JP2006148176A

JP2006148176A - 太陽電池モジュール用端子ボックス

Info

Publication number: JP2006148176A
Application number: JP2006058376A
Authority: JP
Inventors: Makoto Toukosono; 誠東小薗; Hiroyuki Yoshikawa; 裕之吉川; Kazuki Naito; 和樹内藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】端子ボックスの貼り付け強度を高める。
【解決手段】ボックス本体１０は基板１１の裏面に接着層２３を介して太陽電池モジュール９０に貼り付けられる。貼り付けにあたり、接着剤の一部は基板１１に形成された貫通孔２２を通して基板１１の上面側に流出し貫通孔２２より大径の膨大部２４を形成する。膨大部２４が固化すると、基板１１がかしめ固定され、もって基板１１に対する接着層２３の貼り付け強度が高められる。
【選択図】図３

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。

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。

従来の端子ボックスとしては、特許文献１に記載のように、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の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。ここで、ボックス本体は、基板の底面に塗布された接着材によって太陽電池モジュールの裏面に貼り付けられている。
特開平９−２２３５３８号公報

上記の場合には、基板の底面がほぼ一様な平坦面とされており、接着材との貼付け強度を充分に確保し難い構造となっていた。

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、貼り付け強度を高め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、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と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記基板には貫通孔が設けられており、前記基板の上面において前記貫通孔の孔周りには、前記基板の底面側から前記貫通孔を通して流出する前記接着材によって膨大部が被着形成されている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、前記太陽電池モジュール用端子ボックスは、ボックス本体を有するとともに、このボックス本体は、前記基板とこの基板の周縁部から立ち上げられて四方を取り囲む側板とを備え、さらに前記基板には前記端子板の上面を幅方向に対をなして押さえ付ける係止片が撓み可能に設けられ、かつ、前記膨大部及び貫通孔は前記係止片と前記側板との間に設けられているところに特徴を有する。

請求項１及び請求項２の発明によれば、基板の上面において貫通孔の孔周りには基板の底面側から貫通孔を通して流出する接着層によって膨大部が被着形成されているから、この膨大部と接着層との間に基板がかしめ固定されることとなり、基板に対する接着層の貼り付け強度が高められる。

本発明の一実施形態を図１ないし図４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９０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、電流の逆流を防止するため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上方に対応する端子板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９０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。端子板３０の先端部には、長孔状の仮保持孔３４が設けられており、この仮保持孔３４にリードの端末が上方から挿通可能とされている。

また、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（図２参照）。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された形態とされ、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（図３参照）。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。

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。

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。

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９０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離れる方向に延び、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、各端子板３０は、図２に示すように、基板１１の上面において周囲よりも一段高い位置に配されている。つまり、基板１１には同基板１１の底面を凹所１６としつつ底上げされた形態の底上げ部１５が設けられており、この底上げ部１５の上面（以下、端子板支持面１５Ａという）に各端子板３０が支持されている。底上げ部１５は、各端子板３０との対応位置に同端子板３０の延出方向に沿って設けられ、平坦な端子板支持面１５Ａに各端子板３０が所定の高さ位置で略水平に載置されている。底上げ部１５の底上げにより、端子板支持面１５Ａはケーブル６０が載せられたケーブル支持面１１Ａよりも高い位置に配されることとなり、結果、端子板３０のバレル部３１がケーブル６０の芯線６２との接続容易な高さ位置に揃えられる。

ところで、底上げ部１５は凹所１６の形成に伴なって形成されるものであり、かかる凹所１６は、図４に示すように、基板１１の底面における各端子板３０との対応位置に同端子板３０の形成方向に沿って設けられている。基板１１の底面にはシリコン系の接着材が塗布され、かかる接着材の固化によって形成される接着層２３を介して、基板１１の底面が太陽電池モジュール９０の裏面に貼着されるので、基板１１への接着材の塗布により、凹所１６内にも接着層２３が充填される。

凹所１６の内壁の側面には、同凹所１６の開口縁側にかけて内方に張り出す形態の、逆テーパ状の食い込み部１６Ａが設けられており、この食い込み部１６Ａの内側に接着層２３が入り込むことにより、接着層２３の基板１１からの離脱が規制されるようになっている。

また、基板１１には、図３に示すように、厚み方向に貫通する貫通孔２２が設けられている。貫通孔２２内には基板１１の底面に設けられた接着層２３が充填されている。接着材は貫通孔２２から基板１１の上面に流出しており、これにより、基板１１の上面における貫通孔２２の孔周りには凸球面状の膨大部２４が被着形成される。そして、膨大部２４の固化に伴ない、膨大部２４と接着層２３との間に、基板１１がかしめ固定されるようになっている。なお、図３に示すように、既述した係止突部１９は端子板支持面１５Ａの幅方向略中央部に設けられ、係止片１７は底上げ部１５の幅方向外方に型抜き孔２５を挟んで設けられ、また、貫通孔２２及び膨大部２４は、係止片１７と側板１２との間に設けられている。

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、端子板３０のバレル部３１をケーブル６０の端末にて露出された芯線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の端子板支持面１５Ａに載せる。端子板３０を端子板支持面１５Ａに載せる過程で、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端子板支持面１５Ａに押し付け固定する。そして、基板１１の両側部に配される端子板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のケーブル支持面１１Ａに押し付け固定する。これにより、端子板３０は、図２に示すように、端子板支持面１５Ａに密接状態で略水平に載置される。

続いて、バイパスダイオード５０を隣り合う端子板３０間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際し、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、基板１１にアンビルの先端の進入を許容する開孔部２９が形成されている（図２参照）。

次いで、シリコン系の接着材を基板１１の底面に、凹所１６内にも行き渡るように塗布して接着層２３を形成し、この接着層２３を介して、基板１１の底面を太陽電池モジュール９０の裏面側に貼り付け固定する。取り付けの過程で太陽電池モジュール９０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。

以上のように本実施形態によれば、基板１１に、同基板１１の底面を凹所１６としつつ底上げされた形態の底上げ部１５が設けられているから、基板１１の底面に設けられた接着層２３が凹所１６内にも充填されることとなり、基板１１に対する接着層２３の貼り付け強度が高められる。しかも、底上げ部１５の底上げにより、端子板支持面１５Ａがケーブル支持面１１Ａよりも高い位置に配されるから、端子板３０のバレル部３１がケーブル６０の芯線６２との接続容易な高さ位置に容易に揃えられる。

また、基板１１の上面における貫通孔２２の孔周りには基板１１の底面側から貫通孔２２を通して流出する接着材によって膨大部２４が被着形成され、膨大部２４の固化によって基板１１がかしめ固定されるようになっているから、基板１１に対する接着層２３の貼り付け強度がより高められる。

さらに、凹所１６の内壁にはその開口縁側ほど内方に張り出すようにして凹所１６内に充填された接着層２３に対する食い込み部１６Ａが設けられているから、接着層２３が凹所１６内に食い込むように充填されることとなり、基板１１に対する接着層２３の貼り付け強度がより一層高められる。

＜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、基板に貫通孔が設けられるとともに、基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられていたが、本発明においては、貫通孔と底上げ部のいずれか一方のみ設けられているだけでも構わない。

（２）本発明においては、基板における貫通孔の形成位置は任意であって他部材との干渉を回避可能な位置に設けて構わない。

（３）上記実施形態では、凹所の内壁に逆テーパ状の食い込み部が設けられていたが、本発明においては、凹所の内壁に開口縁側ほど内方に張り出す食い込み部が設けられていればよく、逆テーパ状である必要はない。

本発明の一実施形態にかかるボックス本体の平面図太陽電池モジュールに取り付けられたボックス本体の側断面図太陽電池モジュールに取り付けられたボックス本体の要部拡大縦断面図ボックス本体の底面図

符号の説明

１０…ボックス本体
１１…基板
１１Ａ…ケーブル支持面
１２…側板
１５Ａ…端子板支持面
１６…凹所
１９…係止突部
２２…貫通孔
２３…接着層
２４…膨大部
３０…端子板
３１…バレル部
６０…ケーブル
９０…太陽電池モジュール

Claims

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と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
前記基板には貫通孔が設けられており、
前記基板の上面において前記貫通孔の孔周りには、前記基板の底面側から前記貫通孔を通して流出する前記接着材によって膨大部が被着形成さ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。
前記太陽電池モジュール用端子ボックスは、ボックス本体を有するとともに、このボックス本体は、前記基板とこの基板の周縁部から立ち上げられて四方を取り囲む側板とを備え、さらに前記基板には前記端子板の上面を幅方向に対をなして押さえ付ける係止片が撓み可能に設けられ、
かつ、前記膨大部及び貫通孔は前記係止片と前記側板との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。