JP4567834B2 - 太陽電池モジュールの自動組立て装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (2)
- 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。 - 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。
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