JP5070111B2

JP5070111B2 - 太陽電池モジュール用端子ボックス

Info

Publication number: JP5070111B2
Application number: JP2008096979A
Authority: JP
Inventors: 智治布川
Original assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: WO2009122887A1; JP2009252879A; US20100294529A1; TW200952295A; DE112009000218T5

Description

本発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールを相互に直列若しくは並列に接続する際に使用される太陽電池モジュール用端子ボックスとその製造方法に関するものである。

従来、この種の太陽電池モジュール用端子ボックスは、例えば、箱形のボックス本体内に、態様電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極が接続されている対の端子板を配設し、その両端子板間に逆流防止用バイパスダイオードを設けると共に両端子板にはそれぞれ外部接続用ケーブルを接続した太陽電池モジュール用端子ボックスであって、前記バイパスダイオードはそのリード線が端子の立壁に嵌合してその長さ方向に前記端子板に沿って溶着接続されているものが知られている（特許文献１参照）。
また、開口部を有する端子箱体内に、太陽電池モジュールの出力取出し線が接続される端子を配設し、前記端子箱体の側壁に配線ケーブルを接続する接続端子としての接続ピンを有する太陽電池モジュールにおいて、前記出力取出し線が接続される端子と前記接続ケーブルが接続される接続ピンを一体に形成したものが知られている（特許文献２参照）。
実用新案登録第３０６９５２３号公報特開２０００−３４９３２４号公報

しかし、従来の太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、例えば、ダイオード及び接続端子、出力取出し線等の溶接箇所が多く、しかも端子ボックス内で溶接作業を行うので手間がかかるとともに、溶接作業中に半田鏝で合成樹脂製の端子箱内部を溶かして傷つけるおそれがある。また、端子箱内部に絶縁性樹脂を充填して防水構造及び防塵構造にする必要があるが、その絶縁性樹脂の充填時に、接続ケーブルの挿通孔から外に絶縁性樹脂が漏れ出すおそれがある。本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスは、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、絶縁性端子箱本体の中空内部における底部に開口部が設けられ、前記中空内部を形成する側壁に外部に導出する接続ケーブル用の挿通部が設けられており、前記中空内部に接続用端子と、該接続端子の一方端部に接続される接続ケーブルと、前記接続用端子の他方端部に前記開口部から内部に引き込まれて接続される太陽電池モジュールの出力取出し線とがそれぞれ固定して配設され、前記中空内部に絶縁性溶融樹脂が充填され固化されて成る端子ボックスにおいて、
前記挿通部が、接続ケーブルを嵌合できるように凹部に形成され、前記接続端子は、予め接続ケーブルをかしめて固定するかしめ部が形成されるとともに前記中空内部の底部に圧入して固定するための圧入部とが設けられており、前記挿通部の内側には、合成樹脂板用の圧入部が設けられ、前記絶縁性溶融樹脂が前記中空内部へ充填時に漏出しないように、接続ケーブルのケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部を有した隔壁が前記圧入部に圧入されていることである。

また、前記隔壁の挿通用凹部が接続ケーブルのケーブル径より小径になるようにする場合には、当該挿通用凹部の径を前記接続ケーブルの径より大径にすると共に、当該挿通用凹部の外側に挿通用凹部の径を小さく縮径させる突起が設けられていることである。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの製造方法の要旨は、絶縁性端子箱本体の中空内部における底部に開口部が設けられ、前記中空内部を形成する側壁に外部に導出する接続ケーブル用の挿通部が設けられてなる端子箱本体の前記中空内部に、接続用端子と、該接続端子の一方端部に接続される接続ケーブルと、前記接続用端子の他方端部に前記開口部から内部に引き込まれて接続される太陽電池モジュールの出力取出し線とをそれぞれ固定して配設し、その後、前記中空内部に絶縁性溶融樹脂が充填され固化され、前記端子箱本体に蓋部材が閉蓋されて成る端子ボックスの製造方法において、
前記挿通部が接続ケーブルを嵌合できるように凹部に形成され、前記接続端子と前記接続ケーブルとがかしめ部にかしめられて接続されて組立てられ、前記接続ケーブルに当該接続ケーブルのケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部を有した隔壁を取付け、前記接続ケーブル付きの接続端子を前記中空内部に圧入して固定するとともに、当該接続ケーブルを凹部に形成された挿通部に嵌合させて外部に導出させると同時に、前記挿通部の内側に形成された合成樹脂板用の圧入部に絶縁性溶融樹脂が前記中空内部から充填時に漏出しないように前記隔壁を圧入することである。

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスとその製造方法とによれば、接続端子と接続ケーブルとを予めかしめ部にかしめて圧着しサブアッセンブリを形成することで、端子ボックスの組み立て作業が容易となる。また、このために、挿通部がＵ型の凹溝に形成して、接続ケーブルを上方から装着できるようにしている。これにより、端子箱本体の中空内における半田付け作業箇所が削減されて、溶接による作業ミスを削減することができる。

また、前記隔壁を用意して、前記中空内部の側壁に設けられた挿通部と接続ケーブルとの隙間から、絶縁性溶融樹脂が外に漏れ出すのを防止できる。この隔壁の挿通用凹部は、接続ケーブル径よりも小さく設定され、若しくは接続ケーブル径よりも小径に成るようにこの凹部の外側に圧入部の側壁に押されて縮径させる突起が設けられていることで、接続ケーブルと前記隔壁の挿通用凹部との隙間が無くなり、絶縁性溶融樹脂の漏出を防止するものである。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックス１は、図１に示すように、絶縁性の合成樹脂で一体に形成される端子箱本体２の中空内部２ａにおける底部３に開口部３ａが設けられている。

前記中空内部２ａを形成する側壁２ｂ，２ｃに外部に導出する接続ケーブル用の挿通部２ｄが設けられており、前記中空内部２ａに接続用端子４と、該接続端子４の一方端部に接続される接続ケーブル５と、前記接続用端子４の他方端部に前記開口部３ａから内部に引き込まれて接続される太陽電池モジュールの出力取出し線６ａ，６ｂとがそれぞれ固定して配設される。そして、図２に示すように、前記中空内部２ａにポッテイング樹脂としての絶縁性溶融樹脂７が充填され固化されて成る端子ボックス１である。

前記端子ボックス１は、前記挿通部２ｄが、接続ケーブル５を上から挿入して嵌合できるように凹部に形成され、挿通孔にケーブルを差し込む作業に比べて嵌合作業が容易となる。また、前記接続端子４は、予め前記接続ケーブル５の一端部をかしめて固定するかしめ部４ｅが形成される。

前記接続端子４は、太陽電池モジュールのプラス極若しくはマイナス極の出力取出し線６を接続し、前記かしめて接続した接続ケーブル５によって、直列若しくは並列に直流電流を繋ぐものである。図３（Ａ），（Ｂ）と、図４（Ａ）〜（Ｃ）とに示すように、接続端子４は、出力用接続端子４ａと、ケーブル用接続端子４ｂとがある。

前記出力用接続線４ａには、前記出力取出し線６を半田付けする箇所に予備半田８が設けられる。また、端子ボックス１の底部３に圧入するための係止突起４ｇが２箇所に設けられている。図７（Ｃ）に示す接続バー４ｃやバイパスダイオード４ｄの一端部を半田付けする半田用端子部４ｆが形成されている。更に、前記ケーブル用接続端子４ｂには、前記かしめ部４ｅのほか、圧入用の係止突起４ｇと、端子ボックス１の底部３に圧入するための係止突起４ｇが設けられている。前記と同様な半田用端子部４ｆが形成されている。

前記端子ボックス１における挿通部２ｄの内側には、合成樹脂板用の圧入部２ｅが設けられている。この圧入部２ｅに、図５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、前記接続ケーブル５のケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部９ａを有した隔壁９が、前記絶縁性溶融樹脂７が前記中空内部２ａから漏出しないように圧入される。

前記隔壁９の挿通用凹部９ａが接続ケーブル５のケーブル径より小径になるようにする場合には、図６（Ａ）に示すように、凹部９ａの孔径を予め接続ケーブル５の径よりも小さく設定しておくほか、図６（Ｂ）に示すように、当該挿通用凹部９ａの径を前記接続ケーブル５の径より大径にすると共に、当該挿通用凹部９ａの外側に挿通用凹部９ａの径を小さく縮径させる突起９ｂを設けることでも達成することができる。即ち、圧入部２ｅに圧入された時に、前記突起９ｂが内側に凹厚されて、凹部９ａの径が縮径されるからである。なお、前記凹部９ａは、接続ケーブル５の配線の都合により、１箇所に設ける場合と、２箇所に設ける場合とがある。また、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、圧入時のガタをとる圧入代９ｃと、圧入後の係止作用する突起９ｄが設けられている。

このようにして本発明の太陽電池モジュール用端子ボックス１が構成されているのであり、その組立の様子を説明する。まず、図７（Ａ）に示すように、前記接続端子４におけるケーブル用接続端子４ｂと前記接続ケーブル５とを、ケーブル端部の心線を引き出して、かしめ部４ｅにて心線をかしめると共に、外側の樹脂製被覆をかしめて接続する。また、図７（Ｃ）に示すように、ダイオード４ｄのリード線を切断したものである接続バー４ｃ、若しくは、リード線を切断後のバイパスダイオード４ｄの一端側を半田付けしておく。

また、前記接続ケーブル５の、所定の位置に、当該接続ケーブル５のケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部９ａを有した隔壁９を嵌合させて取付ける。このように、端子箱本体２とは別にして、接続端子４とケーブル５とのサブアッセンブリーを形成する。

一方、前記端子ボックス１においては、出力用接続線４ａ，４ａを、図８に示すように、底部３に対称配置にして圧入して固定する。次に、前記接続端子４とケーブル５とのサブアッセンブリーを、前記中空内部に前記ケーブル用接続端子４ｂを圧入して固定するとともに、接続ケーブル５を挿通部２ｄに嵌合させて外部に導出させると同時に、隔壁９を前記挿通部２ｄの内側に形成された合成樹脂板用の圧入部２ｅに圧入する。図１に示すように、対称形に配置する。この隔壁９により、接続ケーブル５と側壁２ｂ，２ｃのＵ字型の挿通部２ｄとの隙間を塞ぎ、絶縁性溶融樹脂７の漏出防止となる。

前記サブアッセンブリーにおける接続バー４ｃとバイパスダイオード４ｄとの他方（他端側）の脚を、それぞれ、出力用接続端子４ａ，４ａの半田用端子部４ｆ，４ｆに半田付けする。

そして、この中間組立体を図８（Ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１１の裏面に載置して、開口部３ａから内側に出力取出し線６を引き込み、この中間組立体を太陽電池モジュールに接着剤を塗布し接着して固定する。その後、前記出力取出し線６ａ，６ｂを、出力用接続線４ａ，４ａの予備半田８で半田付けする。

こうして、太陽電池モジュール用端子ボックス１においては、出力取出し線６の２箇所と、前記接続バー４ｃとダイオード４ｄとの２箇所との合計４箇所の半田付けが行われる。

その後、前記中空内部２ａに、図２に示すように、絶縁性溶融樹脂７が充填され固化され、更に、前記端子箱本体２に蓋部材１０が閉蓋されて、太陽電池モジュール用端子ボックス１の組立が完了する。

本発明に係る太陽電池モジュール用端子ボックス１の使用状態において、蓋部材１０を外した状態の平面図（Ａ）、蓋部材１０を有した状態の平面図（Ｂ）、側面図（Ｃ）である。図１（Ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。接続端子４における出力用接続端子４ａの平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。同接続端子４におけるケーブル用接続端子４ｂ平面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、側面図（Ｃ）である。太陽電池モジュール用端子ボックス１における隔壁９の正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、背面図（Ｃ）、Ｘ−Ｘ線に沿った断面図（Ｄ）、Ｙ−Ｙ線に沿った断面図（Ｅ）である。接続ケーブル５と隔壁９との嵌合状態を、ケーブル５の外径より小径に設定した場合の説明図（Ａ）と、ケーブル５の外径よりも大径にして外側に突起９ｂを設けた場合の説明図（Ｂ）とである。接続ケーブル５とケーブル用接続端子４ｂとのサブアッセンブリを示す平面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）と、バイパスダイオード４ｄのリード線を切断して接続バー４ｃにする説明図（Ｃ）とである。端子箱本体２に出力用接続端子４ａを圧入した中間組立体の様子を示す平面図（Ａ）と、その中央断面図（Ｂ）とである。

符号の説明

１太陽電池モジュール用端子ボックス、
２端子箱本体、２ａ中空内部、
２ｂ，２ｃ側壁、２ｄ挿通部、
２ｅ圧入部、
３底部、３ａ開口部、
４接続用端子、４ａ出力用接続端子、
４ｂケーブル用接続端子、４ｃ接続バー、
４ｄバイパスダイオード４ｅかしめ部、
４ｆ半田用端子部４ｇ係止突起、
５接続ケーブル、５ａ、
６，６ａ，６ｂ出力取出し線、
７絶縁性溶融樹脂、
８予備半田、
９隔壁、
１０蓋部材、
１１太陽電池モジュール。

Claims

絶縁性端子箱本体の中空内部における底部に開口部が設けられ、前記中空内部を形成する側壁に外部に導出する接続ケーブル用の挿通部が設けられており、前記中空内部に接続用端子と、該接続端子の一方端部に接続される接続ケーブルと、前記接続用端子の他方端部に前記開口部から内部に引き込まれて接続される太陽電池モジュールの出力取出し線とがそれぞれ固定して配設され、前記中空内部に絶縁性溶融樹脂が充填され固化されて成る端子ボックスにおいて、
前記挿通部が、接続ケーブルを嵌合できるように凹部に形成され、
前記接続端子は、予め接続ケーブルをかしめて固定するかしめ部が形成されるとともに前記中空内部の底部に圧入して固定するための圧入部とが設けられており、
前記挿通部の内側には、合成樹脂板用の圧入部が設けられ、
前記絶縁性溶融樹脂が前記中空内部へ充填時に漏出しないように、接続ケーブルのケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部を有した隔壁が前記圧入部に圧入されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックス。
隔壁の挿通用凹部が接続ケーブルのケーブル径より小径になるようにする場合には、当該挿通用凹部の径を前記接続ケーブルの径より大径にすると共に、当該挿通用凹部の外側に挿通用凹部の径を小さく縮径させる突起が設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
絶縁性端子箱本体の中空内部における底部に開口部が設けられ、前記中空内部を形成する側壁に外部に導出する接続ケーブル用の挿通部が設けられてなる端子箱本体の前記中空内部に、
接続用端子と、該接続端子の一方端部に接続される接続ケーブルと、前記接続用端子の他方端部に前記開口部から内部に引き込まれて接続される太陽電池モジュールの出力取出し線とをそれぞれ固定して配設し、
その後、前記中空内部に絶縁性溶融樹脂が充填され固化され、
前記端子箱本体に蓋部材が閉蓋されて成る端子ボックスの製造方法において、
前記挿通部が接続ケーブルを嵌合できるように凹部に形成され、
前記接続端子と前記接続ケーブルとがかしめ部にかしめられて接続されて組立てられ、
前記接続ケーブルに当該接続ケーブルのケーブル径より小径になるように若しくは小径に設定した挿通用凹部を有した隔壁を取付け、
前記接続ケーブル付きの接続端子を前記中空内部に圧入して固定するとともに、当該接続ケーブルを凹部に形成された挿通部に嵌合させて外部に導出させると同時に、前記挿通部の内側に形成された合成樹脂板用の圧入部に絶縁性溶融樹脂が前記中空内部から充填時に漏出しないように前記隔壁を圧入すること、
を特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックスの製造方法。