JP2008307724A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 取付枠を使用せずに、ダイヤフラムの取り付けが簡単にできるラミネート装置を提供する。
【解決手段】 本発明のラミネート装置１００は、下面にダイヤフラム１４０を取り付けた上チャンバ１１０と、上チャンバ１１０が重ねられ、ラミネート加工される被加工物Ａが載置される支持台１３０を内部に備えた下チャンバ１２０と、を有するラミネート装置において、前記ダイヤフラム１４０を上チャンバより大きくして、上チャンバからはみ出た部分を折り曲げ、折り曲げた部分を複数のクランプで上チャンバの側面に押圧することで前記ダイヤフラムを前記上チャンバに固定した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、太陽電池モジュール等の被ラミネート体（以下被加工物と記載する。）を製造するためのラミネート装置に関するもので、特に、ラミネート装置に使用されるダイヤフラムの取付構造に関する。

従来の太陽電池モジュールを製造するためのラミネート装置としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３などの公報に記載された公知例がある。これらのラミネート装置としては、上下にチャンバを備えたものが使用されている。上チャンバは、下チャンバに向けて昇降或いは開閉可能な構造で、下方に向けて膨張自在なダイヤフラムを有している。下チャンバは、内部に発熱板を有する支持台を有し、上チャンバが下降し、或いは閉じて下チャンバの蓋のようになる。

このラミネート装置の使用方法は、以下の通りである。まず、上チャンバを上昇させて開いた状態で、搬送ベルト上に被加工物を載せて搬送し、前記下チャンバに設けられた発熱板上に、被加工物を載置する。被加工物としての太陽電池モジュールは、最下層がガラス板で、その上にシート状の充填材、太陽電池セル、シート状の充填材と順次積層し、最上層にシート状の裏面材を配した構成である。上チャンバを下チャンバに重ねて上下のチャンバ内部を減圧し、被加工物を加熱する。その後、上チャンバのみに大気を導入することにより、ダイヤフラムを膨張させ、被加工物としての太陽電池モジュールを発熱板の上面とダイヤフラムとの間で挟圧する。発熱板の熱により充填材が溶融し、架橋反応を起こして硬化しラミネート加工がされる。

ダイヤフラムを上チャンバに固定する方法としては、上チャンバの外形状に沿った矩形の取付枠を用意し、この取付枠と上チャンバとの間にダイヤフラムの周辺部分を挟んで固定する方法が一般的である。このとき、ダイヤフラムの周辺に多数のボルト孔を穿け、取付枠には、各ボルト孔と重なる位置に雌ねじ穴を穿設しておく。さらに、上チャンバにもボルト孔、雌ねじ穴と重なる位置に通し孔を穿設し、ダイヤフラムを上チャンバと取付枠とで挟んだとき、通し孔にボルトを挿通して、取付枠の雌ねじと螺合させて締め付けることで固定する。

しかし、この取付態様であると、ダイアフラムが膨潤したとき、ダイヤフラムの周辺部の取付枠に抑えられた部分に引張力が加わり、ダイヤフラムのボルト孔部分にもこの引張力が及んで、ボルト孔が裂けたり、徐々に大きくなったりして損傷し、やがて真空を保持できなくなってしまう。ダイヤフラムが損傷すれば、当然、交換の必要が生じる。さらに、損傷したダイヤフラムの取外しのため、多数のボルトの全てを取外し、新しいダイヤフラムを取り付けるためにこれらのボルトを再度、締め付けるという作業も必要になり、ダイヤフラム交換のための費用が掛かり、装置の停止時間も増大するという問題があった。

この問題を解決するものとして、出願人は、特許文献４（特許第３８９０２０６号）で、図６に示すようなラミネート装置と、ダイヤフラムの取り付け構造を提案している。

図６に示すラミネート装置１０は、矩形の上チャンバ１１と、この上チャンバ１１の下面と同じ形状の上面を備えた下チャンバ１２とを有する。上チャンバ１１には、減圧用の真空ポンプに接続する吸引口１１ａがあり、下チャンバ１２にも同じく吸引口１２ａが形成されている。下チャンバ１２内には、太陽電池モジュールからなる被加工物Ａを載せる支持台１３が設けられている。ダイヤフラム１４は、上チャンバ１１の外形と同じか、若干大きめで、周辺部は、上チャンバ１１と取付枠１５とによってサンドイッチ状に挟まれている。

取付枠１５は、上チャンバ１１の外形と同じ大きさの金属製の矩形の枠で、その外側には、多数のフック１５ａが設けられている。上チャンバ１１には、フック１５ａと対応する位置に、クランプ１６が取り付けられている。クランプ１６は、クランプレバー１６ａと、クランプ環１６ｂとを有し、クランプレバー１６ａは軸１６ｃを中心に回動自在である。クランプ環１６ｂ内にフック１５ａを挿通してクランプレバー１６ａをほぼ水平な位置から図の垂直な位置に回動することで、取付枠１５と上チャンバ１１との間にダイヤフラム１４を圧接挟持することができる。

上チャンバ１１の取付枠１５と圧接する下面には、溝が形成されてこの中にＯリング１７がはめ込まれ、上チャンバ１１とダイヤフラム１４との気密を保持している。

取付枠１５の下面には、上チャンバ１１を下チャンバ１２上に載せたとき、上下のチャンバ１１、１２間の空間の気密を保持するためのＯリング１８を、溝を掘ってはめ込んでいる。

このような構造にすることで、ダイヤフラム１４にボルト孔を穿設する必要がなくなり、ダイヤフラム１４の寿命を伸ばすことができる。また、取付枠１５の固定にボルトを使用せずにクランプを使用することで、ダイヤフラム１４の取り付け、取り外しの作業が簡単になり、交換時間を短縮することができる。
特開平９−１４１７４３号公報 特開平１１−２０４８１１号公報 実用新案登録第３０３７２０１号公報 特許第３８９０２０６号

しかしながら、上記特許文献４に記載のダイヤフラムも、次のような問題があった。取付枠は、金属製で、上チャンバ１１の下面とほぼ同じ大きさの枠体であるが、太陽電池パネルは、年々大きくなる傾向にあり、枠体の大きさも大型化し、重量も重くなるので、取り扱いが大変である。

本発明は、この問題を解決するもので、取付枠を使用せずに、ダイヤフラムの取り付けや取り外しが簡単にできるラミネート装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明のラミネート装置は、下面にダイヤフラムを取り付けた上チャンバと、該上チャンバが重ねられ、ラミネート加工される被加工物が載置される支持台を内部に備えた下チャンバと、を有するラミネート装置において、前記ダイヤフラムを上チャンバより大きくして、上チャンバからはみ出た部分を折り曲げ、折り曲げた部分を複数のクランプで上チャンバの側面に押圧することで前記ダイヤフラムを前記上チャンバに固定したことを特徴としている。

前記クランプが操作レバーを有し、該操作レバーを操作することで、ワンタッチで、クランプ状態とアンクランプ状態とに切替可能である構成としたり、前記上チャンバが矩形で、前記クランプが矩形の対向する長辺にのみ設けられている構成としたりすることができる。

また前記ラミネート装置において、前記ダイヤフラムの上チャンバからはみ出た部分を折り曲げ、折り曲げた部分を複数のクランプで前記チャンバの側面に押圧する際に、前記クランプと前記ダイヤフラムの間に板材を挿入する構成とすることもできる。

本発明のラミネート装置によれば、ダイヤフラムは上チャンバの側面で固定され、取付枠が不要となる。そのため、ダイヤフラムの取り付けが非常に簡単にできるようになる、という優れた効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明のラミネート装置１００の要部の構成を示す断面図で、ダイヤフラムをクランプする前の図、図２はクランプした状態を示す断面図で、図３は、ダイヤフラムを取り付けた上チャンバの平面図である。

ラミネート装置１００は、上チャンバ１１０と下チャンバ１２０とを有する。上チャンバ１１０の下面１１３及び下チャンバ１２０の上面１２２は共に同じ大きさの矩形である。上チャンバ１１０の上には、図示しない真空ポンプに、接続する３つの吸引口１１１があり、下チャンバ１２０の下方には、平面図は図示しないが、同じく３つの吸引口１２１が設けられている。また、下チャンバ１２０の内部空間には、支持台１３０が設けられている。

ダイヤフラムの取り付け方は、次の通りである。まず、上チャンバ１１０を上方に上げ、下チャンバ１２０の上にダイヤフラム１４０を拡げて載せる。ダイヤフラム１４０は下チャンバ１２０より縦横とも大きいので、その周辺は下チャンバ１２０の外側にはみ出た状態となる。ダイヤフラム１４０を拡げて載せたら、下チャンバ１２０の上に、上チャンバ１１０を降下させる。ダイヤフラム１４０は、上チャンバ１１０と下チャンバ１２０との重なり部から外側にはみ出した状態となる。このとき、上チャンバ１１０のクランプ１６０は開放された状態にしておく。

クランプ１６０は、操作レバー１６１と、この操作レバー１６１より小さい押圧レバー１６２とを有し、押圧レバー１６２には、押圧ボルト１６３が設けられている。押圧ボルト１６３の長さを調整することで、押圧力を加減することができる。環状バネ１６４については、後述する。

図１の状態で、ダイヤフラム１４０の下チャンバ１２０からはみ出た部分を折り曲げて、上チャンバ１１０の側面１１２に重ねる。

次に、クランプ１６０の操作レバー１６１を矢印方向に回転する。すると、リンク機構によって押圧レバー１６２も一緒に矢印方向に回転し、操作レバー１６１が図２に示す垂直位置になると、押圧ボルト１６３の先端がダイヤフラム１４０を上チャンバ１１０の側面１１２に押圧し、固定する。操作レバー１６１が垂直になったら、環状バネ１６４を掛けて、操作レバー１６１を垂直位置に付勢する。これによって、操作レバー１６１が意に反してアンロック位置に回転することを防止することができる。

図３に示すように、クランプ１６０は、上チャンバ１１０の対向する長辺上および短辺上に多数設けられており、これらを全て図２に示すクランプ状態にすることで、ダイヤフラム１４０は上チャンバ１１０に固定される。

本発明のラミネート装置では、ダイヤフラム１４０を上チャンバ１１０に取り付けるのに取付枠を必要としていない。そして、クランプ１６０は、操作レバー１６１を回転操作することで、ワンタッチでクランプ状態とアンクランプ状態とに切替でき、非常に簡単である。以上の構成により、ダイヤフラム１４０を上チャンバ１１０に簡単に取り付け、取外しができるようになった。

ダイヤフラム１４０は上チャンバ１１０の側面１１２で固定されるが、下面は全く拘束されていない。したがって、ダイヤフラム１４０は、自然状態では、図２に示すように、中央で垂れ下がった状態になる。上チャンバ１１０の下面１１３には、溝内にＯリング１７０があり、これによって、上チャンバ１１０とダイヤフラム１４０との間を気密に保持することができる。

この実施例では、上チャンバ１１０の短辺、長辺ともにクランプ１６０を設けている。ただしダイヤフラムの大きさが小さい場合や、軽い場合は短辺のクランプを設けなくても良い。

その理由は、上チャンバ１１０を下チャンバ１２０上に載せた状態で上チャンバ１１０の吸引口１１１から真空ポンプで上チャンバ１１０内を減圧すると、ダイヤフラム１４０の大きさが小さい場合や、軽い場合は、短辺部分では上チャンバ１１０の下面１１３に吸着され、隙間が無くなる。僅かな漏れがあっても、真空ポンプで引き続けることで、所定の減圧度を保持するのは容易である。

なお、真空ポンプはその性格上、通常、予定の圧まで減圧されても停止させることはなく、運転状態を継続している。予定の圧に達した後、漏れがある場合と無い場合を比較すると、漏れがある方が真空ポンプの負荷が若干増加することになる。しかし、殆ど問題にならないレベルの増加に過ぎない。

図４は、上チャンバ１１０と下チャンバ１２０とを重ね合わせ、支持台１３０上の被加工物Ａを加熱している状態を示す図である。

本発明による太陽電池パネルのラミネート加工の仕方を図４により説明する。被加工物Ａとしての太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルを接続したストリングを、下側に配置された透明なカバーガラスと上側に配置された裏面材の間に、充填材を介してサンドイッチにした構成である。裏面材としては例えばポリエチレン樹脂などの透明な材料が使用される。充填材には例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂などが使用される。

上チャンバ１１０が下チャンバ１２０の上方の待機位置にあるとき、被加工物Ａを搬送ベルト２００で搬送し、支持台１３０の上に達したら、搬送ベルト２００を停止させる。また、ダイヤフラム１４０と被加工物Ａとの間には、剥離シート２１０を介在させている。剥離シート２１０によって、被加工物Ａ内の充填材が、溶融したときダイヤフラム１４０に付着しないようにするためである。

支持台１３０上に被加工物Ａが載置されたら、上チャンバ１１０が降下して下チャンバ１２０に密着する。下チャンバ１２０と搬送ベルト２００との間は、Ｏリング１７０で気密に保持される。そして、吸引口１１１と１２１からダイヤフラム１４０で仕切られた上下の空間内の空気が吸引され、減圧される。上下の空間が所定の圧力まで降下すると、支持台１３０に内蔵されている熱板が被加工物Ａを加熱する。同時に、上チャンバ１１０内を大気圧に戻す。すると、ダイヤフラム１４０は、図４に示すように、被加工物Ａの外形に沿って膨潤し、被加工物Ａを押圧する。この状態で被加工物Ａは加熱され、充填材が溶融して架橋反応を起こし、透明になり、太陽電池パネルとなる。

図４に示すようにダイヤフラム１４０が膨潤したとき、上下のチャンバ１１０、１２０で挟まれたダイヤフラム１４０の周辺部は、内側に引っ張られ、Ｏリング１７０も変形を受ける。従来の取付枠で押さえる形式では、ダイヤフラムが膨潤する時にできたＯリングの変形は、ラミネート加工を繰り返すことで、徐々に蓄積され、大きく変形してやがて破損に至るものであった。

しかし、本発明では、ラミネート加工が終了すると、上チャンバ１１０は図２に示すように上方に待機し、ダイヤフラム１４０は、中央部がやや垂れ下がった自然状態になる。ダイヤフラム１４０が自由状態に戻るので、Ｏリング１７０もラミネート加工時に受けていた変形が消滅し、初期の状態に復帰する。したがって、本発明では、ラミネート加工を繰り返しても、Ｏリング１７０の変形は蓄積されることはなく、常に、１回の変形を受けるだけになる。そのため、Ｏリング１７０の寿命は永くなる。また、ダイヤフラム１４０も、ラミネート加工中に、上下のチャンバ１１０、１２０で挟まれていた部分が変形をするが、この変形も、図２の状態になったとき、消滅するので、変形が蓄積することがない。さらに、本発明では、ダイヤフラム１４０を折り曲げて、上チャンバ１１０の側面で把持するので、把持力が大きい。従来は、膨潤したとき引張力が加わる平面内で圧接により保持していたので、ダイヤフラムの端部がチャンバ内に引き込まれ、真空が破れるということがあったが、本発明では、そのようなことは生じなくなった。

図５は、本発明の第２実施例を示す断面図である。この実施例では、クランプ１６０の押圧ボルト１６３とダイヤフラム１４０との間に、板材１６５を挿入している。板材１６５で押圧することで、ダイヤフラム１４０を面で押圧することができ、真空漏れを防止し易くなる。板材１６５の長さは、任意でよいが、複数のクランプ１６０を跨ぐ長さにすることで、上チャンバ１１０の１つの長辺全体で、ダイヤフラム１４０を押圧することができ、真空漏れをより確実に防止することができる。板材１６５には、金属製のアングル材を使用してもよい。

なお、板材１６５は、ダイヤフラム１４０の交換に際してクランプ１６０をアンクランプするので、落下しないように、クランプ１６０の押圧ボルト１６３に接続するなどの構成とすることが好ましい。

本発明のラミネート装置の要部の構成を示す断面図である。 図１で、クランプした状態を示す断面図である。 ダイヤフラムを取り付けた上チャンバの平面図である。 上チャンバと下チャンバとを重ね合わせ、支持台上のワークを加熱している状態を示す図である。 本発明の第２実施例で、クランプの押圧ボルトの先端に板材を設けた例である。 従来のラミネート装置におけるダイヤフラムの取り付け構造の例を示す図である。

符号の説明

１００ ラミネート装置
１１０ 上チャンバ
１１２ 側面
１１３ 下面
１２０ 下チャンバ
１３０ 支持台
１４０ ダイヤフラム
１６０ クランプ

Claims (4)

1. 下面にダイヤフラムを取り付けた上チャンバと、該上チャンバが重ねられ、ラミネート加工される被加工物が載置される支持台を内部に備えた下チャンバと、を有するラミネート装置において、前記ダイヤフラムを上チャンバより大きくして、上チャンバからはみ出た部分を折り曲げ、折り曲げた部分を複数のクランプで前記上チャンバの側面に押圧することで前記ダイヤフラムを前記上チャンバに固定したことを特徴とするラミネート装置。
2. 前記クランプが操作レバーを有し、該操作レバーを操作することで、ワンタッチで、クランプ状態とアンクランプ状態とに切替可能であることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記上チャンバが矩形で、前記クランプが矩形の対向する長辺にのみ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のラミネート装置において、前記ダイヤフラムの上チャンバからはみ出た部分を折り曲げ、折り曲げた部分を複数のクランプで前記チャンバの側面に押圧する際に、前記クランプと前記ダイヤフラムの間に板材を挿入することを特徴とするラミネート装置。

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