JP2009218086A - 屋外灯 - Google Patents

Abstract

【課題】ソーラーパネルを太陽光に合わせられるように回転変位自在となして、照明部のバッテリの点検や交換といったメンテナンスを容易に実施することができ、また支柱を安定的に設置することができる屋外灯を提供する。
【解決手段】支柱２の上部に配置され、太陽光を受けて発電するソーラーパネル４と、支柱２の上部に配置され、ソーラーパネル４が発電した電力を充電したバッテリを利用して点灯する照明部５と、を備え、照明部５は、支柱２の上部から屈曲部２２を介して斜め上方に指向させた照明灯部５Ａに設けられ、ソーラーパネル４は、２体一組でパネルユニット４Ａとなすように、傾斜状態で前記支柱２を中心として、このパネルユニット４Ａを、支柱２の上部から上方延設される補助支柱２４を軸心として回転変位自在に連結させ、パネルユニット４Ａの下端を、自身の回転変位時に照明灯部５Ａと非接触となすようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外に設置される屋外灯に関する。

従来より、街路灯などの屋外に設置される屋外灯として、太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−５１２０８号公報

特許文献１記載の技術は、街路灯において、洪水や大雨時の浸水や直射日光からバッテリを守るという観点から、支柱の上部に取り付けられる照明灯の近傍に照明用のバッテリを取り付けるとともに、そのバッテリを太陽光線から遮るように単一のソーラーパネルを支柱の上端に傾斜角可変に取り付けたものである。

しかしながら、特許文献１では、ソーラーパネルの傾斜角を可変にしているも、照明灯の照明方向によっては、その傾斜角を調整しただけでは、十分に太陽光を受光できない場合があり、設置場所が限定される問題を有している。しかも、洪水や大雨時による浸水や直射日光による問題の発生は抑制しているものの、バッテリが照明灯の近傍という高所に配置されることにより、そのバッテリの点検や交換といった通常行われるメンテナンスが高所作業となってしまうという問題が新たに発生してしまう。

また、照明灯やソーラーパネル、さらにはバッテリ（バッテリボックス）といった付属品を支柱の上部に集めて取り付けることは、支柱自身の重心が偏り、不安定であるという問題がある。

本発明の課題は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ソーラーパネルを太陽光の向きに合わせられるように回転変位自在となして、多様な場所への設置を可能にし、しかも、照明部のバッテリの点検や交換といったメンテナンスを容易に実施することができ、また支柱を安定的に設置することができる屋外灯を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の屋外灯は、屋外に設置される屋外灯において、設置場所から立設される支柱と、該支柱の上部に配置され、太陽光を受けて発電するソーラーパネルと、前記支柱の上部に配置され、前記ソーラーパネルが発電した電力を充電したバッテリを利用して点灯する照明部と、を備え、前記照明部は、前記支柱の上部から屈曲部を介して斜め上方に指向させた照明灯部に設けられ、前記ソーラーパネルは、２体一組でパネルユニットとなすように、傾斜状態で前記支柱を中心として、該支柱の立設方向と直交する方向の両側に対称状に並列配置され、このパネルユニットを、前記支柱の上部から上方延設される補助支柱を軸心として回転変位自在に連結させ、前記パネルユニットの下端を、自身の回転変位時に前記照明灯部と非接触となすようにしたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、特定場所を照明するように設置した後、太陽光を最も効率よく受光できるようにパネルユニットのソーラーパネルを、回転変位させて調整することができる。このため背景技術のように照明方向による受光不足も低減できる。この結果、屋外灯の設置場所が限定されないので、多様な場所への設置が可能な屋外灯を提供できる。しかも、太陽光を効率よく受光でき、発電効率を高めることができるので、バッテリへの充電量も十分確保することができるため、夜間照明時の電力不足による照明不足や消灯などの不具合を低減することができる。また、パネルユニットは、ソーラーパネルを２体一組としているため、太陽光の受光量を、例えば同一のソーラーパネルを単一で使用するものに比べて増加できるので、バッテリへの充電も増加し、照明部による点灯時間を延ばすことや、照明部を明るい大型のものにすることができる。

また、支柱の上部には、屈曲部を介して照明部を有する照明灯部と、対称状に並列配置されるソーラーパネルを２体一組となしたパネルユニットを備えているため、安定感のあるバランスのとれたスマートな形態となり、斬新な美観を呈することと相まって、設置場所の雰囲気を損なわせない屋外灯を提供できる。また、ソーラーパネルは照明灯部より上側にあるので、ソーラーパネルの受光が照明灯部によって阻害されず、また照明部による下方への照明もソーラーパネルによって阻害されないから、ソーラーパネルと照明部との両者の機能を最大限に発揮することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、前記支柱の下端は、地面その他の設置面に固定される中空箱形態の基礎ボックスの上部に固定されて、その基礎ボックス上に前記支柱が立設され、その基礎ボックスの内部には、前記ソーラーパネルにより発電された電力を充電し、かつその充電した電力を前記照明部に給電するバッテリが収容され、そのバッテリと前記ソーラーパネル及び照明部とが前記中空形態の支柱の内部を通る配線により接続されたことを特徴とする。

これによれば、中空箱形態の基礎ボックス上に支柱が立設され、その支柱が貫通していない基礎ボックスの内部空間を利用して、その基礎ボックス内にバッテリ（必要に応じてコントローラも）が収容（格納）されることによって、相応の重量があるバッテリを支柱の上部又は中間部に設ける形態に比べて重心が高くならず、安定したバッテリ等の設置が可能となる。また、バッテリ（必要に応じてコントローラも）の点検や交換といったメンテナンスを容易に実施することができる。そして、このようなバッテリ等の収容スペースを確保した上で、その基礎ボックス上に支柱を安定して支持することができる。さらに、バッテリ等が基礎ボックス内に収容され、配線は支柱の内部から通されるので、洪水や大雨時による浸水や直射日光からバッテリ等を保護することができる。

また、周囲の明るさを検知する照度センサが前記ソーラーパネル、照明部又は支柱に設けられ、その照度センサが検知する照度に基づいて前記照明部が点灯又は消灯するようにすることができる。

また、前記基礎ボックスの中空箱形態の底面部には、前記設置面への固定のための外側に突出するフランジ部が形成され、この場合はそのフランジ部を介して設置面への固定が例えばアンカーボルト等を用いて容易に行うことができる。

また、前記中空箱形態の基礎ボックス内には前記バッテリの他、前記ソーラーパネルからバッテリへの充電及び前記照明部の点灯・消灯を制御するコントローラも収容され、このようにすれば、バッテリとコントローラとを基礎ボックス内で一元管理することが可能となる。

また、前記基礎ボックスの中空箱形態の上面部に前記支柱の下端が取り付けられ、その基礎ボックスの側壁部には取り外し可能な蓋部が固定配置された開口部が形成され、こうすれば、その蓋部を開けて基礎ボックス内のバッテリや必要なコントローラ等の点検や修理、交換等を容易に行うことができる。

また、前記基礎ボックスは、上部から下部にかけて中空部の断面積が漸次増大するテーパ状に形成され、こうすれば、基礎ボックスの地面等の設置面への固定が安定し、ひいてはその基礎ボックス上に立設された支柱の安定度も高まる。

また、前記基礎ボックス内には、前記バッテリを固定する固定部、さらには必要に応じてコントローラを固定する固定部が設けられ、こうすれば、車両の通過による振動、風や地震等による揺れによっても、バッテリやコントローラが基礎ボックス内で安定に保持される。

また、前記ソーラーパネルは、前記支柱に対して角度調節可能に固定され、こうすれば、支柱の設置される場所等に応じて、太陽光を最も効率よく受光できる角度にソーラーパネルを調整して、発電効率を高めることができる。

ここで、照明部としては、発光ダイオードを用いた照明部が好ましく、その他に白熱灯、蛍光灯、水銀灯などを用いることができる。

本発明の屋外灯によれば、例えば、路上や公園に設置するだけで、昼間には照明部は消灯してソーラーパネルが発電し、夜間になると自動的に照明部が点灯するように設定できる。そして、照明部には発光ダイオードを使用すると、消費電力が小さくなり、夜間の点灯時間を延ばすことができる。さらには、独立発電式で配線工事も不要なため、特別なメンテナンスを必要とせず、昼間に日の当たる所であれば設置場所を自由に選べ汎用性を有する。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る屋外灯の一例を示す斜視図、図２は図１の屋外灯の正面図、図３は図１の屋外灯の側面図、図４は図１の屋外灯の背面図、図５は図１の屋外灯の平面図、図６は図３の屋外灯の断面図、図７は本発明の実施形態に係る屋外灯のシステム構成を示すブロック図である。

図１に示すように、屋外灯１は、設置場所である路上や庭園などの屋外に設置される。屋外灯１は、支柱２と、その支柱２の下側に配置されて支柱２を支持する基礎ボックス３とを備えている。そして、その支柱２には、太陽光を受けて発電するソーラーパネル４を、２体一組として構成するパネルユニット４Ａと、そのソーラーパネル４が発電した電力を利用して点灯する照明部５と、その照明部５の点灯と消灯とを自動で切り替えるために周囲の照度を検知する照度センサ６とが上部に設けられている。また、支柱２は、それらソーラーパネル４、照明部５及び照度センサ６に接続する配線Ｌを通すために中空形態をなして形成されている（図６参照）。

また、基礎ボックス３は、図６に示すように、ソーラーパネル４により発電された電力を充電し、かつ、その充電した電力を照明部５に給電するバッテリ７と、照度センサ６が検知する周囲の照度によって、照明部５の点灯と消灯とを切り替えるためにバッテリ７における充電及び照明部５への給電を制御するコントローラ８とを収容している。

すなわち、屋外灯１は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ソーラーパネル４、照明部５、照度センサ６、並びにバッテリ７のそれぞれがコントローラ８に接続され、このコントローラ８の制御指令に基づき、それぞれ駆動制御される。また、２体のソーラーパネル４は、図７（ａ）に示すように、並列となしてコントローラ８に接続されている。このように並列接続されることによって、例えば、一方のソーラーパネル４が日陰に入り、十分に太陽光を受光できなく、その発電機能が低下しても、他方のソーラーパネル４からバッテリ７への充電が行なわれたり、また、一方のソーラーパネル４が故障によって発電しなくなった場合でも、他方のソーラーパネル４によってバッテリ７への充電が行なわれる。また、並列接続の場合には、単一のものに比べ、充電時の最大電流が２倍となり、バッテリ７の容量を大きくすることができ、明るさを強くする発光ダイオード５１を使用することができ、夜間の照明能力が向上する。また、図７（ｂ）に示すように、２体のソーラーパネル４を直列となしてコントローラ８に接続されている。このように直列接続されることによって、充電時の最大電圧を２倍にすることができ、バッテリ７、発光ダイオード５１の定格電圧を上げることができ、点灯照明時間が同じであれば、単一のものに比べ、その明るさをより明るくでき、夜間の照明能力が向上する。なお、コントローラ８は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスライン等からなるマイクロコンピュータを主として構成される。以下、屋外灯１の具体的な態様について説明する。

支柱２は、図１ないし図６に示すように、筒状形態をなし、基礎ボックス３から立ち上がる起立部２１と、その起立部２１の上部には、屈曲する屈曲部２２を介して、設置面から遠ざかるように斜め上方に指向させて設けた照明灯部５Ａと、起立部２１下端部に形成され基礎ボックス３に連結するための支持部２３と、起立部２１と照明灯部５Ａとの連接位置（折れ曲がる部分）である屈曲部２２において起立部２１から上方延設される補助支柱２４とを備えている。そして、照明灯部の先端下方領域には、窓部２２ａが形成され、その窓部２２ａに対応して照明部５が設けられている。

また、支持部２３は、起立部２１の下端部から外側に向かってフランジ状に突出するつば部２３ａと、そのつば部２３ａと起立部２１に跨り補強するリブ２３ｂとを含み構成されている。そして、つば部２３ａには図示しない貫通孔が形成されており、その貫通孔を介して基礎ボックス３の上面にボルト及びナットなどの締結部材２３ｃによって連結固定される。

補助支柱２４には、パネルユニット４Ａが補助支柱２４を軸心として矢印Ｒ方向に回転変位自在に連結されている。パネルユニット４Ａは太陽光を受光するのに適した角度でもってソーラーパネル４を傾斜状態となし、かかる傾斜状態で、支柱２（補助支柱２４も含む）を中心（図２の中心線ＣＬ参照）として、支柱２の立設方向と直交する方向（水平方向）の両側（図２では左右）に対称状に並列配置される。

並列配置される２体のソーラーパネル４は、その下方側でほぼＵ字状に形成される連結部材４０ａで連結されている。該連結部材４０ａには、補助支柱２４と連結するための外筒部材４０ｂが垂設されている。この外筒部材４０ｂ内に補助支柱２４を挿入させ、該補助支柱２４を軸心としてパネルユニット４Ａを回転変位自在に連結させている。

また、パネルユニット４Ａの任意の回転変位位置において、当該位置での回り止めを図って固定するための、係止ピンやフォロセットスクリューなどの係止部材４０ｃが使用される。このように回転変位自在に設けられるパネルユニット４Ａの下端４１は、自身の回転変位時に、照明灯部５Ａと非接触となるように、その高さ位置が設定されている。

また、図２、図３に示すように、ソーラーパネル４と連結部材４０ａとはヒンジ部材４２で連結され、ソーラーパネル４を矢印Ｐ方向に角度調節可能に固定している。

照明部５は、図６に示すように、光源（発光部）として複数の発光ダイオード５１を備えている。

照度センサ６は、フォトトランジスタを使用するもの、フォトダイオードを使用するもの、或いはフォトダイオードにアンプ回路を追加したものなどによって構成され、周囲の明るさを検知するものである。

次に、基礎ボックス３は、図１ないし図６に示すように、中空箱状形態をなし、平面視矩形状（例えば、正方形状）の上壁部（天井板部）３１を含み構成されている。そして、上壁部３１には、配線Ｌを挿通する配線孔３１ａが形成され（図６参照）、支柱２の支持部２３（下端部）が取り付けられている。また、側壁部３２の所定場所（本実施例においては側壁部３２ｄ：図３参照）には、取り外し可能な蓋部３５が締結部材３５ａによって固定配置された開口部３４が形成されている。さらに、底壁部３３は、平面視矩形状（例えば、正方形状）の板状形態をなし、側壁部３２の下縁から外側にフランジ状に突出するフランジ部３３ｆを形成している。

ここで、図１及び図４等に示すように、基礎ボックス３は、その上部から下部に向かって中空部の断面積が漸次増大するように裾拡がりのテーパ状の箱形態をなし、特にこの例では、裁頭四角錐台の形状をなして、正面視でも側面視でも裾拡がりのテーパ状をなしている。すなわち、上辺を平行短辺、下辺を平行長辺とする等脚台形状で側壁部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄがそれぞれ傾斜して形成されている。これにより、基礎ボックス３ひいては支柱２１の設置強度・剛性が高まる。

そして基礎ボックス３の内部には、図６に示すように、バッテリ７及びコントローラ８を固定する固定部３６が設けられている。具体的には、固定部３６は、バッテリ７を取り囲むように底壁部３３からリブ状に立ち上がって形成されている。

なお、屋外灯１は、図６に示すように、路上や公園などの屋外の設置場所としての地面Ｇにコンクリートなどの基礎コンクリート１００を敷設し、その基礎コンクリート１００の上側に設置することとなる。そして、その基礎コンクリート１００には、底壁部３３の貫通孔３３ａに対応してアンカーボルト１０１が設けられ、そのアンカーボルト１０１に底壁部３３の貫通孔３３ａを挿通させて設置することとなる。したがって、屋外灯１は、まず、基礎ボックス３を基礎コンクリート１００に設置（固定）した後に、その基礎ボックス３の上側に支柱２を設置することができ、組み立ても簡単に行うことができる。なお、支柱２を基礎ボックス３に取り付けて一体化した後に、基礎コンクリート１００に設置してもよい。

次に、屋外灯の変形例について説明する。図８は変形例に係る屋外灯の断面図である。以下の説明では、上述した実施形態と異なる部分について主に述べ、重複する部分については、同番号を付して、説明を省略又は簡略化する。変形例に係る屋外灯１Ａは、図８に示すように、側壁部３２の内側に固定されて形成される固定部３６Ａによってバッテリ７が固定配置されている。また、上壁部３１及び底壁部３３を連結する形態で形成された固定部３６Ｂによってコントローラ８が固定配置されている。このように、基礎ボックス３が支柱２を支持するために十分な大きさ（面積）を有するので、その収納空間（スペース）が大きくなり、バッテリ７やコントローラ８を固定する設計の自由度が増す。ひいては、大きなバッテリ７を設置して十分な充電を確保することができる。そして、例えば、固定部３６Ｂのように上壁部３１と底壁部３３とを連結することで、基礎ボックス３を補強する補強部として兼用することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

本発明の実施形態に係る屋外灯の一例を示す斜視図。 図１の屋外灯の正面図。 図１の屋外灯の背面図。 図１の屋外灯の側面図。 図１の屋外灯の平面図。 屋外灯の設置状態を示す断面図。 本発明の屋外灯のシステム構成を示すブロック図。 変形例に係る屋外灯の断面図。

符号の説明

１ 屋外灯
２ 支柱
３ 基礎ボックス
４ ソーラーパネル
４Ａ パネルユニット
５ 照明部
５Ａ 照明灯部
６ 照度センサ
７ バッテリ
８ コントローラ
２１ 起立部
２２ 屈曲部
２２ａ 窓部
２３ 支持部
２４ 補助支柱
２５ 保持具
２５ａ 外筒部
２５ｂ 保持具側連結部
３１ 上壁部
３２ 側壁部
３３ 底壁部
３３ｆ フランジ部
３６ 固定部
４１ 下端（パネルユニット）
１００ 基礎コンクリート
Ｌ 配線

Claims (10)

1. 屋外に設置される屋外灯において、
   設置場所から立設される支柱と、
   該支柱の上部に配置され、太陽光を受けて発電するソーラーパネルと、
   前記支柱の上部に配置され、前記ソーラーパネルが発電した電力を充電したバッテリを利用して点灯する照明部と、を備え、
   前記照明部は、前記支柱の上部から屈曲部を介して斜め上方に指向させた照明灯部に設けられ、
   前記ソーラーパネルは、２体一組でパネルユニットとなすように、傾斜状態で前記支柱を中心として、該支柱の立設方向と直交する方向の両側に対称状に並列配置され、
   このパネルユニットを、前記支柱の上部から上方延設される補助支柱を軸心として回転変位自在に連結させ、前記パネルユニットの下端を、自身の回転変位時に前記照明灯部と非接触となすようにしたことを特徴とする屋外灯。
2. 前記支柱の下端は、地面その他の設置面に固定される中空箱形態の基礎ボックスの上部に固定されて、その基礎ボックス上に前記支柱が立設され、その基礎ボックスの内部には、前記ソーラーパネルにより発電された電力を充電し、かつその充電した電力を前記照明部に給電するバッテリが収容され、そのバッテリと前記ソーラーパネル及び照明部とが前記中空形態の支柱の内部を通る配線により接続されたことを特徴とする請求項１に記載の屋外灯。
3. 周囲の明るさを検知する照度センサが前記ソーラーパネル、照明部又は支柱に設けられ、その照度センサが検知する照度に基づいて前記照明部が点灯又は消灯する請求項１又は２に記載の屋外灯。
4. 前記基礎ボックスの中空箱形態の底面部には、前記設置面への固定のための外側に突出するフランジ部が形成されている請求項２又は３に記載の屋外灯。
5. 前記中空箱形態の基礎ボックス内には前記バッテリの他、前記ソーラーパネルからバッテリへの充電及び前記照明部の点灯・消灯を制御するコントローラも収容されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の屋外灯。
6. 前記基礎ボックスの中空箱形態の上面部に前記支柱の下端が取り付けられ、その基礎ボックスの側壁部には取り外し可能な蓋部が固定配置された開口部が形成されている請求項２ないし５のいずれか１項に記載の屋外灯。
7. 前記基礎ボックスは、上部から下部にかけて中空部の断面積が漸次増大するテーパ状に形成されている請求項２ないし６のいずれか１項に記載の屋外灯。
8. 前記基礎ボックス内には、前記バッテリを固定する固定部が設けられている請求項２ないし７のいずれか１項に記載の屋外灯。
9. 前記基礎ボックス内には、前記バッテリ及びコントローラをそれぞれ固定する固定部が設けられている請求項５に記載の屋外灯。
10. 前記ソーラーパネルは、前記支柱に対して角度調節可能に固定されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の屋外灯。

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