JP2014143047A - 端子台装置とこの端子台装置を備える電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】正極線と負極線とを正極線接続部と負極線接続部とに極性が適合した状態で確実に電気的な接続が行なえるようにする。
【解決手段】接続具２３における凸コネクタ２４と凹コネクタ２５との内の一方のコネクタに正極線３と負極線４とを繋ぎ、一方のコネクタにおける正極と負極とに対して極性が同じとなるように結合している他方のコネクタを正極線接続部５と負極線接続部６とに繋ぎ、他方のコネクタは、一方のコネクタにおける正極に電気的に接続されて正極線接続部５にネジ止めされている取付部と、一方のコネクタにおける負極に電気的に接続されて負極線取付部６にネジ止めされている取付部とを設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、直流電力用の電気ケーブルの正極線と負極線とを対応位置に接続するに際してその極性の接続間違えを防止する端子台装置と、この端子台装置を備える電気機器に関するものである。

太陽電池の直流出力（再生可能エネルギー）は、開閉スイッチを有する接続箱を介して直流電力を交流電力に変換する電気機器へ供給されている。そして前記接続箱には、図８に示されているようにケースａ内に保守点検の際などに操作する開閉スイッチｂがあり、太陽電池からの電力線がこの開閉スイッチｂに接続され、この開閉スイッチｂを経た直流電力が端子台装置１から出力される。

接続箱に組み入れられている端子台装置１には、直流電力が出力されるケーブルが接続される。図９に示すようにこの端子台装置１ではケーブル２の対となっている正極線３と負極線４とを繋ぐための正極線接続部５と負極線接続部６とを並設していて、電気回路の正極入力部７と導通する導電板９が前記正極線接続部５に配されているとともに、電気回路の負極入力部８と導通する導電板１０が前記負極線接続部４に配されている。

並設した正極線接続部５と負極線接続部６とのそれぞれの両脇には台座部１１と一体の立壁１２を立ち上げていて、正極線接続部５と負極線接続部６との間の立壁１２は共有の壁として両接続部を仕切っている。そして、前記立壁１２それぞれは図示されているように、この正極線接続部５と負極線接続部６とに繋ぐ正極線３と負極線４との先端側の部分も仕切ることができるように、正極線接続部５と負極線接続部６との並設方向とは直交する方向に延設されている。

正極線接続部５と負極線接続部６へのケーブル２の接続は、正極線３と負極線４とのそれぞれにかしめ固定した同一形状のターミナル端子１３を用いて行なわれていて、そのターミナル端子１３はネジ孔１４が開けられた平板部１５の端部にかしめ部１６がある。そして、図１０に示すように正極線接続部５と負極線接続部６との導電板９、１０それぞれに開けられたネジ孔１４とターミナル端子１３側のネジ孔１４とを合わせるようにしてターミナル端子１３の平板部１５を正極線接続部５と負極線接続部６に重ね合わせ、ネジ止めにて正極線接続部５に正極線３を繋ぎ、負極線接続部６に負極線４を繋いでいた。

上記端子台装置への正極線と負極線の接続には、図示されているように同一形状のターミナル端子を正極線と負極線とのそれぞれに取り付けて、ターミナル端子を正極線接続部と負極線接続部とにネジ止めしているが、正極線と負極線とを挿し違えないようにする必要がある。

このような直流電力の供給を受ける側から引き出されてきた正極線と負極線とを直流電力の電源側に繋ぐ作業において、その二つの極線を挿し違えないように繋ぐ工夫としては、例えば特許文献１に示されているように蓄電池においてその一方の蓄電池端子自体を凹部を有する形状にするとともに、他方蓄電池端子自体を凸部を有する形状にし、さらに一方の引出線に取り付けた引出線端子自体に前記凹部と嵌合する凸片を設け、他方の引出線に取り付けた引出線端子自体に前記凸部と嵌合する凹切欠部を設けた工夫が提案されており、一方の蓄電池端子に他方の引出線を対応させかけたり、他方の蓄電池端子に一方の引出線を対応させかけた場合に、蓄電池端子と引出線端子とが嵌まり合わないようにしたものであった。

実開昭５８−０３８９７４号公報

例えば太陽電池を用いたシステムでは、太陽電池から出力される直流電力の供給を受ける装置に正極線と負極線とが一対となっているケーブルを用いて配線工事する必要があり、その際、極線の極性（正極及び負極）を正しく接続する必要がある。しかし、この配線工事では現場調達されるケーブルにターミナル端子を取り付けるケーブル端末加工が行われるが、正極線と負極線とのいずれにも同じ形状のターミナル端子がかしめ固定されるため、この正極線と負極線とを、端子台装置の隣り合った正極線接続部と負極線接続部とに止め付ける作業で間違った極性側に正極線のターミナル端子と負極線のターミナル端子をネジ止めしてしまう誤接続を起こす可能性があった。

この対策として上記特許文献１に示されている如くのものが考えられたが、正極線接続部と負極線接続部とのそれぞれに配される導電板は、ターミナル端子のネジ止めに際しても変形することのないように厚みのある導電金属板からなるものであるため、上述したように板厚み方向で凹んでなる凹部や板厚み方向に盛り上がってなる凸部を形成するとコスト高になるという問題があり、導電板の小型化を図る場合での前記凹部、凸部の形成自体が困難なものとなる。このため、現状において導電板それぞれのターミナル端子を受ける上面部分は平坦であり、ターミナル端子も同一形状としており、誤接続の可能性を無くすことが難しかった。

そこで本発明は上記事情に鑑み、正極線と負極線とを極性が適合した状態で各接続部に確実に電気的な接続が行なえるようにすることを目的とする。

（請求項１の発明）
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、電気回路の正極に接続されている正極線接続部と負極に接続されている負極線接続部とを並設して有し、直流電力供給側での正極線と負極線とを対としたケーブルにおける前記正極線が前記正極線接続部に電気的に接続し、前記ケーブルにおける前記負極線が前記負極線接続部に電気的に接続される端子台装置であって、
互いに着脱可能に結合する凸コネクタと凹コネクタとからなる接続具を有し、
前記接続具における凸コネクタと凹コネクタとの内の一方のコネクタに前記正極線と負極線とが繋げられ、この一方のコネクタにおける正極と負極とに対して極性が同じとなるように結合している他方のコネクタは前記一方のコネクタにおける正極に電気的に接続されて前記正極線接続部にネジ止めされている取付部と、前記一方のコネクタにおける負極に電気的に接続されて前記負極線接続部にネジ止めされている取付部とを有していることを特徴とする端子台装置を提供して、上記課題を解消するものである。

（請求項２の発明）
また、本発明の端子台装置は、上記凸コネクタには、それぞれ接触端子を内設した対の差し込み筒が設けられているとともに、上記凹コネクタは、それぞれ前記差し込み筒が差し入れられる穴であって、その差し込み筒内に入り込んで前記接触端子に接触可能な柱状接触端子を設けられている一対の受け穴が設けられていて、
前記凸コネクタの一方の差し込み筒と、前記凹コネクタでの前記一方の差し込み筒の接触端子に極性が同じとされた柱状接触端子を設けている一方の受け穴とに、前記一方の差し込み筒の前記一方の受け穴への差し込みを許容するガイド手段が設けられていることが良好である。

（請求項３の発明）
また、本発明の端子台装置は、上記他方のコネクタの取付部のネジ止め部分それぞれは、ターミナル端子により形成されていることが良好である。

（請求項４の発明）
また、本発明の端子台装置は、上記端子台装置における正極線接続部と負極線接続部との間にはこの二つの接続部を仕切る立壁が設けられていて、該立壁への上記接続具の当接により、上記取付部それぞれのネジ止め部分が前記正極線接続部と負極線接続部とに対応するように前記接続具が位置決めされていることが良好である。

（請求項５の発明）
さらに、もう一つの発明は、上記電気回路は上記正極及び前記負極を介して入力する直流電力を系統電力と同期した交流電力に変換した後前記系統電力へ重畳する構成を有し、上記直流電力供給側は太陽電池など再生可能エネルギーによる直流電力である請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の端子台装置を備えることを特徴とする電気機器であり、この電気機器を提供して上記課題を解消するものである。

（請求項１の発明の効果）
請求項１の発明の端子台装置によれば、直流電力供給側の正極線と負極線とは対となった状態の接続具を有しており、その接続具には正極線接続部に対応する取付部と負極線接続部に対応する取付部とを対として設けられているので、対の正極線接続部と負極線接続部とにケーブルの対の正極線と負極線とを電気的に接続する作業では、前記接続具の取付部それぞれを前記接続部に当てがうという簡単な操作で、正極線が正極線接続部に、そして負極線が負極線接続部に対応することとなって、誤接続を防止しながら正極線と負極線との前記接続部への接続が行なえ、締結ネジを使用していないため接続不備も防げるという優れた効果を奏する。

（請求項２の発明の効果）
請求項２の発明の端子台装置によれば、上記取付部それぞれを正極線接続部と負極線接続部とにネジ止めした接続具については、凸コネクタと凹コネクタとは分離することができるので、手による抜き差し操作にて前記接続部に対する正極線と負極線との電気的な接続を簡単に絶つことができるとともに、再接続もネジ止め操作無しに容易に行なえる。さらに、前記両コネクタは極性が合う場合のみに結合するものとして、再接続の操作において誤接続を防止する構成とすることが容易になる。

（請求項３の発明の効果）
請求項３の発明の端子台装置によれば、取付部のネジ止め部分それぞれがターミナル端子であるので、前記取付部を正極線接続部と負極線接続部とに取り付ける作業をネジ止めにて確実なものとすることができる。

（請求項４の発明の効果）
請求項４の発明の端子台装置によれば、取付部それぞれを正極線接続部と負極線接続部とに合わせる作業が頗る簡単となり、その取付部の前記接続部への取付作業が簡単になる。

（請求項５の発明の効果）
請求項５の発明の電気機器によれば、上記端子台装置を有しているので、その端子台装置に直流電力供給側のケーブルにおける正極線と負極線とを接続するに際し、接続具にて正極線と負極線との極性を適正に対応付けした状態で接続部に接続でき、また、接続具の凸コネクタと凹コネクタの抜き挿しでは、誤った極性が相対する状態では接続具の凸コネクタと凹コネクタとは結合できないようになり、作業者は誤接続であることを簡単に知ることができて、誤接続を未然に防止することができるという優れた効果を奏するものである。

本発明に係る電気機器の一例を概略的に示す説明図である。 本発明に係る端子台装置の一例を上方から見た状態で示す説明図である。 一例を分解状態で示す説明図である。 接続具の凸コネクタと凹コネクタとが分離した状態を示す説明図である。 端子台装置の他の例を分解状態で示す説明図である。 端子台装置の他の例における導電板を示す説明図である。 端子台装置の他の例を上方から見た状態で示す説明図である。 従来における接続箱を示す説明図である。 端子台装置における配線状態を示す説明図である。 端子台装置における接続部への配線を分解状態で示す説明図である。

つぎに本発明を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、上述した従来の例と構成が重複する部分は同符号を付してその説明を省略する。図中１７は直流電力を交流電力へ変換する電力変換装置（変換部）であり、制御機能を有する部分Ａと、この部分Ａの電気回路の正極が繋がれている上記正極線接続部５及び前記電気回路の負極が繋がれている上記負極線接続部６とを有する端子台装置１を有する部分Ｂとをケース内に組み入れられているものである。端子台装置１は、直流電力が接続される正極線接続部５及び負極線接続部６と、交流電力が出力される系統連系用の交流接続部と、同様に自立運転の際の交流電力が出力される接続部とが並設されている。

上記端子台装置１にあっては正極線接続部５と負極線接続部６とに対しケーブル２の正極線３と負極線４とが誤接続されないようにするための工夫が設けられている。この端子台装置１は、電気回路につながる正極入力部７と負極入力部８との高さ位置に対して正極線接続部５と負極線接続部６との高さ位置が上位となるように台座部１１が段状に形成されている。正極入力部７から正極線接続部５に亘って略Ｚ状に屈曲した導電板９を取り付け、負極入力部８から負極線接続部６に亘って同じように略Ｚ状に屈曲した導電板１０を取り付けており、正極線接続部５には台座部１１の上段となる取付面１８に導電板９の上平板９ａが位置し、負極線接続部６には台座部１１の上段となる取付面１９に導電板１０の上平板１０ａが位置している（図３参照）。

正極線接続部５と負極線接続部６とのそれぞれには、正極線３、負極線４に対応するターミナル端子２０とターミナル端子２１とのそれぞれをネジ止めできるように上平板９ａ、１０ａからその下位の取付面１８、１９にかけて、その取付面１８、１９の中央線上となるようにしてネジ孔１４または、ナット部品構造が設けられている。なお、本例での正極線３とターミナル端子２０との接続、及び負極線４とターミナル端子２１との接続については後述する。

また、正極線接続部５と負極線接続部６とのそれぞれの両側には、壁上端の高さ位置を両接続部５、６にネジ止めのネジのネジ頭の高さ位置より上位にして台座部１１に一体にされている立壁２２が設けられていて、正極線接続部５と負極線接続部６との間に一つの立壁２２があり、両接続部５、６がこの一つの立壁２２を側部に立ち上がる壁として共有している。

立壁２２は、ネジ止めしたターミナル端子２０、２１に対する電圧印加時の電気的安全構造（空間距離、絶縁距離）、また他物が不用意に接触したり、ターミナル端子２０、２１同士の位置を固定するために導電板９、１０の上平板９ａ、１０ａ周りや、接続したターミナル端子２０、２１を設置する上での安全性能の役割を備えており、各立壁２２は接続部の並び方向に直交する方向に延設された仕切り壁として形成されている。

図示されているように正極線３と負極線４との対の極線は単一の接続具２３を備えており、上記端子台装置１はこの接続具２３を介して正極線３と負極線４とが電気的に対応する極性の接続部、即ち、正極線接続部５と負極線接続部６とに接続されてなるものである。前記接続具２３は図４に示すように凸コネクタ２４と凹コネクタ２５との二つのコネクタが対となって互いに着脱可能にして雌雄結合しているものであり、この実施の例にあっては、一方のコネクタである前記凸コネクタ２４に正極線３と負極線４の対の極線が繋がる直流電力供給側となり、他方のコネクタである前記凹コネクタ２５は正極線接続部５と負極線接続部６とに繋がっている（図２参照）。

接続具２３の凸コネクタ２４には凹コネクタ２５に差し入れるための対の差し込み筒２６、２７が設けられている。その差し込み筒２６、２７の内部には、凹コネクタ２５側の後述する端子を受け入れて導通できるようにした接触端子２６ａ、２７ａを組み入れていて、凸コネクタ２４の内部に引き入れられているケーブル２の正極線３の芯線端部が接触端子２６ａに接続され、負極線４の芯線端部が接触端子２７ａに接続されており、差し込み筒２６を正極側とし、差し込み筒２７を負極側としている。

また、凹コネクタ２５には、差し込み筒２６、２７が差し入れられる一対の受け穴２８、２９が設けられている。その受け穴２８、２９の内部には、この受け穴２８、２９に差し入れられた差し込み筒２６、２７のそれぞれの内側に入って上記接触端子２６ａ、２７ａと接触して電気的に接続する柱状接触端子２８ａ、２９ａが組み入れられている。そして、凸コネクタ２４と凹コネクタ２５が雌雄嵌合にて結合することで、凹コネクタ２５での前記柱状接触端子２８ａは正極側とされ、前記柱状接触端子２９ａは負極側とされている。

さらにまた、上記凹コネクタ２５にあっては、接続具２３を上記正極線接続部５と負極線接続部６とに繋ぎ、正極線３が正極線接続部５に電気的に接続されるようにするとともに負極線４が負極線接続部６に電気的に接続されるようにするために、一対の取付部３０、３１が設けられている。前記取付部３０、３１それぞれは導電性部材からなるものであって、一端が凹コネクタ２５の内側に組み込まれ、他端にはネジ止め部分を構成する上記ターミナル端子２０、２１がかしめ、半田等で取り付けられている。そして上記柱状接触端子２８ａは取付部３０に接続されているとともに、上記柱状接触端子２９ａは取付部３１に接続されていて、これによってターミナル端子２０を正極側とし、ターミナル端子２１を負極側としている。

上述のように端子台装置１では対となった正極線３と負極線４とが単一の接続具２３を備え、この接続具２３における上記対の取付部３０、３１にターミナル端子２０、２１とがかしめや半田付などされていることから、正極線接続部５と負極線接続部６とに正極線３と負極線４とを電気的に接続するに際しては、図３に示すように接続具２３が備えて正極側となっている前記ターミナル端子２０を正極線接続部５に対応させ、また負極側となっている前記ターミナル端子２１を負極線接続部６に対応させてからそれぞれをネジ止めすればよく、簡単な作業となる。

そして、接続具２３の凸コネクタ２４と凹コネクタ２５とが結合していることでターミナル端子２０は正極となり、ターミナル端子２１は負極となっているので、接続具２３の前記取付部３０、３１を接続部５、６にあてがうだけで極性が適合し、誤接続が生じないものとなっている。さらに、接続部５、６に繋いだ接続具２３において、凸コネクタ２４を凹コネクタ２５に抜き差しすることで、その接続部５、６に対する正極線３と負極線４の分離を一度に行なえることにより作業が容易になる。また、たとえば施工作業時に脚立等の上での不安定な作業に関しても締結ネジを使用しないため、締め忘れ、締め付けトルク不足の問題が解決される。

上記凹コネクタ２５にあっては、対の正極線接続部５と負極線接続部６との間を仕切る立壁２２が入り込む凹溝３２が設けられており、接続具２３の上記取付部３０、３１を正極線接続部５と負極線接続部６に当てがうときに前記立壁２３がその凹溝３２に入り込んで突き当たるようにしている。そして、前記立壁２３は、凹溝２３に入り込んで凹コネクタ２５に当接することにより、ターミナル端子２０、２１が正極線接続部５と負極線接続部６とに対応するように接続具２３を位置決めし、ターミナル端子２０、２１のネジ孔と前記接続部５、６のネジ孔とが揃うようにしている。これによってもネジ止め作業が頗る簡単なものとなっている。

接続具２３では凸コネクタ２４がこの凸コネクタ自体の上下が反転して極性が逆となる状態では凹コネクタ２５に差し込むことができないように設けられていて、本例にあっては、図２と図４に示すように凸コネクタ２４の対の差し込み筒の内、正極側の差し込み筒２６のみにその外周面に突条３３が設けられ、さらに、凹コネクタ２５の前記差し込み筒２６の接触端子２６ａに極性を同じとする側の柱状接触端子２８ａを設けている一方の受け穴のみに、即ち、正極側の受け穴２８のみに前記突条３３が入るガイド溝３４が設けられていて、凸コネクタ２４の差し込み筒２６、２７の内側にある接触端子２６ａ、２７ａの極性と凹コネクタ２５の受け穴２８、２９の内側にある柱状接触端子２８ａ、２９ａの極性が一致した状態で、前記突条３３がガイド溝３４に対応位置して、差し込み筒２６の受け穴２８への差し込み、及び差し込み筒２７の受け穴２９への差し込みができるようにしている。

このように接続具２３では、凸コネクタ２４の一方の差し込み筒（本例では正極の差し込み筒２６）に突条３３を設け、凹コネクタ２５での前記一方の差し込み筒の接触端子に極性が同じとされた柱状接触端子を設けている一方の受け穴（本例では正極の受け穴２８）にガイド溝３４を設けていて、突条３３とこの突条３３が入り込むガイド溝３４とからなるガイド手段により前記一方の差し込み筒の前記一方の受け穴への差し込みを許容し、逆に極性が適合しない状態である一方の差し込み筒の他方の受け穴への差し込みが行なえないように規制しており、極性が適合しないときの接触端子と柱状接触端子とが接触しないように簡単な構成で誤接続を防止しているものである。

上記端子台装置１の接続具２３においては一対の取付部３０、３１のネジ止め部分をターミナル端子２０、２１で形成し、導電板９、１０の上平板９ａ、１０ａにターミナル端子２０、２１を重ね合わせてネジ止めするものとして説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。図５から図７はその他の例を示していて、まず一対の取付部３０、３１のネジ止め部分を雄ネジ３５、３６で形成している。また、図６に示すように導電板９の上平板９ａでの正極入力部７側とは反対の辺から立板３７を立ち上げて、この立板３７にネジ孔１４を開口しているとともに、同様に導電板１０の上平板１０ａでの負極入力部８側とは反対の辺から立板３８を立ち上げて、この立板３８にネジ孔１４を開口している。

そして、接続具２３の取付部３０、３１を正極線接続部５、負極線接続部６に繋ぐに際しては、正極側の取付部３０の上記雄ネジ３５を正極線接続部５における上記導電板９の立板３７のネジ孔１４に通すとともに、負極側の取付部３１の上記雄ネジ３６を負極線接続部６における上記導電板１０の立板３８のネジ孔１４に通し、それぞれの雄ネジ３５、３６にナット３９を螺合させて締め付けることで、雄ネジ３５の基端部３５ａを立板３７に電気的に接合させ、雄ネジ３６の基端部３６ａを立板３８に電気的に接合させているものである。

なお、図において符号４０は凹コネクタ２５に設けられた係止爪であり、不用意な凸コネクタ２４の抜けを防止するために凸コネクタ２４に係脱可能に係止して、凸コネクタ２４と凹コネクタ２５との結合を確実なものとしている。また、図３に示す分解した構成では台座部１１の下部（接続器として複数の端子台構成部分の下部が連続している部分）は端子台装置の説明を容易にするためにその図示を略した。

１…端子台装置
２…ケーブル
３…正極線
４…負極線
５…正極線接続部
６…負極線接続部
１７…電力変換装置
２０…ターミナル端子
２１…ターミナル端子
２２…立壁
２３…接続具
２４…凸コネクタ
２５…凹コネクタ
２６、２７…差し込み筒
２６ａ、２７ａ…接触端子
２８、２９…受け穴
２８ａ、２９ａ…柱状接触端子
３０、３１…取付部
３２…凹溝
３３…突条
３４…ガイド溝
３５、３６…雄ネジ
３７、３８…立板
３９…ナット

Claims (5)

1. 電気回路の正極に接続されている正極線接続部と負極に接続されている負極線接続部とを並設して有し、直流電力供給側での正極線と負極線とを対としたケーブルにおける前記正極線が前記正極線接続部に電気的に接続し、前記ケーブルにおける前記負極線が前記負極線接続部に電気的に接続される端子台装置であって、
   互いに着脱可能に結合する凸コネクタと凹コネクタとからなる接続具を有し、
   前記接続具における凸コネクタと凹コネクタとの内の一方のコネクタに前記正極線と負極線とが繋げられ、この一方のコネクタにおける正極と負極とに対して極性が同じとなるように結合している他方のコネクタは前記一方のコネクタにおける正極に電気的に接続されて前記正極線接続部にネジ止めされている取付部と、前記一方のコネクタにおける負極に電気的に接続されて前記負極線接続部にネジ止めされている取付部とを有していることを特徴とする端子台装置。
2. 上記凸コネクタには、それぞれ接触端子を内設した対の差し込み筒が設けられているとともに、上記凹コネクタは、それぞれ前記差し込み筒が差し入れられる穴であって、その差し込み筒内に入り込んで前記接触端子に接触可能な柱状接触端子を設けられている一対の受け穴が設けられていて、
   前記凸コネクタの一方の差し込み筒と、前記凹コネクタでの前記一方の差し込み筒の接触端子に極性が同じとされた柱状接触端子を設けている一方の受け穴とに、前記一方の差し込み筒の前記一方の受け穴への差し込みを許容するガイド手段が設けられている請求項１に記載の端子台装置。
3. 上記他方のコネクタの取付部のネジ止め部分それぞれは、ターミナル端子により形成されている請求項１または２に記載の端子台装置。
4. 上記端子台装置における正極線接続部と負極線接続部との間にはこの二つの接続部を仕切る立壁が設けられていて、該立壁への上記接続具の当接により、上記取付部それぞれのネジ止め部分が前記正極線接続部と負極線接続部とに対応するように前記接続具が位置決めされている請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の端子台装置。
5. 上記電気回路は上記正極及び前記負極を介して入力する直流電力を系統電力と同期した交流電力に変換した後前記系統電力へ重畳する構成を有し、上記直流電力供給側は太陽電池など再生可能エネルギーによる直流電力である請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の端子台装置を備えることを特徴とする電気機器。

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