KR20160012513A - 태양전지 패널용 정션박스 - Google Patents

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KR20160012513A
KR20160012513A KR1020140094059A KR20140094059A KR20160012513A KR 20160012513 A KR20160012513 A KR 20160012513A KR 1020140094059 A KR1020140094059 A KR 1020140094059A KR 20140094059 A KR20140094059 A KR 20140094059A KR 20160012513 A KR20160012513 A KR 20160012513A
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최찬우
최석면
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경일산업 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

내부에 수납공간이 형성된 케이스; 상기 케이스와 분리 가능하게 결합하는 커버; 상기 케이스의 바닥으로부터 돌출되어 내부에 와이어의 단부가 인입되는 수용부를 형성하는 리브와, 상기 수용부가 외부와 연통하도록 상기 케이스로부터 돌출되는 인입포트로 구성되는 와이어 고정유닛; 상기 케이스의 바닥에 고정되고, 상기 수용부에 일단이 위치하는 단자; 및 상기 수용부를 채워 상기 인입포트를 통한 상기 케이스의 수납공간과 외부와의 연통을 차단하는 몰딩체를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스가 개시된다.

Description

태양전지 패널용 정션박스{Junction box for Solar cell panel}
본 발명은 태양전지 패널용 정션박스에 관한 것으로, 특히 정션박스 내부의 밀폐력을 향상시킨 기술에 관련한다.
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 리본 와이어에 의해 상호 전기적으로 연결되고, 리본 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 리본 와이어와 전기적으로 접속된다.
정션박스와 관련된 특허문헌으로는 예컨대, US 7,097,516호, US 7,285,006호, US 2008/0110490호, 국내공개특허 제2011-89559호, 또는 국내특허 제0981362호 등을 들 수 있다.
이들 종래기술 중 국내특허 제0981362호를 보면, 케이블 와이어를 단자와 전기적으로 연결하기 위해 케이스로부터 돌출되는 케이블 삽입부에 와이어 씰 홀더를 끼우고 와이어 씰 홀더에 와이어 씰을 끼운 다음 케이블 와이어를 케이블 삽입부에 끼운 상태에서 와이어 너트를 체결할 때, 와이어 씰 홀더에 조립된 와이어 씰이 동시에 수축되면서 케이블 와이어를 압착하도록 하고 있다.
그러나, 이러한 구조에 의하면, 많은 부품이 사용되어 재료비가 증가할 뿐만 아니라 조립성을 저하하며, 조립의 정밀도에 따라 케이스 내부의 밀폐력이 떨어져 외부로부터 물이나 이물질이 유입될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 단자 사이에 설치되는 다이오드는 하우징에 스크류로 체결되어 고정되고 단자와 솔더링에 의해 연결되는데, 단자의 폭이 좁기 때문에 솔더링 강도가 저하함으로써 다이오드가 분리될 가능성이 크다.
이와 함께, 단자를 케이스에 고정하기 위한 구조가 지나치게 복잡하며, 단자를 다른 부품과 연결하기 위해 솔더링하는 경우 단자를 통해 열 손실이 이루어져 솔더링 불량이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 케이스 내부의 밀폐력을 향상시킬 수 있는 태양전지 패널용 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 단자에 설치되는 전기부품이 확실하게 고정되는 솔더링 강도를 확보할 수 있도록 하는 단자를 구비한 태양전지 패널용 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 케이스에 고정이 쉽게 되며 그 위에서 솔더링을 수행하는 경우 솔더링이 잘 될 수 있는 단자를 구비한 태양전지 패널용 정션박스를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 내부에 수납공간이 형성된 케이스; 상기 케이스와 분리 가능하게 결합하는 커버; 상기 케이스의 바닥으로부터 돌출되어 내부에 와이어의 단부가 인입되는 수용부를 형성하는 리브와, 상기 수용부가 외부와 연통하도록 상기 케이스로부터 돌출되는 인입포트로 구성되는 와이어 고정유닛; 상기 케이스의 바닥에 고정되고, 상기 수용부에 일단이 위치하는 단자; 및 상기 수용부를 채워 상기 인입포트를 통한 상기 케이스의 수납공간과 외부와의 연통을 차단하는 몰딩체를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 단자의 솔더링 단부에 인접하여 폭이 줄어든 협폭부가 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 단자에 가장자리를 따라 이빨(tooth)이 형성된 관통구멍이 형성되고, 상기 케이스의 바닥으로부터 보스가 돌출되어 상기 보스가 상기 관통구멍에 강제 압입되고 상기 이빨이 변형됨으로써 상기 단자가 상기 케이스의 바닥에 고정된다.
바람직하게, 상기 단자에 십자형 절개 슬롯이 형성되고 하방으로 프레스되어 버(burr)가 상기 단자의 하면으로 돌출되어 전기부품의 리드가 삽입되어 솔더링되는 솔더링 홀이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 와이어와 상기 인입포트 사이의 간극에 다른 몰딩체가 채워져 상기 다른 몰딩체에 의해 상기 와이어가 상기 인입포트 내면에 접착될 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 수용부에 몰드물을 채워 몰딩체를 형성함으로써 수용부가 외부와 연통되는 것을 차단함으로써 인입포트를 통하여 외부로부터 물이나 이물질이 유입되는 것이 완전하게 차단된다.
또한, 와이어가 몰딩체에 고정되므로 별도의 부품 없이도 간단하게 와이어를 케이스에 결합할 수 있다.
또한, 단자에 가장자리를 따라 이빨(tooth)이 형성된 관통구멍을 형성하고, 이를 케이스의 바닥으로부터 돌출된 보스에 강제 압입하여 이빨이 위로 밀려 변형되도록 함으로써 단자가 케이스의 바닥에 단단하게 고정된다.
또한, 개구에 위치하는 단자의 일단에 솔더링(납땜)을 수행하는 경우 협폭부에 의해 열전도 면적이 감소하여 솔더링시 발생하는 열이 손실되는 것을 차단함으로써 온도 저하에 따른 솔더링 불량을 방지할 수 있다.
또한, 단자에 십자형 절개 슬롯을 형성하고 하방으로 프레스하여 버(burr)가 단자의 하면으로 돌출되는 솔더링 홀을 형성함으로써 전기부품의 리드를 단자에 고정할 때 솔더링 강도를 향상시켜 외부 충격에 의해 전기부품의 리드가 단자로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 패널용 정션박스를 조립하기 전의 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 패널용 정션박스를 조립한 후의 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 패널용 정션박스를 조립하기 전의 상태를 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지 패널용 정션박스를 조립한 후의 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
케이스(100)의 내부에는 수납공간(102)이 형성되고 상부에는 커버(200)가 분리 가능하게 결합하는데, 가령 커버(200)의 하면 네 모서리에 돌출된 걸림돌기(210)를 케이스(100)의 네 모서리에 형성된 걸림구멍(106)에 끼워 걸림돌기(210)가 걸리도록 함으로써 결합할 수 있다.
이때, 케이스(100)의 가장자리가 커버(200)의 내면 바닥에 형성한 채널에 씰링을 개재하여 끼움으로써 케이스(100)와 커버(200) 사이를 기밀하게 유지할 수 있다.
케이스(100) 바닥의 일측에는 개구(120)가 형성되어 단자(130)의 일부가 외부로 노출되도록 하여 단자(130)에 솔더링 작업을 할 수 있도록 하고 있다.
개구(120)의 가장자리를 따라 연속하는 리브(122)가 돌출되며, 단자(130)와 교차하는 부분에는 지지턱(124)이 파인다.
케이스(100) 바닥에서 개구(120)와 반대쪽에는 한 쌍의 와이어 고정유닛(110)이 형성된다.
와이어 고정유닛(110)은 내부에 수용부(114)가 형성되도록 케이스(100)의 바닥으로부터 돌출한 리브(112)와, 수용부(114)가 외부와 연통하도록 케이스(100)의 측면으로부터 돌출되는 인입포트(118)로 구성된다.
그 결과, 와이어(10)는 인입포트(118)를 통하여 수용부(114)로 인입되며, 인입포트(118)의 내경은 와이어(10)의 직경과 동일하거나 약간 크게 형성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 단자(130)는 케이스(100)의 바닥에 고정되는데, 가령 가장자리를 따라 이빨(tooth)(133)이 형성된 관통구멍(132)이 형성된다. 따라서, 케이스(100)의 바닥으로부터 보스(104)가 돌출되어 관통구멍(132)에 강제 압입될 때, 이빨(133)이 위로 밀려 변형됨으로써 단자(130)는 케이스(100)의 바닥에 단단하게 고정된다.
단자(130)의 일단은 케이스(100)의 리브(122)의 지지턱(124)을 지나 개구(120)에 위치하는데, 지지턱(124)에 안착하는 단자(130)의 부분에서 폭이 줄어든 협폭부(131)가 형성된다.
이 구조에 의하면, 개구(120)에 위치하는 단자(130)의 일단에 솔더링(납땜)을 수행하는 경우 협폭부(131)에 의해 열전도 면적이 감소하여 솔더링시 발생하는 열이 손실되는 것을 차단함으로써 온도 저하에 따른 솔더링 불량을 방지할 수 있다.
한편, 상기한 것처럼, 단자(130)는 다이오드(140)를 개재하여 전기적으로 연결되는데, 다이오드(140)의 리드(142)가 단자(130)에 솔더링으로 고정된다.
본 발명에 의하면, 단자(130)에 십자형 절개 슬롯(136)이 형성되고 하방으로 프레스되어 버(burr)가 단자(130)의 하면으로 돌출되어 솔더링 홀(135)이 형성된다.
이러한 구조에 의하면, 다이오드(140)의 리드(142)가 솔더링 홀(135)에 삽입되어 솔더링될 때, 솔더가 절개 슬롯(136)으로 퍼지면서 단자(130)와의 접촉 면적이 증가하여 솔더링 강도가 향상되며, 그 결과 외부 충격에 의해 다이오드(140)의 리드(142)가 단자(130)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 단자(130)의 타단에는 와이어(10)의 금속 심재(12)와 접촉하는 접촉부(138)가 형성되는데, 접촉부(138)는 와이어 고정유닛(100)의 리브(112)에 형성된 통과홈(116)을 거쳐 수용부(114)에 위치하며, 가령 금속 심재(12)에 대응하는 반원형으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 태양전지 패널용 정션박스의 조립에 대해 설명한다.
단자(130)의 일단이 개구(120)에 위치하고 타단이 수용부(114)에 위치하도록 한 다음 관통구멍(132)에 케이스(100)의 보스(104)에 맞추고 가압하여 누르면, 관통구멍(132)의 이빨(133)이 위로 밀려 변형됨으로써 단자(130)는 케이스(100)의 바닥에 단단하게 고정된다.
이어 와이어(10)를 인입포트(118)를 통하여 삽입하여 금속심재(12)가 단자(130)의 접촉부(138)에 접촉하도록 하는데, 접촉부(138)를 변형시켜 금속심재(12)를 잡고 있도록 할 수 있다.
이 상태에서, 몰드 금형을 이용하여 수용부(114)에 몰드물을 채워 몰딩체(150)를 형성함으로써 수용부(114)가 외부와 연통되는 것을 차단한다. 몰드물로는 가령 핫 멜트(hot melt)나 가소성 수지가 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
따라서, 인입포트(118)를 통하여 외부로부터 물이나 이물질이 유입되는 것이 완전하게 차단되며, 와이어(10)가 몰딩체(150)에 고정되므로 별도의 부품 없이도 와이어(10)를 케이스(100)에 결합할 수 있다.
바람직하게, 와이어(10)와 인입포트(118) 사이의 간극에도 몰드물이 채워져 와이어(10)가 몰딩체(152)에 의해 인입포트(118) 내부에 결합되도록 하여 이물질이나 물이 스며드는 것을 완벽하게 차단할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 케이스
102: 수용공간
104: 보스
106: 걸림구멍
110: 와이어 고정유닛
112: 리브
114: 수용부
116: 통과홈
118: 인입포트
120: 개구
122: 리브
124: 지지턱
130: 단자
131: 협폭부
132: 관통구멍
133: 이빨
135: 솔더링 홀
136: 절개 슬롯
140: 다이오드
150: 몰딩체

Claims (5)

  1. 내부에 수납공간이 형성된 케이스;
    상기 케이스와 분리 가능하게 결합하는 커버;
    상기 케이스의 바닥으로부터 돌출되어 내부에 와이어의 단부가 인입되는 수용부를 형성하는 리브와, 상기 수용부가 외부와 연통하도록 상기 케이스로부터 돌출되는 인입포트로 구성되는 와이어 고정유닛;
    상기 케이스의 바닥에 고정되고, 상기 수용부에 일단이 위치하는 단자; 및
    상기 수용부를 채워 상기 인입포트를 통한 상기 케이스의 수납공간과 외부와의 연통을 차단하는 몰딩체를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자의 솔더링 단부에 인접하여 폭이 줄어든 협폭부가 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자에 가장자리를 따라 이빨(tooth)이 형성된 관통구멍이 형성되고, 상기 케이스의 바닥으로부터 보스가 돌출되어 상기 보스가 상기 관통구멍에 강제 압입되고 상기 이빨이 변형됨으로써 상기 단자가 상기 케이스의 바닥에 고정되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자에 십자형 절개 슬롯이 형성되고 하방으로 프레스되어 버(burr)가 상기 단자의 하면으로 돌출되어 전기부품의 리드가 삽입되어 솔더링되는 솔더링 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어와 상기 인입포트 사이의 간극에 다른 몰딩체가 채워져 상기 다른 몰딩체에 의해 상기 와이어가 상기 인입포트 내면에 접착되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널용 정션박스.
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