JP2005332860A - 太陽電池モジュール用端子ボックス及びその太陽電池モジュール用端子ボックスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子板の浮き上がりや位置ずれを防止する。
【解決手段】 ボックス本体１０の基板１１上に複数の端子板３０が並設されている。このうちケーブル６０と未接続の端子板３０Ｂは、基板１１に一体に設けられた二つの係止部によって長さ方向の二箇所を係止されている。係止部の一方は、端子板３０Ｂに弾性係止可能な係止片１７として構成され、他方は、端子板３０Ｂの長さ方向の一端を嵌め込み可能な係止溝１８を備えて構成される。端子板３０Ｂの長さ方向の他端部を浮かせつつ端子板３０Ｂの長さ方向の一端を係止溝１８に嵌め込み、その状態で端子板３０Ｂの他端部を基板１１上に降ろすことで同他端部を係止片１７に弾性的に係止させる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、太陽電池モジュール用端子ボックス及びその太陽電池モジュール用端子ボックスの製造方法に関する。

太陽光発電システムは、家屋の屋根上に敷設した太陽電池パネルからの直流電流をインバータ等を介して各電器製品に供給する構成とされる。太陽電池パネルは複数の太陽電池モジュールからなり、各太陽電池モジュールの電極を端子ボックスを介して直列または並列接続した構造となっている。
従来の端子ボックスとしては、ボックス本体の基板上に二つ並んで配されて太陽電池モジュールの裏面側から引き出されたプラス電極及びマイナス電極にそれぞれ接続される端子板と、端子板の一端部に接続される外部接続用のケーブルと、二つの端子板間に架け渡される逆負荷時バイパス用のダイオードとを備えたものが知られている（例えば、以下の特許文献１を参照）。
特開２００１−３５８３５５公報

上記特許文献１の第４図に示すものは、ボックス本体の基板上に端子板が一本のねじによって固定されるにすぎないため、ねじ締めの途中もしくはねじ締めの後に、端子板が浮き上がったり位置ずれする懸念があった。また、ねじ締め作業が必要とされ、作業負担が大きいという問題もあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子板の浮き上がりや位置ずれを防止することを目的とする。また、他の目的は、端子板の組み付け作業性を改善することにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、ボックス本体の基板上に複数の端子板が並設されており、これら端子板が太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継している太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記端子板の中には、前記基板上に配された少なくとも二つの係止部によって長さ方向の少なくとも二箇所を係止されて前記基板上に保持されるものを含む構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記少なくとも二つの係止部は、いずれも前記ボックス本体に一体に設けられており、かつ、これら係止部のうちの一部または全部は、前記端子板に弾性係止可能な係止片として構成されるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記少なくとも二つの係止部は、いずれも前記ボックス本体に一体に設けられており、かつ、これら係止部のうちの一部は、前記端子板に弾性係止可能な係止片として構成され、残りの係止部のうちの一つは、前記端子板の長さ方向の一端を嵌め込み可能な係止溝を備えて構成されるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記基板の周縁部から側板が立ち上げられ、前記係止溝は、前記基板上でかつ前記側板の根元部分に配されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記載のものにおいて、前記基板上には、前記端子板に設けられた被係止孔に緊密に嵌合し得る係止突部が配設されており、前記係止突部は、前記端子板の一端を前記係止溝と対応する位置に位置合わせするに際して前記被係止孔に誘い込まれるよう、前記係止溝側へ向かって下り勾配となる案内面を有しているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項３ないし請求項５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の製造方法であって、前記端子板の長さ方向の他端部を浮かせつつ前記端子板の長さ方向の一端を前記係止溝に嵌め込み、その状態から前記他端部を前記基板上に降ろすことにより、同他端部を前記係止片に弾性的に係止させることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
端子板の長さ方向の少なくとも二箇所に係止部が係止することにより、端子板が基板上に保持されるようになっているから、各係止部の係止作用によって端子板の浮き上がりや位置ずれを防止することができる。

＜請求項２の発明＞
係止部がいずれもボックス本体に一体に設けられ、係止部の一部または全部が端子板に弾性係止可能な係止片として構成されるから、ねじ等の後付け部材を要することなく、端子板を基板にワンタッチで組み付けることができる。

＜請求項３の発明＞
係止部のうちの一部が端子板に弾性係止可能な係止片として構成され、残りの係止部の一つが端子板の長さ方向の一端を嵌め込み可能な係止溝を備えて構成されるから、端子板の一端を容易に位置決めすることができる。

＜請求項４の発明＞
係止溝が基板上でかつ側板の根元部分に配されているから、基板上に係止溝を形成するためのスペースを別途確保する必要がなく、基板上のスペースの有効利用を図れる。

＜請求項５の発明＞
係止突部が端子板の一端を係止溝と対応する位置に位置合わせするに際して被係止孔に誘い込まれるよう係止溝側へ向かって下り勾配となる案内面を有しているから、かかる案内面に端子板を沿わせることで基板に対する端子板の組み付け作業の円滑性が保障される。

＜請求項６の発明＞
端子板の長さ方向の他端部を浮かせつつ端子板の一端を係止溝に嵌め込み、その状態から端子板の他端部を基板上に降ろすことにより、端子板の他端部を係止片に弾性的に係止させているから、端子板をその長さ方向の両端部を位置決めした状態で簡単かつ確実に基板上に固定できる。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。本実施形態にかかる太陽電池モジュール用端子ボックスは、表面に直列接続された多数の太陽電池セルを配した太陽電池モジュール（図示せず）の裏面側に取り付けられるものであって、ボックス本体１０と、ボックス本体１０内に並設された多数の端子板３０と、隣接する端子板３０間に架け渡される逆流用のバイパスダイオード５０とを備えて構成される。

ボックス本体１０は、合成樹脂材によって上面開放の箱型に形成されており、その内部に絶縁樹脂が充填され、かつ、上方からカバー（図示せず）が被せられるようになっている。詳しくはボックス本体１０は、図１及び図２に示すように、複数の端子板３０が横並びで載置された略矩形状の基板１１と、基板１１の周縁部から立ち上げられて四方を取り囲む側板１２と、基板１１上の所定位置から立ち上げられて隣り合う端子板３０間を区画する仕切壁１３とを備える。基板１１には略方形状の開口１４が四つあいており、各開口１４に対応する端子板３０の先端部が臨んでいる。基板１１の各開口１４には太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極に接続されたリード（図示せず）が挿通され、挿通された各リードは端子板３０の先端部に半田付けにより接続可能とされている。

また、基板１１の上面において端子板３０が載置される領域は、図１及び図４に示すように、周囲よりも一段高くなった端子台１５として構成されている。端子台１５は、基板１１の裏面側からの押し上げに伴ない形成されるものであり、対応する基板１１の裏面側には凹所１６が形成されている。さらに、基板１１上には、本発明の係止部を構成する係止片１７と係止溝１８とが設けられ、係止片１７の近傍には係止突部１９が設けられているが、これらの構造については後に詳述する。
側板１２の一端側（図１に示す下側）の両側部には切り欠き２０が設けられ、ここに上方から外部出力用のケーブル６０が嵌め込まれ、さらにその上方からケーブル押さえ部材６５が嵌着されてケーブル６０が固定されるようになっている。仕切壁１３は、端子板３０の外縁形状に沿うように区画形成され、仕切壁１３内の端子板３０上にシリコン樹脂等の絶縁樹脂が充填されるようになっている。つまり、仕切壁１３は、絶縁樹脂の樹脂流れを塞き止め、ボックス本体１０内の全体に絶縁樹脂を充填しないことで絶縁樹脂を節約するものである。

端子板３０は、図２に示すように、導電性金属板により一端から他端にかけて長く延びた帯状に形成されている。基板１１の両側部に配された端子板３０Ａには対応する外部接続用のケーブル６０が接続されている。ケーブル６０の端末は被覆６１の剥離によって芯線６２が露出しており、この芯線６２に対して端子板３０Ａの端部に形成されたバレル部３１がかしめ付けられることにより、ケーブル６０と端子板３０Ａとが接続されるようになっている。なお、ケーブル６０の延出端にはコネクタ部（図示せず）が接続されている。

そして、隣り合う端子板３０Ｂ（上記基板１１の両側部に配された端子板３０Ａを除く）同士は、その一端部にて連繋部３２を介して一体に連なっている。このうち一方の端子板３０Ｂは太陽電池モジュール側との接点を備えておらず、他方の端子板３０Ｂより短寸に形成されてその先端周りが仕切壁１３に取り囲まれている。この一方の端子板３０Ｂが迂回して配されている分だけバイパスダイオード５０が発生する熱の放熱特性が高められている。
端子板３０の両側縁には付設部３３が側方へ張り出して設けられ、付設部３３の先端縁が隣り合う端子板３０間で対向状に配されている。また、隣り合う端子板３０間にはバイパスダイオード５０が架け渡されている。図示する場合には、三つのバイパスダイオード５０が端子板３０を長さ方向に横切って直列状に配されている。

バイパスダイオード５０は、メサ型のベアチップダイオード（図示せず）と一対の導体片５１とからなり、両導体片５１は互いの重合領域間にベアチップダイオードを挟み込むことでベアチップダイオードと電気的に接続されている。そして、両導体片５１は、互いの重合領域からそれぞれ反対方向に延び、その延出端側にて対応する端子板３０に半田溶接、抵抗溶接、もしくは超音波溶接等して接続されている。

さて、端子板３０には、図５に示すように、略方形状の被係止孔３５が設けられている。そして、基板１１において被係止孔３５と対応する位置には、端子板３０を位置決めするべく被係止孔３５に緊密に嵌め込まれる係止突部１９が一体に設けられている。係止突部１９は、平面視して略方形状をなし、その先端周縁部にテーパ状の切り欠き面２１を有している。係止突部１９の切り欠き面２１には、後述する係止溝１８側へ向かってテーパ状の下り勾配となる案内面２１Ａが含まれている。
また、基板１１において係止突部１９を挟んだ両側二位置には、撓み可能な一対の係止片１７が突出して形成されている。各係止片１７は、図３及び図４に示すように、基板１１から上方へ垂直に立ち上げられたあと内側へ折り返された形態とされ、その折り返し端１７Ａにて端子板３０の上面を基板１１側へ押さえ付けるようになっている。詳しくは係止片１７は、端子板３０が基板１１上に載せられる過程で対応する端子板３０の両側部の夫々と摺接して弾性的に拡開変形され、端子板３０が基板１１上に載せられるに伴ない復元してその折り返し端１７Ａを端子板３０の上面両側部に当接させ、端子板３０を基板１１側へ押し付け固定するものである。

複数の端子板３０のうちケーブル６０側と未接続とされた端子板３０Ｂの長さ方向の一端は、図５から図６にかけて示すように、基板１１上に配された係止溝１８に係合可能とされている。側板１２の根元部分からは庇部２２が一体に張り出し形成されており、この庇部２２と基板１１との間に、前記係止溝１８が設けられている。係止溝１８の溝壁を構成する庇部２２の下面は、係止突部１９側へ向かって昇り勾配となるテーパ状の差し込み案内面２２Ａとされている。したがって、端子板３０Ｂをその長さ方向の他端部を浮かせた斜め姿勢の状態として、端子板３０Ｂの長さ方向の一端を差し込み案内面２２Ａに沿わせつつ係止溝１８に嵌め込み、その状態から端子板３０Ｂの一端を傾倒支点として端子板３０Ｂの他端部を基板１１上に降ろすことにより、端子板３０Ｂの被係止孔３５に係止突部１９が嵌合するとともに端子板３０Ｂの両側部に係止片１７が弾性的に係止するようになっている。端子板３０Ｂを係止溝１８に差し込む過程で、係止突部１９の案内面２１Ａによって係止突部１９が端子板３０Ｂの被係止孔３５に誘い込まれるようになっている。

次に、本実施形態の製造方法及び作用効果を説明する。まず、基板１１の両側部に配された端子板３０Ａに関しては、端子板３０Ａのバレル部３１をケーブル６０の端末に露出された芯線６２にかしめ付けて端子板３０Ａとケーブル６０とをかしめ接続する。続いて、上方から端子板３０Ａを基板１１上に載置する。端子板３０Ａを基板１１上に載せる過程で、基板１１上の係止突部１９を端子板３０Ａの被係止孔３５に嵌め込むとともに基板１１上の係止片１７を端子板３０Ａとの当接によって弾性的に拡開変形させ、その後、係止突部１９を被係止孔３５に遊動規制した状態で緊密に嵌め込むとともに、係止片１７の復元によって端子板３０Ａをその浮き上がりを規制した状態で基板１１側へ押し付け固定する。そして、図７に示すように、上方からケーブル押さえ部材６５をケーブル６０に覆い被せつつ取り付け、ケーブル６０を基板１１上に固定する。

一方、ケーブル６０と非接続とされた端子板３０Ｂに関しては、端子板３０Ｂをその長さ方向の他端部を浮かせた斜め姿勢の状態として、端子板３０Ｂの長さ方向の一端を係止溝１８に浅く差し込む。次いで、端子板３０Ｂの他端部を係止突部１９の案内面２１Ａに沿わせるようにして端子板３０Ｂの一端を係止溝１８に深く差し込み、それとともに端子板３０Ｂの他端部を基板１１側へ倒して行く。端子板３０Ｂの他端部を倒して行く過程で、係止突部１９を被係止孔３５に嵌め込むとともに係止片１７を端子板３０Ｂとの当接によって弾性的に拡開変形させる。その後、図６に示すように、端子板３０Ｂの一端が係止溝１８の奥面に当て止めされて端子板３０Ｂの全体が略水平姿勢をとるときには、端子板３０Ｂの一端が係止溝１８にその浮き上がりを規制した状態で嵌合保持されるとともに、係止突部１９が被係止孔３５に遊動規制した状態で緊密に嵌め込まれ、かつ、端子板３０Ｂの他端部が係止片１７の復元によってその浮き上がりを規制した状態で基板１１側へ押し付け固定される。

続いて、バイパスダイオード５０を隣り合う端子板３０に架け渡すようにして載せ、バイパスダイオード５０の両導体片５１と端子板３０とが重なり合う部分に、半田溶接、抵抗溶接、もしくは超音波溶接を施し、両導体片５１と端子板３０とを電気的に接続する。本実施形態の場合には、例えば、超音波溶接を施すにあたり、アンビルとホーンチップとの間に端子板３０と両導体片５１とが挟持可能なように、図１及び図５に示すように、基板１１にアンビルの先端の進入を許容する開孔２９が設けられている。

その後、ボックス本体１０を太陽電池モジュールの裏面側に両面テープで接着もしくはボルトで固着する。取り付けの過程で太陽電池モジュールの両電極に接続されたリードを基板１１の開口１４を通してボックス本体１０内に引き込み、かかるリードを端子板３０の先端部に半田接続する。そして、絶縁樹脂を仕切壁１３内の端子板３０上に充填し、さらにカバーをボックス本体１０に被せて内部を液密状となす。

以上説明したように本実施形態によれば、端子板３０Ｂの長さ方向の一端が係止溝１８との係合によって位置決めされた状態で保持され、端子板３０Ｂの長さ方向の他端部が係止片１７との係合によって保持されるようになっているから、かかる端子板３０Ｂの長さ方向の二箇所に対する係止作用により、端子板３０Ｂの浮き上がりや位置ずれを確実に防止することができる。

また、係止溝１８と係止片１７のいずれもボックス本体１０に一体に設けられ、係止片１７が弾性変形可能とされているから、ねじ等の後付け部材を要することなく、端子板３０Ｂを基板１１にワンタッチで組み付けることができる。その結果、従来と違って煩雑なねじ締め作業を行わずに済み、組み付け作業性を改善できる。

さらに、係止溝１８が基板１１上でかつ側板１２の根元部分に配されているから、基板１１上に係止溝１８を形成するためのスペースを別途確保する必要がなく、基板１１上のスペースの有効利用を図れる。
さらにまた、係止突部１９が被係止孔３５への誘い込み用の案内面２１Ａを有しているから、端子板３０Ｂの一端を係止溝１８に嵌め込んだ状態で、端子板３０Ｂを基板１１に容易に取り付けることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、二つの係止部が端子板の長さ方向の二箇所にそれぞれ係合するものであったが、本発明においては、三つ以上の係止部が端子板の長さ方向の三箇所以上にそれぞれ係合してもよい。
（２）上記実施形態では、係止部が係止溝と係止片とから構成されていたが、本発明においては、係止部が端子板の長さ方向の少なくとも二箇所を保持する少なくとも二つの係止片のみによって構成されてもよい。また、三つ以上の係止部が設けられる場合には、二つ以上の係止片によって端子板の長さ方向の途中部分を保持させ、残りの一つの係止溝によって端子板の長さ方向の一端を嵌め込んだ状態で保持する態様であっても構わない。

（３）上記実施形態では、側板に庇部を設けられることで基板との間に係止溝を形成していたが、本発明においては、側板の根元部分を切り欠くことで基板との間に係止溝を形成してもよい。また、側板と関係なく、基板上に縦壁を立てて、この縦壁に庇部を設けたり根元部分を切り欠いたりすることで係止溝を形成しても構わない。
（４）上記実施形態では、ケーブルに未接続の端子板の長さ方向の二箇所を係止部によって保持するものであったが、本発明においては、ケーブルに接続された端子板の長さ方向の二箇所を係止部によって保持してもよい。

本発明の実施形態において端子板を組み付ける前のボックス本体の平面図 本発明の実施形態において端子板を組み付けた後のボックス本体の平面図 係止片の形成部位におけるボックス本体の縦断面図 図３の要部拡大図 端子板とボックス本体の分解側断面図 端子板を組み付けた後のボックス本体の側断面図 ケーブルの固定部位におけるボックス本体の縦断面図

符号の説明

１０…ボックス本体
１１…基板
１２…側板
１４…開口
１５…端子台
１７…係止片
１８…係止溝
１９…係止突部
２２…庇部
３０Ｂ…端子板

Claims (6)

1. ボックス本体の基板上に複数の端子板が並設されており、これら端子板が太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継している太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
   前記端子板の中には、前記基板上に配された少なくとも二つの係止部によって長さ方向の少なくとも二箇所を係止されて前記基板上に保持されるものを含む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. 前記少なくとも二つの係止部は、いずれも前記ボックス本体に一体に設けられており、かつ、これら係止部のうちの一部または全部は、前記端子板に弾性係止可能な係止片として構成され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。
3. 前記少なくとも二つの係止部は、いずれも前記ボックス本体に一体に設けられており、かつ、これら係止部のうちの一部は、前記端子板に弾性係止可能な係止片として構成され、残りの係止部のうちの一つは、前記端子板の長さ方向の一端を嵌め込み可能な係止溝を備えて構成され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。
4. 前記基板の周縁部から側板が立ち上げられ、前記係止溝は、前記基板上でかつ前記側板の根元部分に配されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
5. 前記基板上には、前記端子板に設けられた被係止孔に緊密に嵌合し得る係止突部が配設されており、
   前記係止突部は、前記端子板の一端を前記係止溝と対応する位置に位置合わせするに際して前記被係止孔に誘い込まれるよう、前記係止溝側へ向かって下り勾配となる案内面を有していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
6. 請求項３ないし請求項５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の製造方法であって、
   前記端子板の長さ方向の他端部を浮かせつつ前記端子板の長さ方向の一端を前記係止溝に嵌め込み、その状態から前記他端部を前記基板上に降ろすことにより、同他端部を前記係止片に弾性的に係止させ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の製造方法。

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