JP5818358B2

JP5818358B2 - 太陽光発電システム用コネクタ構造

Info

Publication number: JP5818358B2
Application number: JP2012016326A
Authority: JP
Inventors: 大阿久　清志; 清志大阿久; 智治布川
Original assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: JP2013157175A

Description

本発明は、太陽光発電システム用コネクタ構造に関するものである。

従来、太陽電池モジュールの発電する電力を最適化する方法として、図７（Ａ）に示すように、太陽電池パネル（以下、単にパネルという）を直列または並列に接続して出力された電圧はパワーコンデショナーに送られ、このパワーコンデショナーにおいて直流電圧を交流電圧に変換され電力網と同期される（特許文献１参照）。これに対して、近年では小規模太陽光発電システムにおける各パネルの変換効率のバラツキに対応すべく、図７（Ｂ）に示すように、パネル毎にマイクロインバータ（パワーコンデショナー）を使用することが知られている。このシステムは、パネル毎の最大電力点を検出するようにしたものである。前記マイクロインバータは、パネルに設置されている端子ボックスに直接接続されるため、屋外使用として防水構造をとった箱型筐体となっている。内部基板への取り付け方法は、図６（Ａ）に示すように、ねじ締め若しくは圧着端子付の半田付け、芯線を直接半田付けする等の方法がある。

特開２００４−２１４４７５号公報

しかし、従来の太陽光発電システム用コネクタ構造においては、防止構造の機能を確保するために、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、筐体部との防水を得るべく、筐体の内側からナットを締め付ける構造である。よって、手間がかかり作業能率が悪いという課題がある。更に、図５（Ａ），（Ｂ）にて部品点数を示すように、ナット締付け構造ではネジ・ナットおよび防水キャップ等が必要で、部品点数が多くなり在庫管理に手間がかかり、組立て作業工数も増加するという課題がある。本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、太陽光発電システムにおけるマイクロインバータ用筐体のコネクタ取付用に貫通させた取付孔を挟んで、前記筐体の内側でプリント基板に実装されるとともに前記取付孔に向かって配置されるバイオネットロック構造の接続部を有する基板用コネクタと、前記筐体の外側で前記取付孔に対向して配置されるとともに前記取付孔に挿通させて前記基板用コネクタと前記筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部に相補的に接続させる接続部を有するパネル用コネクタと、前記筐体における取付孔部分の外周面と前記パネル用コネクタの取付用フランジとの間に介在される防水用のパッキンとでなり、前記パネル用コネクタにおけるバイオネットロック構造の接続部は、嵌合用の筒体に周方向に刻設した溝が挿抜方向である前後方向において２箇所に設けられ、前記基板用コネクタと筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部は、嵌合用の周壁面に突設され前記溝に嵌合する突起であることである。

前記パネル用コネクタと筐体の取付孔との嵌合状態は、パッキンが所望量潰れた状態で嵌合されるとともに、パネル用コネクタと基板用コネクタとの嵌合状態は、前後方向でストレスが回避された状態で嵌合されることである。

前記パネル用コネクタと筐体の取付孔との前後方向における嵌合状態は、前記取付孔に設けた係合突起の前端位置の設定により調整されることである。

本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造の要旨は、太陽光発電システムにおけるマイクロインバータ用筐体のコネクタ取付用に貫通させた取付孔を挟んで、前記筐体の内側でプリント基板に実装されるとともに前記取付孔に向かって配置されるバイオネットロック構造の接続部を有する基板用コネクタと、前記筐体の外側で前記取付孔に対向して配置されるとともに前記取付孔に挿通させて前記基板用コネクタと前記筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部に相補的に接続させる接続部を有するパネル用コネクタと、前記筐体における取付孔部分の外周面と前記パネル用コネクタの取付用フランジとの間に介在される防水用のパッキンとでなり、筐体の取付孔と基板用コネクタとにおける接続部には、当該接続部の周壁面に溝が刻設され、パネル用コネクタの接続部には、前記溝に嵌合する突起が２箇所に設けられていることである。

基板用コネクタ側と筐体側に溝がある場合には、前記筐体の取付孔の内周壁面に刻設された溝は、筐体の取付孔に対してパッキンが所望量潰れた状態でパネル用コネクタの突起と嵌合するように配設され、基板用コネクタの接続部に刻設された溝は、パネル用コネクタの接続部と前後方向でストレスが回避された状態で嵌合するように配設されることを含むものである。

本発明の太陽光発電システム用コネクタ構造によれば、２重の溝を有するバイオネットロック構造により、パネル用コネクタを筐体にしっかりと固定して、且つ、筐体内部の基板用コネクタには嵌合のストレスを与えないようにすることができる。更に、基板用コネクタとパネル用コネクタとの接続作業が簡単で容易になり、作業能率が向上する。また、部品点数が減少するので在庫管理が容易になりコスト低減となる、と言う優れた効果を奏するものである。

同本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造の第１実施例に係る正面側斜視図（Ａ）、同ロック状態の正面側斜視図（Ｂ）、背面側斜視図（Ｃ）である。本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造の第１実施例に係る背面側斜視図（Ａ）、同筐体（パネル）無しの状態にした背面側斜視図（Ｂ）である。本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造の第１実施例に係る縦断面図（Ａ）と、一部拡大した断面図（Ｂ）と、係合突起２ｂと第２溝５ｅとの関係でパッキン６の押し潰し量が設定されることを示す説明用一部断面図（Ｃ）とである。本発明に係る太陽光発電システムにおけるバイオネット型によるコネクタ構造の部品点数を示す表図である。従来例に係る太陽光発電システムにおけるコネクタ構造の部品点数を示す表図である。従来例に係る太陽光発電システムにおけるコネクタ構造（２例）の実施例における縦断面図（Ａ），（Ｂ）である。公知の太陽光発電システムの配置図（Ａ），（Ｂ）である。

本発明に係る太陽光発電システム用コネクタ構造は、図１乃至図３に示すように、バイオネットロック構造によって、筐体の外側からパネル用コネクタを差し込んで嵌合させるだけで電気的接続がなされ、基盤用コネクタに嵌合のストレスを掛けないようにしたものである。

本発明に係る太陽光発電システムのコネクタ構造１は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、太陽光発電システムにおけるマイクロインバータ用筐体２のコネクタ取付用に貫通させた取付孔２ａを挟んで、前記筐体２の内側でプリント基板３に半田付け若しくはプレスインや表面実装などにより実装されるとともに、前記取付孔２ａに向かって配置される接続部４ａを有する基板用コネクタ４がある。

前記筐体２の外側で前記取付孔２ａに対抗して配置されるとともに前記取付孔２ａに挿通させて前記基板用コネクタ４の接続部４ａに相補的に接続させる接続部５ａを有するパネル用コネクタ５（図１（Ａ）にて、左側がコネクタプラグ、右側がコネクタジャックを示す）がある。

前記筐体２における取付孔２ａ部分の外周面と前記パネル用コネクタ５の取付用フランジ５ｂとの間には、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、介在される防水用のパッキン６がある。このパッキン６は、その潰れ量が管理されており、パネル２に対する固定力を調節できるものである。

前記基板用コネクタ４の接続部４ａと、パネル用コネクタ５の接続部５ａとの接続は、バイオネットロック構造である。基板用コネクタ４は、プリント基板３に実装されている。

前記バイオネット構造は、まず、基板用コネクタ４側において、図３（Ｂ）に示すように、筒状の接続部４ａにおいて、その先端部から内側に長手方向に沿って設けられ、且つ、周方向には適宜間隔をおいて複数本のスリット４ｃが設けられている。このスリット４ｃは、嵌合時において、接続部４ａが径方向に膨出可能にして、周方向に回転させる相手側のパネル用コネクタ５の接続部５ａの付加を軽減し、低トルクで締め付けられるようにするものである。

また、前記筒状の接続部４ａの内周壁面に、内側に突出する係合用の係合突起４ｄが設けられている。この係合突起４ｄは、パネル用コネクタ５の接続部５ａを嵌合時にロックさせるものである。即ち、図３（Ｂ）に示すように、前記接続部５ａにおける導入溝５ｇから第１溝５ｄへとガイドされ、当該接続部５ａが半回転程度回転されることで前記第１溝５ｄの周囲を前記係合突起４ｄが回り、そして、前記第１溝５ｄに設けられたロック用の係合突起５ｆを乗り越えたところで回転が停止され、ロック状態となるものである。

前記第１溝５ｄの溝幅Ａは、前記係合突起４ｄの幅に対して幅広くして余裕を持たせてあるので、基板用コネクタ４の組立公差に対応できるものである。

また、筐体２の取付孔２ａの壁面には、図３（Ｂ）に示すように、係合突起２ｂが設けられている。嵌合相手方のパネル用コネクタ５を、パネル２の取付孔２ａにロックさせるものである。その際に、パッキン６の潰し量を調整する方法は、例えば、パッキン６の直径を変える方法、接続部５ａにおける第２溝５ｅの前後方向の溝位置を前後に移動させる方法、前記係合突起２ｂの溝と係合する前端位置を変える方法などが考えられる。

前記いずれの方法でも、採用できるが、この実施例では、前記係合突起２ｂの前端位置を変える方法である。図３（Ｃ）に示すように、前記係合突起２ｂの前端位置２ｃが前後方向に移動すれば、パネル２の後端位置２ｄが前後に変わり、パッキン６を押しつぶす量が変化するものである。

前記パネル用コネクタ５の接続部５ａには、図３（Ｂ）に示すように、ロック用の第１溝５ｄ、第２溝５ｅとが設けられている。この２段階の溝は、第１溝５ｄが相手方の基板用コネクタ４の接続部４ａの係合突起４ｄと嵌合してロックさせるためである。前記第２溝５ｅが、筐体２の取付孔２ａに設けた係合突起２ｂに嵌合してロックさせるためである。

前記第１溝５ｄによるロック状態は、前後方向において緩く嵌合され、前記第２溝５ｅではパッキン６を所要量押しつぶして、前後方向においてきつく嵌合する。これにより、接続部５ａが筐体２の取付孔２ａにしっかりと固定されて、基板用コネクタ４に対する寸法的な影響を少なくして、基板用コネクタ４のストレスを回避させるような構造にしているものである。

前記筐体２側の基板用コネクタ４と、パネル用コネクタ５との接続作業は、前記パネル用コネクタ５を前記取付孔２ａから差し込んでその接続部５ａを前記プリント基板３上の基板用コネクタ４の接続部４ａに嵌合させて電気的に接続させるものである。これにより、面倒なナット締め作業が省略される。

前記パッキン６は、前記パネル用コネクタ５の接続部５ａに挿着される。前記パネル用コネクタ５が取付孔２ａに挿入されて、前記基板用コネクタ４に接続されることで、取付用フランジ５ｂと筐体２外周面との間に挟持され防水作用を発揮するものである。

このように、第１実施例は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、バイオネット構造であって、接続部５ａを取付孔２ａに差込み、基板用コネクタ４の接続部に嵌合させ、バイオネット構造の溝に沿って半回転程度回転させることで、ロックが完了する。なお、前記バイオネット構造における、嵌合溝の係合突起とこれに係合する相手方の係合突起は、例えば、周方向に２箇所以上に設けたり、１箇所に設けたりするものである。

以上のように、基板用コネクタの接続部とパネル用コネクタの接続部との嵌合方法は、バイオネット構造であり、図４に示すように、部品点数が基板用コネクタ４とパネル用コネクタ５とであって、従来例における部品点数を示す図５の場合と比較すると、明らかに部品点数が減少しているとともに、筐体２側の基板用コネクタ４に締め付けのストレスを与えず、このコネクタ４の組み立て公差を許容するものである。また、接続作業性も、従来よりもはるかに容易になり作業性能が向上している。

また、図示した実施例では、嵌合用の溝をパネル用コネクタ５側に設けた例で示したが、これに限らず、溝と突起の嵌合状態を逆にしたものとして、前記バイオネットロック構造の一方の接続部における嵌合用の溝は、筐体２の取付孔２ａの内周壁面に刻設された溝と、基板用コネクタ４の接続部４ａに刻設された溝として、パネル用コネクタ５の接続部５ａに前記２箇所の溝に嵌合する突起が設けられているようにしても、同様の作用と効果を奏するものである。

更に、前記筐体２の取付孔２ａの内周壁面に刻設された溝は、筐体２の取付孔２ａに対してパッキン６が所望量潰れるようにパネル用コネクタ５における突起と嵌合し、基板用コネクタ４の接続部４ａに刻設された溝はパネル用コネクタ５の接続部５ａに対して前後方向で緩く嵌合するように設定することもできるものである。このような設定は、前記実施例における図３（Ｃ）で示した方法と同様にして行うことができる。

本発明に係る発明に係る太陽光発電システムのコネクタ構造は、他の電気的接続部品にも広く適用できるものである。

１太陽光発電システムのコネクタ構造、
２筐体、２ａ取付孔、
２ｂ係合突起、２ｃ前端位置、
２ｄ後端位置、
３プリント基板、
４基板用コネクタ、４ａ接続部、
４ｂコンタクト、４ｃスリット、
４ｄ係合突起、
５パネル用コネクタ、５ａ接続部、
５ｂ取付用フランジ、５ｃコンタクト、
５ｄ第１溝、５ｅ第２溝、
５ｆ係合突起、５ｇ導入溝、
６パッキン。

Claims

太陽光発電システムにおけるマイクロインバータ用筐体のコネクタ取付用に貫通させた取付孔を挟んで、
前記筐体の内側でプリント基板に実装されるとともに前記取付孔に向かって配置されるバイオネットロック構造の接続部を有する基板用コネクタと、
前記筐体の外側で前記取付孔に対向して配置されるとともに前記取付孔に挿通させて前記基板用コネクタと前記筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部に相補的に接続させる接続部を有するパネル用コネクタと、
前記筐体における取付孔部分の外周面と前記パネル用コネクタの取付用フランジとの間に介在される防水用のパッキンとでなり、
前記パネル用コネクタにおけるバイオネットロック構造の接続部は、嵌合用の筒体に周方向に刻設した溝が挿抜方向である前後方向において２箇所に設けられ、
前記基板用コネクタと筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部は、嵌合用の周壁面に突設され前記溝に嵌合する突起であること、
を特徴とする太陽光発電システム用コネクタ構造。
パネル用コネクタと筐体の取付孔との嵌合状態は、パッキンが所望量潰れた状態で嵌合されるとともに、パネル用コネクタと基板用コネクタとの嵌合状態は、前後方向でストレスが回避された状態で嵌合されること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム用コネクタ構造。
パネル用コネクタと筐体の取付孔との前後方向における嵌合状態は、前記取付孔に設けた係合突起の前端位置の設定により調整されること、
を特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム用コネクタ構造。
太陽光発電システムにおけるマイクロインバータ用筐体のコネクタ取付用に貫通させた取付孔を挟んで、
前記筐体の内側でプリント基板に実装されるとともに前記取付孔に向かって配置されるバイオネットロック構造の接続部を有する基板用コネクタと、
前記筐体の外側で前記取付孔に対向して配置されるとともに前記取付孔に挿通させて前記基板用コネクタと前記筐体の取付孔とのバイオネットロック構造の接続部に相補的に接続させる接続部を有するパネル用コネクタと、
前記筐体における取付孔部分の外周面と前記パネル用コネクタの取付用フランジとの間に介在される防水用のパッキンとでなり、
筐体の取付孔と基板用コネクタとにおける接続部には、当該接続部の周壁面に溝が刻設され、パネル用コネクタの接続部には、前記溝に嵌合する突起が２箇所に設けられていること、
を特徴とする太陽光発電システム用コネクタ構造。
筐体の取付孔の内周壁面に刻設された溝は、筐体の取付孔に対してパッキンが所望量潰れた状態でパネル用コネクタの突起と嵌合するように配設され、基板用コネクタの接続部に刻設された溝は、パネル用コネクタの接続部と前後方向でストレスが回避された状態で嵌合するように配設されること、を特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム用コネクタ構造。