JP2002540031A - 真空により支援される歩動ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 製品（２０）を載置せしめた真空により支援される複数位置式歩動ビーム装置（１０）が本発明に従って提供されたのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この発明は、まっすぐなラインに沿て生産活動を行うことができるよう一列を
なして配置されたうえ、前進するようにされた製品を正確に位置ぎめして前進さ
せるようにされた真空により支援される多数位置式の歩動ビーム装置に関する。

【従来技術の説明】

【０００２】 光電池産業では、シリコン・ウエハまたはシリコン・セルがｘ−ｙ座標の中に
配列されることによりパネルの形に組み立てられている。このプロセスは、手動
で実施されるとともに、オートメーションを適用して実施されてきた。オートメ
ーションの概念は、２つの基本的な方法に分類されている。第１の方法は、一般
に座標法（ｍａｔｒｉｘｉｎｇ）と呼ばれていて、まず、各シリコン・セルを格
子組織の中に配置し、しかるのち、格子組織をぐるりと移動させたうえ、各シリ
コン・セルを溶着させることより成るものである。次に、第２の方法は、一般に
ひも付け法（ｓｔｒｉｎｇｉｎｇ，以下、ストリング法と記す）と呼ばれていて
、各シリコン・セルを一列をなす母材の列の中に配置し、これによりシリコン・
セルより成る『ストリング』を形成することである。しかるのち、これらのスト
リングは貯蔵バッファーの中に載置されるかあるいは直接、ガラスの上に載置さ
れて、パネルが形成される。このストリング法は、装置を設置するに必要なフロ
ア・スペースが少なくてすむコンパクトな構成態様を形成するものであって、光
電池産業では人気を博している。ソーラー・セルをひも付け（ｓｔｒｉｎｇｉｎ
ｇ）するために、現在、採用されているオートメーションを実施するにあたって
は、金属製のベルトが使用されていて、金属製のベルトが出来あがるにしたがっ
て、ストリングが移送されるようになっている。金属製のベルトを使用する上述
の従来の装置については、ベルトがからんだり、ベルトが変形したり、ベルトの
寿命が短かかったり、さらにはシリコン・ウエハが移送されながら溶着されるに
したがって、シリコン・ウエハを正確に保持して支持することが困難であること
が問題であり、また、上記の装置を固持した状態で動作させるにさいして費用が
かさむことも問題であった。

【０００３】 本発明に係る複数位置式の真空により支援される歩動ビーム装置は、光電池産
業や処理作業を行うにあたって、まっすぐなラインの中でシリコン・ウエハ等の
製品を正確に位置ぎめしたうえ、前進させなければならない産業に使用されて役
に立っている。本発明に係る装置を使用すれば、従来使用されてきた装置の問題
を伴うことなく、製品を処理するためにこれらの製品を正確に位置ぎめし、前進
させ、保持することができる。

【０００４】

【課題を解決するための手段（発明の開示）とその手段】

光電池シリコン・セルより成るストリングを組み立てるために使用される装置
を開発するにさいしては、いくつかの基準が適用される。本発明に係る装置は、
シリコン・セルが互いに隣接した状態に配置されているうえ、シリコン・セルが
一列に配置された姿勢を維持しなければならず、シリコン・セルのエッジが互い
に接触しあい、このためにこれらのシリコン・セルが損傷するようなことがあっ
てはならない。また、いろいろな異なったシリコン・セルのサイズとストリング
の長さにあわせて容易に設計することができなければならない。シリコン・セル
のエッジは脆いので、シリコン・セルがエッジに沿って接触が生じ、このために
シリコン・セルまたはストリングがずれ動くことがないようようにするという配
慮が要求されている。シリコン・セルがストリングの中に配置された後、シリコ
ン・セルを把持するかあるいは保持するために採用されるベストな方法として真
空が選択された。歩動ビームの概念は、可動のセンター・ビームと二つの固定の
サイド・ビームを使用して形成されて、ストリングを移送しながらシリコン・セ
ルを処理するため選択されたのである。従来の歩動ビーム機構を構成するため、
二つの別個のビーム部材は固持状態にあるが、他方のビーム部材は垂直軸に沿っ
て上下動するとともに、水平方向にも前後動することができる可動状態にある。
可動のセンター・ビームは、ストリングを固定のサイド・ビームから離れる向き
に持ち上げられ、ストリングを前に向かって移動させ、該ストリングを固定のサ
イド・ビームの上に降下させ、ストリングのレベルより下がった位置に降下させ
たうえ、さらにホーム位置にストリングを引っ込ませる働きをする。可動のセン
ター・ビームと正確に同一平面にあわさったときに可動のセンター・ビームが動
作するよう真空スイッチング・ユニットが設けられていて、真空の作用によりシ
リコン・セルが引っ張り動かされるようなことはなく、またシリコン・セルが破
損するようなこともない。

【０００５】 上述の問題を勘案して、固定のサイド・ビームに第３の位置が設けられた。こ
の第３の位置を設けるようにするため、可動のセンター・ビームは下記の三つの
垂直位置を占めることができる。すなわち、これらの三つの垂直位置とは、可動
のセンター・ビームが固定のサイド・ビームより上に所在する垂直位置と、可動
のセンター・ビームが固定のサイド・ビームと同一平面に所在する垂直位置と、
可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビームより下に降下して所在する垂直
位置との二つである。

【０００６】 ストリングを持ち上げたとき、可動のセンター・ビームに真空が作用するよう
可動のセンター・ビームが向きぎめされたうえ、可動のセンター・ビームは前に
向かって位置を変え、さらに両方のビームは同一平面に所在する位置まで降下さ
れる。可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビームと同一平面の位置を占め
ると、可動のセンター・ビームに真空の作用が切り替えられ、しかるのち、スト
リングまたはシリコン・セルは固定のサイド・ビームに係止される。かくして、
可動のセンター・ビームは、真空の作用を受けることなく、ストリングより下に
下がった位置に下降したうえ、次の移動に備えた準備を行うために可動のセンタ
ー・ビームを引き込ませることになる。この時点では、次のシリコン・セルは固
定のサイド・ビームの上に位置していていて、隣接したシリコン・セルに溶着さ
れている。ストリングが固定のサイド・ビームに保持されるにせよあるいは可動
のセンター・ビームに保持されるにせよ、ストリングはつねい真空の作用のもと
に保持される。しかし、つねに真空がストリングに作用しているわけではない。
ソーラー・モジュールを審美学的に基づいて設計したり、さらには、シリコン・
セルをモジュールの範囲内で一列に並んだ状態に位置ぎめされなければならない
から、上述のように配置構成を行うことは重要なことである。

【０００７】 シリコン・ウエハ等の製品を搭置せしめた複数位置式の真空により支援される
歩道ビーム装置であって、この装置が可動センター・ビームと固定サイド・ビー
ムを備えていて、該可動のセンター・ビームの両側部に位置していて、可動のセ
ンター・ビームと固定のサイド・ビームに選択的に真空が作用し、シリコン・ウ
エハ等の製品が移送されたうえ、処理されるにしたがって、真空が選択的に可動
のセンター・ビームと固定のサイド・ビームに作用し、前記の製品を支持するよ
うに本発明に係る装置が構成されている。

【０００８】 本発明の主たる目的は、シリコン・ウエハ等の製品をストリングの構成をなし
て支持し、移送するために使用される真空により取り付けが支援されるよう構成
された複数位置式の歩動ビーム装置を提供することである。

【０００９】 本発明の他の目的は、動作が正確で積極的あるという特徴を備えた上記のタイ
プの装置を提供することである。

【００１０】 本発明の他の目的は、構造が頑丈な特徴を備えている上記のタイプの装置を提
供することである。

【００１１】 本発明の他の目的は、摩耗や疲労に対する抵抗力に優れた特徴を備えた上述の
タイプの装置を提供することである。

【００１２】 本発明の別の目的は、いろいろな種類の製品とこれらの製品を製造するうえで
役にたつという特徴を備えた上述のタイプの装置を提供することである。

【００１３】 本発明の別の目的は、構造が簡単であるうえに、頑丈で長期間にわたって使用
することができる特徴を備えた上述のタイプの装置を提供することである。

【００１４】

【実施例（発明を実施するための望ましい態様）と動作】

本発明の好適な実施例について本発明を説明するにあたり、明快な説明を行う
ためにこの明細書では専門用語が使用されている。このような専門用語は、以下
に記述される実施例を適切に理解することができるだけでなく、同じ結果をもた
らすうえで、ほぼ同じやり方で動作し機能する同種の装置を説明するための専門
用語として使用することができる。

【００１５】 さて、図１より図１６までを参照して、本発明を説明する。本発明に係る歩動
ビーム装置１０がこれらの図面に図解されている。この装置１０は、一列の細長
い固定のサイド・ビーム１１と１２を備えていて、これらの固定のサイド・ビー
ム１１と１２は、これらの部材が使用される機械（図示せず）に固定されている
。固定のサイド・ビーム１１と１２は互いに隔置されていて、これらの固定のサ
イド・ビーム１１と１２の間に可動のセンター・ビーム１４が配置されている。

【００１６】 可動のセンター・ビーム１４は、固定のサイド・ビーム１１と１２の間で垂直
方向に移動可能であるともに、水平方向にも移動可能である。

【００１７】 可動のセンター・ビーム１４は、該可動のセンター・ビーム１４を移動させる
働きをする公知の機構（図示せず）に取り付けられている。固定のサイド・ビー
ム１１と１２と可動のセンター・ビーム１４とは、真空穴１５を隔置せしめた状
態で金属材料から作られているのが好ましい。前記の真空穴１５は、公知のタイ
プの選択的に制御可能な真空源（図示せず）に接続されている。

【００１８】 装置１０により移送されるべき製品は添付図面には示されていて、図示のよう
に光電池セル２０であり、該光電池セル２０は互いに接続されてストリング２１
を形成していて、該ストリング２１は、光電池セル２０の上に載置されてていて
、ソーラー・パネル（図示せず）を形成している。

【００１９】 本装置が動作するさい、光電池セル２０は、図１と図２に示されているように
、ビーム１１と１２と１４の上に載置されている。

【００２０】 固定のサイド・ビーム１１と１２に真空が作用しない状態でセンター・ビーム
または可動のセンター・ビーム１４に真空が付加される。しかるのち、可動のセ
ンター・ビーム１４は、図３と図４に示されているように持ち上げられたうえ、
可動のセンター・ビーム１４に真空が付加された状態を維持したまま、図５と図
６に示されているように、可動のセンター・ビーム１４は前に向かって移動する
。該可動のセンター・ビーム１４に真空が付加されていない状態を維持しながら
、図７と図８に示されているように、中立位置の方に下に向かって可動のセンタ
ー・ビーム１４は移動し、しかるのち、固定のサイド・ビーム１１と１２に真空
が付加されるが、この真空が付加された状態は、公知のタイプのセンサー（図示
せず）により制御される。さらに、ビーム１１と１２と１４に真空が付加された
状態を維持したまま、可動のセンター・ビーム１４は、図９と図１０に示されて
いるように、下に向かって降下し、可動のセンター・ビーム１４が持ち上げられ
て、シリコン・セルと接触したとき、図１３と図１４に示された位置に到達する
まで、可動のセンター・ビーム１４は左の方に引っ込められる。図１６に示され
ているように、補足的なセル２０’がセル２０に隣接した状態に載置されていて
、真空が固定のサイド・ビームに付加される。前記のセル２０’が固定のサイド
・ビーム１１と１２と同一平面に所在するようになると、可動のセンター・ビー
ム１４への真空の付加は解除される。このとき、セル２０’は固定のサイド・ビ
ーム１１と１２を介してセル２０に溶着されていて、一方、可動のセンター・ビ
ーム１４は引っ込められた状態にある。また、図１６に示されいるように、付加
的なセル２０’がセル２０に隣接した状態に配置されていて、公知のやり方で固
定のサイド・ビーム１２いちめんにわたってセル２０’がセル２０に溶着される
。さらに、可動のセンター・ビーム１４が固定のサイド・ビーム１１と１２と同
一平面に所在する状態になると、真空が固定のサイド・ビーム１１と１２に作用
するが、可動のセンター・ビーム１４には真空は作用しない。

【００２１】 付加的なセル２０’がビーム１１と１２と１４の上に配置されたうえ、互いに
溶着されたうえ、図１５に示されているように、ストリング２１を形成した状態
で装置１０の動作が継続する。

【００２２】 ビーム１１と１２と１４の長さが増大するにつれ、ビーム１１と１２と１４に
形成された真空穴１５の数も増加する。該真空穴１５の数が増大するにしたがっ
て、効率的な真空漏洩面積も増大する。セル２０が適所に所在していない状態で
ビーム１１と１２と１４の長さにわたって付加された真空圧を測定することによ
って、これらのビーム１１と１２と１４の遠端ではセル２０を適切にクランプす
ることができない箇所に前記のビーム１１と１２と１４を降下させるにしたがっ
て、効果的な真空の程度が減少することが観察された。前記の真空穴１５がふさ
がると、真空圧は増大する。ストリング２１が上記のビーム１１と１２と１４よ
り下がった状態でストリング２１が歩動（ｗａｌｋｉｎｇ）するにしたがって、
セル２０がストリング２１に付加されるから、セル２０はプラグのように動作し
、前記のビーム１１と１２と１４と同じ側の端部で真空源としてセル２０を採り
入れることによって真空穴１５をセル２０と２０’で徐々にふさぐことにより真
空圧が調整される。この効果のおかげで、別のやり方であれば必要となるよりも
さらに小さくて、エネルギー的に効率よく真空発生ユニットを構成することがで
きる。しかも、前記のビーム１１と１２と１４に真空領域を作る必要がなくなる
。光電池セルについて本発明を図解し、説明したが、ウエハ等の製品であればど
のような種類の製品でも同様に本発明を適用することができる。

【００２３】 かくして、上記の説明より明らなように、本発明の上述の目的を達成すること
ができる真空により支援される歩動ビーム装置が提供されたことは理解していた
だけよう。 本発明の特質と特徴は、本発明の一部を形成している添付図面を参照して作成
された記載を精読することにより容易に明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一個のシリコン・ウエハを載置せしめた状態で初期位置に所在してい
る複数位置式の真空により支援される歩動装置の側面図である。

【図２】 図１に示されている装置を端部から目視した端面図である。

【図３】 本装置のセンター・ビームが持ち上げられた位置に所在している本装
置の状態を図解した図１に類似した視図である。

【図４】 図３に示されている装置を端部から目視した端面図である。

【図５】 前方位置または前進した位置に所在している可動のセンター・ビーム
を図解した視図である。

【図６】 図５に示されている装置を端部から目視して端面図である。

【図７】 センター・ビームが中立のセンター・ビーム位置に所在していて、サ
イド・ビームと同じレベルの位置に所在している状態を図解した図１に類似した
視図である。

【図８】 図７に示されいる装置を端部から目視した端面図である。

【図９】 可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビームより降下した状態を
図解した図７に類似した視図である。

【図１０】 図９に示されている装置を端面から目視した視図である。

【図１１】 可動のセンター・ビームが引っ込んだ位置に所在した状態で図９に
類似した視図である。

【図１２】 図１１に示されいる装置の端面図である。

【図１３】 可動のセンター・ビームが初期の位置に所在した状態で図１に類似
した視図である。

【図１４】 図１３に示されている装置の端面である。

【図１５】 固定のセンター・ビームが前進した位置に所在している状態でシリ
コン・ウエハより成るストリングが載置された図１に類似した視図である。

【図１６】 本発明に係る装置を上から目視した状態を示す視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイングル、ブラド・エム アメリカ合衆国、ペンシルベニア州17403、 ヨーク、リーダー・ハイツ・ロード 100 Ｆターム(参考） 3F036 BA03 CA07 CB02 DB01 DC05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品を載置せしめた状態で製品を移送して処理するために使
   用される真空により支援される歩動ビーム装置であって、該装置が、 細長い隔置された状態にある一対の固定のサイド・ビームと、 これらのサイド・ビームの間に配置された可動のセンター・ビームと、 前記の製品を移送するために前記のサイド・ビームに関して水平の方向と垂直
   の方向に前記のセンター・ビームを移動させる手段と、 前記のビームはそれぞれに、複数の開口が形成されていることと、 前記の製品を固定の状態に保持しながら前記の製品を移送する間に前記の製品
   を保持するために真空を選択的に前記の開口に付加するよう前記の開口と連通し
   ている真空手段 とより成ることを特徴とする真空により支援される歩動ビーム装置。
2. 【請求項２】 前記のビームがそれぞれ、金属材料から形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の歩動ビーム装置。
3. 【請求項３】 前記の製品が光電池セルであることを特徴とする請求項１記
   載の歩動装置。
4. 【請求項４】 前記の光電池セルが前記のビームの上で互いに隣接した状態
   に配置されたうえ、互いに溶接されて、ストリングを形成していることを特徴と
   する請求項３記載の歩動ビーム装置。
5. 【請求項５】 前記の製品を移送するために前記の固定のセンター・ビーム
   上に前記の製品を保持するとともに、前記の製品を前記の固定のサイド・ビーム
   に固持の状態に保持するよう、前記の真空手段が前記の固定のサイド・ビームに
   選択的に作用することを特徴とする請求項１記載の歩動ビーム装置。
6. 【請求項６】 前記の製品を移動させる働らきをする前記の可動のセンター
   ・ビームが３つの垂直の位置を備えていて、 これらの３つの垂直の位置が、可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビー
   ムより上に所在する垂直の位置と、可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビ
   ームと同一平面に所在する垂直の位置と、可動のセンター・ビームが固定のサイ
   ド・ビームより下に所在する垂直の位置である ことを特徴とする請求項１記載の歩動ビーム装置。
7. 【請求項７】 可動のセンター・ビームが固定のサイド・ビームと同一平面
   に所在したときに検知を行うよう検知手段が用意されていて、この構成によって
   可動のセンター・ビームから固定のサイド・ビームに真空を作用させる前記の真
   空手段が切り替えられる ことを特徴とする請求項５記載の歩動ビーム装置。