説明

太陽電池モジュール用端子ボックス

【課題】 貼り付け強度を高める。
【解決手段】 ボックス本体10は、基板11の底面に設けられた接着層23を介して太陽電池モジュール90に貼り付けられる。基板11の上面には、ケーブル60が載せられるケーブル支持面11Aと端子板30が載せられる端子板支持面15Aとが設けられる。端子板支持面15Aは、基板11の底面を凹所16としつつ底上げされた形態の底上げ部15の上面を構成するとともに、ケーブル支持面11Aよりも高い位置に配される。底上げ部15の底上げにより、端子板30とケーブル60とが双方の接続容易な高さ位置に揃えられる。

【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用端子ボックスに関する。
【背景技術】
【0002】
太陽光発電システムは、家屋の屋根上に敷設した太陽電池パネルからの直流電流をインバータ等を介して各電器製品に供給するものである。太陽電池パネルは複数の太陽電池モジュールからなり、各太陽電池モジュールの電極を端子ボックスを介して直列または並列接続した構造となっている。
従来の端子ボックスとしては、特許文献1に記載のように、ボックス本体の基板上に二つ並んで配されて太陽電池モジュールの裏面側からのプラス電極及びマイナス電極にそれぞれ接続される端子板と、端子板の一端部に接続される外部接続用のケーブルと、二つの端子板間に架け渡される逆負荷時バイパス用のダイオードとを備えたものが知られている。ここで、ボックス本体は、基板の底面に塗布された接着材によって太陽電池モジュールの裏面に貼り付けられている。
【特許文献1】特開平9−223538号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の場合には、基板の底面がほぼ一様な平坦面とされており、接着材との貼付け強度を充分に確保し難い構造となっていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、貼り付け強度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記基板の上面には、前記ケーブルが載せられるケーブル支持面と前記端子板が載せられる端子板支持面とが設けられ、前記基板には同基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられ、この底上げ部の上面によって前記端子板支持面が構成され、かつ、この端子板支持面は、前記ケーブル支持面よりも高い位置に配されている構成としたところに特徴を有する。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記凹所の内壁には、同凹所の開口縁側ほど内方に張り出すようにして前記凹所内に充填された前記接着層の食い込み部が設けられているところに特徴を有する。
【0006】
請求項3の発明は、太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と、両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、前記基板には貫通孔が設けられており、前記基板の上面において前記貫通孔の孔周りには、前記基板の底面側から前記貫通孔を通して流出する前記接着材によって膨大部が被着形成されているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【0007】
<請求項1の発明>
基板には同基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられているから、基板の底面に設けられた接着層が凹所内にも充填されることとなり、基板に対する接着層の貼り付け強度が高められる。しかも、底上げ部の底上げによって端子板支持面がケーブル支持面よりも高い位置に配されるから、端子板とケーブルとを双方の接続に適正な高さ位置に容易に揃えることができる。
【0008】
<請求項2の発明>
凹所の内壁にはその開口縁側ほど内方に張り出すようにして凹所内に充填された接着層の食い込み部が設けられているから、接着層が凹所内に食い込むように充填されることとなり、基板に対する貼り付け強度がより一層高められる。
【0009】
<請求項3の発明>
基板の上面において貫通孔の孔周りには基板の底面側から貫通孔を通して流出する接着層によって膨大部が被着形成されているから、この膨大部と接着層との間に基板がかしめ固定されることとなり、基板に対する接着層の貼り付け強度が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の一実施形態を図1ないし図4によって説明する。本実施形態にかかる太陽電池モジュール用端子ボックスは、表面に直列接続された多数の太陽電池セルを配した太陽電池モジュール90の裏面側に取り付けられるものであって、ボックス本体10と、ボックス本体10内に並設された多数の端子板30と、隣接する端子板30間に架け渡される、電流の逆流を防止するためのバイパスダイオード50とを備えて構成される。
【0011】
ボックス本体10は、合成樹脂材によって上面開放の箱型に形成されており、その内部に絶縁樹脂が充填され、かつ、上方からカバー(図示せず)が被せられるようになっている。詳しくはボックス本体10は、図1に示すように、複数の端子板30が横並びで載置された略矩形状の基板11と、基板11の周縁部から立ち上げられて四方を取り囲む側板12と、基板11上の所定位置から立ち上げられて隣り合う端子板30間を区画する仕切壁13とを備える。基板11には略方形状の開口14が複数あいており、各開口14上方に対応する端子板30の先端部が臨んでいる。基板11の各開口14には太陽電池モジュール90のプラス電極及びマイナス電極の両電極に接続されたリード(図示せず)が挿通され、挿通された各リードは端子板30の先端部に半田付けにより接続可能とされている。端子板30の先端部には、長孔状の仮保持孔34が設けられており、この仮保持孔34にリードの端末が上方から挿通可能とされている。
【0012】
また、基板11の上面には、端子板30に設けられた被係止孔35に緊密に嵌め込み可能な係止突部19が設けられている。係止突部19は、平面視して略方形状をなし、その先端周縁部にテーパ状の切り欠き面21を有している(図2参照)。基板11において係止突部19を挟んだ両側二位置には、撓み可能な一対の係止片17が突出して形成されている。各係止片17は、基板11から上方へ垂直に立ち上げられたあと内側へ折り返された形態とされ、その折り返し端にて端子板30の上面を基板11側へ押さえ付けるようになっている(図3参照)。かかる係止片17は、端子板30が基板11上に載せられる過程で対応する端子板30の両側部の夫々と摺接して弾性的に拡開変形され、端子板30が基板11上に載せられるに伴ない復元してその折り返し端を端子板30の上面両側部に当接させ、端子板30を基板11側へ押し付け固定するものである。
【0013】
また、側板12の一端側(図1に示す下側)の両側部には切り欠き20が設けられ、ここに上方から外部出力用のケーブル60が嵌め込まれ、さらにその上方からケーブル押さえ部材65が嵌着されてケーブル60が固定されるようになっている。仕切壁13は、端子板30の外縁形状に沿うように区画形成され、仕切壁13内の端子板30上にシリコン樹脂等の絶縁樹脂が充填されるようになっている。つまり、仕切壁13は、絶縁樹脂の樹脂流れを塞き止め、ボックス本体10内の全体に絶縁樹脂を充填しないことで絶縁樹脂の節約に貢献している。
【0014】
端子板30は、導電性金属板により一端から他端にかけて長く延びた帯状に形成されている。基板11の両側部に配された端子板30には対応する外部接続用のケーブル60が接続されている。ケーブル60の端末は被覆61の剥離によって芯線62が露出しており、この芯線62に対して端子板30の端部に形成されたバレル部31がかしめ付けられることにより、ケーブル60と端子板30とが接続されるようになっている。なお、ケーブル60の端末にはコネクタ部(図示せず)が接続されている。
【0015】
そして、隣り合う端子板30(上記基板11の両側部に配された端子板30を除く)同士は、その一端部にて連繋部32を介して一体に連なっている。このうち一方の端子板30は太陽電池モジュール90側との接点を備えておらず、他方の端子板30より短寸に形成されてその先端周りが仕切壁13に取り囲まれている。この一方の端子板30が迂回して配されている分だけバイパスダイオード50が発生する熱の放熱効果が高められている。端子板30の両側縁には付設部33が側方へ張り出して設けられ、付設部33の先端縁が隣り合う端子板30間で対向状に配されている。
【0016】
また、隣り合う端子板30間にはバイパスダイオード50が架け渡されている。図示する場合には、三つのバイパスダイオード50が端子板30を横切って直列状に配されている。
バイパスダイオード50は、メサ型のベアチップダイオード(図示せず)と一対の導体片51とからなり、両導体片51は互いの重合領域間にベアチップダイオードを挟み込むことでベアチップダイオードと電気的に接続されている。そして、両導体片51は、互いの重合領域から離れる方向に延び、その延出端側にて対応する端子板30に半田溶接、抵抗溶接、もしくは超音波溶接等して接続されている。
【0017】
さて、各端子板30は、図2に示すように、基板11の上面において周囲よりも一段高い位置に配されている。つまり、基板11には同基板11の底面を凹所16としつつ底上げされた形態の底上げ部15が設けられており、この底上げ部15の上面(以下、端子板支持面15Aという)に各端子板30が支持されている。底上げ部15は、各端子板30との対応位置に同端子板30の延出方向に沿って設けられ、平坦な端子板支持面15Aに各端子板30が所定の高さ位置で略水平に載置されている。底上げ部15の底上げにより、端子板支持面15Aはケーブル60が載せられたケーブル支持面11Aよりも高い位置に配されることとなり、結果、端子板30のバレル部31がケーブル60の芯線62との接続容易な高さ位置に揃えられる。
【0018】
ところで、底上げ部15は凹所16の形成に伴なって形成されるものであり、かかる凹所16は、図4に示すように、基板11の底面における各端子板30との対応位置に同端子板30の形成方向に沿って設けられている。基板11の底面にはシリコン系の接着材が塗布され、かかる接着材の固化によって形成される接着層23を介して、基板11の底面が太陽電池モジュール90の裏面に貼着されるので、基板11への接着材の塗布により、凹所16内にも接着層23が充填される。
【0019】
凹所16の内壁の側面には、同凹所16の開口縁側にかけて内方に張り出す形態の、逆テーパ状の食い込み部16Aが設けられており、この食い込み部16Aの内側に接着層23が入り込むことにより、接着層23の基板11からの離脱が規制されるようになっている。
また、 基板11には、図3に示すように、厚み方向に貫通する貫通孔22が設けられている。貫通孔22内には基板11の底面に設けられた接着層23が充填されている。接着材は貫通孔22から基板11の上面に流出しており、これにより、基板11の上面における貫通口22の孔周りには凸球面状の膨大部24が被着形成される。そして、膨大部24の固化に伴ない、膨大部24と接着層23との間に、基板11がかしめ固定されるようになっている。なお、図3に示すように、既述した係止突部19は端子板支持面15Aの幅方向略中央部に設けられ、係止片17は底上げ部15の幅方向外方に型抜き孔25を挟んで設けられ、また、貫通孔22及び膨大部24は、係止片17と側板12との間に設けられている。
【0020】
次に、本実施形態の製造方法及び作用効果を説明する。まず、端子板30のバレル部31をケーブル60の端末にて露出された芯線62にかしめ付けて端子板30とケーブル60とをかしめ接続する。続いて、上方から端子板30を基板11の端子板支持面15Aに載せる。端子板30を端子板支持面15Aに載せる過程で、係止突部19を端子板30の被係止孔35に嵌め込むとともに係止片17を端子板30との当接によって弾性的に拡開変形させ、その後、係止突部19を被係止孔35に遊動規制した状態で緊密に嵌め込むとともに、係止片17の復元によって端子板30をその浮き上がりを規制した状態で端子板支持面15Aに押し付け固定する。そして、基板11の両側部に配される端子板30に関しては、上方からケーブル押さえ部材65をケーブル60に覆い被せつつ取り付け、ケーブル60を基板11のケーブル支持面11Aに押し付け固定する。これにより、端子板30は、図2に示すように、端子板支持面15Aに密接状態で略水平に載置される。
【0021】
続いて、バイパスダイオード50を隣り合う端子板30間に架け渡すようにして載せ、バイパスダイオード50の両導体片51と端子板30とが重なり合う部分に、半田溶接、抵抗溶接、もしくは超音波溶接を施し、両導体片51と端子板30とを電気的に接続する。本実施形態の場合には、例えば、超音波溶接を施すに際し、アンビルとホーンチップとの間に端子板30と両導体片51とが挟持可能なように、基板11にアンビルの先端の進入を許容する開孔部29が形成されている(図2参照)。
【0022】
次いで、シリコン系の接着材を基板11の底面に、凹所16内にも行き渡るように塗布して接着層23を形成し、この接着層23を介して、基板11の底面を太陽電池モジュール90の裏面側に貼り付け固定する。取り付けの過程で太陽電池モジュール90の両電極に接続されたリードを基板11の開口14を通してボックス本体10内に引き込み、かかるリードを端子板30の先端部に半田接続する。
【0023】
以上のように本実施形態によれば、基板11に、同基板11の底面を凹所16としつつ底上げされた形態の底上げ部15が設けられているから、基板11の底面に設けられた接着層23が凹所16内にも充填されることとなり、基板11に対する接着層23の貼り付け強度が高められる。しかも、底上げ部15の底上げにより、端子板支持面15Aがケーブル支持面11Aよりも高い位置に配されるから、端子板30のバレル部31がケーブル60の芯線62との接続容易な高さ位置に容易に揃えられる。
【0024】
また、基板11の上面における貫通孔22の孔周りには基板11の底面側から貫通孔22を通して流出する接着材によって膨大部24が被着形成され、膨大部24の固化によって基板11がかしめ固定されるようになっているから、基板11に対する接着層23の貼り付け強度がより高められる。
さらに、凹所16の内壁にはその開口縁側ほど内方に張り出すようにして凹所16内に充填された接着層23に対する食い込み部16Aが設けられているから、接着層23が凹所16内に食い込むように充填されることとなり、基板11に対する接着層23の貼り付け強度がより一層高められる。
【0025】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、基板に貫通孔が設けられるとともに、基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられていたが、本発明においては、貫通孔と底上げ部のいずれか一方のみ設けられているだけでも構わない。
(2)本発明においては、基板における貫通孔の形成位置は任意であって他部材との干渉を回避可能な位置に設けて構わない。
(3)上記実施形態では、凹所の内壁に逆テーパ状の食い込み部が設けられていたが、本発明においては、凹所の内壁に開口縁側ほど内方に張り出す食い込み部が設けられていればよく、逆テーパ状である必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態にかかるボックス本体の平面図
【図2】太陽電池モジュールに取り付けられたボックス本体の側断面図
【図3】太陽電池モジュールに取り付けられたボックス本体の要部拡大縦断面図
【図4】ボックス本体の底面図
【符号の説明】
【0027】
10…ボックス本体
11…基板
11A…ケーブル支持面
12…側板
15A…端子板支持面
16…凹所
19…係止突部
23…接着層
30…端子板
31…バレル部
60…ケーブル
90…太陽電池モジュール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
前記基板の上面には、前記ケーブルが載せられるケーブル支持面と前記端子板が載せられる端子板支持面とが設けられ、
前記基板には同基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられ、この底上げ部の上面によって前記端子板支持面が構成され、かつ、この端子板支持面は、前記ケーブル支持面よりも高い位置に配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。
【請求項2】
前記凹所の内壁には、同凹所の開口縁側ほど内方に張り出すようにして前記凹所内に充填された前記接着層の食い込み部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。
【請求項3】
太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と、両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
前記基板には貫通孔が設けられており、
前記基板の上面において前記貫通孔の孔周りには、前記基板の底面側から前記貫通孔を通して流出する前記接着材によって膨大部が被着形成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。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、隣接する端子板間に導体片を介して接続されるバイパスダイオードと、前記端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
前記基板の上面には、前記ケーブルが載せられるケーブル支持面と前記端子板が載せられる端子板支持面とが設けられ、
前記基板には同基板の底面を凹所としつつ底上げされた形態の底上げ部が設けられ、この底上げ部の上面によって前記端子板支持面が構成され、かつ、この端子板支持面は、前記ケーブル支持面よりも高い位置に配されるとともに、
前記基板には前記導体片と前記端子板とを溶着させるための作業用の開孔部が設けられ、かつ前記底上げ部は、この開孔部を、前記端子板の延び方向に関して前後に挟む領域に配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。
【請求項2】
前記凹所の内壁には、同凹所の開口縁側ほど内方に張り出すようにして前記凹所内に充填された前記接着層の食い込み部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。
【請求項3】
太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極と、両電極に対応する外部接続用のケーブルとの間を電気的に中継する複数の端子板と、これら端子板が並設された基板とを備え、前記基板の底面に設けられた接着層を介して前記太陽電池モジュールに貼り付け可能とされる太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、
前記基板には貫通孔が設けられており、
前記基板の上面において前記貫通孔の孔周りには、前記基板の底面側から前記貫通孔を通して流出する前記接着材によって膨大部が被着形成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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2006−5255(P2006−5255A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−181774(P2004−181774)
【出願日】平成16年6月18日(2004.6.18)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【Fターム(参考)】