特許 5652736 端子ボックス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5652736

(24)【登録日】2014年11月28日

(45)【発行日】2015年1月14日

(54)【発明の名称】端子ボックス

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/34 20140101AFI20141218BHJP

   H01R 33/05 20060101ALI20141218BHJP

【ＦＩ】

   H02S40/34

   H01R33/05 Z

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-176202(P2011-176202)

(22)【出願日】2011年8月11日

(65)【公開番号】特開2013-41883(P2013-41883A)

(43)【公開日】2013年2月28日

【審査請求日】2014年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000194918

【氏名又は名称】ホシデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】山崎 雅和

【審査官】 清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２５１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１３０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８２２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｓ ４０／３４ − ４０／３８

Ｈ０１Ｒ ３３／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボックス本体の内部に並設された複数の端子板と、
前記端子板どうしを電気的に接続するダイオードとを備え、
前記ダイオードが、一方の端子板に重ねて半田付けで電気的に接続される第１端子部と、他方の端子板に対して電気的に接続される第２端子部とを備え、
前記一方の端子板のうちの前記第１端子部が重ねられる領域の外周側に沿って、当該端子板を切り抜いて形成したスリットを設けてあり、
前記他方の端子板は金属板で構成され、前記第２端子部が半田付けされる被固着部と前記被固着部を前記他方の端子板の本体部に対して相対変位自在に連結する連結部とが設けてあり、
前記連結部は、前記他方の端子板を前記被固着部と共に板面に沿った屈曲形状に打ち抜いて形成した帯板部分を有する端子ボックス。

【請求項2】

前記第１端子部の前記一方の端子板に対して重ねる位置を当該第１端子部との当接により位置決め可能な位置決め片を、前記一方の端子板に切り起こしてある請求項１記載の端子ボックス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボックス本体の内部に並設された複数の端子板と、前記端子板どうしを電気的に接続するダイオードとを備え、ダイオードが端子板に重ねて半田付けで電気的に接続される端子部を備えている端子ボックスに関する。

【背景技術】

【0002】

上記端子ボックスでは、ダイオードの端子部を端子板に重ねて半田付けしてあるために、端子部を端子板に半田付けする際に、半田の溶融熱が端子板に熱伝導されて放熱量が多くなり、半田の加熱時間が長くなり易い。
このため、半田付けに要する時間が長くなるとともに、端子部からの熱伝導によりダイオードが過度に加熱されてその機能を損なうおそれがある。

【0003】

このような事態を防止するために、従来の端子ボックスでは、端子板のうちのダイオードの端子部が半田付けされる箇所の周りを切り抜いて、端子部を端子板に半田付けする際の、半田の溶融熱の端子板への熱伝導を抑制できるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１３５２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、端子部の側縁部分を、端子板の切り抜き箇所を跨いで端子板に重ねてあるために、半田の溶融熱が端子部の側縁部分から端子板の側に熱伝導され易く、半田の溶融熱の端子板への熱伝導を効率良く抑制できないおそれがある。
また、端子部と端子板との接続箇所の溶融半田が、端子部の側縁部分を介して端子板の側に流れ出し易く、端子部と端子板とを接続する半田の量が不足して、電気的性能及び機械的性能を損なうおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、半田の溶融熱の端子板への熱伝導を効率良く抑制することができ、端子部と端子板との接続箇所における電気的性能及び機械的性能を損なうおそれも少ない端子ボックス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】

【0006】

本発明による端子ボックスの第１特徴構成は、ボックス本体の内部に並設された複数の端子板と、前記端子板どうしを電気的に接続するダイオードとを備え、前記ダイオードが、一方の端子板に重ねて半田付けで電気的に接続される第１端子部と、他方の端子板に対して電気的に接続される第２端子部とを備え、前記一方の端子板のうちの前記第１端子部が重ねられる領域の外周側に沿って、当該端子板を切り抜いて形成したスリットを設けてあり、前記他方の端子板は金属板で構成され、前記第２端子部が半田付けされる被固着部と前記被固着部を前記他方の端子板の本体部に対して相対変位自在に連結する連結部とが設けてあり、前記連結部は、前記他方の端子板を前記被固着部と共に板面に沿った屈曲形状に打ち抜いて形成した帯板部分を有する点にある。

【0007】

本構成の端子ボックスは、ダイオードが、一方の端子板に重ねて半田付けで電気的に接続される第１端子部を備え、前記一方の端子板のうちの第１端子部が重ねられる領域の外周側に沿って、当該端子板を切り抜いて形成したスリットを設けてある。
このため、第１端子部が重ねられる領域の外周側に沿って形成したスリットの存在により、半田の溶融熱の端子板への熱伝導が抑制されると共に、端子部と端子板との接続箇所の溶融半田が端子板の側に流れ出すことも抑制して端子部と端子板とを接続する半田の量を確保し易い。

【0008】

したがって、本構成の端子ボックスであれば、半田の溶融熱の端子板への熱伝導を効率良く抑制することができ、端子部と端子板との接続箇所における電気的性能及び機械的性能を損なうおそれも少ない。

【0009】

また、例えば太陽電池モジュール用の端子ボックスのように、苛酷な環境温度に曝される端子ボックスでは、端子板とダイオードとが環境温度の変化に伴って互いに異なった比率で熱変形（熱膨張と熱収縮）を繰り返し、端子板とダイオードとの熱変形量の違いに起因する集中荷重が端子板とダイオードとの接続部分に繰り返し作用して、接続不良を生じるおそれがある。
本構成であれば、第２端子部が半田付けされる被固着部を他方の端子板の本体部に対して相対変位自在に連結する連結部を設けてあるので、ダイオードの第２端子部と他方の端子板の被固着部との接続状態を維持したまま、環境温度の変化に伴う他方の端子板とダイオードとの相対変位を、他方の端子板の被固着部と本体部との相対変位として吸収させることができる。

【0010】

このため、例えば、設置環境の温度差によって他方の端子板とダイオードとの間に異なる方向の力が作用しても、前記連結部において吸収することができ、相互の接続不良を未然に防ぐことができる。
したがって、本構成の端子ボックスであれば、端子板とダイオードとの熱変形量の違いに起因する集中荷重が端子板とダイオードとの接続部分に作用し難くなり、接続不良が生じ難い。

【0011】

この作用効果は、取り付けられるダイオードの形式や構造の差に拘わらず、何れのダイオードが取り付けられている場合にも、同様に発揮できる。
因みに、前記連結部としては、例えば、他方の端子板の本体部や被固着部より幅寸法（又は、厚み寸法、又は、幅と厚みの両方）が小さい構成や、他の部分より変形し易い素材による構成を採用することが、例として挙げられる。

【0012】

さらに、本構成であれば、連結部を他方の端子板以外の部材で構成してある場合に比べて、加工や組み付けの手間を少なくして安価に製作することができる。
また、連結部を構成する帯板部分は、曲線状や、直線と曲線状との組合せ形状等、自由に設定できる。

【0013】

本発明の第２特徴構成は、前記第１端子部の前記一方の端子板に対して重ねる位置を当該第１端子部との当接により位置決め可能な位置決め片を、前記一方の端子板に切り起こしてある点にある。

【0014】

本構成であれば、一方の端子板に切り起こしてある位置決め片にダイオードの第１端子部を当接させることにより、第１端子部の一方の端子板に対して重ねる位置を、精度良く簡単に位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】端子ボックスの内部を示す正面図である。

【図2】端子ボックスの内部を示す斜視図である。

【図3】端子板とダイオードとの取付状況を示す要部断面図である。

【図4】端子板とダイオードとの取付状況を示す要部の分解斜視図である。

【図5】端子板とダイオードとの取付状況を示す要部の分解斜視図である。

【図6】別実施形態の連結部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２は、太陽電池モジュール（接続対象物の一例）に接続される端子ボックスＢを示す。
端子ボックスＢは、太陽電池モジュール（図外）に電気的に接続される第１〜第４の四つの端子板６（６Ａ〜６Ｄ）が内部に並設された矩形箱形の樹脂製ボックス本体１と、ボックス本体１の開口部１ａを塞ぐ樹脂製蓋体（図外）とを備えている。

【0021】

ボックス本体１の底板１ｂには、端子板６を係止保持するための２種類の保持部２（２ａ，２ｂ）、及び、端子板６の縁部に接当して位置決めを行う保持壁３を各端子板６に対応する位置に設けてあると共に、各端子板６に電気的に接続される太陽電池モジュール
（図外）の出力端子（図外）を導入する端子導入孔１７が貫通形成されている。

【0022】

保持部２の一方は、端子板６の一方の側辺部に備えた係止部６ａを係止させることで保持する一文字状の被係止部２ａで構成してあり、保持部２の他方は、端子板６の他方の側辺部を係入させる溝状の係入部２ｂで構成してある。

【0023】

ボックス本体１の側板１ｃには、端子板６を蓄電池などに接続する一対の出力ケーブル４を、防水状態を保った状態で各別に挿通させる一対のケーブル挿通部１６が形成されている。

【0024】

端子板６の夫々は、導電性金属板を板金加工して形成してあり、保持部２と保持壁３によって保持されていることで、隣り合うものどうしが互いに離間している絶縁状態となるように並設されている。
隣り合う端子板６どうしは、バイパスダイオード１８（以後、単にダイオードという）を介して互いに電気的に接続されている。

【0025】

図３，図４は、図１において左端で隣り合う端子板６Ａ，６Ｂとダイオード１８との接続構造を示し、図５は、図１において中央で隣り合う端子板６Ｂ，６Ｃとダイオード１８との接続構造を示す。
図１において右端で隣り合う端子板６Ｃ，６Ｄとダイオード１８との接続構造は、端子板６Ａ，６Ｂとダイオード１８との接続構造と同様に構成されているので、その説明は省略する。

【0026】

ダイオード１８は、図３〜５に示すように、矩形ブロック板形状に一体化されたダイオード本体１８Ａと、リード端子部１９とが一体的に形成されたパッケージ型ダイオードとして構成されている。

【0027】

リード端子部１９は、ダイオード本体１８Ａの一方の端面から垂直に突出した一対のアノード電極１９ｂと、ダイオード本体１８Ａの他方の端面に沿って一体化されたカソード電極１９ａとを備えて構成してある。

【0028】

カソード電極１９ａが、一方の端子板６（図３，図４に示す端子板６Ａ，６Ｂの組み合わせでは端子板６Ｂ，図５に示す端子板６Ｂ，６Ｃの組み合わせでは端子板６Ｃ）に対して重ねて電気的に接続される第１端子部に相当する。
一対のアノード電極１９ｂが、他方の端子板６（図３，図４に示す端子板６Ａ，６Ｂの組み合わせでは端子板６Ａ，図５に示す端子板６Ｂ，６Ｃの組み合わせでは端子板６Ｂ）に対して電気的に接続される第２端子部に相当している。

【0029】

カソード電極１９ａ（第１端子部）は金属製矩形板で構成してあり、ダイオード本体１８Ａの裏面部分の一部に一体的に設けられている。
カソード電極１９ａの端縁部が、ダイオード本体１８Ａの他方の端面より若干長さ突出する突出縁部２１として構成してある。

【0030】

突出縁部２１の一方の端子板６（図３，図４では端子板６Ｂ，図５では端子板６Ｃ）の側に対向する面が、当該一方の端子板に電気的に接続される面実装型の接続面５として設けられ、この接続面５が一方の端子板に設定された接続領域８ａに対して重ねて手半田やロボット半田のような半田こてによる半田付けで電気的に接続されている。

【0031】

一方の端子板６（図３，図４では端子板６Ｂ，図５では端子板６Ｃ）のうちの接続面５が接続される接続領域８ａ、つまり、カソード電極（第１端子部）１９ａが重ねられる領域の外周側に沿って、当該端子板を切り抜いて形成したスリット１１を断続的に設けてある。
したがって、スリット１１は接続領域８ａを囲むように断続的に配置されている。
一方の端子板のうちのスリット１１よりも接続領域８ａの側の部位に、接続面５の接続領域８ａに対する相対位置、つまり、カソード電極１９ａの一方の端子板に対して重ねる位置をカソード電極１９ａとの当接により位置決め可能な位置決め片１２を切り起こしてある。

【0032】

一対のアノード電極１９ｂは、図４に示すように、金属製帯板で構成して、帯幅方向に互いに間隔を隔てて並設されている。
アノード電極１９ｂ（第２端子部）の長手方向での先端部は、他方の端子板６（図３，図４では端子板６Ａ，図５では端子板６Ｂ）が有する被固着部８ｂに半田付けによって固着される。

【0033】

アノード電極１９ｂの長手方向での中間部は、縦断面が「Ｊ」文字形状となるようにフォーミング加工してある。このフォーミング加工部２０を設けてあることによって、アノード電極１９ｂの先端部と基端部との間に生じる相対位置変化を、撓み変形で吸収しやすくなる。

【0034】

並設された４つの端子板６（６Ａ〜６Ｄ）は略矩形形状に構成された端子板本体部７を有し、アノード電極１９ｂ（第２端子部）が半田付けされる被固着部８ｂと端子板本体部７と被固着部８ｂとを相対変位自在に連結する連結部９は第１〜第３端子板６Ａ，６Ｂ，６Ｃに備えられ、ダイオード１８のカソード電極１９ａ（第１端子部）が半田付けされる接続領域８ａは第２〜第４端子板６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに備えられている。
接続領域８ａは、連結部９を設けることなく端子板本体部７の一部分として形成してある

【0035】

並設された４つの端子板６のうちの、並設方向で両端部に位置する第１端子板６Ａと第４端子板６Ｄは、出力ケーブル４を電気的に接続するカシメ接続部１０を備えている。また、並設方向で中央部に位置する第２端子板６Ｂと第３端子板６Ｃを係入部２ｂに係入させてある。

【0036】

従って、第１端子板６Ａと第４端子板６Ｄは、図１、図２に示すように、両側縁部をボックス本体１の保持壁３によって保持されると共に、一方の側辺部の係止部６ａをボックス本体１の被係止部２ａに係止させた状態に設置されている。そして、カシメ接続部１０には、ボックス本体１のケーブル挿通部１６を通した出力ケーブル４の端部がカシメ固定によって電気的に接続されている。

【0037】

第２端子板６Ｂと第３端子板６Ｃは、両側縁部をボックス本体１の保持壁３によって保持されると共に、ボックス本体１の係入部２ｂに係入させ、且つ、係止部６ａをボックス本体１の被係止部２ａに係止させた状態に設置されている。

【0038】

次に、端子板６の被固着部８ｂと連結部９について説明する。
被固着部８ｂと連結部９は、図４、図５に示すように、端子板６の一部を打ち抜くことで、その打ち抜きゾーンＺに囲まれた部位に形成されている。

【0039】

本実施形態においては、被固着部８ｂは、打ち抜きゾーンＺの中で、端子板本体部７とは離間する状態に形成された長方形部分で構成されている。
連結部９は、端子板６を被固着部８ｂと共に打ち抜いて形成した一対の帯板部分９ａで構成してある。

【0040】

一対の帯板部分９ａの夫々は、長方形の被固着部８ｂの長辺部分の一部から、端子板本体部７の打ち抜きゾーンＺに面する内周縁部にかけて一体に設けられた細幅の屈曲形状に形成してある。
屈曲形状は、平面視で「Ｊ」字形状（又は、「Ｊ」の左右反転形状）に設定してある。

【0041】

この連結部９を設けてあることで、例えば、温度変化等の原因により、隣り合う端子板６間や、ダイオード１８と端子板６との間や、ボックス本体１と端子板６との間等に応力が発生し、アノード電極１９ｂと被固着部８との接続部分にその応力が作用する場合に、連結部９が撓み変形して吸収することで、応力集中を緩和できるようになる。
このように、連結部９は、被固着部８ｂや端子板本体部７よりも幅寸法が小さい帯板部分で構成してあり、断面積が小さいことで他の部分よりいち早く変形を許容できる。

【0042】

本実施形態の端子ボックスＢによれば、連結部９を設けてあることで、ダイオード１８と端子板本体部７とが、接続状態を保ったまま互いに変位することが許容され、例えば、設置環境の温度差によってダイオード１８と端子板６との間に異なる方向の力が作用しても、連結部９において吸収することができ、相互の接続不良を未然に防ぐことができる。
従って、太陽電池モジュールのように温度差が激しい設置環境に設置されるものに当該端子ボックスＢを接続する場合でも、接続不良を生じ難い。
更には、連結部９としては、部材幅寸法を他部より小さくする構成を採用してあるから、加工手間が掛かりにくく、安価に提供することができる。

【0043】

〔その他の実施形態〕
〈１〉端子板６を切り抜いて形成したスリット１１は、第１端子部が重ねられる領域８ａの外周側に沿って一連に設けてあってもよい。
〈２〉端子板６を切り抜いて形成したスリット１１は、第１端子部が重ねられる領域８ａの外周側に沿って、その領域から間隔を隔てて設けてあっても、その領域の境界位置に設けてあってもよい。
〈３〉ダイオード１８が、隣り合う端子板６の夫々に対して重ねて半田付けで電気的に接続される二つの第１端子部１９ａを備え、それらの第１端子部１９ａが重ねられる領域の外周側の夫々に沿って、端子板６を切り抜いて形成したスリット１１を設けてあってもよい。
〈４〉端子板と端子部は、手半田やロボット半田のような半田こてによる半田付けではなく、リフロー半田付けによって互いに電気的に接続されていてもよい。
〈５〉端子板６は、先の実施形態で説明した形状や構造や数量に限るものではなく、四つ以外の複数を備えていてもよい。
〈６〉連結部９は、先の実施形態で説明した平面視で「Ｊ」字形状（又は、「Ｊ」の左右反転形状）の帯板部分９ａを備えるものに限らず、直線状や円弧状等の帯板部分９ａを備えるものであってもよい。また、帯幅寸法を他部より小さくする構造に代えて、厚みを他部より小さくして断面積を他部より小さくなるように構成してあっても、部材寸法とは別に、連結部９の素材自体を他部より変形し易いもので構成してあってもよい。
〈７〉連結部９としては、例えば、図６に示すように、帯厚み方向に屈曲変形させた曲がり部９ｂを有する帯板部分９ａを備えていてもよい。
この場合、帯板部分９ａが曲がり部９ｂによって端子板の厚み方向へも容易に変位することが可能となり、被固着部８ｂと端子板本体部７との変位を、端子板６の板面に沿う方向及び端子板厚さ方向への相対変位として確実に吸収させることができる。
〈８〉本発明による端子ボックスは、太陽電池モジュール以外の各種接続対象物に接続されるものであってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１ ボックス本体
６ 端子板
７ 本体部
８ａ 第１端子部が重ねられる領域
８ｂ 被固着部
９ 連結部
９ａ 帯板部分
１１ スリット
１２ 位置決め片
１８ ダイオード
１９ａ 第１端子部
１９ｂ 第２端子部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】