(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の太陽電池パネルの辺部にガスケットを介して断面形状が略コ字状の部分を有する枠体を装着する太陽電池モジュールの自動組立て装置であって、
ガスケット装着ポジションと枠体装着ポジションとを有し、前記ガスケット装着ポジションと前記枠体装着ポジションを経て前記太陽電池パネルを載置して搬送する搬送路と、
前記搬送路の上流側に設けられ、前記搬送路に該搬送路で搬送する太陽電池パネルを供給する太陽電池パネル供給部と、
前記ガスケット装着ポジションにおいて設けられ、前記太陽電池パネルの相対する２辺のそれぞれに嵌め込み装着するガスケットをそれぞれ保持する２つのガスケット把持部を有し、前記各ガスケット把持部はそれぞれが保持したガスケットを、前記太陽電池パネルの相対する２辺の相対する方向において前記太陽電池パネルを間に互いに向き合う前記太陽電池パネル側へ同時に移動して前記太陽電池パネルの相対する２辺の部分にそれぞれのガスケットを同時に押し込んで装着するガスケット装着機構と、
前記枠体装着ポジションにおいて設けられ、前記太陽電池パネルの相対する２辺のそれぞれに装着されたガスケットに装着する枠体をそれぞれ保持する２つの枠体保持部を有し、前記各枠体保持部はそれぞれが保持した枠体を、前記太陽電池パネルの相対する２辺の相対する方向において前記太陽電池パネルを間に互いに向き合う前記太陽電池パネル側へ同時に移動して前記太陽電池パネルの相対する２辺の部分にそれぞれのガスケットを介してそれぞれの枠体を同時に押し込んで装着する枠体装着機構と、
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの自動組立て装置。
【請求項２】
前記ガスケット装着機構は、ガスケットを太陽電池パネルに装着する前にポッティング剤をガスケットの内部に充填するポッティング剤充填機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの自動組立て装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池パネルの外周縁部にガスケットを介して枠体を装着する太陽電池モジュールの自動組立て装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅等の屋根に複数枚の太陽電池モジュールを敷設し、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、本来の電力消費を補って消費電力を節約する太陽電池システムが実用化されている。
【０００３】
前記太陽電池モジュールは、図８に示すように，例えば１枚のガラス基板からなる絶縁性基板１０１に透明電極層（第１電極）１０２、アモルファスシリコンあるいはポリシリコンあるいはそれらの複合層からなる太陽電池素子１０３、裏面電極層（第２電極）１０４を形成したものである。
【０００４】
絶縁性基板１０１の裏面にはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ），エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等の樹脂充填材１０５が設けられ，この樹脂充填材１０５を耐湿性や耐傷性を有する弗素系の樹脂フィルム１０６等によって覆って保護層を形成している。
【０００５】
前述のように構成された太陽電池モジュールは，絶縁性基板１０１に保護層として設けられた樹脂充填材１０５及び樹脂フィルム１０６が絶縁性基板１０１の周囲端面においてカットされているため，各層の隙間から雨水等が浸入する虞がある。
【０００６】
そこで，図９に示すように，太陽電池パネルの周囲にガスケット１０７を装着し，このガスケット１０７を介して枠体１０８を嵌合支持している。ガスケット１０７は，通常は熱硬化性ゴムまたは熱可塑性エラストマーを押出し機のダイによって所望の断面形状に連続して押出したのち、所定の長さに切断したものであり，ポッティング剤１０９によって太陽電池パネルの外周縁部に嵌合してシールしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,従来、太陽電池パネルの外周縁部をガスケット１０７を装着するには,ガスケット１０７の内部にまずポッティング剤１０９を充填したのち、ガスケット１０７を太陽電池パネルの各辺部に装着し,ついでガスケット１０７を枠体１０８の凹溝に嵌合して組立てを行っている。
【０００８】
この作業は,太陽電池パネルを治具にセットした後,ポッティング剤１０９を充填したガスケット１０７の開口を太陽電池パネルの各辺部に位置決めし,ガスケット１０７の背面側を押圧部材によって押圧して太陽電池パネルの辺部に押し込むという略手作業に頼っていた。また,ガスケット１０７を枠体１０８の凹溝に嵌合するのも同様に枠体１０８の凹溝をガスケット１０７に位置決めし,枠体１０８の背面側を押圧部材によって押圧してガスケット１０７に押し込むという略手作業に頼っていた。
【０００９】
従って,太陽電池パネルにガスケット１０７及び枠体１０８を装着する作業に多くの工数がかかり,生産性が悪くコストアップの原因となっている。
【００１０】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、太陽電池パネルにガスケット及び枠体を自動的に装着することができ,工数の低減を図り,生産性の向上によりコストダウンを図ることができる太陽電池モジュールの自動組体装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、矩形状の太陽電池パネルの辺部にガスケットを介して断面形状が略コ字状の部分を有する枠体を装着する太陽電池モジュールの自動組立て装置であって、ガスケット装着ポジションと枠体装着ポジションとを有し、前記ガスケット装着ポジションと前記枠体装着ポジションを経て前記太陽電池パネルを載置して搬送する搬送路と、前記搬送路の上流側に設けられ、前記搬送路に該搬送路で搬送する太陽電池パネルを供給する太陽電池パネル供給部と、前記ガスケット装着ポジションにおいて設けられ、前記太陽電池パネルの相対する２辺のそれぞれに嵌め込み装着するガスケットをそれぞれ保持する２つのガスケット把持部を有し、前記各ガスケット把持部はそれぞれが保持したガスケットを、前記太陽電池パネルの相対する２辺の相対する方向において前記太陽電池パネルを間に互いに向き合う前記太陽電池パネル側へ同時に移動して前記太陽電池パネルの相対する２辺の部分にそれぞれのガスケットを同時に押し込んで装着するガスケット装着機構と、前記枠体装着ポジションにおいて設けられ、前記太陽電池パネルの相対する２辺のそれぞれに装着されたガスケットに装着する枠体をそれぞれ保持する２つの枠体保持部を有し、前記各枠体保持部はそれぞれが保持した枠体を、前記太陽電池パネルの相対する２辺の相対する方向において前記太陽電池パネルを間に互いに向き合う前記太陽電池パネル側へ同時に移動して前記太陽電池パネルの相対する２辺の部分にそれぞれのガスケットを介してそれぞれの枠体を同時に押し込んで装着する枠体装着機構と、を具備したことを特徴とする。
請求項２は、請求項１のガスケット装着機構は、ガスケットを太陽電池パネルに装着する前にポッティング剤をガスケットの内部に充填するポッティング剤充填機構を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２は、請求項１の前記ガスケット装着機構は, ガスケットを太陽電池パネルに装着する前にポッティング剤をガスケットの内部に充填するポッティング剤充填機構を備えていることを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば,太陽電池パネルを平面的に載置して間欠的に搬送する搬送途中において,太陽電池パネル供給部から供給された太陽電池パネルの相対する平行な２辺のそれぞれにガスケット装着機構によってガスケットを同時に装着することができ,次にガスケット装着機構より下流側で太陽電池パネルに装着されたガスケットの相対する平行な２本のそれぞれに枠体装着機構によって枠体を同時に装着することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は太陽電池モジュールの自動組立て装置の概略的構成を示す平面図であり,まず,自動組立て装置の全体構成を説明すると,１は搬送路としての搬送コンベアであり,太陽電池パネル２を平面的に載置して矢印ａ方向に間欠的に搬送するようになっている。
【００１６】
太陽電池パネル２は、矩形状,本実施形態においては長方形であり、長辺部２ａと短辺部２ｂとを有している。搬送コンベア１の上流側には多数枚の太陽電池パネル２を積層状態で収納する収納部３から太陽電池パネル２を１枚ずつ搬送コンベア１に搬入する太陽電池パネル供給部４が設けられている。
【００１７】
また，搬入する太陽電池パネル２の供給部としては搬送コンベア１の上流側に積層せずに，搬送コンベア１とクロスしたコンベアライン上に太陽電池パネル２を１枚ずつ待機させ，タイミングベルトコンベアと搬送コンベア１の内部にクロスする昇降コンベアとを組合せを行う機構も考えられる。
【００１８】
太陽電池パネル供給部４より下流側の搬送コンベア１の両側には太陽電池パネル２の相対する平行な長辺部２ａのそれぞれに長辺ガスケット５を同時に装着する第１のガスケット装着機構６が設けられている。この第１のガスケット装着機構６の下流側の搬送コンベア１の両側には太陽電池パネル２の相対する平行な短辺部２ｂのそれぞれに短辺ガスケット７を同時に装着する第２のガスケット装着機構８が設けられている。
【００１９】
さらに、第２のガスケット装着機構８より下流側の搬送コンベア１の両側には太陽電池パネル２に装着された短辺ガスケット７の相対する平行な２本のそれぞれにコ字状の断面形状の部分を有する短辺枠体９を同時に装着する第１の枠体装着機構１０が設けられている。この第１の枠体装着機構１０より下流側の搬送コンベア１の両側には太陽電池パネル２に装着された長辺ガスケット５の相対する平行な２本のそれぞれにコ字状の断面形状の部分を有する長辺枠体１１を同時に装着する第２の枠体装着機構１２が設けられている。
【００２０】
そして,搬送コンベア１によって太陽電池パネル２を間欠搬送中に,太陽電池パネル２の長辺部２ａ及び短辺部２ｂに長辺及び短辺ガスケット５，７を装着した後, 長辺及び短辺枠体９，１１を自動的に装着できるように構成されている。
【００２１】
次に,各部の構成について説明すると,搬送コンベア１の途中で,第１及び第２のガスケット装着機構６，８に対向するガスケット装着ポジションＰ１，Ｐ２及び第１及び第２の枠体装着機構１０，１２に対向する枠体装着ポジションＰ３，Ｐ４には太陽電池パネル２を９０°方向変換するターンテーブル１３が設けられ,このターンテーブル１３は図２に示すようにテーブル回転機構１４によって駆動されるようになっている。
【００２２】
前記太陽電池パネル供給部４は,図１に示すように,搬送ロボット１５によって構成され,この搬送ロボット１５の昇降ロッド１６には旋回アーム１７が設けられている。この旋回アーム１７の先端部には真空吸着ヘッド１８が設けられ,太陽電池パネル２の上面の略中央部を真空吸着して収納部３から太陽電池パネル２を１枚ずつ搬送コンベア１に載置するようになっている。
【００２３】
前記第１と第２のガスケット装着機構６，８は基本的には同一構造であるため,第１のガスケット装着機構６について説明すると,図１〜図４に示すように構成されている。すなわち,搬送コンベア１を挟んで両側には昇降可能な旋回駆動機構１９が対称的に設置されている。旋回駆動機構１９の旋回昇降ロッド２０には進退機構としてのエアシリンダ２１が設けられ,この進退ロッド２２の先端部にはガスケット把持部２３が設けられている。ガスケット把持部２３は,断面がコ字状の枠部材で,長辺ガスケット５をその開口を外向きにし、ガスケット自体の弾性を利用して把持するようになっている。
【００２４】
旋回駆動機構１９の隣側には図３に示すように,複数個の長辺ガスケット５を整列した状態で収納するガスケット収納部２４が設けられている。ガスケット収納部２４にはエアシリンダ２５と，このエアシリンダ２５によって進退自在なプッシャバー２６とからなるガスケット受渡し機構２７が設けられている。
【００２５】
そして，第１のガスケット装着機構６の旋回昇降ロッド２０が下降した位置で，進退ロッド２２の先端部に設けられたガスケット把持部２３がガスケット受渡し機構２７に対向したとき，エアシリンダ２５によってプッシャバー２６を前進させることにより，最前端の長辺ガスケット５がガスケット把持部２３にその開口を外向きにして圧入されるようになっている。このとき，長辺ガスケット５はガスケット自体の弾性によってガスケット把持部２３に把持される。
【００２６】
ガスケット収納部２４の上部には図３及び図４に示すように,ポッティング剤充填機構３１が設けられている。このポッティング剤充填機構３１は第１のガスケット装着機構６の旋回昇降ロッド２０が上昇した位置で，ガスケット把持部２３に対向するようになっている。そして，ガスケット把持部２３の開口に対向してポッティング剤充填シリンジ３２が設けられている。このポッティング剤充填シリンジ３２にはナット部３３が設けられ,このナット部３３はスクリューロッド３４に螺合している。スクリューロッド３４はガスケット把持部２３と平行にその長さ方向に延長しており,一端部には正逆回転可能なモータ３５によって回転駆動するようになっている。そして、スクリューロッド３４によって移動しながらガスケット把持部２３に把持された長辺ガスケット５の内部にポッティング剤シリンジ３２からポッティング剤３６を充填するようになっている。
【００２７】
前記第１と第２の枠体装着機構１０，１２は基本的には同一構造であるため,第１の枠体装着機構１０について説明すると,図５及び図６に示すように構成されている。すなわち,搬送コンベア１を挟んで両側には昇降可能な旋回駆動機構３７が対称的に設置されている。旋回駆動機構３７の旋回昇降ロッド３８には進退機構としてのエアシリンダ３９が設けられ,この進退ロッド４０の先端部には枠体把持部４１が設けられている。枠体把持部４１は,断面がコ字状の枠部材で,短辺枠体９をその開口を外向きにして把持するようになっている。
【００２８】
旋回駆動機構３７の隣側には図６に示すように, 複数個の短辺枠体９を整列した状態で収納する枠体収納部４２が設けられている。枠体収納部４２にはエアシリンダ４３と，このエアシリンダ４３によって進退自在なプッシャバー４４とからなる枠体受渡し機構４５が設けられている。
【００２９】
そして，第１の枠体装着機構１０の旋回昇降ロッド３８が上昇した位置で，進退ロッド４０の先端部に設けられた枠体把持部４１が枠体受渡し機構４５に対向したとき，エアシリンダ４３によってプッシャバー４４を前進させることにより，最前端の短辺枠体９が枠体把持部４１にその開口を外向きにして圧入されるようになっている。このとき，短辺枠体９は枠体自体の弾性によって枠体把持部４１に把持される。
【００３０】
次に、太陽電池パネル２の長辺部２ａ及び短辺部２ｂに長辺及び短辺ガスケット５，７を装着し、続いて短辺枠体及び長辺枠体９，１１を自動的に装着する方法について説明する。
【００３１】
搬送コンベア１は矢印ａ方向に間欠走行し, ガスケット装着ポジションＰ１，Ｐ２及び枠体装着ポジションＰ３，Ｐ４で一時停止する。太陽電池パネル供給部４においては,搬送ロボット１５の旋回アーム１７が旋回して収納部３から真空吸着ヘッド１８によって太陽電池パネル２を吸着した後,昇降ロッド１６が上昇して太陽電池パネル２を１枚受け取る。再び旋回アーム１７が旋回して太陽電池パネル２を搬送コンベア１上に位置したところで昇降ロッド１６が下降して太陽電池パネル２を搬送コンベア１上に載置する。
【００３２】
搬送コンベア１に載置された太陽電池パネル２がガスケット装着ポジションＰ１に到達すると,搬送コンベア１は一時停止し、太陽電池パネル２の長辺部２ａが第１のガスケット装着機構６に対向する。
【００３３】
一方,このとき,第１のガスケット装着機構６の搬送コンベア１を挟んで両側に設置された旋回昇降ロッド２０は下降した状態で,ガスケット把持部２３はガスケット受渡し機構２７に対向している。ガスケット受渡し機構２７のエアシリンダ２５によってプッシャバー２６が前進すると，ガスケット収納部２４の最前端の１本の長辺ガスケット５は、ガスケット把持部２３にその開口を外向きに把持される。このとき,長辺ガスケット５は,それ自体の弾性によってガスケット把持部２３に保持される。
【００３４】
次に,第１のガスケット装着機構６の旋回昇降ロッド２０が上昇すると，ガスケット把持部２３に把持された長辺ガスケット５の開口がポッティング剤充填機構３１に対向する。この状態で，ポッティング剤充填シリンジ３２のノズルから長辺ガスケット５の内部に向かってポッティング剤３６が吐出し、同時にモータ３５が駆動してスクリューロッド３４が回転する。従って, ポッティング剤充填シリンジ３２がスクリューロッド３４に沿って移動しながらガスケット把持部２３に把持された長辺ガスケット５の内部にポッティング剤３６が充填される。
【００３５】
ポッティング剤３６の充填が終了すると,長辺ガスケット５を把持したガスケット把持部２３は旋回昇降ロッド２０の下降と１８０°の旋回動作によって搬送コンベア１に載置されている太陽電池パネル２の長辺部２ａに対向する。続いて進退ロッド２２が前進すると,ガスケット把持部２３に把持された長辺ガスケット５は太陽電池パネル２の長辺部２ａに装着される。
【００３６】
この場合,太陽電池パネル２の相対する２辺の長辺部２ａにその両側から長辺ガスケット５が同時に装着されるため,太陽電池パネル２が片側にずれることはなく,太陽電池パネル２を固定的に保持する必要はない。
【００３７】
太陽電池パネル２の長辺部２ａに対する長辺ガスケット５の装着が完了すると,搬送コンベア１は１ピッチ走行して太陽電池パネル２はポジションＰ２に移動し,ここで,ターンテーブル１３は９０°回動して太陽電池パネル２の長手方向が搬送コンベア１の搬送方向と直交する。
【００３８】
太陽電池パネル２の短辺部２ｂが第２のガスケット装着機構８に対向する。そして、太陽電池パネル２の短辺部２ｂに対して短辺ガスケット７を装着するが,短辺ガスケット７に対するポッティング剤３６の充填及び短辺ガスケット７の太陽電池パネル２の短辺部２ｂに対する装着方法は,前述した第１のガスケット装着機構６と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
このようにして太陽電池パネル２の外周縁部に長辺ガスケット５及び短辺ガスケット７の装着が完了すると, 搬送コンベア１は１ピッチ走行して太陽電池パネル２はポジションＰ３に移動し,太陽電池パネル２の短辺部２ｂが第１の枠体装着機構１０に対向する。
【００４０】
一方,このとき,第１の枠体装着機構１０の搬送コンベア１を挟んで両側に設置された旋回昇降ロッド３８は上昇した状態で,枠体把持部４１は枠体受渡し機構４５に対向している。枠体受渡し機構４５のエアシリンダ４３によってプッシャバー４４が前進すると，枠体収納部４２の最前端の１本の短辺枠体９は、枠体把持部４１にその開口を外向きに把持される。このとき,短辺枠体９は,それ自体の弾性によって枠体把持部４１に保持される。
【００４１】
短辺枠体９の把持が終了すると,短辺枠体９を把持した枠体把持部４１は旋回昇降ロッド３８の下降と１８０°の旋回動作によって搬送コンベア１に載置されている太陽電池パネル２の短辺部２ｂに対向する。続いて進退ロッド４０が前進すると,枠体把持部４１に把持された短辺枠体９は太陽電池パネル２の短辺部２ｂに装着されている短辺ガスケット７を包むように弾性的に嵌合装着される。
【００４２】
この場合,太陽電池パネル２の相対する２辺の短辺部２ｂにその両側から短辺枠体９が同時に装着されるため,太陽電池パネル２が片側にずれることはなく,太陽電池パネル２を固定的に保持する必要はない。
【００４３】
太陽電池パネル２に対する短辺枠体９の装着が完了すると,搬送コンベア１は１ピッチ走行して太陽電池パネル２はポジションＰ４に移動し,ここで,ターンテーブル１３は９０°回動して太陽電池パネル２の長手方向が搬送コンベア１の搬送方向に沿ってセットされる。
【００４４】
そして、太陽電池パネル２の長辺部２ａが第２の枠体装着機構１２に対向する。そして、太陽電池パネル２の長辺部２ａに対して長辺枠体１１を装着するが,長辺ガスケット５に対する長辺枠体１１の装着方法は,前述した第１の枠体装着機構１０によって短辺枠体９を装着する方法と同様であるため説明を省略する。
【００４５】
このようにして太陽電池パネル２の外周縁部に長辺枠体１１及び短辺枠体９の装着が完了すると, 図７（ａ）（ｂ）に示すような太陽電池モジュールが得られる。そして、搬送コンベア１は矢印ａ方向に走行して太陽電池パネル２は次のねじ固定工程に搬送される。
【００４６】
ねじ固定工程においては,図７（ｃ）に示すように,太陽電池モジュールの四隅部において短辺枠体９と長辺枠体１１とを固定ねじ４９によって連結することにより,太陽電池モジュールが完成する。このねじ固定工程は搬送コンベア１の終端で行ってもよく、また別な場所に搬送して行ってもよく,このねじ固定は、公知の自動ねじ締付け機を用いてもよく,また手作業によって行ってもよい。
【００４７】
なお,前記実施形態においては,太陽電池パネル２に対して長辺ガスケット５と短辺ガスケット７を装着する際に,太陽電池パネル２を９０°方向変換させてガスケット装着機構と対向するようにしたが,逆にガスケット装着機構を９０°方向変換するようにしてもよく,短辺枠体９と長辺枠体１１を装着する場合にも同様である。
【００４８】
また、前記実施形態においては,長辺部２ａと短辺部２ｂを有する長方形の太陽電池パネル２について説明したが,正方形の太陽電池パネルの場合には太陽電池パネルに対するガスケットの装着は,太陽電池パネルを一時停止した状態で同一ポジションで行うことができ,枠体の装着も同様である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、太陽電池パネルを搬送する搬送路の途中にガスケット装着機構及び枠体装着機構を設けることにより、太陽電池パネルにガスケット及び枠体を自動的に装着することができ,工数の低減を図り,生産性の向上によりコストダウンを図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す、太陽電池モジュールの自動組立て装置の概略的平面図。
【図２】同実施形態の第１のガスケット装着機構の側面図。
【図３】同実施形態のガスケット受渡し機構の側面図。
【図４】同実施形態のポッティング剤充填機構の側面図。
【図５】同実施形態の第１の枠体装着機構の側面図。
【図６】同実施形態の枠体受渡し機構の側面図。
【図７】同実施形態の太陽電池モジュールを示し,（ａ）は斜視図,（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）はＢ部を拡大して示す斜視図。
【図８】太陽電池モジュールの断面図。
【図９】太陽電池パネルにガスケットを介して枠体を装着した状態の断面図。
【符号の説明】
１…搬送コンベア
２…太陽電池パネル
３…太陽電池パネル供給部
５，７…ガスケット
６…第１のガスケット装着機構
８…第２のガスケット装着機構
９，１１…枠体
１０…第１の枠体装着機構
１１…第２の枠体装着機構
【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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【図７】
0004567834.tif 000008
【図８】
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【図９】
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