JP2010272642A

JP2010272642A - 端子ボックス

Info

Publication number: JP2010272642A
Application number: JP2009122294A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Umemoto; 誠幸梅本; Keiichi Kimura; 圭一木村
Original assignee: Yukita Electric Wire Co Ltd
Current assignee: Yukita Electric Wire Co Ltd
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】端子ボックスに外力が作用しても損傷しにくい構造として、耐候性、耐熱性、及び耐久性等に加え、耐衝撃性を備えて信頼性を高めたものとする。
【解決手段】一実施形態としての端子ボックス１は、上面が開口した箱状のボックス本体２と、ボックス本体２の開口を閉鎖する蓋体３とを備えて太陽電池モジュール１０に取り付けられる。ボックス本体２の内部には、太陽電池モジュール１０のバスバー１０１に接続可能な端子板４が配設され、ボックス本体２の側面２２に、端子板４のバスバー接続部４１に対応させたバスバー挿入穴２４が設けられている。蓋体３は、ボックス本体２の上面開口に装着されると、ボックス本体２の開口縁部２５が蓋体３の表面よりも上方へ突出し、ボックス本体２に対して凹形状に嵌め込まれて密閉するものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスに関する。

近年、地球温暖化対策として省エネルギーが叫ばれる一方、電気エネルギーの分野でも再生可能エネルギーの利用が見直され、太陽光発電、風力発電や燃料電池、或いはバイオマス発電など自然エネルギーの分散型発電が盛んになりつつある。このような自然エネルギーを利用した電力システムの中でも、太陽光発電システムは普及してきており、建物の屋根などにマトリックス状に配置した太陽電池モジュールによって太陽光発電が行われている。太陽光発電システムでは、隣接する太陽電池モジュールを互いに電気的に接続して、各太陽電池モジュールによって発電された電力を取り出すために端子ボックスが使用されている。

太陽電池モジュール用の端子ボックスとしては、例えば、特許文献１に記載されたもの等があり、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端子板をそれぞれ配設し、各端子板に外部接続用ケーブルの一端を接続して形成されている。この種の端子ボックスでは、端子板に設けた係合孔にボックス本体から突出形成した係合ピンを係合し、係合ピンを熱溶融して端子板をボックス本体に固定し、ケーブルの芯線と端子板をカシメ止めにより接続されている。

特開平１１−２６０３５号公報

上記従来の端子ボックスは、ボックス本体の内部が電気絶縁性を有する流動状態の樹脂部材で封止されている。また、樹脂部材が過剰充填されるのを防ぐために、ボックス本体内に縦枠壁を設け、充填量をコントロールし、外気温等で熱膨張してボックス本体や蓋部材が損傷を受けるのを防止できるように構成されている。

しかしながら、このような端子ボックスは、蓋部材に対して外力が作用するような場合には損傷を受けやすくなるおそれがある。すなわち、端子ボックスの上面に工具などが落下したり誤って踏まれたりすると、蓋部材が割れて、端子ボックスが破損するおそれがある。太陽電池モジュールへ端子ボックスを取り付ける作業を行う際には、このように誤って工具を落としてしまったり踏んでしまったりすることが無いとはいえず、作業者が相当の注意をしていても、完全には防ぎきれないものである。したがって、端子ボックスにおいて衝撃や外力にも耐えうるような構造を備えることによって、端子ボックスの破損を防ぎ、新規の端子ボックスを不要とすることが好ましい。また、このように端子ボックスの耐久性や耐衝撃性を向上させることで、ひいては太陽光発電システムの普及促進に貢献することが可能となる。

そこで本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、耐久性が求められる端子ボックスに外力が作用しても損傷しにくい構造として、通常の耐候性、耐熱性、及び耐久性等に加え、耐衝撃性を備えて信頼性を高めることのできる太陽電池モジュール用の端子ボックスを提供するものである。

上記した目的を達成するため、本発明に係る端子ボックスは、上面が開口した箱状のボックス本体と、ボックス本体の開口を閉鎖する蓋体とを備えて太陽電池モジュールに取り付けられるものであり、ボックス本体の内部には、太陽電池モジュールのバスバーに接続可能な端子板が配設され、ボックス本体の側面に、前記端子板のバスバー接続部に対応させたバスバー挿入穴が設けられ、ボックス本体の上面開口に蓋体を装着したとき、ボックス本体の開口縁部が蓋体の表面よりも上方へ突出し、ボックス本体に対して蓋体が凹形状に嵌め込まれて密閉することを特徴としている。

この構成によれば、端子ボックスに工具が落下したり誤って踏まれたりしても、ボックス本体の開口縁部が蓋体の表面よりも上方へ突出しているので、直接蓋体が損傷を受けるのを回避でき、蓋体が割れたり内部が破損したりするのを防いで、耐衝撃性及び耐久性を高めることができる。

また、本発明では前記の端子ボックスにおいて、ボックス本体の内側面には、開口端部より下方に、蓋体の周縁部を係止するための係止段部が設けられており、前記蓋体は、このボックス本体の開口に嵌め込まれて係止段部に係止可能に形成されるとともに、ボックス本体の係止段部から開口縁部までの高さよりも薄板形状であることにより、前記開口を閉鎖したとき、ボックス本体の開口縁部が蓋体の表面よりも上方へ突出するように構成されてもよい。

このように構成されることで、蓋体をボックス本体に容易に装着することができ、端子ボックスを太陽電池モジュールに取り付ける作業が簡便で、かつ耐衝撃性能を備えることが可能となる。

上述のように構成される本発明の端子ボックスによれば、工具が落下したり誤って踏まれたりするなどの外力が作用しても損傷しにくい構造とすることができ、通常の耐候性、耐熱性、及び耐久性等に加えて、耐衝撃性を備え、信頼性を高めることが可能となって長期的に使用を継続することができる。

本発明の実施の形態に係る端子ボックスを太陽電池モジュールの一部とともに示す平面図である。本発明の実施の形態に係る端子ボックスの側面図である。本発明の実施の形態に係る端子ボックスが蓋体で閉鎖された状態を示す平面図である。前記端子ボックスの切断端面図である。本発明の他の実施の形態に係る端子ボックスの平面図である。図５の端子ボックスの断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る端子ボックスを実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は本発明の一実施形態に係る端子ボックスを示し、図１は端子ボックス及び太陽電池モジュールの一部を示す平面図である。また、図２は端子ボックスの側面図であり、図３は端子ボックスを蓋体で閉鎖した状態を示す平面図であり、図４はその切断端面図である。

本実施形態に係る太陽電池モジュール用の端子ボックス１は、ボックス本体２と、ボックス本体２の上面開口を閉鎖する蓋体３とを備えている。ボックス本体２は、細長い略箱状であり、底部２１及び四つの側面２２…２２を有して上面が開口して形成されている（図４参照）。このボックス本体２は、耐候性、電気絶縁性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性といった特性を有する合成樹脂、例えば、ＡＢＳ樹脂などを用いて成形されている。

ボックス本体２の内部には、太陽電池モジュール１０のバスバー１０１に接続可能な端子板４が配設されている。例示の形態では、ボックス本体２の内部に２枚の端子板４、４が互いに対向するように位置決めして納められている。

これらの端子板４は、例えば真ちゅう等の金属製であって、平板状に形成されている。端子板４の先端部には、太陽電池モジュール１０のバスバー１０１を接続するためのスペースとしてバスバー接続部４１が設けられている。バスバー接続部４１は、表面にあらかじめ半田層が積層形成されている。また、端子板４の基端部は、ケーブル固定部品５により固定された出力ケーブル６の芯線６１がカシメ止めして圧着され、電気的に接続されている。図１に示すように、出力ケーブル６は、ボックス本体２の図中左右の側端面２２、２２から導出されている。

端子板４の基端部とバスバー接続部４１との間の略中間位置には、この端子板４をボックス本体２に固定するための図示しない係合穴が設けられており、ボックス本体２の底部２１に突出形成された固定突起２３が嵌入されている。これにより、各端子板４は、ボックス本体２の底部２１に位置決めして固定されている。

また、これらの２枚の端子板４、４の間には、逆流を防止するために、基板用のバイパスダイオード７が配置されている。例示の形態では、２枚の端子板４の先端部が対向して配置されたボックス本体２の略中央部にバイパスダイオード７が設けられ、各端子板４の先端部（バスバー接続部４１）にリード線を半田付けして電気的に接続されている。

かかる配置の端子板４、４に対応させて、図２に示すように、ボックス本体２の長手方向の一側面２２には、太陽電池モジュール１０のバスバー１０１を挿通させるためのバスバー挿入穴２４、２４がそれぞれ開設されている。図示するように、バスバー挿入穴２４は、バスバー１０１が挿入されたとき、ちょうど各端子板４のバスバー接続部４１に接続されるように位置対応させて形成されている。

また、図１及び図４に示されるように、ボックス本体２の内側面には、開口縁部２５より下方に係止段部２６が形成されている。係止段部２６は、ボックス本体２の上面の開口を閉鎖する蓋体３の周縁部を係止するために設けられている。

これに対し、蓋体３は、ボックス本体２と同一の樹脂材料によって成形された板状体であり、ボックス本体２の上面開口の全体を覆う大きさに形成されている。そして、この蓋体３は、図４において切断端面により示されるように、ボックス本体２の係止段部２６から開口縁部２５までの高さｈに比して厚みの薄い、薄板形状に形成されている。

これにより、ボックス本体２の上面開口に蓋体３を嵌め込み、蓋体３の周縁部をボックス本体２の係止段部２６に係止させてボックス本体２に装着すると、ボックス本体２の開口縁部２５が蓋体３の天面よりも上方へ突出した状態となる。すなわち、図４に示したように、ボックス本体２に対して蓋体３が凹形状に嵌め込まれて密閉するものとなる。

係止段部２６は、ボックス本体２において、少なくとも長手方向の内側面に沿って連続的又は部分的に設けられていれば足り、蓋体３を安定的に保持することができる。ボックス本体２の形状によっては、係止段部２６は、長手方向の内側面だけでなく、内周面全体に設けられていてもよい。

このように構成された端子ボックス１を太陽電池モジュール１０に取り付ける施工要領について説明すると、出力ケーブル６の芯線６１は端子板４の基端部に圧着し、ボックス本体２内の底部２１に突設した固定突起２３を利用して、端子板４が位置決めして配設されている。このボックス本体２に配設された出力ケーブル６の上方には、ケーブル固定部品５を嵌め合わせて超音波溶着によって、出力ケーブル６をボックス本体２に一体に固定している。このケーブル固定部品５は、ボックス本体２の長手方向の両端部に配設されて上面側空間に対応する大きさ形成されている。図示しないが、ケーブル固定部品５の下面には、出力ケーブル６の外径に相当する内径の断面半円状の溝部が形成され、出力ケーブル６を保持しうるように構成されている。

ケーブル固定部品５をボックス本体２に溶着したならば、図１に示すように、ボックス本体２のバスバー挿入穴２４に、太陽電池モジュール１０のバスバー１０１を挿入する。また、これとともに、このボックス本体２の一側面２２を、太陽電池モジュール１０の側面に、接着剤等を用いて接着する。

これによりボックス本体２のバスバー挿入穴２４を通して内部空間に挿入された２本のバスバー１０１が、それぞれ、端子板４のバスバー接続部４１の上面にほぼ接触状態で位置することとなり、これらの端子板４のバスバー接続部４１とバスバー１０１とを半田付けする。

バスバー接続部４１とバスバー１０１とを半田付けしたならば、ボックス本体２の内部空間に、例えば、シリコン樹脂等の電気絶縁性樹脂を充填する。この樹脂充填により、ボックス本体２に対する出力ケーブル６、端子板４の出力ケーブルとの圧着部、端子板４のバスバー接続部４１と太陽電池モジュール１０のバスバー１０１との半田付け部を封止し、一体化することができる。

次いで、ボックス本体２の係止段部２６に対して蓋体３の周縁部を係止するように嵌め込み、ボックス本体２の上面開口を密閉する。

これにより、太陽電池モジュール１０によって発電された電力は、バスバー１０１、端子板４及び出力ケーブル６を介して取り出されることが可能となる。

このように端子ボックス１においては、ボックス本体２の開口縁部２５と蓋体３とが、同一平面をなさず、ボックス本体２の開口縁部２５の方が蓋体３の天面よりも上方へ突出している。これにより、端子ボックス１が太陽電池モジュール１０に取り付けられた後に、端子ボックス１の上面に誤って工具などを落下させたり踏まれたりするようなことがあっても、ボックス本体２の開口縁部２５に当たって、直接的に蓋体３やボックス本体２の内部に外力が作用せず、割れや損傷を防ぐことができる。また同様に、長期間の使用においても端子ボックス１は、蓋体３が割れたり、端子ボックス１の内部に破損を生じたりすることを防止することが可能となり、通常の耐候性、耐熱性、及び耐久性等に加え、耐衝撃性を備えて信頼性を高めることができる。

なお、上記実施形態においては、バスバー接続部を有する端子板４を２枚配設した端子ボックス１について説明したが、図５及び図６に示すように、端子板４が単独で配設された端子ボックス１についても同様に本発明を適用することができる。

図５は、本発明の他の実施の形態に係る端子ボックスの平面図であり、図６は、図５の端子ボックスの断面図である。この場合にも、蓋体３はボックス本体２の係止段部２６に係止させて上面開口を覆うものとなり、ボックス本体２の開口縁部２５が蓋体３の上面よりも高い状態に構成されている。これにより、端子ボックス１に外力が作用しても蓋体３が割れたり内部に破損を生じたりすることを防止することが可能となっている。さらに、本発明においては、端子ボックス１が、複数枚の端子板４が並設したものであっても、ボックス本体２及び蓋体３を上記のように構成することにより、耐衝撃性を備えたものとすることが可能である。

また、上記実施形態においては、端子板４のバスバー接続部４１とバスバー１０１とを半田付けして電気的に接続する例により説明したが、機械的に接続するものであってもよい。

本発明は、太陽電池モジュールに取り付けられ、他の太陽電池モジュールなどと電気的に接続する端子ボックスに好適に利用することができる。

１端子ボックス
２ボックス本体
２１底部
２２側面
２３固定突起
２４バスバー挿入穴
２５開口縁部
２６係止段部
３蓋体
４端子板
４１バスバー接続部
５ケーブル固定部品
６出力ケーブル
７バイパスダイオード
１０太陽電池モジュール
１０１バスバー

Claims

上面が開口した箱状のボックス本体と、ボックス本体の開口を閉鎖する蓋体とを備えて太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスであって、
ボックス本体の内部には、太陽電池モジュールのバスバーに接続可能な端子板が配設され、ボックス本体の側面に、前記端子板のバスバー接続部に対応させたバスバー挿入穴が設けられており、
ボックス本体の上面開口に蓋体を装着すると、ボックス本体の開口縁部が蓋体の表面よりも上方へ突出し、ボックス本体に対して蓋体が凹形状に嵌め込まれて密閉することを特徴とする端子ボックス。
請求項１に記載の端子ボックスにおいて、
ボックス本体の内側面には、開口端部より下方に、蓋体の周縁部を係止するための係止段部が設けられており、前記蓋体は、このボックス本体の開口に嵌め込まれて係止段部に係止可能に形成されるとともに、ボックス本体の係止段部から開口縁部までの高さよりも薄板形状であることにより、前記開口を閉鎖したとき、ボックス本体の開口縁部が蓋体の表面よりも上方へ突出していることを特徴とする端子ボックス。