JP4232150B2 - 端子ボックス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスは、一面の開放した箱体に端子台やバイパスダイオードや出力ケーブル等で構成される回路構成部分が収められている。回路構成部分は、ポッティング材の充填により埋設され、箱体の開放部分は蓋体で閉塞されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１６８３６８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の太陽電池モジュール用の端子ボックスは、回路構成部分が熱伝導性に優れたシリコン樹脂でポッティングされ、バイパスダイオード等の発熱がポッティング材を通じて放熱される。ポッティング材は、充電部の表面や端子ボックスの箱体の内壁面に隙間なく充填されていて、その放熱作用により、バイパスダイオードの断線や破壊を防止し、充電部への水や湿気の浸入も防ぎ、埃の付着も防いでいるが、回路構成部分の発熱により熱変形が起きることがある。ポッティング材の熱変形は、箱体や蓋体の変形をも招き、充電部への水や湿気の浸入を防ぐ機能が損なわれることがある。これを防ぐために、バイパスダイオードを直・並列に複数接続し、バイパスダイオード一個当りの発熱量を減らしたり、ポッティングや端子台の表面積や体積を増やし、放熱効率を高める仕方や、太陽電池セルの面積を小さくして、バイパスダイオードの発熱量を小さくするなどの手段が採られている。しかしながら、こうした手段を採ることは、端子ボックスの大型化やコストアップあるいは量産性の低下といった難点を伴うものであった。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、回路構成部分の発熱による熱変形が起きにくく、太陽電池モジュールの製造コストの低減や量産性を損なうことのない太陽電池モジュールに使う端子ボックスを得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスについて、端子台やバイパスダイオード等で構成される回路構成部分を収めるボックス本体を、その取付面に対向する側を開放し、回路構成部分の充電部を収める部分を外壁から離隔して画成した耐候性のある樹脂による箱構造とし、この箱構造の開放部分を金属材料で構成した内側カバーと、耐候性のある樹脂よりなる外側カバーとによる二重構造のボックスカバーで被蓋する手段を採用する。
【０００７】
前記手段を採用することにより、回路構成部分の充電部で発熱があっても、充電部は箱体の外壁からは離隔しているので箱体の外殻は熱変形し難く、ボックスカバーも金属材料の内側カバーと耐候性のある樹脂よりなる外側カバーとによる二重構造であるため、熱変形し難く、端子ボックスとして防水性や防埃性も良好になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、回路構成部分の充電部をポッティングする前の状態で示した太陽電池モジュールの端子ボックスの分解斜視図、図２は同じく取付け状態の端子ボックスをボックスカバーを外した状態で示した縦断面図、図３は同じく端子ボックスをボックスカバーを外した状態で示した平面図、図４は端子ボックスのボックスカバーの内側カバーを示した平面図である。
【０００９】
これらの図で示す本実施の形態の太陽電池モジュール１の出力部を構成する端子ボックスは、図２に示すように太陽電池モジュール１の裏面に接着等の手段で密着して取付けられる回路構成部分を収めるボックス本体２とボックスカバー３とにより構成されている。ボックス本体２は、取付面４に対向する側の開放した方形の箱構造に、ＡＢＳ樹脂または変成ＰＰＯ樹脂等の難燃性と耐候性に富む樹脂で一体成形されている。
【００１０】
ボックス本体２には、四周の外壁構造５から周囲に空間をおいて離隔した内部に、充電部収納部６が画成されている。この充電部収納部６の立ち寸法は、外壁構造５より低く形成され、充電部収納部６と外壁構造５の内壁との間は縦横の数本のリブ７で繋がっている。外壁構造５の短辺の一面には、出力リード線８の引出口９が二つ並んで設けられ、引出口９近くの引出口９から外れた取付面４の内側には中心にネジ孔が設けられたボス１０が突出している。外壁構造５の短辺の他面には、その内壁面に間隔をおいて二個の係合凹部１１が設けられている。充電部収納部６の各引出口９に対応する位置には出力リード線８を挿通させる孔が設けられている。
【００１１】
充電部収納部６には回路構成部分の充電部１２が収められる。回路構成部分は、端子台１３とバイパスダイオード１４と出力リード線８からなり、端子台１３とバイパスダイオード１４及び出力リード線８と端子台１３との接続部等の充電部１２が充電部収納部６に収納される。充電部収納部６に充電部１２を収納した後に、充電部収納部６内に充電部１２を完全に覆い尽すように充填材１５が充填される。充填材１５としては、ＵＬ９４規格のＶ０グレードの二液混合型シリコンポッティング材が難燃性、放熱性、充填性の点で好適である。
【００１２】
充填材１５が硬化した後、ボックスカバー３がボックス本体２の開放部に被蓋される。ボックスカバー３は、０．５ｍｍ程度の厚さのステンレス材や鋼板で構成された内側カバー１６と、ＡＢＳ樹脂または変成ＰＰＯ樹脂等の難燃性と耐候性に富む樹脂で成形された外側カバー１７とからなる二重構造である。内側カバー１６は、充電部収納部６の外周および充填材１５の表面を覆う箱構造をしている。内側カバー１６の周側には、ボックス本体２のリブ７が嵌まる嵌合構造としてのスリット１８が設けられ、周側の対向する二面にも、その下端にボックス本体２の外壁構造５内面に端面が当る嵌合構造としてのフランジ１９が外方へ曲げ起こされている。充填材１５の充填された充電部収納部６に、この内側カバー１６が伏せ状態で被冠される。充填材１５の表面と内側カバー１６の内面は密接し、リブ７とスリット１８との嵌め合いと、フランジ１９と外壁構造５内面との当接により、内側カバー１６は拘束され、ボックス本体２に固定状態となる。
【００１３】
外側カバー１７は、内側カバー１６を覆う状態にボックス本体２の開放部を被蓋している。外側カバー１７の短辺の一方には、ボックス本体２の係合凹部１１に掛止めできる突起２０が形成され、突起２０を係合凹部１１に引っ掛け、対向する側の平面部に設けられたネジ挿通孔からボックス本体２のネジ孔にネジ２１を締め付けることで、外側カバー１７が装着される。外側カバー１７の周縁部分は、ボックス本体２の外壁構造５に形成された段部２２に嵌まり、水密が保持されている。外側カバー１７と内側カバー１６とは密着せず、両者間には１ｍｍ程度の隙間ができるようになっている。
【００１４】
この端子ボックスは、バイパスダイオード１４等、充電部１２に発熱が有っても、ボックス本体２の外壁構造５と充電部収納部６との間に隙間があり、断熱されるためボックス本体２の外壁構造５が熱変形したりしない。そして、ボックスカバー３は、金属材料でできた内側カバー１６と難燃性のある樹脂でできた外側カバー１７の二重構造であるため、熱変形することも事実上なくなる。従って、バイパスダイオード１４を直・並列に複数接続したり、ポッティングや端子台の表面積や体積を増やしたり、太陽電池セルの面積を小さくするなどしなくても太陽電池モジュール１が構成でき、端子ボックスの大型化やコストアップあるいは量産性の低下といった問題を克服できる。また、バイパスダイオードの選定が容易になったり、太陽電池セルの大径化が可能となる。
【００１５】
また、充電部１２の発熱は、放熱性に富む充填材１５により放熱され、充填材１５に接触している内側カバー１６の放熱フィン機能により放熱される。外側カバー１７と内側カバー１６との間には隙間が確保されているので外側カバー１７への熱影響は少ない。内側カバー１６は、外側カバー１７の内側にあり、錆びないステンレス板又は鋼板でできているので、実使用環境においても長期にわたる端子ボックスとしての機能を維持できる。充電部１２の防水や防埃についても二重のボックスカバー３と、箱構造の内側カバー１６により長期にわたり確り確保できる。
【００１６】
実施の形態２．
図５によって示す本実施の形態は、実施の形態１で示した端子ボックスの内側カバーを平板で構成したもので、これに係る構成以外は実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については実施の形態１のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態の端子ボックスは、ボックスカバー３の内側カバー１６が金属の平板で構成されている。ボックス本体２の充電部収納部６の頂部には数個の小突起２３が形成され、平板の内側カバー１６に形成された小孔２４に嵌め込まれる。この構成の端子ボックスは、箱構造の内側カバー１６のものより、端子ボックス本体の熱変形に対する耐力および防水機能は若干落ちるものの、構造が簡単で製造し易く、コストも低減できる。これ以外の機能は実施の形態１のものと同じである。
【００１８】
実施の形態３．
図６によって示す本実施の形態は、実施の形態１や実施の形態２で示した端子ボックスの内側カバーと外側カバーを一体構造にしたもので、これに係る構成以外は実施の形態１や実施の形態２のものと同じである。従って、実施の形態１や実施の形態２のものと同じ部分についてはそれらのものと同じ符号を用いその説明は省略する。
【００１９】
本実施の形態の端子ボックスは、外側カバー１７の背面に内側カバー１６が固定され一体化されている。外側カバー１７の背面には複数個の段付きのだぼ２５が一体成形されている。このだぼ２５に内側カバー１６に開けられた小孔２６が段付き部まで挿入され、だぼ２５の先端を熱変形させて抜止めされている。だぼ２５の段付き部により外側カバー１７と内側カバー１６とは隙間を持って固定される。この構成を採用することにより、ボックスカバー３の取り扱いがし易い端子ボックスとなるうえ、ボックスカバー３の組付けも容易になり製造コストが低減する。これ以外の機能は実施の形態１や実施の形態２のものと同じである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、回路構成部分の発熱による熱変形が起きにくく、太陽電池モジュールの製造コストの低減や量産性を損なうことのない太陽電池モジュールに使う端子ボックスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の端子ボックスをポッティング前の状態で示した分解斜視図である。
【図２】 実施の形態１の端子ボックスをボックスカバーを外した状態で示した縦断面図である。
【図３】 実施の形態１の端子ボックスをボックスカバーを外した状態で示した平面図である。
【図４】 実施の形態１の端子ボックスの内側カバーを示した平面図である。
【図５】 実施の形態２の端子ボックスをポッティング前の状態で示した分解斜視図である。
【図６】 実施の形態３の端子ボックスのボックスカバーを示した断面図である。
【符号の説明】
２ ボックス本体、 ３ ボックスカバー、 ４ 取付面、 ５ 外壁構造、６ 充電部収納部、 ７ リブ、 １２ 充電部、 １３ 端子台、 １４ バイパスダイオード、 １５ 充填材、 １６ 内側カバー、 １７ 外側カバー、 １８ スリット、 １９ フランジ。

Claims (9)

1. 太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスであって、端子台やバイパスダイオード等で構成される回路構成部分を収めるボックス本体を、その取付面に対向する側を開放し、その回路構成部分の充電部を収める部分を外壁から離隔して画成した耐候性のある樹脂による箱構造とし、この箱構造の開放部分を金属材料で構成した内側カバーと、耐候性のある樹脂よりなる外側カバーとによる二重構造のボックスカバーで被蓋した端子ボックス。
2. 請求項１に記載の端子ボックスであって、ボックスカバーの内側カバーと外側カバーとを一体構造にした端子ボックス。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の端子ボックスであって、内側カバーを回路構成部分の外表の周囲を被覆する箱構造とした端子ボックス。
4. 請求項３に記載の端子ボックスであって、内側カバーにボックス本体の内部構造に嵌め合う嵌合構造を設け、この嵌合構造により前記内側カバーの前記ボックス本体に対する移動を拘束した端子ボックス。
5. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の端子ボックスであって、内側カバーを回路構成部分の外表を被冠する平板構造にした端子ボックス。
6. 請求項１〜請求項５までのいずれかに記載の端子ボックスであって、内側カバーと外側カバーとの間に隙間を設けた端子ボックス。
7. 請求項１〜請求項６までのいずれかに記載の端子ボックスであって、回路構成部分の充電部を収める部分を充填材で充填するとともに、この充填材に内側カバーを密着させた構成の端子ボックス。
8. 請求項７に記載の端子ボックスであって、充填材を難燃性の高い材料とした端子ボックス。
9. 請求項１〜請求項８までのいずれかに記載の端子ボックスであって、内側カバーをステンレス材料もしくは鋼板で構成した端子ボックス。

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