JP2009206416A - 太陽電池モジュール用端子ボックス - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールからの電極線ａと端子板１２との接続を現場においても容易に行ない得るようにする。
【解決手段】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールの電極線ａが接続される複数の端子板１２を配設し、その隣り合う各端子板間に逆流防止用ダイオード１３を設けた太陽電池モジュール用端子ボックスＢである。端子板に電極線を重ね、その重ねた接続部に押えレバー２０を揺動して押し重ねるとともに、押えレバーをフック１９に係止して固定する。このとき、そのレバーの回転動作は容易であり、その回転終点でもって、端子板に電極線を押える作用を終了してフックに係止すればよく、その作業が容易であるうえに、十分な押圧力を容易に得ることができ、十分な接続性を担保できる。この接続作業は現場においても容易に行ない得る。
【選択図】図５

Description

この発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールを相互に接続する際に使用する端子ボックス、特に、その太陽電池モジュールの電極線と逆流防止用ダイオード接続用端子板との接続構造に関するものである。

太陽光電池システムは、図１０に示すように、家屋の屋根に太陽電池パネル（太陽電池モジュール）Ｍを配設し、そのモジュールＭから接続箱Ｑ、インバータＲ、分配盤Ｓを介して各種電気機器Ｅに電力供給する。太陽電池モジュールＭは全てが面一となるように配置され、端子ボックスＢを介して直列又は並列に接続する。端子ボックスＢはシール材による水密性を維持してモジュールＭの裏面に接着固定される。

その端子ボックスＢは、一般的に、図１１に示すように、上面開口のボックス本体１内に、太陽電池モジュールＭのプラス電極線ａ及びマイナス電極線ａが接続される対の端子板２、２を並列して配設し、その両端子板２、２間に逆流防止用（バイパス）ダイオード３を設けるとともに、両端子板２、２にはそれぞれ外部接続用ケーブルＰを接続した構成である（特許文献１図１１、図１５参照）。図中、６はカバーである。
特許第３９６５４１８号公報

この端子ボックスＢにおいて、上記電極線ａと逆流防止用ダイオード接続用端子板２との接続は、半田付けが一般的であり、その他の手段としては、圧接、圧着等が採用されている。

上記半田付けによる接続手段は、その作業が煩わしい上に、工場において、出荷時に行なわれるのが一般的である。しかし、現場において、太陽電池モジュールＭの配置変更による電極線ａの長さが不適当となる等から、接続し直さなければならない場合が生じる。この場合、その配置等に適合する長さの電極線ａを接続した端子ボックスを工場に再依頼する必要がある。現場においては、通常、半田付け作業を行なわないからである。
また、圧接、圧着による手段は、現場においても、その接続作業が可能であるが、従来のその作業は、特殊な工具を必要として煩雑なものとなっている。

この発明は、上記の実情に鑑み、上記電極線と端子板との接続を現場においても容易に行ない得るようにすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、まず、端子板に電極線を押える（押圧する）ことによって接続することとしたのである。
押えによる接続は、一般的に容易な作業であるため、現場においても簡単に行なうことができる。
つぎに、この発明は、その押えを、上記ボックス本体に回転自在に設けたレバーによって行い、その押え状態を、レバーをボックス本体のフックに係止することによって維持することとしたのである。
レバーの回転動作は容易であり、その回転終点でもって、端子板に電極線を押える作用を終了してフックに係止すればよく、その作業が容易であるうえに、十分な押圧力を容易に得ることができ、十分な接続性を担保できる。

この発明の構成としては、ボックス本体内に、太陽電池モジュールの電極線が接続される複数の端子板を配設し、その隣り合う各端子板間に逆流防止用ダイオードを設けた太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記端子板と電極線の接続部に向かって揺動する押えレバーを前記ボックス本体に回転自在に設け、前記端子板に電極線を重ね、その重ねた前記接続部にその押えレバーを揺動して押し重ねるとともに、押えレバーをボックス本体のフックに係止してその押し重ね状態を固定した構成を採用することができる。

この構成において、上記押えレバーの上記接続部との当接面にその接続部を押圧するばね片を設けて、押付力を向上させることが好ましい。このとき、そのばね片は、その中央部が電極線の接続部側に膨出してその両端を押えレバーの爪に係止して押えレバーに取付けられたものとすれば、その取付けが容易である。

上記押えレバーとしては種々の態様のものが考え得るが、例えば、板片状の本体の一側両端に回転軸を有し、その回転軸を上記ボックス本体の軸受に嵌めることによって、上記端子板と電極線の接続部に向かって揺動するようにボックス本体に回転自在に設けられている構成を採用することができる。
その回転軸を軸受に嵌めるには、軸受や回転軸が合成樹脂等の撓み得るものでできている場合、それらを撓ませて無理嵌めする等の周知の手段を採用できるが、例えば、回転軸を軸受にその開口から嵌め込むようにすることができる。このとき、その開口からの抜け止めは種々の手段が考え得るが、例えば、その開口をフックに向くものとし、押えレバー本体に、押えレバーがフックに係止した際、そのフックに係止して回転軸が前記開口から抜け出る方向の移動を阻止する突起等を有するものとすることができる。

この構成において、上記フックの位置は、押えレバーと係止し得る所であれば任意であるが、例えば、その板片状本体前縁対応位置、板片状本体の他側端両側縁対応位置等が考えられる。その他側端両側縁対応位置の場合、フックは、板片状本体の他側端両側縁に係止するように対に設けて、押えレバーがその対のフックの間を押し広げてその対のフックに係止しているようにすることができる。

上記押えレバーと上記ボックス本体のフックとの係止を外す係止解除具は、マイナスドライバー等の種々の工具が考え得るが、例えば、上記押えレバーの他側端両側縁対応位置に対のフックを設けて、押えレバーがその対のフックの間を押し広げてその対のフックに係止するものとした場合には、その対のフックの間に挿し込まれる板片状をして、前記対のフックの間に挿し込まれた際、その両フックに当接する両面でもって、前記フックが押えレバーから離れる方向に撓ませられて押えレバーとの係止が解除されるものを採用し得る。
その係止が解除されれば、手又はマイナスドライバー等の棒材でもって、押えレバーを押し上げれば、押えレバーはフックとの係止が解除されて、端子板と電極線とを重ねた接続部の上面が開放され、その接続部への作業、例えば、電極線の再接続等の作業を行なうことができる。

この発明は、以上のようにしたので、上記電極線と端子板との接続を現場においても容易に行ない得る。

一実施例を図１〜図７に示し、この実施例は、上面開口のポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）樹脂又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂製四角形状ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭの平帯状のプラス電極線ａ及びマイナス電極線ａが接続される２対の端子板１２（４枚の端子板１２）を並列に配設している。その各電極線ａ、ａは透孔１１ａ（図３参照）を通して端子板１２の一端１２ａに接続される。隣り合う各端子板１２間には逆流防止用（バイパス）ダイオード１３が設けられている。電極線ａは、例えば錫メッキ銅等からなり、端子板１２は真鍮などの銅合金等の放熱性の高い導電材を使用する。

端子板１２は、図５に示すようにその両側縁に放熱作用と熱の均一化を図る放熱・ヒートトランス板１４を有し、その一端１２ａに上記電極線ａと接続性を高めるための複数条の切り起こし１５ａが形成され、他端１２ｂには外部接続用ケーブルＰとの断面Ｕ字状の接続用圧着部１５ｂが形成されている。

端子板１２は、上下面に押え金具１６ａ、１６ｂが当がわれて、ボックス本体１１の突杆１１ｂに嵌められるとともに、ビス１７によってボックス本体１１に固定される。このとき、ビス１７はボックス本体１１に埋設のナット１７ａにねじ込まれる。また、上側の押え金具１６ａには凹部１６ａ’が形成されており、この凹部１６ａ’にダイオード１３の脚１３ａが挿入されて、ダイオード１３がその凹部１６’でもって固定・保持されて端子板１２に接続される。下側の押え金具１６ｂはビス止め時の補強のためである。さらに、放熱・ヒートトランス板１４側面の嵌合孔１４ａがボックス本体１１のフック片１１ｃに係止する。

端子板１２の一端１２ａは、Ｌ字状に曲がって上記切り起こし１５ａを有する部分がボックス本体１１の接続座１１ｄに位置する。この接続座１１ｄ上の端子板一端１２ａ上に電極線ａが導かれる。
ボックス本体１１の接続座１１ｄ後側（内側）左右には対の軸受１８、１８が設けられており、この軸受１８に端子板１２（一端１２ａ）と電極線ａとの接続用押えレバー２０が回転自在に取り付けられる。

その押えレバー２０は、図６に示すように、板片状本体２１の一側両端に回転軸２２、２２を有し、その回転軸２２を上記ボックス本体１１の軸受１８に嵌めて（図５参照）、端子板１２と電極線ａの接続部に向かって揺動させて、ボックス本体１１のフック１９に係止する（図７参照）。このとき、その回転軸２２は軸受１８にその開口１８ａでもって嵌め込み（図５参照）、揺動時、軸受１８に対して後側に押して回すことにより、軸受１８から外れることがない（回転軸２２が軸受１８の孔から抜け出ない）。フック１９との係止後は、押えレバー２０は、その側面の突起２１ａがフック１９の側面（図５において下側）に係止して位置決めされるとともに(図７鎖線参照）、その突起２１ａとフック１９との係止及び下記のばね片２３の付勢力でもってその軸受１８からの離脱は防がれる。

上記押えレバー２０の裏面（電極線ａとの接触面）にはばね片２３を設けられており、そのばね片２３は、その電極線ａとの接続部側に膨出してその両端を押えレバー２０の爪２４に係止して押えレバー２０に取付けられる（図６（ａ）から同（ｂ）参照）。ばね片２３にも切り起こし２３ａが形成されている。このため、図７に示すように、押えレバー２０を、端子板１２に電極線ａを重ねた接続部に押し重ねてフック１９に係止した状態では（図７鎖線、図３参照）、端子板一端１２ａとばね片２３の両切り起こし１５ａ、２３ａが電極線ａに食い込んで強固にその電極線ａを固定するとともに、安定した接続状態を担保する。

ボックス本体１１下側（図１下側）両端には２本の外部接続用ケーブルＰが接続され、このケーブルＰは、その導体を並列する両端の端子板１２にそれぞれ上記圧着部１５ｂに圧着して接続され、ケーブルロック３１によりボックス本体１１に固定されている。ケーブルＰの他端にはそれぞれ雄コネクタ３５又は雌コネクタ３６が設けられ、これらの雌又は雄コネクタ３５、３６は、隣の端子ボックスＢの雄又は雌コネクタ３５、３６に接続される。

ボックス本体１１の上面開口にはＰＰＯ樹脂又はＰＰＥ樹脂製のカバー３７を防水リング３８を介し嵌着して防水性とする。このとき、カバー３７はボックス本体１１の爪１１ｅに係止して固定される。ボックス本体１１内にはシリコン樹脂などを適宜に充填する。ボックス本体１１の裏面はシボ加工し、その裏面の接着テープ（図示せず）でもって端子ボックスＢを太陽電池モジュールＭの裏面に固定する。図１中、３９は、空気は通るが、水等の液体の浸入を阻止する金属フィルターであって、温度の昇降により、ボックス本体１１内に飽和水蒸気が留まることも防止する。

この実施例の端子ボックスＢは、モジュールＭの裏面などにシール材による水密性を維持して接着固定により取付け、各端子ボックスＢのケーブルＰを隣の端子ボックスＢの雌又は雄コネクタ３５、３６に適宜に接続する。その接続態様を適宜に選択することにより、各端子ボックスＢは直列又は並列に接続する。

その接続時において、太陽電池モジュールＭの配置変更等による電極線ａの長さが不適当となる等から、その電極線ａと端子ボックスＢとの接続をし直さなければならない場合、係止解除具４０でもって、押えレバー２０とフック１９との係止を解除し、押えレバー２０を上方に揺動して電極線ａと端子板１２（１２ａ）の圧接を開放する。

その係止解除具４０は、図８に示すように板片状をして、その前端に突片４１を有している。この係止解除具４０でもって、押えレバー２０とフック１９との係止を外すには、図９（ａ）に示すように、その突片４１を両フック１９、１９の間に挿し込み、その突片４１の両側面４２でもって、同図（ｃ）実線から鎖線に示すように、前記フック１９が押えレバー２０から離れる方向に撓ませて、押えレバー２０との係止を解除する。

このとき、同図（ｃ）に示すように、外側両端の突片４１、４１が隣りのフック１９に係わって、係止解除具４０を位置決めして、内側の両フック１９、１９を押えレバー２０から確実に離す。
フック１９が押えレバー２０から外れれば、同図（ｂ）に示すように、押えレバー２０とボックス本体１１の接続座１１ｄの間に、手により又はマイナスドライバーのような棒材４５を挿し入れて押えレバー２０を起こし、電極線ａと端子板１２（１２ａ）の圧接を開放する。この開放状態でもって、電極線ａの取換え等の作業をする。

なお、今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、例えば、端子板の数、ダイオード１３の数等は例示であり、この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されることは勿論である。

（ａ）は一実施例の正面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同一部切断下面図 図１（ａ）の蓋を除去した一部省略図 図２における蓋を被せたＸ−Ｘ線断面図 図２における蓋を被せたＹ−Ｙ線断面図 同実施例の一部分解斜視図 同実施例の押えレバーを示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は背面斜視図 同押えレバーの作用図 同実施例の係止解除具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図 同係止解除具による押えレバー２０とボックス本体フック１９との係止解除作用を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左切断側面図、（ｃ）は（ａ）の拡大作用図 太陽光発電システムの概略図 （ａ）は従来例の平面図、（ｂ）は同縦断面図

符号の説明

１、１１ ボックス本体
２、１２ 端子板
３、１３ 逆流防止用ダイオード
１３ａ 逆流防止用ダイオードのリード脚
１８ 押えレバー支持軸受
１９ 押えレバー係止用フック
２０ 押えレバー
２１ 押えレバー本体
２２ 回転軸
２３ ばね片
２４ 押えレバーのばね片係止用爪
４０ 係止解除具
４１ 突片
４２ 切り欠き
ａ 太陽電池モジュールの電極線
Ｂ 端子ボックス
Ｍ 太陽電池モジュール
Ｐ 外部接続用ケーブル

Claims (7)

1. ボックス本体（１１）内に、太陽電池モジュール（Ｍ）の電極線（ａ）が接続される複数の端子板（１２）を配設し、その隣り合う各端子板（１２）間に逆流防止用ダイオード（１３）を設けた太陽電池モジュール用端子ボックス（Ｂ）において、
   上記端子板（１２）と電極線（ａ）の接続部に向かって揺動する押えレバー（２０）を上記ボックス本体（１１）に回転自在に設け、前記端子板（１２）に電極線（ａ）を重ね、その重ねた前記接続部にその押えレバー（２０）を揺動して押し重ねるとともに、押えレバー（２０）をボックス本体（１１）のフック（１９）に係止してその押し重ね状態を固定したことを特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックス。
2. 上記押えレバー（２０）の上記接続部との当接面にその接続部を押圧するばね片（２３）を設けた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用端子ボックス。
3. 上記ばね片（２３）は、その中央部が上記接続部側に膨出してその両端を押えレバー（２０）の爪（２４）に係止して押えレバー（２０）に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
4. 上記押えレバー（２０）は、板片状の本体（２１）の一側両端に回転軸（２２、２２）を有し、その回転軸（２２）を上記ボックス本体（１１）の軸受（１８）に嵌めることによって、上記端子板（１２）と電極線（ａ）の接続部に向かって揺動するようにボックス本体（１１）に回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
5. 上記フック（１９）は、上記押えレバー（２０）の板片状本体（２１）の他側端両側縁に係止するように対に設けられて、前記押えレバー（２０）はその対のフック（１９、１９）の間を押し広げてその対のフック（１９、１９）に係止していることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
6. 上記回転軸（２２）は上記軸受（１８）に上記フック（１９）に向く開口（１８ａ）から嵌め込まれ、上記押えレバー本体（２１）は、押えレバー（２０）がフック（１９）に係止した際、そのフック（１９）に係止して前記回転軸（２２）が前記開口（１８ａ）から抜け出る方向の移動を阻止する突起（２１ａ）を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
7. 請求項５又は６に記載の太陽電池モジュール用端子ボックスにおける上記押えレバー（２０）と上記ボックス本体（１１）のフック（１９、１９）との係止を外す係止解除具（４０）であって、
   上記対のフック（１９、１９）の間に挿し込まれる板片状をして、前記対のフック（１９、１９）の間に挿し込まれた際、その両フック（１９、１９）に当接する両側面（４２、４２）でもって、前記フック（１９、１９）が押えレバー（２０）から離れる方向に撓ませられて押えレバー（２０）との係止が解除されることを特徴とする係止解除具。

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