太陽電池モジュール接続具
【課題】 過酷な環境下でも信頼性の高い太陽電池モジュール接続具を提供する。
【解決手段】 １つの面が開口したダイオードゾーン１０２の開口を被蓋する隔壁１０４が被害する。ダイオードゾーン１０２に間隔を隔てて複数の放熱板１０８が配置されている。各放熱板１０２上に複数のダイオード１１０が取り付けられ、隔壁１０４をそれぞれ貫通するアノードリード１１０ｃ及びカソードリード１１０ｂを有している。ダイオードゾーン１０２にダイオード１０８を覆うように絶縁体が充填されている。各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように隔壁１０４内にリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が形成され、各リードフレームの一端部が太陽電池モジュールリード線接続用端子１２０、１２１、１２２、１２３とされ、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するリードフレーム１１６、１１９の他端が出力ケーブル接続用端子１２４、１２５とされている。
【解決手段】 １つの面が開口したダイオードゾーン１０２の開口を被蓋する隔壁１０４が被害する。ダイオードゾーン１０２に間隔を隔てて複数の放熱板１０８が配置されている。各放熱板１０２上に複数のダイオード１１０が取り付けられ、隔壁１０４をそれぞれ貫通するアノードリード１１０ｃ及びカソードリード１１０ｂを有している。ダイオードゾーン１０２にダイオード１０８を覆うように絶縁体が充填されている。各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように隔壁１０４内にリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が形成され、各リードフレームの一端部が太陽電池モジュールリード線接続用端子１２０、１２１、１２２、１２３とされ、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するリードフレーム１１６、１１９の他端が出力ケーブル接続用端子１２４、１２５とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを接続する接続具に関し、特にバイパスダイオードを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望の電圧を得るために、太陽電池モジュールを設置現場において直列接続することが行われている。この接続に太陽電池モジュール接続具が使用される。この接続具内で、各モジュールにバイパス用ダイオードを接続することもある。この接続具を薄型にし、かつ電気的信頼性を確保するため、種々の技術開発が行われていた。その一例が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１の技術では、端子ボックスの筐体内に、中継端子支持板が配置されている。中継端子支持板には、間隔をあけて２つの導電性中継端子接続部分が形成されている。１つの導電性中継端子接続部分にペレット状のバイパスダイオードのアノードがハンダ付けされている。このバイパスダイオードのカソードがリード線を介してもう１つの導電性中端子接続部に接続されている。２つの中継端子接続部分には、２つの出力リード線が接続され、これによってバイパスダイオードが太陽電池モジュールに接続される。２つの中継端子接続部分には、２つの中継フレームが接続されている。これによって、太陽電池モジュールの出力が取り出される。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような接続端子ボックスは、太陽電池モジュールと共に、屋外で長期間にわたって過酷な環境下で使用される。そのため、ダイオードを堅牢に取り付けることが必要である。しかし、上述したペレット状ダイオードは、脆弱な薄い半導体ペレットであるので、振動や衝撃に弱く破断しやすい。
【０００６】
本発明は、過酷な環境下でも信頼性の高い太陽電池モジュール接続具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の太陽電池モジュール接続具は、絶縁性ボックスを有している。この絶縁性ボックスは、１つの面が開口したダイオードゾーンと、このダイオードゾーンの開口を被蓋する隔壁とを有している。前記ダイオードゾーンに間隔を隔てて複数の放熱板が配置されている。各放熱板上に複数のダイオードが取り付けられている。このダイオードゾーンには、各ダイオードを覆うように絶縁体が充填されている。これらダイオードは、前記隔壁をそれぞれ貫通するアノードリード及びカソードリードを有している。前記各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように前記隔壁内に複数の接続手段が形成されている。これら接続手段の一端部は太陽電池モジュールリード線接続用端子とされ、これら接続手段のうち、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するものの他端が出力ケーブル接続用端子とされている。この接続具においても、ダイオードが絶縁体によって覆われているので、温度や湿度が変化しても、ダイオードの特性は変化しにくい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明による太陽電池モジュール接続具は、ダイオードがダイオードゾーンにおいて絶縁体またはモジュールによって被覆されているので、過酷な環境下でもダイオードの信頼性を高めることができる。また、太陽電池モジュールリード接続用の端子や出力ケーブル接続用の端子は、直接にダイオードに接続されていないので、ダイオードに外部から力が加わることがなく、更にダイオードの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の参考例の接続具の正面図、正面図におけるｂ−ｂ線に沿う断面図、底面図、及び正面図におけるｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の第２の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図、正面図のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第３の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第４の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図、正面図のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の接続具の組み立て図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の参考例の太陽電池モジュール接続具は、図１（ａ）乃至（ｄ）に示すように、絶縁性ボックス２を有している。この絶縁性ボックス２は、例えばエポキシ系樹脂のような絶縁体によって形成されている。この絶縁性ボックスは、間隔を隔てて配置された２つの隔壁４、６によって、３つのゾーン、即ち、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、ダイオード放熱板ゾーン１０、出力ケーブル用端子ゾーン１２に区画されている。ダイオード放熱ゾーン１０の両側に、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２がそれぞれ位置している。
【００１１】
ダイオード放熱板ゾーン１０には、複数、例えば４つの放熱板１４が、間隔を隔てて取り付けられている。これら放熱板１４は、厚さが例えば３ｍｍの矩形状の鋼板で、それらの両端部が、隔壁４、６側に、即ち太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２側に位置している。なお、ダイオード放熱板ゾーン１０の底壁はくりぬかれており、そのくりぬいた部分には、熱伝導性に優れた熱伝導性絶縁シート１６が貼り付けられ、この熱伝導性絶縁シート１６の上に各放熱板１４の下面が接着されている。熱伝導性絶縁シート１６を設ける代わりに、各放熱板１４が設けられている部分及びその付近の肉厚を他の部分よりも薄くすることもできる。
【００１２】
これら放熱板１４のうち一方の端のもの（図１（ａ）における左端のもの）を除いて、それらの上面には、ダイオードチップ１８のアノードがハンダ２０によって取り付けられている。また、これらダイオードチップ１８では、アノードと対向するようにカソードが形成され、これらカソードがリード２２を介して放熱板１４の一方の側（図１（ａ）において左側）で隣接ずる放熱板１４にハンダ付けされている（図１（ｄ）参照）。このようなアノードとカソードとの接続によって、各ダイオードチップ１８は、直列に接続されている。
【００１３】
ダイオード放熱板ゾーン１０全域には、各ダイオードチップ１８及び放熱板１４を覆うようにエポキシ樹脂等の絶縁体２４が充填されている。なお、図が錯綜するので、絶縁体２４は図１（ｂ）、（ｄ）のみに示してある。このように各ダイオードチップ１８は絶縁体２４によって保護されているので、温度変化、湿度変化に耐えることができ、その信頼性が高い。
【００１４】
各ダイオード放熱板１４の太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８側の端部には、太陽電池モジュールリード線接続端子２６の一端部がハンダ付けされ、隔壁４を貫通して、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８にそれぞれ伸延している。これら端子２６の先端に、各太陽電池モジュールのリード線が接続される。即ち、１つの太陽電池モジュールの２つのリード線が例えば図１（ａ）の左端から数えて、１番目と２番目のリード線接続端子２６に結合され、２番目と３番目のリード線接続端子２６に別の太陽電池モジュールの２つのリード線が接続され、３番目と４番目のリード線接続端子２６に更に別の太陽電池モジュールの２つのリード線が接続される。これによって複数、例えば３つの太陽電池モジュールが、各ダイオードチップ１８を介して直列に接続される。これら端子２６の先端部周囲には円筒状のリブ２８がそれぞれ形成されている。各端子２６にリード線が接続された後、これらリブ２８内にエポキシ等の絶縁体２９が充填されている。従って、これら端子２６は温度変化、湿度変化に耐えることができる。なお、絶縁体２９は図１（ｂ）のみに示してある。
【００１５】
各放熱板１４のうち両外側にあるものの出力ケーブル用端子ゾーン１２側の端部には、出力ケーブル接続用端子３０がハンダ付けされている。この２つの接続用端子３０は、隔壁６を貫通して、出力ケーブル用端子ゾーン１２に伸延している。これら出力ケーブル接続用端子３０の先端には、出力ケーブルが接続される。これによって、３つの直列接続された太陽電池モジュールの両端から出力電圧が取り出される。なお、出力ケーブル用端子ゾーン１２には、間隔をあけて２つのリブ３２が形成されている。これらリブ３２と出力ケーブル用端子ゾーン１２の両外壁との間に、出力ケーブル接続用端子３０を埋め込むようにエポキシ等の絶縁体３３が充填されている。その結果、これら端子３０は、温度変化、湿度変化に耐えることができる。絶縁体３３は図１（ｂ）のみに示してある。
【００１６】
これら端子２６、３０は、ダイオードチップ１８に直接に接続されず、放熱板１４に接続されている。従って、端子２６、３０に例えば振動が加わっても、それが直接にダイオードチップ１８には伝わらず、ダイオードチップ１８の耐振動性を高めることができる。
【００１７】
なお、図には示していないが、この絶縁ボックス２の太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２の底壁には、リード線や出力ケーブルをこれらゾーン８、１２に挿入するための貫通孔が形成されることがある。
【００１８】
このように構成された接続具では、絶縁性ボックス２のダイオード放熱板ゾーン１０に放熱板１４を取り付け、接続端子２６、３０が各放熱板１４に取り付けられる。次にダイオードチップ１８が放熱板１４に取り付けられ、リード線２２が接続される。そして、絶縁体２４の充填が行われる。これによって中間体Ａが形成される。この中間体Ａの状態において特性試験が行われる。その特性試験が良好で有れば、ダイオードチップ１８が長期の温度変化、湿度変化に耐えることが保証できる。
【００１９】
そして、各太陽電池モジュールが設けられている太陽電池パネルの裏面（太陽光が当たらない面）に、上記の中間体Ａが取り付けられる。このとき、熱伝導性絶縁シート１６が太陽電池パネルの裏面に接触するように取り付けられる。これによって太陽電池パネルがダイオードチップ１８のヒートシンクとして機能するようになる。この状態で、接続端子２６に各太陽電池モジュールのリード線を接続し、中間体Ｂが形成される。この中間体Ｂの状態で特性試験を行い、その試験結果がよければ、絶縁体２９の充填が行われる。試験結果が悪ければ、それがよくなるように調整を行う。
【００２０】
中間体Ｂにおいて接続端子３０に出力ケーブルを接続し、中間体Ｃを形成する。この状態で特性試験を行い、特性試験が良好で有れば、絶縁体３３の充填が行われる。試験結果が良好でなければ、良好となるように調整を行う。
【００２１】
このように中間体Ａ、Ｂ、Ｃの状態それぞれにおいて特性試験を行って品質の確認が行われているので、最終製品において試験結果が不良になっていたものと比較して、工程のロスが少なくなる。
【００２２】
第２の参考例の接続具を図２（ａ）乃至（ｃ）に示す。第１の参考例では、各放熱板１４の上にダイオードチップ１８を取り付けたが、これらに代えて、この実施形態では、ダイオードモジュール４０が使用されている。他の構成は、第１の実施の形態の接続具とほぼ同様であるので、同等部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
このダイオードモジュール４０は、絶縁体性の筐体４２を有し、その内部に複数、例えば３つのダイオードが直列に接続されている。これらダイオードに対して共通の放熱板４４が筐体４２の下部に設けられている。筐体４２の上面には、接続端子４６、４８、５０、５２が設けられている。接続端子４６に第１のダイオードのカソードが接続され、接続端子４８に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、接続端子５０に第２のダイオードのアノードと第３のダイオードのカソードが接続され、接続端子５２に第３のダイオードのアノードが接続されている。
【００２４】
接続端子４６、４８、５０、５２には、太陽電池モジュールリード線接続端子２６がそれぞれねじ結合され、接続端子４６、５２には、出力ケーブル接続用端子３０もそれぞれねじ結合されている。この接続具も第１の実施の形態の接続具と同様に組み立てられる。この参考例では、ダイオードモジュール４０を使用しているので、内部のダイオードは温度変化、湿度変化に十分耐えられるし、接続端子２６、６０が直接にダイオードに接続されないので、接続端子２６、６０に何らかの力が加わっても、その力が直接にダイオードに加わることがない。
【００２５】
第３の参考例の接続具を図３に示す。第２の参考例では、太陽電池モジュールリード線接続端子２６と、出力ケーブル接続用端子３０とをそれぞれ別個に形成したが、この参考例の接続具では、太陽電池モジュールリード線のみに接続される端子４８、５０には、第１の端子、例えば太陽電池モジュールリード線専用接続端子２６を接続し、太陽電池モジュールリード線と出力ケーブルとの双方に接続される端子４６、５２には、端子４６、５２からそれぞれ太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２に伸びる太陽電池モジュールリード線及び出力ケーブル兼用端子６２が接続されている。また、兼用端子６２には、出力ケーブル用端子ゾーン１２において図示しないコネクタが接続される。そのため、ゾーン１２には絶縁体の充填は行われていない。他の構成は、第２の参考例の接続具と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
このように構成すると、兼用端子６２を使用しているので、太陽電池モジュールリード線及び出力ケーブル接続用の端子を同時にダイオードモジュール４０に取り付けることができ、組み立てが容易になる。
【００２７】
第４の参考例の接続具を図４（ａ）乃至（ｃ）に示す。この参考例の接続具では、第１の参考例の接続具におけるダイオードチップ１８に代えて、モールド型のダイオード７０が使用されている。モールド型ダイオード７０は、絶縁性の筐体内にダイオードチップが埋め込まれ、そのダイオードチップのアノードが筐体の下部に設けた金属板に接続され、この金属板がアノード電極として機能する。ダイオードチップのカソードは、筐体の側方に平行に突出した２本のカソード電極ピン７２に筐体内で接続されている。各モールド型ダイオード７０は、３つの放熱板１４上に配置され、押さえ金具７４によってアノード電極が放熱板１４上に接触した状態に固定されている。また、各カソード電極ピン７２は、一方の側に隣接する放熱板１４上に固定されたソケット７６に挿通されている。これらソケット７６のピン７８は、放熱板１４にハンダ付けされている。他の構成は、第１の実施の形態の接続具と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
このようにモールド型ダイオード７０を使用し、そのアノードの電気的接続及び放熱板１４への取付は押さえ金具７４によって行い、カソードの接続は、ソケット７６を使用して行っているので、ハンダ付け作業が不要となり、その取り付け及び接続作業が容易に行える。
【００２９】
なお、各放熱板１４の両端部は、隔壁４、６を超えて、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２に侵入している。太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２には、それぞれリブ８０、８２が形成され、これらが絶縁体８４、８６の充填量を減少させている。なお、ダイオード放熱ゾーン１０にも絶縁体８８が充填されている。
【００３０】
本発明の一実施形態の接続具を図５に示す。この接続具では、絶縁性ボックス１００は、ダイオードゾーン、例えばマウントケース１０２と、隔壁、例えばインサートケース１０４と、蓋１０６とを備えている。マウントケース１０２は、一面、例えば上面が開口した扁平な直方体状に、絶縁体、例えばエポキシ樹脂によって形成されている。この開口を覆うようにインサートケース１０４が配置され、さらにインサートケース１０４の上に蓋１０６が配置される。
【００３１】
このマウントケース１０２の底部上には、その長手方向に沿って間隔を隔てて複数、例えば３つの放熱板１０８が取り付けられている。マウントケース１０２の底部は、上述した第１参考例と同様にくりぬいて、熱伝導性絶縁シートを貼着し、その上に放熱板１０８を接着することもできるし、或いは、放熱板１０８が取り付けられる部分及びその周囲の肉厚を他の部分よりも薄くすることもできる。
【００３２】
これら放熱板１０８上に、モールド型ダイオード１１０が配置されている。このモールド型ダイオード１１０では、扁平な直方体状の絶縁体製筐体１１０ａの一方の端部からカソード電極１１０ｂ、アノード電極１１０ｃが上方に向かって伸延している。筐体１１０ａの下面には、金属板が配置され（図示せず）、これが放熱板１０８上に配置されている。
【００３３】
インサートケース１０４は、例えばエポキシ樹脂のような絶縁体性の平板状のもので、マウントケース１０２の開口上に配置されている。このインサートケース１０４には、モジュール型ダイオード１１０に対応して３つのねじ挿通孔１１２が形成され、これらに挿通されたネジ（図示せず）がモールド型ダイオード１１０の筐体１１０ａを貫通して、放熱板１０８に形成したねじ孔１１４に螺合して、モールド型ダイオード１１０を放熱板１０８に固定している。図示していないが、マウントケース１０４内には、各モールド型ダイオード１１０を埋め込むようにエポキシ樹脂等の絶縁体が充填される。
【００３４】
各モールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂ、アノード電極１１０ｃは、インサートケース１０４に挿通されている。これら挿通位置には、それぞれリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が配置されている。これらリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９は、インサートケース１０４内に埋め込まれている。
【００３５】
リードフレーム１１６は、インサートケース１０４の一方の端部側に位置し、インサートケース１０４の一方の長手縁から他方の長手縁まで伸びている。これの中途に、一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔がある。この挿通孔でカソード電極１１０ｂとリードフレーム１１６とが、ハンダ等によって結合されている。
【００３６】
このリードフレーム１１６に隣接して、リードフレーム１１７が位置し、これは、一方の長手縁から他方の長手縁側の中途まで伸びている。これの先端部には、上述した一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃの挿通孔がある。この挿通孔において、一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１７とがハンダ付けされている。また、リードフレーム１１７の先端部には、真ん中に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔もある。この挿通孔において、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１７とがハンダ付けされている。
【００３７】
リードフレーム１１７の側方には、リードフレーム１１８が位置し、これも一方の長手縁から他方の長手縁の中途まで伸びている。これの先端部には、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極が挿通される挿通孔がある。この挿通孔において、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１８とがハンダ付けされている。このリードフレーム１１８の先端部には、他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔もある。この挿通孔においてリードフレーム１１８と他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂとがハンダ付けされている。
【００３８】
リードフレーム１１８の側方、即ち、インサートケース１０４の他方の端部側には、リードフレーム１１９が位置している。このリードフレーム１１９は、インサートケース１０４の一方の長手縁から他方の長手縁まで伸延している。このリードフレーム１１９の中途に、他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃの挿通孔がある。この挿通孔において、リードフレーム１１９と他方の端部側のモールド型ダイオード１１０のアノードとがハンダ付けされている。
【００３９】
このようにリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９を利用して各ダイオード１１０は直列に接続されている。
【００４０】
各リードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９の一方の長手縁側の端部が露出させられて、太陽電池モジュールリード線接続端子１２０、１２１、１２２、１２３とされている。また、リードフレーム１１６、１１９の他方の長手縁側の端部が露出させられて、出力ケーブル接続端子１２４、１２５とされている。このインサートケース１０４上に蓋１０６が取り付けられる。
【００４１】
このように構成した接続具では、インサートケース１０４に、各リードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が埋め込まれ、太陽電池モジュールリード線接続端子１２０、１２１、１２２、１２３、出力ケーブル接続端子１２４、１２５が予め形成されているので、組み立て作業が容易となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを接続する接続具に関し、特にバイパスダイオードを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望の電圧を得るために、太陽電池モジュールを設置現場において直列接続することが行われている。この接続に太陽電池モジュール接続具が使用される。この接続具内で、各モジュールにバイパス用ダイオードを接続することもある。この接続具を薄型にし、かつ電気的信頼性を確保するため、種々の技術開発が行われていた。その一例が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１の技術では、端子ボックスの筐体内に、中継端子支持板が配置されている。中継端子支持板には、間隔をあけて２つの導電性中継端子接続部分が形成されている。１つの導電性中継端子接続部分にペレット状のバイパスダイオードのアノードがハンダ付けされている。このバイパスダイオードのカソードがリード線を介してもう１つの導電性中端子接続部に接続されている。２つの中継端子接続部分には、２つの出力リード線が接続され、これによってバイパスダイオードが太陽電池モジュールに接続される。２つの中継端子接続部分には、２つの中継フレームが接続されている。これによって、太陽電池モジュールの出力が取り出される。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような接続端子ボックスは、太陽電池モジュールと共に、屋外で長期間にわたって過酷な環境下で使用される。そのため、ダイオードを堅牢に取り付けることが必要である。しかし、上述したペレット状ダイオードは、脆弱な薄い半導体ペレットであるので、振動や衝撃に弱く破断しやすい。
【０００６】
本発明は、過酷な環境下でも信頼性の高い太陽電池モジュール接続具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の太陽電池モジュール接続具は、絶縁性ボックスを有している。この絶縁性ボックスは、１つの面が開口したダイオードゾーンと、このダイオードゾーンの開口を被蓋する隔壁とを有している。前記ダイオードゾーンに間隔を隔てて複数の放熱板が配置されている。各放熱板上に複数のダイオードが取り付けられている。このダイオードゾーンには、各ダイオードを覆うように絶縁体が充填されている。これらダイオードは、前記隔壁をそれぞれ貫通するアノードリード及びカソードリードを有している。前記各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように前記隔壁内に複数の接続手段が形成されている。これら接続手段の一端部は太陽電池モジュールリード線接続用端子とされ、これら接続手段のうち、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するものの他端が出力ケーブル接続用端子とされている。この接続具においても、ダイオードが絶縁体によって覆われているので、温度や湿度が変化しても、ダイオードの特性は変化しにくい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明による太陽電池モジュール接続具は、ダイオードがダイオードゾーンにおいて絶縁体またはモジュールによって被覆されているので、過酷な環境下でもダイオードの信頼性を高めることができる。また、太陽電池モジュールリード接続用の端子や出力ケーブル接続用の端子は、直接にダイオードに接続されていないので、ダイオードに外部から力が加わることがなく、更にダイオードの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の参考例の接続具の正面図、正面図におけるｂ−ｂ線に沿う断面図、底面図、及び正面図におけるｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の第２の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図、正面図のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第３の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第４の参考例の接続具の正面図、正面図のｂ−ｂ線に沿う断面図、正面図のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の接続具の組み立て図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の参考例の太陽電池モジュール接続具は、図１（ａ）乃至（ｄ）に示すように、絶縁性ボックス２を有している。この絶縁性ボックス２は、例えばエポキシ系樹脂のような絶縁体によって形成されている。この絶縁性ボックスは、間隔を隔てて配置された２つの隔壁４、６によって、３つのゾーン、即ち、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、ダイオード放熱板ゾーン１０、出力ケーブル用端子ゾーン１２に区画されている。ダイオード放熱ゾーン１０の両側に、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２がそれぞれ位置している。
【００１１】
ダイオード放熱板ゾーン１０には、複数、例えば４つの放熱板１４が、間隔を隔てて取り付けられている。これら放熱板１４は、厚さが例えば３ｍｍの矩形状の鋼板で、それらの両端部が、隔壁４、６側に、即ち太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２側に位置している。なお、ダイオード放熱板ゾーン１０の底壁はくりぬかれており、そのくりぬいた部分には、熱伝導性に優れた熱伝導性絶縁シート１６が貼り付けられ、この熱伝導性絶縁シート１６の上に各放熱板１４の下面が接着されている。熱伝導性絶縁シート１６を設ける代わりに、各放熱板１４が設けられている部分及びその付近の肉厚を他の部分よりも薄くすることもできる。
【００１２】
これら放熱板１４のうち一方の端のもの（図１（ａ）における左端のもの）を除いて、それらの上面には、ダイオードチップ１８のアノードがハンダ２０によって取り付けられている。また、これらダイオードチップ１８では、アノードと対向するようにカソードが形成され、これらカソードがリード２２を介して放熱板１４の一方の側（図１（ａ）において左側）で隣接ずる放熱板１４にハンダ付けされている（図１（ｄ）参照）。このようなアノードとカソードとの接続によって、各ダイオードチップ１８は、直列に接続されている。
【００１３】
ダイオード放熱板ゾーン１０全域には、各ダイオードチップ１８及び放熱板１４を覆うようにエポキシ樹脂等の絶縁体２４が充填されている。なお、図が錯綜するので、絶縁体２４は図１（ｂ）、（ｄ）のみに示してある。このように各ダイオードチップ１８は絶縁体２４によって保護されているので、温度変化、湿度変化に耐えることができ、その信頼性が高い。
【００１４】
各ダイオード放熱板１４の太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８側の端部には、太陽電池モジュールリード線接続端子２６の一端部がハンダ付けされ、隔壁４を貫通して、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８にそれぞれ伸延している。これら端子２６の先端に、各太陽電池モジュールのリード線が接続される。即ち、１つの太陽電池モジュールの２つのリード線が例えば図１（ａ）の左端から数えて、１番目と２番目のリード線接続端子２６に結合され、２番目と３番目のリード線接続端子２６に別の太陽電池モジュールの２つのリード線が接続され、３番目と４番目のリード線接続端子２６に更に別の太陽電池モジュールの２つのリード線が接続される。これによって複数、例えば３つの太陽電池モジュールが、各ダイオードチップ１８を介して直列に接続される。これら端子２６の先端部周囲には円筒状のリブ２８がそれぞれ形成されている。各端子２６にリード線が接続された後、これらリブ２８内にエポキシ等の絶縁体２９が充填されている。従って、これら端子２６は温度変化、湿度変化に耐えることができる。なお、絶縁体２９は図１（ｂ）のみに示してある。
【００１５】
各放熱板１４のうち両外側にあるものの出力ケーブル用端子ゾーン１２側の端部には、出力ケーブル接続用端子３０がハンダ付けされている。この２つの接続用端子３０は、隔壁６を貫通して、出力ケーブル用端子ゾーン１２に伸延している。これら出力ケーブル接続用端子３０の先端には、出力ケーブルが接続される。これによって、３つの直列接続された太陽電池モジュールの両端から出力電圧が取り出される。なお、出力ケーブル用端子ゾーン１２には、間隔をあけて２つのリブ３２が形成されている。これらリブ３２と出力ケーブル用端子ゾーン１２の両外壁との間に、出力ケーブル接続用端子３０を埋め込むようにエポキシ等の絶縁体３３が充填されている。その結果、これら端子３０は、温度変化、湿度変化に耐えることができる。絶縁体３３は図１（ｂ）のみに示してある。
【００１６】
これら端子２６、３０は、ダイオードチップ１８に直接に接続されず、放熱板１４に接続されている。従って、端子２６、３０に例えば振動が加わっても、それが直接にダイオードチップ１８には伝わらず、ダイオードチップ１８の耐振動性を高めることができる。
【００１７】
なお、図には示していないが、この絶縁ボックス２の太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８、出力ケーブル用端子ゾーン１２の底壁には、リード線や出力ケーブルをこれらゾーン８、１２に挿入するための貫通孔が形成されることがある。
【００１８】
このように構成された接続具では、絶縁性ボックス２のダイオード放熱板ゾーン１０に放熱板１４を取り付け、接続端子２６、３０が各放熱板１４に取り付けられる。次にダイオードチップ１８が放熱板１４に取り付けられ、リード線２２が接続される。そして、絶縁体２４の充填が行われる。これによって中間体Ａが形成される。この中間体Ａの状態において特性試験が行われる。その特性試験が良好で有れば、ダイオードチップ１８が長期の温度変化、湿度変化に耐えることが保証できる。
【００１９】
そして、各太陽電池モジュールが設けられている太陽電池パネルの裏面（太陽光が当たらない面）に、上記の中間体Ａが取り付けられる。このとき、熱伝導性絶縁シート１６が太陽電池パネルの裏面に接触するように取り付けられる。これによって太陽電池パネルがダイオードチップ１８のヒートシンクとして機能するようになる。この状態で、接続端子２６に各太陽電池モジュールのリード線を接続し、中間体Ｂが形成される。この中間体Ｂの状態で特性試験を行い、その試験結果がよければ、絶縁体２９の充填が行われる。試験結果が悪ければ、それがよくなるように調整を行う。
【００２０】
中間体Ｂにおいて接続端子３０に出力ケーブルを接続し、中間体Ｃを形成する。この状態で特性試験を行い、特性試験が良好で有れば、絶縁体３３の充填が行われる。試験結果が良好でなければ、良好となるように調整を行う。
【００２１】
このように中間体Ａ、Ｂ、Ｃの状態それぞれにおいて特性試験を行って品質の確認が行われているので、最終製品において試験結果が不良になっていたものと比較して、工程のロスが少なくなる。
【００２２】
第２の参考例の接続具を図２（ａ）乃至（ｃ）に示す。第１の参考例では、各放熱板１４の上にダイオードチップ１８を取り付けたが、これらに代えて、この実施形態では、ダイオードモジュール４０が使用されている。他の構成は、第１の実施の形態の接続具とほぼ同様であるので、同等部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
このダイオードモジュール４０は、絶縁体性の筐体４２を有し、その内部に複数、例えば３つのダイオードが直列に接続されている。これらダイオードに対して共通の放熱板４４が筐体４２の下部に設けられている。筐体４２の上面には、接続端子４６、４８、５０、５２が設けられている。接続端子４６に第１のダイオードのカソードが接続され、接続端子４８に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、接続端子５０に第２のダイオードのアノードと第３のダイオードのカソードが接続され、接続端子５２に第３のダイオードのアノードが接続されている。
【００２４】
接続端子４６、４８、５０、５２には、太陽電池モジュールリード線接続端子２６がそれぞれねじ結合され、接続端子４６、５２には、出力ケーブル接続用端子３０もそれぞれねじ結合されている。この接続具も第１の実施の形態の接続具と同様に組み立てられる。この参考例では、ダイオードモジュール４０を使用しているので、内部のダイオードは温度変化、湿度変化に十分耐えられるし、接続端子２６、６０が直接にダイオードに接続されないので、接続端子２６、６０に何らかの力が加わっても、その力が直接にダイオードに加わることがない。
【００２５】
第３の参考例の接続具を図３に示す。第２の参考例では、太陽電池モジュールリード線接続端子２６と、出力ケーブル接続用端子３０とをそれぞれ別個に形成したが、この参考例の接続具では、太陽電池モジュールリード線のみに接続される端子４８、５０には、第１の端子、例えば太陽電池モジュールリード線専用接続端子２６を接続し、太陽電池モジュールリード線と出力ケーブルとの双方に接続される端子４６、５２には、端子４６、５２からそれぞれ太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２に伸びる太陽電池モジュールリード線及び出力ケーブル兼用端子６２が接続されている。また、兼用端子６２には、出力ケーブル用端子ゾーン１２において図示しないコネクタが接続される。そのため、ゾーン１２には絶縁体の充填は行われていない。他の構成は、第２の参考例の接続具と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
このように構成すると、兼用端子６２を使用しているので、太陽電池モジュールリード線及び出力ケーブル接続用の端子を同時にダイオードモジュール４０に取り付けることができ、組み立てが容易になる。
【００２７】
第４の参考例の接続具を図４（ａ）乃至（ｃ）に示す。この参考例の接続具では、第１の参考例の接続具におけるダイオードチップ１８に代えて、モールド型のダイオード７０が使用されている。モールド型ダイオード７０は、絶縁性の筐体内にダイオードチップが埋め込まれ、そのダイオードチップのアノードが筐体の下部に設けた金属板に接続され、この金属板がアノード電極として機能する。ダイオードチップのカソードは、筐体の側方に平行に突出した２本のカソード電極ピン７２に筐体内で接続されている。各モールド型ダイオード７０は、３つの放熱板１４上に配置され、押さえ金具７４によってアノード電極が放熱板１４上に接触した状態に固定されている。また、各カソード電極ピン７２は、一方の側に隣接する放熱板１４上に固定されたソケット７６に挿通されている。これらソケット７６のピン７８は、放熱板１４にハンダ付けされている。他の構成は、第１の実施の形態の接続具と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
このようにモールド型ダイオード７０を使用し、そのアノードの電気的接続及び放熱板１４への取付は押さえ金具７４によって行い、カソードの接続は、ソケット７６を使用して行っているので、ハンダ付け作業が不要となり、その取り付け及び接続作業が容易に行える。
【００２９】
なお、各放熱板１４の両端部は、隔壁４、６を超えて、太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２に侵入している。太陽電池モジュールリード線用端子ゾーン８及び出力ケーブル用端子ゾーン１２には、それぞれリブ８０、８２が形成され、これらが絶縁体８４、８６の充填量を減少させている。なお、ダイオード放熱ゾーン１０にも絶縁体８８が充填されている。
【００３０】
本発明の一実施形態の接続具を図５に示す。この接続具では、絶縁性ボックス１００は、ダイオードゾーン、例えばマウントケース１０２と、隔壁、例えばインサートケース１０４と、蓋１０６とを備えている。マウントケース１０２は、一面、例えば上面が開口した扁平な直方体状に、絶縁体、例えばエポキシ樹脂によって形成されている。この開口を覆うようにインサートケース１０４が配置され、さらにインサートケース１０４の上に蓋１０６が配置される。
【００３１】
このマウントケース１０２の底部上には、その長手方向に沿って間隔を隔てて複数、例えば３つの放熱板１０８が取り付けられている。マウントケース１０２の底部は、上述した第１参考例と同様にくりぬいて、熱伝導性絶縁シートを貼着し、その上に放熱板１０８を接着することもできるし、或いは、放熱板１０８が取り付けられる部分及びその周囲の肉厚を他の部分よりも薄くすることもできる。
【００３２】
これら放熱板１０８上に、モールド型ダイオード１１０が配置されている。このモールド型ダイオード１１０では、扁平な直方体状の絶縁体製筐体１１０ａの一方の端部からカソード電極１１０ｂ、アノード電極１１０ｃが上方に向かって伸延している。筐体１１０ａの下面には、金属板が配置され（図示せず）、これが放熱板１０８上に配置されている。
【００３３】
インサートケース１０４は、例えばエポキシ樹脂のような絶縁体性の平板状のもので、マウントケース１０２の開口上に配置されている。このインサートケース１０４には、モジュール型ダイオード１１０に対応して３つのねじ挿通孔１１２が形成され、これらに挿通されたネジ（図示せず）がモールド型ダイオード１１０の筐体１１０ａを貫通して、放熱板１０８に形成したねじ孔１１４に螺合して、モールド型ダイオード１１０を放熱板１０８に固定している。図示していないが、マウントケース１０４内には、各モールド型ダイオード１１０を埋め込むようにエポキシ樹脂等の絶縁体が充填される。
【００３４】
各モールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂ、アノード電極１１０ｃは、インサートケース１０４に挿通されている。これら挿通位置には、それぞれリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が配置されている。これらリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９は、インサートケース１０４内に埋め込まれている。
【００３５】
リードフレーム１１６は、インサートケース１０４の一方の端部側に位置し、インサートケース１０４の一方の長手縁から他方の長手縁まで伸びている。これの中途に、一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔がある。この挿通孔でカソード電極１１０ｂとリードフレーム１１６とが、ハンダ等によって結合されている。
【００３６】
このリードフレーム１１６に隣接して、リードフレーム１１７が位置し、これは、一方の長手縁から他方の長手縁側の中途まで伸びている。これの先端部には、上述した一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃの挿通孔がある。この挿通孔において、一方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１７とがハンダ付けされている。また、リードフレーム１１７の先端部には、真ん中に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔もある。この挿通孔において、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１７とがハンダ付けされている。
【００３７】
リードフレーム１１７の側方には、リードフレーム１１８が位置し、これも一方の長手縁から他方の長手縁の中途まで伸びている。これの先端部には、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極が挿通される挿通孔がある。この挿通孔において、真ん中のモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃとリードフレーム１１８とがハンダ付けされている。このリードフレーム１１８の先端部には、他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂの挿通孔もある。この挿通孔においてリードフレーム１１８と他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のカソード電極１１０ｂとがハンダ付けされている。
【００３８】
リードフレーム１１８の側方、即ち、インサートケース１０４の他方の端部側には、リードフレーム１１９が位置している。このリードフレーム１１９は、インサートケース１０４の一方の長手縁から他方の長手縁まで伸延している。このリードフレーム１１９の中途に、他方の端部側に位置するモールド型ダイオード１１０のアノード電極１１０ｃの挿通孔がある。この挿通孔において、リードフレーム１１９と他方の端部側のモールド型ダイオード１１０のアノードとがハンダ付けされている。
【００３９】
このようにリードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９を利用して各ダイオード１１０は直列に接続されている。
【００４０】
各リードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９の一方の長手縁側の端部が露出させられて、太陽電池モジュールリード線接続端子１２０、１２１、１２２、１２３とされている。また、リードフレーム１１６、１１９の他方の長手縁側の端部が露出させられて、出力ケーブル接続端子１２４、１２５とされている。このインサートケース１０４上に蓋１０６が取り付けられる。
【００４１】
このように構成した接続具では、インサートケース１０４に、各リードフレーム１１６、１１７、１１８、１１９が埋め込まれ、太陽電池モジュールリード線接続端子１２０、１２１、１２２、１２３、出力ケーブル接続端子１２４、１２５が予め形成されているので、組み立て作業が容易となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの面が開口したダイオードゾーンと、このダイオードゾーンの開口を被蓋する隔壁とを有する絶縁性ボックスと、
前記ダイオードゾーンに間隔を隔てて配置された複数の放熱板と、
各放熱板上に取り付けられ、前記隔壁をそれぞれ貫通するアノードリード及びカソードリードを有する複数のダイオードと、
前記ダイオードゾーンに前記ダイオードを覆うように充填された絶縁体と、
前記各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように前記隔壁内に形成され、一端部が太陽電池モジュールリード線接続用端子とされ、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するものの他端が出力ケーブル接続用端子とされた複数の接続手段とを、
具備する太陽電池モジュール接続具。
【請求項１】
１つの面が開口したダイオードゾーンと、このダイオードゾーンの開口を被蓋する隔壁とを有する絶縁性ボックスと、
前記ダイオードゾーンに間隔を隔てて配置された複数の放熱板と、
各放熱板上に取り付けられ、前記隔壁をそれぞれ貫通するアノードリード及びカソードリードを有する複数のダイオードと、
前記ダイオードゾーンに前記ダイオードを覆うように充填された絶縁体と、
前記各ダイオードのアノードリードとカソードリードとを直列に接続するように前記隔壁内に形成され、一端部が太陽電池モジュールリード線接続用端子とされ、前記各ダイオードの直列回路の両端に対応するものの他端が出力ケーブル接続用端子とされた複数の接続手段とを、
具備する太陽電池モジュール接続具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９６０２３（Ｐ２００９−２９６０２３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０５０１（Ｐ２００９−２２０５０１）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【分割の表示】特願２００４−１４７７９３（Ｐ２００４−１４７７９３）の分割
【原出願日】平成１６年５月１８日（２００４．５．１８）
【出願人】（０００１４４３９３）株式会社三社電機製作所 (95)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【分割の表示】特願２００４−１４７７９３（Ｐ２００４−１４７７９３）の分割
【原出願日】平成１６年５月１８日（２００４．５．１８）
【出願人】（０００１４４３９３）株式会社三社電機製作所 (95)
【Ｆターム（参考）】
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