JP2007044734A - 線材矯正装置及び太陽電池の組み立て配線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置構成が比較的小さく、かつ、線材長手方向及び線材幅方向の変形を矯正できる線材矯正装置及び太陽電池の組み立て配線装置を提供するものである。
【解決手段】 本発明に係る線材矯正装置１０は、反りや蛇行などのある線材を真直に矯正するためのものであり、巻き取られた線材１１を水平方向に走行・搬送させる線材走行手段と、水平方向に走行する線材１１の上下に設けられ、線材１１の走行方向に沿って千鳥状に複数個配置される水平ロール１２の群１３と、その水平ロール群１３の後段及び／又は前段に配置され、線材１１の両側に設けられる少なくとも１つの垂直対ロール１５ａ，１５ｂとを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、線材矯正装置及び太陽電池の組み立て配線装置に係り、特に、反りや蛇行などのある太陽電池用のリード線を真直に矯正するための線材矯正装置に関するものである。

幅と厚さの比が大きな線材（以下、偏平線材という）は、ボビンなどの巻き取り手段に巻かれた状態で保管、搬送されるのが一般的である。この偏平線材の主な製造方法としては、以下に示す２つの工法が用いられている。
(1) 幅広の板材や箔材を、上下一対に配置された刃を有するスリッタによって裁断、切断し、偏平線材を切り出す工法。
(2) 断面円形状の線材に圧延加工を施し、偏平線材に形成する工法。

ここで、(1)の工法によって得られた偏平線材においては線材両端面を裁断する際の不均一、(2)の工法によって得られた偏平線材においては線材幅方向の圧延条件の不均一に起因して、図８に示すように、偏平線材８０の線材幅方向に湾曲や蛇行などの変形８１が形成されてしまう。また、偏平線材には、ボビンへの巻き付けに伴う巻き癖が付いてしまい、図９に示すように、偏平線材８０の長手方向に反り（湾曲）９１が生じてしまう。

よって、これらの湾曲、蛇行、及び反りといった変形を矯正するための矯正装置として、図１０に示すように、水平方向（図１０中では左右方向）に走行する偏平線材８０の上下に、線材の走行方向に沿って千鳥状に水平ロール１０１を複数個配置してなるロールレベラ１００がある。別の矯正装置として、ロールレベラ１００の前後にテンションを負荷するためのブライドルロールをそれぞれ配置してなるテンションレベラや、ロールレベラ１００の前後に設けられ、ロールを使わずに線材に引っ張り伸びを与え、テンションを負荷するストレッチャなどがある。

これらの矯正装置を有する設備の１つに、太陽電池の組み立て配線装置がある。この配線装置は、太陽電池セルに偏平線材（リード線）を接続するものであり、矯正装置として、従来、ストレッチャを採用してきた。

本発明に関連する先行技術文献情報として、以下に示すものが挙げられる。

特開平８−２５５５１７号公報 特開２００３−２９８０９６号公報

ところで、ロールレベラは、ボビン巻き癖などの線材長手方向の変形の矯正には適しているものの、線材幅方向の変形を矯正するのには適していない。

テンションレベラは、ブライドルロールによって偏平線材に繰り返し曲げ応力を付与することで、線材長手方向の変形を矯正することができる。また、テンションレベラは、大きなテンションを負荷することで、線材幅方向に不均一に分布している残留応力をも均一化することができ、蛇行といった線材幅方向の変形の矯正も可能である。しかしながら、ロールレベラの前後に配置されるテンションレベラは大きな装置であるため、装置構成が大きくなってしまうという問題がある。

また、ストレッチャは、線材幅方向の変形を矯正することは容易であるものの、線材長手方向の変形を矯正できない場合がある。よって、このストレッチャを矯正装置として備える太陽電池の組み立て配線装置は、線材幅方向の変形を矯正することが困難である。その結果、太陽電池セル上の所定の位置に、偏平線材を接続できないおそれがある。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、装置構成が比較的小さく、かつ、線材長手方向及び線材幅方向の変形を矯正できる線材矯正装置及び太陽電池の組み立て配線装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明に係る線材矯正装置は、反りや蛇行などのある線材を真直に矯正するための線材矯正装置において、
巻き取られた線材を水平方向に走行・搬送させる線材走行手段と、
水平方向に走行する線材の上下に設けられ、線材の走行方向に沿って千鳥状に複数個配置される水平ロールの群と、
その水平ロール群の後段及び／又は前段に配置され、線材の両側に設けられる少なくとも１つの垂直対ロールと、
を備えたものである。

ここで、垂直対ロールは、水平ロール群の後段に、かつ、線材の走行方向に沿って複数個配置されることが好ましい。

線材の幅と厚さの比は１〜６０が好ましい。

垂直対ロールは、その線材当接部に溝を有することが好ましい。この溝の溝形状は、矩形状、三角形状、半円状、半楕円状、又は半長円状のいずれであってもよい。

垂直対ロールの少なくとも一方のロールは、ロール同士が近接・離間する方向に移動自在とするための駆動手段を有していてもよい。また、垂直対ロールの少なくとも一方のロールは、ロール同士が近接・離間する方向に移動自在で、かつ、線材に対してロールを押し付けるための付勢手段を有していてもよい。

水平ロール群の前段に、水平方向に走行する線材にテンションを負荷するテンション負荷手段を設けてもよい。また、垂直対ロールの前段に、水平方向に走行する線材にテンションを負荷するテンション負荷手段を設けてもよい。このテンション負荷手段は、その自重により線材にテンションを負荷する上下動自在なローラを有する。

少なくとも２個以上の垂直対ロールの間に、かつ、水平方向に走行する線材の上下に当接させて水平対ガイドロールを設けてもよい。また、少なくとも３個以上の垂直対ロールのそれぞれの間に、かつ、水平方向に走行する線材の上又は下のいずれかに当接させて水平ガイドロールをそれぞれ設け、それらの水平ガイドロールを線材の走行方向に沿って千鳥状に配置してもよい。

一方、本発明に係る太陽電池の組み立て配線装置は、隣接する太陽電池セル同士を、リード線を介して電気的に接続するものであって、リード線の矯正装置として、前述した線材矯正装置を備えたものである。

本発明によれば、線材長手方向及び線材幅方向の変形のない真直な偏平線材を得ることができるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明の好適一実施の形態に係る線材矯正装置の概略図を図１に示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図を示している。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る線材矯正装置１０は、
巻き取られた偏平線材１１を水平方向（図１（ａ）、図１（ｂ）中では左右方向）に走行・搬送させる線材走行手段（図示せず）と、
水平方向に走行する偏平線材１１の上下に設けられ、偏平線材１１の走行方向に沿って千鳥状に（互い違いに）複数個配置される水平ロール１２の群１３と、
その水平ロール群１３の後段に配置され、偏平線材１１の両側（図１（ａ）中では上側と下側）に偏平線材１１に対して線対称に設けられる少なくとも１つの垂直対ロール１５ａ，１５ｂと、
を備えたものである。

ここで言う偏平線材１１とは、幅と厚さの比（幅／厚さ）が１以上の線材のことであり、断面ほぼ正方形状の線材、薄板材も含む。

垂直対ロール１５ａ，１５ｂは、水平ロール群１３の後段に、かつ、偏平線材１１の走行方向に沿って複数個（例えば、図１（ａ）、図１（ｂ）中では３個を図示）配置され、垂直対ロール１５ａ，１５ｂの群１６を形成する。垂直対ロール１５ａ，１５ｂの円周面には溝２０が形成される。この溝２０の溝壁が偏平線材１１に対するローラ当接部となる。溝２０の溝形状は、図２（ａ）に示す矩形状、図２（ｂ）に示す三角形状、図２（ｃ）に示す半楕円状、半円状、又は半長円状のいずれであってもよい。溝２０の高さ（図２（ａ）〜図２（ｃ）中では溝開口部の高さＨ）は、偏平線材１１の厚さとほぼ同じとされる。また、垂直対ロール１５ａ，１５ｂにおける各溝２０の底面２１（図２（ａ）参照）間の離間距離は、偏平線材１１の幅とほぼ同じとされる。

水平ロール１２及び垂直対ロール１５ａ，１５ｂの各ロールの直径は、偏平線材１１の厚さに応じて適宜変更されるものであるが、偏平線材１１の厚さの５０〜５００倍、好ましくは１００〜３００倍、より好ましくは１５０〜２５０倍とされる。ロール径が小さすぎると、変形を矯正させる効果が強すぎて、新たな変形が生じるおそれがある。一方、ロール径が大きすぎると、変形を矯正させる効果が不足するので、残留変形量が大きくなってしまう。

偏平線材１１の幅と厚さの比は、１〜６０、好ましくは２〜４０、より好ましくは５〜２０とされる。この比が６０よりも大きい（断面が横長の線材）と、垂直対ロール群１６による線材幅方向の変形の矯正（後述）が困難となってしまう。一方、この比が１よりも小さい（断面が縦長の線材）と、垂直対ロール群１６による線材幅方向の変形の矯正が効きすぎるため、適正な条件設定が困難となってしまう。

本実施の形態においては、水平ロール群１３の後段にのみ、垂直対ロール群１６を配置した場合について説明を行ったが特にこれに限定するものではない。例えば、垂直対ロール群１６は、水平ロール群１３の前段に配置してもよく、また、水平ロール群１３の前段及び後段の両方に配置してもよい。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係る線材矯正装置１０に、水平方向に走行する偏平線材１１を供給することで、先ず、水平ロール群１３において、線材長手方向の湾曲（反り）の矯正がなされる。

この線材長手方向の湾曲が解消された偏平線材１１を、その後、垂直対ロール群１６に供給することで、線材幅方向の変形（蛇行や湾曲）の矯正がなされる。この時、偏平線材１１は、各垂直対ロール１５ａ，１５ｂの溝２０によって垂直方向及び水平方向の動きが抑制、制限された状態で、垂直対ロール群１６を通される。その結果、線材幅方向の変形のみばかりでなく、線材長手方向の変形までも矯正することができる。

よって、偏平線材１１を、本実施の形態に係る線材矯正装置１０を通過させることで、反りや蛇行などが矯正され、巻き癖などが解消された真直な線材が得られる。

また、本実施の形態に係る線材矯正装置１０における垂直対ロール群１６は、従来の線材矯正装置におけるテンションレベラ（図１０参照）と比べて、装置構成が小さいため、既存、既設の設備に対して容易に組み込むことができる。

また、本実施の形態に係る線材矯正装置１０を、太陽電池の組み立て配線装置に組み込むことで、隣接する太陽電池セル同士を接続するためのリード線を確実に真直に矯正することができる。よって、線材矯正装置１０を組み込んだ太陽電池の組み立て配線装置によれば、隣接する太陽電池セル同士をリード線を介して精度よく、かつ、確実に接続することができ、電気的信頼性の高い太陽電池モジュールを歩留まりよく製造することができる。

次に、本実施の形態に係る線材矯正装置１０の変形例を添付図面に基づいて説明する。

図３に示すように、線材矯正装置１０の第１の変形例は、垂直対ロール１５ａ，１５ｂの内、少なくとも一方の垂直対ロール（図３中では１５ｂのみ）に駆動手段３１を設け、垂直対ロール１５ｂを偏平線材１１に対して近接・離間自在に可動させるものである。駆動手段３１を用いて垂直対ロール１５ａ，１５ｂの離間距離を調整することで、簡単に、幅方向のサイズが異なる偏平線材１１に対応させることが可能となる。

また、図４に示すように、線材矯正装置１０の第２の変形例は、垂直対ロール１５ａ，１５ｂの内、少なくとも一方の垂直対ロール（図４中では１５ｂのみ）に付勢手段４１を設け、垂直対ロール１５ｂを偏平線材１１に対して近接・離間自在とすると共に、垂直対ロール１５ｂを偏平線材１１に常時付勢させる（押し付ける）ようにしたものである。矯正を施す偏平線材１１の幅方向サイズが２種類以上あったとしても、付勢手段４１によって、垂直対ロール１５ａ，１５ｂの離間距離を偏平線材１１の幅方向サイズに容易に追従させることができるため、垂直対ロール１５ａ，１５ｂの離間距離を厳密に調整する必要はない。また、ある幅方向サイズの偏平線材１１を矯正している際においても、偏平線材１１の幅方向サイズは微少な範囲で常時変動するが、この変動に対しても垂直対ロール１５ａ，１５ｂの離間距離を柔軟に対応させることができる。その結果、偏平線材１１に対して常に最適な状態で矯正を施すことが可能となる。

また、図５に示すように、線材矯正装置１０の第３の変形例は、水平ロール群１３（又は垂直対ロール群１６）の前段に、水平方向に走行する偏平線材１１にテンションを負荷するテンション負荷手段５１を設けたものである。このテンション負荷手段５１は、上下動自在なローラを備えており、そのローラの自重によって偏平線材１１にテンションが負荷される。このテンションの負荷によって、偏平線材１１を安定して走行させることができ、線材幅方向及び線材長手方向の変形を矯正する際にばらつきが生じるおそれがなく、より真直な偏平線材１１を得ることができる。

また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、線材矯正装置１０の第４の変形例は、少なくとも２個以上（図６（ａ）、図６（ｂ）中では３個を図示）の垂直対ロール１５ａ，１５ｂの間に、水平方向に走行する偏平線材１１の上下面に当接させ、かつ、偏平線材１１に対して線対称な位置に水平対ガイドロール６１ａ，６１ｂを設けたものである。この線材矯正装置１０の第４変形例は、図５に示した第３変形例と比べて、より安定して偏平線材１１を走行させることが可能となり、延いては更に真直な偏平線材１１を得ることができる。

また、図７に示すように、線材矯正装置１０の第５の変形例は、少なくとも３個以上（図７中では３個を図示）の垂直対ロール１５ａ，１５ｂのそれぞれの間に、水平方向に走行する偏平線材１１の上又は下のいずれかに当接させて水平ガイドロール６１ａ又は６１ｂをそれぞれ設けたものである。この水平ガイドロール６１ａ又は６１ｂは、偏平線材１１の走行方向に沿って千鳥状に（互い違いに）配置される。この線材矯正装置１０の第５変形例は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示した第４変形例と比べて、水平ガイドロールの数が半分に減る。このため、水平ガイドロール６１ａ，６１ｂによる偏平線材１１の走行安定性を確保しつつ、水平ガイドロール６１ａ，６１ｂに起因する不具合（例えば、変形や傷の発生）が生じるのを極力減らすことができる。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

ボビンに巻き取られた厚さと幅が異なる３種類の偏平線材を準備した。各偏平線材の幅，サイズは、0.40ｍｍ，4ｍｍ（実施例１）、0.15ｍｍ，2ｍｍ（実施例２）、0.05ｍｍ，0.5ｍｍ（実施例３）とした。

ボビンに巻き取られた実施例１〜３の各偏平線材を走行させると共に、図１に示した線材矯正装置１０にそれぞれ供給し、各偏平線材に対して矯正加工を施した。ここで、実施例１〜３の各偏平線材に用いる線材矯正装置の各ロール径は80ｍｍ、30ｍｍ、10ｍｍとした。矯正前と矯正後における各偏平線材の変形量を比較した。ここで言う変形量は、各偏平線材の長さ150ｍｍ当たりの変形量である。比較結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜３の各偏平線材における矯正後の線材長手方向の変形量（反り量）は全て1ｍｍ未満であり、矯正前の約1/80〜1/70になった。また、実施例１〜３の各偏平線材における矯正後の線材幅方向の変形量（蛇行量）は全て0.5ｍｍ未満であり、矯正前の約1/5〜1/2になった。

以上より、本発明の線材矯正装置を用いて偏平線材の矯正を行うことで、ほぼ真直な線材が得られることが確認できた。

本発明の好適一実施の形態に係る線材矯正装置の概略図である。 図１における垂直対ロールの溝形状を示す図である。 図１の第１変形例を示す平面図である。 図１の第２変形例を示す平面図である。 図１の第３変形例を示す側面図である。 図１の第４変形例を示す概略図である。 図１の第５変形例を示す側面図である。 線材幅方向の変形を有する線材の斜視図である。 線材長手方向の変形を有する線材の斜視図である。 従来の線材矯正装置の１つであるロールレベラの側面図である。

符号の説明

１０ 線材矯正装置
１１ 偏平線材
１２ 水平ロール
１３ 水平ロール群
１５ａ，１５ｂ 垂直対ロール
１６ 垂直対ロール群

Claims (13)

1. 反りや蛇行などのある線材を真直に矯正するための線材矯正装置において、
   巻き取られた線材を水平方向に走行・搬送させる線材走行手段と、
   水平方向に走行する線材の上下に設けられ、線材の走行方向に沿って千鳥状に複数個配置される水平ロールの群と、
   その水平ロール群の後段及び／又は前段に配置され、線材の両側に設けられる少なくとも１つの垂直対ロールと、
   を備えたことを特徴とする線材矯正装置。
2. 上記垂直対ロールが、上記水平ロール群の後段に、かつ、上記線材の走行方向に沿って複数個配置された請求項１記載の線材矯正装置。
3. 上記線材の幅と厚さの比が１〜６０である請求項１又は２記載の線材矯正装置。
4. 上記垂直対ロールは、その線材当接部に溝を有する請求項１から３いずれかに記載の線材矯正装置。
5. 上記溝の溝形状が、矩形状、三角形状、半円状、半楕円状、又は半長円状のいずれかである請求項４記載の線材矯正装置。
6. 上記垂直対ロールの少なくとも一方のロールが、ロール同士が近接・離間する方向に移動自在とするための駆動手段を有する請求項１から５いずれかに記載の線材矯正装置。
7. 上記垂直対ロールの少なくとも一方のロールが、ロール同士が近接・離間する方向に移動自在で、かつ、上記線材に対してロールを押し付けるための付勢手段を有する請求項１から５いずれかに記載の線材矯正装置。
8. 上記水平ロール群の前段に、水平方向に走行する上記線材にテンションを負荷するテンション負荷手段を設けた請求項１から７いずれかに記載の線材矯正装置。
9. 上記垂直対ロールの前段に、水平方向に走行する上記線材にテンションを負荷するテンション負荷手段を設けた請求項１から８いずれかに記載の線材矯正装置。
10. 上記テンション負荷手段が、その自重により上記線材にテンションを負荷する上下動自在なローラを有する請求項８又は９記載の線材矯正装置。
11. 少なくとも２個以上の上記垂直対ロールの間に、かつ、水平方向に走行する上記線材の上下に当接させて水平対ガイドロールを設けた請求項２から１０いずれかに記載の線材矯正装置。
12. 少なくとも３個以上の上記垂直対ロールのそれぞれの間に、かつ、水平方向に走行する上記線材の上又は下のいずれかに当接させて水平ガイドロールをそれぞれ設け、それらの水平ガイドロールを線材の走行方向に沿って千鳥状に配置した請求項２から１０いずれかに記載の線材矯正装置。
13. 隣接する太陽電池セル同士を、リード線を介して電気的に接続する太陽電池の組み立て配線装置であって、リード線の矯正装置として、請求項１から１２いずれかに記載の線材矯正装置を備えたことを特徴とする太陽電池の組み立て配線装置。

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