(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄電装置の電力消費を抑制できる照明システムを提供する。【解決手段】照明システム１は、照明装置１０と、ソーラーパネル２０と、制御部３０と、それらを保持する支柱４０とからなる。照明装置１０は、透明な中空の円柱形状のカバー部材１１と、カバー部材１１の内部において上側面に配置されるＬＥＤ照明１２と、ＬＥＤ照明１２の下方に配置される反射ミラー１３とを有している。ＬＥＤ照明１２は、照射光の中心が下方向を向くように配置されている。反射ミラー１３は円錐形状であり、その円錐形の頂点方向がＬＥＤ照明１２側を向くようにカバー部材１１の下側面に配置される。ソーラーパネル２０は、昼間は太陽光を受光可能であり、かつ夜間はＬＥＤ照明１２から照射されて反射ミラー１３にて反射された光を受光可能な位置に配置されている。【選択図】図１
0003159626.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光を受けて電力を発生する発電パネルと、
前記発電パネルにて発生した電力を蓄電し、前記光源に電力を供給する蓄電装置と、を備え、
前記発電パネルは、前記光源から照射された光を受光可能に設置されている
ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記光源から照射された光を反射させる反射体を備えており、
前記発電パネルは、前記反射体により反射された光の照射領域に設置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記反射体は、円錐形状であり、前記光源から照射された光を円錐の頂点方向から受けて側面方向に反射するように配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記光源は、集光型のＬＥＤ照明である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
前記光源、前記発電パネル、および前記蓄電装置を保持する支柱を備え、
前記支柱は、ＦＲＰ素材にて形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項６】
昼間においては前記発電パネルが太陽光を受光して発生した電力を前記蓄電装置に蓄電し、夜間においては前記蓄電装置に蓄電された電力を前記光源に供給して前記光源から光を照射すると共に、当該照射した光を前記発電パネルにて受光して電力を発生し、前記蓄電装置に供給する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、道路などを照明する照明装置を備える照明システムに関し、特に、光を受けて電力を発生する発電パネルを備える照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を受けて電力を発生する発電パネル（ソーラーパネル、太陽電池）にて発生した電力を利用して光源を点灯させる照明装置として、例えば、発電パネルと、発電パネルで発電した電力を蓄電する蓄電装置（蓄電体）とを備え、夜間に人が接近したときに蓄電装置に蓄電された電力を光源に供給して光源を点灯させる屋外用照明装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２９１０２８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば夜間に連続して点灯する場合のように、太陽光を受光できない状況において光源を長時間点灯させる場合には、蓄電装置に蓄電された電力は大きく消費される。
所望の時間連続して点灯させるために必要な電力量が大きくなると、商用電源による電力供給を大量に受けたり、蓄電装置に蓄電容量の大きなものを用いたりしなければならないという問題があるため、点灯時の電力消費の低減が望まれていた。
【０００５】
本考案は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の電力消費を抑制できる照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の考案は、光源と、光を受けて電力を発生する発電パネルと、上記発電パネルにて発生した電力を蓄電し、上記光源に電力を供給する蓄電装置と、を備える照明システムであって、上記発電パネルが、上記光源から照射された光を受光可能に設置されていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成された照明システムは、光源から照射された光の一部を発電パネルにて受けて電力を発生する。そのため、照明に利用された電力の一部が回生されることとなり、蓄電装置に蓄電された電力の消費を低減することができる。その結果、光源を長時間点灯させることが可能となる。また、所定の時間を連続して点灯するために必要な電力量が少なくなるため、必要な蓄電装置の容量を小さくすることができる。
【０００８】
なお、発電パネルを太陽光が受光可能な位置に設置しておくことで、太陽光を受けて発生した電力で光源を点灯させることができる。それにより、商用電源の使用量を低減できる。
【０００９】
発電パネルは、光源の照射光を受光可能な場所に適宜設置すればよいが、設置場所の自由度を高めるために、請求項２に記載の照明システムのように構成してもよい。
請求項２に記載の照明システムは、光源から照射された光を反射させる反射体を備えている。そして、発電パネルは、上記反射体により反射された光の照射領域に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された照明システムでは、反射体によって光の照射方向を変更できるため、発電パネルの配置の自由度を高めることができる。例えば、発電パネルを、太陽光を受光するために適した位置に配置できるようになる。
【００１１】
なお、反射体とは鏡のように光を反射するものであって、さまざまな形状をとることができる。例えば板状の鏡を反射体として用いることができる。また、請求項３に記載の照明システムのような反射体を用いてもよい。
【００１２】
請求項３に記載の照明システムにおいて、反射体は円錐形状であり、また上記光源から照射された光を円錐の頂点方向から受けて側面方向に反射するように配置されることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された照明システムでは、反射体に当たった光は円錐の側面方向に広がって反射する。よって、照明の光を発電パネルに向かわせるだけでなく、光源の光を広く拡散して広範囲に照射することができる。
【００１４】
上述した光源としてはさまざまなものが利用できる。例えば白熱電球や蛍光灯を用いることができるが、請求項４に記載の照明システムのように、光源を集光型のＬＥＤ照明としてもよい。
【００１５】
ＬＥＤ照明を用いた場合、他の光源と同等の明るさを発揮するための消費電力が小さいため、蓄電装置に蓄電された電力の消耗を抑制でき都合がよい。またＬＥＤ照明は光の指向性が高いことから所望の場所に光を照射することができるため、発電パネルにおける電力の発生と、照明として所定の領域への光の照射と、を適切に行うことができる。
【００１６】
照明システムの各構成要素はさまざまな対象物に取り付けることができる。例えば家屋の壁面に設置することが考えられる。それ以外には、請求項５に記載の照明システムのように、光源、発電パネル、および蓄電装置を保持する支柱を備えている構成としてもよく、その場合に支柱を、ＦＲＰ素材にて形成するとよい。
【００１７】
このように構成された照明システムは、高い強度と弾性を有するＦＲＰ素材の支柱によって保持されているため、例えば台風時などに強い力を加えられても支柱が破損しにくいため、各構成要素を安定して保持することができる。
【００１８】
ところで、照明システムは、請求項６に記載のように、昼間においては発電パネルが太陽光を受光して発生した電力を蓄電装置に蓄電し、夜間においては上記蓄電装置に蓄電された電力を光源に供給して上記光源から光を照射すると共に、当該照射した光を上記発電パネルにて受光して電力を発生し、蓄電装置に供給するように構成するとよい。
【００１９】
このように構成された照明システムでは、光源の点灯が不要な昼間に太陽光にて発電し蓄電した電力によって、夜間の照明に用いる。さらに、光源の光の一部を発電に利用する。よって、発電パネルにおいて発生した電力を効率よく照明に利用することができる。
【００２０】
なお、昼間と夜間の判断はさまざまな方法で行うことができる。例えば照明システムがタイマーを備えており、予め定められた時刻に光源を点灯させることが考えられる。また、照度センサを備えており、検出された照度に応じて昼間と夜間とを判断するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】照明システム全体を示す斜視図
【図２】照明システムの電気的な接続状態を示すブロック図
【図３】照射された光の照射領域を示す側面図
【図４】照明システムの変形例を示す斜視図
【図５】照明システムの変形例を示す斜視図
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下に本考案の実施形態を図面と共に説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示にすぎず、本考案が、下記の事例以外にもさまざまな形態で実施できるのはもちろんである。
［実施例］
（１）全体構成
本実施例の照明システム１は、図１に示すように、照明装置１０と、ソーラーパネル２０（本考案における発電パネルに相当）と、制御部３０と、それらを保持する支柱４０とからなる。
【００２３】
照明装置１０は、透明な中空の円柱形状のカバー部材１１と、カバー部材１１の内部において上側面に配置されるＬＥＤ照明１２と、ＬＥＤ照明１２の下方に配置される反射ミラー１３とを有している。
【００２４】
カバー部材１１は、その円柱形状の軸方向が上下方向（支柱４０の軸方向）に沿う向きで支柱４０の上端に配置されている。
ＬＥＤ照明１２は、その照射光が高い指向性を有する集光型の光源であって、その照射光の中心が下方向を向くように配置されている。
【００２５】
反射ミラー１３は円錐形状であり、その円錐の頂点方向がＬＥＤ照明１２側（上側）を向くようにカバー部材１１の下側面に配置される。この反射ミラー１３は、ＬＥＤ照明１２から照射された光を側面方向に反射する。
【００２６】
ソーラーパネル２０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する（即ち光を受けて電力を発生する）板状の装置であって、蝶番２１と、支持棒２２とによって支柱４０に固定されている。
【００２７】
蝶番２１は、支柱４０を挟み込んで固定できるように支柱４０の外表面に沿った形状となっている。図１においては支柱４０の裏面となる側に回転軸が設けられており、図１において支柱４０の手前側となる先端部２１ａが開閉する。図示しないが、先端部２１ａを閉じた状態でねじ止めすることで支柱４０に固定される。
【００２８】
支持棒２２は一端が蝶番２１に対して固定されている。即ち、支持棒２２は蝶番２１と一体に形成されている。また、支持棒２２の他端はソーラーパネル２０を支持している。
このソーラーパネル２０は、昼間は太陽光を受光可能であり、かつ夜間はＬＥＤ照明１２から照射されて反射ミラー１３にて反射された光を受光可能な位置に配置されている。ソーラーパネル２０のより詳細な配置については後述する。
【００２９】
なお、本実施例においてソーラーパネル２０は２つ設けられており、支柱４０を中心として互いに反対側となるように配置されている。
制御部３０は、ボックス３１の内部に、図２に示すように、チャージコントローラ３２、ブレーカー３３、バッテリー３４（本考案における蓄電装置に相当）、および自動点滅器３５などを配置してなる。
【００３０】
チャージコントローラ３２は、バッテリー３４の過充電およびＬＥＤ照明１２への過放電を防止する一般的なチャージコントローラである。
ブレーカー３３は、過電流が流れるときに自動的に電機を遮断する一般的なブレーカーである。
【００３１】
バッテリー３４は一般的なバッテリーであって、ソーラーパネル２０にて発生した電力を蓄電し、ＬＥＤ照明１２に電力供給するものである。
また、自動点滅器３５は、図示しない照度センサを備えており、照明システム１の周囲の明るさに応じて接点をオンオフし、ＬＥＤ照明１２の点灯と消灯を制御する一般的な制御装置である。
【００３２】
説明を図１に戻る。支柱４０は、ＦＲＰ素材にて形成されており、下端は地面２に埋設されて転倒を防止している。
なお、ＬＥＤ照明１２、ソーラーパネル２０はケーブル１４などを介して制御部３０と電気的に接続している。ケーブルは、支柱４０の外表面に這うように配置してもよいが、支柱４０の内部を通過させるように配置してもよい。
【００３３】
次に、照明システム１の電気的な接続を、図２に示すブロック図に基づいて説明する。
２つのソーラーパネル２０は直列に接続されており、発生した電力はチャージコントローラ３２に送電される。本実施例におけるソーラーパネル２０は最大出力が１０Ｗであるため、２枚のソーラーパネル２０により最大２０Ｗの電力が送電される。
【００３４】
チャージコントローラ３２は本実施例ではシステム電圧を１２Ｖ／２４Ｖの切り替え可能なタイプを用いており、１２Ｖに設定して使用される。
バッテリー３４は１２Ｖ、５０ＡＨのものを用いている。チャージコントローラ３２から過電流が流れるときにはバッテリー３４とチャージコントローラ３２の間に配置されたブレーカー３３がバッテリー３４への電力供給を遮断する。
【００３５】
ＬＥＤ照明１２は、定格消費電圧ＤＣ１２Ｖ、定格消費電力６Ｗであって、１００Ｗクラスの明るさを出力可能であるものを用いている。本照明システム１は、商用電源の電力供給を受けずに動作するものであるため、ＤＣ駆動のＬＥＤ照明を用いることができ、従ってインバータを設ける必要がなく、インバータによる電力消費がないためバッテリー３４に蓄電された電気の消耗を低減できる。なお、バッテリーも１２Ｖにて出力するため電圧を変更する必要もなく都合がよい。
【００３６】
次に、ＬＥＤ照明１２から照射された光の照射領域について、図３に基づいて説明する。なおこの図３は光の照射を模式的に示すものであり、各構成要素の大きさの比率、配置などは実際のものとは相違する場合がある。
【００３７】
ＬＥＤ照明１２は上述したように集光型の光源であるため、反射ミラー１３を考慮しない場合には領域５０のみに照射される。反射ミラー１３に照射された光は、その側面で反射して、側面が向く方向に広がり、領域５１に照射される。なお反射ミラー１３は円錐形であるため、反射光は反射ミラー１３を中心とする３６０°全方向に広がる。
【００３８】
そして、領域５１にソーラーパネル２０を配置することで、ソーラーパネル２０はＬＥＤ照明１２の照射光を受けて発電し、バッテリー３４に電力を供給する。
なお、当然ながら、ソーラーパネル２０は電力を発生する面が上記照射光を受光できるように配置される。但し、ソーラーパネル２０は太陽光を受光できるように、なるべく電力を発生する面が上方向、或いは太陽が位置する方向を向くように適宜調節して配置される。
【００３９】
ソーラーパネル２０の地面２からの角度調節は、本実施例においては蝶番２１と支持棒２２とのセットを交換することにより行われる。即ち、予め、蝶番２１の側面から延び出す支持棒２２の角度が異なる複数のセットを用意しておき、その中から適切な角度のものを選択して使用するとよい。また図示しないが、支持棒２２とソーラーパネル２０との間に角度を調整可能な機構を設けておいてもよい。
（２）考案の作用・効果
このように構成された照明システム１は、昼間は自動点滅器３５が接点をオフとするためＬＥＤ照明１２は消灯状態となり、ソーラーパネル２０が太陽光を受光して発生した電力をバッテリー３４に蓄電する。
【００４０】
一方夜間においては自動点滅器３５が接点をオンとするため、バッテリー３４に蓄電された電力をＬＥＤ照明１２に供給してＬＥＤ照明１２から光を照射する点灯状態となる。このとき、ソーラーパネル２０はＬＥＤ照明１２が照射した光を受光して電力を発生し、バッテリー３４に供給する。
【００４１】
従って、照明システム１によれば、照明が不要な昼間に太陽光にて発電し蓄電した電力によって、商用電源を用いることなく夜間の照明を行うことができる。さらに、夜間においてはＬＥＤ照明１２から照射された光の一部をソーラーパネル２０にて受けて電力を発生するため、バッテリー３４の電力消費を低減することができ、ＬＥＤ照明１２を長時間点灯させることが可能となる。また電力消費が低減する結果、夜間に連続して点灯させるために必要なバッテリー３４の容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、商用電源の電力供給を受けない構成であるため、バッテリー３４の電力を交流にするインバータを設ける必要がなく、インバータによる電力消費が発生しないためバッテリー３４の蓄電が切れてしまう虞が少なくなる。
【００４３】
また、上記構成の照明システム１では、反射ミラー１３によって照射光の方向を変更し、その変更した先にソーラーパネル２０を配置している。よって、ソーラーパネル２０を照明装置１０の直下からずらした位置に配置することができるため、以下のような効果を得ることができる。
【００４４】
まず、ソーラーパネル２０が太陽光を受ける際に照明装置１０が妨げにならず、発電を充分に行うことができる。また、照明装置１０の下方に充分に光を照射することができる。ソーラーパネル２０が照明装置１０の直下に配置されていると、ソーラーパネル２０がＬＥＤ照明１２の照射光を遮ってしまい、照明装置１０の下方を充分に照明できない可能性があるが、ソーラーパネル２０の位置が照明装置１０の直下からずらした位置にあるためそのような問題が起こりにくくなる。
【００４５】
また、反射ミラー１３に当たった光は円錐の側面方向に広がって反射するため、ＬＥＤ照明１２の光をソーラーパネル２０に向かわせるだけでなく、ＬＥＤ照明１２の光を広く拡散して広範囲に照射することができ、照明としての機能を向上することができる。
【００４６】
また、照明システム１では照明にＬＥＤを用いているため、白熱電球や蛍光灯などの他の光源と比較して、同等の明るさを発揮するための消費電力が小さく、バッテリーの消耗を抑制できる。また本実施例においてＬＥＤ照明１２は光の指向性が高い集光型であることから、所望の場所に光を照射することができるため、ソーラーパネル２０における電力の発生と、照明として所定の領域への光の照射と、を適切に行うことができる。また、ＬＥＤ照明は寿命が長いため光源を交換する手間が低減できる。さらに、点灯時の発熱量が小さいため、カバー部材１１に高い耐熱性を持たせる必要がなく都合がよい。
【００４７】
また、上記照明システム１は、高い強度と弾性を有するＦＲＰ素材の支柱４０によって保持されているため、例えば台風時などに強い力を加えられても支柱４０が破損しにくく、照明システム１の各構成要素を安定して保持することができる。
（３）変形例
以上、本考案の実施例について説明したが、本考案は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００４８】
例えば、上記実施例においては、円錐形状である反射ミラー１３を備える構成を例示したが、反射ミラー１３を備えない構成であってもよい。その場合は、ＬＥＤ照明１２の照射領域５０にソーラーパネル２０を配置するとよい。また、円錐形状以外の反射体を設けてもよい。例えば平板状の鏡を反射ミラー１３に代えて用いることが考えられる。
【００４９】
また、上記実施例においては、照明装置１０に光源としてＬＥＤ照明１２を設ける構成を例示したが、その他の光源、例えば白熱電球や蛍光灯を用いてもよい。なおＬＥＤ照明を用いることで他の光源に比べて消費電力を低減できる。
【００５０】
また、上記実施例においては、商用電源から電力が供給されない構成を例示したが、商用電源からの電力供給を受けることができるように構成してもよい。
また、上記実施例においては、自動点滅器３５が照度センサを備えており、周囲の明るさに応じて昼夜を判定して点灯・消灯を切り替える構成を例示したが、その他の方法で切り替えてもよい。例えば照明システムがタイマーを備えており、予め定められた時間に点灯・消灯を切り替えることが考えられる。照度センサとタイマーとを同時に用いる構成としてもよい。
【００５１】
また、上記実施例においては、蝶番２１と支持棒２２とでソーラーパネル２０を支持する構成を例示したが、図４（Ａ）に示すように、蝶番２１を用いず、支柱４０に直接取り付けられた支持棒２４を用いてソーラーパネル２０を支持するように構成してもよい。
【００５２】
また、図４（Ｂ）に示すように、柱２６と、柱２６から延び出す支持棒２７と、を備える支持体２８を備え、柱２６の上端に照明装置１０を取り付け、支持棒２７の先端にソーラーパネル２０を取り付けたものを、支柱４０の上端に取り付けて固定するように構成してもよい。
【００５３】
なお、図４（Ｂ）では支持体２８の下端を支柱４０に挿入して取り付ける構成を例示しているが、取り付ける方法はその構成に限定されず、さまざまな方法を用いることができる。例えば、支柱４０を支持体２８に挿入する構成であってもよいし、ねじを用いた固定を利用してもよい。
【００５４】
また、上記実施例においては、照明システム１は支柱４０にその構成要素が支持されている構成を例示したが、支柱４０以外に支持されていてもよい。例えば家屋の壁面に設置することが考えられる。
【００５５】
また、上記実施例においては、ＬＥＤ照明１２は照射光の中心が下方向を向くように配置される構成を例示したが、それ以外の方向に向けて配置してもよい。例えば、図５（Ａ）に示すＬＥＤ照明６１のように、照射光の中心が上方向を向くように配置することが考えられる。この場合、ＬＥＤ照明６１の上方には照射光を下方向に反射するための鏡などを設けるとよい。図５（Ａ）はカバー部材６２の上側面に凹面鏡６３を配置した例を示しており、図５（Ｂ）はカバー部材６４の上側面に凸面鏡６５を配置した例を示している。これらの鏡は当然平面鏡であってもよい。また、図５（Ｂ）に示す円錐形の反射ミラー６６のように、さらに何らかの反射体を設けて照射光をソーラーパネルに向かわせることとしてもよい。
【００５６】
また、上記実施例においては、カバー部材１１は円柱形状である構成を例示したが、その形状には限定されずさまざまな形状とすることができる。例えば、球形状や多面体形状とすることが考えられる。
【００５７】
また、上記実施例においては、照明システム１は２つのソーラーパネル２０を備える構成を例示したが、ソーラーパネル２０の数は２つ以外であってもよく、１つや３つ以上の多数が備えられていてもよい。
【００５８】
また、ソーラーパネル２０は支柱４０を中心として互いに反対側となるように配置される構成を例示したが、その配置も特に限定されず、一方に偏って並ぶように配置されていてもよい。
【００５９】
また、上記実施例においては、支柱４０は地面２に埋設して設置する構成を例示したが、例えば、支柱４０の下端を円筒形状のコンクリートブロックに固定した状態でそのコンクリートブロックごと埋設してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…照明システム、２…地面、１０…照明装置、１１…カバー部材、１２…ＬＥＤ照明、１３…反射ミラー、１４…ケーブル、２０…ソーラーパネル、２１…蝶番、２１ａ…先端部、２２…支持棒、２４…支持棒、２６…柱、２７…支持棒、２８…支持体、３０…制御部、３１…ボックス、３２…チャージコントローラ、３３…ブレーカー、３４…バッテリー、３５…自動点滅器、４０…支柱、５０…領域、５１…領域、６１…ＬＥＤ照明、６２…カバー部材、６３…凹面鏡、６４…カバー部材、６５…凸面鏡、６６…反射ミラー
【図１】
0003159626.tif 000003
【図２】
0003159626.tif 000004
【図３】
0003159626.tif 000005
【図４】
0003159626.tif 000006
【図５】
0003159626.tif 000007