JP5853126B1 - 電気接続装置及びそれを備えた端子台、並びに太陽光発電システム及び電気機器 - Google Patents

Abstract

電気接続装置（１００）は、ドライバを差し込むための溝を備える頭部（２１）と下端から形成された螺旋状の貫通した第１ガイド孔（２６ａ）と第２ガイド孔（２６ｂ）とを備える胴部（２４）とを有する雄部と、胴部（２４）が挿入される孔部（１１８）を備える雌部（１１６）と、胴部（２４）が孔部（１１８）に挿入されると胴部（２４）の外周に配置される弾性部（４０）と、弾性部の下方に配置され、胴部（２４）が孔部（１１）に挿入されると第１ガイド孔（２６ａ）を貫通するように嵌入する可動体（３０）と、弾性部（４０）の上端と頭部（２１）との間に、第１導通部材（５０）と第２導通部材（６０）とが介装され、可動体（３０）が第１ガイド孔（２６ａ）に嵌入された状態で、頭部（２１）が孔部（１１８）に対して相対的に所定回転角度まで回転するにしたがって、弾性部（４０）の下端に接する可動体（３０）の上昇により弾性部（４０）の付勢力が増大し、頭部（２１）の孔部（１１８）に対する相対的な回転角度が前述の所定回転角度を越えると、その付勢力を低減する方向に設けられた第１ガイド孔（２６ａ）につながる第２ガイド孔（２６ｂ）の終端部（２９）に可動体（３０）が嵌入することにより、可動体（３０）の胴部（２４）に対する相対的回転移動が抑制される。

Description

本発明は、電気接続装置及びそれを備えた端子台、並びに太陽光発電システム及び電気機器に関する。

例えば、各種の電気機器の内部の配線接続又は各種の電気機器間の接続においては、図２４に示すように、壁９０，９２によって複数の区画に分けられた端子台９００を利用し、座金９８を介したリード線と導電板９４とをボルト９２２を用いて締結することにより電気的接続を行う作業が行われる。

このとき、数多くの端子についてボルトの締結作業を行う必要がある作業者、あるいは長時間に亘って該作業をする必要がある作業者は、そのボルトの一つ一つを確実に締めたか否かを確認するために、さらに長時間を要することがしばしばある。また、作業性の観点から、作業者がボルト９２１の溝９２２にドライバを差し込んで、ある程度回転させたところで止めるという、いわゆる仮止めをしておくことがある。その場合、そのボルトの最終的な締め具合の確認を怠ると、電気的な接続が不十分になることによって様々な不具合が発生する可能性が高まる。また、暗所や狭所で作業する場合は、作業者がボルトの最終的な締め具合を確認しづらいこともある。

とりわけ、昨今のメガソーラーという用語に代表される太陽光発電システムは数多くの端子台等を備えているため、例えば上述の電気的接続を、ボルトを用いて行う作業は、作業者にとって相当な作業負荷となり得る。

特開２０１４−２２０６６号公報

上述のように、種々の事情からいわゆる締め付け不良が発生する可能性があるため、その締め付け不良を無くす、あるいは締め付け不良が生じる頻度を格段に低減する必要があるが、それを実現することは容易ではない。例えば、図２４に示すような端子台において、ボルトの頭部だけ見ても、通常、作業者はそのボルトの締め具合を知ることができないため、その締め具合の確認のためだけにドライバによってボルトを回転させてみるといった作業が必要となる。

本願出願人が過去に提案したワッシャーは、端子台のネジの締結における締込不足を精度高く防止する有効な手段であるが（特許文献１）、そもそもワッシャーを要しない端子台や、前述の提案のワッシャーが用いられない場合であっても、締込不足による不具合の発生を確度高く防止ないし低減することが求められている。

本発明は、上述の各問題の少なくとも一部を解決するものである。例えば、本発明の一つの態様は、ボルトに代表される雄部を用いて電気的接続を実現する電気接続装置において、上記提案のワッシャーを用いなくても雄部の締結時の締込不足を確度高く防止することに大きく貢献するものである。また、本発明の別の態様は、作業者が雄部の締結状況を視覚的及び／又は触覚的に極めて容易に判別し得る電気接続装置の実現に大きく貢献するものである。

本発明者らは、上述のワッシャーが用いられない場合であっても、ボルトに代表される雄部や、端子台の構造又は形状を工夫することによって、視覚的及び／又は触覚的に作業者が容易に雄部の締込状況を認識できる電気接続装置、それを備えた端子台、太陽光発電システム及び電気機器の実現に向けて鋭意取り組んだ。上述のとおり、数多くの雄部の締結作業、及びその後の各雄部に対する一回又は複数回の確認作業を行うことは、作業ミスを生じさせる可能性を高めるおそれがある。従って、本発明者は、人間が備えている出来る限り多くの感覚（視覚や触覚）を活用することが、確度高い作業ミスの低減、及び／又は作業状況の確認の容易化に寄与し得ると考えた。数々の試行錯誤を経て、本発明者は、締め込む対象となる雄部自身の構造とともに、その雄部が収められる端子台に代表される収容部の内部及び／又はその外部にも工夫を凝らすことにより、上述の各問題の少なくとも一部を解決し得るとの知見を得た。本発明は、上述の視点により創出された。

本発明の１つの電気接続装置は、ドライバを差し込むための溝を備える頭部と下端から形成された２つ以上の螺旋状の第１ガイド溝と後述する第２ガイド溝とを備える胴部とを有する雄部と、その胴部が挿入される孔部を備える雌部と、その胴部がその孔部に挿入されるとその胴部の外周に配置される弾性部と、その弾性部の下方に配置され、その胴部が挿入される貫通孔を有するとともに前述の第１ガイド溝の数に対応する数の突起部が形成された可動体と、を備えている。加えて、本発明の電気接続装置においては、前述の弾性部の上端と前述の頭部との間に、第１導通部材と、その第１導通部材と電気的に接続させるための第２導通部材とが介装され、前述の胴部が前述の孔部に挿入されることにより、前述の突起部のそれぞれが前述の第１ガイド溝に嵌入し、その突起部がその第１ガイド溝に嵌入された状態で、前述の頭部が前述の孔部に対して相対的に所定回転角度まで回転するにしたがって、前述の弾性部の下端に接する前述の可動体の上昇によりその弾性部の付勢力が増大し、かつ前述の頭部の前述の孔部に対する相対的な回転角度が前述の所定回転角度を越えると、その付勢力を低減する方向に設けられたその第１ガイド溝につながる第２ガイド溝の終端部に前述の突起部が嵌入することにより、その突起部の前述の胴部に対する相対的回転移動が抑制される。

この電気接続装置によれば、雄部の頭部の溝を回転させると、下端から形成された螺旋状の第１ガイド溝に可動体の突起部が嵌入されているため、所定角度までは、雄部の回転に伴って可動体が上昇する。その結果、所定角度までの回転においては、該雄部の胴部の外周に配置された弾性部の付勢力が増大することになる。従って、所定角度までの回転においては、回転角度が大きくなるほど、作業者にとって該雄部を回転させることに対して負荷を感じることになる。

しかし、上述の所定角度を超えてさらに該雄部が回転すると、該突起部が第１ガイド溝につながる第２ガイド溝に嵌入することになる。ここで、第２ガイド溝は、前述の弾性部の付勢力を低減する方向に設けられている。従って、作業者は、前述の所定角度を超えて該雄部を回転させたときに、該弾性部の可動体に対する下方への付勢力によって、該雄部を回転させ易く感じることになる。このような雄部、可動体、及び弾性部の存在により、可動体の突起部が第２ガイド溝に沿って前述の回転方向とは逆の方向に移動しようとすると、該弾性部の下方への付勢力が強くなっていく状況が生まれるため、外力が加わらない限り、第２ガイド溝に嵌入する可動体の突起部が、そのような逆の方向には移動しづらくなる。その結果、該雄部の確度高い固定を実現することができるため、例えば、圧着端子又は導電板が例として挙げられる第１導通部材及び第２導通部材の固定が確度高く実現されることになる。加えて、第１ガイド溝から第２ガイド溝に前述の突起部が移る際の弾性体の付勢力の変化を作業者が触覚的に感じ取ることができるため、雄部の締結状況を作業者が極めて容易に判別することができる。

また、本発明のもう１つの電気接続装置は、ドライバを差し込むための溝を備える頭部と下端から形成された螺旋状の貫通した第１ガイド孔と後述する第２ガイド孔とを備える胴部とを有する雄部と、その胴部が挿入される孔部を備える雌部と、その胴部がその孔部に挿入されるとその胴部の外周に配置される弾性部と、その弾性部の下方に配置され、前述の胴部が前述の孔部に挿入されると前述の第１ガイド孔を貫通するように嵌入する可動体と、を備えている。加えて、本発明のもう１つの電気接続装置は、前述の弾性部の上端と前述の頭部との間に、第１導通部材と、その第１導通部材と電気的に接続させるための第２導通部材とが介装され、前述の可動体が前述の第１ガイド孔に嵌入された状態で、前述の頭部が前述の孔部に対して相対的に所定回転角度まで回転するにしたがって、前述の弾性部の下端に接する前述の可動体の上昇によりその弾性部の付勢力が増大し、かつ前述の頭部の前述の孔部に対する相対的な回転角度が前述の所定回転角度を越えると、その付勢力を低減する方向に設けられたその第１ガイド孔につながる第２ガイド孔の終端部に前述の可動体が嵌入することにより、その可動体の前記胴部に対する相対的回転移動が抑制される。

このもう１つの電気接続装置によれば、雄部の頭部の溝を回転させると、下端から形成された螺旋状の第１ガイド孔に可動体が貫通するように嵌入されているため、所定角度までは、雄部の回転に伴って可動体が上昇する。その結果、所定角度までの回転においては、該雄部の胴部の外周に配置された弾性部の付勢力が増大することになる。従って、所定角度までの回転においては、回転角度が大きくなるほど、作業者にとって該雄部を回転させることに対して負荷を感じることになる。加えて、第１ガイド孔から第２ガイド孔に前述の可動体が移る際の弾性体の付勢力の変化を作業者が触覚的に感じ取ることができるため、雄部の締結状況を作業者が極めて容易に判別することができる。

しかし、上述の所定角度を超えてさらに該雄部が回転すると、該可動体が第１ガイド孔につながる第２ガイド孔に嵌入することになる。ここで、第２ガイド孔は、前述の弾性部の付勢力を低減する方向に設けられている。従って、作業者は、前述の所定角度を超えて該雄部を回転させたときに、該弾性部の可動体に対する下方への付勢力によって、該雄部を回転させ易く感じることになる。このような雄部、可動体、及び弾性部の存在により、可動体が第２ガイド孔に沿って前述の回転方向とは逆の方向に移動しようとすると、該弾性部の下方への付勢力が強くなっていく状況が生まれるため、外力が加わらない限り、第２ガイド孔に嵌入する可動体が、そのような逆の方向には移動しづらくなる。その結果、該雄部の確度高い固定を実現することができるため、例えば、圧着端子又は導電板が例として挙げられる第１導通部材及び第２導通部材の固定が確度高く実現されることになる。

本発明の電気接続装置によれば、雄部の締結時の締込不足を確度高く防止することができるとともに、作業者が雄部の締結状況を少なくとも触覚的に極めて容易に判別することができる。

第１の実施形態の電気接続装置を備える端子台を有する太陽光発電システムの構成を概略的に示す図である。 第１の実施形態の電気接続装置を備える端子台の一部を概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態の電気接続装置を備える端子台の一部の内部構造を示す斜視図である。 第１の実施形態のボルトの形状を示す正面、左側面、及び正面から見た縦断面図である。 第１の実施形態のボルトの形状を示す斜視図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する一部断面側面図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する一部断面側面図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する一部断面側面図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図５に対応する斜視図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図６に対応する斜視図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図７に対応する斜視図である。 図１０におけるＸ−Ｘ面の横断面図である。 第２の実施形態のボルトの形状を示す正面、左側面、及び正面から見た縦断面図である。 第２の実施形態のボルトの形状を示す斜視図である。 第２の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する断面側面図である。 第２の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する断面側面図である。 第２の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する断面側面図である。 第２の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図５に対応する斜視図である。 第２の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図６に対応する斜視図である。 第１の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した図７に対応する斜視図である。 図１８におけるＹ−Ｙ面の横断面図である。 第３の実施形態のボルトの形状を示す斜視図である。 第４の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程を説明する断面側面図である。 第５の実施形態のボルトの形状を示す斜視図である。 第５の実施形態の電気接続装置におけるボルトの締結工程の一部を抽出した斜視図である。 従来例の端子台を示す斜視図である。

１００，２００ 電気接続装置
１１０，２１０，４１０ 端子台
１１２ 蓋体
１１２ａ 天面
１１３ 軸部
１１４ 凸部
１１５ 上端面
１１６，２１６ 雌部
１１７ 直線溝
１１８，２１８ 孔部
１１８ａ 空間
１５０ 太陽電池モジュール
１６０ 接続箱
１６５ パワーコンディショナ
１８０ 分配盤
１８５ 各種電気機器
２０，３２０，５２０ ボルト
２１，２２１，３２１ 頭部
２２，２２２，３２２ ドライバ用溝
２４，２２４ 胴部
２６ 貫通孔
２６ａ 第１ガイド孔
２６ｂ 第２ガイド孔
２１０，４１０ 端子台
２２５ 芯部
２２６，５２６ 溝部
２２６ａ 第１ガイド溝
２２６ｂ 第２ガイド溝
２７，２２７ 下端
２８，２２８ 接続点
２９，２２９ 終端部
３０ 円柱状可動体
２３０ 可動体
２３２ 突起部
２３４ 平坦面
３５ 板状可動体
５０ 導電板
６０ 圧着端子
８００ 太陽光発電システム
９０，９２ 壁
９４ 導電板
９８ 圧着端子
９００ 端子台
９２１ ボルト
９２２ 溝

本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。なお、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、各実施形態の要素のそれぞれは、必ずしも互いの縮尺比を保って示されてはいない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略され得る。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の電気接続装置１００を備える端子台１１０を有する太陽光発電システム８００の構成の概略図である。図１に示すように、太陽光発電システム８００は、例えば、家屋の屋根上に設置された複数の太陽電池モジュール１５０、接続箱１６０、及び太陽電池モジュール１５０が発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ１６５を備えている。また、太陽光発電システム８００によって生み出された電力は、分配盤１８０を介して各種電気機器１８５に供給される。本実施形態においては、複数の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール１５０が全て同一面上に配置されている。また、複数の太陽電池モジュール１５０は、電気接続装置１００を介して互いに電気的に直列又は並列に接続される。

図２は、太陽電池モジュール１５０が備える本実施形態の電気接続装置１００を備える端子台１１０の一部を概略的に示す斜視図である。また、図３は、図２におけるボルト２０と導電板５０とが取り除かれた状態の、端子台１１０の一部の内部構造を示す斜視図である。また、図４Ａは、本実施形態の雄部の一例であるボルト２０の形状を示す正面、左側面、及び正面から見た縦断面図（より具体的には、図４Ａの紙面奥行き方向の胴部２４中央における縦断面図）である。また、図４Ｂは、本実施形態のボルト２０の形状を示す斜視図である。また、図５乃至図７は、それぞれ、本実施形態の電気接続装置１００におけるボルト２０の締結工程を説明する一部断面側面図である。さらに、図８乃至図１０は、それぞれ、本実施形態の電気接続装置１００におけるボルト２０の締結工程の一部を抽出した図５乃至図７に対応する斜視図である。加えて、図１１は、図１０におけるＸ−Ｘ面の横断面図である。また、図５乃至図７は、図２における矢印Ａが示す方向から見た側面の一部断面図である。また、図２においては、図面を見やすくするために、図５乃至図７の一部断面図に示す圧着端子６０は図示されていない。

まず、図２及び図３に示すように、本実施形態の端子台１１０は、直線状の凸部１１４を備えるとともに軸部１１３によって開閉自在に軸支された蓋体１１２と、ボルト２０の胴部２４が挿入される孔部１１８を備えるとともにボルト２０との間に狭まれる導電板５０又は圧着端子６０を載置するための台の役割を果たす雌部１１６と、を備える。なお、本実施形態においては、導電板５０が第１導通部材に対応し、圧着端子６０が第２導通部材に対応する。また、圧着端子６０を介したリード線（図示しない）と導電板５０とが電気的に接続することによって端子台１１０における導通が図られる。なお、第１導通部材及び第２導通部材は導電板５０及び圧着端子６０に限定されない。電気接続装置１００が適用し得る各種の公知の導通部材を、前述の各具体例に代えて採用することができる。

本実施形態の雄部であるボルト２０は、図４乃至図１１に示すように、ドライバを差し込んでボルト２０を回転させるための直線状のドライバ用溝２２を有する頭部２１と貫通孔２６が形成された胴部２４とを備えている。

ここで、本実施形態の胴部２４が有する貫通孔２６は、２つの領域によって構成されている。図４に示すように、その１つは、胴部２４の下端２７から頭部２１に向かって、いわば変極点といえる接続点２８まで形成される螺旋状の貫通した第１ガイド孔２６ａである。もう１つは、第１ガイド孔２６ａにつながり、接続点２８から終端部２９に至るまで胴部２４の下端側に向かって傾斜するように形成される、貫通した第２ガイド孔２６ｂである。

また、図３、及び図５乃至図７に示すように、雌部１１６が備える孔部１１８は、ボルト２０の胴部２４が挿入されると胴部２４の外周に配置される弾性部であるコイルばね４０を収容する空間と、上述の貫通孔２６を貫通するように嵌入される円柱状又は円筒状に代表される、断面形状が円状（連続すれば円状になるものもの含む）になる形状の可動体３０の両端部が嵌入するための直線溝１１７とを有している。従って、本実施形態においては、コイルばね４０の上端とボルト２０の頭部２１との間に、導電板５０と、導電板５０と電気的に接続させるための圧着端子６０とが介装されることになる。なお、本実施形態においては、弾性部としてコイルばねが採用されているが、コイルばねの代わりに公知の各種の弾性部材又は板ばねが採用されても、本実施形態の少なくとも一部の効果が奏され得る。

なお、本実施形態のボルト２０の材質は特に限定されない。成形性、加工性、放熱性、生産性、経済性等の各種の観点から適宜選択され得るが、代表的なボルト２０の材質は、鋼製、銅合金、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム合金、樹脂である。また、本実施形態の可動体３０の材質も特に限定されない。成形性、加工性、放熱性、生産性、経済性等の各種の観点から適宜選択され得るが、代表的な可動体３０の材質は、鋼製、銅合金、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム合金、樹脂である。また、本実施形態の端子台１１０には、公知の材質（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェノール（ＰＦ）、エポキシポリエステル（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）等のプラスチック材料）を適用することができる。

次に、本実施形態のボルト２０が雌部１１６の孔部１１８内に挿入されてから、締結されるまでの工程について説明する。

まず、端子台１１０の雌部１１６の孔１１８内に、導電板５０と圧着端子６０とが介装されるようにボルト２０が挿入される。そうすると、ボルト２０の胴部２４の下端２７から形成された貫通孔２６に可動体３０が嵌め込まれる結果、図５及び図８に示すように、可動体３０が胴部２４の下端２７及び／又は下端２７の近傍を貫通した状態が形成される。なお、本実施形態においては、ドーナツ状のＳＵＳ製の板状可動体３５を、可動体３０とコイルばね４０との間に介在させている。板状可動体３５によって、その後の可動体３０の動きに応じたバネの付勢力の変動をより円滑に生じさせることができる。なお、図８乃至図１０においては、可動体３０の動きを分かりやすくするために、板状可動体３５が破線で描かれている。また、本実施形態においては、ボルト２０の胴部２４の下端２７から形成された貫通孔２６に可動体３０が嵌め込まれ、ボルト２０が回転していない段階においては、コイルばね４０の付勢力が実質的に生じないように構成されている。

図５及び図８に示す状態からドライバによって頭部２１を押圧しながらボルト２０を回転させると、可動体３０は、第１ガイド孔２６ａに沿って螺旋状に移動しつつ上昇する。そうすると、図６及び図９に示すように、接続点２８に至るまでは胴部２４の外周に配置されたコイルばね４０の付勢力が増大する。従って、可動体３０が第１ガイド孔２６ａに沿って螺旋状に移動しつつ上昇する間は、作業者にとってボルト２０を回転させることに対して負荷を感じることになる。

可動体３０が接続点２８に至ると、可動体３０が貫通孔２６中を移動する中で最も上昇した位置に来るため、雌部１１６が備える孔部１１８のうち、可動体３０から下方の空間１１８ａが、他の２図（図５及び図７）に示す空間よりも広くなっていることが分かる。その結果、可動体３０が接続点２８に到達した段階において、コイルばね４０を圧縮する力が最大となるため、コイルばね４０の付勢力も最大となる。なお、説明の便宜のため、図６及び図７における白抜きの矢印は、可動体３０（直接的には、板状可動体３５）の上昇によってコイルばね４０を圧縮する力の方向と大きさを概念的に示すものである。また、図６及び図７における斜線の矢印は、コイルばね４０の付勢力（可動体３０に与えられる力）の方向と大きさを概念的に示すものである。

さらに、ドライバによってボルト２０を回転させると、可動体３０は、接続点２８を越えて、胴部２４の下端側に向かって傾斜する第２ガイド孔２６ｂに沿って移動し、最終的には第２ガイド孔２６ｂの終端部２９に至る。その結果、図７及び図１０に示すように、胴部２４の外周に配置されたコイルばね４０の付勢力はやや低減することになる。従って、作業者は、接続点２８を越えてボルト２０を回転させたときに、コイルばね４０の可動体３０に対する下方への付勢力によって、ボルト２０を回転させ易く感じることになる。その結果、第１ガイド孔２６ａから第２ガイド孔２６ｂに可動体３０が移る際のコイルばね４０の付勢力の変化を作業者が視覚的のみならず触覚的にも感じ取ることができるため、ボルト２０の締結状況を作業者が極めて容易に判別することができる。

さらに、特筆すべきは、本実施形態においては、第２ガイド孔２６ｂの終端部２９が胴部２４の下端にまで至っていないため、コイルばね４０の付勢力、換言すれば可動体３０に与えられる下向きの力が無くならないことである。そのため、コイルばね４０の残存する付勢力によって可動体３０、すなわちボルト２０自身が常に下方に押されることにより、可動体３０が第２ガイド孔２６ｂに沿って接続点２８に向かって逆行し難くなる状況が実現される。すなわち、外力が加わらない限り、可動体３０がコイルばね４０の付勢力を増大させる上方に移動し難くなる状況が実現される。その結果、ボルト２０の締結時の締込不足を確度高く防止することができるとともに、ボルト２０の確度高い固定を実現することができる。表現を変えれば、可動体３０の胴部２４に対する相対的回転移動が抑制される。なお、第２ガイド孔２６ｂの終端部２９が胴部２４の下端にまで至るように形成されることも本実施形態の変形例の１つではあるが、ボルト２０のより確度高い固定を実現する観点から言えば、本実施形態のようにボルト２０自身が常に下方に押される状況を形成することが好ましい。

また、上述のとおり、ボルト２０は、直線状のドライバ用溝２２を有する頭部２１を備えている。本実施形態においては、図２に示すように、可動体３０が第２ガイド孔２６ｂの終端部２９に至るまでボルト２０が回転されたときに、ドライバ用溝２２である直線状の溝が端子台１１０の側壁と略平行になるように、第２ガイド孔２６ｂが形成されている。従って、特に視覚的に、作業者が容易にボルト２０の締込状況を認識できる状況を形成することができる。

さらに興味深いことに、本実施形態の端子台１１０には、視覚的及び／又は触覚的に作業者が容易にボルト２０の締込状況を認識できるように、もう１つの工夫が施されている。具体的には、端子台１１０は、凸部１１４を有する蓋体１１２を備えている。この凸部１１４は、図２に示すように、例えばドライバを用いてボルト２０が所定の角度まで回転したときに、ボルト２０の溝２２内に凸部１１４が嵌入することができるように構成されている。本実施形態においては、所定の角度（又は、所定の回転角度）とは、可動体３０が第２ガイド孔２６ｂの終端部２９に至るまでボルト２０を回転したときの角度となる。従って、作業者は、ボルト２０の溝２２内に凸部１１４が嵌入したことを触覚的に感じ取ることによって、容易にボルト２０の締込状況を認識することが可能となる。

ここで、凸部１１４がボルト２０の溝２２内に十分に嵌入したことが作業者の視覚的及び／又は触覚的に感じ取れる程度まで、蓋体１１２が回転していることが好ましい。好適な一例においては、蓋体１１２がいわば閉められることによって凸部１１４がボルト２０の溝２２内に十分に嵌入した結果、蓋体１１２の天面１１２ａが、端子台１１０の側壁の上端面１１５の位置より高くならないように構成される。

ところで、本実施形態の貫通孔２６は２つの領域（２６ａ，２６ｂ）によって構成されているが、貫通孔２６はこの態様に限定されない。例えば、第１ガイド孔２６ａと第２ガイド孔２６ｂとの間に、雄部（例えば、ボルト）の最終的な締結までの回転角度を十分に取る等のために、ある長さの平坦な孔の領域、換言すれば、外周のコイルばね４０の付勢力が実質的に変化しない領域が形成されることも採用し得る他の一態様である。本出願においては、このように、外周のコイルばね４０の付勢力が実質的に変化しない領域を介して第１ガイド孔２６ａにつながる第２ガイド孔２６ｂも、「第１ガイド孔２６ａにつながる」第２ガイド孔２６ｂに含まれるものとする。

また、本実施形態においては、ドーナツ状の板状可動体３５を、可動体３０とコイルばね４０との間に介在させているが、本実施形態はこの態様に限定されない。例えば、板状可動体３５がない場合であっても、可動体３０自身によってバネの付勢力の変動を生じさせることができる。但し、より円滑にバネの付勢力の変動を生じさせる観点から言えば、本実施形態の電気接続装置１００が板状可動体３５を備えることが好ましい。

＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、第１の実施形態のボルト２０、端子台１１０が備える蓋体１１２、及びコイルばね４０の付勢力を変動させる機構が変更された点を除き、第１の実施形態の電気接続装置１００、並びに端子台１１０と同様である。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略する。

図１２Ａは、本実施形態の雄部の一例であるボルト２２０の形状を示す正面、左側面、及び正面から見た縦断面図（より具体的には、図１２Ａの紙面奥行き方向の胴部２２４中央における縦断面図）である。また、図１２Ｂは、本実施形態のボルト２２０の形状を示す斜視図である。また、図１３乃至図１５は、それぞれ、本実施形態の電気接続装置２００におけるボルト２２０の締結工程を説明する一部断面側面図である。さらに、図１６乃至図１８は、それぞれ、本実施形態の電気接続装置２００におけるボルト２２０の締結工程の一部を抽出した図１３乃至図１５に対応する斜視図である。加えて、図１９は、図１８におけるＹ−Ｙ断面図である。なお、図１３乃至図１９は、それぞれ、第１の実施形態の図４乃至図１１に対応する図面である。

まず、図１２乃至図１５に示すように、本実施形態の端子台２１０は、ボルト２２０の胴部２２４が挿入される孔部２１８を備えるとともにボルト２２０との間に狭持される導電板５０又は圧着端子６０を載置するための台の役割を果たす雌部２１６を備える。なお、本実施形態の端子台２１０は、第１の実施形態における蓋体１１２を備えていない。また、本実施形態の孔部２１８は、第１の実施形態の孔部１１８が有していた直線溝１１７を備えない。これは、後で詳述するように、本実施形態においては、第１の実施形態の可動体３０の代わりに、突起部２３２を備えた可動体２３０が採用されるためである。

本実施形態の雄部であるボルト２２０は、図１２乃至図１８に示すように、ドライバを差し込んでボルト２２０を回転させるための直線状のドライバ用溝２２２を有する頭部２２１と、２つの非貫通の溝部２２６，２２６とを備える。なお、本実施形態の溝部２２６，２２６は、ボルト２２０の頭部２２１から見たときに、胴部２２４において点対称となるように配置されている。また、胴部２２４の芯部２２５は、溝部２２６，２２６の底部の役割も担っている。

ここで、本実施形態の胴部２２４が有する溝部２２６は、２つの領域によって構成されている。図１２に示すように、その１つは、胴部２４の下端２２７から頭部２２１に向かって、いわば変極点といえる接続点２２８まで形成される螺旋状の第１ガイド溝２２６ａである。もう１つは、第１ガイド溝２２６ａにつながり、接続点２２８から終端部２２９に至るまで胴部２２４の下端側に向かって傾斜するように形成される第２ガイド溝２２６ｂである。

また、図１３乃至図１９に示すように、雌部２１６が備える孔部２１８は、ボルト２２０の胴部２２４が挿入されると胴部２２４の外周に配置される弾性部であるコイルばね４０を収容する空間と、上述の溝部２２６に嵌入する突起部２３２を備えた可動体２３０を収容する空間とを有している。従って、本実施形態においては、コイルばね４０の上端とボルト２２０の頭部２２１との間に、導電板５０と、導電板５０と電気的に接続させるための圧着端子６０とが介装されることになる。

なお、本実施形態のボルト２２０の材質は、第１の実施形態のボルト２０と同様の材質が適用され得る。また、本実施形態の可動体２３０の材質は、特に限定されない。成形性、加工性、放熱性、生産性、経済性等の各種の観点から適宜選択され得るが、代表的な可動体２３０の材質は、鋼製、銅合金、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム合金、樹脂である。また、本実施形態の端子台２１０、第１の実施形態の端子台１１０と同様の材質が適用され得る。

次に、本実施形態のボルト２２０が雌部２１６の孔部２１８内に挿入されてから、締結されるまでの工程について説明する。

まず、端子台２１０の雌部２１６の孔２１８内に、導電板５０と圧着端子６０とが介装されるようにボルト２２０が挿入される。そうすると、ボルト２２０の胴部２２４の下端２２７から形成された溝部２２６に可動体２３０の突起部２３２が嵌め込まれる結果、図１３及び図１５に示すように、突起部２３２が、胴部２２４の下端２２７及び／又は下端２２７の近傍に嵌入した状態が形成される。

ここで、図１６乃至図１９に示すように、本実施形態の可動体２３０は、突起部２３２が形成されたドーナツ状の板状であって、その外周の側面として曲面のみならず平坦面２３４も有している。この平坦面２３４により、ボルト２２０の回転に伴う可動体２３０の回動を防止することができる。また、本実施形態の可動体２３０によって、その後の可動体２３０の動きに応じたバネの付勢力の変動をより円滑に生じさせることができる。従って、本実施形態の可動体２３０は、第１の実施形態における可動体３０と板状可動体３５の両方の機能を備えていることになる点は特筆に価する。なお、図１６乃至図１８においては、可動体２３０の動きを分かりやすくするために、突起部２３２の一部及び可動体２３０の一部が破線によって描かれている。また、本実施形態においては、ボルト２２０の胴部２２４の下端２２７から形成された溝部２２６に突起部２３２が嵌め込まれ、ボルト２２０が回転していない段階においては、コイルばね４０の付勢力が実質的に生じないように構成されている。

図１３及び図１６に示す状態からドライバによって頭部２２１を押圧しながらボルト２２０を回転させると、可動体２３０は、第１ガイド溝２２６ａに沿って螺旋状に移動しつつ上昇する。そうすると、図１４及び図１７に示すように、接続点２２８に至るまでは胴部２２４の外周に配置されたコイルばね４０の付勢力が増大する。従って、可動体２３０が第１ガイド溝２２６ａに沿って螺旋状に移動しつつ上昇する間は、作業者にとってボルト２０を回転させることに対して負荷を感じることになる。

可動体２３０が接続点２２８に至ると、突起部２３２（及び可動体２３０）が溝部２２６中を移動する中で最も上昇した位置に来る。その結果、突起部２３２が接続点２２８に到達した段階において、コイルばね４０を圧縮する力が最大となるため、コイルばね４０の付勢力も最大となる。

さらに、ドライバによってボルト２２０を回転させると、突起部２３２（及び可動体２３０）は、接続点２２８を越えて、胴部２２４の下端側に向かって傾斜する第２ガイド溝２２６ｂに沿って移動し、最終的には第２ガイド溝２２６ｂの終端部２２９に至る。その結果、図１５及び図１８に示すように、胴部２２４の外周に配置されたコイルばね４０の付勢力はやや低減することになる。従って、作業者は、接続点２２８を越えてボルト２２０を回転させたときに、コイルばね４０の可動体２３０に対する下方への付勢力によって、ボルト２２０を回転させ易く感じることになる。その結果、第１ガイド溝２２６ａから第２ガイド溝２２６ｂに可動体２３０が移る際のコイルばね４０の付勢力の変化を作業者が触覚的に感じ取ることができるため、ボルト２２０の締結状況を作業者が極めて容易に判別することができる。

加えて、第１の実施形態と同様に、本実施形態においては、第２ガイド溝２２６ｂの終端部２２９が胴部２２４の下端にまで至っていないため、コイルばね４０の付勢力、換言すれば可動体２３０に与えられる下向きの力が無くならないことである。そのため、コイルばね４０の残存する付勢力によって可動体２３０、すなわちボルト２２０自身が常に下方に押されることにより、可動体２３０（より正確には、可動体２３０の突起部２３２）が第２ガイド溝２２６ｂに沿って接続点２２８に向かって逆行し難くなる状況が実現される。すなわち、外力が加わらない限り、可動体２３０がコイルばね４０の付勢力を増大させる上方に移動し難くなる状況が実現される。その結果、ボルト２２０の締結時の締込不足を確度高く防止することができるとともに、ボルト２２０の確度高い固定を実現することができる。表現を変えれば、突起部２３２の胴部２２４に対する相対的回転移動が抑制されることになる。なお、第２ガイド溝２２６ｂの終端部２２９が胴部２２４の下端にまで至るように形成されることも本実施形態の変形例の１つではあるが、ボルト２２０のより確度高い固定を実現する観点から言えば、本実施形態のようにボルト２２０自身が常に下方に押される状況を形成することが好ましい。

ところで、本実施形態においては、ボルト２２０の頭部２２１から見たときに、第２ガイド溝２２６が胴部２２４において点対称となるように配置されているがこれに限定されない。但し、ボルト２２０の回転をよりスムーズに行うためには、本実施形態のような点対称の位置に第２ガイド溝２２６が配置されることが好ましい。

また、本実施形態の溝部２２６は２つの領域（２６ａ，２６ｂ）によって構成されているが、溝部２２６はこの態様に限定されない。例えば、第１ガイド溝２２６ａと第２ガイド溝２２６ｂとの間に、雄部（例えば、ボルト）の最終的な締結までの回転角度を十分に取る等のために、ある長さの平坦な孔の領域、換言すれば、外周のコイルばね４０の付勢力が実質的に変化しない領域が形成されることも採用し得る他の一態様である。本出願においては、このように、外周のコイルばね４０の付勢力が実質的に変化しない領域を介して第１ガイド溝２２６ａにつながる第２ガイド溝２２６ｂも、「第１ガイド溝２２６ａにつながる」第２ガイド溝２２６ｂに含まれるものとする。

＜第３の実施形態＞
本実施形態においては、第１の実施形態において、ボルト２０の代わりにボルト３２０が採用される態様である。図２０は、本実施形態のボルト３２０の形状を示す、図４に相当する斜視図である。

図２０に示すように、本実施形態のボルト３２０は、ドライバを差し込んでボルト３２０を回転させるための十字状のドライバ用溝３２２が形成された頭部３２１と、第１の実施形態のボルト２０の胴部２４と同じ構成の胴部２４とを備えている。このような態様のボルト３２０であっても、第１の実施形態の効果の少なくとも一部の効果が奏され得る。

しかしながら、作業者に対して視覚的により容易にボルトの締込状況を認識させるためには、十字状のドライバ用溝３２２よりも、直線状のドライバ用溝が採用されることが好ましい。なお、第２の実施形態又は後述する第４の実施形態においても、十字状のドライバ用溝３２２が形成された頭部を有するボルトが、その変形例の１つとして採用され得ることは言うまでもない。

＜第４の実施形態＞
本実施形態の端子台４１０は、上述の第２実施形態の端子台２１０が備えていなかった第１の実施形態における蓋体１１２を備えている点を除いて、第２の実施形態の電気接続装置１００及び端子台２１０と同じ構成を備えている。

図２１は、本実施形態電気接続装置におけるボルト２２０の締結工程を説明する断面側面図である。より具体的には、図２１は、本実施形態の端子台４１０についての図１５に相当する断面側面図である。本実施形態においては、ボルト２２０は、直線状のドライバ用溝２２２を有する頭部２２１を備えている。本実施形態においても、図２に示す第１の実施形態の端子台１１０と同様に、可動体２３０（より正確には、可動体２３０の突起部２３２）が第２ガイド溝２２６ｂの終端部２２９に至るまでボルト２２０が回転されたときに、ドライバ用溝２２２である直線状の溝が端子台２１０の側壁と略平行になるように、第２ガイド溝２２６ｂが形成されている。従って、特に視覚的に、作業者が容易にボルト２２０の締込状況を認識できる状況を形成することができる。

さらに、本実施形態の端子台４１０は、凸部１１４を有する蓋体１１２を備えている。この凸部１１４は、例えばドライバを用いてボルト２２０が所定の角度まで回転したときに、ボルト２２０の溝２２２内に凸部１１４が嵌入することができるように構成されている。本実施形態においては、所定の角度（又は、所定の回転角度）とは、可動体２３０が第２ガイド溝２２６ｂの終端部２９に至るまでボルト２０を回転したときの角度となる。従って、作業者は、ボルト２２０の溝２２２内に凸部１１４が嵌入したことを視覚的のみならず触覚的にも感じ取ることによって、容易にボルト２０の締込状況を認識することが可能となる。

ここで、凸部１１４がボルト２０の溝２２２内に十分に嵌入したことが作業者の視覚的及び／又は触覚的に感じ取れる程度まで、蓋体１１２が回転していることが好ましい。好適な一例においては、蓋体１１２がいわば閉められることによって凸部１１４がボルト２２０の溝２２２内に十分に嵌入した結果、蓋体１１２の天面１１２ａが、端子台４１０の側壁の上端面１１５の位置より高くならないように構成される。

＜第５の実施形態＞
ところで、上述の第２及び第４の実施形態においては、可動体２３０が備える２つの突起部２３２と同数の溝部２２６が形成されたボルト２２０が採用されている。しかしながら、突起部２３２の数及び溝部２２６の数は、２つに限定されない。図２２は、本実施形態のボルト５２０の形状を示す斜視図である。また、図２３は、本実施形態の電気接続装置におけるボルト５２０の締結工程の一部を抽出した斜視図である。

図２２及び図２３に示すように、本実施形態のボルト５２０は、螺旋状の第１ガイド溝と、第１ガイド溝につながる第２ガイド溝からなる溝部５２６を３つ有している。ここで、第１ガイド溝及び第２ガイド溝はいずれも、第２の実施形態の第１ガイド溝２２６ａ及び第２ガイド溝２２６ｂと同様の機能を備える。なお、ボルト５２０の第１ガイド溝が担う角度の範囲及び第２ガイド溝が担う角度の範囲は、第２の実施形態の第１ガイド溝２２６ａ及び第２ガイド溝２２６ｂの各角度範囲と同じか、それよりも小さい。

本実施形態のボルト５２０が採用された場合であっても、上述の第２実施形態及びその変形例の効果の少なくとも一部が奏され得る。しかしながら、加工の容易性、及び／又はボルトの締結の確実性の観点から言えば、２つの突起部２３２と２つの溝部２２６を備えるボルト２２０が採用されることが好ましい。

＜その他の実施形態（１）＞
加えて、上述の第２及び第４の実施形態においては、第１ガイド溝２２６ａを備える溝部２２６の数に突起部の数を完全に一致させなくても良い場合もある。例えば、上述の第５の実施形態のような３つの第１ガイド溝２２６ａが設けられている場合に、可動体３２０の突起部の数が仮に２つであっても、上述の第２実施形態及びその変形例の効果の少なくとも一部が奏され得る。従って、第１ガイド溝２２６ａの数に対応する数の突起部２３２が形成された可動体２３０には、第１ガイド溝２２６ａの数と同じ数の突起部２３２を備える可動体２３０のみならず、第１ガイド溝２２６ａよりも少ない数の突起部２３２が形成された可動体２３０も含まれる。しかしながら、ボルトの締結作業においてより作業性を高める観点から言えば、第１ガイド溝２２６ａの数と同じ数の突起部２３２を備える可動体２３０が採用されることが好ましい。

＜その他の実施形態（２）＞
また、上述の第２及び第４の実施形態においては、ボルト２２０が備える非貫通の溝部２２６について、ボルト２２０の頭部２２１から見たときに、胴部２２４において点対称となるように配置されているが、第２及び第４の実施形態の各ボルトはそのような態様に限定されない。例えば、ボルト２２０の頭部２２１から見たときに、胴部２２４において点対称となるように配置されていない場合であっても、第２及び第４の実施形態の効果の少なくとも一部の効果が奏され得る。しかしながら、ボルトの締結作業においてより作業性を高める観点から言えば、ボルトの頭部から見たときに、胴部において点対称となるように可動体の突起部が嵌入される溝部が配置されることが好ましい。

＜その他の実施形態（３）＞
また、上述の各実施形態において、第１ガイド孔２６ａ又は第１ガイド溝２２６ａが担う角度の範囲、あるいは、第２ガイド孔２６ｂ又は第２ガイド溝２２６ｂが担う角度の範囲も特に限定されない。端子台の構造、ボルトの形状、及び／又は要求されるボルトの締結状況等に合わせるように、前述の各角度は適宜選定され得る。

また、上述の各実施形態における電気接続装置は、太陽光発電システム以外の設備にも適用され得る。また、各種の電気機器に対しても、上述の各実施形態における電気接続装置及び／又は端子台を適用することができる。

上述の各実施形態の開示は、それらの実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。

Claims (9)

1. ドライバを差し込むための溝を備える頭部と下端から形成された２つ以上の螺旋状の第１ガイド溝とを備える胴部とを有する雄部と、前記胴部が挿入される孔部を備える雌部と、
   前記胴部が前記孔部に挿入されると前記胴部の外周に配置される弾性部と、前記弾性部の下方に配置され、前記胴部が挿入される貫通孔を有するとともに前記第１ガイド溝の数に対応する数の突起部が形成された可動体と、を備え、
   前記弾性部の上端と前記頭部との間に、第１導通部材と、前記第１導通部材と電気的に接続させるための第２導通部材とが介装され、
   前記胴部が前記孔部に挿入されることにより、前記突起部のそれぞれが前記第１ガイド溝に嵌入し、
   前記突起部が前記第１ガイド溝に嵌入された状態で、前記頭部が前記孔部に対して相対的に所定回転角度まで回転するにしたがって、前記弾性部の下端に接する前記可動体の上昇により前記弾性部の付勢力が増大し、かつ前記頭部の前記孔部に対する相対的な回転角度が前記所定回転角度を越えると、前記付勢力を低減する方向に設けられた前記第１ガイド溝につながる第２ガイド溝の終端部に前記突起部が嵌入することにより、前記突起部の前記胴部に対する相対的回転移動が抑制される、
   電気接続装置。
2. ドライバを差し込むための溝を備える頭部と下端から形成された螺旋状の貫通した第１ガイド孔とを備える胴部とを有する雄部と、前記胴部が挿入される孔部を備える雌部と、前記胴部が前記孔部に挿入されると前記胴部の外周に配置される弾性部と、前記弾性部の下方に配置され、前記胴部が前記孔部に挿入されると前記第１ガイド孔を貫通するように嵌入する可動体と、を備え、
   前記弾性部の上端と前記頭部との間に、第１導通部材と、前記第１導通部材と電気的に接続させるための第２導通部材とが介装され、
   前記可動体が前記第１ガイド孔に嵌入された状態で、前記頭部が前記孔部に対して相対的に所定回転角度まで回転するにしたがって、前記弾性部の下端に接する前記可動体の上昇により前記弾性部の付勢力が増大し、かつ前記頭部の前記孔部に対する相対的な回転角度が前記所定回転角度を越えると、前記付勢力を低減する方向に設けられた前記第１ガイド孔につながる第２ガイド孔の終端部に前記可動体が嵌入することにより、前記可動体の前記胴部に対する相対的回転移動が抑制される、
   電気接続装置。
3. 前記頭部の前記溝が、直線状の溝である、
   請求項１又は請求項２に記載の電気接続装置。
4. 前記弾性部が、コイルばねである、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気接続装置。
5. 前記胴部が挿入される貫通孔を有するとともに、前記頭部が前記孔部に対して相対的に所定回転角度まで回転するときに、前記弾性部の下端に接する板状可動体を、前記可動体と前記弾性部との間にさらに供える、
   請求項２に記載の電気接続装置。
6. 請求項１に記載の電気接続装置を備えた端子台であって、
   前記第２ガイド溝に前記突起部が嵌入するまで前記頭部が前記孔部に対して相対的に回転すると前記頭部の前記溝に嵌入可能な凸部を備えた蓋体を開閉自在に取り付けた、
   端子台。
7. 請求項２に記載の電気接続装置を備えた端子台であって、
   前記第２ガイド孔に前記可動体が嵌入するまで前記頭部が前記孔部に対して相対的に回転すると前記頭部の前記溝に嵌入可能な凸部を備えた蓋体を開閉自在に取り付けた、
   端子台。
8. 請求項６又は請求項７に記載の端子台を備えた太陽光発電システム。
9. 請求項６又は請求項７に記載の端子台を備えた電気機器。

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