(57)【要約】【課題】  ダイオードの放熱板への取付け作業が簡単でしかもダイオードから放熱板への熱伝達効率が低下しない太陽電池パネル用端子ボックスを提供する。【解決手段】  弾性構造を有する端子にダイオードを固定し、放熱板と筐体の壁との間に形成される空間にこの端子を弾性を利用して嵌合させ、放熱板に端子を押圧させて密着固定する。【選択図】  図１
2007194236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体、端子、前記端子を相互に接続するダイオード、及び前記ダイオードの発生する熱を放熱するための放熱板を含む太陽電池パネル用端子ボックスであって、
前記端子が少なくとも連続する第一壁及び第二壁からなるＬ字状部分を有し、そのＬ字状部分の中に前記ダイオードが固定されており、端子が筐体に固定されたとき、前記第一壁は放熱板の一つの側面と接触し、前記第二壁は筐体の底面に接触するか又は底面の方に向けられ、前記第一壁に接触しておらずかつ前記第一壁から遠い側の前記第二壁の端部は筐体の底面から上方に延びる突出壁と接触するようになっており、前記端子は第一壁と第二壁の間の角度が変化するように変形可能な金属材料から形成されており、
前記端子が筐体に固定されないときは、端子の第一壁と第二壁の間の角度は放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面との間の角度より大きく、
前記端子が筐体に固定されるときは、まず端子の第一壁と第二壁の間の角度を減少させる圧縮力によって端子の第一壁と第二壁の間の角度が放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面との角度以下になった状態で、放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面と突出壁とによって形成される空間に端子を嵌合させ、
次にこの圧縮力を解除すると、端子の第一壁と第二壁の間の角度を元に戻そうとする端子自体の力によって端子の第一壁及び端子の第二壁の前記端部がそれぞれ放熱板の前記一つの側面及び突出壁に対して押圧され、その結果前記空間に端子を固定することができることを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックス。
【請求項２】
ダイオードが端子の第一壁の内側に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル用端子ボックス。
【請求項３】
ダイオードが端子の第二壁の内側に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル用端子ボックス。
【請求項４】
放熱板が端子の第二壁の下まで延長されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池パネル用端子ボックス。
【請求項５】
放熱板と筐体の間及び／又は放熱板と端子の第一壁の間に楔部材が挿入されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池パネル用端子ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオードの発生する熱を放熱板で効率良く放熱する構造を有する太陽電池パネル用端子ボックスにおいて、放熱板、端子及びダイオードの配置及びそれらの固定方法を工夫した太陽電池パネル用端子ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネル用端子ボックスは外部接続用ケーブルを介して複数の太陽電池パネルを相互に電気的に接続するために用いられるものであり、その内部には、太陽電池パネルからの電極を外部接続用ケーブルに電気的に接続するための複数の端子、及びこれらの複数の端子を相互に接続するバイパスダイオードが設けられている。このバイパスダイオードは、太陽電池パネルの起電力が低下した時に逆方向電圧の印加による電流を一方の外部接続用ケーブルから他方の外部接続用ケーブルへ短絡させる役割を有する。
【０００３】
このバイパスダイオードが上述の役割を果たす際、ダイオードの順方向へ大電流が流れるため、ダイオードは激しく発熱する。ダイオードが激しく発熱してダイオード及び端子ボックスの温度が上昇すると、ダイオードが破損したり、端子ボックスを構成する樹脂が変形して端子ボックスが太陽電池パネルから脱落したりする可能性がある。そこで、ダイオード及び端子ボックスの温度上昇を防止するため、ダイオードを放熱板に取付けることが一般的である。
【０００４】
ダイオードの放熱板への取付け方法としては、ネジ止めや接着剤による接着が従来一般的に用いられている。しかし、ネジ止めの場合、ダイオード及び放熱板にネジ穴を設ける工程が必要であり、さらにダイオードを放熱板にネジ止めする工程も必要であり、作業が煩雑である。また、接着剤による接着の場合、取付け作業はネジ止めほど煩雑ではないが、熱伝導率の低い接着剤がダイオードと放熱板の間に存在するため、ダイオードから放熱板への熱伝導効率が低下する。
【特許文献１】特開２００５−２５１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる従来技術の欠点を解消するために創案されたものであり、その目的はダイオードの放熱板への取付け作業が簡単で、しかもダイオードから放熱板への熱伝達効率が低下しない太陽電池パネル用端子ボックスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者はかかる課題を解決すべくダイオードの放熱板への好適な取付け方法について鋭意検討した結果、弾性構造を有する端子にダイオードを固定し、放熱板と筐体の壁との間に形成される空間にこの端子を弾性を利用して嵌合させ、放熱板に端子を押圧させて密着固定することにより、ダイオードを放熱板に簡単に取付けることができ、しかもダイオードから放熱板への熱伝達効率が低下しないことを見出し、遂に本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、筐体、端子、前記端子を相互に接続するダイオード、及び前記ダイオードの発生する熱を放熱するための放熱板を含む太陽電池パネル用端子ボックスであって、
前記端子が少なくとも連続する第一壁及び第二壁からなるＬ字状部分を有し、そのＬ字状部分の中に前記ダイオードが固定されており、端子が筐体に固定されたとき、前記第一壁は放熱板の一つの側面と接触し、前記第二壁は筐体の底面に接触するか又は底面の方に向けられ、前記第一壁に接触しておらずかつ前記第一壁から遠い側の前記第二壁の端部は筐体の底面から上方に延びる突出壁と接触するようになっており、前記端子は第一壁と第二壁の間の角度が変化するように変形可能な金属材料から形成されており、
前記端子が筐体に固定されないときは、端子の第一壁と第二壁の間の角度は放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面との間の角度より大きく、
前記端子が筐体に固定されるときは、まず端子の第一壁と第二壁の間の角度を減少させる圧縮力によって端子の第一壁と第二壁の間の角度が放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面との角度以下になった状態で、放熱板の前記一つの側面と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁が面する筐体の底面と突出壁とによって形成される空間に端子を嵌合させ、
次にこの圧縮力を解除すると、端子の第一壁と第二壁の間の角度を元に戻そうとする端子自体の力によって端子の第一壁及び端子の第二壁の前記端部がそれぞれ放熱板の前記一つの側面及び突出壁に対して押圧され、その結果前記空間に端子を固定することができることを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックスである。
【０００８】
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一つの好ましい態様によれば、ダイオードは第一壁又は第二壁の内側に固定されている。本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの他の好ましい態様によれば、放熱板は第二壁の下まで延長されている。太陽電池パネル用端子ボックスの別の好ましい態様によれば、放熱板と筐体の間及び／又は放熱板と端子の第一壁の間に楔部材が挿入されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスではダイオードの放熱板への取付けは、弾性構造を有する端子にダイオードを固定し、放熱板と筐体の壁との間に形成される空間にこの端子を弾性を利用して嵌合させることにより行われるので、取付け作業が極めて簡単である。また、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスでは、端子は端子自体の弾性回復力により放熱板に押圧されて密着固定されるので、ダイオードから放熱板への熱伝達が十分である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスを以下図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一例の模式図であり、筐体の蓋板を取り除いて内部の状態がわかるようにしたものである。図１の端子ボックスは樹脂製の筐体１で外部を形成され、その内部に端子２、ダイオード３及び放熱板４が設けられている。
【００１２】
筐体１は、その内部に組込まれる部品を風雨から保護する役割を有する。端子２は、太陽電池パネルからの電極（図示せず）を外部接続用ケーブル（図示せず）に電気的に接続する役割を有する。端子の数は通常２枚以上であるが、図１では本発明によるダイオードの放熱板への取付けに関与する端子のみを示し、他の端子は図示していない。ダイオード３はこれらの端子を相互に電気的に接続して太陽電池パネルの異常発生時にパネルをバイパスして電流を流す役割を有する。放熱板４は、ダイオード３がバイパス機能を奏する際に発生する熱を効率良く放熱する役割を有する。
【００１３】
図２は図１の端子ボックスから取りはずした端子２を示し、図３は端子２を取りはずした後の図１の端子ボックスを示し、図４は図３の端子ボックスの線Ｉ−Ｉに沿った横断面図を示す。本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは、ダイオードの放熱板への取付けを、弾性構造を有する端子を用いて行うようにしたことを最大の特徴とする。端子は通常、平面状の形状を有することが一般的であるが、本発明の端子ボックスで用いる端子２は、従来のように平面状ではなく、図２に示す通り、一端が上方に折り曲げられたＬ字状の形状を有する。具体的には、端子２は各々が連続する第一壁５及び第二壁６からなるＬ字状部分を有する。
【００１４】
第一壁５は、端子が筐体に固定されたとき、図３及び図４の符号８で示される放熱板の一つの側面と接触する壁である。第二壁６は、端子が筐体に固定されたとき、図３及び図４の符号９で示される筐体の底面に接触する壁である。なお、第二壁６は、筐体の底面９に接触する必要はなく、筐体の底面９の方に向けられているだけでもよい。あるいは第二壁６と筐体の底面９の間に放熱板を延長させて第二壁を延長した放熱板に接触させることもできる。前記第一壁５に接触しておらずかつ前記第一壁５から遠い側の前記第二壁６の端部７は、端子が筐体に固定されたとき、図３及び図４の符号１０で示される筐体の底面から上方に延びる突出壁と接触する。ダイオード３はこれらの第一壁及び第二壁からなるＬ字状部分の中の第二壁６の内側にハンダ付け等により固定されている。なお、ダイオード３の端子２上の固定位置は図２に示されるような第二壁６の内側に限らず、例えば端子の第一壁が十分大きい場合は発熱源であるダイオード３と放熱源である放熱板４との間の距離を一層短くするために第一壁５の内側に変更してもよい。
【００１５】
端子２は電極と外部接続用ケーブルを電気的に接続するため、電気伝導性の高い金属材料から形成される。金属材料は前述の電気伝導性だけでなく、熱伝導性にも優れる性質を有する。本発明の端子ボックスではこの性質を利用し、ダイオードの発生する熱を端子２を介して放熱板へ効率良く伝達する。また、本発明の端子ボックスで用いる端子２はそれ自体の弾性構造を利用して放熱板へ取付けられる。つまり、本発明の端子ボックスで用いる端子２は第一壁５と第二壁６の間の角度が変化するように変形可能な弾性構造を有する。端子に弾性構造を付与する方法としては、端子の厚さや剛性を部分的に調節したり、端子の各壁の接する折り曲げ部分の形状を工夫することにより行うことができる。
【００１６】
本発明の端子ボックスでは、端子２を筐体に固定するときにこの角度変化が可能な弾性構造を利用する。以下、この角度変化について図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
図５（ａ）は筐体に固定される前の、外力が加わっていない状態の（つまり図２に示される状態の）端子２の線ＩＩ−ＩＩに沿った横断面図であり、端子の第一壁５と第二壁６の間の角度は放熱板の前記一つの側面８と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁６が面する筐体の底面９との間の角度よりも大きく、鈍角になっている。図５（ｂ）は筐体に固定された状態の（つまり図１に示される状態の）端子２の横断面図であり、端子の第一壁５と第二壁６の間の角度は、放熱板の前記一つの側面８と端子が筐体に固定されたときに端子の第二壁６が面する筐体の底面９との間の角度と等しく、ほぼ直角になっている。図５（ｃ）は筐体に固定するために第一壁と第二壁を圧縮した状態の端子２の横断面図であり、端子の第一壁５と第二壁６の間の角度は放熱板の前記一つの側面８と筐体の前記底面９との間の角度よりも小さく、鋭角になっている。
【００１７】
本発明の端子ボックスでは、端子を筐体に固定するときは、図５（ａ）の状態の端子を用意し、まず、端子の第一壁５と第二壁６を例えば指で挟んで圧縮することにより、第一壁５と第二壁６の間の角度を図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態を経て図５（ｃ）の状態にまで減少させて端子を嵌合しやすくする。このとき、第一壁５と第二壁６の間の角度は図５（ｃ）の状態まで減少させずに図５（ｂ）の状態のままでも端子を嵌合させることができるが、嵌合を容易にするためにはさらに図５（ｃ）の状態にまで減少させることが好ましい。そして、この状態で、図３及び図４に示される放熱板の前記一つの側面８と筐体の前記底面９と突出壁１０とによって形成される空間に端子を嵌合させる。
【００１８】
次に、端子の第一壁５を圧縮していた指などをはなすと圧縮力が解除され、端子の第一壁５と第二壁６の間の角度は図５（ｃ）の状態から図５（ｂ）の状態にまで戻り、端子ボックスは全体として図６に示す状態になる。この状態では、端子の第一壁５と第二壁６の間の角度を元の図５（ａ）に示す状態に戻そうとする端子自体の力が働くため、端子の第一壁５は放熱板の前記一つの側面８に対して押圧され、端子の第二壁６の前記端部７は筐体の突出壁１０に対して押圧される。その結果、端子は放熱板の前記一つの側面８と筐体の突出壁１０との間に突っ張り、放熱板の前記一つの側面８と筐板の底面９と突出壁１０とによって形成される空間に端子が固定される。これにより、ダイオード３は放熱板４に端子２を介して間接的に接触するように取付けられる。
【００１９】
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスによれば、放熱板への端子及びダイオードの固定は、Ｌ字状の弾性構造を有する端子にダイオードをハンダ付け等で固定しておき、この端子を放熱板と筐体の突出壁との間の空間に入るように圧縮状態で嵌合させ、この圧縮を解除して放熱板と筐体の突出壁との間に端子を突っ張らせることにより行われる。本発明の端子ボックスでは、ダイオードの取付けは、ダイオードが固定された弾性端子を指で挟む等の手段により圧縮してその状態で取付け位置に嵌合させるだけでよいので、ダイオードや放熱板にネジ穴を設けてダイオードを放熱板にネジ止めする従来のネジ止め方式に必要な作業がなく極めて簡単である。また、本発明の端子ボックスでは、端子は端子自体の弾性回復力により放熱板に押圧されて密着固定されるので、ダイオードの発生する熱は端子を通って放熱板に効率良く伝達される。従って、本発明の端子ボックスは接着剤で接着する従来の方式と比較して、ダイオードから放熱板への熱伝達効率が低下することがない。
【００２０】
なお、同一の大きさの端子ボックス内の部品（放熱板、端子）を様々な寸法の筐体に用いたい場合は、適当な厚さの楔部材を放熱板と筐体の間及び／又は放熱板と端子の第一壁の間に挿入することにより、放熱板と端子の第一壁の間に十分な密着固定を得ることができる。これにより、一組の放熱板と端子を様々な寸法の筐体に対して用いることができるため、筐体の寸法ごとに対応する寸法の放熱板と端子の組を用意する必要がなく、在庫コストを低くすることができる。
【００２１】
以上、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一例を図１〜６を参照して説明したが、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスはこれらの図面に示されたものに限定されないことは理解されるべきである。例えば、図１〜６に示した例では突出壁は対向する筐体壁の間の全距離にわたって延びているが、端子の突っ張りを十分に支持することができる限り、突出壁の長さは一部省略してもよく、例えば筐体の中央のみに突出壁を設けることができる。
【００２２】
また、端子の形状も図２に示すものに限定されず、十分な突っ張り力を発揮できる限り、第一壁及び第二壁の材料を部分的に省略してもよいし、例えば太陽電池パネルから引き出された電極と端子の電気的接続作業を簡単にするため、第二壁から突出壁に沿って筐体の底面開口の方に延びた第三壁などの追加の壁を設けてもよい。また、放熱板の形状、寸法も図面に示すものに限定されない。要は、放熱板と筐体の突出壁の間に端子を突っ張らせて固定するという本発明の技術思想を有する限り、いかなる変形、修正、部材の追加も本発明の権利範囲に含まれるとみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは上述のように構成されているので、ダイオードの放熱板への取付け作業が容易であり、しかもダイオードから放熱板への熱伝達効率が低下しないため、特に高い放熱効率と低コスト化が求められる太陽電池パネル用端子ボックスの分野において好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一例の模式図である。
【図２】図１の端子ボックスから取りはずした端子２を示す。
【図３】端子２を取りはずした後の図１の端子ボックスを示す。
【図４】図３の端子ボックスの線Ｉ−Ｉに沿った横断面図を示す。
【図５】端子２の角度変化を示す。
【図６】図１の端子ボックスの線Ｉ−Ｉに沿った横断面図を示す。
【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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