JP2013115338A - ダイオードの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイオードの位置ずれを防止する。
【解決手段】ダイオード３０は、互いに隣接する第１、第２端子板１３，１４に接続される。ダイオード３０の本体部３１は、第１端子板１３に形成された第１位置決め部１５に位置決めされた状態で嵌め込まれ、第１位置決め部１５内に供給された半田４０によって第１位置決め部１５に固定される。ダイオード３０のリード部３２は、第２端子板１４に形成された第２位置決め部１６に位置決めされた状態で嵌め込まれ、第２位置決め部１６内に供給された半田４０によって第２位置決め部１６に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイオードの取付構造に関する。

特許文献１には、太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスが開示されている。端子ボックスのボックス本体内には複数の端子板が収容され、各端子板が逆流防止用のダイオードを介して相互に接続されている。ダイオードは、発熱部を有するブロック状の本体部と、本体部から延びるピン状の一対のリード部とを有している。本体部は、隣接する端子板のうちの一方の端子板にねじ締めして固定されている。また、両リード部のうちの片方は一方の端子板に半田付けにより接続され、もう片方は他方の端子板に半田付けにより接続されている。

特開２００５−２５１９６２号公報

上記従来のダイオードの取付構造では、ねじ締め工程と半田付け工程とを別々に行わねばならず、作業負担が大きいという問題がある。これに鑑み、本体部の固定作業も半田で行えば、ダイオード全体の取り付けが半田付け工程に統合されて、作業負担が軽減される。またこの場合に、リフロー半田によれば、実装工程が自動化され、さらなる作業性の改善を図ることが可能となる。しかし、例えば、リフロー半田を行う際に、ダイオードの本体部が一方の端子板の表面における所定位置に留まらずに位置ずれするおそれがある。

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、ダイオードの位置ずれを防止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、ダイオードの周りを取り囲むことにより、前記ダイオードを位置決めし、かつ内部に半田が供給される位置決め部を有する放熱板を備えたダイオードの取付構造であ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、前記位置決め部が前記ダイオードの底部の外周と対向する囲い壁を有し、前記半田が前記底部の外周及び前記囲い壁に付着しているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記位置決め部が前記放熱板の表面において前記ダイオードの底部を嵌め込み可能な凹状の形態をなし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ないし３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記ダイオードが、発熱部を有する本体部と、前記本体部から延びるリード部とからなり、前記放熱板が前記ダイオードを介して互いに接続される少なくとも２つの端子板によって構成され、前記２つの端子板のうち、一方の端子板に、前記本体部を位置決めする前記位置決め部が設けられ、他方の端子板に、前記リード部の先端部を位置決めする別の位置決め部が設けられているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記位置決め部が、前記本体部の底部の外周を全周に亘って取り囲む形態とされているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記別の位置決め部が、前記リード部の先端部の外周を、前記本体部と対向する側を除いて取り囲む形態とされているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
放熱板の位置決め部にダイオードを載せると、ダイオードの周りが位置決め部によって取り囲まれて、ダイオードが位置決めされるため、半田付け工程等でダイオードが位置ずれするのが防止される。

＜請求項２の発明＞
位置決め部がダイオードの底部の外周と対向する囲い壁を有し、半田が底部の外周及び囲い壁に付着するため、良好な半田フィレットが形成され、半田接続強度が向上する。

＜請求項３の発明＞
位置決め部が放熱板の表面においてダイオードの底部を嵌め込み可能な凹状の形態をなしているため、位置決め部を容易に成形することができる。

＜請求項４の発明＞
位置決め部が一方の端子板において本体部を位置決めし、別の位置決め部が他方の端子板においてリード部を位置決めするため、ダイオードの位置ずれが確実に防止される。

＜請求項５の発明＞
位置決め部が本体部の底部の外周を全周に亘って取り囲む形態とされているため、ダイオードが本体部の表面に沿って位置ずれするのが確実に防止される。

＜請求項６の発明＞
別の位置決め部がリード部の先端部の外周を本体部と対向する側を除いて取り囲む形態とされているため、リード部の位置ずれも確実に防止される。

本発明の実施形態１に係るダイオードの取付構造を含む太陽電池モジュール用端子ボックスの平面図である。 ダイオードの取付構造の断面図である。 ダイオードの取付構造の平面図である。 放熱板にダイオードを載せる前の状態をあらわす断面図である。 第１、第２位置決め部の平面図である。 本発明の実施形態２に係るダイオードの取付構造における第１位置決め部の平面図である。 参考例に係るダイオードの取付構造の断面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。本実施形態に係るダイオードの取付構造は、太陽電池モジュール用端子ボックス６０に形成されている。太陽電池モジュール用端子ボックス６０は、図１に示すように、ボックス本体６１と、ボックス本体６１内に収容される複数の端子板１０（放熱板）と、ボックス本体６１内に収容され、かつ各端子板１０に支持される複数のダイオード３０とを備えている。

ボックス本体６１は合成樹脂製であって、図示しない太陽電池モジュールの裏面（非受光面）に取り付けられる矩形板状の基壁６２と、基壁６２の外周から立ち上がる枠板状の周壁６３とを有している。基壁６２の前端と周壁６３との間には開口部６４が区画して形成されている。ボックス本体６１内には、開口部６４を通して太陽電池モジュール側から図示しないインターコネクタが挿入され、インターコネクタの先端部が各端子板１０に半田付けにより接続されるようになっている。本実施形態の場合、開口部６４の開口面積は基壁６２の表面積よりも大きくされている。

周壁６３の左右両側には、一対の筒部６５が両側方に突出して形成されている。両筒部６５には、ケーブル８０を挿入可能な挿入孔６６が貫通して形成されている。ケーブル８０は両筒部６５の挿入孔６６内に外側から挿入され、挿入されたケーブル８０の先端部はボックス本体６１内の開口部６４に臨むようになっている。ケーブル８０の先端部には、被覆部８１の除去によって芯線部８２が露出して配置されている。

基壁６２には、４つの端子板１０が横並びで載置されている。各端子板１０は周知の固定手段を介して基壁６２に固定され、かつ各端子板１０の略前半部は開口部６４内に突出して配置されている。各端子板１０のうち、左右両端部に位置するものは、ケーブル８０が接続されるケーブル接続端子１０Ａとされ、両ケーブル接続端子１０Ａの間に位置するものは、ケーブル８０が接続されない中継端子１０Ｂとされている。両ケーブル接続端子１０Ａの側縁には、バレル部１１が側方に突出して形成されている。バレル部１１は、オープンバレル状をなし、筒部６５と対向して配置される。また、バレル部１１は、筒部６５を貫通したケーブル８０の芯線部８２に圧着して接続される。

各端子板１０の略後半部には、図示向かって右端のケーブル接続端子１０Ａを除いて、幅方向に拡張された拡張部１２が形成されている。拡張部１２には、ダイオード３０の本体部３１（後述する）が設置されるようになっている。

ダイオード３０は、逆バイアスの電流をバイパスするバイパスダイオードであって、図２及び図３に示すように、矩形ブロック状の本体部３１と、本体部３１の側面から側方に突出するピン状の一対のリード部３２とからなる。本体部３１は、発熱部分となる整流素子の周りをモールド樹脂で被覆してなるものである。本体部３１の底面には平板部３３が露出しており、本体部３１を挟んで両リード部３２が突出する側とは反対側に、平板部３３の端部が突出して配置されている。そして、両リード部３２の先端部３５は、本体部３１の側面から離間した位置で、かつ本体部３１の底面とほぼ同じ高さ位置に配置されている。なお、平板部３３及び両リード部３２は、ダイオード３０の電極を構成している。

さて、互いに隣接する端子板１０のうち、一方の端子板を第１端子板１３とし、他方の端子板を第２端子板１４とした場合に、第１端子板１３には、ダイオード３０の本体部３１を位置決めする第１位置決め部１５が設けられ、第２端子板１４には、ダイオード３０の両リード部３２を位置決めする第２位置決め部１６が設けられている。第１位置決め部１５は、第１端子板１３の拡張部１２に形成され、第２位置決め部１６は、第２端子板１４において隣接する第１端子板１３の拡張部１２と対向する端部１７に形成されている。

そして、第１位置決め部１５は、図４及び図５に示すように、第１端子板１３の拡張部１２の表面を叩いて凹状に形成され、第１端子板１３の板厚範囲で形成されている。第１位置決め部１５内には、本体部３１の底部３４が位置決め状態で嵌め込まれるようになっている。具体的には、第１位置決め部１５は、本体部３１の底部３４の外形状に沿った角凹状をなし、平面視四角形の底壁１８と底壁１８の４辺から立ち上がる囲い壁１９とで区画されている。底壁１８はほぼ水平面とされ、囲い壁１９はほぼ垂直面とされている。底壁１８には本体部３１の底面が当接して配置され、底壁１８の表面積は本体部３１の底面の表面積より若干大きくされている。また、囲い壁１９には本体部３１の底部３４の外周４面が対面して配置され、囲い壁１９と本体部３１の外周４面との間に若干隙間があくように設定されている。

第２位置決め部１６は、第２端子板１４の端部１７の表面を叩いて凹状に形成され、第２端子板１４の板厚範囲で形成されている。第２位置決め部１６内には、両リード部３２の先端部３５が位置決め状態で嵌め込まれるようになっている。具体的には、第２位置決め部１６は、両リード部３２の先端部３５の外形状に沿った幅方向に細長い形状をなし、前後一対の凹溝２１によって形成されている。両凹溝２１は、幅方向に延びて第２端子板１４の端面に開口する形態とされ、第２位置決め部１６と幅方向で対向して配置されている。そして、凹溝２１は、リード部３２の先端部３５の底面が当接して配置される内底面２２と、両リード部３２の先端部３５の外周のうち第１位置決め部１５側を除く外周３面が対面して配置される内側面２３とで区画されている。

なお、本実施形態の場合、図１に示すように、中継端子１０Ｂには、第１、第２位置決め部１５、１６がいずれも設けられ、図示向かって左端のケーブル接続端子１０Ａには、第１位置決め部１５のみが設けられ、図示向かって右端のケーブル接続端子１０Ａには、第２位置決め部１６のみが設けられている。そして、各第１、第２位置決め部１５、１６は、幅方向に同軸上に並んで配置されている。また、図４に示すように、第１、第２位置決め部１５、１６内には半田４０が供給され、半田４０を介して、本体部３１が第１位置決め部１５内に接続固定されるとともに、両リード部３２が第２位置決め部１６内に接続固定されるようになっている。

次に、本実施形態に係るダイオード３０の取付構造の作用を説明する。
各端子板１０には、ダイオード３０が支持され、第１位置決め部１５内には、ダイオード３０の本体部３１の底部３４が位置決め状態で収容され、かつ、第２位置決め部１６内にはダイオード３０の両リード部３２が位置決め状態で収容される。これにより、本体部３１の底部３４の外周が第１位置決め部１５の囲い壁１９に全周に亘って取り囲まれ、かつ、両リード部３２の先端部３５の外周が第１位置決め部１５側を除いて第２位置決め部１６の内側面２３に取り囲まれる。また、各端子板１０にダイオード３０が支持されるに先立ち、第１位置決め部１５の底壁１８及び第２位置決め部１６の内底面２２には、予めペースト半田４０が塗布される。

次いで、図示しないリフロー炉に上記の各端子板１０を通し、ペースト半田４０を融解させる。リフロー炉に各端子板１０を通す際には、第１、第２位置決め部１５、１６によって各ダイオード３０の位置ずれが阻止される。また、ペースト半田４０が融解されると、図２に示すように、第１位置決め部１５では、囲い壁１９及び本体部３１の底部３４の外周に沿って半田４０が上がり、囲い壁１９と本体部３１の底部３４の外周との間に充分な半田４０が確保される。同様に、第２位置決め部１６内でも、内側面２３及び両リード部３２の先端部３５の外周に沿って半田４０が上がり、内側面２３と両リード部３２の先端部３５の外周との間に充分な半田４０が確保される。

一方、仮に、各端子板１０に第１、第２位置決め部１５、１６が形成されていないと、図７に示すように、ダイオード３０の周りを取り囲むものがないため、半田上がりが悪く、各端子板１０に対するダイオード３０の半田付け強度を確保できないおそれがある。その点、本実施形態のように、ダイオード３０の周りが第１、第２位置決め部１５、１６によって取り囲まれていれば、半田上がりが改善され、ダイオード３０の半田付け強度が高められる。

なお、本実施形態の場合、各端子板１０はボックス本体６１の基壁６２に載置固定され、両ケーブル接続端子１０Ａのバレル部１１には両ケーブル８０の芯線部８２が圧着接続される。そして、ボックス本体６１は、太陽電池モジュールの裏面に載せられ、それに伴い開口部６４を通してインターコネクタが引き込まれ、各端子板１０の前端部にインターコネクタの先端部が半田接続される。また、ボックス本体６１は太陽電池モジュールの裏面に接着材等の周知の固定手段を介して固定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、端子板１０の第１位置決め部１５にダイオード３０の本体部３１を載せると、本体部３１の周りが第１位置決め部１５によって取り囲まれて、ダイオード３０が位置決めされるため、半田付け工程でダイオード３０が位置ずれするのが防止される。この場合に、第１位置決め部１５が本体部３１の底部３４の外周と対向する囲い壁１９を有し、半田４０が本体部３１の底部３４の外周及び囲い壁１９に付着するため、良好な半田フィレットが形成され、半田接続強度が向上する。しかも、第１位置決め部１５が本体部３１の底部３４の外周を全周に亘って取り囲む形態とされているため、ダイオード３０が本体部３１の表面に沿って位置ずれするのが確実に防止される。

また、第１位置決め部１５が端子板１０の表面において本体部３１の底部３４を嵌め込み可能な凹状の形態をなしているため、プレス加工で第１位置決め部１５を容易に成形することができる。

また、第１位置決め部１５が第１端子板１３において本体部３１を位置決めし、第２位置決め部１６が第２端子板１４において両リード部３２を位置決めするため、ダイオード３０の位置ずれがより確実に防止される。

＜実施形態２＞
図６は、本発明の実施形態２をあらわす。実施形態２では、第１位置決め部１５Ａの底壁１８Ａの内部形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、重複する説明は省略する。

第１位置決め部１５Ａの底壁１８Ａには、ガス抜き孔２７が形成されている。ガス抜き孔２７は、底壁１８において前後方向にスリット状に細長く延びて、第１端子板１３を板厚方向に貫通する形態とされている。

実施形態２によれば、リフロー過程で溶融状態の半田４０内に発生したガスがガス抜き孔２７を通して外部に抜けるため、ボイドが発生し難く、半田付けの信頼性が向上する。

＜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る。
（１）第１端子板の表面に囲繞壁が立設され、ダイオードの本体部の周りが囲繞壁によって取り囲まれる形態であってもよい。
（２）ダイオードの両リード部を位置決めする第２位置決め部は省略されてもよい。
（３）ダイオードは、端子機能を有さず、放熱機能のみを有する放熱板に支持されるものであってもよい。
（４）ダイオードは、整流素子の周りを樹脂封止しないベアチップタイプのものであってもよい。
（５）実施形態２のガス抜き孔は、第１位置決め部の底壁に複数設けられていてもよい。
（６）本発明は、太陽電池モジュール用端子ボックスに限定されず、放熱板にダイオードを半田付けする構造のものに広く適用可能である。

１０…端子板
１３…第１端子板（一方の端子板）
１４…第２端子板（他方の端子板）
１５…第１位置決め部（位置決め部）
１６…第２位置決め部（別の位置決め部）
１９…囲い壁
３０…ダイオード
３１…本体部
３２…リード部
３４…底部
３５…先端部（リード部の先端部）
４０…半田
６０…太陽電池モジュール用端子ボックス

Claims (6)

1. ダイオードの周りを取り囲むことにより、前記ダイオードを位置決めし、かつ内部に半田が供給される位置決め部を有する放熱板を備えたダイオードの取付構造。
2. 前記位置決め部が前記ダイオードの底部の外周と対向する囲い壁を有し、前記半田が前記底部の外周及び前記囲い壁に付着していることを特徴とする請求項１記載のダイオードの取付構造。
3. 前記位置決め部が前記放熱板の表面において前記ダイオードの底部に沿って凹む形態とされていることを特徴とする請求項１又は２記載のダイオードの取付構造。
4. 前記ダイオードが、発熱部を有する本体部と、前記本体部から延びるリード部とからなり、前記放熱板が前記ダイオードを介して互いに接続される２つの端子板によって構成され、前記２つの端子板のうち、一方の端子板に、前記本体部を位置決めする前記位置決め部が設けられ、他方の端子板に、前記リード部の先端部を位置決めする別の位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載のダイオードの取付構造。
5. 前記位置決め部が、前記本体部の底部の外周を全周に亘って取り囲む形態とされていることを特徴とする請求項４記載のダイオードの取付構造。
6. 前記別の位置決め部が、前記リード部の先端部の外周を、前記本体部と対向する側を除いて取り囲む形態とされていることを特徴とする請求項５記載のダイオードの取付構造。

Images