JP6136005B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関するものである。

下記特許文献１には、太陽電池モジュールの筐体の裏面に太陽電池の電力を外部に取り出すための端子ボックスを取付けた構成が開示されている。ボックス内には太陽電池モジュールの出力導体に接続された端子板とこの端子板に接続された外部取り出し用のケーブルの端部側とが収容されている。端子板に太陽電池モジュールの出力導体が接続された後において、ボックス内には封止材が投入される。

特開２００６−７３９７８号公報

上記したように、従来の端子ボックスは筐体の背面方向に開口した状態で取り付けられている。したがって、筐体内部に設けられている太陽電池モジュールの出力導体を、筐体の裏面及び端子ボックスの対向面に形成された開口部を通して筐体の裏側である端子ボックス内部に導いた後に端子板との接続作業を行わねばならず、また、封止材の投入作業も筐体全体を裏向きにした状態で行わねばならない煩わしさがあった。このように、従来における端子ボックスの取付け作業には、改善の余地があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子ボックスの取り付け作業の作業性を向上させることを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの筐体に取付けられる樹脂製のボックスと、ボックス内に端部が導入される外部接続用のケーブルと、ボックスに形成された端子収容部内に収容され、ケーブルと太陽電池モジュールの出力導体とにそれぞれ接続される端子金具とを備えた太陽電池モジュールであって、筐体の壁面にはボックスを外面側から取り付けるための取付け用開口部が形成される一方、ボックスの端子収容部は筐体の壁面と対向する側が開口して形成され、ボックスが筐体に取付けられたときには、端子収容部の開口が取付け用開口部を介して筐体の内部に臨んでおり、前記出力用導体は、先端が前記取付け用開口部内に突出するように延出した形態であり、前記端子金具には、前記出力用導体と接続可能な導体接続部が形成され、前記導体接続部には、前記出力用導体の延出方向と略直交する方向に延びた形態の差し込み片が形成され、前記差し込み片の差し込み口に前記出力用導体が差し込まれた状態で、前記出力用導体と前記導体接続部が半田付けにより接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ボックスが筐体に取付けられた状態では、ボックスの端子収容部の開口が取付け用開口部を介して筐体内に臨んでいる。このため、端子収容部内にポッティングを注入する場合には、注入作業及び太陽電池モジュールの出力導体と端子金具との接続作業を同一方向、つまり両作業を共に筐体の内側から行うことができるため、作業性に優れる。

太陽電池モジュールの平面図 端子ボックスの取付け部分を拡大して示す平面図 図２のＡ−Ａ線断面図 端子ボックス単体の平面図 図４のＢ−Ｂ線断面図 端子板の平面図 同じく側面図 端子板を装着した状態の端子ボックスを示す平面図 図８のＣ−Ｃ線断面図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明の太陽電池モジュールは、前記ボックスにおける前記端子収容部が前記取付け用開口部へ嵌合可能な筒状に形成されるとともに、端子収容部の外周面には前記取付け用開口部の開口縁に係止可能な係止部が形成されている構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、ボックスは端子収容部を筐体の取付け用開口部へ嵌め込むことで、端子収容部に形成された係止部が取付け用開口部の開口縁に係止するため、ボックスの取付け作業を簡単に行うことができる。
（２）端子収容部の係止部より嵌め込み方向後方の部位には前記取付用開口部の周囲に対向するフランジ縁が周方向に沿って張出し形成され、前記フランジ縁には接着剤が塗布されるようにしてもよい。
このような構成によれば、フランジ縁に塗布した接着剤が固化するまでの間、ボックスは係止部の係止によって仮保持がされるため、ボックスを保持しておく手間が省ける。また、接着剤の固化後は係止部の係止力と併せて接着材の接着力が付加されるため、ボックスの取付け状況が強化される。

次に、本発明の太陽電池モジュールを具体化した実施例について、図面を参照しつつ説明する。
＜実施例＞
図１に示すように、本実施例の端子ボックス１は太陽電池モジュール２の筐体３の裏面側に取付けられるようになっている。本実施例の太陽電池モジュール２は、図示しない架台により支持されており、この架台が太陽の移動に追従できる、いわゆる集光追尾式の発電システムである。

太陽電池モジュール２は、金属製の薄板材により形成された筐体３を備えている。筐体３は上方に開口する方形の箱状に形成されており、上面側に開口している。筐体３の上面開口は図示しない集光板によって閉じられている。この集光板には太陽光を集光する複数のフレネルレンズが備えられている。

図１に示すように、筐体３の底板には複数の太陽電池セル４が配されている。各太陽電池セル４は、各集光レンズにより集光された太陽光を受ける位置に整列して配置されている。また、各太陽電池セル４の電極は同方向に整列して延出する複数の導電路５によって接続されている。各導電路５の両端部は導電路５と直交する方向に延出した電極板６Ａ，６Ｂによって接続されている。

図１に示すように、筐体３の底板において、両電極板６Ａ，６Ｂ寄りの部位であって各導電路５の並び方向に関する中央部には、端子ボックス１を取り付けるための一対の取付け用開口部７が設けられ、それぞれは筐体３の裏面側に貫通して形成されている。より詳しくは、両取付け用開口部７は隣り合う導電路５の間に挟まれる位置に開口している。また、図１に示すように、上記両電極板６Ａ，６Ｂからは先端側が取付け用開口部７内に突出するようにして出力用導体８が一体に延出している。

両端子ボックス１の一方のものは、正極側となる電極板６Ａに接続されるプラス側端子ボックス１となり、他方は負極側となる電極板６Ｂに接続されるマイナス側端子ボックス１となっている。いずれの端子ボックス１も、図８に示すように、ボックス９と、ボックス９内に収容された端子金具１０と、ボックス９内に端部が収容されかつボックス９外に引き出されるケーブル１１とを備えている。

ボックス９は合成樹脂製であり、上面側（筐体３の底板の外面と対向する側）へ開口して形成されている。ボックス９は、端子金具１０とケーブル１１の端部を収容する角筒状の端子収容部１２と、この端子収容部１２の外壁面に張出し形成されたフランジ縁１３とから一体に形成されている。

図４に示すように、端子収容部１２内の底面には端子台１４が一体に突出形成されている。次に、この端子台１４に取付けられる端子金具１０について説明する（図６、図７参照）。

端子金具１０は導電性の金属板により一体に形成されている。端子金具１０は、ケーブル１１に接続するためのケーブル接続部１５と、端子台１４への取付けのための装着部１６と、出力用導体８に接続するための導体接続部１７とを備えて構成されている。装着部１６は方形板状に形成され、端子台１４に対し縦向き（板面に沿う向き）に差し込まれる。装着部１６は連結片１８を介してケーブル接続部１５に連続している。連結片１８は装着部１６の側縁からケーブル１１側に向けて張出した後、ケーブル１１の軸線と直交するように略直角に屈曲し、さらにその下縁からケーブル１１側へ向けて略直角に屈曲しケーブル接続部１５に連続している。

ケーブル接続部１５の両側縁からは一対の起立片１９が相互に対向して起立形成されている。ケーブル１１の端部に露出した芯線１１Ｂは両起立片１９の間に導入され、この間において半田付けによって接続される。本実施例では、図６に示すように、ケーブル接続部１５の両側縁で両起立片１９に隣接した位置には共に幅方向に沿って一対の切欠き溝２０が形成されている。両切欠き溝２０は、両起立片１９をプレス時に立ち上げやすいようにしている。

一方、導体接続部１７は装着部１６の上縁から略直角に折り曲げられて略水平姿勢をなしている。導体接続部１７の中央部には出力用導体８との接続のための差し込み片２１が形成されている。差し込み片２１は出力用導体８の延び方向と略直交する方向に延びる両持ち状に形成されている。すなわち、差し込み片２１は導体接続部１７の中央部に切り込まれた一対のスリット２２の間の部位が下面側から上方へ叩き出されることによって形成されている。このことにより、差し込み片２１には、図９に示すように、端子金具１０の側面視において導体接続部１７の上面との間に出力用導体８を差し込み可能な差し込み口２３が形成されている。

一方、図４、図５に示すように、端子収容部１２の外側面には挿通管部２４が一体に突出形成されている。挿通管部２４は端子収容部１２の内外を連通する中空状に形成され、ケーブル１１の端部を端子収容部１２内に導入可能である。端子収容部１２内において、挿通管部２４が端子収容部１２内に開口する部位と対向する位置には、ストッパ壁２５が立設されている。ストッパ壁２５は、ケーブル１１が挿通管部２４へ挿通されたときに、ケーブル１１の被覆１１Ａの前端部が突き当てられることにより、端子収容部１２へのケーブル１１の差し込み深さを規定するようにしている。ストッパ壁２５の中央はケーブル１１の端部に露出した芯線１１Ｂを通過させるための通し溝２６が開口している。

図４、５に示すように、端子収容部１２の底面における中央部には、底面から一段高くなった基台部２７が形成されており、端子台１４のベースとなる部分を形成している。基台部２７は平面視で略長方形状に形成され、底面からの突出高さはストッパ壁２５よりは低くしてある。基台部２７の上面においてストッパ壁２５の前方（ケーブル１１の差し込み方向前方）には略方形状に凹所２８が凹み形成されている。図８、図９に示すように、端子金具１０が端子収容部１２に装着された状態では、ケーブル接続部１５のうち切欠き溝２０が形成された部分を含む領域が、この凹所２８の上方を横切るようにしてあり、ケーブル接続部１５は凹所２８を挟んだ部位において基台部２７上に支持されている。凹所２８は半田作業時に熱が最も伝わり易い箇所であることから、樹脂が溶けてしまうのを防止するために空間を確保するようにしたものである。

図４に示すように、端子台１４は、基台部２７の上面の一隅部に突設されている。端子台１４は出力用導体８の延び方向と直交する方向に長い直方体形状に形成されている。また、端子台１４の上面には端子金具１０の装着部１６を差し込むための差し込み溝２９がスリット状に開口している。差し込み溝２９は端子金具１０の差し込み方向に沿って穿孔されている。差し込み溝２９におけるケーブル１１側の端部には、差し込み溝２９と連通して逃がし溝３０が切り込んであり、端子金具１０の装着時には連結片１８を逃がして端子台１４の外部に導出させることができるようにしてある。

図４に示すように、差し込み溝２９内の両長辺側で対向する側面には３対のリブ３１がそれぞれの対で対向しつつ突出し端子金具１０の差し込み方向に沿って延出している。各リブ３１は平面視で三角形状をなし先端が尖った形態で形成されている。また、対をなすリブ３１同士の間隔は、端子金具１０の装着部１６の厚み寸法より小さくしてある。したがって、端子台１４への端子金具１０の装着時には、装着部１６が各リブ３１の先端を圧潰しつつ差し込み溝２９内へ圧入されることになる。

本実施例においては、図４、図５に示すように、差し込み溝２９の底面には相互に間隔をおいて二条の支持突部３２が突出形成されている。両支持突部は差し込み溝２９の両長辺部間を横架する方向に設けられている。両支持突部３２は端子金具１０の装着部１６を差し込み溝２９の底面から浮かせた状態で支持させるためのものである。したがって、端子金具１０の装着部１６が差し込み溝２９内へ圧入される際に削りくずが生じたとしても、削りくずを支持突部３２によって保有された隙間に落し込ませることができ、これによって、装着部１６は差し込み溝２９に対し下端が両支持突部３２に当接する深さまで確実に差し込むことができる。

ところで、端子収容部１２の上面開口側は太陽電池モジュール２における筐体３の取付け用開口部７に対し筐体３の外面側から嵌め込むことができるように形成されている。また、端子収容部１２における両長辺側の外側面であって幅方向の中央部には一対の係止爪３３（係止部）が配されている。図３に示すように、両係止爪３３は端子収容部１２の開口縁から嵌め込み方向に沿って上り勾配となるように突出形成されている。ボックス９の端子収容部１２が筐体３の取付け用開口部７に嵌め込まれる際には、両係止爪３３は取付け用開口部７周りを僅かに撓み変形させつつ取付け用開口部７を通過し、筐体３内に進入した状態で取付け用開口部７の開口縁に係止することで、端子ボックス１を筐体３に保持させることができる。

端子収容部１２と共にボックス９を構成するフランジ縁１３は、端子収容部１２の開口縁からやや後退した高さ位置において全周に沿って外方へ張り出し形成されている。フランジ縁１３は、端子収容部１２が筐体３の取付け用開口部７に嵌め込まれたときに、筐体３における取付け用開口部７周りの外面に対向可能となっている。図４、図５に示すように、フランジ縁１３における筐体３と対向する側の面には、一部範囲を除いて外周縁に沿って環状突縁３４が形成されている。フランジ縁１３の上面において環状突縁３４と端子収容部１２の外周面との間は接着剤が塗布される接着面３５が形成されている。環状突縁３４の突出高さは接着剤の塗布される厚み程度のごく僅かなものである。上記環状突縁３４のうち出力用導体８の延び方向と直交する両辺（長辺側の両辺）の中央部は所定長さ範囲に亘って環状突縁３４が切り掛かれて接着剤の流出口３７が形成されていて、接着剤の余剰分を環状突縁３４の外部へはみ出させるようにしている。

なお、図４等に示すように、フランジ縁１３の接着面３５における一方の流出口３７の内側には位置決めピン３６が突出形成されていて、筐体３における取付け用開口部７に隣接した位置に設けられた位置決め孔３８へ差し込み可能である。
これには、端子ボックス１のプラス側とマイナス側を筐体３へ誤組み付けしないようにする意味もある。

次に、本実施例の端子ボックス１の組み立て作業及び端子ボックス１を太陽電池モジュール２の筐体３へ装着する作業について説明する。

まず、端子ボックス１の組み立て作業について説明すると、端子金具１０の装着部１６を端子台１４の差し込み溝２９に、連結片１８を逃がし溝３０にそれぞれ適合させながら、押込みを行う。すると、装着部１６は各リブ３１の先端縁を押し潰しながら差し込み溝２９内に圧入される。そして、装着部１６の下縁が支持突部３２に突き当たれば、端子金具１０は正規の装着状態となる。このように、装着部１６の差し込みに際して各リブ３１を圧潰させる、という圧入構造を採用することによって、簡易な構成でありながら端子金具１０を端子台１４に確実に保持させることができる。

また、装着部１６が各リブ３１の先端を潰すことに伴って削りくずが生じる場合があるが、この削りくずは支持突部３２によって保有された隙間に落し込まれる。仮に、支持突部３２を設けることなく、装着部１６の下縁を差し込み溝２９の底面に当接するような設定とすると、削りくずが装着部１６と差し込み溝２９の底面との間に噛み込んでしまい、装着部１６を差し込み溝２９内に正規深さまで差し込み得ない事態が生じてしまうが、本実施例ではかかる事態を未然に回避することができる。

次に、端部に芯線１１Ｂを露出させた状態のケーブル１１が、ボックス９の接続管部から挿通され、ケーブル１１の被覆１１Ａの端面が両ストッパ壁２５に突き当てられる。これによりケーブル１１の芯線１１Ｂは通し溝２６を介して端子金具１０の両起立片１９の間に導入される。この状態で、両起立片１９の間に溶融半田が流し込まれ、芯線１１Ｂとケーブル接続部１５との半田付けがなされる。

なお、ケーブル１１の被覆１１Ａには予めシールチューブ３９が挿通されていて、図２に示すように、ケーブル１１がボックス９に接続された状態では、シールチューブ３９はボックス９の外面当接しつつ挿通管部２４とケーブル１１の被覆１１Ａとに被せ付けられ、これによってシール性が確保されている。

こうして端子ボックス１の組み立て作業が完了したら、筐体３に対する端子ボックス１の取付け作業が行われる。まず、ボックス９のフランジ縁１３において環状突縁３４の内側領域のほぼ全面及び環状突縁３４の上面に接着剤が塗布される。その後に、端子収容部１２の開口面側から筐体３の取付け用開口部７に嵌め入れる。このとき、位置決めピン３６が筐体３側の位置決め孔３８に差し込まれるが、仮に端子ボックス１を誤った向きで装着しようとすると、位置決めピン３６が位置決め孔３８に正しく向き合わず、位置決めピン３６が筐体３の外面に干渉してしまうため、作業者はこれをもって端子ボックス１の装着姿勢が誤っていることを知ることができる。

端子収容部１２が取付け用開口部７を通過する際には、前述したように、両係止爪３３が取付け用開口部７の開口縁を強制的に拡開方向へ撓み変形させつつ、筐体３内に進入する。両係止爪３３が取付け用開口部７を通過すれば、取付け用開口部７の開口縁は復帰して両係止爪３３と係止する。このときには端子ボックス１において接着剤を塗布した部分が筐体３における取付け用開口部７周りの外面に押し付けられる。このように、端子ボックス１は接着剤が乾燥・固化するまでの間は、両係止爪３３によって保持されるため、この間端子ボックス１を保持しておく必要がなく、直ちに次の作業に移行することができる。また、接着剤が固化した後は、端子ボックス１は接着剤の接着力に係止爪３３による係止力が付加されるため、端子ボックス１の保持力が強化される。

続いて、太陽電池モジュール２の出力用導体８と端子金具１０との接続作業がなされる。その場合には、図３に示すように、出力用導体８の先端部が端子収容部１２内に導き入れられて端子金具１０の導体接続部１７の差し込み口２３へ差し込まれる。その状態で、出力用導体８と端子金具１０の導体接続部１７とが半田付けされる。

しかる後に、端子収容部１２の開口側から端子収容部１２内にポッティング材（封止材）が注入される。ポッティング材は端子収容部１２の底面から少なくとも端子金具１０が隠れる高さまで入れる必要がある。

ところで、本実施例の端子ボックス１は筐体３に取付けられた状態では、端子収容部１２の開口面の全面が筐体３の内部に臨んだ状態となっている。したがって、端子金具１０の出力用導体８と端子金具１０との接続作業、及びポッティング材の注入作業を共に筐体３の上方から行うことができる。つまり、筐体３全体を裏返しにする必要もなく、出力用導体８の接続とポッティング材の注入の二つの作業を筐体３の表側から行うことができるため、作業性に優れる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では端子ボックス１を筐体３の底板に取付けるようにしたが、側板に取付けるようにしてもよい。
（２）上記実施例では端子収容部１２内に封止材を注入したが、封止材の注入は省略することも可能である。
（３）上記実施例では、端子収容部１２の一側の全面を開口させたが、一部が開口する形態であってもよい。
（４）上記実施例では端子ボックス１の仮保持を係止爪３３によって行う方式としたが、単に取付け用開口部７への圧入によって行う方式としてもよい。また、本実施例とは逆に、取付用開口部の開口縁に係止爪を突出し、ボックス９側に係止爪に係止する凹部（係止部）を形成するようにしてもよい。

１…端子ボックス
２…太陽電池モジュール
３…筐体
７…取付け用開口部
８…出力用導体
９…ボックス
１０…端子金具
１１…ケーブル
１２…端子収容部
１３…フランジ縁
３３…係止爪（係止部）
３５…接着面

Claims (3)

1. 太陽電池モジュールの筐体に取付けられる樹脂製のボックスと、
   前記ボックス内に端部が導入される外部接続用のケーブルと、
   前記ボックスに形成された端子収容部内に収容され、前記ケーブルと前記太陽電池モジュールの出力用導体とにそれぞれ接続される端子金具とを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記筐体の壁面には前記ボックスを外面側から取り付けるための取付け用開口部が形成される一方、前記ボックスの前記端子収容部は前記筐体の壁面と対向する側が開口して形成され、前記ボックスが前記筐体に取付けられたときには、前記端子収容部の開口が前記取付け用開口部を介して前記筐体の内部に臨んでおり、
   前記出力用導体は、先端が前記取付け用開口部内に突出するように延出した形態であり、
   前記端子金具には、前記出力用導体と接続可能な導体接続部が形成され、
   前記導体接続部には、前記出力用導体の延出方向と略直交する方向に延びた形態の差し込み片が形成され、
   前記差し込み片の差し込み口に前記出力用導体が差し込まれた状態で、前記出力用導体と前記導体接続部が半田付けにより接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記ボックスにおける前記端子収容部は前記取付け用開口部へ嵌合可能な筒状に形成されるとともに、端子収容部の外周面には前記取付け用開口部の開口縁に係止可能な係止部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記端子収容部の係止部より嵌め込み方向後方の部位には前記取付用開口部の周囲に対向するフランジ縁が周方向に沿って張出し形成され、前記フランジ縁には接着剤が塗布されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。

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