JP2014110158A - ヒューズと電路開閉装置との接続構造、接続箱、太陽光発電システム、及びヒューズホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減し、接続箱内の各機器の組み付けを容易にするとともに、熱によるヒューズの不要な溶断を防止することによって、ヒューズホルダと電路開閉装置との接続に関する保守作業の簡素化と、部品コストや作業時間の低減による経済性の向上とを実現する。
【解決手段】本発明の１つのヒューズと電路開閉装置との接続構造は、ヒューズを保持する接続用ヒューズホルダの一部が、開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置に直接接続されることにより、ヒューズとその電路開閉装置とが電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒューズと電路開閉装置との接続構造、接続箱、太陽光発電システム、及びヒューズホルダに関する。

従来から、基板にガラス管ヒューズを装着するために、基板に取付けたヒューズホルダにヒューズを保持させる器具が存在する。ヒューズホルダは、基板への取付けが容易であるとともに、ガラス管ヒューズの装着や交換も容易に行なえるので、種々の電気機器に広く使用されている。

従来のヒューズホルダの例として、特許文献１には、金属板から打抜き加工され、脚部と互に対向する一対の把持腕部とが互に一体的に接続され、両把持腕部間でガラス管ヒューズを弾性的に把持するヒューズホルダが開示されている。このヒューズホルダは、脚部がプリント基板の穴に挿通されて支持され、さらにプリント基板の裏面から突出する脚部の先端にリード線が半田によって接続されている。

ところで、太陽光発電システムにおいては、接続箱は、太陽電池モジュールで発電した電気を集めてパワーコンディショナに送り出すために用いられる。そして、短絡等のために過電流が流れることによる発熱に起因する損傷から太陽光発電システムの各機器を未然に防ぐ手段として、接続箱にヒューズを設ける場合がある。そのようなヒューズを設けておけば、過電流等に基づく発熱が所定温度以上になった場合には、太陽電池モジュールとパワーコンディショナとの間に設けられたヒューズが溶断するため、太陽電池モジュールから回路への電源供給が遮断されることになる。

実開昭４９−１５１２６２号公報

上記の従来の構成では、接続箱にヒューズを組み付けて、ヒューズと開閉器等の他の機器との電気接続を行う場合、例えば、半田付けされた導線を介して電気接続が行われていた。このような構成においては、部品点数が多く、一般的には数か所以上の接続箇所が１つの接続箱内に存在しているため、半田付けのための総作業時間も無視できないほど長くなる。また、ヒューズと配線との接続のために用いる半田が熱を伝えやすいため、ヒューズの不要な溶断が生じやすくなるので、ヒューズの交換作業の回数が不要に増加してしまうことがある。

本発明は、上述の問題を解決するものであり、部品点数を低減し、接続箱内の各機器の組み付けを容易にするとともに、熱によるヒューズの不要な溶断を防止するものである。その結果、本発明は、組み付けや保守点検における作業性を向上させる技術の発展及びヒューズが設けられた接続箱の経済性に大きく貢献するものである。

本発明者は、開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置と、それを設けた接続箱が備える、ヒューズを保持可能なヒューズホルダとの関係に着目し、これまでに要求されてきた半田付けとは異なる接続の可能性について鋭意研究を重ねた。その結果、ヒューズホルダと電路開閉装置と接続させる際に、電路開閉装置に直接接続されるヒューズホルダの態様を採用することによって、上述の各問題の少なくとも一部が解決することを、本発明者は見出した。その結果、従来必要であった、配線の接続において半田付け接続を行う半田工程が不要になるとともに、ヒューズの熱による不要な溶断を確実に防止し得る、ヒューズと電路開閉装置との接続構造が創出された。

本発明の１つのヒューズと電路開閉装置との接続構造は、ヒューズを保持するヒューズホルダの一部が、開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置に直接接続されることにより、そのヒューズとその電路開閉装置とが電気的に接続される構造である。

このヒューズと電路開閉装置との接続構造によれば、ヒューズを保持するヒューズホルダの一部が電路開閉装置に直接接続されることになるため、配線の接続における半田工程が不要となる。従って、ヒューズホルダの一部が電路開閉装置に直接接続されることから、部品点数が少なくなるとともに、接続箱内の機器の組み付けが容易となるため、作業性の向上を図ることが可能となる。また、半田の熱の伝わり易さに起因する、ヒューズの不要な溶断を確実に防止し、そのような溶断によるヒューズ交換作業を顕著に減らす、又は完全に無くすことができる。その結果、ヒューズホルダと電路開閉装置との接続に関する保守作業の大幅な簡素化と、部品コストや作業時間の低減による経済性の格段の向上とを実現することができる。また、さらに、配線の接続作業で行われた半田付けの作業の質、換言すれば作業者の能力がばらつくことによる、接続構造や接続箱、ひいては太陽光発電システムの信頼性の低下を防止することができる。

また、本発明の１つのヒューズホルダは、開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置を設けた接続箱が備える、ヒューズを保持可能なヒューズホルダである。加えて、そのヒューズホルダの一部がその電路開閉装置に直接接続されることにより、そのヒューズとその電路開閉装置とが電気的に接続可能となる。

このヒューズホルダによれば、ヒューズを保持するヒューズホルダの一部が電路開閉装置に直接接続されることになるため、配線の接続における半田工程が不要となる。従って、部品点数の低減と、ヒューズホルダと電路開閉装置との接続に関する保守作業の大幅な簡素化と、部品コストや作業時間の低減による経済性の格段の向上とを実現することができる。また、半田の熱の伝わり易さに起因する、ヒューズの不要な溶断を確実に防止し、そのような溶断によるヒューズ交換作業を顕著に減らす、又は完全に無くすことができる。

本発明の１つのヒューズと電路開閉装置との接続構造によれば、配線の接続における半田工程が不要となる。従って、部品点数を低減するとともに、接続箱内の機器の組み付けが容易となるため、作業性の向上を図ることが可能となる。また、半田の熱の伝わり易さに起因する、ヒューズの不要な溶断を確実に防止し、そのような溶断によるヒューズ交換作業を顕著に減らす、又は完全に無くすことができる。その結果、ヒューズホルダと電路開閉装置との接続に関する組み付け作業及び保守作業の大幅な簡素化と、部品コストや作業時間の低減による経済性の格段の向上とを実現することができる。

また、本発明の１つのヒューズホルダによれば、部品点数を低減するとともに、接続箱内の機器の組み付けの容易化による作業性の向上を図る。また、配線の接続における半田工程が不要となる。従って、半田の熱の伝わり易さに起因する、ヒューズの不要な溶断を確実に防止し、そのような溶断によるヒューズ交換作業を顕著に減らす、又は完全に無くすことができる。

本実施形態の接続箱の内部構成を概略的に示す図である。 本実施形態の接続用ヒューズホルダの構造の一例を示す斜視図である。 本実施形態のヒューズと電気的に接続される前の状態の開閉器の構造を示す概略図である。 本実施形態の接続用ヒューズホルダの一部が開閉器に直接接続されている構造を示す概略側面図である。

本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。なお、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、各実施形態の要素のそれぞれは、必ずしも互いの縮尺比を保って示されてはいない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略され得る。

図１は、本実施形態の接続箱２００の内部構成を概略的に示す図である。

図１に示すように、太陽光発電システム内に設置される接続箱２００は、金属性の筐体２２０内に設けられた内箱１５０内にヒューズボックス１００と、複数の開閉器２０とを備える。本実施形態では、回路の保護及び加熱や発火等の事故防止のため、ヒューズボックス１００にヒューズ３０が設けられており、ヒューズ取付構造としてヒューズホルダ方式を採用する。ヒューズボックス１００は、ヒューズ３０を保持するための複数のヒューズホルダ４０，６０および開閉器２０と接続される接続用ヒューズホルダ５０を備えている。

また、本実施形態では、パワーコンディショナと電気的に接続される端子を有する接続用の端子台７０，７２が、ヒューズボックス１００の側面部に一体となって設けられている。さらに、本実施形態の接続箱２００は、筐体２２０内に、太陽電池モジュールをサージ電圧から保護する図示しないサージアブソーバなどを備えている。

本実施形態においては、後述するように、ヒューズ３０を保持する接続用ヒューズホルダ５０の一部が開閉器２０と直接、電気的に接続される。図１に示すように、接続箱２００は、４つの開閉器２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）を備えており、開閉器２０ａは、ヒューズ３０と電気的に接続される前の状態が示されており、開閉器２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、ヒューズ３０と電気的に接続されている状態が示されている。

開閉器２０は、ＯＮ（接続状態）またはＯＦＦ（非接続状態）に切替え可能なレバースイッチ１０を備える。レバースイッチ１０の操作により、負荷側端子である接続受け部２４と電源側端子である太陽電池端子２５との接続を接続状態または非接続状態に切替えるようになっている。また、開閉器２０には、接続受け部２４の上部に負荷側端子ネジ２１が装着されており、接続受け部２４の上部に電源側端子ネジ２２が装着されている。接続用ヒューズホルダ５０の導体部５６は、接続受け部２４と接続するように挿入される。その結果、接続用ヒューズホルダ５０の一部が、電路開閉装置である開閉器２０に直接接続されるため、半田付けを要する配線が不要となる。

上述のとおり、本実施形態のレバースイッチ１０は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の２ポジション単投式であり、ＯＮ側およびＯＦＦ側間でシーソー式に回動する公知の構成を備えている。そして、レバースイッチ１０は、公知の可動接点と端子を設けた図示しない接触機構部を備える。図１においては、全てのレバースイッチ１０がＯＮ側に設定された状態が示されている。

また、短絡等の事故発生時や機器の保守点検時等のための、電路を開閉する電路開閉装置には、開閉器２０以外に、負荷電流が流れている状態の電路を遮断する遮断器、遮断器の一次側に設けられ無負荷時に電路を開閉分離するための断路器が含まれる。従って、本実施形態においても、用途に応じて、開閉器、断路器、又は遮断器が、電路開閉装置として使い分けられる。

ヒューズボックス１００は、回路の保護及び加熱や発火等の事故防止のためのヒューズ３０とヒューズ３０を保持するヒューズホルダ４０，６０と、接続用ヒューズホルダ５０とを収納する。ヒューズホルダ４０，６０および接続用ヒューズホルダ５０は、弾性構造および導電性を有する金属から形成される。本実施形態の金属としては、電気伝導性が良好であれば任意のものを選択でき、例えば、ベリリウム銅、リン青銅等、バネ性を持つ銅合金を使用することができる。

ヒューズボックス１００内では、ヒューズホルダ４０と接続用ヒューズホルダ５０とが対となってあるヒューズ３０を保持するとともに、ヒューズホルダ６０と接続用ヒューズホルダ５０とが対となって他のヒューズ３０を保持する。なお、本実施形態のヒューズ３０は、筒状の両端に口金を備える公知のガラス管ヒューズ等である。ヒューズホルダ４０は、ネジ８５により導体８０にネジ止めされることにより、ヒューズボックス１００に装着される。また、ヒューズホルダ６０は、ネジ８５により導体８２にネジ止めされることによりヒューズボックス１００に装着される。加えて、本実施形態では、ヒューズボックス１００の内箱１５０には、接続用ヒューズホルダ５０の位置決め用突起物が設けられており、接続用ヒューズホルダ５０は、その位置決め用突起物が開口部５４に挿入されることによって、ヒューズボックス１００に装着される。

図２は、接続用ヒューズホルダ５０の構造の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、対向して備えられる一対の挟持腕部５２は、ヒューズ３０を導入しやすいように上端が外方に拡開されている。上部からヒューズ３０が挿入されると、ヒューズ３０の口金が一対の挟持腕部５２によって挟持される。また、本実施形態の接続用ヒューズホルダ５０においては、開閉器２０と直接電気的に接続可能な板状体の導体部５６が、接続用ヒューズホルダ５０の一端側に突出して形成されている。より具体的には、接続用ヒューズホルダ５０の板状の基部５５から導体部５６が延設されている。このように、基部５５から延設された板状の導体部５６を備えることは、ヒューズホルダの成形又は加工を容易にし得る観点、及び後述する導体部５６を開閉器２０に固定するためのネジ挿入孔やヒューズボックス１００に組み付けるための開口部の形成及び開閉器２０への装着の容易性の観点から好ましい。

さらに、導体部５６は、開閉器２０の負荷側端子ネジ２１が挿入されるネジ挿入孔５８を有する。開口部５４は、ヒューズボックス１００に組み付けるための孔である。具体的には、ヒューズボックス１００が接続用ヒューズホルダ５０の位置決め用突起物を備えているため、開口部５４に位置決め用突起物が挿入されるように接続用ヒューズホルダ５０を載置することによって、接続用ヒューズホルダ５０がヒューズボックス１００に装着される。

図３は、図１におけるヒューズ３０と電気的に接続される前の状態の開閉器２０ａの構造を示す概略図である。図３においては、便宜上、ヒューズボックス１００の筐体を省略している。

図３に示すように、本実施形態では、ヒューズホルダ４０および接続用ヒューズホルダ５０に挟持されたヒューズ３０ｂが、導体８０を介して端子台７０と電気的に接続され、ヒューズホルダ６０および接続用ヒューズホルダ５０に挟持されたヒューズ３０ａが、導体８２を介して端子台７２と電気的に接続される。また、ヒューズ３０ａと開閉器２０ａとを電気的に接続するのに寄与する、ヒューズ３０ａを保持する接続用ヒューズホルダ５０ａは、導体部５６を利用して、直接、開閉器２０ａと電気的に接続される。

ここで、接続用ヒューズホルダ５０は、開閉器２０に向けて突出して形成された導体部５６を備えている。従って、接続用ヒューズホルダ５０ａの導体部５６ａは、接続受け部２４ａに挿入された後、負荷側端子ネジ２１ａがネジ挿入孔５８ａに挿入されることにより開閉器２０ａ内に装着される。同様に、接続用ヒューズホルダ５０ｂの導体部５６ｂは、接続受け部２４ｂに挿入された後、負荷側端子ネジ２１ｂがネジ挿入孔５８ｂに挿入されることによって開閉器２０ａ内に装着される。

図４は、接続用ヒューズホルダ５０ａの一部が開閉器２０ａに直接接続されている構造を示す概略側面図である。

図４に示すように、接続受け部２４ａに挿入された接続用ヒューズホルダ５０ａの導体部５６ａは、負荷側端子ネジ２１ａがネジ挿入孔５８ａに挿入されることにより開閉器２０ａ内に装着される。従って、接続用ヒューズホルダ５０ａの一部が直接電気的に開閉器２０ａと接続されることになる。また、図４に示すように、接続箱２００が、開閉器２０ａの太陽電池端子２５を介して太陽電池モジュールに接続されることにより、太陽光発電システムが形成される。

本実施形態のヒューズと電路開閉装置との接続構造によれば、ヒューズを保持するヒューズホルダの一部が、電路開閉装置の一つである開閉器に直接接続されるので、配線の接続における半田工程が不要となる。従って、本実施形態のヒューズと電路開閉装置との接続構造によれば、部品点数を低減するとともに、接続箱内の機器の組み付けが極めて容易となるため、作業性の向上を図ることが可能となる。また、半田の熱の伝わり易さに起因する、ヒューズの熱による不要な溶断を確実に防止し、そのような溶断によるヒューズ交換作業を顕著に減らす、又は完全に無くすことができる。その結果、ヒューズホルダと電路開閉装置との接続に関する保守作業の大幅な簡素化と、部品コストや作業時間の低減による経済性の格段の向上とを実現することができる。さらに、配線の接続作業で行われた半田付けの作業の質、換言すれば作業者の能力がばらつくことによる、接続構造や接続箱、ひいては太陽光発電システムの信頼性の低下を防止することができる。

＜その他の実施形態＞
ところで、本実施形態の接続用ヒューズホルダにおいては、導体部を形成する板状体の長さ等やヒューズを保持するヒューズホルダの形態は、接続用ヒューズホルダの導体部が開閉器の電源側端子に接続可能であれば、特に限定されない。

また、上述の実施形態では、導体部が板状体であったが、導体部の形状は板状体に限定されない。例えば、多少、成形過程が複雑にはなるが、接続用ヒューズホルダ５０ａが、筒状又は棒状の突出部である導体部を備えている場合も、上述と同様の効果が奏され得る。

上述の実施形態の開示は、それらの実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。

１０ レバースイッチ
２０ 開閉器
２１ 負荷側端子ネジ
２２ 電源側端子ネジ
２４ 接続受け部
２５ 太陽電池端子
３０ ヒューズ
４０，６０ ヒューズホルダ
５０ 接続用ヒューズホルダ
５２ 挟持腕部
５４ 開口部
５５ 基部
５６ 導体部
５８ ネジ挿入孔
７０，７２ 端子台
８０，８２ 導体
１００ ヒューズボックス
１５０ 内箱
２００ 接続箱
２２０ 筐体

Claims (8)

1. ヒューズを保持するヒューズホルダの一部が、開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置に直接接続されることにより、前記ヒューズと前記電路開閉装置とが電気的に接続される、
   ヒューズと電路開閉装置との接続構造。
2. 前記ヒューズホルダの一部が、前記ヒューズホルダの一端側に突出して形成される導体部であって、かつ、前記導体部が、前記電路開閉装置が備える接続受け部に接続される、
   請求項１に記載の接続構造。
3. 前記導体部が、前記ヒューズホルダの基部から延設された板状体であり、かつ
   前記板状体が、前記ヒューズホルダを前記電路開閉装置に固定するための孔を備える、
   請求項２に記載の接続構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接続構造を備える、
   接続箱。
5. 請求項４に記載の接続箱を備える、
   太陽光発電システム。
6. 開閉器、断路器、及び遮断器の群から選択される少なくとも１つの電路開閉装置を設けた接続箱が備える、ヒューズを保持可能なヒューズホルダであって、
   前記ヒューズホルダの一部が前記電路開閉装置に直接接続されることにより、前記ヒューズと前記電路開閉装置とが電気的に接続可能となる、
   ヒューズホルダ。
7. 前記ヒューズホルダの一部が、前記ヒューズホルダの一端側に突出して形成される導体部であって、かつ、
   前記導体部が、前記電路開閉装置が備える接続受け部に接続されると、前記ヒューズと前記電路開閉装置とが電気的に接続可能となる、
   請求項６に記載のヒューズホルダ。
8. 前記導体部が、前記ヒューズホルダの基部から延設された板状体であり、かつ
   前記板状体が、前記ヒューズホルダを前記電路開閉装置に固定するための孔を備える、
   請求項６に記載のヒューズホルダ。

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