JP2004047502A

JP2004047502A - リードの溶着装置

Info

Publication number: JP2004047502A
Application number: JP2002172579A
Authority: JP
Inventors: Norio Toyama; 外山　紀郎
Original assignee: TOYAMA KIKAI KK; Toyama Machine Works Ltd
Current assignee: TOYAMA KIKAI KK; Toyama Machine Works Ltd
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP3761495B2

Abstract

【課題】太陽電池セルの溶着位置に載置されたリードに熱風を供給し、リードを溶着する際、熱風による機器に対する悪影響を防止する。
【解決手段】太陽電池セルＰの溶着位置に移送されたリードＬを押圧装置４を介して押圧するとともに、熱風装置５を介して熱風をリードＬに供給し、半田を溶融させて太陽電池セルＰにリードＬを溶着する。リードＬを溶着すれば、熱風装置５が上昇し、その熱風は、押圧装置４の支持フレーム４１に設けた遮蔽板７に沿って排出される。ここで、熱風は、遮蔽板７の断熱材７２に衝突した後、方向を変え、ガイドプレート７１に沿って斜め上外方に排出される。この際、ガイドプレート７１に形成されたガラリ状開口７１ａを通してガイドプレート７１の下面側の外気が吸引されるため、太陽電池セルＰの周囲の高温の空気が吸引されるとともに、対流によって太陽電池セルＰの周囲に外気が流れ込むことから、太陽電池セルの周囲が冷却される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セルにリードを溶着するリードの溶着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、太陽電池モジュールは、複数個の太陽電池セルを接続してストリングを形成し、複数行のストリングを接続して面状に製造される。この場合、複数個の太陽電池セルを接続してストリングを形成する際、隣接する太陽電池セルは、断面偏平な方形状に形成された導体、例えば、銅線からなるリードを介して接続されている。具体的には、図４に示すように、一の太陽電池セルＰの表面および隣接する太陽電池セルＰの裏面にわたって半田を介してリードＬを溶着し、順次接続するようにしている。
【０００３】
具体的には、太陽電池セルの溶着位置にリードを配置するとともに押圧し、熱風をリードに供給して半田を溶融させ、太陽電池セルにリードを溶着するようにしている。
【０００４】
ここで、半田の溶融温度が１８０〜２３０℃であることを考慮して、吹き出し口における熱風の温度が設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リードに熱風を供給して半田を溶融させ、太陽電池セルにリードを溶着する場合、通常、熱風は、リードに向かって外から内方に吹き込まれることから、中央部に熱が滞留しやすい。また、リードを溶着しても、熱風の吹き出しは継続されていることから、その下部に配設される機器は、常時高温の熱風にさらされることになる。この結果、機器の配管や配線が溶けたり、変形したり、あるいは、故障するおそれがあった。
【０００６】
特に、太陽電池セルに対するリードの溶着を太陽電池セルの搬送工程において連続的に行う場合には、熱風は吹き出し口から常時吹き出されることから、蓄熱されて機器の周囲は作業者が接近できないほどの高温となり、機器に対する熱影響は大きなものとなっていた。
【０００７】
なお、機器に遮蔽カバーを設けることも考えられるが、遮蔽カバーの内部は、外気の円滑な流通が阻止されているため、短時間でかなりの高温に達し、ほとんど効果がないものであった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、リードを溶着する熱風による機器に対する悪影響を可及的に防止することのできるリードの溶着装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽電池セルの溶着位置に移送されたリードを昇降自在な押圧装置を介して押圧するとともに、昇降自在な熱風装置を介して熱風をリードに供給し、半田を溶融させて太陽電池セルにリードを溶着するリードの溶着装置であって、前記押圧装置の支持フレームに、水平方向から斜め上外方向に向けて湾曲するとともに、複数個のガラリ状開口を形成したガイドプレートおよび該ガイドプレートの内端側水平部上面に配設された断熱材からなる遮蔽板を設け、熱風装置からの熱風を断熱材に衝突させてガイドプレートに沿って上昇させるとともに、ガイドプレートの下面側の外気をガラリ状開口から吸引することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、太陽電池セルの溶着位置にリードを移送し、押圧装置を介して押圧するとともに、熱風装置を介して熱風をリードに供給し、半田を溶融させて太陽電池セルにリードを溶着する。そして、リードの溶着が終了すれば、熱風装置は上昇位置に退避する。この際、熱風装置からの熱風は、断熱材に衝突した後、方向を変え、ガイドプレートに沿って斜め上外方向に向けて放出される。ここで、熱風が熱風がガラリ状開口の上を通過すると、ガラリ状開口を通してガイドプレート下面側の外気が吸引される。このため、太陽電池セルの周囲の高温の空気が吸引されるとともに、対流によって太陽電池セルの周囲に外気が流れ込むことから、太陽電池セルの周囲が冷却され、熱が滞留して蓄熱するのを防止することができる。
【００１１】
この結果、太陽電池セルの周囲に配置された機器が、常時熱風にさらされたり、機器の周囲に熱が滞留することがないため、機器の配管や配線が溶けたり、変形したり、あるいは、故障することを冷却装置などを格別に設けることなく確実に防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記押圧装置の下方に臨んで、半田の溶融温度以下の設定温度に制御された昇降自在な支持ブロックが設けられ、支持ブロックを介して太陽電池セルを支持すると、太陽電池セルに対する押圧装置によるリードの押圧を支持することができるとともに、太陽電池セルの下面側を加熱することができ、熱風装置による上面側との温度差を縮小させることができる。また、熱風装置が上昇した際、太陽電池セルの熱を吸収することができる。
【００１３】
本発明において、前記熱風装置の吹き出しノズルが斜め下外方向に向かって形成されていると、熱風装置からの熱風は、斜め下外方に向かって吹き出されることから、中央部に熱風が滞留するの防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記押圧装置の支持フレームが枠状に形成され、枠状の支持フレームの内部を熱風装置が昇降すると、全体の大きさをコンパクトに形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１および図２には、本発明のリードの溶着装置１の一実施形態が示されている。
【００１７】
この溶着装置１は、太陽電池セルＰを間欠的に搬送する搬送装置２と、搬送装置２を介して搬送された太陽電池セルＰの設定位置において、搬送装置２の側方に臨んで設けられたリードＬの移送装置３と、搬送装置２の上方に臨んで設けられたリードＬの押圧装置４と、搬送装置２の上方に臨んで設けられた熱風装置５と、搬送装置２の下方に臨んで設けられた支持装置６と、から構成されている。
【００１８】
搬送装置２は、詳細には図示しないが、一対の歯付きプーリーと、一対の歯付きプーリー間に巻回された歯付きベルト２１と、からなり、一方の歯付きプーリーには電動モーターが連結され、また、歯付きベルト２１には、一定間隔で小孔２１ａが形成されている他、歯付きベルト２１の内面は、図示しない真空源に接続されている。
【００１９】
したがって、歯付きベルト２１に載置された太陽電池セルＰは、歯付きベルト２１の小孔２１ａを通して吸引されることにより、歯付きベルト２１に位置決めされ、この状態で図示しない電動モーターを駆動させると、後方に搬送される。
【００２０】
なお、歯付きベルト２１の幅は、太陽電池セルＰの幅よりも小さく設定されている。
【００２１】
移送装置３は、図２に示すように、太陽電池セルＰの設定位置において、搬送装置２の側方に配置された受け台３１と、図示しない真空源に接続されて、受け台３１に供給された設定長さのリードＬを吸着する複数個の吸着部３２１を有する吸着部材３２と、からなり、吸着部材３２は、詳細には図示しないが、通常、受け台３１の上方に位置して昇降可能に設けられ、かつ、受け台３１と、搬送装置２によって設定位置に搬送された太陽電池セルＰに対するリードの溶着位置との間を往復移動可能に設けられている。
【００２２】
したがって、受け台３１に供給されたリードＬを、吸着部材３２を介して吸着し、太陽電池セルＰの溶着位置に移送することができる。
【００２３】
ここで、太陽電池セルＰに対するリードＬの溶着位置は、搬送装置２の歯付きベルト２１の左右各端縁部よりも外方の、太陽電池セルＰの左右端部に設定されている。
【００２４】
押圧装置４は、方形枠状の支持フレーム４１と、支持フレーム４１の左右外側面に前後方向に間隔をおいて固定された複数個の取付部材４２と、各取付部材４２にスプリング（図示せず）を介して下方に突出するように付勢されたプローブピン４３と、からなり、支持フレーム４１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。
【００２５】
したがって、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、支持フレーム４１、すなわち、支持フレーム４１に取付部材４２を介して設けられたプローブピン４３が昇降し、太陽電池セルＰの溶着位置に移送装置３を介して載置されたリードＬを図示しないスプリングによって押圧し、あるいは、押圧位置から上方に退避することができる。この際、太陽電池セルＰは、後述する支持装置６によって支持される。
【００２６】
ここで、各プローブピン４３は、移送装置３における吸着部材３２の各吸着部３２１と干渉しないように、配設位置が設定されている。
【００２７】
また、支持フレーム４１には、図示しない空気源に接続された空気通路４１ａが形成されているとともに、この空気通路４１ａに連通して各取付部材４２にも空気通路４２ａが形成されている。そして、取付部材４２の空気通路４２ａは、太陽電池セルＰの溶着位置に向けて開口された吹き出し口に連通されている。
【００２８】
なお、支持フレーム４１の左右には、後述する遮蔽板７がそれぞれ固定されている。
【００２９】
熱風装置５は、取付フレーム５１と、取付フレーム５１の左右にそれぞれ前後方向に設定間隔をおいて左右対称に固定されるとともに、図示しない空気源とそれぞれ配管接続された複数本のヒーター５２と、からなり、取付フレーム５１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。また、各ヒーター５２の先端は、斜め下外方向に向かう偏平な吹き出しノズル５２１に形成されている。
【００３０】
したがって、各ヒーター５２に供給された空気は、加熱されて吹き出しノズル５２１から斜め下外方向に向けて吹き出される。この状態で、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、取付フレーム５１、すなわち、各ヒーター５２が昇降し、太陽電池セルＰの溶着位置に移送装置３を介して載置されたリードＬに熱風を供給し、あるいは、上方に退避することができる。この際、各ヒーター５２は、押圧装置４の支持フレーム４１によって区画された空間内を昇降する。そして、ヒーター５２が下降した場合、偏平な吹き出しノズル５２１から斜め下外方向に吹き出される熱風は、太陽電池セルＰの溶着位置に載置されたリードＬにほぼ均等に作用する。
【００３１】
なお、太陽電池セルＰに対してリードＬをスポット的に溶着する必要のある場合は、偏平な吹き出しノズル５２１に代えて、局部的に熱風を供給することができるように、徐々に縮径するテーパー状の吹き出しノズルを採用すればよい。
【００３２】
この実施形態においては、吹き出しノズル５２１の開口端から約２０ｃｍ離れたリードＬに半田の溶融温度である約１８０〜２３０℃の熱風が作用するように、吹き出しノズル５２１から吹き出された直後の熱風温度が約６００℃に設定されている。
【００３３】
支持装置６は、太陽電池セルＰの設定位置において、搬送装置２の歯付きベルト２１の左右外方に臨んで配置される支持ブロック６１と、支持ブロック６１を昇降させるシリンダ６２と、からなり、シリンダ６２を伸縮作動させることにより、各支持ブロック６１を、歯付きベルト２１の左右端縁から外方に突出された太陽電池セルＰの左右各端部を支持する位置と、下方に退避した位置間に昇降させることができる。
【００３４】
ここで、各支持ブロック６１が上昇して太陽電池セルＰの左右各端部を支持した場合、前述した押圧装置４のプローブピン４３による太陽電池セルＰの溶着位置に載置されたリードＬの押圧を支えることができる。
【００３５】
また、支持ブロック６１は、熱伝導が良好な銅からなり、半田の溶融温度以下の設定温度を維持するように制御されている。このため、各支持ブロック６１が太陽電池セルＰの左右各端部を支持した場合、太陽電池セルＰの下面側を加熱することから、熱風装置５のヒーター５２からの熱風によって加熱された上面側との温度差を縮小させ、大きな温度差に伴う熱応力による太陽電池セルＰの変形を防止することができる。また、熱風装置５が上昇した場合において、熱風によって上面側が半田の溶融温度近傍にまで加熱された太陽電池セルＰの熱を、それよりも相対的に低温の支持ブロック６１を通して吸収することができ、太陽電池セルＰを速やかに冷却させることができる。
【００３６】
一方、押圧装置４の支持フレーム４１に設けられた各遮蔽板７は、水平方向から斜め上外方向に向けて湾曲状に形成されたガイドプレート７１と、該ガイドプレート７１の内端側水平部上面に配設された断熱材７２と、から形成されている。そして、ガイドプレート７１は、前後端縁からそれぞれ一定長さ立ち上げられた立ち上げ片７１１を有するとともに、前後方向および上下方向にそれぞれ間隔をおいて複数個のガラリ状開口７１ａが形成されている。
【００３７】
このため、上方に退避した熱風装置５からの熱風を前後端縁に立ち上げられた立ち上げ片７１１を有するガイドプレート７１に沿って水平方向から斜め上外方向に向かって案内することができる。この際、ガラリ状開口７１ａの上方を熱風が通過することにより、ガイドプレート７１の下面側の外気がガラリ状開口７１ａを通して吸引される。また、断熱板７２は、上方に退避した熱風装置５のヒーター５１の吹き出しノズル５１１から吹き出される熱風が衝突される位置に合わせて設けられており、高温の熱風がガイドプレート７１に直接作用することを防止するとともに、熱風の方向を水平方向に変えるように機能する。
【００３８】
次に、このように構成されたリードＬの溶着装置１の作動について説明する。
【００３９】
まず、初期状態においては、図１および図２に示すように、押圧装置４の支持フレーム４１および熱風装置５の取付フレーム５１は、それぞれ上昇位置に退避している他、支持装置６の支持ブロック６２も、下方位置に退避している。また、詳細には図示しないが、移送装置３は、搬送装置２による太陽電池セルＰの搬送に同期して作動し、リードＬが設定長さに切断されて受け台３１上に載置されている。
【００４０】
このような状態において、搬送装置２が作動すると、歯付きベルト２１上に載置された太陽電池セルＰは、歯付きベルト２１に吸着されて後方に搬送される。太陽電池セルＰが設定位置に到達すると、搬送装置２の作動が停止する。
【００４１】
次いで、シリンダ６２を介して支持ブロック６１が上昇し、太陽電池セルＰを歯付きベルト２１の上面からわずかに浮上するように、歯付きベルト２１から突出された太陽電池セルＰの左右各端部を持ち上げて支持する。この際、一定温度に加熱された支持ブロック６１によって太陽電池セルＰは加熱される。
【００４２】
また、移送装置３の吸着部材３２がリードＬを吸着するとともに、設定位置において歯付きベルト２１に保持された太陽電池セルＰに対する溶着位置まで移動して載置する。
【００４３】
リードＬが太陽電池セルＰの溶着位置に載置されたならば、シリンダを介して支持フレーム４１が下降し、吸着部材３２の吸着部３２１と干渉しない位置においてプローブピン４３がリードＬをスプリングによって太陽電池セルＰに押圧する。この際、太陽電池セルＰは、その溶着位置を含んで支持装置６の支持ブロック６１によって支持されていることから、プローブピン４３のスプリングによる付勢力を太陽電池セルＰを介して支持ブロック６１が支えることができる。
【００４４】
一方、プローブピン４３によってリードＬを太陽電池セルＰの溶着位置に押圧したならば、移送装置３の吸着部材３２が元の位置に移動するとともに、シリンダを介して熱風装置５の取付フレーム５１が下降する（図３参照）。この際、熱風装置５のヒーター５２は、押圧装置４の支持フレーム４１内を下降する。そして、作業位置まで下降したヒーター５２は、その吹き出しノズル５２１からリードＬに向けて熱風を供給し、リードＬの半田を溶融させる。
【００４５】
半田が溶融すれば、シリンダを介してヒーター５２を上方の退避位置に移動させる。この際、半田が溶融することにより、溶融した半田にリードＬが沈み込むことから、この状態で図示しない空気源を作動させ、圧縮空気を支持フレーム４１の空気通路４１ａおよび各取付部材４２の空気通路４２ａを経てその吹き出し口から噴出させると、溶融した半田を冷却して固化させ、リードＬを太陽電池セルＰの溶着位置に溶着することができる。また、太陽電池セルＰの下面に相対的に低温の支持ブロック６１が接していることにより、支持ブロック６１を通して高温に加熱された太陽電池セルＰの熱が吸収されるため、圧縮空気の噴出と相まって太陽電池セルＰを速やかに冷却することができる。
【００４６】
一方、退避位置に上昇した熱風装置５からの熱風は、吹き出しノズル５２１から継続して吹き出され、まず、遮蔽板７の断熱材７２に衝突した後、方向を変えて、ガイドプレート７１に沿って斜め上外方に向けて放出される。ここで、熱風がガイドプレート７１に沿って排出されると、ガラリ状開口７１ａの上方を熱風が通過することにより、ガイドプレート７１の下面側の外気がガラリ状開口７１ａを通して吸引される。このため、ガイドプレート７１の下面側の外気、すなわち、支持ブロック６１によって加熱される一方、熱風装置５から供給された熱風によって加熱された太陽電池セルＰの周囲の高温の空気が吸引されるとともに、対流によって太陽電池セルＰの周囲に外気が流れ込むことから、太陽電池セルＰの周囲が冷却され、熱が滞留して蓄熱するのが防止される。
【００４７】
この結果、太陽電池セルの周囲に配置された機器が、常時熱風にさらされたり、機器の周囲に熱が滞留することがないため、機器の配管や配線が溶けたり、変形したり、あるいは、故障することを冷却装置などを格別に設けることなく確実に防止することができる。
【００４８】
リードＬが太陽電池セルＰの溶着位置に溶着されたならば、シリンダを介して押圧装置４が退避位置に上昇し、リードＬからプローブピン４３が離脱した後、シリンダ６２を介して支持ブロック６１を退避位置に下降させる。この間においても、熱風装置５の吹き出しノズル５２１からの熱風は、継続して吹き出されて、ガイドプレート７１に沿って斜め上外方に向けて放出されていることから、前述したように、太陽電池セルＰの周囲の高温の空気が吸引されるとともに、対流によって太陽電池セルＰの周囲に外気が流れ込んでいる。このため、熱風装置５の熱風を受けて設定温度以上に上昇した支持装置６の支持ブロック６１も、自らの温度を検出して加熱を遮断するとともに、太陽電池セルＰの周囲に流れ込んだ外気によって急速に空冷される。したがって、支持ブロック６１に熱が徐々に蓄積され、設定温度を越えて、すなわち、太陽電池セルＰの半田を溶融するような温度にまで加熱されることを確実に防止できる。
【００４９】
この後、搬送装置２が作動してリードＬを溶着した太陽電池セルＰを搬送するとともに、新たな太陽電池セルＰを設定位置に搬送する。そして、新たな太陽電池セルＰが設定位置に搬送されたならば、設定温度に維持された支持ブロック６１の上昇から作業が再開される。この際、支持ブロック６１は、受け台３１にリードＬが供給される。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、リードを太陽電池セルに熱風によって溶着する際、熱風による機器に対する悪影響を可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリードの溶着装置の一実施形態を一部省略して示す斜視図である。
【図２】図１のリードの溶着装置を模式的に示す正面図である。
【図３】図１のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に示す正面図である。
【図４】複数個の太陽電池セルをリードを介して接続してなるストリングの平面図およびその側面図である。
【符号の説明】
１　溶着装置
２　搬送装置
２１　歯付きベルト
３　移送装置
３２　吸着部材
４　押圧装置
４１　支持フレーム
４２　取付部材
４３　プローブピン
５　熱風装置
５１　取付フレーム
５２　ヒーター
５２１　吹き出しノズル
６　支持装置
６１　支持ブロック
６２　シリンダ
Ｐ　太陽電池セル
Ｌ　リード

Claims

太陽電池セルの溶着位置に移送されたリードを昇降自在な押圧装置を介して押圧するとともに、昇降自在な熱風装置を介して熱風をリードに供給し、半田を溶融させて太陽電池セルにリードを溶着するリードの溶着装置であって、前記押圧装置の支持フレームに、水平方向から斜め上外方向に向けて湾曲するとともに、複数個のガラリ状開口を形成したガイドプレートおよび該ガイドプレートの内端側水平部上面に配設された断熱材からなる遮蔽板を設け、熱風装置からの熱風を断熱材に衝突させてガイドプレートに沿って上昇させるとともに、ガイドプレートの下面側の外気をガラリ状開口から吸引することを特徴とするリードの溶着装置。
前記押圧装置の下方に臨んで、半田の溶融温度以下の設定温度に制御された昇降自在な支持ブロックが設けられ、支持ブロックを介して太陽電池セルを支持することを特徴とする請求項１記載のリードの溶着装置。
前記熱風装置の吹き出しノズルが斜め下外方向に向かって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のリードの溶着装置。
前記押圧装置の支持フレームが枠状に形成され、枠状の支持フレームの内部を熱風装置が昇降することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリードの溶着装置。