特許 6101592 結線構造、接続部材、並びに、接続工法

(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】6101592

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】結線構造、接続部材、並びに、接続工法

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/64 20060101AFI20170313BHJP

   H01L 31/02 20060101ALI20170313BHJP

   F16B 43/00 20060101ALI20170313BHJP

   F16B 39/24 20060101ALI20170313BHJP

   H05K 7/00 20060101ALI20170313BHJP

   H01R 12/58 20110101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H01R4/64 B

   H01L31/04 200

   F16B43/00 B

   F16B39/24 B

   H05K7/00 F

   H01R12/58

【請求項の数】16

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-159896(P2013-159896)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-32397(P2015-32397A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000941

【氏名又は名称】株式会社カネカ

(74)【代理人】

【識別番号】100100480

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 隆

(72)【発明者】

【氏名】徳間 郷史

【審査官】 片岡 弘之

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９７／００９７５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６１−０３２８１３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ ４／６４

Ｆ１６Ｂ ３９／２４

Ｆ１６Ｂ ４３／００

Ｈ０１Ｌ ３１／０２

Ｈ０１Ｒ １２／５８

Ｈ０５Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器又はアースに電気的に接続される端子部と、面状の導電体と、前記端子部と導電体を電気的に接続する接続部材を備えた結線構造において、
前記端子部は、開口を有しており、
前記接続部材は、少なくとも軸部と、導電部を有し、
前記軸部は、前記端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合することで導電体と一体化されており、
前記端子部と導電体が電気的に接続された第１導電経路を備えており、
前記導電部は、突出部を有し、
前記第１導電経路と別の導電経路であって、かつ、前記突出部が前記端子部の縁よりも面方向の外側で導電体と接触することによって形成された第２導電経路を備えていることを特徴とする結線構造。

【請求項2】

前記第１導電経路は、端子部と導電体が前記軸部を経由して電気的に接続された導電経路であることを特徴とする請求項１に記載の結線構造。

【請求項3】

前記導電体は、金属単体の表面に当該金属単体よりも導電率が低い薄膜層が被覆して形成されるものであり、
前記突出部は、前記導電体の薄膜層を貫通して金属単体と直接接触されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の結線構造。

【請求項4】

前記導電体は、薄膜層の一部が剥がされた剥離部を有しており、
前記突出部は、当該剥離部を通過して金属単体に当接されていることを特徴とする請求項３に記載の結線構造。

【請求項5】

前記導電部は、前記突出部よりも軸部側の位置に第２突出部を有し、
当該第２突出部は、端子部と直接接触されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の結線構造。

【請求項6】

前記導電部は、板状の本体部を有し、
前記突出部は、本体部と連続し、本体部から導電体に向かって立ち上がって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の結線構造。

【請求項7】

前記導電部は、板状の本体部と、第２突出部を有し、
前記第２突出部は、本体部と連続し、本体部から端子部に向かって立ち上がって形成されており、
前記第２突出部は、前記突出部よりも軸部側の位置で端子部と直接接触されており、
さらに、第２突出部は、前記突出部よりも突出長さが短いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の結線構造。

【請求項8】

前記突出部の先端は、先細りして尖っていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の結線構造。

【請求項9】

前記導電部は、突出部を複数有し、
突出部は、軸部を中心として周方向に間隔を空けて並んでいることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の結線構造。

【請求項10】

前記端子部は、電気機器と配線によって接続されており、
当該配線は、周方向に隣接する突出部間の間隔を通過していることを特徴とする請求項９に記載の結線構造。

【請求項11】

前記導電部は、前記突出部よりも軸部側の位置に第２突出部を複数有し、
当該第２突出部は、端子部と直接接触されるものであり、
第２突出部は、軸部を中心として周方向に間隔を空けて並んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載の結線構造。

【請求項12】

前記接続部材は、前記軸部を備えたビス部材と、前記導電部を備えた座金部材から形成されており、
ビス部材は、座金部材に対して相対的に移動可能であって、かつ、座金部材と不可分一体となっており、
ビス部材は、さらに頭部を有し、
ビス部材の軸部は、導電体又はナットと螺合されており、
前記座金部材は、前記頭部によって、導電体に押圧されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の結線構造。

【請求項13】

複数の太陽電池モジュール間を接続する際に使用される結線構造であって、
前記端子部は、電気機器に電気的に接続されており、
当該電気機器は、一の太陽電池モジュールであり、
前記導電体は、他の太陽電池モジュールの一部を形成する金属板であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の結線構造。

【請求項14】

前記金属板は、太陽電池モジュールの一部を形成するフレームであることを特徴とする請求項１３に記載の結線構造。

【請求項15】

電気機器又はアースに電気的に接続される面状の端子部と、導電体を接続する接続部材であって、
前記端子部は、開口を有したものであり、
接続部材は、少なくとも軸部と、導電部を有し、
前記軸部は、前記端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合して導電体と一体化可能であり、
前記導電部は、突出部を有し、
軸部を導電体と一体化されたときに、前記突出部は、前記端子部の縁よりも面方向の外側において、導電体と直接接触されることを特徴とする接続部材。

【請求項16】

請求項４乃至１４のいずれかに記載の結線構造を形成するための接続工法であって、
前記軸部は、導電体又は他の部材と螺合可能であり、
前記軸部を導電体又は他の部材に螺合することによって、前記導電部の突出部が薄膜層の一部を剥がして剥離部を形成する剥離部形成工程を含んでいることを特徴とする接続工法。

【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や測定機器などの電気機器又はアースと接続された端子部を導電体に接続させるための結線構造及び接続部材に関するものである。また、当該結線構造を形成する際の接続工法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

太陽光エネルギーにより発電を行う太陽光発電システムが急速に普及している。
この太陽光発電システムの具体例としては、建築物の建材と一体となった建材一体型の太陽電池モジュールを並べて形成される太陽光発電システムがある。
また、他の具体例としては、いわゆるメガソーラーと称される広大な敷地に膨大な数の太陽電池モジュールを並べて形成される太陽光発電システムもある。このメガソーラー用太陽光発電システムでは、９０００枚程度の太陽電池モジュールを並設させて接続することで１ＭＷ以上の発電が可能となっている。

【0003】

ところで、これらの太陽光発電システムにおいては、感電の防止や誤作動の防止等の観点から各太陽電池モジュールをそれぞれ接地する必要がある。
そこで、従来からの一般的な接地方法としては、隣接する太陽電池モジュールのフレーム間をそれぞれ配線で接続する。そして、所望の太陽電池モジュールのフレームを配線でアースに接続することによって、各太陽電池モジュールの電流をまとめてアースに逃がすという方策が採られている。
すなわち、一般的な接地方法では、各太陽電池モジュールのフレームを導通して全体としてまとめてアースに落としている。

【0004】

上記したフレーム間の接続は、従来から配線を用いて接続し、配線の端部に圧着端子を取り付けて、当該圧着端子をフレームにねじ止めすることによって、フレームと配線を電気的に接続している。
このフレームと配線を接続して電流をアースに逃がす方策は、ＪＩＳ Ｃ ８９９２−１及びＩＥＣ６１７３０−１によってねじ止めの条件が厳格に定められている。
特にタッピングビスのみによる配線の圧着端子のフレームへの固定は、フレームと圧着端子の一体化強度の不足の防止や十分な導電経路を確保する観点から、フレームの厚みに対してビスの山が２山以上かかることが条件とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭６１−３２８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、フレームを貫通し且つ強度が十分にあるタッピングビスは、ねじ山の間隔が広く、フレームに２山以上かからない場合がある。
このような場合には、別途、他の部材によって、圧着端子とフレームとの一体化強度や導通を補強する必要がある。

【0007】

そこで、このような場合の対応としては、図１２に示すように圧着端子２０１とフレーム２０２の間に歯付き座金と呼ばれるワッシャー（以下、歯付き座金２０３）を入れて、圧着端子２０１とフレーム２０２を接続した構造が取られている。

【0008】

すなわち、一般的な太陽電池モジュールのフレームは、さびの防止や感電防止等の観点から金属単体の表面に金属酸化物被膜２０７が被膜されているので、圧着端子２０１にビス２０５を挿通した後に歯付き座金２０３を取り付けて、歯付き座金２０３の歯２０６によって金属酸化物被膜２０７を削る。そして、当該金属酸化物被膜２０７が削れた部位において、歯付き座金２０３の歯２０６を金属単体２０８に直接接触させる。この金属単体２０８への歯２０６の接触により、圧着端子２０１とフレーム２０２の一体化強度の補強と導通の確保がされている。
しかしながら、この構造の場合、取り付ける際に、ビス２０５に圧着端子２０１を通した後に、歯付き座金２０３を通す必要がある。そのため、作業時に不意にビス２０５から歯付き座金２０３が外れるおそれがあった。また、この構造の場合、作業者から現場でビス２０５に歯付き座金２０３を挿入する工程が増え手間がかかるので、煩わしいという不満があった。
特に上記したメガソーラー用太陽光発電システムでは、膨大な数の太陽電池モジュールを接地する必要がある。そのため、歯付き座金２０３を取り付ける作業だけでも時間がかかる。それ故に、試作した構造では、作業性が著しく低下するという問題があった。

【0009】

そこで、本発明は、導電体と端子部との導通を確実にとれる結線構造を提供することを課題とする。また、この結線構造を形成するための接続部材を提供することを課題とする。さらに、この結線構造を形成する接続工法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、電気機器又はアースに電気的に接続される端子部と、面状の導電体と、前記端子部と導電体を電気的に接続する接続部材を備えた結線構造において、前記端子部は、開口を有しており、前記接続部材は、少なくとも軸部と、導電部を有し、前記軸部は、前記端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合することで導電体と一体化されており、前記端子部と導電体が電気的に接続された第１導電経路を備えており、前記導電部は、突出部を有し、前記第１導電経路と別の導電経路であって、かつ、前記突出部が前記端子部の縁よりも面方向の外側で導電体と接触することによって形成された第２導電経路を備えていることを特徴とする結線構造である。

【0011】

ここでいう「電気機器」とは、電気を使用する機器であり、太陽電池モジュールや評価機器、パワーコンディショナーなどの上位概念である。
ここでいう「アース」とは、大地接地のことを指す。
ここでいう「開口」とは、必ずしも連続した壁部で囲まれているものに限らず、切り欠きなどの一部が開放したものも含む。

【0012】

本発明の構成によれば、前記軸部は、前記端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合することで導電体と一体化されている。すなわち、端子部は、接続部材と導電体との間に位置しており、接続部材の軸部と導電体又は他の部材の係合力によって、端子部と導電体の一体化強度が保たれる。また同時に、端子部と導電体が電気的に接続されて第１導電経路が形成される。
本発明の構成によれば、導電部は、突出部を有し、前記第１導電経路と別の導電経路であって、かつ、前記突出部が前記端子部の縁よりも面方向の外側で導電体と接触することによって形成された第２導電経路を備えている。すなわち、本発明の構成によれば、端子部と導電体が直接的又は間接的に接続される第１導電経路と、端子部が接続部材を経由して導電体に導電する第２導電経路を備えている。そのため、端子部と導電体間の導電を確実に確保することができる。また、突出部と導電体の接触によって接続部材がずれにくく、一体化強度を向上させることができる。

【0013】

請求項２に記載の発明は、前記第１導電経路は、端子部と導電体が前記軸部を経由して電気的に接続された導電経路であることを特徴とする請求項１に記載の結線構造である。

【0014】

本発明の構成によれば、第１導電経路が軸部を経由して形成されるため、第１導電経路を形成するにあたって、新たに部材を設ける必要がない。

【0015】

請求項３に記載の発明は、前記導電体は、金属単体の表面に当該金属単体よりも導電率が低い薄膜層が被覆して形成されるものであり、前記突出部は、前記導電体の薄膜層を貫通して金属単体と直接接触されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の結線構造である。

【0016】

ここでいう「薄膜層」とは、容易に削ることができる程度の薄さの層をいい、具体的には、平均厚さが０ｎｍより大きく１２５μｍ以下の厚みの層をいう。

【0017】

本発明の結線構造は、導電体が芯体たる金属単体が導電率の低い薄膜層によって保護されている。すなわち、導電体は、金属単体を薄膜層によって表面加工を施したものである。
また、本発明の構成によれば、突出部は、端子部の縁よりも面方向の外側で、導電体の薄膜層を貫通して金属単体と直接接触されて第２導電経路を形成しているので、第１導電経路の導電が第２導電経路によって補完され、十分に端子部と導電体との導電を確保することができる。

【0018】

請求項４に記載の発明は、前記導電体は、薄膜層の一部が剥がされた剥離部を有しており、前記突出部は、当該剥離部を通過して金属単体に当接されていることを特徴とする請求項３に記載の結線構造である。

【0019】

本発明の構成によれば、薄膜層によって導電が阻害されず、導電体と端子部間の十分な導電を確保することができる。
本発明の構成によれば、突出部は、薄膜層の一部が剥がれた剥離部を通過して金属単体に直接当接しているため、突出部と金属単体とを十分に接触させることができる。
また、本発明の構成によれば、突出部は、金属単体と当接している。すなわち、金属単体に食い込んでいるため、押圧することで接続部材を介した導電体と端子部との一体化強度を補強することができる。

【0020】

請求項５に記載の発明は、前記導電部は、前記突出部よりも軸部側の位置に第２突出部を有し、当該第２突出部は、端子部と直接接触されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の結線構造である。

【0021】

本発明の構成によれば、導電部は、突出部の軸部側（中心側）の位置に第２突出部が存在し、第２突出部は、端子部と直接接触される。すなわち、第２突出部が端子部と接触することによって、第２突出部と端子部が互いに電気的に導通可能となり、さらに突出部が導電体と接触することによって互いに電気的に導通可能となる。
そのため、端子部から第２突出部、突出部を経由して導電体に至る第２導電経路が形成され、十分に導電体と端子部間で確実に導通をとることができる。

【0022】

請求項６に記載の発明は、前記導電部は、板状の本体部を有し、前記突出部は、本体部と連続し、本体部から導電体に向かって立ち上がって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の結線構造である。

【0023】

本発明の構成によれば、突出部は、連続する本体部から立ち上がって形成されているため、例えば、一枚の板状体に切り目を入れて折り曲げることによって容易に突出部を形成することができる。そのため、突出部を形成しやすい。

【0024】

請求項７に記載の発明は、前記導電部は、板状の本体部と、第２突出部を有し、前記第２突出部は、本体部と連続し、本体部から端子部に向かって立ち上がって形成されており、前記第２突出部は、前記突出部よりも軸部側の位置で端子部と直接接触されており、さらに、第２突出部は、前記突出部よりも突出長さが短いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の結線構造である。

【0025】

本発明の構成によれば、突出部は、連続する本体部から立ち上がって形成されているため、例えば、一枚の板状体に切り目を入れて折り曲げることによって容易に第２突出部を形成することができる。
また、本発明の構成によれば、第２突出部は、突出部よりも軸部側（中心側）の位置で端子部と直接接触されており、さらに、突出部よりも突出長さが短い。すなわち、突出部の先端部位と第２突出部の先端部位は、高さが異なっているため、接続部材と導電体との間に端子部を容易に配することができる。

【0026】

請求項８に記載の発明は、前記突出部の先端は、先細りして尖っていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の結線構造である。

【0027】

本発明の構成によれば、突出部を薄膜層に食い込ませてあるいは剥がして金属単体に接触させることができる。

【0028】

請求項１乃至８のいずれかに記載の結線構造において、前記導電部は、突出部を複数有し、突出部は、軸部を中心として周方向に間隔を空けて並んでいることが好ましい（請求項９）。

【0029】

ところで、請求項９に記載の発明によれば、２以上の突出部が端子部の縁よりも外側に位置しており、２以上の突出部が導電体と接触する。すなわち、端子部上に接続部材が被さる構成となっているため、端子部に接続される配線を外部に逃がす必要がある。

【0030】

そこで、請求項１０に前記端子部は、電気機器と配線によって接続されており、当該配線は、周方向に隣接する突出部間の間隔を通過していることを特徴とする請求項９に記載の結線構造である。

【0031】

本発明の構成によれば、容易に端子部に接続された配線を接続部材の外部に取り出すことができる。

【0032】

請求項１１に記載の発明は、前記導電部は、前記突出部よりも軸部側の位置に第２突出部を複数有し、当該第２突出部は、端子部と直接接触されるものであり、第２突出部は、軸部を中心として周方向に間隔を空けて並んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載の結線構造である。

【0033】

本発明の構成によれば、少なくとも２以上の第２突出部が軸部を中心として周方向に並んでいるため、第２突出部と端子部間で十分な接触面積を確保することができる。

【0034】

請求項１２に記載の発明は、前記接続部材は、前記軸部を備えたビス部材と、前記導電部を備えた座金部材から形成されており、ビス部材は、座金部材に対して相対的に移動可能であって、かつ、座金部材と不可分一体となっており、ビス部材は、さらに頭部を有し、ビス部材の軸部は、導電体又はナットと螺合されており、前記座金部材は、前記頭部によって、導電体に押圧されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の結線構造である。

【0035】

本発明の構成によれば、ビス部材は、座金部材に対して相対的に移動可能であって、かつ、座金部材と不可分一体となっている。すなわち、ビス部材と座金部材のうち一方が、例えばかしめや溶接等によって、分離不能となっているため、取り付け作業時に座金部材がビス部材から離れて落下することはない。それ故に、座金部材をビス部材に取り付ける手間や落下時に拾う手間が省け、作業性が向上する。
また、本発明の構成によれば、ビス部材の軸部と、導電体又はナットとの締結力がビス部材の頭部を介して座金部材に伝わり、導電体を押圧するため、突出部と金属単体を確実に接触させることができる。すなわち、確実に導電体と座金部材間の導電経路を確保することができる。
さらに、ビス部材の軸部と、導電体又はナットとの締結力によって座金部材が導電体を押圧するため、導電体と端子部の一体化強度が高い。

【0036】

請求項１３に記載の発明は、複数の太陽電池モジュール間を接続する際に使用される結線構造であって、前記端子部は、電気機器に電気的に接続されており、当該電気機器は、一の太陽電池モジュールであり、前記導電体は、他の太陽電池モジュールの一部を形成する金属板であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の結線構造である。

【0037】

「太陽電池モジュールの一部を形成する金属板」とは、例えば、太陽電池モジュールのフレームや太陽電池モジュールの補強板などである。

【0038】

本発明の構成によれば、複数の太陽電池モジュール間の結線構造として使用できる。

【0039】

請求項１４に記載の発明は、前記金属板は、太陽電池モジュールの一部を形成するフレームであることを特徴とする請求項１３に記載の結線構造である。

【0040】

本発明の構成によれば、太陽電池モジュールの一部たるフレームを結線として使用するため、新たに配線を設ける必要がなく、コストを低減できる。

【0041】

請求項１５に記載の発明は、電気機器又はアースに電気的に接続される面状の端子部と、導電体を接続する接続部材であって、前記端子部は、開口を有したものであり、接続部材は、少なくとも軸部と、導電部を有し、前記軸部は、前記端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合して導電体と一体化可能であり、前記導電部は、突出部を有し、軸部を導電体と一体化されたときに、前記突出部は、前記端子部の縁よりも面方向の外側において、導電体と直接接触されることを特徴とする接続部材である。

【0042】

本発明の接続部材によれば、端子部の開口を挿通し、導電体又は他の部材と係合することで導電体と一体化されており、突出部は、端子部の縁よりも面方向の外側で、導電体と直接接触されている。すなわち、端子部は、接続部材と導電体との間に介在しており、接続部材の軸部と導電体又は他の部材の係合力によって、端子部と導電体の一体化強度が保たれる。
また、突出部は、端子部の縁よりも面方向の外側で、導電体と直接接触されているので、端子部と導電体の接触による導電経路とは別の突出部と導電体との接触による導電経路が形成することが可能であり、十分に端子部と導電体との導電を確保することができる。

【0043】

請求項１６に記載の発明は、請求項４乃至１４のいずれかに記載の結線構造を形成するための接続工法であって、前記軸部は、導電体又は他の部材と螺合可能であり、前記軸部を導電体又は他の部材に螺合することによって、前記導電部の突出部が薄膜層の一部を剥がして剥離部を形成する剥離部形成工程を含んでいることを特徴とする接続工法である。

【0044】

本発明の工法によれば、軸部を導電体又は他の部材に螺合するために回転する動作に伴って、導電部の突出部が薄膜層の一部を剥がして剥離部を形成するため、あらかじめ薄膜層を剥がさずとも金属単体と突出部を接続することができる。

【発明の効果】

【0045】

本発明の結線構造及び接続部材によれば、導電体と端子部との導通を確実にとることができる。
本発明の接続工法によれば、接続部材を導電体に取り付ける動作に伴って、導電体と端子部とを電気的に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを概念的に示した斜視図である。

【図2】図１の隣接する太陽電池モジュール間の接続部位を表す斜視図である。

【図3】図２の結線構造の分解斜視図である。

【図4】図２の結線構造の要部を表す断面図である。

【図5】図３の座金部材を下方からみた斜視図である。

【図6】図３の接続部材の分解斜視図である。

【図7】図２の要部を側面からみた斜視図である。

【図8】図２の結線構造の第１導電経路を表す説明図である。

【図9】図２の結線構造の第２導電経路を表す説明図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る結線構造の分解斜視図である。

【図11】図１０の結線構造の要部を表す断面図である。

【図12】従来の配線とフレームを、歯付き座金を介して接続した状態を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、特に断りがない限り、結線構造１の上下の位置関係は、図３の姿勢を基準に説明する。すなわち、太陽電池モジュール１０１の入光側が下である。
また、図面は、理解を容易にするために全体的に実際の大きさ（長さ、幅、厚さ）に比べて極端に描写している。

【0048】

第１実施形態の結線構造１は、主にメガソーラー用の太陽光発電システム１００に使用されるものであり、図１のように複数の太陽電池モジュール１０１が縦横に並設された太陽光発電システム１００に用いられるものである。
本実施形態の結線構造１は、各太陽電池モジュール１０１を接地するための導電経路の一部を形成するものである。また、結線構造１は、一の太陽電池モジュール１０１に電気的に接続された端子部２を、フレームグランドとして他の太陽電池モジュール１０１のフレーム部材１０３（導電体，金属板）に接続する際に使用されるものである。すなわち、結線構造１は、フレーム部材１０３と端子部２を電気的に接続することによって同電位にするものである。
また、本実施形態の結線構造１は、隣接する太陽電池モジュール１０１，１０１間を接続するものである。
本実施形態の結線構造１は、図３のように、端子部２と、接続部材３と、配線部材１０５から形成されている。

【0049】

太陽光発電システム１００は、図１に示されるように太陽電池モジュール１０１が平面充填になるように配列されている。
太陽電池モジュール１０１は、図１から読み取れるように、主に太陽電池パネル１０２と、フレーム部材１０３（導電体）から形成されている。

【0050】

太陽電池パネル１０２は、太陽電池に封止構造を形成したものである。
太陽電池としては、例えば、シリコン結晶型太陽電池や、シリコン薄膜型太陽電池、化合物半導体型太陽電池、ヘテロ接合型太陽電池などの公知の太陽電池を内蔵したものが使用できる。
また、この太陽電池の封止構造としては、例えばガラス封止構造やフィルム封止構造、アルミニウムなどの金属封止構造などの公知の封止構造が使用できる。

【0051】

太陽電池パネル１０２は、多角形状をしている。具体的には、太陽電池パネル１０２は、四角形状や三角形状をしている。
太陽電池パネル１０２の面積は、０．１ｍ²以上２ｍ²以下であることが好ましい。この範囲の面積であれば、太陽光を吸収して発電するのに十分な面積を確保することができる。
また、太陽電池パネル１０２の大きさは、使用する目的、用途及び機能によって適宜選択可能である。
本実施形態のようなメガソーラー用の太陽光発電システム１００の場合には、太陽電池パネル１０２の面積が１ｍ²以上１．５ｍ²以下であることがより好ましい。この範囲であれば、大きすぎず、作業者が設置しやすい。また、小さすぎず、十分な受光面積を確保できる。
例えば、建材一体型の太陽光発電システムの場合には、太陽電池パネル１０２の面積が０．２ｍ²以上０．７ｍ²以下であることがより好ましい。この範囲であれば、建材として使用しやすい。

【0052】

フレーム部材１０３は、太陽電池パネル１０２の各辺に対応する端面を保護する部材である。
フレーム部材１０３は、図１，図２，図３から読み取れるように、断面形状が「コ」字状の部材であり、入光面被覆部１０７と、背面被覆部１０８と、入光面被覆部１０７と背面被覆部１０８を接続する端面被覆部１０９から形成されている。
また、入光面被覆部１０７は、図３に示されるように、太陽電池パネル１０２の太陽光の入射面を覆っており、端面被覆部１０９は、太陽電池パネル１０２を覆っており、背面被覆部１０８は、太陽電池パネル１０２の背面（太陽光の入射面と反対面）を覆っている。すなわち、フレーム部材１０３は、太陽電池パネル１０２の端面から太陽電池パネル１０２の表裏面側に向けて面状に延びている。
フレーム部材１０３は、図４のように、金属単体１０の表面に、金属単体１０よりも導電率が低い薄膜層１１が被覆されたものである。

【0053】

金属単体１０としては、特に限定されないが、例えば、ステンレススチール製やアルミニウム製が使用できる。
薄膜層１１としては、金属単体１０よりも導電率が低いものであれば、特に限定されないが、例えば、錫や亜鉛などの金属や、金属酸化物、樹脂等が使用できる。
また、薄膜層１１の金属単体１０への被覆方法としては、電解めっき法や無電解めっき法などによって湿式めっきにより処理したり、真空めっきや溶融めっきなどの乾式めっきにより樹脂等を塗装したり、表面酸化処理したりすることによって被覆することができる。

【0054】

フレーム部材１０３は、図３のように、接続部材３の軸部２１と係合可能な係合孔１０６を備えている。
係合孔１０６は、フレーム部材１０３の背面被覆部１０８を部材厚方向に貫通した孔である。係合孔１０６の内側面は、薄膜層１１と金属単体１０の積層構造となっており、金属単体１０が内側面に露出している。

【0055】

配線部材１０５は、絶縁樹脂が表面を被覆した導電線によって形成されており、図２，図３から読み取れるように、その両端部には、端子部２が接続可能となっている。

【0056】

結線構造１は、図３，図４から読み取れるように、一の太陽電池モジュール１０１のフレーム部材１０３に、配線部材１０５を介して電気的に接続された端子部２を、接続部材３によって固定する。

【0057】

端子部２は、接地をとるフレーム部材１０３から接地線を取り出すために使用する圧着端子であり、いわゆる丸端子と呼ばれるものである。端子部２は、配線部材１０５と接続可能となっている。
端子部２は、接続部材３に固定される固定部５と、固定部５の一部から外側に向かって延伸した圧着部６から形成されている。
端子部２として使用できる丸端子としては、Ｒ形、ＲＤ形、ＲＡＶ形、ＲＡＰ形、ＲＢＶ形、ＲＣＶ形などの丸端子が挙げられる。
その中でも、Ｒ形の丸端子は、固定部５が円環状であるため、後述する端子側開口部７から配線部材１０５との接続部位（圧着部６）までの寸法が確保しやすく好ましい。
本実施形態では、図３のようにＲ形の圧着端子を使用している。
すなわち、本実施形態の固定部５の外形は、円形状であり、中央部に接続部材３の軸部２１を挿通可能な端子側開口部７（開口）を有している。また、端子側開口部７の開口形状は、円形である。
固定部５は、外周から一部が外側に張り出しており、当該張出方向端部に圧着部６が接続されている。
圧着部６は、配線部材１０５に圧着することによって端子部２を配線部材１０５に対して一体化可能な部位である。

【0058】

接続部材３は、図３のように、座金部材１６（導電部）と、ビス部材１７から形成されている。また、座金部材１６とビス部材１７は、別体であって、不可分一体となるように一体化されている。

【0059】

座金部材１６は、座金の表面に歯を備える、いわゆる歯付き座金であり、図５のように、本体部２３と、複数の第１歯部２４（突出部）と、複数の第２歯部２５（第２突出部）から形成されている。
本体部２３は、平面視環状となっており、中央に略円形の座金側開口部２６を有している。
本実施形態の本体部２３は、平面視円環状となっている。すなわち、座金側開口部２６の開口形状は、円形である。
本体部２３の外形寸法は、端子部２の固定部５の外形寸法よりも大きい。すなわち、本実施形態は、本体部２３の外径は、端子部２の固定部５の外径よりも大きい。

【0060】

第１歯部２４は、図５のように、本体部２３から下方（図５では、上方）に向かって突出した部位である。
第１歯部２４の形状は、内歯状、外歯状、内外歯状、皿歯状、重ね歯状などの形状が採用できる。本実施形態では、第１歯部２４は、外歯状であって、突出方向先端側の部位が他の部位に比べて先細りして鋭く尖っている。
また、接続部材３の座金部材１６の外径は、固定部５の外径よりも大きい。
第１歯部２４の個数は、特に限定されるものではないが、後述する第１歯部２４間の隙間を確保する観点から、２コ以上６コ以下であることが好ましい。特に端子部２の固定部５の張出部位を隙間に通す観点から３コ以上５コ以下であることがより好ましい。この範囲であれば、固定部５の張出部位を通過させるのに十分な隙間を形成することが可能である。本実施形態では、第１歯部２４の個数は、４コである。

【0061】

第２歯部２５は、図５のように本体部２３から第１歯部２４の突出方向と同一方向に向かって突出した部位である。すなわち、第２歯部２５は、本体部２３から下方（図５では、上方）に向かって突出している。第２歯部２５の形状は、特に限定されるものではなく、上記した第１歯部２４と同様の形状だけではなく、突出方向先端部位が丸まったものも採用できる。
本実施形態では、第２歯部２５は、内歯状であって、突出方向先端側の部位が他の部位に比べて先細りして鋭く尖っている。
第２歯部２５の突出長さＬ２は、第１歯部２４の突出長さＬ１よりも短い。具体的には、第２歯部２５の突出長さＬ２と第１歯部２４の突出長さＬ１の差は、端子部２の固定部５の厚みと同等かやや長い。
第２歯部２５の個数は、特に限定されるものではないが、端子部２との十分な接点を確保する観点から、２コ以上６コ以下であることが好ましい。
本実施形態では、第２歯部２５の個数は、４コであり、第１歯部２４と同一個数となっている。

【0062】

座金部材１６の成形方法は、特に限定されないが、本実施形態では、座金部材１６は、一枚の平板から一部を立ち上げて第１歯部２４と、第２歯部２５を形成している。すなわち、座金部材１６は、一枚の平板に第１歯部２４と第２歯部２５を切り欠いて形成し、それを折り曲げ加工を施すことによって形成されている。

【0063】

ここで、座金部材１６の各部位の位置関係について説明すると、本体部２３の座金側開口部２６の外側に第２歯部２５が位置しており、さらにその外側に第１歯部２４が位置している。また、第１歯部２４と第２歯部２５は、座金側開口部２６を中心として内外方向に同一直線上に並んでいる。
各第１歯部２４は、座金側開口部２６を中心として周方向に所定の間隔を空けて並んでいる。本実施形態では、各第１歯部２４は、周方向に円環状に等間隔に並んでいる。
各第２歯部２５は、座金側開口部２６を中心として周方向に所定の間隔を空けて並んでいる。本実施形態では、各第２歯部２５は、周方向に円環状に等間隔に並んでいる。
すなわち、第１歯部２４及び第２歯部２５は、本体部２３の主面に対して部分的に設けられており、周方向に断続的に並んでいる。
また、周方向におけて隣接する第１歯部２４，２４間の隙間２７と隣接する第２歯部２５，２５間の隙間２８は、図５，図７から読み取れるように、内外方向（座金側開口部２６側から外周縁側に向かう方向）に連通している。すなわち、軸部２１側（中央側）から外側に向かって連通した隙間が形成されており、当該隙間に固定部５の張出部位を配することによって配線部材１０５を第１歯部２４の外側に逃がすことが可能である。

【0064】

ビス部材１７は、図３，図４，図６から読み取れるように、頭部２０と、軸部２１と、縮径部２２から形成されている。
頭部２０は、軸部２１と連続し、軸部２１から外側に向けてフランジ状に張り出した部位である。頭部２０は、軸部２１に対して反対側の面に公知のドライバー等と係合可能な係合溝を有している。
頭部２０の外径は、座金側開口部２６の開口径よりも大きい。
軸部２１は、外周面がねじ切りされており、フレーム部材１０３の係合孔１０６と螺合可能となっている。
軸部２１の外径は、座金側開口部２６の開口径よりも大きい。
縮径部２２は、図６のように、軸部２１の側面よりも内側に凹んだ部位である。すなわち、縮径部２２は、文字通り、ビス部材１７の他の部位に比べて縮径された部位である。
縮径部２２の外径は、軸部２１の外径よりも小さく、頭部２０の外径よりも小さい。
また、縮径部２２の外径は、座金部材１６の本体部２３の座金側開口部２６の開口径よりも小さい。
ここで、上記したようにビス部材１７と座金部材１６は一体不可分となっている。具体的には、接続部材３は、ビス部材１７の縮径部２２を座金部材１６の座金側開口部２６に差し込み、ビス部材１７の頭部２０と縮径部２２は、溶接されている。一方、ビス部材１７と座金部材１６は、互いに溶接されていない。
そのため、接続部材３を組み立てたときに、座金部材１６の座金側開口部２６と、ビス部材１７の縮径部２２との間に隙間が形成される。
そのため、ビス部材１７は、座金部材１６の座金側開口部２６に対して周方向に相対的に移動可能となっている。

【0065】

続いて、結線構造１を形成する接続工法について、組み立て手順に従って説明する。
あらかじめ係合孔１０６をフレーム部材１０３に形成しておき、係合孔１０６に接続部材３の軸部２１を挿入する。
具体的には、ドライバー等によって、ビス部材１７を周方向に回転させ、フレーム部材１０３の係合孔１０６に螺合させる。
このとき、ビス部材１７の回転動作に伴って、座金部材１６の第１歯部２４とフレーム部材１０３とが近接する。同様に座金部材１６の第２歯部２５と端子部２の固定部５とが近接する。内側に位置する第２歯部２５は、端子部２の固定部５の投影面上に位置しており、外側に位置する第１歯部２４は、端子部２の固定部５の縁よりも面方向（固定部５の広がり方向）外側に位置している。

【0066】

その後、さらに、ビス部材１７を周方向に回転させてフレーム部材１０３の係合孔１０６内に軸部２１をさらに進入させる（剥離部形成工程）。
このとき、端子部２と第２歯部２５が接触して端子部２が第２歯部２５によって押圧される。また、第１歯部２４がフレーム部材１０３の表面の薄膜層１１に当接し、当接した状態で回転することによって締め付け力が働き、第１歯部２４が薄膜層１１に食い込んで傷つく。そして、薄膜層１１の一部が剥がれて金属単体１０が露出する剥離部１２が形成され、第１歯部２４は、剥離部１２を通過して、金属単体１０と直接接触する。
このように、本実施形態の結線構造１を形成する際に、フレーム部材１０３の表面の薄膜層１１を傷つけることによって内部の金属単体１０を露出させる。そのため、あらかじめ薄膜層１１から金属単体１０が露出した部位（剥離部１２）を設けなくても、取り付け動作によって剥離部１２を形成することができる。

【0067】

本実施形態の結線構造１の導電経路について説明する。

【0068】

上記したように本実施形態の結線構造１は、主に２つの導電経路を備えている。
すなわち、本実施形態の結線構造１は、第１導電経路３０と第２導電経路３１を備えている。
第１導電経路３０は、図８の矢印のように、端子部２から直接フレーム部材１０３の金属単体１０に導電する経路である。
この第１導電経路３０について具体的に説明すると、第１導電経路３０は、フレーム部材１０３の係合孔１０６の内周面と軸部２１の外周面の係合による接触を利用して、フレーム部材１０３の金属単体１０に至る経路である。
すなわち、第１導電経路３０においては、外部から端子部２に伝わる電流は、座金部材１６の第２歯部２５を介して本体部２３に至り、本体部２３からビス部材１７の頭部２０に至る。また、頭部２０に至った電流は、ビス部材１７内で縮径部２２を通過して軸部２１に至る。そして、軸部２１に至った電流は、軸部２１の外周面からフレーム部材１０３の金属単体１０に至る。
一方、第２導電経路３１は、図９の矢印のように、端子部２から第２歯部２５を介して本体部２３に導通し、本体部２３から第１歯部２４を介してフレーム部材１０３の金属単体１０に導電する経路である。
すなわち、第２導電経路３１においては、外部から端子部２に伝わる電流は、座金部材１６の第２歯部２５を介して本体部２３に至り、本体部２３内で拡散して第１歯部２４に至る。第１歯部２４に至った電流は、剥離部１２を通過して、フレーム部材１０３の金属単体１０に至る。
このように、本実施形態の結線構造１は、端子部２から金属単体１０への２つの導電経路を備えているため、より確実に導電することができる。

【0069】

第１実施形態の結線構造１であれば、第１歯部２４が軸部２１を中心として同一円上に並んでいるため、軸部２１を回転させて締め付けた際に、フレーム部材１０３の表面の薄膜層１１を同心円状に傷つける。すなわち、第１歯部２４は、まばらに傷つけるよりも深く金属単体１０に食い込むことになる。そのため、より確実に端子部２と金属単体１０間の導電経路を確保することができる。

【0070】

第１実施形態の結線構造１であれば、接続部材３によって一体化強度及び導電経路が補強されているため、ビス部材１７の軸部２１がフレーム部材１０３に２山以上かからなくても、十分な一体化強度と、確実な導電経路を確保することができる。

【0071】

続いて、第２実施形態の結線構造５０について説明する。なお、第１実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
第２実施形態の結線構造５０は、第１実施形態の結線構造１と接続部材３が異なる。
第２実施形態の接続部材５１は、第１実施形態のビス部材１７の機能と座金部材１６の機能の双方を有している。すなわち、接続部材５１は、１つの金属から削りだして一体的に形成されている。
接続部材５１は、図１０に示されるように、座金部５２と軸部５３を有している。
座金部５２は、第１実施形態のビス部材１７の頭部２０と座金部材１６が一体となった部位であり、円板状の部位である。
座金部５２の下面には、図１１のように、第１歯部２４と、第２歯部２５を備えている。
第１歯部２４と第２歯部２５の位置関係は、第１実施形態とほぼ同様であり、第２歯部２５は、軸部５３側に設けられており、第１歯部２４は、第２歯部２５よりも外側に設けられている。

【0072】

第２実施形態の結線構造５０によれば、座金部材１６を取り付ける作業を省略することができるため、部材の点数が減り、同時に工数も削減することが可能になる。

【0073】

上記した第１実施形態では、接続部材３を頭部２０、軸部２１、座金部材１６の３つの部材に分けて作製し、一体化して接続部材３を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続部材３の形成方法は特に限定されない。

【0074】

上記した第１実施形態では、ビス部材１７と座金部材１６は一体不可分となっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビス部材１７と座金部材１６が分離可能であってもよい。

【0075】

上記した第２実施形態では、接続部材５１を１つの金属から削りだして一体的に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続部材５１の形成方法は特に限定されない。例えば、接続部材５１を座金部５２と軸部５３の２つの部材に分けて作製し、溶接等によって一体化させて形成してもよい。

【0076】

上記した実施形態では、メガソーラー用の太陽光発電システム１００に結線構造を使用した場合について例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、建材一体型の太陽光発電システムなどの他の太陽光発電システムに使用してもよい。
また、本発明の結線構造は、太陽電池モジュール間の接続に限られず、例えば、太陽電池モジュールと測定装置の接続や太陽電池モジュールとパワーコンディショナーとの接続などにも使用することができる。さらに、本発明の結線構造は、太陽電池モジュールとアースとの接続に使用してもよい。

【0077】

上記した実施形態では、結線構造を太陽光発電システム１００に使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の電気機器間の結線に使用してもよい。

【0078】

上記した実施形態では、第１歯部２４と第２歯部２５はそれぞれ同心円状に複数配されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、各第１歯部２４は、内外方向にずれていてもよい。同様に各第２歯部２５は、内外方向にずれていてもよい。

【0079】

上記した実施形態では、複数の第２歯部２５を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２歯部２５は、一つであってもよいし、第２歯部２５を備えていなくてもよい。第２歯部２５を備えない場合には、座金部材１６は、端子部２と面接触することとなる。

【0080】

上記した実施形態では、複数の第１歯部２４を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１歯部は、一つであってもよい。

【0081】

上記した実施形態では、導電体として、金属単体１０に薄膜層１１が被覆したものを使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、薄膜層１１が形成されないもの、すなわち、金属単体１０のみであってもよい。
この場合、端子部２は、金属単体１０に直接面接触しており、端子部２と金属単体１０を繋ぐ第３導電経路を形成している。

【0082】

上記した実施形態では、導電体として、太陽電池モジュール１０１の一部たるフレーム部材１０３を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、太陽電池モジュール１０１の他の一部であってもよい。導電体は、例えば太陽電池パネル１０２の封止部材や補強部材等に使用される金属板や金属箔であってもよい。また、導電体は、ガラス封止構造を備えた太陽電池モジュールの場合には、太陽電池モジュールを他の部材に固定するための桟であってもよい。導電体は、太陽電池モジュール１０１以外のものであってもよい。

【0083】

上記した実施形態では、端子部２として丸形端子を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状の端子であってもよい。例えば、Ｙ型端子でもよい。

【0084】

上記した実施形態では、軸部２１とフレーム部材１０３が係合することによって一体化されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、軸部２１とナットを係合させて一体化させてもよい。

【符号の説明】

【0085】

１，５０ 結線構造
２ 端子部
３，５１ 接続部材
７ 端子側開口部（開口）
１０ 金属単体
１１ 薄膜層
１２ 剥離部
１６ 座金部材（導電部）
１７ ビス部材
２０ 頭部
２１ 軸部
２４ 第１歯部（突出部）
２５ 第２歯部（第２突出部）
５２ 座金部（導電部）
１０１ 太陽電池モジュール（電気機器）
１０３ フレーム部材（導電体，金属板）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】