KR20120009310A - 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조 - Google Patents

태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조 Download PDF

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KR20120009310A
KR20120009310A KR1020100071489A KR20100071489A KR20120009310A KR 20120009310 A KR20120009310 A KR 20120009310A KR 1020100071489 A KR1020100071489 A KR 1020100071489A KR 20100071489 A KR20100071489 A KR 20100071489A KR 20120009310 A KR20120009310 A KR 20120009310A
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박선우
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 일면이 개방되고, 내부에는 터미널 프레임의 수용을 위한 수납공간이 마련되며, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 제1 후크가 구비된 메인 하우징; 및 상기 메인 하우징의 개방면을 덮도록 결합되고, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 상기 제1 후크에 착탈 가능하게 체결되는 제2 후크가 구비된 착탈형 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 개시한다.

Description

태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조{Housing structure of junction box for solar cell panel}
본 발명은 태양전지 패널용 정션박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메인 하우징과 커버 간의 체결구조가 개선된 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조에 관한 것이다.
태양광 발전에 사용되는 태양전지 패널은 전지용량 등의 요구 특성에 걸맞게 다수의 태양전지 셀(Solar Cell)이 패키지 내에 배열된 모듈 형태로 제작된다.
태양전지 패널에 있어서 태양전지 셀들은 와이어에 의해 상호 전기적으로 연결되고, 와이어의 종단 부분은 태양전지 패널의 배면에 장착된 정션박스의 접속단자에 연결된다.
정션박스는 다수의 태양전지 패널에 의해 생성된 전력을 모아서 전력망에 제공하기 위한 장치이다. 정션박스에는 서로 다른 태양전지 패널에 위치한 정션박스들을 서로 연결하기 위한 전력 케이블이 결합되고, 전력 케이블의 터미널은 정션박스 내의 단자대에 체결되어 와이어와 전기적으로 접속된다.
정션박스의 하우징 내부에는 와이어의 접속을 위한 엘리먼트들이 수납된다. 즉, 정션박스의 하우징 내부에는 태양전지 패널로부터 인입되는 와이어의 종단을 체결하기 위한 복수개의 와이어 접속단자가 구비되며, 이웃하는 와이어 접속단자들 사이에는 다이오드가 개재되어 장애가 발생한 태양전지 셀이 연결된 특정 라인을 바이패스(Bypass)시키거나, 정션박스 다음단에 연결된 인버터 등의 전기 시스템으로부터 정션박스로 유입되는 역전류를 차단하는 기능을 제공한다. 상기 복수개의 와이어 접속단자 중 최외곽에 위치한 두 단자에는 전력 케이블의 터미널이 전기적으로 연결된다.
도 1에 도시된 바와 같이 정션박스의 하우징은 일면이 개방되고 내부에는 와이어의 접속을 위한 터미널 프레임이 수납되는 메인 하우징(10)과, 메인 하우징(10)의 일단에 그 일단이 축설된 힌지형 커버(20)를 포함한다.
종래의 정션박스용 하우징에 있어서 메인 하우징(10)의 일단에는 힌지형 커버(20)의 일단이 회동 가능하게 체결되고, 메인 하우징(10)의 타단에는 힌지형 커버(20)의 타단을 록킹하기 위한 후크(11)가 구비된다. 이와 비슷한 유형으로는, 메인 하우징의 일단에 커버의 일단이 착탈 가능하게 삽입되고 그 삽입부를 선회축으로 하여 커버의 개폐가 이루어지게 되는 하우징도 사용되고 있다.
이와 같은 구조를 갖는 정션박스용 하우징은 힌지형 커버(20)가 한쪽 가장자리를 통해서만 메인 하우징(10)에 체결되므로 비대칭적인 체결구조를 갖게 된다.
그런데, 정션박스의 사용중에 하우징 내부의 온도는 점차 상승하게 되고, 이로 인해 발생하는 공기의 팽창 압력은 후크(11)에 대응하는 힌지형 커버의 다른쪽 가장자리에 집중되므로 상기와 같은 하우징은 구조적으로 매우 불안정한 취약점이 있다.
하우징 내부에서 힌지형 커버(20)의 한쪽 가장자리에 집중되는 공기의 팽창 압력으로 인해 힌지형 커버(20)는 비대칭적으로 상방으로 밀려올라가 변형될 수 있으며 이로 인해 메인 하우징(10)과 힌지형 커버(20) 사이의 실링이 파괴되는 문제도 발생할 수 있다.
메인 하우징(10)과 힌지형 커버(20) 간의 실링이 파괴되면 외부의 수분이나 습기, 이물질 등이 하우징 내부로 침투하여 터미널의 접속불량이나 쇼트, 산화 등을 유발하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 메인 하우징에 대하여 커버가 대칭적으로 착탈 결합되는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 메인 하우징에 대한 착탈형 커버의 체결력을 높일 수 있는 후크를 구비한 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 착탈형 커버의 체결시 요구되는 힘을 저감시켜 작업성을 향상시킬 수 있는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일면이 개방되고, 내부에는 터미널 프레임의 수용을 위한 수납공간이 마련되며, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 제1 후크가 구비된 메인 하우징; 및 상기 메인 하우징의 개방면을 덮도록 결합되고, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 상기 제1 후크에 착탈 가능하게 체결되는 제2 후크가 구비된 착탈형 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 개시한다.
상기 제1 후크는, 상기 메인 하우징의 양측면에 돌출 형성되되 상기 메인 하우징의 양측면에 대하여 이격거리를 두고 나란하게 연장된 탄성편의 단부에 구비되고, 상기 탄성편에 의해 제공되는 탄성력에 의해 상기 제1 후크와 제2 후크가 상호 압입되어 체결될 수 있다.
상기 제1 후크는, 상기 제2 후크의 체결을 안내하는 라운드부와 상기 라운드부로부터 상기 제2 후크의 진행방향으로 연장된 직선부와, 상기 직선부에 대하여 수직을 이루도록 형성되어 걸림턱을 제공하는 록킹부를 포함하는 것이 바람직하다.
태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조는 상기 착탈형 커버의 테두리단 안쪽 영역에 돌출되어 상기 메인 하우징과 상기 착탈형 커버 간의 결합시 상기 메인 하우징의 내측면 안쪽에 끼워지고, 그 측면 둘레를 따라 그루브가 형성된 체결리브; 및 상기 그루브에 끼워지는 실링부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 그루브는 상기 착탈형 커버의 커버면으로부터 상기 체결리브의 선단쪽으로 이격된 지점에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 후크는, 상기 제2 후크의 체결을 안내하는 라운드부와 상기 라운드부로부터 상기 제2 후크의 진행방향으로 연장된 직선부와, 상기 직선부에 대하여 수직을 이루도록 형성되어 걸림턱을 제공하는 록킹부를 포함하고, 상기 실링부재와 상기 제2 후크 간의 상대위치는, 상기 메인 하우징 내에 상기 실링부재가 완전히 삽입되어 외부에 노출되지 않는 최초 시점부터 제1 후크의 직선부에 대한 제2 후크의 접촉이 시작되도록 정의될 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 착탈형 커버가 메인 하우징의 양단에 대칭적으로 체결되므로 하우징 내부의 온도 상승으로 인한 공기 팽창 압력을 사방으로 분산시킬 수 있다. 따라서, 하우징의 변형이 억제되어 내구성이 향상될 수 있으며, 메인 하우징과 착탈형 커버 간의 실링 성능이 향상될 수 있는 이점이 있다.
둘째, 하우징 내부의 공기 팽창에 의해 착탈형 커버가 들뜨더라도 커버에 변형이 발생하지 않으며, 커버면으로부터 이격된 지점에 위치하는 실링부재에 의해 종래에 비해 장시간 동안 실링을 지속시킬 수 있다.
셋째, 실링부재의 장착 위치와 후크의 구조에 의해 메인 하우징에 대한 착탈형 커버의 체결시 요구되는 힘을 저감시켜 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 정션박스용 하우징의 외관도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 메인 하우징의 구성을 도시한 부분확대 사시도,
도 4는 도 2에서 착탈형 커버의 구성을 도시한 부분확대 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제공되는 메인 하우징 내에 실링부재가 완전히 삽입된 최초 시점을 도시한 단면도,
도 6은 도 5에서 메인 하우징에 대하여 착탈형 커버가 진행하여 결합이 완료된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조는 일면이 개방된 메인 하우징(100)과, 메인 하우징(100)의 개방면에 착탈 가능하게 체결되는 착탈형 커버(200)를 포함한다.
메인 하우징(100)은 합성수지에 의해 실질적인 사각관 형상으로 성형된다. 메인 하우징(100)에는 터미널 프레임(미도시)을 수용하기 위한 내부공간이 마련된다.
메인 하우징(100)에 있어서 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 제1 후크(101)가 돌출 형성된다. 제1 후크(101)는 메인 하우징(100)에 일체로 형성된 탄성편(102)의 단부에 구비된다. 바람직하게, 제1 후크(101)는 탄성편(102)의 단부 양 귀퉁이 부분에 한 쌍이 구비될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 탄성편(102)은 메인 하우징(100)의 측면에 대하여 이격거리 S를 두고 상기 측면과 실질적으로 나란하게 연장되되 합성수지 소재의 메인 하우징(100)과 일체로 형성됨으로써 탄성이 부여된다. 탄성편(102)은 메인 하우징(100)의 측면에 대하여 실질적으로 나란하게 배치되는 한, 탄성편(102)과 메인 하우징(100) 간의 이격거리 S를 형성하는 틈은 상광하협의 형상을 갖도록 구성되어도 무방하다.
제1 후크(101)와 탄성편(102)은 메인 하우징(100)의 성형시 일체로 형성된다. 균형있는 체결력을 제공하기 위하여, 제1 후크(101)와 탄성편(102)의 어셈블리는 메인 하우징(100)의 양측면에 각각 한 쌍씩 구비되는 것이 바람직하다.
제1 후크(101)는 착탈형 커버(200)에 구비된 제2 후크(201)의 체결을 안내하는 라운드부(101a)와, 라운드부(101a)로부터 하방으로 연장된 직선부(101b)와, 직선부(101b)에 대하여 수직을 이루도록 형성되어 걸림턱을 제공하는 록킹부(101c)를 포함한다. 이러한 구성은 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 간의 결합시 사용자가 적은 힘을 들여서 제1 후크(101)와 제2 후크(201)를 압입시키기 위한 구조이다. 압입에 의한 제1 후크(101)와 제2 후크(201) 간의 결합시 제2 후크(201)는 제1 후크(101)의 라운드부(101a)와 직선부(101b)를 차례대로 슬라이딩하여 록킹부(101c)에 체결된다. 여기서, 라운드부(101a)는 실질적인 경사면 형태로 제공되어 제2 후크(201)의 체결을 안내할 수도 있다.
착탈형 커버(200)는 메인 하우징(100)의 개방면을 선택적으로 덮도록 메인 하우징(100)의 상부에 착탈 가능하게 결합된다. 이를 위해, 착탈형 커버(200)의 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 제1 후크(101)에 일대일 대응하는 제2 후크(201)가 구비된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 후크(201)는 라운드부(201a)와, 라운드부(201a)로부터 연장되어 걸림턱을 제공하는 록킹부(201b)를 포함한다. 제1 후크(101)와 제2 후크(201) 간의 결합시 제1 후크(101)의 록킹부(101c)와 제2 후크(201)의 록킹부(201b)는 상호 엇갈리게 체결된다. 여기서, 제1 후크(101)와 제2 후크(201)의 형상은 상호 바뀐 형태로 제공될 수도 있다.
제2 후크(201)는 착탈형 커버(200)의 양단 가장자리로부터 바깥방향으로 연장된 지지리브(202)에 마련된다. 제2 후크(201)와 지지리브(202)는 착탈형 커버(200)의 성형시 일체로 형성된다. 전술한 바와 같이 제1 후크(101)가 구비된 탄성편(102)과 메인 하우징(100) 간에는 이격거리 S가 존재하므로 이를 감안하여 지지리브(202)는 착탈형 커버(200)의 양단 가장자리로부터 바깥방향으로 돌출되는 것이 바람직하다. 지지리브(202)는 체결시 요구되는 힘을 저감시키고, 체결 후 안정적인 결합상태를 유지하도록 탄성이 부여되는 것이 바람직하다.
착탈형 커버(200)의 테두리단 안쪽 영역에는 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 간의 결합시 메인 하우징(100)의 내측면 안쪽에 끼워질 수 있도록 돌출된 체결리브(204)가 구비된다. 체결리브(204)는 착탈형 커버(200)의 성형시 일체로 형성된다.
체결리브(204)에는 측면 둘레를 따라 그루브(Groove)가 형성되고, 이 그루브에는 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 사이를 실링하여 방수기능을 제공하도록 예컨대, 실리콘 O링(O-ring) 형태를 갖는 실링부재(203)가 끼워진다. 그루브는 실링부재(203)를 체결리브(204)에 안착시키기 위한 구조로서, 그 형상은 도면에 도시된 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.
그루브의 위치상 실링부재(203)는 착탈형 커버(200)의 테두리단 안쪽 영역에 위치하게 되므로 수분의 침투를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
그루브는 커버면으로부터 d만큼 이격되어 체결리브(204)의 선단쪽에 상대적으로 가깝게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 예컨대 그루브는 d 값이 체결리브(204)의 높이의 1/2 이상의 값을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면 하우징 내부의 공기 팽창에 의해 착탈형 커버(200)가 밀려 올라가서 커버면이 메인 하우징(100)으로부터 일부 분리되더라도 실링부재(203)는 메인 하우징(100)의 내측면에 밀착된 상태가 지속될 수 있으므로 보다 장시간 동안 실링 기능을 유지할 수 있는 이점이 있다. 본 발명의 변형예로서, 체결리브(204)는 메인 하우징(100)의 외측면에 끼워지도록 구성될 수 있으며, 이 경우 그루브 및 실링부재(203)와 메인 하우징(100)의 외측면은 상호 대응하도록 구성된다.
체결리브(204)의 선단쪽에 가깝게 위치하는 실링부재(203)의 구성은, 메인 하우징(100)에 대한 착탈형 커버(200)의 체결시 실링부재(203)와 메인 하우징(100)의 내측면 간의 접촉이 우선적으로 이루어지도록 함으로써 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 간에 작용하는 힘을 완충시키는 효과도 제공할 수 있다.
착탈형 커버(200)에 있어서 실링부재(203)와 제2 후크(201) 간의 상대위치는, 도 5에 도시된 바와 같이 메인 하우징(100) 내에 실링부재(203)가 삽입되어 외부에 노출되지 않는 최초 시점부터 제1 후크(101)의 직선부에 대한 제2 후크(201)의 접촉이 시작되도록 정의된다. 즉, 메인 하우징(100) 내에 실링부재(203)가 삽입된 이후에는 착탈형 커버(200)를 메인 하우징(100)에 결합하기 위하여 상대적으로 많은 힘이 들어가게 되므로 이 구간에서는 제2 후크(201)가 제1 후크(101)의 직선부를 따라 슬라이딩되도록 함으로써 체결에 요구되는 힘을 저감시켜 작업성을 향상시키는 것이 바람직하다.
메인 하우징(100)에 대한 착탈형 커버(200)의 삽입이 진행됨에 따라 제2 후크(201)는 제1 후크(101)의 직선부(101b)를 따라 슬라이딩하게 되고 그 록킹부(201b)가 제1 후크(101)부의 록킹부(101c)와 상호 엇갈리게 체결됨으로써 결합이 완료된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조는 메인 하우징(100)의 양단에 대칭적으로 구비된 제1 후크(101)와 이에 대응하도록 착탈형 커버(200)의 양단에 대칭적으로 구비된 제2 후크(201) 간의 체결에 의해 커버의 착탈이 이루어지므로 하우징 내부의 온도가 상승하여 공기가 팽창할 경우 착탈형 커버(200)의 전영역에 골고루 압력이 분산되는 작용이 이루어질 수 있다.
또한, 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 간에 결합이 진행되는 과정에서 실링부재(203)에 의해 완충기능이 제공될 수 있으며, 실링부재(203)와 제1 후크(101) 및 제2 후크(201) 간의 결합관계에 의해 적은 힘으로 체결이 이루어질 수 있고, 일단 체결이 완료된 후에는 탄성편(102)의 탄성력에 의해 강한 체결력으로 메인 하우징(100)과 착탈형 커버(200) 간의 결합상태가 유지될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
100: 메인 하우징 101: 제1 후크
102: 탄성편 200: 착탈형 커버
201: 제2 후크 202: 지지리브
203: 실링부재 204: 체결리브

Claims (6)

  1. 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조에 있어서,
    일면이 개방되고, 내부에는 터미널 프레임의 수용을 위한 수납공간이 마련되며, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 제1 후크가 구비된 메인 하우징; 및
    상기 메인 하우징의 개방면을 덮도록 결합되고, 상호 대칭을 이루는 외부 양측면에는 상기 제1 후크에 착탈 가능하게 체결되는 제2 후크가 구비된 착탈형 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 후크는, 상기 메인 하우징의 양측면에 돌출 형성되되 상기 메인 하우징의 양측면에 대하여 이격거리를 두고 나란하게 연장된 탄성편의 단부에 구비되고,
    상기 탄성편에 의해 제공되는 탄성력에 의해 상기 제1 후크와 제2 후크가 상호 압입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 후크는,
    상기 제2 후크의 체결을 안내하는 라운드부와 상기 라운드부로부터 상기 제2 후크의 진행방향으로 연장된 직선부와, 상기 직선부에 대하여 수직을 이루도록 형성되어 걸림턱을 제공하는 록킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 착탈형 커버의 테두리단 안쪽 영역에 돌출되어 상기 메인 하우징과 상기 착탈형 커버 간의 결합시 상기 메인 하우징의 내측면 안쪽에 끼워지고, 그 측면 둘레를 따라 그루브가 형성된 체결리브; 및
    상기 그루브에 끼워지는 실링부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그루브가 상기 착탈형 커버의 커버면으로부터 상기 체결리브의 선단쪽으로 이격된 지점에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 후크는, 상기 제2 후크의 체결을 안내하는 라운드부와 상기 라운드부로부터 상기 제2 후크의 진행방향으로 연장된 직선부와, 상기 직선부에 대하여 수직을 이루도록 형성되어 걸림턱을 제공하는 록킹부를 포함하고,
    상기 실링부재와 상기 제2 후크 간의 상대위치는, 상기 메인 하우징 내에 상기 실링부재가 삽입되어 외부에 노출되지 않는 최초 시점부터 제1 후크의 직선부에 대한 제2 후크의 접촉이 시작되도록 정의된 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스의 하우징 구조.
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