JP2006135246A - Terminal box for solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュール用端子ボックスに関する。 The present invention relates to a terminal box for a solar cell module.
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ものである。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。 The solar power generation system supplies a direct current from a solar cell panel laid on the roof of a house to each electrical appliance via an inverter or the like. A solar cell panel consists of a plurality of solar cell modules, and has a structure in which the electrodes of each solar cell module are connected in series or in parallel via a terminal box.
従来の端子ボックスとしては、ボックス内に隣接して配されて一端が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接続されるとともに他端が外部接続用ケーブルに接続される二つの端子板と、両端子板間に架け渡されるバイパス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)。バイパスダイオードは、逆負荷時の逆電流を外部接続用ケーブルの一方から他方へ短絡するためのものであって、チップ状のダイオード機能部とこのダイオード機能部を挟み込むようにして同ダイオード機能部に接続される一対の導体片とからなる。両導体片は、互いの重合領域間にダイオード機能部との接点部を有し、この接点部から互いに離れる方向へ延出してその延出途中で対応する端子板に半田接続されている。
上記の場合、両導体片を端子板に半田接続する際に、半田による熱が端子板から逃がされるため、半田付けに要する作業時間が長くなり、ダイオード機能部の整流機能が熱的ダメージを受けることが懸念された。
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、半田作業時間の短縮を図れるとともに、整流機能が熱的ダメージを受けるのを回避することを目的とする。
In the above case, when both conductor pieces are soldered to the terminal board, the heat from the solder is released from the terminal board, so the work time required for soldering becomes longer and the rectifying function of the diode function part is thermally damaged. There was concern.
The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to shorten the soldering operation time and to prevent the rectifying function from being thermally damaged.
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、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する複数の端子板が基板上に並設され、対応する二つの端子板間に逆負荷時バイパス用の整流素子が架け渡されている太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記整流素子は、整流機能を有する整流素子本体とこの整流素子本体に接続されるとともに前記対応する二つの端子板の夫々に半田接続される一対の導体片とを備え、前記端子板には、前記導体片との半田接続部の周囲に、半田による熱を逃がさないための除肉部が設けられている構成としたところに特徴を有する。 As means for achieving the above object, the invention of claim 1 is a plurality of terminals for electrically relaying between a positive electrode and a negative electrode of a solar cell module and an external connection cable corresponding to both electrodes. In the solar cell module terminal box in which plates are arranged side by side on the substrate and a rectifying device for bypass in reverse load is bridged between two corresponding terminal plates, the rectifying device has a rectifying function. A main body and a pair of conductor pieces that are connected to the rectifying element main body and soldered to the corresponding two terminal plates, respectively, and the terminal plate has a solder connection portion around the conductor piece. It is characterized in that it has a structure in which a thinning part is provided to prevent the heat generated by the solder from escaping.
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記除肉部は、前記半田接続部と前記整流素子本体との間に配されて前記整流素子本体を前記半田による熱から断熱する構造となっているところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the thinning portion is disposed between the solder connection portion and the rectifying element main body to insulate the rectifying element main body from heat from the solder. It is characterized by its structure.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記除肉部は、前記端子板を厚み方向に貫通する肉抜き孔からなるところに特徴を有する。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the thinned portion is formed by a hollow hole penetrating the terminal plate in the thickness direction.
請求項4の発明は、請求項3に記載のものにおいて、前記肉抜き孔は、前記端子板の一部の切り起こしによってその切起片とともに形成されるものであり、前記導体片には、前記端子板への載置過程で前記切起片を挿通して前記整流素子の位置決めをなす位置決め孔が設けられているところに特徴を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to the third aspect, the lightening hole is formed together with the cut and raised pieces by cutting and raising a part of the terminal plate. It is characterized in that a positioning hole for positioning the rectifying element through the cut and raised piece in the process of placing on the terminal board is provided.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のものにおいて、前記整流素子本体は、前記一対の導体片が厚み方向に重なり合った重合部の内側に配されており、前記重合部は、前記対応する二つの端子板のいずれか一方の端子板上に載置されているところに特徴を有する。 Invention of Claim 5 is the thing in any one of Claim 1 thru | or 4, The said rectifier element main body is distribute | arranged inside the superposition | polymerization part with which the said pair of conductor piece overlapped in the thickness direction, The overlapping portion is characterized in that it is placed on one of the corresponding two terminal plates.
<請求項1の発明>
端子板には、整流素子の導体片との半田接続部の周囲に、半田による熱を逃がさないための除肉部が設けられているから、半田による熱が半田接続部に集熱することとなり、半田作業時間の短縮を図れるとともに、整流素子本体が熱的ダメージを受けるのを回避できる。
<Invention of Claim 1>
Since the terminal board is provided with a thinned part around the solder connection part with the conductor piece of the rectifying element so as not to let the heat from the solder escape, the heat from the solder is collected in the solder connection part. The soldering operation time can be shortened and the rectifying element body can be prevented from being thermally damaged.
<請求項2の発明>
除肉部が半田接続部と整流素子本体との間に配されて整流素子本体を半田による熱から断熱する構造となっているから、半田による熱が整流素子本体側に伝熱され難くなり、整流素子本体の温度上昇を抑えることができる。
<Invention of Claim 2>
Since the thinning part is arranged between the solder connection part and the rectifying element main body and has a structure that insulates the rectifying element main body from the heat from the solder, it becomes difficult for the heat from the solder to be transferred to the rectifying element main body side, The temperature rise of the rectifying element body can be suppressed.
<請求項3の発明>
除肉部が端子板を厚み方向に貫通する肉抜き孔からなるので、端子板を厚み方向途中まで除肉して形成されるものに比べ、断熱性に優れる。
<Invention of Claim 3>
Since the thinned portion is made of a hollow hole that penetrates the terminal plate in the thickness direction, it is superior in heat insulating properties as compared with the one formed by removing the terminal plate halfway in the thickness direction.
<請求項4の発明>
肉抜き孔が端子板の一部の切り起こしによってその切起片とともに形成され、導体片には端子板への載置過程で切起片を挿通して整流素子の位置決めをなす位置決め孔が設けられているから、断熱用の除肉部の形成に伴い整流素子の位置決めをも達成でき、整流素子の位置決め手段を別途設けずに済む。
<Invention of Claim 4>
A lightening hole is formed along with the cut and raised piece of the terminal plate, and the conductor piece is provided with a positioning hole for positioning the rectifying element by inserting the cut and raised piece in the process of mounting on the terminal plate. Therefore, the positioning of the rectifying element can be achieved along with the formation of the heat removal thinning portion, and there is no need to separately provide a positioning means for the rectifying element.
<請求項5の発明>
一対の導体片が厚み方向に重なり合った重合部の間に整流素子本体が配されており、重合部が対応する二つの端子板のいずれか一方の端子板上に載置されているから、整流素子本体が通電によりその機能に基づいて発熱したときに、その熱を一方の端子板から放熱させることができ、整流素子本体の過剰な温度上昇をより有効に抑えることができる。
<Invention of Claim 5>
The rectifier element body is arranged between the overlapping portions where the pair of conductor pieces overlap in the thickness direction, and the overlapping portion is placed on one of the corresponding two terminal plates. When the element body generates heat based on its function by energization, the heat can be dissipated from one terminal board, and an excessive temperature rise of the rectifying element body can be more effectively suppressed.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図3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(本発明の整流素子に相当)とを備えて構成される。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. The terminal box for a solar cell module according to the present embodiment is attached to the back side of a solar cell module (not shown) in which a large number of solar cells connected in series on the surface are arranged. A large number of
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が複数あいており、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の両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。
The
基板11の上面には、端子板30に設けられた被係止孔35に緊密に嵌め込み可能な係止突部19が設けられている。係止突部19は、平面視して略方形状に形成されている。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、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した形態とされ、その折り返し端にて端子板30の上面を基板11側へ押さえ付けるようになっている。かかる係止片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上に載せられるのに伴ない復元してその折り返し端を端子板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。
On the upper surface of the
また、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の節約に貢献している。
Further,
端子板30は、導電性金属板により一端から他端にかけて長い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30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30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30とが接続されるようになっている。なお、ケーブル60の端末にはコネクタ部(図示せず)が接続されている。
The
そして、隣り合う端子板30(上記基板11の両側部に配された端子板30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30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30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30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効果が高められている。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間で対向配置されている。
また、隣り合う端子板30間には付設部33上を覆うような形態で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を横切って直列上に配されている。
Adjacent terminal plates 30 (excluding the
In addition, a
バイパスダイオード50は、図3に示すように、メサ型のベアチップダイオード(本発明の整流素子本体に相当、図示せず)と一対の導体片51とからなり、両導体片51は互いの重なり合う重合部55の内側にベアチップダイオードを挟み込むことで該ベアチップダイオードと電気的に接続されている。ベアチップダイオードは、下から上にかけて順にN形領域(カソード電極)とP形領域(アノード電極)とを台形状(富士山状)に積層した構造とされ、その積層構造の周囲にガラス膜(図示せず)を設けて構成されている。両導体片51のうちN形領域と対向する位置にはN側導体片51Aが配置され、P形領域と対向する位置にはP側導体片51Bが配置されている。本実施形態の場合には、N側導体片51Aがベアチップダイオードの下方に、P側導体片51Bがベアチップダイオードの上方に、それぞれ重なり合っている。
As shown in FIG. 3, the
N側導体片51AとP側導体片51Bとは、重合部55から離れる方向に延出し、その延出端側にて対応する端子板30上に半田溶接して接続されている。重合部55は、隣り合う端子板30のうちのN側導体片51Aが接続される端子板30の付設部33上に載せられている。
N側導体片51Aは、図3に示すように、P側導体片51Bよりも板厚が厚くなっており、N側導体片51Aからの放熱が効率良く行われるようになっている。また、P側導体片51Bの延出方向途中には、二条の細帯からなる応力緩和部51Eが設けられており、この応力緩和部51Eによって端子板30への溶接時に生じる応力が吸収されるようになっている。
The N-
As shown in FIG. 3, the N-
さて、端子板30には、両導体片51による被覆部分の一部からその近傍にかけて、肉抜き孔36が貫通して形成されている。また、端子板30における肉抜き孔36の内側には、同肉抜き孔36の孔縁の一辺端部から略Lの字に延出して形成された部分の先端側を切り起こすことで切起片37が形成されている。詳しくは切起片37は、断面略方形状をなし、肉抜き孔36の孔縁のうち端子板30の並び方向に沿った長辺側の一辺端部から端子板30の長さ方向に延びたあと端子板30の並び方向に延びたLの字片のうち、端子板30の並び方向に延びた部分を略垂直に立ち上げることで形成され、隣り合う端子板30間で互いに平行に向き合うよう配置されている。
The
そして、両導体片51には、切起片37と対応する位置に、この切起片37を挿通させてバイパスダイオード50の位置決めを行うための位置決め孔56が貫通して形成されている。位置決め孔56の孔縁は、切起片37の断面形状に沿った部分を含んで構成され、ここに半田が施されたときに半田が位置決め孔56から端子板30側へ流れ出ないようにしてある。位置決め孔56の形成位置は、ベアチップダイオードを挟み込んだ重合部55から離れた両導体片51の両側端部に設定されている。
In both
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、端子板30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30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30を基板11上に載せる。端子板30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30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30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30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、基板11の両側部に配された端子板30に関しては、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。
Next, the manufacturing method and effects of this embodiment will be described. First, the
続いて、バイパスダイオード50を隣り合う端子板30間に架け渡すようにして載せる。このとき、端子板30上に立ち上げられた切起片37を両導体片51の位置決め孔56に貫通させつつバイパスダイオード50を端子板30上に降ろす。
Subsequently, the
次いで、端子板30の切起片37の根元部分に半田溶接を施して両導体片51を端子板30に半田接続する。これにより、端子板30上には、図2及び図3に示すように、切起片37の長辺側の一面から位置決め孔56にかけて山盛り状をなす半田接続部90が形成される。この半田接続部90の周囲、つまり半田接続部90が形成された導体片51の直下部とその周縁部には端子板30の肉抜き孔36が開口しているので、半田熱が半田接続部90に集熱して端子板30から逃げないようになっている。
Next, solder welding is performed on the root portion of the cut and raised
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、このリードを端子板30の先端部に半田接続する。そして、シリコン樹脂等の絶縁樹脂をボックス本体10内に充填固化し、さらにカバーを被せてボックス本体10を封止する。
Thereafter, the
以上のように本実施形態によれば、端子板30上の半田接続部90の周囲に、半田による熱を逃がさないための断熱用の肉抜き孔36が形成されているから、半田による熱が半田接続部90に集熱することとなる。その結果、半田作業時間の短縮を図れるとともに、ベアチップダイオードが熱的ダメージを受けるのを回避できる。
As described above, according to the present embodiment, the heat insulation holes are formed around the
また、肉抜き孔36によって半田による熱がベアチップダイオード側に伝熱され難くなるので、ベアチップダイオードの過剰な温度上昇が抑えられてその整流機能を保つことができる。
さらに、肉抜き孔36が端子板30の一部の切り起こしによってその切起片37とともに形成され、導体片51の一面には端子板30への載置過程で切起片37を挿通してバイパスダイオード50の位置決めをなす位置決め孔56が設けられているから、断熱用の肉抜き孔36の形成に伴ってバイパスダイオード50の位置決めをも達成でき、バイパスダイオード50の位置決め手段を別途設けずに済む。
さらにまた、ベアチップダイオードの挟み込まれた重合部55がN側導体片51Aが接続される端子板30上に直接載置されているので、ベアチップダイオードが通電によりその機能に基づいて発熱したときに、その熱を該端子板30から放熱させることができ、ベアチップダイオードの過剰な温度上昇をより有効に抑えることができる。
Further, since the heat due to the solder is not easily transferred to the bare chip diode side by the
Further, a lightening
Furthermore, since the overlapping
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図4によって説明する。実施形態2は、バイパスダイオード50が樹脂封止によりパッケージングされている点と切起片37が無い点とが実施形態1と異なるものの、その他は実施形態1とほぼ同様である。したがって、図4では、バイパスダイオード50の周辺の要部構造のみを示すこととし、その他の部分については図示を省略する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the
実施形態2のバイパスダイオード50は、ベアチップダイオードの周囲を被覆する角ブロック状の樹脂モールド部54と、樹脂モールド部54の前面から前方へ突出して対応する端子板30の付設部33上に半田接続される一対の導体片53(P形(アノード側)及びN形(カソード側)の夫々に対応)とを備えている。そして、樹脂モールド部54の後端部には段差59を介して薄肉の張出部58が連設されている。この張出部58にはねじ部材80が挿通され、これにより、ベアチップダイオード50が基板11上にねじ止めされるようになっている。
The
端子板30の付設部33の突出端側には、両導体片53との半田接続部91が形成されている。そして、端子板30の付設部33には、導体片53との半田接続部91より同付設部33の基端側(図4における左右方向)へ離れた位置に、肉抜き孔38が切り欠き形成されている。この肉抜き孔38は、略コの字をなし、付設部33の一側辺に開口する形態とされる。
実施形態2によれば、肉抜き孔38によって半田による熱が半田接続部91から逃げないようになっているから、半田作業時間の短縮が図れるとともに、ベアチップダイオードが熱的ダメージを受けるのを回避できる。
On the projecting end side of the
According to the second embodiment, the heat from the solder is prevented from escaping from the
<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)本発明においては、半田接続部の周囲に半田による熱を逃がさないための除肉部が設けられていればよく、必ずしも肉抜き孔に限定されるわけではない。例えば、除肉部は、端子板を厚み方向途中まで除肉しただけでも構わない。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1) In the present invention, it is only necessary to provide a thinned portion for preventing the heat generated by the solder from escaping around the solder connection portion, and the present invention is not necessarily limited to the lightening hole. For example, the thinning portion may be merely thinning the terminal board halfway in the thickness direction.
(2)実施形態1では、バイパスダイオードの位置決めを考慮して、端子板側に切起片を立設するとともにバイパスダイオード側に位置決め孔を設けていたが、本発明においては、端子板側に切起片を設けなくてもよく、かつ、バイパスダイオード側に位置決め孔を設けなくてもよい。 (2) In Embodiment 1, in consideration of the positioning of the bypass diode, the cut and raised pieces are erected on the terminal plate side and the positioning hole is provided on the bypass diode side. The cut and raised pieces need not be provided, and the positioning holes need not be provided on the bypass diode side.
10…ボックス本体
11…基板
12…側板
30…端子板
36…肉抜き孔
37…切起片
50…バイパスダイオード(整流素子)
55…重合部
60…ケーブル
DESCRIPTION OF
55 ...
Claims (5)
前記整流素子は、整流機能を有する整流素子本体とこの整流素子本体に接続されるとともに前記対応する二つの端子板の夫々に半田接続される一対の導体片とを備え、
前記端子板には、前記導体片との半田接続部の周囲に、半田による熱を逃がさないための除肉部が設けられてい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。 A plurality of terminal plates that are electrically connected between the positive and negative electrodes of the solar cell module and the external connection cables corresponding to both electrodes are arranged in parallel on the substrate, and the two corresponding terminal plates are reversed. In the terminal box for the solar cell module in which the rectifying element for bypassing the load is bridged,
The rectifying element includes a rectifying element body having a rectifying function and a pair of conductor pieces connected to the rectifying element body and soldered to the corresponding two terminal plates, respectively.
A terminal box for a solar cell module, wherein the terminal plate is provided with a thinning portion for preventing the heat from the solder from escaping around a solder connection portion with the conductor piece.
前記導体片には、前記端子板への載置過程で前記切起片を挿通して前記整流素子の位置決めをなす位置決め孔が設けら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。 The lightening hole is formed together with the cut and raised pieces by cutting and raising a part of the terminal board,
4. The solar cell according to claim 3, wherein the conductor piece is provided with a positioning hole for positioning the rectifying element through the cut and raised piece in the process of mounting on the terminal plate. Module terminal box.
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JP2013026409A (en) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Sharp Corp | Terminal box and solar cell module |
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-
2004
- 2004-11-09 JP JP2004325247A patent/JP2006135246A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8901731B2 (en) | 2011-08-11 | 2014-12-02 | Hosiden Corporation | Terminal box |
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