(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面上に複数の集光機能を有するフレネルレンズが接するように配置されたフレネルレンズシートを射出成形するフレネルレンズシートの射出成形型において、
前記フレネルレンズシートに対応するようにして、複数のフレネルレンズ型が接しているフレネルレンズシート型が形成された矩形状の固定側下金型と、
前記固定側下金型と接することで該固定側下金型との間にキャビティを形成する可動側上金型と、
前記固定側下金型の対向する一対の長辺の各中央部近傍に対向するようにして形成された、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填するための一対のゲートとを備え、
前記固定側下金型の前記一対の長辺の両端側で、かつ前記一対の短辺の中央部近傍では、２つの前記フレネルレンズ型を前記一対の短辺の中央部に対して短辺方向に対称に配置して、
前記一対の長辺の両端側で、かつ前記一対の短辺の中央部近傍では、対称に配置された前記２つのフレネルレンズ型の間近傍に前記溶融樹脂を流通させることを特徴とするフレネルレンズシートの射出成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレネルレンズシートの射出成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然エネルギーの利用が注目されており、そのひとつに太陽光を利用する太陽電池による発電がある。太陽電池による発電では、太陽電池の発電量を増加させるため、同一平面上に複数配置された太陽電池の前方側に、太陽光を各太陽電池に集光させるためのフレネルレンズを複数配設した集光式太陽電池装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献１のような太陽光を各太陽電池に集光させるための複数のフレネルレンズがシート状に一体成形されたフレネルレンズ群（以下、「フレネルレンズシート」という）を生産性よく作製する場合、例えば、特許文献２のような射出成形方法（装置）を採用することができる。
【０００４】
前記特許文献２では、フレネルレンズ型のキャビティ内に溶融樹脂を充填し、冷却して固化させることでフレネルレンズが成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６８００号公報
【特許文献２】特開平６−８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献２のような射出成形方法によって、前記特許文献１のような隣接するフレネルレンズが互いに接するように配置された矩形状のフレネルレンズシートを射出成形する場合、溶融樹脂が注入されるゲートから最も離れた端部近傍にあるフレネルレンズ型付近では溶融樹脂の流れが弱くなる。
【０００７】
このため、この端部近傍にあるフレネルレンズ型の同心状のフレネルレンズパターンを形成する凹凸溝が、前記端部近傍へ流動する溶融樹脂の流れに対して障壁なって充填不良が生じることがある。これにより、成形されたフレネルレンズシートにおいて、ゲートから最も離れた端部近傍に配置されたフレネルレンズ型に対応するフレネルレンズに成形不良が発生しやすくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、隣接するフレネルレンズが互いに接するように配置されたフレネルレンズシートを射出成形する場合に、ゲートから最も離れた端部近傍に配置されたフレネルレンズ型にも溶融樹脂が良好に充填されるようにして、成形不良の発生を防止することができるフレネルレンズシートの射出成形型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】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明は、同一平面上に複数の集光機能を有するフレネルレンズが接するように配置されたフレネルレンズシートを射出成形するフレネルレンズシートの射出成形型において、前記フレネルレンズシートに対応するようにして、複数のフレネルレンズ型が接しているフレネルレンズシート型が形成された矩形状の固定側下金型と、前記固定側下金型と接することで該固定側下金型との間にキャビティを形成する可動側上金型と、前記固定側下金型の対向する一対の長辺の各中央部近傍に対向するようにして形成された、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填するための一対のゲートとを備え、前記固定側下金型の前記一対の長辺の両端側で、かつ前記一対の短辺の中央部近傍では、２つの前記フレネルレンズ型を前記一対の短辺の中央部に対して短辺方向に対称に配置して、前記一対の長辺の両端側で、かつ前記一対の短辺の中央部近傍では、対称に配置された前記２つのフレネルレンズ型の間近傍に前記溶融樹脂を流通させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固定側下金型の一対の長辺の両端側で、かつ一対の短辺の中央部近傍では、２つのフレネルレンズ型を一対の短辺の中央部に対して短辺方向に対称に配置して、一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、対称に配置された２つのフレネルレンズ型の間近傍に溶融樹脂を流通させるようにした。これにより、ゲートから最も離れた端部近傍に配置されたフレネルレンズ型の同心状のフレネルレンズパターンを形成する凹凸溝が溶融樹脂の流れに対して障壁なって充填不良となることが防止されて、溶融樹脂を良好に充填させることができるので、成形不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】集光式太陽光発電装置に配置されたフレネルレンズシートを示す平面図。
【図２】フレネルレンズシートを樹脂成形する工程の一例を示す工程図。
【図３】本発明の実施形態に係るフレネルレンズシートの射出成形型を示す概略平面図。
【図４】本発明の実施形態におけるフレネルレンズシートの射出成形型の変形例を示す概略平面図。
【図５】比較例におけるフレネルレンズシートの射出成形型を示す概略平面図。
【図６】比較例におけるフレネルレンズシートの射出成形型において、キャビティ内の長辺の一方の端側でかつ短辺の中央部近傍を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
集光式太陽光発電装置には、同一平面状に複数配置された太陽電池に対して効率よく太陽光を集光させるために、例えば、図１に示すようなフレネルレンズシート１が各太陽電池１０の前方側に配置されている。このフレネルレンズシート１は、集光用の複数の正方形状に形成されたフレネルレンズ２が同一平面上に一体的に連結されている。なお、図１に示したフレネルレンズシート１では、背面側に配置された各太陽電池１０の位置に対応して縦方向に４つ、横方向に６つのフレネルレンズ２がそれぞれ一体的に配置された構成であるが、配置される太陽電池１０の数に対応している。
【００１４】
次に、本発明の実施形態におけるフレネルレンズシートの製造方法について説明する。
【００１５】
図２は、太陽光発電装置に用いられる上記フレネルレンズシート１を樹脂成形する工程の一例を示す工程図である。
【００１６】
図２に示すように、上記フレネルレンズシート１は、金型の作製工程（Ｓ１）、２次成形型（スタンパ）の作製工程（Ｓ２）、３次成形型（スタンパ）の作製工程（Ｓ３）、樹脂成形工程（Ｓ４）を経て作製される。
【００１７】
先ず、金型の作製工程（Ｓ１）では、同心円状に形成された鋸刃状の凹凸面（フレネルレンズパターン）を有するフレネルレンズ２（図１参照）の金型となる金属成形型（不図示）を作製する。この金属成形型は、例えば、旋盤によって金属板を所定ピッチの同心円状の凹凸面を有するように切削することで得ることができる。
【００１８】
そして、２次成形型（スタンパ）の作製工程（Ｓ２）では、金型の作製工程（Ｓ１）で作製された金属成形型を使用し、アクリル樹脂シートへプレス加工をすることによってフレネルレンズ１次型（不図示）を複数製造し、次いでこの複数のフレネルレンズ１次型の切断し、切断面を対向させて配列させることによりタイリング（接合）し、裏打ちを行って、フレネルレンズ型が例えば横６列×縦４列に形成されたフレネルレンズシート２次型（不図示）を作製する。
【００１９】
そして、３次成形型（スタンパ）の作製工程（Ｓ３）では、このフレネルレンズシート２次型の凹凸転写面表面にニッケル蒸着およびニッケルめっき（電鋳）を行い、イミド系耐熱接着剤（耐熱接着シート）を用いてステンレスシート等の金属基板（不図示）を貼り合わせた後にこの金属基板を離型することで、金属製のフレネルレンズシート３次型（不図示）を作製する。
【００２０】
そして、樹脂成形工程（Ｓ４）では、図３に示すように、３次成形型の作製工程（Ｓ３）で作製された前記フレネルレンズシート３次型を固定側の下金型３として、この下金型３と対向するようにして可動側の上金型４を設置する。この下金型３と上金型４とで、フレネルレンズシートの射出成形型が形成される。
【００２１】
この下金型３には、複数のフレネルレンズ型３ａが連結されることによって矩形状のフレネルレンズシート型３ｂが形成されている。上金型４が移動して下金型３に接することで、下金型３と上金型４の間にキャビティが形成される。また、下金型３の対向する一対の長辺の各中央部近傍の両側には、対向するようにしてキャビティ内に溶融樹脂を充填するための一対のゲート５ａ，５ｂが設けられている。
【００２２】
下金型３には、図３に示したように、フレネルレンズ型３ａが横６列×縦４列に形成されているので、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２が一対の短辺の中央部に対して短辺方向に対称に配置されている。
【００２３】
そして、前記各ゲート５ａ，５ｂから下金型３と上金型４の間のキャビティ内に溶融樹脂を充填する。この際、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍にある２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２が各ゲート４ａ，４ｂから最も離れているので、溶融樹脂の流れが遅くなる。なお、図３に示した矢印ａ１，ａ２は、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍にある２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２への溶融樹脂の流れ方向を示している。
【００２４】
そして、図３に示すように、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、対称に配置された前記２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２の間近傍を通過するようにして溶融樹脂が流れていく。
【００２５】
そして、この溶融樹脂をキャビティ内全体に充填した後、この溶融樹脂を冷却し硬化させた後に離型することで、前記フレネルレンズシート１（図１参照）が成形される。なお、この成形されたフレネルレンズシート１の個々のフレネルレンズは、例えば、一辺２４０ｍｍの正方形、ピッチ：０．３８ｍｍ、同心状のフレネルレンズパターンを形成する凹凸溝の高さ：０．２３ｍｍに形成されている。
【００２６】
このように、本実施形態に係るフレネルレンズシートの射出成形型は、固定側の下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２を一対の短辺の中央部に対して短辺方向に対称に配置することにより、この一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、対称に配置された２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２の間近傍を溶融樹脂が流れる。
【００２７】
よって、対称に配置された２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２の同心状のフレネルレンズパターンを形成する凹凸溝に略沿って溶融樹脂が流れるので、溶融樹脂の流れが遅くても２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２に良好に充填され、転写不良のない良好なフレネルレンズシートを成形することができる。
【００２８】
なお、図４に示す下金型３（フレネルレンズシート３次型）のように、下金型３の一対の長辺の両端側において、一対の短辺にはその中央部近傍のみに、短辺方向に対して対称に２つのフレネルレンズ型３ａ１, ３ａ２を配置する場合でも、同様に転写不良のない良好なフレネルレンズシートを成形することができる。
【００２９】
（比較例）
この比較例のフレネルレンズシートは、上記同様に金型の作製工程、２次成形型（スタンパ）の作製工程、３次成形型（スタンパ）の作製工程によって、フレネルレンズ型が例えば横６列×縦３列に形成されたフレネルレンズシート３次型（不図示）を作製する。
【００３０】
そして、樹脂成形工程では、図５に示すように、３次成形型の作製工程で作製されたフレネルレンズシート３次型を下金型３として、この下金型３と対向するようにして上金型４を設置する。周面が密着された下金型３と上金型４の間にキャビティが形成される。また、下金型３の対向する一対の長辺の各中央部近傍の両側には、対向するようにしてキャビティ内に溶融樹脂を充填するための一対のゲート５ａ，５ｂが設けられている。
【００３１】
下金型３には、図５に示したように、矩形状のフレネルレンズシート型３ｂを形成するためのフレネルレンズ型３ａが横６列×縦３列に形成されているので、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍では、フレネルレンズ型３ａ１の中央部付近が配置されている。そして、前記各ゲート５ａ，５ｂから下金型３と上金型４の間のキャビティ内に溶融樹脂を充填する。この際、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍にある１つのフレネルレンズ型３ａ１が各ゲート４ａ，４ｂから最も離れているので、溶融樹脂の流れが遅くなる。なお、図５に示した矢印ａ１，ａ２は、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍にあるフレネルレンズ型３ａ１への溶融樹脂の流れ方向を示している。
【００３２】
そして、図６に示すように、下金型３の一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍（図６は、左側の短辺の中央部近傍）にあるフレネルレンズ型３ａ１の同心状のフレネルレンズパターンを形成する凹凸溝３ａ’が、溶融樹脂の流れ（矢印ａ１は、溶融樹脂の流れ方向）に対して抵抗となるため、充填不良が発生しやすくなる。
【００３３】
このため、成形された比較例のフレネルレンズシートでは、一対の長辺の両端側でかつ一対の短辺の中央部近傍にあるフレネルレンズに転写不良が認められた。
【符号の説明】
【００３４】
１        フレネルレンズシート
２        フレネルレンズ
３        下金型
３ａ      フレネルレンズ型
３ｂ      フレネルレンズシート型
４        上金型
５ａ，５ｂ      ゲート
１０      太陽電池
【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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【図６】
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