JP6100537B2 - 端子台装置と端子台装置を備える電気機器 - Google Patents

端子台装置と端子台装置を備える電気機器 Download PDF

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Description

本発明は、直流電力用の電気ケーブルの正極線と負極線とをその極性の接続間違えを防止する端子台装置と、この端子台装置を備える電気機器に関するものである。
太陽電池の直流出力(再生可能エネルギー)は、開閉スイッチを有する接続箱を介して直流電力を交流電力に変換する電気機器へ供給されている。そして前記接続箱には、図10に示されているようにケースa内に保守点検の際などに操作する開閉スイッチbがあり、太陽電池からの電力線がこの開閉スイッチbに接続され、この開閉スイッチbを経た直流電力が端子台装置1から出力される。
接続箱に組み入れられている端子台装置1には、直流電力が出力される電力線(ケーブル)が接続される。図11に示すようにこの端子台装置1ではケーブル2の対となっている正極線3と負極線4とを繋ぐための正極線接続部5と負極線接続部6とを並設していて、電気回路の正極入力部7と導通する導電板9が前記正極線接続部5に配されているとともに、電気回路の負極入力部8と導通する導電板10が前記負極線接続部6に配されている。
並設した正極線接続部5と負極線接続部6とのそれぞれの両脇には台座部11と一体の立壁12を立ち上げていて、正極線接続部5と負極線接続部6との間の立壁12は共有の壁として両接続部を仕切っている。そして、前記立壁12それぞれは図示されているように、この正極線接続部5と負極線接続部6とに繋ぐ正極線3と負極線4との先端側の部分も仕切ることができるように、正極線接続部5と負極線接続部6との並設方向とは直交する方向に長尺に形成されている。
正極線接続部5と負極線接続部6へのケーブル2の接続は、正極線3と負極線4とのそれぞれにかしめ固定した同一形状のターミナル端子13を用いて行なわれていて、図12に示すようにそのターミナル端子13はネジ孔14が開けられた平板部15の端部にかしめ部16があり、正極線接続部5と負極線接続部6との導電板9、10それぞれに開けられたネジ孔14とターミナル端子13側のネジ孔14とを合わせるようにしてターミナル端子13を正極線接続部5と負極線接続部6に重ね合わせ、ネジ止めにて正極線接続部5に正極線3を繋ぎ、負極線接続部6に負極線4を繋いでいた。
上記端子台装置への正極線と負極線の接続には、図示されているように同一形状のターミナル端子を正極線と負極線とのそれぞれに取り付けて、ターミナル端子を正極線接続部と負極線接続部とにネジ止めしているが、正極線と負極線とを挿し違えないようにする必要がある。
このような直流電力の供給を受ける側から引き出されてきた正極線と負極線とを直流電力の電源側に繋ぐ作業において、正極線と負極線とを挿し違えないように繋ぐ工夫としては、例えば特許文献1に示されているように蓄電池においてその一方の蓄電池端子自体を凹部を有する形状にするとともに、他方蓄電池端子自体を凸部を有する形状にし、さらに一方の引出線に取り付けた引出線端子自体に前記凹部と嵌合する凸片を設け、他方の引出線に取り付けた引出線端子自体に前記凸部と嵌合する凹切欠部を設けた工夫が提案されており、一方の蓄電池端子に他方の引出線を対応させかけたり、他方の蓄電池端子に一方の引出線を対応させかけた場合に、蓄電池端子と引出線端子とが嵌まり合わないようにしたものであった。
実開昭58−038974号公報
例えば太陽電池を用いたシステムでは、太陽電池から出力される直流電力を電力線(ケーブル)などを用いて配線工事する必要があり、その際、電力線の極性(正極及び負極)を正しく接続する必要がある。しかし、この配線工事では現場調達されるケーブルにターミナル端子を取り付けるケーブル端末加工が行われるが、一方の電線である正極線と他方の電線である負極線とのいずれにも同じ形状のターミナル端子がかしめ固定されるため、この正極線と負極線とを、端子台装置の隣り合った正極線接続部と負極線接続部とに止め付ける作業で間違った極性側に正極線のターミナル端子と負極線のターミナル端子をネジ止めしてしまう誤接続を起こす可能性があった。
この対策として上記特許文献1に示されている如くのものが考えられたが正極線接続部と負極線接続部とのそれぞれに配される導電板は、ターミナル端子のネジ止めに際しても変形することのないように厚みのある導電金属板からなるものであるため、上述したように板厚み方向で凹んでなる凹部や板厚み方向に盛り上がってなる凸部を形成するとコスト高になるという問題があり、導電板の小型化を図る場合での前記凹部、凸部の形成自体が困難なものとなる。このため、現状において導電板それぞれのターミナル端子を受ける上面部分は平坦であり、ターミナル端子も同一形状としており、誤接続の可能性を無くすことが難しかった。
そこで本発明は上記事情に鑑み、正極線と負極線とを極性が適合した状態で各接続部に確実に繋ぐことができるようにすることを目的とする。
(請求項1の発明)
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、電気回路の正極に接続されている正極線接続部と負極に接続されている負極線接続部とを並設して有し、直流電力供給側での正極線と負極線とを対としたケーブルにおける前記正極線が前記正極線接続部に繋がり、前記ケーブルにおける前記負極線が前記負極線接続部に繋がる端子台装置であって、
前記正極線または前記負極線のうちの一方の極線が配設される部分に障害体を有し
前記正極線または前記負極線のうちの他方の極線は、当該他方の極線が繋がる前記正極線接続部または前記負極線接続部の近傍部分に大径部を有し、
前記障害体は、前記正極線接続部または前記負極線接続部のうちの一方の接続部に対して同じ極性である前記一方の極線の接続に対しては障害とはならず、前記一方の接続部に対して異なる極性である前記他方の極線の接続に対しては前記大径部が前記障害体に乗せ置かれる状態にて当該接続が抑制される構成である、ことを特徴とする端子台装置を提供して、上記課題を解消するものである。
(請求項2の発明)
また、本発明の端子台装置は、前記障害体は、前記一方の極線の外径より広くかつ前記大径部の外径より狭い間隔で対向する一対の立壁から成るものであることが良好である。
(請求項3の発明)
また、本発明の端子台装置は、前記一方の極線と前記他方の極線は、それぞれ端子取付位置に前記正極線接続部または前記負極線接続部へ繋がるターミナル端子を有し、
前記障害体は、前記一方の極線の端子取付位置の近傍部分に対応する位置に、前記一方の極線の配設位置の下方から上方に向けて突出する凸部であって、前記凸部の上方への突出量は、前記一方の極線の接続部に前記他方の極線のターミナル端子が対応したときの前記大径部の前記凸部への乗せ置きによって前記一方の極線の接続部と前記他方の極線のターミナル端子との間が離れる突出量であることが良好である。
(請求項4の発明)
また、本発明の端子台装置は、前記他方の極線に設けられている前記大径部は、前記他方の極線を中心にしてこの他方の極線をそれぞれ円弧形状とした対の半割部材で挟み付けてなるものであることが良好である。
(請求項5の発明)
さらに、もう一つの発明は、太陽電池など再生可能エネルギーによる直流電力とこの直流電力を交流電力に変換する変換部との間に上記請求項1から4の何れか一項の端子台装置が介在していて、前記直流電力の正極側が前記端子台装置の正極線接続部に導通されていると共に前記直流電力の負極側が前記端子台装置の負極線接続部に導通されていることを特徴とする電気機器であり、この電気機器を提供して上記課題を解消するものである。
(請求項1の発明の効果)
請求項1の発明によれば、並設されている対の正極線接続部と負極線接続部とにケーブルの対の正極線と負極線とを繋ぐに際し、その正極線と負極線の内、大径部が設けられている一方の極性の極線を、前記一方の極性の極線と同じ極性の接続部に対応させると、その一方の極性の接続部側には障害体が設けられていないことから、前記一方の極性の極線を前記一方の極性の接続部に接続させることができる。また、大径部が設けられていない他方の極性の極線を、障害体を備える他方の極性の接続部に対応させると、その他方の極性の接続部における障害体から他方の極性の極線が取付不能となる干渉を受けないことから、他方の極性の極線を他方の極性の接続部に接続させることができる。
逆に、大径部が設けられている一方の極性の極線を、障害体を備える上記他方の極性の接続部に対応させると、その他方の極性の接続部における障害体に、前記一方の極性の極線に設けられている大径部が乗ることとなって、その障害体から前記一方の極性の極線が取付不能となる干渉を受けることとなり、前記一方の極性の極線を他方の極性の接続部に接続させることができないものとなる。即ち、誤接続となる対応をさせた場合には前記他方の極性の接続部に対し、誤った極性側の端子を接続することができないようになる。そして、その作業者は誤接続であることを簡単に知ることができてその誤接続を未然に防止することができるという優れた効果を奏するものである。
(請求項2の発明の効果)
請求項2の発明によれば、正極線接続部と負極線雪像部とに接続した正極線と負極線との端子(例えばターミナル端子)側を仕切る立壁を利用して障害体を備えるようにするので、その障害体の形成が頗る簡単となって製造コストを引き上げることのない端子台装置が得られるという優れた効果を奏するものである。
(請求項3の発明の効果)
請求項3の発明によれば、障害体を、上記他方の極性の接続部に繋いだ上記他方の極性の極線における端子取付部の近傍部分に対応する位置に、他方の極性の極線の配設位置下から上方に向けて突出している凸部からなるものとしているので、その障害体の形成が頗る簡単となって製造コストを引き上げることのない端子台装置が得られるという優れた効果を奏するものである。
(請求項4の発明の効果)
請求項4の発明によれば、太陽光発電の設備を一般家屋に設置するなどに際し、現場調達したケーブルの一端を加工する現場作業で、大径部を必要とされる側の極線に設けることができるという優れた効果を奏するものである。
(請求項5の発明の効果)
請求項5の発明によれば、発電源などからの直流電力とこの直流電力を交流電力に変換する直流電力供給側の変換部との間に上記端子台装置が介在しているので、その端子台装置に直流電力供給側のケーブルにおける正極線と負極線とを接続するに際し、極性を誤って接続しかけた場合、端子台装置での障害体に大径部が乗った状態となった極線が位置する接続部では、誤った極性の極線側の端子の部分が離れた状態となって接続できないようになり、作業者は誤接続であることを簡単に知ることができて、誤接続を未然に防止することができるという優れた効果を奏するものである。
本発明に係る電気機器の一例を概略的に示す説明図である。 本発明に係る端子台装置の第一の例を上方から見た状態で示す説明図である。 第一の例を分解状態で示す説明図である。 第一の例における大径部が障害体に乗せ置かれた状態を示す説明図である。 第二の例を分解状態で示す説明図である。 第二の例における大径部が障害体に乗せ置かれた状態を示す説明図である。 大径部を対の半割部材で形成する例を示す説明図である。 対の半割部材の連結を断面で示す説明図である。 対の半割部材からなる大径部の変形例を示す説明図である。 従来における接続箱を示す説明図である。 端子台装置における配線状態を示す説明図である。 端子台装置における接続部への配線を分解状態で示す説明図である。
つぎに本発明を図1から図9に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、上述した従来の例と構成が重複する部分は同符号を付してその説明を省略する。図中17は直流電力を交流電力へ変換する電力変換装置(変換部)であり、制御機能を有する部分Aと、この部分Aの電気回路の正極が繋がれている上記正極線接続部5及び前記電気回路の負極が繋がれている上記負極線接続部6とを有する端子台装置1を有する部分Bとをケース内に組み入れられているものである。端子台装置1は、直流電力が接続される正極線接続部5と負極線接続部6と交流電力が出力される系統連系用の交流接続部と同様に自立運転の際の交流電力が出力される接続部が同時に並設されている。
(第一の例)
上記端子台装置1にあっては正極線接続部5と負極線接続部6とに対しケーブル2の正極線3と負極線4とが誤接続されないようにするための工夫が設けられていて、図2から図4はその第一の例を示している。この端子台装置1の電気回路につながる正極入力部7と負極入力部8との高さ位置に対して正極線接続部5と負極線接続部6との高さ位置が上位となるように台座部11が段状に形成されている。正極入力部7から正極線接続部5に亘って略Z状に屈曲した導電板9を取り付け、負極入力部8から負極線接続部6に亘って同じように略Z状に屈曲した導電板10を取り付けており、前記正極線接続部5には台座部11の上段となる取付面18に導電板9の上平板9aが位置し、前記負極線接続部6には台座部11の上段となる取付面19に導電板10の上平板10aが位置している(図3参照)。
正極線接続部と負極線接続部とのそれぞれには、正極線3にかしめ固定したターミナル端子20と、負極線4にかしめ固定したターミナル端子21とのそれぞれをネジ止めできるように上平板9a、10aからその下位の取付面18、19にかけて、その取付面18、19の中央線上となるようにしてネジ孔14が設けられている。
また、正極線接続部5と負極線接続部6とのそれぞれの両側には、壁上端の高さ位置を両接続部5、6にネジ止めのネジのネジ頭の高さ位置より上位にして台座部11に一体にされている立壁22が設けられていて、正極線接続部5と負極線接続部6との間に一つの立壁22があり、両接続部5、6がこの一つの立壁22を側部に立ち上がる壁として共有している。
立壁22は、ネジ止めしたターミナル端子20、21に対する電圧印加時の電気的安全構造(空間距離、絶縁距離)を確保するため、また他物が不用意に接触したりターミナル端子20、21同士が不用意に接触し合わないように導電板9、10の上平板9a、10a周りや、接続したターミナル端子20、21、そして、正極線3と負極線4とのターミナル端子を取り付けた端子取付部23を保護する役割を備えており、正極線3、負極線4の端子取付部23の近傍部分24に対応する位置までに及ぶように、各立壁22は接続部の並び方向に直交する方向に延設された仕切り壁として形成されている。
この第一の例においては、上記正極線接続部5と上記負極線接続部6との内、正極線接続部5の両側の立壁22には、誤って負極線4を対応させたときに負極線4のターミナル端子21が正極線接続部5における導電板9の上平板9aから離間した状態となって重ね合わせできないようにするための障害体25が設けられている。
上記障害体25は、正極線接続部5の両側の立壁22それぞれに設けられて対となっているものである。そして、障害体25は、この正極線接続部5の極性と同じ極性の極線として繋いだ正極線3における端子取付部23の近傍部分24に対応するようにして立壁22それぞれの内面側に一体にして設けられており、図示のように相対向した位置にある。そして、正極線3が配設される位置である立壁間の中央部分に向けて立壁22自体を厚肉にすることで、この障害体25が対向する間隔を、立壁22の本体部分が対向する間隔より狭くしている。また、正極線接続部5に繋いだ正極線3を前記障害体25の間に配設できるように、障害体25が対向する間隔は正極線3の外径より広くしている。さらに、図示の例にあっては、障害体25それぞれは立壁22の端部からその立壁22の長手方向に沿って延設され、立壁22の高さに対して段差が生じる高さのものとしている。
一方、負極線4が接続されている負極線取付部6の両側で立ち上げられている立壁22の内面側には上記障害体25は何ら設けられていない。この立壁22に障害体25を設けていない負極線接続部6に繋がれた負極線4にあっては、ターミナル端子21が導電板10の上平板10aに重ねられてネジ止めされていて、そのターミナル端子21を取り付けた端子取付部23からの負極線4が、相対向する立壁22の間に配設されている。
上記負極線4にあっては、端子取付部23の近傍部分24に略円中状とした大径部26が設けられている。この大径部26の外径は、前記負極線4の極線の外径より大きいとともに、負極線接続部6の両側の立壁22が対向する間隔よりも小さく設けられており、加えて導電板10の上平板10aから立壁22の間の極線配設底面27までの段差に対して大径部26の半径が小さくされている。これによって、負極線接続部6の導電板10の上平板10aにターミナル端子21を重ね合わせてネジ止めし、端子取付部23からの極線及び大径部26がある部分を立壁22の間を通るように対応させて大径部26を立壁22が対向する空間内に位置させても、その立壁22から干渉を受けることがなく前記立壁22の間に適正に配設され、前記上平板10aにターミナル端子21をネジ止めすることが妨げられないものとなっている。
このように端子台装置1において正極線接続部5に、この正極線接続部5の極性と同じ極性とされた正極線3を対応させる場合は、正極線接続部5の立壁22それぞれに内面側に障害体25が設けられていても、その障害体25の間に正極線3が配設されることとなり、ターミナル端子20を導電板9の上平板9aにネジ止めして適正に接続できる。同様に、負極線接続部6に、この負極線接続部6の極性と同じ極性とされた負極線4を対応させる場合、この負極線4が端子取付部23の近傍部分に大径部26を備えていても、大径部26自体は負極線接続部6の立壁22に規制されることなしにその立壁22の間に入り込む形で負極線4が立壁22の間に配設されることとなり、ターミナル端子21を導電板10の上平板10aにネジ止めして適正に接続できる。
上記正極線接続部5に正極線3を繋ぎ、負極線接続部6に負極線4を繋ぐ適正な接続に反して、正極線3と負極線4との接続位置が取り違えられた場合、大径部を設けた一方の極性の極線を、この一方の極性の極線の極性と異なる極性の接続部であって立壁に障害体を設けた接続部に対応させる状態、即ち、大径部26を端子取付部23の近傍部分24に設けた負極線4を正極線接続部5に対応させるための作業が生じることとなる。
しかしながら、上述したように正極線接続部5の対の障害体25の対向間隔は大径部26の外径より小さいため、前記大径部26を備えている負極線4を正極線接続部5に対応させても前記対の障害体25の上端間に跨るようにしてその上に乗せ置かれ、障害体25の間には入り込むことができなくなる。そして、前記障害体25は、この障害体25に大径部26が乗せ置かれることによって正極線接続部5の導電板9の上平板9aとターミナル端子20との間を離し、この両者の接続、即ち、ネジ止めを不能とするものとされていて、離れた正極線接続部5の導電板9の上平板9aと前記ターミナル端子20とのネジ止めを行なわせず、また、正極線接続部5の導電板9の上平板9aとターミナル端子20との間が離れたままに維持されるので、作業者側に、正極線接続部5とした接続部と、負極線4とした極線との対応付けが誤接続である点を簡単に示すことができるものである。
なお、前記大径部26を有していない正極線3は極性が揃わない負極線接続部6に対応させて繋ぐことができるが、そうした場合でも、ケーブルの対の片方の極線である負極線4を正極線接続部5側に対応させる作業があるので、誤接続の状態となったことを示すことができる。
(第二の例)
図5と図6とは第二の例を示していて、正極線接続部5の両側の立壁22の間であってこの正極線接続部5に繋いだ正極線3の端子取付部23の近傍部分24に対応する位置に障害体25が配されており、正極線3の配設位置の下面となる極線配設底面27から上方に向けて突出した凸部によって前記障害体25を成している。
上記障害体25は、正極線接続部5の導電板9の上平板9aの上方でターミナル端子21が位置するように負極線4をこの正極線接続部5に対応させたときに負極線4に設けられている大径部26が乗せ置かれるようにしているものであり、この障害体25の上方への突出量は、正極線接続部5に負極線4のターミナル端子21を対応させたときの大径部26の乗せ置きによって、正極線接続部5の導電板9の上平板9aと負極線4のターミナル端子21との間が離れる突出量とされている。即ち、第一の例での障害体25の働きと同じように、この凸部からなる障害体25に大径部26が乗せ置かれることで、前記上平板9aとターミナル端子21とを適正な重ね合わせの状態とはならないようにして両者の接続を不能とする。
この第二の例の端子台装置1での正極線3の接続について、正極線接続部5に正極線3を対応させる場合、上記障害体25が立ち上がっているが、正極線3自体には大径部26が設けられておらず、また障害体25も、正極線接続部5の極性に同じ極性の極線であるところの正極線3に非接触、或いは接触したとしても、正極線3の正極線接続部5への繋ぎを可能とする突出高さに規制されており、よって、正極線3のターミナル端子20を上平板9aに重ね合わせてネジ止めされる。
なお、上記各例において、正極線接続部5側に障害体25を設け、負極線4に大径部26を設けたものとしたが、逆の構成として負極線接続部6側に障害体25を設け、正極線3に大径部26を設けるようにすることも可能である。
上記負極線4が備える大径部26は負極線4に一体に形成されているものとして説明したが、つぎのように別成形された合成樹脂製の部材を取り付けることによって形成されるものであってもよい。例えば、図7はその一例を示していて、大径部26は、負極線4を中心になるようにしてこの負極線4を円弧形状とした対の半割部材28、29で挟み付けてなり、負極線4の端子取付部23の近傍部分24に、この負極線4より大径とした円柱形状の部分を形成するものとすることが可能である。
この例において、断面を略円弧形状としている一方の半割部材28は、他方の半割部材29に相対する対向面に係止爪30が設けられているとともに、他方の半割部材29は、前記係止爪30が挿入されて係止する係止孔31がその係止爪30に対応する位置にして設けられており、負極線4の端子取付部23の上記近傍部分24が間になるように半割部材28と半割部材29とを組み合わせ、半割部材28の係止爪30を半割部材29の係止孔31に挿入して係止させることで半割部材28と半割部材29とが連結されるようにしており、連結された半割部材28と半割部材29とで大径部26を形成するようにしている。なお、連結した半割部材28と半割部材29とは中央に位置することになった負極線4を強く締め付けており、負極線4の端子取付部23の近傍部分24に形成した大径部26が締め付け力によって移動することのないようにしている。
図9は上述した半割部材28と半割部材29との組み合わせから大径部26を形成した例の変形を示すものであり、半割部材28、半割部材29のそれぞれに端子取付部23側に延びる断面弧状の延設部32を設け、この対の延設部32で端子取付部23を取り囲んで保護する構造とすることも可能である。
なお、図3、図5に示す分解した構成では台座部11の下部(接続器として複数の端子台構成部分の下部が連続している部分)は端子台装置の説明を容易にするためにその図示を略した。
1…端子台装置
2…ケーブル
3…正極線
4…負極線
5…正極線接続部
6…負極線接続部
12…立壁
13…ターミナル端子
17…電力変換装置
A…制御機能を有する部分
B…端子台装置4を有する部分
20、21…ターミナル端子
22…立壁
23…端子取付部
24…近傍部分
25…障害体
26…大径部
27…極線配設底面
28、29…半割部材
30…係止爪
31…係止孔
32…延長部

Claims (5)

  1. 電気回路の正極に接続されている正極線接続部と負極に接続されている負極線接続部とを並設して有し、直流電力供給側での正極線と負極線とを対としたケーブルにおける前記正極線が前記正極線接続部に繋がり、前記ケーブルにおける前記負極線が前記負極線接続部に繋がる端子台装置であって、
    前記正極線または前記負極線のうちの一方の極線が配設される部分に障害体を有し
    前記正極線または前記負極線のうちの他方の極線は、当該他方の極線が繋がる前記正極線接続部または前記負極線接続部の近傍部分に大径部を有し、
    前記障害体は、前記正極線接続部または前記負極線接続部のうちの一方の接続部に対して同じ極性である前記一方の極線の接続に対しては障害とはならず、前記一方の接続部に対して異なる極性である前記他方の極線の接続に対しては前記大径部が前記障害体に乗せ置かれる状態にて当該接続が抑制される構成である、
    ことを特徴とする端子台装置。
  2. 前記障害体は、前記一方の極線の外径より広くかつ前記大径部の外径より狭い間隔で対向する一対の立壁から成ることを特徴とする請求項1に記載の端子台装置。
  3. 前記一方の極線と前記他方の極線は、それぞれ端子取付位置に前記正極線接続部または前記負極線接続部へ繋がるターミナル端子を有し、
    前記障害体は、前記一方の極線の端子取付位置の近傍部分に対応する位置に、前記一方の極線の配設位置の下方から上方に向けて突出する凸部であって、前記凸部の上方への突出量は、前記一方の極線の接続部に前記他方の極線のターミナル端子が対応したときの前記大径部の前記凸部への乗せ置きによって前記一方の極線の接続部と前記他方の極線のターミナル端子との間が離れる突出量である請求項1に記載の端子台装置。
  4. 前記他方の極線に設けられている前記大径部は、前記他方の極線を中心にしてこの他方の極線をそれぞれ円弧形状とした対の半割部材で挟み付けてなるものである請求項1から3の何れか一項に記載の端子台装置。
  5. 太陽電池など再生可能エネルギーによる直流電力とこの直流電力を交流電力に変換する変換部との間に上記請求項1から4の何れか一項の端子台装置が介在していて、前記直流電力の正極側が前記端子台装置の正極線接続部に導通されていると共に前記直流電力の負極側が前記端子台装置の負極線接続部に導通されていることを特徴とする電気機器。
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