(57)【要約】【課題】材料使用量を抑えつつ放熱効率が向上した端子ボックスを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール用の端子ボックス１であって、筐体３０と、筐体３０の内部に配置された複数の端子板１０と、隣り合う端子板間に配置されたバイパスダイオード２０とを備え、各端子板１０は、バイパスダイオード２０のリード端子２１に接続されたダイオード接続部１１と、ダイオード接続部１１の第１方向の両端の各々から延出された一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂとを有する。【選択図】図４
2019092234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュール用の端子ボックスであって、
筐体と、
前記筐体の内部に配置された複数の端子板と、
隣り合う前記端子板間に配置されたバイパスダイオードと、を備え、
前記複数の端子板のそれぞれは、
前記バイパスダイオードのリード端子に接続されたダイオード接続部と、
前記ダイオード接続部の両端部であって前記複数の端子板の並び方向と交差する第１方向の両端部の各々から延出された一対の第１端子部および第２端子部と、を有する
端子ボックス。
【請求項２】
前記第１端子部の表面積と前記第２端子部の表面積とは、略等しい
請求項１に記載の端子ボックス。
【請求項３】
前記複数の端子板のそれぞれにおいて、
前記第１方向における前記ダイオード接続部の中心点と前記第１方向における前記端子板の中心点との展開距離は、前記第１方向における前記端子板の展開長さに対して±１５％の範囲内に配置されている
請求項１または２に記載の端子ボックス。
【請求項４】
前記複数の端子板のそれぞれは、
前記並び方向に隣り合う端子板と対向する位置に、前記筐体の天面方向または底面方向に延びる折り返し部を有しており、
一の端子板が有する前記折り返し部の高さは、前記筐体内において前記一の端子板よりも外側に配置された端子板が有する折り返し部の高さ以上である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項５】
前記複数の端子板のそれぞれは、
前記並び方向に隣り合う端子板と対向する位置に、前記筐体の天面方向または底面方向に延びる折り返し部を有しており、
前記折り返し部は、当該折り返し部の端部において、複数の切り込み形状を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項６】
前記複数の端子板のそれぞれは、
前記並び方向に隣り合う端子板と対向する位置に、前記筐体の天面方向または底面方向に延びる折り返し部を有しており、
前記折り返し部の高さは、前記第１方向における前記ダイオード接続部の中心点から前記第１方向に離間するほど低くなる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項７】
前記複数の端子板のそれぞれは、
前記バイパスダイオードに当接し、弾性により前記バイパスダイオードを保持する折り曲げ部を有している
請求項１〜６のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項８】
前記筐体は、当該筐体の中心部へ向けて窪んだ凹部を有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項９】
前記筐体は、当該筐体の中心部と背向する外面に、フィン形状の放熱構造を有する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【請求項１０】
さらに、
前記複数の端子板の間に配置された、隣り合う端子板同士の間隔を保持するための凸状構造体を有する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の端子ボックス。
【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用の端子ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールには、太陽電池セルが直列接続されたストリングが複数設けられている。太陽電池モジュールにおいては、各ストリングから発電電力を出力するための出力リード線と外部接続用ケーブルとを接続するために端子ボックスが設けられている。
【０００３】
特許文献１には、出力リード線と外部接続用ケーブルとを中継するための複数の端子板と、端子板間に架け渡されたアキシャルリード型のダイオードとを備えた端子ボックスの構成が開示されている。より具体的には、端子板の一部をＬ字状に切り起こし、その立片の先端部分から挟持片が立ち上がっている。これにより、ダイオードのリード足を挟持片に嵌め込むと共にリード足を立片のフラット面に沿わせて半田付けを行うことにより、ダイオードと端子板との円滑な半田付け性が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２９４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の端子ボックスでは、ダイオードのリード足と立片との半田付け性を確保すべく、Ｌ字状に切り起こされた立片から端子板への放熱を制限している。このため、ダイオードに電流が流れた場合に、ダイオードおよび立片での熱の滞留が起こるので、材料使用量を抑えつつ端子ボックスの十分な放熱性を確保することができないという問題を有している。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、材料使用量を抑えつつ放熱性が向上した端子ボックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る端子ボックスの一態様は、太陽電池モジュール用の端子ボックスであって、筐体と、前記筐体の内部に配置された複数の端子板と、隣り合う前記端子板間に配置されたバイパスダイオードと、を備え、前記複数の端子板のそれぞれは、前記バイパスダイオードのリード端子に接続されたダイオード接続部と、前記ダイオード接続部の両端部であって前記複数の端子板の並び方向と交差する第１方向の両端部の各々から延出された一対の第１端子部および第２端子部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、材料使用量を抑えつつ放熱性が向上した端子ボックスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る太陽電池モジュールに設けられた端子ボックスを模式的に示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。
【図３】実施の形態に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す斜視図である。
【図４】実施の形態に係る端子ボックスの分解斜視図である。
【図５】実施の形態に係る端子ボックスの蓋を取り付けた状態を示す図である。
【図６】実施の形態に係る端子板の斜視図である。
【図７】実施の形態に係る端子板の正面図および側面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における実施の形態に係る端子板の断面図である。
【図９】従来の端子ボックスに用いられる端子板の斜視図である。
【図１０】実施の形態の変形例１に係る端子板の斜視図である。
【図１１】実施の形態の変形例２に係る端子板の斜視図である。
【図１２】実施の形態の変形例３に係る端子板の斜視図である。
【図１３Ａ】実施の形態の変形例４に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。
【図１３Ｂ】実施の形態の変形例５に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。
【図１３Ｃ】実施の形態の変形例６に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。
【図１４】実施例および比較例に係る端子ボックスの温度分布を比較した図である。
【図１５】実施例および比較例に係るバイパスダイオードの温度分布を表すグラフである。
【図１６Ａ】第１端子部および第２端子部の表面積比率を変える場合の端子板の寸法を説明する図である。
【図１６Ｂ】実施の形態に係る端子板の表面積比率を変化させた場合の端子板の放熱特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１２】
なお、本明細書および図面において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸およびＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。
【００１３】
（実施の形態）
［１．端子ボックスの構成］
まず、実施の形態に係る端子ボックス１について説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュール１００に設けられた端子ボックス１を模式的に示す斜視図である。
【００１５】
太陽電池モジュール１００は、例えば住宅等の施設の屋根の上に複数設置されて太陽光発電システムを構成している。図１に示すように、複数の太陽電池モジュール１００の各々には端子ボックス１が設けられている。端子ボックス１は、例えば施設に蓄電池が設置されている場合、太陽電池モジュール１００と蓄電池との間の電力経路に配置される中間部材である。なお、端子ボックス１は、例えば接着材または接着テープ等によって太陽電池モジュール１００の裏面に固定されている。
【００１６】
図示しないが、各太陽電池モジュール１００には、同一面上にマトリクス状に配置された複数の太陽電池セルが設けられている。行方向に配列された複数の太陽電池セルは、直列接続されてストリングを構成している。各太陽電池モジュール１００には、複数のストリングが設けられている。
【００１７】
複数の太陽電池モジュール１００は、端子ボックス１を介して互いに電気的に直列または並列に接続される。つまり、端子ボックス１は、隣り合う２つの太陽電池モジュール１００を他の太陽電池モジュール１００に電気的に接続している。
【００１８】
図１に示すように、端子ボックス１は、出力リード線２と外部接続用ケーブル３とを電気的に接続している。つまり、出力リード線２と外部接続用ケーブル３とは、端子ボックス１を介して接続されている。
【００１９】
出力リード線２は、太陽電池モジュール１００の太陽電池セルで発電した電力を出力するために各ストリングから引き出された電極線であり、例えば５本設けられている。
【００２０】
外部接続用ケーブル３は、太陽電池モジュール１００で発電した電力を端子ボックス１から外部に出力するためのケーブルである。また、外部接続用ケーブル３は、端子ボックス１を介して隣り合う２つの太陽電池モジュール１００を連結するための連結ケーブルである。具体的には、端子ボックス１には、２本の外部接続用ケーブル３が接続されており、各外部接続用ケーブル３は、一端が端子ボックス１に接続され、他端が隣の太陽電池モジュール１００の端子ボックス１と電気的に接続される。
【００２１】
次に、実施の形態に係る端子ボックス１の詳細な構成について、図２〜図５を用いて説明する。図２〜図４は、実施の形態に係る端子ボックス１の内部を示す図であり、蓋３２を取り外した状態を示している。図５は、同端子ボックス１の蓋３２を取り付けた状態を示す図である。なお、図２〜図４はそれぞれ、同端子ボックス１の正面図、斜視図および分解斜視図である。
【００２２】
端子ボックス１は、太陽電池モジュール用の端子ボックスであり、図２〜図４に示すように、複数の端子板１０と、１つ以上のバイパスダイオード２０と、複数の端子板１０およびバイパスダイオード２０を収容する筐体３０とを備える。
【００２３】
図２および図３に示すように、複数の端子板１０は、筐体３０の内部に配置されている。複数の端子板１０は、その長手方向（Ｙ軸方向）の軸が互いに略平行となるように隣接して配置されている。
【００２４】
図２および図４に示すように、複数の端子板１０の各々は、バイパスダイオード２０に接続されたリード端子２１に接続されたダイオード接続部１１と、ダイオード接続部１１の両端の各々から延出された一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂとを有する。
【００２５】
端子板１０は、太陽電池モジュール１００のストリングの数に対応した数が配置されており、本実施の形態では、５つ配置されている。図２に示すように、５つの端子板１０の各々の第１端子部１２ａには、太陽電池モジュール１００のストリングから引き出された出力リード線２が接続される。上記接続により、１以上の太陽電池セルが遮光または汚れの付着により高抵抗となり逆バイアス状態となった場合には、当該１以上の太陽電池セルを含むストリングに接続されたバイパスダイオード２０に定格電流が流れる。つまり、バイパスダイオード２０により、上記１以上の太陽電池セルを含むストリングをバイパスさせて当該ストリングに、いわゆるホットスポットを発生させることなく、他のストリングで生成される電力を出力させることが可能となる。
【００２６】
５つの端子板１０には、外部接続用ケーブル３に電気的に接続される出力用端子板が含まれている。本実施の形態では、５つの端子板１０のうち両端部に位置する端子板１０が出力用端子板である。図２に示すように、出力用端子板である端子板１０は、出力リード線２と外部接続用ケーブル３とを中継するための端子板であり、この端子板１０には、出力リード線２と外部接続用ケーブル３とが接続される。具体的には、出力用端子板である端子板１０では、第１端子部１２ａに出力リード線２が電気的および機械的に接続され、第２端子部１２ｂに外部接続用ケーブル３が電気的および機械的に接続される。
【００２７】
出力用端子板である端子板１０の第１端子部１２ａと出力リード線２とは、端子板１０の第１端子部１２ａにおいて接続される。図２に示すように、出力リード線２の一端は、筐体３０（箱体３１）の底部に設けられた開口部３１ａを介して筐体３０の外部から内部に導入されている。筐体３０に導入された出力リード線２の一端における露出した芯線（導電線）は、開口部３１ａから突出した部分を第１端子部１２ａの表面に向けて折り曲げられて、各端子板１０の第１端子部１２ａと半田によって接続される。図２において、各端子板１０に接続される出力リード線２と、出力リード線２を端子板１０（第１端子部１２ａ）に半田接続する領域（半田領域）とは、破線で示されている。
【００２８】
出力用端子板である端子板１０の第２端子部１２ｂと外部接続用ケーブル３とは、端子板１０の第２端子部１２ｂに形成された圧着接合部１７で接続される。図２に示すように、外部接続用ケーブル３の一端は、筐体３０（箱体３１）の側部に設けられた貫通孔３１ｂを介して筐体３０（箱体３１）の外部から内部に導入されている。筐体３０に導入された外部接続用ケーブル３の一端における露出した芯線（導電線）は、出力用端子板である端子板１０の第２端子部１２ｂに形成された圧着接合部１７において圧着接合されることで端子板１０に固定されている。図２において、各端子板１０に接続される外部接続用ケーブル３の芯線は、破線で示されている。
【００２９】
また、５つの端子板１０のうち出力用端子板以外は、非出力用端子板である。本実施の形態では、両端部に位置する端子板１０（出力用端子板）の間に配置された端子板１０が非出力用端子板である。非出力用端子板は、外部接続用ケーブル３が接続されていない端子板１０であり、出力リード線２および外部接続用ケーブル３のうち出力リード線２のみが接続される。
【００３０】
なお、非出力用端子板である端子板１０の第１端子部１２ａと出力リード線２との接続方法は、出力用端子板である端子板１０と同様である。具体的には、非出力用端子板である端子板１０の第１端子部１２ａと出力リード線２とは半田によって接続されている。
【００３１】
バイパスダイオード２０は、逆流防止用ダイオードであり、隣り合う端子板１０の間に配置されている。図２〜図４に示すように、本実施の形態において、バイパスダイオード２０は、端子板１０間ごとに配置されている。具体的には、４つのバイパスダイオード２０が配置されている。本実施の形態において、４つのバイパスダイオード２０は、リード端子２１によって直列接続となるように、ダイオード接続部１１を介して一直線状に連結されている。各バイパスダイオード２０は、リード端子２１によって端子板１０間に架け渡された状態で配置されている。各バイパスダイオード２０は、箱体３１の底部に設けられた一対の爪片によって挟持されている。
【００３２】
図２および図３に示すように、バイパスダイオード２０に接続されたリード端子２１は、端子板１０のダイオード接続部１１に電気的および機械的に接続されている。リード端子２１は、ダイオード接続部１１と半田によって接続されている。図２において、リード端子２１をダイオード接続部１１に半田接続する領域（半田領域）は、破線で示されている。
【００３３】
筐体３０は、端子ボックス１の外郭を構成しており、図２〜図５に示すように、一面が開放された箱状の箱体３１と、箱体３１の開放面を閉塞するように箱体３１に嵌め込まれた蓋３２（図５参照）とを有する。蓋３２は、箱体３１の内部をポッティング材等の封止部材で封止した後に箱体３１に固定される。箱体３１と蓋３２とは、例えば、難燃性および耐候性を有する樹脂等によって形成されている。
【００３４】
上述のとおり、箱体３１の底部には開口部３１ａが形成され、箱体３１の側部には貫通孔３１ｂが形成されている。
【００３５】
また、図２および図４に示すように、箱体３１の底部には、底部から開放面に向かって突出する一対の突起片３１ｃおよび一対の突起片３１ｄが形成されている。一対の突起片３１ｃは、Ｙ軸方向に沿って対向するように形成されており、一対の突起片３１ｄは、Ｘ軸方向に沿って対向するように形成されている。図２に示すように、一対の突起片３１ｃには、各端子板１０に設けられた一対の挿通孔１５が挿通され、一対の突起片３１ｄには、各端子板１０に設けられた一対の挿通孔１６が挿通される。これにより、各端子板１０は、箱体３１の所定の位置に配置されて、水平方向（ＸＹ平面方向）の位置が規制される。
【００３６】
［２．端子板の構成］
次に、図２〜図４を参照しながら、実施の形態に係る端子板１０の詳細な構成について、図６〜図８を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る端子板１０の斜視図である。図７の（ａ）は、同端子板１０の正面図であり、図７の（ｂ）は、同端子板１０の側面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における同端子板１０の断面図である。なお、図６〜図８に示される端子板１０は、非出力用端子板であるが、第２端子部１２ｂの圧着接合部１７が形成されている以外は、出力用端子板も非出力用端子板と同様の構成である。
【００３７】
図６および図７に示すように、端子板１０は、太陽電池モジュール用の端子ボックス１に用いられる端子板であって、上述のとおり、ダイオード接続部１１と、一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂとを有する。
【００３８】
ダイオード接続部１１は、バイパスダイオード２０に接続されたリード端子２１と接続される部分であるダイオード端子部（端子基台）であり、第１端子部１２ａと第２端子部１２ｂとの間に位置している。
【００３９】
一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの各々は、ダイオード接続部１１のＹ軸方向の両端の各々から延出されている。ここで、Ｙ軸方向は、複数の端子板１０の並び方向（Ｘ軸方向）と交差する第１方向と定義される。具体的には、第１端子部１２ａは、Ｙ軸方向におけるダイオード接続部１１の一方の端部から延出され、第２端子部１２ｂは、Ｙ軸方向におけるダイオード接続部１１の他方の端部から延出されている。このように、ダイオード接続部１１は、一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの両方に連結されたブリッジ構造を有している。
【００４０】
また、本実施の形態において、第１端子部１２ａの表面積Ａ１と第２端子部１２ｂの表面積Ａ２とは、略等しい。第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積の比率については、後述する実施例にて詳述する。
【００４１】
また、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂのそれぞれは、端子板１０の並び方向である第２方向（Ｘ軸方向）に隣り合う端子板１０と対向する位置に、筐体３０の天面方向または底面方向（Ｚ軸方向）に延びる折り返し部１４を有している。つまり、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの各々には、折り返し部１４が連結されている。折り返し部１４は、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの各々の第２方向の両端部から折り曲げるようにして形成されている。折り返し部１４は、放熱フィンとして機能する。つまり、折り返し部１４を形成することによって、端子板１０の体積および表面積を大きくできるので、端子板１０の放熱性を向上させることができる。また、折り曲げて放熱フィン（折り返し部１４）を形成することで端子板１０が水平方向に大きくなることを抑制できるので、端子板１０を小型化できる。したがって、端子ボックス１も小型化できる。
【００４２】
本実施の形態では、図４に示すように、一の端子板１０が有する折り返し部１４の高さＨｃは、筐体３０内において当該一の端子板１０よりも外側に配置された端子板１０が有する折り返し部１４の高さＨｔ以上となっている。言い換えると、筐体３０内のＸ軸方向の中央側に配置された端子板１０の折り返し部１４の高さＨｃは、筐体３０内のＸ軸方向の端部側に配置された端子板１０の折り返し部１４の高さＨｔ以上である。
【００４３】
また、本実施の形態において、ダイオード接続部１１は、図７の（ｂ）に示すように、側面形状および断面形状が略コの字状であり、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂに対して段違いとなるように形成されている。つまり、ダイオード接続部１１の表面と、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面とは、異なる面に位置している。
【００４４】
具体的には、図２〜図４に示すように、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂは、筐体３０（箱体３１）の底部の内面に当接している。そして、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂにおける筐体３０に当接する当接面と、リード端子２１に接続する接続面とは、段違いになっている。
【００４５】
また、図２に示すように、ダイオード接続部１１、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの並び方向である第１方向（Ｙ軸方向）に直交する方向である第２方向（Ｘ軸方向）の最小幅は、ダイオード接続部１１における第２方向（Ｘ軸方向）の最大幅より大きくなっている。なお、本実施の形態において、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、ダイオード接続部１１、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの形状は、略矩形である。
【００４６】
本実施の形態では、端子板１０は、例えば、アルミニウムによって構成されるが、端子板１０の材料はこれに限定されず、熱伝導率の高い材料であればよく、例えば、無酸素銅、タフピッチ銅等の純銅、りん青銅、および黄銅等、ならびにこれらの銅合金などであってもよい。
【００４７】
また、ダイオード接続部１１の表面には、図８に示すように、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）の少なくともいずれかの一つの材料によって構成されためっき層１３が形成されていてもよい。めっき層１３は、ダイオード接続部１１の表面および裏面の少なくとも一方に形成される。本実施の形態では、ダイオード接続部１１を構成するアルミニウム板の表面（リード端子２１が接続される面）に、ニッケルめっきからなる第１めっき層１３ａとスズめっきからなる第２めっき層１３ｂとの積層構造を有するめっき層１３が形成されている。
【００４８】
なお、めっき層１３は、ダイオード接続部１１の裏面のみに形成してもよいし、ダイオード接続部１１の表面および裏面の両方に形成してもよい。また、めっき層１３は、端子板１０全体を構成するアルミニウム板の全体に形成されていてもよい。また、めっき層１３は、２層に限るものではなく、１層のみまたは３層以上であってもよい。
【００４９】
なお、上述のように、端子板１０には、一対の挿通孔１５と一対の挿通孔１６とが形成されている。一対の挿通孔１６は、図２に示すように、出力リード線２と第１端子部１２ａとの半田接続部を挟むように形成されている。したがって、一対の挿通孔１６を形成することで、半田を塗布して濡れ広がったときに一対の挿通孔１６で半田をせき止めることができる。
【００５０】
また、出力用端子板と非出力用端子板とは、同じ形状のアルミニウム板を板金加工することで形成することができ、出力用端子板は、非出力用端子板に対して圧着接合部１７をさらに形成した形状である。
【００５１】
［３．効果など］
図９は、従来の端子ボックスに用いられる端子板１０Ｘの斜視図である。図９に示すように、従来の端子板１０Ｘのダイオード接続部１１Ｘは、ダイオード接続部１１ＸのＹ軸方向における両側の端子部のうち一方の端子部にしか接続されていない。このため、バイパスダイオード２０からリード端子２１を介してダイオード接続部１１Ｘに伝導した熱の流れは、一方向（Ｙ軸正方向）のみとなる。つまり、ダイオード接続部１１Ｘの熱は、ダイオード接続部１１Ｘに接続された端子部側の方向のみに伝導する。このため、バイパスダイオード２０にバイパス電流が流れた場合に、バイパスダイオード２０およびダイオード接続部１１Ｘでの熱の滞留が起こる。よって、筐体３０内の材料使用量を抑えつつ、端子ボックスの十分な放熱性を確保することは困難である。
【００５２】
これに対して、本実施の形態に係る端子板１０では、図６に示すように、一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂがダイオード接続部１１におけるＹ軸方向の両端の各々から延出されている。このように、ダイオード接続部１１は、一対の第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの両方に接続されたブリッジ構造を有する。これにより、ダイオード接続部１１の熱を、第１端子部１２ａ側および第２端子部１２ｂ側の両方に伝導させることができる。
【００５３】
バイパスダイオード２０が発熱した際、リード端子２１に接続されたダイオード接続部１１が、端子板１０における熱源となる。本構成によれば、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの双方がダイオード接続部１１と繋がっているので、ダイオード接続部１１からの伝熱経路は、ダイオード接続部１１から第１端子部１２ａへの経路と、ダイオード接続部１１から第２端子部１２ｂへの経路との２経路を確保できる。このため、ダイオード接続部１１からの伝熱経路が１経路しか有していない従来の端子板１０Ｘと比較して、ダイオード接続部１１での熱の滞留を抑制でき、迅速な熱伝導を行うことができる。この結果、端子板１０の放熱性を著しく向上させることができる。さらに、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂからの放熱により端子板１０の放熱効率が向上するという観点から、端子ボックス１の放熱に必要な材料使用量を抑制できるので、コスト削減を実現できる。
【００５４】
また、第１端子部１２ａの表面積Ａ１と第２端子部１２ｂの表面積Ａ２とは、略等しいことが好ましい。
【００５５】
これにより、放熱に寄与する端子板１０の表面積は、経路ごとに略同等となるので、端子板１０の放熱分布は、ダイオード接続部１１に対して対称となる。よって、端子板１０の放熱を、Ｙ軸正方向および負方向に均等にできるので、放熱効率を最適化できる。
【００５６】
また、複数の端子板１０のそれぞれは、第２方向（Ｘ軸方向）に隣り合う端子板１０と対向する位置に、筐体３０の天面方向または底面方向（Ｚ軸方向）に延びる折り返し部１４を有しており、一の端子板１０が有する折り返し部１４の高さは、筐体３０内において当該一の端子板１０よりも外側に配置された端子板１０が有する折り返し部１４の高さ以上であってもよい。
【００５７】
筐体３０内の端部に配置された端子板１０にはバイパスダイオード２０が１個接続されるのに対して、筐体３０内の内側に配置された端子板１０にはバイパスダイオード２０が２個接続される。このため、内側の端子板１０に流れ込む熱量は、端部の端子板１０に流れ込む熱量の略２倍となる。これに対して、内側の端子板１０が有する折り返し部１４の高さを、端部側の端子板１０の折り返し部１４の高さ以上とすることで、内側の端子板１０の放熱効率をより高くすることができ、筐体中央部での熱の滞留を抑制できる。また、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積を、折り返し部１４の高さで調整できるので、筐体中央部での端子板１０のＸ軸方向の配置ピッチを小さくすることができ、端子ボックス１のサイズを低減できる。また、筐体端部側の端子板１０の折り返し部１４を、より低くできるので、端子板１０の材料削減を達成できる。
【００５８】
［４．変形例］
図１０は、実施の形態の変形例１に係る端子板１０Ａの斜視図である。図１０に示すように、端子板１０Ａは、第２方向（Ｘ軸方向）に隣り合う端子板と対向する位置に、筐体３０の天面方向または底面方向（Ｚ軸方向）に延びる折り返し部１４Ａを有している。ここで、折り返し部１４Ａは、当該折り返し部１４Ａの端部において、複数の切り込み形状を有していてもよい。
【００５９】
これにより、折り返し部１４Ａにおける厚み方向断面の表面積を増加させることが可能となり、折り返し部１４Ａからの放熱効率を向上させることが可能となる。
【００６０】
図１１は、実施の形態の変形例２に係る端子板１０Ｂの斜視図である。図１１に示すように、端子板１０Ｂは、第２方向（Ｘ軸方向）に隣り合う端子板と対向する位置に、筐体３０の天面方向または底面方向（Ｚ軸方向）に延びる折り返し部１４および１８を有している。ここで、折り返し部１４および１８の高さは、第１方向（Ｙ軸方向）におけるダイオード接続部１１の中心点から第１方向（Ｙ軸方向）に離間するほど低くなっていてもよい。本変形例では、折り返し部１８が、折り返し部１４よりも高い。
【００６１】
これにより、最も発熱量の多いダイオード接続部１１付近の折り返し部の高さを高くすることができるので、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００６２】
なお、本変形例では、折り返し部１４は第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂから延出されており、折り返し部１８はダイオード接続部１１から延出されており、折り返し部１８の高さが折り返し部１４の高さより高い構成を例示した。しかしながら、この構成例に限らず、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂから延出された折り返し部１４において、ダイオード接続部１１の中心点から第１方向（Ｙ軸方向）に離間するほど低くなるような構成であってもよい。
【００６３】
図１２は、実施の形態の変形例３に係る端子板１０Ｃの斜視図である。図１２に示すように、端子板１０Ｃは、バイパスダイオード２０に当接し、弾性によりバイパスダイオード２０を保持する折り曲げ部１４Ｃを有していてもよい。折り曲げ部１４Ｃは、例えば、折り返し部１４と連続しており、Ｙ軸方向に可動する構造を有する。
【００６４】
これにより、バイパスダイオード２０を端子板１０Ｃに仮保持できるので、バイパスダイオード２０のリード端子２１とダイオード接続部１１との接続（半田付け）工程の作業性を向上させることが可能となる。さらに、バイパスダイオード２０から折り曲げ部１４Ｃを経由した伝熱経路が形成されるので、放熱経路を増やすことができ、放熱効率をより高めることが可能となる。
【００６５】
図１３Ａは、実施の形態の変形例４に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。図１３Ａに示すように、筐体３０Ａは、筐体３０Ａの中心部へ向けて窪んだ凹部３３を有していてもよい。
【００６６】
これにより、最も発熱が集中する端子ボックスの中央部と外気との距離を短縮することができるので、端子ボックスの外部への効率的な放熱を実現できる。
【００６７】
図１３Ｂは、実施の形態の変形例５に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。図１３Ｂに示すように、筐体３０Ｂは、筐体３０Ｂの中心部と対向する外面に、放熱フィン３４を有していてもよい。
【００６８】
これにより、最も発熱が集中する端子ボックスの中央部と背向する筐体外面に冷却用の放熱フィン３４が形成されることで、端子ボックスの外気との接触面積が増加するので、端子ボックスの外部への効率的な放熱を実現できる。なお、放熱フィン３４は、図１３Ｂに示すように、筐体３０Ｂの中心部へ向けて窪んだ凹部内に形成されていることが好ましい。これにより、端子ボックスの外部へのさらなる効率的な放熱を実現できる。
【００６９】
図１３Ｃは、実施の形態の変形例６に係る端子ボックスの蓋を外した状態を示す正面図である。図１３Ｃに示すように、端子ボックスは、さらに、複数の端子板１０の間に配置された、隣り合う端子板同士の間隔を保持するための凸状構造体３５を有していてもよい。
【００７０】
これにより、端子ボックス内に配置される端子板１０の数が変化した場合でも、同じ形状の端子板１０を兼用できるので、端子板１０の成形金型および端子板１０の種類を削減できる。
【００７１】
なお、複数の端子板１０の間に配置された凸状構造体３５は、筐体内に充填された封止部材よりも熱伝導性が高いことが好ましい。これにより、封止部材の充填量削減、および、放熱効率の向上が可能となる。
【００７２】
［５．実施例］
次に、本実施の形態に係る端子ボックスの内部における伝熱状態を、実施例および比較例に係る端子ボックスにより比較検討した結果を示す。より具体的には、端子ボックス内に配置された各構成要素の熱伝導率を設定することにより、端子ボックス内の温度分布をシミュレーションにより算出した。以下、表１に、本シミュレーションに用いた各構成要素の熱伝導率などのパラメータを示す。
【００７３】
【表１】
2019092234.tif 000003
【００７４】
図１４は、実施例および比較例に係る端子ボックスの温度分布を比較した図である。図１４において、比較例は、図９に示された従来の端子板１０Ｘが５つ並べられた端子ボックスであり、実施例１は、図６に示された本実施の形態に係る端子板１０が５つ並べられた端子ボックス１である。ここで、比較例に係る端子板１０Ｘと実施例１に係る端子板１０とは、ほぼ同じ重量に設定されている。また、実施例２は、本実施の形態に係る端子板が５つ並べられた端子ボックスであり、実施例１に比べて、第２端子部１２ｂの長さが５．４ｍｍ短く、かつ、折り返し部１４の高さが３ｍｍ低くなっている。つまり、実施例２に係る端子板の表面積は、比較例および実施例１に係る端子板の表面積よりも小さくなっている。この結果、実施例２に係る端子板の重量は、比較例に係る端子板１０Ｘの重量と比較して、３７％軽量化されている。
【００７５】
図１４の下段には、端子ボックス内の温度分布を示すパラメータとして、各バイパスダイオード２０のジャンクション温度が示されている。比較例、実施例１および実施例２ともに、中央側に配置されたバイパスダイオードＤ２およびＤ３のジャンクション温度ＴＤ２およびＴＤ３は、端部側に配置されたバイパスダイオードＤ１およびＤ４のジャンクション温度ＴＤ１およびＴＤ４よりも高くなっている。また、実施例１に係る端子ボックス１の各ジャンクション温度ＴＤ１〜ＴＤ４は、比較例および実施例２に係る端子ボックスの各ジャンクション温度ＴＤ１〜ＴＤ４よりも低くなっていることが解る。
【００７６】
図１５は、実施例および比較例に係るバイパスダイオード２０の温度分布を表すグラフである。図１５に示されたグラフは、図１４に示された、バイパスダイオードＤ１〜Ｄ４のジャンクション温度ＴＤ１〜ＴＤ４をプロットしたものである。
【００７７】
図１４および図１５において、実施例１に係る端子ボックス１の方が、比較例に係る端子ボックスに比べて、バイパスダイオード２０のジャンクション温度を全体的に低減できている。この温度分布の差異は、比較例に係る端子ボックスでは、ダイオード接続部１１Ｘが第１端子部にしか接続されていないのに対して、実施例１に係る端子ボックス１では、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの双方がダイオード接続部１１と繋がっていることによるものと考えられる。つまり、実施例１に係る端子ボックス１では、熱源からの伝熱経路は、ダイオード接続部１１から第１端子部１２ａへの経路と、ダイオード接続部１１から第２端子部１２ｂへの経路との２経路を確保できる。このため、上記熱源からの伝熱経路が１経路しか有していない比較例に係る端子板１０Ｘと比較して、ダイオード接続部１１での熱の滞留を抑制でき、迅速な熱伝導を行うことができる。この結果、端子板１０の放熱性を著しく向上させることができる。
【００７８】
また、実施例２に係る端子ボックスと比較例に係る端子ボックスとを比較して、実施例２に係る端子板の表面積を３７％削減しているにもかかわらず、実施例２に係る端子ボックスは、比較例に係る端子ボックスと同様のバイパスダイオード２０の温度分布を維持できていることが解る。
【００７９】
つまり、実施例２に係る端子ボックスでは、実施例１に係る端子ボックスと同様に、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの双方がダイオード接続部１１と繋がっているので、熱源からの伝熱経路を２経路確保できている。このため、比較例に係る端子板１０Ｘと比較して、ダイオード接続部１１での熱の滞留を抑制できる分、結果として端子ボックスの放熱に必要な材料使用量を抑制できる。よって、従来の端子板構成を有する端子ボックスと比較して、コスト削減を実現できる。
【００８０】
次に、本実施の形態に係る端子板１０Ｄにおける、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積の比率について検討した結果を説明する。
【００８１】
図１６Ａは、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積比率を変える場合の端子板１０Ｄの寸法を説明する図である。なお、端子板１０Ｄは、図１６Ａに示すように、ダイオード接続部１１が第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂと面一である（Ｚ軸方向における位置が等しい）構造を想定した。端子板１０Ｄの第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積比率を変化させるにあたり、第１端子部１２ａのＹ軸方向の長さＬＬと第２端子部１２ｂのＹ軸方向の長さＬＲとの比率を変化させた。この比率を変化させて、端子ボックス内の最高温度を、前述したシミュレーションと同様の手法により算出した。なお、筐体３０のＸ軸方向の幅Ｗ３０を３０ｍｍ、筐体３０のＹ軸方向の長さＬ３０を５０ｍｍ、筐体３０の厚みＷｆおよびｔ３０を５ｍｍ、端子板１０ＤのＹ軸方向の長さＬ１０を３５ｍｍ、端子板１０ＤのＸ軸方向の幅Ｗ１０を１５ｍｍ、ダイオード接続部１１のＸ軸方向の幅ＷＣを５ｍｍ、筐体３０と端子板１０ＤとのＸ軸方向の間隔ＧＸを２．５ｍｍ、筐体３０と端子板１０ＤとのＹ軸方向の間隔ＧＬを２．５ｍｍ、筐体３０の底面と端子板１０ＤとのＺ軸方向の間隔ＧＨを２ｍｍ、熱源の大きさを１ｍｍ×１ｍｍと仮定した。
【００８２】
図１６Ｂは、実施の形態に係る端子板の表面積比率を変化させた場合の端子板の放熱特性を表すグラフである。同図の横軸は、発熱体位置Ｘを示しており、縦軸は、筐体３０内における発熱体の最高温度を示している。ここで、発熱体位置Ｘは、端子板１０ＤのＹ軸正方向側の端部を基準点とした場合の、ダイオード接続部１１の中心点と当該基準点との距離である。
【００８３】
図１６Ｂのグラフより、ダイオード接続部１１のＹ軸方向の中心点が、端子板１０ＤのＹ軸方向の中央部である場合（Ｘ＝１７．５ｍｍ）に、発熱体の最高温度は最も低くなっていることがわかる。つまり、第１端子部１２ａの表面積Ａ１と第２端子部１２ｂの表面積Ａ２とは、略等しいことが好ましい。これは、放熱に寄与する各端子部の表面積が放熱経路ごとに略同等となるので、端子板１０ＤのＹ軸方向における放熱分布が、端子板１０Ｄの中心点（ダイオード接続部１１）に対して対称となることに起因するものと考えられる。これにより、端子板１０Ｄの放熱効率を最適化できる。
【００８４】
なお、バイパスダイオード２０が正常動作するためのジャンクション温度は、２００℃以下であることが望ましい。この観点から、図１６Ｂにおいて、発熱体位置Ｘは、１２．５ｍｍ以上かつ２２．５ｍｍ以下であることが好ましい。言い換えると、発熱体位置Ｘは、端子板１０Ｄの中心点から±５ｍｍの範囲であることが好ましい。つまり、第１方向（Ｙ軸方向）におけるダイオード接続部１１の中心点と第１方向（Ｙ軸方向）における端子板１０Ｄの中心点との距離は、第１方向（Ｙ軸方向）における端子板１０Ｄの長さＬ１０に対して、±１５％の範囲内に配置されていることが好ましい。
【００８５】
これにより、放熱に寄与する端子板１０Ｄの表面積は経路ごとに略同等となり、放熱分布が均等とできる結果、バイパスダイオード２０の最高温度を２００℃以下に抑制できる。よって、バイパスダイオード２０の動作を保証しつつ、端子板１０Ｄの放熱効率を最適化できる。
【００８６】
なお、上述した、第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積の比率の検討において、図１６Ａおよび図１６Ｂでは、ダイオード接続部１１が第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂと面一である（Ｚ軸方向における位置が等しい）構造を想定した（図１１の端子板１０Ｂ参照）。しかしながら、上述した第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂの表面積の比率の検討結果は、図６および図７に示されたようなダイオード接続部１１が第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂと面一でない（Ｚ軸方向における位置が異なる）構造を有する端子板１０にも適用できる。ダイオード接続部１１と第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂとが面一でない構造を有する端子板１０では、ダイオード接続部１１と第１端子部１２ａとの間、および、ダイオード接続部１１と第２端子部１２ｂとの間には、Ｚ軸方向に延びる接続部が存在し、これらの接続部が放熱経路の一部となる。従って、この場合には、第１方向の放熱経路長を、Ｚ軸方向から見た第１方向の距離とみなすのではなく、第１方向の展開距離とみなすことができる。
【００８７】
つまり、ダイオード接続部１１が第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂと面一である構造を有する端子板１０Ｄ、および、ダイオード接続部１１が第１端子部１２ａおよび第２端子部１２ｂと面一でない構造を有する端子板１０の双方において、第１方向（Ｙ軸方向）におけるダイオード接続部１１の中心点と第１方向（Ｙ軸方向）における端子板１０の中心点との展開距離が、第１方向（Ｙ軸方向）における端子板１０の展開長さＬ１０に対して、±１５％の範囲内に配置されていることが好ましい。
【００８８】
これにより、バイパスダイオード２０の動作を保証しつつ、端子板１０および１０Ｄの放熱効率を最適化できる。
【００８９】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る端子ボックスについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００９０】
例えば、上記実施の形態において、端子ボックス１に配置される端子板１０、１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃの個数は、それぞれ５個としたが、これに限るものではない。端子板１０〜１０Ｃの個数は、２つ、３つまたは４つでもよく、また、６つ以上であってもよい。つまり、端子ボックス１に配置される端子板１０〜１０Ｃの個数は、複数であればよい。
【００９１】
また、上記実施の形態において、出力用端子板である端子板１０の第２端子部１２ｂと外部接続用ケーブル３とは圧着接合部１７によって接続されているが、これに限るものではない。例えば、第２端子部１２ｂと外部接続用ケーブル３とは、第１端子部１２ａと出力リード線２との接続態様と同様に、半田によって接続されてもよい。また、第１端子部１２ａと出力リード線２との接続も半田接続に限るものではい。
【００９２】
また、上記実施の形態において、端子板１０には、めっき層１３が形成されているが、めっき層１３は必ずしも形成される必要はない。
【００９３】
その他、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１    端子ボックス
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ    端子板
１１    ダイオード接続部
１２ａ    第１端子部
１２ｂ    第２端子部
１４、１４Ａ、１８    折り返し部
１４Ｃ    折り曲げ部
２０    バイパスダイオード
２１    リード端子
３０、３０Ａ、３０Ｂ    筐体
３３    凹部
３４    放熱フィン（放熱構造）
３５    凸状構造体
１００  太陽電池モジュール
【図１】
2019092234.tif 000004
【図２】
2019092234.tif 000005
【図３】
2019092234.tif 000006
【図４】
2019092234.tif 000007
【図５】
2019092234.tif 000008
【図６】
2019092234.tif 000009
【図７】
2019092234.tif 000010
【図８】
2019092234.tif 000011
【図９】
2019092234.tif 000012
【図１０】
2019092234.tif 000013
【図１１】
2019092234.tif 000014
【図１２】
2019092234.tif 000015
【図１３Ａ】
2019092234.tif 000016
【図１３Ｂ】
2019092234.tif 000017
【図１３Ｃ】
2019092234.tif 000018
【図１４】
2019092234.tif 000019
【図１５】
2019092234.tif 000020
【図１６Ａ】
2019092234.tif 000021
【図１６Ｂ】
2019092234.tif 000022