专利名称：接线盒及其导线连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接线盒装置，尤指一种应用于太阳能模块的接线盒及其导线连接
直O
背景技术：
由于光伏太阳能具有许多的优点，而使其成为现今世界最具发展潜力的再生能源之一。基本上，光伏太阳能是可自由免费取得的，它不需要燃料，不会产生废弃物或污染， 且其使用的太阳能产生器仅需花费微力维持，不需特别管理即可以低运行成本持续使用20 至30年。另一方面，太阳能产生器亦可轻易地配设于一般家庭、学校或营业场所中，且在其配设组装设备的地点上并不需要再特别的处理建构或额外的占地面积，其功能运行安全且安静。而在偏远地区更可简便地通过建构所需大小的系统来生产自有供应电力。一般而言，通过太阳光产生电力能源的太阳能或太阳光电模块具有多个太阳能或光伏电池。而在太阳能模块内的太阳能电池则通常通过薄型传导带(亦称导线)而彼此连接。这些薄型传导带由太阳能模块中背离太阳的背面导出。而该薄型传导带几乎都是由铜箔所制成且由太阳能模块(如太阳能面板)的背面延伸出。此类可弯曲的薄型传导带极其敏感且不易于导接。因此，遂而有一种接线盒被应用于太阳能模块中，使得该等薄型传导带能以手工方式与接线盒的电性端子连接。另一方面，该接线盒亦可谓一太阳能或光伏系统的整合部件，因该接线盒可提供各太阳能模块(如太阳能面板)中太阳能电池间的电性连接，以及太阳能模块与其他系统元件(如直流/交流转换器)间的电性连接。一般而言，接线盒设置于太阳能面板的背面，且其内部具有电连接机构用以与太阳能模块的薄型传导带导接，并将太阳能模块产生的电流传送至外部。没有了接线盒，太阳能模块将无法适切地运行。一般而言，多个太阳能模块会串联操作，其中一被称为旁路二极管的元件以反向并联(anti-parallel)的方式连接至每一太阳能模块。该旁路二极管设置于接线盒内，固定且连接至接线盒内的电连接机构。当一太阳能模块被遮蔽或因缺陷无法产生电力时，若没有了旁路二极管，此一太阳能模块将降低整体串联太阳能模块的输出电源，甚而遭受损害。这是因为若在太阳能模块的太阳能电池群组内的一太阳能电池被部分遮蔽时，此一被遮蔽的太阳能电池会成为一阻断二极管或该太阳能电池群组电路的电阻。这将可能导致该被遮蔽的太阳能电池损害，以及太阳能模块的整体太阳能电池群组无法再提供电力。然而前述的状况可通过将一旁路二极管导入接线盒而避免，这是因为其电流可持续地流经该旁路二极管。换句话说，该旁路二极管以一反向并联(anti-parallel)的方式对应连接至太阳能电池群组，且具有将流经太阳能模块的电流导引通过仅提供低功率的太阳能电池群组。亦即该太阳能模块的太阳能电池群组各端子皆因该旁路二极管而呈现短路状态，而其他太阳能电池群组则由此旁路传输电流。以此，该被遮蔽的太阳能电池群组便不再对太阳能模块的整体效能做出贡献，但整体流经太阳能面板的电流在本质上可顺利传输，且对各别太阳能电池的损害亦可避免。
然而，由于机械性构成条件的限制，特别是对于薄型传导带与旁路二极管的构成， 使得在建构接线盒时会有一些困难产生。此外，由于手工连接、组装及安装薄型传导带，以及安装接线盒内电连接机构与旁路二极管等制程均使其生产成本过高且耗费人力。因此到目前为止，传统的接线盒在组装上均属复杂难实施；且安装该接线盒亦极其费工。且传统的接线盒并无法提供具可靠度的电性连接；而接线盒的耐用性亦不佳。因此，有鉴于现有技术的限制与缺陷，实有必要提出一种接线盒及其导线连接装置，其结构简单、具成本效益、耐用性足够对抗各种环境变量，且更易于安装及维护，进而于太阳能或光伏系统元件间维持一高质量及可靠的电性连接。
发明内容
本发明的主要目的为提供一接线盒及其导线连接装置，使其能轻易地组装、固定并将太阳能模块的薄型传导线耦接至该接线盒。本发明的另一目的为提供一接线盒及其导线连接装置，使其能轻易地组装、固定， 且不需使用辅助工具或螺丝起子而可将太阳能模块的薄型传导线耦接至该接线盒。本发明再一目的为提供一种应用于太阳能模块的接线盒，其结构简单、具成本效益、耐用性足够对抗各种环境变量，且更易于安装及维护。本发明尚有一目的为提供一种应用于太阳能模块的接线盒，可用于太阳能或光伏系统元件间，并维持一高质量及高可靠性的电性连接。为达上述目的，本发明的一较佳实施形式为提供一接线盒，其结构包括一壳体，具有一开口，用以由该开口导入多个导线；以及一电连接机构，设置于壳体的一容置槽内。电连接机构包括多个导线连接装置，分别设置于壳体的一内表面上，用以连接多个导线；以及一电流路径安排模块，具有多个电力传输元件及多个电子元件，其中多个电力传输元件分别与多个导线连接装置连接，每一该电子元件连接至两相邻的电力传输元件。而每一该导线连接装置包括一接触单元，具有一接触部；一载体单元；以及一控制杆，枢接至载体单元，且具有一压制部。其中压制部与接触单元的接触部相配合，用以于控制杆切换至第一位置时置入或移除导线，而于控制杆切换至第二位置时箝制并固设导线。为达上述目的，本发明另一较佳实施形式为提供一种应用于太阳能模块接线盒的导线连接装置，其结构包括一接触单元，具有一接触部，用以连接至一导线；一载体单元； 以及一控制杆，枢接至载体单元，且具有一压制部。其中压制部与接触单元的接触部相配合，用以于控制杆切换至一第一位置时置入或移除导线，而于控制杆切换至第二位置时箝制并固设导线。
图1为本发明较佳实施例应用于太阳能模块的接线盒外观结构示意图。图2为图1中接线盒的电连接机构示意图。图3A为图2中该电连接机构的导线连接装置的结构示意图。图;3B为图3A中该电连接机构的导线连接装置的结构分解图。图3C为本发明较佳实施例中导线连接装置与壳体的机构示意图。图4A及图4B分别为图3A及图中该导线连接装置的动作示意图。
图5为图2中电连接机构的电流路径安排模块的结构示意图。其中，附图标记说明如下1 接线盒10:壳体101 基座IOla:开口IOlb:固定元件102 上盖103 容置槽104 容置装置105 支撑元件11:电连接机构12 导线连接装置121 接触单元1211 接触部1212:固定部1212a:穿孔1212b 脚部1213:阻挡部122 控制杆1221 压制部1222 把手1223 轴杆容置部1223a:沟槽123 载体单元1231 第一侧壁1232 第二侧壁1233 底板1234 收纳空间1235 第一穿孔1236 第二穿孔1237 第一穿槽124 弹性单元1241 连接片1242 第一侧片1243 第二侧片1244 第二穿槽125 轴杆13:电流路径安排模块
130:电力传输元件130a、130b、130c 及 130d 导电轨1301 主体部1302 哨合元件1303:第一连接垫1304 第二连接垫1305:穿孔131:电子元件131a、131b 及 131c 旁路二极管1311 端子132 载具1321 啮合元件1322 支撑元件1323:固定元件2:导线h、2b、2c 及 2d 扁平导线3 电缆g:间隙
具体实施例方式体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的形式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上用于说明，而非用以限制本发明。请参阅图1所示的本发明较佳实施例应用于太阳能模块的接线盒外观结构示意图。本发明的接线盒1结构包括有一由耐用塑料所制成的壳体10，其可承受一切外在天候因素的影响并保用至少二十年，同时也具有绝缘的特性。该壳体10包括一基座101及一上盖102，该上盖102可拆卸地固定于该基座101上或与之啮合。壳体10具有至少一形成于基座101的底部的开口，用以将太阳能模块的导线导入壳体10的内部。接线盒的壳体10 可被固定或贴合于太阳能模块的背面(未揭示于图1中)。图2为图1中接线盒的电连接机构示意图。如图2所示，该接线盒1包括一电连接机构11，其设置于基座101的容置槽103内，且通过基座101开口 IOla与太阳能模块的导线2及两电缆3耦合连接。电连接机构11则包括多个导线连接装置12及一电流路径安排模块13，其中可拆式的电流路径安排模块13连接至多个导线连接装置12及两电缆3。多个导线连接装置12相互分离并设置于基座101的一内部表面上，且构造为导接该太阳能模块的导线2，即如图标的四个扁平导线h、2b、2c及2d。图3A为图2中该电连接机构的导线连接装置的结构示意图；而图:3B则为图3A中该电连接机构的导线连接装置的结构分解图。如图2、图3A及图:3B所示，每一导线连接装置12包括一接触单元121、一控制杆122、一载体单元123、一弹性单元IM及一轴杆125。 其中接触单元121由一金属材料所制成，且其结构包括一接触部1211、一固定部1212及一阻挡部1213。接触部1211构造为导接太阳能模块的导线2，固定部1212则构造为与其相对应的该电流路径安排模块13的电力传输元件相导接。固定部1212还具有一穿孔121 及一向下延伸的脚部1212b。阻挡部1213则构造为当导线2被插入或置入导线连接装置 12时限制导线2在水平方向的移动。阻挡部1213以由接触部1211向上延伸的一突起元件为较佳。控制杆122包括一压制部1221、一把手1222以及一轴杆容置部1223。压制部1221 与接触单元121的接触部1211相配合，用以箝制或松释太阳能模块的导线2。本质上，压制部1221以垂直于把手1222为较佳，但实际应用时并不受限于此。轴杆容置部1223连接于压制部1221与把手1222间，而轴杆容置部1223还具有一沟槽1223a，用以容置轴杆125。载体单元123包括一第一侧壁1231、一第二侧壁1232、一与该第一侧壁1231与第二侧壁1232连接的底板1233，以及一由第一侧壁1231、第二侧壁1232与底板1233所定义形成的收纳空间1234。其中第一侧壁1231与第二侧壁1232分别包括一第一穿孔1235及一第二穿孔1236，用以安装轴杆125。而轴杆125的两自由端则通过第一穿孔1235与第二穿孔1236而向外延伸凸出于第一侧壁1231与第二侧壁1232。弹性单元IM设置于接触单元121的接触部1211与载体单元123的底板1233间， 用以抵顶载体单元123。而弹性单元IM还包括一连接片1241、一第一侧片1M2，以及一相对于该第一侧片1242的第二侧片1243。第一侧片1242与第二侧片1243可自连接片1241 的相对两侧向上或向下延伸。控制杆122通过将该轴杆125穿设于该轴杆容置部1223、第一穿孔1235与第二穿孔1236而与载体单元123枢接。控制杆122因而可转动且切换于一第一位置(如图4(A) 所示)与一第二位置(如图4(B)所示)。控制杆122的压制部1221设置于轴杆125与接触单元121的接触部1211间。当控制杆122被切换并转动至第一位置时，在控制杆122的压制部1221与接触单元121的接触部1211间会形成一间隙，此时太阳能模块的导线2可被插置进入该间隙。而当控制杆122被切换至第二位置时，控制杆122的压制部1221与接触单元121的接触部1211会箝制太阳能模块的导线2，因而使太阳能模块的导线2得以固接于导线连接装置12内。图3C为本发明较佳实施例中导线连接装置与壳体的机构示意图。如图3A、图;3B 及图3C所示，壳体10的基座101还包括多个容置装置104，用以将导线连接装置12安装于其中。而壳体10的基座101亦包括一支撑元件105，形成于基座101的内表面上，并设置于容置装置104的内部。载体单元123具有一第一穿槽1237，形成于底板1233内；而弹性单元1 则具有一第二穿槽1M4，形成于连接片1241内，且与载体单元123第一穿槽1237 相对应。其中基座10的支撑元件105穿过第一穿槽1237与第二穿槽1244而与接触单元 121的接触部1211背面相接触，以支撑接触单元121的接触部1211，并避免接触单元121 变形。图4A及图4B则分别示出图3A及图中该导线连接装置的动作示意图。如图 3A、图3B、图3C、图4A及图4B所示，当用户要组装连接导线2与接线盒1时，使用者可以推动控制杆122的把手1222，使控制杆122转动并切换至第一位置处(如图4(A)中所示)。 当控制杆122转动并切换至第一位置时，控制杆122的压制部1221会自接触单元121的接触部1211脱离，此时弹性单元IM会呈原始状态并接触到载体单元123的底板1233，且在控制杆123的压制部1231与接触单元121的接触部1211间形成一间隙g。因此，导线2可轻易地被插置于控制杆122的压制部1221与接触单元121的接触部1211间形成的该间隙 g内。当导线2已经被插置于控制杆122的压制部1221与接触单元121的接触部1211 间的间隙g时，使用者可以再推动控制杆122的把手1222，使控制杆122转动并切换至第二位置(如图4(B)中所示)。于控制杆122转动至第二位置的过程中，由于导线2已置入间隙g，因此当压制部1221因控制杆12转动至第二位置而置入于间隙g时，压制部1221会持续压制导线2且载体单元123会相对接触单元121略向上移动或略为变形，此时弹性单元 124则会形变而抵顶载体单元123的底板1233，以抵抗载体单元123相对接触单元121向上移动或变形，并提供控制杆122的压制部1221向下压制导线2的作用力。因此，该导线 2可通过夹持或箝制的方式连接并固设于导线连接装置12，而不需使用任何辅助工具或螺丝起子。图5为图2中电连接机构的电流路径安排模块的结构示意图。如图2与图5所示， 可拆式电流路径安排模块13连接至导线连接装置12与电缆3，且具有多个电力传输元件 130、多个电子元件131及一载具132。电力传输元件130分离地设置于载具132的一表面上，以形成多个电力传输路径。多个电子元件131设置于载具132上，且每一电子元件131 还连接固定于两相邻的电力传输元件130间，进而形成一所需的电流路径配置。在实际应用时，载具132为一支撑平板，用以支撑并设置电力传输元件130与电子元件131于其上， 电力传输元件130则为设置于载具132的一表面的导电轨，而电子元件131则可为旁路二极管。更佳的应用状态如图所示，在载具132的一表面上设有四个导电轨130a、130b、130c 及130d，并设置三个旁路二极管131a、131b及131c。在实际应用时，每一旁路二极管131a、 131b及131c均具有两端子，连接至电流路径安排模块13中两相邻的导电轨130a、130b、 130c及130d间。该导电轨130a、130b、130c及130d可以滑轨、嵌设、啮合、锁固或黏合等方式设置于载具132的一表面上，且不以此为限。载具132则可以螺丝固定、锁固或啮合等方式设置于壳体10的基座101的容置槽103的底面上，且不以此为限。使用电流路径安排模块13则旁路二极管131a、131b及131c可被轻易地置换及进行维护，因此当任何一个旁路二极管131a、131b及131c故障或失效时，只要以另一个电流路径安排模块13替换即可。在本发明实施例中，每一电力传输元件130均具有一主体部1301。主体部1301具有多个啮合元件1302。载具132具有多个啮合元件1321，用以与电力传输元件130的多个啮合元件1302相啮合。其中载具132的啮合元件1321可为一卡勾结构，电力传输元件130 的啮合元件1302可为一孔洞结构，且不以此为限。载具132包括多个支撑元件1322，用以支撑并固定电子元件131的各端子，进而使电子元件131的各端子可耦接至电力传输元件 130。其中支撑元件1322还可为一具夹臂的突柱。当然支撑元件1322与啮合元件1321还可一体成型。当电子元件131的端子1311耦接至电力传输元件130时，电子元件131的端子1311可被插入形成于电力传输元件130的主体部1301上的穿孔1305内。载具132可被固设于基座101的容置槽103的底面。载具132还具有一个或一个以上的固定元件1323，基座101则具有一个或一个以上的对应固定元件101b，用以与载具 132的固定元件1323相耦合固定，进而使载具132得以固设于基座101的容置槽103的底面。该电力传输元件130的主体部1301还包括一第一连接垫1303及一第二连接垫1304。其中电力传输元件130的第一连接垫1303通过如螺丝等固定元件与导线连接装置12的固定部1212连接并锁固，且不以此为限。电力传输元件130的第二连接垫1304亦可通过如螺丝等固定元件与其对应的电缆3连接并锁固，且不以此为限。综上所述，本发明提供一种接线盒，其结构简单、具成本效益、耐用性足够对抗各种环境变量，且更易于安装及维护。再者，本发明接线盒所具有的导线连接装置，能轻易地组装、固定，且不需使用辅助工具或螺丝起子，并可将太阳能模块的扁平导线耦接至接线盒。而且本发明的接线盒可用于太阳能或光伏系统元件间并维持一高质量及高可靠性的电性连接。纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技术的人员进行任意修饰， 然而皆不脱离所附权利要求书所欲保护的范围。
权利要求
1.一接线盒，包括一壳体，具有一开口，用以由该开口导入多个导线；以及一电连接机构，设置于该壳体的一容置槽内，而该电连接机构还包括 多个导线连接装置，分别设置于该壳体的一内表面上，用以连接所示多个导线；以及一电流路径安排模块，具有多个电力传输元件及多个电子元件，其中该电力传输元件分别与该多个导线连接装置连接，且每一该电子元件连接至两相邻的该电力传输元件； 其中，每一导线连接装置包括 一接触单元，具有一接触部； 一载体单元；以及一控制杆，枢接至该载体单元，且具有一压制部，其中该压制部与该接触单元的该接触部相配合，用以于该控制杆切换至一第一位置时置入或移除该导线，而于该控制杆切换至一第二位置时箝制并固设该导线。
2.如权利要求1所述的接线盒，其中该接触单元还包括一固定部，构造为与一相对应的该电流路径安排模块的电力传输元件导接；以及一阻挡部，构造为限制该导线的一水平移动。
3.如权利要求2所述的接线盒，其中该阻挡部为一突起元件，自该接触部向上延伸。
4.如权利要求1所述的接线盒，其中该导线连接装置还包括一轴杆，以及其中该控制杆包括一把手；以及一轴杆容置部，连接于该压制部与该把手间，且具有一沟槽，用以容置该轴杆。
5.如权利要求4所述的接线盒，其中该控制杆的该压制部设置于该轴杆及该接触单元的该接触部间。
6.如权利要求4所述的接线盒，其中该载体单元包括一第一侧壁、一第二侧壁、一与该第一侧壁与该第二侧壁连接的底板，以及一由该第一侧壁、该第二侧壁与该底板所定义形成的收纳空间。
7.如权利要求6所述的接线盒，其中该第一侧壁与该第二侧壁分别包括一第一穿孔及一第二穿孔。
8.如权利要求7所述的接线盒，其中该控制杆通过将该轴杆穿设于该轴杆容置部、该第一穿孔与该第二穿孔而与该载体单元枢接。
9.如权利要求1所述的接线盒，其中该导线连接装置包括一弹性单元，该弹性单元设置于该接触单元的接触部与该载体单元间，用以抵顶该载体单元。
10.如权利要求9所述的接线盒，其中该弹性单元包括一连接片、一第一侧片，以及一相对于该第一侧片的第二侧片。
11.如权利要求9所述的接线盒，其中该壳体包括一基座，该基座具有多个容置装置， 用以设置该导线连接装置。
12.如权利要求11所述的接线盒，其中该壳体的基座具有一支撑元件，该载体单元具有一第一穿槽，该弹性单元具有一相对于该载体单元的该第一穿槽的第二穿槽。
13.如权利要求12所述的接线盒，其中该基座的该支撑元件穿过该第一穿槽与该第二穿槽且与该接触单元的该接触部的一背面相接触。
14.如权利要求9所述的接线盒，其中当该控制杆切换至该第一位置时，该控制杆的压制部自该接触单元的该接触部分离，且于该控制杆的该压制部与该接触单元的该接触部间形成一间隙。
15.如权利要求9所述的接线盒，其中当该控制杆切换至该第二位置时，该控制杆的该压制部压制该导线，且该弹性单元形变而抵顶该载体单元。
16.如权利要求1所述的接线盒，其中该接触单元由金属材料制成。
17.如权利要求1所述的接线盒，其中该电子元件为旁路二极管。
18.如权利要求1所述的接线盒，其中该电流路径安排模块还包括一载具，用以支撑并设置该电力传输元件与该电子元件，该电力传输元件为设置于该载具的一表面的导电轨。
19.一种应用于太阳能模块接线盒的导线连接装置，包括一接触单元，具有一接触部，用以连接至一导线；一载体单元；以及一控制杆，枢接至该载体单元，且具有一压制部，其中该压制部与该接触单元的该接触部相配合，用以于该控制杆切换至一第一位置时置入或移除该导线，而于该控制杆切换至一第二位置时箝制并固设该导线。
20.如权利要求19所述的导线连接装置，其中该导线连接装置还包括一弹性单元，该弹性单元设置于该接触单元的接触部与该载体单元间，用以抵顶该载体单元。
全文摘要
本发明提供一种应用于太阳能模块接线盒的导线连接装置及该接线盒，该导线连接装置包括一接触单元，具有一接触部，用以连接至一导线；一载体单元；以及一控制杆，枢接至载体单元，且具有一压制部。其中压制部与接触单元的接触部相配合，用以于控制杆切换至第一位置时置入或移除导线，而于控制杆切换至第二位置时箝制并固设导线。
文档编号H02G3/08GK102412536SQ20111011491
公开日2012年4月11日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年9月17日
发明者游承谕, 黄仁德, 黄金柱 申请人:台达电子工业股份有限公司