(57)【要約】【課題】  被覆付き平板導電体同士の接合方法を提供する。【解決手段】  本発明になる被覆付き平板導電体同士の接合方法は、第１と第２の被覆付き平板導電体を予め被覆を剥離することなく重ね、この外側からバイパス導電体で挟持し、さらに一対の溶接電極で前記第１と第２の被覆付き平板導電体を挟持してこの溶接電極間に電流を流すことで被覆を溶融剥離することで前記平板導電体を接合する被覆付き平板導電体の接合方法であって、前記一対の溶接電極は前記バイパス導電体の外側から挟持して加圧しながら電流を流すことを特徴とするものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の被覆付き平板導電体を予め被覆を剥離することなく重ね、この外側からバイパス導電体で挟持し、さらに一対の溶接電極で前記第１と第２の被覆付き平板導電体を挟持してこの溶接電極間に電流を流すことで被覆を溶融剥離することで前記平板導電体を接合する被覆付き平板導電体の接合方法であって、
前記一対の溶接電極は前記バイパス導電体の外側から挟持して加圧しながら電流を流すことを特徴とする被覆付き平板導電体の接合方法。
【請求項２】
前記バイパス導電体は、断面ほぼコの字状であって、前記第１と第２の被覆付き平板導電体を挟持する部位の対向する位置にそれぞれ外側から内側に向かって前記溶接電極の先端形状に合わせた中空の深さがこのバイパス導電体の厚みを超える凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の被覆付き平板導電体の接合方法。
【請求項３】
前記バイパス導電体は、断面コの字状の対向する挟持面間にばね性を備えることを特徴とする請求項１記載の被覆付き平板導電体の接合方法。
【請求項４】
前記バイパス導電体の挟持部の最も狭い部分の幅は、前記第１と第２の被覆付き平板導電体を重ねたときの厚みから前記被覆の材質の加圧時の収縮に応じて定まる分だけ減じた値から前記重ねたときの厚みの１．５倍までであることを特徴とする請求項１記載の被覆付き平板導電体の接合方法。
【請求項５】
前記第１、第２の溶接電極間の幅の測定結果により、外側の被覆を溶融剥離する段階、内側の被覆を溶融剥離する段階、平板導電体同士を溶接する段階を判断し、それぞれの段階に適応した電流を流すことを特徴とする請求項１記載の被覆付き平板導電体の接合方法。
【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等の出力端子への配線に用いられる被覆付き平板導電体同士の接合に係り、特に予め被覆を剥離することなく接合するのに好適な被覆付き平板導電体の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池装置は、太陽からの光を電気に変換することから新しいエネルギ変換装置として期待されており、近年においては一般家庭用の電源として利用が盛んに進められつつある。
【０００３】
太陽電池素子の１つ１つは小さな起電力しか得られないが、太陽電池素子を直列、並列に接続することで種々の起電力を得ることができることは周知の通りである（例えば、特許文献１など）。
この従来の太陽電池装置は、図４のように構成されており、１つ１つの太陽電池素子１０２を直列に接続していく太陽電池群１０４があり、この太陽電池群の数量によって起電力を調整する。
【０００４】
直列接続された太陽電池群１０４は平板銅線を接続部材とする被覆付き平板導電体１０６と１０７に接続されており、この被覆付き平板導電体１０６、１０７がそれぞれ被覆付き平板導電体１０８、１０９と接続されて外部接続端子へと起電力が導かれている。
【０００５】
この被覆付き平板導電体１０６、１０７、特に被覆付き平板導電体１０６は起電力に応じて長さを変える必要がある。この被覆は接続部材同士が接触して電気的に短絡することを防止している。前記したように被覆付き平板導電体１０６、１０７は被覆付き平板導電体１０８、１０９とそれぞれ接続されるので予め被覆を剥離してから接合する必要があり、種々の起電力に対応するためにそれに合わせた長さにする必要がある。このことが太陽電池装置の製造コストを押し上げる一因となっていた。
【０００６】
このため、被覆を予め剥離することなく被覆付き平板導電体同士を接合する方法が求められている。本願出願人は、このような方法が記載されている文献等を調査したが直接記載している文献等を見出すことはできなかった。
しかし、用途は異なるがそのままでは溶接電極間に溶接電流を流せない場合であっても溶接技術を用いて絶縁樹脂を内蔵する制振鋼板同士を接合する方法（分流予熱法）を見出した（例えば特許文献２など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７８９０５号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９２２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示すように、特許文献２記載の方法は重ね合わせた２枚の制振鋼板１０５、１１１の外側からバイパス導電体１１３で２枚の制振鋼板１０５、１１１を挟持して、１対の溶接電極１１５、１１７をこのバイパス導電体１１３が挟持している部分とは異なる部分に当接して一方の溶接電極１１５から第１の制振鋼板１０５の外側の導電部、バイパス導電体１１３、第２の制振鋼板１１１の外側の導電部を介してもう一方の溶接電極１１７へと電流を流すものであり、バイパス導電体１１３で第１、第２の制振鋼板１０５、１１１の重ね部を所定の挟持力で保持していないと充分な電流を流すことができないという欠点があった。反面、所定の挟持力で保持しようとすると挟持部の幅が狭くなり、バイパス導電体１１３の取り付け、取り外しに時間がかかり、製造コストが上がるという欠点があった。
【０００９】
そして、何よりこの方法では溶接電極１１５、１１７とバイパス導電体１１３とが当接していないので、被覆付き平板導電体同士の接合に利用しようとすると、外側は被覆されているので溶接電極間には電流が流れず、その結果ジュール熱が発生しないので外側の被覆が溶融することはないから、結局平板導電体を接合することができないという致命的な欠点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、バイパス導電体を溶接電極間で挟持し、加圧しながら電流を流す被覆付き平板導電体の接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載した発明になる被覆付き平板導電体の接合方法は、第１と第２の被覆付き平板導電体を予め被覆を剥離することなく重ね、この外側からバイパス導電体で挟持し、さらに一対の溶接電極で前記第１と第２の被覆付き平板導電体を挟持してこの溶接電極間に電流を流すことで被覆を溶融剥離することで前記平板導電体を接合する被覆付き平板導電体の接合方法であって、前記一対の溶接電極は前記バイパス導電体の外側から挟持して加圧しながら電流を流すことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載した発明になる被覆付き平板導電体の接合方法は、断面ほぼコの字状であって、前記第１と第２の被覆付き平板導電体を挟持する部位の対向する位置にそれぞれ外側から内側に向かって前記溶接電極の先端形状に合わせた中空の深さがこのバイパス導電体の厚みを超える凸部が形成されている前記バイパス導電体を使用することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載した発明になる被覆付き平板導電体の接合方法は、断面コの字状の対向する挟持面間にばね性を備える前記バイパス導電体を使用することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載した発明になる被覆付き平板導電体の接合方法は、挟持部の最も狭い部分の幅が前記第１と第２の被覆付き平板導電体を重ねたときの厚みから前記被覆の材質の加圧時の収縮に応じて定まる分だけ減じた値から前記重ねたときの厚みの１．５倍までである前記バイパス導電体を使用することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載した発明になる被覆付き平板導電体の接合方法は、前記第１、第２の溶接電極間の幅の測定結果により、外側の被覆を溶融剥離する段階、内側の被覆を溶融剥離する段階、平板導電体同士を溶接する段階を判断し、それぞれの段階に適応した電流を流すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜５記載の発明によれば、予め被覆を剥離しないでも、バイパス導電体を介して溶接電極間に電流が流れるので、この電流によりジュール熱が発生し、最初に外側の被覆が溶融剥離し、次に内側の被覆が溶融剥離して平板導電体同士が接触する。このようにして平板導電体が接触すると溶接電極間には平板導電体を介して溶接電流が流れるから、平板導電体を接合することができ、製造コストを押さえた被覆付き平板導電体の接合方法を提供することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、特にバイパス導電体に溶接電極を収納する形状の凹部を設けてあるので溶接電極の位置合わせも容易で、また凸部を設けているので溶接電極間に流れる電流により発生するジュール熱が適切に被覆に伝達されるから被覆の溶融剥離や被覆剥離後の平板導電体同士の接合が適切に実行できる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、特にバイパス導電体はばね性を備えているのでバイパス導電体の開放端は間隔を広げ易いので接合対象である重ねられた被覆付き平板導電体への取り付けを容易に行うことができる。そして、このばね性を備えることから溶接電極間を加圧しながら溶接電極間に溶接電流を流して平板導電体同士の接合を完了させた後、溶接電極をワークから離すことによりバイパス導電体に印加されていた圧力から開放するとバイパス導電体の開放端は開くからバイパス導電体は接合対象である被覆付き平板導電体から離れるので取り外しを容易に行うことができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、特にバイパス導電体の挟持幅を被覆付き平板導電体を重ねた厚みに対して広めになるようにしているので、接合対象である重ねられた被覆付き平板導電体への取り付けを容易に行うことができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、特に溶接電極間の間隔を検出し、それに応じて作業の進行段階を把握して各段階に応じて適当な電流を流すことができるので低コストの被覆付き平板導電体の接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法の一実施形態を示す概略工程図で、その初段部である。
【図２】本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法の一実施形態を示すフ概略工程図で、その中段部である。
【図３】本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法の一実施形態を示す概略工程図で、その後段部である。
【図４】本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法が利用される太陽電池装置の概略構成図である。
【図５】分流予熱法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法の一実施形態を示す概略工程図で、図１はその初段部、図２はその中段部、図３はその後段部である。なお、これらの図では全て断面図を示している。
【００２３】
図１〜図３において、１は厚み０．０５ｍｍのＰＥＴ等からなる絶縁部材でなる被覆付き平板導電体５の被覆、３は幅６ｍｍ、厚み０．３ｍｍの平板銅線等からなる被覆付き平板導電体５の平板導電体、７は被覆１、１、１、１を溶融剥離するためのバイパス電流を流すためのバイパス導電体であり、断面コの字状で対向する面に外側から内側に向かってそれぞれ使用する溶接電極の先端形状に合わせた中空の深さがこのバイパス導電体７の厚みを超える凸部７ａが形成されている。凸部７ａは本発明には必ずしも必要ではないが、溶接電極の位置合わせや被覆付き平板導電体の特定部位を押圧し、電流を流して被覆を溶融剥離し、最終的には平板導電体同士を接合するために好ましいものである。
【００２４】
９、１０は被覆付き平板導電体５、５の接合を行う時の電流を流す一対の溶接電極である。なお、溶接電源等溶接電極に電流を流すために必要な機材は本発明の主旨には直接関係しないので図示も説明も省略する。
【００２５】
１１は被覆１、１、１、１を溶融剥離する時のバイパス電流、１３は被覆１、１、１、１を溶融剥離後の平板導電体３、３を接合する時の溶接電流、１５は溶接電流が流れることにより形成されるナゲットである。
次に、本発明になる被覆付き平板導電体の接合方法について図１〜図３を用いて工程順に説明する。
【００２６】
最初に接合する被覆付き平板導電体５、５に応じて溶接電極９、１０間に加える圧力と電流を、外側の被覆１、１を溶融剥離する段階、内側の被覆１、１を溶融剥離する段階、および平板導電体３、３を接合する段階に分けて時系列で設定する。この圧力と電流をそれぞれ順に第１の圧力１と電流１、第２の圧力２と電流２、第３の圧力３と電流３と呼ぶことにする。
【００２７】
それぞれの段階の所要時間は実験的に求めたり、溶接電極９、１０間の変位を測定することで外側の被覆の溶融剥離、内側の被覆の溶融剥離を検出したりして得られた値を基に所定の圧力と電流に変えるようにすることができるが、ここでは実験的に求めた値を使用することとして説明する。
【００２８】
このような被覆１，１の溶融剥離と平板導電体３、３の接合のための圧力、電流を時間単位で設定する準備を行った後、予め被覆１、１を剥離することなく、被覆付き平板導電体５、５同士を接合する部分を位置合わせして重ねる（図１の（ａ））。
【００２９】
次に、バイパス導電体７の開口端から被覆付き平板導電体５、５を差し込み、接合する部分に凸部７ａの底部を位置合わせしながらバイパス導電体７で被覆付き平板導電体５、５を挟持する（図１の（ｂ））。このとき、バイパス導電体７には弾性があるので被覆付き平板導電体５、５を挟持するのに便宜であり、また凸部７ａで被覆付き平板導電体５、５を挟持するようにしているので開口部は被覆付き平板導電体５、５の厚みより幅があるので差し込みが容易である。このようにしてバイパス導電体７で挟持された被覆付き平板導電体５、５を凸部７ａの凹部に溶接電極９、１０を位置合わせして挟持する。
【００３０】
そして、溶接電極９、１０間で第１の圧力１で被覆付き平板導電体５、５を押圧しながら、溶接電極９、１０間に第１の電流１を所定の時間流す（図１の（ｃ））。このとき、被覆１、１は剥離されていないので、この電流はバイパス電流１１となって、バイパス導電体７を介して溶接電極９から溶接電極１０に向かって流れる（同図の１１の矢印方向）。
【００３１】
このとき、このバイパス電流１１によってジュール熱が発生し、この発熱により外側の被覆１、１、特に凸部７ａが当接する部分が溶融し、蒸発する。このために外側の被覆１、１のこの部分が剥離され、バイパス導電体７の凸部７ａ、７ａが直接平板導電体３、３に接触するようになる（図２の（ｄ））。このとき、バイパス導電体７には弾性があるので凸部７ａ、７ａを中心にして被覆付き平板導電体５、５を押圧しているからである。
【００３２】
このようにして外側の被覆１、１を溶融剥離した後、溶接電極９、１０間で第２の圧力２で被覆付き平板導電体５、５を押圧しながら、溶接電極９、１０間に第２の電流２を所定の時間流す（図２の（ｅ））。このとき、内側の被覆１、１は剥離されていないので、この電流は前記と同じようにバイパス電流１１となって、バイパス導電体７を介して溶接電極９から溶接電極１０に向かって流れる（同図の１１の矢印方向）。
【００３３】
そして、同じように、このバイパス電流によってジュール熱が発生し、この発熱により内側の被覆１、１、特に凸部７ａが当接する部分が溶融し、蒸発することで内側の被覆１、１のこの部分が剥離され、バイパス導電体７の凸部７ａ、７ａが直接平板導電体３、３に接触するようになる（図２の（ｅ））。このとき、バイパス導電体７には弾性があるので凸部７ａ、７ａを中心にして被覆付き平板導電体５、５を押圧しているからである。
【００３４】
このようにして内側の被覆１、１を溶融剥離した後、溶接電極９、１０間で第３の圧力３で被覆付き平板導電体５、５を押圧しながら、溶接電極９、１０間に第３の電流３を所定の時間流す（図３の（ｆ））。このとき、内側の被覆１、１は剥離されているので、この電流は前記までとは異なり溶接電流１３となって、平板導電体３、３を介して溶接電極９から溶接電極１０に向かって流れる（同図の１３の矢印方向）。
【００３５】
そして、同じように、このバイパス電流によってジュール熱が発生し、この発熱により平板導電体３、３、特に凸部７ａが当接する部分が溶融し、所定時間の通電後冷却また自然冷却により平板導電体３、３の溶融部が固化しナゲット１５が形成される。このとき、バイパス導電体７には弾性があるので凸部７ａ、７ａを中心にして被覆付き平板導電体５、５を押圧しているからである。
【００３６】
この後、溶接電極９、１０間に印加されていた圧力３を徐々に解除する。こうすることで、バイパス導電体７は弾性により元に形状に戻るので容易に被覆付き平板導電体５、５から離すことができる。
【００３７】
このようにして、被覆付き平板導電体３、３同士が予め被覆を剥離することなく接合できる。
【００３８】
以上の実施の形態では予め実験的に求めた時間を基準にして圧力と電流をそれぞれの段階に応じて変化させたが、溶接電極９、１０間の間隔の変位を基準にしてそれぞれの段階に応じて変化させることもできる。
【００３９】
すなわち、それぞれの段階に応じて溶接電極９、１０間の間隔を設定しておき、被覆付き平板導電体５、５の接合工程が開始された時点から溶接電極９、１０間の変位を測定して設定された間隔と比較することで、外側の被覆１、１の溶融剥離段階、内側の被覆１、１の溶融剥離段階、そして平板導電体３、３の接合段階のいずれに当るか判断し、この判断に従って第１〜第３の圧力１、２、３および電流１、２、３へと変更していくのである。なお、この他にも本発明の主旨を変更することなく種々の変形例が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  被覆
３  平板導電体
５  被覆付き平板導電体
７  バイパス導電体
７ａ  凸部
９、１０  溶接電極
１１  バイパス電流
１３  溶接電流
１５  ナゲット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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