JP2002141537A

JP2002141537A - 太陽電池モジュール用端子ボックス

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Publication number: JP2002141537A
Application number: JP2000329253A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hattori; 豊服部
Original assignee: Kitani Electric Co Ltd
Current assignee: Kitani Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-17
Anticipated expiration: 2020-10-27
Also published as: JP5192103B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化及び低コスト化を図る。【解決手段】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュ
ールＭの電極ａ接続用の対の端子板２０、２０を配設
し、その両端子板間に逆流防止用バイパスダイオード３
を設け、両端子板に外部接続用ケーブルＰを接続した太
陽電池モジュール用端子ボックスである。長尺状ボック
ス本体１１に端子板、ダイオード及びケーブルを直列に
配設し、電極ａはボックス本体の長辺側から端子板に接
続する。ボックス本体の樹脂成形時にケーブル等はイン
サートし、カバー３０には熱可塑性エラストマーを採用
する。インサート成形は防水性に優れエラストマーは弾
性があり嵌着により水密に取付け得る。ダイオードは端
子板間に素子１３を介在した構成とする。端子板がダイ
オードの一部品であれば、ダイオードに取付け用リード
が不要となり、小型化、作業工数の削減、ダイオード自
身のコストダウンを図り得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽光電池システムは、図２３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、図２４に示すように、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。

【０００３】その端子ボックスＢは、従来、特開平１１
−２６０３５号公報などに記載された図２５、２６に示
す構成である。すなわち、上面開口のボックス本体１内
に、太陽電池モジュールのプラス電極ａ及びマイナス電
極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。

【０００４】この構成の端子ボックスＢは、まず、ボッ
クス本体１の底面から立ち上がった突起４に端子板２を
その孔５を介して嵌合し、その突起４を、かしめたり、
超音波により溶かし拡径して端子板２をボックス本体１
に固定する。

【０００５】ダイオード３は、そのリード線３ａを端子
板２の孔２ａに挿入して半田付けにより端子板２に接続
する。外部接続用ケーブルＰは、ボックス本体１にその
側壁６を通って導入され、その側壁導入部は、側壁６を
半円形に切欠いた受座７と、その受座７にケーブルＰを
介在して被せられた固定板８とから成り、その固定板８
は超音波溶接、ビス止めなどによってボックス本体１に
固定する。ボックス本体１内にはシリコン樹脂を充填し
たり、パッキングを介在して防水及びダイオード３等の
固定をした後、カバー９を被せる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、太陽電池モジュ
ールＭの高性能化に伴い、そのモジュールＭに設けられ
る端子ボックスＢの小型化が望まれており、上記従来の
ものでは端子板２、ケーブルＰの配置に無駄があり、そ
の無駄をなくした端子ボックスＢが望まれている。

【０００７】また、従来では、ダイオード３の防水性な
どからボックス本体１内にシリコン樹脂を充填してお
り、他の防水手段が望まれている。

【０００８】さらに、従来では、端子板２、２間にダイ
オード３をその脚（リード線）３ａを半田付けして取付
けており、作業性の向上及びコストの低減の面等から、
ダイオード３の構成変更が望まれている。

【０００９】この発明は、端子ボックスの小型化を図る
ことを第１の課題、他の防水手段とすることを第２の課
題、ダイオード取付けの簡略化を図ることを第３の課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を達成す
るために、この発明は、外部接続用ケーブル、端子板、
ダイオードを直列に配設することとしたのである。各部
材（部品）を直列配設すれば、それを収納するボックス
も細長いもの（長尺状のもの）とすることができ、長尺
物は、従来の長方体のものに比べれば小型とし得る。

【００１１】上記第２の課題を解決するために、この発
明は、でき得るかぎりの部品をボックス本体の樹脂成形
時にインサートし、カバーにはエラストマーを採用する
こととしたのである。インサート成形は防水性に優れ、
エラストマーは弾性があって、嵌着によって水密に取付
け得る。エラストマーには成形性の面から熱可塑性のも
のが好ましい。

【００１２】上記第３の課題を解決するために、この発
明は、端子板をダイオードの一部品とすることとしたの
である。端子板がダイオードの一部品であれば、端子板
にダイオードを取付けるための脚が不要となり、それだ
け、小型化・作業工数の削減及びダイオード自身のコス
トダウンを図り得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記第１の課題を達成する発明の
実施形態としては、ボックス本体内に、太陽電池モジュ
ールのプラス電極及びマイナス電極が接続される対の端
子板を配設し、その両端子板間に逆流防止用バイパスダ
イオードを設けるとともに、両端子板にはそれぞれ外部
接続用ケーブルを接続した太陽電池モジュール用端子ボ
ックスにおいて、前記ボックス本体を長尺物とし、その
長さ方向に、前記端子板、バイパスダイオード及び外部
接続用ケーブルを直列に配設し、前記太陽電池モジュー
ルの両電極は前記ボックス本体の長辺側から前記端子板
に接続するようにした構成を採用し得る。

【００１４】上記第２の課題を達成する発明の実施形態
としては、ボックス本体内に、太陽電池モジュールプラ
ス電極及びマイナス電極が接続される対の端子板を配設
し、その両端子板間に逆流防止用バイパスダイオードを
設けるとともに、両端子板にはそれぞれ外部接続用ケー
ブルを接続した太陽電池モジュール用端子ボックスにお
いて、前記ボックス本体は上面が開口したものであり、
その上面を塞ぐカバーが、エラストマーから成って前記
ボックス本体に水密に嵌着固定されるものであり、かつ
前記ボックス本体は、前記外部接続用ケーブル及び上記
端子板をインサート樹脂成形したものである構成を採用
し得る。カバーとボックス本体の水密嵌着には周知の種
々の構成を採用する。

【００１５】この構成において、上記カバーを、中央部
をナイロン等の硬質材料から成る中芯とし、その中芯の
周囲にシリコンゴムなどのエラストマーから成る枠体を
嵌めたものとすれば、カバーの機械的強度が増して水密
な嵌着固定度が向上する。また、ケーブル（外被）の耐
熱温度よりボックス本体成形樹脂の成形温度が高い場合
には、ケーブルのインサート端末にその端末を被うバリ
止めリングを嵌めるとよい。このようにすれば、ボック
ス本体の成形時、そのリングによって熱伝導が抑制され
て、ケーブルの変形が防止されるとともに、その変形に
よる成形型との間隙も生じず、その間隙によって生じる
バリの発生もなくなる。

【００１６】上記第３の課題を達成する発明の実施形態
としては、ボックス本体内に、太陽電池モジュールのプ
ラス電極及びマイナス電極が接続される対の端子板を配
設し、その両端子板間に逆流防止用バイパスダイオード
を設けるとともに、両端子板にはそれぞれ外部接続用ケ
ーブルを接続した太陽電池モジュール用端子ボックスに
おいて、前記両端子板の一部を重ね、その重ね部にダイ
オード素子を介在接続して上記バイパスダイオードを前
記両端子板とダイオード素子から形成した構成を採用し
得る。

【００１７】上記各実施形態（変形態様も含む）はその
特徴、すなわち、「各部品の直列配設」、「インサート
成形とエラストマー製カバー」及び「端子板によるダイ
オード形成」を相互に、又は全てを兼ね備えたものとし
得る。

【００１８】上記太陽電池モジュールには、そのモジュ
ールの複数を一体化して、一モジュールからプラス電極
とマイナス電極の対がそのモジュール数に応じて設けら
れた、いわゆる多連ものがある。この場合には、上記各
構成において、上記バイパスダイオードを有する両端子
板の構成体の複数を直線状に並列し、その両端の端子板
にそれぞれ外部接続用ケーブルを接続した構成とする。
その構成体の数は、対の電極数に対応して、３連、５連
等と任意である。

【００１９】

【実施例】一実施例を図１乃至図３に示し、上面開口の
ＡＢＳ樹脂製長尺状ボックス本体１１内に、太陽電池モ
ジュールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続さ
れる対の端子板２０、２０を直線状に配設している。そ
の両電極ａ、ａは透孔１１ａを通して端子板２０の中程
２１に半田付けされる。端子板２０にはその一端２０ａ
でもって外部接続用ケーブルＰが圧着接続されており、
このケーブルＰと端子板２０は本体１１の成形時にイン
サートされる。ケーブルＰの端にはコネクタＣが設けら
れて、例えば、図２２に示すように接続される。ケーブ
ルＰと端子板２０の接続は、半田付け、スポット溶接等
の他の手段を採用し得る。両端子板２０、２０間には逆
流防止用バイパスダイオード３が半田付けられる。この
ダイオード３の取付けは、端子板２０のインサート後で
も、インサート前でもよい。

【００２０】ボックス本体１１の上面開口にはシリコン
ゴム等の熱可塑性エラストマー製のカバー３０を嵌着し
て防水性とする。この防水嵌着は、カバー３０側面の突
起３２をボックス本体１１内側面の突起１２に乗り込え
て圧接係止することにより行われる。そのカバー３０の
嵌合により、リブ３１でもって端子板２０が押圧されて
固定される（図３（ａ）参照）。

【００２１】図４、図５の実施例は、端子板２０をボッ
クス本体１１の成形後にその本体１１に取付けるように
したものであり、この端子板２０は係止孔２４に本体１
１のダボ２５（図６参照）を嵌入することにより固定さ
れるとともに、二又端２３にケーブル素線を嵌入するこ
とにより接続される。この接続は半田付けしてもスポッ
ト溶接してもよい。図中、１４は抜け止めリングであ
り、ケーブルシースに圧着される。

【００２２】図６及び図７に示す実施例は、ダイオード
３を端子板２０でもって構成したものであり、その対の
端子板２０の対向端２２、２２を上下に位置し、その間
にダイオード素子１３を半田付けにより介在接続してい
る。端子板２０はダボ２５による嵌合によって本体１１
に固着され、ケーブルＰは端子板２０にその二又端２３
にそのケーブル素線を嵌入することにより接続される。
この接続は半田付けしてもスポット溶接しても、かしめ
てもよい。また、端子板２０と素子１３から成るダイオ
ード３を本体１１の成形時にインサートしてもよい。

【００２３】カバー３０はそのリブ３１で端子板３０
（ダイオード３）を押させてそれらを固定している（図
７（ａ）参照）。また、カバー３０の側面には突起３２
が設けられ、この突起３２が本体１１の凹部１２ａに圧
接嵌合して、カバー３０が本体１１に確実に水密性をも
って嵌着固定される。

【００２４】図８乃至図１０は、従来と同様に、ダイオ
ード３に対し、ケーブルＰを直角に接続したものであ
り、図１０のごとく、ケーブルＰに端子板２０を圧着接
続後、それをインサートして本体１１を成形し、ダイオ
ード３を半田付けする。カバー３０はエラストマーで成
形し、本体１１に弾性嵌合する。この実施例において
も、上述の実施例のように、端子板２０とダイオード素
子１３でダイオード３を形成したものとし得る。

【００２５】図１１乃至図１４に示す各実施例は、上述
の各実施例において、対の電極ａ、ａを２個、５個等と
複数個接続して多連としたものである。このとき、中継
端子板２６には隣り合うモジュールＭの一方の電極ａが
それぞれ接続される。この連数は２連、３連、４連、５
連……と任意である。図１４中、１１ｃは図１０の端子
板２０を中継端子板に使用したことによる圧着部２０ａ
の被覆膨出部である。

【００２６】図１５、図１６には、ケーブルＰのインサ
ート端子にバリ止めリング４０を嵌めた実施例を示し、
この実施例は、例えば、ケーブル（外被）Ｐの耐熱温度
が１００〜１２０℃のもので、ボックス本体１１の成形
樹脂として、ザイロン（商品名）などの成形温度が２４
０℃などと高いものを使用する場合である。バリ止めリ
ング４０は、有蓋筒体４１とその外周面に突出した円状
突条４２とから成り、筒体４１の蓋部中央からケーブル
導体が導出され、筒体４１の端はボックス本体１１端面
と面一又は突出しており、この構成によって、ボックス
本体１１の成形樹脂がケーブル外被に触れることが極力
抑えられる。なお、支障がなければ、蓋、突条４２は省
略できる。また、突条４２は間欠的に形成したり、所要
数の突起とし得る。図中、４３は割れ目である。このバ
リ止めリング４０は、図１等に示した各実施例にも採用
し得ることは勿論である。

【００２７】図１７乃至図２１に示す実施例は、カバー
３０及びバリ止めリング４０の変形例であり、カバー３
０は、図１９又は図２０に示すように、ザイロン、ナイ
ロンなどの硬質材料から成る中芯３０ａと、その中芯３
０ａの周りに嵌着されてシリコンゴムなどのエラストマ
ーから成る枠体３０ｂとから構成され、同各図（ａ）か
ら（ｂ）に示すように、中芯３０ａと枠体３０ｂを嵌着
することにより一体化する。

【００２８】バリ止めリング４０は、半割りの外筒４０
ａと内筒４０ｂとから成り、外筒４０ａと内筒４０ｂは
環状の凹凸条４４ａ、４４ｂで嵌着され、外筒４０ａの
半割部はダボ４５ａとホゾ４５ｂでもって嵌着される。
内筒４０ｂの内面にはケーブルＰ外面への圧接リブ４６
が形成されている。このバリ止めリング４０は、図１７
及び図１８（ｂ）に示すように外筒４０ａの前縁及び後
部にボックス本体１１の成形時にその樹脂が被覆され
る。

【００２９】この実施例はボックス本体１１の平板状底
板１１ｃでもって接着テープ等により固定される。上記
カバー３０及びバリ止めリング４０の構成は上述の各実
施例にも採用し得ることは勿論である。

【００３０】上記各実施例は、図２２又は図２４に示す
ように従来と同様にしてモジュールＭの裏面にシール材
による水密性を維持して接着固定により取付けて使用す
る。なお、必要があれば、本体１１内に従来と同様にシ
リコン樹脂を充填し得る。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上のようにしたので、小型
化及びコストダウンを図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示し、（ａ）はカバーを外した斜視
図、（ｂ）は同カバーの下方からの斜視図

【図２】同実施例の要部分解斜視図

【図３】（ａ）は同実施例の切断正面図、（ｂ）は同切
断平面図、（ｃ）は下面図

【図４】他の実施例の分解斜視図

【図５】同実施例のカバーを外した斜視図

【図６】他の実施例を示し、（ａ）はカバーを外した斜
視図、（ｂ）は同カバーの下方からの斜視図

【図７】（ａ）は同実施例の切断正面図、（ｂ）は同切
断平面図、（ｃ）は下面図

【図８】他の実施例のカバーを外した斜視図

【図９】同実施例の切断正面図

【図１０】同実施例の要部斜視図

【図１１】（ａ）は他の実施例の分解斜視図、（ｂ）は
同カバーを外した斜視図

【図１２】（ａ）は他の実施例のカバーを外した斜視
図、（ｂ）は要部分解斜視図

【図１３】他の実施例の分解斜視図

【図１４】他の実施例の分解斜視図

【図１５】他の実施例の切断正面図

【図１６】同実施例のバリ止めリングを示し、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は右側面図

【図１７】他の実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）
は右側面図

【図１８】（ａ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ線断面図、
（ｂ）は同Ｂ−Ｂ線断面図

【図１９】同実施例のカバーの一例を示し、（ａ）は分
解斜視図、（ｂ）は組立後の斜視図

【図２０】同じカバーの他例を示し、（ａ）は分解斜視
図、（ｂ）は組立後の斜視図

【図２１】同実施例のバリ止めリングを示し、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は分解斜視図

【図２２】各実施例の使用態様図

【図２３】太陽光発電システムの概略図

【図２４】従来の端子ボックスの使用態様図

【図２５】従来例の分解斜視図

【図２６】（ａ）は同平面図、（ｂ）は右側縦断面図

【符号の説明】

１、１１ボックス本体２、２０端子板３逆流防止用バイパスダイオード１２、３２係合突起１３ダイオード素子２６中継端子板３０カバー３０ａカバー中芯３０ｂカバー枠体４０バリ止めリングａ太陽電池モジュールの電極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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュ
ールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される
対の端子板２０、２０を配設し、その両端子板２０、２
０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２０にはそれぞれ外部接続用ケーブルＰを
接続した太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、上記ボックス本体１１を長尺物とし、その長さ方向に、
上記端子板２０、バイパスダイオード３及び外部接続用
ケーブルＰを直列に配設し、上記太陽電池モジュールＭ
の両電極ａ、ａは前記ボックス本体１１の長辺側から前
記端子板２０に接続するように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。
【請求項２】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュ
ールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される
対の端子板２０、２０を配設し、その両端子板２０、２
０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２０にはそれぞれ外部接続用ケーブルＰを
接続した太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、上記ボックス本体１１は上面が開口したものであり、そ
の上面を塞ぐカバー３０が、エラストマーから成って前
記ボックス本体１１に水密に嵌着固定されるものであ
り、かつ前記ボックス本体１１は、上記外部接続用ケー
ブルＰ及び上記端子板２０をインサート樹脂成形したも
のであることを特徴とする太陽電池モジュール用端子ボ
ックス。
【請求項３】上記カバー３０は、中央部を硬質材料か
ら成る中芯とし、その中芯周囲にエラストマーから成る
枠体を嵌めたものであり、その枠体でもって上記ボック
ス本体１１に嵌着固定されるものであることを特徴とす
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。
【請求項４】上記外部接続用ケーブルＰのインサート
端末にその端末を被うバリ止めリングを嵌めたことを特
徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池モジュール用
端子ボックス。
【請求項５】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュ
ールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される
対の端子板２０、２０を配設し、その両端子板２０、２
０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２０にはそれぞれ外部接続用ケーブルＰを
接続した太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、上記両端子板２０、２０の一部を重ね、その重ね部にダ
イオード素子１３を介在接続して上記バイパスダイオー
ド３を前記両端子板２０とダイオード素子１３から形成
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。
【請求項６】上記両端子板２０、２０の一部を重ね、
その重ね部にダイオード素子１３を介在接続して上記バ
イパスダイオード３を前記両端子板２０とダイオード素
子１３から形成したことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
【請求項７】上記ボックス本体１１は上面が開口した
ものであり、その上面を塞ぐカバー３０が、エラストマ
ーから成って前記ボックス本体１１に水密に嵌着固定さ
れるものであり、かつ前記ボックス本体１１は、上記外
部接続用ケーブルＰ及び上記端子板２０をインサート樹
脂成形したものである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。
【請求項８】上記両端子板２０、２０の一部を重ね、
その重ね部にダイオード素子１３を介在接続して上記バ
イパスダイオード３を前記両端子板２０とダイオード素
子１３から形成したことを特徴とする請求項７に記載の
太陽電池モジュール用端子ボックス。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽
電池モジュール用端子ボックスＢにおいて、バイパスダ
イオード３を有する両端子板２０、２０の構成体の複数
を直線状に並列し、その両端の端子板２０にそれぞれ外
部接続用ケーブルＰを接続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。