電池モジュールと斜辺の傾きが３０°の台形の太陽電池モジュール）を１台で製造可能となる。すなわち、多品種少量生産に対応することが可能となる。
【００１９】
また、斜辺枠支持部１０ａをモジュール枠の装着方向に対して傾けない場合には、斜辺角度固定部材１４は斜辺枠支持部１０ａに重なるように配置されるため、斜辺角度固定部材１４の可動域が占めるスペースの増大を抑えられる。
【００２０】
ここでは、斜辺枠支持部１０ａをモジュール枠の装着方向に対して傾けない場合に斜辺角度固定部材１４が斜辺枠支持部１０ａに重なるように収納される構成を例としたが、図５に示すように、モジュール枠の装着方向と平行な方向（図５での紙面左右方向）にガイド溝２１を設け、スライドピン２０がモジュール枠の装着方向と平行な方向にスライド可能となるようにしてもよい。このような構成とした場合は、斜辺角度固定部材１４の可動域が占めるスペースは先に示した例よりも増大するものの、斜辺枠支持部１０ａの回動を規制する力を高める効果は同様に得られる。
【００２１】
なお、斜辺枠支持部１０ａの角度を可変とするための機構の上記の構成はあくまでも一例であり、これらに限定されることはない。
【００２２】
台形の太陽電池モジュールの太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着するために台形の太陽電池パネル１を位置決めした後、各辺に対応するモジュール枠７を枠支持部１０に設置する。次に、モジュール枠７ｃとともに斜辺枠支持部１０ａを台形斜辺用の斜辺回転中心部１２を中心として回動させ、台形斜辺用のモジュール枠７ｃを台形の斜辺の向きと一致させる。その後、斜辺角度固定部材１４を固定することによって斜辺枠支持部１０ａの角度を固定する。斜辺枠支持部１０ａの角度の固定が完了した後、四辺の枠支持部１０がほぼ同時に水平移動し台形の太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着する。
【００２３】
ところで、台形の太陽電池モジュールの斜辺に対応する斜辺枠支持部１０ａを単独で水平移動して台形の太陽電池パネル１の斜辺にモジュール枠７ｃを装着させた場合、下記の二つの問題が発生する場合がある。
【００２４】
一つ目は、斜辺枠支持部１０ａは回転機構を有しているため、斜辺回転中心部１２と斜辺角度調整部１３とでしか斜辺枠支持部１０ａを保持できないことである。図６に示すように、斜辺枠支持部１０ａの斜辺回転中心部１２とは反対側の端部が自重で垂れ下がり、斜辺枠支持部１０ａが湾曲する。したがって、台形の太陽電池パネル１の斜辺端部にモジュール枠７ｃの溝部７ａが装着できずに太陽電池パネルが破損する可能性がある。
【００２５】
二つ目は、斜辺枠支持部１０ａは、回転角度固定後、図７に示すように水平移動によって台形の太陽電池パネル１の斜辺にモジュール枠７ｃを装着するため、装着時に加わる力が斜辺に沿って逃げる方向に働くことである。このため、その力によって斜辺に沿ってモジュール枠７ｃの位置がずれる。また、台形の太陽電池パネル１自体も斜辺枠支持部１０ａによって押されて動き、モジュール枠７ｃとの位置ずれが発生する。
【００２６】
上記一つ目の問題の対策として、図８に示すように、斜辺枠支持部１０ａの下面に斜辺枠支持部垂下がり防止板１５を取り付けても良い。この場合には、斜辺枠支持部１０ａの斜辺回転中心部１２と反対側の端と隣接する上辺の枠支持部１０に斜辺枠支持部受け倣い溝１６を設ける。斜辺枠支持部１０ａの角度回転時には、斜辺枠支持部受け倣い溝１６に斜辺枠支持部垂下がり防止板１５が挿入されることにより、斜辺枠支持部１０ａの垂下がりが防止され、斜辺枠支持部１０ａの変形を防止できる。これにより、台形の太陽電池パネル１の斜辺にモジュール枠７ｃを装着できる。
【００２７】
上記二つ目の問題の対策として、図９に示すように、台形の太陽電池パネル１の斜辺にモジュール枠７ｃの溝部を装着するために、枠支持部１０及び斜辺枠支持部１０ａをほぼ同時に水平移動させて台形の太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着しても良い。枠支持部１０及び斜辺枠支持部１０ａがほぼ同時に水平移動することにより、斜辺枠支持部１０ａのモジュール枠７ｃが台形の太陽電池パネル１の斜辺に装着される時に、モジュール枠７ｃに加わる力を底辺の枠支持部１０のモジュール枠７ｄで受ける。これにより、斜辺枠支持部１０ａにおけるモジュール枠７ｃの位置ずれを防止できる。
【００２８】
上記同様の手法により、矩形に限定されることなく、台形、三角形、多角形などの矩形以外の太陽電池パネルにモジュール枠を装着できる。一例として、三角形の太陽電池パネル１にモジュール枠を装着する太陽電池モジュール製造装置を図１０に示す。回転機構を有する斜辺枠支持部１０ａを二つ備えた太陽電池モジュール製造装置を用いることにより、三角形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着することが可能となる。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール製造装置は、非矩形状の太陽電池パネルにモジュール枠を装着できる。このため、寄棟屋根などの非矩形状のスペースに隙間無く設置するために必要となる非矩形の太陽電池モジュールを製造できる。
【００３０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、斜辺枠支持部１０ａを一定の角度に固定する太陽電池モジュール製造装置について説明したが、本実施の形態では一般的なサーボモータを用いて斜辺枠支持部１０ａの角度を変化させる。このような構成とすることにより、斜辺の角度が異なる太陽電池モジュールを共通の装置で製造することが可能となる。すなわち、多品種少量生産に対応することが可能となる。
【００３１】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、太陽電池パネル１の各辺に対応するモジュール枠７を、各辺同時に装着する太陽電池モジュール製造装置について説明したが、本実施の形態では、モジュール枠７を１辺ごとに太陽電池パネル１に装着し、任意の辺にモジュール枠７を装着した後に太陽電池パネル１を回転させ、未装着の辺にモジュール枠７を装着する。
【００３２】
斜辺のモジュール枠装着時にモジュール枠に加わる力が小さく、装着時にモジュール枠の位置ずれが発生しない場合には、１辺ごとに太陽電池パネル１にモジュール枠を装着することも可能である。また、太陽電池パネル１を回転させる機構を設けることにより、斜辺枠支持部１０ａの角度を一定に保ったままで対称形ではない多角形の太陽電池パネル１にモジュール枠７を装着できる。このため、太陽電池パネル１を回転させるたびに斜辺枠支持部１０ａの角度を調整する必要はなく、モジュール枠装着作業の高速化を図れる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュール製造装置は、非矩形の太陽電池パネルにモジュール枠を装着するのに有用であり、特に、寄棟屋根などの非矩形状のスペースに隙間無く設置するために必要となる非矩形の太陽電池モジュールを製造するのに適している。
【符号の説明】
【００３４】
１  太陽電池パネル
１ａ、１ｂ  太陽電池パネルの端部
２  透光性基板
３  表面充填材
４  太陽電池素子
５  裏面充填材
６  裏面シート
７、７ｃ、７ｄ  モジュール枠
７ａ  溝部
７ｂ  凸部
８  金属製の枠
９  緩衝材
１０  枠支持部
１０ａ  斜辺枠支持部
１１  位置決め穴
１２  斜辺回転中心部
１３  斜辺角度調整部
１４  斜辺角度固定部材
１５  斜辺支持部垂下がり防止板
１６  斜辺支持部受け倣い溝
２０  スライドピン
２１  ガイド溝
【図１】
2011258668.tif 000003
【図２】
2011258668.tif 000004
【図３】
2011258668.tif 000005
【図４】
2011258668.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011258668.tif 000008
【図７】
2011258668.tif 000009
【図８】
2011258668.tif 000010
【図９】
2011258668.tif 000011
【図１０】
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