特許 6202264 太陽電池モジュール用端子ボックス

(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】6202264

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】太陽電池モジュール用端子ボックス

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/34 20140101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H02S40/34

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-187425(P2013-187425)

(22)【出願日】2013年9月10日

(65)【公開番号】特開2015-56438(P2015-56438A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2016年4月14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】100126930

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100174780

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 敦史

(72)【発明者】

【氏名】田中 稔也

【審査官】 山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０８９６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０５５５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０５５５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４０６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１００３４８６０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２８９８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２８０６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２−３１／０７８、３１／１８−３１／２０

Ｈ０２Ｓ １０／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池モジュールに取り付けられるボックス本体を備え、
前記ボックス本体は、
底壁と、前記底壁から立設する複数の側壁と、
前記底壁の一部及び複数の前記側壁によって規定され、端子板を収容する収容空間と、を備え、
前記底壁の前記太陽電池モジュール側の面は、充填材が注入される充填空間を規定する凹部を備え、
前記底壁は、前記収容空間と前記充填空間とを連通する充填孔を備え、
前記充填空間は、
平面視において前記収容空間に重なる第１充填空間と、
平面視において前記収容空間に重ならない第２充填空間と、を備え、
前記ボックス本体は、前記収容空間と前記第２充填空間とを連通する連通空間を備え、
前記連通空間は、平面視において前記収容空間に重ならず且つ前記第２充填空間に重なる空間であるとともに、複数の前記側壁のうち平面視において前記第１充填空間と前記第２充填空間との間に位置する側壁に形成された開口により前記収容空間とつながっている太陽電池モジュール用端子ボックス。

【請求項2】

前記連通空間は、前記収容空間から離間するに連れて高さが低くなるように構成されている請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。

【請求項3】

外部負荷に接続される出力ケーブルと前記端子板とを電気的に接続する接続ピンと、
前記接続ピンを保持する接続ピン保持部と、を備え、
前記接続ピンは、切り起こし形成された被係止部を備え、
前記接続ピン保持部は、前記充填空間に開口するとともに、前記被係止部を係止する係止孔を備え、
前記係止孔は、平面視において前記充填空間と重なる位置に形成されている請求項１または２記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。

【請求項4】

前記底壁は、前記係止孔の開口の周囲に規制壁を備えている請求項３記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。

【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に接続される太陽電池モジュール用端子ボックス、特に、太陽電池モジュールに固定される側に底壁を備えた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】

太陽電池モジュール用端子ボックス（以下、端子ボックスと略称する）は、その内部に端子板が備えられている。端子板には、太陽電池モジュールからの出力タブが接続される。また、端子板には外部負荷に接続された出力ケーブルが接続される。これにより、太陽電池モジュールと外部負荷とが電気的に接続され、太陽電池モジュールで発電された電力を外部負荷に供給することができる。

【0003】

一般的に、太陽電池モジュールは屋外に設置されているため、端子ボックスも屋外に設置される。そのため、端子ボックスの内部に雨水等の水が浸入するおそれがある。この水の浸入を防止するためや、端子板の電気的接続部分を保護するために、端子ボックスの内部に充填材を充填することが行われている。

【0004】

また、一般的に、端子ボックスは太陽電池モジュールの裏面に固定される。端子ボックスの固定は、例えば、端子ボックスの底壁の下面（太陽電池モジュールに固定される側の面）と太陽電池モジュールとを接着剤や充填剤（以下、接着剤等と称する）で接着する方法が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１の方法では、端子板等が収容されている収容空間側から、充填材を端子ボックスの底壁と太陽電池モジュールとの間の空間（以下、充填空間と称する）に注入している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−０５５５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

端子ボックスが太陽電池モジュールの裏面から脱落するのを防止するためには、充填空間に十分な量の充填材を供給する必要がある。しかしながら、上述の特許文献１のように、底壁に形成された貫通孔を介して、収容空間から充填空間に充填材を供給する場合には、充填材の粘度や貫通孔の大きさによっては、充填空間全体に充填材が行き渡らないおそれがある。この場合には、充填空間に空気溜りが形成され、接着不良の原因となり、好ましくない。このような場合には、十分な大きさの貫通孔を形成すれば、上述の問題を解決できる可能性がある。

【0007】

端子ボックスには、平面視において、収容空間に重なる部分だけでなく、収容空間に重ならない部分にも充填空間が形成されたものがある。このような端子ボックスでは、貫通孔の大きさを大きくしても、平面視で収容空間に重ならない充填空間部分に充填材を供給することは困難である。そのため、このような端子ボックスでは、充填空間に空気溜りが形成されやすくなり、接着不良が生じやすくなる。この問題を解決するためには、収容空間を大きくすることが考えられるが、端子ボックスのサイズが大きくなり、また、使用する充填材の量も増大するため、好ましくない。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、底壁と太陽電池モジュールとの間の空間に充填材を充填しやすい太陽電池モジュール用端子ボックスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、太陽電池モジュールに取り付けられるボックス本体を備え、前記ボックス本体は、底壁と、前記底壁から立設する複数の側壁と、前記底壁の一部及び複数の前記側壁によって規定され、端子板を収容する収容空間と、を備え、前記底壁の前記太陽電池モジュール側の面は、充填材が注入される充填空間を規定する凹部を備え、前記底壁は、前記収容空間と前記充填空間とを連通する充填孔を備え、前記充填空間は、平面視において前記収容空間に重なる第１充填空間と、平面視において前記収容空間に重ならない第２充填空間と、を備え、前記ボックス本体は、前記収容空間と前記第２充填空間とを連通する連通空間を備え、前記連通空間は、平面視において前記収容空間に重ならず且つ前記第２充填空間に重なる空間であるとともに、複数の前記側壁のうち平面視において前記第１充填空間と前記第２充填空間との間に位置する側壁に形成された開口により前記収容空間とつながっている。

【0010】

上述の構成では、底壁の凹部と太陽電池モジュールとによって、充填材を充填する充填空間が規定され、その充填空間は、平面視において収容空間に重なる第１充填空間と、平面視において収容空間に重ならない第２充填空間と、を備えている。また、底壁は、収容空間と充填空間とを連通する充填孔を備えている。このような構成では、収容空間に注入された充填材は、充填孔を介して第１充填空間に流入する。しかし、第２充填空間は、平面視で収容空間に重なっていないため、第２充填空間上には充填孔が形成されていない。そのため、第２充填空間に充填材は流入しにくくなっている。この問題を解決するために、上述の構成では、収容空間と第２充填空間とを連通する連通空間を備えている。これにより、収容空間に注入された充填材は、連通空間を介して第２充填空間に流入しやすくなる。よって、充填空間を充填材で充填しやすくなり、強固に端子ボックスを太陽電池モジュールに固定することができる。

【0011】

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、前記連通空間は、前記収容空間から離間するに連れて高さが低くなるように構成されている。

【0012】

このように連通空間の高さを構成することにより、充填材が連通空間を介して第２充填空間により流入しやすくなっている。

【0013】

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、外部負荷に接続される出力ケーブルと前記端子板とを電気的に接続する接続ピンと、前記接続ピンを保持する接続ピン保持部と、を備え、前記接続ピンは、切り起こし形成された被係止部を備え、前記接続ピン保持部は、前記充填空間に開口するとともに、前記被係止部を係止する係止孔を備え、前記係止孔は、平面視において前記充填空間と重なる位置に形成されている。

【0014】

上述の構成のような係止孔を備えた場合には、係止孔を介して雨水等が収容空間に流入するおそれがある。そのため、上述の構成では、係止孔は、平面視において充填空間と重なる位置に形成されている。上述したように、充填空間には充填材が充填されているため、この構成によって、係止孔の開口の周囲は充填材で囲まれることとなる。したがって、係止孔を介して雨水等がボックス本体に流入することを防止することができる。

【0015】

本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスの好適な実施形態の一つでは、前記底壁は、前記係止孔の開口の周囲に規制壁を備えている。

【0016】

この構成によれば、規制壁によって、充填材が係止孔に流入することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】太陽電池モジュール用端子ボックスの一部分解上方斜視図である。

【図2】太陽電池モジュール用端子ボックスの底面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線における断面図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ断面線における断面図である。

【図5】図１のＶ−Ｖ断面線における断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に図面を用いて、本実施形態における太陽電池モジュール用端子ボックス（以下、端子ボックスと略称する）を説明する。図１は、本実施形態における端子ボックスの一部分解上方斜視図であり、図２は底面図である。図３および図５はそれぞれ、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線およびＶ−Ｖ断面線における断面図である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面線における断面図である。

【0019】

図に示すように、端子ボックスは、樹脂等の絶縁体からなるボックス本体１と、樹脂等の絶縁体からなる蓋体２とを備えている。使用時には、太陽電池モジュール（図示せず）の裏面に図１の姿勢で取り付けられる。なお、以下の説明では、蓋体２側を上、太陽電池モジュールに取り付けられる側を下として規定する。

【0020】

ボックス本体１は、収容部１３，出力ケーブル保持部１４，接続ピン保持部１５に大別される。収容部１３は、底壁１１と底壁１１から立設する側壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとによって構成されており、また、これらによって、上方に開口する収容空間１３ａが規定されている。この収容空間１３ａには、端子板３（収容部材の例）およびダイオード４（収容部材の例）が収容されている。なお、側壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを区別する必要がない場合には、これらを側壁１２と総称する。

【0021】

蓋体２は、収容空間１３ａを上方から閉塞可能に構成されている。蓋体２は、その外周面が側壁１２の内面に接するように構成されている。すなわち、蓋体２は、側壁１２の内側に嵌り込むように構成されている。また、蓋体２は、対向する周面に、それぞれ一対の係止爪２ａが外方に向けて形成されている。一方、側壁１２ｂ，１２ｄにはそれぞれ一対の係止孔１９が形成されている。蓋体２をボックス本体１に取り付ける際には、蓋体２の係止爪２ａがボックス本体１の係止孔１９に嵌入し、係止される。これにより、蓋体２が容易に外れないようになっている。

【0022】

また、蓋体２には、収容空間１３ａに充填材を注入するための注入孔２ｂが貫通孔として形成されている。

【0023】

後述するように、端子板３には、太陽電池モジュールからの出力タブ（図示せず）と、外部負荷からの出力ケーブルとが接続され、太陽電池モジュールと外部負荷とを電気的に接続する。本実施形態では、２つの端子板３が備えられている。

【0024】

ダイオード４は、略円筒状の本体部４ａと、本体部４ａの両端部から延出する一対のリード４ｂと、を備えている。それぞれのリード４ｂは、それぞれの端子板３に接続されている。これにより、ダイオード４は、端子板３どうしを電気的に接続している。

【0025】

端子板３に対して、出力タブ、出力ケーブルＣおよび接続ピン５の接続が完了すると、上述したように、蓋体２によって収容空間１３ａが閉塞され、注入孔２ｂから収容空間１３ａに充填材が注入される。これにより、端子板３の電気的接続部分の保護や、収容空間１３ａへの雨水等の浸入を防止することができる。

【0026】

側壁１２ａに隣接するように、出力ケーブル保持部１４が形成されている。この出力ケーブル保持部１４には貫通孔１４ａが形成されており、この貫通孔１４ａに出力ケーブルＣを挿通し、出力ケーブルＣの端部を収容空間１３ａの内部に導入する。このとき、出力ケーブルＣの端部の露出した芯線は、端子板３に接続される。

【0027】

貫通孔１４ａの収容空間１３ａ側には、弾性部材からなるシール部材６が備えられている。このシール部材６は、略パイプ状に形成されており、出力ケーブルＣに密着するように外嵌し、貫通孔１４ａの内壁に密着するように内嵌するように構成されている。これにより、出力ケーブルＣと貫通孔との間をシールし、貫通孔１４ａを介する収容空間１３ａ内への雨水等の侵入を防止している。

【0028】

側壁１２ｃ側には、接続ピン５を保持する接続ピン保持部１５が形成されている。この接続ピン保持部１５は、側壁１２ｃの外方から収容空間１３ａの内部にわたって形成されている。接続ピン保持部１５には、外方から順に大径孔１５ａ，小径孔１５ｂが隣接形成されている。また、接続ピン保持部１５の収容空間１３ａ内の側壁には、小径孔１５ｂと収容空間１３ａとを連通する、薄い矩形状の挿通孔１５ｃが形成されている。

【0029】

一方、接続ピン５は、本体部５ａと、本体部５ａよりも小径の接続部５ｂと、を備えている。本体部５ａは、接続ピン保持部１５の小径孔１５ｂに略密着し保持される。接続部５ｂは、接続ピン保持部１５の大径孔１５ａ内に臨むよう位置し、大径孔１５ａの内面とは接しないように構成されている。図示しない出力ケーブルに接続された接続プラグが大径孔１５ａに挿入され、接続プラグと接続部５ｂとが接続される。これにより、接続ピン５と出力ケーブルとが電気的に接続される。

【0030】

また、本体部５ａから収容空間１３ａ側に向かって板状の舌片５ｄが形成されている。この舌片５ｄは、挿通孔１５ｃを介して収容空間１３ａ内に導入され、端子板３に接続される。なお、挿通孔１５ｃの内周面と舌片５ｄとは全周にわたって密着するように構成されている。これにより、収容空間１３ａに充填材を充填しても、収容空間１３ａから挿通孔１５ｃを介して充填材が小径孔１５ｂ等に流出するのを防止することができる。

【0031】

また、本体部５ａの周面には、対向する位置に一対の被係止部５ｃが切り起こし片として形成されている。この被係止部５ｃは、後述する係止部１７に係止される。これにより、接続プラグを抜く際に接続ピン５が接続ピン保持部１５から抜けることを防止している。

【0032】

図２に示すように、ボックス本体１の底壁１１には、出力タブを収容空間１３ａ内に導入する一対の出力タブ導入孔１１ａと、貫通孔として形成された複数の充填孔１１ｄが備えられている。また、底壁１１の下面には背の低い規制壁１１ｂが形成されている。この規制壁１１ｂによって、底壁１１の下面に凹部が形成され、凹部と太陽電池モジュールとの間の空間が充填空間１６となる。この充填空間１６に充填材を充填することにより、ボックス本体１と太陽電池モジュールとの接着を行う。

【0033】

規制壁１１ｂは部分的に切りかかれ複数の間隙１１ｃが形成されている。この間隙１１ｃは、充填空間１６に充填材が注入される際の空気抜きや、充填空間１６に十分な量の充填材が注入されたか否かを確認するための確認窓として作用する。

【0034】

また、図２に示すように、出力ケーブル保持部１４の下面および接続ピン保持部１５の下面には、両面テープ７が貼り付けられている。これにより、太陽電池モジュールに対して端子ボックスを仮固定することができる。

【0035】

充填空間１６は、平面視で収容空間１３ａにオーバーラップする第１充填空間１６ａと、平面視で収容空間１３ａにオーバーラップしない第２充填空間１６ｂとから構成されている。上述したように、底壁１１には、出力タブ導入孔１１ａや複数の充填孔１１ｄが形成されているため、収容空間１３ａに注入された充填材は、これらを介して第１充填空間１６ａには流入することができる。しかし、この経路では、第２充填空間１６ｂに十分な量の充填材を注入することは困難である。

【0036】

そのため、本発明の端子ボックスでは、図５に示すように、収容空間１３ａと第２充填空間１６ｂとを連通する連通空間１８が形成されている。本実施形態では、連通空間１８は、ボックス本体１のうち、第２充填空間１６ｂの上方部分、すなわち、ボックス本体１の側壁１２ｃから接続ピン保持部１５にわたって形成されている。連通空間１８の高さは収容空間１３ａから離間するにしたがって低くなるように構成されている。このように構成することにより、収容空間１３ａから連通空間１８に流入した充填材が第２充填空間１６ｂに流入しやすくなっている。そのため、第２充填空間１６ｂに十分な量の充填材を注入することができる。

【0037】

上述したように、ボックス本体１は、接続ピン５の被係止部５ｃを係止する係止部１７を備えている。係止部１７は、接続ピン保持部１５の小径孔１５ｂ側に開口している。被係止部５ｃは、小径孔１５ｂに接続ピン５の本体部５ａを挿入する際には弾性変形し、被係止部５ｃが係止部１７に到達すると弾性復帰し、その端部が係止部１７の内面に係止される。

【0038】

ボックス本体１を形成する際の金型の構造上の制約等により、このような係止部１７は底壁１１側に開口する形状に形成されることがある（図４参照）。この場合には、係止部１７からの雨水等の浸入を防止する必要がある。そのため、本実施形態の端子ボックスでは、平面視において、係止部１７を充填空間１６と重なる位置に形成している。すなわち、係止部１７は充填空間１６に開口するように構成されている。上述したように、充填空間１６には充填材が充填されるため、充填空間１６への雨水等の侵入は防止されている。したがって、係止部１７への雨水等の侵入も防止される。また、図２に示すように、係止部１７の開口部の周囲にも規制壁１１ｂが形成されているため、充填空間１６から係止部１７への充填材の流入も防止することができる。

【0039】

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、連通空間１８を、収容空間１３ａから離間するほど高さが低くなるように構成したが、高さは一定であっても構わない。

【0040】

（２）上述の実施形態では、充填材を注入するための注入孔を蓋体２に設けたが、ボックス本体１に設けても構わない。また、注入孔を設けなくても構わない。この場合には、収容空間１３ａおよび充填空間１６に充填材を充填した後に蓋体２を取り付ければよい。

【0041】

（３）上述の実施形態では、規制壁１１ｂを略全周にわたって形成したが、部分的に形成しても構わない。

【0042】

（４）上述の実施形態では、規制壁１１ｂによって底壁１１に凹部を形成したが、他の構成によって底壁１１に凹部を形成しても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、太陽電池モジュールに接続される端子ボックスに利用することができる。

【符号の説明】

【0044】

Ｃ：出力ケーブル
１：ボックス本体
１１：底壁
１１ｂ：規制壁
１１ｄ：充填孔
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：側壁
１３ａ：収容空間
１５：接続ピン保持部
１６：充填空間
１６ａ：第１充填空間
１６ｂ：第２充填空間
１７：係止部
１８：連通空間
３：端子板
５：接続ピン
５ｃ：被係止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】