JP2014532268A - ヒューズを備える合成／分配バスバーアセンブリを有するターミナルユニット - Google Patents

Abstract

バスバーアセンブリと、ラグアセンブリと、前記バスバーアセンブリに取り付けられる一つ以上の回路保護デバイスとを有するターミナルユニット。前記バスバーアセンブリは、バスバーと、前記バスバーを保持し、かつ前記回路保護デバイスを前記バスバーアセンブリに取り付ける構造を提供する取付ユニットとを有する。前記バスバーは導電性材料で形成され、一方、取付ユニットはプラスチックのような非導電性（絶縁）材料で形成される。これにより、「接触安全性」を有する容器を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、合成または分配する交流回路または直流回路に関し、特にヒューズを備える合成／分配バスバーアセンブリを有するターミナルユニットに関する。

電力分配において、バスバーは、スイッチ板、分電板、変電装置、その他電気装置の内部で電気を伝導するために使用される。バスバーは、一般的に銅片またはアルミニウム片の形態をとる。バスバーと電気的に接続された各電流源にはヒューズが用いられる。

ターミナルユニットは、複数の電力源からの電流を合成したり、分配したりするための、広範囲の用途に使用される。一般的な応用例として、ソーラーセルや光起電力アレイのようなソーラーパワー発生装置と、複数の光起電力源回路から発生した電流の合成／分配に多くみられる。ターミナルユニットは、一つの合成された出力を生成するために、複数の光起電力源回路を合成するために使用される。

「合成」バスバーを含む従来のターミナルユニットは、以下の方法で組み立てられる。ＤＩＮレールがパネルの背面に取り付けられる。次に、ヒューズホルダーをＤＩＮレールに取り付ける。合成バスバーの指部は、各ヒューズホルダーの開口部に挿入され、フィンガー部をヒューズホルダーの特定部分に固定するために、トルクが与えられる。バスバーは、スタンドオフを使用して背面に取り付けられる。引込みワイヤは、各ヒューズホルダーのソケットに挿入され、ヒューズホルダーの特定部分に固定するために、トルクが与えられる。一つまたは二つの大きなケーブルはワイヤラグを介してバスバーに取り付けられる。「接触安全性」機能が望まれる場合は、伝導素子との接触を妨げるために、大きなプラスチック（例えば、プレキシガラス）の保護カバーが、ターミナルユニット全体を覆うように取り付けられる。

本発明は、ターミナルユニットを覆う保護カバーを使用することなく、「接触安全性」機能を維持するヒューズを備える合成／分配バスバーアセンブリを提供する。

本発明によれば、導電性材料で形成されたバスバーと非導電性材料で形成された取付ユニットとを有するバスバーアセンブリと、前記バスバーおよび回路と電気的に接続可能であって、それぞれハウジングを含む一つ以上の回路保護デバイスとを備え、前記ハウジングは、端子と、回路保護デバイスを前記バスバーアセンブリに取り付けるために、取付ユニットと係合可能であって、向かい合う第一および第二係合部とを有することを特徴とするターミナルユニットが提供される。

本発明の別の態様によれば、導電性材料で形成され、当該バスバーアセンブリに取付可能な回路保護デバイスと電気的に接触するための複数の接触部を含むバスバーと、非導電性材料で形成され、当該バスバーアセンブリに取付可能な前記回路保護デバイスの、向かい合う第一および第二係合部とそれぞれ係合する一対の外側伸長フランジを含む取付ユニットとを備えることを特徴とするバスバーアセンブリが提供される。

本発明は、安全かつ安価に電流を合成したり分配したりできるターミナルユニットを提供する。

本発明は、接触安全性機能を確保するターミナルユニットを提供する。

本発明は、従来のターミナルユニットと比較して、組み立てや取り込みが容易なターミナルユニットを提供する。

本発明は、従来のターミナルユニットと比較して、必要スペースを削減するターミナルユニットを提供する。

これらの効果は、付随する図面や特許請求の範囲を伴う以下の記載から明らかになる。

本発明は、その部品や配列に関する物理的な形態をとる。本発明の実施の形態を、本明細書と、同実施の形態の一部をなす付随図面とにおいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るターミナルユニットの斜視図であって、前記ターミナルユニットはバスバーアセンブリとラグと一つ以上のヒューズホルダーとを含む。

図２は、同ターミナルユニットの要部断面図である。

図３は、バスバーアセンブリのバスバーの斜視図である。

図４は、バスバーアセンブリの取付ユニットの斜視図である。

図５は、ラグのハウジングの斜視図である。

図６〜８は、断面図でヒューズホルダーのバスバーアセンブリへの取り付け方を示す。

次に、図面を参照する。図面は、本発明の実施の形態を例示する目的のみに用いられ、これを限定するものではない。図１は、本発明の実施の形態に係るターミナルユニット１０を示す。ターミナルユニット１０は、一般的にバスバーアセンブリ２０と、ラグ１８０および付随するラグハウジング２００で構成されるラグアセンブリと、一つ以上の回路保護デバイス２２０とで構成される。例示された実施の形態では、回路保護デバイス２２０は、ヒューズホルダー２３０の内部に収納されたヒューズ素子（図示せず）で構成されたヒューズの形態をとっている。

次に、図３および４を参照しながら、バスバーアセンブリ２０について詳細に説明する。バスバーアセンブリ２０はバスバー２５を含み、バスバー２５は、細長の伝導体３０と、伝導板６０（図３参照）と、取付ユニット１００（図４参照）とで構成される。伝導体３０と伝導板６０は、電流を流す部材であるが、取付ユニット１００は、バスバー２５の要素を囲って「接触安全性」を確保するために、プラスチックのような非導電性（絶縁）材料で形成される。取付ユニット１００は、一つ以上のヒューズホルダー２３０をバスバー２５に取り付ける“スナップロック”構造を備えており、それによってバスバー２５とヒューズホルダー２３０の伝導素子とを電気的に接続する。

例示された実施の形態では、伝導体３０は銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、その他の適切な導電性材料で形成された細長の棒状の形態をとる。代わりに、伝導体３０は、互いに結合した複数の個体伝導素子でもよい。伝導体３０は、一般的には第一端３２と第二端３４とを有する長方形の棒状である。伝導体３０は、さらに第一側面４２と、第二側面４４と、上面４６と、下面４８とを有する。凹部３８は、伝導体３０を貫通して、後述するように、第一端３２で留め具を受け入れるように寸法設計される。

例示された実施の形態では、伝導板６０は銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、その他の適切な導電性金属板の形成され、細長の金属板の形態をとる。伝導板６０の下部は、平面帯８２の形態をとる。伝導板６０の上部は、複数のＬ字型接触部７２で構成されており、複数のＬ字型接触部７２は、ギャップ７６により、間隔が置かれている。Ｌ字型接触部７２は、それぞれ、概ね第一部分７３に垂直な方向に拡張するフィンガー部７４を含む。切欠き７８は伝導板６０の第一端６２に形成される。

Ｔ字型キャップ９０は、例えばプラスチックなどの非導電性部材で形成され、Ｌ字型接触部７２と嵌合するように寸法設計される。Ｔ字型キャップ９０は、使用されないＬ字型接触部７２を覆うためのものであって、これにより、「接触安全性」の機能を維持する。

バスバー２５は、伝導板６０を伝導体３０の第一側面４２の隣に配置することによって組み立てられる。伝導体３０の第一端３２および第二端３４は、それぞれ伝導板６０の第一端６２および第二端６４と揃う。この配置により、フィンガー部７４は伝導体３０の上面部４６の上方に展開される。伝導板６０は、適切な方法で伝導体３０に取り付けられる。伝導板６０を伝導体３０に取り付ける方法としては、例えば、ろう付けやはんだ付け、ネジやリベット等の機械的な留め具、または抵抗溶接等の溶接が挙げられるが、これらに限られない。伝導体３０と伝導板６０は、一つの要素として一体的に形成されても良い。この場合、バスバーはユニタリーバスバー２５となる。

取付ユニット１００は、本体１０２とエンドキャップ１７０とで構成されている。本体１０２は、ベース１０４を含み、ベース１０４の内部には複数のホール１０５が形成されている。ホール１０５は、図６に示すように、取付ユニット１００を壁などの支持構造に取り付ける留め具１０１を受け入れるように寸法設計される。本体１０２は、ベース１０４から上方に伸長する第一側壁１０６および第二側壁１１６をも含んでいる。第一側壁１０６はホール１０７を含み、第二側壁１１６はホール１１７を含む。ホール１０７、１１７は、図１に示すように、ラグハウジング２００（図５参照）を本体１０２に取り付ける留め具２１３を受け入れるように寸法設計される。第二側壁１１６は、テーパー形状の下面を有し、外側へ伸長するフランジ１１８を備える。本体１０２は、さらに、第一および第二側壁１０６、１０７の間に位置するスリーブ部１３０を含む。スリーブ部１３０は、第一および第二上方伸長壁１３６、１４６と上壁１５０とを有する。第一上方伸長壁１３６は、下面１３９を有する外側伸長フランジ１３８を備える。第一上方伸長壁１３６のフランジ１３８は、第二側壁１１６のフランジ１１８の方向と反対の方向に伸長する。細長の溝１５２は、上壁１５０と第一上方伸長壁１３６との間に位置し、本体１０２の長さ方向にそって伸長する。

スリーブ部１３０は、バスバー２５を囲んで保持するように寸法設計された長方形の内側中央チャネル１６０を備えている。以下詳細を述べる。第一側壁１０６と第一上方伸長壁１３６とで、第一横チャネル１６２を構成し、一方、第二側壁１１６と第二上方伸長壁１４６とで、第二横チャネル１６４を構成する。第一および第二横チャネル１６２、１６４は、中央チャネル１６０の反対側で本体１０２の長さ方向に沿って伸長する。

エンドキャップ１７０は概ね長方形形状をしており、水平切欠き１７２と鉛直切欠き１７４とを含む。エンドキャップ１７０は、プラスチックのように非導電性（絶縁）材料で形成される。水平切欠き１７２および鉛直切欠き１７４は、鉛直突起１７６を形成する。エンドキャップ１７０は、本体１０２の中央チャネル１６０の一端を囲うように寸法設計される。ここで、エンドキャップ１７０は中央チャネル１６０によって位置決めされ、鉛直突起１７６が細長の溝１５２を嵌まり込むように、中央チャネル１６０の内部に圧入する。エンドキャップ１７０は、機械的な留め具や糊等の接着剤、または超音波溶接で本体１０２に取り付けられてもよい。

取付ユニット１００の本体１０２とエンドキャップ１７０は、接触安全性の機能を確保するため、プラスチックのような非導電性（絶縁）材料で形成される。

次に、ラグ１８０とラグハウジング２００とで構成されるラグアセンブリについて、図１、２、５を参照しながら説明する。例示された実施の形態では、ラグ１８０は、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の導電性材料で形成された箱形状の多極ワイヤラグである。ラグ１８０は、伝導ケーブルまたはワイヤ１８３を受け入れるように寸法設計された一対の水平配向ソケット１８２を含む。そのため、一つまたは複数の伝導ケーブルまたはワイヤ１８３は、ターミナルユニット１０の使途に応じてラグ１８０に取り付けられる。ラグ１８０は、図２に示すように、伝導ワイヤ１８３をラグ１８０に固定するために、留め具１８７を受け入れるように寸法設計された一対の鉛直凹部１８６をも含む。

例示された実施の形態では、留め具１８７は、ネジの形態をとる。切欠き１９０は、図１に示すように、ラグ１８０の下面に形成され、バスバー２５の上部を受け入れるように寸法設計される。ここで、ラグ１８０は、バスバー２５の上に位置し、図２に示すように、留め具１９３によって、バスバー２５に取り付けられる。留め具１９３は、伝導体３０のホール３８を貫通して、ラグ１８０に形成されたネジ穴１９２に挿通する。

次に図５を参照する。ラグハウジング２００は、ラグ１８０を囲うように寸法設計された概ね箱形状の容器であって、「接触安全性」の機能を確保する。ここで、ラグハウジング２００は、プラスチック等の非導電性（絶縁）材料で形成される。ラグハウジング２００は、外側に伸長する脚部２１０を含む。脚部２１０はそれぞれホール２１２を有する。それぞれの脚部２１０は、取付ユニット１００の第一および第二側壁１０６、１１６のホール１０７、１１７と、脚部に形成されたホール２１２とを貫通する留め部２１３によって、取付ユニット１００の第一側壁１０６と第二側壁１１６に取り付けられる。ラグハウジング２００は、鉛直凹部１８６と揃えられる鉛直開口部２０２と、水平ソケット１８２と揃えられる水平開口部２０４とを有する。

次に、図１〜２、６〜８を参照する。複数の回路保護デバイス２２０は、バスバーアセンブリ２０に取り付けられる。回路保護デバイス２２０は、例えば、回路遮断機、ヒューズ、これに類するもののような多数の異なる形状であることが好ましいが、これに限られない。しかしながら、例示された実施の形態では、回路保護デバイス２２０は、ヒューズ素子（図示せず）で構成されたヒューズであって、本発明のバスバーアセンブリ２０に係合するヒューズホルダー２３０の内部に収容される。ヒューズホルダー２３０は、アクセスドア２４１を有するハウジング２４０を含む。アクセスドア２４１は、ヒューズ素子を設置したり除去したりするためのものである。ハウジング２４０は、図６〜８に示すように、底溝２６６と、対向して位置する第一および第二係合部２４２、２５２をも含む。

第一係合部２４２は、テーパー形状の内面２４６を有するＬ字型部２４４を含む。Ｌ字型部２４４は、凹部２４８を形成する。第二係合部２５２は、一対の離間した可撓性鉛直壁２５６と、鉛直壁２５６同士を接続する水平壁２５８とを含む。水平壁２５８の第一エンドフランジ部２６０は、スロープ状の前面２６２と、平らな上面２６３とを有する。溝２６４は、水平壁２５８の第二エンド部に形成される。

ヒューズホルダー２３０は、図２に示すように、一対の接触部２３４で構成された端子２３２をも含む。端子２３２は、内側伝導体（図示せず）およびヒューズ素子（図示せず）と電流を導通するために電気的に接続される。

図示された回路保護デバイス２２０は、例えば、本発明のバスバーアセンブリ２０と一緒に使用されるために適合したデバイスである。本発明のバスバーアセンブリとの接続に適合すれば、異なる回路保護デバイスが使用されてもよい。

ターミナルユニット１０の使用例として、複数の発電デバイスから一つの合成した出力を提供することが挙げられる。例えば、発電デバイスは、太陽光を電気に変換する光起電力（ＰＶ）モジュール（「ソーラーパネル」とも称される）である。ＰＶモジュールは、複数の直列接続されたソーラーセルで構成される。複数のＰＶモジュールは、相互に接続されて光起電力（ＰＶ）アレイ（「ストリング」とも称される）を形成する。この使用例において、ターミナルユニット２０の各回路保護デバイス２２０は、伝導体ケーブル２７０を介してＰＶアレイ（図示せず）の負または正の出力と電気的に接続される。これにより、複数のＰＶアレイは、ラグ１８０で一つの出力電流を生み出すために統合される。電流は、伝導体ケーブルまたはワイヤ１８３を介して流れる。

次に、光起電力（ＰＶ）発電システムと接続したターミナルユニット１０のアセンブリ、および動作について詳細を述べる。バスバーアセンブリ２０は、図６〜８に示すように、取付ユニット１００の中央チャネル１６０にバスバー２５を挿入することで組み立てられる。バスバー２５は、伝導体３０と伝導板６０とで構成される。伝導板６０の平面帯８２の部分は、溝１５２を貫通する。これにより、接触部７２はスリーブ部１３０の外側に位置し、フィンガー部７４は、スリーブ部１３０の上壁１５０に位置する。Ｔ字型キャップ９０は、「接触安全性」の機能を確保するために、それぞれ露出した接触部７２を覆うように配置されてもよい。エンドキャップ１７０は、中央チャネル１６０と揃えられて、中央チャネル１６０に対しその一端を覆うように圧入される。

ラグ１８０は、留め具１９３によってバスバー２５に取り付けられる。留め具１９３は、図２に示すように、伝導体３０のホール３８を貫通して、ラグ１８０に形成されたネジ穴１９２に挿通する。ラグハウジング２００は、ラグ１８０を覆うように配置され、脚部２１０は、留め具２１３（図１参照）によって、取付ユニット１００の第一および第二側壁１０６、１１６に取り付けられる。ハウジング２００の鉛直開口部２０２および水平開口部２０４は、それぞれ鉛直凹部１８６および水平ソケット１８２と揃えられる。伝導体ケーブルまたはワイヤ１８３は、水平開口部２０４を通してソケット１８２にワイヤを挿入することで、ラグと電気的に接続される。ワイヤ１８３は、留め具１８７によって、ソケット１８２の内側に固定される。留め具１８７は、鉛直開口部２０２を通して挿入され、鉛直凹部１８６に挿通する。

留め具１０１は、図６〜８に示すように、バスバーアセンブリ２０を支持面に取り付けるために、取付ユニット１００のホール１０５を通して挿入される。

次に、ヒューズホルダー２３０の、バスバーアセンブリ２０への取り付け、およびバスバーアセンブリ２０からの取り外しについて、図６〜８を参照しながら説明する。図６に示すように、ハウジング２４０の第一係合部２４２は、フランジ１１８の少なくとも一部分が、第一係合部２４２のＬ字型部２４４の凹部２４８内部に取り込まれるように、第二側壁１１６のフランジ１１８に対応して配置される。例示された実施の形態では、Ｌ字型部２４４のテーパー形状の内面２４６が、フランジ１１８のテーパー形状の下面１１９と接触する。そして、Ｌ字型部２４４のテーパー形状の内面２４６が、フランジ１１８のテーパー形状の下面１１９との接触を維持する間に、ハウジング２４０の第二係合部２５２は、第一上方伸長壁１３６のフランジ１３９に向かって移動する。第二係合部２５２の前面２６２は、フランジ１３８の前端と接触すると、鉛直壁２５６は外側方向に屈曲する。その結果、第二係合部２５２は、図７に示すように、第一係合部２４２から離間する方向に移動する。同時に、Ｌ字型接触部７２のフィンガー部７４は、ヒューズホルダー２３０の接触部２３４間に取り込まれ、これによりバスバー２５とヒューズホルダー２３０の伝導素子との電気的接続を確立する。さらに、Ｌ字型接触部７２の第一部分７３は、ハウジング２４０の底溝２６６の内部に位置する。

図８に示すように、ヒューズホルダー２３０の第一エンドフランジ部２６０が、フランジ１３８の下面１３９の下に取り込まれると、ヒューズホルダー２３０は、バスバーアセンブリ２０にしっかりと着座される。このしっかりと着座した位置において、フランジ１３８の下面１３９は、第二係合部２５２の上面２６３と接触する。さらに、ハウジング２４０の下面の一部は、スリーブ部１３０の上壁１５０の上に位置する。

ヒューズホルダー２３０をバスバーアセンブリ２０から取り外すには、ヒューズホルダー２３０の第一エンドフランジ部２６０が、フランジ１３８の下面１３９の下から引っ込むように、鉛直壁２５６は外側方向に屈曲される。鉛直壁２５６の外側方向への屈曲を円滑にするために、ヒューズホルダーハウジング２４０の溝２６４は、マイナスドライバの先端のような道具を受け入れるように寸法設計される。

以上の記載は、本発明の特定の実施の形態である。この実施の形態は、例示目的のためのみに記載され、発明の精神および範囲から離れることなく、その分野における通常の知識に基づいて多数の代替および変更が実施される。例えば、本発明は、ソーラーパワー生産アプリケーションとの接続について記載したが、本発明はソーラーパワー生産アプリケーション以外とも動作すると理解されるべきである。このような変更や代替は、すべてクレームされた発明またはそれと同等の発明の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (15)

1. 導電性材料で形成されたバスバーと、非導電性材料で形成された取付ユニットとを有するバスバーアセンブリと、
   前記バスバーおよび回路と電気的に接続可能であって、それぞれハウジングを含む一つ以上の回路保護デバイスとを備え、
   前記ハウジングは、端子と、回路保護デバイスを前記バスバーアセンブリに取り付けるために、取付ユニットと係合可能であって、向かい合う第一および第二係合部とを有する
   ことを特徴とするターミナルユニット。
2. 前記バスバーは複数の接触部を含み、各回路保護デバイスの前記端子は、前記回路保護デバイスが前記バスバーアセンブリに取り付けられると、前記接触部の一つと電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
3. 非導電性材料で形成され、不使用の接触部を覆うキャップをさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載のターミナルユニット。
4. 前記バスバーは、細長の伝導体および伝導板で構成され、
   前記伝導板は、複数の接触部を含み、
   前記回路保護デバイスの各端子は、前記回路保護デバイスが前記バスバーアセンブリに取り付けられると、前記接触部と電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
5. 前記取付ユニットは、前記バスバーを保持するスリーブを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
6. 前記第一係合部は、凹部を有するＬ字型部を含み、
   前記第二係合部は、少なくとも一つの可撓性鉛直壁とフランジ部とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
7. 前記フランジ部は、スロープ形状の前面と、平らな上面とを有する
   ことを特徴とする請求項６に記載のターミナルユニット。
8. 前記回路保護デバイスは、ヒューズホルダーと、前記ヒューズホルダーに収容されたヒューズ素子とを有するヒューズである
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
9. 前記取付ユニットは、前記回路保護デバイスを前記バスバーアセンブリに取り付けるための、前記回路保護デバイスの、向かい合う前記第一および第二係合部とそれぞれ係合する一対の外側伸長フランジを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
10. 導電性材料で形成され、前記バスバーと電気的に接続され、伝導体を電気的に接続するための少なくとも一つのソケットを含むラグと、非導電性材料で形成され、前記ラグを覆うラグハウジングとを含むラグアセンブリをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。
11. 前記ラグハウジングは、前記取付ユニットに取り付けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載のターミナルユニット。
12. 導電性材料で形成され、当該バスバーアセンブリに取付可能な回路保護デバイスと電気的に接触するための複数の接触部を含むバスバーと、
    非導電性材料で形成され、当該バスバーアセンブリに取付可能な前記回路保護デバイスの、向かい合う第一および第二係合部とそれぞれ係合する一対の外側伸長フランジを含む取付ユニットとを備える
    ことを特徴とするバスバーアセンブリ。
13. 非導電性材料で形成され、不使用の接続部を覆うキャップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載のバスバーアセンブリ。
14. 前記バスバーは、細長の伝導体および伝導板で構成され、
    前記伝導板は、複数の接触部を含み、
    当該バスバーアセンブリに取付可能な前記回路保護デバイスの各端子は、前記回路保護デバイスが前記バスバーアセンブリに取り付けられると、前記接触部と電気的に接続される
    ことを特徴とする請求項１２に記載のバスバーアセンブリ。
15. 前記取付ユニットは、前記バスバーを保持するスリーブを含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のターミナルユニット。

Images