特許 6236372 モジュール端末

(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】6236372

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】モジュール端末

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/34 20140101AFI20171113BHJP

   H02S 40/30 20140101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H02S40/34

   H02S40/30

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-204459(P2014-204459)

(22)【出願日】2014年10月3日

(65)【公開番号】特開2016-77038(P2016-77038A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2016年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204033

【氏名又は名称】太平洋工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100188226

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 俊達

(72)【発明者】

【氏名】加藤 道哉

【審査官】 佐竹 政彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５４６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１２５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０５８２１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−１２３４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４０４６３１８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／００−３１／０７８

Ｈ０２Ｓ １０／００−１０／４０、３０／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池モジュール（１０）の裏面に取り付けられるボックス（３１）に、前記太陽電池モジュール（１０）の状態を検出する検出回路（５０）と、その検出結果を無線送信するための無線回路（５６）とを収納して備えると共に、前記ボックス（３１）の外側に前記無線回路（５６）に接続されたアンテナ（４０）を有するモジュール端末（３０，３０Ｖ）において、
前記アンテナ（４０）は、１対の脚部（４１）の一端同士の間を連絡部（４２）で連絡した門形構造をなして、それら脚部（４１）及び連絡部（４２）が前記ボックス（３１）の３つの側壁（３２，３３）の外面に沿うように配置されると共に、
前記１対の脚部（４１）のうち前記連絡部（４２）と反対側の端部から前記ボックス（３１）側に曲げられ、前記ボックス（３１）に形成された貫通孔（３４）に通されて、前記ボックス（３１）内で前記無線回路（５６）に接続された１対の貫通部（４４）を有することを特徴とするモジュール端末（３０，３０Ｖ）。

【請求項2】

前記アンテナ（４０）は、前記連絡部（４２）と反対側の端部を中心に回動するように構成され、
前記ボックス（３１）の側壁（３２，３３）の外面には、前記脚部（４１）と係合して前記アンテナ（４０）を任意の回動位置に保持する複数の脚部係合部（３８Ａ）が備えられたことを特徴とする請求項１に記載のモジュール端末（３０Ｖ）。

【請求項3】

前記貫通部（４４）は前記ボックス（３１）に対して回動不能に固定され、
前記１対の脚部（４１）の端部には、各前記貫通部（４４）を中心に巻回された１対の螺旋部（４３）が備えられ、それら螺旋部（４３）が前記貫通部（４４）を中心に拡縮変形して前記アンテナ（４０）が回動することを特徴とする請求項２に記載のモジュール端末（３０，３０Ｖ）。

【請求項4】

前記アンテナ（４０）は、前記太陽電池モジュール（１０）の裏面と略平行な第１姿勢と、前記太陽電池モジュール（１０）の裏面に対して傾斜又は直交した第２姿勢との間を、前記連絡部（４２）と反対側の端部を中心に回動するように構成され、
前記アンテナ（４０）を前記第２姿勢に付勢する付勢部（４３）と、前記アンテナ（４０）を前記第１姿勢に係止する係止部（３７）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモジュール端末（３０）。

【請求項5】

前記貫通部（４４）は前記ボックス（３１）に対して回動不能に固定されると共に、前記１対の脚部（４１）の端部には、各前記貫通部（４４）を中心に巻回された１対の螺旋部（４３）が前記付勢部として備えられ、それら螺旋部（４３）が前記貫通部（４４）を中心に拡径変形又は縮径変形した状態で前記アンテナ（４０）が前記係止部（３７）にて前記第１姿勢に保持されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール端末（３０）。

【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の状態を検出する検出回路とその検出結果を無線送信する無線回路とをボックスルに収納して備えて、太陽電池モジュールの裏面に取り付けられるモジュール端末に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のモジュール端末として、アンテナが、ボックス内の回路基板に無線回路と共に実装されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１１２５８２（段落［００３５］，図４）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した従来のモジュール端末では、太陽電池モジュールがアンテナに隣接して無線通信の妨げとなり、広い通信エリアを実現することが困難になっていた。これに対し、単にアンテナをボックス外に配置して太陽電池モジュールから離すと、搬送中にアンテナが邪魔になったり、破損する事態が生じ得る。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、搬送中にアンテナが邪魔になり難く、また、従来より良好に無線通信を行うことが可能なモジュール端末の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、太陽電池モジュール（１０）の裏面に取り付けられるボックス（３１）に、前記太陽電池モジュール（１０）の状態を検出する検出回路（５０）と、その検出結果を無線送信するための無線回路（５６）とを収納して備えると共に、前記ボックス（３１）の外側に前記無線回路（５６）に接続されたアンテナ（４０）を有するモジュール端末（３０，３０Ｖ）において、前記アンテナ（４０）は、１対の脚部（４１）の一端同士の間を連絡部（４２）で連絡した門形構造をなして、それら脚部（４１）及び連絡部（４２）が前記ボックス（３１）の３つの側壁（３２，３３）の外面に沿うように配置されると共に、前記１対の脚部（４１）のうち前記連絡部（４２）と反対側の端部から前記ボックス（３１）側に曲げられ、前記ボックス（３１）に形成された貫通孔（３４）に通されて、前記ボックス（３１）内で前記無線回路（５６）に接続された１対の貫通部（４４）を有することを特徴とするモジュール端末（３０，３０Ｖ）である。

【0007】

請求項２の発明は、前記アンテナ（４０）は、前記連絡部（４２）と反対側の端部を中心に回動するように構成され、前記ボックス（３１）の側壁（３２，３３）の外面には、前記脚部（４１）と係合して前記アンテナ（４０）を任意の回動位置に保持する複数の脚部係合部（３８Ａ）が備えられたことを特徴とする請求項１に記載のモジュール端末（３０Ｖ）である。

【0008】

請求項３の発明は、前記貫通部（４４）は前記ボックス（３１）に対して回動不能に固定され、前記１対の脚部（４１）の端部には、各前記貫通部（４４）を中心に巻回された１対の螺旋部（４３）が備えられ、それら螺旋部（４３）が前記貫通部（４４）を中心に拡縮変形して前記アンテナ（４０）が回動することを特徴とする請求項２に記載のモジュール端末（３０，３０Ｖ）である。

【0009】

請求項４の発明は、前記アンテナ（４０）は、前記太陽電池モジュール（１０）の裏面と略平行な第１姿勢と、前記太陽電池モジュール（１０）の裏面に対して傾斜又は直交した第２姿勢との間を、前記連絡部（４２）と反対側の端部を中心に回動するように構成され、前記アンテナ（４０）を前記第２姿勢に付勢する付勢部（４３）と、前記アンテナ（４０）を前記第１姿勢に係止する係止部（３７）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモジュール端末（３０）である。

【0010】

請求項５の発明は、前記貫通部（４４）は前記ボックス（３１）に対して回動不能に固定されると共に、前記１対の脚部（４１）の端部には、各前記貫通部（４４）を中心に巻回された１対の螺旋部（４３）が前記付勢部として備えられ、それら螺旋部（４３）が前記貫通部（４４）を中心に拡径変形又は縮径変形した状態で前記アンテナ（４０）が前記係止部（３７）にて前記第１姿勢に保持されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール端末（３０）である。

【発明の効果】

【0011】

［請求項１の発明］
請求項１のモジュール端末（３０，３０Ｖ）は、太陽電池モジュール（１０）の裏面に取り付けられるボックス（３１）に検出回路（５０）及び無線回路（５６）を収容して備え、太陽電池モジュール（１０）の状態を検出して無線送信する。そして、本発明では、無線回路（５６）に接続されたアンテナ（４０）がボックス（３１）の外側に配置されているので、従来よりアンテナ（４０）を太陽電池モジュール（１０）から離して良好に無線通信を行うことができる。しかも、そのアンテナ（４０）が門形構造をなして、ボックス（３１）の３つの側壁（３２，３３）に沿うように配置されているので、太陽電池モジュール（１０）の搬送中にアンテナ（４０）が邪魔になり難い。

【0012】

［請求項２の発明］
請求項２のモジュール端末（３０，３０Ｖ）では、搬送中はアンテナ（４０）を邪魔にならない姿勢にしておき、太陽電池モジュール（１０）を設置する際にアンテナ（４０）を回動して太陽電池モジュール（１０）と非平行な姿勢にすることで、無線通信を良好に行うことができるようになる。

【0013】

［請求項３及び５の発明］
請求項３及び５のモジュール端末（３０，３０Ｖ）では、アンテナ（４０）の１対の脚部（４１）の端部に１対の螺旋部（４３）を備えたことで、それら螺旋部（４３）を拡縮変形させてアンテナ（４０）を回動させることができる。これにより、摺動関節部を設けずにアンテナ（４０）を無線回路（５６）に接続することができる。

【0014】

［請求項４の発明］
請求項４のモジュール端末（３０）では、搬送中は、係止部（３７）にてアンテナ（４０）を太陽電池モジュール（１０）の裏面と略平行な第１姿勢に係止することで、アンテナ（４０）の破損を防ぐことができる。そして、太陽電池モジュール（１０）を設置する際に、係止部（３７）による係止を解除するだけで、アンテナ（４０）が付勢部（４３）の付勢により自動的に太陽電池モジュール（１０）の裏面に対して傾斜又は直交した第２姿勢になるので、太陽電池モジュール（１０）の設置作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係る住居の斜視図

【図2】（Ａ）太陽電池モジュールの平面図、（Ｂ）太陽電池モジュールの回路図

【図3】太陽電池モジュールの裏面側の斜視図

【図4】モジュール端末の回路図

【図5】モジュール端末の部分拡大図

【図6】第２実施形態のモジュール端末の部分拡大図

【発明を実施するための形態】

【0016】

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、住居の屋根の上に設置された太陽電池モジュール１０群が示されている。これら太陽電池モジュール１０は太陽光を受けて発電し、その発電された電力はパワーコンディショナー２１を通して家電負荷に給電されると共に、余った余剰電力が電力会社に買電される。

【0017】

各太陽電池モジュール１０は、図２（Ａ）に示すように、例えば複数の太陽電池セル１１を縦横にのマトリクス状に配置してセル支持部材１４に固定した構造になっている。また、図２（Ｂ）に示すように、各太陽電池モジュールの太陽電池セル１１群は、モジュール出力電極Ｐ１，Ｐ４の間に直列接続されている。また、モジュール出力電極Ｐ１，Ｐ４の間の太陽電池セル１１群は、複数のクラスタ１２にグループ分けされ、クラスタ１２，１２同士の共通接続部分に中間電極Ｐ２，Ｐ３が接続されている。そして、モジュール出力電極Ｐ１，Ｐ４及び中間電極Ｐ２，Ｐ３がセル支持部材１４の裏面の上部中央に纏めて配置されて、図５に示したモジュール端末３０に接続されている。

【0018】

モジュール端末３０は、ボックス３１の内部に回路基板３６を収納して備え、そのボックス３１の底壁に備えた図示しない貫通孔を通して太陽電池モジュール１０の前記したモジュール出力電極Ｐ１，Ｐ４及び中間電極Ｐ２，Ｐ３が回路基板３６に接続されてる。

【0019】

図３に示すように、ボックス３１は、偏平な直方体状をなして太陽電池モジュール１０の裏面に例えばボルトにて固定されている。また、ボックス３１の一側壁には、１対のケーブル３５，３５が貫通していて、それらケーブル３５，３５の一端部がボックス３１内で１対のモジュール出力電極Ｐ１，Ｐ４に接続されている。さらに、ボックス３１外のケーブル３５，３５の末端には、雌雄のコネクタ３５Ａ，３５Ｂが備えられている。そして、隣り合った太陽電池モジュール１０，１０のモジュール端末３０，３０間で雌雄のコネクタ３５Ａ，３５Ｂが接続されて、前述のパワーコンディショナー２１に複数の太陽電池モジュール１０が直列接続されている。

【0020】

図４に示すように、ボックス３１内で各クラスタ１２の両端末間には、バイパスダイオード１３が逆バイアス電圧を受けるように接続されている。また、回路基板３６上の検出回路５０が各クラスタ１２の両端末に接続されている。検出回路５０は、第１と第２のマルチプレクサ５１，５１Ｂの切り替え処理により、複数のクラスタ１２から順次１つのクラスタ１２の両端末間電圧（即ち、クラスタ１２の出力電圧）を、差動増幅回路５２及びＡ／Ｄコンバータ５３を通してＭＣＵ５４に取り込んで検出する。そして、その検出結果は、回路基板３６に実装されている無線回路５６に付与され、無線信号に変えられてアンテナ４０から出力される。

【0021】

なお、太陽電池モジュール１０群全体の複数のモジュール端末３０に対して１つのデータ判定端末９０（図１、図４参照）が住居に備えられている。そして、データ判定端末９０は、各モジュール端末３０から無線送信された各クラスタ１２の出力電圧の検出結果を無線受信し、例えば、一部のクラスタ１２の出力電圧と他のクラスタ１２の出力電圧との間に基準電圧以上の差が生じているか否かによって、クラスタ１２の異常の有無を判別し、異常があった場合に報知する。

【0022】

さて、モジュール端末３０のアンテナ４０は、図５に示されており、金属製の線材で構成され、１対の脚部４１，４１と、それら１対の脚部４１，４１の一端同士の間を連絡した連絡部４２とを備え、全体が門形構造をなしている。詳細には、各脚部４１は、脚部本体４１Ｈと螺旋部４３とからなる。また、１対の脚部本体４１Ｈ，４１Ｈと連絡部４２が直線状をなし、連絡部４２の両端部から１対の脚部本体４１Ｈ，４１Ｈが直角曲げされて平行に延びている。そして、ボックス３１のうち太陽電池モジュール１０の裏面から直立した第１側壁３２と、その両側の１対の第２側壁３３，３３とに、連絡部４２と１対の脚部本体４１Ｈ，４１Ｈとが沿うように配置されている。

【0023】

また、各螺旋部４３は、第２側壁３３の外側面と平行な平面内で渦巻き状に巻回されている。より具体的には、各螺旋部４３は、脚部４１の端部から屈曲した後、徐々に収束するように渦巻き状に湾曲し、その渦巻きの終端部が脚部本体４１Ｈの延長線上に位置する形状になっている。そして、螺旋部４３の終端部から第２側壁３３側に貫通部４４が直角曲げられて延び、第２側壁３３の形成された貫通孔３４に挿通されている。また、貫通部４４の先端部からは末端接続部４５が、第２側壁３３の内面と平行となるように直角曲げされてボックス３１内の回路基板３６に固定されかつ無線回路５６に接続されている。

【0024】

上記した構造により、アンテナ４０は、螺旋部４３，４３を拡縮変形させて回動することができる。本実施形態では、アンテナ４０は、外部から負荷を受けていない自然状態では、図３に示すように、太陽電池モジュール１０の裏面に対して直交した姿勢、即ち、本発明に係る第２姿勢になる。そして、螺旋部４３，４３を弾性変形させ、アンテナ４０が太陽電池モジュール１０の裏面と略平行な本発明に係る第１姿勢にされて、ボックス３１の第１側壁３２から突出した係止突起３７（本発明の「係止部」に相当する）とアンテナ４０の連絡部４２との当接により、アンテナ４０が前記第１姿勢に保持されている。

【0025】

本実施形態のモジュール端末３０の構成に関する説明は以上である。次に、このモジュール端末３０の作用効果について説明する。太陽電池モジュール１０はモジュール端末３０が取り付けられた状態で工場・倉庫等から出荷されて住居へと搬送されて設置される。その搬送時に、アンテナ４０は係止突起３７により太陽電池モジュール１０の裏面と略平行な第１姿勢になって、ボックス３１の３つの側壁３２，３３，３３に沿うように配置されているので、アンテナ４０の破損が防がれる。また、太陽電池モジュール１０を住居の屋根上まで運ぶときに、アンテナ４０が邪魔になることもない。

【0026】

そして、住居の屋根に予め固定した枕部材１０Ｍに太陽電池モジュール１０を載置し、太陽電池モジュール１０を屋根から浮かせた状態に固定する。その際に、アンテナ４０の連絡部４２を手前に引くか、又は、係止突起３７を折り曲げて係止突起３７によるアンテナ４０の係止を解除する。すると、アンテナ４０が螺旋部４３の付勢により太陽電池モジュール１０の裏面に対して直交した第２姿勢になり、太陽電池モジュール１０による無線通信の影響が抑えられて、モジュール端末３０とデータ判定端末９０との間で良好な無線通信を行うことができるようになる。

【0027】

このように本実施形態のモジュール端末３０によれば、アンテナ４０が門形構造をなして、ボックス３１の３つの側壁３２，３３，３３に沿うように配置されているので、太陽電池モジュール１０の搬送中にアンテナ４０が邪魔になり難い。また、そのアンテナ４０は、ボックス３１に対して回動して太陽電池モジュール１０の裏面に対して直交した姿勢に変更されるので、無線通信を良好に行うことができるようになる。しかも、アンテナ４０は、螺旋部４３，４３を拡縮変形させて回動するので、摺動関節部を設けずにアンテナ４０を無線回路５６に接続することができる。

【0028】

［第２実施形態］
本実施形態のモジュール端末３０Ｖは、図６に示されており、モジュール端末３０から係止突起３７を排除しかつ、ボックス３１の一方の第２側壁３３の外面に係合台座３８を備えた点が第１実施形態のモジュール端末３０と異なる。その係合台座３８は、第２側壁３３の外面のうち螺旋部４３より外側部分から突出し、貫通孔３４を中心とした円弧状をなしている。また、係合台座３８には、貫通孔３４を中心とした放射状に複数の係合溝３８Ａ（本発明の「脚部係合部」に相当する）が形成され、何れかの係合溝３８Ａにアンテナ４０の脚部本体４１Ｈが係合するようになっている。この本実施形態のモジュール端末３０Ｖによれば、アンテナ４０を無線通信に適した任意の姿勢に保持することができる。

【0029】

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する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。

【0030】

（１）前記第２実施形態のモジュール端末３０Ｖには、本発明の脚部係合部としての係合溝３８Ａが３つ以上備えられていたが、アンテナ４０を搬送時用の姿勢に保持する第１の脚部係合部と、設置時用の姿勢に保持する第２の脚部係合部との２つだけ設けた構成にしてもよい。

【0031】

（２）前記第１及び第２の実施形態では、アンテナ４０が螺旋部４３を拡縮変形させて傾動する構成になっていたが、アンテナ４０の貫通部４４に摺動関節部を設けてアンテナ４０を回動可能な構成にしてもよい。

【0032】

（３）また、アンテナ４０の脚部４１，４１を塑性変形させて本発明に係る第１姿勢と第２姿勢とに変更する構成にしてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１０ 太陽電池モジュール
３０，３０Ｖ モジュール端末
３１ ボックス
３２ 第１側壁
３３ 第２側壁
３４ 貫通孔
３７ 係止突起（係止部）
３８Ａ 係合溝（脚部係合部）
４０ アンテナ
４１ 脚部
４２ 連絡部
４３ 螺旋部
４４ 貫通部
５０ 検出回路
５６ 無線回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】