JP5516982B2 - 端子ボックス - Google Patents

Description

本発明は、取付対象物に取付自在なボックス本体と、前記ボックス本体の内部に、互いに絶縁状態に並設された複数の端子板と、隣接する前記端子板にわたって導通接続されたダイオードとを備えた端子ボックスに関する。

従来、この種の端子ボックスとしては、矩形の金属製端子板本体で構成された端子板の複数を、合成樹脂製のボックス本体の内部に間隔をあけて固定してあり、隣接する端子板本体にわたって配置されたダイオードは、そのリード端子部を、前記端子板本体表面の一部に半田付によって固着してあるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
即ち、端子板とダイオードとは剛に一体化が図られている。
また、前記端子板にダイオードが導通接続された後、ボックス本体の空間には、例えば、シリコーン等のシール材を充填して封止が行われることもある。

特開２００５−２０９９７１号公報

上述した従来の端子ボックスによれば、例えば、太陽電池モジュール等のように苛酷な温度環境に曝される取付対象物に使用されるような場合、端子ボックスそのものも環境温度の激しい変化に曝されることになる。
しかしながら、端子ボックスは、上述のように、端子板本体、ダイオード、シール材等それぞれの特性（特に熱膨張係数）の異なる材料を組み付けて構成されているから、環境温度の変化に伴って、異なった比率で熱変形（熱膨張と熱収縮）を繰り返すおそれがある。
その結果、各材料の熱変形量の微細な差が、ダイオードと端子板本体との接続部分に集中荷重として繰り返して作用し、接続不良を生じることが懸念される。
即ち、環境温度の差が激しい場合に、接続不良を生じ易い問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、設置環境の温度差が激しい場合でも、接続不良を生じ難い端子ボックスを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、取付対象物に取付自在なボックス本体と、前記ボックス本体の内部に、互いに絶縁状態に並設された複数の端子板と、隣接する前記端子板にわたって導通接続されたダイオードとを備えた端子ボックスであって、前記端子板は、端子板本体と、前記ダイオードの少なくとも一方のリード端子部を固着してある被固着部とを有する金属板で構成してあり、前記被固着部は、端子板本体に対して変位自在な繋ぎ部のみを介して接続してあり、前記繋ぎ部は、前記端子板本体、及び、前記被固着部よりも小さい幅寸法を有すると共に、前記端子板本体に片持ち状に支持してあり、前記繋ぎ部の先端部に前記被固着部を設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記端子板は、端子板本体と、前記ダイオードの少なくとも一方のリード端子部を固着してある被固着部とを有し、前記被固着部は、端子板本体に対して変位自在な繋ぎ部のみを介して接続してあるから、前記被固着部は、端子板本体に対して変位が許容される。
即ち、被固着部にリード端子部を固着されたダイオードと、端子板本体とが、接続状態を保ったまま変位することが許容されるから、例えば、設置環境の温度差によってダイオードと端子板との間に異なる方向の力が作用しても、前記繋ぎ部において吸収することができ、相互の接続不良を未然に防ぐことができる。
従って、設置環境の温度差が激しい場合でも、接続不良を生じ難い。
この作用効果は、取り付けられるダイオードの形式や構造の差に拘わらず、何れのダイオードが取り付けられている場合にも、同様に発揮できる。
因みに、繋ぎ部としては、例えば、前記端子板本体や前記被固着部より幅寸法（又は、厚み寸法、又は、幅と厚みの両方）が小さい構成や、他の部分より変形し易い素材による構成を採用することが、例として挙げられる。

さらに、本発明の第１の特徴構成によれば、繋ぎ部として、部材幅寸法を端子板本体や被固着部より小さくする構成を採用してあるから、例えば、繋ぎ部を他の部分より変形し易い素材で構成するのに比べて、加工手間が掛かりにくく、安価に提供することができる。
また、繋ぎ部は、端子板本体と被固着部との間を直線状に繋ぐものの他、曲線状や、直線と曲線状との組合せ形状等、自由に設定できる。

本発明の第２の特徴構成は、前記繋ぎ部は、厚み方向に屈曲した曲がり部を備えてあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、繋ぎ部が、曲がり部によって端子板の厚み方向へも容易に変位することが可能となり、被固着部と端子板本体との変位を、繋ぎ部の幅方向・厚み方向・長さ方向に沿ったあらゆる方向において許容することができ、より高い変位許容効果を発揮することができる。

端子ボックスの正面図 端子ボックスの斜視図 端子板とダイオードとの取付状況を示す要部断面図 端子板とダイオードとの取付状況を示す要部の分解斜視図 端子板とダイオードとの取付状況を示す要部の分解斜視図 別実施形態の変形許容接続部を示す斜視図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２は、太陽電池モジュール（取付対象物の一例）の端子ボックスＢを示す。
端子ボックスＢは、太陽電池モジュール（図外）と電気的に接続される４つの端子板６を内部に備える矩形箱形の樹脂製ボックス本体１と、ボックス本体１の開口部１ａを塞ぐ樹脂製蓋体（図外）とを備えている。

ボックス本体１の底板１ｂには、前記各端子板６を係止させる２種類の保持部２と、各端子板６の縁部に接当して、それぞれの端子板６の位置決めを行う保持壁３とが、各端子板６に対応する位置に突設してあると共に、各端子板６に電気的に接続される太陽電池モジュール（図外）の出力端子（図外）を導入する挿通孔１７が貫通形成されている。
前記保持部２の一方は、前記端子板６の一方側の辺部に備えた係止部６ａを係止させることで保持する一文字状の被係止部２ａで構成してあり、保持部２の他方は、端子板６の他方側の辺部を係入させる溝状の係入部２ｂで構成してある。

ボックス本体１の側板１ｃには、前記端子板６から蓄電池などに接続される一対の出力ケーブル４を、防水状態を保った状態に各別に挿通させるケーブル挿通部１６が端部側にそれぞれ形成されている。

前記端子板６の夫々は、導電性金属板によって構成してあり、前記保持部２と保持壁３によって保持されていることで、隣接するもの同士が離間して互いが絶縁状態となるように並設されている。
尚、隣接する端子板６どうしは、バイパスダイオード（以後、単にダイオードという）１８を介して互いに電気的に接続されている。

前記ダイオード１８は、図３〜５に示すように、矩形ブロック板形状に一体化されたダイオード本体１８Ａと、リード端子部１９とを一体的に形成されたパッケージ型ダイオードとして構成されている。
前記リード端子部１９は、ダイオード本体１８Ａの一方の端面から垂直に突出した一対のアノード電極１９ｂと、ダイオード本体１８Ａの他方の端面に沿って一体化されたカソード電極１９ａとを備えて構成してある。

前記一対のアノード電極１９ｂは、図に示すように、金属製帯板で構成してあり、幅方向に間隔をあけて並設されている。
アノード電極１９ｂの長手方向での先端部は、後述する端子板６の被固着部８に半田付けによって固着される。
アノード電極１９ｂの長手方向での中間部は、縦断面が「Ｊ」文字形状となるようにフォーミング加工してある。このフォーミング加工部２０を設けてあることによって、アノード電極１９ｂの先端部と基端部との間に生じる相対位置変化を、撓み変形で吸収しやすくなる。
前記カソード電極１９ａは、図に示すように、金属製矩形板で構成してあり、ダイオード本体１８Ａの裏面部の一部に一体的に設けられている。カソード電極１９ａの端縁部が、ダイオード本体１８Ａの他方の端面より若干長さ突出する突出縁部２１として構成してある。この突出縁部２１が、前記端子板の被固着部８（後述するカソード側被固着部８ａ）に半田付けによって固着される。

並設された４つの端子板６は、それぞれ略矩形形状に構成された端子板本体７と、前記ダイオード１８の一対のリード端子部１９（カソード電極１９ａ、アノード電極１９ｂ）を固着する一対の被固着部８と、端子板本体７と一方の被固着部８（アノード電極１９ｂを固着してある方のアノード側被固着部８ｂ）とを相対的に変位自在な状態で電気接続する繋ぎ部（変位許容接続部に相当）９とを備えて構成してあり、各端子板６の並設方向に直交する方向での一方側の辺部には、前記係止部６ａが設けてある。
尚、一対の被固着部８の内で、カソード電極１９ａを固着してある方のカソード側被固着部８ａは、前記繋ぎ部９を設けることなく端子板本体７の一部分として形成してある （図５参照）。

並設された４つの端子板６の内、両端部に位置する第１端子板６Ａと第４端子板６Ｄとは、図４に示すように、他方側の辺部に、前記出力ケーブル４を電気的に接続するカシメ接続部１０を備えている。また、４つの端子板６の内、中央部に位置する第２端子板６Ｂと第３端子板６Ｃとは、他方側の辺部を、前記係入部２ｂに係入させるように構成してある（図２参照）。

従って、第１端子板６Ａと第４端子板６Ｄとは、図１、図２に示すように、両側縁部をボックス本体１の前記保持壁３によって保持されると共に、一方側の辺部の係止部６ａを、ボックス本体１の被係止部２ａに係止させた状態に設置されている。そして、カシメ接続部１０には、ボックス本体１のケーブル挿通部１６を通した出力ケーブル４の端部が、カシメ固定によって電気的に接続されている。

また、第２端子板６Ｂと第３端子板６Ｃとは、両側縁部をボックス本体１の前記保持壁３によって保持されると共に、他方の辺部を、ボックス本体１の係入部２ｂに係入させ、且つ、一方側の辺部の係止部６ａを、ボックス本体１の被係止部２ａに係止させた状態に設置されている。

次に、端子板６のアノード側被固着部８ｂと繋ぎ部９について説明する。
前記繋ぎ部９とアノード側被固着部８ｂとは、図４、図５に示すように、端子板６の一部を切り抜くことで、その切り抜きゾーンＺに囲まれた部位に形成されている。
本実施形態においては、前記アノード側被固着部８ｂは、前記切り抜きゾーンＺの中で、端子板本体７とは離間する状態に形成された長方形部分で構成されている。
また、前記繋ぎ部９は、一対設けてあり、長方形の前記アノード側被固着部８ｂの長辺の一部から、端子板本体７の切り抜きゾーンＺに面する内周縁部にかけて一体に設けられた細幅の屈曲部分で構成してある。屈曲形状は、平面視で「Ｊ」字形状（又は、「Ｊ」の左右反転形状）に設定してある。
この繋ぎ部９を設けてあることで、例えば、温度変化等の原因により、隣接する端子板６間や、ダイオード１８と端子板６との間や、ボックス本体１と端子板６との間等に応力が発生し、リード端子部１９と被固着部８との接合部にその応力が作用する場合に、繋ぎ部９が撓み変形して吸収することで、応力集中を緩和できるようになる。
このように、前記繋ぎ部９は、被固着部８や端子板本体７よりも幅寸法を小さくしてあり、断面積が小さいことで他の部分よりいち早く変形を許容できる。

本実施形態の端子ボックスＢによれば、前記繋ぎ部９を設けてあることで、ダイオード１８と端子板本体７とが、接続状態を保ったまま変位することが許容され、例えば、設置環境の温度差によってダイオード１８と端子板６との間に異なる方向の力が作用しても、前記繋ぎ部９において吸収することができ、相互の接続不良を未然に防ぐことができる。
従って、太陽電池モジュールのように温度差が激しい設置環境に設置されるものに当該端子ボックスＢを接続する場合でも、接続不良を生じ難い。
更には、繋ぎ部９としては、部材幅寸法を他部より小さくする構成を採用してあるから、加工手間が掛かりにくく、安価に提供することができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記端子ボックスＢは、先の実施形態で説明した形状や構造に限るものではなく、例えば、平面形状が矩形形状であることに替えて、矩形以外の多角形や、円形、楕円形等であってもよい。
また、蓋体を設けないボックス形状の構成であってもよい。
〈２〉 前記端子板６は、先の実施形態で説明した形状や構造や数量に限るものではなく、例えば、４つの構成に替えて、４以外の複数を備えた構成であってもよい。
また、ダイオード１８は、端子板６の数より一つ少ない数となる。
〈３〉 前記変位許容接続部９は、先の実施形態で説明した平面視で「Ｊ」字形状（又は、「Ｊ」の左右反転形状）に設定してあるものに限らず、直線状や円弧状等であってもよい。また、部材幅寸法を他部より小さくする構造に替えて、厚みを他部より小さくして断面積を他部より小さくなるように構成してあってもよい。更には、部材寸法とは別に、素材自体を他部より変形し易いもので構成してあってもよい。
〈４〉 前記変位許容接続部９の別の実施形態としては、例えば、図６に示すように、正面視の形状が直線状の繋ぎ部に、厚み方向に屈曲した曲がり部９ａを備えた構成であってもよい。この場合、繋ぎ部が、曲がり部９ａによって端子板の厚み方向へも容易に変位することが可能となり、被固着部８と端子板本体７との変位を、繋ぎ部の幅方向・厚み方向・長さ方向に沿ったあらゆる方向において許容し易くなり、より高い変位許容効果を発揮することができる。
〈５〉 前記変位許容接続部９は、ダイオード１８の両方のリード端子部１９側に、それぞれ設けてあってもよい。
〈６〉 前記ダイオード１８は、先の実施形態においては、ダイオード本体１８Ａの一方の端面から垂直に突出した一対の電極がアノード電極で、ダイオード本体１８Ａの他方の端面に沿って一体化された電極をカソード電極としたが、製品やユーザーの仕様によって、電極が反対のものを使用してもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ ボックス本体
６ 端子板
７ 端子板本体
８ 被固着部
９ 繋ぎ部（変位許容接続部に相当）
９ａ 曲がり部
１８ バイパスダイオード
１９ リード端子部

Claims (2)

1. 取付対象物に取付自在なボックス本体と、
   前記ボックス本体の内部に、互いに絶縁状態に並設された複数の端子板と、
   隣接する前記端子板にわたって導通接続されたダイオードとを備えた端子ボックスであって、
   前記端子板は、端子板本体と、前記ダイオードの少なくとも一方のリード端子部を固着してある被固着部とを有する金属板で構成してあり、
   前記被固着部は、端子板本体に対して変位自在な繋ぎ部のみを介して接続してあり、
   前記繋ぎ部は、前記端子板本体、及び、前記被固着部よりも小さい幅寸法を有すると共に、前記端子板本体に片持ち状に支持してあり、
   前記繋ぎ部の先端部に前記被固着部を設けてある端子ボックス。
2. 前記繋ぎ部は、厚み方向に屈曲した曲がり部を備えてある請求項２に記載の端子ボックス。

Images