JP2011178296A - 照明装置およびそれを備えた収納ボックス - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー等の外部電源を不要とすることが可能な照明装置およびそれを備えた収納ボックスを提供する。
【解決手段】収納ボックス１は、蓋部２１の開閉動作時のエネルギーを利用して発電する発電部５１を備えている。蓋部２１のロック機構を解除し、蓋部２１の開放方向に回動させると、蓋部２１の固定部２２に接続されている発電部５１の回転軸５１Ａが回転する。回転時のエネルギーを利用することにより、発電部５１により発電が行われ、電力が得られる。電力が蓄電回路５２を通じて照明部６１に供給され、照明部６１が点灯する。発電によって蓋部２１の開閉動作の制動を行うことができる。従来ではダンパで消費されていた制動エネルギーを、発電部５１により電力に変換することにより、照明部６１の点灯に利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置およびそれを備えた収納ボックスに係り、特に照明装置への電力供給技術の改良に関する。

車載用収納ボックス（たとえばコンソールボックスやグローブボックス）等の収納ボックスには、その内部に照明装置が使用されている。照明装置の電源として、車載用バッテリー（以下、バッテリー）が使用されている（たとえば特許文献１）。

特開平９−２７２３７７号公報

しかしながら、バッテリーは車載用収納ボックスの外部に設けられているため、バッテリーと照明装置とを接続する配線を設ける必要がある。このため、収納ボックスに照明装置を取り付ける場合、専門知識および工程が必要であった。

したがって、本発明は、バッテリー等の外部電源を不要とすることが可能な照明装置およびそれを備えた収納ボックスを提供することを目的とする。

従来の収納ボックスでは、蓋部が収納部に開閉可能に設けられ、蓋部の開閉動作を制限するためにロータリダンパが用いられている。この場合、開閉動作時の制動エネルギーが余剰エネルギーとなっていたが、本発明者は、余剰エネルギーとなる制動エネルギーを電力に変換して照明手段の点灯に利用することに着眼し、本発明の完成に至った。

本発明の収納ボックスは、収納部と、収納部を閉塞する蓋部と、収納部の内部を照明する照明手段と、蓋部の開閉動作時のエネルギーを利用して発電する発電手段とを備え、照明手段は、発電手段の発電により得られた電力によって点灯することを特徴としている。

本発明の収納ボックスでは、発電手段が蓋部の開閉動作時のエネルギーを利用して発電し、照明手段は、発電手段の発電により得られた電力によって点灯する。この場合、発電手段は、発電のために開閉動作時のエネルギーを利用することにより、蓋部の開閉動作の制動を行うことができる。これにより、蓋部の開閉動作の制動のためのダンパが不要となる。また、照明装置への電力供給のためのバッテリー等の外部電源、および、それらを接続する配線が不要となる。その結果、収納ボックスに照明装置を取り付ける場合、専門知識および工程が不要となる。

本発明の収納ボックスは種々の構成を用いることができる。たとえば蓋部の開閉動作は手動で行うことができる。また、蓋部の開閉動作のための動力を与える弾性部材を用いることができる。この態様では、発電手段は、蓋部の開閉動作の制動を行い、その制動エネルギーを電力に変換して発電することができる。弾性部材としては、ばねを用いることが好適である。

また、発電により得られた電力を蓄電することにより、蓋部の動作終了後、照明手段は、一定時間、点灯する構成を用いることができる。たとえば発電手段は蓄電回路を有し、蓄電回路は、前記蓋部の一回の開放動作時または閉塞動作時の発電手段の発電により得られた電力を蓄えることができる。この場合、照明手段は、一回の動作終了後から所定時間以上、所定照度で点灯することができる。

また、たとえば蓄電回路は整流素子を備え、整流素子の整流作用によって開放動作時および閉塞動作時のいずれかに制動力が加えられる構成を用いることができる。照明手段としてはＬＥＤを用いることができる。

本発明の照明装置は、本発明の収納ボックスに適用される照明装置であって、上記照明手段と上記発電手段とを備えたことを特徴としている。

本発明の照明装置あるいはそれを備えた収納ボックスによれば、ダンパで消費されていた制動エネルギーを、発電手段により電力に変換して照明手段の点灯に利用することができる。また、これにより蓋部の開閉動作の制動を行うことができる。その結果、蓋部の開閉動作の制動のためのダンパ、照明装置への電力供給のためのバッテリー等の外部電源、および、それらを接続する配線が不要となる。

本発明の第１実施形態に係る収納ボックスの概略構成を表し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の第２実施形態に係る収納ボックスの概略構成を表し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態に係る収納ボックスの照明装置に設けられる蓄電回路を表す回路図である。 実施例で発電部の内部抵抗を一定値に固定したときのキャパシタ容量と電力量の関係を表すグラフである。

（１）第１実施形態
（１−１）実施形態の構成
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る収納ボックス１の概略構成を表し、（Ａ）は収納ボックス１の斜視図、（Ｂ）は収納ボックス１のヒンジ機構を含む断面図である。収納ボックス１は、たとえば車載用収納ボックスである。収納ボックス１は、手動で蓋部２１が開閉されるものである。収納ボックス１は、収納部１１、蓋部２１、ヒンジ機構、ロック機構、発電部５１、蓄電回路５２、および、照明部６１を備えている。発電部５１、蓄電回路５２、および、照明部６１は、照明装置を構成している。

収納部１１は、たとえば小物（図示略）を収納し、車体（図示略）に固定される。収納部１１の上面には開口部１１Ａが形成され、開口部１１Ａは蓋部２１により閉塞される。収納部１１の１対の側部には孔部１１Ｂが形成され、孔部１１Ｂに１対の回転案内部３１が固定されている。収納部１１における蓋部２１側の側部には、発電部５１が固定される載置部１２が形成されている。蓋部２１には、そこに発電部５１の回転軸５１Ａを固定する固定部２２が形成されている。固定部２２は、回転案内部３１に回転可能に支持されている。

蓋部２１の回動は回転案内部３１を中心にして行われ、この場合、回転軸５１Ａは固定部２２に固定されているから、蓋部２１の回動では回転軸５１Ａの回転が伴う。蓋部２１の開放動作時には、蓋部２１には発電部５１および蓄電回路５２の作用により制動力が働くが、蓋部２１の閉塞動作時には、蓋部２１には制動力が働かない。収納部１１の側面部上面に凹部４１が形成され、蓋部２１の下面に凸部４２が形成されている。蓋部２１による開口部１１Ａの閉塞時、凸部４２が凹部４１に係合することにより、ロックがなされる。凹部４１および凸部４２は、ロック機構を構成している。

発電部５１は、回転案内部３１の間に配置され、固定部５３により載置部１２に固定されている。発電部５１の回転軸５１Ａは固定部２２の一方に接続されている。発電部５１では、回転軸５１Ａの回転により発電が行われる。発電部５１には、配線（図示略）により蓄電回路５２が接続されている。蓄電回路５２は、たとえば収納部１１の底面に固定されている。

照明部６１は、たとえば収納部１１の側部の上端部に設けられ、収納部１１の内部を照明する。照明部６１は、配線（図示略）を通じて蓄電回路５２に接続され、照明部６１への電力供給は、発電部５１の発電によりなされる。照明部６１としては、照度と消費電力の関係からＬＥＤを用いることが好適である。

蓄電回路５２は、図３に示すように、整流素子７１、キャパシタ７２、および、コンバータ７３を備えている。整流素子７１は、発電部５１の回転軸５１Ａによる所定方向への回転時のみ、キャパシタ７２に電流を流す。このとき、電流に比例した制動力が生じる。キャパシタ７２は、発電部５１により得られた電力を蓄える。コンバータ７３は、照明部６１への供給電圧を一定にすることにより、照明部６１の回路を保護するとともに照度を一定に保つことが可能である。

コンバータ７３としては、たとえば降圧型スイッチングレギュレータＩＣを用いたＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。このＤＣ−ＤＣコンバータを用いる場合、コンバータ７３への入力電圧がＩＣの設定電圧を超えるとき、電圧を設定電圧まで引き下げて照明部６１へ出力する。コンバータ７３への入力電圧が設定電圧に満たないとき、その入力電圧をそのまま照明部６１へ出力する。コンバータ７３の出力電圧としては、照明を点灯可能な電圧が必要となる。また、キャパシタ７２に蓄えられる電力量は電圧の２乗に比例する。したがって、たとえば発電電圧を出力電圧の４倍に設定すると、蓄えられた電力量の９４％を利用することができるから、発電電圧はそれ以上に設定することが望ましい。

このような構成を有する蓄電回路５２では、整流素子７１によって、電力がキャパシタ７２に蓄えられるように回転軸５１Ａの回転方向を所定方向に設定することができる。この場合、蓄電回路５２は、そのような所定方向回転時のみに負荷を回転軸５１Ａに与えることができ、その所定方向を蓋部２１の開放方向に設定することにより、制動力を蓋部２１の開放動作に対して発生させることができる。一方、発電部５１の回転軸５１Ａの逆回転時には、制動力は蓋部２１の閉塞動作に対して発生しない。

（１−２）実施形態の動作
上記構成を有する収納ボックス１の動作について図１，３を参照して説明する。蓋部２１による開口部１１Ａの閉塞状態にある収納ボックス１において、蓋部２１のロック機構を手動で解除し、手動で蓋部２１の開放方向に回動させると、その開放方向にトルクが働く。すると、蓋部２１の固定部２２に接続されている発電部５１の回転軸５１Ａが回転する。この回転時のエネルギーを利用することにより、発電部５１により発電が行われ、電力が得られる。この電力が蓄電回路５２を通じて照明部６１に供給され、照明部６１が点灯する。このように第１実施形態では、ダンパで消費されていた制動エネルギーを、発電部５１により電力に変換することにより、照明部６１の点灯に利用することができる。

ここで、整流素子７１によって、所定方向（蓋部の開放方向）にのみ、発電部の電力が蓄電回路５２のキャパシタ７２に蓄えられるようなっているから、制動力を蓋部２１の開放動作に対して発生させることができる。

発電部５１により得られた電力は、蓄電回路５２に一時的に蓄えられ、そこから照明部６１へ供給され、照明部６１が点灯する。照明部６１は、電力が消費されると、消灯する。一方、発電部５１の回転軸５１Ａの逆回転時には、整流素子７１により電流が流れないので制動力は蓋部２１の閉塞動作に対して発生しない。これにより、手動での蓋部２１の閉塞時に無駄な力を使うことがない。

以上のように第１実施形態では、発電部５１が蓋部２１の開閉動作時のエネルギーを利用して発電し、照明部６１は、発電部５１の発電により得られた電力によって点灯する。この場合、発電部５１は、発電のために開閉動作時のエネルギーを利用することにより、蓋部２１の開閉動作の制動を行うことができるので、蓋部２１の開閉動作の制動のためのダンパが不要となる。また、照明部６１への電力供給のためのバッテリー等の外部電源、および、それらを接続する配線が不要となる。その結果、収納ボックス１に照明装置を取り付ける場合、専門知識および工程が不要となる。

特に、蓄電回路５２は、蓋部２１の一回の開放動作時または閉塞動作時の発電部５１の発電により得られた電力を蓄え、照明部６１は、一回の動作終了後から所定時間以上、所定照度で点灯することができる。

以上のような収納ボックス１の実施例について説明する。なお、実施例は第１実施形態の一例であり、キャパシタの容量や発電部の発電係数等は、下記値に限定されないのは言うまでもない。実施例では、たとえば発電部には発電係数０．０５５（Ｖ・ｒａｄ／ｓ)で減速比１００：１のＤＣギヤモータを用い、キャパシタには容量０．００４（Ｆ）の電解コンデンサを使用した。この条件において、蓋部のロック機構を解除してから蓋部の開放動作が終了するまでの操作を約０．７秒で行ったとき、発電電力量は０．３８（Ｊ）であった。

発電で得られた電力量により可能となる照明部による点灯時間について調べた。暗所で視野を十分確保することができる平均照度は１０ｌｘ程度（最適条件）である。収納部の内部寸法を１５０ｍｍ×３００ｍｍ×１５０ｍｍに設定した場合、上記例で得られた発電電力量０．３８（J）により照明部が点灯することによって、収納部内部を、上記平均照度を維持した状態で３０秒間照明することができた。なお、平均照度１０ｌｘは、文字が記載された媒体をそこから６００ｍｍ離れた距離で見る場合、大きさが２．５ｍｍの文字を十分に識別することができる照度である。収納部内の照度の計測は、収納部内の数カ所で行い、収納部内の照度はその計測値の平均値とした。

キャパシタに蓄えられる電力量は、キャパシタ容量および発電部の内部抵抗の設定によって極大値を有する。図４は、上記例で発電部の内部抵抗を一定値（≒４０Ω）に固定したときのキャパシタ容量と電力量の関係を表すグラフである。図４から判るように、本実施例では０．００４（Ｆ）のとき電力量が極大値となった。

（２）第２実施形態
第２実施形態では、蓋部の開閉動作のための動力を与える弾性部材を用いることにより、第１実施形態とは異なり、蓋部２１の開放を手動で行う必要がない。具体的には、第２実施形態では、弾性部材としてねじりばね８１を設けている。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、第１実施形態と同様な作用を有する構成要素の説明は省略している。

図２は、本発明の第２実施形態に係る収納ボックス２の概略構成を表し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。収納ボックス２では、コイル状のねじりばね８１が回転案内部３１上に設けられている。具体的には、ねじりばね８１の内周面を回転案内部３１が貫通し、ねじりばね８１の一端部は蓋部２１の下面に当接し、他端部は載置部２１に設けられたストッパ８２により固定されている。この場合、回転案内部３１は、ねじりばね８１の案内部材として機能する。

このように設けられたねじりばね８１は、蓋部２１を開放する方向へ付勢する。これにより、蓋部２１のロック機構を解除すると、蓋部２１は自動的に開放され、その開放方向にトルクが働く。この場合、発電部５１は、ねじりばね８１により蓋部２１へ与えられる動力を利用して発電し、照明部６１は、発電部５１の発電により得られた電力によって点灯する。

ここで第２実施形態では、第１実施形態と同様に、発電部５１の回転軸５１Ａの回転方向は、その回転により得られた電力が蓄電回路５２のキャパシタ７２に蓄えられるような所定方向（蓋部の開放方向）に設定されている。これにより、発電部５１は、制動力を蓋部２１の開放動作に対して発生させることができる。これにより第２実施形態では、第１実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。

（３）変形例
上記実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば上記実施形態では、蓄電回路５２の整流素子７１によって、電力が得られる蓋部２１の回動方向を開放方向に設定したが、 電力が得られる蓋部２１の回動方向を閉塞方向に設定してもよい。

１，２…収納ボックス、１１…収納部、２１…蓋部、５１…発電部（発電手段）、５２…蓄電回路、６１…照明部、７１…整流素子、８１…ねじりばね（弾性部材、ばね）

Claims (8)

1. 収納部と、
   前記収納部を閉塞する蓋部と、
   前記収納部の内部を照明する照明手段と、
   前記蓋部の開閉動作時のエネルギーを利用して発電する発電手段とを備え、
   前記照明手段は、前記発電手段の発電により得られた電力によって点灯することを特徴とする収納ボックス。
2. 前記蓋部の開閉動作のための動力を与える弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の収納ボックス。
3. 前記弾性部材としてばねが用いられることを特徴とする請求項２に記載の収納ボックス。
4. 前記発電手段は蓄電回路を有し、
   前記蓄電回路は、前記蓋部の一回の開放動作時または閉塞動作時の前記発電手段の発電により得られた電力を蓄え、
   前記照明手段は、前記一回の動作終了後から所定時間以上、所定照度で点灯することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の収納ボックス。
5. 前記収納部の内部は、前記照明手段による点灯によって、１０ｌｘ以上の照度で、３０秒間以上照明されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の収納ボックス。
6. 前記蓄電回路は整流素子を備え、
   前記整流素子の整流作用によって開放動作時および閉塞動作時のいずれかに制動力が加えられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の収納ボックス。
7. 前記照明手段は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の収納ボックス。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の収納ボックスに適用される照明装置において、
   前記照明手段と前記発電手段とを備えたことを特徴とする照明装置。

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