(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光発電を利用して蓄電する電源部を持つ照明装置は、発電の効率を上げるため、太陽電池を取り付ける方角が制限され、太陽電池部分と照明部分が分かれているものが多く、一体化されても太陽電池部分が可動で取付時の調整が必要のため、より軽量で、誰でも簡単に取付けられ、発電効率の高い照明装置を提供する。【解決手段】太陽電池シート３ａを円筒形状に湾曲させることにより、どの方向からの光に対しても大差のない発電を行って充電池６に蓄電することで、取付場所を選ばない一体型の太陽電池照明装置１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、太陽電池と、充電池と、ＬＥＤ光源と、を備える照明装置であって、
前記ケースは、下方側が開口側となる透明な半円筒形の上側ケースと、前記上側ケースの開口を覆う下側ケースと、からなり、
前記太陽電池は、前記ケースの曲面内部に沿って湾曲して配置された太陽電池からなり、
前記充電池と前記ＬＥＤ光源とは、前記ケースに収納されており、
前記ケースを支持するとともに該照明装置を固定するための取付具と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記充電池と、前記ＬＥＤ光源とは、前記取付具に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記太陽電池と、前記充電池と、前記ＬＥＤ光源と、充電及び点灯を制御する制御回路と、を合わせたユニット単位で構成したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽光発電を利用して蓄電する電源部から供給を受けて照明が行えるようにした照明装置で、街路灯などにも利用できる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、犯罪防止の高まりを受け、街を明るくする目的で防犯灯・街路灯の設置が進んでいる。一方、地球温暖化対策により節電が叫ばれている中で、省エネルギーな照明として、発光ダイオードの高輝度化、長寿命化を背景に、白熱灯・蛍光灯の代わりに発光ダイオードを使うことがなされるようになっている。しかし、そのようなＬＥＤ防犯灯・ＬＥＤ街路灯は、単に照明の光源を白熱灯・蛍光灯からＬＥＤ光源に変えただけなので、商用電源が必要であり、取付場所が商用電源の有る所に限定される。しかも、取付には特殊な技術、資格が必要である。【０００３】  そこで、特許文献１や特許文献２にあるように、商用電源を不用にして取付場所を選ばない、太陽光発電を利用した防犯灯・街路灯なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開２００３−０５１２０８号公報
【特許文献２】  実用登録３１６８９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、特許文献１の照明装置は、太陽電池部分と照明灯部分が分かれており、太陽電池の取付方向は太陽の軌道方向に向ける必要が有り、照明方向と太陽電池の取付方向が異なるので、太陽電池部分と照明灯部分との間の配線を行ったり、太陽の軌道を確認したり、という特殊な技術が必要で、一般の人にとっては取付が難しかった。【０００６】  また、特許文献２のように、照明部分と、太陽電池部分と、蓄電池からなる電源部を一体化して、コンパクト化された照明装置が提案されているが、このような照明装置は、設置作業を簡単にするために一体化することは出来ても、太陽電池が平面状なので、発電効率を考えて太陽電池の向きを太陽にあわせると照明方向を調整する必要があり、照明方向を優先すると太陽電池の発電効率が極端に低下してしまうおそれがある。【０００７】  また、照明装置を固定しておく上で、照明装置の重量はできるだけ軽量な方が、照明装置を固定しておく支柱等の強度が低くてすむため、非常に好ましい。しかしながら、特許文献２の照明装置は、コンパクト化を図ったものではあるが、太陽電池が平面状に固定されているので、太陽電池等を収納しておくケースも大型化してしまうので、照明装置の軽量化という点では、まだまだ十分なものではない。【０００８】  そこで、本発明は上記問題を解決することを課題とし、照明装置としてより軽量化を図り、誰でも簡単に取付けることができ、発電効率の高い照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決する手段】
【０００９】  上記目的を達成するため、本発明の態様は、ケースと、太陽電池と、充電池と、ＬＥＤ光源と、を備える照明装置であって、前記ケースは、下方側が開口側となる透明な半円筒形の上側ケースと、前記上側ケースの開口を覆う下側ケースと、からなり、前記太陽電池は、前記上側ケースの曲面内部に沿って湾曲して配置された太陽電池からなり、前記充電池と前記ＬＥＤ光源とは、前記ケースに収納されており、前記ケースを支持するとともに該照明装置を固定するための取付具と、を備えることを特徴とする。
【００１０】  このように、照明に必要な電力を発生する太陽電池と、照明するためのＬＥＤ光源と、太陽電池の発電した電力を蓄電する充電池と、全体を制御する制御回路を透明性のあるケースに入れて一体化して、小型、軽量、安価で取付が容易な照明灯を開発する。
【発明の効果】
【００１１】  本発明にあっては、このように照明灯に必要な太陽電池と、照明するためのＬＥＤ光源と、電力を蓄える充電池と、制御回路を軽量なケースに入れて一体化したもので、照明に必要な電源は太陽光発電を蓄電した充電池の電力で賄うため、商用電源は必要としない。しかも、太陽電池を半円筒形状に湾曲したので、必要な太陽電池の面積に対する照明灯本体の横幅が少なく出来、小型、コンパクトな形状なので、誰でも明かりが必要な場所に、簡単に取付けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における照明装置の設置状態を示した図である。
【図２】本発明の実施形態における照明装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における照明装置に用いる太陽電池シートの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における照明装置に用いる太陽電池セルの拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における照明装置に用いる太陽電池の平面図である。
【図６】本発明の実施形態における照明装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態における照明装置のＬＥＤ光源付近の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態における照明装置の斜視図である。
【図９】本発明の実施形態における照明装置の他の設置状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための照明装置の一例を示すものであって、本発明をこの照明装置に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも適応し得るものである。
【００１４】  図１は、照明装置１の設置状態を示した図である。照明装置１は、照明装置１を固定するための取付具４を介して支柱１００に固定されている。そして、照明装置１は、太陽Ｓからの太陽光により、後述する太陽電池３で発電し、その発電した電気を基にして後述のＬＥＤ光源５を発光し、矢印Ａで示す下方側を照らす。太陽電池３は、円筒形状に湾曲していてどちらの方向からの光でも発電可能なため、照明装置１は水平に取付けている。
【００１５】  次に、照明装置１の構成について図面を用いて説明する。図２は、図１の矢印Ｂで示した方向からの照明装置１を示した斜視図である。照明装置１は、ケース２と、太陽電池３と、取付具４と、ＬＥＤ光源５と、充電池６と、制御部７と、を備えている。なお、制御部７については、図２では図示せず図７において図示する。
【００１６】  ケース２は、上側ケース２ａと、下側ケース２ｂと、で構成されている。なお、図２では、下側ケース２ｂが上側ケース２ａから分離した状態で示されている。そして、上側ケース２ａは、太陽Ｓからの太陽光が入射してくる上方側に位置しており、半円筒形状の無色透明なアクリル等の樹脂からなる。また、下側ケース２ｂは、上側ケース２ａの下方側の開口を塞ぐためのものであり、板状のアクリル等の樹脂からなる。下側ケース２ｂは、ＬＥＤ光源５に対応した円形の光透過部分を透明に形成し（図２では光透過部分が二つ示されている）、光透過部分以外の領域を不透明に形成することで、照明装置１の内部が視認できないようになっている。
【００１７】  太陽電池３は、図３に示したように矩形状の太陽電池シート３ａを円筒形状に湾曲させ、この湾曲した太陽電池シート３ａを後述するように複数用いて構成されている。
【００１８】  太陽電池シート３ａは、樹脂、金属等からなる変形可能な基板上に、複数の球状の太陽電池セル１３を配線等と共に備えるものである。このようなフレキシブルな太陽電池シート３ａとしては、例えば、ＷＯ２００５／０４１３１２号等に記載されているものが知られている。また、本実施形態においては、球状の太陽電池セル１３は、各々が周りに図４に示すように太陽光線を反射するカップ型の反射鏡１４が配置されている。このカップ側の反射鏡１４を球状の太陽電池セル１３の周りに配置することにより、太陽光がどの方向から入射しても反射鏡１４の内側で反射して、太陽電池セル１３に照射されるので、より発電効率を上げることができる。このようなカップ型の反射鏡としては、例えば、特開２００５−３１７６６７号等に記載されているものが知られている。
【００１９】  そして、矩形状の太陽電池シート３ａは、半円筒形状の上側ケース２ａの湾曲形状に沿って、長手方向を湾曲させている。このように、太陽電池シート３ａを湾曲させることによって、太陽Ｓの位置がどの位置にあっても、どこかの太陽電池セル１３に太陽光が効率よく入射することになる。
【００２０】  また、太陽電池シート３ａを図５に示すように複数用い、この複数の太陽電池シートを直列に接続して、太陽電池３を構成している。太陽電池シート３ａは、アルミ基板（−極）とアルミ箔（＋極）の電極で構成されているので、必要な電圧になるようにアルミ基板とアルミ箔を順次接続して複数枚を一組として使用する。このように、太陽電池３を複数の太陽電池シート３ａで構成することにより、照明装置１の大きさや、後述するＬＥＤ光源５の発光能力にあわせて、必要な発電能力の調整を太陽電池シート３ａの枚数を変えることにより、容易に調整することができる。
【００２１】  この湾曲した太陽電池３は、平面形状の太陽電池シート３ａを半円筒形状に湾曲させて上側ケース２ａ内に配置し、図７の断面図に示すように、下側ケース２ｂで両端を固定しているので、元の平面形状に戻ろうとする弾性力によって上側ケース２ａの内側に沿って隙間なく、接触し保持されている。
なお、太陽電池３は、テープ等の接着部材を用いてケース２に固定する構成であってもよい。また、固定部材を用いてケース２に固定する構成であってもよい。
【００２２】  前記太陽電池シート３ａの多数の太陽電池セル１３は、すべて並列接続されており、大電流を流すことが出来る、と同時に多数の太陽電池セル１３の一部に光が当たらない状況になったとしても発電を続けることが出来る。このことによって、照明装置がどの向きに設置されたとしても、どこかの部分には太陽光線が当たるので発電を続け、充電池６に蓄電をすることが出来る。
【００２３】  しかも、太陽電池３は大電流を流すことが可能で、充電池６を急速充電することが出来るので、短時間の日照が有れば充電池６を満充電することが出来る。このことにより、本実施形態の照明装置１は、日照時間の短い地方においても十分な照明を行うことを可能にする。
【００２４】  取付具４は、図１に示すように照明装置１を支柱１００に固定するための固定部４ａと後述するＬＥＤ光源５等を保持しておく保持部４ｂとが一体に構成された板棒状のアルミ製の部材である。固定部４ａが、ネジや固定用バンド等の固定具により、支柱１００に固定されることで、照明装置１は支柱１００に取付・固定される。保持部４ｂは、固定部４ａから延伸しており、半円筒形の上側ケース２ａの内部を貫くように伸びることにより、上側ケース２ａを支持している。そして、固定部４ａと保持部４ｂとが一体となっていることにより、ＬＥＤ光源５等で発生した熱を、固定部４ａを介して照明装置１の外へ効率的に導くことができるので、照明装置１の放熱効果を高めることができる。同時に、放熱板が不用なので照明装置１の軽量化を図ることが出来る。
【００２５】  充電池６は、太陽電池３により発電された電力を蓄えておくためのものである。この充電池６は取付具４の保持部４ｂにおいて、保持部４ｂの下方側に取り付けられている。充電池６は、市販されているニッケル水素電池を使用し、簡単に取替えが行えるように端子のついた電池ケースを使用している。
【００２６】  ＬＥＤ光源５は、取付具４の保持部４ｂの下方側に取り付けられており、充電池６に蓄えられた電力により発光し、図１に示した照明装置１の矢印Ａで示す下方側を照射する。ＬＥＤ光源５は、図７に示すように、発光するＬＥＤチップ５ａの周囲に円錐形状の反射鏡５ｂを備えており、一定の照射エリヤを効率良く照明することができる。
【００２７】  制御部７は、太陽電池３からの出力に関する制御や、充電池６の充放電に関する制御、ＬＥＤ光源５の点灯に関する制御等を行うものである。具体的には、図６に示す照明装置１のブロック図のように、制御部７は、充電制御部７ａと、電圧検出部７ｂと、出力制御部７ｃと、を備えて構成されている。そして、充電制御部７ａは、太陽電池３の出力によって、充電池６を充電する際に、充電池６が過充電とならないように制御を行う。また、電圧検出部７ｂは、太陽電池３の出力電圧を検出し、出力制御部７ｃは、電圧検出部７ｂで検出された出力電圧を基に、昼と夜の判別を行い、ＬＥＤ光源５の点灯を制御すると共に、充電池６が過放電とならないように出力の制御を行う。この制御部７も、図７に示すように、充電池６とＬＥＤ光源５と同様に、取付具４の保持部４ｂに取り付けられている。そして、充電池６、ＬＥＤ光源５、制御部７のような照明装置１の主要な部品が取付具４に保持されることにより、ケース２は、取付具４の保持部４ｂの周囲を覆うだけでよくなり、ケース２の強度を抑えることができ、このような構成により、照明装置１の軽量化を図ることができる。また、図７に示すように制御部７は保持部４ｂの下方側に取り付けられているＬＥＤ光源５と充電池６とは異なり、保持部４ｂの上方側に取り付けられている。したがって、ユーザーが充電池６を取替える際に、直接制御部７に触れることを防止することができる。
【００２８】  また、充電池６、ＬＥＤ光源５、制御部７をユニット化することにより、このユニットを複数用いることにより、簡単に照明装置１を拡張できるようにしてもよい。本発明の実施形態として、例えば、１〜３ユニット使用した照明装置の実施例を図８に示す。１ユニットの場合（ａ）、２ユニットの場合（ｂ）、３ユニットの場合（ｃ）の照明装置であるが、この例に限定するわけではなく、横に広げるなど、他の拡張方法も考えられる。また、本実施形態では、１ユニットあたりのＬＥＤ光源を１灯としているが、光量を求められる場合などには、ユニットあたり複数のＬＥＤ光源を使用することも考えられる。
【００２９】  図９は、本実施形態の他の設置状態を示す。照明装置１は、太陽光線の当たる所なら何処でも設置可能であるため、例えば、家の壁などに取付けても良い。この場合も水平に取付ける。
【００３０】  このように、本実施形態においては、ケース２を構成する上側ケース２ａが、下方側を開口側とする透明な半円筒形で形成されており、ケースに収納される太陽電池３も上側ケース２ａの曲面形状に沿って湾曲して配置されているので、上側ケース２ａの開口が細くなり、開口を覆う下側ケース２ｂの面積も小さくなるので、照明装置１の軽量化を図ることができる。下側ケース２ｂが軽量化されることにより照明装置１を固定する固定具も軽量化できるので、照明装置１をより軽量化することができる。照明装置１が軽量化されることにより、照明装置１が取り付けられる場所も増える。また、太陽電池３が湾曲して配置されるので、太陽Ｓの位置がどの位置にあっても、太陽電池３への照射の確立が高まるので、照明装置１の取り付けの向きを考慮しなくても済むので、誰でも簡単に取り付けることができる。
また、本実施形態における照明装置１は、図２等に示しているように、細長の照明装置１となっている。ここで、従来の照明装置、特に街灯は光源として蛍光灯が用いられているので、細長い形状のものが多い。人間の心理としては従来の形状から大きく形状が変わったものを用いると違和感もあるが、本実施形態のような細長の照明装置であれば、蛍光灯を用いた従来の街灯の形状と非常に似ているので違和感が少なくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】  本発明の照明灯は、商用電源を必要としないので、誰でもどこにでも設置可能である。しかも簡単な構成で出来ており安価であるので、ちょっとした暗がりなど明かりの欲しい所に、簡単に多数個の設置が可能である。
【符号の説明】
【００３２】１・・・・照明装置
２・・・・ケース
２ａ・・・上側ケース
２ｂ・・・下側ケース
３・・・・太陽電池
３ａ・・・太陽電池シート
４・・・・取付具
４ａ・・・固定部
４ｂ・・・保持部
５・・・・ＬＥＤ光源
５ａ・・・ＬＥＤチップ
５ｂ・・・円錐形状反射鏡
６・・・・充電池
７・・・・制御部
７ａ・・・充電制御部
７ｂ・・・電圧検出部
７ｃ・・・出力制御部
１３・・・太陽電池セル
１４・・・反射鏡
１００・・支柱
【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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