ラミネート装置用ダイヤフラムの硬度計および硬度の測定方法
【課題】 本発明は、ラミネート装置にて使用されるダイヤフラムの硬度を正確に測定する硬度計およびその硬度計を使用した硬度の測定方法を提供するとを目的としている。
【解決手段】 ラミネート装置のダイヤフラムの硬度を測定する硬度計を、硬度測定部、硬度測定部を押し付ける押付け部と押付量を計測する押付量計測部とを備え構成した。
【解決手段】 ラミネート装置のダイヤフラムの硬度を測定する硬度計を、硬度測定部、硬度測定部を押し付ける押付け部と押付量を計測する押付量計測部とを備え構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱板上に太陽電池モジュール等の被加工物を配置し、熱板により加熱した被加工物を熱板と押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用される押圧部材としてのダイヤフラムの硬度を測定する硬度計およびその硬度計を使用した硬度の測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池モジュールを製造する場合、ラミネート装置が使用されている（特許文献１）。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。太陽電池モジュールをラミネートする際、まず、構成部材を重ね合わせた太陽電池モジュールを、上ケースと下ケースとで形成される空間に搬送する。次に、ラミネート装置は、上ケースと下ケースとで形成される空間を真空状態にし、熱板上に太陽電池モジュールを配置した後、構成部材を加熱した状態で、上ケースの内部に大気圧を導入する。このようにすることで、太陽電池モジュールは、ダイヤフラムと熱板とで挟圧されて、ラミネートされ、太陽電池モジュールの各構成部材が溶融された充填材により接着され封止される。
【０００３】
このようなラミネート装置用のダイヤフラムは、上記のような状態で使用されるので、その寿命は短いばかりか、その交換時期を判断することは難しい。さらにダイヤフラムの交換時期を判断する方法は、これまで提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ラミネート装置に使用されるダイヤフラムについて説明する。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。この上ケースと下ケースとが開放された状態で太陽電池モジュール素材が積層された状態で下ケースの熱板上に搬送される。その後上ケースと下ケースが上下に重ねられ閉塞された空間が形成される。その空間は、ダイヤフラムにより上チャンバと下チャンバにより分割されている。下ケース内の熱板は、すでに加熱されている。したがって、太陽電池モジュールの構成部材である透明基体であるカバーガラスや充填材は加熱され、充填材は溶融開始する。上チャンバと下チャンバの真空引きを行い、一定の真空度に到達した後、上チャンバに大気を導入する。これにより上ケースのダイヤフラムが下方に膨張し太陽電池モジュールの構成部材は、熱板とダイヤフラムの間で挟圧され、ラミネート加工される。
【０００６】
このダイヤフラムは、ラミネート加工中に太陽電池モジュールの構成部材である充填材が溶融する過程で発生する有機過酸化物等を含むガスに曝される。そのガスがダイヤフラムの内部に侵入し過架橋の状態になる。またダイヤフラムは、ラミネート加工中、太陽電池モジュールの構成部材を熱板との間で挟圧する際に、太陽電池モジュールの端部で屈曲する。このためにダイヤフラムは、多数回使用により屈曲部等から亀裂発生して破断する。破断しないまでも、亀裂発生すると真空引きが不完全で挟圧が不足して製品の加工不良を招く。また、突然破断するとその交換は、大変な作業であり、太陽電池の生産効率の低下を招く。したがって太陽電池の生産を円滑に行うために、ダイヤフラムの交換時期を予測することは重要である。
ダイヤフラムの交換時期を予測する一手段として使用中のダイヤフラムの硬度をショアＡ硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）で測定する方法がある。この方法によるとダイヤフラムに先端が尖った測定子を押し付けるので、これによりダイヤフラムに傷が発生し、ダイヤフラムの寿命を短くすることになる。
一般的に硬度計によりゴムの硬度を測定する場合、ゴムに対して硬度計を押しすぎると、本来より高い硬度を示し正常な値を示さない。
また、一般的に硬度計は被測定物を下にして上から押し付ける形態で使用される。ダイヤフラムの硬度をダイヤフラムがラミネート装置に装着されたままの状態で測定しようとした場合、被測定物であるダイヤフラムが硬度計より上方に位置しているので、下方から押し付ける形態で硬度を測定することになる。これは硬度の一般的な測定形態と異なる。
【０００７】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、ラミネート装置にて使用されるダイヤフラムの硬度を正確に測定する硬度計およびその硬度計を使用した硬度の測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための第１発明の硬度計は、ダイヤフラムにより仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を配置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記ダイヤフラムとで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度を測定するゴム硬度計であって、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する測定子を有する硬度測定部と、被測定物である前記ダイヤフラムに硬度測定部を押付ける押付け部と、被測定物である前記ダイヤフラムに対する硬度測定部の測定子の押付量を計測する押付量計測部とを備え、前記ダイヤフラムを前記ラミネート装置に取り付けた状態で、ダイヤフラムの硬度を測定することを特徴としている。
【０００９】
第２発明の硬度計は、第１発明において、さらに被測定物である前記ダイヤフラムに押し付けるための取手部を備えたことを特徴としている。
【００１０】
第３発明の硬度計は、第２発明において、さらに前記取手部と前記押付け部との間に首振部を備えたことを特徴としている。
【００１１】
第４発明の硬度計は、第１発明から第３発明において、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する前記硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であることを特徴としている。
【００１２】
第５発明の硬度測定方法は、被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め測定する工程と、前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定する工程とを有し、前記硬度計による硬度測定結果とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定することを特徴とするダイヤフラムの硬度の測定方法。
【発明の効果】
【００１３】
第1発明の硬度計によれば、ラミネート装置にて使用するダイヤフラムの使用後の硬度を、ラミネート装置に取り付けた状態で、硬度計をダイヤフラムの測定面に対して垂直にセットして測定することができる。さらに第1発明の硬度計は、押付量を計測する押付量計測部を備えているので、被測定物であるダイヤフラムに硬度計の硬度測定部の測定子がダイヤフラムに押付けすぎないような状態で硬度を測定することができる。
【００１４】
第２発明の硬度計によれば、作業者が取手部にて本発明の硬度計を持ってラミネート装置に取り付けられた状態のダイヤフラムの硬度をより容易に測定することができる。
【００１５】
第３発明の硬度計によれば、硬度計には首振部を有しているので、取手部にて作業者が硬度計を持ってラミネート装置に取り付けられた状態のダイヤフラムの硬度を測定する際にダイヤフラムの測定面に対して多少斜め方向から押しつけても首振り部の作用により押付け部をダイヤフラムの測定面に完全に接触させることがでる。したがってより正確にダイヤフラムの硬度を測定することができる。
【００１６】
第４発明の硬度計によれば、硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であるので、測定子が被測定物である前記ダイヤフラムに接触する際に傷や亀裂の発生することを防止することができる。
【００１７】
第５発明の硬度の測定方法は、被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め把握し、前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定し、前記ダイヤフラムについて予め把握した前記硬度計による硬度測定結果とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき、前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定する。これにより硬度計の測定子が被測定物である前記ダイヤフラムに接触する際に傷や亀裂の発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】被加工物としての太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】ラミネート装置の全体の構成を示す図である。
【図３】ラミネート装置のラミネート部の側断面図である。
【図４】ラミネート装置のラミネート加工時におけるラミネート部の側断面図である。
【図５】本発明の実施例１の硬度計の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１の硬度計の使用方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例２の硬度計の構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の硬度計の使用方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本実施形態に係るラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度計について説明する。
ここでは、まず、ラミネート装置でラミネートされる被加工物１０について説明する。
【００２０】
図１は、被加工物１０として結晶系セルを使用した太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、図示のように、透明なカバーガラス１１と裏面材１２との間に、充填材１３、１４を介してストリング１５を挟み込んだ構成を有する。裏面材１２にはポリエチレン樹脂等の材料が使用される。また、充填材１３、１４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が使用される。ストリング１５は、電極１６、１７の間に結晶系セルとしての太陽電池セル１８をリード線１９を介して接続した構成である。
【００２１】
また、被加工物１０としては、上述した太陽電池モジュールだけではなく、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池モジュールを対象とすることもできる。この薄膜式太陽電池モジュールの代表的な構造例では、透明なカバーガラスに、予め、透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。このような薄膜式太陽電池モジュールは、カバーガラスを下向きに配置し、カバーガラス上の発電素子の上に充填材を被せる。更に、充填材の上に裏面材を被せた構造になっている。このような状態で真空加熱ラミネートすることにより薄膜式太陽電池モジュールの構成部材が接着される。すなわち、薄膜式太陽電池モジュールは、上述した太陽電池モジュールの結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけである。薄膜式太陽電池モジュールの基本的な封止構造は上述した太陽電池モジュールと同じである。
【００２２】
図２は、本実施形態に係るラミネート装置１００の全体の構成を示す図である。ラミネート装置１００は、上ケース１１０と、下ケース１２０と、被加工物１０を搬送するための搬送ベルト１３０とを有する。搬送ベルト１３０は、被加工物１０を上ケース１１０と下ケース１２０との間に搬送する。ラミネート装置１００には、ラミネート前の被加工物１０をラミネート装置１００に搬送するための搬入コンベア２００が設けられている。また、ラミネート装置１００には、ラミネート後の被加工物１０をラミネート装置１００から搬出するための搬出コンベア３００が設けられている。搬入コンベア２００と搬出コンベア３００とは、連設されている。被加工物１０は、搬入コンベア２００から搬送ベルト１３０に受け渡され、搬送ベルト１３０から搬出コンベア３００に受け渡される。
【００２３】
ラミネート装置１００には、シリンダ及びピストンロッド等で構成される図示しない昇降装置が設けられている。昇降装置は、上ケース１１０を水平状態に維持したまま下ケース１２０に対して昇降させることができる。昇降装置が上ケース１１０を下降させることで、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間を密閉させることができる。
【００２４】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００のラミネート部１０１の構成についてより具体的に説明する。図３は、ラミネート装置１００において被加工物１０をラミネートするラミネート部１０１の側断面図である。図４は、ラミネート加工時におけるラミネート部１０１の側断面図である。
【００２５】
上ケース１１０には、下方向に開口された空間が形成されている。この空間には、空間を水平に仕切るようにダイヤフラム１１２が設けられている。ダイヤフラム１１２は、シリコーン系のゴム等の耐熱性のあるゴムにより成形されている。後述するように、ダイヤフラム１１２は、被加工物１０を押圧する押圧部材として機能し、ラミネートを行う。上ケース１１０内には、ダイヤフラム１１２によって仕切られた空間（上チャンバ１１３）が形成される。
【００２６】
また、上ケース１１０の上面には、上チャンバ１１３と連通する吸排気口１１４が設けられている。上チャンバ１１３では、吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内を真空引きして真空状態にしたり、上チャンバ１１３内に大気を導入したりすることができる。
【００２７】
下ケース１２０には、上方向に開口された空間（下チャンバ１２１）が形成されている。この空間には、熱板１２２（パネル状のヒータ）が設けられている。熱板１２２は、下ケース１２０の底面に立設された支持部材によって、水平状態を保つように支持されている。この場合に、熱板１２２は、その表面が下チャンバ１２１の開口面とほぼ同一高さになるように支持される。
【００２８】
また、下ケース１２０の下面には、下チャンバ１２１と連通する吸排気口１２３が設けられている。下チャンバ１２１では、吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内を真空引きして真空状態にしたり、下チャンバ１２１内に大気を導入したりすることができる。
【００２９】
上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、熱板１２２の上方には、搬送ベルト１３０が移動自在に設けられている。搬送ベルト１３０は、図２の搬入コンベア２００からラミネート前の被加工物１０を受け取ってラミネート部１０１の中央位置、すなわち熱板１２２の中央部に正確に搬送する。また、搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を図２の搬出コンベア３００に受け渡す。
【００３０】
また、上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、搬送ベルト１３０の上方には、図示しないが剥離シートを設ける場合もある。剥離シートは、被加工物１０の充填材１３、１４（図１参照）が溶融したときに、充填材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。
【００３１】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００によるラミネート工程についてより具体的に説明する。まず、図３に示すように、搬送ベルト１３０は、被加工物１０をラミネート部１０１の中央位置に搬送する。なお、このとき、下チャンバ１２１や熱板１２２に配設された上下動可能な図示しない保持ピン等を上昇させることで、被加工物１０を熱板１２２上から離間した位置に保持しておいてもよい。
【００３２】
次に、昇降装置は、上ケース１１０を下降させる。上ケース１１０を下降させることにより、図４に示すように、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間は、密閉される。すなわち、上ケース１１０と下ケース１２０との内部にて上チャンバ１１３及び下チャンバ１２１は、それぞれ密閉状態に保つことができる。
【００３３】
次に、ラミネート装置１００は、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内の真空引きを行う。同様に、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内の真空引きを行う（真空工程）。下チャンバ１２１の真空引きにより、被加工物１０内に含まれている気泡は、被加工物１０外に送出される。なお、上下動可能な図示しない保持ピンにより被加工物１０を、熱板１２２上から離間した位置に保持していた場合は、真空工程の略後半から、保持ピンを下降して被加工物１０を熱板１２２上に載置する。
被加工物１０は、温度制御装置などにより温度制御して加熱された熱板１２２によって加熱されるので、被加工物１０の内部に含まれる充填材１３、１４も加熱される。
【００３４】
次に、ラミネート装置１００は、下チャンバ１２１の真空状態を保ったまま、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３に大気を導入する。これにより、上チャンバ１１３と下チャンバ１２１との間に気圧差が生じることで、ダイヤフラム１１２が膨張する。従って、ダイヤフラム１１２は、図４に示すように下方に押し出される（加圧工程）。被加工物１０は、下方に押し出されたダイヤフラム１１２と、熱板１２２とで挟圧され、加熱により溶融された充填材１３、１４によって各構成部材が接着される。
【００３５】
このとき、充填材１３、１４がカバーガラス１１と裏面材１２との間からはみ出てしまうことがあるものの、はみ出した充填材１３、１４は剥離シートに付着する。このように剥離シートを介在させることにより、はみ出した充填材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。従って、剥離シートは、ダイヤフラム１１２から次にラミネートする被加工物１０に充填材１３、１４が付着するのを防止する。また、はみ出した充填材１３、１４が、搬送ベルト１３０上に付着した場合は、付着した充填材１３、１４は、図示しないクリーニング機構により除去される。
【００３６】
このようにラミネート工程が終了した後、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１に大気を導入する。このとき、昇降装置は、上ケース１１０を上昇させる。上ケース１１０を上昇させることにより、図３に示すように、搬送ベルト１３０を移動させることができるようになる。搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を搬出コンベア３００に受け渡す。
【００３７】
ラミネート加工は、上記のように行われるが、その過程で充填材（ＥＶＡ）が溶融し有機過酸化物を含んだガスが発生する。このガスは、ダイヤフラム１１２の表面は剥離シートにより覆われている場合でも、周囲の隙間からダイヤフラムと剥離シートの間の空間に侵入しダイヤフラムの内部に吸収されてしまう。その結果ダイヤフラムの表面は過架橋の状態になり、ダイヤフラムの破断の原因になる。
【００３８】
またラミネート加工中の図４に示しようにダイヤフラムは、太陽電池モジュール１０の端部にて屈曲する。使用回数を重ねるにつれて屈曲部Ｋも過架橋になってくるので、脆くなり破断しやすくなる。
【００３９】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００に使用されるダイヤフラム１１２の硬度を測定する硬度計２００について説明する。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例１の硬度計２００の構成を図５により説明する。図５（ａ）は、硬度計の側面図であり、図５（ｂ）は硬度計の正面図である。本発明の硬度計は、硬度測定部２１０、押付け部２２０、押付量計測部２３０を含んで構成されている。以下各部について説明する。
【００４１】
硬度測定部２１０は、公知のＯ型硬度計等を使用することができる。押付け部２２０は、硬度測定部の取付板２２１と押付量計測部の取付けブロック２２２から構成されている。取付板２２１には、硬度測定部２１０が取付けさている。取付板２２１の面積（長さ及び幅寸法）は、ダイヤフラムの硬度を測定する際に硬度計を安定した姿勢で測定できる程度あれば良い。取付板２２１は、ダイヤフラムの硬度を測定する際にダイヤフラムの測定面に接触する部分である。また取付板２２１からは、硬度測定部２１０の測定子２１１が突出している。取付板の一方の端に取付けブロック２２２が設けられている。取付けブロック２２２には、押付量計測部２３０が取付けされている。押付量計測部２３０は、ダイヤルゲージ２３１を取付けブロック２３３を介して取付けブロック２２２に取り付けして構成されている。２３２は、ダイヤルゲージの触針である。
【００４２】
本実施例１の硬度計の使用方法について図６により説明する。ダイヤフラムの硬度を測定する際は、ラミネート装置の上ケース１１０と下ケース１２０が開放された状態で行う。この状態では、ダイヤフラム１１２は下方に垂れ下がっている。この状態では測定はできないので、一度真空引きをしてダイヤフラムを上ケースの裏板部１１８に吸着させる。裏板部に吸着されたダイヤフラムに図６に示すように本実施例の硬度計をセットする。好ましくは裏板部１１８のフレーム部分等の支持体部がある部分で測定する。作業者は、硬度測定部２１０を持ちラミネート装置のダイヤフラムに押付け部の取付板２２１を押し当てる。この際、測定子２１１が規定量よりも深押しをしないように、押付け部２２０の取付ブロック２２２にブロック２３３を介して設けられた押付量計測部２３０により確認する。ダイヤルゲージ２３１の触針２３２の先端は、取付板２２１の接触面Ｓよりも距離Ｄに相当する量だけ下方に位置させている。この距離Ｄは、硬度計の取付板２２１をダイヤフラムに押し当て、ダイヤルゲージの触針が距離Ｄだけ押し戻された時が測定子２１１が規定量押付けされるように設定する。この時の硬度測定部２１０の目盛りを読み取る。
【００４３】
本実施例の硬度計を使用することによりダイヤフラムの硬度を、硬度計の測定子２１１をダイヤフラムに深押しすることなく、正確に硬度の測定を行うことができる。
【実施例２】
【００４４】
本発明の硬度計２００の実施例２について図７により説明する。図７（ａ）は、硬度計の側面図であり、図７（ｂ）は硬度計の正面図である。本実施例の硬度計は、実施例１の構成の硬度計に取手部２４０と首振部２５０を追加した構成としている。取手部２４０は、取手２４１、取付板２４２および支柱２４３から構成されている。支柱２４３は、取付板２４２の両端に設けられている。首振部２５０は、両側の支柱２４３と押付け部２２０の両側の取付けブロック２２２の間に設けられている。首振部は、スプリング２５１、ロッド２５２および調整用ナット２５３により構成されている。
【００４５】
押付け部２２０の取付けブロック２２２には、ザクリ孔Ｈ１と貫通孔Ｈ２が設けられている。支柱２４３の取付板２４２の取付け側と反対側の端面にロッド２５２が取り付けられている。ロッド２５２の先端にはネジ部が設けられている。ロッドの直径は貫通孔Ｈ２の直径よりも細く隙間を有している。支柱２４３の端面と取付けブロック２２２の端面との間にスプリング２５１をその内側にロッド２５２を通して設けられている。スプリングの圧縮量は、ロッドのネジ部に調整ナット２５３をねじ込むことなどにより調整することができる。
【００４６】
本実施例２の硬度計の使用方法について図８により説明する。硬度測定の方法は、実施例１の硬度計と同様である。実施例１では、作業者が硬度測定部を持ってダイヤフラムにその取付板２２１を押付けていた。本実施例２の硬度計は、実施例１の硬度計に対して取手部２４０と首振部２５０が追加で設けられている。したがって図８に示すようにラミネート装置の側面に作業者が立ち装置内部のダイヤフラムの硬度を測定する際に、装置内部のダイヤフラムの硬度の測定をする場合でも首振り部により、取手部でダイヤフラムに対して多少斜め方法から押し付けても問題なく硬度の測定をすることができる。
【実施例３】
【００４７】
つぎに本発明の硬度計を用いてラミネート装置にて使用されているダイヤフラムの交換時期を判断する運用方法について説明する。
通常ゴム硬度を測定するために使用されるショアＡ型硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）の測定子の先端は微小面積の平坦部を有しているものの尖り形状をしている。このような硬度計を使用した測定では、多数回ラミネート処理したことにより過架橋状態になっているダイヤフラムに硬度計の測定子が接触する際に傷や亀裂が発生しないように正確な測定を行うことが難しく、そのためダイヤフラムの交換時期を判断することが困難になる。
そこで本発明の硬度計は、その硬度測定部として、その測定子の先端に大きなＲの球面形状を有した硬度計を使用することができる。その測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面とすることができる。好ましくは、その測定子の先端部の形状は、半径０．８ｍｍから１．５ｍｍの球面である。
硬度計の測定子の先端部の球面の半径が０．５ｍｍ未満になると硬度測定によりダイヤフラムに傷が付きその後のダイヤフラムの使用により破断や亀裂が発生する虞がある。また硬度計の測定子の先端部の球面の半径が１．５ｍｍを越えると、硬度測定に際して押付け力が必要になり正確な硬度測定ができなくなる虞がある。
このためラミネート装置にて使用するダイヤフラムについてショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）と本発明の硬度計により測定した硬度の関係を予め測定し校正表や換算式を準備する。実際ラミネート装置にて使用されているダイヤフラムの交換時期を判断するために、ダイヤフラムのゴム硬度を測定する場合は、本発明の硬度計により硬度を測定する。この測定結果を前記の校正表や換算式によりショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を求める。このショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の数値がダイヤフラム使用前のショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の数値からの増加が規定値以上、例えば５０％増になった時を交換時期が到来したと判断する。
このような交換時期の判断方法により、ダイヤフラムに破断の原因となる傷や亀裂を付与することなく硬度を測定してその交換時期を予測することができる。
【００４８】
本発明の硬度計を使用し測定した結果について実施例３（１）および実施例３（２）について説明する。
【００４９】
［実施例３（１）］
実施例３（１）は、図２のラミネート装置１００にシリコーン製のダイヤフラムを取り付けてラミネート加工した。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）が５０の場合の例で、サンプルを切り出す前のダイヤフラムの硬度をサンプルを切り出す同一場所にて本発明の実施例２の硬度計で、その測定子の先端部の半径が１．１９ｍｍの球面である硬度計にて硬度を測定した。両者の硬度測定結果を比較した。また本発明の実施例２の硬度計でダイヤフラムの硬度を測定する場合にダイヤフラムに付与される傷や跡の状態も確認した。
［実施例３（２）］
実施例３（２）は、以下以外は全て実施例３（１）と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）は７０であった。また硬度計は、その測定子の先端部の形状を半径１．１９ｍｍの球面とした。
【比較例】
【００５０】
比較例１から比較例４について説明する。
［比較例１］
比較例１は、実施例３（Ｉ）と同様、ラミネート装置１００にシリコーン製のダイヤフラムを取り付けてラミネート加工した。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）が５０の場合の例で、サンプルを切り出す前のダイヤフラムの硬度をサンプルを切り出す同一場所にて比較例硬度計にて測定した。比較例硬度計は、その測定子の先端部が直径０．７９ｍｍの平坦部を有しその端部に角部を有する硬度計とした。両者の硬度を比較した。この比較例硬度計による測定硬度を実測定値とした。比較例１の実測定値は４５であった。また比較例１の硬度計でダイヤフラムの硬度を測定する場合にダイヤフラムに付与される傷の状態も確認した。
［比較例２］
比較例２は、以下以外は全て比較例１と同じとした。比較例硬度計は、比較例１と同様な硬度計を使用したが、比較例硬度計による実測定値は、比較例１と異なり５５であった。
［比較例３］
比較例３は、以下以外は全て比較例１と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）を４０とした。
［比較例４］
比較例４は、以下以外は全て比較例１と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）を７０とした。また比較例硬度計として、その測定子の先端部の形状は、半径０．１ｍｍの球面とした。
【００５１】
実施例３および比較例の結果をまとめて表１に示す。表１について説明する。
１）表中における「実測定値（ｘ）」は、ラミネート加工を一定回数行った後、ラミネート装置に取り付けされた状態で測定したダイヤフラムの測定硬度である。実施例３では実施例２の硬度計にて、比較例においては比較例硬度計にて測定している。
２）表中における「サンプル測定硬度」は、ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度の測定値である。
３）表中における「ダイヤフラム換算硬度（ｙ）」は、換算式によりダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）に換算した結果である。換算式は、実施例３において実施例３（１）および実施例３（２）以外の種々の実測定値（ｘ）とサンプル測定硬度の関係から換算式を作成する。
４）表中において※１の換算硬度は、実施例３において予め作成した換算式の例（ｙ＝１．２５ｘ−２７．５）により換算した換算硬度である。
５）表中において※２は、比較例１〜３は、ショアＡ硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）にての測定であるため、換算不能であることを示している。
６）表中において※３は、比較例４の硬度計により硬度測定した結果ダイヤフラムに裂けが付与されるので硬度の換算はしていないことを示している。
７）表中における「傷の状況」は、３段階で評価したものである。「１」は硬度計針により裂けが生じたことを示し、「２」は、裂けの起点となる硬度計針の跡が深くついていることを示し、「３」は硬度計針の跡はあるがほぼ平滑な状態であることを示している。
【表１】
【００５２】
表１により実施例３（１）および実施例３（２）では、本実施例（本発明）の硬度計を使用している。実施例３（１）および実施例３（２）のとおり本発明の硬度計で測定した結果、実測定値（ｘ）は、６２、７８となった。この結果を本発明の換算式の例（ｙ＝１．２５ｘ−２７．５）により換算した各々のダイヤフラム換算硬度（ｙ）は５０と７０になりサンプル測定硬度とダイヤフラ換算硬度は一致している。また硬度測定によりダイヤフラムに付与される傷は皆無である。
表１により、比較例１と比較例２では、硬度計の先端の測定子の形状は同一であり、さらにサンプル測定硬度が同一であるにもかかわらず実測定値が大きく異なっている。また比較例１から比較例３の実測定値（ｘ）とサンプル測定硬度との数値から換算式を作成することは困難であることが分かる。比較例の硬度計では、実施例３で使用した硬度計のような押付け部、押付量計測部や首振部が無いので、同じ箇所を複数回測定した場合に測定硬度のバラツキが発生する。また比較例１から比較例３では、硬度測定によりダイヤフラムに傷が付与されるのでダイヤフラムの硬度測定を行うことによりダイヤフラムの寿命が短くなる。さらに比較例４では、硬度測定により硬度計針によりダイヤフラムに裂けが生じている。
以上より本発明のダイヤフラム用の硬度計および硬度測定方法は、有用であることを示している。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 被加工物（太陽電池モジュール）
１１ カバーガラス
１３、１４ 充填材
１００ ラミネート装置
１０１ ラミネート部
１１０ 上ケース
１１２ ダイヤフラム
１１３ 上チャンバ
１２０ 下ケース
１２１ 下チャンバ
１２２ 熱板
２００ 硬度計
２１０ 硬度測定部
２２０ 押付け部
２３０ 押付量計測部
２４０ 取手部
２５０ 首振部
Ｄ 押付量
Ｈ１ サグリ孔
Ｈ２ 貫通孔
Ｋ 屈曲部
Ｓ 接触面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱板上に太陽電池モジュール等の被加工物を配置し、熱板により加熱した被加工物を熱板と押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用される押圧部材としてのダイヤフラムの硬度を測定する硬度計およびその硬度計を使用した硬度の測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池モジュールを製造する場合、ラミネート装置が使用されている（特許文献１）。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。太陽電池モジュールをラミネートする際、まず、構成部材を重ね合わせた太陽電池モジュールを、上ケースと下ケースとで形成される空間に搬送する。次に、ラミネート装置は、上ケースと下ケースとで形成される空間を真空状態にし、熱板上に太陽電池モジュールを配置した後、構成部材を加熱した状態で、上ケースの内部に大気圧を導入する。このようにすることで、太陽電池モジュールは、ダイヤフラムと熱板とで挟圧されて、ラミネートされ、太陽電池モジュールの各構成部材が溶融された充填材により接着され封止される。
【０００３】
このようなラミネート装置用のダイヤフラムは、上記のような状態で使用されるので、その寿命は短いばかりか、その交換時期を判断することは難しい。さらにダイヤフラムの交換時期を判断する方法は、これまで提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ラミネート装置に使用されるダイヤフラムについて説明する。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。この上ケースと下ケースとが開放された状態で太陽電池モジュール素材が積層された状態で下ケースの熱板上に搬送される。その後上ケースと下ケースが上下に重ねられ閉塞された空間が形成される。その空間は、ダイヤフラムにより上チャンバと下チャンバにより分割されている。下ケース内の熱板は、すでに加熱されている。したがって、太陽電池モジュールの構成部材である透明基体であるカバーガラスや充填材は加熱され、充填材は溶融開始する。上チャンバと下チャンバの真空引きを行い、一定の真空度に到達した後、上チャンバに大気を導入する。これにより上ケースのダイヤフラムが下方に膨張し太陽電池モジュールの構成部材は、熱板とダイヤフラムの間で挟圧され、ラミネート加工される。
【０００６】
このダイヤフラムは、ラミネート加工中に太陽電池モジュールの構成部材である充填材が溶融する過程で発生する有機過酸化物等を含むガスに曝される。そのガスがダイヤフラムの内部に侵入し過架橋の状態になる。またダイヤフラムは、ラミネート加工中、太陽電池モジュールの構成部材を熱板との間で挟圧する際に、太陽電池モジュールの端部で屈曲する。このためにダイヤフラムは、多数回使用により屈曲部等から亀裂発生して破断する。破断しないまでも、亀裂発生すると真空引きが不完全で挟圧が不足して製品の加工不良を招く。また、突然破断するとその交換は、大変な作業であり、太陽電池の生産効率の低下を招く。したがって太陽電池の生産を円滑に行うために、ダイヤフラムの交換時期を予測することは重要である。
ダイヤフラムの交換時期を予測する一手段として使用中のダイヤフラムの硬度をショアＡ硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）で測定する方法がある。この方法によるとダイヤフラムに先端が尖った測定子を押し付けるので、これによりダイヤフラムに傷が発生し、ダイヤフラムの寿命を短くすることになる。
一般的に硬度計によりゴムの硬度を測定する場合、ゴムに対して硬度計を押しすぎると、本来より高い硬度を示し正常な値を示さない。
また、一般的に硬度計は被測定物を下にして上から押し付ける形態で使用される。ダイヤフラムの硬度をダイヤフラムがラミネート装置に装着されたままの状態で測定しようとした場合、被測定物であるダイヤフラムが硬度計より上方に位置しているので、下方から押し付ける形態で硬度を測定することになる。これは硬度の一般的な測定形態と異なる。
【０００７】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、ラミネート装置にて使用されるダイヤフラムの硬度を正確に測定する硬度計およびその硬度計を使用した硬度の測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための第１発明の硬度計は、ダイヤフラムにより仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を配置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記ダイヤフラムとで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度を測定するゴム硬度計であって、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する測定子を有する硬度測定部と、被測定物である前記ダイヤフラムに硬度測定部を押付ける押付け部と、被測定物である前記ダイヤフラムに対する硬度測定部の測定子の押付量を計測する押付量計測部とを備え、前記ダイヤフラムを前記ラミネート装置に取り付けた状態で、ダイヤフラムの硬度を測定することを特徴としている。
【０００９】
第２発明の硬度計は、第１発明において、さらに被測定物である前記ダイヤフラムに押し付けるための取手部を備えたことを特徴としている。
【００１０】
第３発明の硬度計は、第２発明において、さらに前記取手部と前記押付け部との間に首振部を備えたことを特徴としている。
【００１１】
第４発明の硬度計は、第１発明から第３発明において、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する前記硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であることを特徴としている。
【００１２】
第５発明の硬度測定方法は、被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め測定する工程と、前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定する工程とを有し、前記硬度計による硬度測定結果とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定することを特徴とするダイヤフラムの硬度の測定方法。
【発明の効果】
【００１３】
第1発明の硬度計によれば、ラミネート装置にて使用するダイヤフラムの使用後の硬度を、ラミネート装置に取り付けた状態で、硬度計をダイヤフラムの測定面に対して垂直にセットして測定することができる。さらに第1発明の硬度計は、押付量を計測する押付量計測部を備えているので、被測定物であるダイヤフラムに硬度計の硬度測定部の測定子がダイヤフラムに押付けすぎないような状態で硬度を測定することができる。
【００１４】
第２発明の硬度計によれば、作業者が取手部にて本発明の硬度計を持ってラミネート装置に取り付けられた状態のダイヤフラムの硬度をより容易に測定することができる。
【００１５】
第３発明の硬度計によれば、硬度計には首振部を有しているので、取手部にて作業者が硬度計を持ってラミネート装置に取り付けられた状態のダイヤフラムの硬度を測定する際にダイヤフラムの測定面に対して多少斜め方向から押しつけても首振り部の作用により押付け部をダイヤフラムの測定面に完全に接触させることがでる。したがってより正確にダイヤフラムの硬度を測定することができる。
【００１６】
第４発明の硬度計によれば、硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であるので、測定子が被測定物である前記ダイヤフラムに接触する際に傷や亀裂の発生することを防止することができる。
【００１７】
第５発明の硬度の測定方法は、被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め把握し、前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定し、前記ダイヤフラムについて予め把握した前記硬度計による硬度測定結果とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき、前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定する。これにより硬度計の測定子が被測定物である前記ダイヤフラムに接触する際に傷や亀裂の発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】被加工物としての太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】ラミネート装置の全体の構成を示す図である。
【図３】ラミネート装置のラミネート部の側断面図である。
【図４】ラミネート装置のラミネート加工時におけるラミネート部の側断面図である。
【図５】本発明の実施例１の硬度計の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１の硬度計の使用方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例２の硬度計の構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の硬度計の使用方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本実施形態に係るラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度計について説明する。
ここでは、まず、ラミネート装置でラミネートされる被加工物１０について説明する。
【００２０】
図１は、被加工物１０として結晶系セルを使用した太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、図示のように、透明なカバーガラス１１と裏面材１２との間に、充填材１３、１４を介してストリング１５を挟み込んだ構成を有する。裏面材１２にはポリエチレン樹脂等の材料が使用される。また、充填材１３、１４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が使用される。ストリング１５は、電極１６、１７の間に結晶系セルとしての太陽電池セル１８をリード線１９を介して接続した構成である。
【００２１】
また、被加工物１０としては、上述した太陽電池モジュールだけではなく、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池モジュールを対象とすることもできる。この薄膜式太陽電池モジュールの代表的な構造例では、透明なカバーガラスに、予め、透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。このような薄膜式太陽電池モジュールは、カバーガラスを下向きに配置し、カバーガラス上の発電素子の上に充填材を被せる。更に、充填材の上に裏面材を被せた構造になっている。このような状態で真空加熱ラミネートすることにより薄膜式太陽電池モジュールの構成部材が接着される。すなわち、薄膜式太陽電池モジュールは、上述した太陽電池モジュールの結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけである。薄膜式太陽電池モジュールの基本的な封止構造は上述した太陽電池モジュールと同じである。
【００２２】
図２は、本実施形態に係るラミネート装置１００の全体の構成を示す図である。ラミネート装置１００は、上ケース１１０と、下ケース１２０と、被加工物１０を搬送するための搬送ベルト１３０とを有する。搬送ベルト１３０は、被加工物１０を上ケース１１０と下ケース１２０との間に搬送する。ラミネート装置１００には、ラミネート前の被加工物１０をラミネート装置１００に搬送するための搬入コンベア２００が設けられている。また、ラミネート装置１００には、ラミネート後の被加工物１０をラミネート装置１００から搬出するための搬出コンベア３００が設けられている。搬入コンベア２００と搬出コンベア３００とは、連設されている。被加工物１０は、搬入コンベア２００から搬送ベルト１３０に受け渡され、搬送ベルト１３０から搬出コンベア３００に受け渡される。
【００２３】
ラミネート装置１００には、シリンダ及びピストンロッド等で構成される図示しない昇降装置が設けられている。昇降装置は、上ケース１１０を水平状態に維持したまま下ケース１２０に対して昇降させることができる。昇降装置が上ケース１１０を下降させることで、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間を密閉させることができる。
【００２４】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００のラミネート部１０１の構成についてより具体的に説明する。図３は、ラミネート装置１００において被加工物１０をラミネートするラミネート部１０１の側断面図である。図４は、ラミネート加工時におけるラミネート部１０１の側断面図である。
【００２５】
上ケース１１０には、下方向に開口された空間が形成されている。この空間には、空間を水平に仕切るようにダイヤフラム１１２が設けられている。ダイヤフラム１１２は、シリコーン系のゴム等の耐熱性のあるゴムにより成形されている。後述するように、ダイヤフラム１１２は、被加工物１０を押圧する押圧部材として機能し、ラミネートを行う。上ケース１１０内には、ダイヤフラム１１２によって仕切られた空間（上チャンバ１１３）が形成される。
【００２６】
また、上ケース１１０の上面には、上チャンバ１１３と連通する吸排気口１１４が設けられている。上チャンバ１１３では、吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内を真空引きして真空状態にしたり、上チャンバ１１３内に大気を導入したりすることができる。
【００２７】
下ケース１２０には、上方向に開口された空間（下チャンバ１２１）が形成されている。この空間には、熱板１２２（パネル状のヒータ）が設けられている。熱板１２２は、下ケース１２０の底面に立設された支持部材によって、水平状態を保つように支持されている。この場合に、熱板１２２は、その表面が下チャンバ１２１の開口面とほぼ同一高さになるように支持される。
【００２８】
また、下ケース１２０の下面には、下チャンバ１２１と連通する吸排気口１２３が設けられている。下チャンバ１２１では、吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内を真空引きして真空状態にしたり、下チャンバ１２１内に大気を導入したりすることができる。
【００２９】
上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、熱板１２２の上方には、搬送ベルト１３０が移動自在に設けられている。搬送ベルト１３０は、図２の搬入コンベア２００からラミネート前の被加工物１０を受け取ってラミネート部１０１の中央位置、すなわち熱板１２２の中央部に正確に搬送する。また、搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を図２の搬出コンベア３００に受け渡す。
【００３０】
また、上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、搬送ベルト１３０の上方には、図示しないが剥離シートを設ける場合もある。剥離シートは、被加工物１０の充填材１３、１４（図１参照）が溶融したときに、充填材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。
【００３１】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００によるラミネート工程についてより具体的に説明する。まず、図３に示すように、搬送ベルト１３０は、被加工物１０をラミネート部１０１の中央位置に搬送する。なお、このとき、下チャンバ１２１や熱板１２２に配設された上下動可能な図示しない保持ピン等を上昇させることで、被加工物１０を熱板１２２上から離間した位置に保持しておいてもよい。
【００３２】
次に、昇降装置は、上ケース１１０を下降させる。上ケース１１０を下降させることにより、図４に示すように、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間は、密閉される。すなわち、上ケース１１０と下ケース１２０との内部にて上チャンバ１１３及び下チャンバ１２１は、それぞれ密閉状態に保つことができる。
【００３３】
次に、ラミネート装置１００は、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内の真空引きを行う。同様に、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内の真空引きを行う（真空工程）。下チャンバ１２１の真空引きにより、被加工物１０内に含まれている気泡は、被加工物１０外に送出される。なお、上下動可能な図示しない保持ピンにより被加工物１０を、熱板１２２上から離間した位置に保持していた場合は、真空工程の略後半から、保持ピンを下降して被加工物１０を熱板１２２上に載置する。
被加工物１０は、温度制御装置などにより温度制御して加熱された熱板１２２によって加熱されるので、被加工物１０の内部に含まれる充填材１３、１４も加熱される。
【００３４】
次に、ラミネート装置１００は、下チャンバ１２１の真空状態を保ったまま、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３に大気を導入する。これにより、上チャンバ１１３と下チャンバ１２１との間に気圧差が生じることで、ダイヤフラム１１２が膨張する。従って、ダイヤフラム１１２は、図４に示すように下方に押し出される（加圧工程）。被加工物１０は、下方に押し出されたダイヤフラム１１２と、熱板１２２とで挟圧され、加熱により溶融された充填材１３、１４によって各構成部材が接着される。
【００３５】
このとき、充填材１３、１４がカバーガラス１１と裏面材１２との間からはみ出てしまうことがあるものの、はみ出した充填材１３、１４は剥離シートに付着する。このように剥離シートを介在させることにより、はみ出した充填材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。従って、剥離シートは、ダイヤフラム１１２から次にラミネートする被加工物１０に充填材１３、１４が付着するのを防止する。また、はみ出した充填材１３、１４が、搬送ベルト１３０上に付着した場合は、付着した充填材１３、１４は、図示しないクリーニング機構により除去される。
【００３６】
このようにラミネート工程が終了した後、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１に大気を導入する。このとき、昇降装置は、上ケース１１０を上昇させる。上ケース１１０を上昇させることにより、図３に示すように、搬送ベルト１３０を移動させることができるようになる。搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を搬出コンベア３００に受け渡す。
【００３７】
ラミネート加工は、上記のように行われるが、その過程で充填材（ＥＶＡ）が溶融し有機過酸化物を含んだガスが発生する。このガスは、ダイヤフラム１１２の表面は剥離シートにより覆われている場合でも、周囲の隙間からダイヤフラムと剥離シートの間の空間に侵入しダイヤフラムの内部に吸収されてしまう。その結果ダイヤフラムの表面は過架橋の状態になり、ダイヤフラムの破断の原因になる。
【００３８】
またラミネート加工中の図４に示しようにダイヤフラムは、太陽電池モジュール１０の端部にて屈曲する。使用回数を重ねるにつれて屈曲部Ｋも過架橋になってくるので、脆くなり破断しやすくなる。
【００３９】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００に使用されるダイヤフラム１１２の硬度を測定する硬度計２００について説明する。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例１の硬度計２００の構成を図５により説明する。図５（ａ）は、硬度計の側面図であり、図５（ｂ）は硬度計の正面図である。本発明の硬度計は、硬度測定部２１０、押付け部２２０、押付量計測部２３０を含んで構成されている。以下各部について説明する。
【００４１】
硬度測定部２１０は、公知のＯ型硬度計等を使用することができる。押付け部２２０は、硬度測定部の取付板２２１と押付量計測部の取付けブロック２２２から構成されている。取付板２２１には、硬度測定部２１０が取付けさている。取付板２２１の面積（長さ及び幅寸法）は、ダイヤフラムの硬度を測定する際に硬度計を安定した姿勢で測定できる程度あれば良い。取付板２２１は、ダイヤフラムの硬度を測定する際にダイヤフラムの測定面に接触する部分である。また取付板２２１からは、硬度測定部２１０の測定子２１１が突出している。取付板の一方の端に取付けブロック２２２が設けられている。取付けブロック２２２には、押付量計測部２３０が取付けされている。押付量計測部２３０は、ダイヤルゲージ２３１を取付けブロック２３３を介して取付けブロック２２２に取り付けして構成されている。２３２は、ダイヤルゲージの触針である。
【００４２】
本実施例１の硬度計の使用方法について図６により説明する。ダイヤフラムの硬度を測定する際は、ラミネート装置の上ケース１１０と下ケース１２０が開放された状態で行う。この状態では、ダイヤフラム１１２は下方に垂れ下がっている。この状態では測定はできないので、一度真空引きをしてダイヤフラムを上ケースの裏板部１１８に吸着させる。裏板部に吸着されたダイヤフラムに図６に示すように本実施例の硬度計をセットする。好ましくは裏板部１１８のフレーム部分等の支持体部がある部分で測定する。作業者は、硬度測定部２１０を持ちラミネート装置のダイヤフラムに押付け部の取付板２２１を押し当てる。この際、測定子２１１が規定量よりも深押しをしないように、押付け部２２０の取付ブロック２２２にブロック２３３を介して設けられた押付量計測部２３０により確認する。ダイヤルゲージ２３１の触針２３２の先端は、取付板２２１の接触面Ｓよりも距離Ｄに相当する量だけ下方に位置させている。この距離Ｄは、硬度計の取付板２２１をダイヤフラムに押し当て、ダイヤルゲージの触針が距離Ｄだけ押し戻された時が測定子２１１が規定量押付けされるように設定する。この時の硬度測定部２１０の目盛りを読み取る。
【００４３】
本実施例の硬度計を使用することによりダイヤフラムの硬度を、硬度計の測定子２１１をダイヤフラムに深押しすることなく、正確に硬度の測定を行うことができる。
【実施例２】
【００４４】
本発明の硬度計２００の実施例２について図７により説明する。図７（ａ）は、硬度計の側面図であり、図７（ｂ）は硬度計の正面図である。本実施例の硬度計は、実施例１の構成の硬度計に取手部２４０と首振部２５０を追加した構成としている。取手部２４０は、取手２４１、取付板２４２および支柱２４３から構成されている。支柱２４３は、取付板２４２の両端に設けられている。首振部２５０は、両側の支柱２４３と押付け部２２０の両側の取付けブロック２２２の間に設けられている。首振部は、スプリング２５１、ロッド２５２および調整用ナット２５３により構成されている。
【００４５】
押付け部２２０の取付けブロック２２２には、ザクリ孔Ｈ１と貫通孔Ｈ２が設けられている。支柱２４３の取付板２４２の取付け側と反対側の端面にロッド２５２が取り付けられている。ロッド２５２の先端にはネジ部が設けられている。ロッドの直径は貫通孔Ｈ２の直径よりも細く隙間を有している。支柱２４３の端面と取付けブロック２２２の端面との間にスプリング２５１をその内側にロッド２５２を通して設けられている。スプリングの圧縮量は、ロッドのネジ部に調整ナット２５３をねじ込むことなどにより調整することができる。
【００４６】
本実施例２の硬度計の使用方法について図８により説明する。硬度測定の方法は、実施例１の硬度計と同様である。実施例１では、作業者が硬度測定部を持ってダイヤフラムにその取付板２２１を押付けていた。本実施例２の硬度計は、実施例１の硬度計に対して取手部２４０と首振部２５０が追加で設けられている。したがって図８に示すようにラミネート装置の側面に作業者が立ち装置内部のダイヤフラムの硬度を測定する際に、装置内部のダイヤフラムの硬度の測定をする場合でも首振り部により、取手部でダイヤフラムに対して多少斜め方法から押し付けても問題なく硬度の測定をすることができる。
【実施例３】
【００４７】
つぎに本発明の硬度計を用いてラミネート装置にて使用されているダイヤフラムの交換時期を判断する運用方法について説明する。
通常ゴム硬度を測定するために使用されるショアＡ型硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）の測定子の先端は微小面積の平坦部を有しているものの尖り形状をしている。このような硬度計を使用した測定では、多数回ラミネート処理したことにより過架橋状態になっているダイヤフラムに硬度計の測定子が接触する際に傷や亀裂が発生しないように正確な測定を行うことが難しく、そのためダイヤフラムの交換時期を判断することが困難になる。
そこで本発明の硬度計は、その硬度測定部として、その測定子の先端に大きなＲの球面形状を有した硬度計を使用することができる。その測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面とすることができる。好ましくは、その測定子の先端部の形状は、半径０．８ｍｍから１．５ｍｍの球面である。
硬度計の測定子の先端部の球面の半径が０．５ｍｍ未満になると硬度測定によりダイヤフラムに傷が付きその後のダイヤフラムの使用により破断や亀裂が発生する虞がある。また硬度計の測定子の先端部の球面の半径が１．５ｍｍを越えると、硬度測定に際して押付け力が必要になり正確な硬度測定ができなくなる虞がある。
このためラミネート装置にて使用するダイヤフラムについてショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）と本発明の硬度計により測定した硬度の関係を予め測定し校正表や換算式を準備する。実際ラミネート装置にて使用されているダイヤフラムの交換時期を判断するために、ダイヤフラムのゴム硬度を測定する場合は、本発明の硬度計により硬度を測定する。この測定結果を前記の校正表や換算式によりショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を求める。このショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の数値がダイヤフラム使用前のショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の数値からの増加が規定値以上、例えば５０％増になった時を交換時期が到来したと判断する。
このような交換時期の判断方法により、ダイヤフラムに破断の原因となる傷や亀裂を付与することなく硬度を測定してその交換時期を予測することができる。
【００４８】
本発明の硬度計を使用し測定した結果について実施例３（１）および実施例３（２）について説明する。
【００４９】
［実施例３（１）］
実施例３（１）は、図２のラミネート装置１００にシリコーン製のダイヤフラムを取り付けてラミネート加工した。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）が５０の場合の例で、サンプルを切り出す前のダイヤフラムの硬度をサンプルを切り出す同一場所にて本発明の実施例２の硬度計で、その測定子の先端部の半径が１．１９ｍｍの球面である硬度計にて硬度を測定した。両者の硬度測定結果を比較した。また本発明の実施例２の硬度計でダイヤフラムの硬度を測定する場合にダイヤフラムに付与される傷や跡の状態も確認した。
［実施例３（２）］
実施例３（２）は、以下以外は全て実施例３（１）と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）は７０であった。また硬度計は、その測定子の先端部の形状を半径１．１９ｍｍの球面とした。
【比較例】
【００５０】
比較例１から比較例４について説明する。
［比較例１］
比較例１は、実施例３（Ｉ）と同様、ラミネート装置１００にシリコーン製のダイヤフラムを取り付けてラミネート加工した。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）が５０の場合の例で、サンプルを切り出す前のダイヤフラムの硬度をサンプルを切り出す同一場所にて比較例硬度計にて測定した。比較例硬度計は、その測定子の先端部が直径０．７９ｍｍの平坦部を有しその端部に角部を有する硬度計とした。両者の硬度を比較した。この比較例硬度計による測定硬度を実測定値とした。比較例１の実測定値は４５であった。また比較例１の硬度計でダイヤフラムの硬度を測定する場合にダイヤフラムに付与される傷の状態も確認した。
［比較例２］
比較例２は、以下以外は全て比較例１と同じとした。比較例硬度計は、比較例１と同様な硬度計を使用したが、比較例硬度計による実測定値は、比較例１と異なり５５であった。
［比較例３］
比較例３は、以下以外は全て比較例１と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）を４０とした。
［比較例４］
比較例４は、以下以外は全て比較例１と同じとした。ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度（サンプル測定硬度）を７０とした。また比較例硬度計として、その測定子の先端部の形状は、半径０．１ｍｍの球面とした。
【００５１】
実施例３および比較例の結果をまとめて表１に示す。表１について説明する。
１）表中における「実測定値（ｘ）」は、ラミネート加工を一定回数行った後、ラミネート装置に取り付けされた状態で測定したダイヤフラムの測定硬度である。実施例３では実施例２の硬度計にて、比較例においては比較例硬度計にて測定している。
２）表中における「サンプル測定硬度」は、ラミネート加工を一定回数行った後、ダイヤフラムから硬度測定用のサンプルを切り出し、一般的な硬度計にて測定した硬度の測定値である。
３）表中における「ダイヤフラム換算硬度（ｙ）」は、換算式によりダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）に換算した結果である。換算式は、実施例３において実施例３（１）および実施例３（２）以外の種々の実測定値（ｘ）とサンプル測定硬度の関係から換算式を作成する。
４）表中において※１の換算硬度は、実施例３において予め作成した換算式の例（ｙ＝１．２５ｘ−２７．５）により換算した換算硬度である。
５）表中において※２は、比較例１〜３は、ショアＡ硬度計（又はＪＩＳＡ硬度計）にての測定であるため、換算不能であることを示している。
６）表中において※３は、比較例４の硬度計により硬度測定した結果ダイヤフラムに裂けが付与されるので硬度の換算はしていないことを示している。
７）表中における「傷の状況」は、３段階で評価したものである。「１」は硬度計針により裂けが生じたことを示し、「２」は、裂けの起点となる硬度計針の跡が深くついていることを示し、「３」は硬度計針の跡はあるがほぼ平滑な状態であることを示している。
【表１】
【００５２】
表１により実施例３（１）および実施例３（２）では、本実施例（本発明）の硬度計を使用している。実施例３（１）および実施例３（２）のとおり本発明の硬度計で測定した結果、実測定値（ｘ）は、６２、７８となった。この結果を本発明の換算式の例（ｙ＝１．２５ｘ−２７．５）により換算した各々のダイヤフラム換算硬度（ｙ）は５０と７０になりサンプル測定硬度とダイヤフラ換算硬度は一致している。また硬度測定によりダイヤフラムに付与される傷は皆無である。
表１により、比較例１と比較例２では、硬度計の先端の測定子の形状は同一であり、さらにサンプル測定硬度が同一であるにもかかわらず実測定値が大きく異なっている。また比較例１から比較例３の実測定値（ｘ）とサンプル測定硬度との数値から換算式を作成することは困難であることが分かる。比較例の硬度計では、実施例３で使用した硬度計のような押付け部、押付量計測部や首振部が無いので、同じ箇所を複数回測定した場合に測定硬度のバラツキが発生する。また比較例１から比較例３では、硬度測定によりダイヤフラムに傷が付与されるのでダイヤフラムの硬度測定を行うことによりダイヤフラムの寿命が短くなる。さらに比較例４では、硬度測定により硬度計針によりダイヤフラムに裂けが生じている。
以上より本発明のダイヤフラム用の硬度計および硬度測定方法は、有用であることを示している。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 被加工物（太陽電池モジュール）
１１ カバーガラス
１３、１４ 充填材
１００ ラミネート装置
１０１ ラミネート部
１１０ 上ケース
１１２ ダイヤフラム
１１３ 上チャンバ
１２０ 下ケース
１２１ 下チャンバ
１２２ 熱板
２００ 硬度計
２１０ 硬度測定部
２２０ 押付け部
２３０ 押付量計測部
２４０ 取手部
２５０ 首振部
Ｄ 押付量
Ｈ１ サグリ孔
Ｈ２ 貫通孔
Ｋ 屈曲部
Ｓ 接触面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムにより仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を配置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記ダイヤフラムとで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度を測定するゴム硬度計であって、
被測定物である前記ダイヤフラムに接触する測定子を有する硬度測定部と、
被測定物である前記ダイヤフラムに硬度測定部を押付ける押付け部と、
被測定物である前記ダイヤフラムに対する硬度測定部の測定子の押付量を計測する押付量計測部と
を備え、
前記ダイヤフラムを前記ラミネート装置に取り付けた状態で、ダイヤフラムの硬度を測定することを特徴とする硬度計。
【請求項２】
前記硬度計は、さらに被測定物である前記ダイヤフラムに押し付けるための取手部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の硬度計。
【請求項３】
前記硬度計は、さらに前記取手部と前記押付け部との間に首振部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の硬度計。
【請求項４】
前記硬度計は、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する前記硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の硬度計。
【請求項５】
被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め測定する工程と、
前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定する工程と
を有し、
前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定することを特徴とするダイヤフラムの硬度の測定方法。
【請求項１】
ダイヤフラムにより仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を配置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記ダイヤフラムとで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用されるダイヤフラムの硬度を測定するゴム硬度計であって、
被測定物である前記ダイヤフラムに接触する測定子を有する硬度測定部と、
被測定物である前記ダイヤフラムに硬度測定部を押付ける押付け部と、
被測定物である前記ダイヤフラムに対する硬度測定部の測定子の押付量を計測する押付量計測部と
を備え、
前記ダイヤフラムを前記ラミネート装置に取り付けた状態で、ダイヤフラムの硬度を測定することを特徴とする硬度計。
【請求項２】
前記硬度計は、さらに被測定物である前記ダイヤフラムに押し付けるための取手部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の硬度計。
【請求項３】
前記硬度計は、さらに前記取手部と前記押付け部との間に首振部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の硬度計。
【請求項４】
前記硬度計は、被測定物である前記ダイヤフラムに接触する前記硬度測定部の測定子の先端部の形状が半径０．５ｍｍから１．５ｍｍの球面であることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の硬度計。
【請求項５】
被測定物である前記ダイヤフラムの前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係を予め測定する工程と、
前記硬度計を使用し被測定物である前記ダイヤフラムの硬度を測定する工程と
を有し、
前記硬度計による測定硬度とショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）の関係に基づき前記ダイヤフラムのショアＡ硬度（又はＪＩＳＡ硬度）を測定することを特徴とするダイヤフラムの硬度の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６３８９５（Ｐ２０１１−１６３８９５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３７６（Ｐ２０１０−２６３７６）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（７０９００２３０３）日清紡メカトロニクス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（７０９００２３０３）日清紡メカトロニクス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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