建物一体型太陽光発電システムの接続モジュール
【解決手段】建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを開示する。このシステムは、ハウジング、このハウジングに収容された導電部材、及びハウジングの第１面に設けられた第１開口を具備する。太陽電池パネルの正極及び負極に電気接続されたリード端子は、第１開口を通って、ハウジングに収容された導電部材と電気接続する。リード端子及び導電部材を共にクランプするための弾性クリップをシステムがさらに具備するので、リード端子及び導電部材を安定して電気接続する。上述した構成により、本発明の接続モジュールは、従来の溶接作業を超える、時間がかからず生産コストが低いという利点を有する。さらに、太陽電池組立体のリード端子及び導電部材間に堅固で安定した電気接続部が達成されるので、最終製品の信頼性及び歩留まりが大幅に改善される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物一体型太陽光発電（ＢＩＰＶ）技術の分野に関し、特に建物一体型太陽光発電システム用の接続モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギーは一種の再生可能エネルギーである。太陽光エネルギーを電気に変換することは、エネルギー資源を節約し、増大する電力需要を緩和し、環境汚染を低減する。このため、太陽光エネルギー変換技術には人々が大いに関心を寄せている。太陽光エネルギーを利用する従来の方法として、太陽電池組立体（太陽光発電組立体）が支持部を介して完成後の屋根に実装され、この組立体と協働する接続モジュールは、後者の背面に配置されるのが通常である。
【０００３】
「建物一体型太陽光発電（ＢＩＰＶ）技術」と称される技術を利用した新たな太陽光エネルギーが、近年促進されてきている。ここで、太陽電池（太陽光発電）製品は、サンルーフ屋根、窓、カーテンウォールガラス等の建物の一部に一体化される。というのは、太陽光を供給し、風や雨から保護しながら、一体化された部品が電気を供給できるからである。上述したＢＩＰＶ技術において、太陽電池組立体の太陽光発電要素から延びる接続端子（溶接片）は、溶接により、接続モジュールの導電要素との電気接続を形成し、その後、封止剤が塗布されて封止する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の接続モジュールは以下の欠点や不利益を有する。第一に、太陽電池組立体からの接続端子（溶接片）と、接続モジュールの導電要素との間の電気接続は、溶接により形成される。溶接は複雑であるので、時間を要し、製造コストが高くなるという結果となる。第二に、溶接工程は、例えば、現場に電源を要したり、溶接用且つ環境温度用のガスは追加コストをもたらす等の、いくつかの場面において要求事項がある。第三に、建物の外観を良好にするために、一体部における接続モジュールの許容体積は極めて狭いのが通常である。このように狭い空間で溶接作業を行うことは、明らかに溶接作業を困難にし、最終製品の歩留まり及び信頼性が減少する。最後に、溶接により形成された接続部が恒久的接続であるので、維持管理、取付け又は補修が必要な場合、接続モジュールから太陽電池組立体を分離することは難しい。
【０００５】
本発明は、上述の欠点の少なくとも一側面を克服又は軽減するためになされた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、容易に実装及び取外し可能な建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、溶接による接合を弾性クリップに置換することにより、太陽電池組立体のリード端子が接続モジュールの導電部材と安定した電気接続部を形成することができる接続モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールは、ハウジング、このハウジングに収容された導電部材、及びハウジングの第１面に設けられた第１開口を具備する。第１開口を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に電気接続されたリード端子は、ハウジングに収容された導電部材と電気接続する。接続モジュールは、リード端子及び導電部材を共にクランプするための弾性クリップをさらに具備するので、リード端子及び導電部材を安定して電気接続する。
【０００９】
好適には、導電部材はほぼ平坦な逆向きの２側面を有し、弾性クリップは、頂点が開放したほぼ三角形状の断面を有する。断面において、弾性クリップは、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２つの側壁とを有する。弾性クリップがリード端子をクランプすると、弾性クリップの対向する２側壁は、リード端子と接触し、リード端子に付勢力を印加する。この結果、リード端子及び導電部材は、安定した電気接続部を形成する。
【００１０】
或いは、導電部材はほぼ筒状の部分を有し、弾性クリップの断面は、頂上が開放したほぼ三角形状であってもよい。弾性クリップは、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有する。弾性クリップがリード端子をクランプすると、弾性クリップの底壁及び対向する２側壁は、リード端子により周囲が巻きつけられた導電部材の筒状部の周辺にほぼ正接する。この結果、リード端子及び導電部材は、安定した電気接続部を形成する。
【００１１】
さらに、接続モジュールは、第１面の反対側のハウジングに設けられた第２開口と、第２開口を覆うためにハウジングの第２開口に接続されたカバーとをさらに具備する。
【００１２】
好適には、カバーがハウジングの第２開口に接続されると、弾性クリップの底壁はカバーの内壁に当接するので、第２開口の方向から離れる方向に弾性クリップが進行することを防止する。
【００１３】
一実施形態において、弾性クリップの底壁と内壁との当接部に位置決め機構が設けられるので、カバーを介して弾性クリップの更なる変位を制限する。
【００１４】
より具体的には、位置決め機構は、弾性クリップの底壁及びカバーの内壁のうちの一方に設けられた位置決め突起と、弾性クリップの底壁及びカバーの内壁のうちの他方に設けられた位置決め窪みとを具備する。弾性クリップの底壁がカバーの内壁に当接すると、位置決め突起が位置決め窪みに係合し、弾性クリップの変位を制限する。
【００１５】
一実施形態において、弾性クリップの２側壁はそれらの端部で曲げ部を形成する。この結果、弾性クリップの２側壁の端部は、互いに離れる方向に延びる。
【００１６】
好適な一実施形態において、ハウジングがほぼ中空の筒形状である場合、ハウジングの少なくとも一端は、閉じた端に形成されるか、或いは外部ケーブルにケーブルコネクタを介して又は直接接続するための穴を具備する。
【００１７】
また、カバー及び第２開口の間に、カバー及びハウジング間を封止するシール片がさらに設けられる。
【００１８】
一実施形態において、導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備する。接続モジュールは、第１及び第２の導電部材間を接続するバイパスダイオードをさらに具備する。
【００１９】
任意であるが、導電部材の一端は、ハウジングの一端に接続されたコネクタに挿入されるよう構成されている。そして、導電部材の他端には、バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられている。
【００２０】
一実施形態において、弾性クリップは、第１弾性クリップ及び第２弾性クリップを具備する。第１及び第２の弾性クリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子並びに第１及び第２の導電部材を共にクランプする結果、それらの間に安定した電気接続部を形成する。
【００２１】
好適には、接続モジュールは、ハウジングの第１面に設けられた別の第１開口をさらに具備する。第１開口及び別の第１開口を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子は、ハウジング内の第１及び第２の導電部材にそれぞれ電気接続されている。
【００２２】
上述の構成により、本発明は、従来技術を超えた以下の利点のうち少なくとも一つを提供する。すなわち、第一に、本発明は、溶接工程の代わりに弾性クリップを使用する。これにより、溶接工程に固有の問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は満たすことが容易であるので、溶接作業に関わる要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００２３】
本発明の別の目的は、ハウジングと、ハウジングに収容された接続導体と、ハウジングに収容された円形又は楕円形のクリップとを具備する建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを提供することである。ハウジングは第１開口を有する。第１開口は、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子の挿入のためにハウジングの第１面に設けられる。クリップは、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子と接続導体とを共にクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００２４】
好適には、接続モジュールは、ハウジングの第１面の側面である第２面に第２開口をさらに具備する。
【００２５】
さらに、接続モジュールはまた、第２開口を覆うためにハウジングの第２開口に接続されたカバーを具備する。
【００２６】
一実施形態において、接続モジュールは、ハウジングに収容された導電部材をさらに具備する。導電部材は、接続導体と電気接続された状態にある。
【００２７】
より具体的には、接続導体は、第１接続導体及び第２接続導体を具備する。円形又は楕円形の弾性クリップは、第１クリップ及び第２クリップを具備する。第１及び第２のクリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子と、接続導体とを共にクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００２８】
一実施形態において、導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備する。接続モジュールは、第１及び第２の導電部材間に接続されたバイパスダイオードをさらに具備する。
【００２９】
例示された一実施形態において、導電部材の一端は、ハウジングの一端に接続されたケーブルコネクタに挿入されるよう構成される。そして、導電部材の他端には、バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられる。
【００３０】
一実施形態において、接続導体及び導電部材が安定した電気接続部を形成するように、接続導体は導電部材に溶接されるか、或いは導電部材の周囲に巻きつけられ（ラッピングされ）てもよい。
【００３１】
好適な一実施形態において、カバーがハウジングの第２開口に接続されると、円形又は楕円形の弾性クリップの一外壁は、カバーの一内壁に当接する。この結果、第２開口の方向に沿ってクリップが離れることを防止するよう、カバーを通ってクリップに付勢力を与える。
【００３２】
例示された一実施形態において、導電部材の断面は、ほぼ円形又は半円形である。
【００３３】
一実施形態において、ハウジングはほぼ中空の筒の形状をなし、ハウジングの少なくとも一端は、閉じた一端に形成されるか、又はケーブルコネクタを介して又は外部ケーブルに直接接続するための穴が設けられる。
【００３４】
好適には、カバー及びハウジング間を封止するために、カバー及び第２開口間にシール片がさらに配置される。
【００３５】
任意であるが、第１及び第２の接続導体は、第１及び第２の導体部材からそれぞれ延びており、第１及び第２の導体部材を一体化する。
【００３６】
好適な一実施形態において、接続モジュールは、ハウジングの第１面に設けられた別の第１開口を具備する。太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子は、第１開口及び別の第１開口をそれぞれ通して、ハウジング内の第１及び第２の接続導体にそれぞれ電気接続される。
【００３７】
上述の構成により、本発明は、従来技術を超えた以下の利点のうち少なくとも一つを提供する。すなわち、第一に、本発明は、溶接工程の代わりに弾性クリップを使用する。これにより、溶接工程に固有の問題、すなわち、時間がかかり生産コストを高いという結果となる問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は合致させることが容易であるので、溶接工程に起因する要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池のリード端子及び導体部材間の堅固で安定して電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１の接続モジュールの分解斜視図である。
【図３】図１の接続モジュールの縦断面図である。
【図４】簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図３の接続モジュールの導電部材、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールの正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った、一実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿った、別の実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電の接続モジュールを示す斜視図である。
【図９】図８の接続モジュールの正面図である。
【図１０】カバーを取り外した状態の図８の接続モジュールを示す斜視図である。
【図１１】簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図１２】ハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図１３】弾性クリップ、リード端子及びカバーの組立過程を示す斜視図である。
【図１４】図１０のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。明細書を通じて、同様の要素には同様の参照符合が使用される。これらの実施形態は、例示目的で示されるのであって、本明細書に説明された実施形態に限定するものとして解釈すべきでない。
【００４０】
図１ないし図６を参照すると、本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュール１は、ハウジング２、このハウジングに収容された導電部材３、及びハウジングの例えば（図１における）下面等の一面に設けられた開口６を具備する。開口６を通って、太陽電池パネルの正極又は負極（図示せず)に電気接続されたリード端子４が、ハウジング２に収容された導電部材３に電気接続される。接続モジュールは、リード端子４及び導電部材３が安定した電気接続部を形成するようリード端子４及び導電部材３を共にクランプする弾性クリップ５をさらに具備する。上述の接続モジュールにおいて、ハウジング２は絶縁材料製であってもよい。リード端子４及び導電部材３は共に、銅、アルミニウム等の導電材料製である。
【００４１】
図２及び図３を参照すると、ハウジング２はほぼ中空の筒状をなし、ハウジング２の少なくとも一端には、外部ケーブルに直接接続するための孔ａが設けられる。例えば、図２及び図３において、ハウジング２の左端は正極ケーブルに接続され、ハウジング２の右端は負極ケーブルに接続される。正極及び負極のケーブルは、建物一体型太陽光発電システムの出力電力を増大させるよう、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して隣の接続モジュールの正極及び負極のケーブルにそれぞれ接続される。別の一実施形態において、上述の開口２ａでは、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して導電部材３が外部ケーブルに接続される。任意であるが、中空筒状のハウジング２の少なくとも一端は、閉鎖端に形成されてもよい。
【００４２】
さらに、本発明の一実施形態に係る接続モジュールは、建物の窓パネルの枠内に埋設可能な３次元の筒状をなす。しかし、本発明はこの形態に限定されず、接続モジュールは、窓パネルの枠又はサンルーフ等に収容されるよう、円筒状、角柱状等の適当な形状をなしてもよい。
【００４３】
図４ないし図６を参照して、本発明の一実施形態に係る導電部材３、弾性クリップ５及びリード端子４間の接続を説明する。図４は、簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図３の接続モジュールの導電部材、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールの正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った、一実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【００４４】
図４ないし図６を参照すると、導電部材３は、対向する２つのほぼ平坦な側面３１，３２を有する。弾性クリップの断面は、例えば先端角が所定角度の、又は頂点が開放したほぼ三角形の形状である。弾性クリップは、底壁５１と、底壁５１の両端から底壁５１に対して鋭角に延びる対向する２つの側壁５２，５３とを有する。弾性クリップ５は、例えばばね鋼等の金属材料、又は例えばポリウレタンプラスチック等の非金属材料等の弾性材料製である。弾性クリップ５の対向する２側壁５２，５３は、底壁５１の両端から鋭角に延びるので、弾性力の下で、側壁間に配置された部品、例えば導電部材３及びリード端子４にクランプ力を印加する。図５及び図６を参照すると、リード端子４は、弾性クリップ５及び導電部材３間に配置されている。一実施形態において、リード端子４は柔軟性を有し、導電部材３の周囲を少なくとも部分的に包む。従って、弾性クリップ５がリード端子４をクランプすると、弾性クリップ５の対向する２側壁５２，５３は、リード端子４に接触し、リード端子４に付勢力を印加する。この結果、リード端子４及び導電部材３は安定した電気接続部を形成する。
【００４５】
弾性クリップ５、導電部材３及びリード端子４間の接続部の好適な一実施形態を図６に連結して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。図７を参照すると、別の実施形態において、導電部材３は、リード端子４により包まれるほぼ筒状部を有する。上述した実施形態と同様に、弾性クリップ５の断面は頂点が開放したほぼ三角形状であり、弾性クリップ５は、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁を有する。弾性クリップ５がリード端子４をクランプすると、弾性クリップの底壁及び２側壁は、導電部材の筒状部の周囲にほぼ正接する。この結果、リード端子４及び導電部材３は、安定した電気接続部を形成する。
【００４６】
弾性クリップ５、導電部材３及びリード端子４の配置を開示する上述の典型的な実施形態は、例示目的であり、弾性クリップ５及びリード端子４が安定した電気接続部を形成するよう弾性クリップ５がリード端子４に接触してリード端子４に付勢力を印加する様々な変形点、変更点を有してもよい。換言すると、本発明の図面に示された各部品の精確な構造は、例示の構成に過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。例えば、弾性クリップ５の断面は、リード端子４及び導電部材３が安定した電気接続部を形成するように、弾性クリップ５及びリード端子４が良好に接触し、付勢力がリード端子４に印加される限り、如何なる形状であってもよい。そして、可能な全ての変形例の中で、縦長の構造（図４参照）に対する制限はない。
【００４７】
図１及び図２を参照すると、接続モジュール１は、ハウジング２の下面の反対側、すなわちハウジング２の上面に配置された開口８をさらに具備する。さらに、接続モジュールは、開口８を覆うためにハウジング２の開口８に接続されたカバー７を有してもよい。開口８を通って、リード端子４に接触子且つリード端子４に付勢力を印加するよう、弾性クリップ５をハウジング２内に設置することができる。これにより、リード端子４及び弾性クリップ５は、安定した電気接続部を形成する。開口８を覆う、ハウジング２の開口８に接続されたカバー７により、開口８の側面は、湿気、熱及び他の環境要素から接続モジュールの内部部品を保護するために封止される。開口８は不可欠なものではなく、弾性クリップ５が下面の開口６を通ってハウジング２内に設置される場合、開口８を省略できることに留意されたい。
【００４８】
上述の実施形態において、カバー７がハウジング２の開口８に接続されると、弾性クリップ５はカバー７と係合状態になくてもよい。或いは、図６に示された別の実施形態において、カバー７がハウジング２の開口８に接続されると、弾性クリップ５の下壁５１はカバー７の内壁に当接するので、弾性クリップは、第２開口の方向に沿って離れることが防止される。
【００４９】
さらに、弾性クリップ５の下壁５１及びカバー７の内壁は、カバー７によって弾性クリップ５の変位をさらに制限するように、位置決め機構によって互いに係合できる。図６を参照すると、例示的な位置決め機構は、弾性クリップ５の内壁５１の内側に設けられた位置決め突起５４と、カバー７の内壁に設けられた位置決め窪み５５とを具備する。弾性クリップ５の下壁５１がカバー７の内壁に当接すると、位置決め突起５４は、図６の左右方向及び図面に直交する方向等の方向に沿った弾性クリップ５の変位を制限するように、位置決め窪み５５と係合する。上述の実施形態において、位置決め突起５４は弾性クリップ５の下壁５１の内側に設けられ、位置決め窪み５５はカバー７の内壁に設けられているが、本発明は、このような配置に限定するものでない。或いは、位置決め突起５４がカバー７の内壁に設けられる一方、位置決め窪み５５が弾性クリップ５の下壁５１の内側に設けられてもよい。さらに、位置決め突起５４及び位置決め窪み５５が十字パターンに形成され、その結果、十字形状を有する位置決め窪み５５が位置決め突起５４に係合する際に、十字が延びる２方向への弾性クリップ５の変位が制限される。図６を参照すると、弾性クリップ５の２側壁５２，５３はそれらの端部に曲げ部５６を形成するので、弾性クリップ５の２側壁５２，５３の端部は互いに離れる方向に延びる。２側壁５２，５３の端部が曲げ部５６に形成されているが、リード端子４及び導電部材３の側面３１の引っ掻き又は損傷が回避されるなら、側壁５２，５３の端部は曲げられなくてもよい。
【００５０】
図６に示される実施形態において、封止片９は、カバー７及びハウジング２間にシール部を形成するよう、カバー７及び開口８間にさらに設けられる。一実施形態において、図６に示されるように、カバー７は逆Ｕ形状であり、下部７１及び平行な２側壁部７２を有する。対応して、ハウジング２には、カバー７の側壁部７２を収容するスロット２１が設けられる。ハウジング２のスロット２１及びカバー７の側壁部７２間には、それらの間を封止する封止片９が設けられることが好ましい。本実施形態において、ハウジング２のスロット２１及びカバー７の側壁部７２の間に封止片９が設けられて図示されるが、本発明はこの形態に限定されない。通常の技術者であれば理解できるように、ハウジング２及びカバー７間の気密封止が確保される限り、カバー７及び開口８間の任意の位置に封止片９を配置してもよい。
【００５１】
図６を参照すると、カバー７の側壁部７２には、ハウジング２に形成された留め穴２２に対応するように留め突起７３が設けられる。留め突起７３は弾性変形するので、側壁７２はハウジング２のスロット２１内に挿入できる。留め突起７３は、留め穴２２に到達すると、元の形状に戻り、留め穴２２内に入る。この結果、カバー７は、開口８を封止するためにハウジング２に接続される。ねじ及びヒンジ等の多様な接続手段によって開口８を封止するように、カバー７がハウジング２に接続されてもよいことに留意されたい。
【００５２】
図３及び図４を参照すると、一実施形態において、導電部材３は、第１導電部材３’及び第２導電部材３”を有する。接続モジュール１は、２個の導電部材３'，３”間に接続されたバイパスダイオード１０をさらに具備する。図３及び図４に示されるように、弾性クリップ５の付勢動作の下で、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、第１及び第２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続される。第１及び第２の導電部材３'，３”の２端は、正極接続ケーブル又は負極接続ケーブル（図示せず）に接合されてもよい。好適な一実施形態において、各電極接続ケーブルは、建物一体型太陽光発電モジュールの出力電力を増大させるよう、コネクタ又は他の接続ケーブルを介して隣の太陽電池モジュールに直列接続されてもよい。最も外側のモジュールの正極及び負極の接続ケーブルは、所定電圧の出力電力を発生するので、太陽電池モジュール全体の電力を出力する。バイパスダイオード１０は、１個の太陽電池が故障した場合に別の電流経路を提供するよう、太陽電池で発生した電流の向きと逆向きに配置される。
【００５３】
好適な一実施形態において、導電部材３の一端はハウジング２の一端に接続されたケーブルコネクタに挿入されるよう構成され、導電部材３の他端にはバイパスダイオード１０のピン１０ａ，１０ｂと嵌合するソケット３０が設けられている。図４に示される導電部材３の一端は筒形状を有するが、本発明はその形態に限定されず、例えば角柱状等の他の形状も可能である。
【００５４】
図２及び図４を参照すると、上述の実施形態において、弾性クリップ５は第１及び第２の弾性クリップ５'，５”を有し、これら２個のクリップは、２個のリード端子４並びに第１及び第２の導電部材３'，３”をそれぞれ共にクランプする。この結果、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、第１及び第２の導電部材３'，３”と安定した電気接続状態にある。
【００５５】
さらに、図１ないし図３に示されるように、接続モジュールは、ハウジング２の下面に設けられた別の開口６’をさらに具備する。開口６及び別の開口６’を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、ハウジング２内の第１及び第２の導電部材３'，３”と電気接続される。開口６及び別の開口６’に対応して、ハウジング２の側面に２個の開口８が設けられる。
【００５６】
上述の実施形態では、開口６及び別の開口６’を介して２個のリード端子４が第１及び第２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続されているが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、開口６及び別の開口６’は単一の開口に置換されてもよい。この単一開口を通って、２個のリード端子４がハウジング２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続される。
【００５７】
上述したことから明白であるように、本発明は、建物一体型太陽光発電システム用の改良された接続モジュールを提供する。従来技術と比較すると、本発明は溶接工程の代わりに弾性クリップを使用しているので、溶接工程に伴う問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は満たすことが容易であるので、溶接作業に関わる要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００５８】
図面を参照して本発明の種々の実施形態を説明したが、当業者であれば、図面に開示されたこれらの実施形態は、本発明を実施する態様の例示であることを理解すべきである。本発明はこれら具体的な実施形態に限定されないと理解すべきである。同様に、明細書中に使用される方向を示す用語、例えば、「上」、「下」、「上面」、「下面」等は、関連する図面の上部又は下部に対応するものの、反対の角度又は横から見た場合に「下」、「上」、「左」、「右」に対応するであろう任意の方向を指してもよい。
【００５９】
図８ないし図１４を参照すると、本発明の第２実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュール１０１は、ハウジング１０２、接続導体１１０及び円形弾性クリップ１０５を具備する。ハウジング１０２は第１開口１０６を有し、第１開口１０６は、例えば太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子１０４の挿入のためにハウジングの（図１における）下面等の面に設けられる。接続導体１１０はハウジング１０２に収容される。円形弾性クリップ１０５はハウジング１０２に収容される。このクリップ１０５は、安定した電気接続部を形成するようリード端子１０４及び接続導体１１０を共にクランプする。上述した接続モジュールにおいて、ハウジング１０２は絶縁材料製であってもよい。リード端子１０４及び接続導体１１０は共に、銅、アルミニウム等の導電材料製である。
【００６０】
図８には弾性クリップ１０５が円形断面を有する筒として図示されているが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、弾性クリップ１０５の断面は楕円であってもよい。弾性クリップ１０５は、ゴム、シリコーン等の弾性材料で構成されてもよい。従って、クリップ１０５は、クリップ１０５への外力の印加が無くなった後、元の形状に回復することができる。
【００６１】
図８ないし図１０を参照すると、接続モジュール１０１は、ハウジング１０２の下面の一側、例えば図１０における側面に配置された別の開口１０８をさらに具備する。さらに、接続モジュールは、開口１０８を覆うためにハウジング１０２の開口１０８に接続されたカバー１０７を有してもよい。図１４に示されるように、カバー１０７がハウジング１０２の開口１０８に接続されると、円形又は楕円形の弾性クリップ１０５の外壁が、カバー１０７の内壁に当接する。この結果、カバー１０７を介してクリップ１０５に付勢力を印加し、クリップ１０５が開口１０８の方向に沿って離れることを防止する。
【００６２】
カバー１０７は、ねじ、ヒンジ、留め金等の多様な接続手段によって開口１０８を封止するようハウジング１０２に接続されてもよい。ハウジング１０２の開口１０８を覆うよう開口１０８に接続されたカバー１０７により、開口１０８の側面は、湿気、熱及び他の環境要素から接続モジュールの内部部品を保護するために封止される。開口１０８は不可欠なものではなく、弾性クリップ１０５が下面の開口１０６を通ってハウジング１０２内に設置される場合、開口１０８を省略できることに留意されたい。
【００６３】
図１４に示される実施形態において、封止片９は、カバー１０７及びハウジング１０２間にシール部を形成するよう、カバー１０７及び開口１０８間にさらに設けられる。外見上、カバー１０７及び開口１０８間の気密封止が確保される限り、カバー１０７及び開口１０８間の任意の位置に封止片９を配置してもよい。
【００６４】
図１１、図１２及び図１４を参照すると、一実施形態において、接続モジュール１０１は、ハウジング１０２に収容された導電材料製の導電部材１０３をさらに有する。導電部材１０３は、接続導体１１０と電気接続状態にある。好適な一実施形態において、接続導体１１０は、第１接続導体１１０’及び第２接続導体１１０”を有する。円形又は楕円形の弾性クリップ１０５は、第１クリップ１０５’及び第２クリップ１０５”を有する。第１及び第２のクリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４と接続導体１１０とをクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００６５】
図１１及び図１２を参照すると、一実施形態において、導電部材１０３は、第１導電部材１０３’及び第２導電部材１０３”を有する。接続モジュール１０１は、第１及び第２の導電部材１０３’，１０３”間に接続されたバイパスダイオード１１１をさらに具備する。
【００６６】
図１１を参照すると、好適な一実施形態において、導電部材１０３の一端は、ハウジング１０２の一端に接続されたケーブルコネクタ（図示せず）に挿入されるよう構成されている。そして、導電部材１０３の他端には、バイパスダイオード１１１のピン１１１ａ，１１１ｂと嵌合するソケット１３０が設けられている。図１１に示される導電部材１０３の一端は筒形状を有するが、本発明はその形態に限定されず、例えば角柱状等の他の形状も可能である。
【００６７】
図１４を参照すると、一実施形態において、接続導体１１０は導電部材１０３の周囲に巻きつけられるので、接続導体１１０及び導電部材１０３は安定した電気接続部を形成する。代替として、接続導体１１０は、同様に安定した電気接続を形成するよう導電部材１０３上に溶接されてもよい。溶接作業の例には、レーザ溶接、半田付け及びアーク溶接がある。
【００６８】
図１４を参照すると、実施形態によっては、導電部材１０３の断面はほぼ半円形である。本発明はその形態に限定されず、導電部材１０３の断面形状は、例えば円形等の他の形態をとってもよい。
【００６９】
図８ないし図１０を参照すると、ハウジング１０２はほぼ中空の筒形状をなし、ハウジング１０２の少なくとも一端には、外部ケーブルに直接接続するための孔１０２ａが設けられる。例えば、図９及び図１０において、ハウジング１０２の左端は正極ケーブルに接続され、ハウジング１０２の右端は負極ケーブルに接続されてもよい。正極及び負極のケーブルは、建物一体型太陽光発電の出力電力を増大させるよう、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して隣の接続モジュール内の正極及び負極のケーブルにそれぞれ接続されてもよい。或いは、上述した開口１０２ａにおいて、導電部材１０３は、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して外部ケーブルに接続されてもよい。任意であるが、中空の筒形状のハウジング１０２の少なくとも一端は、閉じた端に形成されてもよい。
【００７０】
以下、図１１ないし図１４と併せて、接続導体１１０、導電部材１０３、弾性クリップ１０５及びリード端子１０４間の接続関係を説明する。これらの図面において、図１１は、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。ここで、簡単のためにハウジングが取り外されている。図１２は、ハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。図１３は、弾性クリップ、リード端子及びカバーの組立過程を示す斜視図である。図１４は、図９のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【００７１】
第一に、接続導体１１０は、開口１０６を通ってハウジング１０２内に配置される。次に、好適な一実施形態では、接続導体１１０が導電部材１０３上に溶接されるか、導電部材１０３の周囲に巻きつけられるので、接続導体１１０及び導電部材１０３は安定した電気接続部を形成する。次に、太陽電池パネルの正極又は負極に接続されたリード端子１０４は開口１０６を通ってハウジング１０２内に配置されるので、リード端子１０４の一側は接続導体１１０と接触状態にある。次に、円形又は楕円形の弾性クリップ１０５は開口１０８を通ってハウジング１０２上に配置されるので、クリップ１０５はリード端子１０４の他側に接触する。最後に、カバー１０７が開口１０８に接続されるので、クリップ１０５の外壁及びカバー１０７の内壁は、開口１０８の方向に沿ってクリップ１０５が離れることを防止するためにカバー１０７を介してクリップ１０５に付勢力を印加するよう、互いに当接する。クリップ１０５の付勢力の下で、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子１０４及び接続導体１１０は、安定した電気接続部を形成するよう互いにクランプされる。
【００７２】
上述した弾性クリップ１０５、接続導体１１０及びリード端子１０４用の接続態様は、限定するものではなく、例示するものと考えられる。当業者であれば、前述の実施形態に基づき、多くの変形、変更をすることができる。そのような変形には、リード端子１０４及び接続導体１０３が所望の安定した電気接続部を形成するように、弾性クリップ１０５がリード端子１０４に結合され、リード端子１０４に付勢力が印加されるものがある。図面に詳細に示された他の部品に関しても、本発明を限定するのではなく、例示目的である。例えば、弾性クリップ１０５（図１２参照）の固有弾性力がリード端子に対して付勢力として作用し、そのため、リード端子１０４及び導電部材１０３間に良好な電気接続部を形成する限り、弾性クリップ１０５の縦長の構造に対する制限はない。
【００７３】
好適な一実施形態において、図１０に示されるように、接続モジュールは、ハウジング１０２の下面に設けられた別の開口１０６’をさらに具備する。太陽電池パネルの正極及び負極にそれぞれ接続された２個のリード端子１０４は、開口１０６及び別の開口１０６’を通って、ハウジング１０２内の第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に電気接続される。さらに、好適な実施形態において、導電部材１０３は２個の導電部材１０３’，１０３”を有する。接続モジュールは、２個の導電部材１０３’，１０３”間に接続されたバイパスダイオード１１１をさらに具備する。図１１及び図１２に示されるように、弾性クリップ１０５からの付勢力の下で、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４は、ハウジング１０２内の第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に電気接続される。第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”が第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”に電気接続されるので、２個のリード端子１０４は、第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”に電気接続する。
【００７４】
その上、第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”の２端は、正極接続ケーブル又は負極接続ケーブル（図示せず）に接合されてもよい。好適な一実施形態において、各電極接続ケーブルは、出力電力を増大させるよう、コネクタ又は他の接続ケーブルを介して隣の太陽電池モジュールに直列接続されてもよい。最も外側のモジュールの正極及び負極の接続ケーブルは、所定電圧の出力電力を発生するので、太陽電池モジュール全体の電力を出力する。バイパスダイオード１１１は、１個の太陽電池が故障した場合に別の電流経路を提供するよう、太陽電池で発生した電流の向きと逆向きに配置される。図１０を参照すると、開口１０６及び別の開口１０６’に対応する２個の開口１０８が、ハウジング１０２の側面に設けられている。
【００７５】
図１２及び図１３を参照すると、上述の実施形態において、弾性クリップ１０５は、第１弾性クリップ１０５’及び第２弾性クリップ１０５”を具備する。２個の弾性クリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４が第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”と安定した電気接続状態にあるように、２個のリード端子１０４並びに第１及び第２の導電部材１１０，１１０’をそれぞれ共にクランプする。
【００７６】
上述の実施形態では、２個のリード端子１０４が開口１０６及び別の開口１０６’を通って第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に接続されているが、本発明にこの形態に限定されない。例えば、開口１０６及び別の開口１０６’は単一の開口に置換されてもよい。単一の開口を通って、２個のリード端子１０４がハウジング１０２の接続導体１１０’，１１０”に接続される。
【００７７】
さらに、好適な実施形態では、接続導体１１０が導電部材１０３に溶接されるか巻きつけられてそれらの間に安定した電気接続を形成するが、これは端に例示に過ぎず、限定することを意図したものではない。例えば、第１及び第２接続導体１１０，１１０’は、第１及び第２の導電部材１０３’，１０３”からそれぞれ延びて後者に一体化してもよい。
【００７８】
また、本発明の接続モジュールは、建物内の窓パネルの枠内に埋設可能な３次元の筒状をなす。しかし、本発明はこの形態に限定されず、接続モジュールは、窓パネルの枠又はサンルーフ等に収容されるよう、円筒状、角柱状等の適当な形状をなしてもよい。
【００７９】
上述したことから明白であるように、本発明は、建物一体型太陽光発電システム用の改良された接続モジュールを提供する。従来技術と比較すると、本発明は溶接工程の代わりに弾性クリップを使用しているので、溶接工程に伴う問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。同時に、本発明は、溶接工程で考慮しなければならない要求事項をなくす。このため、それら要求事項を満たすための対応する費用が削減される。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００８０】
図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明したが、当業者であれば、図面に開示されたこれらの実施形態は、本発明を実施する態様の例示であることを認識すべきである。本発明はこれら具体的な実施形態に限定されないと理解すべきである。同様に、明細書中に使用される方向を示す用語、例えば、「上」、「下」、「上面」、「下面」等は、関連する図面の上部又は下部に対応するものの、反対の角度又は横から見た場合に「下」、「上」、「左」、「右」に対応するであろう任意の方向を指してもよい。
【００８１】
いくつかの例示的実施形態を図示し説明したが、当業者であれば、本会時の原理及び真髄から逸脱することなく、これらの実施形態に種々の変更を加えることができることを理解するであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物で定義される。
【符号の説明】
【００８２】
１ 接続モジュール
２ ハウジング
３ 導電部材
３’ 第１導電部材
３” 第２導電部材
３１，３２ ほぼ平坦な側面
４ リード端子
５ 弾性クリップ
５１ 底壁
５２，５３ 側壁
６ 開口（第１開口）
７ カバー
８ 開口（第２開口）
９ 封止片
１０ バイパスダイオード
５４ 位置決め突起
５５ 位置決め窪み
５６ 曲げ部
１０１ 接続モジュール
１０２ ハウジング
１０３ 導電部材
１０３’ 第１導電部材
１０３” 第２導電部材
１０４ リード端子
１０５ 弾性クリップ
１０５’ 第１弾性クリップ
１０５” 第２弾性クリップ
１０７ カバー
１１０ 接続導体
１１０’ 第１接続導体
１１０” 第２接続導体
１１１ バイパスダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物一体型太陽光発電（ＢＩＰＶ）技術の分野に関し、特に建物一体型太陽光発電システム用の接続モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギーは一種の再生可能エネルギーである。太陽光エネルギーを電気に変換することは、エネルギー資源を節約し、増大する電力需要を緩和し、環境汚染を低減する。このため、太陽光エネルギー変換技術には人々が大いに関心を寄せている。太陽光エネルギーを利用する従来の方法として、太陽電池組立体（太陽光発電組立体）が支持部を介して完成後の屋根に実装され、この組立体と協働する接続モジュールは、後者の背面に配置されるのが通常である。
【０００３】
「建物一体型太陽光発電（ＢＩＰＶ）技術」と称される技術を利用した新たな太陽光エネルギーが、近年促進されてきている。ここで、太陽電池（太陽光発電）製品は、サンルーフ屋根、窓、カーテンウォールガラス等の建物の一部に一体化される。というのは、太陽光を供給し、風や雨から保護しながら、一体化された部品が電気を供給できるからである。上述したＢＩＰＶ技術において、太陽電池組立体の太陽光発電要素から延びる接続端子（溶接片）は、溶接により、接続モジュールの導電要素との電気接続を形成し、その後、封止剤が塗布されて封止する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の接続モジュールは以下の欠点や不利益を有する。第一に、太陽電池組立体からの接続端子（溶接片）と、接続モジュールの導電要素との間の電気接続は、溶接により形成される。溶接は複雑であるので、時間を要し、製造コストが高くなるという結果となる。第二に、溶接工程は、例えば、現場に電源を要したり、溶接用且つ環境温度用のガスは追加コストをもたらす等の、いくつかの場面において要求事項がある。第三に、建物の外観を良好にするために、一体部における接続モジュールの許容体積は極めて狭いのが通常である。このように狭い空間で溶接作業を行うことは、明らかに溶接作業を困難にし、最終製品の歩留まり及び信頼性が減少する。最後に、溶接により形成された接続部が恒久的接続であるので、維持管理、取付け又は補修が必要な場合、接続モジュールから太陽電池組立体を分離することは難しい。
【０００５】
本発明は、上述の欠点の少なくとも一側面を克服又は軽減するためになされた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、容易に実装及び取外し可能な建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、溶接による接合を弾性クリップに置換することにより、太陽電池組立体のリード端子が接続モジュールの導電部材と安定した電気接続部を形成することができる接続モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールは、ハウジング、このハウジングに収容された導電部材、及びハウジングの第１面に設けられた第１開口を具備する。第１開口を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に電気接続されたリード端子は、ハウジングに収容された導電部材と電気接続する。接続モジュールは、リード端子及び導電部材を共にクランプするための弾性クリップをさらに具備するので、リード端子及び導電部材を安定して電気接続する。
【０００９】
好適には、導電部材はほぼ平坦な逆向きの２側面を有し、弾性クリップは、頂点が開放したほぼ三角形状の断面を有する。断面において、弾性クリップは、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２つの側壁とを有する。弾性クリップがリード端子をクランプすると、弾性クリップの対向する２側壁は、リード端子と接触し、リード端子に付勢力を印加する。この結果、リード端子及び導電部材は、安定した電気接続部を形成する。
【００１０】
或いは、導電部材はほぼ筒状の部分を有し、弾性クリップの断面は、頂上が開放したほぼ三角形状であってもよい。弾性クリップは、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有する。弾性クリップがリード端子をクランプすると、弾性クリップの底壁及び対向する２側壁は、リード端子により周囲が巻きつけられた導電部材の筒状部の周辺にほぼ正接する。この結果、リード端子及び導電部材は、安定した電気接続部を形成する。
【００１１】
さらに、接続モジュールは、第１面の反対側のハウジングに設けられた第２開口と、第２開口を覆うためにハウジングの第２開口に接続されたカバーとをさらに具備する。
【００１２】
好適には、カバーがハウジングの第２開口に接続されると、弾性クリップの底壁はカバーの内壁に当接するので、第２開口の方向から離れる方向に弾性クリップが進行することを防止する。
【００１３】
一実施形態において、弾性クリップの底壁と内壁との当接部に位置決め機構が設けられるので、カバーを介して弾性クリップの更なる変位を制限する。
【００１４】
より具体的には、位置決め機構は、弾性クリップの底壁及びカバーの内壁のうちの一方に設けられた位置決め突起と、弾性クリップの底壁及びカバーの内壁のうちの他方に設けられた位置決め窪みとを具備する。弾性クリップの底壁がカバーの内壁に当接すると、位置決め突起が位置決め窪みに係合し、弾性クリップの変位を制限する。
【００１５】
一実施形態において、弾性クリップの２側壁はそれらの端部で曲げ部を形成する。この結果、弾性クリップの２側壁の端部は、互いに離れる方向に延びる。
【００１６】
好適な一実施形態において、ハウジングがほぼ中空の筒形状である場合、ハウジングの少なくとも一端は、閉じた端に形成されるか、或いは外部ケーブルにケーブルコネクタを介して又は直接接続するための穴を具備する。
【００１７】
また、カバー及び第２開口の間に、カバー及びハウジング間を封止するシール片がさらに設けられる。
【００１８】
一実施形態において、導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備する。接続モジュールは、第１及び第２の導電部材間を接続するバイパスダイオードをさらに具備する。
【００１９】
任意であるが、導電部材の一端は、ハウジングの一端に接続されたコネクタに挿入されるよう構成されている。そして、導電部材の他端には、バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられている。
【００２０】
一実施形態において、弾性クリップは、第１弾性クリップ及び第２弾性クリップを具備する。第１及び第２の弾性クリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子並びに第１及び第２の導電部材を共にクランプする結果、それらの間に安定した電気接続部を形成する。
【００２１】
好適には、接続モジュールは、ハウジングの第１面に設けられた別の第１開口をさらに具備する。第１開口及び別の第１開口を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子は、ハウジング内の第１及び第２の導電部材にそれぞれ電気接続されている。
【００２２】
上述の構成により、本発明は、従来技術を超えた以下の利点のうち少なくとも一つを提供する。すなわち、第一に、本発明は、溶接工程の代わりに弾性クリップを使用する。これにより、溶接工程に固有の問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は満たすことが容易であるので、溶接作業に関わる要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００２３】
本発明の別の目的は、ハウジングと、ハウジングに収容された接続導体と、ハウジングに収容された円形又は楕円形のクリップとを具備する建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを提供することである。ハウジングは第１開口を有する。第１開口は、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子の挿入のためにハウジングの第１面に設けられる。クリップは、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子と接続導体とを共にクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００２４】
好適には、接続モジュールは、ハウジングの第１面の側面である第２面に第２開口をさらに具備する。
【００２５】
さらに、接続モジュールはまた、第２開口を覆うためにハウジングの第２開口に接続されたカバーを具備する。
【００２６】
一実施形態において、接続モジュールは、ハウジングに収容された導電部材をさらに具備する。導電部材は、接続導体と電気接続された状態にある。
【００２７】
より具体的には、接続導体は、第１接続導体及び第２接続導体を具備する。円形又は楕円形の弾性クリップは、第１クリップ及び第２クリップを具備する。第１及び第２のクリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子と、接続導体とを共にクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００２８】
一実施形態において、導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備する。接続モジュールは、第１及び第２の導電部材間に接続されたバイパスダイオードをさらに具備する。
【００２９】
例示された一実施形態において、導電部材の一端は、ハウジングの一端に接続されたケーブルコネクタに挿入されるよう構成される。そして、導電部材の他端には、バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられる。
【００３０】
一実施形態において、接続導体及び導電部材が安定した電気接続部を形成するように、接続導体は導電部材に溶接されるか、或いは導電部材の周囲に巻きつけられ（ラッピングされ）てもよい。
【００３１】
好適な一実施形態において、カバーがハウジングの第２開口に接続されると、円形又は楕円形の弾性クリップの一外壁は、カバーの一内壁に当接する。この結果、第２開口の方向に沿ってクリップが離れることを防止するよう、カバーを通ってクリップに付勢力を与える。
【００３２】
例示された一実施形態において、導電部材の断面は、ほぼ円形又は半円形である。
【００３３】
一実施形態において、ハウジングはほぼ中空の筒の形状をなし、ハウジングの少なくとも一端は、閉じた一端に形成されるか、又はケーブルコネクタを介して又は外部ケーブルに直接接続するための穴が設けられる。
【００３４】
好適には、カバー及びハウジング間を封止するために、カバー及び第２開口間にシール片がさらに配置される。
【００３５】
任意であるが、第１及び第２の接続導体は、第１及び第２の導体部材からそれぞれ延びており、第１及び第２の導体部材を一体化する。
【００３６】
好適な一実施形態において、接続モジュールは、ハウジングの第１面に設けられた別の第１開口を具備する。太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子は、第１開口及び別の第１開口をそれぞれ通して、ハウジング内の第１及び第２の接続導体にそれぞれ電気接続される。
【００３７】
上述の構成により、本発明は、従来技術を超えた以下の利点のうち少なくとも一つを提供する。すなわち、第一に、本発明は、溶接工程の代わりに弾性クリップを使用する。これにより、溶接工程に固有の問題、すなわち、時間がかかり生産コストを高いという結果となる問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は合致させることが容易であるので、溶接工程に起因する要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池のリード端子及び導体部材間の堅固で安定して電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１の接続モジュールの分解斜視図である。
【図３】図１の接続モジュールの縦断面図である。
【図４】簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図３の接続モジュールの導電部材、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールの正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った、一実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿った、別の実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電の接続モジュールを示す斜視図である。
【図９】図８の接続モジュールの正面図である。
【図１０】カバーを取り外した状態の図８の接続モジュールを示す斜視図である。
【図１１】簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図１２】ハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。
【図１３】弾性クリップ、リード端子及びカバーの組立過程を示す斜視図である。
【図１４】図１０のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。明細書を通じて、同様の要素には同様の参照符合が使用される。これらの実施形態は、例示目的で示されるのであって、本明細書に説明された実施形態に限定するものとして解釈すべきでない。
【００４０】
図１ないし図６を参照すると、本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュール１は、ハウジング２、このハウジングに収容された導電部材３、及びハウジングの例えば（図１における）下面等の一面に設けられた開口６を具備する。開口６を通って、太陽電池パネルの正極又は負極（図示せず)に電気接続されたリード端子４が、ハウジング２に収容された導電部材３に電気接続される。接続モジュールは、リード端子４及び導電部材３が安定した電気接続部を形成するようリード端子４及び導電部材３を共にクランプする弾性クリップ５をさらに具備する。上述の接続モジュールにおいて、ハウジング２は絶縁材料製であってもよい。リード端子４及び導電部材３は共に、銅、アルミニウム等の導電材料製である。
【００４１】
図２及び図３を参照すると、ハウジング２はほぼ中空の筒状をなし、ハウジング２の少なくとも一端には、外部ケーブルに直接接続するための孔ａが設けられる。例えば、図２及び図３において、ハウジング２の左端は正極ケーブルに接続され、ハウジング２の右端は負極ケーブルに接続される。正極及び負極のケーブルは、建物一体型太陽光発電システムの出力電力を増大させるよう、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して隣の接続モジュールの正極及び負極のケーブルにそれぞれ接続される。別の一実施形態において、上述の開口２ａでは、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して導電部材３が外部ケーブルに接続される。任意であるが、中空筒状のハウジング２の少なくとも一端は、閉鎖端に形成されてもよい。
【００４２】
さらに、本発明の一実施形態に係る接続モジュールは、建物の窓パネルの枠内に埋設可能な３次元の筒状をなす。しかし、本発明はこの形態に限定されず、接続モジュールは、窓パネルの枠又はサンルーフ等に収容されるよう、円筒状、角柱状等の適当な形状をなしてもよい。
【００４３】
図４ないし図６を参照して、本発明の一実施形態に係る導電部材３、弾性クリップ５及びリード端子４間の接続を説明する。図４は、簡単のためにハウジングを取り外した状態の、図３の接続モジュールの導電部材、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールの正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った、一実施形態に係る弾性クリップの断面図である。
【００４４】
図４ないし図６を参照すると、導電部材３は、対向する２つのほぼ平坦な側面３１，３２を有する。弾性クリップの断面は、例えば先端角が所定角度の、又は頂点が開放したほぼ三角形の形状である。弾性クリップは、底壁５１と、底壁５１の両端から底壁５１に対して鋭角に延びる対向する２つの側壁５２，５３とを有する。弾性クリップ５は、例えばばね鋼等の金属材料、又は例えばポリウレタンプラスチック等の非金属材料等の弾性材料製である。弾性クリップ５の対向する２側壁５２，５３は、底壁５１の両端から鋭角に延びるので、弾性力の下で、側壁間に配置された部品、例えば導電部材３及びリード端子４にクランプ力を印加する。図５及び図６を参照すると、リード端子４は、弾性クリップ５及び導電部材３間に配置されている。一実施形態において、リード端子４は柔軟性を有し、導電部材３の周囲を少なくとも部分的に包む。従って、弾性クリップ５がリード端子４をクランプすると、弾性クリップ５の対向する２側壁５２，５３は、リード端子４に接触し、リード端子４に付勢力を印加する。この結果、リード端子４及び導電部材３は安定した電気接続部を形成する。
【００４５】
弾性クリップ５、導電部材３及びリード端子４間の接続部の好適な一実施形態を図６に連結して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。図７を参照すると、別の実施形態において、導電部材３は、リード端子４により包まれるほぼ筒状部を有する。上述した実施形態と同様に、弾性クリップ５の断面は頂点が開放したほぼ三角形状であり、弾性クリップ５は、底壁と、底壁の両端から底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁を有する。弾性クリップ５がリード端子４をクランプすると、弾性クリップの底壁及び２側壁は、導電部材の筒状部の周囲にほぼ正接する。この結果、リード端子４及び導電部材３は、安定した電気接続部を形成する。
【００４６】
弾性クリップ５、導電部材３及びリード端子４の配置を開示する上述の典型的な実施形態は、例示目的であり、弾性クリップ５及びリード端子４が安定した電気接続部を形成するよう弾性クリップ５がリード端子４に接触してリード端子４に付勢力を印加する様々な変形点、変更点を有してもよい。換言すると、本発明の図面に示された各部品の精確な構造は、例示の構成に過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。例えば、弾性クリップ５の断面は、リード端子４及び導電部材３が安定した電気接続部を形成するように、弾性クリップ５及びリード端子４が良好に接触し、付勢力がリード端子４に印加される限り、如何なる形状であってもよい。そして、可能な全ての変形例の中で、縦長の構造（図４参照）に対する制限はない。
【００４７】
図１及び図２を参照すると、接続モジュール１は、ハウジング２の下面の反対側、すなわちハウジング２の上面に配置された開口８をさらに具備する。さらに、接続モジュールは、開口８を覆うためにハウジング２の開口８に接続されたカバー７を有してもよい。開口８を通って、リード端子４に接触子且つリード端子４に付勢力を印加するよう、弾性クリップ５をハウジング２内に設置することができる。これにより、リード端子４及び弾性クリップ５は、安定した電気接続部を形成する。開口８を覆う、ハウジング２の開口８に接続されたカバー７により、開口８の側面は、湿気、熱及び他の環境要素から接続モジュールの内部部品を保護するために封止される。開口８は不可欠なものではなく、弾性クリップ５が下面の開口６を通ってハウジング２内に設置される場合、開口８を省略できることに留意されたい。
【００４８】
上述の実施形態において、カバー７がハウジング２の開口８に接続されると、弾性クリップ５はカバー７と係合状態になくてもよい。或いは、図６に示された別の実施形態において、カバー７がハウジング２の開口８に接続されると、弾性クリップ５の下壁５１はカバー７の内壁に当接するので、弾性クリップは、第２開口の方向に沿って離れることが防止される。
【００４９】
さらに、弾性クリップ５の下壁５１及びカバー７の内壁は、カバー７によって弾性クリップ５の変位をさらに制限するように、位置決め機構によって互いに係合できる。図６を参照すると、例示的な位置決め機構は、弾性クリップ５の内壁５１の内側に設けられた位置決め突起５４と、カバー７の内壁に設けられた位置決め窪み５５とを具備する。弾性クリップ５の下壁５１がカバー７の内壁に当接すると、位置決め突起５４は、図６の左右方向及び図面に直交する方向等の方向に沿った弾性クリップ５の変位を制限するように、位置決め窪み５５と係合する。上述の実施形態において、位置決め突起５４は弾性クリップ５の下壁５１の内側に設けられ、位置決め窪み５５はカバー７の内壁に設けられているが、本発明は、このような配置に限定するものでない。或いは、位置決め突起５４がカバー７の内壁に設けられる一方、位置決め窪み５５が弾性クリップ５の下壁５１の内側に設けられてもよい。さらに、位置決め突起５４及び位置決め窪み５５が十字パターンに形成され、その結果、十字形状を有する位置決め窪み５５が位置決め突起５４に係合する際に、十字が延びる２方向への弾性クリップ５の変位が制限される。図６を参照すると、弾性クリップ５の２側壁５２，５３はそれらの端部に曲げ部５６を形成するので、弾性クリップ５の２側壁５２，５３の端部は互いに離れる方向に延びる。２側壁５２，５３の端部が曲げ部５６に形成されているが、リード端子４及び導電部材３の側面３１の引っ掻き又は損傷が回避されるなら、側壁５２，５３の端部は曲げられなくてもよい。
【００５０】
図６に示される実施形態において、封止片９は、カバー７及びハウジング２間にシール部を形成するよう、カバー７及び開口８間にさらに設けられる。一実施形態において、図６に示されるように、カバー７は逆Ｕ形状であり、下部７１及び平行な２側壁部７２を有する。対応して、ハウジング２には、カバー７の側壁部７２を収容するスロット２１が設けられる。ハウジング２のスロット２１及びカバー７の側壁部７２間には、それらの間を封止する封止片９が設けられることが好ましい。本実施形態において、ハウジング２のスロット２１及びカバー７の側壁部７２の間に封止片９が設けられて図示されるが、本発明はこの形態に限定されない。通常の技術者であれば理解できるように、ハウジング２及びカバー７間の気密封止が確保される限り、カバー７及び開口８間の任意の位置に封止片９を配置してもよい。
【００５１】
図６を参照すると、カバー７の側壁部７２には、ハウジング２に形成された留め穴２２に対応するように留め突起７３が設けられる。留め突起７３は弾性変形するので、側壁７２はハウジング２のスロット２１内に挿入できる。留め突起７３は、留め穴２２に到達すると、元の形状に戻り、留め穴２２内に入る。この結果、カバー７は、開口８を封止するためにハウジング２に接続される。ねじ及びヒンジ等の多様な接続手段によって開口８を封止するように、カバー７がハウジング２に接続されてもよいことに留意されたい。
【００５２】
図３及び図４を参照すると、一実施形態において、導電部材３は、第１導電部材３’及び第２導電部材３”を有する。接続モジュール１は、２個の導電部材３'，３”間に接続されたバイパスダイオード１０をさらに具備する。図３及び図４に示されるように、弾性クリップ５の付勢動作の下で、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、第１及び第２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続される。第１及び第２の導電部材３'，３”の２端は、正極接続ケーブル又は負極接続ケーブル（図示せず）に接合されてもよい。好適な一実施形態において、各電極接続ケーブルは、建物一体型太陽光発電モジュールの出力電力を増大させるよう、コネクタ又は他の接続ケーブルを介して隣の太陽電池モジュールに直列接続されてもよい。最も外側のモジュールの正極及び負極の接続ケーブルは、所定電圧の出力電力を発生するので、太陽電池モジュール全体の電力を出力する。バイパスダイオード１０は、１個の太陽電池が故障した場合に別の電流経路を提供するよう、太陽電池で発生した電流の向きと逆向きに配置される。
【００５３】
好適な一実施形態において、導電部材３の一端はハウジング２の一端に接続されたケーブルコネクタに挿入されるよう構成され、導電部材３の他端にはバイパスダイオード１０のピン１０ａ，１０ｂと嵌合するソケット３０が設けられている。図４に示される導電部材３の一端は筒形状を有するが、本発明はその形態に限定されず、例えば角柱状等の他の形状も可能である。
【００５４】
図２及び図４を参照すると、上述の実施形態において、弾性クリップ５は第１及び第２の弾性クリップ５'，５”を有し、これら２個のクリップは、２個のリード端子４並びに第１及び第２の導電部材３'，３”をそれぞれ共にクランプする。この結果、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、第１及び第２の導電部材３'，３”と安定した電気接続状態にある。
【００５５】
さらに、図１ないし図３に示されるように、接続モジュールは、ハウジング２の下面に設けられた別の開口６’をさらに具備する。開口６及び別の開口６’を通って、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子４は、ハウジング２内の第１及び第２の導電部材３'，３”と電気接続される。開口６及び別の開口６’に対応して、ハウジング２の側面に２個の開口８が設けられる。
【００５６】
上述の実施形態では、開口６及び別の開口６’を介して２個のリード端子４が第１及び第２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続されているが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、開口６及び別の開口６’は単一の開口に置換されてもよい。この単一開口を通って、２個のリード端子４がハウジング２の導電部材３'，３”にそれぞれ接続される。
【００５７】
上述したことから明白であるように、本発明は、建物一体型太陽光発電システム用の改良された接続モジュールを提供する。従来技術と比較すると、本発明は溶接工程の代わりに弾性クリップを使用しているので、溶接工程に伴う問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。他方、本発明を実施するための要求事項は満たすことが容易であるので、溶接作業に関わる要求事項に関連したコストは著しく減少する。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００５８】
図面を参照して本発明の種々の実施形態を説明したが、当業者であれば、図面に開示されたこれらの実施形態は、本発明を実施する態様の例示であることを理解すべきである。本発明はこれら具体的な実施形態に限定されないと理解すべきである。同様に、明細書中に使用される方向を示す用語、例えば、「上」、「下」、「上面」、「下面」等は、関連する図面の上部又は下部に対応するものの、反対の角度又は横から見た場合に「下」、「上」、「左」、「右」に対応するであろう任意の方向を指してもよい。
【００５９】
図８ないし図１４を参照すると、本発明の第２実施形態に係る建物一体型太陽光発電システムの接続モジュール１０１は、ハウジング１０２、接続導体１１０及び円形弾性クリップ１０５を具備する。ハウジング１０２は第１開口１０６を有し、第１開口１０６は、例えば太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子１０４の挿入のためにハウジングの（図１における）下面等の面に設けられる。接続導体１１０はハウジング１０２に収容される。円形弾性クリップ１０５はハウジング１０２に収容される。このクリップ１０５は、安定した電気接続部を形成するようリード端子１０４及び接続導体１１０を共にクランプする。上述した接続モジュールにおいて、ハウジング１０２は絶縁材料製であってもよい。リード端子１０４及び接続導体１１０は共に、銅、アルミニウム等の導電材料製である。
【００６０】
図８には弾性クリップ１０５が円形断面を有する筒として図示されているが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、弾性クリップ１０５の断面は楕円であってもよい。弾性クリップ１０５は、ゴム、シリコーン等の弾性材料で構成されてもよい。従って、クリップ１０５は、クリップ１０５への外力の印加が無くなった後、元の形状に回復することができる。
【００６１】
図８ないし図１０を参照すると、接続モジュール１０１は、ハウジング１０２の下面の一側、例えば図１０における側面に配置された別の開口１０８をさらに具備する。さらに、接続モジュールは、開口１０８を覆うためにハウジング１０２の開口１０８に接続されたカバー１０７を有してもよい。図１４に示されるように、カバー１０７がハウジング１０２の開口１０８に接続されると、円形又は楕円形の弾性クリップ１０５の外壁が、カバー１０７の内壁に当接する。この結果、カバー１０７を介してクリップ１０５に付勢力を印加し、クリップ１０５が開口１０８の方向に沿って離れることを防止する。
【００６２】
カバー１０７は、ねじ、ヒンジ、留め金等の多様な接続手段によって開口１０８を封止するようハウジング１０２に接続されてもよい。ハウジング１０２の開口１０８を覆うよう開口１０８に接続されたカバー１０７により、開口１０８の側面は、湿気、熱及び他の環境要素から接続モジュールの内部部品を保護するために封止される。開口１０８は不可欠なものではなく、弾性クリップ１０５が下面の開口１０６を通ってハウジング１０２内に設置される場合、開口１０８を省略できることに留意されたい。
【００６３】
図１４に示される実施形態において、封止片９は、カバー１０７及びハウジング１０２間にシール部を形成するよう、カバー１０７及び開口１０８間にさらに設けられる。外見上、カバー１０７及び開口１０８間の気密封止が確保される限り、カバー１０７及び開口１０８間の任意の位置に封止片９を配置してもよい。
【００６４】
図１１、図１２及び図１４を参照すると、一実施形態において、接続モジュール１０１は、ハウジング１０２に収容された導電材料製の導電部材１０３をさらに有する。導電部材１０３は、接続導体１１０と電気接続状態にある。好適な一実施形態において、接続導体１１０は、第１接続導体１１０’及び第２接続導体１１０”を有する。円形又は楕円形の弾性クリップ１０５は、第１クリップ１０５’及び第２クリップ１０５”を有する。第１及び第２のクリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４と接続導体１１０とをクランプし、安定した電気接続部を形成する。
【００６５】
図１１及び図１２を参照すると、一実施形態において、導電部材１０３は、第１導電部材１０３’及び第２導電部材１０３”を有する。接続モジュール１０１は、第１及び第２の導電部材１０３’，１０３”間に接続されたバイパスダイオード１１１をさらに具備する。
【００６６】
図１１を参照すると、好適な一実施形態において、導電部材１０３の一端は、ハウジング１０２の一端に接続されたケーブルコネクタ（図示せず）に挿入されるよう構成されている。そして、導電部材１０３の他端には、バイパスダイオード１１１のピン１１１ａ，１１１ｂと嵌合するソケット１３０が設けられている。図１１に示される導電部材１０３の一端は筒形状を有するが、本発明はその形態に限定されず、例えば角柱状等の他の形状も可能である。
【００６７】
図１４を参照すると、一実施形態において、接続導体１１０は導電部材１０３の周囲に巻きつけられるので、接続導体１１０及び導電部材１０３は安定した電気接続部を形成する。代替として、接続導体１１０は、同様に安定した電気接続を形成するよう導電部材１０３上に溶接されてもよい。溶接作業の例には、レーザ溶接、半田付け及びアーク溶接がある。
【００６８】
図１４を参照すると、実施形態によっては、導電部材１０３の断面はほぼ半円形である。本発明はその形態に限定されず、導電部材１０３の断面形状は、例えば円形等の他の形態をとってもよい。
【００６９】
図８ないし図１０を参照すると、ハウジング１０２はほぼ中空の筒形状をなし、ハウジング１０２の少なくとも一端には、外部ケーブルに直接接続するための孔１０２ａが設けられる。例えば、図９及び図１０において、ハウジング１０２の左端は正極ケーブルに接続され、ハウジング１０２の右端は負極ケーブルに接続されてもよい。正極及び負極のケーブルは、建物一体型太陽光発電の出力電力を増大させるよう、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して隣の接続モジュール内の正極及び負極のケーブルにそれぞれ接続されてもよい。或いは、上述した開口１０２ａにおいて、導電部材１０３は、ケーブルコネクタ（図示せず）を介して外部ケーブルに接続されてもよい。任意であるが、中空の筒形状のハウジング１０２の少なくとも一端は、閉じた端に形成されてもよい。
【００７０】
以下、図１１ないし図１４と併せて、接続導体１１０、導電部材１０３、弾性クリップ１０５及びリード端子１０４間の接続関係を説明する。これらの図面において、図１１は、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。ここで、簡単のためにハウジングが取り外されている。図１２は、ハウジングを取り外した状態の、図１０の接続モジュールの導電部材、接続導体、弾性クリップ、及びリード端子間の接続関係を示す斜視図である。図１３は、弾性クリップ、リード端子及びカバーの組立過程を示す斜視図である。図１４は、図９のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【００７１】
第一に、接続導体１１０は、開口１０６を通ってハウジング１０２内に配置される。次に、好適な一実施形態では、接続導体１１０が導電部材１０３上に溶接されるか、導電部材１０３の周囲に巻きつけられるので、接続導体１１０及び導電部材１０３は安定した電気接続部を形成する。次に、太陽電池パネルの正極又は負極に接続されたリード端子１０４は開口１０６を通ってハウジング１０２内に配置されるので、リード端子１０４の一側は接続導体１１０と接触状態にある。次に、円形又は楕円形の弾性クリップ１０５は開口１０８を通ってハウジング１０２上に配置されるので、クリップ１０５はリード端子１０４の他側に接触する。最後に、カバー１０７が開口１０８に接続されるので、クリップ１０５の外壁及びカバー１０７の内壁は、開口１０８の方向に沿ってクリップ１０５が離れることを防止するためにカバー１０７を介してクリップ１０５に付勢力を印加するよう、互いに当接する。クリップ１０５の付勢力の下で、太陽電池パネルの正極又は負極に電気接続されたリード端子１０４及び接続導体１１０は、安定した電気接続部を形成するよう互いにクランプされる。
【００７２】
上述した弾性クリップ１０５、接続導体１１０及びリード端子１０４用の接続態様は、限定するものではなく、例示するものと考えられる。当業者であれば、前述の実施形態に基づき、多くの変形、変更をすることができる。そのような変形には、リード端子１０４及び接続導体１０３が所望の安定した電気接続部を形成するように、弾性クリップ１０５がリード端子１０４に結合され、リード端子１０４に付勢力が印加されるものがある。図面に詳細に示された他の部品に関しても、本発明を限定するのではなく、例示目的である。例えば、弾性クリップ１０５（図１２参照）の固有弾性力がリード端子に対して付勢力として作用し、そのため、リード端子１０４及び導電部材１０３間に良好な電気接続部を形成する限り、弾性クリップ１０５の縦長の構造に対する制限はない。
【００７３】
好適な一実施形態において、図１０に示されるように、接続モジュールは、ハウジング１０２の下面に設けられた別の開口１０６’をさらに具備する。太陽電池パネルの正極及び負極にそれぞれ接続された２個のリード端子１０４は、開口１０６及び別の開口１０６’を通って、ハウジング１０２内の第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に電気接続される。さらに、好適な実施形態において、導電部材１０３は２個の導電部材１０３’，１０３”を有する。接続モジュールは、２個の導電部材１０３’，１０３”間に接続されたバイパスダイオード１１１をさらに具備する。図１１及び図１２に示されるように、弾性クリップ１０５からの付勢力の下で、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４は、ハウジング１０２内の第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に電気接続される。第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”が第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”に電気接続されるので、２個のリード端子１０４は、第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”に電気接続する。
【００７４】
その上、第１及び第２の導電部材１０３'，１０３”の２端は、正極接続ケーブル又は負極接続ケーブル（図示せず）に接合されてもよい。好適な一実施形態において、各電極接続ケーブルは、出力電力を増大させるよう、コネクタ又は他の接続ケーブルを介して隣の太陽電池モジュールに直列接続されてもよい。最も外側のモジュールの正極及び負極の接続ケーブルは、所定電圧の出力電力を発生するので、太陽電池モジュール全体の電力を出力する。バイパスダイオード１１１は、１個の太陽電池が故障した場合に別の電流経路を提供するよう、太陽電池で発生した電流の向きと逆向きに配置される。図１０を参照すると、開口１０６及び別の開口１０６’に対応する２個の開口１０８が、ハウジング１０２の側面に設けられている。
【００７５】
図１２及び図１３を参照すると、上述の実施形態において、弾性クリップ１０５は、第１弾性クリップ１０５’及び第２弾性クリップ１０５”を具備する。２個の弾性クリップは、太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個のリード端子１０４が第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”と安定した電気接続状態にあるように、２個のリード端子１０４並びに第１及び第２の導電部材１１０，１１０’をそれぞれ共にクランプする。
【００７６】
上述の実施形態では、２個のリード端子１０４が開口１０６及び別の開口１０６’を通って第１及び第２の接続導体１１０’，１１０”に接続されているが、本発明にこの形態に限定されない。例えば、開口１０６及び別の開口１０６’は単一の開口に置換されてもよい。単一の開口を通って、２個のリード端子１０４がハウジング１０２の接続導体１１０’，１１０”に接続される。
【００７７】
さらに、好適な実施形態では、接続導体１１０が導電部材１０３に溶接されるか巻きつけられてそれらの間に安定した電気接続を形成するが、これは端に例示に過ぎず、限定することを意図したものではない。例えば、第１及び第２接続導体１１０，１１０’は、第１及び第２の導電部材１０３’，１０３”からそれぞれ延びて後者に一体化してもよい。
【００７８】
また、本発明の接続モジュールは、建物内の窓パネルの枠内に埋設可能な３次元の筒状をなす。しかし、本発明はこの形態に限定されず、接続モジュールは、窓パネルの枠又はサンルーフ等に収容されるよう、円筒状、角柱状等の適当な形状をなしてもよい。
【００７９】
上述したことから明白であるように、本発明は、建物一体型太陽光発電システム用の改良された接続モジュールを提供する。従来技術と比較すると、本発明は溶接工程の代わりに弾性クリップを使用しているので、溶接工程に伴う問題、すなわち時間がかかり生産コストが高くなってしまうという問題を回避する。同時に、本発明は、溶接工程で考慮しなければならない要求事項をなくす。このため、それら要求事項を満たすための対応する費用が削減される。第二に、本発明に係る接続モジュールは、太陽電池組立体のリード端子及び導体部材間の堅固で安定した電気接続を確保しながら、組立作業が容易な建物一体型太陽光発電の部品の小型化の傾向に一致するので、最終製品の信頼性及び歩留まりの増大に寄与する。さらに、弾性クリップを使用することにより、太陽電池組立体間の接続部から接続モジュールを分離することができるので、従来技術の恒久接続と比べて、接続モジュールの内部部材の維持管理及び検査をより便利に遂行することができる。
【００８０】
図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明したが、当業者であれば、図面に開示されたこれらの実施形態は、本発明を実施する態様の例示であることを認識すべきである。本発明はこれら具体的な実施形態に限定されないと理解すべきである。同様に、明細書中に使用される方向を示す用語、例えば、「上」、「下」、「上面」、「下面」等は、関連する図面の上部又は下部に対応するものの、反対の角度又は横から見た場合に「下」、「上」、「左」、「右」に対応するであろう任意の方向を指してもよい。
【００８１】
いくつかの例示的実施形態を図示し説明したが、当業者であれば、本会時の原理及び真髄から逸脱することなく、これらの実施形態に種々の変更を加えることができることを理解するであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物で定義される。
【符号の説明】
【００８２】
１ 接続モジュール
２ ハウジング
３ 導電部材
３’ 第１導電部材
３” 第２導電部材
３１，３２ ほぼ平坦な側面
４ リード端子
５ 弾性クリップ
５１ 底壁
５２，５３ 側壁
６ 開口（第１開口）
７ カバー
８ 開口（第２開口）
９ 封止片
１０ バイパスダイオード
５４ 位置決め突起
５５ 位置決め窪み
５６ 曲げ部
１０１ 接続モジュール
１０２ ハウジング
１０３ 導電部材
１０３’ 第１導電部材
１０３” 第２導電部材
１０４ リード端子
１０５ 弾性クリップ
１０５’ 第１弾性クリップ
１０５” 第２弾性クリップ
１０７ カバー
１１０ 接続導体
１１０’ 第１接続導体
１１０” 第２接続導体
１１１ バイパスダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに収容された導電部材と、
前記ハウジングの第１面に設けられた第１開口と、
弾性クリップと
を具備する、建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールであって、
太陽電池パネルの正極及び負極に電気接続されたリード端子は、前記第１開口を通って、前記ハウジングに収容された前記導電部材と電気接続し、
前記リード端子及び前記導電部材を共にクランプするための前記弾性クリップにより、前記リード端子及び前記導電部材を安定して電気接続することを特徴とする接続モジュール。
【請求項２】
前記導電部材はほぼ平坦な逆向きの２側面を有し、
前記弾性クリップの断面は、頂点が開放したほぼ三角形状をなし、
前記弾性クリップは、底壁と、該底壁の両端から該底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有し、
前記弾性クリップが前記リード端子をクランプすると、前記弾性クリップの前記対向する２側壁が前記リード端子と接触して前記リード端子に付勢力を印加する結果、前記リード端子及び前記導電部材は、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項３】
前記導電部材はほぼ筒状の部分を有し、
前記弾性クリップの断面は、頂上が開放したほぼ三角形状をなし、
前記弾性クリップは、底壁と、該底壁の両端から該底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有し、
前記弾性クリップが前記リード端子をクランプすると、前記弾性クリップの前記底壁及び前記対向する２側壁が前記リード端子により周囲が巻きつけられた前記導電部材の筒状部の周辺にほぼ正接する結果、前記リード端子及び前記導電部材は、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項４】
前記第１面の反対側の前記ハウジングに設けられた第２開口と、
該第２開口を覆うために前記ハウジングの前記第２開口に接続されたカバーと
をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の接続モジュール。
【請求項５】
前記カバーが前記ハウジングの前記第２開口に接続されると、前記弾性クリップの前記底壁が前記カバーの内壁に当接する結果、前記第２開口の方向から離れる方向に前記弾性クリップが進行することを防止することを特徴とする請求項４記載の接続モジュール。
【請求項６】
前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁が位置決め機構により互いに係合する結果、前記カバーを介して前記弾性クリップの更なる変位を制限することを特徴とする請求項５記載の接続モジュール。
【請求項７】
前記位置決め機構は、前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁のうちの一方に設けられた位置決め突起と、前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁のうちの他方に設けられた位置決め窪みとを具備し、
前記弾性クリップの前記底壁が前記カバーの前記内壁に当接すると、前記位置決め突起が前記位置決め窪みに係合し、前記弾性クリップの変位を制限することを特徴とする請求項６記載の接続モジュール。
【請求項８】
前記弾性クリップの前記２側壁は該２側壁の端部で曲げ部を形成する結果、前記弾性クリップの前記２側壁の前記端部は、互いに離れる方向に延びることを特徴とする請求項２又は３記載の接続モジュール。
【請求項９】
前記ハウジングがほぼ中空の筒形状をなし、
前記ハウジングの少なくとも一端は、閉じた端に形成されるか、或いは外部ケーブルにケーブルコネクタを介して又は直接接続するための穴を具備することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項１０】
前記カバー及び前記第２開口の間に、前記カバー及び前記ハウジング間を封止するシール片がさらに設けられることを特徴とする請求項４記載の接続モジュール。
【請求項１１】
前記導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備し、
前記接続モジュールは、前記第１及び第２の導電部材間を接続するバイパスダイオードをさらに具備することを特徴とする請求項１又は９記載の接続モジュール。
【請求項１２】
前記導電部材の一端は、前記ハウジングの一端に接続されたコネクタに挿入されるよう構成され、
前記導電部材の他端には、前記バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられていることを特徴とする請求項１１記載の接続モジュール。
【請求項１３】
前記弾性クリップは、第１弾性クリップ及び第２弾性クリップを具備し、
該第１及び第２の弾性クリップは、前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個の前記リード端子並びに前記第１及び第２の導電部材を共にクランプする結果、前記リード端子並びに前記第１及び第２の導電部材の間に安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１１又は１２記載の接続モジュール。
【請求項１４】
前記接続モジュールは、前記ハウジングの前記第１面に設けられた別の第１開口をさらに具備し、
前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された前記２個のリード端子は、前記第１開口及び前記別の第１開口を通って、前記ハウジング内の前記第１及び第２の導電部材にそれぞれ電気接続されていることを特徴とする請求項１３記載の接続モジュール。
【請求項１５】
前記弾性クリップは、前記ハウジングに収容された円形又は楕円形のクリップであることを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項１６】
前記導体部材は、第１接続導体及び第２接続導体を具備し、
前記円形又は楕円形の弾性クリップは、第１クリップ及び第２クリップを具備し、
該第１及び第２のクリップは、前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された前記２個のリード端子及び前記接続導体を共にクランプする結果、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【請求項１７】
前記接続導体及び導電部材が安定した電気接続部を形成するように、前記接続導体は前記導電部材に溶接されるか、或いは前記導電部材の周囲に巻きつけられることを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【請求項１８】
前記カバーが前記ハウジングの前記第２開口に接続されると、前記円形又は楕円形の弾性クリップの一外壁が前記カバーの一内壁に当接する結果、前記第２開口の方向に沿って前記クリップが離れることを防止するよう、前記カバーを通って前記クリップに付勢力を与えることを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに収容された導電部材と、
前記ハウジングの第１面に設けられた第１開口と、
弾性クリップと
を具備する、建物一体型太陽光発電システムの接続モジュールであって、
太陽電池パネルの正極及び負極に電気接続されたリード端子は、前記第１開口を通って、前記ハウジングに収容された前記導電部材と電気接続し、
前記リード端子及び前記導電部材を共にクランプするための前記弾性クリップにより、前記リード端子及び前記導電部材を安定して電気接続することを特徴とする接続モジュール。
【請求項２】
前記導電部材はほぼ平坦な逆向きの２側面を有し、
前記弾性クリップの断面は、頂点が開放したほぼ三角形状をなし、
前記弾性クリップは、底壁と、該底壁の両端から該底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有し、
前記弾性クリップが前記リード端子をクランプすると、前記弾性クリップの前記対向する２側壁が前記リード端子と接触して前記リード端子に付勢力を印加する結果、前記リード端子及び前記導電部材は、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項３】
前記導電部材はほぼ筒状の部分を有し、
前記弾性クリップの断面は、頂上が開放したほぼ三角形状をなし、
前記弾性クリップは、底壁と、該底壁の両端から該底壁に対して鋭角に延びる対向する２側壁とを有し、
前記弾性クリップが前記リード端子をクランプすると、前記弾性クリップの前記底壁及び前記対向する２側壁が前記リード端子により周囲が巻きつけられた前記導電部材の筒状部の周辺にほぼ正接する結果、前記リード端子及び前記導電部材は、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項４】
前記第１面の反対側の前記ハウジングに設けられた第２開口と、
該第２開口を覆うために前記ハウジングの前記第２開口に接続されたカバーと
をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の接続モジュール。
【請求項５】
前記カバーが前記ハウジングの前記第２開口に接続されると、前記弾性クリップの前記底壁が前記カバーの内壁に当接する結果、前記第２開口の方向から離れる方向に前記弾性クリップが進行することを防止することを特徴とする請求項４記載の接続モジュール。
【請求項６】
前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁が位置決め機構により互いに係合する結果、前記カバーを介して前記弾性クリップの更なる変位を制限することを特徴とする請求項５記載の接続モジュール。
【請求項７】
前記位置決め機構は、前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁のうちの一方に設けられた位置決め突起と、前記弾性クリップの前記底壁及び前記カバーの前記内壁のうちの他方に設けられた位置決め窪みとを具備し、
前記弾性クリップの前記底壁が前記カバーの前記内壁に当接すると、前記位置決め突起が前記位置決め窪みに係合し、前記弾性クリップの変位を制限することを特徴とする請求項６記載の接続モジュール。
【請求項８】
前記弾性クリップの前記２側壁は該２側壁の端部で曲げ部を形成する結果、前記弾性クリップの前記２側壁の前記端部は、互いに離れる方向に延びることを特徴とする請求項２又は３記載の接続モジュール。
【請求項９】
前記ハウジングがほぼ中空の筒形状をなし、
前記ハウジングの少なくとも一端は、閉じた端に形成されるか、或いは外部ケーブルにケーブルコネクタを介して又は直接接続するための穴を具備することを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項１０】
前記カバー及び前記第２開口の間に、前記カバー及び前記ハウジング間を封止するシール片がさらに設けられることを特徴とする請求項４記載の接続モジュール。
【請求項１１】
前記導電部材は、第１導電部材及び第２導電部材を具備し、
前記接続モジュールは、前記第１及び第２の導電部材間を接続するバイパスダイオードをさらに具備することを特徴とする請求項１又は９記載の接続モジュール。
【請求項１２】
前記導電部材の一端は、前記ハウジングの一端に接続されたコネクタに挿入されるよう構成され、
前記導電部材の他端には、前記バイパスダイオードのピンと嵌合するソケットが設けられていることを特徴とする請求項１１記載の接続モジュール。
【請求項１３】
前記弾性クリップは、第１弾性クリップ及び第２弾性クリップを具備し、
該第１及び第２の弾性クリップは、前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された２個の前記リード端子並びに前記第１及び第２の導電部材を共にクランプする結果、前記リード端子並びに前記第１及び第２の導電部材の間に安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１１又は１２記載の接続モジュール。
【請求項１４】
前記接続モジュールは、前記ハウジングの前記第１面に設けられた別の第１開口をさらに具備し、
前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された前記２個のリード端子は、前記第１開口及び前記別の第１開口を通って、前記ハウジング内の前記第１及び第２の導電部材にそれぞれ電気接続されていることを特徴とする請求項１３記載の接続モジュール。
【請求項１５】
前記弾性クリップは、前記ハウジングに収容された円形又は楕円形のクリップであることを特徴とする請求項１記載の接続モジュール。
【請求項１６】
前記導体部材は、第１接続導体及び第２接続導体を具備し、
前記円形又は楕円形の弾性クリップは、第１クリップ及び第２クリップを具備し、
該第１及び第２のクリップは、前記太陽電池パネルの正極及び負極に接続された前記２個のリード端子及び前記接続導体を共にクランプする結果、安定した電気接続部を形成することを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【請求項１７】
前記接続導体及び導電部材が安定した電気接続部を形成するように、前記接続導体は前記導電部材に溶接されるか、或いは前記導電部材の周囲に巻きつけられることを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【請求項１８】
前記カバーが前記ハウジングの前記第２開口に接続されると、前記円形又は楕円形の弾性クリップの一外壁が前記カバーの一内壁に当接する結果、前記第２開口の方向に沿って前記クリップが離れることを防止するよう、前記カバーを通って前記クリップに付勢力を与えることを特徴とする請求項１５記載の接続モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公表番号】特表２０１２−５０７８４５（Ｐ２０１２−５０７８４５Ａ）
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３８７４（Ｐ２０１１−５３３８７４）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４７４４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９８８６
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０８０７９１２０）タイコ エレクトロニクス （シャンハイ） カンパニー リミテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４７４４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９８８６
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０８０７９１２０）タイコ エレクトロニクス （シャンハイ） カンパニー リミテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
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