JP2010028027A - ソーラー式ポータブル発電器具 - Google Patents

ソーラー式ポータブル発電器具 Download PDF

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Abstract

【課題】持ち運びが常に容易で、照明機能を備えたソーラー式ポータブル発電器具を提供する。
【解決手段】 ソーラーパネルを収容するケース本体と蓋部とを有する単一トランク型のケースを備え、ケース本体内には、バッテリと、コントローラと、インバータ等が格納され、ケース本体の側壁には、取手が設けられている。前記蓋部の外側表面には、面状の照明部が設けられ、この面状の照明部は、蓋部の外側表面の一部を構成する照射カバーと、そのカバーの内側において、蓋部に設けられた複数の光源とを備えている。
【選択図】図4

Description

本発明は、ソーラー式ポータブル発電器具に関し、特にソーラーパネルを用いたソーラー式ポータブル発電器具に関する。
この種のソーラー式ポータブル発電器具として、例えば下記特許文献1に記載されているように、第1の受光面及び第1の取手部が設けられた第1の太陽電池モジュール部と、第2の受光面及び第2の取手部が設けられた第2の太陽電池モジュール部とを備えたものが知られている。そして、第1の太陽電池モジュール部の第1の受光面とは反対側の面には、第1のバッテリパックが脱着可能に取り付けられ、第2の太陽電池モジュール部の第2の受光面とは反対側の面には、第2のバッテリパックが脱着可能に取り付けられている。第1及び第2の太陽電池モジュール部は蝶番により折り畳み可能とされていて、折り畳まれた状態で、第1及び第2の取手部を利用して持ち運びできるようになっている。
特許第3830935号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載されたソーラー式ポータブル発電器具では、第1及び第2バッテリパックによる電力の給電時において、通常、第1及び第2バッテリパックを第1及び第2の太陽電池モジュール部からそれぞれ取り外す必要がある。このため、第1及び第2バッテリパックが第1及び第2の太陽電池モジュール部から取り外された場合には、バッテリパックが太陽電池モジュール部と電気配線で接続された状態となって、発電器具を移動させることが困難になるという問題があった。
さらに、災害非常時や暗所等で、照明が必要になった場合、照明器具を用意して、それを発電器具のコンセントに接続させて、電力の供給を受けることで、照明を得る必要があった。
本発明の課題は、持ち運びが常に容易で、照明機能を備えたソーラー式ポータブル発電器具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、本発明は、太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電器具において、
一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが設けられ、
前記ケース本体の側壁には、持ち運び用の取手が設けられ、
前記蓋部の外側表面には、前記コントローラ及び前記バッテリからの電力を受けて、点灯する面状の照明部が設けられ、
この面状の照明部は、蓋部の外側表面の一部を構成する透光性を有する照射カバーと、そのカバーの内側において、前記蓋部に設けられた複数の光源とを備えていることを特徴とすることを特徴とする。
このソーラー式ポータブル発電器具では、バッテリ、コントローラ、インバータがケース本体に固定される。このため、バッテリの電力の給電時においては、上記した従来技術とは異なり、バッテリ等をいちいち取り外さなくて済むので、発電器具を常に容易に持ち運ぶことができる。
さらに、蓋部の外側表面に面状の照明部が設けられており、ケース本体は、取手が取り付けられたトランク型であるため、持ち運びが容易で、電源の無い場所で照明として使用できる。また、電池が必要な懐中電灯等と比べて、本発明はソーラー式のため、繰り返して充電が可能で、電池交換が不要である。よって、レジャー等のアウトドアや災害非常時のように照明が必要な状況に対応できる。
さらに照明部は、照射カバーを有しているため、蓋部の内側に設けられた複数の光源から照射される光を均一にさせることができる。従って、照明部の全体に渡って均一に点灯させることが可能になる。
本発明の実施に際して、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定されるとよい。
これによれば、ケース本体内の収容空間を有効に活用することで、ケースの外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。
また、本発明の実施に際して、前記ケース本体内には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、前記バッテリが充電状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリの電力が給電可能状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリが給電可能状態にあるとき給電を可能にする給電スイッチと、前記照明部を点灯させる照明スイッチとが設けられるとよい。
これによれば、バッテリの充電状態またはその電力の給電状態を視認することができ、発電器具の利便性を向上させることができる。
また、本発明の実施に際して、前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な一対のヒンジを介して連結されており、このヒンジにより一定の角度で傾斜位置が固定され、前記バッテリは、前記一対のヒンジに近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されているとよい。
これによれば、角度調整部材によって、蓋部がケース本体に対して任意の傾斜位置に角度調整され、一定の角度で傾斜位置が固定される。このため、バッテリを充電する場合には、蓋部に設けたソーラーパネルが太陽光に当たるように蓋部をケース本体に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。さらに、バッテリの充電が完了し、照明部を点灯させた際、蓋部の外側表面に設けた照明部が、適切な角度になるように蓋部をケース本体に対して傾斜させればよい。これにより、照明の必要な角度を任意に調節することが可能となる。
また、本発明の実施に際して、前記ケース本体内の前記コンセント、前記パイロットランプ、前記給電スイッチ、前記照明スイッチは、前記蓋部が閉じられた際、前記蓋部で覆われ、前記ケースの内部に収納されるように構成されているとよい。
これによれば、コンセント、パイロットランプ、給電スイッチ、照明スイッチは蓋部が閉じられた際、蓋部で覆われるように設けられており、これらがケース本体内部に収納されることにより、パイロットランプの破損や給電スイッチの誤操作といった不具合が無くなるとともに、ケースの外観形状をシンプルにすることができる。
また、本発明の実施に際して、前記ケース本体及び前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、同蓋内の収容空間に収容された状態で固定されており、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されているとよい
これによれば、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラ、インバータが収容される。このように、ケース本体内の収容空間を有効に活用することで、ケースの外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。また、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラ、インバータを収容することで、各機器の重みによりケース本体の安定性が増し、蓋部を開けた状態(バッテリの充電時や照明部の点灯時)でのケース本体の転倒を防止することもできる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るソーラー式ポータブル発電器具の斜視図である。図2は、図1の背面図である。図1及び図2に示すように、このソーラー式ポータブル発電器具は、ケース10を備えている。ケース10は、例えばアルミニウム製であり、トランク型の手提げカバン(アタッシュケース)風の形状に形成されている。ケース10は、ケース本体11及び蓋部12を含んで構成されている。また、蓋部12の外側表面には平面状の照明部40が設けられている。ケース本体11及び蓋部12は、略角形の容器状をなし、ケース本体11の深さが蓋部12の深さよりも深く形成されており、ヒンジ13により一軸線回りに回動可能に連結されている。ケース本体11のヒンジ13が設けられた側壁(背面壁)と対向する側壁(正面壁)には、持ち運び用の取手14が設けられるとともに、閉状態にて蓋部12と一体化させるためのロック金具15が設けられている。
図2及び図3に示すように、ヒンジ13(角度調整部材)は、その構成部材の摩擦により蓋部12をケース本体11に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。ケース本体11内及び蓋部12内の収容空間Sには、それぞれソーラーパネル21,22が収容された状態で固定されている。
図3に示すように、給電スイッチ26、照明スイッチ50、パイロットランプ27、28及びコンセント29が、ケース本体11内の設置部分Lに設けられている。
ソーラーパネル(太陽電池)21,22は、例えば多結晶シリコン(あるいは単結晶シリコン)からなる半導体素材を張り合わせて薄い板状に形成したものであり、太陽光を受けて電力を発生させる。なお、各ソーラーパネル21,22の定格出力は10Wに設定されている。
図4は、蓋部12を開いた状態における、蓋部12の外側表面に設けられた平面状の照明部40を示す本発明の斜視図である。
図5は、蓋部12を模式的に示した平面図である。面状の照明部40は、蓋部12の外側表面を構成する照射カバー42と、その照射カバー42の内側において、蓋部12に設けられた光源として、周知の発光ダイオードである複数のLED41とを備えている。LED41は、電気配線を介して接続されており、この点については後で説明する。
照射カバー42は、平面状で、蓋部12のように略角形状をなし、蓋部12より一回り小さく形成されている。さらに、全体が不透明で透光性を有しており、光源設置部Nと、LED41とを覆うように取り付けられている。従って、照明部40が点灯する際には、まずLED41が発光し、その光が照射カバー40を通して照射されて、照明部40が点灯の状態となる。またこの際、不透明で透光性を有するこの照射カバー42により、LED41における光の照射の均一化が図られている。
図6は、LED41の電気的接続を示す回路図であり、LED41は、白色光又は白色光に近い光を発するものを使用する。光源設置部Nの長辺に対して平行になるように、抵抗Rと複数、例えば5個のLED41とが直列接続され、それを同一に複数列、例えば3列形成して、光源設置部Nの短辺方向に並列接続されている。従って、光源設置部Nには、例えば計15個のLED41が設けられている。抵抗Rは、代替として定電流ダイオードでも電流を制限することが可能である。それぞれのLED41は、互いが光源設置部N内に均等間隔になるように配設されている。なお、この実施形態のようにLED41は、必ずしも5個×3列の計15個で構成されている必要はなく、適宜変更可能である。
図7及び図8に示すように、ソーラーパネル21,22は、コントローラ24を介してバッテリ23に接続されるとともに、コントローラ24を介してインバータ25に接続されている。バッテリ23、コントローラ24及びインバータ25は、図3に示すように、ケース本体11内の収容空間Sに収容された状態でケース本体11に固定されている。ソーラーパネル21は、バッテリ23、コントローラ24及びインバータ25を覆った状態で、ケース本体11の開口部11a近傍部位に固定されている。
バッテリ23は、例えば容量20Ah、出力電圧12Vの鉛蓄電池であり、各ソーラーパネル21,22により発電された電力を充電する。コントローラ24は、バッテリ23を効率良く充電する充電回路を備えている。この充電回路は、例えば、バッテリ23が空の状態では定電流充電を行い、バッテリ23の電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行う。インバータ25は、バッテリ23により充電された電力を交流(AC100V出力)に変換して外部に給電(放電)する。なお、インバータ25は、例えば最大定格400Wに設定されている。
コントローラ24には、給電スイッチ26、照明スイッチ50、パイロットランプ27,28及びファン30が電気配線を介して接続され、インバータ25には、電源供給用のコンセント29が電気配線を介して接続されている。
給電スイッチ26は、そのオン操作によりコンセント29から負荷への給電を可能とする。パイロットランプ27は、バッテリ23が充電状態にあるとき点灯する(例えば黄色)。パイロットランプ28は、バッテリ23の電力が給電可能状態にあるとき、給電スイッチ26のオン操作を条件として点灯する(例えば赤色)。ファン30は、過熱し易いインバータ25の近傍に設けられ、インバータ25が発生する熱をケース本体11内で対流させる。コンセント29には、例えば照明器具、小型テレビ、ラジオ、CDラジカセ、パソコン等を接続することができる。
照明部40は、コントローラ24を介して電気的に接続される。バッテリ23に電力が充電された状態で、照明スイッチ50をオンすることにより、バッテリ23に充電された電力がコントローラ24を介して照明部40に給電され、照明部40が点灯する。なお、照明部40の点灯を必要としない場合は、照明スイッチ50をオフすることで消灯し、バッテリの電力消費を節約させることができる。
また、照明部40の点灯時は、例えば図4のように、蓋部12の上記角度調整を利用して、蓋部12の外側表面に設けた照明部40が適切な角度になるように、蓋部12をケース本体10に対して傾斜させるとよい。これにより、任意の角度に光を照射させることができる。
また、本実施形態では、図示しないが、蓋12を閉じた状態で照明部40を点灯させることも可能であり、例えば図1の取手14を利用して、照明部40を点灯させたまま持ち運んだり、壁や柱といった安定した場所へ立て掛けるように設置してもよい。
また、本実施形態では、照明部40の点灯とともに、他の機器例えば、小型テレビ、ラジオ、CDラジカセ、パソコン等を併用することも可能であり、暗所等であれば、パソコンのディスプレイの明度を補助したり、キーボード操作の手元を照らすといった使用形態も可能である。
次に、本実施形態の充電に係る実際の動作の説明として、例えば図3のように、ケース10を開き、ソーラーパネル22が太陽光に当たるように蓋部12をケース本体11に対して傾斜させることで、ソーラーパネル21,22により発電された電力がコントローラ24を介してバッテリ23に充電される。(図7及び図8も参照。)この場合、蓋部12は、ヒンジ13における摩擦により設定された傾斜位置に保持されて、例えば風が吹いても閉じることがない。
図7及び図8に示すように、バッテリ23に電力が充電された状態では、給電スイッチ26のオン操作によりバッテリ23に充電された電力がコントローラ24を介してインバータ25に給電され、コンセント29に差し込まれた電源プラグを介して例えば、照明器具、小型テレビ、ラジオ、CDラジカセ、パソコン等の負荷が駆動される。なお、ケース10を開けてソーラーパネル21,22が太陽光に照らされた状態で、負荷を駆動するようにすれば、バッテリ23の充電も同時に行うことが可能である。この場合には、パイロットランプ27,28が共に点灯した状態となる。
以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、例えば図8に示されるように、バッテリ23、コントローラ24及びインバータ25がケース本体11に固定される。また、ソーラーパネル21が、バッテリ23、コントローラ24及びインバータ25を覆った状態で、ケース本体11に固定される。このため、バッテリ23の電力の給電時において、バッテリ23等をいちいち取り外さなくて済むので、発電器具を常に容易に持ち運ぶことができる。
また、上記実施形態では、例えば図3に示されるように、ヒンジ13によって、蓋部12がケース本体11に対して任意の傾斜位置に角度調整される。これにより、バッテリ23を充電する場合には、蓋部12に設けたソーラーパネル22が太陽光に当たるように蓋部12をケース本体11に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。
また、上記実施形態では、例えば図8に示されるように、ケース本体11内の収容空間Sにバッテリ23、コントローラ24及びインバータ25が収容される。このように、ケース本体11内の収容空間Sを有効に活用することで、本発明の外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。
また、上記実施形態では、収容空間Sにバッテリ23、コントローラ24及びインバータ25を収容することで、各機器の重みによりケース本体11の安定性が増す。これにより、蓋部12を開けた状態(バッテリ23の充電時)で、例えば風が吹いても、ケース本体11の転倒を防止することができる。
また、上記実施形態では、ケース本体11内の設置部分Lに給電スイッチ26、照明スイッチ50、パイロットランプ27、28、コンセント29が設けられる。パイロットランプ27は、バッテリ23が充電状態にあるとき点灯し、パイロットランプ28は、バッテリ23の電力が給電可能状態にあるとき点灯する。これにより、バッテリ23の充電状態やその電力の給電状態を視認することができ、発電器具の利便性を良好に向上させることができる。
また、上記実施形態では、例えば図3の蓋部12が閉じられた際、給電スイッチ26、照明スイッチ50、パイロットランプ27,28及びコンセント29が蓋部12で覆われ、ケース11内部に収納される。よって、給電スイッチ26の誤操作やパイロットランプの破損といった不具合が無くなるとともに、ケース11の外観形状をシンプルにすることができる。
また、上記実施形態では、図8に示すようにケース本体11内が、ファン30により冷却されるように構成されている。これにより、バッテリ23、コントローラ24及びインバータ25をケース本体11内に固定するように構成しても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。
なお、本実施形態では、ファン30を、インバータ25の近傍に設けてケース本体11内で熱を対流させるようにしたが、これに加えてまたは代えて、図9に示すように、ケース本体11に開口部11bを設け、この開口部11bの近傍にファン30を設けてケース本体11内の熱を外部に放出するようにしてもよい。これによっても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。その他の部分は、図8と共通であるため同一の符号を付して説明を省略する。
また、上記実施形態では、例えば図2のように、角度調整部材としてのヒンジ13を、ケース本体11及び蓋部12の背面壁に設けたが、これに加えてまたは代えて、図10に示すように、角度調整部材としてのヒンジ113を、ケース本体11及び蓋部12の側面壁に設けてもよい。この場合、ヒンジ113は、ヒンジ13と同様、その構成部材の摩擦により蓋部12をケース本体11に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。その他の部分は、図3と共通であるため同一の符号を付して説明を省略する。
また、上記実施形態では、ヒンジ13,113を構成する構成部材の摩擦により、蓋部12がケース本体11に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、摩擦を利用するものに限らず、図11(a)及び図11(b)に示すように、圧縮コイルばね131の付勢によりボール132がリンク133の凹部133aに嵌り込むような節度機構130を用いてもよい。この場合には、図11(a),図11(c),図11(d)に示すように、蓋部12の傾斜角θ1,θ2,θ3に応じてボール132が嵌り込むリンク133の凹部133aが変わり、それぞれの傾斜位置で蓋部12がケース本体11に保持されるようになる。
また、上記実施形態では、角度調整部材により、蓋部12がケース本体11に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、図12に示すように、蓋部12とケース本体11とを連結するヒンジとして摩擦力の小さいものを使用し、蓋部12がケース本体11に対して180°開いた状態でケース10全体を支持部材230で支持するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、コンセントとして、交流(AC100V出力)を利用可能なタイプのものを用いたが、例えば、国外で使用する場合等を考慮に入れて、種々の規格のコンセントを併設することも可能である。
なお、図13に示すように、給電スイッチ26、照明スイッチ50、コンセント29、パイロットランプ27、28をケース10の外面、例えばケース本体11の外側面に設置することもできる。このようにすれば、蓋部12を閉じた状態で照明部40を点灯・消灯させることができ、同様に蓋部12を閉じた状態で給電スイッチ26をオンにして外部電気機器をコンセント29に接続して給電することができる。
本発明のソーラー式ポータブル発電器具の一実施形態を示す斜視図。 図1のケースの背面図。 図1のケースを開いた状態を示す斜視図。 ケースを開いた状態での照明部を示す斜視図。 図4の蓋部を模式的に示した平面図。 光源設置部におけるLEDの電気的接続を示す回路図。 本実施形態におけるソーラー式ポータブル発電器具の構成を示すブロック図。 ソーラーパネルを取り外したときのケース本体内を模式的に示す平面図。 本発明の変形実施形態に係り、ファンの位置を変更した場合を模式的に示す平面図。 本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として機能するヒンジの位置を変更した場合の斜視図。 (a)は本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として節度機構を用いた場合の説明図。(b)は(a)の節度機構の要部拡大図。(c)は(a)の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの一角度に保持された例を示す説明図。(d)は(a)の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの別の一角度に保持された場合を示す説明図。 本発明の変形実施形態に係り、ケース全体を傾斜させた例を示す説明図。 本発明のさらに変形実施形態を示す斜視図。
符号の説明
10 ケース
11 ケース本体
12 蓋部
13,113 ヒンジ(角度調整部材)
14 取手
21,22 ソーラーパネル
23 バッテリ
24 コントローラ
25 インバータ
26 給電スイッチ
27,28 パイロットランプ
29 コンセント
30 ファン
40 照明部
41 LED
42 照射カバー
50 照明スイッチ
130 節度機構(角度調整部材)
131 圧縮コイルばね
132 ボール
133 リンク
133a 凹部
230 支持部材

Claims (6)

  1. 太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電器具において、
    一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
    前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが設けられ、
    前記ケース本体の側壁には、持ち運び用の取手が設けられ、
    前記蓋部の外側表面には、前記コントローラ及び前記バッテリからの電力を受けて点灯する面状の照明部が設けられ、
    この面状の照明部は、蓋部の外側表面の一部を構成する透光性を有する照射カバーと、そのカバーの内側において、前記蓋部に設けられた複数の光源とを備えていることを特徴とするソーラー式ポータブル発電器具。
  2. 前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定される請求項1に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
  3. 前記ケース本体内には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、前記バッテリが充電状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリの電力が給電可能状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリが給電可能状態にあるとき給電を可能にする給電スイッチと、前記照明部を点灯させる照明スイッチとが設けられる請求項1または2に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
  4. 前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な一対のヒンジを介して連結されており、このヒンジにより一定の角度で傾斜位置が固定され、前記バッテリは、前記一対のヒンジに近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
  5. 前記ケース本体内の前記コンセント、前記パイロットランプ、前記給電スイッチ、前記照明スイッチは、前記蓋部が閉じられた際、前記蓋部で覆われ、前記ケースの内部に収納されるように構成されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
  6. 前記ケース本体及び前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋側のソーラーパネルは、同蓋内の収容空間に収容された状態で固定されており、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
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