(57)【要約】【課題】放熱効果の高い小型で安価な太陽電池モジュール用接続具及びその製造方法並びに上記接続具に用いられるダイオードモジュールを提供する。【解決手段】ダイオードモジュール本体３に、端部に端子接続手段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１２、１２）が形成された複数の放熱板４が該端子接続手段がダイオードモジュール本体３から突出した状態で絶縁間隔Ｇを保って取り付けられ、ダイオード取付けゾーン３ｃの中の放熱板４が露出した状態にインサート成形されており、前記ダイオード取付けゾーン３ｃの中の前記露出した放熱板４上に、汎用のパッケージダイオード５が前記放熱板４と熱的及び電気的に接続するように取り付けられているダイオードモジュール２とそれを収容する絶縁体製のモジュールボックス７から構成されてなる太陽電池モジュール用接続具１。【選択図】    図５
2007311714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体製のモジュールボックスと該モジュールボックスに収容されたダイオードモジュールから構成されてなる太陽電池モジュール接続具用のダイオードモジュールであって、  ダイオードモジュール本体に、端部に端子接続手段が形成された複数の放熱板が該端子接続手段がダイオードモジュール本体から突出した状態で絶縁間隔を保って取り付けられ、放熱板にダイオードを取り付ける部分であるダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態に封止されており、前記ダイオード取付けゾーンの中の前記露出した放熱板上に、汎用のパッケージダイオードがバイパスダイオードとして前記放熱板と熱的及び電気的に接続するように取り付けられていることを特徴とするダイオードモジュール。
【請求項２】
放熱板を金型内に配置した状態で樹脂を注入し固化させるインサート成形により、放熱板がダイオードモジュール本体に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のダイオードモジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のダイオードモジュールとそれを収容する絶縁体製のモジュールボックスから構成されてなる太陽電池モジュール用接続具であって、絶縁体製のモジュールボックスが、前記端子接続手段を前記太陽電池モジュールからの接続線と接続させるために該接続線を導入させるための開口部と、前記端子接続手段を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部とが形成されているものであることを特徴とする太陽電池モジュール用接続具。
【請求項４】
請求項３記載の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスは、前記太陽電池モジュールに接触する面を有し、この面に開口が形成され、この開口に、前記ダイオードモジュールの底面が露出して嵌められていることを特徴とする太陽電池モジュール用接続具。
【請求項５】
請求項４記載の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスの開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面は、平面状に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用接続具。
【請求項６】
請求項５記載の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスにおける前記開口が形成されている面と、該開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面とが、面一であることを特徴とする太陽電池モジュール用接続具。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスは、カバーを有し、該カバーが前記ダイオードモジュールに面接触している部分を有することを特徴とする太陽電池モジュール用接続具。
【請求項８】
インサート成形金型に端子接続手段が形成された複数の放熱板を該端子接続手段がダイオードモジュール本体から突出した状態で絶縁間隔を保って保持した状態で、放熱板にダイオードを取り付ける部分であるダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態に封止されるように、合成樹脂にてインサート成形し、ダイオードモジュール本体を形成する工程、次いで、インサート成形されたモジュール本体のダイオード取付けゾーンにある、前記それぞれの放熱板上に、汎用のパッケージダイオードを取り付ける工程、次いで、得られたダイオードモジュールを、前記端子接続手段を前記太陽電池モジュールからの接続線と接続させるために該接続線を導入させるための開口部と、前記端子接続手段を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部とが形成されている絶縁体製のモジュールボックスに取り付ける工程とからなることを特徴とする太陽電池モジュール用接続具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオードモジュール、太陽電池モジュール用接続具及びその製造方法に関する。より詳しくは、バイパスダイオードを備えた太陽電池モジュール用接続具及びその製造方法並びに上記接続具に用いられるダイオードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールの設置現場において、複数の太陽電池モジュールを直列に接続するために太陽電池モジュールには接続具が取り付けされる。この接続具には、その内部に、太陽電池セル間または、太陽電池モジュール間に発生した電位差による逆電流を防止するためのバイパスダイオードが設けられることが一般的である。バイパスダイオードは通常状態では電流は流れないが、直列に接続された太陽電池モジュール内の発電セル間、太陽電池モジュール間に電位差が発生した場合に短絡用のバイパス回路を構成し逆流電流を防止する機能として取り付けされるものである。電位差は太陽電池モジュール内の各セルの発電量の違いにより発生するが、発電量は各セルが受ける光の強さで変わるため、各セルに当たる太陽光のあたり具合により発生するものである。この接続具を小型で安価にするために、技術的な改良が行われてきた。例えば、特許文献１には、バイパスダイオードに保護パッケージを備えておらず裸の状態であるベアーチップダイオードを使用し、太陽電池モジュール接続具のボックス内を樹脂封止する際に、ベアーチップダイオードもパッケージする技術が開示されている。しかし、この技術では、バイパスダイオードに電流が流れた際に発生する発熱の放熱が充分に行われない。この点を改善しようとする例が特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献２に開示されている技術では、絶縁体製の箱の内部を互いに平行な３つのゾーンに区画されている。３つのゾーンのうち、一方の端のゾーンが太陽電池モジュール接続線用端子ゾーンであり、中央のゾーンがダイオード放熱板ゾーンであり、他方の端のゾーンが入出力ケーブル用端子ゾーンになっている。ダイオード放熱板ゾーンの底壁には、開口が形成され、この開口に４つの長方形状の放熱板が１列に配置されている。
【０００４】
各放熱板は一端が太陽電池モジュールより出る接続線を接続するための端子ゾーンの端子に、両外側の放熱板の他端は入出力ケーブルを接続するための端子に接続され、入出力ケーブル用端子ゾーンに位置するように設けられている。中央のダイオード放熱板ゾーンには取り付けられたダイオードを埋め込むように封止用絶縁樹脂が充填される。また、この放熱板の反対面には接続箱の底面となる熱伝導性絶縁シートが貼り付けされている。この接続具の太陽電池モジュールの接続線用端子に各太陽電池モジュール接続線を接続し、入出力ケーブル用端子には入出力ケーブルを接続して、太陽電池モジュールが発電した電力を取り出す構造となっている。
【０００５】
この接続具は、その使用に際して、太陽電池モジュールの裏面に貼り付けることにより取り付けられ、各々の接続部分が接続された後、絶縁及び防水のために空間部に封止用の樹脂が充填される。
【０００６】
特許文献２に開示された接続具では、バイパスダイオードの発熱は、放熱板から熱伝導性絶縁シートを介して太陽電池パネルに放熱される。しかし、この構造においては放熱板と熱伝導シートとの貼り付け接着部の絶縁性、防水性、耐久性に問題が発生する可能性があると考えられる。またダイオードを埋め込む封止材を充填する工程は生産性が低くコスト高になる。
【０００７】
ところで、２００５年４月に国際電気標準会議（ＩＥＣ）の太陽電池モジュールに関する安全認証適用規格ＩＥＣ６１２１５  ｅｄ２が公布され、モジュールに使用される接続箱内のバイパスダイオードの試験項目が追加された。この主な変更点は、「バイパスダイオードに流れ得る短絡電流に等しい電流を試験条件下にあるモジュールに１時間通電した時、ダイオード内接合部温度（Ｔｊ）がダイオードメーカーの規格値を超えてはいけない。」、及び、「短絡電流の１２５％の電流を試験条件下にあるモジュールに１時間通電した後でも、ダイオードが正常であること。」である。ダイオードからの発熱はある程度不可避であり、ＩＥＣ６１２１５  ｅｄ２に適合するにはダイオードの発熱を効率的に逃がす工夫が必要である。
【０００８】
また、ＩＥＣ６１７３０−１においては、接続箱本体に使用する樹脂材料には難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖ（自消性であること）に適合することが求められている。
【０００９】
太陽電池モジュール用接続具のバイパスダイオードの発熱は接続箱を介して放熱される。接続箱の材料は、ＩＥＣ６１７３０−１により難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖを持つ樹脂材料で作ることが求められており、この難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖに適合する樹脂材料は、例えば変性ＰＰＯ樹脂（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎ  Ｏｘｉｄｅ      別名Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌ  Ｅｔｈｅｒ）、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）等があるが、これらの材料は熱伝導性が悪く、接続箱を介しての放熱効率が悪く、ＩＥＣ６１２１５  ｅｄ２規格をクリアーするためには放熱部品を大きくする必要があり、その結果、接続具が大型化し、コスト高になる、という問題が発生する。
【００１０】
【特許文献１】特許第３４９８９４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の現状に鑑み、放熱効果の高い小型で安価な太陽電池モジュール用接続具及びその製造方法並びに上記接続具に用いられるダイオードモジュール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】
【００１２】
請求項１記載の発明のダイオードモジュールは、絶縁体製のモジュールボックスと該モジュールボックスに収容されたダイオードモジュールから構成されてなる太陽電池モジュール接続具用のダイオードモジュールであって、ダイオードモジュール本体に、端部に端子接続手段が形成された複数の放熱板が該端子接続手段がダイオードモジュール本体から突出した状態で絶縁間隔を保って取り付けられ、放熱板にダイオードを取り付ける部分であるダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態に封止されており、前記ダイオード取付けゾーンの中の前記露出した放熱板上に、汎用のパッケージダイオードがバイパスダイオードとして前記放熱板と熱的及び電気的に接続するように取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明のダイオードモジュールは、請求項１記載の発明のダイオードモジュールにおいて、放熱板を金型内に配置した状態で樹脂を注入し固化させるインサート成形により、放熱板がダイオードモジュール本体に取り付けられていることを特徴とする。            
【００１４】
請求項３記載の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項１又は２に記載のダイオードモジュールとそれを収容する絶縁体製のモジュールボックスから構成されてなる太陽電池モジュール用接続具であって、絶縁体製のモジュールボックスが、前記端子接続手段を前記太陽電池モジュールからの接続線と接続させるために該接続線を導入させるための開口部と、前記端子接続手段を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部とが形成されているものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項３記載の発明の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスは、前記太陽電池モジュールに接触する面を有し、この面に開口が形成され、この開口に、前記ダイオードモジュールの底面が露出して嵌められていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項４記載の発明の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスの開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面は、平面状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項５記載の発明の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスにおける前記開口が形成されている面と、該開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面とが、面一であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項３〜６のいずれかに記載の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスは、カバーを有し、該カバーが前記ダイオードモジュールに面接触している部分を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の太陽電池モジュール用接続具の製造方法は、インサート成形金型に端子接続手段が形成された複数の放熱板を該端子接続手段がダイオードモジュール本体から突出した状態で絶縁間隔を保って保持した状態で、放熱板にダイオードを取り付ける部分であるダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態に封止されるように、合成樹脂にてインサート成形し、ダイオードモジュール本体を形成する工程、次いで、インサート成形されたモジュール本体のダイオード取付けゾーンにある、前記それぞれの放熱板上に、汎用のパッケージダイオードを取り付ける工程、次いで、得られたダイオードモジュールを、前記端子接続手段を前記太陽電池モジュールからの接続線と接続させるために該接続線を導入させるための開口部と、前記端子接続手段を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部とが形成されている絶縁体製のモジュールボックスに取り付ける工程とからなることを特徴とする。
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のダイオードモジュールは、絶縁体製のモジュールボックスと該モジュールボックスに収容されたダイオードモジュールから構成されてなる太陽電池モジュール接続具用のダイオードモジュールである。上記ダイオードモジュールは、ダイオードモジュール本体に、端部に端子接続手段が形成された複数の放熱板が該端子接続手段がダイオードモジュール本体から突出した状態で絶縁間隔を保って取り付けられている。上記ダイオードモジュールには、放熱板にダイオードを取り付ける部分であるダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態に封止されており、前記ダイオード取付けゾーンの中の前記露出した放熱板上に、汎用のパッケージダイオードが前記放熱板と熱的及び電気的に接続するように取り付けられている。ダイオードが前記放熱板と熱的及び電気的に接続するように取り付けられるとは、熱伝導が高効率で行われるように密着して押圧接される、あるいは、良熱伝導材料,例えばハンダ付け、放熱グリースを介して接続されるの意である。
【００２１】
放熱板は、ダイオードで発生する熱を放熱するためかつ、太陽電池モジュールと電気接続するための端子接続手段とダイオードを電気的に接続することが必要であるので、導電性かつ熱伝導性を有することが必要であり、銅、銅合金等の金属製薄板を所定の形状に打ち抜き等にて形成されたものが好ましい。放熱板の一の端部は太陽電池モジュールからの接続線を接続するための端子接続手段を形成しており、該端子接続手段をダイオードモジュール本体から突出した状態で、各々の放熱板同士が接触しないように絶縁間隔を隔ててダイオードモジュール本体に固定される。
【００２２】
本発明で用いられるパッケージダイオードとは、ダイオードが樹脂により封止されたものであって、例えばＴＯ−２２０タイプのダイオードで樹脂モールド側面からカソード電極端子、アノード電極端子が突出したダイオードであって、裏面と平行に樹脂モールド部分からカソード電極端子、アノード電極端子が同一方向に平行に突出したラジアルタイプのダイオードが挙げられる。また、裏面に放熱のための金属板がモールド部より露出した非絶縁タイプが、金属板を介して熱を放熱板に効率よく逃がすことができるため好ましい。金属板には取付穴が開けられておりネジ止め、半田付け、ばね板等で固定することができる。また、より高電流が要求される場合にはＴＯ−２４７タイプのダイオードを使用することもできる。
【００２３】
上記ＴＯ−２２０とは国際パッケージ規格で定められた規格であって、本タイプのパッケージダイオードのメーカとしては、例えば株式会社三社電機製作所、日本インター株式会社、サンケン電気株式会社、新電元工業株式会社等があり、これら各社より汎用品として販売されている。
【００２４】
本発明のダイオードモジュールは、放熱板を金型内に配置した状態で樹脂を注入し固化させるインサート成形により、放熱板がダイオードモジュール本体に取り付けられていることが、生産性及び熱伝導性の観点から好ましい。
【００２５】
本発明の太陽電池モジュール用接続具は、上記のダイオードモジュールとそれを収容する絶縁体製のモジュールボックスから構成されてなる太陽電池モジュール用接続具であって、絶縁体製のモジュールボックスが、前記端子接続手段を前記太陽電池モジュールからの接続線と接続させるために該接続線を導入させるための開口部と、前記端子接続手段を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部とが形成されているものである。
【００２６】
前記モジュールボックスは、前記太陽電池モジュールに接触する面を有し、この面に開口が形成されていることが好ましい。この場合、この開口に、前記ダイオードモジュールの底面が露出して嵌められている。更に、前記モジュールボックスの開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面は、平面状に形成されていることが好ましい。更に、前記モジュールボックスにおける前記開口が形成されている面と、該開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面とが、面一であることが好ましい。面一とは実質的に立体幾何学的に同一平面を共有することをいう。言い換えれば二つの面の高さが同一であることをいう。ダイオードモジュールの底面とモジュールボックスの底面が同じ高さであり、両底面が太陽電池モジュールに接して固定される。
【００２７】
また、前記モジュールボックスは、カバー（蓋体）を有し、該カバーが前記ダイオードモジュールに面接触している部分を有することが安全上好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１の発明のダイオードモジュールは、入手しやすい専門メーカの汎用ダイオードを用いるので、製造が容易でかつ信頼性が高く、安価に製造でき、本発明の太陽電池モジュール用接続具のダイオードモジュールとして最適である。
【００２９】
請求項２の発明のダイオードモジュールは、インサート成形により、放熱板がダイオードモジュール本体に一体化されるため、熱伝導性が良く、生産性も高い。したがって、本発明の太陽電池モジュール用接続具のダイオードモジュールとして最適である。他にトランスファモールド方式で生産する方法が考えられるが、それよりも設備投資額が小さく、生産性が高いため多品種展開も容易にできる。
【００３０】
請求項３の発明の太陽電池モジュール用接続具は、ダイオードモジュールとそれを収容する絶縁体製のモジュールボックスから構成されてなるので、モジュールボックスは、難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖに適合する材料の使用がＩＥＣ６１７３０−１にて求められるが、ダイオードモジュールはモジュールボックスに収容される部品となるため、ダイオードモジュールの（インサート成形に使用する）樹脂材料は、ＵＬ９４−５Ｖに適合する材料を用いる必要がなく、熱伝導性のよい、例えばＵＬ９４−Ｖ０の難燃性樹脂である、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ＬＣＰ（液晶）樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。したがって、ＵＬ９４−５Ｖに適合する、熱伝導性の悪い材料を用いる場合に比較して、放熱効果が高くなる。よって、放熱効果が高い分、接続具を小型で安価に作ることができる。
【００３１】
請求項４の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項３の発明の太陽電池モジュール用接続具において、モジュールボックスは、太陽電池モジュールに接触する面を有し、この面に開口が形成され、この開口に、ダイオードモジュールの底面が露出して嵌められている。したがって、モジュールボックスには、難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖに適合する材料を用いることができるのでＩＥＣ６１７３０−１はクリアーできる。また、ダイオードモジュールはモジュールボックスにダイオードモジュールの底面が露出して嵌められている収容部品として、太陽電池モジュールに貼り付けられる底面ともなるが、難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖに適合する材料を用いる必要がなくなり、熱伝導性のよい樹脂材料を用いることができる。ダイオードモジュールがモジュールボックスより露出して太陽電池モジュールに直接、接して放熱する構造のため、放熱効果が高い。したがって、難燃性規格ＵＬ９４−５Ｖに適合する樹脂材料で底部まで一体に成形されたモジュールボックスを使用した接続具と較べて、放熱効果の高い分、小型化でき、安価である。
【００３２】
請求項５の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項４記載の発明の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスの開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面は、平面状に形成されているので、太陽電池モジュールにより密着し易いので、放熱がより効果的に行われる。
【００３３】
請求項６の発明の太陽電池モジュール用接続具は、請求項５記載の発明の太陽電池モジュール用接続具において、前記モジュールボックスにおける前記開口が形成されている面と、該開口に嵌められている前記ダイオードモジュールの底面とが、面一であるので、ダイオードモジュールの底面が太陽電池モジュールにより密着し易いので、放熱が更により効果的に行われる。さらにモジュールボックスとダイオードモジュールが一体的に隙間なく密封的に容易に太陽電池モジュールに接着固定することができる。
【００３４】
請求項７の発明の太陽電池モジュール用接続具は、前記モジュールボックスは、カバーを有し、該カバーが前記ダイオードモジュールに面接触している部分を有するので安全性が更に向上する。
【００３５】
本発明の太陽電池モジュール用接続具において、ダイオードモジュールとして請求項１に記載のダイオードモジュールが用いられる場合には、入手し易いメーカ品の汎用パッケージダイオードが使用されるため、製造が容易でかつ信頼性が高く、安価に製造できる。また、請求項２に記載のダイオードモジュールが用いられる場合には、インサート成形により、放熱板がダイオードモジュール本体と一体化されるため、熱伝導性が良く、また、インサート成形は一般的な技術であり生産性が高く、安価に製造することができる。また、ダイオードモジュールをトランスファモールド成形にて生産する場合と比較しても、設備費用が少なくてすむので、多品種展開し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の太陽電池モジュール用接続具１は、図１に示すようなダイオードモジュール２を有している。図1において、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。図２はダイオードモジュール２に用いられる放熱板４を示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。また、図３は、ダイオードモジュール本体３に、複数の放熱板４が端子接続手段がダイオードモジュール本体３から突出した状態で絶縁間隔を保って取り付けられ、ダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態にインサート成形されたものを示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。
【００３７】
本発明のダイオードモジュール２は、複数の放熱板４、例えば、４つの放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを有している。これら放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、厚さが例えば０．５〜１.２ｍｍの矩形の金属製で、それらの長辺が互いに平行となるように、電気的に接触しないように空間絶縁距離Ｇを隔てて配置されている。放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、ダイオードモジュール本体３にダイオード取付けゾーン３ｃの中の放熱板が露出した形状にインサート成形されている。ダイオードモジュール本体３は直方体状であり、底壁３ａと４つの側壁３ｂ、３ｂ、３ｂ、３ｂからなる。また、ダイオードモジュール本体３は、例えばＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ＬＣＰ（液晶）樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のような熱伝導性に優れた電気絶縁性樹脂をインサート成形材料として使用することが望ましい。放熱板は接続端子部分とダイオード取付けゾーン３ｃを露出させる以外の部分はすべて絶縁性の樹脂で全体を覆った状態にインサート成形される。上記のダイオード取付けゾーン３ｃとは、図３において、中かっこ｛｝で囲まれた部分（更に詳しく説明すると、図３（イ）正面図において、向かって左側の３ｃで示した中かっこ（始）と向かって右側の３ｃで示した中かっこ（終）とで囲まれた部分）を指すものである。
【００３８】
放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの一方の短辺に連ねて、太陽電池モジュール接続線接続用端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが形成されている。これら端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの短辺にほぼ垂直に外方に突出し、これらは太陽電池モジュールから出る接続線１４（後述）に半田接続するように適応されている。これらの端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、ダイオードモジュール本体３から突出している。これらの端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、本発明の請求項１でいう端子接続手段の一方の具体例である。
【００３９】
放熱板４ａ、４ｄの長辺のうち外側にある長辺から、太陽電池入出力線接続用端子１２、１２が、これら長辺にほぼ垂直に外方に突出している。これらの端子１２、１２も、ダイオードモジュール本体３から突出している。これら端子１２、１２は太陽電池入出力線８（後述）を、半田接続するように適応されている。これらの端子１２、１２も、本発明の請求項１でいう端子接続手段の他方の具体例である。
【００４０】
本実施態様においては、インサート成形により放熱板４がダイオードモジュール本体３に一体成形されている。この場合、放熱板４を金型内に絶縁間隔Ｇをあけて配置した状態で、例えばＰＰＳ樹脂のような電気絶縁性で良熱伝導性の樹脂を注入し固化させてダイオードモジュール本体を成形する。その際ダイオード取付けゾーン３ｃの放熱板は露出した状態に成形される。同時に、放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、及びダイオードモジュール本体３の底壁３ａは、平滑でかつ平坦に形成される。
【００４１】
前記ダイオード取付けゾーン３ｃの中の前記露出した放熱板４ｂ、４ｃ、４ｄ上に、汎用のＴＯ−２２０タイプの非絶縁型パッケージダイオード５、５、５が取り付けられている。図４は、図１（イ）の拡大して示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。パッケージダイオード５は内部にダイオードチップが樹脂モールドされたダイオード本体５ａ、ネジ穴を備えた放熱部５ｂ、及び、ダイオード本体５ａの側面から平行に同方向に突き出した２つの電極端子５ｃ、５ｄとからなる。電極端子５ｃ、５ｄは一方がアノード電極端子、他方がカソード電極端子である。図４に示されるように、上記２つの電極端子は下方にクランク状に折り曲げられており、一方の電極端子は当該ダイオードが取り付けられたダイオードモジュールの放熱板に電気的に接続され、他方の電極端子は、隣接する他の放熱板に電気的に接続されている。又、放熱部５ｂは放熱金属部が露出しており、この金属部がダイオードモジュールの放熱板4ｂ、4ｃ、4ｄと、例えばネジ止め，ハンダ止め、ばね板止等で熱的、電気的に接続される。本実施態様においては、ネジ６により接続されている。
【００４２】
図５は、本発明の太陽電池モジュール用接続具１の一例を示す図であり、図５において、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図である。図６は、図５（イ）の拡大して示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。図７は太陽電池モジュール用接続具１に用いられるモジュールボックス７を示す図であり、図７において、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は背面図である。
【００４３】
ダイオードモジュール２は、図５に示すように、モジュールボックス７に収容されている。モジュールボックス７は、天井部が抜けて、底壁７ａの周囲に、これを囲うように側壁７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが形成されている。モジュールボックス７は、ＩＥＣ規格６１７３０−１で要求される難燃性ＵＬ９４−５Ｖ（自消性）が必要なため、例えば変性ＰＰＯ（ＰＰＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂等が使用可能であるが耐熱性、耐熱水性、耐候性に優れるため変性ＰＰＯ樹脂が好ましい。モジュールボックス７にダイオードモジュール本体３が嵌め込まれ、モジュールボックスの固定爪１１及び可動爪９１にて係止固定されている。
【００４４】
モジュールボックス７の底壁７ａには、ダイオードモジュール本体３に対応する位置に、矩形の開口７１が形成され、この開口７１にダイオードモジュール本体３の底壁３ａが嵌め込まれている。この嵌め込まれた状態において、ダイオードモジュール２のモジュール本体３の底壁３ａの外面とモジュールボックス７の底壁７ａの外面とは、図６に示すように面一にされている。
【００４５】
前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに対応する底壁７ａの位置に、図５及び図７に見られるように、太陽電池モジュールから出てくる平角線状の接続線を導入させるための導入部、例えば矩形の開口部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄが形成されている。この開口部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄを通じて前記接続線がモジュールボックス７内に導入され、前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに半田付けによって接続可能にされている。上記の太陽電池モジュールから出てくる平角線状の接続線の位置を示すために、図６中に仮想の接続線１４を示した。
【００４６】
前記端子１２、１２に対応して、側壁７ｂには、図５に示すように、前記端子１２，１２を前記ダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線と接続させるために該入出力線を導入させるための開口部７３ａ、７３ｂが形成されている。この太陽電池モジュール用接続具１の使用時、開口部７３ａ、７３ｂに挿通された太陽電池入出力線８、８の芯線の先端が、前記端子１２、１２に半田付けされる。
【００４７】
モジュールボックス７の側壁７ｃ側から開口７１側に向かって、嵌め込まれたダイオードモジュールを固定させるための可動爪アーム９、９、９が形成されている。可動爪アームはモジュールボックスと一体に成形されているが、可撓性を有している。図５及び図６に示すように、可動爪アーム９、９、９の先端には可動爪９１、９１、９１が形成されており、ダイオードモジュール本体３に係合する。また、モジュールボックスの可動爪アーム９、９、９が形成されている側の反対側には、モジュールボックス７の側壁７ｂの内側に、ダイオードモジュールの位置を固定するための固定爪１１が形成されている。ダイオードモジュール本体３はこれらの爪によりモジューボックス内の所定位置に固定取り付けされている。
【００４８】
この接続具１は、ダイオードモジュール２がモジュールボックス７内の開口７１に嵌め込まれ、かつ前記端子１２、１２にダイオードモジュールからの電流を取り出すための入出力線８、８を取り付けた状態で接続具単体の完成品となる。その後太陽電池モジュールメーカの組立現場に搬送納入される。図８は、本発明の太陽電池モジュール用接続具１の使用方法の一例を説明するための図であり、使用時における太陽電池モジュール用接続具１の図５（イ）の拡大して示すＶＩ−ＶＩ線断面図を示したものである。前記組立現場では、図８のように太陽電池モジュールＡから出た接続線１４を開口部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄからモジュールボックス７内に導入し、前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに半田付け接続する（図８においては前記端子１０ｃに接続している。）。上記太陽電池モジュール接続線１４の本数は太陽電池モジュールの種類により違いがあるが、２〜５本が標準的である。この本数に合わせて接続具も何種類かが必要になる。この接続により、バイパスダイオードは太陽電池モジュールに電気的に接続されることになる。
【００４９】
接続具１の取り付けは図８のように太陽電池モジュールＡの接続具取付部分に接着剤１６を塗布し、その接着剤１６の上に接続具１のモジュールボックス７の底壁７ａ及びダイオードモジュール２の底壁３ａを押し付け硬化させる。この状態において、モジュールボックス７の底壁７ａの外面及びダイオードモジュール２の底壁３ａの外面が一致して太陽電池モジュールに接触し、かつダイオードモジュール２の底壁３ａが平滑な平面であるので、太陽電池モジュールにダイオードモジュール２の底壁３ａが接着剤１６を介して密着される。その後、前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ及び太陽電池モジュール接続線１４が接続され、前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとその接続線、入出力線接続端子１２、１２、入出力線８、８、ダイオードモジュール２の露出した放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、パッケージダイオード５、５、５等、充電部すべてを内部に埋め込むように適量の絶縁性硬化性充填材１５が充填される。これにより接続具は電気的に絶縁、防水される。
【００５０】
その後、接続具のカバー１３が取り付けられて接続具の取り付けが完了する。この際、上記カバー１３も難燃性ＵＬ９４−５Ｖ（自消性）規格を満たす材料で作られていることが好ましい。なお、本発明おいて、カバーの取り付けは必須ではない。カバーを取り付けない場合は、前記のように、前記端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとその接続線、入出力線接続端子１２、１２、入出力線８、８、ダイオードモジュール２の露出した放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、パッケージダイオード５，５，５等、充電部すべてを内部に埋め込むように適量の絶縁性充填材１５で充填する際に、その絶縁性充填材１５として難燃性ＵＬ９４−５Ｖ（自消性）規格を満たす材料を用いればよい。
【００５１】
図８のように接続具１が取りつけされているため、パッケージダイオード５，５，５で発熱が生じると、その熱はダイオードの放熱部５ｂより放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通り、ダイオードモジュール２の底壁を通り、接着剤を介して太陽電池モジュールに伝導される。特に、上述のように、インサート成形されたダイオードモジュール本体３が太陽電池モジュールに隙間無く接着剤で貼り付けられて、取り付けされるため、バイパスダイオードからの放熱が更に良好に行われる。従って、本発明の太陽電池モジュール用接続具は放熱効果が高く、モジュールボックス７をより小型化することができる。
【００５２】
なお、上記の説明においては、本発明の太陽電池モジュール用接続具として、太陽電池モジュール組立現場において絶縁性充填材にて充電部を封止する場合について述べたが、モジュールケースとカバーを防水構造とする絶縁性充填材を使用しない場合、ダイオードモジュール２のダイオード取付けゾーン３ｃに絶縁充填材が充填されることによって放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及びパッケージダイオード５、５、５が露出されなくなっているものも本発明に含まれる。
【００５３】
次に、本発明の太陽電池モジュール用接続具の製造方法の一例を挙げると、次の工程からなるものである。インサート成形金型に放熱板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを絶縁間隔Ｇを保った状態にセットし、例えば、ＰＰＳ樹脂のような良熱伝導性の樹脂にてインサート成形し、ダイオードモジュール本体から複数の端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１２，１２が突き出ており、かつダイオード取付けゾーン３ｃの中の放熱板が露出した状態に成形されるようにダイオードモジュール本体３を形成する工程。次いで、インサート成形されたモジュール本体３のダイオード取付けゾーン３ｃにある、前記それぞれの放熱板４ｂ、４ｃ、４ｄ上に、汎用のパッケージダイオード５、５、５をバイパスダイオードとして熱的にも接続するよう取り付ける工程。取り付けられたダイオードの電極端子を放熱板に例えば半田付けなどで電気的にも接続するよう取り付ける工程。このようにして得られたダイオードモジュール２を、太陽電池モジュールからの接続線１４を導入させるための開口部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄと、予め成形しておいた、太陽電池モジュールの発生電流を取り出すための入出力線を導入させるための開口部７３ａ、７３ｂとが形成されている絶縁性かつ自消性難燃性の例えば変性ＰＰＯ樹脂のような樹脂製のモジュールボックスに取り付ける工程。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の太陽電池モジュール用接続具は、バイパスダイオード入りの接続具として、太陽電池モジュールに取り付けられ、好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のダイオードモジュールの一例を示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。
【図２】ダイオードモジュールに用いられる放熱板を示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。
【図３】ダイオードモジュール本体３に、複数の放熱板４が端子接続手段がダイオードモジュール本体３から突出した状態で絶縁間隔を保って取り付けられ、ダイオード取付けゾーンの中の放熱板が露出した状態にインサート成形されたものを示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は左側面図である。
【図４】図１（イ）の拡大して示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュール用接続具１の一例を示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図である。
【図６】図５（イ）の拡大して示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】太陽電池モジュール用接続具に用いられるモジュールボックスを示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は底面図、（ニ）は右側面図、（ホ）は背面図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュール用接続具の使用方法の一例を説明するための図であり、使用時における太陽電池モジュール用接続具１の図５（イ）の拡大して示すＶＩ−ＶＩ線断面図を示したものである。わかりやすくするため充填材１５は透明性のものを想定して描かれている。尚、図の右肩の部分は、楕円で囲んだ部分を拡大した部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  太陽電池モジュール用接続具
２  ダイオードモジュール
３  ダイオードモジュール本体
３ａ  底壁
３ｂ  側壁
３ｃ  ダイオード取付けゾーン
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  放熱板
５  パッケージダイオード
５ａ  ダイオード本体
５ｂ  放熱部
５ｃ、５ｄ  （アノード、カソード）電極端子
６  ネジ
７  モジュールボックス
７ａ  底壁
７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ  側壁
８  入出力線
９  可動爪アーム
９1  可動爪
１０ａ，１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  太陽電池モジュール接続線接続用端子
１１  固定爪
１２  太陽電池入出力線接続用端子
１３  カバー
１４  接続線
１５  絶縁性充填材
１６  接着剤
７１  開口
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ  開口部
７３ａ、７３ｂ  開口部
Ａ    太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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