JP4927163B2 - 端子板回路 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネル用端子箱内のような過酷な環境下で使用される端子板回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋の屋根等に多数配置される太陽電池パネル用端子箱内の端子板回路を例にして説明する。図１は太陽電池パネルの裏面の概略図を示す。図１から明らかなように、個々の太陽電池パネルＰはその裏面に端子箱Ｂが取り付けられており、外部接続用ケーブルＣを介して隣接する太陽電池パネルＰの端子箱Ｂ同士を電気的に接続している。
【０００３】
端子箱内部には一対の端子板が取り付けられ、これらの端子板は一端が外部接続用ケーブルに接続され、他端が太陽電池パネルの電極にそれぞれ接続される。また、端子箱内部にはダイオードが組み込まれており、前記一対の端子板を相互に接続している。
【０００４】
このダイオードは、太陽電池パネルの起電力が低下した時に逆方向電圧の印加による電流を一方の外部接続用ケーブルから他方の外部接続用ケーブルへ短絡させるためのバイパスダイオードである。ダイオードが上述の役割を果たす際、ダイオードの順方向へ大電流が流れるため、ダイオードは激しく発熱し、その適正な使用温度を超えてしまうことがある。そうなるとダイオードとして機能しなくなる（熱暴走）のみならず、ダイオード及び周辺回路が破壊される恐れがある。また、たとえ破壊されなかったとしても、このような熱暴走が繰り返されるとダイオードの寿命が著しく短くなる。従って、ダイオードの動作時に発生する熱がダイオードの適正な使用温度を超えないように発生した熱を効率良く放熱させる必要がある。
【０００５】
ダイオードの発生する熱を効率良く放熱させるための手段として、端子板を端子箱内においてできるだけ拡大し、その端子板の面の上にダイオードの底面を半田付けしてダイオードの熱を端子板の方へ容易に放散するようにした端子板回路が提案されている（特許文献１，２参照）。
［０００６］
しかしながら、拡大された端子板の面の上にダイオードの底面を半田付けして取り付けると、半田付け時に半田中に気泡が混入し、その気泡がダイオードから端子板への熱移動の効率を低下させ、ダイオードの熱を効率良く放熱できなかった。
特許文献１：特開２００５−２５１９６２号公報
特許文献２：特開２００７−１１００３１号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００７］
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み創案されたものであり、その目的は、ダイオードの底面を半田で端子板の面の上に取り付けてダイオードの熱を逃がすようにした端子板回路において、半田付け時の半田中の気泡を除去又は軽減してダイオードから端子板への熱移動を容易にした端子板回路を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００８］
即ち、本発明は、面実装タイプのダイオードの底面の金属部分をそれより大きい端子板の面の上に半田付けして構成される端子板回路であって、ダイオードが半田付けされる端子板の面に互いに交差しない複数の線（好ましくは直線）からなる筋を付け、その筋を通して半田付け時に発生する半田中の気泡をダイオードの下面から外に逃がすようにしたこと、及び筋を構成する複数の線が、端子板の製造時に形成された端子板の面のロール目に平行であることを特徴とする端子板回路である。
［０００９］
本発明の端子板回路の好ましい態様では、複数の線の各々の線の始点と終点がダイオードの下面の外に存在する。また、本発明の端子板回路の好ましい態様では、筋の深さが０．０１〜０．５ｍｍである。また、本発明の端子板回路の好ましい態様では、端子板が略平面的に拡大され、端子板回路が太陽電池パネル用端子箱内で使用される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の端子板回路は、ダイオードの底面を端子板の面の上に半田付けするときに発生する気泡を、端子板の面に付けた筋によってダイオードの下面から外に逃がすようにしているので、ダイオードの熱が半田を介して効率良く端子板に伝達でき、ダイオードの放熱効果が極めて大きい。特に、本発明の端子板回路は、太陽電池パネル用端子箱内のような過酷な環境において使用するために極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】太陽電池パネルの裏面を示す模式図である。
【図２】本発明で使用する面実装タイプのダイオードの一例である。
【図３】ロール目＋ロール目に平行な複数の直線からなる筋の付いた端子板を示す。
【図４】ロール目＋ロール目に垂直な複数の直線からなる筋の付いた端子板を示す。
【図５】ロール目＋ロール目に平行な複数の直線とロール目に垂直な複数の直線が交差して形成される碁盤目状の筋の付いた端子板を示す。
【図６】図３の端子板にダイオードを半田付けしたときのダイオードの下面の半田の状態を示すＸ線写真である。
【図７】図４の端子板にダイオードを半田付けしたときのダイオードの下面の半田の状態を示すＸ線写真である。
【図８】図５の端子板にダイオードを半田付けしたときのダイオードの下面の半田の状態を示すＸ線写真である。
【図９】ロール目のみの端子板にダイオードを半田付けしたときのダイオードの下面の半田の状態を示すＸ線写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の端子板回路を以下図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
本発明の端子板回路は、ダイオードの底面の金属部分を端子板の面の上に半田付けしてダイオードで発生する熱を効率良く端子板へ移動するようにしたものである。
【００１４】
本発明では、ダイオードは、面実装タイプのダイオードを使用する。これは、面実装タイプのダイオードのように底面が金属部分を有さないと、ダイオードの底面から半田を介して端子板へ熱を効率良く移動することができないからである。本発明で使用するダイオードの一例を図２の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図で示す。図２（ｃ）から明らかなようにダイオードの底面の大部分が金属部分であり、この部分から半田を介して端子板に熱を伝達する。
【００１５】
本発明では、端子板は、ダイオードの底面の金属部分より大きい面を有する端子板を使用する。端子板は高い放熱効果を得るために、端子箱内でできるだけ大きく略平面状に拡大されていることが好ましい。本発明の最大の特徴は、ダイオードが半田付けされる端子板の面に筋を付け、その筋を通して半田付け時に発生する半田中の気泡をダイオードの下面から外に逃がすようにしたことにある。筋は、互いに交差しない複数の線から構成されることが必要である。筋に交差部を作ると、そこに気泡が滞留しやすいからである。その理由から、筋を構成する各線も直線であることが好ましい。また、筋を構成する複数の線の各々の始点と終点がいずれもダイオードの下面の外に存在することが好ましい。このようにすることによりダイオードの下面で発生した半田中の気泡は筋を伝ってダイオードの下面の外に移動しやすくなる。筋は、ダイオードの底面の金属部分の大きさにも依存するが、ダイオードの底面の金属部分全体に対応して存在するように、一般に複数（好ましくは３本以上１０本以下）の直線を０．５ｍｍ〜３ｍｍの間隔で平行に形成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明では、筋を構成する複数の線が、端子板の製造時に必然的に形成される端子板の金属面のロール目の方向に平行であることが好ましい。筋とロール目が交差すると、そこに気泡が滞留しやすいからである。ロール目は、アルミ合金や銅等の板状物の圧延加工時に形成される圧延ロールの方向の極めて細かい筋目であり、極めて微小なもの（一般に深さ０．０００２ｍｍ前後のもの）である。本発明において、端子板の面に付けられる筋は、それとは別のものであり、一般に０．０１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．３ｍｍの深さのものである。筋の断面の形状は、気泡が逃げやすいものであればいずれのものでもよく、例えば上部が開放した三角形または四角形などの多角形、それらと円形の組み合わせを採用することができる。
【００１７】
本発明で使用する端子板の一例を図３に示す。図３に示された端子板は、ダイオードの底面より平面的に大きく拡大されており、ダイオードの底面が半田付けされる端子板の面には、複数の直線からなる筋から１．５ｍｍ間隔で平行に形成されている。また、筋を構成する各直線は、端子板のロール目の方向と平行である。端子板回路は、例えば、図２のダイオードの底面（８．６×７．３５ｍｍ）が端子板に半田付けされたときに筋のパターンがダイオードの底面の金属部分の下に存在し、筋のパターンを構成する線の始点と終点がダイオードの下面の外になるように構成される。
【実施例】
【００１８】
図３に示すようにロール目＋ロール目に平行な複数の直線からなる筋の付いた端子板、図４に示すようにロール目＋ロール目に垂直な複数の直線からなる筋の付いた端子板、図５に示すようにロール目＋ロール目に平行な複数の直線とロール目に垂直な複数の直線が交差して形成される碁盤目状の筋の付いた端子板、図３と同様の構成でロール目はあるが筋の付いていない端子板をそれぞれ３枚ずつ用意し、それぞれの端子板の面の上に図２に示す面実装タイプのダイオードの底面の金属部分を半田付けした。そしてダイオードの上からＸ線（９０ｋＶ，９０ｍＡ）で撮影し、半田中の気泡の発生状況を確認した。なお、ダイオードは、図３，４，５に示す端子板に対しては、筋のパターンがダイオードの底面の金属部分の下に存在し、筋の始線と終線がダイオードの下面の外に出るように半田付けし、筋を設けなかった端子板に対しては、図３の例と同様の位置に半田付けした。
【００１９】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、用意した３枚の図３の端子板を使用してダイオードを半田付けしたときのダイオードのＸ線写真を示し、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、用意した３枚の図４の端子板を使用してダイオードを半田付けしたときのダイオードのＸ線写真を示し、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、用意した３枚の図５の端子板を使用してダイオードを半田付けしたときのダイオードのＸ線写真を示し、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、用意した３枚の筋の付いていない図３の端子板を使用してダイオードを半田付けしたときのダイオードのＸ線写真を示す。
【００２０】
図６〜９からわかるように、筋の付いていないロール目のみの端子板（図９）やロール目＋碁盤目状の筋の付いた端子板（図８）はいずれも半田中に気泡が多く存在するのに対して、ロール目＋交差しない筋の付いた端子板（図６，７）はそれらの端子板より半田中の気泡が少ない。特に、ロール目＋ロール目に平行な直線の筋の付いた端子板（図６）は半田中の気泡がほとんどなく、ダイオードから半田を介する端子板の熱移動効率が極めて高いと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の端子板回路は、ダイオードで発生する熱を効率良く半田を介して端子板へ伝達することができるので、太陽電池パネル用端子箱内のような過酷な環境で使用するのに好適である。

Claims (6)

1. 面実装タイプのダイオードの底面の金属部分をそれより大きい端子板の面の上に半田付けして構成される端子板回路であって、ダイオードが半田付けされる端子板の面に互いに交差しない複数の線からなる筋を付け、その筋を通して半田付け時に発生する半田中の気泡をダイオードの下面から外に逃がすようにしたこと、及び筋を構成する複数の線が、端子板の製造時に形成された端子板の面のロール目に平行であることを特徴とする端子板回路。
2. 複数の線の各々の始点と終点がダイオードの下面の外に存在することを特徴とする請求項１に記載の端子板回路。
3. 複数の線が直線であることを特徴とする請求項１に記載の端子板回路。
4. 筋の深さが０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の端子板回路。
5. 端子板が略平面的に拡大されていることを特徴とする請求項１に記載の端子板回路。
6. 太陽電池パネル用端子箱内で使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の端子板回路。