JP2006147189A - 太陽電池モジュール用コネクタ - Google Patents

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Abstract


【課題】 コネクタの誤接続を防止する。
【解決手段】 太陽電池モジュール10の正負両極を分割して正負1対ずつのケーブル11を取り出し、その取り出したケーブル11の先端に端子15が接続された2極コネクタ20を一体的に形成する。太陽電池モジュール10の一側に配された2極コネクタ20内の端子15は、正極用及び負極用の各プラグとなる一方、この太陽電池モジュール10の他側に配された2極コネクタ20内の端子15は、正極用及び負極用の各ソケットとなる。互いに隣り合う太陽電池モジュール10間に配されたプラグ側及びソケット側の両2極コネクタ20は、正負両極が同極同士となった場合の接続を可能とする一方、正負両極が異極となった場合の接続を規制する逆接防止部としての突片37を備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、複数の太陽電池モジュールを接続する際に使用する太陽電池モジュール用コネクタに関する。
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によって構成され、これら太陽電池モジュールがケーブルの先端に接続されたコネクタを介して相互に連結されている。
太陽光発電システムとして複数の太陽電池モジュールを並列に接続して構成されたものが知られている(例えば、以下の特許文献1を参照)。この種の太陽光発電システムは、図17の(A)に示すように、太陽電池モジュール1の正負両極を分岐して正負1対ずつのケーブル2を取り出し、そのケーブル2の先端に正極コネクタ3と負極コネクタ4とを取り付け、図17の(B)に示すように、該太陽電池モジュール1の正極コネクタ3を隣接する太陽電池モジュール1の正極コネクタ3に差し込むとともに、該太陽電池モジュール1の負極コネクタ4を隣接する太陽電池モジュール1の負極コネクタ4に差し込んで順次接続する構造となっている。
この場合、正極コネクタ3及び負極コネクタ4は、プラグ(図中「P」で表記)とソケット(図中「S」で表記)とを含んで構成され、太陽電池モジュール1を挟んだ両側に、プラグとソケットとが1対ずつ配されるようになっている。また、複数の太陽電池モジュール1がその接続方向(図17の(B)の横方向)に並んだものを一グループとすると、太陽光発電システム1は、複数グループに分かれるようになっており(図17の(B)の縦方向)、各グループからの出力端末を集約してパワーコンディショナ等に接続した構成となっている。
特開平8−46231号公報
上記の場合には、正極コネクタ3同士及び負極コネクタ4同士がそれぞれ同形同大に形成されており、図17の(B)の矢印で示すように、上下のグループ間においてプラグとソケットとが近接する位置関係にあったため、グループ間において正負両極を誤って接続する事態が起こり得た。
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、コネクタが正規の接続相手とは異なるものと誤って接続される事態を回避することを目的とする。
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、複数の太陽電池モジュールを接続させるに際し、前記太陽電池モジュールの正負両極を分割して正負1対ずつのケーブルを取り出し、その取り出したケーブルの先端に端子が接続された2極コネクタを一体的に形成したものにおいて、前記太陽電池モジュールの一側に配された2極コネクタ内の端子は、正極用及び負極用の各プラグとなる一方、この太陽電池モジュールの他側に配された2極コネクタ内の端子は、正極用及び負極用の各ソケットとなっており、かつ、一の太陽電池モジュールにおける前記一側に配された2極コネクタを、この一の太陽電池モジュールに隣接する太陽電池モジュールにおける前記他側に配された2極コネクタに接続可能としたものであって、前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コネクタは、両者間で正負両極が同極同士となった場合の接続を可能とする一方、両者間で正負両極が異極となった場合の接続を規制する逆接防止部を備えている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、前記逆接防止部は、前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コケクタの互いの対向面から突出する突片によって構成され、前記正負両極が同極同士となった場合に両突片が非干渉となり、前記正負両極が異極となった場合に両突片が衝突す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、前記逆接防止部は、前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コネクタのうちの一方に設けられた撓み可能なロック部と、他方に設けられたロック受け部とによって構成され、前記正負両極が同極同士となり、かつ、前記両2極コネクタが正規の接続位置に至った場合にのみ前記ロック部が前記ロック受け部に弾性係止可能となっているところに特徴を有する。
請求項4の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記逆接防止部は、前記2極コネクタを構成する正極コネクタ及び負極コネクタの互いの先端位置を軸方向にずらしたオフセット部によって構成され、前記正負両極が同極同士となった場合に両オフセット部が嵌合可能となり、前記正負両極が異極となった場合に両オフセット部が嵌合不能となるところに特徴を有する。
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2極コネクタは、この2極コネクタを構成する正極コネクタと負極コネクタとを互いに連結するクランプを備え、前記逆接防止部は、前記クランプの形態に基づいて形成されているところに特徴を有する。
<請求項1の発明>
太陽電池モジュールの正負両極から取り出されたケーブルの先端に2極コネクタが接続され、太陽電池モジュールの一側に配された2極コネクタ内の端子が正極用及び負極用の各プラグとなり、太陽電池モジュールの他側に配された2極コネクタ内の端子が正極用及び負極用の各ソケットとなるから、太陽電池モジュールを並列接続したグループを複数形成した場合に、グループ間において両2極コネクタを誤って接続する事態を回避できる。
また、一の太陽電池モジュールとこれに隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コネクタは、両者間で正負両極が異極となった場合の接続を規制する逆接防止部を備えているから、グループ内においても両2極コネクタを誤って接続する事態を回避できる。
<請求項2の発明>
逆接防止部が突片によって構成され、正負両極が同極同士となった場合に両突片が非干渉となり、正負両極が異極となった場合に両突片が衝突する構成となっているから、グループ内における両2極コネクタの逆接を比較的簡単な方法で確実に防止することができる。
<請求項3の発明>
逆接防止部が両2極コネクタのうちの一方に設けられた撓み可能なロック部と他方に設けられたロック受け部とによって構成され、正負両極が同極同士となり、両2極コネクタが正規の接続位置に至った場合にのみ、ロック部がロック受け部と弾性係止可能となっているから、両2極コネクタのロック機能に逆接防止機能を兼用させることができる。
<請求項4の発明>
逆接防止部が2極コネクタ内の端子の先端位置を正負両極間で軸方向にずらしたオフセット部によって構成され、正負両極が同極同士となった場合にのみ両オフセット部が嵌合可能となるから、2極コネクタに別部材を付加しなくて済み、構造の簡略化を図れる。
<請求項5の発明>
2極コネクタが正極コネクタと負極コネクタとを互いに連結するクランプを備え、逆接防止部がクランプの形態に基づいて形成されているから、従前の正極コネクタと負極コネクタとに構造変更を加えることなく、逆接防止を達成することができる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図8によって説明する。本実施形態は、太陽電池モジュール10からの正負両極を分割して正負1対ずつ計2組のケーブル11を取り出し、その取り出したケーブル11の先端に端子15が接続された2極コネクタ20を一体形成したものである。太陽電池モジュール10は複数マトリクス状に配置され、これらが並列接続されて構成される。
太陽電池モジュール10の裏面(ガラス面とは反対側の面)には、図1に示すように、端子ボックス16が取り付けられており、この端子ボックス16内に太陽電池モジュール10からの正負両極のリード(図示せず)が開口17を通して取り込まれている。リードの先端は端子ボックス16内に配設された正負1対ずつの中継端子18に接続されている。中継端子18にはケーブル11が接続され、このケーブル11が端子ボックス16の左右の両側壁19から正負1対ずつに分かれ、互いに反対方向に延出している。ケーブル11の延出端には端子15が接続され、正負の両端子15が対応する正負の両コネクタ21,22に装着されるとともに両コネクタ21,22がクランプ23により一体化されることで左右1対の2極コネクタ20が構成される。
ケーブル11の延出端に接続される端子15は、左右1対の2極コネクタ20のうちの一方(図1において端子ボックスの右側に配されたもの)が正負両極ともプラグ(図8において「P」で表記)となり、他方(図1において端子ボックスの左側に配されたもの)が正負両極ともソケット(図8において「S」で表記)となっている。
2極コネクタ20のうちの他方は、図2の右側及び図6に示すように、ソケット側の正極コネクタ21及び負極コネクタ22と、これらを並列状の連結するクランプ23とからなり、正極コネクタ21及び負極コネクタ22は、互いに同形同大に形成されている。
ソケット側の正極コネクタ21及び負極コネクタ22は、円柱状のソケットの周囲を同軸で取り囲む合成樹脂製の嵌合筒部24を備え、嵌合筒部24の奥壁にソケットの根元が装着されている。嵌合筒部24の外周面の左右両側には、軸方向に沿ったガイドリブ25が延出して形成されている。また、嵌合筒部24の後端側(ケーブル11接続側)の左右両側には、径方向外向きに張り出す左右1対の張出部26が形成されている。張出部26の前端面には、嵌合筒部24の外周面とほぼ平行する左右1対のロック部27が前方へ突出して形成されている。ロック部27は、片持ち状でかつ径方向に撓み変形可能となっており、その前端部にロック突起28が外向きに突出して形成されている。嵌合筒部24の後端側のうちの張出部26よりも前端寄りの位置には、シールリング30が嵌着するシール溝29が設けられている。
2極コネクタ20のうちの一方は、図2の左側及び図7に示すように、プラグ側の正極コネクタ21及び負極コネクタ22と、これらを並列状に連結するクランプ23とからなり、上記同様、正極コネクタ21及び負極コネクタ22は、互いに同形同大に形成されている。
プラグ側の正極コネクタ21及び負極コネクタ22は、全体として円筒形をなし、円柱形のプラグの周囲を同軸で取り囲む円筒形のフード部31を備え、フード部31の奥壁にプラグの根元が装着されている。フード部31の内径寸法は、ソケット側の嵌合筒部24が緊密に嵌合し得る寸法に設定されている。フード部31の内周面の左右両側には、ガイドリブ25と係合可能なガイド溝36が軸方向に延出して形成されている。また、フード部31の内周面には、ソケット側のシールリング30が密着してシールがとられるようになっている。
フード部31の前端側の左右両側には、ソケット側のロック部27と弾性係止可能な左右1対のロック受け部32が張り出し形成されている。ロック受け部32は、全体としてトンネル状をなし、前後方向に貫通する逃がし孔33を有している。この逃がし孔33には、ロック部27が内側へ弾性撓みしつつ貫通可能となっている。ロック受け部32の後端面は、ソケット側と正規に嵌合したときに、ロック部27のロック突起28と弾性係止可能な受け面34となっている。詳細には、プラグ側とソケット側の両2極コネクタ20の嵌合過程で、ロック部27のロック突起28がロック受け部32の逃がし孔33の内側へ弾性撓みしつつ進入し、両2極コネクタ20が正規嵌合位置に至ると、ロック突起28が逃がし孔33から離れてロック部27が弾性復帰し、それとともにロック突起28が受け面34と軸方に対向して両2極コネクタ20を離脱規制した状態でロックするようになっている。なお、両2極コネクタ20の嵌合過程で、ガイド溝36にガイドリブ25が摺接することにより、周方向の位置決めがなされてロック部27とロック受け部32とが係止可能となるよう設定されている。
一方、プラグ側のクランプ23は、合成樹脂材によって形成され、図7に示すように、左右夫々の分割体35によって分割可能に構成されている。両分割体35は、正負の両コネクタ21,22を縦に並べた状態で、左右両側から互いの接合縁35Aを合わせることにより、該両コネクタ21,22を挟み込むようにして保持するようになっている。この場合に、両分割体35は、両者間の弾性係止作用に基づいてワンタッチで接合されるようになっている。
両分割体35のうちの図7の左側に配された分割体35の前端面には、高さ方向ほぼ中央位置に、突片37が前方へ向けて突出して形成されている。この突片37は、正負の両コネクタ21,22の間に配置され、横方向に細長い方形の断面形状を有している。両分割体35が正負の両コネクタ21,22を挟持すると、両コネクタ21,22の前端位置が揃えられるとともに、この前端位置よりも後方へ引っ込んだ位置に、突片37の前端位置が設定されるようになっている。
ソケット側のクランプ23は、その内面構造がプラグ側のクランプ23と異なるものの、その外形形態がプラグ側のクランプ23の外形形態とほぼ同形同大であって、上記と同様、互いに接合可能な左右夫々の分割体35を備えて構成されている。そして、両分割体35のうちの図6の左側に配された分割体35の前端面には、高さ方向ほぼ中央位置に、突片37が前方へ突出して形成されている。
ここで、複数の太陽電池モジュール10を並列に接続したグループを形成した場合に、このグループ内において、互いに隣り合う両太陽電池モジュール10の間には、図2及び図4に示すように、プラグ側の2極コネクタ20とソケット側の2極コネクタ20が対向して配されるようになる。この場合に、図2に示すように、両2極コネクタ20が共に正規の接続姿勢をとって同極同士が向き合っていると、プラグ側の突片37の先端がソケット側のクランプ23における突片37のない分割体35の前端面に対向して配されるとともに、ソケット側の突片37の先端がプラグ側のクランプ23における突片37のない分割体35の前端面に対向して配され、もって両突片37が非干渉な位置関係となり、結果、正極同士及び負極同士のプラグ・ソケット接続が可能となる。
これに対して、両2極コネクタ20のうちの一方が反転姿勢をとって異極同士が向き合っていると、プラグ側の突片37とソケット側の突片37の両先端同士が互いに突き合う位置関係となるため、異極間でのプラグ・ソケット接続が不能となる。
詳細には、プラグ側の正極コネクタ21とソケット側の正極コネクタ21との間、及び、プラグ側の負極コネクタ22とソケット側の負極コネクタ22との間では、図3及び図5に示すように、フード部31内に嵌合筒部24が正規嵌合することでプラグがソケットに正規深さで差し込まれ、かつ、ロック部27とロック受け部32とが弾性係止されて両2極コネクタ20のロックがなされる。これに対して、プラグ側の正極コネクタ21とソケット側の負極コネクタ22との間、及び、プラグ側の負極コネクタ22とソケット側の正極コネクタ21との間では、ロック部27とロック受け部32とが弾性係止される前に両突片37が衝突してプラグの差し込みが阻止される。
したがって、本実施形態によれば、一の太陽電池モジュール10とそれに隣接する太陽電池モジュール10との間に配置された両2極コネクタ20が逆接される事態を回避できる。また、かかる逆接防止機能がクランプ23の形状に基づいて発揮されているから、正負の両コネクタ21,22の形状を特段変更せずに済む。
さらに、各グループ間において近接する両2極コネクタ20は、図8の矢印に示すように、プラグ同士あるいはソケット同士の位置関係となるため、グループ間においても両2極コネクタ20が誤って接続される事態を回避できる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図9ないし図12によって説明する。実施形態2は、2極コネクタ20の形態が実施形態1と異なるが、その他は実施形態1とほぼ同様であり、実施形態1と重複する説明は省略する。なお、実施形態1と同一の構造部位または対応する同質の構造部位には同一符号を付す。
実施形態2では、2極コネクタ20を構成する正極コネクタ21及び負極コネクタ22が夫々異なる形態となっており、これにより、互いに隣り合う太陽電池モジュール10間に配された両2極コネクタ20の逆接が防止されるようになっている。詳細には、ソケット側の正極コネクタ21には、図9の右側側及び図11に示すように、実施形態1における張出部26及びロック部27が形成されているが、ソケット側の負極コネクタ22には該張出部26及びロック部27が形成されておらず、また、プラグ側の正極コネクタ21には、図9の左側及び図12に示すように、実施形態1におけるロック受け部32が形成されているが、プラグ側の負極コネクタ22には該ロック受け部32が形成されていない構造となっている。そして、プラグ側及びソケット側のクランプ23には、いずれも実施形態1における突片37が設けられていない。
したがって、実施形態2によれば、互いに隣り合う太陽電池モジュール10間に配された両2極コネクタ20が正規の接続姿勢をとっているときには、図10に示すように、プラグがソケットに正規深さで差し込まれるとともに、この差し込みの完了に伴いロック部27がロック受け部32に弾性係止して両2極コネクタ20のロックが可能となる。一方、両2極コネクタ20のうちの一方が反転姿勢をとっているときには、プラグがソケットに差し込まれても、ロック部27とロック受け部32が非干渉な位置関係となって両2極コネクタ20のロックがなされることがない。つまり、両2極コネクタ20のロックの有無により、両2極コネクタ20の逆接を検知できるようになっている。
<実施形態3>
図13ないし図16は、本発明の実施形態3を示す。実施形態3では、2極コネクタ20のうちのクランプ23の形態が実施形態1と異なる以外は実施形態1とほぼ同様である。なお、実施形態1と同一の構造部位または対応する同質の構造部位には同一符号を付す。
実施形態3は、実施形態1と同一の正極コネクタ21及び負極コネクタ22を備え、両コネクタ21,22がクランプ23に装着されることにより、互いに隣り合う太陽電池モジュール10間に配された両2極コネクタ20の逆接が防止されるようになっている。すなわち、実施形態3のクランプ23は、図13に示すように、プラグ側及びソケット側でいずれも同一であって、正極コネクタ21を保持する正極コネクタ21側の保持部41と、負極コネクタ22を保持する負極コネクタ22側の保持部42とを備え、両保持部41,42が軸直交方向に延出するとともに軸方向に位置ずれして配され、両保持部41,42の上下端が軸方向に延出する中間連繋部43によって繋げられた構造となっている。
また、クランプ23は、図15及び図16に示すように、左右1対の分割体35によって構成され、両分割体35の合体により正負の両コネクタ21,22が挟持されるようになっている。かかるクランプ23に正負の両コネクタ21,22がその長さ方向略中央位置で保持されると、両コネクタ21,22の互いの先端位置が軸方向に位置ずれし、これにより、2極コネクタ20の前端面にオフセット部45が段差状に形成されるようになっている。詳細には、プラグ側の2極コネクタ20においては負極コネクタ22の先端位置が正極コネクタ21の先端位置よりも前方に至るように設定され、ソケット側の2極コネクタ20においては正極コネクタ21の先端位置が負極コネクタ22の先端位置よりも前方に至るように設定されており、プラグ側及びソケット側の双方の位置ずれ量はほぼ同一に設定されている。
実施形態3によれば、互いに隣り合う太陽電池モジュール10間に配されたプラグ側及びソケット側の両2極コネクタ20が共に正規の接続姿勢をとって同極同士が向き合う場合には、図14に示すように、両2極コネクタ20に形成された両オフセット部45が互いに嵌まり合う位置関係となるので、プラグをソケットに正規深さで差し込むことが許容され、もって両2極コネクタ20の接続が可能となる。これに対して、両2極コネクタ20のうちの一方が反転姿勢をとって異極同士が向き合う場合には、両オフセット部45の嵌合が規制されるので、両2極コネクタ20の接続が規制される。また、かかる逆接防止機能がクランプ23の形態に基づいてなされるから、正負の両コネクタ21,22の形状を特段変更せずに済む。
<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1では、クランプに逆接防止部としての突片が設けられていたが、本発明においては、正負の両コネクタのうちのいずれか一方に逆接防止部としての突片が設けられていてもよい。
(2)上記実施形態1ないし実施形態3では、端子が装着された正負の両コネクタとクランプとから2極コネクタを構成していたが、本発明においては、クランプを用いることなく、正負の両コネクタを合成樹脂材で一体化して2極コネクタを構成してもよい。
本発明の実施形態1に係るコネクタが太陽電池モジュールの正負両極と接続された状態を示す側面図 接続前のコネクタの側面図 接続されたコネクタの側面図 接続前のコネクタの断面図 接続されたコネクタの断面図 ソケット側のコネクタの正面図 プラグ側のコネクタの正面図 複数の太陽電池モジュールが並列接続された状態を示す配線図 本発明の実施形態2において接続前のコネクタの側面図 接続されたコネクタの側面図 ソケット側のコネクタの正面図 プラグ側のコネクタの正面図 本発明の実施形態3において接続前のコネクタの側面図 接続されたコネクタの側面図 ソケット側のコネクタの正面図 プラグ側のコネクタの正面図 (A)従来において正負1対ずつのケーブルの先端にコネクタが接続された状態を示す模式図 (B)従来において複数の太陽電池モジュールが並列接続された状態を示す配線図
符号の説明
11…ケーブル
20…2極コネクタ
21…正極コネクタ
22…負極コネクタ
23…クランプ
24…嵌合筒部
27…ロック部
28…ロック突起
31…フード部
32…ロック受け部
37…突片

Claims (5)

  1. 複数の太陽電池モジュールを接続させるに際し、前記太陽電池モジュールの正負両極を分割して正負1対ずつのケーブルを取り出し、その取り出したケーブルの先端に端子が接続された2極コネクタを一体的に形成したものにおいて、
    前記太陽電池モジュールの一側に配された2極コネクタ内の端子は、正極用及び負極用の各プラグとなる一方、この太陽電池モジュールの他側に配された2極コネクタ内の端子は、正極用及び負極用の各ソケットとなっており、かつ、
    一の太陽電池モジュールにおける前記一側に配された2極コネクタを、この一の太陽電池モジュールに隣接する太陽電池モジュールにおける前記他側に配された2極コネクタに接続可能としたものであって、
    前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コネクタは、両者間で正負両極が同極同士となった場合の接続を可能とする一方、両者間で正負両極が異極となった場合の接続を規制する逆接防止部を備えていることを特徴とする太陽電池モジュール用コネクタ。
  2. 前記逆接防止部は、前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コケクタの互いの対向面から突出する突片によって構成され、
    前記正負両極が同極同士となった場合に両突片が非干渉となり、前記正負両極が異極となった場合に両突片が衝突す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コネクタ。
  3. 前記逆接防止部は、前記一の太陽電池モジュールと前記隣接する太陽電池モジュールとの間に配された両2極コネクタのうちの一方に設けられた撓み可能なロック部と、他方に設けられたロック受け部とによって構成され、
    前記正負両極が同極同士となり、かつ、前記両2極コネクタが正規の接続位置に至った場合にのみ前記ロック部が前記ロック受け部に弾性係止可能となってい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コネクタ。
  4. 前記逆接防止部は、前記2極コネクタを構成する正極コネクタ及び負極コネクタの互いの先端位置を軸方向にずらしたオフセット部によって構成され、
    前記正負両極が同極同士となった場合に両オフセット部が嵌合可能となり、前記正負両極が異極となった場合に両オフセット部が嵌合不能とな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コネクタ。
  5. 前記2極コネクタは、この2極コネクタを構成する正極コネクタと負極コネクタとを互いに連結するクランプを備え、前記逆接防止部は、前記クランプの形態に基づいて形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の太陽電池モジュール用コネクタ。
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