JP6299947B2 - 太陽電池モジュール用端子ボックス - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに接続される太陽電池モジュール用端子ボックス、特に、ボックス本体と蓋体とを備え、内部に充填材が充填される太陽電池モジュール用端子ボックスに関する。

太陽電池モジュール用端子ボックス（以下、端子ボックスと略称する）は、その内部に端子板が備えられている。端子板には、太陽電池モジュールからの出力タブが接続される。また、端子板には外部負荷に接続された出力ケーブルが接続される。これにより、太陽電池モジュールと外部負荷とが電気的に接続され、太陽電池モジュールで発電された電力を外部負荷に供給することができる。

一般的に、太陽電池モジュールは屋外に設置されているため、端子ボックスも屋外に設置される。そのため、端子ボックスの内部に雨水等の水が浸入するおそれがある。この水の浸入を防止するためや、端子板の電気的接続部分を保護するために、端子ボックスの内部に充填材を充填することが行われている。

例えば、特許文献１では、保護部材（端子ボックスに相当）に、充填材充填孔と充填材確認口を形成し、充填材充填孔から充填材を保護部材の内部に注入するように構成されている。また、充填材確認口から充填材があふれると、充填材が内部に充填されたとして、充填材の注入を終了している。

一方、特許文献２のように、ボックス本体と蓋体とから構成された端子ボックスもある。特許文献２には端子ボックスの内部への充填材の注入は行う旨は開示されていないが、特許文献１と同様に端子ボックス本体の内部に充填材を注入することができる。

このような端子ボックスでは、充填材の注入は、蓋体を外した状態、または、蓋体に引用文献１のような充填材充填孔を形成し、蓋体を取り付けた状態のいずれかで行うことができる。

特開２００１−０２４２０６号公報 特開２００３−１９７９４４号公報

特許文献２の端子ボックスでは、外部からの雨水等の浸入を防ぐために、ボックス本体の周壁にシール部材が設けられたシール溝を形成し、蓋体にシール部材に嵌り込む周壁部を形成している。このように構成された端子ボックスに対して、蓋体を取り付けた状態で充填材を注入すると、周壁の載置部と蓋体との間に充填材が入り込み、さらに外方に流出するおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、収容空間に充填材を充填した際に、ボックス本体と蓋体との間から充填材が流出しにくい太陽電池モジュール用端子ボックスを提供することにある。

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、収容空間を有するボックス本体と、前記収容空間の開口を閉塞する蓋体と、を備え、前記蓋体は、前記開口を閉塞した状態で前記収容空間に充填材を注入するための注入孔を備え、前記ボックス本体は、側壁を備え、前記蓋体は、前記側壁の内側に嵌入する大きさに構成され、前記蓋体は、前記収容空間内に突出し、前記側壁の内面に密接する突出部を備え、前記側壁は、外周壁と、前記外周壁の内側に形成された内周壁と、を備え、前記内周壁の上端は、前記外周壁の上端よりも低く構成され、前記蓋体は、前記内周壁の上端面に載置され、前記突出部は、前記内周壁の内面に密接し、
前記蓋体は、外周面に係止爪を有しており、前記側壁は、前記蓋体が前記側壁の内面に嵌入する状態において前記係止爪が嵌入する係止孔を有している。

蓋体が、ボックス本体の側壁の内側に嵌入するように構成された端子ボックスでは、蓋体で収容空間の開口を閉塞した後に収容空間に充填材を充填すると、蓋体とボックス本体との接触部分から充填材が流出するおそれがある。これに対して、本発明では、蓋体に形成された突出部がボックス本体の側壁の内面に全周にわたって密接するため、蓋体とボックス本体との接触部分からの充填材の流出を効果的に防止することができる。
更に、この構成では、蓋体とボックス本体との接触部分が段状となるため、この接触部分からの充填材の流出をより効果的に防止することができる。
特に、蓋体が側壁の内面に嵌入する状態で、蓋体の係止爪が側壁の内面の係止孔に嵌入することで蓋体が容易に外れない状態となる。

蓋体の突出部は、少なくとも、収容空間の充填材が外部に流出しやすい個所に形成されていればよいが、より確実に流出を防止するためには、突出部を、側壁の内面の全周にわたって密接するように構成すればよい。

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、前記突出部は、リブ状に形成されている。

この構成では、突出部がリブ状に構成されているため、蓋体の材料の削減や蓋体の軽量化に寄与する。これにより、製造コストを抑制することができる。

太陽電池モジュール用端子ボックスの一部分解上方斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面線における断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線における断面図である。 太陽電池モジュール用端子ボックスの底面図である。

以下に図面を用いて、本実施形態における太陽電池モジュール用端子ボックス（以下、端子ボックスと略称する）を説明する。図１は、本実施形態における端子ボックスの一部分解上方斜視図である。図２，３はそれぞれ、図１のＩＩ−ＩＩ断面線およびＩＩＩ−ＩＩＩ断面線における断面図である。また、図４は本実施形態における端子ボックスの底面図である。

図に示すように、端子ボックスは、樹脂等の絶縁体からなるボックス本体１と、樹脂等の絶縁体からなる蓋体２とを備えている。使用時には、太陽電池モジュール（図示せず）の裏面に図１の姿勢で取り付けられる。なお、以下の説明では、蓋体２側を上、太陽電池モジュールに取り付けられる側を下として規定する。

ボックス本体１は、収容部１３，出力ケーブル保持部１４，接続ピン保持部１５に大別される。収容部１３は、底壁１１と底壁１１から立設する側壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとによって構成されており、また、これらによって、上方に開口する収容空間１３ａが規定されている。この収容空間１３ａには、端子板３およびダイオード４が収容されている。端子ボックスの使用時には、この収容空間１３ａの開口は蓋体２によって閉塞される。なお、側壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを区別する必要がない場合には、これらを側壁１２と総称する。

本実施形態では、収容空間１３ａには２つの端子板３が備えられている。それぞれの端子板３には、太陽電池モジュールからの出力タブ（図示せず）と、外部負荷からの出力ケーブルとが接続される。

ダイオード４は、略円筒状の本体部４ａと、本体部４ａの両端部から延出する一対のリード４ｂと、を備えている。それぞれのリード４ｂは、それぞれの端子板３に接続されている。これにより、ダイオード４は、端子板３どうしを電気的に接続している。

本実施形態では、第１の端子板３ａに対しては出力ケーブルＣが直接接続されているが、第２の端子板３ｂに対しては、接続ピン５を介して出力ケーブルが接続されるように構成されている。具体的な出力ケーブルＣと端子板３との接続は、以下の構成となっている。

側壁１２ａに隣接するように、出力ケーブル保持部１４が形成されている。この出力ケーブル保持部１４には貫通孔１４ａが形成されており、この貫通孔１４ａに出力ケーブルＣを挿通し、出力ケーブルＣの端部を収容空間１３ａの内部に導入する。このとき、出力ケーブルＣの端部の露出した芯線は、第１の端子板３ａに接続される。

貫通孔１４ａの収容空間１３ａ側には、弾性部材からなるシール部材６が備えられている。このシール部材６は、略パイプ状に形成されており、出力ケーブルＣに密着するように外嵌し、貫通孔１４ａの内壁に密着するように内嵌するように構成されている。これにより、出力ケーブルＣと貫通孔との間をシールし、貫通孔１４ａを介する収容空間１３ａ内への雨水等の侵入を防止している。

側壁１２ｃ側には、接続ピン５を保持する接続ピン保持部１５が形成されている。この接続ピン保持部１５は、側壁１２ｃの外方から収容空間１３ａの内部にわたって形成されている。接続ピン保持部１５は、外方に開口し、接続ピンを収容する収容孔１５ａが形成されている。また、接続ピン保持部１５の収容空間１３ａ内の側壁には、収容孔１５ａと収容空間１３ａとを連通する、薄い矩形状の挿通孔１５ｂが形成されている。

一方、接続ピン５は、板状の舌片５ａを備えている。この舌片５ａは、挿通孔１５ｂを介して収容空間１３ａ内に導入され、第２の端子板３ｂに接続される。なお、挿通孔１５ｂの内周面と舌片５ａとは全周にわたって密着するように構成されている。これにより、収容空間１３ａに充填材を充填しても、収容空間１３ａから挿通孔１５ｂを介して充填材が収容孔１５ａ等に流出するのを防止することができる。

この接続ピン５に対して出力ケーブルに取り付けられた接続プラグが接続される。これらの構成によって、太陽電池モジュールと外部負荷とを電気的に接続することができる。

図４に示すように、ボックス本体１の底壁１１には、出力タブを収容空間１３ａ内に導入する一対の出力タブ導入孔１１ａと、貫通孔として形成された複数の充填孔１１ｄが備えられている。また、底壁１１の下面には背の低い規制壁１１ｂが形成されている。この規制壁１１ｂによって、底壁１１の下面に凹部が形成され、凹部と太陽電池モジュールとの間の空間が充填空間１６となる。この充填空間１６に充填材を充填することにより、ボックス本体１と太陽電池モジュールとの接着を行う。なお、本実施形態の充填空間は、平面視で収容空間１３ａにオーバーラップする第１充填空間１６ａと、平面視で収容空間１３ａにオーバーラップしない第２充填空間１６ｂとから構成されている。

規制壁１１ｂは部分的に切りかかれ複数の間隙１１ｃが形成されている。この間隙１１ｃは、充填空間１６に充填材が注入される際の空気抜きや、充填空間１６に十分な量の充填材が注入されたか否かを確認するための確認窓として作用する。

また、図２に示すように、出力ケーブル保持部１４の下面および接続ピン保持部１５の下面には、両面テープ７が貼り付けられている。これにより、太陽電池モジュールに対して端子ボックスを仮固定することができる。

上述したように、蓋体２は、収容空間１３ａの開口を閉塞するように構成されているが、本発明では、蓋体２は、その外周面が側壁１２の内面に接するように構成されている。すなわち、蓋体２は、側壁１２の内側に嵌り込むように構成されている。

本実施形態では、側壁１２は、外周壁１７と、外周壁１７の内方に形成された内周壁１８とによって構成されている。内周壁１８の上端は外周壁１７の上端よりも低く構成されている。蓋体２をボックス本体１に取り付けた際には、蓋体２の下面が内周壁１８の上端面（以下、載置部１８ａと称する）に当接し、蓋体２を下方から支持する。

蓋体２の下面には、周縁から所定の隙間をあけて、閉ループ状のリブ２ｃ（突出部の例）が形成されている。蓋体２の下面のリブ２ｃの外方部分は、ボックス本体１の載置部１８ａに載置される被載置面２ｄを構成する。また、本実施形態では、リブ２ｃの外周面が内周壁１８の内面に全周にわたって密接するように構成されている。この構成によって、後述するように、収容空間１３ａに充填材が充填された際に、ボックス本体１と蓋体２との接触部分から充填材が流出するのを防止している。そのため、本発明における密接とは、厳密に密着している状態だけでなく、上述の作用効果を奏する限りにおいて、微小な隙間が形成された状態をも含んでいる。

蓋体２は、対向する周面に、それぞれ一対の係止爪２ａが外方に向けて形成されている。一方、側壁１２ｂ，１２ｄにはそれぞれ一対の係止孔１９が形成されている。蓋体２をボックス本体１に取り付ける際には、蓋体２の係止爪２ａがボックス本体１の係止孔１９に嵌入し、係止される。これにより、蓋体２が容易に外れないようになっている。

また、蓋体２には、収容空間１３ａに充填材を注入するための注入孔２ｂが貫通孔として形成されている。

端子板３に対して、出力タブ、出力ケーブルＣおよび接続ピン５の接続が完了すると、蓋体２によって収容空間１３ａの開口が閉塞され、注入孔２ｂから収容空間１３ａに充填材が注入される。これにより、端子板３の電気的接続部分の保護や、収容空間１３ａへの雨水等の浸入を防止することができる。収容空間１３ａに注入された充填材は、出力タブ導入孔１１ａや充填孔１１ｄを介して充填空間１６に流入する。

充填材が収容空間１３ａや充填空間１６に充満した状態で充填材の注入を継続すると、充填材は収容空間１３ａから流出しようとする。また、充填空間１６に充填材が充満していなくとも、充填空間１６に形成された空気溜りの空気の逃げ場がないような場合にも、充填材は収容空間１３ａから流出しようとする。これらのとき、充填材は当然ながら流出しやすい個所から流出しようとする。一般的に、流出しやすい個所は、収容空間１３ａと外部空間とを連通している部分である。本発明のような端子ボックスで考えると、注入孔２ｂおよびボックス本体１と蓋体２との接触部分である。

しかしながら、本発明の端子ボックスでは、蓋体２にリブ２ｃ（突出部）が形成されており、このリブ２ｃの外周面が側壁１２（内周壁１８）に密接しているため、この間に充填材が入り込むことは困難になっている。すなわち、本発明の端子ボックスでは、リブ２ｃ（突出部）によって、ボックス本体１と蓋体２との接触部分がシールされ、その部分から充填材が流出することを防止している。

ボックス本体１と蓋体２との接触部分からの充填材の流出を防ぐ観点からは、注入孔２ｂはこの接触部分から最も離れた位置に形成することが望ましい。例えば、注入孔２ｂは、リブ２ｃによって囲まれる領域の重心付近に形成することができる。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、ボックス本体１は底壁１１を備えていたが、底壁１１を備えていなくても構わない。

（２）上述の実施形態では、ボックス本体の側壁１２が、外周壁１７と内周壁１８とから構成されていたが、内周壁１８を備えない構成としても構わない。この場合には、蓋体２のリブ２ｃの外周面は外周壁１７の内面に接するように構成すればよい。

（３）上述の実施形態では、蓋体２のリブ２ｃの外周面とボックス本体１の内周壁１８の内面とが接するように構成したが、リブ２ｃの外周面と内周壁１８との間に空間が形成されるように構成しても構わない。この場合には、例えば、リブ２ｃにシール部材を外嵌し、シール部材と内周壁の内面とが接するように構成すれば、上述の実施形態の端子ボックスと同等の作用効果を奏することができる。なお、この場合には、リブ２ｃとシール部材とによって、本発明の突出部が構成される。

（４）上述の実施形態では、蓋体の突出部をリブ２ｃとして形成したが、ボックス本体１の側壁１２の内面に全周にわたって密接すれば、他の形状であっても構わない。例えば、上述の実施形態のリブ２ｃの内側に凹部が形成されない構成であっても構わない。

（５）上述の実施形態では、突出部（リブ２ｃ）を閉ループ状に形成し、リブ２ｃの外周面が内周壁１８の内面に全周にわたって密接するように構成したが、本発明の目的を達する限りにおいて、他の構成としても構わない。本発明における突出部と内周壁１８との密接は、蓋体２とボックス本体１との接触部分からの充填材の流出を防ぐためのものである。そのため、収容空間１３ａの形状と注入孔２ｂの位置，大きさ等に応じて、充填材が流出しやすい部分に突出部を設ければよい。換言すれば、充填材が流出しにくい部分には、突出部を設けなくとも構わない。すなわち、突出部が内周壁１８の内面に全周にわたって密接する必要はなく、充填材が流出しにくい部分の密接は必須ではない。例えば、上述の実施形態のリブ２ｃを離散的に形成することができる。

本発明は、太陽電池モジュールに接続される端子ボックスに利用することができる。

１：ボックス本体
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：側壁
１３ａ：収容空間
１７：外周壁
１８：内周壁
２：蓋体
２ｂ：注入孔
２ｃ：リブ
２ｃ：突出部

Claims (3)

1. 収容空間を有するボックス本体と、
   前記収容空間の開口を閉塞する蓋体と、を備え、
   前記蓋体は、前記開口を閉塞した状態で前記収容空間に充填材を注入するための注入孔を備え、
   前記ボックス本体は、側壁を備え、
   前記蓋体は、前記側壁の内側に嵌入する大きさに構成され、
   前記蓋体は、前記収容空間内に突出し、前記側壁の内面に密接する突出部を備え、
   前記側壁は、
   外周壁と、
   前記外周壁の内側に形成された内周壁と、を備え、
   前記内周壁の上端は、前記外周壁の上端よりも低く構成され、
   前記蓋体は、前記内周壁の上端面に載置され、
   前記突出部は、前記内周壁の内面に密接し、
   前記蓋体は、外周面に係止爪を有しており、
   前記側壁は、前記蓋体が前記側壁の内面に嵌入する状態において前記係止爪が嵌入する係止孔を有している太陽電池モジュール用端子ボックス。
2. 前記突出部は、前記側壁の内面に全周にわたって密接する請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
3. 前記突出部は、リブ状に形成されている請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。

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