(57)【要約】      （修正有）【課題】下ケースを設けることなく、二ケース方式と同様の品質のラミネート製品を得ることのできるラミネート装置を提供する。【解決手段】上面に載置される被ラミネート体１０をその上面に接する高さ位置と上方に離隔した高さ位置を切り換えて保持できる保持機構２０１，２０２を備えた熱板１１０と、上ケース部材１０１とを備え、前記上ケース部材は、ダイヤフラム１０２を備え、前記上ケース１０１の内面とダイヤフラム１０２で形成される空間の送排気を切り換えることにより、前記被ラミネート体１０が上方の高さ位置に保持されるセット時には前記ダイヤフラム１０２が前記被ラミネート体１０に接しないように上方に移動され、前記被ラミネート体１０が前記熱板１１０に接して加熱されるラミネート時には前記ダイヤフラム１０２が前記被ラミネート体に押圧することによりラミネートを行うことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にヒータが埋め込まれ、その上方空間の排気を行う排気口を有するとともに、上面に載置される被ラミネート体をその上面に接する高さ位置と上方に離隔した高さ位置を切り換えて保持できる保持機構を備えた熱板と、
前記熱板の全周囲部で気密状態で下面が接することにより気密空間を形成す上ケース部材とを備え、
前記上ケース部材は、ダイヤフラムを備え、前記上ケースの内面とダイヤフラムで形成される空間の送排気を切り換えることにより、前記被ラミネート体が上方の高さ位置に保持されるセット時には前記ダイヤフラムが前記被ラミネート体に接しないように上方に移動され、前記被ラミネート体が前記熱板に接して加熱されるラミネート時には前記ダイヤフラムが前記被ラミネート体に押圧することによりラミネートを行うことを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
前記熱板の保持機構は、複数の保持部材を同期して昇降させる複数の昇降部材が収納される複数の溝を備えたことを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
前記昇降部材は昇降可能な前記保持部材の下端部と当接する、回動軸を中心として回動する偏心カムであることを特徴とする請求項２に記載のラミネート装置。
【請求項４】
前記偏心カムの複数の回動軸は駆動機構により同期して駆動されることを特徴とする請求項３に記載のラミネート装置。
【請求項５】
前記駆動機構は回転駆動源により前記偏心カムの回転軸を同期して同方向に駆動する歯車機構であることを特徴とする請求項４に記載のラミネート装置。
【請求項６】
前記回転駆動源はモータであることを特徴とする請求項３に記載のラミネート装置。
【請求項７】
前記駆動機構は直線移動駆動源と、前記複数の前記偏心カムの回動軸を同期して同方向に駆動するリンク機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載のラミネート装置。
【請求項８】
前記直線移動駆動源はシリンダであることを特徴とする請求項７に記載のラミネート装置。
【請求項９】
前記熱板はその排気口に対応して連通する排気手段を有する架台フレーム上に固着され、前記架台フレームを介して前記上ケースと前記熱板との間の空間の排気を行うことを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル等のラミネート製品を製造するためのラミネート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルを製造するには、２つの電極間に複数の太陽電池セルをリード線で接続したストリングを複数個、補強材とカバーガラスの間にそれぞれ充填剤を介して積層した積層体を被ラミネート体として準備し、上ケースと下ケースを有する２ケース方式ラミネート装置を用い、真空雰囲気中で熱板による加熱を行いながら圧力をかけて充填剤を溶融させることにより被ラミネート体を一体化して積層化、すなわちラミネートを行うことが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、被ラミネート体を収納後、ケース内部を真空引きする前に被ラミネート体が熱板に接触すると、被ラミネート体の充填剤が溶融してしまい、被ラミネート体内部の空気が十分に脱気されず、気泡が残ってしまうことがある。
【０００４】
このような気泡は、太陽電池パネルの使用時において、起電力や外気温などの温度上昇の影響によって膨張するため、太陽電池パネルの劣化や短命化を引き起こすという問題がある。
【０００５】
そこで、従来のラミネート装置においては、このような問題を解決するため、本出願人の出願にかかる特許文献１に開示されたように、加熱前は被ラミネート体を熱板の上方の離間した位置まで上昇移動して保持し、加熱時には熱板に接触する位置まで下降移動可能な昇降保持機構を用いることが提案されている。
【０００６】
図１は従来用いられている、上ケースと下ケースを有する２ケース方式ラミネート装置の一例を示す断面図である。
【０００７】
図１を参照すると、ラミネート装置は上側に排気口１ａを有する上ケース１と、下側に排気口２ａを有する下ケース２が周辺部で係合するようになっており、全体として矩形をなし、両者の境界部には可撓性のダイヤフラム３が設けられている。図１の従来例では上ケース１側にダイヤフラム３が取り付けられている。これに対し、下ケース２側にはラミネート対象物である被ラミネート体１０を保持し、加熱し、圧力をかけるための構成要素が収納されている。
【０００８】
すなわち、下ケース２内には、下ケース２の内底面２ｂに立設された支柱５により熱板４が一定高さに支持されている。また、被ラミネート体１０を保持する棒状の保持部材１１が、熱板４に設けられた開口を貫通するように設けられ、支持部材１２に立設されている。また、支持部材１２は支柱５が貫通できる開口を有している。このため、支持部材１２は昇降軸１３を介してシリンダ１４により駆動されることにより、支柱５にそって昇降可能となっている。このシリンダ本体は下ケース２の下部の外部に設けられている。
【０００９】
図１においては、同期して駆動される複数のシリンダを用いて支持部材およびその上の保持部材を昇降させているが、安定して支持部材の昇降ができるものであれば、他の昇降機構であっても、またその数も任意に選択することができる。
【００１０】
この従来の装置を用いたラミネート工程を説明する。
【００１１】
まず、ダイヤフラム３が被ラミネート体に接触しないよう、上ケース１内を排気口１ａから真空引きする。また、熱板４をあらかじめ設定された温度まで加熱しておく。
【００１２】
続いて、被ラミネート体１０を搬送シート２０とともに上ケース１と下ケース２のほぼ中心まで搬入させる。次にシリンダを駆動して保持部材１１を最大高さまで上昇させ、被ラミネート体を熱板から離間するように持ち上げた状態で、上ケース１を下降させて下ケース２と密着させ、排気口２ｂより排気を行って下ケース内も真空引きを行う。この段階では被ラミネート体１０は最大高さまで上昇させられた状態で保持部材１１上に載置されているため、熱板４から離れて接触しておらず、次工程の加熱加圧が開始されるまでは余分な熱を受けず、充填剤の溶融も起こらない。
【００１３】
次にラミネートを行うため、シリンダ１４を逆方向に駆動させて昇降軸１３を降下させることにより、支持部材１２上に立設された保持部材１１上の被ラミネート体１０は熱板４上に密着され、直接加熱が行われるようになる。そして、上ケースの排気状態を停止し、逆に大気を充満させて圧力をかけることにより、ダイヤフラム３の圧力で加熱された状態の被ラミネート部材を加圧することにより、溶融状態の充填材の脱気を行うとともに各層を密着させてラミネート完成品を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】登録実用新案  第３０１７２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載された保持機構には、次のような問題があった。すなわち、被ラミネート体１０である太陽電池パネルは支持部材１２上に立設された複数の保持部材１１の上端に載置されるが、この保持部材１１は熱板４に形成された貫通孔内を通るようになっており、熱板４からの熱の放散を極力少なくするため、保持部材１１としては直径数ミリ程度のものを使用しているため、被ラミネート体を安定的に平坦に保持することが困難となっている。
【００１６】
また、複数の保持部材１１が用いられて支持部材１２上に立設され、支持部材１２がシリンダ１４等の昇降機構で昇降させているため、上述した保持機構を実現するためには、ラミネート装置としては、上ケースと下ケースを有する必要があり、昇降機構をケース外に備える必要から移動部分に対する気密構造を有する必要があり、機構的にも複雑となって装置コストが高価となるという問題があった。
【００１７】
自然再生エネルギーの利用促進が期待される現在、その中心となる太陽光発電の市場におけるさらなる普及のため、太陽電池の一層の低価格化が求められており、太陽電池モジュールの製造装置のコストおよび製造コストを下げることが急務となっている。
【００１８】
この観点から、下ケースをなくし、上ケースだけを有するように簡略化されたラミネート装置も提案されており、その装置価格が従来の２ケース方式と比較して低下するため、設備コストを抑えることができる。しかしその反面、加熱を効果的に抑制できる保持機構を構成できないため、ラミネート工程の前に被ラミネート体の加熱を防止することができず、被ラミネート体内の脱気が不十分となってラミネート完成品の仕上がり品質が良好でないという問題がある。
【００１９】
そこで、本発明は、下ケースを設けないラミネート装置を使用しながら従来の２ケース方式のラミネート装置と同様の品質のラミネート完成品を得ることのできるラミネート装置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】
【００２０】
本発明にかかるラミネート装置は、内部にヒータが埋め込まれ、その上方空間の排気を行う排気手段を有するとともに、上面に載置される被ラミネート体をその上面に接する高さ位置と上方に離隔した高さ位置を切り換えて保持できる保持機構を備えた熱板と、前記熱板の全周囲部で気密状態で下面が接することにより気密空間を形成す上ケース部材とを備え、前記上ケース部材は、ダイヤフラムを備え、前記上ケースの内面とダイヤフラムで形成される空間の送排気を切り換えることにより、前記被ラミネート体が上方の高さ位置に保持されるセット時には前記ダイヤフラムが前記被ラミネート体に接しないように上方に移動され、前記被ラミネート体が前記熱板に接して加熱されるラミネート時には前記ダイヤフラムが前記被ラミネート体に押圧することによりラミネートを行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
熱板内に昇降部材を配することにより、下ケースを設ける必要がなく、装置の構造がよりコンパクトになって装置コストの低下を図ることができる上、真空引きの前に被ラミネート体の加熱が行われることを防止して従来の２ケース方式の場合と同様のラミネート品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来型の２ケース方式ラミネート装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明によるラミネート装置の全体構成を示す断面図であって、加熱前の様子を示す断面図である。
【図３】本発明によるラミネート装置の全体構成を示す断面図であって、加熱中の様子を示す断面図である。
【図４】（ａ）は図２、図３における熱板の構成を示す平面図および（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図５】昇降駆動機構の一例としての歯車駆動機構を示す正面図である。
【図６】昇降駆動機構の他の例としてのリンク駆動機構を示す正面図である。
【実施例】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２４】
図２および図３は、本発明の一実施例にかかるラミネート装置１００の基本構成を示す断面図であり、図１と同様の方向から見たものであり、図２は加熱加圧前の状態、図３は加熱加圧中の状態を示している。
【００２５】
図２および図３において、上ケース１０１は図１に示したのと同様に、全体が上方から見て矩形をなすとともに、その周縁部には下方に突出するように形成された周縁壁体１０１ａが設けられ、この周縁壁体１０１ａの所定高さ位置に想像線で描かれた伸縮部材でなるダイヤフラム１０２が張設され、上ケース内面とダイヤフラム１０２により閉空間１０３が形成されている。このダイヤフラム１０２の高さ位置は、後述するように被ラミネート体が熱板から離間するように支持された状態で、上ケースを下降させたときにダイヤフラムと被ラミネート体が接触するかわずかに上にあるような位置である。周縁壁体１０１ａの下面１０１ｂには後述する熱板との間の気密性を維持するため、Ｏリングあるいはパッキン１０４が埋め込まれている。
【００２６】
上ケース１０１の中央部には送排気口１０５が設けられ、ここには送排気管１０６が接続されてポンプ（図示せず）により閉空間１０３への送排気が行われ、排気を行うことにより、閉空間１０３内を減圧し、あるいは空気を送ることによりダイヤフラム１０２に対して下方への圧力を印加することができる。この上ケース１０１は昇降機構（図示せず）により昇降される。
【００２７】
上ケース１０１の下方には架台フレーム１２０上に固定的に取り付けられた熱板１１０が設けられており、図３に示すように、上ケース１０１が下降するとその周縁壁体１０１ａは熱板１１０の上面周囲部１１０ａにＯリングあるいはパッキン１０４を介して当接し、上ケースと熱板の間に気密空間を形成するように組み合わされるようになっている。このＯリングあるいはパッキン１０４は従来例に開示されていたように、被ラミネート体１０が搬送シート（図２および図３では図示せず）により搬送される構造の場合でも、搬送シートを挟んで変形し、熱板との間で気密状態を保てる可撓性を有するものである必要がある。
【００２８】
図４（ａ）は図２、図３における熱板の構成を示す平面図であり、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
熱板１１０は上ケースと同様に全体として矩形状であり、排気孔として用いられる貫通孔１１１が図４（ａ）では左右の周辺部に手前から奥に平行列をなすように所定数形成されている。これらの貫通孔が形成された領域の内側の領域の熱板内部には図４（ｂ）に示すように、貫通孔１１１の配置方向と平行に手前から奥に向かって貫通する断面矩形状の貫通孔１１２ａ〜１１２ｆが形成されている。また、この貫通孔１１２ａ〜１１２ｆに対して後述する保持部材が設けられる位置に円形貫通孔１１３が熱板１１０の表面と矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２ｆを連通するように設けられている。
【００３０】
また、各矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２の間および両側端には加熱用のシーズヒータ１１４が埋め込まれている。このシーズヒータ１１４の熱板１１０の表面からの深さ、挿入位置、定格発熱量等は装置の大きさや被ラミネート体の熱容量等に応じて適宜決定される。
【００３１】
熱板１１０の奥側および手前側の端面にはそれぞれ保持板１１５および１１７が取り付けられているが、これらについては後述する。
【００３２】
図２、図３に示されるように、熱板１１０に所定ピッチで配列された貫通孔１１１の位置は、架台フレーム１２０に形成された排気口１２１と一致するようになっており、熱板１１０を架台フレーム１２０に固着することにより、熱板の貫通孔１１１は架台フレーム１２０の排気孔１２１と連通し、架台フレーム１２０の内部で各排気口１２１は管状孔１２２により連通し、統合されて外部排気口１２３に接続された排気管１２４を介して外部に設けられた真空ポンプ（図示せず）で排気が行われる。したがって、図３に示すように、上ケース１０１が熱板１１０と係合した際、熱板の貫通孔１１１が上ケースと熱板の間の空間に対する直接の排気口となる。
【００３３】
矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２ｆの内部には、上ケース１０１と熱板１１０間の空間内で真空引き時には被ラミネート体１０を熱板１１０から離して保持し、ラミネート時には被ラミネート体１０が熱板１１０の上面に接するように熱板１１０表面と矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２ｆを連通するように設けられた円形貫通孔１１３内を摺動して昇降可能な円柱状の保持部材２０１ａ〜２０１ｆ及びこれらの保持部材２０１ａ〜２０１ｆと係合してその上下動を可能にする偏心カム２０２ａ〜２０２ｆによる保持部材昇降機構が設けられている。保持部材２０１ａ〜２０１ｆは種々の材料を用いることができるが、円形貫通孔１３を円滑に摺動でき、かつ加熱による寸法変化が少なく、断熱性の高い材料で形成されることが好ましく、一例としてはポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることができる。
【００３４】
偏心カム２０２ａ〜２０２ｆはそれぞれ回動軸２０３ａ〜２０３ｆを有しており、図４（ａ）に示すように、熱板１１０の奥側では、これらの回動軸２０３ａ〜２０３ｆの端部を回動自在に保持するとともに、矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２ｆを気密状態に維持する第１の保持板１１５がパッキン（図示せず）を介して取り付けられる。第１の保持板１１５には回動軸２０３ａ〜２０３ｆをＯリング等を用いて回動自在かつ気密状態で支持する回動軸穴１１６ａ〜１１６ｆが設けられている。同様に熱板１１０の手前側では回動軸２０３ａ〜２０３ｆの端部が気密状態かつ回動自在な状態で貫通して突出する回動軸穴１１８ａ〜１１８ｆを有する第２の保持板１１７が取り付けられ、２つの保持板１１５，１１６により、矩形状貫通孔１１２ａ〜１１２ｆを気密状態に維持する。なお、奥側の第１の保持板は回動軸２０３ａ〜２０３ｆの回動保持ができれば機能的には十分であるため、回動軸穴は貫通孔である必要はなく、盲穴で良く、それにより、気密性の維持はより容易になる。
【００３５】
保持板１１７側には回動軸穴１１８ａ〜１１８ｆから突出した回動軸２０３ａ〜２０３ｆの端部に回動軸駆動機構としての歯車機構の平歯車２２１ａ〜２２１ｆ（想像線で表示）が取り付けられる。
【００３６】
回動軸駆動機構としては、すべての回動軸２０３ａ〜２０３ｆを同期して回動できる必要があり、前述した歯車機構（図５）や、図６に示すような、シリンダで駆動されるリンク機構などを用いることができ、以下に詳述する。
【００３７】
図５を参照すると、図２および図３における６本の回動軸２０３ａ〜２０３ｆにはそれぞれ同じ径と同じ歯数を有する平歯車２２１ａ〜２２１ｆが取り付けられ、隣接する歯車にそれぞれ係合するように、回動軸２２０ａ〜２２０ｆに取り付けられた同径かつ同歯数の歯車２２２ａ〜２２２ｅが設けられており、最も右端の歯車２２１ｆは正逆転可能なモータ２２３の軸２２４に取り付けられた平歯車２２５により駆動される歯車機構が示され、これにより各回動軸２０３ａ〜２０３ｆは同期して回動させることができる。
【００３８】
図６は、空圧あるいは油圧駆動されるシリンダ２３０により横方向に移動する駆動部材２３１に取り付けられた摺動軸２３２ａ〜２３２ｆが、図２および図３における６本の回動軸２０３ａ〜２０３ｆにそれぞれ取り付けられたアーム２３３ａ〜２３３ｆに形成された長孔２３４ａ〜２３４ｆ内を、摺動するようになっている。したがって、シリンダ２３０により駆動部材２３１を左右に駆動することによりアーム２３１ａ〜２３１ｆの角度が変化し、回動軸２０３ａ〜２０３ｆを同期して回動させる。
【００３９】
偏心カムを回動させる機構としては図４や図５に示された機構だけでなく、溝１１２内の気密状態を維持したままで偏心カムの軸を駆動できる種々の機構を用いることができる。
【００４０】
次にこのようなラミネート装置を用いてラミネートを行う手順を説明する。ここでは被ラミネート体を図５に示す駆動機構と図２，３に示す偏心カムを用いて保持部材２０１ａ〜２０１ｆを昇降させるものを使用するものとして説明する。
【００４１】
初期状態では偏心カム２０２ａ〜２０２ｆの長径が水平方向になるようにして保持部材２０１ａ〜２０１ｆを最低高さ位置にしておき、次に被ラミネート体１０を搬入して保持部材２０１ａ〜２０１ｆの上に載置する。なお、図面の簡略化のため、図２および図３においては図１では記載されている搬送シートについては省略してある。このように保持部材を降下させておくのは、被ラミネート体の搬入時に被ラミネート体が他の物体に接触して損傷を受けることを防止するためである。
【００４２】
この搬入と平行してあるいは搬入後、シーズヒータ１１４の通電により、熱板１１０を設定温度まで昇温させる。
【００４３】
続いて図２に示すように駆動機構を動作させて偏心カム２０２ａ〜２０２ｆの長径が垂直方向になるようにして保持部材２０１ａ〜２０１ｆを最高高さ位置まで上昇させる。このとき、保持部材２０１ａ〜２０１ｆの先端部は熱板の表面から数ｍｍ〜数ｃｍ離隔することになるので、熱板からの熱の影響をほぼ無くすことができる。この状態で上ケース１０１の排気孔１０５から排気を行い、強い減圧状態とすると、ダイヤフラム１０２は上方に引き寄せられ、被ラミネート材との接触の可能性を減少させることができる。
【００４４】
続いて上ケース１０１を下降させ、上ケースの周縁部の下面１０１ｂがＯリング１０４を介在した状態で熱板１１０の上面周囲部１１０ａと当接するようにし、上ケース側の排気を停止する。
【００４５】
次に熱板１１０の貫通孔１１１からの排気を行うとともに、モータ２２３を駆動して、図３において偏芯カム２０２ａ‘〜２０２ｆ’として表現されているように長径が水平方向になるように回動軸２０３ａ〜２０３ｆの周りで偏心カムを回動させる。これにより保持部材２０１ａ〜２０１ｆは下降し、被ラミネート体１０が直接熱板１１０の上に載置されるようにする。これにより被ラミネート体１０が受ける熱量は増大し、被ラミネート体３０１中の充填剤の溶融が始まる。
【００４６】
一方、上ケース１０１の送排気口に圧力空気を送ることにより、被ラミネート体１０はダイヤフラム１０２から強い圧力を受けることになり、積層間の樹脂が溶融して各層を密着一体化し、ラミネートが完成する。
【００４７】
ラミネートに必要な時間が経過後、熱板１１０の加熱を停止するとともに熱板１１０側の減圧状態を解除し、上ケース１０１側の排気を再度行って閉空間１０３を減圧状態にする。これにより、ダイヤフラム１０２が再び上昇して、完成したラミネート体から離れる。
【００４８】
ダイヤフラム１０２より下の空間が大気圧に戻った後、上ケース１０１を再度上昇させると、ラミネート完成品を安全に取り出すことができる。
【００４９】
以上のような構成のラミネート装置は、上ケースのみを有し、下ケースを設けていないため、装置の構造がよりコンパクトになって装置コストの低下を図ることができる上、従来方式の場合と同様に被ラミネート体の減圧前の加熱を防止して従来方式と同等の良好な品質のラミネート製品を得ることができる。
【００５０】
以上説明した実施例は一例であって、ケースを一つのみにし、被ラミネート体の昇降を可能としてラミネート前の不要な加熱を防止できる構造を熱坂内に有するものであれば、どのようなものも使用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０    被ラミネート体  
１００  ラミネート装置
１０１  上ケース
１０１ａ  周縁壁体
１０１ｂ  下端部
１０２  ダイヤフラム
１０３  閉空間
１０４  Ｏリング
１０５  送排気口
１０６  送排気管
１１０  熱板
１１０ａ  熱板上面周囲部
１１１  貫通孔
１１２ａ〜１１２ｆ  矩形状貫通孔
１１３  円形貫通孔
１１４  シーズヒータ
１１５  第１の保持板
１１６ａ〜１１６ｆ  回動軸穴
１１７  第２の保持板
１１８ａ〜１１８ｆ  回動軸穴
１２０  架台フレーム
１２１  排気孔
１２２  管状孔
１２３  外部排気口
２０１ａ〜２０１ｆ  保持部材
２０２ａ〜２０２ｆ  偏心カム
２０３ａ〜２０３ｆ  回動軸
２２１ａ〜２２１ｆ、２２２ａ〜２２２ｅ、２２５  平歯車
２２３  モータ
２２４  モータ軸
２３０  シリンダ
２３１  駆動部材
２３２ａ〜２３２ｆ  摺動軸
２３３ａ〜２３３ｆ  アーム
２３４ａ〜２３４ｆ  長孔
【図１】
2013244666.tif 000003
【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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