(57)【要約】【課題】  過大なプレス装置を使用せずに、ワーク基板に多数のディンプルを規則的にプレスできるようにする。【解決手段】  ダイ１１に、成形用パンチ１５と位置決め用パンチ１６および修正用パンチ１７が対向している。アルミニウムの金属板を供給して、成形用パンチ１５でディンプルを加工する。次に金属板をＸ１方向へ移送し、位置決め用パンチ１６で先に加工されたディンプルを位置決めし、成形用パンチ１５で新たなディンプルを加工する。さらに、位置決め用パンチ１６の位置決め用突部１６ｂと修正用パンチ１７の修正用突部１７ａとで、異なるストロークで加工されたディンプルの境界部の形状を修正する。【選択図】図６
2011218405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のディンプルが規則的に配列するディンプル基板をプレスにより製造する製造方法において、
（ａ）複数の凹部を有するダイと、成形用突部を有する成形用パンチを用い、前記凹部と前記成形用突部とで金属板を加圧してディンプルを加工する工程と、
（ｂ）位置決め用突部を有する位置決め用パンチを用い、前記（ａ）の工程で加工されたディンプルを、前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持して金属板を位置決めし、先に加工されたディンプルと隣接する位置を前記凹部と前記成形用突部とで加圧して新たなディンプルを加工する工程と、
を有することを特徴とするディンプル基板の製造方法。
【請求項２】
前記成形用突部と前記位置決め用突部をそれぞれ複数個使用し、前記（ａ）の工程で複数のディンプルを同時に加工し、前記（ｂ）の工程で、前記凹部と前記位置決め用突部とで、先に加工された複数のディンプルを同時に挟持する請求項１記載のディンプル基板の製造方法。
【請求項３】
前記ダイおよびそれぞれの前記パンチと、前記金属板とを、一方向または他方向に相対的に移動させて、金属板にディンプルを次々に加工する請求項１または２記載のディンプル基板の製造方法。
【請求項４】
修正用突部を有する修正用パンチを用い、前記（ａ）の工程で先に加工されたディンプルと前記（ｂ）の工程で新たに加工されたディンプルの双方を、前記凹部と前記修正用突部とで挟持して、先に加工されたディンプルと新たに加工されたディンプルとの境界部の形状を修正する請求項１ないし３のいずれかに記載のディンプル基板の製造方法。
【請求項５】
複数設けられた前記位置決め用突部および前記位置決め用パンチのいずれかを、前記修正用突部および前記修正用パンチとして使用する請求項４記載のディンプル基板の製造方法。
【請求項６】
前記（ｂ）の工程では、前記（ａ）の工程で加工されたディンプルを前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持して金属板を位置決めするとともに、前記凹部と前記位置決め用突部とでディンプルの境界部の形状を修正する請求項１ないし５のいずれかに記載のディンプル基板の製造方法。
【請求項７】
プレス金型と、前記プレス金型と金属板とを相対的に一方向または他方向へ移動させる送り装置とが設けられたプレス装置において、
前記プレス金型が、複数の凹部を有するダイと、成形用突部を有する成形用パンチと、前記成形用パンチに隣接する位置決め用突部を有する位置決め用パンチとを有し、前記位置決め用パンチを先に前記ダイに向けて移動させ、その後に前記成形用パンチを前記ダイに向けて移動させる加圧装置が設けられており、
前記成形用突部と前記凹部とで金属板にディンプルを加工した後に、前記送り装置によって前記プレス金型と金属板が相対的に移動させられ、先に加工されたディンプルが前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持され前記金属板が位置決めされて、先に加工されたディンプルと隣接する位置に前記凹部と前記成形用突部とで新たなディンプルが加工されることを特徴とするプレス装置。
【請求項８】
前記成形用突部と前記位置決め用突部がそれぞれ複数設けられており、前記凹部と前記成形用突部とで複数のディンプルが同時に加工され、前記凹部と前記位置決め用突部とで、先に加工された複数のディンプルが同時に挟持される請求項７記載のプレス装置。
【請求項９】
前記プレス金型が、複数の修正用突部を有する修正用パンチを有し、
前記ダイが、前記成形用突部に対向する成形用凹部と、前記修正用突部に対向する複数の修正用凹部とを有し、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記修正用凹部の境界突部が前記パンチに近い位置に形成されており、
隣接する前記修正用凹部の境界突部によって、先に加工された前記ディンプルと後から加工された前記ディンプルとの境界部の形状が修正される請求項７または８記載のプレス装置。
【請求項１０】
隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記修正用凹部の境界突部の方が、断面形状の曲率半径が小さい請求項９記載のプレス装置。
【請求項１１】
前記ダイが、前記位置決め用突部に対向する位置決め用凹部を有し、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記位置決め用凹部の境界突部が前記パンチに近い位置に形成されており、
隣接する前記位置決め用凹部の境界突部によって、前記成形用突部によって同時に加工されたディンプルの境界部の形状が修正される請求項７ないし１０のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項１２】
隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記位置決め用凹部の境界突部の方が、断面形状の曲率半径が小さい請求項１１記載のプレス装置。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれかに記載の製造方法によって加工されたディンプル基板。
【請求項１４】
前記ディンプルの内面が反射面となるように加工されて、太陽電池用集光板として使用される請求項１３記載のディンプル基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板に複数のディンプルが規則的に形成されて、太陽電池用集光板などとして使用されるディンプル基板を、プレスで製造する製造方法と、プレス装置、ならびに前記製造方法で製造されたディンプル基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディンプルが規則的に配列したディンプル基板は、太陽電池用集光板やその他の集光板または反射板、さらには補強板などとして使用される。
【０００３】
以下の特許文献１には、ディンプル基板の一例として光電変換素子を搭載する支持体が開示されている。この支持体は複数のディンプルのそれぞれが光反射機能を有し、それぞれのディンプルの内部にシリコン（Ｓｉ）で形成された球状の光電変換素子が搭載されている。この支持体は、ＰＶＡやＥＶＡなどの充填層と、ポリカーボネートなどの透光性保護シートと、防水性裏面シートとが積層されて形成されている。
【０００４】
以下の特許文献２に記載された太陽電池用集光板は、アルミニウム板をプレス加工して形成されている。プレス装置は、ハニカム状に配置された複数のパンチと、複数の半球状の凹部を有するダイとを有している。アルミニウム板が、複数のパンチとダイとで加圧されて、シリコン太陽電池を搭載する複数の凹部が同時に加圧成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６４５５４号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のように、光電変換素子を搭載する支持体を合成樹脂で形成したものでは、ハニカム状に配列する多数の凹部を均一な厚さで形成するのが困難であり、支持体の肉厚を厚くしなくてはならず、薄型の支持体を形成するのが難しい。
【０００７】
特許文献２に記載の発明は、アルミニウム板に複数のディンプルを同時にプレス加工しているため、少ない数のディンプルを加工することは可能であるが、ディンプルの数が多くなるとプレスに必要とされる加圧力が過大になり、きわめて大型のプレス装置が必要になる。そのため、１つの基板のディンプルの数が制限されることになり、太陽電池用集光板として使用するためには、多数の基板を接合して使用することが必要になる。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、プレスに必要とされる加圧力を過大にすることなく、プレス工程によって、１つの基板に多くのディンプルを加工することができるディンプル基板の製造方法とプレス装置を提供することを目的としている。
さらに、前記製造方法で製造されたディンプル基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数のディンプルが規則的に配列するディンプル基板をプレスにより製造する製造方法において、
（ａ）複数の凹部を有するダイと、成形用突部を有する成形用パンチを用い、前記凹部と前記成形用突部とで金属板を加圧してディンプルを加工する工程と、
（ｂ）位置決め用突部を有する位置決め用パンチを用い、前記（ａ）の工程で加工されたディンプルを、前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持して金属板を位置決めし、先に加工されたディンプルと隣接する位置を前記凹部と前記成形用突部とで加圧して新たなディンプルを加工する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のディンプル基板の製造方法は、金属板が、先に加工されたディンプルを基準として位置決めされるため、先に加工されたディンプルと後から加工するディンプルとの相対的な位置関係を高精度に設定できる。
【００１１】
本発明は、前記成形用突部と前記位置決め用突部をそれぞれ複数個使用し、前記（ａ）の工程で複数のディンプルを同時に加工し、前記（ｂ）の工程で、前記凹部と前記位置決め用突部とで、先に加工された複数のディンプルを同時に挟持するものとして構成できる。
【００１２】
本発明のディンプル基板の製造方法は、前記ダイおよびそれぞれの前記パンチと、前記金属板とを、一方向または他方向に相対的に移動させて、金属板にディンプルを次々に加工することができる。
【００１３】
先に加工されたディンプルと後から加工されたディンプルとの相対的な位置が高精度に決められるため、１つの基板に多数のディンプルを規則的に配列して形成することが可能である。また一度にプレスするディンプルの数を少なくできるため、過大な加圧力を発揮するプレス装置が不要である。
【００１４】
本発明のディンプル基板の製造方法は、修正用突部を有する修正用パンチを用い、前記（ａ）の工程で先に加工されたディンプルと前記（ｂ）の工程で新たに加工されたディンプルの双方を、前記凹部と前記修正用突部とで挟持して、先に加工されたディンプルと新たに加工されたディンプルとの境界部の形状を修正する構成とすることが可能である。
【００１５】
上記の製造方法では、先に加工されたディンプルと後から加工されたディンプルとの境界部を修正でき、基板に形成される全てのディンプルの境界部の形状を揃えることが可能になる。
【００１６】
この場合に、複数設けられた前記位置決め用突部および前記位置決め用パンチのいずれかを、前記修正用突部および前記修正用パンチとして使用することができる。
【００１７】
あるいは、前記位置決め用突部および前記位置決め用パンチと、前記修正用突部および前記修正用パンチとを別の構造にし、位置決め用突部と修正用突部との形状が相違していたり、位置決め用突部と修正用突部とが異なるタイミングでダイに向けて動くものであってもよい。
【００１８】
さらに、本発明のディンプル基板の製造方法は、前記（ｂ）の工程で、前記（ａ）の工程で加工されたディンプルを前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持して金属板を位置決めするとともに、前記凹部と前記位置決め用突部とでディンプルの境界部の形状を修正するものであってもよい。
【００１９】
次に、本発明は、プレス金型と、前記プレス金型と金属板とを相対的に一方向または他方向へ移動させる送り装置とが設けられたプレス装置において、
前記プレス金型が、複数の凹部を有するダイと、成形用突部を有する成形用パンチと、前記成形用パンチに隣接する位置決め用突部を有する位置決め用パンチとを有し、前記位置決め用パンチを先に前記ダイに向けて移動させ、その後に前記成形用パンチを前記ダイに向けて移動させる加圧装置が設けられており、
前記成形用突部と前記凹部とで金属板にディンプルを加工した後に、前記送り装置によって前記プレス金型と金属板が相対的に移動させられ、先に加工されたディンプルが前記凹部と前記位置決め用突部とで挟持され前記金属板が位置決めされて、先に加工されたディンプルと隣接する位置に前記凹部と前記成形用突部とで新たなディンプルが加工されることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のプレス装置は、前記成形用突部と前記位置決め用突部がそれぞれ複数設けられており、前記凹部と前記成形用突部とで複数のディンプルが同時に加工され、前記凹部と前記位置決め用突部とで、先に加工された複数のディンプルが同時に挟持されるものとして構成できる。
【００２１】
また、本発明のプレス装置は、前記プレス金型が、複数の修正用突部を有する修正用パンチを有し、
前記ダイが、前記成形用突部に対向する成形用凹部と、前記修正用突部に対向する複数の修正用凹部とを有し、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記修正用凹部の境界突部が前記パンチに近い位置に形成されており、
隣接する前記修正用凹部の境界突部によって、先に加工された前記ディンプルと後から加工された前記ディンプルとの境界部の形状が修正されるものとして構成できる。
【００２２】
また、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記修正用凹部の境界突部の方が、断面形状の曲率半径が小さいことが好ましい。
【００２３】
さらに本発明のプレス装置は、前記ダイが、前記位置決め用突部に対向する位置決め用凹部を有し、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記位置決め用凹部の境界突部が前記パンチに近い位置に形成されており、
隣接する前記位置決め用凹部の境界突部によって、前記成形用突部によって同時に加工されたディンプルの境界部の形状が修正されるものとしても構成できる。
【００２４】
この場合も、隣接する前記成形用凹部の境界突部よりも、隣接する前記位置決め用凹部の境界突部の方が、断面形状の曲率半径が小さいことが好ましい。
【００２５】
本発明のディンプル基板は、前記のいずれかの製造方法によって加工される。例えば、前記ディンプルの内面が反射面となるように加工されて、太陽電池用集光板として使用される。
【００２６】
ただし、本発明のディンプル基板は、太陽電池用集光板以外の用途の集光板や、反射板などとして使用することも可能である。また複数のディンプルが規則的に形成された補強板などとして使用することも可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、多数のディンプルが規則的に配列したディンプル基板をプレス工程で形成できる。また、一度に加工するディンプルの数を少なくできるため、プレス装置に要求される加圧力が過大になることがない。
【００２８】
また本発明のディンプル装置は、基板に形成された多数のディンプルの形状が均一で、隣接するディンプルの境界部の形状も安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のディンプル基板の製造方法を説明する説明図、
【図２】本発明のディンプル基板の拡大平面図、
【図３】図２に示すディンプル基板をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図、
【図４】ディンプル基板を使用した太陽電池用集光板の断面図、
【図５】本発明のプレス装置を一部断面を含んで示す正面図、
【図６】プレス装置に設けられたそれぞれのパンチとダイの断面を示す部分正面図、
【図７】成形用突部と成形用凹部とでディンプルを加工する工程を拡大して示す説明図、
【図８】先に加工されたディンプルを位置決め用突部と位置決め用凹部とで位置決めして、成形用突部と成形用凹部とで新たなディンプルを加工する工程を拡大して示す説明図、
【図９】修正用突部と修正用凹部とで、先に加工されたディンプルの境界部を修正する工程を拡大して示す説明図、
【図１０】ディンプル基板の製造方法の他の実施の形態を示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に示す本発明の第１の実施の形態のディンプル基板の製造方法は、アルミニウムなどの金属板で形成されたワーク基板１が、Ｘ１方向に間欠的に送られて、プレス作業部４０に供給される。
【００３１】
プレス作業部４０において、ワーク基板１の幅寸法Ｗ１の第１の加工領域１ａに、複数のディンプル２が同時に加工される。第１の加工領域１ａにディンプル２が加工されると、ワーク基板１がＸ１方向へ距離Ｗ１だけ送られ、第２の加工領域１ｂがプレス作業部４０に送られて、第２の加工領域１ｂに新たなディンプル２が加工される。さらに、ワーク基板１がＸ１方向へ距離Ｗ１だけ送られ、第３の加工領域１ｃにディンプル２が加工される。それぞれの加工領域１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・のＸ方向の幅寸法Ｗ１は同じである。これを繰り返すことにより、ワーク基板１に多数のディンプル２がＸ方向へ一定のピッチで配列したディンプル基板５が製造される。
【００３２】
図２に示すように、ディンプル基板５において、複数のディンプル２がＹ方向に近接して列を成して加工されている。ディンプル２がＹ方向に並ぶ列は、Ｘ方向に隣接して複数列設けられている。Ｘ方向で隣り合うＹ方向の列は、互いにディンプル２の配列ピッチが半ピッチ分だけＹ方向へ位置ずれしている。よって、多数のディンプル２がハニカム状に配列している。
【００３３】
図３に示すように、それぞれのディンプル２は凹曲面形状である。ディンプル２の底部３は、プレス加工で薄肉に形成されている。隣り合うディンプル２の境界部４は極めて細い稜線であり、境界部４の頂部に平面部がほとんど残らないように、ディンプル２どうしが接近して形成されている。
【００３４】
図４には、前記ディンプル基板５によって形成された太陽電池用集光板６が示されている。太陽電池用集光板６は、ディンプル基板５のそれぞれのディンプル２の凹内面に金属膜が蒸着やスパッタにより形成されて、反射面となるように表面処理されている。また、それぞれのディンプル２の底部３に貫通穴７が形成されている。
【００３５】
太陽電池用集光板６では、それぞれのディンプル２の内部に電池素子８が搭載される。電池素子８は、ｐ型のシリコン（Ｓｉ）コアの表面にｎ型のシリコン層が形成されているものであり、その電極部が貫通穴７からディンプル基板５の裏面に露出している。ディンプル基板５の裏面には、絶縁層を介して電極層が形成され、それぞれの電池素子８の電極部が電極層に導通される。
【００３６】
プレス作業部４０に設置されるプレス装置は、図５に示すプレス金型１０と図１に示す送り装置３０とから構成されている。
【００３７】
図５にその概略構造が示されているプレス金型１０は基台を有しており、基台上に高硬度の金属で形成されたダイ１１が固定されている。ダイ１１の表面に複数の加工用の凹部１２が形成されている。それぞれの凹部１２は、図２に示す配列のディンプル２を形成できるように、Ｙ方向に列を成して配列し、Ｘ方向に隣接する凹部１２の列が、Ｙ方向に半ピッチ分だけ位置ずれしてハニカム状に配列している。
【００３８】
プレス金型１０は、ダイ１１の上方に、成形用パンチ１５が設けられている。成形用パンチ１５の下端に、それぞれがダイ１１の凹部１２に対向する複数の成形用突部１５ａが形成されている。成形用パンチ１５は高硬度の金属材料で形成されており、１個の成形用パンチ１５の下端に複数列の成形用突部１５ａが一体に形成されている。
【００３９】
それぞれの成形用突部１５ａは、同じ半径の球面の一部である。成形用突部１５ａは、Ｙ方向へ列を成して配置され、この列がＸ方向に４列設けられている。それぞれの列の成形用突部１５ａは、Ｙ方向へ半ピッチずれており、図２に示すディンプル２を形成するために、成形用突部１５ａがハニカム状に配置されている。
【００４０】
この実施の形態では、成形用突部１５ａの列が、Ｘ方向へ４列設けられている。４列の成形用突部１５ａで、図１に示す幅寸法Ｗ１の加工領域に、複数のディンプル２が同時に加工される。
【００４１】
プレス金型１０には、成形用パンチ１５のＸ１側に隣接する位置決め用パンチ１６と、位置決め用パンチ１６のさらにＸ１側に隣接する修正用パンチ１７が設けられている。位置決め用パンチ１６は高硬度の金属材料で形成されており、１つの位置決め用パンチ１６の下端に複数列の位置決め用突部１６ａ，１６ｂが一体に形成されている。修正用パンチ１７は高硬度の金属材料で形成されており、その下端に一列の修正用突部１７ａが一体に形成されている。
【００４２】
位置決め用突部１６ａ，１６ｂはＹ方向に列を成して配置され、Ｘ方向に隣接する列どうしでは、位置決め用突部１６ａ，１６ｂがＹ方向に半ピッチだけ位置ずれし、図２に示すディンプル２と同様にハニカム状に配置されている。位置決め用突部１６ａ，１６ｂは、成形用突部１５ａと同様に、Ｘ方向に４列設けられている。すなわち、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａ，１６ｂは、同じ数設けられて、Ｘ方向とＹ方向へ同じピッチで同じ規則性を有して配列している。位置決め用突部１６ａ，１６ｂは、球面の一部であり、その半径は、成形用突部１５ａの半径と同じである。
【００４３】
成形用パンチ１５と位置決め用パンチ１６は互いに密着し、且つそれぞれが独立して上下に動けるように支持されている。
【００４４】
成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａの境界部では、Ｙ方向に列を成している成形用突部１５ａと同じくＹ方向に列を成している位置決め用突部１６ａとがＹ方向に半ピッチ分だけずれて互いにハニカム状に配置されている。すなわち、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａの境界部での相互の配列関係は、成形用突部１５ａどうしの配列関係および位置決め用突部１６ａどうしの配列関係と同じである。
【００４５】
Ｘ１側の端部に位置する修正用パンチ１７に形成されている修正用突部１７ａは球面の一部であり、その半径は、成形用突部１５ａの半径および位置決め用突部１６ａ，１６ｂの半径と同じである。修正用突部１７ａは、Ｙ方向に向けて一列に配置されている。
【００４６】
位置決め用パンチ１６と修正用パンチ１７は互いに密着し、且つそれぞれが独立して上下に動けるように支持されている。
【００４７】
位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａとの境界部では、Ｘ方向に隣接する位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａとがＹ方向に半ピッチだけ位置ずれしてハニカム状の配置になっている。すなわち、位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａの境界部での相互の配列関係は、成形用突部１５ａどうしの配列関係および位置決め用突部１６ａどうしの配列関係と同じである。
【００４８】
位置決め用パンチ１６には、Ｘ２側に３列の位置決め用突部１６ａが形成され、Ｘ１側に１列の位置決め用突部１６ｂが設けられている。位置決め用突部１６ａと位置決め用突部１６ｂは同じ形状で同じ寸法であるが、Ｘ１側に位置する１列の位置決め用突部１６ｂは、ディンプル２の境界部４を修正する修正用突部としても機能する点において、他の３列の位置決め用突部１６ａと符号を区別して説明している。
【００４９】
修正用突部１７ａは位置決め用突部１６ａ，１６ｂと同じ形状で同じ寸法である。修正用突起１７ａは、これに隣接する１列の位置決め用突部１６ｂとともに、ディンプル２の境界部４を修正する機能を有しているために、符号を区別して説明している。なお、修正用突部１７ａも位置決め用突部として機能を兼用している。
【００５０】
前記位置決め用突部１６ａ，１６ｂと修正用突部１７ａは、一緒に動作する。前記位置決め用突部１６ａ，１６ｂと修正用突部１７ａの合計の列数（５列）は、成形用突部１５ａの列数（４列）よりも１列多くなっている。成形用突部１５ａでディンプル２が加工された後に、ワーク基板１がＸ１方向へ距離Ｗ１だけ送られると、加工された直後のディンプル２が前記位置決め用突部１６ａ，１６ｂと対向し、同時に、先のストロークで加工されたディンプル２と、その前のストロークで加工されたディンプル２との境界部４ａ（図９参照）が、位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａとの間に対向する。
【００５１】
図６には、ダイ１１に形成された複数の凹部１２を拡大して示している。以下では、それぞれの凹部１２に、その機能の分担に応じて異なる符号１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを付して個別に説明する。
【００５２】
図６に示すように、複数設けられた凹部１２のうち、４列の成形用突部１５ａに対向しているのが成形用凹部１２ａである。３列の位置決め用突部１６ａに対向しているのが位置決め用凹部１２ｂであり、１列の位置決め用突部１６ｂに対向しているのが位置決め用凹部１２ｃである。１列の修正用突部１７ａに対向しているのが修正用凹部１２ｄである。位置決め用凹部１２ｃは修正用凹部としての機能も兼用している。さらに、修正用凹部１２ｄは、位置決め用凹部としての機能を兼用している。
【００５３】
成形用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと修正用凹部１２ｄは、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａ，１６ｂおよび修正用突部１７ａの配列と一致するようにハニカム状に配置されている。成形用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと修正用凹部１２ｄの全ての凹部１２の中心間の距離すなわち配列ピッチＰは一定である。この配列ピッチＰは、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａ，１６ｂおよび修正用突部１７ａのそれぞれの球面部の直径（２Ｒ）よりも短く設定されている。
【００５４】
成形用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと修正用凹部１２ｄの全ての凹部１２は断面形状がほぼ同じである。全ての凹部１２の曲率半径は、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａ，１６ｂおよび修正用突部１７ａの球面部の半径Ｒよりもやや大きい。また、それぞれの凹部１２の底面１３の曲率半径は、底面１３以外の他の凹部１２の部分よりもやや大きめに形成されている。
【００５５】
図６に示すように、隣り合う凹部１２どうしの境界は上に向く境界突部１４であり、その頂部の断面形状は微細な曲率半径の突形状である。境界突部１４の頂部に平坦部はほとんど形成されていない。以下では、複数の境界突部１４を、その位置に応じて異なる符号１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを付して個別に説明する。
【００５６】
図６に示すように、成形用凹部１２ａと成形用凹部１２ａとの間の境界突部１４ａは、頂部の曲率半径が全て同じｒ１である。成形用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｂとの間の境界突部１４ｂは頂部の曲率半径がｒ１であり、前記境界突部１４ａと同じ形状である。修正用凹部１２ｄのＸ１側に隣接する境界突部１４ｃも頂部の曲率半径がｒ１であり、前記境界突部１４ａと同じ形状である。
【００５７】
修正用凹部として兼用される位置決め用凹部１２ｃと、修正用凹部１２ｄとの間に位置する形状修正用の境界突部１４ｄは、頂部の曲率半径がｒ２である。形状修正用の境界突部１４ｄの曲率半径ｒ２は、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの曲率半径ｒ１よりも小さい。その差は、０．３〜０．０５ｍｍ程度であり、成形するディンプル２の大きさやワーク基板１の厚さ寸法などに応じて決められる。修正用凹部１２ｄの底面１３から形状修正用の境界突部１４ｄの頂部までの高さ寸法Ｈ２は、成形用凹部１２ａの底面１３から境界突部１４ａの頂部までの高さ寸法Ｈ１よりもやや高い。その差は、０．３〜０．０５ｍｍ程度である。
【００５８】
隣り合う位置決め用凹部１２ｂどうしの間の境界突部１４ｅ、および隣り合う位置決め用凹部１２ｂと位置決め凹部１２ｃの間の境界突部１４ｅは、その頂部の曲率半径ｒ３が、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの曲率半径ｒ１と同じである。ただし、前記曲率半径ｒ３を、形状修正用の境界突部１４ｄと同様に、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの曲率半径ｒ１よりも小さくし、境界突部１４ｅを境界突部１４ａよりも高い位置に形成することがさらに好ましい。
【００５９】
図５に示すように、プレス金型１０に、成形用パンチ１５と位置決め用パンチ１６および修正用パンチ１７を昇降自在に支持するガイド部１８が設けられている。このガイド部１８により、成形用パンチ１５と位置決め用パンチ１６および修正用パンチ１７が、互いに密着した関係を維持して昇降移動できるように案内されている。
【００６０】
位置決め用パンチ１６および修正用パンチ１７は位置決め昇降部材１９に固定されている。位置決め昇降部材１９は、ガイド部１８で案内されて、位置決め用パンチ１６および修正用パンチ１７と一緒に昇降移動する。
【００６１】
成形用パンチ１５は、位置決め昇降部材１９に形成されたガイド穴１９ｂに摺動自在に挿通されている。成形用パンチ１５は、主昇降部材２１に固定されている。位置決め昇降部材１９と主昇降部材２１との間には、複数の圧縮コイルばね２２が介在している。主昇降部材２１が、油圧装置などの加圧装置によって下向きに押されると、先に位置決め昇降部材１９が下降し、その後に主昇降部材２１が下降する。
【００６２】
位置決め昇降部材１９の下端部はストッパ部１９ａであり、このストッパ部１９ａがダイ１１の上面の平滑な部分に当たったときが、位置決め昇降部材１９の下降限界位置である。位置決め昇降部材１９が下降限界位置まで下降したときに、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと修正用突部１７ａは、位置決め用凹部１２ｂ、１２ｃと修正用凹部１２ｄの底面１３に接触する直前で停止する。さらに、主昇降部材２１が下降すると、成形用突部１５ａが成形用凹部１２ａの底部１３に所定の圧力で押し付けられる。
【００６３】
図１に示すように、プレス装置に設けられた送り装置３０は、複数の移送ピン３１を有している。ワーク基板１の両側部には、Ｘ方向に向けて一定のピッチで送り穴９が開口している。送り穴９のＸ方向の配列ピッチと、移送ピン３１のＸ方向の配列ピッチは同じである。それぞれの送り穴９のＸ方向とＹ方向の開口寸法は、移送ピン３１の直径よりも十分に大きく形成されている。
【００６４】
次に、前記プレス装置を使用してワーク基板１をプレスして、ディンプル基板５を製造する方法を説明する。
【００６５】
図１に示すように、ワーク基板１の第１の加工領域１ａをプレス作業部４０に供給し、第１の加工領域１ａを、プレス金型１０の複数の成形用突部１５ａと複数の成形用凹部１２ａとの間に配置する。図５に示すプレス金型１０の主昇降部材２１を下降させると、ワーク基板１の第１の加工領域１ａが、複数の成形用突部１５ａと複数の成形用凹部１２ａとで加圧されて、Ｘ方向に４列で並ぶ複数のディンプル２が同時に加工される。
【００６６】
図７に示すように、ワーク基板１は、成形用突部１５ａによって比較的大きな圧力で成形用凹部１２ａの底面１３に押し付けられ、ワーク基板１に凹状のディンプル２が転写されるときに、成形用凹部１２ａの底面１３で金属板が押し潰されて圧延される。そのため、ディンプル２の底部３の肉厚が薄くなるとともに、金属板が前記底部３から周囲に向かって伸び、隣り合うディンプル２の境界部４に金属が集中する。図７に示すように、境界部４は、その両側の成形用突部１５ａの球面形状に倣って、断面形状が上方向に向けて尖る形状に加工される。
【００６７】
第１の加工領域１ａにディンプル２が加工され、成形用パンチ１５が上昇した後に、送り装置３０の移送ピン３１が送り穴９に入った状態でＸ１方向へ距離Ｗ１だけ移動し、ワーク基板１がＸ１方向へ距離Ｗ１だけ移送されて停止する。移送後は、ディンプル２の加工が完了した第１の加工領域１ａが、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとの間に移動し、未加工の第２の加工領域１ｂが、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとの間に位置する。
【００６８】
プレス金型１０の主昇降部材２１が加圧装置によって下降させられると、位置決め昇降部材１９が圧縮コイルばね２２を介して押し下げられ、第１の加工領域１ａにおいて先に加工されたディンプル２が、位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと位置決め用突部１６ａ，１６ｂとで挟まれて、ワーク基板１が位置決めされる。
【００６９】
位置決め昇降部材１９のストッパ部１９ａがダイ１１の上面に当たると位置決め用パンチ１６がそれ以上は下降しない。そのため、先に加工されたディンプル２が、位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと位置決め用突部１６ａ，１６ｂとで比較的小さな力で挟持され、既に加工されたディンプル２を変形させることなく、ワーク基板１を位置決めすることでできる。
【００７０】
さらに、主昇降部材２１が下降すると、成形用パンチ１５が下降し、ワーク基板１の第２の加工領域１ｂが成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとで加圧され、第２の加工領域１ｂに複数のディンプル２が同時に加工される。第１の加工領域１ａの加工済みのディンプル２が位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで挟まれてワーク基板１が位置決めされた状態で、第２の加工領域１ｂにディンプル２が加工されるため、第２の加工領域１ｂの幅寸法Ｗ１の範囲に、複数のディンプル２を位置ずれが生じないように高精度に加工することができる。
【００７１】
すなわち、第１の加工領域１ａで先に加工されたディンプル２と第２の加工領域１ｂで後から加工されたディンプル２の両加工領域１ａ，１ｂの境界におけるピッチを高精度に設定でき、両加工領域１ａ，１ｂの境界におけるディンプル２のピッチを、それぞれの加工領域１ａ，１ｂにおいて同時に加工されたディンプル２どうしピッチと揃えることができる。よって、第１の加工領域１ａと第２の加工領域１ｂとの境界をほとんど区別できない程度に、多数のディンプル２を広い範囲に規則的に配列して加工するができる。
【００７２】
特に、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃをＸ方向に複数列設けておくと、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで、複数列のディンプル２が同時に挟持されることになり、ワーク基板１を位置決めする精度を高めることができる。
【００７３】
図１に示すように、ワーク基板１に形成された送り穴９は、送り装置３０の移送ピン３１の直径よりも十分に大きく形成されている。よって、移送ピン３１によってワーク基板１がＸ１方向へ送られた後に、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとでディンプル２を挟持してワーク基板１を位置決めするときに、移送ピン３１によってワーク基板１が拘束されることがない。また、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａでディンプル２が加工されるときに、ディンプル２の底部３が圧縮されることで、ワーク基板１の全体に伸びが発生するが、移送ピン３１がこの伸びを拘束することもない。
【００７４】
すなわち、送り装置３０の移送ピン３１は、ワーク基板１をＸ１方向へ間欠的に移送する働きをするだけであり、プレス作業部４０でのワーク基板１の位置決めは、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで行われる。
【００７５】
さらに、成形用パンチ１５および位置決め用パンチ１６と修正用パンチ１７が上昇し、移送ピン３１がＸ１方向へ移動して、ワーク基板１がＸ１方向へ距離Ｗ１だけ再び送り出されると、ディンプル２が加工された直後の第２の加工領域１ｂが、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め凹部１２ｂ，１２ｃに対向する領域に移動し、未加工の第３の加工領域１ｃが、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとの間に移送される。また、互いに異なるストロークでディンプル２が加工された第１の加工領域１ａと第２の加工領域１ｂの境界が、位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａとの間に移行する。
【００７６】
加圧装置によってプレス金型１０の主昇降部材２１が下降させられると、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで、第２の加工領域１ｂのディンプル２が挟まれてワーク基板１が位置決めされ、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとで、第３の加工領域１ｃに新たなディンプル２が加工される。
【００７７】
このプレス工程では、図９に示すように、第１の加工領域１ａにおいて先に加工されたディンプル２と第２の加工領域１ｂにおいてその次に加工されたディンプル２との境界部４ａが、位置決め用凹部１２ｃと修正用凹部１２ｄとの間の境界突部１４ｄの上に設置されている。したがって、位置決め用パンチ１６と修正用パンチ１７とが同時に下降するときに、位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで第２の加工領域１ｂのディンプル２が挟持されてワーク基板１が位置決めされると同時に、第１の加工領域１ａで加工されたディンプル２と第２の加工領域１ｂに加工されたディンプル２との境界部４ａの形状が境界突部１４ｄによって修正される。
【００７８】
図８と図９は、第１の加工領域１ａのディンプル２と第２の加工領域１ｂのディンプル２との間の境界部４ａが形成される過程とその修正過程を説明している。
【００７９】
図８は、第１の加工領域１ａに加工されたディンプル２を位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで挟持して、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとで、第２の加工領域１ｂに新たなディンプル２をプレス加工する過程を示している。この過程では、ディンプル２を加工中の第２の加工領域１ｂの金属板がプレスによってＸ１−Ｘ２方向に伸びる一方で、第１の加工領域１ａでは既にディンプル２が形成されている。第２の加工領域１ｂの金属が境界部４ａに向けてＸ１方向に押し寄せるのに対し、第１の加工領域１ａの金属はＸ２方向へ向けてほとんど動がない。そのため、境界部４ａが、他の境界部４のように上向きに尖るように形成されにくく、その頂部が他の境界部４の頂部よりもなだらかな形状になりやすい。
【００８０】
そこで、図９に示すように、前記境界部４ａが、ダイ１１の境界突部１４ｄの上に設置されて、第２の加工領域１ｂのディンプル２が位置決め用突部１６ｂで位置決め用凹部１２ｃに押し付けられ、同時に第１の加工領域１ａのディンプル２が修正用突部１７ａによって修正用凹部１２ｄに押し付けられると、前記境界部４ａが、ダイ１１の境界突部１４ｄによって下から突き上げられ、その結果、境界部４ａの頂部が尖り、他の境界部４と同等の形状となるように修正される。
【００８１】
図６に示すように、位置決め用凹部１２ｃと修正用凹部１２ｄとの間に形成された境界突部１４ｄの頂部の曲率半径ｒ２は、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの頂部の曲率半径ｒ１よりも小さく、境界突部１４ｄの頂部が境界突部１４ａの頂部よりも上方に位置している。そのため、図９の工程において、境界突部１４ｄで、第１の加工領域１ａと第２の加工領域１ｂとの間の境界部４ａの形状を他の境界部４と同等の尖る形状に修正できるようになる。
【００８２】
前述のように、前記境界突部１４ｄと同様に、ダイ１１の隣り合う位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃの間の境界突部１４ｅの頂部の曲率半径ｒ３を、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの頂部の曲率半径ｒ１よりも小さくし、境界突部１４ｅの頂部を、成形用凹部１２ａの境界突部１４ａの頂部よりも高い位置に形成しておくことが可能である。この場合には、成形用突部１５ａと成形用凹部１２ａとで同時に加工されたディンプル２が、その後に位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで挟持されたときに、同時に加工されたディンプル２どうしの境界部４が、前記境界突部１４ｅによって下から突き上げられ、これによっても、同時に加工されたディンプル２の境界部４をさらに均一な形状となるように修正することができる。
【００８３】
図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。
この実施の形態では、送り装置によって、ワーク基板１０１とプレス金型１１０が、相対的にＸ方向とＹ方向の双方へ一定の間隔で移動させられる。
【００８４】
プレス金型１１０に、成形ブロック１１５と、そのＸ側に隣接している位置決め修正ブロック１１６Ｘと、Ｙ側に隣接している位置決め修正ブロック１１６Ｙとが設けられている。成形ブロック１１５には、複数の成形用突部１５ａを有する成形用パンチ１５と、ダイの成形用凹部１２ａとが対向して設けられている。位置決め修正ブロック１１６Ｘと位置決め修正ブロック１１６Ｙのそれぞれには、位置決め用突部１６ａ，１６ｂを有する位置決め用パンチ１６および修正用突部１７ａを有する修正用パンチ１７と、ダイ１１の位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃと修正用凹部１２ｄとが対向して設けられている。
【００８５】
成形ブロック１１５によってワーク基板１０１の第１の加工領域１０１ａがプレス加工されてディンプル２が加工されると、プレス金型１１０とワーク基板１０１の少なくとも一方がＹ方向へ移動して、成形ブロック１１５が第２の加工領域１０１ｂに対向し、位置決め修正ブロック１１６Ｙが第１の加工領域１０１ａに対向する。そして、位置決め修正ブロック１１６Ｙに設けられた位置決め用突部１６ａ，１６ｂと位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃとで第１の加工領域１０１ａのディンプル２が挟持され、ワーク基板１０１が位置決めされて、第２の加工領域１０１ｂに新たなディンプル２が加工される。
【００８６】
さらに、プレス金型１１０とワーク基板１０１の少なくとも一方がＹ方向へ移動すると、成形ブロック１１５が未加工の第３の加工領域１０１ｃに対向し、位置決め修正ブロック１１６Ｙが第２の加工領域１０１ｂに対向する。そして、位置決め突部１６ａ，１６ｂと位置決め凹部１２ｂ，１２ｃによって第２の加工領域１０１ｂのディンプル２が挟持されて、成形ブロック１１５によって、第３の加工領域１０１ｃに新たなディンプル２が加工される。これとともに、第１の加工領域１０１ａで加工されたディンプル２と第２の加工領域１０１ｂで加工されたディンプル２との境界部４ａが、位置決め用凹部１２ｃと修正用凹部１２ｄとの境界突部１４ｄに押し付けられて、境界部４ａの形状が修正される。
【００８７】
これを繰り返すことで、ディンプル２を加工する加工領域がＹ方向へ順番に移動していく。
【００８８】
その後、プレス金型１１０の成形ブロック１１５を加工領域１０１ｍに対向させると、位置決め修正ブロック１１６Ｘが第１の加工領域１０１ａに対向して、第１の加工領域１０１ａのディンプル２でワーク基板１０１が位置決めされて、加工領域１０１ｍにディンプル２が加工される。次に、成形ブロック１１５が加工領域１０１ｎに対向すると、位置決め修正ブロック１１６Ｘが第２の加工領域１０１ｂに対向し、位置決め修正ブロック１１６Ｙが加工領域１０１ｍに対向する。
【００８９】
これを繰り返すことで、ワーク基板１０１の広い範囲に一定のピッチのディンプル２が加工される。またＸ方向に隣接する加工ブロックの境界およびＹ方向に隣接する加工ブロックの境界において、図９に示したように、ディンプル２の境界部４ａの形状が修正される。
【００９０】
なお、前記実施の形態では、修正用パンチ１７が位置決め用パンチ１６と一緒にダイ１１に向けて移動するが、例えば位置決め用パンチ１６がダイ１１に向けて移動してディンプル２が挟持されて位置決めされた後に、修正用パンチ１７が下降して、加工領域の境界部の形状を修正するものであってもよい。
【００９１】
図６に示す実施の形態は、送り装置３０による送り方向（Ｘ方向）において、成形用突部１５ａと位置決め用突部１６ａ，１６ｂとが同数並んでおり、さらに位置決め用突部１６ａ，１６ｂに１列の修正用突部１７ａが付加された形状であるが、例えば、修正用突部１７ａが２列以上設けられていてもよい。
【００９２】
また、成形用突部１５ａのＸ方向での列の数が多い場合には、成形用突部１５ａに隣接する位置に位置決め用突部１６ａを配置し、加工領域の境界を挟んで位置決め用突部１６ｂと修正用突部１７ａを配置すれば、位置決め用突部１６ａの列数を減らしてもよい。
【００９３】
また、成形用パンチ１５が複数本密着して設けられ、それぞれの成形パンチ１５に成形突部１５ａが個別に形成されていてもよい。同様に、位置決め用パンチ１６と修正用パンチ１７が複数本密着して設けられ、それぞれの位置決め用パンチ１６と修正用パンチ１７に位置決め用突部１６ａ，１６ｂと修正用突部１７ａが個別に形成されていてもよい。
【００９４】
また、ディンプル２の形状は、凹球面形状に限られず、ディンプルの中心に向けて集光できる形状であれば、多角形の凹曲面形状など種々の形状とすることが可能である。この場合は、成形用突部、位置決め用突部、修正用突部、ならびにダイの凹部は、球面または凹球面以外のディンプルに合わせた形状となる。
【符号の説明】
【００９５】
１  ワーク基板
１ａ  第１の加工領域
１ｂ  第２の加工領域
１ｃ  第３の加工領域
２  ディンプル
４，４ａ  ディンプルの境界部
５  ディンプル基板
６  太陽電池用集光板
８  電池素子
９  送り穴
１０  プレス金型
１１  ダイ
１２ａ  成形用凹部
１２ｂ，１２ｃ  位置決め用凹部
１２ｄ  修正凹部
１３  底面
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  境界突部
１５  成形用パンチ
１５ａ  成形用突部
１６  位置決め用パンチ
１６ａ，１６ｂ  位置決め用突部
１７  修正用パンチ
１７ａ  修正用突部
１８  ガイド部
１９  位置決め昇降部材
２１  主昇降部材
３０  送り装置
３１  移送ピン
４０  プレス作業部
【図１】
2011218405.tif 000003
【図２】
2011218405.tif 000004
【図３】
2011218405.tif 000005
【図４】
2011218405.tif 000006
【図５】
2011218405.tif 000007
【図６】
2011218405.tif 000008
【図７】
2011218405.tif 000009
【図８】
2011218405.tif 000010
【図９】
2011218405.tif 000011
【図１０】
2011218405.tif 000012