CN105281660B - 端子盒及输出线的连接方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够稳定且可靠地制作需要的余长的端子盒及输出线的连接方法。端子盒具备端子板和盒主体，上述端子板与输出线连接，上述盒主体收纳端子板。端子板具有与输出线电连接的连接部和余长生成部。余长生成部具有输出线插通的开口，盒主体在与开口对应的部位具有输出线插通的导入孔。在输出线插通导入孔和开口并向连接部连接时，余长生成部为相对于连接部以第1角度倾斜的姿势，在输出线与连接部连接了的状态下，余长生成部为相对于连接部以比第1角度小的第2角度倾斜的姿势。
Description
技术领域
本发明涉及端子盒及输出线向端子盒连接的连接方法，上述输出线将由太阳能电池模块发电的电力取出。
背景技术
太阳光发电系统将在房屋的屋顶上铺设的多个太阳能电池模块中发电的直流电力由功率调节器（逆变器）变换为交流电力供给至各电器产品。多个太阳能电池模块经由配置于各太阳能电池模块背面的端子盒，用外部缆线串联地连接。
一般地，端子盒为下述结构：将太阳能电池模块的正极输出线及负极输出线和输出缆线连接至配设于上表面开口的盒主体内的多个端子板，在该端子板间设置有旁路二极管。
在日本特许第4384241号中，公开有下述端子盒：将从太阳能电池串（太阳能电池模块）的背面延伸的输出引线（输出线）安装固定于被载置在盒主体的内部的端子台（端子板）。在该端子盒中，被从外部导入至盒主体的内部的输出引线在将端子台的开口部插通后，推碰在该开口部的缘部上并向端子台的一方的缘部侧弯折，将其弯折前端部进一步推碰在端子台的一方的缘部上并弯折直到向下方折回，将输出引线卡止于端子台。此后，借助软钎焊将输出引线固定于端子台。
在太阳能电池模块的输出线和端子盒内的端子板电连接的状态下，有输出线受温度变化的影响而在长度方向上伸缩的情况。此时，如果输出线未留有能够吸收伸缩的长度的余量（以下称作“余长”）地连接于端子板，则在输出线和端子板的连接部位作用应力，在输出线和端子板之间有发生连接不良的危险。例如，在日本特许第4384241号的端子盒中，在输出引线未留有余长地连接于端子台的情况下，由于输出引线的伸缩，在软钎焊的部位发生裂纹和剥落，存在连接不良的危险。
为消除连接不良，在将输出线连接于端子板的操作时，现场的操作者在输出线上制作余长后进行连接即可，但如果将制作余长委托给操作者，则有发生忘记制作余长或余长的长度不均的危险。如果在操作者忘记余长或余长不足的情况下将输出线连接于端子板时，有连接不良依然发生的危险。
发明内容
在本发明的技术方案中，提供一种能够稳定且可靠地制作需要的余长的端子盒及输出线的连接方法。
本发明所涉及的端子盒的一个技术方案是，具备端子板和盒主体，上述端子板与输出线连接，上述输出线将由太阳能电池模块发电的电力取出，上述盒主体收纳上述端子板；上述端子板具有连接部和余长生成部，上述连接部与上述输出线电连接，上述余长生成部经由支承部分向与上述连接部相反的方向伸出，上述支承部分设置在该连接部的端部；上述余长生成部具有上述输出线插通的开口；上述支承部分是上述余长生成部相对于上述连接部的角度变化时的支点；上述盒主体在与上述开口对应的部位具有上述输出线插通的导入孔；在上述输出线插通上述导入孔和上述开口并向上述连接部连接时，上述余长生成部为相对于上述连接部以第1角度倾斜的姿势；在上述输出线与上述连接部连接了的状态下，上述余长生成部为相对于上述连接部以比上述第1角度小的第2角度倾斜的姿势。
在该技术方案中，在端子板上设置连接部和余长生成部，在余长生成部相对于连接部以第1角度倾斜的姿势下将输出线向连接部连接并固定，在输出线与连接部连接了的状态下，将余长生成部相对于连接部的角度设为比第1角度小，成为以第2角度倾斜的姿势，由此，能够简单且可靠地在输出线上得到一定长度的余长。在现场的操作者通过手工操作来制作余长的情况下，有发生忘记制作余长或余长不均的危险，但如果是该结构，则不存在发生那样的不良情况的危险，能够使已安装于太阳能电池模块时的端子盒的品质稳定。此外，能够通过目视确认余长生成部和连接部的倾斜是第1角度还是第2角度，所以能够容易地确认余长是否被确保。
在本发明所涉及的端子盒的一个技术方案中，上述余长生成部为以上述支承部分为固定端的悬臂梁状，上述支承部分的宽度比形成有上述开口的部位的宽度小。
如果是该技术方案，则通过推压形成有开口的部位，能够以支承部分为支点使余长生成部相对于连接部的角度较大地变化。此外，支承部分的宽度比形成有开口的部位的宽度小，所以使角度变化所需要的力较小即可，能够在余长生成部不发生变形或扭转的情况下使角度变化。
在本发明所涉及的端子盒的一个技术方案中，上述开口为矩形，在上述开口的四边中最接近上述连接部的一边上具有引导部分，上述引导部分将被插通的上述输出线向上述连接部引导。
输出线插通导入孔、开口，在穿过开口部的部位被折弯，以沿着余长生成部延伸至连接部的方式被导入。此时，输出线接触于开口的四边中最接近连接部的一边，同时被折弯，所以，如果该一边为边缘状，则存在损伤输出线的危险。鉴于此，通过在该一边形成引导部分，能够在不损伤输出线的情况下使其顺畅地弯曲而引导至连接部。
本发明所涉及的输出线的连接方法的一个技术方案是，端子盒具备端子板和盒主体，上述端子板与输出线连接，上述输出线将由太阳能电池模块发电的电力取出，上述盒主体收纳上述端子板；在端子盒中，上述端子板具有连接部和余长生成部，上述连接部与上述输出线电连接，上述余长生成部经由支承部分向与上述连接部相反的方向伸出，上述支承部分设置在该连接部的端部；上述余长生成部具有上述输出线插通的开口；上述支承部分是上述余长生成部相对于上述连接部的角度变化时的支点；上述盒主体在与上述开口对应的部位具有上述输出线插通的导入孔；在上述余长生成部相对于上述连接部以第1角度倾斜的姿势下使上述输出线插通上述导入孔和上述开口并与上述连接部连接，然后，使上述余长生成部变位直到相对于上述连接部以比上述第1角度小的第2角度倾斜的姿势，由此，制作上述输出线的余长。
在该技术方案中，在端子板上设置连接部和余长生成部，在余长生成部相对于连接部以第1角度倾斜的状态下将输出线向连接部连接并固定，然后，使余长生成部变位直到成为相对于连接部以第2角度倾斜的状态，由此，能够简单且可靠地在输出线上制作一定长度的余长。在现场的操作者通过手工操作来制作余长的情况下，有发生忘记制作余长或余长不均的危险，但如果是该方法，则不存在发生那样的不良情况的危险，能够使已安装于太阳能电池模块时的端子盒的品质稳定。此外，能够通过目视确认余长生成部和连接部的倾斜是仍第1角度还是变为第2角度，所以，对于倾斜为第1角度的端子板能够使倾斜变化至第2角度而可靠地确保余长。
附图说明
图1是表示涉及本实施方式的端子盒的结构的立体图。
图2是表示已从收纳部拆下端子板等的状态的端子盒的结构的分解立体图。
图3是表示已从收纳部拆下连接部件的状态的端子盒的结构的立体图。
图4是表示端子板的结构的立体图。
图5是表示连接部件的结构的立体图。
图6是表示输出线连接于端子板、余长生成部为第1角度的状态的立体图。
图7是图6的VII-VII线剖视图。
图8是表示输出线连接于端子板、余长生成部为第2角度的状态的立体图。
图9是图8的IX-IX线剖视图。
具体实施方式
1.端子盒的结构
以下，利用附图对本发明所涉及的端子盒的实施方式进行说明。如图1所示，端子盒具备盒主体100、盖体700、安装于盒主体100的内部的3张端子板200、3个连接部件300、二极管400和输出缆线500。盒主体100和盖体700由树脂等绝缘体构成，端子板200和连接部件300由铜合金等金属构成。盒主体100形成为上方开口的大致箱状。盒主体100的上方的开口能够被盖体700闭塞。另外，在以后的说明中，在需要区别3张端子板200时，称作第1端子板201、第2端子板202、第3端子板203。
盒主体100具备收纳部102和缆线保持部130。在缆线保持部130上形成有两个贯通孔（未图示）。在两个贯通孔中，分别插入有正极侧和负极侧的两根输出缆线500，通过缆线保持配件（未图示）被相对于盒主体100固定。在以下的说明中，将盒主体100中存在缆线保持部130的一侧设为后，将与后对置的一侧设为前，将开口的一侧设为上，将与上对置的一侧设为下。此外，将与前后方向及上下方向正交的方向（端子板200的排列方向）称为左右。
收纳部102具备底壁110和从底壁110的周缘立设并将三个方向包围的侧壁120。由该底壁110、侧壁120和缆线保持部130的前方侧的端壁限定收纳空间140。由此，收纳部102构成为上方开口的大致箱状。在收纳空间140的内部，收纳有3张端子板200、3个连接部件300、二极管400。端子板200是用于将由太阳能电池模块（未图示）发电的电力取出的输出线600和输出缆线500电连接的中介的零件。由此，能够将由太阳能电池模块发电的电力从输出缆线500输出。后述有关端子板200及连接部件300的结构。输出线600如图6～图9所示，是带状的金属端子。
如图2所示，从底壁110的上表面形成有多个凸部116和爪部118、端子板200被凸部116支承，由爪部118固定。即，端子板200从底壁110的上表面离开凸部116的高度地被载置。
如图1所示，底壁110比前方及左右的侧壁120更向外方伸出而形成有凸缘150。凸缘150的上表面和侧壁120的外表面之间形成有肋160。借助该肋160，使凸缘150的强度提高。此外，在左右的侧壁120的上端部附近，分别各形成有两个卡止孔122。
如图3所示，在盒主体100的底壁110上，作为贯通孔形成有3个第1接头导入孔112和3个第2接头导入孔114，上述第1接头导入孔112在前方沿左右方向并列地设置且为矩形的贯通孔，上述第2接头导入孔114在后方沿左右方向并列地设置且为矩形的贯通孔。太阳能电池模块的输出线600穿过该第1接头导入孔112或第2接头导入孔114，导入至收纳空间140内。另外，第1接头导入孔112是导入孔的一个例子。
如图1所示，盖体700是闭塞收纳部102的上方的开口的平板状的部件。盖体700的形状匹配于收纳部102的俯视形状，在本实施方式中，呈大致矩形。在本实施方式的端子盒中，盖体700构成为端子盒的上壁。
在盖体700的左右侧的侧面上，分别形成有各两个向侧方突出的卡止爪702。卡止爪702嵌入于形成在侧壁120的卡止孔122。由此，相对于盒主体100，盖体700被卡止固定。
在三个被排列的端子板200内，配置于两端的第1端子板201和第3端子板203这两张是正极的端子板200，配置于中央的第2端子板202是负极的端子板200。第1端子板201和第3端子板203经由图3所示的连接板204导通。在第1端子板201上连接有正极侧的输出缆线500，在第2端子板202上连接有负极侧的输出缆线500。第3端子板203不具有连接输出缆线500的结构。
如图4所示，端子板200具备余长生成部210、载置部220、第1开口230、第2开口240、弹性变形部250、二极管连接部260、缆线连接部270。载置部220是具有规定面积的平坦的面，在此载置输出线600的前端，确保与端子板200之间的电连接。另外，载置部220是连接部的一例，第1开口230是开口的一例。
第2开口240是设置于载置部220的后方的矩形的贯通孔，在安装于盒主体100的状态下，在俯视下形成为与第2接头导入孔114重叠。
在第2开口240的后方，形成有弹性变形部250。弹性变形部250形成为在将端子板200沿前后方向切断时的截面形状呈U字形。该U字形的部分的间隔根据弹性变形而变化，由此，端子板200的前后方向的长度发生变化。因此，即使由于外部的温度变化等，端子板200在前后方向（长度方向）上发生伸缩，弹性变形部250也会吸收端子板200的伸缩量，能够防止在盒主体100的凸部116或爪部118上作用应力而破损。
在弹性变形部250的后方，形成有二极管连接部260。二极管连接部260与后述的缆线连接部270只形成于第1端子板201和第2端子板202，不形成于第3端子板203。二极管连接部260具有朝向左右方向开口的狭缝，将在左右方向上延伸的二极管400的端子402（参照图2）压入于该狭缝。由此，确保二极管400和第1端子板201及第2端子板202的电连接，同时保持二极管400。
该二极管400是旁路二极管，具有在任意太阳能电池模块由于进入至背阴处等理由不能发电时将该太阳能电池模块旁路而使电流流通的功能。由此，防止不能发电的太阳能电池模块成为电负载，降低系统整体的发电效率。
缆线连接部270在将端子板200沿左右方向切断时的截面具有U字形，在该部分载置输出缆线500的芯线502。而且，用U字形的部分将芯线502包起来并敛缝，由此，确保端子板200和输出缆线500之间的电连接。
余长生成部210形成于载置部220的前方。在余长生成部210的最后方的部分形成有两根作为桥的支承部分212，上述支承部分212与载置部220相连并在前后方向上延伸，在比支承部分212更靠前方处形成有摆动部分214，上述摆动部分214能够以支承部分212为支点在上下方向上摆动且具有平坦的面。即，余长生成部210是以支承部分212为固定端的悬臂梁状。由此，能够以支承部分212为支点，使摆动部分214较大地变位。
余长生成部210呈从摆动部分214至支承部分212左右方向的宽度逐渐变小的球拍形。由此，在使摆动部分214变位时，能够在应力不集中于摆动部分214和支承部分212的边界的情况下，使摆动部分214和支承部分212一体地变位。此外，使摆动部分214变位的力较小即可。
在初期状态中，摆动部分214以支承部分212为支点，相对于载置部220向上方倾斜第1角度A（例如30度）（参照图7）。第1角度A是载置部220的平坦的面和摆动部分214的平坦的面构成的角度中的为锐角的角度。
在摆动部分214的中央形成有矩形的第1开口230，其周围成为框部分216。形成为，在将端子板200安装于盒主体100的状态下，并且在摆动部分214处于与载置部220平行的姿势时，在俯视下第1开口230与第１接头导入孔112重叠。在第1开口230的4边中最接近支承部分212的边上，为了将输出线600在不损伤的情况下顺畅地导入收纳空间140，而形成有朝向第１接头导入孔112弯曲的引导部分232。
第2端子板202的余长生成部210在框部分216的左右两侧具有朝向上方的突起218。突起218是将框部分216压力加工而形成的。详细情况后述，但直到将输出线600连接至端子板200为止，摆动部分214相对于载置部220的倾斜即第1角度A一直被维持，连接完成后，推压框部分216，使其以支承部分212为支点而摆动，摆动部分214成为相对于载置部220大致平行的姿势。因此，框部分216需要不会因推压而变形或扭转的足够的强度。突起218是为了确保其强度而设置的。
在本实施方式中，突起218没有形成于框部分216的最前处的在左右方向上延伸的部分上，但也可以形成于该部位。此外，在本实施方式中，突起218未形成于第1端子板201和第3端子板203上，但也可形成于那些部位。进而，如果即使没有突起218也能够充分确保框部分216的强度，则不需要设置突起218。如果不设置突起218，则能够减少端子板200的制造成本。
在本实施方式中，余长生成部210为从摆动部分214至支承部分212左右方向的宽度逐渐变小的形状，但不限于该形状。也可以为摆动部分214和支承部分212不连续地相连那样的形状，例如为摆动部分214的外形为矩形且支承部分212从其中的一边延伸的形状。此外，摆动部分214的外形也可以是圆形。
在本实施方式中，第1开口230为矩形，但是例如也可以为圆形。摆动部分214的外形和第1开口230的形状可以选取任意形状。
连接部件300是用于将输出线600的端部推压于载置部220并固定输出线600同时确保电连接的零件，上述输出线600穿过第1接头导入孔112和第1开口230、或第2接头导入孔114和第2开口240被导入至收纳空间140。如图5所示，连接部件300具备上部310和从上表面的两侧端垂下的侧部320。此外，具备突出部330，上述突出部330以处于与各个侧部320同一平面上的方式从上表面的两侧端垂下且向后方伸出。在该突出部330上形成有被支承孔332。
在将连接部件300组装于端子板200时，将被支承孔332嵌入至设置于端子板200的弹性变形部250上的突起252（参照图4）。由此，被支承孔332在突起252的周围旋转，连接部件300能够相对于端子板200转动，能够取得载置部220和后述的施力部340接触的固定姿势（参照图6的第1端子板201）、载置部220和施力部340离开间隔的开放姿势（参照图6的第2端子板202）。
在侧部320上形成有大致L字形地开口的卡合孔322。该卡合孔322在将连接部件300设为固定姿势时，与从载置部220向左右方向突出的卡合部分222（参照图4）及盒主体100的圆突起119（参照图2）卡合，能够将连接部件300维持于固定姿势。
在被上部310和侧部320包围的空间中设置有施力部340。施力部340形成为下述形状：将上部310的后端部分向内侧下方弯折且具有弹性。施力部340在端子板200的载置部220上载置有输出线600的状态下将连接部件300从开放姿势变为固定姿势时，作用将输出线600推压于载置部220的作用力。由此，能够将输出线600挟持固定于端子板200和连接部件300之间，同时确保输出线600和端子板200之间的电连接。
2.输出接头的连接方法
接着，利用附图对将太阳能电池模块的输出线600连接于该盒主体100内的端子板200的方法进行说明。
将输出线600连接于端子板200时，首先，在使连接部件300处于如图6所示的第2端子板202那样的开放姿势的状态下，将输出线600经由第1接头导入孔112、第1开口230引导至收纳空间140。然后，使输出线600的前端部分顺沿着引导部分232同时弯折，使其位于端子板200的载置部220上。此时，如图6、图7所示，余长生成部210相对于载置部220具有第1角度A，输出线600沿着余长生成部210的倾斜延伸至载置部220。即，输出线600在位于比载置部220靠上方的第1开口230的引导部分232处顺畅地弯曲，在摆动部分214上向斜后方降下，在支承部分212处向水平弯曲，到达载置部220。
接着，使连接部件300从开放姿势转动至固定姿势侧。该转动进行直到卡合部分222和卡合孔322卡合。图6所示的第1端子板201和第3端子板203为固定姿势的状态。如图7所示，如果连接部件300成为固定姿势，施力部340向输出线600施加作用力，输出线600被夹持固定在端子板200和连接部件300之间。由此，输出线600与端子板200电连接。
接着，借助一字槽螺钉旋具等任意工具或夹具，将余长生成部210的框部分216向下推压。由此，摆动部分214以支承部分212为支点摆动，向下方即第1角度A变小的方向移动，但输出线600不跟随摆动部分214。将框部分216向下推压至摆动部分214与载置部220大致平行的位置。
借助该推压，支承部分212发生塑性变形，所以即使此后停止推压，也如图8、图9所示，维持摆动部分214和载置部220大致平行的状态。此时，输出线600不接触于第1接头导入孔112和第1开口230，向上方倾斜的部分作为余长，而被连接至端子板200。
之后，将停止向框部分216的推压之后的摆动部分214相对于载置部220的角度称为第2角度。第2角度也与第1角度A同样地，是载置部220的平坦的面和摆动部分214的平坦的面构成的角度中的为锐角的角度。但是，第2角度比第1角度A小。当摆动部分214成为相对于载置部220大致平行的姿势时的第2角度为大致0度。另外，在本实施方式中，对摆动部分214和载置部220大致平行的状态即第2角度为大致0度的状态进行了说明，但如果能确保需要的余长，只要是比第1角度A小的角度，第2角度比0度大或小均可。
在摆动部分214和载置部220大致平行的状态下，输出线600留有余长，同时连接于端子板200，所以即使输出线600由于太阳能电池模块的温度变化等在长度方向上伸缩，也能够由余长的部分吸收输出线600的伸缩。因此，即使存在输出线600的伸缩，也不会在输出线600和端子板200之间作用应力，不存在输出线600和端子板200之间发生接触不良的危险，所以能够维持稳定的接触状态。
这样，在端子板200上设置余长生成部210，在该余长生成部210的摆动部分214相对于载置部220以第1角度A倾斜的状态下将输出线600固定于载置部220，此后，通过推压使摆动部分214和载置部220成为大致平行的状态，由此能够简单地且可靠地在输出线600上制作一定长度的余长。在现场的操作者通过手工操作来确保余长的情况下，存在发生忘记制作余长或余长不均的危险，但如果是本实施方式所涉及的端子盒的结构，则不存在发生那样的不良情况的危险，能够使已安装于太阳能电池模块时的端子盒的品质稳定。此外，由于能够目视摆动部分214与载置部220的倾斜是第1角度A还是大致平行而确认余长是否被确保，所以对于摆动部分214和载置部220的倾斜为第1角度A的端子板200使倾斜变化为大致平行，能够可靠地确保余长。由此，能够防止忘记制作余长（忘记推压框部分216）。
在本实施方式中，将摆动部分214向下方推压至与载置部220大致平行，但根据端子板200的材料，存在以下情况：如果停止向框部分216的推压，则即使支承部分212已发生塑性变形，也由于材料的回弹，摆动部分214从大致平行的状态稍微恢复，第2角度变得比大致0度大。
在为了确保需要的余长而需要使第2角度为大致0度的情况下，也可以推压框部分216直到摆动部分214相对于载置部220向相反侧（下侧）倾斜。在盒主体100中，端子板200从底壁110向上离开间隔而配置，且在摆动部分214的下方没有凸部116和爪部118（参照图2、图3），所以能够将摆动部分214推压直到相对于载置部220向相反侧倾斜。由此，即使存在材料的回弹，也能够将第2角度设为大致0度。此外，即使材料的回弹较小，第2角度为比0度小的负角度，只要确保需要的余长，就不存在问题。
在本实施方式中，将输出线600经由具有余长生成部210的第1开口230导入，但根据输出线600的位置，也可以将输出线600经由第2开口240导入并固定于载置部220。但是，第2开口240不具有余长生成部210，所以为了确保余长，操作者需要手动制作余长。
Claims (4)
1.一种端子盒，其特征在于，
具备端子板和盒主体，上述端子板与输出线连接，上述输出线将由太阳能电池模块发电的电力取出，上述盒主体收纳上述端子板；
上述端子板具有连接部和余长生成部，上述连接部与上述输出线电连接，上述余长生成部经由支承部分向与上述连接部相反的方向伸出，上述支承部分设置在该连接部的端部；
上述余长生成部具有上述输出线插通的开口；
上述支承部分是上述余长生成部相对于上述连接部的角度变化时的支点；
上述盒主体在与上述开口对应的部位具有上述输出线插通的导入孔；
在上述输出线插通上述导入孔和上述开口并向上述连接部连接时，上述余长生成部为相对于上述连接部以第1角度倾斜的姿势；
在上述输出线与上述连接部连接了的状态下，上述余长生成部为相对于上述连接部以比上述第1角度小的第2角度倾斜的姿势。
2.如权利要求1所述的端子盒，其特征在于，
上述余长生成部为以上述支承部分为固定端的悬臂梁状，上述支承部分的宽度比形成有上述开口的部位的宽度小。
3.如权利要求1或2所述的端子盒，其特征在于，
上述开口为矩形，在上述开口的四边中最接近上述连接部的一边上具有引导部分，上述引导部分将被插通的上述输出线向上述连接部引导。
4.一种输出线的连接方法，其特征在于，
端子盒具备端子板和盒主体，上述端子板与输出线连接，上述输出线将由太阳能电池模块发电的电力取出，上述盒主体收纳上述端子板；
在端子盒中，
上述端子板具有连接部和余长生成部，上述连接部与上述输出线电连接，上述余长生成部经由支承部分向与上述连接部相反的方向伸出，上述支承部分设置在该连接部的端部；
上述余长生成部具有上述输出线插通的开口；
上述支承部分是上述余长生成部相对于上述连接部的角度变化时的支点；
上述盒主体在与上述开口对应的部位具有上述输出线插通的导入孔；
在上述余长生成部相对于上述连接部以第1角度倾斜的姿势下使上述输出线插通上述导入孔和上述开口并与上述连接部连接，然后，使上述余长生成部变位直到相对于上述连接部以比上述第1角度小的第2角度倾斜的姿势，由此，制作上述输出线的余长。
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