ジャンクションボックス、及びそのジャンクションボックスの使用方法、製造方法
本発明は、導電基板用、特にソーラーモジュール用のジャンクションボックスであって、−導電端子要素と接点要素とを備える少なくとも１つの接点デバイスと、−少なくとも１つの導電体を備える少なくとも１本の接続ケーブルであって、導電体が少なくとも１つの接点デバイスの導電端子要素と接触する、少なくとも１本の接続ケーブルと、−接続ケーブルの端部領域を取り囲み、端部領域を実質的に防湿性にする少なくとも１つのシール要素と、−ハウジングデバイスであって、−ハウジングデバイスが、導電基板に配置されるように設計され、−ハウジングデバイスが、接触領域において少なくとも１つのシール要素を取り囲み、その接触領域では、接触領域を実質的に防湿するようにハウジングデバイスがシール要素と密着して接続され、及び−ハウジングデバイスが、少なくとも２つの開口を備えた少なくとも１つの受入デバイスを有し、その受入デバイス内に接点要素が、接点要素を導電基板の電気端子要素に接触可能で、且つ少なくとも１つの固定要素を用いて接点要素を電気端子要素に対し、又はその上に固定可能であるようにして配置される、ハウジングデバイスと、−受入デバイスの少なくとも１つの開口を、実質的に防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋と、を含む、ジャンクションボックス、並びに、ジャンクションボックスの使用、ジャンクションボックスの製造方法、及びソーラーパネルの製造方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャンクションボックス、ジャンクションボックスの使用方法、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
好ましい導電基板の例としての、太陽光から電気エネルギーを生成するための従来のソーラーモジュール又は太陽電池モジュールは、１つ又は複数の単セルのソーラーセル又は太陽電池セルを含む。ソーラーモジュールにより供給されるべき所望の電圧及び／又は電流に応じて、個々のソーラーセルがモジュール内で並列及び／又は直列に接続され、太陽電池又はソーラーセル群としてまとめられる。ソーラーセル群は、扁平形状のソーラーモジュールに統合される。ソーラーモジュールのソーラーセル群の電気端子要素は、外部に配線される。個々のソーラーセル又はソーラーセル群に対する太陽光の放射強度が、例えば汚れ又は陰によって部分的に低下する場合、とりわけ以下の影響が生じ得る：
（１）互いに接続されたソーラーセル群のなかでの放射強度の（一定の）低下により、それぞれのソーラーセル群の性能の低下がもたらされる。
（２）あるソーラーセル群内のソーラーセルが部分的に陰に入ると、この陰に入ったソーラーセルは、ソーラーセル群の回路内で逆流防止ダイオード又は抵抗器として働き、その結果、一方では、そのソーラーセル群全体がそれ以上電気エネルギーを供給できなくなり、他方では、陰に入ったソーラーセルが破損する恐れがある。
【０００３】
いずれの場合にも、ソーラーモジュールのソーラーセル群から外部に配線された端子間には、個々のソーラーセルに対する放射強度に応じて様々な電圧が印加される。ソーラーセル群を、外部に配線された対応する端子回路により直列接続するときにも、同じように上述の問題がもたらされる。
【０００４】
ソーラーセルの異なる放射強度に関連する問題を回避するため、従来、いわゆるバイパスダイオードが用いられ、これらはソーラーセル群に対して逆並列の形で電気的に接続される。これらのバイパスダイオードは、ソーラーモジュールを通じる電流の流れが、低出力しか供給しないソーラーセル群を通り過ぎるように誘導する効果を有し、すなわち、ソーラーモジュールのこのソーラーセル群の端子は、バイパスダイオードにより短絡され、それによって対応するセル群がバイパスされる。従って、かかるソーラーセル群は、ソーラーモジュールの全体的な性能には関与しない。そのため、ソーラーパネルを通じた電流の流れ全体が妨げられることは実質的になく、個々のソーラーセルの破損は防止される。
【０００５】
ソーラーモジュールに加え、ソーラーパネルは、通常、少なくとも２つの接点デバイスと、少なくとも１つのバイパスダイオードとを備える電気ジャンクションボックスを含む。ソーラーモジュールのソーラーセルは、通常、扁平形状の薄い導電バンドによって互いに接続される。これらの導電バンドは、ソーラーモジュールから外部に配線され、ジャンクションボックス内に配置された電気接点デバイスに手作業で接続される。ソーラーパネルのジャンクションボックスは、通常、ソーラーモジュールと向かい合う側面に端子挿入口を有し、この開口に挿通して導電バンドが配線され、手作業で曲げられ、例えば接続端子に接続される。ジャンクションボックスは、防護用樹脂で充填され、それにより導電バンドの互いの接続を固定するとともに、互いを隔離し、防湿する形で密閉する。ジャンクションボックスを備えるソーラーモジュールは、太陽電池パネル又はソーラーパネルと称される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ジャンクションボックスの接続及び樹脂の充填は手作業で行うため、ソーラーパネルの組立てには費用及び時間が集中的にかかる。従って、本発明の目的は、一方で電気接点を湿分から確実に保護し、他方で単純且つ費用対効果の高い組立てが可能な、電気ジャンクションボックス又は接続箱、ジャンクションの使用、ジャンクションボックスの製造方法、並びにソーラーパネルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、独立請求項によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００８】
一態様によるジャンクションボックス
本発明の一態様は、回路基板又は導電基板用、特に、太陽電池モジュール又はソーラーモジュール用のジャンクションボックス又は接続箱に関し、これは、
−導電端子要素と接点要素とを備える少なくとも１つの接点デバイスと、
−少なくとも１つの導電体を備える少なくとも１本の接続ケーブルであって、導電体が少なくとも１つの接点デバイスの導電端子要素と接触する、少なくとも１本の接続ケーブルと、
−接続ケーブルの端部領域を取り囲み、又は包囲して、端部領域を実質的に防湿性にする少なくとも１つのシール要素と、
−ハウジングデバイスであって、
−ハウジングデバイスが、導電基板に配置されるように設計され、
−ハウジングデバイスが、接触領域において少なくとも１つのシール要素を取り囲み、又は包囲し、その接触領域では、接触領域を実質的に防湿するようにハウジングデバイスがシール要素と密着して接続され、及び
−ハウジングデバイスが、少なくとも２つの開口を備えた少なくとも１つの受入デバイスを有し、その受入デバイス内に接点要素が、それを導電基板の電気端子要素に接触可能で、且つ少なくとも１つの固定要素を用いて接点要素を電気端子要素に対し、又はその上に固定可能であるようにして配置される、
ハウジングデバイスと、
−受入デバイスの少なくとも１つの開口を、実質的に防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋又はカバーと、
を含む。
【０００９】
利点として、ジャンクションボックスには別個の構成部品が少数しかなく、従ってこのジャンクションボックスは、単純且つ費用対効果の高い方法で製造することができ、且つ高い信頼性を呈する。更にに有利な点として、ハウジングデバイスが密着して接続されるため、少なくとも１本の接続ケーブルがジャンクションボックスから外に突出する領域が、ジャンクションボックスの環境中の湿分に対し、実質的に防湿する形で密閉される。換言すれば、ジャンクションボックスのケーブルの出力又は入力により、ジャンクションボックスには実質的に湿分が浸入することができない。
【００１０】
導電端子要素は、はんだ付け点、圧着点及び／又はケーブル装着部を含むが、扁平形状の導体の一領域であってもよい。
【００１１】
さらに好ましくは、シール要素は、円環形状、ホース形状又はチューブ形状のエラストマーであってもよく、これは、シール要素によって端部領域を取り囲むようにして、接続ケーブルの端部領域に押し付けられるか、又はそこに配置される。特に、シール要素は、初めは実質的に液状のシール要素であってもよく、それが接続ケーブルの端部領域に付加されるか、又は吹き付けられ、硬化又は固化する過程で付形され、その後、シール要素が形成される。硬化又は固化過程の間に、シール要素は収縮するか、又は一定の体積のままとなる。特に、接続ケーブルの端部領域に加え、接続ケーブルの導電体、接点デバイス及び／又は導電端子要素などの別の領域もまた、少なくとも一部の領域において、シール要素により取り囲まれる。
【００１２】
本願により定義されるとき、第１の三次元物体を二次元物体により「取り囲む」という用語は、少なくとも１つの二次元の平面的な部分が存在し、この部分において部分の面には閉じた線が存在し、従って第１の物体の部分の面の全ての点が、部分の平面による閉じた線の中又はその上にあり、閉じた線の幾何学的中心が閉じた線の中にあるものと理解される。
【００１３】
２つの物体間の「密着した接続」という用語は、本願により定義されるとき、接触領域又は接触面における、直接的な、直ちに隣接する機械的な接触であるものと理解される。特に、密着した接続は、取り囲んでいる、又は包囲している物体が、別の取り囲んでいる物体に対して収縮し、それにより接触領域の取り囲んでいる物体が、取り囲んでいる物体に対して力又は機械的応力を加える。従って接触領域における２つの物体の弾性変形又は塑性変形により、２つの物体間に実質的に間隙がなくなることによって起こり得る。特に、２つの物体は、接触領域において共に溶融してもよい。これは、２つの物体間に十分に小さい間隙が存在しないというわけではなく、好ましくは、接触領域における２つの物体間の距離は、約１０μｍ未満、特に好ましくは５μｍ未満、及び特に２μｍ未満である。
【００１４】
用語「防湿」は、本願により定義されるとき、流体、特に水又は水蒸気に対する密閉性又は遮断を意味するものと理解される。防湿性は、分圧差若しくは圧力差又は拡散によって湿分が入り込む、すなわち流れ込んだり、又は移ったりすることを防止するか、又は十分に遅らせるときに達成される。十分に遅らせるとは、特に、物体の孔の中にある、又はチャネル形状の若しくは扁平な選択的流路に沿った流体の流量が、好ましくは１年当たり約１ｍｍ、さらに好ましくは１年当たり０．１ｍｍ、特に１年当たり０．０１ｍｍの値を超えないことを意味し得る。本発明によるジャンクションボックスなどの電気デバイスについては、防湿性は、特に、規格ＩＰ６７及び／又は規格ＩＥＣ ６１２１５第１０．１５項の仕様を満たすことを意味し、これは、特に、ジャンクションボックスを水に沈めたとき、ジャンクションボックスの内部が外部と少なくとも２分間にわたり４００ＭΩより大きい抵抗で電気的に絶縁されていることを意味する。
【００１５】
換言すれば、特に互いに密着して接続される２つの物体間の接触領域は、流体が入り込むことができないとき、又は（扁平な）接触領域に沿って十分にゆっくりとしか入り込むことができないときに、まさに防湿性である。これはつまり、例えば、開口を備える第１の物体が、その開口を密閉する別の第２の物体によって密閉され、従って２つの物体が接触領域で互いに機械的に接触し、特に密着した接続状態にある場合、物体の開口が他方の物体によって防湿する形で密閉されていることを意味し、又は流体が接触領域に沿って流れないか、若しくは十分にゆっくりと流れ、従って流体が単に接触領域に浸入するに過ぎず、しかし接触領域を完全に浸透することはない場合には、２つの物体間の接触領域が防湿性であることを意味する。
【００１６】
用語「接触」は、本発明により定義されるとき、特に電気的及び／又は機械的な接触を含む。
【００１７】
用語「実質的に」は、目標値からの僅かな偏差、特に製造精度及び／又は必要精度の範囲内の偏差を示し得るもので、従って目標値が呈するとおりの効果は維持される。従って、用語「実質的に」は、目標値又は目標位置等からの、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約２％未満、好ましくは約１％未満の偏差を示し得る。用語「実質的に」は、用語「同一の」、すなわち、目標値、目標位置等と偏差がないことを含む。
【００１８】
ジャンクションボックスの好ましい実施形態
好ましくは、少なくとも１つのシール要素は可撓性シール要素であり、且つハウジングデバイスは、実質的に剛性のハウジングデバイスである。或いは、シール要素とハウジングデバイスとが、実質的に同一の材料で作製されるか、又は同一の材料を含むことも可能である。
【００１９】
用語「可撓性」及び「剛性」は、本願により定義されるとき、以下の機械的な材料特性を意味するものと理解され、これらの特性は実質的に弾性率Ｅ及び剛性率Ｇにより定量化され得る。可撓性材料及び剛性材料の双方とも、実質的に弾性変形及び塑性変形することが可能であり得る。弾性変形は、弾性のある物体の、作用力又は機械的応力（単位面積当たりの力）による幾何学的な変形であるものと理解され、その変形は、力又は機械的応力がそれ以上物体に作用しなければ実質的に完全に元に戻ることができ、従って物体はその元の形状を回復する。相対的に剛性が高い物体、すなわち剛性物体と対照的に、可撓性物体は、可撓性物体、すなわち可撓性シール要素の弾性率Ｅｆ及び／又は剛性率Ｇｆが、剛性物体、すなわち剛性ハウジングデバイスの弾性率Ｅｓ及び／又は剛性率Ｇｓより小さい点が異なる。換言すれば、同じ大きさの力又は機械的応力を加えたとき、可撓性物体（例えばシール要素）は、剛性物体（例えばハウジングデバイス）と比べて幾何学的により大きく変形する。
【００２０】
さらに好ましくは、Ｅｓ／Ｅｆ及び／又はＧｓ／Ｇｆの比は、約１．５より大きく、特に好ましくは約２より大きいか、若しくは約５より大きく、又は約１０より大きく、特に約５０より大きいか、若しくは約１００より大きい。好ましくは、可撓性シール要素の剛性率Ｇｆは、１０9Ｎｍ-2未満、さらに好ましくは１０8Ｎｍ-2未満、特に好ましくは１０7Ｎｍ-2未満、及び特に５×１０6Ｎｍ-2未満である。好ましくは、剛性ハウジングデバイスの剛性率Ｇｓは、５×１０6Ｎｍ-2より大きく、さらに好ましくは１０7Ｎｍ-2より大きいか、若しくは１０8Ｎｍ-2より大きく、特に好ましくは１０9Ｎｍ-2より大きく、及び特に５×１０9Ｎｍ-2より大きい。
【００２１】
剛性ハウジングデバイスは、ある領域において、例えば、弾性率が約１ＧＰａ〜約１１ＧＰａ、特に約３ＧＰａ又は約１０ＧＰａの、ポリアミド、特にポリアミド６６（ＰＡ６６）又はガラス繊維強化ポリアミドで作製され得る。ハウジングデバイスの材料、特にポリアミドの融点は、約２５０℃〜約２６５℃であり得る。
【００２２】
可撓性シール要素は、好ましくは、少なくともある領域において、又は完全に、弾性率が約２ＭＰａ〜約１０ＭＰａ、特に約３ＭＰａ又は約４ＭＰａの、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又は熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とポリエチレン（ＰＥ）との混合物からなる。さらに好ましくは、可撓性シール要素は、ポリオレフィンで作製される。特に好ましくは、可撓性シール要素は、α−ビニル共重合体、特にエチレンプロピレン共重合体で作製される。熱可塑性エラストマーが塑性変形するか、又は溶融することのできる温度範囲は、好ましくは、ハウジングデバイスの材料の（すなわち、特にポリアミドの）融点未満である。特に、その温度範囲は約１７０℃〜約２５０℃である。
【００２３】
好ましい材料選択から、利点として、ハウジングデバイスとシール要素との間、特に剛性ハウジングデバイスと可撓性シール要素との間の接続が、特に優れた付着性及び封止性を示し、これによってジャンクションボックス全体が、湿分又は水蒸気に対する封止性の向上を示すとともに、ジャンクションボックスの内部が、有害な環境の影響から特に良好に保護される結果となる。特に、好ましい材料選択により、利点として、剛性ハウジングデバイスと可撓性シール要素との間の密着した接続を達成することができ、接触領域が実質的に防湿性となる。
【００２４】
好ましくは、ジャンクションボックスは、各々につき１つの短絡領域を備える少なくとも２つの接点デバイスを含み、これらの接点デバイスの短絡領域は、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて電気的に接続される。
【００２５】
さらに好ましくは、接点デバイスの短絡領域又は少なくとも１つのバイパスダイオードは、少なくともある領域において、シール要素によって防湿する形で取り囲まれる。
【００２６】
利点としては、それにより、一方ではシール要素の包囲によって、及び他方ではハウジングデバイスによってバイパスダイオードの二重封止が達成される。
【００２７】
さらに好ましくは、ジャンクションボックスは少なくとも２本の接続ケーブルを含む。
【００２８】
好ましくは、シール要素は、接続ケーブル、導電端子要素、短絡領域及び／又はバイパスダイオードに対し実質的に液状形態で付加され、特に、シール要素を冷却し、及び／又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる。
【００２９】
利点としては、シール要素は個々の要素と密着して接続し、個々の要素との接触領域がそれぞれ本質的に防湿性となるため、冷却又は硬化後、シール要素は特に確実に防湿性となる。
【００３０】
好ましくは、可撓性シール要素は、接続ケーブルの絶縁シースと共に少なくとも部分的に溶融又は融合される。
【００３１】
好ましくは、接続ケーブルの絶縁シースと共に溶融したシール要素の領域は、少なくともある領域においてハウジングデバイスから突出し、それによりシール要素が、接続ケーブルの耐キンク性スリーブを形成する。
【００３２】
利点としては、好ましくは可撓性で且つ弾性のあるシール要素が接続ケーブルの最小曲げ半径を下回ることがないため、これにより接続ケーブルの導電体のキンクが防止され、ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの故障確率が低下する。その他の利点としては、ジャンクションボックスは、キンクの動きが起こる間の損傷から保護される。特に、可撓性シール要素としての実施形態におけるシール要素は、この動きに従うか、又はこの動きを相殺することができる。シール要素とケーブルとの間の接触領域は、実質的に完全に維持され、いずれの場合にも、シール要素は接続ケーブルと実質的に防湿する形で接続されたまま保たれる。
【００３３】
好ましくは、ハウジングデバイスは、実質的に液状形態で、少なくともある領域においてシール要素に付加され、及び少なくともある領域において接点デバイスに付加される。特に好ましくは、ハウジングデバイスは、実質的に液状形態で、シール要素全体に付加され、及び／又は接点デバイス全体に付加される。特に、付加することにより、ハウジングデバイスが冷却され、及び／又は硬化すると、ハウジングデバイスのシール要素及び接点デバイスとの密着した接続が生じる。
【００３４】
好ましくは、ハウジングデバイスはワンピース型である。ここで、ハウジングデバイスは、１つの方法ステップで射出成形及び／又はキャストされてもよい。
【００３５】
好ましくは、ハウジングデバイスは、少なくとも部分的にシール要素と共に溶融又は融合される。
【００３６】
好ましくは、ハウジングデバイスは、シール要素の材料より一層強い収縮性をもつ材料で作製される。
【００３７】
用語「収縮性のある」は、本願で用いられるとき、約０．１％〜５％、好ましくは約０．２％〜約２％、特に好ましくは約０．３％〜約０．７％の体積の変化、特に体積の減少を示す。
【００３８】
好ましくは、少なくとも１つの固定要素が、少なくとも１つのハウジング蓋に配置される。特に好ましくは、固定手段はハウジング蓋と接続され、すなわち、接着、圧締め、溶接、溶融等される。特に、少なくとも１つの固定要素と少なくとも１つのハウジング蓋とは、一体化して、又はワンピースとして形成される。ここで、固定要素とハウジング蓋とは、１つの方法ステップで射出成形及び／又はキャストされてもよい。
【００３９】
好ましくは、少なくとも１つのハウジング蓋は、少なくとも１つのロック要素を有する。
【００４０】
好ましくは、少なくとも１つのハウジング蓋は、ハウジング蓋シール要素を含む。さらに好ましくは、ハウジング蓋シール要素はＯリングであってもよく、これは特に、ハウジング蓋の溝に保持される。また、実質的に液状のシール材料がハウジング蓋のある領域に付加されることも可能であり、ここでハウジング蓋シール要素は、シール材料の硬化又は固化後に形成又は付形される。
【００４１】
好ましくは、少なくとも１つの固定要素は、あるプラスチック、若しくは複数のプラスチック、又は金属で作製される。
【００４２】
一態様による使用
本発明の一態様は、太陽電池パネル又はソーラーパネルを提供するための、本発明の接続箱又はジャンクションボックスと、好ましい回路基板又は導電基板としての太陽電池モジュール又はソーラーモジュールとの使用に関し、ここでジャンクションボックスはソーラーモジュールに配置され、特に、ソーラーモジュールに対し、又はその上に接着される。
【００４３】
一態様による使用
本発明のさらなる態様は、太陽電池モジュール又はソーラーモジュールを電力ピックアップと接続するための、本発明の接続箱又はジャンクションボックスの使用に関し、ここで電力ピックアップのソーラーモジュールとの電気的接続は、ジャンクションボックスの少なくとも１つの接点デバイスを介して確立される。
【００４４】
一態様による方法
本発明の一態様は、回路基板又は導電基板用、特に太陽電池モジュール又はソーラーモジュール用の接続箱又はジャンクションボックスの製造に関し、これは、
−少なくとも１つの接点デバイスを提供するステップであって、各接点デバイスが、接点要素と導電端子要素とを有する、ステップと、
−少なくとも１本の接続ケーブルを、少なくとも１つの接点デバイスの導電端子要素と接触させるステップと、
−接続ケーブルの端部領域を取り囲むようにシール要素を配置するステップと、
−シール要素と接点デバイスとを少なくともある領域において取り囲むように、受入デバイスを含むハウジングデバイスを形成するステップと、
−ハウジングデバイスを収縮させるステップであって、ハウジングデバイスの収縮により、少なくとも１つのシール要素及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの密着した接続が確立され、それによりハウジングデバイスのシール要素及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの実質的に防湿性の接続が確立される、ステップと、
を含む。
【００４５】
方法の好ましい変形例
好ましくは、少なくとも１つのシール要素は可撓性シール要素であり、且つハウジングデバイスは、実質的に剛性のハウジングデバイスである。
【００４６】
好ましくは、ジャンクションボックスの製造方法は、さらに、
−少なくとも１つの接点デバイスに少なくとも１つのバイパスダイオードを配置するステップと、
−少なくとも１つのバイパスダイオードを取り囲むようにシール要素を配置するステップと、
を含む。
【００４７】
利点として、それにより、バイパスダイオードがシール要素によって防湿する形で包囲される。
【００４８】
好ましくは、少なくとも２つの接点デバイスが提供され、これらの少なくとも２つの接点デバイスは、バイパスダイオードを用いて互いに機械的及び／又は電気的に接続される。
【００４９】
好ましくは、少なくとも１つのバイパスダイオードを配置する前には、少なくとも２つの接点デバイスはワンピース型であり、ここで個々の接点デバイスは、バイパスダイオードの配置後に分離又は単品化することによって作られる。
【００５０】
好ましくは、接点デバイス又は接点デバイスの短絡領域は、少なくとも１つのバイパスダイオードとの接続前には一体部品として提供される。バイパスダイオードを接点デバイス又は接点デバイスの短絡領域と接続した後、接点デバイスの接点要素の接続を分断するか、又は接点要素が互いに分離される。分断又は分離は、好ましくは、接点デバイスの所定の破断点で行われる。或いは、接点デバイスの接点要素間の接続は、シール要素の形成後又はハウジングデバイスの形成後に分断することができる。この場合、好ましくは、所定の破断点はシール要素に含まれず、又はシール要素によって取り囲まれていない。分離後、又は分断後、接点要素はバイパスダイオードを用いて電気的及び機械的に接続される。
【００５１】
換言すれば、ジャンクションボックスの製造後、接点デバイスは少なくとも２つの部品として存在し、ここで少なくとも２つの部品は、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて、電気的に、好ましくは機械的にも接続される。特に、短絡領域は、バイパスダイオードを用いて電気的及び機械的に接続される。分離後、ひいては接点デバイスは、２つの短絡領域、２つの接点要素及び２つの導電端子要素を含み、これらは互いにバイパスダイオードを用いて接続される。
【００５２】
好ましくは、シール要素は実質的に液状形態で付加され、ここで本方法は、シール要素を冷却し、及び／又は硬化させるステップをさらに含む。
【００５３】
さらに好ましくは、シール要素の冷却及び／又は硬化により、シール要素が収縮して、少なくとも１本の接続ケーブルの端部領域及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの密着した接続が生じ得る。特に、それにより、シール要素とケーブルの端部領域との間に防湿性の接続を確立することができる。
【００５４】
好ましくは、本方法は、受入デバイスの開口を防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋を提供するステップを含む。
【００５５】
ハウジング蓋を提供するステップは、特に、受入デバイスの開口にハウジング蓋を配置すること、特に好ましくは、防湿する形で受入デバイスの開口にハウジング蓋を配置することを含む。
【００５６】
ハウジングデバイスを形成するステップは、ハウジングデバイスの材料を、シール要素、接続ケーブルの端部領域及び接点デバイスの上又は周囲に実質的に液状形態で配置又は付着させ、特に吹き付けることを含む。
【００５７】
一態様による方法
本発明のさらなる態様は、太陽電池パネル又はソーラーパネルの製造方法に関し、これは、
−本発明の接続箱又はジャンクションボックスを提供するステップと、
−ジャンクションボックス及び／又は回路基板若しくは導電基板において接着手段及び／又は封止手段を有効にするステップと、
−導電基板の少なくとも１つの電気端子要素が端子挿入口を通じて受入デバイスに挿入され、導電基板側の開口が実質的に防湿する形で密閉されるようにして、導電基板の一面にジャンクションボックスを配置するステップと、
−接点要素が導電基板の少なくとも１つの電気端子要素に対して、又はその上に固定されるようにして、少なくとも１つの固定手段を配置するステップと、
−ジャンクションボックスにハウジング蓋又はカバーを配置するステップであって、それにより受入デバイスの組立て開口を、ハウジング蓋を用いて実質的に防湿する形で密閉する、ステップと、
を含む。
【００５８】
方法の好ましい変形例
好ましくは、導電基板の少なくとも１つの電気端子要素は、実質的に力を要することなく受入デバイスに挿入される。これはつまり、電気端子要素が、挿入中に受入デバイスにおける機械的抵抗、例えば摩擦に勝る必要がなく、従って電気端子要素において、又はそれに対して機械的応力又は変形が生じないことを意味する。
【００５９】
好ましくは、導電基板の少なくとも１つの電気端子要素に対する、又はその上への接点要素の固定は、ハウジング蓋を密閉することにより、ハウジング蓋に配置された少なくとも１つの固定手段を用いて行われる。場合により、導電基板の電気端子要素と接点要素との間の電気接点も、同様に固定手段を用いて行われ得る。
【００６０】
好ましくは、少なくとも１つの接点デバイスは、ジャンクションボックスの配置中に接点要素と接触させ得る。さらに好ましくは、固定手段の配置及びハウジング蓋の配置は、ワンステップで、すなわち、特に配置中に固定手段とハウジング蓋とが互いに接続されるときに行われ得る。
【００６１】
本発明は、上述の態様及び実施形態及び変形例に限定されない。むしろ、態様及び／又は実施形態及び／又は変形例の個々の要素が、互いに任意の方法で、対応する態様又は対応する実施形態又は対応する変形例から個別に組み合わされ、特に、そのようにして新規の実施形態及び／又は変形例が形成されてもよい。換言すれば、ジャンクションボックスの個々の特徴に関する上記の説明は、１つ又は複数の使用及び方法にも同じように適用され、及びその逆もまた同様である。
【００６２】
図面の説明
本発明の好ましい実施形態が、以下に、添付の図面に基づき例示として説明され、ここでは、個々の特徴を互いに独立して任意に組み合わせ、新規の実施形態を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの分解図である。
【図２】ソーラーパネルの別の分解図である。
【図３】ハウジング蓋の斜視図である。
【図４】ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１は、太陽電池パネル又はソーラーパネル２の分解図を示す。ソーラーパネル２は、２つの端子要素６を備えた平板形状の太陽電池モジュール又はソーラーモジュール４を電流源として含み、ソーラーモジュール４が照射されると、端子要素６の間に電圧が加わる。ソーラーモジュール４から電力を分散させるため、ソーラーモジュールに配置された接続箱又はジャンクションボックス１０を用いて、２本の接続ケーブル８が２つの端子要素６と電気的に接続される。
【００６５】
ここで、ジャンクションボックス１０の働きは、一方では、ソーラーモジュールが照射されず、ひいてはオーム抵抗として作用する場合に、２つの端子要素６又はソーラーモジュール４をブリッジする電気部品を収容することであり、他方では、端子要素６の、接続ケーブル８並びに電気部品との電気的接触を、例えば衝撃及び腐食による機械的及び化学的な影響から保護することである。有利には、これは、ジャンクションボックス１０を機械的に安定した、且つ防湿する形で設計することにより達成される。
【００６６】
端子要素６の関連する接続ケーブル８との接触は、接点デバイス１２を介して得られる。接点デバイス１２は、導電端子要素１４と、短絡領域１６と、接点要素１８とを含む。好ましくは、短絡領域１６は、組立て前は一部品の形態であり、ここで接点デバイス１２、すなわち接点デバイス１２の接点の分離は、最終的な組立て後に、好ましくは所定の破断点５４で行われる。図１には、２つの接点要素１８並びに２つの導電端子要素１４が示され、ここで一方の接点要素１８が、一方の導電端子要素１８とそれぞれ接続される。示される実施形態において、導電端子要素１４ははんだ付け点を有し、そこで接続ケーブル８の導電体２２が機械的に接続され、すなわちはんだ付けにより固定されることにより、接続ケーブル８と接点デバイス１２との間の電気接点が確立される。これは、双方のケーブル８及び双方の導体２２にも同じように当てはまる。或いは、又はそれに加えて、電気接点は、圧締め、圧着などにより確立されてもよい。さらに、各導電端子要素１４は、好ましくは接続ケーブル装着デバイス２４を有し、これが対応する接続ケーブル８の絶縁シース２６を固定又は画定して、導電体２２と導電端子要素１４との間の接続の、特に張力による機械的応力を防止する。この実施形態において、各絶縁シース２６は、好ましい接続ケーブル装着デバイス２４として２つの金属ストリップ２４により導電端子要素に固定される。
【００６７】
短絡領域１６は、図１に示されない別の電気部品との電気接点を確立し、これは、ソーラーモジュール４が全く又は不十分にしか照射されない場合に、２つの接点デバイス１２の間に短絡回路又はブリッジを確立する。このブリッジは、例えば、半導体ダイオード（図示せず）を用いて行われ得る。この半導体ダイオードはバイパスダイオードとも称され得る。
【００６８】
各接点要素１８は、ジャンクションボックス１０がソーラーモジュール４に装着され、ジャンクションボックス１０又はソーラーパネル２が作動状態にあるとき、電気端子要素６と接触する。
【００６９】
図２に示されるとおり、好ましくは可撓性シール要素２８が、各接続ケーブル８の少なくとも１つの端部領域を取り囲む。各可撓性シール要素２８は、特に、対応する接続ケーブル８の端部領域に対する射出成形によって形成することができる。或いは、別個の可撓性シール要素２８が、対応する接続ケーブル８の端部領域に、例えばそこに押し付けられることにより、それを取り囲む形で配置されてもよい。有利には、可撓性シール要素２８は、接続ケーブル８の絶縁シース２６と可撓性シール要素２８との間の接触領域に、外力又は外圧を加えることにより機械的応力を生じさせ得る。それにより、可撓性シール要素２８と対応する接続ケーブル８又はその絶縁シース２６とが互いに押し合わされ、従って絶縁シース２６と可撓性シール要素２８との間に、その内部に、又はそこを通じて湿分が入り込み得るような間隙が実質的に存在しなくなる。ひいては、すなわち、対応するケーブル８の絶縁シース２６上へのシール要素２８の射出成形により、又は外力若しくは外圧を加えることにより、シール要素２８と対応するケーブル８の絶縁シース２６との間に防湿性の接続が確立される。
【００７０】
特に、接点デバイス１２及び好ましくは可撓性シール要素２８を少なくともある領域において取り囲む実質的に剛性のハウジングデバイス３０が、例えばハウジングデバイス３０を射出成形用金型に成形することによって形成され、そのハウジングデバイス３０には、そこに配置される接点デバイス１２及び可撓性シール要素２８が導入される。言うまでもなく、シール要素は必ずしもハウジングデバイスより可撓性が高くなくともよい。シール要素とハウジングデバイスとは、可撓性若しくは剛性が等しくてもよく、又はシール要素は、場合によりハウジングデバイスより剛性が高くてもよい。
【００７１】
示される好ましい実施形態において、剛性ハウジングデバイス３０は、平面的な接着手段３２を用いて防湿する形で導電基板４に配置されるように設計された、実質的に平面的な側面を有する。この接着手段は、例えば両面接着テープであってもよい。さらに、剛性ハウジングデバイス３０は、少なくとも２つの開口を備える受入デバイス３４、すなわち、導電基板側の開口又は端子挿入口３６と、導電基板の反対側の開口又は組立て開口３８とを有する。ここで、接点要素１８は受入デバイス３４内に配置され、従って接点要素１８は、受入デバイス３４内で導電基板４の電気端子要素６の一方に接触可能である。
【００７２】
接触のため、電気端子要素６は端子挿入口３６を通じて受入デバイス３４に挿入される。好ましくは、接点要素１８は接点要素背部４０を有し、従って電気端子要素６は挿入されると、端部領域でこの接点要素背部４０に覆い被さるようにして、特に約１８０度曲がり得る。固定要素４２は、接点要素１８上に配置されるか、又はそれを押圧するように設計され、それにより電気端子要素６（接点要素背部４０に覆い被さるように曲がった）が接点デバイス１２の接点要素１８に固定されて電気的に接触する。
【００７３】
組立て開口３８は、図３に詳細に示されるとおりのハウジング蓋又はカバー４４により、実質的に防湿する形で密閉することができる。防湿性を高めるため、ハウジング蓋４４はハウジング蓋シール要素４６を有し、これは好ましくはハウジング蓋４４の溝４８に配置される。ハウジング蓋４４を密閉後に固定するため、ハウジング蓋４４は、少なくとも１つのロック要素５０を含む。特に、ロック要素５０は、ハウジング蓋４４及び／又はハウジングデバイス３０を少なくとも部分的に破壊しなければロックを解除できないようにしてハウジング蓋４４を密閉することにより、受入デバイス３４とロックされ得る。
【００７４】
少なくとも１つの固定要素４２は、解除可能又は解除不可能な形でハウジング蓋４４に配置される。この配置は、接着、溶融、ねじ、成形、封栓、圧締めなどにより行われ得る。特に、少なくとも１つの固定要素４２は、ハウジング蓋４４とワンピースとして形成され得る。このとき、好ましくは固定要素４２及びハウジング蓋４４は、１つ又は複数のプラスチックで作製される。
【００７５】
図４は、導電基板４上にあるジャンクションボックス１０の断面図を示し、図４では受入デバイス３４は密閉されている。特に、導電基板側の開口３６が導電基板４を用いて防湿する形で密閉され、従って導電基板側の開口３６を通じた湿分、特に液体が、導電基板側の開口３６を通じて受入デバイス３４に浸入することができなくなる。
【００７６】
同様に、組立て開口３８も、ハウジング蓋、特にＯリング４６を用いて防湿する形で密閉され、従って、湿分、特に液体が組立て開口３８を通じて受入デバイス３４に浸入することが実質的にできなくなる。ひいては、接点要素１８及び電気端子要素６が、湿分から実質的に保護される。さらに、各ケーブル８の絶縁シース２６が、対応する可撓性シール要素２８と防湿する形で接続され、各可撓性シール要素２８が、ハウジングデバイス３０と防湿する形で接続される。ひいては、湿分、特に液体が、特にハウジングデバイス３０のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックスの内部に浸入することが実質的にできなくなる。ハウジングデバイス３０は、好ましくはそれ以外の開口を有しないため、ハウジングデバイス３０の内部は周囲から実質的に防湿する形で封止される。
【００７７】
本発明は、上述の例示的実施形態に限定されない。むしろ、説明される各態様及び／又は説明される各実施形態の個々の要素及び／又は特徴は、別の態様及び／又は別の実施形態の個々の要素及び／又は特徴と任意の形で組み合わされ、ひいては別の態様及び／又は実施形態を形成してもよい。例えば、図には各々１つの導体２２を備える２本の電気接続ケーブル８が示される。数本、例えば、４、６、８本等の電気接続ケーブルが、対応する数のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックス２に挿入されてもよい。また、数本の電気接続ケーブル８を、共通のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックスに挿入することも可能である。また、２つ以上の導電体２２を含む１本の電気接続ケーブル８のみを用いることも可能である。
【００７８】
同様に、２つ以上の受入デバイス３４が存在してもよく、それらの受入デバイス３４の各々は、導電基板側の開口３６と組立て開口３８とを有し得る。
【００７９】
さらに、１つ又は複数の導電基板側の１つ又は複数の開口３６と１つ又は複数の組立て開口３８とが、互いに反対側にある必要はない。１つ又は複数の組立て開口３８は、ジャンクションボックス２の表面及び／又は側面に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
参照符号のリスト
２ ソーラーパネル
４ 導電基板又はソーラーモジュール
６ 導電基板の電気端子要素
８ 接続ケーブル
１０ ジャンクションボックス
１２ 接点デバイス
１４ 導電端子要素
１６ 短絡領域
１８ 接点要素
２０ はんだ付け点
２２ 接続ケーブル８の導電体
２４ 接続ケーブル装着デバイス
２６ 絶縁シース
２８ 可撓性シール要素
３０ ハウジングデバイス
３２ 接着手段
３４ 受入デバイス
３６ 端子挿入口
３８ 組立て開口
４０ 接点要素背部
４２ 固定要素
４４ ハウジング蓋
４６ ハウジング蓋シール要素
４８ 溝
５０ ロック要素
５２ ケーブル挿通口
５４ 所定の破断点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャンクションボックス、ジャンクションボックスの使用方法、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
好ましい導電基板の例としての、太陽光から電気エネルギーを生成するための従来のソーラーモジュール又は太陽電池モジュールは、１つ又は複数の単セルのソーラーセル又は太陽電池セルを含む。ソーラーモジュールにより供給されるべき所望の電圧及び／又は電流に応じて、個々のソーラーセルがモジュール内で並列及び／又は直列に接続され、太陽電池又はソーラーセル群としてまとめられる。ソーラーセル群は、扁平形状のソーラーモジュールに統合される。ソーラーモジュールのソーラーセル群の電気端子要素は、外部に配線される。個々のソーラーセル又はソーラーセル群に対する太陽光の放射強度が、例えば汚れ又は陰によって部分的に低下する場合、とりわけ以下の影響が生じ得る：
（１）互いに接続されたソーラーセル群のなかでの放射強度の（一定の）低下により、それぞれのソーラーセル群の性能の低下がもたらされる。
（２）あるソーラーセル群内のソーラーセルが部分的に陰に入ると、この陰に入ったソーラーセルは、ソーラーセル群の回路内で逆流防止ダイオード又は抵抗器として働き、その結果、一方では、そのソーラーセル群全体がそれ以上電気エネルギーを供給できなくなり、他方では、陰に入ったソーラーセルが破損する恐れがある。
【０００３】
いずれの場合にも、ソーラーモジュールのソーラーセル群から外部に配線された端子間には、個々のソーラーセルに対する放射強度に応じて様々な電圧が印加される。ソーラーセル群を、外部に配線された対応する端子回路により直列接続するときにも、同じように上述の問題がもたらされる。
【０００４】
ソーラーセルの異なる放射強度に関連する問題を回避するため、従来、いわゆるバイパスダイオードが用いられ、これらはソーラーセル群に対して逆並列の形で電気的に接続される。これらのバイパスダイオードは、ソーラーモジュールを通じる電流の流れが、低出力しか供給しないソーラーセル群を通り過ぎるように誘導する効果を有し、すなわち、ソーラーモジュールのこのソーラーセル群の端子は、バイパスダイオードにより短絡され、それによって対応するセル群がバイパスされる。従って、かかるソーラーセル群は、ソーラーモジュールの全体的な性能には関与しない。そのため、ソーラーパネルを通じた電流の流れ全体が妨げられることは実質的になく、個々のソーラーセルの破損は防止される。
【０００５】
ソーラーモジュールに加え、ソーラーパネルは、通常、少なくとも２つの接点デバイスと、少なくとも１つのバイパスダイオードとを備える電気ジャンクションボックスを含む。ソーラーモジュールのソーラーセルは、通常、扁平形状の薄い導電バンドによって互いに接続される。これらの導電バンドは、ソーラーモジュールから外部に配線され、ジャンクションボックス内に配置された電気接点デバイスに手作業で接続される。ソーラーパネルのジャンクションボックスは、通常、ソーラーモジュールと向かい合う側面に端子挿入口を有し、この開口に挿通して導電バンドが配線され、手作業で曲げられ、例えば接続端子に接続される。ジャンクションボックスは、防護用樹脂で充填され、それにより導電バンドの互いの接続を固定するとともに、互いを隔離し、防湿する形で密閉する。ジャンクションボックスを備えるソーラーモジュールは、太陽電池パネル又はソーラーパネルと称される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ジャンクションボックスの接続及び樹脂の充填は手作業で行うため、ソーラーパネルの組立てには費用及び時間が集中的にかかる。従って、本発明の目的は、一方で電気接点を湿分から確実に保護し、他方で単純且つ費用対効果の高い組立てが可能な、電気ジャンクションボックス又は接続箱、ジャンクションの使用、ジャンクションボックスの製造方法、並びにソーラーパネルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、独立請求項によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００８】
一態様によるジャンクションボックス
本発明の一態様は、回路基板又は導電基板用、特に、太陽電池モジュール又はソーラーモジュール用のジャンクションボックス又は接続箱に関し、これは、
−導電端子要素と接点要素とを備える少なくとも１つの接点デバイスと、
−少なくとも１つの導電体を備える少なくとも１本の接続ケーブルであって、導電体が少なくとも１つの接点デバイスの導電端子要素と接触する、少なくとも１本の接続ケーブルと、
−接続ケーブルの端部領域を取り囲み、又は包囲して、端部領域を実質的に防湿性にする少なくとも１つのシール要素と、
−ハウジングデバイスであって、
−ハウジングデバイスが、導電基板に配置されるように設計され、
−ハウジングデバイスが、接触領域において少なくとも１つのシール要素を取り囲み、又は包囲し、その接触領域では、接触領域を実質的に防湿するようにハウジングデバイスがシール要素と密着して接続され、及び
−ハウジングデバイスが、少なくとも２つの開口を備えた少なくとも１つの受入デバイスを有し、その受入デバイス内に接点要素が、それを導電基板の電気端子要素に接触可能で、且つ少なくとも１つの固定要素を用いて接点要素を電気端子要素に対し、又はその上に固定可能であるようにして配置される、
ハウジングデバイスと、
−受入デバイスの少なくとも１つの開口を、実質的に防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋又はカバーと、
を含む。
【０００９】
利点として、ジャンクションボックスには別個の構成部品が少数しかなく、従ってこのジャンクションボックスは、単純且つ費用対効果の高い方法で製造することができ、且つ高い信頼性を呈する。更にに有利な点として、ハウジングデバイスが密着して接続されるため、少なくとも１本の接続ケーブルがジャンクションボックスから外に突出する領域が、ジャンクションボックスの環境中の湿分に対し、実質的に防湿する形で密閉される。換言すれば、ジャンクションボックスのケーブルの出力又は入力により、ジャンクションボックスには実質的に湿分が浸入することができない。
【００１０】
導電端子要素は、はんだ付け点、圧着点及び／又はケーブル装着部を含むが、扁平形状の導体の一領域であってもよい。
【００１１】
さらに好ましくは、シール要素は、円環形状、ホース形状又はチューブ形状のエラストマーであってもよく、これは、シール要素によって端部領域を取り囲むようにして、接続ケーブルの端部領域に押し付けられるか、又はそこに配置される。特に、シール要素は、初めは実質的に液状のシール要素であってもよく、それが接続ケーブルの端部領域に付加されるか、又は吹き付けられ、硬化又は固化する過程で付形され、その後、シール要素が形成される。硬化又は固化過程の間に、シール要素は収縮するか、又は一定の体積のままとなる。特に、接続ケーブルの端部領域に加え、接続ケーブルの導電体、接点デバイス及び／又は導電端子要素などの別の領域もまた、少なくとも一部の領域において、シール要素により取り囲まれる。
【００１２】
本願により定義されるとき、第１の三次元物体を二次元物体により「取り囲む」という用語は、少なくとも１つの二次元の平面的な部分が存在し、この部分において部分の面には閉じた線が存在し、従って第１の物体の部分の面の全ての点が、部分の平面による閉じた線の中又はその上にあり、閉じた線の幾何学的中心が閉じた線の中にあるものと理解される。
【００１３】
２つの物体間の「密着した接続」という用語は、本願により定義されるとき、接触領域又は接触面における、直接的な、直ちに隣接する機械的な接触であるものと理解される。特に、密着した接続は、取り囲んでいる、又は包囲している物体が、別の取り囲んでいる物体に対して収縮し、それにより接触領域の取り囲んでいる物体が、取り囲んでいる物体に対して力又は機械的応力を加える。従って接触領域における２つの物体の弾性変形又は塑性変形により、２つの物体間に実質的に間隙がなくなることによって起こり得る。特に、２つの物体は、接触領域において共に溶融してもよい。これは、２つの物体間に十分に小さい間隙が存在しないというわけではなく、好ましくは、接触領域における２つの物体間の距離は、約１０μｍ未満、特に好ましくは５μｍ未満、及び特に２μｍ未満である。
【００１４】
用語「防湿」は、本願により定義されるとき、流体、特に水又は水蒸気に対する密閉性又は遮断を意味するものと理解される。防湿性は、分圧差若しくは圧力差又は拡散によって湿分が入り込む、すなわち流れ込んだり、又は移ったりすることを防止するか、又は十分に遅らせるときに達成される。十分に遅らせるとは、特に、物体の孔の中にある、又はチャネル形状の若しくは扁平な選択的流路に沿った流体の流量が、好ましくは１年当たり約１ｍｍ、さらに好ましくは１年当たり０．１ｍｍ、特に１年当たり０．０１ｍｍの値を超えないことを意味し得る。本発明によるジャンクションボックスなどの電気デバイスについては、防湿性は、特に、規格ＩＰ６７及び／又は規格ＩＥＣ ６１２１５第１０．１５項の仕様を満たすことを意味し、これは、特に、ジャンクションボックスを水に沈めたとき、ジャンクションボックスの内部が外部と少なくとも２分間にわたり４００ＭΩより大きい抵抗で電気的に絶縁されていることを意味する。
【００１５】
換言すれば、特に互いに密着して接続される２つの物体間の接触領域は、流体が入り込むことができないとき、又は（扁平な）接触領域に沿って十分にゆっくりとしか入り込むことができないときに、まさに防湿性である。これはつまり、例えば、開口を備える第１の物体が、その開口を密閉する別の第２の物体によって密閉され、従って２つの物体が接触領域で互いに機械的に接触し、特に密着した接続状態にある場合、物体の開口が他方の物体によって防湿する形で密閉されていることを意味し、又は流体が接触領域に沿って流れないか、若しくは十分にゆっくりと流れ、従って流体が単に接触領域に浸入するに過ぎず、しかし接触領域を完全に浸透することはない場合には、２つの物体間の接触領域が防湿性であることを意味する。
【００１６】
用語「接触」は、本発明により定義されるとき、特に電気的及び／又は機械的な接触を含む。
【００１７】
用語「実質的に」は、目標値からの僅かな偏差、特に製造精度及び／又は必要精度の範囲内の偏差を示し得るもので、従って目標値が呈するとおりの効果は維持される。従って、用語「実質的に」は、目標値又は目標位置等からの、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約２％未満、好ましくは約１％未満の偏差を示し得る。用語「実質的に」は、用語「同一の」、すなわち、目標値、目標位置等と偏差がないことを含む。
【００１８】
ジャンクションボックスの好ましい実施形態
好ましくは、少なくとも１つのシール要素は可撓性シール要素であり、且つハウジングデバイスは、実質的に剛性のハウジングデバイスである。或いは、シール要素とハウジングデバイスとが、実質的に同一の材料で作製されるか、又は同一の材料を含むことも可能である。
【００１９】
用語「可撓性」及び「剛性」は、本願により定義されるとき、以下の機械的な材料特性を意味するものと理解され、これらの特性は実質的に弾性率Ｅ及び剛性率Ｇにより定量化され得る。可撓性材料及び剛性材料の双方とも、実質的に弾性変形及び塑性変形することが可能であり得る。弾性変形は、弾性のある物体の、作用力又は機械的応力（単位面積当たりの力）による幾何学的な変形であるものと理解され、その変形は、力又は機械的応力がそれ以上物体に作用しなければ実質的に完全に元に戻ることができ、従って物体はその元の形状を回復する。相対的に剛性が高い物体、すなわち剛性物体と対照的に、可撓性物体は、可撓性物体、すなわち可撓性シール要素の弾性率Ｅｆ及び／又は剛性率Ｇｆが、剛性物体、すなわち剛性ハウジングデバイスの弾性率Ｅｓ及び／又は剛性率Ｇｓより小さい点が異なる。換言すれば、同じ大きさの力又は機械的応力を加えたとき、可撓性物体（例えばシール要素）は、剛性物体（例えばハウジングデバイス）と比べて幾何学的により大きく変形する。
【００２０】
さらに好ましくは、Ｅｓ／Ｅｆ及び／又はＧｓ／Ｇｆの比は、約１．５より大きく、特に好ましくは約２より大きいか、若しくは約５より大きく、又は約１０より大きく、特に約５０より大きいか、若しくは約１００より大きい。好ましくは、可撓性シール要素の剛性率Ｇｆは、１０9Ｎｍ-2未満、さらに好ましくは１０8Ｎｍ-2未満、特に好ましくは１０7Ｎｍ-2未満、及び特に５×１０6Ｎｍ-2未満である。好ましくは、剛性ハウジングデバイスの剛性率Ｇｓは、５×１０6Ｎｍ-2より大きく、さらに好ましくは１０7Ｎｍ-2より大きいか、若しくは１０8Ｎｍ-2より大きく、特に好ましくは１０9Ｎｍ-2より大きく、及び特に５×１０9Ｎｍ-2より大きい。
【００２１】
剛性ハウジングデバイスは、ある領域において、例えば、弾性率が約１ＧＰａ〜約１１ＧＰａ、特に約３ＧＰａ又は約１０ＧＰａの、ポリアミド、特にポリアミド６６（ＰＡ６６）又はガラス繊維強化ポリアミドで作製され得る。ハウジングデバイスの材料、特にポリアミドの融点は、約２５０℃〜約２６５℃であり得る。
【００２２】
可撓性シール要素は、好ましくは、少なくともある領域において、又は完全に、弾性率が約２ＭＰａ〜約１０ＭＰａ、特に約３ＭＰａ又は約４ＭＰａの、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又は熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とポリエチレン（ＰＥ）との混合物からなる。さらに好ましくは、可撓性シール要素は、ポリオレフィンで作製される。特に好ましくは、可撓性シール要素は、α−ビニル共重合体、特にエチレンプロピレン共重合体で作製される。熱可塑性エラストマーが塑性変形するか、又は溶融することのできる温度範囲は、好ましくは、ハウジングデバイスの材料の（すなわち、特にポリアミドの）融点未満である。特に、その温度範囲は約１７０℃〜約２５０℃である。
【００２３】
好ましい材料選択から、利点として、ハウジングデバイスとシール要素との間、特に剛性ハウジングデバイスと可撓性シール要素との間の接続が、特に優れた付着性及び封止性を示し、これによってジャンクションボックス全体が、湿分又は水蒸気に対する封止性の向上を示すとともに、ジャンクションボックスの内部が、有害な環境の影響から特に良好に保護される結果となる。特に、好ましい材料選択により、利点として、剛性ハウジングデバイスと可撓性シール要素との間の密着した接続を達成することができ、接触領域が実質的に防湿性となる。
【００２４】
好ましくは、ジャンクションボックスは、各々につき１つの短絡領域を備える少なくとも２つの接点デバイスを含み、これらの接点デバイスの短絡領域は、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて電気的に接続される。
【００２５】
さらに好ましくは、接点デバイスの短絡領域又は少なくとも１つのバイパスダイオードは、少なくともある領域において、シール要素によって防湿する形で取り囲まれる。
【００２６】
利点としては、それにより、一方ではシール要素の包囲によって、及び他方ではハウジングデバイスによってバイパスダイオードの二重封止が達成される。
【００２７】
さらに好ましくは、ジャンクションボックスは少なくとも２本の接続ケーブルを含む。
【００２８】
好ましくは、シール要素は、接続ケーブル、導電端子要素、短絡領域及び／又はバイパスダイオードに対し実質的に液状形態で付加され、特に、シール要素を冷却し、及び／又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる。
【００２９】
利点としては、シール要素は個々の要素と密着して接続し、個々の要素との接触領域がそれぞれ本質的に防湿性となるため、冷却又は硬化後、シール要素は特に確実に防湿性となる。
【００３０】
好ましくは、可撓性シール要素は、接続ケーブルの絶縁シースと共に少なくとも部分的に溶融又は融合される。
【００３１】
好ましくは、接続ケーブルの絶縁シースと共に溶融したシール要素の領域は、少なくともある領域においてハウジングデバイスから突出し、それによりシール要素が、接続ケーブルの耐キンク性スリーブを形成する。
【００３２】
利点としては、好ましくは可撓性で且つ弾性のあるシール要素が接続ケーブルの最小曲げ半径を下回ることがないため、これにより接続ケーブルの導電体のキンクが防止され、ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの故障確率が低下する。その他の利点としては、ジャンクションボックスは、キンクの動きが起こる間の損傷から保護される。特に、可撓性シール要素としての実施形態におけるシール要素は、この動きに従うか、又はこの動きを相殺することができる。シール要素とケーブルとの間の接触領域は、実質的に完全に維持され、いずれの場合にも、シール要素は接続ケーブルと実質的に防湿する形で接続されたまま保たれる。
【００３３】
好ましくは、ハウジングデバイスは、実質的に液状形態で、少なくともある領域においてシール要素に付加され、及び少なくともある領域において接点デバイスに付加される。特に好ましくは、ハウジングデバイスは、実質的に液状形態で、シール要素全体に付加され、及び／又は接点デバイス全体に付加される。特に、付加することにより、ハウジングデバイスが冷却され、及び／又は硬化すると、ハウジングデバイスのシール要素及び接点デバイスとの密着した接続が生じる。
【００３４】
好ましくは、ハウジングデバイスはワンピース型である。ここで、ハウジングデバイスは、１つの方法ステップで射出成形及び／又はキャストされてもよい。
【００３５】
好ましくは、ハウジングデバイスは、少なくとも部分的にシール要素と共に溶融又は融合される。
【００３６】
好ましくは、ハウジングデバイスは、シール要素の材料より一層強い収縮性をもつ材料で作製される。
【００３７】
用語「収縮性のある」は、本願で用いられるとき、約０．１％〜５％、好ましくは約０．２％〜約２％、特に好ましくは約０．３％〜約０．７％の体積の変化、特に体積の減少を示す。
【００３８】
好ましくは、少なくとも１つの固定要素が、少なくとも１つのハウジング蓋に配置される。特に好ましくは、固定手段はハウジング蓋と接続され、すなわち、接着、圧締め、溶接、溶融等される。特に、少なくとも１つの固定要素と少なくとも１つのハウジング蓋とは、一体化して、又はワンピースとして形成される。ここで、固定要素とハウジング蓋とは、１つの方法ステップで射出成形及び／又はキャストされてもよい。
【００３９】
好ましくは、少なくとも１つのハウジング蓋は、少なくとも１つのロック要素を有する。
【００４０】
好ましくは、少なくとも１つのハウジング蓋は、ハウジング蓋シール要素を含む。さらに好ましくは、ハウジング蓋シール要素はＯリングであってもよく、これは特に、ハウジング蓋の溝に保持される。また、実質的に液状のシール材料がハウジング蓋のある領域に付加されることも可能であり、ここでハウジング蓋シール要素は、シール材料の硬化又は固化後に形成又は付形される。
【００４１】
好ましくは、少なくとも１つの固定要素は、あるプラスチック、若しくは複数のプラスチック、又は金属で作製される。
【００４２】
一態様による使用
本発明の一態様は、太陽電池パネル又はソーラーパネルを提供するための、本発明の接続箱又はジャンクションボックスと、好ましい回路基板又は導電基板としての太陽電池モジュール又はソーラーモジュールとの使用に関し、ここでジャンクションボックスはソーラーモジュールに配置され、特に、ソーラーモジュールに対し、又はその上に接着される。
【００４３】
一態様による使用
本発明のさらなる態様は、太陽電池モジュール又はソーラーモジュールを電力ピックアップと接続するための、本発明の接続箱又はジャンクションボックスの使用に関し、ここで電力ピックアップのソーラーモジュールとの電気的接続は、ジャンクションボックスの少なくとも１つの接点デバイスを介して確立される。
【００４４】
一態様による方法
本発明の一態様は、回路基板又は導電基板用、特に太陽電池モジュール又はソーラーモジュール用の接続箱又はジャンクションボックスの製造に関し、これは、
−少なくとも１つの接点デバイスを提供するステップであって、各接点デバイスが、接点要素と導電端子要素とを有する、ステップと、
−少なくとも１本の接続ケーブルを、少なくとも１つの接点デバイスの導電端子要素と接触させるステップと、
−接続ケーブルの端部領域を取り囲むようにシール要素を配置するステップと、
−シール要素と接点デバイスとを少なくともある領域において取り囲むように、受入デバイスを含むハウジングデバイスを形成するステップと、
−ハウジングデバイスを収縮させるステップであって、ハウジングデバイスの収縮により、少なくとも１つのシール要素及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの密着した接続が確立され、それによりハウジングデバイスのシール要素及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの実質的に防湿性の接続が確立される、ステップと、
を含む。
【００４５】
方法の好ましい変形例
好ましくは、少なくとも１つのシール要素は可撓性シール要素であり、且つハウジングデバイスは、実質的に剛性のハウジングデバイスである。
【００４６】
好ましくは、ジャンクションボックスの製造方法は、さらに、
−少なくとも１つの接点デバイスに少なくとも１つのバイパスダイオードを配置するステップと、
−少なくとも１つのバイパスダイオードを取り囲むようにシール要素を配置するステップと、
を含む。
【００４７】
利点として、それにより、バイパスダイオードがシール要素によって防湿する形で包囲される。
【００４８】
好ましくは、少なくとも２つの接点デバイスが提供され、これらの少なくとも２つの接点デバイスは、バイパスダイオードを用いて互いに機械的及び／又は電気的に接続される。
【００４９】
好ましくは、少なくとも１つのバイパスダイオードを配置する前には、少なくとも２つの接点デバイスはワンピース型であり、ここで個々の接点デバイスは、バイパスダイオードの配置後に分離又は単品化することによって作られる。
【００５０】
好ましくは、接点デバイス又は接点デバイスの短絡領域は、少なくとも１つのバイパスダイオードとの接続前には一体部品として提供される。バイパスダイオードを接点デバイス又は接点デバイスの短絡領域と接続した後、接点デバイスの接点要素の接続を分断するか、又は接点要素が互いに分離される。分断又は分離は、好ましくは、接点デバイスの所定の破断点で行われる。或いは、接点デバイスの接点要素間の接続は、シール要素の形成後又はハウジングデバイスの形成後に分断することができる。この場合、好ましくは、所定の破断点はシール要素に含まれず、又はシール要素によって取り囲まれていない。分離後、又は分断後、接点要素はバイパスダイオードを用いて電気的及び機械的に接続される。
【００５１】
換言すれば、ジャンクションボックスの製造後、接点デバイスは少なくとも２つの部品として存在し、ここで少なくとも２つの部品は、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて、電気的に、好ましくは機械的にも接続される。特に、短絡領域は、バイパスダイオードを用いて電気的及び機械的に接続される。分離後、ひいては接点デバイスは、２つの短絡領域、２つの接点要素及び２つの導電端子要素を含み、これらは互いにバイパスダイオードを用いて接続される。
【００５２】
好ましくは、シール要素は実質的に液状形態で付加され、ここで本方法は、シール要素を冷却し、及び／又は硬化させるステップをさらに含む。
【００５３】
さらに好ましくは、シール要素の冷却及び／又は硬化により、シール要素が収縮して、少なくとも１本の接続ケーブルの端部領域及び／又は少なくとも１つの接点デバイスとの密着した接続が生じ得る。特に、それにより、シール要素とケーブルの端部領域との間に防湿性の接続を確立することができる。
【００５４】
好ましくは、本方法は、受入デバイスの開口を防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋を提供するステップを含む。
【００５５】
ハウジング蓋を提供するステップは、特に、受入デバイスの開口にハウジング蓋を配置すること、特に好ましくは、防湿する形で受入デバイスの開口にハウジング蓋を配置することを含む。
【００５６】
ハウジングデバイスを形成するステップは、ハウジングデバイスの材料を、シール要素、接続ケーブルの端部領域及び接点デバイスの上又は周囲に実質的に液状形態で配置又は付着させ、特に吹き付けることを含む。
【００５７】
一態様による方法
本発明のさらなる態様は、太陽電池パネル又はソーラーパネルの製造方法に関し、これは、
−本発明の接続箱又はジャンクションボックスを提供するステップと、
−ジャンクションボックス及び／又は回路基板若しくは導電基板において接着手段及び／又は封止手段を有効にするステップと、
−導電基板の少なくとも１つの電気端子要素が端子挿入口を通じて受入デバイスに挿入され、導電基板側の開口が実質的に防湿する形で密閉されるようにして、導電基板の一面にジャンクションボックスを配置するステップと、
−接点要素が導電基板の少なくとも１つの電気端子要素に対して、又はその上に固定されるようにして、少なくとも１つの固定手段を配置するステップと、
−ジャンクションボックスにハウジング蓋又はカバーを配置するステップであって、それにより受入デバイスの組立て開口を、ハウジング蓋を用いて実質的に防湿する形で密閉する、ステップと、
を含む。
【００５８】
方法の好ましい変形例
好ましくは、導電基板の少なくとも１つの電気端子要素は、実質的に力を要することなく受入デバイスに挿入される。これはつまり、電気端子要素が、挿入中に受入デバイスにおける機械的抵抗、例えば摩擦に勝る必要がなく、従って電気端子要素において、又はそれに対して機械的応力又は変形が生じないことを意味する。
【００５９】
好ましくは、導電基板の少なくとも１つの電気端子要素に対する、又はその上への接点要素の固定は、ハウジング蓋を密閉することにより、ハウジング蓋に配置された少なくとも１つの固定手段を用いて行われる。場合により、導電基板の電気端子要素と接点要素との間の電気接点も、同様に固定手段を用いて行われ得る。
【００６０】
好ましくは、少なくとも１つの接点デバイスは、ジャンクションボックスの配置中に接点要素と接触させ得る。さらに好ましくは、固定手段の配置及びハウジング蓋の配置は、ワンステップで、すなわち、特に配置中に固定手段とハウジング蓋とが互いに接続されるときに行われ得る。
【００６１】
本発明は、上述の態様及び実施形態及び変形例に限定されない。むしろ、態様及び／又は実施形態及び／又は変形例の個々の要素が、互いに任意の方法で、対応する態様又は対応する実施形態又は対応する変形例から個別に組み合わされ、特に、そのようにして新規の実施形態及び／又は変形例が形成されてもよい。換言すれば、ジャンクションボックスの個々の特徴に関する上記の説明は、１つ又は複数の使用及び方法にも同じように適用され、及びその逆もまた同様である。
【００６２】
図面の説明
本発明の好ましい実施形態が、以下に、添付の図面に基づき例示として説明され、ここでは、個々の特徴を互いに独立して任意に組み合わせ、新規の実施形態を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの分解図である。
【図２】ソーラーパネルの別の分解図である。
【図３】ハウジング蓋の斜視図である。
【図４】ジャンクションボックスを備えたソーラーパネルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１は、太陽電池パネル又はソーラーパネル２の分解図を示す。ソーラーパネル２は、２つの端子要素６を備えた平板形状の太陽電池モジュール又はソーラーモジュール４を電流源として含み、ソーラーモジュール４が照射されると、端子要素６の間に電圧が加わる。ソーラーモジュール４から電力を分散させるため、ソーラーモジュールに配置された接続箱又はジャンクションボックス１０を用いて、２本の接続ケーブル８が２つの端子要素６と電気的に接続される。
【００６５】
ここで、ジャンクションボックス１０の働きは、一方では、ソーラーモジュールが照射されず、ひいてはオーム抵抗として作用する場合に、２つの端子要素６又はソーラーモジュール４をブリッジする電気部品を収容することであり、他方では、端子要素６の、接続ケーブル８並びに電気部品との電気的接触を、例えば衝撃及び腐食による機械的及び化学的な影響から保護することである。有利には、これは、ジャンクションボックス１０を機械的に安定した、且つ防湿する形で設計することにより達成される。
【００６６】
端子要素６の関連する接続ケーブル８との接触は、接点デバイス１２を介して得られる。接点デバイス１２は、導電端子要素１４と、短絡領域１６と、接点要素１８とを含む。好ましくは、短絡領域１６は、組立て前は一部品の形態であり、ここで接点デバイス１２、すなわち接点デバイス１２の接点の分離は、最終的な組立て後に、好ましくは所定の破断点５４で行われる。図１には、２つの接点要素１８並びに２つの導電端子要素１４が示され、ここで一方の接点要素１８が、一方の導電端子要素１８とそれぞれ接続される。示される実施形態において、導電端子要素１４ははんだ付け点を有し、そこで接続ケーブル８の導電体２２が機械的に接続され、すなわちはんだ付けにより固定されることにより、接続ケーブル８と接点デバイス１２との間の電気接点が確立される。これは、双方のケーブル８及び双方の導体２２にも同じように当てはまる。或いは、又はそれに加えて、電気接点は、圧締め、圧着などにより確立されてもよい。さらに、各導電端子要素１４は、好ましくは接続ケーブル装着デバイス２４を有し、これが対応する接続ケーブル８の絶縁シース２６を固定又は画定して、導電体２２と導電端子要素１４との間の接続の、特に張力による機械的応力を防止する。この実施形態において、各絶縁シース２６は、好ましい接続ケーブル装着デバイス２４として２つの金属ストリップ２４により導電端子要素に固定される。
【００６７】
短絡領域１６は、図１に示されない別の電気部品との電気接点を確立し、これは、ソーラーモジュール４が全く又は不十分にしか照射されない場合に、２つの接点デバイス１２の間に短絡回路又はブリッジを確立する。このブリッジは、例えば、半導体ダイオード（図示せず）を用いて行われ得る。この半導体ダイオードはバイパスダイオードとも称され得る。
【００６８】
各接点要素１８は、ジャンクションボックス１０がソーラーモジュール４に装着され、ジャンクションボックス１０又はソーラーパネル２が作動状態にあるとき、電気端子要素６と接触する。
【００６９】
図２に示されるとおり、好ましくは可撓性シール要素２８が、各接続ケーブル８の少なくとも１つの端部領域を取り囲む。各可撓性シール要素２８は、特に、対応する接続ケーブル８の端部領域に対する射出成形によって形成することができる。或いは、別個の可撓性シール要素２８が、対応する接続ケーブル８の端部領域に、例えばそこに押し付けられることにより、それを取り囲む形で配置されてもよい。有利には、可撓性シール要素２８は、接続ケーブル８の絶縁シース２６と可撓性シール要素２８との間の接触領域に、外力又は外圧を加えることにより機械的応力を生じさせ得る。それにより、可撓性シール要素２８と対応する接続ケーブル８又はその絶縁シース２６とが互いに押し合わされ、従って絶縁シース２６と可撓性シール要素２８との間に、その内部に、又はそこを通じて湿分が入り込み得るような間隙が実質的に存在しなくなる。ひいては、すなわち、対応するケーブル８の絶縁シース２６上へのシール要素２８の射出成形により、又は外力若しくは外圧を加えることにより、シール要素２８と対応するケーブル８の絶縁シース２６との間に防湿性の接続が確立される。
【００７０】
特に、接点デバイス１２及び好ましくは可撓性シール要素２８を少なくともある領域において取り囲む実質的に剛性のハウジングデバイス３０が、例えばハウジングデバイス３０を射出成形用金型に成形することによって形成され、そのハウジングデバイス３０には、そこに配置される接点デバイス１２及び可撓性シール要素２８が導入される。言うまでもなく、シール要素は必ずしもハウジングデバイスより可撓性が高くなくともよい。シール要素とハウジングデバイスとは、可撓性若しくは剛性が等しくてもよく、又はシール要素は、場合によりハウジングデバイスより剛性が高くてもよい。
【００７１】
示される好ましい実施形態において、剛性ハウジングデバイス３０は、平面的な接着手段３２を用いて防湿する形で導電基板４に配置されるように設計された、実質的に平面的な側面を有する。この接着手段は、例えば両面接着テープであってもよい。さらに、剛性ハウジングデバイス３０は、少なくとも２つの開口を備える受入デバイス３４、すなわち、導電基板側の開口又は端子挿入口３６と、導電基板の反対側の開口又は組立て開口３８とを有する。ここで、接点要素１８は受入デバイス３４内に配置され、従って接点要素１８は、受入デバイス３４内で導電基板４の電気端子要素６の一方に接触可能である。
【００７２】
接触のため、電気端子要素６は端子挿入口３６を通じて受入デバイス３４に挿入される。好ましくは、接点要素１８は接点要素背部４０を有し、従って電気端子要素６は挿入されると、端部領域でこの接点要素背部４０に覆い被さるようにして、特に約１８０度曲がり得る。固定要素４２は、接点要素１８上に配置されるか、又はそれを押圧するように設計され、それにより電気端子要素６（接点要素背部４０に覆い被さるように曲がった）が接点デバイス１２の接点要素１８に固定されて電気的に接触する。
【００７３】
組立て開口３８は、図３に詳細に示されるとおりのハウジング蓋又はカバー４４により、実質的に防湿する形で密閉することができる。防湿性を高めるため、ハウジング蓋４４はハウジング蓋シール要素４６を有し、これは好ましくはハウジング蓋４４の溝４８に配置される。ハウジング蓋４４を密閉後に固定するため、ハウジング蓋４４は、少なくとも１つのロック要素５０を含む。特に、ロック要素５０は、ハウジング蓋４４及び／又はハウジングデバイス３０を少なくとも部分的に破壊しなければロックを解除できないようにしてハウジング蓋４４を密閉することにより、受入デバイス３４とロックされ得る。
【００７４】
少なくとも１つの固定要素４２は、解除可能又は解除不可能な形でハウジング蓋４４に配置される。この配置は、接着、溶融、ねじ、成形、封栓、圧締めなどにより行われ得る。特に、少なくとも１つの固定要素４２は、ハウジング蓋４４とワンピースとして形成され得る。このとき、好ましくは固定要素４２及びハウジング蓋４４は、１つ又は複数のプラスチックで作製される。
【００７５】
図４は、導電基板４上にあるジャンクションボックス１０の断面図を示し、図４では受入デバイス３４は密閉されている。特に、導電基板側の開口３６が導電基板４を用いて防湿する形で密閉され、従って導電基板側の開口３６を通じた湿分、特に液体が、導電基板側の開口３６を通じて受入デバイス３４に浸入することができなくなる。
【００７６】
同様に、組立て開口３８も、ハウジング蓋、特にＯリング４６を用いて防湿する形で密閉され、従って、湿分、特に液体が組立て開口３８を通じて受入デバイス３４に浸入することが実質的にできなくなる。ひいては、接点要素１８及び電気端子要素６が、湿分から実質的に保護される。さらに、各ケーブル８の絶縁シース２６が、対応する可撓性シール要素２８と防湿する形で接続され、各可撓性シール要素２８が、ハウジングデバイス３０と防湿する形で接続される。ひいては、湿分、特に液体が、特にハウジングデバイス３０のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックスの内部に浸入することが実質的にできなくなる。ハウジングデバイス３０は、好ましくはそれ以外の開口を有しないため、ハウジングデバイス３０の内部は周囲から実質的に防湿する形で封止される。
【００７７】
本発明は、上述の例示的実施形態に限定されない。むしろ、説明される各態様及び／又は説明される各実施形態の個々の要素及び／又は特徴は、別の態様及び／又は別の実施形態の個々の要素及び／又は特徴と任意の形で組み合わされ、ひいては別の態様及び／又は実施形態を形成してもよい。例えば、図には各々１つの導体２２を備える２本の電気接続ケーブル８が示される。数本、例えば、４、６、８本等の電気接続ケーブルが、対応する数のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックス２に挿入されてもよい。また、数本の電気接続ケーブル８を、共通のケーブル挿通開口５２を通じてジャンクションボックスに挿入することも可能である。また、２つ以上の導電体２２を含む１本の電気接続ケーブル８のみを用いることも可能である。
【００７８】
同様に、２つ以上の受入デバイス３４が存在してもよく、それらの受入デバイス３４の各々は、導電基板側の開口３６と組立て開口３８とを有し得る。
【００７９】
さらに、１つ又は複数の導電基板側の１つ又は複数の開口３６と１つ又は複数の組立て開口３８とが、互いに反対側にある必要はない。１つ又は複数の組立て開口３８は、ジャンクションボックス２の表面及び／又は側面に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
参照符号のリスト
２ ソーラーパネル
４ 導電基板又はソーラーモジュール
６ 導電基板の電気端子要素
８ 接続ケーブル
１０ ジャンクションボックス
１２ 接点デバイス
１４ 導電端子要素
１６ 短絡領域
１８ 接点要素
２０ はんだ付け点
２２ 接続ケーブル８の導電体
２４ 接続ケーブル装着デバイス
２６ 絶縁シース
２８ 可撓性シール要素
３０ ハウジングデバイス
３２ 接着手段
３４ 受入デバイス
３６ 端子挿入口
３８ 組立て開口
４０ 接点要素背部
４２ 固定要素
４４ ハウジング蓋
４６ ハウジング蓋シール要素
４８ 溝
５０ ロック要素
５２ ケーブル挿通口
５４ 所定の破断点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーモジュール（４）用のジャンクションボックス（１０）であって、
−導電端子要素（１４）と接点要素（１８）とを備える少なくとも１つの接点デバイス（１２）と、
−少なくとも１つの導電体（２２）を備える少なくとも１本の接続ケーブル（８）であって、前記導電体（２２）が、前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）の前記導電端子要素（１４）と接触する、少なくとも１本の接続ケーブル（８）と、
−前記接続ケーブル（８）の端部領域を取り囲み、前記端部領域を実質的に防湿性にする少なくとも１つのシール要素（２８）と、
−ハウジングデバイス（３０）であって、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、前記導電基板（４）に配置されるように設計され、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも接触領域において前記少なくとも１つのシール要素（２８）を取り囲み、前記接触領域では、前記接触領域を実質的に防湿するように前記ハウジングデバイス（３０）が前記シール要素（２８）と密着して接続され、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも２つの開口を備えた少なくとも１つの受入デバイス（３４）を有し、前記受入デバイス（３４）内に前記接点要素が、それを前記導電基板（４）の電気端子要素（６）に接触可能で、且つ少なくとも１つの固定要素（４２）を用いて前記電気端子要素（６）に対し固定可能であるようにして配置される、
ハウジングデバイスと、
−前記受入デバイス（３０）の少なくとも１つの開口を、実質的に防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋（４４）と、
を含む、ジャンクションボックス（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシール要素（２８）が可撓性シール要素（２８）であり、且つ前記ハウジングデバイス（３０）が、実質的に剛性のハウジングデバイス（３０）である、請求項１に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項３】
各々１つの短絡領域（１６）を備える少なくとも２つの接点デバイス（１２）を備え、前記接点デバイス（１２）の前記短絡領域（１６）が、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて電気的に接続され、前記接点デバイス（１２）の前記短絡領域（１６）及び／又は前記少なくとも１つのバイパスダイオードが、少なくともある領域において、前記シール要素（２８）によって取り囲まれる、請求項１又は２に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項４】
前記シール要素（２８）が、前記接続ケーブル（８）、前記導電端子要素（１４）、前記短絡領域（１６）及び／又は前記バイパスダイオードに対し、実質的に液状形態で付加され、前記シール要素（２８）を冷却又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項５】
前記シール要素（２８）が、少なくとも部分的に前記接続ケーブル（８）の絶縁シースと共に溶融される、請求項４に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項６】
前記接続ケーブル（８）の前記絶縁シースと共に溶融された前記シール要素（２８）の領域が、少なくともある領域において前記ハウジングデバイス（３０）から突出し、それにより前記シール要素（２８）が前記接続ケーブル（８）の耐キンク性スリーブとなる、請求項５に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項７】
前記ハウジングデバイス（３０）が、前記シール要素（２８）及び前記接点デバイス（１２）に実質的に液状形態で付加され、前記ハウジングデバイス（３０）を冷却又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項８】
前記ハウジングデバイスがワンピース型である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項９】
前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも部分的に前記シール要素（２８）と共に溶融される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１０】
前記ハウジングデバイス（３０）が、前記シール要素（２８）の材料より一層強い収縮性をもつ材料で作製される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの固定要素（４２）が、前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）に配置され、特に、前記少なくとも１つの固定要素（４２）と前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）とがワンピース型である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）が少なくとも１つのロック要素（５０）を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）がハウジング蓋シール要素（４６）を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの固定要素（４２）が、プラスチック又は金属で作製される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１５】
ソーラーパネル（２）を提供するための、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）の使用方法であって、前記ジャンクションボックスが前記ソーラーモジュール（４）に配置され、かつ接着される、使用方法。
【請求項１６】
ソーラーモジュール（４）を電力ピックアップと接続するための、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）の使用方法であって、前記電力ピックアップの前記ソーラーモジュール（４）との電気的接続が、前記ジャンクションボックス（１０）の前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）を介して確立される、使用方法。
【請求項１７】
導電基板（４）用、特にソーラーモジュール（４）用のジャンクションボックス（１０）の製造方法であって、
−少なくとも１つの接点デバイス（１２）を提供するステップであって、各接点デバイス（１２）が、接点要素（１８）と導電端子要素（１４）とを有する、ステップと、
−少なくとも１本の接続ケーブル（８）を、前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）の前記導電端子要素（１４）と接触させるステップと、
−前記接続ケーブル（８）の端部領域を取り囲むようにシール要素（２８）を配置するステップと、
−前記シール要素（２８）と前記接点デバイス（１２）とを少なくともある領域において取り囲むように、受入デバイス（３４）を含むハウジングデバイス（３０）を形成するステップと、
−前記ハウジングデバイス（３０）を収縮させるステップであって、前記ハウジングデバイス（３０）の収縮により、前記少なくとも１つのシール要素（２８）及び／又は前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）との密着した接続が確立され、それにより前記ハウジングデバイス（３０）の前記シール要素（２８）及び／又は前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）との実質的に防湿性の接続が確立される、ステップと、
を含む、製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのシール要素（２８）が可撓性シール要素（２８）であり、且つ前記ハウジングデバイス（３０）が、実質的に剛性のハウジングデバイス（３０）である、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
−前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）に少なくとも１つのバイパスダイオードを配置するステップと、
−前記少なくとも１つのバイパスダイオードを取り囲むようにシール要素（２８）を配置するステップと、
をさらに含む、請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
少なくとも２つの接点デバイス（１２）が提供され、前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）が、前記バイパスダイオードを用いて互いに機械的及び／又は電気的に接続される、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのバイパスダイオードの配置前には、前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）がワンピース型であり、前記バイパスダイオードの配置後に分離されることによって前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）が作られる、請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記シール要素が実質的に液状形態で付加され、前記方法が、
−前記シール要素（２８）を冷却し、及び／又は硬化させるステップ、
をさらに含む、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
−前記受入デバイスの開口を防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋（４４）を提供するステップ、
を含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２４】
ソーラーパネルの製造方法であって、
−請求項１〜１４に記載のジャンクションボックスを提供するステップと、
−前記ジャンクションボックス（１０）及び／又は前記導電基板（４）において接着手段及び／又は封止手段を有効にするステップと、
−前記導電基板（４）の一面に前記ジャンクションボックス（１０）を配置するステップであって、
−前記導電基板の少なくとも１つの電気端子要素（６）が、端子挿入口（３６）を通じて前記受入デバイス（３４）に挿入され、及び
−前記導電基板側の前記開口（３６）が実質的に防湿する形で密閉される
ようにして配置するステップと、
−前記接点要素（１８）が前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）に固定されるようにして、少なくとも１つの固定手段（４２）を配置するステップと、
−前記ジャンクションボックスにハウジング蓋（４４）を配置するステップであって、それにより前記受入デバイス（３４）の組立て開口（３８）を、前記ハウジング蓋（４４）を用いて実質的に防湿する形で密閉する、ステップと、
を含む、製造方法。
【請求項２５】
前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）が、実質的に力を要することなく前記受入デバイス（３４）に挿入される、請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）に対する前記接点要素の固定が、前記ハウジング蓋（４４）を密閉することにより、前記ハウジング蓋に配置される少なくとも１つの固定手段（４２）を用いて行われる、請求項２４又は２５に記載の製造方法。
【請求項１】
ソーラーモジュール（４）用のジャンクションボックス（１０）であって、
−導電端子要素（１４）と接点要素（１８）とを備える少なくとも１つの接点デバイス（１２）と、
−少なくとも１つの導電体（２２）を備える少なくとも１本の接続ケーブル（８）であって、前記導電体（２２）が、前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）の前記導電端子要素（１４）と接触する、少なくとも１本の接続ケーブル（８）と、
−前記接続ケーブル（８）の端部領域を取り囲み、前記端部領域を実質的に防湿性にする少なくとも１つのシール要素（２８）と、
−ハウジングデバイス（３０）であって、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、前記導電基板（４）に配置されるように設計され、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも接触領域において前記少なくとも１つのシール要素（２８）を取り囲み、前記接触領域では、前記接触領域を実質的に防湿するように前記ハウジングデバイス（３０）が前記シール要素（２８）と密着して接続され、
−前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも２つの開口を備えた少なくとも１つの受入デバイス（３４）を有し、前記受入デバイス（３４）内に前記接点要素が、それを前記導電基板（４）の電気端子要素（６）に接触可能で、且つ少なくとも１つの固定要素（４２）を用いて前記電気端子要素（６）に対し固定可能であるようにして配置される、
ハウジングデバイスと、
−前記受入デバイス（３０）の少なくとも１つの開口を、実質的に防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋（４４）と、
を含む、ジャンクションボックス（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシール要素（２８）が可撓性シール要素（２８）であり、且つ前記ハウジングデバイス（３０）が、実質的に剛性のハウジングデバイス（３０）である、請求項１に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項３】
各々１つの短絡領域（１６）を備える少なくとも２つの接点デバイス（１２）を備え、前記接点デバイス（１２）の前記短絡領域（１６）が、少なくとも１つのバイパスダイオードを用いて電気的に接続され、前記接点デバイス（１２）の前記短絡領域（１６）及び／又は前記少なくとも１つのバイパスダイオードが、少なくともある領域において、前記シール要素（２８）によって取り囲まれる、請求項１又は２に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項４】
前記シール要素（２８）が、前記接続ケーブル（８）、前記導電端子要素（１４）、前記短絡領域（１６）及び／又は前記バイパスダイオードに対し、実質的に液状形態で付加され、前記シール要素（２８）を冷却又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項５】
前記シール要素（２８）が、少なくとも部分的に前記接続ケーブル（８）の絶縁シースと共に溶融される、請求項４に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項６】
前記接続ケーブル（８）の前記絶縁シースと共に溶融された前記シール要素（２８）の領域が、少なくともある領域において前記ハウジングデバイス（３０）から突出し、それにより前記シール要素（２８）が前記接続ケーブル（８）の耐キンク性スリーブとなる、請求項５に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項７】
前記ハウジングデバイス（３０）が、前記シール要素（２８）及び前記接点デバイス（１２）に実質的に液状形態で付加され、前記ハウジングデバイス（３０）を冷却又は硬化させることにより、それらとの密着した接続が設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項８】
前記ハウジングデバイスがワンピース型である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項９】
前記ハウジングデバイス（３０）が、少なくとも部分的に前記シール要素（２８）と共に溶融される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１０】
前記ハウジングデバイス（３０）が、前記シール要素（２８）の材料より一層強い収縮性をもつ材料で作製される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの固定要素（４２）が、前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）に配置され、特に、前記少なくとも１つの固定要素（４２）と前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）とがワンピース型である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）が少なくとも１つのロック要素（５０）を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのハウジング蓋（４４）がハウジング蓋シール要素（４６）を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの固定要素（４２）が、プラスチック又は金属で作製される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）。
【請求項１５】
ソーラーパネル（２）を提供するための、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）の使用方法であって、前記ジャンクションボックスが前記ソーラーモジュール（４）に配置され、かつ接着される、使用方法。
【請求項１６】
ソーラーモジュール（４）を電力ピックアップと接続するための、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のジャンクションボックス（１０）の使用方法であって、前記電力ピックアップの前記ソーラーモジュール（４）との電気的接続が、前記ジャンクションボックス（１０）の前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）を介して確立される、使用方法。
【請求項１７】
導電基板（４）用、特にソーラーモジュール（４）用のジャンクションボックス（１０）の製造方法であって、
−少なくとも１つの接点デバイス（１２）を提供するステップであって、各接点デバイス（１２）が、接点要素（１８）と導電端子要素（１４）とを有する、ステップと、
−少なくとも１本の接続ケーブル（８）を、前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）の前記導電端子要素（１４）と接触させるステップと、
−前記接続ケーブル（８）の端部領域を取り囲むようにシール要素（２８）を配置するステップと、
−前記シール要素（２８）と前記接点デバイス（１２）とを少なくともある領域において取り囲むように、受入デバイス（３４）を含むハウジングデバイス（３０）を形成するステップと、
−前記ハウジングデバイス（３０）を収縮させるステップであって、前記ハウジングデバイス（３０）の収縮により、前記少なくとも１つのシール要素（２８）及び／又は前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）との密着した接続が確立され、それにより前記ハウジングデバイス（３０）の前記シール要素（２８）及び／又は前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）との実質的に防湿性の接続が確立される、ステップと、
を含む、製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのシール要素（２８）が可撓性シール要素（２８）であり、且つ前記ハウジングデバイス（３０）が、実質的に剛性のハウジングデバイス（３０）である、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
−前記少なくとも１つの接点デバイス（１２）に少なくとも１つのバイパスダイオードを配置するステップと、
−前記少なくとも１つのバイパスダイオードを取り囲むようにシール要素（２８）を配置するステップと、
をさらに含む、請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
少なくとも２つの接点デバイス（１２）が提供され、前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）が、前記バイパスダイオードを用いて互いに機械的及び／又は電気的に接続される、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのバイパスダイオードの配置前には、前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）がワンピース型であり、前記バイパスダイオードの配置後に分離されることによって前記少なくとも２つの接点デバイス（１２）が作られる、請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記シール要素が実質的に液状形態で付加され、前記方法が、
−前記シール要素（２８）を冷却し、及び／又は硬化させるステップ、
をさらに含む、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
−前記受入デバイスの開口を防湿する形で密閉するように設計された少なくとも１つのハウジング蓋（４４）を提供するステップ、
を含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２４】
ソーラーパネルの製造方法であって、
−請求項１〜１４に記載のジャンクションボックスを提供するステップと、
−前記ジャンクションボックス（１０）及び／又は前記導電基板（４）において接着手段及び／又は封止手段を有効にするステップと、
−前記導電基板（４）の一面に前記ジャンクションボックス（１０）を配置するステップであって、
−前記導電基板の少なくとも１つの電気端子要素（６）が、端子挿入口（３６）を通じて前記受入デバイス（３４）に挿入され、及び
−前記導電基板側の前記開口（３６）が実質的に防湿する形で密閉される
ようにして配置するステップと、
−前記接点要素（１８）が前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）に固定されるようにして、少なくとも１つの固定手段（４２）を配置するステップと、
−前記ジャンクションボックスにハウジング蓋（４４）を配置するステップであって、それにより前記受入デバイス（３４）の組立て開口（３８）を、前記ハウジング蓋（４４）を用いて実質的に防湿する形で密閉する、ステップと、
を含む、製造方法。
【請求項２５】
前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）が、実質的に力を要することなく前記受入デバイス（３４）に挿入される、請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記導電基板（４）の前記少なくとも１つの電気端子要素（６）に対する前記接点要素の固定が、前記ハウジング蓋（４４）を密閉することにより、前記ハウジング蓋に配置される少なくとも１つの固定手段（４２）を用いて行われる、請求項２４又は２５に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２０２２６（Ｐ２０１１−５２０２２６Ａ）
【公表日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０７８４０（Ｐ２０１１−５０７８４０）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３３２９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３５６９１
【国際公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【出願人】（５００２１９５０４）ヤマイチ エレクトロニクス ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (2)
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３３２９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３５６９１
【国際公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【出願人】（５００２１９５０４）ヤマイチ エレクトロニクス ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (2)
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
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