JP3030191B2 - 自発光式標識 - Google Patents

自発光式標識

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JP3030191B2
JP3030191B2 JP5271802A JP27180293A JP3030191B2 JP 3030191 B2 JP3030191 B2 JP 3030191B2 JP 5271802 A JP5271802 A JP 5271802A JP 27180293 A JP27180293 A JP 27180293A JP 3030191 B2 JP3030191 B2 JP 3030191B2
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layer capacitor
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正人 米澤
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自発光式標識に関する
ものであって、特に交通標識、視線誘導標、道路鋲等の
道路標識または看板、サイン等の広告や案内標識等とし
て好適に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、LED等の発光体を点灯また
は点滅させ、夜間における標識の視認性を高めた自発光
式標識が広く用いられている。該発光体の電源には商用
電源や太陽電池が使用されているが、商用電源を使用し
たものは、空中ケーブル等の配線、地下埋設配線工事等
の手間がかかるため、現在では設置の容易な太陽電池を
使用したものが主流となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の如
き太陽電池を使用した自発光式標識においても、以下の
如き問題があった。すなわち太陽電池を使用したもの
は、昼間発生した太陽電池の電力を一旦充電装置に充電
させ、夜間、その充電電力により発光体を発光させてい
るが、この充電装置として従来は鉛蓄電池やNi−Cd
電池等の二次電池が使用されていたため、一定期間毎に
補水等が必要であり、またこれらの二次電池はサイクル
寿命は数年であることから、数年毎に交換する必要があ
る等、メンテナンスが煩わしかった。また快晴日が長く
続いて太陽電池の発生電力が多い場合、太陽電池から二
次電池への充電電流が二次電池の最大充電レベルを超え
ると余剰電力が無駄になり、また悪天候が長く続いて太
陽電池の発生電力が少ない場合、二次電池からの放電電
流が二次電池の過放電レベルを超えると全ての発光体が
動作しなくなる等の問題があった。
【0004】そこで本発明は、太陽電池を使用した自発
光式標識において、上記の如き問題を解決し、メンテナ
ンスをほとんど不要にし、また太陽電池の余剰電力の発
生や過放電による発光体の動作停止等を防止した自発光
式標識を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成としている。すなわち本発
明に係る自発光式標識は、太陽電池と、該太陽電池の発
生電力を充電する電気二重層コンデンサと、該電気二重
層コンデンサの充電電力により点灯または点滅される発
光体と、を有する自発光式標識であって、記電気二重
層コンデンサが複数個設けられると共に該電気二重層コ
ンデンサのそれぞれに少なくとも1個以上の発光体から
なる発光体ブロックが配設され、太陽電池の発生電力に
応じて前記電気二重層コンデンサが順に充電され、充電
された電気二重層コンデンサに配設された発光体ブロッ
クのみが点灯または点滅されるようになされたことを特
徴とするものである。
【0006】本発明に使用される電気二重層コンデンサ
は、従来の二次電池と較べて以下の如き特長を有してい
るものである。すなわち電気二重層コンデンサは充電電
圧の制御回路が不要であり、太陽電池の出力端子に電気
二重層コンデンサを直接接続して充電することができ、
また電気二重層コンデンサの充電電圧は、その充電電流
量に従って上昇するので、0ボルトから定格電圧間であ
ればよく、従って太陽電池の出力電圧は日照に比例して
不安定ではあるが、0ボルトから定格電圧まで、効率よ
く充電できる。また電気二重層コンデンサは、充電量と
端子電圧とがリニアな関係にあるので、充電量の検出が
容易であり、さらに補水等のメンテナンスが不要であ
り、また電気二重層コンデンサは内部化学反応を伴わな
いのでサイクル寿命が長く、交換等の手間が省け且つ経
済的である。
【0007】
【作用】本発明自発光式標識は、太陽電池の発生電力を
充電する充電装置として、電気二重層コンデンサを使用
しているので、従来の如き二次電池に較べて、構成が簡
単で充電効率が良く、また補水等のメンテナンスが不要
であり、さらに電気二重層コンデンサは内部化学反応を
伴わないのでサイクル寿命が長く、交換等の手間が省け
且つ経済的である。
【0008】また特に本発明に係る自発光式標識は、そ
れぞれに発光体ブロックが配設された複数の電気二重層
コンデンサが設けられ、太陽電池の発生電力に応じて各
電気二重層コンデンサが順に充電されると共に、充電さ
れた電気二重層コンデンサに配設された発光体ブロック
のみが点灯または点滅されるようになされているので、
充電電力量に見合っただけの数の発光体ブロックが動作
され、従って余剰電力の発生や過放電による動作停止が
防止される。すなわち快晴日が長く続いて太陽電池の発
生電力が多い場合は、多数の発光体ブロックが動作さ
れ、悪天候が長く続いて太陽電池の発生電力が少ない場
合は、少数の発光体ブロックが動作され、充電と放電の
バランスがうまく保たれている。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき具体的
に説明する。
【0010】図1は本発明を道路標識に適用した一実施
例を示す正面図である。図1において、太陽電池1が支
柱2の上端に取り付けられ、支柱2の下部には前記太陽
電池1の発生電力を充電する電気二重層コンデンサ3が
取付けられている。該電気二重層コンデンサ3は支柱2
内に取り付けられていてもよいが、本実施例ではコント
ロールボックス21内に取付られている。支柱2の中程
には標識体4が取付られ、該標識体4に、前記電気二重
層コンデンサ3によってそれぞれ点灯または点滅される
発光体Lが取り付けられている。該標識体4は図1の如
く発光体Lのみが取り付けられて形成されていてもよい
が、発光体Lにより適宜文字、図形等が形成されていて
もよく、さらに発光体Lと,従来の如き印刷等によりな
された表示や反射鏡面等が形成されていてもよい。
【0011】なお前記太陽電池1は、単結晶や多結晶の
シリコン結晶、アモルファス、化合物半導体からなるも
のが一般に使用されるが、特に限定されるものではな
い。また発光体Lとしては、一般にLED,エレクトロ
ルミネセンス等が使用される。また発光体Lおよび電気
二重層コンデンサ3の数は特に限定されず、標識の目的
と用途、使用される電気二重層コンデンサ3の容量等を
勘案して適宜決定される。
【0012】次に図2は本発明に係る自発光式標識の動
作の一実施例を示す回路図であり、図3は図2の充電制
御部の動作の一実施例を示すフローチャート図である。
本実施例では太陽電池1に第1、第2、第3の如く、3
個の電気二重層コンデンサ3が設けられ、その3個の電
気二重層コンデンサ3のそれぞれに少なくとも1個以上
の発光体からなる発光体ブロック5が配設されている。
【0013】各電気二重層コンデンサ3にはそれぞれオ
ンオフ機能を有する充電トランジスター6が配設され、
該充電トランジスター6のオンオフ動作は、充電制御部
7によって制御されている。すなわち充電制御部7によ
って、前記各電気二重層コンデンサ3の端子電圧が検知
され、いずれかの電気二重層コンデンサ3の端子電圧が
満充電電圧より低ければその電気二重層コンデンサ3の
充電トランジスター6がオンになって充電が開始され
る。そして端子電圧が満充電電圧になると充電トランジ
スター6がオフとなって充電が停止されて、次の電気二
重層コンデンサ3の充電が開始される。かようにして、
全ての電気二重層コンデンサ3を同時に充電するのでは
なく、第1の電気二重層コンデンサ3、第2の電気二重
層コンデンサ3、第3の電気二重層コンデンサ3へと順
に昼間の太陽電池1の発生電力に応じて充電されるよう
になされている。
【0014】この充電制御部7の動作を図3にて説明す
ると、まず第1の電気二重層コンデンサ3の端子電圧v
1 がその満充電電圧V1 より低ければ、該電気二重層コ
ンデンサ3の充電トランジスター6がオンとなり、該電
気二重層コンデンサ3に充電が開始される。そしてその
端子電圧v1 が満充電電圧V1 以上になれば、前記充電
トランジスター6がオフとなり、第1の電気二重層コン
デンサ3への充電が停止される。次に同様に第2の電気
二重層コンデンサ3の端子電圧v2 がその満充電電圧V
2 より低ければ、該電気二重層コンデンサ3の充電トラ
ンジスター6により今度は第2の電気二重層コンデンサ
3に充電が開始され、端子電圧v2 が満充電電圧V2
上になれば第2の電気二重層コンデンサ3への充電が停
止される。次いで同様に第3の電気二重層コンデンサ3
の端子電圧v3 を満充電電圧V3にするべく充電動作が
開始される。かようにして昼間の太陽電池1の発生電力
の全てが順次第1、第2、第3の電気二重層コンデンサ
3へと充電される。もしどれかの電気二重層コンデンサ
3が既に満充電電圧であれば、充電動作は満充電電圧以
下の他の電気二重層コンデンサ3へと移る。
【0015】次に図2に戻って、夜間等周囲が暗くなる
と、点灯開始装置8により周囲の暗さが感知されると共
にその感知信号に基づいて負荷トランジスター9がオン
となり、各電気二重層コンデンサ3に配設された発光体
ブロック5が点灯または点滅の動作をする。この場合、
充電された電気二重層コンデンサ3の発光体ブロック5
のみ動作し、太陽電池1の発生電力が不足して充電され
るまでに至らなかった他の電気二重層コンデンサ3の発
光体ブロック5は動作しないことは勿論である。そして
日照等により周囲が明るくなるとその感知信号に基づい
て負荷トランジスター9がオフとなり、全ての発光体ブ
ロック5の動作が停止すると共に、上記の如く電気二重
層コンデンサ3への充電動作が再び繰り返される。なお
本実施例では、3個の電気二重層コンデンサ3が設けら
れているが、電気二重層コンデンサ3の数は複数個であ
れば特に限定されず、それぞれの電気二重層コンデンサ
3の容量を勘案して適宜決定すればよいが、快晴日にお
ける太陽電池1の発生電力が全て充電でき、余剰電力が
発生しない程度の数とするのが好ましい。
【0016】なお点灯開始装置8において、周囲の暗さ
を感知する手段としては、光ダイオードや光電池等の照
度感知センサーが一般に使用されるが、前記太陽電池1
の発生電力の大きさにより感知してもよい。また1個の
発光体ブロック5を形成する発光体Lの数は特に限定さ
れず、標識の目的と用途、使用される電気二重層コンデ
ンサ3の容量等を勘案して適宜決定される。
【0017】次に図4は上記図2〜3にて説明した本発
明自発光式標識を道路標識に適用した一実施例を示す正
面図である。図4において、太陽電池1が支柱2の上端
に取り付けられ、支柱2の下部にはコントロールボック
ス21が取付られている。該コントロールボックス21
には、前記太陽電池1の発生電力を充電する3個の電気
二重層コンデンサ3、充電制御部7、充電トランジスタ
ー(図示せず)、点灯開始装置(図示せず)、負荷トラ
ンジスター(図示せず)とが取付けられている。そして
支柱2の中程には標識体4が取付られ、該標識体4は、
前記3個の電気二重層コンデンサ3によってそれぞれ点
灯または点滅される3個の発光体ブロック5が同心円形
状に取付られて形成されている。該標識体4は図4の如
く発光体ブロック5のみが形成されていてもよいが、発
光体ブロック5と、印刷等によりなされた表示や反射鏡
面等とが形成されていてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように本発明自発光式標識
は、太陽電池の発生電力を充電する充電装置として、電
気二重層コンデンサを使用しているので、従来の如き二
次電池に較べて、構成が簡単で充電効率が良く、また補
水等のメンテナンスが不要であり、さらに電気二重層コ
ンデンサは内部化学反応を伴わないのでサイクル寿命が
長く、交換等の手間が省け且つ経済的である。
【0019】また特に本発明に係る自発光式標識は、そ
れぞれに発光体ブロックが配設された複数の電気二重層
コンデンサが設けられ、太陽電池の発生電力に応じて各
電気二重層コンデンサが順に充電されると共に、充電さ
れた電気二重層コンデンサに配設された発光体ブロック
のみが点灯または点滅動作されるようになされているの
で、充電電力量に見合っただけの数の発光体ブロックが
動作され、従って余剰電力の発生や過放電による動作停
止が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自発光式標識の一実施例を示す正
面図である。
【図2】本発明に係る自発光性標識の動作の一実施例を
示す回路図である。
【図3】図1の充電制御部の動作の一実施例を示すフロ
ーチャート図である。
【図4】本発明に係る自発光式標識の一実施例を示す正
面図である。
【符号の説明】 1 太陽電池 3 電気二重層コンデンサ L 発光体 5 発光体ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09F 13/20 E01F 9/00 H02J 1/00 306

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池と、該太陽電池の発生電力を充
    電する電気二重層コンデンサと、該電気二重層コンデン
    サの充電電力により点灯または点滅される発光体と、を
    有する自発光式標識であって、前記電気二重層コンデン
    サが複数個設けられると共に該電気二重層コンデンサの
    それぞれに少なくとも1個以上の発光体からなる発光体
    ブロックが配設され、太陽電池の発生電力に応じて前記
    電気二重層コンデンサが順に充電され、充電された電気
    二重層コンデンサに配設された発光体ブロックのみが点
    灯または点滅されるようになされた自発光式標識。
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