JP4778116B2

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

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Publication number: JP4778116B2
Application number: JP2010534827A
Authority: JP
Inventors: 豊服部; 義玄田窪
Original assignee: Kitani Electric Co Ltd
Current assignee: Kitani Electric Co Ltd
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: WO2010047345A1; JPWO2010047345A1

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

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。
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。
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。
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。
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。
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。