(57)【要約】  本発明は、携帯性を確保しつつ、コネクタを外部コネクタから脱着する際に環境発電モジュールに加わる応力を緩和することができる環境発電装置を提供することを目的とする。本発明の環境発電装置１は、可撓性を有する平板状の環境発電モジュール１０と、外部コネクタ６１を機械的かつ電気的に接続可能なコネクタ２０と、平板状の剛性部材３０と、剛性部材３０の表面の一部を構成する電気配線４０と、を備える。環境発電モジュール１０は、裏面１２の縁部１３が剛性部材３０の表面３１に配置されている。コネクタ２０は、剛性部材３０の表面３１のうち、環境発電モジュール１０から離隔した位置に配置され、電気配線４０を介して環境発電モジュール１０と電気的に接続されている。
2019058799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する平板状の環境発電モジュールと、
外部コネクタを機械的かつ電気的に接続可能なコネクタと、
平板状の剛性部材と、
前記剛性部材の表面の一部を構成する電気配線と、を備え、
前記環境発電モジュールは、裏面の縁部が前記剛性部材の前記表面に配置され、
前記コネクタは、前記剛性部材の前記表面のうち、前記環境発電モジュールから離隔した位置に配置され、前記電気配線を介して前記環境発電モジュールと電気的に接続されている、環境発電装置。
【請求項２】
前記コネクタは、第１コネクタ及び第２コネクタを含み、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、前記環境発電モジュールの平面視において、前記剛性部材に対して前記環境発電モジュールが位置する方向に沿う第１方向とは直交する第２方向に沿って互いに離隔した位置に配置され、それぞれ、前記第２方向に沿って前記外部コネクタを接続可能である、請求項１に記載の環境発電装置。
【請求項３】
前記環境発電モジュールは、前記第２方向に沿う４０％以上の範囲に亘って、前記剛性部材と重なっている、請求項２に記載の環境発電装置。
【請求項４】
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタのうち少なくとも一方は、前記第２方向において、前記環境発電モジュールの内側に位置する、請求項２又は３に記載の環境発電装置。
【請求項５】
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタのうち少なくとも一方に脱着可能な前記外部コネクタを含む接続ケーブルを更に備え、
前記外部コネクタは、前記第１コネクタ又は前記第２コネクタに接続された状態で、前記第２方向において、前記環境発電モジュールの外側以外に位置する、請求項４に記載の環境発電装置。
【請求項６】
前記環境発電モジュールは、前記裏面の前記縁部に位置する第１取り出し電極及び第２取り出し電極を有し、
前記第１コネクタは、前記電気配線を介して前記第１取り出し電極及び前記第２取り出し電極と導通可能であり、
前記第２コネクタは、前記電気配線を介して前記第１取り出し電極及び前記第２取り出し電極と導通可能である、請求項２から５のいずれか一項に記載の環境発電装置。
【請求項７】
前記剛性部材は、前記表面に前記電気配線が一体的に形成されたリジット基板である、請求項６に記載の環境発電装置。
【請求項８】
前記電気配線は、フレキシブル配線基板であり、前記剛性部材の一部を被覆することで、前記表面の一部を構成している、請求項６に記載の環境発電装置。
【請求項９】
前記フレキシブル配線基板は少なくとも一部が透明であり、
前記剛性部材は少なくとも一部が透明であり、
前記フレキシブル配線基板及び前記剛性部材は、透明な接合材を介して互いに接合されている、請求項８に記載の環境発電装置。
【請求項１０】
前記剛性部材は、剛性の枠体であり、
前記電気配線は、フレキシブル配線基板であり、前記剛性部材によって周囲が覆われる位置に配置されている、請求項６に記載の環境発電装置。
【請求項１１】
外部コネクタを機械的かつ電気的に接続可能な追加コネクタと、
平板状の追加剛性部材と、
前記追加剛性部材の表面の一部を構成する追加電気配線と、
前記コネクタと前記追加コネクタとを電気的に接続する導電部材と、を更に備え、
前記環境発電モジュールは、前記裏面の前記縁部のうち、一方側の一部が前記剛性部材の前記表面に配置され、かつ、他方側の一部が前記追加剛性部材の表面に配置され、
前記追加コネクタは、前記追加剛性部材の前記表面のうち、前記環境発電モジュールから離隔した位置に配置され、前記追加電気配線を介して前記環境発電モジュールと電気的に接続されている、請求項１に記載の環境発電装置。
【請求項１２】
前記環境発電モジュールの前記裏面において、前記縁部とは反対側の縁部に設けられた、外部コネクタと機械的に接続可能な機械コネクタを更に備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の環境発電装置。
【請求項１３】
前記コネクタの厚みは、前記環境発電モジュールの厚みよりも大きい、請求項１から１２のいずれか一項に記載の環境発電装置。
【請求項１４】
前記コネクタはメス型コネクタである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の環境発電装置。
【請求項１５】
前記剛性部材の前記表面側において、少なくとも前記コネクタの一部を覆うカバー部材を更に備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の環境発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境発電装置に関し、特に携帯型の環境発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商用電源を得られない外出先などでも、利用者が、スマートフォン、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣなどの携帯型の電子機器、又はその他の電子機器を利用できるように、外部環境に応じた電力を発電する携帯型の環境発電装置の需要が高まっている。このような環境発電装置としては、例えば、太陽光等の光エネルギーを用いて発電する太陽電池を備える装置、及び、地熱等の熱エネルギーを用いて発電する熱電変換素子を備える装置が挙げられる。【０００３】
このような環境発電装置は、太陽電池等の環境発電モジュールと、環境発電モジュールによって発電された電力を外部に出力するためのコネクタと、を備える（例えば、特許文献１〜３参照）。環境発電モジュールは、薄型の平板状である。コネクタは、他の装置に接続するための接続ケーブル等に備えられた他のコネクタ（外部コネクタ）に脱着可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５２０８６号
【特許文献２】特開２０１１−４４２４２号公報
【特許文献３】特開２００７−１９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の環境発電装置では、環境発電モジュールにコネクタが直接接続されている。そのため、コネクタを外部コネクタから脱着する際に発生する応力が、環境発電モジュールに伝わりやすい。環境発電モジュールは、薄型の平板状であるため、応力による負担が掛かることは好ましくない場合がある。また、特許文献２及び３に記載の環境発電装置は、環境発電モジュールの両面を挟むようにして配置された剛性部材を備える。これにより、環境発電モジュールの剛性を向上させることができるが、環境発電装置全体の厚みが増加し、大型化するため、環境発電装置の携帯性を損なう虞がある。【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決し、携帯性を確保しつつ、コネクタを外部コネクタから脱着する際に環境発電モジュールに加わる応力を緩和することができる環境発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とする。本発明の環境発電装置は、可撓性を有する平板状の環境発電モジュールと、外部コネクタを機械的かつ電気的に接続可能なコネクタと、平板状の剛性部材と、前記剛性部材の表面の一部を構成する電気配線と、を備えることを特徴とする。前記環境発電モジュールは、裏面の縁部が前記剛性部材の前記表面に配置されていることを特徴とする。前記コネクタは、前記剛性部材の前記表面のうち、前記環境発電モジュールから離隔した位置に配置され、前記電気配線を介して前記環境発電モジュールと電気的に接続されていることを特徴とする。このような構成とすることで、環境発電モジュールとコネクタとが互いに重なり合うことなく、それぞれが剛性部材の表面上に配置されるので、環境発電装置全体の厚みを抑えて、携帯性を確保することができる。また、環境発電モジュールは、剛性部材を介して、コネクタから離隔した位置に配置されているため、コネクタを外部コネクタから脱着する際に環境発電モジュールに加わる応力を緩和することができる。【０００８】
ここで、本発明の環境発電装置において、前記コネクタは、第１コネクタ及び第２コネクタを含むことが好ましい。前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、前記環境発電モジュールの平面視において、前記剛性部材に対して前記環境発電モジュールが位置する方向に沿う第１方向とは直交する第２方向に沿って互いに離隔した位置に配置され、それぞれ、前記第２方向に沿って前記外部コネクタを接続可能であることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置１は、双方向に外部コネクタを接続することができる。【０００９】
また、本発明の環境発電装置において、前記環境発電モジュールは、前記第２方向に沿う４０％以上の範囲に亘って、前記剛性部材と重なっていることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電モジュールを剛性部材に強固に固定できると共に、環境発電モジュールの剛性を高めることができる。【００１０】
また、本発明の環境発電装置において、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタのうち少なくとも一方は、前記第２方向において、前記環境発電モジュールの内側に位置することが好ましい。【００１１】
また、本発明の環境発電装置において、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタのうち少なくとも一方に脱着可能な前記外部コネクタを含む接続ケーブルを更に備えることが好ましい。前記外部コネクタは、前記第１コネクタ又は前記第２コネクタに接続された状態で、前記第２方向において、前記環境発電モジュールの外側以外に位置することが好ましい。このような構成とすることで、外部コネクタがコネクタに接続されている場合であっても、外部コネクタが環境発電モジュールに対して第２方向に突出することがないので、取り扱い性を向上させることができる。【００１２】
また、本発明の環境発電装置において、前記環境発電モジュールは、前記裏面の前記縁部に位置する第１取り出し電極及び第２取り出し電極を有することが好ましい。前記第１コネクタは、前記電気配線を介して前記第１取り出し電極及び前記第２取り出し電極と導通可能であることが好ましい。前記第２コネクタは、前記電気配線を介して前記第１取り出し電極及び前記第２取り出し電極と導通可能であることが好ましい。【００１３】
また、本発明の環境発電装置において、前記剛性部材は、前記表面に前記電気配線が一体的に形成されたリジット基板であることが好ましい。このような構成とすることで、電気配線を剛性部材に配置する製造工程を簡略化することができる。【００１４】
また、本発明の環境発電装置において、前記電気配線は、フレキシブル配線基板であり、前記剛性部材の一部を被覆することで、前記表面の一部を構成していることが好ましい。このような構成とすることで、電気配線をより薄く成形することができると共に、製造工程を簡略化することができる。【００１５】
また、本発明の環境発電装置において、前記フレキシブル配線基板は少なくとも一部が透明であることが好ましい。前記剛性部材は少なくとも一部が透明であることが好ましい。前記フレキシブル配線基板及び前記剛性部材は、透明な接合材を介して互いに接合されていることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置と重なった遠方にある物体の視認性を向上させることができる。【００１６】
また、本発明の環境発電装置において、前記剛性部材は、剛性の枠体であることが好ましい。前記電気配線は、フレキシブル配線基板であり、前記剛性部材によって周囲が覆われる位置に配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置の強度を保ちつつ、軽量化を図ることができる。【００１７】
また、本発明の環境発電装置において、外部コネクタを機械的かつ電気的に接続可能な追加コネクタと、平板状の追加剛性部材と、前記追加剛性部材の表面の一部を構成する追加電気配線と、前記コネクタと前記追加コネクタとを電気的に接続する導電部材と、を更に備えることが好ましい。前記環境発電モジュールは、前記裏面の前記縁部のうち、一方側の一部が前記剛性部材の前記表面に配置され、かつ、他方側の一部が前記追加剛性部材の表面に配置されていることが好ましい。前記追加コネクタは、前記追加剛性部材の前記表面のうち、前記環境発電モジュールから離隔した位置に配置され、前記追加電気配線を介して前記環境発電モジュールと電気的に接続されていることが好ましい。このような構成とすることで、コネクタ及び追加コネクタそれぞれに対応する位置に、それぞれ剛性部材及び追加剛性部材を配置するので、使用する剛性部材の総量を低減することができ、小型化及び軽量化を図ることができる。【００１８】
また、本発明の環境発電装置において、前記環境発電モジュールの前記裏面において、前記縁部とは反対側の縁部に設けられた、外部コネクタと機械的に接続可能な機械コネクタを更に備えることが好ましい。このような構成とすることで、コネクタによる接続に加えて、機械コネクタによっても他の装置と接続できるので、他の装置との接続状態をより安定させることができる。【００１９】
また、本発明の環境発電装置において、前記コネクタの厚みは、前記環境発電モジュールの厚みよりも大きいことが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置の表面側から衝撃が加えられても、コネクタが表面側からの衝撃をより多く吸収し、環境発電モジュールへの衝撃をより低減することができる。【００２０】
また、本発明の環境発電装置において、前記コネクタはメス型コネクタであることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置を小型化することができる。【００２１】
また、本発明の環境発電装置において、前記剛性部材の前記表面側において、少なくとも前記コネクタの一部を覆うカバー部材を更に備えることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電装置のコネクタ等の耐環境性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、携帯性を確保しつつ、コネクタを外部コネクタから脱着する際に環境発電モジュールに加わる応力を緩和することができる環境発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る環境発電装置の平面図である。
【図２】図１に示す環境発電装置の正面図である。
【図３】図１に示す環境発電装置の回路構成を示す概略図である。
【図４】図１に示すコネクタに接続可能な外部コネクタを備える接続ケーブルを示す図である。
【図５】図１に示す環境発電装置がカバー部材を備える場合の平面図である。
【図６】図１に示す環境発電装置がカバー部材を備える場合の正面図である。
【図７】図１に示す環境発電装置の第１の変形例を示す平面図である。
【図８】図１に示す環境発電装置の第２の変形例を示す平面図である。
【図９】図１に示す環境発電装置の第３の変形例を示す平面図である。
【図１０】図１に示す環境発電装置の第４の変形例を示す平面図である。
【図１１】図１に示す環境発電装置の第５の変形例を示す平面図である。
【図１２】図１に示す環境発電装置の第６の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。各図において共通の構成部には、同一の符号を付している。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
［環境発電装置１の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る環境発電装置１の平面図である。図２は、環境発電装置１の正面図である。図１及び図２に示すように、環境発電装置１は、環境発電モジュール１０と、コネクタ２０と、剛性部材３０と、電気配線４０と、を備える。本実施形態のコネクタ２０は、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂを含む。
【００２６】
環境発電モジュール１０は、外部環境に応じた電力を発電する。換言すれば、環境発電モジュール１０によって発電される電力は、外部環境に依存して変化する。環境発電モジュール１０は、例えば、太陽光、室内光などの光エネルギーを利用して発電する太陽電池を有する。また、環境発電モジュール１０は、例えば、地熱等の熱エネルギーを利用して発電する熱電変換素子を有する。
【００２７】
本実施形態の環境発電モジュール１０は、太陽電池で構成された太陽電池パネル１６を備える。太陽電池パネル１６は、太陽光、室内光などの入射光を光電変換して電力を出力する太陽電池で構成された部材である。太陽電池パネル１６を構成する太陽電池の種類としては、大別して、無機系材料を用いた無機系太陽電池と、有機系材料を用いた有機系太陽電池とが挙げられる。無機系太陽電池としては、シリコン（Ｓｉ）を用いたＳｉ系、化合物を用いた化合物系などが挙げられる。また、有機系太陽電池としては、有機顔料を用いた低分子蒸着系、導電性高分子を用いた高分子塗布系、変換型半導体を用いた塗布変換系などの薄膜系、チタニア、有機色素および電解質から成る色素増感系などが挙げられる。また、太陽電池パネル１６を構成する太陽電池には、有機無機ハイブリッド太陽電池、ペロブスカイト系化合物を用いた太陽電池も含めることができる。本実施形態においては、太陽電池パネル１６は、薄型パネル状であるため、薄型に成型し易い点で、プラスチックフィルム等に作製された色素増感太陽電池が好適である。なお、太陽電池パネル１６は、上記プラスチックフィルム等に作製されたものに限定されるものでなく、同様に薄型であれば方式を問わないことは言うまでもない。
【００２８】
図１及び図２に示すように、環境発電モジュール１０は、可撓性を有する平板状の部材である。本実施形態の環境発電モジュール１０は、図１の平面視で矩形状である。環境発電モジュール１０は、太陽電池パネル１６を、表面１１からの入射光が太陽電池パネル１６に入射するように配置している。環境発電モジュール１０は、裏面１２の縁部１３に位置する取り出し電極１７を備える。本実施形態の取り出し電極１７は、第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂを含む。第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂは、縁部１３に沿って互いに離間した位置に配置されている。環境発電モジュール１０は、発電した電力を、第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂから出力する。
【００２９】
第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂは、特に限定されることなく、一般的な導電性材料により形成された導体を有する。そのような導体としては、銅、アルミニウム、ニッケル、及び鉄からなる群から選ばれる金属材料、及びこれらの金属材料を含む合金材料により形成された導体、さらには、導電性接着剤が挙げられる。中でも、第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂの導体は、金属箔であることが好ましく、箔状の銅を導体とする電極が特に好ましい。なお、本明細書において、「金属箔」とは、厚みが３００μｍ以下の箔状の金属を称する。
【００３０】
第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、接続部２１を有する。第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれの接続部２１を通じて、外部コネクタ６１（図４参照）を機械的かつ電気的に接続可能である。外部コネクタ６１は、環境発電装置１の外部の接続ケーブル６０（図４参照）等に設けられたコネクタである。本実施形態の第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれの接続部２１に、外部コネクタ６１を脱着可能である。
【００３１】
第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、メス型コネクタであってもよく、オス型コネクタであってもよい。換言すれば、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれの接続部２１が、メス型であってもよく、オス型であってもよい。第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂのうち、一方がメス型コネクタで、他方がオス型コネクタであってもよい。環境発電装置１全体を小型化する観点からは、図１に示すように、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの両者が、メス型コネクタであることが好ましい。
【００３２】
剛性部材３０は、平板状の部材である。本実施形態の剛性部材３０は、図１の平面視で矩形状である。電気配線４０は、剛性部材３０の表面３１の一部を構成する。剛性部材３０は、表面３１に電気配線４０が一体的に形成されたリジット基板であってもよい。剛性部材３０として電気配線４０が形成されたリジッド基板を用いることで、電気配線４０を剛性部材３０に配置する製造工程を簡略化することができる。また、電気配線４０は、剛性部材３０の一部を被覆することで表面３１の一部を構成する、プリント基板であってもよい。電気配線４０をプリント基板とする場合、薄さ及び製造工程の容易性の観点から、フレキシブル配線基板を用いることが好ましい。
【００３３】
剛性部材３０は、樹脂、金属、その他剛性を有する各種材料で形成される。また後述するように、剛性部材３０の少なくとも一部を透明とする場合、材料としては、例えば、透明な樹脂、ガラス等を用いることができ、軽量化の観点から、透明な樹脂を用いるのが好ましい。透明な樹脂としては、アクリル系樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ポリエステル、セルロース系樹脂、ポリオレフィン等を用いることができる。
【００３４】
ここで、環境発電装置１に含まれる各部材の位置関係について説明する。図１及び図２に示すように、環境発電モジュール１０は、裏面１２の縁部１３が、剛性部材３０の表面３１に配置されている。換言すれば、環境発電モジュール１０及び剛性部材３０は、環境発電モジュール１０の裏面１２と剛性部材３０の表面３１とが向かい合うようにして、互いの一部が重なり合っている。また、環境発電モジュール１０の第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂは、それぞれ、剛性部材３０の表面３１の一部を構成する電気配線４０と接触し、電気配線４０と電気的に接続されている。環境発電装置１の回路構成の詳細については後述する。
【００３５】
図１に示すように、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、剛性部材３０の表面３１のうち、環境発電モジュール１０から離隔した位置に配置されている。第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、電気配線４０と接触し、電気配線４０と電気的に接続されている。このようにして、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、電気配線４０を介して、環境発電モジュール１０と電気的に接続されている。上記のように、環境発電モジュール１０は、剛性部材３０を介して、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂから離隔した位置に配置されているため、第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂを外部コネクタ６１（図４参照）から脱着する際に環境発電モジュール１０に加わる応力を緩和することができる。
【００３６】
環境発電モジュール１０及び剛性部材３０は、互いに、接着剤、粘着剤等の接合材で接合されている。また、後述するように、環境発電装置１の一部を透明とする場合、接合材として透明接着剤等の透明な接合材を用いると、環境発電モジュール１０及び剛性部材３０の接合部に透明性を付与することができる。第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、電気配線４０に、はんだ等により接合されている。
【００３７】
第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、図１に示す環境発電モジュール１０の平面視において、第２方向Ｂに沿って互いに離隔した位置に配置されている。ここで、第２方向Ｂは、図１に示す平面視において、第１方向Ａと直交する方向である。第１方向Ａは、図１に示す平面視において、剛性部材３０に対して環境発電モジュール１０が位置する方向に沿う方向である。第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、第２方向Ｂに沿って、外部コネクタ６１を接続可能である。本実施形態では、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂそれぞれの接続部２１は、図１に示す平面視において、第２方向Ｂに沿う端部が剛性部材３０の端部と同じ位置となっている。
【００３８】
図２に示すように、環境発電モジュール１０は、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと互いに重なり合うことなく、それぞれが剛性部材３０の表面３１上に配置される。従って、環境発電装置１全体の厚みを抑えることができる。詳細には、環境発電モジュール１０の厚みＴ１は、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの厚みＴ２よりも小さい。よって、環境発電装置１全体の厚みは、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの厚みＴ２と、剛性部材３０の厚みＴ３との合計である、Ｔ２＋Ｔ３となる。
【００３９】
また、剛性部材３０に対して、環境発電モジュール１０、第１コネクタ２０ａ、及び第２コネクタ２０ｂが、同じ表面３１側に配置されているので、例えば外部から衝撃が加わった場合、表面３１側からの衝撃であれば、一部を第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂが吸収し、裏面３２側からの衝撃であれば、一部を剛性部材３０が吸収する。従って、環境発電モジュール１０への衝撃を低減することができる。特に、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの厚みＴ２が、環境発電モジュール１０の厚みＴ１よりも大きいため、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂが表面３１側からの衝撃をより多く吸収し、環境発電モジュール１０への衝撃をより低減することができる。
【００４０】
環境発電モジュール１０の厚みＴ１は、例えば製造技術面から３ｍｍ以下が好適である。また、環境発電モジュール１０の厚みＴ１の下限としては１０μｍ程度が好適である。
【００４１】
図３は、環境発電装置１の回路構成を示す概略図である。図３に示すように、第１取り出し電極１７ａは、環境発電モジュール１０の正極である。また、第２取り出し電極１７ｂは、環境発電モジュール１０の負極である。電気配線４０は、第１取り出し電極１７ａを、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂそれぞれの正極に電気的に接続している。また、電気配線４０は、第２取り出し電極１７ｂを、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂそれぞれの負極に電気的に接続している。換言すれば、第１コネクタ２０ａは、電気配線４０を介して第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂと導通可能である。また、第２コネクタ２０ｂは、電気配線４０を介して第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂと導通可能である。
【００４２】
［接続ケーブル６０の構成］
図４は、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂに接続可能な外部コネクタ６１を備える、接続ケーブル６０を示す図である。接続ケーブル６０は、ケーブル状の導電部材６２と、導電部材６２の両端に位置する２つの外部コネクタ６１としての第１外部コネクタ６１ａ及び第２外部コネクタ６１ｂと、を備える。接続ケーブル６０は、第１外部コネクタ６１ａ及び第２外部コネクタ６１ｂのうち一方（ここでは第１外部コネクタ６１ａとする）を第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂに接続し、他方（ここでは第２外部コネクタ６１ｂとする）を他の装置のコネクタと接続することで、環境発電装置１と他の装置とを電気的に接続することができる。この場合、第１外部コネクタ６１ａは、接続先の第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂに対応するタイプのコネクタである。換言すれば、第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂに接続される第１外部コネクタ６１ａは、接続先がメス型コネクタであればオス型コネクタであり、接続先がオス型コネクタであればメス型コネクタである。同様に、第２外部コネクタ６１ｂは、接続先の他の装置のコネクタに対応するタイプのコネクタである。第１外部コネクタ６１ａ及び第２外部コネクタ６１ｂは、互いに同一のタイプのコネクタであってもよいし、互いに異なるタイプのコネクタであってもよい。第１外部コネクタ６１ａ及び第２外部コネクタ６１ｂは、互いに同一のタイプのコネクタであれば、接続ケーブル６０の向きを考慮する必要なく、環境発電装置１と他の装置とを接続することができる。接続ケーブル６０で接続する他の装置は、例えば、環境発電装置１と同様に構成された他の環境発電装置であってもよい。また、他の装置は、環境発電装置１からの電力の供給先としての所定の負荷であってもよい。
【００４３】
［カバー部材５０］
環境発電装置１は、カバー部材を更に備えてもよい。図５は、環境発電装置１がカバー部材５０を備える場合の平面図である。また、図６は、環境発電装置１がカバー部材５０を備える場合の正面図である。カバー部材５０は、少なくとも第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの一部を覆う。カバー部材５０は、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと、それぞれの周囲に位置する剛性部材３０の表面３１の一部と、を被覆していてもよいし、図５及び図６に示すように第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂを含む剛性部材３０の表面３１全体を被覆していてもよい。カバー部材５０は、剛性が高くてもよいし、軟質なものであってもよい。カバー部材５０の材料としては、樹脂、エラストマー、金属、布等が挙げられる。環境発電装置１は、カバー部材５０を備えることで、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂ等の耐環境性を高めることができる。
【００４４】
［固定部材５１］
図５に示すように、環境発電装置１は、固定部材５１を更に備えてもよい。固定部材５１は、環境発電装置１を発電に用いる際に、例えば周囲の樹木又は窓枠等の固定物に固定することで、環境発電装置１の位置を固定するのに用いることができる。固定部材５１は、図５に示すように、例えば可撓性を有する紐状の長尺部５２と、長尺部５２の先端に取り付けられたフック状の留め部５３と、を備えてもよい。固定部材５１が長尺部５２と留め部５３とを備える場合、長尺部５２を周囲の固定物に巻きつけて、留め部５３で固定物に固定することで、環境発電装置１の位置を固定することができる。固定部材５１は、例えばカバー部材５０又は剛性部材３０に取り付けられている。本実施形態では、固定部材５１はカバー部材５０に取り付けられている。固定部材５１が長尺部５２を備える場合、環境発電装置１を発電に用いないときには、長尺部５２を例えばカバー部材５０の周囲に巻きつけて収納することができる。
【００４５】
［一部が透明な環境発電装置１の構成］
環境発電装置１は、一部が透明な部材で構成されていてもよい。その場合、電気配線４０は、少なくとも一部が透明なフレキシブル配線基板４１である。また、剛性部材３０は、透明な樹脂、ガラス等を用いて形成され、少なくとも一部が透明である。また、電気配線４０としてのフレキシブル配線基板４１及び剛性部材３０は、透明な接合材を介して互いに接合されている。一部が透明な部材で構成された環境発電装置１がカバー部材５０を備える場合、カバー部材５０は、透明な部位を露出させるために、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと、それぞれの周囲に位置する剛性部材３０の表面３１の一部と、のみを被覆することが好ましい。なお、カバー部材５０は、透明な材料で形成される場合には、図５及び図６に示したように、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂを含む剛性部材３０の表面３１全体を被覆していてもよい。このように、環境発電装置１の一部を透明な部材で構成することで、使用者から見て環境発電装置１と重なった遠方にある物体を、環境発電装置１を透過する光によって視認することができるので、視認性を向上させることができる。このことは、環境発電装置１を例えば窓枠等に吊り下げて使用する場合に特に有用である。また、環境発電装置１を窓枠等に吊り下げて使用する際に、室内に入る外光をより透過して、室内をより明るくする効果がある。また、環境発電装置１の一部を透明な部材で構成することで、デザイン性を高めることができる。
【００４６】
環境発電モジュール１０は、第２方向Ｂに沿う４０％以上の範囲に亘って、剛性部材３０と重なっていることが好ましい。このような構成とすることで、環境発電モジュール１０を剛性部材３０に強固に固定できると共に、環境発電モジュール１０の剛性を高めることができる。本実施形態の環境発電モジュール１０は、第２方向Ｂに沿う全範囲に亘って、剛性部材３０と重なっているため、環境発電モジュール１０が剛性部材３０に更に強固に固定され、環境発電モジュール１０の剛性が更に高められている。
【００４７】
［第１の変形例］
図７は、環境発電装置１の第１の変形例としての環境発電装置１ａを示す平面図である。図７に示すように、環境発電装置１ａは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ａを備える点で、環境発電装置１と異なる。剛性部材３０ａは、図７の平面視で、環境発電モジュール１０と重なっている部分の第２方向Ｂに沿う長さが、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと重なっている部分の第２方向Ｂに沿う長さよりも、短い。なお、剛性部材３０ａにおいて、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと重なっている部分の第２方向Ｂに沿う長さは、剛性部材３０における長さと同じである。環境発電モジュール１０は、第２方向Ｂに沿う４０％以上の範囲に亘って、剛性部材３０ａと重なっていることが好ましい。このように、環境発電装置１ａは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ａを用いることで、環境発電モジュール１０と重なっている部分の第２方向Ｂに沿う長さを短くすることができるので、小型化及び軽量化を図ることができる。また、デザイン性を向上させることができる。
【００４８】
［第２の変形例］
図８は、環境発電装置１の第２の変形例としての環境発電装置１ｂを示す平面図である。図８に示すように、環境発電装置１ｂは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ｂを備える点で、環境発電装置１と異なる。第２方向Ｂにおいて、剛性部材３０ｂの両端は、環境発電モジュール１０の両端よりも環境発電モジュール１０の内側に位置している。よって、剛性部材３０ｂに配置された第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の内側に位置している。詳細には、図８に示すように、接続ケーブル６０の外部コネクタ６１（図８では第１外部コネクタ６１ａ）が第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂ（図８では第２コネクタ２０ｂ）に接続された状態では、外部コネクタ６１は、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の外側以外に位置している。換言すれば、外部コネクタ６１の導電部材６２側の端部は、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の端部と同じ位置、又は、環境発電モジュール１０の内側に位置している。環境発電モジュール１０は、第２方向Ｂに沿う４０％以上の範囲に亘って、剛性部材３０ｂと重なっていることが好ましい。
【００４９】
このように、環境発電装置１ｂは、外部コネクタ６１が第１コネクタ２０ａ又は第２コネクタ２０ｂに接続されている場合であっても、外部コネクタ６１が環境発電モジュール１０に対して第２方向Ｂに突出することがないので、取り扱い性を向上させることができる。特に、例えば、環境発電装置１ｂを、接続ケーブル６０を用いて環境発電装置１ｂと同様に構成された他の環境発電装置に接続している場合、環境発電装置１ｂと他の環境発電装置とを重ねるように折り畳んでも、接続ケーブル６０が妨げとなることを抑制することができる。なお、接続ケーブル６０が環境発電装置１ｂの外部の部材であるとして説明したが、環境発電装置１ｂは、接続ケーブル６０を構成要素として備えていてもよい。また、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂの両者が、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の内側に位置しているとして説明したが、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂのうち少なくとも一方が、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の内側に位置している構成であってもよい。
【００５０】
［第３の変形例］
図９は、環境発電装置１の第３の変形例としての環境発電装置１ｃを示す平面図である。図９に示すように、環境発電装置１ｃは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ｃを備える点で、環境発電装置１と異なる。剛性部材３０ｃは、第２方向Ｂに沿う長さが、環境発電モジュール１０に近いほど増大し、環境発電モジュール１０の全範囲に亘って重なっている以外の点では、剛性部材３０ｂと同様である。また、環境発電装置１ｃは、環境発電装置１ｂと同様、接続ケーブル６０（図８参照）を構成要素として備えていてもよい。このように、環境発電装置１ｃは、環境発電装置１ｂと同様に取り扱い性を向上させることができると共に、環境発電装置１ａと同様に環境発電モジュール１０の剛性を高めることができる。
【００５１】
［第４の変形例］
図１０は、環境発電装置１の第４の変形例としての環境発電装置１ｄを示す平面図である。図１０に示すように、環境発電装置１ｄは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ｄを備え、電気配線４０に代えて電気配線４０ｄを備える点で、環境発電装置１と異なる。剛性部材３０ｄは、金属等の剛性の枠体である。電気配線４０ｄは、フレキシブル配線基板であり、剛性部材３０ｄによって周囲が覆われる位置に配置されている。電気配線４０ｄは、剛性部材３０ｄによって周囲が覆われる位置で、剛性部材３０ｄの表面３１の一部を構成している。環境発電モジュール１０の第１取り出し電極１７ａ及び第２取り出し電極１７ｂは、それぞれ、剛性部材３０ｄの表面３１の一部を構成する電気配線４０ｄと接触し、電気配線４０ｄと電気的に接続されている。また、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、電気配線４０ｄと接触し、電気配線４０ｄと電気的に接続されている。このようにして、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂは、それぞれ、電気配線４０ｄを介して、環境発電モジュール１０と電気的に接続されている。このように、環境発電装置１ｄは、剛性の枠体である剛性部材３０ｄと、剛性部材３０ｄによって周囲が覆われる位置に配置されたフレキシブル配線基板である電気配線４０ｄと、を備えるので、強度を保ちつつ、軽量化を図ることができる。更に、電気配線４０ｄを透明なフレキシブル配線基板とすることで、透明性の高いデザインにすることができる。
【００５２】
［第５の変形例］
図１１は、環境発電装置１の第５の変形例としての環境発電装置１ｅを示す平面図である。環境発電装置１ｅは、機械コネクタ７０を更に備える点で、環境発電装置１と異なる。機械コネクタ７０は、外部コネクタ６１、又は、外部コネクタ６１から電気的接続機能を取り除いた、例えば可撓性の紐状部材の両端部に機械コネクタ７０と接続可能なコネクタを備えた機械的接続部材と、機械的に接続可能なコネクタである。以下、機械コネクタ７０の接続先として、外部コネクタ６１を用いた例について説明するが、機械的接続部材も同様に用いることができる。機械コネクタ７０は、環境発電モジュール１０の裏面１２において、縁部１３とは反対側の縁部１４に設けられている。詳細には、機械コネクタ７０は、縁部１４に重なり合うように設けられた剛性部７１と、剛性部７１に配置された２つの機械的接続部７２と、を備える。剛性部７１は、剛性部材３０と同様の部材である。２つの機械的接続部７２は、それぞれ、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂと同一の形状を有するが、外部コネクタ６１と機械的にのみ接続可能であり、外部コネクタ６１と電気的には接続できない。２つの機械的接続部７２は、第２方向Ｂに沿って互いに離隔した位置に配置され、それぞれ、第２方向Ｂに沿って外部コネクタ６１を接続可能である。このように、環境発電装置１ｅは、第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂによる接続に加えて、機械コネクタ７０によっても他の装置と接続できるので、他の装置との接続状態をより安定させることができる。
【００５３】
［第６の変形例］
図１２は、環境発電装置１の第６の変形例としての環境発電装置１ｆを示す平面図である。環境発電装置１ｆは、剛性部材３０に代えて剛性部材３０ｆを備えると共に、追加コネクタ８０と、追加剛性部材９０と、追加電気配線９６と、導電部材８６と、を更に備える点で、環境発電装置１と異なる。また、環境発電装置１ｆは、コネクタ２０を単一のコネクタとして備える。
【００５４】
剛性部材３０ｆは、第２方向Ｂにおいて、環境発電モジュール１０の半分未満の長さを有する。剛性部材３０ｆは、その他の点では剛性部材３０と同様である。
【００５５】
追加コネクタ８０は、外部コネクタ６１を機械的かつ電気的に接続可能であり、コネクタ２０と同様の構成を有する。追加剛性部材９０は、平板状の部材であり、剛性部材３０ｆと同様の構成を有する。追加電気配線９６は、追加剛性部材９０の表面９１の一部を構成する。追加電気配線９６は、その他の点では電気配線４０と同様である。
【００５６】
環境発電モジュール１０は、裏面１２の縁部１３のうち、一方側（図１２の上方側）の一部が剛性部材３０ｆの表面３１に配置され、かつ、他方側（図１２の下方側）の一部が追加剛性部材９０の表面９１に配置されている。追加コネクタ８０は、追加剛性部材９０の表面９１のうち、環境発電モジュール１０から離隔した位置に配置されている。また、追加コネクタ８０は、追加電気配線９６を介して環境発電モジュール１０と電気的に接続されている。図１２に示す例では、剛性部材３０ｆは、環境発電モジュール１０の第２方向Ｂに沿う一端（図１２の上端）に配置されている。また、追加剛性部材９０は、環境発電モジュール１０の第２方向Ｂに沿う他端（図１２の下端）に配置されている。
【００５７】
導電部材８６は、コネクタ２０と、追加コネクタ８０と、を電気的に接続する。導電部材８６は、例えば薄型の導電ケーブルで構成される。導電部材８６は、図１２に示すように、例えば環境発電モジュール１０の縁部１３に沿って配置される。このように、環境発電装置１ｆは、コネクタ２０及び追加コネクタ８０それぞれに対応する位置に、それぞれ剛性部材３０ｆ及び追加剛性部材９０を配置するので、使用する剛性部材の総量を低減することができ、小型化及び軽量化を図ることができる。また、デザイン性を向上させることができる。
【００５８】
前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。
【００５９】
例えば、環境発電装置１において、コネクタ２０が第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂを含むとして説明したが、コネクタ２０は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。但し、コネクタ２０が第１コネクタ２０ａ及び第２コネクタ２０ｂを含む２つ以上である方が、環境発電装置１の双方向に他の装置を接続することができる点で好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、携帯性を確保しつつ、コネクタを外部コネクタから脱着する際に環境発電モジュールに加わる応力を緩和することができる環境発電装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１、１ａ〜１ｆ  環境発電装置
１０  環境発電モジュール
１１  環境発電モジュールの表面
１２  環境発電モジュールの裏面
１３  環境発電モジュールの裏面の縁部
１４  反対側の縁部
１６  太陽電池パネル
１７  取り出し電極
１７ａ  第１取り出し電極
１７ｂ  第２取り出し電極
２０  コネクタ
２０ａ  第１コネクタ
２０ｂ  第２コネクタ
２１  接続部
３０、３０ａ〜３０ｄ、３０ｆ  剛性部材
３１  剛性部材の表面
３２  剛性部材の裏面
４０、４０ｄ  電気配線
４１  フレキシブル配線基板
５０  カバー部材
５１  固定部材
５２  長尺部
５３  留め部
６０  接続ケーブル
６１  外部コネクタ
６１ａ  第１外部コネクタ
６１ｂ  第２外部コネクタ
６２  導電部材
７０  機械コネクタ
７１  剛性部
７２  機械的接続部
８０  追加コネクタ
８１  接続部
８６  導電部材
９０  追加剛性部材
９１  追加剛性部材の表面
９６  追加電気配線
Ａ  第１方向
Ｂ  第２方向
Ｃ  厚み方向
Ｔ１  環境発電モジュールの厚み
Ｔ２  コネクタの厚み
Ｔ３  剛性部材の厚み
【図１】
2019058799.tif 000003
【図２】
2019058799.tif 000004
【図３】
2019058799.tif 000005
【図４】
2019058799.tif 000006
【図５】
2019058799.tif 000007
【図６】
2019058799.tif 000008
【図７】
2019058799.tif 000009
【図８】
2019058799.tif 000010
【図９】
2019058799.tif 000011
【図１０】
2019058799.tif 000012
【図１１】
2019058799.tif 000013
【図１２】
2019058799.tif 000014
【国際調査報告】
2019058799.tif 000015
2019058799.tif 000016
2019058799.tif 000017
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