JP2016181586A - フレキシブルプリント配線板の接合構造、集光型太陽光発電モジュール、及び、フレキシブルプリント配線板の接合方法 - Google Patents

フレキシブルプリント配線板の接合構造、集光型太陽光発電モジュール、及び、フレキシブルプリント配線板の接合方法 Download PDF

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Abstract

【課題】フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実で、作業の自動化にも好適な接合構造／接合方法を提供する。
【解決手段】装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱１４と、接続箱内にあって、外部導体が接合される金属電極１９と、内部回路を構成し、終端部１２ｅが金属電極１９と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板１２とを備え、金属電極１９は、終端部１２ｅと重ね合わせるように接合される接合部１９ｂを有し、終端部１２ｅと重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部１９ｂは、その対向面との間に、終端部１２ｅ（はんだを含む。）の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に対向面側への可動性を有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、フレキシブルプリント配線板の接合構造、接合方法に関し、また、例えば、このような接合構造を含む集光型太陽光発電モジュールに関する。
集光型太陽光発電（ＣＰＶ：Concentrator Photovoltaic）では、発電効率の高い小型化合物半導体からなる発電素子（太陽電池）に、レンズで集光させた太陽光を入射させる構成を基本としている。このような基本構成を縦横に多数並べて、１モジュールを構成することができる。広範囲に配置される発電素子の基板としては、例えば、発電素子を等間隔で実装する長尺基板が提案されている（例えば、特許文献１の図５参照。）。この場合、隣り合う２つの長尺基板間は、配線連結材で互いに接続されている。
また、このような長尺基板として、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）を使用することができる（特許文献２参照。）。
発電素子の出力は、基板上で一定数の発電素子を互いに直列に接続するか、又は、直列体をさらに並列に接続する等のモジュール内での回路接続を経て、モジュールから取り出される。また、最終的にモジュール内の基板から外へ出力を取り出すには、基板と、例えば、モジュールの筐体に設けたコネクタとを接続する必要がある。このような接続には、ケーブルが用いられるか（例えば、特許文献３の図６参照。）、又は、基板と筐体とに架け渡す特殊なコネクタが用いられる（例えば、特許文献３の図１参照。）。
特許第５２１４００５号公報 特開２０１３−８０７６０号公報 特開２０１３−１４５７０７号公報
しかしながら、モジュール内での接続にケーブルを用いると、接続工程に時間がかかる。一方、特殊なコネクタを採用すると、工程の所要時間は短縮できても、製品コストが上がる。また、いずれの場合でも、接続工程の自動化が難しい。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、装置内でのフレキシブルプリント配線板の使用を前提として、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実で、作業の自動化にも好適な接合構造／接合方法を提供することを目的とする。
＜フレキシブルプリント配線板の接合構造＞
本発明の、フレキシブルプリント配線板の接合構造は、装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
＜集光型太陽光発電モジュール＞
また、本発明は、太陽光を収束させる集光レンズがマトリックス状に並んだ集光部と、前記集光部を支持する筐体と、前記筐体の底面に配置されたフレキシブルプリント配線板と、各集光レンズの集光位置に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に配置された発電素子と、を備えた集光型太陽光発電モジュールであって、前記筐体の底面の一部に、当該底面より凹んで形成され、前記発電素子の出力を集約して外部に取り出すための外部導体が繋ぎ込まれている接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
＜フレキシブルプリント配線板の接合方法＞
また、本発明は、装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱内で、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成する細片状のフレキシブルプリント配線板の終端部とを互いに接続するフレキシブルプリント配線板の接合方法であって、前記金属電極の、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部が、その対向面との間に、自由な単独状態での所定の隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している状態とし、前記隙間に、隙間寸法より厚さの薄い前記終端部を挿入し、溶接機電極を、前記接合部に押し当てて前記接合部と前記終端部とを互いに密着させた状態で局所的に加熱することにより、前記接合部と前記終端部とを互いに接合するものである。
本発明によれば、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。 集光型太陽光発電モジュールの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。 図２における筐体の底面のみを、より詳細に表した平面図である。 筐体の背面図である。 第１実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の接合構造（接合方法）における完成状態での接続箱の斜視図である。 図５に示す接続箱の一部の、分解斜視図である。 フレキシブルプリント配線板の終端部を金属電極に接合する工程（第１）を示す斜視図である。 フレキシブルプリント配線板の終端部を金属電極に接合する工程（第２）を示す斜視図である。 フレキシブルプリント配線板の終端部を金属電極に接合する工程（完了状態）を示す斜視図である。 第２実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の接合構造（接合方法）における完成状態での接続箱の斜視図である。 図１０に示す接続箱の一部の、分解斜視図である。 第２実施形態において、フレキシブルプリント配線板の終端部を金属電極に接合する工程（（ａ）が第１、（ｂ）が第２）を示す断面図である。 第２実施形態において、フレキシブルプリント配線板の終端部を金属電極に接合する工程（完了状態）を示す断面図である。 ２種類の溶接機による溶接の概要を示す断面図であり、（ａ）はパルスヒート溶接機、（ｂ）は抵抗溶接機である。
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
（１）フレキシブルプリント配線板の接合構造としては、装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
このようなフレキシブルプリント配線板の接合構造では、終端部と接合される前の自由な単独状態での金属電極の接合部は、その対向面との間に、終端部の厚さよりも大きい隙間を確保している。この隙間があることによって、金属電極の接合部を持ち上げなくても、フレキシブルプリント配線板の終端部を容易に接合部とその対向面との間に差し込むことができる。従って、この接合構造によれば、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
（２）また、（１）の接合構造において、前記接合部は、前記金属電極の一部が、当該一部を除く基部を前記対向面として、前記隙間を有するように形成されたものであってもよい。
この場合、例えば、金属電極の一部を少し立ち上げて折り曲げる加工によって簡易に接合部を形成し、必要な隙間を確保することができる。
（３）また、（２）の接合構造において、前記接合部は、前記対向面に対して接近し得る弾性を有していてもよい。
この場合、例えば溶接機電極を押し付けたときに接合部が撓んで確実に終端部と密着する接合構造を実現することができる。
（４）また、（１）の接合構造において、前記接合部は、前記金属電極に一対設けられ、また、前記フレキシブルプリント配線板は一対存在し、それぞれの終端部が、一対の前記接合部と接合されるものであってもよい。
この場合、２つの終端部を差し込んで、それぞれ、対応する接合部と接合することができる。従って、例えば２並列の回路を１つの接続箱で外部導体に接続することができる。
（５）また、（４）の接合構造において、前記接続箱には突起部が形成され、前記金属電極はその中央に形成された凹部で前記突起部と係合し、一対の前記終端部は当該突起部に対して両側から対向するように構成してもよい。
この場合の突起部は、金属電極の位置決め、及び、一対の終端部の位置決めに役立つ。
（６）また、（５）の接合構造において、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での前記接合部は、前記突起部との係合により前記対向面との間に前記隙間を確保しているように構成することができる。
この場合、金属電極の形状に特に工夫をしなくても、突起部との係合を利用して終端部を挿入するための隙間を確保することができる。
（７）また（１）〜（６）のいずれかの接合構造において、前記接続箱は、前記装置の底面に設けられ、かつ、当該底面よりも凹んで形成されていることが好ましい。
この場合、接合完了後の接続箱にシリコーン樹脂等の絶縁材を流し込むことが容易である。この場合の接続箱は、絶縁材のモールド枠となる。
（８）一方、集光型太陽光発電モジュールとしては、太陽光を収束させる集光レンズがマトリックス状に並んだ集光部と、前記集光部を支持する筐体と、前記筐体の底面に配置されたフレキシブルプリント配線板と、各集光レンズの集光位置に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に配置された発電素子と、を備えた集光型太陽光発電モジュールであって、前記筐体の底面の一部に、当該底面より凹んで形成され、前記発電素子の出力を集約して外部に取り出すための外部導体が繋ぎ込まれている接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
このような集光型太陽光発電モジュールでは、終端部と接合される前の自由な単独状態での金属電極の接合部は、その対向面との間に、終端部の厚さよりも大きい隙間を確保している。この隙間があることによって、金属電極の接合部を持ち上げなくても、フレキシブルプリント配線板の終端部を容易に接合部とその対向面との間に差し込むことができる。従って、このような接合構造を有する集光型太陽光発電モジュールでは、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
（９）また、（８）の集光型太陽光発電モジュールにおいて、前記フレキシブルプリント配線板は、前記底面上で、継ぎ目無く連続して配置されていることが好ましい。
この場合、底面上にはフレキシブルプリント配線板の接続部が無く、従って、電気接続の信頼性が高い。
（１０）また、フレキシブルプリント配線板の接合方法としては、装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱内で、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成する細片状のフレキシブルプリント配線板の終端部とを互いに接続するフレキシブルプリント配線板の接合方法であって、前記金属電極の、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部が、その対向面との間に、自由な単独状態での所定の隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している状態とし、前記隙間に、隙間寸法より厚さの薄い前記終端部を挿入し、溶接機電極を、前記接合部に押し当てて前記接合部と前記終端部とを互いに密着させた状態で局所的に加熱することにより、前記接合部と前記終端部とを互いに接合する、というものである。
このようなフレキシブルプリント配線板の接合方法では、終端部と接合される前の自由な単独状態での金属電極の接合部は、その対向面との間に、終端部の厚さよりも大きい隙間を確保している。この隙間があることによって、金属電極の接合部を持ち上げなくても、フレキシブルプリント配線板の終端部を容易に接合部とその対向面との間に差し込むことができる。従って、この方法によれば、溶接（パルス溶接や抵抗溶接）により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
［実施形態の詳細］
《フレキシブルプリント配線板の接合構造／接合方法を採用する装置の一例》
以下、本発明の実施形態の詳細について、図面を参照して説明する。まず、本発明の一実施形態としてのフレキシブルプリント配線板の接合構造／接合方法を採用する一例として、集光型太陽光発電モジュールを考えた場合の、集光型太陽光発電装置の構成から説明する。
図１は、集光型太陽光発電装置の一例を示す斜視図である。図において、集光型太陽光発電装置１００は、集光型太陽光発電パネル１と、これを背面側で支持する支柱３ａ及びその基礎３ｂを備える架台３とを備えている。集光型太陽光発電パネル１は、多数の集光型太陽光発電モジュール１Ｍを縦横に集合させて成る。この例では、中央部を除く、６２個（縦７×横９−１）の集光型太陽光発電モジュール１Ｍが縦横に集合している。１個の集光型太陽光発電モジュール１Ｍの定格出力が例えば約１００Ｗであるとすると、集光型太陽光発電パネル１全体としては、約６ｋＷの定格出力となる。
集光型太陽光発電パネル１の背面側には、駆動装置（図示せず。）が設けられており、この駆動装置を動作させることにより、集光型太陽光発電パネル１を方位角及び仰角の２軸に駆動することができる。これにより、集光型太陽光発電パネル１は、常に、方位角及び仰角の双方において太陽の方向へ向くようステッピングモータ（図示せず。）を用いて駆動される。また、例えば、集光型太陽光発電パネル１のいずれかの場所（この例では中央部）又は当該パネル１の近傍には追尾センサ４及び直達日射計５が設けられている。太陽の追尾動作は、追尾センサ４と、設置場所の緯度、経度、時刻から算出される太陽の位置とを頼りにして行われる。
すなわち、上記の駆動装置は、太陽が所定角度動くごとに、その所定角度だけ集光型太陽光発電パネル１を駆動する。所定角度動いたという事象は、追尾センサ４によって判定してもよいし、緯度・経度・時刻によって判定することもできる。従って、追尾センサ４は省略される場合もある。所定角度とは、例えば一定値であるが、太陽の高度や時刻によって値を変えることも可能である。また、ステッピングモータを用いるのは一例であり、その他、精密な動作が可能な駆動源を用いることも可能である。
《集光型太陽光発電モジュールの一例》
図２は、集光型太陽光発電モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍの一例を拡大して示す斜視図（一部破断）である。図において、モジュール１Ｍは、底面１１ａを有する矩形の器状の筐体１１と、底面１１ａに接して設けられたフレキシブルプリント配線板１２と、筐体１１の鍔部１１ｂに、蓋のように取り付けられた１次集光部１３とを、主要な構成要素として備えている。筐体１１は、金属製である。フレキシブルプリント配線板１２の出力の終端は、プラス側と、マイナス側とに分けられて、筐体１１の背面に突出して設けられている接続箱（ジャンクション・ボックス）１４，１５に引き込まれている。
１次集光部１３は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するレンズ要素としてのフレネルレンズ１３ｆがマトリックス状に複数個（例えば縦１４×横１０で、１４０個）並んで形成されている。このような１次集光部１３は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面（内側）にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズは、この樹脂膜に形成される。
図３は、図２における筐体１１の底面１１ａのみを、より詳細に表した平面図である。これは、一例としての、フレキシブルプリント配線板１２の形状・配置を示したものである。もちろん、フレキシブルプリント配線板１２の形状・配置は、種々あり得るので、これは単なる一例に過ぎない。
フレキシブルプリント配線板１２上には、発電素子（太陽電池）１６が等間隔に多数配置されている。各発電素子１６は、それぞれ、対応するフレネルレンズ１３ｆに入射角０度で太陽光が入射した場合の光軸上にある。フレネルレンズ１３ｆで収束させられた光は、対応する発電素子１６に入射する。なお、発電素子１６には、例えば、二次集光部としての球状レンズ等を載せるように設ける場合があるが、ここでは詳細は省略する。
フレキシブルプリント配線板１２上には、図示を省略するが、発電素子１６間を繋ぐ銅パターンやバイパスダイオードが設けられている。本例のフレキシブルプリント配線板１２は、発電素子１６を搭載する箇所で幅が太くなり、それ以外では細くなっている。フレキシブルプリント配線板１２は、図の上半分及び下半分で、それぞれ一続きになっており、継ぎ目無く連続して配置されている。従って、底面１１ａ上には接続部が無く、電気接続の信頼性が高い。図の縦方向を列とすると、隣り合う列同士を左右に繋ぐ部分は、発電素子１６が設けられている箇所より細く、その細さを生かして、底面１１ａへの密着にこだわらずに、少し浮き上がるようにして繋がっている。
例えば、図の上半分は、発電素子１６が直列に接続され、その両端（プラス側の終端及びマイナス側の終端）のうち、例えばプラス側が接続箱１４に、マイナス側が接続箱１５に引き込まれている。図の下半分についても同様であり、従って、この例では、上側７０個の発電素子１６の直列回路と、下側７０個の発電素子１６の直列回路とが、互いに並列に出力されるようになっている。この終端接続及び並列接続は、接続箱１４，１５内で行われている。
図４は、筐体１１の背面図である。前述のように、接続箱１４，１５は背面側に突出しており、それぞれに、「外部導体」としての、出力用のケーブル１７，１８が接続されている。なお、外部導体としてはケーブルが一般的であるが、絶縁されたバー等を用いることも可能である。
《接合構造／接合方法の第１実施形態》
次に、フレキシブルプリント配線板の接合構造／接合方法としての第１実施形態について説明する。
図５は、完成状態での接続箱１４の斜視図である。なお、この接続箱１４は、上面のない直方体のように示しているが、これは単に一例を示すのみであり、実際には必要に応じて種々の形状に作ることができる。ここでは、最もシンプルな形状を図示しているに過ぎない。このような接続箱１４は、筐体１１の底面１１ａの所定位置（図４）に、背面側から固着される。なお、もう一つの接続箱１５についても構成は同様であるので、代表例として接続箱１４について詳細に説明する。
図６は、図５に示す接続箱１４の一部の、分解斜視図である。
図６において、接続箱１４は、例えば耐熱樹脂の成形品であり、底面には、位置決め用の突起部１４ａが形成されている。突起部１４ａは、例えば、金属電極１９を装着しやすいように、図のＺ方向の幅が、Ｙ方向（高さ方向）の上に行くほど細くなっている。また、接続箱１４の一側面には孔１４ｂが形成され、ここに、ケーブル１７を通すことができる。
導電体（例えば銅板）である金属電極１９には、突起部１４ａに対応した形状の凹部１９ａが形成されている。すなわち、凹部１９ａによって突起部１４ａをかわしながら、金属電極１９は、突起部１４ａに案内され、係合し得る形態となっている。凹部１９ａの両側には、接合部１９ｂが一対形成されている。接合部１９ｂは、図示のように、金属電極１９の基部１９ｃの先端から少し上に立ち上げて（立ち上げ部１９ｄ）、手前に折り曲げるようにして形成されている。この作り方は、折り曲げ加工によって簡易に実現できるので製造には好適である。
但し、図６に示すような金属電極１９の作り方は、上記の作り方に限定されるものではない。例えば、立ち上げ部１９ｄの代わりに、隙間Ｇを確保する金属スペーサを介して接合部１９ｂが金属電極の一部として固定される形でもよい。要するに、金属電極１９の一部（但し、同一物体でなくてもよい。）としての接合部１９ｂが、当該一部を除く基部１９ｃを対向面として、隙間Ｇを有するように形成されていればよい。接合部１９ｂは、図のＹ方向（正確には、−Ｙ方向）に押圧された場合の同方向への可動性を有している。
図５に戻り、ケーブル１７は、金属電極１９に例えばはんだ付けされる。フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅは、接合部１９ｂの下に入り、接合部１９ｂと電気的に、かつ、物理的に接合されている。接合完了後、接続箱１４内には例えばシリコーン樹脂２０が充填される。シリコーン樹脂２０は、金属電極１９、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅ、及び、ケーブル１７の相互接合部位を絶縁し、保護し、かつ、全体を固定している。なお、接続箱１４は、筐体１１の底面１１ａよりも凹んで形成されているので、接合完了後の接続箱１４にシリコーン樹脂を流し込むことが容易である。すなわち、接続箱１４は、シリコーン樹脂のモールド枠となる。
ここで、接合部１９ｂと、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅとの接合方法について説明する。
図１４は、２種類の溶接機による溶接の概要を示す断面図である。まず、（ａ）に示すのはパルスヒート溶接機である。溶接機電極５１は、図示のようなＵ字状になっている。溶接機電極５１の下には、金属電極１９（銅箔１９ｘ及びＳｎメッキ層１９ｙ）があり、その下に、はんだ２１を載せた終端部１２ｅがある。
この場合、溶接機電極５１に図示の矢印で示すような電流を流すと、溶接機電極５１は発熱し、金属電極１９を介してはんだ２１に熱が伝わる。この結果、はんだ２１（融点２２０〜２２５℃）及び、これに接するＳｎメッキ層１９ｙ（融点約２３０℃）が溶融して、互いに溶着する。
このように、パルスヒート溶接機は、電流を溶接機電極５１に流したときの発熱を、金属電極１９を介してはんだ２１に伝導させることで、溶着による接合を実現する。
一方、図１４の（ｂ）に示すのは抵抗溶接機である。溶接機電極５２は、図示のような２本立てになっている。溶接機電極５２の下には、金属電極１９（銅箔１９ｘ及びＳｎメッキ層１９ｙ）があり、その下に、はんだ２１を載せた終端部１２ｅがある。
この場合、溶接機電極５２に図示の矢印で示すような電流を流すと、溶接機電極５２とＳｎメッキ層１９ｙとの間で抵抗による発熱が生じる。この発熱が、金属電極１９を介してはんだ２１に伝わる。この結果、はんだ２１及び、これに接するＳｎメッキ層１９ｙが溶融して、互いに溶着する。
このように、抵抗溶接機は、電流を溶接機電極５２から金属電極１９に流したときの発熱を、金属電極１９を介してはんだ２１に伝導させることで、溶着による接合を実現する。
上記パルスヒート溶接、抵抗溶接のいずれも、容易かつ迅速に、局所的な加熱による溶着を実現することができる。従って、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅを金属電極１９に接合し、ケーブル１７と電気的に接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
図７〜図９は、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅを金属電極１９に接合する工程を示す斜視図である。
まず、図７において、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅを図示の所定位置に持ってくる前の状態を考える。このとき、金属電極１９の接合部１９ｂは、その対向面（すなわち基部１９ｃと同一平面）との間に、自由な単独状態での所定の隙間Ｇを確保し、かつ、溶接機電極５１（５２でもよい。以下同様。）に押圧された場合に対向面側への可動性を有している。この場合の可動性は、接合部１９ｂの弾性に依存している。
固体のはんだ２１を載せた状態での終端部１２ｅの厚さｔ（はんだ２１を含む）は、隙間Ｇより小さい（Ｇ＞ｔ）。従って、隙間Ｇの寸法より厚さの薄い終端部１２ｅ（はんだ２１を含む）は、接合部１９ｂを持ち上げなくても、容易に隙間Ｇに挿入することができる。また、隙間Ｇに終端部１２ｅを入れる際、図５に示すように、終端部１２ｅが接合部１９ｂの下に入り、終端部１２ｅの先端面が突起部１４ａ（図５）に当たるか又はその少し手前の位置が、接合の所定位置である。すなわち、突起部１４ａは、終端部１２ｅを挿入する際の位置決めに役立つ。
終端部１２ｅが所定位置に納まると、続いて、図８に示すように、溶接機電極５１が降下し、接合部１９ｂを押圧する。このとき、接合部１９ｂは撓み、はんだを挟んで、終端部１２ｅと接合部１９ｂとが互いに強く押しつけられた状態となる。すなわち、弾性を有する接合部１９ｂが撓んで確実に終端部１２ｅと密着する接合構造を実現することができる。
こうして、溶接機電極５１を接合部１９ｂに押し当てて接合部１９ｂと終端部１２ｅ（はんだ２１を含む）とを互いに密着させた状態で、局所的に加熱することにより、接合部１９ｂと終端部１２ｅとを互いに接合することができる。
溶着完了後、溶接機電極５１を退避させると、図９に示すように、弾性によって接合部１９ｂが元の位置に戻るが、接合部１９ｂは終端部１２ｅと強固に接合した状態となっている。
もう一方の接合部１９ｂと終端部１２ｅについても全く同様にして強固に接合することができる。従って、２並列の回路を１つの接続箱１４でケーブル１７に接続することができる。
《まとめ（第１実施形態）》
このようなフレキシブルプリント配線板１２の接合構造では、終端部１２ｅと接合される前の自由な単独状態での金属電極１９の接合部１９ｂは、その対向面との間に、終端部１２ｅの厚さよりも大きい隙間Ｇを確保している。この隙間Ｇがあることによって、金属電極１９の接合部１９ｂを持ち上げなくても、フレキシブルプリント配線板の終端部１２ｅを容易に接合部１９ｂとその対向面との間に差し込むことができる。
このような接合構造／接続方法によれば、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
《接合構造／接合方法の第２実施形態》
次に、フレキシブルプリント配線板の接合構造／接合方法としての第２実施形態について説明する。
図１０は、完成状態での接続箱１４の斜視図である。なお、この接続箱１４は、上面のない直方体のように示しているが、これは単に一例を示すのみであり、実際には必要に応じて種々の形状に作ることができる。ここでは、最もシンプルな形状を図示しているに過ぎない。このような接続箱１４は、筐体１１の底面１１ａの所定位置（図４）に、背面側から固着される。なお、もう一つの接続箱１５についても構成は同様であるので、代表例として接続箱１４について詳細に説明する。
図１１は、図１０に示す接続箱１４の一部の、分解斜視図である。
図１１において、接続箱１４は、例えば耐熱樹脂の成形品であり、底面には、位置決め用の突起部１４ａが形成されている。突起部１４ａは、例えば、金属電極１９を装着しやすいように、図のＺ方向の幅が、Ｙ方向（高さ方向）の上に行くほど細くなっている。また、接続箱１４の一側面には孔１４ｂが形成され、ここに、ケーブル１７を通すことができる。
導電体（例えば銅板）である金属電極１９には、突起部１４ａに対応した形状の凹部１９ａが形成されている。すなわち、凹部１９ａによって突起部１４ａをかわしながら、金属電極１９は、突起部１４ａに案内され、係合し得る形態となっている。但し、凹部１９ａの幅（Ｚ方向）は、突起部１４ａの下方の幅（Ｚ方向）より若干狭くしてある。そのために、金属電極１９の下面全体が、接続箱１４の底面１４ｃに「べったり」と触れることはなく、底面から少し浮いている状態となる。この浮いている寸法が、第１実施形態における隙間Ｇと同様の意味を持つ。また、凹部１９ａの両側は、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅとの接合部１９ｂとなる。
図１０に戻り、ケーブル１７は、金属電極１９に例えばはんだ付けされる。フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅは、接合部１９ｂの下に入り、接合部１９ｂと電気的に、かつ、物理的に接合されている。接合完了後、接続箱１４内には例えばシリコーン樹脂２０が充填される。シリコーン樹脂２０は、金属電極１９、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅ、及び、ケーブル１７の相互接合部位を絶縁し、保護し、かつ、全体を固定している。なお、接続箱１４は、筐体１１の底面１１ａよりも凹んで形成されているので、接合完了後の接続箱１４にシリコーン樹脂を流し込むことが容易である。この場合の接続箱１４は、シリコーン樹脂のモールド枠となる。
図１２〜図１３は、第２実施形態において、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅを金属電極１９に接合する工程を示す断面図である。
まず、図１２の（ａ）において、フレキシブルプリント配線板１２の終端部１２ｅを図示の所定位置に持ってくる前の状態を考える。このとき、金属電極１９の接合部１９ｂは、その対向面である底面１４ｃとの間に、自由な単独状態での所定の隙間Ｇを確保し、かつ、溶接機電極５１（５２でもよい。以下同様。）に押圧された場合に対向面側への可動性を有している。この場合の可動性は、金属電極１９の凹部１９ａを拡げるような弾性変形、または、接合部１９ｂの弾性変形に依存している。
固体のはんだ２１を載せた状態での終端部１２ｅの厚さｔ（はんだ２１を含む）は、隙間Ｇより小さい（Ｇ＞ｔ）。従って、隙間Ｇの寸法より厚さの薄い終端部１２ｅ（はんだ２１を含む）は、接合部１９ｂを持ち上げなくても、容易に隙間Ｇに挿入することができる。また、隙間Ｇに終端部１２ｅを入れる際、終端部１２ｅが接合部１９ｂの下に入り、終端部１２ｅの先端面が突起部１４ａに当たるか又はその少し手前の位置が、接合の所定位置である。すなわち、突起部１４ａは、終端部１２ｅを挿入する際の位置決めに役立つ。
終端部１２ｅが所定位置に納まると、図１２の（ｂ）に示すように、溶接機電極５１が降下し、接合部１９ｂを押圧する。このとき、接合部１９ｂは突起部１４ａとの係合に抗して撓み、あるいは凹部１９ａ（図１１）が僅かに拡がり、はんだ２１を挟んで、終端部１２ｅと接合部１９ｂとが互いに強く押しつけられた状態となる。
こうして、溶接機電極５１を接合部１９ｂに押し当てて接合部１９ｂと終端部１２ｅ（はんだ２１を含む）とを互いに密着させた状態で、局所的に加熱することにより、接合部１９ｂと終端部１２ｅとを互いに接合することができる。
溶着完了後、溶接機電極５１を退避させると、図１３に示すように、接合部１９ｂは終端部１２ｅと強固に接合した状態となっている。
もう一方の接合部１９ｂと終端部１２ｅについても全く同様にして強固に接合することができる。
《まとめ（第２実施形態）》
このようなフレキシブルプリント配線板１２の接合構造では、終端部１２ｅと接合される前の自由な単独状態での金属電極１９の接合部１９ｂは、その対向面（底面１４ｃ）との間に、終端部１２ｅの厚さよりも大きい隙間Ｇを確保している。この隙間Ｇがあることによって、金属電極１９の接合部１９ｂを持ち上げなくても、フレキシブルプリント配線板の終端部１２ｅを容易に接合部１９ｂとその対向面との間に差し込むことができる。また、第１実施形態のように金属電極１９の形状に特に工夫をしなくても、突起部１４ａとの係合を利用して終端部１２ｅを挿入するための隙間を確保することができる。
このような接合構造／接続方法によれば、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
《その他》
なお、上記各実施形態では、モジュール１Ｍを、対象の「装置」とした場合のフレキシブルプリント配線板１２の接合構造／接合方法について説明したが、このような接合構造／接合方法それ自体は、集光型太陽光発電モジュールへの依存性は無い。従って、フレキシブルプリント配線板を採用する各種の電気製品、電装設備、自動車の車内配線等にも同様に適用することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 集光型太陽光発電パネル
１Ｍ 集光型太陽光発電モジュール
３ 架台
３ａ 支柱
３ｂ 基礎
４ 追尾センサ
５ 直達日射計
１１ 筐体
１１ａ 底面
１１ｂ 鍔部
１２ フレキシブルプリント配線板
１２ｅ 終端部
１３ １次集光部
１３ｆ フレネルレンズ
１４ 接続箱
１４ａ 突起部
１４ｂ 孔
１４ｃ 底面
１５ 接続箱
１６ 発電素子
１７，１８ ケーブル
１９ 金属電極
１９ａ 凹部
１９ｂ 接合部
１９ｃ 基部
１９ｄ 立ち上げ部
１９ｘ 銅箔
１９ｙ Ｓｎメッキ層
２０ シリコーン樹脂
５１，５２ 溶接機電極
１００ 集光型太陽光発電装置
＜集光型太陽光発電モジュール＞
また、本発明は、太陽光を収束させる集光レンズがマトリックス状に並んだ集光部と、前記集光部を支持する筐体と、前記筐体の底面に配置されたフレキシブルプリント配線板と、各集光レンズの集光位置に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に配置された発電素子と、を備えた集光型太陽光発電モジュールであって、前記筐体の底面の一部に、当該底面より凹んで形成され、前記発電素子の出力を集約して外部に取り出すための外部導体が繋ぎ込まれている接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
（８）一方、集光型太陽光発電モジュールとしては、太陽光を収束させる集光レンズがマトリックス状に並んだ集光部と、前記集光部を支持する筐体と、前記筐体の底面に配置されたフレキシブルプリント配線板と、各集光レンズの集光位置に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に配置された発電素子と、を備えた集光型太陽光発電モジュールであって、前記筐体の底面の一部に、当該底面より凹んで形成され、前記発電素子の出力を集約して外部に取り出すための外部導体が繋ぎ込まれている接続箱と、前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している。
このような接合構造／接合方法によれば、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。
このような接合構造／接合方法によれば、接合を行うための部材の配置を簡単確実に行うことができ、さらに、溶接工程により、接合部と終端部とを容易かつ迅速に接合することができる。すなわち、フレキシブルプリント配線板の終端部を外部導体と接続するにあたっての作業が簡単確実となり、作業の自動化にも好適である。

Claims (10)

  1. 装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱と、
    前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、
    前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、
    前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している、フレキシブルプリント配線板の接合構造。
  2. 前記接合部は、前記金属電極の一部が、当該一部を除く基部を前記対向面として、前記隙間を有するように形成されたものである請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  3. 前記接合部は、前記対向面に対して接近し得る弾性を有している請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  4. 前記接合部は、前記金属電極に一対設けられ、また、前記フレキシブルプリント配線板は一対存在し、それぞれの終端部が、一対の前記接合部と接合される請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  5. 前記接続箱には突起部が形成され、前記金属電極はその中央に形成された凹部で前記突起部と係合し、一対の前記終端部は当該突起部に対して両側から対向する請求項４に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  6. 前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での前記接合部は、前記突起部との係合により前記対向面との間に前記隙間を確保している請求項５に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  7. 前記接続箱は、前記装置の底面に設けられ、かつ、当該底面よりも凹んで形成されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板の接合構造。
  8. 太陽光を収束させる集光レンズがマトリックス状に並んだ集光部と、
    前記集光部を支持する筐体と、
    前記筐体の底面に配置されたフレキシブルプリント配線板と、
    各集光レンズの集光位置に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に配置された発電素子と、を備えた集光型太陽光発電モジュールであって、
    前記筐体の底面の一部に、当該底面より凹んで形成され、前記発電素子の出力を集約して外部に取り出すための外部導体が繋ぎ込まれている接続箱と、
    前記接続箱内にあって、前記外部導体が接合される金属電極と、
    前記内部回路を構成し、終端部が前記金属電極と接合される細片状のフレキシブルプリント配線板と、を備え、
    前記金属電極は、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部を有し、前記終端部と重ね合わせる前の自由な単独状態での当該接合部は、その対向面との間に、前記終端部の厚さよりも大きい隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している、集光型太陽光発電モジュール。
  9. 前記フレキシブルプリント配線板は、前記底面上で、継ぎ目無く連続して配置されている請求項８に記載の集光型太陽光発電モジュール。
  10. 装置の内部回路と外部導体とを互いに接続するための接続箱内で、前記外部導体が接合される金属電極と、前記内部回路を構成する細片状のフレキシブルプリント配線板の終端部とを互いに接続するフレキシブルプリント配線板の接合方法であって、
    前記金属電極の、前記終端部と重ね合わせるように接合される接合部が、その対向面との間に、自由な単独状態での所定の隙間を確保し、かつ、押圧された場合に前記対向面側への可動性を有している状態とし、
    前記隙間に、隙間寸法より厚さの薄い前記終端部を挿入し、
    溶接機電極を、前記接合部に押し当てて前記接合部と前記終端部とを互いに密着させた状態で局所的に加熱することにより、前記接合部と前記終端部とを互いに接合する、
    フレキシブルプリント配線板の接合方法。
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