JP5729648B2 - 太陽電池モジュール用端子ボックス - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの外部端子に電気的に接続可能なコンタクトと、前記コンタクトに電気的に接続されたコネクタ部材と、前記コンタクトの収容部及び前記コネクタ部材の装着部を備えると共に、前記収容部と前記装着部とを区画する壁部材を備えたボックス本体と、を有する太陽電池モジュール用端子ボックスに関する。

上記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）では、コンタクトと外部端子との接続部位の防水や防湿を図るために、コンタクトの収容部にシリコーン樹脂などのポッティング材を充填して固化させることが行われる。
コネクタ部材をコンタクトに接続するにあたって、例えば壁部材に形成した貫通孔にコネクタ部材を挿通すると、コンタクト収容部に充填した未硬化のポッティング材が、コネクタ部材と挿通孔との隙間からコネクタ部材の装着部に流入するおそれがある。
未硬化のポッティング材がコネクタ部材の装着部に流入すると、コネクタ部材のうちの、例えば外部接続用ケーブルに電気的に接続された外部コネクタ部材を電気的に接触させる接触部に付着して、電気的な接続が損なわれるおそれがある。
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、ポッティング材が装着部に流入する隙間が壁部材に形成されないように、コネクタ部材を樹脂製の壁部材にインサート成形することにより、コネクタ部材と壁部材とを一体化してある（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７６９５０９号公報

このため、インサート成形用の金型などが必要となり、端子ボックスの製造コストが高くなるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、製造コストの抑制を図り易く、未硬化のポッティング材がコネクタ部材の装着部に流入し難い端子ボックスを提供することを目的とする。

本発明による太陽電池モジュール用端子ボックスの特徴構成は、太陽電池モジュールの外部端子に電気的に接続可能なコンタクトと、前記コンタクトに電気的に接続されたコネクタ部材と、前記コンタクトの収容部及び前記コネクタ部材の装着部を備えると共に、前記収容部と前記装着部とを区画する壁部材を備えたボックス本体と、を有し、前記壁部材は断面が矩形状の挿通孔を含み、前記コネクタ部材は、前記コンタクトに電気的に接続される扁平帯状の接続板部を含み、前記接続板部を、前記挿通孔の全周に亘って密接させる状態で当該壁部材に挿通してあり、前記コネクタ部材は、前記挿通孔に前記装着部の側から挿通してあり、前記挿通孔の前記装着部の側に、前記コネクタ部材の挿通方向下手側ほど内径が連続して小さくなり、前記挿通孔に段差なくつながる凹面部を形成してあり、前記コネクタ部材の前記挿通孔への挿通を許容し、かつ、前記ボックス本体との係止により前記コネクタ部材の前記挿通孔からの抜け出しを阻止可能な係止部を、前記コネクタ部材に設けてあり、前記係止部は、前記装着部に形成された係止凹部に係止する点にある。

本構成の端子ボックスは、コネクタ部材をコンタクトに接続するにあたって、コネクタ部材を壁部材に対して全周に亘って密接させる状態でその壁部材に挿通してある。
したがって、本構成の端子ボックスであれば、コネクタ部材を壁部材に挿通するという製造コストの抑制を図り易い構造を採用しながら、コンタクトの収容部にポッティング材を充填しても、未硬化のポッティング材がコネクタ部材の装着部に流入し難い。
また、コネクタ部材を外部コネクタ部材に接続する際に、コネクタ部材のボックス本体に対するがたつきを防止することができる。

また、本構成であれば、壁部材に貫通形成した挿通孔にコネクタ部材を装着部の側から挿通するにあたって、コネクタ部材の挿入方向先端側を挿通孔に入り込むように凹面部に沿って案内することができる。
このため、コネクタ部材をボックス本体に容易に組み付けることができる。
さらに、本構成であれば、コネクタ部材の挿通孔からの抜け出しを確実に阻止することができる。

本発明の別の特徴構成は、前記コンタクトが、前記コネクタ部材に電気的に接続される接続面と、前記挿通孔に挿通した前記コネクタ部材が前記接続面に重なるように案内するガイド面とを備えている点にある。

本構成であれば、コネクタ部材を挿通孔に挿通する操作で、挿通孔から抜け出たコネクタ部材の挿入方向先端側を、コンタクトの接続面に重なるように案内することができる。
このため、コネクタ部材をコンタクトに接続し易い。

本発明の別の特徴構成は、前記コンタクトが、前記接続面に重なるように案内された前記コネクタ部材を前記接続面との間に弾性挟持可能な挟持片を備えている点にある。

本構成であれば、コンタクトとコネクタ部材とを互いに半田付け又は溶接することなく、コネクタ部材を挿通孔に挿通する操作で挟持片と接続面との間に弾性挟持して、コンタクトとコネクタ部材とを電気的に接続することができる。

本発明の別の特徴構成は、前記コネクタ部材のうちの前記装着部に存在する部分に、外部コネクタ部材に電気的に接触させる接触部と、前記接触部よりも前記壁部材の側の非接触部とを設けてあり、前記非接触部の長さを、前記接触部の長さ以上に設定してある点にある。

本構成であれば、外部コネクタ部材に対する接触部が非接触部を介して壁部材から離間するように、コネクタ部材を装着することができる。
そして、非接触部の長さを接触部の長さ以上に設定してあるので、コンタクトの収容部に充填したポッティング材が仮にコネクタ部材の装着部に流入しても、接触部に付着するおそれが少ない。

端子ボックスの斜視図である。 ボックス本体の内部を示す斜視図である。 ボックス本体の内部を示す分解斜視図である。 ボックス本体の内部を示す一部断面平面図である。 図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。 端子ボックスの底面図である。 第２実施形態におけるコンタクトの斜視図である。 第２実施形態におけるボックス本体の内部を示す一部断面平面図である。 図８におけるIX−IX線断面図である。 第３実施形態におけるボックス本体を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は内部を示す斜視図である。 図１０（ｂ）におけるX1−X1線断面図である。 第４実施形態の要部を示す斜視図である。 第５実施形態におけるコンタクトを示す斜視図である。 第５実施形態における端子ボックスの底面図である。 図１４におけるXV−XV線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図６は、本発明による太陽電池モジュール用端子ボックスを示す。
端子ボックスは、太陽電池モジュール（図示せず）の外部端子（タブ）１と、外部接続用ケーブル（図示せず）とを電気的に接続するものである。

端子ボックスは、太陽電池モジュールの外部端子１に半田付け又は溶接で電気的に接続可能な板金製コンタクト（端子板）２と、コンタクト２に電気的に接続された板金製コネクタ部材３と、コンタクト２の収容部４及びコネクタ部材３の装着部５（図５参照）を備えた平面視で略長方形の樹脂製ボックス本体６と、収容部４の上部開口を塞ぐ樹脂製蓋体７とを有している。

収容部４は、ボックス本体６の底板６ａに平面視で略矩形の周壁部６ｂと、その内側の内壁部６ｃとを一体成形して、内壁部６ｃと平面視でコの字状の周壁部分との間に、ボックス本体６の長手方向一端側において上向きに開口するように配置されている。

収容部４の底板部分には、外部端子１を導入するための横長の端子接続孔８が貫通形成され、端子接続孔８を挟む左右両側に一対の係止爪９が一体形成され、端子接続孔８の長手方向に沿う一側縁に沿ってコンタクト２の位置決め用突条１０が一体形成されている。

装着部５は、底板６ａに、ボックス本体６の長手方向に沿う半割筒状の上壁部６ｄを内壁部６ｃに亘って一体成形して、その上壁部６ｄと底板６ａとの間に、ボックス本体６の長手方向他端側において横向きに開口する円形穴状に形成されている。
上壁部６ｄの外周側と底板６ａとに亘って、上壁部６ｄの長手方向で複数の補強用リブ６ｅが一体成形されている。

収容部４の内壁部６ｃの立ち上がり部分に沿って、底板６ａから立ち上がる段部１１が形成され、収容部４と装着部５とを区画する壁部材１２が段部１１の上面に突出形成されている。
壁部材１２にはコネクタ部材３を挿通するコネクタ挿通孔１３を貫通形成してある。
コネクタ挿通孔１３は短辺方向に沿う間隔が狭い矩形の断面形状で形成されている。

コネクタ部材３は、外部接続用ケーブルに電気的に接続されたソケットなどの外部コネクタ部材（図示せず）に内嵌して電気的に接続する接続ピン３ａと、装着部５の内周面に内嵌される断面形状がＣ形の筒状板部３ｂと、コンタクト２に電気的に接続する扁平帯状の接続板部３ｃとを一体に備えている。

したがって、装着部５は、図５に示すように、接続ピン３ａを同芯状に囲む大径孔部５ａと、筒状板部３ｂが内嵌する小径孔部５ｂとを有し、大径孔部５ａがボックス本体６の横側方に向けて開口している。
尚、図示しないが、コネクタ部材３は、接続ピン３ａに代えて、外部接続用ケーブルに電気的に接続されたプラグなどの外部コネクタ部材に外嵌するソケットを備えていてもよい。

コネクタ部材３は、接続板部３ｃをコネクタ挿通孔１３の内周面に対して全周に亘って密接させる状態、つまり、接続板部３ｃの外周面とコネクタ挿通孔１３の内周面との間に隙間ができない状態で、装着部５の側からコネクタ挿通孔１３に挿通して、半田付け又は溶接でコンタクト２に接続してある。

図５に示すように、コネクタ挿通孔１３の装着部５の側に、接続板部３ｃの挿通方向下手側ほど内径が小さくなる凹面部１４を形成してある。
凹面部１４は、接続板部３ｃをコネクタ挿通孔１３に挿通する際に、接続板部３ｃの挿通方向先端側をコネクタ挿通孔１３に案内するガイド面を構成する。

コネクタ部材３の筒状板部３ｂには、図４，図５に示すように、コネクタ部材３（接続板部３ｃ）の装着部５の側からのコネクタ挿通孔１３への挿通を許容し、かつ、小径孔部５ｂの内周面に形成した一対の係止凹部１５との係止によりコネクタ部材３のコネクタ挿通孔１３から装着部５の側への抜け出しを阻止可能な抜け止め用係止部１６を設けてある。

この係止部１６は、挿通方向後方側ほど筒状板部３ｂから離れる左右一対の抜け止め片１６ａを筒状板部３ｂから切り起こして設けてある。
抜け止め片１６ａは、接続板部３ｃのコネクタ挿通孔１３への挿通時には、小径孔部５ｂの内周面に沿う姿勢に弾性変形し、接続板部３ｃの先端部分がコネクタ挿通孔１３から抜け出るに伴って係止凹部１５に入り込むように復帰変形して抜け出しを阻止する。

図６に示すように、底板６ａには、各係止凹部１５に連通する貫通孔１７を形成して、貫通孔１７に挿入したドライバーの先端部などで係止凹部１５に入り込んでいる抜け止め片１６ａを係止解除側に弾性変形するように操作できるように構成してある。

コンタクト２は、図３に示すように、底板６ａに載置される矩形の基板部分２ａと、基板部分２ａの左右両側辺から上向き直角に折り曲げてある係止板部分２ｂと、基板部分２ａの段部１１の側の側辺から上向き直角に折り曲げてある折り曲げ板部分２ｃと、折り曲げ板部分２ｃの上端側から段部１１の上面に沿うように横向き直角に折り曲げてある接続板部分２ｄと、接続板部分２ｄの壁部材１２の側から斜め下向きに折り曲げてあるガイド板部分２ｅと、接続板部分２ｄの折り曲げ板部分２ｃの側から上向き直角に折り曲げてある上縁板部分２ｆとを一体に備えている。

接続板部分２ｄの上面がコネクタ部材３に電気的に接続される接続面１８を構成し、ガイド板部分２ｅの上面が、コネクタ挿通孔１３に挿通した接続板部３ｃが接続面１８に重なるように案内するガイド面１９を構成している。

基板部分２ａには、外部端子１を挿通する端子挿通孔２０が形成され、各係止板部分２ｂの上端縁には切欠き２１が形成され、折り曲げ板部分２ｃには矩形の開口２２が形成されている。
そして、段部１１の端子接続孔８の側に臨む側面には左右一対の係止ピン２３が一体形成され、段部１１の上面にはガイド板部分２ｅが入り込む凹入部２４が形成されている。

コンタクト２は、基板部分２ａの一側辺を位置決め用突条１０に沿って当て付けながら、各係止板部分２ｂの切欠き２１に係止爪９を係止させると共に、折り曲げ板部分２ｃの開口２２に一対の係止ピン２３を入り込ませる。
これにより、基板部分２ａが底板６ａに載置される状態で端子挿通孔２０が端子接続孔８に連通し、かつ、ガイド板部分２ｅが凹入部２４に入り込む位置決め状態で収容部４に固定されている。

コネクタ部材３は、挿通孔１３から抜け出た接続板部３ｃの先端部が接続面１８に重なるようにガイド面１９に案内される。
接続板部３ｃの先端部と接続板部分２ｄとの半田付け又は溶接により、コネクタ部材３とコンタクト２とが電気的に接続される。

図５に示すように、コネクタ部材３のうちの装着部５に存在する部分に、外部コネクタ部材に電気的に接触させる接触部２５と、その接触部２５よりも壁部材１２の側の非接触部２６とを設け、非接触部２６の長さＬ１を、接触部２５の長さＬ２以上に設定してある。

そして、外部端子１を半田付け又は溶接でコンタクト２に電気的に接続した状態で、ボックス本体６を太陽電池モジュールの裏面などに接着固定して、シリコーン樹脂などのポッティング材２７を収容部４に充填できるように構成してある。

〔第２実施形態〕
図７〜図９は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、コンタクト２における接続板部分２ｄの折り曲げ板部分２ｃの側に、第１実施形態で示した上縁板部分２ｆに代えて、接続面１８に重なるように案内された接続板部３ｃの挿通方向先端部分を接続面１８との間に弾性挟持可能な挟持片２８を屈曲形成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第３実施形態〕
図１０，図１１は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、コネクタ部材３の抜け止め用係止部１６を接続板部３ｃの挿通孔１３への挿通方向先端側に設けてある。
この係止部１６は、挿通方向後方側ほど接続板部３ｃから離れる抜け止め片１６ａを接続板部３ｃから切り起こして設けてある。
抜け止め片１６ａは、接続板部３ｃの挿通孔１３への挿通時には、挿通孔１３の内周面に沿う姿勢に弾性変形し、挿通孔１３から抜け出るに伴って復帰変形して、図１１に示すように、壁部材１２の外側面との係止でコネクタ部材３の抜け出しを阻止する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第４実施形態〕
図１２は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、コネクタ部材３の接続板部３ｃを挿通させる壁部材１２を接続板部３ｃを囲むように挟み込む二つの部材２９，３０で構成して、この二つの部材２９，３０をボックス本体６に組み付けるように構成してある。

すなわち、接続板部３ｃの下面に密接させる上向き密接面２９ａを備えた下側部材２９と、接続板部３ｃの上面及び側端面に密接させる下向きコの字状の下向き密接面３０ａを備えた上側部材３０とを一体に組み付けて、ボックス本体６に組み付けることができるように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第５実施形態〕
図１３〜図１５は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、コンタクト２が、端子ボックスの裏面３１を太陽電池モジュールの裏面などの被固定面３２に接着固定する際に、被固定面３２に沿わせて配設してある外部端子１に対して重ね合わせることができる外部接続板部分２ｇを備えている。

外部接続板部分２ｇは、図１３に示すように、基板部分２ａから下向きに切り起こして、弾性屈曲部３３を備えた側面視でＬ字状に形成してあり、図１４，図１５に示すように、端子接続孔８に通して先端部分３４を端子ボックスの裏面３１よりも外方に臨ませてある。

そして、図１５に示すように、端子接続孔８に外部端子１が臨むように端子ボックスの裏面３１を被固定面３２に対して接着することにより、外部接続板部分２ｇを外部端子１に対して重ね合わせて、半田付けや溶接で電気的に接続できるように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による太陽電池モジュール用端子ボックスは、外部端子の一部を構成するタブなどを予めコンタクトに接続してポッティング材を収容部に充填してあっても、取り付け施工時にポッティング材を収容部に充填できるように構成してあってもよい。
２．本発明による太陽電池モジュール用端子ボックスは、コネクタ部材を、壁部材１２に対して全周に亘って密着するように密接させる状態で当該壁部材に挿通してあってもよい。

１ 外部端子
２ コンタクト
３ コネクタ部材
４ 収容部
５ 装着部
６ ボックス本体
１２ 壁部材
１３ 挿通孔
１４ 凹面部
１６ 係止部
１８ 接続面
１９ ガイド面
２５ 接触部
２６ 非接触部
２８ 挟持片
Ｌ１ 非接触部の長さ
Ｌ２ 接触部の長さ

Claims (4)

1. 太陽電池モジュールの外部端子に電気的に接続可能なコンタクトと、
   前記コンタクトに電気的に接続されたコネクタ部材と、
   前記コンタクトの収容部及び前記コネクタ部材の装着部を備えると共に、前記収容部と前記装着部とを区画する壁部材を備えたボックス本体と、を有し、
   前記壁部材は断面が矩形状の挿通孔を含み、
   前記コネクタ部材は、前記コンタクトに電気的に接続される扁平帯状の接続板部を含み、
   前記接続板部を、前記挿通孔の全周に亘って密接させる状態で当該壁部材に挿通してあり、
   前記コネクタ部材は、前記挿通孔に前記装着部の側から挿通してあり、
   前記挿通孔の前記装着部の側に、前記コネクタ部材の挿通方向下手側ほど内径が連続して小さくなり、前記挿通孔に段差なくつながる凹面部を形成してあり、
   前記コネクタ部材の前記挿通孔への挿通を許容し、かつ、前記ボックス本体との係止により前記コネクタ部材の前記挿通孔からの抜け出しを阻止可能な係止部を、前記コネクタ部材に設けてあり、
   前記係止部は、前記装着部に形成された係止凹部に係止する太陽電池モジュール用端子ボックス。
2. 前記コンタクトが、前記コネクタ部材に電気的に接続される接続面と、前記挿通孔に挿通した前記コネクタ部材が前記接続面に重なるように案内するガイド面とを備えている請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
3. 前記コンタクトが、前記接続面に重なるように案内された前記コネクタ部材を前記接続面との間に弾性挟持可能な挟持片を備えている請求項２記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
4. 前記コネクタ部材のうちの前記装着部に存在する部分に、外部コネクタ部材に電気的に接触させる接触部と、前記接触部よりも前記壁部材の側の非接触部とを設けてあり、
   前記非接触部の長さを、前記接触部の長さ以上に設定してある請求項１〜３のいずれか１項記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。

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