JP7319169B2

JP7319169B2 - 接続箱

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Publication number: JP7319169B2
Application number: JP2019200233A
Authority: JP
Inventors: 晴雄西山; 治也森; 泰弘上田
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2039-11-01
Also published as: JP2021072758A

Description

本発明は、複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱に関する。

例えば、複数の太陽電池ユニット（直流電力源）を電力系統連系用パワーコンディショナ（電力変換器）に接続する接続箱が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような接続箱は、複数の太陽電池ユニットによって発電された直流電力を集電して、パワーコンディショナに供給する。

特開２０１４－２２５６１４号公報

このような接続箱は、例えば建物等の構造物の壁面（外壁）に設置される。設置作業は、施工者によって行われる。

本発明は、接続箱の設置作業を行う施工者の作業性を向上する接続箱を提供することを目的とする。

本発明に係る接続箱は、複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱であって、前記複数の直流電力源からの直流電力を集電して、前記電力変換器に供給する電気部品と、前記電気部品を収容し、前記接続箱の正面側に開口を有する筐体と、前記筐体の前記開口を覆う正面カバーと、を備える。前記正面カバーは、上側に設けられ、下方向に突出し横方向に延びた帯状の係合部を有する。前記筐体は、上側に設けられ、上方向に突出し横方向に延びた帯状をなし、前記正面カバーの前記係合部と係合するための被係合部と、上側において前記被係合部よりも前記正面側に設けられ、上方向に突出した突出部と、を有する。

本発明によれば、接続箱の設置作業を行う施工者の作業性を向上することができる。

本実施形態に係る接続箱を正面、底面および右側面側から示す斜視図である。本実施形態に係る接続箱を背面、上面および左側面側から示す斜視図である。図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を正面および底面側からみた斜視図である。図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を正面および上面側からみた斜視図である。図３および図４に示す接続箱であって、更に内保護カバーを取り外した状態の接続箱を正面側からみた平面図である。図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を背面および底面側からみた斜視図である。図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を背面および上面側からみた斜視図である。図１および図２に示す接続箱における正面カバーを背面側からみた斜視図である。図１および図２に示す接続箱における内保護カバーを正面側からみた斜視図である。図１および図２に示す接続箱における壁取付部材を正面側からみた斜視図である。施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例を説明するための図である。施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例を説明するための図である。施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例を説明するための図である。施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例を説明するための図である。施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例を説明するための図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

図１は、本実施形態に係る接続箱を正面（front）、底面（bottom）および右側面（right side）側から示す斜視図であり、図２は、本実施形態に係る接続箱を背面（rear）、上面（top）および左側面（left side）側から示す斜視図である。図１および図２に示す接続箱１は、建物等の構造物の壁面に設けられ、複数の太陽電池ユニット（直流電力源）をパワーコンディショナ（電力変換器）に接続する。具体的には、接続箱１は、複数の太陽電池ユニットによって発電された直流電力を集電して、パワーコンディショナに供給する。接続箱１は、筐体（chassis）１０と、正面カバー（front cover）２０と、内保護カバー（Protection cover）３０と、壁取付部材（Wall bracket）４０と、電気部品５０とを備える。

なお、図３は、図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を正面（front）および底面（bottom）側からみた斜視図である。図４は、図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を正面（front）および上面（top）側からみた斜視図である。図５は、図３および図４に示す接続箱であって、更に内保護カバーを取り外した状態の接続箱を正面（front）側からみた平面図である。

また、図６は、図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を背面（rear）および底面（bottom）側からみた斜視図である。図７は、図１および図２に示す接続箱であって、正面カバーおよび壁取付部材を取り外した状態の接続箱を背面（rear）および上面（top）側からみた斜視図である。

また、図８は、図１および図２に示す接続箱における正面カバーを背面（rear）側からみた斜視図である。図９は、図１および図２に示す接続箱における内保護カバーを正面（front）側からみた斜視図である。図１０は、図１および図２に示す接続箱における壁取付部材を正面（front）側からみた斜視図である。

図３～図５に示すように、筐体１０は、接続箱１の正面側に開口を有する。筐体１０は、複数の太陽電池ユニットからの直流電力を集電して、パワーコンディショナに供給する電気部品５０を収容する（図５）。電気部品５０としては、太陽電池ユニットごとに設けられた開閉器および逆流防止ダイオード、および端子台等が挙げられる。

図３および図４に示すように、筐体１０の開口側には、内保護カバー３０が設けられる。内保護カバー３０は、正面カバー２０よりも筐体１０の内側に設けられ、筐体１０の開口を覆う。これによれば、施工者またはオペレータが通電中に正面カバー２０を開けて作業を行う際、内保護カバー３０により、電気部品５０における高電圧部から施工者またはオペレータを保護することができる。

正面カバー２０は、筐体１０の開口を覆う。図８に示すように、正面カバー２０は、筐体１０と係合するための係合部（第１係合部）２２を有する。係合部２２は、正面カバー２０の上側に設けられ、下方向（Ｙ方向）に突出し、横方向（Ｘ方向）に延びた帯状をなす。

これに対して、筐体１０は、図４に示すように、正面カバー２０の係合部２２と係合するための被係合部（第１被係合部）１２を有する。被係合部１２は、筐体１０の上側に設けられ、上方向（Ｙ方向）に突出し横方向（Ｘ方向）に延びた帯状をなす。

これによれば、施工者またはオペレータは、正面カバー２０を筐体１０に取り付ける際、正面カバー２０の上側の係合部２２を筐体１０の上側の被係合部１２の背面側に引っ掛けることにより、正面カバー２０を筐体１０に対して位置決めすることができる。

この際、正面カバー２０の係合部２２が筐体１０の被係合部１２の背面側まで届かず、正面カバー２０が筐体１０に対して正常な位置に取り付けられない可能性がある。

この点に関し、筐体１０は、図４に示すように、突出部１３を有する。突出部１３は、筐体１０の上側において被係合部１２よりも正面側に設けられ、上方向（Ｙ方向）に突出する。

これによれば、正面カバー２０の係合部２２が筐体１０の被係合部１２の背面側まで届かない場合、筐体１０の被係合部１２よりも正面側に設けられた突出部１３によって正面カバー２０が浮いた状態となる。この場合、施工者またはオペレータは、例えば正面カバー２０と筐体１０との固定用ねじを正常に取り付けることができない（例えばＳ１箇所）。これにより、施工者またはオペレータは、正面カバー２０を筐体１０に対して正常な位置に取り付けるように修正することができ、施工者またはオペレータの作業性を向上することができる。

筐体１０は、鉄を材料として含む。一方、正面カバー２０は、ステンレスを材料として含む。このような材料の組み合わせの場合、筐体１０における被係合部１２および突出部１３には、ニッケルメッキが施されていてもよい。これによれば、正面カバー２０と接触する筐体１０の被係合部１２および突出部１３にニッケルメッキが施されているので、筐体１０との接触により正面カバー２０のコーティングが剥離しても、ステンレスと鉄との電食（腐食）を抑制することができる。

また、接続箱１は長期間屋外に設置されることにより、雨水等の自然環境に暴露されることがあるため、錆の発生を抑える必要がある。上記したように接続箱の材料を適切に選択および配置することにより、コストを抑えつつ効果的に、長期間錆による劣化を防止することができる。

図８に示すように、正面カバー２０は、背側面に、コーティング材によってコーティングされない非コーティング領域２４を有する。これに対して、内保護カバー３０は、図９に示すように、正面側に突出し、正面カバー２０の非コーティング領域２４に接触するための突出部３４を有する。なお、内保護カバー３０は、接地電位に接地されている。これによれば、正面カバー２０の接地性を高めることができる。

例えば、作業者、オペレータ、その他の一般の人が接続箱１に触れることができる。彼らは帯電している場合、接続箱１は、彼らからの静電気放電に耐える必要がある。この点に関し、本実施形態の接続箱１によれば、取り外しが可能な正面カバー２０を、簡単に、また確実に、アースに接続されている筐体１０と電気的に接続できるので、静電気放電耐力を強くすることできる。

図３～図７に示すように、筐体１０は、左側部側および右側部側に設けられた放熱フィン１４を有する。なお、放熱フィン１４、筐体１０の左右側部側、上面側および底面側のうち少なくともいずれかに設けられていてもよい。これによれば、接続箱１の放熱性を高めることができる。

図３に示すように、筐体１０は、水抜孔１５を有する。水抜孔１５は、筐体１０の底面側の正面カバー２０に覆われる部分に設けられている。これによれば、水抜孔１５が正面カバー２０に覆われるので、水抜機能を損なうことなく、水抜孔１５を介して外部から筐体１０の内部に水または埃等が侵入することを抑制することができる。

図６に示すように、筐体１０は、ケーブルを導入するためのケーブル導入孔１６、１７を有する。ケーブル導入孔１６は、筐体１０の背面側に設けられており、ケーブル導入孔１７は、筐体１０の底面側に設けられている。これによれば、建物等の構造物の壁面から外にケーブルが導出されている場合には、このケーブルを筐体１０の背面側のケーブル導入孔１６から筐体１０に導入することができる。一方、建物等の構造物の壁面から外にケーブルが導出されていない場合には、ケーブルを筐体１０の底面側のケーブル導入孔１７から筐体１０に導入することができる。なお、本実施形態では、使用されないケーブル導入孔１７が封止されている。

壁取付部材４０は、建物等の構造物の壁面に取り付けられ、筐体１０を取り付けることにより筐体１０を壁面に取り付ける。壁取付部材４０は、図１０に示すように、断面Ｌ字形状をなし、ケーブルを導入するためのケーブル導入孔４６を有する。壁取付部材４０は、筐体１０と係合するための被係合部（第２被係合部）４８を有する。被係合部４８は、壁取付部材４０の上端が壁面よりも正面側に屈曲してなる。

これに対して、筐体１０は、図６に示すように、壁取付部材４０の被係合部４８と係合する係合部（第２係合部）１８を有する。係合部１８は、筐体１０の背面側の上側に設けられている。

これによれば、壁取付部材４０の上端が壁面よりも正面側に屈曲した被係合部４８であるので、筐体１０を壁取付部材４０に取り付ける際、筐体１０を斜めにして、筐体１０の係合部１８を壁取付部材４０の被係合部４８に引っ掛けることができる。

ここで、ケーブルを背面側から筐体１０に導入する場合、壁取付部材４０のケーブル導入孔４６の周りに防水用部材（例えばゴム）を配置する。この場合、筐体１０を壁取付部材４０に取り付ける際、筐体１０を壁取付部材４０に対して垂直にスライドすると、防水用部材がずれてしまう可能性がある。

この点に関し、本実施形態によれば、筐体１０を壁取付部材４０に取り付ける際、筐体１０を斜めにして、筐体１０の係合部１８を壁取付部材４０の被係合部４８に引っ掛け、その後、筐体１０の背面側を壁取付部材４０に押し付ければよいので、防水用部材がずれることを抑制することができる。なお、例えば筐体１０と壁取付部材４０とは固定用ねじによって固定される（例えばＳ２箇所）。

図１０に示すように、壁取付部材４０は、正面側に突出したスペーサ４４を有する。なお、スペーサは、筐体１０の背面側に設けられ、背面側に突出してもよい。これによれば、壁取付部材４０のスペーサまたは筐体１０のスペーサにより、接続箱１の背面側と壁面との間に空間が形成され、接続箱１の発熱を壁面に伝達することを抑制することができる。また、筐体１０の背面側と壁取付部材４０との間に設けられる防水用部材（例えばゴム）を圧し潰し過ぎないようにすることができる。

次に、施工者による接続箱の取り付け作業の手順の一例について説明する。まず、図１１に示すように、壁取付部材４０の背面側（壁面側）の周縁部に防水用部材（例えばゴム等の弾性部材）Ａを設ける。また、壁取付部材４０の背面側（壁面側）のケーブル導入孔４６の周縁部に防水用部材Ａを設ける。また、図１２に示すように、壁取付部材４０の正面側のケーブル導入孔４６の周縁部に防水用部材Ａを設ける。

次に、図１３に示すように、壁取付部材４０を、建物等の構造物の壁面に取り付ける。例えば、壁取付部材４０は、固定用ねじによって固定される（例えばＳ３箇所）。このとき、壁から建物の外に導出されたケーブルを、壁取付部材４０のケーブル導入孔４６に導入する。

その後、壁取付部材４０の背面側（壁面側）の周縁部を、防水パテ等を用いて防水コーティングしてもよい。また、固定用ねじのためのＳ３箇所を、防水パテ等を用いて防水コーティングしてもよい。また、壁取付部材４０のケーブル導入孔４６を、防水パテ等を用いて防水コーティングしてもよい。

次に、図１４に示すように、筐体１０を壁取付部材４０に取り付ける。具体的には、筐体１０を斜めにして、筐体１０の係合部１８を壁取付部材４０の被係合部４８に引っ掛け、その後、筐体１０の背面側を壁取付部材４０に押し付ける。これにより、防水用部材Ａがずれることを抑制することができる。このとき、壁から建物の外に導出されたケーブルを、筐体１０のケーブル導入孔１６に導入する。

ところで、接続箱１は、長期間にわたり屋外の壁面に取り付けられることがあるので、雨水または昆虫等の小動物の壁内または接続箱内部への侵入を、施工工事の品質に関わらず、簡単かつ確実に防止する必要がある。この点に関し、本実施形態の接続箱１によれば、壁面と壁取付部材４０との間において壁取付部材４０の周縁部およびケーブル導入孔４６の周縁部に防水用部材Ａを設け、また、壁取付部材４０と筐体１０の背面との間において壁取付部材４０のケーブル導入孔４６の周縁部および筐体１０のケーブル導入孔１６の周縁部に防水用部材Ａを設ける。これにより、雨水または昆虫等の小動物の壁内または接続箱内部への侵入を、施工工事の品質に関わらず、簡単かつ確実に防止することができる。そのため、建屋または接続箱の長期品質を簡単に確保することができる。

その後、ケーブルを筐体１０内の電気部品（例えば端子台）に接続する。次に、筐体１０に内保護カバー３０を取り付ける。

次に、図１５に示すように、筐体１０に正面カバー２０を取り付ける。具体的には、正面カバー２０の上側の係合部２２を筐体１０の上側の被係合部１２の背面側に引っ掛け、正面カバー２０と筐体１０とを固定用ねじによって固定する（例えばＳ１箇所）。

上述したように、接続箱１は、高電圧／高電流もしくは大電力を扱い、しかも屋外に取付られることがある。そのため、安全性を担保するために、施工者には、所定の手順に従って、正確に、接続箱の取り付け作業を行うことが求められる。しかしながら、その難しさから、手順通りに施工されない施工ミスが発生することがある。施工ミスが発生すると、雨水の侵入を許したり、危険な部位（電気回路）に外部より簡単に触ることができるといった事象が発生してしまう。特に、正面カバーを取り付けることにより、それらの事象を避け得るような構造の接続箱では、決められた位置に正面カバーが取り付けられず、雨水の侵入、或いは危険な部位の露出に繋がることがあった。

この点に関し、本実施形態の接続箱１によれば、上述したように、正面カバー２０の係合部２２が筐体１０の被係合部１２の背面側まで届かない場合、筐体１０の被係合部１２よりも正面側に設けられた突出部１３によって正面カバー２０が浮いた状態となる。この場合、施工者またはオペレータは、例えば正面カバー２０と筐体１０との固定用ねじを正常に取り付けることができない（例えばＳ１箇所）。これにより、施工者またはオペレータは、正面カバー２０を筐体１０に対して正常な位置に取り付けるように修正することができ、施工者またはオペレータの作業性を向上することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、複数の太陽電池モジュールをパワーコンディショナに接続する接続箱を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱に適用可能である。このような直流電力源としては、燃料電池ユニット、風力発電ユニット、蓄電池ユニット等が挙げられる。一方、電力変換器としては、ＤＣ－ＡＣコンバータ、昇圧コンバータと組み合わされたＤＣ－ＡＣコンバータ等が挙げられる。

１接続箱
１０筐体
１２被係合部（第１被係合部）
１３突出部
１４放熱フィン
１５水抜孔
１６、１７ケーブル導入孔
１８係合部（第２係合部）
２０正面カバー
２２係合部（第１係合部）
２４非コーティング領域
３０内保護カバー
３４突出部
４０壁取付部材
４４スペーサ
４６ケーブル導入孔
４８被係合部（第２被係合部）
５０電気部品

Claims

複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱であって、
前記複数の直流電力源からの直流電力を集電して、前記電力変換器に供給する電気部品と、
前記電気部品を収容し、前記接続箱の正面側に開口を有する筐体と、
前記筐体の前記開口を覆う正面カバーと、
前記正面カバーよりも前記筐体の内側に設けられ、前記筐体の前記開口を覆う内保護カバーと、
を備え、
前記正面カバーは、上側に設けられ、下方向に突出し横方向に延びた帯状の第１係合部を有し、
前記筐体は、
上側に設けられ、上方向に突出し横方向に延びた帯状をなし、前記正面カバーの前記第１係合部と係合するための第１被係合部と、
上側において前記第１被係合部よりも前記正面側に設けられ、上方向に突出した突出部と、
を有し、
前記正面カバーは、背側面に、コーティング材によってコーティングされない非コーティング領域を有し、
前記内保護カバーは、
接地電位に接地されており、
前記正面側に突出し、前記正面カバーの前記非コーティング領域に接触するための突出部を有する、
接続箱。
壁面に取り付けられ、前記筐体を取り付けることにより前記筐体を前記壁面に取り付けるための壁取付部材を更に備え、
前記壁取付部材は、上端が前記壁面よりも前記正面側に屈曲してなる第２被係合部を有し、
前記筐体は、背面側の上側に設けられ、前記壁取付部材の前記第２被係合部と係合する第２係合部を有する、
請求項１に記載の接続箱。
前記筐体は、底面側の前記正面カバーに覆われる部分に設けられた水抜孔を有する、請求項１または２に記載の接続箱。
前記筐体は、左右側部側、上面側および底面側のうち少なくともいずれかに設けられた放熱フィンを有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の接続箱。
前記壁取付部材は、前記正面側に突出したスペーサを有する、または、
前記筐体は、前記背面側に設けられ、前記背面側に突出したスペーサを有する、
請求項２に記載の接続箱。
前記筐体は、背面側および底面側の両方に、ケーブルを導入するためのケーブル導入孔を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の接続箱。
前記筐体は、鉄を材料として含み、
前記正面カバーは、ステンレスを材料として含み、
前記筐体における前記第１被係合部および前記突出部には、ニッケルメッキが施されている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の接続箱。
複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱であって、
前記複数の直流電力源からの直流電力を集電して、前記電力変換器に供給する電気部品と、
前記電気部品を収容し、前記接続箱の正面側に開口を有する筐体と、
前記筐体の前記開口を覆う正面カバーと、
を備え、
前記正面カバーは、上側に設けられ、下方向に突出し横方向に延びた帯状の第１係合部を有し、
前記筐体は、
上側に設けられ、上方向に突出し横方向に延びた帯状をなし、前記正面カバーの前記第１係合部と係合するための第１被係合部と、
上側において前記第１被係合部よりも前記正面側に設けられ、上方向に突出した突出部と、
底面側の前記正面カバーに覆われる部分に設けられた水抜孔と、
を有する、
接続箱。
複数の直流電力源を電力変換器に接続する接続箱であって、
前記複数の直流電力源からの直流電力を集電して、前記電力変換器に供給する電気部品と、
前記電気部品を収容し、前記接続箱の正面側に開口を有する筐体と、
前記筐体の前記開口を覆う正面カバーと、
を備え、
前記正面カバーは、上側に設けられ、下方向に突出し横方向に延びた帯状の第１係合部を有し、
前記筐体は、
上側に設けられ、上方向に突出し横方向に延びた帯状をなし、前記正面カバーの前記第１係合部と係合するための第１被係合部と、
上側において前記第１被係合部よりも前記正面側に設けられ、上方向に突出した突出部と、
を有し、
前記筐体は、鉄を材料として含み、
前記正面カバーは、ステンレスを材料として含み、
前記筐体における前記第１被係合部および前記突出部には、ニッケルメッキが施されている、
接続箱。