JP2019117714A - 筒状体 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部からの電力が必要ない、照明機能を備えた筒状体を提供する。【解決手段】長尺基材11と、第1光透過性カバー12と、第2光透過性カバー13と、長尺基材11に収容される太陽電池モジュール14と、長尺基材11に収容される照明15と、長尺基材11に収容される蓄電池16と、長尺基材11に収容される制御部17とを備えた手摺本体(筒状体)10。手摺本体10の断面形状は円形を呈している。また手摺本体10の両端には、蓋材18が取り付けられている。【選択図】図2

Description

本発明は、照明機能を備えた筒状体に関する。
車道と歩道との間の仕切りとして設けられる防護柵や、歩道に沿って設けられる柵型の手摺が知られている。
しかし、街灯などのない場所において、防護柵または手摺は夜間見えにくい。また歩道も歩きにくい。
このようなニーズに対して、例えば、特許文献1には、防護柵の水平に固定されたパイプの外周面に発光部材を設けたものが開示されている。また、特許文献2には、透明または半透明の中空円筒パイプにLED素子を設けた表示灯が開示されている。
特開2003−27438号公報 特開2005−266497号公報
しかし、特許文献1及び特許文献2も、パイプの外部から電力を供給する必要がある。そのため、電線から繋ぐ場合は設置が煩雑になる。また外部に設けた太陽電池から電源を供給する場合は太陽電池の設置場所が問題となる。さらに電池から電源を供給する場合その電池の交換が煩雑になる。
本発明は、外部からの電力が必要ない、照明機能を備えた筒状体を提供することを目的としている。
本発明の筒状体は、長手方向に沿って延びる第1収容部及び第2収容部を有する長尺基材と、前記第1収容部との間に第1空間が形成されるように、前記長尺基材に固定される第1光透過性カバーと、前記第2収容部との間に第2空間が形成されるように、前記長尺基材に固定される第2光透過性カバーと、前記第1収容部に収容される太陽電池モジュールと、前記第2収容部に収容される照明と、前記太陽電池モジュールにより発生した電力を蓄電して前記照明に電力を供給する蓄電池とを備えていることを特徴としている。
この筒状体は、道路、階段や坂などに沿った柵等の一部に、設置面に略水平に組み込むものである。
本発明の筒状体は、太陽電池パネル等の太陽電池モジュールと、照明と、蓄電池とを備えているため、外部電力を必要とすることなく、筒状体に沿って、その周囲を照らすことができる。つまり、太陽電池モジュールを収容した第1収容部を太陽側に向けることにより、その第1収容部を閉じる第1光透過性カバーを介して太陽電池モジュールに太陽光を当てることができ、効率よく発電させることができる。一方、照明は、所定の方向に第2光透過性カバーを介して外部に光を照射することができる。
本発明の筒状体であって、前記第2収容部が第1収容部と反対側に開口しているものが好ましい。ここで第1収容部と反対側とは、第1収容部を鉛直方向上側に向けたとき、鉛直方向下側に対して90度以下の角度をもった方向をいう。この場合、例えば、本発明の筒状体を、横パイプとして第1収容部が上方に向くように防護柵や柵型手摺に組み入れることにより、第2収容部は反対側の下方を向く。そのため、防護柵又は柵型手摺に沿った歩道や車道等の通路面を照らすことができる。
本発明の筒状体であって、断面形状が円形であるものが好ましい。例えば、本発明の筒状体を防護柵や柵型手摺の横パイプの代わりに用いたとき、歩行者が筒状体を掴みやすい。
本発明の筒状体を用いた柵型手摺を示す正面図である。 図2aは図1の手摺本体(本発明の筒状体の第1の実施形態)を示す側面図であり、図2bはそのX−X線断面図である。 図3aは図2aの長尺基材を示す断面図であり、図3bはその一部拡大図である。 図4aは図2aの第1光透過性カバーを示す断面図であり、図4bはその一部拡大図であり、図4cは第1光透過性カバーと第1収容部とのシール構造を示す他の実施形態である。 図5aは図2aの長尺基材を示す断面図であり、図5bは図2aの第2光透過性カバーを示す断面図である。 図6aは図2aの蓋材を示す側面図であり、図6bはそのY−Y線断面図である。 本発明の第2の実施形態を示す断面図である。
図1に本発明の筒状体を用いた柵型手摺100を示す。柵型手摺100は、屋外に固定されるものであり、2本の支柱101と、それぞれの支柱の上部で水平方向に支持される手摺本体(実施形態の筒状体)10と、それぞれの支柱の中間部で水平方向に支持されるパイプ102とを有する。支柱101及びパイプ102は、従来公知のものである。支柱101には、手摺本体10及びパイプ102を取り付けるブラケット(図示せず)が設けられている。
手摺本体10は、太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールと、その電力を蓄電する蓄電池と、その蓄電池の電力によって発光する照明と、日中に太陽電池モジュールの発電電力を蓄電池に蓄電させ、夜間に蓄電池の電力を用いて照明を発光させる制御部とを備えている。そのため、手摺本体10は、従来公知の柵型手摺に、照明機能を与えることができ、柵型手摺に沿った歩道を照らすことができる。
手摺本体10は、図2に示すように、長尺基材11と、第1光透過性カバー12と、第2光透過性カバー13と、長尺基材11に収容される太陽電池モジュール14と、長尺基材11に収容される照明15と、長尺基材11に収容される蓄電池16と、長尺基材11に収容される制御部17とを備えている。手摺本体10の断面形状は円形を呈している。また手摺本体10の両端には、蓋材18が取り付けられている。後述するように、蓋材18は支柱101のブラケットで兼ねてもよい。
手摺本体10の大きさは、径が20〜100mm、好ましくは30〜80mmである。
長尺基材11は、図3aに示すように、長手方向に沿って延びる第1収容部21及び第2収容部26を有する筒状のものである。詳しくは、長尺基材11の断面が、手摺本体10の断面の円中心から鉛直方向上側の点を中心とした第1円弧A1および手摺本体10の断面の円中心から鉛直方向下側から45度の点を中心とした第2円弧A2を手摺本体10の断面の円から切欠いた形状を構成する2つの円弧状の第1枠11a1(図3aの左側)及び第2枠11a2(図3aの右側)と、第1枠の一方の端部(図3aの上方の端部)と第2枠の一方の端部(図3aの上方の端部)を第1円弧A1の代わりに連結する第1収容部21と、第1枠の他方の端部(図3aの下方の端部)と第2枠の他方の端部(図3aの下方の端部)を第2円弧A2の代わりに連結する第2収容部26とから構成されている。第1収容部21は鉛直方向上側に開口あるいは向いている。第2収容部26は鉛直方向下側に対して45度の角度を持った方向に開口あるいは向いている。
第1円弧A1の角度α1は、第2円弧A2の角度α2より大きい。例えば、手摺本体10を円筒状とする場合、第1円弧A1の角度α1は、45〜180度、好ましくは90〜180度である。45度より小さいと、第1収容部21内に収容される太陽電池モジュールに当たる太陽光の時間が小さくなる。180度より大きくても太陽電池モジュールに当たる太陽光の時間はあまり変わらない。第2円弧A2の角度α2は、照明の目的によって適宜選択することができる。例えば、ある一定の方向を照らす場合は、5〜90度、好ましくは25〜90度である。
第2収容部26の開口方向は、第1収容部21と重ならなければ特に限定されない。しかし、筒状体を手摺や防護柵に用いる場合、第2収容部26は、第1収容部21の反対側に開口させるのが好ましい。つまり、第1収容部21の中心を鉛直方向上側に開口せたとき、第2収容部26の中心が鉛直方向下側に対して角度をもった方向に開口しているのが好ましい。この場合、夜間において手摺に沿って設けられた歩道や車道を照らすことができる。
長尺基材11は、スチール、アルミニウム等の金属、あるいは、硬質の合成樹脂から成形される。強度の面から金属の金属押出形材、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出形材が好ましい。
第1収容部21は、長手方向に延びる第1基部22と、その第1基部の両側に沿って設けられる一対の第1係止部23とを有する。第1収容部21は太陽電池モジュール14を収容する。また第1収容部21には第1光透過性カバー12が連結される。一対の第1係止部23は、第1基部22を中心として左右対称に設けられている。
この第1収容部21の説明において、第1収容部21を半分に切断する鉛直面F1(手摺本体10の断面の円中心を通る)を中心に、鉛直面F1に近づく方向を内側、鉛直面F1から遠ざかる方向を外側とする。
第1基部22は、太陽電池モジュール14を装着する部位である。詳しくは、長手方向に延びる凹部22bを備えており、凹部22bを覆うように太陽電池モジュール14が装着される(図2b参照)。なお、太陽電池モジュール14と凹部22bによって形成される空間には、放熱材や接着剤などが充填される(図2b参照)。また凹部22bには、太陽電池モジュール14と制御部17とを電気的に連通するリード線を通す連通孔22aが形成されている。
第1係止部23は、図3bに示すように、長手方向に延びる嵌入溝23aと、その嵌入溝23aの底近辺に嵌入溝23aの内壁23a1から内側に延びる係止溝23bとを有する。また嵌入溝23aの外壁23a2は、内壁23a1より低くなっており、外壁23a2の上端から外側に延びる平面部23cが形成されている。この平面部23cと、第1枠11a1の端部(あるいは第2枠11a2の端部)とで、長手方向に延びるシールポケットCPを形成する。
次に、第1収容部21に連結される第1光透過性カバー12について説明する。
第1光透過性カバー12は、図4aに示すように、長尺状のカバー本体31と、そのカバー本体の下面から突出する一対の第1脚部32とを有する。第1光透過性カバー12は、透光性の合成樹脂の押出成形体からなる。特に、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂の押出成形体からなるものが好ましい。
カバー本体31の断面は、長尺基材11の断面で切欠いた第1円弧A1と実質的に同じ大きさの円弧状の板材である。凸側が上面であり、凹側が下面となる。このように湾曲させることにより、第1収容部21の第1基部22に太陽光を効率よく集めることができる。
カバー本体31の厚みは、0.8〜10mm、好ましくは1〜5mmである。
このカバー本体31の説明において、カバー本体31を半分に切断する鉛直面F1(前述の第1収容部21を半分に切断する鉛直面と同一面)を中心に、鉛直面F1に近づく方向を内側、鉛直面F1から遠ざかる方向を外側とする。
第1脚部32は、図4bに示すように、カバー本体31の側縁から若干内側に入った部位から下側に向かって延びている。第1脚部32の下端には、長尺基材の第1収容部の第1係止部と係合する第1係止片32aが形成されている。詳しくは、第1係止片32aは、下端から内側に拡がる傾斜するテーパ部32a1と、その上端から水平方向外側に延びる係止段部32a2とを備えている。
また第1脚部32は、第1脚部32の基端近辺を中心として第1係止片32aが内外方向、特に外側に移動可能に弾性変形する。
なお、一対の第1脚部32は、鉛直面を中心として左右対称に設けられている。一対の第1脚部32の間は、第1基部22の一対の嵌入溝23aと実質的に同じ距離となっている。
次に、第1光透過性カバー12と長尺基材11との固定構造について説明する。
第1光透過性カバー12と長尺基材11の第1収容部21との固定構造は、第1光透過性カバー12の第1脚部32と、第1収容部21の第1係止部23の嵌入溝23aとによって形成される。詳しくは、第1光透過性カバー12を、第1収容部21の上方から下降させることにより、第1脚部32のテーパ部32a1が嵌入溝23aの内壁23a1の上端と当接する。第1光透過性カバー12をさらに下降させることにより、テーパ部32a1が嵌入溝23aの内壁23a1の上端を滑り、それと同時に第1脚部32が外側に弾性変形し、第1脚部32が嵌入溝23a内に挿入される。第1脚部32の第1係止片32aが第1係止部23の係止溝23bと係合すると同時に、第1脚部32の弾性が解放される。このように長尺基材11の第1収容部21の上から下方に移動させるだけで、簡単に取り付けることができる。
なお、長尺基材11の一方の端部から第1収容部21の嵌入溝23a内に第1光透過性カバー12の第1脚部32を挿入し、長尺基材11の他方の端部までスライドさせてもよい。しかし、手摺本体10が長くなれば、長くなるほど、その作業は煩雑になる。また、その場合、後述するように液体のシール剤25を用いると、長尺基材11の他方の端部からシール剤25が押し出されてしまう。
また第1光透過性カバー12と第1係止部23との固定構造は、上記に限定されるものではない。例えば、第1収容部21に上方に延びる脚部も設け、第1光透過性カバー12にそれを受ける溝等を設けてもよい。その際、上記実施形態のように、第1光透過性カバー12を長尺基材11の第1収容部21の上方から下方に移動させ、第1光透過性カバーおよび長尺基材の係止部同士がクリップ嵌合することにより固定構造を形成するものが好ましい。さらに、第1光透過性カバーおよび第1収容部の係止部同士を接着剤等で固定してもよい。
次に、第1光透過性カバー12と長尺基材11との間に設けられた長手方向に延びるシール構造について説明する。
第1光透過性カバー12と長尺基材11の第1収容部21との間のシール構造は、第1収容部21の第1係止部23の平面部23cと、第1枠11a1の端部(あるいは第2枠11a2の端部)とによって構成されるシールポケットCPに充填される液状のシール剤25(特に、シリコーン系のシール剤)によって形成される。詳しくは、図2bに示すように、第1光透過性カバー12の第1脚部32を、シール剤25が充填されるシールポケットCPを介して嵌入溝23a内に挿入することにより、長手方向に延びるシールポイントが形成される。
しかし、第1収容部21と第1光透過性カバー12との間のシール構造は、長手方向に連続して設けられていれば、上記に限定されるものではない。例えば、平面部23cから嵌入溝23aの内壁23a1まで延びて、嵌入溝23aを閉じるシリコーンゴム等のエラストマー製のガスケットシートを支持させてもよい。また、図4cに示すように、第1光透過性カバー12のカバー本体31の端部の下面と、第1枠11a1(または第2枠11a2)との間にガスケットシート25aを設けてもよい。
このように構成されているため、第1光透過性カバー12を長尺基材11の第1収容部21の上方に取り付けることにより、長尺基材11と第1光透過性カバー12との間に第1空間S1(図2参照)が形成され、かつ、太陽電池モジュール14を装着した第1基部22を第1空間S1内に閉じることができる。
また第1光透過性カバー12と長尺基材11とを連結させた後は、長尺基材11の枠の外周面と、第1光透過性カバー12のカバー本体31の外周面とで一つの大きな円弧が形成される。そのため、美観に優れている。
次に、第2収容部26と第2光透過性カバー13の説明をする。
これらの説明において、図5a、図5bに示すように、第2収容部26の開口している方向(手摺本体の断面の半径方向外側)を上方、その反対方向(手摺本体の断面の半径方向内側)を下方とする。また、第2収容部26及び第2カバー本体41を半分に切断する中心面F2を中心に、中心面F2に近づく方向を内側、中心面F2から遠ざかる方向を外側とする。
第2収容部26は、長手方向に延びる第2基部27と、その第2基部の両側に第2基部に沿って設けられる一対の第2係止部28とを有する。一対の第2係止部28は、第2基部27を中心に左右対称に設けられている。第2収容部26は、照明15を収容する。
第2基部27は、照明15を装着する部位である。また第2基部27には、照明15と制御部17とを電気的に連通するリード線を通す連通孔27aが形成されている。
第2係止部28は、第2基部27の両側端に上方に延びる一対の側壁28aと、その側壁28aの下部近辺に外側に向かって延びる係止溝28bとを有する。
第2光透過性カバー13は、図5bに示すように、長尺状の第2カバー本体41と、そのカバー本体の内面から突出する一対の第2脚部42とを有する。第2光透過性カバー13も、第1光透過性カバー12と同様に、透光性の合成樹脂の押出成形体からなる。特に、ポリカーボネート、アクリル樹脂の押出成形体からなるものが好ましい。
第2カバー本体41の断面は、長尺基材11の断面で切欠いた第2円弧A2と実質的に同じ大きさの円弧形状の板材である。凸側が外面であり、凹側が内面となる。第2カバー本体41の厚みは、0.5〜5mm、好ましくは0.8〜3mmである。
第2脚部42は、第2カバー本体41の側縁から内側に入った部位から下側に向かって延びている。第2脚部42の下端には、長尺基材の第2係止部の係止溝28bと係合する第2係止片42aが形成されている。詳しくは、第2係止片42aは、下端から拡がるように傾斜するテーパ部42a1と、その上端から水平方向側縁側に延びる係止段部42a2とを備えている。また第2脚部42は、第2脚部42の基端近辺を中心として第2係止片42aが内外方向、特に内側方向に移動可能に弾性変形する。
第2光透過性カバー13と長尺基材11の第2収容部26との固定構造は、第2光透過性カバー13の第2脚部42と、第2収容部26の第2係止部28の係止溝28bとによって形成される。つまり、第2光透過性カバー13を、長尺基材11の第2収容部26の上方から下方に移動させるだけで、第2脚部42は、弾性変形させながら第2収容部26内に挿入し、第2脚部42の第2係止片42aと係止溝28bとが係合することにより、第2光透過性カバー13は第2収容部26と連結する。
第2光透過性カバー13を長尺基材11との固定構造も、上述するように、第2光透過性カバー13を長尺基材11の上方から下方に移動させ、第2光透過性カバーおよび長尺基材の係止部同士がクリップ嵌合することにより形成するものが好ましい。しかし、第1光透過性カバー12と長尺基材11の第1係止部23との固定構造と同様に、その固定構造は特に限定されない。接着剤等で固定してもよい。
このように構成されているため、第2光透過性カバー13を長尺基材11の第2収容部26の上方に取り付けることにより、長尺基材11と第2光透過性カバー13との間に第2空間S2(図2参照)を形成し、かつ、第2基部27を第2空間S2内に閉じることができる。
また第2光透過性カバー13と長尺基材11とが連結されると、長尺基材11の第1枠及び第2枠の外周面と、第2光透過性カバー13の第2カバー本体41の外周面とで、一つの円弧を形成し、美観に優れている。
この実施形態では、第2収容部26と第2光透過性カバー13との間には、シール構造を設けていない。これは第2収容部26が下方に向かって開口しているため、水分が入りにくいためである。しかし、照明を水分から保護するべく、第2収容部26と第2光透過性カバー13との間にシール構造を設けてもよい。
太陽電池モジュール14は、基板と、その基板に配置されるソーラーセルとを有する。太陽電池モジュール14の面積は、使用する照明に応じて選択すればよい。例えば、天候によって電力生成が左右されること、蓄電池を充填することにより電力のロスがあることを考慮して、照明によって一日で消費される電力とよりも大きな電力を発電できるようにする。
照明15としては、LED、蛍光灯、電球等の電力によって発光するものが挙げられる。特に、太陽電池モジュールで発電した電力を使用することを考えると、電力消費量の小さいLEDが好ましい。
蓄電池16は、太陽電池モジュール14で発電した電力を蓄電する。その容量は、太陽電池モジュール14で一日に生産できる電力を蓄電できるようにする。蓄電池16は、長尺基材11の内部空間に設けている。しかし、その配置場所は特に限定されず、第1収容部21または第2収容部26に配置してもよい。
制御部17は、日中に太陽電池モジュールの発電電力を蓄電池に蓄電させ、夜間に蓄電池の電力を用いて照明を発光させる。例えば、周囲の照度によって日中と夜間の切り替えと行う。また、タイマーによって自動的に切り替えを行うようにしてもよい。さらに、夜間において、人や車等が近づいてくることをセンサ等で察知させて、察知した場合に所定時間照明を点灯するようにしてもよい。制御部17は、長尺基材11の内部空間に設けている。
蓋材18は、図6に示すように、有底筒状を呈し、底部18aの表面に円板状のシール材18b設けられている。この蓋材18は、長尺基材11の端部に被せることにより、長尺基材11内を密封する。詳しくは、蓋材18を長尺基材11の端部に被せることにより、第1枠、第2枠、第1基部、第2基部の端部がシール材18bと当接し、それぞれの空間が密封される。蓋材18の長尺基材11への固定方法は、蓋材18を長尺基材11に取り付けた後、蓋材18の筒部を長尺基材11に嵌合させて固定する。しかし、その固定方法は、特に限定されない。例えば、連結後、蓋材18の筒部の一部をカシメてもよく、接着剤等を使用してもよい。なお、前述したように、支柱101のブラケットによって手摺本体10の空間S1、S2の両端を閉じてもよい。
実施形態の筒状体(手摺本体10)は、屋外の防護柵や柵型手摺等に用いることにより、防護柵や柵型手摺等に照明機能を与えることができる。さらに、太陽電池モジュール、蓄電池、制御部を内部に備えているため、外部電力を必要とせず、取り付けも簡単である。さらに、長尺基材11と、第1光透過性カバー12と、第2光透過性カバーとを連結することにより、円筒状となるため、美観にも優れている。
なお、筒状体の断面形状は他の形状を呈してもよい。例えば、図7に示す第2の実施形態の手摺本体10aのように断面が三角形や多角形であってもよい。この場合、蓋材18や支柱のブラケットもその手摺本体10aに応じた形状を呈する。他の構成は、図1の手摺本体10と実質的に同じである。
A1 第1円弧
A2 第2円弧
F1 鉛直面
F2 中心面
S1 第1空間
S2 第2空間
10 手摺本体
10a 手摺本体
11 長尺基材
11a1 第1枠
11a2 第2枠
11b 第2枠
12 第1光透過性カバー
13 第2光透過性カバー
14 太陽電池モジュール
15 照明
16 蓄電池
17 制御部
18 蓋材
18a 底部
18b シール材
21 第1収容部
22 第1基部
22a 連通孔
22b 凹部
23 第1係止部
23a 嵌入溝
23a1 内壁
23a2 外壁
23b 係止溝
23c 平面部
24 段部
25 シール材
25a シール材
26 第2収容部
27 第2基部
27a 連通孔
28 第2係止部
28a 側壁
28b 係止溝
31 第1カバー本体
32 第1脚部
32a 第1係止片
32a1 テーパ部
32a2 係止段部
41 第2カバー本体
42 第2脚部
42a 第2係止片
42a1 テーパ部
42a2 係止段部
100 柵型手摺
101 支柱
102 パイプ

Claims (3)

  1. 長手方向に沿って延びる第1収容部及び第2収容部を有する長尺基材と、
    前記第1収容部との間に第1空間が形成されるように、前記長尺基材に固定される第1光透過性カバーと、
    前記第2収容部との間に第2空間が形成されるように、前記長尺基材に固定される第2光透過性カバーと、
    前記第1収容部に収容される太陽電池モジュールと、
    前記第2収容部に収容される照明と、
    前記太陽電池モジュールにより発生した電力を蓄電して前記照明に電力を供給する蓄電池とを備えている、
    筒状体。
  2. 前記第2収容部は第1収容部の反対側に開口している、
    請求項1記載の筒状体。
  3. 断面形状が円形である、
    請求項1記載の筒状体。
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