JP4778116B2 - 太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置 - Google Patents

太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置 Download PDF

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Description

この発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールを相互に接続する際、その太陽電池モジュールに設けられる端子ボックスと外部接続用ケーブルとを接続するコネクタ装置、各太陽電池モジュール用端子ボックスを接続する接続器と前記外部接続用ケーブルとを接続するコネクタ装置、前記太陽光発電システムを構成するケーブル同士を接続するコネクタ装置、前記接続器同士を接続するケーブルとその接続器とを接続するコネクタ装置、及びその接続器同士又は端子ボックス同士を接続するケーブル同士を接続するコネクタ装置に関するものである。
太陽光発電システムは、図13に示すように、家屋の屋根に太陽電池パネル(太陽電池モジュール)Mを配設し、そのモジュールMから接続箱Q、インバータR、分配盤Sを介して各種電気機器Eに電力供給する。その太陽電池モジュールMは、同図に示すように全てが面一となるように配置され、端子ボックスBを介して直列(図14)又は並列(図15)に接続する。端子ボックスBはシール材による水密性を維持してモジュールMの裏面に接着固定される(特許文献1参照)。
特開2005−224036号公報 特開2004−220824号公報 特開2003−229199号公報
その端子ボックスBは、直列接続にしろ、並列接続にしろ、ケーブルPによって接続される。この接続において、端子ボックスBからケーブルPを直接に引き出し、そのケーブルP、P同士をコネクタ装置を介して接続したり(特許文献1図1、図7等参照)、端子ボックスBとケーブルPをコネクタ装置を介して接続したりしている(特許文献1図13等参照)。
ところで、コネクタ装置として、筒状雄ハウジング内に棒状雄端子を同一軸上に設けた雄コネクタと、前記筒状雄ハウジングに同一軸上に嵌り合う筒状雌ハウジングに前記棒状雄端子に嵌り合う筒状雌端子を同じく同一軸上に設けた雌コネクタとからなり、その雄雌コネクタを爪係止によって結合した構成のものがある(特許文献2図10参照)。
その構成のコネクタ装置を上記太陽光発電システムのコネクタ装置に採用した場合、爪係止による雄雌コネクタの結合のため、容易には両コネクタを外し得ない。しかし、通常、このコネクタ装置は屋外に設置されるため、子供の悪戯などによって、雄コネクタと雌コネクタを外される危険がある。この太陽光発電システムのケーブルPには高電圧がかかるため、そのコネクタの取り外しは大きな事故につながる。
この発明は、上記の実情に鑑み、上記爪係止による雄雌コネクタの結合を容易には解消し得ない(外し得ない)ようにすることを課題とする。
上記課題を達成するために、この発明は、爪係止部をカバーで覆ってその係止を容易に解消し得ないようにしたのである。容易に外し得なければ、上記事故の恐れも無くなる。
この発明の構成としては、上記筒状雄ハウジング内に棒状雄端子を同一軸上に設けた雄コネクタと、前記筒状雄ハウジングに同一軸上に嵌り合う筒状雌ハウジングに前記棒状雄端子に嵌り合う筒状雌端子を、同じく同一軸上に設けた雌コネクタとからなる太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置において、前記筒状雄ハウジング又は筒状雌ハウジングの一方外面に、他方に向かって前記同一軸方向に延びる片状係止爪部を設けるとともに、他方の外面にはその係止爪部が係止する係止部を設け、前記係止爪部は片先端に外側に突出する爪を有し、前記係止部は、ハウジング外面から立ち上がった後、そのハウジング周方向に延びる係止片を有して、前記係止爪部が前記係止部の係止片の内側を通ってその爪が係止片をくぐってその外側への弾性力でもって係止片に係止し、かつ、その係止爪が係止片に係止した状態において、前記係止部を設けたハウジング外面に、開放された前記爪の外面を覆ってその爪の内側への押し込みを阻止するカバーを設けた構成を採用することができる。
この構成のコネクタ装置においては、カバーと係止爪部の間にその係止爪部を内側に押して爪と係止部との係止を解除する細棒などを挿し入れないと、その係止爪部と係止部の係止は外れない。
この構成において、上記カバーは、上記係止部から上記爪の外面を覆った後、ハウジング外面に連続した前記係止部とハウジングの一体物であるものとしたり、上記係止片は、前記ハウジング周方向に延びた後、そのハウジング外面に連続するハウジング軸方向に見て門状にそのハウジングと一体物となっていたりするものとすれば、カバー及び係止片は両端が固定されたブリッジ状となるため、機械強度が強くなって破損しにくくなる。破損し難くなれば、カバーによる係止解除阻止又は爪と係止部との係止が強固となる。
この構成のコネクタ装置は、例えば、太陽電池モジュール用端子ボックスと外部接続用ケーブルを接続するものであれば、上記雄コネクタがその太陽電池モジュール用端子ボックス又は外部接続用ケーブルの一方に、上記雌コネクタがその他方にそれぞれ設けられたものとし得る。
また、このコネクタ装置が、各太陽電池モジュール用端子ボックスを接続する接続器とその接続器に接続されるケーブルとの間に構成されたものであれば、その接続器の外面に上記雄コネクタ及び雌コネクタが設けられ、その接続器に接続されるケーブルに雌コネクタ又は雄コネクタを設けたものとし得る。
さらに、このコネクタ装置が、各太陽電池モジュール用端子ボックス間を接続するケーブル間に構成されたものであれば、一方のケーブル端末に雄コネクタが設けられ、他方のケーブル端末に雌コネクタが設けられたものとする。
また、このコネクタ装置が、各太陽電池モジュール用端子ボックスを接続する接続器間を接続するケーブル間に構成されたものであれば、一方のケーブル端末に雄コネクタが設けられ、他方のケーブル端末に雌コネクタが設けられたものとする。
さらに、このコネクタ装置が、上記以外の太陽光発電システムを構成する各種のケーブル同士を接続するものであれば、一方のケーブル端末に雄コネクタが設けられ、他方のケーブ端末に雌コネクタが設けられたものとする。
なお、端子ボックスや接続器にこの構成のコネクタ装置を構成する場合、その端子ボックス又は接続器に雄コネクタのみ、又は雌コネクタのみを設けることもできる。
この発明は、以上のように、爪係止部をカバーで覆ってその係止を容易に解消し得ないようにしたので、端子ボックスとケーブル等の接続用コネクタ装置が容易に外されることがなく、安全な太陽光発電システムを構築できる。
コネクタ装置の一実施形態の接続前の斜視図 同実施形態の接続状態の切断正面図 同実施形態の接続状態解除作用を示し、(a)は解放治具をコネクタ装置に入れる前の斜視図、(b)は解放治具をコネクタ装置に入れた後の拡大部分斜視図 (a)、(b)は同作用をそれぞれ示す切断図 他の実施形態の端子ボックスの場合を示し、(a)はカバーの正面図、(b)は同側面図、(c)は同断面図、(d)は同背面図、(e)はカバーを外した正面図、(f)は同側面図、(g)は同切断側面図、(h)は同背面図、(i)は同下面図 他の実施形態の接続器の場合を示し、(a)はカバーの正面図、(b)は同側面図、(c)は同断面図、(d)は同背面図、(e)はカバーを外した正面図、(f)は同側面図、(g)は同切断側面図、(h)は同切断背面図、(i)は背面図 他の実施形態の他の接続器の場合を示し、(a)はカバーを外した正面図、(b)は同側面図、(c)は同切断側面図、(d)は同切断背面図、(e)は背面図 同他の接続器のカバーを外した正面図 同他の接続器のカバーを外した正面図 同他の接続器の場合を示し、(a)はカバーを外した正面図、(b)は同側面図、(c)は同切断側面図、(d)は同切断背面図、(e)は背面図 同他の接続器の場合を示し、(a)はカバーを外した正面図、(b)は同側面図、(c)は同切断側面図、(d)は同切断背面図、(e)は背面図 同他の接続器の場合を示し、(a)はカバーを外した正面図、(b)は同側面図、(c)は同背面図、(d)は同下面図 太陽光発電システムの概略図 端子ボックスの接続説明図 端子ボックスの他の接続説明図 図6、図7の接続箱におけるケーブル接続説明図 端子ボックスの他の接続説明図 図8、図9の接続箱におけるケーブル接続説明図
一実施形態を図1、図2に示し、この実施形態は、上記端子ボックスB間やその端子ボックスBを接続する接続器C1、C2間等を接続するケーブルP同士を接続するコネクタ装置に係わり、筒状雄ハウジング11内に棒状雄端子12を同一軸上に設けた雄コネクタ10と、筒状雄ハウジング11に同一軸上に嵌り合う筒状雌ハウジング21に前記棒状雄端子12に嵌り合う筒状雌端子22を同じく同一軸上に設けた雌コネクタ20とからなる。
ケーブルPと雄雌端子12、22は、その端子の筒状部にケーブルPの導体を挿入して圧着接続され、雄端子12と雌端子22の接続は、雄端子12の先端棒状部12aを雌端子22のスリット入り筒状部22aに挿入して接続する。これらの接続は、例えば、特許文献3図1、図2、図5、図6、図9等に示されるように周知の構成である。
両ハウジング11、21は、ケーブルPが挿し入れられる筒状部13、23と、その筒状部13、23にねじ込まれるキャップ14、24及び筒状部13、23の先端部をなす筒状嵌合部15、25を有しており、筒状部13、23に端子12、22付のケーブルPの端末を挿し入れ、筒状防水パッキング16、26を介在してキャップ14、24を筒状部13、23にねじ込むことによってコネクタ10、20に水密にケーブルPが接続される(装着される)。図中、17aは雄コネクタ10の嵌合部15先端に装着された輪状防水パッキング、17bは筒状ストッパーであって、ケーブルPの導体と端子12、22の圧着が抜けることを防止する。
上記雌コネクタ20の嵌合部25の外周に、その筒状部23から前方(雄コネクタ10に向かう方向)に延びる対の片状係止爪部28が設けられ、雄コネクタ10の嵌合部15の外周にはその係止爪部28が係止する係止部18が設けられている。
係止爪部28は片先端に外側に突出する爪29を有し、係止部18は、ハウジング11外面から立ち上がった後、そのハウジング周方向に延びる係止片19を有しており、図1及び図2に示すように、雄コネクタ10と雌コネクタ20を嵌め合わすと(雄コネクタ10の嵌合部15と雌コネクタ20の嵌合部25を嵌め合わすと)、係止爪部28が係止部18の係止片19の内側を通ってその爪29が係止片19をくぐってその外側への弾性力でもって係止片19に係止する(図2参照)。この係止によって、両コネクタ10、20が抜け止めされる(容易に外れることなく、両端子12、22が嵌合接続する)。係止片19は、ハウジング11の筒軸方向から見て門状でなく、L字状でも良い。
さらに、雄ハウジング11の係止部18を設けた外面には、筒軸方向に延びる片状カバー30が設けられており、両コネクタ10、20が接続されると、図2に示すように、開放された前記爪29の外面を覆ってその爪29の内側への押し込みを阻止する。カバー30は、必ずしも雄ハウジング11の外面に一体的に連続する必要はなく、容易に外側(図4において、上方又は下方)に屈曲せずに、下記の係止爪部28が容易に内側に押し得ない構造であれば、何れでも良い。
このため、例えば、図3及び図4に示すように、解放治具40の楔状突片41をカバー30と係止爪部28の間に挿し入れ、その係止爪部28を内側に押して爪29と係止部18との係止を解除しない限り(図4(a)から同(b)参照)、その係止爪部28と係止部18の係止は外れない。解放治具40は、カバー30と係止爪部28の間に挿し入れてその係止爪部28を内側に押し得るものであれば何れでも良く、例えば、マイナスドライバー等の周知の工具を採用できる。
この実施形態では、雄コネクタ10側に係止部18を設け、雌コネクタ20側に係止爪部28を設けたが、雄コネクタ10側に係止爪部28を設け、雌コネクタ20側に係止部18を設けても良いことは勿論である。また、係止部18と係止爪部28の係止は、2箇所と限らず、3箇所以上としたり、一箇所としたりすることができる。その数に応じてカバー30を設ける。
上記実施形態は、ケーブルP、P同士の接続を行うコネクタ装置に関するものであるが、図5に示す端子ボックスB、図6及び図7に示す接続器C1、C2においても、ケーブルPとの接続構造において、上記雄コネクタ10、雌コネクタ20の構成を採用することができる。これらのコネクタ10、20には、図1で示すケーブルP端末のコネクタ20、10が、図2で示す態様でもって嵌合接続される。
図5に示す端子ボックスBは、上面開口のポリフェニレンオキサイド(PPO)樹脂又はポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂製長尺四角形状ボックス本体51内に、太陽電池モジュールMの平帯状のプラス電極線a及びマイナス電極線aが接続される片状端子板52、52を並列に配設している。
この端子ボックスBの両コネクタ10、20はその端子12、22が端子板52に嵌合接続されている。
図中、53は、PPO樹脂又はPPE樹脂製のカバーであり、防水リング54を介しボックス本体51に嵌着して防水性とする。端子板52、52の間にはバイパス用逆流防止ダイオード(図6(e)符号63参照)を設けることができる。
図6及び図7で示す接続器C1、C2は、図15及び図16に示す端子ボックスBを接続する3本のケーブルPを接続するためのものであって、上記端子ボックスBと同様に、上面開口のPPO樹脂又はPPE樹脂製長尺四角形状ボックス本体61内に片状端子板62、62を並列に配設し、コネクタ10、20はその端子12、22がその端子板62に半田付け接続されている。図中、65は、PPO樹脂又はPPE樹脂製のカバーであり、防水リング66を介しボックス本体61に嵌着して防水性とする。端子板62、62の間は、逆流防止ダイオード63を設けたり、ジャンパー線64の何れかを設けたりすることができる。
因みに、両接続器C1、C2のケーブルPの接続は、同一態様のコネクタ10又は20にモジュールMからのケーブルP及び幹線ケーブルPの一方の接続端が接続される。例えば、図6(e)においては、左側のコネクタ10にモジュールMからのケーブルPが接続される。
図8及び図9で示す接続器C3、C4は、図17及び図18に示す端子ボックスBを接続する4本のケーブルPを接続するためのものであって、図6及び図7で示す接続器C1、C2において、コネクタ10、20をそのケーブル数に対応して4個設けたものである。
図10、図11、図12には、4本のケーブルPを接続する他の接続箱C5、C6、C7を示す。図12の接続箱C7はそのボックス本体底板に透孔61aが形成されており、この透孔61aから、各種の電気リード線や太陽電池モジュールの電極線a等をボックス本体61に導き入れることができる。
これらの接続器C3〜C7においても、各端子板62、62の間は、逆流防止ダイオード63を設けたり、ジャンパー線64を設けたり、その他の部材を設けたり、ボックス本体61内において、各種の配線を行ったり、配線基板を設けたりすることができる。
なお、今回開示された実施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り、例えば、端子ボックスBの態様としては、端子板52が並列配置のものに限らず、直列配置のものでも、この発明は採用でき、また、その端子板52の数は2個に限らず、3個以上でも良いことは勿論である。さらに、各コネクタ10、20の配置も任意である。
接続器C1、C2、C3、C4においても、3本又は4本のケーブルPの接続に限らず、2本,5本以上であっても、そのケーブルPの接続数に応じたコネクタ10又は20を設ければ良いことは勿論である。また、このコネクタ装置は、太陽光発電システムを構成する各種のケーブル同士を接続するものであれば、その一方のケーブル端末に雄コネクタが設けられ、他方のケーブ端末に雌コネクタが設けられたものとする。
このように、この発明の範囲は、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されることは勿論である。
10 雄コネクタ
11 雄コネクタのハウジング
12 雄コネクタの端子
13 雄コネクタの筒状部
14 雄コネクタのキャップ
15 雄コネクタの嵌合部
18 雄コネクタの係止部
19 雄コネクタの係止片
20 雌コネクタ
21 雌コネクタのハウジング
22 雌コネクタの端子
23 雌コネクタの筒状部
24 雌コネクタのキャップ
25 雌コネクタの嵌合部
28 雌コネクタの係止爪部
29 雌コネクタの係止爪
30 カバー
40 解放治具
51 端子ボックス本体
52 端子ボックスの端子板
61 端子ボックス本体
62 端子ボックスの端子板
63 逆流防止ダイオード
a 太陽電池モジュールの電極線
B 端子ボックス
Q 接続箱
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7 接続器
M 太陽電池モジュール
P 外部接続用ケーブル

Claims (6)

  1. 筒状雄ハウジング(11)内に棒状雄端子(12)を同一軸上に設けた雄コネクタ(10)と、前記筒状雄ハウジング(11)に同一軸上に嵌り合う筒状雌ハウジング(21)に前記棒状雄端子(12)に嵌り合う筒状雌端子(22)を同じく同一軸上に設けた雌コネクタ(20)とからなる太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置であって、
    上記筒状雄ハウジング(11)又は筒状雌ハウジング(21)の一方外面に、他方に向かって上記同一軸方向に延びる片状係止爪部(28)を設けるとともに、他方の外面にはその係止爪部(28)が係止する係止部(18)を設け、前記係止爪部(28)は片先端に外側に突出する爪(29)を有し、前記係止部(18)は、ハウジング(11)外面から立ち上がった後、そのハウジング周方向に延びる係止片(19)を有して、その係止片(19)は、上記ハウジング周方向に延びた後、そのハウジング(11)外面に連続するハウジング軸方向に見て門状にそのハウジング(11)と一体物となっており、前記係止爪部(28)が前記係止部(18)の門状係止片(19)内を通ってその爪(29)が係止片(19)をくぐってその外側への弾性力でもって係止片(19)に係止し、
    かつ、その係止爪(29)が係止片(19)に係止した状態において、上記係止部(18)を設けたハウジング(11)外面に、開放された上記爪(29)の外面を覆ってその爪(29)の内側への押し込みを阻止するカバー(30)を設け、そのカバー(30)は、上記係止部(18)から上記爪(29)の外面を覆った後、ハウジング(11)外面に連続した上記係止部(18)とハウジング(11)の一体物であることを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
  2. 請求項1に記載の太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置が、太陽電池モジュール用端子ボックス(B)と外部接続用ケーブル(P)を接続するものであって、上記雄コネクタ(10)がその太陽電池モジュール用端子ボックス(B)又は外部接続用ケーブル(P)の一方に、上記雌コネクタ(20)がその他方にそれぞれ設けられたことを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
  3. 請求項1に記載の太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置が、各太陽電池モジュール用端子ボックス(B)を接続する接続器(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7)とその接続器に接続されるケーブル(P)の間に構成されたものであって、その接続器(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7)の外面に上記雄コネクタ(10)及び雌コネクタ(20)が設けられ、前記ケーブル(P)に雌コネクタ(20)又は雄コネクタ(10)が設けられたことを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
  4. 請求項1に記載の太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置が、太陽電池モジュールに設けられる端子ボックス(B)間を接続するケーブル(P、P)間に構成されたものであって、一方のケーブル(P)端末に雄コネクタ(10)が設けられ、他方のケーブル(P)端末に雌コネクタ(20)が設けられたことを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
  5. 請求項1に記載の太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置が、各太陽電池モジュール用端子ボックス(B)を接続する接続器(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7)間を接続するケーブル(P、P)間に構成されたものであって、一方のケーブル(P)端末に雄コネクタ(10)が設けられ、他方のケーブル(P)端末に雌コネクタ(20)が設けられたことを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
  6. 請求項1に記載の太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置が、その太陽光発電システムを構成するケーブル(P、P)同士を接続するものであって、一方のケーブル(P)端末に雄コネクタ(10)が設けられ、他方のケーブル(P)端末に雌コネクタ(20)が設けられたことを特徴とする太陽光発電システムにおける電力ケーブル接続用コネクタ装置。
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