JP2012074631A - 太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に防水性能を維持できる太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールと電気的に接続するよう端子ボックスＡの内部に設けられた端子板に対し、端子ボックスＡに設けたケーブル挿通部６を介して端子ボックスＡの外部から端子板に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブル７の接続構造であって、出力ケーブル７の芯線７ａを被覆する内側被覆部９ａの先端部９１の外周面９１ａおよび端面９１ｂを覆う防水部１０、および、防水部１０に隣接して内側被覆部９ａを被覆する外側被覆部９ｂがケーブル挿通部６に内嵌するように出力ケーブル７をケーブル挿通部６に挿入する。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池モジュールと電気的に接続するよう端子ボックスの内部に設けられた端子板に対し、前記端子ボックスに設けたケーブル挿通部を介して前記端子ボックスの外部から前記端子板に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造に関する。

太陽光発電システムは、建物の屋根等に複数枚の太陽電池モジュールをマトリックス状に配設して電力供給するものである。所望の電圧を得るため、太陽電池モジュールは、隣接して配設された太陽電池モジュールと直列または並列に接続される。太陽電池モジュールの各電極間を電気的に接続する際に接続部位を保護するため、太陽電池モジュールの裏面には端子ボックスが装着してある。
当該端子ボックスの内部には、太陽電池モジュールの出力端に電気的に接続する端子板が複数設けてある。当該端子板は、外部接続用の出力ケーブルの一端に電気的に接続される。

例えば特許文献１に記載の太陽電池モジュールにおいて、出力ケーブルには、当該出力ケーブルをケーブル導通部に固定する止水スリーブが外装され、この止水スリーブがケーブル導通部と出力ケーブルとの間に介装されて水の侵入を防止するように構成してある。

特開２０１０−１１８３９４号公報

特許文献１に記載の太陽電池モジュールにおいて、出力ケーブルをケーブル導通部に固定する止水スリーブは、当該出力ケーブルの外側被覆部を覆うように配設される。当該外側被覆部は、通常、紫外線などの外部環境に直接曝されるなどの経年劣化によって脆くなり易く、そのため、場合によっては亀裂が入ったり、磨耗のためその外形が変化する虞がある。このような外側被覆部の不都合が外側被覆部と止水スリーブとの接触部位に発生すれば、外側被覆部と止水スリーブとの間に隙間が形成されてしまい、当該止水スリーブの防水性能が低下するという問題点があった。

従って、本発明の目的は、確実に防水性能を維持できる太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造は、太陽電池モジュールと電気的に接続するよう端子ボックスの内部に設けられた端子板に対し、前記端子ボックスに設けたケーブル挿通部を介して前記端子ボックスの外部から前記端子板に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造であって、その第一特徴構成は、前記出力ケーブルの芯線を被覆する内側被覆部の先端部の外周面および端面を覆う防水部、および、前記防水部に隣接して前記内側被覆部を被覆する外側被覆部が前記ケーブル挿通部に内嵌するように前記出力ケーブルを前記ケーブル挿通部に挿入する点にある。

出力ケーブルにおいて、その芯線は内側被覆部に被覆され、当該内側被覆部は外側被覆部に被覆される構造になっているものが広く普及している。当該外側被覆部は、その構成材料によっては、上述したように経年劣化によって亀裂が入ったり、その外形が変化する虞があり、防水性能の低下の原因となっていた。本発明では、防水部が内側被覆部の先端部の外周面を外側被覆部に代わって覆うように構成される。当該内側被覆部は防水部および外側被覆部に覆われるために外部環境に直接し難い曝されることは無いことから、上述した経年劣化による亀裂やその外形の変化が発生し難くなり、防水部および内側被覆部の間には隙間が形成され難い。さらに、防水部はケーブル挿通部に内嵌するため、防水部およびケーブル挿入部の間も隙間が形成され難い。よって、長期間に亘って確実に防水性能を維持することができる。

また、防水部は内側被覆部の端面を覆うように構成してあるため、例えば防水部を出力ケーブルに装着した状態で当該出力ケーブルを防水部の側からケーブル挿通部に挿通する際に、防水部がケーブル挿通部との摩擦抵抗によって捲れるのを防止することができる。そのため、出力ケーブルをケーブル挿通部に挿通する作業を迅速に行なうことができる。

さらに、防水部は外側被覆部に隣接するように出力ケーブルの先端に配設されるため、防水部と外側被覆部とを連続して配置することができる。よって、防水部と外側被覆部との間の水密性を維持することができる。

よって、本発明の出力ケーブルの接続構造は、広く普及している態様の出力ケーブルの外側被覆部の材料および内側被覆部の材料を変更しなくても、防水部を出力ケーブルの先端に配設することで防水性能を向上させることができる。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造の第二特徴構成は、前記防水部の外表面および内表面の少なくとも何れか一方に環状のシール部材を配設した点にある。

例えば防水部の外表面に環状のシール部材を配設して、防水部およびケーブル挿通部によってシール部材を挟持することで、外部から防水部およびケーブル挿通部の間を経由して端子ボックスの内部に水が浸入するのを確実に防止することができる。
同様に、防水部の内表面に環状のシール部材を配設して、防水部および内側被覆部によってシール部材を挟持した場合、外部から防水部および内側被覆部の間を経由して端子ボックスの内部に水が浸入するのを確実に防止することができる。
このように、環状のシール部材を配設することで、出力ケーブルを接続した後の防水性能を向上させることができる。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造の第三特徴構成は、前記ケーブル挿通部に、前記防水部の外表面に配設した前記シール部材に対応する環状の凹部を形成した点にある。

本構成によれば、防水部の外表面に配設したシール部材が凹部に密着した状態で当該シール部材を凹部に嵌入させることができる。本構成では、嵌入して形成される凹部の分だけシール部材と凹部とが密着して接触する面積を増大させることができるため、出力ケーブルを接続したときの防水性能をさらに向上させることができる。

出力ケーブルの接続構造を示す概略図である。 防水部および出力ケーブルを示す斜視図である。 出力ケーブルの接続構造の横断面図である。 出力ケーブルの接続構造の縦断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、太陽電池モジュール（図外）と電気的に接続するよう端子ボックスＡの内部に設けられた端子板１に対し、端子ボックスＡに設けたケーブル挿通部６を介して端子ボックスＡの外部から端子板１に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブル７の接続構造である（図１〜４）。

当該出力ケーブル７の接続構造は、出力ケーブル７の芯線７ａを被覆する内側被覆部９ａの先端部９１の外周面９１ａおよび端面９１ｂを覆う防水部１０、および、当該防水部１０に隣接して内側被覆部９ａを被覆する外側被覆部９ｂがケーブル挿通部６に内嵌するように出力ケーブル７をケーブル挿通部６に挿入するものである。

太陽電池モジュールは、隣接して配設された太陽電池モジュールと直列または並列に接続される。端子ボックスＡは、太陽電池モジュールの各電極間を電気的に接続する際に、太陽電池モジュールの裏面に装着される。

本実施形態の端子ボックスＡは、太陽電池モジュールと電気的に接続される二つの端子板１を内部に備える矩形箱形の樹脂製ボックス本体Ａ１と、当該ボックス本体Ａ１の開口部２を塞ぐ樹脂製蓋体（図外）とを備えている。

図１に示すように、端子板１はボックス本体Ａ１の底板３に係止して組み付けられ、各端子板１に電気的に接続される太陽電池モジュールの出力端子（図外）を導入する導入孔４が底板３に貫通形成されている。尚、図示しないが、端子板１どうしはバイパスダイオードを介して互いに電気的に接続される。

ボックス本体Ａ１の側壁５にはケーブル挿通部６が貫通形成してある。各端子板１に電気的に接続された出力ケーブル７は、各別にケーブル挿通孔６に挿通してボックス本体Ａ１の外部に導出してある。ケーブル挿通部６は、ボックス本体Ａ１の内側に向けて側壁５に一体成形してあるボス６ａに連通している。

出力ケーブル７は、芯線７ａと芯線７ａを覆う絶縁被覆層９とを有する。絶縁被覆層９は、芯線７ａを保護・絶縁するものであり、芯線７ａを覆う内側被覆部９ａおよび当該内側被覆部９ａを覆う外側被覆部９ｂを備える。内側被覆部９ａは、通常、架橋ポリエチレン（ＰＥ）などの材料によって形成され、外側被覆部９ｂは架橋ポリオレフィンや耐熱塩化ビニルなどの材料によって形成される。

本発明における防水部１０は、内側被覆部９ａの先端部９１の外周面９１ａおよび端面９１ｂを覆う。また、当該防水部１０は、外側被覆部９ｂに隣接するように出力ケーブル７の先端に配設される。出力ケーブル７は当該端面９１ｂから芯線７ａが突出するように加工されるため、防水部１０の一方の側（芯線７ａが突出する側）には、当該芯線７ａが挿通する程度の孔径を有する穴部１０ａが形成してある。一方、防水部１０の他方の側は内側被覆部９ａを挿通できる程度の孔径の穴部１０ｂが形成してある。

当該防水部１０は、例えばゴムなどの弾性材によって形成するとよい。この場合、その弾性作用によって内側被覆部９ａおよびケーブル挿通部６のそれぞれと防水部１０とを確実に密着させることができる。

外側被覆部９ｂは、通常、紫外線などの外部環境に直接曝されるため経年劣化によって脆くなり易い。そのため、亀裂が入ったり、その外形が変化する虞があり、防水性能の低下の原因となっていた。本発明の防水部１０は外側被覆部９ｂの外表面を覆うものではなく、内側被覆部９ａの先端部９１の外周面９１ａおよび端面９１ｂを覆うように構成される。当該内側被覆部９ａは防水部１０および外側被覆部９ｂに覆われるために外部環境に直接曝されることは無い。よって、経年劣化による亀裂やその外形の変化が発生し難くなり、防水部１０および内側被覆部９ａの間には隙間が形成され難い。さらに、防水部１０はケーブル挿通部６に内嵌するため、防水部１０およびケーブル挿入部６の間も隙間が形成され難い。よって、長期間に亘って確実に防水性能を維持することができる。

また、防水部１０は内側被覆部９ａの端面９１ｂを覆うように構成してあるため、例えば防水部１０を出力ケーブル７に装着した状態で当該出力ケーブル７を防水部１０の側からケーブル挿通部６に挿通する際に、防水部１０がケーブル挿通部６との摩擦抵抗によって捲れるのを防止することができる。そのため、出力ケーブル７をケーブル挿通部６に挿通する作業を迅速に行なうことができる。

さらに、防水部１０は外側被覆部９ｂに隣接するように出力ケーブル７の先端に配設される。このため、防水部１０と外側被覆部９ｂとを連続して配置することができ、防水部１０と外側被覆部９ｂとの間の水密性を維持することができる。

防水部１０を、出力ケーブル７の先端に配設する際には、予め当該出力ケーブル７の先端付近の外側被覆部９ｂを除去しておく。

防水部１０において、内側被覆部９ａの外周面９１ａを覆う部位の厚さＴは、外側被覆部９ｂの厚さｔと同程度にするのがよい。この場合、防水部１０を出力ケーブル７の先端に配設した部位の直径と、外側被覆部９ｂを有する部位の直径とが略同一になる。このような状態の出力ケーブル７をケーブル挿通部６に挿通させる場合、当該ケーブル挿通部６の孔径はケーブル挿通部６の全体に亘って同じ孔径に形成しておけばよい。即ち、本構成であれば、ケーブル挿通部６の加工を容易に行なうことができる。

防水部１０の外表面１０ｃおよび内表面１０ｄの少なくとも何れか一方には、環状のシール部材２０を配設するとよい。当該シール部材２０は、例えばゴムなどの弾性材によって形成するとよい。シール部材２０は、例えばＯリングの態様で防水部２０の外表面１０ｃに接着あるいは密着などの態様で配設する。或いは、防水部１０およびシール部材２０は一体形成した態様としてもよい。

本実施形態におけるシール部材２０は、例えば図４に示すように防水部１０の外表面１０ｃに外側シール部材２０ａを三つ配設し、防水部１０の内表面１０ｄに内側シール部材２０ｂを三つ配設してある。本構成では、防水部１０およびケーブル挿通部６のそれぞれと外側シール部材２０ａとを確実に密着させることができる。このように外側シール部材２０ａが配設してあるため、外部から防水部１０およびケーブル挿通部６の間を経由して端子ボックスＡの内部に水が浸入することを確実に防止することができる。
同様に、防水部１０および内側被覆部９ａのそれぞれと内側シール部材２０ｂとを確実に密着させることができるため、外部から防水部１０および内側被覆部９ａの間を経由して端子ボックスＡの内部に水が浸入することを確実に防止することができる。
特に、外側シール部材２０ａおよび内側シール部材２０ｂをそれぞれ三箇所に配設することで、確実な防水を達成することが可能となる。
以上より、環状のシール部材２０を配設することで、出力ケーブル７を接続したときの防水性能を向上させることができる。

ケーブル挿通部６には、図４に示すように、防水部１０の外表面１０ｃに配設した外側シール部材２０ａに対応する環状の凹部６ｂを形成してある。本構成では、外側シール部材２０ａが凹部６ｂに密着した状態で当該外側シール部材２０ａを凹部６ｂに嵌入させることができる。本構成では、嵌入して形成される凹部６ｂの分だけ外側シール部材２０ａと凹部６ｂとが密着して接触する面積を増大させることができるため、出力ケーブル７を接続したときの防水性能をさらに向上させることができる。
本構成のように当該凹部６ｂを形成すれば、予めシール部材２０を当該凹部６ｂに配設させた状態で、防水部１０を装着した出力ケーブル７をケーブル挿通部６に挿通することができる。

本発明は、太陽電池モジュールと電気的に接続するよう端子ボックスの内部に設けられた端子板に対し、前記端子ボックスに設けたケーブル挿通部を介して前記端子ボックスの外部から前記端子板に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造に利用することができる。

Ａ 端子ボックス
１ 端子板
６ ケーブル挿通部
６ｂ 環状の凹部
７ 出力ケーブル
７ａ 芯線
９ａ 内側被覆部
９１ 先端部
９１ａ 外周面
９１ｂ 端面
９ｂ 外側被覆部
１０ 防水部
１０ｃ 外表面
１０ｄ 内表面
２０ シール部材

Claims (3)

1. 太陽電池モジュールと電気的に接続するよう端子ボックスの内部に設けられた端子板に対し、前記端子ボックスに設けたケーブル挿通部を介して前記端子ボックスの外部から前記端子板に電気的に接続する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造であって、
   前記出力ケーブルの芯線を被覆する内側被覆部の先端部の外周面および端面を覆う防水部、および、前記防水部に隣接して前記内側被覆部を被覆する外側被覆部が前記ケーブル挿通部に内嵌するように前記出力ケーブルを前記ケーブル挿通部に挿入する太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造。
2. 前記防水部の外表面および内表面の少なくとも何れか一方に環状のシール部材を配設してある請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造。
3. 前記ケーブル挿通部に、前記防水部の外表面に配設した前記シール部材に対応する環状の凹部を形成してある請求項２に記載の太陽電池モジュール用端子ボックスの出力ケーブルの接続構造。

Images