(57)【要約】      （修正有）【課題】支柱に蓄電池挿入口が設けられた構成において、コストを掛けずに支柱の剛性の低下を抑えることができる風力又は太陽光発電装置付き照明設備を提供する。【解決手段】風力又は太陽光発電装置付き照明設備は、地面に建てられた支柱１に、少なくとも風力発電装置２か太陽光発電装置３のいずれか１つまたは両方と照明器具４とが設けられ、かつ、支柱１の内部に複数の蓄電池５が設けられる。風力発電装置２か太陽光発電装置３またはその両方で発電された電気を蓄電池５に蓄電し、この蓄電池５に蓄電されている電気を使って照明器具４を点灯させる。支柱１の外壁に、支柱１の内部に複数の蓄電池５を挿入するための複数の蓄電池挿入口６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄが、互いに周方向位置を異ならせて設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に建てられた支柱に、少なくとも風力発電装置か太陽光発電装置のいずれか１つまたは両方と照明器具とが設けられ、かつ前記支柱の内部に複数の蓄電池が設けられ、前記風力発電装置か前記太陽光発電装置、またはその両方で発電された電気を前記蓄電池に蓄電し、この蓄電池に蓄電されている電気を使って前記照明器具を点灯させる風力又は太陽光発電装置付き照明設備において、
前記支柱の外壁に、前記支柱の内部に前記複数の蓄電池を挿入するための複数の蓄電池挿入口が、互いに周方向位置を異ならせて設けられていることを特徴とする風力又は太陽光発電装置付き照明設備。
【請求項２】
請求項１に記載の風力又は太陽光発電装置付き照明設備において、前記複数の蓄電池は、前記支柱の内部に１個ずつ上下に並んで設けられ、これら蓄電池と同数の前記蓄電池挿入口が、前記支柱の外壁における各蓄電池の高さに合わせた高さに設けられている風力又は太陽光発電装置付き照明設備。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の風力又は太陽光発電装置付き照明設備において、前記複数の蓄電池挿入口が、周方向に等間隔で設けられている風力又は太陽光発電装置付き照明設備。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の風力又は太陽光発電装置付き照明設備において、前記風力発電装置の風車は、複数枚の翼を有する垂直軸風車である風力又は太陽光発電装置付き照明設備。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の風力又は太陽光発電装置付き照明設備において、前記風力発電装置の風車は、複数枚の翼を有する水平軸風車である風力又は太陽光発電装置付き照明設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、街路灯等に使用される風力又は太陽光発電装置付き照明設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源を使用しない自己発電型の街路灯の照明設備として、風力発電装置や太陽光発電装置からなる自然力発電装置により発電された電気を蓄電池に蓄電し、この蓄電池に蓄電された電気を使って照明器具を点灯させるものがある。自然力発電装置は、風力発電装置が単独で使用される場合もあり、太陽光発電装置が単独で使用される場合もあり、風力発電装置と太陽光発電装置の両方が使用される場合もある。
【０００３】
図１２は風力又は太陽光発電装置付き照明設備の一例を示す。この照明設備は、支柱１の上部に風力発電装置２、太陽光発電装置３、および照明器具４が設けられ、かつ支柱１の内部に複数（図の例では４個）の蓄電池５が設けられている。風力発電装置２および太陽光発電装置３で発電された電気を各蓄電池５に蓄電し、その蓄電された電気を使って夜間等に照明器具４を点灯させる。
【０００４】
図１２の例のように支柱１の内部に蓄電池５を収納状態で設ける場合、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、支柱１の外壁に蓄電池５を挿入するための蓄電池挿入口６を設ける必要がある。図１３（Ａ）は蓄電池挿入口６にカバー７を取り付けた状態を示し、図１３（Ｂ）はカバー７を取り外した状態を示す。この例では、支柱１の外壁の背面側に４つの蓄電池挿入口６が上下に並んで設けられ、上側の２つの蓄電池挿入口６および下側の２つの蓄電池挿入口６にそれぞれ別々のカバー７が取り付けられる。なお、太陽光発電装置３が設置される側を正面側とし、その反対側を背面側としている。
【０００５】
以下、この発明に関連する従来技術について記載する。
特許文献１は、太陽電池等の発電装置で発電を行い、この電力を蓄電装置に蓄え、夜間に、蓄電装置に蓄えられている電力を照明に利用する照明柱に関する。同文献に、「従来１本の柱から構成されていた照明柱を少なくとも３分割し、そのうちの照明器具を備えた柱部と太陽電池を備えた柱部との向きをそれぞれ独立して設定可能としてあるから、それぞれの施工現場において、それぞれの設置場所の環境等に合わせて各柱部の向きを調整し、照明器具を適切な方向に向け、かつ太陽電池を常に南向きに設置することができる。」と記載されている。
【０００６】
特許文献２は太陽光風力発電装置に関し、「太陽光風力発電装置で発電した電力を、着脱することができる充電ユニットを備えた充電用バッテリーに蓄電し、蓄電された充電用バッテリーを備えた充電ユニットを太陽光風力発電装置から取り出し、住宅や施設の屋内に持ち運び、汎用的に使用できる乾電池形蓄電池や充電機器等へ充電して、機器を使用する事ができる」と記載されている。
【０００７】
特許文献３〜５には、風力発電装置の風車が強風時に高速で回転することによって発生する可能性のある支柱の共振を防止するための対策として、風車や支柱の振動を抑制する制振装置や制振材を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０２５３１４号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８８５３号公報
【特許文献３】特開２００９−１５０３１９号公報
【特許文献４】特開２０１３−１５１８８３号公報
【特許文献５】特開２００６−３３６５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１２、図１３（Ａ），（Ｂ）に示す従来例のように、支柱１の外壁に蓄電池挿入口６を設けると、その部分の断面二次モーメントが小さくなり、支柱１の剛性が低下する。特に、各蓄電池挿入口６が支柱１の周方向の一方に偏って設けられている場合、剛性が大きく低下する。支柱１の剛性が低いと、強風を受けたときにおける耐力の信頼性に欠ける。
また、風力発電装置を有する場合、支柱１の剛性が低下すると共振周波数が低くなるため、風力発電装置の風車が強風時に高速で回転するとき、風車の加振周波数が支柱１の共振周波数と一致して、支柱１が共振する可能性がある。
【００１０】
風力発電装置を有する場合において、上記従来例のように、各蓄電池挿入口６が支柱１の周方向の一方に偏って設けられていると、蓄電池挿入口６が有る周方向位置と無い周方向位置とで剛性が異なることとなり、共振周波数に異方性が生じる。つまり、振動方向によって共振周波数が異なる。風車を加振源とする振動の方向は風向によって決まるため、支柱１には全方位の振動が生じる可能性がある。共振周波数に異方性がある場合、共振周波数が高い方向の振動については支柱１の共振が生じなくても、共振周波数が低い方向の振動については支柱１の共振が生じることがある。
【００１１】
特許文献３〜５の提案のように制振装置や制振材を設ければ、風車を加振源とする振動を減衰させて、支柱の共振を抑制することができる。しかし、この方法は製造コストが高くつくという問題がある。また、前記同様に、支柱の共振周波数が振動方向によって異なるという問題もある。
【００１２】
この発明の目的は、支柱に蓄電池挿入口が設けられた構成において、コストを掛けずに支柱の剛性の低下を抑えることができる風力又は太陽光発電装置付き照明設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の風力又は太陽光発電装置付き照明設備は、地面に建てられた支柱に、少なくとも風力発電装置か太陽光発電装置のいずれか１つまたは両方と照明器具とが設けられ、かつ前記支柱の内部に複数の蓄電池が設けられ、前記風力発電装置か前記太陽光発電装置、またはその両方で発電された電気を前記蓄電池に蓄電し、この蓄電池に蓄電されている電気を使って前記照明器具を点灯させるものにおいて、
前記支柱の外壁に、前記支柱の内部に前記複数の蓄電池を挿入するための複数の蓄電池挿入口が、互いに周方向位置を異ならせて設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、複数の蓄電池挿入口を、互いに周方向位置を異ならせて設けることにより、周方向に関して複数の蓄電池挿入口の配置の偏りが少なくなる。それにより、支柱の外壁に蓄電池挿入口を設けることによる支柱の剛性の低下をなるべく少なくして、強風を受けたときにおける耐力の信頼性を確保することができる。
加えて、風力発電装置を有する場合、以下の効果が得られる。すなわち、支柱の剛性の低下を抑えることで、支柱の共振周波数を高く保つことができる。また、蓄電池挿入口の配置の偏りを少なくすることで、共振周波数の異方性が少なくなる。このように、支柱の共振周波数を高く保ち、かつ共振周波数の異方性を少なくすることで、風力発電装置の風車を加振源とする支柱の共振を防止することができる。
蓄電池挿入口の配置を工夫するという簡易な方法で、コストを掛けずに上記効果を得ることができる。
【００１５】
この発明において、前記複数の蓄電池は、前記支柱の内部に１個ずつ上下に並んで設けられ、これら蓄電池と同数の前記蓄電池挿入口が、前記支柱の外壁における各蓄電池の高さに合わせた高さに設けられていてもよい。
このように蓄電池と蓄電池挿入口を設けると、各蓄電池挿入口から蓄電池を１個ずつ容易に挿入することができる。
【００１６】
この発明において、前記複数の蓄電池挿入口は、周方向に等間隔で設けられていてもよい。
この場合、さらに支柱の剛性の低下を少なくして、支柱の共振周波数を高く保つことができると共に、さらに共振周波数の異方性を少なくすることができる。
【００１７】
前記風力発電装置の風車は、複数枚の翼を有する垂直軸風車であってもよく、また複数枚の翼を有する水平軸風車であってもよい。いずれの場合も、上記各作用・効果が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の風力又は太陽光発電装置付き照明設備は、地面に建てられた支柱に、少なくとも風力発電装置か太陽光発電装置のいずれか１つまたは両方と照明器具とが設けられ、かつ前記支柱の内部に複数の蓄電池が設けられ、前記風力発電装置か前記太陽光発電装置、またはその両方で発電された電気を前記蓄電池に蓄電し、この蓄電池に蓄電されている電気を使って前記照明器具を点灯させるものにおいて、前記支柱の外壁に、前記支柱の内部に前記複数の蓄電池を挿入するための複数の蓄電池挿入口が、互いに周方向位置を異ならせて設けられているため、コストを掛けずに支柱の剛性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る風力又は太陽光発電装置付き照明設備の斜視図である。
【図２】同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の支柱下部の内部を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の背面図、（Ｂ）はIIIＢ−IIIＢ断面図である。
【図４】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の左側面図、（Ｂ）はIVＢ−IVＢ断面図である。
【図５】（Ａ）はこの発明の第２の実施形態に係る風力又は太陽光発電装置付き照明設備の正面図、（Ｂ）はＶＢ−ＶＢ断面図である。
【図６】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の右側面図、（Ｂ）はVIＢ−VIＢ断面図である。
【図７】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の背面図、（Ｂ）はVIIＢ−VIIＢ断面図である。
【図８】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の左側面図、（Ｂ）はVIIIＢ−VIIIＢ断面図である。
【図９】（Ａ）はこの発明の第３の実施形態に係る風力又は太陽光発電装置付き照明設備の正面図、（Ｂ）はIXＢ−IXＢ断面図である。
【図１０】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の背面図、（Ｂ）はＸＢ−ＸＢ断面図、（Ｃ）はＸＣ−ＸＣ断面図である。
【図１１】上記各実施形態とは風力発電装置の形式が異なる風力又は太陽光発電装置付き照明設備の左側面図である。
【図１２】従来の風力又は太陽光発電装置付き照明設備の斜視図である。
【図１３】（Ａ）は同風力又は太陽光発電装置付き照明設備の背面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１の実施形態］
図１はこの発明の第１の実施形態に係る風力又は太陽光発電装置付き照明設備の斜視図である。この照明設備は、地面に建てられた支柱１に、風力発電装置２、太陽光発電装置３、および照明器具４が設けられている。この実施形態の風力発電装置２の風車は、複数枚（例えば２枚）の翼２ａを有する垂直軸風車２Ａである。風力発電装置２と太陽光発電装置３とで自然力発電装置１０を構成する。自然力発電装置１０は、図１の例のように風力発電装置２と太陽光発電装置３の両方を有する構成に限らず、風力発電装置２のみを有する構成であってもよく、また太陽光発電装置３のみを有する構成であってもよい。
【００２１】
支柱下部１ａは支柱上部１ｂよりも径が太くなっていて、この支柱下部１ａに複数の蓄電池５が内蔵されている。蓄電池５は、風力発電装置２および太陽光発電装置３で発電された電気を蓄電し、その蓄電された電気を使って夜間等に照明器具４を点灯させる。この実施形態の場合、支柱下部１ａの内部に、４個の蓄電池５が上下に並べて設けられている。
【００２２】
支柱下部１ａおよび支柱上部１ｂは、例えば丸パイプからなる。図２に示すように、支柱下部１ａの内周面の各々所定の高さに複数の円環状の蓄電池支持体８が設けられており、これら蓄電池支持体８により各蓄電池５がそれぞれ支持され、図示しない固定手段により動かないように固定される。
【００２３】
支柱下部１ａの外壁の一部には、蓄電池５を支柱下部１ａの内部に挿入するための蓄電池挿入口６が設けられている。蓄電池挿入口６は、蓄電池５が設けられる高さと同じ高さに設けられ、その上下寸法は蓄電池５の高さよりも大きく、かつその幅は支柱下部１の内径とほぼ同じか内径より小さい。このように蓄電池挿入口６を設けると、各蓄電池挿入口６から蓄電池５を１個ずつ容易に挿入することができる。
【００２４】
各蓄電池５は、支柱上部１ｂの内部に配された電気配線によって風力発電装置２、太陽光発電装置３、および照明器具４と接続される。各蓄電池５を直列に接続する場合は、上下に隣り合う蓄電池５の端子同士が電気的に接続される。各蓄電池５を並列に接続する場合は、各蓄電池５が風力発電装置２、太陽光発電装置３、および照明器具４に直接接続される。
蓄電池５は、例えば円柱状であるが、他の形状であってもよい。また、図示例では、各段１個ずつで蓄電池５が上下に並んで設けられているが、各段の蓄電池５の個数が複数個であってもよい。
【００２５】
図３（Ａ）は上記風力発電装置付き照明設備の背面図、図３（Ｂ）はそのIIIＢ−IIIＢ断面図である。また、図４（Ａ）は上記風力発電装置付き照明設備の左側面図、図４（Ｂ）はそのIVＢ−IVＢ断面図である。ここでは、太陽光発電装置３が設置される側、すなわち図１において矢印で示す側を正面側とし、その反対側を背面側としている。
【００２６】
図３および図４に示すように、前記複数の蓄電池挿入口６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）は、互いに周方向位置を異ならせて設けられている。具体的には、最上段の蓄電池挿入口６Ａおよび最下段の蓄電池挿入口６Ｄは支柱下部１ａの外壁の背面部に設けられ（図３参照）、上から２段目および３段目の蓄電池挿入口６Ｂ，６Ｃは支柱下部１ａの外壁の左側面部に設けられている（図４参照）。つまり、蓄電池挿入口６Ａ，６Ｄと蓄電池挿入口６Ｂ，６Ｃとを互いに９０°だけ周方向位置をずらせて設けられている。図１に示すように、各蓄電池挿入口６には、それぞれを個別に塞ぐカバー７が取り付けられる。カバー７は、ボルト等により支柱下部１ａに着脱可能に取り付けられていてもよく、また丁番等で開閉可能に設けられていてもよい。
【００２７】
このように、複数の蓄電池挿入口６を、互いに周方向位置を異ならせて設けることにより、周方向に関して複数の蓄電池挿入口６の配置の偏りが少なくなる。それにより、支柱下部１ａの外壁に蓄電池挿入口６を設けることによる支柱１の剛性の低下をなるべく少なくして、強風を受けたときにおける耐力の信頼性を確保することができる。
【００２８】
また、この実施形態のように風力発電装置２を有する場合、以下の効果が得られる。すなわち、支柱１の剛性の低下を抑えることで、支柱１の共振周波数を高く保つことができる。また、蓄電池挿入口６の配置の偏りを少なくすることで、共振周波数の異方性が少なくなる。このように、支柱１の共振周波数を高く保ち、かつ共振周波数の異方性を少なくすることで、風力発電装置２の垂直軸風車２Ａを加振源とする支柱１の共振を防止することができる。
蓄電池挿入口６の配置を工夫するという簡易な方法で、コストを掛けずに上記効果を得ることができる。
【００２９】
［第２の実施形態］
図５〜図８はこの発明の第２の実施形態に係る風力又は太陽光発電装置付き照明設備の斜視図である。この第２の実施形態は、第１の実施形態と比べて蓄電池挿入口６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）の配置が異なる。具体的には、最上段の蓄電池挿入口６Ａは支柱下部１ａの外壁の背面部に設けられ（図７参照）、上から２段目の蓄電池挿入口６Ｂは外壁の正面部に設けられ（図５参照）、上から３段目の蓄電池挿入口６Ｃは外壁の右側面部に設けられ（図６参照）、最下段の蓄電池挿入口６Ｄは外壁の左側面部に設けられている（図８参照）。つまり、４つの蓄電池挿入口６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、互いに周方向に９０°の間隔を開けて配置されている。
他は、第１の実施形態と同じである。
【００３０】
このように複数の蓄電池挿入口６を周方向に等間隔で設けると、第１の実施形態よりも、さらに支柱１の剛性の低下を少なくすることができる。また、支柱１の共振周波数を高く保つことができると共に、さらに共振周波数の異方性を少なくすることができる。これにより、支柱１の共振を防止する効果がより一層見込める。
【００３１】
［第３の実施形態］
図９、図１０はこの発明の第３の実施形態に係る風力発電装置付き照明設備の斜視図である。この第３の実施形態は、支柱下部１ａの内部に３個の蓄電池（図示せず）が上下に並べて設けられ、支柱下部１ａの外壁に各蓄電池を挿入するための蓄電池挿入口６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ）が設けられている。最上段の蓄電池挿入口６Ａは支柱下部１ａの外壁における正面部に設けられ（図９参照）、上から２段目の蓄電池挿入口６Ｂは正面から平面視で反時計回りに１２０°の位置に設けられ（図１０（Ｂ）参照）、最下段の蓄電池挿入口６Ｃは正面から平面視で時計回りに１２０°の位置に設けられている（図１０（Ｃ）参照）。つまり、３つの蓄電池挿入口６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、互いに周方向に１２０°の間隔を開けて配置されている。
他は、第１の実施形態および第２の実施形態と同じである。
【００３２】
この場合も、第２の実施形態と同様に、複数の蓄電池挿入口６が周方向に等間隔で設けられているため、支柱１の剛性の低下を少なくすることができる。また、支柱１の共振周波数を高く保つことができると共に、共振周波数の異方性を少なくすることができる。これにより、支柱１の共振を防止する効果が見込める。
【００３３】
上記各実施形態の風力発電装置付き照明設備は、風車として、２枚翼の垂直軸風車２Ａが使用されているが、翼２ａの数が３枚以上の垂直軸風車２Ａを使用してもよい。また、図１１に示すように、風車として、複数枚の翼２ｂを有する水平軸風車２Ｂを使用してもよい。いずれの場合も、前記各作用・効果が得られる。
【００３４】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３５】
１…支柱
２…風力発電装置
２Ａ…垂直軸風車
２Ｂ…水平軸風車
３…太陽光発電装置
４…照明器具
５…蓄電池
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…蓄電池挿入口
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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